CN108027132A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

提供一种照明装置，该照明装置具有简单的结构并且能够经由能够紧凑地构成的光扩散元件而对多个区域进行照明。照明装置(10)具有激光光源(相干光源；12)、光扫描装置(14)、光路调节元件(16)以及光扩散元件(18)。激光光源(12)发出激光(相干光；L)。光扫描装置(14)能够变更来自激光光源(12)的激光(L)的光路。光路调节元件(16)入射有来自光扫描装置(14)的激光(L)，激光(L)的入射位置根据光扫描装置(14)所决定的光路而变动，激光(L)的出射角根据该入射位置而变动。光扩散元件(18)入射有来自光路调节元件(16)的激光(L)，对该激光(L)进行扩散而射出扩散光，扩散光的出射角根据激光(L)的入射角而变动。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及使用相干光对规定的范围进行照明的照明装置。

背景技术

激光光源的寿命比高压水银灯等长，并且能够使光学系统小型化，功耗也少，因此采用了激光光源的照明装置逐渐得到普及。尤其是，通过使全息元件等光扩散元件和激光光源组合，能够利用具有指向性并且具有广度的光对特定的区域进行照明。

例如专利文献1公开了通过被全息记录介质扩散后的激光等相干光对被照明区域进行照明的照明装置。并且，专利文献2公开了如下的显示装置：该显示装置具备具有被分配了彼此不同的再现图像的多个区域的透射型全息元件，使激光入射到该透射型全息元件的各区域，从而能够将所分配的全息再现图像投影在路面上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2012/033174号

专利文献2：日本特开2015-132707号公报

发明内容

发明要解决的课题

公知有像上述那样使相干光经由全息元件而照射到期望区域的装置，但在这样的装置中，全息元件上的相干光的照射位置与从全息元件射出的扩散光的照明位置一一对应。

例如在专利文献1中公开了具有与红蓝绿的相干光分别对应的三个记录区域的全息记录介质，红蓝绿的相干光入射到与各自对应的不同的记录区域。在该装置中，相干光在全息记录介质上的照射位置被扫描设备控制，该相干光以相同的角度入射到全息记录介质上的相同的照射位置，然后从全息记录介质以相同的角度射出而对被照明区域中的相同的场所进行照明。并且，在专利文献1中公开了包含三个全息记录介质在内的光学元件，该三个全息记录介质分别与相互不同的三个被照明区域对应，相干光对与所入射的全息记录介质对应的被照明区域进行照明。在该装置中也是相干光在各全息记录介质上进行扫描，但该相干光以相同的角度入射到全息记录介质上的相同的照射位置，然后从全息记录介质以相同的角度射出而对被照明区域中的相同的场所进行照明。

并且，在专利文献2的显示装置中，激光经由反射镜而入射到透射型全息元件，与激光在透射型全息元件上的入射位置对应的全息再现图像投影在路面上。在该装置中，激光在透射型全息元件上的照射位置被反射镜控制，该激光以相同的角度入射到透射型全息元件上的相同的照射位置，然后从透射型全息元件以相同的角度射出而对路面上的相同的场所进行照明。

在这样利用“相干光在全息元件上的照射位置与从全息元件射出的扩散光的照明位置一一对应的照明装置”对多个不同的区域进行照明的情况下，需要按照每个照明区域来准备全息区域。即，在将与多个照明区域分别对应的多个全息区域设置于相干光的光路上而对期望的区域进行照明的情况下，需要将相干光引导到与该期望的区域对应的全息区域。

因此，要想利用“相干光在全息元件上的照射位置与从全息元件射出的扩散光的照明位置一一对应的照明装置”对多个不同的区域进行照明，需要设置与照明区域相同数量的彼此不同的全息区域。因此，在假定的照明区域的数量较多的情况下，全息区域的数量也增加，装置结构复杂化，并且全息区域整体的尺寸大型化。因此，在全息元件的设置空间有限的情况下等，“相干光在全息元件上的照射位置与从全息元件射出的扩散光的照明位置一一对应的照明装置”不一定是优选的，优选具有更简单并且紧凑的结构的全息元件的照明装置。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供能够经由光扩散元件对多个区域进行照明的照明装置，其中，所述光扩散元件是具有简单的结构的全息元件等，并且能够紧凑地构成。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式涉及照明装置，该照明装置具有：相干光源，其发出相干光；光扫描装置，其能够变更来自相干光源的相干光的光路；光路调节元件，其入射有来自光扫描装置的相干光，相干光的入射位置根据光扫描装置所决定的光路而变动，相干光的出射角根据该入射位置而变动；以及光扩散元件，其入射有来自光路调节元件的相干光，对该相干光进行扩散而射出扩散光，扩散光的出射角根据相干光的入射角而变动。

