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WO2018146889A1 - レーザ照明装置およびこれを備えた周辺監視センサ - Google Patents

レーザ照明装置およびこれを備えた周辺監視センサ Download PDF

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WO2018146889A1
WO2018146889A1 PCT/JP2017/041207 JP2017041207W WO2018146889A1 WO 2018146889 A1 WO2018146889 A1 WO 2018146889A1 JP 2017041207 W JP2017041207 W JP 2017041207W WO 2018146889 A1 WO2018146889 A1 WO 2018146889A1
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WO
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lens
laser
microelement
light
illumination device
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/041207
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English (en)
French (fr)
Inventor
山本　和夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to US16/465,584 priority Critical patent/US11269062B2/en
Priority to CN201780073133.3A priority patent/CN109996991B/zh
Priority to EP17895939.1A priority patent/EP3581844A4/en
Priority to KR1020197015284A priority patent/KR102244398B1/ko
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    • G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles

Definitions

  • the present invention relates to a laser illumination device and a perimeter monitoring sensor including the same.
  • a laser illumination device using a laser beam as a light source has been used as illumination for a vehicle-mounted periphery monitoring sensor or a monitoring sensor for monitoring a person in a hospital, factory, facility, or the like.
  • a laser illuminating device is required to irradiate the laser beam at a wide angle (for example, 140 degrees) in order to monitor the wide range as much as possible with the laser beam emitted from one light source.
  • a diffuser such as a diffusion plate or a lens array for diffusing light has been used.
  • Patent Document 1 discloses a laser illumination apparatus including a microelement lens, a light diffusing element, and the like as a configuration for diffusing laser light at a wide angle.
  • the conventional laser illumination apparatus has the following problems. That is, in the laser illuminating device disclosed in the above publication, the laser light emitted from the laser light source is expanded mainly using the microelement lens and the light diffusing element, so that the irradiation range of the laser light is widened. There was a limit to it.
  • the safety standards are, for example, JIS C6802 (JIS: Japanese Industrial Standards), IEC60825 (IEC: International Electro-technical Commission), FDA1040 (FDA: (US Food & Drug Administration) ) Etc.
  • the conventional laser illumination device is mounted on an image display device such as a projector, and is configured to project an image on a projection screen via a light modulation element.
  • an image display device such as a projector
  • a light modulation element since the purpose is to irradiate the projection screen with laser light and it is not assumed that the laser light is irradiated to a person, no consideration is given to the safety of the human eye against the laser light. Absent.
  • An object of the present invention is to provide a laser illumination device capable of diffusing irradiated laser light at a wider angle and ensuring the safety of surrounding human eyes, and a peripheral monitoring sensor including the laser illumination device. .
  • the laser illumination device includes a light source unit, a microelement lens, and a lens unit.
  • the light source unit emits laser light.
  • the microelement lens spreads the laser beam.
  • the lens unit has an incident surface on which laser light is incident from the microelement lens, and an exit surface including a convex shape that is provided on the opposite side of the incident surface, and receives the laser light incident from the microelement lens.
  • a laser beam emitted from a light source unit is, for example, a wide angle of 100 degrees or more in a substantially horizontal direction using a microelement lens and a lens unit.
  • the size of the apparent light source that forms an image on the retina of the human eye around the person is increased.
  • the laser illumination device of the present invention is, for example, an on-vehicle periphery monitoring device, an AGV (Automatic Guided Vehicle) periphery monitoring device, a person in a hospital, factory, facility, etc. It is used as a lighting device for various devices to be performed.
  • the light source unit is, for example, an LD (laser diode) that emits a substantially parallel laser beam having a predetermined wavelength (850 nm), and spreads the laser beam through a microelement lens and a lens unit to widen the laser beam. Irradiate.
  • the microelement lens is, for example, a lens array including a plurality of microlenses arranged on the same surface, and spreads laser light emitted from the light source unit substantially in parallel.
  • the microlens included in the microelement lens may be arranged on a plane on the incident side where the laser light enters from the light source unit, or may be arranged on a convex curved surface on the emission side. It may be arranged in both of them.
  • the lens portion is a lens having a convex exit surface and a negative power for further expanding and irradiating a wide angle with laser light incident in a state of being expanded in a microelement lens, for example, A meniscus lens or the like is used.
  • a lens part you may use the lens group which combined several lenses and gave negative power.
  • a laser beam can be expanded and it can irradiate to a wide angle of 100 degree
  • the laser beam can be more effectively spread and irradiated at a wide angle, and damage to the retina of the eyes of a person around can be reduced and safety can be ensured.
  • a laser illumination device is the laser illumination device according to the first invention, wherein the microelement lens has a plurality of microlenses arranged on the same plane.
  • the microelement lens has a plurality of microlenses arranged on the same surface.
  • a laser illumination device is the laser illumination device according to the second invention, wherein the minute lens included in the minute element lens has a shape in which the convex portion has a large curvature in a cross-sectional view parallel to the optical axis.
  • the minute lens included in the minute element lens has a shape in which the convex portion has a large curvature in a cross-sectional view parallel to the optical axis.
  • a lens having a shape with a large curvature of the convex portion is used as the microlens included in the microelement lens.
  • the lens having a large curvature of the convex portion means a lens having a curvature whose tip in the optical axis direction is larger than that of the periphery in a cross-sectional view parallel to the optical axis.
  • the central portion is prevented from being bright and the periphery is darkened, and The surroundings can be brightened.
  • a sufficient amount of laser light can be irradiated over the entire laser light irradiation range, and for example, surrounding obstacles and people can be detected with high accuracy.
  • a laser illumination device is the laser illumination device according to the second or third invention, wherein the microlens included in the microelement lens is a cylindrical lens.
  • a microlens included in the microelement lens a cylindrical lens having a curvature in one direction on a plane parallel to the optical axis and having no curvature in a direction orthogonal to the one is used.
  • this laser illumination device for example, as an illumination device for a sensor that monitors the surroundings of a vehicle, the laser light is spread and irradiated at a wide angle only in a substantially horizontal direction, and the laser light is emitted in a substantially vertical direction. Can be prevented from spreading.
  • a laser illuminating device is the laser illuminating device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the incident surface of the lens portion has a concave shape.
  • the laser beam expanded by the microelement lens can be further expanded and widened by the concave incident surface of the lens unit, and viewed from any angle around the lens by the convex output surface of the lens unit.
  • a laser illumination device is the laser illumination device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the lens unit is a meniscus lens.
  • a meniscus lens is used as a lens portion having a convex shape on the exit surface side and having negative power.
  • a laser beam incident from the microelement lens is further expanded and widened by using a meniscus lens having a concave shape on the incident side and a convex shape on the output side and having a negative power, It is possible to ensure the safety of the eyes of the people present.
  • a laser illumination device is the laser illumination device according to any one of the first to sixth inventions, wherein a plurality of lenses arranged between the light source section and the microelement lens are combined. And a beam expander that expands the beam diameter of the laser light emitted from the light source unit.
  • a beam expander that expands a substantially parallel laser beam emitted from the light source unit and expands the beam diameter to a substantially parallel beam is provided between the light source unit and the microelement lens.
  • the beam expander includes, for example, a first lens that expands a substantially parallel laser beam emitted from the light source unit, and a second lens that converts the laser beam expanded by the first lens into a substantially parallel laser beam again. It is constituted by.
  • the beam diameter of the laser beam can be enlarged and incident on the microelement lens while maintaining substantially parallel, so that the laser beam can be irradiated more effectively at a wide angle, and the human eye
  • the apparent light source size imaged on the retina can be increased.
  • the beam diameter of the laser light incident on the microelement lens is increased. For this reason, when irradiating a laser beam to the same irradiation range (angle), an optical path length can be shortened and an optical system can be reduced in size.
  • a laser illumination device is the laser illumination device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the microelement lens includes diffusion particles that expand the incident laser beam.
  • a microelement lens including diffusing particles is used.
  • the laser beam that has entered the microelement lens can also be diffused by the diffusing particles, and more effectively spread and irradiated at a wide angle.
  • the diffusion effect of the laser beam in the microelement lens is increased, when the laser beam is irradiated in the same irradiation range (angle), the curvature of the convex emission surface of the lens unit arranged on the downstream side is reduced. can do.
  • a laser illumination device is the laser illumination device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the lens unit includes diffusion particles that expand the incident laser beam.
  • the lens unit includes diffusion particles that expand the incident laser beam.
  • a lens portion including diffusing particles is used.
  • a laser illumination device is the laser illumination device according to any one of the first to ninth aspects of the present invention, which is disposed between the microelement lens and the lens portion and has entered.
  • a diffuser that spreads laser light is further provided.
  • a diffuser that spreads the incident laser light is disposed between the microelement lens and the lens portion.
  • the shape of the diffuser may be, for example, a plate shape, a spherical shape, or a rectangular parallelepiped shape.
  • the laser light emitted from the microelement lens can be further expanded in the diffuser and then incident on the lens unit.
  • the laser light emitted from the microelement lens can be further expanded and incident on the lens unit, so that the laser light can be irradiated more effectively at a wide angle.
  • the laser beam incident through the lens unit is irradiated at a wider angle. For this reason, when irradiating a laser beam in the same irradiation range (angle), the curvature of the convex emission surface of the lens part arrange
  • the laser illumination device includes a light source unit, a lens unit, and a microelement lens.
  • the light source unit emits laser light.
  • the lens unit has an incident surface on which laser light is incident from the light source unit, and an exit surface including a convex shape provided on the opposite side of the incident surface, and has a negative power for spreading the laser light.
