JPH04261502A - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
- Publication number
- JPH04261502A JPH04261502A JP3268090A JP26809091A JPH04261502A JP H04261502 A JPH04261502 A JP H04261502A JP 3268090 A JP3268090 A JP 3268090A JP 26809091 A JP26809091 A JP 26809091A JP H04261502 A JPH04261502 A JP H04261502A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical device
- reflective
- optical
- angle
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は全開口部を通過する光の
均一のレベルを提供する光学装置に関する。
均一のレベルを提供する光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】前記光学装置を実現するために従来種々
な技術が使用されてきた。例えばこの技術は同一譲渡人
の米国特許第４，７９１，５４０号に示されている。こ
の特許による装置は、光が発射される前に多重な反射を
受けることを確認するために開口部に特定の薄膜を使用
する。このように光は均一な強度出力を出力するため光
学的空間を通過して均一に分布される。他の技術に１９
８８年５月１０日に、同一人に譲渡された出願第１９２
，２１２号に示されている。この技術によれば、フレネ
ル構成の部分が多重な活性表面を有するフレネル反射器
が提供されている。これらの表面の一部分は目的の方向
に光学装置から光を方向づけるため使用される、一方他
の部分は光源に近い領域において過度の光を遮断するの
に使用される。
な技術が使用されてきた。例えばこの技術は同一譲渡人
の米国特許第４，７９１，５４０号に示されている。こ
の特許による装置は、光が発射される前に多重な反射を
受けることを確認するために開口部に特定の薄膜を使用
する。このように光は均一な強度出力を出力するため光
学的空間を通過して均一に分布される。他の技術に１９
８８年５月１０日に、同一人に譲渡された出願第１９２
，２１２号に示されている。この技術によれば、フレネ
ル構成の部分が多重な活性表面を有するフレネル反射器
が提供されている。これらの表面の一部分は目的の方向
に光学装置から光を方向づけるため使用される、一方他
の部分は光源に近い領域において過度の光を遮断するの
に使用される。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明による光学装置は
光がハウジングから放射することを可能とする光窓をも
つ光学的空間を規定するハウジングを有する。この光学
装置は更に光学的空間の内部に光源を有する。反射器は
滑らかな表面と形状が構成された構成表面とをもつ透明
物質からなる主要部分を有する。滑らかな表面は反射器
に近接する反射層を有する。構成表面は反射器上に形成
される複数の三角形のプリズムを有する。三角形プリズ
ムの各々は透過可能な面と反射面とを有し、透過可能な
面は滑らかな面と第１の角度を成し、反射面は滑らかな
面に対して垂直な面と第２の角度を成し、ここで各プリ
ズムに対する第１の角度と第２の角度は、光学装置が光
窓上の所定の光強度分布を提供するように選択される。
光がハウジングから放射することを可能とする光窓をも
つ光学的空間を規定するハウジングを有する。この光学
装置は更に光学的空間の内部に光源を有する。反射器は
滑らかな表面と形状が構成された構成表面とをもつ透明
物質からなる主要部分を有する。滑らかな表面は反射器
に近接する反射層を有する。構成表面は反射器上に形成
される複数の三角形のプリズムを有する。三角形プリズ
ムの各々は透過可能な面と反射面とを有し、透過可能な
面は滑らかな面と第１の角度を成し、反射面は滑らかな
面に対して垂直な面と第２の角度を成し、ここで各プリ
ズムに対する第１の角度と第２の角度は、光学装置が光
窓上の所定の光強度分布を提供するように選択される。
【０００４】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。図１にお
いて光学装置１０は光学的空間を規定するハウジング１
２を含む。光学装置１０は更に光がそこを通って放射さ
れる光窓１４を含む。更に光学装置１０は反射器１６を
有し、この反射器１６は形状が構成された構成表面１８
を有する。この構成表面１８は図中の符号１８に図示す
るように典型的には円形且つ同心形である。光学装置１
０はさらに光源２０を含む。
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。図１にお
いて光学装置１０は光学的空間を規定するハウジング１
２を含む。光学装置１０は更に光がそこを通って放射さ
れる光窓１４を含む。更に光学装置１０は反射器１６を
有し、この反射器１６は形状が構成された構成表面１８
を有する。この構成表面１８は図中の符号１８に図示す
るように典型的には円形且つ同心形である。光学装置１
０はさらに光源２０を含む。
【０００５】図２は以下の記載において使用される数個
のシンボルを定義するために本発明の光学装置の光学的
位置関係を示す。Ｆは反射器１６の焦点長を示し、光源
２０と反射器１６間の距離を表す。Ｒは反射器１６の中
心から考慮中の点への回転半径の距離である。Ｌは光源
２０から考慮中の点への回転半径の距離である。反射器
１６への光線の入射角はθとして示される。
のシンボルを定義するために本発明の光学装置の光学的
位置関係を示す。Ｆは反射器１６の焦点長を示し、光源
２０と反射器１６間の距離を表す。Ｒは反射器１６の中
心から考慮中の点への回転半径の距離である。Ｌは光源
２０から考慮中の点への回転半径の距離である。反射器
１６への光線の入射角はθとして示される。
【０００６】本発明による光学装置の設計上の目的は、
開口部を通過する均一な光強度の開口部を提供すること
である。ほとんどの状況において変化は顕著でないので
数式を使用する。典型的には最も明るい領域から最も暗
い領域まで３対１より大きい光強度率は顕著でない。こ
のように光学装置の設計者は装置の開口部に対する所望
の強度プロファイルを特定化しなければならないが、そ
のようなプロファイルは次式で与えられる。
開口部を通過する均一な光強度の開口部を提供すること
である。ほとんどの状況において変化は顕著でないので
数式を使用する。典型的には最も明るい領域から最も暗
い領域まで３対１より大きい光強度率は顕著でない。こ
のように光学装置の設計者は装置の開口部に対する所望
の強度プロファイルを特定化しなければならないが、そ
のようなプロファイルは次式で与えられる。
【数１】
この式においてＩは開口部の中心からの回転半径の距離
の関数として表される光窓に投射された光の強度である
。Ｖは最も明るい領域の最も暗い領域に対する比率とし
て表される強度における許容変化である。Ｒｍａｘは開
口部の中心から外端部への距離である。Ｒｍｉｎは計算
から除外された中心領域の半径である。均一領域が開口
部の中心部にいく場合、Ｒｍｉｎは０に等しく設定され
る。
の関数として表される光窓に投射された光の強度である
。Ｖは最も明るい領域の最も暗い領域に対する比率とし
て表される強度における許容変化である。Ｒｍａｘは開
口部の中心から外端部への距離である。Ｒｍｉｎは計算
から除外された中心領域の半径である。均一領域が開口
部の中心部にいく場合、Ｒｍｉｎは０に等しく設定され
る。
【０００７】光学装置から得られる実際の強度プロファ
イルは次式で与えられる。
イルは次式で与えられる。
【数２】
ここで、Ｔはレンズの透過関数であり、又はこの反射器
の場合Ｒとφ（θ）の関数として表され、光源強度は入
射角の関数として表される。理想的な光源に対してφ（
θ）は一定であるが、実際の光源に対してはφ（θ）は
上式を考慮する必要がある。この式においてαは比例定
数である。これらの等式を合わせると、次式が与えられ
る。
の場合Ｒとφ（θ）の関数として表され、光源強度は入
射角の関数として表される。理想的な光源に対してφ（
θ）は一定であるが、実際の光源に対してはφ（θ）は
上式を考慮する必要がある。この式においてαは比例定
数である。これらの等式を合わせると、次式が与えられ
る。
【数３】
ここで、ＴｍａｘはＲｍａｘにおける透過関数の値であ
り、θｍａｘはＲｍａｘにおけるθの値である。透過関
数が一度規定されると反射器はその透過関数を提供する
ように設計される。このことは光線追跡モデルを使用し
て繰り返し行われる。
り、θｍａｘはＲｍａｘにおけるθの値である。透過関
数が一度規定されると反射器はその透過関数を提供する
ように設計される。このことは光線追跡モデルを使用し
て繰り返し行われる。
【０００８】図３は反射器１６として使用される典型的
な反射器の部分を示す。反射器１６の主要部分は符号１
７により示されポリカーボネート又はアクリル物質のよ
うな透明物質から成る。反射器１６は構造的表面２２と
滑らかな表面２４を有する。構造的表面２２は構造２６
、２８、３０を有する。滑らかな表面２４は反射層３２
を提供する。好適実施例において反射層３２はある応用
においては拡散反射器であり得るが、鏡の反射器である
。反射層３２は例えば、アルミニウムのような蒸着コー
ティングの層である。表面２４に記すのに用いた語意“
滑らかな”は相対的な語意でその表面は、表面２４上に
蒸着コーティングされた金属が拡散反射を提供するよう
