本發(fā)明涉及使用相干光來照明規(guī)定的照明范圍的照明裝置。

背景技術(shù)：

激光光源由于壽命比高壓水銀燈等長、能夠使光學(xué)系統(tǒng)小型化而且功耗小，因而使用了激光光源的照明裝置和投影裝置得到普及。

激光光源具有產(chǎn)生光斑的問題，在專利文獻(xiàn)1中公開了如下的技術(shù)：使激光的行進(jìn)方向周期性地變化，使入射到被照明區(qū)域的各個點的激光的入射角度隨時間而變化，由此使光斑不顯眼。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開2012/033174號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

為了使被激光照明的被照明區(qū)域的發(fā)光顏色變化，可以使發(fā)光波段不同的多個激光重疊，或者向熒光體照射特定的發(fā)光波段的激光而進(jìn)行波長變換。

但是，以往的照明裝置只能將被各激光照明的整個區(qū)域作為對象來切換發(fā)光顏色。因此，為了點狀地改變顏色，只能設(shè)置光束直徑較小的單獨的激光光源，導(dǎo)致照明裝置的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。

本發(fā)明要解決的問題在于，提供一種照明裝置，該照明裝置能夠任意變更照明范圍內(nèi)的任意區(qū)域的照明方式而不會使光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方式提供照明裝置，該照明裝置具有：

相干光源，其發(fā)出多個相干光；

光學(xué)元件，其使所述多個相干光擴(kuò)散而對規(guī)定的照明范圍進(jìn)行照明；以及

定時控制部，其獨立控制所述多個相干光向所述光學(xué)元件入射的入射定時或者所述照明范圍的照明定時，

所述光學(xué)元件具有與所述多個相干光中的各相干光對應(yīng)設(shè)置的讓對應(yīng)的相干光入射的多個擴(kuò)散區(qū)域，

所述多個擴(kuò)散區(qū)域中的各個擴(kuò)散區(qū)域能夠通過所入射的相干光的擴(kuò)散來對所述照明范圍進(jìn)行照明，

所述多個擴(kuò)散區(qū)域中的各個擴(kuò)散區(qū)域具有多個元素擴(kuò)散區(qū)域，

所述多個元素擴(kuò)散區(qū)域中的各個元素擴(kuò)散區(qū)域通過所入射的相干光的擴(kuò)散來對所述照明范圍內(nèi)的部分區(qū)域進(jìn)行照明，

被所述多個元素擴(kuò)散區(qū)域中的各個元素擴(kuò)散區(qū)域照明的所述部分區(qū)域的至少一部分各不相同。

也可以是，在所述相干光源發(fā)出的所述多個相干光的發(fā)光波段各不相同。

也可以是，所述照明裝置具有掃描部，該掃描部使由所述相干光源發(fā)出的所述多個相干光在所述光學(xué)元件上進(jìn)行掃描。

也可以是，所述掃描部具有光掃描部件，該光掃描部件使由所述相干光源發(fā)出的所述多個相干光的行進(jìn)方向周期性地變化。

也可以是，所述光掃描部件使來自所述相干光源的所述多個相干光在所述光學(xué)元件的入射面上周期性地進(jìn)行掃描，

也可以是，所述定時控制部與由所述光掃描部件實現(xiàn)的所述多個相干光的掃描定時同步地，獨立控制所述多個相干光向所述光學(xué)元件入射的入射定時或者所述照明范圍的照明定時。

也可以是，所述定時控制部與由所述光掃描部件實現(xiàn)的所述多個相干光的掃描定時同步地，獨立控制所述多個相干光向所述光學(xué)元件入射的入射定時或者所述照明范圍的照明定時，使得所述照明范圍的照明方式周期性或者一時性變化。

也可以是，所述定時控制部獨立控制所述多個相干光向所述光學(xué)元件入射的入射定時或者所述照明范圍的照明定時，使得所述照明范圍內(nèi)的所選擇的任意區(qū)域和所述照明范圍內(nèi)的其它區(qū)域成為彼此不同的照明方式。

也可以是，所述定時控制部獨立控制所述多個相干光向所述光學(xué)元件入射的入射定時或者所述照明范圍的照明定時，使得所述照明范圍內(nèi)的所選擇的任意區(qū)域被以與所述照明范圍內(nèi)的其它區(qū)域不同的顏色進(jìn)行照明。

也可以是，所述定時控制部獨立控制所述多個相干光向所述光學(xué)元件入射的入射定時或者所述照明范圍的照明定時，使得在所述照明范圍中只有所述照明范圍內(nèi)的被選擇的任意區(qū)域不被照明。

也可以是，具有檢測位于所述照明范圍內(nèi)的對象物的對象物檢測部，

所述定時控制部獨立控制所述多個相干光向所述光學(xué)元件入射的入射定時或者所述照明范圍的照明定時，使得由所述對象物檢測部檢測出的對象物的區(qū)域和所述照明范圍內(nèi)的其它區(qū)域成為彼此不同的照明方式。