  • the microelement lens has a plurality of microlenses arranged on the exit surface of the lens unit, and spreads the laser light.
  • a laser beam emitted from a light source unit is, for example, a wide angle of 100 degrees or more in a substantially horizontal direction using a lens unit and a microelement lens.
  • the size of the apparent light source that forms an image on the retina of the human eye around the person is increased.
  • the laser beam is irradiated at a wide angle and the risk of damaging the human eye is reduced.
  • the laser illumination device of the present invention is, for example, an on-vehicle periphery monitoring device, an AGV (Automatic Guided Vehicle) periphery monitoring device, a person in a hospital, factory, facility, etc. It is used as a lighting device for various devices to be performed.
  • AGV Automatic Guided Vehicle
  • the light source unit is, for example, an LD (laser diode) that emits a substantially parallel laser beam having a predetermined wavelength (850 nm), and spreads the laser beam through a microelement lens and a lens unit to widen the laser beam. Is emitted.
  • the lens unit is a lens having a convex emission surface and a negative power for further expanding the laser beam emitted from the light source unit and irradiating it at a wide angle.
  • a meniscus lens or the like is used.
  • the micro-element lens is, for example, a lens array including a plurality of micro lenses arranged on the exit surface of the lens unit, and further expands the laser beam expanded by the lens unit having negative power.
  • a microlens included in the microelement lens a lens having a convex portion having a spherical shape or an aspherical shape in a cross-sectional view parallel to the optical axis, or a focal point in the X direction and the Y direction on an XY plane perpendicular to the optical axis. Cylindrical lenses or anamorphic lenses having different distances may be used.
  • a laser beam can be expanded and it can irradiate to a wide angle of 100 degree
  • a perimeter monitoring sensor includes the laser illumination device according to any one of the first to eleventh aspects, a light receiving unit, and a detection unit.
  • the light receiving unit receives reflected light of the laser light emitted from the laser illumination device from a plurality of directions.
  • the detection unit detects a surrounding object based on the direction of the reflected light received by the light receiving unit and the amount of received light.
  • surrounding objects are detected based on the laser illumination device described above, a light receiving unit that receives reflected light of laser light from a plurality of directions, and the direction and amount of received light of the reflected light.
  • the periphery monitoring sensor provided with the detection part is comprised.
  • the light receiving unit for example, an image sensor that receives reflected light of the laser light emitted from the laser illumination device can be used.
  • the laser illumination device of the present invention it is possible to spread the irradiated laser beam more effectively and irradiate it at a wide angle, and to ensure the safety of the eyes of the surrounding people.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a laser beam that passes through a convex portion having a large curvature in a cross-sectional view, which is a microlens constituting the microelement lens of FIG.
  • (B) is a graph which shows light intensity distribution of the laser beam which passed the micro lens of (a).
  • the side view which shows the structure of the meniscus lens contained in the laser illumination apparatus of FIG. FIG. 4 is a plan view showing a state in which the laser light emitted from the laser illumination device of FIG. 3 is expanded and irradiated at a wide angle, and the apparent light source size formed on the retina of a person around is enlarged.
  • the conceptual diagram which shows that the laser beam which passed the micro element lens and meniscus lens which comprise the laser illumination apparatus of FIG. (A) is a graph which shows the apparent light source size seen from the diagonal 70 degree
  • (A) is a side view which shows the structure of the micro element lens contained in the laser illuminating device which concerns on other embodiment of this invention.
  • (B) is an enlarged view of A2 part of (a).
  • the laser illumination device 10 is mounted on a vehicle-mounted periphery monitoring sensor 100 that employs a TOF (Time of Flight) method.
  • adopted the TOF system measures the distance to a target object by the time (light flight time) until it receives the reflected light of the light which projected.
  • the periphery monitoring sensor 100 includes a laser illumination device 10, a light receiving element 102, and a control unit (detection unit) 103. As shown in FIG. 2, the periphery monitoring sensor 100 is provided on the side surface of the vehicle C.
  • the laser beam B1 is irradiated to the laser beam irradiation ranges Z1 and Z2 of about 140 degrees on the left and right sides of the vehicle C. And monitor for obstacles and people.
  • the laser illumination device 10 is mounted as illumination of the periphery monitoring sensor 100 and is controlled by the control unit 103.
  • the laser illumination device 10 receives the projection command signal from the control unit 103 and irradiates the laser beam B1 at a wide angle in a desired range (about 140 degrees).
  • the detailed configuration of the laser illumination device 10 will be described in detail later.
  • the light receiving element 102 receives the laser beam B ⁇ b> 1 reflected from the object 101 after being irradiated from the laser illumination device 10. Then, the light receiving element 102 transmits data such as the amount of reflected light received to the control unit 103.
  • CMOS Complementary ⁇ MOS
  • arrayed PD Photo Diode
  • APD Avalanche Photo Diode
  • SPAD Single Photon Avalanche Diode
  • the light receiving element 102 is configured to be able to calculate the direction in which a plurality of reflected lights are incident based on the received position on the image sensor by an appropriate geometric design.
  • the control unit 103 determines that the light is the reflected light of the laser light B1. Further, the control unit 103 calculates the distance to the surrounding object based on the time until the reflected light of the laser beam B1 emitted from the laser illuminating device 10 is received, and whether there is a surrounding obstacle or a person Can be detected. Further, the control unit 103 analyzes the plurality of three-dimensional point cloud data obtained based on the incident direction of the received reflected light and the calculated distance to the surrounding object, so that the types and positions of the objects existing in the vicinity are analyzed. Is detected.
  • the laser illuminating device 10 of this embodiment is mounted as the illuminating device of the periphery monitoring sensor 100 described above, and irradiates the laser light B1 at a wide angle on the left and right side surfaces of the vehicle C.
  • the laser illumination device 10 includes a light source unit 11, a microelement lens 12, and a meniscus lens (lens unit) 13.
  • the light source unit 11 emits laser light that is substantially parallel to the microelement lens 12.
  • emit the laser beam excellent in energy concentration degree and directivity can be used.
  • the microelement lens 12 is provided between the light source unit 11 and the meniscus lens 13 as shown in FIG. 3 in order to diverge and irradiate the laser beam B1 incident from the light source unit 11 with a wide angle.
  • the microelement lens 12 is molded using a resin having a relatively high refractive index. Further, as shown in FIG. 4A, the micro lens 12 is configured by continuously arranging a plurality of micro lenses 12a on the same surface on the light source unit 11 side (incident side of the laser beam B1). Yes.
  • the microelement lens 12 includes, for example, a lens array constituted by a plurality of microlenses 12a, a cylindrical lens array, and the like.
  • the microlens 12a is a lens in which a convex portion has a curvature whose tip in the optical axis direction is larger than that of the periphery in a cross-sectional view parallel to the optical axis. And a radius of curvature of 0.07 and a conic constant of ⁇ 0.97.
  • the convex portion of the microlens 12a has an aspherical shape with a large curvature, so that the angular intensity distribution of the laser beam B1 that has passed through the microelement lens 12 is as shown in FIG. 5A.
  • the light can be distributed so that the periphery is stronger than the center.
  • the laser illumination device 10 of the present embodiment the laser light B1 that has passed through the microelement lens 12 has a light intensity at the center (about 0.43 w / sr) as shown in FIG.
  • the light intensity gradually increases as the distance from the center increases, and the light intensity (approximately 1.0 w / sr) becomes the highest at 70 degrees on the left and right.
  • the microelement lens 12 including the microlens 12a having the convex portion in which the distal end portion in the optical axis direction has a larger curvature than the periphery in the cross sectional view parallel to the optical axis in the cross sectional view It is possible to irradiate the laser beam B1 whose intensity on the outer side (the side with the larger angle) in the irradiation range is larger than the center.
  • the laser beam B1 is irradiated with a sufficient amount of light up to the outer range in the irradiation range of the laser beam B1, as compared with the conventional minute element lens having an intensity distribution in which the central portion is the strongest and becomes weaker outward. be able to. Therefore, the periphery monitoring sensor 100 can detect obstacles, people, and the like in the vicinity with high accuracy.
  • the meniscus lens 13 has a negative power as a whole in order to further expand and widen the laser beam expanded by the microelement lens 12, and is disposed on the exit side of the microelement lens 12 as shown in FIG. ing. Then, as shown in FIG. 6, the meniscus lens 13 includes a concave incident surface 13a on which the laser beam B1 emitted from the microelement lens 12 is incident, and a convex emission surface that emits the spread laser beam B1. 13b.
  • the entrance surface 13a of the meniscus lens 13 has an aspherical concave shape with a radius of curvature of 15 mm and a conic constant of ⁇ 0.89.
  • the exit surface 13b of the meniscus lens 13 has a hemispherical shape with a curvature radius of 60 mm.
  • the meniscus lens 13 has a concave aspherical entrance surface 13a on the microelement lens 12 side, and a convex exit surface 13b having a large curvature on the opposite side, and the entire lens is negative.
  • the laser beam B1 incident through the microelement lens 12 can be further expanded and irradiated with the laser beam at a wide angle. Therefore, as shown in FIG. 7, the laser beam B1 can be irradiated at a wide angle of 100 degrees or more (for example, 140 degrees).
  • the meniscus lens 13 having the convex exit surface 13b is used, so that the laser beam B1 emitted from the exit surface 13b of the meniscus lens 13 can be seen from any angle around the human. Eye safety can be ensured.
  • the laser light B ⁇ b> 1 irradiated from the exit surface 13 b of the meniscus lens 13 forms an image on the retina of the human eye around.
