(57)【要約】      （修正有）【課題】光学マウス製品のような狭い空間において、レ−ザ光を傾斜させ、拡大し、コリメ−トすることが可能なコリメ−テイングレンズを提供する。【解決手段】光学素子は、第１のビーム角、及び軸を有する入力光ビームを受光する。光学素子は、入力光ビームを受光して、第１のビーム角より大きい又は第１のビーム角に等しい第２のビーム角を有する拡大光ビームを生成する第１の表面を含む。光学素子は、拡大光ビームを受光し、実質的に平行化された又はほぼ平行化された出力光ビームを生成する第２の表面を含む。出力光ビームは、入力光ビームの軸に対して所定の角度で傾けられる。【選択図】図３
2006235620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のビーム角と軸を有する入力光ビームを受光する光学素子であって、
前記入力光ビームを受光して、前記第１のビーム角より大きい角度及び前記第１のビーム角に等しい角度の１つである第２のビーム角を有する拡大光ビームを生成する第１の表面と、
前記拡大光ビームを受光して、実質的に平行化された出力光ビーム及びほぼ平行化された出力光ビームの１つである出力光ビームを生成する第２の表面とを含み、
前記出力光ビームが、前記入力光ビームの軸に対してＹ度傾けられる、光学素子。
【請求項２】
前記第１の表面が傾けの全てを行う、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第２の表面が傾けの全てを行う、請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１の表面が傾けの約５０％を行い、前記第２の表面が傾けの約５０％を行う、請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第１の表面が、球面及び軸外球面の１つを含む、請求項１に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第２の表面が、楕円面及び軸外楕円面の１つを含む、請求項１に記載の光学素子。
【請求項７】
前記第１の表面が、球面及び軸外球面の１つを含み、前記第２の表面が、楕円面及び軸外楕円面の１つを含む、請求項１に記載の光学素子。
【請求項８】
前記出力ビームが、わずかに集束する光線及びわずかに発散する光線の１つを含む、請求項１に記載の光学素子。
【請求項９】
前記出力ビームが平行化された光線を含む、請求項１に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学素子が、ガラス及びプラスチックの１つから製造される、請求項１に記載の光学素子。
【請求項１１】
軸を含み、第１のビーム角を有する光ビーム生成する光源と、
前記光ビームを受光して、前記第１のビーム角より大きい角度及び前記第１のビーム角に等しい角度の１つである第２のビーム角を有する拡大光ビームを生成する第１の表面を含む光学素子と、
前記拡大光ビームを受光して、実質的に平行化された出力光ビーム及びほぼ平行化された出力光ビームの１つである出力光ビームを生成する第２の表面とを含み、
前記出力光ビームが、前記光源の軸に対してＹ度傾けられる、光学ナビゲーションデバイス。
【請求項１２】
表面から反射された光を検出する光センサと、及び
前記光センサに結合され、前記検出された光を用いて光学ナビゲーションを実施するイメージング電子回路とを更に含む、請求項１１に記載の光学ナビゲーションデバイス。
【請求項１３】
前記第１の表面及び前記第２の表面の１つが、傾けの全てを行う、請求項１１に記載の光学ナビゲーションデバイス。
【請求項１４】
前記第１の表面が傾けの約５０％を行い、前記第２の表面が傾けの約５０％を行う、請求項１１に記載の光学ナビゲーションデバイス。
【請求項１５】
前記第１の表面が、球面及び軸外球面の１つを含み、前記第２の表面が、楕円面及び軸外楕円面の１つを含む、請求項１１に記載の光学ナビゲーションデバイス。
