本發(fā)明涉及例如在交互檢測技術(shù)中使用的照射光學(xué)系統(tǒng)以及投影圖像的投影儀。
背景技術(shù)：
：以激光平面(lpp，laserlightplane)方式實(shí)現(xiàn)的交互檢測已經(jīng)公知為投影儀和大型屏幕中的交互檢測技術(shù)(參看專利文獻(xiàn)1和2)。作為交互檢測技術(shù)，已知一種方法，其中由照射光學(xué)系統(tǒng)在諸如投影儀的投影面之類的可檢測表面上產(chǎn)生薄的光膜。當(dāng)諸如手指之類的物體經(jīng)過所述薄的光膜時(shí)，在物體經(jīng)過的光膜位置發(fā)生散射光(scatteringlight)。所述散射光被照相機(jī)檢測為檢測光。由此，能夠確定物體位置，以執(zhí)行例如交互操作。在交互檢測技術(shù)中，通常使用紅外光束作為視覺上無法感知的照射光?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本未審專利申請公開文本號2010-191961專利文獻(xiàn)2：日本未審專利申請公開文本號2009-205442專利文獻(xiàn)3：日本未審專利申請公開文本號2004-258620專利文獻(xiàn)4：美國專利號4826299專利文獻(xiàn)5：日本未審專利申請公開文本號2001-282446技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：作為投影儀的技術(shù)規(guī)范，在一些情況下可能需要具有超寬角度(ultrawide-angle)的圖像投影。在這種情形下，例如，如專利文獻(xiàn)3中公開的超短焦透鏡(ultrashort-focuslens)可以用作投影光學(xué)系統(tǒng)。另外，還作為交互檢測技術(shù)中的照射光學(xué)系統(tǒng)，例如可以使用棒形透鏡或者如專利文獻(xiàn)5中公開的僅僅具有在一個(gè)方向上的屈光力(refractivepower)的透鏡。此外，可以使用如專利文獻(xiàn)4中公開的激光線性發(fā)生器透鏡(laserlinegeneratorlens)(鮑威爾(powell)透鏡)。然而，在將交互檢測技術(shù)應(yīng)用于超寬角度投影儀的情形中，可能難以利用照射光學(xué)系統(tǒng)照射寬角度的范圍，并使得這種投影儀的制造非常復(fù)雜。另外，還可能降低面內(nèi)光量的調(diào)整自由度。因此，需要提供一種能夠形成基本上均勻的光膜的照射光學(xué)系統(tǒng)和投影儀。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)包括均勻化部和照射透鏡部。所述均勻化部使得從光源射出的光的面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布。所述照射透鏡部使得已經(jīng)通過所述均勻化部使面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布的光沿著預(yù)定方向發(fā)散。從所述光源側(cè)開始，所述照射透鏡部依次包括第一柱面透鏡和第二柱面透鏡，每個(gè)所述柱面透鏡具有在所述預(yù)定方向上的負(fù)的屈光力。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的投影儀具有可見光投影光學(xué)系統(tǒng)和照射光學(xué)系統(tǒng)。所述可見光投影光學(xué)系統(tǒng)將圖像投影在可見光投影面上。所述照射光學(xué)系統(tǒng)形成基本上平行于所述可見光投影面的光膜。所述照射光學(xué)系統(tǒng)包括均勻化部和照射透鏡部。所述均勻化部使得從光源射出的光的面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布。所述照射透鏡部使得已經(jīng)通過所述均勻化部使面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布的光沿著預(yù)定方向發(fā)散。從光源側(cè)開始，所述照射透鏡部依次包括第一柱面透鏡和第二柱面透鏡，每個(gè)所述柱面透鏡具有在預(yù)定方向上的負(fù)的屈光力。在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)和投影儀中，通過包括第一和第二柱面透鏡的照射透鏡部，使得從光源射出的光的面內(nèi)分布接近于均勻，并且使得所述光沿預(yù)定方向發(fā)散。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)和投影儀，通過包括第一和第二柱面透鏡的照射透鏡部，使得面內(nèi)分布接近于均勻的光沿預(yù)定方向發(fā)散。這能夠形成基本上均勻的光膜。應(yīng)當(dāng)注意，此處所述的效果不是必要地限定的，也可以是本發(fā)明中描述的任何效果。附圖說明[圖1]圖1是示意性地示出采用llp方式的交互檢測的概念的說明圖。[圖2]圖2是示意性地示出在以寬角度將圖像投影至投影儀附近的情形中的紅外照射的概念的說明圖。[圖3]圖3是示意性地示出使用兩個(gè)棒形透鏡的紅外照射的概念的說明圖。[圖4]圖4是示出當(dāng)從正前方向觀察圖3中示出的紅外照射的狀態(tài)的一示例的說明圖。[圖5]圖5是示意性地示出使用投影兼光接收透鏡的交互檢測的概念的說明圖。[圖6]圖6是示意性地示出經(jīng)由圖5中示出的投影兼光接收透鏡觀察到的紅外照射光的面內(nèi)分布的一示例的說明圖。[圖7]圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的投影儀的一構(gòu)造示例的剖視圖。[圖8]圖8是示出根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的沿y軸方向的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖9]圖9是示出根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的沿x軸方向的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖10]圖10是示出與根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的具體數(shù)值設(shè)計(jì)示例對應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖11]圖11是示意性地示出在使用了根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的情形中的紅外照射光的角度分布的一示例的說明圖。[圖12]圖12是示意性地示出在使用了根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的情形中的紅外照射光的面內(nèi)分布的一示例的說明圖。[圖13]圖13是示意性地示出在可見光投影光學(xué)系統(tǒng)中采用的光的面內(nèi)分布的一示例的說明圖。[圖14]圖14是示意性地示出光的最終面內(nèi)分布(在紅外成像裝置中采用的光的面內(nèi)分布)的一示例的說明圖，所述光的最終面內(nèi)分布是圖12的面內(nèi)分布和圖13的面內(nèi)分布的組合。[圖15]圖15是示意性地示出在將鮑威爾透鏡用于照射光學(xué)系統(tǒng)的情形中的紅外照射光的角度分布的一示例的說明圖。[圖16]圖16是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖17]圖17是示意性地示出在圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)中的照射透鏡部的非球面的作用(action)的說明圖。[圖18]圖18是示意性地示出通過圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)獲得的紅外照射光的面內(nèi)分布的一示例的說明圖。