(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成で被照明領域の照明態様を最適化できる照明装置、ホログラム素子および車両制御方法を提供する。【解決手段】第１の方向および第１の方向と交わる第２の方向を有する被照明領域４を照明する照明装置であって、コヒーレント光を放射する光源２と、光源から入射されたコヒーレント光を回折させる回折光学素子３と、を備える。回折光学素子３は、被照明領域４の第２の方向の幅が回折光学素子３により近い側から被照明領域４の第１の方向に沿って漸次に広がるように、入射されたコヒーレント光を回折させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向および前記第１の方向と交わる第２の方向を有する被照明領域を照明する照明装置であって、
コヒーレント光を放射する光源と、
前記光源から入射された前記コヒーレント光を回折させる回折光学素子と、
光源制御部と、を備える、照明装置。
【請求項２】
前記回折光学素子は、前記被照明領域の前記第２の方向の幅が前記回折光学素子により近い側から前記被照明領域の前記第１の方向に沿って漸次に広がるように、入射された前記コヒーレント光を回折させる、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源制御部は、前記回折光学素子に前記コヒーレント光を入射させるか否かを切り替えることにより、前記被照明領域を点滅させる、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源制御部は、前記回折光学素子に前記コヒーレント光を入射させるか否かを切り替えることにより、前記被照明領域の色を変える、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項５】
当該照明装置周辺の環境情報を取得する検出部を備え、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて取得された前記環境情報に基づいて、前記被照明領域の照明態様を可変させる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の路肩寄りの一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両のタイヤが前記被照明領域よりも路肩側にはみ出したか否かを検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて、前記車両のタイヤが前記被照明領域よりも路肩側にはみ出したことが検出されると、前記被照明領域の照明態様を変更する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両の走行方向前方の障害物を検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて前記障害物が検出されると、前記被照明領域の照明態様を変更する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項８】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両の走行方向前方の幅狭箇所を通過可能か否かを検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部による検出結果に応じて、前記被照明領域の照明態様を変更する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項９】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両の速度および加速度の少なくとも一方を検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて検出された前記車両の速度および加速度の少なくとも一方に基づいて、前記被照明領域の表示対象を変更する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両の走行方向前方の坂を検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて前記坂が検出されると、前記坂の傾斜角度に応じて、前記被照明領域の照明態様を変更する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、長手方向および短手方向を有する被照明領域を照明する照明装置、ホログラム素子および車両制御方法に関する。
【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】
レーザ光は、例えばＬＥＤ光などの非コヒーレント光に比べて、コヒーレント性が高いことから、原理的には所望の領域のみをくっきりと照明できるものの、照明装置として実用化するにあたっては、装置構成ならびに投射パターンに種々の工夫を行う必要がある。
【０００５】
また、複数の波長域のレーザ光を合成させることで、種々の色を形成できるが、上述した特許文献１には、複数の波長域のレーザ光を用いる技術的着想は開示されていない。
【０００６】
さらに、単一波長域のレーザ光を用いる場合であっても、被照明領域の照明態様を種々に変化させることができるが、被照明領域の照明態様を種々に変化させる技術的着想も特許文献１には開示されていない。
【０００７】
本開示は、簡易な構成でありながら、被照明領域の照明態様を最適化できる照明装置、ホログラム素子および車両制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、第１の方向および前記第１の方向と交わる第２の方向を有する被照明領域を照明する照明装置であって、
コヒーレント光を放射する光源と、
前記光源から入射された前記コヒーレント光を回折させる回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は、前記被照明領域の前記第２の方向の幅が前記回折光学素子により近い側から前記被照明領域の前記第１の方向に沿って漸次に広がるように、入射された前記コヒーレント光を回折させる、照明装置が提供される。
【０００９】
前記回折光学素子にて回折された前記コヒーレント光の前記被照明領域の前記第２の方向における拡散角度は、前記被照明領域の前記第１の方向の全域において一定であってもよい。
【００１０】
第１の方向および前記第１の方向と交わる第２の方向を有する被照明領域を照明する照明装置であって、
コヒーレント光を放射する光源と、
前記光源から入射された前記コヒーレント光を回折させる回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は、前記被照明領域の前記第１の方向における少なくとも一部に指標が表示されるように、入射された前記コヒーレント光を回折させてもよい。
【００１１】
前記指標は、前記被照明領域の前記第１の方向において所定間隔ごとに表示され、
前記指標の照明態様は、前記被照明領域の照明態様とは異なってもよい。
【００１２】
前記指標は、前記被照明領域の前記第１の方向の端部に表示され、
前記指標の照明態様は、前記被照明領域の照明態様とは異なってもよい。
【００１３】
前記指標は、前記被照明領域を前記第１の方向に沿って所定距離ごとに分断するように配置されてもよい。
【００１４】
前記光源は、波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光を放射し、
前記回折光学素子は、
前記複数のコヒーレント光のそれぞれに対応づけて設けられ、それぞれが対応するコヒーレント光を回折させて前記被照明領域を照明する複数の回折領域と、
前記複数の回折領域のそれぞれで回折されたコヒーレント光を合成する合成光学系と、を有し、
前記被照明領域は、前記合成光学系にて合成されたコヒーレント光にて照明されてもよい。
【００１５】
前記光源は、波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光を放射し、
前記回折光学素子は、前記複数のコヒーレント光が入射される回折面を有し、
前記回折面には、前記複数のコヒーレント光のそれぞれを回折する複数の要素回折領域が混ざり合って配置されており、
前記複数の要素回折領域のそれぞれは、前記被照明領域を照明してもよい。
【００１６】
本開示の他の一態様では、第１の方向および前記第１の方向と交わる第２の方向を有する被照明領域を照明する照明装置であって、
コヒーレント光を放射する光源と、
前記光源から入射された前記コヒーレント光を回折させる回折光学素子と、を備え、
前記光源および前記回折光学素子は、前記被照明領域の照明態様を可変させてもよい。
【００１７】
前記回折光学素子は、前記被照明領域内の前記第２の方向に配置された、それぞれ相違する部分領域を照明する複数の回折領域を有し、
前記光源は、前記複数の回折領域のそれぞれにコヒーレント光を入射させるか否かを切り替えることにより、前記被照明領域の前記第２の方向の幅を可変させてもよい。
【００１８】
前記回折光学素子は、前記被照明領域内の前記第２の方向に配置された、それぞれ相違する部分領域を照明する複数の回折領域を有し、
前記光源は、前記複数の回折領域のそれぞれにコヒーレント光を入射させるか否かを切り替えることにより、前記被照明領域を前記第２の方向に分離する数を可変させてもよい。
【００１９】
前記回折光学素子は、前記被照明領域内の前記第１の方向における、それぞれ相違する部分領域を照明する複数の回折領域を有し、
前記光源は、前記複数の回折領域のそれぞれにコヒーレント光を入射させるか否かを切り替えることにより、前記被照明領域の前記第１の方向における照明長さを可変させてもよい。
【００２０】
前記光源は、前記回折光学素子へのコヒーレント光の入射角度を切り替えることにより、前記被照明領域の前記第１の方向における照明位置を可変させてもよい。
【００２１】
当該照明装置の出射光軸の方向を切り替えることにより、前記被照明領域の前記第１の方向における照明位置を可変させてもよい。
【００２２】
前記光源は、波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光を放射し、
前記回折光学素子は、前記複数のコヒーレント光のそれぞれに対応づけて設けられ、それぞれが対応するコヒーレント光を回折させる複数の回折領域を有し、
前記光源は、前記複数の回折領域に、対応するコヒーレント光を入射させるか否かを切り替えることにより、前記被照明領域の照明色を可変させてもよい。
【００２３】
当該照明装置周辺の環境情報を取得する検出部を備え、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて取得された前記環境情報に基づいて、前記被照明領域の照明態様を可変させてもよい。
【００２４】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の路肩寄りの一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両のタイヤが前記被照明領域よりも路肩側にはみ出したか否かを検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて、前記車両のタイヤが前記被照明領域よりも路肩側にはみ出したことが検出されると、前記被照明領域の照明態様を変更してもよい。
【００２５】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両の走行方向前方の障害物を検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて前記障害物が検出されると、前記被照明領域の照明態様を変更してもよい。
【００２６】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両の走行方向前方の幅狭箇所を通過可能か否かを検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部による検出結果に応じて、前記被照明領域の照明態様を変更してもよい。
【００２７】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両の速度および加速度の少なくとも一方を検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて検出された前記車両の速度および加速度の少なくとも一方に基づいて、前記被照明領域の表示対象を変更してもよい。
【００２８】
前記被照明領域は、道路を走行する車両の進行方向に沿って、前記道路の一部を照明する領域であり、
前記検出部は、前記車両の走行方向前方の坂を検出し、
前記光源および前記回折光学素子は、前記検出部にて前記坂が検出されると、前記坂の傾斜角度に応じて、前記被照明領域の照明態様を変更してもよい。
【００２９】
本開示の一態様では、それぞれ異なる波長域のコヒーレント光を回折する複数種類の要素ホログラム素子を複数個ずつ備え、これら要素ホログラム素子が互いに交わる第１の方向および第２の方向に配置されたホログラム素子であって、
前記第１の方向および前記第２の方向に隣接して配置される２つの要素ホログラム素子は、それぞれ異なる波長域のコヒーレント光を回折する、ホログラム素子が提供される。
【００３０】
複数個ずつ設けられる前記複数種類の要素ホログラム素子は、赤色の波長域のコヒーレント光を回折する要素ホログラム素子、緑色の波長域のコヒーレント光を回折する要素ホログラム素子、青色の波長域のコヒーレント光を回折する要素ホログラム素子を同数ずつ有してもよい。
【００３１】
本開示の一態様では、互いに交わる第１の方向および第２の方向に隣接して配置される第１の要素ホログラム素子、第２の要素ホログラム素子および第３の要素ホログラム素子を有するホログラム素子であって、
前記第１の要素ホログラムは第１の波長域のコヒーレント光を回折し、
前記第２の要素ホログラムは前記第１の波長域のコヒーレント光とは異なる第２の波長域のコヒーレント光を回折し、
前記第３の要素ホログラムは前記第１の波長域および前記第２の波長域のコヒーレント光とは異なる第３の波長域のコヒーレント光を回折する、ホログラム素子が提供される。
【００３２】
本開示の一態様では、照明装置周辺の環境情報を取得し、
前記取得された環境情報に基づいて、光源から回折光学素子にコヒーレント光を入射させ、
前記回折光学素子は、入射されたコヒーレント光に応じた回折を行って、被照明領域の照明態様を可変させ、
前記取得された環境情報に基づいて車両を制御する、車両制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００３３】
本開示によれば、簡易な構成でありながら、被照明領域の照明態様を最適化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】複数のホログラム素子で回折されたコヒーレント光の進行方向を示す図。
【図３】被照明領域を法線方向から見た平面図。
【図４】縦置きされた複数のホログラム素子の回折特性の調整手法を説明する図。
【図５】被照明領域の法線方向から見た各ホログラム素子と被照明領域との位置関係を示す図。
【図６】各ホログラム素子が複数の要素ホログラム素子を含む例を示す図。
【図７】複数のホログラム素子を被照明領域の短手方向に沿って配置した例を示す斜視図。
【図８】図７を上方から見た模式的な平面図。
【図９】被照明領域の短手方向に沿って隣接する２つのホログラム素子の回折特性の調整手法を説明する図。
【図１０】人間の目に視認される台形状の被照明領域を示す図。
【図１１】被照明領域の照明範囲を示す図。
【図１２】人間の目に視認される長方形状の被照明領域を示す図。
【図１３】光走査デバイスを備えた照明装置の概略構成を示す斜視図。
【図１４】第２の実施形態による被照明領域を示す図。
【図１５】図１４の被照明領域を法線方向から見た場合の平面図。
【図１６Ａ】第１の要素ホログラム素子、あるいは第１のホログラム素子にて照明される被照明領域の一例を示す図。
【図１６Ｂ】第２の要素ホログラム素子、あるいは第２のホログラム素子にて照明される指標の一例を示す図。
【図１７】第３の実施形態による被照明領域を示す図。
【図１８】図１７の被照明領域を法線方向から見た場合の平面図。
【図１９】第４の実施形態による被照明領域を示す図。
【図２０】図１９の被照明領域を法線方向から見た場合の平面図。
【図２１】第５の実施形態による回折光学素子周辺の概略的な光学構成を示す図。
【図２２】図２１とは別の手法で被照明領域の色ずれ防止を行う一変形例を示す図。
【図２３】ライン状の被照明領域の短手方向の幅を可変にする例を示す図。
【図２４】ライン状の被照明領域の長手方向の長さや照明位置を可変にする例を示す図。
【図２５】図２４の一変形例を説明する図。
【図２６Ａ】光源とホログラム素子を有する照明装置の出射光軸方向を可変させる例を模式的に示す図。
【図２６Ｂ】光源とホログラム素子を有する照明装置の出射光軸方向を可変させる例を模式的に示す図。
【図２７】本開示の第９の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図。
【図２８】本開示の第１２の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本開示の一実施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。
【００３６】
また、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。
【００３７】
（第１の実施形態）
図１は本開示の第１の実施形態に係る照明装置１の概略構成を示す斜視図である。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。
【００３８】
図１の照明装置１は、光源２と複数の回折光学素子３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。図１の例では、複数の回折光学素子３と同じ数の複数の光源２を設けているが、光源２の数は任意である。以下では、各回折光学素子３ごとに一つの光源２を設ける例を説明する。光源２は、典型的には、レーザ光を放射するレーザ光源２である。レーザ光源２には、半導体レーザなどの種々のタイプがあるが、いずれのタイプのレーザ光源２でもよい。
【００３９】
なお、第１の実施形態による照明装置１は、必ずしも複数の光源２と複数の回折光学素子３とを備えている必要はなく、一つの光源２と一つの回折光学素子３とを備えていればよい。ただし、以下では、複数の光源２と複数の回折光学素子３を備える例を説明する。
