JP2016088393A - Movable body and lighting device - Google Patents

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JP2016088393A JP2014227405A JP2014227405A JP2016088393A JP 2016088393 A JP2016088393 A JP 2016088393A JP 2014227405 A JP2014227405 A JP 2014227405A JP 2014227405 A JP2014227405 A JP 2014227405A JP 2016088393 A JP2016088393 A JP 2016088393A
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重 牧 夫 倉
Makio Kurashige
重 牧 夫 倉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a movable body having a lighting device that can keep appropriately illuminating an approaching object to be illuminated while suppressing the generation of speckle, and the lighting device.SOLUTION: A lighting device comprises: a coherent light source for emitting coherent light; an emission timing control part for controlling emission timing; an optical element for diffusing the coherent light; and a light scanning member for scanning the coherent light on the optical element. The optical element has a plurality of element diffusion regions. Each of the plurality of element diffusion regions illuminates a corresponding partial region within a predetermined angle range by the diffusion of the coherent light. At least parts of the partial region illuminated respectively by the plurality of element diffusion regions are different from each other. The light emission timing control part controls emission timing so as to illuminate a stationary object to be illuminated within the predetermined angle range and to expand an angle range of the illuminated region wider as the lighting device approaches closer to the object to be illuminated.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コヒーレント光を用いて所定範囲を照明する照明装置が設けられた移動体および照明装置に関する。   The present invention relates to a moving body provided with an illumination device that illuminates a predetermined range using coherent light, and an illumination device.

特許文献1には、コヒーレント光を発光する光源と、コヒーレント光が照射されることで再生される回折光が所定光度分布の車両灯具用配光パターンを形成するように計算されたホログラムパターンが記憶されたホログラム素子と、を備えた車両用灯具が開示されている。   Patent Document 1 stores a light source that emits coherent light, and a hologram pattern that is calculated so that diffracted light reproduced by irradiation with coherent light forms a light distribution pattern for a vehicle lamp having a predetermined luminous intensity distribution. A vehicular lamp including the hologram element is disclosed.

特開2012−146621号公報JP 2012-146621 A

コヒーレント光を放出可能であるレーザ光源は、従来のランプ光源やLEDと比べて微小な発行面積で強力な光エネルギーを放出可能であるため、配光を細かく制御できるとともに、遠方まで光をとどけることができるという利点がある。一方で、コヒーレント光が道路表面などの散乱反射面に当たると、散乱反射面の各部で反射したコヒーレント光が互いに干渉して、スペックルが発生するという問題がある。特許文献1のように車両用灯具としてコヒーレント光を用いる場合、運転者の視界にスペックルが発生することで、運転者の注意力がそがれるおそれがある。また、照明装置内の拡散板や光均一化光学系等によりレーザ光の光路が複雑に混合される場合、照明装置から発生するスペックルも問題となる。これは被照射面上の照度分布として測定可能なスペックル成分であり、上記散乱反射面での散乱により生成されるスペックル成分とは区別される。   Laser light sources that can emit coherent light can emit powerful light energy in a small issuance area compared to conventional lamp light sources and LEDs, so that light distribution can be finely controlled and light can be transmitted far away There is an advantage that you can. On the other hand, when coherent light hits a scattering reflection surface such as a road surface, there is a problem that speckles are generated due to interference between the coherent light reflected by each part of the scattering reflection surface. When coherent light is used as a vehicular lamp as in Patent Document 1, speckles are generated in the driver's field of view, which may reduce the driver's attention. In addition, when the optical path of the laser light is mixed in a complicated manner by a diffuser plate or a light homogenizing optical system in the lighting device, speckles generated from the lighting device also become a problem. This is a speckle component that can be measured as an illuminance distribution on the irradiated surface, and is distinguished from the speckle component generated by scattering on the scattering reflection surface.

また、車両の進行方向前方に位置する被照明物を照明する場合、被照明物への接近に伴って、車両を中心とする角度空間における被照明物の角度範囲が拡大する。特許文献1のように光源から発光されたコヒーレント光を所定の角度範囲の全域に一辺に拡散させる場合、被照明物への接近に伴って、被照明物が被照明領域からはみ出してしまい、被照明物の全体を視認できなくなることがある。   Moreover, when illuminating an object to be illuminated that is located in front of the traveling direction of the vehicle, the angle range of the object to be illuminated in an angle space centered on the vehicle is increased with the approach to the object to be illuminated. When the coherent light emitted from the light source is diffused to one side over the entire range of the predetermined angle range as in Patent Document 1, the illuminated object protrudes from the illuminated area as it approaches the illuminated object. The entire illuminated object may not be visible.

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、スペックルの発生を抑制しながら、接近する被照明物を適切に照明し続けることができる照明装置を備えた移動体および照明装置を提供することにある。   The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to provide a moving body and an illuminating device including an illuminating device that can appropriately illuminate an approaching object to be illuminated while suppressing generation of speckle.

本発明による移動体は、
移動体本体と、
前記移動体本体に設けられた照明装置と、
を備え、
前記照明装置は、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記被照明物への接近に伴って、被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する。
本発明による移動体において、前記発光タイミング制御部は、前記被照明物への接近に伴って、前記被照明領域の角度範囲の中心が、上方向および/または横方向に移動するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御してもよい。
本発明による移動体において、前記移動体本体の移動速度を測定する速度センサをさらに備え、前記発光タイミング制御部は、前記速度センサの測定結果に応じて、前記被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御してもよい。
本発明による移動体において、前記所定の角度範囲内を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の撮像結果を画像処理して、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を認識する画像処理部と、をさらに備え、前記発光タイミング制御部は、前記画像処理部により認識された前記被照明物を照明するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御してもよい。
本発明による移動体において、前記光学素子は、ホログラム記録媒体であり、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、それぞれ相違する干渉縞パターンが形成された要素ホログラム領域であってもよい。
本発明による移動体において、前記光学素子は、複数のレンズアレイを有するレンズアレイ群であり、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、前記レンズアレイを有してもよい。
本発明による照明装置は、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記被照明物への接近に伴って、被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する。
The moving body according to the present invention is:
A mobile body,
An illumination device provided in the mobile body;
With
The lighting device includes:
A coherent light source that emits coherent light;
A light emission timing controller for controlling the light emission timing of the coherent light;
An optical element that diffuses the coherent light whose light emission timing is controlled by the light emission timing control unit;
An optical scanning member for scanning the coherent light from the coherent light source on the optical element;
Have
The optical element has a plurality of element diffusion regions, and each of the plurality of element diffusion regions illuminates a corresponding partial region within a predetermined angle range by diffusing incident coherent light, and At least some of the partial areas illuminated by each of the element diffusion areas are different from each other;
The light emission timing control unit illuminates a stationary object within the predetermined angle range, and expands the angle range of the illuminated region as the object is approached. The light emission timing is controlled.
In the moving body according to the present invention, the light emission timing control unit is configured to move the center of the angle range of the illuminated area upward and / or laterally as the illuminated object approaches. The emission timing of coherent light may be controlled.
The moving body according to the present invention further includes a speed sensor that measures a moving speed of the moving body, and the light emission timing control unit expands an angle range of the illuminated area according to a measurement result of the speed sensor. As described above, the emission timing of the coherent light may be controlled.
In the moving body according to the present invention, an imaging device that captures an image within the predetermined angle range, and an image processing unit that performs image processing on an imaging result of the imaging device and recognizes a stationary object within the predetermined angle range The light emission timing control unit may control the light emission timing of the coherent light so as to illuminate the object to be illuminated recognized by the image processing unit.
In the moving body according to the present invention, the optical element may be a hologram recording medium, and each of the plurality of element diffusion regions may be an element hologram region in which different interference fringe patterns are formed.
In the movable body according to the present invention, the optical element may be a lens array group having a plurality of lens arrays, and each of the plurality of element diffusion regions may have the lens array.
The lighting device according to the present invention comprises:
A coherent light source that emits coherent light;
A light emission timing controller for controlling the light emission timing of the coherent light;
An optical element that diffuses the coherent light whose light emission timing is controlled by the light emission timing control unit;
An optical scanning member for scanning the coherent light from the coherent light source on the optical element;
Have
The optical element has a plurality of element diffusion regions, and each of the plurality of element diffusion regions illuminates a corresponding partial region within a predetermined angle range by diffusing incident coherent light, and At least some of the partial areas illuminated by each of the element diffusion areas are different from each other;
The light emission timing control unit illuminates a stationary object within the predetermined angle range, and expands the angle range of the illuminated region as the object is approached. The light emission timing is controlled.

