(57)【要約】【課題】照明光以外の光を用いて照明光の投射領域の状態を適正に検出することが可能な照明装置およびそれに用いて好適な発光装置を提供する。【解決手段】照明装置は、所定波長の励起光Ｌ１を出射する光源１１ａと、励起光Ｌ１とは波長が異なる検出光Ｌ２を出射する光源１１ｂと、励起光Ｌ１と検出光Ｌ２が照射され、励起光Ｌ１の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光および波長変換されなかった光（励起光Ｌ１、検出光Ｌ２）を拡散させる波長変換部材１３と、波長変換部材１３によって拡散された各波長の光を投射する投射光学系２０と、投射方向に存在する物体によって反射された検出光Ｌ２０の反射光を受光する受光センサ３３と、を備える。ここで、波長変換部材１３に対する検出光Ｌ２の照射領域の少なくとも一部が波長変換部材１３に対する励起光Ｌ１の照射領域に重なっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長の第１の光を出射する第１の光源と、
前記第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の光源と、
前記第１の光と前記第２の光が照射され、前記第１の光の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光および波長変換されなかった光を拡散させる波長変換部材と、
前記波長変換部材によって拡散された各波長の光を投射する投射光学系と、
投射方向に存在する物体によって反射された前記第２の光の反射光を受光する受光センサと、を備え、
前記波長変換部材に対する前記第２の光の照射領域の少なくとも一部が前記波長変換部材に対する前記第１の光の照射領域に重なっている、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記受光センサが、前記第１の光源、前記第２の光源、前記波長変換部材および前記投射光学系を保持する筐体に保持されている、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の照明装置において、
前記第２の光は、非可視光である、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載の照明装置において、
前記第２の光は、赤外光である、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の照明装置において、
前記受光センサによる前記第２の光の前記反射光の検出結果に基づいて、前記第１の光源を制御するコントローラを備える、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項５に記載の照明装置において、
前記コントローラは、前記受光センサによる前記第２の光の前記反射光の検出結果に基づいて、前記第１の光源の発光レベルを制御する、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項５に記載の照明装置において、
前記コントローラは、前記受光センサによる前記第２の光の前記反射光の検出結果に基づいて、前記波長変換部材に対する前記第１の光の前記照射領域において、前記第１の光の照射範囲と非照射範囲を設定する、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一項に記載の照明装置において、
前記第１の光の前記照射領域において前記第１の光を走査させる光偏向器を備える、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一項に記載の照明装置において、
前記第２の光の前記照射領域において前記第２の光を走査させる光偏向器を備える、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一項に記載の照明装置において、
前記第２の光の前記照射領域は、前記第１の光の前記照射領域を包含する、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
所定波長の第１の光を出射する第１の光源と、
前記第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の光源と、
前記第１の光と前記第２の光が照射され、前記第１の光の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光および波長変換されなかった光を拡散させる波長変換部材と、を備え、
前記波長変換部材に対する前記第２の光の照射領域の少なくとも一部が前記波長変換部材に対する前記第１の光の照射領域に重なっている、
ことを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を投射する照明装置およびそれに用いて好適な発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置に物体検出機能を追加する検討がなされている。たとえば、以下の特許文献１には、前照灯ケース内に、レーザ光を出射する発光部と、このレーザ光の反射光を受光する受光部とを配置して車間距離を測定する構成が開示されている。ここでは、前照灯ケース内のヘッドランプバルブとは異なる位置に、発光部と受光部が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の構成では、ヘッドランプバルブと発光部とがそれぞれ別の場所から光を投射するため、それぞれの投射光に対して光軸調整をしなければ、投射方向の同じ領域に投射されないことが起こり得る。このため、発光部から出射されたレーザ光の検出結果に基づいて、ヘッドランプバブルから出射される照明光の投射領域の状態を適正に検出することが困難である。また、光軸調整を行う場合には、組立工数が増え、さらに、この調整の為には、その調整機構や調整装置が必要となり、装置サイズの肥大化やコストの増大を招く。
【０００５】
かかる課題に鑑み、本発明は、照明光以外の光を用いて照明光の投射領域の状態を適正に検出することが可能な照明装置およびそれに用いて好適な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、照明装置に関する。この態様に係る照明装置は、所定波長の第１の光を出射する第１の光源と、前記第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の光源と、前記第１の光と前記第２の光が照射され、前記第１の光の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光および波長変換されなかった光を拡散させる波長変換部材と、前記波長変換部材によって拡散された各波長の光を投射する投射光学系と、投射方向に存在する物体によって反射された前記第２の光の反射光を受光する受光センサと、を備える。ここで、前記波長変換部材に対する前記第２の光の照射領域の少なくとも一部が前記波長変換部材に対する前記第１の光の照射領域に重なっている。
【０００７】
本態様に係る照明装置によれば、波長変換部材上において、第２の光の照射領域の少なくとも一部が第１の光の照射領域に重なるため、投射光学系によって投射された第２の光の投射領域は、その少なくとも一部が、第１の光と波長変換された光とが合成された照明光の投射領域に、必ず重なることになる。よって、第２の光の反射光を受光する受光センサの検出結果に基づいて、照明光の投射領域の状態を適正に検出することができる。
【０００８】
本発明の第２態様は、発光装置に関する。この態様に係る発光装置は、所定波長の第１の光を出射する第１の光源と、前記第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の光源と、前記第１の光と前記第２の光が照射され、前記第１の光の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光および波長変換されなかった光を拡散させる波長変換部材と、を備える。ここで、前記波長変換部材に対する前記第２の光の照射領域の少なくとも一部が前記波長変換部材に対する前記第１の光の照射領域に重なっている。
【０００９】
本態様に係る発光装置によれば、波長変換部材上において、第２の光の照射領域の少なくとも一部が第１の光の照射領域に重なるため、波長変換部材により拡散される各波長の光が投射光学系によって投射されると、第２の光の投射領域は、その少なくとも一部が、第１の光と波長変換された光とが合成された照明光の投射領域に、必ず重なることになる。よって、本態様に係る発光装置を照明装置に用いることにより、第２の光によって照明光の投射領域の状態を適正に検出することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のとおり、本発明によれば、照明光以外の光を用いて照明光の投射領域の状態を適正に検出することが可能な照明装置およびそれに用いて好適な発光装置を提供することができる。
