JP2021027014A - 照明装置および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】被照明領域に高精度に光を投射することができる移動体用の照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１０は、移動体５に用いられる照明装置であ。照明装置１０は、コヒーレント光源３０と、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光を回折する回折光学素子６０と、を有する。【選択図】図９

Description

本開示は、移動体に用いられる照明装置および移動体に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、自動車等の移動体に用いられる照明装置の研究及び開発が行われている。昨今では、移動体の利用に関して省人化や自動化が進んでおり、照明装置に対する要望も変化してきている。照明装置は、移動体の周囲や前方を明るく照らすことだけでなく、例えば被照明領域に光を投射することで表示を行うことを要望されることもある。

しかしながら、特許文献１に開示された照明装置では、発光ダイオードから射出した光はレンズ等によって進行方向を調整される。このような従来の照明装置では、被照明領域に光を集めることは難しく、さらに被照明領域のエッジを鮮明にすることは不可能である。

特開２０１６−１９５０９７号公報

本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、被照明領域に高精度に光を投射することができる移動体用の照明装置を提供することを目的とする。

本開示による照明装置は、
移動体に用いられる照明装置であって、
コヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を回折する回折光学素子と、を備える。

本開示による照明装置は、
前記コヒーレント光源または前記コヒーレント光源を保持する光源ホルダの温度に関する情報を取得する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に基づき前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光の射出を停止する制御部と、を更に備えるようにしてもよい。

本開示による照明装置は、
複数のレンズを有し前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記複数のレンズを内部に保持する筒状部を有した筐体と、を備え、
前記筒状部は、前記コヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて又は前記コヒーレント光の光路に沿った下流側から上流側に向けて内寸法が小さくなっていくよう変化させる複数の段部を内部に有し、
前記複数のレンズの各々は、前記複数の段部のいずれかによって位置決めされていてもよい。

本開示による照明装置において、前記コヒーレント光源または前記コヒーレント光源を保持する光源ホルダは、前記複数の段部のいずれかによって位置決めされていてもよい。

本開示による照明装置において、前記回折光学素子または前記回折光学素子を保持する素子ホルダは、前記複数の段部のいずれかによって位置決めされていてもよい。

本開示による照明装置において、前記筒状部の内寸法は、前記コヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて小さくなっていくようにしてもよい。

本開示による照明装置において、前記筒状部の内寸法は、前記コヒーレント光の光路に沿った下流側から上流側に向けて小さくなっていくようにしてもよい。

本開示による照明装置は、
複数のレンズを有し前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記複数のレンズを内部に保持する筒状部と、前記筒状部に外側から接続した外装材と、前記筒状部および前記外装材との間に設けられた緩衝材と、を有する筐体と、を更に備えるようにしてもよい。

本開示による照明装置は、
前記回折光学素子の状態に関する情報を取得する状態検出部と、
前記状態検出部の検出結果に基づき前記照明装置からの前記コヒーレント光の射出を停止する制御部と、を更に備えるようにしてもよい。

本開示による照明装置は、コヒーレント光源および前記照明装置からの前記コヒーレント光の射出を制御する制御部の少なくとも一方の放熱を促す放熱手段を更に備えるようにしてもよい。

本開示による照明装置において、文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター、ピクトグラムのいずれか一以上を表すパターンで照明するようにしてもよい。

本開示による移動体は、
上述した本開示による照明装置のいずれかと、
前記照明装置を保持した移動体本体と、を備える。

本開示による移動体において、前記移動体本体は自動運転にて移動するようにしてもよい。

本開示による移動体において、前記移動体の移動状態に応じて前記照明装置の向きを変化させるようにしてもよい。

本開示によれば、被照明領域に高精度に光を投射することができる。

図１は、移動体及び照明装置の一例を説明するための斜視図である。 図２は、照明装置の一例を示す斜視図である。 図３Ａは、移動体および照明装置を被照明領域の一例とともに被照明面の法線方向から示す平面図である。 図３Ｂは、移動体および照明装置を被照明領域の他の例とともに被照明面の法線方向から示す平面図である。 図４Ａは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図４Ｂは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図４Ｃは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図４Ｄは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図４Ｅは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図４Ｆは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図４Ｇは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図４Ｈは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図４Ｉは、被照明面の法線方向から被照明領域の更に他の例を示す平面図である。 図５は、移動体および照明装置を被照明領域の更に他の例とともに被照明面の法線方向から示す平面図である。 図６Ａは、照明装置の向きの一例と被照明領域との関係を示す側面図である。 図６Ｂは、照明装置の向きの一例と被照明領域との関係を示す平面図である。 図７Ａは、照明装置の向きの他の例と被照明領域との関係を示す側面図である。 図７Ｂは、照明装置の向きの他の例と被照明領域との関係を示す平面図である。 図８は、照明装置の向きの更に他の例と被照明領域との関係を示す平面図である。 図９は、照明装置の一具体例を光軸に沿った断面にて示す断面図である。 図１０は、図９に対応する図であって、照明装置の他の具体例を示す断面図である。 図１１は、図１０に示された照明装置を光軸に沿った軸方向から示す平面図である。 図１２は、図９に対応する図であって、照明装置の更に他の具体例を示す断面図である。 図１３は、図９に対応する図であって、照明装置の更に他の具体例を示す断面図である。 図１４は、反復フーリエ変換法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１５は、図２に対応する図であって、回折光学素子の一変形例を示す斜視図である。 図１６は、図２に対応する図であって、回折光学素子の他の変形例を説明するための図である。 図１７は、回折光学素子に関連した照明装置の一変形例を説明するための図である。 図１８は、回折光学素子に関連した照明装置の他の変形例を説明するための図である。 図１９は、図９に対応する図であって、照明装置の更に他の具体例を示す断面図である。 図２０は、図９に対応する図であって、照明装置の更に他の具体例を示す断面図である。 図２１は、照明装置に含まれる状態検出部の一例を説明するための図であって、回折光学素子及びその周囲を示す平面図である。 図２２は、照明装置に含まれる状態検出部の他の例を説明するための図であって、回折光学素子及びその周囲を示す平面図である。 図２３は、照明装置に含まれる光学要素を、当該光学要素を保持する保持具の一例とともに、軸方向から示す平面図である。 図２４は、図２３に示された保持具を示す斜視図である。 図２５は、照明装置に含まれる光学要素を、当該光学要素を保持する保持具の他の例とともに、軸方向から示す平面図である。 図２６は、図２５に示された保持具を示す斜視図である。 図２７は、図９に対応する図であって、照明装置の更に他の具体例を示す断面図である。 図２８は、図９に対応する図であって、照明装置の更に他の具体例を示す断面図である。 図２９は、照明装置の一変形例を示す斜視図である。 図３０は、回折光学素子に関連した照明装置の他の変形例を説明するための図である。 図３１は、図９に対応する図であって、照明装置の更に他の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と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。

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並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。

図１は、照明装置１０を有する移動体５を、照明装置１０によって光を投射される被照明領域ＬＺの一部分とともに、模式的に示す斜視図である。移動体５は、移動体本体６と、移動体本体６によって保持された照明装置１０と、を有している。移動体本体６は、移動可能な装置であって、鉄道車両、自動車、台車、船、飛行機、ヘリコプター、ドローン、ロボット等を例示することができる。照明装置１０が後述するように情報を表示する機能において優れることから、とりわけ自動運転可能な移動体本体６に対して本実施の形態は好適である。ここで自動運転とは、移動体に乗車した人間或いは移動体を遠隔操作する人間による逐次の操作入力に基づく運転ではなく、センサ等から受信した情報や予め入力された情報に基づいた運転のことである。

図２は、照明装置を被照明領域とともに示す斜視図である。本実施の形態による照明装置１０は、コヒーレント光源３０と、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光を回折する回折光学素子６０と、を有している。この照明装置１０は、回折光学素子６０がコヒーレント光を回折して、コヒーレント光を被照明面ＬＰ上に形成された被照明領域ＬＺに向ける。照明装置１０は、被照明領域ＬＺにコヒーレント光を投射することで、被照明面ＬＰ上の被照明領域ＬＺをコヒーレント光で照明する。後述するように、このような本実施の形態による照明装置１０によれば、被照明領域ＬＺに対して高精度に光を投射することが可能となっている。とりわけ、被照明領域ＬＺのエッジを鮮明にしながら、所望の被照明領域ＬＺのみに光を投射することができる。したがって、この照明装置１０によれば、単に被照明領域ＬＺの周囲を明るくすることだけでなく、被照明領域ＬＺに対応した情報を被照明面ＬＰ上に表示することができる。本実施の形態において、被照明領域ＬＺを含む被照明面ＬＰは、路面や滑走路等の地面や海面等の水面を例示することができる。

地面や水面等がなす被照明面ＬＰ上に位置する被照明領域ＬＺは、大面積を有することができる。そして、大面積の被照明領域ＬＺは、照明装置１０の出射面としての出射端１１または回折光学素子６０の回折面から遠く離れて位置する。このため、多くの場合、照明装置１０の出射端１１及び回折光学素子６０の回折面は、被照明面ＬＰ及び被照明領域ＬＺに対して大きな角度をなすようになる。例えば、照明装置１０の出射端１１及び回折光学素子６０の回折面は、被照明面ＬＰ及び被照明領域ＬＺに対して、４５°以上の角度、更には７０°以上の角度、更には８０°以上の角度で傾斜し、或いは、被照明面ＬＰ及び被照明領域ＬＺに対して垂直となることもある。

ここで、図１及び図２に示された例において、移動体本体６は、移動可能に構成された車両部６ａと、車両部６ａに支持された装備６ｂと、を有している。車両部６ａは、路面等の地面を走行することができる。とりわけ図示された車両部６ａは、自動運転可能となっている。装備６ｂとしては、カメラ等の撮像装置や、温度、音、臭い等の車両部６ａの周囲に関連した周囲情報または環境情報を取得するセンサ等を例示することができる。また、図示された移動体本体６は、装備６ｂの後方となる車両部６ａ上に荷台を有している。この荷台には、いわゆる通し箱のような収容体等を介して或いは直接、荷が載置され得る。この移動体本体６は、省人化や無人化等を目的とした自動運転で運転され得る。一方、照明装置１０は、路面等の地面からなる被照明面ＬＰ上の被照明領域ＬＺにコヒーレント光を投射する。

図示された例において、移動体５は、複数の照明装置１０、とりわけ三つの照明装置１０を有している。ただし、この例に限られず、移動体５は、照明装置１０を一つのみ有していてもよく、二つの照明装置１０を有していてもよく、更には四つ以上の照明装置１０を有していてもよい。なお、移動体５が複数の照明装置１０を有する場合、複数の照明装置１０が、同一の被照明領域ＬＺにコヒーレント光を投射するようにしてもよいし、部分的に重なる被照明領域ＬＺにコヒーレント光を投射するようにしてもよいし、互いから離間した異なる被照明領域ＬＺにコヒーレント光を投射するようにしてもよい。

