引导装置的制作方法
专利名称：引导装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能恰当地引导人、车、飞机等移动体的引导装置(guiding device)0
背景技术：
人们希望设置道路显示装置，用以在夜间或昏暗场所等情况下，例如使汽车等车 辆在道路上安全行驶，或者在较暗的室内停车位等安全停车。作为这种道路显示装置，已公开有“自发光式道钉(klf-Emitting Road Rivet) ”，该“自发光式道钉”可以使远方的车辆驾驶员清楚地看到水平发光面，另一方面， 可以使接近的车辆驾驶员或行人清楚地看到上方发光面(例如参照专利文献1)。该道路显 示装置在道路的恰当设置场所设置有收容部，将发光二极管设置在该收容部中，通过光纤 将从发光二极管发出的光引导至地上，基于光纤的排列方法或切割方法来实现可视性良好 的道路显示装置。另外，还提出有了利用如上所述的光纤和激光器来进行暴雪地带的路面显示的方 案(例如参照专利文献幻。该道路显示装置利用从激光器发出的激光射束的直进性等，即 使有积雪等，也可以透过雪或冰识别路面显示的显示内容。另外，还公开有一种道路用块产品，该道路用块产品在道路用的各种块产品中埋 设自发光体装置并实现一体化，且通过配置光纤电缆(fiber cable)，从而容易实现夜间车 辆或人的识别引导(例如参照专利文献幻。这种道路显示装置可以采用多种显示方法，并 且利用了全天候型太阳能电源(all-weather solar power source)，因此，无论设置场所 如何，均可反复地充放电，从而实现免维护且产品寿命长。但是，在上述以往的道路显示装置的结构中，需要将光源配置在照明部位附近。因 此，如果在室外使用光源，必须严密地防水。另外，尤其在长距离照明时，存在成本升高的问 题。而且，当因达到使用寿命等而需要更换激光光源时，会伴随大规模的道路施工，从而在 施工期及费用方面也存在问题。专利文献1 日本专利公开公报特开平7-305313号专利文献2 日本专利公开公报特开2002-38433号专利文献3 日本实用新型注册第3036936号
发明内容
本发明的目的在于提供一种铺设施工或设置容易、成本低且可视性(visibility) 优异的引导装置。本发明所提供的引导装置通过光来引导移动体，包括射出激光的激光光源；以 及在所述移动体往返的路面上沿着引导方向延伸设置的用于传输所述激光的线状引导部， 其中，所述线状引导部传输所述激光，并且从其延设面具有指向性地向所述引导方向照射 该激光。
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根据上述结构，通过延伸设置与激光光源连接的线状引导部，能够容易且大范围 地实现基于光的引导。由此，能够实现一种铺设施工或设置容易、也易于维护的低成本的引 导装置。另外，本引导装置指向性良好地沿着引导方向照射激光。因此，能够实现一种容易 被移动体的驾驶员等看到的可视性优异的引导装置。通过以下所示的内容可充分理解本发明的其他目的、特征和优点。另外，通过参照 附图的以下说明，使本发明的优点变得明确。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置的概略结构的说明图。图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置的概略结构的说明图。图3A是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的光纤的概略结 构的一例的剖视图。图3B是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的光 纤的概略结构的一例的剖视图。图3C是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中 所使用的光纤的概略结构的一例的剖视图。图3D是表示本发明的一个实施方式所涉及的 引导装置中所使用的光纤的概略结构的一例的剖视图。图4A是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的光学系统的结 构的一例的示意图。图4B是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的光 学系统的结构的其他例子的示意图。图5是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的其他光纤的结 构的剖视图。图6是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的其他光纤的结 构的俯视图。图7A是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的其他光纤的概 略结构的说明图。图7B是从图7A的光纤的7B-7B线所看到的剖视图。图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的概 略结构的剖视图。图9A是本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的说明 图。图9B是本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的说明图。图 9C是本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的说明图。图IOA是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又 一光纤的结构的说明图。图IOB是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置 中所使用的又一光纤的结构的剖视图。图IOC是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉 及的引导装置中所使用的又一光纤的结构的立体图。图IlA是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的 概略结构的说明图。图IlB是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又 一光纤的概略结构的说明图。图12是表示本发明的其他实施方式所涉及的引导装置的概略结构的说明图。图13是表示沿着高速道路或普通道路的路面设置本发明的其他实施方式所涉及 的引导装置的线状引导部的例子的说明图。
图14是表示沿着高速道路或普通道路的弯曲路面设置本发明的其他实施方式所 涉及的引导装置的线状引导部的例子的说明图。图15是表示沿着隧道内的道路路面设置本发明的其他实施方式所涉及的引导装 置的线状引导部的例子的立体图。图16A是表示本发明的其他实施方式所涉及的其他引导装置的概略结构图的说 明图。图16B是表示从本发明的其他实施方式所涉及的其他引导装置的16B-16B线所看到 的概略结构图的说明图。图17A是表示本发明的其他实施方式所涉及的又一引导装置的概略结构图的俯 视图。图17B是从图17A的引导装置的17B-17B线所看到的剖视图。图18A是表示本发明的又一实施方式所涉及的引导装置的概略结构图的俯视图。 图18B是表示图18A中的引导装置的概略结构图的说明图。图19是表示本发明的又一实施方式所涉及的引导装置的概略结构的说明图。图20A是表示本发明的又一引导装置的概略结构的说明图。图20B是表示图20A 中的引导装置的接合部的概略结构的说明图。图20C是表示用于固定图20B中的接合部的 结构的一例的说明图。图20D是表示用于固定图20B中的接合部的结构的其他例子的说明 图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。此外，对相同要素标记相同的符号，有时 省略说明。另外，有时为了便于说明，在附图中示意性地示出各结构要素，并不正确地表示 形状等。(实施方式1)以下，参照图1至图11说明本发明的一个实施方式。图1及图2作为本实施方式所涉及的引导装置的一个结构例，对将引导装置1用 作机场跑道的指引灯的情况进行说明。图1表示在机场跑道(路面)11上，飞机12(移动体)沿着箭头12a的方向着陆 的状态，图2表示飞机12 (移动体)沿着箭头12b的方向起飞的状态。本实施方式所涉及的引导装置10，如图1及图2所示，包括射出激光13的激光光 源14和引导激光13并沿飞机12往返的跑道11加以设置的具备光纤15a的线状引导部 15。并且，该线状引导部15具有通过指向性良好地向沿着跑道11的方向照射激光13来指 引飞机12的功能。本实施方式的激光光源14被恰当地配置在跑道(路面)11外的办公楼16的室内。一般来说，为了实现激光光源或驱动电路等的长寿命化，将这些部件的工作温度 保持为常温较为理想。对此，像本实施方式这样，通过将激光光源14配置在室内，即使在夏 季的烈日下，也不会使该激光光源14在高温下工作。而且，还可以恰当地保护激光光源14 不受水或外气以及日光等的影响。由此，可以实现激光光源14的长寿命化，进而可以实现 整个引导装置10的长寿命化。此外，本实施方式并不限于上述的结构，例如，也可在跑道11的下部设置恰当的 保管室，将激光光源14配置在该保管室内。由此，与将激光光源14配置在办公楼16的室内的情况同样，可以恰当地保护激光光源14不受水或外气以及日光等的影响。另外，即使在因达到使用寿命等而需要更换激光光源14时，也无需更换作为发光 部的光纤1 部分，而只要更换办公楼16内的激光光源14即可。因此，可以提高便利性， 无需在意跑道11上飞机12的存在，随时可以更换激光光源14。此外，因为更换场所也只有 一处，所以可以减少更换所需要的工序数等。关于激光光源14的设置场所，毋庸置疑，只要 是非高温且容易进行更换的场所即可，并不限于办公楼或保管室内。另一方面，线状引导部15根据使用目的而被配置在室外，并与办公楼16内的激光 光源14连接。线状引导部15使从激光光源14射出的激光13在光纤15a的内部传播。构 成该线状引导部15的光纤1 采用绝缘性的石英玻璃或树脂等材料，富有柔韧性。因此， 如图1及图2所示，可以沿着机场跑道11将线状引导部15纵横自如地设置在所希望的场 所。在本实施方式的引导装置10中，如上所述，为了避免受到水或外气以及日光等的 影响，将激光光源14等配置在办公楼16的室内的恰当位置。因此，可以使引导装置10长 时间稳定地工作。图3A及图;3B是表示本引导装置10中所使用的光纤的结构例的剖视图。图3A所示的光纤1 仅具备芯部(core) 15c，且由石英玻璃、树脂等绝缘性的透明 材料形成。芯部15c例如包含折射率与芯部15c不同的珠粒(bead)等扩散材料15d。激光 13作为激光13a在光纤15b中传播。而且，该激光13a的一部分的前进路线由于扩散材料 15d而发生弯曲，并作为激光1 而指向性良好地向沿着线状引导部15的前方方向照射。图;3B所示的光纤15a包括芯部(core) 15c及包层(cladding) 15e。在该图所示的 例子中，构成光纤15a的芯部15c和包层1 都包含扩散材料15d。然而，本实施方式所涉 及的光纤1 并不限定于上述的结构。例如，当与通常所使用的光纤同样，将芯部15c的折 射率设定得高于包层15e的折射率时，只要芯部15c包含扩散材料15d即可。另一方面，当 将包层15e的折射率设定得高于芯部15c的折射率时，只要包层1 和芯部15c的其中之 一包含扩散材料15d即可。在图:3B所示的光纤15a中，也与图3A的光纤15b同样，激光13 作为激光13a在光纤1 中传播，其一部分的前进路线由于扩散材料15d而发生弯曲，从而 从光纤1 射出。由此，作为激光1 而指向性良好地向沿着线状引导部15的前方方向照 射。这样，通过使用包层1 和芯部15c的其中之一包含扩散材料15d的光纤，可以容 易地实现线状引导部。而且，在该结构中，通过恰当地设计光纤15内的扩散材料15d的配 置或密度，可以容易且指向性良好地照射所希望的激光13。图1及图2所示的本实施方式所涉及的线状引导部15具备沿跑道11设置的光纤 15a。该光纤15a也可包括使来自激光光源14的激光13低损失传播的传播部分A以及通 过散射而指向性良好地照射激光13的照射部分B。本实施方式所涉及的光纤，最好像图3C所示的光纤15f那样，具有在传播部分A 施加涂层，且在该传播部分A内不包含扩散材料15d的结构。由此，激光13能够低损失地 在传播部分A中传播。另一方面，由于照射部分B包含有扩散材料15d，所以可以指向性良 好地照射激光13。在此，可以使光纤中沿跑道11配置的所有部分为照射部分B，也可以如图3C所示，
7仅一部分成为照射部分B。在此情况下，仅在照射部分B中包含有扩散材料15d，并且仅该 照射部分B为被涂层15g覆盖。此时，除照射部分B以外的部分为传播部分A，对该传播部 分A施加涂层，使激光13在从照射部分B到下一个照射部分B之间低损失地传播。另外，在上述的照射部分B和传播部分A以短周期反复形成的光纤的情况下，越 靠近下游越增大照射部分B的比例，由此，可以在光纤的整个区域中实现均勻亮度的照明。 即，越靠近下游在光纤内传播的激光的光量越少。因此，如上所述，通过增加光纤内的照射 部分B的比例，可以补偿射出的激光的亮度，因此可以实现均勻亮度的照明。另外，如果使 光纤内的整个区域为照射部分B，最好是越靠近光纤的下游侧，越增大每单位长度的扩散材 料15d的量。根据上述的结构，由于通过在激光的光量减少的下游侧增加每单位长度的扩 散材料15d的量，可以增加被导出的激光的量，因此，与上述的结构同样，可以在光纤的整 个区域中实现均勻亮度的照明。另外，在图3A至图3C所示的结构中，较为理想的是，用反射镜覆盖各光纤15a、Mb 以及15f的周围。由此，可以更加指向性良好地射出激光13。其结果，可以在光纤的整个区 域中进一步提高可视性以及照射效率。图3D是表示包括光纤1 和反射镜15x的一个结 构例的剖视图。如果将反射镜1 配置在光纤1 周围，最好是使用例如抛物面镜作为反 射镜15x。由此，可以使从光纤1 射出并被反射镜1 反射的激光13b向大致相同的方 向射出。包含有扩散材料15d的区域的直径(在图3的光纤1 的情况下为包层的直径) 越小越好。其原因在于包含有扩散材料15d的区域的直径越小，被抛物面镜反射的激光 15x(应为13b)的指向性越高。因此，一般来说，因为光纤的芯部直径以及包层直径小，所 以，像本实施方式这样使用光纤作为线状引导部较为理想。图4A是表示本实施方式的引导装置10中所使用的激光光源14、及传导来自该激 光光源14的激光13的光纤1 等光学系统的一个结构例的示意图。图4B是表示图4A所 示的光学系统的光纤15h的一个结构例的剖视图。如图4A所示，激光光源14包括RGB光源，该RGB光源至少包含射出红色激光(R 光)13R的红色激光光源(R光源)14R、射出绿色激光(G光)13G的绿色激光光源(G光 源)14G以及射出蓝色激光(B光)13B的蓝色激光光源(B光源)14B。具体而言，例如使用 射出波长为640nm及波长为445nm的R光13R及B光1 的高输出半导体激光器作为R光 源14R以及B光源14B，使用射出波长为535nm的G光13G的半导体激光器激发的高输出 SHG激光器作为G光源14G。根据上述的结构，因为可以照射色彩再现性优异的色彩丰富的激光13，所以可以 进一步提高引导装置10的可视性。另外，如果使用不包含RGB光源的激光光源作为构成线状引导部15的激光光源 14，则最好是使用至少包含G光源14G的光源。在此情况下，使用射出波长为535nm附近的 G光13G的半导体激光器激发的高输出SHG激光器较为理想。根据该结构，因为可以利用对 于人眼视感度高的绿色的激光13，所以可以高效率地且以低功耗提高可视性。从图4A的激光光源14射出的激光13通过准直透镜1 而被转换成平行光线。 然后，被准直透镜Ha转换成平行光线的激光13再通过物镜14b被聚光于光纤1 而被结 合。而且，多根光纤1 被汇集成光纤15h(在本实施方式中为束光纤(bundle fiber))并 被用作线状引导部15。
图4B表示光纤1 的一个结构例。即，在中央设置有传导G光13G的光纤15G，围 绕该光纤15G设置有分别传导R光13R及B光13B的光纤15R及光纤15B。这些光纤15R、 15G以及15B通过包层15j而成为一体。在此，如果使用单模激光器(single-mode laser)作为激光光源14，则可以利用 由从线状引导部15向外部照射的激光13的散斑杂讯(speckle noise)引起的晃动。艮口， 因为激光13由于散斑杂讯的影响，看上去随时间或空间发生晃动，所以可以进一步提高来 自线状引导部15的激光13的可视性。另外，根据上述的结构，可以实现施工或设置简单、易于维护的可视性优异的引导 装置10。图5是表示本实施方式的引导装置10中所使用的光纤的其他结构例的剖视图。如图5所示，光纤17包括让激光13a传播的芯部15c以及包层15e。光纤17还 包括多个反射镜(或棱镜)15p，该多个反射镜15p沿着跑道11 (参照图1)将射入芯部15c 的激光13从包层15e向外部射出。根据上述的结构，激光13b能更容易且指向性良好地进行照射。此外，该光纤17 也适用于图3C所示的结构。即，可以包含图5所示的光纤17并交替地配置通过散射而指 向性良好地照射激光13的照射部分B和使来自激光光源14的激光13低损失地传播的传 播部分A，从而构成线状引导部。图6是表示本实施方式的引导装置10中所使用的光纤的又一结构例的俯视图。如 图6所示，直接与激光光源14连接的光纤18分支成多根分支光纤(branch fiber) 18a (在 本实施方式中为4根)。而且，各分支光纤18a进一步包括平面状排列的多根枝光纤(unit fiber) 18b。根据此结构，由于能够沿着跑道11呈面状而非线状地照射激光13b，因此，可 以进一步提高可视性。此外，本光纤18并不限于上述结构，例如，也可采用不通过分支光纤 18a而直接连接平面状排列的多根枝光纤18b的结构。在此情况下，也可沿着跑道11呈平 面状地照射激光13b。图6所示的光纤18也可以采用图3C所示的结构。即，也可采用包括通过散射而 指向性良好地照射激光13的照射部分B和使来自激光光源14的激光13低损失传播的传 播部分A的结构。图7A表示本实施方式的引导装置10中所使用的光纤的又一结构例。如图7A所 示，光纤20形成多个环21A、21B、21C。射入光纤20的激光13首先在环21A中传播。在该 环21A中，当在芯部与包层的交界和包层与外气的交界处超过全反射条件时，激光1 会呈 放射状地从光纤20中射出，并向环21B传播。接下来，与环21A的情况同样，当在芯部与包 层的交界和包层与外气的交界处超过全反射条件时，激光1 会呈放射状地从光纤20中射 出，并向环21C传播。接下来，在通过环21C时，若超过全反射条件，激光1 会向光纤20 外射出。在此，越靠近光纤20的下游侧，在光纤20内传播的激光量越少。因此，较为理想 的是，如图7A所示，越靠近光纤20的下游侧，使环径越小。由此，在光纤内容易超过全反射 条件，从而能够以均勻的光量射出激光。图7B是图7A的7B-7B剖面处的剖视图。在图7A所示的光纤20的结构中，较为 理想的是，如图7B所示，在光纤20的周围配置反射镜。根据此结构，例如，当沿光纤20配 置抛物面镜1 时，如图7B所示，向圆周外侧射出的激光1 可以由抛物面镜1 反射，并在指定的角度内呈放射状地向上射出。因此，即使在光纤20内不包含扩散材料，也可以具 有指向性地从光纤中导出激光。由此，可以进一步实现引导装置的低成本化。图8表示本实施方式的引导装置10中所使用的其他光纤的概略结构。如图8所 示，光纤30包括内部为中空的包层31、和注入该包层31的液体32及液体33。液体33 是包含扩散材料35 (例如由聚苯乙烯(polystyrene)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)等形成的粒径为数微米左右的透明微粒子)的透明液体。液体32采用 不会与所述液体33混合的液体。例如，如果使用水作为液体33时，则可以使用二氯甲烷 (dichloromethane)、己烷(hexane)等非极性溶剂(nonpolar solvent)。这些液体 32 以及 液体33相当于芯部。上述结构的光纤30与光入射侧相反的一侧的端面连接于泵34。泵34的内部装 有液体32和包含扩散材料35的液体33，通过控制部36的控制，在所希望的时机向包层31 内交替地喷出液体32和包含扩散材料35的液体33。由此，如图8所示，可以将包含扩散材 料35的液体33配置在光纤30内的任意位置。在此状态下，如果使激光13从光纤30的与 设置有泵34的一侧相反的一侧(图中的左侧)入射，激光13可以在不包含扩散材料35的 液体32内有效率地传播。并且，当这些液体32或液体33的折射率大于包层31的折射率时，射入液体32或 液体33的激光13像在常见的石英光纤等中那样，在包层31与液体32的交界面、以及包层 31与液体33的交界面处发生全反射并前进。在此情况下，当入射的激光13到达液体33 后，其由于液体33内部的扩散材料35而发生扩散，并向光纤30外射出。从光纤30的各位 置射出的光量，与图3C的光纤15f的情况相同，通过调整扩散材料35的密度，或调整液体 32及液体33的比例使该液体32及液体33从泵34中喷出，从而可以任意地设定。而且，通过在激光13射入光纤30的状态下驱动泵34，可以使液体32及液体33在 光纤30内移动从而进行调整。由此，可以将照明位置调整至所希期望的位置。此外，也可捆扎3根相同结构的光纤，使红色、蓝色、绿色的激光分别地射入各光 纤，将各光纤的颜色加以组合。由此，能够以任意颜色照射任意位置。另一方面，当作为芯部的液体32或液体33的折射率小于包层31的折射率时，射 入光纤30的激光13不是在液体32及液体33与包层31的交界面上发生全反射，而是在包 层31与外气的交界面上发生全反射，并且在光纤30内传播。在此情况下，即使光在光纤30 内到达液体33的位置，此时存在于包层31内的光也会不扩散地通过。因此，较为理想的是，使包层31的剖面积相对地大于相当于芯部的液体32及液体 33的注入部位的剖面积。在此情况下，由于能够使激光到达光纤30的远端，所以对于欲使 激光逐步扩散直至远端的情况有效。此外，在本实施方式中，虽然对使用液体32及液体33 这两种液体的结构进行了说明，但是并不限定于该结构。当然也可使用三种以上的液体，而 且，也可以在一种液体中包含扩散材料35。当在一种液体中包含扩散材料35时，会产生与 使用图3B的光纤15a的情况相同的效果。另外，在图8所示的结构中，在液体32中不包含 扩散材料35，但是也可使用包含扩散部35的液体作为液体32。在此情况下，通过改变扩散 材料的密度，或改变粒径，能够在互相邻接的液体32和液体33以不同的亮度发光。另外， 还可通过使用三种以上的液体，以更加不同的图案发光。在图8中，说明了液体33包含扩散材料35的结构。但是，本实施方式并不限于此，例如，也可包含荧光体(例如，纳米硅(nanosilicon)、ZnS:Ag(蓝)、Zn2SiO4 = Mn (绿)、 IO3 = Eu(红)等)来代替扩散材料。在此情况下，通过改变荧光体的种类，或在纳米硅的情 况下改变粒径，从而例如当射入蓝色的激光时，能够发出红色的光，或发出绿色的光。即，虽 然是单一的光纤，却能够在任意位置发出任意颜色的光。另外，在像这样使用荧光体代替扩 散材料时，也能够与使用扩散材料的情况同样，获得由液体32以及液体33的各折射率与包 层的折射率的大小所产生的效果、或使用三种以上的液体时的效果。此外，关于液体32以及液体33的种类，只要是具有透明性且互不相溶的液体，则 并不特别限定于上述的例子。图9A至图9C是本实施方式所涉及的引导装置10中所使用的其他光纤的概略 结构图。图9A的光纤为剖面直径根据与激光光源相距的距离而发生变化的锥状光纤 (tapered fiber) 40，让激光13从锥状光纤40的粗侧入射。一般，出于使射出的激光大致接近于平行的目的，有时会让激光从锥状光纤40的 细侧入射从粗侧射出。但是，在图9A及图9B的结构中，如上所述，让激光13从粗侧入射。 由此，可以将在锥状光纤40内前进的激光13逐渐向光纤40外导出。如图9A所示，以角度φ射入具有锥角θ的锥状光纤40内的激光13每次被锥状光 纤40的端面反射，其角度都会增大2 θ。而且，在反复地由锥状光纤40的端面反射的期间， 当超过该锥状光纤40和外气的交界面处的全反射条件时，激光13向锥状光纤40的外部射 出ο图9Α所示的锥状光纤40也可以像图:3Β所示那样由包含扩散材料15d的包层覆 盖，构成像图3B的结构那样向外部射出的激光13由包含扩散材料15d的包层1 覆盖的 结构。在此情况下，因为可以使激光13进一步扩散而射出，所以可以容易地将激光13从锥 状光纤40中导出。另外，通常，通过使锥状光纤40的包层的折射率低于芯部的折射率，在芯部与包 层的端面(应为交界面)发生全反射而将光传送至远方。但是，像本实施方式这样，当从锥 状光纤40中导出光时，通过使包层的折射率高于芯部的折射率，光能够以均勻的分布且在 较长的区域中容易地从锥状光纤40中被导出。例如，当光从低折射率物质(例如空气折射率为1. 0)射入高折射率物质(例如 丙烯酸树脂等折射率为1. 5)时，对于光的透射率而言，例如在入射角从42°至37°的仅 为5°的范围内，透射率(S、P各偏振光的平均)从0变动至90% (参照图9B的⑴)。由 此可知若在锥状光纤40内反复地反射，激光13针对包层的透射率会急剧上升。因此，难 以在较长的区域中均勻地射出激光。然而相反，当光从高折射率物质(同上例如为1. 5)射入低折射率物质(同为1. 0) 时，透射率(S、p各偏振光的平均)同样从0变动至90%，而入射角的范围显著地扩大到从 90°至60°的约30°的范围内(参照图9Β&0))。由此可知即使在光纤40内反复地 反射，透射率也不会急剧上升。因此，由于在光纤40内传播的光透过包层所引起的芯部内 激光的减少、和由于反复地反射而导致的入射角的减小所引起的透射率的上升相抵消，从 而可以在较长的区域中实现均勻的照明。例如，当射束半径为400微米(l/e~2)、发散角为0. 5° (半值l/e~2)的具有高 斯分布的光束射入锥角θ为0.02°、粗侧的芯部半径为500微米、长度为lm、芯部的折射率为1. 44、包含有扩散材料的包层的折射率为1. 49的锥状光纤时，能够在光纤的大致整个 长度区域中在亮度波动为20%的范围内发光。另外，在光纤相同并将芯部的折射率设为1.0(即中空)的情况下，当光束半径为 400微米(l/e~2)、发散角为0.9° (半值l/e1)的具有高斯分布的光束入射时，也能够在 光纤的大致整个长度区域中在亮度波动为20%的范围内发光。而且，毋庸置疑，可以根据希 望发光的长度、或所使用的光纤的特性(折射率、芯部直径等)等来设定各种组合。此外，在上述的例子中，说明了使锥状光纤中的芯部的折射率低于包层的折射率 的情况。但是，显然即使是不形成锥状的普通光纤，只要使包层的折射率高于芯部的折射 率，虽然相对于光纤端面的入射角不变，但与锥状光纤的情况同样，也具有逐步向光纤外导 出光的效果。因此，不形成锥状的普通光纤也可以在较长的区域中射出激光。此外，较为理想的是，根据锥状光纤40的部位来改变锥角θ。在此情况下，可以在 任意位置调整射出的光量。即，通过增大亮度低的部位的锥角θ，可以增大从该位置射出的 激光的强度，从而能够获得更均勻的激光。在上述的结构中，也可以与图3C的情况同样，包括使来自激光光源14的激光13 低损失地传播的传播部分Α，以及通过散射而指向性良好地照射激光13的照射部分B。在 此情况下，如图9Α所示，可以将锥状光纤40作为照射部分B，并将不形成锥状的光纤作为 传播部分A而与该照射部分B连接。即，在不形成锥状的光纤中，激光的角度不会进一步增 大。因此，在不形成锥状的光纤中，因为不会超过全反射条件，所以激光不会被射出。因此， 如果将锥状光纤40的部分用作照射部分B，而将不形成锥状的部分用作传播部分Α，则可以 像图3C的结构那样设置照射部分和传播部分。图9C是使用在图9Α中说明的锥状光纤40实现更均勻且无损失的照明的光纤的 结构图。将直径小于锥状光纤40的粗侧直径的光纤41连接在锥状光纤40的粗侧。另一 方面，将直径与锥状光纤40的细侧直径相同的光纤42连接在锥状光纤40的细侧。此外， 光纤42的与连接在所述锥状光纤40细侧的一侧相反的一侧的端部，与锥状光纤40的粗侧 连接。射入光纤41并从光纤41射出的激光13射入锥状光纤40。射入锥状光纤40内的 激光13 —边在锥状光纤40内传播，一边如图9Α所示，逐步向锥状光纤40外导出。另一方 面，残留在锥状光纤40内的激光13射入光纤42。这样，通过使光纤42平顺(smoothly)地 返回锥状光纤40的粗侧，能够使在光纤42内传播的激光13无损失地返回锥状光纤42的 粗侧。然后，激光13反复地在锥状光纤40和光纤42的环(loop)中循环直至从锥状光纤 40被导出为止。由此，可以将入射的激光13无损失地用于照明。另外，即使在锥状光纤40 中不包含扩散材料时，在锥状光纤40内，也会发生由虽然极少但内部存在的杂质引起的光 散射，从而会一点点从锥状光纤40中导出激光。另外，即使锥状光纤40不形成锥状时，也能够使锥状光纤40和光纤42形成的环 一边一点点地发生散射一边旋转。由此，能够使锥状光纤40和光纤42均勻地发光。图IOA至图IOC是示意性地表示本实施方式的引导装置10中所使用的光纤的又 一结构例的侧视图。在该结构例中，如图IOA所示，电源14收容在办公楼16中，并与该办 公楼16的电源Hc连接。而且，光纤50与该电源14连接。如图IOA所示，该光纤50在办公楼16外分支，各分支光纤的前端部50a又与呈面
12状地照射激光13b的导光板51连接。通过该导光板51的散射部51a而发生散射的激光 13b，例如可以由如图IOB所示的棱镜片51b指向性良好地向外部导出。在此情况下，因为也能够呈面状地照射激光13b，所以可以使该激光以一定宽度地 照射在所述路面11上。其结果，可以进一步提高可视性。而且，通过采用如图IOC所示的结构，可以任意地设定与各光纤连接的导光板51 的颜色及强度。即，采用束光纤作为光纤50，并将构成该束光纤的各个光纤55连接于各 导光板。激光13混合了红、蓝、绿这三种颜色的激光，如图IOC所示，在棒形积分器(rod integrator) 52内，剖面内的强度分布对于红色、蓝色、绿色而言均大致均勻并照射至空间 调制元件53。透过空间调制元件53的各像素的激光通过微透镜阵列(microlensarray) 54, 由此，在构成束光纤的各个光纤55的入口处成像并耦合(coupled)。在该结构中，由于通过 对空间调制元件53的各像素的各颜色的透射率进行控制，可以控制射入各光纤55的激光 的光量、颜色，因此，能够任意地设定从各导光板51射出的激光的颜色、强度。另外，也可使用图IlA及图IlB所示的导光片60来代替图10的导光板51。在此 情况下，能够容易地对大范围进行照明。如图IlA所示，在导光片60上，每列交错地设有切 缝。如果在此状态下沿图中箭头(1)的方向拉拽导光片60，导光片60像图IlB那样呈网眼 状地延伸，从而可以设置多个孔部61。将光纤55连接于导光片60，在此状态下，若激光13从光纤55射入导光片60，则 激光13在导光片60内传播。并且，激光13的一部分能够作为激光1 而指向性良好地从 孔部61附近的朝向上方的剖面62射出，该孔部61通过沿着箭头(1)的方向拉拽导光片60 而产生。另外，也可以通过改变沿箭头(1)的方向拉拽的强度，改变射出的激光13b的朝 向。另外，在像本实施方式这样配置在路面上的情况下，例如在呈网眼状地配置光纤阳并 用作线状引导部时，若移动体在光纤上通过，则光纤有可能被切断。此时，对于被切断的光 纤，在切断位置的下游侧，已不再作为线状引导部而射出激光。因此，通过使用上述导光片60，即使传输路的一部分被切断，激光也会从其他部位 绕入，因此，在传输路的切断位置的下游侧仍可射出激光。由此，能够以简单的结构指向性 良好地大范围地射出激光，实现可靠性高的引导装置。在上述的结构中，较为理想的是，在延伸导光片60之前，用金属等在导光片60的 上表面以及下表面设置反射膜。由此，因为能够更可靠地将光收敛在导光片60内，所以可 以构成能够以更低损失而高效率地进行传播的光纤。根据上述的结构，可以实现施工或设置简单、易于维护的可视性优异的引导装置 10。此外，上述图IOA的光纤50也可采用图3C所示的结构。即，也可采用包括通过散 射而指向性良好地照射激光13的照射部分B，以及使来自激光光源14的激光13低损失地 传播的传播部分A的结构。另外，图IOB的棱镜片51b只要具有聚光作用，则并不限定于上述的结构，例如，也 可以使用菲涅尔透镜片(Fresnel lens sheet)、透镜阵列片等。(实施方式2)以下，参照图12至图17说明本发明的其他实施方式。