【００１１】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係る照明装置を側方から透視した図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態１に係る波長変換部材の構成を模式的に示す側面図である。図２（ｂ）は、実施形態１に係る、波長変換部材に対する励起光と検出光の照射状態を模式的に示す平面図である。図２（ｃ）〜（ｅ）は、実施形態１に係る、波長変換部材に対する励起光と検出光の他の照射方法を模式的に示す平面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る、波長変換部材の各位置から生じた光の投射方向を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る照明装置の主たる回路構成を示す回路ブロック図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る、受光センサの検出結果に基づく照明光の制御例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態２に係る投射ユニットの構成を示す側面図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態２に係る、波長変換部材における励起光と検出光の照射状態および照射領域を模式的に示す図である。
【図８】図８は、実施形態２に係る照明装置の主たる回路構成を示す回路ブロック図である。
【図９】図９は、実施形態２に係る、投射領域における照明光の配光パターンと、受光センサにおける検出光の受光状態を模式的に示す図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態３に係る投射ユニットの構成を示す側面図および平面図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態３に係る、波長変換部材における励起光と検出光の照射状態および照射領域を模式的に示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施形態３の変更例に係る投射ユニットの構成を模式的に示す図である。図１２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、実施形態３の変更例に係る投射ユニットの受光部の構成例を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態４に係る投射ユニットの構成を示す側面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、実施形態４に係る、波長変換部材上における励起光および検出光の照射領域を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸正方向が照明光の投射方向である。
【００１４】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る照明装置１を側方から透視した図である。
【００１５】
照明装置１は、筐体２ａと、壁２ｂと、投射ユニット３と、受光ユニット４とを備える。投射ユニット３と受光ユニット４は、同一の筐体２ａに保持されている。筐体２ａの内部は、壁２ｂによって２つの閉空間に区切られている。Ｙ軸負側の閉空間に投射ユニット３が保持され、Ｙ軸正側の閉空間に受光ユニット４が保持されている。
【００１６】
投射ユニット３は、照明光Ｌ１０と検出光Ｌ２０を生成する発光装置１０と、発光装置１０により生成された照明光Ｌ１０および検出光Ｌ２０を投射するための投射光学系２０とを備える。投射光学系２０は、２つのレンズ２１ａ、２１ｂを備え、これらレンズ２１ａ、２１ｂによって発光装置１０からの光を集光して目標領域へと投射する。なお、投射光学系２０は、必ずしも２つのレンズ２１ａ、２１ｂから構成されなくともよく、たとえば、１つのレンズでもよく、また２つ以上のレンズやミラーを備えていてもよい。また、投射光学系２０は、凹面ミラーによって発光装置１０からの光を集光する構成であってもよい。
【００１７】
発光装置１０は、光源１１ａ、１１ｂと、コリメータレンズ１２ａ、１２ｂと、波長変換部材１３と、を備える。
【００１８】
光源１１ａは、波長変換部材１３によって波長変換され得る波長帯のレーザ光（以下、「励起光Ｌ１」という）を出射する。本実施形態において、光源１１ａは、青色波長帯（たとえば、４５０ｎｍ）の励起光Ｌ１を出射する。光源１１ｂは、光源１１ａとは異なる波長のレーザ光（以下、「検出光Ｌ２」という）を出射する。光源１１ｂから出射される検出光Ｌ２は、波長変換部材１３によってその全て、又は大部分のエネルギーが波長変換されない波長帯に設定されている。光源１１ｂは、たとえば、非可視の波長帯の光（非可視光）を出射する。本実施形態では、光源１１ｂは、検出光Ｌ２として、赤外の波長帯の光を出射する。検出光Ｌ２が、紫外の波長帯の光であってもよい。光源１１ａ、１１ｂは、たとえば、半導体レーザからなっている。
【００１９】
コリメータレンズ１２ａ、１２ｂは、それぞれ、光源１１ａ、１１ｂから出射された励起光Ｌ１および検出光Ｌ２を略平行光に収束させる。コリメータレンズ１２ａ、１２ｂは、たとえば、非球面レンズからなっている。コリメータレンズ１２ａ、１２ｂが、球面レンズからなっていてもよい。コリメータレンズ１２ａ、１２ｂによって収束される励起光Ｌ１および検出光Ｌ２は、平行光からやや拡散した状態であってもよく、あるいは、平行光からやや収束した状態であってもよい。
【００２０】
波長変換部材１３は、コリメータレンズ１２ａを介して入射した励起光Ｌ１の一部を、青色波長帯とは異なる波長に変換して、Ｚ軸方向に拡散させる。波長変換されなかった他の励起光Ｌ１は、波長変換部材１３によってＺ軸方向に拡散される。こうして拡散された２種類の波長の光が合成されて、所定の色の照明光Ｌ１０が生成される。各波長の光は、投射光学系２０に取り込まれて、目標領域に投射される。
【００２１】
本実施形態では、波長変換部材１３によって、励起光Ｌ１の一部が、黄色波長帯の光に変換される。波長変換後の黄色波長帯の拡散光と、波長変換されなかった青色波長帯の散乱光とが合成されて、白色の照明光Ｌ１０が生成される。図１において、照明光Ｌ１０は、点線で示されている。なお、波長変換後の波長は、黄色波長帯でなくてもよく、生成される照明光Ｌ１０の色は、白以外の色であってもよい。波長変換部材１３の構成は、追って、図２（ａ）を参照して説明する。
【００２２】
なお、波長変換部材１３は、コリメータレンズ１２ｂを介して入射した検出光Ｌ２を、波長変換することなく、Ｚ軸方向に拡散させる。これにより、検出光Ｌ２０が生成される。検出光Ｌ２０もまた、投射光学系２０に取り込まれて、目標領域に投射される。図１において、検出光Ｌ２０は、破線で示されている。
【００２３】
本実施形態では、波長変換部材１３の入射面が投射光学系２０の焦点距離付近の位置に配置されている。
【００２４】
投射方向に物体が存在する場合、照明光Ｌ１０および検出光Ｌ２０は、物体によって反射される。物体によって反射された照明光Ｌ１０および検出光Ｌ２０の反射光Ｒ１０、Ｒ２０は、それぞれ、その一部が、受光ユニット４に向かう。
【００２５】
受光ユニット４は、フィルタ３１と、集光レンズ３２と、受光センサ３３とを備える。フィルタ３１は、筐体２ａの窓部に設置されている。フィルタ３１は、検出光Ｌ２の波長帯の光を透過し、その他の波長帯の光を遮断するバンドパスフィルタである。したがって、受光ユニット４に向かう反射光Ｒ１０、Ｒ２０のうち、検出光Ｌ２０の反射光Ｒ２０はフィルタ３１を透過し、照明光Ｌ１０の反射光Ｒ１０はフィルタ３１によって遮断される。その後、反射光Ｒ２０は、集光レンズ３２によって受光センサ３３に集光される。
【００２６】
受光センサ３３は、たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。受光センサ３３が、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであってもよく、２次元ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）であってもよい。物体の方向に応じて、受光センサ３３上における反射光Ｒ２０の集光位置がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。受光センサ３３の受光面は、予め決められた物体検出方向の範囲に対応する集光位置の移動範囲をカバー可能な広さに設定されている。
