JP2018181545A - Lighting device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device which enables lighting and light display in various forms.SOLUTION: A lighting device includes a light source part, a light guide optical system, and a first diffractive optical element 13. The light guide optical system guides light L from the light source part to the first diffractive optical element 13. The first diffractive optical element 13 emits the incident light L in a first pattern P1 (for example, a checker flag pattern). The light L emitted from the first diffractive optical element 13 is projected in a second pattern (for example, a toric pattern) to a lighting area R.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、回折光学素子によって回折された光を照明光として用いる照明装置に関する。   The present invention relates to an illumination apparatus using light diffracted by a diffractive optical element as illumination light.

光源及びホログラム素子を組み合わせて、路面等の領域を所望パターンで照明する照明装置が知られている。例えば特許文献1が開示する車両用の照明装置によれば、レーザ光及びホログラムを使って、文字等の情報を路面に投影することができる。   An illumination device is known which illuminates an area such as a road surface with a desired pattern by combining a light source and a hologram element. For example, according to the illuminating device for vehicles which patent document 1 discloses, information, such as a character, can be projected on a road surface using a laser beam and a hologram.

特開2015−132707号公報JP, 2015-132707, A

上述のようにレーザ光などのコヒーレント光をホログラム素子などの回折光学素子と組み合わせて使用することで、比較的広範囲の照明領域に対して所望パターンの照明を行うことができ、観察者は照明領域に映し出される所望パターンを安全に視認することができる。そのため、コヒーレント光及び回折光学素子を使用した上述のような照明装置は、車両分野だけではなく、様々な分野の装置に応用が可能である。   As described above, by using coherent light such as laser light in combination with a diffractive optical element such as a hologram element, illumination of a desired pattern can be performed on a relatively wide illumination area, and the observer can It is possible to safely view the desired pattern projected on the screen. Therefore, the illumination apparatus as described above using the coherent light and the diffractive optical element can be applied not only to the vehicle field but also to various field devices.

その一方で、照明装置は、様々な情報を様々な形態で提供するための更なる工夫が求められている。例えば車両用の照明装置の分野では、各車両の搭乗者、歩行者、或いは他の車両の搭乗者に対して交通等に関連する情報を効果的に提供し、各人の注意喚起を促すことが可能な照明形態の更なる提案が望まれている。また照明装置は、優れた照明性能や情報提供性能を示すだけではなく、使用機器や使用環境に応じた良好なデザイン性を持った光表示を行うことも求められている。   On the other hand, the lighting device is required to be further devised to provide various information in various forms. For example, in the field of lighting devices for vehicles, effectively provide information related to traffic etc. to passengers of pedestrians, pedestrians or passengers of other vehicles, and to call attention to each person. Further proposals for possible lighting configurations are desired. In addition to showing excellent illumination performance and information provision performance, the illumination device is also required to perform light display with a good design according to the equipment used and the usage environment.

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、様々な形態での照明及び光表示を可能にする照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide a lighting device that enables lighting and light display in various forms.

本発明の一態様は、光源部と、第1回折光学素子と、光源部からの光を第1回折光学素子に導く導光光学系と、を備え、第1回折光学素子は、入射された光を第1のパターンで出射し、第1回折光学素子から出射した光は、照明領域に第2のパターンで投影される照明装置に関する。   One aspect of the present invention includes a light source unit, a first diffractive optical element, and a light guiding optical system for guiding light from the light source unit to the first diffractive optical element, and the first diffractive optical element is incident The present invention relates to an illumination device that emits light in a first pattern, and the light emitted from a first diffractive optical element is projected in a second pattern on an illumination area.

第1回折光学素子は、第1のパターンに応じて配置された遮光部であって、光の少なくとも一部を遮る遮光部を有してもよい。   The first diffractive optical element may be a light shielding unit disposed in accordance with the first pattern, and may have a light shielding unit that shields at least a part of light.

第1回折光学素子は、第1のパターンに応じて配置された1又は複数種類のカラーフィルタを有してもよい。   The first diffractive optical element may have one or more types of color filters arranged according to the first pattern.

光源部は、互いに異なる波長の光を発する複数の光源を含み、導光光学系は、複数の光源の各々から発せられる光を、第1回折光学素子のうち、第1のパターン及び当該光の波長に基づいて定められる領域に導いてもよい。   The light source unit includes a plurality of light sources emitting light of different wavelengths, and the light guiding optical system is configured to transmit the light emitted from each of the plurality of light sources to a first pattern of the first diffractive optical element and the light It may lead to an area defined based on the wavelength.

導光光学系は、光源部からの光を第1回折光学素子上で走査させてもよい。   The light guide optical system may scan light from the light source unit on the first diffractive optical element.

導光光学系は、光源部からの光の空間的な分布を第1のパターンに応じて変調し、変調後の光を第1回折光学素子に導いてもよい。   The light guiding optical system may modulate the spatial distribution of the light from the light source unit according to the first pattern, and guide the modulated light to the first diffractive optical element.

導光光学系は、入射された光を第1のパターンで出射する第2回折光学素子を有し、第2回折光学素子から出射した光は、第1回折光学素子上に第1のパターンで投影されてもよい。   The light guiding optical system has a second diffractive optical element for emitting incident light in a first pattern, and the light emitted from the second diffractive optical element has a first pattern on the first diffractive optical element. It may be projected.

第1回折光学素子は、複数の要素拡散領域を含み、複数の要素拡散領域は、照明領域において互いに同じ範囲に向けて光を出射してもよい。   The first diffractive optical element may include a plurality of element diffusion regions, and the plurality of element diffusion regions may emit light toward the same range as each other in the illumination region.

第1回折光学素子は、複数の要素拡散領域を含み、複数の要素拡散領域は、照明領域において互いに異なる範囲に向けて光を出射してもよい。   The first diffractive optical element may include a plurality of element diffusion areas, and the plurality of element diffusion areas may emit light to different areas in the illumination area.

第1のパターンは、第2のパターンと同じパターンを有してもよい。   The first pattern may have the same pattern as the second pattern.

第1のパターンは、第2のパターンと異なるパターンを有してもよい。   The first pattern may have a different pattern than the second pattern.

本発明によれば、様々な形態での照明及び光表示を可能にする照明装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a lighting device that enables lighting and light display in various forms.

図1は、第1の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a lighting device according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態における、第1回折光学素子から出射される光の第1のパターンと、照明領域に投影される光の第2のパターンとを概略的に示す図である。FIG. 2 is a view schematically showing a first pattern of light emitted from the first diffractive optical element and a second pattern of light projected onto the illumination area in the first embodiment. 図3は、第2の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of a lighting device according to a second embodiment. 図4は、第2の実施形態における、第1回折光学素子から出射される光の第1のパターンと、照明領域に投影される光の第2のパターンとを概略的に示す図である。FIG. 4 is a view schematically showing a first pattern of light emitted from the first diffractive optical element and a second pattern of light projected onto the illumination area in the second embodiment. 図5は、第3の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。FIG. 5 is a view showing a schematic configuration of a lighting device according to a third embodiment. 図6は、第3の実施形態における、第1回折光学素子から出射される光の第1のパターンと、照明領域に投影される光の第2のパターンとを概略的に示す図である。FIG. 6 is a view schematically showing a first pattern of light emitted from the first diffractive optical element and a second pattern of light projected onto the illumination area in the third embodiment. 図7は、第4の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。FIG. 7 is a view showing a schematic configuration of a lighting device according to a fourth embodiment. 図8は、第4の実施形態における、第1回折光学素子から出射される光の第1のパターンと、照明領域に投影される光の第2のパターンとを概略的に示す図である。FIG. 8 is a view schematically showing a first pattern of light emitted from the first diffractive optical element and a second pattern of light projected onto the illumination area in the fourth embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、縮尺および縦横の寸法比等を実物のそれらから適宜変更している。また、本明細書において用いられる形状、幾何学的条件、及びそれらの程度を特定する用語及び値(例えば「平行」、「直交」及び「同一」等の用語、及び長さや角度等の値)については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, vertical and horizontal dimensional ratio, etc. are appropriately changed from those of the real thing. In addition, terms and values specifying shapes, geometric conditions, and their degrees used in the present specification (for example, terms such as "parallel", "orthogonal" and "identical", and values such as length and angle) We will interpret the term including the extent to which the same function can be expected without being bound by a strict meaning.

