JP2002341246A - 光源装置 - Google Patents

光源装置

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JP2002341246A JP2001150178A JP2001150178A JP2002341246A JP 2002341246 A JP2002341246 A JP 2002341246A JP 2001150178 A JP2001150178 A JP 2001150178A JP 2001150178 A JP2001150178 A JP 2001150178A JP 2002341246 A JP2002341246 A JP 2002341246A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人体の目に対して安全で、スイッチングが高
速な光源装置を提供する。 【解決手段】 光源装置は、単色又は多色で発光する１
以上のレーザ光源１と、レーザ光源１から直接又は集光
系２を介して入射された光束を拡散する（透過、反射又
は混合）ディフューザ３と、ディフューザ３から出射さ
れた拡散した光束を視準するコリメータと称する光学系
４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源としてレーザ
ダイオードを用い、光による無線通信に用いられる光源
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光による無線通信に関心が高まっ
ている。この理由としては、光通信で用いられる電磁波
の波長が法律で規制されていないこと、信頼性が高いこ
と、コストが安いことが挙げられる。また、光の直進性
により、外部への情報漏洩の可能性が低く、秘話性が高
い。光通信は、民生用電子機器で用いられるリモートコ
ントローラの通信手段として普及している。この種の通
信は、通常は一方向であり、通信速度も遅い。また、光
が伝わる経路が障害物で遮られないことが必要とされ、
人体の目に障害を及ぼさないように、出力と視準特性を
制限して露光レベルを低下させなければならない。この
ような制限のため、大多数の機器では、発光ダイオード
又は赤外線発光ダイオードが光源に用いられ、レーザダ
イオードが用いられることはあまりなかった。実際に、
発光ダイオードや赤外線発光ダイオードを用い、無線通
信で一般に必要とされるほぼ数十ミリワット以上のパワ
ーを発生させると、素子のスイッチング時間が比較的長
い（数ナノ秒程度）ため、伝送される光束の放射照度
（単位面積当りの放射パワー）だけでなく伝送速度も制
限される。これに対し、レーザダイオードは、スイッチ
ング時間と発生する放射パワーに関して明らかに有利で
あり、コスト面でも、ＭＤ、ＣＤなどの光ディスク用デ
バイスとして普及しているため有利である。ただし、無
線通信や照明のほとんどの分野で、レーザダイオードか
ら発した光束が人体の目に達し得る場合、光束の特性を
制限する（例えば、一般に、光束の放射照度を低下させ
る）必要がある。このような人体への影響を考慮し、レ
ーザ製品の安全性に関する欧州規格CENELEC EN 60825-1
(CEI 825-1:1993)と、欧州規格CENELEC EN 60825-2 (CE
I 825-2:1993)、国内規格JICS6802改定:1997、国際規格
IEC60825-2:1993において、最大許容露光レベルが規定
されている。最大許容露光レベルは、波長、光パルスの
持続時間と周波数、拡角又は視準された光源の種類など
の要因に依存している。
【０００３】放射照度は、適切なフィルタを用いて光束
を減衰させることで、制限範囲に収めることができる。
しかし、この方法によると、光学損失が非常に大きくな
る。また、放射照度を低下させることで、光学損失を大
きくすることなく、光束の断面積の拡大若しくは発散角
の拡角、又はこれら両方を行うことができる。光束が拡
角されると、必然的に放射照度は低下し、光束の遠視野
軸方向に伝送されるパワーは増加する。
【０００４】しかし、レンズやミラーを組み合わせた従
来の光学系で拡角した光束は、人体の目に対して安全で
はなくなる。これは、双眼鏡や望遠鏡などの光学機器
は、光束の拡角と逆の操作を行うので、このような機器
により光束が収束すると許容可能な露光レベルを超え得
るからである。したがって、このような光学機器を用い
て光束の観察すると危険である。さらに、このように光
束を拡角させると、発散角が小さくなり、広範囲の指向
許容誤差が必要とされる対象には適さなくなる。
【０００５】一方、放射照度はディフューザを用いて低
下させることもできる。ディフューザによると、光束の
断面積を変更することなく、光束の発散角を拡角するこ
とができる。光束のエネルギーは保存されるので、当然
に光束の平均放射照度（単位面積当り、単位立体角当り
の放射パワー）は低下する。光束が拡角すると、非発散
の場合より発散角が大きいので、光束の平均放射照度は
拡散点からの距離に伴い急速に低下する。このようにす
ると、光源から短距離でも欧州規格CENELEC EN60825-1
(CEI825-1:1993)、国内規格JISC6802改訂:1997、国際規
格IEC60825-1:1993の条件を満たすことができる。さら
に、このような方法によって、光束の平均放射照度が低
下すると、双眼鏡や望遠鏡のような光学機器を用いても
最大放射照度が制限されるため、観察もより安全にな
る。このことは、拡散したレーザ光束の（空間）コヒー
レンスの損失と関連している。これらのディフューザ
は、さまざまな方法で作成することができる。例えば、
屈折が生じる表面の法線方向を確率変数とみなせるよう
な、１つの面がつや消しの透過材料シートを用い、透過
ディフューザを作成することができる。このような法線
方向の確率分布関数とレーザ光束の強度分布から、拡散
後の強度分布を計算できる。計算を正確に行うために
は、大きな拡散に寄与するフレネル反射を考慮に入れる
必要がある。波長程度の不規則性があると、ディフュー
ザの出射強度分布を求めるためには波動光学を用いる必
要がある。このことは、ホログラムを用いて作成される
ディフューザに該当する。
【０００６】また、ディフューザとして、反射ディフュ
ーザを用いることができる。反射ディフューザは、つや
消し塗料を利用するだけで作成することができる。レー
ザ光がレフレクタに入射する発散角は小さいが、レフレ
クタから出射する反射角は大きい。積分球の内面コーテ
ィングとして用いられるような拡散の性質が良好なレフ
レクタは、ランバートパターンの反射強度で、すなわ
ち、対向する半球に等方的に光を反射する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディフュー
ザは、発散角を拡角することで放射強度を低下させるの
で、光束の発散は安全基準により決定されるという問題
がある。例えば、拡散点から１０ｃｍ離れた位置で放射
照度が最大許容を下回る必要がある（１０ｃｍは、欧州
規格CENELEC EN 60825-1(CEI 825-1:1993)、国内規格JI
SC6802改訂:1997、国際規格IEC60825-1:1993で規定され
た最小距離である）。このため、１／Ｃ（Ｃ＞１）倍だ
け放射照度を低下させることになり、発散角が一定であ
れば距離Ｄにおける放射照度はＣ＝Ｄ２（１０ｃｍ）２
のように低下する。この結果は、光束の発散が１０ｃｍ
の距離におけるディフューザの照明領域で画定された立
体角よりもかなり大きく、レーザ光束の放射照度を低下
させなければならない場合に対してほぼ正確である。こ
のように、空中を光が伝播すると、伝播損失が大きくな
るので、この方法は短距離でのみ有効である。
【０００８】ディフューザには、第２の問題がある。す
なわち、原理的に拡散によって光はランダムに散乱され
るので、強度分布は出射方向の関数として緩やかに変化
し、この依存性は制御することができない（粗面を基に
したディフューザの場合、強度はガウス分布する傾向が
ある）。一般に、所定の放出画角内にある人体の目に対