  • the angle of the viewing angle ⁇ is small as seen from an oblique direction, the apparent light source size imaged on the retina may be small, and the retina may be damaged. Therefore, in the laser illumination device 10 of the present embodiment, the meniscus lens 13 having a convex emission surface 13b is used.
  • the viewing angle of the laser beam B1 incident on the eyes can be set to 100 mrad or more regardless of the angle at which the surrounding person views the laser beam B1. Therefore, the safety of the eyes of the people around can be ensured.
  • the laser light B1 incident on the eye when viewed from the front of the laser illumination device 10 has a viewing angle of 104 mrad, and the laser light incident on the eye when viewed from an oblique direction of 70 degrees from the front.
  • the viewing angle of B1 was 100 mrad (5.73 degrees). That is, the angle of the laser beam B1 incident on the eye from any angle can be 100 mrad or more.
  • the apparent light source size imaged on the retina of the human eye can be enlarged to prevent the laser light B1 from damaging the retina of the eye.
  • the exit surface 13b of the meniscus lens 13 has a convex shape having a larger curvature than the spherical surface, thereby increasing the apparent light source size when viewed obliquely and ensuring the safety of human eyes.
  • the laser beam B1 can be irradiated at a wide angle.
  • MPE and AEL do not depend on the size of the light source at a larger size as the standard of viewing angle value considered safe in IEC (International Electro-technical Commission) 60825
  • a maximum viewing angle ⁇ max which is a viewing angle value of the apparent light source, is defined. That is, since the permissible amount of light received per unit area of the retina of the human eye is a constant value, by increasing the apparent light source size (area) formed on the retina, The light quantity tolerance can be increased.
  • 9A and 9B show the position of the eye via the microelement lens 12 and the meniscus lens 13 when the laser illumination device 10 of the present embodiment is viewed from the two positions shown in FIG. 2 shows the energy distribution of the light source image formed on the exit surface 13b of the meniscus lens 13 by the laser beam B1 focused on the light. Since the energy distribution of the laser light can be regarded as a Gaussian distribution, the diameter that becomes 1 / e of the central peak value (e is the base of the natural logarithm) corresponds to the beam diameter of the laser light.
  • FIG. 9A shows the case where the laser beam B1 is viewed from an oblique direction of 70 degrees, and the beam diameter (the size of the light source image) at which the energy is 1 / e of the center peak value is 7.0 mm.
  • the viewing angle is 100 mrad.
  • FIG. 9B shows the case where the laser beam B1 is viewed from the front. The beam diameter at which the energy becomes 1 / e of the central peak value is 7.3 mm, and the viewing angle is 104 mrad.
  • the meniscus lens 13 is a cylindrical lens having a curvature in one direction (substantially horizontal direction) on a plane parallel to the optical axis and having no curvature in a direction perpendicular to the meniscus lens (substantially vertical direction). That is, in this embodiment, by using a cylindrical lens as the meniscus lens 13, the laser beam B1 is widened only in the substantially horizontal direction where the periphery is monitored, and the laser beam B1 is not widened in the substantially vertical direction. Can do. In addition, it is also possible to give a curvature in a substantially vertical direction as needed.
  • the laser beam B1 is irradiated at a wide angle of 140 degrees by using the microelement lens 12 and the meniscus lens 13 in combination as described above. Can do.
  • the laser beam B1 can be emitted from the entire convex emission surface 13b of the meniscus lens 13 by the above combination. That is, in the laser illuminating device 10 of the present embodiment, the concave meniscus lens 13 is arranged on the emission side of the microelement lens 12, so that the laser beam B1 is expanded by the microelement lens 12 and the meniscus lens 13, respectively. The angle can be widened in stages.
  • the laser beam B1 can be more effectively spread and irradiated at a wide angle than before, and the apparent light source size that is imaged on the retina no matter what angle the surrounding person views the laser beam B1. It is possible to prevent the laser beam B1 from damaging the retina.
  • a sharp aspherical lens having a large curvature at the convex portion is used as the microlens 12a constituting the microelement lens 12.
  • the laser beam B1 whose intensity on the outer side (the side with the larger angle) in the irradiation range is larger than that in the central portion.
  • the laser beam B1 is irradiated with a sufficient amount of light up to the outer range in the irradiation range of the laser beam B1, as compared with the conventional minute element lens having an intensity distribution in which the central portion is the strongest and becomes weaker outward. be able to.
  • the laser illumination device 210 includes a beam expander 214 for expanding the beam diameter of the laser light B ⁇ b> 1 between the light source unit 11 and the microelement lens 12. The point is different from the laser illumination device 10 of the first embodiment.
  • the beam expander 214 is configured by combining a plurality of lenses in order to expand the beam diameter of the laser light B ⁇ b> 1 emitted from the light source unit 11.
  • the beam expander 214 includes a first lens 214a and a second lens 214b.
  • the first lens 214a is a convex lens and is disposed on the light source unit 11 side, and expands the laser beam B1 emitted from the light source unit 11.
  • the second lens 214b is a convex lens and is disposed on the microelement lens 12 side, and collimates the laser beam B1 expanded by the first lens 214a.
  • the laser beam B1 emitted from the light source unit 11 can be made incident on the microelement lens 12 with a beam diameter increased (collimated) by the beam expander 214.
  • the distance (optical path length) between the microelement lens 12 and the meniscus lens 13 can be shortened, and the optical system can be miniaturized.
  • the curvature of the meniscus lens 13 can be reduced.
  • the laser illumination device 310 according to the present embodiment is different from the first and second embodiments in that it includes a microelement lens 312 and a meniscus lens 313 formed by mixing diffusing particles. Yes. Since the other configuration of the laser illumination device 310 is the same as that of the laser illumination device 10 of the first embodiment, detailed description of the configuration is omitted here.
  • the microelement lens 312 and the meniscus lens 313 are formed by mixing diffusion particles during molding. Accordingly, the laser beam B1 passing through the microelement lens 312 and the meniscus lens 313 is effectively expanded by the effect of the diffusion particles mixed in the microelement lens 312 and the meniscus lens 313, thereby improving the uniformity of energy distribution. In addition, it is possible to irradiate at a wide angle while increasing the apparent light source size formed on the retina of the eyes of the surrounding people.
  • the laser beam B1 can be irradiated at a wide angle as in the first embodiment. .
  • the laser illumination device 410 has the above configuration in that a plate-like diffuser 401 including diffusing particles is disposed between the microelement lens 12 and the meniscus lens 13. This is different from the first embodiment. Since the other configuration of the laser illuminating device 410 is the same as that of the laser illuminating device 10 of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted here.
  • the diffusing body 401 mixed with diffusing particles during molding is disposed between the microelement lens 312 and the meniscus lens 313.
  • the laser beam B 1 incident through the microelement lens 312 can be expanded and incident on the meniscus lens 313 by the effect of the diffusion particles mixed in the diffuser 401. Therefore, the laser beam B1 is effectively expanded to increase the uniformity of energy distribution and to irradiate at a wide angle while increasing the apparent light source size imaged on the retina of the surrounding human eyes. Can do.
  • the laser beam B1 can be irradiated at a wide angle as in the first embodiment.
  • the laser illumination device 510 uses the microelement lens 512 in which a plurality of microlenses 512 a are arranged on a curved surface, and the microlenses 12 a are arranged on a plane. This is different from the configurations of the first to fourth embodiments using the microelement lens 12. Since the other configuration of the laser illumination device 510 is the same as that of the laser illumination device 10 of the first embodiment, detailed description of the configuration is omitted here.
  • the laser illumination device 510 of the present embodiment by using the microelement lens 512 in which a plurality of microlenses 512a are arranged on the curved surface on the emission surface side, the laser light B1 is effectively expanded, so that the energy distribution is uniform.
  • the same effect as in the above-described embodiment for example, by increasing the apparent light source size imaged on the retina of the eyes of the surrounding people and increasing the apparent light source size.
  • the laser illumination apparatus according to Embodiment 7 of the present invention will be described below with reference to FIG.
  • the laser illumination device 610 according to the present embodiment uses a lens group 613 in which two lenses are combined as shown in FIG. 14 as a lens unit having a convex emission surface and negative power as a whole. This is different from the first embodiment using one meniscus lens 13.
  • the lens group 613 in which two lenses are combined is used as the lens unit.
  • the lens group 613 has negative power as a whole, and is configured by combining two lenses, a third lens 613a and a fourth lens 613b, as shown in FIG.
  • the lens group 613 negative power in order to give the lens group 613 negative power as a whole, at least one surface on the incident side and the emission side of the third lens 613a is concave.
  • the fourth lens 613b is formed such that the surface on the emission side is convex.
  • the incident side surface of the fourth lens 613b is formed by a plane substantially perpendicular to the optical axis.
  • the incident side surface of the fourth lens 613b may be formed in a convex shape.
  • the lens group 613 further diverges light by the concave aspherical shape of the third lens 613a, and increases the viewing angle ⁇ when viewed obliquely by the convex shape on the emission side of the fourth lens 613b (apparent)
  • the light diffusing surface size can be increased.
  • Embodiment 7 The laser illumination apparatus according to Embodiment 7 of the present invention will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 15, the laser illumination device 710 according to the present embodiment is different from the first embodiment and the like in that the microelement lens 712 is disposed on the exit surface 13 b of the meniscus lens 13.
  • a microelement lens 712 is configured by a plurality of microlenses 712 a arranged on the exit surface 13 b side of the meniscus lens 13.
  • the laser beam B1 emitted from the light source unit 11 is effectively expanded and irradiated at a wide angle by the meniscus lens 13 and the minute element lens 712, and an apparent image is formed on the retina of the surrounding human eye.