以下の各実施形態に係る照明装置10は、車両用ライト(例えばヘッドライトやテールライト)として使用されることが想定されているが、その適用対象や利用態様は特に限定されない。例えば、車両以外の移動体(例えば船舶や飛行機など)や道路等の非移動体に設置される照明装置に対しても、以下の各実施形態に係る照明装置10を応用することが可能である。またヘッドライトやテールライト以外の用途で用いられる照明装置に対しても以下の各実施形態に係る照明装置10を応用することが可能であり、例えば室内および屋外の一般照明用の照明装置、サイン灯、投光照明(スポットライト)、非常灯、及び誘導灯等に対しても以下の各実施形態に係る照明装置10を応用することが可能である。   Although the illuminating device 10 which concerns on the following each embodiment is assumed to be used as a vehicle light (for example, a headlight and a taillight), the application object and the utilization aspect are not specifically limited. For example, it is possible to apply lighting installation 10 concerning each of the following embodiments also to a lighting installation installed in non-moving bodies, such as mobiles (for example, a ship, a plane, etc.) other than vehicles, and a road. . The illumination device 10 according to each of the following embodiments can also be applied to illumination devices used in applications other than headlights and taillights, for example, illumination devices for general illumination indoors and outdoors, signs The illumination device 10 according to each of the following embodiments can be applied to a light, a floodlight (spotlight), an emergency light, a guide light, and the like.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る照明装置10の概略構成を示す図である。図2は、第1の実施形態における、第1回折光学素子13から出射される光Lの第1のパターンP1と、照明領域Rに投影される光Lの第2のパターンP2とを概略的に示す図である。
First Embodiment
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a lighting device 10 according to the first embodiment. 2 schematically shows a first pattern P1 of the light L emitted from the first diffractive optical element 13 and a second pattern P2 of the light L projected onto the illumination region R in the first embodiment. FIG.

本実施形態の照明装置10は、図1に示すように、光源部11、導光光学系12及び第1回折光学素子13を備える。   The illuminating device 10 of this embodiment is provided with the light source part 11, the light guide optical system 12, and the 1st diffractive optical element 13 as shown in FIG.

光源部11は、導光光学系12に向けて光Lを発する。導光光学系12から発せられる光Lは、レーザ光等のコヒーレント光であってもよいし、LED(Light Emitting Diode)光等の非コヒーレント光であってもよい。また光源部11は、単一の光源を含んでいてもよいし、複数の光源を含んでいてもよく、典型的には、相互に異なる波長域の光(例えば赤色光、緑色光及び青色光)を発する複数の光源によって光源部11を構成することができる。なお、光源部11の発光のオン及びオフ(すなわち点灯及び消灯)は図示しない制御装置によって制御可能であり、複数の光源が設けられる場合には、光源毎に発光のオン及びオフが制御され、光源間で発光の有無が相互に関連づけられてもよい。また光源部11の発光を制御する代わりに、或いはそのような制御に加え、シャッタを光源部11(例えば各光源)と導光光学系12との間に設置し、当該シャッタの開閉を図示しない制御装置により制御してもよい。   The light source unit 11 emits light L toward the light guide optical system 12. The light L emitted from the light guiding optical system 12 may be coherent light such as laser light or may be non-coherent light such as LED (Light Emitting Diode) light. The light source unit 11 may include a single light source or may include a plurality of light sources, and typically, light of different wavelength ranges (for example, red light, green light and blue light) The light source unit 11 can be configured by a plurality of light sources emitting light. The on / off of the light emission of the light source unit 11 can be controlled by a control device (not shown), and when a plurality of light sources are provided, the light emission on / off is controlled for each light source. The presence or absence of light emission may be correlated between the light sources. Further, instead of controlling the light emission of the light source unit 11 or in addition to such control, a shutter is provided between the light source unit 11 (for example, each light source) and the light guiding optical system 12 and the opening and closing of the shutter is not illustrated. It may be controlled by a controller.

導光光学系12は、光源部11と第1回折光学素子13との間に配置され、光源部11からの光Lを整形し、整形後の光Lを第1回折光学素子13に導く。図1に示す導光光学系12は、凸レンズ12a及びシリンドリカルレンズ12bによって構成されているが、導光光学系12の具体的な構成は特に限定されない。すなわち、光源部11からの光Lを第1回折光学素子13の光入射領域の形状に応じた適切な形状に整形することが可能な単種類の光学系又は複数種類の光学系の組み合わせによって、導光光学系12を構成することができる。したがって導光光学系12は、例えばコリメートレンズを含んでいてもよく、平行化された光Lを第1回折光学素子13に入射させてもよい。   The light guiding optical system 12 is disposed between the light source unit 11 and the first diffractive optical element 13, shapes the light L from the light source unit 11, and guides the shaped light L to the first diffractive optical element 13. Although the light guide optical system 12 shown in FIG. 1 is configured by the convex lens 12 a and the cylindrical lens 12 b, the specific configuration of the light guide optical system 12 is not particularly limited. That is, the combination of a single type of optical system or a combination of multiple types of optical systems capable of shaping the light L from the light source unit 11 into an appropriate shape according to the shape of the light incident region of the first diffractive optical element 13 The light guide optical system 12 can be configured. Therefore, the light guiding optical system 12 may include, for example, a collimating lens, and the collimated light L may be incident on the first diffractive optical element 13.

また図1では、光源部11、導光光学系12、及び第1回折光学素子13が同一直線上に配置されているように示されているが、実際には、これらの要素の配置位置は限定されない。すなわち導光光学系12は、光Lの進行路において光源部11と第1回折光学素子13との間に設けられていればよく、必ずしも特定方向に関して光源部11と第1回折光学素子13との間に設けられている必要はない。したがって、光源部11から導光光学系12への光Lの進行方向と導光光学系12から第1回折光学素子13への光Lの進行方向とは、相互に同じであってもよいし、相互に異なっていてもよい。光Lの進行路を変える場合には、反射等により光Lの進行方向を変えられるミラー等の光学素子が適宜配置されてもよい。   Further, in FIG. 1, the light source unit 11, the light guide optical system 12, and the first diffractive optical element 13 are illustrated as being arranged on the same straight line, but in actuality, the arrangement positions of these elements are It is not limited. That is, the light guide optical system 12 may be provided between the light source unit 11 and the first diffractive optical element 13 in the traveling path of the light L, and the light source unit 11 and the first diffractive optical element 13 may not necessarily It does not have to be provided between Therefore, the traveling direction of the light L from the light source unit 11 to the light guiding optical system 12 and the traveling direction of the light L from the light guiding optical system 12 to the first diffractive optical element 13 may be mutually the same. , May be different from each other. When the traveling path of the light L is changed, an optical element such as a mirror which can change the traveling direction of the light L by reflection or the like may be appropriately disposed.

