CN111670318A - 照明装置、照明装置的设计方法以及设计装置 - Google Patents

照明装置、照明装置的设计方法以及设计装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111670318A
CN111670318A CN201980010949.0A CN201980010949A CN111670318A CN 111670318 A CN111670318 A CN 111670318A CN 201980010949 A CN201980010949 A CN 201980010949A CN 111670318 A CN111670318 A CN 111670318A
Authority
CN
China
Prior art keywords
projection
projection pattern
pattern
information
observer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980010949.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111670318B (zh
Inventor
仓重牧夫
西尾俊平
中井俊之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Publication of CN111670318A publication Critical patent/CN111670318A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111670318B publication Critical patent/CN111670318B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0944—Diffractive optical elements, e.g. gratings, holograms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/26—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S43/235 - F21S43/255
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0012—Optical design, e.g. procedures, algorithms, optimisation routines
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0916—Adapting the beam shape of a semiconductor light source such as a laser diode or an LED, e.g. for efficiently coupling into optical fibers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/18—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30—Collimators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/32—Holograms used as optical elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2400/00—Special features or arrangements of exterior signal lamps for vehicles
    • B60Q2400/50—Projected symbol or information, e.g. onto the road or car body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2103/00—Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
    • F21W2103/60—Projection of signs from lighting devices, e.g. symbols or information being projected onto the road
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/091—Traffic information broadcasting
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F19/00—Advertising or display means not otherwise provided for
    • G09F19/12—Advertising or display means not otherwise provided for using special optical effects
    • G09F19/18—Advertising or display means not otherwise provided for using special optical effects involving the use of optical projection means, e.g. projection of images on clouds
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F21/00—Mobile visual advertising
    • G09F21/04—Mobile visual advertising by land vehicles
    • G09F21/048—Advertisement panels on sides, front or back of vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)

Abstract

将包含信息的投影图案投影在投影面上的照明装置具有：光源，其射出相干光；以及衍射光学元件，其使来自光源的相干光发生衍射而投影出投影图案。衍射光学元件具有这样的衍射特性：以衍射光学元件的位置和方向作为基准，观察者在从视点位置将视线朝向第1视线方向时以规定的尺寸、形状以及倾斜角度视觉辨认出规定的信息。

Description

照明装置、照明装置的设计方法以及设计装置
技术领域
本公开涉及使用了相干光的照明装置、照明装置的设计方法以及设计装置。
背景技术
对于发出相干光的激光光源来说，通常，与LED(Light Emitting Device：发光二极管)相比，其发光强度高，此外，由于从激光光源发出的光是相干的，因此具有能够细微地控制配光并且使光传递至远方这样的优点。
在JP2012-146621A1中公开了如下的车辆用灯具：利用光偏转器使激光二维地扫描，并穿过投影透镜而形成规定的配光图案。
在例如出于将特定的信息显示在路面上的目的而使用激光的情况下，由于光束直径小，因此能够对表示信息的文字或图案等的边缘的照明模糊进行抑制，与使用LED光的情况相比，能够鲜明地显示信息。
此外，对于激光来说，即使对远方进行照明，光束直径的扩展也比LED光等的光束直径的扩展小，因此激光也适用于对远方进行照明的用途。但是，即使是激光，也是越远则光束直径越大，因此例如在使用激光对远方的路面进行照明时，有时照明范围在激光的行进方向上延伸得较长。因此，在使用激光将规定的信息显示在远方的路面上的情况下，该信息被拉伸地显示在路面上，因此有时无法准确地识别出所显示的信息。
发明内容
本公开提供即使在使用相干光将规定的信息显示于远方的情况下、特定的观察者也能够准确地识别出该信息的照明装置、照明装置的设计方法以及设计装置。
本公开的第1照明装置将包含信息的投影图案投影在投影面上，其中，该照明装置具有：光源，其射出相干光；以及衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而投影出所述投影图案，所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：以所述衍射光学元件的位置和方向为基准，观察者在从第1视点位置将视线朝向所述投影图案时以规定的尺寸、形状以及倾斜角度视觉辨认出所述信息。
本公开的第2照明装置将包含信息的投影图案投影在投影面上，其中，该照明装置具有：光源，其射出相干光；以及衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而投影出所述投影图案，所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：与从所述衍射光学元件的位置将视线朝向所述投影图案的情况相比，在从与所述衍射光学元件的位置不同的第1视点位置将视线朝向所述投影图案的情况下，更易于视觉辨认出所述信息。
在本公开的第1和第2照明装置中，也可以是，所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：在所述观察者从所述第1视点位置将视线朝向所述投影图案时，使所述观察者在与所述投影面不平行的面上视觉辨认出所述信息。
本公开的第3照明装置将包含信息的投影图案投影在投影面上，其中，该照明装置具有：光源，其射出相干光；以及衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而投影出所述投影图案，所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：在所述观察者从第1视点位置将视线朝向所述投影图案时，使所述观察者在与所述投影面不平行的面上视觉辨认出所述信息。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：所述投影图案在所述投影面上的尺寸根据从所述第1视点位置至所述投影图案上的各点的距离而不同。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：从所述视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的放射亮度均匀。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：从所述第1视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的亮度均匀。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，从所述第1视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的放射亮度的最小值Xmin、最大值Xmax以及平均值Xave满足以下两个算式(1)和算式(2)，
(Xmax-Xave)/Xave≤0.4···算式(1)
(Xave-Xmin)/Xave≤0.4···算式(2)。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述投影图案上的各点处的放射照度的最小值Ymin、最大值Ymax以及平均值Yave满足以下两个算式(3)和算式(4)，
(Ymax-Yave)/Yave≤0.4···算式(3)
(Yave-Ymin)/Yave≤0.4···算式(4)。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，从所述第1视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的亮度的最小值Zmin、最大值Zmax以及平均值Zave满足以下两个算式(5)和算式(6)，
(Zmax-Zave)/Zave≤(0.4)···算式(5)
(Zave-Zmin)/Zave≤(0.4)···算式(6)。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述投影图案上的各点处的放射照度的最小值Wmin、最大值Wmax以及平均值Wave满足以下两个算式(7)和算式(8)，
(Wmax-Wave)/Wave≤0.4···算式(7)
(Wave-Wmin)/Wave≤0.4···算式(8)。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述衍射光学元件具有如下的所述衍射特性：在从所述第1视点位置将视线朝向所述投影图案的情况和从与所述第1视点位置不同的第2视点位置将视线朝向所述投影图案的情况之间，使观察者视觉辨认出尺寸、形状以及倾斜角度中的至少一项不同的图案。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述衍射光学元件具有如下的所述衍射特性：在从所述第1视点位置将视线朝向所述投影图案的情况和从与所述第1视点位置不同的第2视点位置将视线朝向所述投影图案的情况之间，使观察者视觉辨认出不同的信息。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述光源射出规定的放射束的相干光，使得在从所述第1视点位置将视线朝向所述第1视线方向时以预先确定的放射亮度视觉辨认出所述信息。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述光源射出规定的光束的相干光，使得在从所述第1视点位置将视线朝向所述第1视线方向时以预先确定的亮度视觉辨认出所述信息。
也可以是，本公开的第1～第3照明装置具有对从所述光源射出的相干光进行准直的整形光学系统，所述衍射光学元件使通过所述整形光学系统准直后的相干光发生衍射而投影出所述投影图案。
在本公开的第1～第3照明装置中，也可以是，所述整形光学系统调整从所述光源射出的相干光的行进方向以抑制所述投影图案的模糊。
本公开的第1照明装置的设计方法具有以下步骤：设定观察条件信息，所述观察条件信息包含观察者的视点位置和视线方向以及供所述观察者观察的信息；根据所述观察条件信息来计算投影条件信息，所述投影条件信息包含投影面上的投影出投影图案的位置以及投影图案在所述投影面上的形状和尺寸；以及根据所述投影条件信息和将所述投影图案投影在所述投影面上的照明装置的位置来计算照明条件信息，所述照明条件信息包含从所述照明装置朝向所述投影面射出的相干光的放射强度的分布。
本公开的第2照明装置的设计方法具有以下步骤：设定观察条件信息，所述观察条件信息包含观察者的视点位置和视线方向以及供所述观察者观察的信息；根据所述观察条件信息来计算投影条件信息，所述投影条件信息包含投影面上的投影出投影图案的位置以及投影图案在所述投影面上的形状和尺寸；以及根据所述投影条件信息和将所述投影图案投影在所述投影面上的照明装置的位置来计算照明条件信息，所述照明条件信息包含从所述照明装置朝向所述投影面射出的相干光的光度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，在所述照明装置中设置有：光源，其射出相干光；以及衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而投影出所述投影图案，所述设计方法还具有以下步骤：根据所述照明条件信息来设计所述衍射光学元件的衍射特性。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，所述衍射特性被设计为使得：在从所述视点位置将视线朝向所述视线方向时以预先确定的尺寸、形状以及倾斜角度视觉辨认出所述投影图案。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，所述观察条件信息包含关于与所述投影面不平行的面的方向的信息，使得在从所述视点位置将视线朝向所述视线方向时在所述不平行的面上视觉辨认出所述信息。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，在计算所述投影条件信息的步骤中，以所述投影图案的形状和尺寸根据从所述视点位置至所述投影图案上的各点的距离而变化的方式计算出所述投影图案的形状和尺寸。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，所述观察条件信息包含被设定为使得从所述视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的放射亮度变得均匀的放射亮度分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，所述观察条件信息包含被设定为使得从所述视点位置观察所述投影图案时的所述投影图案的亮度变得均匀的亮度分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，在计算所述投影条件信息的步骤中，根据所述放射亮度的分布来计算所述投影面的投影出所述投影图案的区域内的放射照度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，在计算所述投影条件信息的步骤中，根据所述亮度的分布来计算所述投影面的投影出所述投影图案的区域内的照度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，在计算所述照明条件信息的步骤中，根据所述放射照度的分布来计算所述放射强度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，在计算所述照明条件信息的步骤中，根据所述照度的分布来计算所述光度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，在计算所述照明条件信息的步骤中，以在所述投影面的投影出所述投影图案的区域内使放射照度变得均匀的方式来计算所述放射强度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计方法中，在计算所述照明条件信息的步骤中，以在所述投影面的投影出所述投影图案的区域内使照度变得均匀的方式来计算所述光度的分布。
本公开的第1照明装置的设计装置具有：观察条件设定部，其设定观察条件信息，所述观察条件信息包含观察者的视点位置和视线方向以及供所述观察者观察的信息；投影条件计算部，其根据所述观察条件信息来计算投影条件信息，所述投影条件信息包含投影面上的投影出投影图案的位置以及投影图案在所述投影面上的形状和尺寸；以及照明条件计算部，其根据所述投影条件信息和将所述投影图案投影在所述投影面上的照明装置的位置来计算照明条件信息，所述照明条件信息包含从所述照明装置朝向所述投影面射出的相干光的放射强度的分布。
本公开的第2照明装置的设计装置具有：观察条件设定部，其设定观察条件信息，所述观察条件信息包含观察者的视点位置和视线方向以及供所述观察者观察的信息；投影条件计算部，其根据所述观察条件信息来计算投影条件信息，所述投影条件信息包含投影面上的投影出投影图案的位置以及投影图案在所述投影面上的形状和尺寸；以及照明条件计算部，其根据所述投影条件信息和将所述投影图案投影在所述投影面上的照明装置的位置来计算照明条件信息，所述照明条件信息包含从所述照明装置朝向所述投影面射出的相干光的光度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，在所述照明装置中设置有：光源，其射出相干光；以及衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而照明所述投影图案，所述设计装置还具有根据所述照明条件信息来设计所述衍射光学元件的衍射特性的衍射特性设计部。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述衍射特性设计部将所述衍射特性设计为：使得在从所述视点位置将视线朝向所述视线方向时以预先确定的尺寸、形状以及倾斜角度视觉辨认出所述投影图案。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述观察条件信息包含关于与所述投影面不平行的面的方向的信息，使得在从所述视点位置将视线朝向所述视线方向时在所述不平行的面上视觉辨认出所述信息。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述投影条件计算部计算所述投影图案的形状和尺寸，使得所述投影图案的形状和尺寸根据从所述视点位置至所述投影图案上的各点的距离而变化。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述观察条件信息包含被设定为使得从所述视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的放射亮度变得均匀的放射亮度分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述观察条件信息包含被设定为使得从所述视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的亮度变得均匀的亮度分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述投影条件计算部根据所述放射亮度的分布来计算所述投影面的投影出所述投影图案的区域内的放射照度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述投影条件计算部根据所述亮度的分布来计算所述投影面的投影出所述投影图案的区域内的照度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述照明条件计算部根据所述放射照度的分布来计算所述放射强度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述照明条件计算部根据所述照度的分布来计算所述光度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述照明条件计算部以在所述投影面的投影出所述投影图案的区域内使放射照度变得均匀的方式计算所述放射强度的分布。
在本公开的第1和第2照明装置的设计装置中，所述照明条件计算部以在所述投影面的投影出所述投影图案的区域内使照度变得均匀的方式计算所述光度的分布。
根据本公开，即使在使用相干光将规定的信息显示于远方的情况下，特定的观察者也能够准确地识别出该信息。
附图说明
图1是示意性地示出照明装置的概略结构的立体图。
图2是对衍射光学元件在被照明区域的宽度方向上的衍射特性的设计进行说明的图。
图3是对衍射光学元件在被照明区域的长度方向上的衍射特性的设计进行说明的图。
图4A是示出投影图案内的规定的信息的第1投影方式的图。
图4B是示出投影图案内的规定的信息的第2投影方式的图。
图4C是示出投影图案内的规定的信息的第3投影方式的图。
图4D是示出投影图案内的规定的信息的第4投影方式的图。
图5是对观察者所观察的观察范围进行说明的图。
图6A是示出在图5的实线的观察范围内视觉辨认出的规定的信息的一例的图。
图6B是示出在图5的虚线的观察范围内视觉辨认出的规定的信息的一例的图。
图7是示出设计本实施方式的照明装置的设计装置的概略结构的框图。
图8的(a)是示出矩形形状的投影图案的图，图8的(b)是示出观察者所认知的投影图案的图。
图9的(a)和(b)是对双眼的辐辏角进行说明的图。
图10的(a)和(b)是对单眼的辐辏角进行说明的图。
图11的(a)是示出梯形形状的投影图案的图，图11的(b)是示出观察者所认知的投影图案的图。
图12A的(a)和(b)是对投影图案的梯形变换进行说明的图。
图12B是对投影图案的梯形变换进行说明的图。
图13是示出图7的设计装置的处理动作的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的一个实施方式进行说明。另外，在本案说明书所添加的附图中，为了便于图示和理解，相对于实物分别适当地变更、夸大了比例尺和纵横的尺寸比等。
此外，关于在本说明书中使用的用于确定形状或几何条件以及它们的程度的例如“平行”、“垂直”、“相同”等词语、和长度、角度的值等，不受严格意义的限制，应解释为包含可期待相同功能的程度的范围。
图1是示意性地示出照明装置1的概略结构的立体图。本实施方式的照明装置1例如用作设置型的信息显示灯的一部分。但是，本实施方式的照明装置1也能够用作探照灯等各种照明灯。此外，也考虑了搭载于各种移动体，即不仅能够应用于汽车、自行车等车辆，也能够应用于船舶、飞机、列车等移动体。以下，作为一例，对将本实施方式的照明装置1应用于设置型的信息显示灯的例子进行说明。
如图1所示，本实施方式的照明装置1具有光源2、整形光学系统3以及衍射光学元件4。照明装置1内的各部分收纳于例如长方体形状的壳体1a的内部。
光源2典型地是放射相干光即激光的激光光源2。关于激光光源2，存在半导体激光等各种类型，可以是任何类型的激光光源2。这里，相干光是指相位和频率一致的光。
整形光学系统3扩大或缩小从光源2射出的相干光并使其准直。准直是指使从光源2射出的相干光平行化。此外，根据需要，也包含掩模等，从而具有调整激光的投影尺寸等的功能。更具体而言，整形光学系统3具有：第1透镜3a，其扩大从光源2射出的相干光的光束直径；以及第2透镜3b，其使穿过了第1透镜3a的光平行化。
衍射光学元件4使通过整形光学系统3准直后的相干光发生衍射。衍射光学元件4典型的是全息元件40。如后所述，通过使用全息元件40作为衍射光学元件4，由此易于设计衍射特性，也能够比较容易地设计可将预定的位置、尺寸以及形状的信息显示在被照明区域6内那样的全息元件40。
衍射光学元件4可以分割成多个要素衍射部。在该情况下，各要素衍射部可以显示规定的信息整体，也可以各显示规定的信息的一部分。
设计衍射光学元件4的衍射特性，以使衍射光学元件4的各要素衍射部准确地对被照明区域6内的与各要素衍射部分别对应的各照明范围进行照明，由此，能够对显示在被照明区域6内的规定的信息的模糊进行抑制。
图2和图3示出了以下例子：衍射光学元件4被分割成多个要素衍射部45，将各要素衍射部45的衍射特性设计为在各要素衍射部45发生了衍射后的相干光对被照明区域6的整个区域进行照明。在衍射光学元件4使规定的信息显示在被照明区域6内的情况下，也能够应用图2和图3的例子。在图2和图3中示出了衍射光学元件4内的多个要素衍射部45在第1排列方向da和第2排列方向db上呈格子状配置的例子。
如图2所示，假设要素衍射部45的衍射特性未被特别地调整而彼此相同，则来自在第2排列方向db上错开排列的要素衍射部45的衍射光在作为该要素衍射部45的排列方向的第2排列方向db上移位而照射到被照明区域6所处的面上。在图2和图3中示出了各要素衍射部45对矩形形状的被照明区域6的整个区域进行照明的例子。
如图2所示，调整在第2排列方向db上排列的各要素衍射部45的衍射特性，使得从一个要素衍射部45s入射到沿着被照明区域6的长度方向dl的任意位置的衍射光的、沿着与长度方向dl垂直的宽度方向dw的照射宽度iw与从另一要素衍射部45k入射到沿着被照明区域6的长度方向dl的任意位置的衍射光的、沿着宽度方向dw的照射宽度iw相同。该衍射特性的调整是在沿着被照明区域6的长度方向的整个区域的范围内进行的。另外，图2是从被照明区域6的法线方向观察被照明区域6的俯视图，图3是从在被照明区域6的法线方向nd和长度方向dl上延伸的面的法线方向观察的图。
在图2所示的例子中，根据被照明区域6的宽度来调整朝向被照明区域6内的沿着长度方向dl与各要素衍射部45分离了距离R的位置的光的衍射特性。此外，能够使用角度空间内的扩散角度分布来调整衍射特性。首先，调整作为基准的要素衍射部45s的衍射特性。例如，在图2所示的例子中，根据图2所示的坐标系，如下这样确定基准要素衍射部45s的、朝向沿着长度方向dl分离了距离R的位置的扩散角度特性。
tan(θ1+)＝x+/R
tan(θ1-)＝x-/R
接着，考虑作为基准的要素衍射部45s的扩散角度特性和从基准要素衍射部45s至其他的要素衍射部45k的沿着第2排列方向db的错位量a，来决定该要素衍射部45k的扩散角度特性。具体而言，如下这样确定。
tan(θ2+)＝(x++a)/R
tan(θ2-)＝(x--a)/R
基准要素衍射部45s的扩散角度特性的调整是在沿着被照明区域6的长度方向dl的整个区域的范围内进行的。同样地，其他的要素衍射部45k的扩散角度特性的调整也是在沿着被照明区域6的长度方向dl的的整个区域的范围内进行的。
接着，如图3所示，假设要素衍射部45的衍射特性没有被特别地调整而彼此相同，则来自在第1排列方向da上错开排列的要素衍射部45的衍射光在从要素衍射部45观察的正面方向和与该正面方向垂直的方向这两个方向上移位(即在图示的例子中，在被照明区域6的长度方向dl和宽度方向dw双方上移位)而照射到被照明区域6所处的面上。因此，与在第2排列方向db上错开排列的要素衍射部45的衍射特性的调整(图2)同样地调整在第1排列方向da上排列的要素衍射部45的衍射特性，使得从一个要素衍射部45s入射到沿着被照明区域6的长度方向dl的任意位置的衍射光的沿着与长度方向dl垂直的宽度方向dw的照射宽度iw与从其他要素衍射部45s、45k入射到沿着被照明区域6的长度方向dl的上述任意位置的衍射光的沿着宽度方向dw的照射宽度iw相同。
而且，如图3所示，调整在第1排列方向da上排列的要素衍射部45的衍射特性，使得从一个要素衍射部45s入射到沿着被照明区域6的宽度方向dw的任意位置的衍射光的沿着长度方向dl的照射长度il与从另一个要素衍射部45k入射到沿着被照明区域6的宽度方向dw的上述任意位置的衍射光的沿着长度方向dl的照射长度il相同。
在图3所示的例子中，根据被照明区域6的长度来调整从在第1排列方向da上排列的要素衍射部45朝向宽度方向dw上的任意位置的光的衍射特性。此外，能够使用角度空间内的扩散角度分布来调整衍射特性。首先，调整作为基准的要素衍射部45s的衍射特性。例如在图3所示的例子中，根据图3所示的坐标系，如下这样确定朝向宽度方向dw上的任意位置的基准要素衍射部45s的扩散角度特性。
tan(θ3+)＝h/y
tan(θ3-)＝h/(y+il)
另外，算式中的“h”相当于从形成有被照明区域6的照射面pl至基准要素衍射部45的沿着第1排列方向da的距离、即基准要素衍射部45所配置的位置的高度。
