申请/专利权人：大日本印刷株式会社

申请日：2016-09-07

公开（公告）日：2021-02-19

公开（公告）号：CN107923591B

主分类号：F21S41/16(20180101)

分类号：F21S41/16(20180101);B60Q1/14(20060101);G02B26/10(20060101);F21Y115/10(20160101)

优先权：["20150907 JP 2015-175871","20160502 JP 2016-092704"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.19#授权;2018.08.24#实质审查的生效;2018.04.17#公开

摘要：提供一种照明装置，该照明装置能够通过简单的结构、使用相干光安全地对期望的区域进行照明。照明装置1具有激光光源相干光源11、光扩散元件14以及光扫描装置21。激光光源11发出激光相干光；L。光扩散元件14对来自激光光源11的激光L进行扩散。光扫描装置21将激光L向构成照明区域的一部分区域的元素照明区域引导，使来自光扩散元件14的激光L在照明区域内进行扫描。

主权项：1.一种照明装置，其具有：相干光源，其发出相干光；光扩散元件，其对来自所述相干光源的所述相干光进行扩散；光扫描装置，其使来自所述光扩散元件的所述相干光在照明区域内进行扫描，将所述相干光向构成所述照明区域的一部分区域的元素照明区域引导；以及中继光学系统，其配置于所述光扩散元件与所述光扫描装置之间，所述光扩散元件包含配置于所述相干光的入光部的多个单位扩散元素，来自所述光扩散元件的所述相干光经由所述中继光学系统被引导至所述光扫描装置，在所述光扫描装置上成像。

全文数据：照明装置技术领域[0001]本发明涉及使用相干光对规定的范围进行照明的照明装置。背景技术[0002]激光光源的寿命比高压水银灯等长，并且能够使光学系统小型化，功耗也少，因此采用了激光光源的照明装置逐渐得到普及。[0003]例如专利文献1公开了能够使用激光振荡装置作为光源的车辆用灯具。该车辆用灯具具有全息图元件，在该全息图元件中记录有全息图图案，该全息图图案是以使通过照射参考光而再现的衍射光形成规定的光度分布的配光图案的方式计算出的。[0004]现有技术文献[0005]专利文献[0006]专利文献1:日本特开2012-146621号公报发明内容[0007]发明要解决的课题[0008]如上所述，通过将全息图元件等光学元件与激光光源组合使用，能够对期望的区域照射以激光为代表的相干光。使用了上述的相干光的照明装置能够应用于各种各样领域的装置，例如能够优选应用于车辆用前照灯等。[0009]另一方面，具有如下的期望:将照明区域细化分为多个元素照明区域，更致密地对照明区域进行照明，或想要通过更高密度地配置的元素照明区域而对照明区域的一部分或整体进行照明。然而，在全息图元件和激光光源组合而成的系统中，一般情况下，随着元素照明区域的数量增加，全息图元件的数量增多，从而结构变大。因此，优选如下的系统:能够利用不依赖于以全息图为代表的光扩散元件的数量的结构的照明装置，对致密地配置的元素照明区域安全地照射相干光。[0010]另外，能够发射相干光的激光光源与灯光源和LEDLightEmittingDiode:发光二极管相比，能够放射在微小的发光面积内具有较强能量的激光，具有能够细致地控制配光并且使光到达远方这样的优点。然而，来自发光面积光束的截面积与放射角立体角）的乘积光学扩展量非常小的激光光源的相干光有可能在局部光功率密度变大。在将这样的相干光应用于人有可能直视的车辆用前照灯等照明装置时，需要确保安全性。[0011]本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，以简单的结构实现能够使用相千光安全地对期望的区域进行照明的照明装置。[0012]用于解决课题的手段[0013L本发明的一个方式涉及照明装置，该照明装置具有:相干光源，其发出相千光;光扩散元件，其对来自相干光源的相干光扩散；以及光扫描装置，其使来自光扩散元件的相干光在照明区域内进行扫描，将相干光向构成照明区域的一部分区域的元素照明区域引导。[0014]根据本方式，能够利用简单的结构的照明装置、使用相干光安全地对期望的元素照明区域进行照明。[0015]照明装置可以具有控制器，该控制器对相千光朝向光扩散元件的入射时机、或照明区域的照明时机进行控制。[0016]照明装置可以具有时机控制部，该时机控制部根据光扫描装置进行的相干光的扫描而对相千光的发光时机进行控制。[0017]也可以是，光扫描装置具有：照射面部，其被来自光扩散元件的相干光照射，改变该相干光的光路；以及扫描驱动部，其调节照射面部的配置，光扩散元件对相干光的扩散角度小于以照射面部为基准的元素照明区域的角度。[0018]根据本方式，规定为“光扩散元件对相千光的扩散角度”包含于与“以照射面部为基准的元素照明区域的角度”对应的适当的范围内。[0019]光扩散元件对相干光的扩散角度可以大于0.05°并且小于2°。[0020]根据本方式，能够将光扩散元件对相干光的扩散抑制在适当的范围内，并且适当地对具有扩展范围的元素照明区域进行照明。因此，能够省略设置用于减小被光扩散元件增大的相干光扩散角度的光学元件，能够简单并且紧凑地构成照明装置。[0021]以光扫描装置的照射面部为基准的元素照明区域的角度可以大于0.1°并且小于5°〇[0022]根据本方式，能够利用扩散被光扩散元件抑制在适当的范围内的相干光适当地对元素照明区域进行照射。[0023]光扫描装置可以配置在基于来自光扩散元件的相干光的成像位置的位置。[0024]光扫描装置可以配置在与来自光扩散元件的相干光的成像位置一致的位置，也可以配置在该成像位置的附近。当光扫描装置配置在与来自光扩散元件的相干光的成像位置一致的位置的情况下，也能够认为光扩散元件假想配置在光扫描装置的位置。[0025]光扩散元件可以是全息图。