また光源部11が複数の光源を含む場合、光源毎に別個の導光光学系12が設けられてもよい。したがって、波長域が相互に異なる複数種類の光Lが光源部11から発せられる場合には、各種の光Lの特性に応じて最適化された複数の導光光学系12によって、複数種類の光Lを第1回折光学素子13に対して適切に入射させることも可能である。   When the light source unit 11 includes a plurality of light sources, a separate light guiding optical system 12 may be provided for each light source. Therefore, when a plurality of types of light L having mutually different wavelength ranges are emitted from the light source unit 11, the plurality of types of light are optimized by the plurality of light guiding optical systems 12 optimized according to the characteristics of the various types of light L It is also possible to make L appropriately incident on the first diffractive optical element 13.

第1回折光学素子13は、導光光学系12からの光Lを回折し、入射角度に応じた角度で光Lを出射し、出射した光Lによって照明領域Rを照明する。この第1回折光学素子13の具体的な構成は特に限定されないが、典型的にはホログラム素子によって第1回折光学素子13を構成できる。第1回折光学素子13としてホログラム素子を用いる場合、回折特性を設計し易く、照明領域Rにおける所望範囲を照明するための回折パターンを比較的簡単に第1回折光学素子13に持たせることができる。また、ホログラム素子の他の利点の一つは、光源からの光L(例えばレーザ光)のエネルギー密度を拡散により低減できることである。またホログラム素子の他の利点の一つは、第1回折光学素子13が指向性のある面光源として利用可能になるため、従来の点光源として機能するランプ光源と比べると、同じ照度分布を達成するための光源面上の輝度を低下できることである。したがって第1回折光学素子13としてホログラム素子を利用することにより、光源部11からの光Lとしてレーザ光等のエネルギー密度の高い光を安全性高く利用することが可能であり、第1回折光学素子13を通過した光Lを人間の目で直視しても、単一点光源を直視する場合に比べ、人間の目に悪影響を与えるおそれが小さい。   The first diffractive optical element 13 diffracts the light L from the light guiding optical system 12, emits the light L at an angle according to the incident angle, and illuminates the illumination area R with the emitted light L. Although the specific configuration of the first diffractive optical element 13 is not particularly limited, typically, the first diffractive optical element 13 can be configured by a hologram element. When a hologram element is used as the first diffractive optical element 13, it is easy to design the diffraction characteristics, and the first diffractive optical element 13 can relatively easily have a diffraction pattern for illuminating a desired range in the illumination region R. . In addition, one of the other advantages of the hologram element is that the energy density of light L (for example, laser light) from the light source can be reduced by diffusion. In addition, one of the other advantages of the hologram element is that the first diffractive optical element 13 can be used as a directional surface light source, achieving the same illuminance distribution as compared to a lamp light source that functions as a conventional point light source To reduce the brightness on the light source surface to Therefore, by using a hologram element as the first diffractive optical element 13, it is possible to use light with high energy density such as laser light with high safety as light L from the light source unit 11, and the first diffractive optical element Even if the light L having passed through the light source 13 is viewed straight with the human eye, it is less likely to adversely affect the human eye than in the case where the single point light source is viewed directly.

このような第1回折光学素子13の回折パターンの形成手法は特に限定されない。例えば、互いに干渉性のあるコヒーレント光からなる参照光及び物体光をホログラム感光材料に照射して当該ホログラム感光材料に干渉縞を形成することによって、所望の回折パターンを有する第1回折光学素子13を作ることが可能である。また、計算機合成ホログラム(CGH:Computer Generated Hologram)によって第1回折光学素子13の回折パターンを実現することも可能であり、この場合には、任意の回折特性を持つ干渉縞の設計をコンピュータ上で行うことができ、利便性が高い。   The method for forming such a diffraction pattern of the first diffractive optical element 13 is not particularly limited. For example, the first diffractive optical element 13 having a desired diffraction pattern is formed by irradiating the hologram photosensitive material with the reference light and the object light, which are coherent light mutually coherent, to form the interference fringes on the hologram photosensitive material. It is possible to make. It is also possible to realize the diffraction pattern of the first diffractive optical element 13 by computer generated hologram (CGH). In this case, the design of interference fringes having arbitrary diffraction characteristics is performed on a computer It can be done and has high convenience.

なお光源部11が複数の光源を含む場合、光源間で1つの第1回折光学素子13が共用されてもよいし、光源毎に別個の第1回折光学素子13が設けられてもよい。光源間で1つの第1回折光学素子13を共用する場合、各光源に対して第1回折光学素子13のうちの特定の範囲が割り当てられ、第1回折光学素子13における光Lの入射範囲が光源間で異なっていてもよい。したがって、波長域が相互に異なる複数種類の光Lが光源部11から発せられる場合、導光光学系12は、各種の光Lの特性に応じて最適化された第1回折光学素子13の範囲に対して複数種類の光Lを入射させることも可能である。   When the light source unit 11 includes a plurality of light sources, one first diffractive optical element 13 may be shared between the light sources, or a separate first diffractive optical element 13 may be provided for each light source. When one first diffractive optical element 13 is shared among the light sources, a specific range of the first diffractive optical element 13 is assigned to each light source, and the incident range of the light L in the first diffractive optical element 13 is It may be different between the light sources. Therefore, when a plurality of types of light L having mutually different wavelength ranges are emitted from the light source unit 11, the light guiding optical system 12 has the range of the first diffractive optical element 13 optimized according to the characteristics of the various light L It is also possible to make multiple types of light L incident on.

第1回折光学素子13は、図2に示すように、導光光学系12から入射された光Lを第1のパターンP1で出射し、第1回折光学素子13から出射した光Lは、照明領域Rに第2のパターンP2で投影される。   As shown in FIG. 2, the first diffractive optical element 13 emits the light L incident from the light guiding optical system 12 in the first pattern P1, and the light L emitted from the first diffractive optical element 13 is an illumination light. The region R is projected with the second pattern P2.

本実施形態の第1回折光学素子13は、第1のパターンP1に応じて配置された遮光部22を有する。遮光部22は、導光光学系12から入射した光Lの少なくとも一部(本実施形態では全部)を遮るマスクとして働く。そのため、第1回折光学素子13のうち「遮光部22が配置される箇所」と「遮光部22が配置されない箇所」との間で形成される光Lのコントラストを利用することで、第1のパターンP1の光Lを第1回折光学素子13から出射させることができ、任意の意匠や情報(例えば、絵、柄(模様)、文字及び記号等)を第1回折光学素子13上に表示できる。この第1のパターンP1は、周期的に繰り返される1又は複数の単位パターンが含まれていてもよいし、そのような単位パターンを含まなくてもよい。   The first diffractive optical element 13 of the present embodiment has a light shielding portion 22 arranged according to the first pattern P1. The light blocking portion 22 functions as a mask that blocks at least a part (in the present embodiment, all) of the light L incident from the light guiding optical system 12. Therefore, by using the contrast of the light L formed between the “location where the light shielding portion 22 is disposed” and the “location where the light shielding portion 22 is not disposed” of the first diffractive optical element 13, the first The light L of the pattern P1 can be emitted from the first diffractive optical element 13, and any design or information (for example, a picture, a pattern, characters, symbols, etc.) can be displayed on the first diffractive optical element 13. . The first pattern P1 may include one or more unit patterns periodically repeated, or may not include such unit patterns.

