JP2015148792A - Lens, sensor device and illuminating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出範囲または照明範囲を変えることの可能なレンズならびにそれを備えたセンサ装置および照明装置に関する。 The present invention relates to a lens capable of changing a detection range or an illumination range, and a sensor device and an illumination device including the same.
人体を検知するセンサ装置としては、例えば、赤外線の熱エネルギーによって引き起こされる受光素子の温度変化を利用した熱型センサが知られている。焦電型赤外線センサは、熱型センサの1つであり、入射した赤外線エネルギーを受光素子面で熱に変換し、受光素子の焦電効果によって誘起された電荷を電気信号として出力する(特許文献1参照)。焦電型赤外線センサを備えたセンサ装置では、例えば、上記電気信号をオン・オフ信号にして、リレーが駆動される。 As a sensor device for detecting a human body, for example, a thermal sensor using a temperature change of a light receiving element caused by infrared thermal energy is known. The pyroelectric infrared sensor is one of thermal sensors, converts incident infrared energy into heat on the light receiving element surface, and outputs electric charges induced by the pyroelectric effect of the light receiving element as an electric signal (Patent Document) 1). In a sensor device equipped with a pyroelectric infrared sensor, for example, the relay is driven using the electrical signal as an on / off signal.
上記センサ装置では、赤外線エネルギーをより広範囲から集めるために、焦電型赤外線センサの入射面には、例えば、赤外線を集光するレンズが設けられる。そのようなレンズとして、例えば、フレネルレンズが挙げられる。フレネルレンズは、例えば、通常のレンズを同心円状の領域に分割し厚みを減らしたレンズであり、のこぎり状の断面を持つ。 In the sensor device, in order to collect infrared energy from a wider range, for example, a lens for collecting infrared rays is provided on the incident surface of the pyroelectric infrared sensor. An example of such a lens is a Fresnel lens. The Fresnel lens is, for example, a lens in which a normal lens is divided into concentric regions to reduce the thickness, and has a saw-like cross section.
上記センサ装置では、セキュリティや自動ドアなどの用途だけでなく、近年、省エネや介護の用途にまで、応用範囲が広がっている。在宅介護の用途では、上記センサ装置は、例えば、ベッドや、廊下、玄関など、各家庭の様々な場所に設置され得る。しかし、上記センサ装置の検出範囲は、通常、あらかじめ決められており、固定となっている。そのため、上記センサ装置の検出範囲が特段、配慮されることなく、上記センサ装置が設置された場合には、介護の必要な時にリレーが作動しない事態が生じ得る。 In the sensor device described above, the application range has been expanded not only to security and automatic doors but also to energy saving and nursing care in recent years. For home care use, the sensor device can be installed in various places in each household, such as a bed, a corridor, and a front door. However, the detection range of the sensor device is usually predetermined and fixed. Therefore, the detection range of the sensor device is not particularly considered, and when the sensor device is installed, a situation may occur in which the relay does not operate when care is required.
そこで、例えば、上記センサ装置を首振りさせる機構を設けたり、検出範囲の広いフレネルレンズを用いたりすることが考えられる。しかし、上記センサ装置を首振りさせる機構を設けた場合には、上記センサ装置が複雑かつ高価になってしまい、在宅介護の用途には適さないという問題がある。また、検出範囲の広いフレネルレンズを用いた場合には、検出してほしくない範囲で人が動いたときにでも、リレーが作動してしまうという問題がある。 Thus, for example, a mechanism for swinging the sensor device may be provided, or a Fresnel lens having a wide detection range may be used. However, when a mechanism for swinging the sensor device is provided, there is a problem that the sensor device becomes complicated and expensive and is not suitable for home care use. In addition, when a Fresnel lens with a wide detection range is used, there is a problem that the relay operates even when a person moves in a range where detection is not desired.
なお、上記の問題は、在宅介護の用途以外の用途でも生じ得る問題である。 In addition, said problem is a problem which can arise also in uses other than the use of home care.
また、焦電型赤外線センサの代わりにLEDなどの光源を用いた場合には、フレネルレンズを透過した光を照明光とする照明装置を実現することが可能となる。しかし、上記照明装置では、上記照明装置の照明範囲は、通常、あらかじめ決められており、固定となっている。そのため、照明範囲を変える場合には、上記照明装置を首振りさせる機構を設けたり、レンズを交換したりすることが必要となる。しかし、上記照明装置を首振りさせる機構を設けた場合には、上記照明装置が複雑かつ高価になってしまという問題がある。また、レンズを交換することを前提とした場合には、交換用のレンズを常備しておくことが必要となるので、交換用のレンズの分だけ、上記照明装置が高価になってしまう問題がある。 When a light source such as an LED is used instead of the pyroelectric infrared sensor, it is possible to realize an illuminating device that uses light transmitted through the Fresnel lens as illumination light. However, in the illumination device, the illumination range of the illumination device is usually predetermined and fixed. For this reason, when changing the illumination range, it is necessary to provide a mechanism for swinging the illumination device or replace the lens. However, when a mechanism for swinging the lighting device is provided, there is a problem that the lighting device is complicated and expensive. In addition, when it is assumed that the lens is to be replaced, it is necessary to always have a replacement lens. Therefore, there is a problem that the lighting device becomes expensive by the amount of the replacement lens. is there.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易な構成で、検出範囲または照明範囲を変えることの可能なレンズならびにそれを備えたセンサ装置および照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a lens capable of changing a detection range or an illumination range with a simple configuration, and a sensor device and an illumination device including the lens. is there.
本発明の第1のレンズは、互いに可動に組み合わされた複数の光学部品を備えている。複数の光学部品のうちの少なくとも1つの光学部品は、第1のレンズの光透過領域に、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造を有している。
The first lens of the present invention includes a plurality of optical components movably combined with each other. At least one of the plurality of optical components is a plurality of first concavo-convex structures that are Fresnel lenses without defects in the light transmission region of the first lens, or a Fresnel lens that partially has
本発明の第1のセンサ装置は、レンズと、レンズによって集光された光を電気信号に変換するセンサとを備えている。本発明の第1のセンサ装置において、レンズは、上記の第1のレンズと同一の構成要素を有している。 The first sensor device of the present invention includes a lens and a sensor that converts light collected by the lens into an electrical signal. In the first sensor device of the present invention, the lens has the same components as the first lens.
本発明の第1の照明装置は、レンズと、レンズに光を照射する光源とを備えている。本発明の第1の照明装置において、レンズは、上記の第1のレンズと同一の構成要素を有している。 The first lighting device of the present invention includes a lens and a light source that irradiates the lens with light. In the first illumination device of the present invention, the lens has the same constituent elements as the first lens.
本発明の第1のレンズ、第1のセンサ装置および第1の照明装置では、互いに可動に組み合わされた複数の光学部品のうち少なくとも1つの光学部品に対して、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造が設けられている。これにより、第1凹凸構造または第2凹凸構造の設けられた1または複数の光学部品を第1のレンズの光軸と直交する面内において移動させたときに、第1のレンズの光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させることが可能となる。ここで、第1のレンズを透過した光を検出するセンサ、または、第1のレンズに光を照射する光源を設けた場合には、第1のレンズの光透過領域に形成された凹凸のレイアウトの変化に伴って、センサの検出範囲または光源による照明範囲が変化する。なお、第1のレンズの光透過領域に形成された凹凸のレイアウトの変化に際して、レンズ交換をする必要がない。 In the first lens, the first sensor device, and the first illumination device of the present invention, a plurality of Fresnel lenses that are free from defects with respect to at least one of the plurality of optical components movably combined with each other. The first concavo-convex structure or one or a plurality of second concavo-convex structures which are Fresnel lenses having a defect in a part thereof are provided. Accordingly, when one or a plurality of optical components provided with the first concavo-convex structure or the second concavo-convex structure are moved in a plane orthogonal to the optical axis of the first lens, the light transmission region of the first lens It is possible to change the layout of the unevenness formed on the substrate. Here, in the case where a sensor for detecting light transmitted through the first lens or a light source for irradiating light to the first lens is provided, the layout of the unevenness formed in the light transmission region of the first lens. With the change of, the detection range of the sensor or the illumination range by the light source changes. It is not necessary to replace the lens when the layout of the unevenness formed in the light transmission region of the first lens changes.
本発明の第2のレンズは、単体の光学部品を備えている。光学部品は、第2のレンズの光透過領域に、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造を有している。 The second lens of the present invention includes a single optical component. The optical component has, in the light transmission region of the second lens, a plurality of first concavo-convex structures that are Fresnel lenses without defects, or one or a plurality of second concavo-convex structures that are Fresnel lenses partially having defects. ing.
本発明の第2のセンサ装置は、レンズと、レンズによって集光された光を電気信号に変換するセンサとを備えている。本発明の第2のセンサ装置において、レンズは、上記の第2のレンズと同一の構成要素を有している。 The second sensor device of the present invention includes a lens and a sensor that converts light collected by the lens into an electrical signal. In the second sensor device of the present invention, the lens has the same components as those of the second lens.
本発明の第2の照明装置は、レンズと、レンズに光を照射する光源とを備えている。本発明の第2の照明装置において、レンズは、上記の第2のレンズと同一の構成要素を有している。 The 2nd illuminating device of this invention is provided with the lens and the light source which irradiates light to a lens. In the second illumination device of the present invention, the lens has the same constituent elements as the second lens.
本発明の第2のレンズ、第2のセンサ装置および第2の照明装置では、単体の光学部品を有するレンズに対して、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造が設けられている。これにより、単体の光学部品を第2のレンズの光軸と直交する面内において回転させたときに、第2のレンズの光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させることが可能となる。ここで、第2のレンズを透過した光を検出するセンサ、または、第2のレンズに光を照射する光源を設けた場合には、第2のレンズの光透過領域に形成された凹凸のレイアウトの変化に伴って、センサの検出範囲または光源による照明範囲が変化する。なお、第2のレンズの光透過領域に形成された凹凸のレイアウトの変化に際して、レンズ交換をする必要がない。 In the second lens, the second sensor device, and the second illumination device of the present invention, a plurality of first concavo-convex structures, which are Fresnel lenses without defects, or a part of the lens having a single optical component. One or a plurality of second concavo-convex structures, which are Fresnel lenses having defects, are provided. As a result, when the single optical component is rotated in a plane orthogonal to the optical axis of the second lens, it is possible to change the layout of the unevenness formed in the light transmission region of the second lens. . Here, when a sensor that detects light transmitted through the second lens or a light source that irradiates light to the second lens is provided, the layout of the unevenness formed in the light transmission region of the second lens. With the change of, the detection range of the sensor or the illumination range by the light source changes. Note that it is not necessary to exchange lenses when the layout of the unevenness formed in the light transmission region of the second lens changes.
