(57)【要約】 【課題】簡易な光学構成で、複数の照明範囲を照明する。【解決手段】照明装置１は、複数の光源２と、複数の光源からの光を整形する整形光学系と、整形光学系で整形された光を回折させる回折光学素子４と、を備え、整形光学系は、整形光学系にて整形された光を複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で回折光学素子に入射させ、回折光学素子は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を回折させて、複数の光源に対応する複数の照明範囲を照明する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
前記複数の光源からの光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系で整形された光を回折させる回折光学素子と、を備え、
前記整形光学系は、前記整形光学系にて整形された光を前記複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で前記回折光学素子に入射させ、
前記回折光学素子は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を回折させて、前記複数の光源に対応する複数の照明範囲を照明する、照明装置。
【請求項２】
前記複数の照明範囲のそれぞれは、照明位置、照明方向、照明面積および照明形状の少なくとも一つが他の照明範囲とは相違している、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数の照明範囲は、少なくとも一方向に沿って配置されている、請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記一方向に沿って配置された前記複数の照明範囲のうち、隣接配置される２つの照明範囲同士は、少なくとも一部が重複している、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記複数の照明範囲は、それぞれ異なる方向を向いて配置されており、
前記複数の照明範囲の面積および形状は、略同一である、請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数の照明範囲は、それぞれ離隔した位置に配置されている、請求項１乃至３、及び５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数の光源から放射される光の進行方向はそれぞれ相違しており、
前記整形光学系は、前記整形光学系にて整形された光を前記複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で前記回折光学素子に入射させる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数の光源のそれぞれごとに別個に前記整形光学系が設けられ、
前記複数の光源に対応する複数の前記整形光学系は、それぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に光を入射させる、請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記複数の光源は、それぞれ平行な方向に光を放射し、
前記整形光学系は、前記複数の光源から放射された光がそれぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に入射されるように、前記複数の光源から放射された光をそれぞれ異なる方向に出射させる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記複数の光源のそれぞれごとに別個に前記整形光学系が設けられ、
前記複数の光源に対応する複数の前記整形光学系は、それぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に光を入射させる、請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記複数の光源の点灯および消灯を個別に制御する光源制御部を備え、
前記回折光学素子は、前記複数の照明範囲のうち、前記光源制御部により点灯制御された光源からの光で照明される照明範囲を照明し、前記光源制御部により消灯制御された光源からの光で照明される照明範囲の照明を停止する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記複数の光源の点灯または消灯を個別に制御する光源制御部を備え、
前記回折光学素子は、光の入射角度に応じてそれぞれ異なる方向を向いた指標を照明する回折パターンを有し、前記光源制御部により点灯制御された光源に対応する前記指標を照明する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
