JP4511893B2 - 光ビーム照射装置 - Google Patents
光ビーム照射装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4511893B2 JP4511893B2 JP2004218862A JP2004218862A JP4511893B2 JP 4511893 B2 JP4511893 B2 JP 4511893B2 JP 2004218862 A JP2004218862 A JP 2004218862A JP 2004218862 A JP2004218862 A JP 2004218862A JP 4511893 B2 JP4511893 B2 JP 4511893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light beam
- light
- reflected
- irradiation apparatus
- beam irradiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
- B60Q2400/00—Special features or arrangements of exterior signal lamps for vehicles
- B60Q2400/50—Projected symbol or information, e.g. onto the road or car body
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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) - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004218862A JP4511893B2 (ja) | 2004-07-27 | 2004-07-27 | 光ビーム照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004218862A JP4511893B2 (ja) | 2004-07-27 | 2004-07-27 | 光ビーム照射装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006040707A JP2006040707A (ja) | 2006-02-09 |
JP4511893B2 true JP4511893B2 (ja) | 2010-07-28 |
Family
ID=35905477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004218862A Expired - Fee Related JP4511893B2 (ja) | 2004-07-27 | 2004-07-27 | 光ビーム照射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4511893B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101220063B1 (ko) * | 2010-11-19 | 2013-01-08 | 주식회사 에스엘라이팅 | 차량의 지능형 헤드 램프 어셈블리 |
KR101806691B1 (ko) | 2016-04-26 | 2017-12-07 | 현대자동차주식회사 | 헤드램프용 라이트 가이드 장치 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007004193A1 (de) * | 2007-01-27 | 2008-07-31 | Hans Edmund Hochrein | Fahrzeugorientierungssysteme für Fahrzeuge |
KR101312630B1 (ko) * | 2011-07-08 | 2013-10-04 | 에스엘 주식회사 | 차량용 램프 및 그 제어 방법 |
US10220770B2 (en) | 2011-07-08 | 2019-03-05 | Sl Corporation | Guide lamp for vehicle |
KR101295833B1 (ko) * | 2011-07-08 | 2013-08-12 | 에스엘 주식회사 | 차량용 방향 지시등 및 그 제어 방법 |
US9576484B2 (en) * | 2012-03-02 | 2017-02-21 | Laser Technology, Inc. | System and method for monitoring vehicular traffic with a laser rangefinding and speed measurement device utilizing a shaped divergent laser beam pattern |
CN103900004A (zh) * | 2012-12-26 | 2014-07-02 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 车灯系统 |
CN103900003A (zh) * | 2012-12-26 | 2014-07-02 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 车灯系统 |
WO2015090330A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-25 | Blindspotit Ivs | Dynamic warning system |
JP6214389B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2017-10-18 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具 |
WO2015133302A1 (ja) | 2014-03-03 | 2015-09-11 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具および車両用灯具の制御システム |
ITUB20156803A1 (it) * | 2015-12-11 | 2017-06-11 | Automotive Lighting Italia Spa | Fanale automobilistico |
JP2018085187A (ja) * | 2016-11-21 | 2018-05-31 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
JP6823445B2 (ja) * | 2016-12-13 | 2021-02-03 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具 |
JP6403241B1 (ja) * | 2017-06-23 | 2018-10-10 | 晃弘 楠本 | 進路予告灯 |
CN110773089A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-11 | 山东奇谱创能生物科技有限公司 | 一种基于单光束的多通道化学微反应设备 |
CN114993949B (zh) * | 2022-05-27 | 2024-03-29 | 中国科学技术大学 | 一种紧凑型多分幅阴影和纹影成像仪 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02132431A (ja) * | 1989-09-13 | 1990-05-21 | Seiko Epson Corp | 投射型カラー表示装置 |
JP2001296503A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スペックル低減装置 |
JP2003057600A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-26 | Prokia Technology Co Ltd | 2つのライトバルブを用いた投影ディスプレイ |
JP2003285685A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-07 | Toyota Motor Corp | 車両運転支援システム |
-
2004
- 2004-07-27 JP JP2004218862A patent/JP4511893B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02132431A (ja) * | 1989-09-13 | 1990-05-21 | Seiko Epson Corp | 投射型カラー表示装置 |
JP2001296503A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スペックル低減装置 |
JP2003057600A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-26 | Prokia Technology Co Ltd | 2つのライトバルブを用いた投影ディスプレイ |
JP2003285685A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-07 | Toyota Motor Corp | 車両運転支援システム |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101220063B1 (ko) * | 2010-11-19 | 2013-01-08 | 주식회사 에스엘라이팅 | 차량의 지능형 헤드 램프 어셈블리 |
KR101806691B1 (ko) | 2016-04-26 | 2017-12-07 | 현대자동차주식회사 | 헤드램프용 라이트 가이드 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006040707A (ja) | 2006-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4511893B2 (ja) | 光ビーム照射装置 | |
US10232763B1 (en) | Solid state adaptive headlight | |
KR101115643B1 (ko) | 다중 빔 마이크로 기계 가공 시스템 및 방법 | |
KR970003290B1 (ko) | 장면 투사기 | |
JP5079992B2 (ja) | ダイオードレーザー装置と該ダイオードレーザー装置のためのビーム形成ユニット | |
US8139294B2 (en) | Techniques for steering an optical beam | |
US10767829B2 (en) | Light irradiation device and vehicular lamp | |
US20170030544A1 (en) | Vehicle lamp | |
JP2019507950A (ja) | 乗物用投光装置 | |
JPH07253460A (ja) | 距離測定装置 | |
KR20180070750A (ko) | 차량용 픽셀라이트 헤드램프 | |
JP7230443B2 (ja) | 距離測定装置及び移動体 | |
JPH0815412A (ja) | ビーム投光用光学系 | |
KR101287982B1 (ko) | 레이저 가공 방법 및 장치 | |
US6943957B2 (en) | Laser light source and an optical system for shaping light from a laser-bar-stack | |
US20050212719A1 (en) | Display device | |
JP2006039208A (ja) | 光ビーム照射装置 | |
JP4411273B2 (ja) | 高い平均出力のパルスレーザー・ビームを生成するための装置 | |
US6816318B2 (en) | Beam shaping device for shaping the cross-section of a light beam and system for launching into an optical fiber a light beam having an elongated cross-section and being emitted by an elongated laser beam source | |
ITTO960413A1 (it) | Dispositivo radar di tipo ottico, in particolare per un veicolo. | |
KR101684426B1 (ko) | 초단 펄스 광의 빔을 스캐닝하기 위한 시스템 및 방법 | |
JP6989341B2 (ja) | レーザレーダ装置 | |
US20230314783A1 (en) | Optical device, retrofitting set and method for producing light sheets by means of a reflector | |
JP2007319921A (ja) | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 | |
JP2003329815A (ja) | ビームスプリッター及びそれを用いたマルチビーム光学系並びにそれを搭載したレーザ墨出し装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070719 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070719 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070719 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070720 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070719 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090617 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090901 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20091028 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100420 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100507 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4511893 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140514 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |