JP6823830B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
Emitting Diode)と比べて微小な発光面積で強力なエネルギーを持つレーザー光を放射可能であり、配光を細かく制御できるとともに光を遠方まで届けることができるという利点がある。しかしながら、発光面積(光束の断面積)と放射角(立体角)の積(エタンデュ)が非常に小さいレーザー光源からのコヒーレント光は、光パワー密度が局所的に大きくなる可能性を持っている。そのようなコヒーレント光を、人間が直視する可能性がある車両用ヘッドライト等の照明装置に応用する際には、安全性を確保する必要がある。
図1は、本発明の第1実施形態に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。
図4は、図1に示す照明装置1の第1変形例に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。本変形例では、リレー光学系18の第2リレーレンズ17と光走査装置21の特に照射面部19との間に折り返しミラー45が設けられている。他の構成は、図1に示す上述の照明装置1と同様である。
図7は、図1に示す照明装置1の第2変形例に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。本変形例では、ビームエクスパンダー12の代わりに、光ファイバー48がレーザー光源11とコリメート光学系13との間に設けられている。他の構成は、図1に示す上述の照明装置1と同様である。
図8は、図1に示す照明装置1の第3変形例に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。本変形例では、レーザー光源11が複数設けられ、コリメート光学系13が複数設けられている。またビームエクスパンダー12の代わりに、複数の光ファイバー48が各レーザー光源11と各コリメート光学系13との間に設けられている。他の構成は、図1に示す上述の照明装置1と同様である。
図9は、本発明の第2実施形態に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。本実施形態において、上述の第1実施形態と同一又は類似の要素については、同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示及び理解を容易にするため、図9では、コリメート光学系13a、13b、13c〜光走査装置21におけるレーザー光Lの図示を省略する。
図10は、本発明の第3実施形態に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。本実施形態において、上述の第2実施形態と同一又は類似の要素については、同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示及び理解を容易にするため、図10では、コリメート光学系13a、13b、13c〜光走査装置21におけるレーザー光Lの図示を省略する。
図11は、本発明の第4実施形態に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。本実施形態において、上述の第3実施形態と同一又は類似の要素については、同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示及び理解を容易にするため、図11では、レーザー光源11a、11b、11c〜光走査装置21におけるレーザー光Lの図示を省略する。
図12は、本発明の第5実施形態に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。本実施形態において、上述の第1実施形態と同一又は類似の要素については、同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示及び理解を容易にするため、図12では、レーザー光源11からコリメート光学系13に至るまでのレーザー光Lのみを図示し、他の箇所におけるレーザー光Lの図示を省略する。
図13は、本発明の第6実施形態に係る照明装置1の概略構成を示す概念図である。本実施形態において、上述の第5実施形態と同一又は類似の要素については、同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示及び理解を容易にするため、図13では、レーザー光源11からコリメート光学系13に至るまでのレーザー光Lのみを図示し、他の箇所におけるレーザー光Lの図示を省略する。
本発明は上述の実施形態及び変形例に限定されず、他の変形が加えられてもよい。
11 レーザー光源
12 ビームエクスパンダー
13 コリメート光学系
14 光拡散素子
15 単位拡散要素
16 第1リレーレンズ
17 第2リレーレンズ
18 リレー光学系
19 照射面部
20 走査駆動部
21 光走査装置
22 コントローラ
25 発光タイミング制御部
26 光走査制御部
31 仮想マイクロレンズアレイ
40 照明領域
41 要素照明領域
45 折り返しミラー
48 光ファイバー
50 光学ガイドユニット
51 第1光学ガイド体
52 第2光学ガイド体
60 分光ユニット
61 第1分光ガイド体
62 第2分光ガイド体
L レーザー光
Claims (17)
- コヒーレント光を発するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を拡散する光拡散素子と、
前記光拡散素子からの前記コヒーレント光を照明領域において走査させる光走査装置であって、前記照明領域の一部領域を構成する要素照明領域に前記コヒーレント光を導く光走査装置と、