【請求項１６】
前記光学素子のほぼ平行化された出力光ビームが、わずかに集束する光線及びわずかに発散する光線の１つを含む、請求項１１に記載の光学ナビゲーションデバイス。
【請求項１７】
前記光学素子が、ガラス及びプラスチックの１つから製造される、請求項１１に記載の光学ナビゲーションデバイス。
【請求項１８】
前記光源が、レーザ及び発光ダイオードの１つである、請求項１１に記載の光学ナビゲーションデバイス。
【請求項１９】
光ビームを光学的に拡大し、平行化し、及び曲げるための方法であって、
第１のビーム角を有する光ビームを受光し、
第１の表面において、前記第１のビーム角より大きい角度及び前記第１のビーム角に等しい角度の１つである第２のビーム角まで光ビームを拡大し、光ビームを曲げて、拡大されて１回曲がった光ビームを生成し、及び
第２の表面において、前記拡大されて１回曲がった光ビームを平行化して曲げて、拡大されて実質的に平行化されて２回曲がった光ビームを生成することを含む、方法。
【請求項２０】
光学素子の出力ビームが、最初の光ビームのビーム幅より大きい、又はそのビーム幅に等しいビーム幅を有し、前記第１の表面が、受光される光ビームの軸に対してＭ度だけ光ビームを曲げ、前記第２の表面が、前記拡大されて１回曲がった光ビームの軸に対してＮ度だけ光ビームを曲げる、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してコリメーティングレンズの構造に関し、より具体的には、ビーム拡大及びビームのコリメーティング（平行化）を行う、傾斜出力ビームを有するコリメーティングレンズ構造に関する。
【０００２】
発明の背景
ガラス又はプラスチックで形成されたコリメータレンズは、よく知られている。図１は、従来技術の第１のコリメータレンズ１０を示す。従来技術の第１のコリメータレンズ１０は、双曲面１２及び平面１４を含む。レーザのような光源１６は、ビーム角又はビーム幅で一般に発散する光ビーム１８を生成する。従来技術のレンズ１０を通過後、光ビーム２０は概して平行になる。留意すべきは、双曲面１２がコリメーティング作用を実施することである。
【０００３】
図２は、従来技術の第２のコリメータレンズ３０を示す。従来技術の第２のコリメータレンズ３０は、平面３２及び凸面３４を含む。レーザのような光源３６は、第１のビーム角で一般に発散する光ビーム３８を生成する。従来技術のレンズ３０を通過後、光ビーム３２は概して平行になる。留意すべきは、凸面３４がコリメーティング作用を実施することである。
【０００４】
残念ながら、これら２つの従来技術の手法は、いくつかの欠点又は不利益がある。第１に、光学マウス製品のようなコンパクトな空間の限られた用途において、従来技術のコリメータは、光源から光ビームが反射する表面までの軸に沿った空間を必要以上に多く浪費する。第２に、傾斜ビームを必要とするシステム及び用途が存在する。しかしながら、レーザを傾斜させることは、厳格な公差の条件を課し、係る条件は困難であり、製造時に達成するのにコストがかかる。
【０００５】
前述したことに基づいて、上述した欠点を克服する光学素子の必要性が残っている。
【０００６】
発明の概要
本発明の一実施形態によれば、光ビームを光学的に拡大し、平行化し、及び曲げる又は傾けるための光学素子と方法が説明される。光学素子は、第１のビーム角、及び軸を有する入力光ビームを受光する。光学素子は、入力光ビームを受光して、第１のビーム角より大きい又は第１のビーム角に等しい第２のビーム角を有する拡大光ビームを生成する第１の表面を含む。光学素子は、拡大光ビームを受光し、実質的に平行化された又はほぼ平行化された出力光ビームを生成する第２の表面を含む。出力光ビームは、入力光ビームの軸に対して所定の角度で傾けられる。
【０００７】
本発明は、添付図面に一例として示され、制限するために示されていない。添付図面において、同様の参照符号は類似した要素を示す。