発光波長帯域がそれぞれ相違する複数の光源ユニットと、
前記光源ユニットの点灯および消灯制御を行う光源制御部と、を備え、
前記光源ユニットは、前記複数の光源を有し、
前記回折光学素子は、前記複数の光源ユニットのそれぞれが有する前記複数の光源からの光にて、前記複数の照明範囲を前記光源制御部による点灯および消灯制御に応じた照明色で照明する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回折光学素子による回折光を照明光として用いる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源とホログラム素子を組み合わせて、路面を所望のパターンで照明する照明装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された照明装置では、単一光源で生成されたレーザ光を単一のホログラム素子で回折している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３２７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホログラム素子等の回折光学素子には、回折パターンが形成されており、この回折パターンに光を入射させると、回折パターンに応じた照明範囲を照明することができる。しかしながら、予め定めた位置に、予め定めた形状の照明範囲を照明するには、予め決められた方向から回折パターンに光を入射させる必要がある。回折パターンに入射される光の方向が変化すると、照明範囲の位置や形状等が変わってしまう。
【０００５】
複数の照明範囲を照明するには、回折光学素子に複数の回折パターンを形成しておくことが考えられるが、回折光学素子の設計が困難になり、かつ各回折パターンごとに決められた方向から光を入射させる必要があることから、照明装置の光学構成も複雑化するおそれがある。
【０００６】
本開示は、簡易な光学構成で、複数の照明範囲を照明可能な照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、複数の光源と、
前記複数の光源からの光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系で整形された光を回折させる回折光学素子と、を備え、
前記整形光学系は、前記整形光学系にて整形された光を前記複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で前記回折光学素子に入射させ、
前記回折光学素子は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を回折させて、前記複数の光源に対応する複数の照明範囲を照明する、照明装置が提供される。
【０００８】
前記複数の照明範囲のそれぞれは、照明位置、照明方向、照明面積および照明形状の少なくとも一つが他の照明範囲とは相違していてもよい。
【０００９】
前記複数の照明範囲は、少なくとも一方向に沿って配置されていてもよい。
【００１０】
前記一方向に沿って配置された前記複数の照明範囲のうち、隣接配置される２つの照明範囲同士は、少なくとも一部が重複していてもよい。
【００１１】
前記複数の照明範囲は、それぞれ異なる方向を向いて配置されており、
前記複数の照明範囲の面積および形状は、略同一であってもよい。
【００１２】
前記複数の照明範囲は、それぞれ離隔した位置に配置されていてもよい。
【００１３】
前記複数の光源から放射される光の進行方向はそれぞれ相違しており、
前記整形光学系は、前記整形光学系にて整形された光を前記複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で前記回折光学素子に入射させてもよい。
【００１４】
前記複数の光源のそれぞれごとに別個に前記整形光学系が設けられ、
前記複数の光源に対応する複数の前記整形光学系は、それぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に光を入射させてもよい。
【００１５】
前記複数の光源は、それぞれ平行な方向に光を放射し、
前記整形光学系は、前記複数の光源から放射された光がそれぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に入射されるように、前記複数の光源から放射された光をそれぞれ異なる方向に出射させてもよい。
【００１６】
前記複数の光源のそれぞれごとに別個に前記整形光学系が設けられてもよく、
前記複数の光源に対応する複数の前記整形光学系は、それぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に光を入射させてもよい。
【００１７】
前記複数の光源の点灯および消灯を個別に制御する光源制御部を備えてもよく、