【００４０】
複数の光源２から放射されるコヒーレント光の波長域は、同じでも異なっていてもよいが、以下では、複数の光源２がそれぞれ異なる波長域のコヒーレント光を放射する例を説明する。それぞれ異なる波長域のコヒーレント光とは、例えば、赤、緑、青の計３つの波長域のコヒーレント光である。もちろん、光源２は、赤緑青以外の色のコヒーレント光を放射してもよい。また、同じ波長域の光源２を複数設けて、被照明領域４の照明強度を向上させてもよい。
【００４１】
複数の回折光学素子３のそれぞれは、光源２から入射されたコヒーレント光を回折させて、被照明領域４の全域を照明する。被照明領域は、互いに交わる第１の方向と第２の方向を有しており、例えば、後述する長手方向を第１の方向とし、短手方向を第２の方向とすることができる。さらに具体的には、複数の回折光学素子３のそれぞれは、被照明領域４の短手方向の幅が回折光学素子３により近い側から被照明領域４の長手方向に沿って漸次に広がるように、入射されたコヒーレント光を回折させる。
【００４２】
複数の回折光学素子３は、典型的には、複数のホログラム素子３である。後述するように、回折光学素子３としてホログラム素子３を用いることで、各ホログラム素子３の回折特性を設計しやすくなり、各ホログラム素子３が被照明領域４の全域を照明するような設計も比較的容易に行うことができる。以下では、複数の回折光学素子３として、複数のホログラム素子３を用いる例を説明する。
【００４３】
図１の照明装置１は、複数の光源２と複数のホログラム素子３との間に配置される複数の整形光学系５を備えている。各整形光学系５は、対応する光源２から放射されたコヒーレント光を整形および平行化する。
【００４４】
より具体的には、各整形光学系５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６と、第１レンズ６を通過したコヒーレント光を平行化する第２レンズ７とを有する。第２レンズ７で平行化されたコヒーレント光は、対応するホログラム素子３に入射される。なお、整形光学系５の光学構成は、図１に限定されるものではない。
【００４５】
各ホログラム素子３には、対応する光源２にて放射されて、対応する整形光学系５で整形されたコヒーレント光が入射される。各ホログラム素子３は、入射されたコヒーレント光を回折させて、被照明領域４の全域を照明する。
【００４６】
被照明領域４は、複数のホログラム素子３による回折光が進行する角度空間内の所定の二次元平面上に設けられる。本実施形態による被照明領域４は、長手方向ｄｌと短手方向ｄｗを有する。より具体的には、被照明領域４は、短手方向ｄｗに所定の幅を有し、長手方向ｄｌに延在するライン状の照明範囲である。短手方向ｄｗの幅は有限であるが、長手方向ｄｌの長さは、特に問わない。また、被照明領域４は必ずしも一つとは限らない。例えば、本実施形態による照明装置１を乗物に搭載する場合、乗物の前後方向を長手方向ｄｌとするライン状の被照明領域４を、乗物の幅分の間隔を隔てて２つ配置してもよい。このように、乗物の幅分の間隔を隔てて２つの被照明領域４を配置する利点は、乗物の進行方向に何らかの障害物があった場合に、その障害物を避けて走行できるか否かを２つのライン状の被照明領域４の間隔によって容易に判断できることである。
【００４７】
図１における複数のホログラム素子３は、被照明領域４の法線方向ｎｄに沿って縦置きされている。すなわち、複数のホログラム素子３は、各ホログラム素子３による回折光が進行する角度空間内の所定の二次元平面上に配置される被照明領域４の法線方向ｎｄに沿って縦置きされている。
【００４８】
図２は複数のホログラム素子３で回折されたコヒーレント光の進行方向を示す図である。上述したように、図２の各ホログラム素子３は被照明領域４の全域を照明する。
【００４９】
しかしながら、図２のように、複数のホログラム素子３を縦置きすると、各ホログラム素子３の回折光による照明範囲は、必ずしも一致せず、図３に示すように、被照明領域４の短手方向ｄｗと長手方向ｄｌの双方においてずれてしまうおそれがある。図３の実線の照明範囲４ａが本来の被照明領域４であるのに対して、破線がずれた照明範囲４ｂの一例を示している。
【００５０】
このため、図２のように、複数のホログラム素子３を縦置きした場合には、各ホログラム素子３ごとに、照明範囲が被照明領域４に一致するように回折特性を調整する必要がある。より具体的には、各ホログラム素子３は、被照明領域４における短手方向ｄｗの両端部を通過して長手方向ｄｌに延びる両エッジ部の位置が一致し、かつ、被照明領域４における長手方向ｄｌの両端部を通過して短手方向ｄｗに延びる両エッジ部の位置が一致するように、回折特性を調整する必要がある。
【００５１】
後述するように、各ホログラム素子３が複数の要素ホログラム素子３ｃを有し、各要素ホログラム素子３が被照明領域４の全域を照明する場合には、各要素ホログラム素子３ｃごとに、長手方向ｄｌおよび短手方向ｄｗに延びる計４つのエッジ部の位置が揃うように、回折特性を調整する必要がある。
【００５２】
図４は縦置きされた複数のホログラム素子３の回折特性の調整手法を説明する図である。図４は、被照明領域４が存在する二次元平面から距離ｂだけ上方に第１ホログラム素子３を配置し、第１ホログラム素子３ａよりも距離ａだけ上方に第２ホログラム素子３ｂを配置する例を示している。図４は、第１ホログラム素子３ａと第２ホログラム素子３ｂから被照明領域４の長手方向ｄｌに距離Ｒだけ離れた位置ｒでの照明範囲を一致させる例を示している。第１ホログラム素子３ａから位置ｒに向かう光線の方向と被照明領域４が存在する二次元平面との為す角度をθ１、第２ホログラム素子３ｂから位置ｒに向かう交線の方向と二次元平面との為す角度をθ２としている。
【００５３】
角度θ１、距離ｂ、および距離Ｒの間には、以下の（１）式が成り立つ。
【００５４】
ｔａｎθ１＝ｂ／Ｒ    …（１）
【００５５】
また、角度θ２、距離ａ、距離ｂ、および距離Ｒの間には、以下の（２）式が成り立つ。
ｔａｎθ２＝(ｂ＋ａ)／Ｒ    …（２）
【００５６】
距離Ｒごとに、上記（１）式と（２）式を満たすように、各ホログラム素子３の回折特性を調整すれば、被照明領域４の長手方向ｄｌの両端部を通過して短手方向ｄｗに延びる両エッジ部の位置を揃えることができる。
【００５７】
一方、被照明領域４の短手方向ｄｗの両端部を通過して長手方向ｄｌに延びる両エッジ部の位置を揃えるには、図５に基づいて、各ホログラム素子３の回折特性を調整すればよい。図５は被照明領域４の法線方向から見た各ホログラム素子３と被照明領域４との位置関係を示す図である。各ホログラム素子３は被照明領域４の法線方向に縦積みされているため、図５では一つだけを図示している。図５では、ホログラム素子３の回折光の角度範囲をθ1+＋θ1-としている。Ｒはホログラム素子３の位置から被照明領域４内の任意の位置までの最短距離である。
【００５８】
図５の角度θ1+、θ1-はそれぞれ、以下の（３）式、（４）式で表される。
【００５９】
ｔａｎθ1+＝Ｌ／(２Ｒ)    …（３）
ｔａｎθ1-＝−Ｌ／(２Ｒ)    …（４）
【００６０】
ホログラム素子３から距離Ｒの位置において、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅分の照明を行うための条件は、ホログラム素子３が、上記（３）式と（４）式を満たす回折角度θ1+、θ1-を有することである。これら（３）式と（４）式からわかるように、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅Ｌが一定であるとしても、距離Ｒが変化すると、角度θ1+、θ1-は変化する。すなわち、各ホログラム素子３の回折特性の調整は、距離Ｒごとに行う必要がある。このように、上述した（３）式と（４）式を満たすように、各ホログラム素子３の回折特性を調整することで、被照明領域４の短手方向ｄｗの両端部を通過して長手方向ｄｌに延びる両エッジ部の位置を揃えることができる。
【００６１】
以上をまとめると、複数のホログラム素子３を縦置きした場合には、上述した（１）〜（４）式に基づいて各ホログラム素子３の回折特性を調整することで、各ホログラム素子３が照明する範囲を一致させることができる。これにより、被照明領域４の境界部分でのボケが軽減され、人間の目に被照明領域４を鮮明に視認させることができる。
【００６２】
このように、被照明領域４の長手方向ｄｌにおける両端部と、短手方向ｄｗにおける両端部との位置を複数のホログラム素子３で一致させるには、上述した距離Ｒごとに（１）〜（４）式に基づいてホログラム素子３の回折特性を調整する必要がある。
【００６３】
本実施形態では、このような調整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３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、物体光を発光する光源２や、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。
【００６４】