図2に示す第1回折光学素子13では、複数の遮光部22がチェッカーフラグ状に配置され、第1のパターンP1がチェッカーフラグ状パターンにより構成されており、第1回折光学素子13は導光光学系12から入射された光Lをチェッカーフラグ状パターンで出射する。したがって、第1回折光学素子13を観察した人は、チェッカーフラグ状パターンの光Lを視認することができる。なお、図2は遮光部22を例示的に示しているに過ぎず、遮光部22の具体的な構成や具体的な配置態様は特に限定されない。例えば、遮光フィルムによって遮光部22が構成されてもよく、当該遮光フィルムを第1のパターンP1に応じた回折素子の所定箇所(例えば導光光学系12側の表面)に貼り付けることによって、本実施形態の第1回折光学素子13を構成することができる。   In the first diffractive optical element 13 shown in FIG. 2, the plurality of light shielding portions 22 are arranged in a checkered flag shape, the first pattern P1 is configured by a checkered flag-like pattern, and the first diffractive optical element 13 The light L incident from the optical system 12 is emitted in a checkered flag-like pattern. Therefore, a person who has observed the first diffractive optical element 13 can visually recognize the light L having a checkered flag pattern. Note that FIG. 2 only shows the light shielding portion 22 as an example, and the specific configuration and specific arrangement of the light shielding portion 22 are not particularly limited. For example, the light shielding portion 22 may be configured by a light shielding film, and the light shielding film is attached to a predetermined position (for example, the surface on the light guide optical system 12 side) of the diffractive element corresponding to the first pattern P1. The first diffractive optical element 13 of the embodiment can be configured.

そして、第1回折光学素子13から第1のパターンP1で出射した光L(すなわち回折光)は、照明領域Rにおいて第2のパターンP2で投影される。図2では、円環状パターンによって第2のパターンP2が構成されているが、他のパターンによって第2のパターンP2が構成されてもよく、任意の意匠や情報(例えば、絵、柄(模様)、文字及び記号等)を第2のパターンP2として照明領域Rに投影することが可能である。この第2のパターンP2は、周期的に繰り返される1又は複数の単位パターンが含まれていてもよいし、そのような単位パターンを含まなくてもよい。第2のパターンP2が投影される照明領域Rは、第1回折光学素子13から出射した光Lによって照らされる領域である。照明装置10が車両に搭載される場合、通常は、当該車両が走行する路面によって照明領域Rが構成され、当該車両の搭乗者、歩行者或いは他の車両の搭乗者によって照明領域Rに投影された第2のパターンP2の光Lが視認可能となる。   Then, the light L (that is, diffracted light) emitted from the first diffractive optical element 13 in the first pattern P1 is projected in the illumination region R in the second pattern P2. In FIG. 2, the second pattern P2 is configured by the annular pattern, but the second pattern P2 may be configured by another pattern, and any design or information (for example, a picture, a pattern (pattern)) , Letters, symbols, etc.) can be projected onto the illumination area R as a second pattern P2. The second pattern P2 may include one or more unit patterns periodically repeated, or may not include such unit patterns. The illumination area R on which the second pattern P2 is projected is an area illuminated by the light L emitted from the first diffractive optical element 13. When the lighting apparatus 10 is mounted on a vehicle, the illumination area R is usually configured by the road surface on which the vehicle travels, and is projected onto the illumination area R by an occupant of the vehicle, a pedestrian, or an occupant of another vehicle. The light L of the second pattern P2 becomes visible.

図2に示す第1回折光学素子13は、複数の要素拡散領域21に区分され、各要素拡散領域21がホログラム素子によって構成されている。図2に示す各要素拡散領域21は矩形状を有するが、要素拡散領域21の形状は特に限定されず、要素拡散領域21同士は、互いに同じ形状及び面積を有していてもよいし、互いに異なる形状及び面積を有していてもよい。   The first diffractive optical element 13 shown in FIG. 2 is divided into a plurality of element diffusion areas 21, and each element diffusion area 21 is configured by a hologram element. Each element diffusion region 21 shown in FIG. 2 has a rectangular shape, but the shape of the element diffusion region 21 is not particularly limited, and the element diffusion regions 21 may have the same shape and area as each other, It may have different shapes and areas.

図2に示す第1回折光学素子13では、上下左右に隣り合って配置される要素拡散領域21のうちの一方に遮光部22が配置され、他方には遮光部22が配置されていない。遮光部22が配置されていない要素拡散領域21の各々から出射した光Lは、自らの回折パターンに応じて定められる角度空間内を進行し、照明領域Rのうちの割り当てられた範囲を照らす。この際、各要素拡散領域21からの光Lは、照明領域Rの全体を照らしてもよいし、照明領域Rの一部範囲のみを照らしてもよい。また第1回折光学素子13を構成する複数の要素拡散領域21には、照明領域Rにおいて互いに同じ範囲に向けて光Lを出射する2以上の要素拡散領域21が含まれていてもよいし、照明領域Rにおいて互いに異なる範囲に向けて光Lを出射する2以上の要素拡散領域21が含まれていてもよい。したがって、第1回折光学素子13を構成する複数の要素拡散領域21の全てが、互いに同じ範囲(すなわち照明領域Rの全体)に向けて光Lを出射してもよいし、互いに異なる範囲に向けて光Lを出射してもよい。   In the first diffractive optical element 13 shown in FIG. 2, the light shielding portion 22 is disposed in one of the element diffusion regions 21 arranged adjacently in the vertical and horizontal directions, and the light shielding portion 22 is not disposed in the other. The light L emitted from each of the element diffusion regions 21 in which the light shielding portion 22 is not disposed travels in an angular space determined according to its own diffraction pattern, and illuminates the allocated range of the illumination region R. At this time, the light L from each element diffusion area 21 may illuminate the entire illumination area R or may illuminate only a partial range of the illumination area R. Further, the plurality of element diffusion regions 21 constituting the first diffractive optical element 13 may include two or more element diffusion regions 21 that emit light L toward the same range in the illumination region R, The illumination region R may include two or more element diffusion regions 21 that emit light L to different regions. Therefore, all of the plurality of element diffusion regions 21 constituting the first diffractive optical element 13 may emit the light L toward the same range (that is, the entire illumination region R) or may be directed to different ranges. The light L may be emitted.

以上説明したように本実施形態の照明装置10によれば、第1のパターンP1の光Lを第1回折光学素子13から出射させることができ、且つ、照明領域R上に第2のパターンP2の光Lを投影することができる。これにより観察者に対し、照明領域Rにおける第2のパターンP2の表示に加え、第1回折光学素子13上における第1のパターンP1の表示を提供することができる。   As described above, according to the illumination device 10 of the present embodiment, the light L of the first pattern P1 can be emitted from the first diffractive optical element 13 and the second pattern P2 on the illumination area R Light L can be projected. Thus, in addition to the display of the second pattern P2 in the illumination area R, the display of the first pattern P1 on the first diffractive optical element 13 can be provided to the observer.

図2に示す第1回折光学素子13は、チェッカーフラグ状パターンを第1のパターンP1として採用し、搭載車両に対して新たな意匠性を付与しているが、他のパターンを第1のパターンP1として採用することでデザイン性に優れた他の意匠性を搭載車両に付与することも可能である。また、特定の情報(例えば交通等に関する情報)を示すパターンを第1のパターンP1として採用し、そのような第1のパターンP1に従って遮光部22を配置することにより、第1回折光学素子13は、その特定の情報を各人に提供して注意喚起を促すことが可能である。   The first diffractive optical element 13 shown in FIG. 2 adopts a checkered flag-like pattern as the first pattern P1 and gives a new design to the vehicle on which it is mounted. By adopting it as P1, it is also possible to provide the vehicle with another design with excellent designability. Further, by adopting a pattern indicating specific information (for example, information related to traffic etc.) as the first pattern P1 and arranging the light shielding portion 22 according to such a first pattern P1, the first diffractive optical element 13 can It is possible to provide each person with that specific information and to call attention.

