JP4931137B2 - Light projecting optical system capable of changing light projecting range and light projecting apparatus equipped with the same - Google Patents
Light projecting optical system capable of changing light projecting range and light projecting apparatus equipped with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP4931137B2 JP4931137B2 JP2007142885A JP2007142885A JP4931137B2 JP 4931137 B2 JP4931137 B2 JP 4931137B2 JP 2007142885 A JP2007142885 A JP 2007142885A JP 2007142885 A JP2007142885 A JP 2007142885A JP 4931137 B2 JP4931137 B2 JP 4931137B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens group
- light
- light projecting
- optical system
- projection
- 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
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Description
本発明は、投光範囲を変更可能な投光光学系及びそれを備えた投光装置に関する。 The present invention relates to a light projecting optical system capable of changing a light projecting range and a light projecting apparatus including the same.
従来、投光装置にて対象物範囲に光束を投光し、その反射光の情報から対象物範囲にある物体までの距離を測定する測距装置が知られている。また、投光する光束を走査することにより投光範囲を移動させ、対象物範囲を拡張し、広範囲の距離情報を取得する走査型の投光装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a distance measuring device that projects a light beam onto an object range with a light projecting device and measures a distance from an information of the reflected light to an object within the object range is known. Further, there is known a scanning type light projecting device that moves a light projection range by scanning a light beam to be projected, expands an object range, and acquires a wide range of distance information.
このような投光装置に搭載される投光光学系は、光源が発する光を効率的に集光し、投光する光束の強度分布を適切にすることが求められる。例えば、強度分布が広がりすぎると、対象物以外の物体等の情報がノイズ信号となり、測定精度が低下する原因となる。一方、強度分布が狭すぎると、対象物の特定部位の情報しか得ることができず、他の領域での情報が欠落する。 A light projecting optical system mounted on such a light projecting device is required to efficiently collect light emitted from the light source and to make the intensity distribution of the projected light beam appropriate. For example, if the intensity distribution is too wide, information such as an object other than the object becomes a noise signal, which causes a reduction in measurement accuracy . On the other hand, if the intensity distribution is too narrow, only information on a specific part of the object can be obtained, and information in other regions is lost.
また、投光範囲を走査する以外に、投光範囲を任意の位置に移動させ、固定する機能が求められる場合もある。このような機能を活用する例として、特定の対象物の移動状況を計測する場合や、対象物の詳細な情報を取得する用途が考えられる。
一方、投光光学系やこれを搭載する投光装置には、小型化、軽量化、省エネルギー化、高輝度化等が求められる。
In addition to scanning the light projection range, a function for moving and fixing the light projection range to an arbitrary position may be required. As an example of utilizing such a function, there are a case where a moving state of a specific object is measured and a case where detailed information on the object is acquired.
On the other hand, a light projecting optical system and a light projecting device equipped with the same are required to be reduced in size, weight, energy saving, brightness, and the like.
また、近年、投光光学系の光源として、半導体レーザーやLED(発光ダイオード)が用いられるようになってきた。これらの光源は、高出力、長寿命である。
例えば、特許文献1には、走査型投光光学装置として、ポリゴンミラーを用いた投光光学系が開示されている。ここでは、ミラーを回転させることで投光範囲を大きくしている。
In recent years, semiconductor lasers and LEDs (light-emitting diodes) have come to be used as light sources for light projection optical systems. These light sources have high output and long life.
For example,
しかしながら、ポリゴンミラーを用いた方式ではミラーを配置するスペースを必要とするため投光光学系の小型化に不利となる。 However, since the method using the polygon mirror requires a space for arranging the mirror, it is disadvantageous for downsizing the projection optical system.
本発明は、このような課題に鑑み、投光範囲を変更可能とし且つ小型化に有利な投光光学系及びそれを備えた投光装置の提供を目的とするものである。さらには、投光した光束の集光状態を良好とし得る投光光学系及び投光装置の提供を目的とするものである。また、光源の熱による影響の低減、もしくは、低コスト化、さらにはその双方を満足する投光光学系、投光装置の提供を目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a light projecting optical system that can change the light projecting range and is advantageous for miniaturization, and a light projecting apparatus including the light projecting optical system. It is another object of the present invention to provide a light projecting optical system and a light projecting device that can improve the light collection state of the projected light beam. It is another object of the present invention to provide a light projecting optical system and a light projecting device that can reduce the influence of heat from the light source, reduce the cost, and satisfy both of them.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光源と、負の横倍率を有し光源から発散した光束を収束光に変換する正屈折力の集光レンズ群と、集光レンズ群からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように集光レンズ群からの光束を投光する負屈折力の投光レンズ群とを有し、集光レンズ群を偏心移動させて投光範囲の変更を行うことを特徴とする投光光学系である。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a light source, a condenser lens group having a negative lateral magnification and having a positive refractive power that converts a light beam diverged from the light source into convergent light, and a collecting lens. It has a negative refractive power projecting lens group that projects the light beam from the condensing lens group so that the emitted light beam approaches a parallel light beam with respect to the light beam from the optical lens group. The projection optical system is characterized in that the projection range is changed.
光源から発した光束は、集光レンズ群により収束する光束に変換される。そして、投光レンズ群により平行光束に近づけて光束が投光される。このとき、投光レンズ群を負屈折力としたので、この投光レンズ群を集光レンズ群に近づけやすくなり、投光光学系の小型化に有利となる。そして、集光レンズ群を偏心移動させることで光源の中心から発した光束(一般的に光源は投光方向の強度が強い)をその偏心移動させた方向に投光方向を変化させることで投光範囲の変更を行える。 The luminous flux emitted from the light source is converted into a convergent luminous flux by the condenser lens group. Then, the light beam is projected close to the parallel light beam by the light projecting lens group. At this time, since the light projecting lens group has negative refractive power, the light projecting lens group can be easily brought close to the condenser lens group , which is advantageous for downsizing the light projecting optical system. The light beam emitted from the center of the light source by moving the condensing lens group eccentrically (generally, the light source has a strong intensity in the light projecting direction) is changed by changing the light projecting direction in the direction in which the light beam is decentered. The light range can be changed.
このとき、全体の系としては正屈折力であるので、投光レンズ群を負屈折力としたことにより集光レンズ群の正屈折力を強くできる。また、集光レンズ群により偏向された光束(の重心)は、投光レンズ群の負屈折力にてさらに略同方向に偏向されることになる。そのため、レンズ系全体や投光レンズ群のみを偏心移動させる場合に比較して、集光レンズ群を移動させることで小さい移動量にて大きい投光範囲の変更が可能となる。また、回転移動するミラーを配置する必要もなく、小型化に有利となる。 At this time, since the entire system has positive refracting power, the positive refracting power of the condenser lens group can be increased by setting the light projecting lens group to have negative refracting power. Further, the light beam (center of gravity) deflected by the condenser lens group is further deflected in substantially the same direction by the negative refractive power of the light projecting lens group. Therefore, as compared with the case where the entire lens system or only the light projecting lens group is moved eccentrically, the light projection range can be changed with a small amount of movement by moving the condenser lens group. Further, there is no need to arrange a mirror that rotates, which is advantageous for downsizing.
また、本発明は上記構成に加えて、集光レンズ群と投光レンズ群との関係が、以下の条件式を満足する。
−0.7<fP/fN<−0.2 ・・・(1)
ここで、
fPは集光レンズ群の焦点距離、
fNは投光レンズ群の焦点距離、
である。
Further, the present invention is in addition to the above structure, the relationship between the condenser lens group and the projection lens group, satisfy the following condition.
−0.7 <f P / f N <−0.2 (1)
here,
f P is the focal length of the condenser lens group,
f N is the focal length of the projection lens group,
It is.
条件式(1)は、集光レンズ群と投光レンズ群との好ましい屈折力配分を特定するものである。条件式(1)の下限を下回ると、相対的に投光レンズ群の負の屈折力(即ち、焦点距離の逆数)が強くなり、投光光学系の全長が長くなりやすくなってしまう。また、全長が長くなるに従い、投光レンズ群のサイズも大きくなりやすくなってしまう。条件式(1)の上限を上回ると、投光レンズ群の負の屈折力が弱くなって発散作用が小さくなり、集光レンズ群の移動に対する投光範囲の変化が小さくなりやすくなってしまう。 Conditional expression (1) specifies a preferable refractive power distribution between the condenser lens group and the light projecting lens group. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the negative refractive power of the light projection lens group (that is, the reciprocal of the focal length) becomes relatively strong, and the total length of the light projection optical system tends to be long. Further, as the overall length becomes longer, the size of the projection lens group tends to increase. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the negative refractive power of the light projecting lens group becomes weak, the diverging action becomes small, and the change in the light projection range with respect to the movement of the condenser lens group tends to be small.
条件式(1)の下限値を−0.65、さらに−0.6とするとより好ましい。
条件式(1)の上限値を−0.25、さらに−0.3とするとより好ましい。
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (1) is −0.65, and further −0.6.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (1) is −0.25, and further −0.3.
また、本発明の好ましい態様によれば、集光レンズ群は正の屈折力を有する1つの正レンズ成分で構成され、投光レンズ群は負の屈折力を有する負レンズ成分を1つのみ有することが望ましい。
ただし、レンズ成分は光軸上にて空気に接触する屈折面が、光軸が入射する側の面と光軸が射出する側の面の2つのみのレンズを意味する。
According to a preferred aspect of the present invention, the condensing lens group is composed of one positive lens component having a positive refractive power, and the light projecting lens group has only one negative lens component having a negative refractive power. It is desirable.
However, the lens component means a lens having only two refracting surfaces in contact with air on the optical axis, that is, a surface on the side where the optical axis is incident and a surface on the side where the optical axis is emitted.
