(57)【要約】【課題】装置を大型化することなく光ビームを複数方向に分割する。【解決手段】台形柱状の第一ビームスプリッタ５の斜面に各三角柱状プリズムからなる第二乃至第六ビームスプリッタ６乃至１２を面接合する。第二乃至第六ビームスプリッタ６乃至１２の光ビーム入射側の接合面に光ビームＬまたは透過光Ｌ２を反射光Ｌ１と透過光Ｌ２に分岐する半透過膜１４をそれぞれ設ける。各半透過膜１４で反射する反射光Ｌ１は交互に一方側と他方側に反射させる。同一方向の各反射光Ｌ１は光ビームＬ及び透過光Ｌ２の光軸に対して９０°未満の同一角度に設定し、互いに平行にする。【選択図】  図２
2006039208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光ビームをそれぞれ反射光と透過光に分岐すると共に当該透過光の進行方向に配列されて互いに接合面で接合された複数の光ビーム分割手段を備え、
前記接合面にはそれぞれ入射する光ビームまたは透過光を反射光と透過光に分岐する分割面を設けており、
当該分割面でそれぞれ反射する反射光は異なる複数方向に反射されると共に、当該複数方向の反射光の少なくとも各１つは入射する光ビームまたは透過光の光軸に対して９０°未満の角度で反射するようにしたことを特徴とする光ビーム分割素子。
【請求項２】
前記複数方向の反射光は、いずれも入射する光ビームまたは透過光の光軸に対して９０°未満の角度で反射するようにしたことを特徴とする請求項１に光ビーム分割素子。
【請求項３】
同一方向に反射する前記反射光は集合するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の光ビーム分割素子。
【請求項４】
前記複数の分割面で反射する反射光は、二つの方向に交互に反射するようにした請求項１ないし３のいずれかに記載の光ビーム分割素子。
【請求項５】
前記複数の光ビーム分割手段は複数の三角プリズムが頂角を交互にずらして向かい合わせにして接合されてなり、前記頂角の大きさがそれぞれ異なっている請求項１乃至４のいずれかに記載の光ビーム分割素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを分割して複数の反射光（光ビーム）として射出させる光ビーム分割素子に関するものであり、例えば自車両の存在を他人や他車に知らしめたり、自車両の進路を自車両の運転者に把握させるために道路等の路面上に光ビームを照射する車両運転支援装置に用いるための光ビーム分割素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路の路面上に光ビームを照射して自車両の進路や存在を自車両や他車両の運転者、歩行者等に示す車両運転支援装置として、例えば下記特許文献１に記載したものが開示されている。この車両運転支援装置はビーム照射機を備えており、ビーム照射機は半導体レーザからなるビーム発生器、ビーム整形レンズ、偏向整形器及びスキャンアクチュエータを設けている。そして、ビーム用電子制御ユニットの指令によってスキャンアクチュエータを駆動して光ビームを走査して視認可能な状態で照射する。
この車両運転支援装置はビーム照射機を４つ有しており、例えば車両前部の左右側部と車両後部の左右側部にそれぞれ設けられている。ビーム照射機で照射される光ビームのパターンは光ビームと同一の光学特性を有している。そして、車両運転支援装置に搭載した調光手段によって、光ビームと同一の光学特性を有する光を他の光学特性を有する光に比較して透過し易いものにしている。
この装置によれば、車両周囲の道路路面上に所定の光学特性を有する光ビームが照射されると、路面上に光ビームのパターンが形成される。このパターンは、例えば車両が直進する場合には、車幅に沿う両側で進行方向前方側に直線状に照射され、旋回する場合には、車両の最大旋回幅に沿って両側で略円弧状に照射されることになる。