また図2に示す照明装置10では、第1回折光学素子13上の光表示パターン(すなわち第1のパターン)が、照明領域Rにおける光Lの投影パターン(すなわち第2のパターン)と異なるパターンを有するが、これらの第1のパターン及び第2のパターンの構成は特に限定されない。したがって、第1のパターン及び第2のパターンの各々は図2に示すパターン以外のパターンであってもよく、また第1のパターンが第2のパターンと同じパターンを有していてもよい。   In the illumination device 10 shown in FIG. 2, the light display pattern (that is, the first pattern) on the first diffractive optical element 13 is different from the projection pattern of the light L (that is, the second pattern) in the illumination area R However, the configuration of these first and second patterns is not particularly limited. Therefore, each of the first pattern and the second pattern may be a pattern other than the pattern shown in FIG. 2, and the first pattern may have the same pattern as the second pattern.

また上述の説明では、主として、遮光部22が第1回折光学素子13から遮光部22に入射した光Lの全部を遮る場合について説明したが、遮光部22は第1回折光学素子13から遮光部22に入射した光Lの一部のみを遮ってもよい。例えば各遮光部22は、概ね全波長域にわたって遮光部22に入射した光Lの一部のみを遮ることで光Lのコントラストを生み出してもよい。また第1回折光学素子13は、第1のパターンP1に応じて配置された1又は複数種類のカラーフィルタを遮光部22として有していてもよく、各遮光部22は、遮光部22に入射した光Lのうちの特定の波長域成分のみを遮ってもよい。この場合、第1回折光学素子13上においてカラーフィルタに応じた有彩色による第1のパターンP1の表示を行うことが可能である。特に、相互に異なる波長域を遮る複数種類のカラーフィルタを遮光部22として配設することによって、第1回折光学素子13上において複数色による第1のパターンP1の表示を行うことが可能である。   Further, in the above description, the case where the light blocking portion 22 blocks all of the light L incident from the first diffractive optical element 13 to the light blocking portion 22 has been described, but the light blocking portion 22 is from the first diffractive optical element 13 to the light blocking portion Only a part of the light L incident on 22 may be blocked. For example, each light blocking portion 22 may create contrast of the light L by blocking only a part of the light L incident on the light blocking portion 22 over substantially the entire wavelength range. The first diffractive optical element 13 may have one or more types of color filters arranged according to the first pattern P1 as the light shielding portion 22. Each light shielding portion 22 is incident on the light shielding portion 22. It is also possible to block only a specific wavelength range component of the extracted light L. In this case, it is possible to display the first pattern P1 of a chromatic color according to the color filter on the first diffractive optical element 13. In particular, it is possible to display the first pattern P1 in a plurality of colors on the first diffractive optical element 13 by arranging a plurality of types of color filters that block mutually different wavelength regions as the light shielding portion 22. .

[第2の実施形態]
本実施形態において、上述の第1の実施形態と同一又は類似の要素には同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。
Second Embodiment
In the present embodiment, elements that are the same as or similar to those in the first embodiment described above are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.

図3は、第2の実施形態に係る照明装置10の概略構成を示す図である。図4は、第2の実施形態における、第1回折光学素子13から出射される光Lの第1のパターンP1と、照明領域Rに投影される光Lの第2のパターンP2とを概略的に示す図である。   FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of the illumination device 10 according to the second embodiment. FIG. 4 schematically shows a first pattern P1 of the light L emitted from the first diffractive optical element 13 and a second pattern P2 of the light L projected onto the illumination region R in the second embodiment. FIG.

本実施形態の照明装置10では、図3に示すように、光源部11及び第1回折光学素子13に加え、走査装置15が導光光学系12として設けられており、光源部11及び走査装置15には制御装置16が接続されている。   In the illumination device 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, in addition to the light source unit 11 and the first diffractive optical element 13, the scanning device 15 is provided as a light guiding optical system 12. A control device 16 is connected to 15.

走査装置15は、光源部11からの光Lの進行方向を変え、第1回折光学素子13上の全範囲又は一部範囲において光Lを走査させることができる。走査装置15の構成は特に限定されないが、典型的にはポリゴンミラーやガルバノミラー等を使って走査装置15を構成することができる。このように本実施形態の導光光学系12は、光源部11からの光Lを第1回折光学素子13上で走査させる。   The scanning device 15 can change the traveling direction of the light L from the light source unit 11 and scan the light L in the entire range or a partial range on the first diffractive optical element 13. Although the configuration of the scanning device 15 is not particularly limited, typically, the scanning device 15 can be configured using a polygon mirror, a galvano mirror or the like. As described above, the light guide optical system 12 of the present embodiment causes the light L from the light source unit 11 to scan on the first diffractive optical element 13.

また光源部11が複数の光源(例えばR光源11R、G光源11G及びB光源11B)を含む場合には、光源毎に別個の走査装置15が設けられてもよいし、複数の光源からの光Lに対して1つの走査装置15が共用されてもよい。また走査装置15の具体的な配置位置は特に限定されず、光Lの進行路における光源部11と第1回折光学素子13との間の任意の位置に走査装置15を配置することが可能である。また、光源部11と走査装置15との間や走査装置15と第1回折光学素子13との間には、任意の光学系が必要に応じて配置されてもよい。   When the light source unit 11 includes a plurality of light sources (for example, the R light source 11R, the G light source 11G, and the B light source 11B), separate scanning devices 15 may be provided for each light source, or light from a plurality of light sources One scanning device 15 may be shared for L. Further, the specific arrangement position of the scanning device 15 is not particularly limited, and the scanning device 15 can be disposed at an arbitrary position between the light source unit 11 and the first diffractive optical element 13 in the traveling path of the light L is there. In addition, any optical system may be disposed between the light source unit 11 and the scanning device 15 or between the scanning device 15 and the first diffractive optical element 13 as necessary.

制御装置16は、光源部11及び走査装置15を制御し、光源部11によって光Lの発光のオン及びオフ(すなわち発光及び非発光)を調整しつつ、走査装置15によって光Lの進行方向を調整することができる。このように光Lの発光と第1回折光学素子13上における光Lの走査位置とを相互に関連づけた制御を行うことで、第1回折光学素子13上の所望箇所にのみ光Lを入射させる一方で、他の箇所には光Lを入射させないようにすることができる。   The control device 16 controls the light source unit 11 and the scanning device 15 and adjusts the on / off of the light emission of the light L by the light source unit 11 (that is, light emission and non-emission). It can be adjusted. By controlling the emission of the light L and the scanning position of the light L on the first diffractive optical element 13 in this way, the light L is made to enter only the desired part on the first diffractive optical element 13. On the other hand, the light L can be prevented from entering the other part.

例えば、光源部11が互いに異なる波長域の光を発する複数の光源を含む場合、走査装置15は制御装置16の制御下で、複数の光源の各々から発せられる光Lを、第1回折光学素子13のうち、第1のパターンP1及び光Lの波長に基づいて定められる領域に導くことが可能である。したがって、第1回折光学素子13のある範囲には複数の光源のうちの特定の1つの光源からの光Lのみを入射させる一方で、第1回折光学素子13の他の範囲には複数の光源のうちの2以上の光源からの光Lを重畳的に入射させることも可能である。これにより、様々な色合いで第1のパターンP1を構成することができ、様々な色彩及び模様を持つ任意のパターン(例えばフランス国旗のようなパターン)を第1のパターンP1として第1回折光学素子13に表示できる。   For example, in the case where the light source unit 11 includes a plurality of light sources emitting light in different wavelength ranges, the scanning device 15 under the control of the controller 16 controls the light L emitted from each of the plurality of light sources as a first diffractive optical element It is possible to lead to the area | region determined based on the wavelength of 1st pattern P1 and the light L among S13. Therefore, while light L from only one specific light source of the plurality of light sources is made to enter a certain range of the first diffractive optical element 13, a plurality of light sources are made to the other range of the first diffractive optical element 13. It is also possible to make the light L from two or more light sources of the light source Thereby, the first pattern P1 can be configured with various colors, and an arbitrary pattern (for example, a pattern like a French flag) having various colors and patterns is set as the first pattern P1 as the first diffractive optical element It can be displayed on 13.