集光レンズ群のレンズ成分の数を最小単位の1つとすることで小型化に一層有利となる。投光レンズ群は全体として負の屈折力を持つので、負屈折力を持つレンズ成分の総数を1つのみとすることで投光レンズ群の負の屈折力の確保と構成の簡素化、軽量化の両立に有利となる。 By making the number of lens components of the condensing lens group one of the minimum units, it is further advantageous for miniaturization. Since the projection lens group as a whole has a negative refractive power, ensuring the negative refractive power of the projection lens group, simplifying the configuration, and reducing the weight by making the total number of lens components having negative refractive power one. It is advantageous for compatibility.
また、本発明の好ましい態様によれば、集光レンズ群の正レンズ成分が、以下の条件式を満足する両凸形状を有することが望ましい。
−3.0<βP<−0.7 ・・・(A)
−0.2<SFP<0.2 ・・・(B)
ただし、
βPは集光レンズ群の正レンズ成分の横倍率、
SFPは集光レンズ群の正レンズ成分の形状ファクターであり、
入射側面の近軸曲率半径をrPi、射出側面の近軸曲率半径をrPoとしたときに
SFP=(rPi+rPo)/(rPi−rPo)
で定義される。
According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the positive lens component of the condenser lens group has a biconvex shape that satisfies the following conditional expression.
−3.0 <β P <−0.7 (A)
-0.2 <SF P <0.2 (B)
However,
β P is the lateral magnification of the positive lens component of the condenser lens group,
SF P is the shape factor of the positive lens component of the condenser lens group,
The paraxial radius of curvature of the entrance surface r Pi, SF P = when the paraxial curvature radius of the exit side were a r Po (r Pi + r Po ) / (r Pi -r Po)
Defined by
条件式(A)、(B)は、集光レンズ群の正レンズ成分の好ましい横倍率と形状について特定するものである。条件式(A)は集光レンズ群の好ましい横倍率を特定するものである。条件式(A)の下限を下回ると集光レンズ群と投光レンズ群との間隔が長くなりやすく、投光レンズ群での光束が細くなる。そのため、集光レンズ群の球面収差を投光レンズ群にてキャンセルさせる機能が小さくなる。また、集光レンズ群を偏心させたときの投光レンズ群での光線の入射位置が光軸から離れやすくなり投光角の変化が大きくなる。そのため投光角を制御する精度を高くする必要が生じる。また、条件式(A)の上限を上回ると集光レンズ群が光源から離れやすくなり、全長が長くなりやすく、サイズも大きくなりやすくなる。 Conditional expressions (A) and (B) specify the preferred lateral magnification and shape of the positive lens component of the condenser lens group. Conditional expression (A) specifies a preferable lateral magnification of the condenser lens group. If the lower limit of conditional expression (A) is not reached, the distance between the condensing lens group and the light projecting lens group tends to be long, and the light flux in the light projecting lens group becomes thin. For this reason, the function of canceling the spherical aberration of the condensing lens group by the light projecting lens group becomes small. Further, the incident position of the light beam in the light projecting lens group when the condenser lens group is decentered is easily separated from the optical axis, and the change in the light projection angle is increased. Therefore, it is necessary to increase the accuracy of controlling the projection angle. If the upper limit of conditional expression (A) is exceeded, the condensing lens group tends to be separated from the light source, the total length tends to be long, and the size tends to increase.
また、条件式(B)は、両凸正レンズ成分の好ましい形状を特定するものである。条件式(B)の下限を下回ると、入射側の面の曲率が大きくなりこの面での収差が発生しやすくなる。条件式(B)の上限を上回ると射出側の面の曲率が大きくなりこの面での収差が発生しやすくなる。 Conditional expression (B) specifies a preferable shape of the biconvex positive lens component. If the lower limit of conditional expression (B) is not reached, the curvature of the surface on the incident side increases, and aberrations on this surface tend to occur. If the upper limit of conditional expression (B) is exceeded, the curvature of the exit-side surface increases, and aberrations on this surface tend to occur.
条件式(A)の下限値を−2.5、さらに−2.0とするとより好ましい。
条件式(A)の上限値を−1.0、さらに−1.2とするとより好ましい。
条件式(B)の下限値を−0.15、さらに−0.1とするとより好ましい。
条件式(B)の上限値を0.1、さらに0とするとより好ましい。
It is more preferable that the lower limit value of the conditional expression (A) is −2.5, and further −2.0.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (A) is −1.0, and further −1.2.
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (B) is set to -0.15, more preferably -0.1.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (B) is 0.1, further 0.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群内のレンズが全てプラスチックで構成される単レンズであることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that all the lenses in the light projecting lens group are single lenses made of plastic.
これにより、プラスチックを用いることで製造コストを抑えやすくなる。また、投光レンズ群は集光レンズ群と比較して屈折力が小さいので、プラスチックを用いても熱による屈折率変化の影響を抑えられる。 Thereby, it becomes easy to hold down manufacturing cost by using a plastic. Further, since the light projecting lens group has a smaller refractive power than the condenser lens group, the influence of the refractive index change due to heat can be suppressed even if plastic is used.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群がトーリック面の屈折面を有することが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the light projecting lens group has a toric refractive surface.
これにより、投光光束の方向(例えば水平方向と垂直方向)により屈折力を変えられるので投光光束の投光角を調整しやすくなる。例えば、トーリック面によりレンズ系の各方向(例えば水平方向、と垂直方向)で焦点距離を変えることができる。このため、光源から発せられる一方向の射出光線束を確保した状態で概ね平行光とし、且つその方向とは垂直な方向の射出角を所望の範囲にする調整が容易となる。 As a result, the refractive power can be changed depending on the direction of the projected light beam (for example, the horizontal direction and the vertical direction), so that the projection angle of the projected light beam can be easily adjusted. For example, the focal length can be changed in each direction of the lens system (for example, the horizontal direction and the vertical direction) by the toric surface. For this reason, it is easy to adjust the emission angle in the desired direction within the direction parallel to the light beam emitted from the light source in a state in which the light beam in one direction is secured.
また、光源の発光部位が非回転対称の形状をしている場合、投光光学系の倍率をその形状に対応させて非回転対称にでき、投光光束の方向、例えば水平方向と垂直方向のそれぞれでの集光の精度を高めることが可能となる。 Further, when the light emitting portion of the light source has a non-rotationally symmetric shape, the magnification of the light projecting optical system can be made non-rotationally symmetric corresponding to the shape, and the direction of the projected light beam, for example, in the horizontal and vertical directions It becomes possible to improve the accuracy of light collection in each.
さらには、集光レンズ群の移動による投光範囲を変更させると、投光レンズ群内の光束の通過位置の変化が大きくなる。そこで上述の構成とすることで、投光範囲を変更させた際も投光する光束の調整が行いやすくなる。トーリック面を有するレンズは、プラスチックで構成すると製造が容易となる。 Furthermore, if the light projection range is changed by the movement of the condenser lens group, the change in the light beam passage position in the light projection lens group becomes large. Therefore, with the above-described configuration, it is easy to adjust the luminous flux to be projected even when the projection range is changed. A lens having a toric surface is easy to manufacture if it is made of plastic.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群は負の屈折力を有する1つの負レンズ成分で構成されることが望ましい。これにより、投光レンズ群の構成をレンズ成分1枚の構成とすることで、低コスト化に有利となる。 Further, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the light projecting lens group is composed of one negative lens component having a negative refractive power. Thereby, it becomes advantageous to cost reduction by making the structure of a light projection lens group into the structure of one lens component.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群の負レンズ成分の形状が、以下の条件式を満足する両凹形状であることが望ましい。
−0.9<SFNn<−0.3 ・・・(C)
−1.6<rNni/DPN<−0.7 ・・・(D)
ただし、
SFNnは投光レンズ群の負レンズ成分の形状ファクターであり、
入射側面の近軸曲率半径をrNni、射出側面の近軸曲率半径をrNnoとしたときに
SFNn=(rNni+rNno)/(rNni−rNno)
で定義され、
rNniは投光レンズ群の負レンズ成分の入射側面の近軸曲率半径、
DPNは集光レンズ群と投光レンズ群との間の光軸上距離、
である。
According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the shape of the negative lens component of the light projecting lens group is a biconcave shape that satisfies the following conditional expression.
-0.9 <SF Nn <-0.3 (C)
−1.6 <r Nni / D PN <−0.7 (D)
However,
SF Nn is the shape factor of the negative lens component of the projection lens group.
SF Nn = (r Nni + r Nno ) / (r Nni -r Nno ) where r Nni is the paraxial radius of curvature of the incident side surface and r Nno is the paraxial radius of curvature of the exit side surface
Defined in
r Nni is the paraxial radius of curvature of the incident side surface of the negative lens component of the projection lens group,
D PN is the distance on the optical axis between the condenser lens group and the projection lens group,
It is.
条件式(C)、(D)は、投光レンズ群を1つの負レンズ成分の構成としたときにより好ましい負レンズ成分の形状と配置との関係を特定するものである。条件式(C)の下限を下回ると負レンズ成分の射出側面の曲率が小さくなり(さらには正となり)、負レンズ成分の主点に対して負レンズ成分射出側になりやすく、投光光学系が大型化しやすくなる。また、入射側面のパワー負担が大きくなり、負レンズ成分入射側面で発生する収差の影響が大きくなる。一方、条件式(C)の上限を上回ると負レンズ成分の入射側面の曲率が小さく、射出側面の曲率が大きくなり、集光レンズ群を偏心させたとき負レンズ成分射出側面で発生する収差の影響が大きくなる。 Conditional expressions (C) and (D) specify a more preferable relationship between the shape and arrangement of the negative lens component when the projection lens group is configured with one negative lens component. If the lower limit of conditional expression (C) is not reached, the curvature of the exit side surface of the negative lens component becomes smaller (and becomes more positive), and tends to be on the negative lens component exit side with respect to the principal point of the negative lens component. Becomes easier to enlarge. Further, the power burden on the incident side surface is increased, and the influence of the aberration generated on the negative lens component incident side surface is increased. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (C) is exceeded, the curvature of the incident side surface of the negative lens component is small, the curvature of the exit side surface is large, and aberrations occurring on the exit side surface of the negative lens component when the condenser lens group is decentered. The impact will increase.