して安全性の基準を満たし、この範囲外にはまったく放
出しない（したがってレーザ出力の損失はない）ような
強度分布が望ましい。このように狭い範囲に鋭い強度を
有する分布は、ディフューザでは達成できず、ディフュ
ーザによると、一定の画角外にも一部の光束を出射し、
さらに画角内の強度も一定に保つことができない。した
がって、このような損失によってレーザ光の伝達効率は
低下する。
【０００９】本発明は、上述の実情に鑑みて提案される
ものであり、光束の発散角及び幅が制御され、短いスイ
ッチング時間を有する単色又は多色のインコヒーレント
光束を出射するような光源装置を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る光源装置は、レーザ光源と、レーザ
光源から出射された光を拡散するディフューザと、ディ
フューザで拡散された光を視準して出射するコリメータ
とを備える。
【００１１】すなわち、本発明に係る光源装置は、レー
ザ光源となる１以上のレーザダイオードと、１以上のデ
ィフューザと、１以上のディフューザから出射された光
を視準させるコリメータ視準光学系を備えている。この
視準光学系は、コリメータと称される。ディフューザ
は、レーザ光束がディフューザを透過して拡散される透
過ディフューザ、レーザ光束が反射して拡散される反射
ディフューザ、又はこれらを組み合わせた混合ディフュ
ーザのいずれであってもよい。反射ディフューザは、単
に鏡面反射係数よりも拡散反射係数がかなり大きいレフ
レクタである。レーザ光束は、ディフューザに向けて出
射される。光源装置は、ディフューザにレーザ光束を集
束させるような集光系を備えてもよい。集光系を用いる
と、ディフューザ上の放射照度の分布の制御が容易にな
る。レーザ光束は、ディフューザによって拡散された
後、コリメータによって視準される。通常、ディフュー
ザは、コリメータの焦点面に配置される。この場合、デ
ィフューザにおける放射照度の分布によって、装置全体
の強度分布が決定される。したがって、光源装置の強度
分布の形状と値は、レーザ光束の集光系を適切に設計す
ることで制御できる。また、出射画角は、ディフューザ
における照明領域を制限する絞りを用いるか、又はディ
フューザ領域を制限することで制御できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光源装置の実
施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】本発明は、単色光又は多色光を発するレー
ザ光源と、レーザ光源から出射された光束を拡散するデ
ィフューザと、ディフューザから出射された光束を視準
するコリメータと称する視準光学系とを備える、人体の
目に対して安全であり、スイッチングが高速な光源装置
である。ディフューザには、透過ディフューザ、反射デ
ィフューザ、又は透過ディフューザと反射ディフューザ
を組み合わせた混合ディフューザを用いることができ、
レーザ光源は、ディフューザに向けて直接に、又は集光
系を介して光束を入射する。
【００１４】図１は、本発明を適用した光源装置の概略
を示す図である。
【００１５】この光源装置は、レーザ光束を出射するレ
ーザ光源１と、レーザ光源１から入射された光束を集光
する集光系２と、集光系２で集光された光束を拡散する
透過ディフューザ３と、ディフューザ３で拡散された光
束を視準する視準光学系４、すなわちコリメータとを備
えている。
【００１６】図２は、本発明を適用した光源装置の具体
例を示す図である。
【００１７】この光源装置は、レーザ光源１と、単レン
ズで構成された集光系２と、透過ディフューザ３と、単
レンズで構成された視準光学系４とを備えている。
【００１８】レーザ光束を視準するために、集光系を用
いる必要は必ずしもない。これは、ディフューザの照明
領域がコリメータによって必要とされるように、レーザ
光源からディフューザまでの距離を正確に調節できるか
らである。
【００１９】図３は、集光系を備えない光源装置の具体
例を示す図である。
【００２０】この光源装置は、レーザ光源１と、反射デ
ィフューザ３と、放物面鏡で構成された視準光学系４と
を備えている。この光源装置では、レーザ光源１を出射
したレーザ光束は、集光系を介することなく反射ディフ
ューザ３に直接に入射している。
【００２１】ディフューザは、必ずしもレーザ光束の軸
方向に垂直な平面内にある必要はない。実際、ディフュ
ーザが、法線が入射レーザ光束の軸方向と任意の角度を
有する平面内にある場合、多くの半導体レーザに共通す
る非点収差を補正することができる。
【００２２】最も製作が容易で、最も安価なディフュー
ザは、ランバートディフューザ又は準ランバートディフ
ューザである。これらのディフューザの一点に入射する
光は、この点でディフューザに接する接平面により画定
される２つの半球の１つに等方的に拡散される。反射デ
ィフューザの場合、光は、ディフューザ上の入射方向を
含む半球に拡散される。透過ディフューザの場合、光
は、もう１つの半球に拡散される。一般に、拡散された
光の一部が反射されるため、効率の高い透過ディフュー
ザを実現することは困難である。効率的な反射ディフュ
ーザの実現は容易である。いずれの場合も、２０００年
３月１６日に米国特許商標庁に出願された米国特許仮出
願第６０／１９０,１３０号（「設計方法と非常に小型
で高効率の光学非画像コンセントレータ、コリメータ及
びカプラに用いる方法から導出された装置（Method of
Design and Apparatus Derived From Method for Ultra
Compact, High Efficiency, Optical Non-imaging Con
centrators, Collimators and Couplers）」）に記載さ
れた光学系をコリメータとして用いると非常に有効であ
る。これらの光学系は、ランバートディフューザを用い
る場合、等方的に拡散された光を視準するため効率よ
い。さらに、これらの光学系は、非常に簡単で小型であ
る。
【００２３】図４は、上述の米国特許仮出願第６０／１
９０，１３０号に記載されたコリメータの１つを用いる
光学装置の具体例を示す図である。
【００２４】このコリメータは、ＲＸと称される。図４
に示す光源装置は、レーザ光源１と、単レンズで構成さ
れた集光系２と、反射ディフューザ３と、視準光学系を
構成するＲＸ４とを備えている。ＲＸ４は、反射面５と
屈折面６とを有する単一の構造体として構成されてい
る。反射ディフューザ３で拡散された光束は、反射面５
で反射され、屈折面６で屈折されて視準される。図４に
示す具体例では、集光系２はコリメータ４に組み込まれ
ているため、ディフューザ、集光系及び視準光学系が、
単一の構造体を構成している。なお、単一の構造体の一
部が鏡面レフレクタでコーティングされ、他の表面にデ
ィフューザが取り付けられていてもよい。
【００２５】図５は、上述した米国特許仮出願第６０／
１９０，１３０号に記載されているＲＸＩコリメータを
用いる光源装置の具体例を示す図である。
【００２６】この光源装置は、レーザ光源１と、単レン
ズで構成された集光系２と、透過ディフューザ３と、視
準光学系を構成するＲＸＩ４とを備えている。ＲＸＩ４
は、後方部分に反射面５と前方部分にわずかな鏡面反射
領域５と、内面反射によりレフレクタとしても作用する
屈折面６とを有する単一の構造体として構成されてい
る。透過ディフューザ３で拡散された光束は、反射面５
の前方部分と、この時点で内面反射によりレフレクタと
して作用する屈折面６とにより反射される。このように
反射した後、光束は、反射面５の後方部分によって反射
され、屈折面６により屈折されて視準される。図５に示
す具体例では、ディフューザと視準光学系が、単一の構
造体を構成している。なお、この具体例では、単一の構
造体における表面の一部が鏡面レフレクタでコーティン
グされ、別の表面にディフューザが取り付けられていて
もよい。
【００２７】図６は、ディフューザと視準光学系が単一
の構造体を構成している光源装置の具体例を示す図であ
る。
【００２８】この光源装置は、レーザ光源１と、単レン