【０００８】
詳細な説明
傾斜出力ビームを有するコリメーティングレンズ構造が説明される。以下の説明において、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多くの特定の細部が説明される。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの特定の細部なしで実施され得る。また、よく知られた構造及びデバイスは、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるためにブロック図の形態で示される。
【０００９】
コリメータレンズ構造
図３は、本発明の一実施形態による光学素子３００を示す。第１のビーム角３０５を有する光ビーム３０４（本明細書において「入力光ビーム３０４」としても呼ばれる）を生成する光源３０２が設けられる。例えば、光源３０２はレーザ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。光源３０２は、所定のビーム角３０５を有する光ビーム３０４を所定の軸に沿って、本発明によるレンズ構造体３００に送る。また、本明細書において、所定の軸は、「入力光源軸」又は「光源の中心軸」とも呼ばれる。一例において、光源３０２は、約＋／−６．５度の狭いビーム角３０５を有する光ビーム３０４を生成する。光源３０２は、空気などの第１の媒体中に配置される。
【００１０】
光学素子（本明細書において「レンズ構造体」としても呼ばれる）３００は、
第１の表面３１０、及び第２の表面３２０を含む。第１の表面３１０は球面とすることができ、第２の表面３２０は楕円面とすることができる。一実施形態において、第１の表面３１０は、光源３０２の中心軸からオフセットして配置される。即ち、第１の表面３１０は、光源３０２の中心軸から「外れた」位置にある。この点に関して、表面３１０は、これ以降、「第１の軸外表面３１０」とも呼ばれる。この例において、第１の表面３１０の要素である球面の中心を通る軸は、概して光源３０２の中心軸に平行であるが、光源３０２の中心軸とは同じではない。
【００１１】
第１の表面３１０は、第１のビーム角３０５を有する光ビーム３０４を受光して、第２のビーム角３１５を有する光ビーム３１４を生成する。また、状況に応じて、第１の表面３１０は、所定の量（例えば、Ｘ度）だけ光ビーム３０４を曲げる。例えば、一実施形態において、第１の表面３１０は、以下の光学的な作用の１つ又は複数を実施する。即ち、１）光ビーム３０４を、光源３０２からのビーム３０４の元のビーム角（例えば、第１のビーム角３０５）より大きい、又は元のビーム角に等しい所定のビーム角（例えば、第２のビーム角３１５）まで光学的に拡大する、及び２）光ビーム３０４を所定の角度（例えば、Ｘ度の傾斜）で光学的に曲げる、又は傾斜させることである。一実施形態において、第１の表面３１０によって生じる傾斜又は曲げは、約１５度である。第１の表面１３０によって実施される光ビーム３０４の光学的拡大、及び光ビーム３０４の曲げは、以下でより詳細に説明される。
【００１２】
第２の表面３２０は、拡大されて１回傾斜した光ビーム３１４を受光して、第３のビーム角３２９を有する出力光ビーム３２８を生成する。また、状況に応じて、第２の表面３２０は、Ｙ度の合計を得るために所定の量だけ光ビーム３１４を曲げる。例えば、一実施形態において、第２の表面３２０は、拡大されて１回傾斜した光ビーム３１４を受光して、Ｙ度の全傾斜角（例えば、全体として３０度の傾斜）を有する実質的に平行化された、又はほぼ平行化された出力光ビーム３２８（例えば、わずかに集束する光線、又はわずかに発散する光線）を生成する。第２の表面は、以下の光学的な作用の１つ又は複数を実施する。即ち、１）拡大されて１回傾斜した光ビーム３１４を光学的に平行化する、及び２）拡大されて１回傾斜した光ビーム３１４を更に光学的に曲げる、又は傾斜させることである。