【０００３】
また、１本の光ビームを複数本に分割してマルチビームを発生させるための光ビーム分割素子として下記特許文献２に記載されたものがある。この光ビーム分割素子は、ビームスプリッタを端面形状が直角二等辺三角形からなる三角柱形状の三角プリズムを３個互いに接合して互いの接合面に入射光を反射光と透過光に分岐する薄膜を設けている。そのため、この光ビーム分割素子に入射する一対の光ビームは反射光と透過光に分岐されて互いに直交する方向に射出されることになる。
【特許文献１】特開２００３−２８５６８５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者の車両運転支援装置では、スキャンアクチュエータによって１つの光ビームを走査することで路面上を照射するものであるため、路面上のパターンは単純な連続線になり、他車両や歩行者等に与える情報は限られたものになってしまう。しかも、車両走行時に光ビームを走査して路面上にパターンを形成するためには、光ビームをある速度で移動させることになるため、路面に形成されるパターンはその走査速度が速くなるにしたがって視認性が低下するという不具合がある。
この場合、ビーム発生器を複数設けて個別に光ビームを照射すれば表示できる情報を多様にできると共に視認性を向上できるが、装置が大型化するために車両等に搭載するには不向きであった。
一方、後者の光ビーム分割素子では、１本のレーザ光を同一強度の複数の光ビームに分割できるために、仮に車両運転支援装置に用いた場合、光ビームやパターンの移動や走査による視認性低下、或いは光源を複数設けるという特許文献１に記載の不具合を改善できる。しかしながら、この光ビーム分割素子は、入射するレーザ光を互いに略直角をなす反射光と透過光とに分岐するため、これらの反射光を反射ミラー等で所望の方向に誘導すると、装置が大型化するという不具合は依然として改善できなかった。
本発明は、このような実情に鑑みて、光ビームを複数方向に分岐しても大型化することのない光ビーム分割素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による光ビーム分割素子は、入射する光ビームをそれぞれ反射光と透過光に分岐すると共に当該透過光の進行方向に配列されて互いに接合面で接合された複数の光ビーム分割手段を備え、接合面にはそれぞれ入射する光ビームまたは透過光を反射光と透過光に分岐する分割面を設けており、当該分割面でそれぞれ反射する反射光は異なる複数方向に反射されると共に、当該複数方向の反射光の少なくとも各１つは入射する光ビームまたは透過光の光軸に対して９０°未満の角度で反射するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、光ビーム分割手段に入射する光ビームを分割面で反射光と透過光に分岐し、その透過光を同様に後続の光ビーム分割手段の分割面で反射光と透過光とに順次分岐することができる。これによって各反射光を複数の方向に射出すると共に、これら複数の方向における反射光はそれぞれ少なくとも１つが９０°未満の角度で反射することで、同一方向に射出する反射光を狭い領域内に集合させたり、光ビーム分割素子に比較的近い領域に射出することができる。そのため、光ビーム分割素子についてこの素子から複数の方向に射出する反射光を含めてコンパクトな領域内にまとめることができ、光ビーム分割素子を採用する光学装置を小型にできる。
なお、複数の光ビーム分割手段のうち、透過光の進行方向の最後尾に設定されたものは、分割面の光ビーム透過率を０％に設定してもよい。或いは最後尾の光ビーム分割素子について、その分割面を透過する透過光を全反射させる反射面を透過率０％の分割面として対向する面に設けてもよい。これによって、最後尾の光ビーム分割手段で透過光を全反射させることができ、光ビームを無駄なく反射光として利用できる。