図３Ａ及び図３Ｂは、法線方向ＮＤから被照明面ＬＰを示す平面図であって、照明装置１０によって照明される被照明領域ＬＺの例を示す平面図である。図３Ａに示された例において、被照明領域ＬＺは線状の領域となっている。図３Ａに示された例において、被照明領域ＬＺは、移動体本体６から離間する向きに直線状に延びている。このような被照明領域ＬＺは、移動体本体６の進行方向を示す情報として認識され得る。すなわち、図３Ａに示された被照明領域ＬＺを確認した者は、移動体本体６がこれから被照明領域ＬＺの長手方向に沿って進むものとして認識することができる。図３Ｂに示された例によって、被照明領域ＬＺは、複数の矢印を含む領域となっている。複数の矢印は、共に同一の方向を示しており、各矢印が示す方向と一致する長手方向に沿って配列されている。図３Ｂに示された被照明領域ＬＺも、移動体本体６の進行方向を示す情報として認識され、被照明領域ＬＺを確認した者は移動体本体６の進行方向を被照明領域ＬＺのパターンから把握することができる。

すなわち、図３Ａ及び図３Ｂに示された例において、照明装置１０は、被照明領域ＬＺを照明することによって、被照明領域ＬＺのパターンに応じた情報、とりわけ方向を表示することができる。すなわち、照明装置１０は、方向を表示する方向表示装置として機能する。照明装置１０によって表示される方向は、照明装置１０を保持した移動体本体６に関連した方向であり、典型的には移動体本体６が移動する方向を示す。ここで、図３Ａ及び図３Ｂは、方向を表示し得る被照明領域ＬＺの一例に過ぎない。方向を表示する被照明領域ＬＺとして、図４Ａ〜図４Ｉに示された被照明領域ＬＺを更に例示することができる。

また、照明装置１０によって表示される情報は、方向に限られない。例えば、図５に示すように、移動体本体６の前方となる被照明面ＬＰ上の領域を被照明領域ＬＺとすることができる。被照明領域ＬＺを注意すべき領域として照明することで、被照明領域ＬＺからの退避を促すことが可能となる。とりわけ図５に示された例において、被照明領域ＬＺは、移動体本体６の直前となる第１被照明領域ＬＺ１と、第１被照明領域ＬＺ１に隣接する更に前方となる第２被照明領域ＬＺ２と、を有している。第１被照明領域ＬＺ１をより明るく照明することで、或いは、第１被照明領域ＬＺ１を赤色等のより注意喚起を促すことができる色で照明することで、第１被照明領域ＬＺ１を立ち入り禁止領域として表示し、第１被照明領域ＬＺ１からの退避を促すことができる。また、第２被照明領域ＬＺ２を第１被照明領域ＬＺ１よりも暗く照明することで、或いは、第２被照明領域ＬＺ２を黄色等で照明することにより、第２被照明領域ＬＺ２を移動体５がしばらくして到達する領域として表示し、注意を促すことができる。例えば、第１被照明領域ＬＺ１と第２被照明領域ＬＺ２の境界を急ブレーキによって移動体５が停止できる位置としてもよい。すなわちこの例において、第１被照明領域ＬＺ１は、急ブレーキによっても停止することができない領域となる。なお、図５に示された被照明領域ＬＺは扇形となっており、第１被照明領域ＬＺ１は扇の要を含んで被照明領域ＬＺの一部分をなす扇形となっている。

さらに他の例として、照明装置１０によって照明される被照明領域ＬＺは、文字のパターンを有するようにしてもよい。例えば、被照明領域ＬＺを「自動運転」や「ＡＵＴＯ」等の文字パターンとすることで、移動体５が自動運転中であることを周囲に告知することができる。その他、被照明領域ＬＺを「減速」、「急ブレーキ」、「加速」といった文字パターンすることで、移動体５の移動に関する情報を表示するようにしてもよい。

さらに、被照明領域ＬＺのパターンは文字に限られない。被照明領域ＬＺは、文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター、ピクトグラムのいずれか一以上を表すパターンを含むようにしてもよい。

さらに、図６Ａ〜図７Ｂに示す例のように、照明装置１０によって照明される被照明領域ＬＺは、移動体本体６の移動状態に応じて変化するようにしてもよい。図６Ａ〜図７Ｂに示された例では、移動体５の移動状態に応じて照明装置１０の向きを変化させるようになっている。図６Ａ及び図７Ａは側面図であり、図６Ｂ及び図７Ｂは上面図である。図６Ａ〜図７Ｂにおいて、通常の移動状態を二点鎖線で示している。通常の移動状態において、図６Ａ及び図７Ａに二点鎖線で示すように、照明装置１０はその長手方向である軸方向が移動方向前方を向くようにして保持されている。このとき、照明装置１０は、図６Ｂ及び図７Ｂに二点鎖線で示された直線状の被照明領域ＬＺを照明する。

一方、図６Ａ及び図６Ｂは、通常状態よりも低速で移動している状態、又は、減速している状態とすることができる。図６Ａに示すように、照明装置１０は、出射端１１が二点鎖線で示された通常状態よりも下方を向くように傾斜している。図６Ｂに示すように、被照明領域ＬＺのパターンは、二点鎖線で示された通常状態よりも短くなる。また、被照明領域ＬＺのパターンは、先細りする線状パターンとなり、移動体５の低速状態または減速状態を表示するパターンとして観察者に認識させることが期待できる。

図７Ａ及び図７Ｂは、通常状態よりも高速で移動している状態、又は、加速している状態とすることができる。図７Ａに示すように、照明装置１０は、出射端１１が二点鎖線で示された通常状態よりも上方を向くように傾斜している。図７Ｂに示すように、被照明領域ＬＺのパターンは、二点鎖線で示された通常状態よりも長くなる。また、被照明領域ＬＺのパターンは、先太りする線状パターンとなり、移動体５の高速状態または加速状態を表示するパターンとして観察者に認識させることが期待できる。

さらに、図８に示すように、移動体５の旋回に対応して照明装置１０の向きを左右に傾斜させるようにしてもよい。図８は上面図であり、図８において通常の移動状態を二点鎖線で示している。二点鎖線で示された通常の移動状態において、移動体５は直進し、照明装置１０はその長手方向である軸方向が移動方向前方を向くようにして保持されている。このとき、照明装置１０は、二点鎖線で示された直線状の被照明領域ＬＺを照明する。

図８に示された例において、移動体５が右に旋回する場合、照明装置１０の出射端１１がいくらか右側を向くように照明装置１０を傾斜させる。このとき、被照明領域ＬＺは、右斜め前方に直線状に延びるようになる。図示は省略するが、移動体５が左に旋回する場合、照明装置１０の出射端１１がいくらか左側を向くように照明装置１０を傾斜させる。このとき、被照明領域ＬＺは、左斜め前方に直線状に延びるようになる。移動体５の前方に対して傾斜した被照明領域ＬＺは、移動体５の旋回を表示するパターンとして観察者によって把握され得る。とりわけ、自動運転する移動体５では、予め旋回する状態が設定され得る。自動運転する移動体５においては、旋回を開始する前に照明装置１０を左右に傾斜させることで、旋回前に旋回する方向を表示することが好ましい。移動体５の周囲にいる観察者に対し、移動体５の旋回前に移動体５が旋回すること認識させることができる。

以下、図９に示された一具体例及び図１０〜図２８に示された他の具体例を参照しながら照明装置１０について、更に詳述していく。

本実施の形態による照明装置１０は、その構成要素として、コヒーレント光源３０及び回折光学素子６０を有している。図９に示された具体例において、照明装置１０は、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系５０と、コヒーレント光源３０と整形光学系５０との間に配置されたマスクシート４５と、整形光学系５０等を収容する筐体２０と、コヒーレント光源３０を制御する制御部１５と、を更に有している。整形光学系５０は、コヒーレント光の進行方向を変化させる複数のレンズを含んでいる。筐体２０は、整形光学系５０をなす複数のレンズを保持する筒状部２１を有している。以下、照明装置１０の各構成要素について順に説明していく。

コヒーレント光源３０は、波長及び位相が揃ったコヒーレント光を射出することができる。コヒーレント光源３０として、種々の型式の光源を用いることができる。典型的には、コヒーレント光源３０として、レーザー光を発振するレーザー光源を用いることができ、一具体例として、半導体レーザー光源を例示することができる。図２に示された例において、コヒーレント光源３０は、単一の光源を含んでいる。したがって、図示された例では、コヒーレント光源３０から発振されるコヒーレント光の波長域に対応した色で、被照明領域ＬＺが照明される。

コヒーレント光源３０は、直接または光源ホルダ３５を介して、筐体２０に保持される。光源光の利用効率の観点や光漏れ防止の観点から、少なくともコヒーレント光源３０のコヒーレント光を射出する部分、すなわち射出端は、筐体２０内に位置していることが好ましい。コヒーレント光源３０又は光源ホルダ３５の筐体２０への固定は、接着剤等の接合材を用いた固定、螺子等の機械的な固定具を用いた固定、溶接による溶着部による固定、これらの固定方法の組み合わせ等により実現され得る。

図示された例において、コヒーレント光源３０は、光源ホルダ３５に保持されている。コヒーレント光源３０の光源ホルダ３５への固定は、接着剤等の接合材を用いた固定、螺子等の機械的な固定具を用いた固定、溶接による溶着部による固定、これらの固定方法の組み合わせ等により実現され得る。図示された例において、コヒーレント光源３０は、ＣＡＮタイプのレーザーダイオードとしての光源部３１と、光源部３１から延び出した配線３２と、を有している。光源ホルダ３５は、光源部３１を収容し且つ光源部３１から射出したコヒーレント光を通過させる保持貫通孔３６を設けられている。光源部３１が保持貫通孔３６に挿入圧入されることで、コヒーレント光源３０が光源ホルダ３５に保持されている。好ましくは、光源部３１は光源ホルダ３５の保持貫通孔３６に圧入されている。コヒーレント光源３０及び光源ホルダ３５によって光源ユニットＬＳＵが形成されている。図９に示された例において、光源ユニットＬＳＵは、接着剤等の接合材２４を用いて筐体２０に固定されている。筐体２０の筒状部２１に孔２３が形成され、孔２３内に収容された接合材２４が筒状部２１及び光源ホルダ３５を互いに接合している。

ただし上述したように、コヒーレント光源３０又は光源ホルダ３５は、接合材２４に代えて又は接合材２４に加えて、図１０及び図１１に示すように溶接による溶着部３７によって筐体２０に固定することができる。図１０及び図１１に示された例において、光源ホルダ３５は、円柱状の外形状を有しており、筒状部２１の開口部に挿入されている。そして、光源ホルダ３５は、円柱の外周面にあたる部分において筐体２０に溶接されている。図示された例のように、溶着部３７は、周方向に概ね等間隔に離間して複数、例えば１２０°分ずらして三つ設けられている。このような溶着部３７は、例えばスポット溶接により形成され得る。なお、図１１は、図１０に示された照明装置１０を光源ユニットＬＳＵの側から示した平面図である。

また、コヒーレント光源３０又は光源ホルダ３５は、接合材２４や溶着部３７に代えて又は接合材２４や溶着部３７に加えて、図１２に示すように螺子やボルトからなる固定具３８を用いて筐体２０に固定されていてもよい。とりわけ螺子やボルトからなる固定具３８を用いる場合には、この固定具３８によって、コヒーレント光源３０又は光源ホルダ３５の筐体２０に対する傾斜角度を調節可能となっていることが好ましい。

なお、図示された例において、コヒーレント光源３０が光源ホルダ３５を介して筐体２０に固定されている。ただし、光源ホルダ３５を介することなく、コヒーレント光源３０は、直接、筐体２０に固定されていてもよい。また他の例として、図１３に示す例において、コヒーレント光源３０は、ファイバレーザーとして構成され、光源部３１と、光源部３１で発振されたコヒーレント光を誘導する光ファイバ３３と、を有している。光ファイバ３３の先端部分が筐体２０に保持されている。このコヒーレント光源３０におけるコヒーレント光の射出端は、光ファイバ３３の先端となる。光ファイバ３３の先端は筐体２０内に位置している。

次に、コヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出および射出停止を制御する制御部１５について説明する。

制御部１５は、コヒーレント光源３０と電気的に接続されている。図２に示された例において、制御部１５は電源８と電気的接続している。制御部１５は、電源８からコヒーレント光源３０への電力供給を制御することにより、コヒーレント光源３０によるコヒーレント光の射出および射出停止を切り換えるようにしてもよい。コヒーレント光源３０から連続的にコヒーレント光を射出する場合、制御部１５からコヒーレント光源３０に一定の電流が連続的に供給されるようにしてもよいし、パルス電流が供給されるようにしてもよい。パルス電流を用いることで、制御部１５及びコヒーレント光源３０からの発熱量を低減することができる。

電源８は、移動体本体６の始動や駆動に用いられる電源と併用されてもよいし、移動体本体６とは区別された別の電源であってもよい。制御部１５と電気的に接続する電源８は、蓄電池だけでなく、非常用電源、太陽電池、さらには発電機等であってもよい。電源８としての発電機は、風力発電機やエンジンを用いた発電機、さらには、手回し式、ペダル式等の手動発電機を採用することができる。特に風力発電や太陽電池によれば、移動体５の移動時に照明装置１０で消費される電力を生成することができる点において都合が良い。

図２に示すように、制御部１５は、移動体５の制御装置７と電気的に接続していてもよい。制御装置７は、移動体本体６の動作を制御する主制御器である。上述したように移動体本体６の動作に応じて照明装置１０を制御する場合、制御部１５は制御装置７から移動体本体６の移動に関する情報を取得する。制御部１５は、制御装置７から取得した情報に基づいてコヒーレント光源３０を制御することができる。なお、制御部１５は、情報を記録又は保存するメモリ等の一部の構成を制御装置７と共用してもよい。

制御部１５は、ＩＣチップとして構成されていてもよいし、図示された例のようにプリント基板として構成されていてもよい。図示された制御部１５は、例えばポリイミド等の絶縁性材料からなる基材１６と、基材１６上に形成された回路１７と、を有している。制御部１５とコヒーレント光源３０との電気的接続は、図示された例のようにコヒーレント光源３０の光源部３１から延び出した配線３２を介して実現されていてもよいし、或いはソケット等を用いた嵌め込みにより実現されていてもよい。制御部１５は、図９に示すように筐体２０内に位置していてもよいし、図２に示すように筐体２０外に位置していてもよく、さらには図１３に示すように筐体２０から遠くに離間して配置されていてもよい。例えば、制御部１５は、移動体５の制御装置７や電源８の近傍に配置されていてもよい。なお、ノイズによってコヒーレント光源３０の動作が不安定となることを防止する観点から、制御部１５が、回路１７を覆う電磁シールド層を更に有することが好ましい。

ところで、コヒーレント光源３０及び制御部１５は、使用中に温度上昇をきたし、発熱源となる。コヒーレント光源３０や制御部１５が昇温すると、照明装置１０のエネルギー効率の低下、照明装置１０からの出力低下等の問題が生じ得る。この点から、コヒーレント光源３０及び制御部１５の少なくとも一方に、放熱を促す放熱手段４０が設けられていることが好ましい。放熱手段４０を設けることで、照明装置１０を長時間に亘って安定して継続使用することが可能となる。

図９に示された照明装置１０は、コヒーレント光源３０を保持する光源ホルダ３５の一部分が、ヒートシンクとして機能する放熱フィン４１を構成している。この放熱フィン４１は、光源ホルダ３５とは別体として作製され、光源ホルダ３５に固定されていてもよい。光源ホルダ３５の一部分は放熱フィン４１を構成する例において、光源ホルダ３５は、熱伝導性に優れる銅、アルミニウム、又はこれらの合金によって形成されていることが好ましい。コヒーレント光源３０からの放熱を促す観点において、上述したようにコヒーレント光源３０が光源ホルダ３５に圧入されていることが、コヒーレント光源３０と光源ホルダ３５との安定した接触を確保して効率的な熱伝導を生じさせ得る点において好ましい。

図９に示された例では、制御部１５にも、ヒートシンクとして機能する放熱フィン４２が設けられている。放熱フィン４２は、基材１６の回路１７とは反対側面に接触している。この放熱フィン４２も、好ましくは、熱伝導性に優れる銅、アルミニウム、又はこれらの合金によって形成されている。さらに、図９に示された照明装置１０は、放熱手段４０として機能する送風機４３も有している。送風機４３は、放熱フィン４１及び放熱フィン４２に空気を吹き付け、放熱を促す。

図９に示された例において、照明装置１０の放熱手段４０は、放熱フィン４１、放熱フィン４２および送風機４３を有している。この例において、放熱フィン４１、放熱フィン４２及び送風機４３の一以上を省略することができる。また、図９に示された放熱手段４０の一以上に代えて或いは図９に示された放熱手段４０の一以上に加えて、液冷式の放熱手段４０を設けることも可能である。図１０に示された照明装置１０では、水や油等の液体冷媒が通過する冷媒流路４４が光源ホルダ３５に設けられている。

さらに、コヒーレント光源３０や制御部１５の温度に関連した情報を取得可能な温度センサ１８が設けられていてもよい。温度センサ１８として、温度変化に伴って抵抗値が変化するサーミスタを用いることができる。図９に示された例において、温度センサ１８は、光源ホルダ３５および制御部１５に設けられている。温度センサ１８は、コヒーレント光源３０に設けられていてもよい。図示された例において、温度センサ１８は制御部１５と電気的に接続しており、制御部１５は、温度センサ１８の検出結果に基づき、例えば制御部１５やコヒーレント光源３０の少なくとも一方が所定の温度以上になったと考えられる状況下で、コヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出を停止するようにしてもよい。すなわち、温度センサ１８を設けることで、温度上昇の異常を発見することができ、コヒーレント光源３０を稼働停止とすることで異常の拡大を効果的に防止することができる。

次に、マスクシート４５について説明する。マスクシート４５は、絞りを形成する。マスクシート４５は、コヒーレント光を透過可能な透過部と、透過部の周囲に位置し遮光性を有した遮光部と、を有している。遮光部は、光吸収性を有していることが好ましい。マスクシート４５として、絞り孔４７を形成された遮光性の板材を用いることができる。絞り孔４７が透過部を形成し、板材のその他の部分が光吸収性を有した吸収部４６として遮光部を形成する。吸収部４６は、例えば黒色材料等の光吸収性に優れた材料によって形成され得る。図示された例において、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光は、マスクシート４５の絞り孔４７を通過して、整形光学系５０に入射する。コヒーレント光が整形光学系５０に入射する際における整形光学系５０上の入射領域や整形光学系５０への入射角度は、コヒーレント光源３０と絞り孔４７との相対位置に起因して、特定の範囲に制限されるようになる。すなわち、マスクシート４５を設けることで、整形光学系５０によるコヒーレント光の光路調整の精度を高めることができる。

次に、整形光学系５０について説明する。整形光学系５０は、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光を整形する。言い換えると、整形光学系５０は、コヒーレント光の光軸に直交する断面での形状や、コヒーレント光の光束の立体的な形状を整形する。典型的には、整形光学系５０は、コヒーレント光の光軸ＯＡに直交する断面でのコヒーレント光の光束断面積を拡大させる。

図示された例において、整形光学系５０は、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光を拡幅した平行光束に整形する。すなわち、整形光学系５０は、コリメート光学系として機能する。図９に示された例において、整形光学系５０は、コヒーレント光の光路に沿って配置された第１レンズ５１、第２レンズ５２及び第３レンズ５３を有している。第１レンズ５１はコヒーレント光を発散光束に整形し、第２レンズ５２は発散光束を整え、第３レンズ５３は発散光束を平行光束に整形し直す。一方、図２に模式的に示された他の例、並びに、後に参照する図３１に示された例において、整形光学系５０は、コヒーレント光の光路に沿った順で、上流側レンズ５４及び下流側レンズ５５を有している。上流側レンズ５４は、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光を発散光束に整形する。下流側レンズ５５は、上流側レンズ５４で生成された発散光束を、平行光束に整形し直す。これらの例において、第３レンズ５３及び下流側レンズ５５は、コリメートレンズとして機能する。

回折光学素子６０によってコヒーレント光を所望の方向に高精度に回折するには、回折光学素子６０へ入射する光の光路が、予め設計された光路となっていることが重要となる。したがって、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光の光路を整形光学系５０で調整することにより、被照明領域ＬＺに対してさらに高精度にコヒーレント光を投射することが可能となる。この点において、マスクシート４５の設置も、被照明領域ＬＺに対する高精度な照明の実現に有用となる。そして、マスクシート４５の設置と同様の観点から、整形光学系５０に含まれるレンズの周縁部に、可視光吸収性を有した吸収層が設けられていることが好ましい。通常、レンズの周縁部には光が入射しないように設計される。ただし、迷光等の意図しない光がレンズ周縁部に入射することも考えられる。このような意図しない光をレンズ周縁部の吸収層が吸収することで、回折光学素子６０にコヒーレント光を意図された光路にて供給することが可能となる。同様の観点から、筐体２０の内面にも可視光吸収性を有した吸収層が設けられていることが好ましい。さらに、迷光等の意図しない光の発生を防止する観点から、整形光学系５０に含まれるレンズに反射防止処理がなされていることが好ましい。具体的には、レンズの表面に反射防止層が設けられていることが好ましい。

