(57)【要約】      （修正有）【課題】精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する照明装置を提供する。【解決手段】本発明の照明装置３００は、レーザー光を射出する複数の単位レーザー光源２３１と、前記複数の単位レーザー光源２３１に対応して配される複数のインテグレーターロッド２５０と、からなることを特徴とする。【選択図】図２３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を射出する複数のレーザー光源と、
前記複数のレーザー光源に対応して配される複数の均一化光学系と、からなることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記複数のレーザー光源のうち、所定のレーザー光源がオンオフされるか、又は、減光されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数のレーザー光源と、前記複数の均一化光学系との間に、複数の入射端レンズが配され、
前記複数のレーザー光源から出射されたレーザー光が、前記複数の入射端レンズに入射し、前記複数の入射端レンズから出射された光が、前記複数の均一化光学系に入射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記複数の入射端レンズの光軸は、前記複数のレーザー光源から出射されたレーザー光の中心からずれていることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記複数の均一化光学系の前記複数のレーザー光源が配されていない側の端部に、複数の出射端レンズが配され、
前記複数の均一化光学系から出射される光が、出射端レンズに入射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数の出射端レンズの光軸は、前記複数のレーザー光源から出射されたレーザー光の中心からずれていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数の均一化光学系の前記複数のレーザー光源が配されていない側の端部に、プリズムが配され、
前記複数の均一化光学系から出射される光が、前記プリズムに入射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数の均一化光学系の前記複数のレーザー光源が配されていない側の端部に、ホログラムが配され、
前記複数の均一化光学系から出射される光が、前記ホログラムに入射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記複数の均一化光学系の長手方向と、前記複数のレーザー光源から出射されるレーザー光の進行方向とが、０°より大きい角度をなすことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記複数のレーザー光源の配列方向が１次元方向でないことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーを光源とする照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源としての発光ダイオードのアレイと、発光ダイオードによって励起される蛍光材料とからなる照明装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特表２０１２−５１６５３４号公報）には、光源のアレイと、該光源のアレイと前記光源からの光を放出するための光出力窓との間に配置される遠隔蛍光体層及び／又は散乱層と、を有する照明システムが開示されている。
【特許文献１】特表２０１２−５１６５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の照明装置は、光源のアレイとダイオードが用いられているので、精密な配光制御が困難である、という問題があった。そこで、より精密な配光制御を行うために、レーザーアレイを照明装置の光源として用いることが考えられる。
【０００５】
ただし、レーザーアレイから出射されるレーザー光は、安全性の観点から適宜拡散する必要があるが、レンズを利用してレーザー光を発散させるのみでは、再度、エネルギー密度が高い状態にレーザー光が収束可能であるために、照明装置としての安全性に関しては別途何らかの対策を取らなければならない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以上のような課題を解決するためのものであり、本発明に係る照明装置は、レーザー光を射出する複数のレーザー光源と、前記複数のレーザー光源に対応して配される複数の均一化光学系と、からなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数のレーザー光源のうち、所定のレーザー光源がオンオフされるか、又は、減光されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数のレーザー光源と、前記複数の均一化光学系との間に、複数の入射端レンズが配され、前記複数のレーザー光源から出射されたレーザー光が、前記複数の入射端レンズに入射し、前記複数の入射端レンズから出射された光が、前記複数の均一化光学系に入射することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数の入射端レンズの光軸は、前記複数のレーザー光源から出射されたレーザー光の中心からずれていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数の均一化光学系の前記複数のレーザー光源が配されていない側の端部に、複数の出射端レンズが配され、前記複数の均一化光学系から出射される光が、出射端レンズに入射することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数の出射端レンズの光軸は、前記複数のレーザー光源から出射されたレーザー光の中心からずれていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数の均一化光学系の前記複数のレーザー光源が配されていない側の端部に、プリズムが配され、前記複数の均一化光学系から出射される光が、前記プリズムに入射することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数の均一化光学系の前記複数のレーザー光源が配されていない側の端部に、ホログラムが配され、前記複数の均一化光学系から出射される光が、前記ホログラムに入射することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数の均一化光学系の長手方向と、前記複数のレーザー光源から出射されるレーザー光の進行方向とが、０°より大きい角度をなすことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数のレーザー光源の配列方向が１次元方向でないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る照明装置によれば、精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【００１７】
また、本発明に係る照明装置によれば、意匠性が向上した照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る光学装置１００を構成する単位ユニット１０の一例を示す図である。
【図２】単位ユニット１０による照明を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光学装置１００による照明を説明する図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る光学装置１００による照明を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光学装置１００を車両２００のヘッドライトに用いた例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光学装置１００のブロック図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。
【図８】対向車との間の距離Ｄの測距離の様子を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る光学装置１００による照明例を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る光学装置１００による特徴的構造部の照明例を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。
【図１３】追跡モードの利用状況を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る光学装置１００によるナンバープレート部の照明例を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る光学装置１００による障害物の照明例を示す図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る光学装置１００による照明例を示す図である。
【図１９】本発明の第６実施形態に係る光学装置１００のブロック図である。
【図２０】本発明の第６実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。
【図２１】本発明の第６実施形態に係る光学装置１００による照明例を示す図である。
【図２２】他の照明例を説明する図である。
【図２３】本発明の第７実施形態に係る照明装置１００の構成を示す図である。
【図２４】本発明の第７実施形態に係る照明装置１００の単位ユニットによる照明を説明する図である。
【図２５】本発明の第８実施形態に係る照明装置１００の単位ユニットによる照明を説明する図である。
【図２６】入射端レンズ３５を、光軸の方向から見た図である。
【図２７】本発明の第９実施形態に係る照明装置１００の単位ユニットによる照明を説明する図である。