図１の複数のホログラム素子３のそれぞれは、図６に示すように、縦横に分割された複数の要素ホログラム素子３ｃを有していてもよい。各要素ホログラム素子３ｃは、被照明領域４の全域を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３ｃのサイズは必ずしも同一である必要はない。複数のホログラム素子３のうち、一部のホログラム素子３のみが複数の要素ホログラムを有し、残りのホログラム素子３は単一構造であってもよいが、以下では、説明の簡略化のために、各ホログラム素子３が複数の要素ホログラム素子３ｃを有する例を説明する。
【００６５】
各ホログラム素子３が複数の要素ホログラム素子３ｃを有し、各要素ホログラム素子３ｃが被照明領域４の全域を照明するようにすることにより、被照明領域４側からホログラム素子３を観察した際に、レーザ輝度を弱めてレーザ光（コヒーレント光）の安全性向上を図ることができる。各要素ホログラム素子３ｃは、入射面に入射されたコヒーレント光を被照明領域４の全域に拡散させるため、被照明領域４側からホログラム素子３を観察した際の輝度は、光源２から放射されるコヒーレント光の輝度よりもかなり小さい。よって、被照明領域４内の任意の点から光源２の方向に視線を向けたとしても、人間の目を痛めるおそれが軽減される。また、被照明領域４内の各点には、複数の要素ホログラム素子３ｃからのコヒーレント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、被照明領域４内では人間の目に観察されるスペックルが目立たなくなる。
【００６６】
図１では、複数のホログラム素子３が被照明領域４の法線方向に縦置きされる例を示したが、図７に示すように、複数のホログラム素子３を被照明領域４の短手方向ｄｗに沿って配置してもよい。
【００６７】
図８は図７を上方から見た模式的な平面図である。図８では、簡略化のために、図７ではそれぞれ３つずつ設けられている光源２、整形光学系５およびホログラム素子３のうち、２つずつを図示している。
【００６８】
複数のホログラム素子３が被照明領域４の短手方向ｄｗに沿って配置されている場合、各ホログラム素子３の回折特性が同じであるとすると、図８に示すように、各ホログラム素子３の回折光による照明範囲にずれが生じてしまう。このずれは、被照明領域４の短手方向ｄｗの両端部を通過して長手方向ｄｌに延びる両エッジ部で生じる。このため、被照明領域４の両エッジ部がぼやけることが懸念される。
【００６９】
そこで、望ましくは、複数のホログラム素子３の回折特性を個別に調節して、各ホログラム素子３の回折光による照明範囲が極力重なるようにする。すなわち、被照明領域４の短手方向ｄｗの両端部を通過して長手方向ｄｌに延びる両エッジ部の位置が各ホログラム素子３で同じになるように、各ホログラム素子３の回折特性を調整するのが望ましい。
【００７０】
図９は被照明領域４の短手方向ｄｗに沿って隣接する２つのホログラム素子３（以下、第１ホログラム素子３ａと第２ホログラム素子３ｂ）の回折特性の調整手法を説明する図である。図９の例では、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅をＬ、被照明領域４の短手方向ｄｗの中央を通過して長手方向ｄｌに延びる線上に第１ホログラム素子３ａを配置し、第１ホログラム素子３ａから被照明領域４の短手方向ｄｗに距離ａだけ隔てて第２ホログラム素子３ｂを配置する例を示している。
【００７１】
図９では、第１ホログラム素子３ａの回折光の角度範囲をθ1+＋θ1-、第２ホログラム素子３ｂの回折光の角度範囲をθ2+＋θ2-としている。また、Ｒは第１ホログラム素子３ａおよび第２ホログラム素子３ｂの位置から被照明領域４内の任意の位置までの最短距離である。
【００７２】
図９の角度θ1+、θ1-はそれぞれ、以下の（５）式、（６）式で表される。
【００７３】
ｔａｎθ1+＝Ｌ／(２Ｒ)    …（５）
ｔａｎθ1-＝−Ｌ／(２Ｒ)    …（６）
【００７４】
また、図９の角度θ2+、θ2-はそれぞれ、以下の（７）式、（８）式で表される。
【００７５】
ｔａｎθ2+＝１／Ｒ×(Ｌ／２−ａ)    …（７）
ｔａｎθ2-＝１／Ｒ×(−Ｌ／２−ａ)    …（８）
【００７６】
このように、第１ホログラム素子３ａから距離Ｒの位置において、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅分の照明を行うための条件は、第１ホログラム素子３ａが、上記（５）式と（６）式を満たす回折角度θ1+、θ1-を有することである。同様に、第２ホログラム素子３ｂから距離Ｒの位置において、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅分の照明を行うための条件は、第２ホログラム素子３ｂが、上記（７）式と（８）式を満たす回折角度θ2+、θ2-を有することである。
【００７７】
上記（５）式〜（８）式からわかるように、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅Ｌが一定であるとしても、距離Ｒが変化すると、角度θ1+、θ1-、θ2+、θ2-は変化する。すなわち、第１ホログラム素子３と第２ホログラム素子３の回折特性の調整は、距離Ｒごとに行う必要がある。
【００７８】
このように、被照明領域４の長手方向ｄｌにおける両エッジ部の位置を複数のホログラム素子３で一致させるには、上述した距離Ｒごとに（５）〜（８）式に基づいてホログラム素子３の回折特性を調整する必要がある。
【００７９】
（第１の実施形態の特徴的構成）
上述した図５では、被照明領域４の長手方向ｄｌのどの位置においても、短手方向ｄｗの幅が一定である例を示した。この場合、人間の目には、図１０に示すように、手前側ほど短手方向の幅が大きく視認され、遠方ほど短手方向の幅が狭まって視認される。本発明者による検証によると、遠方ほど短手方向の幅が狭まって視認されるものの、コヒーレント光を光源２として使用しているために、遠方まで被照明領域４を鮮明に視認できることがわかった。
【００８０】
コヒーレント光を放射する光源２の光出力は、被照明領域４の照度と照明面積との積に依存することが知られている。被照明領域４の照度を変更しない場合には、照明面積が小さいほど光源２の光出力が小さくて済む。そこで、本実施形態では、ホログラム素子３の位置付近にいる人間がライン状の被照明領域４を長手方向の最遠方方向まで見渡したときに、被照明領域４の最遠方の長手方向端部を正しく視認できるように、この長手方向端部での短手方向長さを設定する。より具体的には、被照明領域４の最遠方の長手方向端部での短手方向長さを複数通りに変更し、人間が視認できる最小の長さに合わせて、被照明領域４の最遠方の長手方向端部での短手方向長さを設定する。
【００８１】
次に、被照明領域４の最遠方の長手方向端部での短手方向長さが上述した設定値になり、かつ被照明領域４の短手方向の幅が長手方向の全域にわたって一定に視認されるように、各ホログラム素子３の拡散角度を設定する。このとき、各ホログラム素子３の拡散角度は、被照明領域４の長手方向の位置によらず、常に一定とする。これにより、被照明領域４の法線方向ｎｄから見た照明範囲は、図１１に示すように、図５のような長方形から台形になる。より具体的には、被照明領域４の照明範囲は、各ホログラム素子３に近い側の被照明領域４の長手方向端部での短手方向長さが最小となり、最遠方の長手方向端部での短手方向長さが最大となる台形になる。
【００８２】
これにより、図１１の台形の照明範囲を、破線で示す長方形の照明範囲と比較すればわかるように、照明範囲の面積を削減できる。これはすなわち、コヒーレント光を放射する光源２の光出力を削減することを意味する。
【００８３】
上述したように、図１１のように被照明領域４の照明範囲を台形にすると、人間の目には、図１２に示すように、被照明領域４の長手方向のどの位置においても、短手方向の幅がほぼ一定に視認されうるという効果が得られる。もちろん、人間の目の高さや、被照明領域４と人間の目の位置との距離によって、被照明領域４の短手方向のみかけの幅は変わってくるため、被照明領域４の短手方向の幅が長手方向のどこでも一定になるとは限らないが、短手方向の幅の差はより小さく視認される。
【００８４】
この場合、各ホログラム素子３の拡散角度は、被照明領域４の長手方向の位置によらず、常に一定になる。このような各ホログラム素子３の拡散角度の設定は、各ホログラム素子３としてＣＧＨを用いる場合には、比較的容易に行うことができる。
【００８５】
図１では、波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光を放射する複数の光源２と、複数のホログラム素子３とを設ける例を説明したが、一つの光源２と一つのホログラム素子３だけを設けてもよい。光源２とホログラム素子３が一つだけの場合は、被照明領域４の照明色は単色になるものの、図１１と同様に被照明領域４の照明範囲を台形にすることで、被照明領域４の短手方向の幅を見かけ上、一定にすることができる。
【００８６】
また、ホログラム素子３が複数の要素ホログラム素子３ｃに分割されている場合、一部の要素ホログラム素子３ｃが図５のように長方形状に被照明領域４を照明し、他の少なくとも一部の要素ホログラム素子３ｃが図１０のように台形状に被照明領域４を照明してもよい。そして、図１３に示す光走査デバイス８により、光源２からのコヒーレント光を入射させる要素ホログラム素子３ｃを切り替えることで、人間が認識する被照明領域４の照明態様を図１０のようにするか、あるいは図１２のようにするかを選択することができる。
【００８７】
