JP6579296B1 - 照明装置、照明装置の設計方法及び設計装置 - Google Patents
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Abstract
Description
投影面上に情報を含む投影パターンを投影する照明装置であって、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源からのコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影する回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は、前記回折光学素子の位置及び方向を基準として観察者が第1の視点位置から前記投影パターンに視線を向けたときに所定のサイズ、形状及び傾斜角度で前記情報を視認する回折特性を有する。
投影面上に情報を含む投影パターンを投影する照明装置であって、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源からのコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影する回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は、前記回折光学素子の位置から前記投影パターンに視線を向けた場合よりも、前記回折光学素子の位置とは異なる第1の視点位置から前記投影パターンに視線を向けた場合に前記情報を視認しやすくする回折特性を有する。
投影面上に情報を含む投影パターンを投影する照明装置であって、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源からのコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影する回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は、前記観察者が第1の視点位置から前記投影パターンに視線を向けたときに、前記観察者に対して前記投影面とは非平行な面に前記情報を視認させる回折特性を有する。
(Xmax−Xave)/Xave≦0.4 ・・・式(1)
(Xave−Xmin)/Xave≦0.4 ・・・式(2)
(Ymax−Yave)/Yave≦0.4 ・・・式(3)
(Yave−Ymin)/Yave≦0.4 ・・・式(4)
(Zmax−Zave)/Zave≦(0.4) ・・・式(5)
(Zave−Zmin)/Zave≦(0.4) ・・・式(6)
(Wmax−Wave)/Wave≦0.4 ・・・式(7)
(Wave−Wmin)/Wave≦0.4 ・・・式(8)
前記光源から射出されたコヒーレント光をコリメートする整形光学系を備え、
前記回折光学素子は、前記整形光学系でコリメートされたコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影するようにしてもよい。
観察者の視点位置及び視線方向と、前記観察者が観察する情報と、を含む観察条件情報を設定するステップと、
前記観察条件情報に基づいて、投影面上における投影パターンを投影する位置と、前記投影面上での投影パターンの形状およびサイズと、を含む投影条件情報を算出するステップと、
前記投影条件情報、及び、前記投影面に前記投影パターンを投影する照明装置の位置に基づいて、前記照明装置から前記投影面に向けて射出するコヒーレント光の放射強度の分布を含む照明条件情報を算出するステップと、を備える。
観察者の視点位置及び視線方向と、前記観察者が観察する情報と、を含む観察条件情報を設定するステップと、
前記観察条件情報に基づいて、投影面上における投影パターンを投影する位置と、前記投影面上での投影パターンの形状およびサイズと、を含む投影条件情報を算出するステップと、
前記投影条件情報、及び、前記投影面に前記投影パターンを投影する照明装置の位置に基づいて、前記照明装置から前記投影面に向けて射出するコヒーレント光の光度の分布を含む照明条件情報を算出するステップと、を備える。
前記照明装置には、コヒーレント光を射出する光源と、前記光源からのコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影する回折光学素子と、が設けられており、
前記照明条件情報に基づいて、前記回折光学素子の回折特性を設計するステップをさらに備えるようにしてもよい。
観察者の視点位置及び視線方向と、前記観察者が観察する情報と、を含む観察条件情報を設定する観察条件設定部と、
前記観察条件情報に基づいて、投影面上における投影パターンを投影する位置と、前記投影面での投影パターンの形状およびサイズと、を含む投影条件情報を算出する投影条件算出部と、
前記投影条件情報、及び、前記投影面に前記投影パターンを投影する照明装置の位置に基づいて、前記照明装置から前記投影面に向けて射出するコヒーレント光の放射強度の分布を含む照明条件情報を算出する照明条件算出部と、を備える。
観察者の視点位置及び視線方向と、前記観察者が観察する情報と、を含む観察条件情報を設定する観察条件設定部と、
前記観察条件情報に基づいて、投影面上における投影パターンを投影する位置と、前記投影面上での投影パターンの形状およびサイズと、を含む投影条件情報を算出する投影条件算出部と、
前記投影条件情報、及び、前記投影面に前記投影パターンを投影する照明装置の位置に基づいて、前記照明装置から前記投影面に向けて射出するコヒーレント光の光度の分布を含む照明条件情報を算出する照明条件算出部と、を備える。
前記照明装置には、コヒーレント光を射出する光源と、前記光源からのコヒーレント光を回折して前記投影パターンを照明する回折光学素子と、が設けられており、
前記照明条件情報に基づいて、前記回折光学素子の回折特性を設計する回折特性設計部をさらに備えるようにしてもよい。
tan(θ1+)=x+/R
tan(θ1−)=x−/R
tan(θ2+)=(x++a)/R
tan(θ2−)=(x−−a)/R
tan(θ3+)=h/y
tan(θ3−)=h/(y+il)
tan(θ4+)=(h−b)/y
tan(θ4−)=(h−b)/(y+il)
tan(θ5+)=(h−c)/y
tan(θ5−)=(h−c)/(y+il)
Claims (22)
- 投影面上に情報を含む投影パターンを投影する照明装置であって、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源からのコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影する回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は、観察者が視点位置から前記投影パターンに視線を向けたときに、前記観察者に対して前記投影面とは非平行な面に前記情報を視認させる回折特性を有し、前記投影面上における前記投影パターンの各部分の大きさに対する実際に前記観察者によって観察される前記情報の対応する部分の比率は、前記視点位置から前記投影パターンの各部分までの距離が遠くなるにつれて小さくなる、照明装置。 - 投影面上に情報を含む投影パターンを投影する照明装置であって、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源からのコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影する回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は、観察者が視点位置から前記投影パターンに視線を向けたときに、前記観察者に対して前記投影面とは非平行な面に前記情報を視認させる回折特性を有し、
前記照明装置から前記投影パターンの各点に向けたコヒーレント光の放射強度は、前記照明装置から当該点までの距離が長くなるにしたがって、強くなる、照明装置。 - 前記回折光学素子は、前記回折光学素子の位置及び方向を基準として観察者が視点位置から前記投影パターンに視線を向けたときに所定のサイズ、形状及び傾斜角度で前記情報を視認する回折特性を有する、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記回折光学素子は、前記回折光学素子の位置から前記投影パターンに視線を向けた場合よりも、前記回折光学素子の位置とは異なる視点位置から前記投影パターンに視線を向けた場合に前記情報を視認しやすくする回折特性を有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記回折光学素子は、前記視点位置から前記投影パターン上の各点までの距離に応じて前記投影パターンの前記投影面上のサイズが相違する回折特性を有する、請求項2に記載の照明装置。
- 前記回折光学素子は、前記視点位置から前記投影パターンを観察した際の前記投影パターンの放射輝度が均一となる回折特性を有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記視点位置から前記投影パターンを観察した際の前記投影パターンの放射輝度の最小値Xmin、最大値Xmaxおよび平均値Xaveが、次の二つの式(1)及び式(2)を満たす、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の照明装置。
(Xmax−Xave)/Xave≦0.4 ・・・式(1)
(Xave−Xmin)/Xave≦0.4 ・・・式(2) - 前記投影パターン上の各点での放射照度の最小値Ymin、最大値Ymaxおよび平均値Yaveが、次の二つの式(3)及び式(4)を満たす、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の照明装置。
(Ymax−Yave)/Yave≦0.4 ・・・式(3)
(Yave−Ymin)/Yave≦0.4 ・・・式(4) - 前記光源から射出されたコヒーレント光をコリメートする整形光学系を備え、
前記回折光学素子は、前記整形光学系でコリメートされたコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の照明装置。 - 前記整形光学系は、前記投影パターンのボケが抑制されるように前記光源から射出されたコヒーレント光の進行方向を調整する、請求項9に記載の照明装置。
- 観察者の視点位置及び視線方向と、前記観察者が観察する情報と、を含む観察条件情報を設定するステップと、
前記観察条件情報に基づいて、投影面上における投影パターンを投影する位置と、前記投影面上での投影パターンの形状およびサイズと、を含む投影条件情報を算出するステップと、
前記投影条件情報、及び、前記投影面に前記投影パターンを投影する照明装置の位置に基づいて、前記照明装置から前記投影面に向けて射出するコヒーレント光の放射強度の分布を含む照明条件情報を算出するステップと、を備え、
前記観察条件情報は、前記視点位置から前記視線方向に視線を向けたときに前記投影面とは非平行な面に前記情報を視認させるように、前記非平行な面の方向に関する情報を含み、