本発明によれば、スペックルの発生を抑制しながら、接近する被照明物を適切に照明し続けることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can continue illuminating the to-be-illuminated object appropriately, suppressing generation | occurrence | production of a speckle.

図1は、本発明の第1の実施の形態による移動体の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a moving body according to the first embodiment of the present invention. 図2は、光走査部材によりコヒーレント光が光学素子上を走査される様子を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which coherent light is scanned on the optical element by the optical scanning member. 図3は、光学素子により拡散されたコヒーレント光が所定の角度範囲に入射される様子を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which coherent light diffused by the optical element is incident in a predetermined angle range. 図4は、発光タイミングの制御により、所定の角度範囲内の任意の領域を照明する例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which an arbitrary region within a predetermined angle range is illuminated by controlling the light emission timing. 図5は、本発明の第2の実施の形態による移動体の概略構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a moving body according to the second embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第3の実施の形態による移動体の概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a moving body according to the third embodiment of the present invention. 図7(a)〜(c)は、移動体と被照明物とを上方から見た図である。FIGS. 7A to 7C are views of the moving body and the object to be illuminated as viewed from above. 図8(a)〜(c)は、図7(a)〜(c)に対応する図面であって、移動体を運転する運転者の視界を示す図である。FIGS. 8A to 8C are diagrams corresponding to FIGS. 7A to 7C, and are views showing the field of view of the driver who drives the moving body.

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings attached to the present specification, for the sake of easy understanding of the drawings, the scale and the vertical / horizontal dimension ratio are appropriately changed and exaggerated from those of the actual ones.

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。   In addition, as used in the present specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified. For example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, and values of length and angle are strict. Without being bound by meaning, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.

図1は、本発明の第1の実施の形態による移動体9の概略構成を示す図である。図7(a)〜(c)は、図1の移動体9と被照明物31とを上方から見た図である。図8(a)〜(c)は、図7(a)〜(c)に対応する図面であって、移動体9を運転する運転者の視界を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a moving body 9 according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 7A to 7C are views of the moving body 9 and the illumination object 31 of FIG. 1 viewed from above. FIGS. 8A to 8C are diagrams corresponding to FIGS. 7A to 7C, and are views showing the field of view of the driver who drives the moving body 9.

本明細書において、移動体9とは、被照明物31に対して3次元空間を相対移動可能な移動装置、特に乗り物を意味する。図7(a)〜(c)に示された例では、移動体9は、地上を走行する車両であり、より詳しくは自動車であるが、これに限定されず、海上を走行する船舶、海中を移動する潜水艦、または空中を移動する飛行機等であってもよい。   In this specification, the moving body 9 means a moving device, particularly a vehicle, that can move relative to the object 31 in a three-dimensional space. In the example shown in FIGS. 7A to 7C, the moving body 9 is a vehicle that travels on the ground, and more specifically, is an automobile, but is not limited thereto, and is not limited to this. It may be a submarine that moves in the air, an airplane that moves in the air, or the like.

図1および図7(a)〜(c)に示すように、本実施の形態による移動体9は、移動体本体2と、移動体本体2に設けられた照明装置1と、を備えている。   As shown in FIG. 1 and FIGS. 7A to 7C, a moving body 9 according to the present embodiment includes a moving body main body 2 and an illumination device 1 provided on the moving body main body 2. .

本実施の形態の照明装置1は、進行方向前方に位置する被照明物31を追尾して照明するための補助灯である。照明装置1は、交通法規等により規定される所定範囲を照明するための前照灯と共通のユニットに並べて設けられていてもよいし、前照灯とは別個のユニットに独立に設けられていてもよい。   The illuminating device 1 of this Embodiment is an auxiliary lamp for tracking and illuminating the to-be-illuminated object 31 located ahead of the advancing direction. The lighting device 1 may be provided side by side in a unit common to the headlamp for illuminating a predetermined range defined by traffic regulations or the like, or provided independently in a unit separate from the headlamp. May be.

図1に示すように、照明装置1は、コヒーレント光Lを発光するコヒーレント光源4と、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する発光タイミング制御部5と、発光タイミング制御部5により発光タイミングが制御されたコヒーレント光Lを拡散させる光学素子3と、コヒーレント光源4からのコヒーレント光Lを光学素子3上で走査させる光走査部材6と、を有している。   As shown in FIG. 1, the lighting device 1 has a light emission timing controlled by a coherent light source 4 that emits coherent light L, a light emission timing control unit 5 that controls the light emission timing of the coherent light L, and a light emission timing control unit 5. The optical element 3 for diffusing the coherent light L and the optical scanning member 6 for scanning the coherent light L from the coherent light source 4 on the optical element 3 are provided.

このうちコヒーレント光源4としては、たとえば半導体レーザ光源が用いられ得る。発光強度を高めるために、コヒーレント光源4が複数個設けられていてもよい。   Among these, as the coherent light source 4, for example, a semiconductor laser light source can be used. In order to increase the emission intensity, a plurality of coherent light sources 4 may be provided.

発光タイミング制御部5は、コヒーレント光源4からコヒーレント光Lを発光させる発光タイミングを制御する。   The light emission timing control unit 5 controls the light emission timing at which the coherent light L is emitted from the coherent light source 4.

具体的には、たとえば、発光タイミング制御部5は、コヒーレント光源4からコヒーレント光Lを発光させるか否か、すなわち発光のオン/オフを制御する。あるいは、発光タイミング制御部5は、コヒーレント光源4から発光されたコヒーレント光Lを光走査部材6の入射面に導光するか否かを切り替えてもよい。後者の場合、コヒーレント光源4と光走査部材6との間に不図示の光シャッタ部を設けて、この光シャッタ部でコヒーレント光Lの通過/遮断を切り替えればよい。   Specifically, for example, the light emission timing control unit 5 controls whether or not to emit the coherent light L from the coherent light source 4, that is, on / off of light emission. Alternatively, the light emission timing control unit 5 may switch whether or not to guide the coherent light L emitted from the coherent light source 4 to the incident surface of the optical scanning member 6. In the latter case, an optical shutter unit (not shown) may be provided between the coherent light source 4 and the optical scanning member 6, and the passage / blocking of the coherent light L may be switched by this optical shutter unit.

光走査部材6は、コヒーレント光源4からのコヒーレント光Lの進行方向を経時的に変化させ、コヒーレント光Lの進行方向が一定にならないようにする。この結果、光走査部材6を出射したコヒーレント光Lは、光学素子3の入射面3s上を走査するようになる。   The optical scanning member 6 changes the traveling direction of the coherent light L from the coherent light source 4 with time so that the traveling direction of the coherent light L does not become constant. As a result, the coherent light L emitted from the optical scanning member 6 scans on the incident surface 3 s of the optical element 3.

光走査部材6は、たとえば図2に示すように、互いに交差する方向に延在される2つの回転軸11、12回りに回転可能な反射デバイス13を有する。この反射デバイス13の反射面13sに入射されたコヒーレント光源4からのコヒーレント光Lは、反射面13sの傾斜角度に応じた角度で反射されて、光学素子3の入射面3sの方向に進行する。反射デバイス13を2つの回転軸11、12回りに回転させることで、コヒーレント光Lは光学素子3の入射面3s上を2次元的に走査することになる。反射デバイス13は、たとえば一定の周期で2つの回転軸11、12回りに回転する動作を繰り返すため、この周期に同期して、光学素子3の入射面3s上をコヒーレント光Lは繰り返し2次元走査する。   For example, as shown in FIG. 2, the optical scanning member 6 includes a reflection device 13 that can rotate around two rotation axes 11 and 12 that extend in directions intersecting each other. The coherent light L from the coherent light source 4 incident on the reflecting surface 13s of the reflecting device 13 is reflected at an angle corresponding to the inclination angle of the reflecting surface 13s and travels in the direction of the incident surface 3s of the optical element 3. By rotating the reflection device 13 around the two rotation axes 11 and 12, the coherent light L scans the incident surface 3s of the optical element 3 two-dimensionally. The reflection device 13 repeats, for example, an operation of rotating around the two rotation axes 11 and 12 at a constant period. Therefore, the coherent light L is repeatedly two-dimensionally scanned on the incident surface 3s of the optical element 3 in synchronization with this period. To do.

光学素子3は、コヒーレント光Lが入射される入射面3sを有し、この入射面3sに入射されたコヒーレント光Lを拡散させて、所定の角度範囲を照明する。より具体的には、光学素子3により拡散されたコヒーレント光Lは、所定の角度範囲に対応する仮想照明領域10内の被照明領域10a(図4参照)を通過した後、実際の照明範囲である所定範囲を照明する。   The optical element 3 has an incident surface 3s on which the coherent light L is incident, and diffuses the coherent light L incident on the incident surface 3s to illuminate a predetermined angle range. More specifically, the coherent light L diffused by the optical element 3 passes through the illuminated area 10a (see FIG. 4) in the virtual illumination area 10 corresponding to a predetermined angle range, and then in the actual illumination range. Illuminate a certain range.

ここで、被照明領域10aは、光学素子3によって照明されるニアフィールドの被照明領域である。ファーフィールドの照明範囲は、実際の被照明領域の寸法よりも、角度空間における拡散角度分布として表現されることが多い。本明細書における「被照明領域」という用語は、実際の被照射面積(照明範囲)に加え、角度空間における拡散角度範囲も包含するものとする。したがって、図1の照明装置1によって照明される所定範囲は、図1に示すニアフィールドの被照明領域10aよりもはるかに広い領域となり得る。   Here, the illuminated area 10 a is a near-field illuminated area illuminated by the optical element 3. The far field illumination range is often expressed as a diffuse angle distribution in the angle space rather than the actual size of the illuminated area. In this specification, the term “illuminated region” includes a diffusion angle range in an angle space in addition to an actual irradiated area (illumination range). Therefore, the predetermined range illuminated by the illuminating device 1 of FIG. 1 can be an area far wider than the illuminated area 10a of the near field shown in FIG.

図3は、光学素子3により拡散されたコヒーレント光Lが仮想照明領域10に入射される様子を示す図である。光学素子3は、入射されたコヒーレント光Lを拡散させて、全体として仮想照明領域10の全域を照明する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the coherent light L diffused by the optical element 3 is incident on the virtual illumination region 10. The optical element 3 diffuses the incident coherent light L and illuminates the entire virtual illumination region 10 as a whole.

図3に示すように、光学素子3は、複数の要素拡散領域15を有している。各要素拡散領域15は、入射されたコヒーレント光Lを拡散させて、仮想照明領域10内の対応する部分領域19を照明する。部分領域19の少なくとも一部は、要素拡散領域15ごとに相違している。   As shown in FIG. 3, the optical element 3 has a plurality of element diffusion regions 15. Each element diffusion region 15 diffuses the incident coherent light L and illuminates a corresponding partial region 19 in the virtual illumination region 10. At least a part of the partial region 19 is different for each element diffusion region 15.

具体的には、たとえば、光学素子3は、ホログラム記録媒体16を用いて構成され得る。ホログラム記録媒体16に入射されて拡散されたコヒーレント光Lは、仮想照明領域10を照明する。   Specifically, for example, the optical element 3 can be configured using a hologram recording medium 16. The coherent light L incident and diffused on the hologram recording medium 16 illuminates the virtual illumination area 10.

図3に示すように、ホログラム記録媒体16は、複数の要素ホログラム領域18を有している。複数の要素ホログラム領域18のそれぞれは、入射されたコヒーレント光Lを拡散させることにより、仮想照明領域10内の対応する部分領域19を照明する。各要素ホログラム領域18が照明する部分領域19の少なくとも一部は、要素ホログラム領域18ごとに相違している。すなわち、異なる要素ホログラム領域18が照明する部分領域19同士は、少なくとも一部が相違している。   As shown in FIG. 3, the hologram recording medium 16 has a plurality of element hologram regions 18. Each of the plurality of element hologram regions 18 illuminates the corresponding partial region 19 in the virtual illumination region 10 by diffusing the incident coherent light L. At least a part of the partial area 19 illuminated by each element hologram area 18 is different for each element hologram area 18. That is, the partial areas 19 illuminated by the different element hologram areas 18 are at least partially different.

各要素ホログラム領域18には干渉縞パターンが形成されている。よって、各要素ホログラム領域18に入射されたコヒーレント光Lは、干渉縞パターンによって回折されて、仮想照明領域10内の対応する部分領域19を照明する。干渉縞パターンを種々に調整することで、各要素ホログラム領域18により回折すなわち拡散されるコヒーレント光Lの進行方向を変えることができる。   An interference fringe pattern is formed in each element hologram region 18. Therefore, the coherent light L incident on each element hologram region 18 is diffracted by the interference fringe pattern, and illuminates the corresponding partial region 19 in the virtual illumination region 10. By adjusting the interference fringe pattern in various ways, the traveling direction of the coherent light L diffracted, that is, diffused by each element hologram region 18 can be changed.