也可以是，具有檢測位于所述照明范圍內(nèi)的對象物的對象物檢測部，

所述定時控制部獨立控制所述多個相干光向所述光學(xué)元件入射的入射定時或者所述照明范圍的照明定時，使得由所述對象物檢測部檢測出的對象物及其周邊區(qū)域的至少一方的照明方式與所述照明范圍內(nèi)的其它區(qū)域的照明方式不同。

也可以是，所述定時控制部獨立控制所述相干光源發(fā)出的所述多個相干光的發(fā)光定時。

所述光學(xué)元件可以是全息記錄介質(zhì)，

所述多個元素擴(kuò)散區(qū)域中的各個元素擴(kuò)散區(qū)域可以是形成有各不相同的干涉條紋圖案的元素全息區(qū)域。

所述光學(xué)元件可以是具有多個透鏡陣列的透鏡陣列組，

所述多個元素擴(kuò)散區(qū)域中的各個元素擴(kuò)散區(qū)域可以具有所述透鏡陣列。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可提供能夠任意變更照明范圍內(nèi)的任意區(qū)域的照明方式的照明裝置而不會使光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的一實施方式的照明裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是說明光掃描部件的圖。

圖3是示出在光學(xué)元件擴(kuò)散的激光入射到被照明區(qū)域的狀態(tài)的圖。

圖4是示出使被照明區(qū)域內(nèi)的中央部的照明顏色與被照明區(qū)域的其它部分的照明顏色不同的例子的圖。

圖5是示出僅將被照明區(qū)域內(nèi)的中央部設(shè)為非照明的例子的圖。

圖6是將3個全息區(qū)域沿著全息記錄介質(zhì)的入射面相鄰配置的圖。

圖7是將3個全息區(qū)域沿著層疊方向配置的圖。

圖8是示出本發(fā)明的第2實施方式的照明裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖9的(a)和(b)是示出由圖8的照明裝置照明的照明范圍的圖。

圖10的(a)和(b)是示出被投影在被照明區(qū)域中的對象物的像的位置移動的例子的圖。

具體實施方式

下面，參照附圖說明本發(fā)明的一實施方式。另外，在本說明書附帶的附圖中，為了便于容易理解附圖，適當(dāng)將縮尺及縱橫的尺寸比等相對于實際物品的這些尺寸進(jìn)行了變更及夸大。

另外，關(guān)于在本說明書中使用的形狀和幾何學(xué)條件以及確定它們的程度的例如“平行”、“垂直”、“相同”等用語、長度和角度的值等，不是嚴(yán)格意義上的限制，包括能夠期待相同功能的程度的范圍來解釋。

(第1實施方式)

圖1是示出本發(fā)明的第1實施方式的照明裝置1的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖1的照明裝置1具有照射裝置2和光學(xué)元件3。照射裝置2具有激光光源4、定時控制部5、掃描部6。

激光光源4具有發(fā)出多個相干光即激光的多個光源部7。這些多個光源部7可以獨立設(shè)置，也可以是在共同的基板上排列配置有多個光源部7的光源模塊。下面，以多個相干光的發(fā)光波段各不相同的例子為主進(jìn)行說明，但多個相干光的發(fā)光波段也可以相同。為了使多個相干光的發(fā)光波段各不相同，本實施方式的激光光源4可以具有發(fā)光波段各不相同的至少兩個光源部7，發(fā)光波段的類型只要在兩種以上即可。另外，為了提高發(fā)光強(qiáng)度，也可以按照各個發(fā)光波段分別設(shè)置多個光源部7。

例如，在激光光源4具有紅色的發(fā)光波段的光源部7r、綠色的發(fā)光波段的光源部7g、藍(lán)色的發(fā)光波段的光源部7b的情況下，通過使這些光源部7發(fā)出的三種激光重疊，能夠生成白色的照明光。

定時控制部5對多個相干光向光學(xué)元件3入射的入射定時或者照明范圍(被照明區(qū)域)10的照明定時進(jìn)行獨立控制。在更具體的一個例子中，定時控制部5與由掃描部6實現(xiàn)的多個激光的掃描定時同步地，對發(fā)光波段各不相同的多個激光的發(fā)光定時進(jìn)行獨立控制。即，在與發(fā)光波段各不相同的多個激光對應(yīng)地設(shè)有多個光源部7的情況下，定時控制部5對各光源部7控制從多個光源部7發(fā)出激光的發(fā)光定時。如上所述，在激光光源4能夠發(fā)出紅綠藍(lán)這三種激光的情況下，通過控制各激光的發(fā)光定時，能夠生成將紅綠藍(lán)中的任意一種以上的顏色混合而成的顏色的照明光。

