JP2006040707A - Light beam irradiation device - Google Patents

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    • B60Q2400/00Special features or arrangements of exterior signal lamps for vehicles
    • B60Q2400/50Projected symbol or information, e.g. onto the road or car body

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light beam irradiation device capable of displaying various information by heightening visibility without enlarging the device. <P>SOLUTION: The light beam emitted from a laser light source 4 is split into reflection light L1 and transmission light L2 at a semi-permeable film 10a arranged on a first beam splitter 5. The transmission light is successively split into reflection light L1 and transmission light L2 same as the above by successively arranging beam splitters 6 to 9 in a travelling direction of the transmission light L2. A reflection mirror 11 is arranged under the last beam splitter 9 to reflect the light. The light beam is reflected in one direction by the respective semi-permeable films and the reflection mirrors, and deflected and irradiated outward by galvano-mirrors 13 to 18. The espective galvano-mirrors are electrically connected to a control means 19, and deflection angle is adjusted in advance. The diameter of the light beam is expanded by arranging a beam expander 20 between the light source 4 and the beam splitter 5. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ビームを分割して複数の光ビームとして照射する光ビーム照射装置に関するものであり、例えば自車両の存在を他人や他車に知らしめたり、自車両の進路を自車両の運転者に把握させるために道路等の路面上に光ビームを照射する車両運転支援装置に用いる光ビームの照射装置に関する。   The present invention relates to a light beam irradiation apparatus that divides a light beam and irradiates the light beam as a plurality of light beams. For example, the existence of the own vehicle is informed to others and other vehicles, or the course of the own vehicle is driven The present invention relates to a light beam irradiation apparatus used in a vehicle driving support apparatus that irradiates a light beam onto a road surface such as a road in order for a person to grasp.

従来、道路の路面上に光ビームを照射して自車両の進路や存在を自車両や他車両の運転者、歩行者等に示す車両運転支援装置として、例えば下記特許文献1に記載したものが開示されている。この車両運転支援装置はビーム照射機を備えており、ビーム照射機は半導体レーザからなるビーム発生器、ビーム整形レンズ、偏向整形器及びスキャンアクチュエータを設けている。そして、ビーム用電子制御ユニットの指令によってスキャンアクチュエータを駆動して光ビームを走査して視認可能な状態で照射する。
車両運転支援装置はビーム照射機を4つ有しており、例えば車両前部の左右側部と車両後部の左右側部にそれぞれ設けられている。ビーム照射機で照射される光ビームのパターンは光ビームと同一の光学特性を有している。そして、車両運転支援装置に搭載した調光手段によって、光ビームと同一の光学特性を有する光を他の光学特性を有する光に比較して透過し易いものにしている。
この装置によれば、車両周囲の道路路面上に所定の光学特性を有する光ビームが照射されると、路面上に光ビームのパターンが形成される。このパターンは、例えば車両が直進する場合には、車幅に沿う両側で進行方向前方側に直線状に照射され、旋回する場合には、車両の最大旋回幅に沿って略円弧状に照射されることになる。
特開2003−285685号公報
Conventionally, as a vehicle driving support device that irradiates a light beam onto the road surface of a road and indicates the course and presence of the host vehicle to the driver of the host vehicle, other vehicles, pedestrians, etc. It is disclosed. This vehicle driving support apparatus includes a beam irradiator, and the beam irradiator includes a beam generator made of a semiconductor laser, a beam shaping lens, a deflection shaper, and a scan actuator. The scanning actuator is driven by a command from the beam electronic control unit to scan the light beam and irradiate it in a visible state.
The vehicle driving support apparatus has four beam irradiators, and is provided, for example, on the left and right sides of the front part of the vehicle and the left and right sides of the rear part of the vehicle. The pattern of the light beam emitted by the beam irradiator has the same optical characteristics as the light beam. The light control means mounted on the vehicle driving support device makes light having the same optical characteristics as the light beam easier to transmit than light having other optical characteristics.
According to this apparatus, when a light beam having predetermined optical characteristics is irradiated onto a road surface around a vehicle, a light beam pattern is formed on the road surface. For example, when the vehicle goes straight, this pattern is irradiated linearly forward in the traveling direction on both sides along the vehicle width, and when turning, it is irradiated in a substantially arc shape along the maximum turning width of the vehicle. Will be.
JP 2003-285658 A

しかしながら、上述の車両運転支援装置では、スキャンアクチュエータによって1つの光ビームを走査することで路面上を照射するものであるため、路面上のパターンは単純な連続線になり、他車両や歩行者等に与える情報は限られたものになってしまう。しかも、車両走行時に光ビームを走査して路面上にパターンを形成するためには、光ビームをある速度で移動させることになるため、路面に形成されるパターンはその走査速度が速くなるにしたがって視認性が低下するという不具合がある。
この場合、ビーム発生器を複数設けて個別に光ビームを照射すれば表示できる情報を多様にできると共に視認性を向上できるが、装置が大型化するために車両等に搭載するには不向きであった。
本発明は、このような実情に鑑みて、装置を大型化することなく視認性を高くして多様な情報を表示できるようにした光ビーム照射装置を提供することを目的とする。
However, in the above-mentioned vehicle driving support device, the light on the road surface is irradiated by scanning one light beam with the scan actuator, so the pattern on the road surface becomes a simple continuous line, and other vehicles, pedestrians, etc. The information given to will be limited. Moreover, in order to form a pattern on the road surface by scanning the light beam when the vehicle is traveling, the light beam is moved at a certain speed. Therefore, the pattern formed on the road surface increases as the scanning speed increases. There is a problem that visibility is lowered.
In this case, by providing a plurality of beam generators and individually irradiating the light beam, the information that can be displayed can be diversified and the visibility can be improved. However, since the apparatus is enlarged, it is not suitable for mounting on a vehicle or the like. It was.
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a light beam irradiation apparatus that can display various information with high visibility without increasing the size of the apparatus.

本発明による光ビーム照射装置は、光ビームを照射する光源と、入射する光ビームを反射光と透過光に分岐すると共に透過光の進行方向に配列された複数の光ビーム分割手段と、該光ビーム分割手段で反射された光ビームをそれぞれ偏向させる偏向方向可変の偏向器とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、光源を射出した光ビームが第一の光ビーム分割手段で反射光と透過光に分割され、反射光は偏向器に向かい、透過光は第二の光ビーム分割手段で反射光と透過光に分割されて反射光は偏向器に向かうことになる。そして、複数の反射光は予め所望の偏向角に設定された偏向器で所望の方向に反射されて、外部へ照射されることになる。
なお、複数の光ビーム分割手段のうち、透過光の進行方向の最後尾に設定されたものは、光ビームの透過率を0に設定してもよい。これによって、最後尾の光ビーム分割手段は全反射する反射手段となり、光ビームを無駄なく照射光として利用できる。この光ビーム照射装置によれば、光ビームを複数に分割すると共に個別に制御できて装置を小型にできると共に照射による視認性を高くして多様な情報を表示できる。例えば、各反射光ビームを互いに分離する光スポットとして照射することで連続するものよりも視認性が高くなる。
The light beam irradiation apparatus according to the present invention includes a light source that irradiates a light beam, a plurality of light beam splitting units that branch the incident light beam into reflected light and transmitted light and that are arranged in the traveling direction of the transmitted light, and the light And a deflector having a variable deflection direction for deflecting each of the light beams reflected by the beam splitting means.
According to the present invention, the light beam emitted from the light source is split into reflected light and transmitted light by the first light beam splitting means, the reflected light is directed to the deflector, and the transmitted light is reflected by the second light beam splitting means. Divided into light and transmitted light, the reflected light goes to the deflector. The plurality of reflected lights are reflected in a desired direction by a deflector set in advance at a desired deflection angle, and are irradiated to the outside.
Of the plurality of light beam splitting means, the one set at the end in the traveling direction of the transmitted light may set the light beam transmittance to zero. Thus, the last light beam splitting means becomes a reflecting means for total reflection, and the light beam can be used as irradiation light without waste. According to this light beam irradiation apparatus, the light beam can be divided into a plurality of parts and individually controlled to reduce the size of the apparatus and display various information with high visibility by irradiation. For example, by irradiating the reflected light beams as light spots that are separated from each other, the visibility becomes higher than that of continuous light beams.

また、本発明の光ビーム照射装置は、偏向器が複数の光ビーム分割手段に対して一方向に配設されているのが好ましい。
複数の光ビーム分割手段で反射した複数の光ビームを、偏向器を介して外部の一方向に照射できる。これによって光スポットパターンを形成できる。
或いは、本発明の光ビーム照射装置は、偏向器が複数の光ビーム分割手段に対して複数の方向に配設されていて、光ビーム分割手段は反射光を複数の方向に配設した偏向器に選択的に反射させ、複数の方向に配設された偏向器でそれぞれ偏向された光ビームが異なる方向に射出されるようにしてもよい。
光源を射出した光ビームが第一の光ビーム分割手段で反射光と透過光に分割され、透過光は第二以降の光ビーム分割手段で順次反射光と透過光に分割されることになり、複数の光ビーム分割手段でそれぞれ反射させられた光ビームを選択的に異なる方向に進行させて偏向器で偏向させることで、複数方向に向けられた光ビームとして外部に照射することになる。
この光ビーム照射装置によれば光源から射出された光ビームを複数方向に向かう光ビームとして分岐してそれぞれを照射できるため、装置1つで複数の装置を設置したのと同等の効果を発揮できる。
この場合、複数の光ビーム分割手段で反射する光ビームは、二つの方向に交互に反射されるようにしてもよい。例えば複数の光ビーム分割手段で奇数番目の反射光と偶数番目の反射光とを異なる方向に反射させ、偏向器を介してそれぞれ光スポットパターンとして照射することができる。
In the light beam irradiation apparatus of the present invention, it is preferable that the deflector is disposed in one direction with respect to the plurality of light beam splitting means.
A plurality of light beams reflected by the plurality of light beam splitting means can be irradiated in one external direction via a deflector. Thereby, a light spot pattern can be formed.
Alternatively, in the light beam irradiation apparatus of the present invention, the deflector is arranged in a plurality of directions with respect to the plurality of light beam dividing means, and the light beam dividing means arranges the reflected light in the plurality of directions. The light beams that are selectively reflected and deflected by the deflectors arranged in a plurality of directions may be emitted in different directions.
The light beam emitted from the light source is split into reflected light and transmitted light by the first light beam splitting means, and the transmitted light is sequentially split into reflected light and transmitted light by the second and subsequent light beam splitting means, The light beams respectively reflected by the plurality of light beam splitting means are selectively propagated in different directions and deflected by the deflector, so that the light beams are directed to the outside as being directed in a plurality of directions.
According to this light beam irradiation apparatus, the light beam emitted from the light source can be branched and irradiated as light beams directed in a plurality of directions, so that an effect equivalent to that provided by a single apparatus can be exhibited. .
In this case, the light beams reflected by the plurality of light beam splitting means may be alternately reflected in two directions. For example, the odd-numbered reflected light and the even-numbered reflected light can be reflected in different directions by a plurality of light beam splitting means, and each can be irradiated as a light spot pattern via a deflector.

また、複数の光ビーム分割手段でそれぞれ反射する光ビームの少なくとも1つは、光ビーム分割手段に入射する光ビームの光軸に対して鋭角で反射するように構成してもよい。
或いは、光ビーム分割手段は、同一方向に反射する複数の光ビームが偏向器に向けて集合するように構成してもよい。
複数の反射光の一部または全部を鋭角で反射させることで光ビームを集合させることができて、狭い領域に設けたMEMSミラー等の小型の偏向器で偏向させることができて光ビーム照射装置を小型化できる。また、反射光全部を鋭角で反射させれば、偏向器を光ビーム分割手段により近づけて配置することができて光ビーム照射装置を小型化できる。
Further, at least one of the light beams reflected by each of the plurality of light beam splitting units may be configured to reflect at an acute angle with respect to the optical axis of the light beam incident on the light beam splitting unit.
Alternatively, the light beam splitting means may be configured such that a plurality of light beams reflected in the same direction are gathered toward the deflector.
A light beam irradiating apparatus that can collect a light beam by reflecting a part or all of a plurality of reflected lights at an acute angle, and can deflect the light beam with a small deflector such as a MEMS mirror provided in a narrow region. Can be miniaturized. If all the reflected light is reflected at an acute angle, the deflector can be arranged closer to the light beam splitting means, and the light beam irradiation apparatus can be miniaturized.

