JP6631811B2 - 光学装置 - Google Patents

光学装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6631811B2
JP6631811B2 JP2017043497A JP2017043497A JP6631811B2 JP 6631811 B2 JP6631811 B2 JP 6631811B2 JP 2017043497 A JP2017043497 A JP 2017043497A JP 2017043497 A JP2017043497 A JP 2017043497A JP 6631811 B2 JP6631811 B2 JP 6631811B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
hologram
optical device
light
diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017043497A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017107242A5 (ja
JP2017107242A (ja
Inventor
夏織 中津川
夏織 中津川
牧夫 倉重
牧夫 倉重
俊平 西尾
俊平 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Publication of JP2017107242A publication Critical patent/JP2017107242A/ja
Publication of JP2017107242A5 publication Critical patent/JP2017107242A5/ja
Priority to JP2019223036A priority Critical patent/JP6944140B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6631811B2 publication Critical patent/JP6631811B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G03H1/30—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique discrete holograms only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24-F21S41/28
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • F21S41/635—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by moving refractors, filters or transparent cover plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/50—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating other intentions or conditions, e.g. request for waiting or overtaking
    • B60Q1/525—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating other intentions or conditions, e.g. request for waiting or overtaking automatically indicating risk of collision between vehicles in traffic or with pedestrians, e.g. after risk assessment using the vehicle sensor data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/40—Indexing codes relating to other road users or special conditions
    • B60Q2300/45—Special conditions, e.g. pedestrians, road signs or potential dangers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2400/00—Special features or arrangements of exterior signal lamps for vehicles
    • B60Q2400/50—Projected symbol or information, e.g. onto the road or car body
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2286—Particular reconstruction light ; Beam properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2249—Holobject properties
    • G03H2001/2263—Multicoloured holobject
    • G03H2001/2271—RGB holobject
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2286—Particular reconstruction light ; Beam properties
    • G03H2001/2292—Using scanning means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2222/00—Light sources or light beam properties
    • G03H2222/10—Spectral composition
    • G03H2222/17—White light
    • G03H2222/18—RGB trichrome light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2222/00—Light sources or light beam properties
    • G03H2222/34—Multiple light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2227/00—Mechanical components or mechanical aspects not otherwise provided for
    • G03H2227/03—Means for moving one component

