WO2021181662A1 - 光照射装置 - Google Patents

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WO2021181662A1
WO2021181662A1 PCT/JP2020/011139 JP2020011139W WO2021181662A1 WO 2021181662 A1 WO2021181662 A1 WO 2021181662A1 JP 2020011139 W JP2020011139 W JP 2020011139W WO 2021181662 A1 WO2021181662 A1 WO 2021181662A1
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light
irradiation device
reflecting surface
light source
image
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PCT/JP2020/011139
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勝重 諏訪
律也 大嶋
宗晴 桑田
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三菱電機株式会社
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21V14/04—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of reflectors
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    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
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    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/105—Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors

Definitions

  • This disclosure relates to a light irradiation device.
  • Patent Document 1 scans a laser beam emitted from a light source using two mirrors, each of which is inclined at a different angle with respect to the rotation axis, thereby scanning a petal-shaped scanning pattern (for example, A multi-directional optical scanner that irradiates a scanning pattern (scanning pattern including a plurality of loop shapes) is described.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present disclosure is to provide a light irradiation device having a small driving load even when scanning a planar image.
  • the light irradiation device is a device that scans illumination light, and reflects and deflects a light source that emits light and the light that is emitted from the light source and forms a planar image.
  • the first central axis includes a rotation mechanism that rotates around a first central axis and rotates the second reflective surface around a second central axis that passes through the center of the second reflective surface.
  • the second central axis is perpendicular to the first reference plane, which is a virtual plane inclined by 45 degrees with respect to the first plane perpendicular to the optical axis of the light incident on the first reflection surface.
  • the second reference plane which is a virtual plane parallel to the first reference plane
  • the first reflection plane is inclined with respect to the first reference plane
  • the second The reflective surface of the above is characterized in that it is inclined with respect to the second reference surface.
  • the light irradiation device According to the light irradiation device according to the present disclosure, it is possible to reduce the driving load even when scanning a planar image.
  • FIG. 1 It is a figure which shows schematic the structure of the light irradiation apparatus which concerns on Embodiment 1, and the main light path.
  • (A) and (B) are front views and side views schematically showing the shape of the first mirror shown in FIG. 1, and (C) and (D) are the second views shown in FIG. It is a front view and a side view which show schematicly the shape of a mirror.
  • FIG. 1 It is a figure which shows schematic the structure of the light irradiation apparatus and the main light path which concerns on Embodiment 1 in the case where the inclination of the 1st mirror and the 2nd mirror is different from the inclination in FIG.
  • FIG. (A) is a front view of the light source of the light irradiation device according to the first embodiment
  • (B) is a timing diagram showing light emission control of the light source
  • (C) is a diagram showing an example of a scanning pattern by illumination light. be. It is a top view which shows the light source of the light irradiation apparatus which concerns on 1st modification of Embodiment 1.
  • FIG. (A) is a front view of the light source of the light irradiation device according to the first modification of the first embodiment
  • (B) is a view showing an example of a scanning pattern by illumination light. It is a top view which shows the light source of the light irradiation apparatus which concerns on the 2nd modification of Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the light source of the light irradiation apparatus which concerns on 3rd modification of Embodiment 1.
  • FIG. 2 It is a figure which shows schematic the structure of the light irradiation apparatus which concerns on Embodiment 2, and the main light path.
  • the light irradiation device can be used as, for example, a headlight device for a vehicle, an indoor lighting device, or an image display device.
  • the light irradiating device irradiates a desired image in front of the light irradiating device by scanning the light.
  • the light irradiation device can be adopted as a display device that displays an image by controlling the lighting of the light source while scanning the projected image on the irradiation surface at high speed.
  • the light irradiation device can project image information onto a road surface, a passage, or the like to call attention or guide a passerby.
  • the light irradiation device can be adopted for, for example, a downlight, a spotlight, a searchlight, a vehicle lamp, or the like.
  • the downlight is a small type of lighting fixture that can be installed by embedding it in the ceiling inside the building.
  • the downlight using the light irradiation device according to the embodiment can move the irradiation area. Further, by controlling the lighting of the light source while scanning the projected image on the irradiation surface at high speed, it is possible to provide the downlight with a function of projecting the projected image.
  • a spotlight is a lighting device that concentrates and shines intense light on a specific place.
  • Spotlights are lighting fixtures that are mainly used to attract the attention of spectators in theaters and the like, and illuminate one point intensively.
  • the spotlight can move the irradiation area without moving the spotlight.
  • the search light is a lighting device that illuminates a long distance at night.
  • the search light is usually mounted on a graticule that can be swung up and down and left and right.
  • the search light using the light irradiation device according to the embodiment can move the irradiation area without using an altazimuth mount.
  • the light irradiation device can be used as a headlight for a high beam of a headlight device for a vehicle such as an automobile, for example.
  • the illumination distance of the high beam is, for example, 100 m.
  • the light irradiation device according to the embodiment can realize the light distribution performance required for a high beam by scanning the projected image of the light source on the irradiation surface at high speed, for example.
  • the light irradiation device can be used as a low beam headlight of a headlight device for a vehicle such as an automobile, for example.
  • the low beam is used when passing an oncoming vehicle.
  • the low beam illumination distance is, for example, 30 m.
  • the light irradiation device according to the embodiment can realize the light distribution performance required for a low beam by scanning the projected image of the light source on the irradiation surface at high speed, for example.
  • the image scanned by the light irradiation device according to the embodiment on the irradiation surface is not limited to the projected image of the light source, and may be, for example, the first image described later, that is, the light source image or the virtual light source image.
  • the light irradiation device can be used as a lighting fixture for a vehicle of a light distribution variable headlight system such as an automobile.
  • the variable light distribution type headlight system is a system called, for example, ADB (Adaptive Driving Beam).
  • ADB Adaptive Driving Beam
  • visibility can be ensured by turning off only the area that dazzles the vehicle in front and continuing to irradiate the other area with the high beam so as not to dazzle the vehicle in front while traveling with the high beam.
  • the figure shows the coordinate axes of the XYZ Cartesian coordinate system.
  • the front of the light irradiation device is in the + Z-axis direction, and the rear is in the -Z-axis direction.
  • the front of the light irradiation device is the direction in which the illumination light is emitted. More specifically, when the scanning range of the light to be scanned is regarded as the emission range and the light flux emitted into the scanning range is regarded as one emission light flux, the light is in the direction of the axis at the center of the emission light flux.
  • the traveling direction of is called the emitting direction of the illumination light.
  • the upper side of the light irradiation device is in the + Y-axis direction, and the lower side is in the ⁇ Y-axis direction. Further, with the light irradiating device facing forward (that is, in the + Z-axis direction), the left side of the light irradiating device is in the + X-axis direction, and the right side of the light irradiating device is in the ⁇ X-axis direction.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a light irradiation device 100 and a main light path according to the first embodiment.
  • the light irradiation device 100 has, for example, a first light source 1, an image forming lens 2, and a first reflecting surface 31 that reflects and deflects the light emitted from the light source 1.
  • a first mirror 3 which is an optical member and a second mirror 4 which is a second optical member having a second reflecting surface 41 which reflects and deflects the light deflected by the first reflecting surface 31.
  • the light irradiation device 100 includes a first rotation mechanism 5, a second rotation mechanism 6, a rotation control circuit 7, and a light emission control circuit 8.
  • the first rotation mechanism 5 rotates the first reflecting surface 31 around the first central axis C1.
  • the second rotation mechanism 6 rotates the second reflecting surface 41 around the second central axis C2.
  • the first central axis C1 is a first reference plane which is a virtual plane inclined by 45 degrees with respect to a first plane (that is, an XY plane) perpendicular to the optical axis C0 of light incident on the first reflection surface 31. It is perpendicular to R1.
  • the second central axis C2 is perpendicular to the second reference plane R2, which is a virtual plane parallel to the first reference plane R1.
  • the first reflecting surface 31 is an inclined surface that is inclined with respect to the first reference surface R1.
  • the second reflecting surface 41 is an inclined surface that is inclined with respect to the second reference surface R2.
  • first reflecting surface 31 and the second reflecting surface 41 face each other, and the rotation direction of the first reflecting surface 31 and the rotating direction of the second reflecting surface 41 are opposite to each other.
  • the angular velocity of rotation of the reflecting surface 31 of 1 is equal to the angular velocity of rotation of the second reflecting surface 41.
  • the first central axis C1 passes through the center of the first reflecting surface 31, and the second central axis C2 passes through the center of the second reflecting surface 41.
  • the first mirror 3 has a planar first bottom 32 parallel to the first reference surface R1 perpendicular to the first central axis C1 of the first mirror 3 and the first reference surface R1.
  • Inclined angle ⁇ 1 [degree] It has a first reflecting surface 31 that is inclined.
  • the second mirror 4 has a planar second bottom 42 parallel to the second reference plane R2 perpendicular to the second central axis C2 of the second mirror 4 and the second reference plane R2.
  • Inclined angle ⁇ 2 [degree] It has a second reflecting surface 41 that is inclined.
  • the reflection surface side of the first reflection surface 31 is referred to as the front side
  • the first bottom portion 32 side is referred to as the back side.
  • the reflective surface side of the second reflective surface 41 is referred to as the front side
  • the fourth bottom 42 side is referred to as the back side.
  • the values of the tilt angles of the two mirrors are different from each other.
  • the light reflected and emitted by the two mirrors is irradiated so as to form a petal-shaped scanning pattern on the irradiation surface.
  • the inclination angle alpha 2 [deg inclination angle alpha 1 [degrees] and the second reflecting surface 41 to the second reference surface R2 of the first reflecting surface 31 with respect to the first reference plane R1 ] Is equal.
  • the first mirror 3 and the second mirror 4 rotate in opposite directions at the same angular velocity.