ズで構成された集光系２と、透過ディフューザ３と、視
準光学系を構成するＲＸＩ４とを備えている。
【００２９】例えば、クラス１の安全基準に準拠し、波
長λ＝７８０ｎｍを用いて通信を接続すると想定する。
ここで、クラス１とは、安全基準の内でもっとも安全な
ものであり、予測可能なあらゆる使用状況におけるレー
ザ製品の安全性を保証するものである。この通信接続で
は、人体の目への露光時間が欧州規格CENELEC EN 60825
-1(CEI 825-1:1993)、国内規格JISC6802改訂:1997、国
際規格IEC60825-1:1993において許容された最大値（ｔ
＝３００００ｓ）に達する場合を想定し、光源装置が発
散角θ＝６０ｍｒａｄである必要がある。
【００３０】光源装置から出射される最大許容パワーを
以下の２つの場合について比較する。（１）発光器が、
レーザと、発散角を特定の値θに調節するための従来の
レンズとからのみなる場合と、（２）図４に示す光源装
置が、出射開口径が２０ｍｍでランバートディフューザ
を用いて使用される場合である。比較を行うために、欧
州規格CENELEC EN 60825-1(CEI 825-1:1993)、国内規格
JISC6802改訂:1997、国際規格IEC60825-1:1993に規定さ
れているように、発散角θ＝６０ｍｒａｄで回転対称性
を有するガウス強度の遠視野像が両方の場合で発生し、
完全な角度θ＝６０ｍｒａｄを画定する発光器上に中心
がある円錐が、光源装置から出射された遠視野パワーの
６３％を囲むものとする。
【００３１】欧州規格CENELEC EN 60825-1(CEI 825-1:1
993)、国内規格JISC6802改訂:1997、国際規格IEC60825-
1:1993は、最大安全露光レベルだけでなく、この露光レ
ベルの測定条件も規定している。ｔ＝３００００ｓ及び
λ＝７８０ｎｍのクラス１の安全基準では、光源装置か
ら距離ｒ＝１０ｃｍ離れた位置でパワーを測定する。パ
ワーを測定するセンサのサイズとパワーの最大値（被爆
放出限界（Accessible Emission Limit：ＡＥＬ）と呼
ばれる。）は共に、発光器から距離ｒ＝１０ｃｍの位置
での光源の角の大きさαに依存する。このような光源の
角の大きさは、（２）の場合の光源装置における発散角
θと一致するが、（２）の場合の光源装置では、ガウス
レーザ光束を想定すると、その距離で光束の最大狭帯域
を発生する角の大きさが与えられる。発散とガウス光束
の最大狭帯域との間の基本的な関係を用いて、以下の式
が得られる。
【００３２】 α（光源装置１）＝２ｔａｎ−１（λ/πｒθ）＝４１．３μｒａｄ α（光源装置２）＝６０ｍｒａｄ （１） 欧州規格CENELEC EN 60825-1(CEI 825-1:1993)、国内規
格JISC6802改訂:1997、国際規格IEC60825-1:1993による
と、α＜１．５ｍｒａｄの値を有する光源（光源装置１
の場合を含む）は、あらゆる露光状況でも安全性の面か
らみて同等である。これは、人体の目の分解能と無意識
の自然運動（網膜上に焦点が静止しつづけないようにす
る運動）との両方の効果によるものである。
【００３３】規格で示された条件で測定されるパワーの
最大値は、以下の式により与えられる。
【００３４】 ＡＥＬ＝１２×１０−４×Ｃ４×Ｃ６（Ｗ） （２） ここで、 Ｃ４＝１００．００２×（λ（ｎｍ）−７８０）＝１．４４５ （３） 及び Ｃ６（光源装置１）＝１ Ｃ６（光源装置２）＝α（mrad）/１１（mrad） ＝６０/１１＝５．４５５ （４） したがって、 ＡＥＬ（光源装置１）＝１７３．４μＷ ＡＥＬ（光源装置２）＝９４５．９μＷ （５） 欧州規格CENELEC EN 60825-1/A11:1996、国内規格JISC6
802改訂:1997、国際規格IEC60825-1 Amendment1:1997の
修正版によれば、以下の直径ｄのセンサを用いてそれぞ
れの場合について測定しなければならない。
【００３５】 ｄ（光源装置１）＝５０ｍｍ ｄ（光源装置２）＝（７ｍｍ）√（１００/（α（mrad）＋０．４６））＝９ｍ ｍ （６） 光源装置１により出射されるパワーはすべて、センサに
より収集される（ｒ＝１０ｃｍでは、θ＝６０ｍｒａｄ
をもつ発散光束の幅が約３ｍｍである。）。光源装置２
は、出射開口の任意点で発生する放射照度が一定であ
り、ｒ＝１０ｃｍに配置されたセンサが受けるものと等
しいことを保証する。式（５）及び式（６）と共にこの
ことを考慮すると、光源装置１，２が放出するパワーが
これらの値に制限されることが分かる。
【００３６】 Ｐｏｕｔ＜１７３．４μＷ（光源装置１） Ｐｏｕｔ＜４．６７ｍＷ（光源装置２） （７） 式（７）から分かるように、この具体例では、本発明を
適用した光源装置（光源装置２）は、クラス１の安全基
準を満たしながら、同じ発散角を有し、同じ安全基準を
満たす従来の光源装置（光源装置１）よりも２７倍大き
いパワーで動作可能である。
【００３７】一般に、コリメータにより放出される強度
（単位立体角当りの放射パワー）は、所定の角領域内に
ある最大許容のものである必要がある。この理由は、目
標とする角領域内の任意の方向で、この強度が許容最大
値よりも小さければ、その方向への出射は小さくなる
が、人体の目への安全性も高まることはないためであ
る。コリメータの焦点面にディフューザが配置される場
合、コリメータにより放出される強度が角領域内で一定
であるという条件は、ディフューザ上のレーザビーム
（集光系を通ったもの）により発生される放射照度が焦
点面の所定の領域に対して一定であるという条件と同等
である。
【００３８】ディフューザ表面上の放射照度をほぼ一定
のものにするため、従来の光学系構成部品が用いること
ができる。一般に、半導体レーザは、素子毎に大幅に異
なる放射線図を有する。この性質は、あらゆる素子に対
して有効な集光系を設計する際、この集光系が発する放
射照度が一定のものであり、さらに集光系がエネルギー
面から効率的なものであることが必要とされる場合に大
きな妨げとなる。これは、ディフューザでの放射照度を
一定にする以外にも、レーザが放出するパワーの大部分
が一定の放射照度でディフューザを照明するものである
ことが必要とされる場合に該当する。放射照度の均一性
がエネルギー効率よりも重要であれば、多面レンズの使
用が効果的である。多面レンズは、多面形状の１以上の
屈折面を有するレンズである。
【００３９】多面レンズは、放射線図にかかわらず、デ
ィフューザ表面の放射照度をほぼ一定のものにすること
ができるという利点を有する。レンズの任意の点がディ
フューザにおける領域の任意の点からの距離が長い位置
にあれば十分であり、この場合、放射照度が均一である
こと、レーザ光束により発生する放射強度が多面の単一
面内で大幅に変化することがないことが必要である。距
離が十分に長いということ、又は多面内で放射照度がほ
とんど変化しないということを識別するには、ディフュ
ーザ上の放射照度がどのように均一でなければならない
かを知る必要がある。多面レンズは、放射線図が製造プ
ロセスにおいて広く分散しているレーザダイオードに対
しても十分に使用可能である。
【００４０】以下では、多面レンズの設計する方法につ
いて説明する。同様な基本的な手順に従って多面ミラー
を設計することができる。
【００４１】最初に、放射照度を均一にするディフュー
ザの領域を識別する必要がある。この領域は、ディフュ
ーザの活性領域と呼ばれる。この領域の中心点をディフ
ューザの中心点として選択する。
【００４２】次に、レーザ光束のウエスト（waist：幅
狭部の中心点）（点７）とディフューザの中心点（点
８）との間の距離Ｄを選択する。値Ｄが大きいと、一般
に必然的にサイズが大きくなるが、放射照度の均一性は
高くなる。
【００４３】続いて、点８に点７を集束させるデカルト
の卵形線を描く。デカルトの卵形線の構成は単純なもの
でよく、点７と点８との光路長が、デカルトの卵形線の
表面で屈折（ミラーでは反射）される光線に対して一定
のものであれば十分である。（ｘ，ｙ，ｚ）を卵形線の
一点の座標とすると、卵形線の表面は、以下の式で表さ
れる。