接着，考虑基准要素衍射部45s的扩散角度特性和从基准要素衍射部45s至包含有基准要素衍射部45s的全息元件40所包含的其他要素衍射部45k的、沿着第1排列方向da的错位量b，来决定该要素衍射部45k的扩散角度特性。具体而言，如下这样决定。
tan(θ4+)＝(h-b)/y
tan(θ4-)＝(h-b)/(y+il)
而且，对于与包含有基准要素衍射部45s的全息元件40不同的其他全息元件40所包含的其他要素衍射部45k，也能够同样地决定扩散特性。即，对于其他全息元件40所包含的其他要素衍射部45的扩散角度特性，能够考虑作为基准的要素衍射部45s的扩散角度特性和从基准要素衍射部45s至该要素衍射部45k的沿着第1排列方向da的错位量c来决定。具体而言，如下这样决定。
tan(θ5+)＝(h-c)/y
tan(θ5-)＝(h-c)/(y+il)
基准要素衍射部45s的长度方向dl上的扩散角度特性的调整是在沿着被照明区域6的宽度方向dw的整个区域的范围进行的。同样地，其他要素衍射部45的扩散角度特性的调整也是在沿着被照明区域6的宽度方向dw的整个区域的范围进行的。
接下来，对本实施方式的衍射光学元件4进行说明。衍射光学元件4具有这样的衍射特性：在观察者通过从预先确定的规定的视点位置(也称作第1视点位置)将视线朝向预先确定的规定的视线方向(也称作第1视线方向)而观察到投影面上的投影图案6a时，使观察者以预先确定的尺寸、形状以及倾斜角度观察到图案，由此视觉辨认出规定的信息。即，衍射光学元件4具有这样的衍射特性：以衍射光学元件4的位置和方向作为基准，在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向而观察到投影面上的投影图案6a时，该观察者以规定的尺寸、形状以及倾斜角度观察到图案，由此能够感知到信息。再换言之，当将投影图案6a投影在与该衍射光学元件4的板面不平行的投影面上时，能够使从第1视点位置将视线朝向第1视线方向的观察者观察到与投影面上的投影图案6a的形状和大小不同的形状和大小的图案。此时，衍射光学元件4不仅能够使观察者在投影面上视觉辨认出信息，还能够使观察者在与投影面不平行的面上视觉辨认出信息，换言之，能够使观察者在相对于投影面具有倾斜角度的面上视觉辨认出信息。
即，衍射光学元件4的衍射特性是以如下方式使光发生衍射：以衍射光学元件4的位置和方向作为基准，在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向时，该观察者能够在投影面上或相对于投影面具有倾斜角度的面上观察到具有与投影面上的投影图案6a的形状或尺寸不同的形状或尺寸的图案，并根据该图案掌握信息。例如，可以是，根据投影图案与观察者的距离，投影面上的投影图案的形状与想要使观察者视觉辨认的信息的形状相比而发生变化。更具体而言，可以是，随着从观察者的视点位置至投影图案6a的各部分的距离变远，投影面上的投影图案的形状与要想使观察者视觉辨认的信息的形状相比而变大。更具体表达的话，观察者实际观察到的图案的各部分的大小与投影面上的投影图案6a的对应的部分的大小之比可以根据投影图案6a的位置而变化。更具体而言，可以是，随着从观察者的视点位置至投影图案6a的各部分的距离变远，观察者实际观察到图案的各部分的大小与投影面上的投影图案6a的对应的部分的大小之比变小。结果为，与从衍射光学元件4的位置将视线朝向投影图案6a而观察投影图案6a的情况相比，在从预先确定的第1视点位置将视线朝向投影图案6a而观察投影图案6a的情况下，能够容易地从投影图案6a视觉辨认信息。
这样，通过考虑观察者的位置和观察者的视线方向而预先使投射到投影面上的投影图案6a的形状和尺寸偏离实际上要观察的图案的形状和尺寸，由此观察者能够更准确地视觉辨认信息。从观察者观察的观察角度、即视线方向与投影面的法线方向所成的角度越大，这样的作用效果越有用，具体而言，在观察角度为75°以上的情况下，进一步为85°以上的情况下，这样的作用效果特别有用。
此外，衍射光学元件4的衍射特性为如下的衍射特性：在从第1视点位置将视线朝向投影图案6a的情况、和从与第1视点位置不同的第2视点位置将视线朝向投影图案6a的情况之间，观察者将同一投影图案6a视觉辨认为尺寸、形状以及倾斜角度中的至少一项不同的图案。其结果为，在从第1视点位置将视线朝向投影图案6a的情况与从第2视点位置将视线朝向投影图案6a的情况之间，观察者可以视觉辨认出不同的信息。根据这些例子，能够对从特定的视点位置观察的观察者显示特別的信息。
衍射光学元件4也可以具有这样的衍射特性：在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向时，使观察者在与投影图案的投影面不平行的面上视觉辨认出信息。更具体而言，衍射光学元件4也可以具有这样的衍射特性：在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向时，投影图案在投影面上的尺寸根据从观察者至投影图案上的各点的距离而不同。或者，衍射光学元件4也可以具有这样的衍射特性：以衍射光学元件4的位置和方向作为基准，在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向时，在观察者的位置，投影图案的放射亮度均匀。即，可以使得从第1视点位置观察投影图案时的投影图案的放射亮度均匀。再换言之，可以使得连结第1视点位置和投影图案上的各点的方向上的、投影图案的放射亮度变得均匀。此外，衍射光学元件4也可以具有这样的衍射特性：以衍射光学元件4的位置和方向作为基准，在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向时，投影图案在投影面上的尺寸根据从观察者至投影图案上的各点的距离而不同，并且在观察者的位置，投影图案的放射亮度均匀。这里，放射亮度是指每单位立体角和每单位面积的光放射量即放射出的光能。
在由全息元件构成衍射光学元件4的情况下，通过使用计算机合成全息图(CGH：Computer Generated Hologram)，能够比较容易地使用计算机来设计上述的衍射特性。
图4A是示出由投影图案6a表示的规定的信息6b的第1投影方式的图，图4B是示出由投影图案6a表示的规定的信息6b的第2投影方式的图，图4C是示出由投影图案6a表示的规定的信息6b的第3投影方式的图，图4D是示出由投影图案6a表示的规定的信息6b的第4投影方式的图。
图4A～图4D示出了这样的例子：从照明装置1将包含规定的信息6b的投影图案6a投影在例如50m以上的远处的路面上。在图4A～图4D的例子中，作为规定的信息6b，使“STOP”这一文字显示在路面上，但显示的信息是任意的，不仅可以包含文字，也可以包含图样、图像、符号、数字等。此外，规定的信息6b的显示颜色和尺寸、文字线类型、线宽也是任意的，可以使用多种颜色来区分规定的信息6b的至少一部分。由于从照明装置1至被照明区域6的距离较远，因此规定的信息6b被拉伸地显示在路面上。
图4A的第1投影方式例示了这样的例子：照明装置1将投影图案6a投影在路面上，使得位于与照明装置1对置的一侧的观察者7能够视觉辨认出规定的信息6b的方式。投影图案6a所包含的规定的信息6b是以与该观察者7的视点位置和视线方向相应的方向和尺寸被投影的。这样，衍射光学元件4具有投影出如下投影图案6a的衍射特性，其中，该投影图案6a包含与位于规定的视点位置的观察者7将视线朝向规定的视线方向的情况相应的方向和尺寸的规定的信息6b。即使位于该观察者7的视点位置以外的位置的其他观察者7a、例如位于规定的信息6b的显示位置的侧方的观察者7a将视线朝向投影图案6a的显示位置方向，由于在投影图案6a中规定的信息6b被拉伸地投影，因此无法准确地识别规定的信息6b。
图4B的第2投影方式示出了这样的例子：照明装置1将包含规定的信息6b的投影图案6a投影在路面上，使得位于规定的信息6b的显示位置的侧方的观察者7能够准确地识别规定的信息6b。在图4A和图4B中，观察者7的位置不同，因此规定的信息6b的显示方向也对应观察者7的位置而变更。
图4C的第3投影方式示出了这样的例子：使位于照明装置1附近的观察者7能够在沿着激光从照明装置1射出的射出方向的视线方向上识别规定的信息6b。在第3投影方式的情况下，位于与照明装置1对置的一侧的其他观察者7a和位于投影图案6a的侧方的其他观察者7a无法准确地识别规定的信息6b。
图4D的第4投影方式示出了这样的例子：使得位于路面上的投影图案6a的投影位置的上方的观察者7能够识别规定的信息6b。在第4投影方式的情况下，位于照明装置1附近的其他观察者7a和位于投影图案6a附近的观察者7a无法准确地识别规定的信息6b。
这样，通过调整衍射光学元件4的衍射特性，能够任意地调整投影图案6a所包含的规定的信息6b的显示方式，当规定的信息6b的显示方式改变时，观察者7所观察到的外观上的信息的形状或尺寸、倾斜角度发生变化。
此外，通过调整从光源2射出的激光的放射束，能够调整投影图案6a的放射照度。这里，放射束是指光放射量即放射出的光能。此外，放射照度是指每单位面积的受光量即接收到的光能。而且，通过使用整形光学系统3来调整激光的行进方向，也能够抑制投影图案6a的模糊。
图5是对观察者7所观察的观察范围8进行说明的图，图6A和图6B是示出在观察范围8内观察到的规定的信息6b的显示例的图。
如图5所示，当观察者7将视线朝向被投影在作为投影面的路面上的投影图案6a时，在外观上，在观察范围8内视觉辨认出规定的信息6b。通过调整由投影图案6a表示的规定的信息6b的形状和尺寸，由此，观察范围8像图5的实线那样配置在接近路面的法线方向的方向上，或像图5的虚线那样向接近路面的面方向的方向倾斜地配置。
图6A示出了在图5的实线的观察范围8内易于视觉辨认出的规定的信息6b的一例，图6B示出了在图5的虚线的观察范围8内易于视觉辨认出的规定的信息6b的一例。图6A和图6B示出了箭头标记作为规定的信息6b的例子。在观察者7以图6A所示的形状观察投影图案6a的情况下，规定的信息6b成为沿路面的法线方向延伸的箭头，并且观察者7在实线的观察范围8内、即在与投影面垂直的面上观察信息6b。在想要使观察者7简单地观察图案时，大多数情况下，将信息6b显示在与投影面垂直的面上是有效的。接着，在观察者7以图6B所示的形状观察投影图案6a的情况下，规定的信息6b为沿着相对于路面倾斜的方向延伸的箭头，并且在图5的虚线的观察范围8内、即在相对于投影面倾斜的面上观察信息6b。通过调整实际投影在路面上的投影图案6a的形状或尺寸，能够变更观察者7从规定的视觉辨认位置观察到的投影图案6a的形状或尺寸。而且，通过调整从视觉辨认位置观察到的投影图案6a的形状或尺寸，能够调节可视觉辨认到信息6b的面的、相对于投影面的倾斜角度。即，通过调整实际投影在路面上的投影图案6a的形状或尺寸，能够任意地调整这样的规定的信息6b的外观上的倾斜角度。