  • the first reflecting surface 31 and the second reflecting surface 41 are parallel to each other. The light reflected and scanned by the first reflecting surface 31 of the first mirror 3 and the second reflecting surface 41 of the second mirror 4 moves on the irradiation surface in a straight line.
  • the light reflected by the first reflecting surface 31 of the first mirror 3 and the second reflecting surface 411 of the second mirror 4 is in a direction perpendicular to the direction of the optical axis C0 (that is, the Z-axis direction). It moves linearly (that is, in the X-axis direction).
  • the light source 1 emits light.
  • the light source 1 is, for example, a surface light source including a planar light emitting surface 11 that emits light.
  • the light source 1 is, for example, an individual light source such as an LED.
  • a "plane light source” is, for example, a light source that cannot be treated as a point light source at the time of design. In the following description, the case where the light source 1 is an LED will be described.
  • the optical axis C0 of the light source 1 is an axis perpendicular to the light emitting surface 11 and passing through the center of the light emitting surface 11.
  • the light source 1 of the light irradiation device 100 it is desired to adopt a semiconductor light source (for example, an LED or a laser diode (LD)) having a higher luminous efficiency than a conventional halogen bulb (that is, a lamp light source). Further, as the light source 1, an organic electroluminescence (organic EL) or a light source that irradiates a phosphor coated on a flat surface with excitation light to emit light can also be used.
  • a semiconductor light source for example, an LED or a laser diode (LD)
  • LD laser diode
  • an organic electroluminescence (organic EL) or a light source that irradiates a phosphor coated on a flat surface with excitation light to emit light can also be used.
  • the image forming lens 2 is a lens having a positive power.
  • the image forming lens 2 collects the light emitted from the light source 1 and irradiates it forward (in FIG. 1, toward the first reflecting surface 31 of the first mirror 3).
  • the image forming lens 2 can efficiently collect the light emitted from the LED.
  • the image forming lens 2 may be a lens that projects an image of the light emitting surface 11 of the light source 1 (that is, a light source image). That is, the image forming lens 2 may be a lens that magnifies the light source image and irradiates it forward.
  • the focal point of the image forming lens 2 is located on the light emitting surface 11, for example.
  • the image forming lens 2 converts, for example, the light emitted from the light source 1 into parallel light.
  • the focal position of the image forming lens 2 may be a position deviated from the light emitting surface 11.
  • the image forming lens 2 magnifies and irradiates an image (also referred to as a "virtual light source image") on a virtual surface (also referred to as a "virtual light emitting surface”) formed based on the light emitted from the light source 1, for example. It may be a lens to be used.
  • the light source image and the virtual light source image are not particularly distinguished, and both of them are referred to as "an image formed based on the light emitted from the light source 1.”
  • an image formed based on the light emitted from the light source 1 is also referred to as a "first image”.
  • the image forming lens 2 can determine the magnification of the first image in the illumination light.
  • the image forming lens 2 has a positive power as a whole.
  • the image forming lens 2 has an incident surface 21 on which light is incident and an exit surface 22 on which light is emitted.
  • the image forming lens 2 may have a structure in which the power of the emitting surface 22 is larger than the power of the incident surface 21.
  • the image forming lens 2 adopting such a structure can reduce the Fresnel loss at the optical interface and take in more light from the light source 1 as compared with a lens in which the power of the incident surface 21 is larger than the power of the exit surface 22. be able to. Therefore, the light utilization efficiency can be improved, and the quality of the beam can be improved even if the image forming lens 2 is miniaturized.
  • the optical axis of the image forming lens 2 coincides with the optical axis C0 of the light source 1.
  • the image forming lens 2 is arranged between the light source 1 and the first mirror 3.
  • the first mirror 3 is a first plane (that is, a plane parallel to the XY plane) perpendicular to the optical axis C0 of the light source 1. It has a first reflecting surface 31 inclined by an inclination angle ⁇ 1 [degree] with respect to a first reference surface R1 inclined by 45 degrees with respect to a plane including the first reflection reference axis D1.
  • the first mirror 3 has a first central axis C1 that passes through the center thereof and is perpendicular to the first reference plane R1.
  • the first mirror 3 is rotatably held around the first central axis C1.
  • the first central axis C1 is treated as a virtual optical axis of the first mirror 3 and the first reflecting surface 31.
  • the first mirror 3 may have a first bottom portion 32 parallel to the first reference plane R1.
  • the first bottom 32 is a plane perpendicular to the first central axis C1. That is, the first mirror 3 has a first bottom portion 32 and a first reflecting surface 31 that is inclined with respect to the first bottom portion 32, and the cross-sectional shape thereof has a wedge shape.
  • the rotation shaft 51 that supports the first mirror 3 is connected vertically to the first bottom portion 32. Therefore, the position of the rotating shaft 51 and the direction (that is, the angle) of the rotating shaft 51 can be set accurately.
  • the cross-sectional shape of the first mirror 3 is a wedge shape, and even if the first mirror 3 is rotated at high speed by the rotation shaft 51, shaft shake is unlikely to occur, and as a result, the manufacturability of the first mirror 3 is improved. improves.
  • the shape of the first mirror 3 need only be rotatably held around the rotation shaft 51 arranged at a position where the first reflection surface 31 coincides with the first central axis C1, and is not necessarily a cross-sectional shape. It does not have to be wedge-shaped.
  • the first mirror 3 reflects and bends (that is, deflects) the light emitted from the image forming lens 2.
  • the direction of light deflection by the first mirror 3 passes through the center of the first mirror 3 shown in FIG. 1 and is an axis perpendicular to the optical axis of incident light (optical axis C0 in FIG. 1) and is the first.
  • the angle that is, (2 ⁇ ⁇ ) is twice the inclination angle ⁇ 1 [degree] with respect to the first reflection reference axis D1 facing the direction in which the light reflected by the mirror 3 travels (-X axis direction in FIG. 1). 1 ) It is a conical direction having [degree]).
  • the conical direction refers to a direction (that is, a generatrix direction of the cone) that travels on the side surface of the cone from the apex toward a point with a base.
  • a direction that is, a generatrix direction of the cone
  • the light reflected by the first mirror 3 is the first reflection reference axis D1. It is deflected in a direction tilted by an angle (2 ⁇ ⁇ 1) [degree] in the + Z axis direction.
  • the second mirror 4 is a virtual plane inclined by 45 degrees with respect to a second plane (that is, a plane parallel to the ZY plane) perpendicular to the first reflection reference axis D1 (X-axis direction in FIG. 1). It has a second reflecting surface 41 that is inclined at an inclination angle ⁇ 2 [degrees] with respect to a second reference surface R2. Further, the second mirror 4 has a second central axis C2 that passes through the center thereof and is perpendicular to the second reference plane R2. The second mirror 4 is rotatably held around the second central axis C2. In the first embodiment, the tilt angle ⁇ 2 [degrees] of the second mirror 4 is equal to the tilt angle ⁇ 1 [degrees]. In the first embodiment, the second central axis C2 is treated as a virtual optical axis of the second mirror 4 and the second reflecting surface 41.
  • the second mirror 4 may have a second bottom portion 42 parallel to the second reference surface R2, similarly to the first mirror 3.
  • the second bottom portion 42 is a plane perpendicular to the second central axis C2.
  • the second mirror 4 may have a wedge shape having a second bottom portion 42 and a second reflecting surface 41 inclined with respect to the second bottom portion 42. That is, the cross-sectional shape of the second mirror 4 is a wedge shape, and even if the second mirror 4 is rotated at high speed by the rotation shaft 61, shaft shake is unlikely to occur, and as a result, the manufacturability of the second mirror 4 is improved. improves.
  • the cross-sectional shape of the second mirror 4 is not necessarily limited to the cross-sectional wedge shape as long as the second reflecting surface 41 is rotatably held with the second central axis C2 as the rotation axis.
  • the second mirror 4 reflects the light reflected by the first mirror 3 on the second reflecting surface 41 and bends (that is, deflects) the light.
  • the deflection direction of the light by the second mirror 4 passes through the center of the second mirror 4 shown in FIG.
  • Angle of inclination ⁇ 2 [degrees] with respect to the second reflection reference axis D2 which is an axis perpendicular to the reflection reference axis D1 and faces the traveling direction of the reflected light by the second mirror 4 (+ Z axis direction in FIG. 1).
  • the rotational state of the second mirror 4 when receiving the light emitted from the first mirror 3 is shown in FIG. 1, the light incident on the second central axis C2 at an angle of 45 degrees is emitted.
  • the second mirror 4 is deflected in a direction inclined by an angle (2 ⁇ ⁇ 2 ) [degree] in the + X axis direction with respect to the second reflection reference axis D2.
  • an angle (2 ⁇ ⁇ 2 ) [degree] in the + X axis direction with respect to the second reflection reference axis D2.
  • the light emitted from the first mirror 3 has an angle (2 ⁇ ⁇ 1 ) [2 ⁇ ⁇ 1) in the + Z axis direction with respect to the first reflection reference axis D1 (X axis in this example) [ Since it is deflected in the tilted direction, it is incident on the second mirror 4 at an incident angle of (45+ (2 ⁇ ⁇ 2 )) [degree] with respect to the second central axis C2.
  • the second reflection surface 41 is not inclined with respect to the second reference surface R2
  • the light has an angle (2 ⁇ ⁇ 1) in the ⁇ X axis direction with respect to the second reflection reference axis D2.
  • [Degree] It is deflected in a tilted direction.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a light irradiation device 100 and a main light path when the inclination of the first mirror 3 and the second mirror 4 is different from the inclination in FIG.
  • FIG. 3 shows a state in which the first mirror 3 and the second mirror 4 are rotated 180 degrees around the first central axis C1 and around the second central axis C2, respectively, from the state of FIG.
  • the generated light is reflected by the first reflecting surface 31 and reflected by the second reflecting surface 41, and travels in the + Z axis direction.
  • the position of the light incident on the second reflecting surface 41 is in the + X-axis direction with respect to the position of the light incident on the second reflecting surface 41 in the case of FIG. Therefore, the position of the illumination light emitted from the light irradiation device 100 in the case of FIG. 3 moves in the + X-axis direction from the position of the illumination light in the case of FIG.
  • the first rotation mechanism 5 rotates the first mirror 3.
  • the first rotation mechanism 5 includes a rotation shaft 51 parallel to the first central axis C1 of the first mirror 3.
  • the rotation shaft 51 is a shaft that transmits the rotational force of the first rotation mechanism 5 to the first mirror 3.
  • the rotation shaft 51 is connected vertically to, for example, the first bottom 32 of the first mirror 3.
  • the second rotation mechanism 6 rotates the second mirror 4.
  • the second rotation mechanism 6 includes a rotation shaft 61 parallel to the second central axis C2 of the second mirror 4.
  • the rotation shaft 61 is a shaft that transmits the rotational force of the second rotation mechanism 6 to the second mirror 4.
  • the rotating shaft 61 is, for example, vertically connected to the second bottom 42 of the second mirror 4.
  • the first rotating mechanism 5 and the second rotating mechanism 6 are, for example, motors.
  • the motor is, for example, a driving unit such as a stepping motor or a DC (direct current) motor.
  • the first rotation mechanism 5 is preferably arranged on the back surface side of the first reflection surface 31 of the first mirror 3 to be rotated.
  • the second rotation mechanism 6 is preferably arranged on the back surface side of the second reflecting surface 41 of the second mirror 4 to be rotated. This is because the rotating shaft 51 is arranged on the back surface side of the first reflecting surface 31 and the rotating shaft 61 is arranged on the back surface side of the second reflecting surface 41, so that the light is blocked by the rotating shaft 51 and the rotating shaft 61. This is because it is possible to avoid a decrease in light utilization efficiency.
  • the positions of the first rotating mechanism 5 and the second rotating mechanism 6 are not necessarily limited to the positions shown in FIGS. 1 and 3.
  • the first rotating mechanism 5 may be installed on the first reflecting surface 31 side.
  • the second rotating mechanism 6 may be installed on the second reflecting surface 41 side. With such a configuration, there is an advantage that the degree of freedom in arranging the rotating mechanism is increased and the entire device can be miniaturized.
  • the rotation control circuit 7 controls the rotation amount and the rotation speed of the first rotation mechanism 5 and the second rotation mechanism 6.
  • the second rotation mechanism 6 may be controlled by a rotation control circuit different from the rotation control circuit 7.
  • the rotation control circuit 7 controls, for example, the rotation directions of the first rotation mechanism 5 and the second rotation mechanism 6 in opposite directions to each other. Further, the rotation control circuit 7 controls the rotation directions of the first rotation mechanism 5 and the second rotation mechanism 6 in opposite directions to each other, and controls so that the rotation amount and the rotation speed are equal to each other. By doing so, the first image or the second image can be linearly scanned on the irradiation surface.
  • the rotation direction, rotation amount, and rotation speed of the first rotation mechanism 5 and the second rotation mechanism 6 are not limited to the above examples, and can be variously set according to a desired scanning pattern.
  • the rotation speed of the first rotation mechanism 5 and the second rotation mechanism 6 is preferably 600 rpm (600 rotations / min) or more.
  • the light emission control circuit 8 controls the light emission of the light source 1.
  • 4 (A) is a front view of the light source 1 of the light irradiation device 100
  • FIG. 4 (B) is a timing diagram showing light emission control of the light source 1
  • FIG. 4 (C) is an example of a scanning pattern by illumination light. It is a figure which shows.
  • a pattern can be formed.
  • the light emission control circuit 8 temporally controls at least one of the amount of illumination light and the scanning pattern through the light emission control of the light source 1. Further, as described above, when the light source 1 includes a plurality of light emitting surfaces 11 (that is, the first to third modified examples described later), the light emission control circuit 8 controls the light emission of the light source 1 from each light emitting surface 11. By independently controlling the amount of emitted light, at least one of the amount of illumination light and the irradiation pattern may be controlled in time.
  • the image forming lens 2 has a positive power as a whole.
  • the image forming lens 2 magnifies and irradiates an image on a predetermined surface (that is, a first image) formed based on the light emitted from the light source 1.
  • a predetermined surface that is, a first image
  • the image on the surface formed based on the light emitted from the light source 1 without using the image forming lens 2 is referred to as a first image
  • the image forming lens 2 is based on the light emitted from the light source 1.
  • the magnified image of the first image formed by is also referred to as a second image or a projected image of a light source.
  • the first image that is, the image formed based on the light emitted from the light source 1
  • the second image or the projected image of the light source which is an enlarged image thereof, is also It is assumed that it is a planar image.
  • the light source 1 used by the light irradiation device 100 according to the first embodiment is, for example, a surface emitting light source having a large area of a light emitting surface and a large light divergence angle.
  • a large divergence angle means that the divergence angle (that is, half angle) is 5 degrees or more.
  • the light immediately after being emitted from such a surface emitting light source is diverged.
  • the light source is an example of a laser light source, and when the light source is a surface emitting light source that cannot be regarded as a point light source, the distance between the mirror and the light source must be large enough to make the light source a point light source.
  • the device becomes large.
  • the mirror itself becomes large, and the drive load associated therewith becomes a problem.
  • the central axis of rotation is defined for each reflective surface, and the drive load can be reduced by using it as the rotation axis.
  • the subsequent optical system particularly, the first reflecting surface 31 and the second reflecting surface 41
  • the optical axis of the image forming lens 2 may coincide with the optical axis C0 of the light source 1.
  • the image forming lens 2 is not always essential, and can be omitted if the device size does not matter.
  • the light irradiating device 100 can irradiate a wide range in front of the light source 1 by scanning the projected image of the light source 1 linearly at high speed on the irradiating surface.
  • scanning the image linearly on the irradiation surface means that, more specifically, the light forming the image on the irradiation surface (that is, the illumination light emitted from the light irradiation device 100) is linearly scanned. Means to scan.
  • the width of light distribution in the horizontal direction on the road surface required for vehicle headlights is about ⁇ 60 degrees.
  • the width of the light distribution of the light irradiation device 100 is the inclination angles ⁇ 1 [degree] and ⁇ 2 [degree] of the first reflection surface 31 and the second reflection surface 41 of the first mirror 3 and the second mirror 4. Is determined by.
  • the width of is widened.
  • the illuminance per unit area on the irradiation surface decreases. That is, there is a trade-off relationship between the width of light irradiation and the illuminance on the irradiation surface, and it is necessary to set both appropriately.
  • the illuminance on the irradiation surface can be maximized because there is no wasted scanning area in the vehicle headlight.
  • ⁇ 1-4 First Modification Example
  • the light source 1 can have a plurality of light emitting surfaces.
  • the light irradiation device 100 may include a plurality of surface emitting light sources, each of which has a planar light emitting surface, as the light source 1.
  • FIG. 5 is a plan view showing the light source 1 of the light irradiation device according to the first modification of the first embodiment.
  • the light irradiation device of the first modification is a plurality of planar surfaces in which the light source 1 is arranged in a second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction (X-axis direction) parallel to the scanning direction. It differs from the light irradiation apparatus shown in FIGS. 1 to 4 in that it has a plurality of surface emitting light sources 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, and 1f having light emitting surfaces 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, and 11f.
  • FIG. 6A is a front view of the light source 1 of the light irradiation device according to the first modification of the first embodiment
  • FIG. 6B is a diagram showing an example of a scanning pattern by illumination light.
  • each surface emitting light source is controlled to emit light in time series.
  • the light can be turned on and off at an arbitrary position on the irradiation surface, and a desired scanning pattern can be formed.
  • the light distribution can be controlled by individually controlling the lighting of each light emitting surface. That is, it is possible to control the light distribution not only in the scanning direction of the illumination light but also in the second direction perpendicular to the scanning direction of the illumination light. Therefore, the light emitted from the plurality of surface emitting light sources 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, and 1f is superimposed to form a planar image having a predetermined shape, whereby more precise light distribution control is performed. Is possible.
  • FIG. 7 is a plan view showing a light source 1 of the light irradiation device according to the second modified example of the first embodiment.
  • the light source 1 of the second modification has a plurality of light emitting surfaces 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, and 11f arranged in a direction (Y-axis direction) orthogonal to the scanning direction (X-axis direction). It has surface emitting light sources 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, and 1f.
  • the light source 1 of the second modification is different from the light source of the first modification in that the light emitting surfaces (for example, the light emitting surfaces 11a and 11b) adjacent to each other in the Y-axis direction are arranged so as to be displaced in the X-axis direction. ..
  • the light emitting surfaces for example, the light emitting surfaces 11a and 11b
  • the light emitting surfaces 11a and 11b adjacent to each other in the Y-axis direction are arranged so as to be displaced in the X-axis direction. ..
  • the light emitting surfaces for example, the light emitting surfaces 11a and 11b
  • the odd-numbered light emitting surfaces 11a, 11c, 11e and the even-numbered light emitting surfaces 11b, 11d, 11f are partially displaced from each other in the scanning direction and in the Y-axis direction. They are arranged so as to overlap each other. That is, the plurality of surface emitting light sources 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f are the light emitting surfaces 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f of the plurality of surface emitting light sources 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f.
  • the odd-numbered light emitting surfaces 11a, 11c, 11e are arranged in a row in the Y-axis direction, and the even-numbered light emitting surfaces 11b, 11d, 11f are in the scanning direction from the rows of the odd-numbered light emitting surfaces 11a, 11c, 11e.