【図２８】本発明の第１０実施形態に係る照明装置１００の単位ユニットによる照明を説明する図である。
【図２９】本発明の第１１実施形態に係る照明装置１００の単位ユニットによる照明を説明する図である。
【図３０】本発明の第１２実施形態に係る照明装置１００の構成を示す図である。
【図３１】本発明の第１３実施形態に係る照明装置１００の構成を示す図である。
【図３２】本発明の第１４実施形態に係る照明装置１００の構成を示す図である。
【図３３】本発明の第１４実施形態に係る照明装置１００の斜視図である。
【図３４】本発明の第１４実施形態に係る照明装置１００による照明を説明する図である。
【図３５】本発明の第１５実施形態に係る照明装置１００による照明を説明する図である。
【図３６】本発明の第１６実施形態に係る照明装置１００による照明を説明する図である。
【図３７】本発明の第１７実施形態に係る照明装置１００による照明を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る光学装置１００を構成する単位ユニット１０の一例を示す図である。また、図２は単位ユニット１０による照明を説明する図である。
【００２０】
なお、本発明に係る光学装置１００は、複数の単位ユニット１０から構成されており、単位ユニット１０が最も基本的な最小構成となっている。
【００２１】
単位ユニット１０としては、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光源から射出されたレーザー光が入射され、光を出射することで照明を行う光学素子と、から構成されている。本実施形態では、光学素子として透過型のホログラムを用いている。
【００２２】
なお、ホログラムは透過型ホログラムであってもよいし、反射型ホログラムであってもよい。また、ホログラムとしては、エンボスホログラム、体積型ホログラム、電子ホログラムなどを挙げることができる。さらに、計算機を用いた演算により所定の記録面上に干渉縞を記録させて作製する計算機合成ホログラムなども挙げることができる。また、計算機合成ホログラムのうち、フーリエ変換光学系を用いた計算機合成ホログラムであるフーリエ変換ホログラムを用いるようにしてもよい。
【００２３】
本実施形態においては、単位ユニット１０は、レーザー光源として単位レーザーアレイ３０が用いられている。この単位レーザーアレイ３０には、第１レーザー光源３１、第２レーザー光源３２及び第３レーザー光源３３の３つのレーザー光源を有している。
【００２４】
第１レーザー光源３１、第２レーザー光源３２及び第３レーザー光源３３は相互に異なる波長の光を出射するものであって、第１レーザー光源３１からは第１の波長の光、第２レーザー光源３２からは第２の波長の光、第３レーザー光源３３からは第３の波長の光が出射される。本実施の形態においては、例えば、第１レーザー光源３１から出射される第１の波長の光を青色の光、第２レーザー光源３２から出射される第２の波長の光を緑色の光、第３レーザー光源３３から出射される第３の波長の光を赤色の光とすることができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、単位レーザーアレイ３０として、第１レーザー光源３１、第２レーザー光源３２及び第３レーザー光源３３の３種類の異なるレーザー光源を用いる例に基づいて説明を行うが、光学装置１００の構成によって、用いるレーザー光源の種類数は任意とすることができる。
【００２６】
第１レーザー光源３１から射出されたレーザー光は、単位ホログラム５０の第１記憶領域５１に入射し、第２レーザー光源３２から射出されたレーザー光は、単位ホログラム５０の第２記憶領域５２に入射し、第３レーザー光源３３から射出されたレーザー光は、単位ホログラム５０の第３記憶領域５３に入射するようになっている。
【００２７】
図２（Ａ）に示すように、第１レーザー光源３１からのレーザー光が参照光として、単位ホログラム５０の第１記憶領域５１に入射すると、第１記憶領域５１に記録されたホログラム再生像が、単位ホログラム５０から出射され単位照明領域を照明する。
【００２８】
また、図２（Ｂ）に示すように、第２レーザー光源３２からのレーザー光が参照光として、単位ホログラム５０の第２記憶領域５２に入射すると、第２記憶領域５２に記録されたホログラム再生像が、単位ホログラム５０から出射され単位照明領域を照明する。
【００２９】
また、図２（Ｃ）に示すように、第３レーザー光源３３からのレーザー光が参照光として、単位ホログラム５０の第３記憶領域５３に入射すると、第３記憶領域５３に記録されたホログラム再生像が、単位ホログラム５０から出射され単位照明領域を照明する。
【００３０】
第１レーザー光源３１、第２レーザー光源３２及び第３レーザー光源３３の発光は、上位の制御部１１０によって制御することができるようになっている。このように単位ユニット１０においては、各レーザー光源の制御に基づいて単位照明領域を、各レーザー光源の３原色により任意に照明することができるようになるので、単位照明領域を任意の色で照明することができることとなる。
【００３１】
本発明に係る光学装置１００は、上記のような単位レーザーアレイ３０と単位ホログラム５０の組み合わせからなる単位ユニット１０が複数設けられており、光学装置１００全体としてのレーザーアレイ４０及びホログラム６０が構成される。すなわち、レーザーアレイ４０は、複数の単位レーザーアレイ３０から構成されており、ホログラム６０は、複数の単位レーザーアレイ３０の各レーザー光源に対応する記憶領域を有している。なお、単位レーザーアレイ３は少なくとも１つ以上のレーザー光源から構成される。
【００３２】
これにより、図３に示すように、それぞれの単位レーザーアレイ３０が単位照明領域を照明し、光学装置１００全体として、全照明領域を形成するようになっている。
【００３３】
ここで、単位レーザーアレイ３０と単位ホログラム５０とで形成される単位照明領域は、一般的な表示装置における画素のような役割を担うこととなり、本発明に係る光学装置１００においては、単位照明領域毎で異なる照明を行うようにレーザーアレイ４０における単位レーザーアレイ３０を制御することにより、種々の照明パターンを形成することができる。
【００３４】
このように、単位レーザーアレイ３０と単位ホログラム５０とによる単位照明領を組み合わせることで、照明領域における表示形状を自由に設定できようになる。とりわけ矩形照明が容易に可能であるため、効率よく照明領域を形成できる。
【００３５】
なお、図３に示す例では、レーザーアレイ４０における単位レーザーアレイ３０が平面状、すなわち、２次元に配列されている例を説明しているが、単位レーザーアレイ３０は１次元に配列させるようにしてもよい。
【００３６】
図３に示す例では、光学装置１００のホログラム６０に入射させる光源として複数の単位レーザーアレイ３０から構成されるレーザーアレイ４０を用いているが、光学装置１００のホログラム６０に入射させる光源としては、走査光を用いることもできる。図４は、本発明の他の実施形態に係る光学装置１００による照明を説明する図である。
【００３７】
図４の光学装置１００は、単位レーザーアレイ３０の各レーザー光源から射出されたレーザー光を反射し、走査光を射出するミラー７０を有している。ミラー７０は１軸方向を中心として回動するか、１軸方向又はこれと直交する２軸方向の２つの方向に回動するように構成することで、レーザー光の反射光により、ホログラム６０を走査する走査光を形成することができる。
【００３８】
この例では、ミラー７０で反射された走査光をホログラム６０に入射する構成が採用されており、このような構成によっても、本発明に係る光学装置１００の実現することができる。
【００３９】
なお、上記のようなミラー７０としては、具体的には、ガルバノミラーやＭＥＭＳスキャナ、ポリゴンミラーなどを用いることができる。
【００４０】
図４の例では、光学装置１００の制御部１１０は、単位レーザーアレイ３０の各レーザー光源の制御、及び、走査部としてのミラー７０の動作制御を行う。
【００４１】
本例のような場合、走査光でホログラム６０を走査することに加え、単位レーザーアレイ３０の出力を、走査に同期させて調整させることで、例えば、ある一部を照明したくない場合、その部分を照明することとなる単位ホログラム５０を走査するときに、単位レーザーアレイ３０の出力をオフにすると、前記の一部のみを未照射とすることができる。また、第１レーザー光源３１、第２レーザー光源３２及び第３レーザー光源３３の出力のバランスを制御することで様々な照明パターンを作成できる。
【００４２】
次に、以上のように構成される光学装置１００の応用例について説明する。図５は本発明の実施形態に係る光学装置１００を車両２００などの移動体のヘッドライトに用いた例を示す図である。このような車両２００においては、レーザーアレイ４０を制御部１１０で制御することにより、光学装置１００を通常のヘッドライトとして用いることに加え、例えば、図５のＡに示す部分のみを青色に照明したりすることが可能となる。
【００４３】
このために、Ａの部分を照射する単位ホログラム５０に入射させる単位レーザーアレイ３０においては、第２レーザー光源３２（緑）、第３レーザー光源３３（赤）の出力をオフし、第１レーザー光源３１（青）の出力をオンとする制御を行う。走査型の光学装置１００の場合には、Ａの部分を照射する単位ホログラム５０を走査する際に、第２レーザー光源３２（緑）、第３レーザー光源３３（赤）の出力をオフし、第１レーザー光源３１（青）の出力をオンとする制御を行う。
【００４４】
すなわち、本発明に係る光学装置１００は、車両２００の前方を白色で照明したり、白色照明に加えて、Ａに示すような白色以外の照明を行うことができたり、或いは、白色照明なしにＡに示す照明のみを行ったりすることができる。
【００４５】
なお、本発明の光学装置１００を搭載可能な車両２００には、ガソリンエンジンの駆動力のみで走行する車両や、ガソリンエンジンとモーターの駆動力で走行する車両、モーターの駆動力のみで走行する車両や、或いは、ディーゼルエンジンの駆動力により走行する車両などが含まれる。さらに、本発明の光学装置１００は、二輪車などにも搭載することができる。なお、二輪車には自動二輪車だけでなく、自転車も含まれる。すなわち、本発明の光学装置１００は上記のような種々の移動体に搭載することが可能である。
【００４６】
次に、上記のような本発明に係る光学装置１００を搭載した車両２００の動作例について説明する。図６は本発明の実施形態に係る光学装置１００のブロック図である。