图12是表示本实施方式所涉及的引导装置的概略结构的俯视图。图13是表示沿 着高速道路或普通道路的路面设置本实施方式所涉及的引导装置的线状引导部的例子的 立体图。图14是表示沿着高速道路或普通道路的弯曲路面设置本实施方式所涉及的引导 装置的线状引导部的例子的立体图。图15是表示沿着隧道内的道路路面设置本实施方式 所涉及的引导装置的线状引导部的例子的立体图。图12所示的引导装置100被用作为当汽车102在夜间或室内的停车位的路面101 上停车时，或停车后的汽车102从停车位中开出时的路面101的指引灯。如图12所示，本实施方式的引导装置100包括射出激光13的激光光源14和引导 激光13并沿汽车(移动体)102往返的路面101而设置的具备光纤103的线状引导部104。 该线状引导部104通过指向性良好地向沿着路面101的方向照射激光13，向停车方向或从 停车位开出的方向引导汽车(移动体)102。当汽车102向箭头10 的方向后退，并沿着停车位的路面101到达车挡105而停 车时，从线状引导部104的光纤103中照射激光13。这样，激光13指向性良好地沿着箭头 102a的行进方向照射。由此，汽车102的驾驶员能够可视性良好地识别停车位的线状引导 部104的位置及方向。此外，激光光源14及用来驱动该激光光源14的电源Hc被配置在管理箱106内。 该管理箱106设置在与停车位相邻的路面101外或路面101下部，并以阻断了外气或雨水 等的状态而加以设置。另外，在此，连接构成线状引导部104的光纤103和激光光源14的 光纤103a如图12所示，被埋设在路面101下。另一方面，当汽车102向箭头102b的方向前进而从停车位中开出时，激光13指向 性良好地沿着箭头10 的行进方向照射而引导驾驶员。由此，因为驾驶员能够可视性良好 地识别停车位的线状引导部104的位置及方向，所以能够安全地从停车位中开出。通过采用如上所述的结构，本实施方式也同样可以实现施工或设置简单、易于维 护的可视性优异的引导装置100。另外，本引导装置100因为指向性良好地沿着路面101照 射激光13，所以容易被汽车102的驾驶员等看到，其可视性优异。另外，可以恰当地保护激 光光源14免受水或外气以及日光等的侵袭，从而能够使装置实现长寿命化。此外，例如通过在壁面上安装传感器，检测汽车102与壁面之间的距离，并根据汽 车102与壁面之间的距离自由地改变激光13的颜色，从而例如当停车时或出库时，如果汽 车102接近壁面而相距一定距离以下，则对驾驶员发出警告，这样，也有助于安全驾驶。图13是表示本实施方式所涉及的线状引导部的其他结构例的说明图。如图13所 示，线状引导部110沿着高速道路或普通道路的路面101而设置，并作为行车线使用。该线 状引导部Iio也可采用图3A至图3C所示的光纤15a、15b、15f等在实施方式1中所示的结 构。例如，当采用图:3B的光纤15a的结构时，较为理想的是，将线状引导部110设为构 成光纤的芯部和包层的至少其中之一包含扩散材料的结构。这样，通过使用芯部和包层的至少其中之一包含扩散材料的光纤，可以容易地实 现线状引导部110。而且，在此结构中，通过恰当地设计光纤内的扩散材料的配置或密度， 可以使激光13沿着汽车102前进的箭头102c的方向容易而指向性良好地照射。由此，即 使在夜间，驾驶汽车102的驾驶员也能够可视性良好地识别作为行车线的线状引导部107，从而能够安全地驾驶。另外，一般在可以超车的高速道路或普通道路上，用虚线表示中心线 (在高速道路上，白线为8米，间隔为12米。在普通道路上，白线、间隔均为5米)。因此，如下所述，能够采用上述的实施方式所涉及的光纤。S卩，当采用图3C所示的光纤15f的结构时，只要将包含扩散材料15d的照射部分 B配置在相当于白线的部分，并将传播部分A配置在相当于间隔的部分，即能够适合应用于 例如道路的中心线。同样，当采用图5所示的光纤17的结构时，只要将具有阵列状排列的反射镜(或 棱镜)15p的部分配置在相当于白线的部分，并将无反射镜(或棱镜)15p的光纤配置在相 当于间隔的部分，即能够适合应用于道路的中心线。在使用其他结构的光纤(20、30、40等) 的情况下也相同。此外，图13的结构也与实施方式1及本实施方式的图12所示的结构相同，激光光 源14以及电源Hc被配置在设置于高速道路的服务区、停车区、收费站、普通道路的固定场 所等地的办公楼(未图示)或管理箱(未图示)等中。在图13的例子中，用在道路上行驶的汽车进行了说明，但毋庸置疑，本实施方式 并不限定于此，例如同样还能够用作自行车道的线、人行道边的线，以及人行横道的线等。图14是表示本实施方式所涉及的线状引导部的其他结构例的说明图。图14的线 状引导部110沿着高速道路或普通道路的弯曲路面IOla而设置。如图14所示，即使路面 101弯曲，只要采用图3所示的光纤15a、Mb等的结构，也可以利用该光纤的柔韧性沿着路 面101铺设线状引导部110。此外，毋庸置疑，能够适用于图14的线状引导部110的光纤并 不限于上述光纤1 及15b，例如也可以采用在实施方式1中说明的其他光纤。另外，较为理想的是，选择激光13入射光纤的入射方向，使从光纤射出的激光13 从汽车102的前方照射。在此情况下，能够使激光13更容易而指向性良好地对着向图中的 箭头102d的方向驾驶汽车102的驾驶员照射。其结果，汽车102的驾驶员即使在夜间也能 够可视性良好地识别作为弯曲的行车线的线状引导部110，从而使驾驶员能够安全地驾驶 汽车102。图15是表示本实施方式所涉及的线状引导部的其他结构例的说明图。图15所示 的线状引导部110沿着隧道111内的路面101的中心线112及侧壁113而铺设。较为理想 的是，采用图3A及图:3B所示的光纤15a及光纤15b的结构作为图15的线状引导部110。在此情况下，因为能够使激光13更容易而指向性良好地照射，所以即使在比外部 昏暗的隧道内，驾驶汽车102的驾驶员也能够可视性良好地识别作为隧道内的行车线的线 状引导部110。其结果，即使在昏暗的隧道内，驾驶员也能够安全地驾驶汽车102。此外，当 然也可以将其他光纤O0、30、40等)应用于图15的线状引导部110。此外，图12至图15所示的各线状引导部104及110也可设成包括使来自激光光 源14的激光13低损失地传播的传播部分A和通过散射而指向性良好地照射激光13的照 射部分B的结构。图16Α是表示本实施方式所涉及的引导装置的其他结构例的俯视图，图16Β是从 图16Α的16Β-16Β线所看到的割视图。图16Α所示的引导装置130包括沿着路面101与两条行车线并行铺设的线状引导 部121。此外，激光光源14以及电源Hc与实施方式1及图8所示的结构同样，被配置在设置于道路的固定场所等地的办公楼(未图示)或管理箱(未图示)等中。较为理想的是，本 线状引导部121包括传输激光13的传输线122和接触部123，该接触部123被设置成能够 与光纤(传输线)122的激光13射出的一侧的面接触，并将激光13的一部分从该光纤122 向外部导出。在此说明线状引导部121的动作。射入光纤122的激光13在光纤122中传播并 到达接触部123a的正下方。接触部123a的折射率被设定得稍微高于光纤122的折射率。 由此，激光13的一部分从光纤122射入接触部123a，激光13的其余部分继续在光纤122内 传播。在接触部123a的内部包含扩散材料的情况下，射入接触部123a的激光向前方散射。 除了使用扩散材料的结构以外，例如像实施方式1的图IOA中所说明的那样如果使用棱镜 片，也可以使在接触部123a内扩散的光指向性更好地向指定的方向射出。在光纤122内传 播的其余的激光13到达下一个接触部123a时，也同样能够射出。另外，本实施方式所涉及的接触部12 —般不与光纤122接触，但例如在周围变 得昏暗的情况下，根据需要使该接触部12 下降而与光纤122接触，由此，与所述接触部 123a的情况同样，可以使激光1 从接触部12 中射出。在此情况下，因为可以根据周围 的亮度来调整被照明的场所的密度，所以即使在夜间，驾驶汽车102的驾驶员也能够可视 性良好地识别沿着路面101的线状引导部121。其结果，驾驶员能够安全地驾驶汽车。图17A是表示本实施方式所涉及的其他引导装置的结构例的俯视图，图17B是从 图17A的17B-17B线所看到的剖视图。图17A以及图17B所示的引导装置的结构与图16A以及图16B的引导装置的结构 大致相同，但不同点在于构成线状引导部131的光纤132沿着路面101折回地并排配置。 图17的引导装置130与图16所示的引导装置120同样，较为理想的是，本线状引导部131 包括传输激光13的传输线132和接触部123，该接触部123被设置成能够与传输线132的 激光13射出的一侧的面接触，并将激光13的一部分从该光纤(传播线)132向外部导出。当射入光纤132的激光13到达接触部123a的正下方时，其一部分射入接触部 123a内，并作为激光13b向外部射出。线状引导部131在距离上越远离激光光源14，从其延设面射出的激光13越少，但 是在像上述那样折回地并排配置的线状引导部132中，与激光光源14相距较近的部位和较 远的部位并排地重叠，能使从沿着路面的各位置射出的激光的照射强度大致均勻，从而可 以提高可视性。另一方面，剩余在光纤132内的激光13到达其他接触部123a，同样被导出到接触 部13 外。在此，在本引导装置130中，折回地铺设光纤132。因此，使激光13射入接触部 123a的方向逆转，再次射入同一接触部123a。因为光纤132每次与接触部123a接触，在光 纤132内传播的激光13的光量都会减少，所以从光纤132上游的接触部123射出的光量大 于从下游侧的接触部123射出的光量。因此，在本引导装置130中，折回地铺设光纤132。 由此，各接触部分别与光纤132接触两次，从各接触部射出的激光的光量按照折回之前以 及折回之后的总光量计算，无论各接触部123在光纤132上的位置如何，均能够射出大致相 同的光量。另外，从光纤132射入接触部123的激光13如图17所示从左侧以及右侧这两 侧入射。因此，假设接触部123包含扩散材料，从接触部123射出的激光如图所示会向右侧 以及左侧散射。例如，象双向通行的中心线那样，当将线状引导部131的两侧用在方向相反
16情况下汽车102通行的场所时，无论是向哪个方向通行的汽车102均能够获得可视性良好 的照明。接触部12 在不与光纤132接触的情况(通常状态)下的动作等与上述的图16 所示的引导装置120的情况相同，因此省略此处的说明。根据图17A以及图17B所示的结构，因为能够使激光13b以大致均勻的照射强度 从沿着路面101的各位置照射，所以可以提高可视性。其结果，驾驶汽车102的驾驶员能够 可视性良好地识别沿着路面101的线状引导部131，从而驾驶员能够安全地驾驶汽车102。(实施方式3)以下，参照图18A以及图18B说明本发明的又一实施方式所涉及的引导装置。图18A是表示本实施方式所涉及的引导装置140的概略结构的俯视图，图18B是 从图18A的18B-18B线所看到的剖视图。如图18A所示，本实施方式所涉及的引导装置140包括射出激光13的激光光源 14和引导激光13并沿汽车(移动体)102往返的路面101上加以设置的具备光纤14 及 142b的线状引导部141。在此，如图18A以及图18B所示，光纤14 及142b被配置在路面101上所设置的 凸状中央分离带143的侧面上部143a。光纤14 及14 例如也可像实施方式1的图3的光纤15a、15b以及15f那样， 在内部包含扩散材料15d。在此情况下，例如，如图3D所示，能够通过反射镜1 等使激光 1 指向性良好地沿着指定方向向光纤的外部射出。本实施方式并不限于以上所述，例如， 也可通过实施方式1中所示的其他方法将激光13向光纤14 及142b的外部导出。本实施方式的线状引导部141具有如下功能即，通过指向性良好地向沿着路面 101的方向照射激光13，来引导汽车(移动体)102。另外，因为激光13从汽车102的前侧 射入光纤，所以通过由扩散材料15d产生的光纤中的前方散射，如图18A所示，在与道路平 行地配置光纤的状态下，能够从汽车102的前方进行照明。如果是图5的光纤17，则通过适 宜地选择反射镜(或棱镜)15p的角度，不管激光13射入光纤的入射方向如何都能够从汽 车102的前方进行照明。根据上述结构，可以实现施工或设置简单、易于维护的可视性优异的引导装置 140。另外，根据本引导装置140，可以使激光13指向性良好地沿着路面101照射。因此，可 以实现容易被汽车102的驾驶员等看到的可视性优异的线状引导部。如图18B所示，本实施方式引导装置140具有光纤14 及142b被设置在中央分 离带143的侧面上部143a的结构。因此，可以将线状引导部141紧凑地设置在可视性良好 的位置。另外，如上所述，本实施方式的引导装置140因为指向性优异，所以能够以较少的 功耗对所希望的区域进行照明。此外，也可使用实施方式1所示的其他光纤、导光板或导光 片来代替光纤14 及142b。另外，如图18A以及图18B所示，引导装置140在管理箱106内除了包括激光光源 14，还包括调制激光13的调制部144、和控制该调制部144以及激光光源14的控制部145。 而且，通过调制部144以0. 2Hz以上、IOHz以下的频率调制激光13。在此情况下，除了引导功能之外，还可以通过以人能够用视觉确认的速度让激光 13电灯，从而在各种状况下向驾驶员提供交通信息等可看得见的信息。此外，如果以0. IHz以下或超过IOHz的频率调制激光13，则在以人眼进行观察的情况下，该调制显得过慢或过快。另外，也可以取代调制激光13，通过改变激光13的色彩向汽车102的驾驶员提供 交通信息。例如，如果是高速道路的拥堵信息，若以点灯频率显示目前地点与拥堵地点之间 的距离，以颜色(无拥堵时为绿色，随着拥堵变长，颜色从黄色变成红色)显示拥堵的长度， 则驾驶员能够实时、直观且被动地获得拥堵信息，而无需通过收音机等主动地接收拥堵信
息 ο另外，也可以通过调制部144高速调制激光13，并向汽车102发送以传递行驶信 息。在此情况下，通过在汽车102上设置接收经过调制的激光13的光接收器(接收器)145， 可以接收经过调制的激光13并利用被转换成电信号的行驶信息。根据上述的结构，因为激光13指向性良好地沿着路面101照射，所以能够以更好 的可视性促使驾驶员的注意，并且以该激光13作为载体的各种信息能够作为调制信号而 被承载，并由安装在汽车102上的光接收器145接收。其结果，因为能够实时地接收汽车 102所在的区域的道路等交通信息等，所以可以为驾驶员提高便利性。此外，在本实施方式中，作为收发的信息，举出行驶信息或交通信息为例进行了说 明，但本实施方式中所处理的收发对象的信息并不限于上述的信息，例如，还可以是气象信 息、与邻近区域的介绍等相关的信息。另外，毋庸置疑，进行接收的媒体并不限定于汽车，还 可适用于由人通过便携终端等接收道路弓I导信息的情况。此外，较为理想的是，如图18A所示，在本线状引导部141上设置检测路面101的 亮度的光传感器146。在此情况下，照射到路面101或中央分离带143上的外部光线由光传感器146检 测。由光传感器146所检测出的外部光线被转换成电信号并被发送给控制部145。然后，控 制部145根据该电信号的输入来调节控制激光13的强度等。由此，控制部145例如可根据 周围的亮度来调节控制激光13的强度或颜色。其结果，因为能够以必要且充分的电力照射 最适合于驾驶员视觉确认的激光13，所以可以实现功耗的降低。较为理想的是，本线状引导部141还包括作为检测是否存在行人(人)147的人体 检测传感器的红外线传感器148。在作为人体检测传感器而具备红外线传感器的结构中，当人147靠近红外线传感 器148时，该传感器148附近的红外线147a的光量会增加。因此，红外线传感器148通过检 测该红外线147a的光量的增加，能够检测出人147的存在。当将上述的结构应用于例如道 路或停车位时，可以迅速地检测出在靠近汽车(移动体)102的场所有人147，并向驾驶员发 出通知。于是可以实现进一步提高了安全性的引导装置140。所述人体检测传感器并不限于 红外线传感器148，例如还可使用热释电红外传感器(Pyroelectric Infrared radiation Sensor)。在本实施方式中，较为理想的是，与上述的各实施方式同样，激光光源14包括RGB 光源，该RGB光源至少具有射出R光13R的R光源14R、射出G光13G的G光源14G以及射 出B光1 的B光源14B。根据此结构，可以照射色彩再现性优异且色彩丰富的激光13。其 结果，可以进一步提高引导装置的可视性。另外，本实施方式的激光光源(应为引导装置)与上述的各实施方式同样，也可以用使来自激光光源14的激光13低损失地传播的传播部分A和通过散射而指向性良好地照 射激光13的照射部分B构成线状引导部。通过采用如上所述的结构，可以高效率地利用激 光13、54，因此，能够使激光光源14低功耗地工作。另外，与上述的各实施方式同样，本实施方式的激光光源也可以是不包含RGB光 源的光源。在此情况下，较为理想的是激光光源14至少包含G光源14G。此时作为G光源 14G，最好使用射出波长为535nm附近的G光13G的半导体激光器激发的高输出SHG激光器。 在此情况下，因为可以利用对于人眼视感度(visibility)高的绿色的激光13，所以能够以 低功耗提供可视性高的线状引导部。绿色的激光13具有光电转换效率高，而且波长谱的半值宽度(full width at half maximum)窄的优点。因此，通过利用绿色的激光13，与例如利用来自绿色LED的光获 得同样效果的情况相比，能够以约十分之一的电力实现高视感度。(实施方式4)以下，参照图19说明本发明的又一实施方式所涉及的引导装置。如图19所示，本实施方式所涉及的引导装置150包括激光光源14和线状引导部 151。本实施方式所涉及的线状引导部151适合在例如写字楼、公寓等大楼中作为发生火灾 等紧急情况时的诱导灯。在本实施方式中，激光光源14被保管在其他房间内的未图示的耐火性庇护体 (shelter)内，并利用光纤进行导光。预测在发生火灾时，因为有害的烟或气体(二氧化碳气体等)会从天花板附近开 始积存，所以当向建筑物外逃离时，人们通常会一边将身体向通道的路面154附近弯曲一 边逃向室外。因此，在本实施方式中，线状引导部151被铺设在构成室内通道的侧面153的下半 部分的区域的高度方向H的下半部以下的区域。由此，例如因火灾等而欲弯腰逃离的人能 够明确地看到通道。其结果，因为能够引导人迅速地向室外避难，所以可以提高安然逃向室 外的可能性。因此，本实施方式所涉及的引导装置150可以适于用作室内通道的诱导灯。作为本线状引导部151的材料最好使用石英等玻璃。在此情况下，因为玻璃的耐热性优异，可以承受1000°C以上的高温，所以只要像上 述那样，将激光光源14放入在其他房间内的耐火性庇护体等中，即使发生火灾，该激光光 源14也不会发生故障而指出通道，因此，可以适于用作紧急情况时的诱导灯。另外，因为光纤本身非常细且完全不会占用空间，所以也不会缩减避难通道的宽 度，因此较为理想。另外，也可将如图4所示的以全彩色进行点灯的结构应用于上述图19所示的结 构。在此情况下，例如可以与设置在室内的温度传感器联动，使铺设在发生火灾的房间附近 等不得进入的区域的线状引导部以红色点灯，或根据上述各房间的温度传感器信息推断出 安全且最短的可避难的通道并以绿色点灯，向避难者152提供应前往的通道的信息。由此， 能够准确地引导避难者152安然地逃向室外，从而更安全地避难。此外，本结构中的线状引导部151也可以不铺设在侧面153上而铺设在通道的路 面154上。另外，以上的各实施方式中所述的扩散材料15d或扩散材料35只要是折射率与扩