前記回折光学素子は、前記複数の照明範囲のうち、前記光源制御部により点灯制御された光源からの光で照明される照明範囲を照明し、前記光源制御部により消灯制御された光源からの光で照明される照明範囲の照明を停止してもよい。
【００１８】
前記複数の光源の点灯または消灯を個別に制御する光源制御部を備え、
前記回折光学素子は、光の入射角度に応じてそれぞれ異なる方向を向いた指標を照明する回折パターンを有し、前記光源制御部により点灯制御された光源に対応する前記指標を照明してもよい。
【００１９】
発光波長帯域がそれぞれ相違する複数の光源ユニットと、
前記光源ユニットの点灯および消灯制御を行う光源制御部と、を備え、
前記光源ユニットは、前記複数の光源を有し、
前記回折光学素子は、前記複数の光源ユニットのそれぞれが有する前記複数の光源からの光にて、前記複数の照明範囲を前記光源制御部による点灯および消灯制御に応じた照明色で照明してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本開示は、簡易な光学構成で、複数の照明範囲を照明できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示の第１の実施形態による照明装置の概略構成を示す図。
【図２】複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２からなる被照明領域ＬＺを説明する図。
【図３Ａ】各照明範囲の端部付近が重複する例を示す図。
【図３Ｂ】各照明範囲が間隔を隔てて配置されている例を示す図。
【図４】図１の一変形例による照明装置１の概略構成を示す図。
【図５】光軸中心方向が略平行な各光源ごとに別個に整形光学系を設けた照明装置の概略構成を示す図。
【図６】カラー照明が可能な第１の実施形態による照明装置１の概略構成を示す図。
【図７】第２の実施形態による照明装置１の概略構成を示す図。
【図８】カラー照明が可能な第２の実施形態による照明装置１の概略構成を示す図。
【図９】乗物の進行方向に沿って、路面に矢印の指標を表示する例を示す図。
【図１０】図９の矢印表示を行う照明装置の概略構成を示す図。
【図１１】図１０の照明装置に光源制御部を追加した図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と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。
【００２３】
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並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。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は本開示の第１の実施形態による照明装置１の概略構成を示す図である。図１の照明装置１は、例えば乗物のヘッドライトの一部として用いられるものである。ただし、図１の照明装置１は、乗物のテールライトや、サーチライトなどの種々の照明灯としても適用可能である。また、乗物とは、自動車等の車両だけでなく、船舶や飛行機などの照明装置１を備えた種々の乗物を含む趣旨である。以下では、一例として、車両のヘッドライトの一部に図１の照明装置１を適用した例を説明する。
【００２５】
図１の照明装置１は、複数の光源２と、複数の整形光学系３と、一つの回折光学素子４とを備えている。光源２は、レーザ光等のコヒーレント光を放射する光源２でもよいし、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光等の非コヒーレント光を放射する光源２でもよい。以下では、一例としてレーザ光を放射する光源２を用いる例を説明する。図１では、２個の光源２を設けているが、光源２の数は３個以上でも構わない。
【００２６】
複数の整形光学系３は、複数の光源２と回折光学素子４との間に配置されており、各光源２に対応づけて設けられている。各整形光学系３は、対応する光源２からの光を整形および平行化して回折光学素子４に入射させる。より具体的には、各整形光学系３は、整形および平行化された光を複数の光源２のそれぞれごとに異なる入射角度で回折光学素子４に入射させる。このように、複数の光源２から放射されて、整形光学系３を通過した光は、各光源２ごとに異なる入射角度で、回折光学素子４に入射される。
【００２７】
各整形光学系３は、光源２から放射されたコヒーレント光のビーム口径を広げる第１レンズ３ａと、第１レンズ３ａを通過したコヒーレント光を平行化する第２レンズ３ｂとを有する。第２レンズ３ｂで平行化されたコヒーレント光は、回折光学素子４に入射される。なお、整形光学系３の光学構成は、図１に限定されるものではない。
【００２８】
図１では、複数の光源２のそれぞれに対して別個に整形光学系３を備えており、複数の光源２の数分の整形光学系３が設けられている。なお、後述するように、複数の光源２が一つの整形光学系３を共有する場合もありうる。