条件式(D)の下限を下回ると負レンズ成分の入射側面の曲率が小さくなり、集光レンズ群を偏心させた時の負レンズ成分への入射角が大きくなり収差が発生しやすくなる。一方、条件式(D)の上限を上回ると負レンズ成分の入射面の曲率が大きくなりすぎ、この面での収差が発生しやすくなる。もしくは、負レンズ成分が集光レンズ群から離れ、投光光学系が大型化しやすくなる。 If the lower limit of conditional expression (D) is not reached, the curvature of the incident side surface of the negative lens component becomes small, the incident angle to the negative lens component when the condensing lens group is decentered becomes large, and aberration tends to occur. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (D) is exceeded, the curvature of the entrance surface of the negative lens component becomes too large, and aberrations on this surface tend to occur. Alternatively, the negative lens component is separated from the condenser lens group, and the projection optical system is likely to be enlarged.
条件式(C)の下限値を−0.8、さらに−0.7とするとより好ましい。
条件式(C)の上限値を−0.4、さらに−0.5とするとより好ましい。
条件式(D)の下限値を−1.5、さらに−1.4とするとより好ましい。
条件式(D)の上限値を−0.9、さらに−1.0とするとより好ましい。
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (C) is −0.8, and further −0.7.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (C) is −0.4, and further −0.5.
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (D) is −1.5, and further −1.4.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (D) is −0.9, and further −1.0.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群は、光源側から順に、負レンズ成分と正の屈折力を有する正レンズ成分の2つのレンズ成分で構成されることが望ましい。 Further, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the light projecting lens group is composed of two lens components in order from the light source side: a negative lens component and a positive lens component having a positive refractive power.
投光光学系の構成が、正レンズ成分、負レンズ成分、正レンズ成分となり、収差の補正に有利となる。つまり、全体の正屈折力を集光レンズ群と投光レンズ群の2つの正レンズ成分で分担し、その間に負レンズ成分を配置することで残存する球面収差をキャンセルしやすくなる。 The structure of the projection optical system is a positive lens component, a negative lens component, and a positive lens component, which is advantageous for correcting aberrations. That is, the entire positive refracting power is shared by the two positive lens components of the condensing lens group and the light projecting lens group, and the negative lens component is arranged between them, so that it becomes easy to cancel the remaining spherical aberration.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群の負レンズ成分と正レンズ成分との関係が、以下の条件式を満足することが望ましい。
−0.4<fNn/fNp<−0.1 ・・・(2)
ここで、
fNnは投光レンズ群中の負レンズ成分の焦点距離、
fNpは投光レンズ群中の正レンズ成分の焦点距離、
である。
According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the relationship between the negative lens component and the positive lens component of the projection lens group satisfies the following conditional expression.
−0.4 <f Nn / f Np <−0.1 (2)
here,
f Nn is the focal length of the negative lens component in the projection lens group,
f Np is the focal length of the positive lens component in the projection lens group,
It is.
条件式(2)は、投光レンズ群の負レンズ成分と正レンズ成分との好ましい屈折力配分を特定するものである。条件式(2)の下限を下回ると負レンズ成分での発散作用が小さくなり、移動させる集光レンズ群の移動量が大きくなりやすくなる。一方、条件式(2)の上限を上回ると負レンズ成分の屈折力が強くなり、集光レンズ群を移動させたときの収差への影響が大きくなる。また、負レンズ成分をプラスチックの単レンズとした際の温度変化特性の影響が出やすくなる。 Conditional expression (2) specifies a preferable refractive power distribution between the negative lens component and the positive lens component of the projection lens group. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the diverging action of the negative lens component is reduced, and the amount of movement of the condenser lens group to be moved is likely to increase. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the refractive power of the negative lens component becomes strong, and the influence on aberrations when the condenser lens group is moved increases. In addition, when the negative lens component is a plastic single lens, the influence of temperature change characteristics is likely to occur.
条件式(2)の下限値を−0.3、さらに−0.2とするとより好ましい。
条件式(2)の上限値を−0.13、さらに−0.16とするとより好ましい。
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (2) be -0.3, and further -0.2.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (2) is −0.13, and further −0.16.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群の負レンズ成分の形状が、以下の条件を満足する両凹形状であることが望ましい。
−0.9<SFNn<0.0 ・・・(E)
−1.0<rNni/DPN<−0.2 ・・・(F)
ただし、
SFNnは投光レンズ群の負レンズ成分の形状ファクターであり、
入射側面の近軸曲率半径をrNni、射出側面の近軸曲率半径をrNnoとしたときに
SFNn=(rNni+rNno)/(rNni−rNno)
で定義され、
rNniは投光レンズ群の負レンズ成分の入射側面の近軸曲率半径、
DPNは集光レンズ群と投光レンズ群との間の光軸上距離、
である。
According to a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the shape of the negative lens component of the light projecting lens group is a biconcave shape that satisfies the following conditions.
-0.9 <SF Nn <0.0 (E)
−1.0 <r Nni / D PN <−0.2 (F)
However,
SF Nn is the shape factor of the negative lens component of the projection lens group.
SF Nn = (r Nni + r Nno ) / (r Nni -r Nno ) where r Nni is the paraxial radius of curvature of the incident side surface and r Nno is the paraxial radius of curvature of the exit side surface
Defined in
r Nni is the paraxial radius of curvature of the incident side surface of the negative lens component of the projection lens group,
D PN is the distance on the optical axis between the condenser lens group and the projection lens group,
It is.
条件式(E)、(F)は、投光レンズ群を上述の構成としたときにより好ましい負レンズ成分の形状と配置との関係を特定するものである。条件式(E)の下限を下回ると負レンズ成分の入射側面の曲率が大きく、射出側面の曲率が小さくなり、集光レンズ群を偏心させたときの負レンズ成分入射側面で発生する収差の影響が大きくなる。一方、条件式(E)の上限を上回ると負レンズ成分の入射側面の曲率が小さく、射出側面の曲率が大きくなり、集光レンズ群を偏心させたとき負レンズ成分射出側面で発生する収差の影響が大きくなる。 Conditional expressions (E) and (F) specify a more preferable relationship between the shape and arrangement of the negative lens component when the projection lens group is configured as described above. If the lower limit of conditional expression (E) is not reached, the curvature of the incident side surface of the negative lens component is large, the curvature of the exit side surface is small, and the influence of aberration generated on the incident side surface of the negative lens component when the condenser lens group is decentered. Becomes larger. On the other hand, when the upper limit of conditional expression (E) is exceeded, the curvature of the incident side surface of the negative lens component is small, the curvature of the exit side surface is large, and aberrations occurring on the exit side surface of the negative lens component when the condenser lens group is decentered. The impact will increase.
条件式(F)の下限を下回ると負レンズ成分の入射側面の曲率が小さくなりすぎ、集光レンズ群を偏心させた時の負レンズ成分への入射角が大きくなり収差が発生しやすくなる。一方、条件式(F)の上限を上回ると負レンズ成分の入射面の曲率が大きくなりすぎ、集光レンズ群を偏心させた時の負レンズ成分への入射角が大きくなり収差が発生しやすくなる。もしくは、負レンズ成分が集光レンズ群から離れ、集光レンズ群で発生する収差を負レンズ成分でキャンセルする機能が低下しやすくなる。 If the lower limit of the conditional expression (F) is not reached, the curvature of the incident side surface of the negative lens component becomes too small, the incident angle to the negative lens component when the condensing lens group is decentered becomes large, and aberration tends to occur. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (F) is exceeded, the curvature of the entrance surface of the negative lens component becomes too large, and the incident angle to the negative lens component when the condensing lens group is decentered becomes large and aberrations are likely to occur. Become. Alternatively, the negative lens component moves away from the condensing lens group, and the function of canceling out aberrations occurring in the condensing lens group with the negative lens component is likely to deteriorate.
条件式(E)の下限値を−0.7、さらに−0.5とするとより好ましい。
条件式(E)の上限値を−0.2、さらに−0.4とするとより好ましい。
条件式(F)の下限値を−0.8、さらに−0.6とするとより好ましい。
条件式(F)の上限値を−0.3、さらに−0.4とするとより好ましい。
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (E) is −0.7, and further −0.5.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (E) be -0.2, and further -0.4.
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (F) be −0.8, and further −0.6.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (F) is −0.3, and further −0.4.
また、以下の構成とすることが好ましい。投光レンズ群の正レンズ成分の形状が、以下の条件を満足するメニスカス形状であることが望ましい。
5.0<SFNp<20.0 ・・・(G)
−5.0<rNpi/Dnp<−1.0 ・・・(H)
ただし、
SFNpは投光レンズ群の正レンズ成分の形状ファクターであり、
入射側面の近軸曲率半径をrNpi、射出側面の近軸曲率半径をrNpoとしたときに
SFNp=(rNpi+rNpo)/(rNpi−rNpo)
で定義され、
rNpiは投光レンズ群の正レンズ成分の入射側面の近軸曲率半径、
Dnpは投光レンズ群中の負レンズ成分と正レンズ成分との間の光軸上距離、
である。
Moreover, it is preferable to set it as the following structures. The shape of the positive lens component of the light projecting lens group is preferably a meniscus shape that satisfies the following conditions.
5.0 <SF Np <20.0 (G)
−5.0 <r Npi / D np <−1.0 (H)
However,
SF Np is the shape factor of the positive lens component of the projection lens group.