また、被照明領域ＬＺへの高精度なコヒーレント光の投射を実現する上で、整形光学系５０で整形されたコヒーレント光の平行度が±０．３°以下となっていることが好ましく、０．１°以下となっていることがより好ましく、０．０５°以内となっていることが更に好ましい。ここで、平行度とは、光束の光軸を通過する平面内を進む光の光路がコリメートされるべき方向に対してなす最大の角度を意味している。したがって、平行度が±０．３°以下の場合、当該平行度が測定された面内を進む光は、０．６°の角度範囲内を進んでいることになる。このような整形光学系５０を用いることで、照明装置１０が所望の被照明領域ＬＺに高精度にコヒーレント光を投射することができる。

ここで、光束の光軸とは、光束に含まれる光の光路のうちの最高光度が得られる光路上に位置する。図９に示された例において、コヒーレント光源３０から射出して回折光学素子６０に入射するまで、光軸ＯＡは一直線に沿っている。この光軸ＯＡと平行な方向を軸方向ＡＤと呼ぶ。

また、整形光学系５０が複数のレンズを用いてコヒーレント光を平行光束に整形する場合、図９に示された整形光学系５０のように、少なくとも一つの凹レンズと少なくとも一つの凸レンズとが設けられていることが好ましい。図９に示された例において、第１レンズ５１及び第２レンズ５２が凹レンズ面を有し、第２レンズ５２及び第３レンズ５３が凸レンズ面を有している。凹レンズ及び凸レンズは、正負が逆のパワーを有していることから、お互いの収差の影響を緩和するようになる。すなわち、凹レンズと凸レンズとを組み合わせることで、レンズで生じる収差の影響を緩和することができる。これにより、被照明領域に対してさらに高精度に光を投射することができる。

整形光学系５０が凹レンズ及び凸レンズを含むことに代えて、整形光学系５０は、非球面レンズを含むようにしてもよい。正パワーを有した部分および負パワーを有した部分の両方を含む非球面レンズを用いることで、レンズで生じる収差の影響を緩和することができる。これにより、被照明領域ＬＺに対してさらに高精度に光を投射することが可能となる。

整形光学系５０に含まれるレンズは、当該レンズの光軸方向からの観察において、後に参照する図２５に示すように円形状となっていてもよいし、後に参照する図２３に示すように矩形形状となっていてもよい。矩形形状となっているレンズは、レンズの不要部分をトリミングすることで作製され得る。この場合、平面視において矩形形状となるレンズを用いることで、照明装置１０を小型軽量化することができる。

整形光学系５０を構成する複数のレンズは、図示された例において、筐体２０へ固定されている。筐体２０に固定されることで、複数のレンズの相対位置が一定に維持されている。整形光学系５０をなすレンズの筐体２０への固定は、接着剤等の接合材を用いた固定、機械的な固定具を用いた固定、これらの固定方法の組み合わせ等により実現され得る。図９に示された例において、整形光学系５０を構成する各レンズ５１，５２，５３は、接着剤等の接合材２４を用いて筐体２０に固定されている。筐体２０の筒状部２１に孔２３が形成され、孔２３内に収容された接合材２４が筒状部２１及び各レンズ５１，５２，５３を互いに接合している。

次に、回折光学素子６０について説明する。

回折光学素子６０は、コヒーレント光源３０から射出した光に対して回折作用を及ぼす素子である。回折光学素子６０は、コヒーレント光源３０からの光を回折して、被照明領域ＬＺに向ける。したがって、図２に示すように、被照明領域ＬＺには、回折光学素子６０での回折光が投射され、被照明領域ＬＺは、回折光によって照明されることになる。

回折光学素子６０は、典型的には、ホログラム素子である。回折光学素子６０は、ＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）、ＨＯＥ（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）とも呼ばれる。回折光学素子６０としてホログラム素子を用いることで、ホログラム素子の回折特性を設計しやすくなる。予め定めた位置、サイズおよび形状の被照明領域ＬＺの全域のみにコヒーレント光を投射し得るホログラム素子の設計は、比較的容易に行うことができる。

被照明領域ＬＺは、回折光学素子６０に対して予め定めた位置に、予め定めたサイズおよび形状で実空間に設定されている。被照明領域ＬＺの位置、サイズおよび形状は、回折光学素子６０の回折特性に依存しており、回折光学素子６０の回折特性を調整することで、被照明領域ＬＺの位置、サイズおよび形状を任意に調整することができる。従って、回折光学素子６０を設計する際には、まず被照明領域ＬＺの位置、サイズおよび形状を決定して、決定した被照明領域ＬＺの全域にコヒーレント光を投射できるように、回折光学素子６０の回折特性を調整すればよい。

回折光学素子６０は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）として作製され得る。計算機合成ホログラムは、任意の回折特性を持つ構造をコンピュータ上で計算することによって作製される。したがって、計算機合成ホログラムを回折光学素子６０として採用することで、コヒーレント光源や光学系を用いた物体光及び参照光の生成や、露光によるホログラム記録材料への干渉縞の記録を不要とすることができる。照明装置１０は、例えば図２に示すように、回折光学素子６０に対して予め定めた位置に、予め定めたサイズおよび形状の被照明領域ＬＺを照明することを想定されている。被照明領域ＬＺに関する情報をパラメータとしてコンピュータに入力することで、この被照明領域ＬＺを照明可能な回折特性を持つ構造、例えば凹凸面を、コンピュータでの演算によって特定することができる。特定された構造を、例えば樹脂賦型により形成することで、計算機合成ホログラムとしての回折光学素子６０を、簡易な手順にて低コストで作製することができる。

回折光学素子６０で回折された光が、被照明領域ＬＺに投射されて、照明光として被照明領域ＬＺを照明する。図２に示された例において、回折光学素子６０と被照明領域ＬＺとの間には、他の光学素子等が介在していない。したがって、回折光学素子６０での回折光は、被照明領域ＬＺに直接入射する。回折光学素子６０上の各点における回折光は、被照明領域ＬＺの少なくとも一部に投射される。すなわち、回折光学素子６０上の各点における回折光は、所定の拡散角度範囲内を進行して、被照明領域ＬＺに入射する。

回折光学素子６０の設計には、例えば反復フーリエ変換法が用いられる。図１４は反復フーリエ変換法の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、回折光学素子６０への入射光の放射強度分布を設定するとともに、ランダムな位相分布を準備する（ステップＳ１）。

次に、ステップＳ１で設定した放射強度分布とランダムな位相分布とを組み合わせた複素振幅分布を生成する（ステップＳ２）。その後、得られた複素振幅分布に対して逆フーリエ変換（ＩＦＴ）を施して、被照明領域ＬＺ上での複素振幅分布を生成する（ステップＳ３）。

得られた複素振幅分布は、ランダムな位相分布を用いて計算されたものであり、当該ランダムな位相分布を反映している。次に、回折光学素子６０での回折によって得られるべき放射強度分布に基づき、ステップＳ３で得られた被照明領域ＬＺ上での複素振幅分布の実部を修正する（ステップＳ４）。その後、ステップＳ４で実部を修正された複素振幅分布に対してフーリエ変換を施して、回折光学素子６０上での複素振幅分布を計算する（ステップＳ５）。次に、ステップＳ１で設定した回折光学素子６０への入射光の放射強度分布に基づき、ステップＳ５で得られた回折光学素子６０上での複素振幅分布の実部を修正する（ステップＳ６）。

その後、ステップＳ６で生成した複素振幅分布を用いて、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。ステップＳ３〜Ｓ６の処理を繰り返すうちに、回折光学素子６０上での複素振幅分布の実部が、ステップＳ１で設定した放射強度分布に近づいていく。

図１４の処理手順は、被照明領域ＬＺが回折光学素子６０から遠方にあることを前提とした場合の処理であり、被照明領域ＬＺ上の回折像は、フラウンホーファ回折像である。したがって、被照明領域ＬＺ及び被照明面ＬＰの法線方向ＮＤが回折光学素子６０の回折面の法線方向と非平行であっても、それどころか被照明領域ＬＺ及び被照明面ＬＰの法線方向ＮＤが回折光学素子６０の回折面の法線方向に対して４５°を超える大きな角度αをなしていても、被照明領域ＬＺの全域にわたって、光強度を均一化することができる。

なお、本実施の形態における回折光学素子６０は、フーリエ変換ホログラムに限られることなく、その他のホログラム、例えばフレネルホログラムを用いることができる。さらに、回折光学素子６０は、計算機合成ホログラムに限られず、光に対して回折作用を及ぼす種々の光学素子、例えばアナログ記録のホログラムを用いることができる。また回折光学素子６０の回折作用を生じさせる構成も公知の種々の構成を採用することができる。例えば回折光学素子６０は、レリーフ型ホログラムとして構成されていてもよいし、体積型ホログラムとして構成されていてもよい。

なお、図２に示された例において、回折光学素子６０の回折面は、照明装置１０の出射面をなす出射端１１と平行となっている。ここで回折面は、シート状からなる回折光学素子６０を全体的に観察した際に当該回折光学素子６０によって画成される面のことである。図示された例において回折面及び出射端１１は、被照明領域ＬＺ及び被照明面ＬＰに対して垂直となっている。ただし、この例に限られず、回折面及び出射端１１は、被照明領域ＬＺ及び被照明面ＬＰに対して傾斜していてもよいし、平行となっていてもよい。

図１５に示すように、回折光学素子６０は、複数の要素回折光学素子６１を含んでいてもよい。図１５に示された要素回折光学素子６１は、例えばホログラム素子であり、上述した回折光学素子と同様に構成され得る。図１５に示された例において、複数の要素回折光学素子６１で回折された光は、互いに同一の領域に投射されるようになっている。つまり、各要素回折光学素子６１で回折されたコヒーレント光は、被照明領域ＬＺの全域に投射される。このような、回折光学素子６０によれば、被照明領域ＬＺ内の各位置に向かう光を、回折光学素子に含まれる複数の要素回折光学素子６１から分散して射出することができる。これにより、回折光学素子６０上の各位置が明るくなり過ぎることが効果的に防止され、レーザー安全性を向上させることができる。

各要素回折光学素子６１は、互いに同一の回折特性を有するように構成されていてもよい。ただし、より高精度な投射を実現する上で、各要素回折光学素子６１が、当該要素回折光学素子６１の回折光学素子６０内における配置位置に応じて、別個に設計された回折特性を付与されていることが好ましい。

図１５に示された例とは異なり、複数の要素回折光学素子６１で回折された光が、互いに異なる領域に投射されるようにしてもよい。例えば図３Ｂに示された例において、異なる要素回折光学素子６１で回折された光が、異なる矢印をなす領域に入射するようにしてもよい。