定時控制部5可以控制來自激光光源4的發(fā)光定時，也可以控制入射到光學(xué)元件3的激光的入射定時，或者還可以控制在光學(xué)元件3擴(kuò)散的激光對照明范圍進(jìn)行照明的照明定時。下面，以定時控制部5控制來自激光光源4的發(fā)光定時的例子為主進(jìn)行說明。

定時控制部5可以控制是否從各個光源部7發(fā)出激光，即控制發(fā)光的起動(on)/停止(off)，也可以切換是否將從各個光源部7發(fā)出的激光引導(dǎo)到掃描部6的入射面。在后者的情況下，可以在各個光源部7和掃描部6之間設(shè)置未圖示的光閘板部，利用該光閘板部切換激光的通過/切斷。

掃描部6使得由光源部7發(fā)出的多個激光在光學(xué)元件3上進(jìn)行掃描。掃描部6可以使光源部7移動而使各激光在光學(xué)元件3上進(jìn)行掃描，也可以使光學(xué)元件3移動而使各激光在光學(xué)元件3上進(jìn)行掃描，還可以設(shè)置使來自光源部7的激光的行進(jìn)方向變化的光掃描部件6a，使各激光在光學(xué)元件3上進(jìn)行掃描。下面，以掃描部6具有光掃描部件6a的例子為主進(jìn)行說明。定時控制部5與由光掃描部件6a實現(xiàn)的多個激光的掃描定時同步地，獨立控制各激光的發(fā)光定時、向光學(xué)元件3入射的入射定時或者照明范圍的照明定時，使得照明范圍的照明方式周期性或者一時性地變化。

光掃描部件6a使來自激光光源4的激光的行進(jìn)方向隨時間而變化，使激光的行進(jìn)方向不固定。其結(jié)果是，使得光掃描部件6a射出的激光在光學(xué)元件3的入射面上進(jìn)行掃描。

光掃描部件6a例如如圖2所示那樣具有能夠圍繞沿彼此相交的方向延伸的兩個旋轉(zhuǎn)軸11、12旋轉(zhuǎn)的反射裝置13。入射到該反射裝置13的反射面13a上的來自激光光源4的激光，以與反射面13a的傾斜角度對應(yīng)的角度反射而沿光學(xué)元件3的入射面3a的方向行進(jìn)。通過使反射裝置13圍繞兩個旋轉(zhuǎn)軸11、12旋轉(zhuǎn)，激光在光學(xué)元件3的入射面3a上進(jìn)行二維掃描。反射裝置13例如以固定的周期重復(fù)圍繞兩個旋轉(zhuǎn)軸11、12旋轉(zhuǎn)的動作，因此激光與該周期同步地在光學(xué)元件3的入射面3a上重復(fù)進(jìn)行二維掃描。

在本實施方式中假定只設(shè)置一個光掃描部件6a，由激光光源4發(fā)出的多個激光都入射到共同的光掃描部件6a，通過該光掃描部件6a使行進(jìn)方向隨時間而變化，并在光學(xué)元件3上進(jìn)行掃描。

光學(xué)元件3具有供多個激光入射的入射面3a，使入射到該入射面3a的多個激光擴(kuò)散來照明規(guī)定的照明范圍。更具體地講，在光學(xué)元件3被擴(kuò)散的多個激光在通過被照明區(qū)域10后對作為實際的照明范圍20的照明范圍進(jìn)行照明。

其中，被照明區(qū)域10是通過光學(xué)元件3內(nèi)的各擴(kuò)散區(qū)域14而被重疊照明的近場的被照明區(qū)域。遠(yuǎn)場的照明范圍相比于實際的被照明區(qū)域的尺寸，往往表現(xiàn)為角度空間中的擴(kuò)散角度分布。本說明書中的“被照明區(qū)域”這一用語既包括實際的被照射面積(照明范圍)，也包括角度空間中的擴(kuò)散角度范圍。因此，被圖1的照明裝置1所照明的照明范圍可能是遠(yuǎn)大于圖1所示的近場的被照明區(qū)域10的區(qū)域。

圖3是示出在光學(xué)元件3擴(kuò)散的激光入射到被照明區(qū)域10的狀態(tài)的圖。光學(xué)元件3具有與多個激光對應(yīng)的多個擴(kuò)散區(qū)域14。所對應(yīng)的激光入射到各個擴(kuò)散區(qū)域14。各個擴(kuò)散區(qū)域14使所入射的激光擴(kuò)散，并整體上對被照明區(qū)域10的整個區(qū)域進(jìn)行照明。各個擴(kuò)散區(qū)域14具有多個元素擴(kuò)散區(qū)域15。各個元素擴(kuò)散區(qū)域15使所入射的激光擴(kuò)散而對被照明區(qū)域10內(nèi)的部分區(qū)域進(jìn)行照明。部分區(qū)域中的至少一部分根據(jù)每個元素擴(kuò)散區(qū)域15而不同。

