(57)【要約】【課題】小型の投光光学系を提供する。【解決手段】投光光学系は光源２０１とリレーレンズ群２０２と投光レンズ群２０３とを有している。リレーレンズ群２０２と投光レンズ群２０３は光源２０１から順に配置されている。リレーレンズ群２０２は、負の横倍率を有し、光源２０１から発散した光束を収束光に変換する。投光レンズ群２０３は、リレーレンズ群２０２からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくようにリレーレンズ群２０２からの光束を投光する。投光光学系は、０．９＜βｒ＜３．０を満足している。ここで、βｒはリレーレンズ群２０２の横倍率の絶対値である。【選択図】      図１
2007316157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
負の横倍率を有し前記光源から発散した光束を収束光に変換するリレーレンズ群と、
前記リレーレンズ群からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように前記リレーレンズ群からの光束を投光する投光レンズ群とを有し、
以下の条件式
０．９＜βｒ＜３．０    …（１）
１．０＜（１＋βｒ）（ｆｒ／｜ｆｏ｜）＜６．０    …（２）
ここで、βｒはリレーレンズ群の横倍率の絶対値、ｆｒはリレーレンズ群の焦点距離、ｆｏは投光レンズ群の焦点距離である、を満足することを特徴とする投光光学系。
【請求項２】
光源と、
負の横倍率を有し前記光源から発した光束を収束光に変換するリレーレンズ群と、
前記リレーレンズ群からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように前記リレーレンズ群からの光束を投光する投光レンズ群とを有し、
前記投光レンズ群の全体乃至一部を偏心移動させて投光範囲の変更を行うことを特徴とする投光光学系。
【請求項３】
前記リレーレンズ群が、以下の条件式
０．９＜βｒ＜３．０    …（１）
ここで、βｒはリレーレンズ群の横倍率の絶対値である、を満足することを特徴とする請求項２に記載の投光光学系。
【請求項４】
前記リレーレンズ群と前記投光レンズ群が、以下の条件式
１．０＜（１＋βｒ）（ｆｒ／｜ｆｏ｜）＜６．０    …（２）
ここで、ｆｒはリレーレンズ群の焦点距離、ｆｏは投光レンズ群の焦点距離である、を満足することを特徴とする請求項３に記載の投光光学系。
【請求項５】
前記投光レンズ群は、正の屈折力を有することを特徴とする請求項１に記載の投光光学系。
【請求項６】
前記投光レンズ群は、正の屈折力を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項７】
前記光源が、複数の点光源、線状の光源、面状の光源の少なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の投光光学系。
【請求項８】
前記光源の発光部位が線状または矩形であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項９】
前記投光レンズ群は正の屈折力を有し、以下の条件式
−０．１＜Ｄｒｔ／Ｄｒｉ＜１．１    …（３）
ここで、Ｄｒｔはリレーレンズ群の対象物側の焦点から投光レンズ群の光源側の焦点までの距離、Ｄｒｉはリレーレンズ群の対象物側の焦点からリレーレンズ群による光源の共役像までの距離である、を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項１０】
前記投光レンズ群は投光レンズ群の中心光線を含むいずれかの断面上の面光束にて光源側から順に正屈折力の光学素子群と負屈折力の光学素子群からなり、全体で正の屈折力を有し、前記正屈折力の光学素子群を偏心移動させることにより投光範囲を変化させ、以下の条件式
−６．０＜Φｐ／Φｎ＜−１．５    …（４）
ここで、φｐは、投光レンズ群の正屈折力の光学素子群の屈折力、φｎは、投光レンズ群の負屈折力の光学素子群の屈折力である、を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項１１】
前記正屈折力の光学素子群は１枚の正レンズで構成されることを特徴とする請求項１０に記載の投光光学系。
【請求項１２】
前記中心光線を含む断面上の面光束に対して、以下の条件式
２．５＜Ｄｐｎ／ｆｏ＜７．０    …（５）
ここで、Ｄｐｎは前記正屈折力の光学素子群の対象物側の主点と前記負屈折力の光学素子群の光源側の主点との間隔、ｆｏは投光レンズ群の焦点距離である、を満足することを特徴とする請求項１１に記載の投光光学系。
【請求項１３】
前記中心光線を含む断面上の面光束に対して、以下の条件式
０．４＜ｆｒ・Φｐ＜１．０    …（６）
ここで、ｆｒはリレーレンズ群の焦点距離、φｐは、投光レンズ群の正屈折力の光学素子群の屈折力である、を満足することを特徴とする請求項１２に記載の投光光学系。
【請求項１４】
前記リレーレンズ群は、光源側より順に配置された、射出側の面が光源側の面よりも曲率の絶対値が大きい正レンズと、光源側の面が射出側の面よりも曲率の絶対値が大きい正レンズとで構成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項１５】
前記リレーレンズ群は、樹脂レンズと正屈折力のガラスレンズとで構成され、以下の条件式
−０．２５＜Φｐｌ／Φｇｒ＜０．５    …（７）
ここで、Φｇｒはリレーレンズ群のガラスレンズの屈折力、Φｐｌはリレーレンズ群の樹脂レンズの屈折力である、を満足することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項１６】
前記樹脂レンズが非球面レンズであることを特徴とする請求項１５に記載の投光光学系。
【請求項１７】
投光レンズ群は少なくとも１つのレンズ面がトーリック面であり、前記リレーレンズ群と前記投光レンズ群が固定状態の時、対象物側の投光角範囲の短角方向とそれに垂直な方向の投影角度の比が２倍以上１０倍以下であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項１８】
光源は発光ダイオードまたは半導体レーザーであり、前記光源の発光部位は矩形または線状であり、前記投光レンズ群は少なくとも１つのレンズ面がトーリック面であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項１９】
前記リレーレンズ群は少なくとも１つのレンズ面が２次曲面状であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項２０】
前記リレーレンズ群は少なくとも一つのレンズ面が、光軸から離れるほど基準球面から空間側へ偏倚量が大きくなる形状の非球面であることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項２１】
前記投光レンズ群は光源側から順に配置された正屈折力の光学素子群と負屈折力の光学素子群からなり、全体で正の屈折力を有し、前記正屈折力の光学素子群を偏心移動させることにより投光範囲を変化させ、前記投光レンズ群の少なくとも１つのレンズ面は非球面であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の投光光学系。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の投光光学系と、対象物にて反射された前記投光光学系により投光された光束に基づき、前記対象物の位置情報を取得する受光部材とを備えたことを特徴とする投光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投光光学系及びそれを備えた投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投光装置にて対象物範囲に光束を投光し、その反射光の情報から対象物範囲にある物体までの距離を測定する測距装置がある。また、投光する光束を走査することにより投光範囲を移動させ、対象物範囲を拡張し、広範囲の距離情報を取得する走査型の投光装置が知られている。
【０００３】
このような投光装置に搭載される投光光学系は、光源が発する光を効率的に集光し、投光する光束の強度分布を適切にすることが求められる。例えば、強度分布が広がりすぎると、対象物以外の物体等の情報がノイズ信号となり、測定制度が低下する原因となる。一方、強度分布が狭すぎると、対象物の特定部位の情報しか得ることができず、他の領域での情報が欠落する。
【０００４】
また、投光範囲を走査する以外に、投光範囲を任意の位置に移動させ、固定する機能が求められる場合もある。このような機能を活用する例として、特定の対象物の移動状況を計測する場合や、対象物の詳細な情報を取得する用途が考えられる。
【０００５】
一方、投光光学系やこれを搭載する投光装置には、小型化、軽量化、省エネルギー化、高輝度化等が求められる。
【０００６】
また、近年、投光光学系の光源として、半導体レーザーやＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられるようになってきた。これらの光源は、高出力、長寿命である。
【０００７】
一般に光源側のＮＡ（開口数）を大きくすることにより、光源からの出射光量の取り込み量が大きくなる。光源側のＮＡを大きくするには投光レンズを光源に近づけるか、投光レンズの径を大きくすることが必要になる。しかしながら、光源の構成部材等の干渉を考慮すると投光レンズを光源に近づけるには限界がある。一方、投光レンズの径を大きくすると、走査部材等も大きくしなければならず、小型化の妨げとなる。
【０００８】
特許文献１には、光源を一度結像させ、光源側のＮＡ（開口数）を大きくし、光量の確保を行う走査型の投光光学系が記載されている。
【特許文献１】特開平７−１０３５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしこの特許文献１に記載された投光光学系は、コリメートレンズが光源から遠く離れている。そのため、投光光学系が大きくなりやすい。そのため、投光光学系の小型化には不利な構成である。
【００１０】
本発明は、小型の投光光学系及びそれを備えた投光装置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】
【００１１】
本発明の投光光学系の一態様は、
光源と、
負の横倍率を有し前記光源から発散した光束を収束光に変換するリレーレンズ群と、
前記リレーレンズ群からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように前記リレーレンズ群からの光束を投光する投光レンズ群とを有し、
以下の条件式
０．９＜βｒ＜３．０    …（１）
１．０＜（１＋βｒ）（ｆｒ／｜ｆｏ｜）＜６．０    …（２）
を満足することを特徴とする。ここで、βｒはリレーレンズ群の横倍率の絶対値、ｆｒはリレーレンズ群の焦点距離、ｆｏは投光レンズ群の焦点距離である。
【００１２】
また、本発明の投光光学系の別の態様は、
光源と、
負の横倍率を有し前記光源から発した光束を収束光に変換するリレーレンズ群と、
前記リレーレンズ群からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように前記リレーレンズ群からの光束を投光する投光レンズ群とを有し、
前記投光レンズ群の全体乃至一部を偏心移動させ、投光範囲の変更を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の投光装置の一態様は、
上記一態様または別の態様の投光光学系と、
前記対象物にて反射された前記投光光学系により投光された光束に基づき、前記対象物の位置情報を取得する受光部材とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型の投光光学系及びそれを備えた投光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
［実施形態］