本発明の第1のレンズ、第1のセンサ装置および第1の照明装置によれば、第1凹凸構造または第2凹凸構造の設けられた1または複数の光学部品を第1のレンズの光軸と直交する面内において移動させたときに、第1のレンズの光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させることができるようにしたので、簡易な構成で、検出範囲または照明範囲を変えることができる。 According to the first lens, the first sensor device, and the first illumination device of the present invention, one or a plurality of optical components provided with the first concavo-convex structure or the second concavo-convex structure is used as the optical axis of the first lens. Because the layout of the unevenness formed in the light transmission region of the first lens can be changed when moved in a plane perpendicular to the plane, the detection range or illumination range can be changed with a simple configuration. be able to.
本発明の第2のレンズ、第2のセンサ装置および第2の照明装置によれば、単体の光学部品を第2のレンズの光軸と直交する面内において回転させたときに、第2のレンズの光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させることができるようにしたので、簡易な構成で、検出範囲または照明範囲を変えることができる。 According to the second lens, the second sensor device, and the second illumination device of the present invention, when the single optical component is rotated in a plane orthogonal to the optical axis of the second lens, Since the layout of the unevenness formed in the light transmission region of the lens can be changed, the detection range or the illumination range can be changed with a simple configuration.
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
レンズを積層型の複合レンズで構成した例(図1〜図10)
2.第1の実施の形態の変形例
凸部の上面を平坦面で構成した例(図11)
3.第2の実施の形態
レンズを単体レンズで構成した例(図12)
4.第1および第2の実施の形態の変形例
レンズ上面のレイアウトのバリエーション(図13、図27)
遮光部材を設けた例(図14〜図16)
5.第3の実施の形態
レンズを行列型の複合レンズで構成した例(図17〜図21)
6.第3の実施の形態の変形例
遮光部材を設けた例(図22)
7.第4の実施の形態
上記第1〜第3の実施の形態およびそれらの変形例のレンズを
センサ装置に用いた例(図23)
8.第5の実施の形態
上記第1〜第3の実施の形態およびそれらの変形例のレンズを
照明装置に用いた例(図24)
9.第4および第5の実施の形態の変形例
センサ装置または照明装置に搭載したレンズに
遮光部を設けた例(図25、図26)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
1. First Embodiment Example in which a lens is composed of a laminated compound lens (FIGS. 1 to 10)
2. Modified example of the first embodiment Example in which the upper surface of the convex portion is configured as a flat surface (FIG. 11)
3. Second Embodiment Example in which a lens is constituted by a single lens (FIG. 12)
4). Modified example of the first and second embodiments Variations of the layout of the upper surface of the lens (FIGS. 13 and 27)
Example of providing a light shielding member (FIGS. 14 to 16)
5. Third Embodiment Example in which a lens is composed of a matrix type compound lens (FIGS. 17 to 21)
6). Modified example of the third embodiment Example of providing a light shielding member (FIG. 22)
7). Fourth Embodiment An example in which the lenses of the first to third embodiments and their modifications are used in a sensor device (FIG. 23).
8). Fifth Embodiment An example in which the lenses of the first to third embodiments and their modifications are used in an illumination apparatus (FIG. 24).
9. Modifications of Fourth and Fifth Embodiments Examples in which a light-shielding portion is provided on a lens mounted on a sensor device or an illumination device (FIGS. 25 and 26)
<1.第1の実施の形態>
[構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るレンズ1の斜視構成の一例を表したものである。図2Aは、図1のレンズ1のA−A'線における断面構成の一例を表したものである。図2Bは、図1のレンズ1のB−B'線における断面構成の一例を表したものである。A−A'線とB−B'線とは、互いに直交している。
<1. First Embodiment>
[Constitution]
FIG. 1 shows an example of a perspective configuration of a
レンズ1は、複合レンズであり、互いに可動に組み合わされた板状の2つの光学部品10,20を備えている。レンズ1(具体的には光学部品10,20)は、例えば、平板形状となっている。光学部品10,20は、レンズ1の光透過領域に形成されている。光学部品10,20は、互いに固定されておらず、互いに可動な状態で、重ね合わされている。具体的には、光学部品10と光学部品20とは、互いに固定されずに接している。さらに、光学部品10,20は、それぞれ単独で、レンズ1の光軸AX(図2A参照)と直交する面内においてスライド可能になっている。
The
光学部品20は、中心部分に開口20Aを有する環状部品である。光学部品10は、開口20Aに挿通された凸部10Aと、凸部10Aおよび光学部品20を支持する支持板10Bとを有している。凸部10Aは、レンズ1の光軸AXと直交する面内における光学部品20の動きを規制している。光学部品20は、凸部10Aの中心軸を回転軸として、レンズ1の光軸AXと直交する面内において回動可能となっている。同様に、開口20Aは、レンズ1の光軸AXと直交する面内における光学部品10の動きを規制している。光学部品10は、開口20Aの中心軸を回転軸として、レンズ1の光軸AXと直交する面内において回動可能となっている。
The
光学部品10(または凸部10A)の中心軸と、光学部品20(または開口20A)の中心軸とは、互いに重なり合っている。従って、レンズ1の光軸AXは、光学部品10,20の中心軸と重なり合っている。レンズ1は、利用する光の波長帯において光の吸収が少ない材料で構成されていることが好ましい。利用する光が赤外光の場合、レンズ1は、赤外光の吸収が少ない材料で構成されている。赤外光の吸収が少ない材料としては、例えば、Ge、Si、Al2O3、CaF2、ポリエチレン系樹脂などが挙げられる。利用する光が可視光の場合、レンズ1は、可視光の吸収が少ない材料で構成されている。
The central axis of the optical component 10 (or the
光学部品10は、上述したように、凸部10Aおよび支持板10Bを有している。凸部10Aおよび支持板10Bは、互いに一体に形成されている。凸部10Aは、光学部品10において、面内の中心部分に形成されている。凸部10Aは、凸部10Aを光学部品10の法線方向から見たときに、例えば、円形状となっている。支持板10Bは、凸部10Aの周縁に形成されており、支持板10Bを光学部品10の法線方向から見たときに、例えば、環形状となっている。支持板10Bの上面(すなわち、光学部品20に接する面)は、例えば、平坦面となっている。
As described above, the
凸部10Aは、光学部品10の上面に形成されており、支持板10Bの上面と比べて突出している。凸部10Aは、集光機能を有していることが好ましい。この場合に、凸部10Aは、例えば、同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状となっている。同心円状のフレネルレンズは、通常のレンズを同心円状の領域に分割し厚みを減らしたレンズであり、のこぎり状の断面を持つ。なお、凸部10Aが同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状となっている場合、凸部10Aが本技術の「第2凹凸構造」の一具体例に相当する。凸部10Aの断面形状は、例えば、中央部分にピークが存在するかまぼこ状となっていてもよいし(図2A、図2B参照)、例えば、上記かまぼこ状の断面の左右両端がのこぎり状となっていてもよい。光学部品10の裏面は、例えば、平坦面となっている。
10 A of convex parts are formed in the upper surface of the
光学部品20は、上述したように、中心部分に開口20Aを有しており、光学部品20を光学部品20の法線方向から見たときに、環形状となっている。光学部品20において、レンズ1の光透過領域に形成された上面の凹凸のレイアウトが、完全回転対称とは異なるレイアウトになっている。完全回転対称とは、光学部品20を、光学部品20の中心軸を回転軸として回転させたときに、上面の凹凸のレイアウトが変化しないことを指している。つまり、光学部品20を、光学部品20の中心軸を回転軸として回転させたときに、光学部品20において、上面の凹凸のレイアウトが変化する。光学部品20の上面の凹凸のレイアウトは、例えば、2回回転対称となっている。
As described above, the
光学部品20は、上面に、1または複数の凹凸構造20Bと、1または複数の平坦面20Cとを有している。つまり、光学部品20は、光学部品10と同様、上面に立体構造を有している。平坦面20Cは、光学部品20を光学部品20の法線方向から見たときに、凹凸構造20Bと非対向の位置に配置されている。光学部品20の裏面は、例えば、平坦面となっている。レンズ1は、互いに対向する光入射面1Aおよび光出射面1Bを有している(図3、図4参照)。各光学部品10,20についても、互いに対向する光入射面および光出射面を有している。凸部10A、凹凸構造20Bおよび平坦面20Cは、ともに、光入射面1Aに配置されていてもよいし、光出射面1Bに配置されていてもよい。
The