【００４４】 Ｌ１（ｘ，ｙ，ｚ）＋Ｌ２（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｌ （８） ここで、Ｌ１（ｘ，ｙ，ｚ）は、点７と座標（ｘ，ｙ，
ｚ）で与えられる卵形線の点との間の光路長であり、Ｌ
２（ｘ，ｙ，ｚ）は、座標（ｘ，ｙ，ｚ）で与えられる
卵形線の点と点８との間の光路長である。値Ｌは、Ａと
Ｂ間の全光路長となる定数である。値Ｌは、手順の開始
時点で設定される。値Ｌを変えると、その値Ｌによりレ
ンズ（又はミラー）とディフューザ又はレーザとの間の
間隔が広くなるか又は狭くなるため、ディフューザの面
における照明の均一性を変化させることができる。屈折
によるデカルトの卵形線では、式８で定められる表面が
すべてデカルトの卵形線であるわけではない（詳しい説
明は、例えば、オー・エヌ・ストラブディス（O.N.Stra
voudis）著の「光線、波面及び火面の光学（The Optics
of Rays、Wavefronts and Caustics）」、アカデミック
・プレス（AcademicPress）、ロンドン（London）、１
９７２年を参照されたい。）この場合は、式（８）で与
えられる表面は閉曲面であるので、光線を表す直線はこ
の表面を少なくとも２つに切り分ける。これらはデカル
トの卵形線の点であり、点７から出る光線が、表面に対
する法線（その点において）で点８に進む光線との法線
により形成される角度の余弦（cosine）と同じ符号を余
弦が有する角度を構成する式（８）で与えられる表面の
点である。
【００４５】図７は、卵形線及び点７と点８との間に光
学要素がない場合での屈折のデカルトの卵形線を示す図
である。
【００４６】デカルトの卵形線９における表面の点は、
式（８）で与えられる点の部分集合である。
【００４７】図８は、直交軸１０、１１及び１２により
与えられる座標系ｘ，ｙ，ｚを示す図である。
【００４８】点８に点７の光線を集束させる卵形線の表
面にある任意の点１５は、角度θ１３と角度φ１４で定
められる。所定の点を通る卵形線に接する接平面はま
た、角度１３,１４により一意的に定められる。ここで
は、この平面が屈折（反射）面であるとする。光線追跡
を用いて、点７から出射して最終的にディフューザの活
性領域に到達する光線を通るこの平面の領域を識別でき
る。この領域は、平面１３，１４に対応する活性領域と
呼ばれる。レンズを形成する多面表面を計算するための
手順を以下に示す。
【００４９】１．所定の方向にある平面に対応する活性
領域、例えば、角度１３＝０に対応する活性領域を計算
する。ここで、多面体は単一平面で構成される。変数ｉ
＝０の値を決める。
【００５０】２．ｉを１インクリメントする。
【００５１】３．次に、角度１３を小さな値（例えば、
π／２０）増加して、行ｉの面数である面数ｎを選択す
る。これらの面は、θｉと呼ぶ増加した値と同等の角度
１３を有する卵形線の点で卵形線に接する接平面であ
る。０〜２π／ｎ内にある任意の値φ０ｉを設定する。
【００５２】４．角度１３＝θｉと角度１４＝φ０ｉ＋
ｊ２π／ｎ（ｊ＝０，１，．．．，ｎ−１）の値に対応
する活性領域を計算する。
【００５３】５．角度１３＝θｉと角度１４＝φ０ｉ＋
ｊ２π／ｎ（ｊ＝０，１，．．．，ｎ−１）に対応する
平面に含まれる面で形成された多面体Ｐｉを計算する。
【００５４】６．ステップ４で計算された活性領域が多
面体の表面に含まれていなければ、ステップ３に戻り、
これらの活性領域が多面体Ｐｉに含まれるまで、より小
さな整数値をとる。レンズ（又はミラー）の効率をより
高くするために、活性領域は多面体の側面に接する接平
面であるか、又はこの状況に近似するものであることが
望ましい。
【００５５】７．これまで計算したすべての面で多面体
Ｔｉを構成する。ステップ４で計算された活性領域が多
面体Ｔｉの表面に含まれなければ、ステップ３に戻り、
これらの活性領域が多面体Ｔｉに含まれるまで、角度１
３の大きくするためのより小さな値をとるか、又は値φ
０ｉを変更する。レンズ（又はミラー）の効率をより高
くするために、活性領域は多面体の側面に接する接平面
であるか、又はこの状況に近似するものであることが望
ましい。
【００５６】８．多面体Ｔｉの表面が、レーザ光束によ
り放出されるパワーの大多数（８０％以上）を防ぐか、
又はステップ３で角度（１３）が大きくなるとデカルト
の卵形線に属さない点が得られるため、さらなる前進が
なくなるまで、ステップ２に戻る。
【００５７】９．干渉効果を考慮せずに、ディフューザ
の活性領域でのレーザとレンズにより発せられる放射照
度と多面表面の効率（レーザで放出されるパワーでディ
フューザの活性表面上に収集されたパワーを除算したも
の）を光線追跡で計算する。
【００５８】１０．活性領域にある放射照度が十分に均
一でなければ、デカルトの卵形線からさらに離れた位置
にディフューザ又はレーザを配置するような構成にす
る。効率が不十分であれば、ステップ３において角度１
３を増大するためにｎ又はより小さな値よりも大きい値
を設定する。一般に、１００％の効率又は完全に均一な
放射照度は得られない。最後に、設計した面の一部は、
機械的な理由か、又はそれらの均一性及び効率への寄与
があまり重要でないという理由で、除くことができる。
このような除去の後、新たに分析を行うことが望まし
い。
【００５９】図９は、反復ｉ＝２を完了した後の多面レ
ンズの構成を示す図である。
【００６０】レンズ１７の屈折面は高屈折率の領域を画
定し、これは、高い値に対応する低屈折率の領域におけ
るｘ軸１０の低い値に対応する。この表面は平坦な面か
ら構成されている。また、図９は、卵形線に見える各面
の活性領域１８を示す。これは、ディフューザ１６の活
性領域に入る点７から出る光線を通る平坦な面の領域で
ある。
【００６１】図１０は、点７のｘ軸（軸１０）が８ｍｍ
であり、式（８）の値ＬがＬ＝１１．１６ｍｍである場
合における多面レンズの実際の構成を示す図である。
【００６２】レンズの屈折率は１．４８である。
【００６３】図１１は、干渉効果を考慮せずに光線追跡
により求めたディフューザの平面において求めた放射照
度の計算結果（任意の単位）を示す図である。
【００６４】角度（１３）＝０（ステップ１）に対応す
る平面で開始する必要はない。また、構成はステップ１
をｉ＝０に制限してもよい。
【００６５】上記の手順は、多面レンズとミラーの両方
に有効である。レーザ光束の集光系が、反射又は屈折に
よる少なくとも１つの多面表面を含む光学系からなる場
合、ディフューザの表面での放射照度を均一にすること
ができる。
【００６６】図１２は、拡散された放射及び視準光学系
により放出される放射が、異なるレーザの放射を混合し
たものから生じる色のものであるように、ディフューザ
の同じ領域に集束される異なる波長を有する幾つかのレ
ーザ光源を備える光源装置の具体例を示す図である。
【００６７】この光源装置は、波長の異なるレーザ光を
発する３つのレーザ光源１，１９，２０を備え、これら
レーザ光源から出射したレーザ光束をそれぞれ集光系２
を介して反射ディフューザ３に収束させている。
【００６８】この具体例は、照明の分野において有効で
ある。異なるレーザを用いることで、例えば、白色を得
ることができ、適切な構成により、光束を人体の目に安
全なものにすることができる。発光ダイオードと比較す
ると、レーザ光源は、今のところコストがかなり高めで
はあるが、電気エネルギーを光エネルギーに変換する際
の効率が非常に高いという利点がある。
【００６９】コリメータの方向に光束を放出するディフ
ューザの領域を画定するため、円形又は他の任意形状の
輪郭を定め、可変の開口を有する場合と有しない場合が
ある絞りが有益なことがある。視準光学系が、ディフュ
ーザを焦点面に配置するようなものであれば、拡散され
たレーザ放射の放出の画角も、絞りを利用して画定され
る。さらに、この絞りの開口が可変であれば、それに従
って放出の画角を変化させることができる。
【００７０】多面レンズの他に、ディフューザで放出さ
れる放射照度の均一性を高める簡単な方法がある。ディ
フューザを出射してコリメータに入射する前、レーザ光
