JP6261408B2 - 照射装置 - Google Patents
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Description
第1軸及び第1軸に交わる第2軸回りに回転可能な光反射面及び該光反射面を回転させるアクチュエータを有する光偏向器と、
該第1軸と該第2軸の交点に向けて可視光及び不可視光の一方を出射する第1光源と、
前記交点に向けて可視光及び不可視光の他方を出射する複数の第2光源と、
前記交点に向けて出射され、前記光反射面で反射された不可視光の反射光が光散乱体によって散乱されて生じた散乱光を受光して、それに応じた信号を出力する散乱光受光部と、
前記アクチュエータ、前記第1光源及び前記第2光源の動作を制御する制御部とを備え、
前記第1光源は、前記光反射面の前記第1軸回りの複数の所定の回転角度位置のそれぞれにおいて、前記第1光源から出射されて前記光反射面で反射された光が、前記光反射面の前記第2軸回りの回転に応じて、一つの走査線を形成するように配置され、
前記第2光源は、前記光反射面の前記第1軸回りの複数の所定の回転角度位置のそれぞれに対応して、各光源から出射されて前記光反射面で反射された光が、前記光反射面の第2軸回りの回転に応じて、前記第1光源からの光で形成される一つの走査線と同一の走査線を形成するように配置され、
前記制御部は、前記光反射面の第1軸回りの回転角度位置が、前記複数の所定の回転角度位置のうちの一つの回転角度位置である場合に、該第1光源及び当該一つの回転角度位置に対応する前記第2光源の一つのいずれか一方から出射された不可視光が、該第1光源及び該一つの第2光源のうちの他方から出射された可視光に対して照射対象領域において時間的に先行するように、前記アクチュエータ、前記第1光源及び該一つの第2光源の動作を制御し、該第1光源及び該一つの第2光源のうちの可視光を出射する光源については、前記散乱光受光部が前記散乱光を受光したことを示す前記信号を受信した場合に前記可視光の出射を停止させるように構成されている。
本発明の実施形態の照射装置1の概要について、図1(a)及び図1(b)を参照して説明する。照射装置1は、予め規定された照射対象の領域(以下、「照射対象領域」という)Aに対して、可視光を用いて、比較的高周波数(例えば、60[Hz]以上)で走査することで、当該照射対象領域A全体を照射する照射装置である。
可視光光源21は、図2(a)に示されるように、例えば円盤状の固定板51の中央に取り付けられた平行光の可視光を出射する固体半導体光源等によって構成されている。可視光光源21は、可視の平行光(以下、単に「可視光」という)Rv(図1(a)におけるRv_1、及び図1(b)におけるRv_2)を光偏向器40のミラー41上の焦点Pに向けて出射する。可視光光源21は、光偏向器40のミラー41の第1軸回りの複数の所定の回転角度位置のそれぞれにおいて、可視光光源21から出射されて光偏向器40のミラー41で反射された光が、光偏向器40のミラー41の第2軸回りの回転に応じて、一つの走査線(右走査線RS1〜3及び左走査線LS1〜3のいずれか)を形成するように配置されている。
光偏向器40は、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加工技術を用いて作成された光偏向器であり、ミラー41を、第1軸と第1軸に直交する第2軸との2軸周りに揺動可能な光偏向器である。ミラー41は、可視光光源21、第1不可視光光源31a〜第6不可視光光源31fからの光を反射する。
切替回路5は、各光源の出射及び不出射を切り替えるための回路で構成され、制御部7からの信号によりその動作を制御される。
散乱光受光部6は、たとえばフォトダイオードで構成され、不可視光光源31から出射された不可視光Riの散乱光Rsを受光する。また、散乱光受光部6は、当該散乱光Rsの受光に応じた信号として、散乱光Rsの受光量Iを示す信号を出力する。
図1(a)及び図1(b)に示される制御部7は、図示しないCPU,メモリ等を有する電子制御ユニットにより構成されている。制御部7は、光偏向器40のミラー41の回転及び切替回路5の動作を制御することにより、徐々に鉛直方向Dvに沿って下から上に向かうように、左水平方向LDhの走査線LS及び右水平方向RDhの走査線RSに沿った不可視光Ri及び可視光Rvによる走査を繰り返すことにより、照射対象領域A全体の走査を行う。
制御部7は、切替回路5の動作を制御することにより、最初の走査線RS1に応じて定まる第1不可視光光源31aから、のちに可視光光源21から出射される可視光Rvに対して走査線RS1において時間的に先行する一つの不可視光Riを出射させる。そして、光偏向器40のミラー41を第1軸回りの第1方向に回転させることにより、照射対象領域Aの左下の点P1から右走査線RS1に沿って不可視光Riによる走査を開始させる。