凹凸構造20Bは、同心円状のフレネルレンズの一部分の形状となっている。従って、凹凸構造20Bは、本技術の「第2凹凸構造」の一具体例に相当する。具体的には、凹凸構造20Bは、同心円状のフレネルレンズにおいて、中心部分を除いた部分の一部分の形状となっている。ここで、「同心円状のフレネルレンズにおいて、中心部分を除いた部分の一部分の形状」とは、1つの同心円状のフレネルレンズにおいて、フレネルレンズの中心部分が欠損もしくは完全に欠落し、かつ環形状の凹凸部分が欠損している形状を指している。凸部10Aが、同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状となっている場合には、レンズ1の上面(つまりレンズ1の光透過領域)は、1つの同心円状のフレネルレンズにおいて環形状の凹凸を分断するような態様で平坦面20Cが形成された凹凸形状になっている。このとき、凸部10Aおよび凹凸構造20Bは、例えば、互いに共通の面(集光面S)内に集光する。なお、凸部10Aおよび凹凸構造20Bが、互いに異なる面内に集光してもよい。
The concavo-
光学部品20の上面には、例えば、2つの凹凸構造20Bが、凸部10Aを介して互いに対向配置されるとともに、2つの平坦面20Cが、凸部10Aを介して互いに対向配置されている。このとき、2つの凹凸構造20Bの対向方向と、2つの平坦面20Cの対向方向とが、互いに直交しており、凹凸構造20Bおよび平坦面20Cが光学部品20の円弧方向において交互に配置されている。この場合には、レンズ1の上面の凹凸のレイアウトが、2回回転対称となっている。
On the upper surface of the
凹凸構造20Bと平坦面20Cとの境界線Lb1は、例えば、レンズ1の中心から半径方向に真っ直ぐに放射状に延在する放射線と平行な方向もしくはその放射線と交差する方向に延在する直線状または階段状の線分となっている。1つの平坦面20Cには、2つの境界線Lb1が存在する。これら2つの境界線Lb1は、互いに平行となっていてもよいし、互いに交差する方向に延在していてもよい。なお、図1には、これら2つの境界線Lb1が、互いに平行となっている場合が例示されている。
The boundary line Lb1 between the concavo-
光学部品20は、例えば、光学部品20の側面に、つば20Dを有している。つば20Dは、当該光学部品20を回動させる際に使用されるものであり、例えば、棒状となっている。ユーザが、つば20Dを指でつまみ、左右方向に変位させると、その変位量に応じて、光学部品20が回転し、それにより、光学部品20の上面の凹凸のレイアウトが変化する。レンズ1の上面の凹凸のレイアウトが、上述の2回回転対称となっている場合には、ユーザが、つば20Dを90度回転させることにより、つば20Dを回転させる前と比べて、凹凸構造20Bと平坦面20Cとの位置関係が入れ替わる。
The
[作用・効果]
次に、本実施の形態のレンズ1の作用・効果について説明する。
[Action / Effect]
Next, functions and effects of the
図3、図4、図5、図6は、レンズ1の作用の一例を表したものである。図3、図5には、凸部10A、凹凸構造20Bおよび平坦面20Cが光入射面1Aに配置されているときに、光入射面1Aに光Lが入射したときのレンズ1の作用の一例が示されている。つまり、図3、図5では、レンズ1の上面が光入射面1Aとなっており、レンズ1の裏面が光出射面1Bとなっている。光Lは、例えば、赤外光または可視光である。図4、図6には、凸部10A、凹凸構造20Bおよび平坦面20Cが光出射面1Bに配置されているときに、光入射面1Aに光Lが入射したときのレンズ1の作用の一例が示されている。つまり、図4、図6では、レンズ1の上面が光出射面1Bとなっており、レンズ1の裏面が光入射面1Aとなっている。図3、図4には、凸部10Aと、凸部10Aの両脇に設けられた凹凸構造20Bとに光Lが入射している様子が例示されている。図5、図6には、凸部10Aと、凸部10Aの両脇に設けられた平坦面20Cとに光Lが入射している様子が例示されている。図3、図4、図5、図6において、凸部10Aは、同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状となっている。
3, 4, 5, and 6 illustrate an example of the action of the
レンズ1に入射した光Lは、凸部10Aおよび凹凸構造20Bによって、例えば、互いに共通の面(集光面S)内に集光される。凸部10Aの焦点F1と、凹凸構造20Bの焦点F2とは、例えば、互いに概ね重なり合っている。一方、平坦面20Cに入射した光Lは、集光されることなく、平坦面20Cおよび支持板10Bを透過する。焦点F1,F2の位置に光検出素子(例えば、赤外光検出素子または可視光検出素子)を配置した場合には、光検出素子は、凸部10Aまたは凹凸構造20Bを透過した光Lを検出する。さらに、光検出素子が、平坦面20Cおよび支持板10Bを透過した光Lが入射しない位置に配置されている場合には、光検出素子は、平坦面20Cおよび支持板10Bを透過した光Lを検出しない。その結果、凸部10Aまたは凹凸構造20Bに入射する光を発し得る領域(第1領域)と、凸部10Aまたは平坦面20Cに入射する光を発し得る領域(第2領域)とで、光検出素子による検出力に差異が生じる。
The light L incident on the
例えば、つば20Dを左右にスライドさせることにより、光学部品20をレンズ1の光軸AXと直交する面内において移動(回動)させた場合には、光学部品20を移動(回動)させた分だけ、レンズ1の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトが変化する。その結果、上記第1領域および上記第2領域の位置が変位する。このように、レンズ1では、例えば、つば20Dを左右にスライドさせるだけで、上記第1領域および上記第2領域の位置を変えることができる。なお、レンズ1の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させる際に、レンズ交換をする必要はない。従って、簡易な構成で、光検出素子による検出範囲を変えることができる。
For example, when the
図7、図8、図9、図10は、レンズ1の作用の一例を表したものである。図7、図9には、凸部10A、凹凸構造20Bおよび平坦面20Cが光出射面1Bに配置されているときに、焦点F1,F2の位置に配置した光源LSから、レンズ1の光入射面1Aに光を照射したときのレンズ1の作用の一例が示されている。つまり、図7、図9では、レンズ1の上面が光出射面1Bとなっており、レンズ1の裏面が光入射面1Aとなっている。図8、図10には、凸部10A、凹凸構造20Bおよび平坦面20Cが光入射面1Aに配置されているときに、焦点F1,F2の位置に配置した光源LSから、レンズ1の光入射面1Aに光を照射したときのレンズ1の作用の一例が示されている。つまり、図8、図10では、レンズ1の上面が光入射面1Aとなっており、レンズ1の裏面が光出射面1Bとなっている。図7、図8には、凸部10Aと、凸部10Aの両脇に設けられた凹凸構造20Bとに光Lが入射している様子が例示されている。図9、図10には、凸部10Aと、凸部10Aの両脇に設けられた平坦面20Cとに光Lが入射している様子が例示されている。図7、図8、図9、図10において、凸部10Aは、同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状となっている。
7, 8, 9, and 10 illustrate an example of the operation of the
また、凸部10Aおよび凹凸構造20Bは、例えば、光源LSから入射してきた拡散光の発散角を絞ったり、または、光源LSから入射してきた拡散光を平行光化したりする。一方、平坦面20Cおよび支持板10Bに入射した光は、集光されることなく、平坦面20Cおよび支持板10Bを透過する。レンズ1を透過した光Lが進行する位置にスクリーンを配置した場合には、例えば、凸部10Aまたは凹凸構造20Bを透過した光Lがスクリーンを照明する領域(第3領域)と、凸部10Aまたは平坦面20Cを透過した光Lがスクリーンを照明する領域(第4領域)とで、光源LSによる照明範囲(更には照度)に差異が生じる。
Further, the
例えば、つば20Dを左右にスライドさせることにより、光学部品20をレンズ1の光軸AXと直交する面内において移動(回動)させた場合には、光学部品20を移動(回動)させた分だけ、レンズ1の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトが変化する。その結果、上記第3領域および上記第4領域の位置が変位する。このように、レンズ1では、例えば、つば20Dを左右にスライドさせるだけで、上記第3領域および上記第4領域の位置を変えることができる。なお、レンズ1の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させる際に、レンズ交換をする必要はない。従って、簡易な構成で、光源LSによる照明範囲を変えることができる。
For example, when the
<2.第1の実施の形態の変形例>
次に、上記実施の形態のレンズ1の変形例について説明する。なお、以下では、上記実施の形態のレンズ1と共通する構成要素に対しては、同一の符号が付与される。さらに、上記実施の形態のレンズ1と共通する構成要素についての説明は、適宜、省略されるものとする。
<2. Modification of First Embodiment>
Next, a modification of the
[変形例その1]
上記実施の形態において、凸部10Aが、同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状とは異なる形状となっていてもよく、例えば、集光機能を有しない形状となっていてもよい。例えば、図11に示したように、凸部10Aの上面が平坦面となっていてもよい。このようにした場合であっても、光学部品20の上面に形成された凹凸のレイアウトが、完全回転対称とは異なるレイアウトになっている。そのため、光学部品20を、光学部品20の中心軸を回転軸として回転させたときに、光学部品20において、上面の凹凸のレイアウトが変化する。従って、上記実施の形態と同様、簡易な構成で、光検出素子による検出範囲または光源LSによる照明範囲を変えることができる。
[Modification 1]
In the above-described embodiment, the
[変形例その2]
上記実施の形態およびその変形例(変形例その1)では、光学部品10が、支持板10Bを有していたが、例えば、支持板10Bが省略されていてもよい。このようにした場合には、光学部品20が、例えば、光学部品10とは異なる部品(例えばレンズ1を用いたデバイスの筐体)によって支持されている。
[Variation 2]
In the said embodiment and its modification (modification 1), although the
<3.第2の実施の形態>
[構成]
図12は、本発明の第2の実施の形態に係るレンズ2の斜視構成の一例を表したものである。レンズ2は、単体レンズであり、板状の単体の光学部品30を備えている。レンズ2(具体的には光学部品30)は、例えば、平板形状となっている。光学部品30は、レンズ2の光透過領域に形成されている。レンズ2は、利用する光の波長帯において光の吸収が少ない材料で構成されていることが好ましい。利用する光が赤外光の場合、レンズ2は、赤外光の吸収が少ない材料で構成されている。赤外光の吸収が少ない材料としては、例えば、Ge、Si、Al2O3、CaF2、ポリエチレン系樹脂などが挙げられる。利用する光が可視光の場合、レンズ2は、可視光の吸収が少ない材料で構成されている。
<3. Second Embodiment>
[Constitution]
FIG. 12 illustrates an example of a perspective configuration of the
光学部品30において、レンズ2の光透過領域に形成された上面の凹凸のレイアウトが、完全回転対称とは異なるレイアウトになっている。完全回転対称とは、光学部品30を、光学部品30の中心軸を回転軸として回転させたときに、上面の凹凸のレイアウトが変化しないことを指している。つまり、光学部品30を、光学部品30の中心軸を回転軸として回転させたときに、光学部品30において、上面の凹凸のレイアウトが変化する。光学部品30の上面の凹凸のレイアウトは、例えば、2回回転対称となっている。
In the
光学部品30は、上面に、1または複数の凹凸構造30Aと、1または複数の平坦面30Bとを有している。平坦面30Bは、光学部品30を光学部品30の法線方向から見たときに、凹凸構造30Aと非対向の位置に配置されている。光学部品30は、互いに対向する光入射面および光出射面を有している。凹凸構造30Aおよび平坦面30Bが、ともに、光入射面に配置されていてもよいし、光出射面に配置されていてもよい。凹凸構造30Aは、同心円状のフレネルレンズの一部分の形状となっている。従って、凹凸構造30Aは、本技術の「第2凹凸構造」の一具体例に相当する。
The