【００４７】
図６において、制御部１１０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）とＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などからなる汎用の情報処理機構である。制御部１１０は、図示されている制御部１１０と接続される各構成と協働・動作する。
【００４８】
スイッチ１４０は、光学装置１００のヘッドライトとしての動作のオンオフを司るものであり、車両２００のドライバーによって操作されることが想定されている。
【００４９】
撮像部１６０は車両２００前方の動画画像を取得するカメラである。この撮像部１６０で取得されさた画像は、制御部１１０に送信されて、制御部１１０において画像解析が行われ、例えば、車両２００前方の車両、前方車両のナンバープレート（ライセンスプレート）、特定の対象物などを抽出することができるようになっている。
【００５０】
測距部１７０は、車両２００前方に存在する物体との間の距離を測定し、この距離測定データを制御部１１０に送信する。制御部１１０は、画像解析により抽出した前方車両との間の距離Ｄを取得する。
【００５１】
また、制御部１１０が、レーザーアレイ４０を構成する各レーザー光源を制御することで、車両２００の前方の照明を行うことができる。制御部１１０がレーザーアレイ４０を制御することで、光学装置１００を一般的な車両の前照灯として利用することもできる。さらに、制御部１１０がレーザーアレイ４０を制御することで、光学装置１００により、ライン、記号、マーク、文字などを路面に投影することもできるようになる。
【００５２】
次に、以上のように構成される光学装置１００の制御について説明する。図７は本発明の第１実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。このようなフローチャートは、制御部１１０により実行される。
【００５３】
本発明の第１実施形態に係る光学装置１００においては、光学装置１００をヘッドライトとして利用している際、対向車両のウインドシールドなどのガラス部分への照明を低減する制御を行うものである。なお、対向車両のウインドシールドなどのガラス部分を、特許請求の範囲においては、特徴的構造部と称している。
【００５４】
図７において、車両２００のエンジン（不図示）が、ドライバーによりスタートされると、続いて、ステップＳ１０１においては、スイッチ１４０がオンであるか否かが判定される。
【００５５】
ステップＳ１０１における判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１０２に進み、光学装置１００から白色光を出射するように、レーザーアレイ４０を制御する。
【００５６】
ステップ１０１における判定がＮＯであれば、ステップＳ１０９に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ１０９の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１１０に進み、処理を終了し、ステップＳ１０９の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ１０１に戻る。
【００５７】
ステップＳ１０３では、撮像部１６０により撮像画像を取得し、続いて、ステップＳ１０４では、撮像部１６０の撮像画像を解析する。
【００５８】
ステップＳ１０５では、解析した画像に基づき、対向車が存在するか否かが判定される。ステップ１０５における判定がＮＯであれば、ステップＳ１０９に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ１０９の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１１０に進み、処理を終了し、ステップＳ１０９の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ１０１に戻る。
【００５９】
一方、ステップＳ１０５における判定がＹＥＳであれば、続いて、ステップＳ１０６に進み、測距部１７０から対向車との間の距離Ｄを取得する。図８は対向車との間の距離Ｄの測距離の様子を示す図である。
【００６０】
続く、ステップＳ１０７で、Ｄ＜Ｄ1であるか否かが判定される。対向車両があまりに遠隔に存在していれば、車両２００の照明を抑制したとしても、あまり意味がないので、対向車両との間の距離がＤ1より小さい場合にのみ、照明の抑制を行うようにする。
【００６１】
従って、ステップ１０７における判定がＮＯであれば、ステップＳ１０９に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ１０９の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１１０に進み、処理を終了し、ステップＳ１０９の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ１０１に戻る。
【００６２】
一方、ステップＳ１０７における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０８に進み、対向車両のガラス部への照明を抑制するように、レーザーアレイ４０を制御する。図９は本発明の第１実施形態に係る光学装置１００による照明例を示す図である。図９に示すように、光学装置１００を制御することで、対向車両のドライバーの眼に入射する光を抑制することができ、対向車両のドライバーの負担を軽減することができ、安全性が向上する。
【００６３】
以上、本発明に係る光学装置１００によれば、部品点数を低減した簡便で安価な構成の光学装置１００を提供することが可能であるとともに、車両の前照灯としての機能以外にも、対向車に対する照明を抑制する機能を有するので、利便性が高い。
【００６４】
また、本発明に係る光学装置１００が搭載された車両２００によれば、対向車に対する照明を抑制する機能を有する光学装置１００により、安全性が向上する。
【００６５】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１０は本発明の第２実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。このようなフローチャートは、制御部１１０により実行される。
【００６６】
本発明の第２実施形態に係る光学装置１００においては、光学装置１００によって、縁石やガードレールといった道路近傍の特徴的構造部を強調する照明を行うものである。
【００６７】
図１０において、車両２００のエンジン（不図示）が、ドライバーによりスタートされると、続いて、ステップＳ２０１においては、スイッチ１４０がオンであるか否かが判定される。
【００６８】
ステップＳ２０１における判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２０２に進み、光学装置１００から白色光を出射するように、レーザーアレイ４０を制御する。
【００６９】
続く、ステップＳ２０３では、撮像部１６０により撮像画像を取得し、次のステップＳ２０４では、撮像部１６０で取得された撮像画像を解析する。
【００７０】
ステップＳ２０５では、縁石やガードレール、センターライン、車道外側線などの特徴的構造部が解析された撮像画像中に存在するか否かを判定する。ステップＳ２０５における特徴的構造部が解析撮像画像中に存在するかを判定する方法としては、色の違いに基づく判定方法、凹凸形状に基づく判定方法、高低差に基づく判定方法などを挙げることができる。また、例えば、暗さや雪道などで、センターラインなどが判定できない場合には、センターラインの位置を道幅などから推定するようにしてもよい。
【００７１】
ステップ２０５における判定がＮＯであれば、ステップＳ２０７に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ２０７の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２１２に進み、処理を終了し、ステップＳ２０７の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ２０１に戻る。
【００７２】
一方、ステップ２０５における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２０６に進み、光学装置１００から白色光を出射すると共に、判定された特徴的構造部を強調する照明光を出射するように、レーザーアレイ４０を制御する。
【００７３】
図１１は本発明の第２実施形態に係る光学装置１００による特徴的構造部の照明例を示す図である。本発明に係る光学装置１００による特徴的構造部照明においては、車両２００のヘッドライトとしての白色照明中に、例えば、白色照明と異なる色（例えば、青色など）による強調照明を、縁石やセンターラインなどの特徴的構造部に対して照射する。
【００７４】
さて、ステップＳ２０１における判定がＮＯであるときには、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、撮像部１６０により撮像画像を取得し、次のステップＳ２０９では、撮像部１６０で取得された撮像画像を解析する。
【００７５】
ステップＳ２１０では、縁石やガードレール、センターラインなどの特徴的構造部が解析された撮像画像中に存在するか否かを判定する。ステップＳ２１０における特徴的構造部が解析撮像画像中に存在するかを判定する方法としては、色の違いに基づく判定方法、凹凸形状に基づく判定方法、高低差に基づく判定方法などを挙げることができる。また、例えば、暗さや雪道などで、センターラインなどが判定できない場合には、センターラインの位置を道幅などから推定するようにしてもよい。
【００７６】
ステップ２１０における判定がＮＯであれば、ステップＳ２０７に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ２０７の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２１２に進み、処理を終了し、ステップＳ２０７の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ２０１に戻る。