【０００６】
また、複数方向の反射光は、いずれも入射する光ビームまたは透過光の光軸に対して９０°未満の角度で反射するようにしてもよい。この場合、同一方向に反射する複数の反射光を光ビーム分割素子に近い位置、方向に射出させることができ、光ビーム分割素子を含む装置の小型化を図ることができる。その際、同一方向に反射する複数の光ビームを略平行にしてもよい。
或いは、同一方向に反射する反射光は集合するようにしてもよい。同一方向に反射する反射光の一部または全部を９０°未満に折り曲げることで、狭い領域に集合させることができ、この場合も光ビーム分割素子を含む装置の小型化を図ることができる。
【０００７】
また、複数の分割面で反射する反射光は、二つの方向に交互に反射するようにしてもよく、反射光を交互に二つの方向に反射させることで、両側の反射光を光ビーム分割素子に対して略対称な位置または同等の位置にバランスさせて配列することができる。
また、複数の光ビーム分割手段は複数の三角プリズムが頂角を交互にずらして向かい合わせにして接合されてなり、しかも頂角の大きさがそれぞれ異なっていてもよい。
これによって分割面を光ビームや透過光の進行方向に並べて順次反射させることができると共に、各三角プリズムの頂角の大きさを異ならせることで、入射する光ビームまたは透過光の光軸に対する反射光の角度を異ならせて反射光を集合させる等、反射光の方向を設定できる。
その場合、光ビーム分割手段の接合面の長さが異なるようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による光ビーム分割素子によれば、複数方向に反射する反射光のうち同一方向の反射光の少なくとも１本を９０°未満の角度で反射させて狭い領域に集合させたり、光ビーム分割素子に比較的近い領域に射出すること等ができ、反射光を含めてコンパクトな領域内にまとめることができ、光ビーム分割素子を採用する光学装置を小型にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態による光ビーム分割素子とこれを含む光ビーム照射装置について添付図面により説明する。図１は光ビーム照射装置を搭載した車両の斜視図、図２は第一の実施の形態による光ビーム分割素子の正面図、図３は光ビーム照射装置の光学系を示す図、図４はビームエキスパンダを示す図である。
図１において、車両１内のフロントガラスの上部中央に光ビーム照射装置２が装着されている。図示は省略するが、車両１内のリアガラスの上部中央にも光ビーム照射装置２が設けられている。光ビーム照射装置２には光ビーム分割素子３が用いられている。
この光ビーム分割素子３について図２により説明する。光ビーム分割素子３は、複数の柱状のプリズムが略直線状に面接合されて構成されている。光ビーム分割素子３において、光ビームＬが入射する側のプリズムは端面が例えば台形柱状とされ、これを第一ビームスプリッタ５とする。そして第一ビームスプリッタ５に続く他のプリズムは、端面が同一の略二等辺三角形をなす柱状の三角プリズムを頂角が互い違いに向かい合う方向に並ぶように斜面で互いに面接合させて略直線状に配列している。
図に示す例では第一ビームスプリッタ５の台形の斜面５ａに続けて７個の略二等辺三角形柱状のプリズムを順次面接合しており、これらを第一ビームスプリッタ５側から順に第二ビームスプリッタ６、第三ビームスプリッタ７、第四ビームスプリッタ８、第五ビームスプリッタ９、第六ビームスプリッタ１０、第七ビームスプリッタ１１、第八ビームスプリッタ１２とする。これらは光ビーム分割手段を構成する。しかも、第一ビームスプリッタ５の入射面５ｂは入射する光ビームＬに直交する面とされている。
また、光ビーム分割素子３は入射する光ビームＬ及び透過光Ｌ２が同一直線状であるとして、その両側面３ａ、３ｂが光ビームＬ及び透過光Ｌ２と平行をなしていて、全体に略台形の柱状に形成されている。