SF Np = (r Npi + r Npo ) / (r Npi −r Npo ) where r Npi is the paraxial radius of curvature of the incident side and r Npo is the radius of paraxial curvature of the exit side.
Defined in
r Npi is the paraxial radius of curvature of the incident side of the positive lens component of the projection lens group,
D np is the distance on the optical axis between the negative lens component and the positive lens component in the projection lens group,
It is.
これにより、正レンズ成分を入射側に凹面、射出側の凸面のメニスカス形状とすることで、集光レンズ群を偏心させたときの正レンズへ成分への入射角を抑えやすくなる。また主点の調整により小型化しやすくなる。 As a result, the positive lens component has a concave meniscus shape on the incident side and a convex surface on the exit side, so that it is easy to suppress the incident angle to the positive lens when the condenser lens group is decentered. In addition, the size can be easily reduced by adjusting the main point.
条件式(G)、(H)は、投光レンズ群を上述の構成としたときに、収差とサイズとの影響を考慮し、より好ましい正レンズ成分の形状と配置との関係を特定するものである。条件式(G)の下限を下回ると正レンズ成分の入射側面、射出側面ともに曲率が小さくなり、集光レンズ群を偏心させたときの正レンズ成分で発生する収差の影響が大きくなる。また、小型化にも不利となる。一方、条件式(G)の上限を上回ると正レンズ成分の入射側面、射出側面ともに曲率が大きくなり、集光レンズ群を偏心させたとき負レンズ成分射出側面で発生する収差の影響が大きくなる。 Conditional expressions (G) and (H) specify the relationship between the shape and arrangement of a more preferable positive lens component in consideration of the influence of aberration and size when the projection lens group is configured as described above. It is. If the lower limit of conditional expression (G) is not reached, the curvature of both the incident side surface and the exit side surface of the positive lens component becomes small, and the influence of the aberration generated in the positive lens component when the condensing lens group is decentered becomes large. It is also disadvantageous for downsizing. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (G) is exceeded, the curvature increases on both the incident side and exit side of the positive lens component, and the influence of aberration generated on the exit side of the negative lens component increases when the condenser lens group is decentered. .
条件式(H)の下限を下回ると正レンズ成分の入射側面の曲率が小さくなりすぎ、結像レンズ群を偏心させた時の正レンズ成分への入射角が大きくなり収差が発生しやすくなる。一方、条件式(H)の上限を上回ると正レンズ成分の入射面の曲率が大きくなりすぎ、集光レンズ群を偏心させた時の負レンズ成分の射出側面で発生する収差の影響が大きくなる。もしくは、正レンズ成分が負レンズ成分から離れ、投光光学系が大型化しやすくなる。 If the lower limit of conditional expression (H) is not reached, the curvature of the incident side surface of the positive lens component becomes too small, and the incident angle to the positive lens component when the image forming lens group is decentered becomes large and aberrations are likely to occur. On the other hand, if the upper limit of the conditional expression (H) is exceeded, the curvature of the entrance surface of the positive lens component becomes too large, and the influence of aberration generated on the exit side surface of the negative lens component when the condenser lens group is decentered becomes large. . Alternatively, the positive lens component is separated from the negative lens component, and the projection optical system is easily increased in size.
条件式(G)の下限値を7.0、さらに9.0とするとより好ましい。
条件式(G)の上限値を16.0、さらに13.0とするとより好ましい。
条件式(H)の下限値を−3.0、さらに−2.0とするとより好ましい。
条件式(H)の上限値を−1.2、さらに−1.4とするとより好ましい。
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (G) is 7.0, and further 9.0.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (G) is 16.0, further 13.0.
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (H) is −3.0, more preferably −2.0.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (H) is −1.2, and further −1.4.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群の正レンズ成分と負レンズ成分がプラスチックで構成される単レンズであることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the positive lens component and the negative lens component of the light projecting lens group be a single lens made of plastic.
投光レンズ群内の負レンズ成分と正レンズ成分とを共にプラスチックで構成される単レンズとすることにより、プラスチックの屈折率の温度依存から生じるパワー変化が逆の特性となる。したがって、プラスチックを用いてコスト低減を行いつつも温度変化による光学性能の低下を抑えられる。 By making both the negative lens component and the positive lens component in the light projecting lens unit a single lens made of plastic, the power change resulting from the temperature dependence of the refractive index of the plastic has an opposite characteristic. Therefore, it is possible to suppress a decrease in optical performance due to a temperature change while reducing the cost by using plastic.
また、本発明の好ましい態様によれば、投光レンズ群の正レンズ成分がトーリック面
の屈折面を有することが望ましい。
According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the positive lens component of the projection lens group has a toric refracting surface.
投光光束の方向(例えば水平方向と垂直方向)により屈折力を変えられるので投光光束の投光角を調整しやすくなる。また、集光レンズ群の移動による投光範囲を変更させる方向では、投光レンズ群内の光束の通過位置の変化が大きくなる。そこで上述の構成とすることで、投光範囲を変更させた際も投光する光束の調整が行いやすくなる。トーリック面を有するレンズはプラスチックで構成すると製造が容易となる。 Since the refractive power can be changed depending on the direction of the projected light beam (for example, the horizontal direction and the vertical direction), it is easy to adjust the projection angle of the projected light beam. Further, in the direction in which the light projection range is changed by the movement of the condensing lens group, a change in the light beam passage position in the light projection lens group becomes large. Therefore, with the above-described configuration, it is easy to adjust the luminous flux to be projected even when the projection range is changed. A lens having a toric surface can be easily manufactured if it is made of plastic.
また、本発明の好ましい態様によれば、トーリック面は、少なくとも偏心移動する方向にてレンズの光軸から離れるに従い曲率が変化する非球面であることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the toric surface is an aspherical surface whose curvature changes as the distance from the optical axis of the lens increases at least in the direction of eccentric movement.
投光レンズ群内のトーリック面における光束の重心の通過位置は、集光レンズ群の移動する位置により変化する。そのため、偏心移動する方向にて曲率を変化させることで光束のまとまりや投光角の調整が容易となる。 The passing position of the center of gravity of the light beam on the toric surface in the light projecting lens group varies depending on the position where the condenser lens group moves. Therefore, by changing the curvature in the direction of eccentric movement, it becomes easy to adjust the bundle of light beams and the projection angle.
また、本発明の好ましい態様によれば、集光レンズ群の正レンズ成分はレンズの光軸から離れるほど曲率の絶対値が小さくなる凸形状の非球面を有することが望ましい。これにより、集光レンズ群を偏心移動させたときの集光状態の崩れを抑えやすくなる。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the positive lens component of the condenser lens group has a convex aspheric surface whose absolute value of curvature decreases as the distance from the optical axis of the lens increases. Thereby, it becomes easy to suppress the collapse of the condensing state when the condensing lens group is moved eccentrically.
また、本発明の好ましい態様によれば、集光レンズ群の正レンズ成分がガラスで構成されることが望ましい。これにより、集光レンズ群はパワーが強くなる。このためガラスで構成することで温度・湿度変化による光学性能の変化を抑えやすくなる。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the positive lens component of the condenser lens group is made of glass. As a result, the power of the condenser lens group is increased. For this reason, it becomes easy to suppress the change of the optical performance by a temperature and humidity change by comprising with glass.
また、本発明の好ましい態様によれば、集光レンズ群の正レンズ成分が単レンズであることが望ましい。これにより、集光レンズ群の構成枚数を最小の単レンズ1つとすることで低コスト化できる。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the positive lens component of the condenser lens group is a single lens. Thereby, the cost can be reduced by setting the number of constituent lenses of the condensing lens group to one single minimum lens.
また、上述の各条件式は、偏心移動する方向のほかに、偏心移動する方向に対して垂直の方向でも満足することがより好ましい。 Further, it is more preferable that the above conditional expressions are satisfied not only in the direction of eccentric movement but also in the direction perpendicular to the direction of eccentric movement.
また、本発明の好ましい態様によれば、トーリック面が以下の条件式を満足する凸面であることが望ましい。
10<1/(RTmax/RTmin−1)<300 ・・・(I)
ただし、
RTmaxは方向により値が異なるトーリック面の近軸曲率半径絶対値のうちの最大値、
RTminは方向により値が異なるトーリック面の近軸曲率半径絶対値のうちの最小値、
である。
According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the toric surface is a convex surface that satisfies the following conditional expression.
10 <1 / (RT max / RT min −1) <300 (I)
However,
RT max is the maximum value of the absolute value of the paraxial radius of curvature of the toric surface that varies depending on the direction,
RT min is the minimum value of the absolute values of the paraxial radius of curvature of the toric surface that varies depending on the direction,
It is.
条件式(I)は、トーリック面の適度な形状を規定するものである。条件式(I)の下限を下回ると近軸曲率半径の差が大きくなり、投光光束のまとまりがとりにくくなる。条件式(I)の上限を上回るとトーリック面としたことのメリットが低下する。 Conditional expression (I) defines an appropriate shape of the toric surface. If the lower limit of conditional expression (I) is not reached, the difference in paraxial radius of curvature increases, making it difficult to collect the projected light flux. If the upper limit of conditional expression (I) is exceeded, the merit of using a toric surface is reduced.
条件式(I)の下限値を30、さらに50とするとより好ましい。
条件式(I)の上限値を200、さらに100とするとより好ましい。
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (I) is 30 and further 50.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (I) is 200, further 100.
また、本発明の好ましい態様によれば、集光レンズ群の横倍率と投光レンズ群の横倍率との合成横倍率が以下の条件式を満足することが望ましい。
−0.02<β−1 min<0.05 ・・・(J)
−0.02<β−1 max<0.10 ・・・(K)
ただし、
β−1 minは光軸と交わる任意の方向の合成横倍率(全系横倍率)の逆数のうち最小値、
β−1 maxは光軸と交わる任意の方向の合成横倍率(全系横倍率)の逆数のうち最大値、
である。
According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the combined lateral magnification of the lateral magnification of the condenser lens group and the lateral magnification of the light projecting lens group satisfies the following conditional expression.