【００７７】
一方、ステップ２１０における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２１１に進み、光学装置１００から、判定された特徴的構造部を強調する照明光を出射するように、レーザーアレイ４０を制御する。
【００７８】
ステップＳ２１１における特徴的構造部照明においては、白色照明と異なる色（例えば、青色など）による強調照明を、縁石やセンターラインなどの特徴的構造部に対して照射する。
【００７９】
本発明に係る光学装置１００によれば、部品点数を低減した簡便で安価な構成の光学装置１００を提供することが可能であるとともに、車両の前照灯としての機能以外にも、縁石やガードレール、センターラインなどの特徴的構造部を強調する照明を行う機能を有するので、利便性が高い。
【００８０】
また、本発明に係る光学装置１００が搭載された車両２００によれば、縁石やガードレール、センターラインなどの特徴的構造部を強調する照明を行う機能を有する光学装置により、安全性が向上する。
【００８１】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１２は本発明の第３実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。このようなフローチャートは、制御部１１０により実行される。
【００８２】
本発明の第３実施形態に係る光学装置１００においては、光学装置１００が搭載される車両２００は、例えば、警察車両を想定しており、光学装置１００によって車両２００が追尾する追尾車両のナンバープレートを強調的に照明する追尾モードが設けられていることを特徴としている。なお、追尾車両のナンバープレートを、特許請求の範囲においては、特徴的構造部と称している。図１３は追跡モードの利用状況を示す図である。
【００８３】
図１２において、車両２００のエンジン（不図示）が、ドライバーによりスタートされると、続いて、ステップＳ３０１では、追尾モードがオンであるか否かが判定される。なお、追尾モードがオンであるかオフであるかは、適当な入力手段で制御部１１０に入力されるようにしておく。
【００８４】
ステップ３０１における判定がＮＯであれば、ステップＳ３０７に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ３０７の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ３０８に進み、処理を終了し、ステップＳ３０７の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ３０１に戻る。
【００８５】
ステップ３０１における判定がＹＥＳであれば、続くステップＳ２０３では、撮像部１６０により撮像画像を取得し、次のステップＳ２０４では、撮像部１６０で取得された撮像画像を解析する。
【００８６】
ステップＳ３０４では、解析された撮像画像により、前方を走行する車両が存在するか否かが判定される。
【００８７】
ステップ３０４における判定がＮＯであれば、ステップＳ３０７に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ３０７の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ３０８に進み、処理を終了し、ステップＳ３０７の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ３０１に戻る。
【００８８】
一方、ステップ３０４における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ３０５に進み、解析撮像画像により、前方を走行する車両のナンバープレート部を特定し、続く、ステップＳ３０６で、ナンバープレート部を強調照明する。図１４は本発明の第３実施形態に係る光学装置１００によるナンバープレート部の照明例を示す図である。
【００８９】
ステップＳ３０６におけるナンバープレート部の強調照明においては、白色照明と異なる色（例えば、青色など）による強調照明を、前方車両のナンバープレート部に対して照射する。なお、光学装置１００を前照灯として利用しているような場合には、このような強調照明部のみの光量を大きくするようにすることなどもできる。
【００９０】
上記のようなナンバープレート部の強調照明により、車両２００が追尾する車両のナンバープレートの判読性が向上したり、追尾ミスなどを減少させたりすることができる。
【００９１】
以上、本発明に係る光学装置１００によれば、部品点数を低減した簡便で安価な構成の光学装置を提供することが可能であるとともに、車両の前照灯としての機能以外にも、ナンバープレート部を強調する照明を行う機能を有するので、利便性が高い。
【００９２】
また、本発明に係る光学装置１００が搭載された車両２００によれば、ナンバープレート部を強調する照明を行う機能を有する光学装置２００により、機能性が向上する。
【００９３】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１５は本発明の第４実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。このようなフローチャートは、制御部１１０により実行される。
【００９４】
本発明の第４実施形態に係る光学装置１００においては、光学装置１００によって、路上の障害物を強調する照明を行うものである。なお、路上の障害物を、特許請求の範囲においては、特徴的構造部と称している。
【００９５】
図１５において、車両２００のエンジン（不図示）が、ドライバーによりスタートされると、続いて、ステップＳ４０１においては、スイッチ１４０がオンであるか否かが判定される。
【００９６】
ステップＳ４０１における判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ４０２に進み、光学装置１００から白色光を出射するように、レーザーアレイ４０を制御する。
【００９７】
続く、ステップＳ４０３では、撮像部１６０により撮像画像を取得し、次のステップＳ４０４では、撮像部１６０で取得された撮像画像を解析する。
【００９８】
ステップＳ４０５では、障害物が解析された撮像画像中に存在するか否かを判定する。ステップＳ４０５における障害物が解析撮像画像中に存在するかを判定する方法としては、色の違いに基づく判定方法、凹凸形状に基づく判定方法、高低差に基づく判定方法などを挙げることができる。
【００９９】
ステップ２０５における判定がＮＯであれば、ステップＳ４０７に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ４０７の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ４１２に進み、処理を終了し、ステップＳ４０７の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ４０１に戻る。
【０１００】
一方、ステップ２０５における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ４０６に進み、光学装置１００から白色光を出射すると共に、判定された障害物を強調する照明光を出射するように、レーザーアレイ４０を制御する。
【０１０１】
図１６は本発明の第４実施形態に係る光学装置１００による障害物の照明例を示す図である。本発明に係る光学装置１００による障害物照明においては、車両２００のヘッドライトとしての白色照明中に、例えば、白色照明と異なる色（例えば、青色など）による強調照明を、障害物に対して照射する。このような強調照明は、点滅させるようにしてもよい。
【０１０２】
障害物照明における、白色照明と異なる青色を照射するためには、強調照明を行う単位ホログラム５０に入射させる単位レーザーアレイ３０においては、第２レーザー光源３２（緑）、第３レーザー光源３３（赤）の出力をオフし、第１レーザー光源３１（青）の出力をオンとする制御を行う。走査型の光学装置１００の場合には、強調照明を行う単位ホログラム５０を走査する際に、第２レーザー光源３２（緑）、第３レーザー光源３３（赤）の出力をオフし、第１レーザー光源３１（青）の出力をオンとする制御を行う。
【０１０３】
さて、ステップＳ４０１における判定がＮＯであるときには、ステップＳ４０８に進む。ステップＳ４０８では、撮像部１６０により撮像画像を取得し、次のステップＳ４０９では、撮像部１６０で取得された撮像画像を解析する。
【０１０４】
ステップＳ４１０では、障害物が解析された撮像画像中に存在するか否かを判定する。ステップＳ４１０における障害物が解析撮像画像中に存在するかを判定する方法としては、色の違いに基づく判定方法、凹凸形状に基づく判定方法、高低差に基づく判定方法などを挙げることができる。
【０１０５】
ステップ２１０における判定がＮＯであれば、ステップＳ４０７に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ４０７の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ４１２に進み、処理を終了し、ステップＳ４０７の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ４０１に戻る。
【０１０６】
一方、ステップ２１０における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ４１１に進み、光学装置１００から、判定された障害物を強調する照明光を出射するように、レーザーアレイ４０を制御する。
【０１０７】
ステップＳ４１１における障害物照明においては、白色照明と異なる色（例えば、青色など）による強調照明を、障害物に対して照射する。このような強調照明は、点滅させるようにしてもよい。
【０１０８】
なお、障害物照明における、白色照明と異なる青色を照射するためには、強調照明を行う単位ホログラム５０に入射させる単位レーザーアレイ３０においては、第２レーザー光源３２（緑）、第３レーザー光源３３（赤）の出力をオフし、第１レーザー光源３１（青）の出力をオンとする制御を行う。走査型の光学装置１００の場合には、強調照明を行う単位ホログラム５０を走査する際に、第２レーザー光源３２（緑）、第３レーザー光源３３（赤）の出力をオフし、第１レーザー光源３１（青）の出力をオンとする制御を行う。