【００１０】
そして第一乃至第八ビームスプリッタ５〜１２のそれぞれが隣り合う接合面の一方、ここでは第二乃至第八ビームスプリッタ６〜１２の入射光Ｌ側（第一ビームスプリッタ５側）の斜面に誘電体多層膜または金属膜によってハーフミラーコーティングが施され、これをそれぞれ半透過膜１４（分割面）とする。また第八ビームスプリッタ１２において、半透過膜１４に対向する最後尾の斜面は光ビームを全反射させる反射面１５を構成する。反射面１５も透過率０％の分割面を構成する。
そのため、第一ビームスプリッタ５の入射面５ｂから入射する光ビームＬは第二ビームスプリッタ６の半透過膜１４により予め設定された比率で反射光Ｌ１と透過光Ｌ２とにそれぞれ分割される。そして第三ビームスプリッタ７の半透過膜１４に入射する透過光Ｌ２は半透過膜１４により予め設定された比率で反射光Ｌ１と透過光Ｌ２とにそれぞれ分割される。同様に第四乃至第八ビームスプリッタ８〜１２においても透過光Ｌ２は半透過膜１４により予め設定された比率で反射光Ｌ１と透過光Ｌ２とにそれぞれ分割される。
【００１１】
そのため、奇数番目の半透過膜１４で反射する反射光Ｌ１は一方側（図中の左側）に、偶数番目の半透過膜１４と反射面１５で反射する反射光Ｌ１は他方側（図中の右側）にそれぞれ交互に反射することになる。
また、略二等辺三角形柱状をなす第二乃至第八ビームスプリッタ６〜１２の各頂角θは同一の鋭角に設定されている。これによって、各半透過膜１４で両側に反射する反射光Ｌ１が光ビームＬまたは透過光Ｌ２の光軸に対して９０°未満の同一の鋭角θａをなすように形成されている。そのため、頂角θは例えば４５°未満であることが好ましい。しかも一方側と他方側にそれぞれ射出する２組の各反射光Ｌ１、Ｌ１はそれぞれ互いに略平行である。
【００１２】
本実施の形態による光ビーム分割素子３は上述の構成を備えているから、光ビーム分割素子３の第一ビームスプリッタ５の入射面５ｂに略垂直に入射する光ビームＬ、そして分岐された後の透過光Ｌ２は、第二乃至第八ビームスプリッタ６〜１２の接合面に設けられた各半透過膜１４で反射光Ｌ１と透過光Ｌ２に順次分割される。また、第八ビームスプリッタ１２内を透過する透過光は反射面１５で全反射されて反射光Ｌ１となる。
奇数番目の半透過膜１４で分岐されて一方側に射出する４本の反射光Ｌ１はそれぞれ光ビームＬまたは透過光Ｌ２の光軸に対して同一の鋭角θａで反射して略平行に射出される。偶数番目の半透過膜１４と反射面１５で分岐されて他方側に射出する４本の反射光Ｌ１はそれぞれ光ビームＬまたは透過光Ｌ２の光軸に対して同一の鋭角θａで反射して略平行に射出される。
【００１３】
従って本実施の形態による光ビーム分割素子３によれば、両側に射出する２組各４本の反射光Ｌ１、Ｌ１は光ビーム分割素子３を挟んで略Ｖ字状に射出されるから、光ビーム分割素子３によって形成される光ビームＬの反射光Ｌ１、Ｌ１の光路を狭いスペース内に形成して全体に小型に形成できる。
【００１４】
次に本実施の形態による上述の光ビーム分割素子３を設けた光ビーム照射装置２について図３及び図４により説明する。
図３に示す光ビーム照射装置２は、例えばＹＡＧレーザからなる光源１８と、光源１８から射出した光ビームＬのビーム径を整形するためのビームエキスパンダ２０（ビーム整形手段）が配設されている。光ビーム照射装置２から射出された複数の照射ビームＬ１は、光源４からのレーザ光を遠方、例えば３０ｍ先の道路路面にそのまま照射すると、回折の影響でビーム径が太くなるので、これを避けるためにビームエキスパンダ２０によって予めビーム径を拡径しておく。
ビームエキスパンダ２０の一例として図４に示すものがある。図４（ａ）に示すものは、ガリレオ式望遠鏡に採用されているビームエキスパンダ２０であり、平凹レンズ２１と平凸レンズ２２を透過する光ビームＬはビームをＤ２からＤ１に拡径され平行光束になる。また、反射型のビームエキスパンダとして図４（ｂ）に示すように凸面鏡で拡径反射させた光ビームを凹面鏡で反射させて平行光束にしたもの等がある。
そして、ビームエキスパンダ２０を通過した光ビームＬの前方には本実施の形態による光ビーム分割素子３が、光ビームＬの光軸と同軸に重なるように設けられている。
【００１５】
図３において、光ビーム分割素子３の両側には、この光ビーム分割素子３よりも光源４側にずれた位置にガルバノミラー群が配列されている。
即ち、光ビーム分割素子３の一方側には、奇数番目の半透過膜１４で反射する４本の反射光Ｌ１を反射させるための第一ガルバノミラー２５、第三ガルバノミラー２７、第五ガルバノミラー２９、第七ガルバノミラー３１がそれぞれ略平行に設けられている。光ビーム分割素子３の他方側には、偶数番目の半透過膜１４と反射面１５で反射する４本の反射光Ｌ１を反射させるための第二ガルバノミラー２６、第四ガルバノミラー２８、第六ガルバノミラー３０、第八ガルバノミラー３２がそれぞれ略平行に設けられている。
各ガルバノミラー２５〜３２はそれぞれ制御回路３４（制御手段）に電気的に接続されており、制御回路３４の信号を受けて例えば互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向の２軸回りに任意の角度でチルト駆動回転できる。そして両側の各四枚のガルバノミラー２５，２７，２９，３１と２６、２８，３０，３２は設置板３５，３６にそれぞれ取り付けられている。図に示す例では、各設置板３５、３６は略Ｖ字をなすように光ビーム分割素子３の両側に配設されている。
【００１６】
そして、例えば車両１の進行方向を図３でＡ方向とすると、各ガルバノミラー２５〜３２で反射された光ビームＬ１、Ｌ１は２組各４本の照射ビームとしてＡ方向に射出させられる。図３に示す例では、各ガルバノミラー２５〜３２で反射して両側に偏向させられた２組の光ビームＬ１、Ｌ１の束は、互いに離間する方向に拡散する平行光として照射させられる。また制御回路３４を操作して各ガルバノミラー２５〜３２を紙面に略平行な平面内で角度調整することで、２組の反射光Ｌ１，Ｌ１の束を偏向させて互いに拡散する方向、集束する方向や互いに平行な方向、或いは光ビーム分割素子３に平行な方向に照射できる。
【００１７】
本実施の形態による光ビーム照射装置２は上述の構成有しているから、図３において、光源１８を射出した光ビームＬはビームエキスパンダ２０で整形された後、光ビーム分割素子３に入射して第二乃至第八ビームスプリッタ６〜１２の半透過膜１４と反射面１５により上述したように予め設定された比率で順次反射光Ｌ１と透過光Ｌ２に分割され、反射面１５では全反射される。両側に射出する各４本の反射光Ｌ１、Ｌ１は光ビームＬまたは透過光Ｌ２の光軸に対して鋭角θａでそれぞれ反射され、両側のガルバノミラー２５，２７，２９，３１と２６、２８，３０，３２に向けて進行する。
そのため、奇数番目の半透過膜１４で反射する４本の反射光Ｌ１は互いに平行であり、第一、第三、第五、第七ガルバノミラー２５，２７，２９，３１で更に反射して外側へ略平行に射出する。そして路面に一方の光スポットパターンＬａ（またはＬｂ）を形成する。また、偶数番目の半透過膜１４と反射面１５で反射する４つの反射光Ｌ１も互いに略平行であり、第二、第四、第六、第八ガルバノミラー２６、２８，３０，３２で更に反射して外側へ略平行に射出する。そして路面に他方の光スポットパターンＬａ（またはＬｂ）を形成する。
【００１８】
上述のように本実施の形態による光ビーム分割素子３を有する光ビーム照射装置２によれば、１本の光ビームＬに基づいて複数本の反射光Ｌ１に分割すると共に、これら反射光Ｌ１を二方向に分岐して照射することができる。よって、車両１の前方または後方に形成する二つの光スポットパターンＬａ、ＬａまたはＬｂ、Ｌｂを１つの光ビーム照射装置２で得られるため、構成を簡単にできてコストを低廉にできる。
しかも、光ビーム分割素子３での両側への各４本の反射光Ｌ１、Ｌ１が光ビームＬや透過光Ｌ２の光軸に対して鋭角θａで反射する構成であるため、両側の各４枚のガルバノミラーを光ビーム分割素子３により近づけて且つ光ビーム分割素子３より光源４側に配設することができ、装置２を一層小型化できる。
また、光源１８、ビームエキスパンダ２０、光ビーム分割素子３を１つのユニットとし、両側の各４枚のガルバノミラー２５，２７，２９，３１と２６、２８，３０，３２を設置板３５、３６でそれぞれユニット化することで、装置全体の構成を３つのユニットに分けて個別に制御することができて、装置全体を簡略化でき、メンテナンスも容易になる。
また、光ビーム分割素子３での両側への各４本の反射光Ｌ１，Ｌ１はそれぞれ平行に設定したから、両側に設置する各ガルバノミラー２５，２７，２９，３１と２６、２８，３０，３２のユニット間の間隔を任意に設定してもよく、例えば路面上での二つの光スポットパターンＬａ、ＬａまたはＬｂ、Ｌｂを離間させたい場合には、両側のガルバノミラー２５，２７，２９，３１と２６、２８，３０，３２の偏向角を変えることなく、ユニット（設置板３５、３６）ごと平行移動して互いの間隔を広げることで実現できる。
【００１９】
なお、光ビーム分割素子３では反射光Ｌ１、Ｌ１を交互に二方向に反射させることとしたが、これに限定されることなく、任意の順番で複数の反射光Ｌ１を選択的にいずれかの方向に反射させることができる。
【００２０】
次に本発明の第二の実施の形態を図５及び図６により説明するが、上述の実施の形態と同一または同様の部分、部材には同一の符号を用いて説明する。
図５に示す第二の実施の形態による光ビーム分割素子４０は、頂角の大きさが異なる複数の三角形柱状の三角プリズムを面接合して構成されている。
図において、光ビーム分割素子４０の第一ビームスプリッタ４１は略直角三角形柱状をなしており、入射する光ビームＬに直交する入射面４１ａを有している。第一ビームスプリッタ４１の底面４１ｂに続けて、５個の略三角形柱状の三角プリズムをその頂角を互い違いに対向させて斜面を順次面接合している。これらの三角プリズムを光源４側から順に第二ビームスプリッタ４２、第三ビームスプリッタ４３、第四ビームスプリッタ４４、第五ビームスプリッタ４５、第六ビームスプリッタ４６とする。これらは光ビーム分割手段を構成する。
また、第二乃至第六ビームスプリッタ４２〜４６は図５に示すように柱状の端面である各三角形の頂角α１、α２，α３、α４、α５を挟む二つの斜辺の長さが両側に隣接する他の三角形の斜辺の長さとそれぞれ一致するものとする。各頂角α１〜α５は互いに大きさが相違しており、そのために各三角形の上記二つの斜辺は長さが相違する。しかも、光ビーム分割素子４０は入射する光ビームＬ及び透過光Ｌ２の光軸が同一直線状であるとして、その両側面４０ａ、４０ｂが光ビームＬ及び透過光Ｌ２の光軸と平行とされ、全体で略台形柱状に形成されている。
【００２１】
そして隣り合う各ビームスプリッタ４１〜４６の面接合する底面４１ｂまたは斜面の一方、ここでは第二乃至第六ビームスプリッタ４２〜４６の光源４側の斜面に、半透過膜４７（分割面）として誘電体多層膜または金属膜によってハーフミラーコーティングがそれぞれ施されている。また第六ビームスプリッタ４６において、半透過膜４７に対向する斜面は反射面４８（分割面）を構成する。
そのため、第一ビームスプリッタ４１の入射面４１ａから入射する光ビームＬまたは透過光Ｌ２は第二乃至第六ビームスプリッタ４２〜４６の各半透過膜４７により予め設定された比率で反射光Ｌ１と透過光Ｌ２とにそれぞれ分割される。しかも、奇数番目の半透過膜４７で反射する反射光Ｌ１は一方側（左側）に、偶数番目の半透過膜４７及び反射面４８で反射する反射光Ｌ１は他方側（右側）にそれぞれ反射することになる。