  • the same effects as those of the above embodiment can be obtained, for example, the safety of eyes can be ensured by increasing the light source size.
  • the microelement lens 12 included in the laser illumination device 10 has a tip portion in the optical axis direction from the periphery in a cross-sectional view parallel to the optical axis in the cross-sectional view.
  • a plurality of microlenses 12a having a large curvature are arranged is described.
  • the present invention is not limited to this.
  • a plurality of microlenses 112a having a curvature whose tip end in the optical axis direction is larger than that of the periphery in a cross-sectional view in which the cross section is parallel to the optical axis.
  • It may be a laser illumination device including the arranged microelement lens 112.
  • the laser light B1 can be irradiated at a wider angle than before, and the safety of the eyes of the surrounding people can be ensured in the same manner as described above. The effect of can be obtained.
  • FIG. 12 In the fourth embodiment, as illustrated in FIG. 12, an example in which a plate-like diffuser 401 is disposed between the microelement lens 12 and the meniscus lens 13 has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the shape of the diffuser is not limited to a plate shape, and a block-shaped diffuser may be used.
  • the microlens 512a arranged on the curved surface has been described as an example arranged on the exit surface side (meniscus lens 13 side).
  • the present invention is not limited to this.
  • a configuration in which microlenses are arranged on a curved surface on the incident side may be used.
  • the laser illuminating device of the present invention has an effect that the irradiated laser light can be more effectively spread and irradiated at a wide angle and the safety of the eyes of the surrounding people can be secured. As widely applicable.

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Abstract

レーザ照明装置（１０）は、光源部（１１）、微小要素レンズ（１２）、メニスカスレンズ（１３）を備えている。光源部（１１）は、レーザ光（Ｂ１）を出射する。微小要素レンズ（１２）は、レーザ光（Ｂ１）を拡げる。メニスカスレンズ（１３）は、微小要素レンズ（１２）からレーザ光（Ｂ１）が入射してくる入射面（１３ａ）と、入射面（１３ａ）とは反対側に設けられ凸形状を含む出射面（１３ｂ）とを有しており、微小要素レンズ（１２）から入射するレーザ光（Ｂ１）を拡げる負のパワーを持つ。

Description

レーザ照明装置およびこれを備えた周辺監視センサ
　本発明は、レーザ照明装置およびこれを備えた周辺監視センサに関する。
　近年、例えば、車載用の周辺監視センサや、病院、工場、施設等において人の監視を行う監視センサの照明として、レーザ光を光源とするレーザ照明装置が用いられている。
　このようなレーザ照明装置には、１つの光源から出射されるレーザ光によってできるだけ広範囲を監視するために、レーザ光のビームの広がりを大きくし広角（例えば、１４０度）に照射することが要求される。このため、従来は、レーザ光を拡散する手段として、例えば、光を拡散させる拡散板やレンズアレイ等の拡散体が用いられていた。
　しかしながら、拡散体を用いた構成では、効率よくレーザ光を広角化することに限界があった。
　例えば、特許文献１には、レーザ光を広角に拡散させる構成として、微小要素レンズ、光拡散素子等を備えたレーザ照明装置について開示されている。
国際公開第２００８／１１４５０２号公報
　しかしながら、上記従来のレーザ照明装置では、以下に示すような問題点を有している。
　すなわち、上記公報に開示されたレーザ照明装置では、レーザ光源から出射されたレーザ光を、主に、微小要素レンズと光拡散素子とを用いて拡げているため、レーザ光の照射範囲を広角化するには限界があった。
　レーザ光は、網膜に結像された際に網膜にダメージを与えることから、レーザ製品について安全性基準が存在する。この安全性基準は、例えば、JIS C6802（JIS：日本工業規格（Japanese Industrial Standards））、IEC60825（IEC：国際電気標準会議（International Electro-technical Commission））、FDA1040（FDA：（US Food ＆ Drug Administration）等において規定されている。
　レーザ照明装置を車載用の周辺監視センサに適用する場合、屋外において広範囲にレーザ光を照射することから、使用中であっても人体に影響を与えないことが求められる。
　上記従来のレーザ照明装置は、プロジェクタ等の画像表示装置に搭載され、光変調素子を介して映写幕に映像を投写する構成となっている。つまり、レーザ光を映写幕に照射することが目的であって、レーザ光が人に対して照射されることは想定されていないことから、レーザ光に対する人の目の安全性に関して何ら考慮されていない。
　本発明の課題は、照射されるレーザ光をより広角に拡散させるとともに周囲の人の目の安全性を確保することが可能なレーザ照明装置およびこれを備えた周辺監視センサを提供することにある。
　第１の発明に係るレーザ照明装置は、光源部と、微小要素レンズと、レンズ部と、を備えている。光源部は、レーザ光を出射する。微小要素レンズは、レーザ光を拡げる。レンズ部は、微小要素レンズからレーザ光が入射してくる入射面と、入射面とは反対側に設けられ凸形状を含む出射面とを有しており、微小要素レンズから入射するレーザ光を拡げる負のパワーを持つ。
　ここでは、例えば、周辺監視センサ等に搭載されるレーザ照明装置において、光源部から出射されたレーザ光を、微小要素レンズとレンズ部とを用いて、例えば、略水平方向において１００度以上の広角にレーザ光を照射するとともに、周囲に居る人の目の網膜上に結像するみかけの光源のサイズを大きくしている。
　具体的には、微小要素レンズと、微小要素レンズによって拡げられたレーザ光をさらに拡げて広角に照射するレンズ部とを組み合わせることで、レーザ光を効果的に拡げて広角に照射するとともに、人の目にダメージを与えるリスクを低減する。
　なお、レーザ光は、低レベルのパワーであっても目や皮膚に深刻な損傷を引き起こす危険があり、レーザ光を用いた製品については十分に安全管理することが求められる。レーザ光が、人体、特に目に対する影響をなくす問題はアイセーフと呼ばれている。
　ここで、本発明のレーザ照明装置は、例えば、車載用の周辺監視装置、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle（自動搬送車））の周辺監視装置、病院や工場、施設等における人の監視（見守り）を行う各種装置の照明装置として用いられる。
　上記光源部は、例えば、所定の波長（８５０ｎｍ）を有する略平行なレーザ光を出射するＬＤ（レーザダイオード）であって、微小要素レンズおよびレンズ部を介してレーザ光を拡げて広角にレーザ光を照射する。
　上記微小要素レンズは、例えば、同一面上に複数配置された微小レンズを含むレンズアレイであって、光源部から略平行に出射されたレーザ光を拡げる。
　なお、微小要素レンズに含まれる微小レンズとして、光軸に平行な断面視において球面形状または非球面形状の凸部分を有するレンズや、光軸に垂直なＸＹ平面においてＸ方向とＹ方向とで焦点距離が異なるシリンドリカルレンズ等を用いてもよい。また、微小要素レンズに含まれる微小レンズは、光源部からレーザ光が入射してくる入射側の平面上に配置されていてもよいし、出射側の凸状の曲面上に配置されていてもよいし、またその両方に配置されていてもよい。
　上記レンズ部は、微小要素レンズにおいて拡げられた状態で入射してくるレーザ光をさらに拡げて広角に照射するために凸状の出射面を有し負のパワーを持つレンズであって、例えば、メニスカスレンズ等が用いられる。なお、レンズ部としては、複数のレンズを組み合わせて負のパワーを持たせたレンズ群を用いてもよい。