このように、各要素ホログラム領域18内の各点に入射されたコヒーレント光Lは、仮想照明領域10内の対応する部分領域19を照明する。また、光走査部材6は、各要素ホログラム領域18内をコヒーレント光Lで走査させることで、各要素ホログラム領域18に入射されるコヒーレント光Lの入射位置および入射角度を経時的に変化させる。一つの要素ホログラム領域18内に入射されたコヒーレント光Lは、その要素ホログラム領域18内のどの位置に入射されても、共通の部分領域19を照明する。これはすなわち、部分領域19の各点に入射されるコヒーレント光Lの入射角度が経時的に変化することを意味する。この入射角度の変化は、人間の目で分解不可能な速さであり、結果として、人間の目には、相関のないコヒーレント光Lの散乱パターンが多重化されて観察される。したがって、各散乱パターンに対応して生成されたスペックルが重ねられて平均化され、観察者に観察されることになる。これにより、仮想照明領域10では、スペックルが目立ちにくくなる。また、光走査部材6からのコヒーレント光Lは、ホログラム記録媒体16の各要素ホログラム領域18を順に走査するため、各要素ホログラム領域18内の各点で回折されたコヒーレント光Lはそれぞれ異なる波面を有し、これらの回折されたコヒーレント光Lが仮想照明領域10上に独立に重ね合わされることで、仮想照明領域10ではスペックルの目立たない均一な照度分布が得られる。   Thus, the coherent light L incident on each point in each element hologram region 18 illuminates the corresponding partial region 19 in the virtual illumination region 10. Further, the optical scanning member 6 scans each element hologram region 18 with the coherent light L, thereby changing the incident position and the incident angle of the coherent light L incident on each element hologram region 18 over time. The coherent light L incident in one element hologram region 18 illuminates the common partial region 19 regardless of the position in the element hologram region 18. This means that the incident angle of the coherent light L incident on each point of the partial region 19 changes with time. This change in the incident angle is a speed that cannot be resolved by the human eye, and as a result, a non-correlated coherent light L scattering pattern is multiplexed and observed in the human eye. Therefore, speckles generated corresponding to each scattering pattern are overlapped and averaged and observed by an observer. Thereby, in the virtual illumination area | region 10, a speckle becomes inconspicuous. Further, since the coherent light L from the optical scanning member 6 sequentially scans each element hologram region 18 of the hologram recording medium 16, the coherent light L diffracted at each point in each element hologram region 18 has a different wavefront. The diffracted coherent light L is superimposed on the virtual illumination region 10 independently, so that a uniform illuminance distribution with inconspicuous speckles is obtained in the virtual illumination region 10.

図3では、各要素ホログラム領域18が、仮想照明領域10内のそれぞれ異なる部分領域19を照明する例を示しているが、部分領域19の一部は隣接する部分領域19と重なっていてもよい。また、部分領域19のサイズは、要素ホログラム領域18ごとに相違していてもよい。さらに、要素ホログラム領域18の配列順序に従って、対応する部分領域19が仮想照明領域10内で配列されている必要はない。すなわち、ホログラム記録媒体16内での要素ホログラム領域18の配列順序と、仮想照明領域10内での対応する部分領域19の配列順序とは、必ずしも一致している必要はない。   FIG. 3 shows an example in which each element hologram area 18 illuminates a different partial area 19 in the virtual illumination area 10, but a part of the partial area 19 may overlap the adjacent partial area 19. . Further, the size of the partial region 19 may be different for each element hologram region 18. Furthermore, the corresponding partial areas 19 do not have to be arranged in the virtual illumination area 10 in accordance with the arrangement order of the element hologram areas 18. That is, the arrangement order of the element hologram areas 18 in the hologram recording medium 16 and the arrangement order of the corresponding partial areas 19 in the virtual illumination area 10 do not necessarily need to match.

次に、ホログラム記録媒体16の構造について詳しく説明する。   Next, the structure of the hologram recording medium 16 will be described in detail.

ホログラム記録媒体16は、たとえば実物の散乱板からの散乱光を物体光として用いて作製することができる。より具体的には、ホログラム記録媒体16の母体であるホログラム感光材料に、互いに干渉性を有するコヒーレント光からなる参照光と物体光とを照射すると、これらの光の干渉による干渉縞パターンがホログラム感光材料に形成されて、ホログラム記録媒体16が作製される。参照光としては、コヒーレント光であるレーザ光が用いられ、物体光としては、たとえば安価に入射可能な等方散乱板の散乱光が用いられる。   The hologram recording medium 16 can be produced using, for example, scattered light from an actual scattering plate as object light. More specifically, when the hologram photosensitive material which is the base of the hologram recording medium 16 is irradiated with reference light and object light made of coherent light having coherence with each other, an interference fringe pattern due to interference of these lights is generated in the hologram photosensitive material. The hologram recording medium 16 is formed by forming the material. As reference light, laser light which is coherent light is used, and as object light, for example, scattered light of an isotropic scattering plate that can be incident at low cost is used.

ホログラム記録媒体16を作製する際に用いた参照光の焦点位置からホログラム記録媒体16に向けてコヒーレント光を照射することで、ホログラム記録媒体16を作製する際に用いた物体光の元となる散乱板の配置位置に、散乱板の再生像が生成される。ホログラム記録媒体16を作製する際に用いた物体光の元となる散乱板が均一的な面散乱をしていれば、ホログラム記録媒体16により得られる散乱板の再生像も、均一な面照明となり、この散乱板の再生像が生成される領域が仮想照明領域10となる。   By irradiating the hologram recording medium 16 with coherent light from the focal position of the reference light used when producing the hologram recording medium 16, the scattering that is the source of the object light used when producing the hologram recording medium 16 A reproduced image of the scattering plate is generated at the position of the plate. If the scattering plate that is the source of the object light used for producing the hologram recording medium 16 has a uniform surface scattering, the reproduced image of the scattering plate obtained by the hologram recording medium 16 also has a uniform surface illumination. A region where a reproduced image of the scattering plate is generated is a virtual illumination region 10.

本実施の形態では、光学素子3を用いて、仮想照明領域内の一部だけ照明するような照明制御を行うことができるようにしている。このような照明制御をホログラム記録媒体16を用いて行うには、各要素ホログラム領域18に形成される干渉縞パターンが複雑になる。このような複雑な干渉縞パターンは、現実の物体光と参照光とを用いて形成する代わりに、予定した再生照明光の波長や入射方向、および再生されるべき像の形状や位置等に基づいて計算機を用いて設計することが可能である。このようにして得られるホログラム記録媒体16は、計算機合成ホログラム(CGH:Computer Generated Hologram)とも呼ばれる。また、各要素ホログラム領域18上の各点における拡散角度特性が同じであるフーリエ変換ホログラムを計算機合成により形成してもよい。さらに、仮想照明領域10の光軸後方側にレンズなどの光学部材を設けて、実際の照明範囲のサイズおよび位置を設定してもよい。   In the present embodiment, the optical element 3 is used to perform illumination control so that only a part of the virtual illumination area is illuminated. In order to perform such illumination control using the hologram recording medium 16, the interference fringe pattern formed in each element hologram region 18 becomes complicated. Such a complex interference fringe pattern is based on the expected wavelength and incident direction of the reproduction illumination light, and the shape and position of the image to be reproduced, instead of using the actual object light and the reference light. It is possible to design using a computer. The hologram recording medium 16 obtained in this way is also called a computer generated hologram (CGH). A Fourier transform hologram having the same diffusion angle characteristic at each point on each element hologram region 18 may be formed by computer synthesis. Furthermore, an optical member such as a lens may be provided on the rear side of the optical axis of the virtual illumination area 10 to set the size and position of the actual illumination range.

光学素子3としてホログラム記録媒体16を設けることによる利点の一つは、コヒーレント光Lの光エネルギー密度を拡散により低下できることである。また、別の利点の一つは、ホログラム記録媒体16が指向性の面光源として利用可能になるため、従来のランプ光源(点光源)と比較して、同じ照度分布を達成するために必要な光源面上の輝度を低下できることである。これにより、コヒーレント光の安全性向上に寄与でき、被照明領域10aを通過したコヒーレント光Lを人間の目で直視しても、単一点光源を直視する場合に比べ、人間の目に悪影響を与えるおそれが少なくなる。   One advantage of providing the hologram recording medium 16 as the optical element 3 is that the light energy density of the coherent light L can be reduced by diffusion. Another advantage is that the hologram recording medium 16 can be used as a directional surface light source, so that it is necessary to achieve the same illuminance distribution as compared with a conventional lamp light source (point light source). The brightness on the light source surface can be reduced. Thereby, it can contribute to the safety improvement of coherent light, and even if the coherent light L which passed through the to-be-illuminated area | region 10a is directly seen with human eyes, compared with the case where a single point light source is directly seen, it will have a bad influence on human eyes. The fear is reduced.