図１は、本発明の実施形態の投光光学系の近軸的概念図を示すものである。図１に示すように、投光光学系は光源２０１とリレーレンズ群２０２と投光レンズ群２０３とを有している。リレーレンズ群２０２と投光レンズ群２０３は光源２０１から順に配置されている。リレーレンズ群２０２は、負の横倍率を有し、光源２０１から発散した光束を収束光に変換する。投光レンズ群２０３は、リレーレンズ群２０２からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくようにリレーレンズ群２０２からの光束を投光する。
【００１７】
光源２０１とリレーレンズ群２０２は、リレーレンズ群２０２による光源像２１１の横倍率の絶対値βｒが０．９＜βｒ＜３．０程度になるような位置関係に配置されている。リレーレンズ群２０２と投光レンズ群２０３は、投光レンズ群２０３の前側焦点の位置２１３がリレーレンズ群２０２の後側焦点の位置２１２と光源像２１１位置の間に位置するように配置されている。
【００１８】
図２と図３では投光レンズ群２０３の前側焦点の位置２１３とリレーレンズ群２０２の後側焦点の位置２１２をほぼ一致させた例を示す。図４と図５では投光レンズ群２０３の前側焦点の位置２１３とリレーレンズ群２０２による光源像２１１（光源と共役な位置）をほぼ一致させた例を示す。説明を分かりやすくするために、図２と図４に光源中心部を発した光束の振る舞いを示し、図３と図５に光源周辺部を発した光束の振る舞いを示す。
【００１９】
図２において、光源中心から垂直に発した光線２２１はリレーレンズ群２０２の光軸と一致しているので、特に屈曲することもなく直線的に進む。光源中心から発する光束の中でこの光線近傍の強度が高い。光源中心から周辺方向に発した光線２２２、２２３は、リレーレンズ群２０２の作用により光源像２１１面で光線２２１と交わり、再び発散しながら投光レンズ群２０３の作用を受けその発散性が小さくなり投影面での光束密度が上がりその範囲も小さくなる。図３において、光源周辺から垂直に発した光線２３１はリレーレンズ群２０２の光軸と平行なのでリレーレンズ群２０２の後側焦点の位置２１２で光軸と交わる。この位置が投光レンズ群２０３の前側焦点の位置２１３と一致しているので、光線２３１は投光レンズ群２０３から光線２２１と平行に射出される。光源周辺から発する光束の中でこの光線近傍の強度が高い。光源周辺から周辺方向に発した光線２３２、２３３は、リレーレンズ群２０２の作用により光源像２１１面で光線２３１と交わり、再び発散しながら投光レンズ群２０３の作用を受けその発散性が小さくなり投影面での光束密度が上がりその範囲も小さくなる。光源から発した光束は全体として、その投光範囲はやや発散しながらも略同一方向に強い強度をもつ投光光束となる。
【００２０】
図４において、光源中心から垂直に発した光線２４１はリレーレンズ群２０２の光軸と一致しているので、特に屈曲することもなく直線的に進む。光源中心から発する光束の中でこの光線近傍の強度が高い。光源中心から周辺方向に発した光線２４２、２４３は、リレーレンズ群２０２の作用により光源像２１１面で光線２４１と交わり、再び発散しながら投光レンズ群２０３の作用を受け光線２４１と平行になる。つまり、近軸的には（レンズの収差がなければ）光源の１点から発した光束は平行光束として投光レンズ群２０３から射出される。図５において、光源周辺（上側）から垂直に発した光線２５１はリレーレンズ群２０２の光軸と平行なのでリレーレンズ群２０２の後側焦点の位置２１２で光軸と交わる。この位置に対して投光レンズ群２０３の前側焦点の位置２１３が対象物のある投影側にあるので、光線２５１は投光レンズ群２０３から上側に傾いた方向に射出される。光源周辺から発する光束の中でこの光線近傍の強度が高い。光源周辺から周辺方向に発した光線２５２、２５３は、リレーレンズ群２０２の作用により光源像２１１面で光線２５１と交わり、再び発散しながら投光レンズ群２０３の作用を受け光線２５１と平行に射出され。光源から発した光束は全体として、その投光範囲はやや発散しながらも略同一方向に強い強度をもつ投光光束となる。
【００２１】
図２〜図５から分かるように、光源の条件や投影条件を考慮しながら投光レンズ群２０３の前側焦点の位置をリレーレンズ群２０２の後側焦点の位置近傍と光源像位置近傍の間になるような配置とすることにより、発散する光束を平行に近づけ、また、強度分布が一様に近くなるので、集光状況が良好な投光系を形成することができる。また、光源像位置と投光レンズ群２０３の焦点を一致させた場合に比べて投光レンズ群２０２を光源像に近づけることができ、投光レンズ群２０３の径の小型化にも有利となる。
【００２２】
本実施形態の投光光学系において投光範囲を変更する動作を説明する。図６は、中心光線が直進するように投光した状態を示す図であり、図７及び図８は、図６の状態に対して、投光レンズ群２０３を上方向及び下方向にそれぞれ偏心させた状態を示す図である。図６では、投光レンズ群２０３の光軸２０３ａは光束の中心光線の軌道上に位置しているため、光束は投光レンズ群２０３によって偏向されない。一方、図７及び図８では、投光レンズ群２０３の光軸２０３ａは光束の中心光線の軌道から外れているため、光束は投光レンズ群２０３によって偏向される。投光レンズ群２０３によって光束が偏向される度合いは、投光レンズ群２０３の光軸２０３ａが光束の中心光線の軌道から外れている量に依存する。従って、投光レンズ群２０３の偏心位置をコントロールすることにより、中心光線に対する投光レンズ群２０３の屈折作用を変化させ投光方向を任意に変化させることができる。すなわち、投光レンズ群２０３を偏心移動させることにより、投光範囲の変更を行うことができる。このように投光レンズ群２０３の一部を偏心させる手法は、公知のポリゴンミラーを使用する手法に比べて、小さく構成できる。投光レンズ群２０３の偏心方法はリレーレンズ群２０２の光軸に垂直方向にシフト移動させる方式でも、円弧状にチルト移動させる方式でもよい。前者は駆動システムが容易に構成でき、後者は光束の乱れを少なくできる。
【００２３】
本実施形態の投光光学系において、光源２０１は、例えば、複数の点光源、線状の光源、面状の光源の少なくともいずれかで構成される。光源２０１の発光部位は、好ましくは、線状または矩形である。これにより、点光源に比べ発光量を多くすることができる。光源２０１は、例えば、発光ダイオードや半導体レーザーで構成される。
【００２４】
リレーレンズ群２０２は、好ましくは、光源側より順に配置された、射出側の面が光源側の面よりも曲率の絶対値が大きい正レンズと、光源側の面が射出側の面よりも曲率の絶対値が大きい正レンズとで構成される。これにより、リレーレンズ群２０２を簡易な構成としつつ、光源側のＮＡを大きくしながらも、強度分布を小さく（球面収差を小さく）することができる。この構成は光源の面積や長さが大きくなっても収差の影響を低減できて有利である。リレーレンズ群２０２中の２枚の正レンズは同じ形状を有し、曲率絶対値の大きい面同士を向かい合わせて配置されてよい。これにより、共通部材使用によるコスト低減が行える。また、リレーレンズ群２０２中の２枚の正レンズは樹脂で形成されてよい。これによりコストを小さくできる。さらに、２枚の正レンズは同じ形状の樹脂レンズで構成されてよい。これにより、成形に必要な金型や成形機を少なくできるのでコスト上有利である。
【００２５】
リレーレンズ群２０２は、例えば、少なくとも１つのレンズ面が２次曲面状である。これにより周辺に広がる光線を中心に寄せることができ、出射先の強度分布を一様にすることができる。
【００２６】
リレーレンズ群２０２は、例えば、少なくとも一つのレンズ面が、光軸から離れるほど基準球面から空間側へ偏倚量が大きくなる形状の非球面である。ここで、基準球面は非球面の面頂と同じ面頂を持ち、非球面の近軸曲率半径を半径とする仮想球面である。これにより、周辺で発生しやすい球面収差を抑えやすくなり、光源２０１側のＮＡを大きくしても光学性能を良好にできる。
【００２７】
投光レンズ群２０３は、好ましくは、正の屈折力を有する。これにより、投光レンズ群２０３をリレーレンズ群２０２から離して配置することができる。従って、投光レンズ群２０３とリレーレンズ群２０２の干渉が起こりにくい構成とすることができる。また、屈折力の絶対値を小さくしやすい（焦点距離を長くしやすい）ので、投光レンズ群２０３の光学性能の確保に有利である。また、少ない偏心量で投光範囲を大きく動かすことができる構成がとりやすい。
【００２８】
本実施形態の投光光学系は、
０．９＜βｒ＜３．０    …（１）
を、さらに好ましくは、
１．１＜βｒ＜２．５    …（１ａ）
を満足している。ここで、βｒはリレーレンズ群２０２の横倍率の絶対値である。条件式（１）と（１ａ）は、リレー光学系による適度な倍率の範囲を特定したものであり、光源２０１側のＮＡを確保して明るさを確保しつつ、リレーレンズ群２０２の小型化も考慮して設定したものである。条件式（１）の下限を下回らないようにすることにより、リレーレンズ群２０２の集光側（投光レンズ群２０３側）のＮＡが大きくなりすぎるのを抑え、投光レンズ群２０３の屈折力（絶対値）を抑えて光学性能の維持を容易とする。もしくは、リレーレンズ群２０２の光源２０１側のＮＡが小さくなりすぎるのを抑え、明るさの確保が容易となる。条件式（１）の上限を上回らないようにすることにより、リレーレンズ群２０２により形成される光源２０１の像が、光源２０１から離れすぎるのを抑え、リレーレンズ群２０２の小型化に有利となる。
【００２９】
本実施形態の投光光学系は、好ましくは、（１）式に加えて、
１．０＜（１＋βｒ）（ｆｒ／｜ｆｏ｜）＜６．０    …（２）
を、さらに好ましくは
１．２＜（１＋βｒ）（ｆｒ／｜ｆｏ｜）＜５．０    …（２ａ）
を満足している。ここで、βｒはリレーレンズ群２０２の横倍率の絶対値、ｆｒはリレーレンズ群２０２の焦点距離、ｆｏは投光レンズ群２０３の焦点距離である。条件式（２）と（２ａ）は、条件式（１）を満たした上で、光源２０１の像と投光レンズ群２０３とを適度な距離に近づけるために適した投光レンズ群２０３の焦点距離を、リレーレンズ群２０２の倍率、焦点距離との関係にて特定したものである。条件式（２）の下限を下回らないようにすることにより、投光レンズ群２０３の径が大きくなることを抑えている。条件式（２）の上限を上回らないようにすることにより、投光レンズ群２０３の屈折力（絶対値）が大きくなりすぎることを抑え、光学性能の確保が容易となる。
【００３０】
また本実施形態の投光光学系は、好ましくは、投光レンズ群２０３が正の屈折力を有し、
−０．１＜Ｄｒｔ／Ｄｒｉ＜１．１    …（３）
を、さらに好ましくは
０．１＜Ｄｒｔ／Ｄｒｉ＜１．０    …（３ａ）
を、またさらに好ましくは
０．５＜Ｄｒｔ／Ｄｒｉ＜０．９８    …（３ｂ）
を満足している。ここで、Ｄｒｔはリレーレンズ群２０２の対象物側の焦点から投光レンズ群２０３の光源２０１側の焦点までの距離、Ｄｒｉはリレーレンズ群２０２の対象物側の焦点からリレーレンズ群２０２による光源２０１の共役像までの距離である。条件式（３）と（３ａ）と（３ｂ）は、光源２０１の発光部位の各発光ポイントから発した発散性を小さくする効果と各発光ポイントから発した主光線（発散する光線のうち強度が強い光線）を同じ方向に投射する効果のバランスを特定したものである。条件式（３）の下限を下回らないようにすることにより、主光線の投光効率が高められる。条件式（３）の上限を上回らないようにすることにより、主光線の周辺の光束の投光効率が高められる。なお、光源２０１の発光部位の形状に応じて、投光レンズ群２０３の光源２０１側焦点の位置を光軸と平行方向、垂直方向に変化させてもよい。
【００３１】
投光レンズ群２０３は、例えば、投光レンズ群２０３の中心光線を含むいずれかの断面上の面光束にて、光源２０１側から順に配置された正屈折力の光学素子群と負屈折力の光学素子群とで構成されてよい。これにより、正屈折力の光学素子群にて光源２０１の共役像からの発散光束を集光させ、負屈折力の光学素子群の小型化が行える。この場合、投光レンズ群２０３全体ではなく、正屈折力の光学素子群を偏心移動させることにより投光範囲を変化させてもよい。また、投光レンズ群２０３の焦点距離よりも正屈折力の光学素子群の焦点距離が短く構成できるので、この正屈折力の光学素子群を偏心移動させることにより投光範囲の変化を少ない移動量で行うことが容易となる。さらに投光レンズ群２０３は、好ましくは、全体で正の屈折力を有し、
