CN110537055A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

通过简单的结构形成抑制了模糊的清楚的照明区域，使该照明区域的位置、形状、大小等形式发生变化。由相干光学系统(120)对来自点光源(110)的发散光(L110)进行整形，并照射到全息图元件(130)。点光源(110)配置于相干光学系统(120)的前侧焦点位置，因此，来自相干光学系统(120)的射出光(L120)作为平行光照射到全息图元件(130)，通过来自该全息图元件(130)的衍射光(L130)在被照明平面上的规定位置形成照明区域(150)。在点光源(110)与相干光学系统(120)之间配置绕规定的转动轴(r)转动的光扫描部(140)，对入射到相干光学系统(120)的入射光(L140)进行扫描。通过该扫描，入射到全息图元件(130)的平行光(L120)的入射角度发生变化，照明区域(150)的形式发生变化。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及对特定的区域进行照明的照明装置，特别涉及能够使照明区域的位置、形状、面积发生多种变化的照明装置。

背景技术

一直以来，提出了使用能够从衍射光学元件获得的衍射光作为照明光来对特定的区域进行照明的照明装置。例如，在下述的专利文献1中公开了使来自相干光源的射出光通过体积全息图进行衍射而照明的照明装置。

此外，最近，还提出了搭载于汽车等车辆而将来自相干光源的照明光朝向路面进行照射的照明装置。例如，专利文献2中公开了如下车载型的照明装置：将从激光光源射出的激光照射到透射型全息图元件，在路面上形成期望的照明图案。该照明装置能够采用使由一个光源生成的激光通过一个全息图元件衍射的简单光学系统并对路面上的期望位置进行照明。

由于能够向全息图元件等衍射光学元件预先记录期望的衍射图案(干涉条纹图案)，所以能够在路面上形成具有期望的形状的照明图案。当使光从规定方向入射到该衍射光学元件时，向与所记录的衍射图案对应的方向射出衍射光，能够通过所射出的衍射光对被照明对象面的规定位置根据期望的照明图案进行照明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO/2005/073798号公报

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

在设想了特定用途的照明装置中，期望使所形成的照明区域的位置、形状、面积(大小)等形式发生多种变化的功能(对多个照明范围进行照明的功能)。例如，如上述的专利文献2所例示，在采用搭载于汽车等车辆而用于对行驶路面上的规定位置进行照明的用途的照明装置的情况下，如果能够使形成在路面上的照明区域的位置、形状、面积等形式发生各种变化，则能够对驾驶员、行人进行更加富有变化的信息提示。

但是，当对上述的现有的照明装置附加通过一般的方法使照明区域的提示形式发生变化的功能时，产生装置的构造复杂化的问题。例如，作为使照明区域的位置、形状、面积发生变化的一般方法，可以采用预先向衍射光学元件记录多个衍射图案的方法。但是，当采用这样的方法时，衍射光学元件的设计变得困难，并且需要从按照各个衍射图案而确定的方向使光入射，因此，照明装置的光学系统的结构也有可能复杂化。

此外，能够与记录在衍射光学元件中的衍射图案对应地形成字符、图形等具有任意的形状的照明区域，但是，当使照明区域的提示形式发生变化时，照明区域的轮廓有可能产生模糊。一般而言，如果使用如激光光源的相干性较高的光源，则原理上，应该能够清楚地显示字符、图形等任意的照明图案，但是，当使照明区域的提示形式发生变化时，即使在使用相干光源的情况下，也无法忽视照明区域的轮廓的模糊。

特别是，为了在车辆前方的路面上形成由字符或图形构成的照明区域，并使车辆的驾驶员识别该照明区域，需要将照明区域投射到车辆前方的相当远的位置。其结果，照明光的光轴与被照明平面(路面)所成的角变得相当小，因此，形成照明区域的字符、图形的图案容易变得不清楚。例如，在采用上述的专利文献2所记载的照明装置的情况下，使由一个激光光源生成的激光通过一个全息图元件衍射而进行照明，因此，形成于路面的照明区域由于从激光光源射出的激光的光束直径等而变得不清楚，当从观察者观察时，看起来像形成在路面上的字符、图形的图案产生了模糊。

因此，本发明的目的在于提供一种这样的照明装置：虽然是简单的结构，但也能够在规定的被照明面上形成抑制了模糊的清楚的照明区域，并且能够使该照明区域的位置、形状、面积等形式发生变化。

用于解决课题的手段

(1)本发明的第1方式是一种照明装置，其设置有：

点光源生成部，其生成点光源；

衍射光学元件，其使以规定的入射角度入射的平行光衍射，通过所产生的衍射光在规定的被照明面上形成规定的照明区域；

相干光学系统，其将来自点光源的发散光整形为平行光；以及

光扫描部，其改变所入射的光的朝向而射出，从而对光进行扫描，

所述照明装置以使来自点光源的发散光从光扫描部和相干光学系统中的一方经过另一方入射到衍射光学元件的方式，配置点光源、光扫描部、相干光学系统和衍射光学元件，

将相干光学系统配置成使该相干光学系统的前侧焦点位置与点光源的位置一致，

通过光扫描部的扫描，入射到衍射光学元件的平行光的入射角度发生变化。

(2)本发明的第2方式在上述的第1方式的照明装置中，

来自点光源的发散光经过光扫描部而施加到相干光学系统，由相干光学系统整形后的平行光入射到衍射光学元件，

通过光扫描部的扫描，入射到相干光学系统的光的朝向发生变化，入射到衍射光学元件的平行光的入射角度发生变化。

(3)本发明的第3方式在上述的第2方式的照明装置中，

光扫描部具有：透射型扫描体，其将入射到第1面的光从第2面射出；以及扫描机构，其使该透射型扫描体绕至少1个轴转动而进行扫描，

来自点光源的发散光透过透射型扫描体而朝向相干光学系统，通过扫描机构的扫描，透过透射型扫描体的光的朝向在至少1个方向上发生变化。

(4)本发明的第4方式在上述的第2方式的照明装置中，

光扫描部具有：反射型扫描体，其具有对所入射的光进行反射而射出的反射面；以及扫描机构，其使该反射型扫描体绕至少1个轴转动而进行扫描，

来自点光源的发散光在反射型扫描体上反射而朝向相干光学系统，通过扫描机构的扫描，在反射型扫描体上反射的光的朝向在至少1个方向上发生变化。

(5)本发明的第5方式在上述的第1方式的照明装置中，

来自点光源的发散光经过相干光学系统而施加到光扫描部，由相干光学系统整形后的平行光入射到光扫描部，

通过光扫描部的扫描，入射到衍射光学元件的平行光的入射角度发生变化。

(6)本发明的第6方式在上述的第5方式的照明装置中，

光扫描部具有：透射型扫描体，其将入射到第1面的光从第2面射出；以及扫描机构，其使该透射型扫描体绕至少1个轴转动而进行扫描，

来自相干光学系统的平行光透过透射型扫描体而朝向衍射光学元件，通过扫描机构的扫描，透过透射型扫描体的平行光的朝向在至少1个方向上发生变化。

(7)本发明的第7方式在上述的第5方式的照明装置中，

光扫描部具有：反射型扫描体，其具有对所入射的光进行反射而射出的反射面；以及扫描机构，其使该反射型扫描体绕至少1个轴转动而进行扫描，

来自相干光学系统的平行光在反射型扫描体上反射而朝向衍射光学元件，通过扫描机构的扫描，在反射型扫描体上反射后的平行光的朝向在至少1个方向上发生变化。

(8)本发明的第8方式在上述的第1方式～第7方式的照明装置中，

光扫描部进行针对至少1个方向的周期性扫描，入射到衍射光学元件的平行光的入射角度周期性地发生变化。

(9)本发明的第9方式在上述的第1方式～第8方式的照明装置中，

在衍射光学元件形成有衍射方向与平行光的入射角度的变化对应地发生变化的衍射图案。

(10)本发明的第10方式在上述的第1方式～第8方式的照明装置中，

在衍射光学元件形成有在规定的被照明面上形成的照明区域的位置、形状、面积中的至少1个与平行光的入射角度的变化对应地发生变化的衍射图案。

(11)本发明的第11方式在上述的第1方式～第8方式的照明装置中，

衍射光学元件由全息图元件构成，该全息图元件通过衍射光在规定的被照明面上形成再现像，利用该再现像形成照明区域。

(12)本发明的第12方式在上述的第11方式的照明装置中，

在全息图元件中记录有来自规定形状的扩散板的物体光与平行参考光的干涉条纹，

光扫描部在对入射到全息图元件的平行光进行扫描时，将平行参考光的入射角度作为基准角度，进行使该基准角度增减的扫描。

(13)本发明的第13方式在上述的第12方式的照明装置中，

全息图元件由记录有通过计算机的运算求出的干涉条纹的CGH构成。

(14)本发明的第14方式在上述的第12方式或第13方式的照明装置中，

衍射光学元件具有多个要素衍射光学部，

要素衍射光学部分别根据以公共的基准角度入射的平行的入射光，在被照明面上形成相同的照明区域。

(15)本发明的第15方式在上述的第14方式的照明装置中，

衍射光学元件具有二维矩阵状地配置在规定的配置平面上的多个要素衍射光学部。

(16)本发明的第16方式在上述的第1方式～第15方式的照明装置中，

光扫描部具有通过将所入射的光的朝向相对于垂直的2个方向改变而射出来对光二维地扫描的功能，使形成在被照明面上的照明区域的位置二维地发生变化。

(17)本发明的第17方式在上述的第1方式～第16方式的照明装置中，

在将形成在被照明面上的不同的多个照明区域的集合体区域称作照明区时，光扫描部以上述照明区被人眼视觉辨认为一个区域的速度进行扫描。

(18)本发明的第18方式在上述的第1方式～第17方式的照明装置中，

所述照明装置还设置有：扫描控制部，其对光扫描部的扫描进行控制；以及光源控制部，其对点光源生成部的点亮和熄灭进行控制，

与扫描控制部的扫描控制联动地进行光源控制部对点光源的点亮和熄灭的控制。

(19)本发明的第19方式在上述的第18方式的照明装置中，

扫描控制部进行如进行周期性的扫描的扫描控制，

光源控制部进行在特定的扫描位置处点亮并在除此以外的扫描位置处熄灭的控制，仅对与特定的扫描位置对应的照明区域进行照明。

(20)本发明的第20方式在上述的第1方式～第19方式的照明装置中，

由激光光源和将由该激光光源生成的激光从根端部引导至前端部的光纤构成点光源生成部，在光纤的前端部生成点光源。

(21)本发明的第21方式在上述的第1方式～第19方式的照明装置中，

由光源装置和会聚来自该光源装置的光的聚光透镜构成点光源生成部，在聚光透镜的聚光位置生成点光源。

(22)本发明的第22方式在上述的第1方式～第19方式的照明装置中，

由激光光源和使由该激光光源生成的激光发散的发散透镜构成点光源生成部，在发散透镜的位置处生成点光源。

(23)本发明的第23方式通过设置3组上述的第1方式～第22方式的照明装置，构成彩色照明装置，

第1照明装置的点光源生成部生成红色的点光源，第2照明装置的点光源生成部生成绿色的点光源，第3照明装置的点光源生成部生成蓝色的点光源，

第1照明装置的衍射光学元件形成红色的照明区域，第2照明装置的衍射光学元件形成绿色的照明区域，第3照明装置的衍射光学元件形成蓝色的照明区域，

在红色的照明区域、绿色的照明区域和蓝色的照明区域的重叠部分形成规定颜色的彩色照明区域。

(24)本发明的第24方式在上述的第1方式～第23方式的照明装置中，

该照明装置还设置用于安装在车辆上的安装部，将被照明面设定在路面上，从车辆对路面进行照明。

(25)本发明的第25方式是一种照明装置，其设置有：

点光源生成部，其生成点光源；

光扫描部，其通过改变来自点光源的发散光的朝向，对发散光在至少一个方向上进行扫描；

相干光学系统，其将由光扫描部扫描的光整形为平行光，

将相干光学系统配置成使该相干光学系统的前侧焦点位置与点光源的位置一致，能够通过光扫描部的扫描对不同的方向进行照明。

(26)本发明的第26方式是一种照明装置，其设置有：

点光源生成部，其生成点光源；

相干光学系统，其将来自点光源的发散光整形为平行光；以及

光扫描部，其通过改变平行光的朝向，对平行光在至少一个方向上进行扫描，

将相干光学系统配置成使该相干光学系统的前侧焦点位置与点光源的位置一致，能够通过光扫描部的扫描对不同的方向进行照明。

发明效果

在本发明的照明装置中，由相干光学系统将来自点光源的发散光整形为平行光，使该平行光入射到衍射光学元件，通过能够获得的扩散光形成照明区域，因此，能够在规定位置形成抑制了模糊的清楚的照明区域。并且，由于通过光扫描部的扫描，使平行光入射到衍射光学元件的入射角发生变化，所以虽然是简单的结构，也能够使照明区域的位置、形状、面积等形式发生变化。

因此，根据本发明，能够提供如下照明装置：虽然是简单的结构，但是也能够在规定位置形成抑制了模糊的清楚的照明区域，并且能够使该照明区域的位置、形状、面积等形式发生变化。

附图说明

图1是示出通过来自车载型的照明装置的照明在路面10上的各种位置上形成照明区域21～25的一例的、从驾驶席观察的俯视图。

图2是示出通过来自车载型的照明装置100的照明在路面10上形成照明区域20的一例的侧视图。

图3是示出通过衍射光学元件130的衍射光在被照明平面上形成照明区域150的基本原理的俯视图。

图4是示出本发明的第1实施方式的照明装置100的基本结构的俯视图。

图5是示出图4所示的本发明的第1实施方式的照明装置100的动作原理的俯视图。

图6是示出用具体装置构成图5的(c)所示的本发明的第1实施方式的照明装置100的点光源110的部分的实施例1～3的俯视图。

图7是示出本发明的第2实施方式的照明装置200的基本结构的俯视图。

图8是示出图7所示的本发明的第2实施方式的照明装置200的动作原理的俯视图。

图9是示出用具体装置构成图8所示的本发明的第2实施方式的照明装置200的点光源210的部分的实施例1～3的俯视图。

图10是示出本发明的第1实施方式的照明装置的实施例4的俯视图。

图11是示出本发明的第1实施方式的照明装置的实施例5的侧视图(粗框F内为俯视图)。

图12是示出本发明的第1实施方式的照明装置的实施例6的俯视图(一部分为框图)。

图13是示出本发明的第1实施方式的照明装置的实施例7的立体图。

图14是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例4的俯视图。

图15是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例5的侧视图(粗框F内为俯视图)。

图16是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例6的俯视图(一部分为框图)。

图17是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例7的立体图。

图18是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例8的立体图。

图19是示出通过本发明的照明装置形成细长的照明区LZ的状态的立体图。

图20是示出使用位移角θV、θH来表现从衍射光学元件330上的1个点P射出的一阶衍射光强度的角度空间分布的方法的图。

图21是示出通过来自本发明的照明装置中的衍射光学元件330的衍射光L330形成照明区域350的原理的立体图(虚线框内为角度空间分布图)。

图22是示出在本发明的照明装置中通过进行二维的扫描而形成了具有二维的扩宽的照明区LZ的状态的立体图。

图23是示出在本发明的照明装置中使用要素衍射光学元件430形成照明区域450的例子的立体图。

图24是示出图23所示的要素衍射光学元件430的衍射方式的放大立体图。

图25是示出从本发明的第1实施方式省略了衍射光学元件的变形例的照明装置500的基本结构的俯视图。

图26是示出从本发明的第2实施方式省略了衍射光学元件的变形例的照明装置600的基本结构的俯视图。

具体实施方式

以下，根据图示的实施方式说明本发明。另外，在本申请的附图中，为了方便说明，使各个结构要素的比例尺、纵横的尺寸比例等从实际的部件的比例尺、纵横的尺寸比例稍微进行了变更，根据需要夸张地示出。此外，关于本说明书所记载的各个结构要素的形状、几何学条件、用于确定该形状、几何学条件的“平行”、“垂直”、“相同”、“一致”等用语及长度、角度的值等，并非限定严格的含义，应在可期待同样的功能的程度的范围内进行解释。

<<<§1.车载型的照明装置的特征>>>

本发明的照明装置是适合对被照明平面上的特定的区域进行照明的装置，特别适合用于在路面上的期望的位置形成具有期望的形状的照明区域的车载型的照明装置等的用途。在这样的用途中，照明光的光轴与被照明平面所成的角变得非常小，因此，被作为照明区域提示的照明图案容易变得不清楚。在本发明的照明装置中，在这样的用途中，也能够在被照明平面上形成清楚的照明图案。因此，在该§1中，作为本发明的典型应用例，简单叙述用于在路面上形成期望的照明图案的车载型的照明装置的特征。

图1是示出通过使用本发明的车载型的照明装置的照明在作为被照明平面的路面10上形成照明区域21～25的一例的从驾驶席观察的俯视图。该图示出从驾驶中的驾驶员观察到的车辆(汽车)前方的路面10的状态，行人30站在路面前方的左侧。这里，为了方便说明，将图的右方向定义为X轴、图的进深方向(车辆的行进方向)定义为Y轴。虽然在图1中未示出，但是，将与路面10垂直的方向(铅直方向)定义为Z轴。

在图中，为了方便，描绘了在路面10上形成有5个照明区域21～25的状态，但是，实际上，这些照明区域21～25分别形成在不同的时刻。例如，在时刻t1形成照明区域21，在时刻t2形成照明区域22，在时刻t3形成照明区域23。

图1所示的照明区域21～25均由箭头形状的图形图案构成，能够作为对驾驶员或行人30进行一些信息提示的路面上的指标利用。当然，照明区域的形状不限定于箭头形状的图形图案，也可以设为任意的图形图案、任意的字符图案。

本发明的照明装置的特征在于能够在被照明面上的规定位置形成这样的照明区域，并且，能够使该照明区域的形成位置发生变化。例如，在图示的例子的情况下，在时刻t1，在路面10的近前中央位置形成有照明区域21，但是，在时刻t2，能够使该位置向左侧移动而形成照明区域22，在时刻t3，能够使该位置向右侧移动而形成照明区域23。

这样，如果使预先依次形成照明区域21、22、23的动作周期性地反复，则能够向驾驶员提示箭头形状的图形图案在路面10上沿左右方向移动的状态。当然，如果使依次形成照明区域21、24、25的动作反复，则还能够提示箭头形状的图形图案沿前后方向移动的状态。

一般而言，如果是夜间，则容易识别形成在路面10上的照明区域，但是，在白天时，需要确保充分的照明强度，使得以某种程度的高亮度显示照明区域。如后所述，如果本发明的照明装置中使用放射如激光的相干光的相干光源，则能够确保充分的照明强度。

另外，如激光的相干光的放射强度远远大于一般的光，因此，有可能损害观察者的眼睛。例如，在图1所示的例子的情况下，即使在行人30、相对车辆的驾驶员等在直视来自照明装置的照明光时，也需要留意使得不存在对眼睛造成伤害的危险性。在本发明的照明装置的情况下，如后所述，由于采用由相干光学系统对来自点光源的发散光进行整形并使其入射到衍射光学元件的结构，所以即使使用了激光以生成点光源，该激光的光束直径被放大，照明光的每单位面积的光强度能够减弱至充分安全的程度。因此，即使行人30或相对车辆的驾驶员等直视照明装置的光源侧，较强的相干光也不会进入人眼，不用担心伤害人眼。

此外，在车载型的照明装置中，照明光的光轴与被照明平面(在图示的例子的情况下，路面10)所成的角变得非常小，因此，作为照明区域形成的照明图案容易变得不清楚。本发明的照明装置还具有应对这样的问题的功能。

图2是示出通过来自车载型的照明装置100的照明在路面10上形成照明区域20(粗线部分)的一例的侧视图。在该例子中，车辆(汽车)40在路面10上从图的左向右前进。这里，与图1同样，将车辆40的行进方向(图的右方)定义为Y轴，将与路面10垂直的方向(图的上方)定义为Z轴。虽然在图2中没有示出，但是，X轴朝向纸面垂直近前方向。

如图所示，在车辆40的前方安装有本发明的照明装置100，沿着光轴C对路面10的前方进行照明。这里所示的实施例中的照明装置100是与头灯等不同的装置，起到对路面10上的规定的照明区域20进行照明并提示规定的照明图案的作用。在图1中示出了形成有箭头形状的照明区域21～25的例子，但是，在图2中，为了方便，示出了形成有矩形的照明区域20的例子。

图2所示的照明装置100是与汽车的头灯等不同的装置，但是，也能够作为头灯使用，还能够组装到头灯中使用。当然，该照明装置100能够作为汽车的尾灯、探照灯等各种照明灯利用，还能够组装到这些各种照明灯中使用，当然也可以安装在缓冲器部等中利用。

图2所示的车载型的照明装置100具有在位于XY平面的路面10上形成矩形的照明区域20的功能。驾驶员通常将视线朝向路面10的行进方向。因此，为了将照明区域20放入驾驶员的视场的中心，需要在路面10上的相当远处形成被照明区域20。例如，在图2中示出在车辆40的比前方50m更远的位置处形成有长边方向长达10m的照明区域20(粗线部分)。为了在这样的位置形成照明区域20，当设照明装置100的设置高度为75cm时，光轴C与路面10所成的角θ(相对于被照明平面的照射角)为0.7°左右。在图2中，为了方便，变形地描绘了θ的大小，但是，实际上，光轴C与路面10所成的角度非常小。

这样，车载型的照明装置100与一般的投影仪等不同，存在如光照射到被照明平面的照射角θ非常小的特征。在一般的投影仪中，照射角θ的基准为90°，因此，如上述例子那样，照射角θ为0.7°左右的使用方式是预料之外的。因此，当将用于一般的投影仪的照明机构直接转用到车载用的照明装置时，难以在投影面(被照明面)上获得清楚的投影像。

实际上，如图2所示的例子那样，当矩形的照明区域20的Y轴方向上的长度长达10m时，近前与深处的距离差成为10m，因此，在使用一般的投影仪的情况下，难以清楚地显示全部作为照明区域20来提示的矩形图案的轮廓线。因此，当从驾驶员、行人30观察时，观察到投射在路面10上的图案模糊。

在本发明的照明装置100中，如后所述，由于能够使用点光源生成理想的平行光，所以能够在路面10上形成模糊较少的清楚的照明区域20。此外，能够由光扫描部对入射到衍射光学元件的入射光进行扫描，所以能够使来自该衍射光学元件的衍射光的方向发生变化，能够使形成在路面10上的照明区域20的位置发生变化。

如上所述，在§1中，作为本发明的典型应用例，说明了应用于车载型的照明装置的例子。在这样的车载型的照明装置100中设置有用于安装在车辆40上的安装部，通过安装在车辆40的前方、后方、侧方等，能够从车辆40对设定在路面10上的被照明面进行照明。

可是，本发明的照明装置不一定限定于车载型的照明装置。本发明的照明装置能够搭载于不仅包含用于汽车、自行车等车辆还包含船舶、飞机、火车等的各种交通工具来利用。此外，本发明的照明装置不仅能够用于搭载在这样的交通工具上的用途，还能够用于安装在各种构造物上以提示各种信息的用途。例如，如果将本发明的照明装置安装在路面或路面附近所设置的构造物或建筑物等上，则还能够用于提示各种引导标识、导向标识的用途。当然，由本发明的照明装置形成照明区域的被照明面不一定需要是平面，也可以根据用途，将曲面作为被照明面。

<<<§2.本发明的基本原理>>>

接着，说明本发明的照明装置的基本原理。图3是示出用于通过衍射光学元件的衍射光在被照明平面上形成照明区域的基本原理的俯视图。这里，首先，尝试考虑如图3的(a)所示的照明装置的基本结构。该照明装置由点光源110、相干光学系统120和衍射光学元件130构成。

点光源110是发出以某个1点为中心的球面波的示意性光源。因此，实际上，为了形成该点光源110，需要准备由具体装置构成的点光源生成部，但是，在图中，为了方便说明，仅描绘了示意性的点光源110。点光源生成部典型地优选使用激光光源等相干光源，但是，当然也可以使用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)光源等非相干光源。之后叙述该点光源生成部的详细结构。

相干光学系统120是将来自点光源110的发散光L110整形为平行光L120的整形光学系统，可以由一般的光学透镜构成。如果使相干光学系统120的前侧焦点位置与点光源110的位置(光的发散点)一致，则能够将发散光L110整形为平行光L120。如图所示，采用如下配置：点光源110位于相干光学系统120的光轴上，点光源110与相干光学系统120的主点之间的距离与相干光学系统120的焦距f一致。

由相干光学系统120整形后的平行光L120以规定的入射角度(在图示的例子的情况下，入射角＝0°)入射到衍射光学元件130的入射面。衍射光学元件130使所入射的平行光L120衍射，并作为衍射光L130从射出面射出。通过该衍射光L130在规定的被照明平面上形成规定的照明区域150。在图3所示的例子的情况下，将图的右方向定义为Y轴、下方向定义为X轴，XY平面成为被照明平面。

在利用该照明装置作为车载型照明装置的情况下，如图2所示的例子那样，以将作为被照明平面的路面10包含在XY平面中的方式，安装在车辆上即可。如果安装成使Y轴方向成为车辆的行进方向，则如图2所示，能够在车辆前方的路面10上形成照明区域20。图3的(a)所示的照明区域150是以这样的方式形成在路面10上的矩形的图形图案。

衍射光学元件130起到如下作用：使由相干光学系统120变平行后的平行光L120在规定的扩散角度空间内衍射，在预先确定的被照明平面上的预先确定的位置处形成具有预先确定的尺寸和形状的照明区域150。在这里所示的例子的情况下，衍射光学元件130由记录有干涉条纹(衍射图案)的全息图元件构成，作为由该全息图元件再现后的全息再现像，在XY平面上形成照明区域150。总之，衍射光学元件130由全息图元件构成，该全息图元件通过衍射光L130在规定的被照明面10上形成再现像，通过该再现像形成照明区域150。通过使用全息图元件作为衍射光学元件130，容易对衍射特性进行设计，可以较容易地生成能够在期望的位置处形成具有期望的形状和面积的照明区域150的衍射图案。

图3的(b)是示出生成具有这样的功能的全息图元件的原理的俯视图。首先，将由感光性介质构成的全息图原件135(成为衍射光学元件130的根源的介质)和成为该全息图原件135的原图像的扩散板138(其再现像成为照明区域150的物体)配置于图示的位置。具体而言，将全息图原件135配置于图3的(a)所示的衍射光学元件130的位置，并将扩散板138配置于图3的(a)所示的照明区域150的位置即可。

接着，对扩散板138施加照明，使得来自扩散板138的物体光O到达全息图原件135。同时，如图所示，将由平行光(平面波)构成的参考光R照射到全息图原件135。这时，使得平行参考光R入射到全息图原件135的入射角度与图3的(a)所示的平行光L120入射到衍射光学元件130的入射角度相同。而且，将由物体光O和平行参考光R形成的干涉条纹记录在由感光性介质构成的全息图原件135中即可。这样，记录有干涉条纹的全息图原件135成为图3的(a)所示的衍射光学元件130。

如果从与平行参考光R相同的方向对通过这样的方法生成的衍射光学元件130照射再现用照明光，则在与扩散板138的位置对应的位置处形成照明区域150，作为扩散板138的再现像。图3的(a)是照射来自相干光学系统120的平行光L120作为再现用照明光的例子，形成有照明区域150作为扩散板138的再现像。在图示的例子的情况下，使用了矩形的扩散板138，因此，作为该扩散板138的再现像的照明区域20也成为矩形的照明区域，如果使用具有箭头图形的形状的扩散板，则如图1的照明区域21那样，形成箭头状的照明区域。因此，实际上，能够将任意的图形、字符作为照明区域提示。

另外，在实用性上，基于该图3的(b)所示的原理的衍射光学元件130(全息图元件)优选称为利用计算机而生成的CGH(计算机合成全息图：Computer Generated Hologram)。即，实际上，替代进行使用全息图原件135或扩散板138的光学感光工艺，在计算机上对该感光工艺进行模拟，将通过计算机的运算而求出的干涉条纹(衍射图案)记录在任意的介质中，由此生成衍射光学元件130即可。如果通过CGH生成衍射光学元件130，则无需用于形成干涉条纹的光学系统或用于形成干涉条纹的全息图原件135等，能够在计算机上进行干涉条纹的记录工序，因此，能够容易地生成具有任意的衍射特性的干涉条纹。

特别是，在如图2所例示的车载型的照明装置的情况下，装置主体100与照明区域20的距离(在图3的(b)的情况下为全息图原件135与扩散板138的距离)变得非常大，难以执行光学感光工艺，因此，在实用性上，不得不生成衍射光学元件130作为CGH。

而且，该图3的(a)所示的照明装置具有在被照明平面(XY平面)上的规定位置处形成照明区域150的功能，但是，照明区域150的位置、形状、面积等形式保持固定。本发明的主要目的在于使该照明区域150的位置、形状、面积等形式发生变化。因此，在本发明的照明装置中，除了图3的(a)所示的照明装置的各结构要素以外，还附加光扫描部，通过该光扫描部的扫描，使入射到衍射光学元件130的平行光L120的入射角度发生变化，该光扫描部通过改变所入射的光的朝向而射出，对光进行扫描。

如上所述，通过图3的(b)所示的生成工艺，向图3的(a)所示的衍射光学元件(全息图元件)130记录来自规定形状的扩散板138的物体光O与从规定方向照射的平行参考光R的干涉条纹(衍射图案)。在本申请中，将该生成工艺中的平行参考光R入射到全息图原件135的入射角称作基准角度(在图示的例子的情况下，基准角度＝0°)。这里，如图3的(a)所示，如果以入射角度为基准角度的方式对衍射光学元件130照射平行光L120，则在图示的位置(与图3的(b)所示的扩散板138的位置对应的位置)处形成照明区域150。换言之，向衍射光学元件130记录如在这样的位置上形成照明区域150(扩散板138的再现像)的全息图干涉条纹。

一般而言，前提是在对全息进行再现时，从与用于该生成工艺的参考光相同的方向照射照明用再现光，否则无法获得准确的再现像。即，在使用全息图的技术领域中，在获得再现像时，从与参考光相同的方向照射照明用再现光成为常识。本发明的根本技术构思违背这样的常识，通过从与参考光不同的方向照射照明用再现光，使再现像的再现位置从原来的位置偏离，其结果，使形成于再现像的位置的照明区域的位置、形状、面积等形式发生变化。