−0.02 <β −1 min <0.05 (J)
−0.02 <β −1 max <0.10 (K)
However,
β -1 min is the minimum value of the reciprocal of the combined lateral magnification (total system lateral magnification) in any direction intersecting the optical axis,
β −1 max is the maximum value of the reciprocal of the combined lateral magnification (total system lateral magnification) in any direction intersecting the optical axis,
It is.
それぞれの条件式(J)、(K)の上限を上回るか下限を下回ると投光する光束の広がりが大きくなり、投光する光束の強度が低下する。 If the upper limit or the lower limit of each conditional expression (J) or (K) is exceeded, the spread of the projected light beam increases, and the intensity of the projected light beam decreases.
条件式(J)の下限値を0.0、さらに0.002とするとより好ましい。
条件式(J)の上限値を0.03、さらに0.01とするとより好ましい。
条件式(K)の下限値を0.0、さらに0.002とするとより好ましい。
条件式(K)の上限値を0.07、さらに0.05とするとより好ましい。
It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (J) is 0.0, further 0.002.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (J) is 0.03, further 0.01.
More preferably, the lower limit value of conditional expression (K) is 0.0, more preferably 0.002.
It is more preferable that the upper limit value of conditional expression (K) is 0.07, further 0.05.
また、本発明の好ましい態様によれば、光源が、複数の点光源、線状の光源、面状の光源の少なくともいずれかを備えることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the light source includes at least one of a plurality of point light sources, a linear light source, and a planar light source.
また、本発明の好ましい態様によれば、光源の発光部位が線状または矩形であることが望ましい。 Moreover, according to the preferable aspect of this invention, it is desirable that the light emission site | part of a light source is linear or a rectangle.
もしくは、光源は発光ダイオードまたは半導体レーザーであり、光源の発光部位は矩形または線状であることが望ましい。 Alternatively, the light source is a light emitting diode or a semiconductor laser, and the light emitting portion of the light source is preferably rectangular or linear.
これにより、単一の点光源に比べ発光量を多くすることができる。特にこの構成は、半導体レーザーやLEDを光源とするとき、容易に構成できる。 Thereby, the amount of light emission can be increased as compared with a single point light source. In particular, this configuration can be easily configured when a semiconductor laser or LED is used as a light source.
また、本発明によれば、上述の投光光学系と、対象物にて反射された投光光学系により投光された光束に基づき、対象物の位置情報を取得する受光部材とを備えたことを特徴とする投光装置を提供できる。これにより、投光光学系部分の小型化等行えるので、対象物の位置情報を得る投光装置の小型化に有利となる。 In addition, according to the present invention, the above-described light projecting optical system and a light receiving member that acquires position information of the target object based on the light beam projected by the light projecting optical system reflected by the target object are provided. Thus, it is possible to provide a light projecting device. Thereby, since the size of the light projecting optical system can be reduced, it is advantageous for miniaturization of the light projecting device that obtains the position information of the object.
上述の各発明は、任意に複数を同時に満足することがより好ましい。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。また、上述の各構成は、任意に組み合わせて構わない。 It is more preferable that each of the above-described inventions satisfies a plurality at the same time. For each conditional expression, only the upper limit value or lower limit value of the numerical range of the more limited conditional expression may be limited. Further, the above-described configurations may be arbitrarily combined.
本発明によれば、投光範囲を変更可能とし且つ小型化に有利な投光光学系及びそれを備えた投光装置を提供することができる。
また、投光した光束の集光状態を良好とし得る投光光学系及び投光装置を提供することができる。
さらには、光源の熱による影響の低減、もしくは、低コスト化、さらにはその双方を満足する投光光学系、投光装置を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light projection optical system which can change a light projection range, and is advantageous to size reduction, and a light projection apparatus provided with the same can be provided.
In addition, it is possible to provide a light projecting optical system and a light projecting device that can improve the light collection state of the projected light beam.
Furthermore, it is possible to provide a light projecting optical system and a light projecting device that can reduce the influence of heat from the light source or reduce the cost, and satisfy both of them.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態の投光光学系の近軸的概念図を示している。図1に示すように、投光光学系は光源201と集光レンズ群202と投光レンズ群203とを有している。集光レンズ群202と投光レンズ群203は光源201から順に配置されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a paraxial conceptual diagram of a light projecting optical system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the light projecting optical system includes a
集光レンズ群202は、負の横倍率を有し、光源201から発散した光束を収束光に変換する。投光レンズ群203は、集光レンズ群202からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように集光レンズ群202からの光束を投光する。
The condensing
光源201と集光レンズ群202は、集光レンズ群202による光源像211の横倍率が負の値となる位置関係に配置されている。このとき、集光レンズ群202による光源像211が投光レンズ群203の焦点に一致する場合、光源201の中心からの光束は平行光束となる。
The
一方、長さを持つ光源201から発せれる平行光束は投光レンズ群203によりその長さを持つ方向に発散する光束に変換される。したがって、光源201が長さや面積を有し、もしくは複数の点光源を有し、投射方向が図1の光軸221方向に強い強度を持つ場合、投光レンズ群203の焦点の位置が光源像211位置よりもわずかに集光レンズ側に位置するように構成すると、光源201から発した光束は全体として、その投光範囲はやや発散しながらも略同一方向に強い強度を有する投光光束となり、平行光束に近い光束を投光できる。
On the other hand, a parallel light beam emitted from the
図1において、光源中心から投光レンズの光軸203aの方向に発した光線241は集光レンズ群202の光軸と一致しているので、特に屈曲することもなく直線的に進む。光源中心から発する光束の中で、この光線及び近傍の光線は強度が高い。このため、光線241を主光線とする。光源中心から周辺方向に発した光線242、243は、集光レンズ群202の作用により光源像211面に向かい、投光レンズ群203の作用を受け、光線241とほぼ平行になる。つまり、近軸的には(レンズの収差が存在しなければ)光源の1点から発した光束は略平行光束として投光レンズ群203から射出される。
In FIG. 1, a
次に、本実施形態の投光光学系において投光範囲を変更する動作を説明する。図1は、中心光線241が直進するように投光した状態を示す図であり、図2は、図1の状態に対して、集光レンズ群202を水平方向(図の上下方向)に偏心させた状態を示す図である。
Next, an operation for changing the light projection range in the light projection optical system of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which the
図1では、集光レンズ群202の光軸202aは光束の中心光線の軌道上に位置しているため、光束は集光レンズ群202によって偏向されない。一方、図2では、集光レンズ群202の光軸202aは光束の中心光線の軌道から外れている。このため、光束は集光レンズ群202の正の屈折力の作用を受けて偏向される。そして、投光レンズ群の負の屈折力の作用を受けて、さらに同方向に偏向される。
In FIG. 1, since the
集光レンズ群202によって光束が偏向される度合いは、集光レンズ群202の光軸202aが光束の中心光線の軌道から外れている量に依存する。従って、集光レンズ群202の偏心位置をコントロールすることにより、中心光線241に対する集光レンズ群202の屈折作用を変化させ投光方向を任意に変化させることができる。すなわち、集光レンズ群202を偏心移動させることにより、投光範囲の変更を行うことができる。
The degree to which the light beam is deflected by the condensing
このように集光レンズ群202を偏心させる手法は、公知のポリゴンミラーを使用する手法に比べて、配置や移動のために必要なスペースを小さく構成できる。集光レンズ群202の偏心方法は投光レンズ群203の光軸203aに垂直な方向にシフト移動させる方式でも、円弧状にチルト移動させる方式でもよい。前者は駆動システムが容易に構成でき、後者は光束の乱れを少なくできる。
In this way, the method of decentering the
本実施形態の投光光学系において、光源201は、例えば、複数の点光源、線状の光源、面状の光源の少なくともいずれかで構成される。光源201の発光部位は、好ましくは、線状または矩形である。これにより、点光源に比べ発光量を多くすることができる。光源201は、例えば、発光ダイオードや半導体レーザーで構成される。
In the light projecting optical system according to the present embodiment, the
以下に本発明の投光光学系の具体的な実施例を示す。以下に示す実施例は、車載の測距装置を想定したものである。これら実施例では、光源201は、波長905nmのレーザー光源である。そして、路面に対して垂直な縦方向に約0.4mmの線光源を想定している。各実施例の光路図では線光源の長手方向が分かるように誇張して長く描かれている。
Specific examples of the light projecting optical system of the present invention are shown below. The embodiment shown below assumes an in-vehicle distance measuring device. In these embodiments, the
図4の(a)は、光源201の水平方向の配光特性、(b)は縦方向の配光特性をそれぞれ示している。(a)、(b)に示すように、光源201の広がり角は縦方向(光源の長手方向)に20°程度、路面に対して水平な方向(光源の長手方向に対して垂直方向)に40°程度を想定している。また、投影範囲は、縦方向(光源の長手方向)に1.2°程度、水平方向(光源の長手方向に対して垂直方向)に0.1°程度の立体角を有する範囲を想定している。投光範囲の角度は路面に対し水平方向にて最小になり、縦方向で最大となるようにしている。
4A shows the light distribution characteristic in the horizontal direction of the
図5の(a)は実施例1の投光光学系の縦方向(光源の長手方向)の断面構成、(b)は水平方向の断面構成をそれぞれ示している。実施例1の投光光学系は、(a)と(b)に示すように、集光レンズ群202は1枚の両凸正レンズ202Aで構成され、投光レンズ群203は1枚の両凹負レンズ203Aで構成されている。
FIG. 5A shows a cross-sectional configuration in the vertical direction (longitudinal direction of the light source) of the light projecting optical system of Example 1, and FIG. 5B shows a cross-sectional configuration in the horizontal direction. In the light projecting optical system of Example 1, as shown in FIGS. 4A and 4B, the condensing
集光レンズ群202を構成する1枚の両凸レンズ202Aは、例えばプラスチック製で、両側の面が集光レンズ群の光軸に対して回転対称の形状を有する非球面であり、これらの非球面は光軸から離れるほど曲率が小さくなる形状としている。
One
投光レンズ群203を構成する両凹レンズ203Aはプラスチック製で、両面とも投光レンズ群の光軸に対して回転対称な球面で構成されている。
The
集光レンズ群202の両凸レンズ202Aの両側の凸面は上述の非球面とすることで、集光性を高め、強度分布の一様性を高めている。また、集光レンズ群202を水平方向及び垂直方向に偏心移動させることで投光範囲を移動可能としている。
The convex surfaces on both sides of the
集光レンズ群202、投光レンズ群203内のレンズのそれぞれをプラスチックの単レンズとしたので軽量かつ低コスト化に有利となる。また、非球面も形成しやすい。また、本実施例1ではすべてのレンズがプラスチック製である。しかしながら、これに限られず、すべてのレンズや一部のレンズをガラス素材で構成することにより、いっそう温度や湿度の変化範囲が大きい環境で使う時に特性の変化を小さくすることもできる。
Since each lens in the condensing
実施例1の投光光学系のレンズデータを表1に掲げる。実施例1のレンズ部分の形状は光軸に対して回転対称なので、レンズデータは水平方向、縦方向、共に同じとなる。 Table 1 shows lens data of the light projecting optical system of Example 1. Since the shape of the lens portion of Example 1 is rotationally symmetric with respect to the optical axis, the lens data is the same in both the horizontal direction and the vertical direction.