を備え、
前記光拡散素子と前記光走査装置との間にはリレー光学系が設けられず、
前記光走査装置は、前記光拡散素子の光学性能に応じて決まる結像位置に基づく位置に配置され、
前記光走査装置は、前記光拡散素子からの前記コヒーレント光が照射され当該コヒーレント光の光路を変える照射面部と、前記照射面部の配置を調整する走査駆動部と、を有し、
前記光拡散素子による前記コヒーレント光の拡散角度は、前記照射面部を基準とした前記要素照明領域の角度よりも小さい照明装置。 - 前記光拡散素子は複数の単位拡散素子を有し、
前記光走査装置は、前記複数の単位拡散素子の光学性能に応じて決まる結像位置に基づく位置に配置される請求項1に記載の照明装置。 - 前記コヒーレント光の前記光拡散素子への入射タイミング、または前記照明領域の照明タイミングを制御するコントローラを備える請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記光走査装置による前記コヒーレント光の走査に応じて、前記コヒーレント光の発光タイミングを制御するタイミング制御部と、を備える請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記光拡散素子による前記コヒーレント光の拡散角度は、0.05°より大きく2°より小さい請求項1〜4のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記光走査装置の前記照射面部を基準とした前記要素照明領域の角度は、0.1°より大きく5°より小さい請求項5に記載の照明装置。
- 前記光拡散素子は、ホログラムである請求項1〜6のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記光拡散素子は、マイクロレンズアレイである請求項1〜6のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記コヒーレント光源と前記光拡散素子との間に配置され、前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光の径を拡大するビームエクスパンダー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。
- 前記ビームエクスパンダーと前記光拡散素子との間に配置され、前記ビームエクスパンダーからの前記コヒーレント光を平行化するコリメート光学系を更に備える請求項9に記載の照明装置。
- 相互に異なる波長を有するコヒーレント光を発する複数の前記コヒーレント光源が設けられ、
前記複数のコヒーレント光源のそれぞれに対応するように設けられる複数の前記光拡散素子であって、対応の前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を拡散する複数の前記光拡散素子が設けられ、
前記複数の光拡散素子からの相互に異なる波長を有するコヒーレント光を前記光走査装置に導く光学ガイドユニットを更に備える請求項7に記載の照明装置。 - 前記光学ガイドユニットは、
前記複数の光拡散素子のうちの1つの光拡散素子と前記光走査装置との間に設置される第1光学ガイド体と、
前記複数の光拡散素子のうちの他の光拡散素子からの前記コヒーレント光を前記第1光学ガイド体に導く第2光学ガイド体と、を含み、
前記第1光学ガイド体は、前記1つの光拡散素子からの前記コヒーレント光及び前記他の光拡散素子からの前記コヒーレント光を前記光走査装置に導く請求項11に記載の照明装置。 - 相互に異なる波長を有する前記コヒーレント光を発する複数の前記コヒーレント光源が設けられ、
前記複数のコヒーレント光源からの相互に異なる波長を有する前記コヒーレント光を前記光拡散素子に導く光学ガイドユニットを更に備える請求項8に記載の照明装置。 - 前記光学ガイドユニットは、
前記複数のコヒーレント光源のうちの1つのコヒーレント光源と前記光拡散素子との間に設置される第1光学ガイド体と、
前記複数のコヒーレント光源のうちの他のコヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記第1光学ガイド体に導く第2光学ガイド体と、を含み、
前記第1光学ガイド体は、前記1つのコヒーレント光源からの前記コヒーレント光及び前記他のコヒーレント光源からの前記コヒーレント光を前記光拡散素子に導く請求項13に記載の照明装置。 - 前記複数のコヒーレント光源のそれぞれに対応するように設けられる複数のコリメート光学系であって、対応の前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光を平行化する複数のコリメート光学系を更に備え、
前記光学ガイドユニットは、前記複数のコヒーレント光源から発せられて前記複数のコリメート光学系を通過した後の相互に異なる波長を有する前記コヒーレント光を、前記光拡散素子に導く請求項13又は14に記載の照明装置。 - 相互に異なる波長を有する前記コヒーレント光を平行化するコリメート光学系を更に備え、
前記光学ガイドユニットは、前記複数のコヒーレント光源からの相互に異なる波長を有する前記コヒーレント光を、前記コリメート光学系に向けて出射して前記光拡散素子に導く請求項13又は14に記載の照明装置。 - 前記コヒーレント光の径を拡大するビームエクスパンダーを更に備え、
前記光学ガイドユニットは、前記複数のコヒーレント光源からの相互に異なる波長を有する前記コヒーレント光を、前記ビームエクスパンダー及び前記コリメート光学系を介して前記光拡散素子に導く請求項16に記載の照明装置。
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