Description

本発明は、ホログラム再生光を利用して照明及び表示可能な光学装置に関するものである。また、本発明は、所定の形状及び位置に照明及び表示可能な光学装置に関するものである。
室内において白熱灯やＬＥＤ光源の電力システムを各種センサに連動させ、人が通らない時は電源が切れたり、外光を感知して光量を調節したりする照明制御システムがある。
近年、レーザー光源、特に可視光レーザーは、直進性、長寿命、高い色純度、高発光効率等の利点を有し、ディスプレイ・照明・光センシングなどへ展開する次世代光源として期待されている。レーザー光源を照明分野へ応用することにより、より広範囲、高光量の照明領域をインテリジェントに制御することが可能となる。
一方で、ホログラムは設計波長に対して高効率に光を回折でき、ＬＥＤ及びレーザー等と相性のよいデバイスである。また、ホログラムには予め記録された画像や文字の表示のみならず、各種光学素子を予め記録させることによってビーム整形や均一化機能を付与することが可能であり、レーザー、可変制御装置と組み合わせて多様な照明システムの構築が可能となる。特に、電源のＯＮ／ＯＦＦ又は光量調整のみならず、照射領域の変化や色の変化、画像や文字の表示が可能になることが大きな進歩である。
レーザーとホログラムを使用して複数の照明領域に可変照明させる装置としては以下の先行文献のように、走査装置を用いて選択的に、領域分割されたホログラムを照射する方式がある。これは可変照明のみならずスペックルも低減できる。
また、従来、地図情報を元に、車両の進行方向を指示する装置が提案されている（特許文献２参照）。また、ウィンドシールドとドライバーシートの間に設けられて、情報を表示する表示装置が提案されている（特許文献３参照）。
さらに、従来、人の動きを検出した際に広告表示部を照明する照明部の点灯時の電力を増加させる照明看板システムが提案されている（特許文献４）。
特開２０１２−２３０３１０号公報 特許第４５６１７２２号公報 国際公開２０１４／０１７１２９号 特開２０１４−２２０８７７号公報
しかしながら、通常、光走査装置に使用されるＭＥＭＳ(Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ)スキャナーやポリゴンスキャナは高価であり、光学系の配置が複雑になる場合がある。さらに、光源の出力をある程度確保する必要があるため、放熱対策等を十分に考慮しなければならないことも予想される。
また、特許文献２に記載された技術は、予め記憶された情報に基づいて進行方向を指示するものであって、走行中の状況に応じて対応するものではない。また、特許文献３に記載された技術は、ドライバーの視界に情報を表示しているが、その表示方法は指向性を有し、観察可能な視野角に制限がある。そのため、運転者の体格等による個人差が存在するため、設計された標準運転者の観察位置から目線がずれるような場合には、別途調整を行う必要が生じる。また、運転中の姿勢変化により視点が情報観察可能な範囲から逸脱した場合には情報の観察自体が不可能となってしまう。
さらに、特許文献５に記載された技術は、広告表示部を照明するものであり、広告表示部の位置を変更できるものではなかった。
本発明は、走査装置を使用せずに、簡単な構造で容易且つ安価に製造することができる照明及び表示可能な光学装置を提供する。
また、本発明は、走行中の車両の進行方向の情報を表示することで、運転者に情報を的確に把握させることが可能な光学装置を提供する。特に運転者に車幅の情報や車両の進行方向の変化を伝えることができ、不測の事態を注意喚起することによって、運転者の不安を取り除き、安全性の向上にも寄与することができる。
さらに、本発明は、予め定めた所定の形状で所定の位置に照明し、移動体を所定の位置に誘導することが可能な光学装置を提供する。
上記目的を達成する本発明にかかる光学装置は、
少なくとも光を照射する発光部を有する照射部と、
前記発光部または前記照射部を制御する制御部と、
を備える
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記照射部及び前記制御部は、移動体に搭載され、
前記制御部は、前記発光部が前記移動体の進行方向の情報を前記移動体外に投影する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置は、
前記移動体の進行方向の状態を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部が異常を検出した場合、前記発光部が前記進行方向に前記異常に対応した情報を投影するように制御する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記検出部は、前記移動体の進行方向の障害物又は路肩を検出する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記制御部は、前記検出部が前記移動体の進行方向の障害物又は路肩を検出した場合、前記移動体が前記障害物又は路肩を避けるための情報を前記発光部が投影するように制御する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記進行方向の情報は、前記移動体の進行軌跡を予測する情報である
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記照射部は、
少なくとも、予め定めた所定の情報が記録された第１拡散素子領域及び前記第１拡散素子領域とは異なる情報が記録された第２拡散素子領域に分割された拡散素子を有する拡散部と、
前記発光部から照射された光の光路を変更させることにより、前記第１拡散素子領域及び前記第２拡散素子領域のうち少なくとも１つを含むように前記光を走査する走査部と、
を備える
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記照射部は、
少なくとも、予め定めた所定の情報が記録された第１拡散素子領域及び前記第１拡散素子領域とは異なる情報が記録された第２拡散素子領域に分割された拡散素子を有する拡散部と、
前記発光部から照射された光が前記第１拡散素子領域及び前記第２拡散素子領域のうち少なくとも１つを走査するように前記拡散部が移動可能である走査部と、
を備える
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置は、
移動体を検出する検出部と、
前記検出部が検出した移動体の位置と前記照射部が照射する照射領域の対応関係をそれぞれ記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出部によって前記移動体が検出された場合、前記移動体を所定の位置に誘導するように、前記記憶部が記憶した前記対応関係に基づいて、前記照射部に光を照射させる
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記照射部は、
予め定めた所定の情報が記録された要素拡散素子の集合からなる第１拡散素子領域及び前記第１拡散素子領域とは異なる情報が記録された要素拡散素子の集合からなる第２拡散素子領域に少なくとも分割された拡散素子を有し、前記発光部が発光した前記コヒーレント光を前記第１拡散素子領域で拡散して所定の形状の第１照射領域に照射し、前記発光部が発光した前記コヒーレント光を前記第２拡散素子領域で拡散して所定の形状の第２照射領域に照射する拡散部
を備え、
前記記憶部は、前記第１拡散素子領域と前記第１照射領域及び前記第２拡散素子領域と前記第２照射領域の対応関係をそれぞれ記憶し、
前記制御部は、少なくとも前記拡散部の前記第１拡散素子領域又は前記第２拡散素子領域に前記発光部が発光する前記コヒーレント光を照射させる
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置は、
前記発光部から照射された光が前記第１拡散素子領域又は前記第２拡散素子領域のうち少なくとも１つに照射されるように走査させる走査部を備え、
前記制御部は、前記記憶部が記憶した前記対応関係に基づいて、前記走査部を駆動する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記照射部は、矢印を照射する
ことを特徴とする。
上記目的を達成する本発明にかかる光学装置は、
光を照射する発光部と、
少なくとも、予め定めた所定の情報が記録された第１拡散素子領域及び前記第１拡散素子領域とは異なる情報が記録された第２拡散素子領域に分割された拡散素子を有する拡散部と、
前記発光部から照射された光が前記第１拡散素子領域及び前記第２拡散素子領域のうち少なくとも１つを走査するように前記拡散部が移動可能である走査部と、
を備える
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記第１拡散素子領域は、第１要素拡散素子の集合であり、
前記第２拡散素子領域は、第２要素拡散素子の集合である
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置は、
前記発光部からの光の光軸と、前記拡散素子からの照明光の光軸が平行である
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記走査部は、前記拡散素子を１次元方向に移動可能である
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記走査部は、前記拡散素子を２次元方向に移動可能である
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記拡散部は、
前記拡散素子と、
前記拡散素子を囲む拡散素子枠部と、
を有し、
前記走査部は、
前記拡散素子枠部を支持する支持部材を有する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記発光部は、複数のレーザー光源を有するレーザーアレイを有し、
前記レーザーアレイの照射領域は、前記第１拡散素子領域及び前記第２拡散素子領域よりも小さい
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記発光部は、前記レーザーアレイの前記複数のレーザー光源を選択的に発光させ、前記要素拡散素子を選択的に照明し、所定の照射領域を形成する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記発光部は、前記拡散素子からの照明光の輝度分布を均一に近づける光均一素子を含む
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記発光部は、光を整形する光整形素子を含む
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置は、
前記拡散部の移動を指示する入力部と、
前記支持部材に対して前記拡散部を移動させる駆動部と、
前記入力部からの指示に応じて前記駆動部を制御する制御部と、
を備える
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置は、
前記入力部の指示に応じた前記拡散素子の移動位置を記憶する記憶部を備える
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記拡散素子を通過した光は、照明光を投影する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記拡散素子を通過した光は、画像及び文字のうち少なくとも１つを投影する
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記拡散素子がホログラムであり、
前記第１拡散素子領域が第１ホログラム領域あり、
前記第２拡散素子領域が第２ホログラム領域である
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる光学装置では、
前記拡散素子がホログラムであり、
前記第１拡散素子領域が第１ホログラム領域あり、
前記第２拡散素子領域が第２ホログラム領域であり、
前記第１ホログラム領域は第１要素ホログラムの集合であり、
前記第２ホログラム領域は第２要素ホログラムの集合である
ことを特徴とする
本発明によれば、簡単な構造で容易且つ安価に製造できることができる照明及び表示可能な光学装置を提供することが可能となる。
また、本発明にかかる光学装置によれば、運転者に不測の事態に陥る可能性を認知させ、危険を回避するよう注意喚起することが可能となる。
本発明にかかる光学装置によれば、予め定めた所定の形状で所定の位置に照明し、移動体を所定の位置に誘導することが可能となる。
第１実施形態の光学装置の第１状態での側面図である。 第１実施形態の光学装置の第１状態での正面図である。 第１実施形態の光学装置のカラーの一例の側面図である。 第１実施形態の光学装置のカラーの他の例の側面図である。 第１実施形態の光学装置の第２状態での側面図である。 第１実施形態の光学装置の第２状態での正面図である。 第２実施形態の光学装置の第１状態での正面図である。 第２実施形態の光学装置の第２状態での正面図である。 第２実施形態の光学装置の第３状態での正面図である。 第２実施形態の光学装置の第４状態での正面図である。 第２実施形態の光学装置の第５状態での正面図である。 第３又は第４実施形態の第１状態での光学装置の作動を示す。 第１状態で走行中に運転席から見た図を示す。 第３又は第４実施形態の光学装置のシステム図である。 第３又は第４実施形態の第２状態での光学装置の作動を示す。 第２状態で走行中に運転席から見た図を示す。 第３実施形態の光学装置の第１状態での側面図である。 第３実施形態の光学装置の第２状態での側面図である。 第３実施形態の光学装置の他の例である。 第４実施形態の光学装置の第１状態での側面図である。 第４実施形態の光学装置の第１状態での正面図である。 第４実施形態の光学装置の第２状態での正面図である。 他の実施形態の光学装置を示す。 他の実施形態の光学装置の具体的な構造を示す。 第５実施形態の光学装置を示す。 第５実施形態の光学装置のシステム図を示す。 第５実施形態の光学装置の作動フローチャートの一例を示す。 第５実施形態の光学装置の作動状態を示す。 第５実施形態の光学装置に用いられる第１実施例の照射部の第１状態での側面図である。 第５実施形態の光学装置に用いられる第１実施例の照射部の第２状態での側面図である。 第５実施形態の光学装置に用いられる第１実施例の照射部の他の例を示す。 第５実施形態の光学装置に用いられる第２実施例の照射部の単位ユニットの一例を示す。 第５実施形態の光学装置に用いられる第２実施例の照射部の単位ユニットによる照明を説明する図である。 第５実施形態の光学装置に用いられる第２実施例の照射部による照明を示す。 第５実施形態の光学装置に用いられる第３実施例の照射部の第１状態での側面図である。 第５実施形態の光学装置に用いられる第３実施例の照射部の第１状態での正面図である。 第５実施形態の光学装置に用いられる第３実施例の照射部の第２状態での正面図である。