因此，例如，在希望在位于上述特定的视点位置的观察者7将视线朝向规定的视线方向时使其在图8的实线的位置视觉辨认出规定的信息6b的情况下，只要以在观察范围8内视觉辨认出图6A所示的形状的信息6b的方式来调整衍射光学元件4的衍射光学特性即可。此时，能够使得：在观察者7从规定的视点位置以外的位置将视线朝向投影图案时，难以以图6A所示的形状视觉辨认出规定的信息6b。即，通过预先调节实际投影在投影面上的投影图案6a的形状或尺寸，由此，位于特定的指定位置的观察者7易于在所意图的面上视觉辨认出信息，并且，位于特定的指定位置以外的观察者7易于在所意图的面以外的面上视觉辨认出信息。
投影在路面上的投影图案6a由来自衍射光学元件4的衍射光形成。由此，通过调整衍射光学元件4的衍射特性，能够将包含任意的形状和尺寸的规定的信息6b的投影图案6a投影在路面上。此外，整形光学系统3能够调整来自光源2的激光的行进方向以抑制投影图案6a的模糊。
图7是示出用于设计本实施方式的照明装置1的设计装置10的概略结构的框图。图7的设计装置10可以由专用的硬件设备实现，或者也可以通过由通用的PC(PersonalComputer：个人计算机)执行专用的软件而实现。图7的设计装置10具有观察条件设定部11、投影条件计算部12以及照明条件计算部13。
观察条件设定部11设定观察条件信息，该观察条件信息包含观察者7的视点位置和视线方向、以及观察者7所要观察的规定的信息6b。观察条件信息也可以包含观察者7观察规定的信息6b时的放射亮度的分布。作为一例，观察条件信息可以包含放射亮度分布，其中，所述放射亮度分布被设定为使得从视点位置观察到投影图案时的投影图案的放射亮度变得均匀。换言之，观察条件信息可以包含被设定为使得从投影图案上的各点朝向视点位置的放射亮度变得均匀的放射亮度分布。此外，观察条件信息也可以包含与使观察者视觉辨认信息的面相关的信息。特别是，当使观察者在与投影面不同的面上视觉辨认信息的情况下，观察条件信息包含与使观察者视觉辨认信息的面相关的信息是有效的。具体而言，观察条件信息可以包含关于与投影图案的投影面不平行的面的方向的信息，使得在观察者从预先确定的第1视点位置将视线朝向预先确定的第1视线方向时观察者在与投影图案的投影面不平行的面上视觉辨认出信息。
投影条件计算部12根据观察条件信息来计算投影条件信息，该投影条件信息包含投影面上的投影出投影图案6a的位置、和投影面上的投影图案6a的形状及尺寸。投影面上的投影出投影图案6a的位置能够根据投影面的位置、观察条件信息所包含的观察者7的视点位置和视线方向来确定。投影面上的投影图案6a的形状和尺寸是根据观察条件信息所包含的观察者应观察的信息6b的形状和尺寸、观察条件信息所包含的视点位置和视线方向、甚至是投影面上的投影出投影图案6a的位置的信息等来计算的。
而且，在由投影条件计算部12计算的投影条件信息中，也可以包含投影面的投射投影图案6a的区域内的各位置处的放射照度的分布。投影条件计算部12能够根据投影面的光扩散信息和观察条件信息所包含的放射亮度分布来计算投影面的投射投影图案6a的区域内的各位置处的放射照度的分布。
可以是，投影条件计算部12计算投影图案的形状和尺寸，使得在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向时、投影图案的形状和尺寸根据从观察者至投影图案上的各点的距离而变化。此外，也可以是，投影条件计算部12计算投影图案的放射照度，使得在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向时，在观察者的位置处，投影图案的放射亮度变得均匀。即，也可以是，投影条件计算部12计算投影面的投射投影图案6a的区域内的各位置处的放射照度的分布，使得从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的放射亮度变得均匀。此外，也可以是，投影条件计算部12计算投影图案的形状和尺寸，使得在观察者从第1视点位置将视线朝向第1视线方向时，投影图案的形状和尺寸根据从观察者至投影图案上的各点的距离而变化，并且，投影条件计算部12计算投影图案内的各位置处的放射照度的分布，使得在观察者的位置观察到投影图案时的投影图案的放射亮度变得均匀。另外，在投影面上的反射为完全扩散的情况下，通过使投影面的投射投影图案6a的区域内的各位置处的放射照度均匀，由此能够使从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的放射亮度变得均匀。
照明条件计算部13根据投影条件信息、以及将投影图案6a投影在投影面上的照明装置1的位置来计算照明条件信息，其中，该照明条件信息包含从照明装置1朝向投影面的投影图案6a内的各位置射出的相干光的放射强度的分布。照明条件计算部13能够根据投影条件信息所包含的放射照度的分布来计算朝向投影图案6a内的各位置射出的相干光的放射强度的分布。例如，可以是，照明条件计算部13计算放射强度的分布，使得在投影面的投射投影图案6a的区域内放射照度变得均匀。例如，可以使从照明装置1朝向投影图案6a的各点的相干光的放射强度随着从照明装置1至该点的距离变长而变强。如果采用这样的设定，则不论与照明装置1之间的距离如何，都能够有效地使投影图案6a内的各点的照度均匀化。
此外，图7的设计装置10也可以具备衍射特性设计部14。衍射特性设计部14根据由照明条件计算部13计算出的从照明装置1朝向投影图案6a的角度空间坐标和从照明装置1射出的相干光的放射强度来设计衍射光学元件4的衍射特性。更具体而言，衍射特性设计部14将衍射特性设计为：观察者7在从预先确定的规定的视点位置将视线朝向预先确定的规定的视线方向时以预先确定的尺寸、形状以及倾斜角度视觉辨认出规定的信息6b。
另外，当想要像图5的实线所示的观察范围8那样使投影图案6a在与投影面不平行的面上被视觉辨认出的情况下，典型地，当想要使投影图案在路面的法线方向上被视觉辨认出的情况下，优选为，从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的放射亮度均匀，在投影面上的反射为完全扩散或接近完全扩散的情况下，优选为，投影图案6a内的各位置处的放射照度均匀。另一方面，在放射强度接近均匀的照明装置的情况下，投影图案6a内的各位置处的放射照度的分布会在离开照明装置1的位置处降低。因此，优选使投影图案中的距离照明装置1更远的一侧的位置处的放射强度更高。其结果为，投影图案6a内的各位置处的放射照度变得均匀，在投影面上的反射为完全扩散或接近完全扩散的情况下，从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的放射亮度均匀。此外，关于投影图案6a的形状，越是位于远离观察者的位置，观察者将尺寸识别得越小，因此优选以如下方式设计衍射特性：使得离观察者更远侧的照明范围更广。通过这样设计，能够有效地消除因投影图案6a内的远离照明装置1的一侧变暗、或者在远离观察位置的一侧投影图案6a的尺寸变小而引起的立体感或进深感。结果为，能够如同像图5的实线所示的观察范围8那样投影图案6a被投影在与投影面不平行的面上那样，从视点位置观察到投影图案6a。
当从路面上的规定的高度向斜下方照射相干光而将投影图案投影在路面上的情况下，投影图案会在进深方向上被拉伸地投影。在位于投影图案近前的观察者观察这样的投影图案的情况下，观察者会从视点位置将视线朝向斜下方来观察投影图案，因此认知到在进深方向上被拉伸的投影图案。当在投影图案之中包含有文字或符号等信息的情况下，如果投影图案被拉伸，则观察者有可能无法准确地认知原本的信息。例如，在投影图案之中包含有条码或QR码(注册商标)等码信息、且使用智能手机等自动识别该码信息的情况下，如果码信息被拉伸而变形，则有可能无法自动识别码信息。此外，当在所投影的信息中包含有受到许可的注册商标(例如，品牌标志等)的情况下，如果注册商标变形地被视觉辨认，则也可能产生许可上的问题。
因此，期望使位于特定的位置的观察者准确地认知原本的信息那样的投影方法。作为这样的投影方法，在本实施方式中，能够进行使得认知为信息存在于与路面不平行的方向上这样的投影图案的投影。
以下，对像图5的观察范围8那样认知为信息存在于与路面不平行的方向上的投影方法进行说明。如图8的(a)所示，考虑这样的情况：向路面上照明宽度均匀并且进深方向的长度也均匀的矩形形状的投影图案。假设投影图案内的各位置处的放射照度在投影图案的整个区域的范围内均匀。
当观察者从路面上的规定的高度将视线朝向斜下方来观察该投影图案时，如图8的(b)所示，离观察者越远，照明宽度被视觉辨认得越窄。
图9的(a)是对辐辏角进行说明的图。辐辏角是指在双眼凝视一点时两个视线相交的角度。凝视点越近，辐辏角像图9的(a)中的角度A那样越大，凝视点越远，辐辏角像图9的(a)中的角度B那样越小。进深是根据人眼凝视凝视点时的动眼肌的紧张度而被认知的。如图9的(b)所示，在人眼中，辐辏角越小，则认知为位于越远处。在从观察者至投影图案的距离较长的情况下，能够忽略观察者的瞳孔之间的距离。换言之，无法根据辐辏角来认知进深，难以感觉到远近感。
在观察者观察投影图案时，视觉辨认出投影图案时的尺寸是由从视点观察投影图案时的视角所决定的。视角是以投影图案相对于视点位置所伸展的角度来定义的。根据投影图案的视角，决定了观察者视觉辨认的投影图案的大小。具体而言，如图10的(a)所示，考虑这样的情况：向作为投影面的路面上照明照明宽度均匀的矩形形状的投影图案。在该情况下，投影图案的宽度是恒定的，与距观察者的距离无关，因此，对于投影图案的宽度方向的视角A、B来说，离观察者越近则越大，离观察者越远则越小。因此，如图10的(b)所示，观察者认知为越远宽度越小的梯形形状的图案。