−６．０＜Φｐ／Φｎ＜−１．５    …（４）
を、さらに好ましくは
−３．５＜Φｐ／Φｎ＜−１．０    …（４ａ）
を満足している。ここで、φｐは、投光レンズ群２０３の正屈折力の光学素子群の屈折力、φｎは、投光レンズ群２０３の負屈折力の光学素子群の屈折力である。条件式（４）と（４ａ）は、投光レンズ群２０３中の可動群の可動量を少なくするために、それぞれの光学素子群の屈折力の比を特定した条件である。条件式（４）の下限値を下回らないようにすることにより、負屈折力の光学素子群の屈折力を確保し、正屈折力の偏心移動量を抑えることができる。条件式（４）の上限値を上回らないようにすることにより、負屈折力の光学素子群の屈折力が強くなりすぎることを防止し、周辺光束の発散を抑えやすく構成できる。
【００３２】
前述の正屈折力の光学素子群は、好ましくは、１枚の正レンズで構成される。これにより移動レンズ群が軽量にでき望ましい。このとき、正レンズで発生する球面収差を負屈折力の光学素子群によってキャンセルするとよい。
【００３３】
投光レンズ群２０３は、好ましくは、少なくとも１つのレンズ面が非球面である。投光レンズ群２０３内の非球面形状を最適化することにより、正レンズ群を移動させたときの強度分布を整えることができる。
【００３４】
投光レンズ群２０３は、さらに好ましくは、（４）式に加えて、中心光線を含む断面上の面光束に対して、
２．５＜Ｄｐｎ／ｆｏ＜７．０    …（５）
を、さらに好ましくは
３．０＜Ｄｐｎ／ｆｏ＜６．０    …（５ａ）
を満足している。ここで、Ｄｐｎは前記正屈折力の光学素子群の対象物側の主点と前記負屈折力の光学素子群の光源２０１側の主点との間隔、ｆｏは投光レンズ群２０３の焦点距離である。条件式（５）の下限値を下回らないようにすることにより、正レンズ群の屈折力を抑え、球面収差補正に有利となる。条件式（５）の上限値を上回らないようにすることにより、投光レンズ群２０３の大型化を抑えられる。
【００３５】
投光レンズ群２０３は、またさらに好ましくは、（４）式と（５）式に加えて、中心光線を含む断面上の面光束に対して、
０．４＜ｆｒ・Φｐ＜１．０    …（６）
を、さらに好ましくは
０．５５＜ｆｒ・Φｐ＜０．８０    …（６ａ）
を満足している。ここで、ｆｒはリレーレンズ群２０２の焦点距離、φｐは、投光レンズ群２０３の正屈折力の光学素子群の屈折力である。条件式（６）の下限値を下回らないようにすることにより、正屈折力の光学素子群の屈折力を確保し、その光学素子群の偏心移動量を抑えることに有利となる。条件式（６）の上限値を上回らないようにすることにより、正屈折力の光学素子群の屈折力が強くなりすぎることを抑え、この正屈折力の光学素子群をレンズ１枚の簡易な構成としても収差発生を低減し光学性能の維持が行える。
【００３６】
また、投光レンズ群２０３は、例えば、樹脂レンズと正屈折力のガラスレンズとで構成される。この構成は使用温度範囲が広い場合に有利である。リレーレンズ群２０２の焦点距離を決める屈折力をガラスレンズに持たせて、球面収差の補正用に樹脂レンズを使うことによりコストを抑えた上に温度の影響を小さくすることができる。樹脂レンズは、例えば、非球面レンズである。投光レンズ群２０３は、好ましくは、
−０．２５＜Φｐｌ／Φｇｒ＜０．５    …（７）
を、さらに好ましくは
−０．３＜Φｐｌ／Φｇｒ＜０．３    …（７ａ）
を満足している。ここで、Φｇｒはリレーレンズ群２０２のガラスレンズの屈折力、Φｐｌはリレーレンズ群２０２の樹脂レンズの屈折力である。条件式（７）と（７ａ）は、リレーレンズ群２０２内におけるガラスレンズの屈折力と樹脂レンズの屈折力の比を定めたものである。条件式（７）の下限値を下回らないようにすることにより、樹脂レンズの負屈折力が強くなりすぎることを抑え、温度変化の影響を小さくできる。条件式（７）の上限値を上回らないようにすることにより、樹脂レンズの正屈折力が強くなりすぎることを抑え、温度変化の影響を小さくできる。
【００３７】
投光レンズ群２０３は、例えば、少なくとも１面がトーリック面であり、リレーレンズ群２０２と投光レンズ群２０３が固定状態の時、対象物側の投光角範囲の短角方向とそれに垂直な方向の投影角度の比を２倍以上１０倍以下である。ここで、短角方向は投射した光束の中心光線に対して垂直な方向であって投光角度がもっとも狭くなる方向、水平方向は中心光線及び垂直な方向それぞれに直交する方向であり、正規光路外の光線によるフレア、ゴースト光は投光角範囲には含めないものとする。必要な対象物の測定分解能が短角方向とそれに垂直な方向とで異なる場合、リレーレンズ群２０２と投光レンズ群２０３が固定状態の時の投光範囲の短角方向とそれに垂直な方向の大きさを異ならせることにより効率的なシステムが構成できる。そのため、トーリック面を用いて短角方向とそれに垂直な方向の投影角度の比が２倍以上とすることが好ましい。また、短角方向とそれに垂直な方向の大きさの比が１０倍を上回らないようにすると、投光レンズ群２０３が複雑になることを防ぎやすい。
【００３８】
投光レンズ群２０３は、例えば、少なくとも１面がトーリック面である。光源２０１からの配光特性は、発光部位の長手方向とそれに垂直な方向とで異なる。この発光部位から発した光束を略平行光束として投光するには長手方向と垂直方向の光学系の特性を異ならせることが望ましい。特性を異ならせる方法として、リレーレンズ群２０２または投光レンズ群２０３またはその両方にて特性を異ならせる方法が考えられる。しかし、配光特性は発光部位の長手方向で狭く、それに垂直な方向で広くなる傾向がある。このため、集光レンズ群であるリレーレンズ群２０２にトーリック面を形成すると、光源２０１の像が光軸方向にも伸びてしまい、投光レンズ群２０３での光束の調整が簡易な構成では難しくなる。従って、投光レンズ群２０３にて光学特性を異ならせる方が性能を確保する上で有利である。そのため、投光レンズ群２０３中にトーリック面を形成し光源２０１の配光特性を調整することが好ましい。また、この場合、投光レンズ群２０３中のレンズ素子数を少なくすることができ好ましい。さらには、投光レンズ群２０３の屈折力について、発光部位の長手方向の屈折力を弱く、それとは垂直方向の屈折力を強くすることが投光する光束を集光させやすく投光精度を良好にでき好ましい。さらには、投光レンズ群２０３には片側を平面とし片面をトーリック面のレンズを配することが好ましい。これによりレンズ製作時、両面の偏心関係を良好にするのが容易になる。また、投光レンズ群２０３は、片側を凸面とし片面をトーリック面とした正レンズを有してもよい。これによりトーリック面のパワーを弱くすることができ、面の成型が容易になる。また、製作時にてレンズの両面の偏心関係を良好にすることが容易になる。また、リレーレンズ群２０２にも弱い回転非対称なパワーを持たせ、投光レンズ群２０３と共同して集光の状態を調整してもよい。
【００３９】
以下に本発明の投光光学系の具体的な実施例を示す。以下に示す実施例は、車載の測距装置を想定したものである。これらの実施例では、光源２０１には、波長８８０ｎｍのレーザー光源であり、路面に対して垂直な縦方向に約０．３６ｍｍの線光源を想定している。各実施例の光路図では線光源の長手方向が分かるように誇張して長く描かれている。光源２０１の水平方向の配光特性を図９に、また縦方向の配光特性を図１０に示す。図９と図１０に示すように、光源２０１の広がり角は縦方向（光源の長手方向）に２０°程度、路面に対して水平な方向（光源の長手方向に対して垂直方向）に６０°程度を想定している。又、投影範囲は、縦方向（光源の長手方向）に２．５°程度、水平方向（光源の長手方向に対して垂直方向）に０．７°程度の立体角をもつ範囲を想定している。投光範囲の角度は路面に対し水平方向にて最小になり、縦方向で最大となるようにしている。
【００４０】
［実施例１］
実施例１の投光光学系の縦方向（光源の長手方向）の断面図を図１１に、水平方向の断面図を図１２に示す。実施例１の投光光学系は、図１１と図１２に示すように、リレーレンズ群２０２は２枚の平凸レンズ２０２Ａ，２０２Ｂで構成され、投光レンズ群２０３は１枚のトーリックレンズ２０３Ａで構成されている。リレーレンズ群２０２を構成する２枚の平凸レンズ２０２Ａ，２０２Ｂは、例えば樹脂製で、同じ形状を有し、凸面を向かい合わせて配置されている。投光レンズ群２０３を構成するトーリックレンズ２０３Ａは、光源側に平面を有し、対象物のある投光側に凸のトーリック面を有している。
【００４１】
リレーレンズ群２０２の平凸レンズ２０２Ａ，２０２Ｂの凸面は、集光性を高めるため円錐成分を持たせて形成されており、強度分布の一様性を高めている。投光レンズ群２０３を偏心移動させることで投光範囲を移動させてもよい。又、投光レンズ群２０３内のトーリックレンズ２０３Ａは樹脂で成形することでトーリック面の形成を容易にできる。また、本実施例１ではすべてのレンズが樹脂製であるが、すべてのレンズや一部のレンズをガラス素材で構成することにより、いっそう温度や湿度の変化範囲が大きい環境で使う時に特性の変化を小さくすることもできる。
【００４２】
実施例１の投光光学系のレンズデータを表１〜表４に示す。表１と表２は縦方向断面におけるにレンズデータを示し、表３と表４は水平向断面におけるにレンズデータを示している。リレーレンズ群２０２を構成する２枚の平凸レンズ２０２Ａ，２０２Ｂの向かい合う凸面は、回転対称の２次曲面となる非球面で構成されている。また、投光レンズ群２０３を構成するレンズのトーリック面の水平方向断面が二次曲線となる非球面である。
【００４３】
【表１】
2007316157.tif 000003
【００４４】
【表２】
2007316157.tif 000004
【００４５】
【表３】
2007316157.tif 000005
【００４６】
【表４】
2007316157.tif 000006
【００４７】
表１〜表４において、ｒ１、ｒ２…は各レンズ面の曲率半径、ｄ０は光源２０１からリレーレンズ群２０２の入射側レンズ面までの間隔、ｄ１、ｄ２…は各レンズ面間の間隔、ｎ１、ｎ３…は各レンズのｄ線の屈折率、Ｒ１、Ｒ２…は各レンズ面の有効半径である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを断面上における光軸と直交する方向にとると、下記の式によって表される。
【００４８】
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）２｝１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８
ここで、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８はそれぞれ４次、６次、８次の非球面係数である。
【００４９】
縦方向断面、水平方向断面の双方が同じ形状のものは光軸に対して回転対称の非球面である。縦方向断面と水平方向断面とで異なる形状の面は垂直方向と水平方向との間では滑らかに形状が変化した非回転対称の非球面であり、縦方向断面、水平方向断面がその非球面の対称面となっている。
【００５０】
ｄ線での屈折率１．５２３４６の材質は樹脂（温度４０度状態）であり、使用波長（波長８８０ｎｍ）での屈折率は１．５１５９５である。図１１と図１２の光路図における光線は使用波長に基づく光線にて示している。
【００５１】
実施例１の投光光学系による投光光束の縦方向の強度分布を図１３に、また水平方向の強度分布を図１４に示す。
【００５２】
投光レンズ群２０３を路面の水平方向（光源長手方向とは垂直の方向）に偏心移動（シフトもしくはチルト）させることにより、対象物側の投光範囲を水平方向に移動しその後に固定したり、走査したりする。
【００５３】
［実施例２］
実施例２の投光光学系の縦方向（光源の長手方向）の断面図を図１５に、水平方向の断面図を図１６に示す。実施例２の投光光学系は、図１５と図１６に示すように、リレーレンズ群２０２は２枚の平凸レンズ２０２Ｃ，２０２Ｄで構成され、投光レンズ群２０３はトーリック正レンズ２０３Ｂとシリンドリカル負レンズ２０３Ｃとで構成されている。投光レンズ群２０３は全体で正の屈折率を有している。リレーレンズ群２０２を構成する２枚の平凸レンズ２０２Ｃ，２０２Ｄは、樹脂製で、同じ形状を有し、凸面を向かい合わせて配置されている。投光レンズ群２０３中のトーリック正レンズ２０３Ｂは、光源側に平面を有し、投光側に凸のトーリック面を有している。投光レンズ群２０３中のシリンドリカル負レンズ２０３Ｃは、両面が負パワーのシリンドリカル面である。シリンドリカル負レンズ２０３Ｃはトーリック正レンズ２０３Ｂの投光面側に十分な間隔をあけて配置されている。
【００５４】
リレーレンズ群２０２の平凸レンズ２０２Ｃ，２０２Ｄの凸面は円錐成分を持たせて形成されており、強度分布の一様性を高めている。また、リレーレンズ群２０２の平凸レンズ２０２Ｃ，２０２Ｄの凸面は、実施例１と同様に、集光性を高めるため円錐性成分を持たせて形成されており、強度分布の一様性を高めている。投光レンズ群２０３全体を偏心移動させることで投光範囲を移動させてもよい。また、投光レンズ群２０３中のトーリック正レンズ２０３Ｂのみを偏心移動させてもよい。投光レンズ群２０３中のシリンドリカル負レンズ２０３Ｃのみを偏心移動させてもよい。又、トーリック正レンズ２０３Ｂを樹脂で成形することでトーリック面の形成を容易にしてもよい。尚、投光光学系のすべてのレンズや一部のレンズにガラス素材を使うことにより、温度や湿度の変化範囲が大きい環境で使う時に特性の変化を小さくすることもできる。
【００５５】
実施例２の投光光学系のレンズデータを表５〜表８に示す。表５と表６は縦方向断面におけるにレンズデータを示し、表７と表８は水平向断面におけるにレンズデータを示している。レンズデータの定義は実施例１と同様である。なお、ｄ線での屈折率１．８８２３０の材質はガラス（温度４０度状態）であり、使用波長（波長８８０ｎｍ）での屈折率は１．８６４７５である。
【００５６】
【表５】
2007316157.tif 000007
【００５７】
【表６】
2007316157.tif 000008
【００５８】
【表７】
2007316157.tif 000009
【００５９】
【表８】
2007316157.tif 000010
【００６０】
実施例２の投光光学系による投光光束の縦方向の強度分布を図１７に、また水平方向の強度分布を図１８に示す。
【００６１】
投光レンズ群２０３全体またはトーリック正レンズ２０３Ｂもしくはシリンドリカル負レンズ２０３Ｃを路面の水平方向（光源長手方向とは垂直の方向）に偏心移動（シフトもしくはチルト）させることにより、対象物側の投光範囲を水平方向に移動しその後に固定したり、走査したりする。
【００６２】
［実施例３］
実施例３の投光光学系の縦方向（光源の長手方向）の断面図を図１９に、水平方向の断面図を図２０に示す。実施例３の投光光学系は、図１９と図２０に示すように、リレーレンズ群２０２は両凸レンズ２０２Ｅとメニスカス正レンズ２０２Ｆとで構成され、投光レンズ群２０３はトーリック正レンズ２０３Ｄとシリンドリカル負レンズ２０３Ｅとで構成されている。投光レンズ群２０３は全体で正の屈折率を有している。リレーレンズ群２０２のメニスカス正レンズ２０２Ｆは、両凸レンズ２０２Ｅの投光側に配置され、投光側に強い凸面を有している。投光レンズ群２０３のトーリック正レンズ２０３Ｄは、光源側に凸面を有し、投光側に凸のトーリック面を有している。投光レンズ群２０３のシリンドリカル負レンズ２０３Ｅは、光源側が凹面で、投光側が負のシリンドリカルレンズ面で、トーリック正レンズ２０３Ｄの投光側に十分な間隔をあけて配置されている。リレーレンズ群２０２のメニスカス正レンズ２０２Ｆの両面は円錐成分を持たせた光軸に回転対称な二次曲面であり、強度分布の一様性を高めている。投光レンズ群２０３全体を偏心移動させることで投光範囲を移動させてもよい。また、トーリック正レンズ２０３Ｄのみ、またはシリンドリカル負レンズ２０３Ｅのみを偏心移動させてもよい。又、投光レンズ群２０３のレンズは樹脂で成形することでトーリック面、シリンドリカル面の形成を容易にしてもよい。リレーレンズ群２０２のメニスカス正レンズ２０２Ｆをガラス素材とすることで温度や湿度の変化範囲が比較的大きい環境で使う時に特性の変化を小さくすることができる。又、両凸レンズ２０２Ｅを球面レンズとすることでガラス素材での形成が容易にしてある。
【００６３】
実施例３の投光光学系のレンズデータを表９〜表１２に示す。表９と表１０は縦方向断面におけるにレンズデータを示し、表１１と表１２は水平向断面におけるにレンズデータを示している。レンズデータの定義は実施例１と同様である。なお、ｄ線での屈折率１．８８２３０の材質はガラス（温度４０度状態）であり、使用波長（波長８８０ｎｍ）での屈折率は１．８６４７５である。
【００６４】
【表９】
2007316157.tif 000011
【００６５】
【表１０】
2007316157.tif 000012
【００６６】
【表１１】
2007316157.tif 000013
【００６７】
【表１２】
2007316157.tif 000014
【００６８】
実施例３の投光光学系による投光光束の縦方向の強度分布を図２１に、また水平方向の強度分布を図２２に示す。
【００６９】
投光レンズ群２０３全体またはトーリック正レンズ２０３Ｄもしくはシリンドリカル負レンズ２０３Ｅを路面の水平方向（光源長手方向とは垂直の方向）に偏心移動（シフトもしくはチルト）させることにより、対象物側の投光範囲を水平方向に移動しその後に固定したり、走査したりする。
【００７０】
各実施例の投光光学系では、リレーレンズ群２０２と投光レンズ群２０３の間に十分な空間を持つので、ここに反射手段を配置して、装置の小型化を図ってもよい。
【００７１】
実施例２と実施例３の投光光学系では、投光レンズ群２０３のトーリック正レンズ２０３Ｂ，２０３Ｄとシリンドリカル負レンズ２０３Ｃ，２０３Ｅの間に十分な空間あるので、ここに反射手段を配置して、装置の小型を図ってもよい。
【００７２】
各実施例の条件式対応値および対応値の算出に用いた要素値を表１３に示す。
【００７３】
【表１３】
2007316157.tif 000015
【００７４】
［投光装置］
以下、図２３乃至図３６を参照して、実施例１の投光光学系を備えた投光装置を説明する。図２３はこの投光装置に搭載される光学系駆動装置の斜視図であり、図２４は図２５のＡ−Ａ線で切った該光学系駆動装置全体の断面図、図２５は図２４のＣ−Ｃ線で切った断面図、図２６は該光学系駆動装置全体の分解斜視図である。また、図２７及び図２８はカバーを取った状態の斜視図であり、図２９乃至図３１はそのカバーを取った状態での各々図２５のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、図２４のＣ−Ｃ線で切った断面斜視図である。図３２は該光学系駆動装置における２軸アクチュエータの分解斜視図であり、図３３はその２軸アクチュエータの一部分を拡大して示す分解斜視図である。図３４は上記２軸アクチュエータの一部分である可動部の断面図であり、図３５はその可動部の分解斜視図である。図３６は実施例１の投光光学系を備えた投光装置の使用形態を説明するための図である。
【００７５】
光学系駆動装置においては、図３３及び図３４に示すように、投光レンズ群２０３を構成する投光レンズ１０が、ガラス入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ１２に設けた穴１４に固定されている。この場合、投光レンズ１０は、上記穴１４の内部の段状部１６にＺ方向に当てつけて接着固定されている。上記ホルダ１２のＸ及びＹ方向外周には、銅クラッドアルミ線でＸコイル１８が巻線されている。更に、上記ホルダ１２のＹ方向両端には、上記Ｘコイル１８の巻線の外側から、Ｙコイル２２Ａ，２２Ｂを内側にインサート成形したコイル部組２０Ａ，２０Ｂが接着されている。これらコイル部組２０Ａ，２０Ｂは、ガラス繊維入りの液晶ポリマー樹脂で成形され、また、上記Ｙコイル２２Ａ，２２Ｂは、銅クラッドアルミ線で巻線されている。
【００７６】
上記ホルダ１２には、図３５に示すように、基板２４が接着固定されている。この基板２４の中央には、上記ホルダ１２のレンズ取付部を逃げる穴２６が設けられている。更に、この基板２４には、発光ダイオード２８Ａ，２８Ｂが半田付けされ固定されている。また、特に図示はしていないが、上記Ｘコイル１８及びＹコイル２２Ａ，２２Ｂの端末も、該基板２４に半田付けされている。
【００７７】
更に、上記ホルダ１２のＺ＋方向には、カーボン繊維入りの液晶ポリマーで製作されている板３０が、上記ホルダ１２の段状部３２，３４Ａ，３４Ｂに当てつけられ、接着固定されている。また、上記ホルダ１２には柱部３６Ａ，３６Ｂが設けられており、それら柱部３６Ａ，３６Ｂが、上記基板２４に設けられた穴３８Ａ，３８Ｂを貫通し、上記板３０に設けられた穴４０Ａ，４０Ｂに挿入されている。上記板３０と上記ホルダ１２とは、この部分でも接着固定されている。
【００７８】
また、上記板３０における上記発光ダイオード２８Ａ，２８ＢのＺ＋方向に相当する部分には、スリット４２Ａ，４２Ｂが設けられている。これらスリット４２Ａ，４２Ｂの長手方向は互いに直交する方向、即ち、図３５に示すように、スリット４２ＡはＹ方向に、スリット４２ＢはＸ方向となっている。
【００７９】
以上のようなホルダ１２及び該ホルダ１２に固定された部品よりなる部組を、可動部４４と呼ぶ。
【００８０】
また、上記基板２４には、穴４６Ａ〜４６Ｈが設けられている。そして、図３３に示すように、それらの穴４６Ａ〜４６Ｈにベリリウム銅製のワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈが挿入され、一端が半田付けされている。上記ホルダ１２についても、それらワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈが通る部分には穴が設けられ、この部分でも接着固定されている。
【００８１】
ここで、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈは、上記基板２４を介して、上記Ｘコイル１８、Ｙコイル２２Ａ，２２Ｂ、発光ダイオード２８Ａ，２８Ｂと接続されている。Ｘコイル１８の両端に接続されるワイヤバネが２本、直列に接続されたＹコイル２２Ａ，２２Ｂの両端に接続されるワイヤバネが２本、２個の発光ダイオード２８Ａ，２８Ｂに各々接続されるワイヤバネが２本×２で、計８本のワイヤバネとなっている。
【００８２】
また、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈの他端は、ガラス入りの液晶ポリマー樹脂で製作されたバネ受け５０に固定されている。即ち、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈは、そのバネ受け５０に設けられた穴５２Ａ〜５２Ｄに挿入されている。これらの穴５２Ａ〜５２Ｄは、図３３では見えないＺ−側で、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈより僅かに大きい８つの穴となり、その部分で、それらワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈと該バネ受け５０とが接着されている。
【００８３】
なお、上記穴５２Ａ〜５２Ｄの、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈとバネ受け５０を接着している以外の部分には、シリコーンゲルが充填されている。このシリコーンゲルにより、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈの振動のダンピングが取られている。
【００８４】
また、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈは、Ｚ−方向に上記バネ受け５０より突出し、基板５４に設けられた穴５６Ａ〜５６Ｈに挿入され、半田付けされている。上記基板５４からはフレキシブル基板５８が延び、図示しない制御基板に接続されている。このようにして、上記Ｘコイル１８、Ｙコイル２２Ａ，２２Ｂ、及び発光ダイオード２８Ａ，２８Ｂは、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈを介して、制御基板に接続されている。
【００８５】