以下、図面を参照にして本発明にかかる光学装置について説明する。
図１は、第１実施形態の光学装置の第１状態での側面図である。図２は、第１実施形態の光学装置の第１状態での正面図である。
第１実施形態の光学装置１は、指向性を有し所定の波長を持つコヒーレントなレーザー光を照射する発光部２と、ホログラム部４を移動可能に支持する支持部３と、ホログラム４０を有するホログラム部４と、スイッチ又は各種センサ等からなる入力部５と、入力部５の入力内容に対応するホログラム部４の領域を記憶している記憶部６と、入力部５及び記憶部６からの指示にしたがって、駆動部８を駆動する制御部７と、ホログラム部４を駆動する駆動部８と、を備える。
発光部２は、指向性を有し所定の波長を持つコヒーレントなレーザー光を照射する。発光部２は、複数のレーザー光源２０ａを束ねたレーザーアレイ２０を有する。また、発光部２は、複数の波長のレーザー光を照射できるものでもよい。例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）にそれぞれ対応したレーザー光を照射することで照明光又は表示光をカラーにすることができる。
図３は、第１実施形態の光学装置のカラーの一例の側面図である。図４は、第１実施形態の光学装置のカラーの他の例の側面図である。
発光部２がカラーの場合、混色を防ぐために、照射されるホログラム部４に設置されるホログラム４０の対応波長以外の光源の電源を切ってもよい。例えば、図３に示すように、Ｒ光源２０ｒとＧ光源２０ｇの電源をＯＦＦとし、Ｂ光源２０ｂのみの電源をＯＮしてもよい。
また、可動シャッター２３等を光学系内に用いて対応波長以外の光源からの光をマスクしてもよい。例えば、図４に示すように、Ｒシャッター２３ｒとＢシャッター２３ｂを閉めて、Ｇシャッター２３ｇのみを開けてもよい。
なお、ホログラム４０の再生光の輝度分布を均一にするために、図３及び図４に示すように、発光部２とホログラム部４との間、例えばレーザーアレイ２０とホログラム４０の間には、インテグレータロッドやフライインテグレータ等の光均一化素子２１を配置してもよい。また、同様に、発光部２とホログラム部４との間、例えばレーザーアレイ２０とホログラム４０の間には、コリメータレンズや遮光マスク等の光を整形する光整形素子２２が入っていてもよい。
さらに、発光部２は、レーザー光源２０ａ毎の発光を制御可能とし、ホログラム４０の単位領域となる要素ホログラムを選択的に照射して再生可能としてもよい。このように、発光部２のレーザー光源２０ａを選択的に制御可能とすることによって、所定の照明光又は情報表示を選択的に形成することが可能となる。
支持部３は、ホログラム部４を移動可能に支持する。第１実施形態の光学装置１における支持部３は、ホログラム部４を上下方向に移動可能に支持する外枠部としての支持レール３１を有する。
ホログラム部４は、少なくとも、第１ホログラム領域４１と、第２ホログラム領域４２と、を含むホログラム４０を有する。第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２は、異なる情報が記録されており、発光部２からレーザー光が入射した場合に、異なる情報を含む光を出射させる。例えば、第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２の出射光は、それぞれ異なる照明範囲、表示画像、又は文字等を投影する。
第１ホログラム領域４１及び第２ホログラム領域４２は、それぞれ予め定めた所定の情報が記録された要素ホログラム（第１ホログラム領域の要素ホログラムを第１要素ホログラム、第２ホログラム領域の要素ホログラムを第２要素ホログラムともいう。）の集合から構成されてもよい。発光部２のレーザーアレイ２０の各レーザー光源の発光を制御することで、要素ホログラムを選択的に照射し、所定の領域に照明光又は情報表示することが可能となる。
第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２は、ホログラム枠部４ａに支持される。ホログラム枠部４ａは、支持レール３１に対して移動可能に支持される。ホログラム４０の形状は、正方形に限らず、多角形又は円形でもよい。
なお、ホログラム４０は、フォトポリマーを用いた体積型ホログラムでもよいし、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でもよく、レリーフ型（エンボス型）のホログラムでもよい。これらのホログラムの製造方法は、物体光と参照光を用いて撮影されるが、設計情報に基づき、計算機を用いて設計されてもよい。このようにして得られたホログラムは、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）とも呼ばれる。また、本実施形態では、すべて透過型ホログラムを用いて説明されているが、反射型ホログラムでもよい。
発光部２からホログラム４０へ入射する光束の光軸と、ホログラム４０の参照光又は再生照明光の光軸が平行となるようにホログラム４０の設計又は配置を行う。そして、ホログラム４０の再生照明光の光軸の法線に平行な面内でホログラム４０が移動可能になるように支持部３を備える。このように配置することにより、ホログラム４０は、光軸の法線面内を１次元又は２次元、さらに円形に移動することが可能となる。なお、本実施形態のホログラム４０は、すべて再生照明光の入射角度が０°で、ホログラム４０の表面に対して垂直であるが、この角度に限定する必要はない。また、ホログラム４０は、ホログラム４０自身の面内で１次元又は２次元、さらに円形に移動することが可能であってもよい。
入力部５は、操作者が操作するスイッチ又は各種センサ等であって、検出信号を制御部６に入力する。例えば、入力部５は、ヘッドライト切替スイッチ又は障害物を検出する障害物センサ等からなる。
記憶部６は、入力部５の入力内容に対応するホログラム部４の領域を記憶している。例えば、記憶部６は、ヘッドライト切替スイッチからハイビームにする指示が入力された場合、ホログラム部４の第１ホログラム領域４１にすること等を記憶している。なお、記憶部６は、制御部７に含まれていてもよい。
制御部７は、入力部５及び記憶部６からの指示にしたがって、駆動部８を駆動する。駆動部８は、ホログラム部４のホログラム枠部４ａを支持部３の支持レール３１に沿って移動させるアクチュエータ等からなる。例えば、駆動部８は、モータとボールねじ又は電磁ソレノイド等からなる。
次に、第１実施形態の光学装置１の作動について説明する。
図５は、第１実施形態の光学装置の第２状態での側面図である。図６は、第１実施形態の光学装置の第２状態での正面図である。
図１及び図２に示した照射光１０が第１光領域１１に照射されている第１状態から図５及び図６に示す照射光１０が第２光領域１２に照射されている第２状態に移動するには、まず入力部５から切替の信号が制御部７に入力される。制御部７は、入力部５の入力内容に対応するホログラム部４の領域を記憶部６から取得する。その後、制御部７は、記憶部６から取得したホログラム部４の領域が発光部２から照射されるように駆動部８を駆動する。
例えば、制御前の状態として入力部５のヘッドライト切替スイッチがハイビームを指示している状態から、ロービームに変更する指示が制御部７に入力されると、制御部７は、ロービームに対応する領域が第２ホログラム領域４２であるという記憶部６に記憶された信号を取得する。そして、制御部７は、ホログラム部４の第２ホログラム領域４２が発光部２から照射されるように駆動部８を駆動する。
なお、ホログラム部４は、第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２が重なっていてもよい。第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２が重なっている部分に発光部２から照射された場合、入射した光は第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２からそれぞれ出射する。
また、発光部２から照射される光が第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２に跨がってもよい。発光部２から照射される光が第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２に跨がっている場合、入射した光は第１ホログラム領域４１と第２ホログラム領域４２からそれぞれ出射する。
このように、第１実施形態の光学装置１によれば、簡単な構造で容易且つ安価に製造することができる投影可能な光学装置１を提供することが可能となる。
次に、第２実施形態の光学装置について説明する。
図７は、第２実施形態の光学装置の第１状態での正面図である。
第２実施形態の光学装置１は、発光部２と、支持部３と、ホログラム部４と、入力部５と、制御部６と、記憶部７と、駆動部８と、を備える。第２実施形態の光学装置１は、ホログラム部４を２次元で移動可能とする。
発光部２は、指向性を有し増幅された所定の波長のコヒーレントなレーザー光を照射する。発光部２は、複数の素子を束ねたレーザーアレイでよい。また、発光部２は、複数の波長のレーザー光を照射できるものでもよい。例えば、ＲＧＢにそれぞれ対応したレーザー光を照射することで照明光又は表示光をカラーにすることができる。
支持部３は、ホログラム部４を移動可能に支持する部材である。第２実施形態の光学装置１における支持部３は、ホログラム部４の外周を囲む外枠部としての支持レール３１と、支持レール３１に対してホログラム部４を２次元的に移動可能に案内する案内部としての案内レール３２と、を有する。案内レール３２は、両端を対向する支持レール３１にそれぞれ移動可能に支持され、それぞれの案内レール３２に対してホログラム部４の各辺が移動可能に支持される。すなわち、ホログラム部４は、支持部３に対して２次元的に移動可能となる。
ホログラム部４は、第１ホログラム領域４１から第９ホログラム領域４９までを含むホログラム４０を有する。第１ホログラム領域４１から第９ホログラム領域４９までの各領域は、異なる情報が記録されており、発光部２からレーザー光が入射した場合に、異なる情報を含む光を出射させる。例えば、第１ホログラム領域４１から第９ホログラム領域４９までの出射光は、それぞれ異なる照明範囲、表示画像、又は文字等を投影する。第１ホログラム領域４１から第９ホログラム領域４９までは、ホログラム枠部４ａに支持される。ホログラム枠部４ａは、案内レール３２に対して移動可能に支持される。
入力部５は、操作者が操作するスイッチ又は各種センサ等であって、検出信号を制御部６に入力する。例えば、入力部５は、文字表示切替スイッチ又はブレーキセンサ等からなる。
記憶部６は、入力部５の入力内容に対応するホログラム部４の領域を記憶している。例えば、記憶部６は、文字表示切替スイッチから所定の文字を照射する指示が入力された場合、ホログラム部４の第９ホログラム領域４９にすること等を記憶している。なお、記憶部６は、制御部７に含まれていてもよい。
制御部７は、入力部５及び記憶部６からの指示にしたがって、駆動部８を駆動する。駆動部８は、ホログラム部４のホログラム枠部４ａを支持部３に沿って移動させるアクチュエータ等からなる。例えば、駆動部８は、モータとボールねじ又は電磁ソレノイド等からなる。
次に、第２実施形態の光学装置１の作動について説明する。
図８は、第２実施形態の光学装置の第２状態での正面図である。
図７に示した発光部２から出射された光が第５ホログラム領域４５に照射されている第１状態から図８に示す第６ホログラム領域４６に照射されている第２状態に移動するには、まず入力部５から切替の信号が制御部７に入力される。制御部７は、入力部５の入力内容に対応するホログラム部４の領域を記憶部６から取得する。その後、制御部７は、記憶部６から取得したホログラム部４の領域が発光部２から照射されるように駆動部８を駆動する。
例えば、第５ホログラム領域４５から、照明光に変更する指示が制御部７に入力されると、制御部７は、照明光１３に対応する領域が第６ホログラム領域４６であるという記憶部６に記憶された信号を取得する。そして、制御部７は、ホログラム部４の第６ホログラム領域４６が発光部２から照射されるように駆動部８を駆動する。
このように、第２実施形態の光学装置１によれば、入力に応じて投影内容を迅速的確に切り替えることが可能となる。また、予め定めた所定の位置を的確に照明することが可能となる。
図９は、第２実施形態の光学装置の第３状態での正面図である。図１０は、第２実施形態の光学装置の第４状態での正面図である。
ホログラム部４は、図９及び図１０に示すように、画像１４及び文字１５をそれぞれ表示する情報が記録されてもよい。例えば、図９に示す例では、ホログラム部４の第７ホログラム領域４７は、所定の画像１４を表示する情報が記録されている。そして、制御部７は、ホログラム部４の第７ホログラム領域４７が発光部２から照射されるように駆動部８を駆動する。また、同様に、図１０に示す例では、ホログラム部４の第９ホログラム領域４９は、所定の文字１５を表示する情報が記録されている。そして、制御部７は、ホログラム部４の第９ホログラム領域４９が発光部２から照射されるように駆動部８を駆動する。
このように、第２実施形態の光学装置１によれば、予め定めた所定の情報を的確に投影することが可能となる。
図１１は、第２実施形態の光学装置の第５状態での正面図である。
ホログラム部４は、照明光１３、画像１４、及び文字１５を同時に表示する情報が記録されてもよい。例えば、図１１に示す例では、ホログラム部４の第６ホログラム領域４６は所定の照明光１３を表示する情報が記録されており、ホログラム部４の第９ホログラム領域４９は、所定の文字１５を表示する情報が記録されている。そして、制御部７は、ホログラム部４の第６ホログラム領域４６と第９ホログラム領域４９の両方が発光部２から照射されるように駆動部８を駆動する。すると、第６ホログラム領域４６から照明光１３が表示され、第９ホログラム領域４９から文字１５が表示される。なお、表示位置は、それぞれ設定可能であり、重なる必要はなく、単独で表示される位置に設定してもよい。