凹凸構造30Aにおいて、光学部品30の中心部分 (レンズ2の中心部分)は、例えば、同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状となっている。また、凹凸構造30Aにおいて、光学部品30の外縁部分 (レンズ2の外縁部分)は、同心円状のフレネルレンズの一部分の形状となっている。光学部品30の中心部分が同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状となっている場合、凹凸構造30A(つまりレンズ2の光透過領域)は、同心円状のフレネルレンズにおいて、外縁の一部を除いた形状となっている。ここで、「同心円状のフレネルレンズにおいて、外縁の一部を除いた形状」とは、同心円状のフレネルレンズにおいて、環形状の凹凸部分が欠損している形状を指している。光学部品30の中心部分 (レンズ2の中心部分)が、同心円状のフレネルレンズの中心部分の形状となっている場合には、レンズ2の上面(つまりレンズ2の光透過領域)は、1つの同心円状のフレネルレンズにおいて環形状の凹凸を分断するような態様で平坦面30Bが形成された凹凸形状になっている。このとき、凹凸構造30Aにおいて、光学部品30の中心部分と、光学部品30の外縁部分とは、例えば、互いに共通の面(集光面S)内に集光する。なお、凹凸構造30Aにおいて、光学部品30の中心部分と、光学部品30の外縁部分とが、互いに異なる面内に集光してもよい。
In the concavo-
光学部品30の上面には、例えば、2つの平坦面20Cが、フレネルレンズの中心部分を介して互いに対向配置されている。このとき、レンズ2の上面の凹凸のレイアウトは、2回回転対称となっている。
On the upper surface of the
凹凸構造30Aと平坦面30Bとの境界線Lb2は、例えば、レンズ2の中心から半径方向に真っ直ぐに放射状に延在する放射線と平行な方向もしくは放射線と交差する方向に延在する直線状または階段状の線分となっている。1つの平坦面30Bには、2つの境界線Lb1が存在する。これら2つの境界線Lb1は、互いに平行となっていてもよいし、互いに交差する方向に延在していてもよい。なお、図12には、これら2つの境界線Lb1が、互いに平行となっている場合が例示されている。
The boundary line Lb2 between the concavo-
光学部品30は、例えば、光学部品30の側面に、つば30Cを有している。つば30Cは、当該光学部品30を回動させる際に使用されるものであり、例えば、棒状となっている。ユーザが、つば30Cを指でつまみ、左右方向に変位させると、その変位量に応じて、光学部品30が回転し、それにより、光学部品30の上面の凹凸のレイアウトが変化する。レンズ2の上面の凹凸のレイアウトが、上述の2回回転対称となっている場合には、ユーザが、つば30Cを90度回転させることにより、つば30Cを回転させる前と比べて、2つの平坦面20Cの対向方向が90度回転する。
The
[作用・効果]
次に、本実施の形態のレンズ2の作用・効果について説明する。
[Action / Effect]
Next, the operation and effect of the
レンズ2に入射した光は、凹凸構造30Aによって、例えば、所定の面(集光面S)内に集光される。一方、平坦面30Bに入射した光は、集光されることなく、平坦面30Bを透過する。凹凸構造30Aの焦点の位置に光検出素子を配置した場合には、光検出素子は、凹凸構造30Aを透過した光を検出する。さらに、光検出素子が、平坦面30Bを透過した光が入射しない位置に配置されている場合には、光検出素子は、平坦面30Bを透過した光を検出しない。その結果、凹凸構造30Aに入射する光を発し得る領域(第5領域)と、光学部品30の中心部分と、平坦面30Bとに入射する光を発し得る領域(第6領域)とで、光検出素子による検出力に差異が生じる。
The light that has entered the
例えば、つば30Cを左右にスライドさせることにより、光学部品30をレンズ2の光軸と直交する面内において移動(回動)させた場合には、光学部品30を移動(回動)させた分だけ、レンズ2の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトが変化する。その結果、上記第5領域および上記第5領域の位置が変位する。このように、レンズ2では、例えば、つば30Cを左右にスライドさせるだけで、上記第5領域および上記第6領域の位置を変えることができる。なお、レンズ2の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させる際に、レンズ交換をする必要はない。従って、簡易な構成で、光検出素子による検出範囲を変えることができる。
For example, when the
また、凸部10Aおよび凹凸構造20Bは、例えば、光源LSから入射してきた拡散光の発散角を絞ったり、または、光源LSから入射してきた拡散光を平行光化したりする。光学部品30の中央部分が同心円状のフレネルレンズの一部分の形状となっている場合、光学部品30の中央部分の焦点と、凹凸構造30Aの焦点とは、例えば、互いに概ね重なり合っている。一方、平坦面30Bに入射した光Lは、集光されることなく、平坦面30Bを透過する。レンズ2を透過した光が進行する位置にスクリーンを配置した場合には、例えば、凹凸構造30Aを透過した光がスクリーンを照明する領域(第7領域)と、光学部品30の中央部分と、平坦面30Bとを透過した光がスクリーンを照明する領域(第8領域)とで、光源LSによる照明範囲(更には照度)に差異が生じる。
Further, the
例えば、つば30Cを左右にスライドさせることにより、光学部品30をレンズ2の光軸と直交する面内において移動(回動)させた場合には、光学部品30を移動(回動)させた分だけ、レンズ2の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトが変化する。その結果、上記第7領域および上記第8領域の位置が変位する。このように、レンズ2では、例えば、つば30Cを左右にスライドさせるだけで、上記第7領域および上記第8領域の位置を変えることができる。なお、レンズ2の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させる際に、レンズ交換をする必要はない。従って、簡易な構成で、光源LSによる照明範囲を変えることができる。
For example, when the
<4.第1および第2の実施の形態の変形例>
次に、第1および第2の実施の形態のレンズ1,2の変形例について説明する。なお、以下では、第1および第2の実施の形態のレンズ1,2と共通する構成要素に対しては、同一の符号が付与される。さらに、第1および第2の実施の形態のレンズ1,2と共通する構成要素についての説明は、適宜、省略されるものとする。
<4. Modified example of first and second embodiments>
Next, modified examples of the
[変形例その1]
上記第1の実施の形態およびその変形例では、例えば、図13Aに示したように、レンズ機能を有していない各平坦面20Cにおける2つの境界線Lb1が、互いに平行となっている場合が例示されていた。また、上記第2の実施の形態およびその変形例でも、例えば、図13Aに示したように、レンズ機能を有していない各平坦面30Bにおける2つの境界線Lb2が、互いに平行となっている場合が例示されていた。
[Modification 1]
In the first embodiment and the modification thereof, for example, as shown in FIG. 13A, the two boundary lines Lb1 on each
しかし、例えば、図13Bに示したように、各境界線Lb1,Lb2が、レンズ1,2の中心から半径方向に真っ直ぐに放射状に伸びる放射線と平行な線分となっていてもよい。このとき、各境界線Lb1,Lb2が、直線状となっていてもよいし、階段状となっていてもよい。また、例えば、図13Cに示したように、各境界線Lb1,Lb2が、レンズ1,2の中心から渦状に放射した放射線と平行な線分となっていてもよい。このとき、各境界線Lb1,Lb2が、直線状となっていてもよいし、階段状となっていてもよい。
However, for example, as shown in FIG. 13B, each of the boundary lines Lb1 and Lb2 may be a line segment that is parallel to the radiation that extends straight from the center of the
本変形例において、例えば、後述する遮光部90(図25参照)でレンズ1,2を覆った状態で光学部品20,30を回動させたときに、窓90A(図25参照)の枠と、各境界線Lb1,Lb2とが互いに斜めに交差する。これにより、光学部品20,30を徐々に回動させたときに、窓90Aから見える領域において、凹凸構造20B,30Aの占める割合を連続的に変化させることができる。その結果、光検出素子による検出範囲または光源LSによる照明範囲を微調整することができる。
In this modification, for example, when the
[変形例その2]
上記第1の実施の形態およびその変形例では、レンズ1の上面(すなわち光透過領域)が、1つのフレネルレンズの一部を平坦面20Cに置き換えた凹凸形状となっていた。また、上記第2の実施の形態およびその変形例では、レンズ2の上面(すなわち光透過領域)が、1つのフレネルレンズの一部を平坦面30Bに置き換えた凹凸形状となっていた。しかし、例えば、図13Dに示したように、レンズ1,2の上面(すなわち光透過領域)が、複数のフレネルレンズの周囲に平坦面20C,30Bが配置された凹凸形状を含んで構成されていてもよい。この場合、各凹凸構造20B,30Aは、例えば、欠損の無い同心円状のフレネルレンズ形状となっている。この場合、各凹凸構造20B,30Aは、本技術の「第1凹凸構造」の一具体例に相当する。なお、各凹凸構造20B,30Aのうち少なくとも1つが、一部に欠損を有するフレネルレンズ形状となっていてもよい。この場合、一部に欠損を有する各凹凸構造20B,30Aは、本技術の「第2凹凸構造」の一具体例に相当する。また、各凹凸構造20B,30Aは、偏心フレネルレンズとなっていることが好ましい。偏心フレネルレンズは、同心円状のフレネルレンズから、同心円状のフレネルレンズの同心円中心部がレンズの端縁に接するように切り出したもの、または、同心円状のフレネルレンズから、同心円状のフレネルレンズの同心円中心部を避けて切り出したものである。なお、偏心フレネルレンズは、例えば、図27に示したように、同心円状のフレネルレンズにおいて、同心円状のフレネルレンズの同心円中心部をレンズの端部寄りに移動させたものであってもよい。各凹凸構造20B,30Aが、偏心フレネルレンズとなっている場合、各凹凸構造20B,30Aは、特定の領域(例えば、レンズ1,2の光軸AXが通過する狭い領域)に集光することができる。なお、この場合、各凹凸構造20B,30Aは、本技術の「第1凹凸構造」の一具体例に相当する。各凹凸構造20B,30Aのうち少なくとも1つが、一部に欠損を有する偏心フレネルレンズ形状となっていてもよい。この場合、一部に欠損を有する各凹凸構造20B,30Aは、本技術の「第2凹凸構造」の一具体例に相当する。
[Variation 2]
In the first embodiment and the modifications thereof, the upper surface (that is, the light transmission region) of the
ここで、各凹凸構造20B,30Aにおいて、フレネルレンズのレンズ形状が互いに異なっていてもよい。このようにした場合には、例えば、遮光部90でレンズ1,2を覆った状態で光学部品20,30を回動させ、窓90Aから特定の2つの凹凸構造20Bまたは特定の2つの凹凸構造30Aが見えるようにすることにより、フレネルレンズのレンズ形状に応じた検出範囲または照明範囲に変更することができる。
Here, in each concavo-
[変形例その3]
上記各実施の形態およびそれらの変形例では、レンズ1,2が平板形状となっている場合が例示されていた。しかし、上記各実施の形態およびそれらの変形例において、レンズ1,2が折れ曲がっていたり、レンズ1,2の全体または一部が湾曲していたりしていてもよい。例えば、レンズ1,2において、レンズ1,2の外縁部分の法線が、レンズ1,2の中央部分の法線と斜めに交差している。このとき、レンズ1,2全体が、レンズ1,2の上面側に突出した凸形状となっている。
[Variation 3]
In each of the above-described embodiments and their modifications, the case where the
また、上記第1の実施の形態およびその変形例において、例えば、平坦面20Cの代わりに、表面に凹凸の無い湾曲面が形成されるとともに、レンズ1全体が、レンズ1の上面側に突出した凸形状となっていてもよい。このとき、レンズ1において、凹凸構造20Bの形成されている部分および表面に凹凸の無い湾曲面の形成されている部分を含む、レンズ1の外縁部分の法線が、レンズ1の中央部分の法線と斜めに交差している。
Further, in the first embodiment and the modification thereof, for example, instead of the
また、上記第2の実施の形態およびその変形例において、例えば、平坦面30Bの代わりに、表面に凹凸の無い湾曲面が形成されるとともに、レンズ2全体が、レンズ2の上面側に突出した凸形状となっていてもよい。このとき、レンズ2において、凹凸構造30Aの外縁の形成されている部分および表面に凹凸の無い湾曲面の形成されている部分を含む、レンズ2の外縁部分の法線が、レンズ2の中央部分の法線と斜めに交差している。
Further, in the second embodiment and the modification thereof, for example, a curved surface having no unevenness is formed on the surface instead of the
本変形例において、レンズ1,2全体が、レンズ1,2の上面側に突出した凸形状となっている場合には、レンズ1,2の外縁部分の折れ曲がりの程度、または、レンズ1,2の外縁部分の湾曲の程度に応じて、光検出素子による検出範囲または光源LSによる照明範囲を広げることができる。
In the present modification, when the
[変形例その4]
上記各実施の形態およびそれらの変形例では、平坦面20C,30Bは、レンズ1,2の光透過領域に形成されていたが、レンズ1,2の遮光領域に形成されていてもよい。レンズ1,2の遮光領域は、レンズ1,2の光透過領域に隣接して形成されている。例えば、各平坦面20Cの全体、または一部の層が遮光部材で構成されている。また、例えば、各平坦面30Bの全体、または一部の層が遮光部材で構成されている。遮光部材は、例えば、光吸収材を含む樹脂層で構成されている。
[Variation 4]
In each of the above-described embodiments and modifications thereof, the
本変形例では、各凹凸構造20B,30Aが、レンズ1,2の光透過領域に形成され、平坦面20C,30Bがレンズ1,2の遮光領域に形成されている。そのため、上記各実施の形態およびそれらの変形例と同様に、簡易な構成で、光検出素子による検出範囲または光源LSによる照明範囲を変えることができる。
In this modification, the concavo-
[変形例その5]
上記変形例その4において、レンズ1,2の遮光領域が、凹凸構造20B,30Aと連続する凹凸形状が形成された凹凸構造(第3凹凸構造)を有していてもよい。第3凹凸構造は、フレネルレンズの一部の形状となっている。
[Variation 5]
In the fourth modification, the light-shielding regions of the
図14A,図14B,図14Cは、本変形例に係るレンズ1,2の上面構成の一例を表したものである。図14Aは、図13Aの上面構成の一変形例を表したものである。図14Bは、図13Bの上面構成の一変形例を表したものである。図14Cは、図13Cの上面構成の一変形例を表したものである。図15A,図15Bは、図14A,図14B,図14Cに記載のレンズ1のA−A’線での断面構成の一例を表したものである。図15Aは、光学部品10の中心部分がフレネルレンズの中心部分の形状となっているときの断面構成の一例を表したものである。図15Bは、光学部品10の中心部分の上面が平坦面となっているときの断面構成の一例を表したものである。図16は、図14A,図14B,図14Cに記載のレンズ2のA−A’線での断面構成の一例を表したものである。図16は、光学部品30の中心部分がフレネルレンズの中心部分の形状となっているときの断面構成の一例を表したものである。
FIG. 14A, FIG. 14B, and FIG. 14C show an example of the top surface configuration of the
例えば、図14A,図14B,図14C,図15A,図15Bに示したように、レンズ1の遮光領域において、光学部材20が、光透過領域に形成された凹凸構造20Bと連続する凹凸形状が形成された凹凸構造20Fを有しており、凹凸構造20Fの上面に接する遮光部材20Eを有している。遮光部材20Eは、例えば、光吸収材を含む樹脂層で構成されており、凹凸構造20Fの上面に固定されている。光学部材20は、例えば、1つのフレネルレンズの外縁部分(具体的には1つのフレネルレンズにおける環形状の凹凸部分)を有しており、その外縁部分の一部を被覆する遮光部材20Eを有している。遮光部材20Eは、例えば、光学部材20を光学部材20の法線方向から見たときに、1つのフレネルレンズにおける環形状の凹凸部分を分断するような態様で、フレネルレンズの外縁部分を部分的に被覆している。なお、レンズ1の遮光領域において、光学部材20が、レンズ1の遮光領域に凹凸構造20Fを有しており、凹凸構造20Fの裏面に接する遮光部材20Eを有していてもよい。この場合、光学部材20は、例えば、上面に1つのフレネルレンズの外縁部分を有し、裏面のうち、上面のフレネルレンズの外縁部分の一部と対向する部分に接する遮光部材20Eを有している。
For example, as shown in FIGS. 14A, 14B, 14C, 15A, and 15B, in the light shielding region of the
また、例えば、図14A,図14B,図14C,図16に示したように、レンズ2の遮光領域において、光学部材30が、光透過領域に形成された凹凸構造30Aと連続する凹凸形状が形成された凹凸構造30Eを有しており、凹凸構造30Eの上面に接する遮光部材30Dを有している。遮光部材30Dは、例えば、光吸収材を含む樹脂層で構成されており、凹凸構造30Eの上面に固定されている。光学部材30は、例えば、欠損のない1つのフレネルレンズを有しており、そのフレネルレンズの外縁部分の一部を被覆する遮光部材30Dを有している。遮光部材30Dは、例えば、光学部材30を光学部材30の法線方向から見たときに、1つのフレネルレンズにおける環形状の凹凸部分を分断するような態様で、フレネルレンズの外縁部分を部分的に被覆している。なお、レンズ2の遮光領域において、光学部材30が、レンズ2の遮光領域に凹凸構造30Eを有しており、凹凸構造30Eの裏面に接する遮光部材30Dを有していてもよい。この場合、光学部材30は、例えば、上面に1つのフレネルレンズを有し、裏面のうち、上面のフレネルレンズの外縁部分の一部と対向する部分に接する遮光部材30Dを有している。
Further, for example, as shown in FIGS. 14A, 14B, 14C, and 16, the
本変形例では、各凹凸構造20B,30Aが、レンズ1,2の光透過領域に形成され、各凹凸構造20F,30Eが、レンズ1,2の遮光領域に形成され、遮光部材20E,30Dがレンズ1,2の遮光領域に形成されている。そのため、上記各実施の形態およびそれらの変形例と同様に、簡易な構成で、光検出素子による検出範囲または光源LSによる照明範囲を変えることができる。
In the present modification, the concavo-
[変形例その6]
上記各実施の形態およびそれらの変形例では、凸部10A、凹凸構造20B、凹凸構造30A、凹凸構造20F、凹凸構造30Eとして、同心円状のフレネルレンズが用いられていたが、偏心フレネルレンズが用いられてもよい。この場合、上記各実施の形態およびそれらの変形例の記載において、「同心円状のフレネルレンズ」を、「偏心フレネルレンズ」と読み替えればよい。なお、偏心フレネルレンズの中心部分は、レンズ1,2の中心部分を指すものとする。また、同心円状のフレネルレンズの定義『同心円状のフレネルレンズは、通常のレンズを同心円状の領域に分割し厚みを減らしたレンズであり、のこぎり状の断面を持つ。』については、以下の文章に置き換えるものとする。『偏心フレネルレンズは、同心円状のフレネルレンズから、同心円状のフレネルレンズの同心円中心部がレンズの端縁に接するように切り出したもの、または、同心円状のフレネルレンズから、同心円状のフレネルレンズの同心円中心部を避けて切り出したものである。なお、偏心フレネルレンズは、同心円状のフレネルレンズにおいて、例えば、図27に示したように、同心円状のフレネルレンズの同心円中心部をレンズの端部寄りに移動させたものであってもよい。』
[Modification 6]
In each of the above embodiments and modifications thereof, concentric Fresnel lenses are used as the
また、本変形例において、光学部品30の回転軸が、光学部品30の焦点F2を通らない位置となっているときには、光学部品30の回転に伴い、焦点F2の位置が回動する。例えば、光学部品30の回転軸上に光源LSを配置し、その光源LSから光学部品30に対して光を照射しつつ、光学部品30を回転させた場合には、光源LSによる照明範囲、または輝度の高い位置が光学部品30の回転軸を回転中心として回転する。従って、このようにした場合にも、上記各実施の形態およびそれらの変形例と同様に、簡易な構成で、光源LSによる照明範囲または輝度の高い位置を変えることができる。
Further, in the present modification, when the rotation axis of the
<5.第3の実施の形態>
[構成]
図17は、本発明の第3の実施の形態に係るレンズ3の斜視構成の一例を表したものである。レンズ3は、複合レンズであり、例えば、互いに可動に組み合わされた板状の複数の光学部品41を備えている。複数の光学部品41は、互いに固定されておらず、互いに可動な状態で、行列状に配置されている。具体的には、各光学部品41は、隣接する他の光学部品41と互いに固定されずに接している。従って、各光学部品41の中心軸は、互いに平行となっている。さらに、各光学部品41は、レンズ3の光軸と直交する面内において移動可能になっている。各光学部品41の移動としては、例えば、光学部品41をレンズ3の光軸と直交する面内においてスライドさせたり、または、光学部品41を一旦、レンズ3から取り外して、レンズ3内の別の場所に配置し直したりすることが挙げられる。各光学部品41は、レンズ3の光透過領域に形成されている。レンズ3は、利用する光の波長帯において光の吸収が少ない材料で構成されていることが好ましい。利用する光が赤外光の場合、レンズ3は、赤外光の吸収が少ない材料で構成されている。赤外光の吸収が少ない材料としては、例えば、Ge、Si、Al2O3、CaF2、ポリエチレン系樹脂などが挙げられる。利用する光が可視光の場合、レンズ3は、可視光の吸収が少ない材料で構成されている。
<5. Third Embodiment>
[Constitution]
FIG. 17 illustrates an example of a perspective configuration of the
光学部品41は、ブロック状の部品である。レンズ3に用いられた複数の光学部品41では、一部の光学部品41が上面に凹凸構造42を有し、残りの光学部品41が上面に平坦面43を有している。各光学部品41において、裏面は平坦面となっている。各光学部品41において、凹凸構造42は、リニアフレネルレンズとなっている。リニアフレネルレンズは、シリンドリカルレンズの全体または一部を帯状の領域に分割し厚みを減らしたレンズであり、のこぎり状の断面を持つ。レンズ3において、各凹凸構造42のリニアフレネルレンズに形成された溝は、例えば、互いに同一の方向に延在している。
The
例えば、9個の光学部品41が3x3の行例で配置されている。このとき、上面に凹凸構造42が設けられた7つの光学部品41が、例えば、H字状に配置されており、上面に平坦面43が設けられた2つの光学部品41が、例えば、残りの2箇所に1つずつ配置されている。
For example, nine
[作用・効果]
次に、本実施の形態のレンズ3の作用・効果について説明する。
[Action / Effect]
Next, functions and effects of the
図18、図19は、レンズ3の作用の一例を表したものである。図18、図19において、凹凸構造42および平坦面43が、ともに、光入射面に配置されていてもよいし、光出射面に配置されていてもよい。図18には、リニアフレネルレンズの溝と直交する方向に並んだ3個の凹凸構造42に光Lが入射している様子が例示されている。図19には、1個の凹凸構造42と、その凹凸構造42の両脇に設けられた2つの平坦面43とに光Lが入射している様子が例示されている。図18、図19において、リニアフレネルレンズに形成された溝は、紙面に垂直な方向に延在している。