また、上記の構成とすることにより、可動部４４は、ワイヤバネ４８Ａ〜４８ＨによりＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持されていることになる。ここで、可動部４４を単純にＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持するだけであれば、ワイヤバネは４本で十分である。８本となっているのは、配線として８本必要なためである。８本のワイヤバネが同じ径の場合、全てのワイヤバネが精度良く固定されていないと、動きに悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、ワイヤバネ４８Ａ，４８Ｄ，４８Ｅ，４８Ｈにくらべ、ワイヤバネ４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｆ，４８Ｇの径を細く、即ち、バネ定数を小さくしている。これにより、動きはバネ定数の大きいワイヤバネ４８Ａ，４８Ｄ，４８Ｅ，４８Ｈが支配的となり、ワイヤバネ４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｆ，４８Ｇの取付誤差を許容することが可能となっている。  また、上記バネ受け５０には穴６０、上記基板５４には穴６２がそれぞれ設けられ、上記投光レンズ１０への光を通すための光路となっている。
【００８６】
図２７乃至図３２に示すように、上記バネ受け５０は、金属製のベース６４に固定されている。このベース６４には、穴６６Ａ，６６Ｂが設けられ、また、上記バネ受け５０にはネジ穴６８Ａ，６８Ｂが設けられている。そして、上記穴６６Ａ，６６Ｂを介してネジ穴６８Ａ，６８Ｂにネジ７０Ａ，７０Ｂがねじ込まれることで、上記ベース６４に上記バネ受け５０が固定されている。また、上記ベース６４には、凹部７２Ａ，７２Ｂが設けられており、その凹部７２Ａが上記フレキシブル基板５８を通すための逃げとなっている。もう一方の凹部７２Ｂは、上記ベース６４を回転対称形状として、取り付け時に１８０度回転した状態でも良いようにして、組み立て性を改善するために設けられているものである。
【００８７】
更に、上記ベース６４には、ネジ穴７４Ａ〜７４Ｄが設けられ、そこにステンレス製の柱７６Ａ〜７６Ｄのネジ部７８Ａ〜７８Ｄがねじ込まれ、固定されている。
【００８８】
上記柱７６Ａ〜７６ＤのＺ＋側にもネジ部８０Ａ〜８０Ｄが設けられ、そこに鉄製のヨーク８２Ａ，８２Ｂが取り付けられ、そのＺ＋側には更に、鉄製のヨーク８４Ａ，８４Ｂが取り付けられている。それらヨーク８２Ａ，８２Ｂ及び８４Ａ，８４Ｂにおける上記ネジ部８０Ａ〜８０Ｄへの取付部は、Ｕ溝部８６Ａ〜８６Ｄ及び８８Ａ〜８８Ｄで、ヨーク８２Ａ，８２Ｂ及び８４Ａ，８４Ｂの端部まで開放した形状となっており、上記ネジ部８０Ａ〜８０ＤのＺ＋端から通す必要はなく、ＸＹ平面方向からスライドさせて挿入できる。これにより、ホルダ１２などと干渉することなく、組み立てすることができる。
【００８９】
また、上記ヨーク８２Ａ，８２Ｂには磁石９０Ａ，９０Ｂが接着固定され、上記ヨーク８４Ａ，８４Ｂには磁石９２Ａ，９２Ｂが接着固定されている。これら磁石９０Ａ，９０Ｂ及び９２Ａ，９２Ｂの磁極については後述する。
【００９０】
上記柱７６Ａ〜７６Ｄのネジ部８０Ａ〜８０Ｄの上記ヨーク８４Ａ，８４ＢのＺ＋側には、鉄製の柱９４Ａ〜９４Ｄのネジ穴９６Ａ〜９６Ｄがねじ込まれ、上記ヨーク８２Ａ，８２Ｂ及び８４Ａ，８４Ｂを挟み込んで固定している。なお、上記ネジ部８０Ａ〜８０Ｄの上記ヨーク８２Ａ，８２Ｂ，８４Ａ，８４ＢのＵ溝部８６Ａ〜８６Ｄ，８８Ａ〜８８Ｄと接する部分は、ネジ部でなく、単純な円柱形状としても良い。円柱形状の方が、精度を向上させることが可能となる。また、上記柱９４Ａ〜９４Ｄが、上記柱７６Ａ〜７６Ｄと異なり鉄製であるのは、上記ヨーク８２Ａ，８２Ｂ，８４Ａ，８４Ｂ（及び後述するヨーク１００Ａ，１００Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂ）及び磁石９０Ａ，９０Ｂ（及び後述する磁石９０Ｃ，９０Ｄ），９２Ａ，９２Ｂ（及び後述する磁石９２Ｃ，９２Ｄ）と共同して磁気回路を形成するためである。
【００９１】
上記柱９４Ａ〜９４ＤのＺ＋側にはネジ部９８Ａ〜９８Ｄが設けられおり、そこに鉄製のヨーク１００Ａ，１００Ｂが取り付けられ、そのＺ＋側には更に、鉄製のヨーク１０２Ａ，１０２Ｂが取り付けられている。
【００９２】
但し、これらヨーク１００Ａ，１００Ｂ及びヨーク１０２Ａ，１０２Ｂの上記柱９４Ａ〜９４Ｄの上記ネジ部９８Ａ〜９８Ｄへの取付の穴１０４Ａ〜１０４Ｄ及び１０６Ａ〜１０６Ｄは、上記ヨーク８２Ａ，８２Ｂ及び８４Ａ，８４Ｂとは異なり、組み立て時に上記ホルダ１２と干渉することがないので、端部まで開放した形状でなくて、通常の穴となっている。従って、上記ヨーク１００Ａ，１００Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂは、上記ネジ部９８Ａ〜９８ＤのＺ＋端から通して、組み立てられる。
【００９３】
上記ヨーク１００Ａ，１００Ｂには磁石９０Ｃ，９０Ｄが接着固定され、上記ヨーク１０２Ａ，１０２Ｂには磁石９２Ｃ，９２Ｄが接着固定されている。これら磁石９０Ｃ，９０Ｄ，９２Ｃ，９２Ｄの磁極については後述する。なお、上記ヨーク１０２Ａ，１０２Ｂは、上記磁石９２Ｃ，９２ＤのＺ方向の位置を適切な位置にずらすため、屈曲部１０８Ａ，１０８Ｂを設け、その部分に上記磁石９２Ｃ，９２Ｄを接着している。
【００９４】
上記柱９４Ａ〜９４Ｄの上記ネジ部９８Ａ〜９８Ｄの上記ヨーク１０２Ａ，１０２ＢのＺ＋側には、ナット１１０Ａ〜１１０Ｄがねじ込まれ、上記ヨーク１００Ａ，１００Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂを挟み込んで固定している。なお、上記ネジ部９８Ａ〜９８Ｄの上記ヨーク１００Ａ，１００Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂの穴１０４Ａ〜１０４Ｄ，１０６Ａ〜１０６Ｄと接する部分は、ネジ部でなく、単純な円柱形状としても良い。円柱形状の方が、精度を向上させることが可能となる。
【００９５】
また、上記ヨーク１０２Ａ，１０２Ｂには、ポジションセンサ１１２Ａ，１１２Ｂが固定された基板１１４が固定されている。図３０より明らかなように、上記ポジションセンサ１１２Ａ，１１２Ｂは、上記可動部４４の上記発光ダイオード２８Ａ，２８ＢとＺ方向に相対しており、その間には、上記板３０に設けられたスリット４２Ａ，４２Ｂが配される形となっている。Ｙ方向に延びるスリット４２Ａの側では、該スリット４２Ａの長手方向と直交する方向のＸ方向への上記可動部４４の動きを上記ポジションセンサ１１２Ａで検出し、Ｘ方向に延びるスリット４２Ｂの側では、該スリット４２Ｂの長手方向と直交する方向のＹ方向への上記可動部４４の動きを上記ポジションセンサ１１２Ｂで検出しており、そのような向きにそれらポジションセンサ１１２Ａ，１１２Ｂは取り付けられている。
【００９６】
また、上記基板１１４は、上記ヨーク１０２Ａ，１０２Ｂのネジ穴１１６Ａ，１１６Ｂにネジ１１８Ａ，１１８Ｂで固定されるが、その固定の際に、上記投光レンズ１０のＸＹ方向の位置が、リレーレンズ群２０２を構成する後述するレンズ１３４，１３６の光軸と一致するなどの所望の位置となったときに、上記ポジションセンサ１１２Ａ，１１２Ｂの出力が０位置を示す出力となるように、ＸＹ平面内での位置調整がなされる。
【００９７】
なお、上記基板１１４は、フレキシブル基板１２０で、図示しない上記制御基板に接続され、それによって、上記ポジションセンサ１１２Ａ，１１２Ｂはその制御基板と接続されていることになる。
【００９８】
以上のように構成されたベース６４上に組み立てられた可動部４４を動かす機構を、２軸アクチュエータ１２２と呼ぶ。
【００９９】
図２６乃至図３２に示すように、この２軸アクチュエータ１２２は、アルミダイカスト製の本体１２４に、上記ベース６４に設けられたネジ穴１２６Ａ〜１２６Ｄを用いて、ネジ１２８Ａ〜１２８Ｄによって固定されている。この際、上記投光レンズ１０の光軸と後述するレンズ１３４，１３６の光軸との傾きが０とするなど、上記投光レンズ１０の傾きが所望の値となるように、上記ベース６４と上記本体１２４との間に、図示していないが、薄いスペーサを挟んで、上記本体１２４に対して上記２軸アクチュエータ１２２の傾き調整が行われる。
【０１００】
また、図２９及び図３０から明らかなように、上記本体１２４に設けられた穴１３０には、光源２０１であるレーザダイオード１３２が圧入され、固定されている。なお、特に図示はしていないが、このレーザダイオード１３２も上記制御基板に接続されている。また、該レーザダイオード１３２については、断面で内部を詳細に描いていない。
【０１０１】
上記レーザダイオード１３２のＺ＋方向には、レンズ１３４，１３６がレンズ枠１３８を介して、上記本体１２４に固定されている。上記レンズ枠１３８は、上記本体１２４に設けられた穴１４０に挿入されている。この穴１４０は、上記レンズ枠１３８よりも径が５μｍ程度大きくされており、上記レンズ枠１３８がＺ方向に移動可能となっている。詳細は図示していないが、上記レンズ枠１３８をＺ方向に動かし、上記レンズ１３４，１３６の位置を動かして光学特性を調整した後に、上記本体１２４に固定されている。
【０１０２】
上記レンズ枠１３８は、Ｚ方向に上記バネ受け５０に食い込むような形の配置となっている。また、上記レンズ枠１３８が存在する部分の本体１２４は、Ｚ＋方向に凸形状となっている。これに対して、上記バネ受け５０は、凸形状を逃げるような形となっており、隙間１４２が存在する。この隙間１４２は、前述した本体１２４に対して、上記２軸アクチュエータ１２２を傾き調整したときに干渉を防ぎ、調整しろを確保するためのものである。
【０１０３】
図２４及び図３０に示すように、上記投光レンズ１０の光軸ＯはＺ方向となっており、この光軸Ｏに垂直な方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動可能に上記投光レンズ１０を支持するために、上記ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈの長手方向は、上記光軸Ｏと同じＺ方向になるように配置されている。
【０１０４】
また、図２３及び図２６に示すように、上記２軸アクチュエータ１２２の破損を防ぐため、ポリカーボネイト製のカバー１４４がかぶせられている。このカバー１４４は、該カバー１４４に設けた穴１４６Ａ〜１４６Ｄと上記本体１２４に設けたネジ穴１４８Ａ〜１４８Ｄとを用いて、ネジ１５０Ａ〜１５０Ｄによって固定されている。
【０１０５】
次に、以上のように構成された光学系駆動装置について、その動作を説明する。
【０１０６】
図３６に光学系駆動装置を搭載した投光装置の使用形態を簡略に示す。上記レーザダイオード１３２より発光したレーザ光は、上記レンズ１３４，１３６を介し、ワイヤバネ４８Ａ〜４８Ｈに支持されたホルダ１２の投光レンズ１０を矢印１５２で示すように左右に動かすことにより、矢印１５４のように左右に振られ、投光される。そして、その投光された光１５６が障害物１５８に当たって反射した光１６０は、受光レンズ１６２を通過し、対象物の位置情報を取得する受光部材であるフォトディテクタ１６４に至り、電気回路により障害物１５８までの距離が計算される。なお、実際は投光レンズ１０は左右だけでなく、上下にも振られ、光１５６も上下に振られる。
【０１０７】
上記投光レンズ１０を上下左右に動かす仕組みについて更に詳細に説明する。
【０１０８】
図２５及び図３０に示すように、上記Ｘコイル１８の辺１６６は磁石９０Ａと磁石９０Ｃとに挟まれ、上記Ｘコイル１８の辺１６８は磁石９０Ｂと磁石９０Ｄとに挟まれている。それら磁石９０Ａ〜９０Ｄの磁極は図３０に記載したとおりであり、上記辺１６６，１６８には、矢印で示すような向き１７０，１７２の磁界が及ぶ。磁石９０Ｃから磁石９０Ａに向かった磁束は、ヨーク８２Ａ、ヨーク８４Ａ及び８４Ｂ、柱９４Ａ及び９４Ｃ、ヨーク１００Ａを介して、磁石９０Ｃに戻る。また、磁石９０Ｂから磁石９０Ｄに向かった磁束は、ヨーク１００Ｂ、柱９４Ｂ及び９４Ｄ、ヨーク８４Ａ及び８４Ｂ、ヨーク８２Ｂを介して、磁石９０Ｂに戻る。
【０１０９】
Ｘコイル１８の辺１６６，１６８に流れる電流の向きは逆であり、及ぶ磁界の向き１７０，１７２も逆であるので、発生する力の向きは同じである。力の向きは、電流の向きと磁界の向きに垂直なＸ方向となる。これにより、Ｘコイル１８に電流を流すことで、ホルダ１２及びそれに取り付けられた投光レンズ１０をＸ方向に動かすことができる。
【０１１０】
一方、図２４、図２５及び図２９に示すように、上記Ｙコイル２２Ａは磁石９２Ａと磁石９２Ｃとに挟まれ、上記Ｙコイル２２Ｂは磁石９２Ｂと磁石９２Ｄとに挟まれている。それら磁石９２Ａ〜９２Ｄの磁極は図２４に記載したとおりであり、表面に２つの磁極が現れるいわゆる異極着磁がなされている（異極着磁の境目は破線で示す）。Ｙコイル２２Ａの辺１７４Ａには、矢印で示すような向き１７８の磁界が及び、辺１７６Ａには、逆向きの矢印で示すような向き１８０の磁界が及ぶ。Ｙコイル２２Ａの辺１７４Ａと１７６Ａとに流れる電流の向きは互いに逆であり、及ぶ磁界の向き１７８及び１８０も逆であるので、発生する力の向きは同じである。力の向きは、電流の向きと磁界の向きに垂直なＹ方向となる。
【０１１１】
同様に、Ｙコイル２２Ｂの辺１７４Ｂ及び１７６Ｂには、各々矢印で示すような向き１８２，１８４の磁界が及ぶ。Ｙコイル２２Ｂの辺１７４Ｂと１７６Ｂとに流れる電流の向きは逆であり、及ぶ磁界の向き１８２及び１８４も逆であるので、発生する力の向きは同じである。力の向きは、電流の向きと磁界の向きに垂直なＹ方向となる。
【０１１２】
なお、Ｙコイル２２Ａ，２２Ｂの辺１７４Ａ，１７４Ｂ，１７６Ａ，１７６Ｂ以外の辺には、Ｘ方向の力が発生するが、向き１７８，１８２と向き１８０，１８４の磁界から受ける力の向きが逆向きとなりキャンセルするので、Ｘ方向に動くことはない。
【０１１３】
Ｙコイル２２Ａ，２２Ｂで発生するＹ方向の力は２つのコイルで同じ向きになるように配線される。これによりＹコイル２２Ａ，２２Ｂに電流を流すことで、上記ホルダ１２及びそれに取り付けられた上記投光レンズ１０をＹ方向に動かすことができる。
【０１１４】
上記投光レンズ１０のＸ方向及びＹ方向の位置は、先に述べたように、発光ダイオード２８Ａ，２８Ｂの光をポジションセンサ１１２Ａ，１１２Ｂで受光することにより検出される。この位置情報をもとに制御をかけ、所定の位置に動くように、Ｘコイル１８及びＹコイル２２Ａ，２２Ｂに電流が流される。
【０１１５】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１１６】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【０１１７】
（１）  光源と、
負の横倍率を有し前記光源から発散した光束を収束光に変換するリレーレンズ群と、
前記リレーレンズ群からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように前記リレーレンズ群からの光束を投光する投光レンズ群とを有し、
以下の条件式
０．９＜βｒ＜３．０    …（１）
１．０＜（１＋βｒ）（ｆｒ／｜ｆｏ｜）＜６．０    …（２）
ここで、βｒはリレーレンズ群の横倍率の絶対値、ｆｒはリレーレンズ群の焦点距離、ｆｏは投光レンズ群の焦点距離である、を満足することを特徴とする投光光学系。
【０１１８】
（作用効果）
光源から発した光束は、負の横倍率を持ったリレーレンズ群により集光され、光源の像が形成される（実像、虚像は問わない）。
【０１１９】
この光源の像からの光束を、投光レンズ群により、略平行の射出光束とするためには、光源の像位置と投光レンズ群の焦点とを適切に近づけて配置することになる。
【０１２０】
この際に、投光レンズ群の焦点距離（絶対値）を適度に小さくすることにより、投光レンズ群を光源の像に近づけることができ、従って、投光レンズ群の径の小型化が達成できる。
【０１２１】
条件式（１）は、リレー光学系による適度な倍率の範囲を特定したものであり、光源側のＮＡを確保して明るさを確保しつつ、リレーレンズ群の小型化も考慮して設定したものである。
【０１２２】
条件式（１）の下限を下回らないようにすることで、リレーレンズ群の集光側（投光レンズ群側）のＮＡが大きくなりすぎるのを抑え、投光レンズ群の屈折力（絶対値）を抑えて光学性能の維持を容易とする。もしくは、リレーレンズ群の光源側のＮＡが小さくなりすぎるのを抑え、明るさの確保が容易となる。
【０１２３】
条件式（１）の上限を上回らないようにすることで、リレーレンズ群により形成される光源の像が、光源から離れすぎるのを抑え、リレーレンズ群の小型化に有利となる。
【０１２４】
条件式（２）は、条件式（１）を満たした上で、光源の像と投光レンズ群とを適度な距離に近づけるために適した投光レンズ群の焦点距離を、リレーレンズ群の倍率、焦点距離との関係にて特定したものである。
【０１２５】
条件式（２）の下限を下回らないようにすることで、投光レンズ群の径が大きくなることを抑えている。
【０１２６】
条件式（２）の上限を上回らないようにすることで、投光レンズ群の屈折力（絶対値）が大きくなりすぎることを抑え、光学性能の確保が容易となる。
【０１２７】
さらに、前記投光レンズ群から射出する光束の強度分布が、射出光束の中心光線からの立体角が５°以下の範囲内にて射出光束の５０％以上のエネルギー（強度）を有する射出光束とすることが好ましい。
【０１２８】
（２）  光源と、
負の横倍率を有し前記光源から発した光束を収束光に変換するリレーレンズ群と、
前記リレーレンズ群からの光束に対し、射出光束が平行光束に近づくように前記リレーレンズ群からの光束を投光する投光レンズ群とを有し、
前記投光レンズ群の全体乃至一部を偏心移動させて投光範囲の変更を行うことを特徴とする投光光学系。
【０１２９】
（作用効果）
光源から発した光束は、リレーレンズ群により集光され、集光された光源の像が形成される（実像、虚像は問わない）。
【０１３０】
この光源の像からの光束を、投光レンズ群により、略平行の射出光束とするためには、光源の像位置と投光レンズ群の焦点とを適切に近づけて配置することになる。
【０１３１】
光源をリレーレンズ群により空中像となる光源の像を形成する。そのため、投光レンズは、空中像となる光源の像位置に対して位置を任意に設定できるため、投光レンズ群を光源の像に近づけて小型化することが容易となり、投光レンズ群の配置の自由度が確保できる。
【０１３２】
また、リレーレンズ群の調整により光源側のＮＡの調整も容易となり、投光光束を明るくしやすく構成できる。
【０１３３】
投光レンズ群の全部乃至一部を偏心させて投光範囲の変更を行うことにより、従来技術のポリゴンミラーを用いる場合と比較して、構成を簡単にできる。
【０１３４】
さらに、前記投光レンズ群から射出する光束の強度分布が、射出光束の中心光線からの立体角が５°以下の範囲内にて射出光束の５０％以上のエネルギーを有する射出光束とすることが好ましい。
【０１３５】
（３）  前記リレーレンズ群が、以下の条件式
０．９＜βｒ＜３．０    …（１）
ここで、βｒはリレーレンズ群の横倍率の絶対値である、を満足することを特徴とする（２）に記載の投光光学系。
【０１３６】
（作用効果）
投光光学系明るさの確保とリレーレンズ群の小型化に有利となる。
【０１３７】
条件式（１）の上限値、下限値の技術意義については上述の通りである。
【０１３８】
（４）  前記リレーレンズ群と前記投光レンズ群が、以下の条件式
１．０＜（１＋βｒ）（ｆｒ／｜ｆｏ｜）＜６．０    …（２）
ここで、ｆｒはリレーレンズ群の焦点距離、ｆｏは投光レンズ群の焦点距離である、を満足することを特徴とする（３）に記載の投光光学系。
【０１３９】
（作用効果）
投光レンズ群の焦点距離を適度に小さくすることで、投光レンズ群を光源の空中像に適度に近づけることが可能となる。
【０１４０】
そのため、投光レンズ群の径を小さく構成できる。
【０１４１】
特に、投光レンズ群の径を小さくすることで、移動させる投光レンズ群（全体乃至一部）が小型軽量に構成でき、移動機構の負担（重量による剛性負担、移動に要するエネルギー負担等）を軽減できる。
【０１４２】
条件式（２）の上限値、下限値の技術意義については上述の通りである。
【０１４３】
（５）  前記投光レンズ群は、正の屈折力を有することを特徴とする（１）に記載の投光光学系。
【０１４４】
（作用効果）
投光レンズ群の屈折力（焦点距離の逆数）は正と負いずれの屈折力をもたせてもよいが、投光レンズ群が正の屈折力となるように構成することで、投光レンズ群の配置箇所をリレーレンズ群から離すことができる。従って、リレーレンズ群との干渉が起こりにくく構成できる。また、屈折力の絶対値を小さくしやすい（焦点距離を長くしやすい）ので、投光レンズ群の光学性能の確保に有利となる。
【０１４５】
（６）  前記投光レンズ群は、正の屈折力を有することを特徴とする（２）乃至（４）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１４６】
（作用効果）
投光レンズ群の屈折力（焦点距離の逆数）は正と負いずれの屈折力をもたせてもよいが、投光レンズ群が正の屈折力となるように構成することで、投光レンズ群の配置箇所をリレーレンズ群から離しやすく構成できる。従って、リレーレンズ群との干渉が起こりにくく構成できる。また、少ない偏心量で投光範囲を大きく動かすことができる構成がとりやすいので好ましい。
【０１４７】
（７）  前記光源が、複数の点光源、線状の光源、面状の光源の少なくともいずれかを備えることを特徴とする（５）または（６）に記載の投光光学系。
【０１４８】
（作用効果）
光源の発光部位が線状または面積を持っている場合や、複数の点光源状の光源群である場合、投光レンズ群を正の屈折力とし、投光レンズを集光位置より対象物側に配置することで効率的に光源からの光束を取り込め、且つ、良好な強度分布を得ることができる。即ち、光源の発光部位の周辺部を発した光束は投光レンズ群の周辺部に入射するので、レンズの断面形状を球面や非球面として周辺での屈折力を強くすることで略平行光束とすることが容易となる。
【０１４９】
（８）  前記光源の発光部位が線状または矩形であることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１５０】
（作用効果）
光源の発光部位を線状または矩形にすることで、点光源に比べ発光量を多くすることができる。特にこの構成は、半導体レーザーやＬＥＤを光源とするとき、容易に構成できる。
【０１５１】
（９）  前記投光レンズ群は正の屈折力を有し、以下の条件式
−０．１＜Ｄｒｔ／Ｄｒｉ＜１．１    …（３）
ここで、Ｄｒｔはリレーレンズ群の対象物側の焦点から投光レンズ群の光源側の焦点までの距離、Ｄｒｉはリレーレンズ群の対象物側の焦点からリレーレンズ群による光源の共役像までの距離である、を満足することを特徴とする（１）乃至（８）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１５２】
（作用効果）
光源がＬＥＤや半導体レーザー等で線状または面積を持っている場合や複数の点光源状の光源群である場合、光源のそれぞれの発光ポイントにおいて、もっとも光の強度が強いのは光源の発光ポイントが並ぶ方向に対して垂直方向（発光ポイントが光軸に垂直に連続する場合はリレーレンズ群の光軸とほぼ平行となる方向）である。つまり、それぞれの発光ポイントから発する光束を特定方向に投光するには、光源のそれぞれの発光ポイントから垂直に発する光を略同一方向に投射することが重要となる。投光レンズ群の光源側の焦点とリレーレンズ群の対象物側の焦点を一致させると光源の各発光ポイントから垂直方向に発した各光線は投光レンズ群から射出するとほぼ平行（同じ方向）へ投射される。この時各発光ポイントから発した周辺光線は拡散することになるが、共役像が投光レンズ群に近づくことで投光レンズ群に入射するときの拡散よりも小さくなる。そして、投光レンズ群の光源側の焦点を、リレーレンズ群による光源の共役像近傍からリレーレンズ群の対象物側の焦点近傍の間に位置させることで、各発光ポイントから発した発散性を小さくする効果と各発光ポイントから発した主光線（発散する光線のうち強度が強い光線）を同じ方向に投射する効果のバランスをとることができる。
【０１５３】
条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、主光線の投光効率が高められる。
【０１５４】
条件式（３）の上限を上回らないようにすることで、主光線の周辺の光束の投光効率が高められる。
【０１５５】
尚、光源の発光部位の形状により、投光レンズ群の光源側焦点の位置を光軸と平行方向、垂直方向に変化させてもよい。
【０１５６】
（１０）  前記投光レンズ群は投光レンズ群の中心光線を含むいずれかの断面上の面光束にて光源側から順に正屈折力の光学素子群と負屈折力の光学素子群からなり、全体で正の屈折力を有し、前記正屈折力の光学素子群を偏心移動させることにより投光範囲を変化させ、以下の条件式
−６．０＜Φｐ／Φｎ＜−１．５    …（４）
ここで、φｐは、投光レンズ群の正屈折力の光学素子群の屈折力、φｎは、投光レンズ群の負屈折力の光学素子群の屈折力である、を満足することを特徴とする（１）乃至（９）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１５７】
（作用効果）
投光レンズ群を光源側から正屈折力、負屈折力の順で配することで、正屈折力の光学素子群にて光源の共役像からの発散光束を集光させ、負屈折力の光学素子群の小型化が行える。また、投光レンズ群の焦点距離よりも正屈折力の光学素子群の焦点距離が短く構成できるので、この正屈折力の光学素子群を偏心移動させることにより投光範囲の変化を少ない移動量で行うことが容易となる。
【０１５８】
条件式（４）は、投光レンズ群中の可動群の可動量を少なくするために、それぞれの光学素子群の屈折力の比を特定した条件である。
【０１５９】
条件式（４）の下限値を下回らないようにすることで、負屈折力の光学素子群の屈折力を確保し、正屈折力の偏心移動量を抑えることができる。
【０１６０】
条件式（４）の上限値を上回らないようにすることで、負屈折力の光学素子群の屈折力が強くなりすぎることを防止し、周辺光束の発散を抑えやすく構成できる。
【０１６１】
（１１）  前記正屈折力の光学素子群は１枚の正レンズで構成されることを特徴とする（１０）に記載の投光光学系。
【０１６２】
（作用効果）
投光レンズ群の偏心移動させるレンズは１枚のみにすることで、移動レンズ群が軽量にでき望ましい。この時、負の屈折力を有する光学素子群を配置することで、正レンズ１枚としたことで発生しやすい球面収差をキャンセルさせやすく、投光光束の強度分布を良好にすることに有利となる。
【０１６３】
（１２）  前記中心光線を含む断面上の面光束に対して、以下の条件式
２．５＜Ｄｐｎ／ｆｏ＜７．０    …（５）
ここで、Ｄｐｎは前記正屈折力の光学素子群の対象物側の主点と前記負屈折力の光学素子群の光源側の主点との間隔、ｆｏは投光レンズ群の焦点距離である、を満足することを特徴とする（１１）に記載の投光光学系。
【０１６４】
（作用効果）
正のパワーを有する光学素子群と負のパワーを有する光学素子群の間隔を離すことで正レンズ群の正レンズの屈折力を小さくすることができ、収差補正上好ましい。
【０１６５】
条件式（５）の下限値を下回らないようにすることで正レンズ群の屈折力を抑え、球面収差補正に有利となる。
【０１６６】
条件式（５）の上限値を上回らないようにすることで投光レンズ群の大型化を抑えられる。
【０１６７】
（１３）  前記中心光線を含む断面上の面光束に対して、以下の条件式
０．４＜ｆｒ・Φｐ＜１．０    …（６）
ここで、ｆｒはリレーレンズ群の焦点距離、φｐは、投光レンズ群の正屈折力の光学素子群の屈折力である、を満足することを特徴とする（１２）に記載の投光光学系。
【０１６８】
（作用効果）
条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、正屈折力の光学素子群の屈折力を確保し、その光学素子群の偏心移動量を抑えることに有利となる。
【０１６９】
条件式（６）の上限値を上回らないようにすることで、正屈折力の光学素子群の屈折力が強くなりすぎることを抑え、この正屈折力の光学素子群をレンズ１枚の簡易な構成としても収差発生を低減し光学性能の維持が行える。
【０１７０】
（１４）  前記リレーレンズ群は、光源側より順に配置された、射出側の面が光源側の面よりも曲率の絶対値が大きい正レンズと、光源側の面が射出側の面よりも曲率の絶対値が大きい正レンズとで構成されることを特徴とする（１）乃至（１３）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１７１】
（作用効果）
光源からの発散光束を徐々に屈折させて光源の共役像を形成する。そのため、リレーレンズ群を簡易な構成としつつ、光源側のＮＡを大きくしながらも、強度分布を小さく（球面収差を小さく）することができる。この構成は光源の面積や長さが大きくなっても収差の影響を低減でき有利である。
【０１７２】
また、リレーレンズ群中の２枚の正レンズを同じ形状とし曲率絶対値の大きい面同士を向かい合わせることで、共通部材使用によるコスト低減が行える。
【０１７３】
また、リレーレンズ群中の２枚の正レンズを樹脂で形成することで、コストを小さくできる。
【０１７４】
更に、２枚の正レンズを同じ形状の樹脂レンズとすることで、成形に必要な金型や成形機を少なくできるのでコスト上有利である。
【０１７５】
（１５）  前記リレーレンズ群は、樹脂レンズと正屈折力のガラスレンズとで構成され、以下の条件式
−０．２５＜Φｐｌ／Φｇｒ＜０．５    …（７）
ここで、Φｇｒはリレーレンズ群のガラスレンズの屈折力、Φｐｌはリレーレンズ群の樹脂レンズの屈折力である、を満足することを特徴とする（１）乃至（１４）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１７６】
（作用効果）
この構成は使用温度範囲が広い場合に有利なものである。リレーレンズ群の焦点距離を決める屈折力をガラスレンズに持たせて、球面収差の補正用に樹脂レンズを使うことでコストを抑えた上に温度の影響を小さくすることができる。
【０１７７】
条件式（７）は、リレーレンズ群内におけるガラスレンズの屈折力と樹脂レンズの屈折力の比を定めたものである。
【０１７８】
条件式（７）の下限値を下回らないようにすることで樹脂レンズの負屈折力が強くなりすぎることを抑え、温度変化の影響を小さくできる。
【０１７９】
条件式（７）の上限値を上回らないようにすることで樹脂レンズの正屈折力が強くなりすぎることを抑え、温度変化の影響を小さくできる。
【０１８０】
（１６）  前記樹脂レンズが非球面レンズであることを特徴とする（１５）に記載の投光光学系。
【０１８１】
（作用効果）
球面収差の補正用に非球面の形成が容易な樹脂レンズを使うことでコストを抑えた上に温度の影響を小さくすることができる。
【０１８２】
（１７）  投光レンズ群は少なくとも１つのレンズ面がトーリック面であり、前記リレーレンズ群と前記投光レンズ群が固定状態の時、対象物側の投光角範囲の短角方向とそれに垂直な方向の投影角度の比が２倍以上１０倍以下であることを特徴とする（１）乃至（１６）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１８３】
ただし、ここでの短角方向は投射した光束の中心光線に対して垂直な方向であって投光角度がもっとも狭くなる方向、水平方向は前記中心光線及び前記垂直な方向それぞれに直交する方向であり、正規光路外の光線によるフレア、ゴースト光は投光角範囲には含めないものとする。
【０１８４】
（作用効果）
必要な対象物の測定分解能が、短角方向とそれに垂直な方向とで異なる場合、リレーレンズ群と投光レンズ群が固定状態の時の投光範囲の短角方向とそれに垂直な方向の大きさを異ならせることで効率的なシステムが構成できる。そのため、トーリック面を用いて短角方向とそれに垂直な方向の投影角度の比が２倍以上とすることが好ましい。
【０１８５】
また、短角方向とそれに垂直な方向の大きさの比が１０倍を上回らないようにすると、投光レンズ群が複雑になることを防ぎやすい。
【０１８６】
リレーレンズ群と投光レンズ群が固定状態の時、短角方向とそれに垂直な方向の大きさの比が１０倍を上回る投光を行おうとすると投光レンズ群が複雑になるので、投光レンズ群を簡略にし、光源または光学系中のレンズを移動させて投光範囲を移動させる構成の方が小型化に有利になる。
【０１８７】
対象物側の投光範囲の短角方向とそれに垂直な方向の大きさの比が２倍を下回る場合は、光学系のレンズ加工、組み立て調整を容易とするために、レンズ面を光軸に対して回転対称な面としレンズ素子の製造、組み立てを容易にし、光源の形状や数によって投光範囲を稼ぐ、もしくは、光源またはレンズを移動させて投光範囲を移動させる方が有利である。
【０１８８】
リレー光学系と投光光学系が固定状態の時、トーリック面を用いて投光範囲の短角方向とそれに垂直な方向の大きさの比を２倍以上１０倍以下とし、更に、光源または光学系内のレンズを移動させることを組み合わせて投光範囲を移動できるようにしても良い。
【０１８９】
（１８）  光源は発光ダイオードまたは半導体レーザーであり、前記光源の発光部位は矩形または線状であり、前記投光レンズ群は少なくとも１つのレンズ面がトーリック面であることを特徴とする（１）乃至（１７）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１９０】
（作用効果）
光源を発光ダイオード（ＬＥＤ）または半導体レーザーとし、点光源でなく光源の発光部位を矩形または線状とすることで光源の光量を大きくできる。この時、光源からの配光特性は、発光部位の長手方向とそれとは垂直な方向で異なる。この発光部位から発した光束をもとに対象物へ略平行光束として投光するには長手方向と垂直方向の光学系の特性を異ならせることが望ましい。特性を異ならせる方法として、リレーレンズ群、投光レンズ群、またはその両方にて特性を異ならせる方法が考えられる。しかしながら、配光特性は発光部位の長手方向で狭く、それとは垂直な方向で広くなる傾向がある。
【０１９１】
この場合において、集光レンズ群であるリレーレンズ群にトーリック面を形成すると、光源の像が光軸方向にも伸びてしまい、投光レンズ群での光束の調整が簡易な構成では難しくなる。
【０１９２】
そのため、光源像が光軸方向に伸びないようにし、その上で光源像の発散特性に沿って光学系を調整することが好ましい。つまり、集光レンズであるリレーレンズ群よりも投光レンズ群にて光学特性を異ならせる方が性能を確保する上で有利である。そのため、投光レンズ群中にトーリック面を形成し光源の配光特性を調整することが好ましい。また、この場合、投光レンズ群中のレンズ素子数を少なくすることができ好ましい。さらには、投光レンズ群の屈折力について、発光部位の長手方向の屈折力を弱く、それとは垂直方向の屈折力を強くすることが投光する光束を集光させやすく投光精度を良好にでき好ましい。
【０１９３】
さらには、投光レンズ群には片側を平面とし片面をトーリック面のレンズを配することが好ましい。これによりレンズ製作時、両面の偏心関係を良好にするのが容易になる。
【０１９４】
又、投光レンズ群には、片側を凸面とし片面をトーリック面とした正レンズを有してもよい。これによりトーリック面のパワーを弱くすることができ、面の成型が容易になる。また、製作時にてレンズの両面の偏心関係を良好にすることが容易になる。
【０１９５】
また、リレーレンズ群にも弱い回転非対称なパワーを持たせ、投光レンズ群と共同して集光の状態を調整してもよい。
【０１９６】
（１９）  前記リレーレンズ群は少なくとも１つのレンズ面が２次曲面状であることを特徴とする（１）乃至（１８）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１９７】
（作用効果）
リレーレンズ群のレンズ面に２次曲面成分を持たせることで周辺に広がる光線を中心に寄せることができ、出射先の強度分布を一様にすることができる。
【０１９８】
（２０）  前記リレーレンズ群は少なくとも一つのレンズ面が、光軸から離れるほど基準球面から空間側へ偏倚量が大きくなる形状の非球面であることを特徴とする（１）乃至（１９）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０１９９】
ただし、基準球面は非球面の面頂と同じ面頂を持ち、非球面の近軸曲率半径を半径とする仮想球面である。
【０２００】
（作用効果）
周辺で発生しやすい球面収差を抑えやすくなり、光源側のＮＡを大きくしても光学性能を良好にできる。
【０２０１】
（２１）  前記投光レンズ群は光源側から順に配置された正屈折力の光学素子群と負屈折力の光学素子群からなり、全体で正の屈折力を有し、前記正屈折力の光学素子群を偏心移動させることにより投光範囲を変化させ、前記投光レンズ群の少なくとも１つのレンズ面は非球面であることを特徴とする（１）乃至（２０）のいずれか１項に記載の投光光学系。
【０２０２】
（作用効果）
投光レンズ群を光源側から正屈折力、負屈折力の順で配することで、正屈折力の光学素子群にて光源の共役像からの発散光束を集光させ、負屈折力の光学素子群の小型化が行える。また、投光レンズ群の焦点距離よりも正屈折力の光学素子群の焦点距離が短く構成できるので、この正屈折力の光学素子群を偏心移動させることにより投光範囲の変化の変化を少ない移動量で行うことが容易となる。このような構成としたとき、正レンズ群を移動させたときの強度分布を、投光レンズ群内の非球面形状を最適化することで整えることができる。
【０２０３】
なお、投光範囲を任意の位置に移動させる場合、例えば、公知のポリゴンミラーを使用する場合に対して投光レンズ群の一部を偏心させる方が構成スペースを小さくできる等、有利となる。投光レンズの偏心方法はリレーレンズ群の光軸に垂直方向にシフト移動させる方式でも良いし、円弧状にチルト移動させる方式でも良い。前者は駆動システムが容易に構成でき、後者は光束の乱れを少なくできる。
【０２０４】
上述の各条件式について、以下の限定をすると、より効果を得やすくなり、好ましい。
【０２０５】
条件式（１）について
下限値を１．１とすることがより好ましい。
【０２０６】
上限値を２．５とすることがより好ましい。
【０２０７】
条件式（２）について、
下限値を１．２とすることがより好ましい。
【０２０８】
上限値を５．０とすることがより好ましい。
【０２０９】
条件式（３）について、
下限値を０．１、さらには０．５とすることがより好ましい。
【０２１０】
上限値を１．０、さらには０．９８とすることがより好ましい。
【０２１１】
条件式（４）について、
下限値を−３．５とすることがより好ましい。
【０２１２】
上限値を−１．０とすることがより好ましい。
【０２１３】
条件式（５）について、
下限値を３．０とすることがより好ましい。
【０２１４】
上限値を６．０とすることがより好ましい。
【０２１５】
条件式（６）について、
下限値を０．５５とすることがより好ましい。
【０２１６】
上限値を０．８０とすることがより好ましい。
【０２１７】
条件式（７）について、
下限値を−０．３とすることがより好ましい。
【０２１８】
上限値を０．３とすることがより好ましい。
【０２１９】
（２２）  （１）乃至（２１）のいずれか１項に記載の投光光学系と、対象物にて反射された前記投光光学系により投光された光束に基づき、前記対象物の位置情報を取得する受光部材とを備えたことを特徴とする投光装置。
【０２２０】
（作用効果）
投光光学系部分を小型化等行えるので、対象物の位置情報を得る投光装置の小型化に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０２２１】
【図１】本発明の実施形態の投光光学系の近軸的概念図である。
【図２】図１の投光光学系において、投光レンズ群の前側焦点の位置とリレーレンズ群の後側焦点の位置をほぼ一致させた場合に、光源中心部を発した光束の振る舞いを示している。
【図３】図１の投光光学系において、投光レンズ群の前側焦点の位置とリレーレンズ群の後側焦点の位置をほぼ一致させた場合に、光源周辺部を発した光束の振る舞いを示している。
【図４】図１の投光光学系において、投光レンズ群の前側焦点の位置とリレーレンズ群による光源像をほぼ一致させた場合に、光源中心部を発した光束の振る舞いを示している。
【図５】図１の投光光学系において、投光レンズ群の前側焦点の位置とリレーレンズ群による光源像をほぼ一致させた場合に、光源周辺部を発した光束の振る舞いを示している。
【図６】図１の投光光学系において、中心光線が直進するように投光した状態を示している。
【図７】図６の状態に対して、投光レンズ群を上方向に偏心させた状態を示している。
【図８】図６の状態に対して、投光レンズ群を下方向に偏心させた状態を示している。
【図９】図１〜図８に示した光源の水平方向の配光特性を示している。
【図１０】図１〜図８に示した光源の縦方向の配光特性を示している。
【図１１】本発明の実施形態に従う実施例１の投光光学系の縦方向の断面図である。
【図１２】本発明の実施形態に従う実施例１の投光光学系の水平方向の断面図である。
【図１３】図１１と図１２に示された投光光学系による投光光束の縦方向の強度分布を示している。
【図１４】図１１と図１２に示された投光光学系による投光光束の水平方向の強度分布を示している。
【図１５】本発明の実施形態に従う実施例２の投光光学系の縦方向の断面図である。
【図１６】本発明の実施形態に従う実施例２の投光光学系の水平方向の断面図である。
【図１７】図１５と図１６に示された投光光学系による投光光束の縦方向の強度分布を示している。
【図１８】図１５と図１６に示された投光光学系による投光光束の水平方向の強度分布を示している。
【図１９】本発明の実施形態に従う実施例３の投光光学系の縦方向の断面図である。
【図２０】本発明の実施形態に従う実施例３の投光光学系の水平方向の断面図である。
【図２１】図１９と図２０に示された投光光学系による投光光束の縦方向の強度分布を示している。
【図２２】図１９と図２０に示された投光光学系による投光光束の水平方向の強度分布を示している。
【図２３】実施例１の投光光学系を備えた投光装置に搭載される光学系駆動装置の斜視図である。
【図２４】図２５のＡ−Ａ線で切った図２３に示された光学系駆動装置全体の断面図である。
【図２５】図２４のＣ−Ｃ線で切った断面図である。
【図２６】図２３に示された光学系駆動装置全体の分解斜視図である。
【図２７】カバーを取った状態の図２３に示された光学系駆動装置の斜視図である。
【図２８】カバーを取った状態の図２３に示された光学系駆動装置を背面側から見た斜視図である。
【図２９】カバーを取った状態の図２３に示された光学系駆動装置を図２５のＡ−Ａ線で切った断面斜視図である。
【図３０】カバーを取った状態の図２３に示された光学系駆動装置を図２５のＢ−Ｂ線で切った断面斜視図である。
【図３１】カバーを取った状態の図２３に示された光学系駆動装置を図２４のＣ−Ｃ線で切った断面斜視図である。
【図３２】図２３に示された光学系駆動装置における２軸アクチュエータの分解斜視図である。
【図３３】図３２の一部分を拡大して示す分解斜視図である。
【図３４】図３３の一部分である可動部の断面図である。
【図３５】可動部の分解斜視図である。
【図３６】実施例１の投光光学系を備えた投光装置の使用形態を簡略に示す図である。
【符号の説明】
【０２２２】
１０…投光レンズ、  １２…ホルダ、  １４，２６，３８Ａ，３８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂ，４６Ａ〜４６Ｈ，５２Ａ〜５２Ｄ，５６Ａ〜５６Ｈ，６０，６２，６６Ａ，６６Ｂ，１０４Ａ〜１０４Ｄ，１０６Ａ〜１０６Ｄ，１３０，１４０，１４６Ａ〜１４６Ｄ…穴、  １６，３２，３４Ａ，３４Ｂ…段状部、  １８…Ｘコイル、  ２０Ａ，２０Ｂ…コイル部組、  ２２Ａ，２２Ｂ…Ｙコイル、  ２４，５４，１１４…基板、  ２８Ａ，２８Ｂ…発光ダイオード、  ３０…板、  ３６Ａ，３６Ｂ…柱部、  ４２Ａ，４２Ｂ…スリット、  ４４…可動部、  ４８Ａ〜４８Ｈ…ワイヤバネ、  ５０…バネ受け、  ５８，１２０…フレキシブル基板、  ６４…ベース、  ６８Ａ，６８Ｂ，７４Ａ〜７４Ｄ，９６Ａ〜９６Ｄ，１１６Ａ，１１６Ｂ，１２６Ａ〜１２６Ｄ，１４８Ａ〜１４８Ｄ…ネジ穴、  ７０Ａ，７０Ｂ，１１８Ａ，１１８Ｂ，１２８Ａ〜１２８Ｄ，１５０Ａ〜１５０Ｄ…ネジ、  ７２Ａ，７２Ｂ…凹部、  ７６Ａ〜７６Ｄ，９４Ａ〜９４Ｄ…柱、  ７８Ａ〜７８Ｄ，８０Ａ〜８０Ｄ，９８Ａ〜９８Ｄ…ネジ部、  ８２Ａ，８２Ｂ，８４Ａ，８４Ｂ，１００Ａ，１００Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂ…ヨーク、  ８６Ａ〜８６Ｄ，８８Ａ〜８８Ｄ…Ｕ溝部、  ９０Ａ〜９０Ｄ，９２Ａ〜９２Ｄ…磁石、  １０８Ａ，１０８Ｂ…屈曲部、  １１０Ａ〜１１０Ｄ…ナット、  １１２Ａ，１１２Ｂ…ポジションセンサ、  １２２…２軸アクチュエータ、  １２４…本体、  １３２…レーザダイオード、  １３４，１３６…レンズ、  １３８…レンズ枠、  １４２…隙間、  １４４…カバー、  １５６，１６０…光、  １５８…障害物、  １６２…受光レンズ、  １６４…フォトディテクタ、  １６６，１６８…Ｘコイルの辺、  １７０，１７２，１７８，１８０，１８２，１８４…磁界の向き、  １７４Ａ，１７４Ｂ，１７６Ａ，１７６Ｂ…Ｙコイルの辺、  Ｏ…光軸、  Ｐ…光軸に垂直な面、  ２０１…光源、  ２０２…リレーレンズ群、  ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄ…平凸レンズ、  ２０２Ｅ…両凸レンズ、  ２０２Ｆ…メニスカス正レンズ、  ２０３…投光レンズ群、  ２０３ａ…光軸、  ２０３Ａ…トーリックレンズ、  ２０３Ｂ…トーリック正レンズ、  ２０３Ｃ…シリンドリカル負レンズ、  ２０３Ｄ…トーリック正レンズ、  ２０３Ｅ…シリンドリカル負レンズ、  ２１１…光源像、  ２１２…リレーレンズ群２０２の後側焦点の位置、  ２１３…投光レンズ群２０３の前側焦点の位置、  ２２１，２２２，２２３，２３１，２３２，２３３，２４１，２４２，２４３，２５１，２５２，２５３…光線。
【図１】
2007316157.tif 000016
【図２】
2007316157.tif 000017
【図３】
2007316157.tif 000018
【図４】
2007316157.tif 000019
【図５】
2007316157.tif 000020
【図６】
2007316157.tif 000021
【図７】
2007316157.tif 000022
【図８】
2007316157.tif 000023
【図９】
2007316157.tif 000024
【図１０】
2007316157.tif 000025
【図１１】
2007316157.tif 000026
【図１２】
2007316157.tif 000027
【図１３】
2007316157.tif 000028
【図１４】
2007316157.tif 000029
【図１５】
2007316157.tif 000030
【図１６】
2007316157.tif 000031
【図１７】
2007316157.tif 000032
【図１８】
2007316157.tif 000033
【図１９】
2007316157.tif 000034
【図２０】
2007316157.tif 000035
【図２１】
2007316157.tif 000036
【図２２】
2007316157.tif 000037
【図２３】
2007316157.tif 000038
【図２４】
2007316157.tif 000039
【図２５】
2007316157.tif 000040
【図２６】
2007316157.tif 000041
【図２７】
2007316157.tif 000042
【図２８】
2007316157.tif 000043
【図２９】
2007316157.tif 000044
【図３０】
2007316157.tif 000045
【図３１】
2007316157.tif 000046
【図３２】
2007316157.tif 000047
【図３３】
2007316157.tif 000048
【図３４】
2007316157.tif 000049
【図３５】
2007316157.tif 000050
【図３６】
2007316157.tif 000051