このように、第２実施形態の光学装置１によれば、より多くの情報を一度に投影することが可能となる。
以上、第１又は第２実施形態によれば、コヒーレントな光を照射する発光部２と、少なくとも、予め定めた所定の情報が記録された第１ホログラム領域４１及び第１ホログラム領域４１とは異なる情報が記録された第２ホログラム領域４２を含むホログラム４０を有するホログラム部４と、発光部２から照射された光が第１ホログラム領域４１及び第２ホログラム領域４２のうち少なくとも１つを含むようにホログラム部４を移動可能に支持する支持部材３と、を備えるので、簡単な構造で容易且つ安価に製造することができる投影可能な光学装置１を提供することが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、第１ホログラム領域４１及び第２ホログラム領域４２は、それぞれ要素ホログラムの集合からなるので、要素ホログラムを選択的に照射し、所定の領域に所定の照明又は情報表示をすることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、発光部２からの光の光軸と、ホログラム４０を再生する再生照明光の光軸が平行であるので、容易に設定することが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、支持部材は、前記ホログラム部を１次元方向に移動可能に支持するので、投影内容を迅速に切り替えることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、支持部材３は、ホログラム部４を２次元方向に移動可能に支持するので、多くの投影内容を迅速に切り替えることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、ホログラム部４は、ホログラム４０と、ホログラム４０を囲むホログラム枠部４ａと、を有し、支持部材３は、ホログラム枠部４ａを支持するので、投影内容を的確に切り替えることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、発光部２は、複数のレーザー光源を有するレーザーアレイからなり、レーザーアレイの照射領域は、第１ホログラム領域４１及び第２ホログラム領域４２よりも小さいので、ホログラム領域ごとに投影させることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、発光部２は、レーザーアレイ２０の複数のレーザー光源２０ａを選択的に発光させ、要素ホログラムを選択的に照明し、所定の照射領域を形成するので、所定の領域に所定の照明又は情報表示をすることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、発光部２は、ホログラム再生光の輝度分布を均一に近づける光均一素子２１を含むので、光のムラを減らし、明確に照明又は情報表示をすることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、発光部２は、光を整形する光整形素子２２を含むので、ホログラム４０の所定の位置に容易に照射させることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、ホログラム部４の移動を指示する入力部２と、支持部材３に対してホログラム部４を移動させる駆動部８と、入力部２からの指示に応じて駆動部６を制御する制御部７と、を備えるので、入力に応じて投影内容を迅速的確に切り替えることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、入力部２の指示に応じたホログラム部４の移動位置を記憶する記憶部６を備えるので、入力に応じて投影内容をさらに迅速的確に切り替えることが可能となる。
また、第１又は第２実施形態の光学装置１によれば、ホログラム４０を通過した光は、照明光１３を投影するので、予め定めた所定の位置を的確に照明することが可能となる。
また、本発明にかかる光学装置は、ホログラム４０を通過した光は、画像１４及び文字１５のうち少なくとも１つを投影するので、予め定めた所定の情報を的確に投影することが可能となる。
図１２は、第３又は第４実施形態の第１状態での光学装置の作動を示す。図１３は、第１状態で走行中に運転席から見た図を示す。
第３又は第４実施形態の光学装置１０１は、車両Ｃに搭載され、室外の道路Ｄの路面に照射光１１０を照射する。照射光１１０は、例えば、車幅ガイド１１１、照明光１１２、及びステアリングガイド１１３等を形成する。図１２に示すように、車両Ｃが路肩Ａとの境界Ｂで挟まれている道路Ｄを走行する場合に用いられることが好ましい。境界Ｂは中央分離帯や歩行者との分離線など車両走行可能域と不可能域との境界である。第１状態は、このまま直進しても道路Ｄから路肩Ａへ飛び出すことがない通常の直進走行をしている状態である。ここで、本実施形態における車両には、ガソリンエンジンの駆動力のみで走行する車両や、ガソリンエンジンとモータの駆動力で走行する車両、モータの駆動力のみで走行する車両や、或いは、ディーゼルエンジンの駆動力により走行する車両などが含まれる。さらに、本発明の光学装置１０１は、二輪車な等にも搭載することができる。なお、二輪車には自動二輪車だけでなく、自転車も含まれる。すなわち、本発明の光学装置１０１は上記のような種々の移動体に搭載することが可能である。さらに、自動車や二輪車以外にも運転者に舵取り（ステアリング）が一時的でも求められる移動手段全般、飛行機、船舶等にも適用することができる。
図１３に示すように、図示しない運転者は、フロントウィンドウＷ越しに、車幅ガイド１１１、照明光１１２、及びステアリングガイド１１３で進行方向を確認しながら運転することが可能となる。
車幅ガイド１１１は、幅方向が少なくとも車両Ｃの車幅以上の寸法で、車両の進行方向に対し平行な直線で照射される。方向が明示されていれば、点線や破線、波線でもよい。また、ステアリングガイド１１３は、矢印で表示され、第１状態では車両の進行方向（図では上向きが直進）を示している。第２状態では、矢印が右または左に傾斜することによって、矢印の傾斜角度方向と同じ向きにステアリングを回転させるよう示唆している。車幅ガイド１１１、照明光１１２、及びステアリングガイド１１３は、進行方向の情報であって、車両Ｃの進行軌跡を予測する情報である。特に、車両Ｃの車幅に対応した情報を含むことが好ましい。このような情報とすることによって、運転者に車両Ｃがこれから進行する位置を認知させることが可能となる。なお、ここでの照明光１１２は、車両Ｃの照明灯から照明される光とは異なる。
図１４は、第３又は第４実施形態の光学装置のシステム図である。
第３又は第４実施形態の光学装置１０１は、発光部１０２と、走査部１０３と、拡散部１０４と、記憶部１０６と、制御部１０７と、を備える。図１４において、実線の矢印は、各構成間の信号のやり取りを示す。また、点線の矢印は、走査部１０３によって、発光部１０２が照射した光の拡散部１０４への入射位置が調整されることを示す。
発光部１０２は、指向性を有し所定の波長のコヒーレントなレーザー光を照射する。発光部１０２は、複数の素子を束ねたレーザーアレイでもよい。また、発光部１０２は、複数の波長のレーザー光を備えていてもよい。また走査部に入射される入射光を最適化するために、ロッドインテグレータやフライアイインテグレータなどの光均一化素子や、レンズや絞りなどの光整形素子を備えていてもよい。電源ＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで発光タイミングを切り替える機能や、シャッター等を用いて発光タイミングを切り替える機能があってもよい。また、発光部１０２は、複数の波長のレーザー光を照射できるものでもよい。例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）にそれぞれ対応したレーザー光を照射することで照明光又は表示光をカラーにすることができる。なお、それ以外のピーク波長を示す光源を利用してもよい。例えば、２種類以上の限定されない光源でカラー表記を行ってもよい。
走査部１０３は、拡散部１０４の入射面の所定の位置に発光部１０２からの光を入射する機能を有する。例えばミラーやプリズム等の光学部材を機械的に回転・振動させ、発光部からの入射光を反射や屈折を用いて、拡散部１０４の所定の位置に照射する。例えばＭＥＭＳ(Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ)スキャナー、ポリゴンスキャナなどの光スキャナーと呼ばれる部材であるが、これに限定されない。走査部１０３は、拡散部１０４を移動可能に支持する部材であってもよい。
拡散部１０４は拡散素子１４０を有し、拡散素子１４０は複数の要素拡散素子からなる集合体である。拡散素子１４０は、例えばホログラムである。ホログラムの隣り合う各要素ホログラムはそれぞれが基本的には別個の照射領域または別個のコヒーレント光の対応波長域を有するが、一部の領域が重なっていてもよい。要素ホログラム出射面の各点からはそれぞれ異なる波面が形成され、対応する被照明領域で独立に重ね合わされる。よって、走査光やレーザーアレイ光源を用い複数の位置から要素ホログラムの入射面に入射することで、その被照射領域において均一な照度分布を得ることが出来る。要素ホログラムの照射領域の形状は、本件では線と矢印であるが、これに限定されない。
上記の要素ホログラムは、例えばフォトポリマーや銀塩材料などのホログラム感光材料に、散乱板からの散乱光を物体光として用いて作製する。参照光にはコヒーレント光であるレーザー光を用いる。そして、作製に用いた参照光の焦点位置からホログラムに向かってレーザー光を照射すると、物体光として用いた元となる散乱板の配置位置に散乱板の再生像が再生される。この再生像が要素ホログラムの照射領域となる。矢印の形状の散乱板を用いれば、矢印形状の照射領域の再生が可能となる。レリーフ型（エンボス型）のホログラムを用いても良い。また実際の物体光や参照光を用いずに、計算機を用いて設計することも可能である。このようにして得られたホログラムは計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）と呼ばれる。またホログラム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良い。また、反射型ホログラムでも透過型ホログラムでもよい。
拡散素子１４０としてホログラムを設ける利点は、レーザー光の光エネルギー密度を拡散により低下させることが出来、さらに指向性の面光源として利用可能になるため、従来のランプ等の点光源と比較して同一照度分布を実現するための光源輝度を下げることができることである。よってより安全に、遠方照明を可能とする。
拡散素子１４０は複数の要素拡散領域に細かく分割することが可能な各種拡散部材、例えばマイクロレンズアレイなどであってもよい。
検出部１０５は、赤外線やミリ波レーダー等の各種センサ等であって、検出信号を制御部１０６に入力する。検出部１０５は、進行方向の車幅ガイド１１１内の障害物等を検出する。
記憶部１０６は、検出部１０５の検出内容に対応するホログラム部１０４の領域を記憶している。なお、記憶部１０６は、制御部１０７に含まれていてもよい。
制御部１０７は、検出部１０５及び記憶部１０６からの指示にしたがって、走査部１０３を駆動する。
図１５は、第３又は第４実施形態の第２状態での光学装置の作動を示す。図１６は、第２状態で走行中に運転席から見た図を示す。
図１５に示すように、第２の状態は、このまま直進すると道路Ｄから路肩Ａへ飛び出してしまうおそれのある直進走行をしている状態である。この第２状態では、車幅ガイド１１１と照明光１１２は、車両Ｃの進行方向に照射されるので、検出部１０５は、左車幅ガイド１１１Ｌの先端と境界Ｂを検出する。検出部１０５から制御部１０７へこの信号が伝達されると、制御部１０７から走査部１０３へ指示が出される。本実施形態の光学装置１０１は、ステアリングガイド１１３の矢印の向きが境界Ｂの検出を避けるように右車幅ガイド１１１Ｒ側に傾斜する。図１５に示す例では、車両Ｃの進行方向に対して左側の境界Ｂを超えるおそれがあるので、ステアリングガイド１１３の矢印の向きを右方向に傾斜させて表示する。
この第２状態では、図１６に示すように、図示しない運転者は、フロントウィンドウＷ越しに、矢印が傾斜したステアリングガイド１１３を確認する。その後、運転者は、ステアリングＳの上方側を矢印の傾斜した方向へ回せば、図１２及び１３に示した第１状態へ戻り、道路Ｄの境界Ｂに沿った直進走行をすることが可能となる。
このように、第３又は第４実施形態の光学装置によれば、運転者に情報を的確に把握させ、困難な状況を回避させることが可能となる。
次に、具体的な光学装置１０１の構造を説明する。
図１７は、第３実施形態の光学装置の第１状態での側面図である。図１８は、本実施形態の光学装置の第２状態での側面図である。
第３実施形態の光学装置１０１では、発光部１０２からの照射光は、走査部１０３の１種であるミラー１３１で反射させて、拡散素子１４０の透過型ホログラム１４０に入射させる。また、このミラー１３１は、不図示のモータなどによって、回動軸Ｏを中心として回動されることで、Ｘ−Ｘ’方向に動き得るように構成されている。第１実施形態にかかる光学装置１０１では、図３に示した制御部１０７からの制御指令に基づいて、当該モータを駆動しミラー１３１の反射光を、ホログラム１４０の第１ホログラム領域１４１、第２ホログラム領域１４２のいずれかに当てることができようになっている。ここで、「回動」とは、ある軸を中心として、規制された角度範囲で物体が回ることをいう。
このような第３実施形態の光学装置１０１において、例えば、図１７に示す第１状態では、発光部１０２から照射された光は、ミラー１３１で反射し、第１ホログラム領域１４１を透過して矢印を表示する。そして、図１８に示すミラー１３１を回動させた第２状態では、発光部１０２から照射された光は、ミラー１３１で反射し、第２ホログラム領域１４２を透過して第１状態とは異なる方向を向く矢印を表示する。