光學(xué)元件3使用例如全息記錄介質(zhì)16來構(gòu)成。例如圖3所示，全息記錄介質(zhì)16具有多個全息區(qū)域17。各個全息區(qū)域17分別與發(fā)光波段各不相同的多個激光中的每個激光對應(yīng)地設(shè)置。各個全息區(qū)域17具有供對應(yīng)的激光入射的入射面17a。入射到各個全息區(qū)域17的入射面17a而擴(kuò)散的激光都對被照明區(qū)域10進(jìn)行照明。例如，在全息記錄介質(zhì)16具有3個全息區(qū)域17的情況下，在各個全息區(qū)域17擴(kuò)散的激光對被照明區(qū)域10的整個區(qū)域進(jìn)行照明。

在圖3中示出了與以紅色、藍(lán)色或者綠色發(fā)光的三種激光對應(yīng)地設(shè)置3個全息區(qū)域17的例子，但本實施方式的全息記錄介質(zhì)16只要與發(fā)光波段不同的兩個以上的激光對應(yīng)地具有兩個以上的全息區(qū)域17即可。如圖3所示，在全息記錄介質(zhì)16具有與以紅色、藍(lán)色或者綠色發(fā)光的三種激光對應(yīng)的3個全息區(qū)域17的情況下，各個全息區(qū)域17對被照明區(qū)域10的整個區(qū)域進(jìn)行照明，因而在發(fā)出三種激光的情況下，被照明區(qū)域10被以白色照明。

全息記錄介質(zhì)16中的各個全息區(qū)域17的尺寸即面積不一定需要相同。即使各個全息區(qū)域17的尺寸不同，通過對各個全息區(qū)域17調(diào)整在各個全息區(qū)域17的入射面17a形成的干涉條紋，各個全息區(qū)域17能夠?qū)餐谋徽彰鲄^(qū)域10進(jìn)行照明。

多個全息區(qū)域17中的各個全息區(qū)域17具有多個元素全息區(qū)域18。多個元素全息區(qū)域18中的各個元素全息區(qū)域18通過使所入射的激光擴(kuò)散來對被照明區(qū)域10內(nèi)的部分區(qū)域19進(jìn)行照明。各個元素全息區(qū)域18所照明的部分區(qū)域19中的至少一部分根據(jù)每個元素全息區(qū)域18而不同。即，不同的元素全息區(qū)域18所照明的部分區(qū)域19彼此至少一部分不同。

在各個元素全息區(qū)域18的入射面17a形成有干涉條紋圖案。因此，入射到各個元素全息區(qū)域18的入射面17a的激光通過入射面17a上的干涉條紋圖案而衍射，對被照明區(qū)域10上對應(yīng)的部分區(qū)域19進(jìn)行照明。通過對干涉條紋圖案進(jìn)行各種調(diào)整，能夠改變在各個元素全息區(qū)域18衍射即擴(kuò)散的激光的行進(jìn)方向。

這樣，入射到各個元素全息區(qū)域18內(nèi)的各個點的激光對對應(yīng)的部分區(qū)域19進(jìn)行照明。并且，光掃描部件6a使入射到各個元素全息區(qū)域18的激光的入射位置及入射角度隨著時間而變化。入射到一個元素全息區(qū)域18內(nèi)的激光無論入射到該元素全息區(qū)域18內(nèi)的哪個位置，都能夠?qū)餐牟糠謪^(qū)域19進(jìn)行照明。即，這意味著入射到部分區(qū)域19的各個點的激光的入射角度隨著時間而變化。該入射角度的變化速度是人的眼睛不能分辨的，其結(jié)果是，人的眼睛重復(fù)觀察到不相關(guān)的相干光的散射圖案。因此，與各個散射圖案對應(yīng)生成的光斑重疊而被平均化，被觀察者觀察到。由此，在被照明區(qū)域10中光斑變得不顯眼。并且，來自光掃描部件6a的激光依次掃描全息記錄介質(zhì)16上的各個元素全息區(qū)域18，因而在各個元素全息區(qū)域18內(nèi)的各個點衍射的激光具有各不相同的波面，通過將這些激光單獨重疊在被照明區(qū)域10上，能夠在被照明區(qū)域10中得到光斑不顯眼的均勻的照度分布。

在圖3中示出了各個元素全息區(qū)域18對被照明區(qū)域10內(nèi)各不相同的部分區(qū)域19進(jìn)行照明的例子，但是部分區(qū)域19的一部分也可以與相鄰的部分區(qū)域19重疊。并且，部分區(qū)域19的尺寸可以根據(jù)每個元素全息區(qū)域18而不同。另外，不需要按照元素全息區(qū)域18的排列順序在被照明區(qū)域10內(nèi)排列對應(yīng)的部分區(qū)域19。即，全息區(qū)域17內(nèi)的元素全息區(qū)域18的排列順序和被照明區(qū)域10內(nèi)對應(yīng)的部分區(qū)域19的排列順序不一定需要一致。