このように、第１の実施形態では、被照明領域４の最遠方の長手方向端部を人間が視認できることを条件に、人間の目には、被照明領域４の長手方向の全域にわたって、短手方向の幅が略同一に視認されるようにする。これにより、被照明領域４は台形状になるが、人間の目には長方形として視認される。被照明領域４が台形状になることで、被照明領域４の面積をより削減でき、光源２の光出力を削減できる。よって、光源２を小型化でき、部材コストも削減でき、かつ光源２の熱の発生を抑制できて、光源２の耐久性を向上できる。また、人間の目には、被照明領域４の短手方向の幅が長手方向の全域にわたって一定に視認されるため、被照明領域４の視認性が向上する。さらに、このような被照明領域４は、各ホログラム素子３の拡散角度を被照明領域４の長手方向の位置によらずに一定にすることで照明できるため、比較的容易に各ホログラム素子３の回折特性を設定できる。
【００８８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、被照明領域４に指標を表示するものである。
【００８９】
第２の実施形態による照明装置１は、図１や図７と同様の構成を備えており、被照明領域４の照明態様が第１の実施形態とは相違している以外は、第１の実施形態と共通する。
【００９０】
第２の実施形態による照明装置１は、第１の実施形態と同様に、ライン状の被照明領域４を照明する。第１の実施形態では、被照明領域４の短手方向の幅が長手方向の全域にわたって一定であるように人間の目に視認される例を示したが、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様でもよいし、あるいは、被照明領域４の短手方向の幅が長手方向の遠方ほど狭まるように人間の目に視認されるようにしてもよい。
【００９１】
図１４は第２の実施形態による被照明領域４を示す図であり、人間の目に視認される様子を図示したものである。この例は、図５のように被照明領域４の実際の照明範囲が長方形であり、かつ人間の目には被照明領域４の短手方向の幅が長手方向の遠方ほど狭まるように視認される例を示している。また、図１５は図１４の被照明領域４を法線方向から見た場合の平面図である。
【００９２】
本実施形態による被照明領域４には、所定距離ごとに、例えば横線からなる指標９が表示されている。所定距離は、例えば、１０ｍや１００ｍなどの積算距離を把握しやすい値が望ましい。指標９の表示色は、被照明領域４の表示色と識別可能な色が望ましい。あるいは、一つの光源２と一つのホログラム素子３を備えた照明装置１の場合は、指標９を破線や太線で表示することで、被照明領域４と識別できるようにしてもよい。このように、指標９は、被照明領域４のライン照明とは、照明態様が異なっている。照明態様は、色の違いでもよいし、線幅や線種の違いでもよいし、形状の違いでもよい。
【００９３】
図１４のような指標９を被照明領域４に重ねて表示することで、被照明領域４の長手方向の距離を把握しやすくなる。例えば、指標９が１０ｍ間隔で表示されている場合、手前から奥に向かって３本目の指標９までの距離が、３×１０＝３０ｍであることを容易に認識できる。
【００９４】
第２の実施形態による指標９は、一つまたは複数のホログラム素子３の一部の要素ホログラム素子３ｃの拡散特性を調整することで、容易に表示することができる。例えば、被照明領域４の照明色と異なる色で指標９を表示させる場合、指標９の表示位置と、それ以外の被照明領域４の照明位置とでは、それぞれ異なるホログラム素子３からの回折光が入射されるようにすればよい。あるいは、ライン照明用のホログラム素子３とは別個に不図示のホログラム素子３を設けて、このホログラム素子３にて指標９の照明を行ってもよい。
【００９５】
あるいは、複数のホログラム素子３のそれぞれが複数の要素ホログラム素子３ｃを有する場合、被照明領域４を照明する要素ホログラム素子３ｃとは別個に、指標９を表示する要素ホログラム素子３ｃを設けてもよい。
【００９６】
図１６Ａは第１の要素ホログラム素子、あるいは第１のホログラム素子にて照明される被照明領域４の一例を示す図、図１６Ｂは第２の要素ホログラム素子、あるいは第２のホログラム素子にて照明される指標９の一例を示す図である。図１６Ａの被照明領域４と図１６Ｂの指標９とを重ね合わせることで、図１４および図１５のように、被照明領域４に指標９が重ねて表示される。
【００９７】
上述した例では、被照明領域４内に、所定間隔ごとに指標９を表示する例を示したが、指標９の間隔は必ずしも均一である必要はない。例えば、乗物のヘッドライト用の照明装置１の場合、乗物に近い側は指標９の間隔を狭くし、乗物から遠ざかるに従って指標９の間隔を広げてもよい。
【００９８】
このように、第２の実施形態では、ライン状の被照明領域４に、所定間隔で指標９を重ねて表示するため、被照明領域４の長手方向の長さを認識しやすくなる。よって、乗物の進行方向に沿ってライン状の被照明領域４を照明し、かつ被照明領域４に指標９を重ねて表示することで、乗物の進行方向の距離感を掴みやすくなり、例えば障害物や目標物までの距離を正確に把握することができる。
【００９９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、ライン状の被照明領域４の長手方向の両端部に指標を表示するものである。
【０１００】
第３の実施形態による照明装置１は、図１や図７と同様の構成を備えており、被照明領域４の照明態様が第１の実施形態とは相違している以外は、第１の実施形態と共通する。
【０１０１】
第３の実施形態による照明装置１は、第１の実施形態と同様に、ライン状の被照明領域４を照明する。第１の実施形態では、被照明領域４の短手方向の幅が長手方向ｄｌの全域にわたって一定であるように人間の目に視認される例を示したが、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様でもよいし、あるいは、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅が長手方向ｄｌの遠方ほど狭まるように人間の目に視認されるようにしてもよい。
【０１０２】
図１７は第３の実施形態による被照明領域４を示す図であり、人間の目に視認される様子を図示したものである。この例は、図５のように被照明領域４の実際の照明範囲が長方形であり、かつ人間の目には被照明領域４の短手方向ｄｗの幅が長手方向ｄｌの遠方ほど狭まるように視認される例を示している。また、図１８は図１７の被照明領域４を法線方向ｎｄから見た場合の平面図である。
【０１０３】
図１７および図１８に示すように、ライン状の被照明領域４の長手方向ｄｌの両端部に指標９が表示されている。指標９は、被照明領域４のライン照明とは、照明態様が異なっている。より具体的には、指標９は、ライン照明とは、色、線幅、線種、形状の少なくとも一つが相違している。例えば、ライン照明を白色とし、指標９を白色と識別可能な色、例えば赤色などで照明してもよい。
【０１０４】
被照明領域４の長手方向ｄｌの両端部に指標９を表示することで、被照明領域４の始点位置と終点位置を把握しやすくなる。例えば、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さが予め定められている場合は、被照明領域４の終点位置を把握しやすくなる。
【０１０５】
第３の実施形態の指標９は、第２の実施形態の指標９と同様の手法にて、少なくとも一部のホログラム素子３を利用して、被照明領域４の長手方向ｄｌの両端部に表示させることができる。例えばライン照明を行う要素ホログラム素子３ｃとは別個の要素ホログラム素子３ｃを用いて、被照明領域４の長手方向ｄｌの両端部に、別の照明態様で照明を行えばよい。あるいは、ライン照明を行う複数のホログラム素子３とは別個のホログラム素子３を設けて、指標９の照明を行ってもよい。
【０１０６】
このように、第３の実施形態では、ライン状の被照明領域４の長手方向ｄｌの両端部に指標９を表示するため、被照明領域４の始点と終点位置を把握しやすくなる。よって、例えば、被照明領域４の長手方向ｄｌ長さが非常に長い場合であっても、被照明領域４の最遠方の端部位置を把握しやすくなる。
なお、上記のように、両端部に指標を表示するだけでなく、一方の端部だけに指標を表示してもよい。具体的には、光源に近い端部、すなわち被照明領域４の始点位置にのみ指標を表示してもよいし、光源から最遠方の端部、すなわち被照明領域４の終点位置にのみ指標を表示してもよい。
【０１０７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、被照明領域４を長手方向ｄｌに沿って所定距離ごとに分断するような指標９を設けるものでる。
【０１０８】
第４の実施形態による照明装置１は、図１や図７と同様の構成を備えており、被照明領域４の照明態様が第１の実施形態とは相違している以外は、第１の実施形態と共通する。
【０１０９】
第４の実施形態による照明装置１は、第１の実施形態と同様に、ライン状の被照明領域４を照明する。第１の実施形態では、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅が長手方向ｄｌの全域にわたって一定であるように人間の目に視認される例を示したが、第４の実施形態では、第１の実施形態と同様でもよいし、あるいは、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅が長手方向ｄｌの遠方ほど狭まるように人間の目に視認されるようにしてもよい。