根据本方式，通过利用光扫描装置来改变相干光相对于光路调节元件的入射位置，能够对来自光扩散元件的扩散光的出射角进行控制，能够利用从单一的光扩散元件射出的出射角不同的扩散光对多个区域进行照明。这样，能够经由能够简单并且紧凑地构成的光扩散元件而选择性地对多个区域进行照明。

光路调节元件不论来自光扫描装置的相干光的入射位置如何都能够使相干光入射到光扩散元件的特定的范围内。

根据本方式，能够根据来自光路调节元件的相干光的出射角来改变相干光相对于光扩散元件的入射角。

光扩散元件可以射出具有比所入射的相干光的扩散角大的扩散角的扩散光。

根据本方式，能够利用来自光扩散元件的扩散光适当地对具有广度的照明对象的各区域进行照明。

光路调节元件可以由单一的光学元件构成。

根据本方式，能够简单地构成照明装置。

光路调节元件可以由多个光学元件构成。

根据本方式，能够灵活地设计光路调节元件。

光路调节元件可以包含准直光学元件和聚光光学元件。

根据本方式，能够使被平行化(准直)且被会聚的相干光入射到光扩散元件。

光扩散元件可以是全息记录介质。

光扩散元件可以包含具有多个透镜的透镜阵列。

光路调节元件可以使从该光路调节元件射出的相干光的光束直径大于入射到该光路调节元件的相干光的光束直径。

从光扫描装置朝向光路调节元件行进的相干光的光束直径可以是恒定的。

从光扫描装置朝向光路调节元件行进的相干光的光束直径可以发生变化。

也可以是，光路被光扫描装置改变的相干光包含彼此具有不同的波长的光成分，在光路调节元件与光扩散元件之间设置有分光单元，来自光路调节元件的相干光经由分光单元而入射到光扩散元件，分光单元对来自光路调节元件的相干光进行分光而分离成彼此具有不同的波长的多个光成分，并且将该多个光成分朝向光扩散元件射出。

也可以是，分光单元包含：第一分光引导体，其使第一波段的光成分透射而向光扩散元件引导，并且对其他波段的光成分进行反射；以及第二分光引导体，其将第一分光引导体所反射的其他波段的光成分向光扩散元件引导。

发明效果

根据本发明，通过利用光扫描装置来改变相干光相对于光路调节元件的入射位置，能够对来自光扩散元件的扩散光的出射角进行控制，能够经由能够简单并且紧凑地构成的光扩散元件而对多个区域进行照明。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的照明装置的概略结构的概念图。

图2是用于对光扩散元件的扩散性能进行说明的概念图。

图3是示出统一地对激光光源和光扫描装置进行控制的控制器的功能结构例的框图。

图4是概略地示出具有与图1所示的实施方式相同的结构的照明装置中的激光的光束直径的变化的一例的概念图。

图5是示出照明装置的一个变形例的概念图。

图6是概略地示出图5所示的照明装置的一个变形例中的激光的光束直径的变化的一例的概念图。

图7是概略地示出图6所示的照明装置的一个变形例中的激光的光束直径的变化的一例的概念图。

图8是示出其他变形例的照明装置的概略结构的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。另外，关于在本案申请说明书中添加的附图，为了易于图示和理解，基于实物的比例尺和纵横的尺寸比等而适当地变更、夸大比例尺和纵横的尺寸比等。

并且，关于在本说明书中使用的确定形状、几何学的条件以及它们的程度的、例如“平行”、“垂直”、“相同”等词语或长度、角度的值等，不受严格意义的约束，理解成包含能够期待相同功能的程度的范围。

图1是示出本发明的一个实施方式的照明装置10的概略结构的概念图。

在本实施方式的照明装置10中，依次配置有激光光源(相干光源)12、光扫描装置14、光路调节元件16以及光扩散元件18。

激光光源12是发出激光(相干光)L的光源，典型地，能够使用半导体激光光源作为激光光源12。构成激光光源12的光源的数量可以是1个，也可以是多个。在由多个光源构成了激光光源12的情况下，从该多个光源发出的激光L的波段既可以彼此相同，也可以彼此不同。为了提高从激光光源12发出的激光L的发光强度，优选为，从多个光源发出的激光L的波段重叠。在从构成激光光源12的多个光源发出的激光L的波段彼此不同的情况下，多个光源可以彼此独立地设置，也可以排列在共同的基板上而形成光源模块。例如在构成激光光源12的多个光源能够发出红色波段、绿色波段以及蓝色波段的激光L的情况下，通过将这三种激光L重叠，也能够生成白色的照明光。

