JP2020153840A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人間に対して危険とならず、測定対象の面内方向の測定精度を高くできる高精度な測距機能を有する照明装置を提供する。【解決手段】レーザ光源１のレーザ光Ｌ１はコリメートレンズ２によって小光束のレーザビーム光Ｌ２となる。レーザビーム光Ｌ２は２次元光偏向器３によって反射されてレーザビーム光Ｌ３となり、透過型蛍光体スクリーン４上のＸ方向、Ｙ方向に走査され、光Ｌ４は投射レンズ５によって２次元位置情報（Ｘ、Ｙ）を有した光Ｌ５となり、測定対象６に到達する。測定対象６からの反射光Ｌ６は結像レンズ７によって光Ｌ７となり、受光素子８に到達する。間接ＴＯＦ型位相差検出回路１０は、レーザ光Ｌ１の駆動信号Ｓ１と受光素子８の受光信号Ｓ２との位相差Δｔを検出する。制御ユニット１１は２次元位置情報（Ｘ、Ｙ）及び位相差Δｔに基づいて測定対象６の測距距離及び面内距離を演算する。【選択図】 図１

Description

本発明は高精度な測距機能を有する照明装置に関する。

従来の測距機能を有する照明装置は、パルス状のレーザ光を発生するためのレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光をレーザビーム光とするためのコリメートレンズと、レーザビーム光を反射するために高速回転するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーから反射されたレーザビーム光によって走査され、蛍光体が分散された板状樹脂部材とを備え、板状樹脂部材に分散された蛍光体による放射光を照射光として出射すると共に、板状樹脂部材の蛍光体に吸収されずに透過する透過光を測距光として出射する。さらに、照明装置は、測定対象から反射されて戻った測距光のみを受光するためのフィルタ付受光素子と、測距光の出射タイミングと受光素子に受光された測距光の受光タイミングとの時間差（位相差）から測定対象の測定距離（Ｚ方向距離）を演算するための制御ユニットとを備えている（参照：特許文献１の図１２、図１３）。

上述の従来の測距機能を有する照明装置によれば、測距機能と共に照明機能も発揮できる。尚、板状樹脂部材から出射する光は非コヒーレント光であるので、人間に対して危険とならない。

また、従来の測距装置としての走査型レーザレーダは、パルス状のレーザビーム光を発生するためのレーザ光源と、レーザ光源からのレーザビーム光を２次元走査して測距光として出射するための２次元走査ミラーと、２次元走査ミラーからの測距光の測定対象から反射された測距光を受光するための受光素子と、レーザ光の測距光の出射タイミングと受光素子に受光された測距光の受光タイミングとの時間差（位相差）から測定対象の測定距離（Ｚ方向距離）及び測定対象の面内方向（ＸＹ方向）距離を演算するための制御ユニットとを備えている。この場合、測距光は２次元走査ミラーの２次元走査位置情報によって特徴付けられている（参照：特許文献２）。

上述の従来の走査型レーザレーダによれば、２次元走査位置情報によって特徴付けられた測距光を用いているので、測定対象の面内方向（ＸＹ方向）の測定精度を大きくできる。

特開２００５−３３１４６８号公報 特開２００４−１５７０４４号公報

しかしながら、上述の従来の照明装置において、板状樹脂部材を透過した測距光はレーザビーム光ではなく、拡散光又は散乱光となっているので、測定距離（Ｚ方向距離）が大きい程、測距光の光束径は大きくなり、この結果、測定対象の面内方向（Ｙ方向）の測定精度が低くなるという課題がある。

また、上述の従来の走査型レーザレーダにおいては、測定距離（Ｚ方向距離）の拡大、面内方向（ＸＹ方向）距離の拡大及び測定精度の向上のために、レーザ光量を増大させる場合があるが、この場合、大光量レーザ光が装置外に直接出射されるので、人間に対して危険となるという課題がある。尚、レーザ光量はレーザ安全規格によって制限されている。