19散材料周围的物质的折射率不同且为透明的物质即可，此外，还可使用荧光体代替扩散材 料15d或扩散材料35。只要荧光体也发出所希望的颜色的荧光，则并不限定于实施方式2 中所述的物质。(实施方式5)以下，参照图20A至图20D说明本发明的又一实施方式所涉及的引导装置。图20A至图20D是本实施方式所涉及的引导装置160的概略结构图。如图20A所 示，本引导装置160包括射出激光13的激光光源14、具有指定的单位长度的多根单位长度 光纤161、以及将相互邻接的所述单位长度光纤161彼此接合的接合部162。示出从各接合 部162导出激光13b的结构。图20B表示从接合部162导出激光13b的结构的一例。在图20B中，以相同的角度θ将进行接合的单位长度光纤161(在图20Β中，将激 光1 射出的一侧和入射的一侧加以区分而分别设为161a、161b)的各端面切断，并将切断 后的端面配置成相互平行，用透明的接合部件164填埋空隙。在此状态下，相对于单位长度光纤161a的端面法线以角度α入射的激光13的一 部分，相对于端面法线以角度α被反射。另一方面，其余的入射的激光13以满足斯涅尔定 律(Snell' s law)的角度β透过端面，并射入单位长度光纤161b的端面。同样，以角度 β射入单位长度光纤161b的端面的激光13的一部分，相对于端面法线以角度α透过。另 一方面，其余的入射的激光13以角度β反射，并再次到达单位长度光纤161a的端面，其一 部分进一步以角度α在单位长度光纤161a内透射。然后，在单位长度光纤161a和161b 的端面之间，反复进行同样的反射。这样，由单位长度光纤161a和161b的端面多重反射后 的激光均作为激光13b向相同的角度γ的方向射出。具体而言，例如由接合部件164(折 射率为1.7)接合以θ =45°被切断的光纤(折射率=1.5)，水平(即以α =45°的角 度)入射的激光从光纤中向正上方(即以Y =0°的角度)射出。此时，激光13b为入射 的激光13的0. 8%左右，被导出到光纤外。本实施方式所涉及的线状引导部因为能够从各接合部导出激光，所以产生能够每 隔指定间隔(即单位长度光纤的长度)容易设置发光部的效果。另外，根据图20B的结构， 因为能够指向性良好地向光纤外部导出激光，所以可以实现可视性更优异的结构。另外，上述的结构仅为一例，毋庸置疑，可以适宜地选择端面的角度θ、入射角 α、折射率等。另外，也可将接合部件164的折射率设为零(即不对单位长度光纤的空隙进 行任何填充)。另外，较为理想的是，将光纤的单位长度例如设为lm。在此情况下，能够以等间隔 有规则地进行照明，从而可以有效地进行照明，并且抑制功耗。而且，因为可以事先在工厂 批量地进行光纤的切断或端面的加工等工序，所以可以提供廉价的引导线。此外，该单位长 度仅为一例，当然也可以根据施工场所的必要性等改成任意的长度。此外，本实施方式所涉及的弓I导线装置160也可采用图20C所示的结构。即，也可 将接合部162固定在使激光1 相对于地面163以指定角度射出的位置。在本实施方式中， 如图20C所示，接合部162通过保持部16 和固定台162b而被固定于地面163。例如，在 使用图20B所示的单位长度光纤161a、161b的情况下，为了指向性良好地向指定方向导出 激光13b，如上所述，端面必须互相平行。因此，通过利用保持部16 进行固定，以使端面互 相平行，从而能够指向性良好地导出激光13b。而且，如果在将固定台162b以指定朝向固定于保持部16 的状态下固定于地面163，则可固定成使激光1 相对于所设置的地面163 向指定方向射出。在此情况下，能够容易地使从各接合位置射出的激光的方向一致。在图20D的结构中，与图20B的情况同样，也可使用固定突起162c代替固定台 162b。但是，本实施方式并不限于此，也可使用能够固定光纤方向的其他方法以及结构。此外，在上述的各实施方式中，作为构成光纤的芯部或包层的物质，列举了石英、 树脂等，但毋庸置疑，可根据使用环境、长度、用途而自由地进行选择。如果是单纯地在室外 长时间使用，则可以考虑使用耐气候性优异的石英光纤，当以弯曲状态进行铺设时，可以考 虑使用虽粗但柔韧性优异的丙烯酸或聚碳酸酯等树脂光纤，但是并不限定于这些光纤，可 以自由地选择氟聚合物树脂、含氘化聚合物或聚苯乙烯等。还可将石英用作芯部，将树脂等 用作包层，并加以组合。如上所述，本发明所提供的引导装置通过光来引导移动体，包括射出激光的激光 光源；以及在所述移动体往返的路面上沿着引导方向延伸设置的用于传输所述激光的线状 引导部，其中，所述线状引导部传输所述激光，并且从其延设面具有指向性地向所述引导方 向照射该激光。根据上述的结构，从激光光源射出的激光在沿路面延伸设置的线状引导部中传 输，并且从其延设面具有指向性地向引导方向照射。即，线状引导部兼具有传输从激光光源 射出的激光的功能、和从延设面照射该激光进行引导的功能。此种结构的线状引导部如下 所述，与普通光纤大不相同。即，普通光纤仅具有传输光的功能，在此种普通光纤中，被传输的光仅从其前端部 射出。因此，若想要通过普通光纤来实现利用光的引导装置，则需要像所述专利文献2那 样，使用多根光纤，并将多根光纤的前端部进行排列。相对于此，本引导装置的线状引导部如上所述，能够一边传输激光一边从延设面 导出激光进行照射，因此，可以从一根线状引导部的延设面大范围地导出所希望的激光。 即，本引导装置通过延伸设置与激光光源连接的线状引导部，能够容易且大范围地实现光 的引导。由此，可以实现铺设施工或设置简单、易于维护的低成本的引导装置。另外，由于 本引导装置指向性良好地沿着引导方向照射激光，因此容易被移动体的驾驶员等看到，可 视性优异。较为理想的是，所述激光光源被设置在所述路面的外侧或所述路面的下部。即使像上述那样，将激光光源设置在路面的外侧或路面的下部，也能够通过延伸 设置线状引导部，容易且大范围地实现光的引导。因此，可以将激光光源设置在例如路面外 的办公楼的室内或路面下部的保管室中，也容易恰当地保护该激光光源不受水或外气以及 日光等的影响。由此，可以实现整个引导装置的长寿命化。较为理想的是，所述线状引导部包括具有芯部及包层的光纤，所述芯部及包层的 至少其中之一包含扩散材料。这样，通过使用所述芯部及包层的至少其中包含扩散材料的光纤，可以容易地实 现线状引导部。而且，在该结构中，通过恰当地设计光纤内的扩散材料的配置或密度，可以 容易且指向性良好地照射所希望的激光。较为理想的是，所述线状引导部包括使所述激光从所述延设面向外部射出的多个 反射镜或棱镜。
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这样，只要使用多个反射镜或棱镜，就可以容易且指向性良好地向所希望的方向 照射激光。较为理想的是，在上述的结构中还包括与所述线状引导部的前端部连接，并呈面 状地照射所述激光的导光板。在此情况下，因为能够呈面状地照射所述激光，所以可以具有一定宽度地将该激 光照射在所述路面上。其结果，可以进一步提高可视性。较为理想的是，所述线状引导部包括传输所述激光的传输线；以及被设置成能 够与所述传输线的所述激光射出的一侧的面接触，并将激光的一部分从所述传输线向外部 导出的接触部。根据上述结构，通过恰当地设计与传输线接触的接触部的配置，能够在所希望的 位置高效率地导出所述激光。例如，也能够以固定周期导出激光。较为理想的是，所述线状引导部沿着所述路面折回地并排配置。虽然线状引导部在距离上越远离所述激光光源，从其延设面射出的激光越少，但 是在像上述那样折回地并排配置的线状引导部中，在与激光光源相距较近的部位和与激光 光源相距较远的部位并排地重叠，能使从沿着路面的各位置射出的激光的照射强度大致均 勻，从而可提高可视性。较为理想的是，所述线状引导部被设置在所述路面上所设置的凸状的中央分离带 的侧面上部。在此情况下，可以将引导装置紧凑地设置在可视性良好的位置。较为理想的是，所述线状引导部被设置在作为所述路面的构成室内通道的侧面的 下半部分的区域。在此情况下，能够实现适合用作室内通道的指引灯的引导装置。较为理想的是，所述线状引导部包括被排列成呈面状地照射所述激光的多根枝光纤。由此，能够通过简单的结构呈面状地照射激光，从而能够进一步提高可视性。较为理想的是，在所述线状引导部的周围配置反射镜，通过所述反射镜反射从所 述线状引导部中射出的所述激光。较为理想的是，所述反射镜为抛物面镜。较为理想的是，所述线状引导部包括传输所述激光的光纤，使所述光纤在导出所 述激光的位置弯曲。较为理想的是，在导出所述激光的位置的光纤的弯曲直径越靠近所述光纤的下游 侧越小。因此，越在光纤的下游侧，光纤内越容易超过全反射条件，无论与激光光源相距的 距离如何，均能够以均勻的光量射出所述激光。较为理想的是，所述线状引导部包括传输所述激光的光纤，所述光纤具有包层和 由该包层所围的中空部，在所述中空部中注入有包含荧光体或扩散材料的透明液体。较为理想的是，在上述的结构中，彼此不会混合的多种所述透明液体被注入所述 中空部。较为理想的是，所述线状引导部包括剖面直径根据与所述激光光源相距的距离而发生变化的锥状光纤。较为理想的是，所述线状引导部具有其末端部与所述激光的入射部连接的环状结 构。较为理想的是，所述线状引导部为剖面直径根据与所述激光光源相距的距离而发 生变化的锥状光纤。较为理想的是，所述线状引导部包括具有芯部及包层的光纤，所述芯部的折射率 低于所述包层的折射率。在此情况下，能够在分布均勻且较长的区域中，容易地导出激光。较为理想的是，所述线状引导部通过接合具有指定长度的多根光纤而形成，并从 分别接合所述多根光纤的接合部导出所述激光。在此情况下，因为能够从所述各接合部导出激光，所以能够每隔指定的间隔容易 地设置发光部。另外，因为能够指向性良好地向所述光纤的外部导出激光，所以可以实现可 视性更优异的结构。较为理想的是，在上述的结构中还包括以指定朝向将所述接合部固定于所述路面 的固定部。本发明所提供的另一种引导装置包括射出激光的激光光源；让所述激光射入并 进行导光的光纤；以及将由光纤所引导的激光作为二维光射出的导光片，其中，所述导光片 被加工成网眼状。根据上述结构，通过使用被加工成网眼状的导光片，即使传输路的一部分被切断， 也由于激光会从其他部位绕入，因此，在传输路的切断位置的下游侧，仍可射出激光。由此， 能够以简单的结构指向性良好地向大范围射出激光，且可以实现可靠性高的引导装置。较为理想的是，在上述的结构中还包括控制所述激光光源以改变所述激光的发光 频率或颜色的控制部，所述控制部通过在0. 2Hz以上IOHz以下的范围内调制所述激光的发 光频率，或改变所述激光的颜色，向所述移动体的驾驶员提供信息。在此情况下，除了引导功能之外，还可以通过向驾驶员提供交通信息等可视信息 来促使驾驶员引起注意。较为理想的是，在上述的结构中还包括调制所述激光的调制部，所述调制部将所 述激光作为载体加以调制并向所述移动体发送信息。根据上述结构，可以将激光作为载体，并将各种信息作为调制信号承载而发送给 移动体。由此，只要能够由安装在移动体上的接收器接收所述激光，则能够实时地获得所述 移动体所在的区域的道路行驶信息等。由此，可以为驾驶员提高便利性。较为理想的是，在上述的结构中还包括检测所述路面的亮度的光传感器；以及 根据所述光传感器的检测结果来控制所述激光光源的控制部。在此情况下，通过根据周围的亮度来改变激光的强度或颜色，能够以必要且充分 的电力照射最适合于驾驶员观察的激光。较为理想的是，在上述结构中，所述引导线还包括检测是否存在行人的人体检测 传感器；以及根据所述人体检测传感器的检测结果来控制所述激光光源的控制部。在此情况下，通过迅速地检测在停车位等处有人位于靠近移动体的地方，并将该 情况通知驾驶员，从而可以实现进一步提高了安全性的引导装置。
产业上的利用可能性本发明的引导装置通过在光学方面对光纤的结构、路面上的配置以及来自光纤的 激光的导出进行改进而具有了指向性，从而可以适合用于施工或设置容易、易于维护的可 视性优异的道路显示装置等。而且，通过有效地利用激光的散斑杂讯及颜色，能够以必要且充分的电力提高可 视性，因此能够实现低功耗工作，并且，由于能够实时地向移动体的驾驶员提供大量的信息 而使驾驶员轻松地驾驶移动体，所以极为有用。此外，发明的详细说明的项目中所述的具体实施方式
或实施例仅为了使本发明的 技术内容明确，不应仅限定于此种具体例来狭隘地进行解释，在本发明的精神和权利要求 项的范围内，可以进行各种变更并加以实施。
权利要求
1.一种引导装置，通过光来引导移动体，其特征在于包括射出激光的激光光源；以及在所述移动体往返的路面上沿着引导方向延伸设置的用于传输所述激光的线状引导 部，其中，所述线状引导部，传输所述激光并且从其延设面具有指向性地向所述引导方向照射该 激光。
2.根据权利要求1所述的引导装置，其特征在于所述激光光源被设置在所述路面的 外侧或所述路面的下部。
3.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括具有芯部 及包层的光纤，其中，所述芯部及包层的至少其中之一包含扩散材料。
4.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括使所述激 光从所述延设面向外部射出的多个反射镜或棱镜。
5.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于还包括与所述线状引导部的顶 端部连接，并呈面状地照射所述激光的导光板。
6.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于，所述线状引导部包括传输所述激光的传输线；以及被设置成能够与所述传输线的所述激光射出的一侧的面接触，并将激光的一部分从所 述传输线向外部导出的接触部。
7.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部沿着所述路面 折回地并排配置。
8.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部被设置在所述 路面上所设置的凸状的中央分离带的侧面上部。
9.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部被设置在作为 所述路面的构成室内通道的侧面的下半部分的区域。
10.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括被排列成 呈面状地照射所述激光的多根枝光纤。
11.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于在所述线状引导部的周围配置 反射镜，通过所述反射镜反射从所述线状引导部中射出的所述激光。
12.根据权利要求11所述的引导装置，其特征在于所述反射镜为抛物面镜。
13.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括传输所述 激光的光纤，其中，使所述光纤在导出所述激光的位置弯曲。
14.根据权利要求13所述的引导装置，其特征在于在导出所述激光的位置的光纤的 弯曲直径越靠近所述光纤的下游侧越小。
15.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括传输所述 激光的光纤，其中，所述光纤具有包层和由该包层所围的中空部，在所述中空部中注入有包含荧光体或扩散材料的透明液体。
16.根据权利要求15所述的引导装置，其特征在于彼此不会混合的多种所述透明液 体被注入所述中空部。
17.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括剖面直径 根据与所述激光光源相距的距离而发生变化的锥状光纤。
18.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部具有其末端部 与所述激光的入射部连接的环状结构。
19.根据权利要求18所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部为剖面直径根据 与所述激光光源相距的距离而发生变化的锥状光纤。
20.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括具有芯部 及包层的光纤，其中，所述芯部的折射率低于所述包层的折射率。
21.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部通过接合具有 指定长度的多根光纤而形成，并从分别接合所述多根光纤的接合部导出所述激光。
22.根据权利要求21所述的引导装置，其特征在于还包括以指定朝向将所述接合部 固定于所述路面的固定部。
23.一种引导装置，其特征在于包括 射出激光的激光光源；让所述激光射入并进行导光的光纤；以及将由光纤引导的激光作为二维光射出的导光片，其中，所述导光片被加工成网眼状。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的引导装置，其特征在于还包括控制所述激 光光源以改变所述激光的发光频率或颜色的控制部，其中，所述控制部通过在0. 2Hz以上IOHz以下的范围内调制所述激光的发光频率或改变所 述激光的颜色，向所述移动体的驾驶员提供信息。
25.根据权利要求1至23中任一项所述的引导装置，其特征在于还包括调制所述激 光的调制部，其中，所述调制部将所述激光作为载体加以调制并向所述移动体发送信息。
26.根据权利要求1至23中任一项所述的引导装置，其特征在于还包括 检测所述路面的亮度的光传感器；以及根据所述光传感器的检测结果来控制所述激光光源的控制部。
27.根据权利要求1至23中任一项所述的引导装置，其特征在于，所述线状引导部还包括检测是否存在行人的人体检测传感器；以及 根据所述人体检测传感检测结果来控制所述激光光源的控制部。
全文摘要
本发明的引导装置包括射出激光的激光光源；以及在所述移动体往返的路面上沿着引导方向延伸设置的用于传输所述激光的线状引导部，其中，所述线状引导部具备以下功能传输所述激光，并且从其延设面具有指向性地向所述引导方向照射所述激光，通过光来引导移动体。
文档编号G09F13/00GK102067194SQ200980123908
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月30日 优先权日2008年7月2日
发明者伊藤达男, 古屋博之, 山本和久, 式井慎一, 门胁慎一 申请人:松下电器产业株式会社
技术领域：
本发明涉及一种能恰当地引导人、车、飞机等移动体的引导装置(guiding device)0
背景技术：
人们希望设置道路显示装置，用以在夜间或昏暗场所等情况下，例如使汽车等车 辆在道路上安全行驶，或者在较暗的室内停车位等安全停车。作为这种道路显示装置，已公开有“自发光式道钉(klf-Emitting Road Rivet) ”，该“自发光式道钉”可以使远方的车辆驾驶员清楚地看到水平发光面，另一方面， 可以使接近的车辆驾驶员或行人清楚地看到上方发光面(例如参照专利文献1)。该道路显 示装置在道路的恰当设置场所设置有收容部，将发光二极管设置在该收容部中，通过光纤 将从发光二极管发出的光引导至地上，基于光纤的排列方法或切割方法来实现可视性良好 的道路显示装置。另外，还提出有了利用如上所述的光纤和激光器来进行暴雪地带的路面显示的方 案(例如参照专利文献幻。该道路显示装置利用从激光器发出的激光射束的直进性等，即 使有积雪等，也可以透过雪或冰识别路面显示的显示内容。另外，还公开有一种道路用块产品，该道路用块产品在道路用的各种块产品中埋 设自发光体装置并实现一体化，且通过配置光纤电缆(fiber cable)，从而容易实现夜间车 辆或人的识别引导(例如参照专利文献幻。这种道路显示装置可以采用多种显示方法，并 且利用了全天候型太阳能电源(all-weather solar power source)，因此，无论设置场所 如何，均可反复地充放电，从而实现免维护且产品寿命长。但是，在上述以往的道路显示装置的结构中，需要将光源配置在照明部位附近。因 此，如果在室外使用光源，必须严密地防水。另外，尤其在长距离照明时，存在成本升高的问 题。而且，当因达到使用寿命等而需要更换激光光源时，会伴随大规模的道路施工，从而在 施工期及费用方面也存在问题。专利文献1 日本专利公开公报特开平7-305313号专利文献2 日本专利公开公报特开2002-38433号专利文献3 日本实用新型注册第3036936号
发明内容
本发明的目的在于提供一种铺设施工或设置容易、成本低且可视性(visibility) 优异的引导装置。本发明所提供的引导装置通过光来引导移动体，包括射出激光的激光光源；以 及在所述移动体往返的路面上沿着引导方向延伸设置的用于传输所述激光的线状引导部， 其中，所述线状引导部传输所述激光，并且从其延设面具有指向性地向所述引导方向照射 该激光。
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根据上述结构，通过延伸设置与激光光源连接的线状引导部，能够容易且大范围 地实现基于光的引导。由此，能够实现一种铺设施工或设置容易、也易于维护的低成本的引 导装置。另外，本引导装置指向性良好地沿着引导方向照射激光。因此，能够实现一种容易 被移动体的驾驶员等看到的可视性优异的引导装置。通过以下所示的内容可充分理解本发明的其他目的、特征和优点。另外，通过参照 附图的以下说明，使本发明的优点变得明确。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置的概略结构的说明图。图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置的概略结构的说明图。图3A是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的光纤的概略结 构的一例的剖视图。图3B是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的光 纤的概略结构的一例的剖视图。图3C是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中 所使用的光纤的概略结构的一例的剖视图。图3D是表示本发明的一个实施方式所涉及的 引导装置中所使用的光纤的概略结构的一例的剖视图。图4A是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的光学系统的结 构的一例的示意图。图4B是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的光 学系统的结构的其他例子的示意图。图5是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的其他光纤的结 构的剖视图。图6是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的其他光纤的结 构的俯视图。图7A是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的其他光纤的概 略结构的说明图。图7B是从图7A的光纤的7B-7B线所看到的剖视图。图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的概 略结构的剖视图。图9A是本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的说明 图。图9B是本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的说明图。图 9C是本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的说明图。图IOA是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又 一光纤的结构的说明图。图IOB是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置 中所使用的又一光纤的结构的剖视图。图IOC是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉 及的引导装置中所使用的又一光纤的结构的立体图。图IlA是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又一光纤的 概略结构的说明图。图IlB是表示本发明的一个实施方式所涉及的引导装置中所使用的又 一光纤的概略结构的说明图。图12是表示本发明的其他实施方式所涉及的引导装置的概略结构的说明图。图13是表示沿着高速道路或普通道路的路面设置本发明的其他实施方式所涉及 的引导装置的线状引导部的例子的说明图。
图14是表示沿着高速道路或普通道路的弯曲路面设置本发明的其他实施方式所 涉及的引导装置的线状引导部的例子的说明图。图15是表示沿着隧道内的道路路面设置本发明的其他实施方式所涉及的引导装 置的线状引导部的例子的立体图。图16A是表示本发明的其他实施方式所涉及的其他引导装置的概略结构图的说 明图。图16B是表示从本发明的其他实施方式所涉及的其他引导装置的16B-16B线所看到 的概略结构图的说明图。图17A是表示本发明的其他实施方式所涉及的又一引导装置的概略结构图的俯 视图。图17B是从图17A的引导装置的17B-17B线所看到的剖视图。图18A是表示本发明的又一实施方式所涉及的引导装置的概略结构图的俯视图。 图18B是表示图18A中的引导装置的概略结构图的说明图。图19是表示本发明的又一实施方式所涉及的引导装置的概略结构的说明图。图20A是表示本发明的又一引导装置的概略结构的说明图。图20B是表示图20A 中的引导装置的接合部的概略结构的说明图。图20C是表示用于固定图20B中的接合部的 结构的一例的说明图。图20D是表示用于固定图20B中的接合部的结构的其他例子的说明 图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。此外，对相同要素标记相同的符号，有时 省略说明。另外，有时为了便于说明，在附图中示意性地示出各结构要素，并不正确地表示 形状等。(实施方式1)以下，参照图1至图11说明本发明的一个实施方式。图1及图2作为本实施方式所涉及的引导装置的一个结构例，对将引导装置1用 作机场跑道的指引灯的情况进行说明。图1表示在机场跑道(路面)11上，飞机12(移动体)沿着箭头12a的方向着陆 的状态，图2表示飞机12 (移动体)沿着箭头12b的方向起飞的状态。本实施方式所涉及的引导装置10，如图1及图2所示，包括射出激光13的激光光 源14和引导激光13并沿飞机12往返的跑道11加以设置的具备光纤15a的线状引导部 15。并且，该线状引导部15具有通过指向性良好地向沿着跑道11的方向照射激光13来指 引飞机12的功能。本实施方式的激光光源14被恰当地配置在跑道(路面)11外的办公楼16的室内。一般来说，为了实现激光光源或驱动电路等的长寿命化，将这些部件的工作温度 保持为常温较为理想。对此，像本实施方式这样，通过将激光光源14配置在室内，即使在夏 季的烈日下，也不会使该激光光源14在高温下工作。而且，还可以恰当地保护激光光源14 不受水或外气以及日光等的影响。由此，可以实现激光光源14的长寿命化，进而可以实现 整个引导装置10的长寿命化。此外，本实施方式并不限于上述的结构，例如，也可在跑道11的下部设置恰当的 保管室，将激光光源14配置在该保管室内。由此，与将激光光源14配置在办公楼16的室内的情况同样，可以恰当地保护激光光源14不受水或外气以及日光等的影响。另外，即使在因达到使用寿命等而需要更换激光光源14时，也无需更换作为发光 部的光纤1 部分，而只要更换办公楼16内的激光光源14即可。因此，可以提高便利性， 无需在意跑道11上飞机12的存在，随时可以更换激光光源14。此外，因为更换场所也只有 一处，所以可以减少更换所需要的工序数等。关于激光光源14的设置场所，毋庸置疑，只要 是非高温且容易进行更换的场所即可，并不限于办公楼或保管室内。另一方面，线状引导部15根据使用目的而被配置在室外，并与办公楼16内的激光 光源14连接。线状引导部15使从激光光源14射出的激光13在光纤15a的内部传播。构 成该线状引导部15的光纤1 采用绝缘性的石英玻璃或树脂等材料，富有柔韧性。因此， 如图1及图2所示，可以沿着机场跑道11将线状引导部15纵横自如地设置在所希望的场 所。在本实施方式的引导装置10中，如上所述，为了避免受到水或外气以及日光等的 影响，将激光光源14等配置在办公楼16的室内的恰当位置。因此，可以使引导装置10长 时间稳定地工作。图3A及图;3B是表示本引导装置10中所使用的光纤的结构例的剖视图。图3A所示的光纤1 仅具备芯部(core) 15c，且由石英玻璃、树脂等绝缘性的透明 材料形成。芯部15c例如包含折射率与芯部15c不同的珠粒(bead)等扩散材料15d。激光 13作为激光13a在光纤15b中传播。而且，该激光13a的一部分的前进路线由于扩散材料 15d而发生弯曲，并作为激光1 而指向性良好地向沿着线状引导部15的前方方向照射。图;3B所示的光纤15a包括芯部(core) 15c及包层(cladding) 15e。在该图所示的 例子中，构成光纤15a的芯部15c和包层1 都包含扩散材料15d。然而，本实施方式所涉 及的光纤1 并不限定于上述的结构。例如，当与通常所使用的光纤同样，将芯部15c的折 射率设定得高于包层15e的折射率时，只要芯部15c包含扩散材料15d即可。另一方面，当 将包层15e的折射率设定得高于芯部15c的折射率时，只要包层1 和芯部15c的其中之 一包含扩散材料15d即可。在图:3B所示的光纤15a中，也与图3A的光纤15b同样，激光13 作为激光13a在光纤1 中传播，其一部分的前进路线由于扩散材料15d而发生弯曲，从而 从光纤1 射出。由此，作为激光1 而指向性良好地向沿着线状引导部15的前方方向照 射。这样，通过使用包层1 和芯部15c的其中之一包含扩散材料15d的光纤，可以容 易地实现线状引导部。而且，在该结构中，通过恰当地设计光纤15内的扩散材料15d的配 置或密度，可以容易且指向性良好地照射所希望的激光13。图1及图2所示的本实施方式所涉及的线状引导部15具备沿跑道11设置的光纤 15a。该光纤15a也可包括使来自激光光源14的激光13低损失传播的传播部分A以及通 过散射而指向性良好地照射激光13的照射部分B。本实施方式所涉及的光纤，最好像图3C所示的光纤15f那样，具有在传播部分A 施加涂层，且在该传播部分A内不包含扩散材料15d的结构。由此，激光13能够低损失地 在传播部分A中传播。另一方面，由于照射部分B包含有扩散材料15d，所以可以指向性良 好地照射激光13。在此，可以使光纤中沿跑道11配置的所有部分为照射部分B，也可以如图3C所示，
7仅一部分成为照射部分B。在此情况下，仅在照射部分B中包含有扩散材料15d，并且仅该 照射部分B为被涂层15g覆盖。此时，除照射部分B以外的部分为传播部分A，对该传播部 分A施加涂层，使激光13在从照射部分B到下一个照射部分B之间低损失地传播。另外，在上述的照射部分B和传播部分A以短周期反复形成的光纤的情况下，越 靠近下游越增大照射部分B的比例，由此，可以在光纤的整个区域中实现均勻亮度的照明。 即，越靠近下游在光纤内传播的激光的光量越少。因此，如上所述，通过增加光纤内的照射 部分B的比例，可以补偿射出的激光的亮度，因此可以实现均勻亮度的照明。另外，如果使 光纤内的整个区域为照射部分B，最好是越靠近光纤的下游侧，越增大每单位长度的扩散材 料15d的量。根据上述的结构，由于通过在激光的光量减少的下游侧增加每单位长度的扩 散材料15d的量，可以增加被导出的激光的量，因此，与上述的结构同样，可以在光纤的整 个区域中实现均勻亮度的照明。另外，在图3A至图3C所示的结构中，较为理想的是，用反射镜覆盖各光纤15a、Mb 以及15f的周围。由此，可以更加指向性良好地射出激光13。其结果，可以在光纤的整个区 域中进一步提高可视性以及照射效率。图3D是表示包括光纤1 和反射镜15x的一个结 构例的剖视图。如果将反射镜1 配置在光纤1 周围，最好是使用例如抛物面镜作为反 射镜15x。由此，可以使从光纤1 射出并被反射镜1 反射的激光13b向大致相同的方 向射出。包含有扩散材料15d的区域的直径(在图3的光纤1 的情况下为包层的直径) 越小越好。其原因在于包含有扩散材料15d的区域的直径越小，被抛物面镜反射的激光 15x(应为13b)的指向性越高。因此，一般来说，因为光纤的芯部直径以及包层直径小，所 以，像本实施方式这样使用光纤作为线状引导部较为理想。图4A是表示本实施方式的引导装置10中所使用的激光光源14、及传导来自该激 光光源14的激光13的光纤1 等光学系统的一个结构例的示意图。图4B是表示图4A所 示的光学系统的光纤15h的一个结构例的剖视图。如图4A所示，激光光源14包括RGB光源，该RGB光源至少包含射出红色激光(R 光)13R的红色激光光源(R光源)14R、射出绿色激光(G光)13G的绿色激光光源(G光 源)14G以及射出蓝色激光(B光)13B的蓝色激光光源(B光源)14B。具体而言，例如使用 射出波长为640nm及波长为445nm的R光13R及B光1 的高输出半导体激光器作为R光 源14R以及B光源14B，使用射出波长为535nm的G光13G的半导体激光器激发的高输出 SHG激光器作为G光源14G。根据上述的结构，因为可以照射色彩再现性优异的色彩丰富的激光13，所以可以 进一步提高引导装置10的可视性。另外，如果使用不包含RGB光源的激光光源作为构成线状引导部15的激光光源 14，则最好是使用至少包含G光源14G的光源。在此情况下，使用射出波长为535nm附近的 G光13G的半导体激光器激发的高输出SHG激光器较为理想。根据该结构，因为可以利用对 于人眼视感度高的绿色的激光13，所以可以高效率地且以低功耗提高可视性。从图4A的激光光源14射出的激光13通过准直透镜1 而被转换成平行光线。 然后，被准直透镜Ha转换成平行光线的激光13再通过物镜14b被聚光于光纤1 而被结 合。而且，多根光纤1 被汇集成光纤15h(在本实施方式中为束光纤(bundle fiber))并 被用作线状引导部15。
图4B表示光纤1 的一个结构例。即，在中央设置有传导G光13G的光纤15G，围 绕该光纤15G设置有分别传导R光13R及B光13B的光纤15R及光纤15B。这些光纤15R、 15G以及15B通过包层15j而成为一体。在此，如果使用单模激光器(single-mode laser)作为激光光源14，则可以利用 由从线状引导部15向外部照射的激光13的散斑杂讯(speckle noise)引起的晃动。艮口， 因为激光13由于散斑杂讯的影响，看上去随时间或空间发生晃动，所以可以进一步提高来 自线状引导部15的激光13的可视性。另外，根据上述的结构，可以实现施工或设置简单、易于维护的可视性优异的引导 装置10。图5是表示本实施方式的引导装置10中所使用的光纤的其他结构例的剖视图。如图5所示，光纤17包括让激光13a传播的芯部15c以及包层15e。光纤17还 包括多个反射镜(或棱镜)15p，该多个反射镜15p沿着跑道11 (参照图1)将射入芯部15c 的激光13从包层15e向外部射出。根据上述的结构，激光13b能更容易且指向性良好地进行照射。此外，该光纤17 也适用于图3C所示的结构。即，可以包含图5所示的光纤17并交替地配置通过散射而指 向性良好地照射激光13的照射部分B和使来自激光光源14的激光13低损失地传播的传 播部分A，从而构成线状引导部。图6是表示本实施方式的引导装置10中所使用的光纤的又一结构例的俯视图。如 图6所示，直接与激光光源14连接的光纤18分支成多根分支光纤(branch fiber) 18a (在 本实施方式中为4根)。而且，各分支光纤18a进一步包括平面状排列的多根枝光纤(unit fiber) 18b。根据此结构，由于能够沿着跑道11呈面状而非线状地照射激光13b，因此，可 以进一步提高可视性。此外，本光纤18并不限于上述结构，例如，也可采用不通过分支光纤 18a而直接连接平面状排列的多根枝光纤18b的结构。在此情况下，也可沿着跑道11呈平 面状地照射激光13b。图6所示的光纤18也可以采用图3C所示的结构。即，也可采用包括通过散射而 指向性良好地照射激光13的照射部分B和使来自激光光源14的激光13低损失传播的传 播部分A的结构。图7A表示本实施方式的引导装置10中所使用的光纤的又一结构例。如图7A所 示，光纤20形成多个环21A、21B、21C。射入光纤20的激光13首先在环21A中传播。在该 环21A中，当在芯部与包层的交界和包层与外气的交界处超过全反射条件时，激光1 会呈 放射状地从光纤20中射出，并向环21B传播。接下来，与环21A的情况同样，当在芯部与包 层的交界和包层与外气的交界处超过全反射条件时，激光1 会呈放射状地从光纤20中射 出，并向环21C传播。接下来，在通过环21C时，若超过全反射条件，激光1 会向光纤20 外射出。在此，越靠近光纤20的下游侧，在光纤20内传播的激光量越少。因此，较为理想 的是，如图7A所示，越靠近光纤20的下游侧，使环径越小。由此，在光纤内容易超过全反射 条件，从而能够以均勻的光量射出激光。图7B是图7A的7B-7B剖面处的剖视图。在图7A所示的光纤20的结构中，较为 理想的是，如图7B所示，在光纤20的周围配置反射镜。根据此结构，例如，当沿光纤20配 置抛物面镜1 时，如图7B所示，向圆周外侧射出的激光1 可以由抛物面镜1 反射，并在指定的角度内呈放射状地向上射出。因此，即使在光纤20内不包含扩散材料，也可以具 有指向性地从光纤中导出激光。由此，可以进一步实现引导装置的低成本化。图8表示本实施方式的引导装置10中所使用的其他光纤的概略结构。如图8所 示，光纤30包括内部为中空的包层31、和注入该包层31的液体32及液体33。液体33 是包含扩散材料35 (例如由聚苯乙烯(polystyrene)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)等形成的粒径为数微米左右的透明微粒子)的透明液体。液体32采用 不会与所述液体33混合的液体。例如，如果使用水作为液体33时，则可以使用二氯甲烷 (dichloromethane)、己烷(hexane)等非极性溶剂(nonpolar solvent)。这些液体 32 以及 液体33相当于芯部。上述结构的光纤30与光入射侧相反的一侧的端面连接于泵34。泵34的内部装 有液体32和包含扩散材料35的液体33，通过控制部36的控制，在所希望的时机向包层31 内交替地喷出液体32和包含扩散材料35的液体33。由此，如图8所示，可以将包含扩散材 料35的液体33配置在光纤30内的任意位置。在此状态下，如果使激光13从光纤30的与 设置有泵34的一侧相反的一侧(图中的左侧)入射，激光13可以在不包含扩散材料35的 液体32内有效率地传播。并且，当这些液体32或液体33的折射率大于包层31的折射率时，射入液体32或 液体33的激光13像在常见的石英光纤等中那样，在包层31与液体32的交界面、以及包层 31与液体33的交界面处发生全反射并前进。在此情况下，当入射的激光13到达液体33 后，其由于液体33内部的扩散材料35而发生扩散，并向光纤30外射出。从光纤30的各位 置射出的光量，与图3C的光纤15f的情况相同，通过调整扩散材料35的密度，或调整液体 32及液体33的比例使该液体32及液体33从泵34中喷出，从而可以任意地设定。而且，通过在激光13射入光纤30的状态下驱动泵34，可以使液体32及液体33在 光纤30内移动从而进行调整。由此，可以将照明位置调整至所希期望的位置。此外，也可捆扎3根相同结构的光纤，使红色、蓝色、绿色的激光分别地射入各光 纤，将各光纤的颜色加以组合。由此，能够以任意颜色照射任意位置。另一方面，当作为芯部的液体32或液体33的折射率小于包层31的折射率时，射 入光纤30的激光13不是在液体32及液体33与包层31的交界面上发生全反射，而是在包 层31与外气的交界面上发生全反射，并且在光纤30内传播。在此情况下，即使光在光纤30 内到达液体33的位置，此时存在于包层31内的光也会不扩散地通过。因此，较为理想的是，使包层31的剖面积相对地大于相当于芯部的液体32及液体 33的注入部位的剖面积。在此情况下，由于能够使激光到达光纤30的远端，所以对于欲使 激光逐步扩散直至远端的情况有效。此外，在本实施方式中，虽然对使用液体32及液体33 这两种液体的结构进行了说明，但是并不限定于该结构。当然也可使用三种以上的液体，而 且，也可以在一种液体中包含扩散材料35。当在一种液体中包含扩散材料35时，会产生与 使用图3B的光纤15a的情况相同的效果。另外，在图8所示的结构中，在液体32中不包含 扩散材料35，但是也可使用包含扩散部35的液体作为液体32。在此情况下，通过改变扩散 材料的密度，或改变粒径，能够在互相邻接的液体32和液体33以不同的亮度发光。另外， 还可通过使用三种以上的液体，以更加不同的图案发光。在图8中，说明了液体33包含扩散材料35的结构。但是，本实施方式并不限于此，例如，也可包含荧光体(例如，纳米硅(nanosilicon)、ZnS:Ag(蓝)、Zn2SiO4 = Mn (绿)、 IO3 = Eu(红)等)来代替扩散材料。在此情况下，通过改变荧光体的种类，或在纳米硅的情 况下改变粒径，从而例如当射入蓝色的激光时，能够发出红色的光，或发出绿色的光。即，虽 然是单一的光纤，却能够在任意位置发出任意颜色的光。另外，在像这样使用荧光体代替扩 散材料时，也能够与使用扩散材料的情况同样，获得由液体32以及液体33的各折射率与包 层的折射率的大小所产生的效果、或使用三种以上的液体时的效果。此外，关于液体32以及液体33的种类，只要是具有透明性且互不相溶的液体，则 并不特别限定于上述的例子。图9A至图9C是本实施方式所涉及的引导装置10中所使用的其他光纤的概略 结构图。图9A的光纤为剖面直径根据与激光光源相距的距离而发生变化的锥状光纤 (tapered fiber) 40，让激光13从锥状光纤40的粗侧入射。一般，出于使射出的激光大致接近于平行的目的，有时会让激光从锥状光纤40的 细侧入射从粗侧射出。但是，在图9A及图9B的结构中，如上所述，让激光13从粗侧入射。 由此，可以将在锥状光纤40内前进的激光13逐渐向光纤40外导出。如图9A所示，以角度φ射入具有锥角θ的锥状光纤40内的激光13每次被锥状光 纤40的端面反射，其角度都会增大2 θ。而且，在反复地由锥状光纤40的端面反射的期间， 当超过该锥状光纤40和外气的交界面处的全反射条件时，激光13向锥状光纤40的外部射 出ο图9Α所示的锥状光纤40也可以像图:3Β所示那样由包含扩散材料15d的包层覆 盖，构成像图3B的结构那样向外部射出的激光13由包含扩散材料15d的包层1 覆盖的 结构。在此情况下，因为可以使激光13进一步扩散而射出，所以可以容易地将激光13从锥 状光纤40中导出。另外，通常，通过使锥状光纤40的包层的折射率低于芯部的折射率，在芯部与包 层的端面(应为交界面)发生全反射而将光传送至远方。但是，像本实施方式这样，当从锥 状光纤40中导出光时，通过使包层的折射率高于芯部的折射率，光能够以均勻的分布且在 较长的区域中容易地从锥状光纤40中被导出。例如，当光从低折射率物质(例如空气折射率为1. 0)射入高折射率物质(例如 丙烯酸树脂等折射率为1. 5)时，对于光的透射率而言，例如在入射角从42°至37°的仅 为5°的范围内，透射率(S、P各偏振光的平均)从0变动至90% (参照图9B的⑴)。由 此可知若在锥状光纤40内反复地反射，激光13针对包层的透射率会急剧上升。因此，难 以在较长的区域中均勻地射出激光。然而相反，当光从高折射率物质(同上例如为1. 5)射入低折射率物质(同为1. 0) 时，透射率(S、p各偏振光的平均)同样从0变动至90%，而入射角的范围显著地扩大到从 90°至60°的约30°的范围内(参照图9Β&0))。由此可知即使在光纤40内反复地 反射，透射率也不会急剧上升。因此，由于在光纤40内传播的光透过包层所引起的芯部内 激光的减少、和由于反复地反射而导致的入射角的减小所引起的透射率的上升相抵消，从 而可以在较长的区域中实现均勻的照明。例如，当射束半径为400微米(l/e~2)、发散角为0. 5° (半值l/e~2)的具有高 斯分布的光束射入锥角θ为0.02°、粗侧的芯部半径为500微米、长度为lm、芯部的折射率为1. 44、包含有扩散材料的包层的折射率为1. 49的锥状光纤时，能够在光纤的大致整个 长度区域中在亮度波动为20%的范围内发光。另外，在光纤相同并将芯部的折射率设为1.0(即中空)的情况下，当光束半径为 400微米(l/e~2)、发散角为0.9° (半值l/e1)的具有高斯分布的光束入射时，也能够在 光纤的大致整个长度区域中在亮度波动为20%的范围内发光。而且，毋庸置疑，可以根据希 望发光的长度、或所使用的光纤的特性(折射率、芯部直径等)等来设定各种组合。此外，在上述的例子中，说明了使锥状光纤中的芯部的折射率低于包层的折射率 的情况。但是，显然即使是不形成锥状的普通光纤，只要使包层的折射率高于芯部的折射 率，虽然相对于光纤端面的入射角不变，但与锥状光纤的情况同样，也具有逐步向光纤外导 出光的效果。因此，不形成锥状的普通光纤也可以在较长的区域中射出激光。此外，较为理想的是，根据锥状光纤40的部位来改变锥角θ。在此情况下，可以在 任意位置调整射出的光量。即，通过增大亮度低的部位的锥角θ，可以增大从该位置射出的 激光的强度，从而能够获得更均勻的激光。在上述的结构中，也可以与图3C的情况同样，包括使来自激光光源14的激光13 低损失地传播的传播部分Α，以及通过散射而指向性良好地照射激光13的照射部分B。在 此情况下，如图9Α所示，可以将锥状光纤40作为照射部分B，并将不形成锥状的光纤作为 传播部分A而与该照射部分B连接。即，在不形成锥状的光纤中，激光的角度不会进一步增 大。因此，在不形成锥状的光纤中，因为不会超过全反射条件，所以激光不会被射出。因此， 如果将锥状光纤40的部分用作照射部分B，而将不形成锥状的部分用作传播部分Α，则可以 像图3C的结构那样设置照射部分和传播部分。图9C是使用在图9Α中说明的锥状光纤40实现更均勻且无损失的照明的光纤的 结构图。将直径小于锥状光纤40的粗侧直径的光纤41连接在锥状光纤40的粗侧。另一 方面，将直径与锥状光纤40的细侧直径相同的光纤42连接在锥状光纤40的细侧。此外， 光纤42的与连接在所述锥状光纤40细侧的一侧相反的一侧的端部，与锥状光纤40的粗侧 连接。射入光纤41并从光纤41射出的激光13射入锥状光纤40。射入锥状光纤40内的 激光13 —边在锥状光纤40内传播，一边如图9Α所示，逐步向锥状光纤40外导出。另一方 面，残留在锥状光纤40内的激光13射入光纤42。这样，通过使光纤42平顺(smoothly)地 返回锥状光纤40的粗侧，能够使在光纤42内传播的激光13无损失地返回锥状光纤42的 粗侧。然后，激光13反复地在锥状光纤40和光纤42的环(loop)中循环直至从锥状光纤 40被导出为止。由此，可以将入射的激光13无损失地用于照明。另外，即使在锥状光纤40 中不包含扩散材料时，在锥状光纤40内，也会发生由虽然极少但内部存在的杂质引起的光 散射，从而会一点点从锥状光纤40中导出激光。另外，即使锥状光纤40不形成锥状时，也能够使锥状光纤40和光纤42形成的环 一边一点点地发生散射一边旋转。由此，能够使锥状光纤40和光纤42均勻地发光。图IOA至图IOC是示意性地表示本实施方式的引导装置10中所使用的光纤的又 一结构例的侧视图。在该结构例中，如图IOA所示，电源14收容在办公楼16中，并与该办 公楼16的电源Hc连接。而且，光纤50与该电源14连接。如图IOA所示，该光纤50在办公楼16外分支，各分支光纤的前端部50a又与呈面
12状地照射激光13b的导光板51连接。通过该导光板51的散射部51a而发生散射的激光 13b，例如可以由如图IOB所示的棱镜片51b指向性良好地向外部导出。在此情况下，因为也能够呈面状地照射激光13b，所以可以使该激光以一定宽度地 照射在所述路面11上。其结果，可以进一步提高可视性。而且，通过采用如图IOC所示的结构，可以任意地设定与各光纤连接的导光板51 的颜色及强度。即，采用束光纤作为光纤50，并将构成该束光纤的各个光纤55连接于各 导光板。激光13混合了红、蓝、绿这三种颜色的激光，如图IOC所示，在棒形积分器(rod integrator) 52内，剖面内的强度分布对于红色、蓝色、绿色而言均大致均勻并照射至空间 调制元件53。透过空间调制元件53的各像素的激光通过微透镜阵列(microlensarray) 54, 由此，在构成束光纤的各个光纤55的入口处成像并耦合(coupled)。在该结构中，由于通过 对空间调制元件53的各像素的各颜色的透射率进行控制，可以控制射入各光纤55的激光 的光量、颜色，因此，能够任意地设定从各导光板51射出的激光的颜色、强度。另外，也可使用图IlA及图IlB所示的导光片60来代替图10的导光板51。在此 情况下，能够容易地对大范围进行照明。如图IlA所示，在导光片60上，每列交错地设有切 缝。如果在此状态下沿图中箭头(1)的方向拉拽导光片60，导光片60像图IlB那样呈网眼 状地延伸，从而可以设置多个孔部61。将光纤55连接于导光片60，在此状态下，若激光13从光纤55射入导光片60，则 激光13在导光片60内传播。并且，激光13的一部分能够作为激光1 而指向性良好地从 孔部61附近的朝向上方的剖面62射出，该孔部61通过沿着箭头(1)的方向拉拽导光片60 而产生。另外，也可以通过改变沿箭头(1)的方向拉拽的强度，改变射出的激光13b的朝 向。另外，在像本实施方式这样配置在路面上的情况下，例如在呈网眼状地配置光纤阳并 用作线状引导部时，若移动体在光纤上通过，则光纤有可能被切断。此时，对于被切断的光 纤，在切断位置的下游侧，已不再作为线状引导部而射出激光。因此，通过使用上述导光片60，即使传输路的一部分被切断，激光也会从其他部位 绕入，因此，在传输路的切断位置的下游侧仍可射出激光。由此，能够以简单的结构指向性 良好地大范围地射出激光，实现可靠性高的引导装置。在上述的结构中，较为理想的是，在延伸导光片60之前，用金属等在导光片60的 上表面以及下表面设置反射膜。由此，因为能够更可靠地将光收敛在导光片60内，所以可 以构成能够以更低损失而高效率地进行传播的光纤。根据上述的结构，可以实现施工或设置简单、易于维护的可视性优异的引导装置 10。此外，上述图IOA的光纤50也可采用图3C所示的结构。即，也可采用包括通过散 射而指向性良好地照射激光13的照射部分B，以及使来自激光光源14的激光13低损失地 传播的传播部分A的结构。另外，图IOB的棱镜片51b只要具有聚光作用，则并不限定于上述的结构，例如，也 可以使用菲涅尔透镜片(Fresnel lens sheet)、透镜阵列片等。(实施方式2)以下，参照图12至图17说明本发明的其他实施方式。
图12是表示本实施方式所涉及的引导装置的概略结构的俯视图。图13是表示沿 着高速道路或普通道路的路面设置本实施方式所涉及的引导装置的线状引导部的例子的 立体图。图14是表示沿着高速道路或普通道路的弯曲路面设置本实施方式所涉及的引导 装置的线状引导部的例子的立体图。图15是表示沿着隧道内的道路路面设置本实施方式 所涉及的引导装置的线状引导部的例子的立体图。图12所示的引导装置100被用作为当汽车102在夜间或室内的停车位的路面101 上停车时，或停车后的汽车102从停车位中开出时的路面101的指引灯。如图12所示，本实施方式的引导装置100包括射出激光13的激光光源14和引导 激光13并沿汽车(移动体)102往返的路面101而设置的具备光纤103的线状引导部104。 该线状引导部104通过指向性良好地向沿着路面101的方向照射激光13，向停车方向或从 停车位开出的方向引导汽车(移动体)102。当汽车102向箭头10 的方向后退，并沿着停车位的路面101到达车挡105而停 车时，从线状引导部104的光纤103中照射激光13。这样，激光13指向性良好地沿着箭头 102a的行进方向照射。由此，汽车102的驾驶员能够可视性良好地识别停车位的线状引导 部104的位置及方向。此外，激光光源14及用来驱动该激光光源14的电源Hc被配置在管理箱106内。 该管理箱106设置在与停车位相邻的路面101外或路面101下部，并以阻断了外气或雨水 等的状态而加以设置。另外，在此，连接构成线状引导部104的光纤103和激光光源14的 光纤103a如图12所示，被埋设在路面101下。另一方面，当汽车102向箭头102b的方向前进而从停车位中开出时，激光13指向 性良好地沿着箭头10 的行进方向照射而引导驾驶员。由此，因为驾驶员能够可视性良好 地识别停车位的线状引导部104的位置及方向，所以能够安全地从停车位中开出。通过采用如上所述的结构，本实施方式也同样可以实现施工或设置简单、易于维 护的可视性优异的引导装置100。另外，本引导装置100因为指向性良好地沿着路面101照 射激光13，所以容易被汽车102的驾驶员等看到，其可视性优异。另外，可以恰当地保护激 光光源14免受水或外气以及日光等的侵袭，从而能够使装置实现长寿命化。此外，例如通过在壁面上安装传感器，检测汽车102与壁面之间的距离，并根据汽 车102与壁面之间的距离自由地改变激光13的颜色，从而例如当停车时或出库时，如果汽 车102接近壁面而相距一定距离以下，则对驾驶员发出警告，这样，也有助于安全驾驶。图13是表示本实施方式所涉及的线状引导部的其他结构例的说明图。如图13所 示，线状引导部110沿着高速道路或普通道路的路面101而设置，并作为行车线使用。该线 状引导部Iio也可采用图3A至图3C所示的光纤15a、15b、15f等在实施方式1中所示的结 构。例如，当采用图:3B的光纤15a的结构时，较为理想的是，将线状引导部110设为构 成光纤的芯部和包层的至少其中之一包含扩散材料的结构。这样，通过使用芯部和包层的至少其中之一包含扩散材料的光纤，可以容易地实 现线状引导部110。而且，在此结构中，通过恰当地设计光纤内的扩散材料的配置或密度， 可以使激光13沿着汽车102前进的箭头102c的方向容易而指向性良好地照射。由此，即 使在夜间，驾驶汽车102的驾驶员也能够可视性良好地识别作为行车线的线状引导部107，从而能够安全地驾驶。另外，一般在可以超车的高速道路或普通道路上，用虚线表示中心线 (在高速道路上，白线为8米，间隔为12米。在普通道路上，白线、间隔均为5米)。因此，如下所述，能够采用上述的实施方式所涉及的光纤。S卩，当采用图3C所示的光纤15f的结构时，只要将包含扩散材料15d的照射部分 B配置在相当于白线的部分，并将传播部分A配置在相当于间隔的部分，即能够适合应用于 例如道路的中心线。同样，当采用图5所示的光纤17的结构时，只要将具有阵列状排列的反射镜(或 棱镜)15p的部分配置在相当于白线的部分，并将无反射镜(或棱镜)15p的光纤配置在相 当于间隔的部分，即能够适合应用于道路的中心线。在使用其他结构的光纤(20、30、40等) 的情况下也相同。此外，图13的结构也与实施方式1及本实施方式的图12所示的结构相同，激光光 源14以及电源Hc被配置在设置于高速道路的服务区、停车区、收费站、普通道路的固定场 所等地的办公楼(未图示)或管理箱(未图示)等中。在图13的例子中，用在道路上行驶的汽车进行了说明，但毋庸置疑，本实施方式 并不限定于此，例如同样还能够用作自行车道的线、人行道边的线，以及人行横道的线等。图14是表示本实施方式所涉及的线状引导部的其他结构例的说明图。图14的线 状引导部110沿着高速道路或普通道路的弯曲路面IOla而设置。如图14所示，即使路面 101弯曲，只要采用图3所示的光纤15a、Mb等的结构，也可以利用该光纤的柔韧性沿着路 面101铺设线状引导部110。此外，毋庸置疑，能够适用于图14的线状引导部110的光纤并 不限于上述光纤1 及15b，例如也可以采用在实施方式1中说明的其他光纤。另外，较为理想的是，选择激光13入射光纤的入射方向，使从光纤射出的激光13 从汽车102的前方照射。在此情况下，能够使激光13更容易而指向性良好地对着向图中的 箭头102d的方向驾驶汽车102的驾驶员照射。其结果，汽车102的驾驶员即使在夜间也能 够可视性良好地识别作为弯曲的行车线的线状引导部110，从而使驾驶员能够安全地驾驶 汽车102。图15是表示本实施方式所涉及的线状引导部的其他结构例的说明图。图15所示 的线状引导部110沿着隧道111内的路面101的中心线112及侧壁113而铺设。较为理想 的是，采用图3A及图:3B所示的光纤15a及光纤15b的结构作为图15的线状引导部110。在此情况下，因为能够使激光13更容易而指向性良好地照射，所以即使在比外部 昏暗的隧道内，驾驶汽车102的驾驶员也能够可视性良好地识别作为隧道内的行车线的线 状引导部110。其结果，即使在昏暗的隧道内，驾驶员也能够安全地驾驶汽车102。此外，当 然也可以将其他光纤O0、30、40等)应用于图15的线状引导部110。此外，图12至图15所示的各线状引导部104及110也可设成包括使来自激光光 源14的激光13低损失地传播的传播部分A和通过散射而指向性良好地照射激光13的照 射部分B的结构。图16Α是表示本实施方式所涉及的引导装置的其他结构例的俯视图，图16Β是从 图16Α的16Β-16Β线所看到的割视图。图16Α所示的引导装置130包括沿着路面101与两条行车线并行铺设的线状引导 部121。此外，激光光源14以及电源Hc与实施方式1及图8所示的结构同样，被配置在设置于道路的固定场所等地的办公楼(未图示)或管理箱(未图示)等中。较为理想的是，本 线状引导部121包括传输激光13的传输线122和接触部123，该接触部123被设置成能够 与光纤(传输线)122的激光13射出的一侧的面接触，并将激光13的一部分从该光纤122 向外部导出。在此说明线状引导部121的动作。射入光纤122的激光13在光纤122中传播并 到达接触部123a的正下方。接触部123a的折射率被设定得稍微高于光纤122的折射率。 由此，激光13的一部分从光纤122射入接触部123a，激光13的其余部分继续在光纤122内 传播。在接触部123a的内部包含扩散材料的情况下，射入接触部123a的激光向前方散射。 除了使用扩散材料的结构以外，例如像实施方式1的图IOA中所说明的那样如果使用棱镜 片，也可以使在接触部123a内扩散的光指向性更好地向指定的方向射出。在光纤122内传 播的其余的激光13到达下一个接触部123a时，也同样能够射出。另外，本实施方式所涉及的接触部12 —般不与光纤122接触，但例如在周围变 得昏暗的情况下，根据需要使该接触部12 下降而与光纤122接触，由此，与所述接触部 123a的情况同样，可以使激光1 从接触部12 中射出。在此情况下，因为可以根据周围 的亮度来调整被照明的场所的密度，所以即使在夜间，驾驶汽车102的驾驶员也能够可视 性良好地识别沿着路面101的线状引导部121。其结果，驾驶员能够安全地驾驶汽车。图17A是表示本实施方式所涉及的其他引导装置的结构例的俯视图，图17B是从 图17A的17B-17B线所看到的剖视图。图17A以及图17B所示的引导装置的结构与图16A以及图16B的引导装置的结构 大致相同，但不同点在于构成线状引导部131的光纤132沿着路面101折回地并排配置。 图17的引导装置130与图16所示的引导装置120同样，较为理想的是，本线状引导部131 包括传输激光13的传输线132和接触部123，该接触部123被设置成能够与传输线132的 激光13射出的一侧的面接触，并将激光13的一部分从该光纤(传播线)132向外部导出。当射入光纤132的激光13到达接触部123a的正下方时，其一部分射入接触部 123a内，并作为激光13b向外部射出。线状引导部131在距离上越远离激光光源14，从其延设面射出的激光13越少，但 是在像上述那样折回地并排配置的线状引导部132中，与激光光源14相距较近的部位和较 远的部位并排地重叠，能使从沿着路面的各位置射出的激光的照射强度大致均勻，从而可 以提高可视性。另一方面，剩余在光纤132内的激光13到达其他接触部123a，同样被导出到接触 部13 外。在此，在本引导装置130中，折回地铺设光纤132。因此，使激光13射入接触部 123a的方向逆转，再次射入同一接触部123a。因为光纤132每次与接触部123a接触，在光 纤132内传播的激光13的光量都会减少，所以从光纤132上游的接触部123射出的光量大 于从下游侧的接触部123射出的光量。因此，在本引导装置130中，折回地铺设光纤132。 由此，各接触部分别与光纤132接触两次，从各接触部射出的激光的光量按照折回之前以 及折回之后的总光量计算，无论各接触部123在光纤132上的位置如何，均能够射出大致相 同的光量。另外，从光纤132射入接触部123的激光13如图17所示从左侧以及右侧这两 侧入射。因此，假设接触部123包含扩散材料，从接触部123射出的激光如图所示会向右侧 以及左侧散射。例如，象双向通行的中心线那样，当将线状引导部131的两侧用在方向相反
16情况下汽车102通行的场所时，无论是向哪个方向通行的汽车102均能够获得可视性良好 的照明。接触部12 在不与光纤132接触的情况(通常状态)下的动作等与上述的图16 所示的引导装置120的情况相同，因此省略此处的说明。根据图17A以及图17B所示的结构，因为能够使激光13b以大致均勻的照射强度 从沿着路面101的各位置照射，所以可以提高可视性。其结果，驾驶汽车102的驾驶员能够 可视性良好地识别沿着路面101的线状引导部131，从而驾驶员能够安全地驾驶汽车102。(实施方式3)以下，参照图18A以及图18B说明本发明的又一实施方式所涉及的引导装置。图18A是表示本实施方式所涉及的引导装置140的概略结构的俯视图，图18B是 从图18A的18B-18B线所看到的剖视图。如图18A所示，本实施方式所涉及的引导装置140包括射出激光13的激光光源 14和引导激光13并沿汽车(移动体)102往返的路面101上加以设置的具备光纤14 及 142b的线状引导部141。在此，如图18A以及图18B所示，光纤14 及142b被配置在路面101上所设置的 凸状中央分离带143的侧面上部143a。光纤14 及14 例如也可像实施方式1的图3的光纤15a、15b以及15f那样， 在内部包含扩散材料15d。在此情况下，例如，如图3D所示，能够通过反射镜1 等使激光 1 指向性良好地沿着指定方向向光纤的外部射出。本实施方式并不限于以上所述，例如， 也可通过实施方式1中所示的其他方法将激光13向光纤14 及142b的外部导出。本实施方式的线状引导部141具有如下功能即，通过指向性良好地向沿着路面 101的方向照射激光13，来引导汽车(移动体)102。另外，因为激光13从汽车102的前侧 射入光纤，所以通过由扩散材料15d产生的光纤中的前方散射，如图18A所示，在与道路平 行地配置光纤的状态下，能够从汽车102的前方进行照明。如果是图5的光纤17，则通过适 宜地选择反射镜(或棱镜)15p的角度，不管激光13射入光纤的入射方向如何都能够从汽 车102的前方进行照明。根据上述结构，可以实现施工或设置简单、易于维护的可视性优异的引导装置 140。另外，根据本引导装置140，可以使激光13指向性良好地沿着路面101照射。因此，可 以实现容易被汽车102的驾驶员等看到的可视性优异的线状引导部。如图18B所示，本实施方式引导装置140具有光纤14 及142b被设置在中央分 离带143的侧面上部143a的结构。因此，可以将线状引导部141紧凑地设置在可视性良好 的位置。另外，如上所述，本实施方式的引导装置140因为指向性优异，所以能够以较少的 功耗对所希望的区域进行照明。此外，也可使用实施方式1所示的其他光纤、导光板或导光 片来代替光纤14 及142b。另外，如图18A以及图18B所示，引导装置140在管理箱106内除了包括激光光源 14，还包括调制激光13的调制部144、和控制该调制部144以及激光光源14的控制部145。 而且，通过调制部144以0. 2Hz以上、IOHz以下的频率调制激光13。在此情况下，除了引导功能之外，还可以通过以人能够用视觉确认的速度让激光 13电灯，从而在各种状况下向驾驶员提供交通信息等可看得见的信息。此外，如果以0. IHz以下或超过IOHz的频率调制激光13，则在以人眼进行观察的情况下，该调制显得过慢或过快。另外，也可以取代调制激光13，通过改变激光13的色彩向汽车102的驾驶员提供 交通信息。例如，如果是高速道路的拥堵信息，若以点灯频率显示目前地点与拥堵地点之间 的距离，以颜色(无拥堵时为绿色，随着拥堵变长，颜色从黄色变成红色)显示拥堵的长度， 则驾驶员能够实时、直观且被动地获得拥堵信息，而无需通过收音机等主动地接收拥堵信
息 ο另外，也可以通过调制部144高速调制激光13，并向汽车102发送以传递行驶信 息。在此情况下，通过在汽车102上设置接收经过调制的激光13的光接收器(接收器)145， 可以接收经过调制的激光13并利用被转换成电信号的行驶信息。根据上述的结构，因为激光13指向性良好地沿着路面101照射，所以能够以更好 的可视性促使驾驶员的注意，并且以该激光13作为载体的各种信息能够作为调制信号而 被承载，并由安装在汽车102上的光接收器145接收。其结果，因为能够实时地接收汽车 102所在的区域的道路等交通信息等，所以可以为驾驶员提高便利性。此外，在本实施方式中，作为收发的信息，举出行驶信息或交通信息为例进行了说 明，但本实施方式中所处理的收发对象的信息并不限于上述的信息，例如，还可以是气象信 息、与邻近区域的介绍等相关的信息。另外，毋庸置疑，进行接收的媒体并不限定于汽车，还 可适用于由人通过便携终端等接收道路弓I导信息的情况。此外，较为理想的是，如图18A所示，在本线状引导部141上设置检测路面101的 亮度的光传感器146。在此情况下，照射到路面101或中央分离带143上的外部光线由光传感器146检 测。由光传感器146所检测出的外部光线被转换成电信号并被发送给控制部145。然后，控 制部145根据该电信号的输入来调节控制激光13的强度等。由此，控制部145例如可根据 周围的亮度来调节控制激光13的强度或颜色。其结果，因为能够以必要且充分的电力照射 最适合于驾驶员视觉确认的激光13，所以可以实现功耗的降低。较为理想的是，本线状引导部141还包括作为检测是否存在行人(人)147的人体 检测传感器的红外线传感器148。在作为人体检测传感器而具备红外线传感器的结构中，当人147靠近红外线传感 器148时，该传感器148附近的红外线147a的光量会增加。因此，红外线传感器148通过检 测该红外线147a的光量的增加，能够检测出人147的存在。当将上述的结构应用于例如道 路或停车位时，可以迅速地检测出在靠近汽车(移动体)102的场所有人147，并向驾驶员发 出通知。于是可以实现进一步提高了安全性的引导装置140。所述人体检测传感器并不限于 红外线传感器148，例如还可使用热释电红外传感器(Pyroelectric Infrared radiation Sensor)。在本实施方式中，较为理想的是，与上述的各实施方式同样，激光光源14包括RGB 光源，该RGB光源至少具有射出R光13R的R光源14R、射出G光13G的G光源14G以及射 出B光1 的B光源14B。根据此结构，可以照射色彩再现性优异且色彩丰富的激光13。其 结果，可以进一步提高引导装置的可视性。另外，本实施方式的激光光源(应为引导装置)与上述的各实施方式同样，也可以用使来自激光光源14的激光13低损失地传播的传播部分A和通过散射而指向性良好地照 射激光13的照射部分B构成线状引导部。通过采用如上所述的结构，可以高效率地利用激 光13、54，因此，能够使激光光源14低功耗地工作。另外，与上述的各实施方式同样，本实施方式的激光光源也可以是不包含RGB光 源的光源。在此情况下，较为理想的是激光光源14至少包含G光源14G。此时作为G光源 14G，最好使用射出波长为535nm附近的G光13G的半导体激光器激发的高输出SHG激光器。 在此情况下，因为可以利用对于人眼视感度(visibility)高的绿色的激光13，所以能够以 低功耗提供可视性高的线状引导部。绿色的激光13具有光电转换效率高，而且波长谱的半值宽度(full width at half maximum)窄的优点。因此，通过利用绿色的激光13，与例如利用来自绿色LED的光获 得同样效果的情况相比，能够以约十分之一的电力实现高视感度。(实施方式4)以下，参照图19说明本发明的又一实施方式所涉及的引导装置。如图19所示，本实施方式所涉及的引导装置150包括激光光源14和线状引导部 151。本实施方式所涉及的线状引导部151适合在例如写字楼、公寓等大楼中作为发生火灾 等紧急情况时的诱导灯。在本实施方式中，激光光源14被保管在其他房间内的未图示的耐火性庇护体 (shelter)内，并利用光纤进行导光。预测在发生火灾时，因为有害的烟或气体(二氧化碳气体等)会从天花板附近开 始积存，所以当向建筑物外逃离时，人们通常会一边将身体向通道的路面154附近弯曲一 边逃向室外。因此，在本实施方式中，线状引导部151被铺设在构成室内通道的侧面153的下半 部分的区域的高度方向H的下半部以下的区域。由此，例如因火灾等而欲弯腰逃离的人能 够明确地看到通道。其结果，因为能够引导人迅速地向室外避难，所以可以提高安然逃向室 外的可能性。因此，本实施方式所涉及的引导装置150可以适于用作室内通道的诱导灯。作为本线状引导部151的材料最好使用石英等玻璃。在此情况下，因为玻璃的耐热性优异，可以承受1000°C以上的高温，所以只要像上 述那样，将激光光源14放入在其他房间内的耐火性庇护体等中，即使发生火灾，该激光光 源14也不会发生故障而指出通道，因此，可以适于用作紧急情况时的诱导灯。另外，因为光纤本身非常细且完全不会占用空间，所以也不会缩减避难通道的宽 度，因此较为理想。另外，也可将如图4所示的以全彩色进行点灯的结构应用于上述图19所示的结 构。在此情况下，例如可以与设置在室内的温度传感器联动，使铺设在发生火灾的房间附近 等不得进入的区域的线状引导部以红色点灯，或根据上述各房间的温度传感器信息推断出 安全且最短的可避难的通道并以绿色点灯，向避难者152提供应前往的通道的信息。由此， 能够准确地引导避难者152安然地逃向室外，从而更安全地避难。此外，本结构中的线状引导部151也可以不铺设在侧面153上而铺设在通道的路 面154上。另外，以上的各实施方式中所述的扩散材料15d或扩散材料35只要是折射率与扩
19散材料周围的物质的折射率不同且为透明的物质即可，此外，还可使用荧光体代替扩散材 料15d或扩散材料35。只要荧光体也发出所希望的颜色的荧光，则并不限定于实施方式2 中所述的物质。(实施方式5)以下，参照图20A至图20D说明本发明的又一实施方式所涉及的引导装置。图20A至图20D是本实施方式所涉及的引导装置160的概略结构图。如图20A所 示，本引导装置160包括射出激光13的激光光源14、具有指定的单位长度的多根单位长度 光纤161、以及将相互邻接的所述单位长度光纤161彼此接合的接合部162。示出从各接合 部162导出激光13b的结构。图20B表示从接合部162导出激光13b的结构的一例。在图20B中，以相同的角度θ将进行接合的单位长度光纤161(在图20Β中，将激 光1 射出的一侧和入射的一侧加以区分而分别设为161a、161b)的各端面切断，并将切断 后的端面配置成相互平行，用透明的接合部件164填埋空隙。在此状态下，相对于单位长度光纤161a的端面法线以角度α入射的激光13的一 部分，相对于端面法线以角度α被反射。另一方面，其余的入射的激光13以满足斯涅尔定 律(Snell' s law)的角度β透过端面，并射入单位长度光纤161b的端面。同样，以角度 β射入单位长度光纤161b的端面的激光13的一部分，相对于端面法线以角度α透过。另 一方面，其余的入射的激光13以角度β反射，并再次到达单位长度光纤161a的端面，其一 部分进一步以角度α在单位长度光纤161a内透射。然后，在单位长度光纤161a和161b 的端面之间，反复进行同样的反射。这样，由单位长度光纤161a和161b的端面多重反射后 的激光均作为激光13b向相同的角度γ的方向射出。具体而言，例如由接合部件164(折 射率为1.7)接合以θ =45°被切断的光纤(折射率=1.5)，水平(即以α =45°的角 度)入射的激光从光纤中向正上方(即以Y =0°的角度)射出。此时，激光13b为入射 的激光13的0. 8%左右，被导出到光纤外。本实施方式所涉及的线状引导部因为能够从各接合部导出激光，所以产生能够每 隔指定间隔(即单位长度光纤的长度)容易设置发光部的效果。另外，根据图20B的结构， 因为能够指向性良好地向光纤外部导出激光，所以可以实现可视性更优异的结构。另外，上述的结构仅为一例，毋庸置疑，可以适宜地选择端面的角度θ、入射角 α、折射率等。另外，也可将接合部件164的折射率设为零(即不对单位长度光纤的空隙进 行任何填充)。另外，较为理想的是，将光纤的单位长度例如设为lm。在此情况下，能够以等间隔 有规则地进行照明，从而可以有效地进行照明，并且抑制功耗。而且，因为可以事先在工厂 批量地进行光纤的切断或端面的加工等工序，所以可以提供廉价的引导线。此外，该单位长 度仅为一例，当然也可以根据施工场所的必要性等改成任意的长度。此外，本实施方式所涉及的弓I导线装置160也可采用图20C所示的结构。即，也可 将接合部162固定在使激光1 相对于地面163以指定角度射出的位置。在本实施方式中， 如图20C所示，接合部162通过保持部16 和固定台162b而被固定于地面163。例如，在 使用图20B所示的单位长度光纤161a、161b的情况下，为了指向性良好地向指定方向导出 激光13b，如上所述，端面必须互相平行。因此，通过利用保持部16 进行固定，以使端面互 相平行，从而能够指向性良好地导出激光13b。而且，如果在将固定台162b以指定朝向固定于保持部16 的状态下固定于地面163，则可固定成使激光1 相对于所设置的地面163 向指定方向射出。在此情况下，能够容易地使从各接合位置射出的激光的方向一致。在图20D的结构中，与图20B的情况同样，也可使用固定突起162c代替固定台 162b。但是，本实施方式并不限于此，也可使用能够固定光纤方向的其他方法以及结构。此外，在上述的各实施方式中，作为构成光纤的芯部或包层的物质，列举了石英、 树脂等，但毋庸置疑，可根据使用环境、长度、用途而自由地进行选择。如果是单纯地在室外 长时间使用，则可以考虑使用耐气候性优异的石英光纤，当以弯曲状态进行铺设时，可以考 虑使用虽粗但柔韧性优异的丙烯酸或聚碳酸酯等树脂光纤，但是并不限定于这些光纤，可 以自由地选择氟聚合物树脂、含氘化聚合物或聚苯乙烯等。还可将石英用作芯部，将树脂等 用作包层，并加以组合。如上所述，本发明所提供的引导装置通过光来引导移动体，包括射出激光的激光 光源；以及在所述移动体往返的路面上沿着引导方向延伸设置的用于传输所述激光的线状 引导部，其中，所述线状引导部传输所述激光，并且从其延设面具有指向性地向所述引导方 向照射该激光。根据上述的结构，从激光光源射出的激光在沿路面延伸设置的线状引导部中传 输，并且从其延设面具有指向性地向引导方向照射。即，线状引导部兼具有传输从激光光源 射出的激光的功能、和从延设面照射该激光进行引导的功能。此种结构的线状引导部如下 所述，与普通光纤大不相同。即，普通光纤仅具有传输光的功能，在此种普通光纤中，被传输的光仅从其前端部 射出。因此，若想要通过普通光纤来实现利用光的引导装置，则需要像所述专利文献2那 样，使用多根光纤，并将多根光纤的前端部进行排列。相对于此，本引导装置的线状引导部如上所述，能够一边传输激光一边从延设面 导出激光进行照射，因此，可以从一根线状引导部的延设面大范围地导出所希望的激光。 即，本引导装置通过延伸设置与激光光源连接的线状引导部，能够容易且大范围地实现光 的引导。由此，可以实现铺设施工或设置简单、易于维护的低成本的引导装置。另外，由于 本引导装置指向性良好地沿着引导方向照射激光，因此容易被移动体的驾驶员等看到，可 视性优异。较为理想的是，所述激光光源被设置在所述路面的外侧或所述路面的下部。即使像上述那样，将激光光源设置在路面的外侧或路面的下部，也能够通过延伸 设置线状引导部，容易且大范围地实现光的引导。因此，可以将激光光源设置在例如路面外 的办公楼的室内或路面下部的保管室中，也容易恰当地保护该激光光源不受水或外气以及 日光等的影响。由此，可以实现整个引导装置的长寿命化。较为理想的是，所述线状引导部包括具有芯部及包层的光纤，所述芯部及包层的 至少其中之一包含扩散材料。这样，通过使用所述芯部及包层的至少其中包含扩散材料的光纤，可以容易地实 现线状引导部。而且，在该结构中，通过恰当地设计光纤内的扩散材料的配置或密度，可以 容易且指向性良好地照射所希望的激光。较为理想的是，所述线状引导部包括使所述激光从所述延设面向外部射出的多个 反射镜或棱镜。
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这样，只要使用多个反射镜或棱镜，就可以容易且指向性良好地向所希望的方向 照射激光。较为理想的是，在上述的结构中还包括与所述线状引导部的前端部连接，并呈面 状地照射所述激光的导光板。在此情况下，因为能够呈面状地照射所述激光，所以可以具有一定宽度地将该激 光照射在所述路面上。其结果，可以进一步提高可视性。较为理想的是，所述线状引导部包括传输所述激光的传输线；以及被设置成能 够与所述传输线的所述激光射出的一侧的面接触，并将激光的一部分从所述传输线向外部 导出的接触部。根据上述结构，通过恰当地设计与传输线接触的接触部的配置，能够在所希望的 位置高效率地导出所述激光。例如，也能够以固定周期导出激光。较为理想的是，所述线状引导部沿着所述路面折回地并排配置。虽然线状引导部在距离上越远离所述激光光源，从其延设面射出的激光越少，但 是在像上述那样折回地并排配置的线状引导部中，在与激光光源相距较近的部位和与激光 光源相距较远的部位并排地重叠，能使从沿着路面的各位置射出的激光的照射强度大致均 勻，从而可提高可视性。较为理想的是，所述线状引导部被设置在所述路面上所设置的凸状的中央分离带 的侧面上部。在此情况下，可以将引导装置紧凑地设置在可视性良好的位置。较为理想的是，所述线状引导部被设置在作为所述路面的构成室内通道的侧面的 下半部分的区域。在此情况下，能够实现适合用作室内通道的指引灯的引导装置。较为理想的是，所述线状引导部包括被排列成呈面状地照射所述激光的多根枝光纤。由此，能够通过简单的结构呈面状地照射激光，从而能够进一步提高可视性。较为理想的是，在所述线状引导部的周围配置反射镜，通过所述反射镜反射从所 述线状引导部中射出的所述激光。较为理想的是，所述反射镜为抛物面镜。较为理想的是，所述线状引导部包括传输所述激光的光纤，使所述光纤在导出所 述激光的位置弯曲。较为理想的是，在导出所述激光的位置的光纤的弯曲直径越靠近所述光纤的下游 侧越小。因此，越在光纤的下游侧，光纤内越容易超过全反射条件，无论与激光光源相距的 距离如何，均能够以均勻的光量射出所述激光。较为理想的是，所述线状引导部包括传输所述激光的光纤，所述光纤具有包层和 由该包层所围的中空部，在所述中空部中注入有包含荧光体或扩散材料的透明液体。较为理想的是，在上述的结构中，彼此不会混合的多种所述透明液体被注入所述 中空部。较为理想的是，所述线状引导部包括剖面直径根据与所述激光光源相距的距离而发生变化的锥状光纤。较为理想的是，所述线状引导部具有其末端部与所述激光的入射部连接的环状结 构。较为理想的是，所述线状引导部为剖面直径根据与所述激光光源相距的距离而发 生变化的锥状光纤。较为理想的是，所述线状引导部包括具有芯部及包层的光纤，所述芯部的折射率 低于所述包层的折射率。在此情况下，能够在分布均勻且较长的区域中，容易地导出激光。较为理想的是，所述线状引导部通过接合具有指定长度的多根光纤而形成，并从 分别接合所述多根光纤的接合部导出所述激光。在此情况下，因为能够从所述各接合部导出激光，所以能够每隔指定的间隔容易 地设置发光部。另外，因为能够指向性良好地向所述光纤的外部导出激光，所以可以实现可 视性更优异的结构。较为理想的是，在上述的结构中还包括以指定朝向将所述接合部固定于所述路面 的固定部。本发明所提供的另一种引导装置包括射出激光的激光光源；让所述激光射入并 进行导光的光纤；以及将由光纤所引导的激光作为二维光射出的导光片，其中，所述导光片 被加工成网眼状。根据上述结构，通过使用被加工成网眼状的导光片，即使传输路的一部分被切断， 也由于激光会从其他部位绕入，因此，在传输路的切断位置的下游侧，仍可射出激光。由此， 能够以简单的结构指向性良好地向大范围射出激光，且可以实现可靠性高的引导装置。较为理想的是，在上述的结构中还包括控制所述激光光源以改变所述激光的发光 频率或颜色的控制部，所述控制部通过在0. 2Hz以上IOHz以下的范围内调制所述激光的发 光频率，或改变所述激光的颜色，向所述移动体的驾驶员提供信息。在此情况下，除了引导功能之外，还可以通过向驾驶员提供交通信息等可视信息 来促使驾驶员引起注意。较为理想的是，在上述的结构中还包括调制所述激光的调制部，所述调制部将所 述激光作为载体加以调制并向所述移动体发送信息。根据上述结构，可以将激光作为载体，并将各种信息作为调制信号承载而发送给 移动体。由此，只要能够由安装在移动体上的接收器接收所述激光，则能够实时地获得所述 移动体所在的区域的道路行驶信息等。由此，可以为驾驶员提高便利性。较为理想的是，在上述的结构中还包括检测所述路面的亮度的光传感器；以及 根据所述光传感器的检测结果来控制所述激光光源的控制部。在此情况下，通过根据周围的亮度来改变激光的强度或颜色，能够以必要且充分 的电力照射最适合于驾驶员观察的激光。较为理想的是，在上述结构中，所述引导线还包括检测是否存在行人的人体检测 传感器；以及根据所述人体检测传感器的检测结果来控制所述激光光源的控制部。在此情况下，通过迅速地检测在停车位等处有人位于靠近移动体的地方，并将该 情况通知驾驶员，从而可以实现进一步提高了安全性的引导装置。
产业上的利用可能性本发明的引导装置通过在光学方面对光纤的结构、路面上的配置以及来自光纤的 激光的导出进行改进而具有了指向性，从而可以适合用于施工或设置容易、易于维护的可 视性优异的道路显示装置等。而且，通过有效地利用激光的散斑杂讯及颜色，能够以必要且充分的电力提高可 视性，因此能够实现低功耗工作，并且，由于能够实时地向移动体的驾驶员提供大量的信息 而使驾驶员轻松地驾驶移动体，所以极为有用。此外，发明的详细说明的项目中所述的具体实施方式
或实施例仅为了使本发明的 技术内容明确，不应仅限定于此种具体例来狭隘地进行解释，在本发明的精神和权利要求 项的范围内，可以进行各种变更并加以实施。
权利要求
1.一种引导装置，通过光来引导移动体，其特征在于包括射出激光的激光光源；以及在所述移动体往返的路面上沿着引导方向延伸设置的用于传输所述激光的线状引导 部，其中，所述线状引导部，传输所述激光并且从其延设面具有指向性地向所述引导方向照射该 激光。
2.根据权利要求1所述的引导装置，其特征在于所述激光光源被设置在所述路面的 外侧或所述路面的下部。
3.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括具有芯部 及包层的光纤，其中，所述芯部及包层的至少其中之一包含扩散材料。
4.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括使所述激 光从所述延设面向外部射出的多个反射镜或棱镜。
5.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于还包括与所述线状引导部的顶 端部连接，并呈面状地照射所述激光的导光板。
6.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于，所述线状引导部包括传输所述激光的传输线；以及被设置成能够与所述传输线的所述激光射出的一侧的面接触，并将激光的一部分从所 述传输线向外部导出的接触部。
7.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部沿着所述路面 折回地并排配置。
8.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部被设置在所述 路面上所设置的凸状的中央分离带的侧面上部。
9.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部被设置在作为 所述路面的构成室内通道的侧面的下半部分的区域。
10.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括被排列成 呈面状地照射所述激光的多根枝光纤。
11.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于在所述线状引导部的周围配置 反射镜，通过所述反射镜反射从所述线状引导部中射出的所述激光。
12.根据权利要求11所述的引导装置，其特征在于所述反射镜为抛物面镜。
13.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括传输所述 激光的光纤，其中，使所述光纤在导出所述激光的位置弯曲。
14.根据权利要求13所述的引导装置，其特征在于在导出所述激光的位置的光纤的 弯曲直径越靠近所述光纤的下游侧越小。
15.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括传输所述 激光的光纤，其中，所述光纤具有包层和由该包层所围的中空部，在所述中空部中注入有包含荧光体或扩散材料的透明液体。
16.根据权利要求15所述的引导装置，其特征在于彼此不会混合的多种所述透明液 体被注入所述中空部。
17.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括剖面直径 根据与所述激光光源相距的距离而发生变化的锥状光纤。
18.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部具有其末端部 与所述激光的入射部连接的环状结构。
19.根据权利要求18所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部为剖面直径根据 与所述激光光源相距的距离而发生变化的锥状光纤。
20.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部包括具有芯部 及包层的光纤，其中，所述芯部的折射率低于所述包层的折射率。
21.根据权利要求1或2所述的引导装置，其特征在于所述线状引导部通过接合具有 指定长度的多根光纤而形成，并从分别接合所述多根光纤的接合部导出所述激光。
22.根据权利要求21所述的引导装置，其特征在于还包括以指定朝向将所述接合部 固定于所述路面的固定部。
23.一种引导装置，其特征在于包括 射出激光的激光光源；让所述激光射入并进行导光的光纤；以及将由光纤引导的激光作为二维光射出的导光片，其中，所述导光片被加工成网眼状。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的引导装置，其特征在于还包括控制所述激 光光源以改变所述激光的发光频率或颜色的控制部，其中，所述控制部通过在0. 2Hz以上IOHz以下的范围内调制所述激光的发光频率或改变所 述激光的颜色，向所述移动体的驾驶员提供信息。
25.根据权利要求1至23中任一项所述的引导装置，其特征在于还包括调制所述激 光的调制部，其中，所述调制部将所述激光作为载体加以调制并向所述移动体发送信息。
26.根据权利要求1至23中任一项所述的引导装置，其特征在于还包括 检测所述路面的亮度的光传感器；以及根据所述光传感器的检测结果来控制所述激光光源的控制部。
27.根据权利要求1至23中任一项所述的引导装置，其特征在于，所述线状引导部还包括检测是否存在行人的人体检测传感器；以及 根据所述人体检测传感检测结果来控制所述激光光源的控制部。
全文摘要
本发明的引导装置包括射出激光的激光光源；以及在所述移动体往返的路面上沿着引导方向延伸设置的用于传输所述激光的线状引导部，其中，所述线状引导部具备以下功能传输所述激光，并且从其延设面具有指向性地向所述引导方向照射所述激光，通过光来引导移动体。
文档编号G09F13/00GK102067194SQ200980123908
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月30日 优先权日2008年7月2日
发明者伊藤达男, 古屋博之, 山本和久, 式井慎一, 门胁慎一 申请人:松下电器产业株式会社
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