また、第二乃至第六ビームスプリッタ４２〜４６の各頂角α１、α２，α３、α４、α５は、第一ビームスプリッタ４１に近いものが最大で、第一ビームスプリッタ４１から離れるに従って順次小さくなるように設定されている。そのため、入射する光ビームＬ及び透過光Ｌ２の光軸に対する各半透過膜４７及び反射面４８での各反射光Ｌ１の角度β１、β２、β３、β４、β５、β６は、第一ビームスプリッタ４１から遠ざかるに従って順次小さくなるように形成されている。そのため、両側の各４本の反射光Ｌ１、Ｌ１はそれぞれ集合する方向に反射する。
【００２２】
本実施の形態による光ビーム分割素子４０は上述の構成を備えているから、光ビーム分割素子４０の第一ビームスプリッタ４１の入射面４１ａに略垂直に入射する光ビームＬは第二ビームスプリッタ４２の半透過膜４７で反射光Ｌ１と透過光Ｌ２に分岐される。そして透過光Ｌ２は、第三乃至第六ビームスプリッタ４３〜４６の各半透過膜４７で同様に反射光Ｌ１と透過光Ｌ２に順次分割される。第六ビームスプリッタ４６内を透過する透過光は反射面４８で全反射される。
奇数番目の半透過膜４７で分岐されて一方側に射出する３本の反射光Ｌ１は互いに集合する方向に反射される。偶数番目の半透過膜４７と反射面４８で分岐されて他方側に射出する３本の反射光Ｌ１も同様に互いに集合する方向に反射される。
【００２３】
従って、本実施の形態による光ビーム分割素子４０によれば、両側に射出する２組各３本の反射光Ｌ１、Ｌ１はそれぞれ集合する方向に制御されるために、両反射光Ｌ１、Ｌ１の光路を狭いスペース内に形成して全体に小型に形成できる。
【００２４】
次に本実施の形態による上述の光ビーム分割素子４０を用いた光ビーム照射装置５０について図６により説明する。
図６に示す光ビーム照射装置５０において、光ビーム分割素子４０の入射面４１ａに対向して光源１８とビームエキスパンダ２０が配設されている。
そして、光ビーム分割素子４０の両側にはそれぞれガルバノミラー群が配設されている。
光ビーム分割素子４０の一方側には、奇数番目の半透過膜４７で反射する３本の反射光Ｌ１をそれぞれ反射させるための第一ガルバノミラー５１、第三ガルバノミラー５３、第五ガルバノミラー５５が設けられている。光ビーム分割素子４０の他方側には、偶数番目の半透過膜４７と反射面４８で反射する３本の反射光Ｌ１をそれぞれ反射させるための第二ガルバノミラー５２、第四ガルバノミラー５４、第六ガルバノミラー５６が設けられている。各ガルバノミラー５１〜５６は任意の方向に回動可能であり、ＭＥＭＳミラー等の非常に小型の可動ミラーで構成されている。
【００２５】
一方側の３枚のガルバノミラー５１，５３，５５は小型の設置板５８に取り付けられ、互いに微少な間隔で略々円弧状に並べられている。他方側の３枚のガルバノミラー５２，５４，５６も同様に小型の設置板５９に取り付けられ、互いに微少な間隔で略々円弧状に並べられている。光ビーム分割素子４０から反射される各３本の反射光Ｌ１は反射角β１〜β６をそれぞれ異なる大きさに設定することで互いに集合する方向に射出できるために、近接して配列した小型のガルバノミラー５１，５３，５５と５２，５４，５６でそれぞれ偏向させて互いに平行な方向に射出できる。
特に本実施の形態では光源１８に近い側の反射光Ｌ１の反射角β１、β２を比較的大きく設定して光源１８から遠ざかるに従って反射光Ｌ１の反射角β３〜β６を順次小さく設定したために、光源１８に近い側で各３本の反射光Ｌ１を集合できる。そのため、光源１８に近い位置に各ガルバノミラー５１，５３，５５と５２，５４，５６の設置板５８，５９を設けることができる。特に図６に示す例ではβ１を約９０°に設定し、β２を９０°に近い鋭角に設定したことで、光ビーム分割素子４０に略対称な位置に各設置板５８，５９を配置できる。
【００２６】