複数の光ビーム分割手段はそれぞれ反射率が異なっていてもよく、偏向器を介して射出される光ビーム強度を調整することができる。
特に、複数の光ビーム分割手段は、透過光の進行方向に向けて反射率が漸次増大するように設定することが好ましい。
光源から射出する光ビームを光ビーム分割手段によって反射光と透過光に分割して、透過光を更に反射光と透過光に分割するものであるから、透過する光ビームの進行方向に向けて光ビーム分割手段の反射率が漸次増大するように設定することで、偏向器を介して射出する複数の光ビーム強度を均等に近いものに設定できる。
また、光ビーム分割手段は透過する光ビームの進行方向にN個(N=1,2,…)配列され、n個目(n=1,2,…,N)の光ビーム分割手段における反射率をRn、透過率をTnとすると、次式(1)〜(3)を満たすことが好ましい。
0.5/N≦R1<1.5/N (1)
Tn=1−Rn (2)
0.7×Rn-1/Tn-1<Rn<1.3×Rn-1/Tn-1 (3)
上記(1)〜(3)式の範囲内に制御すれば、光源から射出した光ビームや透過光を分割し、反射光についてのそれぞれの射出光強度をバランスさせることができる。
The plurality of light beam splitting means may have different reflectivities, and the intensity of the light beam emitted through the deflector can be adjusted.
In particular, the plurality of light beam splitting means are preferably set so that the reflectance gradually increases in the traveling direction of the transmitted light.
The light beam emitted from the light source is divided into reflected light and transmitted light by the light beam splitting means, and the transmitted light is further divided into reflected light and transmitted light, so that the light is directed toward the traveling direction of the transmitted light beam. By setting the reflectance of the beam splitting means to gradually increase, the intensity of the plurality of light beams emitted through the deflector can be set to be nearly equal.
The light beam splitting means is arranged in N (N = 1, 2,...) In the traveling direction of the transmitted light beam, and reflected by the nth (n = 1, 2,..., N) light beam splitting means. When the rate is Rn and the transmittance is Tn, it is preferable to satisfy the following formulas (1) to (3).
0.5 / N ≦ R1 <1.5 / N (1)
Tn = 1−Rn (2)
0.7 × Rn −1 / Tn −1 <Rn <1.3 × Rn −1 / Tn −1 (3)
By controlling within the range of the above formulas (1) to (3), it is possible to divide the light beam and transmitted light emitted from the light source and balance the intensity of the emitted light for the reflected light.

光ビーム分割手段は複数の三角プリズムを貼り合わせてなり、その貼り合わせ面に分割面を設けることが好ましく、分割面で光ビームを反射光と透過光に分割する。そのため、光ビームに対する分割面の角度によって反射光の偏向方向を設定できる。プリズムを貼り合わせて一体化することで構成が簡素化し、調整が容易になる。
また、複数の三角プリズムは交互にずれて向かい合わせに配設された頂角の大きさがそれぞれ異なるようにしてもよい。
各三角プリズムの頂角を形成する斜面に分割面を設けることで、反射光を一方向に向かわせたり、二方向に交互に向かわせたりして、反射光の方向を設定できる。その際、頂角の大きさを異ならせることで、入射光または透過光の光軸に対する分割面の角度が異なり、同一方向の反射光を集合させることができる。これによって複数の偏向器を狭い範囲に設定できて小型化できる。
その際、光ビーム分割手段の縦断面視で貼り合わせ面の長さが異なるようにしてもよい。
また、光ビーム分割手段は平行四辺形プリズムを貼り合わせてなり、その貼り合わせ面に分割面を設けてもよい。
また、光ビーム分割手段は板状のハーフミラーであってもよく、プリズムを用いた場合よりも低廉になる。
The light beam splitting unit is formed by bonding a plurality of triangular prisms, and a split surface is preferably provided on the bonding surface, and the light beam is split into reflected light and transmitted light on the split surface. Therefore, the deflection direction of the reflected light can be set according to the angle of the dividing surface with respect to the light beam. By integrating the prisms together, the configuration is simplified and adjustment is facilitated.
Further, the plurality of triangular prisms may be shifted alternately and have different apex angles arranged to face each other.
By providing a split surface on the slope that forms the apex angle of each triangular prism, the direction of the reflected light can be set by directing the reflected light in one direction or alternately in two directions. At that time, by changing the size of the apex angle, the angle of the dividing surface with respect to the optical axis of incident light or transmitted light is different, and reflected light in the same direction can be collected. As a result, a plurality of deflectors can be set in a narrow range and can be miniaturized.
At this time, the length of the bonding surface may be different in the longitudinal sectional view of the light beam splitting means.
Further, the light beam splitting means may be formed by bonding parallelogram prisms, and a split surface may be provided on the bonding surface.
Further, the light beam splitting means may be a plate-like half mirror, which is less expensive than when a prism is used.

また、偏光器は、偏向される光ビームを所望の偏向角にそれぞれ制御する制御手段を接続していてもよい。
偏向器の姿勢を制御手段によって2軸制御してもよく、例えば互いに直交するX軸及びY軸回りに回転可能に設定することで、偏向器に入射する光ビームを所望の偏向角に制御することができる。
また、光源と光ビーム分割手段との間に光ビームの光束径を調整する光ビーム整形手段が配設されていることが好ましい。
偏向器を介して光ビームを射出する際に照射距離が長くなると回折の影響を受けて光ビーム径が大きくなるため、光ビーム整形手段で予め拡径して整形をしておくことで回折の影響を抑制できる。
また、光ビーム整形手段はビームエキスパンダであってもよい。
また、光ビーム整形手段を透過した光ビームは収斂光または発散光であってもよく、そのため、光ビーム整形手段の直後にレンズ等のパワーを有する光学素子を配設することで収斂光または発散光に形成することができる。
The polarizer may be connected to control means for controlling the deflected light beam to a desired deflection angle.
The attitude of the deflector may be biaxially controlled by the control means. For example, the light beam incident on the deflector is controlled to a desired deflection angle by setting the deflector so as to be rotatable about the X axis and the Y axis orthogonal to each other. be able to.
Further, it is preferable that a light beam shaping means for adjusting a light beam diameter of the light beam is disposed between the light source and the light beam splitting means.
When the light beam is emitted through the deflector, if the irradiation distance becomes long, the diameter of the light beam increases due to the influence of diffraction. The influence can be suppressed.
The light beam shaping means may be a beam expander.
In addition, the light beam transmitted through the light beam shaping means may be convergent light or divergent light. Therefore, an optical element having a power such as a lens is disposed immediately after the light beam shaping means, so that convergent light or divergent light is provided. Can be formed into light.

本発明による光ビーム照射装置によれば、光ビームを複数に分割すると共に個別に制御できるから、照射による視認性を高くして多様な情報を表示できる。しかも、光ビームを複数に分割して照射することで装置を大型化することがない。   According to the light beam irradiation apparatus of the present invention, since the light beam can be divided into a plurality of parts and individually controlled, various information can be displayed with high visibility by irradiation. In addition, the size of the apparatus is not increased by dividing the light beam and irradiating it.

以下、本発明の実施の形態による光ビーム照射装置を備えた車両運転支援装置について添付図面により説明する。
図1乃至図5は第一の実施の形態による光ビーム照射装置を示すものであり、図1は光ビーム照射装置を搭載した車両の斜視図、図2は光ビーム照射装置の光学系を示す正面図、図3は図2の平面図、図4はビームエキスパンダを示す図、図5はビームスプリッタの透過率、反射率、光強度の関係を示す図である。
図1において、車両1内のフロントガラスの上部両側にそれぞれ光ビーム照射装置2、2が装着されている。図示は省略するが、車両1内のリアガラスの上部両側にも光ビーム照射装置2、2が設けられている。
次に光ビーム照射装置2の光学系について図2乃至図4により説明する。
この光ビーム照射装置2は、例えばYAGレーザの第2高調波からなる光源4と、光源4から射出される光ビームLを反射光L1と透過光L2に分割する第一ビームスプリッタ5(光ビーム分割手段)を備えている。更に、透過光L2の進行方向には第一ビームスプリッタ5に続いて第二、第三、第四、第五ビームスプリッタ6,7,8,9(光ビーム分割手段)が順次配列されている。
各ビームスプリッタ5〜9は2つの三角形柱状プリズム10、10の斜面(底面)10a、10aを接合した略四角形柱状を有している。一方の斜面10aには入射する光ビームLを反射光L1と透過光L2に分割する半透過膜10b(分割面)が形成されている。半透過膜10bは誘電体多層膜または金属膜等からなるハーフミラーコーティングが施されて構成されている。
Hereinafter, a vehicle driving support apparatus including a light beam irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 5 show a light beam irradiation apparatus according to the first embodiment. FIG. 1 is a perspective view of a vehicle equipped with the light beam irradiation apparatus. FIG. 2 shows an optical system of the light beam irradiation apparatus. FIG. 3 is a plan view of FIG. 2, FIG. 4 is a diagram showing a beam expander, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the transmittance, reflectance, and light intensity of the beam splitter.
In FIG. 1, light beam irradiation devices 2 and 2 are mounted on both sides of the upper part of the windshield in the vehicle 1. Although not shown, the light beam irradiation devices 2 and 2 are also provided on both upper sides of the rear glass in the vehicle 1.
Next, the optical system of the light beam irradiation apparatus 2 will be described with reference to FIGS.
The light beam irradiation device 2 includes, for example, a light source 4 composed of a second harmonic of a YAG laser, and a first beam splitter 5 (light beam) that splits a light beam L emitted from the light source 4 into reflected light L1 and transmitted light L2. Dividing means). Further, second, third, fourth, and fifth beam splitters 6, 7, 8, and 9 (light beam dividing means) are sequentially arranged following the first beam splitter 5 in the traveling direction of the transmitted light L2. .
Each of the beam splitters 5 to 9 has a substantially quadrangular prism shape in which the slopes (bottom surfaces) 10a and 10a of the two triangular prisms 10 and 10 are joined. On one inclined surface 10a, a semi-transmissive film 10b (divided surface) that divides the incident light beam L into reflected light L1 and transmitted light L2 is formed. The semi-transmissive film 10b is configured by applying a half mirror coating made of a dielectric multilayer film or a metal film.

第五ビームスプリッタ9を透過する光ビームL2の進行方向には板状の反射ミラー11が配設されていて、この透過光ビームL2を各ビームスプリッタ5〜9による反射光L1と同一の方向に反射させる。
各ビームスプリッタ5〜9及び反射ミラー11で反射した光ビームL1の進行方向には、任意の方向にチルト駆動させることのできるガルバノミラー13,14,15,16,17,18(偏光器)がそれぞれ対向して設けられている。各ガルバノミラー13〜18はそれぞれ制御回路19(制御手段)に電気的に接続されており、制御回路19の信号を受けて例えば互いに直交するX軸方向とY軸方向の2軸回りに任意の角度で回転可能とされている。
そして、例えば車両1の進行方向を図2でA方向とすると、各ガルバノミラー13〜18で反射された光ビームL1は照射ビームとしてA方向に射出させられる。図2に示す例では、各ガルバノミラー13〜18で反射して偏向させられた光ビームL1は略平行に走行するが、制御回路19によって互いに拡散する方向または集合する方向に走行させることもできる。
本実施の形態では、各ビームスプリッタ5〜9の半透過膜10b及び反射ミラー11と各ガルバノミラー13〜18とは互いに略平行に配列されている。しかも、各ビームスプリッタ5〜9及び反射ミラー11での反射光は入射光である光ビームL、L2に対して略直角に反射して各ガルバノミラー13〜18に向かうように対向して配設されている。
A plate-like reflecting mirror 11 is disposed in the traveling direction of the light beam L2 that passes through the fifth beam splitter 9, and this transmitted light beam L2 is directed in the same direction as the reflected light L1 from the beam splitters 5-9. Reflect.
Galvano mirrors 13, 14, 15, 16, 17, and 18 (polarizers) that can be tilt-driven in arbitrary directions are provided in the traveling direction of the light beam L 1 reflected by the beam splitters 5 to 9 and the reflection mirror 11. They are provided facing each other. Each of the galvanometer mirrors 13 to 18 is electrically connected to a control circuit 19 (control means). Upon receiving a signal from the control circuit 19, the galvanometer mirrors 13 to 18 are arbitrarily arranged around, for example, two axes in the X axis direction and the Y axis direction orthogonal to each other It can be rotated at an angle.
For example, assuming that the traveling direction of the vehicle 1 is the A direction in FIG. 2, the light beam L <b> 1 reflected by the galvanometer mirrors 13 to 18 is emitted in the A direction as an irradiation beam. In the example shown in FIG. 2, the light beams L1 reflected and deflected by the galvanometer mirrors 13 to 18 travel substantially in parallel, but can also be traveled in a direction in which they are diffused or gathered by the control circuit 19. .
In the present embodiment, the semi-transmissive films 10b and the reflecting mirrors 11 of the beam splitters 5 to 9 and the galvanometer mirrors 13 to 18 are arranged substantially parallel to each other. In addition, the reflected light from each of the beam splitters 5 to 9 and the reflecting mirror 11 is arranged so as to be reflected substantially at right angles to the light beams L and L2, which are incident light, and directed toward the galvanometer mirrors 13 to 18. Has been.