【００２９】
整形光学系３内の第２レンズ３ｂは、例えばコリメータレンズにより構成されている。なお、整形光学系３の具体的な光学構成については問わない。整形光学系３内の第１レンズ３ａは、理想的には第２レンズ３ｂの前側焦点位置に設けられている。
【００３０】
回折光学素子４は、光源２から放射されて整形光学系３で整形および平行化された光を回折させる。より具体的には、回折光学素子４は、各光源２ごとに異なる入射角度で入射された光を回折させて、入射角度に応じて各光源２に対応する照明範囲を照明する。このように、回折光学素子４は、光源２の数分の複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を照明する。各照明範囲を照明する光は、対応する光源２から放射された光である。各光源２ごとに、回折光学素子４への入射角度が異なるため、光源２の数を増やせば増やすほど、回折光学素子４が照明する照明範囲の数が増えることになる。
【００３１】
回折光学素子４は、例えばホログラム素子５である。後述するように、回折光学素子４としてホログラム素子５を用いることで、ホログラム素子５の回折特性を設計しやすくなり、所望の照明位置に、所望の面積および形状の照明範囲を照明するような回折パターンをホログラム素子５内に比較的容易に形成できる。以下では、回折光学素子４としてホログラム素子５を用いる例を説明する。
【００３２】
本実施形態では、このような回折パターンの設計をコンピュータ上で行えるように、複数のホログラム素子５として、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）を用いることを想定している。ＣＧＨは、干渉縞を形成するための光学系や、干渉縞を形成するためのブランクのホログラム記録材料などが不要であり、干渉縞の記録工程をコンピュータ上で行えるため、任意の回折特性を持つ干渉縞を容易に生成できる。
【００３３】
本明細書では、ホログラム素子５が照明する複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を含む全照明領域を被照明領域ＬＺと呼ぶ。被照明領域ＬＺは、ホログラム素子５による回折光が入射される所定の二次元平面上に設けられる。所定の二次元平面とは、例えば本実施形態による照明装置１を搭載した乗物が走行する路面である。
【００３４】
被照明領域ＬＺは、ホログラム素子５にて回折された複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２で構成されている。複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２は、その一部ずつが互いに重複していてもよい。この場合、被照明領域ＬＺは、一続きになる。また、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２は、それぞれ離隔して配置されていてもよい。この場合、被照明領域ＬＺは、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２の数分だけ設けられる。
【００３５】
次に、図１の照明装置１の特徴的な構成をより詳細に説明する。図１の照明装置１では、複数の光源２から放射される光の進行方向をそれぞれ相違させている。例えば、複数の光源２の光軸方向をそれぞれ相違させることで、各光源２からの光の進行方向を相違させることができる。
【００３６】
複数の整形光学系３は、対応する光源２の光の進行方向に合わせて配置されている。より具体的には、複数の整形光学系３は、各整形光学系３の光軸方向が対応する光源２の光軸中心方向に略一致するように配置されている。
【００３７】
このように、複数の光源２を光の進行方向がそれぞれ相違するように配置し、かつ複数の整形光学系３を対応する光源２からの光の進行方向に合わせて配置することで、各整形光学系３を通過した光は、ホログラム素子５にそれぞれ異なる入射角度で入射される。
【００３８】
ホログラム素子５には、複数の入射角度からの光をそれぞれ別個の方向に回折させる回折パターンすなわち干渉縞が形成されている。より具体的には、ホログラム素子５の入射面の法線方向に対する入射角度がより大きい方向からの光は、ホログラム素子５により近い側の照明範囲を照明し、ホログラム素子５の入射面の法線方向に対する入射角度がより小さい方向からの光は、ホログラム素子５からより遠い側の照明範囲を照明する。
【００３９】
図２は複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２からなる被照明領域ＬＺを説明する図である。図２では、ｘｙ平面上に複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を設け、ｚ方向に２個の光源２を互いに傾けて配置した例を示している。
【００４０】