  • the odd-numbered light emitting surfaces 11a, 11c, 11e and the even-numbered light emitting surfaces 11b, 11d, 11f are arranged so as to partially overlap in the Y-axis direction. There is.
  • the set of two light emitting surfaces in the example of FIG. 7, the set of 11a and 11b, the set of 11b and 11c, the set of 11c and 11d, the set of 11d and 11e, and the set of 11e and 11f).
  • the lower side of the upper light emitting surface for example, 11ad in the case of the pair of 11a and 11b in FIG. 7
  • the upper side of the lower light emitting surface for example, 11ad in the case of the pair of 11a and 11b in FIG. 7.
  • Arrange so that the upper side on the lower side is higher than the same height or the lower side on the upper side.
  • the gap between the lower side of the light emitting surface on the upper side and the upper side of the light emitting surface on the lower side can be eliminated, and the non-irradiated region as described above can be eliminated on the irradiated surface. can.
  • FIG. 8 is a plan view showing a light source 1 of the light irradiation device according to the third modified example of the first embodiment.
  • the light source 1 of the third modification shown in FIG. 8 has a structure in which the light emitting surfaces 11g and 11h are further provided adjacent to the scanning direction of the light emitting surface 11f of the light source of FIG. With this configuration, the amount of light at the position corresponding to the light emitting surface 11f in the horizontal direction can be increased. That is, when the amount of light is insufficient only with the light emitting surface 11f, a desired amount of light can be obtained by providing a plurality of light emitting surfaces arranged in the scanning direction. In the example of FIG.
  • a plurality of light emitting surfaces arranged in the scanning direction are arranged as the lowermost light emitting surface in the Y-axis direction, but the positions in the Y-axis direction in which the plurality of light emitting surfaces are arranged in the scanning direction. May be in other positions.
  • a plurality of light emitting surfaces in the Y-axis direction it is possible to arrange a plurality of light emitting surfaces as light emitting surfaces at each position in the Y axis direction, or any one of the plurality of positions in the Y axis direction. It is also possible to arrange a plurality of light emitting surfaces at positions or at two or more positions.
  • the number of light emitting surfaces in the Y-axis direction is one, and it is possible to arrange a plurality of light emitting surfaces in the scanning direction. Further, even in the configuration in which the light emitting surfaces are arranged so as to be shifted in the left-right direction as shown in FIG. 7, it is also possible to arrange the light emitting surfaces side by side in the scanning direction with respect to each light emitting surface or a part of the light emitting surfaces.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of the light irradiation device 200 and the main light paths according to the second embodiment.
  • the light irradiation device 200 is provided with one rotation mechanism 5a instead of the first and second rotation mechanisms 5 and 6 in the first embodiment, and the rotational force of one rotation mechanism 5a is first. It differs from the light irradiation device 100 according to the first embodiment in that it has a structure that transmits light to both the rotation shaft 51 of the mirror 3 and the rotation shaft 61 of the second mirror 4. In other respects, the light irradiator 200 is similar to the light irradiator 100.
  • the first mirror 3 is supported by the rotating shaft 51.
  • the rotating shaft 51 is coaxial with the first central axis C1 and is provided on the first reflecting surface 31 side of the first mirror 3.
  • the second mirror 4 is supported by the rotating shaft 61.
  • the rotation mechanism 5a transmits the rotational force by a component for a power transmission mechanism such as a gear, and also rotates the second mirror 4.
  • the rotating shaft 51 of the rotating mechanism 5a is provided with the gear G1
  • the rotating shaft 61 is provided with the gear G2 on the back surface side of the second mirror 4.
  • the gear G1 transmits the rotational force of the rotating mechanism 5a to the gear G2.
  • the second mirror 4 rotates together with the rotating gear G2. Further, by setting the gear ratio of the gear G1 and the gear G2 to 1: 1, the first mirror 3 and the second mirror 4 can be rotated at equal angular velocities in opposite directions. By doing so, the projected image of the light source 1 can be linearly scanned on the irradiation surface.
  • the projected image of the light source 1 can be linearly scanned on the irradiation surface with one rotation mechanism 5a. Therefore, the device size can be reduced. In addition, the product cost can be reduced by reducing the number of parts.