[圖19]圖19是示意性地示出光的最終面內(nèi)分布(在紅外成像裝置中采用的光的面內(nèi)分布)的一示例的說明圖，所述光的最終面內(nèi)分布是圖16的面內(nèi)分布和圖13的面內(nèi)分布的組合。[圖20]圖20是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的第一變形例的照射透鏡部的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖21]圖21是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的第二變形例的照射透鏡部的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖22]圖22是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖23]圖23是示出根據(jù)第三實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖24]圖24是示出根據(jù)第三實(shí)施方式的變形例的照射光學(xué)系統(tǒng)的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。[圖25]圖25是示出根據(jù)第四實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)的一構(gòu)造示例的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。具體實(shí)施方式下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)注意，將按照以下順序作出描述。0.交互檢測的技術(shù)問題(圖1至圖6)1.第一實(shí)施方式1.1投影儀的說明(圖7)1.2根據(jù)比較例的紅外照射光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造和技術(shù)問題(圖8至圖15)1.3根據(jù)第一實(shí)施方式的紅外照射光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造(圖16)1.4根據(jù)第一實(shí)施方式的紅外照射光學(xué)系統(tǒng)的作用和效果(圖17至圖19)1.5變形例1.5.1第一變形例(圖20)1.5.2第二變形例(圖21)1.5.3其他變形例2.第二實(shí)施方式(圖22)3.第三實(shí)施方式3.1構(gòu)造(圖23)3.2變形例(圖24)4.第四實(shí)施方式(圖25)5.其他實(shí)施方式<0.交互檢測的技術(shù)問題>圖1示意性地示出采用llp方式的交互檢測的概念。在交互檢測技術(shù)中，使用例如棒形透鏡111或者激光線性發(fā)生器透鏡(鮑威爾透鏡)作為照射光學(xué)系統(tǒng)，如圖1中所示，在諸如投影儀的投影面131之類的可檢測表面上產(chǎn)生薄的光膜132。光膜132例如是在相對于投影儀的投影面131的預(yù)定高度處產(chǎn)生的。另外，通常使用紅外光110作為照射光，從而在視覺上是不可感知的。棒形透鏡111具有僅僅在預(yù)定方向(圖中為x軸方向)上的屈光力，并且沿預(yù)定方向?qū)θ肷涞募t外光110進(jìn)行發(fā)散，由此產(chǎn)生光膜132。如圖1中所示，當(dāng)諸如手指之類的指示器(物體)121經(jīng)過薄的光膜132時(shí)，在所述指示器經(jīng)過的光膜位置發(fā)生散射光122。照相機(jī)112檢測作為檢測光的所述散射光122。由此，能夠確定物體121的位置，以允許進(jìn)行例如交互觸摸操作。如下所述，在特別是將這種交互檢測技術(shù)應(yīng)用于超寬角度投影儀的情形中，可能難以利用照射光學(xué)系統(tǒng)照射寬角度的范圍，并使得這種投影儀的制造非常復(fù)雜。另外，還可能降低面內(nèi)光量的調(diào)整自由度。[難以覆蓋寬角度范圍以及制造復(fù)雜]圖2示意性地示出在以寬角度將圖像投影至投影儀附近的情形中的紅外照射的概念。例如，如圖2中所示，對于以寬角度范圍將圖像投影至投影儀附近的投影儀113而言，在利用諸如棒形透鏡111和鮑威爾透鏡之類的透鏡在投影面131上產(chǎn)生光膜132的情形中，只能在x軸方向上的至多約90度的角度范圍內(nèi)產(chǎn)生照射光。因此，為了覆蓋投影面131的整個(gè)區(qū)域，需要使用和布置多個(gè)(例如兩個(gè)或者四個(gè))棒形透鏡111或者鮑威爾透鏡。圖3示意性地示出使用兩個(gè)棒形透鏡111a和111b的紅外照射的概念。圖4示出當(dāng)從正前方向觀察圖3中示出的紅外照射的狀態(tài)的一示例。然而，在布置多個(gè)棒形透鏡111a和111b的情形中，當(dāng)由于諸如傾斜度之類的因素而在相互置放角度方面發(fā)生偏差(dispersion)時(shí)，如圖4中所示，在所產(chǎn)生的光膜132a和132b中發(fā)生角度偏差。結(jié)果，物體可檢測高度會依據(jù)面內(nèi)位置的不同而不合適地增加，從而導(dǎo)致觸摸操作中的違和感。在大傾斜度的情形中，在制造階段需執(zhí)行調(diào)整，并可能導(dǎo)致調(diào)整處理極其復(fù)雜。[面內(nèi)光量的調(diào)整自由度降低]圖5示意性地示出使用投影兼光接收透鏡的交互檢測的概念。圖6示意性地示出經(jīng)由圖5中示出的投影兼光接收透鏡觀察到的紅外照射光的面內(nèi)分布的一示例。如圖5中所示，已知一種方法，其中通過圖像投影透鏡和檢測光的光接收透鏡構(gòu)成一個(gè)投影兼光接收透鏡114，并使用該投影兼光接收透鏡114投影圖像以及獲得物體121的檢測光。特別是在超短焦投影儀中，在利用一個(gè)投影兼光接收透鏡114執(zhí)行交互檢測的情形中，例如，會發(fā)生原本均勻的照射光的面內(nèi)分布卻如圖6中所示被非均勻地觀察到的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象例如是由于投影兼光接收透鏡114的周邊光量比、漸暈(vignetting)、和由圖像高度引起的透射率變化、陰影系數(shù)變化等導(dǎo)致的?？梢钥紤]對面內(nèi)分布的這種非均勻性進(jìn)行數(shù)字化校正；但是，由于動態(tài)范圍表面中的界限，通過所述照射光學(xué)系統(tǒng)改變光量分布的方法更為有效。在這種情形下，在棒形透鏡111和鮑威爾透鏡中，在何處以什么樣的密集度對面內(nèi)分布進(jìn)行配置的自由度很低。換言之，安裝位置和角度的自由度很低。結(jié)果，在使用棒形透鏡111或者鮑威爾透鏡的情形中，難以使照射光的面內(nèi)分布接近于期望的面內(nèi)分布，由此難以使整個(gè)交互系統(tǒng)的面內(nèi)分布均勻化。在照射光的面內(nèi)分布不均勻的交互系統(tǒng)的情形中，可能依據(jù)操作而發(fā)生誤檢測。<1.第一實(shí)施方式>[1.1投影儀的整體構(gòu)造]圖7示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的投影儀的一構(gòu)造示例。根據(jù)本實(shí)施方式的投影儀包括執(zhí)行圖像投影和物體檢測的交互檢測功能。所述投影儀包括紅外照射部1和可見光投影及紅外光接收部4?？梢姽馔队凹凹t外光接收部4包括可見光照明部5、偏振分離元件6、光閥7、可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8和紅外光接收部9?？梢姽庹彰鞑?包括紅色光源51r、綠色光源51g、藍(lán)色光源51b、二向色鏡52和53、以及可見光照明光學(xué)系統(tǒng)54。紅色光源51r例如是發(fā)射紅色光的紅色激光器光源。綠色光源51g例如是發(fā)射綠色光的綠色激光器光源。藍(lán)色光源51b例如是發(fā)射藍(lán)色光的藍(lán)色激光器光源。分色鏡52允許來自紅色光源51r的紅色光朝著分色鏡53透過，并且朝著分色鏡53反射來自綠色光源51g的綠色光。分色鏡52允許來自分色鏡52的紅色光和綠色光朝著可見光照明光學(xué)系統(tǒng)54透過，并且朝著可見光照明光學(xué)系統(tǒng)54反射來自藍(lán)色光源51b的藍(lán)色光?？