他の構成は、上述の第1の実施形態の照明装置10と同様である。   The other configuration is the same as that of the lighting device 10 of the first embodiment described above.

本実施形態の照明装置10によれば、光源部11からの発光を制御しつつ走査装置15による光Lの走査を制御することで、第1回折光学素子13上の所望範囲に光Lを入射させることができる。これにより、様々な形態で、第1回折光学素子13上において第1のパターンP1の光表示を行うことができる。   According to the illumination device 10 of the present embodiment, the light L is incident on a desired range on the first diffractive optical element 13 by controlling the scanning of the light L by the scanning device 15 while controlling the light emission from the light source unit 11 It can be done. Thereby, the light display of the first pattern P1 can be performed on the first diffractive optical element 13 in various forms.

特に、光源部11が複数の光源を含む場合には、様々な色彩及び模様を持つ多様な第1のパターンP1の光表示を第1回折光学素子13上で行うことができる。そのため、バラエティに富んだデザインを搭載車両に付加することができ、また観察者の注意喚起をより効果的に促すことができる光表示を第1回折光学素子13上において行うことができる。   In particular, when the light source unit 11 includes a plurality of light sources, light display of various first patterns P1 having various colors and patterns can be performed on the first diffractive optical element 13. Therefore, various designs can be added to the mounted vehicle, and optical display can be performed on the first diffractive optical element 13 which can more effectively alert the viewer.

なお、上述では光源部11の発光のオン及びオフが制御される場合について説明したが、他の方法によって走査装置15への光Lの入射の有無が制御されてもよい。例えば、図示しないシャッタを光源部11と走査装置15との間に設置し、当該シャッタの開閉を制御装置16により制御することによって、光源部11から発せられる光Lの走査装置15への入射の有無が調整されてもよい。   In addition, although the case where ON and OFF of light emission of the light source part 11 were controlled by the above-mentioned was demonstrated, the presence or absence of the incident of the light L to the scanning apparatus 15 may be controlled by another method. For example, by installing a shutter (not shown) between the light source unit 11 and the scanning device 15 and controlling the opening and closing of the shutter by the control device 16, the light L emitted from the light source unit 11 is incident on the scanning device 15. The presence or absence may be adjusted.

[第3の実施形態]
本実施形態において、上述の第1の実施形態と同一又は類似の要素には同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。
Third Embodiment
In the present embodiment, elements that are the same as or similar to those in the first embodiment described above are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.

図5は、第3の実施形態に係る照明装置10の概略構成を示す図である。図6は、第3の実施形態における、第1回折光学素子13から出射される光Lの第1のパターンP1と、照明領域Rに投影される光Lの第2のパターンP2とを概略的に示す図である。   FIG. 5 is a view showing a schematic configuration of a lighting device 10 according to a third embodiment. FIG. 6 schematically shows a first pattern P1 of the light L emitted from the first diffractive optical element 13 and a second pattern P2 of the light L projected onto the illumination region R in the third embodiment. FIG.

本実施形態の照明装置10では、図5に示すように、導光光学系12として、凸レンズ12a、コリメートレンズ12c及び空間光変調装置(SLM:Spatial Light Modulator)18が設けられている。   In the illumination device 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, a convex lens 12 a, a collimator lens 12 c, and a spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) 18 are provided as the light guide optical system 12.

凸レンズ12aは、光源部11からの光Lが入射され、当該光Lの径(すなわちビーム径)を拡大し、コリメートレンズ12cに向けて光Lを出射する。コリメートレンズ12cは、凸レンズ12aからの光Lが入射され、当該光Lを平行化し、空間光変調装置18に向けて光Lを出射する。   The light L from the light source unit 11 is incident on the convex lens 12a, the diameter of the light L (that is, the beam diameter) is enlarged, and the light L is emitted toward the collimator lens 12c. The collimator lens 12c receives the light L from the convex lens 12a, collimates the light L, and emits the light L toward the spatial light modulator 18.

空間光変調装置18は、コリメートレンズ12cからの光Lが入射され、当該光Lの空間的な分布を第1のパターンP1に応じて変調し、第1回折光学素子13に向けて光Lを出射する。空間光変調装置18の具体的な構成は特に限定されず、任意の要素によって空間光変調装置18を実現することが可能である。したがって例えば、マイクロミラー反射型パネル(DMD:Digital Mirror Device)を使用したDLP(登録商標)表示システム、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)表示システム、シャッタ、絞り、或いは遮光パターニングされた反射鏡等によって、空間光変調装置18を構成することが可能である。   The spatial light modulator 18 receives the light L from the collimator lens 12c, modulates the spatial distribution of the light L according to the first pattern P1, and directs the light L toward the first diffractive optical element 13 I will emit. The specific configuration of the spatial light modulation device 18 is not particularly limited, and the spatial light modulation device 18 can be realized by any element. Therefore, for example, a DLP (registered trademark) display system using a micro mirror reflection type panel (DMD: Digital Mirror Device), a LCOS (Liquid Crystal On Silicon) display system, a shutter, an aperture, or a light blocking patterned reflecting mirror, etc. The spatial light modulator 18 can be configured.

凸レンズ12a及びコリメートレンズ12cは、光源部11からの光Lを整形して空間光変調装置18の入射領域に光Lを導く。空間光変調装置18は、当該入射領域に到達した光Lの空間的な分布を変調し、変調された光Lを出射して第1のパターンP1で当該光Lを第1回折光学素子13に入射させる。これにより、第1回折光学素子13は、入射された光Lを第1のパターンP1(図6では三角形パターン)で出射する。このように本実施形態の空間光変調装置18は、光源部11からの光Lの空間的な分布を第1のパターンP1に応じて変調し、変調後の光Lを第1回折光学素子13に導く。   The convex lens 12 a and the collimator lens 12 c shape the light L from the light source unit 11 and guide the light L to the incident area of the spatial light modulator 18. The spatial light modulator 18 modulates the spatial distribution of the light L that has reached the incident region, emits the modulated light L, and applies the light L to the first diffractive optical element 13 in the first pattern P1. Let it strike. Thereby, the first diffractive optical element 13 emits the incident light L in the first pattern P1 (triangular pattern in FIG. 6). As described above, the spatial light modulator 18 of the present embodiment modulates the spatial distribution of the light L from the light source unit 11 according to the first pattern P1, and the modulated light L is converted to the first diffractive optical element 13 Lead to

なお光源部11が複数の光源を含む場合には、光源毎に導光光学系12が設けられてもよく、光源毎に設けられる空間光変調装置18が、対応の光源に対して最適化されていてもよい。したがって波長域が相互に異なる複数種類の光Lが光源部11から発せられる場合、光源毎に設けられる空間光変調装置18によって、種類の異なる光L間で空間的な分布を相互に異ならせてもよいし、同じにしてもよい。   When the light source unit 11 includes a plurality of light sources, the light guiding optical system 12 may be provided for each light source, and the spatial light modulation device 18 provided for each light source is optimized for the corresponding light source. It may be Therefore, when a plurality of types of light L having mutually different wavelength ranges are emitted from the light source unit 11, the spatial light modulator 18 provided for each light source makes the spatial distribution different from each other among the types of light L. It is also good, and may be the same.