本實施方式的照明裝置1能夠根據(jù)需要進(jìn)行如下的照明控制：改變由通過被照明區(qū)域10的激光照明的照明范圍內(nèi)的一部分的照明顏色，使得僅照明范圍內(nèi)的一部分不被照明。

圖4及圖5示出使被照明區(qū)域10內(nèi)的中央部10a的照明方式與被照明區(qū)域10內(nèi)的其它部分的照明方式不同的例子的圖。在這種情況下，即使是在由通過被照明區(qū)域10的激光照明的照明范圍中，也使其中央部的照明方式與中央部以外的照明方式不同來進(jìn)行照明。

在圖4的例子中，全息記錄介質(zhì)16具有與以紅色、綠色或者藍(lán)色發(fā)光的三種激光對應(yīng)的3個全息區(qū)域17，在紅色用的全息區(qū)域17中，利用對應(yīng)的激光掃描其整個區(qū)域，在綠色用和藍(lán)色用的全息區(qū)域17中，除了其一部分以外，利用對應(yīng)的激光進(jìn)行掃描。在圖4中，在各個全息區(qū)域17中，以空白的方式圖示出對應(yīng)的激光不掃描的部分。這些空白部分相當(dāng)于被照明區(qū)域10內(nèi)的中央部10a。紅色的激光掃描對應(yīng)的全息區(qū)域17的整個區(qū)域，因而對被照明區(qū)域10的整個區(qū)域進(jìn)行照明。綠色和藍(lán)色的激光掃描對應(yīng)的全息區(qū)域17中除空白部分以外的區(qū)域，因而對被照明區(qū)域10中的中央部10a以外的區(qū)域進(jìn)行照明。其結(jié)果是，被照明區(qū)域10中的中央部10a被以紅色照明，中央部10a以外的被照明區(qū)域10通過將紅綠藍(lán)的照明光混合而被以白色照明。

另一方面，在圖5中，在3個全息區(qū)域17中都是激光掃描被照明區(qū)域10內(nèi)與中央部10a對應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域。因此，被照明區(qū)域10中的中央部10a成為不被任何顏色的光照明的非照明區(qū)域。

定時控制部5獨立控制三個激光的發(fā)光定時，因而通過任意調(diào)整三個激光的發(fā)光定時，能夠以任意顏色對被照明區(qū)域10內(nèi)的任意部位進(jìn)行照明。如果任意調(diào)整被照明區(qū)域10內(nèi)部的照明方式，則能夠?qū)?yīng)于該照明方式，以任意的照明方式對由通過被照明區(qū)域10的激光照明的實際的照明范圍內(nèi)的任意的部分區(qū)域進(jìn)行照明。

如上所述，三個激光的顏色可以相同。即使是三個激光的顏色相同時，也能夠根據(jù)本實施方式任意變更規(guī)定的照明范圍(被照明區(qū)域)10內(nèi)的任意的部分區(qū)域10a的照明方式。

全息記錄介質(zhì)16例如能夠使用來自實物的散射板的散射光作為物體光進(jìn)行制作。更具體地講，在向作為全息記錄介質(zhì)16的母體的全息感光材料照射由相互具有干涉性的相干光構(gòu)成的參照光和物體光時，在全息感光材料形成因這些光的干涉而形成的干涉條紋來制作全息記錄介質(zhì)16。使用作為相干光的激光來作為參照光，使用例如能夠低成本獲取的各向同性散射板的散射光來作為物體光。

通過從在制作全息記錄介質(zhì)16時使用的參照光的焦點位置朝向全息記錄介質(zhì)16照射激光，在成為制作全息記錄介質(zhì)16時使用的物體光的來源的散射板的配置位置生成散射板的再生像。如果成為制作全息記錄介質(zhì)16時使用的物體光的來源的散射板形成均勻的面散射，則通過全息記錄介質(zhì)16得到的散射板的再生像也成為均勻的面照明，生成有該散射板的再生像的區(qū)域成為被照明區(qū)域10。

在本實施方式中能夠使用光學(xué)元件3進(jìn)行諸如改變照明范圍內(nèi)的一部分的照明顏色、或使照明范圍內(nèi)僅一部分不被照明的照明控制。為了使用全息記錄介質(zhì)16進(jìn)行這樣的照明控制，在各個元素全息區(qū)域18形成的干涉條紋圖案變復(fù)雜。這種復(fù)雜的干涉條紋圖案能夠使用計算機(jī)根據(jù)預(yù)定的再生照明光的波長和入射方向及應(yīng)該再生的像的形狀和位置等進(jìn)行設(shè)計，以代替使用現(xiàn)實的物體光和參照光形成。這樣得到的全息記錄介質(zhì)30也被稱為計算機(jī)合成全息(cgh：computergeneratedhologram)。并且，也可以通過計算機(jī)合成來形成各個元素全息區(qū)域18上的各點的擴(kuò)散角度特性相同的傅立葉變換全息。另外，也可以在被照明區(qū)域10的光軸后方側(cè)設(shè)置透鏡等光學(xué)部件，設(shè)定實際的照明范圍的尺寸及位置。