また、光源4と第一ビームスプリッタ5との間には、光源4から射出した光ビームLのビーム径を整形するためのビームエキスパンダ20(ビーム整形手段)が配設されている。光ビーム照射装置2から射出された複数の照射ビームL1は、光源4からのレーザ光を遠方、例えば30m先の道路路面にそのまま照射すると、回折の影響でビーム径が太くなるので、これを避けるためにビームエキスパンダ20によって予めビーム径を拡径しておく。
ビームエキスパンダ20の一例として図4に示すものがある。図4(a)に示すものは、ガリレオ式望遠鏡に採用されているビームエキスパンダ20であり、平凹レンズ21と平凸レンズ22を透過する光ビームLはビームをD2からD1に拡径され平行光束になる。同様の透過式ビームエキスパンダ20として図4(b)に示すケプラー式望遠鏡で採用されているものがある。また、反射型のビームエキスパンダとして図4(c)に示すように凸面鏡で拡径反射させた光ビームを凹面鏡で反射させて平行光束にしたものや、図4(d)に示すように二つの凹面鏡を対向配置させてビーム径を拡径させ、平行光束としたもの等がある。
A beam expander 20 (beam shaping means) for shaping the beam diameter of the light beam L emitted from the light source 4 is disposed between the light source 4 and the first beam splitter 5. A plurality of irradiation beams L1 emitted from the light beam irradiation device 2 are avoided by irradiating the laser beam from the light source 4 as it is, for example, on a road surface 30 meters ahead, because the beam diameter becomes thick due to diffraction. Therefore, the beam diameter is expanded in advance by the beam expander 20.
An example of the beam expander 20 is shown in FIG. FIG. 4A shows a beam expander 20 employed in a Galileo telescope. The light beam L transmitted through the plano-concave lens 21 and the plano-convex lens 22 is expanded in diameter from D2 to D1, and is a parallel beam. become. A similar transmission beam expander 20 is used in the Kepler telescope shown in FIG. Further, as a reflection type beam expander, as shown in FIG. 4 (c), a light beam that has been expanded and reflected by a convex mirror is reflected by a concave mirror into a parallel light beam, or as shown in FIG. 4 (d). For example, two concave mirrors are arranged to face each other to expand the beam diameter to obtain a parallel light flux.

ここで、光ビーム照射装置2において、反射ミラー11を透過率0のビームスプリッタと仮定して、配列された全てのビームスプリッタ5〜9、11が光ビームLまたは透過光L2の進行方向にN個(N=1,2,…)配列されるものとする。そして、n個目(n=1,2,…,N)のビームスプリッタの半透過膜10bにおける反射率をRn、透過率をTnとすると、各ビームスプリッタの反射率Rnと透過率Tnは次式(1)〜(3)を満たすことが好ましい。
0.5/N≦R1<1.5/N (1)
Tn=1−Rn (2)
0.7×Rn-1/Tn-1<Rn<1.3×Rn-1/Tn-1 (3)
反射率Rnについて上記(1)式及び(3)式の範囲内であれば、複数の反射光L2の強度をそれぞれバランスさせることができる。また(3)式の範囲内であれば、回折の影響でビーム径が広がって光スポットの輝度が変化するのをコントロールできる。なお、(3)式には反射ミラー11については含まれない。
Here, in the light beam irradiation apparatus 2, assuming that the reflection mirror 11 is a beam splitter having zero transmittance, all the arranged beam splitters 5 to 9 and 11 are N in the traveling direction of the light beam L or the transmitted light L2. (N = 1, 2,...) Are arranged. Then, assuming that the reflectance at the semi-transmissive film 10b of the n-th (n = 1, 2,..., N) beam splitter is Rn and the transmittance is Tn, the reflectance Rn and the transmittance Tn of each beam splitter are as follows. It is preferable to satisfy the formulas (1) to (3).
0.5 / N ≦ R1 <1.5 / N (1)
Tn = 1−Rn (2)
0.7 × Rn −1 / Tn −1 <Rn <1.3 × Rn −1 / Tn −1 (3)
If the reflectance Rn is within the ranges of the above formulas (1) and (3), the intensity of the plurality of reflected lights L2 can be balanced. In addition, within the range of the expression (3), it is possible to control that the beam diameter is expanded due to the influence of diffraction and the luminance of the light spot is changed. Note that the reflection mirror 11 is not included in the expression (3).

本実施の形態による光ビーム照射装置2は上述の構成を備えており、次にその作用を説明する。
図2及び図3において、レーザによる光源4を発した光ビームLは、ビームエキスパンダ20によって光ビームLの径を所望の大きさに整形される。ビームエキスパンダ20を通過した光ビームLは平行光束として第一ビームスプリッタ5に入射する。
第一ビームスプリッタ5では、斜面10aに設けた半透過膜10bにより予め設定された比率で光ビームLを反射光L1と透過光L2に分岐させる。反射された光ビームL1は第一ガルバノミラー13に入射する。第一ガルバノミラー13は制御回路19で水平方向(X軸方向)と垂直方向(Y軸方向)に所望の角度に設定されているため、光ビームL1は所望の偏向角で反射させられて光ビーム照射装置2の外部に射出される。光ビームL1は車両1の進行方向であるA方向に射出され、路面の所望の位置に光スポットとして照射される。
一方、第一ビームスプリッタ5を透過した光ビームL2は第二乃至第五ビームスプリッタ6、7,8,9で同様の作用を繰り返し、それぞれ設定された比率で反射光L1と透過光L2に順次分岐される。そして、反射された各光ビームL1はそれぞれガルバノミラー14,15,16,17で所望の反射角で反射されて光ビーム照射装置2の外部のA方向に射出され、路面の所望の位置に光スポットとして照射される。更に第五ビームスプリッタ9を透過した透過光は反射ミラー11に例えば45°の入射角で入射して略直角に全反射し、第六ガルバノミラー18で上述のガルバノミラー13〜17と同様に反射して路面に照射され、光スポットを形成する。
なお、図2において、各ガルバノミラー13〜18で反射した光ビームL1は図に示す進行方向では各ビームスプリッタ5〜9と干渉するおそれがあるが、紙面に直交する方向に光ビームL1をずらすことで干渉を防止できる。
The light beam irradiation apparatus 2 according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
2 and 3, the light beam L emitted from the laser light source 4 is shaped by the beam expander 20 so that the diameter of the light beam L is a desired size. The light beam L that has passed through the beam expander 20 enters the first beam splitter 5 as a parallel beam.
In the first beam splitter 5, the light beam L is branched into the reflected light L1 and the transmitted light L2 at a preset ratio by the semi-transmissive film 10b provided on the inclined surface 10a. The reflected light beam L1 enters the first galvanometer mirror 13. Since the first galvanometer mirror 13 is set at a desired angle in the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction) by the control circuit 19, the light beam L1 is reflected at a desired deflection angle to generate light. Injected outside the beam irradiation device 2. The light beam L1 is emitted in the direction A, which is the traveling direction of the vehicle 1, and is irradiated as a light spot at a desired position on the road surface.
On the other hand, the light beam L2 that has passed through the first beam splitter 5 repeats the same action in the second to fifth beam splitters 6, 7, 8, and 9, and sequentially turns into the reflected light L1 and the transmitted light L2 at a set ratio. Branch off. Then, each reflected light beam L1 is reflected at a desired reflection angle by the galvanometer mirrors 14, 15, 16, and 17, respectively, and is emitted in the direction A outside the light beam irradiating device 2, and is emitted to a desired position on the road surface. Irradiated as a spot. Further, the transmitted light transmitted through the fifth beam splitter 9 is incident on the reflection mirror 11 at an incident angle of 45 °, for example, and is totally reflected at a substantially right angle, and is reflected by the sixth galvanometer mirror 18 in the same manner as the galvanometer mirrors 13 to 17 described above. Then, the road surface is irradiated to form a light spot.
In FIG. 2, the light beam L1 reflected by the galvanometer mirrors 13 to 18 may interfere with the beam splitters 5 to 9 in the traveling direction shown in the figure, but the light beam L1 is shifted in a direction perpendicular to the paper surface. Interference can be prevented.

このようにして路面に照射された光スポット群は、例えば車両1が直進する場合には、図1に示すように進行方向の前方に車両1の車幅と同様な間隔で直線状の2列の光スポットパターンLa、Laを形成する。1つの光ビーム照射装置2で形成される光スポットパターンLaは各ビームスプリッタ5〜9及び反射ミラー11で反射された光ビームL1によって所定間隔で光スポットが路面に形成される。車両が前進する場合には、車両1のフロントガラス両側に配設した2つの光ビーム照射装置2,2から前方の路面に照射し、後退する場合には、リアガラス両側に配設した2つの光ビーム照射装置2,2から後方の路面に照射する。
また、車両1が旋回する場合には、図1に示すように進行方向の周囲や前方に車両1の旋回最大幅の間隔で曲線状の2列の光スポットパターンLb、Lbを形成する。ここで、車両1が前進する場合には、フロントガラス両側に配設した2つの光ビーム照射装置2,2から前方の路面に照射し、後退する場合には、リアガラス両側に配設した2つの光ビーム照射装置2,2から後方の路面に照射する。
For example, when the vehicle 1 travels straight, the light spot group irradiated on the road surface is arranged in two straight lines at intervals similar to the vehicle width of the vehicle 1 as shown in FIG. The light spot patterns La and La are formed. The light spot pattern La formed by one light beam irradiation device 2 is formed with light spots on the road surface at predetermined intervals by the light beams L1 reflected by the beam splitters 5 to 9 and the reflection mirror 11. When the vehicle moves forward, it irradiates the front road surface from the two light beam irradiating devices 2 and 2 disposed on both sides of the windshield of the vehicle 1, and when traveling backward, the two lights disposed on both sides of the rear glass. Irradiate the rear road surface from the beam irradiation devices 2 and 2.
When the vehicle 1 turns, as shown in FIG. 1, two curved light spot patterns Lb and Lb are formed around the front of the traveling direction or in front of the vehicle 1 at the maximum turning width interval. Here, when the vehicle 1 moves forward, it irradiates the front road surface from the two light beam irradiation devices 2 and 2 disposed on both sides of the windshield, and when it moves backward, the two beams disposed on both sides of the rear glass. Irradiate the road surface behind the light beam irradiation devices 2 and 2.

ここで、本実施の形態による光ビーム照射装置2における各ビームスプリッタ5〜9及び反射ミラー11について、反射率Rnと透過率Tnと各ビームスプリッタ5〜9及び反射ミラー11での射出光(光ビームL1)強度の一例を、実施例1として設定すると下記表1の通りになる。この場合、反射ミラー11を含めた複数のビームスプリッタの合計をNとすると、N=6である。また、反射ミラー11は、反射率100%で透過率0%のビームスプリッタとする。
表1をグラフで表すと図5のようになる。
なお、射出光強度は各ビームスプリッタに入射する光ビームLまたは透過する光ビームL2の強度を1とした場合の各反射光L1の強度を示す。
下記の表1の設定は、次式(4)、(5)として計算したものである。
R1=1/N、 (4)
Rn=Rn−1/Tn−1 (5)
ただし、nは1、2、…N。
この実施例1によれば、全ての反射する光ビームL1の強度は0.167で略等しいものになる。光の吸収等がない理想状態であれば、表1の通りであるが、実際には光の吸収等があるために若干の補正が必要な場合がある。
Here, with respect to each of the beam splitters 5 to 9 and the reflection mirror 11 in the light beam irradiation apparatus 2 according to the present embodiment, the reflectance Rn and the transmittance Tn and the light emitted from each of the beam splitters 5 to 9 and the reflection mirror 11 (light An example of the intensity of the beam L1) is set as Example 1 as shown in Table 1 below. In this case, N = 6, where N is the total of the plurality of beam splitters including the reflection mirror 11. The reflection mirror 11 is a beam splitter having a reflectance of 100% and a transmittance of 0%.
Table 1 is represented as a graph in FIG.
The emitted light intensity indicates the intensity of each reflected light L1 when the intensity of the light beam L incident on or transmitted through each beam splitter is 1.
The settings in Table 1 below are calculated as the following equations (4) and (5).
R1 = 1 / N, (4)
Rn = Rn −1 / Tn −1 (5)
However, n is 1, 2, ... N.
According to the first embodiment, the intensity of all the reflected light beams L1 is 0.167, which is substantially equal. An ideal state with no light absorption is as shown in Table 1. However, in reality, there is a case where slight correction is necessary due to light absorption.

Figure 2006040707
Figure 2006040707

上述のように本実施の形態による光ビーム照射装置2は、1個の光源4から6本に分岐した光ビームL1を作り出すことができる。しかもそれぞれ光ビームL1を独立して制御して任意の位置に光ビームL1の強度が同等な光スポットを所望の形状で形成することができる。そのため、照射による視認性を高くして多様な情報を表示できると共に、装置が小型であるから車両1に搭載するのに好適である。また、光ビーム照射装置2で路面に形成される光スポットパターンLa、Lbは連続する線状ではなく、断続的な光スポットで点線状のパターンを形成するため、視認性が高い。   As described above, the light beam irradiation device 2 according to the present embodiment can generate the light beam L1 branched from one light source 4 into six. In addition, the light beam L1 can be independently controlled to form a light spot having the same intensity of the light beam L1 in a desired shape at an arbitrary position. Therefore, it is possible to display various information with high visibility by irradiation, and it is suitable for mounting on the vehicle 1 because the apparatus is small. Further, the light spot patterns La and Lb formed on the road surface by the light beam irradiation device 2 are not continuous linear shapes, but form a dotted line pattern with intermittent light spots, so that the visibility is high.