　上記の構成によれば、微小要素レンズとレンズ部とを組み合わせて用いることで、レーザ光を拡げて、例えば、１００度以上の広角に照射することができる。さらに、出射面が凸形状であって負のパワーを持つレンズ部を用いることで、凸形状である出射面の全体からレーザ光が照射されるため、周囲に居る人がどの角度から見ても目の網膜上に結像する見かけの光源サイズが小さくなることを抑制することができる。
　この結果、レーザ光をより効果的に拡げて広角に照射することができるとともに、周囲に居る人の目の網膜にダメージを与えてしまうことを低減して、安全性を確保することができる。
　第２の発明に係るレーザ照明装置は、第１の発明に係るレーザ照明装置であって、微小要素レンズは、同一面上に配置された複数の微小レンズを有している。
　ここでは、同一面上に配置された複数の微小レンズを有する微小要素レンズを用いている。
　これにより、光源部から出射されたレーザ光を拡げて、レンズ部に入射させることができる。
　第３の発明に係るレーザ照明装置は、第２の発明に係るレーザ照明装置であって、微小要素レンズに含まれる微小レンズは、光軸と平行な断面視において凸部分の曲率が大きい形状を有している。
　ここでは、微小要素レンズに含まれる微小レンズとして、凸部分の曲率が大きい形状を有するレンズを用いている。
　ここで、凸部分の曲率が大きいレンズとは、光軸に平行な断面視において光軸方向における先端部が周囲よりも大きい曲率を有するレンズを意味している。
　これにより、このような非球面の形状を有する微小レンズを含む微小要素レンズを用いることで、レーザ光の角度強度分布において、中心部分が明るく周辺が暗くなることを防止して、中心に対して周辺を明るくすることができる。
　この結果、レーザ光の照射範囲の全体に渡って充分な光量のレーザ光を照射して、例えば、周囲にある障害物や人等を高精度に検出することができる。
　第４の発明に係るレーザ照明装置は、第２または第３の発明に係るレーザ照明装置であって、微小要素レンズに含まれる微小レンズは、シリンドリカルレンズである。
　ここでは、微小要素レンズに含まれる微小レンズとして、光軸に平行な平面における一方向に曲率を持ち、これに直交する方向には曲率を持たないシリンドリカルレンズを用いている。
　これにより、本レーザ照明装置が、例えば、車両の周辺監視を行うセンサの照明装置として用いられる場合において、略水平方向においてのみレーザ光を拡げて広角に照射するとともに、略鉛直方向にはレーザ光を拡げないようにすることができる。
　第５の発明に係るレーザ照明装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係るレーザ照明装置であって、レンズ部の入射面は、凹状の形状を有している。
　ここでは、入射面側が凹状に形成されたレンズ部を用いている。
　これにより、レンズ部の凹状の入射面によって、微小要素レンズによって拡げられたレーザ光をさらに拡げて広角化することができるとともに、レンズ部の凸状の出射面によって、周囲のどの角度から見ても人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズを大きくして周囲の人の目の安全性を確保することができる。
　第６の発明に係るレーザ照明装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係るレーザ照明装置であって、レンズ部は、メニスカスレンズである。
　ここでは、出射面側に凸形状を有し負のパワーを持つレンズ部として、メニスカスレンズを用いる。
　これにより、入射側に凹形状、出射側に凸形状を有し、負のパワーを持つメニスカスレンズを用いて、微小要素レンズから入射してくるレーザ光をさらに拡げて広角化するとともに、周囲に居る人の目の安全性を確保することができる。
　第７の発明に係るレーザ照明装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係るレーザ照明装置であって、光源部と微小要素レンズとの間に配置された複数のレンズを組み合わせて構成されており、光源部から出射されたレーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダを、さらに備えている。
　ここでは、光源部から出射された略平行なレーザ光を拡げてビーム径を拡大した略平行光とするビームエキスパンダを、光源部と微小要素レンズとの間に設けている。
　ここで、ビームエキスパンダは、例えば、光源部から出射された略平行なレーザ光を拡げる第１レンズと、第１レンズによって拡げたレーザ光を再び略平行なレーザ光に変換する第２レンズとによって構成されている。
　これにより、略平行を維持したままでレーザ光のビーム径を拡大して微小要素レンズに入射させることができるため、より効果的にレーザ光を広角に照射することができ、また人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズを大きくすることができる。
　また、上述のように、ビームエキスパンダを追加することで、微小要素レンズに入射されるレーザ光のビーム径が大きくなる。このため、同じ照射範囲（角度）にレーザ光を照射する場合には、光路長を短くして光学系を小型化することができる。
　第８の発明に係るレーザ照明装置は、第１から第７の発明のいずれか１つに係るレーザ照明装置であって、微小要素レンズは、入射してきたレーザ光を拡げる拡散粒子を含む。
　ここでは、拡散粒子を含む微小要素レンズを用いる。
　これにより、微小要素レンズに入射してきたレーザ光を、レンズの形状に起因する拡散効果に加えて、拡散粒子による拡散効果も得て、より効果的に拡げて広角に照射することができる。
　また、微小要素レンズにおけるレーザ光の拡散効果が増大するため、同じ照射範囲（角度）でレーザ光を照射する場合には、下流側に配置されたレンズ部の凸状の出射面の曲率を小さくすることができる。
　第９の発明に係るレーザ照明装置は、第１から第８の発明のいずれか１つに係るレーザ照明装置であって、レンズ部は、入射してきたレーザ光を拡げる拡散粒子を含む。
　ここでは、拡散粒子を含むレンズ部を用いる。
　これにより、レンズ部に入射してきたレーザ光を、レンズの形状に起因する拡散効果に加えて、拡散粒子による拡散効果も得て、より効果的に拡げて広角に照射することができる。
　第１０の発明に係るレーザ照明装置は、第１から第９の発明のいずれか１つに係るレーザ照明装置であって、微小要素レンズとレンズ部との間に配置されており、入射してきたレーザ光を拡げる拡散体を、さらに備えている。
　ここでは、入射してきたレーザ光を拡げる拡散体を、微小要素レンズとレンズ部との間に配置している。
　ここで、拡散体の形状としては、例えば、板状であってもよいし、球状、直方体形状であってもよい。
　これにより、微小要素レンズから出射されたレーザ光をさらに拡散体において拡げた後、レンズ部へ入射させることができる。
　この結果、微小要素レンズから出射されたレーザ光をさらに拡げてレンズ部に入射させることができるため、より効果的にレーザ光を広角に照射することができる。
　また、上述のように、拡散体を追加することで、レンズ部を介して入射されるレーザ光がさらに広角に照射される。このため、同じ照射範囲（角度）でレーザ光を照射する場合には、下流側に配置されたレンズ部の凸状の出射面の曲率を小さくすることができる。
　第１１の発明に係るレーザ照明装置は、光源部と、レンズ部と、微小要素レンズと、を備えている。光源部は、レーザ光を出射する。レンズ部は、光源部からレーザ光が入射してくる入射面と、入射面とは反対側に設けられ凸形状を含む出射面とを有しており、レーザ光を拡げる負のパワーを持つ。微小要素レンズは、レンズ部の出射面に配置された複数の微小レンズを有し、レーザ光を拡げる。
　ここでは、例えば、周辺監視センサ等に搭載されるレーザ照明装置において、光源部から出射されたレーザ光を、レンズ部と微小要素レンズとを用いて、例えば、略水平方向において１００度以上の広角にレーザ光を照射するとともに、周囲に居る人の目の網膜上に結像するみかけの光源のサイズを大きくしている。
　具体的には、光源部から出射されたレーザ光を拡げて広角化するレンズ部と、レンズ部の出射面上に配置された複数の微小レンズを有しレーザ光をさらに拡げる微小要素レンズとを組み合わせることで、レーザ光を広角に照射するとともに、人の目にダメージを与えるリスクを低減する。
　なお、人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズが小さくならないようにする、いわゆるアイセーフに関しては、上記IEC60825等にレーザ製品の安全性規格として規定されている。
　ここで、本発明のレーザ照明装置は、例えば、車載用の周辺監視装置、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle（自動搬送車））の周辺監視装置、病院や工場、施設等における人の監視（見守り）を行う各種装置の照明装置として用いられる。
　上記光源部は、例えば、所定の波長（８５０ｎｍ）を有する略平行なレーザ光を出射するＬＤ（レーザダイオード）であって、微小要素レンズおよびレンズ部を介してレーザ光を拡げて広角にレーザ光を出射する。
　上記レンズ部は、光源部から出射されたレーザ光をさらに拡げて広角に照射するために凸状の出射面を有し負のパワーを持つレンズであって、例えば、メニスカスレンズ等が用いられる。なお、レンズ部としては、複数のレンズを組み合わせて負のパワーを持たせたレンズ群を用いてもよい。
　上記微小要素レンズは、例えば、レンズ部の出射面上に複数配置された微小レンズを含むレンズアレイであって、負のパワーを持つレンズ部によって拡げられたレーザ光をさらに拡げる。なお、微小要素レンズに含まれる微小レンズとして、光軸に平行な断面視において球面形状または非球面形状の凸部分を有するレンズや、光軸に垂直なＸＹ平面においてＸ方向とＹ方向とで焦点距離が異なるシリンドリカルレンズやアナモルフィックレンズ等を用いてもよい。
　上記の構成によれば、レンズ部と微小要素レンズとを組み合わせて用いることで、例えば、レーザ光を拡げて１００度以上の広角に照射することができる。さらに、出射面が凸形状であって負のパワーを持つレンズ部を用いることで、凸形状を含む出射面に配置された微小要素レンズ全体からレーザ光が照射されるため、周囲に居る人がどの角度から見ても目の網膜上に結像する見かけの光源サイズが小さくなることを抑制することができる。
　この結果、レーザ光をより効果的に拡げて広角に照射することができるとともに、周囲に居る人の目の網膜にダメージを与えてしまうことを低減して、安全性を確保することができる。
