JP6691677B2 - Lighting equipment - Google Patents

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本発明は、コヒーレント光を用いた照明装置に関する。   The present invention relates to an illumination device that uses coherent light.

従来、コヒーレント光を用いた照明装置として、特許文献1の照明装置が知られている。この照明装置は、コヒーレント光の進行方向を被照明領域へ向ける、ホログラム記録媒体を含む光学素子と、光学素子にコヒーレント光を照射する照射装置とを有している。照射装置は、それぞれ赤、緑、青のコヒーレント光を生成する3つのレーザ光源と、これらのレーザ光源からのコヒーレント光の進行方向を光学素子へ向ける走査デバイスとを有している。光学素子は、透過型又は反射型のホログラム記録媒体を有し、このホログラム記録媒体には、3つのレーザ光源のそれぞれに対応した3つの記録領域が設けられている。各レーザ光源から出射し、走査デバイスでその光路を曲げられたコヒーレント光は、光学素子の対応する記録領域に入射する。光学素子の各記録領域に入射したコヒーレント光は、当該記録領域で拡散され、被照明領域を照明するようになる。   Conventionally, the illuminating device of patent document 1 is known as an illuminating device using coherent light. This illuminating device has an optical element including a hologram recording medium that directs the traveling direction of the coherent light toward the illuminated area, and an irradiating device that irradiates the optical element with the coherent light. The irradiation device has three laser light sources that generate red, green, and blue coherent light, and a scanning device that directs the traveling direction of the coherent light from these laser light sources to the optical element. The optical element has a transmissive or reflective hologram recording medium, and the hologram recording medium is provided with three recording areas corresponding to the three laser light sources. The coherent light emitted from each laser light source and having its optical path bent by the scanning device enters the corresponding recording area of the optical element. The coherent light entering each recording area of the optical element is diffused in the recording area and illuminates the illuminated area.

国際公開第2012/033174号International Publication No. 2012/033174

本件発明者らは、コヒーレント光を用いた照明装置を、図4に示すように構成することを検討している。図4に示した照明装置110は、反射型ホログラム記録媒体121を含む反射型光拡散素子120と、反射型光拡散素子120にコヒーレント光を照射するための照射装置130とを有している。照射装置130は、コヒーレント光を生成及び射出する複数の光源131と、これらの光源131から射出されたコヒーレント光を走査する光走査機構135と、光源131からの光の光路を折り返して、当該光を反射型光拡散素子120へ向ける折返し光学系140とを有している。図示された照明装置では、各光源131から射出されたコヒーレント光は、光走査機構135で走査され、折返し光学系140でその光路を折り返されて、反射型光拡散素子120へ入射する。図4に示された例では、反射型光拡散素子120の反射型ホログラム記録媒体121には、3つの光源131のそれぞれに対応した3つの記録領域121a,121b,121cが第1方向d1に沿って設けられている。照射装置130から反射型光拡散素子120へ入射したコヒーレント光は、反射型ホログラム記録媒体121の対応する記録領域121a,121b,121cに入射する。反射型ホログラム記録媒体121の各記録領域121a,121b,121cに入射したコヒーレント光は、当該記録領域で拡散され、照明光Lbとして被照明領域LZを照明するようになる。   The inventors of the present invention are studying configuring an illumination device using coherent light as shown in FIG. The illuminating device 110 shown in FIG. 4 has a reflective light diffusing element 120 including a reflective hologram recording medium 121, and an irradiating device 130 for irradiating the reflective light diffusing element 120 with coherent light. The irradiation device 130 includes a plurality of light sources 131 that generate and emit coherent light, an optical scanning mechanism 135 that scans the coherent light emitted from these light sources 131, and an optical path of the light from the light source 131 that is folded back. And a folding optical system 140 for directing the light to the reflection type light diffusing element 120. In the illustrated illumination device, the coherent light emitted from each light source 131 is scanned by the optical scanning mechanism 135, its optical path is folded back by the folding optical system 140, and enters the reflection-type light diffusing element 120. In the example shown in FIG. 4, in the reflective hologram recording medium 121 of the reflective light diffusing element 120, three recording areas 121a, 121b, 121c corresponding to the three light sources 131 are arranged along the first direction d1. Are provided. The coherent light entering the reflective light diffusing element 120 from the irradiation device 130 enters the corresponding recording areas 121 a, 121 b, 121 c of the reflective hologram recording medium 121. The coherent light incident on each of the recording areas 121a, 121b, 121c of the reflective hologram recording medium 121 is diffused in the recording area and illuminates the illuminated area LZ as illumination light Lb.

この照明装置110について、本件発明者らが検討を進めたところ、反射型光拡散素子120の反射型ホログラム記録媒体121における、第1方向d1に沿った折返し光学系140側の記録領域121aで拡散された照明光Lbの一部が、折返し光学系140で遮られて被照明領域LZへ到達せず、被照明領域LZに影Sが生じ得ることが知見された。   The inventors of the present invention have studied the illumination device 110. As a result, in the reflection hologram recording medium 121 of the reflection light diffusing element 120, the light is diffused in the recording area 121a on the folding optical system 140 side along the first direction d1. It has been found that a part of the illuminated light Lb thus generated is blocked by the folding optical system 140 and does not reach the illuminated region LZ, and a shadow S may occur in the illuminated region LZ.

この問題を解決するために、反射型光拡散素子120と折返し光学系140との第1方向d1に沿った間隔を広げることが考えられる。しかしながら、この方法によると、反射型光拡散素子120へのコヒーレント光の入射角度が大きくなる、すなわち反射型光拡散素子120へのコヒーレント光の入射方向と反射型光拡散素子120の板面への法線方向(図4では第2方向d2)とのなす角度が大きくなる。これにともなって、折返し光学系140と光走査機構135との第1方向d1に沿った間隔、及び、光走査機構135と光源131との第1方向d1に沿った間隔も広げなければならなくなり、照明装置110全体が大型化してしまう。   In order to solve this problem, it is conceivable to widen the distance between the reflective light diffusing element 120 and the folding optical system 140 along the first direction d1. However, according to this method, the incident angle of the coherent light on the reflective light diffusing element 120 becomes large, that is, the incident direction of the coherent light on the reflective light diffusing element 120 and the plate surface of the reflective light diffusing element 120. The angle formed by the normal direction (the second direction d2 in FIG. 4) becomes large. Along with this, the distance between the folding optical system 140 and the light scanning mechanism 135 along the first direction d1 and the distance between the light scanning mechanism 135 and the light source 131 along the first direction d1 must be increased. Therefore, the entire illumination device 110 becomes large.

また、反射型光拡散素子120と折返し光学系140との第1方向d1に沿った間隔を広げ、且つ、折返し光学系140の角度を変える、例えば折返し光学系140の反射面が第1方向d1の他側に向くように傾斜させる、ことが考えられる。この方法によれば、光走査機構135及び光源131の第1方向d1に沿った位置の変更は最小限とすることができ、照明装置110全体の大型化を抑制することができる。しかしながら、この方法によれば、反射型光拡散素子120へのコヒーレント光(入射光)の入射角度が大きくなることにより、0次光(この入射光が反射型光拡散素子120でそのまま反射したと仮定したときの正反射光)の出射方向と被照明領域LZを照明する照明光の出射方向とのなす角度が大きくなり、これにより、反射型光拡散素子120における回折効率が低下する。   In addition, the gap between the reflection-type light diffusing element 120 and the folding optical system 140 along the first direction d1 is widened, and the angle of the folding optical system 140 is changed, for example, the reflecting surface of the folding optical system 140 is in the first direction d1. It is conceivable to incline so as to face the other side. According to this method, it is possible to minimize the change of the positions of the light scanning mechanism 135 and the light source 131 along the first direction d1, and it is possible to suppress the size increase of the entire illumination device 110. However, according to this method, the incident angle of the coherent light (incident light) to the reflective light diffusing element 120 becomes large, so that the 0th order light (this incident light is reflected as it is by the reflective light diffusing element 120). The angle formed between the emission direction of the specular reflection light (assumed) and the emission direction of the illumination light that illuminates the illuminated region LZ is increased, and the diffraction efficiency of the reflective light diffusing element 120 is reduced.

本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、照明光に影が生じることを防止しつつ小型化された照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such a point, and an object thereof is to provide a lighting device that is downsized while preventing a shadow from being generated in the illumination light.

本発明の照明装置は、
反射型光拡散素子及び前記反射型光拡散素子にコヒーレント光を照射する照射装置を備えた照明装置であって、
前記照射装置は、
コヒーレント光を射出する第1光源及び第2光源と、
前記第1光源及び前記第2光源から射出された前記コヒーレント光を走査する光走査機構と、
前記第1光源からの光の光路を折り返して、当該光を前記反射型光拡散素子へ向ける第1折返し光学系と、
前記第2光源からの光の光路を折り返して、当該光を前記反射型光拡散素子へ向ける第2折返し光学系と、を有する。
The lighting device of the present invention is
A lighting device comprising a reflection type light diffusing element and an irradiation device for irradiating the reflection type light diffusing element with coherent light,
The irradiation device,
A first light source and a second light source that emit coherent light;
An optical scanning mechanism for scanning the coherent light emitted from the first light source and the second light source;
A first turn-back optical system that turns back an optical path of light from the first light source and directs the light to the reflective light diffusing element;
A second folding optical system for folding the optical path of the light from the second light source and directing the light to the reflective light diffusing element.

本発明の照明装置において、前記反射型光拡散素子は、第1方向に配列された複数の領域を有し、前記第1折返し光学系及び前記第2折返し光学系は、前記第1方向に配列されてもよい。   In the illuminating device of the present invention, the reflective light diffusing element has a plurality of regions arranged in a first direction, and the first folding optical system and the second folding optical system are arranged in the first direction. May be done.

本発明の照明装置において、前記第1折返し光学系は、前記反射型光拡散素子に対して前記第1方向の一側に位置し、前記第2折返し光学系は、前記反射型光拡散素子に対して前記第1方向の他側に位置してもよい。   In the illumination device of the present invention, the first folding optical system is located on one side in the first direction with respect to the reflective light diffusing element, and the second folding optical system is arranged on the reflective light diffusing element. On the other hand, it may be located on the other side of the first direction.

本発明によれば、照明光に影が生じることを防止しつつ小型化された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 miniaturized lighting device while preventing a shadow from being generated in the illumination light.

図1は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、照明装置を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and is a diagram schematically showing a lighting device. 図2は、図1の照明装置の上面図である。FIG. 2 is a top view of the lighting device of FIG. 図3は、図1の照明装置の反射型光拡散素子の構造を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of the reflective light diffusing element of the lighting device of FIG. 図4は、比較形態の照明装置を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a lighting device of a comparative form.

以下、図面を参照して本発明の一実施の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、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the drawings attached to the present specification, for convenience of illustration and understanding, the scale, the vertical and horizontal dimension ratios, etc. are appropriately changed and exaggerated from the actual ones.

図1〜図3は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。図1に示すように、照明装置10は、コヒーレント光の進行方向を被照明領域LZへ向ける反射型光拡散素子20と、反射型光拡散素子20へコヒーレント光を照射する照射装置30と、を有している。反射型光拡散素子20は、光拡散素子又は光拡散要素として機能する反射型ホログラム記録媒体21を含んでいる。図示された例では、反射型光拡散素子20は反射型ホログラム記録媒体21から形成されている。   1 to 3 are diagrams for explaining an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the illuminating device 10 includes a reflective light diffusing element 20 that directs the traveling direction of coherent light toward the illuminated region LZ, and an irradiating device 30 that irradiates the reflective light diffusing element 20 with coherent light. Have The reflective light diffusing element 20 includes a reflective hologram recording medium 21 that functions as a light diffusing element or a light diffusing element. In the illustrated example, the reflective light diffusing element 20 is formed of a reflective hologram recording medium 21.

図示された例において、反射型光拡散素子20をなしている反射型ホログラム記録媒体21は、照射装置30から照射されるコヒーレント光を入射光Laとして受けて、当該コヒーレント光を高効率で回折することができる。とりわけ、反射型ホログラム記録媒体21は、その各位置、言い換えると、その各点とも呼ばれるべき各微小領域に入射するコヒーレント光を回折することによって、像5を再生することができるようになっている。   In the illustrated example, the reflection hologram recording medium 21 forming the reflection light diffusion element 20 receives the coherent light emitted from the irradiation device 30 as the incident light La and diffracts the coherent light with high efficiency. be able to. In particular, the reflection hologram recording medium 21 can reproduce the image 5 by diffracting the coherent light incident on each position, in other words, each minute region which should also be called each point thereof. ..

このようなコヒーレント光の回折作用を可能にする反射型ホログラム記録媒体21としては、例えば、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラムを用いることができる。一例として、参照光及び物体光がホログラム記録材料に露光され、参照光及び物体光が干渉してなる干渉縞が生成され、この光の干渉縞が、何らかのパターン(体積型ホログラムでは、例えば、屈折率変調パターン)として、ホログラム記録材料に記録されたものを挙げることができる。この反射型ホログラム記録媒体21の作製方法は特に限られないが、例えば、特開2012−123382号公報に開示された方法により作製することができる。   As the reflective hologram recording medium 21 that enables such a diffracting action of coherent light, for example, a reflective volume hologram using a photopolymer can be used. As an example, the reference light and the object light are exposed to the hologram recording material to generate interference fringes formed by the interference of the reference light and the object light. Examples of the rate modulation pattern) include those recorded on a hologram recording material. The method for producing the reflection hologram recording medium 21 is not particularly limited, but it can be produced by the method disclosed in JP 2012-123382 A, for example.

なお、本実施の形態では、反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21には、第1方向d1に沿って、後述の光源31a,31b,32aのそれぞれに対応した3つの記録領域21a,21b,21cが設けられている(図1及び図3参照)。とりわけ図示された例では、第1方向d1は、反射型ホログラム記録媒体21の板面と平行をなしている。これらの記録領域21a,21b,21cの機能については後述する。   In the present embodiment, the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20 has three recording areas 21a corresponding to respective light sources 31a, 31b, and 32a, which will be described later, along the first direction d1. , 21b, 21c are provided (see FIGS. 1 and 3). Particularly, in the illustrated example, the first direction d1 is parallel to the plate surface of the reflective hologram recording medium 21. The functions of these recording areas 21a, 21b, 21c will be described later.

照射装置30は、コヒーレント光が反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21上を走査するようにして、反射型光拡散素子20へコヒーレント光Laを照射する。したがって、ある瞬間に、照射装置30によってコヒーレント光Laを照射されている反射型ホログラム記録媒体21上の領域は、反射型ホログラム記録媒体21の全表面の一部分となる。   The irradiation device 30 irradiates the reflective light diffusing element 20 with the coherent light La so that the coherent light scans the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20. Therefore, the region on the reflective hologram recording medium 21 irradiated with the coherent light La by the irradiation device 30 at a certain moment becomes a part of the entire surface of the reflective hologram recording medium 21.

そして、照射装置30から照射されて反射型ホログラム記録媒体21上を走査するコヒーレント光Laは、反射型ホログラム記録媒体21上の各位置に、当該反射型ホログラム記録媒体21の回折条件を満たすような入射角度で、入射するようになっている。照射装置30から反射型ホログラム記録媒体21の各位置に入射したコヒーレント光Laは、それぞれ、反射型ホログラム記録媒体21で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明する。とりわけここで説明する形態では、照射装置30から反射型ホログラム記録媒体21の各位置に入射したコヒーレント光Laは、それぞれ、反射型ホログラム記録媒体21で回折されて同一の被照明領域LZを照明するようになっている。より詳細には、図1に示すように、照射装置30から反射型ホログラム記録媒体21の各位置に入射したコヒーレント光Laが、それぞれ、被照明領域LZに重ねて像5を再生するようになっている。すなわち、照射装置30から反射型ホログラム記録媒体21の各位置に入射したコヒーレント光Laは、それぞれ、反射型光拡散素子20で拡散されて(拡げられて)、同一の被照明領域LZに入射するようになる。   Then, the coherent light La emitted from the irradiation device 30 and scanning on the reflective hologram recording medium 21 satisfies the diffraction condition of the reflective hologram recording medium 21 at each position on the reflective hologram recording medium 21. It is designed to be incident at an incident angle. The coherent light La that has entered each position of the reflective hologram recording medium 21 from the irradiation device 30 is diffracted by the reflective hologram recording medium 21 and illuminates an area at least partially overlapping with each other. Particularly, in the embodiment described here, the coherent light La that has entered each position of the reflective hologram recording medium 21 from the irradiation device 30 is diffracted by the reflective hologram recording medium 21 and illuminates the same illuminated region LZ. It is like this. More specifically, as shown in FIG. 1, the coherent light La incident on each position of the reflection type hologram recording medium 21 from the irradiation device 30 is adapted to reproduce the image 5 while being superposed on the illuminated region LZ. ing. That is, the coherent light La that has entered each position of the reflective hologram recording medium 21 from the irradiation device 30 is diffused (spread) by the reflective light diffusing element 20 and enters the same illuminated region LZ. Like

反射型ホログラム記録媒体21からなる反射型光拡散素子20にコヒーレント光Laを照射する照射装置30は、次のように構成され得る。図1に示された例では、照射装置30は、コヒーレント光(例えばレーザ光)L11,L12を射出する第1光源31及び第2光源32と、光源31,32から射出されたコヒーレント光L11,L12を走査する光走査機構35と、第1光源31からの光L11の光路を折り返して、当該光を反射型光拡散素子20へ向ける第1折返し光学系40と、第2光源32からの光L12の光路を折り返して、当該光を反射型光拡散素子20へ向ける第2折返し光学系50と、を有している。   The irradiation device 30 that irradiates the reflection-type light diffusing element 20 including the reflection-type hologram recording medium 21 with the coherent light La can be configured as follows. In the example shown in FIG. 1, the irradiation device 30 includes a first light source 31 and a second light source 32 which emit coherent light (for example, laser light) L11 and L12, and coherent light L11, which is emitted from the light sources 31 and 32. An optical scanning mechanism 35 that scans L12, a first return optical system 40 that returns the optical path of the light L11 from the first light source 31 and directs the light to the reflective light diffusing element 20, and a light from the second light source 32. And a second folding optical system 50 that folds the optical path of L12 and directs the light to the reflective light diffusing element 20.

図1に示された例では、第1光源31は、2つの光源31a,31bを有している。また、第2光源32は、1つの光源32aを有している。各光源31a,31b,32aは、コヒーレント光の生成及び射出を行う機能を有するものであり、図示された例では、それぞれ波長帯域が異なるコヒーレント光を生成及び射出する。一例として、光源31aが赤色のレーザ光を生成及び射出し、光源31bが緑色のレーザ光を生成及び射出し、光源32aが青色のレーザ光を生成及び射出する。これら3種類の光源に加えて、別個の波長帯域を有する、すなわち他の色(例えば黄色)で発光する光源を設けてもよい。また、光源31a,31b,32aの少なくとも一つを別の色で発光する光源に置換してもよい。さらに、図示された例では、各光源31a,31b,32aは、第1方向d1の一側から他側へ且つ第1方向と交差する第2方向d2の一側から他側へ向けてコヒーレント光L11,L12を射出している。図示された例では、第1方向d1と第2方向d2とは直交している。とりわけ、第2方向d2は、反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21の板面への法線方向と平行をなしている。   In the example shown in FIG. 1, the first light source 31 has two light sources 31a and 31b. The second light source 32 has one light source 32a. Each of the light sources 31a, 31b, 32a has a function of generating and emitting coherent light. In the illustrated example, the light sources 31a, 31b, 32a generate and emit coherent light having different wavelength bands. As an example, the light source 31a generates and emits red laser light, the light source 31b generates and emits green laser light, and the light source 32a generates and emits blue laser light. In addition to these three types of light sources, a light source having a separate wavelength band, that is, a light source emitting light of another color (for example, yellow) may be provided. Further, at least one of the light sources 31a, 31b, 32a may be replaced with a light source which emits light of another color. Further, in the illustrated example, each of the light sources 31a, 31b, 32a is a coherent light beam from one side of the first direction d1 to the other side and from one side of the second direction d2 intersecting the first direction to the other side. L11 and L12 are ejected. In the illustrated example, the first direction d1 and the second direction d2 are orthogonal to each other. In particular, the second direction d2 is parallel to the direction normal to the plate surface of the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20.

光走査機構35は、各光源31a,31b,32aから出射したコヒーレント光L11,L12を走査し、各コヒーレント光L11,L12の光路を、第1折返し光学系40又は第2折返し光学系50へ向ける。とりわけ図1に示された例では、光走査機構35は、第1光源31(光源31a,31b)から出射したコヒーレント光L11の光路を第1折返し光学系40へ向け、第2光源32(光源32a)から出射したコヒーレント光L12の光路を第2折返し光学系50へ向ける。   The light scanning mechanism 35 scans the coherent light L11, L12 emitted from each light source 31a, 31b, 32a, and directs the optical path of each coherent light L11, L12 to the first folding optical system 40 or the second folding optical system 50. .. Particularly, in the example shown in FIG. 1, the optical scanning mechanism 35 directs the optical path of the coherent light L11 emitted from the first light source 31 (the light sources 31a and 31b) toward the first folding optical system 40 and directs the second light source 32 (the light source). The optical path of the coherent light L12 emitted from 32a) is directed to the second folding optical system 50.

この光走査機構35は、一つの軸線RAを中心として回動可能な反射面36aを有した反射デバイス36を含んでいる。とりわけ図1及び図2に示した例では、反射デバイス36は、一つの軸線RAを中心として回動可能な複数の反射面(ミラー)36aを有するポリゴンミラーとして構成されている。そして、この反射デバイス36は、各反射面36aの配向を変化させることによって、光源31a,31b,32aからのコヒーレント光L11,L12の光路を変化させるようになっている。図1に示された例では、反射デバイス36の反射面36aは、光源31a,31b,32aから出射され、第1方向d1の一側且つ第2方向d2の一側から入射したコヒーレント光L11,L12を、第1方向d1の他側且つ第2方向d2の一側へ向けて反射させる。このとき、光走査機構35の反射デバイス36が、光源31,32からの光L11,L12の進行方向を経時的に変化させる。   The optical scanning mechanism 35 includes a reflecting device 36 having a reflecting surface 36a that is rotatable about one axis RA. In particular, in the example shown in FIGS. 1 and 2, the reflecting device 36 is configured as a polygon mirror having a plurality of reflecting surfaces (mirrors) 36a rotatable about one axis RA. The reflecting device 36 changes the optical path of the coherent light L11, L12 from the light sources 31a, 31b, 32a by changing the orientation of each reflecting surface 36a. In the example shown in FIG. 1, the reflection surface 36a of the reflection device 36 is emitted from the light sources 31a, 31b, 32a, and enters the coherent light L11, which enters from one side of the first direction d1 and one side of the second direction d2. L12 is reflected toward the other side of the first direction d1 and the one side of the second direction d2. At this time, the reflection device 36 of the light scanning mechanism 35 changes the traveling direction of the light L11, L12 from the light sources 31, 32 with time.

図2は、図1の照明装置10の第1光源31、光走査機構35、第1折返し光学系40及び反射型光拡散素子20を示す上面図である。図1及び図2に示された例では、複数の反射面36aの回動軸線RAは、第1方向d1と平行に延びている。したがって、反射デバイス36の回動軸線RAは、反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21の複数の記録領域21a,21b,21cの配列方向と平行をなしている。   FIG. 2 is a top view showing the first light source 31, the light scanning mechanism 35, the first folding optical system 40, and the reflection type light diffusing element 20 of the illuminating device 10 of FIG. In the example shown in FIGS. 1 and 2, the rotation axis RA of the plurality of reflecting surfaces 36a extends parallel to the first direction d1. Therefore, the rotation axis RA of the reflection device 36 is parallel to the arrangement direction of the plurality of recording areas 21a, 21b, 21c of the reflection hologram recording medium 21 of the reflection light diffusing element 20.

光源31a,31bから反射デバイス36のいずれかの反射面36aに入射し当該反射面36aで反射したコヒーレント光L21は、回動軸線RAを中心とする反射デバイス36の回転にともなって、その進行方向が経時的に変化する。具体的には、コヒーレント光L21は、図2に示されているように、第1方向d1と交差する第3方向d3に沿って繰返し走査されるようになる。とりわけ、反射デバイス36の反射面36aで反射したコヒーレント光L21は、第3方向d3の一側から他側へ向けて繰返し走査される。なお、図示された例では第1方向d1と第3方向d3とは直交している。とりわけ、第3方向d3は、反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21の板面と平行をなしている。また、第2方向d2と第3方向d3とは交差、とりわけ直交している。   The coherent light L21 that has entered the reflecting surface 36a of the reflecting device 36 from the light sources 31a and 31b and is reflected by the reflecting surface 36a is accompanied by the rotation of the reflecting device 36 about the rotation axis RA, and the traveling direction thereof. Changes over time. Specifically, as shown in FIG. 2, the coherent light L21 is repeatedly scanned along the third direction d3 intersecting the first direction d1. In particular, the coherent light L21 reflected by the reflection surface 36a of the reflection device 36 is repeatedly scanned from one side of the third direction d3 toward the other side. In the illustrated example, the first direction d1 and the third direction d3 are orthogonal to each other. In particular, the third direction d3 is parallel to the plate surface of the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20. Further, the second direction d2 and the third direction d3 intersect, especially orthogonal.

第1折返し光学系40は、第1光源31(光源31a,31b)から出射し、光走査機構35の反射デバイス36の反射面36aで反射したコヒーレント光L21の光路を折り返して、当該コヒーレント光を反射型光拡散素子20へ向ける。また、第2折返し光学系50は、第2光源32(光源32a)から出射し、光走査機構35の反射デバイス36の反射面36aで反射したコヒーレント光L22の光路を折り返して、当該コヒーレント光を反射型光拡散素子20へ向ける。   The first folding optical system 40 folds the optical path of the coherent light L21 emitted from the first light source 31 (the light sources 31a and 31b) and reflected by the reflection surface 36a of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35 to emit the coherent light. It is directed to the reflective light diffusing element 20. In addition, the second folding optical system 50 folds the optical path of the coherent light L22 emitted from the second light source 32 (light source 32a) and reflected by the reflection surface 36a of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35 to emit the coherent light. It is directed to the reflective light diffusing element 20.

図1に示された例では、第1折返し光学系40と第2折返し光学系50とは、第1方向d1に配列されている。図示された例では、第1折返し光学系40は、反射型光拡散素子20に対して第1方向d1の一側に位置し、第2折返し光学系50は、反射型光拡散素子20に対して第1方向d1の他側に位置している。とりわけ、第1折返し光学系40は、反射型光拡散素子20に対して第1方向d1の光走査機構35側に位置し、第2折返し光学系50は、反射型光拡散素子20に対して第1方向d1の光走査機構35と反対側に位置している。   In the example shown in FIG. 1, the first folding optical system 40 and the second folding optical system 50 are arranged in the first direction d1. In the illustrated example, the first folding optical system 40 is located on one side of the reflective light diffusing element 20 in the first direction d1, and the second folding optical system 50 is located on the reflective light diffusing element 20. And is located on the other side of the first direction d1. In particular, the first folding optical system 40 is located on the optical scanning mechanism 35 side in the first direction d1 with respect to the reflective light diffusing element 20, and the second folding optical system 50 is located with respect to the reflective light diffusing element 20. It is located on the opposite side of the optical scanning mechanism 35 in the first direction d1.

第1折返し光学系40は、第1光源31(光源31a,31b)から出射し、光走査機構35で走査されたコヒーレント光L21を折り返して、反射型光拡散素子20に導光するための第1反射面41aを有する第1ミラー41を含んでいる。また、第2折返し光学系50は、第2光源32(光源32a)から出射し、光走査機構35で走査されたコヒーレント光L22を折り返して、反射型光拡散素子20に導光するための第2反射面51aを有する第2ミラー51を含んでいる。   The first folding optical system 40 folds the coherent light L21 emitted from the first light source 31 (light sources 31a and 31b) and scanned by the light scanning mechanism 35, and guides it to the reflective light diffusing element 20. It includes a first mirror 41 having one reflecting surface 41a. Further, the second folding optical system 50 folds the coherent light L22 emitted from the second light source 32 (light source 32a) and scanned by the light scanning mechanism 35, and guides it to the reflective light diffusing element 20. It includes a second mirror 51 having two reflecting surfaces 51a.

図1に示された例では、第1折返し光学系40の第1ミラー41の第1反射面41aは、概ね第2方向d2の他側を向くように配置されている。また、第2折返し光学系50の第2ミラー51の第2反射面51aは、概ね第1方向d1の一側且つ第2方向d2の他側を向くように、第1方向d1及び第2方向d2に対して傾斜した方向を向くように配置されている。これにより、第1ミラー41の第1反射面41aは、第1光源31(光源31a,31b)から出射し、光走査機構35の反射デバイス36の反射面36aで反射して、第1反射面41aに第1方向d1の一側且つ第2方向d2の他側から入射したコヒーレント光L21を、第1方向d1の他側且つ第2方向d2の他側へ向けて反射させる。また、第2ミラー51の第2反射面51aは、第2光源32(光源32a)から出射し、光走査機構35の反射デバイス36の反射面36aで反射して、第2反射面51aに第1方向d1の一側且つ第2方向d2の他側から入射したコヒーレント光L22を、第1方向d1の一側且つ第2方向d2の他側へ向けて反射させる。   In the example shown in FIG. 1, the first reflecting surface 41a of the first mirror 41 of the first folding optical system 40 is arranged so as to face substantially the other side in the second direction d2. In addition, the second reflecting surface 51a of the second mirror 51 of the second folding optical system 50 is oriented in the first direction d1 and the second direction so as to face substantially one side of the first direction d1 and the other side of the second direction d2. It is arranged so as to face a direction inclined with respect to d2. As a result, the first reflecting surface 41 a of the first mirror 41 is emitted from the first light source 31 (light sources 31 a and 31 b), reflected by the reflecting surface 36 a of the reflecting device 36 of the optical scanning mechanism 35, and then the first reflecting surface 41 a. The coherent light L21 that has entered 41a from one side of the first direction d1 and the other side of the second direction d2 is reflected toward the other side of the first direction d1 and the other side of the second direction d2. The second reflection surface 51a of the second mirror 51 is emitted from the second light source 32 (light source 32a), reflected by the reflection surface 36a of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35, and is reflected by the second reflection surface 51a. The coherent light L22 incident from one side of the first direction d1 and the other side of the second direction d2 is reflected toward one side of the first direction d1 and the other side of the second direction d2.