束が幾つかの拡散反射を受けるような凹面を使用するこ
とができる。これは、積分球、すなわちヘルムホルツ球
の原理である（詳しくは、例えば、ジェー・シー・ミナ
ノ（J.C.Minano）著、「光起電エネルギー保存に対する
物理的限界における光起電での光学制限（Optical conf
inement in Photovoltaics in Physical Limitations t
o Photovoltaic Energy Conversion）」、エー・リュク
（A.Luque）、ジー・エル・アロジョ（G.L.Araujo）
編、アダム・ヒルガー（Adam Hilger）、ブリストル（B
ristol）、１９９０年を参照されたい）。
【００７１】図１３は、拡散要素として作用する積分球
の機能を示す図である。
【００７２】積分球は、その内面が拡散反射材料（例え
ば、白色塗料）でコーティングされ、光束の入出射口と
なる開口を有する。入射レーザ光２１は、積分球の内面
で反射される。このように反射された拡散光２２の一部
は積分球の内面に再度反射されるため、開口２３を通過
する出射光により、積分球が用いられない場合と比較し
て放射照度の均一性が高められる。ディフューザの出射
口における放射照度を均一にするためには、表面を凹面
にするだけで十分である。また、この概念は透過ディフ
ューザにも応用することができる。透過ディフューザで
は、一般に、光束の一部のみが反射される。この部分
は、平坦なディフューザで失われるが、凹形の透過ディ
フューザでの均一性を高めるために用いられる。ディフ
ューザの表面が凹面のものである場合、入射レーザ光束
から分かるように、表面が平坦又は凸面である場合と比
較すると、均一性を多少高めることができる。均一性が
より高められるほど、ディフューザの領域とその開口の
領域との比率が高くなる。
【００７３】図１４は、凹形反射ディフューザ表面を用
いる光学装置の具体例を示す図である。
【００７４】この光学装置は、図４に示した構成の光学
装置において、凹形反射ディフューザ３として積分球を
用いたものである。
【００７５】上述した全ての場合において、ディフュー
ザをマイクロレンズ又はマイクロミラーの一組で置き換
えることができる。マイクロレンズ又はマイクロミラー
のそれぞれの焦点距離がディフューザの活性領域の最大
直径に比べて小さければ、ディフューザに類似した効果
が得られる。しかしながら、欧州規格CENELEC EN 60825
-1と、欧州規格CENELEC EN 60825-2（CEI825-2:199
3）、国内規格JISC6802改訂:1997、国際規格IEC60825-
2:1993によりこの場合に与えられる取扱いは、ディフュ
ーザが使用される場合に与えられるものと異なり、一般
に、マイクロレンズ又はマイクロミラーの数が非常に多
数でなければ、これらのマイクロレンズ又はマイクロミ
ラーのそれぞれが入射レーザ光束により伝わる少量のパ
ワーを妨げる場合、人体の目に対する安全性を高める点
から有効ではないことに留意されたい。マイクロレンズ
又はマイクロミラーのセットがそれぞれ、レーザ光束に
より放出されるパワーの１０％を超えない少量のパワー
を妨げるように、ディフューザがマイクロレンズ又はマ
イクロミラーのセットで置き換えられる場合、上述した
規格において考慮されるべきレーザ光束のパワーが低下
される。
【００７６】図１５は、透過ディフューザの代わりにマ
イクロレンズの一組を用いた光源装置の具体例を示す図
である。
【００７７】この光源装置は、マイクロレンズ２４の一
組から構成されている。
【００７８】レーザ光２１は、短い焦点距離でマイクロ
レンズの一組２４に入射する。マイクロレンズを出射す
ると、光束２５の発散角は大きくなる。この光束はコリ
メータの方向に向けられる。
【００７９】マイクロレンズ又はマイクロミラーの焦点
面がコリメータの焦点面と一致する場合、入射レーザを
いくつかのより低い強度のレーザ光束に分ける効果を有
するため（照明されたマイクロレンズ又はマイクロミラ
ーの数と同等の数）、本発明を適用した光通信における
マルチスポット構成の発光源として使用してもよい（こ
れらの構成は、例えば、エス・ジフコバ（S.Jivkov
a）、エム・カベーラド（M.Kavehrad）著の「無線赤外
線アクセスに用いるマルチスポット拡散配置−マルチビ
ーム送信機と角度分散受信機の共同最適化（Multi-spot
diffusing configuration for wireless infrared acc
ess; joint optimization of multi-beam transmitter
and angle diversity receiver）」、光学無線通信第２
部（OpticalWireless Communications II）、エリック
・コレバール（Eric Korevaar）編、ＳＰＩＥ紀要第３
８５０巻（Proceedings of SPIE Vol.3850）、７２〜７
９ページを参照されたい。）。
【００８０】出射されるスペクトル組成を入射されるレ
ーザ光束のスペクトル組成と異なるものにするために、
入射光を吸収し、それを他の波長で再度放出する燐光材
料又は蛍光材料を用いる方法がある。ディフューザが、
拡散状に入射レーザ光を再放出し、そのスペクトル組成
を修正する蛍光材料又は燐光材料から形成される場合、
コリメータを照明する光束、ひいては光源装置を出射す
る光束は、入射するレーザ光とは異なるスペクトル組成
をもつ。このように、例えば、レーザが単色（青色又は
紫外）線を放出する場合、光源装置から白色光を出射す
ることができる。
【００８１】上述した光源装置の光学系は、ＰＭＭＡな
どのプラスチック材料を用いて、数値制御（ＣＮＣ）式
のダイヤモンドチップ旋盤により製造することができ
る。レフレクタは、アルミニウム蒸着を用いて製造する
ことができる。反射ディフューザは、白色塗料を基板に
塗布し、透過ディフューザは、表面を化学的又は機械的
に処理して（例えば、研磨剤などで）、または数〜数十
μｍの球状の透明材料を添加することで、つや消しした
表面をもつ透過基板（例えば、ガラス又はＰＭＭＡ）を
用いて製造することができる。
【００８２】本実施の形態で説明した光源装置は、さま
ざまな分野で利用することができる。レーザ光源は必要
以上に大きな放射照度が発生するため、光束の視準し、
放射照度を低下させることが必要な対象に適用すること
ができる。特に、本実施の形態は、無線通信システムに
おける光源装置に、照明用の持続性の光源（可視スペク
トル内及びそれ以外のスペクトル内の両方）に、さら
に、医療分野に利用することができる。
【００８３】
【発明の効果】上述したように、本発明によると、レー
ザダイオードを光源として用い、人体の目に安全で、ス
イッチングが高速な光源装置を提供することができる。
この光源装置は、光による無線通信に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光源装置の概略を示す図であ
る。
【図２】本発明を適用した光源装置の具体例を示す図で
ある。
【図３】集光系を備えない光源装置の具体例を示す図で
ある。
【図４】米国特許仮出願第６０／１９０，１３０号に記
載されたコリメータの１つを用いる光学装置の具体例を
示す図である。
【図５】米国特許仮出願第６０／１９０，１３０号に記
載されているＲＸＩコリメータを用いる光源装置の具体
例を示す図である。
【図６】ディフューザと視準光学系が単一の構造体を構
成している光源装置の具体例を示す図である。
【図７】卵形線及び点７と点８との間に光学要素がない
場合での屈折のデカルトの卵形線を示す図である。
【図８】直交軸１０、１１及び１２により与えられる座
標系ｘ，ｙ，ｚを示す図である。
【図９】反復ｉ＝２を完了した後の多面レンズの構成を
示す図である。
【図１０】点７のｘ軸（軸１０）が８ｍｍであり、式
（８）の値ＬがＬ＝１１．１６ｍｍである場合における
多面レンズの実際の構成を示す図である。
【図１１】干渉効果を考慮せずに光線追跡により求めた
ディフューザの平面において求めた放射照度の計算結果
（任意の単位）を示す図である。
【図１２】異なる波長を有する幾つかのレーザ光源を備
える光源装置の具体例を示す図である。
【図１３】拡散要素として作用する積分球の機能を示す
図である。
【図１４】凹形反射ディフューザ表面を用いる光学装置
の具体例を示す図である。
【図１５】透過ディフューザの代わりにマイクロレンズ
の一組を用いた光源装置の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１ レーザ光源、２ 集光系、３ ディフューザ、４
視準光学系、５ 反射面、６ 屈折面
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 27/18 Ｈ０１Ｓ 5/00 Ｈ０１Ｓ 5/00 Ｇ０２Ｂ 27/00 Ｅ (72)発明者 廣橋 一俊 神奈川県大和市中央林間二丁目16番16号 株式会社ヒッツ研究所内 (72)発明者 フアン シー． ミフィアノ スペイン 28040 マドリッド シウダッ ド ユニヴェルシタリア イーティーエス アイ テレコキュニカシオン （番地な し） ユニヴェルシダッド ポリテクニカ デ マドリッド インスティテュート デ エネルジア ソーラー 内 (72)発明者 パブロ ベニテス スペイン 28040 マドリッド シウダッ ド ユニヴェルシタリア イーティーエス アイ テレコキュニカシオン （番地な し） ユニヴェルシダッド ポリテクニカ デ マドリッド インスティテュート デ エネルジア ソーラー 内 (72)発明者 フランシスコ ヘルナンデス スペイン 28040 マドリッド シウダッ ド ユニヴェルシタリア イーティーエス アイ テレコキュニカシオン （番地な し） ユニヴェルシダッド ポリテクニカ デ マドリッド ディーピーティーオ ー． テクノロジア フォトニカ 内 Ｆターム(参考） 2H042 BA03 BA16 2H052 BA02 BA03 BA07 BA09 BA11 2H087 KA22 TA01 TA03 TA04 5F073 AB27 AB29 BA02 BA09

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザ光源と、 上記レーザ光源から出射された光を拡散するディフュー
    ザと、 上記ディフューザで拡散された光を視準して出射するコ
    リメータとを備える光源装置。
  2. 【請求項２】 上記レーザ光源から出射された光を集光
    して上記ディフューザに入射させる集光系を備える請求
    項１記載の光源装置。
  3. 【請求項３】 上記ディフューザは、入射光を透過して
    拡散する透過ディフューザ、入射光を反射して拡散する
    反射ディフューザ、又は上記透過ディフューザと上記反
    射ディフューザを組み合わせた混合ディフューザのいず
    れかであることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
  4. 【請求項４】 上記ディフューザは、上記レーザ光源か
    らの入射光の方向と任意の角度を有する法線を有する平
    面上に位置することを特徴とする請求項１記載の光源装
    置。
  5. 【請求項５】 上記ディフューザ、上記コリメータ及び
    上記集光系は、一体として構成されていることを特徴と
    する請求項２記載の光源装置。
  6. 【請求項６】 １つの表面の一部が鏡面でコーティング
    され、他の表面の一部に上記ディフューザが取り付けら
    れていることを特徴とする請求項５記載の光源装置。
  7. 【請求項７】 上記集光系は、反射又は屈折する少なく
    とも１つの多面体による光学系を含むことを特徴とする
    請求項１記載の光源装置。
  8. 【請求項８】 複数のレーザ光源を備え、上記複数のレ
    ーザ光源から出射された光は、上記ディフューザに入射
    されることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
  9. 【請求項９】 上記コリメータの出射光の限界を定める
    絞りを備える請求項１記載の光源装置。
  10. 【請求項１０】 上記絞りの開口は、可変であることを
    特徴とする請求項９記載の光源装置。
  11. 【請求項１１】 上記ディフューザは、入射面が凹面で
    あることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
  12. 【請求項１２】 上記ディフューザに代わって、マイク
    ロレンズ又はマイクロミラーを用いることを特徴とする
    請求項１記載の光源装置。
  13. 【請求項１３】 上記マイクロレンズ又はマイクロミラ
    ーは、上記レーザ光源からの出射光の１０％を超えない
    パワーを減衰させることを特徴とする請求項１２記載の
    光源装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005093985A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Nan Ya Plast Corp 二次励起方式で白色光を産出する方法とその白色発光デバイス
JP2005131940A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Arisawa Mfg Co Ltd マイクロレンズアレイ用母型の製造方法
JP2005142447A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Sharp Corp 発光装置，受光装置，電子機器およびレンズの製造方法
JP2006174984A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Kowa Co 照明装置及びその照明装置を用いた眼科撮影装置
JP2008282984A (ja) * 2007-05-10 2008-11-20 Nichia Corp 半導体発光装置
WO2013008361A1 (ja) * 2011-07-12 2013-01-17 パナソニック株式会社 光学素子及びそれを用いた半導体発光装置
WO2018078793A1 (ja) * 2016-10-28 2018-05-03 富士通フロンテック株式会社 ビーム生成光学系及びビーム生成光学系を備える撮像装置
WO2020070859A1 (ja) * 2018-10-04 2020-04-09 カンタム・ウシカタ株式会社 光学系装置、両凸レンズ
WO2023106113A1 (ja) * 2021-12-08 2023-06-15 シーシーエス株式会社 検査システム及び検査用スポット照明装置
KR102676294B1 (ko) * 2021-12-01 2024-06-19 광주과학기술원 원추형 렌즈를 이용한 디퓨저 카메라

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1266255B1 (en) * 2000-03-16 2008-11-12 Lee Products, Inc. Method of designing and manufacturing high efficiency non-imaging optics
JP3788758B2 (ja) * 2001-10-12 2006-06-21 日立金属株式会社 コリメータレンズとコリメータレンズ組立体
US20040218766A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-04 Angell Daniel Keith 360 Degree infrared transmitter module
JP4047266B2 (ja) * 2003-11-19 2008-02-13 株式会社小糸製作所 灯具
DE102004026141B4 (de) * 2004-05-26 2017-04-06 Carl Zeiss Meditec Ag Optisches Beobachtungsgerät und Verfahren zum Anpassen eines optischen Beobachtungsgerätes