【００１３】
一例において、第２の表面１４０は、光ビーム３１４を更に曲げて、所定の角度（Ｙ）によって規定された全傾斜を有する出力ビームを生成する。第２の表面３２０によって実施される光ビームの光学的な平行化、及び光ビームの曲げは、以下でより詳細に説明される。
【００１４】
一実施形態において、光学素子は、ほぼ平行化された出力光ビーム（例えば、わずかに発散又はわずかに集束してもよい光線を有するビーム）を生成する。別の実施形態において、光学素子は、平行化された、又は実質的に平行化された光線を有する出力光ビームを生成する。実質的に平行化されたというのは、光学素子によって受光された入力光ビームの第１のビーム角より大幅に小さい、又は非常に小さいビーム角を有する出力ビーム（例えば、ほぼゼロの発散（広がり）を有する出力光ビーム）を意味する。
【００１５】
光学素子３００は、ガラス又はプラスチック、又は光学素子の製造技術における当業者に知られている他の材料のような材料から製造され得る。
【００１６】
一実施形態において、光学素子３００は、理想的な回折と制限された屈折をもたらす第１の鋳造可能な表面、及び理想的な回折と制限された屈折をもたらす第２の鋳造可能な表面を含む単一のレンズ要素で実現される。この実施形態において、単一のレンズ要素３００は、入力光源軸（例えば、レーザ軸）からの所定のビーム傾斜を可能にする、組み込み式最小変位プリズムを有するビームエキスパンダコリメータで実現される。一例において、光学素子は入力光ビームをＹ度（例えば、３０度）だけ傾斜させる。本発明による光学アーキテクチャは、従来技術の手法よりも短い間隔で傾斜ビームを生成し、低い波面収差を更に提供する。
【００１７】
例示的な第１の表面４２０
図４は、本発明の一実施形態による第１の表面としての例示的な球面４２０を示す。光源４１０は、球面４２０に向けられる光ビームを生成する。表面４２０は光源４１０からの光ビームを受光し、図３に示されるような出力光線（例えば、傾斜して拡大された光ビーム）を生成する。出力光線が逆進される場合、その逆進出力光線４５０は仮想光源４１４を通過する。留意すべきは、仮想光源４１４は、第１の媒体４３０（例えば、空気）中に配置される。第１の表面４２０によって生成された出力光線は、第２の媒体４４０（例えば、ガラス又はプラスチック）中を進む。
【００１８】
例示的な第２の表面５２０
図５は、本発明の一実施形態に従って、第２の表面としての例示的な楕円面５２０、及び楕円面５２０によって生じた傾斜して実質的に平行化されたビームを示す。仮想光源５１０は、第２の表面５２０に向けられる拡大光ビーム５５０を生成する。拡大光ビーム５５０は、第２の媒体５３０（例えば、ガラス又はプラスチック）中を進む。第２の表面５２０は、仮想光源５１０からの拡大光ビーム５５０を受光して、出力光線（例えば、傾斜して実質的に平行化された光ビーム５６０）を生成する。第２の表面５２０は、楕円面として実現され得る。出力光線は別の媒体（例えば、空気）中を進み、傾斜表面５７０に当たる。
【００１９】
楕円のカッパ値
楕円は以下の式によって記述され得る。即ち、
【００２０】
【数１】
2006235620.tif 000003
【００２１】
ここで、Ｋはカッパ（Ｋ又はｋによって表される）であり、円錐曲線のタイプを決定するためのパラメータであり、ｃ＝１／Ｒは極における曲率である。例えば、Ｋ＝０の場合、円錐曲線は球面であり、Ｋ＝−１の場合、円錐曲線は放物面である。−１≦Ｋ≦０の場合、円錐曲線は楕円である。一実施形態において、カッパ（「Ｋ」によって示される）の範囲は次の通りであり、即ち、−１．４／ｎ２≦Ｋ≦０．７／ｎ２である。例えば、別の実施形態において、カッパ（「Ｋ」によって示される）の範囲は次の通りであり、即ち、−１．２／ｎ２≦Ｌ≦０．８５／ｎ２である。１つの特定の具現化形態では、Ｋは約−１／ｎ２に等しくなるように選択される。
【００２２】
光源からの第１の表面の間隔