通過設(shè)置全息記錄介質(zhì)16作為光學(xué)元件3而獲得的優(yōu)點之一在于，能夠通過擴(kuò)散降低激光的光能密度，并且另一個優(yōu)點在于，全息記錄介質(zhì)16能夠用作指向性的面光源，因而與以往的燈光源(點光源)相比，能夠降低實現(xiàn)相同的照度分布所需要的光源面上的亮度。因此，能夠有助于激光的安全性提高，即使人的眼睛直視通過被照明區(qū)域10的激光，對人的眼睛產(chǎn)生不良影響的可能性也小于直視單一點光源的情況。

在圖1～圖5所示的例子中，將紅色、綠色及藍(lán)色用的全息區(qū)域17如圖6所示沿著各個全息區(qū)域17的入射面而相鄰配置。在圖6中，紅色用的全息區(qū)域用標(biāo)號17r表示，綠色用的全息區(qū)域用標(biāo)號17g表示，藍(lán)色用的全息區(qū)域用標(biāo)號17b表示。

除了這樣將3個全息區(qū)域17沿著入射面相鄰配置以外，也可以如圖7所示，使用沿著層疊方向配置各個全息區(qū)域17的全息記錄介質(zhì)16。在這種情況下，各個全息區(qū)域17的干涉條紋圖案形成于各個全息區(qū)域17的層。優(yōu)選盡可能提高各個全息區(qū)域17的可見光透射率，以便使激光盡可能沒有損失地到達(dá)從來自光掃描部件6a的激光所入射的全息記錄介質(zhì)16的表面到位于里側(cè)的全息區(qū)域17為止的區(qū)域中。并且，當(dāng)在沿層疊方向重疊的位置形成干涉條紋圖案時，激光不易從表面到達(dá)里側(cè)的層上，因而優(yōu)選如圖5所示沿層疊方向錯開地在各層形成干涉條紋圖案。

在圖1中示出了來自光掃描部件6a的激光在光學(xué)元件3透射并擴(kuò)散的例子，但光學(xué)元件3也可以使激光擴(kuò)散并反射。例如，在使用全息記錄介質(zhì)16作為光學(xué)元件3的情況下，全息記錄介質(zhì)16既可以是反射型也可以是透射型。通常，反射型的全息記錄介質(zhì)16(以下稱為反射型全息)的波長選擇性高于透射型的全息記錄介質(zhì)16(以下稱為透射型全息)。即，反射型全息在使與不同的波長對應(yīng)的干涉條紋層疊時，也能夠僅在期望的層使期望的波長的相干光衍射。并且，從容易去除0次光的影響的角度考慮，也是反射型全息優(yōu)異。另一方面，關(guān)于透射型全息，能夠進(jìn)行衍射的光斑較寬，激光光源4的允許度較寬，但使與不同的波長對應(yīng)的干涉條紋圖案層疊時，導(dǎo)致期望的波長的相干光也在期望的層以外的層中衍射。因此，通常透射型全息難以形成層疊構(gòu)造。

另外，作為全息記錄介質(zhì)16的具體方式，既可以是使用光聚合物的體積型全息記錄介質(zhì)16，也可以是利用含有銀鹽材料的感光介質(zhì)進(jìn)行記錄的類型的體積型全息記錄介質(zhì)16?；蛘?，也可以是起伏型(凸型)的全息記錄介質(zhì)16。

另外，光學(xué)元件3的具體方式不限于全息記錄介質(zhì)16，也可以是能夠在多個元素擴(kuò)散區(qū)域15進(jìn)行細(xì)致分割的各種擴(kuò)散部件。例如，可以使用將各個元素擴(kuò)散區(qū)域15分別作為一個透鏡陣列的透鏡陣列組構(gòu)成光學(xué)元件3。在這種情況下，對每個元素擴(kuò)散區(qū)域15設(shè)置透鏡陣列，將各個透鏡陣列的形狀設(shè)計成使各個透鏡陣列對被照明區(qū)域10內(nèi)的部分區(qū)域19進(jìn)行照明。并且，各個部分區(qū)域19的位置至少一部分不同。由此，與使用全息記錄介質(zhì)16構(gòu)成光學(xué)元件3的情況一樣，能夠使被照明區(qū)域10內(nèi)僅一部分的照明顏色變化，僅一部分不被照明。