另外，激光光源12包含对激光的发光进行控制的发光控制部(省略图示)，该发光控制部由后述的发光时机控制部27(参照图3)控制。发光控制部例如也可以分别独立地对发光波段各自不同的多个激光的发光时机进行控制。即，在对应于发光波段各自不同的多个激光而设置有多个光源的情况下，发光控制部能够按照每个光源对从多个光源发出激光的发光时机进行控制。因此，在激光光源12能够发出红绿蓝三种激光的情况下，通过对各激光的发光时机进行控制，能够生成红绿蓝中的任意颜色的照明光或将红绿蓝中的任意两种以上的颜色混合而成的颜色的照明光。并且，发光控制部也可以对各光源的激光的发光强度进行控制，从而也能够从各光源发出发光强度大的激光和发光强度小的激光。

光扫描装置14能够变更来自激光光源12的激光L的光路，能够将来自激光光源12的激光L向光路调节元件16引导，使激光L在光路调节元件16上进行扫描。尤其是，在本实施方式中，如后所述，最终的照明区域根据激光L相对于光路调节元件16的入射位置而改变，因此通过由光扫描装置14对光路进行调节而改变激光L相对于光路调节元件16的入射位置，从而变更照明区域。另外，在图1中例示了光路被光扫描装置14变更而入射到光路调节元件16上的不同的位置(入射位置P1、入射位置P2以及入射位置P3)的三种激光(第一激光L1、第二激光L2以及第三激光L3)，但激光的入射位置不限于这三个部位，光扫描装置14能够对激光进行引导而使其入射到光路调节元件16的任意的位置。

这样的光扫描装置14只要是能够在后述的光扫描控制部28(参照图3)的控制下调节激光L的光路的装置，则可以具有任何结构。例如能够使用多棱镜、双轴电流镜、共振镜等MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)镜、或者具有几十毫米(mm)的直径的反射面的大口径型的双轴共振镜等镜类而简单地构成光扫描装置14。

光路调节元件16入射有来自光扫描装置14的激光L，朝向光扩散元件18的特定的范围Rs射出激光L。激光L在光路调节元件16上的入射位置(参照图1的标号“P1”、“P2”以及“P3”)根据由光扫描装置14决定的激光L的光路而发生变动，激光L从光路调节元件16的出射角根据激光L在光路调节元件16上的入射位置而发生变动。在图1中例示了以光路调节元件16的光轴为基准的“第二激光L2的出射角θe2”和“第三激光L3的出射角θe3”。另外，沿与光路调节元件16的光轴平行的方向在该光轴上行进的第一激光L1的、以光路调节元件16的光轴为基准的出射角(θe1)为0度。

作为搬送光学元件发挥功能的光路调节元件16不论来自光扫描装置14的激光L的入射位置如何，都使激光L入射到光扩散元件18的特定的范围(参照图1的标号“Rs”)内。因此，从光路调节元件16射出的上述的第一激光L1、第二激光L2以及第三激光L3都入射到光扩散元件18上的特定的范围Rs内。这里所说的“光扩散元件18上的特定的范围Rs”的具体的位置和大小没有特别限定，该“特定的范围Rs”由像后述那样实现出射光(扩散光)的出射角根据激光L的入射角而改变的偏转光扩散功能的光扩散元件18上的光点构成。

这样的光路调节元件16例如能够由凸透镜等聚光光学元件构成。在将点光源配置于光扫描装置14的位置的情况下，能够根据来自该点光源的光(发散光束)经由光路调节元件16而会聚的位置(成像位置)来决定光扩散元件18的配置位置。在该情况下，光扩散元件18的配置位置优选与这样的成像位置一致，但不是必须与这样的成像位置严格一致。因此，光扩散元件18也可以配置于能够使来自光路调节元件16的激光L入射到光扩散元件18上的特定的范围Rs内的范围(例如成像位置的附近范围)。

光扩散元件18在特定的范围Rs内入射有来自光路调节元件16的激光L，对该激光L进行扩散而射出具有指向性的扩散光。从光扩散元件18射出的扩散光的出射角根据激光L相对于光扩散元件18的入射角而发生变动。例如在图1所示的例子中，利用光扩散元件18使“垂直地入射到光扩散元件18上的入射角(θi1)为0度的第一激光L1”、“相对于光扩散元件18的入射角θi2与第一激光L1不同的第二激光L2”以及“相对于光扩散元件18的入射角θi3与第一激光L1和第二激光L2不同的第三激光L3”成为对彼此不同的区域进行照明的“第一扩散光D1”、“第二扩散光D2”以及“第三扩散光D3”。另外，在本实施方式中，“扩散光所占的区域”与“能够利用扩散光瞬时照明的区域(元素照明区域)”相同，在图1所示的例子中，能够由第一扩散光D1照明的元素照明区域表示为第一元素照明区域R1，能够由第二扩散光D2照明的元素照明区域表示为第二元素照明区域R2，能够由第三扩散光D3照明的元素照明区域表示为第三元素照明区域R3。

能够按照任意的基准来决定从光扩散元件18射出的扩散光的出射角，例如可以根据“决定扩散光的行进方向的中心的出射角基准线(参照图1的标号“S1”、“S2”以及“S3”)”和“与光扩散元件18的出射面垂直的方向”所成的角度来决定。在图1中，使用标号“θd2”来表示由上述的第二激光L2形成的第二扩散光D2的出射角，使用标号“θd3”来表示由第三激光L3形成的第三扩散光D3的出射角，由第一激光L1形成的第一扩散光D1的出射角(θd1)为0度。

这样，从光扩散元件18射出的扩散光具有指向性，光扩散元件18射出具有比所入射的激光L的扩散角大的扩散角的扩散光。能够按照任意的基准来规定激光L的扩散角和扩散光的扩散角，例如可以根据光强度等光特性来决定。典型地，能够将表示相对于最大光强度(强度峰值)为13％以上～50％以上的光强度的角度范围定义为这些光(激光L和扩散光)的扩散角。因此，例如可以根据最大光强度的半值全宽来定义这些光(激光L和扩散光)的扩散角，也可以根据表示最大光强度的“1/(e＾2)(≒13.5％)”以上的光强度的角度范围来定义这些光(激光L和扩散光)的扩散角。

图2是用于对光扩散元件18的扩散性能进行说明的概念图。作为一例，对垂直地入射到光扩散元件18的入射面上的第一激光L1和沿与光扩散元件18的出射面垂直的方向射出的第一扩散光D1进行说明。在本例中，第一激光L1的扩散角基准线SL和第一扩散光D1的扩散角基准线SD在与光扩散元件18的入射面和出射面垂直的相同方向上延伸。并且，第一激光L1和第一扩散光D1的最大扩展方向是根据决定第一激光L1和第一扩散光D1的最外部的部分而表示的。在图2所示的例子中，第一激光L1的扩散角由标号“θL”表示，第一扩散光D1的扩散角由标号“θD”表示。像上述那样，由于本实施方式的光扩散元件18射出具有比所入射的激光L的扩散角大的扩散角的扩散光，因此关于图2所示的例子，“θL＜θD”的关系成立。

另外，光的扩散角的具体的测定方法没有特别限定，但典型地，能够根据以下的方法来测定扩散角。即，将与具有测定对象的光的位置(以下也称作“第一测定位置”)的光的宽度相当的尺寸表示为“光的第一尺寸a”。并且，将与从第一测定位置在光的行进方向上向下游侧离开了距离l的位置(以下也称作“第二测定位置”)的光的宽度相当的尺寸表示为“光的第二尺寸b”。光的扩散角θ由作为该“光的第一尺寸a”、“光的第二尺寸b”以及“距离l”的函数的“tanθ＝(b-a)/(2×l)”表示。因此，通过测定第一测定位置的“光的第一尺寸a”、第二测定位置的“光的第二尺寸b”以及第一测定位置与第二测定位置之间的“距离l”，能够取得任意的光的扩散角θ。能够使用光束分析仪来测定“光的第一尺寸a”和“光的第二尺寸b”。具体而言，在将表示相对于上述的最大光强度(强度峰值)为13％以上～50％以上的光强度的角度范围定义为激光L和扩散光的扩散角的情况下，使用光束分析仪，在任意的测定位置上测定激光L和扩散光中的光强度最大值的13％以上～50％以上的位置为止的光的宽度，能够将该宽度定义为光的尺寸。

在本实施方式，根据从光扩散元件18射出的扩散光的扩散角而决定能够瞬时照明的区域(元素照明区域)。因此，根据以光扩散元件18为基准的元素照明区域的角度范围以及入射到光扩散元件18的激光L的入射面积和扩散角，而决定从光扩散元件18射出的扩散光的扩散角。

具有上述的光学特性的光扩散元件18的具体的结构没有特别限定，但典型地，光扩散元件18由全息记录介质实现。并且，作为其他例子，光扩散元件18也可以包含具有多个透镜(微透镜)的透镜阵列(微透镜阵列)。

一般情况下，在使用“λ”来表示入射到全息元件的激光(相干光)L的波长、使用“α”来表示激光相对于全息元件的入射角、使用“β”来表示激光从全息元件的出射角(衍射角)、使用“p”来表示全息元件的微细构造间距(衍射间距)的情况下，“sin(α)±sin(β)＝λ/p”的关系式成立。因此，在光扩散元件18具有全息元件的情况下，全息元件的微细构造间距p恒定，只要激光L的波长λ恒定，上述关系式的“λ/p”为常量，因此从上述关系式可知出射角β根据激光L的入射角α而改变。

具有上述的结构的照明装置10能够对期望的区域(元素照明区域)进行照明，尤其是通过组合“来自激光光源12的激光L射出的开-关的控制”和“光扫描装置14对于激光L的光路的调节(激光L的扫描)的控制”，能够选择性地对一个或多个元素照明区域进行照明。

图3是示出统一地对激光光源12和光扫描装置14进行控制的控制器26的功能结构例的框图。本例的控制器26与激光光源12和光扫描装置14连接，包含对激光光源12进行控制的发光时机控制部27和对光扫描装置14进行控制的光扫描控制部28。

发光时机控制部27与光扫描控制部28协同工作，根据光扫描装置14对于激光L的扫描而对激光L的发光时机进行控制。由此，能够利用来自光扩散元件18的扩散光而选择性地对照明区域中的一部分区域(元素照明区域)进行照明或不进行照明。

例如在图1所示的例子中，在仅利用第一扩散光D1、第二扩散光D2以及第三扩散光D3中的任意一个连续地对相同的元素照明区域进行照明的情况下，发光时机控制部27对激光光源12进行控制以从激光光源12连续地发出激光L，光扫描控制部28对光扫描装置14进行控制以固定光扫描装置14对激光L的引导方向，从而使激光L以与作为照明对象的元素照明区域对应的角度入射到光扩散元件18。

另一方面，在利用第一扩散光D1、第二扩散光D2以及第三扩散光D3中的至少任意两个连续地对多个元素照明区域进行照明的情况下，光扫描控制部28对光扫描装置14进行控制以使激光L在光路调节元件16上进行扫描，并且发光时机控制部27对激光光源12进行控制以对激光L的发光时机进行控制。

如上所述，元素照明区域由来自光扩散元件18的扩散光的范围决定，扩散光的范围由激光L相对于光扩散元件18的入射角决定。并且，激光L相对于光扩散元件18的入射角由激光L相对于光路调节元件16的入射位置决定，激光L相对于光路调节元件16的入射角由光扫描装置14对激光L的引导方向决定。因此，各元素照明区域与“光扫描装置14对激光L的引导方向”和“激光L在光路调节元件16上的入射位置”分别对应，通过利用光扫描装置14来改变激光L的引导方向，能够改变被来自光扩散元件18的扩散光照明的区域(元素照明区域)。因此，在像上述那样连续地对多个元素照明区域进行照明的情况下，只要使激光L连续地入射到该“与照明对象的多个元素照明区域对应的激光L在光路调节元件16上的入射位置(以下，也称作“照明对象入射位置”)”即可。

因此，控制器26(发光时机控制部27和光扫描控制部28)对激光光源12和光扫描装置14进行控制，利用光扫描装置14经时地改变来自激光光源12的激光L的行进方向，并且在激光L的扫描位置与上述的“照明对象入射位置”对应的时机，打开来自激光光源12的激光的射出，在激光L的扫描位置不与“照明对象入射位置”对应的时机，关闭来自激光光源12的激光的射出。由此，来自光扫描装置14的激光连续地仅入射到光路调节元件16上的照明对象入射位置，从而能够利用从光扩散元件18射出的扩散光连续地对期望的多个元素照明区域进行照明。

另外，光扫描装置14对于激光L的扫描方式没有特别限定，例如可以是光栅扫描方式，也可以是李萨如扫描方式。并且，照明区域中的各元素照明区域的划分方式没有特别限定。将能够由来自光扩散元件18的扩散光瞬时照明的范围定义为元素照明区域。因此，各元素照明区域是根据由光扫描装置14间接地控制的“激光L相对于光扩散元件18的入射角”和“激光L从光扩散元件18的出射角”而决定的。因此，例如，可以像图1所示那样将各元素照明区域设定为元素照明区域(第一元素照明区域R1、第二元素照明区域R2以及第三元素照明区域R3)彼此不相互重叠，也可以将各元素照明区域设定为元素照明区域彼此相互重叠，还可以是在照明区域内混合存在有彼此重叠的元素照明区域和彼此不重叠的元素照明区域。