【００２７】
この構成では、受光センサ３３により反射光Ｒ２０が受光されたか否かによって投射方向に物体が存在するか否かが判別され、さらに、受光センサ３３の受光面上における反射光Ｒ２０の受光位置により、物体の方向が取得され得る。なお、物体の方向を取得する必要がない場合、受光センサ３３は、受光の有無を検出する機能のみを有する光検出器であってもよい。
【００２８】
また、この構成による照明装置１では、光源１１ｂを所定の時間間隔でパルス発光させることによって、物体までの距離をさらに取得することができる。すなわち、光源１１ｂをパルス発光させたタイミングと、このパルス発光に基づく反射光Ｒ２０を受光センサ３３が受光したタイミングとの時間差（Time Of Flight）により、物体までの距離を取得することができる。
【００２９】
図２（ａ）は、波長変換部材１３の構成を模式的に示す側面図である。
【００３０】
波長変換部材１３は、基板１０１の上面に、反射膜１０２と、蛍光体層１０３とを積層した構成となっている。
【００３１】
基板１０１は、たとえば、シリコンや窒化アルミニウムセラミック、サファイヤガラスなどからなっている。反射膜１０２は、第１の反射膜１０２ａと第２の反射膜１０２ｂとが積層されて構成されている。第１の反射膜１０２ａは、たとえば、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌなどの金属膜である。第２の反射膜１０２ｂは、反射とともに第１の反射膜１０２ａを酸化などから保護する機能をも有し、たとえば、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、ＡｌＮなど誘電体の１つまたは複数の層からなっている。反射膜１０２は、必ずしも、第１の反射膜１０２ａおよび第２の反射膜１０２ｂから構成されなくともよく、単層または３つ以上の層が積層された構成であってもよい。
【００３２】
蛍光体層１０３は、蛍光体粒子１０３ａをバインダ１０３ｂで固定することにより形成される。蛍光体粒子１０３ａは、光源１１ａから出射された青色波長帯の励起光Ｌ１が照射されることによって黄色波長帯の蛍光を発する。蛍光体粒子１０３ａとして、たとえば、平均粒子径が１μｍ〜３０μｍの（ＹｎＧｄ１−ｎ）３（ＡｌｍＧａ１−ｍ）５Ｏ１２：Ｃｅ（０．５≦ｎ≦１、０．５≦ｍ≦１）が用いられる。また、バインダ１０３ｂとして、ポリメチルシルセスキオキサンなどのシルセスキオキサンを主に含む透明材料が用いられる。
【００３３】
さらに、蛍光体層１０３の内部に、ボイド１０３ｃを設けることが好ましい。これにより、内部に侵入した励起光Ｌ１をより効率的に散乱させて、発光装置１０から取り出すことができる。また、第２の反射膜１０２ｂ付近にボイド１０３ｃが存在することにより、第２の反射膜１０２ｂの表面によるエネルギーロスを低減しつつ、効果的に励起光Ｌ１と蛍光を散乱させることができる。蛍光体層１０３には、さらに、強度および耐熱性を高めるためのフィラー１０３ｄが含まれることが好ましい。
【００３４】
光源１１ａから出射された励起光Ｌ１は、図２（ａ）に示す照射領域Ｒ１に照射され、蛍光体層１０３の表面または内部で、散乱、吸収される。このとき、励起光Ｌ１の一部は、蛍光体粒子１０３ａにより黄色波長帯の光に変換されて、蛍光体層１０３から放射される。また、励起光Ｌ１の他の一部は、黄色波長帯の光に変換されずに散乱されて青色波長帯の光のまま蛍光体層１０３から放射される。このとき、各波長帯の光は、蛍光体層１０３内を伝搬しながら散乱されるため、照射領域Ｒ１よりもやや広い領域から放射される。
【００３５】
光源１１ｂから出射された検出光Ｌ２は、図２（ａ）に示す照射領域Ｒ２に照射され、蛍光体層１０３の表面または内部で、散乱される。このとき、検出光Ｌ２は、蛍光体粒子１０３ａにより黄色波長帯の光に変換されずに、赤外波長帯の光のまま蛍光体層１０３から放射される。このとき、検出光Ｌ２は、蛍光体層１０３内を伝搬しながら散乱されるため、照射領域Ｒ２よりもやや広い領域から放射される。
【００３６】
図２（ｂ）は、波長変換部材１３に対する励起光Ｌ１と検出光Ｌ２の照射状態を模式的に示す平面図である。図２（ｂ）には、励起光Ｌ１の照射領域が実線で示され、検出光Ｌ２の照射領域が破線で示されている。
【００３７】
本実施形態１では、光源１１ａおよびコリメータレンズ１２ａの光軸と、光源１１ｂおよびコリメータレンズ１２ｂの光軸とが波長変換部材１３の入射面において略一致するように、光源１１ａおよびコリメータレンズ１２ａの配置と、光源１１ｂおよびコリメータレンズ１２ｂの配置が調整されている。これにより、図２（ｂ）に示すように、波長変換部材１３の入射面において、検出光Ｌ２の照射領域の一部が、励起光Ｌ１の照射領域に重なっている。
【００３８】
ここで、波長変換部材１３に対する検出光Ｌ２の照射領域は、励起光Ｌ１の照射領域よりも広く、且つ、励起光Ｌ１の照射領域を全て内包するように設定されている。このような調整は、図１に示したコリメータレンズ１２ａ、１２ｂのパワー（屈折力）や光軸方向の位置を調節することにより実現され得る。また、ここでは、波長変換部材１３に対する検出光Ｌ２の照射領域の中心が、励起光Ｌ１の照射領域の中心に略一致している。このような調整は、図１に示した光源１１ａ、１１ｂの出射光軸の向きを調節することにより行われ得る。
【００３９】
なお、励起光Ｌ１の照射領域および検出光Ｌ２の照射領域の境界値は任意の値でよく、たとえば、ピーク強度の１／ｅ２以上領域として規定される。あるいは、これに代えて、ピーク強度の半値以上の領域が、励起光Ｌ１の照射領域および検出光Ｌ２の照射領域として規定されてもよい。また、照射領域Ｌ２は、センサの検出強度に基づく境界値としてもよい。
【００４０】
検出光Ｌ２の照射領域と励起光Ｌ１の照射領域がこのような関係にある場合、投射光学系２０によって投射される照明光Ｌ１０および検出光Ｌ２０の投射領域も、この関係を維持する。すなわち、検出光Ｌ２０の投射領域が、照明光Ｌ１０の投射領域よりも広く、且つ、照明光Ｌ１０の投射領域を全て内包するように設定される。
【００４１】
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、波長変換部材１３の各位置から生じた光の投射方向を示す図である。ここでは、便宜上、投射光学系２０が１つのレンズとして図示されている。
【００４２】
焦点距離ｆの投射光学系２０の焦点位置近傍に波長変換部材１３が配置された場合、焦点位置を原点とし、投射光学系２０の光軸に垂直な面内にある波長変換部材１３の座標Ｘ＝Ｘ１、Ｘ２から生じた光は、投射光学系２０によって、以下で示す式から導かれる角度方向θ＝θ１、θ２に投射される。
【００４３】
θ＝ｔａｎ−１（Ｘ／ｆ）  …（１）
【００４４】
上記式（１）は、波長変換部材１３上の発光形状や発光分布が、そのまま遠方照射の角度空間における光照射分布に１対１で対応することを意味する。
【００４５】
よって、波長変換部材１３上における励起光Ｌ１および検出光Ｌ２の照射領域が図２（ｂ）に示すように設定された場合、照明光Ｌ１０および検出光Ｌ２０の投射領域には、図２（ｂ）に示す関係がそのまま維持される。したがって、この場合は、上記のように、検出光Ｌ２０の投射領域が、照明光Ｌ１０の投射領域よりも広く、且つ、照明光Ｌ１０の投射領域を全て内包するように設定されることになる。
【００４６】
このように、検出光Ｌ２０の投射領域が照明光Ｌ１０の投射領域を内包する場合、照明光Ｌ１０の投射領域のどの位置に物体が存在したとしても、受光センサ３３の出力に基づき物体を確実に検出することができる。したがって、この場合は、照明光Ｌ１０の照射領域全体に対する物体検知を正確に行うことができる。
【００４７】
なお、波長変換部材１３上における励起光Ｌ１および検出光Ｌ２の照射領域の関係は、必ずしも、図２（ｂ）に示した関係に限られるものではなく、適宜変更可能である。たとえば、波長変換部材１３上における励起光Ｌ１および検出光Ｌ２の照射領域の関係は、図２（ｃ）〜（ｅ）に示すように変更され得る。
【００４８】
図２（ｃ）の設定方法では、励起光Ｌ１の照射領域の中央部分に重なるように、検出光Ｌ２の照射領域が縦長に設定される。この設定方法は、たとえば、検出光Ｌ２を収束させるコリメータレンズ１２ｂにビーム整形のための光学作用をさらに付与することにより実現され得る。あるいは、コリメータレンズ１２ｂの後段に、ビーム整形用のレンズを配置してもよい。
【００４９】
この設定方法によれば、図２（ｂ）の場合に比べて、検出光Ｌ２の照射領域の面積が減少するため、検出光Ｌ２の光密度が高まる。したがって、検出光Ｌ２（検出光Ｌ２０）が物体により反射された反射光Ｒ２０の光密度も高まることになり、その結果、受光センサ３３による反射光Ｒ２０の検出精度が高まり、検出可能な距離も長くなる。よって、図２（ｃ）の設定方法は、特に、照明光Ｌ１０の投射領域の中央部分とそのＸ軸方向の近傍部分において物体検出が必要な場合に有効である。
【００５０】
図２（ｄ）の設定方法では、励起光Ｌ１の照射領域に対してＸ軸正側にずれるように、検出光Ｌ２の照射領域が設定される。この設定方法は、たとえば、光源１１ｂの出射光軸をＸ軸正方向に傾けることにより実現され得る。この設定方法では、検出光Ｌ２の照射領域の広さが励起光Ｌ１の照射領域と略同じに制限されている。したがって、この設定方法によっても、検出光Ｌ２の光密度の減少を抑制でき、受光センサ３３による反射光Ｒ２０の検出精度を高め得る。よって、図２（ｄ）の設定方法は、照明光Ｌ１０の投射領域からＸ軸正方向にややずれた位置において物体検出が必要な場合に有効である。
【００５１】
図２（ｅ）の設定方法では、励起光Ｌ１の照射領域に検出光Ｌ２の照射領域が内包されている。この設定方法は、たとえば、コリメータレンズ１２ａ、１２ｂのパワーや光軸方向の位置を調節することにより実現され得る。この設定方法では、検出光Ｌ２の照射領域の広さが励起光Ｌ１の照射領域よりも小さく制限されているため、検出光Ｌ２の照射領域の広さが励起光Ｌ１の照射領域より広い場合に比べて、検出光Ｌ２の光密度の減少を抑制でき、受光センサ３３による反射光Ｒ２０の検出精度を高めることができる。よって、図２（ｅ）の設定方法は、照明光Ｌ１０の投射領域の内部において物体検出が必要な場合に有効である。
【００５２】
図４は、照明装置１の主たる回路構成を示す回路ブロック図である。
【００５３】
照明装置１は、回路部の構成として、コントローラ２０１と、レーザ駆動回路２０２と、信号処理回路２０３と、を備える。
【００５４】
コントローラ２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理回路と、メモリとを備え、所定の制御プログラムに従って各部を制御する。レーザ駆動回路２０２は、コントローラ２０１からの制御信号に従って、光源１１ａ、１１ｂを駆動する。信号処理回路２０３は、コントローラ２０１からの制御信号に従って、受光センサ３３を駆動し、受光センサ３３から出力される検出信号を処理してコントローラ２０１に出力する。
【００５５】
図５は、受光センサ３３の検出結果に基づく照明光Ｌ１０の制御例を示すフローチャートである。ここでは、上記構成の照明装置１が防犯灯として用いられることが想定されている。
【００５６】
照明装置１が起動されると、コントローラ２０１は、レーザ駆動回路２０２を制御して、光源１１ａ、１１ｂの駆動を開始させる（Ｓ１０１）。これにより、所定の投射方向に照明光Ｌ１０と検出光Ｌ２０が投射される。ここで、光源１１ａには、低レベルの駆動電流が供給される。したがって、照明装置１からは、低強度の照明光Ｌ１０が投射される。なお、光源１１ｂの駆動は、一定周期の間欠駆動であってもよい。
【００５７】
こうして投射が開始された後、コントローラ２０１は、信号処理回路２０３から入力される信号に基づいて、投射領域に人等の物体が侵入したことを検知するための処理を実行する（Ｓ１０２）。投射領域に物体が侵入したことを検知した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、コントローラ２０１は、現時点の光源１１ａの発光レベルが低レベルであるか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【００５８】
ここで、現時点の光源１１ａの発光レベルが低レベルである場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、コントローラ２０１は、レーザ駆動回路２０２を制御して、光源１１ａの発光レベルを高レベルに切り替える（Ｓ１０５）。これにより、照明光Ｌ１０の強度が高められ、投射領域がより明るく照明される。他方、現時点の光源１１ａの発光レベルが高レベルである場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、コントローラ２０１は、光源１１ａの発光レベルをそのまま維持する。
【００５９】
ステップＳ１０３の判定がＮＯである場合、すなわち、物体検知処理によって物体が検知されなかった場合、コントローラ２０１は、現時点の光源１１ａの発光レベルが高レベルであるか否かを判定する（Ｓ１０６）。ここで、現時点の光源１１ａの発光レベルが高レベルである場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、コントローラ２０１は、レーザ駆動回路２０２を制御して、光源１１ａの発光レベルを低レベルに切り替える（Ｓ１０７）。これにより、照明光Ｌ１０の強度が弱められ、投射領域が薄く照明される。他方、現時点の光源１１ａの発光レベルが低レベルである場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、コントローラ２０１は、光源１１ａの発光レベルをそのまま維持する。
【００６０】
その後、コントローラ２０１は、照明装置１の動作がオフ状態となっていなければ（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理をステップＳ１０２に戻して、同様の処理を繰り返す。これにより、物体が検知されると高レベルの照明光Ｌ１０が投射され、物体が検知されなければ低レベルの照明光Ｌ１０が投射される。照明装置１の動作がオフ状態となると（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、コントローラ２０１は、照明光Ｌ１０の制御を終了する。
【００６１】
この制御によれば、投射領域に人等の物体が侵入したことが検知されると、より明るく照明光が照射されるため、周囲の人に注意を惹かせることができ、また、侵入者等に警告を発することができる。また、より明るく照明光が照射されることにより、周囲の人は、侵入者等の挙動をより細かく視認することができる。
【００６２】
なお、図５の制御では、物体が検知されていない場合に低レベルで照明光Ｌ１０が投射されたが、物体が検知されていない場合には照明光Ｌ１０が投射されないように制御されてもよい。
【００６３】
また、検出光Ｌ２をパルス駆動し、受光センサから得られる反射光との位相差を計測することで物体までの距離を算出し、得られた距離情報に基づいて照明光の制御を行ってもよい。
【００６４】
＜実施形態１の効果＞
実施形態１によれば、以下の効果が奏され得る。
【００６５】
波長変換部材１３上において、検出光Ｌ２（第２の光）の照射領域の少なくとも一部が励起光Ｌ１（第１の光）の照射領域に重なるため、投射光学系２０によって投射された検出光Ｌ２０（第２の光）の投射領域は、その少なくとも一部が、励起光Ｌ１（第１の光）と波長変換された光とが合成された照明光Ｌ１０の投射領域に、必ず重なることになる。よって、検出光Ｌ２０（第２の光）の反射光を受光する受光センサ３３の検出結果に基づいて、照明光Ｌ１０の投射領域の状態を適正に検出することができる。
【００６６】
また、図１に示したように、受光センサ３３は、光源１１ａ（第１の光源）、光源１１ｂ（第２の光源）、波長変換部材１３および投射光学系２０を保持する筐体２ａに保持されている。これにより、これらの部材を一体として容易に取り扱うことができ、設置時の作業性を高めることができる。
【００６７】
また、検出光Ｌ２、Ｌ２０（第２の光）は、非可視光に設定されており、より詳細には、赤外光に設定されている。これにより、検出光Ｌ２、Ｌ２０が照明光Ｌ１０に重なっても検出光Ｌ２、Ｌ２０が視認されることがなく、照明光Ｌ１０の色に影響を与えることがない。よって、所定の色で投射領域を照らすことができる。なお、受光センサ３３の感度や人体への影響等を考慮すると、検出光Ｌ２、Ｌ２０（第２の光）は赤外光であることが好ましい。
【００６８】
図４に示したように、照明装置１は、受光センサ３３による検出光Ｌ２０（第２の光）の反射光Ｒ２０の検出結果に基づいて、光源１１ａ（第１の光源）を制御するコントローラ２０１を備える。ここで、コントローラ２０１は、たとえば、図５に示したように、受光センサ３３による検出光Ｌ２０（第２の光）の反射光Ｒ２０の検出結果に基づいて、光源１１ａ（第１の光源）の発光レベルを制御する。これにより、上述のように、投射領域に対する物体の侵入を周囲の人に気付かせることができる。なお、コントローラ２０１による照明光Ｌ１０の制御の方法は、これに限られるものではない。
【００６９】