(表1)
実施例1のレンズデータ
単位 mm
面データ
面番号 r d nd
物体 25.57212
1 14.89309(非球面) 6.60955 1.51561
2 -17.90081(非球面) 10.74075
3 -19.94251(球面) 4.00568 1.51561
4 67.33842(球面)
非球面データ
第1面
K=-1.6500,A4=8.0777E-6,A6=-1.3275E-7,A8=2.4656E-9
第2面
K=-4.8098,A4=-3.4157E-5,A6=1.9112E-7,A8=1.2081E-9
(Table 1)
Lens data unit of Example 1 mm
Surface data surface number rd nd
Object 25.57212
1 14.89309 (Aspherical surface) 6.60955 1.51561
2 -17.90081 (Aspherical) 10.74075
3 -19.94251 (spherical surface) 4.00568 1.51561
4 67.33842 (spherical surface)
Aspheric data first surface
K = -1.6500, A4 = 8.0777E-6, A6 = -1.3275E-7, A8 = 2.4656E-9
Second side
K = -4.8098, A4 = -3.4157E-5, A6 = 1.9112E-7, A8 = 1.2081E-9
表1以下全ての実施例において、rは各レンズ面の近軸曲率半径、dは光源201から集光レンズ群202の入射側レンズ面までの間隔、dは各レンズ面間の間隔、ndは各レンズの使用波長(905nm)想定使用環境下(摂氏40度)での屈折率である。なお、非球面形状は、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを断面上における光軸と直交する方向にとると、下記の式によって表される。
In all Examples below Table 1, r is the paraxial radius of curvature of each lens surface, d is the distance from the
x=(y2/r)/[1+{1−(K+1)(y/r)2}1/2]+A4y4+A6y6+A8y8
ここで、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4、A6、A8はそれぞれ4次、6次、8次の非球面係数である。また、非球面係数において、「E−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
x = (y 2 / r) / [1+ {1- (K + 1) (y / r) 2} 1/2] + A4y 4 + A6y 6 +
Here, r is a paraxial radius of curvature, K is a conical coefficient, and A4, A6, and A8 are fourth-order, sixth-order, and eighth-order aspheric coefficients, respectively. In the aspheric coefficient, “E−n” (n is an integer) indicates “10 −n ”.
実施例1の投光光学系による投光光束の縦方向の強度分布を図6の(a)に、また、水平方向の強度分布を(b)にそれぞれ示す。集光レンズ群202を路面の水平方向(光源長手方向とは垂直の方向)に偏心移動(シフトもしくはチルト)させることにより、対象物側の投光範囲を水平方向に移動しその後に固定したり、走査したりする。縦方向や斜め方向も自在に偏心移動可能である。
FIG. 6A shows the intensity distribution in the vertical direction of the projected light beam by the light projecting optical system of Example 1, and FIG. 6B shows the intensity distribution in the horizontal direction. By moving the
図7の(a)は実施例2の投光光学系の縦方向(光源の長手方向)の断面構成、(b)は水平方向の断面構成をそれぞれ示している。 FIG. 7A shows a cross-sectional configuration in the vertical direction (longitudinal direction of the light source) of the light projecting optical system of Example 2, and FIG. 7B shows a cross-sectional configuration in the horizontal direction.
実施例2の投光光学系は、図7の(a)、(b)に示すように、集光レンズ群202は1枚の両凸正レンズ202Bで構成され、投光レンズ群203は両凹負レンズ203Bと投光側に凸のメニスカス形状のトーリック正レンズ203Cとで構成されている。投光レンズ群203は全体で負の屈折力を有している。集光レンズ群202を構成する両凸正レンズ202Bは、ガラス製で、両側の面が集光レンズ群の光軸に対して回転対称の形状を有する非球面であり、これらの非球面は光軸から離れるほど曲率が小さくなる形状としている。
In the light projecting optical system of Example 2, as shown in FIGS. 7A and 7B, the condensing
投光レンズ群203中の両凹負レンズ203Bはプラスチック製で、両面とも投光レンズ群の光軸に対して回転対称な球面で構成されている。投光レンズ群203中のトーリック正レンズ203Cはプラスチック製で、光源側の面が光軸に対して回転対称な球面であり、投光側の面が、トーリック面となっている。
The biconcave
トーリック面は、水平方向の近軸曲率半径の絶対値(最小値となる)が垂直方向の近軸曲率半径の絶対値(最大値となる)よりも小さくなるようにし、光源の非回転対称な形状を考慮して方向による集光状態の調整を行っている。また、光軸を含む垂直方向での断面形状は円弧状であり、光軸を含む水平方向での断面は非円弧状とし、光束の投射角を変更した際の光束の状態も良好なるようにしている。 The toric surface is such that the absolute value (minimum value) of the paraxial radius of curvature in the horizontal direction is smaller than the absolute value (maximum value) of the paraxial radius of curvature in the vertical direction, and the non-rotational symmetry of the light source The condensing state is adjusted depending on the direction in consideration of the shape. Also, the cross-sectional shape in the vertical direction including the optical axis is arc-shaped, and the cross-section in the horizontal direction including the optical axis is non-arc-shaped, so that the state of the light beam is improved when the projection angle of the light beam is changed. ing.
このトーリック面は縦方向と水平方向との間では滑らかに形状が変化した非回転対称のトーリック非球面であり、縦方向断面、水平方向断面がそのトーリック面の対称面となっている。 The toric surface is a non-rotationally symmetric toric aspheric surface whose shape is smoothly changed between the vertical direction and the horizontal direction, and the longitudinal cross section and the horizontal cross section are symmetrical surfaces of the toric surface.
集光レンズ群202の両凸レンズ202Bの両側の凸面は上述の非球面とすることで、集光性を高め、強度分布の一様性を高めている。集光レンズ群202を水平方向及び縦方向に偏心移動させることで投光範囲を移動可能としている。又、集光レンズ群内のレンズをガラスとしたことで温度、湿度の変化による影響を抑えている。また、投光レンズ群の負レンズと正レンズの双方をプラスチックとしたことで温度、湿度の変化による屈折率変化による影響をキャンセルさせあうことができる。
The convex surfaces on both sides of the
また、トーリック正レンズ203Cをプラスチックで成形することでトーリック面の形成を容易にしている。尚、投光光学系のすべてのレンズや一部のレンズにガラス素材を使うことにより、温度や湿度の変化範囲が大きい環境で使う時に特性の変化を小さくすることもできる。
In addition, the toric surface is easily formed by molding the toric
実施例2の投光光学系のレンズデータを表2、表3に掲げる。表2は縦方向断面におけるにレンズデータを示し、表3は水平方向断面におけるにレンズデータを示している。レンズデータの定義は実施例1と同様である。 Tables 2 and 3 show lens data of the light projecting optical system of Example 2. Table 2 shows the lens data in the longitudinal section, and Table 3 shows the lens data in the horizontal section. The definition of the lens data is the same as that in the first embodiment.