他の構成は、上述の第1の実施形態の照明装置10と同様である。   The other configuration is the same as that of the lighting device 10 of the first embodiment described above.

本実施形態の照明装置10によれば、空間光変調装置18によって第1回折光学素子13に照射する光Lの空間的な分布を調整することができるため、第1回折光学素子13の光入射領域のうちの任意の場所に光Lを導くことができる。これにより、様々な形態で、第1回折光学素子13上において第1のパターンP1の光表示を行うことができる。   According to the illumination device 10 of the present embodiment, the spatial light modulation device 18 can adjust the spatial distribution of the light L irradiated to the first diffractive optical element 13, so that the light incidence of the first diffractive optical element 13 The light L can be directed to any part of the area. Thereby, the light display of the first pattern P1 can be performed on the first diffractive optical element 13 in various forms.

特に、図示しない制御装置によって空間光変調装置18による光Lの空間変調を制御可能な場合には、第1回折光学素子13上に対する光Lの照射パターン及び第1回折光学素子13からの光Lの出射パターン(すなわち第1のパターンP1)を動的に変えることができる。この場合、第1のパターンP1の変化に応じて、照明領域Rにおける光Lの第2のパターンP2が変えられてもよいし、変えられなくてもよい。第1回折光学素子13が複数の要素拡散領域21(図2参照)に区分される場合、要素拡散領域21間で照明領域Rにおける異なる範囲に光L(すなわち回折光)が導かれるように第1回折光学素子13の回折パターンを設計することによって、第1のパターンP1の変化に応じて第2のパターンP2を変えることが可能である。一方、要素拡散領域21間で照明領域Rにおける同じ範囲(すなわち照明領域Rの全体)に光Lが導かれるように第1回折光学素子13の回折パターンを設計することによって、第1のパターンP1の変化にかかわらず第2のパターンP2を変えないようにすることが可能である。   In particular, when the spatial modulation of the light L by the spatial light modulator 18 can be controlled by a controller (not shown), the irradiation pattern of the light L onto the first diffractive optical element 13 and the light L from the first diffractive optical element 13 Of the light emission pattern (ie, the first pattern P1) can be changed dynamically. In this case, the second pattern P2 of the light L in the illumination area R may or may not be changed according to the change of the first pattern P1. When the first diffractive optical element 13 is divided into a plurality of element diffusion regions 21 (see FIG. 2), the light L (that is, diffracted light) is guided to different ranges in the illumination region R between the element diffusion regions 21. By designing the diffraction pattern of the first diffractive optical element 13, it is possible to change the second pattern P2 in accordance with the change of the first pattern P1. On the other hand, the first pattern P1 is designed by designing the diffraction pattern of the first diffractive optical element 13 so that the light L is guided to the same range in the illumination region R (that is, the entire illumination region R) between the element diffusion regions 21. It is possible not to change the second pattern P2 regardless of the change of.

[第4の実施形態]
本実施形態において、上述の第1の実施形態と同一又は類似の要素には同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。
Fourth Embodiment
In the present embodiment, elements that are the same as or similar to those in the first embodiment described above are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.

図7は、第4の実施形態に係る照明装置10の概略構成を示す図である。図8は、第4の実施形態における、第1回折光学素子13から出射される光Lの第1のパターンP1と、照明領域Rに投影される光Lの第2のパターンP2とを概略的に示す図である。   FIG. 7 is a view showing a schematic configuration of a lighting device 10 according to the fourth embodiment. FIG. 8 schematically shows a first pattern P1 of the light L emitted from the first diffractive optical element 13 and a second pattern P2 of the light L projected onto the illumination region R in the fourth embodiment. FIG.

本実施形態の照明装置10では、図7に示すように、導光光学系12として、凸レンズ12a、コリメートレンズ12c、第2回折光学素子19及びコリメートレンズ12dが設けられている。   In the illumination device 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 7, a convex lens 12 a, a collimator lens 12 c, a second diffractive optical element 19 and a collimator lens 12 d are provided as the light guide optical system 12.

凸レンズ12aは、光源部11からの光Lが入射され、当該光Lの径を拡大し、コリメートレンズ12cに向けて光Lを出射する。コリメートレンズ12cは、凸レンズ12aからの光Lが入射され、当該光Lを平行化し、第2回折光学素子19に向けて光Lを出射する。   The light L from the light source unit 11 is incident on the convex lens 12a, the diameter of the light L is enlarged, and the light L is emitted toward the collimator lens 12c. The collimating lens 12 c receives the light L from the convex lens 12 a, collimates the light L, and emits the light L toward the second diffractive optical element 19.

第2回折光学素子19は、コリメートレンズ12cからの光Lを回折し、入射された光Lを第1のパターンP1で出射する。この第2回折光学素子19の具体的な構成は特に限定されないが、第1回折光学素子13と同様にホログラム素子(例えばCGH)によって構成できる。第2回折光学素子19から出射した光Lは、コリメートレンズ12dにより平行化された後に、第1回折光学素子13上に第1のパターンP1で投影される。   The second diffractive optical element 19 diffracts the light L from the collimator lens 12c, and emits the incident light L in a first pattern P1. Although the specific configuration of the second diffractive optical element 19 is not particularly limited, it can be configured by a hologram element (for example, CGH) like the first diffractive optical element 13. The light L emitted from the second diffractive optical element 19 is collimated by the collimator lens 12 d and then projected onto the first diffractive optical element 13 in a first pattern P1.

なおコリメートレンズ12dは必ずしも設けられている必要はなく、コリメートレンズ12dが設けられない場合には、第2回折光学素子19から出射した光Lは、直接的に、第1回折光学素子13上に第1のパターンP1で投影される。また、コリメートレンズ12dの代わりに或いはコリメートレンズ12dに加えて、他の光学系が第2回折光学素子19と第1回折光学素子13との間に設けられてもよい。   The collimating lens 12 d is not necessarily provided, and when the collimating lens 12 d is not provided, the light L emitted from the second diffractive optical element 19 is directly on the first diffractive optical element 13. It is projected with the first pattern P1. Also, another optical system may be provided between the second diffractive optical element 19 and the first diffractive optical element 13 in place of or in addition to the collimator lens 12 d.

また光源部11が複数の光源を含む場合には、光源毎に別個の導光光学系12が設けられてもよい。特に第2回折光学素子19は、光源間で共用されてもよいし、光源毎に別個に設けられてもよい。光源間で1つの第2回折光学素子19を共用する場合、各光源に対して第2回折光学素子19のうちの特定の範囲が割り当てられ、第2回折光学素子19における光Lの入射範囲が光源間で異なっていてもよい。したがって、波長域が相互に異なる複数種類の光Lが光源部11から発せられる場合には、各種の光Lの特性に応じて最適化された第2回折光学素子19の範囲に対して複数種類の光Lを入射させることも可能である。   When the light source unit 11 includes a plurality of light sources, a separate light guiding optical system 12 may be provided for each light source. In particular, the second diffractive optical element 19 may be shared between the light sources, or may be separately provided for each light source. When one second diffractive optical element 19 is shared between the light sources, a specific range of the second diffractive optical element 19 is assigned to each light source, and the incident range of the light L in the second diffractive optical element 19 is It may be different between the light sources. Therefore, when plural types of light L having mutually different wavelength ranges are emitted from the light source unit 11, plural types of light with respect to the range of the second diffractive optical element 19 optimized according to the characteristics of various types of light L Light L can also be incident.