図２（ｂ）に示したように、波長変換部材１３に対する検出光Ｌ２（第２の光）の照射領域は、励起光Ｌ１（第１の光）の照射領域を包含するように設定されている。これにより、照明光Ｌ１０の投射領域を検出光Ｌ２０の投射領域が包含することになるため、照明光Ｌ１０の投射領域のどの位置に物体が存在したとしても、受光センサ３３の出力に基づき物体を確実に検出することができる。したがって、照明光Ｌ１０の照射領域全体に対する物体検知を正確に行うことができる。
【００７０】
なお、波長変換部材１３に対する検出光Ｌ２の照射領域と励起光Ｌ１の照射領域の関係は、図２（ｃ）〜（ｅ）に示すよう設定されてもよい。これにより、図２（ｃ）〜（ｅ）を参照して説明した上述の効果が奏され得る。
【００７１】
＜実施形態２＞
実施形態２では、波長変換部材１３上における励起光Ｌ１の照射領域において、励起光Ｌ１がＸ軸方向に高速で走査される。これにより、励起光Ｌ１の照射領域から照明光Ｌ１０が発せられる。
【００７２】
図６は、実施形態２に係る投射ユニット３の構成を示す側面図である。
【００７３】
投射ユニット３は、発光装置１０の構成として、光源１１ａ、１１ｂ、コリメータレンズ１２ａ、１２ｂおよび波長変換部材１３の他に、シリンドリカルレンズ１４と、反射ミラー１５ａ、１５ｂと、光偏向器１６と、反射ミラー１７ａ、１７ｂを備えている。
【００７４】
シリンドリカルレンズ１４は、コリメータレンズ１２ａを透過した励起光Ｌ１をＸ軸方向のみに収束させる。シリンドリカルレンズ１４は、入射面がＸ−Ｚ平面に平行な方向のみに湾曲した曲面となっている。シリンドリカルレンズ１４の入射面は球面または非球面であり、シリンドリカルレンズ１４の出射面は、Ｚ軸に垂直な平面である。シリンドリカルレンズ１４の出射面も、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に湾曲した曲面であってもよい。あるいは、シリンドリカルレンズ１４の入射面が平面で出射面が曲面であってもよい。シリンドリカルレンズ１４は、入射した平行光を１つの焦線に収束させる作用を有する。
【００７５】
シリンドリカルレンズ１４の焦点距離は、シリンドリカルレンズ１４から波長変換部材１３までの励起光Ｌ１の光路長に略一致する。したがって、励起光Ｌ１は、波長変換部材１３の入射面において、Ｙ軸方向に長い線状のビームに集光される。
【００７６】
反射ミラー１５ａ、１５ｂは、それぞれ、励起光Ｌ１および検出光Ｌ２を反射して、これら光の光路を折り曲げる。光偏向器１６は、ミラーＭ１を備え、ミラーＭ１をＺ軸に平行な回動軸について回動させることにより、反射ミラー１５ａで反射されたレーザ光の進行方向を変化させる。ミラーＭ１の入射面は平面である。ミラーＭ１は、たとえば、ガラス板に誘電体多層膜を形成した高反射率のミラーである。ミラーＭ１は、中立位置において、Ｘ−Ｙ平面に垂直となるように配置される。
【００７７】
光偏向器１６は、たとえば、ＭＥＭＳ（Micro Electro MechanicalSystems）ミラーによって構成される。光偏向器１６が、電磁駆動アクチュエータでミラーを駆動する構成であってもよく、ガルバノミラーを用いる構成であってもよい。さらに、光偏向器１６は、反射ミラーを使用しない光軸を傾ける手段、たとえば、音響光学偏向素子や、電気光学結晶等を用いる構成であってもよい。
【００７８】
反射ミラー１７ａは、光偏向器１６のミラーＭ１で反射された励起光Ｌ１を、波長変換部材１３の入射面に向かう方向に反射する。反射ミラー１７ｂは、反射ミラー１５ｂで反射された検出光Ｌ２を、波長変換部材１３の入射面に向かう方向に反射する。励起光Ｌ１は、ミラーＭ１が中立位置にある場合に、波長変換部材１３の入射面において、Ｘ軸方向の中央位置に照射される。また、検出光Ｌ２は、波長変換部材１３の入射面において、Ｘ軸方向に広がるように照射される。このように励起光Ｌ１および検出光が波長変換部材１３に入射するように、波長変換部材１３より前段側の光学部材のレイアウトやレンズのパワー（屈折力）が調整されている。
【００７９】
なお、反射ミラー１７ａ、１７ｂの反射面は、平面でなくてもよく、波長変換部材１３の入射面における励起光Ｌ１および検出光Ｌ２のビーム形状を所定のサイズおよび形状に整形可能な曲面であってもよい。たとえば、反射ミラー１７ａ、１７ｂの反射面が、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向に湾曲したシリンドリカル面であってもよく、あるいは、球面または非球面であってもよい。また、反射ミラー１７ａ、１７ｂの反射面にフレネルレンズ等の光学作用を付与する構造を付加して、励起光Ｌ１および検出光Ｌ２のビーム形状を所定のサイズおよび形状に整形してもよい。
【００８０】
図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、波長変換部材１３における励起光Ｌ１と検出光Ｌ２の照射状態および照射領域を模式的に示す図である。
【００８１】
図７（ａ）において、Ｂ１は、励起光Ｌ１のビームスポットであり、Ｂ２は、検出光Ｌ２のビームスポットである。図７（ａ）では、最もＸ軸正負側に走査されたときのビームスポットＢ１がそれぞれ示されている。励起光Ｌ１は、シリンドリカルレンズ１４による収束作用により、波長変換部材１３の入射面において、Ｙ軸方向に長い線状のビームスポットＢ１に収束される。検出光Ｌ２は、シリンドリカルレンズ１４による収束作用を受けないため、波長変換部材１３の入射面に対し、Ｘ軸方向に広がったビームスポットＢ２で照射される。
【００８２】
励起光Ｌ１は、光偏向器１６によって、幅Ｗ１の範囲でＸ軸方向に往復移動するように、波長変換部材１３の入射面を高速で走査する。これにより、図７（ｂ）に示すように、励起光Ｌ１の照射領域Ｒ１が形成される。照射領域Ｒ１は、励起光Ｌ１の走査範囲に対応する。検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２は、図７（ａ）に示した検出光Ｌ２のビームスポットＢ２の範囲と同一である。ここでは、検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２が、励起光Ｌ１の照射領域Ｒ１より広く、且つ、照射領域Ｒ１を内包するように設定されている。照射領域Ｒ２が照射領域Ｒ１と同一であってもよく、あるいは、照射領域Ｒ２が照射領域Ｒ１より小さくてもよい。
【００８３】
図８は、照明装置１の主たる回路構成を示す回路ブロック図である。
【００８４】
実施形態２では、図４の回路構成に対して、光偏向器１６を駆動するためのミラー駆動回路２０４が追加されている。ミラー駆動回路２０４は、コントローラ２０１からの制御により、光偏向器１６を駆動する。これにより、図７（ａ）に示したように、励起光Ｌ１が波長変換部材１３の入射面を高速で走査する。
【００８５】
この走査により、照射領域Ｒ１から照明光Ｌ１０が発せられる。また、照射領域Ｒ２からは、検出光Ｌ２が拡散されて検出光Ｌ２０が発せられる。こうして生じた照明光Ｌ１０と検出光Ｌ２０が投射光学系２０に取り込まれて、各光の投射領域に投射される。
【００８６】
図９は、実施形態２に係る、投射領域における照明光Ｌ１０の配光パターンと、受光センサ３３における検出光Ｌ２０の反射光Ｒ２０の受光状態を模式的に示す図である。
【００８７】
ここでは、照明装置１が、車両の前照灯として用いられることが想定されている。そして、検出光Ｌ２０の投射範囲内に対向車および人が検出された場合に、対向車および人の位置を消灯する制御例が示されている。θ１０は、投射光学系２０による照明光Ｌ１０の投射範囲である。投射範囲θ１０中、ハッチング領域が消灯された領域であり、その他の領域が点灯された領域である。
【００８８】
便宜上、図９の右側下段には、波長変換部材１３の入射面における励起光Ｌ１の照射パターンと、検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２が示されている。また、図９の右側上段には、照明光Ｌ１０の投射領域Ａ１１と、検出光Ｌ２０の投射領域Ａ１２が模式的に示されている。投射領域Ａ１１の照明光Ｌ１０の投射パターンは、投射光学系２０の作用により、波長変換部材１３の入射面における励起光Ｌ１の照射パターンが水平方向および垂直方向に反転した光軸を対称中心とする点対称のパターンとなる。
【００８９】
また、本実施形態２では、受光ユニット４が、検出光Ｌ２０の投射領域Ａ１２を撮像するカメラにより構成されている。受光センサ３３には、投射領域Ａ１２全体の像が投影される。なお、受光ユニット４は、図１に示す筐体２ａに保持されていなくてもよく、車両のフロントガラスの内側等に設置されてもよい。図９の下段左側には、受光センサ３３に投影される像が示されている。領域Ａ２０は、検出光Ｌ２０の投射領域Ａ１２全体が投影される範囲を示している。
【００９０】
コントローラ２０１は、信号処理回路２０３から入力される信号、すなわち撮像信号を処理して、領域Ａ２０から対向車Ｃ１および人Ｈ１の領域Ａ２１、Ａ２２を抽出する。そして、コントローラ２０１は、抽出した領域Ａ２１、Ａ２２に対応する波長変換部材１３上の範囲を特定し、特定した範囲において、励起光Ｌ１の照射を停止させる。具体的には、コントローラ２０１は、励起光Ｌ１で波長変換部材１３の入射面を走査する際に、領域Ａ２１、Ａ２２に対応する走査期間Ｔ１２、Ｔ１４において、光源１１ａを消灯させ、波長変換部材１３に対する励起光Ｌ１の照射を停止させる。
【００９１】
すなわち、図９では、コントローラ２０１は、対向車Ｃ１および人Ｈ１に対応する走査期間Ｔ１２、Ｔ１４において光源１１ａを消灯させ、対向車Ｃ１および人Ｈ１以外の走査期間Ｔ１１、Ｔ１３、Ｔ１５において光源１１ａを点灯させる。これにより、投射領域Ａ１１には、対向車Ｃ１および人Ｈ１が存在しない範囲において、投射光学系２０からの照明光Ｌ１０が照射される。
【００９２】
なお、本実施形態２では、図７（ａ）に示したとおり、波長変換部材１３の入射面における励起光Ｌ１のビーム形状が走査方向（Ｘ軸方向）に圧縮された線状の形状であるため、投射領域Ａ１１における照明光Ｌ１０の照射範囲と非照射範囲の分解能を高め得る。よって、投射領域Ａ１１における照明光Ｌ１０の照射範囲と非照射範囲をクリアに区分することができる。
【００９３】
上記制御では、対向車Ｃ１および人Ｈ１が存在する範囲において照明光Ｌ１０が消灯されたが、たとえば、動物等の物体が存在する範囲において照明光Ｌ１０の強度を高める制御が行われてもよい。この場合、コントローラ２０１は、受光センサ３３で取得された撮像画像を画像解析して、投射領域Ａ１２に存在する物体の種類を判別する。そして、コントローラ２０１は、物体が人または車両である場合は、その物体の範囲において照明光を消灯させ、物体が動物等の人または車両以外の物体である場合は、その物体の範囲において、照明光の強度を高める。これにより、運転者は、前方に動物等が存在することを、より的確に把握でき、より安全に車両の運転を行うことができる。
【００９４】
＜実施形態２の効果＞
実施形態２においても、波長変換部材１３に対する検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２が励起光Ｌ１の照射領域Ｒ１に重なっているため、投射光学系２０によって投射された検出光Ｌ２０の投射領域Ａ１２は、その少なくとも一部が、励起光Ｌ１と波長変換された光とが合成された照明光Ｌ１０の投射領域Ａ１１に、必ず重なることになる。よって、検出光Ｌ２０の反射光を受光する受光センサ３３の検出結果に基づいて、照明光Ｌ１０の投射領域の状態を適正に検出することができる。
【００９５】
また、コントローラ２０１は、受光センサ３３による検出光Ｌ２０（第２の光）の検出結果に基づいて、波長変換部材１３に対する励起光Ｌ１（第１の光）の照射領域Ｒ１において、励起光Ｌ１（第１の光）の照射範囲と非照射範囲を設定する。これにより、たとえば、図９に示したように、投射領域Ａ１１中の対向車Ｃ１や人Ｈ１が存在する範囲に照明光Ｌ１０が照射されることを防ぐ制御を行い得る。よって、対向車Ｃ１の運転者や人Ｈ１が照明光Ｌ１０の照射により悪影響を受けることを防ぐことができる。
【００９６】
なお、本実施形態２では、光偏向器１６により、励起光Ｌ１（第１の光）を、励起光Ｌ１（第１の光）の照射領域Ｒ１において走査させる構成となっている。これにより、波長変換部材１３に対する励起光Ｌ１（第１の光）の照射領域Ｒ１において、励起光Ｌ１（第１の光）の照射と非照射を容易に切り替えることができる。
【００９７】
特に、図７（ａ）に示したように、波長変換部材１３の入射面における励起光Ｌ１のビーム形状を走査方向（Ｘ軸方向）に圧縮された線状の形状とすることにより、励起光Ｌ１の照射範囲と非照射範囲を高い分解能でクリアに設定することができる。これにより、投射領域Ａ１１における照明光Ｌ１０の照射範囲と非照射範囲の分解能を高めることができ、投射領域Ａ１１における照明光Ｌ１０の照射範囲と非照射範囲をクリアに区分することができる。
【００９８】
＜実施形態３＞
本実施形態３では、励起光Ｌ１とともに検出光Ｌ２が波長変換部材１３の入射面を走査する。
【００９９】
図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態３に係る投射ユニット３の構成を示す側面図および平面図である。
【０１００】
図６の構成に比べて、実施形態３では、反射ミラー１５ｂ、１７ｂが省略され、光源１１ｃ、コリメータレンズ１２ｃ、反射プリズム１８ａ、１８ｂが追加されている。また、シリンドリカルレンズ１４に対し、励起光Ｌ１とともに検出光Ｌ２が入射し、さらに、光源１１ｃから出射された励起光Ｌ３もシリンドリカルレンズ１４に入射する。実施形態３のその他の構成は、図６の構成と同様である。
【０１０１】
光源１１ｃは、光源１１ａと同様、青色波長帯のレーザ光（励起光Ｌ３）を出射する。光源１１ｃは、たとえば、半導体レーザである。コリメータレンズ１２ｃは、コリメータレンズ１２ａと同様、光源１１ｃから出射された励起光Ｌ３を略平行光に収束させる。コリメータレンズ１２ｃは、非球面レンズである。コリメータレンズ１２ｃが球面レンズであってもよい。
【０１０２】
反射プリズム１８ａ、１８ｂは、それぞれ、コリメータレンズ１２ａ、１２ｃを透過したレーザ光を、シリンドリカルレンズ１４に向かう方向に反射する。反射プリズム１８ａ、１８ｂに代えて、板状の反射ミラーを用いてもよい。
【０１０３】
図１０（ｂ）に示すように、光源１１ｂは、出射光軸がＺ軸に平行となるように配置され、光源１１ａ、１１ｃは、出射光軸がＺ軸に垂直となるように配置されている。光源１１ａ、１１ｃは、正対向するように配置されている。光源１１ａ〜１１ｃは、出射光軸がＸ−Ｚ平面に平行な１つの平面に含まれるように配置されている。反射プリズム１８ａ、１８ｂは、光源１１ａ、１１ｃが向き合う方向、すなわち、Ｘ軸方向に隙間が生じるように配置されている。
【０１０４】
光源１１ｂから出射された検出光Ｌ２は、コリメータレンズ１２ｂにより略平行光に変換された後、反射プリズム１８ａ、１８ｂの間の隙間を通って、シリンドリカルレンズ１４へと向かう。対向配置された光源１１ａ、１１ｂの光軸は、反射プリズム１８ａ、１８ｂによって、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に９０度曲げられる。これにより、光源１１ａ〜１１ｃの光軸は、シリンドリカルレンズ１４の入射位置において、互いに平行となっている。
【０１０５】
光源１１ｂから出射された検出光Ｌ２は、シリンドリカルレンズ１４の入射面の中央位置に入射する。光源１１ａ、１１ｃから出射された励起光Ｌ１、Ｌ３は、それぞれ、シリンドリカルレンズ１４の入射面の中央位置からＸ軸正負の方向に所定距離だけずれた位置に入射する。
【０１０６】
シリンドリカルレンズ１４は、上記実施形態２と同様、入射した光をＸ軸方向のみに収束させる作用を有する。したがって、光源１１ａ、１１ｃから出射された励起光Ｌ１、Ｌ３と、光源１１ｂから出射された検出光Ｌ２は、シリンドリカルレンズ１４によって、波長変換部材１３の入射面上において励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２の走査方向に収束される。また、シリンドリカルレンズ１４の収束作用により、励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２は、波長変換部材１３の入射面において、略重なる。
【０１０７】
本実施形態３では、励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２が光偏向器１６のミラーＭ１に入射する。したがって、ミラーＭ１が駆動されると、励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２が波長変換部材１３の入射面をＸ軸方向に走査する。
【０１０８】
図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、波長変換部材１３における励起光Ｌ１、Ｌ３と検出光Ｌ２の照射状態および照射領域を模式的に示す図である。
【０１０９】
図１１（ａ）において、Ｂ１、Ｂ３は、励起光Ｌ１のビームスポットであり、Ｂ２は、検出光Ｌ２のビームスポットである。図１１（ａ）では、最もＸ軸正負側に走査されたときのビームスポットＢ１、Ｂ２、Ｂ３がそれぞれ示されている。本実施形態３では、励起光Ｌ１、Ｌ３と検出光Ｌ２が、ともにシリンドリカルレンズ１４による収束作用を受ける。このため、励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２は、波長変換部材１３の入射面において、何れも、Ｙ軸方向に長い線状のビームスポットＢ１、Ｂ３、Ｂ２に収束される。
【０１１０】
ここでは、励起光Ｌ１、Ｌ３のビームスポットＢ１、Ｂ３が完全に重なっている。また、検出光Ｌ２のビームスポットＢ２は、シリンドリカルレンズ１４における色収差によって、ビームスポットＢ１、Ｂ３よりも僅かに広がっている。すなわち、ここでは、励起光Ｌ１、Ｌ３が波長変換部材１３の入射面において焦線となるように、光学系が調整されている。なお、ビームスポットＢ１、Ｂ３とＢ２の大小関係、および各スポットの位置関係は用途に合わせて自由に設定可能であり、色収差のみならず光学系の配置やレンズのパワー（屈折力）差を利用して最適化してよい。
【０１１１】
本実施形態３では、励起光Ｌ１、Ｌ３とともに検出光Ｌ２が、光偏向器１６によって、幅Ｗ１の範囲でＸ軸方向に往復移動するように、波長変換部材１３の入射面を高速で走査する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、励起光Ｌ１、Ｌ３の照射領域Ｒ１、Ｒ３と、検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２が形成される。照射領域Ｒ１、Ｒ３、Ｒ２は、それぞれ、励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２の走査範囲に対応する。ここでは、検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２が、励起光Ｌ１、Ｌ３の照射領域Ｒ１、Ｒ３よりやや広く、且つ、照射領域Ｒ１を内包するように設定される。励起光Ｌ１、Ｌ３の照射領域Ｒ１、Ｒ３は同一である。
【０１１２】
本実施形態３では、照射領域Ｒ１、Ｒ３から照明光Ｌ１０が生じ、照射領域Ｒ２から検出光Ｌ２０が生じる。こうして生じた照明光Ｌ１０および検出光Ｌ２０が、投射光学系２０に取り込まれて、各光の投射領域に投射される。照明光Ｌ１０および検出光Ｌ２０の投射領域は、図９の投射領域Ａ１１、Ａ１２と略同様である。したがって、本実施形態３においても、上記実施形態２と同様の照明光Ｌ１０の制御を行うことができる。
【０１１３】
＜実施形態３の効果＞
実施形態３においても、実施形態２と同様の効果が奏され得る。
【０１１４】
加えて、実施形態３では、検出光Ｌ２が励起光Ｌ１と同様に小さく絞られているため、投射領域Ａ１２に投射される検出光Ｌ２０の光密度が、上記実施形態２における検出光Ｌ２０の光密度に比べて顕著に高まる。このため、受光センサ３３によって受光される検出光Ｌ２０の反射光Ｒ２０の光密度も高まる。よって、受光センサ３３において、投射領域Ａ１２からの検出光Ｌ２０の反射光Ｒ２０をより精度良く検出することができる。したがって、実施形態３の構成によれば、検出光Ｌ２の投射領域Ａ１２に存在する物体を、より精度良く検出でき、これにより、照明光Ｌ１０の制御を、より精度良く行うことができる。
【０１１５】
また、実施形態３の構成では、励起光Ｌ３を出力する光源１１ｃが追加されているため、波長変換部材１３に対する励起光の照射光量を高めることができる。よって、投射領域Ａ１１に投射される照明光Ｌ１０の光量を高めることができる。また、光源１１ａ、１１ｃの何れか一方を消灯させることにより、波長変換部材１３に照射される励起光の光量を段階的に切り替えることもできる。
【０１１６】
なお、図１０（ａ）、（ｂ）の構成では、検出光Ｌ２が反射プリズム１８ａ、１８ｂの間の隙間を通るように光源１１ｂが配置されたが、各光源の配置は、これに限られるものではない。たとえば、光源１１ｃおよびコリメータレンズ１２ｃの配置位置と光源１１ｂおよびコリメータレンズ１２ｂの配置位置が入れ替えられてもよい。また、光源１１ｃおよびコリメータレンズ１２ｃが省略され、光源１１ａに対向する位置に、光源１１ｂおよびコリメータレンズ１２ｂが配置されてもよい。
【０１１７】
＜実施形態３の変更例＞
なお、実施形態３においては、たとえば、図１２（ａ）に示すように、波長変換部材１３のＹ軸負側に、波長変換部材１３の入射面において正反射した励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２の両方または一方を受光する受光部１９が設けられてもよい。この場合、受光部１９は、Ｘ軸方向に長い受光面を有する光検出器１９ａと、光検出器１９ａの前側に配置されたフィルタ１９ｂを備える。光検出器１９ａは、受光位置を検出可能な構成である。光検出器１９ａは、たとえば、ＰＳＤによって構成される。フィルタ１９ｂは、励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２のうち、光検出器１９ａで受光すべき波長帯の光を透過し、その他の波長帯の光を遮断するバンドパスフィルタである。
【０１１８】
図１２（ｂ）は、受光部１９の構成例を模式的に示す図である。ここでは、検出光Ｌ２が光検出器１９ａに導かれる。
【０１１９】
光検出器１９ａの受光面１９ａ１に重なるようにして、フィルタ１９ｂが配置されている。フィルタ１９ｂは、検出光Ｌ２の波長帯の光を透過し、その他の波長帯の光を遮断する。光偏向器１６が駆動されると、波長変換部材１３の入射面において正反射した励起光Ｌ１、Ｌ３および検出光Ｌ２が、図１２（ｂ）に示すように、フィルタ１９ｂの入射面をＸ軸方向に走査する。これにより、フィルタ１９ｂを透過した検出光Ｌ２が光検出器１９ａの受光面１９ａ１をＸ軸方向に走査する。
【０１２０】
コントローラ２０１は、照明光Ｌ１０の投射動作中に、光検出器１９ａからの出力に基づいて、受光面１９ａ１上における検出光Ｌ２の走査範囲を監視する。そして、コントローラ２０１は、この走査範囲が、予め規定された走査範囲から外れた場合に、光偏向器１６の動作に異常が生じたと判定する。たとえば、コントローラ２０１は、受光面１９ａ１上における検出光Ｌ２の走査範囲が、予め規定された走査範囲よりも狭い場合や、予め規定された走査範囲に対してＸ軸方向にシフトした場合に、光偏向器１６の動作に異常が生じたと判定する。この判定に応じて、コントローラ２０１は、光源１１ａ、１１ｃを停止させて、照明光Ｌ１０の投射動作を停止させる。
【０１２１】
なお、コントローラ２０１は、光検出器１９ａからの出力に基づいて、受光面１９ａ１上における検出光Ｌ２の走査範囲が、予め規定された走査範囲に整合するように、光偏向器１６を制御してもよい。この場合、この制御によっても、受光面１９ａ１上における検出光Ｌ２の走査範囲が、予め規定された走査範囲から外れた場合に、コントローラ２０１は、光偏向器１６の動作に異常が生じたと判定する。
【０１２２】
また、コントローラ２０１は、照明光Ｌ１０の投射動作時に光検出器１９ａから検出信号が出力されない場合、すなわち、検出光Ｌ２が光検出器１９ａに受光されていない場合に、検出光Ｌ２を出射する光源１１ｂに異常が生じたと判定する。この場合も、コントローラ２０１は、この判定に応じて、光源１１ａ、１１ｃを停止させて、照明光Ｌ１０の投射動作を停止させる。
【０１２３】
なお、光検出器１９ａがイメージセンサである場合は、図１２（ｃ）に示すように、フィルタ１９ｂを、励起光Ｌ１、Ｌ３を透過する領域１９ｂ１と、検出光Ｌ２を透過する領域１９ｂ２とに区分してもよい。これにより、光検出器１９ａの領域１９ｂ１に対応する画素領域の信号によって励起光Ｌ１、Ｌ３の走査状態を監視でき、光検出器１９ａの領域１９ｂ２に対応する画素領域の信号によって検出光Ｌ２の走査状態を監視できる。この場合、光偏向器１６の異常は、励起光Ｌ１、Ｌ３の走査状態および検出光Ｌ２の走査状態の何れか一方によって判定され得る。また、領域１９ｂ１に対応する画素領域において励起光Ｌ１、Ｌ３が受光されなかったことにより、光源１１ａ、１１ｃの異常が判定され、領域１９ｂ２に対応する画素領域において検出光Ｌ２が受光されなかったことにより、光源１１ｂの異常が判定される。
【０１２４】
以上のように、本変更例によれば、受光部１９を設けることにより、光偏向器１６の異常と光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃの異常を検出できる。よって、照明光Ｌ１０の投射動作をより適切に制御することができる。
【０１２５】
＜実施形態４＞
実施形態４では、波長変換部材１３に対し、励起光と検出光が個別に走査される。
【０１２６】
図１３は、実施形態４に係る投射ユニット３の構成を示す側面図である。
【０１２７】
図６の構成に比べて、実施形態４では、検出光Ｌ２を走査させるための光偏向器１６ｂが追加されている。他方の光偏向器１６ａは、励起光Ｌ１を走査させるためのものであり、図６の光偏向器１６と同様である。実施形態４では、励起光Ｌ１とともに検出光Ｌ２がシリンドリカルレンズ１４に入射するように、シリンドリカルレンズ１４のＹ軸方向の幅が広げられている。なお、励起光Ｌ１と検出光Ｌ２に対して個別にシリンドリカルレンズが設けられてもよい。
【０１２８】
励起光Ｌ１と検出光Ｌ２は、それぞれ、反射ミラー１５ａ、１５ｂで反射されて、光偏向器１６ａ、１６ｂのミラーＭ１ａ、Ｍ１ｂに向かう。光偏向器１６ａ、１６ｂは、それぞれ、ミラーＭ１ａ、Ｍ１ｂをＺ軸に平行な回動軸周りに回動させる。これにより、波長変換部材１３の入射面上を励起光Ｌ１と検出光Ｌ２が走査する。ミラーＭ１ａ、Ｍ１ｂが中立位置にある場合、励起光Ｌ１と検出光Ｌ２が、波長変換部材１３の入射面の略中央位置において重なる。
【０１２９】
図１４（ａ）は、波長変換部材１３上における励起光Ｌ１および検出光Ｌ２の照射領域Ｒ１、Ｒ２を模式的に示す平面図である。図１４（ａ）において、実線の矢印は励起光Ｌ１の走査範囲を示し、破線の矢印は検出光Ｌ２の走査範囲を示している。
【０１３０】
本実施形態４では、光偏向器１６ａ、１６ｂによって、励起光Ｌ１と検出光Ｌ２が個別に走査される。ここで、波長変換部材１３の入射面において、励起光Ｌ１の走査範囲と検出光Ｌ２の走査範囲が一致している場合、図１４（ａ）に示すように、励起光Ｌ１の照射領域Ｒ１と検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２は、略重なる。この場合、励起光Ｌ１により生じる照明光Ｌ１０の投射領域と、検出光Ｌ２０の投射領域は、それぞれ、図９に示す投射領域Ａ１１、Ａ１２に略同じである。この投射形態によれば、上記のように、照明光Ｌ１０の投射領域Ａ１１の全範囲に対し、正確に、物体検出を行い得る。
【０１３１】
これに対し、本実施形態４では、光偏向器１６ａ、１６ｂによって励起光Ｌ１と検出光Ｌ２が個別に走査されるため、図１４（ｂ）〜（ｄ）に示す走査形態も可能である。
【０１３２】
図１４（ｂ）では、図１４（ａ）の走査形態に比べて、励起光Ｌ１の走査範囲と検出光Ｌ２の走査範囲がそれぞれ狭められている。また、検出光Ｌ２の走査範囲が励起光Ｌ１の走査範囲よりもやや広くなっている。この場合、励起光Ｌ１の照射領域Ｒ１と検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２は、図１４（ａ）の場合よりも狭くなる。したがって、励起光Ｌ１により生じる照明光Ｌ１０の投射領域と、検出光Ｌ２０の投射領域は、それぞれ、図９に示した投射領域Ａ１１、Ａ１２よりも水平方向に狭くなる。この投射形態は、たとえば、車両がハイビームで高速走行する場合等、遠方の狭い範囲に照明光Ｌ１０を投射する場合に好適である。この投射形態では、照明光Ｌ１０の投射領域よりも水平方向にやや広い範囲において、検出光Ｌ２０が投射されるため、照明光Ｌ１０の投射領域とその両側に存在する物体を検出できる。
【０１３３】
図１４（ｃ）では、図１４（ａ）の走査形態に比べて、検出光Ｌ２の走査範囲がＸ軸正方向に広げられている。この場合、検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２は、図１４（ａ）の場合よりもＸ軸正側に広くなる。したがって、検出光Ｌ２０の投射領域は、図９に示した投射領域Ａ１２よりも水平方向左側に広くなる。これにより、物体検出の範囲を、水平方向左側に広げることができる。したがって、この投射形態は、車両が左折する場合等、車両の走行方向左側の検出範囲を広げる場合に好適である。
【０１３４】
図１４（ｄ）では、図１４（ａ）の走査形態に比べて、検出光Ｌ２の走査範囲がＸ軸負方向に広げられている。この場合、検出光Ｌ２の照射領域Ｒ２は、図１４（ａ）の場合よりもＸ軸負側に広くなる。したがって、検出光Ｌ２０の投射領域は、図９に示した投射領域Ａ１２よりも水平方向右側に広くなる。これにより、物体検出の範囲を、水平方向右側に広げることができる。したがって、この投射形態は、車両が右折する場合等、車両の走行方向右側の検出範囲を広げる場合に好適である。
【０１３５】
コントローラ２０１は、車両本体側から入力される走行状態情報に基づいて、図１４（ａ）〜（ｄ）に示した走査形態の何れか１つを選択すればよい。たとえば、コントローラ２０１は、通常走行時には、図１４（ａ）の走査形態に基づいて光偏向器１６ａ、１６ｂを制御し、高速走行時には、図１４（ｂ）の走査形態に基づいて光偏向器１６ａ、１６ｂを制御する。また、コントローラ２０１は、左折時には、図１４（ｃ）の走査形態に基づいて光偏向器１６ａ、１６ｂを制御し、右折時には、図１４（ｄ）の走査形態に基づいて光偏向器１６ａ、１６ｂを制御する。これにより、各走行状態においてより好ましい投射形態で、照明光Ｌ１０と検出光Ｌ２０を投射することができる。
【０１３６】
なお、上記実施形態１〜４に示したように、波長変換部材１３の入射面において励起光Ｌ１と検出光Ｌ２を重ねることにより、１つの投射光学系２０を共用しながら、照明光Ｌ１０と検出光Ｌ２０を、互いに重なるように投射することができる。また、波長変換部材１３の入射面における励起光Ｌ１と検出光Ｌ２の重なり具合を調整することにより、投射領域における照明光Ｌ１０と検出光Ｌ２０の重なり具合を調整できる。このように、波長変換部材１３の入射面において励起光Ｌ１と検出光Ｌ２を重ねる構成を用いれば、簡素な構成により、所望の重なり具合で円滑に、照明光Ｌ１０と検出光Ｌ２０を重ねることができ、設計の自由度を高めることができる。
【０１３７】
＜その他の変更例＞
上記実施形態２は、波長変換部材１３の入射面における励起光Ｌ１の走査ラインが１つであったが、励起光Ｌ１の走査ラインがＹ軸方向に複数並ぶように設定されてもよい。この場合、光偏向器１６は、ミラーＭ１をＺ軸に平行な回動軸とＸ軸方向に平行な回動軸の両方について回動させる構成とされる。あるいは、図６の構成において、反射ミラー１７ａをＹ−Ｚ平面に平行な方向に回動させるアクチュエータが追加されてもよい。また、励起光Ｌ１のビームスポットＢ１は、上記実施形態２の場合に比べてＹ軸方向の幅が狭められる。このように複数の走査ラインを設けると、走査ラインごとに、励起光Ｌ１の消灯制御を行うことができる。これにより、たとえば、人Ｈ１の顔の位置のみにおいて照明光Ｌ１０を消灯させることが可能となる。
【０１３８】
同様に、上記実施形態３、４においても、波長変換部材１３の入射面に励起光Ｌ１の走査ラインが複数設定されてもよい。この場合、検出光Ｌ２の走査ラインも複数設定されればよい。
【０１３９】
また、投射ユニット３（発光装置１０）に配置される光源の数は、上記実施形態１〜４に示した数に限られるものではない。たとえば、検出光Ｌ２を出射する光源が複数配置されてもよく、励起光Ｌ１を出射する光源が３つ以上配置されてもよい。また、光源としてＬＥＤ（light emitting diode）を用いてもよい。
【０１４０】
また、波長変換部材１３の蛍光体層１０３に含まれる蛍光体粒子１０３ａの種類は、必ずしも１種類でなくてもよく、たとえば、光源１１ａ、１１ｃからのレーザ光によって互いに異なる波長の蛍光を生じる複数種類の蛍光体粒子１０３ａが蛍光体層１０３に含まれてもよい。この場合、各種類の蛍光体粒子１０３ａから生じた蛍光の拡散光と、これら蛍光体粒子１０３ａによって波長変換されなかったレーザ光の拡散光とによって、所定の色の光が生成される。波長変換部材１３は、反射型に限らず、透過型であってもよい。
【０１４１】
また、上記実施形態２〜４では、励起光Ｌ１の走査方向を水平方向としたが、必要とされる照射条件によっては鉛直方向を励起光Ｌ１の走査方向としてもよい。また、本発明に係る照明装置および発光装置は、防犯灯や車両の前照灯の他にも、種々の装置に適用され得る。
【０１４２】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  …  照明装置
２ａ  …  筐体
１０  …  発光装置
１１ａ、１１ｃ  …  光源（第１の光源）
１１ｂ  …  光源（第２の光源）
１３  …  波長変換部材
１６、１６ａ、１６ｂ  …  光偏向器
２０  …  投射光学系
３３  …  受光センサ
２０１  …  コントローラ
Ｌ１  …  励起光（第１の光）
Ｌ２  …  検出光（第２の光）
Ｒ１  …  照射領域（第１の光の照射領域）
Ｒ２  …  照射領域（第２の光の照射領域）
【図１】
2020004517.tif 000003
【図２】
2020004517.tif 000004
【図３】
2020004517.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020004517.tif 000007
【図６】
2020004517.tif 000008
【図７】
2020004517.tif 000009
【図８】
2020004517.tif 000010
【図９】
2020004517.tif 000011
【図１０】
2020004517.tif 000012
【図１１】
2020004517.tif 000013
【図１２】
2020004517.tif 000014
【図１３】
2020004517.tif 000015
【図１４】
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