另外，被来自光扩散元件18的扩散光照明的各照明区域(元素照明区域)根据扩散光的扩散角，随着远离光扩散元件18而逐渐扩大。因此，被照明装置10照明的各照明区域(元素照明区域)在离光扩散元件18相对较远的位置(远场)为比离光扩散元件18相对较近的位置(近场)宽广的区域。因此，多数情况下使用角度空间中的角度分布来表现元素照明区域的大小比使用元素照明区域的实际的尺寸来表现元素照明区域的大小方便。本说明书中的“照明区域”这样的词语除了包含实际的被照射面积和照明范围之外，也能够包含角度空间中的照明区域的角度范围。

图4是概略地示出具有与图1所示的实施方式相同的结构的照明装置10中的激光L的光束直径的变化的一例的概念图。在图4中，使用实线、虚线、单点划线以及双点划线而概念性地对激光L的光束直径进行图示。图4所示的从激光光源12发出的激光L随着朝向光扫描装置14行进而光束直径逐渐减小。并且，从光扫描装置14朝向光路调节元件16行进的激光L的光束直径也发生变化，在图4所示的例子中，与刚从光扫描装置14射出之后的激光L的光束直径相比，快入射到光路调节元件16之前的激光L的光束直径变大。然后，激光L由光路调节元件16进行准直，以几乎恒定的光束直径从光路调节元件16朝向光扩散元件18行进，被引导到光扩散元件18上的特定的范围Rs内。

一般情况下，在从激光光源12发出的激光L的强度恒定的情况下，激光L的光束直径越大，则激光L的能量密度越低，例如对人眼的安全性越高。在上述的图4所示的照明装置10中，在光束直径变大之后进行了准直的激光L入射到光扩散元件18。通过像这样将激光L的光束直径调节得大，能够提高安全性。并且，通过使准直后的激光L入射到光扩散元件18，能够减少从光扩散元件18射出的出射光的模糊。

像以上说明那样，从激光光源12射出的激光L被光扫描装置14向各个方向引导，但这之后被光路调节元件16引导到光扩散元件18上的特定的范围Rs内。因此，根据光扫描装置14对激光L的引导方向，激光L相对于光扩散元件18的入射角发生变动，光扫描装置14能够间接地控制激光L相对于光扩散元件18的入射角。通过利用光扫描装置14对激光L入射到光扩散元件18上的角度进行控制，能够从光扩散元件18向各个方向射出照明用的扩散光，能够利用单一的光扩散元件18对多个照明区域(元素照明区域)进行照明。

因此，根据本实施方式的照明装置10，无需设置与照明对象的区域(元素照明区域)相同数量的光扩散元件(全息区域等)18，能够简单并且紧凑地构成光扩散元件18，并且能够适当地对多个元素照明区域进行照明。

＜变形例＞

本发明不限于上述的实施方式，也可以施加其他变形。

例如，光路调节元件16可以由单一的光学元件构成，也可以由多个光学元件构成。图5是示出照明装置10的一个变形例的概念图。在图1中使用单一的光学元件示出了光路调节元件16，但也可以像图5所示的变形例那样，光路调节元件16例如由包含准直光学元件21和聚光光学元件22在内的多个光学元件构成。在本变形例中，来自光扫描装置14的激光(参照图5所示的第一激光L1、第二激光L2以及第三激光L3)被准直光学元件21平行化(准直)。然后，被准直光学元件21平行化后的激光L被聚光光学元件22引导到光扩散元件18上的特定的范围Rs内。这样对激光L进行一次平行化后使其入射到光扩散元件18上的特定的范围Rs内，由此选择构成光路调节元件16的光学元件的自由度提高，能够灵活地调节光扩散元件18的配置位置。

图6是概略地示出图5所示的照明装置10的一个变形例中的激光L的光束直径的变化的一例的概念图。在图6中，使用实线、虚线、单点划线以及双点划线概念性地对激光L的光束直径进行了图示。图6所示的从激光光源12发出的激光L具有几乎恒定的光束直径，从光扫描装置14朝向光路调节元件16行进的激光L的光束直径也几乎恒定。在图6所示的例子中，光路调节元件16由光束直径调节元件23和准直光学元件24构成。来自光扫描装置14的激光L入射到光束直径调节元件23，从光束直径调节元件23射出的激光L入射到准直光学元件24，从准直光学元件24射出激光L入射到光扩散元件18。光束直径调节元件23对激光L的光束直径进行调节使得在激光L行进的同时激光L的光束直径逐渐发生变化，入射到准直光学元件24的激光L的光束直径变得大于入射到光束直径调节元件23的激光L的光束直径。准直光学元件24对激光L进行准直并将其向光扩散元件18引导。

如上所述，由光束直径调节元件23和准直光学元件24构成的光路调节元件16使从光路调节元件16(尤其是准直光学元件24)射出的激光L的光束直径大于入射到光路调节元件16(尤其是光束直径调节元件23)的激光L的光束直径。这样，在图6所示的照明装置10中也是，在光束直径变大后进行了准直的激光L入射到光扩散元件18，因此能够提高安全性并且减小从光扩散元件18射出的出射光的模糊。

图7是概略地示出图6所示的照明装置10的一个变形例中的激光L的光束直径的变化的一例的概念图。在图7中，使用实线、虚线、单点划线以及双点划线概念性地对激光L的光束直径进行了图示。图7所示的照明装置10也与图6所示的10同样，光路调节元件16由光束直径调节元件23和准直光学元件24构成，但从激光光源12发出的激光L随着朝向光扫描装置14行进而光束直径逐渐发生变化、减小。并且，从光扫描装置14朝向光路调节元件16行进的激光L的光束直径也发生变化，在图7所示的例子中，快入射到光路调节元件16(尤其是光束直径调节元件23)之前的激光L的光束直径变得小于刚从光扫描装置14射出之后的激光L的光束直径。而且，光束直径调节元件23对激光L的光束直径进行调节使得在激光L行进的同时激光L的光束直径逐渐发生变化，入射到准直光学元件24的激光L的光束直径变得大于入射到光束直径调节元件23的激光L的光束直径。而且，准直光学元件24对激光L进行准直并将其向光扩散元件18引导。

在图7所示的照明装置10中也是，光路调节元件16对激光L的光束直径进行调节使得从光路调节元件16(尤其是准直光学元件24)射出的激光L的光束直径大于入射到光路调节元件16(尤其是光束直径调节元件23)的激光L的光束直径。这样在光束直径变大之后进行了准直的激光L入射到光扩散元件18，由此能够提高安全性并且减小从光扩散元件18射出的出射光的模糊。

另外，从激光光源12发出的激光L可以包含单一波长的光成分，也可以包含彼此具有不同的波长的多个光成分。

图8是示出其他变形例的照明装置10的概略结构的概念图。在本实施方式中，对与上述的图5所示的照明装置10相同或类似的元素标注相同的标号，省略其详细说明。

在图8所示的照明装置10中，从激光光源12发出并被光扫描装置14改变了光路的激光L包含彼此具有不同的波长的光成分。并且，在光路调节元件16(尤其是聚光光学元件22)与光扩散元件18之间设置有分光单元60。来自光路调节元件16的激光L经由分光单元60而入射到光扩散元件18。分光单元60对来自光路调节元件16的激光L进行分光而分离成彼此具有不同的波长的多个光成分，并且将该多个光成分朝向光扩散元件18射出。

图8所示的分光单元60包含第一分光引导体61和第二分光引导体62。第一分光引导体61具有如下的分色镜：使第一波段的光成分透射而向光扩散元件18引导，并且对其他波段的光成分进行反射。第二分光引导体62将被第一分光引导体61的分色镜反射后的其他波段的光成分向光扩散元件18引导。由第一分光引导体61和第二分光引导体62引导的波长不同的光成分被引导到光扩散元件18中的不同的部位，例如入射到由全息元件构成的所对应的光扩散元件18。然后，各光成分被所对应的光扩散元件18扩散。

例如在来自激光光源12的激光L包含有红色波段的光成分、绿色波段的光成分以及蓝色波段的光成分的情况下，入射到分光单元60的激光L被分离成各波段的光成分。而且，红色波段的光成分被分光单元60引导以入射到对红色波段的光成分最优化的光扩散元件18。同样地，绿色波段的光成分和蓝色波段的光成分也被分光单元60引导以入射到对它们各自最优化的光扩散元件18。另外，在本变形例中也是，通过控制器26，与光扫描装置14的扫描控制联动而按照各波段的光成分对激光L从激光光源12的发光时机进行控制。因此，通过使用能够射出包含红色波长的光成分、绿色波长的光成分以及蓝色波长的光成分在内的激光L，也能够以全彩色的光对期望的元素照明区域进行照明。

并且，只要能够将来自光扫描装置14的激光L引导到光扩散元件18上的特定的范围Rs内，光路调节元件16的具体的结构就没有限定。例如光路调节元件16可以由透镜(凸透镜等)和反射镜(凹面镜等)中的任意一方构成或将双方组合而构成。并且，构成照明装置10的各元素不是必须配置在同一平面上，能够设置在三维空间的各个位置。

并且，在图1和图5中示出了来自光路调节元件16的激光L透过光扩散元件18而扩散的例子，但光扩散元件18也可以对激光L进行扩散反射。例如，在使用全息记录介质作为光扩散元件18的情况下，全息记录介质既可以是反射型也可以是透射型。并且，在使用全息记录介质作为光扩散元件18的情况下，该全息记录介质的具体的构造没有特别限定，例如可以是在表面具有凹凸形状的压花型的全息记录介质，也可以是具有各种折射率的多个层层叠而成的体积型的全息记录介质。压花型和体积型的任意全息记录介质都能够构成反射型的全息记录介质，并且能够构成透射型的全息记录介质。全息记录介质具有与该各种类型(反射型/透射型和压花型/体积型)对应的特征，例如，关于波长选择性，多数情况下体积型的全息记录介质比压花型的全息记录介质有利。因此，优选使用根据具体的使用条件而选择的最优类型的全息记录介质来构成光扩散元件18。

另外，上述的照明装置10的应用对象没有特别限定，例如照明装置10可以搭载于车辆、飞机等飞行物体、火车、船、潜水物体等交通工具或其他的移动体，照明装置10也可以设置于特定的场所。

本发明的方式不限于上述的各个实施方式，也包含本领域技术人员能够想到的各种变形，本发明的效果也不限于上述的内容。即，能够在不脱离根据权利要求书所规定的内容及其同等物而得出的本发明的概念性的思想和主旨的范围内进行各种追加、变更以及部分删除。

标号说明

10：照明装置；12：激光光源；14：光扫描装置；16：光路调节元件；18：光扩散元件；21：准直光学元件；22：聚光光学元件；26：控制器；27：发光时机控制部；28：光扫描控制部；60：分光单元；61：第一分光引导体；62：第二分光引导体。

Claims (13)

1.一种照明装置，其具有：

相干光源，其发出相干光；

光扫描装置，其能够变更来自所述相干光源的所述相干光的光路；

光路调节元件，其入射有来自所述光扫描装置的所述相干光，所述相干光的入射位置根据所述光扫描装置所决定的所述光路而变动，所述相干光的出射角根据该入射位置而变动；以及

光扩散元件，其入射有来自所述光路调节元件的所述相干光，对该相干光进行扩散而射出扩散光，所述扩散光的出射角根据所述相干光的入射角而变动。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述光路调节元件不论来自所述光扫描装置的所述相干光的入射位置如何都能够使所述相干光入射到所述光扩散元件的特定的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中，

所述光扩散元件射出具有比所入射的所述相干光的扩散角大的扩散角的所述扩散光。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的照明装置，其中，

所述光路调节元件由单一的光学元件构成。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的照明装置，其中，

所述光路调节元件由多个光学元件构成。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其中，

所述光路调节元件包含准直光学元件和聚光光学元件。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的照明装置，其中，

所述光扩散元件是全息记录介质。

8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的照明装置，其中，

所述光扩散元件包含具有多个透镜的透镜阵列。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的照明装置，其中，

所述光路调节元件使从该光路调节元件射出的相干光的光束直径大于入射到该光路调节元件的所述相干光的光束直径。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的照明装置，其中，

从所述光扫描装置朝向所述光路调节元件行进的所述相干光的光束直径是恒定的。

11.根据权利要求1至9中的任意一项所述的照明装置，其中，

从所述光扫描装置朝向所述光路调节元件行进的所述相干光的光束直径发生变化。

12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的照明装置，其中，

光路被所述光扫描装置改变的所述相干光包含彼此具有不同的波长的光成分，

在所述光路调节元件与所述光扩散元件之间设置有分光单元，

来自所述光路调节元件的所述相干光经由所述分光单元而入射到所述光扩散元件，

所述分光单元对来自所述光路调节元件的所述相干光进行分光而分离成彼此具有不同的波长的多个光成分，并且将该多个光成分朝向所述光扩散元件射出。

13.根据权利要求12所述的照明装置，其中，

所述分光单元包含：

第一分光引导体，其使第一波段的光成分透射而向所述光扩散元件引导，并且对其他波段的光成分进行反射；以及

第二分光引导体，其将所述第一分光引导体所反射的所述其他波段的光成分向所述光扩散元件引导。