18 and 19 show an example of the action of the
レンズ3に入射した光Lは、各凹凸構造42によって、例えば、互いに共通の面(集光面S)内に集光される。リニアフレネルレンズの溝と直交する方向に並んだ各凹凸構造42の焦点F3は、例えば、互いに重なり合っている。一方、平坦面43に入射した光Lは、集光されることなく、平坦面43を透過する。各焦点F3の位置に光検出素子を配置した場合には、光検出素子は、各凹凸構造42を透過した光Lを検出する。さらに、光検出素子が、平坦面43を透過した光Lが入射しない位置に配置されている場合には、光検出素子は、平坦面43を透過した光Lを検出しない。その結果、リニアフレネルレンズの溝と直交する方向に並んだ3つの凹凸構造42に入射する光を発し得る領域(第9領域)と、1個の凹凸構造42と、その凹凸構造42の両脇に設けられた2つの平坦面43とに入射する光を発し得る領域(第10領域)とで、光検出素子による検出力に差異が生じる。なお、場合によっては、平坦面43を透過した光Lの一部が光検出素子に入射しても構わない。
The light L incident on the
例えば、面内に配置された複数の光学部品41のうち、少なくとも2つの光学部品41の位置を入れ替えることにより、レンズ3の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトが変化し得る。その結果、上記第9領域および上記第10領域の位置が変位し得る。このように、レンズ3では、例えば、面内に配置された複数の光学部品41のうち、少なくとも2つの光学部品41の位置を入れ替えるだけで、上記第9領域および上記第10領域の位置を変えることができる。従って、簡易な構成で、光検出素子の検出範囲を変えることができる。
For example, by changing the positions of at least two
図20、図21は、レンズ3の作用の一例を表したものである。図20、図21において、凹凸構造42および平坦面43が、ともに、光入射面に配置されていてもよいし、光出射面に配置されていてもよい。図20には、リニアフレネルレンズの溝と直交する方向に並んだ3個の凹凸構造42に、光源LSから発せられた光が入射している様子が例示されている。図21には、1個の凹凸構造42と、その凹凸構造42の両脇に設けられた2つの平坦面43とに、光源LSから発せられた光が入射している様子が例示されている。図20、図21において、リニアフレネルレンズに形成された溝は、紙面に垂直な方向に延在している。
20 and 21 show an example of the action of the
凹凸構造42は、例えば、光源LSから入射してきた拡散光の発散角を絞ったり、または、光源LSから入射してきた拡散光を平行光化したりする。一方、平坦面43に入射した光Lは、集光されることなく、平坦面43を透過する。レンズ3を透過した光Lが進行する位置にスクリーンを配置した場合には、例えば、リニアフレネルレンズの溝と直交する方向に並んだ3つの凹凸構造42を透過した光Lがスクリーンを照明する領域(第11領域)と、1個の凹凸構造42と、その凹凸構造42の両脇に設けられた2つの平坦面43とを透過した光Lがスクリーンを照明する領域(第12領域)とで、光源LSによる照明範囲に差異が生じる。
For example, the concavo-
例えば、面内に配置された複数の光学部品41のうち、少なくとも2つの光学部品41の位置を入れ替えた場合には、光学部品41を入れ替えた分だけ、レンズ3の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトが変化する。その結果、上記第11領域および上記第12領域の位置が変位する。このように、レンズ3では、面内に配置された複数の光学部品41のうち、少なくとも2つの光学部品41の位置を入れ替えるだけで、上記第11領域および上記第12領域の位置を変えることができる。なお、レンズ3の光透過領域に形成された凹凸のレイアウトを変化させる際に、レンズ交換をする必要はない。従って、簡易な構成で、光源LSによる照明範囲を変えることができる。
For example, when the positions of at least two
<6.第3の実施の形態の変形例>
次に、第3の実施の形態のレンズ3の変形例について説明する。なお、以下では、第3の実施の形態のレンズ3と共通する構成要素に対しては、同一の符号が付与される。さらに、第3の実施の形態のレンズ3と共通する構成要素についての説明は、適宜、省略されるものとする。
<6. Modification of Third Embodiment>
Next, a modification of the
[変形例その1]
第3の実施の形態では、平坦面43は、レンズ3の光透過領域に形成されていたが、レンズ3の遮光領域に形成されていてもよい。レンズ3の遮光領域は、レンズ3の光透過領域に隣接して形成されている。例えば、図22Aに示したように、各平坦面43の全体、または一部の層が遮光部材40Aで構成されている。遮光部材40Aは、例えば、光吸収材を含む樹脂層で構成されている。
[Modification 1]
In the third embodiment, the
本変形例では、各凹凸構造42がレンズ3の光透過領域に形成され、平坦面43がレンズ3の遮光領域に形成されている。そのため、上記第3の実施の形態と同様に、簡易な構成で、光検出素子による検出範囲または光源LSによる照明範囲を変えることができる。
In this modification, each
[変形例その2]
第3の実施の形態の変形例(変形例その1)において、例えば、図22Bに示したように、レンズ3の遮光領域は、凹凸構造42と共通する凹凸形状が形成された凹凸構造44(第3凹凸構造)を有していてもよい。凹凸構造44は、リニアフレネルレンズとなっている。
[Variation 2]
In the modified example (modified example 1) of the third embodiment, for example, as shown in FIG. 22B, the light-shielding region of the
例えば、レンズ3の遮光領域において、光学部品41が、凹凸構造44を有しており、遮光領域の凹凸構造44の上面に接する遮光部材40Aを有している。なお、レンズ3の遮光領域において、光学部品41が凹凸構造44を有し、凹凸構造44の裏面に接する遮光部材40Aを有していてもよい。
For example, in the light shielding region of the
本変形例では、各凹凸構造42がレンズ3の光透過領域に形成され、各凹凸構造44がレンズ3の遮光領域に形成され、遮光部材40Aがレンズ3の遮光領域に形成されている。そのため、上記第3の実施の形態と同様に、簡易な構成で、光検出素子による検出範囲または光源LSによる照明範囲を変えることができる。
In this modification, each
<7.第4の実施の形態>
[構成]
図23は、本発明の第4の実施の形態に係るセンサ装置4の機能ブロックの一例を表したものである。センサ装置4は、上記各実施の形態およびその変形例に係るレンズ1〜3のうちの1つのレンズを用いたものである。センサ装置4は、例えば、センサモジュール40と、制御部50と、負荷60とを備えている。負荷60は、例えば、LEDや、チャイム、音声出力回路などである。なお、センサ装置4が、負荷60を備えておらず、負荷60がセンサ装置4に外付けするものであってもよい。この場合、負荷60は、LEDや、チャイム、音声出力回路などであってもよいし、例えば、自動ドアなどであってもよい。
<7. Fourth Embodiment>
[Constitution]
FIG. 23 illustrates an example of functional blocks of the sensor device 4 according to the fourth embodiment of the present invention. The sensor device 4 uses one of the
センサモジュール40は、例えば、上記各実施の形態およびその変形例に係るレンズ1〜3のうちの1つのレンズ(以下、便宜的にレンズ1〜3と称する)と、センサ回路44とを有している。なお、センサモジュール40は、例えば、レンズ1〜3の前か後ろに、赤外光を選択的に透過するフィルタを有していてもよい。
The sensor module 40 includes, for example, one lens (hereinafter referred to as
センサモジュール40は、1つのモジュール部品となっており、出力端子として、例えば、センサ回路44の3つの出力端子を有している。センサ回路44は、レンズ1〜3によって集光された光を電気信号に変換する。センサ回路44は、例えば、焦電型赤外線センサなどの熱型センサEと、熱型センサEに並列に接続された抵抗Rgと、互いに並列接続された熱型センサEおよび抵抗Rgの一端にゲートが接続されたトランジスタFETとを有している。熱型センサEは、例えば、人体から発せられる赤外光を検出する。センサ回路44は、さらに、例えば、互いに並列接続された熱型センサEおよび抵抗Rgの他端に接続されたGND端子と、トランジスタFETの一端に接続された+VDD端子と、トランジスタFETの一端に接続されたOUT端子とを有している。GND端子には、グラウンド電位が印加され、+VDD端子には、所定の定電圧が印加される。
The sensor module 40 is one module component, and has, for example, three output terminals of the
制御部50は、センサ回路44から出力された電気信号に基づいた制御を行う。制御部50は、例えば、駆動回路51と、リレー回路52とを有している。駆動回路51は、例えば、センサ回路44からの出力信号を増幅するアンプと、アンプの出力と基準電圧とのレベルを比較するコンパレータと、コンパレータの出力に基づいてリレー回路52の継断を行うリレー制御回路とを有している。リレー回路52は、リレー制御回路からの出力に基づいて、負荷60に流れる電流の継断を行う。
The control unit 50 performs control based on the electrical signal output from the
[効果]
次に、本実施の形態のセンサ装置4の効果について説明する。本実施の形態のセンサ装置4では、上記各実施の形態およびその変形例に係るレンズ1〜3のうちの1つのレンズが用いられている。これにより、例えば、レンズ1,2に設けられた、つば20D,30Cを左右にスライドさせるだけで、検出範囲を変えることができる。また、例えば、レンズ3内の複数の光学部品41の位置を入れ替えるだけで、検出範囲を変えることができる。その結果、例えば、センサ装置4を在宅介護の用途において使用する際に、例えば、つば20D,30Cを左右にスライドさせたり、レンズ3内の複数の光学部品41の位置を入れ替えたりするだけで、ベッドや、廊下、玄関など、介護の現場ごとに適した検出範囲に設定することができる。
[effect]
Next, the effect of the sensor device 4 of the present embodiment will be described. In the sensor device 4 of the present embodiment, one lens among the
また、本実施の形態のセンサ装置4では、簡易な方法で検出範囲を変えることができることから、センサ装置4に、首振り機構を設けたり、検出範囲の広いフレネルレンズを用いたりする必要がない。そのため、センサ装置4が複雑かつ高価になることがなく、また、検出したくない範囲で人が動いたときに誤作動することも防ぐことができる。 Further, in the sensor device 4 of the present embodiment, since the detection range can be changed by a simple method, it is not necessary to provide the sensor device 4 with a swing mechanism or use a Fresnel lens with a wide detection range. . Therefore, the sensor device 4 does not become complicated and expensive, and it is possible to prevent malfunction when a person moves within a range where detection is not desired.