[0026]光扩散元件可以是微透镜阵列。[0027]根据本方式，容易将光扩散元件对相干光的扩散抑制在适当的范围内。[0028]也可以是，照明装置还具有中继光学系统，该中继光学系统配置于光扩散元件与光扫描装置之间，来自光扩散元件的相干光经由中继光学系统被引导至光扫描装置。[0029]根据本方式，能够利用中继光学系统对光扫描装置的配置位置和相干光的照射区域进行控制，能够将上述的照明装置灵活地应用于各种类型的光扫描装置。[0030]照明装置还可以具有光束扩展器，该光束扩展器配置于相干光源与光扩散元件之间，对来自相干光源的相干光的直径进行放大。[0031]根据本方式，能够利用光束扩展器对相干光相对于光扩散元件的入光区域进行优化。[0032]照明装置还可以具有准直光学系统，该准直光学系统配置于光束扩展器与光扩散元件之间，对来自光束扩展器的相干光进行平行化。[0033]根据本方式，能够容易将光扩散元件对相干光的扩散抑制在适当的范围内。[0034]也可以是，设置有多个相干光源，这多个相干光源发出彼此具有不同的波长的相干光，设置有多个光扩散元件，该多个光扩散元件被设置成与多个相干光源分别对应，对来自所对应的相干光源的相干光进行扩散，照明装置还具有光学引导单元，该光学引导单元将来自多个光扩散元件的彼此具有不同的波长的相干光向光扫描装置引导。[0035]也可以是，光学引导单元包含:第一光学引导体，其设置于光扫描装置与多个光扩散元件中的一个光扩散元件之间；以及第二光学引导体，其将来自多个光扩散元件中的其他光扩散元件的相干光向第一光学引导体引导，第一光学引导体将来自一个光扩散元件的相干光和来自其他光扩散元件的相干光向光扫描装置引导。[0036]也可以是，设置有多个相干光源，这多个相干光源发出彼此具有不同的波长的相干光，照明装置还具有光学引导单元，该光学引导单元将来自多个相干光源的彼此具有不同的波长的相干光向光扩散元件引导。[0037]也可以是，光学引导单元包含:第一光学引导体，其设置于光扩散元件与多个相干光源中的一个相干光源之间；以及第二光学引导体，其将来自多个相干光源中的其他相干光源的相干光向第一光学引导体引导，第一光学引导体将来自一个相干光源的相千光和来自其他相干光源的相干光向光扩散元件引导。[0038]也可以是，照明装置还具有多个准直光学系统，该多个准直光学系统设置成与多个相干光源分别对应，对来自所对应的相干光源的相干光进行平行化，光学引导单元将从多个相干光源发出而通过多个准直光学系统之后的彼此具有不同的波长的相干光向光扩散元件引导。[0039]也可以是，照明装置还具有准直光学系统，该准直光学系统对彼此具有不同的波长的相干光进行平行化，光学引导单元将来自多个相干光源的彼此具有不同的波长的相干光朝向准直光学系统射出，而将该相干光向光扩散元件引导。[0040]也可以是，照明装置还具有光束扩展器，该光束扩展器对相干光的直径进行放大，光学引导单元将来自多个相干光源的彼此具有不同的波长的相干光经由光束扩展器和准直光学系统向光扩散元件引导。[0041]本发明的其他方式涉及照明装置，该照明装置具有:相干光源，其发出相干光;光扫描装置，其改变来自相干光源的相干光的行进方向；以及光扩散元件，其对来自光扫描装置的相干光进行扩散，光扫描装置使通过光扩散元件后的相干光在照明区域内进行扫描，将相干光向构成照明区域的一部分区域的元素照明区域引导。[0042]也可以是，被光扫描装置改变了行进方向的相干光包含彼此具有不同的波长的光成分，在光扫描装置与光扩散元件之间设置有分光单元，来自光扫描装置的相干光经由分光单元入射到光扩散元件，分光单元对来自光扫描装置的相干光进行分光而分离成彼此具有不同的波长的多个光成分，并且将该多个光成分朝向光扩散元件射出。[0043]也可以是，分光单元包含:第一分光引导体，其使第一波段的光成分透射而将该第一波段的光成分向光扩散元件引导，并且对其他波段的光成分进行反射；以及第二分光引导体，其将被第一分光引导体反射的其他波段的光成分向光扩散元件引导。[0044]发明效果[0045]根据本发明，能够简单地构成照明装置。并且，能够使用相干光安全地对期望的区域进行照明。附图说明[0046]图1是示出本发明的第一实施方式的照明装置的概略结构的概念图。[0047]图2是示出控制器的功能结构例的框图。[0048]图3是用于对被光扫描装置引导的激光的照明区域进行说明的概念图。[0049]图4是f出第一变形例的照明装置的概略结构的概念图。[TOM]图5是示出图4所示的变形例中的折返镜和照射面部光扫描装置的配置例的图，示出利用折返镜使激光在上下方向上折返的情况的结构例。[^51]图6是示出图4所示的变形例中的折返镜和照射面部光扫描装置的配置例的图，示出利用折返镜使激光在左右方向（侧方向）上折返的情况的结构例。[0052]图7是示出第二变形例的照明装置的概略结构的概念图。[0053]图8是示出第三变形例的照明装置的概略结构的概念图。[00M]图9是示出本发明的第二实施方式的照明装置的概略结构的概念图。[0055]图10是示出本发明的第三实施方式的照明装置的概略结构的概念图。[0056]图11是示出本发明的第四实施方式的照明装置的概略结构的概念图。[0057]图12是示出本发明的第五实施方式的照明装置的概略结构的概念图。[0058]图13是示出本发明的第六实施方式的照明装置的概略结构的概念图。具体实施方式[0059]以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。另外，关于在本案申请说明书中添加的附图，为了易于图示和理解，基于实物的比例尺和纵横的尺寸比等而适当地变更、夸大比例尺和纵横的尺寸比等。[0060]并且，关于在本说明书中使用的确定形状、几何学的条件以及它们的程度的、例如“平行”、“垂直”、“相同”等词语或长度、角度的值等，不受严格意义的约束，理解成包含能够期待相同功能的程度的范围。[0061][第一实施方式][0062]图1是示出本发明的第一实施方式的照明装置1的概略结构的概念图。