上述の課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、パルス状のレーザ光を出射するためのレーザ光源と、レーザ光をレーザビーム光に変換するためのコリメートレンズと、２次元走査電圧によって駆動され、レーザビーム光を２次元走査するための２次元走査ミラーと、２次元走査ミラーによって２次元走査されたレーザビーム光によって描画されるための透過型又は反射型のスクリーンと、ビーム光がスクリーンを透過又は反射した非コヒーレント光を装置外に投射するための投射レンズと、非コヒーレント光のうち装置外の測定対象によって反射された反射光を受光するための受光素子と、レーザ光の出射タイミングと受光素子の受光タイミングとの位相差及び２次元走査電圧に基づいて測定対象の測距距離及び測定対象の面内距離を演算するための制御ユニットとを具備するものである。

本発明によれば、装置外に投射される光は非コヒーレント光となるので、人間に対して危険とならず、しかも、測定対象からの受光反射光は２次元走査電圧（情報）によって特徴付けられているので、測定対象の面内方向（ＸＹ方向）の測定精度を高くできる。

本発明に係る照明装置の第１の実施の形態を示す図である。 図１の２次元光偏向器の詳細を示す斜視図である。 図１の照明装置の動作を説明するためのタイミング図である。 図１の照明装置の動作を説明するための図である。 図１の制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。 図５のステップ５０４におけるＺ方向距離テーブルを示す図である。 図１の照明装置の第１の変更例を示す図である。 図１の照明装置の第２の変更例を示す図である。 本発明に係る照明装置の第２の実施の形態を示す図である。 本発明に係る照明装置の第３の実施の形態を示す図である。 図１０の照明装置の動作を説明するためのタイミング図である。

図１は本発明に係る照明装置の第１の実施の形態を示す図である。

図１において、レーザ光源１はパルス状のたとえば青色のレーザ光Ｌ１を発生し、レーザ光Ｌ１はコリメートレンズ２によって小光束のレーザビーム光Ｌ２となる。

レーザビーム光Ｌ２は２次元走査ミラーとしての２次元光偏向器３によって反射されてレーザビーム光Ｌ３となり、蛍光体スクリーン４上のＸ方向、Ｙ方向に走査され、レーザビーム光Ｌ３が透過型蛍光体スクリーン４を透過して非コヒーレントの光Ｌ４となる。従って、人間に対して危険でなくなる。この場合、透過型蛍光体スクリーン４は青色光の一部を黄色光に変換するためのたとえばＹＡＧ粒子を含んだシリコーン樹脂プレートであり、従って、光Ｌ４は青色光の残りと黄色光とが混色されて白色光となる。また、２次元光偏向器３によって反射されたレーザビーム光Ｌ３及び透過型蛍光体スクリーン４を透過した光Ｌ４は２次元光偏向器３の２次元走査電圧Ｖ_ｘａ（Ｖ_ｘｂ）、Ｖ_ｙ１（Ｖ_ｙ２）に依存する２次元位置情報（Ｘ、Ｙ）を有していることになる。

透過型蛍光体スクリーン４を透過した光Ｌ４は投射レンズ５によって２次元位置情報（Ｘ、Ｙ）を有した光Ｌ５となり、測定対象６に到達する。この場合、投射レンズ５は投射レンズ５から出射する光Ｌ５の焦点距離が無限遠（無限大）となるように配置されている。従って、車両用前照灯に適用された場合、光Ｌ５は先行車、対向車等の測定対象６に到達して反射されることになり、先行車、対向車等の測定対象６の位置検出が可能となる。

測定対象６からの反射光Ｌ６は結像レンズ７によって光Ｌ７となり、受光素子８に到達する。

レーザ光源１はレーザ駆動回路９の駆動信号Ｓ１によってパルス状に駆動される。この駆動信号Ｓ１は間接タイム・オブ・フライト（ＴＯＦ）型位相差検出回路１０に供給される。間接ＴＯＦ型位相差検出回路１０は、駆動信号Ｓ１の出力と受光素子８の受光信号Ｓ２の反転信号とのアンド論理を実行する論理回路１０１、論理回路１０１の出力がハイレベルのときクロックパルスＣＫを通過させるアンドゲート１０２、及び駆動信号Ｓ１の立上りでクリアされアンドゲート１０２を通過したクロックパルスＣＫを計数するカウンタ１０３によって構成されている。これにより、論理回路１０１はパルス状のレーザ光Ｌ１すなわち駆動信号Ｓ１と受光素子８の受光信号Ｓ２との位相差Δｔを検出して位相差信号Ｓ３を発生し、これを受けてカウンタ１０３は位相差信号Ｓ３の位相差Δｔを制御ユニット１１に送出する。この場合、受光信号Ｓ２の立上りタイミングは位相差Δｔの割込要求としても制御ユニット１１に供給される。

制御ユニット１１はたとえばマイクロコンピュータによって構成され、２次元光偏向器３及びレーザ駆動回路９を制御すると共に、間接ＴＯＦ型位相差検出回路１０の位相差Δｔに基づいて測定対象６の測距距離（Ｚ方向距離）及び測定対象６の面内距離（ＸＹ方向距離）を演算する。

図２は図１の２次元光偏向器３の詳細を示す斜視図である。

図２において、２次元光偏向器３は、レーザビーム光Ｌ２をレーザビーム光Ｌ３として反射する円形ミラー３１と、ミラー３１のＸ軸方向に沿って結合された１対のトーションバー３２ａ、３２ｂと、ミラー３１及びトーションバー３２ａ、３２ｂを囲む可動のインナフレーム３３と、トーションバー３２ａ、３２ｂ間に結合されインナフレーム３３の内側結合部によって支持された半リング状のインナ圧電アクチュエータ３４ａと、トーションバー３２ａ、３２ｂ間に結合されインナフレーム３３の内側結合部によって支持された半リング状のインナ圧電アクチュエータ３４ｂとによって構成される。この場合、インナフレーム３３はインナ圧電アクチュエータ３４ａ、３４ｂに沿った円状の内周及び矩形状の外周を有する。インナ圧電アクチュエータ３４ａの屈曲方向とインナ圧電アクチュエータ３４ｂの屈曲方向とは反対方向であり、この結果、インナ圧電アクチュエータ３４ａ、３４ｂはミラー３１をＸ軸回りに揺動させるためのカンチレバーの作用をする。

また、２次元光偏向器３は、２次元光偏向器３の基準面を構成する固定のアウタフレーム（固定支持フレーム）３５及びアウタフレーム３５の内側結合部とインナフレーム３３の外側結合部との間に結合された１対のミアンダ状（蛇腹状）のアウタ圧電アクチュエータ３６ａ、３６ｂを含む。アウタ圧電アクチュエータ３６ａの屈曲方向とアウタ圧電アクチュエータ３６ｂの屈曲方向とは同一方向であり、この結果、アウタ圧電アクチュエータ３６ａ、３６ｂはミラー３１をＹ軸回りに揺動させるためのカンチレバーの作用をする。

詳細には、アウタ圧電アクチュエータ３６ａはアウタフレーム３５の内側結合部からインナフレーム３３の外側結合部に向って直列にミアンダ状（蛇腹状）に接続されＸ軸方向に並列に配列された圧電カンチレバー３６ａ−１、３６ａ−２、３６ａ−３、３６ａ−４を有する。同様に、アウタ圧電アクチュエータ３６ｂはアウタフレーム３５の内側結合部３５ｂからインナフレーム３３の外側結合部に向って直列にミアンダ状（蛇腹状）に接続されＸ軸方向に並列に配列された圧電カンチレバー３６ｂ−１、３６ｂ−２、３６ｂ−３、３６ｂ−４を有する。

インナ圧電アクチュエータ３４ａ、３４ｂには、図３の（Ａ）、（Ｂ）に示すたとえば共振周波数ｆ_ｘたとえば２０ｋＨｚの互いに逆位相の正弦波電圧Ｖ_ｘａ、Ｖ_ｘｂが電極パッドＰを介して印加される。これにより、ミラー３１はＸ軸回りに揺動する。

他方、アウタ圧電アクチュエータ３６ａ、３６ｂには、図３の（Ｃ）、（Ｄ）に示す非共振周波数ｆ_ｙたとえば６０Ｈｚの互いに逆位相の鋸歯波電圧Ｖ_ｙ１、Ｖ_ｙ２が電極パッドＰを介して印加される。具体的には、鋸歯波電圧Ｖ_ｙ１はアウタ圧電アクチュエータ３６ａ、３６ｂの奇数番目圧電カンチレバー３６ａ−１、３６ａ−３；３６ｂ−１、３６ｂ−３に印加され、鋸歯波電圧Ｖ_ｙ２はアウタ圧電アクチュエータ３６ａ、３６ｂの偶数番目圧電カンチレバー３６ａ−２、３６ａ−４；３６ｂ−２、３６ｂ−４に印加される。この結果、ミラー３１がＹ軸回りに揺動する。

レーザ光Ｌ１つまり駆動信号Ｓ１は、図３の（Ｅ）に示すごとく、パルス状となり、図３の（Ｇ）の拡大図に示すごとく、そのパルス幅はＰＴである。他方、受光素子８の受光信号Ｓ２も、図３の（Ｆ）に示すごとく、やはり、パルス状となり、図３の（Ｈ）の拡大図に示すごとく、そのパルス幅も、やはり、ＰＴである。この場合、受光信号Ｓ２は駆動信号Ｓ１に対して測定対象６と装置との間の距離ｄに応じた位相差Δｔだけ遅れる。従って、間接ＴＯＦ型位相差検出回路１０の論理回路１０１の位相差検出信号Ｓ３は、図３の（Ｉ）に示すごとく、駆動信号Ｓ１と受光信号Ｓ２との位相差Δｔに相当するパルス状となる。

光Ｌ５のパルス幅ＰＴつまり駆動信号Ｓ１のパルス幅ＰＴは必要とされる最大測距距離（Ｚ方向距離）と最大測距距離（Ｚ方向距離）における面内（ＸＹ方向）の測定精度によって決定される。たとえば、パルス幅ＰＴが３３．３ｎｓの場合、最大測距距離は５ｍ、そのときの面内の測定精度は２９ｍｍ（振れ角０．３４°）である。また、パルス幅ＰＴが６６．６ｎｓの場合、最大測距距離は１０ｍ、そのときの面内の測定精度は１１７ｍｍ（振れ角０．６７°）である。さらに、パルス幅ＰＴが３３３．３ｎｓの場合、最大測距距離は５０ｍ、そのときの面内の測定精度は２９２２ｍｍ（振れ角３．３５°）である。

図４は図１の照明装置の動作を説明するための図である。

図４において、投射レンズ５より出射した光Ｌ５は２次元走査されて測定対象６たとえば人間を描画する。この結果、光Ｌ６が測定対象６から反射されて結像レンズ７に向う。このとき、光Ｌ５及び光Ｌ６は２次元走査電圧Ｖ_ｘａ（Ｖ_ｘｂ）、Ｖ_ｙ１（Ｖ_ｙ２）によって特徴付けられているので、制御ユニット１１は測定対象６のＺ方向距離及びＸＹ方向距離を求めることができる。このとき、光Ｌ５は非コヒーレント光であるので、測定対象６である人間に対して危険でない。

図５は図１の制御ユニット１１の動作を説明するためのフローチャートであって、受光信号Ｓ２の立上りの割込要求によってスタートする。

始めに、ステップ５０１では、２次元走査電圧Ｖ_ｘａ、Ｖ_ｙ１と共に、位相差Δｔを取り込む。つまり、位相差Δｔ（Ｖ_ｘａ、Ｖ_ｙ１）は２次元走査電圧Ｖ_ｘａ、Ｖ_ｙ１で特徴付けられる。

次に、ステップ５０２では、位相差Δｔを測定対象６と装置とのＺ方向距離ｄに変換する。この場合、光は１ｎｓで約０．３ｍ進むので、位相差Δｔは測定対象６と装置とのＺ方向距離ｄ（ｍ）＝Δｔ（ｎｓ）×０．３÷２に変換できる。このとき、２次元走査電圧（Ｖ_ｘａ、Ｖ_ｙ１）と２次元走査位置情報（Ｘ、Ｙ）とは１対１の関係を有するのでＺ方向距離ｄは２次元走査位置情報（Ｘ、Ｙ）に基づきｄ（Ｘ、Ｙ）として記憶する。

次に、ステップ５０３では、位相差Δｔの取込数が１フレーム分に到達したか否かを判別する。この結果、１フレーム分に到達した場合のみステップ５０４〜５０６に進み、他方、１フレーム分に到達していなければ、ステップ５０７に進み、このルーチンを終了する。

ステップ５０４では、１フレーム分のｄ（Ｘ、Ｙ）を用いて図６に示すＺ方向距離テーブルを生成する。

次に、ステップ５０５では、制御ユニット１１は図６に示すＺ方向距離ｄの分布を用いて測定対象６の面内方向（ＸＹ方向）距離を演算する。

次に、ステップ５０６では、測定対象６のＺ方向距離ｄ及びＸＹ方向距離を用いてディスプレイユニット（図示せず）に表示する。

そして、ステップ５０７にてこのルーチンは終了する。

図７は図１の照明装置の第１の変更例を示す図である。

図７においては、図１の投射レンズ５の代わりに、投射レンズ５’を設けてある。投射レンズ５’は投射レンズ５’から出射する光Ｌ５’が所定距離で結像するように配置されている。従って、車両用前照灯に適用された場合、光Ｌ５’による所定距離前方の路面描画を行え、路面上障害物を測定対象６として検出することが可能となる。

図８は図１の照明装置の第２の変更例を示す図である。

図８においては、図１の透過型蛍光体スクリーン４の代わりに、反射型蛍光体スクリーン４’を設けてある。反射型蛍光体スクリーン４’はたとえば透過型蛍光体スクリーン４の一面に反射板を貼り付けることによって構成できる。

図８の照明装置の動作は図１の照明装置の動作と同一である。

図９は本発明に係る照明装置の第２の実施の形態を示す図である。

図９においては、図１の構成要素に、レーザ光源１、コリメートレンズ２と同一のレーザ光源１’、コリメートレンズ２’を設け、さらに、光合波器１２を設ける。光合波器１２は２つの３角プリズムの間に複数の低屈折率層/高屈折率層を挿入することによって構成される。この場合、レーザ光源１、１’に対してレーザ駆動回路９は共通に設けられ、レーザ光源１、１’とレーザ駆動回路９との間にアンドゲート１３、１３’を設ける。アンドゲート１３、１３’は制御ユニット１１からの選択信号Ｓ０、Ｓ０’によって選択される。レーザ光源１のレーザ光Ｌ１はコリメートレンズ２によるレーザビーム光Ｌ２となり、他方、レーザ光源１’のレーザ光Ｌ１’はコリメートレンズ２’によってレーザビーム光Ｌ２’となり、光合波器１２において、合波（＝Ｌ２＋Ｌ２’）されて２次元光偏向器３に向かう。レーザ光源１、１’は１つのレーザ駆動回路９によって駆動されるが、この場合、制御ユニット１１はレーザ光源１、１’の選択信号Ｓ０、Ｓ０’を送ってレーザ光源１の単独動作又はレーザ光源１、１’の同期動作を行う。たとえば、制御ユニット１１はＳ０＝“１”、Ｓ０’＝“０”とすることによりアンドゲート１３を介してレーザ駆動回路９によるレーザ光源１のみの単独動作を行わせ、他方、Ｓ０＝Ｓ０’＝“１”とすることによりアンドゲート１３、１３’を介してレーザ駆動回路９によるレーザ光源１、１’の同期動作を行わせる。レーザ光源１、１’の同期動作は同一のレーザ駆動回路９によるので、レーザ光源１のレーザ光Ｌ１のパルスはレーザ光源１’のレーザ光Ｌ１’のパルスと同期することになる。これにより、図８の照明装置の光量を２段階に制御できる。

尚、上述の第２の実施の形態においては、２つのレーザ光源１、１’及び２つのコリメートレンズ２、２’をも設けているが、３以上のレーザ光源及び３以上のコリメートレンズを設け、これらを複数の光合波器で合波することもできる。これにより、光量を３段階以上に制御できる。

尚、図９の照明装置においても、図６の第１の変更例及び図７の第２の変更例を適用できる。

図１０の本発明に係る照明装置の第３の実施の形態を示す図である。

図１０においては、図９の構成要素に対してレーザ光源１’、コリメートレンズ２”を赤外光レーザ光源１”、コリメートレンズ２”とし、その駆動専用のレーザ駆動回路９”を付加し、アンドゲート１３、１３’を削除した。図１０においては、レーザ光源１のレーザ光Ｌ１、コリメートレンズ２のレーザビーム光Ｌ２は照明用であって、たとえば青色光可視光である。従って、レーザ光源１のレーザ駆動回路９はレーザ光源１をパルス駆動する必要はなく、この場合、連続駆動を行う。これに対し、レーザ光源１”のレーザ光Ｌ１”、コリメートレンズ２”のレーザビーム光Ｌ２”は測距用であってたとえば、赤外光である。この場合、レーザビーム光Ｌ２の可視光とレーザビーム光Ｌ２”の赤外光とは透過型蛍光体スクリーン４において干渉しない。つまり、透過型蛍光体スクリーン４においては、レーザビーム光Ｌ２はたとえば青色光と黄色光との混色の白色光となり、赤外光成分を含まない。従って、図９の受光素子８の代わりに赤外光受光素子８”を設けてある。赤外光受光素子８”は赤外光フィルタ付の受光素子で構成できる。また、レーザ光源１”のレーザ駆動回路９”はレーザ光源１”をパルス駆動するが、この場合、低消費電力の観点から、パルス駆動のパルス間隔は比較的大きい。従って、図９の間接ＴＯＦ型位相差検出回路１０の代わりに、パルス方式位相差検出回路１０”を設けてあり、このパルス方式位相差検出回路１０”においては、図９の論理回路１０１の代わりにＲＳフリップフロップ１０１”を設けてある。

レーザ光Ｌ１”つまり赤外光駆動信号Ｓ１”は、図１１の（Ｅ）に示すごとく、パルス状となり、図１１の（Ｇ）の拡大図に示すごとく、そのパルス間隔は大きく、パルスは孤立している。他方、透過型蛍光体スクリーン４を通過した赤外光成分は変更されずに測定対象６に到達する。従って、赤外光受光素子８”の赤外光受光信号Ｓ２”は、図１１の（Ｆ）に示すごとく、やはり、パルス状となり、図１１の（Ｈ）の拡大図に示すごとく、そのパルス間隔も大きく、やはり、パルスは孤立している。この場合も、赤外光受光信号Ｓ２”は赤外光駆動信号Ｓ１”に対して測定対象６と装置との間の距離ｄに応じた位相差Δｔ”だけ遅れる。従って、パルス方式位相差検出回路１０”のＲＳフリップフロップ１０１”の位相差検出信号Ｓ３”は、図１１の（Ｉ）に示すごとく、赤外光駆動信号Ｓ１”と赤外光受光信号Ｓ２”との位相差Δｔ”に相当するパルス状となる。

制御ユニット１１は、図５のルーチンを用いて、パルス方式位相差検出回路１０”の位相差Δｔ”を２次元走査電圧Ｖ_ｘａ（Ｖ_ｘｂ）、Ｖ_ｙ１（Ｖ_ｙ２）に基づいて取込む。光は１ｎｓで約０．３ｍ進むので、位相差Δｔ”は測定対象６と装置とのＺ方向距離ｄ（ｍ）＝Δｔ（ｎｓ）×０．３÷２に変換できる。このとき、２次元走査電圧（Ｖ_ｘａ、Ｖ_ｙ１）と２次元走査位置情報（Ｘ、Ｙ）とは１対１の関係を有するのでＺ方向距離ｄは２次元走査位置情報（Ｘ、Ｙ）に基づく図６に示すＺ方向距離テーブルと同様のテーブルとして生成することができる。さらに、制御ユニット１１はこのテーブルに示すＺ方向距離ｄの分布を用いて測定対象６の面内方向（ＸＹ方向）距離も高精度に演算できる。

尚、図１０の照明装置においても、図６の第１の変更例及び図７の第２の変更例を適用できる。

上述の実施の形態においては、スクリーン４、４’は蛍光体スクリーンであるが、レーザ光源１が白色光を出射する場合には、スクリーン４、４’は非透明の樹脂プレート又は摺りガラスでもよい。

また、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲のいかなる変更にも適用できる。

本発明に係る照明装置は車両用前照灯として利用でき、この場合、ハイビームモードにおける歩行者、先行車、対向車に対して遮光するアダプティブ・ドライビング・ビーム（ＡＤＢ）制御を行え、又は、標識に対して強調する制御を行える。また、本発明に係る照明装置は不審者、不審物発見のためのスポット照明装置に利用できる。さらに、本発明に係る照明装置はプロジェクタに利用でき、この場合、スクリーンの距離、角度に応じて表示サイズの変更、台形補正等を行える。

１、１’：レーザ光源
１”：赤外光レーザ光源
２、２’：コリメートレンズ
２”：赤外光コリメートレンズ
３：２次元光偏向器
４：透過型蛍光体スクリーン
４’：反射型蛍光体スクリーン
５、５’：投射レンズ
６：測定対象
７： 結像レンズ
８：受光素子
８”：赤外光受光素子
９、９’：レーザ駆動回路
９”：赤外光レーザ駆動回路
１０：間接ＴＯＦ型位相差検出回路
１０”：パルス方式位相差検出回路
１０１：論理回路
１０１”：ＲＳフリップフロップ
１０２：アンドゲート
１０３：カウンタ
１１： 制御ユニット
１２： 光合波器
１３、１３’：アンドゲート
Ｌ１、Ｌ１’：レーザ光
Ｌ１”：赤外光レーザ光
Ｌ２、Ｌ２’：レーザビーム光
Ｌ２”：赤外光レーザビーム光
Ｌ３：レーザビーム光
Ｌ４、Ｌ５：非コヒーレントの光
Ｌ６：反射光
Ｌ７： 光
Δｔ：位相差
Δｔ”：赤外光位相差
Ｓ１、Ｓ１’：駆動信号
Ｓ１”：赤外光駆動信号Ｓ１”
Ｓ２：受光信号
Ｓ２”：赤外光受光信号
Ｓ３：位相差検出信号
Ｓ３”：赤外光位相差検出信号

Claims (8)

1. 照明装置であって、
   パルス状のレーザ光を出射するためのレーザ光源と、
   前記レーザ光をレーザビーム光に変換するためのコリメートレンズと、
   ２次元走査電圧によって駆動され、前記レーザビーム光を２次元走査するための２次元走査ミラーと、
   前記２次元走査ミラーによって２次元走査された前記レーザビーム光によって描画されるための透過型又は反射型のスクリーンと、
   前記レーザビーム光が前記スクリーンを透過又は反射した非コヒーレント光を前記装置外に投射するための投射レンズと、
   前記非コヒーレント光のうち前記装置外の測定対象によって反射された反射光を受光するための受光素子と、
   前記レーザ光の出射タイミングと前記受光素子の受光タイミングとの位相差及び前記２次元走査電圧に基づいて前記測定対象の測距距離及び前記測定対象の面内距離を演算するための制御ユニットと
   を具備する照明装置。
2. 照明装置であって、
   同一のパルス状の複数のレーザ光を出射するための複数のレーザ光源と、
   前記各レーザ光を複数のレーザビーム光に変換するための複数のコリメートレンズと、
   前記複数のレーザ光源の少なくとも１つを選択するための選択手段と、
   前記レーザビーム光を合波して合波レーザビーム光を出射するための光合波手段と、
   ２次元走査電圧によって駆動され、前記合波レーザビーム光を２次元走査するための２次元走査ミラーと、
   前記２次元走査ミラーによって２次元走査された前記合波レーザビーム光によって描画されるための透過型又は反射型のスクリーンと、
   前記合波レーザビーム光が前記スクリーンを透過又は反射した非コヒーレント光を前記装置外に投射するための投射レンズと、
   前記非コヒーレント光のうち前記装置外の測定対象によって反射された反射光を受光するための受光素子と、
   前記レーザ光の出射タイミングと前記受光素子の受光タイミングとの位相差及び前記２次元走査電圧に基づいて前記測定対象の測距距離及び前記測定対象の面内距離を演算するための制御ユニットと
   を具備する照明装置。
3. 照明装置であって、
   第１の波長を有する第１のレーザ光を出射するための第１のレーザ光源と、
   前記第１のレーザ光を第１のレーザビーム光に変換するための第１のコリメートレンズと、
   前記第１の波長より大きい第２の波長を有するパルス状の第２のレーザ光を出射するための第２のレーザ光源と、
   前記第２のレーザ光を第２のレーザビーム光に変換するための第２のコリメートレンズと、
   前記第１、第２のレーザビーム光を合波して合波レーザビーム光を出射するための光合波器と、
   ２次元走査電圧によって駆動され、前記合波レーザビーム光を２次元走査するための２次元走査ミラーと、
   前記２次元走査ミラーによって２次元走査された前記合波レーザビーム光によって描画されるための透過型又は反射型のスクリーンと、
   前記レーザビーム光が前記スクリーンを透過又は反射した非コヒーレント光を前記装置外に投射するための投射レンズと、
   前記非コヒーレント光のうち前記装置外の測定対象によって反射された反射光のうちの前記第２の波長を有する成分のみを受光するための受光素子と、
   前記第２のレーザ光の出射タイミングと前記受光素子の受光タイミングとの位相差及び前記２次元走査電圧に基づいて前記測定対象の測距距離及び前記測定対象の面内距離を演算するための制御ユニットと
   を具備する照明装置。
4. 前記第１の波長は可視光波長であり、前記第２の波長は赤外光波長である請求項３に記載の照明装置。
5. 前記投射レンズは該投射レンズを透過した前記非コヒーレント光の焦点距離が無限遠（無限大）となるように配置された請求項１、２又は３に記載の照明装置。
6. 前記投射レンズは該投射レンズを透過した前記非コヒーレント光が前記装置外の所定距離で結像するように配置された請求項１、２又は３に記載の照明装置。
7. 前記スクリーンは蛍光体粒子含有の樹脂プレートである請求項１、２又は３に記載の照明装置。
8. 前記スクリーンは非透明の樹脂プレート又は摺りガラス板である請求項１、２又は３に記載の照明装置。
   
   

Images