(表2)
実施例2のレンズデータ(垂直方向断面)
面データ
面番号 r d nd
物体 15.182
1 9.9629(非球面) 5.500 1.57386
2 -11.4662(非球面) 2.371
3 -11.2797(球面) 2.000 1.51561
4 30.5718(球面) 9.3471
5 -15.7645(球面) 6.000 1.51561
6 -13.3703(トーリック非球面)
実施例2の非球面データ(垂直方向断面)
第1面
K=0, A4=-1.5645E-4,A6=2.9012E-7,A8=-6.6088E-9
第2面
K=0,A4=2.7844E-4,A6=-1.5228E-7,A8=7.1970E-9
第6面
K=0,A4=0,A6=0,A8=0
(表3)
実施例2のレンズデータ(水平方向断面)
面データ
面番号 r d nd
物体 15.182
1 9.9629(非球面) 5.500 1.57386
2 -11.4662(非球面) 2.371
3 -11.2797(球面) 2.000 1.51561
4 30.5718(球面) 9.3471
5 -15.7645(球面) 6.000 1.51561
6 -13.1668(トーリック非球面)
実施例2の非球面データ(水平方向断面)
第1面
K=0,A4=-1.5645E-4,A6=2.9012E-7,A8=-6.6088E-9
第2面
K=0,A4=2.7844E-4,A6=-1.5228E-7,A8=7.1970E-9
第6面
K=0,A4=7.3878E-6,A6=-9.3931E-10,A8=4.6929E-10
(Table 2)
Lens data of Example 2 (vertical cross section)
Surface data surface number rd nd
Object 15.182
1 9.9629 (Aspherical surface) 5.500 1.57386
2 -11.4662 (Aspherical) 2.371
3 -11.2797 (spherical surface) 2.000 1.51561
4 30.5718 (spherical surface) 9.3471
5 -15.7645 (Spherical surface) 6.000 1.51561
6 -13.3703 (toric aspherical surface)
Aspherical data of Example 2 (vertical section)
First side
K = 0, A4 = -1.5645E-4, A6 = 2.9012E-7, A8 = -6.6088E-9
Second side
K = 0, A4 = 2.7844E-4, A6 = -1.5228E-7, A8 = 7.1970E-9
6th page
K = 0, A4 = 0, A6 = 0, A8 = 0
(Table 3)
Lens data for Example 2 (horizontal section)
Surface data surface number rd nd
Object 15.182
1 9.9629 (Aspherical surface) 5.500 1.57386
2 -11.4662 (Aspherical) 2.371
3 -11.2797 (spherical surface) 2.000 1.51561
4 30.5718 (spherical surface) 9.3471
5 -15.7645 (Spherical surface) 6.000 1.51561
6 -13.1668 (Toric aspherical surface)
Aspherical data of Example 2 (horizontal section)
First side
K = 0, A4 = -1.5645E-4, A6 = 2.9012E-7, A8 = -6.6088E-9
Second side
K = 0, A4 = 2.7844E-4, A6 = -1.5228E-7, A8 = 7.1970E-9
6th page
K = 0, A4 = 7.3878E-6, A6 = -9.3931E-10, A8 = 4.6929E-10
図8の(a)は実施例2の投光光学系による投光光束の縦方向の強度分布、(b)は
水平方向の強度分布をそれぞれ示している。
FIG. 8A shows the intensity distribution in the vertical direction of the projected light beam by the light projecting optical system of Example 2, and FIG. 8B shows the intensity distribution in the horizontal direction.
集光レンズ群202全体を路面の水平方向(光源長手方向とは垂直の方向)に偏心移動(シフトもしくはチルト)させることにより、対象物側の投光範囲を水平方向に移動しその後に固定したり、走査したりする。実施例1と同様に縦方向、斜め方向にも自在に偏心移動できる。
The entire
また、各実施例にて投光光学系のレンズの空間を利用して、ここに反射面を配置して、装置のいっそうの小型化を図ってもよい。 Further, in each embodiment, the reflecting surface may be disposed here by utilizing the lens space of the light projecting optical system to further reduce the size of the apparatus.
各実施例の条件式対応値を表4に掲げる。
(表4)
実施例1 実施例2
条件式 水平方向 垂直方向 水平方向 垂直方向
(1)fP/fN -0.57613 同左 -0.35529 -0.36825
(A)βP -1.57156 同左 -1.52377 同左
(B)SFP -0.09172 同左 -0.07015 同左
(C),(E)SFNn -0.54303 同左 -0.46097 同左
(D),(F)rNni/DPN -1.85671 同左 -4.75771 同左
(2)fNn/fNp なし なし -0.1812 -0.17061
(G)SFNp なし なし 11.13745 12.16873
(H)rNpi/Dnp なし なし -1.68657 同左
(I)1/(RTmax/RTmin-1) なし 64.70172
(J)β−1 min 0.005743 0.002951
(K)β−1 max 0.005743 0.014341
Table 4 shows values corresponding to the conditional expressions of the respective examples.
(Table 4)
Example 1 Example 2
Conditional expression Horizontal direction Vertical direction Horizontal direction Vertical direction
(1) f P / f N -0.57613 Same as left -0.35529 -0.36825
(A) β P -1.57156 Same as left -1.52377 Same as left
(B) SF P -0.09172 Same as left -0.07015 Same as left
(C), (E) SF Nn -0.54303 Same as left -0.46097 Same as left
(D), (F) r Nni / D PN -1.85671 Same as left -4.75771 Same as left
(2) No f Nn / f Np None -0.1812 -0.17061
(G) SF Np None None 11.13745 12.16873
(H) r Npi / D np None None -1.68657 Same as on the left
(I) 1 / (RT max / RT min -1) None 64.70172
(J) β -1 min 0.005743 0.002951
(K) β -1 max 0.005743 0.014341
(投光装置)
以下、図3を参照して、実施例1の投光光学系を備えた投光装置を説明する。図3は実施例1の投光光学系を備えた投光装置の使用形態を説明するための図である。もちろん実施例2等に置き換えてもよい。
(Light projector)
Hereinafter, with reference to FIG. 3, a light projecting device including the light projecting optical system according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining a usage pattern of the light projecting device including the light projecting optical system according to the first embodiment. Of course, the second embodiment may be replaced.
この投光装置の投光光学系は、光源としてのレーザーダイオード(発光ダイオードや半導体レーザー)132を備える。集光レンズ群202としては両凸レンズ202Aを備え、レーザーダイオードの光源からの光束を収束光に変換する。そして、両凹レンズ203Aからなる投光レンズ群203を透過して、対象物158が存在する方向に光束を投光する。
The light projecting optical system of this light projecting device includes a laser diode (light emitting diode or semiconductor laser) 132 as a light source. The condensing
集光レンズ群202は、ホルダ12に固定されている。ホルダ12は、8本のワイヤバネ48A〜48H(図では2本のみを図示)により位置が保たれ、且つ、図中152に示す矢印の方向にシフト移動可能に構成されている。また、紙面の垂直方向にも移動可能である。シフト移動は図示しないリニアモーターや、超音波モーター等を使用することができる。
The
そして、水平方向においては、集光レンズ群202のシフト移動により、主光線が図中154の矢印で示す範囲に変更される。そして、対象物158に向かう主光線156を有する光束は、対象物158にて反射され、主光線160を有する光束となる。
In the horizontal direction, the chief ray is changed to a range indicated by an
また、投光レンズ群203の光軸から一定距離だけ離れた位置には、受光レンズ162が配置され、受光レンズ162の像側には受光部材としてのフォトディテクタ164が配置されている。
A
上述の対象物158で反射した光束は受光レンズ162を透過して受光部材としてのフォトディテクタ164に入射する。投光光学系により投光された光束のフォトディテクタ164上の入射位置と光束の投光角により、対象物の距離、方向、移動速度等の位置情報を取得することができる。
The light beam reflected by the
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。 The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the gist of the present invention. .
以上のように、本発明は、投光範囲を変更可能とし且つ小型化に有利な投光光学系及びそれを備えた投光装置に有用である。 As described above, the present invention is useful for a light projecting optical system that can change a light projecting range and is advantageous for downsizing, and a light projecting apparatus including the light projecting optical system.
48A〜48H ワイヤバネ
132 レーザーダイオード
156 主光線
158 対象物
162 受光レンズ
164 フォトディテクタ
201 光源
202 集光レンズ群
202A 両凸正レンズ
202a 光軸
203 投光レンズ群
203A 両凹負レンズ
203a 光軸
211 光源像
241 中心光線
242、243 光線
48A to
Claims (23)
負の横倍率を有し前記光源から発散した光束を収束光に変換する正屈折力の集光レンズ群と、
前記集光レンズ群からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように前記集光レンズ群からの光束を投光する負屈折力の投光レンズ群とを有し、
前記集光レンズ群を偏心移動させて投光範囲の変更を行い、
前記集光レンズ群と前記投光レンズ群との関係が、以下の条件式を満足することを特徴とする投光光学系。
−0.7<f P /f N <−0.2 ・・・(1)
ここで、
f P は前記集光レンズ群の焦点距離、
f N は前記投光レンズ群の焦点距離、
である。 A light source;
A condenser lens group having a positive refractive power that converts a luminous flux diverging from the light source into a convergent light having a negative lateral magnification;
A light projecting lens group having a negative refractive power for projecting the light flux from the condenser lens group so that the emitted light flux approaches a parallel light flux with respect to the light flux from the condenser lens group,
Eccentrically moving the focusing lens group have line changes light projection range,
A light projecting optical system characterized in that a relationship between the condenser lens group and the light projecting lens group satisfies the following conditional expression .
−0.7 <f P / f N <−0.2 (1)
here,
f P is the focal length of the condenser lens group,
f N is the focal length of the projection lens group,
It is.
前記投光レンズ群は負の屈折力を有する負レンズ成分を1つのみ有することを特徴とする請求項1に記載の投光光学系。The projection optical system according to claim 1, wherein the projection lens group has only one negative lens component having a negative refractive power.
ただし、レンズ成分は光軸上にて空気に接触する屈折面が、光軸が入射する側の面と光軸が射出する側の面の2つのみのレンズを意味する。However, the lens component means a lens having only two refracting surfaces in contact with air on the optical axis, that is, a surface on the side where the optical axis is incident and a surface on the side where the optical axis is emitted.