另一方面，如图11的(a)所示，考虑这样的情况：向作为投影面的路面上照明梯形形状的投影图案，其中，离观察者越远，该投影图案的照明宽度越宽。在该情况下，通过调整梯形形状的投影图案的尺寸和形状，能够使视角A、B在近侧和远侧大致相同。由此，如图11的(b)所示，使观察者认知为照明宽度大致恒定。在认知为照明宽度大致恒定的情况下，观察者不容易认知为存在立体感或进深感，而是认知为信息存在于与路面不平行的方向、即从路面立起的方向上。此外，投影图案与观察者的距离越远，基于辐辏角的进深的认知功能也越低，因此，更不容易认知到进深感，而是认知为信息存在于立起的方向上。另外，在图11的(a)所示的例子中，在投影面的法线方向上的投影中，相对于观察投影图案6a时的视线的中心方向(例如相对于在照明装置1的设计中使用的视线方向)来说，投影在投影面上的投影图案6a的与进深方向垂直的平行方向的任意进深位置处的平行方向投影宽度相对于视点位置所扩展的角度(即，在投影图案的任意进深位置处的宽度方向的视角)恒定或大致恒定，而与该进深位置无关。在该情况下，观察者能够掌握为：该投影图案在投影面的法线方向上延伸。
这样，在将对矩形形状的投影图案进行梯形变换而得到的梯形形状的投影图案投影在路面的情况下，观察者不会感到投影图案的立体感或进深感，另一方面，认知为信息存在于从路面立起的方向上，抑制了从外观上感到信息的变形。
这样的梯形变换能够通过以下的简单过程来进行。图12A的(a)是示出观察者视觉辨认出矩形形状的均匀的投影图案的例子的图，图12A的(b)是示出以取得图12A的(a)那样的投影图案的方式进行梯形变换并投影在投影面上的投影图案6a的一例的图，图12B是示出观察者的朝向投影面的视线方向的图。观察者的视点被设置在距离路面规定的高度处。当从视点将视线朝向路面上的投影图案时，与视线交叉的方向(图12A的(b)的X方向)上的视角相同。因此，关注图12A的(a)的矩形形状的投影图案的沿Y方向延伸的边界线L上的各点，只要以如下方式对投影图案进行梯形变换即可：连结各点和视点的距离等于从将视点投影在路面上的位置至梯形变换后的各点的距离。即，只要像图12A的(b)和图12B所示那样以A1：B1＝A2：B2的方式进行梯形变换而生成图12A的(b)那样的投影图案即可。
在图11和图12所示的例子中，投影图案在投影面上的尺寸根据从视点位置至投影图案上的各点的距离而不同。更具体而言，投影图案在投影面上的尺寸随着从视点位置至投影图案上的各点的距离变长而变大。另一方面，观察者会丧失从视点位置至投影图案上的各点的距离感，并且能够视觉辨认为从投影图案视觉辨认出的信息好像从投影面伸出或立起。
另外，为了使观察者在观察到路面上的投影图案时丧失立体感或进深感，能够说有效的另一要素是投影图案上的放射亮度的分布。人脑认为：越远的东西越暗，即越暗的东西离得越远。当以均匀的放射强度来照明投影图案的整个区域时，越远，则放射照度越小。结果为，从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的放射亮度不均匀，离光源2更远的区域的放射亮度变低。因此，使从光源2照射更远处的相干光的放射强度更高从而使投影图案6a内的放射照度均匀化是有效的。在该情况下，观察者感到投影图案6a为均匀的明亮度，并认知为没有立体感或进深感。通过该效果，能够促进认识为：投影在路面上的投影图案存在于从路面立起的方向上。
另外，从在观察到投影图案6a时使立体感或进深感消失的观点出发，从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的、放射亮度的最大值Xmax与平均值Xave之差(＝Xmax-Xave)相对于放射亮度的平均值Xave的比值((Xmax-Xave)/Xave)优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.2以下。同样地，从在观察到投影图案6a时使立体感或进深感消失的观点出发，从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的、放射亮度的平均值Xave与最小值Xmin之差(＝Xave-Xmin)相对于放射亮度的平均值Xave的比值((Xave-Xmin)/Xave)优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.2以下。另外，放射亮度的最小值Xmin、最大值Xmax以及平均值Xave是使用柯尼卡美能达株式会社制的分光辐射亮度计(CS-2000A)所测量的值。根据柯尼卡美能达株式会社制的分光辐射亮度计(CS-2000A)，能够测量出放射亮度的最小值Xmin、最大值Xmax以及平均值Xave。
此外，从在观察到投影图案6a时使立体感或进深感消失的观点出发，投影图案上的各点处的放射照度的最大值Ymax与平均值Yave之差(＝Ymax-Yave)相对于放射照度的平均值Yave的比值((Ymax-Yave)/Yave)优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.2以下。同样地，从在观察到投影图案6a时使立体感或进深感消失的观点出发，投影图案上的各点处的放射照度的平均值Yave与最小值Ymin之差(＝Yave-Ymin)相对于放射照度的平均值Yave的比值((Yave-Ymin)/Yave)优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.2以下。另外，放射照度的最小值Ymin、最大值Ymax以及平均值Yave是使用柯尼卡美能达株式会社制的分光辐射照度计(CL-500A)所测量的值。根据柯尼卡美能达株式会社制的分光辐射照度计(CL-500A)，能够测量出放射照度的最小值Ymin、最大值Ymax以及平均值Yave。
综上，为了使观察者认知为：对路面照明的投影图案存在于与路面不平行的方向上，优选为，离观察者越远，使投影图案的照明宽度越大，并且优选为，使投影图案内的放射照度的分布均匀化。
由此，能够使观察者认知为信息存在于相对于路面具有任意倾斜角度的方向上。例如，在使观察者认知为信息存在于路面的法线方向上的情况下，能够抑制信息的变形。例如，在信息为文字或符号等的情况下，通过抑制信息的变形，观察者易于掌握信息的内容。
图13是示出图7的设计装置10的处理动作的一例的流程图。首先，观察条件设定部11设定观察条件信息，该观察条件信息包含观察者7的视点位置和视线方向、以及观察者7应观察的规定的信息6b(步骤S1)。视点位置不仅包含路面上的二维方向的坐标，也包含距离路面的高度。这是因为，当视点的高度不同时，进入到观察者7的眼中的信息也不同。例如，有可能存在以下情况：视点越低，投影图案6a内的规定的信息6b被视觉辨认为拉伸得越多。此外，观察条件信息也可以包含观察者7观察规定的信息6b时的放射亮度的分布。作为一例，观察条件信息可以包含被设定为使得从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的放射亮度变得均匀的放射亮度分布。而且，观察条件信息也可以包含关于与投影图案的投影面不平行的面的方向的信息，以便在观察者从预先确定的第1视点位置将视线朝向预先确定的第1视线方向时，使观察者在不与投影图案的投影面平行的面上视觉辨认出信息。
接着，投影条件计算部12根据观察条件信息来计算投影条件信息，该投影条件信息包含投影面上的投影出投影图案6a的位置和投影在投影面上的投影图案6a的形状及尺寸(步骤S2)。也可以是，投影条件计算部12根据投影面的光扩散信息以及观察条件信息所包含的放射亮度分布，来计算投影面的投射投影图案6a的区域内的各位置处的放射照度的分布。投影条件计算部12也可以生成与投影面、投影面上的投影出投影图案6a的位置、视点位置等相关的数据并进行处理。
另外，在生成使观察者认知为信息存在于与投影面不平行的方向上那样的投影图案的情况下，如上所述，在步骤2中进行投影图案的梯形变换处理。根据想要使观察者认知为信息存在于相对于投影面具有什么程度的倾斜角度的方向上，梯形变换后的投影图案的形状也会发生变化。
接着，照明条件计算部13根据投影条件信息以及将投影图案6a投影在投影面上的照明装置的位置来计算照明条件信息，该照明条件信息包含从照明装置1朝向投影面的投影图案6a内的各位置射出的相干光的放射强度的分布(步骤S3)。如上所述，通过调整投影图案6a所包含的规定的信息6b的形状或尺寸，能够任意地调整观察者7观察到的外观上的信息的形状或尺寸、倾斜角度。此外，在生成使观察者认知为信息存在于与投影面不平行的方向上那样的投影图案的情况下，如上所述，以使从光源2照射更远处的相干光的放射强度更高的方式调整投影图案的放射照度是有效的。更具体而言，优选为，使投影图案6a内的各点处的放射照度的分布均匀化。
接着，衍射特性设计部14根据由照明条件计算部13计算出的照明条件信息来设计衍射光学元件4的衍射特性(步骤S4)。另外，也可以在步骤S4的处理前后，设计整形光学系统3的光学特性，以抑制投影图案6a的模糊。
如上所述，本实施方式的照明装置1能够作为设置型的信息显示灯而应用于例如显示与车辆的通行相关的各种信息的情况中，但除此之外，也能够用于这样的用途：在车辆行驶的道路的路肩等处设置本实施方式的照明装置1，对在道路上行驶的车辆提供各种信息。例如，当在隧道内存在淹水等通行障碍的情况下，可以从设置于隧道的近前的路肩处的照明装置1将存在通行障碍这一内容的信息显示在路面上。这样，本实施方式的照明装置1不仅可以组入车辆、船舶、列车等移动体，也可以组入在特定的场所设置的基础设施设备中。
如上所述，在本实施方式中，调整衍射光学元件4的衍射特性，使得在从特定的观察者7的视点位置观察到投影图案6a时，该观察者7能够准确地识别投影图案6a所包含的规定的信息6b。因此，即使在从照明装置1向远方设置投影图案6a、且规定的信息6b被拉伸地显示的情况下，也能够提供对特定的观察者7来说易于视觉辨认的方式的信息。特别是，在本实施方式中，调整投影图案的形状或放射照度，使得在观察者从斜上方观察到投影在路面上的投影图案时，观察者能够在与路面不平行的方向上认知到信息。该调整是通过衍射光学元件4的衍射特性的调整而进行的。由此，根据本实施方式，能够使观察者认知为信息存在于相对于投影面具有任意倾斜角度的方向上。特别是，根据本实施方式，也能够使观察者认知为信息存在于投影面的法线方向上，因此能够在抑制了信息的变形的状态下使观察者认知信息。由此，观察者能够没有误解地识别由文字、符号、图像等构成的信息的内容。
特别地，根据本实施方式，使用衍射光学元件4来调整光的取向、例如放射强度在角度空间中的分布。因此，即使是远方，也能够高精度地照明所期望的被照明区域，并且能够使投影面上的投影图案的轮廓鲜明。