当预先向衍射光学元件通过图3的(b)所示的原理记录衍射图案时，衍射方向与入射光的入射角度的变化对应地发生变化。因此，在图3的(a)所示的照明装置的情况下，如果通过一些方法使平行光L120的入射到衍射光学元件130的入射角度发生变化，则从衍射光学元件130射出的衍射光的衍射方向与平行光L120的入射角度的变化对应地发生变化。当衍射光的衍射方向发生变化时，形成在被照明面上的照明区域150的位置、形状、面积与此对应地发生变化。

结果，如果使入射到衍射光学元件130的平行光L120的入射角度发生变化，则形成在被照明面上的照明区域150的位置、形状、面积与该变化对应地发生变化。可是，如果使入射到衍射光学元件130的入射光始终成为平行光(平面波)，则能够在平行光L120的入射角度的变化与对应于该变化而产生的照明区域150的位置的变化之间具有某个程度的相关性。

例如，在图3所示的例子的情况下，如果使平行光L120的行进方向朝X轴负向倾斜，则衍射光也朝X轴负向位移，形成在XY平面上的照明区域150的位置朝X轴负向移动。另一方面，如果使平行光L120的行进方向朝X轴正向倾斜，则衍射光也朝X轴正向位移，形成在XY平面上的照明区域150的位置朝X轴正向移动。这相当于在图1所示的例子中使照明区域21向左右的照明区域22、23移动的动作。

同样，在图3所示的例子中，将纸面垂直近前方向定义为Z轴，如果使平行光L120的行进方向朝Z轴负向(纸面的背侧方向)倾斜，则衍射光也朝Z轴负向位移(图2中的照射角θ变大)，形成在XY平面上的照明区域150的位置朝Y轴负向移动。另一方面，如果使平行光L120的行进方向朝Z轴正向(纸面的近前方向)倾斜，则衍射光也朝Z轴正向位移(图2中的照射角θ变小)，形成在XY平面上的照明区域150的位置朝Y轴正向移动。这相当于在图1所示的例子中使照明区域24沿前后的照明区域21、25移动的动作。

这样，当来自衍射光学元件130的衍射光的朝向发生变化时，向被照明平面(XY平面)投射的投射条件发生变化，因此，照明区域150不仅位置发生变化，形状、面积也发生变化。但是，关于形成于照明装置的附近的照明区域150，与位置的变化相比，形状、面积的变化不太显著。因此，关于如图1所示的附近的照明区域21、22、23，形状、面积的变化不太显著。另一方面，当图1所示的附近的照明区域21与远方的照明区域25进行比较时，与前者相比，后者在Y轴方向上拉伸，形状、面积的变化变得显著，但是，当从车辆40的驾驶员观察时，由于远近法的影响，远方的照明区域25看起来较小，因此，形状、面积的变化仍然不太显著。

特别是，如果在光扫描部对入射到衍射光学元件130的平行光L120进行扫描时，将平行参考光R的入射角度作为基准角度(在图示的例子的情况下，基准角度＝0°)，进行使该基准角度增减的进行扫描，则能够设图3的(a)所示的照明区域150的位置(原来的全息再现像的位置)为基准位置，使该基准位置沿前后左右移动，因此，能够在尽可能地维持形状、面积的状态下，进行以位置的变化为主的动作。在本申请中，将入射到衍射光学元件的平行光的入射角度为上述基准角度的扫描位置称作基准扫描位置。

另外，这里，叙述了被照明面为平面的情况，但是，在如被照明面为球面的情况下，还可能存在如下情形：虽然照明区域的位置根据衍射光的方向的变化而发生变化，但是形状、面积不发生变化。如果也包含这样的状况，则在本发明中，形成在被照明面(还包含曲面)上的照明区域的位置、形状、面积中的至少1个与平行光入射到衍射光学元件的入射角度的变化对应地发生变化。

此外，如果光扫描部进行针对至少1个方向的周期性的扫描，使平行光L120入射到衍射光学元件130的入射角度周期性地发生变化，则能够在被照明平面上形成周期性地移动的照明区域。即，入射到衍射光学元件130的平行光L120的入射角度根据时间而发生变化，因此，所形成的照明区域的位置也随时间发生变化，如果通过时间观察，则在被照明平面上形成多个照明区域150。照明区域的位置绕一圈的周期取决于光扫描部的扫描周期。

例如，如果由光扫描部使平行光L120的方向在X轴方向上(沿着XY平面在水平方向上)周期性地发生变化，则能够提示在从车辆40的驾驶员观察时，使照明区域在左右方向上移动。此外，如果由光扫描部使平行光L120的方向在Z轴方向上(沿着YZ平面在垂直方向上)周期性地发送变化，则能够提示在从车辆40的驾驶员观察时，使照明区域在前后方向上移动。如上所述，所提示的照明区域的位置、形状、面积根据预先记录在衍射光学元件130中的衍射图案(干涉条纹)确定。

一般而言，当入射到衍射光学元件的入射光为非平行光时，衍射光学元件的设置位置的少量偏离产生不期待的衍射角度的偏离，其结果，基于衍射光的再现像变得不清楚。在本发明的照明装置中，即使进行光扫描部的扫描，除了一部分的实施例以外，入射到衍射光学元件的入射光也必然成为平行光(平面波)。并且，该平行光是来自点光源的发散光通过相干光学系统变平行后的平行光，因此，光的平行度非常高。因此，即使附加了光扫描部，也能够形成抑制了模糊的清楚的照明区域。并且，由于通过光扫描部的扫描，使平行光入射到衍射光学元件的入射角发生变化，所以虽然是简单的结构，也能够使照明区域的位置、形状、面积等形式发生变化。

另外，对图3的(a)所示的照明装置附加光扫描部的方法存在如下两个。第1方法是在点光源110与相干光学系统120之间插入光扫描部并通过光扫描部对入射到相干光学系统120的发散光L110进行扫描的方法。在本申请中，将该第1方法作为第1实施方式进行说明。另一方面，第2方法是在相干光学系统120与衍射光学元件130之间插入光扫描部并通过光扫描部对入射到衍射光学元件130的平行光L120进行扫描的方法。在本申请中，将该第2方法作为第2实施方式进行说明。

<<<§3.本发明的第1实施方式(透射型光扫描部)>>>

这里，说明本发明的第1实施方式中的、使用透射型的光扫描部的方式。图4是示出该第1实施方式的照明装置100的基本结构的俯视图。该照明装置100是在图3的(a)所示的照明装置的在点光源110与相干光学系统120之间插入光扫描部140的照明装置。

光扫描部140具有：透射型扫描体(在图中用标号140表示的板状部件)，其将入射到第1面(在图中为左面)的光从第2面(在图中为右面)射出；以及扫描机构(包含马达等的驱动机构：省略图示)，其使该透射型扫描体以规定的转动轴r为中心轴转动而进行扫描。作为透射型扫描体，可以使用透明的板状部件、棱镜等折射部件。通过使这些部件转动，能够使所射出的光的行进方向发生变化。

在图示的例子的情况下，转动轴r为与Z轴平行的轴、即、与纸面垂直的轴，透射型扫描体通过使扫描机构进行动作，在附图中沿顺时针或逆时针转动。来自点光源110的发散光L110透过该透射型扫描体而朝向相干光学系统120。通过扫描机构的扫描，透过透射型扫描体的光的朝向在X轴方向(沿着XY平面的方向)上发生变化。这样，光扫描部140发挥改变朝向相干光学系统120的发散光L110的朝向并对入射到相干光学系统120的光L140进行扫描的功能。

当进行这样的扫描时，扫描光L140入射到相干光学系统120的入射角度发生变化，因此，从相干光学系统120射出的平行光L120的朝向发生变化。而且，平行光L120对衍射光学元件130的入射角度发生变化，来自衍射光学元件130的衍射光L130的朝方发生变化。其结果，形成在被照明平面上的照明区域150的位置发生变化。

如上所述，相干光学系统120与点光源110之间的距离设定为等于相干光学系统120的焦距f，因此，从相干光学系统120射出的光L120成为平行度较高的平行光。因此，对衍射光学元件130施加平行度较高的平行光作为入射光L120。这对获得抑制了模糊的清楚的照明区域150是较重要的。

图5是示出图4所示的照明装置100的动作原理的图。图5的(a)、(b)、(c)所示的点光源110、光扫描部140、相干光学系统120、衍射光学元件130均表示图4所示的照明装置100的该标号的结构要素，各自的配置也与图4所示的照明装置100相同。但是，在图5的(a)中示出光扫描部140沿逆时针转动的状态，在图5的(b)中示出光扫描部140沿顺时针转动的状态。此外，在图5的(a)、(b)、(c)中用实线表示的光路(L110、L140、L120)与在图4中用实线表示的该标号的光路完全相同，用单点划线或虚线表示的光路表示通过光扫描部140的扫描而变更后的光路。

首先，图5的(a)是示出通过使光扫描部140以转动轴r为中心轴沿逆时针转动来使来自点光源110的发散光L140的朝向朝X轴负向(图的上方)发生变化的状态的俯视图。点光源110自身不运动，因此，如用实线所示，来自点光源110的发散光L110朝向光扫描部140(发散光L110的光路与图4所示的光路没有差别)。但是，光扫描部140沿逆时针转动，因此，透过光扫描部140而射出的光为用单点划线表示的L140A，而不是用实线表示的L140。

其结果，扫描光L140入射到相干光学系统120的入射位置、入射角度发生变化，从相干光学系统120射出的光成为用单点划线表示的L120A，而不是用实线表示的L120。但是，相干光学系统120与点光源110之间的距离与相干光学系统120的焦距f一致，因此，从相干光学系统120射出的光L120A维持平行光。换言之，从相干光学系统120看起来像点光源110(黑圈)的位置由于光扫描部140的转动而变化到外观的点光源110A(白圈)的位置，看起来像来自外观的点光源110A的发散光L110A(用单点划线表示)入射。因此，从相干光学系统120射出用单点划线表示的平行光L120A。

这样，用单点划线表示的平行光L120A入射到衍射光学元件130。用单点划线表示的平行光L120A与用实线表示的平行光L120同样是平行的光，但是，入射角度不同。因此，从衍射光学元件130射出的衍射光L130A(为了图示的方便，用白色箭头仅表示大致的方向)与图4所示的衍射光L130相比向X轴负向倾斜，形成如图中用单点划线表示的照明区域150A。即，在利用光扫描部140进行扫描之前所获得的照明区域150朝X轴负向移动而成为照明区域150A。

另一方面，图5的(b)是示出通过使光扫描部140以转动轴r为中心轴沿顺时针转动来使来自点光源110的发散光L140的朝向朝X轴正向(图的下方)发生变化的状态的俯视图。仍然，如用实线所示，来自点光源110的发散光L110朝向光扫描部140，但是，光扫描部140沿顺时针转动，因此，透过光扫描部140而射出的光为用虚线表示的L140B，而不是用实线表示的L140。

其结果，从相干光学系统120射出的光为用虚线表示的L120B，而不是用实线表示的L120、。该情况下，从相干光学系统120看起来像点光源110(黑圈)的位置由于光扫描部140的转动而变化到外观的点光源110B(白圈)的位置，看起来像来自外观的点光源110B的发散光L110B(用虚线表示)入射。因此，用虚线表示的平行光L120B从相干光学系统120射出。

这样，用虚线表示的平行光L120B入射到衍射光学元件130。用虚线表示的平行光L120B与用实线表示的平行光L120同样是平行的光，但是，入射角度不同。因此，与图4所示的衍射光L130相比，从衍射光学元件130射出的衍射光L130B(为了图示的方便，用白色箭头仅表示大致的方向)朝X轴正向倾斜，形成如图中用虚线表示的照明区域150B。即，在利用光扫描部140进行扫描之前所获得的照明区域150朝X轴正向移动而成为照明区域150B。

如上所述，在衍射光学元件130(全息图元件)上形成有使以多个入射角度照射的平行光L120分别向单独的方向衍射的衍射图案(干涉条纹)。因此，当平行光L120入射到衍射光学元件130的入射角度发生变化时，衍射光L130的朝向也发生变化，形成在被照明平面上的照明区域150移动。这里，照明区域150的移动方向和移动量根据光扫描部140的扫描方向和扫描量来确定。

图5的(c)是将图5的(a)所示的状态与图5的(b)所示的状态汇总在同一附图上的图。用实线表示的光路示出进行光扫描部140的扫描之前的状态(光扫描部140位于预先确定的基准扫描位置并且平行光L120入射到衍射光学元件130的入射角度成为基准角度时的状态)，用单点划线表示的光路示出由光扫描部140进行逆时针的扫描时的状态，用虚线表示的光路示出由光扫描部140进行顺时针的扫描时的状态。光扫描部140的基准扫描位置(透射型扫描体的转动位置)例如设定为如通过从衍射光学元件130射出的衍射光L130在与图3的(a)所示的照明区域150相同的位置处形成照明区域的位置即可。

如图所示，实际的点光源110配置于用黑圈表示的位置，来自该位置的发散光L110不依赖于光扫描部140的扫描，而始终采取用实线表示的光路。但是，通过光扫描部140的扫描，从相干光学系统120观察到的外观的点光源的位置变化为用白圈表示的位置110A、110B。其结果，平行光L120入射到衍射光学元件130的入射角度发生变化，形成在被照明平面(该例的情况下，XY平面)上的照明区域150的位置发生变化。如上所述，当照明区域150的投影位置发生变化时，其形状、面积也稍微发生变化。即，平行光L120入射到衍射光学元件130的入射角度的变化导致照明区域150的位置、形状、面积的变化。但是，在从驾驶员观察的情况下，与位置的变化相比，形状、面积的变化不太显著。

另外，当对光扫描部140进行扫描时，从相干光学系统120观察到的点光源110的外观的位置发生变化，该外观的位置与相干光学系统120的距离不与相干光学系统120的焦距f准确地一致。即，当进行扫描时，点光源110的外观的位置从相干光学系统120的前侧焦点面偏离。但是，如果设定为使至少光扫描部140位于基准扫描位置时的点光源110的外观的位置与相干光学系统120的前侧焦点位置一致，则通过限制成使扫描角度以某个程度变小，即使进行扫描，也能够在实用性上获得具有充分的平行度的平行光L120，能够形成充分抑制了模糊的清楚的照明区域150。总之，相干光学系统120配置成使其前侧焦点位置在至少光扫描部140位于预先确定的基准扫描位置时，与点光源110的位置一致即可。

另外，理想的是，在进行了扫描的情况下，最优选使得点光源110的外观的位置在相干光学系统120的前侧焦点面上移动。点光源110的外观的位置的移动轨迹成为圆弧状(在一维扫描的情况下)或球面状(在二维扫描的情况下)，因此，在相干光学系统120的前侧焦点面为平面的情况下，如上所述，点光源110的外观的位置会从前侧焦点面偏离。但是，一般而言，在透镜设计中，通过有意地施加“像面弯曲调整(像面成为曲面而不是平面的调整)”，也能够设计焦点面为曲面的相干光学系统120。因此，如果进行使得点光源110的外观的位置的移动轨迹与这样的相干光学系统120的焦点曲面一致的设计，则即使在进行了扫描的情况下，也能够使得点光源110的外观的位置在相干光学系统120的前侧焦点曲面上移动，能够获得具有较高的平行度的平行光L120，能够形成无模糊的清楚的照明区域150。