　第１２の発明に係る周辺監視センサは、第１から第１１の発明のいずれか１つに係るレーザ照明装置と、受光部と、検出部と、を備えている。受光部は、レーザ照明装置から照射されたレーザ光の反射光を複数の方向から受光する。検出部は、受光部において受光された反射光の方向と受光量とに基づいて周囲の物体を検出する。
　ここでは、上述したレーザ照明装置と、レーザ光の反射光を複数の方向から受光する受光部と、反射光の方向と受光量とに基づいて周囲の物体（障害物、人等）を検出する検出部とを備えた周辺監視センサを構成している。
　ここで、上記受光部としては、例えば、レーザ照明装置から照射されたレーザ光の反射光を受光するイメージセンサ等を用いることができる。
　これにより、上記の構成により、照射されるレーザ光をより効果的に拡げて広角に照射するとともに周囲の人の目の安全性を確保することが可能な周辺監視センサを得ることができる。
（発明の効果）
　本発明に係るレーザ照明装置によれば、照射されるレーザ光をより効果的に拡げて広角に照射するとともに周囲の人の目の安全性を確保することができる。
本発明の一実施形態に係るレーザ照明装置を搭載した周辺監視センサの構成を示す図。 図１の周辺監視センサから照射されるレーザ光の範囲を示す平面図。 図１の周辺監視センサに搭載されたレーザ照明装置の概略的な構成を示す平面図。 （ａ）は、図３のレーザ照明装置に含まれる微小要素レンズの構成を示す側面図。（ｂ）は、（ａ）のＡ１部分の拡大図。 （ａ）は、図４の微小要素レンズを構成する微小レンズであって、断面視において曲率が大きい凸状の部分を通過するレーザ光を示す断面図。（ｂ）は、（ａ）の微小レンズを通過したレーザ光の光強度分布を示すグラフ。 図３のレーザ照明装置に含まれるメニスカスレンズの構成を示す側面図。 図３のレーザ照明装置から照射されたレーザ光が拡げられて広角に照射されるとともに、周囲に居る人の網膜上に結像する見かけの光源サイズが拡大された状態を示す平面図。 図３のレーザ照明装置を構成する微小要素レンズとメニスカスレンズを通過したレーザ光が、どの角度から見ても所定の被爆放出限界以下になることを示す概念図。 （ａ）は、図８に示す斜め７０度方向から見た見かけの光源サイズを示すグラフ。（ｂ）は、図８に示す正面から見た見かけの光源サイズを示すグラフ。 本発明の実施形態２に係るレーザ照明装置の概略的な構成を示す平面図。 本発明の実施形態３に係るレーザ照明装置の概略的な構成を示す平面図。 本発明の実施形態４に係るレーザ照明装置の概略的な構成を示す平面図。 本発明の実施形態５に係るレーザ照明装置の概略的な構成を示す平面図。 本発明の実施形態６に係るレーザ照明装置の概略的な構成を示す平面図。 本発明の実施形態７に係るレーザ照明装置の概略的な構成を示す平面図。 （ａ）は、本発明の他の実施形態に係るレーザ照明装置に含まれる微小要素レンズの構成を示す側面図。（ｂ）は、（ａ）のＡ２部分の拡大図。
　（実施形態１）
　本発明の一実施形態に係るレーザ照明装置について、図１～図９（ｂ）を用いて説明すれば以下の通りである。
　本実施形態に係るレーザ照明装置１０は、ＴＯＦ（Time of Flight）方式を採用した車載用の周辺監視センサ１００に搭載されている。なお、ＴＯＦ方式を採用したセンサは、投光した光の反射光を受光するまでの時間（光の飛行時間）によって対象物までの距離を測定する。
　周辺監視センサ１００は、図１に示すように、レーザ照明装置１０と、受光素子１０２と、制御部（検出部）１０３と、を備えている。そして、周辺監視センサ１００は、図２に示すように、車両Cの側面に設けられており、例えば、車両Cの左右両側における約１４０度のレーザ光照射範囲Ｚ１，Ｚ２にレーザ光Ｂ１を照射して、障害物や人等がいないかを監視する。
　レーザ照明装置１０は、周辺監視センサ１００の照明として搭載されており、制御部１０３によって制御されている。そして、レーザ照明装置１０は、制御部１０３から投光指令信号を受信して所望の範囲（約１４０度）に広角にレーザ光Ｂ１を照射する。なお、レーザ照明装置１０の詳細な構成については、後段にて詳述する。
　受光素子１０２は、レーザ照明装置１０から照射された後、対象物１０１に当たって反射したレーザ光Ｂ１を受光する。そして、受光素子１０２は、受光した反射光の光量等のデータを、制御部１０３に送信する。
　受光素子１０２としては、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサを用いて、複数の反射光を受光する。この他、アレイ化された、ＰＤ（Photo Diode）、ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）やＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）をイメージセンサとして用いてもよい。また、受光素子１０２は、適切な幾何学設計により、イメージセンサ上の受光した位置に基づいて、複数の反射光が入射した方向が算出できるよう構成されている。
　制御部１０３は、受光素子１０２において受光した光の光量の変化に基づいて、その光がレーザ光Ｂ１の反射光であると判断する。また、制御部１０３は、レーザ照明装置１０から照射されたレーザ光Ｂ１の反射光を受光するまでの時間に基づいて、周辺の物体までの距離を算出し、周辺の障害物や人等の有無を検出することができる。
　さらに、制御部１０３は、受光した反射光の入射方向と算出した周辺の物体までの距離に基づいて得られる複数の三次元点群データを分析することで、周辺に存在する物体の種類や位置を検出する。
　（レーザ照明装置１０）
　本実施形態のレーザ照明装置１０は、上述した周辺監視センサ１００の照明装置として搭載されており、車両Ｃの左右の側面において広角にレーザ光Ｂ１を照射する。そして、レーザ照明装置１０は、図３に示すように、光源部１１と、微小要素レンズ１２と、メニスカスレンズ（レンズ部）１３とを備えている。
　　（光源部１１）
　光源部１１は、微小要素レンズ１２に対して略平行なレーザ光を出射する。なお、光源部１１としては、エネルギー集中度および指向性に優れたレーザ光を出射するレーザダイオード（ＬＤ）等を用いることができる。
　　（微小要素レンズ１２）
　微小要素レンズ１２は、光源部１１から入射したレーザ光Ｂ１を発散させて広角に照射させるために、図３に示すように、光源部１１とメニスカスレンズ１３との間に設けられている。そして、微小要素レンズ１２は、比較的屈折率の高い樹脂を用いて成形されている。また、微小要素レンズ１２は、図４（ａ）に示すように、光源部１１側（レーザ光Ｂ１の入射側）において、微小レンズ１２ａが同一面上に連続的に複数配置されて構成されている。
　なお、微小要素レンズ１２には、例えば、複数の微小レンズ１２ａによって構成されるレンズアレイ、シリンドリカルレンズアレイ等が含まれる。
　微小レンズ１２ａは、図４（ｂ）に示すように、断面視において、凸状の部分が、光軸と平行な断面視において光軸方向の先端部が周囲よりも大きい曲率を有するレンズであって、曲率半径０．０７、コーニック定数－０．９７を有している。
　このように、微小レンズ１２ａの凸部分が、曲率の大きい非球面形状となっていることで、図５（ａ）に示すように、微小要素レンズ１２を通過したレーザ光Ｂ１の角度強度分布が、中心部よりも周辺が強くなるように配光することができる。
　具体的には、本実施形態のレーザ照明装置１０では、微小要素レンズ１２を通過したレーザ光Ｂ１は、図５（ｂ）に示すように、中心部の光強度（約０．４３ｗ／ｓｒ）に対して中心から離れるにつれて光強度が徐々に大きくなり、左右７０度において光強度（約１．０ｗ／ｓｒ）が最も大きくなる。
　すなわち、本実施形態では、断面視において光軸と平行な断面視において光軸方向の先端部が周囲よりも大きい曲率を有する凸部分を有する微小レンズ１２ａを含む微小要素レンズ１２を用いることで、照射範囲における外側（角度が大きい側）の強度が中心よりも大きいレーザ光Ｂ１を照射することができる。
　この結果、中心部が最も強く外側に向かって弱くなる強度分布となる従来の微小要素レンズと比較して、レーザ光Ｂ１の照射範囲における外側の範囲にまで充分な光量のレーザ光Ｂ１を照射することができる。よって、周辺監視センサ１００において、周囲にある障害物や人等を高精度に検出することができる。
　　（メニスカスレンズ１３）
　メニスカスレンズ１３は、微小要素レンズ１２によって拡げられたレーザ光をさらに拡げて広角化するために全体として負のパワーを有し、図３に示すように、微小要素レンズ１２の出射側に配置されている。そして、メニスカスレンズ１３は、図６に示すように、微小要素レンズ１２から出射されたレーザ光Ｂ１が入射される凹状の入射面１３ａと、拡げられたレーザ光Ｂ１を出射する凸状の出射面１３ｂとを有している。
　より詳細には、メニスカスレンズ１３の入射面１３ａは、曲率半径が１５ｍｍ、コーニック定数－０．８９の非球面の凹形状を有している。そして、メニスカスレンズ１３の出射面１３ｂは、曲率半径６０ｍｍの半球面形状を有している。
　本実施形態では、メニスカスレンズ１３は、微小要素レンズ１２側に凹状で非球面の入射面１３ａ、その反対側に曲率が大きい凸状の出射面１３ｂと、を有しており、レンズ全体として負のパワーを持つ。
　これにより、微小要素レンズ１２を通過して入射してきたレーザ光Ｂ１をさらに拡げて広角にレーザ光を照射させることができる。よって、図７に示すように、１００度以上（例えば、１４０度）の広角にレーザ光Ｂ１を照射させることができる。
　また、本実施形態では、凸状の出射面１３ｂを有するメニスカスレンズ１３を用いたことで、メニスカスレンズ１３の出射面１３ｂから照射されるレーザ光Ｂ１を周囲のどの角度から見ても、人の目の安全性を確保することができる。
　具体的には、図７に示すように、メニスカスレンズ１３の出射面１３ｂから照射されたレーザ光Ｂ１は、周囲に居る人の目の網膜上に結像する。このとき、例えば、斜めから見た場合等のように視角αの角度が小さくなると、網膜上に結像する見かけの光源サイズが小さくなって網膜にダメージを与えるおそれがある。
　そこで、本実施形態のレーザ照明装置１０では、凸状の出射面１３ｂを有するメニスカスレンズ１３を用いている。
　これにより、図８に示すように、周囲の人がどの角度からレーザ光Ｂ１を見た場合でも、目に入射してくるレーザ光Ｂ１の視角が１００ｍｒａｄ以上になるようにすることができる。よって、周囲に居る人の目の安全性を確保することができる。