US20080296589A1 (en) * 2005-03-24 2008-12-04 Ingo Speier Solid-State Lighting Device Package
WO2006105638A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-12 Tir Systems Ltd. Electronic device package with an integrated evaporator
WO2007000715A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. System for scanning laser beam image projection with diverging beam and corresponding method
DE102005049242B4 (de) * 2005-10-14 2008-01-24 Vega Grieshaber Kg Parabolantenne mit konischer Streuscheibe für Füllstandradar
US7906794B2 (en) 2006-07-05 2011-03-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting device package with frame and optically transmissive element
JP4863803B2 (ja) * 2006-07-28 2012-01-25 株式会社ミツトヨ 光学式エンコーダ
WO2008052327A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-08 Tir Technology Lp Lighting device package
US20090008662A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Ian Ashdown Lighting device package
US7837332B2 (en) * 2007-12-19 2010-11-23 Corning Incorporated Laser projection utilizing spatial beam misalignment
US20110116520A1 (en) 2008-07-07 2011-05-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Eye-safe laser-based lighting
WO2010062532A2 (en) 2008-10-27 2010-06-03 The Regents Of The University Of California Light concentration apparatus, systems and methods
JP4900736B2 (ja) 2009-03-31 2012-03-21 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
US9028110B2 (en) 2009-07-17 2015-05-12 The Commonwealth Of Australia Visual warning device
US8355214B2 (en) * 2009-07-30 2013-01-15 The Regents Of The University Of California Light collection apparatus, system and method
GB2474019B (en) * 2009-09-30 2014-04-16 Qinetiq Ltd Laser Illuminator
GB2519691B (en) * 2010-10-12 2015-10-07 Urban Electric Company Ltd A lighting system
JP5329511B2 (ja) * 2010-10-29 2013-10-30 シャープ株式会社 照明装置及び車両用前照灯
JP2012099279A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Sharp Corp 発光装置、照明装置および車両用前照灯
JP6250289B2 (ja) * 2013-02-07 2017-12-20 株式会社小糸製作所 光学面決定方法
KR20140124275A (ko) * 2013-04-16 2014-10-24 한국전자통신연구원 광학 렌즈와 이를 이용한 균일 빔 생성 장치
JP2015099336A (ja) * 2013-11-20 2015-05-28 株式会社東芝 光学素子および光学装置
KR102393757B1 (ko) 2015-12-30 2022-05-04 아론 슈어파이어, 엘엘씨 광학 내로우캐스팅
CN108701955B (zh) * 2016-02-22 2020-06-12 三菱电机株式会社 激光光源装置及激光光源装置的制造方法
US10088140B2 (en) * 2016-06-07 2018-10-02 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Eye-safe optoelectronic module
WO2018166609A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Fastree3D Sa Apparatus for beam shaping the pulsed laser emission of a remote sensing operating at wavelengths in the retinal hazard region
US9853740B1 (en) 2017-06-06 2017-12-26 Surefire Llc Adaptive communications focal plane array
US11894658B2 (en) * 2017-11-29 2024-02-06 Vixar, Inc. Power monitoring approach for VCSELS and VCSEL arrays
US11126006B2 (en) * 2017-12-06 2021-09-21 Institut National D'optique Optical component for transforming a Gaussian light beam into a light sheet
US10236986B1 (en) 2018-01-05 2019-03-19 Aron Surefire, Llc Systems and methods for tiling free space optical transmissions
US10250948B1 (en) 2018-01-05 2019-04-02 Aron Surefire, Llc Social media with optical narrowcasting
CN111868487A (zh) 2018-03-20 2020-10-30 维克萨股份有限公司 对眼睛安全的光学模块
FR3085640B1 (fr) * 2018-09-12 2022-08-05 Valeo Vision Systeme optique compact pour habitacle de vehicule automobile
MX2022003279A (es) 2019-09-17 2022-04-12 8 Rivers Capital Llc Sistema de comunicaciones opticas inalambricas de haz divergente, seguro para los ojos.
DE102020206180A1 (de) * 2020-05-15 2021-11-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Augensichere optisch-drahtlose kommunikation

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5144660B2 (ja) * 1971-10-18 1976-11-30
US4155630A (en) * 1977-11-17 1979-05-22 University Of Delaware Speckle elimination by random spatial phase modulation
US4453806A (en) * 1982-01-13 1984-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Eye safe laser transmitter
US5229593A (en) * 1991-10-08 1993-07-20 International Business Machines Corporation Apparatus and method for safe, free space laser communication
RU2020410C1 (ru) * 1992-03-19 1994-09-30 Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии Устройство непрерывного контроля параметров шестигранного волоконно-оптического стержня во время вытяжки
US5309339A (en) * 1992-06-24 1994-05-03 The Schepens Eye Research Institute, Inc. Concentrator for laser light
US5481385A (en) * 1993-07-01 1996-01-02 Alliedsignal Inc. Direct view display device with array of tapered waveguide on viewer side
FR2710755B1 (fr) * 1993-09-29 1995-11-17 Sextant Avionique Sonde vélocimétrique et clinométrique à laser.
JP2596709B2 (ja) * 1994-04-06 1997-04-02 都築 省吾 半導体レーザ素子を用いた照明用光源装置
TW374864B (en) * 1994-10-28 1999-11-21 Toshiba Corp Projecting type displaying device and photo-modulating elements array used therein
US5808800A (en) * 1994-12-22 1998-09-15 Displaytech, Inc. Optics arrangements including light source arrangements for an active matrix liquid crystal image generator
US5923481A (en) * 1996-11-27 1999-07-13 The Regents Of The University Of California Microlens frames for laser diode arrays
US6097034A (en) * 1998-02-12 2000-08-01 Instrumentarium Oy Radiation source assembly and transducer for analyzing gases or other substances
ID28657A (id) * 1998-07-16 2001-06-21 Terabeam Networks Inc Sistem komunikasi optik yang mentransmisikan dan menerima data melalui ruang bebas
GB9824986D0 (en) * 1998-11-13 1999-01-06 Isis Innovation Non-contact topographical analysis apparatus and method thereof
US6269108B1 (en) * 1999-05-26 2001-07-31 University Of Central Florida Multi-wavelengths infrared laser
US6398389B1 (en) * 1999-12-03 2002-06-04 Texas Instruments Incorporated Solid state light source augmentation for SLM display systems
EP1266255B1 (en) * 2000-03-16 2008-11-12 Lee Products, Inc. Method of designing and manufacturing high efficiency non-imaging optics
US6870650B2 (en) * 2000-08-01 2005-03-22 Riake Corporation Illumination device and method for laser projector
US6416181B1 (en) * 2000-12-15 2002-07-09 Eastman Kodak Company Monocentric autostereoscopic optical apparatus and method
US6594090B2 (en) * 2001-08-27 2003-07-15 Eastman Kodak Company Laser projection display system
US6636292B2 (en) * 2001-09-05 2003-10-21 Eastman Kodak Company Printing apparatus for photosensitive media having a hybrid light source

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005093985A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Nan Ya Plast Corp 二次励起方式で白色光を産出する方法とその白色発光デバイス
JP2005131940A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Arisawa Mfg Co Ltd マイクロレンズアレイ用母型の製造方法
JP2005142447A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Sharp Corp 発光装置，受光装置，電子機器およびレンズの製造方法
JP2006174984A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Kowa Co 照明装置及びその照明装置を用いた眼科撮影装置
JP2008282984A (ja) * 2007-05-10 2008-11-20 Nichia Corp 半導体発光装置
JP5552573B2 (ja) * 2011-07-12 2014-07-16 パナソニック株式会社 光学素子及びそれを用いた半導体発光装置
CN103503178A (zh) * 2011-07-12 2014-01-08 松下电器产业株式会社 光学元件以及利用了该光学元件的半导体发光装置
JP2014075584A (ja) * 2011-07-12 2014-04-24 Panasonic Corp 光学素子及びそれを用いた半導体発光装置
WO2013008361A1 (ja) * 2011-07-12 2013-01-17 パナソニック株式会社 光学素子及びそれを用いた半導体発光装置
JPWO2013008361A1 (ja) * 2011-07-12 2015-02-23 パナソニック株式会社 光学素子及びそれを用いた半導体発光装置
US8969903B2 (en) 2011-07-12 2015-03-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Optical element and semiconductor light emitting device using the optical element
CN103503178B (zh) * 2011-07-12 2015-04-29 松下电器产业株式会社 光学元件以及利用了该光学元件的半导体发光装置
WO2018078793A1 (ja) * 2016-10-28 2018-05-03 富士通フロンテック株式会社 ビーム生成光学系及びビーム生成光学系を備える撮像装置
JPWO2018078793A1 (ja) * 2016-10-28 2019-06-24 富士通フロンテック株式会社 ビーム生成光学系及びビーム生成光学系を備える撮像装置
US11287621B2 (en) 2016-10-28 2022-03-29 Fujitsu Frontech Limited Beam generation optical system and image capturing apparatus provided with the same
WO2020070859A1 (ja) * 2018-10-04 2020-04-09 カンタム・ウシカタ株式会社 光学系装置、両凸レンズ
TWI752344B (zh) * 2018-10-04 2022-01-11 日商幹太向 牛方股份有限公司 光學系統裝置、雙凸透鏡
KR102676294B1 (ko) * 2021-12-01 2024-06-19 광주과학기술원 원추형 렌즈를 이용한 디퓨저 카메라
WO2023106113A1 (ja) * 2021-12-08 2023-06-15 シーシーエス株式会社 検査システム及び検査用スポット照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2206024A1 (es) 2004-05-01
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