当使光扫描部140进行周期性的扫描时，照明区域150进行周期性的移动动作。例如，如果设规定的扫描位置为0°，将沿逆时针的方向定义为正的角度，将沿顺时针的方向定义为负的角度，用角度表示光扫描部140的转动位置，将0°→+10°→0°→-10°→0°的转动动作作为1个周期进行周期性的扫描，则所形成的照明区域150在图所示的照明区域150A与照明区域150B之间进行往复运动。因此，当从驾驶员观察时，可观察到由矩形构成的照明区域在前方的路面10上沿左右往复运动的状态。

图6是示出本发明的第1实施方式的照明装置的具体实施例1～3的俯视图。该第1实施方式的实施例1～3是分别用具体装置构成用于生成图5的(c)所示的照明装置100中的点光源110的点光源生成部的例子。

图6的(a)所示的照明装置101是相当于第1实施方式的实施例1的装置，由激光光源111和光纤112构成点光源生成部，该光纤112将该由激光光源111生成的激光从根端部引导至前端部。在该实施例1的情况下，由于光从光纤112的前端部发散，所以在该前端部的位置(发散点)处生成点光源110。另外，也可以设置多个激光光源111。例如，如果准备多个n个的激光光源111和多个n个的光纤112，将由各个激光光源111产生的激光导入各个光纤112内，将各个光纤112的前端部汇集于1个点，则该1个点成为点光源110。

图6的(b)所示的照明装置102是相当于第1实施方式的实施例2的装置，由激光器模块113构成点光源生成部。该激光器模块113具有使激光从前端的发散点发散的功能，在该发散点的位置处生成点光源110。

图6的(c)所示的照明装置103是相当于第1实施方式的实施例3的装置，由光源装置114和会聚来自该光源装置114的光的聚光透镜115构成点光源生成部。光源装置114可以是激光光源(相干光源)，也可以是LED光源等一般光源(非相干光源)。但是，为了使所形成的照明区域150的边缘部分清楚，优选使用放射如激光的相干光的光源。

聚光透镜115是具有将来自光源装置114的照明光L114会聚至1个点的功能的透镜。在照明光L114为平行光的情况下，来自聚光透镜115的折射光在会聚至聚光透镜115的后侧焦点位置之后，从该聚光位置发散。因此，在该聚光位置处生成点光源110。该情况下，也可以使用多个n个的光源装置114和多个n个的聚光透镜115将全部光会聚至作为光源110。

<<<§4.本发明的第2实施方式(透射型光扫描部)>>>

这里，说明本发明的第2实施方式中的、使用透射型的光扫描部的方式。图7是示出该第2实施方式的照明装置200的基本结构的俯视图。该照明装置200是在图3的(a)所示的照明装置的相干光学系统120与衍射光学元件130之间插入光扫描部的照明装置。

另外，如上所述，第1实施方式与第2实施方式的不同之处在于将光扫描部插入的位置，关于各个结构要素本身，没有根本差异。因此，以下，关于第2实施方式的各结构要素，使用将对应的第1实施方式的结构要素的标号的100系列调换为200系列后的标号。例如，图7所示的照明装置200的各个结构要素210、220、230、240、250对应于图4所示的照明装置100的各个结构要素110、120、130、140、150，各自的基本功能不存在较大差异。

图4所示的照明装置100与图7所示的照明装置200的根本差异在于，在前者中，在点光源110与相干光学系统120之间配置光扫描部140，与此相对，在后者中，在相干光学系统220与衍射光学元件230之间配置光扫描部240。换言之，图7所示的照明装置200能够称作使图4所示的照明装置100中的光扫描部140与相干光学系统120的排列顺序相反的照明装置。

在图7所示的照明装置200的情况下，来自点光源210的发散光L210首先通过相干光学系统220而变平行。这里，相干光学系统220与点光源210之间的距离也设定为等于相干光学系统220的焦距f，因此，发散光L210通过相干光学系统220，由此，作为平行光L220射出。然后，该平行光L220入射到光扫描部240。

光扫描部240具有：透射型扫描体(在图中用标号240表示的板状部件)，其将入射到第1面(在图中为左面)的光从第2面(在图中为右面)射出；以及扫描机构(包含马达等的驱动机构：省略图示)，其使该透射型扫描体以规定的转动轴r为中心轴转动而进行扫描。作为透射型扫描体，能够使用透明的板状部件或棱镜等折射部件，通过使这些的部件转动，能够使所射出的光的行进方向发生变化。

在该例子的情况下，转动轴r也成为与Z轴平行的轴、即、与纸面垂直的轴，通过使扫描机构进行动作，透射型扫描体在附图中沿顺时针或逆时针转动。来自相干光学系统220的平行光L220透过光扫描部240的透射型扫描体而朝向衍射光学元件230，但是，这时，通过光扫描部240的扫描机构的扫描，透过透射型扫描体的平行光L240的朝向在X轴方向(沿着XY平面的方向)上发生变化。这样，光扫描部240发挥改变朝向衍射光学元件230的平行光L220的朝向并对入射到衍射光学元件230的平行光L240在衍射光学元件230上进行扫描的功能。

当进行这样的扫描时，平行光L240入射到衍射光学元件230的入射角度发生变化，因此，来自衍射光学元件230的衍射光L230的朝向随时间发生变化。其结果，形成在被照明平面上的照明区域250的位置随时间发生变化。

图8是示出图7所示的照明装置200的动作原理的图。来自点光源210的发散光L210通过相干光学系统220变平行，无论是否进行光扫描部240的扫描，平行光L220朝向光扫描部240前进的实线的光路都始终为恒定。这里，在光扫描部240的扫描位置位于将所入射的平行光L220以原来的朝向射出的位置的情况下，从光扫描部240射出用实线表示的平行光L240。但是，当光扫描部240位于沿逆时针转动的扫描位置时，从光扫描部240射出用单点划线表示的平行光L240A，当光扫描部240位于沿顺时针转动的扫描位置时，从光扫描部240射出用虚线表示的平行光L240B。

其结果，入射到衍射光学元件230的平行光的入射角度发生变化，形成在被照明平面(该例的情况下，XY平面)上的照明区域250的位置发生变化。当使光扫描部240进行周期性的扫描时，照明区域250进行周期性的移动动作，例如，在图所示的照明区域250A与照明区域250B之间进行往复运动。因此，该情况下，当从驾驶员观察时，也观察到由矩形构成的照明区域在前方的路面10上沿左右往复运动的状态。

在该第2实施方式中，相干光学系统220与点光源210之间的距离设定为始终等于相干光学系统220的焦距f。因此，从相干光学系统220始终射出平行度较高的平行光L220，从光扫描部240射出的平行光240的平行度也较高。形成在被照明平面上的照明区域250利用基于这样的平行度较高的平行光L240的衍射光L230形成。这对获得抑制了模糊的清楚的照明区域250是较重要的。

图9是示出本发明的第2实施方式的照明装置的具体实施例1～3的俯视图。该第2实施方式的实施例1～3是分别用具体装置构成用于生成图8所示的照明装置200中的点光源210的点光源生成部的例子。

图9的(a)所示的照明装置201是相当于第2实施方式的实施例1的装置，由激光光源211和光纤212构成点光源生成部，该光纤112将该由激光光源211生成的激光从根端部引导至前端部。在该实施例1的情况下，由于光从光纤212的前端部发散，所以在该前端部的位置(发散点)处生成点光源210。另外，在这里所示的例子的情况下，也准备多个n个的激光光源211和多个n个的光纤212，将由各个激光光源211产生的激光导入各个光纤212内，使各个光纤212的前端部会聚至1个点(作为点光源210的点)。

图9的(b)所示的照明装置202是相当于第2实施方式的实施例2的装置，由激光器模块213构成点光源生成部。该激光器模块213具有使激光从前端的发散点发散的功能，在该发散点的位置处生成点光源210。

图9的(c)所示的照明装置203是相当于第2实施方式的实施例3的装置，由光源装置214和会聚来自该光源装置214的光的聚光透镜215构成点光源生成部。光源装置214可以是激光光源(相干光源)，也可以是LED光源等一般光源(非相干光源)。聚光透镜215是具有将来自光源装置214的照明光L214会聚至1个点的功能的透镜。在照明光L214为平行光的情况下，来自聚光透镜215的折射光在会聚至聚光透镜215的后侧焦点位置之后，从该聚光位置发散。因此，在该聚光位置处生成点光源210。该情况下，也可以使用多个n个的光源装置214和多个n个的聚光透镜215将全部光会聚至作为光源210。

<<<§5.本发明的第1实施方式(反射型光扫描部)>>>

在上述的§3中，根据使用透射型光扫描部的实施例说明了本发明的第1实施方式。这里，根据使用反射型光扫描部的实施例说明本发明的第1实施方式。

图10是示出本发明的第1实施方式的照明装置的实施例4的俯视图。在该实施例4的照明装置104中，用于生成点光源110的点光源生成部由激光光源111和发散透镜116构成，该发散透镜116使该由激光光源111生成的激光发散。由激光光源111生成的激光是较细的光束状的光，但是由发散透镜116呈圆锥状地扩宽，光束直径被放大。换言之，能够获得从发散透镜116内的发散点扩宽的发散光L110。因此，在发散透镜的位置(发散点)生成点光源110。

来自点光源110的发散光L110被光扫描部145反射并入射到相干光学系统120，这里变平行。从相干光学系统120射出的平行光L120入射到衍射光学元件130，从该衍射光学元件130扩散的扩散光L130在被照明平面上形成照明区域150。光扫描部145具有通过改变所入射的发散光L110的朝向而射出来对光进行扫描的功能，通过该光扫描部145的扫描，平行光L120入射到衍射光学元件130的入射角度发生变化，因此，形成在被照明平面上的照明区域在照明区域150A与照明区域150B之间移动。

该图10所示的照明装置104的各结构要素的配置顺序和动作原理与图4所示的照明装置100的配置顺序和动作原理相同。即，无论在图4所示的照明装置100中，还是在图10所示的照明装置104中，来自点光源110的发散光L110都经过光扫描部140或145而施加到相干光学系统120，由该相干光学系统120整形后的平行光L120入射到衍射光学元件130。然后，通过光扫描部140或145的扫描，入射到相干光学系统120的光L140或L145的朝向发生变化，入射到衍射光学元件130的平行光L120的入射角度发生变化。

但是，在图4所示的照明装置100中，使用了透射型光扫描部140，与此相对，在图10所示的照明装置104中，可以使用反射型光扫描部145。因此，稍微变更了各结构要素的相互的配置。

光扫描部145具有：反射型扫描体(图中用标号145表示的板状部件)，其具有对所入射的光进行反射并射出的反射面；以及扫描机构(包含马达等的驱动机构：省略图示)，其使该反射型扫描体以规定的转动轴r为中心轴转动而进行扫描。作为反射型扫描体，能够使用具有转动自如的构造的反射镜等一般的反射部件，通过使该反射型扫描体转动，能够使反射光的行进方向发生变化。

在图示的例子的情况下，转动轴r为与Z轴平行的轴、即、与纸面垂直的轴，通过使扫描机构进行动作，反射型扫描体在附图中沿顺时针或逆时针转动。来自点光源110的发散光L110对该反射型扫描体进行反射而朝向相干光学系统120。通过扫描机构的扫描，透过反射型扫描体的光的朝向在X轴方向(沿着XY平面的方向)上发生变化。结果，光扫描部145起到改变朝向相干光学系统120的发散光L110的朝向并对入射到相干光学系统120的反射光L145进行扫描的功能。

当进行这样的扫描时，反射光L145入射到相干光学系统120的入射角度发生变化，因此，从相干光学系统120射出的平行光L120的朝向发生变化。而且，平行光L120对衍射光学元件130的入射角度发生变化，来自衍射光学元件130的衍射光L130的朝方发生变化。其结果，形成在被照明平面上的照明区域150的位置发生变化。

例如，在使反射型扫描体沿逆时针转动的扫描位置处，反射光L145、平行光L120、衍射光L130采取用单点划线表示的光路，在被照明平面上形成用单点划线的矩形表示的照明区域150A，在使反射型扫描体沿顺时针转动的扫描位置处，反射光L145、平行光L120、衍射光L130采取用虚线表示的光路，在被照明平面上形成用虚线的矩形表示的照明区域150B(另外，图示的单点划线、虚线是为了方便说明，并不表示光的准确的光路。例如，表示反射光L145的单点划线、虚线示意性表示反射光L145整体的朝向，而不表示从各反射位置起的单独的反射光的光路。实际的反射光L145与发散光L110同样地成为一边扩大一边前进的发散光。关于图11、图12也同样如此。)。

在图示的例子的情况下，形成在被照明平面上的照明区域150A、150B成为长边方向dl(Y轴方向)的长度大于宽度方向dw(X轴方向)的长度的矩形的区域。它们的长度能够任意设定，但是，在作为如图2中例示的车载型照明装置100来利用的情况下，设车辆40的行进方向为长边方向dl、与该长边方向dl垂直的方向为宽度方向dw，优选使用长边方向dl的长度大于宽度方向dw的长度的照明图案。这是因此，在从驾驶员观察的视场中，根据远近法的理论，长边方向dl看上去比宽度方向dw缩窄，因此，使长边方向dl的长度增大更能够提示具有更加适当的纵横比的照明图案。

当使光扫描部145进行周期性的扫描时，照明区域150进行周期性的移动动作，例如，在图所示的照明区域150A与照明区域150B之间进行往复运动。该情况下，当从驾驶员观察时，可观察到在前方的路面10上的照明区LZ(包含照明区域150A和照明区域150B的矩形区)中，由矩形构成的照明区域沿左右(X轴方向)往复运动的状态。

相干光学系统120是将反射光L145整形为平行光L120的整形光学系统，但是，配置成在光扫描部145位于预先确定的基准扫描位置时，使相干光学系统120的前侧焦点位置与点光源110的位置一致。另外，在使用反射型光扫描部的实施方式的情况下，光扫描部145使用反射镜等反射部件构成，因此，与相干光学系统120的前侧焦点位置一致的位置不是点光源110的实际的位置，而是在镜中生成的点光源110的位置(虚像位置)。这样，在本申请中，也包含“焦点位置与点光源的位置一致”的情况、“焦点位置与点光源的虚像位置一致”的情况。

例如，在将图10所示的光扫描部145的扫描位置设定为基准扫描位置的情况下，相干光学系统120的前侧焦点位置与由光扫描部145的反射面生成的点光源110的虚像位置一致。即，点光源110的虚像位置与相干光学系统120之间的距离与相干光学系统120的焦距f一致。如果能够进行这样的配置，则能够从相干光学系统120射出平行度较高的平行光L120，能够形成抑制了模糊的清楚的照明区域150。

另外，当对光扫描部145进行扫描时，从相干光学系统120观察到的点光源110的外观的位置发生变化，该外观的位置与相干光学系统120的距离不与相干光学系统120的焦距f准确地一致。但是，如也在透射型光扫描部的实施方式(§3)中所叙述的那样，如果设定为使至少光扫描部145位于基准扫描位置时的点光源110的外观的位置与相干光学系统120的前侧焦点位置一致，则通过限制成使扫描角度以某个程度变小，即使进行扫描，也能够在实际性上获得具有充分的平行度的平行光L120，也能够形成充分抑制了模糊的清楚的照明区域150。总之，相干光学系统120配置成使其前侧焦点位置在至少光扫描部145位于预先确定的基准扫描位置时，与点光源110的位置(虚像位置)一致即可。