以上のような構成により、１つの光学装置１０１で、複数のホログラム再生像を投影することが可能となる。第１実施形態における光学装置１０１では、方向の異なる矢印のホログラム再生像を、路面に投影するようにしていたが、例えば、「ＳＴＯＰ」、「ＢＲＡＫＥ」等の文字のホログラム再生像を表示させるようにすることも可能である。
図１９は、第３実施形態の光学装置の他の例である。
図１９に示すように、走査部１０３の１種であるミラー１３１は、第１軸１０３ａ及び第１軸１０３ａに直交する第２軸１０３ｂに対して回転可能に構成してもよい。この場合も１つの光学装置１０１で、複数のホログラム再生像を投影することが可能となる。
次に、第４実施形態の光学装置１について説明する。
図２０は、第４実施形態の光学装置１０１の第１状態での側面図である。図２１は、第４実施形態の光学装置１０１の第１状態での正面図である。
第４実施形態の光学装置１０１における走査部１０３は、拡散素子１４０としてのホログラム１４０の外周を囲む外枠部としての支持レール１３１と、支持レール１３１に対してホログラム１４０を２次元的に移動可能に案内する案内部としての案内レール１３２と、を有する。案内レール１３２は、両端を対向する支持レール１３１にそれぞれ移動可能に支持され、それぞれの案内レール１３２に対してホログラム１４０の各辺が移動可能に支持される。すなわち、発光部１０２からの入射光は位置変化しないが、ホログラム１４０自身が位置変化することによって、入射光がホログラム１４０の所定の位置に選択的に入射することができる。
例えば、第１状態では、拡散素子１０４の第５ホログラム領域１４５が発光部１０２から照射され、所定の方向に矢印を照射する。
次に、第４実施形態の光学装置１の作動について説明する。
図２２は、第４実施形態の光学装置の第２状態での正面図である。
図２１に示した発光部２から出射された光が第５ホログラム領域１４５に照射されている第１状態から図２２に示す第６ホログラム領域１４６に照射されている第２状態に移動するには、まず図１４に示した検出部１０５から切替の信号が制御部１０７に入力される。制御部１０７は、検出部１０５からの入力内容に対応するホログラム１４０の領域を記憶部１０６から取得する。その後、制御部１０７は、記憶部１０６から取得したホログラム１４０の領域が発光部１０２から照射されるように走査部１０３を駆動する。
例えば、第４実施形態では、検出部１０５から進行方向の車幅ガイド１１１内の障害物を検出した信号が制御部１０７に入力される。制御部１０７は、矢印の向きを変更する領域が第６ホログラム領域１４６であるという記憶部１０６に記憶された信号を取得する。そして、制御部１０７は、ホログラム１４０の第６ホログラム領域１４６が発光部１０２から照射されるように走査部１０３を駆動する。
このように、第４実施形態の光学装置１０１によれば、運転状態の変化に応じて投影内容を迅速的確に切り替えることが可能となる。また、予め定めた所定の位置を的確に照明することが可能となる。
図２３は、他の実施形態の光学装置を示す。図２４は、他の実施形態の光学装置の具体的な構造を示す。
図２３及び図２４に示す実施形態は、ボールＥ等の障害物が車両Ｃの進行方向に進入した状態を示している。この場合、例えば、本実施形態では、図１４に示した検出部１０５から進行方向の車幅ガイド１１１内のボールＥを検出した信号が制御部１０７に入力される。制御部１０７は、ボールＥの位置を照明するホログラム１４０の領域を記憶部１０６から取得する。そして、制御部１０７は、ホログラム１４０の領域が発光部１０２から照射されるように走査部１０３を駆動する。
このように、他の実施形態の光学装置１０１によれば、車両Ｃの進行方向の状態に対して迅速に投影することが可能となる。
なお、ホログラム１４０の領域は、少なくとも通常走行時に進行方向を表示する第１ホログラム１４１と、異常検出時に第１ホログラム１４１と対応波長や照射領域の形状が異なる第２ホログラム１４２が必要である。
以上、第３又は第４実施形態によれば、車両Ｃに搭載され、光を照射する発光部１０２と、発光部１０２が車両Ｃの進行方向の情報を室外に投影するように制御する制御部１０７と、を備えるので、運転者に情報を的確に把握させることが可能となる。
また、第３又は第４実施形態の光学装置１０１によれば、車両の進行方向の状態を検出する検出部１５１と、制御部１０７は、検出部１５１が異常を検出した場合、発光部１０２が進行方向に異常に対応した情報を投影するように制御するので、運転者に異常の情報を的確に把握させることが可能となる。
また、第３又は第４実施形態の光学装置１０１によれば、制御部１０７は、検出部１５１が車両Ｃの進行方向の障害物又は路肩を検出した場合、車両Ｃが障害物又は路肩を避けるための情報を発光部１０２が投影するように制御するので、困難な状況を回避させることが可能となる。
また、第３又は第４実施形態の光学装置１０１によれば、情報は、車両Ｃの進行軌跡を予測する情報であるので、運転者に車両Ｃがこれから進行する位置を認知させることが可能となる。
また、第３又は第４実施形態の光学装置１０１によれば、制御部１０７は、検出部１５１が車両Ｃの進行方向の障害物又は路肩を検出した場合、車両Ｃが障害物又は路肩を避けるための情報を発光部１０２が投影するように制御するので、迅速に困難な状況を回避させることが可能となる。
また、第３又は第４実施形態の光学装置１０１によれば、少なくとも、予め定めた所定の情報が記録された要素ホログラムの集合からなる第１ホログラム領域１４１及び第１ホログラム領域１４１とは異なる情報が記録された要素ホログラムの集合からなる第２ホログラム領域１４２に分割されたホログラム１４０を有する拡散部と、発光部１０２から照射された光を反射し、第１ホログラム領域１４１及び前記第２ホログラム領域１４２のうち少なくとも１つを含むように前記光を走査させる走査部１０３と、を備えるので、入力に応じて投影内容を迅速的確に切り替えることが可能となる。また、予め定めた所定の位置を的確に照明することが可能となる。
また、第３又は第４実施形態の光学装置１０１によれば、少なくとも、予め定めた所定の情報が記録された要素ホログラムの集合からなる第１ホログラム領域１４１及び第１ホログラム領域１４１とは異なる情報が記録された要素ホログラムの集合からなる第２ホログラム領域１４２に分割されたホログラム１４０を有するホログラム部１０４と、発光部１０２から照射された光が第１ホログラム領域１４１及び第２ホログラム領域１４２のうち少なくとも１つを走査するようにホログラム部１０４を移動可能に支持する走査部１０３と、を備えるので、入力に応じて投影内容を迅速的確に切り替えることが可能となる。また、予め定めた所定の位置を的確に照明することが可能となる。
また、運転者のみならず、移動体の周囲の人間に、車両の進行方向情報や、検出部が検出した異常を視覚的に周知することができ、 交通の安全に寄与できる。
次に、第５実施形態の光学装置１について説明する。
図２５は、第５実施形態の光学装置を示す。
第５実施形態の光学装置２０１は、一例として店Ｓ等に設置される。例えば、図２５に示すように、通常時、道路の路面Ｄに店の名前等の表示２１１を照射する。なお、店Ｓが屋内にある場合には通路に照射すればよい。
図２６は、第５実施形態の光学装置２０１のシステム図を示す。
第５実施形態の光学装置２０１は、検出部２０５と、記憶部２０６と、制御部２０７と、照射部２１０と、を備える。
発光部２０２は、指向性を有し所定の波長のコヒーレントなレーザー光を照射する。発光部２０２は、複数の素子を束ねたレーザーアレイでもよい。また、発光部２０２は、複数の波長のレーザー光を備えていてもよい。また走査部２０３に入射される入射光を最適化するために、ロッドインテグレータやフライアイインテグレータなどの光均一化素子や、レンズや絞りなどの光整形素子を備えていてもよい。電源ＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで発光タイミングを切り替える機能や、シャッター等を用いて発光タイミングを切り替える機能があってもよい。また、発光部２０２は、複数の波長のレーザー光を照射できるものでもよい。例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）にそれぞれ対応したレーザー光を照射することで照明光又は表示光をカラーにすることができる。なお、それ以外のピーク波長を示す光源を利用してもよい。例えば、２種類以上の限定されない光源でカラー表記を行ってもよい。
走査部２０３は、拡散部２０４の入射面の所定の位置に発光部２０２からの光を入射する機能を有する。例えばミラーやプリズム等の光学部材を機械的に回転・振動させ、発光部からの入射光を反射や屈折を用いて、拡散部４の所定の位置に照射する。例えばＭＥＭＳ(Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ)スキャナー、ポリゴンスキャナなどの光スキャナーと呼ばれる部材であるが、これに限定されない。走査部２０３は、拡散部２０４を移動可能に支持する部材であってもよい。なお、レーザーアレイ等の発光部２０２の発光を制御することによって走査部２０３を構成してもよい。
拡散部２０４は拡散素子を有し、拡散素子は複数の要素拡散素子からなる集合体である。拡散素子は、例えばホログラムである。ホログラムの隣り合う各要素ホログラムはそれぞれが基本的には別個の照射領域または別個のコヒーレント光の対応波長域を有するが、一部の領域が重なっていてもよい。要素ホログラム出射面の各点からはそれぞれ異なる波面が形成され、対応する被照射領域で独立に重ね合わされる。よって、走査光やレーザーアレイ光源を用い複数の位置から要素ホログラムの入射面に入射することで、その被照射領域において均一な照度分布を得ることが出来る。要素ホログラムの照射領域の形状は、本件では線と矢印であるが、これに限定されない。
上記の要素ホログラムは、例えばフォトポリマーや銀塩材料などのホログラム感光材料に、散乱板からの散乱光を物体光として用いて作製する。参照光にはコヒーレント光であるレーザー光を用いる。そして、作製に用いた参照光の焦点位置からホログラムに向かってレーザー光を照射すると、物体光として用いた元となる散乱板の配置位置に散乱板の再生像が再生される。この再生像が要素ホログラムの照射領域となる。矢印の形状の散乱板を用いれば、矢印形状の照射領域の再生が可能となる。レリーフ型（エンボス型）のホログラムを用いても良い。また実際の物体光や参照光を用いずに、計算機を用いて設計することも可能である。このようにして得られたホログラムは計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）と呼ばれる。またホログラム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良い。また、反射型ホログラムでも透過型ホログラムでもよい。
拡散素子としてホログラムを設ける利点は、レーザー光の光エネルギー密度を拡散により低下させることが出来、さらに指向性の面光源として利用可能になるため、従来のランプ等の点光源と比較して同一照度分布を実現するための光源輝度を下げることができることである。よってより安全に、遠方照明を可能とする。
拡散素子は複数の要素拡散領域に細かく分割することが可能な各種拡散部材、例えばマイクロレンズアレイなどであってもよい。
検出部２０５は、周囲の明暗を検出する日射センサ２５１と、電波等を受信する受信部２５２と、移動体を検出する移動体センサ２５３と、を有する。日射センサ２５１は、昼と夜を検出してもよいし、明暗を検出してもよい。明暗を検出する構成では、雨天又は霧等の昼でも暗い場合を検出できるので、好ましい。受信部２５２は、例えば自動車又は歩行者等から発信される予め定めた赤外線やミリ波レーダー等の所定の電磁波を受信する。移動体センサ２５３は、移動する移動体を検出する。ここで、実施形態の移動体には、ガソリンエンジンの駆動力のみで走行する車両や、ガソリンエンジンとモータの駆動力で走行する車両、モータの駆動力のみで走行する車両や、或いは、ディーゼルエンジンの駆動力により走行する車両等が含まれる。さらに、移動体には二輪車等も含まれ、二輪車には自動二輪車だけでなく、自転車も含まれる。すなわち、移動体には上記のような種々の移動する物体が含まれる。さらに、自動車や二輪車以外にも運転者に舵取り（ステアリング）が一時的でも求められる移動手段全般、飛行機、船舶等にも適用することができる。
記憶部２０６は、検出部２０５の入力内容に対応する照射部２１０の制御方法を記憶している。例えば、記憶部２０６は、光を照射する照射領域に対応して照射部２１０を制御する方法を記憶している。なお、記憶部２０６は、制御部２０７に含まれていてもよい。
制御部２０７は、検出部２０５及び記憶部２０６からの信号に応じて、照射部２１０を制御する。照射部２１０は、照射種類及び照射方向等を制御可能な構造である。
図２７は、第５実施形態の第３実施例の光学装置２０１の作動フローチャートの一例を示す。図２８は、第５実施形態の光学装置２０１の作動状態を示す。なお、図２７中のフローチャートにおいて、ＹＥＳの判定を「Ｙ」、Ｎｏの判定を「Ｎ」と表記している。
まず、ステップ１で、検出部２０５が移動体を感知したか否かを判定する（ＳＴ１）。検出部２０５は、例えば、カメラ、赤外線、又は超音波等であって、歩行者Ｍ等を検出する。また、電波等を発信するものに対応して、その電波を検出する構成としてもよい。
ステップ１において、検出部５が移動体を感知した場合、ステップ２で、照射部２１０が照射する照射領域を確認する（ＳＴ２）。照射領域は、移動体の位置に対応して決定する。例えば、図２８に示した例では、店Ｓに向かって右から歩いてくる歩行者Ｍ１を感知した場合には店Ｓに向かう第１矢印２１３ａを照射し、店Ｓに向かって左から歩いてくる歩行者Ｍ２を感知した場合には店Ｓに向かう第２矢印２１３ｂを照射する。また、どちらの歩行者Ｍ１，Ｍ２を感知した場合でも、店Ｓの入り口には、メッセージ表示２１２を照射することが好ましい。
次に、ステップ３で、光学装置２０１の作動カウントを開始する（ＳＴ３）。続いて、ステップ４で、所定時間経過したか否かを判定する（ＳＴ４）。ステップ４において、所定時間経過していない場合、ステップ４に戻る。ステップ４において、所定時間経過している場合、ステップ１に戻る。
ステップ１において、検出部２０５が移動体を感知していない場合、制御を終了する。
このように、第５実施形態の光学装置２０１は、多数の照射領域を予め設定することができるので、移動体を感知した場合に、移動体が移動している位置を照射領域として照明光２１１又は表示２１２等を的確に照射することが可能となる。そして、歩行者Ｍ１，Ｍ２を店Ｓに的確に誘導することが可能となる。
なお、本実施形態の光学装置２０１では、店Ｓを例に示したが、駅、テーマパーク、イベント会場等、その他どの場所に設置してもよい。
次に、具体的な光学装置２０１の照射部２１０の構造を説明する。
図２９は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第１実施例の照射部２１０の第１状態での側面図である。図３０は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第１実施例の照射部２１０の第２状態での側面図である。
第１実施例の照射部２１０では、発光部２０２からの照射光は、走査部２０３の１種であるミラー２０３ａで反射させて、拡散素子２４０の透過型ホログラム２４０に入射させる。また、このミラー２０３ａは、不図示のモータなどによって、回動軸Ｏを中心として回動されることで、Ｘ−Ｘ’方向に動き得るように構成されている。第１実施例の照射部２１０では、図２６に示した制御部２０７からの制御指令に基づいて、当該モータを駆動しミラー２０３ａの反射光を、ホログラム２４０の第１ホログラム領域２４１、第２ホログラム領域２４２のいずれかに当てることができようになっている。ここで、「回動」とは、ある軸を中心として、規制された角度範囲で物体が回ることをいう。
このような第１実施例の照射部２１０において、例えば、図２９に示す第１状態では、発光部２０２から照射された光は、ミラー２０３ａで反射し、第１ホログラム領域２４１を透過して照明光２１１を照射する。そして、図３０に示すミラー２０３ａを回動させた第２状態では、発光部２０２から照射された光は、ミラー２０３ａで反射し、第２ホログラム領域２４２を透過して矢印２１３を表示する。なお、各ホログラム領域２４１，２４２が拡散素子領域を構成する。また、各ホログラム領域２４１，２４２は、要素拡散素子の集合からなる。
以上のような構成により、１つの光学装置２０１で、複数のホログラム再生像を投影することが可能となる。第５実施形態における光学装置２０１では、照明光２１１及び矢印２１３のホログラム再生像を、投影するようにしていたが、例えば、「ＳＴＯＰ」、「ＢＲＡＫＥ」等の文字のホログラム再生像を表示させるようにすることも可能である。
図３１は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第１実施例の照射部の他の例を示す。
図３１に示すように、走査部２０３の１種であるミラー２０３ａは、第１軸２０３ｘ及び第１軸２０３ｘに直交する第２軸２０３ｙに対して回転可能に構成してもよい。この場合も１つの光学装置２０１で、複数のホログラム再生像を投影することが可能となる。
図３２は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第２実施例の照射部の単位ユニットの一例を示す。図３３は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第２実施例の照射部の単位ユニットによる照明を説明する図である。
なお、第２実施例の照射部２１０は、複数の単位ユニット２０１’から構成されており、単位ユニット２０１’が最も基本的な最小構成となっている。単位ユニット２０１’としては、レーザー光を射出する発光部２０２と、発光部２０２から射出されたレーザー光が入射され、光を出射することで照明を行う拡散部２０４と、から構成されている。第２実施例では、拡散部２０４として透過型のホログラム２４０を用いている。なお、第２実施例の拡散部２０４の構成は、第１実施例と同様でよい。
なお、ホログラムは透過型ホログラムであってもよいし、反射型ホログラムであってもよい。また、ホログラムとしては、エンボスホログラム、体積型ホログラム、電子ホログラムなどを挙げることができる。さらに、計算機を用いた演算により所定の記録面上に干渉縞を記録させて作製する計算機合成ホログラムなども挙げることができる。また、計算機合成ホログラムのうち、フーリエ変換光学系を用いた計算機合成ホログラムであるフーリエ変換ホログラムを用いるようにしてもよい。
第２実施例においては、単位ユニット２０１’は、発光部２０２として単位レーザーアレイ２２０が用いられている。この単位レーザーアレイ２２０には、第１レーザー光源２２１、第２レーザー光源２２２及び第３レーザー光源２２３の３つのレーザー光源を有している。
第１レーザー光源２２１、第２レーザー光源２２２及び第３レーザー光源２２３は相互に異なる波長の光を出射するものであって、第１レーザー光源２２１からは第１の波長の光、第２レーザー光源２２２からは第２の波長の光、第３レーザー光源２２３からは第３の波長の光が出射される。本実施の形態においては、例えば、第１レーザー光源２２１から出射される第１の波長の光を青色の光、第２レーザー光源２２２から出射される第２の波長の光を緑色の光、第３レーザー光源２２３から出射される第３の波長の光を赤色の光とすることができる。
なお、第２実施例においては、単位レーザーアレイ２２０として、第１レーザー光源２２１、第２レーザー光源２２２及び第３レーザー光源２２３の３種類の異なるレーザー光源を用いる例に基づいて説明を行うが、光学装置２０１の構成によって、用いるレーザー光源の種類数は任意とすることができる。
第１レーザー光源２２１から射出されたレーザー光は、単位ホログラム２４０の第１拡散素子領域としての第１記憶領域２４１に入射し、第２レーザー光源２２２から射出されたレーザー光は、単位ホログラム２４０の第２拡散素子領域としての第２記憶領域２４２に入射し、第３レーザー光源２２３から射出されたレーザー光は、単位ホログラム２４０の第３拡散素子領域としての第３記憶領域２４３に入射するようになっている。なお、各記憶領域２４１，２４２，２４３は、要素拡散素子の集合からなる。
図３３（ａ）に示すように、第１レーザー光源２２１からのレーザー光が参照光として、単位ホログラム２４０の第１記憶領域２４１に入射すると、第１記憶領域２４１に記録されたホログラム再生像が、単位ホログラム２４０から出射され第１単位照射領域を照明する。
また、図３３（ｂ）に示すように、第２レーザー光源２２２からのレーザー光が参照光として、単位ホログラム２４０の第２記憶領域２４２に入射すると、第２記憶領域２４２に記録されたホログラム再生像が、単位ホログラム２４０から出射され第２単位照射領域を照明する。
また、図３３（ｃ）に示すように、第３レーザー光源２２３からのレーザー光が参照光として、単位ホログラム２４０の第３記憶領域２４３に入射すると、第３記憶領域２４３に記録されたホログラム再生像が、単位ホログラム２４０から出射され第３単位照射領域を照明する。
第１レーザー光源２２１、第２レーザー光源２２２及び第３レーザー光源２２３の発光は、図２６に示した制御部２０７によって制御することができるようになっている。すなわち、発光部２０２が走査部２０３の構成を含んでいる。このように単位ユニット２０１’においては、各レーザー光源の制御に基づいて各照射領域を、各レーザー光源の３原色により任意に照明することができるようになるので、照射領域を任意の色で照明することができることとなる。
第２実施例の光学装置２０１は、上記のような単位レーザーアレイ２２０と単位ホログラム２４０の組み合わせからなる単位ユニット２０１’が複数設けられており、光学装置２０１全体としての発光部２０２及び拡散部２０４が構成される。すなわち、発光部２０２は、複数の単位レーザーアレイ２２０から構成されており、拡散部２０４は、複数の単位レーザーアレイ２２０の各レーザー光源に対応する拡散素子領域を有している。
図３４は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第２実施例の照射部による照明を示す。
図３３に示したそれぞれの単位レーザーアレイ２２０が各照射領域を照明し、図３４に示すように、光学装置２０１全体として、全照射領域を形成するようになっている。
ここで、単位レーザーアレイ２２０と単位ホログラム２４０とで形成される単位照射領域は、一般的な表示装置における画素のような役割を担うこととなり、本発明に係る光学装置１においては、単位照射領域毎で異なる照明を行うように発光部２における単位レーザーアレイ２２０を制御することにより、種々の照明パターンを形成することができる。
なお、図３４に示す例では、発光部２０２における単位レーザーアレイ２２０が平面状、すなわち、２次元に配列されている例を説明しているが、単位レーザーアレイ２２０は１次元に配列させるようにしてもよい。
次に、第３実施例の光学装置１について説明する。
図３５は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第３実施例の照射部の第１状態での側面図である。図３６は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第３実施例の照射部の第１状態での正面図である。
第３実施例の照射部２１０における走査部２０３は、拡散素子２４０としてのホログラム２４０の外周を囲む外枠部としての支持レール２３１と、支持レール２３１に対してホログラム２４０を２次元的に移動可能に案内する案内部としての案内レール２３２と、を有する。案内レール２３２は、両端を対向する支持レール２３１にそれぞれ移動可能に支持され、それぞれの案内レール２３２に対してホログラム２４０の各辺が移動可能に支持される。すなわち、発光部２０２からの入射光は位置変化しないが、ホログラム２４０自身が位置変化することによって、入射光がホログラム２４０の所定の位置に選択的に入射することができる。なお、各ホログラム領域２４１〜２４９が拡散素子領域を構成する。また、各ホログラム領域２４１〜２４９は、要素拡散素子の集合からなる。
例えば、第１状態では、拡散素子２０４の第５ホログラム領域２４５が発光部２０２から照射され、所定の方向に照明光２１１を照射する。
次に、第５実施形態の光学装置２０１の作動について説明する。
図３７は、第５実施形態の光学装置２０１に用いられる第３実施例の照射部の第２状態での正面図である。
図３６に示した発光部２から出射された光が第５ホログラム領域２４５に照射されている第１状態から図３７に示す第６ホログラム領域２４６に照射されている第２状態に移動するには、まず図２６に示した検出部２０５から切替の信号が制御部２０７に入力される。制御部２０７は、検出部２０５からの入力内容に対応するホログラム２４０の領域を記憶部２０６から取得する。その後、制御部２０７は、記憶部２０６から取得したホログラム２４０の領域が発光部２０２から照射されるように走査部２０３を駆動する。
例えば、第３実施例では、検出部２０５から目的地の場所の信号が制御部２０７に入力される。制御部２０７は、矢印２１３を表示する領域が第６ホログラム領域２４６であるという記憶部２０６に記憶された信号を取得する。そして、制御部２０７は、ホログラム２４０の第６ホログラム領域２４６が発光部２０２から照射されるように走査部２０３を駆動する。
このように、第５実施形態の光学装置２０１によれば、状態の変化に応じて投影内容を迅速的確に切り替えることが可能となる。また、予め定めた所定の位置を的確に照明することが可能となる。
以上、第５実施形態の光学装置２０１によれば、移動体Ｍを検出する検出部２０５と、光を照射する照射部２１０と、検出部２０５が検出した移動体Ｍの位置と照射部２１０が照射する照射領域の対応関係をそれぞれ記憶する記憶部２０６と、検出部２０５によって移動体Ｍが検出された場合、移動体Ｍを所定の位置に誘導するように、記憶部２０６が記憶した対応関係に基づいて、照射部２１０に光を照射させる制御部２０７と、を備えるので、予め定めた所定の形状で所定の位置に照射し、移動体を所定の位置に誘導することが可能となる。
また、第５実施形態の光学装置２０１によれば、照射部２１０は、コヒーレント光を発光する発光部２０２と、予め定めた所定の情報が記録された要素拡散素子の集合からなる第１拡散素子領域２４１及び第１拡散素子領域２４１とは異なる情報が記録された要素拡散素子の集合からなる第２拡散素子領域２４２に少なくとも分割された拡散素子２４０を有し、発光部２０２が発光したコヒーレント光を第１拡散素子領域２４１で拡散して所定の形状の第１照射領域に照射し、発光部２０２が発光したコヒーレント光を第２拡散素子領域２４２で拡散して所定の形状の第２照射領域に照射する拡散部２０４と、を備え、記憶部２０６は、第１拡散素子領域と第１照射領域及び第２拡散素子領域と第２照射領域の対応関係をそれぞれ記憶し、制御部２０７は、少なくとも拡散部２０４の第１拡散素子領域２４１又は第２拡散素子領域２４２に発光部２０２が発光するコヒーレント光を照射させるので、予め定めた所定の形状で対象領域に光を的確に照射することが可能となる。
また、第５実施形態の光学装置２０１によれば、移動する移動体を検出する検出部２０５を備え、制御部２０７は、検出部２０５によって移動体が検出された場合、移動体の位置に拡散部２０４から照射された光が照射されるように、記憶部２０６に記憶された対応関係から拡散部２０４の照射領域に発光部２０２が発光するコヒーレント光を照射させるので、多数の照射領域２１２を予め設定することができるので、移動体を感知した場合に、移動体が移動している位置を照射領域２１２として、照明光２１１を的確に照射することが可能となる。
また、第５実施形態の光学装置２０１によれば、発光部２０２から照射された光が第１拡散素子領域又は第２拡散素子領域のうち少なくとも１つに照射されるように走査させる走査部２０３を備え、制御部２０７は、記憶部２０６が記憶した対応関係に基づいて、走査部２０３を駆動するので、状態の変化に応じて投影内容を迅速的確に切り替えることが可能となる。
また、第５実施形態の光学装置２０１によれば、照射部２１０は、矢印２１３を照射するので、移動体Ｍを的確に誘導することが可能となる。
以上、光学装置１をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の組み合わせ又は変形が可能である。
１…光学装置
２…発光部
３…支持部
４…ホログラム部
５…入力部
６…記憶部
７…制御部
８…駆動部
１０１…光学装置
１０２…発光部
１０３…走査部
１０４…拡散部
１０５…検出部
１０６…記憶部
１０７…制御部
２０１…光学装置
２０２…発光部
２０３…走査部
２０４…拡散部
２０５…検出部
２０６…記憶部
２０７…制御部
２１０…照射部