[0063]在本实施方式的照明装置1中，依次配置有激光光源11、光束扩展器12、准直光学系统13、光扩散元件14、中继光学系统18以及光扫描装置21。[0064]激光光源11是发出激光即相干光L的光源，典型地，能够使用半导体激光光源作为激光光源11。构成激光光源11的光源的数量可以是1个，也可以是多个。在由多个光源构成了激光光源11的情况下，从该多个光源发出的激光L的波段既可以彼此相同，也可以彼此不同。为了提高从激光光源11发出的激光L的发光强度，优选为，从多个光源发出的激光L的波段重叠。在从构成激光光源11的多个光源发出的激光L的波段彼此不同的情况下，多个光源可以彼此独立地设置，也可以排列在共同的基板上而形成光源模块。例如在构成激光光源11的多个光源能够发出红色波段、绿色波段以及蓝色波段的激光L的情况下，通过将这三种激光L重叠，能够生成白色的照明光。[0065]另外，激光光源11也可以包含对激光的发光进行控制的发光控制部（省略图示）。该发光控制部被后述的发光时机控制部25控制。发光控制部例如也可以分别独立地对发光波段各自不同的多个激光的发光时机进行控制。即，在对应于发光波段各自不同的多个激光而设置有多个光源的情况下，发光控制部能够按照每个光源对从多个光源发出激光的发光时机进行控制。因此，在激光光源11能够发出红绿蓝三种激光的情况下，通过对各激光的发光时机进行控制，能够生成红绿蓝中的任意颜色的照明光或将红绿蓝中的任意两种以上的颜色混合而成的颜色的照明光。并且，发光控制部也可以对各光源的激光的发光强度进行控制，从而也能够从各光源发出发光强度大的激光和发光强度小的激光。[0066]光束扩展器12配置于激光光源11与光扩散元件14之间，在本例中配置于激光光源11与准直光学系统13之间，对来自激光光源11的激光L的直径进行扩大。并且，准直光学系统13配置于光束扩展器12与光扩散元件14之间，对来自光束扩展器12的光进行平行化准直）。这样，从激光光源11发出的具有较小的直径的激光L被光束扩展器12和准直光学系统13扩径并且被调整成平行光、被优化成设置于后级的光扩散元件14的入光部的尺寸而入射到光扩散元件14。另外，为了易于图示和理解，在图1中省略了准直光学系统13〜光扫描装置21中的激光L的图示。[0067]光扩散元件14由多个单位扩散元素15的集合而构成，对来自激光光源11的激光L进行扩散。如后所述，在本实施方式中，光扩散元件14优选为能够使激光L以比较缓的角度扩散的指向性高的光学元件。这样的光扩散元件14典型地能够由微透镜阵列构成，各单位扩散元素15能够由构成微透镜阵列的各个微透镜构成。并且，光扩散元件14也可以使用全息图记录介质。具体而言，关于全息图记录介质，列举了计算机合成全息图（CGH:ComputerGeneratedHologram和傅里叶变换全息图。而且，全息图记录介质也可以是使用了光敏聚合物的体积型全息图记录介质，也可以是利用包含银盐材料在内的感光介质进行记录的类型的体积型全息图记录介质，也可以是凸版型压花型）的全息图记录介质。[0068]另外，后面描述光扩散元件14的详细的结构和作用。[0069]中继光学系统18配置于光扩散元件14与光扫描装置21之间，在本实施方式中包含第一中继透镜16和第二中继透镜17。来自光扩散元件14的激光L经由中继光学系统18被引导到光扫描装置21，在光扫描装置21的照射面部19上成像。因此，在本实施方式中，相当于光扩散元件14的像、即假想微透镜阵列31成像于光扫描装置21的照射面部19。也能够将形成在光扫描装置21的照射面部19上的这样的假想微透镜阵列31当作假想的光源，如图3所示，可以认为构成照明区域40的元素照明区域41是被来自该假想微透镜阵列31的激光L照射的。[0070]中继光学系统18的具体的结构没有特别限定，但通过调节构成中继光学系统18的光学元件群的光学性能、即第一中继透镜16和第二中继透镜17的焦距，能够使中继光学系统18作为等倍光学系统、放大光学系统或缩小光学系统发挥功能。例如，通过由具有相同的焦距的两枚透镜第一中继透镜16和第二中继透镜17构成中继光学系统18,能够将中继光学系统18的光学倍率设为等倍（1倍）。另一方面，通过由焦距不同的两枚透镜第一中继透镜16和第二中继透镜17构成中继光学系统18,也能够使中继光学系统18具有与透镜彼此的焦距之比对应的光学倍率放大或缩小）。通过像以上那样将中继光学系统18设为无焦中继光学系统，为两侧远心，从而能够使射出侧的像高恒定。由此，对于远方视野的照明区域，光扩散元件14上的照射面积的影响变得极小，因此能够进行非常高精细的照明。另外，在中继光学系统18构成缩小光学系统的情况下，激光L从光扫描装置21扩散的扩散角度相对变大，在中继光学系统18构成放大光学系统的情况下，激光L从光扫描装置2扩散1的扩散角度相对变小。[0071]在本实施方式中，如后所述，通过向光扫描装置21的照射面部19照射来自光扩散元件14的激光L，构成照明区域40的元素照明区域41被激光L照明。因此，通过利用中继光学系统18对来自光扩散元件14的激光L在“光扫描装置21的照射面部19上的照射范围（照射面积”进行调节，使激光L对照射面部19上的适当的范围面积进行照射。[0072]光扫描装置21具有被来自光扩散元件14的激光L照射的照射面部19和对照射面部19的配置进行调节的扫描驱动部20。如图3所示，使来自光扩散元件14的激光L在照明区域40内扫描，将激光L向构成照明区域的一部分区域的元素照明区域41引导。即，照射面部19改变所照射的激光L的光路，将激光L向构成照明区域40的元素照明区域41引导。扫描驱动部20与控制器22连接，该扫描驱动部20在控制器22的控制下，通过调节照射面部19的朝向而改变激光L所照射的照明区域40内的元素照明区域41。照射面部19典型地由反射镜构成，例如列举了多棱镜、双轴电流镜、共振镜等MEMSMicroElectroMechanicalSystems:微机电系统镜、或者具有几十毫米mm的直径的反射面的大口径型的双轴共振镜等。[0073]并且，除了像上述那样具有反射镜的光扫描装置之外，也可以是，使透镜等使激光透射的部件振动，从而使激光进行扫描。具体而言，列举了菲涅尔透镜等。入射到菲涅尔透镜的激光透过菲涅尔透镜而在照射区域内进行扫描。另外，在使用了菲涅尔透镜的光扫描装置的情况下，能够将激光的出射面设为照射面部19。[0074]光扫描装置21尤其是照射面部19配置在基于来自光扩散元件14的激光L的成像位置的位置。在本实施方式中，如上所述，从光扩散元件14的单位扩散元素15发出的激光L经由中继光学系统18而向光扫描装置21的照射面部19照射。因此，在本实施方式中，光扫描装置21的配置位置是基于根据光扩散元件14的各单位扩散元素15的光学性能焦距和中继光学系统18的光学性能焦距而决定的成像位置而决定的。另外，在没有设置中继光学系统18的情况下，优选为，基于根据光扩散元件14的各单位扩散元素15的光学性能焦距）而决定的成像位置，来决定光扫描装置21的照射面部19的配置位置。[0075]另外，这里所说的“基于来自光扩散元件14的激光L的成像位置的位置”典型地是指与成像位置一致的位置，但不是必须与成像位置严格一致。可以将光扫描装置21的照射面部19配置于对成像性能的影响被允许的范围、例如“来自光扩散元件14的激光L的成像位置”的附近范围内。[0076]控制器22与激光光源11和光扫描装置21尤其是光扫描装置21的扫描驱动部20连接，进行从激光光源11发射激光L的开-关控制和光扫描装置21的照射面部19进行的激光L的扫描的控制。另外，关于是否使激光光源11发光，除了上述的激光光源11的发光的开-关控制之外，也可以是，在激光光源11与光扩散元件14之间设置未图示的光闸部，利用该光闸部来切换激光的通过遮断。因此，控制器22对激光朝向光扩散元件14的入射时机、或照明区域的照明时机进行控制。[0077]图2是示出控制器22的功能结构例的框图。本例的控制器22包含:发光时机控制部25,其对激光光源11进行控制；以及光扫描控制部26,其对光扫描装置21的扫描驱动部20进行控制。[0078]尤其是，本实施方式的发光时机控制部25与光扫描控制部26协同工作，与光扫描装置21进行的激光L的扫描对应地对激光L的发光时机进行控制。由此，如图3所示，能够选择性地利用激光L仅对照明区域40中的一部分区域进行照明或不照明。[0079]图3是用于对被光扫描装置21引导的激光L的照明区域40进行说明的概念图。[00S0]在本实施方式中，利用被光扫描装置21引导的激光L对构成照明区域40的一部分区域的元素照明区域41进行照射。即，瞬时仅照明区域40中的单个元素照明区域41被来自光扫描装置21的激光L照明。在对整个照明区域40进行照明的情况下，通过光扫描装置21使激光L在照明区域40内高速地进行扫描。基于光扫描装置21的激光L的扫描方式没有特别限定，例如，也可以像图3的标号“S”那样采用光栅扫描方式，也可以采用李萨如扫描方式和矢量扫描方式。[0081]另外，照明区域40中的各元素照明区域41的划分方式没有特别限定。将可被来自光扫描装置21的激光L瞬时照明的范围定义为元素照明区域41。因此，根据由控制器22控制的激光L从激光光源11的发光时机和基于光扫描装置21的激光L的扫描位置来定义各元素照明区域41。因此，例如，可以像图3所示那样将各元素照明区域41设定为元素照明区域41彼此不相互重叠，也可以将各元素照明区域41设定成元素照明区域41彼此相互重叠，还可以是在照明区域40内混合存在有彼此重叠的元素照明区域41和彼此不重叠的元素照明区域41。[0082]这样，被来自光扫描装置21的激光L照明的元素照明区域41对应于激光L的扩散角度，随着远离光扫描装置21而逐渐扩大。因此，构成被照明装置1照明的照明区域的各元素照明区域41成为如下区域:在离光扫描装置21相对较远的位置远场）比在离光扫描装置21相对较近的位置近场宽广。因此，多数情况下使用角度空间中的角度分布来表现元素照明区域的大小比使用元素照明区域的实际的尺寸来表现方便。本说明书中的“照明区域”这样的词语除了包含实际的被激光L照明的被照射面积和照明范围之外，也能够包含角度空间中的照明区域的角度范围。[0083]接下来，对图1所示的光扩散元件14的详细的结构和作用进行说明。[0084]关于被光扩散元件14扩散而从光扩散元件14射出的激光L，构成光扩散元件14的单位扩散元素15各自实现作为假想的光源的作用。即，也能够将从光扩散元件M射出的激光L看作从假想的多个光源射出的激光L。[0085]—般情况下，如果在照明区域元素照明区域）内所要求的激光L的照射强度相同，则从多个光源发出的激光L的情况能够比从单一点光源发出的激光L的情况降低各光源的光功率密度，安全性高。即，如果激光L整体的照射强度相同，则使用人眼直视从多个光源发出的激光L的情况下的使光源像成像在视网膜上时对人眼的不良影响的程度比使用人眼直视从单一点光源发出的激光L的情况小。因此，通过像本实施方式那样在激光光源U的后级设置包含多个单位扩散元素I5在内的光扩散元件14,能够使用通过光扩散元件14后的激光L安全地对构成照明区域的元素照明区域41进行照明。[0086]另外，作为光学系统的光特性，一般情况下，光学扩展量Etendue的定律成立。该光学扩展量定义了光束的截面积发光面积与扩散光的立体角放射角）的乘积保持为恒定值的情况，表示光的面积和角度具有怎样的扩展。当像本实施方式那样在激光L的光路上配置有光扩散元件14的情况下，在激光L的行进方向上比光扩散元件14靠下游侧的位置，能够以由光扩散元件14形成的“表观上的光源ApparentLightSource”为基准来考虑光学扩展量的定律。[0087]而且，光扩散元件14对激光L的扩散角度小于元素照明区域41的角度空间范围、即以光扫描装置21的照射面部19为基准的元素照明区域41的角度。[0088]像上述那样，在安全方面，光源的面积越大越优选，但在使用了从较大的光源面积发出的激光L的照明中，要想提高元素照明区域41的致密化，需要缩小激光L的光束的截面积。