本実施の形態では、光走査機構35の反射デバイス36が、光源31,32からのコヒーレント光の進行方向を経時的に変化させる。したがって、光走査機構35の反射デバイス36で反射したコヒーレント光L21,L22は、折返し光学系40,50のミラー41,51の反射面41a,51a上を走査する。そこで、折返し光学系40,50は、光走査機構35の反射デバイス36の回転軸線RAと交差する面内においてコリメート機能を発揮するように構成されている。すなわち、折返し光学系40,50のミラー41,51の反射面41a,51aは、光走査機構35で反射デバイス36の回転軸線RAと交差する方向(図2に示した例では第3方向d3)に走査され、反射デバイス36の回転軸線RAと交差する方向に発散する光線の光路をたどるようにして入射してくるコヒーレント光L21,L22をコリメートして、当該コヒーレント光L21,L22を平行光La1,La2に変換し得るように構成されている。そのため、図2に示すように、反射面41a,51aは、凹面をなすように形成されている。具体的には、反射面41a,51aは、光走査機構35の反射デバイス36の回動軸線RAと交差する断面において、反射デバイス36の回動軸線RAと交差する方向(図2に示した例では第3方向d3)に沿って一側から他側へ向かうにつれてその法線方向が変化するように構成された凹面をなしている。とりわけ、図示された例では、反射面41a,51aは、反射デバイス36の回転軸線RAと交差する断面において、放物線形状をなすような凹面として構成されている。これにより、折返し光学系40,50から反射型光拡散素子20へ向かうコヒーレント光La1,La2は、平行光束をなす光線の光路をたどるようになる。なお、折返し光学系40,50は、光走査機構35の反射デバイス36の回転軸線RAと交差する面内に加えて、光走査機構35の反射デバイス36の回転軸線RAと平行な面内においてもコリメート機能を発揮するように構成されてもよい。   In the present embodiment, the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35 changes the traveling direction of the coherent light from the light sources 31 and 32 with time. Therefore, the coherent light beams L21 and L22 reflected by the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35 scan the reflection surfaces 41a and 51a of the mirrors 41 and 51 of the folding optical systems 40 and 50. Therefore, the folding optical systems 40 and 50 are configured to exert a collimating function in a plane intersecting the rotation axis RA of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35. That is, the reflection surfaces 41a and 51a of the mirrors 41 and 51 of the folding optical systems 40 and 50 are in the direction intersecting the rotation axis RA of the reflection device 36 in the optical scanning mechanism 35 (the third direction d3 in the example shown in FIG. 2). The coherent light beams L21 and L22 incident on the optical path of the light beam diverging in the direction intersecting the rotation axis RA of the reflection device 36 are collimated and the coherent light beams L21 and L22 are collimated light La1. , La2. Therefore, as shown in FIG. 2, the reflecting surfaces 41a and 51a are formed to be concave. Specifically, the reflection surfaces 41a and 51a are, in a cross section that intersects with the rotation axis RA of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35, a direction that intersects with the rotation axis RA of the reflection device 36 (the example illustrated in FIG. 2). Has a concave surface configured such that its normal direction changes from one side to the other side along the third direction d3). In particular, in the illustrated example, the reflecting surfaces 41a and 51a are configured as parabolic concave surfaces in a cross section that intersects the rotation axis RA of the reflecting device 36. As a result, the coherent light beams La1 and La2 traveling from the folding optical systems 40 and 50 to the reflective light diffusing element 20 follow the optical paths of the light rays forming the parallel light flux. The folding optical systems 40 and 50 are arranged not only in the plane intersecting the rotation axis RA of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35, but also in the plane parallel to the rotation axis RA of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35. It may be configured to exert a collimating function.

次に、反射型光拡散素子20の詳細について説明する。ここでは、一例として、第1光源31の光源31aが赤色のレーザ光を生成及び射出し、第1光源31の光源31bが緑色のレーザ光を生成及び射出し、第2光源32の光源32aが青色のレーザ光を生成及び射出する例について説明する。   Next, the details of the reflective light diffusing element 20 will be described. Here, as an example, the light source 31a of the first light source 31 generates and emits red laser light, the light source 31b of the first light source 31 generates and emits green laser light, and the light source 32a of the second light source 32 An example of generating and emitting blue laser light will be described.

反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21には、図3に示すように、光源31a,31b,32aのそれぞれに対応した3つの記録領域21a,21b,21cが設けられている。記録領域21aには、光走査機構35及び第1折返し光学系40で反射された光源31aからの赤色コヒーレント光が入射され、これにより、赤色の再生光からなる像5が被照明領域LZの全域に生成される。光走査機構35は、経時的に光源31aからの赤色コヒーレント光の反射角度を変化させ、それに応じて、赤色コヒーレント光の記録領域21a内での照射位置も変化するが、記録領域21aから外れた位置に赤色コヒーレント光が入射されないように、光走査機構35の反射角度は制御される。   As shown in FIG. 3, the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20 is provided with three recording areas 21a, 21b and 21c corresponding to the light sources 31a, 31b and 32a, respectively. The red coherent light from the light source 31a reflected by the light scanning mechanism 35 and the first folding optical system 40 is incident on the recording area 21a, whereby the image 5 composed of red reproduction light is illuminated over the entire illuminated area LZ. Is generated. The light scanning mechanism 35 changes the reflection angle of the red coherent light from the light source 31a over time, and the irradiation position of the red coherent light in the recording area 21a also changes accordingly, but it is out of the recording area 21a. The reflection angle of the optical scanning mechanism 35 is controlled so that the red coherent light does not enter the position.

同様に、記録領域21bには、光走査機構35及び第1折返し光学系40で反射された光源31bからの緑色コヒーレント光が入射され、緑色の再生光からなる像5が被照明領域LZの全域に生成される。また、記録領域21cには、光走査機構35及び第2折返し光学系50で反射された光源32aからの青色コヒーレント光が入射され、青色の再生光からなる像5が被照明領域LZの全域に生成される。   Similarly, in the recording area 21b, the green coherent light from the light source 31b reflected by the optical scanning mechanism 35 and the first folding optical system 40 is incident, and the image 5 composed of the green reproduction light is incident on the entire illuminated area LZ. Is generated. Further, the blue coherent light from the light source 32a reflected by the light scanning mechanism 35 and the second folding optical system 50 is incident on the recording area 21c, and the image 5 composed of the blue reproduction light is spread over the entire illuminated area LZ. Is generated.

結果として、被照明領域LZは、赤緑青の3色で照明されることになる。光源31a,31b,32aが同時にコヒーレント光を射出した場合には、被照明領域LZでは、これら3色が混ざり合って、白色で照明されることになる。   As a result, the illuminated area LZ is illuminated with three colors of red, green and blue. When the light sources 31a, 31b, and 32a simultaneously emit coherent light, these three colors are mixed in the illuminated area LZ and are illuminated in white.

ここで、記録領域21a,21b,21cは、互いに密着配置されていてもよいし、間に隙間があってもよい。各記録領域21a,21b,21c間に隙間がある場合、この隙間には、光走査機構35及び折返し光学系40,50で反射されたコヒーレント光が入射されないことになるが、実用上問題はない。また、記録領域21a,21b,21cは、等面積である必要もない。ただし、これら記録領域21a,21b,21cに重複して干渉縞を形成してしまうと、各色に対応する干渉縞あたりの屈折率変調量が小さくなり、結果として単色の干渉縞がある場合と比べて、被照明領域LZの明るさが異なってしまう。このため、記録領域21a,21b,21cは重ならないようにするのが望ましい。   Here, the recording areas 21a, 21b, and 21c may be arranged in close contact with each other, or there may be a gap therebetween. When there is a gap between the recording areas 21a, 21b, and 21c, the coherent light reflected by the optical scanning mechanism 35 and the folding optical systems 40 and 50 will not enter the gap, but there is no practical problem. .. Further, the recording areas 21a, 21b, 21c need not have the same area. However, if interference fringes are formed overlappingly in these recording areas 21a, 21b, 21c, the amount of refractive index modulation per interference fringe corresponding to each color becomes small, and as a result, compared with the case where there is a monochromatic interference fringe. As a result, the brightness of the illuminated area LZ becomes different. Therefore, it is desirable that the recording areas 21a, 21b, 21c do not overlap.

反射型ホログラム記録媒体21に記録領域21a,21b,21cを設けるには、例えば、特開2012−123382号公報に開示された方法において、各記録領域ごとに参照光と物体光を照射して、対応する記録領域に干渉縞を形成すればよい。   To provide the recording areas 21a, 21b, and 21c on the reflective hologram recording medium 21, for example, in the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-123382, the reference light and the object light are irradiated to each recording area, Interference fringes may be formed in the corresponding recording area.

光源31a,31b、32aの特性にもよるが、赤緑青以外の色で発光する光源(例えば、黄色で発光する光源)を別個に設けた方が、より白色に近い色を再現できる場合もある。したがって、照射装置30内に設ける光源の種類は、特に限定されるものではない。例えば、4色の光源を設ける場合は、各光源に対応づけて、反射型ホログラム記録媒体21を4つの領域に分割すればよい。   Depending on the characteristics of the light sources 31a, 31b, and 32a, it may be possible to reproduce a color closer to white by separately providing a light source that emits a color other than red, green, and blue (for example, a light source that emits yellow). .. Therefore, the type of light source provided in the irradiation device 30 is not particularly limited. For example, when four color light sources are provided, the reflective hologram recording medium 21 may be divided into four regions in association with the respective light sources.

光走査機構35は、コヒーレント光の進行方向を経時的に変化させ、コヒーレント光の進行方向が一定とはならないよう種々の方向へ向ける。この結果、光走査機構35で進行方向を変化させられるコヒーレント光が、折返し光学系40,50で反射して、反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21の入射面上を走査するようになる。図1の例では、光走査機構35には、光源31a,31b,32aからの3種類のコヒーレント光が入射されるため、光走査機構35は、これらコヒーレント光の反射角度を経時に変化させて、反射型ホログラム記録媒体21の記録領域21a,21b,21cのそれぞれの入射面上を走査させる。   The optical scanning mechanism 35 changes the traveling direction of the coherent light with time and directs it in various directions so that the traveling direction of the coherent light is not constant. As a result, the coherent light whose traveling direction is changed by the light scanning mechanism 35 is reflected by the folding optical systems 40 and 50 and scans the incident surface of the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20. become. In the example of FIG. 1, since three types of coherent light from the light sources 31a, 31b, and 32a are incident on the optical scanning mechanism 35, the optical scanning mechanism 35 changes the reflection angle of these coherent light with time. The respective incident surfaces of the recording areas 21a, 21b and 21c of the reflective hologram recording medium 21 are scanned.

次に、照明装置10の動作について説明する。   Next, the operation of the lighting device 10 will be described.

照明装置10の照射装置30は、コヒーレント光La1,La2が反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21上を走査するようにして、反射型光拡散素子20へコヒーレント光La1,La2を照射する。具体的には、まず、第1光源31の光源31a,31b及び第2光源32の光源32aが、それぞれコヒーレント光L11,L12を生成・射出する。一例として、光源31aが赤色のレーザ光L11を生成及び射出し、光源31bが緑色のレーザ光L11を生成及び射出し、光源32aが青色のレーザ光L12を生成及び射出する。図1に示された例では、各光源31a,31b,32aは、第1方向d1の一側から他側へ且つ第1方向と交差する第2方向d2の一側から他側へ向けてコヒーレント光L11,L12を射出する。   The irradiation device 30 of the illumination device 10 irradiates the reflective light diffusing element 20 with the coherent light La1 and La2 so that the coherent light La1 and La2 scan the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20. To do. Specifically, first, the light sources 31a and 31b of the first light source 31 and the light source 32a of the second light source 32 generate and emit coherent light L11 and L12, respectively. As an example, the light source 31a generates and emits red laser light L11, the light source 31b generates and emits green laser light L11, and the light source 32a generates and emits blue laser light L12. In the example shown in FIG. 1, the respective light sources 31a, 31b, 32a are coherent from one side of the first direction d1 to the other side and from one side of the second direction d2 intersecting the first direction to the other side. Lights L11 and L12 are emitted.

光源31a,31b,32aから射出された各コヒーレント光L11,L12は、光走査機構35の反射デバイス36により走査される。図1に示された例では、光走査機構35の反射デバイス36はポリゴンミラーとして構成され、各コヒーレント光L11,L12は、このポリゴンミラーの複数の反射面36aのいずれかで反射し、折返し光学系40,50に向かう。図示された例では、光走査機構35は、第1光源31(光源31a,31b)から出射したコヒーレント光L11の光路を第1折返し光学系40へ向け、第2光源32(光源32a)から出射したコヒーレント光L12の光路を第2折返し光学系50へ向ける。   The coherent light beams L11, L12 emitted from the light sources 31a, 31b, 32a are scanned by the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35. In the example shown in FIG. 1, the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35 is configured as a polygon mirror, and each of the coherent light beams L11 and L12 is reflected by any of the plurality of reflection surfaces 36a of the polygon mirror, and the folding optical system is used. Heading to systems 40 and 50. In the illustrated example, the optical scanning mechanism 35 directs the optical path of the coherent light L11 emitted from the first light source 31 (light sources 31a and 31b) toward the first folding optical system 40 and emits it from the second light source 32 (light source 32a). The optical path of the coherent light L12 is directed to the second folding optical system 50.

このとき、光源31a,31b,32aから反射デバイス36のいずれかの反射面36aに入射し当該反射面36aで反射したコヒーレント光L21,L22は、回動軸線RAを中心とする反射デバイス36の回転にともなって、その進行方向が経時的に変化する。とりわけ、反射デバイス36の反射面36aで反射したコヒーレント光L21,L22は、反射デバイス36の回動軸線RAと交差する方向(図2に示した例では第3方向d3)の一側から他側へ向けて繰返し走査される。   At this time, the coherent light beams L21 and L22 that are incident from any one of the light sources 31a, 31b, and 32a to any one of the reflecting surfaces 36a of the reflecting device 36 and reflected by the reflecting surface 36a rotate about the rotation axis RA of the reflecting device 36. As a result, the traveling direction changes with time. In particular, the coherent light beams L21, L22 reflected by the reflection surface 36a of the reflection device 36 are from one side to the other side in the direction intersecting the rotation axis RA of the reflection device 36 (the third direction d3 in the example shown in FIG. 2). Is repeatedly scanned toward.

第1光源31(光源31a,31b)から出射し、光走査機構35の反射デバイス36の反射面36aで反射したコヒーレント光L21は、第1折返し光学系40でその光路を折り返され、反射型光拡散素子20へ向かう。また、第2光源32(光源32a)から出射し、光走査機構35の反射デバイス36の反射面36aで反射したコヒーレント光L22は、第2折返し光学系50でその光路を折り返され、反射型光拡散素子20へ向かう。   The coherent light L21 emitted from the first light source 31 (light sources 31a and 31b) and reflected by the reflection surface 36a of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35 has its optical path folded back by the first folding optical system 40 to form a reflection type light. Heading to diffusion element 20. Further, the coherent light L22 emitted from the second light source 32 (light source 32a) and reflected by the reflecting surface 36a of the reflecting device 36 of the optical scanning mechanism 35 has its optical path folded back by the second folding optical system 50 to form a reflection type light. Heading to diffusion element 20.

光走査機構35の反射デバイス36の回転にともなって、光源31,32からのコヒーレント光の進行方向は経時的に変化する。したがって、光走査機構35の反射デバイス36で反射したコヒーレント光L21,L22は、折返し光学系40,50のミラー41,51の反射面41a,51a上を走査する。   With the rotation of the reflection device 36 of the light scanning mechanism 35, the traveling direction of the coherent light from the light sources 31 and 32 changes with time. Therefore, the coherent light beams L21 and L22 reflected by the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35 scan the reflection surfaces 41a and 51a of the mirrors 41 and 51 of the folding optical systems 40 and 50.

ここで、折返し光学系40,50のミラー41,51の反射面41a,51aは、凹面をなすように形成されている。これにより、折返し光学系40,50は、光走査機構35の反射デバイス36の回転軸線RAと交差する面内においてコリメート機能を発揮する。したがって、光走査機構35で反射デバイス36の回転軸線RAと交差する方向(図2に示した例では第3方向d3)に走査され、反射デバイス36の回転軸線RAと交差する方向に発散する光線の光路をたどるようにして折返し光学系40,50に入射するコヒーレント光L21,L22は、折返し光学系40,50で反射して平行化され、平行光束をなす光線の光路をたどるようにして、反射型光拡散素子20へ向かう。   Here, the reflection surfaces 41a and 51a of the mirrors 41 and 51 of the folding optical systems 40 and 50 are formed to be concave. As a result, the folding optical systems 40 and 50 exhibit a collimating function in the plane intersecting the rotation axis RA of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35. Therefore, the light beam that is scanned by the optical scanning mechanism 35 in the direction intersecting the rotation axis RA of the reflection device 36 (the third direction d3 in the example shown in FIG. 2) and diverges in the direction intersecting the rotation axis RA of the reflection device 36. The coherent light beams L21 and L22 incident on the folding optical systems 40 and 50 by tracing the optical paths of are reflected by the folding optical systems 40 and 50, are collimated, and trace the optical paths of rays forming a parallel light flux. Heading to the reflective light diffusing element 20.

以上のようにして、照射装置30は、光源31,32から射出されたコヒーレント光が反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21上を走査するようにして、反射型光拡散素子20へコヒーレント光La1,La2を照射する。   As described above, the irradiation device 30 scans the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20 with the coherent light emitted from the light sources 31 and 32, so that the reflective light diffusing element 20 is exposed. The coherent light beams La1 and La2 are emitted.

照射装置30は、反射型ホログラム記録媒体21上の各記録領域21a,21b,21c内の特定位置に、当該位置でのブラッグ条件を満たす入射角度で、対応する特定波長のコヒーレント光La1,La2を入射させる。この結果、各記録領域内の特定位置に入射したコヒーレント光La1,La2は、それぞれ、反射型ホログラム記録媒体21に記録された干渉縞による回折により、被照明領域LZの全域に重ねて像5を再生する。すなわち、照射装置30から反射型ホログラム記録媒体21の各記録領域内の特定位置に入射したコヒーレント光La1,La2は、それぞれ、反射型光拡散素子20で拡散されて(拡げられて)、被照明領域LZの全域に入射するようになる。このようにして、照明装置10は、被照明領域LZをコヒーレント光Lbで照明するようになる。上述した例では、光源31a,31b,32aはそれぞれ赤、緑、青の異なる色で発光しており、被照明領域LZも各色で像5が再生される。したがって、光源31a,31b,32aが同時に発光する場合は、被照明領域LZは3色が混ざり合った白色で照明されることになる。   The irradiator 30 emits coherent light La1 and La2 having specific wavelengths at specific positions in the recording areas 21a, 21b, and 21c on the reflective hologram recording medium 21 at incident angles that satisfy the Bragg condition at the positions. Make it incident. As a result, the coherent light beams La1 and La2 incident on the specific positions in the respective recording areas are overlapped with each other to form the image 5 on the entire illuminated area LZ due to the diffraction caused by the interference fringes recorded on the reflective hologram recording medium 21. Reproduce. That is, the coherent light beams La1 and La2 that have entered the recording hologram recording medium 21 at specific positions from the irradiation device 30 are diffused (spread) by the reflective light diffusing element 20 to be illuminated. The light is incident on the entire region LZ. In this way, the illumination device 10 illuminates the illuminated area LZ with the coherent light Lb. In the example described above, the light sources 31a, 31b, 32a emit light in different colors of red, green, and blue, respectively, and the image 5 is reproduced in each color in the illuminated region LZ. Therefore, when the light sources 31a, 31b, and 32a emit light at the same time, the illuminated region LZ is illuminated with white in which three colors are mixed.

以上に説明した、本実施の形態の照明装置10は、反射型光拡散素子20及び反射型光拡散素子20にコヒーレント光を照射する照射装置30を備え、照射装置30は、コヒーレント光を射出する第1光源31及び第2光源32と、第1光源31及び第2光源32から射出されたコヒーレント光を走査する光走査機構35と、第1光源31からの光の光路を折り返して、当該光を反射型光拡散素子20へ向ける第1折返し光学系40と、第2光源32からの光の光路を折り返して、当該光を反射型光拡散素子20へ向ける第2折返し光学系50と、を有する。   The illumination device 10 of the present embodiment described above includes the reflective light diffusing element 20 and the irradiation device 30 that irradiates the reflective light diffusing element 20 with coherent light. The irradiation device 30 emits coherent light. The first light source 31 and the second light source 32, the optical scanning mechanism 35 that scans the coherent light emitted from the first light source 31 and the second light source 32, and the optical path of the light from the first light source 31 are folded back to A first folding optical system 40 for directing the light toward the reflective light diffusing element 20, and a second folding optical system 50 for folding the optical path of the light from the second light source 32 and directing the light toward the reflective light diffusing element 20. Have.

とりわけ、反射型光拡散素子20は、第1方向d1に配列された複数の領域を有し、第1折返し光学系40及び第2折返し光学系50は、第1方向d1に配列される。   In particular, the reflective light diffusing element 20 has a plurality of regions arranged in the first direction d1, and the first folding optical system 40 and the second folding optical system 50 are arranged in the first direction d1.

とりわけ、第1折返し光学系40は、反射型光拡散素子20に対して第1方向d1の一側に位置し、第2折返し光学系50は、反射型光拡散素子20に対して第1方向d1の他側に位置する。   In particular, the first folding optical system 40 is located on one side of the reflective light diffusing element 20 in the first direction d1, and the second folding optical system 50 is located in the first direction d with respect to the reflective light diffusing element 20. It is located on the other side of d1.

本実施の形態の照明装置10では、第1光源31からのコヒーレント光L11は、光走査機構35で走査された後、第1折返し光学系40でその光路を折り返され、第2光源32からのコヒーレント光L12は、光走査機構35で走査された後、第2折返し光学系50でその光路を折り返される。すなわち、複数の光源31,32から射出され光走査機構35で走査されたコヒーレント光L21,L22は、第1折返し光学系40へ向かう光L21と第2折返し光学系50へ向かう光L22とに分割され、それぞれ折返し光学系40,50でその光路を折り返される。したがって、図4に示した照明装置110、すなわち、複数の光源131からのコヒーレント光が、光走査機構135で走査された後、1つの折返し光学系140でその光路を折り返される照明装置110と比較して、第1折返し光学系40の第1方向d1に沿った寸法を小さくすることができる。   In the illuminating device 10 of the present embodiment, the coherent light L11 from the first light source 31 is scanned by the optical scanning mechanism 35, then its optical path is folded back by the first folding optical system 40, and the coherent light L11 from the second light source 32 is emitted. The coherent light L12 is scanned by the optical scanning mechanism 35, and then the optical path of the coherent light L12 is reflected by the second folding optical system 50. That is, the coherent lights L21 and L22 emitted from the plurality of light sources 31 and 32 and scanned by the light scanning mechanism 35 are divided into the light L21 toward the first folding optical system 40 and the light L22 toward the second folding optical system 50. The optical paths are turned back by the turning optical systems 40 and 50, respectively. Therefore, in comparison with the illumination device 110 shown in FIG. 4, that is, the illumination device 110 in which coherent light from a plurality of light sources 131 is scanned by the optical scanning mechanism 135 and then its optical path is folded back by one folding optical system 140. Thus, the dimension of the first folding optical system 40 along the first direction d1 can be reduced.

これにより、反射型光拡散素子20の反射型ホログラム記録媒体21における、第1方向d1に沿った第1折返し光学系40側の記録領域21aで拡散された照明光の一部が、第1折返し光学系40で遮られて被照明領域LZへ到達せず、被照明領域LZに影Sが生じることを、効果的に防止することができる。   As a result, a part of the illumination light diffused in the recording region 21a of the reflective hologram recording medium 21 of the reflective light diffusing element 20 on the first folding optical system 40 side along the first direction d1 is first folded. It is possible to effectively prevent the shadow S from being generated in the illuminated area LZ without being reached by the optical system 40 to reach the illuminated area LZ.

また、反射型光拡散素子120へのコヒーレント光の入射角度を大きくする必要がないので、第1折返し光学系40と光走査機構35との第1方向d1に沿った間隔、及び、光走査機構35と光源31,32との第1方向d1に沿った間隔を狭くすることができ、照明装置10を小型化することが可能となる。   Further, since it is not necessary to increase the angle of incidence of the coherent light on the reflective light diffusing element 120, the distance between the first folding optical system 40 and the light scanning mechanism 35 along the first direction d1, and the light scanning mechanism. The distance between the light source 35 and the light sources 31 and 32 along the first direction d1 can be narrowed, and the illumination device 10 can be downsized.

さらに、反射型光拡散素子120へのコヒーレント光の入射角度を大きくする必要がないので、入射光の入射方向と被照明領域LZを照明する照明光の出射方向とのなす角度を小さくすることができ、これにより、反射型光拡散素子20における回折効率を向上させることができる。   Further, since it is not necessary to increase the angle of incidence of the coherent light on the reflective light diffusing element 120, it is possible to reduce the angle between the direction of incidence of the incident light and the direction of emission of the illumination light that illuminates the illuminated area LZ. Therefore, the diffraction efficiency of the reflective light diffusing element 20 can be improved.

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。   Various modifications can be made to the above-described embodiment.

上述の実施の形態では、第1光源31に2つの光源31a,31bが含まれ、第2光源32に1つの光源32aが含まれる例を示したが、第1光源31、第2光源32のそれぞれに含まれる光源の数は任意である。例えば、第1光源31に1つの光源が含まれ、第2光源32に2つの光源が含まれるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the first light source 31 includes the two light sources 31a and 31b and the second light source 32 includes the one light source 32a is shown. However, the first light source 31 and the second light source 32 are The number of light sources included in each is arbitrary. For example, the first light source 31 may include one light source and the second light source 32 may include two light sources.

また、上述の実施の形態で示したような、赤、緑及び青の3種類の光源に加えて、別の波長帯域を有する、すなわち他の色(例えば黄色)で発光する光源を設ける場合には、例えば、第1光源31、第2光源32にそれぞれ光源が2つずつ含まれるようにしてもよい。   In addition to the three types of light sources of red, green, and blue as shown in the above-described embodiment, when a light source having another wavelength band, that is, emitting light of another color (for example, yellow) is provided, For example, each of the first light source 31 and the second light source 32 may include two light sources.

上述の実施の形態では、光走査機構35としてポリゴンミラーを含む反射デバイス36を用いる例を示したが、光走査機構35は、光源31,32から射出されたコヒーレント光L11,L12を走査できるものであればよく、ポリゴンミラーを含む反射デバイス36に限られない。光走査機構35としては、一例として、少なくとも1つの回転軸周りに回転可能な反射デバイス(例えばMEMSミラー)を用いることができる。   In the above-described embodiment, the reflection device 36 including the polygon mirror is used as the optical scanning mechanism 35, but the optical scanning mechanism 35 can scan the coherent light beams L11 and L12 emitted from the light sources 31 and 32. However, it is not limited to the reflection device 36 including a polygon mirror. As the optical scanning mechanism 35, for example, a reflection device (for example, a MEMS mirror) that can rotate around at least one rotation axis can be used.

また、上述の実施の形態では、光源31から射出されたコヒーレント光L11及び光源32から射出されたコヒーレント光L12が、いずれも光走査機構35の反射デバイス36の同一の反射面36aで反射するものを示したが、これに限られず、光走査機構35の反射デバイス36は、光源31から射出されたコヒーレント光L11と光源32から射出されたコヒーレント光L12とが、異なる反射面36aで反射するように構成されていてもよい。   In the above-described embodiment, the coherent light L11 emitted from the light source 31 and the coherent light L12 emitted from the light source 32 are both reflected by the same reflection surface 36a of the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35. However, the reflection device 36 of the optical scanning mechanism 35 is not limited to this, so that the coherent light L11 emitted from the light source 31 and the coherent light L12 emitted from the light source 32 are reflected by different reflection surfaces 36a. May be configured.

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。   Although some modifications of the above-described embodiment have been described above, it is of course possible to appropriately combine and apply a plurality of modifications.

5 像
10 照明装置
20 反射型光拡散素子
21 反射型ホログラム記録媒体
21a 記録領域
21b 記録領域
21c 記録領域
30 照射装置
31 第1光源
31a 光源
31b 光源
32 第2光源
32a 光源
35 光走査機構
36 反射デバイス
36a 反射面
40 第1折返し光学系
41 第1ミラー
41a 反射面
50 第2折返し光学系
51 第2ミラー
51a 反射面
5 image 10 illumination device 20 reflection type light diffusing element 21 reflection type hologram recording medium 21a recording area 21b recording area 21c recording area 30 irradiation device 31 first light source 31a light source 31b light source 32 second light source 32a light source 35 optical scanning mechanism 36 reflection device 36a Reflecting surface 40 First folding optical system 41 First mirror 41a Reflecting surface 50 Second folding optical system 51 Second mirror 51a Reflecting surface

Claims (3)

反射型光拡散素子及び前記反射型光拡散素子にコヒーレント光を照射する照射装置を備えた照明装置であって、
前記照射装置は、
コヒーレント光を射出する第1光源及び第2光源と、
前記第1光源及び前記第2光源から射出された前記コヒーレント光を走査する光走査機構と、
前記第1光源からの光の光路を折り返して、当該光を前記反射型光拡散素子へ向ける第1折返し光学系と、
前記第2光源からの光の光路を折り返して、当該光を前記反射型光拡散素子へ向ける第2折返し光学系と、を有し、
前記第1折返し光学系と前記第2折返し光学系とは別体として構成され、
前記第1折返し光学系には、前記第1光源からの光及び前記第2光源からの光のうち、前記第1光源からの光のみが入射し、
前記第2折返し光学系には、前記第1光源からの光及び前記第2光源からの光のうち、前記第2光源からの光のみが入射する、照明装置。
A lighting device comprising a reflection type light diffusing element and an irradiation device for irradiating the reflection type light diffusing element with coherent light,
The irradiation device,
A first light source and a second light source that emit coherent light;
An optical scanning mechanism for scanning the coherent light emitted from the first light source and the second light source;
A first turn-back optical system that turns back an optical path of light from the first light source and directs the light to the reflective light diffusing element;
A second folding optical system that folds the optical path of the light from the second light source and directs the light to the reflective light diffusing element,
The first folding optical system and the second folding optical system are configured as separate bodies,
Of the light from the first light source and the light from the second light source, only the light from the first light source is incident on the first folding optical system,
Of the light from the first light source and the light from the second light source, only the light from the second light source is incident on the second folding optical system.
前記反射型光拡散素子は、第1方向に配列された複数の領域を有し、
前記第1折返し光学系及び前記第2折返し光学系は、前記第1方向に配列される、請求項1に記載の照明装置。
The reflective light diffusing element has a plurality of regions arranged in a first direction,
The illumination device according to claim 1, wherein the first folding optical system and the second folding optical system are arranged in the first direction.
前記第1折返し光学系は、前記反射型光拡散素子に対して前記第1方向の一側に位置し、前記第2折返し光学系は、前記反射型光拡散素子に対して前記第1方向の他側に位置する、請求項2に記載の照明装置。   The first folding optical system is located on one side in the first direction with respect to the reflective light diffusing element, and the second folding optical system is located in the first direction with respect to the reflective light diffusing element. The lighting device according to claim 2, which is located on the other side.
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