可視光及び不可視光を散乱させる光散乱体Scatが、可視光Rv又は不可視光Riの出射方向において、光偏向器40と照射対象領域Aとの間に位置しているときには、たとえば図1(b)に示されるように、まず、時間的に先行している不可視光Riが光散乱体Scatに入射して散乱光Rsになる。このときの散乱光Rsは、不可視光Riであるので、当該散乱光Rsによって光幕が生じたとしても、当該光幕が視認性を低下させる要因とはならない。
ここで、図3を参照して、制御部7によって実行される、不可視光Ri、可視光Rv、光散乱体Scat及び散乱光受光部6の関係に応じた可視光制御について説明する。
次に、図5を参照して、可視光制御の詳細について説明する。制御部7は、単位時間Δt経過する毎に、図5に示されたフローチャートによる可視光制御処理を実行している。すなわち、1フレームの時間を「n・Δt」秒で表す場合、制御部7は、図5に示されたフローチャートを1フレームにおいてn回実行している。
ここで、先行して走査される不可視光Riと、それに続いて走査される可視光Rvとの時間差(可視光Rvと不可視光Riとの入射角度差に由来する)と、その時間により雨滴が落下する距離について説明する。ミラー41の第1軸回りの回転角度を140度とし、この走査を1秒間に60回行うとする。この条件において、不可視光Riと可視光Rvの角度差(図2(c)におけるθv_1−θi_1又は図2(d)におけるθi_2−θv_2)を1度として2本の光線ビームによりある地点を走査する時間差△t(秒)は、以下の計算式から19.8マイクロ秒となる。
照射装置1によれば、ミラー41の第1軸回りの回転角度のそれぞれに対応する一つの不可視光光源31は、不可視光光源31由来の不可視光Riにより可視光光源21由来の可視光と同一の走査線(各右走査線RS1〜RS3及び左走査線LS1〜LS3)を形成可能な位置に配置されている。このため、制御部7が第1軸回りの回転角度に応じて不可視光光源31の出射及び不出射を切り替えることにより、可視光光源21又は不可視光光源31を移動させなくとも不可視光Riを可視光Rvに時間的に先行させながら、照射対象領域Aの全部を走査することができる。
図6(a)〜図6(c)を参照しながら、他の実施形態を説明する。
Claims (2)
- 第1軸及び第1軸に交わる第2軸回りに回転可能な光反射面及び該光反射面を回転させるアクチュエータを有する光偏向器と、
該第1軸と該第2軸の交点に向けて可視光及び不可視光の一方を出射する第1光源と、
前記交点に向けて可視光及び不可視光の他方を出射する複数の第2光源と、
前記交点に向けて出射され、前記光反射面で反射された不可視光の反射光が光散乱体によって散乱されて生じた散乱光を受光して、それに応じた信号を出力する散乱光受光部と、
前記アクチュエータ、前記第1光源及び前記第2光源の動作を制御する制御部とを備え、
前記第1光源は、前記光反射面の前記第1軸回りの複数の所定の回転角度位置のそれぞれにおいて、前記第1光源から出射されて前記光反射面で反射された光が、前記光反射面の前記第2軸回りの回転に応じて、一つの走査線を形成するように配置され、
前記第2光源は、前記光反射面の前記第1軸回りの複数の所定の回転角度位置のそれぞれに対応して、各光源から出射されて前記光反射面で反射された光が、前記光反射面の第2軸回りの回転に応じて、前記第1光源からの光で形成される一つの走査線と同一の走査線を形成するように配置され、
前記制御部は、前記光反射面の第1軸回りの回転角度位置が、前記複数の所定の回転角度位置のうちの一つの回転角度位置である場合に、該第1光源及び当該一つの回転角度位置に対応する前記第2光源の一つのいずれか一方から出射された不可視光が、該第1光源及び該一つの第2光源のうちの他方から出射された可視光に対して照射対象領域において時間的に先行するように、前記アクチュエータ、前記第1光源及び該一つの第2光源の動作を制御し、該第1光源及び該一つの第2光源のうちの可視光を出射する光源については、前記散乱光受光部が前記散乱光を受光したことを示す前記信号を受信した場合に前記可視光の出射を停止させるように構成されていることを特徴とする照射装置。 - 請求項1記載の照射装置において、
前記複数の第2光源は、それぞれ、前記交点を頂点とし、前記第1光源を底面の中心点とする仮想的な円錐の底面の円弧上に配置されることを特徴とする照射装置。
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