なお、上述の実施の形態において、各光ビームL1によって形成される光スポットの形状、大きさをコントロールする必要がある場合には、ビームエキスパンダ20によって射出する光ビームLのビーム広がり角を適切に制御すればよい。
また、レンズのパワーを有する光学素子をビームエキスパンダ20の直後に配設してもよい。或いは、レンズのパワーを有する光学素子を、ビームエキスパンダ20とガルバノミラー13〜18との間にそれぞれの光ビームに作用するように配設することで光ビームL1を収斂光または発散光に制御するようにしてもよい。これらによっても同様な作用を得ることができる。
In the above embodiment, when it is necessary to control the shape and size of the light spot formed by each light beam L1, the beam divergence angle of the light beam L emitted by the beam expander 20 is appropriately set. It may be controlled to.
Further, an optical element having lens power may be disposed immediately after the beam expander 20. Alternatively, an optical element having lens power is disposed between the beam expander 20 and the galvanometer mirrors 13 to 18 so as to act on each light beam, thereby controlling the light beam L1 to converged light or divergent light. You may make it do. The same effect can be obtained by these.

次に本発明の他の実施の形態を説明するが、上述の実施の形態と同一または同様な部材、部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図6は本発明の第二の実施の形態による光ビーム照射装置22の光学系を示す正面図である。図において、光源4から発せられた光ビームLの反射光の光路において、ビームエキスパンダ20と各ガルバノミラー13〜17との間に、ビームスプリッタ5〜9に代えて板状の第一乃至第四ハーフミラー23、24,25、26が光ビーム分割手段として配列されている。本実施の形態では、ハーフミラー23、24,25、26は四枚配列され、第四ハーフミラー26を透過する光ビームL2の前方に光ビームL2を反射させるための反射ミラー11が設けられている。そのため、ガルバノミラー13〜17も5枚配列されている。
なお、各ガルバノミラー13〜17は第一の実施の形態と同様に制御回路19に接続されていて偏向角を調整可能であるが、以下の実施の形態では制御回路19の説明を省略する。
また、図中、光ビームLに沿って配列されているハーフミラー23〜26及び反射ミラー11に対し、ガルバノミラー13〜17はそれぞれ対向するハーフミラー23〜26及び反射ミラー11との距離が次第に増大するように傾斜する方向に順次配列されている。
Next, other embodiments of the present invention will be described. The same or similar members and parts as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
FIG. 6 is a front view showing an optical system of the light beam irradiation apparatus 22 according to the second embodiment of the present invention. In the figure, in the optical path of the reflected light of the light beam L emitted from the light source 4, between the beam expander 20 and each galvanometer mirror 13-17, it replaces with the beam splitters 5-9 and is plate-shaped 1st thru | or 1st. Four half mirrors 23, 24, 25, and 26 are arranged as light beam splitting means. In the present embodiment, four half mirrors 23, 24, 25, 26 are arranged, and a reflection mirror 11 for reflecting the light beam L 2 is provided in front of the light beam L 2 that passes through the fourth half mirror 26. Yes. Therefore, five galvanometer mirrors 13 to 17 are also arranged.
The galvanometer mirrors 13 to 17 are connected to the control circuit 19 as in the first embodiment and can adjust the deflection angle. However, the description of the control circuit 19 is omitted in the following embodiments.
Further, in the drawing, the galvanometer mirrors 13 to 17 are gradually separated from the half mirrors 23 to 26 and the reflection mirror 11 which are opposed to the half mirrors 23 to 26 and the reflection mirror 11 arranged along the light beam L, respectively. They are sequentially arranged so as to incline so as to increase.

そして、各ハーフミラー23〜26及び反射ミラー11で反射する光ビームL1はそれぞれ略直角に反射して各ガルバノミラー13〜17に向かい、更に各ガルバノミラー13〜17で反射する光ビームL1は入射側に対して略直角に反射するように設定されている。
本実施の形態による光ビーム照射装置22の光学系によれば、各光学素子は同一平面内に配設され、各光ビームL1、L2もハーフミラー等の各光学素子と干渉のおそれがないため同一平面内を走行するように構成されている。
The light beams L1 reflected by the half mirrors 23 to 26 and the reflecting mirror 11 are reflected substantially at right angles to the galvano mirrors 13 to 17, respectively, and the light beams L1 reflected by the galvano mirrors 13 to 17 are incident. It is set to reflect at a substantially right angle to the side.
According to the optical system of the light beam irradiation apparatus 22 according to the present embodiment, each optical element is arranged in the same plane, and each light beam L1, L2 is not likely to interfere with each optical element such as a half mirror. It is comprised so that it may drive | work in the same plane.

本実施の形態による光ビーム照射装置22は、上述の第一の実施の形態による効果に加えて、キュービックタイプのビームスプリッタ5〜9に代えてハーフミラー23〜26を採用したので、製造コストが低廉になり、重量が軽くなる利点がある。しかも、光学系が同一平面内に収まるために装置の厚みがより薄くなり、より小型化でき、車両1内へ搭載しても邪魔にならない。   Since the light beam irradiation apparatus 22 according to the present embodiment employs the half mirrors 23 to 26 instead of the cubic type beam splitters 5 to 9 in addition to the effects of the first embodiment described above, the manufacturing cost is reduced. There are advantages in that it is inexpensive and light in weight. In addition, since the optical system is within the same plane, the thickness of the apparatus is further reduced and the apparatus can be further reduced in size.

次に本発明の第三の実施の形態を図7に示す光ビーム照射装置の光学系の正面図により説明する。
図7に示す光ビーム照射装置28において、光源4から発せられた光ビームLの光路において、ビームエキスパンダ20と各ガルバノミラー13〜18との間に、光ビーム分割手段として第一乃至第五ビームスプリッタ29〜33が配列されている。これらは第一ビームスプリッタ29、第二ビームスプリッタ30,第三ビームスプリッタ31、第四ビームスプリッタ32、第五ビームスプリッタ33からなる。各ビームスプリッタ29〜33の光源4から発する光ビームL、透過光L2が入射する側の斜面には半透過膜34a(分割面)として誘電体多層膜または金属膜のハーフミラーコーティングが施されている。
しかも、第一乃至第五ビームスプリッタ29〜33は半透過膜34aが設けられた斜面とこれに対向する斜面とが順次面接合されて略直線状に一体とされてなる光分割素子35を構成している。そして最も後ろ側の第五ビームスプリッタ33の半透過膜34aを有する斜面に対向する斜面は透過率0%の反射面34bとされている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to a front view of the optical system of the light beam irradiation apparatus shown in FIG.
In the light beam irradiation device 28 shown in FIG. 7, in the optical path of the light beam L emitted from the light source 4, first to fifth light beam splitting means are provided between the beam expander 20 and the galvanometer mirrors 13 to 18. Beam splitters 29 to 33 are arranged. These include a first beam splitter 29, a second beam splitter 30, a third beam splitter 31, a fourth beam splitter 32, and a fifth beam splitter 33. A half-mirror coating of a dielectric multilayer film or a metal film is applied as a semi-transmissive film 34a (divided surface) to the slope on the side where the light beam L and the transmitted light L2 emitted from the light source 4 of each beam splitter 29 to 33 are incident. Yes.
In addition, the first to fifth beam splitters 29 to 33 constitute a light splitting element 35 in which the inclined surface provided with the semi-transmissive film 34a and the inclined surface opposite to the inclined surface are sequentially joined together in a substantially linear shape. is doing. The slope facing the slope having the semi-transmissive film 34a of the rearmost fifth beam splitter 33 is a reflecting surface 34b having a transmittance of 0%.

そのため、ビームエキスパンダ20を通過した光ビームLは光分割素子35に入射し、第一ビームスプリッタ29の入射側の斜面に設けた半透過膜34aで反射光L1と透過光L2に分岐される。反射する光ビームL1は第一ガルバノミラー13に向かい、透過する光ビームL2は第一及び第二ビームスプリッタ29,30間の半透過膜34aで反射光L1と透過光L2に分岐される。同様にして透過する光ビームL2は第三〜第五ビームスプリッタ31、32,33の入射側の斜面に設けた半透過膜34aで反射光L1と透過光L2に順次分岐される。そして、第五ビームスプリッタ33の入射側斜面の半透過膜34aを透過する光ビームL2は射出側の斜面に設けた反射面34bで全反射して反射光L1になる。
そして、各ビームスプリッタ29〜33で反射する光ビームL1はそれぞれガルバノミラー13〜18で反射させられて装置28の外部に射出され、路面に光スポットとして照射される。
図7に示す例において、各ビームスプリッタ29〜33の入射側の半透過膜34aと反射面34bは光ビームL、透過光L2に対して45°の傾斜角度に設定されており、各反射光L1は入射側の光ビームL,透過光L2に対して略直角に反射する。
Therefore, the light beam L that has passed through the beam expander 20 enters the light splitting element 35, and is branched into the reflected light L1 and the transmitted light L2 by the semi-transmissive film 34a provided on the incident-side slope of the first beam splitter 29. . The reflected light beam L1 is directed to the first galvanometer mirror 13, and the transmitted light beam L2 is branched into reflected light L1 and transmitted light L2 by a semi-transmissive film 34a between the first and second beam splitters 29 and 30. Similarly, the transmitted light beam L2 is sequentially branched into the reflected light L1 and the transmitted light L2 by the semi-transmissive film 34a provided on the inclined surface on the incident side of the third to fifth beam splitters 31, 32, 33. Then, the light beam L2 transmitted through the semi-transmissive film 34a on the incident-side inclined surface of the fifth beam splitter 33 is totally reflected by the reflecting surface 34b provided on the emitting-side inclined surface to become reflected light L1.
Then, the light beams L1 reflected by the beam splitters 29 to 33 are reflected by the galvanometer mirrors 13 to 18, respectively, are emitted to the outside of the device 28, and are irradiated onto the road surface as light spots.
In the example shown in FIG. 7, the incident-side semi-transmissive film 34a and the reflective surface 34b of each of the beam splitters 29 to 33 are set at an inclination angle of 45 ° with respect to the light beam L and the transmitted light L2, and each reflected light L1 is reflected substantially at right angles to the incident side light beam L and transmitted light L2.

本実施の形態による光ビーム照射装置28は、上述の第一の実施の形態による効果に加えて、個別に配列したビームスプリッタ5〜9に代えて一体型の光分割素子35を採用したので、固定するための手段が少なくて済むと共に調整が容易になる。   Since the light beam irradiation device 28 according to the present embodiment employs an integrated light splitting element 35 instead of the individually arranged beam splitters 5 to 9 in addition to the effects of the first embodiment described above, There are few means for fixing, and adjustment is easy.

上述の各実施の形態では、1つの光源4から射出する光ビームLを光ビーム分割手段で複数の光ビームに分岐してそれぞれ(例えば同一平面内の)一方向に反射させてガルバノミラーを介して1本の光スポットパターンLaまたはLbを形成するようにしたが、車両1の車幅を表示するには少なくとも2本の光スポットパターンLaまたはLbが必要であるために、各2つの光ビーム照射装置2、22、28を前側や後ろ側に配設する必要がある。
これに対し、以下に説明する実施の形態は1つの光源から発する光ビームLから2本の光スポットパターンLa,LaまたはLb、Lbを形成するようにしたものである。
In each of the above-described embodiments, the light beam L emitted from one light source 4 is split into a plurality of light beams by the light beam splitting means and reflected in one direction (for example, in the same plane) via a galvanometer mirror. 1 light spot pattern La or Lb is formed, but since at least two light spot patterns La or Lb are required to display the vehicle width of the vehicle 1, each of the two light beams The irradiation devices 2, 22, and 28 need to be arranged on the front side and the rear side.
On the other hand, in the embodiment described below, two light spot patterns La and La or Lb and Lb are formed from a light beam L emitted from one light source.

次に第四の実施の形態による光ビーム照射装置について、図8乃至図10により説明する。図8は車両の光ビーム照射装置からの光ビームで形成した光スポットパターンを示す図、図9は光ビーム照射装置の光学系の正面図、図10は光ビームの特性を示すグラフである。
図8に示す車両1にはフロントガラス内側の中央に光ビーム照射装置38が設けられている。図示は省略するが、後部のリアガラス内側の中央にも光ビーム照射装置38が設けられている。
光ビーム照射装置38の光学系は図9に示されている。即ち、光ビーム照射装置38は、光源4と、光源4から射出される光ビームLについて外径を拡径する等の整形を行うビームエキスパンダ20とを設けている。そして、ビームエキスパンダ20に対して光ビームLの進行方向前方には、光ビームLを順次反射光L1と透過光L2に分岐するための一体型の光分割素子39が配設されている。
Next, a light beam irradiation apparatus according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram showing a light spot pattern formed by a light beam from a light beam irradiation device of a vehicle, FIG. 9 is a front view of an optical system of the light beam irradiation device, and FIG. 10 is a graph showing characteristics of the light beam.
The vehicle 1 shown in FIG. 8 is provided with a light beam irradiation device 38 at the center inside the windshield. Although not shown, a light beam irradiation device 38 is also provided at the center of the rear rear glass.
The optical system of the light beam irradiation device 38 is shown in FIG. That is, the light beam irradiation device 38 includes the light source 4 and the beam expander 20 that performs shaping such as expanding the outer diameter of the light beam L emitted from the light source 4. An integrated light splitting element 39 for sequentially branching the light beam L into reflected light L1 and transmitted light L2 is disposed in front of the beam expander 20 in the traveling direction of the light beam L.