此外，如在使用透射型光扫描部的实施方式(§3)中所叙述的那样，理想的是，在进行了扫描的情况下，最优选使得点光源110的外观的位置(虚像的外观的位置)在相干光学系统120的前侧焦点面上移动。因此，在使用这里所示反射型光扫描部的实施方式的情况下，也能够在设计相干光学系统120时，有目的地追加“像面弯曲调整”，从而设计焦点面为曲面的相干光学系统120。如果利用这样的相干光学系统120，则能够进行使得点光源110的外观的位置的移动轨迹与该相干光学系统120的点曲面一致的设计。这样，即使在进行扫描的情况下，也能够使得点光源110的外观的位置在相干光学系统120的前侧焦点曲面上移动，能够获得具有较高的平行度的平行光L120，能够形成无模糊的清楚的照明区域150。

这样，图10所示的实施例4的照明装置104除了使用反射型的光扫描部作为光扫描部145的方面以外，还采用与在§3中所叙述的照明装置100～103相同的结构，该基本动作与在§3中所叙述的照明装置100～103相同。

图11是示出本发明的第1实施方式的照明装置的实施例5的侧视图(粗框F内为俯视图)。该实施例5的照明装置105的各结构要素基本上与上述的图10所示的照明装置104的各结构要素相同。但是，各结构要素的配置稍微不同。即，图10是照明装置104的俯视图(在以俯视的方式观察XY平面的图)，与此相对，图11是照明装置105的侧视图(以YZ平面为背景的图)(但是，粗框F内为俯视图)。因此，针对照明装置105的各结构要素的路面10(XY平面)的配置与图10所示的照明装置104的各结构要素的配置不同，其光学动作也稍微不同。

具体而言，图10所示的照明装置104的光扫描部145在X轴方向(沿着XY平面的水平方向)上对反射光L145进行扫描，与此相对，图11所示的照明装置105的光扫描部145在Z轴方向(沿着YZ平面的垂直方向)上对反射光L145进行扫描。换言之，图11所示的照明装置105的光扫描部145使反射型扫描体(在图中用标号145表示的板状部件)以与X轴平行的转动轴r为中心轴转动。

因此，在使反射型扫描体沿逆时针转动的扫描位置，反射光L145、平行光L120、衍射光L130采取用单点划线表示的光路，在被照明平面(XY平面上的路面10)上形成用单点划线的线段表示的照明区域150A，在使反射型扫描体沿顺时针转动的扫描位置处，反射光L145、平行光L120、衍射光L130采取用虚线表示的光路，在被照明平面上形成用虚线的线段表示的照明区域150B(另外，图示的单点划线、虚线是为了方便说明，并不表示光的准确的光路)。

图的粗框F内是该被照明平面(路面10)的俯视图。如图所示，用单点划线的矩形表示的照明区域150A在从驾驶员观察时形成于远方，用虚线的矩形表示的照明区域150B在从驾驶员观察时形成于附近。因此，当使光扫描部145进行周期性的扫描时，照明区域150进行周期性的移动动作，在图所示的照明区域150A与照明区域150B之间往复运动。因此，当从驾驶员观察时，观察到由矩形构成的照明区域在路面10上的照明区LZ(包含照明区域150A和照明区域150B的矩形的区)上沿前后(Y轴方向)往复运动的状态。

图12是示出本发明的第1实施方式的照明装置的实施例6的俯视图(一部分为框图)。该实施例6的照明装置106对图10所示的照明装置104的各结构要素进一步附加作为块示出的扫描控制部160和光源控制部170。

扫描控制部160是具有对光扫描部145的扫描进行控制的功能的结构要素，例如，能够由对光扫描部145的扫描机构施加规定的控制信号的电子电路构成。另一方面，光源控制部170是具有对点光源生成部的点亮和熄灭进行控制的功能的结构要素，例如，能够由对激光光源111施加指示点亮或熄灭的控制信号的电子电路构成。结果，光源控制部170能够进行点光源的点亮和熄灭的控制。

该照明装置106的特征在于，与扫描控制部160的扫描控制联动地进行光源控制部170对点光源的点亮和熄灭的控制。如图所示，从扫描控制部160对光源控制部170施加表示各时刻的光扫描部145的扫描位置的信号。因此，光源控制部170能够在光扫描部145的扫描状态成为特定的扫描位置时(平行光L120入射到衍射光学元件130的入射角度成为特定的值时)，对激光光源111施加指示点亮或熄灭的控制信号。当进行这样的点亮和熄灭的控制时，能够仅在期望的位置处形成照明区域150。

例如，在图10、图11所示的实施例的说明中，叙述了通过由光扫描部145进行周期性的扫描来使照明区域在照明区LZ内往復移动的例子。该情况下，如果使光源控制部170执行仅在衍射光L130朝向照明区域150A的位置的时刻使点光源110点亮并且在除此以外的时刻使点光源110熄灭的控制，则光扫描部145无论是否继续进行周期性的扫描，但是实际上，都仅对照明区域150A进行照明。换言之，当从驾驶员观察时，看起来像矩形的照明区域不进行往复运动，而在1个部位(照明区域150A的位置)静止。当然，如果使光源控制部170的点亮定时偏离(如果改变针对周期性的扫描的点亮时的位相)，则也能够仅对照明区域150B进行照明，还能够仅对其他任意的位置进行照明。

总之，如果光源控制部170进行与该扫描控制同步地在特定的扫描位置处点亮并且在除此以外的扫描位置处熄灭的控制，使得扫描控制部160进行如对光扫描部145进行周期性的扫描的扫描控制，则仅对与该特定的扫描位置对应的照明区域进行照明。图12所示的照明区域150表示通过这样的控制而形成在任意的位置的照明区域。当然，如果在多个扫描位置处使点光源点亮，则能够在多个部位分别形成照明区域。

这样，如果能够由光源控制部170进行点光源的点亮和熄灭的控制，则不仅能够在任意的位置形成照明区域，还能够缩短点光源生成部中包含的光源(例如，激光光源111)的点亮时间，因此，还能够实现功耗的削减和光源的长寿命化。

以上，示出了对图10所示的照明装置104附加扫描控制部160和光源控制部170来进行点光源的点亮和熄灭的控制的实施方式(以下，称作点亮/熄灭控制方式)，但是，当然，该点亮/熄灭控制方式也同样能够应用于其他实施例(例如，使用在§3中所叙述的透射型光扫描部的实施例)。

图13是示出本发明的第1实施方式的照明装置的实施例7的立体图。之前所叙述的实施例均是以单色的照明为前提的照明装置，但是，如果设置2组以上这样的照明装置，并改变各个照明装置的照明光的波段，则能够构成进行彩色照明的照明装置。

图13所示的照明装置107是能够通过设置3组图11所示的照明装置105来形成具有期望的颜色的照明区域的彩色照明装置。3组照明装置中的、第1照明装置是进行红色的照明的装置，在图13中，对标号末尾附加R来示出该第1照明装置的各结构要素。同样，第2照明装置是进行绿色的照明的装置，在图13中，对标号末尾附加G来示出该第2照明装置的各结构要素。而且，第3照明装置是进行蓝色的照明的装置，在图13中，对标号末尾附加B来示出该第3照明装置的各结构要素。

该3组照明装置组装到相同的装置壳体180内。这里，第1照明装置的点光源生成部111R生成红色的点光源，第2照明装置的点光源生成部111G生成绿色的点光源，第3照明装置的点光源生成部111B生成蓝色的点光源。实际上，使用产生各个颜色的激光的激光光源即可。

各个照明装置的动作与图11所示的照明装置105相同，因此，这里省略说明，但是，第1照明装置的衍射光学元件130R形成红色的照明区域，第2照明装置的衍射光学元件130G形成绿色的照明区域，第3照明装置的衍射光学元件130B形成蓝色的照明区域。在图13所示的例子的情况下，以使红色的照明区域、绿色的照明区域、蓝色的照明区域相互成为相同的区域的方式，对各衍射光学元件130R、130G、130B所记录的衍射图案进行了调整。此外，各光扫描部145R、145G、145B同步地进行扫描(例如，从一个扫描控制部160施加公共的扫描控制信号即可)，因此，在某个扫描位置处所形成的照明区域150A、在另一扫描位置所形成的照明区域150B均成为3个颜色的照明区域重叠所得的彩色照明区域，成为用3个颜色的合成色进行照明的区域。

关于各点光源生成部111R、111G、111B产生的光的强度，如果使得能够单独地进行控制(不仅包含点亮/熄灭还包含中间强度的控制)(例如，使得从光源控制部170分别施加单独的输出控制信号即可)，则能够自由地调整光的红色、绿色、蓝色的成分的合成比，因此，能够将彩色照明区域的颜色设定为任意的颜色。当然，还能够与彩色照明区域的形成位置对应地改变照明颜色。

另外，红色的照明区域、绿色的照明区域、蓝色的照明区域不一定需要是相互完全重叠的区域，当然可以相互地产生偏差。在任意一个情况下，在红色的照明区域、绿色的照明区域、蓝色的照明区域的重叠部分上形成规定颜色的彩色照明区域。如图示的例子那样，在3个颜色的照明区域完全重叠的情况下，该重叠区域整体成为彩色照明区域，但是，在各颜色的照明区域仅一部分重叠的情况下，重叠部分成为彩色照明区域，未重叠的部分成为单色的照明区域。

<<<§6.本发明的第2实施方式(反射型光扫描部)>>>

在上述的§4中，根据使用透射型光扫描部的实施例说明了本发明的第2实施方式。这里，根据使用反射型光扫描部的实施例说明本发明的第2实施方式。

图14是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例4的俯视图。在该实施例4的照明装置204中，用于生成点光源210的点光源生成部由激光光源211和发散透镜216构成，该发散透镜116使该由激光光源211生成的激光发散。由激光光源211生成的激光是较细的光束状的光，但是由发散透镜216呈圆锥状地扩宽，光束直径被放大。换言之，能够获得从发散透镜216内的发散点扩展的发散光L210。因此，在发散透镜的位置(发散点)生成点光源210。

来自点光源210的发散光L210入射到相干光学系统220，这里变平行。从相干光学系统220射出的平行光L220被光扫描部245反射并入射到衍射光学元件230，从该衍射光学元件230扩散的扩散光L230在被照明平面上形成照明区域250。光扫描部245具有通过改变所入射的平行光L220的朝向而射出来对光进行扫描的功能，于通过该光扫描部245的扫描，平行光L245入射到衍射光学元件230的入射角度发生变化，因此，形成在被照明平面上的照明区域在照明区域250A与照明区域250B之间移动。

该图14所示的照明装置204的各结构要素的配置顺序和动作原理与图7所示的照明装置200的配置顺序和动作原理相同。即，无论在图7所示的照明装置200中，还是在图14所示的照明装置204中，来自点光源210的发散光L210都经过相干光学系统220而施加到光扫描部240或245，由相干光学系统220整形后的平行光L220入射到光扫描部240或245。而且，通过光扫描部240或245的扫描，平行光L240或L245入射到衍射光学元件230的入射角度发生变化。

但是，在图7所示的照明装置200中，使用了透射型光扫描部240，与此相对，在图14所示的照明装置204中，可以使用反射型光扫描部245。因此，稍微变更了各结构要素的相互的配置。

光扫描部245具有：反射型扫描体(图中用标号245表示的板状部件)，其具有对所入射的光进行反射并射出的反射面；以及扫描机构(包含马达等的驱动机构：省略图示)，其使该反射型扫描体以规定的转动轴r为中心轴转动而进行扫描。作为反射型扫描体，能够使用具有转动自如的构造的反射镜等一般的反射部件，通过使该反射型扫描体转动，能够使反射光的行进方向发生变化。

在图示的例子的情况下，转动轴r为与Z轴平行的轴、即、与纸面垂直的轴，通过使扫描机构进行动作，反射型扫描体在附图中沿顺时针或逆时针转动。来自点光源210的发散光L210首先通过相干光学系统220而变平行，并作为平行光L220入射到光扫描部245。而且，来自相干光学系统220的平行光L220从反射型扫描体中反射而朝向衍射光学元件230。这时，通过扫描机构的扫描，在反射型扫描体上反射的反射平行光L245的朝向在X轴方向(沿着XY平面的方向)上发生变化。结果，光扫描部245发挥改变朝向衍射光学元件230的反射平行光L245的朝向并在衍射光学元件230上对反射平行光L245进行扫描的功能。

当进行这样的扫描时，反射平行光L245入射到衍射光学元件230的入射角度发生变化，来自衍射光学元件230的衍射光L230的朝向发生变化。其结果，形成在被照明平面上的照明区域250的位置发生变化。

例如，在使反射型扫描体沿逆时针转动的扫描位置，反射平行光L245和衍射光L230采取用单点划线表示的光路，在被照明平面上形成用单点划线的矩形表示的照明区域250A，在使反射型扫描体沿顺时针转动的扫描位置，反射平行光L245和衍射光L230采取用虚线表示的光路，在被照明平面上形成用虚线的矩形表示的照明区域250B(另外，图示的单点划线、虚线是为了方便说明，并不表示光的准确的光路)。

在图示的例子的情况下，形成在被照明平面上的照明区域250A、250B成为长边方向dl(Y轴方向)的长度大于宽度方向dw(X轴方向)的长度的矩形的区域。如上所述，这是考虑在从驾驶员观察的视场中，提示具有更加适当的纵横比的照明图案。

当使光扫描部245进行周期性的扫描时，照明区域250进行周期性的移动动作，例如，在图所示的照明区域250A与照明区域250B之间进行往复运动。该情况下，当从驾驶员观察时，可观察到在前方的路面10上的照明区LZ(包含照明区域250A和照明区域250B的矩形区)中，由矩形构成的照明区域沿左右(X轴方向)往复运动的状态。

相干光学系统220是将来自点光源210的发散光L210整形为平行光L220的整形光学系统，并配置成使相干光学系统220的前侧焦点位置与点光源210的位置(虚像位置)一致。即，点光源210的位置(发散透镜216的发散点)与相干光学系统220的距离与相干光学系统220的焦距f一致。如果能够进行这样的配置。则能够从相干光学系统220射出平行度较高的平行光L220，能够形成抑制了模糊的清楚的照明区域250。

这样，图14所示的实施例4的照明装置204除了使用反射型的光扫描部作为光扫描部245的方面以外，还采用与在§4中所叙述的照明装置200～203相同的结构，该基本动作与在§4中所叙述的照明装置200～203相同。

图15是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例5的侧视图(粗框F内为俯视图)。该实施例5的照明装置205的各结构要素基本上与上述的图14所示的照明装置204的各结构要素相同。但是，各结构要素的配置稍微不同。即，图14是照明装置204的俯视图(在以俯视的方式观察XY平面的图)，与此相对，图15是照明装置205的侧视图(以YZ平面为背景的图)(但是，粗框F内为俯视图)。因此，针对照明装置205的各结构要素的路面10(XY平面)的配置与图14所示的照明装置204的各结构要素的配置不同，其光学动作也稍微不同。