につや消し仕上げされたものである。
な反射器の部分を示す。反射器１６の主要部分は符号１
７により示されポリカーボネート又はアクリル物質のよ
うな透明物質から成る。反射器１６は構造的表面２２と
滑らかな表面２４を有する。構造的表面２２は構造２６
、２８、３０を有する。滑らかな表面２４は反射層３２
を提供する。好適実施例において反射層３２はある応用
においては拡散反射器であり得るが、鏡の反射器である
。反射層３２は例えば、アルミニウムのような蒸着コー
ティングの層である。表面２４に記すのに用いた語意“
滑らかな”は相対的な語意でその表面は、表面２４上に
蒸着コーティングされた金属が拡散反射を提供するよう
につや消し仕上げされたものである。
【０００９】構造的表面２２上の構造２６は構造２６を
三角形のプリズムにする面３４と３６を有する。光線３
８は光源２０から主要部１７に面３４を通過して入射し
光線を屈折させる。光線３８は次に構造２６を横切って
光線３８が全内部反射を受ける面３６に進む。光線３８
は次に反射層３２によって反射され面３４を通過して反
射器１６から現れる。このように面３４は透過面とよば
れ面３６は反射面とよばれる。
三角形のプリズムにする面３４と３６を有する。光線３
８は光源２０から主要部１７に面３４を通過して入射し
光線を屈折させる。光線３８は次に構造２６を横切って
光線３８が全内部反射を受ける面３６に進む。光線３８
は次に反射層３２によって反射され面３４を通過して反
射器１６から現れる。このように面３４は透過面とよば
れ面３６は反射面とよばれる。
【００１０】構成表面２２上の各々の構造の形状は構造
２６上の角度βとγとして示される２つの角度の選択に
より規定される。角度βは透過面３４と滑らかな表面２
４間の角度であり、一方角度γは反射面３６と滑らかな
表面２４に対して垂直な面との間の角度である。角度β
は反射器１６上の特定位置に対する所望の透過関数を提
供するため選択され、角度γは光が所望の方向における
光窓１４を通過して現れることを確認するように選択さ
れる。光窓１４を横切る均一強度プロファイルが望まれ
ていると仮定する光源２０の角度強度分布は一定であり
、全ての構造は同一高さであり、角度βと角度γはＲ（
反射器１６の中心から考慮中の点への回転半径の距離）
が増加するにつれて増加しなければならない。角度βに
対するより大きい値は透過面を通過する構造に入るより
多くの光が反射表面を打つので、増加された透過関数を
提供する。プリズムの反射面を打たない光は出力ビーム
から効果的に捨てられる。
２６上の角度βとγとして示される２つの角度の選択に
より規定される。角度βは透過面３４と滑らかな表面２
４間の角度であり、一方角度γは反射面３６と滑らかな
表面２４に対して垂直な面との間の角度である。角度β
は反射器１６上の特定位置に対する所望の透過関数を提
供するため選択され、角度γは光が所望の方向における
光窓１４を通過して現れることを確認するように選択さ
れる。光窓１４を横切る均一強度プロファイルが望まれ
ていると仮定する光源２０の角度強度分布は一定であり
、全ての構造は同一高さであり、角度βと角度γはＲ（
反射器１６の中心から考慮中の点への回転半径の距離）
が増加するにつれて増加しなければならない。角度βに
対するより大きい値は透過面を通過する構造に入るより
多くの光が反射表面を打つので、増加された透過関数を
提供する。プリズムの反射面を打たない光は出力ビーム
から効果的に捨てられる。
【００１１】光源２０に相対的に接近して位置づけられ
るように設計される図３に示す構造と対照のために、図
４の構造はＲ（反射器１６の中心から考慮中の点への回
転半径の距離）のより大きい値で使用されるように意図
したものである。構造４０のβ′とγ′の大きさが図３
の構造２６のβとγの大きさより大きいことが判る。
るように設計される図３に示す構造と対照のために、図
４の構造はＲ（反射器１６の中心から考慮中の点への回
転半径の距離）のより大きい値で使用されるように意図
したものである。構造４０のβ′とγ′の大きさが図３
の構造２６のβとγの大きさより大きいことが判る。
【００１２】光学装置として設計された反射器は、焦点
長３．１７ｃｍ、Ｒｍｉｎは２．５ｃｍ、Ｒｍａｘは１
７．８ｃｍ、減少ファクター（Ｖ）は３、そして一定光
源角度強度分布を有する。θの値、所定の値Ｔ（Ｒ）は
Ｒ（反射器１６の中心から考慮中の点への回転半径の距
離）の多様な値に対して計算される。この計算された値
は次表に示される。
長３．１７ｃｍ、Ｒｍｉｎは２．５ｃｍ、Ｒｍａｘは１
７．８ｃｍ、減少ファクター（Ｖ）は３、そして一定光
源角度強度分布を有する。θの値、所定の値Ｔ（Ｒ）は
Ｒ（反射器１６の中心から考慮中の点への回転半径の距
離）の多様な値に対して計算される。この計算された値
は次表に示される。
【表１】
上記の値と１．５８６の屈折作用の指標により、角度β
と角度γの値は計算できる。これらの値は次の表に示さ
れる。
と角度γの値は計算できる。これらの値は次の表に示さ
れる。
【表２】
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源から所定量の光を放出するように設計された反射器
を有し、光の放出パーセントは所定出力強度分布を提供
するために反射器の表面上で変化する光学装置を提供で
きるという効果がある。
光源から所定量の光を放出するように設計された反射器
を有し、光の放出パーセントは所定出力強度分布を提供
するために反射器の表面上で変化する光学装置を提供で
きるという効果がある。
【図１】本発明による光学装置の射視図である。
【図２】本発明による光学装置の光学的位置を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明による光学装置に使用される反射鏡の第
１部分の側面図である。
１部分の側面図である。
【図４】本発明による光学装置に使用される反射鏡の第
２部分の側面図である。
２部分の側面図である。
１０…光学装置
１２…ハウジング
１４…光窓
１６…反射器
１８…構成表面
２０…光源
Claims (9)
- 【請求項１】 光が光学的空間から放射することを可
能とする光窓（１４）を有する該光学的空間を規定する
ハウジング（１２）と、該光学的空間にある光源（２０
）と、該光学的空間から該光窓（１４）を通過して光を
方向づける反射器（１６）とを備え、該反射器（１６）
は透明物質の主要部分を有し、該主要部分は該主要部分
と形状が構成された構成表面（１８）とに近接する反射
層をもつ滑らかな表面を有し、該構成表面（１８）には
該構成表面（１８）上に形成される複数の三角形のプリ
ズムを有し、透過面と反射面をもつ各々の該プリズムは
該光源（２０）からの光が該透過面の１つを通過して該
主要部分に入るように位置づけられ、該反射面の１つに
よって全体的に内部反射され該透過面の１つから放射さ
れ、そこで該透過面の各々は該滑らかな面と第１の角度
を成し、該反射面の各々は該滑らかな面と垂直な面と第
２の角度を成し、該プリズムの各々に対する該第１角度
と該第２角度は該光窓（１４）上に所定光強度分布を提
供するように選択されることを特徴とする光学装置（１
０）。 - 【請求項２】 該三角形のプリズムが円形及び同心形
である請求項１に記載の光学装置。 - 【請求項３】 該反射層が分光反射である請求項２に
記載の光学装置。 - 【請求項４】 該反射層が該滑らかな層の上の金属蒸
着コーティングにより形成される請求項３に記載の光学
装置。 - 【請求項５】 該反射層が拡散反射器である請求項２
に記載の光学装置。 - 【請求項６】 該反射層が該滑らかな層の上の金属蒸
着コーティングにより形成される請求項５に記載の光学
装置。 - 【請求項７】 該強度分布が最も強度の強い領域を有
し、該最も強度の強いい領域は最も強度の弱い領域にお
ける強度より３倍よリ小さい請求項１に記載の光学装置
。 - 【請求項８】 該反射層が分光反射である請求項１に
記載の光学装置。 - 【請求項９】 該反射層が該滑らかな層の上の金属蒸
着コーティングにより形成される請求項８に記載の光学
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US554017 | 1990-07-17 | ||
| US07/554,017 US5029060A (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Uniform intensity profile catadioptric lens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04261502A true JPH04261502A (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=24211718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3268090A Pending JPH04261502A (ja) | 1990-07-17 | 1991-07-17 | 光学装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5029060A (ja) |
| EP (1) | EP0467608B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04261502A (ja) |
| KR (1) | KR100209848B1 (ja) |
| AU (1) | AU8047691A (ja) |
| CA (1) | CA2047146A1 (ja) |
| DE (1) | DE69121651T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06148077A (ja) * | 1992-11-09 | 1994-05-27 | Nireco Corp | 透過光による印刷物の監視装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE4039291A1 (de) * | 1990-12-08 | 1992-06-11 | Minnesota Mining & Mfg | Leuchtbox |
| GB9323663D0 (en) * | 1993-11-17 | 1994-01-05 | Menvier Electronic Eng Ltd | Luminates |
| US5469345A (en) * | 1993-12-08 | 1995-11-21 | Diamond Light Industries | Low profile flashlight/spotlight |
| DE19521254A1 (de) * | 1994-06-24 | 1996-01-04 | Minnesota Mining & Mfg | Anzeigesystem mit Helligkeitsverstärkungsfilm |
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| US5788357A (en) * | 1996-08-28 | 1998-08-04 | K. W. Muth Company, Inc. | Mirror assembly |
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| US6285425B1 (en) | 1998-06-29 | 2001-09-04 | Motorola, Inc. | Ridged reflector for an optical display having a curved and a planar facet for each ridge |
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| US6005724A (en) * | 1998-10-05 | 1999-12-21 | K. W. Muth Company, Inc. | Mirror coating, mirror utilizing same, and a mirror assembly |
| US6257746B1 (en) | 1998-11-03 | 2001-07-10 | K. W. Muth Company, Inc. | Signalling assembly |
| DE60024526D1 (de) | 1999-01-14 | 2006-01-12 | Minnesota Mining & Mfg | Lichtstreuender optischer folienmaterial |
| KR100319016B1 (ko) * | 1999-07-12 | 2002-01-16 | 손철수 | 혼합 액체를 이용한 공기 정화 장치 및 방법 |
| US6642840B2 (en) | 2000-07-28 | 2003-11-04 | Lang-Mekra North Amicica, Llc | Rearview mirror assembly with monitor |
| DE10036875A1 (de) | 2000-07-28 | 2002-02-28 | Mekra Lang Gmbh & Co Kg | Rückspiegel, insbesondere für Nutzfahrzeuge mit Kamera und Monitor |
| DE10215854A1 (de) * | 2002-04-10 | 2003-10-23 | Mekra Lang Gmbh & Co Kg | In einem Aussenspiegel angeordnete Blinkleuchte, insbesondere für Nutzfahrzeuge |
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-
1990
- 1990-07-17 US US07/554,017 patent/US5029060A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-07-15 DE DE69121651T patent/DE69121651T2/de not_active Expired - Fee Related
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