光分割素子39は、正面視で二つの斜面と底面からなる複数の略直角二等辺三角形状の柱状プリズムを各頂角が互い違いに向かい合う方向に並ぶように斜面で互いに面接合させて略直線状に配列したものである。図に示す例では9個のプリズムを接合しており、これらを光源4側から順に第一ビームスプリッタ42、第二ビームスプリッタ43、第三ビームスプリッタ44、第四ビームスプリッタ45、第五ビームスプリッタ46、第六ビームスプリッタ47、第七ビームスプリッタ48、第八ビームスプリッタ49、第九ビームスプリッタ50(光ビーム分割手段)とする。
そして隣り合う三角形柱状の各ビームスプリッタ42〜50の面接合する斜面の一方、ここでは光源4側の斜面に誘電体多層膜または金属膜によってハーフミラーコーティングが施され、半透過膜40(分割面)をそれぞれ構成している。また第九ビームスプリッタ50において、半透過膜40に対向する斜面は全反射させる反射面41(分割面)を構成する。
The light splitting element 39 is formed in a substantially linear shape by joining a plurality of substantially right-angled isosceles triangular columnar prisms having two inclined surfaces and a bottom surface when viewed from the front so that the vertical angles are arranged in a direction opposite to each other alternately. Is arranged. In the example shown in the figure, nine prisms are joined, and these are joined in order from the light source 4 side, the first beam splitter 42, the second beam splitter 43, the third beam splitter 44, the fourth beam splitter 45, and the fifth beam splitter. 46, sixth beam splitter 47, seventh beam splitter 48, eighth beam splitter 49, and ninth beam splitter 50 (light beam splitting means).
Then, one of the inclined surfaces of the adjacent triangular prism-shaped beam splitters 42 to 50, which is the inclined surface on the light source 4 side, is coated with a half mirror coating with a dielectric multilayer film or a metal film, and the semi-transmissive film 40 (dividing surface) ) Respectively. In the ninth beam splitter 50, the inclined surface facing the semi-transmissive film 40 constitutes a reflection surface 41 (divided surface) for total reflection.

そのため、第一ビームスプリッタ42に入射する光ビームLはその半透過膜40で反射光L1と透過光L2に分割され、反射光L1は一方側(図では左側)に例えば入射光Lに対して略直角に反射される。透過光L2は第二ビームスプリッタ43の半透過膜40で反射光L1と透過光L2に分割され、反射光L1は一方側とは反対方向の他方側(図では右側)に例えば透過光L2に対して略直角に反射される。
このようにして第一乃至第九ビームスプリッタ42〜50では、光ビームL、透過光L2を半透過膜40で反射光L1と透過光L2に分割する際、反射光L1は交互に一方側と他方側に分かれる。更に第九ビームスプリッタ50の反射面41でも対向する半透過膜40で反射する光ビームL1とは反対側に光ビームL1が反射する。
そのため、図に示す例では、奇数番目の半透過膜40での反射光L1は一方側に反射し、偶数番目の半透過膜40及び反射面41での反射光L1は他方側に反射する。
Therefore, the light beam L incident on the first beam splitter 42 is divided into reflected light L1 and transmitted light L2 by the semi-transmissive film 40, and the reflected light L1 is, for example, incident light L on one side (left side in the figure). Reflected at a substantially right angle. The transmitted light L2 is divided into reflected light L1 and transmitted light L2 by the semi-transmissive film 40 of the second beam splitter 43, and the reflected light L1 is converted into, for example, transmitted light L2 on the other side (right side in the figure) opposite to one side. On the other hand, it is reflected at a substantially right angle.
In this way, in the first to ninth beam splitters 42 to 50, when the light beam L and the transmitted light L2 are divided into the reflected light L1 and the transmitted light L2 by the semi-transmissive film 40, the reflected light L1 is alternately switched to one side. Divided on the other side. Furthermore, the light beam L1 is reflected on the reflection surface 41 of the ninth beam splitter 50 on the side opposite to the light beam L1 reflected by the facing semi-transmissive film 40.
Therefore, in the example shown in the figure, the reflected light L1 from the odd-numbered semi-transmissive film 40 is reflected to one side, and the reflected light L1 from the even-numbered semi-transmissive film 40 and the reflecting surface 41 is reflected to the other side.

光分割素子39の両側には、それぞれ反射する光ビームL1の数に応じたガルバノミラーが配設されている。図9において、光分割素子39の一方側(左側)には、第一、第三、第五、第七、第九ビームスプリッタ42,44,46,48、50の各半透過膜40に対向して第一、第三、第五、第七、第九ガルバノミラー52,54,56,58、60が配設されている。そして、第一、第三、第五、第七、第九ビームスプリッタ42,44,46,48、50の各半透過膜40で反射した各光ビームL1を例えば直角にそれぞれ反射させてA方向の外部へ射出することになる。
同様に、光分割素子39の他方側(右側)には、第二、第四、第六、第八ビームスプリッタ43,45,47,49の各半透過膜40及び反射面41に対向して第二、第四、第六、第八、第十ガルバノミラー53,55,57,59、61が配設されている。そして、第二、第四、第六、第八ビームスプリッタ43,45,47,49の各半透過膜40、反射面41で反射した各光ビームL1を例えば直角にそれぞれ反射させてA方向の外部へ射出することになる。
しかも一方側の各ガルバノミラー52,54,56,58、60は設置板64に取り付けられている。他方側の各ガルバノミラー53,55,57,59、61は設置板65に取り付けられている。
Galvano mirrors corresponding to the number of reflected light beams L1 are arranged on both sides of the light splitting element 39, respectively. 9, on one side (left side) of the light splitting element 39, the first, third, fifth, seventh, and ninth beam splitters 42, 44, 46, 48, and 50 are opposed to the semi-transmissive films 40, respectively. The first, third, fifth, seventh, and ninth galvanometer mirrors 52, 54, 56, 58, and 60 are provided. The light beams L1 reflected by the semi-transmissive films 40 of the first, third, fifth, seventh, and ninth beam splitters 42, 44, 46, 48, and 50 are reflected, for example, at right angles, respectively. Will be injected to the outside.
Similarly, the other side (right side) of the light splitting element 39 is opposed to the semi-transmissive films 40 and the reflecting surfaces 41 of the second, fourth, sixth, and eighth beam splitters 43, 45, 47, and 49. Second, fourth, sixth, eighth, and tenth galvanometer mirrors 53, 55, 57, 59, 61 are provided. The light beams L1 reflected by the semi-transmissive films 40 and the reflecting surfaces 41 of the second, fourth, sixth, and eighth beam splitters 43, 45, 47, and 49 are reflected, for example, at right angles, respectively, in the A direction. It will be injected outside.
Moreover, each galvanometer mirror 52, 54, 56, 58, 60 on one side is attached to the installation plate 64. The other galvanometer mirrors 53, 55, 57, 59 and 61 are attached to the installation plate 65.

本実施の形態による光ビーム照射装置38は上述の構成を有しているから、図9において、レーザによる光源4を射出した光ビームLはビームエキスパンダ20によって光ビームLの径を所望の大きさに加工される。そして整形された光ビームLは光分割素子39の第一ビームスプリッタ42の半透過膜40に入射する。
第一ビームスプリッタ42では、半透過膜40により予め設定された比率で反射光L1と透過光L2に分岐する。反射光L1は一方側の第一ガルバノミラー52に入射する。第一ビームスプリッタ42を透過した光ビームL2は第二ガルバノミラー43の半透過膜40により予め設定された比率で反射光L1と透過光L2に分岐され、反射光L1は他方側の第二ガルバノミラー53に入射する。
このようにして透過光L2は順次第三乃至第九ビームスプリッタ44〜50で同様の作用を繰り返し、それぞれの反射光L1は交互に一方側と他方側に反射させられる。そして第九ビームスプリッタ50を透過する光ビームL2は反射面41で全反射させられて他方側の第十ガルバノミラー61に向かう。
Since the light beam irradiation device 38 according to the present embodiment has the above-described configuration, in FIG. 9, the light beam L emitted from the light source 4 by the laser has a desired diameter increased by the beam expander 20. It is processed. The shaped light beam L is incident on the semi-transmissive film 40 of the first beam splitter 42 of the light splitting element 39.
In the first beam splitter 42, the light is branched into reflected light L <b> 1 and transmitted light L <b> 2 at a preset ratio by the semi-transmissive film 40. The reflected light L1 enters the first galvanometer mirror 52 on one side. The light beam L2 transmitted through the first beam splitter 42 is branched into the reflected light L1 and the transmitted light L2 at a preset ratio by the semi-transmissive film 40 of the second galvanometer mirror 43, and the reflected light L1 is the second galvanometer on the other side. Incident on the mirror 53.
In this way, the transmitted light L2 sequentially repeats the same action in the third to ninth beam splitters 44 to 50, and the respective reflected light L1 is alternately reflected on one side and the other side. The light beam L2 that passes through the ninth beam splitter 50 is totally reflected by the reflecting surface 41 and travels toward the other tenth galvanometer mirror 61.

そして、一方側のガルバノミラー52,54,56,58、60では、各反射光L1を例えば略直角に反射してA方向に射出し、路面に光スポットパターンを形成する。同時に他方側のガルバノミラー53,55,57,59、61では、各反射光L1を例えば略直角に反射してA方向に射出し、路面に光スポットパターンを形成する。そのため、両側のガルバノミラー群で反射した各光ビームL1群、L1群は略平行になって照射され、車両1の両側でそれぞれ一対の光スポットパターンLa、LaまたはLb、Lbを形成することができる。   The galvanometer mirrors 52, 54, 56, 58, and 60 on one side reflect each reflected light L1 at, for example, a substantially right angle and emit it in the A direction to form a light spot pattern on the road surface. At the same time, the galvanometer mirrors 53, 55, 57, 59, 61 on the other side reflect each reflected light L1 at, for example, a substantially right angle and emit it in the A direction to form a light spot pattern on the road surface. Therefore, the light beams L1 and L1 reflected by the galvanomirror groups on both sides are irradiated in a substantially parallel manner, and a pair of light spot patterns La and La or Lb and Lb are formed on both sides of the vehicle 1, respectively. it can.

ここで、本実施の形態による光ビーム照射装置38における各ビームスプリッタ42〜50の半透過膜40及び反射面41について、反射率Rnと透過率Tnと各半透過膜40及び反射面41での射出光(反射光L1)強度の一例を、実施例2として設定すると下記表2の通りになる。この場合、各ビームスプリッタ42〜50の半透過膜40及び反射面41の合計をNとすると、N=10である。表2をグラフで表すと図10のようになる。
なお、射出光強度は各ビームスプリッタに入射する光ビームLまたは透過光L2の強度を1とした場合の反射光L1の強度を示す。
下記の表2の設定は、上述の式(4)、(5)により計算したものである。ただし、nは1、2、…Nとする。
この実施例2によれば、光の吸収等がない理想状態であれば、全ての反射する光ビームL1の強度は0.1で略等しいものになる。実際には光の吸収等があるために若干の補正が必要な場合がある。
Here, regarding the semi-transmissive film 40 and the reflective surface 41 of each of the beam splitters 42 to 50 in the light beam irradiation apparatus 38 according to the present embodiment, the reflectance Rn and the transmissivity Tn, and the semi-transmissive film 40 and the reflective surface 41 are reflected. An example of the intensity of the emitted light (reflected light L1) is set as Example 2 as shown in Table 2 below. In this case, if the total of the semi-transmissive film 40 and the reflecting surface 41 of each beam splitter 42 to 50 is N, N = 10. Table 2 is represented as a graph in FIG.
The emitted light intensity indicates the intensity of the reflected light L1 when the intensity of the light beam L or the transmitted light L2 incident on each beam splitter is 1.
The settings in Table 2 below are calculated according to the above formulas (4) and (5). Here, n is 1, 2,... N.
According to the second embodiment, in the ideal state where there is no light absorption or the like, the intensity of all the reflected light beams L1 is approximately equal to 0.1. Actually, some correction may be necessary due to light absorption and the like.

Figure 2006040707
Figure 2006040707

上述のように本実施の形態による光ビーム照射装置38は、1本の光ビームLに基づいて複数本の反射光L1に分割すると共に、これら反射光L1を二方向に分岐して照射することができる。よって、車両1の前方または後方に形成する二つの光スポットパターンLa、LaまたはLb、Lbを1つの光ビーム照射装置38で得られるため、上述の装置2、22、28等よりも一層構成を簡単にできてコストを低廉にできる。
また、光源4、ビームエキスパンダ20、光分割素子39を1つのユニットとし、両側の各5枚のガルバノミラーを設置板64,65でそれぞれユニット化することで、装置全体の構成を3つのユニットに分けて個別に制御することができて、装置全体を簡略化でき、メンテナンスも容易になる。
また、光分割素子39での両側への各複数本の反射光L1,L1はそれぞれ平行に設定したから、両側に設置する各ガルバノミラーのユニット間の間隔を任意に設定してもよく、例えば路面上での二つの光スポットパターンLa、LaまたはLb、Lbを離間させたい場合には、両側のガルバノミラー52,54,56,58,60と53,55,57,59、61の偏向角を変えることなく、ユニットごと平行移動して互いの間隔を広げることで実現することができる。
なお、光分割素子39では反射光L1を交互に二方向に反射させることとしたが、これに限定されることなく、任意の順番で反射光Lを選択的にいずれかの方向に反射させることができる。
As described above, the light beam irradiation device 38 according to the present embodiment divides the reflected light L1 into a plurality of reflected lights L1 based on one light beam L, and irradiates the reflected light L1 in two directions. Can do. Therefore, since the two light spot patterns La, La or Lb, Lb formed on the front or rear of the vehicle 1 can be obtained by one light beam irradiation device 38, the structure is further increased than the above-described devices 2, 22, 28, etc. It can be done easily and the cost can be reduced.
Further, the light source 4, the beam expander 20, and the light splitting element 39 are made into one unit, and each of the five galvanometer mirrors on both sides is unitized by the installation plates 64 and 65, so that the configuration of the entire apparatus is made up of three units. It is possible to control separately, and the whole apparatus can be simplified and maintenance can be facilitated.
Further, since the plurality of reflected lights L1 and L1 on both sides of the light splitting element 39 are set in parallel, the interval between the units of the galvanometer mirrors installed on both sides may be arbitrarily set. When it is desired to separate the two light spot patterns La, La or Lb, Lb on the road surface, the deflection angles of the galvanometer mirrors 52, 54, 56, 58, 60 on both sides and 53, 55, 57, 59, 61 are provided. Without changing the distance, the unit can be moved in parallel to increase the interval between them.
In the light splitting element 39, the reflected light L1 is alternately reflected in two directions. However, the present invention is not limited to this, and the reflected light L is selectively reflected in any direction in any order. Can do.

次に本発明の第五の実施の形態を図11により説明する。
図11に示す光ビーム照射装置68は、光分割素子69の構成と、その両側の各ガルバノミラーの配置において第四の実施の形態と相違する。光分割素子69は、最も光源4側のプリズムが台形柱状とされ、これを第一ビームスプリッタ70とする。そして第一ビームスプリッタ70に続く他のプリズムは、第四の実施の形態と同様に略二等辺三角形柱状のプリズムを各頂角が互い違いに向かい合う方向に並ぶように斜面で互いに面接合させて略直線状に配列している。
図に示す例では第一ビームスプリッタ70の台形の斜面に続けて7個の略二等辺三角形柱状のプリズムを順次面接合しており、これらを光源4側から順に第二ビームスプリッタ71、第三ビームスプリッタ72、第四ビームスプリッタ73、第五ビームスプリッタ74、第六ビームスプリッタ75、第七ビームスプリッタ76、第八ビームスプリッタ77とする。これらは光ビーム分割手段を構成する。しかも、第一ビームスプリッタ70の入射面70aは光ビームLに直交する面とされている。
また、光分割素子69は入射する光ビームL及び透過光L2が同一直線状であるとして、その両側面69a、69bが光ビームL及び透過光L2と平行な略台形柱状に形成されている。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The light beam irradiation device 68 shown in FIG. 11 is different from the fourth embodiment in the configuration of the light splitting element 69 and the arrangement of the galvanometer mirrors on both sides thereof. In the light splitting element 69, the prism closest to the light source 4 has a trapezoidal column shape, which is referred to as a first beam splitter 70. The other prisms that follow the first beam splitter 70 are substantially isosceles prismatic prisms that are substantially isosceles triangular prisms so that the vertical angles are arranged in opposite directions in the same manner as in the fourth embodiment. They are arranged in a straight line.
In the example shown in the drawing, seven substantially isosceles triangular prisms are sequentially surface joined to the trapezoidal slope of the first beam splitter 70, and these are joined in order from the light source 4 side to the second beam splitter 71, the third beam splitter 71, and the third beam splitter 71. A beam splitter 72, a fourth beam splitter 73, a fifth beam splitter 74, a sixth beam splitter 75, a seventh beam splitter 76, and an eighth beam splitter 77 are provided. These constitute light beam splitting means. Moreover, the incident surface 70 a of the first beam splitter 70 is a surface orthogonal to the light beam L.
Further, the light splitting element 69 is formed so that the incident light beam L and the transmitted light L2 are collinear, and both side surfaces 69a and 69b are formed in a substantially trapezoidal column shape parallel to the light beam L and the transmitted light L2.

そして隣り合う各ビームスプリッタ70〜77の面接合する斜面の一方、ここでは光源4側の斜面に誘電体多層膜または金属膜によってハーフミラーコーティングが施され、これをそれぞれ半透過膜78(分割面)とする。また第八ビームスプリッタ77において、透過光L2の入射する半透過膜78に対向する斜面は反射面79を構成する。
そのため、第一ビームスプリッタ70の入射面70aから入射する光ビームLまたは透過光L2は第二乃至第八ビームスプリッタ71〜77の半透過膜78により予め設定された比率で反射光L1と透過光L2とにそれぞれ分割される。しかも、奇数番目の半透過膜78で反射する反射光L1は一方側(左側)に、偶数番目の半透過膜78で反射する反射光L1は他方側(右側)にそれぞれ反射することになる。
また、略二等辺三角形柱状をなす第二乃至第八ビームスプリッタ71〜77の各頂角θは、各斜面に設けた半透過膜78での反射光L1が光ビームLまたは透過光L2に対して同一の鋭角θaをなすように形成されている。そのため、頂角θは45°未満であることが好ましい。
A half mirror coating is applied to one of the slopes of the adjacent beam splitters 70 to 77 which are surface-bonded, here, the slope on the light source 4 side with a dielectric multilayer film or a metal film. ). In the eighth beam splitter 77, the slope facing the semi-transmissive film 78 on which the transmitted light L <b> 2 is incident constitutes a reflective surface 79.
Therefore, the light beam L or the transmitted light L2 incident from the incident surface 70a of the first beam splitter 70 is reflected by the reflected light L1 and the transmitted light at a ratio preset by the semi-transmissive films 78 of the second to eighth beam splitters 71 to 77. Divided into L2. Moreover, the reflected light L1 reflected by the odd-numbered semi-transmissive film 78 is reflected on one side (left side), and the reflected light L1 reflected by the even-numbered semi-transmissive film 78 is reflected on the other side (right side).
Further, the apex angles θ of the second to eighth beam splitters 71 to 77 having a substantially isosceles triangular column shape are such that the reflected light L1 from the semi-transmissive film 78 provided on each inclined surface is relative to the light beam L or the transmitted light L2. Are formed to have the same acute angle θa. Therefore, the apex angle θ is preferably less than 45 °.

光分割素子69の一方側には、奇数番目の半透過膜78で反射する4本の反射光L1を反射させるための第一ガルバノミラー80、第三ガルバノミラー82、第五ガルバノミラー84、第七ガルバノミラー86がそれぞれ設けられている。光分割素子69の他方側には、偶数番目の半透過膜78で反射する4本の反射光L1を反射させるための第二ガルバノミラー81、第四ガルバノミラー83、第六ガルバノミラー85、第八ガルバノミラー87がそれぞれ設けられている。各ガルバノミラー80〜87は2軸回転可能で任意の角度にチルト駆動できる。そして両側の各四枚のガルバノミラー80,82,84,86は設置板64,65に取り付けられている。
一方の設置板64に設けた各ガルバノミラー80、82、84、86と他方の設置板65に設けた各ガルバノミラー81、83、85、87は、光分割素子6を挟んで略V字をなすように傾斜して配列されている。また、各ガルバノミラー80〜87は入射する反射光L1を反射させて光分割素子69に対して外側に拡散する方向に光ビームL1を射出するようにそれぞれ配設されている。
On one side of the light splitting element 69, a first galvano mirror 80, a third galvano mirror 82, a fifth galvano mirror 84 for reflecting four reflected lights L 1 reflected by the odd-numbered semi-transmissive film 78, Seven galvanometer mirrors 86 are provided. On the other side of the light splitting element 69, a second galvanometer mirror 81, a fourth galvanometer mirror 83, a sixth galvanometer mirror 85, a fourth galvanometer mirror 85 for reflecting the four reflected lights L 1 reflected by the even-numbered semi-transmissive film 78, Eight galvanometer mirrors 87 are provided. Each of the galvanometer mirrors 80 to 87 can rotate about two axes and can be driven to tilt at an arbitrary angle. The four galvanometer mirrors 80, 82, 84, 86 on both sides are attached to the installation plates 64, 65.
The galvanometer mirrors 80, 82, 84, 86 provided on one installation plate 64 and the galvanometer mirrors 81, 83, 85, 87 provided on the other installation plate 65 are substantially V-shaped across the light splitting element 6. It is arranged so as to be inclined. The galvanometer mirrors 80 to 87 are arranged so as to reflect the incident reflected light L1 and emit the light beam L1 in a direction in which it is diffused outward with respect to the light splitting element 69.

本実施の形態による光ビーム照射装置68は上述の構成有しているから、図11において、光源4を射出した光ビームLはビームエキスパンダ20で整形された後、光分割素子69の第一ビームスプリッタ70の入射面70aから入射して第二ビームスプリッタ71の半透過膜78により予め設定された比率で反射光L1と透過光L2に分割される。反射光L1は光ビームLに対して鋭角θaで反射され一方側の第一ガルバノミラー80に向けて進行する。
一方、透過光L2は第三ビームスプリッタ72で、半透過膜78により予め設定された比率で反射光L1と透過光L2に分岐される。反射光L1は鋭角θaで反射して他方側の第二ガルバノミラー81に入射する。そして透過光L2は同様な作用で順次第四乃至第八ビームスプリッタ73〜77の各半透過膜78でそれぞれ反射光L1と透過光L2に分岐される。そして第八ビームスプリッタ77内に進入する透過光L2は反射面79で反射して他方側の第八ガルバノミラー87に入射する。
そのため、奇数番目の半透過膜78で反射する4本の反射光L1は互いに略平行であり、一方側へ鋭角で反射して、第一、第三、第五、第七ビームスプリッタ80,82、84、86で更に反射して外側へ略平行に射出する。そして路面に一方の光スポットパターンLa(またはLb)を形成する。また、偶数番目の半透過膜78で反射する4つの反射光L1も互いに略平行であり、他方側へ鋭角で反射して、第二、第四、第六、第八ビームスプリッタ81,83、85、87で更に反射して外側へ略平行に射出する。そして路面に他方の光スポットパターンLa(またはLb)を形成する。
Since the light beam irradiation device 68 according to the present embodiment has the above-described configuration, the light beam L emitted from the light source 4 is shaped by the beam expander 20 in FIG. The light is incident from the incident surface 70a of the beam splitter 70 and is divided into the reflected light L1 and the transmitted light L2 by the semi-transmissive film 78 of the second beam splitter 71 at a preset ratio. The reflected light L1 is reflected at an acute angle θa with respect to the light beam L and travels toward the first galvanometer mirror 80 on one side.
On the other hand, the transmitted light L2 is split by the third beam splitter 72 into the reflected light L1 and the transmitted light L2 at a preset ratio by the semi-transmissive film 78. The reflected light L1 is reflected at an acute angle θa and is incident on the second galvanometer mirror 81 on the other side. Then, the transmitted light L2 is sequentially branched into the reflected light L1 and the transmitted light L2 by the semi-transmissive films 78 of the fourth to eighth beam splitters 73 to 77 by the same action. Then, the transmitted light L 2 entering the eighth beam splitter 77 is reflected by the reflecting surface 79 and enters the other eighth galvanometer mirror 87.
Therefore, the four reflected lights L1 reflected by the odd-numbered semi-transmissive film 78 are substantially parallel to each other, reflected to one side at an acute angle, and the first, third, fifth, and seventh beam splitters 80 and 82 are reflected. , 84, 86 are further reflected and emitted outward substantially in parallel. Then, one light spot pattern La (or Lb) is formed on the road surface. In addition, the four reflected lights L1 reflected by the even-numbered semi-transmissive film 78 are also substantially parallel to each other and reflected to the other side at an acute angle, so that the second, fourth, sixth, eighth beam splitters 81, 83, The light is further reflected at 85 and 87, and is emitted substantially in parallel to the outside. Then, the other light spot pattern La (or Lb) is formed on the road surface.

上述のように本実施の形態によれば、第四の実施の形態による効果に加えて、光分割素子69での両側への各4本の反射光L1が光ビームLや透過光L2の入射光軸に対して鋭角θaで反射する構成であるため、両側の各4枚のガルバノミラーを光分割素子69により近づけて且つ光分割素子69より光源4側に配設することができ、装置を一層小型化できる。   As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the fourth embodiment, each of the four reflected lights L1 on both sides of the light splitting element 69 is incident on the light beam L or the transmitted light L2. Since it is configured to reflect at an acute angle θa with respect to the optical axis, each of the four galvanometer mirrors on both sides can be disposed closer to the light splitting element 69 and closer to the light source 4 than the light splitting element 69. The size can be further reduced.

次に本発明の第六の実施の形態を図12により説明する。
第六の実施の形態による光ビーム照射装置90は、概略で第五の実施の形態による光ビーム照射装置68と近似する構成を有しており、光分割素子91と、両側のガルバノミラーにおいて相違する。
図12に示す光ビーム照射装置90において、光分割素子91は、頂角の大きさが異なる複数の三角形柱状のプリズムを面接合して構成されている。
図において、光分割素子91の第一ビームスプリッタ92は略直角三角形状をなしており、ビームエキスパンダ20を通過する光ビームLに直交する入射面92aを有している。第一ビームスプリッタ92の底面に続けて、5個の略三角形柱状の三角プリズムをその頂角α1、α2、α3,α4、α5を互いに違いに対向させて斜面を順次面接合している。これらの略三角形柱状の三角プリズムを光源4側から順に第二ビームスプリッタ93、第三ビームスプリッタ94、第四ビームスプリッタ95、第五ビームスプリッタ96、第六ビームスプリッタ97とする。これらは光ビーム分割手段を構成する。
また、第二乃至第六ビームスプリッタ93〜97は図12に示すように柱状の端面である各三角形の頂角α1、α2,α3、α4、α5を挟む二つの斜辺の長さが両側に隣接する他の三角形の斜辺の長さとそれぞれ一致するものとする。各頂角α1〜α5は互いに相違するため、各三角形の上記二つの斜辺は長さが相違する。しかも、光分割素子91は入射する光ビームL及び透過光L2の光軸が同一直線状であるとして、その両側面91a、91bが光ビームL及び透過光L2と平行であり、全体として略台形の柱状に形成されている。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The light beam irradiation apparatus 90 according to the sixth embodiment has a configuration roughly similar to the light beam irradiation apparatus 68 according to the fifth embodiment, and is different between the light splitting element 91 and the galvanometer mirrors on both sides. To do.
In the light beam irradiation apparatus 90 shown in FIG. 12, the light splitting element 91 is configured by surface-joining a plurality of triangular prisms having different apex angles.
In the drawing, the first beam splitter 92 of the light splitting element 91 has a substantially right triangle shape, and has an incident surface 92 a orthogonal to the light beam L passing through the beam expander 20. Following the bottom surface of the first beam splitter 92, five substantially triangular prismatic triangular prisms are sequentially surface-joined with their apex angles α1, α2, α3, α4, and α5 facing each other. These substantially triangular prismatic triangular prisms are referred to as a second beam splitter 93, a third beam splitter 94, a fourth beam splitter 95, a fifth beam splitter 96, and a sixth beam splitter 97 in order from the light source 4 side. These constitute light beam splitting means.
In addition, as shown in FIG. 12, the second to sixth beam splitters 93 to 97 are adjacent to both sides of the two oblique sides sandwiching the apex angles α1, α2, α3, α4, and α5 of each triangle that is a columnar end surface. And the length of the hypotenuse of the other triangle. Since the apex angles α1 to α5 are different from each other, the two hypotenuses of each triangle have different lengths. Moreover, the light splitting element 91 is assumed that the optical axes of the incident light beam L and the transmitted light L2 are collinear, and both side surfaces 91a and 91b thereof are parallel to the light beam L and the transmitted light L2, and are substantially trapezoidal as a whole. It is formed in a columnar shape.

そして隣り合う各ビームスプリッタ92〜97の面接合する底面または斜面の一方、ここでは第二乃至第六ビームスプリッタ93〜97の光源4側の斜面に誘電体多層膜または金属膜によってハーフミラーコーティングが施され、これをそれぞれ半透過膜98(分割面)とする。また第六ビームスプリッタ97において、透過光L2の入射する半透過膜98に対向する斜面は反射面99を構成する。
そのため、第一ビームスプリッタ92の入射面92aから入射する光ビームLまたは透過光L2は第二乃至第六ビームスプリッタ93〜97の半透過膜98により予め設定された比率で反射光L1と透過光L2とにそれぞれ分割される。しかも、奇数番目の半透過膜98で反射する反射光L1は一方側(左側)に、偶数番目の半透過膜98及び反射面99で反射する反射光L1は他方側(右側)にそれぞれ反射することになる。
また、第二乃至第六ビームスプリッタ93〜97の各頂角α1、α2,α3、α4、α5は、光源4に近いものが最大で、光源4から離れるに従って順次小さくなるように設定されている。そのため、入射する光ビームL及び透過光L2に対する各半透過膜98での反射光L1の角度β1、β2、β3、β4、β5、β6は、光源4から遠ざかるに従って順次小さくなるように形成されている。そのため、両側の複数本の反射光L1、L1はそれぞれ集合する方向に反射する。
Then, a half mirror coating is formed by a dielectric multilayer film or a metal film on one of the bottom surfaces or the inclined surfaces where the adjacent beam splitters 92 to 97 are bonded to each other, here the inclined surfaces on the light source 4 side of the second to sixth beam splitters 93 to 97. These are used as semi-permeable membranes 98 (divided surfaces). Further, in the sixth beam splitter 97, the slope facing the semi-transmissive film 98 on which the transmitted light L2 is incident constitutes a reflective surface 99.
Therefore, the light beam L or the transmitted light L2 incident from the incident surface 92a of the first beam splitter 92 is reflected by the reflected light L1 and the transmitted light at a ratio set in advance by the semi-transmissive films 98 of the second to sixth beam splitters 93 to 97. Divided into L2. Moreover, the reflected light L1 reflected by the odd-numbered semi-transmissive film 98 is reflected on one side (left side), and the reflected light L1 reflected by the even-numbered semi-transmissive film 98 and the reflective surface 99 is reflected on the other side (right side). It will be.
The apex angles α1, α2, α3, α4, and α5 of the second to sixth beam splitters 93 to 97 are set so that the maximum is close to the light source 4 and gradually decreases as the distance from the light source 4 increases. . Therefore, the angles β1, β2, β3, β4, β5, and β6 of the reflected light L1 at each semi-transmissive film 98 with respect to the incident light beam L and transmitted light L2 are formed so as to gradually decrease as the distance from the light source 4 increases. Yes. Therefore, the plurality of reflected lights L1 and L1 on both sides are reflected in the gathering direction.

光分割素子91の一方側には、奇数番目の半透過膜98で反射する3本の反射光L1を反射させるための第一ガルバノミラー101、第三ガルバノミラー103、第五ガルバノミラー105がそれぞれ設けられている。光分割素子98の他方側には、偶数番目の半透過膜98と反射面99で反射する3本の反射光L1を反射させるための第二ガルバノミラー102、第四ガルバノミラー104、第六ガルバノミラー106がそれぞれ設けられている。各ガルバノミラー101〜106は任意の方向に回動可能であり、MEMSミラー等の非常に小型の可動ミラーで構成されている。
一方側の3枚のガルバノミラー101,103,105は小型の設置板108に取り付けられ、互いに微少な間隔で並べられている。他方側の3枚のガルバノミラー102,104,106も同様に小型の設置板109に取り付けられ、互いに微少な間隔で並べられている。これによって各ガルバノミラー101,103,105と102,104,106で反射した各3本の反射光L1、L1は互いに平行な方向に射出できる。
本実施の形態では、光分割素子91によって両方向へ反射する各複数本の反射光L1、L1の反射角β1〜β6をそれぞれ変えることで、一方側のガルバノミラー101,103,105と他方側のガルバノミラー102,104,106の近傍で集合できるために、小型のガルバノミラー101〜106を採用できる。特に光源4に近い側の反射光L1の反射角β1、β2を比較的大きく設定して光源4から遠ざかるに従って反射光L1の反射角β3〜β6を順次小さく設定したために、光源4に近い側で各3本の反射光L1を集合できる。そのため、光源4に近い位置に各ガルバノミラー101,103,105と102,104,106の設置板108,109を略対称に設けることができる。
On one side of the light splitting element 91, there are a first galvanometer mirror 101, a third galvanometer mirror 103, and a fifth galvanometer mirror 105 for reflecting the three reflected lights L1 reflected by the odd-numbered semi-transmissive film 98, respectively. Is provided. On the other side of the light splitting element 98, the second galvanometer mirror 102, the fourth galvanometer mirror 104, and the sixth galvanometer for reflecting the three reflected lights L 1 reflected by the even-numbered semi-transmissive film 98 and the reflecting surface 99. Each of the mirrors 106 is provided. Each of the galvanometer mirrors 101 to 106 can be rotated in an arbitrary direction, and is composed of a very small movable mirror such as a MEMS mirror.
The three galvanometer mirrors 101, 103, and 105 on one side are attached to a small installation plate 108 and are arranged at a minute interval. Similarly, the other three galvanometer mirrors 102, 104, and 106 are attached to a small installation plate 109, and are arranged at a minute interval. As a result, the three reflected lights L1 and L1 reflected by the galvanometer mirrors 101, 103, 105 and 102, 104, 106 can be emitted in directions parallel to each other.
In this embodiment, by changing the reflection angles β1 to β6 of the plurality of reflected lights L1 and L1 reflected in both directions by the light splitting element 91, the galvanometer mirrors 101, 103, 105 on one side and the other side are changed. Since they can be assembled in the vicinity of the galvanometer mirrors 102, 104, and 106, small galvanometer mirrors 101 to 106 can be employed. In particular, since the reflection angles β1 and β2 of the reflected light L1 on the side close to the light source 4 are set to be relatively large and the reflection angles β3 to β6 of the reflected light L1 are sequentially set to decrease as the distance from the light source 4 increases, Each of the three reflected lights L1 can be assembled. Therefore, the installation plates 108 and 109 of the galvanometer mirrors 101, 103, 105 and 102, 104, 106 can be provided substantially symmetrically at a position close to the light source 4.

本実施の形態による光ビーム照射装置90は上述の構成を有しているから、光源4からビームエキスパンダ20を介して光分割素子91に入射する光ビームLは第二ビームスプリッタ93の半透過膜98によって予め定められた比率で反射光L1と透過光L2に分割される。更に透過光L2は、各ビームスプリッタ93〜97間の各半透過膜98によって同様の作用で順次反射光L1と透過光L2に分割され、各反射光L1は交互に一方側と他方側に反射される。そして、反射面99では透過光L2は全反射される。
しかも、両側の反射光L1はそれぞれ集光する方向に偏向されることで、小型のガルバノミラー101,103,105とガルバノミラー102,104,106でそれぞれ偏向させられて互いに平行な反射光L1,L1として外部へ射出され、路面に光スポットパターンを形成する。
Since the light beam irradiation apparatus 90 according to the present embodiment has the above-described configuration, the light beam L incident on the light splitting element 91 from the light source 4 via the beam expander 20 is semi-transmitted by the second beam splitter 93. The film 98 is divided into reflected light L1 and transmitted light L2 at a predetermined ratio. Further, the transmitted light L2 is sequentially divided into reflected light L1 and transmitted light L2 by the semi-transmissive films 98 between the beam splitters 93 to 97 in the same manner, and each reflected light L1 is alternately reflected on one side and the other side. Is done. The transmitted light L2 is totally reflected at the reflecting surface 99.
In addition, the reflected light L1 on both sides is deflected in the direction of condensing, and is deflected by the small galvanometer mirrors 101, 103, 105 and the galvanometer mirrors 102, 104, 106, respectively, and reflected light L1, parallel to each other. L1 is emitted to the outside and forms a light spot pattern on the road surface.

本実施の形態によれば、上述の効果に加えて、光分割素子91の各ビームスプリッタ93〜97の頂角α1〜α5を適宜選択することで、射出する反射光L1の射出角を自由に設定することができる。特に、光源4に近い側の反射光L1の反射角β1、β2を比較的大きく設定して光源4から遠ざかるに従って反射光L1の反射角β3〜β6を順次小さく設定したために、光源4に近い側に各ガルバノミラー101〜106を配置できて、装置90の小型化や多機能化に有利である。   According to the present embodiment, in addition to the above-described effects, by appropriately selecting the apex angles α1 to α5 of the beam splitters 93 to 97 of the light splitting element 91, the exit angle of the reflected light L1 to be emitted can be freely set. Can be set. In particular, since the reflection angles β1 and β2 of the reflected light L1 on the side close to the light source 4 are set relatively large and the reflection angles β3 to β6 of the reflected light L1 are sequentially set smaller as the distance from the light source 4 increases, the side closer to the light source 4 The galvanometer mirrors 101 to 106 can be arranged on the apparatus 90, which is advantageous for downsizing and multi-functioning of the apparatus 90.