具体而言，图14所示的照明装置204的光扫描部245在X轴方向(沿着XY平面的水平方向)上对反射平行光L245进行扫描，与此相对，图15所示的照明装置205的光扫描部245在Z轴方向(沿着YZ平面的垂直方向)上对反射平行光L245进行扫描。换言之，图15所示的照明装置205的光扫描部245使反射型扫描体(在图中用标号245表示的板状部件)以与X轴平行的转动轴r为中心轴转动。

因此，在使反射型扫描体沿逆时针转动的扫描位置处，平行反射光L245和衍射光L230采取用单点划线表示的光路，在被照明平面(XY平面上的路面10)上形成用单点划线的线段表示的照明区域250A，在使反射型扫描体沿顺时针转动的扫描位置处，平行反射光L245和衍射光L230采取用虚线表示的光路，在被照明平面上形成用虚线的线段表示的照明区域250B(另外，图示的单点划线、虚线是为了方便说明，并不表示光的准确光路)。

图的粗框F内是该被照明平面(路面10)的俯视图。如图所示，用单点划线的矩形表示的照明区域250A在从驾驶员观察时形成于远方，用虚线的矩形表示的照明区域250B在从驾驶员观察时形成于附近。因此，当使光扫描部245进行周期性的扫描时，照明区域250进行周期性的移动动作，在图所示的照明区域250A与照明区域250B之间往复运动。因此，当从驾驶员观察时，观察到由矩形构成的照明区域在路面10上的照明区LZ(包含照明区域250A和照明区域250B的矩形的区)上沿前后(Y轴方向)往复运动的状态。

图16是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例6的俯视图(一部分为框图)。该实施例6的照明装置206对图14所示的照明装置204的各结构要素进一步附加作为块示出的扫描控制部260和光源控制部270。

这里，与图12所示的扫描控制部160同样，扫描控制部260是具有对光扫描部245的扫描进行控制的功能的结构要素，与图12中的光源控制部170同样，光源控制部270是具有对点光源生成部的点亮和熄灭进行控制的功能的结构要素。而且，该照明装置206的特征在于，与扫描控制部260的扫描控制联动地进行光源控制部270对点光源的点亮和熄灭的控制。具体的联动控制的内容与图12所示的照明装置106相同，因此，这里省略详细的动作说明。

在该照明装置206中，也通过扫描控制部260与光源控制部270的协作动作，进行对点光源的点亮和熄灭的控制，能够仅在期望的位置形成照明区域250。这样，如果能够由光源控制部270进行点光源的点亮和熄灭的控制，则不仅能够在任意的位置形成照明区域，还能够缩短点光源生成部中包含的光源(例如，激光光源211)的点亮时间，因此，还能够实现功耗的削减和光源的长寿命化。当然，进行基于这样的协作动作的点亮和熄灭的控制的实施方式(点亮/熄灭控制方式)还同样能够应用于其他实施例(例如，使用在§4中所叙述的透射型光扫描部的实施例)。

图17是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例7的立体图。与图13所示的照明装置107同样，该实施例7的照明装置207是具有进行彩色照明的功能的照明装置。具体而言，图17所示的照明装置207通过设置3组图14所示的照明装置204，能够形成具有期望的颜色的照明区域。

在该照明装置207中，3组照明装置中的、第1照明装置也是进行红色的照明的装置，在图17中，对标号末尾附加R来示出该第1照明装置的各结构要素。同样，第2照明装置是进行绿色的照明的装置，在图17中，对标号末尾附加G来示出该第2照明装置的各结构要素。而且，第3照明装置是进行蓝色的照明的装置，在图17中，对标号末尾附加B来示出该第3照明装置的各结构要素。

该3组照明装置组装到相同的装置壳体280内。这里，第1照明装置的点光源生成部211R生成红色的点光源，第2照明装置的点光源生成部211G生成绿色的点光源，第3照明装置的点光源生成部211B生成蓝色的点光源。实际上，使用产生各个颜色的激光的激光光源即可。

各个照明装置的动作与图14所示的照明装置204相同，因此，这里省略说明，但是，第1照明装置的衍射光学元件230R形成红色的照明区域，第2照明装置的衍射光学元件230G形成绿色的照明区域，第3照明装置的衍射光学元件230B形成蓝色的照明区域。在图17所示的例子的情况下，也以使红色的照明区域、绿色的照明区域、蓝色的照明区域相互成为相同的区域的方式，对各衍射光学元件230R、230G、230B所记录的衍射图案进行了调整，各光扫描部245R、245G、245B同步地进行扫描。因此，在某个扫描位置处所形成的照明区域250A、在另一扫描位置处所形成的照明区域250B均成为3个颜色的照明区域重叠所得的彩色照明区域，成为用3个颜色的合成色进行照明的区域。其他方面与图13所示的照明装置107相同。

另外，在图13所示的照明装置107中，各光扫描部145R、145G、145B在垂直方向(Z轴方向)上进行扫描，因此，在从驾驶员观察时，观察到照明区域150沿前后移动的状态，但是，在图17所示的照明装置207中，各光扫描部245R、245G、245B在水平方向(X轴方向)上进行扫描，因此，在从驾驶员观察时，观察到照明区域250沿左右移动的状态。

因此，在图13所示的照明装置107中，3组光扫描部145R、145G、145B、3组相干光学系统120R、120G、120B、3组衍射光学元件130R、130G、130B分别沿垂直方向(Z轴方向)排列配置，但是，在图17所示的照明装置207中，3组相干光学系统220R、220G、220B、3组光扫描部245R、245G、245B、3组衍射光学元件230R、230G、230B沿着水平方向(X轴方向)排列配置。

图18是示出本发明的第2实施方式的照明装置的实施例8的立体图。与图17所示的照明装置207同样，该实施例8的照明装置208是具有进行彩色照明的功能的照明装置。在图17所示的照明装置207中，设置有3组图14所示的照明装置204，但是，在图18所示的照明装置208中，设置有3组图15所示的照明装置205。在该图18所示的照明装置208中，各光扫描部245R、245G、245B在垂直方向(沿着Z轴的方向)上进行扫描，因此，在从驾驶员观察时，观察到照明区域250沿前后移动的状态。

在该图18所示的照明装置208中，采用纵长的装置壳体285，3组相干光学系统220R、220G、220B沿水平方向(X轴方向)排列配置，但是，3组光扫描部245R、245G、245B和3组衍射光学元件230R、230G、230B沿着垂直方向(Z轴方向)排列配置。

这样，将3组照明装置组装到1个装置壳体时的各结构要素的配置存在自由度。因此，例如，在图17所示的照明装置207中，还能够将3组衍射光学元件230R、230G、230B在垂直方向(Z轴方向)上排列配置，在图18所示的照明装置208中，还能够将3组衍射光学元件230R、230G、230B在水平方向(X轴方向)上排列配置。在实用性上，尽可能采用有效的配置即可。这关于图13所示的照明装置107也同样如此。

此外，各光扫描部245R、245G、245B的扫描方向也能够自由地设定。例如，在图17所示的照明装置207中，还能够设使各光扫描部245R、245G、245B的扫描方向为垂直方向(Z轴方向)而使照明区域250在Y轴方向上移动，在图18所示的照明装置208中，还能够设各光扫描部245R、245G、245B的扫描方向为水平方向(X轴方向)而使照明区域250在X轴方向上移动。这关于图13所示的照明装置107也同样如此。

<<<§7.各种变形例>>>

这里，叙述能够公共地应用于之前叙述的第1实施方式和第2实施方式的各实施例的各种变形例。

<7.1进行高速扫描的变形例>

在之前的各实施例中，叙述了通过光扫描部的扫描使形成在被照明平面上的照明区域移动的例子，但是，当对光扫描部的扫描进行高速化时，从人眼看起来像移动的照明区域相连，看起来像对更大的区域整体进行照明。例如，在图15所示的照明装置205中，在由光扫描部245进行周期性的扫描时，在被照明平面上，照明区域250在Y轴方向上往复运动。如图所示，如果设位于该往复运动的两端的照明区域为照明区域250A和照明区域250B，将包含该两端部的照明区域250A、250B的矩形区域称作照明区LZ，则照明区域250在该照明区LZ内往复运动。

但是，当对光扫描部245的周期性扫描进行高速化时，从人眼看上去像移动的照明区域相连，看上去像对照明区LZ整体同时进行照明。这样，本发明的照明装置通过进行光扫描部的高速扫描，能够给人以如对作为多个照明区域的集合体区域来形成的照明区LZ整体进行了照明的效果。

图19是示出通过本发明的照明装置形成细长的照明区LZ的状态的立体图。该图19示出将图15所示的照明装置205配置成使衍射光学元件230到达XZ平面上。光扫描部245的转动轴r为与X轴平行的轴，被光扫描部245反射的反射平行光L245被在垂直方向上扫描。因此，在被设定为被照明平面的路面10(XY平面)上，如图15的粗框F内所示，矩形的照明区域250在Y轴方向上往复运动，但是，当对光扫描部245的扫描进行高速化时，如图19所示，从人眼看上去像对在Y轴方向上细长的一个照明区LZ进行了照明。

另外，在图19中，将该照明区LZ作为细长的梯形的区域夸张地进行了描绘，但是，该图变形地示出如下情形：由于衍射光L230扩宽并行进，所以越向远方前进，照明区LZ的横宽(X轴方向上的宽度)越大。这样的照明功能是适合例如将照明装置205作为车辆用的探照灯利用的情况的功能。

总之，该图19所示的变形例能够称为如下例子：在将形成在被照明面10上的不同的多个照明区域的集合体区域称作照明区LZ时，光扫描部245以照明区LZ被人眼视觉辨认为一个区域的速度进行扫描。

<7.2与衍射图案的生成方法有关的变形例>

在§2中，叙述了使用通过图3的(b)所例示的方法而生成的全息图元件作为图3的(a)所示的衍射光学元件130的例子。此外，还说明了能够利用通过计算机运算而求出记录在这样的全息图元件中的衍射图案(干涉条纹)的CGH。但是，用于本发明的照明装置的衍射光学元件130能够通过各种方法生成，即使在利用CGH的情况下，也不一定需要在计算机上模拟图3的(b)中例示的光学现象。

图20是示出使用位移角θV、θH来表现从衍射光学元件330上的1个点P射出的一阶衍射光强度的角度空间分布的方法的图。这里，在假设衍射光学元件330的衍射面配置于XZ平面上，并以规定的入射角度施加入射光Lin的情况下，尝试考虑从位于坐标(xp、yp、zp)的衍射面上的1个点P(xp、yp、zp)射出的衍射光L330的朝向。

图20的(a)是XY三维垂直坐标系的侧视图，相当于在从规定的方向对点P施加入射光Lin的情况下，将从点P射出的一阶衍射光L330的光路(虚线)投射到YZ平面上的图，图的右方为Y轴正向，图的上方为Z轴正向。图中示出了从点P射出的一阶衍射光L330(虚线)朝向空间上的任意的点Q(xq、yq、zq)的情形。在图示的例子的情况下，一阶衍射光L330朝与立在点P上的法线Np(与Y轴平行地)形成垂直方向位移角θV的方向射出。

在图中用实线夹着的角度范围表示一阶衍射光从点P起所朝向的扩散角度空间。即，实际上，在点P的周围的区域形成有规定的衍射图案(干涉条纹)，通过点P的附近的衍射图案衍射的一阶衍射光中不仅包含图示的衍射光L330，还包含在图中用实线夹着的扩散角度空间内前进的多个衍射光。因此，通过点P的附近的衍射图案衍射的一阶衍射光在该扩散角度空间内的光路中前进，在被照明平面上形成规定的被照明区域。

另一方面，图20的(b)是XY三维垂直坐标系的俯视图，相当于在从规定的方向对点P施加入射光Lin的情况下，将从点P射出的一阶衍射光L330的光路(虚线)投射到XY平面上的图，图的右方为Y轴正向、图的下方为X轴正向。图中示出了仍从点P射出的一阶衍射光L330(虚线)朝向空间上的任意的点Q(xq、yq、zq)的情形。在图示的例子的情况下，一阶衍射光L330朝与立在点P上的法线Np(与Y轴平行地)形成水平方向位移角θH的方向射出。在该图中，用实线夹着的角度范围也表示通过点P的附近的衍射图案衍射的一阶衍射光所朝向的扩散角度空间，一阶衍射光在该扩散角度空间内的光路中行进，在被照明平面上形成规定的照明区域。

这样，从衍射光学元件330的任意的1个点P射出的1条衍射光L330的行进方向(衍射方向)能够利用垂直方向位移角θV和水平方向位移角θH这2组角度来表现。即，从点P(xp、yp、zp)朝向点Q(xq、yq、zq)的衍射光的朝向可以通过作为(θV、θH)的2组角度表现。

从点P朝向各种方向的一阶衍射光的朝向可以通过作为(θV、θH)的2组角度表现，因此，如图20的(c)所示，从某个1点P射出的一阶衍射光的朝向可以通过用二维垂直坐标系θV-θH表现的角度空间分布上的分布点D的位置坐标表示。因此，关于该二维垂直坐标系θV-θH上的各个分布点D分别确定了规定强度的信息是表示通过点P的附近的衍射图案衍射的一阶衍射光强度的角度空间分布的信息，该信息称作表示该点P的附近的衍射图案的衍射特性的信息。

图21是示出通过来自本发明的照明装置中的衍射光学元件330的衍射光L330形成照明区域350的原理的立体图(虚线框内为角度空间分布图)。在该图中，衍射光学元件330的衍射面配置于XZ平面，被照明平面设定于XY平面。虚线框内所示的角度空间分布图是图20的(c)中所说明的分布图，在对衍射光学元件330上的1个点P的附近部分以规定的入射角度施加入射光Lin时，表示通过点P的附近的衍射图案衍射的一阶衍射光强度的角度空间分布(将分布图的各位置分别定义为规定的一阶衍射光强度值)。

这里，在图中实施阴影表示的细长的矩形区域Ap被定义为来自点P附近的扩散光的角度空间分布区域。例如，将矩形区域Ap的内部的各个点分别定义为规定的一阶衍射光强度值，将矩形区域Ap的外部的各个点分别定义为0，作为一阶衍射光强度值。该情况下，当对衍射光学元件330以上述规定的入射角度施加入射光Lin时，从点P的附近起朝与矩形区域Ap内的各点的坐标值(θV、θH)对应的方向射出衍射光。

在图示的例子的情况下，矩形区域Ap成为垂直方向位移角θV为负、水平方向位移角θH以0为中心具有遍及正负的规定宽度的区域，因此，如图所示，从点P的附近射出的衍射光L330成为具有朝向下方的规定的宽度的光，对矩形的照明区域350进行照明。

结果，为了设计具有在以规定的入射角度施加入射光Lin时在被照明平面上形成期望的照明区域350的功能的衍射光学元件330，首先，关于点P，生成如图21的虚线框内所示的角度空间分布图，在设定出以规定的入射角度入射的入射光Lin之后，根据该角度空间分布图，通过运算求出应该形成在点P的附近的衍射图案(干涉条纹)即可。当然，实际上，在衍射光学元件330上设定多个代表点P，关于这些各代表点P各自的附近，通过上述的方法求出衍射图案即可。这样，根据角度空间分布图来运算衍射图案的方法是作为生成CGH的方法而公知的方法，因此，这里，省略详细的说明。