本実施の形態による光ビーム照射装置５０は上述の構成を有しているから、光源１８からビームエキスパンダ２０を介して光ビーム分割素子４０に入射する光ビームＬは第二ビームスプリッタ４２の半透過膜４７によって予め定められた比率で反射光Ｌ１と透過光Ｌ２に分割される。更に透過光Ｌ２は、各ビームスプリッタ４３〜４６間の各半透過膜４７と反射面４８によって同様の作用で順次反射光Ｌ１と透過光Ｌ２に分割され、各反射光Ｌ１は交互に一方側と他方側に反射される。
しかも、両側の各３本の反射光Ｌ１、Ｌ１は集光する方向に射出され互いに交差した直後に、それぞれ光源１８に近い位置に配置した小型のガルバノミラー５１，５３，５５と５２，５４，５６でそれぞれ偏向させられる。
そして互いに平行な各３本の反射光Ｌ１，Ｌ１として外部へ射出され、路面に光スポットパターンＬａ，ＬａまたはＬｂ，Ｌｂを形成する。
【００２７】
本実施の形態によれば、上述の効果に加えて、光ビーム分割素子４０の各ビームスプリッタ４２〜４６の頂角α１〜α５を適宜選択することで、射出する反射光Ｌ１の射出角β１〜β６を自由に設定することができる。特に両側の各複数の反射光Ｌ１、Ｌ１を、光ビーム分割素子４０の両側の光源１８に近い位置に集合させることで、その位置に小型のガルバノミラー５１〜５６を略対称に配列して偏向させることができる。そのため、装置５０の小型化や多機能化に有利である。
【００２８】
なお、同一方向に反射する複数の反射光Ｌ１は必ずしも交差させる必要はなく、狭い領域に集合する位置に各ガルバノミラーを配設して偏向できればよい。各ビームスプリッタ４２〜４６の頂角α１〜α５は第一ビームスプリッタ４１から遠ざかるに従って大きくなるように設定してもよい。
【００２９】
なお、上述の各実施の形態において、各ビームスプリッタの数やガルバノミラーの数は自由に設定できる。各ビームスプリッタは必ずしも三角プリズムなくてもよく、例えば複数の台形柱状の台形プリズムで構成してもよく、これらを面接合して光ビーム分割素子を形成してもよい。
また、上述の各実施の形態では、光ビーム照射装置２、５０を車両運転支援装置に搭載するに際し、光ビームを光ビーム分割素子３、４０で両側に反射させる場合にはフロントガラス及びリアガラス内の中央に配設することとしたが、本発明はこのような構成に限定されず、任意の位置に取り付けできる。例えば、前部及び後部のバンパ近傍や車両の屋根等の車両外部に採用してもよい。このような位置に光ビーム照射装置２、５０を設置すれば、光ビームがフロントガラスやリアガラスを通過する際に受ける悪影響を防止できる。
また、本発明による光ビーム分割素子３、４０は車両運転支援装置に限定されることなく、ディスプレイ用、舞台照明用等、任意の用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第一の実施の形態による光ビーム分割素子を採用した光ビーム照射装置を車両運転支援装置に用いた斜視図である。
【図２】第一の実施の形態による光ビーム分割素子を示す正面図である。
【図３】図２の光ビーム分割素子２を含む光ビーム照射装置の正面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はビームエキスパンダの例を示す図である。
【図５】第二の実施の形態による光ビーム分割素子を示す正面図である。
【図６】図５の光ビーム分割素子を含む光ビーム照射装置を示す光学系の正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
３、４０  光ビーム分割素子
４  光源
５、６，７，８，９、１０，１１，１２，４１，４２，４３，４４，４５，４６  ビームスプリッタ（光ビーム分割手段）
１４、４７  半透過膜（分割面）
１５、４８  反射面（分割面）
Ｌ  光ビーム
Ｌ１  反射光（光ビーム）
Ｌ２  透過光（光ビーム）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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