  • the light irradiation device is not limited to those of these embodiments.
  • 100, 200 light irradiation device 1 light source, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f surface light emitting light source, 11, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f light emitting surface, 11ad light emitting surface upper side, 11bu light emitting surface lower side , 2 image forming lens, 21 entrance surface, 22 exit surface, 3 first mirror, 31 first reflection surface, 4 second mirror, 41 second reflection surface, 5 first rotation mechanism, 5a rotation mechanism , 51 rotation axis, 6 second rotation mechanism, 61 rotation axis, 7 rotation control circuit, 8 light source control circuit, G1, G2 gears, ⁇ 1 , ⁇ 2 tilt angle, R1 first reference plane, R2 second Reference plane, C0 optical axis, C1 first central axis, C2 second central axis.

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Abstract

光照射装置（１００）は、光源（１）と、第１の反射面（３１）と、第２の反射面（４１）と、第１の反射面（３１）をその中心を通る第１の中心軸（Ｃ１）周りに回転させ、第２の反射面（４１）をその中心を通る第２の中心軸（Ｃ２）周りに回転させる回転機構（５、６）とを備え、第１の中心軸（Ｃ１）は、第１の反射面（３１）に入射する光の光軸（Ｃ０）に垂直な第１の平面（ＸＹ）に対し４５度傾斜した第１の基準面（Ｒ１）に対して垂直であり、第２の中心軸（Ｃ２）は、第１の基準面（Ｒ１）に平行な第２の基準面（Ｒ２）に対して垂直であり、第１の反射面（３１）は第１の基準面（Ｒ１）に対し傾斜しており、第２の反射面（４１）は第２の基準面（Ｒ２）に対し傾斜している。

Description

光照射装置
　本開示は、光照射装置に関する。
　例えば、特許文献１は、光源から出射されたレーザー光を、それぞれが回転軸に対して異なる角度で傾斜している２枚のミラーを用いて走査することで、花びら状の走査パターン（例えば、複数のループ形状を含む走査パターン）を照射する多指向性の光学スキャナを記載している。
特開平１－１９６６８２号公報（例えば、第１図参照）
　しかしながら、上記光学スキャナにおいて、発光面の面積が大きく且つ光の発散角度が大きい光源（例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）など）を用いた場合には、光源から出射された光を反射するミラーのサイズが大型化し、その結果、ミラーを回転させるための駆動負荷が大きくなるという課題がある。例えば、特許文献１には、支持体が傾斜端を有したり、支持体とミラーを接続する機構において両者の隙間をヒンジとネジ４０を用いて調整したりすることで回転軸に対するミラーの傾きを調整する例は示されているが、いずれも点光源を利用した例である。そこには、ミラーの大型化に伴う駆動負荷の問題および回転軸と光軸および反射面の中心位置との関係については何ら開示されていない。
　本開示は、上記した従来の課題を解決するためになされたものであり、面状の像を走査する場合においても、駆動負荷が小さい光照射装置を提供することを目的とする。
　本開示に係る光照射装置は、照明光を走査する装置であって、光を発する光源と、前記光源から発せられた前記光であって面状の像を形成する前記光を反射して偏向させる第１の反射面と、前記第１の反射面で偏向された前記光を反射して偏向させる第２の反射面と、前記第１の反射面を前記第１の反射面の中心を通る第１の中心軸周りに回転させ、前記第２の反射面を前記第２の反射面の中心を通る第２の中心軸周りに回転させる回転機構と、を備え、前記第１の中心軸は、前記第１の反射面に入射する前記光の光軸に垂直な第１の平面に対し４５度傾斜した仮想平面である第１の基準面に対して垂直であり、前記第２の中心軸は、前記第１の基準面に平行な仮想平面である第２の基準面に対して垂直であり、前記第１の反射面は前記第１の基準面に対し傾斜しており、前記第２の反射面は前記第２の基準面に対し傾斜していることを特徴とする。
　本開示に係る光照射装置によれば、面状の像を走査する場合においても、駆動負荷の低減が可能である。
実施の形態１に係る光照射装置の構成及び主要な光の経路を概略的に示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示される第１のミラーの形状を概略的に示す正面図及び側面図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は、図１に示される第２のミラーの形状を概略的に示す正面図及び側面図である。 第１のミラー及び第２のミラーの傾きが図１における傾きと異なる場合における、実施の形態１に係る光照射装置の構成及び主要な光の経路を概略的に示す図である。 （Ａ）は、実施の形態１に係る光照射装置の光源の正面図、（Ｂ）は、光源の発光制御を示すタイミング図、（Ｃ）は、照明光による走査パターンの例を示す図である。 実施の形態１の第１変形例に係る光照射装置の光源を示す平面図である。 （Ａ）は、実施の形態１の第１変形例に係る光照射装置の光源の正面図、（Ｂ）は、照明光による走査パターンの例を示す図である。 実施の形態１の第２変形例に係る光照射装置の光源を示す平面図である。 実施の形態１の第３変形例に係る光照射装置の光源を示す平面図である。 実施の形態２に係る光照射装置の構成及び主要な光の経路を概略的に示す図である。
　以下に、実施の形態に係る光照射装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、種々の変更が可能である。
　実施の形態に係る光照射装置は、例えば、車両用の前照灯装置、室内照明装置又は映像表示装置として利用することができる。実施の形態に係る光照射装置は、光を走査することで、所望の像を光照射装置の前方に照射する。
　実施の形態に係る光照射装置は、投影像を照射面上で高速に走査しながら光源の点灯制御を行うことで映像を表示する表示装置に採用されることが可能である。これによって、光照射装置は、路面又は通路などに画像情報を投影して、注意喚起又は通行者の誘導などを行うことができる。
　また、実施の形態に係る光照射装置は、例えば、ダウンライト、スポットライト、サーチライト又は車両用灯具などに採用されることが可能である。
　ダウンライトは、建物内の天井に埋め込んで取り付けられる照明器具のうち小型のものである。実施の形態に係る光照射装置を用いたダウンライトは、照射領域を移動させることができる。また、投影像を照射面上で高速に走査しながら光源の点灯制御を行うことで、ダウンライトに投影像を投影する機能を持たせることもできる。
　スポットライトは、特定の場所に集中的に強烈な光を当てるための照明機具である。スポットライトは、主に劇場などで観客の注目を集めるために使われ、一点を集中的に照らす照明器具である。実施の形態に係る光照射装置を用いてスポットライトは、スポットライトを移動させずに、照射領域を移動させることができる。
　サーチライトは、夜間に遠方まで照らし出すようにした照明装置である。サーチライトは、通常、上下方向及び左右方向に振ることのできる経緯台に取り付けられている。実施の形態に係る光照射装置を用いたサーチライトは、経緯台を用いずに照射領域を移動させることができる。
　実施の形態に係る光照射装置は、例えば、自動車などの車両用の前照灯装置のハイビーム用の前照灯として使用することができる。ハイビームの照灯距離は、例えば、１００ｍである。実施の形態に係る光照射装置は、例えば、光源の投影像を照射面上で高速に走査することでハイビームに求められる配光性能を実現することができる。
　実施の形態に係る光照射装置は、例えば、自動車などの車両用の前照灯装置のロービーム用の前照灯として使用することができる。ロービームは、対向車とすれ違うときに使用される。ロービームの照灯距離は、例えば、３０ｍである。実施の形態に係る光照射装置は、例えば、光源の投影像を照射面上で高速に走査することでロービームに求められる配光性能を実現することができる。なお、実施の形態に係る光照射装置が照射面上で走査する像は、光源の投影像に限られず、例えば、後述する第１の像すなわち光源像又は仮想光源像であってもよい。
　また、実施の形態に係る光照射装置は、自動車などの配光可変型前照灯システムの車両用灯具として使用することができる。配光可変型前照灯システムは、例えば、ＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄｒｉｖｉｎｇ　Ｂｅａｍ）など称されるシステムである。ＡＤＢでは、ハイビームで走行中に前方車両を眩惑しないように、前方車両を眩惑させる領域のみを消灯し他の領域をハイビームで照射し続けて、視認性を確保することができる。
　なお、図には、ＸＹＺ直交座標系の座標軸が示されている。光照射装置の前方を＋Ｚ軸方向とし、後方を－Ｚ軸方向とする。光照射装置の前方は、照明光が出射される方向である。より具体的には、走査する光の走査範囲を出射範囲とみなし、走査範囲に出射される光束を１つの出射光束とみなした場合に、当該出射光束の中心となる軸の方向であって光の進行方向を、照明光の出射方向という。また、光照射装置の上側を＋Ｙ軸方向とし、下側を－Ｙ軸方向とする。また、光照射装置の前方（すなわち、＋Ｚ軸方向）を向いた状態で、光照射装置の左側を＋Ｘ軸方向とし、光照射装置の右側を－Ｘ軸方向とする。
《１》実施の形態１
《１－１》光照射装置１００の構成
　図１は、実施の形態１に係る光照射装置１００の構成及び主要な光の経路を概略的に示す図である。図１に示されるように、光照射装置１００は、例えば、光源１と、像形成レンズ２と、光源１から発せられた光を反射して偏向させる第１の反射面３１を有する第１の光学部材である第１のミラー３と、第１の反射面３１で偏向された前記光を反射して偏向させる第２の反射面４１を有する第２の光学部材である第２のミラー４とを備える。また、光照射装置１００は、第１の回転機構５と、第２の回転機構６と、回転制御回路７と、発光制御回路８とを備える。
　第１の回転機構５は、第１の反射面３１を第１の中心軸Ｃ１周りに回転させる。第２の回転機構６は、第２の反射面４１を第２の中心軸Ｃ２周りに回転させる。第１の中心軸Ｃ１は、第１の反射面３１に入射する光の光軸Ｃ０に垂直な第１の平面（すなわち、ＸＹ平面）に対し４５度傾斜した仮想平面である第１の基準面Ｒ１に対して垂直である。第２の中心軸Ｃ２は、第１の基準面Ｒ１に平行な仮想平面である第２の基準面Ｒ２に対して垂直である。第１の反射面３１は第１の基準面Ｒ１に対し傾斜している傾斜面である。第２の反射面４１は第２の基準面Ｒ２に対し傾斜している傾斜面である。また、第１の反射面３１と第２の反射面４１とは互いに向かい合っており、第１の反射面３１の回転方向と第２の反射面４１の回転方向とは互いに逆方向であり、第１の反射面３１の回転の角速度と第２の反射面４１の回転の角速度とは等しい。第１の中心軸Ｃ１は、第１の反射面３１の中心を通り、第２の中心軸Ｃ２は、第２の反射面４１の中心を通る。