前記投影条件情報を算出するステップは、前記投影面上における前記投影パターンの各部分の大きさに対する実際に前記観察者によって観察される前記情報の対応する部分の比率が、前記視点位置から前記投影パターンの各部分までの距離が遠くなるにつれて小さくなるように、前記投影パターンの形状及びサイズを算出する、照明装置の設計方法。 - 観察者の視点位置及び視線方向と、前記観察者が観察する情報と、を含む観察条件情報を設定するステップと、
前記観察条件情報に基づいて、投影面上における投影パターンを投影する位置と、前記投影面上での投影パターンの形状およびサイズと、を含む投影条件情報を算出するステップと、
前記投影条件情報、及び、前記投影面に前記投影パターンを投影する照明装置の位置に基づいて、前記照明装置から前記投影面に向けて射出するコヒーレント光の放射強度の分布を含む照明条件情報を算出するステップと、を備え、
前記観察条件情報は、前記視点位置から前記視線方向に視線を向けたときに前記投影面とは非平行な面に前記情報を視認させるように、前記非平行な面の方向に関する情報を含み、
前記照明条件情報は、前記照明装置から前記投影パターンの各点に向けたコヒーレント光の放射強度が、前記照明装置から当該点までの距離が長くなるにしたがって、強くなるように設定された放射強度の分布を含む、照明装置の設計方法。 - 前記照明装置には、コヒーレント光を射出する光源と、前記光源からのコヒーレント光を回折させて前記投影パターンを投影する回折光学素子と、が設けられており、
前記照明条件情報に基づいて、前記回折光学素子の回折特性を設計するステップをさらに備える、請求項11又は12に記載の設計方法。 - 前記回折特性は、前記視点位置から前記視線方向に視線を向けたときに前記観察条件情報で定めた前記情報を視認させるように、設計される、請求項13に記載の設計方法。
- 前記投影条件情報を算出するステップは、前記視点位置から前記投影パターン上の各点までの距離に応じて前記投影パターンの形状及びサイズが変化するように、前記投影パターンの形状及びサイズを算出する、請求項12に記載の設計方法。
- 前記観察条件情報は、前記視点位置から前記投影パターンを観察した際の前記投影パターンの放射輝度が均一となるように設定された放射輝度の分布を含む、請求項11乃至15のいずれか一項に記載の設計方法。
- 観察者の視点位置及び視線方向と、前記観察者が観察する情報と、を含む観察条件情報を設定する観察条件設定部と、
前記観察条件情報に基づいて、投影面上における投影パターンを投影する位置と、前記投影面での投影パターンの形状およびサイズと、を含む投影条件情報を算出する投影条件算出部と、
前記投影条件情報、及び、前記投影面に前記投影パターンを投影する照明装置の位置に基づいて、前記照明装置から前記投影面に向けて射出するコヒーレント光の放射強度の分布を含む照明条件情報を算出する照明条件算出部と、を備え、
前記観察条件情報は、前記視点位置から前記視線方向に視線を向けたときに前記投影面とは非平行な面に前記情報を視認させるように、前記非平行な面の方向に関する情報を含み、
前記投影条件算出部は、前記投影面上における前記投影パターンの各部分の大きさに対する実際に前記観察者によって観察される前記情報の対応する部分の比率が、前記視点位置から前記投影パターンの各部分までの距離が遠くなるにつれて小さくなるように、前記投影パターンの形状及びサイズを算出する、照明装置の設計装置。 - 観察者の視点位置及び視線方向と、前記観察者が観察する情報と、を含む観察条件情報を設定する観察条件設定部と、
前記観察条件情報に基づいて、投影面上における投影パターンを投影する位置と、前記投影面での投影パターンの形状およびサイズと、を含む投影条件情報を算出する投影条件算出部と、
前記投影条件情報、及び、前記投影面に前記投影パターンを投影する照明装置の位置に基づいて、前記照明装置から前記投影面に向けて射出するコヒーレント光の放射強度の分布を含む照明条件情報を算出する照明条件算出部と、を備え、
前記観察条件情報は、前記視点位置から前記視線方向に視線を向けたときに前記投影面とは非平行な面に前記情報を視認させるように、前記非平行な面の方向に関する情報を含み、
前記照明条件情報は、前記照明装置から前記投影パターンの各点に向けたコヒーレント光の放射強度が、前記照明装置から当該点までの距離が長くなるにしたがって、強くなるように設定された放射強度の分布を含む、照明装置の設計装置。 - 前記照明装置には、コヒーレント光を射出する光源と、前記光源からのコヒーレント光を回折して前記投影パターンを照明する回折光学素子と、が設けられており、
前記照明条件情報に基づいて、前記回折光学素子の回折特性を設計する回折特性設計部をさらに備える、請求項17又は18に記載の設計装置。 - 前記回折特性設計部は、前記視点位置から前記視線方向に視線を向けたときに前記観察条件情報で定めた前記情報を視認させるように、前記回折特性を設計する、請求項19に記載の設計装置。
- 前記投影条件算出部は、前記視点位置から前記投影パターン上の各点までの距離に応じて前記投影パターンの形状及びサイズが変化するように、前記投影パターンの形状及びサイズを算出する、請求項18に記載の設計装置。
- 前記観察条件情報は、前記視点位置から前記投影パターンを観察した際の前記投影パターンの放射輝度が均一となるように設定された放射輝度の分布を含む、請求項17乃至21のいずれか一項に記載の設計装置。
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