【０１０９】
以上のような第４実施形態に係る光学装置１００では、上記のような強調照明によって、路上の障害物を車両２００のドライバーに認識させることができる。
【０１１０】
以上、本発明に係る光学装置１００によれば、部品点数を低減した簡便で安価な構成の光学装置を提供することが可能であるとともに、車両の前照灯としての機能以外にも、障害物を強調する照明を行う機能を有するので、利便性が高い。
【０１１１】
また、本発明に係る光学装置１００が搭載された車両２００によれば、障害物を強調する照明を行う機能を有する光学装置１００により、安全性が向上する。
【０１１２】
なお、これまで説明した全ての実施形態においては、ヘッドライトのための照明と、本発明で特徴的な照明とを一つの光学装置１００で行う構成について説明を行ったが、ヘッドライトのための照明と、本発明で特徴的な照明とをそれぞれ独立した光学装置１００で行うようにしてもよい。
【０１１３】
以上、本発明に係る光学装置１００によれば、部品点数を低減した簡便で安価な構成の光学装置を提供することが可能であるとともに、車両の前照灯としての機能以外にも、特徴的構造部に対する照明を抑制したり、強調したりする機能を有するので、利便性が向上したり、安全性が向上したり、或いは、機能性が向上したりする。
【０１１４】
また、本発明に係る光学装置１００が搭載された車両２００によれば、利便性が向上したり、安全性が向上したり、或いは、機能性が向上したりする。
【０１１５】
次に、以上のように構成される光学装置１００の制御について説明する。図１７は本発明の第５実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。このようなフローチャートは、制御部１１０により実行される。
【０１１６】
本発明の第５実施形態に係る光学装置１００においては、光学装置１００をヘッドライトとして利用している際、人の顔面に対する照明を抑制、すなわち人の顔面への照明を低減する制御を行うものである。
【０１１７】
図１７において、車両２００のエンジン（不図示）が、ドライバーによりスタートされると、続いて、ステップＳ５０１においては、スイッチ１４０がオンであるか否かが判定される。
【０１１８】
ステップＳ５０１における判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ５０２に進み、光学装置１００から白色光を出射するように、レーザーアレイ４０を制御する。
【０１１９】
ステップ１０１における判定がＮＯであれば、ステップＳ５０９に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ５０９の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ５１０に進み、処理を終了し、ステップＳ５０９の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ５０１に戻る。
【０１２０】
ステップＳ５０３では、撮像部１６０により撮像画像を取得し、続いて、ステップＳ５０４では、撮像部１６０の撮像画像を解析する。
【０１２１】
ステップＳ５０５では、解析した画像に基づき、人の顔を認識したか否かが判定される。ここで、人の認識を行うには、周知の画像解析技術を用いることができる。また、人とは、歩行者や対向車のドライバーなどを想定している。
【０１２２】
ステップ１０５における判定がＮＯであれば、ステップＳ５０９に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ５０９の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ５１０に進み、処理を終了し、ステップＳ５０９の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ５０１に戻る。
【０１２３】
一方、ステップＳ５０５における判定がＹＥＳであれば、続いて、ステップＳ５０６に進み、測距部１７０から認識した人との間の距離Ｄを取得する。
【０１２４】
続く、ステップＳ５０７で、Ｄ＜Ｄ1であるか否かが判定される。認識した人があまりに遠隔に存在していれば、車両２００の照明を抑制したとしても、あまり意味がないので、認識した人との間の距離がＤ1より小さい場合にのみ、照明の抑制を行うようにする。
【０１２５】
従って、ステップ１０７における判定がＮＯであれば、ステップＳ５０９に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ５０９の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ５１０に進み、処理を終了し、ステップＳ５０９の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ５０１に戻る。
【０１２６】
一方、ステップＳ５０７における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ５０８に進み、対向車両のガラス部への照明を抑制するように、レーザーアレイ４０を制御する。図１８は本発明の第５実施形態に係る光学装置１００による照明例を示す図である。
【０１２７】
図１８（Ａ）は光学装置１００が人を認識していない場合の照明を車両２００の運転席から見た様子を示しており、  図１８（Ｂ）は光学装置１００が人を認識した場合の照明を車両２００の運転席から見た様子を示している。図１８（Ｂ）に示すように、光学装置１００が人を認識した場合には、人の顔面（特に、目の周辺）への照明を抑制する（或いは、光量を０とする）ように、レーザーアレイ４０を制御する。
【０１２８】
図１８（Ｂ）に示すように、光学装置１００を制御することで、人の眼に入射する光を抑制することができ、歩行者や対向車両のドライバーの負担を軽減することができ、安全性が向上する。
【０１２９】
以上、本発明に係る光学装置１００によれば、部品点数を低減した簡便で安価な構成の光学装置を提供することが可能であるとともに、車両の前照灯としての機能以外にも、人の顔面に対する照明を抑制する機能を有するので、利便性が高い。
【０１３０】
また、本発明に係る光学装置１００が搭載された車両２００によれば、人の顔面に対する照明を抑制する機能を有する光学装置１００により、安全性が向上する。
【０１３１】
次に、本発明の第６実施形態について説明する。図１９は本発明の第６実施形態に係る光学装置１００のブロック図である。
【０１３２】
本発明の第６実施形態に係る光学装置１００においては、光学装置１００が搭載される車両２００は、例えば、警察車両を想定しており、光学装置１００によって特定の人物を強調的に照明する追従モードが設けられていることを特徴としている。なお、特定の人物とは、指名手配されている犯罪者や、行方不明者などを想定している。
【０１３３】
図１９において、制御部１１０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）とＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などからなる汎用の情報処理機構である。制御部１１０は、図示されている制御部１１０と接続される各構成と協働・動作する。
【０１３４】
モード選択スイッチ１７５は、光学装置１００を追従モードとして使用するか否かを選択可能とするスイッチであり、車両２００のドライバーによって操作されることが想定されている。
【０１３５】
撮像部１６０は車両２００前方の動画画像を取得するカメラである。この撮像部１６０で取得されさた画像は、制御部１１０に送信されて、制御部１１０において画像解析が行われる。
【０１３６】
データベース１８５には、犯罪者や、行方不明者などの顔データが記録されており、顔認識部１８０は、撮像部１６０による解析画像と、前記データベース１８５とを符合することで、特定の人物の顔を認識する。このような顔認識技術については、周知のものを用いることができる。
【０１３７】
また、制御部１１０が、レーザーアレイ４０を構成する各レーザー光源を制御することで、車両２００の前方の照明を行うことができる。制御部１１０がレーザーアレイ４０を制御することで、光学装置１００を一般的な車両の前照灯として利用することもできる。さらに、制御部１１０がレーザーアレイ４０を制御することで、光学装置１００により、ライン、記号、マーク、文字などを路面に投影することもできるようになる。
【０１３８】
次に、以上のように構成される第６実施形態に係る光学装置１００の制御例を説明する。図２０は本発明の第６実施形態に係る光学装置１００の制御のためのフローチャートを示す図である。
【０１３９】
図２０において、車両２００のエンジン（不図示）が、ドライバーによりスタートされると、続いて、ステップＳ６０１では、モード選択スイッチ１７５の状態が参照され、追従モードがオンであるか否かが判定される。
【０１４０】
ステップＳ６０１における判定がＮＯであれば、ステップＳ６０７に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ６０７の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ６０８に進み、処理を終了し、ステップＳ６０７の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ６０１に戻る。
【０１４１】
ステップＳ６０１における判定がＹＥＳであれば、続くステップＳ６０３では、撮像部１６０により撮像画像を取得し、次のステップＳ６０４では、撮像部１６０で取得された撮像画像を解析する。
【０１４２】
ステップＳ６０４では、顔認識部１８０により、特定の人物が顔認識されたか否かが判定される。
【０１４３】
ステップＳ６０４における判定がＮＯであれば、ステップＳ６０７に進み、エンジンストップであるか否かが判定される。ステップＳ６０７の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ６０８に進み、処理を終了し、ステップＳ６０７の判定がＮＯであれば、再び、ステップＳ６０１に戻る。
【０１４４】
一方、ステップＳ６０４における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ６０５に進み、解析撮像画像により、特定人物の顔面部分を特定し、続く、ステップＳ６０６で、特定人物の顔面部を強調照明する。図２１は本発明の第６実施形態に係る光学装置１００による照明例を示す図であり、光学装置１００による照明を車両２００の運転席から見た様子を示している。
【０１４５】
ステップＳ６０６における特定人物の強調照明においては、白色照明と異なる色（例えば、青色など）による強調照明を、特定人物の顔面部に対して照射する。なお、光学装置１００を前照灯として利用しているような場合には、このような強調照明部のみの光量を大きくするようにすることなどもできる。
【０１４６】
また、図２２は他の照明例を説明する図である。本例では、特定人物の顔面部に加え、特定人物の足下の部分にも照明を行うように、レーザーアレイ４０を制御している。
【０１４７】
上記のような特定人物の強調照明により、車両２００が追従する特定の人物を、際だたせることができ、追従ミスなどを減少させたりすることができる。
【０１４８】
以上、本発明に係る光学装置１００によれば、部品点数を低減した簡便で安価な構成の光学装置を提供することが可能であるとともに、車両の前照灯としての機能以外にも、特定人物を強調する照明を行う機能を有するので、利便性が高い。
【０１４９】
また、本発明に係る光学装置１００が搭載された車両２００によれば、特定人物を強調する照明を行う機能を有する光学装置１００により、機能性が向上する。
【０１５０】
なお、これまで説明した全ての実施形態においては、ヘッドライトのための照明と、本発明で特徴的な照明とを一つの光学装置１００で行う構成について説明を行ったが、ヘッドライトのための照明と、本発明で特徴的な照明とをそれぞれ独立した光学装置１００で行うようにしてもよい。
【０１５１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図２３は本発明の第７実施形態に係る照明装置３００の構成を示す図である。
【０１５２】
レーザーアレイ２３０は、所定の波長のレーザー光を出射する複数の単位レーザー光源２３１からなるものであり、本発明に係る照明装置３００の光源である。なお、本発明に係る照明装置３００では、複数の単位レーザー光源３１が紙面上下方向に配列される１次元配列のものを例に説明するが、さらに紙面に対し垂直方向にも複数の単位レーザー光源２３１を配列した２次元配列のものも構成することができる。
【０１５３】
レーザーアレイ２３０における複数の単位レーザー光源２３１は、それぞれがオンオフ制御可能に構成されている。
【０１５４】
レーザーアレイ２３０を構成するそれぞれの単位レーザー光源２３１に対応して、複数のインテグレーターロッド２５０が設けられている。
【０１５５】
インテグレーターロッド２５０は、ガラス製の四角柱状の部材であり、光の入射端２５１と出射端２５２とを有している。インテグレーターロッド２５０は、入射端２５１から入射された光が、内部で全反射し、出射端２５２から出射する光の照度分布が均一化される。
【０１５６】
このようなインテグレーターロッド２５０に代え、本発明に係る照明装置３００においては、フライアイレンズや、フライアイレンズにコンデンサレンズを組み合わせる等の形態も用いることができる。さらに、内面にミラー面を備えた四角柱状の部材を用いるようにしてもよい。光の照度分布を均一化させるインテグレーターロッド２５０などは、特許請求の範囲において「均一化光学系」として表現している。
【０１５７】
レーザーアレイ３０を構成する複数の単位レーザー光源２３１と、それぞれの単位レーザー光源２３１に対応するインテグレーターロッド２５０との間に、複数の入射端レンズ２３５が配されている。本実施形態では、入射端レンズ２３５としては、集光を行う凸レンズが用いられている。
【０１５８】
単位レーザー光源２３１と対応する入射端レンズ２３５、インテグレーターロッド２５０とを単位ユニットとして定義する。
【０１５９】
図２４は本発明の実施形態に係る照明装置３００の単位ユニットによる照明を説明する図である。複数の単位レーザー光源２３１から出射されたレーザー光が、複数の入射端レンズ２３５に入射し、複数の入射端レンズ２３５から出射された光が、複数のインテグレーターロッド２５０に入射する。
【０１６０】
複数のインテグレーターロッド２５０に入射された光は、内部で反射を繰り返し、出射端２５２から出射する光は照度分布が均一化される。このような単位ユニットが複数配列されている図２３の照明装置３００においては、複数の単位レーザー光源２３１を光源とする照射領域の照度の均一化を図ることが可能であり、光源の面積は概ねインテグレーターロッド２５０の出射断面積程度に拡大されるため、照明装置３００の発光部を観察者が誤って覗いた場合にも、点光源を発光させて用いる方式に比べ、安全性に配慮した設計となる。
【０１６１】
以上、本発明に係る照明装置３００によれば、複数の単位レーザー光源２３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０１６２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図２５は本発明の第８実施形態に係る照明装置３００の単位ユニットによる照明を説明する図である。
【０１６３】
図２５の実施形態においても、入射端レンズ２３５として凸レンズが用いられるが、入射端レンズ２３５の光軸は、単位レーザー光源２３１から出射されたレーザー光の中心からずれている状態で配置している。
【０１６４】
図２６は入射端レンズ２３５を、光軸の方向から見た図である。図２６に示すように、入射端レンズ２３５を４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割する。
【０１６５】
単位レーザー光源２３１から出射されたレーザー光の中心を、４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかに入射させる構成とすることで、インテグレーターロッド２５０から出射される光の配光角度のパターンを、４つのパターンのいずれかとすることができる。
【０１６６】
そこで、他の実施形態に係る照明装置３００においては、単位レーザー光源２３１から出射されたレーザー光の中心が、ある単位ユニットにおいては領域Ａに入射するように配置し、次の単位ユニットにおいては領域Ｂに入射するように配置し、次の単位ユニットにおいては領域Ｃに入射するように配置し、次の単位ユニットにおいては領域Ｄに入射するように配置し、さらに、次のある単位ユニットにおいては領域Ａに入射するように配置し、・・・というような周期で単位ユニットを配列して、照明装置３００を構成する。
【０１６７】
上記のような構成により、個々の単位ユニットによる４つの配光角度パターンの照射領域が重なり合って、全体としてより均一な照明領域を形成することが可能となる。
【０１６８】
なお、以上の説明では、入射端レンズ２３５を４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割し、それぞれの領域に単位レーザー光源２３１から出射されたレーザー光の中心を入射させる構成について説明したが、入射端レンズ２３５を物理的に分割して、１／４に分割されたレンズを用いるにしてもよい。
【０１６９】
また、入射端レンズ２３５を領域に分割する上では、４つの領域に限らず、照明装置３００の用途により、２以上の領域に分割するようにすればよい。
【０１７０】
以上、第８実施形態に係る照明装置１００によれば、複数の単位レーザー光源２３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０１７１】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図２７は本発明の第９実施形態に係る照明装置３００の単位ユニットによる照明を説明する図である。第９実施形態は、第７実施形態と同様の入射端レンズ２３５を有しているが、インテグレーターロッド２５０の出射端２５２から出射した光が入射される出射端レンズ２５５も有していることを特徴としている。
【０１７２】
出射端レンズ２５５としては凸レンズが用いられるが、出射端レンズ２５５の光軸は、単位レーザー光源２３１から出射されたレーザー光の中心からずれている状態で配置している。このように出射端レンズ２５５を配する考え方は第８実施形態と同様である。すなわち、出射端レンズ２５５も図２６同様に４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割されている。
【０１７３】
第９実施形態においては、インテグレーターロッド２５０から出射される光を、出射端レンズ２５５の４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかに入射させる構成とすることで、出射端レンズ２５５から出射される光の配光角度のパターンを、４つのパターンのいずれかとする。
【０１７４】
そこで、他の実施形態に係る照明装置３００においては、インテグレーターロッド２５０から出射される光の中心（位置的には、実質的に、単位レーザー光源２３１から出射されたレーザー光の中心）が、ある単位ユニットにおいては領域Ａに入射するように配置し、次の単位ユニットにおいては領域Ｂに入射するように配置し、次の単位ユニットにおいては領域Ｃに入射するように配置し、次の単位ユニットにおいては領域Ｄに入射するように配置し、さらに、次のある単位ユニットにおいては領域Ａに入射するように配置し、・・・というような周期で単位ユニットを配列して、照明装置３００を構成する。
【０１７５】
上記のような構成により、個々の単位ユニットによる４つの配光角度パターンの照射領域が重なり合って、全体としてより均一な照明領域を形成することが可能となる。
【０１７６】
なお、以上の説明では、出射端レンズ２５５を４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割し、それぞれの領域に単位レーザー光源２３１から出射されたレーザー光の中心を入射させる構成について説明したが、出射端レンズ２５５を物理的に分割して、１／４に分割されたレンズを用いるにしてもよい。
【０１７７】
また、出射端レンズ２５５を領域に分割する上では、４つの領域に限らず、照明装置３００の用途により、２以上の領域に分割するようにすればよい。
【０１７８】
以上、第９実施形態に係る照明装置３００によっても、複数の単位レーザー光源２３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０１７９】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図２８は本発明の第１０実施形態に係る照明装置３００の単位ユニットによる照明を説明する図である。第９実施形態においては、インテグレーターロッド２５０の出射端５２側に出射端レンズ２５５を配し、インテグレーターロッド２５０から出射した光を出射端レンズ５５に入射させるようにしていた。
【０１８０】
これに対して、本発明の第１０実施形態に係る照明装置１００においては、インテグレーターロッド２５０の出射端２５２側にプリズム２６０を配するようにしている。そして、インテグレーターロッド２５０の出射端２５２から出射した光は、プリズム２６０に入射させる。プリズム２６０に入射した光はプリズム２６０内で屈折し、プリズム２６０から出射される。
【０１８１】
以上のような実施形態でも、個々の単位ユニットに属するインテグレーターロッド２５０から出射する光の配光角度を適宜調整できるので、全体としてより均一な照明領域を形成することが可能となる。
【０１８２】
以上、第１０実施形態に係る照明装置３００によっても、複数の単位レーザー光源２３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０１８３】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図２９は本発明の第１１実施形態に係る照明装置３００の単位ユニットによる照明を説明する図である。第１０実施形態においては、インテグレーターロッド２５０の出射端２５２側にプリズム２６０を配し、インテグレーターロッド２５０から出射した光をプリズム２６０に入射させるようにしていた。
【０１８４】
これに対して、本発明の第１０実施形態に係る照明装置３００においては、インテグレーターロッド２５０の出射端２５２側にホログラム２７０を配するようにしている。そして、インテグレーターロッド２５０の出射端２５２から出射した光は、ホログラム２７０に入射させる。ホログラム２７０に入射した光は、ホログラム２７０に記録されているパターンに基づき、ホログラム２７０から拡散光が出射される。
【０１８５】
ホログラム２７０は、光の透過率に優れ、出射する拡散光の拡散角の選択が可能であるので、本発明に係る照明装置３００にとっても好適である。
【０１８６】
以上のような実施形態でも、個々の単位ユニットに属するインテグレーターロッド２５０から出射する光の配光角度を適宜調整できるので、全体としてより均一な照明領域を形成することが可能となる。
【０１８７】
以上、第１１実施形態に係る照明装置３００によっても、複数の単位レーザー光源２３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０１８８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３０は本発明の第１２実施形態に係る照明装置３００の構成を示す図である。
【０１８９】
これまで説明した実施形態においては、単位レーザー光源２３１から出射されるレーザー光の進行方向と、対応するインテグレーターロッド５０の長手方向とは平行であった。
【０１９０】
すなわち、インテグレーターロッド２５０の長手方向と、単位レーザー光源２３１から出射されるレーザー光の進行方向とがなす角度は０°であった。なお、インテグレーターロッド２５０の長手方向とは、入射端２５１と出射端２５２とを結ぶ方向と定義する。
【０１９１】
これに対して、図３０に示す第１２実施形態に係る照明装置３００においては、インテグレーターロッド２５０の長手方向と、単位レーザー光源２３１から出射されるレーザー光の進行方向とが、０°より大きい角度をなすことを特徴としている。
【０１９２】
このように、インテグレーターロッド２５０の長手方向の向きを物理的に変更することでも、インテグレーターロッド２５０から出射される光の制御を行え、照明装置３００による照射領域を制御することができる。第１２実施形態に係る照明装置３００によれば、放射状に照明を行うこととなるので、意匠性が向上した照明装置３００を提供することができる。
【０１９３】
以上、第１２実施形態に係る照明装置３００によっても、複数の単位レーザー光源２３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０１９４】
また、以上のような本発明に係る照明装置３００においては、レーザーアレイ２３０の各単位レーザー光源２３１を変調し、すなわち、各単位レーザー光源２３１を選択的にオンオフしたり、或いは減光したりして、対応するインテグレーターロッド２５０のみに選択的にレーザー光を入射させることにより、任意の照明分布を作ることができる。
【０１９５】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３１は本発明の第１３実施形態に係る照明装置３００の構成を示す図である。
【０１９６】
これまで説明した実施形態においては、単位レーザー光源２３１は１次元方向に配列されたものに基づいて説明を行った。これに対して、第１３実施形態に係る照明装置３００では、複数の単位レーザー光源２３１の配列方向が１次元方向のみでなく、例えば、図３１に示すように、１次元方向及びそれと直交する２次元方向に配列され、結果、斜め状に単位レーザー光源２３１が配列したりすることを特徴としている。
【０１９７】
第１３実施形態に係る照明装置３００によれば、例えば、斜め状に照明を行うこととなるので、意匠性が向上した照明装置３００を提供することができる。
【０１９８】
以上、第１３実施形態に係る照明装置３００によっても、複数の単位レーザー光源３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０１９９】
以上、本発明に係る照明装置３００によれば、精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０２００】
また、本発明に係る照明装置３００によれば、意匠性が向上した照明装置を提供することができる。
【０２０１】
なお、第１乃至第１３実施形態に係る照明装置３００を任意に組み合わせて構成した実施形態についても本発明の範疇に属するものである。
【０２０２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図３２は本発明の第１４実施形態に係る照明装置５００の構成を示す図である。また、図３３は本発明の第１４実施形態に係る照明装置５００の斜視図である。
【０２０３】
レーザーアレイ４３０は、所定の波長のレーザー光を出射する複数の単位レーザー光源４３１からなるものであり、本発明に係る照明装置５００の光源である。なお、本発明に係る照明装置５００では、複数の単位レーザー光源４３１が図３２の紙面上下方向に配列される１次元配列のものを例に説明するが、さらに１次元の配列方向と直交する方向（紙面垂直方向）にも複数の単位レーザー光源４３１を配列した２次元配列のものも構成することができる。
【０２０４】
レーザーアレイ４３０における複数の単位レーザー光源４３１は、それぞれがオンオフ制御可能に構成されている。
【０２０５】
本発明に係る照明装置５００においては、レーザーアレイ４３０を構成する複数の単位レーザー光源４３１と、それぞれの単位レーザー光源４３１に対応する複数の入射端レンズ４３５が配されている。本実施形態では、入射端レンズ４３５としては、集光を行う凸レンズが用いられている。
【０２０６】
入射端レンズ４３５のレーザーアレイ３０が配されていない側には、導光部材４５０が配されている。導光部材４５０は、対向する２つの低屈折率層４５１の間に高屈折率層４５２が挟まれたような構造である。導光部材４５０の入射端４５５に入射した光は、通常の光ファイバーと同様に、低屈折率層４５１と高屈折率層４５２の境界での全反射によって、出射端４５６に到達することなる。
【０２０７】
例えば、導光部材４５０は、屈折率の異なる２種類の有機高分子材料などによっても構成することができるが、反射板を対向させたのみの単純な構成でもよい。この場合、光は空気中を伝搬することとなる。
【０２０８】
導光部材４５０の出射端４５６には、ホログラム４８０が配されている。導光部材４５０の出射端４５６から出射した光は、ホログラム４８０に入射させる。ホログラム４８０に入射した光は、ホログラム４８０に記録されているパターンに基づき、ホログラム４８０から拡散光として出射される。
【０２０９】
ホログラム４８０は、光の透過率に優れ、出射する拡散光の拡散角の選択が可能であるので、本発明に係る照明装置５００にとって好適であるが、ホログラム４８０に代えてレンズアレイなどを用いるようにしてもよい。
【０２１０】
図３３は本発明の第１４実施形態に係る照明装置５００による照明を説明する図である。複数の単位レーザー光源４３１から出射されたレーザー光が、複数の入射端レンズ４３５に入射し、複数の入射端レンズ４３５から出射された光が、入射端４５５から導光部材４５０の高屈折率層４５２に入射する。
導光部材４５０に入射した光は、高屈折率層４５２と低屈折率層４５１の境界面で生ずる全反射によって、基本的に高屈折率層４５２の外に漏れることなく、出射端４５６まで伝搬し、出射端４５６から出射する。
【０２１１】
出射端４５６から出射した光はホログラム４８０に入射し、ホログラム４８０に記録されているパターンに基づき、ホログラム４８０から拡散光が出射される。
【０２１２】
導光部材４５０に入射された光は、内部で反射を繰り返し、出射端４５６から出射する光は照度分布が均一化される。このような本発明に係る照明装置５００においては、複数の単位レーザー光源４３１を光源とする照射領域の照度、および輝度の均一化を図ることが可能となるために、目の安全性に配慮した設計となっている。また、導光部材４５０の出射端４５６には、ホログラム４８０が設けられており、このホログラム４８０から拡散光が出射される。
【０２１３】
以上のように、本発明に係る照明装置５００によれば、複数の単位レーザー光源４３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０２１４】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３５は本発明の第１５実施形態に係る照明装置５００による照明を説明する図である。