梢姽庹彰鞴鈱W(xué)系統(tǒng)54產(chǎn)生由紅色光、綠色光和藍(lán)色光構(gòu)成的可見光，以用作圖像投影照明光，并經(jīng)由偏振分離元件6照射光閥7。偏振分離元件6朝著光閥7反射來自可見光照明光學(xué)系統(tǒng)54的照明光之中的預(yù)定偏振分量的光。光閥7例如是反射型液晶元件，比如硅上液晶(lcos，liquidcrystalonsilicon)。光閥7基于圖像數(shù)據(jù)調(diào)制來自可見光照明光學(xué)系統(tǒng)54的照明光之中的所述預(yù)定偏振分量的光。光閥7還經(jīng)由偏振分離元件6朝著可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8射出已調(diào)制光。光閥7將已經(jīng)相對于入射狀態(tài)時(shí)發(fā)生偏振狀態(tài)旋轉(zhuǎn)的偏振分量的光作為已調(diào)制光射出。應(yīng)當(dāng)注意，光閥7能夠通過使入射的所述偏振分量的光按照原本的偏振狀態(tài)返回至光閥7，來執(zhí)行黑顯示。由此，產(chǎn)生了可見光的圖像。可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8例如通過寬角度超短焦透鏡構(gòu)成。由光閥7產(chǎn)生的可見光圖像41通過可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8而顯示在可見光投影面31上，比如屏幕。紅外照射部1包括紅外光源2和照射光學(xué)系統(tǒng)3。例如，紅外光源2是一種發(fā)射具有700nm或者更大波長的紅外光的紅外激光器光源。照射光學(xué)系統(tǒng)3形成光膜32，該光膜32基本上平行于可見光投影面31。光膜32具有相對于可見光投影面31的預(yù)定高度，并且至少在對應(yīng)于可見光投影面31的區(qū)域31a中形成。當(dāng)諸如手指之類的物體進(jìn)入光膜32時(shí)，碰撞到諸如手指之類的物體的紅外光發(fā)生散射。所述散射的紅外光經(jīng)由可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8被紅外光接收部9檢測為檢測光42。紅外光接收部9包括紅外成像裝置61和紅外接收光學(xué)系統(tǒng)62。紅外成像裝置61與可見光投影面31共軛。紅外光實(shí)際散射的位置是被明亮地映射的，這使得紅外成像裝置61能夠檢測到諸如手指之類的物體的位置。在本實(shí)施方式中，紅外照射部1的照射光學(xué)系統(tǒng)3具有如圖16中所示的具體構(gòu)造。在說明圖16中示出的構(gòu)造之前，首先說明根據(jù)比較例的紅外照射光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造和技術(shù)問題。[1.2根據(jù)比較例的紅外照射光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造和技術(shù)問題]圖8示出根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的沿y軸方向的橫截面的構(gòu)造示例。圖9示出根據(jù)所述比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的沿x軸方向的橫截面(從上表面方向來觀察的橫截面)的構(gòu)造示例。從紅外光源2射出的光的入射側(cè)開始，圖8和圖9中示出的根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)依次包括準(zhǔn)直透鏡l1和棒形透鏡l2。在根據(jù)所述比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)中，通過準(zhǔn)直透鏡l1產(chǎn)生平行光。在產(chǎn)生了平行光束作為基礎(chǔ)光之后，所述平行光束進(jìn)入棒形透鏡l2，以在相對于可見光投影面31的預(yù)定高度處產(chǎn)生光膜32。這里，表1示出根據(jù)所述比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的具體數(shù)值設(shè)計(jì)實(shí)施例。另外，圖10是對應(yīng)于所述具體數(shù)值設(shè)計(jì)實(shí)施例的沿x軸方向的光學(xué)系統(tǒng)剖視圖。應(yīng)當(dāng)注意，在表1中作為設(shè)計(jì)參數(shù)示出：照射光學(xué)系統(tǒng)的表面編號和表面類型，近軸曲率半徑(r)，光軸上的表面間隔(d)，d線(波長587.6nm)上的折射率的值(nd)，以及d線上的阿貝數(shù)(abbenumber)的值(νd)。表面s0對應(yīng)于紅外光源2。[表1]表面編號表面類型rdndνds0―無限9.50s1球面無限1.001.51764.2s2球面-5.115.00s3圓柱面1.002.001.51764.2s4圓柱面-1.00600如表1中所示，準(zhǔn)直透鏡l1的兩個(gè)表面都是球面。棒形透鏡l2的兩個(gè)表面都是圓柱面，每個(gè)圓柱面具有在x軸方向上的屈光力。圖11示意性地示出在使用根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的情形中的紅外照射光的角度分布的一示例。在圖11中，橫軸表示角度，縱軸表示光量比。圖12示意性地示出在使用根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)的情形中的紅外照射光的面內(nèi)分布的一示例。圖12示出在距離為40mm的位置處提供25英寸(16:9)的可見光投影面31、且在所述可見光投影面31上產(chǎn)生光膜32的情形中的光的強(qiáng)度分布。如圖11和圖12中所示，在根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)中，中央?yún)^(qū)域中的光量極大，而周邊區(qū)域中的光量大大地減少。根據(jù)所述比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)難以直接用于寬角度的超短焦投影儀。根據(jù)所述比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)具有與圖6中示出的面內(nèi)分布相似的分布范圍，由此使得面內(nèi)分布更加不均勻。作為一種替代方法，例如，可以如圖3中所示并排地布置多個(gè)棒形透鏡111a和111b，以便相互補(bǔ)償面內(nèi)分布；然而，不利的是，在這種情形下需要高度的調(diào)整工作，這是因?yàn)椋寒?dāng)如圖4中所示各個(gè)棒形透鏡111a、111b是傾斜的時(shí)候，在所產(chǎn)生的光膜132a和132b上發(fā)生角度偏差。圖13示意性地示出在可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8中采用的光的面內(nèi)分布的一示例。圖14示意性地示出光的最終面內(nèi)分布(在紅外成像裝置61中采用的光的面內(nèi)分布)的一示例，所述光的最終面內(nèi)分布是圖13的面內(nèi)分布和圖12的通過根據(jù)比較例的照射光學(xué)系統(tǒng)提供的面內(nèi)分布的組合。在圖13和圖14的面內(nèi)分布中，通過在可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8和紅外光接收部9的光路中安裝遮光掩模，對接收光束進(jìn)行平衡。作為目標(biāo)，紅外成像裝置61中采用的光的最終面內(nèi)分布需要約30％或更多的面內(nèi)光量比；然而，圖14中示出的示例中的分布顯著地低于上述面內(nèi)光量比。因此，需要通過例如在側(cè)面上安裝反光鏡等等來平衡面內(nèi)光量，而這不利地增加了部件的數(shù)目。另外，作為參考，圖15示意性地示出在鮑威爾透鏡用于照射光學(xué)系統(tǒng)的情形中的紅外照射光的角度分布的一示例。應(yīng)當(dāng)注意，在使用鮑威爾透鏡的情形中，首先存在發(fā)散角不利地變窄的問題。如圖15中所示，在使用鮑威爾透鏡的情形中，角度分布變得極窄，由此使得難以在以寬角度在投影儀附近圖像投影時(shí)形成均勻光膜32。[1.3根據(jù)第一實(shí)施方式的紅外照射光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造]圖16示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3的一構(gòu)造示例。如圖16中所示，從紅外光源2側(cè)開始，所述照射光學(xué)系統(tǒng)依次包括均勻化部10和照射透鏡部20。均勻化部10使得來自于紅外光源2的光的面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布。照射透鏡部20使得已經(jīng)通過均勻化部10使面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布的光沿預(yù)定方向(x軸方向)發(fā)散。在均勻化部10和照射透鏡部20之間，布置機(jī)械孔徑(mechanicalaperture)st。從紅外光源2側(cè)開始，均勻化部10依次包括準(zhǔn)直透鏡l11、中繼透鏡l12、柱面透鏡陣列l(wèi)13、中繼透鏡l14、中繼透鏡l15、柱面透鏡陣列l(wèi)16、中繼透鏡l17和中繼透鏡l18。從紅外光源2側(cè)開始，照射透鏡部20依次包括第一照射透鏡l21和第二照射透鏡l22。第一照射透鏡l21通過在預(yù)定方向上具有負(fù)的屈光力的第一柱面透鏡構(gòu)成。第二照射透鏡l22通過在預(yù)定方向上具有負(fù)的屈光力的第二柱面透鏡構(gòu)成。表2和表3示出與圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3對應(yīng)的具體數(shù)值實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，對于稍后描述的其他數(shù)值實(shí)施例，也示出了類似的設(shè)計(jì)參數(shù)。在表2中示出：表面編號和表面類型，近軸曲率半徑(r)，光軸上的表面間隔(d)，d線(波長587.6nm)上的折射率的值(nd)，以及d線上的阿貝數(shù)的值(νd)。表面s0對應(yīng)于紅外光源2。表3示出非球面系數(shù)、以及各個(gè)柱面透鏡陣列l(wèi)13和l16的陣列寬度。所述非球面形狀是由以下表達(dá)式定義的。應(yīng)當(dāng)注意，在表3中，“e-i”表示以10為底的指數(shù)表現(xiàn)，即表示“10-i”。例如，“0.12345e-05”表示“0.12345×10-5”。另外，在非球面形狀的表達(dá)式中，z表示非球面的深度(下陷量)，c表示等于1/r的近軸曲率，r表示從光軸至透鏡表面的距離(在圓柱面的情形中，r表示x軸方向上的距離)，k表示圓錐常數(shù)，βn表示第n階非球面系數(shù)。[數(shù)式1][表2]表面編號表面類型rdndνds0―無限7.40s1球面無限2.801.58529.9s2非球面-5.163.00s3圓柱面12.541.501.58529.9s4圓柱面-12.540.50s5非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s6非球面圓柱陣列-0.3570.50s7圓柱面12.541.501.58529.9s8圓柱面-12.548.22s9圓柱面12.541.501.58529.9s10圓柱面-12.540.50s11非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s12非球面圓柱陣列-0.3570.50s13圓柱面12.541.501.58529.9s14圓柱面-12.548.22s15圓柱面12.541.501.58529.9s16圓柱面-12.540.50s17球面無限2.00s18非球面圓柱面-1.971.001.53156.0s19非球面圓柱面7.247.40s20非球面圓柱面-3.771.501.53156.0s21非球面圓柱面-63.9440.00s22球面無限[表3]表面編號kβ4β6β8s2-0.3172.230e-045.527e-061.671e-07s5-1.157000s6-1.157000s11-1.157000s12-1.157000s18-0.7659.693e-034.791e-043.345e-04s191.5362.945e-03-6.379e-05-1.972e-05s20-1.147-2.129e-031.730e-05-1.522e-06s216.396-7.267e-057.590e-07-2.404e-09表面編號β10β12β14陣列寬度s2000―s50000.3s60000.3s110000.3s120000.3s18-3.896e-06-7.760e-07-1.377e-06s19-4.736e-08-3.492e-09-6.682e-11s20-3.058e-08-8.441e-10-2.178e-11s21-4.209e-121.699e-14-7.336e-17[1.4根據(jù)第一實(shí)施方式的紅外照射光學(xué)系統(tǒng)的作用和效果]接下來，將說明根據(jù)本實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3的作用和效果。一并說明根據(jù)本實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3的優(yōu)選構(gòu)造。應(yīng)當(dāng)注意，在本說明書中描述的效果僅僅是示例而不限于此，可以包括其他效果。稍后描述的其他實(shí)施方式的情況也如此。在圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3中，通過準(zhǔn)直透鏡l11產(chǎn)生來自紅外光源2的光的平行光。在通過準(zhǔn)直透鏡l11產(chǎn)生了平行光束作為基礎(chǔ)光之后，通過中繼透鏡l12、柱面透鏡陣列l(wèi)13、中繼透鏡l14和中繼透鏡l15產(chǎn)生第一均勻表面。其后，通過柱面透鏡陣列l(wèi)16、中繼透鏡l17和中繼透鏡l18產(chǎn)生第二均勻表面，從而使平行光束穿過機(jī)械孔徑st。已經(jīng)穿過機(jī)械孔徑st的光束進(jìn)一步穿過第一照射透鏡l21和第二照射透鏡l22，由此在相對于可見光投影面31的預(yù)定高度處產(chǎn)生光膜32。在圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3中，除準(zhǔn)直透鏡l11的表面以外的透鏡表面全部是圓柱面，每個(gè)圓柱面具有僅僅在圖中的x軸方向上的屈光力。第一照射透鏡l21和第二照射透鏡l22每個(gè)具有對機(jī)械孔徑st附近的光量分布進(jìn)行分布轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)印到與可見光投影面31相距預(yù)定高度的位置處的功能，由此以共軛方式將可見光投影面31大致耦合到機(jī)械孔徑st附近。柱面透鏡陣列l(wèi)16、中繼透鏡l17和中繼透鏡l18在所述機(jī)械孔徑st附近形成均勻光束，因此提供柱面透鏡陣列l(wèi)13、中繼透鏡l14和中繼透鏡l15是為了使瞳孔觀察時(shí)生成的圖像接近于基本上均勻，并且將光束壓制為相當(dāng)于激光安全標(biāo)準(zhǔn)中的類1的光束。第一照射透鏡l21和第二照射透鏡l22每個(gè)是通過兩個(gè)負(fù)的柱面透鏡組合而成，并且具有小焦距，由此能夠以寬角度來照射光。在此，最接近照射側(cè)的第二照射透鏡l22可以優(yōu)選通過滿足以下條件的、在x軸方向上的負(fù)的彎月形透鏡構(gòu)成。由此，能夠在避免全反射的同時(shí)，適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生寬角度的光束。|rout|>|rin|……(1)其中，rin表示第二照射透鏡l22在x軸方向上的光入射表面的曲率半徑，rout表示第二照射透鏡l22在x軸方向上的光射出表面的曲率半徑。此外，關(guān)于第二照射透鏡l22在x軸方向上的光入射表面，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，還可以應(yīng)對投影距離更近的情形。圓錐常數(shù)<-1圖17示意性地示出在圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)中的照射透鏡部20的非球面的作用。當(dāng)入射第一照射透鏡l21的光入射高度由h表示、最大光入射高度由hmax表示時(shí)，在0.8hmax或者更大、且1.0hmax或者更小的高度h處，照射透鏡部20可以優(yōu)選構(gòu)造為包括滿足以下條件的第一和第二光束的組合中的一組或多組。應(yīng)當(dāng)注意，在圖17的示例中，在光軸下側(cè)的區(qū)域中，平行于光軸的光束角度被定義為0度，所述平行于光軸的光束的下側(cè)被定義為加，而所述平行于光軸的光束的上側(cè)被定義為減。在光軸下側(cè)的區(qū)域中，入射角和射出角朝著所述平行于光軸的光束的下側(cè)而增加。θin1<θin2……(2)θout1>θout2……(3)其中，θin1表示第一光束入射第一照射透鏡l21的入射角，θin2表示第二光束入射第一照射透鏡l21的入射角，θout1表示第一光束從第一照射透鏡l21射出的射出角，θout2表示第二光束從第一照射透鏡l21射出的射出角。第一照射透鏡l21構(gòu)造為在x軸方向上的雙凹透鏡，由此用于彌補(bǔ)第二照射透鏡l22的屈光力。優(yōu)選的是，可以在第一照射透鏡l21和第二照射透鏡l22之一的光入射表面和光射出表面之一中包含反曲點(diǎn)(inflectionpoint)。優(yōu)選的是，所述反曲點(diǎn)可以滿足上述表達(dá)式(2)和(3)的條件，以產(chǎn)生其中具有高的光入射高度的軸外入射光束的射出角相對于入射角發(fā)生反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。圖18示意性地示出通過圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3獲得的紅外照射光的面內(nèi)分布的一示例。圖13示意性地示出在可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8中采用的光的面內(nèi)分布的一示例。圖19示意性地示出光的最終面內(nèi)分布(在紅外成像裝置61中采用的光的面內(nèi)分布)的一示例，所述光的最終面內(nèi)分布是圖13的面內(nèi)分布和圖18的通過照射光學(xué)系統(tǒng)3提供的面內(nèi)分布的組合。通過滿足上述表達(dá)式(2)和(3)的條件，能夠減少光量損失，并且能夠以大光量照射與可見光投影面31上的端部對應(yīng)的區(qū)域，由此能夠得到圖18中示出的面內(nèi)分布。應(yīng)當(dāng)注意，上述表達(dá)式(2)和(3)的條件不一定是必要的，但是當(dāng)可見光投影面31的位置變得更接近時(shí)就需要這樣的條件。當(dāng)可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8側(cè)的面內(nèi)分布是如圖13中所示的時(shí)候，可以整體形成如圖19中所示的面內(nèi)分布。結(jié)果，與照射光學(xué)系統(tǒng)3由棒形透鏡構(gòu)成的情形相比，可以使面內(nèi)分布均勻化。圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3適合與可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8一起使用，這是因?yàn)檎丈涔鈱W(xué)系統(tǒng)3兼容llp方式的交互檢測技術(shù)。在這時(shí)候，照射光學(xué)系統(tǒng)3的照射透鏡部20優(yōu)選的是可以形成基本上平行于可見光投影面31的光膜32。另外，如圖7中所示，與可見光投影面31對應(yīng)的區(qū)域31a中的光膜32的厚度(基本平行的光通量寬度)可以小于10mm。由此，能夠減少以llp方式檢測到的光斑直徑，并能夠提高精度。此外，在圖16中示出的構(gòu)造示例中，中繼透鏡l12布置在準(zhǔn)直透鏡l11和柱面透鏡陣列l(wèi)13之間；然而，中繼透鏡l12幾乎沒有起到光學(xué)作用，而是為了在稍后描述的第二實(shí)施方式中示出的構(gòu)造中彎曲光路而準(zhǔn)備的。因此，也可以采用沒有中繼透鏡l12的構(gòu)造，以減小尺寸和降低成本。通過使用圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3，可靈活設(shè)計(jì)llp方式的照射平面(光膜32)，并且即使在特別是使用超短焦透鏡的投影儀的情形中也能夠形成比較均勻的光接收分布圖。另外，多個(gè)棒形透鏡對于形成照射平面來說不是必要的，因此能夠減少部件的數(shù)目和調(diào)整處理。此外，通過使用圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3，還可實(shí)現(xiàn)確保激光安全標(biāo)準(zhǔn)中的類1的設(shè)計(jì)。[1.5變形例][1.5.1第一變形例]圖20示出根據(jù)本實(shí)施方式的第一變形例的照射光學(xué)系統(tǒng)的一構(gòu)造示例。此外，表4和表5示出與根據(jù)圖20中示出的第一變形例的照射光學(xué)系統(tǒng)對應(yīng)的具體數(shù)值實(shí)施例。在圖20中示出的第一變形例中，第一照射透鏡l21和第二照射透鏡l22的兩組柱面透鏡(表面s18至表面s21)的形狀不同于圖16中示出的構(gòu)造示例。更具體地說，第二照射透鏡l22具有在x軸方向上的雙凹形狀。通過這種構(gòu)造，也能夠?qū)崿F(xiàn)與圖16中示出的構(gòu)造示例相似的作用和效果。[表4]表面編號表面類型rdndνds0―無限7.40s1球面無限2.801.58529.9s2非球面-5.163.00s3圓柱面12.541.501.58529.9s4圓柱面-12.540.50s5非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s6非球面圓柱陣列-0.3570.50s7圓柱面12.541.501.58529.9s8圓柱面-12.548.22s9圓柱面12.541.501.58529.9s10圓柱面-12.540.50s11非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s12非球面圓柱陣列-0.3570.50s13圓柱面12.541.501.58529.9s14圓柱面-12.548.22s15圓柱面12.541.501.58529.9s16圓柱面-12.540.50s17球面無限2.00s18非球面圓柱面-2.121.101.58529.9s19非球面圓柱面4.283.85s20非球面圓柱面-2.841.101.58529.9s21非球面圓柱面33.9240.00s22球面無限―[表5]表面編號kβ4β6β8s2-0.3172.230e-045.527e-061.671e-07s5-1.157000s6-1.157000s11-1.157000s12-1.157000s18-2.124000s19-8.323-1.981e-03-2.866e-04-3.670e-05s200.0001.344e-032.376e-044.709e-05s210.000-7.748e-046.302e-06-4.082e-08表面編號β10β12β14陣列寬度s2000―s50000.3s60000.3s110000.3s120000.3s18000―s190.000e+000.000e+000.000e+00―s20-2.933e-050.000e+000.000e+00―s214.232e-101.052e-118.230e-14―[1.5.2第二變形例]圖21示出根據(jù)本實(shí)施方式的第二變形例的照射光學(xué)系統(tǒng)的一構(gòu)造示例。另外，表6和表7示出與根據(jù)圖21中示出的第二變形例的照射光學(xué)系統(tǒng)對應(yīng)的具體數(shù)值實(shí)施例。在圖21中示出的第二變形例中，第一照射透鏡l21和第二照射透鏡l22的兩組柱面透鏡(表面s18至表面s21)的形狀不同于圖16中示出的構(gòu)造示例。更具體地說，第一照射透鏡l21具有在x軸方向上的負(fù)的彎月形透鏡的形狀。通過這種構(gòu)造，也能夠?qū)崿F(xiàn)與圖16中示出的構(gòu)造示例相似的作用和效果。在圖21中示出的第二變形例中，光膜32的生成位置的前提發(fā)生變化。更具體地說，所述前提改變?yōu)槿缦虑疤幔涸谂c照射透鏡部20的頂端相距80mm的位置處存在相當(dāng)于21英寸的可見光投影面31，并且在所述可見光投影面31上產(chǎn)生光膜32。光膜32的位置與由可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8投影的可見光投影面31的位置對準(zhǔn)，因此容易由于可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8的設(shè)計(jì)不同而導(dǎo)致所述光膜32的生成位置的不同。在這種情形下，可理解的是，圖21中示出的照射透鏡部20的透鏡形狀比圖16和圖20的各構(gòu)造示例的透鏡形狀更緩和，這是因?yàn)槭┘佑诳梢姽馔队肮鈱W(xué)系統(tǒng)8上的負(fù)擔(dān)更小。在圖21中示出的第二變形例中，在第二照射透鏡l22的透鏡表面上存在反曲點(diǎn)；然而，因?yàn)橐暯呛苷?，在?shí)際使用中可不提供所述反曲點(diǎn)。[表6]表面編號表面類型rdndνds0―無限7.40s1球面無限2.801.58529.9s2非球面-5.163.00s3圓柱面12.541.501.58529.9s4圓柱面-12.540.50s5非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s6非球面圓柱陣列-0.3570.50s7圓柱面12.541.501.58529.9s8圓柱面-12.548.22s9圓柱面12.541.501.58529.9s10圓柱面-12.540.50s11非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s12非球面圓柱陣列-0.3570.50s13圓柱面12.541.501.58529.9s14圓柱面-12.548.22s15圓柱面12.541.501.58529.9s16圓柱面-12.540.50s17球面無限2.00s18非球面圓柱面-1.881.001.54555.8s19非球面圓柱面-12.545.50s20非球面圓柱面-2.091.501.54555.8s21非球面圓柱面-700.9780.0s22球面無限―[表7]表面編號kβ4β6β8s2-0.3172.230e-045.527e-061.671e-07s5-1.157000s6-1.157000s11-1.157000s12-1.157000s18-3.313-2.4741e-029.5889e-04-1.6760e-04s190.000000s20-0.926-1.9077e-034.8626e-054.5317e-06s214441.452-2.0327e-041.8055e-06-4.7214e-09表面編號β10β12β14陣列寬度s2000―s50000.3s60000.3s110000.3s120000.3s18000―s19000―s20000―s21000―[1.5.3其他變形例]在圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3的構(gòu)造示例中，通過在射入機(jī)械孔徑st的光量中提供小裕度，可不再需要對透鏡進(jìn)行左右方向上的調(diào)整。所提供的合適裕度為光量的約10％至約30％。而另一方面，當(dāng)該部分的裕度被設(shè)計(jì)為基本上為零并且提供鏡頭調(diào)整處理時(shí)，可以提高光量。這種構(gòu)造對于其中激光射出不充足的情形以及其中溫度升高是不優(yōu)選的情形而言，是有效的。此外，優(yōu)選的是使用激光源作為紅外光源2。這是因?yàn)?，在使用led的情形中，從發(fā)光源射出的放射角很大，因而導(dǎo)致光量損耗增加，這不適宜地急劇增加了供電。從視覺上不顯眼的角度來講，所述激光源可優(yōu)選使用具有700nm或者更大波長的紅外光。此外，考慮到光接收側(cè)的偏振分離元件6的波長特性，可優(yōu)選使用具有820nm或者更小波長的紅外光。另外，激光源的偏振方向可優(yōu)選為導(dǎo)致相對于圓柱面的p偏振光的方向。這是因?yàn)?，特別是在寬角度的范圍內(nèi)，p偏振光的傳輸損耗很小。此外，從技術(shù)親合性方面來講，上文已經(jīng)描述了其中在可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8中使用超短焦透鏡的示例；然而，在可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8中也可以使用具有普通投影距離的透鏡。此外，由于在使用超短焦透鏡的情形中可見光投影面31是非常近的，因此在圖7中示出的構(gòu)造示例中，可見光投影光學(xué)系統(tǒng)8被構(gòu)造為其中投影透鏡同樣起到紅外光檢測透鏡作用的共軸檢測系統(tǒng)。然而，投影透鏡和紅外光檢測透鏡也可以被分別地構(gòu)造。此外，在照射光學(xué)系統(tǒng)3中的第二照射透鏡l22由塑料制成的情形中，耐磨性不高；然而，提供與第二照射透鏡l22的尖端部分平行的平面板可解決該低耐磨性的問題。此外，作為在尖端部分處提供的元件，可以使用入射曲率基本上等于射出曲率的圓柱拱形光學(xué)元件，而不會存在任何不利。可以使用具有橢圓形或者其他形狀但是具有基本恒定厚度的元件，而不會存在任何不利；然而，有利的是在某種程度上將偏振方向保持為p偏振方向。替代地，也可采用硬鍍層改善耐磨性自身。另外，在上文描述中，已經(jīng)描述了其中照射透鏡部20包括由負(fù)的柱面透鏡構(gòu)成第一照射透鏡l21和第二照射透鏡l22的每一個(gè)的示例；然而，照射透鏡部20可以進(jìn)一步包括其他透鏡。例如，照射透鏡部20可以包括具有在預(yù)定方向(x軸方向)上的正的屈光力的柱面透鏡。在這種情形下，例如，照射透鏡部20可以具有正-負(fù)-負(fù)的三透鏡構(gòu)造，其中從紅外光源2側(cè)開始，依次布置正柱面透鏡、第一負(fù)柱面透鏡和第二負(fù)柱面透鏡。此外，例如，照射透鏡部20可以具有負(fù)-正-負(fù)的三透鏡構(gòu)造，其中從紅外光源2側(cè)開始，依次布置第一負(fù)柱面透鏡、正負(fù)柱面透鏡和第二負(fù)柱面透鏡。<2.第二實(shí)施方式>接下來，將說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在下文中，在適當(dāng)時(shí)候?qū)⑹÷跃哂信c上述第一實(shí)施方式相似的構(gòu)造和作用的部分的描述。圖22示出根據(jù)第二實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3的一構(gòu)造示例。根據(jù)本實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3在均勻化部10的構(gòu)造方面與圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3的構(gòu)造示例非常不同。在本實(shí)施方式中，均勻化部10構(gòu)造為折返光學(xué)系統(tǒng)，以縮短整體長度和減少部件數(shù)目。更具體地說，偏振分離元件11、λ/4板12和鏡13被添加到圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3的構(gòu)造示例中，以構(gòu)成折返光學(xué)系統(tǒng)，并且從圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3的構(gòu)造中去除了中繼透鏡l15、柱面透鏡陣列l(wèi)16和中繼透鏡l17。作為偏振分離元件11，可以使用偏振分束器和線柵中的任一種。鏡13是平面鏡。在本實(shí)施方式中，相對于偏振分離元件11，沿第一方向布置紅外光源2和準(zhǔn)直透鏡l11。沿第二方向(在從紅外光源2射出的光被偏振分離元件11彎曲的光路上)布置中繼透鏡l12、柱面透鏡陣列l(wèi)13、中繼透鏡l14、λ/4板12和鏡13。沿第三方向(在相對于偏振分離元件11的與第二方向相反的一側(cè))布置中繼透鏡l18和照射透鏡部20。偏振分離元件11朝著諸如柱面透鏡陣列l(wèi)13和鏡13等部件的布置方向，反射從紅外光源2射出的光之中的第一偏振分量(例如s偏振分量)的光。另外，偏振分離元件11還朝著照射透鏡部20，射出已經(jīng)被鏡13反射并且再次入射到諸如柱面透鏡l13等部件的光之中的第二偏振分量(例如，p偏振分量)的光。λ/4板12是設(shè)置用于在所述第一偏振分量和所述第二偏振分量之間轉(zhuǎn)換。在本實(shí)施方式中，光路實(shí)質(zhì)上等同于圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3中的光路，并且具體數(shù)值實(shí)施例也等同于上文所述的表2和表3中的那些具體數(shù)值實(shí)施例。偏振分離元件11布置在表面s2和表面s3之間，鏡13位于表面s8和表面s9之間的中點(diǎn)處，表面s3至表面s8是與表面s14至表面s9相同的表面。應(yīng)當(dāng)注意，在圖22中，紅外光源2的入射角和準(zhǔn)直透鏡l11的入射角都是相對于最終照射方向的軸為90度；然而，從偏振分離元件11的入射角的影響等方面來講，所述入射角可以優(yōu)選為很小以便接近于最終照射方向的軸。替代地，通過將偏振分離元件11形成為立方體形狀而不是形成為平板形狀，也可減少所述入射角的影響，在這種情形下，優(yōu)選為90度布置。<3.第三實(shí)施方式>接下來，將描述本發(fā)明的第三實(shí)施方式。在下文中，在適當(dāng)時(shí)候?qū)⑹÷跃哂信c上述第一實(shí)施方式或者上述第二實(shí)施方式相似的構(gòu)造和作用的部分的描述。[3.1構(gòu)造]圖23示出根據(jù)第三實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3的一構(gòu)造示例。另外，表8和表9示出與根據(jù)圖23中示出的本實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3對應(yīng)的具體數(shù)值實(shí)施例。根據(jù)本實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3在均勻化部10的構(gòu)造方面與圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3的構(gòu)造示例非常不同。在圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3中，均勻化部10中使用了五個(gè)中繼透鏡l12、l14、l15、l17和l18；而在本實(shí)施方式中，提供了兩個(gè)中繼透鏡l14a和l17a，替代上述五個(gè)中繼透鏡l12、l14、l15、l17和l18。這能夠減少材料成本。中繼透鏡l14a布置在柱面透鏡陣列l(wèi)13和柱面透鏡陣列l(wèi)16之間。中繼透鏡l17a布置在柱面透鏡陣列l(wèi)16和機(jī)械孔徑st之間。[表8]表面編號表面類型rdndνds0―無限7.40s1球面無限2.801.58529.9s2非球面-5.163.00s3非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s4非球面圓柱陣列-0.3578.90s5非球面圓柱面10.303.001.58529.9s6非球面圓柱面-10.308.50s7非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s8非球面圓柱陣列-0.3578.90s9非球面圓柱面10.303.001.58529.9s10非球面圓柱面-10.308.50s11球面無限2.00s12非球面圓柱面-1.971.001.53156.0s13非球面圓柱面7.247.40s14非球面圓柱面-3.771.501.53156.0s15非球面圓柱面-63.9440.00s16球面無限―[表9]表面編號kβ4β6β8s2-0.3172.230e-045.527e-061.67e-07s3-1.157000s4-1.157000s5-2.500000s6-2.500000s7-1.157000s8-1.157000s9-2.500000s10-2.500000s12-0.7659.693e-034.791e-043.345e-04s131.5362.945e-03-6.379e-05-1.972e-05s14-1.147-2.129e-031.730e-05-1.522e-06s156.396-7.267e-057.590e-07-2.404e-09表面編號β10β12β14陣列寬度s2000―s30000.3s40000.3s5000―s6000―s70000.3s80000.3s9000―s10000―s12-3.896e-06-7.760e-07-1.377e-06―s13-4.736e-08-3.492e-09-6.682e-11―s14-3.058e-08-8.441e-10-2.178e-11―s15-4.209e-121.699e-14-7.336e-17―[3.2變形例]圖24示出根據(jù)本實(shí)施方式的變形例的照射光學(xué)系統(tǒng)3的一構(gòu)造示例。在光量相對不充足的情形中，可以使光束從兩個(gè)方向入射，由此實(shí)現(xiàn)面內(nèi)均勻化。更具體地說，如圖24中所示，可以提供兩個(gè)系列的均勻化部10a和10b作為均勻化部10。均勻化部10a和10b中的每一個(gè)的構(gòu)造可以基本上與圖23的構(gòu)造相似。<4.第四實(shí)施方式>接下來，將描述本發(fā)明的第四實(shí)施方式。在下文中，在適當(dāng)時(shí)候?qū)⑹÷跃哂信c上述第一至第三實(shí)施方式相似的構(gòu)造和作用的部分的描述。圖25示出根據(jù)第四實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3的一構(gòu)造示例。另外，表10和表11示出與根據(jù)圖25中示出的本實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3對應(yīng)的具體數(shù)值實(shí)施例。根據(jù)本實(shí)施方式的照射光學(xué)系統(tǒng)3在均勻化部10的構(gòu)造方面與圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3的構(gòu)造示例非常不同。在圖16中示出的照射光學(xué)系統(tǒng)3的構(gòu)造示例中使用了兩個(gè)柱面透鏡陣列l(wèi)13和l16以便將光束壓制在激光安全標(biāo)準(zhǔn)的類1內(nèi)；然而，如圖25中所示，可以使用一個(gè)柱面透鏡陣列l(wèi)16與擴(kuò)散板的組合，或者使用一個(gè)柱面透鏡陣列l(wèi)16與衍射元件的組合。在使用擴(kuò)散板的情形中，優(yōu)選的是將垂直方向上的擴(kuò)散角壓制為等于或者小于0.2度，如果可能的話，壓制為等于或者小于0.1度，以便減少在高度方向(y軸方向)上的光束展開。這樣，通過盡量減少光束直徑，可減少檢測錯(cuò)誤。另外，更優(yōu)選的是，可將準(zhǔn)直透鏡l11的位置確定為使得可見光投影面31上的光通量稍微會聚。由此能夠降低光束直徑增加造成的影響。在這種構(gòu)造中，從圖23中示出的構(gòu)造示例中去除了柱面透鏡陣列l(wèi)13和中繼透鏡l14a，并且在緊靠機(jī)械孔徑st的前方處布置擴(kuò)散板或衍射元件14。這可實(shí)現(xiàn)緩和安全標(biāo)準(zhǔn)的效果。應(yīng)當(dāng)注意，盡管表10和表11每一個(gè)示出基于圖23、表8和表9中示出的構(gòu)造示例的構(gòu)造，但是也可以使用基于例如圖16、表2和表3等中示出的構(gòu)造示例的構(gòu)造。[表10]表面編號表面類型rdndνds0―無限7.40s1球面無限2.801.58529.9s2非球面-5.163.00s3非球面圓柱陣列0.3570.951.54456.6s4非球面圓柱陣列-0.3578.90s5非球面圓柱面10.303.001.58529.9s6非球面圓柱面-10.307.50s7球面無限1.00s8球面擴(kuò)散面無限0.00s9球面無限2.00s10非球面圓柱面-1.971.001.53156.0s11非球面圓柱面7.247.40s12非球面圓柱面-3.771.501.53156.0s13非球面圓柱面-63.9440.00s14球面無限―[表11]表面編號kβ4β6β8s2-0.3172.230e-045.527e-061.671e-07s3-1.157000s4-1.157000s5-2.500000s6-2.500000s10-0.7659.693e-034.791e-043.345e-04s111.5362.945e-03-6.379e-05-1.972e-05s12-1.147-2.129e-031.730e-05-1.522e-06s136.396-7.267e-057.590e-07-2.404e-09表面編號β10β12β14陣列寬度s2000―s30000.3s40000.3s5000―s6000―s10-3.896e-06-7.760e-07-1.377e-06―s11-4.736e-08-3.492e-09-6.682e-11―s12-3.058-08-8.441e-10-2.178e-11―s13-4.209e-121.699e-14-7.336e-17―<5.其他實(shí)施方式>本發(fā)明的技術(shù)不局限于上述各實(shí)施方式的描述內(nèi)容，而是可以按各種方式修改實(shí)施。在本發(fā)明中，通過均勻化部10實(shí)現(xiàn)的“均勻化”不一定是使來自紅外光源2的光的面內(nèi)分布完全均勻。例如，可根據(jù)由紅外光源2發(fā)射激光時(shí)的分布圖進(jìn)一步提高均勻化級別，可以通過照射透鏡部20的設(shè)計(jì)在某種程度上吸收不均勻性。例如，還可以考慮將不具有足夠長度的光導(dǎo)管等用作均勻化部10的構(gòu)造。替代地，在上述第一實(shí)施方式中，即使在各個(gè)柱面透鏡陣列l(wèi)13和l16的透鏡陣列間距不充足并且均勻化表面未被充分地均勻化的情形中，也仍然可以在均勻化級別在某種程度上得到提高時(shí)通過照射透鏡部20的設(shè)計(jì)來吸收該不均勻性。此外，本技術(shù)還可以具有以下配置。(1)一種照射光學(xué)系統(tǒng)，包括：均勻化部，用于使得從光源射出的光的面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布；以及照射透鏡部，用于使得已經(jīng)通過所述均勻化部使面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布的光沿著預(yù)定方向發(fā)散，其中，從所述光源側(cè)開始，所述照射透鏡部依次包括第一柱面透鏡和第二柱面透鏡，每個(gè)所述柱面透鏡具有在所述預(yù)定方向上的負(fù)的屈光力。(2)根據(jù)(1)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第二柱面透鏡包括光入射表面和光射出表面，并且滿足以下條件，|rout|>|rin|......(1)其中，rin表示在所述預(yù)定方向上的所述光入射表面的曲率半徑，rout表示在所述預(yù)定方向上的所述光射出表面的曲率半徑。(3)根據(jù)(1)或者(2)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中當(dāng)入射所述第一柱面透鏡的光入射高度由h表示，最大光入射高度由hmax表示時(shí)，在0.8hmax或者更大、且1.0hmax或者更小的高度h處，所述照射透鏡部包括滿足以下條件的第一光束和第二光束的一種或多種組合，θin1<θin2……(2)θout1>θout2……(3)其中，θin1表示所述第一光束入射所述第一照射透鏡的入射角，θin2表示所述第二光束入射所述第一照射透鏡的入射角，θout1表示所述第一光束從所述第一照射透鏡射出的射出角，θout2表示所述第二光束從所述第一照射透鏡射出的射出角。(4)根據(jù)(1)至(3)中的任一項(xiàng)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中在所述第一柱面透鏡和所述第二柱面透鏡之一的光入射表面和光射出表面之一上提供反曲點(diǎn)。(5)根據(jù)(1)至(4)中的任一項(xiàng)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中所述照射光學(xué)系統(tǒng)與在可見光投影面上投影圖像的可見光投影光學(xué)系統(tǒng)一起使用，以及所述照射透鏡部形成基本上平行于所述可見光投影面的光膜。(6)根據(jù)(5)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光膜在對應(yīng)于所述可見光投影面的區(qū)域中具有小于10mm的厚度。(7)根據(jù)(1)至(6)中的任一項(xiàng)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光源包括激光源。(8)根據(jù)(1)至(7)中的任一項(xiàng)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光源包括發(fā)射具有700nm或者更大波長的紅外光的紅外光源。(9)根據(jù)(1)至(8)中的任一項(xiàng)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中所述均勻化部包括兩個(gè)柱面透鏡陣列。(10)根據(jù)(1)至(8)中的任一項(xiàng)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中所述均勻化部包括柱面透鏡陣列和偏振分離元件。(11)根據(jù)(10)所述的照射光學(xué)系統(tǒng)，其中所述均勻化部進(jìn)一步包括鏡，相對于所述偏振分離元件，所述光源沿第一方向布置，所述柱面透鏡陣列和所述鏡沿第二方向布置，所述照射透鏡部沿第三方向布置，以及所述偏振分離元件朝著所述柱面透鏡陣列和所述鏡反射從所述光源射出的光之中的第一偏振分量的光，并朝著所述照射透鏡部射出已經(jīng)被所述鏡反射并且再次入射到所述柱面透鏡的光之中的第二偏振分量的光。(12)一種具有可見光投影光學(xué)系統(tǒng)和照射光學(xué)系統(tǒng)的投影儀，所述可見光投影光學(xué)系統(tǒng)將圖像投影在可見光投影面上，所述照射光學(xué)系統(tǒng)形成基本上平行于所述可見光投影面的光膜，所述照射光學(xué)系統(tǒng)包括：均勻化部，用于使得從光源射出的光的面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布；以及照射透鏡部，用于使得已經(jīng)通過所述均勻化部使面內(nèi)分布接近于均勻的面內(nèi)分布的光沿著預(yù)定方向發(fā)散，其中，從所述光源側(cè)開始，所述照射透鏡部依次包括第一柱面透鏡和第二柱面透鏡，每個(gè)所述柱面透鏡具有在所述預(yù)定方向上的負(fù)的屈光力。本申請基于并請求享有2015年2月5日向日本專利局提交的日本專利申請?zhí)?015-021020的優(yōu)先權(quán)，其整體被包含在此以作為參考。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求及其他因素作出各種修改、組合、子組合和變化，只要它們涵蓋在所述權(quán)利要求及其等效物的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12