また、図１６に示された例において、回折光学素子６０は、第１〜第１２要素回折光学素子６１Ａ〜６１Ｌを含んでいる。被照明領域ＬＺは、第１〜第１２要素被照明領域ＥＬＰＡ〜ＥＬＰＬに区分けされている。第１〜第１２要素回折光学素子６１Ａ〜６１Ｌで回折されたコヒーレント光は、それぞれ、別個の第１〜第１２要素被照明領域ＥＬＺＡ〜ＥＬＺＬに投射されるようになる。照明装置１０は、各要素回折光学素子６１Ａ〜６１Ｌへの光の照射の有無を制御する。各要素回折光学素子６１Ａ〜６１Ｌへの光の照射の有無を制御することにより、任意の要素回折光学素子６１Ａ〜６１Ｌのみにコヒーレント光を投射することができる。すなわち、被照明領域ＬＺ内を所望のパターンで照明することが可能となる。

図１７及び図１８は、各要素回折光学素子６１Ａ〜６１Ｌへの光の照射の有無を制御する方法の具体例を示している。図１７に示された例において、照明装置１０は走査装置６２を有している。走査装置６２は、制御部１５によって制御され、制御部１５からの電気信号に基づいて動作する。走査装置６２は、コヒーレント光の光路を経時的に変化させ、コヒーレント光の回折光学素子６０への入射位置を変化させる。この結果、走査装置６２で進行方向を変化させられるコヒーレント光が、回折光学素子６０の入射面上を走査するようになる。図１７に示された例では、走査装置６２は、一つの軸線ＲＡを中心として回動可能な反射面を有した反射デバイスを含んでいる。より具体的に説明すると、反射デバイスは、一つの軸線ＲＡを中心として回動可能な反射面としてのミラーを有したミラーデバイスとして、構成されている。ただし、図示された走査装置６２は、例示に過ぎず、光の入射位置が回折光学素子６０上を走査するように光の進行方向を変化させる装置を、走査装置６２として広く用いることができる。

制御部１５は、走査装置６２の動作に応じて、コヒーレント光源３０からの光の射出およびコヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出出力を制御する。制御部１５は、走査装置６２の動作に基づいて、各要素回折光学素子６１にコヒーレント光が走査装置６２によって向けられるタイミングを把握することができる。そして、制御部１５は、所望の要素回折光学素子６１に入射するタイミングでコヒーレント光源３０からコヒーレント光を射出させ、それ以外の要素回折光学素子６１に入射するタイミングでコヒーレント光源３０からコヒーレント光の射出を停止するよう、コヒーレント光源３０を制御する。これにより、被照明領域ＬＺ内を所望のパターンにて照明することができる。また、制御部１５が、コヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出出力を調節することで、被照明領域ＬＺ内を所望の階調パターンの明るさで照明することができる。

なお、走査装置６２による走査速度は、人間の目で分解不可能な速度となっている。したがって、実際には繰り返しコヒーレント光を投射されている各要素被照明領域が、連続的にコヒーレント光を投射されているかのように視認される。

次に、図１８に示された例において、照明装置１０は、各要素回折光学素子６１に対応して別個に設けられた複数のコヒーレント光源３０を含んでいる。制御部１５は、各コヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出の有無を、他のコヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出の有無から独立して制御する。制御部１５は、各コヒーレント光源３０からの光の射出の有無および各コヒーレント光源３０からの射出出力を制御する。したがって、被照明領域ＬＺ内を所望のパターンにて照明することができる。また、制御部１５が、各コヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出出力を調節することで、被照明領域ＬＺ内を所望の階調パターンの明るさで照明することも可能となる。

回折光学素子６０は、直接または素子ホルダ６５を介して、筐体２０に保持される。回折光学素子６０又は素子ホルダ６５の筐体２０への固定は、接着剤等の接合材を用いた固定、螺子等の機械的な固定具を用いた固定、溶接による溶着部による固定、これらの固定方法の組み合わせ等により実現され得る。

図９に示された例において、回折光学素子６０は、素子ホルダ６５に保持されている。回折光学素子６０の素子ホルダ６５への固定は、接着剤等の接合材を用いた固定、螺子等の機械的な固定具を用いた固定、溶着部による固定、これらの固定方法の組み合わせ等により実現され得る。図示された例において、素子ホルダ６５は、回折光学素子６０を収容する段部６５ａを有している。回折光学素子６０が、この段部６５ａにおいて素子ホルダ６５に圧入されている。この圧入によって、回折光学素子６０は素子ホルダ６５に位置決めされて保持されている。回折光学素子６０及び素子ホルダ６５によって素子ユニットＥＵが形成されている。図９に示された例において、素子ユニットＥＵは、接着剤等の接合材２４を用いて筐体２０に固定されている。筐体２０の筒状部２１に孔２３が形成され、孔２３内に収容された接合材２４が筒状部２１及び光源ホルダ３５を互いに接合している。

ただし上述したように、回折光学素子６０又は素子ホルダ６５は、接合材２４に代えて又は接合材２４に加えて、図１９に示すように螺子やボルトからなる固定具６６を用いて筐体２０に固定され得る。とりわけ螺子やボルトからなる固定具６６を用いる場合には、この固定具６６によって、回折光学素子６０又は素子ホルダ６５の筐体２０に対する傾斜角度を調節可能となっていることが好ましい。その他、回折光学素子６０又は素子ホルダ６５は、接合材２４に代えて又は接合材２４に加えて、図示は省略するが溶着部によって筐体２０に固定され得る。溶着部は、スポット溶接にて形成され得る。さらに、図２０に示すように、回折光学素子６０は、直接、筐体２０に固定されていてもよい。図２０に示された例において、回折光学素子６０は、筐体２０の筒状部２１の一方の開口部に圧入されている。

なお、回折光学素子６０と整形光学系５０との間で光軸ＯＡを中心とした相対回転中心位置を調節可能となっていることが好ましい。回折光学素子６０と整形光学系５０との相対回転位置を調節することで、被照明領域ＬＺを高精度に照明することができる。とりわけ、整形光学系５０から回折光学素子６０に向けて平行光束のコヒーレント光が入射する照明装置１０においては、回折光学素子６０と整形光学系５０との当該平行光束の光軸ＯＡを中心とした相対回転位置を調節することで、被照明領域ＬＺを極めて高精度に照明することができる。例えば、図９に示された例において、光軸ＯＡを中心として、筐体２０に対して、回折光学素子６０を保持した素子ホルダ６５が相対回転可能となっていてもよい。

また、レリーフホログラムのように、回折光学素子６０の表面に凹凸が形成されている場合、この凹凸が設けられている側が整形光学系５０に対面するようにして回折光学素子６０を筐体２０に固定することが好ましい。この場合、回折光学素子６０の回折作用を引き起こす凹凸が外部と接触することを効果的に防止することができ、回折光学素子６０での意図した回折作用を安定して確保することができる。さらに、図１２に示された例のように、照明装置１０が、回折光学素子６０を覆うカバー６３を更に有していてもよい。図１２に示された例において、カバー６３は、素子ホルダ６５によって保持されている。回折光学素子６０は、カバー６３と整形光学系５０との間に位置している。カバー６３によって、雨、雪等の落下物や、埃等が回折光学素子６０に付着することを効果的に防止することができる。さらに、カバー６３によって、回折光学素子６０を物理的に保護することができる。

カバー６３を設置する例において、回折光学素子６０で回折された光は、カバー６３を透過して、被照明領域ＬＺに向かう。したがって、カバー６３は、コヒーレント光を透過させることができるよう、５０％以上の可視光透過率、より好ましくは７０％以上の可視光透過率を有している。ここで、可視光透過率は、ＪＩＳＫ０１１５に準拠して測定された値とする。カバー６３は、樹脂やガラスを用いて作製することができる。このカバー６３の表面には親水処理が施されていることが好ましい。親水処理によって、カバー６３に付着した水滴の接触角が小さくなり、この水滴がレンズ効果によりコヒーレント光の光路を大きく曲げてしまうことを効果的に回避することができる。

また、図２１及び図２２に示すように、図示された照明装置１０は、回折光学素子６０の状態に関する情報を取得する状態検出部７０を更に有している。状態検出部７０を用いて回折光学素子６０の状態を把握することで、回折光学素子６０が脱落する等の異常を検出することができる。例えば、回折光学素子６０の状態異常が検出された際に、制御部１５の制御によって、照明装置１０からのコヒーレント光の射出を停止することができる。回折光学素子６０は、図示された照明装置１０において、照明光の出射端となっており、外部から直接観察可能となっている。状態検出部７０を用いて回折光学素子６０の状態を把握することで、回折光学素子６０が筐体２０から落下した際にコヒーレント光が照明装置１０から射出し続けることを効果的に防止することができる。これにより、レーザー安全性を向上させることができる。

図２１に示された例において、状態検出部７０は、回折光学素子６０を保持する素子ホルダ６５と筐体２０との間を跨いで形成された状態検出回路７１を有している。素子ホルダ６５は、筐体２０の開口部に固定され、回折光学素子６０を支持している。状態検出回路７１は、筐体２０に固定された一対の固定側端子７３と、素子ホルダ６５に固定された一対の素子側端子７４と、筐体２０及び素子ホルダ６５に設けられて固定側端子７３又は素子側端子７４と電気的に接続した配線７２と、を有している。回折光学素子６０を保持した素子ホルダ６５が、正しい姿勢にて筐体２０に固定されている場合、一つの固定側端子７３と対応する一つの素子側端子７４とが接触して電気的に接続し、他の一つの固定側端子７３と対応する他の一つの素子側端子７４とが接触して電気的に接続する。結果として、固定側端子７３、素子側端子７４及び配線７２が直列で接続し、一方の固定側端子７３から、一対の素子側端子７４及び配線を経由して、他方の固定側端子７３へと電流を流すことができる。一方、回折光学素子６０を保持した素子ホルダ６５が、正しい姿勢で筐体２０に固定されていない場合、予定した固定側端子７３と素子側端子７４との電気的接続を確保することができない。したがって、一対の固定側端子７３間の導通が遮断される。このようにして、状態検出回路７１の断線の有無によって、素子ホルダ６５の状態異常の有無を検出することができ、この検出結果に基づいて、回折光学素子６０の状態を評価することができる。

次に、図２０に示された例のように回折光学素子６０を筐体２０によって直接保持する照明装置１０では、図２２に示すように、状態検出回路７１が、回折光学素子６０と筐体２０との間を跨ぐように形成され得る。図２２に示された状態検出回路７１は、筐体２０に固定された一対の固定側端子７３と、回折光学素子６０に固定された一対の素子側端子７４と、筐体２０及び回折光学素子６０に設けられて固定側端子７３又は素子側端子７４と電気的に接続した配線７２と、を有している。回折光学素子６０が、正しい姿勢にて筐体２０に固定されている場合、一つの固定側端子７３と対応する一つの素子側端子７４とが接触して電気的に接続し、他の一つの固定側端子７３と対応する他の一つの素子側端子７４とが接触して電気的に接続する。結果として、固定側端子７３、素子側端子７４及び配線７２が直列で接続し、一方の固定側端子７３から、一対の素子側端子７４及び配線７２を経由して、他方の固定側端子７３へと電流を流すことができる。一方、回折光学素子６０が、正しい姿勢で筐体２０に固定されていない場合、予定した固定側端子７３と素子側端子７４との電気的接続を確保することができない。したがって、一対の固定側端子７３間の導通が遮断される。このようにして、状態検出回路７１の断線の有無によって、回折光学素子６０の状態異常の有無を検出することができる。なお、回折光学素子６０は、コヒーレント光を透過する部位である、したがって、回折光学素子６０に形成される配線７２及び素子側端子７４は、透明な導電体、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のような透明導電体を用いて作製されることが好ましい。

なお、図２１に示された照明装置１０のように、回折光学素子６０が素子ホルダ６５に保持されている場合、素子ホルダ６５と回折光学素子６０との間に更なる状態検出回路７１を形成してもよい。この場合、素子ホルダ６５から回折光学素子６０が脱落または落下してことを検出することも可能となる。この例において、素子ホルダ６５と回折光学素子６０との間の状態検出回路７１と、素子ホルダ６５と光源ホルダ３５との間の状態検出回路７１が、直列に接続していてもよい。この場合、一つの状態検出回路７１を監視することで、筐体２０からの素子ホルダ６５の脱落および素子ホルダ６５からの回折光学素子６０の脱落の両方を検出することができる。

また、図１９に示すように、素子ホルダ６５又は回折光学素子６０が固定具６６によって筐体２０に固定される場合、状態検出回路７１は、金属製の固定具６６と筐体２０との間を跨ぐように形成され得る。図１９に示された状態検出回路７１は、筐体２０に固定された固定側端子７３と、金属製の固定具６６からなる素子側端子７４と、固定側端子７３及び素子側端子７４に電気的に接続した配線７２と、を有している。固定具６６が正しい姿勢で筐体２０に固定されている場合、固定側端子７３と素子側端子７４とが接触して電気的に接続する。結果として、固定側端子７３、素子側端子７４及び配線７２が直列で接続し、状態検出回路７１に電流を流すことができる。一方、固定具６６が正しい姿勢で筐体２０に固定されていない場合、予定した固定側端子７３と素子側端子７４との電気的接続を確保することができない。この場合、状態検出回路７１に電流が流れない。このようにして、状態検出回路７１は、状態検出回路７１の断線により固定具６６の状態異常の有無を検出することで、回折光学素子６０の状態を把握することができる。

次に、筐体２０について説明する。

筐体２０は、照明装置１０を構成するコヒーレント光源３０、整形光学系５０及び回折光学素子６０等を保持する。図示された例において、筐体２０は、整形光学系５０を構成する複数のレンズを保持する筒状部２１を有している。筒状部２１は、一対の開口部２１ａ，２１ｂを有している。第１開口部２１ａに光源ユニットＬＳＵを保持している。また、第２開口部２１ｂに素子ユニットＥＵを保持している。そして、第１開口部２１ａ及び第２開口部２１ｂの間となる内部に、マスクシート４５、第１レンズ５１、第２レンズ５２及び第３レンズ５３を保持している。

なお、筒状部２１は、コヒーレント光源３０、整形光学系５０および回折光学素子６０の相対位置を安定して維持し得る程度の強度を有することが好ましい。この点から、筒状部２１は、金属製であることが好ましい。金属製の筒状部２１を用いる場合、既に説明したように、迷光等を反射せずに吸収し得るよう、吸収層が内面に形成されていること好ましい。一例として、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる筒状部２１を用いる場合、アルマイト処理により黒化した吸収層を内表面に形成することができる。

図示された例において、筐体２０は、筒状部２１に外部から固定された外装材２５を更に有している。外装材２５は、例えば樹脂製である。樹脂製の外装材２５と金属製の筒状部２１との組み合わせによれば、コヒーレント光源３０、整形光学系５０及び回折光学素子６０といった構成要素を筒状部２１によって安定して保持しながら、外装材２５によって軽量化を図ることができる。

さらに、照明装置１０は、移動体本体６に筐体２０を固定されることで、移動体本体６によって保持されるようになる。図示された例において、筐体２０は、筒状部２１と外装材２５との間に緩衝材２６を更に有している。緩衝材２６は、筒状部２１及び外装材２５と比較してヤング率が低く弾性変形し易い材料、例えば樹脂やゴム等によって形成される。緩衝材２６を設けることで、移動体本体６からの振動が、外装材２５から筒状部２１に緩和して伝達されるようになる。これにより、コヒーレント光源３０、整形光学系５０及び回折光学素子６０等の光学要素を、筒状部２１によって安定して保持することができる。結果として、移動体５に設置された照明装置１０によって、被照明領域ＬＺを高精度に照明することができる。

また、筐体２０は、筒状部２１と外装材２５との間に、緩衝材２６に代えて又は緩衝材２６に加えて、防塵層や防水層を設けるようにしてもよい。なお、樹脂やゴム等からなる緩衝材２６によれば、上述した振動吸収機能とともに、防塵機能および防水機能を発揮することができる。また、筐体２０の内部、例えば筒状部２１の内部が、窒素やアルゴン等の不活性ガスでパージされ、不活性ガスを充填されていてもよい。これらの構成によれば、筒状部２１内に水分や粉塵等の異物が発生することを効果的に抑制することができる。結果として、種々の環境下を移動する移動体５に設置された照明装置１０によって、被照明領域ＬＺを高精度に照明することができる。

ところで既に説明したように、図９に示された例において、筒状部２１は、レンズ５１，５２，５３や、光源ユニットＬＳＵ及び素子ユニットＥＵに対面する位置に孔２３を形成されている。孔２３内の接合材２４によって、筒状部２１と、レンズ５１，５２，５３や光源ユニットＬＳＵ及び素子ユニットＥＵとが、互いに接合および固定されている。一方、マスクシート４５は、筒状部２１の内面に形成された段部に位置決めされている。マスクシート４５は、圧入による固定、接着剤等の接合材を用いた固定、固定具を用いた固定、またはこれの組み合わせ等によって、筒状部２１に固定されている。このような構成に代えて又は加えて、光学要素を位置決めするための保持具２７が、筒状部２１内に設けられていてもよい。また、筒状部２１または筐体２０全体を省いて、保持具２７によって光学要素が位置決めされるようにしてもよい。

一例として図２３及び図２４に示された保持具２７は、平面視において矩形形状の光学要素４５，５１〜５６，６０、例えばレンズや回折光学素子６０の角部を支持する。図２４に示すように、保持具２７は、光学要素４５，５１〜５６，６０の角部に軸方向ＡＤに直交する径方向から対面するＬ字状の本体部２７ａと、本体部２７ａから径方向内側に突出した突出部２７ｂと、を有している。図２３及び図２４の例において、本体部２７ａは、光学要素４５，５１〜５６，６０の角部に径方向外側から接触して光学要素４５，５１〜５６，６０の径方向外側への移動を規制する。突出部２７ｂは、光学要素４５，５１〜５６，６０の角部に軸方向ＡＤにおける一方の側から接触して光学要素４５，５１〜５６，６０の軸方向ＡＤにおける一方の側への移動を規制する。

図２５及び図２６に示された保持具２７は、平面視において円形状の光学要素４５，５１〜５６，６０、例えばレンズや回折光学素子６０の縁部を支持する。図２６に示すように、保持具２７は、光学要素４５，５１〜５６，６０の縁部に軸方向ＡＤに直交する径方向から対面する開いたＶ字状の本体部２７ａと、本体部２７ａから径方向内側に突出した突出部２７ｂと、を有している。図２５及び図２６の例において、本体部２７ａは、光学要素４５，５１〜５６，６０の縁部に径方向外側から接触して光学要素４５，５１〜５６，６０の径方向外側への移動を規制する。突出部２７ｂは、光学要素４５，５１〜５６，６０の縁部に軸方向ＡＤにおける一方の側から接触して光学要素４５，５１〜５６，６０の軸方向ＡＤにおける一方の側への移動を規制する。

レンズや回折光学素子６０等をなす一つの光学要素４５，５１〜５６，６０に対し、図２３及び図２５に示すように一対の保持具２７が設けられてもよいし、一つの保持具２７のみが設けられてもよい。一対の保持具２７が設けられる場合、図２３及び図２５とは異なり、一方の保持具２７の突出部２７ｂが、軸方向ＡＤにおける一方の側から光学要素４５，５１〜５６，６０に対面し、他方の保持具２７の突出部２７ｂが、軸方向ＡＤにおける他方の側から光学要素４５，５１〜５６，６０に対面するようにしてもよい。この例によれば、一対の保持具２７に対する光学要素４５，５１〜５６，６０の軸方向ＡＤにおける両側への相対移動を規制することができる。

なお、径方向外側とは、軸方向ＡＤに直交する径方向における内側とは反対側のことである。そして、径方向内側とは、径方向において光軸ＯＡに近接する側であり、径方向外側とは、径方向において光軸ＯＡから離間する側である。

また、図２７及び図２８に示すように、筒状部２１が、光学系をなす光学要素４５，５１〜５６，６０を位置決めする段部２２ａ〜２２ｆを内部に有するようにしてもよい。とりわけ図２７又は図２８に示すように、筒状部２１の内寸法が、コヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて又はコヒーレント光の光路に沿った下流側から上流側に向けて小さくなっていくことが好ましい。より具体的には、軸方向ＡＤへの投影において、一つの段部２２ａ〜２２ｆの前後における筒状部２１の内部の一方の断面形状が、他方の断面形状に内包されるようになっていることが好ましい。この例において、筒状部２１内に収容される光学要素の平面視形状も、コヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて又はコヒーレント光の光路に沿った下流側から上流側に向けて、軸方向ＡＤへの投影において内包されるようにして、小さくなっていく。

図２７及び図２８に示された例において、筒状部２１の内面には、光軸ＯＡに沿った上流側から下流側に向けて、第１段部２２ａから第６段部２２ｆまでの六つの段部が設けられている。すなわち、第１開口部２１ａに近接して第１段部２２ａが設けられ、第２開口部２１ｂに近接して第６段部２２ｆが設けられている。第１段部２２ａに光源ユニットＬＳＵが位置決めされている。第２段部２２ｂにマスクシート４５が位置決めされている。第３段部２２ｃに整形光学系５０の第１レンズ５１が位置決めされている。第４段部２２ｄに整形光学系５０の第２レンズ５２が位置決めされている。第５段部２２ｅに整形光学系５０の第３レンズ５３が位置決めされている。第６段部２２ｆに素子ユニットＥＵが位置決めされている。各光学要素４５，５１〜５６，６０は、対応する段部２２ａ〜２２ｆにおいて筒状部２１に圧入され、位置決めされた状態で筒状部２１に保持されるようにしてもよい。或いは、各光学要素４５，５１〜５６，６０は、対応する段部２２ａ〜２２ｆに縁部を接触させた状態で位置決めされ、さらに接着剤等の接合材や固定具等を用いて筒状部２１に固定されていてもよい。

図示された例において各要素ＬＳＵ，４５，５１，５２，５３，ＥＵは、軸方向ＡＤ及び軸方向に直交する径方向の両方向において位置決めされる。したがって、各要素ＬＳＵ，４５，５１，５２，５３，ＥＵを筒状部２１内に順に挿入していくことにより、要素ＬＳＵ，４５，５１，５２，５３，ＥＵ間の相対位置を軸方向ＡＤ及び径方向の両方向において位置決することができる。この位置決め精度は、筒状部２１の段部２２ａ〜２２ｆの形成精度に依存している。したがって、予め作製した筒状部２１によって、要素ＬＳＵ，４５，５１，５２，５３，ＥＵ間の相対位置を容易且つ高精度に位置決めすることができる。

図２７に示された例において、筒状部２１の内寸法は、コヒーレント光の光路に沿った下流側で広がっている。この例において、光源ユニットＬＳＵ、マスクシート４５、整形光学系５０の第１レンズ５１、第２レンズ５２、第３レンズ５３、及び、素子ユニットＥＵを、この順番にて、第２開口部２１ｂから筒状部２１内に挿入していく。筒状部２１内に順に挿入される各要素ＬＳＵ，４５，５１，５２，５３，ＥＵが対応する段部２２ａ〜２２ｆに接触することにより、各要素ＬＳＵ，４５，５１，５２，５３，ＥＵを筒状部２１内で順に位置決めしていくことができる。すなわち、高精度に位置決めしながら容易にアッセンブリすることができる。図２７に示された例において、光源ユニットＬＳＵ、マスクシート４５、整形光学系５０の第１レンズ５１、第２レンズ５２、第２レンズ５２、および、素子ユニットＥＵの寸法は、軸方向ＡＤへの投影において内包していくようにして、順に大きくなっていく。一方、筐体２０内においてコヒーレント光の光束の寸法は、上流側から下流側に向けて広がっていく傾向にある。したがって、図２７に示された照明装置１０では、光学要素の寸法が入射するコヒーレント光の光束の寸法に応じて大きくなっていく。すなわち、照明装置１０を不必要に大きくする必要がないので、照明装置１０の小型軽量化を図ることができる。

一方、図２８に示された例において、筒状部２１の内寸法は、コヒーレント光の光路に沿った上流側で広がっている。この例において、素子ユニットＥＵ、整形光学系５０の第３レンズ５３、第２レンズ５２、第１レンズ５１、マスクシート４５、及び、光源ユニットＬＳＵを、この順番にて、上流側の第１開口部２１ａから筒状部２１内に挿入していく。筒状部２１内に順に挿入される各要素ＥＵ，５３，５２，５１，４５，ＬＳＵが対応する段部２２ａ〜２２ｆに接触することにより、各要素ＥＵ，５３，５２，５１，４５，ＬＳＵを筒状部２１内で順に位置決めしていくことができる。すなわち、高精度に位置決めしながら容易にアッセンブリすることができる。図２８に示された例では、対応する段部との接触により、各要素ＥＵ，５３，５２，５１，４５，ＬＳＵは、軸方向ＡＤにおける光路に沿った下流側への移動を効果的に規制される。自動運転される移動体５では、急加速を回避することができるが、意図せず急減速の必要が生じる。図２８に示された照明装置１０によれば、このような急減速時においても筒状部２１内に収容された各要素ＥＵ，５３，５２，５１，４５，ＬＳＵの筒状部２１に対する相対位置を安定して維持することができる。この点において、図２８に示された筐体２０の構成は、自動運転する移動体５に対して好適である。

次に、以上に説明した照明装置１０の作用について説明する。

コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光は、まずマスクシート４５によって絞られ、次に整形光学系５０に入射する。整形光学系５０は、図示された例においてコヒーレント光を平行光束に整える。整形光学系５０で整形されたコヒーレント光は、次に、回折光学素子６０へと向かう。回折光学素子６０は、整形光学系５０からのコヒーレント光を回折する。回折光学素子６０で回折されたコヒーレント光は、被照明領域ＬＺに投射されるようになる。被照明領域ＬＺに入射したコヒーレント光によって、被照明領域ＬＺが照明されることになる。

ところで、このような照明装置１０からコヒーレント光を投射される地面や海面等は、被照明面ＬＰ上において大面積の被照明領域ＬＺや照明装置１０から遠く離間した被照明領域ＬＺを確保することができる。大面積の被照明領域ＬＺでは、被照明領域ＬＺ内の各位置への入射角度α（図１及び図２参照）も大きくばらつき、照明装置１０から遠く離間した被照明領域ＬＺへの入射角度αは、非常に大きく、とりわけ９０°近くにもなる。併せて、照明装置１０の出射端１１及び回折光学素子６０の回折面は、被照明面ＬＰ及び被照明領域ＬＺに対して大きな角度をなすようになる。ここで、被照明領域ＬＺへの入射角度αとは、入射光の進行方向が被照明領域ＬＺの法線方向ＮＤに対してなす角度のことである。

一方、上述してきた本実施の形態の照明装置１０では、回折光学素子６０によって、コヒーレント光の光路を調整している。一般に、回折光学素子６０の光路調整機能は高精度である。したがって、所望のパターンの被照明領域ＬＺに向けて、コヒーレント光の光路を回折光学素子６０で調節することができる。このため、照明装置１０との相対位置に強い拘束を受けることなく、例えば照明装置１０から遠方に離間した位置や、照明光の入射角度αが大きくなってしまう位置等にも、被照明領域ＬＺを設定することができる。すなわち、被照明面ＬＰ及び被照明領域ＬＺの設定の自由度を大幅に向上させることができる。結果として、被照明領域ＬＺに高精度に照明光を照射して、種々の情報を適切に表示することができる。

図１４を参照して説明した設計により作製された計算機合成ホログラムからなる回折光学素子６０によれば、一定の方向から入射する光の進行方向を、角度空間において、±０．１°の精度で調整することができる。このような回折光学素子６０を用いることにより、回折光学素子６０から１ｍ以上１２０ｍ以下の距離にある被照明領域ＬＺや、照明光の被照明領域ＬＺへの入射角度αが最小でも４５°以上となり最大で８９.９９°以下となる被照明領域ＬＺを、所望するパターンで高精度に照明することが可能となる。

すなわち、本実施の形態による移動体５に搭載された照明装置１０は、地面や水面等によって形成された被照明面ＬＰ上に位置する被照明領域ＬＺに対して、高精度にコヒーレント光を投射することができる。とりわけ、所望のパターンの被照明領域ＬＺに対してコヒーレント光を高精度に投射して、被照明領域ＬＺのエッジを明確にすることもできる。

また、回折光学素子６０を用いることで、照明装置１０の出射端１１及び回折面から被照明領域ＬＺ内の各位置に向かう光度の分布を容易に調整することが可能となる。例えば、照明装置１０の出射端１１から被照明領域ＬＺの一つの位置に向けた光度を、当該一つの位置から出射端（出射面）１１までの距離よりも出射端１１までの距離が短い被照明領域ＬＺの他の一つの位置に向けた照明装置１０の出射端１１からの光度よりも大きくすることができる。すなわち、出射端１１から遠く離れた位置に向けた光度を高く設定することができる。さらには、照明装置１０の出射端１１から被照明領域ＬＺの任意の位置に向けた光度を、当該任意の位置から出射端１１までの距離よりも出射端１１までの距離が短い被照明領域ＬＺの他の位置に向けた照明装置１０の出射端１１からの光度以上としてもよい。すなわち、出射端１１から遠く離れた位置に向かうにつれて光度がしだいに高くなっていくようにしてもよい。これらの光度調整によれば、被照明領域ＬＺを均一な明るさで照明することが可能となる。とりわけ、照明装置１０の出射端１１から離間するように延びる細長い被照明領域ＬＺを、均一な明るさで照明することに有効である。なお、光度とは、照明装置１０から単位立体角内（微小角度範囲内）に射出するエネルギー量のことであり、単位は［ｃｄ］である。

以上に説明してきた一実施の形態において、照明装置１０は、移動体５に用いられる照明装置であって、コヒーレント光源３０と、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光を回折する回折光学素子６０と、を有している。この一実施の形態によれば、回折光学素子６０を用いることで、被照明領域ＬＺに対して高精度に、すなわちエッジを鮮明にしながら所定パターンの被照明領域ＬＺに対して、コヒーレント光を投射することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、照明装置１０は、コヒーレント光源３０またはコヒーレント光源３０を保持する光源ホルダ３５の温度に関する情報を取得する温度センサ１８と、温度センサ１８の検出結果に基づきコヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出を停止する制御部１５と、を更に有している。この具体例によれば、温度上昇の異常を迅速に検出して、照明装置における異常の拡大を未然に防止することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、照明装置１０は、複数のレンズを有しコヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系５０と、複数のレンズを内部に保持する筒状部２１を有した筐体２０と、を更に有している。筒状部２１は、コヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて又はコヒーレント光の光路に沿った下流側から上流側に向けて内寸法が小さくなっていくよう変化させる複数の段部２２ａ〜２２ｆを内部に有している。複数のレンズ５１〜５６の各々は、複数の段部２２ａ〜２２ｆのいずれかによって位置決めされている。この具体例によれば、複数のレンズ５１〜５６の位置関係を容易且つ高精度に位置決めし、且つ、位置決めされた相対位置を安定して維持することができる。これにより、整形光学系５０が期待された光学機能を安定して発揮することができ、結果として、被照明領域ＬＺを高精度にコヒーレント光を投射することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、コヒーレント光源３０またはコヒーレント光源３０を保持する光源ホルダ３５は、複数の段部２２ａ〜２２ｆのいずれかによって位置決めされている。この具体例によれば、コヒーレント光源３０を整形光学系５０に対して容易且つ高精度に位置決めし、且つ、位置決めされた相対位置を安定して維持することができる。これにより、整形光学系５０が期待された光学機能を安定して発揮することができ、結果として、被照明領域ＬＺを高精度にコヒーレント光を投射することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、回折光学素子６０または素子ホルダ６５は、複数の段部２２ａ〜２２ｆのいずれかによって位置決めされている。この具体例によれば、回折光学素子６０を整形光学系５０に対して容易且つ高精度に位置決めし、且つ、位置決めされた相対位置を安定して維持することができる。これにより、回折光学素子６０が期待された光学機能を安定して発揮することができ、結果として、被照明領域ＬＺを高精度にコヒーレント光を投射することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、筒状部２１の内寸法は、コヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて小さくなっていく。この具体例によれば、自動運転する移動体５に適用されて前方を照明する照明装置１０において、整形光学系５０の複数のレンズの相対位置を安定して維持することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、筒状部２１の内寸法は、コヒーレント光の光路に沿った下流側から上流側に向けて小さくなっていく。この具体例によれば、照明装置１０の小型軽量化を図ることができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、照明装置１０は、複数のレンズ５１〜５６を有しコヒーレント光源から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系５０と、筐体２０と、を有している。筐体２０は、複数のレンズ５１〜５６を内部に保持する筒状部２１と、筒状部２１に外側から接続した外装材２５と、筒状部２１及び外装材２５との間に設けられた緩衝材２６と、を有している。この具体例によれば、移動体５に固定された外装材２５からの振動を緩衝材２６で吸収することができ、これにより、筒状部２１によって複数のレンズの相対位置を安定して維持することができる。したがって、移動体５に適用される照明装置１０において、被照明領域ＬＺを高精度にコヒーレント光を投射することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、照明装置１０は、回折光学素子６０の状態に関する情報を取得する状態検出部７０と、状態検出部７０の検出結果に基づき照明装置１０からのコヒーレント光の射出を停止する制御部１５と、を更に有している。この具体例によれば、回折光学素子６０の筐体２０への取り付け状態の異常を状態検出部７０によって検出することができる。したがって、回折光学素子６０が筐体２０から外れた状態で、すなわち回折光学素子６０によって拡散されることなく、照明装置１０からコヒーレント光が射出することを効果的に回避することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、照明装置１０は、コヒーレント光源３０および照明装置１０からのコヒーレント光の射出を制御する制御部１５の少なくとも一方の放熱を促す放熱手段４０を更に有している。この具体例によれば、温度が上昇しやすいコヒーレント光源３０や制御部１５を放熱手段４０によって効果的に冷却することができる。したがって、高効率かつ高精度な被照明領域ＬＺの照明を実現することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター、ピクトグラムのいずれか一以上を表すパターンで照明する。この具体例によれば、照明装置１０によって情報を有効に表示することができる。このような照明装置１０は、自動運転する移動体５への適用に好適である。

上述した一実施の形態の一具体例において、移動体５は、移動体本体６と、移動体本体６に保持された照明装置１０と、を有している。本実施の形態の照明装置１０よれば、回折光学素子６０を用いることで、被照明領域ＬＺに対して高精度に、すなわちエッジを鮮明にしながら所定パターンの被照明領域ＬＺに対して、コヒーレント光を投射することができる。したがって、照明装置１０は、単に周囲を明るく照明するだけでなく、周囲に対して情報を表示することもできる。このような照明装置１０は、移動体５、とりわけ自動運転する移動体５に対して好適である。

上述した一実施の形態の一具体例において、移動体５の移動状態に応じて照明装置１０の向きを変化させる。この具体例によれば、移動体５の移動状態、例えば移動方向を表示することができる。

一実施の形態をいくつかの具体例により説明してきたが、上述した具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の構成の省略、置き換え、変更、或いは、更なる構成の追加を行うことができる。

以下、図面を参照しながら、他の具体例を説明していくことで上述した実施の形態を更に説明していく。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例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とともに、重複する説明を省略する。

被照明領域ＬＺを所望の色に照明することができるよう、コヒーレント光源３０が複数のコヒーレント光源３０を含み、各コヒーレント光源３０から射出した光が重ね合わされた後、整形光学系５０及び回折光学素子６０に向かうようにしてもよい。また、図２９に示された変形例のように、各コヒーレント光源３０から射出した光が当該コヒーレント光源３０に対応して設けられた整形光学系５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ及び回折光学素子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを経て、その後に被照明領域ＬＺ上で重ね合わされてもよい。さらに、複数のコヒーレント光源３０を含む例において、コヒーレント光源３０に含まれる複数のコヒーレント光源３０は、異なる波長域の光を射出するだけでなく、同一の波長域の光を射出するようにしてもよい。コヒーレント光源３０が同一の波長域の光を射出する複数のコヒーレント光源３０を含むことで、被照明領域ＬＺを明るく照明することが可能となる。

なお、図２９に示す例において、コヒーレント光源３０は、第１コヒーレント光源３０Ａ、第２コヒーレント光源３０Ｂ及び第３コヒーレント光源３０Ｃを有している。コヒーレント光源３０が、複数のコヒーレント光源を含む場合には、各コヒーレント光源３０からのコヒーレント光の射出、より具体的には射出の発停および射出量を調節することで、被照明領域Ｚの照明色や被照明領域Ｚの明るさを制御するようにしてもよい。

また、図３０に示すように、一つの照明装置１０が、選択的にコヒーレント光を照射される複数の回折光学素子６０を有するようにしてもよい。図３０に示された例において、照明装置１０は、コヒーレント光源３０に対して相対動作可能な支持部材６８を有している。支持部材６８は、複数の回折光学素子６０を支持している。支持部材６８は、コヒーレント光源３０に対して相対動作することで、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光が入射する回折光学素子６０を変更することができる。

図３０に示された例において、支持部材６８は、四つの回折光学素子６０Ａ〜６０Ｄを有している。支持部材６８は回転可能となっており、回転することで、コヒーレント光源３０から射出したコヒーレント光の光路上に位置する回折光学素子６０Ａ〜６０Ｄを変更することができる。第１〜第４回折光学素子６０Ａ〜６０Ｄは、互いに異なる回折特性を有している。例えば、第１回折光学素子６０Ａは、右向き矢印を再生することができ、第２回折光学素子６０Ｂは、下向き矢印を再生することができ、第３回折光学素子６０Ｃは、左向き矢印を再生することができ、第４回折光学素子６０Ｄは、上向き矢印を再生することができる。このような照明装置１０によれば、被照明領域ＬＺのパターンを変更することが可能となる。

さらに、図９等に図示された照明装置１０は例示に過ぎず、種々の変更が可能である。照明装置１０の更なる具体例を図３１に示す。図３１に示された照明装置１０は、筐体２０と、筐体２０に固定された光源ホルダ３５と、光源ホルダ３５に保持されたコヒーレント光源３０と、筐体２０及び光源ホルダ３５に保持された整形光学系５０と、筐体２０に保持された回折光学素子６０と、を有している。整形光学系５０は、上流側レンズ５４としての鏡筒付き非球面レンズ５６と、下流側レンズ５５と、を有している。光源ホルダ３５は、コヒーレント光源３０とともに、整形光学系５０の鏡筒付き非球面レンズ５６を保持している。鏡筒付き非球面レンズ５６は、光源ホルダ３５に形成された孔内に設けられた固定具７６によって、光源ホルダ３５に固定されている。筐体２０の内面に設けられた段部２２によって下流側レンズ５５が位置決めされている。光路に沿った下流側となる筐体２０の端部に、留め筒７８が固定されている。留め筒７８は、例えば螺子によって筐体２０に固定されている。留め筒７８は、回折光学素子６０を下流側レンズ５５に向けてスペーサ７７を介して押し付けている。

なお、以上において一実施の形態に関連した複数の具体例や変形例を説明してきたが、複数の具体例や変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

５ 移動体
６ 移動体本体
６ａ 車両部
６ｂ 装備
７ 制御装置
８ 電源
１０ 照明装置
１１ 出射端
１５ 制御部
１６ 基材
１７ 回路
１８ 温度センサ
２０ 筐体
２１ 筒状部
２１ａ 第１開口部
２１ｂ 第２開口部
２２、２２ａ〜２２ｆ 段部
２３ 孔
２４ 接合材
２５ 外装材
２６ 緩衝材
２７ 保持具
２７ａ 本体部
２７ｂ 突出部
３０ コヒーレント光源
３１ 光源部
３２ 配線
３３ 光ファイバ
３５ 光源ホルダ
３６ 保持貫通孔
３７ 溶着部
３８ 固定具
４０ 放熱手段
４１ 放熱フィン
４２ 放熱フィン
４３ 送風機
４４ 冷媒流路
４５ マスクシート
４６ 吸収部
４７ 絞り孔
５０ 整形光学系
５１ 第１レンズ
５２ 第２レンズ
５３ 第３レンズ
５４ 上流側レンズ
５５ 下流側レンズ
５６ 鏡筒付き非球面レンズ
６０ 回折光学素子
６１ 要素回折光学素子
６２ 走査装置
６３ カバー
６５ 素子ホルダ
６５ａ 段部
６６ 固定具
６８ 支持部材
７０ 状態検出部
７１ 状態検出回路
７２ 配線
７３ 固定側端子
７４ 素子側端子
７６ 固定具
７７ スペーサ
７８ 留め筒
ＬＳＵ 光源ユニット
ＥＵ 素子ユニット
ＡＤ 軸方向
ＮＤ 法線方向
ＯＡ 光軸
ＬＰ 被照明面
ＬＺ 被照明領域

Claims (14)

1. 移動体に用いられる照明装置であって、
   コヒーレント光源と、
   前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を回折する回折光学素子と、を備える、照明装置。
2. 前記コヒーレント光源または前記コヒーレント光源を保持する光源ホルダの温度に関する情報を取得する温度センサと、
   前記温度センサの検出結果に基づき前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光の射出を停止する制御部と、を更に備える、請求項１に記載の照明装置。
3. 複数のレンズを有し前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系と、
   前記複数のレンズを内部に保持する筒状部を有した筐体と、を備え、
   前記筒状部は、前記コヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて又は前記コヒーレント光の光路に沿った下流側から上流側に向けて内寸法が小さくなっていくよう変化させる複数の段部を内部に有し、
   前記複数のレンズの各々は、前記複数の段部のいずれかによって位置決めされている、請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記コヒーレント光源または前記コヒーレント光源を保持する光源ホルダは、前記複数の段部のいずれかによって位置決めされている、請求項３に記載の照明装置。
5. 前記回折光学素子または前記回折光学素子を保持する素子ホルダは、前記複数の段部のいずれかによって位置決めされている、請求項３に記載の照明装置。
6. 前記筒状部の内寸法は、前記コヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて小さくなっていく、請求項３〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記筒状部の内寸法は、前記コヒーレント光の光路に沿った下流側から上流側に向けて小さくなっていく、請求項３〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
8. 複数のレンズを有し前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系と、
   前記複数のレンズを内部に保持する筒状部と、前記筒状部に外側から接続した外装材と、前記筒状部および前記外装材との間に設けられた緩衝材と、を有する筐体と、を更に備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 前記回折光学素子の状態に関する情報を取得する状態検出部と、
   前記状態検出部の検出結果に基づき前記照明装置からの前記コヒーレント光の射出を停止する制御部と、を更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. コヒーレント光源および前記照明装置からの前記コヒーレント光の射出を制御する制御部の少なくとも一方の放熱を促す放熱手段を更に備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
11. 文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター、ピクトグラムのいずれか一以上を表すパターンで照明する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の照明装置と、
    前記照明装置を保持した移動体本体と、を備える、移動体。
13. 前記移動体本体は自動運転にて移動する、請求項１２に記載の移動体。
14. 前記移動体の移動状態に応じて前記照明装置の向きを変化させる、請求項１２又は１３に記載の移動体。