図６は、本発明の一実施形態に従って、例示的な第１の表面６２０、及び光源６０４に対する第１の表面６２０の間隔を示す。図６を参照すると、球面の半径（Ｒｓ）及びレンズ材料の屈折率（ｎ）の場合に、別の媒体（例えば、空気）中の光源（Ｐ）（例えば、レーザ）が、球面の曲率中心（Ｏ）から所定の距離（Ｌ）にある。所定の距離（ｇ＊Ｒｓ）（ここでｇは或る実数）は、変化することができ、或る範囲の値から選択され得る。例えば、一実施形態において、光源（Ｐ）と球面の曲率中心（Ｏ）との間の距離（「Ｌ」によって示される）の範囲は、次の通りであり、即ち、Ｒｓ≦Ｌ≦２．５Ｒｓである。例えば、別の実施形態において、光源（Ｐ）と球面の曲率中心（Ｏ）との間の距離（「Ｌ」によって示される）の範囲は、次の通りであり、即ち、１．２５Ｒｓ≦Ｌ≦２．０Ｒｓである。
【００２３】
第１の表面の傾斜
光ビーム（例えば、レーザビーム）は、軸外（off-axis：オフアクシス）角度（「ａ」によって示される）で発射され得る。軸外角度は、光線と球面の半径との間の角度である。例えば、一実施形態において、球面の中心軸と光ビームの軸との間の角度（「ａ」によって示される）の範囲は、次の通りであり、即ち、５度≦ａ≦４５度である。例えば、別の実施形態において、球面の中心軸と光ビームの軸との間の角度（「ａ」によって示される）の範囲は、次の通りであり、即ち、１０度≦ａ≦３５度である。１つの特定の具現化形態において、「ａ」は約２０度に等しくなるように選択される。
【００２４】
仮想光源からの第２の表面の間隔
図７は、本発明の一実施形態に従って、例示的な第２の表面７２０、及び仮想光源７０４に対する第２の表面７２０の間隔を示す。図７を参照すると、楕円の極半径（Ｒｐ）の場合に、仮想光源（Ｑ）が、極における曲率中心（Ｓ）からの距離（「Ｍ」によって示される）で軸上に位置する。所定の距離（ｈ＊Ｒｐ）（ここでｈは或る実数）は、変化することができ、或る範囲の値から選択され得る。例えば、一実施形態において、仮想光源（Ｑ）と楕円の曲率中心（Ｓ）との間の距離（「Ｍ」によって示される）の範囲は、次の通りであり、即ち、０．７Ｒｐ／（ｎ−１）≦Ｍ≦１．４Ｒｐ／（ｎ−１）である。例えば、別の実施形態において、仮想光源（Ｑ）と楕円の曲率中心（Ｓ）との間の距離（「Ｍ」によって示される）の範囲は、次の通りであり、即ち、０．８５Ｒｐ／（ｎ−１）≦Ｍ≦１．２Ｒｐ／（ｎ−１）である。１つの特定の具現化形態において、「Ｍ」は約Ｒｐ／（ｎ−１）に等しくなるように選択される。
【００２５】
第２の表面の傾斜
光ビーム（例えば、レーザビーム）は、軸外角度（「ｂ」によって示される）で発射される。軸外角度は、光線と楕円の長軸との間の角度である。例えば、一実施形態において、楕円の中心軸と光ビームの軸との間の角度（「ｂ」によって示される）の範囲は、次の通りであり、即ち、２度≦ｂ≦３０度である。
【００２６】
２つの表面における屈曲分割
図８は、本発明の一実施形態に従って、第１の表面と第２の表面を含む例示的な光学素子、並びに第１の表面によって曲がる量、第２の表面による光の曲がる量、及び光学素子によって実施される曲げの全量を示す。
【００２７】
図８を参照すると、光学素子によって実施される傾斜又は光学的な曲げの全量がｄ度で表されている。第１の表面によって実施される光学的な傾斜の量は、度で表されることができ、文字「ｃ」によって示される。光学的な傾斜（文字「ｄ」によって示される）の全量に関して、第１の表面又は第２の表面における全体的な傾け又は曲げの割合（ｆ）が決定され得る。この割合（ｆ）は、本発明の特定の実施形態に対する光学素子の２つの表面間の光学的な曲げ又は傾けの割当てを説明するために使用され得る。割合は、第１の表面によって生じる曲げ又は傾斜の量を光学素子によって生じる全体的な傾斜で割った値、又は第２の表面によって生じる曲げ又は傾斜の量を光学素子によって生じる全体的な傾斜で割った値に相当することができる。例えば、第１の表面による曲げの割合は、ｆ＝ｃ／ｄとして表され得る。同様に、第２の表面による曲げの割合は、ｆ＝ｅ／ｄとして表されることができ、ここで、「ｅ」は第２の表面によって生じる傾斜の量であり、第２の表面によって受光されるビームの光線の突出した光路から測定される。