在圖4及圖5中示出了使被照明區(qū)域10內(nèi)的一部分的照明停止，使一部分的照明顏色變化的例子，但也可以考慮除此以外的改變被照明區(qū)域10內(nèi)的一部分的照明方式的方法。例如，在激光光源4具有在相同的發(fā)光波段發(fā)光的多個光源部7的情況下，也可以使其中一部分的光源部7的發(fā)光停止，使被照明區(qū)域10內(nèi)的一部分的照明強(qiáng)度低于其周圍的照明強(qiáng)度。相反，也可以使被照明區(qū)域10內(nèi)的一部分的照明強(qiáng)度高于其周圍的照明強(qiáng)度。并且，也可以使被照明區(qū)域10內(nèi)的一部分閃爍照明?；蛘?，也可以使被照明區(qū)域10內(nèi)的一部分的顏色連續(xù)或者斷續(xù)地變化。

這樣，在第1實施方式中，設(shè)置具有與發(fā)光波段各不相同的多個激光對應(yīng)的多個擴(kuò)散區(qū)域14的光學(xué)元件3，各個擴(kuò)散區(qū)域14具有多個元素擴(kuò)散區(qū)域15，各個元素擴(kuò)散區(qū)域15對被照明區(qū)域10內(nèi)的部分區(qū)域19進(jìn)行照明，因此通過由定時控制部5控制是否向各個元素擴(kuò)散區(qū)域15照射激光，能夠使被照明區(qū)域10內(nèi)的任意區(qū)域的照明方式與被照明區(qū)域10內(nèi)的其它區(qū)域的照明方式不同。例如，能夠改變被照明區(qū)域10內(nèi)的任意區(qū)域的照明顏色，僅使任意的部分區(qū)域19不被照明。

另外，光掃描部件6a使激光在各個元素擴(kuò)散區(qū)域15內(nèi)進(jìn)行掃描，入射到各個元素擴(kuò)散區(qū)域15內(nèi)的各個點的激光對對應(yīng)的部分區(qū)域19的整個區(qū)域進(jìn)行照明，因而激光在被照明區(qū)域10內(nèi)的各個部分區(qū)域19的入射角度隨時間而變化，能夠使在被照明區(qū)域10的光斑不顯眼。

(第2實施方式)

下面說明的第2實施方式改變了位于被照明區(qū)域10內(nèi)的對象物的照明方式。

圖8是示出本發(fā)明的第2實施方式的照明裝置1的概略結(jié)構(gòu)的圖，圖9是示出由圖8的照明裝置1照明的照明范圍20的圖。圖8的照明裝置1在圖1的照明裝置1的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上還具有對象物檢測部21。對象物檢測部21檢測位于被光學(xué)元件3照明的照明范圍內(nèi)的對象物22。即，對象物檢測部21檢測位于被通過圖8的被照明區(qū)域10的激光照明的照明范圍20內(nèi)的對象物22。

對象物檢測部21可以是光學(xué)地檢測對象物22的傳感器。例如，可以從傳感器向被照明區(qū)域10照射紅外線，根據(jù)傳感器是否在規(guī)定時間以內(nèi)檢測出其反射光，檢測對象物22的有無和對象物22的位置及尺寸?；蛘?，也可以利用照相機(jī)拍攝被照明區(qū)域10的圖像，通過圖案匹配等的圖像識別來分析其攝影圖像，檢測對象物22的有無和對象物22的位置及尺寸。

在對象物檢測部21檢測出對象物22的情況下，定時控制部5根據(jù)對象物22的位置及尺寸控制多個光源部7的發(fā)光定時。更具體地講，定時控制部5使投影在被照明區(qū)域10內(nèi)的對象物22的像及其周邊區(qū)域的照明方式與被照明區(qū)域10內(nèi)的其它區(qū)域的照明方式不同。由此，當(dāng)通過被照明區(qū)域10的激光對實際的照明范圍20進(jìn)行照明時，能夠使對象物22及其周邊區(qū)域的照明方式與照明范圍20內(nèi)的其它區(qū)域的照明方式不同。

例如，也可以如圖9的(a)所示，定時控制部5進(jìn)行不對照明范圍20內(nèi)的對象物22進(jìn)行照明的發(fā)光控制。由此，在圖9的(a)的照明裝置1例如是交通工具的頭燈、對象物22是人的情況下，能夠使人不直接接觸照明光，使得照明范圍20內(nèi)的人不會暴露于頭燈中而感覺眩暈。

或者，也可以如圖9的(b)所示，定時控制部5進(jìn)行使以其它顏色對照明范圍20內(nèi)的對象物22進(jìn)行照明的發(fā)光控制。由此，在圖9的照明裝置1例如是交通工具的頭燈、對象物22是步行者和對向車輛等的情況下，能夠以紅色等醒目的顏色對對象物22進(jìn)行照明，對交通工具的駕駛員通知對象物22的存在，以喚起駕駛員的注意。