本公开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，本公开的效果也不限于上述的内容。即，能够在不脱离从权利要求书所限定的内容及其等同物导出的本公开的概念性的思想和内容的范围内进行各种追加、变更以及部分删除。
例如，作为上述一个实施方式的一个具体例子，对调整放射亮度、放射照度、放射强度的例子进行了说明，但不限于该例，也可以代替放射亮度而调整亮度，也可以代替放射照度而调整照度，也可以代替放射强度而调整光度。
例如，衍射光学元件4也可以具有使从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的亮度变得均匀的衍射特性。此外，观察条件信息也可以包含被设定为使得从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的亮度变得均匀的亮度分布。投影条件计算部12也可以根据观察条件信息的亮度分布来计算投影面的投射投影图案的区域内的照度分布。照明条件计算部13也可以根据投影条件信息所包含的照度的分布来计算从照明装置1射出的相干光的光度的分布。特别地，照明条件计算部13也可以按照在投影面的投射投影图案6a的区域内使照度均匀的方式来计算从照明装置1射出的相干光的强度分布。
此外，从在观察到投影图案6a时使立体感或进深感消失的观点出发，从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的亮度的最大值Zmax与平均值Zave之差(＝Zmax-Zave)相对于亮度的平均值Zave的比值((Zmax-Zave)/Zave)优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.2以下。同样地，从在观察到投影图案6a时使立体感或进深感消失的观点出发，从视点位置观察到投影图案6a时的投影图案的亮度的平均值Zave与最小值Zmin之差(＝Zave-Zmin)相对于亮度的平均值Zave的比值((Zave-Zmin)/Zave)优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.2以下。另外，亮度的最小值Zmin、最大值Zmax以及平均值Zave是使用柯尼卡美能达株式会社制的分光辐射亮度计(CS-2000A)而测量出的值。根据柯尼卡美能达株式会社制的分光辐射亮度计(CS-2000A)，能够测量出亮度的最小值Zmin、最大值Zmax以及平均值Zave。
此外，从在观察到投影图案6a时使立体感或进深感消失的观点出发，投影图案上的各点处的照度的最大值Wmax与平均值Wave之差(＝Wmax-Wave)相对于照度的平均值Wave的比值((Wmax-Wave)/Wave)优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.2以下。同样地，从在观察到投影图案6a时使立体感或进深感消失的观点出发，投影图案上的各点处的照度的平均值Wave与最小值Wmin之差(＝Wave-Wmin)相对于照度的平均值Wave的比值((Wave-Wmin)/Wave)优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.2以下。另外，照度的最小值Wmin、最大值Wmax以及平均值Wave是使用柯尼卡美能达株式会社制的分光辐射照度计(CL-500A)而测量出的值。根据柯尼卡美能达株式会社制的分光辐射照度计(CL-500A)，能够测量出照度的最小值Wmin、最大值Wmax以及平均值Wave。
标号说明
1：照明装置；1a：壳体；2：光源；3：整形光学系统；4：衍射光学元件；6：被照明区域；6a：投影图案；6b：规定的信息；7：观察者；8：观察范围；10：设计装置；11：观察条件设定部；12：投影条件计算部；13：照明条件计算部；14：衍射特性设计部。

Claims (22)

1.一种照明装置，其将包含信息的投影图案投影在投影面上，其中，
该照明装置具有：
光源，其射出相干光；以及
衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而投影出所述投影图案，
所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：以所述衍射光学元件的位置和方向为基准，观察者在从视点位置将视线朝向所述投影图案时以规定的尺寸、形状以及倾斜角度视觉辨认出所述信息。
2.一种照明装置，其将包含信息的投影图案投影在投影面上，其中，
该照明装置具有：
光源，其射出相干光；以及
衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而投影出所述投影图案，
所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：与从所述衍射光学元件的位置将视线朝向所述投影图案的情况相比，在从与所述衍射光学元件的位置不同的视点位置将视线朝向所述投影图案的情况下，更易于视觉辨认出所述信息。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中，
所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：在观察者从所述视点位置将视线朝向所述投影图案时，使所述观察者在与所述投影面不平行的面上视觉辨认出所述信息。
4.一种照明装置，其将包含信息的投影图案投影在投影面上，其中，
该照明装置具有：
光源，其射出相干光；以及
衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而投影出所述投影图案，
所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：在观察者从视点位置将视线朝向所述投影图案时，使所述观察者在与所述投影面不平行的面上视觉辨认出所述信息。
5.根据权利要求3或4所述的照明装置，其中，
所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：所述投影图案在所述投影面上的尺寸根据从所述视点位置至所述投影图案上的各点的距离而不同。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的照明装置，其中，
所述衍射光学元件具有这样的衍射特性：从所述视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的放射亮度均匀。
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，
从所述视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的放射亮度的最小值Xmin、最大值Xmax以及平均值Xave满足以下两个算式(1)和算式(2)，
(Xmax-Xave)/Xave≤0.4···算式(1)
(Xave-Xmin)/Xave≤0.4···算式(2)。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的照明装置，其中，
所述投影图案上的各点处的放射照度的最小值Ymin、最大值Ymax以及平均值Yave满足以下两个算式(3)和算式(4)，
(Ymax-Yave)/Yave≤0.4···算式(3)
(Yave-Ymin)/Yave≤0.4···算式(4)。
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，
所述照明装置具有对从所述光源射出的相干光进行准直的整形光学系统，
所述衍射光学元件使通过所述整形光学系统准直后的相干光发生衍射而投影出所述投影图案。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其中，
所述整形光学系统调整从所述光源射出的相干光的行进方向以抑制所述投影图案的模糊。
11.一种照明装置的设计方法，其具有以下步骤：
设定观察条件信息，所述观察条件信息包含观察者的视点位置和视线方向以及供所述观察者观察的信息；
根据所述观察条件信息来计算投影条件信息，所述投影条件信息包含投影面上的投影出投影图案的位置以及投影图案在所述投影面上的形状和尺寸；以及
根据所述投影条件信息和将所述投影图案投影在所述投影面上的照明装置的位置来计算照明条件信息，所述照明条件信息包含从所述照明装置朝向所述投影面射出的相干光的放射强度的分布。
12.根据权利要求11所述的设计方法，其中，
在所述照明装置中设置有：光源，其射出相干光；以及衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而投影出所述投影图案，
所述设计方法还具有以下步骤：根据所述照明条件信息来设计所述衍射光学元件的衍射特性。
13.根据权利要求12所述的设计方法，其中，
所述衍射特性被设计为使得：在从所述视点位置将视线朝向所述视线方向时视觉辨认出由所述观察条件信息决定的所述信息。
14.根据权利要求11至13中的任意一项所述的设计方法，其中，
所述观察条件信息包含关于与所述投影面不平行的面的方向的信息，使得在从所述视点位置将视线朝向所述视线方向时在所述不平行的面上视觉辨认出所述信息。
15.根据权利要求11至14中的任意一项所述的设计方法，其中，
在计算所述投影条件信息的步骤中，以所述投影图案的形状和尺寸根据从所述视点位置至所述投影图案上的各点的距离而变化的方式计算出所述投影图案的形状和尺寸。
16.根据权利要求11至15中的任意一项所述的设计方法，其中，
所述观察条件信息包含被设定为使得从所述视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的放射亮度变得均匀的放射亮度分布。
17.一种照明装置的设计装置，其具有：
观察条件设定部，其设定观察条件信息，所述观察条件信息包含观察者的视点位置和视线方向以及供所述观察者观察的信息；
投影条件计算部，其根据所述观察条件信息来计算投影条件信息，所述投影条件信息包含投影面上的投影出投影图案的位置以及投影图案在所述投影面上的形状和尺寸；以及