図1では、光走査部材6からのコヒーレント光Lが光学素子3を透過して拡散する例を示したが、光学素子3は、コヒーレント光Lを拡散反射させるものでもよい。たとえば、光学素子3としてホログラム記録媒体16を用いる場合、ホログラム記録媒体16は反射型でも透過型でもよい。一般に、反射型のホログラム記録媒体16(以下、反射型ホロ)は、透過型のホログラム記録媒体16(以下、透過型ホロ)に比べて、波長選択性が高い。すなわち、反射型ホロは、異なる波長に対応した干渉縞パターンを積層させても、所望の層のみで所望の波長のコヒーレント光を回折させることができる。また、0次光の影響を除去しやすい点でも、反射型ホロは優れている。一方、透過型ホロは、回折可能なスペクトルが広く、コヒーレント光源4の許容度が広いが、異なる波長に対応した干渉縞パターンを積層させると、所望の層以外の層でも所望の波長のコヒーレント光が回折されてしまう。よって、一般には、透過型ホロは、積層構造にすることが困難である。   Although FIG. 1 shows an example in which the coherent light L from the optical scanning member 6 is transmitted through the optical element 3 and diffuses, the optical element 3 may be one that diffusely reflects the coherent light L. For example, when the hologram recording medium 16 is used as the optical element 3, the hologram recording medium 16 may be a reflection type or a transmission type. In general, the reflection type hologram recording medium 16 (hereinafter referred to as reflection type holo) has higher wavelength selectivity than the transmission type hologram recording medium 16 (hereinafter referred to as transmission type holo). That is, the reflection type holo can diffract coherent light having a desired wavelength only by a desired layer even if interference fringe patterns corresponding to different wavelengths are laminated. The reflection type holo is also excellent in that it is easy to remove the influence of zero-order light. On the other hand, the transmission type holo has a wide diffractable spectrum and a wide tolerance of the coherent light source 4. However, when interference fringe patterns corresponding to different wavelengths are laminated, coherent light having a desired wavelength can be obtained in layers other than the desired layer. Will be diffracted. Therefore, in general, it is difficult to make a transmission type holo a laminated structure.

また、ホログラム記録媒体16の具体的な形態としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラム記録媒体16でもよいし、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラム記録媒体16でもよい。あるいは、レリーフ型(エンボス型)のホログラム記録媒体16でもよい。   In addition, as a specific form of the hologram recording medium 16, a volume hologram recording medium 16 using a photopolymer may be used, or a volume hologram recording medium 16 of a type for recording using a photosensitive medium containing a silver salt material. But you can. Alternatively, a relief (embossed) hologram recording medium 16 may be used.

本実施の形態では、光走査部材6は、コヒーレント光源4からのコヒーレント光Lを、光学素子3の入射面3s上で周期的に走査させるようになっており、発光タイミング制御部5は、光走査部材6によるコヒーレント光Lの走査タイミングに同期させて、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。   In the present embodiment, the optical scanning member 6 periodically scans the coherent light L from the coherent light source 4 on the incident surface 3s of the optical element 3, and the light emission timing control unit 5 The emission timing of the coherent light L is controlled in synchronization with the scanning timing of the coherent light L by the scanning member 6.

各要素ホログラム領域18にコヒーレント光Lを照射するか否かを発光タイミング制御部5により制御することで、図4に示すように、仮想照明領域10内の任意の領域10aを選択的に照明することができるとともに、被照明領域10aの角度範囲の大きさおよび/または中心位置を容易に変更することができる。この際、選択された領域の各部分領域19は、人間の目では同時に照明されているかのような速度で、コヒーレント光Lにより順に照明されていく。   By controlling whether or not to emit the coherent light L to each element hologram area 18 by the light emission timing control section 5, as shown in FIG. 4, an arbitrary area 10a in the virtual illumination area 10 is selectively illuminated. In addition, the size and / or center position of the angle range of the illuminated region 10a can be easily changed. At this time, the partial areas 19 of the selected area are sequentially illuminated by the coherent light L at a speed as if they were illuminated simultaneously by the human eye.

本実施の形態では、発光タイミング制御部5は、仮想照明領域10に対応する所定の角度範囲内の静止した被照明物31を照明するとともに、被照明物31への接近に伴って、被照明領域10aの角度範囲が拡大するように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御するように構成されている。   In the present embodiment, the light emission timing control unit 5 illuminates a stationary object 31 within a predetermined angle range corresponding to the virtual illumination region 10, and the object is illuminated as the object 31 is approached. The light emission timing of the coherent light L is controlled so that the angle range of the region 10a is expanded.

また、発光タイミング制御部5は、被照明物31への接近に伴って、被照明領域10aの角度範囲の中心が、上方向および/または横方向に移動するように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御するように構成されている。   Further, the light emission timing control unit 5 emits the coherent light L so that the center of the angle range of the illuminated area 10a moves upward and / or laterally as the object 31 is approached. Is configured to control.

次に、図7(a)〜(c)および図8(a)〜(c)を参照して、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。   Next, with reference to FIGS. 7A to 7C and FIGS. 8A to 8C, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

図7(a)および図8(a)に示すように、移動体9の進行方向前方に位置する被照明物31(たとえば、交通標識)が、移動体9を中心とする角度空間において、照明装置1により照明可能な所定の角度範囲内に含まれる場合、発光タイミング制御部5は、当該所定の角度範囲内の静止した被照明物31を照明するように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。   As shown in FIGS. 7A and 8A, an object to be illuminated 31 (for example, a traffic sign) positioned in front of the moving body 9 in the traveling direction is illuminated in an angular space centered on the moving body 9. When included in a predetermined angle range that can be illuminated by the apparatus 1, the light emission timing control unit 5 controls the light emission timing of the coherent light L so as to illuminate the stationary object 31 within the predetermined angle range. To do.

具体的には、たとえば、発光タイミング制御部5は、所定の角度範囲に対応する仮想照明領域10内の複数の部分領域19のうち、被照明物31と少なくとも一部が重なる部分領域19を特定し、特定された部分領域19に対応する要素ホログラム領域18にはコヒーレント光Lが照射されるが、他の要素ホログラム領域18にはコヒーレント光Lが照射されないように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。これにより、図8(a)に示すように、仮想照明領域10内の被照明物31が適切に照明される。   Specifically, for example, the light emission timing control unit 5 identifies a partial region 19 that at least partially overlaps the object to be illuminated 31 among the plurality of partial regions 19 in the virtual illumination region 10 corresponding to a predetermined angle range. Then, the element hologram area 18 corresponding to the specified partial area 19 is irradiated with the coherent light L, but the emission timing of the coherent light L is set so that the other element hologram area 18 is not irradiated with the coherent light L. Control. Thereby, as shown to Fig.8 (a), the to-be-illuminated object 31 in the virtual illumination area | region 10 is illuminated appropriately.

次に、図7(b)および図8(b)に示すように、移動体9が被照明物31に対して接近する場合、発光タイミング制御部5は、被照明物31への接近に伴って、被照明領域10aの角度範囲が拡大するように、かつ、被照明領域10aの角度範囲の中心が、上方向および/または横方向に移動するように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。   Next, as shown in FIG. 7B and FIG. 8B, when the moving body 9 approaches the illuminated object 31, the light emission timing control unit 5 moves along with the approach to the illuminated object 31. Thus, the emission timing of the coherent light L is controlled so that the angle range of the illuminated region 10a is expanded and the center of the angle range of the illuminated region 10a is moved upward and / or laterally. .

具体的には、たとえば、発光タイミング制御部5は、仮想照明領域10のうち被照明領域10aに対応する部分領域19と被照明領域10aの上方向および/または横方向に隣接する部分領域19とを特定し、特定された部分領域19に対応する要素ホログラム領域18にはコヒーレント光Lが照射されるが、他の要素ホログラム領域18にはコヒーレント光Lが照射されないように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。これにより、図8(b)に示すように、被照明領域10aの角度範囲が拡大される(図示された例では、4コマから6コマへと拡大される)とともに、被照明領域10aの角度範囲の中心が、上方向および/または横方向(図示された例では、左方向)に移動される。これにより、図8(b)に示すように、移動体9の進行に合わせて被照明物31を追従照明することが可能となる。   Specifically, for example, the light emission timing control unit 5 includes a partial area 19 corresponding to the illuminated area 10a in the virtual illumination area 10 and a partial area 19 adjacent to the illuminated area 10a in the upward and / or lateral direction. The element hologram area 18 corresponding to the specified partial area 19 is irradiated with the coherent light L, but the other element hologram area 18 is not irradiated with the coherent light L. Control timing. As a result, as shown in FIG. 8B, the angle range of the illuminated area 10a is expanded (in the illustrated example, it is expanded from 4 frames to 6 frames), and the angle of the illuminated area 10a is increased. The center of the range is moved upward and / or laterally (to the left in the illustrated example). As a result, as shown in FIG. 8 (b), the object to be illuminated 31 can be illuminated following the movement of the moving body 9.

次に、図7(c)および図8(c)に示すように、移動体9が被照明物31に対してさらに接近する場合、発光タイミング制御部5は、被照明物31への接近に伴って、被照明領域10aの角度範囲が拡大するように、かつ、被照明領域10aの角度範囲の中心が、上方向および/または横方向に移動するように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。   Next, as shown in FIG. 7C and FIG. 8C, when the moving body 9 further approaches the illuminated object 31, the light emission timing control unit 5 approaches the illuminated object 31. Accordingly, the emission timing of the coherent light L is controlled so that the angle range of the illuminated region 10a is expanded and the center of the angle range of the illuminated region 10a is moved upward and / or laterally. To do.

具体的には、たとえば、発光タイミング制御部5は、仮想照明領域10のうち被照明領域10aに対応する部分領域19と被照明領域10aの上方向および/または横方向に隣接する部分領域19とを特定し、特定された部分領域19に対応する要素ホログラム領域18にはコヒーレント光Lが照射されるが、他の要素ホログラム領域18にはコヒーレント光Lが照射されないように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。これにより、図8(c)に示すように、被照明領域10aの角度範囲が拡大される(図示された例では、6コマから12コマへと拡大される)とともに、被照明領域10aの角度範囲の中心が、上方向および/または横方向(図示された例では、左上方向)に移動される。これにより、図8(c)に示すように、移動体9の進行に合わせて被照明物31を追従照明することが可能となる。   Specifically, for example, the light emission timing control unit 5 includes a partial area 19 corresponding to the illuminated area 10a in the virtual illumination area 10 and a partial area 19 adjacent to the illuminated area 10a in the upward and / or lateral direction. The element hologram area 18 corresponding to the specified partial area 19 is irradiated with the coherent light L, but the other element hologram area 18 is not irradiated with the coherent light L. Control timing. As a result, as shown in FIG. 8C, the angle range of the illuminated area 10a is expanded (in the illustrated example, it is expanded from 6 frames to 12 frames), and the angle of the illuminated area 10a is increased. The center of the range is moved upward and / or laterally (upper left in the illustrated example). As a result, as shown in FIG. 8 (c), the object to be illuminated 31 can be illuminated following the movement of the moving body 9.

以上のような本実施の形態によれば、光学素子3が複数の要素拡散領域15を有し、各要素拡散領域15は所定の角度範囲内の対応する部分領域19を照明するため、各要素拡散領域15にコヒーレント光Lを照射するか否かを発光タイミング制御部5により制御することで、所定の角度範囲内の任意の領域を選択的に照明することができるとともに、被照明領域10aの角度範囲の大きさおよび/または中心位置を容易に変更することができる。移動体9を中心とする角度空間における被照明物31の角度範囲は、被照明物31への接近に伴って拡大するものの、発光タイミング制御部5によるコヒーレント光Lの発光タイミングの制御により、被照明物31への接近に伴って被照明領域10aの角度範囲が拡大されることで、接近する被照明物31が被照明領域10aからはみ出してしまうことを抑制できる。これにより、移動体9を運転する運転者は、被照明物31の全体を視認し続けることが可能である。   According to the present embodiment as described above, the optical element 3 has a plurality of element diffusion regions 15, and each element diffusion region 15 illuminates a corresponding partial region 19 within a predetermined angle range. By controlling whether or not to irradiate the coherent light L to the diffusion region 15 by the light emission timing control unit 5, it is possible to selectively illuminate an arbitrary region within a predetermined angle range, and the illumination region 10 a The size of the angle range and / or the center position can be easily changed. Although the angle range of the object to be illuminated 31 in the angle space centered on the moving body 9 increases as the object 31 is approached, the light emission timing control unit 5 controls the emission timing of the coherent light L to control the object to be illuminated. As the angle range of the illuminated area 10a is enlarged with the approach to the illuminated object 31, it is possible to suppress the approaching illuminated object 31 from protruding from the illuminated area 10a. Thereby, the driver | operator who drives the mobile body 9 can continue visually recognizing the whole to-be-illuminated object 31. FIG.

また、本実施の形態によれば、光走査部材6がコヒーレント光Lを各要素拡散領域15内で走査し、各要素拡散領域15内の各点に入射されたコヒーレント光Lは、対応する部分領域19の全域を照明するため、被照明領域10a内の各部分領域19におけるコヒーレント光Lの入射角度が経時的に変化することになり、被照明領域10aでのスペックルを目立ちにくくすることができる。   Further, according to the present embodiment, the optical scanning member 6 scans the coherent light L in each element diffusion region 15, and the coherent light L incident on each point in each element diffusion region 15 corresponds to a corresponding portion. Since the entire area 19 is illuminated, the incident angle of the coherent light L in each of the partial areas 19 in the illuminated area 10a changes with time, and speckles in the illuminated area 10a are less noticeable. it can.

ところで、車両等の地上を走行する移動体9または船舶等の海上を移動する移動体9では、交通標識等の被照明物31が移動体9より高い高さ位置に設けられていることが多い。この場合、進行方向前方に位置する被照明物31の角度範囲の中心は、被照明物31への接近に伴って、上方向および/または横方向に移動して行くため、被照明物31が被照明領域10aからはみ出しやすくなる。   By the way, in the mobile body 9 that travels on the ground such as a vehicle or the mobile body 9 that travels on the sea such as a ship, an illuminated object 31 such as a traffic sign is often provided at a higher position than the mobile body 9. . In this case, since the center of the angular range of the object 31 positioned forward in the traveling direction moves upward and / or laterally as the object 31 approaches, the object 31 is moved. It becomes easy to protrude from the illuminated area 10a.

しかしながら、本実施の形態によれば、発光タイミング制御部5によるコヒーレント光Lの発光タイミングの制御により、被照明物31への接近に伴って、被照明領域10aの角度範囲の中心が上方向および/または横方向に移動されるため、接近する被照明物31が被照明領域10aからはみ出してしまうことを、より効果的に抑制できる。   However, according to the present embodiment, the center of the angle range of the illuminated region 10a is set upward as the light source timing control unit 5 controls the emission timing of the coherent light L as the object 31 is approached. Since the object to be illuminated 31 is moved in the lateral direction, it is possible to more effectively suppress the approaching illuminated object 31 from protruding from the illuminated area 10a.

なお、上述した本実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した本実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。   Various changes can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, modified examples will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above embodiment are used for the parts that can be configured in the same manner as the above embodiment. The duplicated explanation is omitted. In addition, when it is clear that the operational effects obtained in the above-described embodiment can be obtained in the modified example, the description thereof may be omitted.

図5は、本発明の第2の実施の形態による移動体9の概略構成を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the moving body 9 according to the second embodiment of the present invention.

図5に示すように、第2の実施の形態による移動体9は、移動体本体2の移動速度を測定する速度センサ21をさらに備えている。発光タイミング制御部5は、速度センサ21の測定結果に応じて、被照明領域10aの角度範囲が拡大するように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。   As shown in FIG. 5, the moving body 9 according to the second embodiment further includes a speed sensor 21 that measures the moving speed of the moving body 2. The light emission timing control unit 5 controls the light emission timing of the coherent light L so that the angle range of the illuminated region 10 a is expanded according to the measurement result of the speed sensor 21.

具体的には、たとえば、移動体9が被照明物31に向かって加速している場合、発光タイミング制御部5は、移動体9が被照明物31に向かって等速で接近する場合に比べて、被照明領域10aの角度範囲の拡大速度(すなわち、単位時間当たりの拡大量)が大きくなるように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。これにより、接近する被照明物31が被照明領域10aからはみ出してしまうことを効果的に抑制できる。   Specifically, for example, when the moving body 9 is accelerating toward the illuminated object 31, the light emission timing control unit 5 is compared with the case where the moving body 9 approaches the illuminated object 31 at a constant speed. Thus, the emission timing of the coherent light L is controlled so that the expansion speed (that is, the expansion amount per unit time) of the angle range of the illuminated region 10a is increased. Thereby, it can suppress effectively that the to-be-illuminated object 31 protrudes from the to-be-illuminated area | region 10a.

一方、移動体9が被照明物31に向かって減速している場合、発光タイミング制御部5は、移動体9が被照明物31に向かって等速で接近する場合に比べて、被照明領域10aの角度範囲の拡大速度が小さくなるように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。これにより、被照明領域10aを過剰に拡大させてしまって、被照明物31から外れたコヒーレント光Lにより、対向車両や前方の車両の運転者を眩惑してしまうことを抑制できる。   On the other hand, when the moving body 9 is decelerating toward the object to be illuminated 31, the light emission timing control unit 5 is compared with the case where the moving body 9 approaches the object to be illuminated 31 at a constant speed. The light emission timing of the coherent light L is controlled so that the expansion speed of the angle range of 10a is reduced. Thereby, it can suppress that the to-be-illuminated area | region 10a is expanded excessively and the driver | operator of the oncoming vehicle or the vehicle ahead is dazzled by the coherent light L which remove | deviated from the to-be-illuminated object 31.

図6は、本発明の第3の実施の形態による移動体9の概略構成を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the moving body 9 according to the third embodiment of the present invention.

図6に示すように、第3の実施の形態による移動体9は、所定の角度範囲内を撮像する撮像装置22と、撮像装置22の撮像結果を画像処理して、所定の角度範囲内の静止した被照明物31を認識する画像処理部23と、をさらに備えている。   As shown in FIG. 6, the moving body 9 according to the third embodiment performs image processing on an imaging device 22 that captures an image within a predetermined angle range, and an imaging result of the imaging device 22, so And an image processing unit 23 for recognizing the stationary object 31.

撮像装置22としては、たとえば、所定の角度範囲内に存在する対象物から放射または反射された光を電気信号に変換するCCD(あるいはCMOSセンサアレイ等)が搭載された市販の撮像装置が用いられ得る。画像処理部23は、撮像装置22の撮像結果を画像処理して、所定の角度範囲内に被照明物31が存在するか否かを判断し、存在すると判断した場合には、所定の角度範囲に対応する仮想照明領域10のうち被照明物31の少なくとも一部と重なる部分領域19を特定する。   As the imaging device 22, for example, a commercially available imaging device equipped with a CCD (or a CMOS sensor array or the like) that converts light emitted or reflected from an object existing within a predetermined angle range into an electrical signal is used. obtain. The image processing unit 23 performs image processing on the imaging result of the imaging device 22 to determine whether or not the object to be illuminated 31 exists within a predetermined angular range. The partial area 19 that overlaps at least a part of the illumination object 31 in the virtual illumination area 10 corresponding to is specified.

発光タイミング制御部5は、画像処理部23により認識された被照明物31を照明するように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。   The light emission timing control unit 5 controls the light emission timing of the coherent light L so as to illuminate the illuminated object 31 recognized by the image processing unit 23.

具体的には、たとえば、発光タイミング制御部5は、画像処理部23により特定された部分領域19に対応する要素ホログラム領域18にはコヒーレント光Lが照射されるが、他の要素ホログラム領域18にはコヒーレント光Lが照射されないように、コヒーレント光Lの発光タイミングを制御する。これにより、所定の角度範囲内の静止した被照明物31を適切に照明することができる。   Specifically, for example, the light emission timing control unit 5 irradiates the element hologram area 18 corresponding to the partial area 19 specified by the image processing unit 23 with the coherent light L, but the other element hologram area 18 is irradiated with the coherent light L. Controls the emission timing of the coherent light L so that the coherent light L is not irradiated. Thereby, the stationary to-be-illuminated object 31 within a predetermined angle range can be illuminated appropriately.

なお、光学素子3の具体的な形態は、ホログラム記録媒体16に限定されるものではなく、複数の要素拡散領域15に細かく分割することが可能な各種の拡散部材でもよい。たとえば、各要素拡散領域15をそれぞれ一つのレンズアレイとするレンズアレイ群を用いて光学素子3を構成してもよい。この場合、要素拡散領域15ごとにレンズアレイが設けられ、各レンズアレイが所定の角度範囲内の対応する部分領域19を照明するように各レンズアレイの形状が設計される。そして、各部分領域19は、少なくとも一部が相違している。これにより、ホログラム記録媒体16を用いて光学素子3を構成した場合と同様に、コヒーレント光Lの発光タイミングを任意に調整することで、所定の角度範囲内の任意の場所を照明することができる。   The specific form of the optical element 3 is not limited to the hologram recording medium 16 and may be various diffusion members that can be finely divided into a plurality of element diffusion regions 15. For example, the optical element 3 may be configured using a lens array group in which each element diffusion region 15 is a single lens array. In this case, a lens array is provided for each element diffusion region 15, and the shape of each lens array is designed such that each lens array illuminates a corresponding partial region 19 within a predetermined angular range. Each partial area 19 is at least partially different. Thereby, similarly to the case where the optical element 3 is configured using the hologram recording medium 16, by arbitrarily adjusting the light emission timing of the coherent light L, it is possible to illuminate an arbitrary place within a predetermined angle range. .