<8.第5の実施の形態>
[構成]
図24は、本発明の第4の実施の形態に係る照明装置5の機能ブロックの一例を表したものである。照明装置5は、上記各実施の形態およびその変形例に係るレンズ1〜3のうちの1つのレンズを用いたものである。照明装置5は、例えば、上記各実施の形態およびその変形例に係るレンズ1〜3のうちの1つのレンズ(以下、便宜的にレンズ1〜3と称する)と、光源70とを備えている。光源70は、レンズ1〜3に光を照射するものであり、例えば、電球やLEDなどの点光源を含んで構成されている。光源70から発せられる光の波長帯は、可視領域であってもよいし、赤外領域であってもよい。照明装置5は、さらに、例えば、光源70に電力を供給する電源や、光源70の発光を制御する制御回路などを備えていてもよい。
<8. Fifth embodiment>
[Constitution]
FIG. 24 illustrates an example of functional blocks of the illumination device 5 according to the fourth embodiment of the present invention. The illuminating device 5 uses one lens among the
[効果]
次に、本実施の形態の照明装置5の効果について説明する。本実施の形態の照明装置5では、上記各実施の形態およびその変形例に係るレンズ1〜3のうちの1つのレンズが用いられている。これにより、例えば、レンズ1,2に設けられた、つば20D,30Cを左右にスライドさせるだけで、照明範囲を変えることができる。また、例えば、レンズ3内の複数の光学部品41を入れ替えるだけで、照明範囲を変えることができる。その結果、例えば、照明装置5をエンターテイメントの用途において使用する際に、例えば、つば20D,30Cを左右にスライドさせたり、レンズ3内の複数の光学部品41を入れ替えたりするだけで、エンターテイメントの現場ごとに適した照明範囲に設定することができる。
[effect]
Next, the effect of the illumination device 5 of the present embodiment will be described. In the illuminating device 5 of the present embodiment, one lens among the
また、本実施の形態の照明装置5では、簡易な方法で照明範囲を変えることができることから、照明装置5に、首振り機構を設けたり、レンズ交換用のレンズを用意したりする必要がない。そのため、照明装置5が複雑かつ高価になることがない。 Further, in the illumination device 5 of the present embodiment, the illumination range can be changed by a simple method, and therefore it is not necessary to provide a swing mechanism in the illumination device 5 or to prepare a lens for lens replacement. . Therefore, the lighting device 5 does not become complicated and expensive.
<9.第4および第5の実施の形態の変形例>
次に、センサ装置4または照明装置5の変形例について説明する。なお、以下では、センサ装置4または照明装置5と共通する構成要素に対しては、同一の符号が付与される。さらに、センサ装置4または照明装置5と共通する構成要素についての説明は、適宜、省略されるものとする。
<9. Modifications of Fourth and Fifth Embodiments>
Next, a modified example of the sensor device 4 or the illumination device 5 will be described. In the following description, the same reference numerals are given to components common to the sensor device 4 or the illumination device 5. Furthermore, description of the components common to the sensor device 4 or the illumination device 5 is omitted as appropriate.
センサ装置4または照明装置5において、上記第1および第2の実施の形態およびそれらの変形例に係るレンズ1,2(以下、便宜的にレンズ1,2と称する)が、例えば、図25に示したような遮光部90によって覆われていてもよい。遮光部90は、レンズ1,2の光透過領域に形成された凹凸の一部分に光入射を可能にする窓90Aを有している。遮光部90は、さらに、レンズ1,2に設けられた、つば20D,30Cを左右にスライドさせることを可能にするスリット70Bを有している。
In the sensor device 4 or the illumination device 5,
窓90Aは、開口を有しており、その開口が、例えば、赤外光または可視光を透過するフィルタで覆われている。窓90Aの開口の形状は、例えば、長方形状、正方形状、楕円形状、または、星型状となっている。窓90Aの開口の形状および大きさは、レンズ1,2の平坦面20C,30Bまたは遮光部材20E,30Dの形状および大きさに対応していてもよい。遮光部90が、1つの窓90Aだけ有していてもよいし、複数の窓90Aを有していてもよい。
The
センサ装置4において、上述の遮光部90を設けることにより、レンズ1,2に光が入射する領域を制限したり、レンズ1,2を透過した光の一部を遮断したりすることができる。これにより、検出したくない範囲をあらかじめ遮光部90によって規定したり、レンズ1,2を移動(回動)させることにより、検出したくない範囲を移動(回動)させたりすることができる。
In the sensor device 4, by providing the above-described
また、センサ装置4において、窓90Aの開口の形状および大きさを、レンズ1,2の平坦面20C,30Bまたは遮光部材20E,30Dの形状および大きさに対応させた場合には、つば20D,30Cを左右にスライドさせたときに、検出範囲を劇的に変えることも可能となる。
Further, in the sensor device 4, when the shape and size of the opening of the
照明装置5において、上述の遮光部90を設けることにより、レンズ1,2に光源70からの光が入射する領域を制限したり、レンズ1,2を透過した光の一部を遮断したりすることができる。これにより、照明したくない範囲をあらかじめ遮光部90によって規定したり、レンズ1,2を移動(回動)させることにより、照明したくない範囲を移動(回動)させたりすることができる。
In the illuminating device 5, by providing the above-described
また、照明装置5において、窓90Aの開口の形状および大きさを、レンズ1,2の平坦面20C,30Bまたは遮光部材20E,30Dの形状および大きさに対応させた場合には、つば20D,30Cを左右にスライドさせたときに、照明範囲を劇的に変えることも可能となる。
Further, in the illumination device 5, when the shape and size of the opening of the
図26A,図26B,図26C,図26Dは、つば20D,30Cを左右にスライドさせたときの、レンズ1,2と、窓90Aとの位置関係の一例を表したものである。例えば、図26A,図26B,図26C,図26Dにおいて、窓90Aを、窓90Aの長手方向が水平方向となるように配置した場合、窓90Aからは、レンズ1,2の中央部分と、その両脇に1つずつ形成された2つの平坦面20C(または2つの平坦面30B)が見えている。この状態を“状態その1”と称する。状態その1から、つば20D,30Cを時計まわりに90度回転させる。すると、窓90Aからは、レンズ1,2の中央部分と、その両脇に1つずつ形成された2つの凹凸構造20B(または2つの凹凸構造30A)が見えるようになる。この状態を“状態その2”と称する。なお、図26A,図26B,図26C,図26Dでは、便宜的に、窓90Aが90度回転している様子が記載されているが、実際には、光学部品20,30が回転しており、窓90Aは固定されている。
26A, 26B, 26C, and 26D show an example of the positional relationship between the
状態その1では、レンズ1,2の中央部分に入射する外光を発し得る領域が、検出範囲となる。一方、状態その2では、レンズ1,2の中央部分の凸部に入射する外光を発し得る領域と、2つの凹凸構造20B(または2つの凹凸構造30A)に入射する外光を発し得る領域とが、検出範囲となる。従って、つば20D,30Cをスライドさせることで、検出範囲を変化させることができる。
In the
また、状態その1では、光源LSから発せられた光の発散角がレンズ1,2の中央部分の凸部によって狭められた光が到達し得る領域と、光源LSから発せられた光が2つの平坦面20C(または2つの平坦面30B)を透過した光が到達し得る領域とが、照明範囲となる。一方、状態その2では、光源LSから発せられた光の発散角がレンズ1,2の中央部分の凸部によって狭められた光が到達し得る領域と、光源LSから発せられた光の発散角が2つの凹凸構造20B(または2つの凹凸構造30A)によって狭められた光が到達し得る領域とが、照明範囲となる。従って、つば20D,30Cをスライドさせることで、照明範囲を変化させることができる。
In
なお、図26Dには、状態その1から、つば20D,30Cを時計まわりに、45度回転させたときの、レンズ1,2と、窓90Aとの位置関係の一例が示されている。さらに、図26Dには、状態その1から、つば20D,30Cを反時計まわりに、45度回転させたときの、レンズ1,2と、窓90Aとの位置関係の一例も示されている。図26Dにおいて、上側の3つの凹凸構造20B(または3つの凹凸構造30A)が、それぞれ、種類の互いに異なるフレネルレンズ形状となっているとする。さらに、下側の3つの凹凸構造20B(または3つの凹凸構造30A)が、レンズ1,2の中央部分を介して対向する上側の凹凸構造20B(または凹凸構造30A)と同種のフレネルレンズ形状となっているとする。このとき、状態その1から、つば20D,30Cを時計まわりに、45度、または90度回転させたり、つば20D,30Cを反時計まわりに、45度回転させたりすることにより、窓90Aに見えるフレネルレンズ形状の種類が変わる。従って、図26Dにおいて、つば20D,30Cをスライドさせることで、検出範囲や照明範囲を多段階に変化させることができる。
FIG. 26D shows an example of the positional relationship between the
なお、上記変形例において、つば30Cをスライドさせる代わりに、遮光部90(または窓90A)を回転させてもよい。この場合には、つば30Cを省略することができる。
In the above modification, instead of sliding the
また、上記変形例において、つば20D,30Cのスライドや、遮光部90(または窓90A)の回転を手動で行う代わりに、自動で行ってもよい。例えば、光学部品20または光学部品30の側面、上面端縁または裏面端縁に、凹凸を設け、その凹凸と噛み合う歯車をモータ等で回転させることにより、光学部品20または光学部品30を回転させることができる。同様に、例えば、遮光部90に凹凸を設け、その凹凸と噛み合う歯車をモータ等で回転させることにより、遮光部90を回転させることができる。
Moreover, in the said modification, you may perform automatically instead of performing the slide of the
光学部品20、光学部品30または遮光部90の側面に凹凸を設ける場合には、側面の凹凸は、側面の周回方向にらせん状に溝が切られたものや、側面の上下方向に直線状に溝が切られたものであってもよい。側面の凹凸が側面の周回方向にらせん状に溝が切られたものである場合、その凹凸と噛み合う歯車をモータ等で側面の上下方向に回転させることにより、光学部品20、光学部品30または遮光部90を回転させることができる。側面の凹凸が側面の上下方向に直線状に溝が切られたものである場合、その凹凸と噛み合う歯車をモータ等で側面の周回方向に回転させることにより、光学部品20、光学部品30または遮光部90を回転させることができる。
When unevenness is provided on the side surface of the
また、例えば、光学部品20、光学部品30または遮光部90に接するタイヤを設け、そのタイヤをモータ等で回転させ、タイヤによる摩擦を利用して、光学部品20、光学部品30または遮光部90を回転させることができる。
In addition, for example, a tire that is in contact with the
1,2,3…レンズ、1A,3A…光入射面、1B,3B…光出射面、4…センサ装置、5…照明装置、10,20,30,41…光学部品、10A…凸部、10B…支持板、20A…開口、20B,20F,30A,30E,42…凹凸構造、20C,30B,43…平坦面、20D,30C…つば、20E,30D,40A…遮光部材、40…センサモジュール、44…センサ回路、50…制御部、51,52…リレー回路、60…負荷、70…光源、90…遮光部、90A…窓、90B…スリット、AX…光軸、F1,F2,F3…焦点、L…光、Lb1,Lb2…境界線、LS…光源、S…集光面。
1, 2, 3 ... lens, 1A, 3A ... light incident surface, 1B, 3B ... light exit surface, 4 ... sensor device, 5 ... illumination device, 10, 20, 30, 41 ... optical component, 10A ... convex portion, 10B: Support plate, 20A: Opening, 20B, 20F, 30A, 30E, 42 ... Uneven structure, 20C, 30B, 43 ... Flat surface, 20D, 30C ... Brim, 20E, 30D, 40A ... Light shielding member, 40 ...