なお、上述の各実施の形態において、各ビームスプリッタの数やガルバノミラーの数は自由に設定できる。
なお、第五の実施の形態による光ビーム照射装置68において、光分割素子69での反射光を入射する光ビームLまた透過光L2の光軸に対して鋭角の反射角で反射させる構成は、第一乃至第三の実施形態における一方向に複数のガルバノミラー13乃至18を配設した光ビーム照射装置に採用してもよい。
同様に、第六の実施形態による光ビーム照射装置90の光分割素子98での反射光を集光させてMEMSミラー等の小型のガルバノミラー101〜106で偏向させる構成は、第一乃至第三の実施形態における一方向に複数のガルバノミラー13乃至18を配設した光ビーム照射装置に採用してもよい。
また、第二の実施の形態による光ビーム照射装置22における反射ミラー23〜26は第四乃至第六の実施の形態においても光分割素子39,69,91に代えて採用しても良い。この場合、各反射ミラー23〜26は光ビームLまたは透過光L2の光軸に対する傾斜角度を適宜調整すればよい。
なお、光ビーム分割手段として偏向ビームスプリッタを採用してもよい。これによって、入射する光ビームや透過光についてP波とS波に分割して一方を反射光とし、他方を透過光とすることができる。
In each of the above-described embodiments, the number of beam splitters and the number of galvanometer mirrors can be set freely.
In the light beam irradiation device 68 according to the fifth embodiment, the configuration in which the reflected light from the light splitting element 69 is reflected at an acute reflection angle with respect to the optical axis of the incident light beam L or transmitted light L2, You may employ | adopt for the light beam irradiation apparatus which has arrange | positioned the several galvanometer mirrors 13-18 in one direction in 1st thru | or 3rd embodiment.
Similarly, the configuration in which reflected light from the light splitting element 98 of the light beam irradiation apparatus 90 according to the sixth embodiment is condensed and deflected by small galvanometer mirrors 101 to 106 such as MEMS mirrors is the first to third. You may employ | adopt for the light beam irradiation apparatus which arrange | positioned the several galvanometer mirrors 13 thru | or 18 in one direction in the embodiment.
Further, the reflection mirrors 23 to 26 in the light beam irradiation apparatus 22 according to the second embodiment may be employed in place of the light splitting elements 39, 69, 91 in the fourth to sixth embodiments. In this case, the reflection mirrors 23 to 26 may appropriately adjust the inclination angle of the light beam L or the transmitted light L2 with respect to the optical axis.
A deflecting beam splitter may be adopted as the light beam splitting means. Thus, the incident light beam or transmitted light can be divided into P wave and S wave, and one can be reflected light and the other can be transmitted light.

なお、上述の各実施の形態では、光ビーム照射装置を車両運転支援装置に搭載するに際し、光ビームを複数の光ビーム分割手段で一方向に反射させる場合には、フロントガラス及びリアガラス内の両側に配設し、両側に反射させる場合にはフロントガラス及びリアガラス内の中央に配設することとしたが、本発明はこのような構成に限定されず、任意の位置に取り付けできる。例えば、前部及び後部のバンパ近傍や車両の屋根等の車両外部に採用してもよい。このような位置に光ビーム照射装置を設置すれば、光ビームがフロントガラスやリアガラスを通過する際に受ける悪影響を防止できる。
また、本発明による光ビーム照射装置2、22,28,38,68、90は車両運転支援装置に限定されることなく、ディスプレイ用、舞台照明用等、任意の用途に用いることができる。
In each of the above-described embodiments, when the light beam irradiation device is mounted on the vehicle driving support device, when the light beam is reflected in one direction by a plurality of light beam dividing means, both sides in the windshield and the rear glass are used. However, the present invention is not limited to such a configuration, and can be attached at an arbitrary position. For example, you may employ | adopt outside vehicles, such as the front bumper vicinity and rear bumper, and a vehicle roof. If the light beam irradiation device is installed at such a position, it is possible to prevent the adverse effect that the light beam receives when passing through the windshield and rear glass.
Moreover, the light beam irradiation apparatus 2, 22, 28, 38, 68, 90 by this invention is not limited to a vehicle driving assistance apparatus, It can be used for arbitrary uses, such as for displays and for stage lighting.

本発明の第一の実施の形態による光ビーム照射装置を車両運転支援装置に用いた斜視図である。It is the perspective view which used the light beam irradiation apparatus by 1st embodiment of this invention for the vehicle driving assistance apparatus. 第一の実施の形態による光ビーム照射装置を示す光学系の正面図である。It is a front view of the optical system which shows the light beam irradiation apparatus by 1st embodiment. 図2の平面図である。FIG. 3 is a plan view of FIG. 2. (a)、(b)、(c)、(d)はビームエキスパンダの例を示す図である。(A), (b), (c), (d) is a figure which shows the example of a beam expander. ビームスプリッタでの反射率と透過率と射出光強度を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance in a beam splitter, the transmittance | permeability, and emitted light intensity. 第二の実施の形態による光ビーム照射装置を示す光学系の正面図である。It is a front view of the optical system which shows the light beam irradiation apparatus by 2nd embodiment. 第三の実施の形態による光ビーム照射装置を示す光学系の正面図である。It is a front view of the optical system which shows the light beam irradiation apparatus by 3rd embodiment. 第四の実施の形態による光ビーム照射装置を車両運転支援装置に用いた斜視図である。。It is the perspective view which used the light beam irradiation apparatus by 4th embodiment for the vehicle driving assistance apparatus. . 第四の実施の形態による光ビーム照射装置を示す光学系の正面図である。It is a front view of the optical system which shows the light beam irradiation apparatus by 4th embodiment. ビームスプリッタでの反射率と透過率と射出光強度を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance in a beam splitter, the transmittance | permeability, and emitted light intensity. 第五の実施の形態による光ビーム照射装置を示す光学系の正面図である。It is a front view of the optical system which shows the light beam irradiation apparatus by 5th embodiment. 第六の実施の形態による光ビーム照射装置を示す光学系の正面図である。It is a front view of the optical system which shows the light beam irradiation apparatus by 6th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2、22、28、38、68、90 光ビーム照射装置
4 光源
5、6,7,8,9、29,30,31,32,33,42,43,44,45,46,47,48,49,50,70,71,72,73,74,75,76,77、92,93,94,95,96,97 ビームスプリッタ(光ビーム分割手段)
10b、34a、40、78、98 半透過膜(分割面)
11 反射ミラー(光ビーム分割手段)
13,14、15,16,17,18、52,53,54,55,56,57,58,59,60,61、80,81,82,83,84,85,86,87、101,102,103,104,105 ガルバノミラー(偏向器)
20 ビームエキスパンダ(ビーム整形手段)
23、24,25,26 ハーフミラー(光ビーム分割手段)
34b、41,79,99 反射面(光ビーム分割手段)
35、39,69、91 光分割素子
L1、反射光(光ビーム)
L2 透過光(光ビーム)
2, 22, 28, 38, 68, 90 Light beam irradiation device 4 Light source 5, 6, 7, 8, 9, 29, 30, 31, 32, 33, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 49, 50, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 92, 93, 94, 95, 96, 97 Beam splitter (light beam splitting means)
10b, 34a, 40, 78, 98 Semi-permeable membrane (divided surface)
11 reflection mirror (light beam splitting means)
13, 14, 15, 16, 17, 18, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 101, 102, 103, 104, 105 Galvano mirror (deflector)
20 Beam expander (beam shaping means)
23, 24, 25, 26 Half mirror (light beam splitting means)
34b, 41, 79, 99 Reflecting surface (light beam splitting means)
35, 39, 69, 91 Light splitting element L1, reflected light (light beam)
L2 Transmitted light (light beam)

Claims (18)

光ビームを射出する光源と、入射する光ビームを反射光と透過光に分岐すると共に透過光の進行方向に配列された複数の光ビーム分割手段と、該光ビーム分割手段で反射された光ビームをそれぞれ偏向させる偏向方向可変の偏向器とを備えたことを特徴とする光ビーム照射装置。   A light source that emits a light beam, a plurality of light beam splitting means that branches the incident light beam into reflected light and transmitted light and arranged in the traveling direction of the transmitted light, and a light beam reflected by the light beam splitting means A light beam irradiation apparatus comprising: a deflector having a variable deflection direction for deflecting each of the light beams. 前記偏向器は前記複数の光ビーム分割手段に対して一方向に配設されている請求項1に記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the deflector is disposed in one direction with respect to the plurality of light beam splitting units. 前記偏向器は前記複数の光ビーム分割手段に対して複数の方向に配設されていて、前記光ビーム分割手段は反射光を複数の方向に配設した前記偏向器に選択的に反射させ、前記複数の方向に配設された偏向器でそれぞれ偏向された光ビームは異なる方向に射出する請求項1に記載の光ビーム照射装置。   The deflector is disposed in a plurality of directions with respect to the plurality of light beam splitting means, and the light beam splitting means selectively reflects reflected light to the deflector disposed in a plurality of directions, The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the light beams respectively deflected by the deflectors arranged in the plurality of directions are emitted in different directions. 前記複数の光ビーム分割手段で反射する光ビームは、二つの方向に交互に反射するようにした請求項3に記載の光ビーム照射装置。   4. The light beam irradiation apparatus according to claim 3, wherein the light beams reflected by the plurality of light beam splitting means are alternately reflected in two directions. 前記複数の光ビーム分割手段でそれぞれ反射する光ビームの少なくとも1つは、光ビーム分割手段に入射する光ビームの光軸に対して鋭角で反射するように構成した請求項1乃至4のいずれかに記載の光ビーム照射装置。   5. The structure according to claim 1, wherein at least one of the light beams reflected by the plurality of light beam splitting units is reflected at an acute angle with respect to the optical axis of the light beam incident on the light beam splitting unit. The light beam irradiation apparatus described in 1. 前記光ビーム分割手段は、同一方向に反射する複数の光ビームが前記偏向器に向けて集合するように構成した請求項1乃至5のいずれかに記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the light beam splitting unit is configured such that a plurality of light beams reflected in the same direction are gathered toward the deflector. 前記複数の光ビーム分割手段はそれぞれ反射率が異なる請求項1乃至6のいずれかに記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the plurality of light beam splitting units have different reflectances. 前記複数の光ビーム分割手段は、透過光の進行方向に向けて反射率が漸次増大するように設定してなる請求項7に記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 7, wherein the plurality of light beam splitting units are set so that the reflectance gradually increases in a traveling direction of transmitted light. 前記光ビーム分割手段は透過する光ビームの進行方向にN個配列され、n個目(n=1,2,…,N)の光ビーム分割手段における反射率をRn、透過率をTnとすると、次式(1)〜(3)を満たすようにした請求項1乃至8のいずれかに記載の光ビーム照射装置。
0.5/N≦R1<1.5/N (1)
Tn=1−Rn (2)
0.7×Rn-1/Tn-1<Rn<1.3×Rn-1/Tn-1 (3)
N light beams are arranged in the traveling direction of the transmitted light beam, and the reflectance in the n-th (n = 1, 2,..., N) light beam dividing device is Rn and the transmittance is Tn. The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the following expressions (1) to (3) are satisfied.
0.5 / N ≦ R1 <1.5 / N (1)
Tn = 1−Rn (2)
0.7 × Rn −1 / Tn −1 <Rn <1.3 × Rn −1 / Tn −1 (3)
前記複数の光ビーム分割手段は複数の三角プリズムを貼り合わせてなり、その貼り合わせ面に分割面を設けてなる請求項1乃至9のいずれかに記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the plurality of light beam splitting units are formed by bonding a plurality of triangular prisms, and a split surface is provided on the bonding surface. 前記複数の三角プリズムは交互にずれて向かい合わせに配設された頂角の大きさがそれぞれ異なる請求項10に記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 10, wherein the plurality of triangular prisms are alternately displaced and have different apex angles. 前記光ビーム分割手段の縦断面視で前記貼り合わせ面の長さが異なる請求項10または11に記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 10 or 11, wherein a length of the bonding surface is different in a longitudinal sectional view of the light beam splitting unit. 前記光ビーム分割手段は平行四辺形プリズムを貼り合わせてなり、その貼り合わせ面に分割面を設けてなる請求項1、2、5乃至9のいずれかに記載の光ビーム照射装置。   10. The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the light beam splitting unit is formed by bonding parallelogram prisms, and a split surface is provided on the bonding surface. 前記光ビーム分割手段は板状のハーフミラーである請求項1乃至9のいずれかに記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the light beam splitting unit is a plate-shaped half mirror. 前記偏光器は、偏向される光ビームを所望の偏向角にそれぞれ制御する制御手段を接続してなる請求項1乃至14のいずれかに記載の光ビーム照射装置。   15. The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the polarizer is connected to control means for controlling the deflected light beam to a desired deflection angle. 前記光源と光ビーム分割手段との間に光ビームの光束径を調整する光ビーム整形手段が配設されている請求項1乃至15のいずれかに記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein a light beam shaping unit that adjusts a light beam diameter of the light beam is disposed between the light source and the light beam splitting unit. 前記光ビーム整形手段はビームエキスパンダである請求項16に記載の光ビーム照射装置。   The light beam irradiation apparatus according to claim 16, wherein the light beam shaping means is a beam expander. 前記光ビーム整形手段を透過した光ビームは収斂光または発散光である請求項16または17に記載の光ビーム照射装置。
The light beam irradiation apparatus according to claim 16 or 17, wherein the light beam transmitted through the light beam shaping means is convergent light or divergent light.
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