　第１のミラー３は、第１のミラー３の第１の中心軸Ｃ１に垂直な第１の基準面Ｒ１に平行な平面状の第１の底部３２と、第１の基準面Ｒ１に対して傾斜角度α１［度］傾斜している第１の反射面３１とを有する。第２のミラー４は、第２のミラー４の第２の中心軸Ｃ２に垂直な第２の基準面Ｒ２に平行な平面状の第２の底部４２と、第２の基準面Ｒ２に対して傾斜角度α２［度］傾斜している第２の反射面４１とを有する。なお、第１の反射面３１の反射面側を表側と言い、第１の底部３２側を裏側と言う。第２の反射面４１の反射面側を表側と言い、第４の底部４２側を裏側と言う。
　特許文献１に記載された光学スキャナのように、２つの傾斜したミラーを用いて光を偏向する装置では、２つのミラーのそれぞれの傾斜角の値が互いに異なる。この場合、２つのミラーで反射して出射される光は、照射面上で花びら状の走査パターンを形成するように照射される。
　一方、実施の形態１では、第１の基準面Ｒ１に対する第１の反射面３１の傾斜角度α１［度］と第２の基準面Ｒ２に対する第２の反射面４１の傾斜角度α２［度］とが等しい。また、第１のミラー３と第２のミラー４とが互いに逆方向に同じ角速度で回転する。この場合には、第１の反射面３１と第２の反射面４１とは、互いに平行である。第１のミラー３の第１の反射面３１及び第２のミラー４の第２の反射面４１で反射して、走査される光は、照射面上で直線上を移動する。つまり、第１のミラー３の第１の反射面３１及び第２のミラー４の第２の反射面４１１で反射された光は、光軸Ｃ０の方向（すなわち、Ｚ軸方向）に垂直な方向（すなわち、Ｘ軸方向）に直線的に移動する。
〈光源１〉
　光源１は、光を発する。光源１は、例えば、光を発する面状の発光面１１を備える面光源である。光源１は、例えば、ＬＥＤなどの個体光源である。「面光源」は、例えば、設計の際に点光源として扱えない光源である。以下の説明では、光源１がＬＥＤである場合を説明する。また、光源１の光軸Ｃ０は、発光面１１に垂直で、発光面１１の中心を通る軸である。
　二酸化炭素（ＣＯ２）の排出と燃料の消費を抑制するといった環境への負荷軽減の観点及び省エネルギー化の観点から、光照射装置の小型化、軽量化及び省電力化が求められている。そこで、光照射装置１００の光源１として、従来のハロゲンバルブ（すなわち、ランプ光源）に比べて発光効率の高い半導体光源（例えば、ＬＥＤ又はレーザーダイオード（ＬＤ））の採用が望まれている。また、光源１としては、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して発光させる光源も使用可能である。
〈像形成レンズ２〉
　像形成レンズ２は、正のパワーを有するレンズである。像形成レンズ２は、光源１から出射された光を集光し前方に向けて（図１では、第１のミラー３の第１の反射面３１に向けて）照射する。像形成レンズ２は、光源１が大きな発散角を有するＬＥＤである場合に、ＬＥＤから出射された光を効率良く集光できる。また、像形成レンズ２は、光源１の発光面１１の像（すなわち、光源像）を投射するレンズであってもよい。つまり、像形成レンズ２は、光源像を拡大して前方に照射するレンズであってもよい。像形成レンズ２の焦点は、例えば、発光面１１上に位置する。像形成レンズ２は、例えば、光源１から発せられた光を平行光化する。
　像形成レンズ２の焦点位置は、発光面１１上からずれた位置であってもよい。像形成レンズ２は、例えば、光源１から発せられた光を基に形成される仮想の面（「仮想発光面」とも呼ばれる）上の像（「仮想光源像」とも呼ばれる）を拡大して照射するレンズであってもよい。以下では、光源像と仮想光源像とを特に区別せず、これらの両方を「光源１から発せられた光を基に形成される像」と呼ぶ。また、光源１から発せられた光を基に形成される像を、「第１の像」とも呼ぶ。像形成レンズ２により、照明光における第１の像の拡大倍率を決定できる。
　像形成レンズ２は、全体として正のパワーを有している。像形成レンズ２は、光が入射する入射面２１と光を出射する出射面２２とを有している。像形成レンズ２は、出射面２２のパワーが入射面２１のパワーより大きい構造を有してもよい。このような構造を採用した像形成レンズ２は、入射面２１のパワーを出射面２２のパワーより大きくしたレンズに比べて、光学界面におけるフレネル損失を低減でき、光源１からの光をより多く取り込むことができる。このため、光利用効率を向上させることができ、像形成レンズ２を小型化してもビームの品質を向上することができる。
　実施の形態１では、像形成レンズ２の光軸は、光源１の光軸Ｃ０と一致する。像形成レンズ２は、光源１と第１のミラー３との間に配置されている。
〈第１のミラー３及び第２のミラー４〉
　図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示される第１のミラー３の形状を概略的に示す正面図及び側面図であり、図２（Ｃ）及び（Ｄ）は、図１に示される第２のミラー４の形状を概略的に示す正面図及び側面図である。図１及び図２（Ａ）から（Ｄ）に示されるように、第１のミラー３は、光源１の光軸Ｃ０に垂直な第１の平面（すなわち、ＸＹ平面に平行な平面であり、第１の反射基準軸Ｄ１を含む平面）に対して４５度傾斜した第１の基準面Ｒ１に対して、傾斜角度α１［度］傾斜した第１の反射面３１を有する。また、第１のミラー３は、その中心を通り、第１の基準面Ｒ１に垂直な第１の中心軸Ｃ１を有する。第１のミラー３は、第１の中心軸Ｃ１周りに回転可能に保持されている。実施の形態１では、第１の中心軸Ｃ１を、第１のミラー３及び第１の反射面３１の仮想光軸として扱う。
　また、第１のミラー３は、第１の基準面Ｒ１に平行な第１の底部３２を有してもよい。第１の底部３２は、第１の中心軸Ｃ１に垂直な面である。つまり、第１のミラー３は、第１の底部３２と、第１の底部３２に対して傾斜する第１の反射面３１とを有し、その断面形状がくさび形状を有している。この場合、第１のミラー３を支持する回転軸５１が第１の底部３２に垂直に接続される。このため、回転軸５１の位置及び回転軸５１の方向（すなわち、角度）を正確に設定することができる。つまり、第１のミラー３の断面形状がくさび形状であり、第１のミラー３を回転軸５１で高速回転させても、軸ぶれを起こしにくく、その結果、第１のミラー３の製造性が向上する。なお、第１のミラー３の形状は、第１の反射面３１が第１の中心軸Ｃ１に一致する位置に配置された回転軸５１周りに回転可能に保持されていればよく、必ずしも断面形状がくさび形状である必要はない。
　第１のミラー３は、像形成レンズ２から出射された光を反射して折り曲げる（すなわち、偏向させる）。第１のミラー３による光の偏向方向は、図１に示す第１のミラー３の中心を通り、入射光の光軸（図１では、光軸Ｃ０）に垂直な軸であって第１のミラー３による反射光が進行する方向（図１では、－Ｘ軸方向）を向く第１の反射基準軸Ｄ１に対して傾斜角度α１［度］の２倍の角度（すなわち、（２×α１）［度］）を有する円錐方向である。ここで、円錐方向とは、円錐の側面上を頂点から底辺のある１点に向けて進む方向（すなわち、円錐の母線方向）をいう。例えば、像形成レンズ２から出射された光を受けたときの第１のミラー３の回転位置が図１の場合は、第１のミラー３で反射された光は、第１の反射基準軸Ｄ１に対して＋Ｚ軸方向に角度（２×α１）［度］傾いた方向に偏向される。
　第２のミラー４は、第１の反射基準軸Ｄ１（図１では、Ｘ軸方向）に垂直な第２の平面（すなわち、ＺＹ平面に平行な平面）に対して４５度傾斜した仮想平面である第２の基準面Ｒ２に対して傾斜角度α２［度］傾斜した第２の反射面４１を有する。また、第２のミラー４は、その中心を通り、第２の基準面Ｒ２に垂直な第２の中心軸Ｃ２を有する。第２のミラー４は、第２の中心軸Ｃ２周りに回転可能に保持されている。実施の形態１において、第２のミラー４の傾斜角度α２［度］は、傾斜角度α１［度］と等しい。実施の形態１では、第２の中心軸Ｃ２を、第２のミラー４及び第２の反射面４１の仮想光軸として扱う。
　また、第２のミラー４は、第１のミラー３と同様に、第２の基準面Ｒ２に平行な第２の底部４２を有してもよい。ここで、第２の底部４２は、第２の中心軸Ｃ２に垂直な面である。つまり、第２のミラー４は、第２の底部４２と、第２の底部４２に対して傾斜する第２の反射面４１とを有するくさび形状でもよい。つまり、第２のミラー４の断面形状がくさび形状であり、第２のミラー４を回転軸６１で高速回転させても、軸ぶれを起こしにくく、その結果、第２のミラー４の製造性が向上する。なお、第２のミラー４の断面形状は、第２の反射面４１が第２の中心軸Ｃ２を回転軸として回転可能に保持されていればよく、必ずしも断面くさび形状には限定されない。
　第２のミラー４は、第１のミラー３で反射された光を第２の反射面４１で反射して折り曲げる（すなわち、偏向させる）。第２のミラー４による光（ここでは、第２の中心軸Ｃ２に対して４５度の角度で入射した光）の偏向方向は、図１に示す第２のミラー４の中心を通り、第１の反射基準軸Ｄ１に垂直な軸であって第２のミラー４による反射光の進行方向（図１では、＋Ｚ軸方向）を向く第２の反射基準軸Ｄ２に対して傾斜角度α２［度］の２倍の角度（２×α２）［度］の頂角を有する円錐方向である。
　例えば、第１のミラー３から出射された光を受けたときの第２のミラー４の回転状態が図１の場合に、第２の中心軸Ｃ２に対して４５度の角度で入射した光は、第２のミラー４によって、第２の反射基準軸Ｄ２に対して＋Ｘ軸方向に角度（２×α２）［度］傾いた方向に偏向される。なお、図１の例では、第１のミラー３から出射される光は、第１の反射基準軸Ｄ１（本例では、Ｘ軸）に対して＋Ｚ軸方向に角度（２×α１）［度］傾いた方向に偏向されているため、第２のミラー４には、第２の中心軸Ｃ２に対して（４５＋（２×α２））［度］の入射角で入射する。このとき、第２の反射面４１が第２の基準面Ｒ２に対して傾斜していなければ、当該光は、第２の反射基準軸Ｄ２に対して－Ｘ軸方向に角度（２×α１）［度］傾いた方向に偏向される。上述したように、本例では、第２の反射面４１が第２の基準面Ｒ２に対して傾斜角度α２［度］傾斜している。このため、図１の例では、第１のミラー３から出射された光に対して、第２の中心軸Ｃ２を基準とした反射光の出射方向に対して＋Ｘ軸方向に角度（２×α２）［度］の偏向作用が付加される。これは、図１の状態では、第２の反射面４１の法線方向が＋Ｘ軸方向に角度（＋α２）［度］傾いているからである。ここで、α１＝α２である。したがって、図１の場合、第２のミラー４で反射された光は、＋Ｚ軸に平行な光となって＋Ｚ軸方向に照射される。
　図３は、第１のミラー３及び第２のミラー４の傾きが図１における傾きと異なる場合における、光照射装置１００の構成及び主要な光の経路を概略的に示す図である。図３は、図１の状態から第１のミラー３及び第２のミラー４がそれぞれ第１の中心軸Ｃ１周り及び第２の中心軸Ｃ２周りに１８０度回転した状態を示している。図３に示されるように、α１＝α２、すなわち、第１の反射面３１と第２の反射面４１とは平行であるから、光源１から出射され、像形成レンズ２で平行光化された光は、第１の反射面３１で反射し、第２の反射面４１で反射し、＋Ｚ軸方向に進む。図３の場合に第２の反射面４１に入射する光の位置は、図１の場合に第２の反射面４１に入射する光の位置よりも、＋Ｘ軸方向にある。したがって、図３の場合の光照射装置１００から出射される照明光の位置は、図１の場合の照明光の位置よりも＋Ｘ軸方向に移動している。