Claims (16)
複数の前記光学部品のうちの少なくとも1つの前記光学部品は、当該レンズの光透過領域に、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造を有する
レンズ。 A lens having a plurality of optical components movably combined with each other,
At least one of the plurality of optical components is a plurality of first concavo-convex structures which are Fresnel lenses having no defect in a light transmission region of the lens, or a Fresnel lens having a defect in part 1 Or a lens having a plurality of second uneven structures.
請求項1に記載のレンズ。 The layout of the projections and depressions formed in the light transmission region has moved one or a plurality of the optical components having the first or the second projections and depressions in a plane perpendicular to the optical axis of the lens. The lens according to claim 1, which changes sometimes.
複数の前記光学部品のうち1つの前記光学部品は、前記開口に挿通された凸部を有する
請求項2に記載のレンズ。 One optical component in which the first uneven structure or the second uneven structure is formed is an annular component having an opening,
The lens according to claim 2, wherein one of the plurality of optical components has a convex portion inserted through the opening.
請求項3に記載のレンズ。 The lens according to claim 3, wherein the convex portion has a shape of a central portion of the Fresnel lens.
前記光透過領域は、1つのフレネルレンズにおいて環形状の凹凸を分断するような態様で前記平坦面もしくは前記湾曲面が形成された凹凸形状となっている
請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載のレンズ。 The one optical component in which the second concavo-convex structure is formed has a flat surface or a curved surface having no concavo-convex in the light transmission region and at a position not facing the second concavo-convex structure,
The light transmission region has an uneven shape in which the flat surface or the curved surface is formed in such a manner as to divide the ring-shaped unevenness in one Fresnel lens. The lens according to item.
前記光透過領域は、複数のフレネルレンズの周囲に前記平坦面もしくは前記湾曲面が配置された凹凸形状を含んでいる
請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載のレンズ。 The one optical component in which the first concavo-convex structure is formed has a flat surface or a curved surface having no concavo-convex in the light transmission region and at a position not facing the first concavo-convex structure,
The lens according to any one of claims 2 to 4, wherein the light transmission region includes a concavo-convex shape in which the flat surface or the curved surface is arranged around a plurality of Fresnel lenses.
複数の前記光学部品は、行列状に配置されている
請求項2に記載のレンズ。 Each of the optical components has a block shape,
The lens according to claim 2, wherein the plurality of optical components are arranged in a matrix.
前記光学部品は、当該レンズの光透過領域に、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造を有する
レンズ。 A lens with a single optical component,
The optical component has a plurality of first concavo-convex structures which are Fresnel lenses having no defects or one or a plurality of second concavo-convex structures which are Fresnel lenses having defects in a part in a light transmission region of the lens.
請求項8に記載のレンズ。 The lens according to claim 8, wherein a layout of the unevenness formed in the light transmission region is a layout different from perfect rotational symmetry.
前記光透過領域は、1つのフレネルレンズにおいて環形状の凹凸を分断するような態様で前記平坦面もしくは前記湾曲面が形成された凹凸形状となっている
請求項9に記載のレンズ。 The optical component has a flat surface or a curved surface having no unevenness at a position in the light transmission region and not facing the second uneven structure,
The lens according to claim 9, wherein the light transmission region has a concavo-convex shape in which the flat surface or the curved surface is formed in such a manner that a ring-shaped concavo-convex portion is divided in one Fresnel lens.
前記光透過領域は、複数のフレネルレンズの周囲に前記平坦面もしくは前記湾曲面が配置された凹凸形状を含んでいる
請求項9に記載のレンズ。 The optical component has a flat surface or a curved surface without unevenness in a position that is in the light transmission region and is not opposed to the first uneven structure,
The lens according to claim 9, wherein the light transmission region includes an uneven shape in which the flat surface or the curved surface is arranged around a plurality of Fresnel lenses.
前記レンズによって集光された光を電気信号に変換するセンサと
を備え、
複数の前記光学部品のうちの少なくとも1つの前記光学部品は、前記レンズの光透過領域に、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造を有する
センサ装置。 A lens having a plurality of optical components movably combined with each other;
A sensor that converts light collected by the lens into an electrical signal;
At least one of the plurality of optical components is a plurality of first concavo-convex structures which are Fresnel lenses having no defect in the light transmission region of the lens, or a Fresnel lens having a defect in part 1 Or the sensor apparatus which has several 2nd uneven structure.
前記レンズによって集光された光を電気信号に変換するセンサと
を備え、
前記光学部品は、当該レンズの光透過領域に、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造を有する
センサ装置。 A lens having a single optical component;
A sensor that converts light collected by the lens into an electrical signal;
The optical component has a plurality of first concavo-convex structures, which are Fresnel lenses without defects, or one or a plurality of second concavo-convex structures, which are Fresnel lenses partially defective, in a light transmission region of the lens. .
請求項12または請求項13に記載のセンサ装置。 The sensor device according to claim 12, further comprising a light shielding portion having a window that allows light to enter a part of the unevenness formed in the light transmission region.
前記レンズに光を照射する光源と
を備え、
複数の前記光学部品のうちの少なくとも1つの前記光学部品は、前記レンズの光透過領域に、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造を有する
照明装置。 A lens having a plurality of optical components movably combined with each other;
A light source for irradiating the lens with light,
At least one of the plurality of optical components is a plurality of first concavo-convex structures which are Fresnel lenses having no defect in the light transmission region of the lens, or a Fresnel lens having a defect in part 1 Or the illuminating device which has several 2nd uneven structure.
前記レンズに光を照射する光源と
を備え、
前記光学部品は、前記レンズの光透過領域に、欠損の無いフレネルレンズである複数の第1凹凸構造、または、一部分に欠損を有するフレネルレンズである1または複数の第2凹凸構造を有する
照明装置。 A lens having a single optical component;
A light source for irradiating the lens with light,
The optical component has a plurality of first concavo-convex structures that are Fresnel lenses without defects in the light transmission region of the lens, or one or a plurality of second concavo-convex structures that are Fresnel lenses that partially have defects. .
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