Claims (10)

  1. 路面に情報を表示する光学装置であって、
    コヒーレント光を発光する発光部、及び、前記発光部が発光した前記コヒーレント光を拡散して所定の形状の照射領域に照射する拡散部を有する照射部と、
    前記照射部を制御する制御部と、
    前記拡散部の入射面の所定の位置に前記発光部からの光を入射する走査部と、
    を備え、
    前記拡散部は、予め定めた所定の情報が記録された要素拡散素子の集合からなる第１拡散素子領域及び前記第１拡散素子領域とは異なる情報が記録された要素拡散素子の集合からなる第２拡散素子領域に少なくとも分割された拡散素子を有し、
    前記要素拡散素子の出射面の各点からはそれぞれ異なる波面が形成され、対応する被照射領域で独立に重ね合わされる
    ことを特徴とする光学装置。
  2. 前記情報は、文字又は画像である
    ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
  3. 前記情報は、矢印である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
  4. 前記第１拡散素子領域と対応する第１被照射領域及び前記第２拡散素子領域と対応する第２被照射領域の対応関係をそれぞれ記憶する記憶部を備え、
    前記制御部は、前記記憶部が記憶した前記対応関係に基づいて、前記走査部を駆動する
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光学装置。
  5. 移動体の進行方向の状態を検出する検出部を備え、
    前記制御部は、前記検出部によって前記移動体が検出された場合、前記移動体を所定の位置に誘導するように、前記記憶部が記憶した前記対応関係に基づいて、前記照射部に光を照射させる
    ことを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
  6. 前記情報は、観察者に前記移動体の進行方向を認知させる
    ことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
  7. 前記情報は、前記移動体から進行方向に向かって延長する線である
    ことを特徴とする請求項５又は６に記載の光学装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光学装置を搭載した
    ことを特徴とする移動体。
  9. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光学装置を搭載した
    ことを特徴とする車両。
  10. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光学装置の制御方法であって、
    前記光学装置は、移動体の進行方向を検出する検出部を備え、
    前記検出部が前記移動体を感知したか否かを判定するステップと、
    前記検出部が前記移動体を感知した場合、前記照射部が照射領域に前記情報を照射するステップと、
    前記光学装置の作動カウントを開始し、所定時間経過した場合、前記検出部が前記移動体を感知したか否かを判定するステップに戻る
    ことを特徴とする光学装置の制御方法。

JP2017043497A 2014-11-07 2017-03-08 光学装置 Active JP6631811B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019223036A JP6944140B2 (ja) 2014-11-07 2019-12-10 光学装置

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014227495 2014-11-07
JP2014227498 2014-11-07
JP2014227495 2014-11-07
JP2014227498 2014-11-07
JP2014246490 2014-12-05
JP2014246490 2014-12-05

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016557819A Division JP6108140B2 (ja) 2014-11-07 2015-11-06 光学装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019223036A Division JP6944140B2 (ja) 2014-11-07 2019-12-10 光学装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017107242A JP2017107242A (ja) 2017-06-15
JP2017107242A5 JP2017107242A5 (ja) 2019-01-24
JP6631811B2 true JP6631811B2 (ja) 2020-01-15

Family

ID=55909206

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016557819A Active JP6108140B2 (ja) 2014-11-07 2015-11-06 光学装置
JP2017043497A Active JP6631811B2 (ja) 2014-11-07 2017-03-08 光学装置
JP2019223036A Active JP6944140B2 (ja) 2014-11-07 2019-12-10 光学装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016557819A Active JP6108140B2 (ja) 2014-11-07 2015-11-06 光学装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019223036A Active JP6944140B2 (ja) 2014-11-07 2019-12-10 光学装置

Country Status (2)

Country Link
JP (3) JP6108140B2 (ja)
WO (1) WO2016072483A1 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017098973A1 (ja) 2015-12-09 2017-06-15 コニカミノルタプラネタリウム株式会社 画像投映装置およびプラネタリウム
JP6704756B2 (ja) * 2016-03-04 2020-06-03 コニカミノルタプラネタリウム株式会社 画像投映装置およびプラネタリウム
AT518332A1 (de) * 2016-06-28 2017-09-15 Zkw Group Gmbh Lichtzeiger und Symbole mit diffraktiven Elementen
KR101951463B1 (ko) * 2016-12-29 2019-02-22 에스엘 주식회사 차량용 램프
DE102017203891A1 (de) * 2017-03-09 2018-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102017203889A1 (de) * 2017-03-09 2018-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
KR101908309B1 (ko) 2017-04-12 2018-10-16 엘지전자 주식회사 차량용 램프
JP6917008B2 (ja) * 2017-07-25 2021-08-11 大日本印刷株式会社 照明装置
US11460550B2 (en) 2017-09-19 2022-10-04 Veoneer Us, Llc Direct detection LiDAR system and method with synthetic doppler processing
US11194022B2 (en) 2017-09-29 2021-12-07 Veoneer Us, Inc. Detection system with reflection member and offset detection array
US11585901B2 (en) 2017-11-15 2023-02-21 Veoneer Us, Llc Scanning lidar system and method with spatial filtering for reduction of ambient light
CN113606551A (zh) * 2018-09-26 2021-11-05 株式会社小糸制作所 车辆用灯具
US11474218B2 (en) 2019-07-15 2022-10-18 Veoneer Us, Llc Scanning LiDAR system and method with unitary optical element
US11579257B2 (en) 2019-07-15 2023-02-14 Veoneer Us, Llc Scanning LiDAR system and method with unitary optical element
US11313969B2 (en) 2019-10-28 2022-04-26 Veoneer Us, Inc. LiDAR homodyne transceiver using pulse-position modulation
JP6918243B1 (ja) * 2019-11-28 2021-08-11 三菱電機株式会社 光パターン生成装置
US10823358B1 (en) * 2019-12-19 2020-11-03 Valeo Vision Device and method of directing a light via rotating prisms
JP7454594B2 (ja) 2020-01-17 2024-03-22 株式会社小糸製作所 車両用灯具及び車両運転支援システム
DE102021000724B3 (de) 2021-02-12 2022-07-28 Mercedes-Benz Group AG Mikrolinsenarray-Projektionsvorrichtung, Beleuchtungsvorrichtung und Fahrzeug
US11326758B1 (en) * 2021-03-12 2022-05-10 Veoneer Us, Inc. Spotlight illumination system using optical element
US11732858B2 (en) 2021-06-18 2023-08-22 Veoneer Us, Llc Headlight illumination system using optical element

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4720650B2 (ja) * 2006-06-30 2011-07-13 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 路面投影装置及び路面投影方法
JP5151452B2 (ja) * 2007-12-19 2013-02-27 株式会社豊田中央研究所 情報表示装置
JP2009298360A (ja) * 2008-06-17 2009-12-24 Mazda Motor Corp 車両の運転支援装置
JP2011170658A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Seiko Epson Corp 画像形成装置
JP5527310B2 (ja) * 2010-11-16 2014-06-18 大日本印刷株式会社 照明装置、投射装置および投射型映像表示装置
JP2012146621A (ja) * 2010-12-20 2012-08-02 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
GB2497949A (en) * 2011-12-22 2013-07-03 Sharp Kk Headlight system with adaptive beam function
JP6344545B2 (ja) * 2014-01-14 2018-06-20 大日本印刷株式会社 表示装置及び表示装置が搭載された車両

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016072483A1 (ja) 2016-05-12
JP2017107242A (ja) 2017-06-15
JP2020052423A (ja) 2020-04-02
JP6108140B2 (ja) 2017-04-05
JP6944140B2 (ja) 2021-10-06
JPWO2016072483A1 (ja) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6631811B2 (ja) 光学装置
JP6745068B2 (ja) 照明装置
JP6555462B2 (ja) 光学装置
US10584842B2 (en) Lamp for vehicle and vehicle
JP6924425B2 (ja) 照明装置および車両
WO2017073248A1 (ja) 車両用灯具
WO2016047686A1 (ja) 車載用照明装置
JP6744592B2 (ja) 光学システム
JP6460313B2 (ja) 光学装置
JP2016110808A (ja) 光学装置
JP6555460B2 (ja) 光学装置
JP6555461B2 (ja) 光学システム
JP6648963B2 (ja) 光学システム
JP6687918B2 (ja) 光学装置
JP2016090901A (ja) 光学装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180925

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6631811

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150