【０１１０】
図１９は第４の実施形態による被照明領域４を示す図であり、人間の目に視認される様子を図示したものである。この例は、図５のように被照明領域４の実際の照明範囲が長方形であり、かつ人間の目には被照明領域４の短手方向ｄｗの幅が長手方向ｄｌの遠方ほど狭まるように視認される例を示している。また、図２０は図１９の被照明領域４を法線方向ｎｄから見た場合の平面図である。
【０１１１】
図１９および図２０に示すように、被照明領域４のライン照明は、途切れ途切れの破線状になっている。一つのライン照明要素４ａの長さは、予め決められた長さであり、例えば５ｍや５０ｍなどの積算距離を把握しやすい値が望ましい。長手方向ｄｌに隣接する２つのライン照明要素４ａの間には、指標９となりうる非照明領域が設けられている。例えば、一つのライン照明要素４ａの長手方向ｄｌの長さと、非照明領域の長手方向ｄｌの長さとがともに５ｍであれば、両方を足し合わせると１０ｍになる。よって、ライン照明要素４ａの数を数えることで、距離感を把握しやすくなる。例えば、手前から５個目のライン照明要素４ａまでの距離は、大体５×１０＝５０ｍ前後となる。
【０１１２】
第４の実施形態の指標９は、非照明領域であり、指標９に対応する箇所にホログラム素子３からの回折光が入射されないような制御を行えばよい。具体的な制御の一例としては、ホログラム素子３の回折縞を調整して、非照明領域に光が回折されないようにしてもよい。あるいは、光源２からのコヒーレント光の走査範囲を制御して、ホログラム素子３上の一部領域にはコヒーレント光が入射されないようにしてもよい。
【０１１３】
このように、第４の実施形態では、被照明領域４を長手方向ｄｌに沿って所定距離ごとに分断するような指標９を設けるため、分断されたライン照明要素４ａの数を数えることで、被照明領域４の長手方向ｄｌにおける距離を把握しやすくなる。
【０１１４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態は、光出射部近傍位置での色ずれが起きないようにしたものである。
【０１１５】
図２１は第５の実施形態による回折光学素子３周辺の概略的な光学構成を示す図である。図２１の照明装置１は、それぞれ異なる波長域のコヒーレント光が入射される複数のホログラム素子３の他に、ダイクロイックミラー１０を有する。複数のホログラム素子３で回折された複数のコヒーレント光は、ダイクロイックミラー１０に入射される。ダイクロイックミラー１０は、特定の波長域の光は通過させ、それ以外の波長域の光を反射させるミラーである。すなわち、ダイクロイックミラー１０は、複数のホログラム素子３などの複数の回折領域のそれぞれで回折されたコヒーレント光を合成する合成光学系である。
【０１１６】
図２１の例のダイクロイックミラー１０は、赤色用と青色用の各ホログラム素子３で回折されたコヒーレント光を反射させ、緑色用のホログラム素子３で回折されたコヒーレント光を通過させる。ダイクロイックミラー１０は、これら３種類の回折光を合成させて出射する。ダイクロイックミラー１０で合成される光は、例えば白色光である。ダイクロイックミラー１０の出射光が被照明領域４を照明する照明光となる。
【０１１７】
このように、ダイクロイックミラー１０を設けることで、被照明領域４に到達する前に合成光を生成できる。よって、被照明領域４上で複数のコヒーレント光を重ね合わせる場合のような光出射部近傍位置での色ずれが生じなくなる。
【０１１８】
図２２は図２１とは別の手法で光出射部近傍位置での色ずれ防止を行う一変形例を示す図であり、ホログラム素子３の回折面の構造を示している。図１の照明装置１は、複数のコヒーレント光に対応させて複数のホログラム素子３を備えているが、図２２のホログラム素子３を用いた照明装置１は、一つのホログラム素子３のみを備えていればよい。
【０１１９】
図２２のホログラム素子３の回折面には、波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光のそれぞれを回折する複数の要素ホログラム素子３ｃが混ざり合って配置されている。複数の要素ホログラム素子３は、複数のコヒーレント光のそれぞれを回折する複数の要素回折領域である。回折面には、複数の要素回折領域が混ざり合って配置されている。より具体的には、図２２に示すように、同じ色の要素ホログラム素子３ｃが縦方向または横方向の少なくとも一方において、隣接しないように配置されている。また、各色の要素ホログラム素子３ｃの配置が回折面内で均等に分散されるようにしている。これにより、回折面の全域で回折されたコヒーレント光は、十分に混ざり合った状態で被照明領域４に入射されることになり、光出射部近傍位置での色ずれが起きなくなる。
【０１２０】
このように、第５の実施形態では、ホログラム素子３で回折された複数の波長域のコヒーレント光が被照明領域４に入射される前に、合成または混合させる処理を行うため、光出射部近傍位置での色ずれを低減できる。
【０１２１】
（第６の実施形態）
第６の実施形態は、ライン状の被照明領域４の短手方向ｄｗの幅を可変させるものである。
第６の実施形態による照明装置１は、図１や図７と同様の構成を備えており、被照明領域４の照明態様が第１の実施形態とは相違している以外は、第１の実施形態と共通する。第６の実施形態による照明装置１は、第１の実施形態と同様に、ライン状の被照明領域４を照明する。第６の実施形態による各ホログラム素子３は、図２３に示すように、被照明領域４の短手方向ｄｗに配置された複数の要素ホログラム素子３ｃを有する。あるいは、図７に示すように、複数のホログラム素子３を被照明領域４の短手方向ｄｗに配置してもよい。以下では、複数のホログラム素子３が図１と同様に縦置きされており、かつ各ホログラム素子３が被照明領域４の短手方向ｄｗに配置された複数の要素ホログラム素子３ｃを有する例を説明する。図２３は、縦置きされた複数のホログラム素子３のうちの一つ、あるいは照明装置１内の単一のホログラム素子３の構造を示すものとして説明する。
【０１２２】
図２３の各要素ホログラム素子３ｃは、被照明領域４の長手方向ｄｌに延在された、対応する一つの部分領域４ｂを照明する。図示のように、４つの要素ホログラム素子３ｃがある場合、被照明領域４を構成する部分領域４ｂも４つ存在する。これら部分領域４ｂの長手方向ｄｌの長さは、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さと同じであり、各部分領域４ｂの短手方向ｄｗの長さは、被照明領域４の短手方向ｄｗの長さよりも短い。
【０１２３】
図１に示した光源２は、図２３の４つの要素ホログラム素子３ｃにコヒーレント光を照射するか否かを個別に切り替えることができる。このような切替は、例えば、光源２とホログラム素子３との間に、図１３に示すような光走査デバイス８を設けて、光走査デバイス８での走査範囲を切り替えることで、光源２からのコヒーレント光を所望の要素ホログラム素子３ｃに入射させればよい。
【０１２４】
これにより、各要素ホログラム素子３ｃからの回折光を、対応する部分領域４ｂに導光するか否かを個別に切り替えることができ、被照明領域４の短手方向ｄｗの幅を可変させることができる。また、単に被照明領域４の短手方向ｄｗの幅を切り替えるだけでなく、図２４に示すように、短手方向ｄｗに分離された複数の部分領域４ｂを照明させることも可能である。
【０１２５】
このようなライン状の被照明領域４の幅を可変させることで、例えば運転手に道路状況や周囲環境について注意を喚起することができる。より具体的には、車両の進行方向で渋滞や事故、通行止めなどがある場合に、被照明領域４の幅を可変させて、運転手に事前に注意を喚起することができる。また、車両のサイズに応じて、被照明領域４の幅を変えてもよい。あるいは、運転手等のユーザの好みに応じて、被照明領域４の幅を可変できるようにしてもよい。また、周囲の明るさに応じて、被照明領域４の幅を可変させてもよい。具体的には、周囲が非常に暗ければ、被照明領域４の幅が狭くても視認できるが、周囲が明るくなるにつれて、被照明領域４の幅を太くした方が、被照明領域４を視認しやすくなる。
【０１２６】
このように、第６の実施形態では、ライン状の被照明領域４の短手方向ｄｗの幅を可変できるようにしたため、注意を喚起させる目的で被照明領域４を利用したり、あるいは被照明領域４の視認性を向上させることができる。
【０１２７】
（第７の実施形態）
第７の実施形態は、ライン状の被照明領域４の長手方向ｄｌの長さや照明位置を可変させるものである。
【０１２８】
第７の実施形態による照明装置１は、図１や図７と同様の構成を備えており、被照明領域４の照明態様が第１の実施形態とは相違している以外は、第１の実施形態と共通する。第７の実施形態による照明装置１は、第１の実施形態と同様に、ライン状の被照明領域４を照明する。第７の実施形態による各ホログラム素子３は、図２４に示すように、被照明領域４の短手方向ｄｗに配置された複数の要素ホログラム素子３ｃを有する。あるいは、図７に示すように、複数のホログラム素子３を被照明領域４の短手方向ｄｗに配置してもよい。以下では、複数のホログラム素子３が図１と同様に縦置きされており、かつ各ホログラム素子３が被照明領域４の短手方向ｄｗに配置された複数の要素ホログラム素子３ｃを有する例を説明する。図２４は、縦置きされた複数のホログラム素子３のうちの一つ、あるいは照明装置１内の単一のホログラム素子３の構造を示すものとして説明する。
【０１２９】
図２４の例では、二つの要素ホログラム素子３ｃが被照明領域４の短手方向ｄｗに並んでいる。これら要素ホログラム素子３ｃは、拡散角度が異なっており、一方の要素ホログラム素子３ｃの回折光は、被照明領域４内の要素ホログラム素子３ｃに近い側の部分領域４ｂを照明し、他方の要素ホログラム素子３ｃの回折光は、被照明領域４内の要素ホログラム素子３ｃから遠い側の部分領域４ｂを照明する。
【０１３０】
光源２は、これら二つの要素ホログラム素子３ｃにコヒーレント光を入射させるか否かを個別に切り替えることができる。この切替は、第６の実施形態で説明したように、例えば図１３に示すような光走査デバイス８を設けて行うことができる。二つの要素ホログラム素子３ｃのいずれにもコヒーレント光を入射させれば、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さは最大になる。また、いずれか一方の要素ホログラム素子３ｃのみにコヒーレント光を入射させれば、どちらの要素ホログラム素子３ｃにコヒーレント光を入射させるかによって、被照明領域４の長手方向ｄｌの照射位置を可変させることができる。
【０１３１】
図２４では、ホログラム素子３が二つの要素ホログラム素子３ｃを有する例を示しているが、多数の要素ホログラム素子３ｃを設けることで、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さと、被照明領域４の長手方向ｄｌの照明位置とをきめ細かく可変させることができる。
【０１３２】
図２５は図２４の一変形例を説明する図である。ホログラム素子３へのコヒーレント光の入射角度を可変させることで、ホログラム素子３での回折角度を可変させることができる。図２５は、ホログラム素子３へのコヒーレント光の入射角度がａの場合、ホログラム素子３での回折光による被照明領域４内の照明範囲がホログラム素子３に近い部分領域４ｃであり、入射角度がｂの場合、被照明領域４内の照明範囲がホログラム素子３から遠い部分領域４ｄである例を示している。したがって、ホログラム素子３へのコヒーレント光の入射角度を可変させることで、被照明領域４の長手方向ｄｌの照明位置を可変させることができる。また、ホログラム素子３に対して、それぞれ異なる入射角度方向から同時に複数のコヒーレント光を入射させることで、部分領域４ｃと４ｄをともに照明でき、これにより、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さを可変させることもできる。
【０１３３】
ホログラム素子３への入射角度を可変させる例を示したが、照明装置１自体の光軸方向を可変させてもよい。図２６Ａおよび図２６Ｂは光源２とホログラム素子３を有する照明装置１の出射光軸方向を可変させる例を模式的に示す図である。照明装置１の出射光軸方向を被照明領域４の二次元平面方向に近づけるほど、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さを長くでき、照明装置１の光軸方向を被照明領域４の二次元平面方向より斜め下方向に傾斜させるほど、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さを短くできる。
【０１３４】
このように、第７の実施形態では、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さと照明位置との少なくとも一方を可変させるため、例えば、本実施形態の照明装置１を車両のヘッドライトに適用した場合には、ハイビーム照明のように遠方まで照明させたり、近傍のみを照明させたり、遠方と近傍の中間位置を照明させることを、切り替えて行うことができる。
【０１３５】
（第８の実施形態）
第８の実施形態は、ライン状の被照明領域４の色を可変させるものである。
【０１３６】
第８の実施形態による照明装置１は、図１や図７と同様の構成を備えており、被照明領域４の照明態様が第１の実施形態とは相違している以外は、第１の実施形態と共通する。第８の実施形態による照明装置１は、第１の実施形態と同様に、ライン状の被照明領域４を照明する。
【０１３７】
複数の光源２から放射されるコヒーレント光の波長域はそれぞれ相違している。また、複数のホログラム素子３のそれぞれには、対応する波長域のコヒーレント光が入射される。複数のホログラム素子３にて回折された複数のコヒーレント光はいずれも、被照明領域４の全域を照明する。これにより、被照明領域４は、複数の波長域のコヒーレント光が混ざり合った色で視認されることになる。例えば、複数の光源２がＲＧＢの３色のコヒーレント光を放射する場合、被照明領域４はこれら３色が混ざり合って白色として視認される。
【０１３８】
なお、複数の光源２から放射される複数のコヒーレント光の波長域は任意であり、被照明領域４は、複数の光源２から放射される複数のコヒーレント光の波長域に依存した色で視認される。
【０１３９】
また、複数の光源２から放射される複数のコヒーレント光のそれぞれを、放射させるか否かを個別に切り替えられるようにしてもよい。これにより、同じ光源２を用いながらも、被照明領域４の色を時間に応じて変化させることができる。また、図１３に示すように、複数の光源２から放射された複数のコヒーレント光を走査させて、複数のホログラム素子３への入射位置や入射角度を調整する光走査デバイス８を設けることで、被照明領域４内を一つまたは複数に分割した部分領域ごとに、色を変えることも可能となる。
【０１４０】
本実施形態は、上述した第５の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、複数のホログラム素子３に対応するコヒーレント光を入射させるか否かを制御するとともに、複数のホログラム素子３にて回折された複数のコヒーレント光が被照明領域４に到達する前に、合成されてもよい。
【０１４１】
このように、第８の実施形態では、波長域の異なる複数のコヒーレント光を、対応するホログラム素子３に入射させるため、複数のコヒーレント光を合成させた色で被照明領域４を照明することができる。また、合成させるコヒーレント光の種類を任意に切り替えることで、被照明領域４の全域または一部の色を可変させることができる。
【０１４２】
（第９の実施形態）
第９の実施形態は、センサの検出結果に基づいて、被照明領域４の照明態様を可変させるものであり、より具体的には、ライン状の被照明領域４の点滅、色、本数、幅などを切り替えるものである。
【０１４３】
図２７は本開示の第９の実施形態に係る照明装置１の概略構成を示す斜視図である。図２７の照明装置１は、図１にセンサ１１と光源制御部１２とを追加したものである。図２７のセンサ１１は、照明装置１周辺の環境情報を取得する検出部である。センサ１１の具体的な種類は問わない。例えば、センサ１１は、車両のヘッドライトの一部として用いられる照明装置１の場合には、車両の進行方向を撮影する撮像部や、ミリ波レーダーやレーザーレーダーなどレーダーを含んでいてもよい。
【０１４４】
センサ１１は、車両の進行方向に障害物などの物体が存在するか否かを検出する機能を有していてもよい。この場合、センサ１１にて車両の進行方向に障害物が発見されると、照明装置１は被照明領域４の照明態様を変化させて、運転手の注意を喚起することができる。この場合の照明態様の変化は、被照明領域４を点滅させてもよいし、注意を喚起しやすい照明色、例えば赤色などに切り替えてもよい。あるいは、被照明領域４を構成するライン照明の本数や照明幅を変化させてもよい。
【０１４５】
ライン状の被照明領域４の点滅、色、本数、幅などの照明態様を変化させるには、光源２から放射されるコヒーレント光の数や、光源２からのコヒーレント光のホログラム素子３への入射位置や入射方向を切り替えればよい。例えば、上述した第４の実施形態と同様の手法にて被照明領域４を点滅照明させてもよい。あるいは、上述した第５の実施形態と同様の手法にて被照明領域４を白色照明させてもよい。あるいは、上述した第６の実施形態と同様の手法にて被照明領域４のライン照明の幅を切り替えるか、ライン照明の本数を切り替えてもよい。あるいは、上述した第８の実施形態と同様の手法にて被照明領域４の色を切り替えてもよい。
【０１４６】
また、センサ１１は、車両の進行方向での道路の幅が狭くなった狭小部を車両が通過できるか否かを判断する機能を有していてもよい。この場合、センサ１１にて狭小部を通過できるか否かを判断した結果に応じて、被照明領域４の照明態様を変化させてもよい。特に、狭小部を通過できない場合には、そのままでは事故につながるため、運転手の注意を喚起する照明態様で被照明領域４を照明するのが望ましい。
【０１４７】
また、センサ１１は、車両のタイヤが車線エリアから路肩にはみ出したことを検出する機能を有していてもよい。この場合、センサ１１にて路肩にはみ出したことが検出されると、運転手の注意を喚起するために被照明領域４の照明態様を変化させてよい。
【０１４８】
また、センサ１１は、照明装置１周辺の温度、湿度、明るさなどを検出する機能を有していてもよい。この場合、例えば、センサ１１にて照明装置１周辺が明るくなってきたことが検出されると、照明装置１は被照明領域４の照明態様を変化させて、周辺が明るくなっても被照明領域４を視認できるように、被照明領域４の照明強度を高めてもよい。また、照明装置１は、周辺の温度や湿度によって、被照明領域４の照明態様を変化させてもよい。
【０１４９】
また、センサ１１は、照明装置１を搭載した車両の速度や加速度を検出する機能を有してもよい。この場合、センサ１１にて車両の速度と加速度の少なくとも一方が検出されると、照明装置１は、車両の速度や加速度に応じて被照明領域４の照明態様を変化させてもよい。その際、車速が法定制限速度に達したことがセンサ１１にて検出された場合は、被照明領域４を運転手の注意を喚起させる照明態様に変化させて、運転手に速度を下げることを促してもよい。このように、センサ１１は、複数種類の情報を検出する機能を持っていてもよい。
【０１５０】
光源制御部１２は、センサ１１の検出結果に基づいて、光源２から複数のコヒーレント光を放射させるタイミングを各コヒーレント光ごとに制御する。これにより、複数のコヒーレント光が個別に制御されて、対応するホログラム素子３に入射される。
【０１５１】
このように、第９の実施形態では、種々の検出機能を持ったセンサ１１の検出結果に基づいて、被照明領域４の照明態様を変化させることができるため、被照明領域４の照明態様によって、被照明領域４の周辺の人間に注意を喚起したり、何らかの情報を報知することができる。照明態様の変化は、センサ１１の検出内容に応じて、ライン状の被照明領域４の点滅、色、本数、幅などを切り替えればよい。
【０１５２】
（第１０の実施形態）
第１０の実施形態は、センサ１１の検出結果に基づいて、被照明領域４の照明態様を可変させるものであり、より具体的には、ライン状の被照明領域４の長さを切り替えるものである。
【０１５３】
第１０の実施形態による照明装置１は、図２７と同様に構成されており、被照明領域４の照明態様が第９の実施形態とは異なる。
【０１５４】
第１０の実施形態に適用可能なセンサ１１は、第９の実施形態で説明した各種のセンサ１１と同様の検出機能を持っていてもよいし、それ以外の検出機能を持っていてもよい。
【０１５５】
第１０の実施形態による照明装置１は、センサ１１の検出結果に基づいて、ライン状の被照明領域４の長さの切替を含めて、被照明領域４の照明態様を変化させる。より具体的には、第１０の実施形態では、センサ１１の検出結果に基づいて、ライン状の被照明領域４の長手方向ｄｌの長さを切り替える。また、被照明領域４の長さの切替だけでなく、第９の実施形態と同様に、ライン状の被照明領域４の点滅、色、本数、幅などを切り替えてもよい。
【０１５６】
ライン状の被照明領域４の長さを切り替える際には、上述した第７の実施形態と同様の手法を適用することができる。すなわち、ホログラム素子３内の複数の要素ホログラム素子３ｃの中で、光源２からのコヒーレント光を入射させる要素ホログラム素子３ｃを切り替えることで、ライン状の被照明領域４の長手方向ｄｌの長さを変化させてもよい。あるいは、光源２からのコヒーレント光をホログラム素子３に入射させる入射角度を切り替えることで、ライン状の被照明領域４の長手方向ｄｌの長さを変化させてもよい。あるいは、照明装置１の光軸自体を切り替えることで、ライン状の被照明領域４の長手方向ｄｌの長さを変化させてもよい。
【０１５７】
第１０の実施形態の一具体例としては、車両がブレーキをかけてから停止するまでの制動距離に応じて、ライン状の被照明領域４の長さを調整することが考えられる。これにより、運転手に対して注意を喚起することができる。この場合、センサ１１は、車両の速度を検出する機能と、運転手がブレーキペダルを操作したことを検出する機能とを持っている必要がある。
【０１５８】
この他、センサ１１にて車両の進行方向に存在する障害物を検出し、障害物までの距離に応じて、被照明領域４の長さを調整してもよい。この場合、センサ１１は、例えば障害物に赤外線を照射して、その反射光が受光されるまでの時間により、障害物までの距離を検出する機能を持っていることが考えられる。
【０１５９】
このように、第１０の実施形態では、種々の検出機能を持ったセンサ１１の検出結果に基づいて、被照明領域４の長手方向ｄｌの長さを可変させるため、照明装置１の周辺の人間に注意を喚起したり、何らかの情報を報知することができる。
【０１６０】
（第１１の実施形態）
第１１の実施形態は、センサ１１の検出結果に基づいて、照明装置１からの照明光の照射角度を可変させるものである。
【０１６１】
第１１の実施形態による照明装置１は、図２７と同様に構成されており、被照明領域４の照明態様が第９および第１０の実施形態とは異なる。
【０１６２】
第１１の実施形態に適用可能なセンサ１１は、第９および第１０の実施形態で説明した各種のセンサ１１と同様の検出機能を持っていてもよいし、それ以外の検出機能を持っていてもよい。
【０１６３】
第１１の実施形態による照明装置１は、センサ１１の検出結果に基づいて、被照明領域４への照明角度の切替を含めて、被照明領域４の照明態様を変化させる。被照明領域４への照明角度の切替は、上述した第７の実施形態と同様の手法で行ってもよい。例えば、光源２からホログラム素子３に入射させるコヒーレント光の入射角度を変化させることにより、ホログラム素子３の回折角度を変えて、結果として、被照明領域４への照明角度を可変させてもよい。光源２からホログラム素子３に入射させるコヒーレント光の入射角度を変えるには、例えば図１３に示したように、光源２とホログラム素子３との間に光走査デバイス８を設けて、この光走査デバイス８にて、光源２からのコヒーレント光の進行方向を切り替えてもよい。
【０１６４】
あるいは、照明装置１の出射光軸の方向を変化させることで、被照明領域４への照明角度を可変させてもよい。
【０１６５】
本実施形態によるセンサ１１の一具体例としては、車両の進行方向に存在する坂を検出する機能を持っているセンサ１１が考えられる。具体的には、車両に取り付けられた車高センサでも良いし、ＥＣＵ（Engine Control Unit）に搭載された加速度センサで車両の路面に対する角度を計算してもよい。センサ１１で検出する坂は、下り坂と上り坂のどちらでもよい。坂の検出は、ＧＰＳセンサを用いることでも比較的容易に検出できる。あるいは、坂の情報が予め登録された地図データと車両位置とのマッピングにより、坂の位置を検出してもよい。
【０１６６】
車両の進行方向に上り坂が存在する場合には、上り坂の傾斜角度に応じて、照明方向を斜め上向きにするのが望ましい。これにより、上り坂のより先の方まで照明することができ、運転手は視界が広がり、運転しやすくなる。また、車両の進行方向に下り坂が存在する場合には、下り坂の傾斜角度に応じて照明方向を斜め下向きにするのが望ましい。これにより、下り坂のより先のほうまで照明でき、同様に運転しやすくなる。
【０１６７】
このように、第１１の実施形態では、センサ１１の検出結果に基づいて照明光の照射角度を可変させるため、例えば車両の進行方向に坂がある場合に、坂の先の方まで照明することができる。
【０１６８】
（第１２の実施形態）
第１２の実施形態は、センサ１１の検出結果に基づいて、被照明領域４の照明態様を可変させるとともに、車両を制御するものである。より具体的には、第９の実施形態乃至第１１の実施形態のいずれかの照明装置１と同様に照明態様を変化させると同時、または一定時間後に、照明装置１を搭載している車両を制御するものである。
【０１６９】
図２８は図２７の照明装置に車両制御部１３を追加したものである。車両制御部１３としては、ＥＣＵ（Engine Control Unit）等が挙げられる。例えば、センサ１１により車両の進行方向に障害物が発見され、照明装置１が被照明領域４の照明態様を変化させて、運転手の注意を喚起しているにも関わらず、運転手が注意喚起の照明に気づかなかったとしても、車両制御部１３により障害物を回避させる動作を車両に行わせることができる。
【０１７０】
具体的な制御手法の一例として、光源制御部（検出部）１２はセンサ１１にて環境情報を取得し、取得した環境情報に基づき光源制御部１３が照明態様を変更する。
【０１７１】
より具体的には、照明態様を変更した後、一定時間たっても車両に変化がなければ、車両制御部１３が車両を制御してもよい。車両の制御の具体例としては、エンジンの出力を抑えたり、ブレーキを作動させたり、変速機を動作させたりして車両を減速させてもよい。または、ハンドルを動作させて車両の向きを変更させてもよい。
【０１７２】
車両に変化があったか否かは、光源制御部（検出部）１２が取得するセンサ１１の検出情報を基に車両制御部１３で判断する。
【０１７３】
なお、センサ１１の検出情報に基づいて、照明態様の変化に連動して車両を制御した後、車両の制御が必要なくなった場合、元の照明態様に戻すとともに、車両を制御する前の状態に戻してもよい。
【０１７４】
本開示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】
【０１７５】
１  照明装置、２  光源、３  回折光学素子、３ｃ  要素ホログラム素子、４  被照明領域、５  整形光学系、６  第１レンズ、７  第２レンズ、８  光走査デバイス、９  指標、１０  ダイクロイックミラー、１１  センサ、１２  光源制御部、１３  車両制御部
【図１】
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【図２】
2019194089.tif 000004
【図３】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７】
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【図２８】
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