ホログラム素子５がｘ方向に角度均一に光を回折させるような回折パターンを有するとすると、２個の光源２のうち、ホログラム素子５の入射面の法線方向に対する入射角度がより大きい光源２からの光は、ホログラム素子５により近い照明範囲ＩＬ１を照明し、入射角度がより小さい光源２からの光は、ホログラム素子５からより遠い照明範囲ＩＬ２を照明する。照明範囲ＩＬ１、ＩＬ２は、いずれも台形形状であり、ホログラム素子５からの距離が大きいほど面積が広くなる。
【００４１】
図２の例では、２個の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２がｙ方向に隣接して配置されている例を示しているが、図３Ａのように、各照明範囲のｙ方向の端部付近が重複するように配置されていてもよいし、図３Ｂのように、各照明範囲がｙ方向に間隔を隔てて配置されていてもよい。
【００４２】
図２、図３Ａおよび図３Ｂのように、被照明領域ＬＺが光源２からの距離が離れるほどｘ方向の幅が広がるような台形状である場合、光源２近くの観察者の目には、遠方まで被照明領域ＬＺのｘ方向の幅が略一定であるように視認される。したがって、本実施形態による照明装置１を乗物のヘッドライトに組み込んだ場合には、乗物の進行方向前方の所定範囲を近くから遠方にわたって、乗員が低エネルギーで効率良く照明を視認できる。
【００４３】
上述したように、本実施形態による光源２の種類は特に問わないが、被照明領域ＬＺのｘ方向両端部のエッジを鮮明に照明するには、レーザ光のようなコヒーレント光を放射する光源２を用いるのが望ましい。
【００４４】
図１では、複数の光源２に対応づけて複数の整形光学系３を設ける例を示したが、複数の光源２からの光を一つの整形光学系３に入射させてもよい。図４は図１の一変形例による照明装置１の概略構成を示す図である。図４の照明装置１は、２個の光源２を備える例を示しているが、３個以上の光源２を備えていてもよい。図１の照明装置１とは異なり、図４の照明装置１における各光源２の光軸中心方向は、略平行に配置されている。各光源２からの光は、整形光学系３に入射されるが、一方の光源２からの光は、例えば整形光学系３の光軸中心位置付近に入射され、他方の光源２からの光は、例えば整形光学系３の光軸中心からずれた位置付近に入射される。整形光学系３の光軸中心位置付近に入射された光は、整形光学系３の光軸にほぼ沿った方向に進行して、ホログラム素子５に入射される。これに対して、整形光学系３の光軸中心位置からずれた位置に入射された光は、整形光学系３の内部で大きく屈折されて、整形光学系３の光軸からずれた方向に進行してホログラム素子５に入射される。したがって、２個の光源２からの光は、一つの整形光学系３を通過して、それぞれ異なる入射角度でホログラム素子５に入射される。ホログラム素子５は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を、それぞれ異なる方向に回折し、図２および図３に示すように、それぞれ異なる照明範囲を照明する。
【００４５】
図４では、光軸中心方向が略平行な複数の光源２からの光を一つの整形光学系３に入射させているが、各光源２ごとに別個に整形光学系３を設けてもよい。図５は、光軸中心方向が略平行な複数の光源２のそれぞれごとに別個に整形光学系３を設けた照明装置１の概略構成を示す図である。図５の上側の光源２に対応した整形光学系３は、第１レンズ３ａと、第２レンズ３ｂと、プリズム等の屈折光学素子３ｃとを有する。図５の下側の光源２に対応した整形光学系３は、第１レンズ３ａと第２レンズ３ｂは有しているが、屈折光学素子３ｃを有していない。両方の第２レンズ３ｂを通過した光は、ともに同方向を進行する平行光であるが、上側の第２レンズ３ｂから屈折光学素子３ｃに入射された光は、光の進行方向が変換されて、ホログラム素子５に入射される。これにより、図４と同様に、ホログラム素子５は、各光源２からの光でそれぞれ異なる照明範囲を照明する。
【００４６】
図１〜図５では、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を単色で照明する例を説明したが、発光波長帯域の異なる複数の光源２からの光を同じ照明範囲上で合成することで、種々の色で被照明領域ＬＺを照明できる。
【００４７】
図６はカラー照明が可能な第１の実施形態による照明装置１の概略構成を示す図である。図６の照明装置１は、赤、緑、青色の帯域の光をそれぞれ放射する３種類の光源ユニット１０と、対応する３つのホログラム素子５とを備えている。各色の光源ユニット１０は、図１〜図４で説明したように、それぞれ異なる方向に光を放射する複数（例えば２個）の光源２を有する。各光源２ごとに整形光学系３が設けられるため、３×２＝６個の光源２を有する場合は、計６個の整形光学系３が設けられることになる。なお、図６では、簡略化のために、ｘ方向に配置された３種類の光源ユニット１０のうち、中央の光源ユニット１０のみを図示しているが、実際には、ｘ方向の両側に配置された残り２種類の光源ユニット１０も、それぞれ２個の光源２と２個の整形光学系３を有する。
【００４８】
各種類の光源ユニット１０における２個の光源２から放射された光は、対応する整形光学系３を通過して、対応するホログラム素子５にそれぞれ異なる入射角度で入射される。ホログラム素子５は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を、それぞれ異なる方向に回折して、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を照明する。
【００４９】
発光波長帯域の異なる複数の光源ユニット１０から放射されて、対応するホログラム素子５で回折された光のうち、各光源ユニット１０の中の一方の光源２からの光は一方の照明範囲を照明し、他方の光源２からの光は他方の照明範囲を照明する。よって、２個の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２のそれぞれが、３色で照明されることになり、３色が混ざり合ったカラー色で視認される。
【００５０】
発光波長帯域の異なる複数種類の光源ユニット１０の点灯および消灯制御を、各光源２の種類ごとに行うことで、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２の照明色を各照明範囲ごとに切り替えることができる。
【００５１】
図６では、３つのホログラム素子５をｘ方向に並べて配置する例を示したが、ｚ方向に並べて配置してもよい。
【００５２】
ホログラム素子５は、縦横に分割された複数の要素ホログラム素子を有していてもよい。各要素ホログラム素子は、例えば複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２の全域または一部の照明することが可能な回折特性を有する。各要素ホログラム素子の面積および形状の少なくとも一方は、必ずしも同一である必要はない。各ホログラム素子５が複数の要素ホログラム素子を有し、各要素ホログラム素子が複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２の全域を照明するようにすれば、擬似的な光源となるホログラム素子５の放射輝度を弱めても、照明範囲を明るく照明できる。よって、光源２としてコヒーレント光源２を用いた場合は、仮に被照明領域ＬＺ側からホログラム素子５を観察したとしても、強いコヒーレント光が人間の目に入ることなくなり、人間の目を痛めるおそれが軽減されて、安全性が向上する。また、被照明領域ＬＺを構成する複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２の各点には、複数の要素ホログラム素子からの光がそれぞれ異なる入射角度で入射される。これにより、光の干渉パターンが無相関に重ねられて平均化され、結果として、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２内ではスペックルが目立たなくなる。
【００５３】
このように、第１の実施形態では、複数の光源２から放射された光を、１つまたは複数の整形光学系３を通過させて、それぞれ異なる入射角度でホログラム素子５に入射させるため、ホログラム素子５は、入射角度に応じた方向の照明範囲を照明できる。よって、複数の光源２からの光がそれぞれ異なる入射角度でホログラム素子５に入射されることで、ホログラム素子５は、照明位置、照明方向、照明面積および形状の少なくとも一つがそれぞれ異なる複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を照明できる。具体的な一例として、ホログラム素子５は、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を一方向に繋げた被照明領域ＬＺを照明できる。本実施形態は、ホログラム素子５内に形成された回折パターンに、入射角度を変えて光を入射させるだけで、照明位置等がそれぞれ相違する複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を照明できるため、照明装置１の構成を簡略化できる。
【００５４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２の向きをそれぞれ相違させるものである。
【００５５】
図７は第２の実施形態による照明装置１の概略構成を示す図である。図７の照明装置１は、複数の光源２と、複数の整形光学系３と、一つの回折光学素子４とを備えている。回折光学素子４は、例えばホログラム素子５で構成されている。
【００５６】
各光源２から放射される光の進行方向はそれぞれ相違している。各光源２からの光の光軸中心方向と、各整形光学系３の光軸方向とは略一致している。各整形光学系３は、入射された光を整形および平行化してホログラム素子５に入射させる。
【００５７】
ホログラム素子５には、光の入射角度に応じた照明位置に、光の入射角度に応じた向きの照明範囲を照明する回折パターンが形成されている。図７は、ホログラム素子５が、それぞれ異なる２つの照明位置に、それぞれ異なる向きに配置された矩形状の照明範囲を照明する例を示している。照明範囲の形状は任意であり、第１の実施形態と同様に台形状でもよいし、その他の形状でもよい。このように、本実施形態では、ホログラム素子５に入射される光の入射角度ごとに向きが異なる照明範囲を照明するものである。
【００５８】
図７の例では、２個の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２の形状および面積が略同一である例を示しているが、２個の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２の形状および面積の少なくとも一方がそれぞれ相違していてもよい。
【００５９】
図７は、２個の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を単色で照明する例を示したが、図６と同様に、発光波長帯域の異なる複数種類の光源ユニット１０を設けて、照明色を種々に変えられるようにしてもよい。
【００６０】
図８はカラー照明が可能な第２の実施形態による照明装置１の概略構成を示す図である。図８の照明装置１は、図６と同様に、赤、緑、青色の帯域の光をそれぞれ放射する３種類の光源ユニット１０と、対応する３つのホログラム素子５とを備えている。各種類の光源ユニット１０が２つの光源２を有することも図６と同様である。３つのホログラム素子５で回折された光は、各ホログラム素子５への入射角度に応じて、２個の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２を照明する。よって、２個の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２は、それぞれ３色の色で照明され、各色を合成した色で視認されることになる。
【００６１】
図８では、３つのホログラム素子５をｘ方向に並べて配置する例を示したが、ｚ方向に並べて配置してもよい。
【００６２】
本実施形態による照明装置１を、例えば乗物のヘッドライトに組み込んだ場合、複数の照明範囲ＩＬ１，ＩＬ２にて、任意の形状および面積の照明態様の指標を表示することができる。例えば、図９および図１０は、乗物の進行方向に沿って、路面に矢印の指標を表示する例を示している。
【００６３】
図９の矢印は路面に常時表示されるわけではなく、必要に応じて表示される。また、３つの矢印が同時に表示されるとは限らず、任意の１つまたは２つのみを表示してもよい。
【００６４】
図１０は図９の矢印表示を行う照明装置１の概略構成を示す図である。図１０の照明装置１は、３つの光源２と、３つの整形光学系３と、一つの回折光学素子４とを備えている。回折光学素子４は、例えばホログラム素子５である。
【００６５】
３つの光源２は、それぞれ異なる方向に光を放射する。各光源２からの光は、対応する整形光学系３にて整形および平行化されて、それぞれ異なる入射角度でホログラム素子５に入射される。これにより、ホログラム素子５は、入射角度に応じた照射位置に、入射角度に応じた向きの矢印ＩＬ１〜ＩＬ３を表示する。
【００６６】
図１１は図１０の照明装置１に光源制御部７を追加した図である。光源制御部７は、３つの光源２の点灯および消灯を個別に制御する。例えば、１つの光源２のみを点灯し、残りの２つの光源２を消灯させた場合は、３つの矢印のうち、対応する１つの矢印のみが表示されることになる。よって、例えば図１０の照明装置１を乗物のヘッドライトに組み込んで、かつナビゲーション装置と連動させれば、曲がり角の手前で乗物の推奨経路を矢印で表示することができる。
【００６７】
このように、第２の実施形態では、それぞれ異なる方向に光を照射する複数の光源２と複数の整形光学系３を設けて、回折光学素子４に複数の入射角度から光を入射するため、回折光学素子４による回折光にて、複数の照射位置に、それぞれ異なる向きの指標を表示することができる。よって、各光源２の点灯および消灯を個別に制御することで、任意のタイミングで任意の指標を表示できる。
【００６８】
なお、図１１の光源制御部７を、図１、図４または図７の照明装置１に設けてもよい。これにより、各照明装置１内のホログラム素子５は、複数の照明範囲のうち、光源制御部７が点灯制御した光源２からの光で照明される照明範囲を照明し、光源制御部７が消灯制御した光源２からの光で照明される照明範囲の照明を停止することができる。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１  照明装置、２  光源、３  整形光学系、３ａ  第１レンズ、３ｂ  第２レンズ、４  回折光学素子、５  ホログラム素子、７  光源制御部、１０  光源ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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