【００２８】
例えば、一実施形態において、何れかの表面における中心線の全体的な屈曲の割合（「ｆ」によって示される）の範囲は、以下の通りであり、即ち、１／３≦ｆ≦２／３である。例えば、別の実施形態において、何れかの表面における中心線の全体的な屈曲の割合（「ｆ」によって示される）の範囲は、以下の通りであり、即ち、０．４≦ｆ≦０．６である。１つの特定の具現化形態において、各表面が、光学的な傾け又は曲げをほぼ同じ量だけ行うことが好ましいと判断される場合（即ち、第１の表面の割合が第２の表面の割合にほぼ等しい）、割合（ｆ）は約０．５、即ち１／２に等しくなるように選択される。
【００２９】
光学的処理
図９は、本発明の一実施形態による光学素子によって実施される光学処理ステップを示す流れ図である。光ビームを光学的に拡大し、平行化し、且つ曲げるための方法は、以下のステップを含む。ステップ９１０において、例えば、光ビームが光源から受光される。ステップ９２０において、受光された光ビーム角が拡大され、状況に応じて拡大されて１回曲がった光ビームを生成するように曲げられる。ステップ９２０に記載された光学的な作用は、第１の表面（例えば、球面）によって実施され得る。一実施形態において、球面はワイエルシュトラスの球面、又はアプラナティック球面である。留意すべきは、いくつかの実施形態において、ステップ９２０において、ビーム角は拡大されるが、光ビームの曲げは行われない（例えば、光ビームは傾けられない）。これらの実施形態において、光ビームの曲げ又は傾けは、ステップ９３０で行われる。
【００３０】
ステップ９３０において、拡大されて１回傾斜した光ビームが平行化され、状況に応じて、拡大され、実質的に平行化され又はほぼ平行化され、２回曲げられた光ビームを生成するように曲げられる。ステップ９３０に記載された光学的な作用は、第２の表面（例えば、楕円面）によって実施され得る。留意すべきは、いくつかの実施形態において、ステップ９３０において、光ビームが平行化されれるが、光ビームの曲げは行われない（例えば、光ビームはステップ９２０で傾けられる、又は曲げられる）。別の実施形態において、光ビームは、ステップ９２０で第１の所定量（例えば、光学素子によって生じる全傾斜の５０％）だけ傾けられ、ステップ９３０で第２の所定量（例えば、光学素子によって生じる全傾斜の５０％）だけ傾けられる。
【００３１】
光学ナビゲーションデバイス１０００
図１０は、本発明の一実施形態による光学素子１０１０を利用する光学ナビゲーションデバイス１０００のブロック図である。光学ナビゲーションデバイス１０００は、光源１００４、及び光センサ１００８を含む。例えば、光源１００４はレーザ光源とすることができ、光センサ１００８は撮像装置集積回路とすることができる。光学ナビゲーションデバイス１０００は、光学マウスと呼ばれることが多いカーソル制御デバイス（例えば、マウス）であり、一般に機械的なボールを使用する機械的なマウスに比べて、より正確で必要なメンテナンスも少ない。
【００３２】
光学ナビゲーションデバイス１０００は、表面１０５０（例えば、卓上面、加工物の表面、又はマウスパッド）上に載っており、表面１０５０に沿ってユーザによって動かされる。光学ナビゲーションデバイス１０００は以下の態様で動作する。即ち、１）光が生成されて表面１０５０に向けられ、２）光が表面１０５０から反射されて、デバイス１０００によりキャプチャされ、３）キャプチャされたイメージに基づいてデバイス１０００がカーソルの移動を判断する。
【００３３】
光学ナビゲーションデバイス１０００は、受信されたイメージに画像処理を実行するためのイメージング電子回路１０６０を含む。また、光学ナビゲーションデバイス１０００は、本発明によるコリメーティングレンズ１０１０も含む。コリメーティングレンズ１０１０は、第１の表面１０２０と第２の表面１０３０を含み、傾斜して拡大されて平行化された光ビーム１３４を生成し、このビームを表面に送る。
【００３４】
留意すべきは、光学素子１０１０は、光学ナビゲーションデバイス１０００が載せられる又は置かれる表面１０５０にほぼ平行な平面に、光源１００４が「平らに」取り付けられ得るように、光を光学的に曲げる。例えば、表面１０５０は、マウスパッド表面又は卓上面とすることができる。次いで、コリメーティングレンズ１０１０からのビームは、表面１０５０から反射される。次いで、反射ビーム１０３５はセンサ光学系１０７０を通過して、光センサ１００８により検出される。
【００３５】
本発明による光学レンズは、光ビームを拡大して光ビームを曲げるための第１の表面、及び光ビームを平行化して光ビームを更に曲げるための第２の表面を使用するその固有の幾何学的構成により、いくつかの光学的な利点を達成する。留意すべきは、１つ又は複数の上記の光学的な作用は、第１の表面によって完全に、第２の表面によって完全に、又は第１の表面と第２の表面との間で分け合って実施され得る。例えば、第１の表面、又は第２の表面の何れかは、光ビームの曲げ又は傾けの全てを行ってもよい。
【００３６】
本発明のコリメーティングレンズ構造が図面に示された種々の実施形態により説明されたが、１つ又は複数の以下の作用、即ち光ビーム角の拡大、光学的平行化、及び光学的な曲げ又は傾けを実施する他のレンズ構造を実現するために、本発明の教示に従って他の構成が考案され得る。
【００３７】
上記の説明において、本発明はその特定の実施形態に関連して説明された。しかしながら、本発明のより広い範囲から逸脱せずに、それらの実施形態に種々の修正及び変更を行うことができることは明白である。従って、詳細な説明と図面は、制限の意味ではなくて例証であるとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術の第１のコリメータを示す図である。
【図２】従来技術の第２のコリメータを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による光学素子を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に従って、第１の表面としての例示的な球面、及び球面によって生じた傾斜拡大ビーム角を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に従って、第２の表面としての例示的な楕円面、及び楕円面によって生じた傾斜して実質的に平行化されたビームを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に従って、例示的な第１の表面、及び光源に対する第１の表面の間隔を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に従って、例示的な第２の表面、及び仮想光源に対する第２の表面の間隔を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に従って、第１の表面と第２の表面を含む例示的な光学素子、並びに第１の表面によって曲がる量、第２の表面による光の曲がる量、及び光学素子によって実施される曲げの全量を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態による光学素子によって実施される光学処理ステップを示す流れ図である。
【図１０】本発明の別の実施形態に従って、光学素子を利用する光学ナビゲーションデバイスのブロック図である。
【図１】
2006235620.tif 000004
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
2006235620000001.pdf