照明条件计算部，其根据所述投影条件信息和将所述投影图案投影在所述投影面上的照明装置的位置来计算照明条件信息，所述照明条件信息包含从所述照明装置朝向所述投影面射出的相干光的放射强度的分布。
18.根据权利要求17所述的设计装置，其中，
在所述照明装置中设置有：光源，其射出相干光；以及衍射光学元件，其使来自所述光源的相干光发生衍射而照明所述投影图案，
所述设计装置还具有根据所述照明条件信息来设计所述衍射光学元件的衍射特性的衍射特性设计部。
19.根据权利要求18所述的设计装置，其中，
所述衍射特性设计部将所述衍射特性设计成使得：在从所述视点位置将视线朝向所述视线方向时视觉辨认出由所述观察条件信息决定的所述信息。
20.根据权利要求17至19中的任意一项所述的设计装置，其中，
所述观察条件信息包含关于与所述投影面不平行的面的方向的信息，使得在从所述视点位置将视线朝向所述视线方向时在所述不平行的面上视觉辨认出所述信息。
21.根据权利要求17至20中的任意一项所述的设计装置，其中，
所述投影条件计算部以如下方式计算所述投影图案的形状和尺寸：所述投影图案的形状和尺寸根据从所述视点位置至所述投影图案上的各点的距离而变化。
22.根据权利要求17至21中的任意一项所述的设计装置，其中，
所述观察条件信息包含被设定为使得从所述视点位置观察到所述投影图案时的所述投影图案的放射亮度变得均匀的放射亮度分布。
CN201980010949.0A 2018-02-09 2019-02-08 照明装置、照明装置的设计方法以及设计装置 Active CN111670318B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018022341 2018-02-09
JP2018-022341 2018-02-09
PCT/JP2019/004739 WO2019156244A1 (ja) 2018-02-09 2019-02-08 照明装置、照明装置の設計方法及び設計装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111670318A true CN111670318A (zh) 2020-09-15
CN111670318B CN111670318B (zh) 2023-08-22

Family

ID=67548304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980010949.0A Active CN111670318B (zh) 2018-02-09 2019-02-08 照明装置、照明装置的设计方法以及设计装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210109359A1 (zh)
EP (1) EP3751187A4 (zh)
JP (2) JP6579296B1 (zh)
CN (1) CN111670318B (zh)
WO (1) WO2019156244A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110816398B (zh) * 2019-10-09 2021-06-18 华中科技大学 一种自适应的汽车前照灯投射装置及方法
CN110933804B (zh) * 2019-11-29 2021-10-12 广东洲明节能科技有限公司 灯具、灯具角度控制系统及方法
JP6901053B1 (ja) * 2021-02-25 2021-07-14 大日本印刷株式会社 照明システム、照明システムの設計方法
KR20240055477A (ko) * 2022-10-20 2024-04-29 한국광기술원 고보 조명 장치에서 고보 이미지를 투사하는 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016088395A (ja) * 2014-11-07 2016-05-23 大日本印刷株式会社 表示装置及び移動体
DE102015012416A1 (de) * 2015-09-25 2017-03-30 Audi Ag Projizieren eines vorgebbaren Lichtmusters
WO2017217420A1 (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 大日本印刷株式会社 照明装置、ホログラム素子および車両制御方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0585222A (ja) * 1991-09-24 1993-04-06 Fujitsu Ltd ヘツドアツプデイスプレイ装置
DE102006050546B4 (de) * 2006-10-26 2020-07-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Informationsdarstellung
DE102006050548B4 (de) * 2006-10-26 2014-05-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Warnung anderer Verkehrsteilnehmer
WO2011098948A1 (en) * 2010-02-10 2011-08-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting apparatus
DE102010034853A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Kraftfahrzeug mit Digitalprojektoren
JP2012146621A (ja) * 2010-12-20 2012-08-02 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP6344545B2 (ja) * 2014-01-14 2018-06-20 大日本印刷株式会社 表示装置及び表示装置が搭載された車両
JP6746270B2 (ja) * 2014-09-08 2020-08-26 株式会社小糸製作所 車両用表示システム
WO2016072505A1 (ja) * 2014-11-07 2016-05-12 大日本印刷株式会社 照明装置
JP2016101797A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 トヨタ車体株式会社 車両発進時の安全制御装置
DE102014117883A1 (de) * 2014-12-04 2016-06-09 Hella Kgaa Hueck & Co. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
WO2017145972A1 (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 大日本印刷株式会社 照明装置
DE102017203891A1 (de) * 2017-03-09 2018-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016088395A (ja) * 2014-11-07 2016-05-23 大日本印刷株式会社 表示装置及び移動体
DE102015012416A1 (de) * 2015-09-25 2017-03-30 Audi Ag Projizieren eines vorgebbaren Lichtmusters
WO2017217420A1 (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 大日本印刷株式会社 照明装置、ホログラム素子および車両制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3751187A4 (en) 2021-10-27
JP2020017526A (ja) 2020-01-30
JPWO2019156244A1 (ja) 2020-02-27
US20210109359A1 (en) 2021-04-15
JP6579296B1 (ja) 2019-09-25
WO2019156244A1 (ja) 2019-08-15
CN111670318B (zh) 2023-08-22
JP7261393B2 (ja) 2023-04-20
EP3751187A1 (en) 2020-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111670318B (zh) 照明装置、照明装置的设计方法以及设计装置
US20160065921A1 (en) Multi-aperture projection display and single image generator for the same
CN109415012B (zh) 照明装置、全息元件和车辆控制方法
US9995452B2 (en) Light device, especially a headlight for motor vehicles
JP7092123B2 (ja) 照明装置
WO2018199163A1 (ja) 照明装置
US10690932B2 (en) Lighting device
EP3567304A1 (en) Lighting device
WO2017145972A1 (ja) 照明装置
US10866351B2 (en) Lighting device
JP2019057433A (ja) 照明装置
JP2022160853A (ja) 照明システム、照明方法、照明システムの設計方法
JP6850424B2 (ja) 光源装置及び照明装置
EP3715784B1 (en) Guide light irradiation device
WO2021079914A1 (ja) 車両用灯具
JP2019153958A (ja) ヘッドアップディスプレイ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant