JP6909427B2

JP6909427B2 - Lighting device

Info

Publication number: JP6909427B2
Application number: JP2017079990A
Authority: JP
Inventors: 夏織中津川; 尾俊平西; 田一敏石; 翔吾久保田; 重牧夫倉
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2037-04-13
Also published as: JP2018181618A

Description

本開示の実施形態は、照明装置に関する。 Embodiments of the present disclosure relate to lighting equipment.

例えば、特許文献１に開示されているように、レーザー光源とホログラム素子とを含んだ照明装置が知られている。特許文献１に開示された照明装置では、ホログラム素子が光源からの光を回折することで、所望の照明パターンで路面を照明することができる。 For example, as disclosed in Patent Document 1, a lighting device including a laser light source and a hologram element is known. In the lighting device disclosed in Patent Document 1, the hologram element diffracts the light from the light source to illuminate the road surface with a desired lighting pattern.

特開２０１５−１３２７０７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-132707

ところで、昨今の照明装置に対するニーズの一つとして、被照明領域を所望の照明パターン及び所望の色で照明することがある。一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光を射出する三種類のレーザー光源を用いて、所望の色で被照明領域を照明可能であると考えられている。しかしながら、実際はこれらのレーザー光源の出力の違い等により、被照明領域を照明可能な色には制約がある。 By the way, one of the needs for a lighting device these days is to illuminate an illuminated area with a desired lighting pattern and a desired color. In general, it is possible to illuminate an illuminated area with a desired color using three types of laser light sources that emit light in the wavelength ranges of red (R), green (G), and blue (B), which are the three primary colors of light. It is believed that. However, in reality, there are restrictions on the colors that can illuminate the illuminated area due to differences in the outputs of these laser light sources and the like.

本開示の実施形態は、以上の点を考慮してなされたものであり、被照明領域を所望の照明パターン及び制約の無い所望の色で照明可能な照明装置を提供することを目的とする。 The embodiment of the present disclosure has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a lighting device capable of illuminating an illuminated area with a desired lighting pattern and a desired color without restrictions.

本開示の一実施形態による照明装置は、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源から射出したコヒーレント光が入射する蛍光体と、
前記コヒーレント光の光路に沿った前記光源と前記蛍光体との間に位置する回折光学素子と、
前記コヒーレント光の光路に沿った前記回折光学素子と前記蛍光体との間に位置する集光レンズと、
前記蛍光体から射出した波長変換光の光路上に設けられた結像光学系と、を備える。 The lighting device according to the embodiment of the present disclosure is
A light source that emits coherent light and
A phosphor on which coherent light emitted from the light source is incident, and
A diffractive optical element located between the light source and the phosphor along the optical path of the coherent light,
A condenser lens located between the diffractive optical element and the phosphor along the optical path of the coherent light.
It includes an imaging optical system provided on the optical path of the wavelength conversion light emitted from the phosphor.

また、本開示の一実施の形態による照明装置は、前記波長変換光の光路に沿った前記蛍光体と前記結像光学系との間に位置するマスクを、更に備えていてもよい。 Further, the lighting device according to the embodiment of the present disclosure may further include a mask located between the phosphor and the imaging optical system along the optical path of the wavelength conversion light.

この場合、前記マスクは、パターンを変更可能であってもよい。 In this case, the mask may have a changeable pattern.

また、本開示の一実施の形態による照明装置において、前記回折光学素子は、互いに異なる回折特性を有した複数の要素回折光学素子を含んでいてもよい。 Further, in the lighting device according to the embodiment of the present disclosure, the diffractive optical element may include a plurality of element diffractive optical elements having different diffraction characteristics from each other.

また、本開示の一実施の形態による照明装置は、前記回折光学素子上における前記コヒーレント光の入射領域を変化させる可変マスクを更に備えていてもよい。 Further, the illuminating device according to the embodiment of the present disclosure may further include a variable mask that changes the incident region of the coherent light on the diffractive optical element.

また、本開示の一実施の形態による照明装置は、前記コヒーレント光の光路を変化させ前記回折光学素子上での入射位置を変化させる走査手段を更に備えていてもよい。 Further, the illuminating device according to the embodiment of the present disclosure may further include scanning means for changing the optical path of the coherent light and changing the incident position on the diffractive optical element.

本開示によれば、被照明領域を所望の照明パターン及び所望の色で照明することができる。 According to the present disclosure, the illuminated area can be illuminated with a desired illumination pattern and a desired color.

図１は、本開示による一実施の形態を説明するための図であって、照明装置を示す模式図である。FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment according to the present disclosure, and is a schematic diagram showing a lighting device. 図２は、本開示による他の実施の形態を説明するための図であって、照明装置を示す模式図である。FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment according to the present disclosure, and is a schematic diagram showing a lighting device. 図３は、図２に示す回折光学素子を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the diffractive optical element shown in FIG. 図４Ａは、被照明領域の所望の照明パターンを示す図であって、第１要素回折光学素子及び第３要素回折光学素子でレーザー光を回折させた場合の照明パターンを示す図である。FIG. 4A is a diagram showing a desired illumination pattern in the illuminated area, and is a diagram showing an illumination pattern when the laser beam is diffracted by the first element diffracting optical element and the third element diffracting optical element. 図４Ｂは、被照明領域の所望の照明パターンを示す図であって、第２要素回折光学素子及び第３要素回折光学素子でレーザー光を回折させた場合の照明パターンを示す図である。FIG. 4B is a diagram showing a desired illumination pattern in the illuminated area, and is a diagram showing an illumination pattern when the laser beam is diffracted by the second element diffracting optical element and the third element diffracting optical element. 図５は、図２に示す照明装置の一変形例を説明するための図であって、走査手段によりレーザー光の光路を変化させた場合における、レーザー光の回折光学素子上での入射位置の変化を示す図。FIG. 5 is a diagram for explaining a modification of the lighting device shown in FIG. 2, and shows the incident position of the laser light on the diffractive optical element when the optical path of the laser light is changed by the scanning means. The figure which shows the change. 図６は、図２に示す照明装置の他の変形例を説明するための図であって、レーザー発光部を移動させることによりレーザー光の光路を変化させた場合における、レーザー光の回折光学素子上での入射位置の変化を示す図。FIG. 6 is a diagram for explaining another modification of the lighting device shown in FIG. 2, and is a diffractive optical element of the laser beam when the optical path of the laser beam is changed by moving the laser emitting unit. The figure which shows the change of the incident position above.

以下、図面を参照して本開示の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、適宜縮尺およ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。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, the scale, aspect ratio, etc. are appropriately changed from those of the actual product and exaggerated for the convenience of illustration and comprehension.

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や、長さや角度の値等については、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。 In addition, the terms such as "parallel", "orthogonal", and "same", and the values of length and angle, etc., which specify the shape and geometric conditions and their degrees as used in the present specification, are strictly referred to. It is interpreted to include the range in which similar functions can be expected, without being bound by any meaning.

（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して、第１の実施の形態について説明する。 (First Embodiment)
First, the first embodiment will be described with reference to FIG.

図１は、第１の実施の形態に係る照明装置１０の一例を示す模式図である。照明装置１０は、被照明領域Ｚを所望の照明パターン及び所望の色で照明する装置である。図示された例において、被照明領域Ｚは、ライン状の照明パターンを有しているが、これに限られない。被照明領域Ｚは、任意の照明パターンで照明されてよく、例えば図形や文字の形状を有する照明パターンで照明されてもよい。このような照明装置は、種々の分野、例えば自動車や船等の移動体の照明装置として、使用され得る。移動体に適用した場合、移動体の進行方向等の情報を示す照明パターンで地面や床面、水面、壁面等を照明して、当該情報を周囲に示すことができる。図１に示す例においては、照明装置１０は自動車に適用されて、地面または床面を所望の照明パターン及び所望の色で照明するようになっている。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of the lighting device 10 according to the first embodiment. The lighting device 10 is a device that illuminates the illuminated area Z with a desired lighting pattern and a desired color. In the illustrated example, the illuminated area Z has, but is not limited to, a line-shaped illumination pattern. The illuminated area Z may be illuminated by any illumination pattern, and may be illuminated by, for example, an illumination pattern having the shape of a figure or a character. Such a lighting device can be used as a lighting device for moving objects such as automobiles and ships in various fields. When applied to a moving body, the ground, floor surface, water surface, wall surface, etc. can be illuminated with an illumination pattern showing information such as the traveling direction of the moving body, and the information can be shown to the surroundings. In the example shown in FIG. 1, the lighting device 10 is applied to an automobile to illuminate the ground or floor surface with a desired lighting pattern and a desired color.

図１に示すように、第１の実施の形態において、照明装置１０は、コヒーレント光Ｌ１を射出する光源１５と、光源１５から射出したコヒーレント光Ｌ１が入射してコヒーレント光Ｌ１とは波長の異なる光（波長変換光）Ｌ２を射出する蛍光体２０と、蛍光体２０から射出した波長変換光Ｌ２を結像する結像光学系３０と、を有している。また、照明装置１０は、光源１５からのコヒーレント光Ｌ１の光路に沿った光源１５と蛍光体２０との間に、光源１５からのコヒーレント光Ｌ１を回折する回折光学素子４０と、回折光学素子４０で回折したコヒーレント光Ｌ１を集光する集光レンズ５０と、を有している。照明装置１０は、更に、蛍光体２０からの波長変換光Ｌ２の光路に沿った蛍光体２０と結像光学系３０との間に、マスク６０を有している。 As shown in FIG. 1, in the first embodiment, the lighting device 10 has a wavelength different from that of the coherent light L1 due to the incident of the light source 15 that emits the coherent light L1 and the coherent light L1 emitted from the light source 15. It has a phosphor 20 that emits light (wavelength conversion light) L2, and an imaging optical system 30 that forms an image of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20. Further, the lighting device 10 includes a diffractive optical element 40 that diffracts the coherent light L1 from the light source 15 between the light source 15 and the phosphor 20 along the optical path of the coherent light L1 from the light source 15, and a diffractive optical element 40. It has a condenser lens 50 that collects the coherent light L1 diffracted in the above. The illuminating device 10 further has a mask 60 between the phosphor 20 and the imaging optical system 30 along the optical path of the wavelength conversion light L2 from the phosphor 20.

光源１５から射出するコヒーレント光Ｌ１は、直進性に優れ、蛍光体２０を高精度に照射するための光として好適である。以下の説明においては、コヒーレント光の好ましい例としてレーザー光を用いる。図１に示す例では、レーザー光源１５は単一のレーザー発光部を有しているが、これに限られない。レーザー光源１５は、複数のレーザー発光部を含んでいてもよい。レーザー光源１５が複数のレーザー発光部を含むことで、蛍光体２０に十分な光エネルギーを与えることが可能となる。 The coherent light L1 emitted from the light source 15 has excellent straightness and is suitable as light for irradiating the phosphor 20 with high accuracy. In the following description, laser light is used as a preferred example of coherent light. In the example shown in FIG. 1, the laser light source 15 has a single laser emitting unit, but is not limited to this. The laser light source 15 may include a plurality of laser emitting units. When the laser light source 15 includes a plurality of laser emitting units, it is possible to give sufficient light energy to the phosphor 20.

次に、回折光学素子４０について説明する。回折光学素子４０は、レーザー光源１５から射出したレーザー光Ｌ１に対して回折作用を及ぼす素子である。回折光学素子４０は、レーザー光Ｌ１の光路に沿ったレーザー光源１５と蛍光体２０との間、より具体的にはレーザー光源１５と集光レンズ５０との間に配置されている。回折光学素子４０は、レーザー光源１５からのレーザー光Ｌ１を回折して集光レンズ５０に向ける。 Next, the diffractive optical element 40 will be described. The diffractive optical element 40 is an element that exerts a diffracting action on the laser light L1 emitted from the laser light source 15. The diffractive optical element 40 is arranged between the laser light source 15 and the phosphor 20 along the optical path of the laser light L1, and more specifically between the laser light source 15 and the condenser lens 50. The diffractive optical element 40 diffracts the laser light L1 from the laser light source 15 and directs it toward the condenser lens 50.

図示された例において、照明装置１０は、単一の回折光学素子４０を有しているが、これに限られない。照明装置１０は、複数の回折光学素子を有していてもよい。特に、照明装置１０が複数のレーザー発光部を有する場合、回折光学素子は、複数のレーザー発光部のそれぞれに対応して設けられていてもよい。 In the illustrated example, the illuminator 10 has, but is not limited to, a single diffractive optical element 40. The illuminating device 10 may have a plurality of diffractive optical elements. In particular, when the lighting device 10 has a plurality of laser emitting units, the diffraction optical element may be provided corresponding to each of the plurality of laser emitting units.

一例として、回折光学素子４０は、干渉縞パターンを記録されたホログラム記録媒体として構成される。干渉縞パターンを種々に調整することで、回折光学素子４０で回折される光の進行方向、言い換えると、回折光学素子４０で拡散される光の進行方向を、制御することができる。 As an example, the diffractive optical element 40 is configured as a hologram recording medium on which an interference fringe pattern is recorded. By adjusting the interference fringe pattern in various ways, it is possible to control the traveling direction of the light diffracted by the diffractive optical element 40, in other words, the traveling direction of the light diffused by the diffractive optical element 40.

ここで、図１に示す例においては、回折光学素子４０は、回折光学素子４０で回折されるレーザー光Ｌ１が蛍光体２０を被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応した照明パターンで照明するように、回折光学素子４０で拡散されるレーザー光Ｌ１の進行方向を制御する。蛍光体２０が被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応した照明パターンで照明されると、蛍光体２０が射出する波長変換光Ｌ２のパターンも当該所望の照明パターンに対応したパターンとなり、被照明領域Ｚを当該所望の照明パターンで照明することが可能である。このように回折光学素子４０によってレーザー光Ｌ１の進行方向を制御することにより、レーザー光源１５からのレーザー光Ｌ１を効率よく利用することができる。 Here, in the example shown in FIG. 1, in the diffractive optical element 40, the laser beam L1 diffracted by the diffractive optical element 40 illuminates the phosphor 20 with an illumination pattern corresponding to a desired illumination pattern in the illuminated region Z. As described above, the traveling direction of the laser beam L1 diffused by the diffractive optical element 40 is controlled. When the phosphor 20 is illuminated with an illumination pattern corresponding to a desired illumination pattern in the illuminated area Z, the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted by the phosphor 20 also becomes a pattern corresponding to the desired illumination pattern and is illuminated. The region Z can be illuminated with the desired illumination pattern. By controlling the traveling direction of the laser light L1 by the diffractive optical element 40 in this way, the laser light L1 from the laser light source 15 can be efficiently used.

回折光学素子４０は、例えば実物の散乱板からの散乱光を物体光として用いて作製することができる。より具体的には、回折光学素子４０の母体であるホログラム感光材料に、互いに干渉性を有するコヒーレント光からなる参照光と物体光とを照射すると、これらの光の干渉による干渉縞がホログラム感光材料に形成されて、回折光学素子４０が作製される。参照光としては、コヒーレント光であるレーザー光が用いられ、物体光としては、例えば安価に入手可能な等方散乱板からの散乱光が用いられる。 The diffractive optical element 40 can be manufactured by using, for example, scattered light from an actual scattering plate as object light. More specifically, when the hologram photosensitive material, which is the base of the diffractive optical element 40, is irradiated with reference light and object light composed of coherent light having mutual interference, interference fringes due to the interference of these lights become the hologram photosensitive material. The diffractive optical element 40 is manufactured. As the reference light, laser light which is coherent light is used, and as the object light, for example, scattered light from an isotropic scattering plate which can be obtained at a low price is used.

回折光学素子４０を作製する際に用いた参照光の光路を逆向きに進むよう回折光学素子４０に向けてレーザー光を照射することで、回折光学素子４０を作製する際に用いた物体光の元となる散乱板の配置位置に、散乱板の再生像が生成される。回折光学素子４０を作製する際に用いられた物体光の元となる散乱板が均一的な面散乱をしていれば、回折光学素子４０により得られる散乱板の再生像も、均一な面照明となる。 By irradiating the diffractive optical element 40 with laser light so that the optical path of the reference light used in the production of the diffractive optical element 40 travels in the opposite direction, the object light used in the production of the diffractive optical element 40 A reproduced image of the scattering plate is generated at the original arrangement position of the scattering plate. If the scattering plate that is the source of the object light used when manufacturing the diffractive optical element 40 has uniform surface scattering, the reproduced image of the scattering plate obtained by the diffractive optical element 40 also has uniform surface illumination. It becomes.

また、回折光学素子４０に形成される複雑な干渉縞のパターンは、現実の物体光と参照光を用いて形成する代わりに、予定した再生照明光の波長や入射方向、並びに、再生されるべき像の形状や位置等に基づき計算機を用いて設計することが可能である。このようにして得られた回折光学素子４０は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）とも呼ばれる。 Further, the complex interference fringe pattern formed on the diffractive optical element 40 should be reproduced along with the wavelength and incident direction of the planned reproduction illumination light instead of being formed by using the actual object light and the reference light. It is possible to design using a computer based on the shape and position of the image. The diffractive optical element 40 thus obtained is also called a computer-generated hologram (CGH).

また、回折光学素子４０上の各点における拡散角度特性が同じであるフーリエ変換ホログラムを計算機合成により形成してもよい。 Further, a Fourier transform hologram having the same diffusion angle characteristics at each point on the diffractive optical element 40 may be formed by computer synthesis.

回折光学素子４０の具体的な形態としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラム記録媒体でもよいし、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラム記録媒体でもよいし、レリーフ型（エンボス型）のホログラム記録媒体でもよい。また、回折光学素子４０は、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。 As a specific form of the diffractive optical element 40, a volumetric hologram recording medium using a photopolymer may be used, or a volumetric hologram recording medium of a type recording using a photosensitive medium containing a silver salt material may be used. A relief type (embossed type) hologram recording medium may be used. Further, the diffraction optical element 40 may be a transmission type or a reflection type.

次に、集光レンズ５０について説明する。集光レンズ５０は、レーザー光Ｌ１の光路に沿った回折光学素子４０と蛍光体２０との間に配置されている。集光レンズ５０は、回折光学素子４０で回折されて拡散するレーザー光Ｌ１を集光して、蛍光体２０上でレーザー光Ｌ１が照射される領域を小面積化する。これにより、蛍光体２０を照射するレーザー光Ｌ１のエネルギー密度を高めることができる。 Next, the condenser lens 50 will be described. The condenser lens 50 is arranged between the diffractive optical element 40 and the phosphor 20 along the optical path of the laser light L1. The condenser lens 50 collects the laser light L1 diffracted and diffused by the diffracting optical element 40 to reduce the area of the laser light L1 irradiated on the phosphor 20. As a result, the energy density of the laser beam L1 that irradiates the phosphor 20 can be increased.

次に、蛍光体２０について説明する。蛍光体２０は、集光レンズ５０によって集光されるレーザー光Ｌ１によって照射される面積が最小となる位置、あるいはその近傍に配置されている。蛍光体２０は、レーザー光Ｌ１が照射されるとき励起されて、蛍光体２０に入射するレーザー光Ｌ１とは異なる波長域の波長変換光Ｌ２を放出する。例えば、蛍光体２０は、青色の波長域のレーザー光が入射すると、黄色の波長域の波長変換光を放出する。照明装置１０においては、蛍光体２０から射出する波長変換光によって被照明領域Ｚを照明するので、蛍光体２０を適宜選択することにより、被照明領域Ｚを所望の色で照明することができる。蛍光体２０から射出する波長変換光Ｌ２のパターンは、蛍光体２０に照射されるレーザー光Ｌ１のパターンと概ね同じである。 Next, the phosphor 20 will be described. The phosphor 20 is arranged at or near a position where the area irradiated by the laser beam L1 focused by the condenser lens 50 is minimized. The phosphor 20 is excited when the laser light L1 is irradiated, and emits wavelength conversion light L2 in a wavelength range different from that of the laser light L1 incident on the phosphor 20. For example, the phosphor 20 emits wavelength conversion light in the yellow wavelength region when a laser beam in the blue wavelength region is incident. In the illuminating device 10, the illuminated area Z is illuminated by the wavelength conversion light emitted from the phosphor 20, so that the illuminated area Z can be illuminated with a desired color by appropriately selecting the phosphor 20. The pattern of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 is substantially the same as the pattern of the laser light L1 emitted from the phosphor 20.

ここで、図１に示す例では、後述のように、蛍光体２０から放出された波長変換光Ｌ２が被照明領域Ｚに直接照射される。すなわち、図１に示す例では、蛍光体２０から放出される波長変換光Ｌ２の色（例えば黄色や白色）が、照明装置１０から最終的に出射される光の色である。しかしながら、例えば、蛍光体２０の下流側に特定の波長帯の光を透過させるフィルタを設け、蛍光体２０から放出された波長変換光Ｌ２を当該フィルタに入射させることにより、照明装置１０から最終的に出射される光の色を変更することができる。 Here, in the example shown in FIG. 1, as will be described later, the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 is directly irradiated to the illuminated region Z. That is, in the example shown in FIG. 1, the color of the wavelength conversion light L2 (for example, yellow or white) emitted from the phosphor 20 is the color of the light finally emitted from the illuminating device 10. However, for example, by providing a filter that transmits light in a specific wavelength band on the downstream side of the phosphor 20 and causing the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 to enter the filter, the illumination device 10 finally performs the process. The color of the light emitted to the can be changed.

結像光学系３０は、蛍光体２０から射出した波長変換光Ｌ２の光路上に設けられている。結像光学系３０は、波長変換光Ｌ２を地面または床面上に結像させる。これにより、被照明領域Ｚは、波長変換光Ｌ２のパターンに応じた照明パターン及び波長変換光Ｌ２の波長域に応じた色で照明される。 The imaging optical system 30 is provided on the optical path of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20. The imaging optical system 30 forms an image of the wavelength conversion light L2 on the ground or the floor surface. As a result, the illuminated area Z is illuminated with an illumination pattern corresponding to the pattern of the wavelength conversion light L2 and a color corresponding to the wavelength range of the wavelength conversion light L2.

ところで、上述のように、蛍光体２０から射出する波長変換光Ｌ２のパターンは、蛍光体２０に照射されるレーザー光Ｌ１のパターンに概ね一致している。しかしながら、蛍光体２０の内部に伝搬した光の拡散等により、蛍光体２０から射出する波長変換光Ｌ２のパターンが、レーザー光Ｌ１のパターンと比較してぼやけてしまうことがある。このような波長変換光Ｌ２を結像光学系３０で結像させると、被照明領域Ｚは輪郭のぼやけた不鮮明な照明パターンで照明される。このため、本実施の形態では、波長変換光Ｌ２の光路に沿った蛍光体２０と結像光学系３０との間に、マスク６０が配置されている。マスク６０は、波長変換光Ｌ２を所望の透過パターン、すなわち被照明領域Ｚの所望の照明パターンに応じた透過パターン、で透過させる板状部材であるが、これに限られない。例えば、マスク６０は、整形すべきパターンを可変とすることができる可変マスクであってもよい。このような可変マスクとして、空間光変調器を用いることができる。空間変調器には、透過型液晶表示装置、反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等が用いられ得る。すなわち、マスク６０は、所望の透過パターンで波長変換光Ｌ２を透過させる装置であってもよいし、所望の反射パターンで波長変換光Ｌ２を反射させる装置であってもよい。また、マスク６０は、不要な波長変換光Ｌ２を吸収するようにしてもよいし、不要な波長変換光Ｌ２を結像光学系３０以外に向けるようにしてもよい。 By the way, as described above, the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 substantially matches the pattern of the laser light L1 irradiated on the phosphor 20. However, the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 may be blurred as compared with the pattern of the laser light L1 due to the diffusion of the light propagating inside the phosphor 20. When such a wavelength conversion light L2 is imaged by the imaging optical system 30, the illuminated area Z is illuminated with an unclear illumination pattern having a blurred outline. Therefore, in the present embodiment, the mask 60 is arranged between the phosphor 20 and the imaging optical system 30 along the optical path of the wavelength conversion light L2. The mask 60 is a plate-shaped member that transmits the wavelength conversion light L2 with a desired transmission pattern, that is, a transmission pattern corresponding to the desired illumination pattern of the illuminated area Z, but is not limited to this. For example, the mask 60 may be a variable mask capable of making the pattern to be shaped variable. A spatial light modulator can be used as such a variable mask. As the spatial modulator, a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, a digital micromirror device (DMD), or the like can be used. That is, the mask 60 may be a device that transmits the wavelength conversion light L2 with a desired transmission pattern, or may be a device that reflects the wavelength conversion light L2 with a desired reflection pattern. Further, the mask 60 may absorb the unnecessary wavelength conversion light L2, or may direct the unnecessary wavelength conversion light L2 to a direction other than the imaging optical system 30.

なお、蛍光体２０が十分に薄く蛍光体２０の内部に伝搬する光の拡散が少ない場合等、蛍光体２０が射出する波長変換光Ｌ２のパターンが十分に鮮明である場合には、照明装置１０は、マスク６０を有していなくてもよい。 When the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted by the phosphor 20 is sufficiently clear, such as when the phosphor 20 is sufficiently thin and the diffusion of light propagating inside the phosphor 20 is small, the lighting device 10 Does not have to have the mask 60.

次に、以上に説明した構成からなる照明装置１０の作用について説明する。 Next, the operation of the lighting device 10 having the configuration described above will be described.

レーザー光源１５から射出したレーザー光Ｌ１は、まず、回折光学素子４０に入射する。回折光学素子４０は、レーザー光源１５から射出するレーザー光Ｌ１の中心波長に対応した干渉縞を記録しており、一定の方向から入射するレーザー光Ｌ１を所望の方向に高効率で回折することができる。図示された例において、回折光学素子４０は、レーザー光Ｌ１を被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応したパターンで回折させ、回折光Ｌ１を、集光レンズ５０に向けて拡散させる。 The laser light L1 emitted from the laser light source 15 first enters the diffractive optical element 40. The diffractive optical element 40 records interference fringes corresponding to the center wavelength of the laser light L1 emitted from the laser light source 15, and can diffract the laser light L1 incident from a certain direction in a desired direction with high efficiency. can. In the illustrated example, the diffractive optical element 40 diffracts the laser light L1 with a pattern corresponding to a desired illumination pattern in the illuminated area Z, and diffuses the diffracted light L1 toward the condenser lens 50.

集光レンズ５０に入射したレーザー光Ｌ１は、そのパターンを保ったまま集光レンズ５０の焦点に向かって集光し、蛍光体２０を照明する。 The laser beam L1 incident on the condenser lens 50 focuses toward the focal point of the condenser lens 50 while maintaining the pattern, and illuminates the phosphor 20.

蛍光体２０は、レーザー光Ｌ１によって励起されて、当該レーザー光Ｌ１とは異なる所望の波長域の波長変換光Ｌ２を射出する。蛍光体２０から射出する波長変換光Ｌ２のパターンは、蛍光体２０に入射するレーザー光Ｌ１のパターンと概ね同じであり、被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応したパターンである。波長変換光Ｌ２は、マスク６０に入射する。マスク６０を被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応した透過パターンで透過した波長変換光Ｌ２は、結像光学系３０に入射する。結像光学系３０に入射した波長変換光Ｌ２は、結像されて、被照明領域Ｚを所望の照明パターン及び所望の色で照明する。 The phosphor 20 is excited by the laser light L1 to emit wavelength conversion light L2 in a desired wavelength range different from the laser light L1. The pattern of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 is substantially the same as the pattern of the laser light L1 incident on the phosphor 20, and is a pattern corresponding to a desired illumination pattern in the illuminated region Z. The wavelength conversion light L2 is incident on the mask 60. The wavelength-converted light L2 transmitted through the mask 60 in a transmission pattern corresponding to a desired illumination pattern in the illuminated region Z is incident on the imaging optical system 30. The wavelength conversion light L2 incident on the imaging optical system 30 is imaged and illuminates the illuminated area Z with a desired illumination pattern and a desired color.

なお、蛍光体２０をレーザー光Ｌ１によって被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応する照明パターンで照明する場合について説明してきたが、これに限られない。具体的には、蛍光体２０は、レーザー光Ｌ１によって、被照明領域Ｚの所望の照明パターンとは異なる照明パターンで照明されてもよい。この場合、蛍光体２０が射出する波長変換光Ｌ２のパターンは、概ね当該異なるパターンと同じになるが、マスク６０を透過させることによって、波長変換光Ｌ２のパターンを被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応したパターンにすることができる。この場合も、レーザー光源１５からのレーザー光Ｌ１を効率よく利用しつつ、被照明領域Ｚを所望の照明パターンかつ所望の色で照明することができる。 Although the case where the phosphor 20 is illuminated by the laser beam L1 with an illumination pattern corresponding to a desired illumination pattern in the illuminated region Z has been described, the present invention is not limited to this. Specifically, the phosphor 20 may be illuminated by the laser beam L1 with an illumination pattern different from the desired illumination pattern of the illuminated region Z. In this case, the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted by the phosphor 20 is substantially the same as the different pattern, but by transmitting the mask 60, the pattern of the wavelength conversion light L2 is illuminated as desired in the illuminated region Z. The pattern can be made corresponding to the pattern. Also in this case, the illuminated area Z can be illuminated with a desired illumination pattern and a desired color while efficiently utilizing the laser light L1 from the laser light source 15.

また、マスク６０は、既に説明したように、蛍光体２０から射出する波長変換光Ｌ２のパターン、結果として、被照明領域Ｚの照明パターンを変更可能であってもよい。 Further, as described above, the mask 60 may be capable of changing the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 and, as a result, the illumination pattern of the illuminated region Z.

また、照明装置１０は、他のレーザー光源と共に被照明領域Ｚを照明するものであってもよい。この場合、照明装置１０の蛍光体２０が射出する波長変換光Ｌ２を他のレーザー光源からのレーザー光と重ね合わせることにより、被照明領域Ｚを所望の色で照明してもよい。 Further, the lighting device 10 may illuminate the illuminated area Z together with another laser light source. In this case, the illuminated area Z may be illuminated with a desired color by superimposing the wavelength conversion light L2 emitted by the phosphor 20 of the illumination device 10 with the laser light from another laser light source.

以上のような本開示の実施形態によれば、照明装置１０は、コヒーレント光Ｌ１を射出する光源１５と、光源１５から射出したコヒーレント光Ｌ１が入射する蛍光体２０と、コヒーレント光Ｌ１の光路に沿った光源１５と蛍光体２０との間に位置する回折光学素子４０と、コヒーレント光Ｌ１の光路に沿った回折光学素子４０と蛍光体２０との間に位置する集光レンズ５０と、蛍光体２０から射出した波長変換光Ｌ２の光路上に設けられた結像光学系３０と、を備える。 According to the embodiment of the present disclosure as described above, the lighting device 10 is provided in the optical path of the light source 15 that emits the coherent light L1, the phosphor 20 that the coherent light L1 emitted from the light source 15 is incident on, and the coherent light L1. A diffractive optical element 40 located between the light source 15 and the phosphor 20 along the line, a condenser lens 50 located between the diffractive optical element 40 and the phosphor 20 along the optical path of the coherent light L1, and a phosphor. An imaging optical system 30 provided on the optical path of the wavelength conversion light L2 emitted from the 20 is provided.

このような照明装置１０では、蛍光体２０から射出した波長変換光Ｌ２を被照明領域Ｚに入射させることにより、被照明領域Ｚを所望の色で照明することができる。また、光源１５から射出したコヒーレント光Ｌ１を回折光学素子４０で回折させて蛍光体２０に入射させることにより、光源１５からのコヒーレント光Ｌ１を効率よく利用することができる。さらに、コヒーレント光Ｌ１を回折光学素子４０で被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応したパターンで回折させて蛍光体２０に入射させれば、蛍光体２０から射出する波長変換光Ｌ２のパターンも当該所望の照明パターンに対応したパターンとなり、コヒーレント光Ｌ１をより一層効率よく利用することができ、また、被照明領域Ｚを当該所望の照明パターンで照明することができる。 In such an illuminating device 10, the illuminated region Z can be illuminated with a desired color by incidenting the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 into the illuminated region Z. Further, the coherent light L1 emitted from the light source 15 can be efficiently used by diffracting the coherent light L1 emitted from the light source 15 by the diffracting optical element 40 and causing the coherent light L1 to enter the phosphor 20. Further, if the coherent light L1 is diffracted by the diffractive optical element 40 with a pattern corresponding to a desired illumination pattern in the illuminated region Z and incident on the phosphor 20, the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 is also obtained. The pattern corresponds to the desired illumination pattern, the coherent light L1 can be used more efficiently, and the illuminated area Z can be illuminated with the desired illumination pattern.

例えば、照明装置１０は、波長変換光Ｌ２の光路に沿った蛍光体２０と結像光学系３０との間に位置するマスク６０をさらに備えていてもよい。この場合、蛍光体２０から射出する波長変換光Ｌ２のパターンにかかわらず、結像光学系３０に入射する波長変換光Ｌ２のパターンを、被照明領域Ｚの所望の照明パターンに対応したパターンにすることができる。 For example, the illumination device 10 may further include a mask 60 located between the phosphor 20 and the imaging optical system 30 along the optical path of the wavelength conversion light L2. In this case, regardless of the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20, the pattern of the wavelength conversion light L2 incident on the imaging optical system 30 is set to a pattern corresponding to the desired illumination pattern of the illuminated region Z. be able to.

（第２の実施の形態）
次に、図２乃至図４Ｂを参照して、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態の照明装置と比較して、レーザー光源が複数のレーザー発光部を有している点、回折光学素子が複数の要素回折光学素子を含んでいる点、照明装置が回折光学素子上におけるレーザー光の入射領域を変化させる可変マスクを備えている点、及び蛍光体と結像光学系との間に配置されたマスクが透過パターンを変更可能である点が異なっている。しかし、他の構成は第１の実施の形態と略同一である。以下の説明及び以下の説明で用いる図面では、上述した第１の実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の第１の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4B. In the second embodiment, as compared with the lighting device of the first embodiment, the laser light source has a plurality of laser emitting units, and the diffractive optical element includes a plurality of element diffractive optical elements. The point that the lighting device is equipped with a variable mask that changes the incident region of the laser beam on the diffractive optical element, and the mask placed between the phosphor and the imaging optical system can change the transmission pattern. There is a difference. However, the other configurations are substantially the same as those of the first embodiment. In the following description and the drawings used in the following description, the parts that can be configured in the same manner as in the first embodiment described above are the same as the reference numerals used for the corresponding parts in the first embodiment described above. Reference numerals will be used and duplicate description will be omitted.

図２は、図１に対応する図であって、第２の実施の形態に係る照明装置１１０の一例を示す模式図である。図２に示すように、レーザー光源１１５は、レーザー光Ｌ１ａを射出する第１レーザー発光部１１５ａ、及び、レーザー光Ｌ１ｂを射出する第２レーザー発光部１１５ｂを有している。また、図３に示すように、回折光学素子１４０は、第１〜第３要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃを有している。第１〜第３要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃは、１つの光学素子を平面分割するようにして、配置されている。図２に示すように、第１〜第２要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂは、レーザー光Ｌ１ａの光路に沿った、第１レーザー発光部１１５ａと集光レンズ５０との間に配置されている。また、第３要素回折光学素子１４０ｃは、レーザー光Ｌ１ｂの光路に沿った、第２レーザー発光部１１５ｂと集光レンズ５０との間に配置されている。なお、複数の要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃは、互いに接している必要はなく、互いから離間していてもよい。 FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1, and is a schematic diagram showing an example of the lighting device 110 according to the second embodiment. As shown in FIG. 2, the laser light source 115 includes a first laser light emitting unit 115a that emits laser light L1a and a second laser light emitting unit 115b that emits laser light L1b. Further, as shown in FIG. 3, the diffractive optical element 140 includes first to third element diffractive optical elements 140a, 140b, 140c. The first to third element diffractive optical elements 140a, 140b, 140c are arranged so as to divide one optical element into a plane. As shown in FIG. 2, the first and second element diffractive optical elements 140a and 140b are arranged between the first laser emitting unit 115a and the condenser lens 50 along the optical path of the laser light L1a. Further, the third element diffraction optical element 140c is arranged between the second laser light emitting unit 115b and the condenser lens 50 along the optical path of the laser light L1b. The plurality of element diffractive optical elements 140a, 140b, 140c do not have to be in contact with each other and may be separated from each other.

第１〜第３要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃは、それぞれ異なる回折特性を有する。図２に示す例においては、第１〜第２要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂは、第１〜第２要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂで回折されるレーザー光Ｌ１ａのパターンが、それぞれ、図４Ａ及び図４Ｂに示す要素被照明領域Ｚａ，Ｚｂの所望の照明パターンに対応したパターンとなるように、レーザー光Ｌ１ａを回折する。また、第３要素回折光学素子１４０ｃは、第３要素回折光学素子１４０ｃで回折されるレーザー光Ｌ１ｂのパターンが図４Ａ及び図４Ｂに示す要素被照明領域Ｚｃの所望の照明パターンに対応したパターンとなるように、レーザー光Ｌ１ｂを回折する。 The first to third element diffraction optical elements 140a, 140b, 140c have different diffraction characteristics. In the example shown in FIG. 2, in the first and second element diffractive optical elements 140a and 140b, the patterns of the laser light L1a diffracted by the first and second element diffractive optical elements 140a and 140b are shown in FIGS. 4A and 140b, respectively. The laser beam L1a is diffracted so as to have a pattern corresponding to a desired illumination pattern of the element illuminated regions Za and Zb shown in FIG. 4B. Further, in the third element diffractive optical element 140c, the pattern of the laser beam L1b diffracted by the third element diffractive optical element 140c corresponds to a desired illumination pattern of the element illuminated region Zc shown in FIGS. 4A and 4B. The laser light L1b is diffracted so as to be.

レーザー光Ｌ１ａの光路に沿った第１レーザー発光部１１５ａと第１〜第２要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂとの間には、可変マスク７０が配置されている。可変マスク７０は、回折光学素子１４０上におけるレーザー光Ｌ１ａの入射領域を、第１要素回折光学素子１４０ａと第２要素回折光学素子１４０ｂとの間で変化させる。具体的には、可変マスク７０は、レーザー光Ｌ１ａの第１レーザー発光部１１５ａと第１要素回折光学素子１４０ａとの間の光路、あるいは、レーザー光Ｌ１ａの第１レーザー発光部１１５ａと第２要素回折光学素子１４０ｂとの間の光路を、選択的に塞ぐことにより、回折光学素子１４０上におけるレーザー光Ｌ１ａの入射領域を変化させる。このような可変マスク７０として、例えば空間光変調器を用いることができ、空間光変調器としては、透過型液晶表示装置、反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等が例示される。 A variable mask 70 is arranged between the first laser light emitting unit 115a and the first and second element diffraction optical elements 140a and 140b along the optical path of the laser light L1a. The variable mask 70 changes the incident region of the laser beam L1a on the diffractive optical element 140 between the first element diffractive optical element 140a and the second element diffractive optical element 140b. Specifically, the variable mask 70 is an optical path between the first laser emitting unit 115a of the laser light L1a and the first element diffractive optical element 140a, or the first laser emitting unit 115a and the second element of the laser light L1a. By selectively blocking the optical path between the diffractive optical element 140b and the diffractive optical element 140b, the incident region of the laser beam L1a on the diffractive optical element 140 is changed. As such a variable mask 70, for example, a spatial light modulator can be used, and examples of the spatial light modulator include a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, and a digital micromirror device (DMD). NS.

蛍光体２０は、レーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂが入射すると励起されて、波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを射出する。 The phosphor 20 is excited when the laser beams L1a and L1b are incident on it, and emits wavelength conversion lights L2a and L2b.

波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂの光路に沿った蛍光体２０と結像光学系３０との間に配置されたマスク１６０は、所望の透過パターンで波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを透過させる。マスク１６０は、その透過パターンを変更可能であり、可変マスク７０の動作に伴って透過パターンを変更させる。具体的には、可変マスク７０がレーザー光Ｌ１ａを第１要素回折光学素子１４０ａに入射させる場合には、マスク１６０は、図４Ａに示す所望の照明パターンＺ１に対応した透過パターンで波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを透過させる。また、可変マスク７０がレーザー光Ｌ１ａを第２要素回折光学素子１４０ｂに入射させる場合には、マスク１６０は、図４Ｂに示す所望の照明パターンＺ２に対応した透過パターンで波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを透過させる。このようなマスク１６０として、例えば空間光変調器を用いることができ、空間光変調器としては、透過型液晶表示装置、反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等が例示される。 The mask 160 arranged between the phosphor 20 and the imaging optical system 30 along the optical path of the wavelength conversion lights L2a and L2b transmits the wavelength conversion lights L2a and L2b in a desired transmission pattern. The transmission pattern of the mask 160 can be changed, and the transmission pattern is changed according to the operation of the variable mask 70. Specifically, when the variable mask 70 causes the laser light L1a to enter the first element diffractive optical element 140a, the mask 160 has a wavelength conversion light L2a having a transmission pattern corresponding to the desired illumination pattern Z1 shown in FIG. 4A. , L2b is transmitted. Further, when the variable mask 70 causes the laser light L1a to be incident on the second element diffraction optical element 140b, the mask 160 transmits the wavelength conversion lights L2a and L2b with a transmission pattern corresponding to the desired illumination pattern Z2 shown in FIG. 4B. Make it transparent. As such a mask 160, for example, a spatial light modulator can be used, and examples of the spatial light modulator include a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, and a digital micromirror device (DMD). ..

次に、以上に説明した構成からなる照明装置１１０の作用について説明する。 Next, the operation of the lighting device 110 having the configuration described above will be described.

レーザー光源１５の第２レーザー発光部１１５ｂから射出したレーザー光Ｌ１ｂは、回折光学素子４０の第３要素回折光学素子１４０ｃに入射する。第３要素回折光学素子１４０ｃは、レーザー光Ｌ１ｂを図４Ａ及び図４Ｂに示す要素被照明領域Ｚｃに対応したパターンで回折させ、回折光Ｌ１ｂを、集光レンズ５０に向けて拡散させる。一方、レーザー光源１５の第１レーザー発光部１１５ａから射出したレーザー光Ｌ１ａは、まず、可変マスク７０に入射する。可変マスク７０は、回折光学素子１４０上におけるレーザー光Ｌ１ａの入射領域を変化させる。可変マスク７０を透過したレーザー光Ｌ１ａは、回折光学素子４０の第１要素回折光学素子１４０ａ及び第２要素回折光学素子１４０ｂのいずれかに入射する。第１及び第２要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂは、それぞれ、レーザー光Ｌ１ａを図４Ａ及び図４Ｂに示す要素被照明領域Ｚａ，Ｚｂに対応したパターンで回折させ、回折光Ｌ１ａを、集光レンズ５０に向けて拡散させる。 The laser light L1b emitted from the second laser light emitting unit 115b of the laser light source 15 is incident on the third element diffractive optical element 140c of the diffractive optical element 40. The third element diffractive optical element 140c diffracts the laser light L1b in a pattern corresponding to the element illuminated region Zc shown in FIGS. 4A and 4B, and diffuses the diffracted light L1b toward the condenser lens 50. On the other hand, the laser light L1a emitted from the first laser light emitting unit 115a of the laser light source 15 first enters the variable mask 70. The variable mask 70 changes the incident region of the laser beam L1a on the diffractive optical element 140. The laser light L1a transmitted through the variable mask 70 is incident on either the first element diffraction optical element 140a or the second element diffraction optical element 140b of the diffraction optical element 40. The first and second element diffractive optical elements 140a and 140b diffract the laser light L1a in a pattern corresponding to the element illuminated regions Za and Zb shown in FIGS. 4A and 4B, respectively, and diffract the diffracted light L1a into a condenser lens. Diffract towards 50.

集光レンズ５０に入射したレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは、そのパターンを保ったまま、集光レンズ５０の焦点に向かって集光し、蛍光体２０に入射する。このとき、第１及び第３要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｃで回折したレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは、蛍光体２０を図４Ａに示す被照明領域Ｚ１に対応する照明パターンで照明する。また、第２及び第３要素回折光学素子１４０ｂ，１４０ｃで回折したレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは、蛍光体２０を図４Ｂに示す被照明領域Ｚ２に対応する照明パターンで照明する。 The laser beams L1a and L1b incident on the condenser lens 50 are focused toward the focal point of the condenser lens 50 while maintaining the pattern, and are incident on the phosphor 20. At this time, the laser beams L1a and L1b diffracted by the first and third element diffracting optical elements 140a and 140c illuminate the phosphor 20 with an illumination pattern corresponding to the illuminated region Z1 shown in FIG. 4A. Further, the laser beams L1a and L1b diffracted by the second and third element diffracting optical elements 140b and 140c illuminate the phosphor 20 with an illumination pattern corresponding to the illuminated region Z2 shown in FIG. 4B.

蛍光体２０は、レーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂによって励起されて、当該レーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂとは異なる波長域の波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを射出する。蛍光体２０から射出する波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂのパターンは、蛍光体２０に入射するレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂのパターンと概ね同じである。波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは、マスク１６０に入射し、マスク１６０を所望の透過パターンで透過する。具体的には、可変マスク７０がレーザー光Ｌ１ａを第１要素回折光学素子１４０ａに入射させた場合、波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは、マスク１６０を、図４Ａに示す被照明領域Ｚ１の所望の照明パターンに対応した透過パターンで透過する。また、可変マスク７０がレーザー光Ｌ１ａを第２要素回折光学素子１４０ｂに入射させた場合、波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは、マスク１６０を、図４Ｂに示す被照明領域Ｚ２の所望の照明パターンに対応した透過パターンで透過する。マスク１６０を透過した波長変換光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは、結像光学系３０に入射して結像され、被照明領域Ｚ１あるいは被照明領域Ｚ２を、所望の照明パターン及び色で照明する。 The phosphor 20 is excited by the laser light L1a and L1b to emit wavelength conversion light L2a and L2b in a wavelength range different from that of the laser light L1a and L1b. The patterns of the wavelength conversion lights L2a and L2b emitted from the phosphor 20 are substantially the same as the patterns of the laser beams L1a and L1b incident on the phosphor 20. The wavelength conversion lights L2a and L2b enter the mask 160 and transmit the mask 160 in a desired transmission pattern. Specifically, when the variable mask 70 causes the laser light L1a to enter the first element diffractive optical element 140a, the wavelength conversion lights L2a and L2b make the mask 160 a desired illumination of the illuminated region Z1 shown in FIG. 4A. Transparent with a transparent pattern corresponding to the pattern. Further, when the variable mask 70 causes the laser light L1a to be incident on the second element diffractive optical element 140b, the wavelength conversion lights L2a and L2b correspond the mask 160 to the desired illumination pattern of the illuminated region Z2 shown in FIG. 4B. It is transparent with the transparent pattern. The wavelength-converted lights L2a and L2b transmitted through the mask 160 are incident on the imaging optical system 30 to form an image, and illuminate the illuminated area Z1 or the illuminated area Z2 with a desired illumination pattern and color.

なお、可変マスク７０が回折光学素子１４０上におけるレーザー光Ｌ１ａの入射領域を変化させる場合について説明してきたが、これに限られない。具体的には、図５に示すように、照明装置１１０は、レーザー光Ｌ１ａの光路に沿った第１レーザー発光部１１５ａと第１〜第２要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂとの間に、レーザー光Ｌ１ａの光路を変化させて回折光学素子１４０上でのレーザー光Ｌ１ａの入射位置を変化させる走査手段８０を備えていてもよい。この場合、第１レーザー発光部１１５ａからのレーザー光Ｌ１ａは、第１〜第２要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂの入射面上を走査するようになる。 Although the case where the variable mask 70 changes the incident region of the laser beam L1a on the diffractive optical element 140 has been described, the present invention is not limited to this. Specifically, as shown in FIG. 5, the illuminating device 110 uses a laser between the first laser emitting unit 115a and the first and second element diffractive optical elements 140a and 140b along the optical path of the laser light L1a. The scanning means 80 may be provided by changing the optical path of the light L1a to change the incident position of the laser light L1a on the diffractive optical element 140. In this case, the laser light L1a from the first laser light emitting unit 115a scans on the incident surface of the first and second element diffraction optical elements 140a and 140b.

走査手段８０は、例えば、互いに交差する方向とそれぞれ平行な二つの回転軸周りに回転可能な反射鏡を含む。反射鏡を二つの回転軸周りに回転させることで、第１レーザー発光部１１５ａからのレーザー光Ｌ１ａは第１〜第２要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂの入射面上を二次元的に走査することが可能となる。 The scanning means 80 includes, for example, reflectors that can rotate around two axes of rotation that are parallel to each other's intersecting directions. By rotating the reflector around two rotation axes, the laser light L1a from the first laser emitting unit 115a scans the incident surfaces of the first and second element diffractive optical elements 140a and 140b two-dimensionally. Is possible.

あるいは、図６に示すように、第１レーザー発光部１１５ａを移動させることにより、回折光学素子１４０上におけるレーザー光Ｌ１ａの入射領域を変化させてもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 6, the incident region of the laser light L1a on the diffractive optical element 140 may be changed by moving the first laser light emitting unit 115a.

また、図２に示された例において、第１レーザー発光部１１５ａ及び第２レーザー発光部１１５ｂが設けられている例を示したが、この例に限られず、単一のレーザー光源が用いられ、単一のレーザー光源から射出したレーザー光が、第１要素回折光学素子１４０ａ，第２要素回折光学素子１４０ｂ，第３要素回折光学素子１４０ｃに入射するようにしてもよい。 Further, in the example shown in FIG. 2, an example in which the first laser emitting unit 115a and the second laser emitting unit 115b are provided is shown, but the present invention is not limited to this example, and a single laser light source is used. The laser light emitted from a single laser light source may be incident on the first element diffraction optical element 140a, the second element diffraction optical element 140b, and the third element diffraction optical element 140c.

さらに、照明装置１１０は、他のレーザー光源と共に被照明領域Ｚを照明するものであってもよい。この場合、照明装置１１０の蛍光体２０が射出する波長変換光を他のレーザー光源からのレーザー光と重ね合わせることにより、被照明領域Ｚを所望の色で照明してもよい。 Further, the illuminating device 110 may illuminate the illuminated area Z together with another laser light source. In this case, the illuminated area Z may be illuminated with a desired color by superimposing the wavelength conversion light emitted by the phosphor 20 of the illumination device 110 with the laser light from another laser light source.

以上のような本開示の実施形態によれば、回折光学素子１４０は、互いに異なる回折特性を有した複数の要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃを含んでいる。この場合、照明装置１１０は、より精度良く被照明領域Ｚ１，Ｚ２を照明することができる。 According to the embodiment of the present disclosure as described above, the diffractive optical element 140 includes a plurality of element diffractive optical elements 140a, 140b, 140c having different diffraction characteristics from each other. In this case, the illuminating device 110 can illuminate the illuminated areas Z1 and Z2 with higher accuracy.

また、照明装置１１０は、回折光学素子１４０上におけるコヒーレント光Ｌ１ａの入射領域を変化させる可変マスク７０を更に備えている。この場合、照明装置１１０は、コヒーレント光Ｌ１ａが入射する要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂを変更することにより、被照明領域Ｚ１，Ｚ２を複数の所望の照明パターンで照明することができる。 Further, the illumination device 110 further includes a variable mask 70 that changes the incident region of the coherent light L1a on the diffractive optical element 140. In this case, the illuminating device 110 can illuminate the illuminated areas Z1 and Z2 with a plurality of desired illumination patterns by changing the element diffractive optical elements 140a and 140b on which the coherent light L1a is incident.

あるいは、照明装置１１０は、コヒーレント光Ｌ１ａの光路を変化させ回折光学素子１４０上での入射位置を変化させる走査手段８０を更に備えていてもよい。この場合も、照明装置１１０は、コヒーレント光Ｌ１ａが入射する要素回折光学素子１４０ａ，１４０ｂを変更することにより、被照明領域Ｚ１，Ｚ２を複数の所望の照明パターンで照明することができる。 Alternatively, the illuminating device 110 may further include scanning means 80 that changes the optical path of the coherent light L1a to change the incident position on the diffractive optical element 140. Also in this case, the illuminating device 110 can illuminate the illuminated areas Z1 and Z2 with a plurality of desired illumination patterns by changing the element diffractive optical elements 140a and 140b on which the coherent light L1a is incident.

以上において、複数の実施の形態とその変形例を説明してきたが、当然に、異なる実施形態や異なる変形例として説明された複数の構成を適宜組み合わせることも可能である。 Although a plurality of embodiments and modifications thereof have been described above, it is naturally possible to appropriately combine a plurality of configurations described as different embodiments and different modifications.

１０照明装置
１５光源
２０蛍光体
３０結像光学系
４０回折光学素子
５０集光レンズ
６０マスク
８０走査手段 10 Lighting device 15 Light source 20 Fluorescent material 30 Imaging optical system 40 Diffractive optical element 50 Condensing lens 60 Mask 80 Scanning means

Claims

A light source that emits coherent light and
A phosphor on which coherent light emitted from the light source is incident, and
A diffractive optical element located between the light source and the phosphor along the optical path of the coherent light,
A condenser lens located between the diffractive optical element and the phosphor along the optical path of the coherent light.
An imaging optical system provided on the optical path of the wavelength conversion light emitted from the phosphor and
A mask located between the phosphor and the imaging optical system along the optical path of the wavelength conversion light is provided .
The diffractive optical element has different diffraction characteristics from each other, and includes a plurality of element diffractive optical elements arranged so as to divide the diffractive optical element into planes.
The incident region of the coherent light on the diffractive optical element or the incident position on the diffractive optical element can be changed.
The transmission pattern of the mask can be changed, and the light emitted from the phosphor is transmitted in a transmission pattern according to the incident region of the coherent light on the diffractive optical element or the incident position on the diffractive optical element. Let the lighting device.

Further comprising a variable mask for changing the incident area of the coherent light on said diffraction optical element, an illumination device according to claim 1.

Further comprising scanning means for changing the incident position on the diffractive optical element by changing the optical path of the coherent light illumination apparatus according to claim 1.

The mask located between the phosphor and the imaging optical system has the diffraction characteristics of the element diffractive optical element in the incident region of the coherent light on the diffractive optical element or the incident position on the diffractive optical element. The illuminating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light emitted from the phosphor is transmitted by a transmission pattern according to the above.