また、上述した実施の形態では、コヒーレント光Lとして単一発光波長域のコヒーレント光を用いていたが、これに限定されず、コヒーレント光源4としてそれぞれ発光波長域が異なるコヒーレント光を発光する複数のレーザ光源を設けるとともに、光学素子3には、発光波長域が異なるコヒーレント光のそれぞれに対応する複数の拡散領域を設けることで、被照明領域10aでは、各拡散領域で拡散された発光波長域が異なるコヒーレント光が重ね合わされて照明されるようになっていてもよい。たとえば、コヒーレント光Lとして、赤色のコヒーレント光と緑色のコヒーレント光と青色のコヒーレント光とを用いる場合、被照明領域10aは、これらの三色が混ざり合って、白色で照明されることになる。   In the embodiment described above, coherent light having a single emission wavelength range is used as the coherent light L. However, the present invention is not limited to this, and the coherent light source 4 emits a plurality of coherent lights having different emission wavelength ranges. In addition to providing a laser light source, the optical element 3 is provided with a plurality of diffusion regions corresponding to coherent lights having different emission wavelength regions, so that in the illuminated region 10a, the emission wavelength regions diffused in the diffusion regions are different. Different coherent lights may be superimposed and illuminated. For example, when red coherent light, green coherent light, and blue coherent light are used as the coherent light L, the illuminated region 10a is mixed with these three colors and illuminated with white.

なお、上述した個々の実施の形態により開示する発明が限定されるものではない。各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。   Note that the disclosed invention is not limited to the individual embodiments described above. Each embodiment can be appropriately combined as long as the processing contents do not contradict each other.

1 照明装置
2 移動体本体
3 光学素子
3s 入射面
4 コヒーレント光源
5 発光タイミング制御部
6 光走査部材
9 移動体
10 仮想照明領域
11、12 回転軸
13 反射デバイス
13s 反射面
15 要素拡散領域
16 ホログラム記録媒体
18 要素ホログラム領域
19 部分領域
21 速度センサ
22 撮像装置
23 画像処理部
31 対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminating device 2 Moving body main body 3 Optical element 3s Incident surface 4 Coherent light source 5 Light emission timing control part 6 Optical scanning member 9 Moving body 10 Virtual illumination area | region 11, 12 Rotating shaft 13 Reflecting device 13s Reflecting surface 15 Element diffusion area 16 Hologram recording Medium 18 Element hologram area 19 Partial area 21 Speed sensor 22 Imaging device 23 Image processing unit 31 Object

Claims (7)

移動体本体と、
前記移動体本体に設けられた照明装置と、
を備え、
前記照明装置は、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記被照明物への接近に伴って、被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする移動体。
A mobile body,
An illumination device provided in the mobile body;
With
The lighting device includes:
A coherent light source that emits coherent light;
A light emission timing controller for controlling the light emission timing of the coherent light;
An optical element that diffuses the coherent light whose light emission timing is controlled by the light emission timing control unit;
An optical scanning member for scanning the coherent light from the coherent light source on the optical element;
Have
The optical element has a plurality of element diffusion regions, and each of the plurality of element diffusion regions illuminates a corresponding partial region within a predetermined angle range by diffusing incident coherent light, and At least some of the partial areas illuminated by each of the element diffusion areas are different from each other;
The light emission timing control unit illuminates a stationary object within the predetermined angle range, and expands the angle range of the illuminated region as the object is approached. A moving body characterized by controlling the light emission timing.
前記発光タイミング制御部は、前記被照明物への接近に伴って、前記被照明領域の角度範囲の中心が、上方向および/または横方向に移動するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の移動体。
The light emission timing control unit controls the light emission timing of the coherent light so that the center of the angle range of the illuminated area moves upward and / or laterally as the object is illuminated. The moving body according to claim 1, wherein:
前記移動体本体の移動速度を測定する速度センサをさらに備え、
前記発光タイミング制御部は、前記速度センサの測定結果に応じて、前記被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の移動体。
A speed sensor for measuring a moving speed of the mobile body,
The said light emission timing control part controls the light emission timing of the said coherent light so that the angle range of the said to-be-illuminated area may be expanded according to the measurement result of the said speed sensor. The moving body described.
前記所定の角度範囲内を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像結果を画像処理して、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を認識する画像処理部と、
をさらに備え、
前記発光タイミング制御部は、前記画像処理部により認識された前記被照明物を照明するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の移動体。
An imaging device for imaging within the predetermined angular range;
An image processing unit that performs image processing on an imaging result of the imaging device and recognizes a stationary object within the predetermined angle range;
Further comprising
The said light emission timing control part controls the light emission timing of the said coherent light so that the said to-be-illuminated object recognized by the said image process part may be illuminated. Moving body.
前記光学素子は、ホログラム記録媒体であり、
前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、それぞれ相違する干渉縞パターンが形成された要素ホログラム領域である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の移動体。
The optical element is a hologram recording medium;
5. The moving body according to claim 1, wherein each of the plurality of element diffusion areas is an element hologram area in which different interference fringe patterns are formed.
前記光学素子は、複数のレンズアレイを有するレンズアレイ群であり、
前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、前記レンズアレイを有する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の移動体。
The optical element is a lens array group having a plurality of lens arrays,
The movable body according to claim 1, wherein each of the plurality of element diffusion regions includes the lens array.
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部により発光タイミングが制御された前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
を有し、
前記光学素子は、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、所定の角度範囲内の対応する部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記発光タイミング制御部は、前記所定の角度範囲内の静止した被照明物を照明するとともに、前記被照明物への接近に伴って、被照明領域の角度範囲が拡大するように、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御する
ことを特徴とする照明装置。
A coherent light source that emits coherent light;
A light emission timing controller for controlling the light emission timing of the coherent light;
An optical element that diffuses the coherent light whose light emission timing is controlled by the light emission timing control unit;
An optical scanning member for scanning the coherent light from the coherent light source on the optical element;
Have
The optical element has a plurality of element diffusion regions, and each of the plurality of element diffusion regions illuminates a corresponding partial region within a predetermined angle range by diffusing incident coherent light, and At least some of the partial areas illuminated by each of the element diffusion areas are different from each other;
The light emission timing control unit illuminates a stationary object within the predetermined angle range, and expands the angle range of the illuminated region as the object is approached. The lighting device characterized by controlling the light emission timing.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110049899A (en) * 2017-03-09 2019-07-23 宝马股份公司 Motor vehicle with the lighting module for generating image identification

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058709A (en) * 2011-02-09 2012-03-22 Dainippon Printing Co Ltd Illuminating device using coherent light source
JP2012146621A (en) * 2010-12-20 2012-08-02 Stanley Electric Co Ltd Vehicular lamp
JP2014017094A (en) * 2012-07-06 2014-01-30 Sharp Corp Lighting system and vehicular head lamp

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012146621A (en) * 2010-12-20 2012-08-02 Stanley Electric Co Ltd Vehicular lamp
JP2012058709A (en) * 2011-02-09 2012-03-22 Dainippon Printing Co Ltd Illuminating device using coherent light source
JP2014017094A (en) * 2012-07-06 2014-01-30 Sharp Corp Lighting system and vehicular head lamp

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110049899A (en) * 2017-03-09 2019-07-23 宝马股份公司 Motor vehicle with the lighting module for generating image identification

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