(57)【要約】【課題】車輌速度監視に使用する投光装置は、車輌との距離、速度および車輌の大きさなどにかかわらず、被投光体に所要の照度を確保することが求められるが、車輌が高速で移動するなど、被投光体との距離や大きさの特定が難しい場合は、近距離用、遠距離用などの複数個の投光装置を組み合わせた装置が使用されており、操作性、経済性などから難点があった。【解決手段】  放物面状の反射鏡または回転楕円面状の反射鏡と、光軸が同じで焦点距離、形状寸法および結像位置の異なる複数の集光レンズからなる複合型集光レンズとを組み合わせることで、被投光体の距離、大きさ、速度などに依存せず、広い画角と所要の照度を確保できる投光装置を実現する。【選択図】図６
2009193846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの焦点を有する回転楕円系の反射鏡と、該反射鏡の第一焦点付近に配置された光源と、該光源からの光が収束する第二焦点付近に焦点を有するように配置された集光レンズとを備えた投光装置において、
前記集光レンズが、光軸中心が一致し、焦点距離、外形寸法および結像位置が異なる複数の集光レンズの一部または全部で組合せられていることを特徴とする、連続投光装置またはフラッシュ投光装置。
【請求項２】
回転放物面系の反射鏡と、該反射鏡の焦点付近に配置された光源と、反射鏡の中心軸上に配置された集光レンズとを備えた投光装置において、
前記集光レンズが、光軸中心が一致し、焦点距離、外形寸法および結像位置が異なる複数の集光レンズの一部または全部で組合せられていることを特徴とする、連続投光装置またはフラッシュ投光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近距離から遠距離にわたり様々な大きさで存在する被投光体を充分な照度で照射するための投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
路肩に停めた監視車輌内や路肩等に固定設置され、道路上を走行する車輌（自動車）の走行速度を監視し、速度違反車両をその運転者や車輌ナンバーと共に撮像して記録する速度監視記録装置では、夕刻や夜間は勿論のこと、曇天時など充分な明るさが期待できない条件下でも鮮明な画像を取得できるよう、連続投光装置やフラッシュ投光装置（ストロボ）を備えているものが多い。
【０００３】
一般にこの種の投光装置は、例えば図１に示すように、回転楕円体の一部で形成された反射鏡１０１の第一焦点ｆ１の近傍に、支持棒１０２で支持された光源１０３を配置し、この光源１０３からの光が反射鏡１０１によって収束する第二焦点ｆ２の近傍に焦点ｆ３を有する集光レンズ１０４を配置した構成になっている。光源１０３から発し、反射鏡１０１で収束された光は、点線で示されるように集光レンズ１０４で集光され、集光レンズ１０４の後方位置１０６に結像する。また、光源１０３から発し、直接、集光レンズ１０４に到達した光は、細線で示されるように、集光レンズで集光され、集光レンズ１０４の後方位置１０５に結像する。
図２は、回転放物面体の一部で形成された反射鏡２０１の焦点ｆ１の近傍に、支持棒２０２で支持された光源２０３を配置し、反射鏡の中心軸に、その光軸を一致させた集光レンズ２０４を配置した構成になっている。光源２０３から発し、反射鏡２０１で収束された光（点線）は、集光レンズ２０４で集光され、集光レンズ２０４の後方位置２０６に結像する。また、光源２０３から発し、直接、集光レンズ２０４に到達した光（細線）は、集光レンズで集光され、集光レンズ２０４の後方位置２０７に結像する。
このように、反射鏡をそなえたこの種の投光装置で形成される光の結像は、反射鏡により収束された光と直接集光レンズに入射した光の集合となるが、反射鏡により収束された光により形成される光による照度が支配的なので、以降の記述や図面においては、反射鏡により収束された光による結像を主眼とし、直接集光レンズに到達する光による結像は補足的なレベルにとどめる。なお、ここで、集光レンズの前方とは集光レンズからみて光源側で、集光レンズの後方とは集光レンズからみて光源の反対側を指すものとする。
【０００４】
この種の投光装置で、投光装置から特定の距離に存在する被投光体を重点的に照射したい場合は、光源、反射鏡、集光レンズの相互の位置関係を光軸状で調整することにより可能となる。
図３は、光源３０３を位置調整棒３０２で支持している以外は、図１と同じ構成の投光装置である。回転楕円体の一部で形成された反射鏡の第一焦点ｆ１の近傍に光源３０３の位置を位置調整棒３０２の伸縮により光軸上で調整すると、集光レンズ後方の結像位置を調整することが可能である。反射鏡３０１で収束され、集光レンズ３０４で集光された光の結像位置３０６に着目すると、位置調整棒３０２を伸ばす（点線矢印の方向）ことにより、光の結像位置３０６が集光レンズに近づき（点線矢印）、逆に、位置調整棒を縮める（実線矢印）ことにより、光の結像位置３０６が集光レンズから遠ざかる（実線矢印）。また、直接、集光レンズに到達し、集光レンズにより集光された光の結像３０５に着目すると、位置調整棒３０２を伸ばす（点線矢印）ことにより、光の結像位置３０５は集光レンズから遠ざかり、逆に、位置調整棒を縮める（実線矢印）ことにより、光の結像位置３０５は集光レンズの方向に近づく。
位置調整棒３０２の伸縮により光源３０３の位置が回転楕円体の第一焦点付近から外れると、反射鏡により回転楕円体の第二の焦点付近に収束していた光が次第に第二の焦点付近から外れ、集光レンズ３０４への光の入射の仕方が多様となるため、集光レンズの後方に形成される光の結像位置は、図２のイメージよりも実際には複雑な様相を呈するが、ここでは、位置調整棒により集光レンズの後方の結像位置を調整できる原理を示すのが目的であるので、あえて、複雑な光の経路を図示することは避けている。
【０００５】
この種の投光装置を用いて、より鮮明な画像を得るためには、光源の光度を強化して被投光体の照度を増加させればよい。
図４aは、光源４０３を球形状とした以外は、図１と同じ構成の投光装置である。回転楕円体の一部で形成された反射鏡の第一の焦点付近に配置された球形状の光源４０３から、反射鏡４０１で収束され、集光レンズで集光された光（点線）の結像位置４０６と、直接集光レンズ４０４に入射して集光された光（細線）の結像位置４０４を示した。光源が大きくなるに伴い結像も広がりをもつ。なお、実際には、球形状の光源の場合、点光源の場合に比べて図４ｂに示すように、反射鏡で反射されて集光レンズに入射する光は多様な経路をとりうるため、集光レンズで集光される光の結像は複雑になる。
【０００６】
被投光体が高速で広範囲を移動するなど、被投光体との距離や大きさの特定が難しい場合には、光ビームの大きさを広くした近距離用の投光装置と、光ビームの大きさを狭くした遠距離用の投光装置などを複数個準備し、被投光体との距離を公知の距離測定装置等で測定して最適な投光器を選択する方法も提案されている。
また、投光装置と被投光体との距離が著しく短い場合は、集光レンズの前面に拡散フィルタを装着する方法などもある。
【０００７】
道路上を走行する車輌は、大きさや速度が様々であるが、速度監視記録装置は、限られた時間内に速度違反車両か否かを判定し、速度違反車両と判定した場合には、車両の大きさや距離の如何に拘わらず鮮明な画像を確実に記録できなければならない。このため、被写体の位置に拘わらず、充分な照度を確保できる投光器が求められている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２８９００９  プロジェクタ型ランプ
【特許文献２】特許第３６３４７６３号  プロジェクタ型ランプ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の方法は、投光装置を大型化したり複数部分に分割したりするため、設置場所の制約や取扱上の難点があるとともに経済面からも課題が残されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
二つの焦点を有する回転楕円系の反射鏡と、該反射鏡の第一焦点付近に配置された光源と、該光源からの光が収束する第二焦点付近に焦点を有するように配置された集光レンズとを備えた投光装置において、前記集光レンズが、光軸中心が一致し、焦点距離、外形寸法および結像位置が異なる複数の集光レンズの一部または全部で組合せられていることを特徴とする。
【００１１】
回転放物面系の反射鏡と、該反射鏡の焦点付近に配置された光源と、反射鏡の中心軸上に配置された集光レンズとを備えた投光装置において、前記集光レンズが、光軸中心が一致し、焦点距離、外形寸法および結像位置が異なる複数の集光レンズの一部または全部で組合せられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
投光装置からの被投光体の距離や被投光体の大きさ、投光装置に対する被投光体の移動速度にかかわらず、投光装置から被投光体に充分な照度を得る投光が可能となる。
【実施例１】
【００１３】
図５は、光軸中心５０４が一致し、焦点距離、外形寸法および結像位置が異なるｎ個のレンズの全部または一部で構成した複合型集光レンズの正面図５１０と側面図５２０を示している。本例では、最も内側のレンズＬ１、５０１、内側から２番目のレンズＬ２、５０２、以下、順次外側に、・・・、レンズＬｎ、５０３を配置した構成とし、それぞれの焦点をｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎとしている。
【００１４】
図６は、回転楕円体の一部で形成された反射鏡６０１と、回転楕円体の第一の焦点付近に支持棒６０２で配置された光源６０３と、回転楕円体の第二の焦点付近に焦点を有する複合型集光レンズ６１１を組み合わせた投光装置である。
反射鏡６０１で収束され、複合型集光レンズ６０４で集光された光は、複合型集光レンズの後方に結像する。複合型集光レンズを構成する最も内側のレンズ（Ｌ１）６０５に入射した光は、後方位置６０８に、内側から二番目のレンズ（Ｌ２）に入射した光は後方位置６０９に、以下同様に、ｎ番目のレンズ（Ｌｎ）に入射した光は後方位置６１０に結像する。
【００１５】
図６に示したように、回転楕円体の一部で形成された反射鏡６０１と、回転楕円体の第一の焦点付近に支持棒６０２で配置された光源６０３と、回転楕円体の第二の焦点付近に焦点を有し、光軸中心６０５が一致し、焦点距離、外形寸法および結像位置が異なるｎ個のレンズの一部または全部で構成した複合型集光レンズ６０４を使用することにより、ひとつの光源からの光を、複合型集光レンズに近い位置から離れた位置に複数の光の結像として形成することが出来る。複数の光の結像の位置、結像の大きさ、結像の光量は、光源の光度、大きさによるほか、複合型集光レンズを構成する個々のレンズの形状、寸法、焦点距離等により決定することができる。
【００１６】
図７は、回転放物面体の一部で形成された反射鏡７０１の焦点の近傍に、支持棒７０２で支持された光源７０３を配置し、この光源７０３からの光が反射鏡７０１により収束される位置に、図６と同様な複合型集光レンズを配置した投光装置を示している。反射鏡を回転楕円体型から回転放物面体型に置き換えた他は、実施例１と同様な原理により複合型集光レンズに近い位置から離れた位置に複数の光の結像を形成することが出来ることを示している。
複合型集光レンズを構成する個々のレンズによる結像の仕組みについては実施例１の図６における回転楕円体の一部で形成された反射鏡によるものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】楕円反射鏡＋単一集光レンズの投光装置
【図２】回転放物面反射鏡＋単一集光レンズの投光装置
【図３】楕円反射鏡＋単一集光レンズ（位置調整棒付き）の投光装置
【図４】楕円反射鏡＋単一集光レンズの投光装置
【図５】複合型集光レンズ
【図６】楕円反射鏡＋複合集光レンズの投光装置
【図７】回転放物面反射鏡＋複合集光レンズの投光装置
【符号の説明】
【００１８】
１０１・・・回転楕円系反射鏡、１０２・・・光源支持棒、１０３・・・光源、１０４・・・集光レンズ、１０５・・・結像位置、１０６・・・結像位置、ｆ１・・・回転楕円体反射鏡の第一の焦点、ｆ２・・・回転楕円体反射鏡の第二の焦点、ｆ３・・・集光レンズの第一の焦点、ｆ４・・・集光レンズの第二の焦点、２０１・・・回転楕円系反射鏡、２０２・・・光源位置調位置、２０３・・・光源、２０４・・・集光レンズ、２０５・・・光軸、２０６・・・結像位置、２０７・・・結像位置、ｆ１・・・回転楕円体反射鏡の第一の焦点、ｆ２・・・回転楕円体反射鏡の第二の焦点、ｆ３・・・集光レンズの第一の焦点、ｆ４・・・集光レンズの第二の焦点、３０１・・・回転楕円系反射鏡、３０２・・・光源支持棒、３０３・・・光源、３０４・・・集光レンズ、３０５・・・結像位置、３０６・・・結像位置、ｆ１・・・回転楕円体反射鏡の第一の焦点、ｆ２・・・回転楕円体反射鏡の第二の焦点、ｆ３・・・集光レンズの第一の焦点、ｆ４・・・集光レンズの第二の焦点、４０１・・・回転楕円系反射鏡、４０２・・・光源支持棒、４０３・・・光源、４０４・・・集光レンズ、４０５・・・結像位置、４０６・・・結像位置、４０７・・・光軸、４１１・・・回転楕円系反射鏡、４１２・・・光源支持棒、４１３・・・光源、４１４・・・集光レンズ、４１７・・・光軸、５０１・・・レンズ１、５０２・・・レンズ２、５０３・・・レンズｎ、５０４・・・光軸、５１０・・・正面図、５１１・・・側面図、ｆ１・・・レンズ１の焦点、ｆ２・・・レンズ２の焦点、ｆｎ・・・レンズｎの焦点、６０１・・・回転楕円系反射鏡、６０２・・・光源支持棒、６０３・・・光源、６０４・・・光軸、６０５・・・レンズ１、６０６・・・レンズ２、６０７・・・レンズｎ、６０８・・・結像位置、６０９・・・結像位置、６１０・・結像位置、６１１・・・複合型集光レンズ、７０１・・・回転楕円系反射鏡、７０２・・・光源支持棒、７０３・・・光源、７０４・・・複合型集光レンズ、７０５・・・光軸の中心、７０６・・・結像位置、７０７・・・結像位置、７０８・・・結像位置、７０９・・・第一のレンズ、７１０・・・第二のレンズ、７１１・・・第ｎのレンズ、
【図１】
2009193846.tif 000003
【図２】
2009193846.tif 000004
【図３】
2009193846.tif 000005
【図４】
2009193846.tif 000006
【図５】
2009193846.tif 000007
【図６】
2009193846.tif 000008
【図７】
2009193846.tif 000009