關(guān)于對象物22的照明方式，可以考慮除圖9的(a)的照明停止、圖9的(b)的采用不同顏色的照明以外的各種方法。例如，在激光光源4具有在相同的發(fā)光波段發(fā)光的多個光源部7的情況下，也可以使其中一部分的光源部7的發(fā)光停止，使對象物22的照明強(qiáng)度低于其周圍的照明強(qiáng)度?；蛘呦喾?，使對象物22的照明強(qiáng)度高于其周圍的照明強(qiáng)度。此外，也可以將對象物22的照明切換為閃爍照明而非連續(xù)照明。

這樣，在第2實施方式中，根據(jù)對象物檢測部21檢測出的對象物22的位置及尺寸，由定時控制部5控制多個光源部7的發(fā)光定時，因而能夠?qū)ο笪?2的照明方式改變?yōu)檎彰鞣秶?0內(nèi)的其它區(qū)域。由此，能夠提高對象物22的防眩暈性，并且容易明白地通知對象物22的存在。

(第3實施方式)

第3實施方式是追蹤照明范圍20內(nèi)的對象物22的方式。第3實施方式的結(jié)構(gòu)與圖8相同，通過對象物檢測部21檢測照明范圍20內(nèi)的對象物22。

定時控制部5控制激光光源4的各個光源部7的發(fā)光定時，使得照明范圍20內(nèi)的對象物22的周邊區(qū)域24的照明方式與照明范圍20內(nèi)的其它區(qū)域的照明方式不同。關(guān)于對象物22的周邊區(qū)域24的照明方式，可以利用與被照明區(qū)域10內(nèi)的周邊區(qū)域24以外的區(qū)域不同的顏色進(jìn)行照明，也可以僅對被照明區(qū)域10內(nèi)的周邊區(qū)域24停止照明，還可以僅對被照明區(qū)域10內(nèi)的周邊區(qū)域24進(jìn)行閃爍照明。

圖10的(a)和圖10的(b)示出了被投影在被照明區(qū)域10中的對象物22的像的位置移動的例子。以不同的照明方式被照明的區(qū)域也根據(jù)對象物22的像的位置而變化。在該例中，使以包括對象物22的部分區(qū)域19為中心的周邊合計9個部分區(qū)域19的照明方式，與除此以外的被照明區(qū)域10的照明方式不同。在這些附圖中，利用陰影線圖示包括對象物22的合計9個部分區(qū)域19的照明方式，該陰影線表示照明顏色與其它區(qū)域不同，表示非照明區(qū)域。

如圖10的(a)和圖10的(b)所示，在被照明區(qū)域10中，如果使對象物22的像的周邊區(qū)域24的照明方式與其它區(qū)域的照明方式不同，則能夠使位于實際的照明范圍20中的對象物22的周邊區(qū)域的照明方式與其它區(qū)域的照明方式不同。

對象物22的追蹤方式不限于圖10所示的方式。例如，也可以檢測對象物22的行進(jìn)方向，僅對從對象物22當(dāng)前所處的位置起的行進(jìn)方向的相反側(cè)進(jìn)行照明，即僅對對象物22的移動軌跡進(jìn)行照明，相反也可以搶先在對象物22此后有可能行進(jìn)的所有方向上進(jìn)行照明。

這樣，在第3實施方式中，持續(xù)檢測照明范圍20內(nèi)的對象物22，使對象物22的周邊區(qū)域24的照明方式與照明范圍20內(nèi)的其它區(qū)域不同，因而即使對象物22移動，也能夠通過照明來追蹤對象物22。因此，例如能夠在夜間連續(xù)拍攝移動的對象物22。

第1～第3實施方式的照明裝置不僅可以搭載于交通工具，而且也可以設(shè)置在特定的場所。并且，在搭載于交通工具的情況下，交通工具不限于車輛，也可以是飛機(jī)等飛行體、火車、船舶、潛水設(shè)備等各移動體。

本發(fā)明的方式不限于上述的各個實施方式，也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的各種變形，本發(fā)明的效果也不限于上述的內(nèi)容。即，在不脫離從權(quán)利要求書所規(guī)定的內(nèi)容及其均等物導(dǎo)出的本發(fā)明的概念性思想和主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種追加、變更及部分刪除。

標(biāo)號說明

1照明裝置；2照射裝置；3光學(xué)元件；4激光光源；5定時控制部；6掃描部；6a光掃描部件；7光源部；10被照明區(qū)域；11、12旋轉(zhuǎn)軸；13反射裝置；14擴(kuò)散區(qū)域；15元素擴(kuò)散區(qū)域；16全息記錄介質(zhì)；17全息區(qū)域；18元素全息區(qū)域；19部分區(qū)域；20照明范圍；21對象物檢測部；22對象物。