JP2012531700A - マルチビーム照明システム及び照明方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
オプションとしての視準光学系を備えていて、複数本の光ビームを発生させるよう配置された複数個の光源を有し、
オプションとしての視準光学系を備えた光源の下流側に配置されたパネルを有し、パネルは、パネル平面内に位置した複数個のパネルセグメントを含み、複数個のパネルセグメントは、少なくとも4つのパネルセグメントから成り、複数個のパネルセグメントの各パネルセグメントは、複数個のセグメントパターンの各セグメントパターンをそれぞれ有し、オプションとしての視準光学系を備えた複数個の光源は、複数個のパネルセグメントを照明するよう配置されており、
パネルの下流側に配置された結像レンズアレイを有し、結像レンズアレイは、パネル平面から第1の距離のところにパネル平面に平行に配置された結像レンズ平面内に位置する複数個の結像レンズを含み、複数個の結像レンズの各結像レンズは、複数個のセグメントパターンの対応の各セグメントパターンを複数個の投影像の各投影像にそれぞれ結像させるよう配置されており、複数個の投影像は、照明像を形成するよう結像レンズ平面から所定の像距離のところでオーバーラップしていることを特徴とするマルチビーム照明システムを提供する。
結像レンズ及び照明レンズは、実質的に等しい焦点距離を有し、
第1の距離と第2の距離の合計は、結像レンズの焦点距離の1.0〜2.0倍である。
複数個の結像レンズは、隣り合う結像レンズ相互間の結像レンズピッチを備えた状態のN×Mマトリックス(行列)配列状態に配置され、
複数個のパネルセグメントは、隣り合うパネルセグメント相互間にセグメントピッチを備えた対応のN×Mマトリックス配列状態に配置され、
セグメントピッチは、結像レンズピッチよりも大きい。
投影像の色及び/又は輝度を制御するために光源から生じた光ビームの色及び/又は輝度、及び/又は
投影像の例えば形状及び位置を制御するためにパネルセグメント上に提供されるセグメントパターン、及び/又は
投影像の鮮鋭度を調節すると共に/或いは所定の投影距離を定めるための第1の距離、及び/又は
投影像のサイズを調節するための第2の距離、及び/又は
投影像のオーバーラップ具合を調節するためにセグメントパターン相互間のピッチ、照明レンズ相互間のピッチ及び/又は結像レンズ相互間のピッチ、及び/又は
投影像の方向を定めると共に/或いは変えるために結像レンズに対する且つ/或いは照明レンズに対するパネル及び/又はパネル上のセグメントパターンの側方並進を制御するよう構成されたシステム制御装置を更に有する。
カメラは、マルチビーム照明システムを用いて照明され又は照明されるようになった物体のカメラ画像を捕捉すると共にカメラ画像を分析することにより画像検出結果を求めるよう構成され、
システム制御装置は、画像検出結果に応じて投影像を規定するよう配置される。
オプションとしての視準光学系を備えた複数個の光源を用いて複数本の光ビームを発生させるステップを有し、
複数個のセグメントパターンをパネルの対応のパネルセグメント上に提供するステップを有し、パネルセグメントは、パネル平面内に配置されており、
複数本の光ビームを用いて複数個のパネルセグメントを照明するステップを有し、
結像レンズ平面内に位置した対応の複数個の結像レンズを有する結像レンズアレイを用いて複数個のセグメントパターンを対応の複数個の投影像に結像させるステップを有し、結像レンズアレイは、パネルの下流側に且つパネル平面から第1の距離のところでパネル平面に平行に配置されており、複数個の投影像は、照明像を形成するために結像レンズ平面から所定の像距離のところでオーバーラップしており、
照明像を物体に提供するステップを有することを特徴とする方法を提供する。
結像レンズ平面内に位置した複数個の照明レンズを含む照明レンズアレイを用いて光ビームから対応の複数本の光照明ビームを生じさせるステップを有し、照明レンズアレイは、オプションとしての視準光学系を備えた光源の下流側且つパネルの上流側に且つパネル平面から第2の距離のところでパネル平面に平行に配置されており、
複数個のパネルセグメントを複数本の照明ビームで照明するステップを有し、各照明ビームは、複数個のパネルセグメントのうちの対応のパネルセグメントを照明する。
さらに別の観点によれば、本発明は、上述の実施形態のうちの任意の1つとしてのマルチビーム照明システム用のパネルを提供し、このパネルは、少なくともマルチビーム照明システムの使用中、対応のパネルセグメント上の複数のセグメントパターンを有するよう配置された複数個のパネルセグメントから成る。一実施形態では、複数個のパネルセグメントは、好ましくは少なくとも4つ、より好ましくは少なくとも6つ、更により好ましくは少なくとも8つ、更により好ましくは少なくとも12個、更により好ましくは少なくとも20個、更により好ましくは少なくとも30個、更により好ましくは少なくとも100個である。
図7a及び図7bは、一実施形態において、距離d1及び/又はd2を変化させることができるということを示している。図7及び図7bは、照明レンズアレイ20に入射したLED光ビーム13を示しており、かくして、パネル30上のパネルセグメントの一部分(図7aでは符号33aで示され、図7bでは符号33bで示されている)を照明するための対応の照明ビーム23が作られている。次に、照明部分33a,33bを結像レンズアレイ40の結像レンズ42の使用により投影ビーム5に結像させる。例示の実施形態では、距離d1,d2,Ls,Lp(図1参照)は、結像レンズアレイ40を用いて照明レンズアレイ20を投影面60上に結像させるよう選択される。かくして、パネル30は、投影面60にはシャープには結像されず、これは、セグメントパターン34の投影像52が僅かにぼけた仕方(これを「合焦度」又は「鮮鋭度」とも言う)で投影され、それにより投影像52とその周囲との間に滑らかな移行部が提供されるという利点を有する。
Claims (15)
- 照明像(53)を提供するマルチビーム照明システム(1)であって、前記マルチビーム照明システムは、
オプションとしての視準光学系(12)を備えていて、複数本の光ビーム(13)を発生させるよう配置された複数個の光源(11)を有し、
前記オプションとしての視準光学系(12)を備えた前記光源(11)の下流側に配置されたパネル(30)を有し、前記パネルは、パネル平面(35)内に位置した複数個のパネルセグメント(32)を含み、前記複数個のパネルセグメント(32)は、少なくとも4つのパネルセグメントから成り、前記複数個のパネルセグメントの各パネルセグメント(32)は、複数個のセグメントパターン(34)の各セグメントパターン(34)をそれぞれ有し、前記オプションとしての視準光学系(12)を備えた前記複数個の光源(11)は、前記複数個のパネルセグメント(34)を照明するよう配置されており、
前記パネル(30)の下流側に配置された結像レンズアレイ(40)を有し、前記結像レンズアレイ(40)は、前記パネル平面(35)から第1の距離(d1)のところに前記パネル平面(35)に平行に配置された結像レンズ平面(45)内に位置する複数個の結像レンズ(42)を含み、前記複数個の結像レンズの各結像レンズ(42)は、前記複数個のセグメントパターン(34)の対応の各セグメントパターン(34)を複数個の投影像(52)の各投影像(52)にそれぞれ結像させるよう配置されており、前記複数個の投影像(52)は、前記照明像(53)を形成するよう前記結像レンズ平面(45)から所定の像距離(Lp)のところでオーバーラップしている、マルチビーム照明システム(1)。 - 前記第1の距離(d1)は、調節可能である、請求項1記載のマルチビーム照明システム(1)。
- オプションとしての視準光学系(12)を備えた前記光源(11)の下流側に且つ前記パネル(30)の上流側に配置された照明レンズアレイ(20)を更に有し、前記照明レンズアレイ(20)は、前記パネル平面(35)から第2の距離(d2)のところで前記パネル平面(35)に平行に配置された照明レンズ平面(25)内に位置する複数個の照明レンズ(22)を含み、前記照明レンズアレイ(20)は、前記光ビーム(13)から複数本の照明ビーム(23)を生じさせるよう配置されており、各照明ビーム(23)は、前記複数個のパネルセグメント(32)の対応の各パネルセグメント(32)を照明するよう配置されている、請求項1又は2記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 前記第2の距離(d2)は、調節可能である、請求項3記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 前記結像レンズ(42)及び前記照明レンズ(22)は、実質的に等しい焦点距離を有し、
前記第1の距離(d1)と前記第2の距離(d2)の合計は、前記結像レンズ(32)の焦点距離の1.0〜2.0倍である、請求項3又は4記載のマルチビーム照明システム(1)。 - 前記パネル(30)は、前記パネルセグメント(32)に前記セグメントパターン(34)を提供するよう配置された電子作動式ディスプレイパネル(300)から成り、前記セグメントパターンは、好ましくは、動的セグメントパターンである、請求項1〜5のうちいずれか一に記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 前記複数個の光源(11)は、光ビームを互いに異なる波長で発生させるよう構成された少なくとも2つの形式の光源を含む、請求項1〜6のうちいずれか一に記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 少なくとも20個のパネルセグメント(32)及び対応の複数個の結像レンズ(42)及び照明レンズ(22)を有する、請求項1〜7のうちいずれか一に記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 前記複数個のパネルセグメント(32)のうちの少なくとも2つのパネルセグメント(32)は、単一の光ビーム(13)によって照明されるよう配置されている、請求項1〜8のうちいずれか一に記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 全てのパネルセグメント(32)は、単一パネル(30)の部分である、請求項1〜9のうちいずれか一に記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 前記光源(11)は、LED光源である、請求項1〜10のうちいずれか一に記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 前記所定の像距離(Lp)は、2〜15mである、請求項1〜11のうちいずれか一に記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 前記マルチビーム照明システム(1)は、厚さ(Ds)、幅(Ws)及び高さ(Hs)を有し、前記マルチビーム照明システムの前記厚さ(Ds)は、前記幅(Ws)よりも小さく且つ前記高さ(Hs)よりも小さく、好ましくは、前記幅の50%未満且つ前記高さの50%未満である、請求項1〜12のうちいずれか一に記載のマルチビーム照明システム(1)。
- 照明像(53)を物体(2;60)に提供する照明方法であって、
a.オプションとしての視準光学系(12)を備えた複数個の光源(11)を用いて複数本の光ビーム(13)を発生させるステップを有し、
b.複数個のセグメントパターン(34)をパネル(30)の対応のパネルセグメント(32)上に提供するステップを有し、前記パネルセグメント(32)は、パネル平面(35)内に配置されており、
c.前記複数本の光ビーム(13)を用いて前記複数個のパネルセグメント(32)を照明するステップを有し、
d.結像レンズ平面(45)内に位置した対応の複数個の結像レンズ(42)を有する結像レンズアレイ(40)を用いて前記複数個のセグメントパターン(34)を対応の複数個の投影像(52)に結像させるステップを有し、前記結像レンズアレイ(40)は、前記パネル(30)の下流側に且つ前記パネル平面(35)から第1の距離(d1)のところで前記パネル平面(35)に平行に配置されており、前記複数個の投影像(52)は、前記照明像(53)を形成するために前記結像レンズ平面(45)から所定の像距離(Lp)のところでオーバーラップしており、
e.前記照明像(53)を前記物体(2;60)に提供するステップを有する、方法。 - 前記複数本の光ビーム(13)を用いて前記複数個のパネルセグメント(32)を照明するステップは、
a.結像レンズ平面(25)内に位置した複数個の照明レンズ(22)を含む照明レンズアレイ(20)を用いて前記光ビーム(13)から対応の複数本の光照明ビーム(23)を生じさせるステップを有し、前記照明レンズアレイ(20)は、オプションとしての視準光学系(12)を備えた前記光源(11)の下流側且つ前記パネル(30)の上流側に且つ前記パネル平面(35)から第2の距離(d2)のところで前記パネル平面(35)に平行に配置されており、
b.前記複数個のパネルセグメント(32)を前記複数本の照明ビーム(23)で照明するステップを有し、各照明ビーム(23)は、前記複数個のパネルセグメント(32)のうちの対応のパネルセグメント(32)を照明する、請求項14記載の方法。
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