−3.0<β−3.0 <β PP <−0.7 ・・・(A)<-0.7 (A)
−0.2<SF-0.2 <SF PP <0.2 ・・・(B)<0.2 (B)
ただし、However,
ββ PP は前記集光レンズ群の前記正レンズ成分の横倍率、Is the lateral magnification of the positive lens component of the condenser lens group,
SFSF PP は前記集光レンズ群の前記正レンズ成分の形状ファクターであり、Is the shape factor of the positive lens component of the condenser lens group;
入射側面の近軸曲率半径をrLet r be the paraxial radius of curvature of the incident side PiPi 、射出側面の近軸曲率半径をr, The paraxial radius of curvature of the injection side PoPo としたときにAnd when
SF SF PP =(r= (R PiPi +r+ R PoPo )/(r) / (R PiPi −r-R PoPo ) )
で定義される。Defined by
−0.9<SF-0.9 <SF NnNn <−0.3 ・・・(C)<-0.3 (C)
−1.6<r−1.6 <r NniNni /D/ D PNPN <−0.7 ・・・(D)<-0.7 (D)
ただし、However,
SFSF NnNn は前記投光レンズ群の前記負レンズ成分の形状ファクターであり、Is the shape factor of the negative lens component of the projection lens group;
入射側面の近軸曲率半径をrLet r be the paraxial radius of curvature of the incident side NniNni 、射出側面の近軸曲率半径をr, The paraxial radius of curvature of the injection side NnoNno としたときにAnd when
SFSF NnNn =(r= (R NniNni +r+ R NnoNno )/(r) / (R NniNni −r-R NnoNno ))
で定義され、Defined in
rr NniNni は前記投光レンズ群の前記負レンズ成分の入射側面の近軸曲率半径、Is the paraxial curvature radius of the incident side surface of the negative lens component of the projection lens group,
DD PNPN は前記集光レンズ群と前記投光レンズ群との間の光軸上距離、Is the distance on the optical axis between the condenser lens group and the projection lens group,
である。It is.
前記負レンズ成分と正の屈折力を有する正レンズ成分の2つのレンズ成分で構成されることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の投光光学系。The light projecting optical system according to any one of claims 2 to 5, comprising two lens components, the negative lens component and a positive lens component having a positive refractive power.
−0.4<f−0.4 <f NnNn /f/ F NpNp <−0.1 ・・・(2)<-0.1 (2)
ここで、here,
ff NnNn は前記投光レンズ群中の前記負レンズ成分の焦点距離、Is the focal length of the negative lens component in the projection lens group,
ff NpNp は前記投光レンズ群中の前記正レンズ成分の焦点距離、Is the focal length of the positive lens component in the projection lens group,
である。It is.
−0.9<SF-0.9 <SF NnNn <0.0 ・・・(E)<0.0 (E)
−1.0<r−1.0 <r NniNni /D/ D PNPN <−0.2 ・・・(F)<-0.2 (F)
ただし、However,
SFSF NnNn は前記投光レンズ群の負レンズ成分の形状ファクターであり、Is the shape factor of the negative lens component of the projection lens group,
入射側面の近軸曲率半径をrLet r be the paraxial radius of curvature of the incident side NniNni 、射出側面の近軸曲率半径をr, The paraxial radius of curvature of the injection side NnoNno としたときにAnd when
SFSF NnNn =(r= (R NniNni +r+ R NnoNno )/(r) / (R NniNni −r-R NnoNno ))
で定義され、Defined in
rr NniNni は前記投光レンズ群の前記負レンズ成分の入射側面の近軸曲率半径、Is the paraxial curvature radius of the incident side surface of the negative lens component of the projection lens group,
DD PNPN は前記集光レンズ群と前記投光レンズ群との間の光軸上距離、Is the distance on the optical axis between the condenser lens group and the projection lens group,
である。It is.
5.0<SF5.0 <SF NpNp <20.0 ・・・(G)<20.0 (G)
−5.0<r−5.0 <r NpiNpi /D/ D npnp <−1.0 ・・・(H)<-1.0 (H)
ただし、However,
SFSF NpNp は前記投光レンズ群の前記正レンズ成分の形状ファクターであり、Is the shape factor of the positive lens component of the projection lens group;
入射側面の近軸曲率半径をrLet r be the paraxial radius of curvature of the incident side NpiNpi 、射出側面の近軸曲率半径をr, The paraxial radius of curvature of the injection side NpoNpo としたときにAnd when
SF SF NpNp =(r= (R NpiNpi +r+ R NpoNpo )/(r) / (R NpiNpi −r-R NpoNpo ))
で定義され、Defined in
rr NpiNpi は前記投光レンズ群の前記正レンズ成分の入射側面の近軸曲率半径、Is the paraxial radius of curvature of the incident side surface of the positive lens component of the projection lens group,
DD npnp は前記投光レンズ群中の前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間の光軸上距離、Is the distance on the optical axis between the negative lens component and the positive lens component in the projection lens group,
である。It is.
10<1/(RT10 <1 / (RT maxmax /RT/ RT minmin −1)<300 ・・・(I)-1) <300 (I)
ただし、However,
RTRT maxmax は方向により値が異なるトーリック面の近軸曲率半径絶対値のうちの最大値、Is the maximum value of the absolute value of the paraxial radius of curvature of the toric surface that varies depending on the direction,
RTRT minmin は方向により値が異なるトーリック面の近軸曲率半径絶対値のうちの最小値、Is the minimum value of the absolute value of the paraxial radius of curvature of the toric surface that varies depending on the direction,
である。It is.
−0.02<β−0.02 <β −1-1 minmin <0.05 ・・・(J)<0.05 (J)
−0.02<β−0.02 <β −1-1 maxmax <0.10 ・・・(K)<0.10 (K)
ただし、However,
ββ −1-1 minmin は光軸と交わる任意の方向の合成横倍率(全系横倍率)の逆数のうち最小値、Is the minimum value of the reciprocal of the combined lateral magnification (total lateral magnification) in any direction that intersects the optical axis,
ββ −1-1 maxmax は光軸と交わる任意の方向の合成横倍率(全系横倍率)の逆数のうち最大値、Is the maximum value of the reciprocal of the combined lateral magnification (total lateral magnification) in any direction that intersects the optical axis,
である。It is.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007142885A JP4931137B2 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Light projecting optical system capable of changing light projecting range and light projecting apparatus equipped with the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007142885A JP4931137B2 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Light projecting optical system capable of changing light projecting range and light projecting apparatus equipped with the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008300095A JP2008300095A (en) | 2008-12-11 |
JP4931137B2 true JP4931137B2 (en) | 2012-05-16 |
Family
ID=40173432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007142885A Expired - Fee Related JP4931137B2 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Light projecting optical system capable of changing light projecting range and light projecting apparatus equipped with the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4931137B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012069409A (en) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Panasonic Corp | Lighting fixture |
CN109596579A (en) * | 2017-09-30 | 2019-04-09 | 维科托(北京)科技有限公司 | For the incidence system of atomic fluorescence detection device and the mounting bracket of excitation light source |
JP7067955B2 (en) * | 2018-02-22 | 2022-05-16 | 株式会社小糸製作所 | Vehicle lighting |
CN115516846A (en) * | 2020-03-03 | 2022-12-23 | Lg伊诺特有限公司 | Range-finding camera apparatus |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2466702A1 (en) * | 1979-10-02 | 1981-04-10 | Cibie Projecteurs | Vehicle headlamp dipping mechanism - comprises two part optical deflector with relative motion between parts |
JP2519992B2 (en) * | 1988-10-28 | 1996-07-31 | 株式会社小糸製作所 | Vehicle headlights |
JPH02119001A (en) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Koito Mfg Co Ltd | Head lamp for vehicle |
JP2917784B2 (en) * | 1993-12-27 | 1999-07-12 | 市光工業株式会社 | Projector-type headlight with adjustable illumination range |
JPH08321205A (en) * | 1995-05-26 | 1996-12-03 | Koito Mfg Co Ltd | Projection type head lamp for automobile |
JP2003217309A (en) * | 2002-01-23 | 2003-07-31 | Kyocera Corp | Signal light |
JP4776285B2 (en) * | 2005-07-01 | 2011-09-21 | ソニー株式会社 | Illumination optical device and virtual image display device using the same |
JP4531673B2 (en) * | 2005-10-14 | 2010-08-25 | 株式会社小糸製作所 | Vehicle headlamp |
JP4600765B2 (en) * | 2005-10-19 | 2010-12-15 | スタンレー電気株式会社 | Vehicle headlight reflector and manufacturing method thereof |
-
2007
- 2007-05-30 JP JP2007142885A patent/JP4931137B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008300095A (en) | 2008-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7800765B2 (en) | Light projection optical system and light projection apparatus using the same | |
CN111699429B (en) | Projection optical system and image display device | |
JP5632782B2 (en) | Projection optical system and projection-type image display device | |
JP6393906B2 (en) | Projection optical system and image projection apparatus | |
JP2016020935A (en) | Laser device | |
JP4952225B2 (en) | Projection optical system | |
KR100758291B1 (en) | Refraction type small zoom lens optical system | |
JP6593844B2 (en) | Projection optical system and projector | |
JP6589243B2 (en) | Projection optical system and projector | |
JP4931137B2 (en) | Light projecting optical system capable of changing light projecting range and light projecting apparatus equipped with the same | |
JPWO2007055143A1 (en) | Sighting device | |
US6829284B2 (en) | Light source device and optical pickup | |
JP4488287B2 (en) | Beam focusing lens | |
JP6849146B2 (en) | Vehicle lighting | |
JP6326813B2 (en) | Image display device | |
JP6326814B2 (en) | Projection optical system | |
JP3767167B2 (en) | Optical system | |
JP2009198833A (en) | Light-scanning optical system | |
JP2563476B2 (en) | Collimating optical system | |
JPWO2009107744A1 (en) | Projection optical system and projection apparatus | |
JP2006317675A (en) | Coupling optical system for optical communication | |
JP2018101102A (en) | Projection optical system and projector | |
JP4111802B2 (en) | Coupling optics | |
JP2023116376A (en) | Optical system and optical communication device | |
WO2017170001A1 (en) | Image projection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100319 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110909 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111007 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111101 |
|
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: 20120208 |
|
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: 20120210 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4931137 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |