(57)【要約】【課題】スペックルの発生を抑制しながら、接近する被照明物を適切に照明し続けることができる照明装置を備えた移動体および照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、コヒーレント光を拡散させる光学素子と、コヒーレント光を光学素子上で走査させる光走査部材と、を有する。光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、複数の要素拡散領域のそれぞれは、コヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違している。発光タイミング制御部は、所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、被照明物への接近に伴って、被照明領域の角度範囲が拡大するように、発光タイミングを制御する。【選択図】図１
2020029259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体本体と、
前記移動体本体に設けられた照明装置と、
を備え、
前記照明装置は、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記移動体本体の移動速度を測定する速度センサと、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記速度センサの測定結果に応じて、前記被照明物への接近に伴い被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする移動体。
【請求項２】
前記発光タイミング制御部は、前記被照明物への接近に伴って、前記被照明領域の角度範囲の中心が、上方向および／または横方向に移動するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記移動体が加速している場合、前記発光タイミング制御部は、前記移動体が等速で移動している場合に比べて、前記被照明領域の角度範囲の拡大速度が大きくなるように、コヒーレント光の発光タイミングを制御し、
前記移動体が減速している場合、前記発光タイミング制御部は、前記移動体が等速で移動している場合に比べて、前記被照明領域の角度範囲の拡大速度が小さくなるように、コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動体。
【請求項４】
前記所定の角度範囲内を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像結果を画像処理して、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を認識する画像処理部と、
をさらに備え、
前記発光タイミング制御部は、前記画像処理部により認識された前記被照明物を照明するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の移動体。
【請求項５】
前記光学素子は、ホログラム記録媒体であり、
前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、それぞれ相違する干渉縞パターンが形成された要素ホログラム領域である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の移動体。
【請求項６】
前記光学素子は、複数のレンズアレイを有するレンズアレイ群であり、
前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、前記レンズアレイを有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の移動体。
【請求項７】
移動体に搭載される照明装置であって、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記移動体の移動速度を測定する速度センサの測定結果に応じて、前記被照明物への接近に伴い被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
前記移動体が加速している場合、前記発光タイミング制御部は、前記移動体が等速で移動している場合に比べて、前記被照明領域の角度範囲の拡大速度が大きくなるように、コヒーレント光の発光タイミングを制御し、
前記移動体が減速している場合、前記発光タイミング制御部は、前記移動体が等速で移動している場合に比べて、前記被照明領域の角度範囲の拡大速度が小さくなるように、コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光を用いて所定範囲を照明する照明装置が設けられた移動体および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コヒーレント光を発光する光源と、コヒーレント光が照射されることで再生される回折光が所定光度分布の車両灯具用配光パターンを形成するように計算されたホログラムパターンが記憶されたホログラム素子と、を備えた車両用灯具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４６６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コヒーレント光を放出可能であるレーザ光源は、従来のランプ光源やＬＥＤと比べて微小な発行面積で強力な光エネルギーを放出可能であるため、配光を細かく制御できるとともに、遠方まで光をとどけることができるという利点がある。一方で、コヒーレント光が道路表面などの散乱反射面に当たると、散乱反射面の各部で反射したコヒーレント光が互いに干渉して、スペックルが発生するという問題がある。特許文献１のように車両用灯具としてコヒーレント光を用いる場合、運転者の視界にスペックルが発生することで、運転者の注意力がそがれるおそれがある。また、照明装置内の拡散板や光均一化光学系等によりレーザ光の光路が複雑に混合される場合、照明装置から発生するスペックルも問題となる。これは被照射面上の照度分布として測定可能なスペックル成分であり、上記散乱反射面での散乱により生成されるスペックル成分とは区別される。
【０００５】
また、車両の進行方向前方に位置する被照明物を照明する場合、被照明物への接近に伴って、車両を中心とする角度空間における被照明物の角度範囲が拡大する。特許文献１のように光源から発光されたコヒーレント光を所定の角度範囲の全域に一辺に拡散させる場合、被照明物への接近に伴って、被照明物が被照明領域からはみ出してしまい、被照明物の全体を視認できなくなることがある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、スペックルの発生を抑制しながら、接近する被照明物を適切に照明し続けることができる照明装置を備えた移動体および照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による移動体は、
移動体本体と、
前記移動体本体に設けられた照明装置と、
を備え、
前記照明装置は、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記被照明物への接近に伴って、被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する。
本発明による移動体において、前記発光タイミング制御部は、前記被照明物への接近に伴って、前記被照明領域の角度範囲の中心が、上方向および／または横方向に移動するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御してもよい。
本発明による移動体において、前記移動体本体の移動速度を測定する速度センサをさらに備え、前記発光タイミング制御部は、前記速度センサの測定結果に応じて、前記被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御してもよい。
本発明による移動体において、前記所定の角度範囲内を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の撮像結果を画像処理して、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を認識する画像処理部と、をさらに備え、前記発光タイミング制御部は、前記画像処理部により認識された前記被照明物を照明するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御してもよい。
本発明による移動体において、前記光学素子は、ホログラム記録媒体であり、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、それぞれ相違する干渉縞パターンが形成された要素ホログラム領域であってもよい。
本発明による移動体において、前記光学素子は、複数のレンズアレイを有するレンズアレイ群であり、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、前記レンズアレイを有してもよい。
本発明による照明装置は、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記被照明物への接近に伴って、被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スペックルの発生を抑制しながら、接近する被照明物を適切に照明し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による移動体の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、光走査部材によりコヒーレント光が光学素子上を走査される様子を示す図である。
【図３】図３は、光学素子により拡散されたコヒーレント光が所定の角度範囲に入射される様子を示す図である。
【図４】図４は、発光タイミングの制御により、所定の角度範囲内の任意の領域を照明する例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態による移動体の概略構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態による移動体の概略構成を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、移動体と被照明物とを上方から見た図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、図７（ａ）〜（ｃ）に対応する図面であって、移動体を運転する運転者の視界を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１１】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施の形態による移動体９の概略構成を示す図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、図１の移動体９と被照明物３１とを上方から見た図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、図７（ａ）〜（ｃ）に対応する図面であって、移動体９を運転する運転者の視界を示す図である。
【００１３】
本明細書において、移動体９とは、被照明物３１に対して３次元空間を相対移動可能な移動装置、特に乗り物を意味する。図７（ａ）〜（ｃ）に示された例では、移動体９は、地上を走行する車両であり、より詳しくは自動車であるが、これに限定されず、海上を走行する船舶、海中を移動する潜水艦、または空中を移動する飛行機等であってもよい。
【００１４】
図１および図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施の形態による移動体９は、移動体本体２と、移動体本体２に設けられた照明装置１と、を備えている。
【００１５】
本実施の形態の照明装置１は、進行方向前方に位置する被照明物３１を追尾して照明するための補助灯である。照明装置１は、交通法規等により規定される所定範囲を照明するための前照灯と共通のユニットに並べて設けられていてもよいし、前照灯とは別個のユニットに独立に設けられていてもよい。
【００１６】
図１に示すように、照明装置１は、コヒーレント光Ｌを発光するコヒーレント光源４と、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する発光タイミング制御部５と、発光タイミング制御部５により発光タイミングが制御されたコヒーレント光Ｌを拡散させる光学素子３と、コヒーレント光源４からのコヒーレント光Ｌを光学素子３上で走査させる光走査部材６と、を有している。
【００１７】
このうちコヒーレント光源４としては、たとえば半導体レーザ光源が用いられ得る。発光強度を高めるために、コヒーレント光源４が複数個設けられていてもよい。
【００１８】
発光タイミング制御部５は、コヒーレント光源４からコヒーレント光Ｌを発光させる発光タイミングを制御する。
【００１９】
具体的には、たとえば、発光タイミング制御部５は、コヒーレント光源４からコヒーレント光Ｌを発光させるか否か、すなわち発光のオン／オフを制御する。あるいは、発光タイミング制御部５は、コヒーレント光源４から発光されたコヒーレント光Ｌを光走査部材６の入射面に導光するか否かを切り替えてもよい。後者の場合、コヒーレント光源４と光走査部材６との間に不図示の光シャッタ部を設けて、この光シャッタ部でコヒーレント光Ｌの通過／遮断を切り替えればよい。
【００２０】
光走査部材６は、コヒーレント光源４からのコヒーレント光Ｌの進行方向を経時的に変化させ、コヒーレント光Ｌの進行方向が一定にならないようにする。この結果、光走査部材６を出射したコヒーレント光Ｌは、光学素子３の入射面３ｓ上を走査するようになる。
【００２１】
光走査部材６は、たとえば図２に示すように、互いに交差する方向に延在される２つの回転軸１１、１２回りに回転可能な反射デバイス１３を有する。この反射デバイス１３の反射面１３ｓに入射されたコヒーレント光源４からのコヒーレント光Ｌは、反射面１３ｓの傾斜角度に応じた角度で反射されて、光学素子３の入射面３ｓの方向に進行する。反射デバイス１３を２つの回転軸１１、１２回りに回転させることで、コヒーレント光Ｌは光学素子３の入射面３ｓ上を２次元的に走査することになる。反射デバイス１３は、たとえば一定の周期で２つの回転軸１１、１２回りに回転する動作を繰り返すため、この周期に同期して、光学素子３の入射面３ｓ上をコヒーレント光Ｌは繰り返し２次元走査する。
【００２２】
光学素子３は、コヒーレント光Ｌが入射される入射面３ｓを有し、この入射面３ｓに入射されたコヒーレント光Ｌを拡散させて、所定の角度範囲を照明する。より具体的には、光学素子３により拡散されたコヒーレント光Ｌは、所定の角度範囲に対応する仮想照明領域１０内の被照明領域１０ａ（図４参照）を通過した後、実際の照明範囲である所定範囲を照明する。
【００２３】
ここで、被照明領域１０ａは、光学素子３によって照明されるニアフィールドの被照明領域である。ファーフィールドの照明範囲は、実際の被照明領域の寸法よりも、角度空間における拡散角度分布として表現されることが多い。本明細書における「被照明領域」という用語は、実際の被照射面積（照明範囲）に加え、角度空間における拡散角度範囲も包含するものとする。したがって、図１の照明装置１によって照明される所定範囲は、図１に示すニアフィールドの被照明領域１０ａよりもはるかに広い領域となり得る。
【００２４】
図３は、光学素子３により拡散されたコヒーレント光Ｌが仮想照明領域１０に入射される様子を示す図である。光学素子３は、入射されたコヒーレント光Ｌを拡散させて、全体として仮想照明領域１０の全域を照明する。
【００２５】
図３に示すように、光学素子３は、複数の要素拡散領域１５を有している。各要素拡散領域１５は、入射されたコヒーレント光Ｌを拡散させて、仮想照明領域１０内の対応する部分領域１９を照明する。部分領域１９の少なくとも一部は、要素拡散領域１５ごとに相違している。
【００２６】
具体的には、たとえば、光学素子３は、ホログラム記録媒体１６を用いて構成され得る。ホログラム記録媒体１６に入射されて拡散されたコヒーレント光Ｌは、仮想照明領域１０を照明する。
【００２７】
図３に示すように、ホログラム記録媒体１６は、複数の要素ホログラム領域１８を有している。複数の要素ホログラム領域１８のそれぞれは、入射されたコヒーレント光Ｌを拡散させることにより、仮想照明領域１０内の対応する部分領域１９を照明する。各要素ホログラム領域１８が照明する部分領域１９の少なくとも一部は、要素ホログラム領域１８ごとに相違している。すなわち、異なる要素ホログラム領域１８が照明する部分領域１９同士は、少なくとも一部が相違している。
【００２８】
各要素ホログラム領域１８には干渉縞パターンが形成されている。よって、各要素ホログラム領域１８に入射されたコヒーレント光Ｌは、干渉縞パターンによって回折されて、仮想照明領域１０内の対応する部分領域１９を照明する。干渉縞パターンを種々に調整することで、各要素ホログラム領域１８により回折すなわち拡散されるコヒーレント光Ｌの進行方向を変えることができる。
【００２９】
このように、各要素ホログラム領域１８内の各点に入射されたコヒーレント光Ｌは、仮想照明領域１０内の対応する部分領域１９を照明する。また、光走査部材６は、各要素ホログラム領域１８内をコヒーレント光Ｌで走査させることで、各要素ホログラム領域１８に入射されるコヒーレント光Ｌの入射位置および入射角度を経時的に変化させる。一つの要素ホログラム領域１８内に入射されたコヒーレント光Ｌは、その要素ホログラム領域１８内のどの位置に入射されても、共通の部分領域１９を照明する。これはすなわち、部分領域１９の各点に入射されるコヒーレント光Ｌの入射角度が経時的に変化することを意味する。この入射角度の変化は、人間の目で分解不可能な速さであり、結果として、人間の目には、相関のないコヒーレント光Ｌの散乱パターンが多重化されて観察される。したがって、各散乱パターンに対応して生成されたスペックルが重ねられて平均化され、観察者に観察されることになる。これにより、仮想照明領域１０では、スペックルが目立ちにくくなる。また、光走査部材６からのコヒーレント光Ｌは、ホログラム記録媒体１６の各要素ホログラム領域１８を順に走査するため、各要素ホログラム領域１８内の各点で回折されたコヒーレント光Ｌはそれぞれ異なる波面を有し、これらの回折されたコヒーレント光Ｌが仮想照明領域１０上に独立に重ね合わされることで、仮想照明領域１０ではスペックルの目立たない均一な照度分布が得られる。
【００３０】
図３では、各要素ホログラム領域１８が、仮想照明領域１０内のそれぞれ異なる部分領域１９を照明する例を示しているが、部分領域１９の一部は隣接する部分領域１９と重なっていてもよい。また、部分領域１９のサイズは、要素ホログラム領域１８ごとに相違していてもよい。さらに、要素ホログラム領域１８の配列順序に従って、対応する部分領域１９が仮想照明領域１０内で配列されている必要はない。すなわち、ホログラム記録媒体１６内での要素ホログラム領域１８の配列順序と、仮想照明領域１０内での対応する部分領域１９の配列順序とは、必ずしも一致している必要はない。
【００３１】
次に、ホログラム記録媒体１６の構造について詳しく説明する。
【００３２】
ホログラム記録媒体１６は、たとえば実物の散乱板からの散乱光を物体光として用いて作製することができる。より具体的には、ホログラム記録媒体１６の母体であるホログラム感光材料に、互いに干渉性を有するコヒーレント光からなる参照光と物体光とを照射すると、これらの光の干渉による干渉縞パターンがホログラム感光材料に形成されて、ホログラム記録媒体１６が作製される。参照光としては、コヒーレント光であるレーザ光が用いられ、物体光としては、たとえば安価に入射可能な等方散乱板の散乱光が用いられる。
【００３３】
ホログラム記録媒体１６を作製する際に用いた参照光の焦点位置からホログラム記録媒体１６に向けてコヒーレント光を照射することで、ホログラム記録媒体１６を作製する際に用いた物体光の元となる散乱板の配置位置に、散乱板の再生像が生成される。ホログラム記録媒体１６を作製する際に用いた物体光の元となる散乱板が均一的な面散乱をしていれば、ホログラム記録媒体１６により得られる散乱板の再生像も、均一な面照明となり、この散乱板の再生像が生成される領域が仮想照明領域１０となる。
【００３４】
本実施の形態では、光学素子３を用いて、仮想照明領域内の一部だけ照明するような照明制御を行うことができるようにしている。このような照明制御をホログラム記録媒体１６を用いて行うには、各要素ホログラム領域１８に形成される干渉縞パターンが複雑になる。このような複雑な干渉縞パターンは、現実の物体光と参照光とを用いて形成する代わりに、予定した再生照明光の波長や入射方向、および再生されるべき像の形状や位置等に基づいて計算機を用いて設計することが可能である。このようにして得られるホログラム記録媒体１６は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）とも呼ばれる。また、各要素ホログラム領域１８上の各点における拡散角度特性が同じであるフーリエ変換ホログラムを計算機合成により形成してもよい。さらに、仮想照明領域１０の光軸後方側にレンズなどの光学部材を設けて、実際の照明範囲のサイズおよび位置を設定してもよい。
【００３５】
光学素子３としてホログラム記録媒体１６を設けることによる利点の一つは、コヒーレント光Ｌの光エネルギー密度を拡散により低下できることである。また、別の利点の一つは、ホログラム記録媒体１６が指向性の面光源として利用可能になるため、従来のランプ光源（点光源）と比較して、同じ照度分布を達成するために必要な光源面上の輝度を低下できることである。これにより、コヒーレント光の安全性向上に寄与でき、被照明領域１０ａを通過したコヒーレント光Ｌを人間の目で直視しても、単一点光源を直視する場合に比べ、人間の目に悪影響を与えるおそれが少なくなる。
【００３６】
図１では、光走査部材６からのコヒーレント光Ｌが光学素子３を透過して拡散する例を示したが、光学素子３は、コヒーレント光Ｌを拡散反射させるものでもよい。たとえば、光学素子３としてホログラム記録媒体１６を用いる場合、ホログラム記録媒体１６は反射型でも透過型でもよい。一般に、反射型のホログラム記録媒体１６（以下、反射型ホロ）は、透過型のホログラム記録媒体１６（以下、透過型ホロ）に比べて、波長選択性が高い。すなわち、反射型ホロは、異なる波長に対応した干渉縞パターンを積層させても、所望の層のみで所望の波長のコヒーレント光を回折させることができる。また、０次光の影響を除去しやすい点でも、反射型ホロは優れている。一方、透過型ホロは、回折可能なスペクトルが広く、コヒーレント光源４の許容度が広いが、異なる波長に対応した干渉縞パターンを積層させると、所望の層以外の層でも所望の波長のコヒーレント光が回折されてしまう。よって、一般には、透過型ホロは、積層構造にすることが困難である。
【００３７】
また、ホログラム記録媒体１６の具体的な形態としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラム記録媒体１６でもよいし、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラム記録媒体１６でもよい。あるいは、レリーフ型（エンボス型）のホログラム記録媒体１６でもよい。
【００３８】
本実施の形態では、光走査部材６は、コヒーレント光源４からのコヒーレント光Ｌを、光学素子３の入射面３ｓ上で周期的に走査させるようになっており、発光タイミング制御部５は、光走査部材６によるコヒーレント光Ｌの走査タイミングに同期させて、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。
【００３９】
各要素ホログラム領域１８にコヒーレント光Ｌを照射するか否かを発光タイミング制御部５により制御することで、図４に示すように、仮想照明領域１０内の任意の領域１０ａを選択的に照明することができるとともに、被照明領域１０ａの角度範囲の大きさおよび／または中心位置を容易に変更することができる。この際、選択された領域の各部分領域１９は、人間の目では同時に照明されているかのような速度で、コヒーレント光Ｌにより順に照明されていく。
【００４０】
本実施の形態では、発光タイミング制御部５は、仮想照明領域１０に対応する所定の角度範囲内の静止した被照明物３１を照明するとともに、被照明物３１への接近に伴って、被照明領域１０ａの角度範囲が拡大するように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御するように構成されている。
【００４１】
また、発光タイミング制御部５は、被照明物３１への接近に伴って、被照明領域１０ａの角度範囲の中心が、上方向および／または横方向に移動するように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御するように構成されている。
【００４２】
次に、図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｃ）を参照して、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００４３】
図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、移動体９の進行方向前方に位置する被照明物３１（たとえば、交通標識）が、移動体９を中心とする角度空間において、照明装置１により照明可能な所定の角度範囲内に含まれる場合、発光タイミング制御部５は、当該所定の角度範囲内の静止した被照明物３１を照明するように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。
【００４４】
具体的には、たとえば、発光タイミング制御部５は、所定の角度範囲に対応する仮想照明領域１０内の複数の部分領域１９のうち、被照明物３１と少なくとも一部が重なる部分領域１９を特定し、特定された部分領域１９に対応する要素ホログラム領域１８にはコヒーレント光Ｌが照射されるが、他の要素ホログラム領域１８にはコヒーレント光Ｌが照射されないように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。これにより、図８（ａ）に示すように、仮想照明領域１０内の被照明物３１が適切に照明される。
【００４５】
次に、図７（ｂ）および図８（ｂ）に示すように、移動体９が被照明物３１に対して接近する場合、発光タイミング制御部５は、被照明物３１への接近に伴って、被照明領域１０ａの角度範囲が拡大するように、かつ、被照明領域１０ａの角度範囲の中心が、上方向および／または横方向に移動するように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。
【００４６】
具体的には、たとえば、発光タイミング制御部５は、仮想照明領域１０のうち被照明領域１０ａに対応する部分領域１９と被照明領域１０ａの上方向および／または横方向に隣接する部分領域１９とを特定し、特定された部分領域１９に対応する要素ホログラム領域１８にはコヒーレント光Ｌが照射されるが、他の要素ホログラム領域１８にはコヒーレント光Ｌが照射されないように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。これにより、図８（ｂ）に示すように、被照明領域１０ａの角度範囲が拡大される（図示された例では、４コマから６コマへと拡大される）とともに、被照明領域１０ａの角度範囲の中心が、上方向および／または横方向（図示された例では、左方向）に移動される。これにより、図８（ｂ）に示すように、移動体９の進行に合わせて被照明物３１を追従照明することが可能となる。
【００４７】
次に、図７（ｃ）および図８（ｃ）に示すように、移動体９が被照明物３１に対してさらに接近する場合、発光タイミング制御部５は、被照明物３１への接近に伴って、被照明領域１０ａの角度範囲が拡大するように、かつ、被照明領域１０ａの角度範囲の中心が、上方向および／または横方向に移動するように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。
【００４８】
具体的には、たとえば、発光タイミング制御部５は、仮想照明領域１０のうち被照明領域１０ａに対応する部分領域１９と被照明領域１０ａの上方向および／または横方向に隣接する部分領域１９とを特定し、特定された部分領域１９に対応する要素ホログラム領域１８にはコヒーレント光Ｌが照射されるが、他の要素ホログラム領域１８にはコヒーレント光Ｌが照射されないように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。これにより、図８（ｃ）に示すように、被照明領域１０ａの角度範囲が拡大される（図示された例では、６コマから１２コマへと拡大される）とともに、被照明領域１０ａの角度範囲の中心が、上方向および／または横方向（図示された例では、左上方向）に移動される。これにより、図８（ｃ）に示すように、移動体９の進行に合わせて被照明物３１を追従照明することが可能となる。
【００４９】
以上のような本実施の形態によれば、光学素子３が複数の要素拡散領域１５を有し、各要素拡散領域１５は所定の角度範囲内の対応する部分領域１９を照明するため、各要素拡散領域１５にコヒーレント光Ｌを照射するか否かを発光タイミング制御部５により制御することで、所定の角度範囲内の任意の領域を選択的に照明することができるとともに、被照明領域１０ａの角度範囲の大きさおよび／または中心位置を容易に変更することができる。移動体９を中心とする角度空間における被照明物３１の角度範囲は、被照明物３１への接近に伴って拡大するものの、発光タイミング制御部５によるコヒーレント光Ｌの発光タイミングの制御により、被照明物３１への接近に伴って被照明領域１０ａの角度範囲が拡大されることで、接近する被照明物３１が被照明領域１０ａからはみ出してしまうことを抑制できる。これにより、移動体９を運転する運転者は、被照明物３１の全体を視認し続けることが可能である。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、光走査部材６がコヒーレント光Ｌを各要素拡散領域１５内で走査し、各要素拡散領域１５内の各点に入射されたコヒーレント光Ｌは、対応する部分領域１９の全域を照明するため、被照明領域１０ａ内の各部分領域１９におけるコヒーレント光Ｌの入射角度が経時的に変化することになり、被照明領域１０ａでのスペックルを目立ちにくくすることができる。
【００５１】
ところで、車両等の地上を走行する移動体９または船舶等の海上を移動する移動体９では、交通標識等の被照明物３１が移動体９より高い高さ位置に設けられていることが多い。この場合、進行方向前方に位置する被照明物３１の角度範囲の中心は、被照明物３１への接近に伴って、上方向および／または横方向に移動して行くため、被照明物３１が被照明領域１０ａからはみ出しやすくなる。
【００５２】
しかしながら、本実施の形態によれば、発光タイミング制御部５によるコヒーレント光Ｌの発光タイミングの制御により、被照明物３１への接近に伴って、被照明領域１０ａの角度範囲の中心が上方向および／または横方向に移動されるため、接近する被照明物３１が被照明領域１０ａからはみ出してしまうことを、より効果的に抑制できる。
【００５３】
なお、上述した本実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した本実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
【００５４】
図５は、本発明の第２の実施の形態による移動体９の概略構成を示す図である。
【００５５】
図５に示すように、第２の実施の形態による移動体９は、移動体本体２の移動速度を測定する速度センサ２１をさらに備えている。発光タイミング制御部５は、速度センサ２１の測定結果に応じて、被照明領域１０ａの角度範囲が拡大するように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。
【００５６】
具体的には、たとえば、移動体９が被照明物３１に向かって加速している場合、発光タイミング制御部５は、移動体９が被照明物３１に向かって等速で接近する場合に比べて、被照明領域１０ａの角度範囲の拡大速度（すなわち、単位時間当たりの拡大量）が大きくなるように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。これにより、接近する被照明物３１が被照明領域１０ａからはみ出してしまうことを効果的に抑制できる。
【００５７】
一方、移動体９が被照明物３１に向かって減速している場合、発光タイミング制御部５は、移動体９が被照明物３１に向かって等速で接近する場合に比べて、被照明領域１０ａの角度範囲の拡大速度が小さくなるように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。これにより、被照明領域１０ａを過剰に拡大させてしまって、被照明物３１から外れたコヒーレント光Ｌにより、対向車両や前方の車両の運転者を眩惑してしまうことを抑制できる。
【００５８】
図６は、本発明の第３の実施の形態による移動体９の概略構成を示す図である。
【００５９】
図６に示すように、第３の実施の形態による移動体９は、所定の角度範囲内を撮像する撮像装置２２と、撮像装置２２の撮像結果を画像処理して、所定の角度範囲内の静止した被照明物３１を認識する画像処理部２３と、をさらに備えている。
【００６０】
撮像装置２２としては、たとえば、所定の角度範囲内に存在する対象物から放射または反射された光を電気信号に変換するＣＣＤ（あるいはＣＭＯＳセンサアレイ等）が搭載された市販の撮像装置が用いられ得る。画像処理部２３は、撮像装置２２の撮像結果を画像処理して、所定の角度範囲内に被照明物３１が存在するか否かを判断し、存在すると判断した場合には、所定の角度範囲に対応する仮想照明領域１０のうち被照明物３１の少なくとも一部と重なる部分領域１９を特定する。
【００６１】
発光タイミング制御部５は、画像処理部２３により認識された被照明物３１を照明するように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。
【００６２】
具体的には、たとえば、発光タイミング制御部５は、画像処理部２３により特定された部分領域１９に対応する要素ホログラム領域１８にはコヒーレント光Ｌが照射されるが、他の要素ホログラム領域１８にはコヒーレント光Ｌが照射されないように、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを制御する。これにより、所定の角度範囲内の静止した被照明物３１を適切に照明することができる。
【００６３】
なお、光学素子３の具体的な形態は、ホログラム記録媒体１６に限定されるものではなく、複数の要素拡散領域１５に細かく分割することが可能な各種の拡散部材でもよい。たとえば、各要素拡散領域１５をそれぞれ一つのレンズアレイとするレンズアレイ群を用いて光学素子３を構成してもよい。この場合、要素拡散領域１５ごとにレンズアレイが設けられ、各レンズアレイが所定の角度範囲内の対応する部分領域１９を照明するように各レンズアレイの形状が設計される。そして、各部分領域１９は、少なくとも一部が相違している。これにより、ホログラム記録媒体１６を用いて光学素子３を構成した場合と同様に、コヒーレント光Ｌの発光タイミングを任意に調整することで、所定の角度範囲内の任意の場所を照明することができる。
【００６４】
また、上述した実施の形態では、コヒーレント光Ｌとして単一発光波長域のコヒーレント光を用いていたが、これに限定されず、コヒーレント光源４としてそれぞれ発光波長域が異なるコヒーレント光を発光する複数のレーザ光源を設けるとともに、光学素子３には、発光波長域が異なるコヒーレント光のそれぞれに対応する複数の拡散領域を設けることで、被照明領域１０ａでは、各拡散領域で拡散された発光波長域が異なるコヒーレント光が重ね合わされて照明されるようになっていてもよい。たとえば、コヒーレント光Ｌとして、赤色のコヒーレント光と緑色のコヒーレント光と青色のコヒーレント光とを用いる場合、被照明領域１０ａは、これらの三色が混ざり合って、白色で照明されることになる。
【００６５】
なお、上述した個々の実施の形態により開示する発明が限定されるものではない。各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１    照明装置
２    移動体本体
３    光学素子
３ｓ    入射面
４    コヒーレント光源
５    発光タイミング制御部
６    光走査部材
９    移動体
１０    仮想照明領域
１１、１２    回転軸
１３    反射デバイス
１３ｓ    反射面
１５    要素拡散領域
１６    ホログラム記録媒体
１８    要素ホログラム領域
１９    部分領域
２１    速度センサ
２２    撮像装置
２３    画像処理部
３１    対象物
【図１】
2020029259.tif 000003
【図２】
2020029259.tif 000004
【図３】
2020029259.tif 000005
【図４】
2020029259.tif 000006
【図５】
2020029259.tif 000007
【図６】
2020029259.tif 000008
【図７】
2020029259.tif 000009
【図８】
2020029259.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月4日(2019.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体本体と、
前記移動体本体に設けられた照明装置と、
を備え、
前記照明装置は、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
所定の角度範囲内を撮像する撮像装置と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、前記所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記移動体に設けられた撮像装置による前記被照明物の撮像結果に応じて、前記被照明物への接近に伴い被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする移動体。
【請求項２】
前記発光タイミング制御部は、前記被照明物への接近に伴って、前記被照明領域の角度範囲の中心が、上方向および／または横方向に移動するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記移動体が加速している場合、前記発光タイミング制御部は、前記移動体が等速で移動している場合に比べて、前記被照明領域の角度範囲の拡大速度が大きくなるように、コヒーレント光の発光タイミングを制御し、
前記移動体が減速している場合、前記発光タイミング制御部は、前記移動体が等速で移動している場合に比べて、前記被照明領域の角度範囲の拡大速度が小さくなるように、コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動体。
【請求項４】
前記撮像装置の撮像結果を画像処理して、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を認識する画像処理部をさらに備え、
前記発光タイミング制御部は、前記画像処理部により認識された前記被照明物を照明するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の移動体。
【請求項５】
前記光学素子は、ホログラム記録媒体であり、
前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、それぞれ相違する干渉縞パターンが形成された要素ホログラム領域である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の移動体。
【請求項６】
前記光学素子は、複数のレンズアレイを有するレンズアレイ群であり、
前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、前記レンズアレイを有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の移動体。
【請求項７】
移動体に搭載される照明装置であって、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記移動体に設けられた撮像装置による前記被照明物の撮像結果に応じて、前記被照明物への接近に伴い被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
前記移動体が加速している場合、前記発光タイミング制御部は、前記移動体が等速で移動している場合に比べて、前記被照明領域の角度範囲の拡大速度が大きくなるように、コヒーレント光の発光タイミングを制御し、
前記移動体が減速している場合、前記発光タイミング制御部は、前記移動体が等速で移動している場合に比べて、前記被照明領域の角度範囲の拡大速度が小さくなるように、コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。