他の構成は、上述の第1の実施形態の照明装置10と同様である。   The other configuration is the same as that of the lighting device 10 of the first embodiment described above.

本実施形態の照明装置10によれば、第1回折光学素子13から出射させる光Lの第1のパターンP1を、第2回折光学素子19によって調整することができる。そのため、第1のパターンP1が複雑な形状を持つ場合であっても、第2回折光学素子19の回折パターンを工夫することにより、第1のパターンP1の光Lを第1回折光学素子13に対して精度良く入射させることができる。これにより、様々な形態で、第1回折光学素子13上における第1のパターンP1の光表示を行うことができ、第1回折光学素子13上における第1のパターンP1の光表示の視認性の向上を期待することができる。   According to the illumination device 10 of the present embodiment, the first pattern P1 of the light L emitted from the first diffractive optical element 13 can be adjusted by the second diffractive optical element 19. Therefore, even when the first pattern P1 has a complicated shape, the light L of the first pattern P1 is converted to the first diffractive optical element 13 by devising the diffraction pattern of the second diffractive optical element 19 It can be made to be incident accurately. Thereby, light display of the first pattern P1 on the first diffractive optical element 13 can be performed in various forms, and visibility of the light display of the first pattern P1 on the first diffractive optical element 13 We can expect improvement.

また2つの回折光学素子(すなわち第1回折光学素子13及び第2回折光学素子19)を使用することによって、遮光部を用いることなく、第1のパターンP1の光Lを適切に整形しつつ、照明領域Rに所望の第2のパターンP2の光Lを投影することができる。したがって、光源部11から出射された光Lを効率良く利用することができ、第1回折光学素子13から出射される第1のパターンP1の光L及び照明領域Rに投影される第2のパターンP2の光Lの双方を明るくできる。   Further, by using two diffractive optical elements (ie, the first diffractive optical element 13 and the second diffractive optical element 19), the light L of the first pattern P1 is appropriately shaped without using the light shielding portion. The light L of the desired second pattern P2 can be projected onto the illumination area R. Therefore, the light L emitted from the light source unit 11 can be efficiently used, and the second pattern projected on the light L of the first pattern P1 emitted from the first diffractive optical element 13 and the illumination area R Both of the light L of P2 can be brightened.

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、上述の実施形態によって本発明の範囲を限定することは意図していない。上述の実施形態及びそれ以外の実施形態において、発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部要素の省略、置き換え及び変更を行うことが可能である。上述の実施形態、それ以外の実施形態及び各種の変形形態は、本発明の範囲及び要旨に含まれ、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   While certain embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the present invention by the embodiments described above. In the above-mentioned embodiment and other embodiments, it is possible to omit, replace, and change some elements without departing from the scope of the invention. The embodiments described above, other embodiments and various modifications are included in the scope and the gist of the present invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…照明装置、11…光源部、11R…R光源、11G…G光源、11B…B光源、12…導光光学系、12a…凸レンズ、12b…シリンドリカルレンズ、12c…コリメートレンズ、12d…コリメートレンズ、13…第1回折光学素子、15…走査装置、16…制御装置、18…空間光変調装置、19…第2回折光学素子、21…要素拡散領域、22…遮光部、L…光、P1…第1のパターン、P2…第2のパターン、R…照明領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Illuminating device, 11 ... Light source part, 11R ... R light source, 11G ... G light source, 11B ... B light source, 12 ... Light guide optical system, 12a ... Convex lens, 12b ... Cylindrical lens, 12c ... Collimation lens, 12d ... Collimation lens , 13: first diffractive optical element, 15: scanning device, 16: controller, 18: spatial light modulator, 19: second diffractive optical element, 21: element diffusion area, 22: light shielding portion, L: light, P1 ... first pattern, P2 ... second pattern, R ... illumination area

Claims (11)

光源部と、
第1回折光学素子と、
前記光源部からの光を前記第1回折光学素子に導く導光光学系と、を備え、
前記第1回折光学素子は、入射された前記光を第1のパターンで出射し、
前記第1回折光学素子から出射した前記光は、照明領域に第2のパターンで投影される照明装置。
A light source unit,
A first diffractive optical element,
A light guiding optical system for guiding the light from the light source unit to the first diffractive optical element;
The first diffractive optical element emits the incident light in a first pattern,
An illumination device in which the light emitted from the first diffractive optical element is projected in a second pattern onto an illumination area.
前記第1回折光学素子は、前記第1のパターンに応じて配置された遮光部であって、前記光の少なくとも一部を遮る遮光部を有する請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the first diffractive optical element is a light shielding unit disposed in accordance with the first pattern, and includes a light shielding unit that shields at least a part of the light. 前記第1回折光学素子は、前記第1のパターンに応じて配置された1又は複数種類のカラーフィルタを有する請求項1又は2に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the first diffractive optical element includes one or more types of color filters arranged according to the first pattern. 前記光源部は、互いに異なる波長の光を発する複数の光源を含み、
前記導光光学系は、前記複数の光源の各々から発せられる前記光を、前記第1回折光学素子のうち、前記第1のパターン及び当該光の波長に基づいて定められる領域に導く請求項1又は2に記載の照明装置。
The light source unit includes a plurality of light sources emitting light of different wavelengths,
The light guiding optical system guides the light emitted from each of the plurality of light sources to a region of the first diffractive optical element, which is determined based on the first pattern and the wavelength of the light. Or the illuminating device as described in 2.
前記導光光学系は、前記光源部からの前記光を前記第1回折光学素子上で走査させる請求項1〜4のいずれか一項に記載の照明装置。   The lighting apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the light guiding optical system causes the light from the light source unit to scan on the first diffractive optical element. 前記導光光学系は、前記光源部からの前記光の空間的な分布を前記第1のパターンに応じて変調し、変調後の前記光を前記第1回折光学素子に導く請求項1〜4のいずれか一項に記載の照明装置。   The light guiding optical system modulates the spatial distribution of the light from the light source unit according to the first pattern, and guides the modulated light to the first diffractive optical element. A lighting device according to any one of the preceding claims. 前記導光光学系は、入射された前記光を前記第1のパターンで出射する第2回折光学素子を有し、
前記第2回折光学素子から出射した前記光は、前記第1回折光学素子上に前記第1のパターンで投影される請求項1〜4のいずれか一項に記載の照明装置。
The light guiding optical system includes a second diffractive optical element that emits the incident light in the first pattern,
The lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the light emitted from the second diffractive optical element is projected on the first diffractive optical element in the first pattern.
前記第1回折光学素子は、複数の要素拡散領域を含み、
前記複数の要素拡散領域は、前記照明領域において互いに同じ範囲に向けて前記光を出射する請求項1〜7のいずれか一項に記載の照明装置。
The first diffractive optical element includes a plurality of element diffusion regions,
The illumination device according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of element diffusion regions emit the light toward the same range in the illumination region.
前記第1回折光学素子は、複数の要素拡散領域を含み、
前記複数の要素拡散領域は、前記照明領域において互いに異なる範囲に向けて前記光を出射する請求項1〜7のいずれか一項に記載の照明装置。
The first diffractive optical element includes a plurality of element diffusion regions,
The lighting device according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of element diffusion regions emit the light to different ranges in the illumination region.
前記第1のパターンは、前記第2のパターンと同じパターンを有する請求項1〜9のいずれか一項に記載の照明装置。   The lighting device according to any one of claims 1 to 9, wherein the first pattern has the same pattern as the second pattern. 前記第1のパターンは、前記第2のパターンと異なるパターンを有する請求項1〜9のいずれか一項に記載の照明装置。   The lighting device according to any one of claims 1 to 9, wherein the first pattern has a pattern different from the second pattern.
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