然而，在光学扩展量的定律下，如果减小激光L的光束的截面积，则激光L的扩散角度变大，难以以适当的光强度对大范围进行照明。即，具有如下的趋势:激光L的扩散角度越大，调节对有限范围的元素照明区域41进行照明所需的激光L的扩散角度的光学机构越巨大化和复杂化。并且，对于由光扫描装置21引导的激光L的行进方向，要想以适当的光强度对大范围进行照明，优选为，形成表观上的光源的光扩散元件14对激光L的扩散角度较小。因此，要想以适当的光强度在大范围内对有限大小的范围的元素照明区域41进行照明，光扩散元件14对激光L的扩散角度优选包含于适中的角度范围内，这样的适中的角度范围是根据元素照明区域41的角度范围而决定的。[0089]具体而言，光扩散元件14对激光L的扩散角度优选大于0.05°并且小于2°。这里，“本实施方式的光扩散元件14对激光L的扩散角度”是由构成光扩散元件14的各个单位扩散元素15对激光L的扩散角度决定的，各单位扩散元素15优选具有大于0.05°并且小于2°的扩散角度。并且，各元素照明区域41的以照射面部19为基准的相对于光扫描装置21的角度优选大于0.1°并且小于5°。在光扩散元件14对激光L的扩散角度和元素照明区域41的角度范围包含于该范围内的情况下，能够以适当的光强度在大范围内对元素照明区域41进行照明。[0090]另外，“光扩散元件14对激光L的扩散角度”是向光扩散元件14照射激光L而测量的值，是由平行光的激光L被光扩散元件14扩散的角度表示的。并且，“以光扫描装置21的照射面部19为基准的元素照明区域41的角度元素照明区域41的角度范围”是由将光扫描装置21的照射面部19的代表位置和元素照明区域41的代表位置连结起来的线形成的角度，例如能够使用由将照射面部19上的一个或两个以上的代表位置和元素照明区域41的两个以上的代表位置连结起来的多条线形成的角度来表现。[0091]像以上说明那样，根据本实施方式的照明装置1，借助具有规定的范围的光扩散角度的光扩散元件14和使激光L在照明区域40内扫描的光扫描装置21进行了激光L对元素照明区域41的照明。由此，能够实现可使用激光L安全地对照明区域40中的元素照明区域41进行照明的照明装置1。而且，能够采用简单的结构的照明装置，无需使用复杂并且高额的装置。[0092][0093]图4是示出图1所示的照明装置1的第一变形例的照明装置1的概略结构的概念图。在本变形例中，在中继光学系统18的第二中继透镜17与光扫描装置21的尤其是照射面部19之间设置有折返镜45。其他结构与图1所示的上述的照明装置1相同。[0094]折返镜45对来自中继光学系统18的第二中继透镜17的激光L进行反射，将反射后的该激光L向光扫描装置21的尤其是照射面部19引导。通过使用折返镜45,能够将激光L的行进方向改变成期望方向，能够根据设置空间等的空间要求而灵活地对激光L的路线进行优化。因此，与像图1所示的照明装置1那样利用光扫描装置21的照射面部19使激光L的光轴以直角等比较大的角度弯曲的情况相比，像本变形例那样使用折返镜45对激光L进行适当调节的情况能够紧凑地配置光学系统。[0095]另外，折返镜妨的具体的结构没有特别限定，可以由平面镜构成折返镜45，也可以由凹面镜构成折返镜4f5,将折返镜45设置为中继光学系统18的一部分。并且，折返镜45对激光L的折返方向也没有特别限定。[0096]图5和图6是示出图4所示的变形例中的折返镜45和光扫描装置21的照射面部19的配置例的图。是从正面方向（参照图4的箭头“X”）观察折返镜45和照射面部19的图。图5示出利用折返镜45使激光L在上下方向上折返的情况的结构例，图6示出利用折返镜45使激光L在左右方向（侧方向）上折返的情况的结构例。这样，利用折返镜45使激光L折返的方向没有特别限定，折返镜45能够将激光L向期望方向引导。并且，也可以设置多个折返镜45,也可以将能够使激光L向彼此不同的方向折返的多个折返镜45设置于中继光学系统18的第二中继透镜17与光扫描装置21的照射面部19之间。[0097][0098]图7是示出图1所示的照明装置1的第二变形例的照明装置1的概略结构的概念图。在本变形例中，代替光束扩展器I2而将光纤4S设置于激光光源11与准直光学系统13之间。其他结构与图1所示的上述的照明装置1相同。[0099]在本例中，从激光光源11发出的激光L从激光光源11直接行进到光纤48内，激光L从光纤4S朝向准直光学系统13射出。从光纤4S射出的激光L以扩散光的状态入射到准直光学系统13,被准直光学系统13平行化准直）。[0100]在该结构中，准直光学系统I3进行准直后的激光L的光束径越大于光纤48的芯径激光L的行进路的直径），激光L越被更高度地平行化，能够提高光线的平行度。[0101][0102]图8是示出图1所示的照明装置1的第三变形例的照明装置1的概略结构的概念图。在本变形例中，设置有多个激光光源11，设置有多个准直光学系统13。并且，代替光束扩展器12而将多根光纤48设置于各激光光源11与各准直光学系统13之间。其他结构与图丨所示的上述的照明装置1相同。[0103]在本例中，针对各激光光源11分配了专有的光纤48和专有的准直光学系统13,从各激光光源11发出的激光L直接从各激光光源11行进到所分配的光纤48内，然后激光L从光纤48朝向所分配的准直光学系统13射出。在本变形例中也是，与上述的第二变形例同样地，从各光纤48射出的激光L以扩散光的状态入射到各准直光学系统13,被各准直光学系统13平行化准直）。[0104]通过像本例那样使从多个激光光源11发出的激光L经由多根光纤48射出，只要总输出恒定，就能够将各光纤48的芯径小径化。因此，通过准直光学系统13准直光学系统阵列后的各激光L、即准直后的各激光L的角度偏差降低，能够从各准直光学系统13射出更接近平行光的激光L。[0105][第二实施方式][0106]图9是示出本发明的第二实施方式的照明装置1的概略结构的概念图。在本实施方式中，对与上述的第一实施方式相同或类似的元素标注相同的标号，省略其详细的说明。另夕卜，为了易于图示和理解，在图9中省略了准直光学系统13a、l3b、l3c〜光扫描装置21中的激光L的图示。[0107]在本实施方式中，设置有第一激光光源11a、第二激光光源lib以及第三激光光源11c作为多个激光光源。第一激光光源11a、第二激光光源lib以及第三激光光源llc分别发出彼此具有不同的波长的激光L。[0108]设置有第一光扩散元件14a、第二光扩散元件14b以及第三光扩散元件14c作为多个光扩散元件。第一光扩散元件14a、第二光扩散元件14b以及第三光扩散元件14c由全息图构成，设置成与第一激光光源11a、第二激光光源lib以及第三激光光源11c分别对应，对来自所对应的激光光源的激光L进行扩散。[0109]并且，照明装置1还具有将激光L向光扫描装置21引导的光学引导单元50,该激光L来自第一光扩散元件14a、第二光扩散元件14b以及第三光扩散元件14c并且彼此具有不同的波长。光学引导单元50包含第一光学引导体51和第二光学引导体52。[0110]第一光学引导体51设置于光扫描装置21与上述的多个光扩散元件14a〜14c中的一个光扩散兀件在图9中为第一光扩散兀件14a之间，具有分色镜。具有分色镜的第一光学引导体51也被称作分色立方体，具有如下的特性:使来自第一光扩散元件14a的激光L透射，另一方面对具有其他波长的激光L进行反射。另一方面，第二光学引导体52具有将分别来自上述的多个光扩散元件14a〜14c中的其他光扩散元件在图9中为第二光扩散元件14b和第三光扩散元件14c的激光L向第一光学引导体51引导的反射镜。第一光学引导体51将来自第一光扩散元件14a的激光L以及分别从第二光扩散元件14b和第三光扩散元件14c经由第二光学引导体52行进的激光L经由中继光学系统18引导到光扫描装置21。另外，也设置有多个光束扩展器和多个准直光学系统。即，在第一激光光源1la与第一光扩散元件14a之间设置有第一光束扩展器12a和第一准直光学系统13a，在第二激光光源lib与第二光扩散元件14b之间设置有第二光束扩展器12b和第二准直光学系统13b，在第三激光光源11c与第三光扩散元件14c之间设置有第三光束扩展器12c和第三准直光学系统13c。被设置成与多个激光光源11a〜11c分别对应的多个准直光学系统13a〜13c对来自所对应的激光光源的激光L进行平行化。[0112]多个光扩散元件14a〜14c分别具有与来自所对应的激光光源11a〜11c的激光L的波长对应的光扩散特性，能够利用光扩散元件14a〜14c使各波长的激光L的扩散角度一致。然后，各波长的激光L被第一光学引导体51和第二光学引导体52合成，经由中继光学系统18被引导到光扫描装置21。光扫描装置21的照射面部19配置在基于分别来自多个光扩散元件14a〜14c的激光L的成像位置的位置。然后，控制器22与光扫描装置21的扫描控制联动而对来自各激光光源的激光L的发光时机进行控制。根据上述的照明装置1，能够利用多种波长的激光L安全地对照明区域40中的期望的元素照明区域41进行照明。因此，例如通过从激光光源1la〜11c射出红色波长、绿色波长以及蓝色波长的激光L，也能够使用全彩色的光对照明区域40进行照明。[0114][第三实施方式]图10是示出本发明的第三实施方式的照明装置1的概略结构的概念图。在本实施方式中，对与上述的第二实施方式相同或类似的元素标注相同的标号，省略其详细的说明。另外，为了易于图示和理解，在图10中省略了准直光学系统13a、13b、13c〜光扫描装置21中的激光L的图示。[0116]在本实施方式中，仅设置有一个光扩散元件14,该光扩散元件14由微透镜阵列构成。光学引导单元50配置成将来自多个激光光源1la〜1lc的彼此具有不同的波长的激光L向光扩散元件14引导。[0117]具体而言，具有分色镜的第一光学引导体51设置于光扩散元件14与多个激光光源中的一个激光光源在图10中为第一激光光源1la之间。并且，第二光学引导体52配置在将分别来自其他激光光源在图10所示的例子中为第二激光光源1lb和第三激光光源1lc的激光L向第一光学引导体51引导的位置。更具体而言，在第一准直光学系统13a与光扩散元件14之间配置有第一光学引导体51。并且，第二光学引导体52配置在将分别来自第二准直光学系统13b和第三准直光学系统13c的激光L向第一光学引导体51引导的位置。第一光学引导体51将来自第一激光光源1la的激光L以及从第二激光光源1lb和第三激光光源1lc经由第二光学引导体52行进的激光L向光扩散元件14引导。[0118]这样，光学引导单元50将从多个激光光源11a〜11c发出而通过多个光束扩展器12a〜12c和多个准直光学系统13a〜13c之后的彼此具有不同的波长的激光L向光扩散元件14引导。[0119]在本实施方式中，在比光扩散元件14靠前级的位置对来自多个激光光源11a〜11c的激光L进行合成。然后，通过控制器22,与光扫描装置21的扫描控制联动而对激光L从各激光光源的发光时机进行控制。[0120][第四实施方式][0121]图11是示出本发明的第四实施方式的照明装置1的概略结构的概念图。在本实施方式中，对与上述的第三实施方式相同或类似的元素标注相同的标号，省略其详细的说明。另外，为了易于图示和理解，在图11中省略了激光光源lla、llb、llc〜光扫描装置21中的激光L的图示。[0122]在本实施方式中，光束扩展器12和准直光学系统13各自仅设置有一个，光学引导单元50设置于比光束扩展器12靠前级的位置。第一光学引导体51设置于第一激光光源11a与光束扩展器12之间。第二光学引导体52配置在将分别来自第二激光光源lib和第三激光光源11c的激光L向第一光学引导体51引导的位置。第一光学引导体51和第二光学引导体52在比光束扩展器12靠前级的位置对来自多个激光光源11a〜11c的激光L进行合成。所合成的激光L从第一光学引导体51朝向光束扩展器12射出。[0123]这样，光学引导单元50将来自多个激光光源11a〜11c的彼此具有不同的波长的激光L朝向光束扩展器12和准直光学系统13射出而引导到光扩散元件14。准直光学系统13对来自多个激光光源11a〜11c的彼此具有不同的波长的激光L进行平行化。然后，通过控制器22，与光扫描装置21的扫描控制联动而对激光L从各激光光源的发光时机进行控制。[0124][第五实施方式][0125]图12是示出本发明的第五实施方式的照明装置1的概略结构的概念图。在本实施方式中，对与上述的第一实施方式相同或类似的元素标注相同的标号，省略其详细的说明。另外，为了易于图示和理解，在图12中仅对从激光光源11到准直光学系统13的激光L进行图示，省略其他部位的激光L的图示。[0126]在本实施方式中，省略了中继光学系统1S，光扩散元件14设置于光扫描装置21与照明区域40之间。光扫描装置21改变从激光光源11经由光束扩展器12和准直光学系统I3行进的激光L的行进方向，光扩散元件14对来自光扫描装置21的激光L进行扩散。[0127]来自激光光源11的激光L在光束径被光束扩展器I2和准直光学系统13放大并被调节成平行光之后，照射到光扫描装置21。然后，光扫描装置21使通过光扩散元件H后的激光L在照明区域40内扫描，将激光L向构成照明区域40的一部分区域的元素照明区域41引导。[0128][第六实施方式][0129]图13是示出本发明的第六实施方式的照明装置1的概略结构的概念图。在本实施方式中，对与上述的第五实施方式相同或类似的元素标注相同的标号，省略其详细的说明。另外，为了易于图示和理解，在图13中仅对从激光光源11到准直光学系统13的激光L进行图示，省略其他部位的激光L的图示。[0130]在本实施方式中，从激光光源11射出并且被光扫描装置21改变了行进方向的激光L包含彼此具有不同的波长的多种光成分。在光扫描装置21与光扩散元件14之间设置有分光单元60。来自光扫描装置21的激光L经由分光单元60入射到光扩散元件14。分光单元60对从光扫描装置21入射到分光单元60的激光L进行分光，将该激光L分离成彼此具有不同的波长的多个光成分，并且将该多个光成分朝向光扩散元件14射出。[0131]图13所示的分光单元60包含第一分光引导体61和第二分光引导体62。第一分光引导体61具有如下的分色镜:使第一波段的光成分透射而将该第一波段的光成分向光扩散元件14引导，并且对其他波段的光成分进行反射。第二分光引导体62将被第一分光引导体61的分色镜反射后的其他波段的光成分向光扩散元件14引导。被第一分光引导体61和第二分光引导体62引导的波长不同的光成分被引导至光扩散元件14中的不同的部位，例如入射到由全息图构成的所对应的光扩散元件14。然后，各光成分被所对应的光扩散元件14扩散而对照明区域40中的期望的元素照明区域41进行照明。[0132]例如在红色波段的光成分、绿色波段的光成分以及蓝色波段的光成分包含于来自激光光源11的激光L中的情况下，入射到分光单元60的激光L被分离成各波段的光成分。而且，红色波段的光成分被分光单元60引导，从而入射到对红色波段的光成分而言最优的光扩散元件14。同样地，绿色波段的光成分和蓝色波段的光成分也被分光单元60引导，从而入射到对它们各自而言最优的光扩散元件14。另外，在本实施方式中也是，通过控制器22,与光扫描装置21的扫描控制联动而对激光L从各激光光源的发光时机进行控制。[0133][0134]本发明不限于上述的实施方式和变形例，也可以施加其他变形。[0135]例如，可以省略光束扩展器12、准直光学系统13以及中继光学系统18中的一个或两个以上的元素，对于不包含图1所示的元素的一部分在内的照明装置1，也能够有效地应用本发明。例如，在不设置中继光学系统18的情况下，也可以是，将光扫描装置21的照射面部19配置于光扩散元件14的附近、例如与光扩散元件14相距光扩散元件14的焦距的位置或该位置的附近位置，利用激光L对照明区域40进行照明。而且，除了中继光学系统18之外，也可以在光扫描装置21的上游侧、即激光光源侧追加聚光透镜。并且，也可以在光扫描装置21的下游侧、即与激光光源侧相反的一侧设置聚光透镜。[0136]另外，上述的照明装置1的应用对象没有特别限定，例如照明装置丨可以搭载于车辆、飞机等飞行物体、火车、船、潜水物体等交通工具和其他移动体，照明装置1也可以设置于特定的场所。[0137]本发明的方式不限于上述的各个实施方式，也包含本领域技术人员能够想到的各种变形，本发明的效果也不限于上述的内容。即，能够在不脱离根据权利要求书所规定的内容及其等同物而得出的本发明的概念性的思想和主旨的范围内进行各种追加、变更以及部分删除。[0138]标号说明[0139]1:照明装置；11:激光光源；12:光束扩展器；13:准直光学系统；14:光扩散元件；15:单位扩散元素；16:第一中继透镜；17:第二中继透镜；18:中继光学系统；19:照射面部；20:扫描驱动部;21:光扫描装置;22:控制器;25:发光时机控制部;26:光扫描控制部;31:假想微透镜阵列；40:照明区域;41:元素照明区域;45:折返镜;48:光纤;50:光学引导单元；51:第一光学引导体;52:第二光学引导体;60:分光单元;61:第一分光引导体;62:第二分光引导体;L:激光。

权利要求：I.一种照明装置，其具有：相干光源，其发出相干光；光扩散元件，其对来自所述相干光源的所述相干光进行扩散；以及光扫描装置，其使来自所述光扩散元件的所述相干光在照明区域内进行扫描，将所述相干光向构成所述照明区域的一部分区域的元素照明区域引导。2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述照明装置具有控制器，该控制器对所述相干光朝向所述光扩散元件的入射时机、或所述照明区域的照明时机进行控制。3.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述照明装置具有时机控制部，该时机控制部根据所述光扫描装置进行的所述相千光的扫描而对所述相干光的发光时机进行控制。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的照明装置，其中，所述光扫描装置具有：照射面部，其被来自所述光扩散元件的所述相干光照射，改变该相干光的光路;以及扫描驱动部，其调节所述照射面部的配置，所述光扩散元件对所述相干光的扩散角度小于以所述照射面部为基准的所述元素照明区域的角度。5.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述光扩散元件对所述相干光的扩散角度大于0.05°并且小于2°。6.根据权利要求5所述的照明装置，其中，以所述光扫描装置的所述照射面部为基准的所述元素照明区域的角度大于0.1°并且小于5°。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的照明装置，其中，所述光扫描装置配置在基于来自所述光扩散元件的所述相干光的成像位置的位置。8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的照明装置，其中，所述光扩散元件是全息图。9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的照明装置，其中，所述光扩散元件是微透镜阵列。10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的照明装置，其中，所述照明装置还具有中继光学系统，该中继光学系统配置于所述光扩散元件与所述光扫描装置之间，来自所述光扩散元件的所述相干光经由所述中继光学系统被引导至所述光扫描装置。II.根据权利要求1至10中的任意一项所述的照明装置，其中，所述照明装置还具有光束扩展器，该光束扩展器配置于所述相干光源与所述光扩散元件之间，对来自所述相干光源的所述相干光的直径进行放大。12.根据权利要求11所述的照明装置，其中，所述照明装置还具有准直光学系统，该准直光学系统配置于所述光束扩展器与所述光扩散元件之间，对来自所述光束扩展器的所述相千光进行平行化。13.根据权利要求8所述的照明装置，其中，设置有多个所述相干光源，这多个所述相干光源发出彼此具有不同的波长的相干光，设置有多个所述光扩散元件，该多个所述光扩散元件被设置成与所述多个相干光源分别对应，对来自所对应的所述相千光源的所述相干光进行扩散，所述照明装置还具有光学引导单元，该光学引导单元将来自所述多个光扩散元件的彼此具有不同的波长的相干光向所述光扫描装置引导。14.根据权利要求13所述的照明装置，其中，所述光学引导单元包含：第一光学引导体，其设置于所述光扫描装置与所述多个光扩散元件中的一个光扩散元件之间；以及第二光学引导体，其将来自所述多个光扩散元件中的其他光扩散元件的所述相干光向所述第一光学引导体引导，所述第一光学引导体将来自所述一个光扩散元件的所述相干光和来自所述其他光扩散元件的所述相干光向所述光扫描装置引导。15.根据权利要求9所述的照明装置，其中，设置有多个所述相干光源，这多个所述相干光源发出彼此具有不同的波长的所述相干光，所述照明装置还具有光学引导单元，该光学引导单元将来自所述多个相干光源的彼此具有不同的波长的所述相干光向所述光扩散元件引导。16.根据权利要求15所述的照明装置，其中，所述光学引导单元包含：第一光学引导体，其设置于所述光扩散元件与所述多个相干光源中的一个相干光源之间；以及第二光学引导体，其将来自所述多个相干光源中的其他相千光源的所述相干光向所述第一光学引导体引导，所述第一光学引导体将来自所述一个相干光源的所述相千光和来自所述其他相干光源的所述相千光向所述光扩散元件引导。17.根据权利要求15或16所述的照明装置，其中，所述照明装置还具有多个准直光学系统，该多个准直光学系统被设置成与所述多个相干光源分别对应，对来自所对应的所述相干光源的所述相干光进行平行化，所述光学引导单元将从所述多个相干光源发出而通过所述多个准直光学系统后的彼此具有不同的波长的所述相干光向所述光扩散元件引导。18.根据权利要求15或16所述的照明装置，其中，所述照明装置还具有准直光学系统，该准直光学系统对彼此具有不同的波长的所述相干光进行平行化，所述光学引导单元将来自所述多个相干光源的彼此具有不同的波长的所述相干光朝向所述准直光学系统射出，将所述相干光向所述光扩散元件引导。19.根据权利要求18所述的照明装置，其中，所述照明装置还具有光束扩展器，该光束扩展器对所述相干光的直径进行放大，所述光学引导单元将来自所述多个相干光源的彼此具有不同的波长的所述相干光经由所述光束扩展器和所述准直光学系统向所述光扩散元件引导。20.—种照明装置，其具有：相千光源，其发出相干光；光扫描装置，其改变来自所述相干光源的所述相干光的行进方向；以及光扩散元件，其对来自所述光扫描装置的所述相干光进行扩散，所述光扫描装置使通过所述光扩散元件后的所述相干光在照明区域内进行扫描，将所述相干光向构成所述照明区域的一部分区域的元素照明区域引导。21.根据权利要求20所述的照明装置，其中，被所述光扫描装置改变了行进方向的所述相干光包含彼此具有不同的波长的光成分，在所述光扫描装置与所述光扩散元件之间设置有分光单元，来自所述光扫描装置的所述相干光经由所述分光单元入射到所述光扩散元件，所述分光单元对来自所述光扫描装置的所述相干光进行分光而分离成彼此具有不同的波长的多个光成分，并且将该多个光成分朝向所述光扩散元件射出。22.根据权利要求21所述的照明装置，其中，所述分光单元包含：第一分光引导体，其使第一波段的光成分透射而将该第一波段的光成分向所述光扩散元件引导，并且对其他波段的光成分进行反射;以及第二分光引导体，其将被所述第一分光引导体反射的所述其他波段的光成分向所述光扩散元件引导。

百度查询： 大日本印刷株式会社 照明装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD