(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、路面を照明する光学装置であって、
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、路面に光を出射することで照明を行う光学素子と、
移動体の現在位置と、地図情報とに基づいて、前記移動体の目的地までの経路を取得するナビゲーション装置と、を有し、
前記経路に基づいて、強調照明位置が動的に変化する誘導照明を行い、
前記光学素子がホログラムであり、前記ホログラムから出射される光がホログラム再生像であり、
前記ホログラムは複数の単位ホログラムからなり、前記単位ホログラムは異なる波長のレーザー光がそれぞれ入射される複数の記憶領域を有し、
前記レーザー光源は、それぞれ異なる波長を出射する複数のレーザー光源からなる単位レーザーアレイからなり、
前記単位ホログラムと前記単位レーザーアレイとの組み合わせからなる単位ユニットを複数有し、
前記単位ユニットで形成される単位照明領域を有し、単位照明領域毎で異なる照明を行うことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載された光学装置が搭載された車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面などを照明する光学装置及びこのような光学装置が搭載された車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハロゲンなどのインコヒーレント系の光源を用いた車両用前照灯光学系が知られている。このような車両用前照灯光学系では、光源の周囲に配置されたリフレクタの反射面などにより配光パターンを作り、光源の光をそこに反射させて、前方に投影させている。
【０００３】
これに対して、単一光源とリフレクタの組み合わせに比べて、より自由な配光制御を行うために、ＬＥＤ等の複数の光源を用い、屈折などにより前照灯の配光パターンや色を制御することが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１（特表２０１４−５１９１６０号公報）には、発光色の異なる複数のＬＥＤを備えることを特徴とする車両用灯具が開示されている  。
【特許文献１】特表２０１４−５１９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来では、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。
【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、本発明に係る光学装置は、移動体に搭載され、路面を照明する光学装置であって、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、路面に光を出射することで照明を行う光学素子と、移動体の現在位置と、地図情報とに基づいて、前記移動体の目的地までの経路を取得するナビゲーション装置と、を有し、前記経路に基づいて、強調照明位置が動的に変化する誘導照明を行い、前記光学素子がホログラムであり、前記ホログラムから出射される光がホログラム再生像であり、前記ホログラムは複数の単位ホログラムからなり、前記単位ホログラムは異なる波長のレーザー光がそれぞれ入射される複数の記憶領域を有し、前記レーザー光源は、それぞれ異なる波長を出射する複数のレーザー光源からなる単位レーザーアレイからなり、前記単位ホログラムと前記単位レーザーアレイとの組み合わせからなる単位ユニットを複数有し、前記単位ユニットで形成される単位照明領域を有し、単位照明領域毎で異なる照明を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る車両は、前記に記載された光学装置が搭載された車両である。
【発明の効果】
【０００９】
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、ドライバーに対する経路誘導を動的に行う機能を有するので、利便性が高い。
【００１０】
また、本発明に係る光学装置が搭載された車両によれば、ドライバーに対する経路誘導を動的に行う機能を有する光学装置により、運転性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】本発明の実施形態に係る光学装置１００による誘導照明例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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
。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スキャナ、ポリゴンミラーなどを用いることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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 Ｍｅｍｏ
ｒｙ）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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、ナビゲーション装置１５０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ；不図示）などにより車両２００の現在位置に係る情報を取得することができ、さらに、地図情報データベース（不図示）を有し、地図情報を利用することができるようになっている。また、ナビゲーション装置１５０は、現在位置に係る情報と、地図情報データベースとに基づいて、車両２００の目的地までの経路を取得することができるようになっている。
【００４０】
このようなナビゲーション装置１５０としては、現在広く普及している一般的なものを用いることができる。ナビゲーション装置１５０で取得された情報は、制御部１１０に入力され、光学装置１００の制御に用いられる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
続く、ステップＳ１０３では、ナビゲーション装置１５０の経路情報に基づき、車両２００が方向転換予定であるかが判定される。ステップＳ１０３における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０４に進み、白色照明と、車両２００のドライバーに、車両２００の転換予定方向を報知する誘導照明を行う。図８は本発明の実施形態に係る光学装置１００による誘導照明例を示す図であり、右折方向への誘導照明を示している。
【００４６】
本発明に係る光学装置１００による誘導照明においては、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）によって照明される位置（強調照明位置）が、図８（Ａ）→図８（Ｂ）→図８（Ｃ）→図８（Ａ）→・・・・の順で、動的に変化するように構成されている。
【００４７】
一方、ステップＳ１０３における判定がＮＯであれば、ステップＳ１０５に進み、エンジンがストップされたか否かが判定され、この判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０８に進み、処理を終了し、ＮＯであれば、再びステップＳ１０１に戻る。
【００４８】
さて、ステップＳ１０１における判定がＮＯであった場合には、ステップＳ１０６に進み、ナビゲーション装置１５０の経路情報に基づき、車両２００が方向転換予定であるかが判定される。
【００４９】
ステップＳ１０６における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０７に進み、白色照明は行わず、車両２００のドライバーに、車両２００の転換予定方向を報知する誘導照明の
みを行う。このような誘導照明は、図８に関連して説明したものと同様に、強調照明位置が、動的に変化するような照明を行う。
【００５０】
ステップＳ１０６における判定がＮＯであれば、ステップＳ１０５に進み、エンジンがストップされたか否かが判定され、この判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０８に進み、処理を終了し、ＮＯであれば、再びステップＳ１０１に戻る。
【００５１】
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、ドライバーに対する経路誘導を動的に行う機能を有するので、利便性が高い。また、例えば経路誘導と同時に、車両の進行方向を外部に伝える光投射型のウィンカーとしての機能をヘッドライトに持たせるといったことも可能となる。
【００５２】
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、ドライバーに対する経路誘導を動的に行う機能を有する光学装置１００により、運転性が向上する。
【００５３】
なお、本実施形態においては、ヘッドライトのための照明と、本発明に係る誘導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、誘導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。
【符号の説明】
【００５４】
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
１５０・・・ナビゲーション装置
２００・・・車両
【図１】
0006579302.tif 000002
【図２】
0006579302.tif 000003
【図３】
0006579302.tif 000004
【図４】
0006579302.tif 000005
【図５】
0006579302.tif 000006
【図６】
0006579302.tif 000007
【図７】
0006579302.tif 000008
【図８】
0006579302.tif 000009