在如图2所示的车载型照明装置的情况下，如图21所示，生成能够获得垂直方向位移角θV为负的角度空间分布图的衍射光学元件330，衍射光朝向斜下方而在路面上形成照明区域350。该情况下，衍射光L330的行进方向与投影面(被照明面：在图示的例子的情况下，XY平面)的法线方向(在图示的例子的情况下，Z轴方向)所成的角度越大、即、越在更远方形成照明区域350，照明区域350越沿Y轴方向延伸。

因此，在实用性上，优选预先记录衍射图案，使得能够获得如图21的虚线框内的角度空间分布图所示的矩形区域Ap那样使与垂直方向位移角θV有关的宽度小于与水平方向位移角θH有关的宽度的角度空间分布区域。这样，所投射的衍射光沿Y轴方向延伸，因此，如图21所示，能够形成纵横比较小的矩形的照明区域350。

这样，通过调整来自衍射光学元件330的衍射光L330的行进方向与投影面(被照明面)的法线方向所成的角度，能够使所形成的照明区域350的形状发生变化。另外，为了调整来自衍射光学元件330的衍射光L330的行进方向与投影面(被照明面)的法线方向所成的角度，例如，也可以通过光扫描部的光扫描，调整施加到衍射光学元件330的入射光Lin的入射角度，还可以在预先衍射光学元件330的设计时，将衍射光学元件330的衍射特性设计为期望的特性。

<7.3进行二维扫描的变形例>

之前叙述的实施例均由光扫描部一维地进行扫描，从光扫描部发出的光沿1个方向改变朝向。但是，用于本发明的光扫描部具有使透射型扫描体或反射型扫描体绕绕至少1个轴转动而进行扫描并且在至少1个方向上使光的朝向发生变化的功能即可，因此，还能够进行二维的扫描。

图22是示出在本发明的照明装置中通过进行二维的扫描形成具有二维的扩宽的照明区LZ的状态的立体图。即，在该照明装置的情况下，光扫描部(图22中未示出)具有通过将所入射的光的朝向相对于垂直的2个方向改变而射出来对光二维地进行扫描的功能，能够使形成在被照明面(XY平面)上的照明区域350的位置二维地发生变化。

图22中示出以规定的入射角度对配置在XZ平面上的衍射光学元件330照射入射光Lin并通过衍射光L330在XY平面上形成照明区域350(用粗线框表示的矩形区域)的状态。这里，如果由光扫描部对光在X轴方向和Z轴方向的2个方向上进行扫描，则入射光Lin的朝向也在X轴方向和Z轴方向的2个方向上发生变化。当使入射光Lin的朝向在X轴方向上发生变化时，例如，如图10所示的例子那样，照明区域在X轴方向上移动，当使入射光Lin的朝向在Z轴方向上发生变化时，例如，如图11所示的例子那样，照明区域在Y轴方向上移动。因此，当使入射光Lin的朝向在X轴方向和Z轴方向的2个方向上发生变化时，如图22所示，照明区域350在X轴方向和Y轴方向的2个方向上移动。

在图22中，为了方便说明，利用沿纵横呈棋盘状地排列的矩形表示以这样的方式二维地移动的照明区域350。各矩形对应于在入射光Lin以特定的入射角度入射到衍射光学元件330时所形成的各个照明区域。可是，实际上，照明区域350在X轴方向和Y轴方向上连续地移动，整体上形成具有二维的扩宽的照明区LZ，照明区域350在该照明区LZ内二维地移动。另外，与图19所示的实施例同样，越向远方行进，衍射光越产生扩宽，因此，实际上，该照明区LZ为梯形，而不是矩形。

这里，如果能够对X轴方向的扫描量和Y轴方向的扫描量分别独立地进行控制，则能够将照明区域350配置于照明区LZ内的任意位置。因此，如果采用如图12、图16所示的点亮/熄灭控制方式，则能够仅对照明区LZ内的任意位置进行照明。例如，能够仅对作为图22中呈棋盘状地排列的多个矩形表示的照明区域中的、任意的照明区域进行照明。当然，如在§7.1中所叙述的那样，如果由光扫描部进行扫描高速，则能够使人将照明区LZ视觉辨认为一个区域。

<7.4使用要素衍射光学元件的变形例>

图23是示出在本发明的照明装置中使用要素衍射光学元件430形成照明区域450的例子的立体图。该要素衍射光学元件430具有多个要素衍射光学部(在附图中，对要素衍射光学元件430进行分割后的较小的矩形组)。这里，各个要素衍射光学部分别具有根据以预先设定的公共的基准角度(关于全部要素衍射光学部公共地设定的基准角度)入射的平行入射光Lin来在被照明面10(在图示的例子的情况下为XY平面)上形成相同的照明区域450的功能。

图24是示出图23所示的要素衍射光学元件430的衍射方式的放大立体图。为了方便说明，示出将要素衍射光学元件430的右下角点配置于坐标系的原点O的位置的状态。在该例子的情况下，要素衍射光学元件430具有二维矩阵状地配置在规定的配置平面(在该例子中，XZ平面)上的多个要素衍射光学部431、432、……。而且，如附图所示，在从规定方向(在图示的例子的情况下，Y轴负向)施加平行入射光Lin的情况下，各个要素衍射光学部均在被照明面10(XY平面)上形成相同的照明区域450。

例如，从要素衍射光学部431射出图中用单点划线表示的衍射光，通过该衍射光形成照明区域450。同样，从要素衍射光学部432射出图中用虚线表示的衍射光，通过该衍射光形成相同的照明区域450。通过来自其他要素衍射光学部的衍射光，也形成相同的照明区域450。另外，在图中，为了方便说明，示出了从要素衍射光学部431的代表点P1和要素衍射光学部432的代表点P2射出衍射光的状态，但是，实际上，通过形成在要素衍射光学部431、432内的衍射图案(干涉条纹)整体产生衍射现象，从要素衍射光学部431、432的整个面射出衍射光。

该情况下，来自位置相互不同的要素衍射光学部431、432的衍射光需要形成相同的照明区域450，因此，需要预先在要素衍射光学部431、432上形成相互不同的衍射图案。因此，在生成要素衍射光学元件430时，需要进行如下操作：按照各个要素衍射光学部431、432、……的每一个分别独立地生成衍射图案(干涉条纹)。

例如，在生成要素衍射光学元件430作为利用了计算机的CGH的情况下，对全部要素衍射光学部执行如下处理，二维矩阵状地排列关于所获得的多个要素衍射光学部的衍射图案，由此获得要素衍射光学元件430整体的衍射图案，在该处理中，关于要素衍射光学部431，通过运算求出形成照明区域450所需的衍射图案，接着关于要素衍射光学部432，通过运算求出形成照明区域450所需的衍射图案……。

通过这样的运算处理而获得的要素衍射光学元件430整体的衍射图案与通过未设置要素衍射光学部的通常方法获得的衍射图案不同，具有抑制被照明面上的投影像(照明区域450)的模糊并使投影像更加清楚的效果。认为这是因为，在通常的衍射光学元件的情况下，通过来自形成在元件整个面上的衍射图案整体的衍射光形成照明区域450，与此相对，在要素衍射光学元件430的情况下，由能够分别通过来自各个要素衍射光学部131、132、……的衍射光获得的独立的单独照明图案的集合体形成照明区域450。

在本发明的照明装置的情况下，采用由于使照明区域移动所以使平行入射光Lin入射到衍射光学元件的入射角度发生变化的方法，当入射角度的变化变大时，在所形成的照明区域上容易产生模糊。因此，如之前所叙述的那样，在本发明中，通过由相干光学系统对来自点光源的发散光进行整形并变平行，生成具有较高的平行度的平行光，从而消除照明区域的模糊。但是，在将本发明用于如图2所示的车载型照明装置的情况下，当进行向远方的投射时，更加容易产生照明区域的模糊。如图24所示的例子那样，当使用要素衍射光学元件作为衍射光学元件时，对进一步抑制模糊并形成具有较高的分辨率的照明区域是有效的。

另外，如图24所示，构成要素衍射光学元件430的各个要素衍射光学部431、432、……具有在入射光Lin以预先设定的规定的基准角度入射的情况下形成相同的照明区域450的功能，因此，在入射光Lin的入射角度发生较大变化的情况下，由各个要素衍射光学部431、432、……形成的照明区域有可能相互地产生偏差。在欲抑制这样的偏差的情况下，限制入射光Lin的入射角度的变化量(光扫描部的扫描量)即可。当然，还存在如下即使照明区域产生偏差也根据向驾驶员等提示的信息的内容的不同而不存在任何障碍的状况，因此，在这样的状况下，也可以故意使照明区域产生偏差。

<7.5省略衍射光学元件的变形例>

之前所叙述的实施例均是以衍射光学元件为必需结构要素的照明装置。即，之前所叙述的照明装置以如下部件为必需结构要素：点光源生成部，其生成点光源；衍射光学元件，其使以规定的入射角度入射的平行光衍射，通过所产生的衍射光在规定的被照明面上形成规定的照明区域；相干光学系统，其将来自点光源的发散光整形为平行光；以及光扫描部，其改变所入射的光的朝向而射出，从而对光进行扫描。

而且，以使来自点光源的发散光从光扫描部和相干光学系统的一方经由另一方而入射到衍射光学元件的方式，配置点光源、光扫描部、相干光学系统和衍射光学元件。此外，相干光学系统配置成在至少光扫描部位于预先确定的基准扫描位置时，使该相干光学系统的前侧焦点位置与点光源的位置一致，并构成为通过光扫描部的扫描，入射到衍射光学元件的平行光的入射角度发生变化。这里叙述的变形例是从之前所叙述的实施例的照明装置去除衍射光学元件并使构造更加简单的例子。

图25是示出从本发明的第1实施方式省略了衍射光学元件的变形例的照明装置500的基本结构的俯视图。该照明装置500相当于从图6的(a)所示的照明装置101去除衍射光学元件130。即，该照明装置500具有：点光源生成部(激光光源511和光纤512)，其生成点光源510；光扫描部540，其通过改变来自点光源510的发散光L510的朝向，对发散光L510在至少一个方向上进行扫描；以及相干光学系统520，其将由光扫描部540扫描的光L540整形为平行光L520。在图示的例子的情况下，光扫描部540具有以转动轴r为中心轴转动的扫描体，对发散光L510在一个方向上进行扫描。

这里，相干光学系统520配置成在至少光扫描部540位于预先确定的基准扫描位置时，使该相干光学系统520的前侧焦点位置与点光源510的位置(在设为反射型的情况下为虚像位置)一致。根据这样的结构，照明装置500具有通过光扫描部540的扫描对不同的方向进行照明的功能。因此，当进行光扫描部540的扫描时，在被照明面上形成在照明区域550A与照明区域550B之间移动的照明区域550。具体而言，来自点光源510的光通过光扫描部540的扫描，以通过用图中实线、单点划线或虚线描绘出的光路而对被照明面进行照明的方式随时间经过发生变化。另外，在图25中用500系列的标号表示的各结构要素与在图6的(a)中用100系列的标号表示的对应的各结构要素实质上相同，因此，这里，省略关于各个结构要素的详细说明。

另一方面，图26是示出从本发明的第2实施方式省略了衍射光学元件的变形例的照明装置600的基本结构的俯视图。该照明装置600相当于从图9的(a)所示的照明装置201去除衍射光学元件230。即，该照明装置600具有：点光源生成部(激光光源611和光纤612)，其生成点光源610；相干光学系统620，其将来自点光源610的发散光L610整形为平行光L620；以及光扫描部640，其通过改变平行光L620的朝向，对平行光L620在至少一个方向上进行扫描。在图示的例子的情况下，光扫描部640具有以转动轴r为中心轴转动的扫描体，对平行光L620在一个方向上进行扫描。

这里，相干光学系统620配置成在至少光扫描部640位于预先确定的基准扫描位置时，使该相干光学系统620的前侧焦点位置与点光源610的位置一致。根据这样的结构，照明装置600具有通过光扫描部640的扫描对不同的方向进行照明的功能。因此，当进行光扫描部640的扫描时，在被照明面上形成在照明区域650A与照明区域650B之间移动的照明区域650。具体而言，来自点光源610的光通过光扫描部640的扫描，以通过用图中实线、单点划线或虚线描绘出的光路而对被照明面进行照明的方式随时间经过发生变化。另外，在图26中用600系列的标号表示的各结构要素与在图9的(a)中用200系列的标号表示的对应的各结构要素实质上相同，因此，这里，省略关于各个结构要素的详细说明。

图25所示的照明装置500、图26所示的照明装置600不具有衍射光学元件，因此，向被照明面射出的光的扩散范围比之前所叙述的实施例的照明装置的光的扩散范围变窄。但是，在光扫描部540、640、相干光学系统520、620中，也能够使光以某个程度扩散，因此，照明光的每单位面积的光强度能够比从光源发出的直接光减弱。因此，即使在点光源生成部中使用激光光源等相干光的情况下，也能够确保必要的安全性。

<<<§8.本发明的基础概念的总结>>>

最后，总结本发明的基础概念，预先记载本发明的要点。本发明提供能够通过简单的光学结构对多个照明范围进行照明的照明装置，具有如下的各种方式。

本发明的基本方式是一种照明装置，其具有：光源；衍射光学元件，其使入射光衍射而与所述入射光的入射角度对应地对位置、形状、面积和方向中的至少一个不同的照明范围进行照明；光扫描部，其对来自所述光源的光在至少一个方向上扫描，并使所述入射光入射到所述衍射光学元件的入射角度发生变化；以及整形光学系统，其使来自所述光源的光变平行，来自所述光源的光从所述光扫描部和所述整形光学系统的一方通过另一方而入射到所述衍射光学元件。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述光扫描部对来自所述光源的光在至少一个方向上扫描并使其入射到所述整形光学系统，所述整形光学系统使从所述光扫描部入射的光变平行而入射到所述衍射光学元件。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述整形光学系统使来自所述光源的光变平行而入射到所述光扫描部，所述光扫描部在所述衍射光学元件上对光进行扫描。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述光扫描部对来自所述光源的光在至少一个轴方向上周期性地进行扫描。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述光扫描部使入射到所述衍射光学元件上的平行光的入射角度周期性地发生变化。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述衍射光学元件与所述光扫描部对光的扫描联动地使所述照明范围的位置、形状、面积和方向中的至少一个发生变化。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述衍射光学元件与所述光扫描部对光的扫描联动地使所述照明范围在预先确定的方向上移动。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述衍射光学元件不依赖于所述光扫描部对光的扫描位置而对大致相同面积和相同形状的所述照明范围进行照明。

本发明的一方式在上述照明装置中，具有光源控制部，该光源控制部与所述光扫描部的扫描联动地对所述光源的点亮和熄灭进行控制。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述光源控制部在所述光扫描部位于规定的扫描位置时使所述光源点亮，并且在所述规定的扫描位置以外的扫描位置处使所述光源熄灭，所述衍射光学元件在与所述规定的扫描位置对应的所述入射角度时，对与所述入射角度对应的所述照明范围进行照明。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述衍射光学元件能够与所述光扫描部对光的扫描方向对应地分别对不同的位置的所述照明范围进行照明，所述衍射光学元件通过与所述光扫描部对光的扫描方向同步地进行所述光源控制部对所述光源的点亮控制，对任意位置的所述照明范围进行照明。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述衍射光学元件与所述衍射光学元件的衍射光的行进方向与设置有所述照明范围的面的法线方向所成的角度对应地对将所述衍射光学元件的衍射范围延伸后的所述照明范围进行照明。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述衍射光学元件具有多个要素衍射光学部，该多个要素衍射光学部在来自所述光扫描部的光的入射角度为规定的角度时，对相同的所述照明范围进行照明。