　具体的には、レーザ照明装置１０の正面から見た場合に目に入射してくるレーザ光Ｂ１の視角は１０４ｍｒａｄ、正面から７０度の斜め方向から見た場合に目に入射してくるレーザ光Ｂ１の視角は１００ｍｒａｄ（５．７３度）であった。すなわち、どの角度からみても目に入射してくるレーザ光Ｂ１の角度は１００ｍｒａｄ以上とすることができる。
　この結果、人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズの大きさを拡大して、レーザ光Ｂ１が目の網膜にダメージを与えることを防止することができる。
　以上のことから、メニスカスレンズ１３の出射面１３ｂを、球面よりも曲率が大きい凸状にしたことで、斜めから見た際の見かけの光源サイズを大きくして、人の目の安全性を確保した状態でレーザ光Ｂ１を広角に照射することができる。
　なお、IEC（国際電気標準会議（International Electro-technical Commission））60825において、安全であると考えられる視角の値の基準として、それ以上の大きさではMPE及びAELが光源の大きさに依存しなくなるアパーレント光源の視角の値である最大視角αｍａｘが規定されている。
　すなわち、人の目の網膜の単位面積当たりの受光許容量は一定値であることから、網膜上に結像される見かけの光源サイズ（面積）を大きくすることで、照射されるレーザ光Ｂ１の光量許容値を大きくすることができる。
　上記の事柄はシミュレーションにより計算された値から説明できる。
　図９（ａ）および図９（ｂ）は、図８に示す２つの位置から本実施形態のレーザ照明装置１０を見たときに、微小要素レンズ１２およびメニスカスレンズ１３を経由して目の位置に集光するレーザ光Ｂ１がメニスカスレンズ１３の出射面１３ｂ上で形成する光源像のエネルギー分布を示したものである。レーザ光のエネルギー分布はガウシアン分布と見なすことができるため、その中心ピーク値の１／ｅ（ｅは自然対数の底）になる直径がレーザ光のビーム直径に対応する。
　図９（ａ）は、斜め７０度方向からレーザ光Ｂ１を見た場合であり、エネルギーが中心ピーク値の１／ｅとなるビーム直径（光源像のサイズ）は７．０ｍｍとなる。
　ここで、レーザ照明装置１０と目の距離は７０ｍｍと設定していることから、視角は１００ｍｒａｄとなる。同様に、図９（ｂ）は、正面からレーザ光Ｂ１を見た場合であり、エネルギーが中心ピーク値の１／ｅとなるビーム直径は７．３ｍｍとなり、視角は１０４ｍｒａｄとなる。
　また、メニスカスレンズ１３は、光軸に平行な平面における一方向（略水平方向）に曲率を持ち、これに直交する方向（略鉛直方向）には曲率を持たないシリンドリカルレンズが用いられている。
　つまり、本実施形態では、メニスカスレンズ１３としてシリンドリカルレンズを用いることで、周辺監視を行う略水平方向においてのみレーザ光Ｂ１を広角化し、略鉛直方向においてはレーザ光Ｂ１を広角化しない構成とすることができる。
　なお、必要に応じて、適宜、略鉛直方向にも曲率を持たせることも可能である。
　＜主な特徴＞
　本実施形態のレーザ照明装置１０では、以上のような微小要素レンズ１２とメニスカスレンズ１３とを組み合わせて用いたことにより、図７に示すように、１４０度の広角にレーザ光Ｂ１を照射することができる。
　さらに、上記組み合わせによって、メニスカスレンズ１３における凸状の出射面１３ｂ全体からレーザ光Ｂ１を出射することができる。
　すなわち、本実施形態のレーザ照明装置１０では、微小要素レンズ１２の出射側に凹状のメニスカスレンズ１３を配置したことで、微小要素レンズ１２とメニスカスレンズ１３とにおいて、それぞれレーザ光Ｂ１を拡げて２段階で広角化させることができる。
　この結果、従来よりも効果的にレーザ光Ｂ１を拡げて広角に照射させることができるとともに、周囲の人がどの角度からレーザ光Ｂ１を見た場合でも網膜上に結像される見かけの光源サイズを大きくすることで、レーザ光Ｂ１が網膜にダメージを与えることを防止することができる。
　さらに、本実施形態では、微小要素レンズ１２を構成する微小レンズ１２ａとして、凸部分の曲率が大きい尖った非球面形状のレンズを用いている。
　これにより、照射範囲における外側（角度が大きい側）の強度が中心部よりも大きいレーザ光Ｂ１を照射することができる。
　この結果、中心部が最も強く外側に向かって弱くなる強度分布となる従来の微小要素レンズと比較して、レーザ光Ｂ１の照射範囲における外側の範囲にまで充分な光量のレーザ光Ｂ１を照射することができる。
　（実施形態２）
　本発明の実施形態２に係るレーザ照明装置について、図１０を用いて説明すれば以下の通りである。
　本実施形態に係るレーザ照明装置２１０は、図１０に示すように、光源部１１と微小要素レンズ１２との間に、レーザ光Ｂ１のビーム径を拡張するためのビームエキスパンダ２１４を設けている点において、上記実施形態１のレーザ照明装置１０とは異なっている。
　なお、レーザ照明装置２１０のその他の構成については、上記実施形態１のレーザ照明装置１０と同様であることから、ここではそれの構成について詳細な説明は省略する。
　ビームエキスパンダ２１４は、図１０に示すように、光源部１１から出射されたレーザ光Ｂ１のビーム径を拡張するために、複数のレンズを組み合わせて構成されている。具体的には、ビームエキスパンダ２１４は、第１レンズ２１４ａと第２レンズ２１４ｂとを有している。
　第１レンズ２１４ａは、凸レンズであって、光源部１１側に配置されており、光源部１１から出射されたレーザ光Ｂ１を拡張する。
　第２レンズ２１４ｂは、凸レンズであって、微小要素レンズ１２側に配置されており、第１レンズ２１４ａによって拡張されたレーザ光Ｂ１を平行光化する。
　これにより、光源部１１から出射されたレーザ光Ｂ１を、ビームエキスパンダ２１４によってビーム径を大きく（コリメート）して、微小要素レンズ１２に入射させることができる。
　この結果、所定の角度で広角にレーザ光Ｂ１を照射する場合には、微小要素レンズ１２とメニスカスレンズ１３との間の距離（光路長）を短くして、光学系を小型化することができる。また、光路長が一定で所定の角度で広角にレーザ光Ｂ１を照射する場合には、メニスカスレンズ１３の曲率を小さくすることができる。
　（実施形態３）
　本発明の実施形態３に係るレーザ照明装置について、図１１を用いて説明すれば以下の通りである。
　本実施形態に係るレーザ照明装置３１０では、図１１に示すように、拡散粒子を混入させて形成された微小要素レンズ３１２およびメニスカスレンズ３１３を含む点において、上記実施形態１，２とは異なっている。
　なお、レーザ照明装置３１０のその他の構成については、上記実施形態１のレーザ照明装置１０と同様であることから、ここではそれの構成について詳細な説明は省略する。
　本実施形態のレーザ照明装置３１０では、上述のように、成形時に拡散粒子を混入させて、微小要素レンズ３１２およびメニスカスレンズ３１３を形成している。
　これにより、微小要素レンズ３１２およびメニスカスレンズ３１３に混入された拡散粒子の効果によって、微小要素レンズ３１２およびメニスカスレンズ３１３を通過するレーザ光Ｂ１を効果的に拡げることで、エネルギー分布の均一性を高めた上で、周囲の人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズを大きくしつつ、広角に照射することができる。
　そして、拡散粒子の効果によってレーザ光Ｂ１の拡がりが見込めるため、例えば、メニスカスレンズの凸部分の曲率を小さくしても、上記実施形態１と同様に、広角にレーザ光Ｂ１を照射することができる。
　（実施形態４）
　本発明の実施形態４に係るレーザ照明装置について、図１２を用いて説明すれば以下の通りである。
　本実施形態に係るレーザ照明装置４１０は、図１２に示すように、微小要素レンズ１２とメニスカスレンズ１３との間に、拡散粒子を含む板状の拡散体４０１が配置されている点において、上記実施形態１とは異なっている。
　なお、レーザ照明装置４１０のその他の構成については、上記実施形態１のレーザ照明装置１０と同様であることから、ここではそれの構成について詳細な説明は省略する。
　本実施形態のレーザ照明装置４１０では、上述のように、成形時に拡散粒子が混入された拡散体４０１が、微小要素レンズ３１２とメニスカスレンズ３１３との間に配置されている。
　これにより、拡散体４０１に混入された拡散粒子の効果によって、微小要素レンズ３１２を通過して入射してきたレーザ光Ｂ１を拡げて、メニスカスレンズ３１３に入射させることができる。よって、レーザ光Ｂ１を効果的に拡げることで、エネルギー分布の均一性を高めた上で、周囲の人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズを大きくしつつ、広角に照射することができる。
　そして、拡散体４０１によってレーザ光Ｂ１の拡がりが見込めるため、例えば、メニスカスレンズの凸部分の曲率を小さくしても、上記実施形態１と同様に、広角にレーザ光Ｂ１を照射することができる。
　（実施形態５）
　本発明の実施形態５に係るレーザ照明装置について、図１３を用いて説明すれば以下の通りである。
　本実施形態に係るレーザ照明装置５１０は、図１３に示すように、微小レンズ５１２ａが曲面上に複数配置された微小要素レンズ５１２を用いている点において、微小レンズ１２ａが平面上に配置された微小要素レンズ１２を用いた実施形態１～４の構成とは異なっている。
　なお、レーザ照明装置５１０のその他の構成については、上記実施形態１のレーザ照明装置１０と同様であることから、ここではそれの構成について詳細な説明は省略する。
　本実施形態のレーザ照明装置５１０では、出射面側の曲面上に複数の微小レンズ５１２ａが配置された微小要素レンズ５１２を用いることで、レーザ光Ｂ１を効果的に拡げることで、エネルギー分布の均一性を高めた上で、周囲の人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズを大きくしつつ、広角に照射することができる等、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
　（実施形態６）
　本発明の実施形態７に係るレーザ照明装置について、図１４を用いて説明すれば以下の通りである。
　本実施形態に係るレーザ照明装置６１０は、出射面が凸状であって全体として負のパワーを持つレンズ部として、図１４に示すように、２つのレンズを組み合わせたレンズ群６１３を用いている点において、１枚のメニスカスレンズ１３を用いた上記実施形態１等とは異なっている。
　なお、レーザ照明装置６１０のその他の構成については、上記実施形態１のレーザ照明装置１０と同様であることから、ここではそれの構成について詳細な説明は省略する。
　本実施形態のレーザ照明装置６１０では、上述したように、レンズ部として、２枚のレンズを組み合わせたレンズ群６１３を用いている。
　レンズ群６１３は、全体として負のパワーを有しており、図１４に示すように、第３レンズ６１３ａと第４レンズ６１３ｂという２枚のレンズを組み合わせて構成されている。
　なお、本実施形態では、レンズ群６１３に、全体として負のパワーを持たせるため、第３レンズ６１３ａの入射側および出射側の少なくとも１つの面は凹状とする。
　第４レンズ６１３ｂは、出射側の面が凸状になるように形成されている。そして、第４レンズ６１３ｂの入射側の面は、光軸に対して略垂直な平面によって形成されている。
　なお、第４レンズ６１３ｂの入射側の面については、凸状に形成されていてもよい。
　レンズ群６１３は、第３レンズ６１３ａの凹状の非球面形状によって光をさらに発散させるとともに、第４レンズ６１３ｂの出射側の凸状の形状によって、斜めから見た時の視角αを大きくする（見かけの光拡散面サイズを大きく）ことができる。
　これにより、複数のレンズ（第３・第４レンズ６１３ａ，６１３ｂ）を組み合わせたレンズ群６１３を、メニスカスレンズの代替として用いることで、レーザ光Ｂ１を効果的に拡げることで、エネルギー分布の均一性を高めた上で、周囲の人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズを大きくしつつ、広角に照射することができる等、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
　（実施形態７）
　本発明の実施形態７に係るレーザ照明装置について、図１５を用いて説明すれば以下の通りである。
　本実施形態に係るレーザ照明装置７１０は、図１５に示すように、微小要素レンズ７１２がメニスカスレンズ１３の出射面１３ｂ上に配置されている点において、上記実施形態１等とは異なっている。
　なお、レーザ照明装置７１０のその他の構成については、上記実施形態１のレーザ照明装置１０と同様であることから、ここではそれの構成について詳細な説明は省略する。
　本実施形態のレーザ照明装置７１０では、図１５に示すように、メニスカスレンズ１３の出射面１３ｂ側に配置された複数の微小レンズ７１２ａによって、微小要素レンズ７１２を構成している。
　これにより、光源部１１から出射されたレーザ光Ｂ１を、メニスカスレンズ１３および微小要素レンズ７１２によって、効果的に拡げて広角に照射するとともに、周囲の人の目の網膜上に結像する見かけの光源サイズを大きくして目の安全性を確保することができる等、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
　［他の実施形態］
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　（Ａ）
　上記実施形態１では、図４（ｂ）等に示すように、レーザ照明装置１０に含まれる微小要素レンズ１２が、断面視において光軸と平行な断面視において光軸方向の先端部が周囲よりも大きい曲率を有する微小レンズ１２ａが複数配置されて構成されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、断面が光軸と平行な断面視において光軸方向の先端部が周囲よりも大きい曲率を有する微小レンズ１１２ａが平面状に複数配置された微小要素レンズ１１２を含むレーザ照明装置であってもよい。
　この場合でも、微小要素レンズ１１２とメニスカスレンズ１３とを組み合わせることで、レーザ光Ｂ１を従来よりも広角に照射するとともに、周囲の人の目の安全性を確保することができるという、上記と同様の効果を得ることができる。
　（Ｂ）
　上記実施形態では、図３等に示すように、光源部１１からレーザ光Ｂ１が略平行に出射される例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、広がりを持つレーザ光を出射する光源部を用いてもよい。
　（Ｃ）
　上記実施形態３では、図１１に示すように、微小要素レンズ３１２およびメニスカスレンズ３１３の両方に、拡散粒子を混入させた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、拡散粒子を混入させるのは、微小要素レンズおよびメニスカスレンズ３１３のいずれか一方であってもよい。
　この場合でも、混入された拡散粒子の効果によって、通過するレーザ光を拡げて広角に照射することができる。
　（Ｄ）
　上記実施形態４では、図１２に示すように、微小要素レンズ１２とメニスカスレンズ１３との間に、板状の拡散体４０１を配置した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、拡散体の形状としては、板状に限定されるものではなく、ブロック状の拡散体を用いてもよい。
　（Ｅ）
　上記実施形態５では、図１３に示すように、微小要素レンズ５１２において、曲面上に配置された微小レンズ５１２ａが、出射面側（メニスカスレンズ１３側）に配置された例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、図１３に示す構成とは逆に、微小レンズが入射側の曲面上に配置された構成であってもよい。
　（Ｆ）
　上記実施形態では、図２に示すように、乗用車等の車両に搭載された周辺監視センサ１００に搭載されるレーザ照明装置１０に対して、本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、工場等で使用されるＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）に搭載された周辺監視センサ、工場や病院、施設、家庭などにおいて人の監視（見守り）を行う監視センサに搭載されるレーザ照明装置に対して、本発明を適用してもよい。
　本発明のレーザ照明装置は、照射されるレーザ光をより効果的に拡げて広角に照射するとともに周囲の人の目の安全性を確保することができるという効果を奏することから、各種レーザ照明装置として広く適用可能である。
１０　　　レーザ照明装置
１１　　　光源部
１２　　　微小要素レンズ
１２ａ　　微小レンズ
１３　　　メニスカスレンズ（レンズ部）
１３ａ　　入射面
１３ｂ　　出射面
１００　　周辺監視センサ
１０１　　対象物（障害物、人）
１０２　　受光素子
１０３　　制御部（検出部）
１１２　　微小要素レンズ
１１２ａ　微小レンズ
２１０　　レーザ照明装置
２１４　　ビームエキスパンダ
２１４ａ　第１レンズ
２１４ｂ　第２レンズ
３１０　　レーザ照明装置
３１２　　微小要素レンズ
３１２ａ　微小レンズ
３１３　　メニスカスレンズ（レンズ部）
３１３ａ　入射面
３１３ｂ　出射面
４１０　　レーザ照明装置
４０１　　拡散体
５１０　　レーザ照明装置
５１２　　微小要素レンズ
５１２ａ　微小レンズ
６１０　　レーザ照明装置
６１３　　レンズ群（レンズ部）
６１３ａ　第３レンズ
６１３ｂ　第４レンズ
７１０　　レーザ照明装置
７１２　　微小要素レンズ
７１２ａ　微小レンズ
　Ｂ１　　レーザ光
　Ｃ　　　車両
Ｚ１，Ｚ２　レーザ光照射範囲

Claims (12)

  1. 　レーザ光を出射する光源部と、
    　前記レーザ光を拡げる微小要素レンズと、
    　前記微小要素レンズから前記レーザ光が入射してくる入射面と、前記入射面とは反対側に設けられ凸形状を含む出射面とを有しており、前記微小要素レンズから入射する前記レーザ光を拡げる負のパワーを持つレンズ部と、
    を備えているレーザ照明装置。
  2. 　前記微小要素レンズは、同一面上に配置された複数の微小レンズを有している、
    請求項１に記載のレーザ照明装置。
  3. 　前記微小要素レンズに含まれる前記微小レンズは、光軸と平行な断面視において凸部分の曲率が大きい形状を有している、
    請求項２に記載のレーザ照明装置。
  4. 　前記微小要素レンズに含まれる前記微小レンズは、シリンドリカルレンズである、
    請求項２または３に記載のレーザ照明装置。
  5. 　前記レンズ部の前記入射面は、凹状の形状を有している、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ照明装置。
  6. 　前記レンズ部は、メニスカスレンズである、
    請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ照明装置。
  7. 　前記光源部と前記微小要素レンズとの間に配置された複数のレンズを組み合わせて構成されており、前記光源部から出射された前記レーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダを、さらに備えている、
    請求項１から６のいずれか１項に記載のレーザ照明装置。
  8. 　前記微小要素レンズは、入射してきた前記レーザ光を拡げる拡散粒子を含む、
    請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザ照明装置。
  9. 　前記レンズ部は、入射してきた前記レーザ光を拡げる拡散粒子を含む、
    請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザ照明装置。
  10. 　前記微小要素レンズと前記レンズ部との間に配置されており、入射してきた前記レーザ光を拡げる拡散体を、さらに備えている、
    請求項１から９のいずれか１項に記載のレーザ照明装置。
  11. 　レーザ光を出射する光源部と、
    　前記光源部から前記レーザ光が入射してくる入射面と、前記入射面とは反対側に設けられ凸形状を含む出射面とを有しており、前記レーザ光を拡げる負のパワーを持つレンズ部と、
    　前記レンズ部の前記出射面に配置された複数の微小レンズを有し、前記レーザ光を拡げる微小要素レンズと、
    を備えているレーザ照明装置。
  12. 　請求項１から１１のいずれか１項に記載のレーザ照明装置と、
    　前記レーザ照明装置から照射された前記レーザ光の反射光を複数の方向から受光する受光部と、
    　前記受光部において受光された前記反射光の方向と受光量とに基づいて周囲の物体を検出する検出部と、
    を備えた周辺監視センサ。
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