【０２１５】
第１４実施形態に係る照明装置５００においては、入射端レンズ４３５として複数の凸レンズが設けられていたが、第１５実施形態に係る照明装置５００においては、複数の凸レンズに代え、入射端レンズ４３５としてシリンドリカルレンズ４６０が設けられることを特徴としている。このシリンドリカルレンズ４６０は、複数の単位レーザー光源４３１から出射されたレーザー光を集光レンズとして用いられる。
【０２１６】
複数の凸レンズに代えて、このようなシリンドリカルレンズ４６０を用いると、部品点数を大幅に減らすことができるので、製造性も向上し、安価に照明装置５００を提供することができるというメリットがある。
【０２１７】
また、このような他の実施形態に係る照明装置５００によっても、複数の単位レーザー光源４３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０２１８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３５は本発明の第１６実施形態に係る照明装置１００による照明を説明する図である。
【０２１９】
第１４実施形態に係る照明装置５００においては、入射端レンズ４３５として複数の凸レンズが設けられていたが、第１６実施形態に係る照明装置５００においては、複数の凸レンズに代え、入射端レンズ４３５としてトーリックレンズ４７０が設けられることを特徴としている。このトーリックレンズ４７０は、複数の単位レーザー光源４３１から出射されたレーザー光を集光レンズとして用いられる。
【０２２０】
複数の凸レンズに代えて、このようなトーリックレンズ４７０を用いると、部品点数を大幅に減らすことができるので、製造性も向上し、安価に照明装置５００を提供することができるというメリットがある。
【０２２１】
さらに、照明装置５００照明領域の中心部により光量が必要である場合などに、入射端レンズ３５としてトーリックレンズ４７０を用いると好適である。
【０２２２】
また、このような他の実施形態に係る照明装置５００によっても、複数の単位レーザー光源４３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０２２３】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３６は本発明の第１７実施形態に係る照明装置５００による照明を説明する図である。
【０２２４】
これまで説明した実施形態においては、導光部材４５０は平面平板状のものが用いられていたが、第１７実施形態に係る照明装置５００においては、この導光部材４５０が熱プレスによって成型されていることが特徴点である。
【０２２５】
導光部材４５０を、高屈折率層４５２の有機高分子材料と、低屈折率層４５１の有機高分子材料とで製造することが前提となるが、有機高分子材料で製造された導光部材４５０は、適当な型を用いて熱プレスなどを行うと、容易に成型が可能である。このような成型で、入射端４５５はレーザーアレイ４３０からのレーザー光が入射されることに合わせて矩形状とする一方で、出射端４５６は、例えば、図示するように略Ｖ字状とすることなどが可能となる。
【０２２６】
なお、低屈折率層４５１を構成する有機高分子材料としては、例えばフッ素系エポキシ樹脂、フルオロアクリル酸系ポリマー等を用いることができ、また、高屈折率層４５２を構成する有機高分子材料としては、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等を用いることができる。
【０２２７】
また、本実施形態においては、導光部材４５０を熱プレスによって成型する方法について説明したが、熱プレスによる成型以外にも、例えば、押し出し成型等によっても、導光部材４５０の成型が可能である。
【０２２８】
導光部材４５０を熱プレスで成型しても、２つの低屈折率層４５１で挟まれた高屈折率層４５２の機能は変わることはない。このように、成型によって導光部材４５０を加工する第１７実施形態に係る照明装置５００によれば、例えば、略Ｖ字状の照明を行うこととなるので、意匠性が向上した照明装置５００を提供することができる。また、本発明に係る照明装置５００によれば、照明装置５００の製造性が向上する。
【０２２９】
さらに、ホログラム４８０の記録パターンを、例えば４８０ａ側と４８０ｂ側とで異なるものとすることなどで、さらに意匠性が増す。
【０２３０】
また、第１７実施形態に係る照明装置５００によっても、複数の単位レーザー光源４３１により精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０２３１】
また、以上のような本発明に係る照明装置５００においては、レーザーアレイ４３０の各単位レーザー光源４３１を変調し、すなわち、各単位レーザー光源４３１を選択的にオンオフしたり、或いは減光したりして、導光部材４５０に選択的にレーザー光を入射させることにより、任意の照明分布を作ることができる。
【０２３２】
また、導光部材４５０に用いる材料としては、有機高分子材料以外の材料を用いることもできる。例えば、導光部材４５０の材料として、ポリマー以外に積層したガラス材料や、フォトニック結晶等も使用可能である。導光部材４５０の材料として、積層ガラス材料を用いる場合には、Ｇｅ、Ｐなどの元素をドープすることで高屈折率層４５２とすることができるし、また、Ｂ、Ｆなどの元素をドープすることで低屈折率層４５１とすることができる。
【０２３３】
以上、本発明に係る照明装置５００によれば、精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
【０２３４】
また、本発明に係る照明装置５００によれば、意匠性が向上した照明装置５００を提供することができる。
【０２３５】
また、本発明に係る照明装置５００によれば、照明装置５００の製造性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
従来、ある程度の光色制御が可能な構成の光学装置を提供することは可能であるが、より緻密な色の変化や、配光制御という観点では、機能性が十分でない、という問題があった。また、あくまでも車両の前照灯としての機能のみが明示されており、運転者の利便性や安全性の更なる向上といった点については配慮されていない。一方、本発明に係る光学装置によれば、部品点数を低減した簡便で安価な構成の光学装置を提供することが可能であるとともに、車両の前照灯としての機能以外にも、特徴的構造部に対する照明を抑制したり、強調したりする機能を有するので、利便性が向上したり、安全性が向上したり、或いは、機能性が向上したりすることができ、産業上の利用性が非常に大きい。
【符号の説明】
【０２３７】
１０・・・単位ユニット
３０・・・単位レーザーアレイ
３１・・・第１レーザー光源
３２・・・第２レーザー光源
３３・・・第３レーザー光源
４０・・・レーザーアレイ
５０・・・単位ホログラム
５１・・・第１記憶領域
５２・・・第２記憶領域
５３・・・第３記憶領域
６０・・・ホログラム
７０・・・ミラー（走査部）
１００・・・光学装置
１１０・・・制御部
１４０・・・スイッチ
１６０・・・撮像部
１７０・・・測距部
１７５・・・モード選択スイッチ
１８０・・・顔認識部
１８５・・・データベース
２００・・・車両
２３０・・・レーザーアレイ
２３１・・・単位レーザー光源
２３５・・・入射端レンズ
２５０・・・インテグレーターロッド
２５１・・・入射端
２５２・・・出射端
２５５・・・出射端レンズ
２６０・・・プリズム
２７０・・・ホログラム
３００・・・照明装置
４３０・・・レーザーアレイ
４３１・・・単位レーザー光源
４３５・・・入射端レンズ
４５０・・・導光部材
４５１・・・低屈折率層
４５２・・・高屈折率層
４５５・・・入射端
４５６・・・出射端
４６０・・・シリンドリカルレンズ
４７０・・・トーリックレンズ
４８０・・・ホログラム
５００・・・照明装置
【図１】
2020017530.tif 000003
【図２】
2020017530.tif 000004
【図３】
2020017530.tif 000005
【図４】
2020017530.tif 000006
【図５】
2020017530.tif 000007
【図６】
2020017530.tif 000008
【図７】
2020017530.tif 000009
【図８】
2020017530.tif 000010
【図９】
2020017530.tif 000011
【図１０】
2020017530.tif 000012
【図１１】
2020017530.tif 000013
【図１２】
2020017530.tif 000014
【図１３】
2020017530.tif 000015
【図１４】
2020017530.tif 000016
【図１５】
2020017530.tif 000017
【図１６】
2020017530.tif 000018
【図１７】
2020017530.tif 000019
【図１８】
2020017530.tif 000020
【図１９】
2020017530.tif 000021
【図２０】
2020017530.tif 000022
【図２１】
2020017530.tif 000023
【図２２】
2020017530.tif 000024
【図２３】
2020017530.tif 000025
【図２４】
2020017530.tif 000026
【図２５】
2020017530.tif 000027
【図２６】
2020017530.tif 000028
【図２７】
2020017530.tif 000029
【図２８】
2020017530.tif 000030
【図２９】
2020017530.tif 000031
【図３０】
2020017530.tif 000032
【図３１】
2020017530.tif 000033
【図３２】
2020017530.tif 000034
【図３３】
2020017530.tif 000035
【図３４】
2020017530.tif 000036
【図３５】
2020017530.tif 000037
【図３６】
2020017530.tif 000038
【図３７】
2020017530.tif 000039