本发明的另一方式是一种照明装置，其具有：光源；光扫描部，其对来自所述光源的光在至少一个方向上进行扫描；以及整形光学系统，其通过使所述光扫描部在至少一个方向上扫描出的光变平行，与来自所述光扫描部的入射光的入射角度对应地对位置、形状、面积和方向中的至少一个不同的照明范围进行照明。

本发明的又一个方式是一种照明装置，其具有：光源；整形光学系统，其使来自所述光源的光变平行；以及光扫描部，其对通过所述整形光学系统变平行后的光在至少一个方向上进行扫描，从而与来自所述整形光学系统的入射光的入射角度对应地对位置、形状、面积和方向中的至少一个不同的照明范围进行照明。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述光源的发散点配置于所述整形光学系统的前侧焦点位置。

本发明的一方式在上述照明装置中，所述光源的发散点配置于从所述整形光学系统的前侧焦点偏离的位置。

上述的各方式的照明装置中的点光源也可以不一定准确地配置于相干光学系统的前侧焦点位置。当将点光源配置于从相干光学系统的前侧焦点位置稍微偏离的位置时，能够使从照明装置射出的照明光成为扩散光或会聚光。在扩散光的情况下，每单位面积的光强度减弱，因此，在使用相干光源作为光源的情况下的安全性特别提高。在会聚光的情况下，能够更加清楚地对照明范围进行照明，能够提高在照明装置中进行某些信息显示的情况下的显示分辨率。

以上，根据若干个实施例说明了本发明，但是，这些实施例只不过作为例子进行了提示，不旨在限定发明的范围。这些实施例能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换和变更。这些实施例及其变形被包含在发明的范围或主旨内，并且被包含在权利要求书所记载的发明以及其均等的范围内。

产业上的可利用性

本发明的照明装置能够广泛用于对特定的照明区域进行照明并根据需要使该照明区域移动的用途。特别是，最优选用于对道路的路面进行照明的用途等如照明光的光轴与被照明面所成的角变小的照明环境。

标号说明

10：路面(被照明平面)；20～25：照明区域；30：行人；40：车辆；100、101～107：照明装置(第1实施方式)；110：点光源；110A、110B：外观的点光源；111、111R、111G、111B：激光光源(点光源生成部)；112：光纤(点光源生成部)；113：激光器模块(点光源生成部)；114：光源装置(点光源生成部)；115：聚光透镜(点光源生成部)；116、116R、116G、116B：发散透镜(点光源生成部)；120、120R、120G、120B：相干光学系统；130、130R、130G、130B：衍射光学元件；135：全息图原件(感光性介质)；138：扩散板；140：光扫描部(透射型)；145、145R、145G、145B：光扫描部(反射型)；150、150A、150B：照明区域；160：扫描控制部；170：光源控制部；180：装置壳体；200、201～208：照明装置(第2实施方式)；210：点光源；211、211R、211G、211B：激光光源(点光源生成部)；212：光纤(点光源生成部)；213：激光器模块(点光源生成部)；214：光源装置(点光源生成部)；215：聚光透镜(点光源生成部)；216、216R、216G、216B：发散透镜(点光源生成部)；220、220R、220G、220B：相干光学系统；230、230R、230G、230B：衍射光学元件；240：光扫描部(透射型)；245、245R、245G、245B：光扫描部(反射型)；250、250A、250B：照明区域；260：扫描控制部；270：光源控制部；280：装置壳体；330：衍射光学元件；350：照明区域；430：要素衍射光学元件；431、432：要素衍射光学部；450：照明区域；500：照明装置；510：点光源；511：激光光源；512：光纤；520：相干光学系统；540：光扫描部；550A、550B：照明区域；600：照明装置；610：点光源；611：激光光源；612：光纤；620：相干光学系统；640：光扫描部；650A、650B：照明区域；Ap：表示来自点P附近的扩散光的角度空间分布的矩形区域；C：光轴(照明光的中心轴)；D：角度空间分布上的分布点；dl：照明区域的长边方向；dw：照明区域的宽度方向；F：粗框内区域；f：相干光学系统的焦距；L110：发散光；L110A、L110B：外观的发散光；L114：照明光；L115：折射光；L120、L120A、L120B：平行光；L130、L130A、L130B：衍射光；L140、L140A、L140B：扫描光；L145：反射光；L210：发散光；L214：照明光；L215：折射光；L220：平行光；L230：衍射光；L240、L240A、L240B：平行光；L245：反射平行光；L330：衍射光；L430：衍射光；L510：发散光；L520：平行光；L540：被扫描的光；L610：发散光；L620：平行光；L640：被扫描的平行光；Lin：入射到衍射光学元件的入射光；LZ：照明区；Np：竖立地设置在在衍射光学元件上的点P上的法线；O：物体光/坐标系的原点；P：衍射光学元件上的点；P1、P2：要素衍射光学部的代表点；Q：被照明平面上的点；R：平行参考光；r：转动轴；X、Y、Z：三维垂直坐标系的各坐标轴；xp、yp、zp：点P的三维垂直坐标系的坐标值；xq、yq、zq：点Q的三维垂直坐标系的坐标值；θ：相对于被照明平面的照射角；θH：水平方向位移角；θV：垂直方向位移角。

Claims (26)

1.一种照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，具有：

点光源生成部(111～116、211～216)，其生成点光源(110、210)；

衍射光学元件(130、230)，其使以规定的入射角度入射的平行光(L120、L240)衍射，通过所产生的衍射光(L130、L230)在规定的被照明面(10)上形成规定的照明区域(150、250)；

相干光学系统(120、220)，其将来自所述点光源(110、210)的发散光(L110、L210)整形为平行光(L120、L220)；以及

光扫描部(140、145、240、245)，其改变所入射的光(L110、L220)的朝向而射出，从而对光进行扫描，

以使来自所述点光源(110、210)的发散光(L110、L210)从所述光扫描部(140、145、240、245)和所述相干光学系统(120、220)中的一方经过另一方而入射到所述衍射光学元件(130、230)的方式，配置所述点光源(110、210)、所述光扫描部(140、145、240、245)、所述相干光学系统(120、220)和所述衍射光学元件(130、230)，

所述相干光学系统(120、220)配置成使前侧焦点位置与所述点光源(110、210)的位置一致，

通过所述光扫描部(140、145、240、245)的扫描，平行光(L120、L240、L245)入射到所述衍射光学元件(130、230)的入射角度发生变化。

2.根据权利要求1所述的照明装置(100～107)，其特征在于，

来自点光源(110)的发散光(L110)经过光扫描部(140、145)而施加到相干光学系统(120)，由所述相干光学系统(120)整形后的平行光(L120)入射到衍射光学元件(130)，

通过所述光扫描部(140、145)的扫描，入射到所述相干光学系统(120)的光(L140、L145)的朝向发生变化，入射到所述衍射光学元件(130)的平行光(L120)的入射角度发生变化。

3.根据权利要求2所述的照明装置(100～103)，其特征在于，

光扫描部(140)具有：透射型扫描体，其将入射到第1面的光从第2面射出；以及扫描机构，其使该透射型扫描体绕至少1个轴(r)转动而进行扫描，

来自点光源(110)的发散光(L110)透过所述透射型扫描体而朝向相干光学系统(120)，通过所述扫描机构的扫描，透过所述透射型扫描体的光的朝向在至少1个方向上发生变化。

4.根据权利要求2所述的照明装置(104～107)，其特征在于，

光扫描部(145)具有：反射型扫描体，其具有对所入射的光进行反射并射出的反射面；以及扫描机构，其使该反射型扫描体绕至少1个轴(r)转动而进行扫描，

来自点光源(110)的发散光(L110)在所述反射型扫描体上反射而朝向相干光学系统(120)，通过所述扫描机构的扫描，在所述反射型扫描体上反射后的光的朝向在至少1个方向上发生变化。

5.根据权利要求1所述的照明装置(200～208)，其特征在于，

来自点光源(210)的发散光(L210)经过相干光学系统(220)而施加到光扫描部(240、245)，由所述相干光学系统(220)整形后的平行光(L220)入射到所述光扫描部(240、245)，

通过所述光扫描部(240、245)的扫描，入射到衍射光学元件(230)的平行光(L240、L245)的入射角度发生变化。

6.根据权利要求5所述的照明装置(200～203)，其特征在于，

光扫描部(240)具有：透射型扫描体，其将入射到第1面的光从第2面射出；以及扫描机构，其使该透射型扫描体绕至少1个轴(r)转动而进行扫描，

来自相干光学系统(220)的平行光(L220)透过所述透射型扫描体而朝向衍射光学元件(230)，通过所述扫描机构的扫描，透过所述透射型扫描体后的平行光的朝向在至少1个方向上发生变化。

7.根据权利要求5所述的照明装置(204～208)，其特征在于，

光扫描部(245)具有：反射型扫描体，其具有对所入射的光进行反射并射出的反射面；以及扫描机构，其使该反射型扫描体绕至少1个轴(r)转动而进行扫描，

来自相干光学系统(220)的平行光(L220)在所述反射型扫描体上反射而朝向衍射光学元件(230)，通过所述扫描机构的扫描，在所述反射型扫描体上反射后的平行光的朝向在至少1个方向上发生变化。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

光扫描部(140、145、240、245)进行针对至少1个方向的周期性的扫描，入射到衍射光学元件(L120、L240、L245)的平行光(L120)的入射角度周期性地发生变化。

9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

在衍射光学元件(130、230)上形成有衍射方向与平行光(L120、L240)的入射角度的变化对应地发生变化的衍射图案。

10.根据权利要求1～8中的任意一项所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

在衍射光学元件(130、230)上形成有在规定的被照明面(10)上所形成的照明区域(150、250)的位置、形状、面积中的至少1个与平行光(L120、L240)的入射角度的变化对应地发生变化的衍射图案。

11.根据权利要求1～8中的任意一项所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

衍射光学元件(130、230)由全息图元件构成，该全息图元件通过衍射光(L130、L230)在规定的被照明面(10)上形成再现像，由所述再现像形成照明区域(150、250)。

12.根据权利要求11所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

向全息图元件(130、230)记录了来自规定形状的扩散板(138)的物体光(O)与平行参考光(R)的干涉条纹，

光扫描部(140、145、240、245)在对入射到所述全息图元件(130、230)的平行光(L120、L240)进行扫描时，将所述平行参考光的入射角度作为基准角度，进行使该基准角度增减的扫描。

13.根据权利要求12所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

全息图元件(130、230)是记录有通过计算机的运算而求出的干涉条纹的CGH。

14.根据权利要求12或13所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

衍射光学元件(430)具有多个要素衍射光学部(431、432)，

所述要素衍射光学部(431、432)分别根据以公共的基准角度入射的平行的入射光(Lin)，在被照明面(10)上形成相同的照明区域(450)。

15.根据权利要求14所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

衍射光学元件(430)具有二维矩阵状地配置在规定的配置平面上的多个要素衍射光学部(431、432)。

16.根据权利要求1～15中的任意一项所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

光扫描部(140、145、240、245)具有通过将所入射的光(L110、L220)的朝向相对于垂直的2个方向改变而射出来对光二维地扫描的功能，使形成在被照明面(10)上的照明区域(350)的位置二维地发生变化。

17.根据权利要求1～16中的任意一项所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

在将形成在被照明面(10)上的不同的多个照明区域(350)的集合体区域称作照明区(LZ)时，光扫描部(140、145、240、245)以所述照明区被人眼视觉辨认为一个区域的速度进行扫描。

18.根据权利要求1～17中的任意一项所述的照明装置(106、206)，其特征在于，

所述照明装置(106、206)还具有：扫描控制部(160、260)，其对光扫描部(145、245)的扫描进行控制；以及光源控制部(170、270)，其对点光源生成部(111、211)的点亮和熄灭进行控制，

与所述扫描控制部(160、260)的扫描控制联动地进行所述光源控制部(170、270)对点光源的点亮和熄灭的控制。

19.根据权利要求18所述的照明装置(106、206)，其特征在于，

扫描控制部(160、260)进行扫描控制，该扫描控制进行周期性的扫描，

光源控制部(170、270)进行在特定的扫描位置处点亮并在除此以外的扫描位置处熄灭的控制，仅对与所述特定的扫描位置对应的照明区域(150、250)进行照明。

20.根据权利要求1～19中的任意一项所述的照明装置(101、201)，其特征在于，

点光源生成部具有激光光源(111、211)和将由该激光光源生成的激光从根端部引导至前端部的光纤(112、212)，在所述光纤的所述前端部生成点光源(110、210)。

21.根据权利要求1～19中的任意一项所述的照明装置(103、203)，其特征在于，

点光源生成部具有光源装置(114、214)和会聚来自该光源装置的光的聚光透镜(115、215)，在所述聚光透镜的聚光位置处生成点光源(110、210)。

22.根据权利要求1～19中的任意一项所述的照明装置(104～107、204～208)，其特征在于，

点光源生成部具有激光光源(111、211)和使由该激光光源生成的激光发散的发散透镜(116、216)，在所述发散透镜的位置处生成点光源(110、210)。

23.一种彩色照明装置(107、207、208)，其包含3组权利要求1～22中的任意一项所述的照明装置，该彩色照明装置(107、207、208)的特征在于，

第1照明装置的点光源生成部(111R、211R)生成红色的点光源，第2照明装置的点光源生成部(111G、211G)生成绿色的点光源，第3照明装置的点光源生成部(111B、211B)生成蓝色的点光源，

所述第1照明装置的衍射光学元件(130R、230R)形成红色的照明区域，所述第2照明装置的衍射光学元件(130G、230G)形成绿色的照明区域，所述第3照明装置的衍射光学元件(130B、230B)形成蓝色的照明区域，

在所述红色的照明区域、所述绿色的照明区域和所述蓝色的照明区域的重叠部分形成规定颜色的彩色照明区域。

24.根据权利要求1～23中的任意一项所述的照明装置(100～107、200～208)，其特征在于，

所述照明装置(100～107、200～208)还具有用于安装在车辆(40)上的安装部，被照明面(10)设定在路面上，从所述车辆对所述路面进行照明。

25.一种照明装置(500)，其特征在于，具有：

点光源生成部(511、512)，其生成点光源(510)；

光扫描部(540)，其通过改变来自所述点光源(510)的发散光(L510)的朝向，在至少一个方向上扫描所述发散光；以及

相干光学系统(520)，其将由所述光扫描部(540)扫描的光整形为平行光(L520)，

所述相干光学系统(520)配置成使前侧焦点位置与所述点光源(510)的位置一致，

所述照明装置(500)具有通过所述光扫描部(540)的扫描对不同的方向进行照明的功能。

26.一种照明装置(600)，其特征在于，具有：

点光源生成部(611、612)，其生成点光源(610)；

相干光学系统(620)，其将来自所述点光源(610)的发散光(L610)整形为平行光(L620)；以及

光扫描部(640)，其通过改变所述平行光(L620)的朝向，在至少一个方向上扫描所述平行光，

所述相干光学系统(620)配置成使前侧焦点位置与所述点光源(610)的位置一致，

所述照明装置(600)具有通过所述光扫描部(640)的扫描对不同的方向进行照明的功能。