〈第１の回転機構５及び第２の回転機構６〉
　第１の回転機構５は、第１のミラー３を回転させる。第１の回転機構５は、第１のミラー３の第１の中心軸Ｃ１に平行な回転軸５１を備えている。回転軸５１は、第１のミラー３に第１の回転機構５の回転力を伝える軸である。回転軸５１は、例えば、第１のミラー３の第１の底部３２に垂直に接続されている。
　第２の回転機構６は、第２のミラー４を回転させる。第２の回転機構６は、第２のミラー４の第２の中心軸Ｃ２に平行な回転軸６１を備えている。回転軸６１は、第２のミラー４に第２の回転機構６の回転力を伝える軸である。回転軸６１は、例えば、第２のミラー４の第２の底部４２に垂直に接続されている。
　第１の回転機構５及び第２の回転機構６は、例えば、モータである。モータは、例えば、ステッピングモータ又はＤＣ（直流）モータなどの駆動部である。
　第１の回転機構５は、回転対象である第１のミラー３の第１の反射面３１の裏面側に配置されることが好ましい。第２の回転機構６は、回転対象である第２のミラー４の第２の反射面４１の裏面側に配置されることが好ましい。これは、回転軸５１を第１の反射面３１の裏面側に配置し、回転軸６１を第２の反射面４１の裏面側に配置することで、回転軸５１及び回転軸６１によって光が遮られず、光利用効率の低下を回避できるからである。ただし、必ずしも第１の回転機構５及び第２の回転機構６の位置は、図１及び図３に示される位置に限定されない。第１の回転機構５を第１の反射面３１側に設置してもよい。或いは、第２の回転機構６を第２の反射面４１側に設置してもよい。このように構成することで、回転機構の配置自由度が高くなり、装置全体を小型化することができるという利点がある。
〈回転制御回路７〉
　回転制御回路７は、第１の回転機構５と第２の回転機構６の回転量及び回転速度を制御する。なお、第２の回転機構６の制御を回転制御回路７と別の回転制御回路で行ってもよい。
　回転制御回路７は、例えば、第１の回転機構５と第２の回転機構６の回転方向を互いに逆向きに制御する。また、回転制御回路７は、第１の回転機構５と第２の回転機構６の回転方向を互いに逆向きに制御し、その回転量及び回転速度が等しくなるように制御する。このようにすることで、照射面上で第１の像又は第２の像を直線的に走査することができる。なお、第１の回転機構５と第２の回転機構６の回転方向、回転量及び回転速度は上記の例に限定されず、所望とする走査パターンに応じて種々設定可能である。
　また、１対のミラーが１回転すると照射面上で像が直線上を１往復する。一般に、人の目に違和感なく滑らかな表示像を提示するには、２０ｆｐｓ（２０ｆｒａｍｅｓ／ｓｅｃ）以上が必要である。したがって、第１の回転機構５及び第２の回転機構６の回転数は、６００ｒｐｍ（６００回転／ｍｉｎ）以上であることが好ましい。
〈発光制御回路８〉
　発光制御回路８は、光源１の発光制御を行う。図４（Ａ）は、光照射装置１００の光源１の正面図、図４（Ｂ）は、光源１の発光制御を示すタイミング図、図４（Ｃ）は、照明光による走査パターンの例を示す図である。図４（Ｂ）に示されるように、時系列に発光制御を行うことで、図４（Ｃ）に示されるように、照射面における任意の位置で点灯、消灯を行うことができ所望の走査パターンを形成することができる。換言すると、発光制御回路８は、光源１の発光制御を介して、照明光の光量及び走査パターンの少なくともいずれかを時間的に制御する。また、上述したように、発光制御回路８は、光源１が複数の発光面１１を含む場合（すなわち、後述の第１から第３変形例）、光源１の発光制御として、各発光面１１から発せられる発光量を独立に制御することにより、照明光の光量及び照射パターンの少なくともいずれかを時間的に制御してもよい。
《１－２》像形成レンズによる投影像の形成
　像形成レンズ２は、全体として正のパワーを有する。像形成レンズ２は、光源１から発せられた光を基に形成される予め定められた面上の像（すなわち、第１の像）を拡大して照射する。以下では、像形成レンズ２を用いずに光源１から発せられた光を基に形成される面上の像を第１の像と呼び、光源１から発せられた光を基に像形成レンズ２によって形成される第１の像の拡大像を、第２の像又は光源の投影像とも呼ぶ。なお、本例では、第１の像すなわち、光源１から発せられた光をもとに形成される像が面状の像であり、その拡大像である第２の像又は光源の投影像も面状の像であることを前提としている。
　実施の形態１に係る光照射装置１００が用いる光源１は、例えば、発光面の面積が大きく、かつ光の発散角度が大きい面発光光源である。ここで、発散角度が大きいとは、発散角度（すなわち、半角度）が５度以上であることをいう。このような面発光光源から出射した直後の光は、発散する。上述した特許文献１の例は、光源がレーザー光源の例であり、光源が点光源とみなせない面発光光源の場合は、光源を点光源といなせるほどミラーと光源と距離を離さなければならず、装置が大型化する問題がある。また、発散光を１組の偏向機能の有効領域に入射させる必要があるため、ミラー自体も大きくなり、それに伴う駆動負荷も問題となる。本例では、そのような問題に対処するため、各反射面に対して回転の中心軸を定義し、それを回転軸とすることで駆動負荷の低減を可能としている。さらに、光源１と第１のミラー３の間に、正のパワーを有する像形成レンズ２を設けることで、後段の光学系（特に、第１の反射面３１及び第２の反射面４１）を小型にすることを可能としている。このとき、像形成レンズ２の光軸は、光源１の光軸Ｃ０と一致してもよい。なお、像形成レンズ２は必ずしも必須ではなく、装置サイズが問題とならない場合は、省略することも可能である。
《１－３》光の走査
　光照射装置１００は、光源１の投影像を照射面上で高速に直線的に走査することで前方の広い範囲に光を照射することができる。ここで、像を照射面上で直線的に走査するとは、より具体的には、その像を照射面上に形成する光（すなわち、光照射装置１００から出射される照明光）を直線上に走査することを意味する。
　例えば、車両用前照灯に求められる路面に水平方向の配光の幅は、±６０度程度である。光照射装置１００の配光の幅は、第１のミラー３及び第２のミラー４の第１の反射面３１及び第２の反射面４１の傾斜角度α１［度］及びα２［度］で決定される。第１の反射面３１及び第２の反射面４１の傾斜角度α１［度］及びα２［度］を大きくするほど、照射面上を走査する光の幅である走査幅、すなわち、配光の幅が広くなる。一方で、走査幅が広くなると、照射面上における単位面積あたりの照度が低下する。つまり、光を照射する幅と照射面上の照度は、トレードオフの関係にあり、双方を適切に設定することが必要である。
　光を照射する幅と照射面上の照度とは、トレードオフの関係にあることを勘案すると、車両用前照灯においては、走査幅を±６０度以下にすることが望ましい。つまり、α１＝α２とし、α１≦１５度とすることが望ましい。
　このようにすることで、車両用前照灯において無駄な走査領域がなくなるため、照射面上の照度を最大限に高めることができる。
《１－４》第１変形例
　図１から図４に示される光照射装置１００では、光源１が１つの発光面１１を有する場合について説明したが、光源１はこのような構造のものに限定されない。光源１は、複数の発光面を有することができる。例えば、光照射装置１００は、光源１として、それぞれが面状の発光面を有する複数の面発光光源を備えてもよい。
　図５は、実施の形態１の第１変形例に係る光照射装置の光源１を示す平面図である。第１変形例の光照射装置は、光源１が走査方向に平行な第１の方向（Ｘ軸方向）に対して直交する第２の方向（Ｙ軸方向）に配列される複数の面状の発光面１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを持つ複数の面発光光源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆを有する点が、図１から図４に示される光照射装置と異なる。
　図６（Ａ）は、実施の形態１の第１変形例に係る光照射装置の光源１の正面図、図６（Ｂ）は、照明光による走査パターンの例を示す図である。図６（Ａ）に示されるように、複数の面発光光源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆを有する光源１を用いた場合には、各面発光光源を時系列に発光制御することで、図６（Ｂ）に示されるように、照射面における任意の位置で点灯、消灯を行うことができ所望の走査パターンを形成することができる。つまり、照明光の照射位置が移動する方向である走査方向に垂直な方向についても、各発光面を個別に点灯制御をすることで配光制御が可能となる。つまり、照明光の走査方向だけでなく、照明光の走査方向に垂直な第２の方向についても配光制御が可能となる。したがって、複数の面発光光源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆから発せられる光が重畳されて、予め決められた形状の面状の像が形成されることで、より緻密な配光制御が可能となる。
《１－５》第２変形例
　図７は、実施の形態１の第２変形例に係る光照射装置の光源１を示す平面図である。第２変形例の光源１は、走査方向（Ｘ軸方向）に対して直交する方向（Ｙ軸方向）に配列される複数の発光面１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを持つ複数の面発光光源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆを有する。第２変形例の光源１は、Ｙ軸方向に隣り合う発光面（例えば、発光面１１ａと１１ｂ）のＸ軸方向の位置がずれて配置されている点が、第１変形例の光源と異なる。図５に示される第１変形例の光源配置では、例えば、発光面１１ａと１１ｂの境界についてみると、発光面１１ａの下辺１１ａｄと発光面１１ｂの上辺１１ｂｕの間にギャップが存在する。つまり、発光面１１ａと１１ｂの間には、非発光領域が存在する。このため、照射面上においてもこの非発光領域による非照射領域が発生する。
　第２変形例では、図７に示されるように、奇数番目の発光面１１ａ、１１ｃ、１１ｅと偶数番目の発光面１１ｂ、１１ｄ、１１ｆとは、走査方向に互いにずらしながら且つＹ軸方向に部分的に重なるように配置されている。つまり、複数の面発光光源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆは、複数の面発光光源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆの発光面１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆがＹ軸方向に２列に並び且つＹ方向において隣接する発光面同士のＸ軸方向の位置が異なるよう配置される。具体的は、奇数番目の発光面１１ａ、１１ｃ、１１ｅがＹ軸方向に１列に並び、偶数番目の発光面１１ｂ、１１ｄ、１１ｆが奇数番目の発光面１１ａ、１１ｃ、１１ｅの列から走査方向に離れた位置でＹ軸方向に１列に並び、奇数番目の発光面１１ａ、１１ｃ、１１ｅと偶数番目の発光面１１ｂ、１１ｄ、１１ｆとはＹ軸方向に部分的に重なるように配置されている。
　第２変形例では、２つの発光面の組（図７の例では、１１ａと１１ｂの組、１１ｂと１１ｃの組、１１ｃと１１ｄの組、１１ｄと１１ｅの組、１１ｅと１１ｆの組）において、上部側発光面の下辺（例えば、図７の１１ａと１１ｂの組であれば、１１ａｄ）と下部側発光面の上辺（例えば、図７の１１ａと１１ｂの組であれば、１１ａｄ）とが同一の高さ又は上部側下辺よりも下部側上辺が高くなるように配置する。このようにすることで、上部側の発光面の下辺と下部側の発光面の上辺との間のギャップを解消することができ、照射面上において、上述したような非照射領域をなくすことができる。
《１－６》第３変形例
　図８は、実施の形態１の第３変形例に係る光照射装置の光源１を示す平面図である。図８に示される第３変形例の光源１は、図５の光源の発光面１１ｆの走査方向に隣接して、発光面１１ｇ、１１ｈをさらに備えたで構造を有する。このように構成することで、発光面１１ｆに相当する水平方向の位置の光量を増やすことができる。つまり、発光面１１ｆだけでは光量が不足する場合に、走査方向に並ぶ複数の発光面を備えることで所望の光量を得ることができる。なお、図８の例では、Ｙ軸方向の最も下側の発光面として、走査方向に並ぶ複数の発光面を配置しているが、走査方向に複数の発光面を配置するＹ軸方向の位置は、他の位置であってもよい。Ｙ軸方向に複数の発光面を有する構成において、Ｙ軸方向の各位置の発光面として複数の発光面を配置することも可能であるし、Ｙ軸方向の複数の位置のうちのいずれかの位置又は２以上の位置に複数の発光面を配置することも可能である。また、Ｙ軸方向の発光面の数が１つであり、走査方向に複数の発光面を配置することも可能である。また、図７に示したような左右方向にずらして配置する構成においても、各発光面又はそのうちの一部の発光面に対してさらに走査方向に発光面を並べて配置することも可能である。
《２》実施の形態２．
　図９は、実施の形態２に係る光照射装置２００の構成及び主要な光の経路を概略的に示す図である。図９において、図１に示される構成と同一又は対応する構成には、図１に示される符号と同じ符号が付されている。光照射装置２００は、実施の形態１における第１及び第２の回転機構５及び６に代えて１台の回転機構５ａを備えている点、及び１台の回転機構５ａの回転力を第１のミラー３の回転軸５１と第２のミラー４の回転軸６１の両方に伝達する構造を有する点で、実施の形態１に係る光照射装置１００と相違する。他の点に関して、光照射装置２００は、光照射装置１００と同様である。
　光照射装置２００では、第１のミラー３は、回転軸５１によって支持されている。回転軸５１は、第１の中心軸Ｃ１と同軸であり、第１のミラー３の第１の反射面３１側に設けられている。
　光照射装置２００では、第２のミラー４は、回転軸６１によって支持されている。回転機構５ａは、その回転力を歯車などの動力伝達機構用の部品で伝達して、第２のミラー４も回転させる。図９の例では、回転機構５ａの回転軸５１に歯車Ｇ１が備えられ、第２のミラー４の裏面側で回転軸６１に歯車Ｇ２が備えられている。歯車Ｇ１は、回転機構５ａの回転力を歯車Ｇ２に伝達する。第２のミラー４は、回転する歯車Ｇ２とともに回転する。また、歯車Ｇ１と歯車Ｇ２のギア比を１：１とすることで、第１のミラー３と第２のミラー４を、互いに逆方向に等しい角速度で回転させることができる。このようにすることで、照射面上で光源１の投影像を直線的に走査することができる。
　実施の形態２に係る光照射装置２００の構成を採用することで、１つの回転機構５ａで、照射面上において光源１の投影像を直線的に走査することができる。したがって、装置サイズを小型化することができる。また、部品点数の削減により製品コストを下げることができる。
　なお、上述の各実施の形態においては、「平行」及び「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いているが、これらは、製造上の公差及び組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものである。
　また、以上のように実施の形態について説明したが、光照射装置は、これらの実施の形態のものに限るものではない。
　１００、２００　光照射装置、　１　光源、　１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ　面発光光源、　１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ　発光面、　１１ａｄ　発光面上辺、　１１ｂｕ　発光面下辺、　２　像形成レンズ、　２１　入射面、　２２　出射面、　３　第１のミラー、　３１　第１の反射面、　４　第２のミラー、　４１　第２の反射面、　５　第１の回転機構、　５ａ　回転機構、　５１　回転軸、　６　第２の回転機構、　６１　回転軸、　７　回転制御回路、　８　発光制御回路、　Ｇ１、Ｇ２　歯車、　α１、α２　傾斜角度、　Ｒ１　第１の基準面、　Ｒ２　第２の基準面、　Ｃ０　光軸、　Ｃ１　第１の中心軸、　Ｃ２　第２の中心軸。

Claims (20)

  1. 　照明光を走査する光照射装置であって、
    　光を発する光源と、
    　前記光源から発せられた前記光であって面状の像を形成する前記光を反射して偏向させる第１の反射面と、
    　前記第１の反射面で偏向された前記光を反射して偏向させる第２の反射面と、
    　前記第１の反射面を前記第１の反射面の中心を通る第１の中心軸周りに回転させ、前記第２の反射面を前記第２の反射面の中心を通る第２の中心軸周りに回転させる回転機構と、
    　を備え、
    　前記第１の中心軸は、前記第１の反射面に入射する前記光の光軸に垂直な第１の平面に対し４５度傾斜した仮想平面である第１の基準面に対して垂直であり、
    　前記第２の中心軸は、前記第１の基準面に平行な仮想平面である第２の基準面に対して垂直であり、
    　前記第１の反射面は前記第１の基準面に対し傾斜しており、前記第２の反射面は前記第２の基準面に対し傾斜している
    　光照射装置。
  2. 　前記光源と前記第１の反射面との間に配置され、前記光源から発せられた前記光が形成する像である第１の像を拡大した第２の像を形成する光を出射する像形成レンズを更に備え、
    　前記第１の反射面は、前記像形成レンズから出射された前記光を偏向させる
    　請求項１に記載の光照射装置。
  3. 　前記像形成レンズは、正のパワーを有し、
    　前記像形成レンズによって、前記照明光における前記第２の像の前記第１の像に対する拡大倍率が決定される
    　請求項２に記載の光照射装置。
  4. 　前記像形成レンズは、前記光源から発せられた前記光が入射する入射面と前記光が出射する出射面とを有し、
    　前記出射面のパワーは、前記入射面のパワーより大きい
    　請求項２又は３に記載の光照射装置。
  5. 　前記回転機構は、２つの回転軸と、前記２つの回転軸のうちの少なくとも１つに回転力を与える駆動部とを有する
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の光照射装置。
  6. 　前記２つの回転軸の一方が、前記第１の反射面の裏側に接続され、
    　前記２つの回転軸の他方が、前記第２の反射面の裏側に接続されている
    　請求項５に記載の光照射装置。
  7. 　前記２つの回転軸のうちの少なくとも１つは、前記第１の反射面の表側又は前記第２の反射面の表側に接続されている
    　請求項６に記載の光照射装置。
  8. 　前記回転機構は、前記駆動部から与えられた回転力を他の前記回転軸に伝達する動力伝達機構を更に有する
    　請求項５から７のいずれか１項に記載の光照射装置。
  9. 　前記光源は、面発光光源である
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の光照射装置。
  10. 　前記光源は、発する光の発散角が５度以上である
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の光照射装置。
  11. 　前記光源は、それぞれが面状の発光面を有する複数の面発光光源を含み、
    　前記複数の面発光光源から発せられる光が重畳されて、予め決められた形状の面状の像が形成される
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の光照射装置。
  12. 　前記照明光の出射方向に垂直な平面において前記照明光の照射位置が移動する方向である走査方向と平行な方向を第１の方向とし、前記出射方向と前記第１の方向の両方に垂直な方向を第２の方向としたときに、
    　前記複数の面発光光源は、前記複数の面発光光源の発光面が前記第２の方向に並ぶように配置される
    　請求項１１に記載の光照射装置。
  13. 　前記照明光の出射方向に垂直な平面において前記照明光の照射位置が移動する方向である走査方向と平行な方向を第１の方向とし、前記出射方向と前記第１の方向の両方に垂直な方向を第２の方向としたときに、
    　前記複数の面発光光源は、前記複数の面発光光源の発光面が前記第２の方向に並び且つ前記第２の方向において隣接する発光面同士の前記第１の方向の位置が異なるよう配置される
    　請求項１１に記載の光照射装置。
  14. 　前記照明光の出射方向に垂直な平面において前記照明光の照射位置が移動する方向である走査方向と平行な方向を第１の方向としたときに、
    　前記複数の面発光光源は、前記複数の面発光光源の発光面が前記第１の方向に並ぶように配置される
    　請求項１１から１３のいずれか１項に記載の光照射装置。
  15. 　前記光源の発光制御を行う発光制御回路を更に備え、
    　前記発光制御回路は、前記光源の発光制御を介して、前記照明光の光量及び前記照明光の照射パターンの少なくともいずれかを時間的に制御する
    　請求項１から１４のいずれか１項に記載の光照射装置。
  16. 　前記発光制御回路は、前記光源が複数の発光面を含む場合に、前記光源の発光制御として、前記複数の発光面の各々から発せられる光の光量を独立に制御することにより、前記照明光の光量及び前記照射パターンの少なくともいずれかを時間的に制御する
    　請求項１５に記載の光照射装置。
  17. 　前記第１の反射面の前記第１の基準面に対する傾斜角度と前記第２の反射面の前記第２の基準面に対する傾斜角度とは、等しい請求項１から１６のいずれか１項に記載の光照射装置。
  18. 　底部と前記底部に対して傾斜する傾斜面とを有し、断面がくさび形状の第１の光学部材及び第２の光学部材を備え、
    　前記第１の反射面は、前記第１の光学部材の前記底部を前記第１の基準面として、前記第１の光学部材の前記傾斜面上に形成され、
    　前記第２の反射面は、前記第２の光学部材の前記底部を前記第２の基準面として、前記第２の光学部材の前記傾斜面上に形成されている
    　請求項１から１７のいずれか１項に記載の光照射装置。
  19. 　前記第１の反射面の前記第１の基準面に対する傾斜角度と前記第２の反射面の前記第２の基準面に対する傾斜角度とは、１５度以下である
    　請求項１から１８のいずれか１項に記載の光照射装置。
  20. 　前記第１の反射面の回転方向と前記第２の反射面の回転方向とは互いに逆方向であり、前記第１の反射面の回転の角速度と前記第２の反射面の回転の角速度とは等しい
    　請求項１から１９のいずれかに記載の光照射装置。
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