JP7001986B2 - Lighting equipment - Google Patents

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    • F21W2103/00Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
    • F21W2103/60Projection of signs from lighting devices, e.g. symbols or information being projected onto the road

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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Description

本開示は、回折光学素子による回折光を照明光として用いる照明装置に関する。 The present disclosure relates to a lighting device that uses diffracted light from a diffractive optical element as illumination light.

光源とホログラム素子を組み合わせて、路面を所望のパターンで照明する照明装置が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に開示された照明装置では、単一光源で生成されたレーザ光を単一のホログラム素子で回折している。 A lighting device that illuminates a road surface in a desired pattern by combining a light source and a hologram element has been proposed (see Patent Document 1). In the lighting device disclosed in Patent Document 1, the laser beam generated by a single light source is diffracted by a single hologram element.

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

ホログラム素子等の回折光学素子には、回折パターンが形成されており、この回折パターンに光を入射させると、回折パターンに応じた照明範囲を照明することができる。しかしながら、予め定めた位置に、予め定めた形状の照明範囲を照明するには、予め決められた方向から回折パターンに光を入射させる必要がある。回折パターンに入射される光の方向が変化すると、照明範囲の位置や形状等が変わってしまう。 A diffraction pattern is formed in a diffraction optical element such as a hologram element, and when light is incident on this diffraction pattern, an illumination range corresponding to the diffraction pattern can be illuminated. However, in order to illuminate the illumination range having a predetermined shape at a predetermined position, it is necessary to inject light into the diffraction pattern from a predetermined direction. When the direction of the light incident on the diffraction pattern changes, the position and shape of the illumination range change.

複数の照明範囲を照明するには、回折光学素子に複数の回折パターンを形成しておくことが考えられるが、回折光学素子の設計が困難になり、かつ各回折パターンごとに決められた方向から光を入射させる必要があることから、照明装置の光学構成も複雑化するおそれがある。 In order to illuminate a plurality of illumination ranges, it is conceivable to form a plurality of diffraction patterns on the diffractive optical element, but it becomes difficult to design the diffractive optical element and from the direction determined for each diffraction pattern. Since it is necessary to inject light, the optical configuration of the lighting device may be complicated.

本開示は、簡易な光学構成で、複数の照明範囲を照明可能な照明装置を提供するものである。 The present disclosure provides a lighting device capable of illuminating a plurality of lighting ranges with a simple optical configuration.

上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、複数の光源と、
前記複数の光源からの光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系で整形された光を回折させる回折光学素子と、を備え、
前記整形光学系は、前記整形光学系にて整形された光を前記複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で前記回折光学素子に入射させ、
前記回折光学素子は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を回折させて、前記複数の光源に対応する複数の照明範囲を照明する、照明装置が提供される。
In order to solve the above problems, in one aspect of the present disclosure, a plurality of light sources and
A shaping optical system that shapes the light from the plurality of light sources,
A diffractive optical element that diffracts the light shaped by the shaping optical system is provided.
In the shaping optical system, the light shaped by the shaping optical system is incident on the diffractive optical element at a different incident angle for each of the plurality of light sources.
The diffractive optical element provides a lighting device that diffracts light incident at different incident angles to illuminate a plurality of illumination ranges corresponding to the plurality of light sources.

前記複数の照明範囲のそれぞれは、照明位置、照明方向、照明面積および照明形状の少なくとも一つが他の照明範囲とは相違していてもよい。 Each of the plurality of illumination ranges may differ from the other illumination ranges in at least one of the illumination position, the illumination direction, the illumination area, and the illumination shape.

前記複数の照明範囲は、少なくとも一方向に沿って配置されていてもよい。 The plurality of illumination ranges may be arranged along at least one direction.

前記一方向に沿って配置された前記複数の照明範囲のうち、隣接配置される2つの照明範囲同士は、少なくとも一部が重複していてもよい。 Of the plurality of lighting ranges arranged along the one direction, at least a part of the two lighting ranges arranged adjacent to each other may overlap with each other.

前記複数の照明範囲は、それぞれ異なる方向を向いて配置されており、
前記複数の照明範囲の面積および形状は、略同一であってもよい。
The plurality of illumination ranges are arranged so as to face different directions.
The areas and shapes of the plurality of illumination ranges may be substantially the same.

前記複数の照明範囲は、それぞれ離隔した位置に配置されていてもよい。 The plurality of illumination ranges may be arranged at positions separated from each other.

前記複数の光源から放射される光の進行方向はそれぞれ相違しており、
前記整形光学系は、前記整形光学系にて整形された光を前記複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で前記回折光学素子に入射させてもよい。
The traveling directions of the light emitted from the plurality of light sources are different from each other.
In the shaping optical system, the light shaped by the shaping optical system may be incident on the diffractive optical element at a different incident angle for each of the plurality of light sources.

前記複数の光源のそれぞれごとに別個に前記整形光学系が設けられ、
前記複数の光源に対応する複数の前記整形光学系は、それぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に光を入射させてもよい。
The shaping optical system is separately provided for each of the plurality of light sources.
The plurality of shaping optical systems corresponding to the plurality of light sources may incident light on the diffractive optical element at different incident angles.

前記複数の光源は、それぞれ平行な方向に光を放射し、
前記整形光学系は、前記複数の光源から放射された光がそれぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に入射されるように、前記複数の光源から放射された光をそれぞれ異なる方向に出射させてもよい。
The plurality of light sources emit light in parallel directions, respectively.
The shaping optical system may emit light emitted from the plurality of light sources in different directions so that the light emitted from the plurality of light sources is incident on the diffractive optical element at different incident angles. good.

前記複数の光源のそれぞれごとに別個に前記整形光学系が設けられてもよく、
前記複数の光源に対応する複数の前記整形光学系は、それぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に光を入射させてもよい。
The shaping optical system may be provided separately for each of the plurality of light sources.
The plurality of shaping optical systems corresponding to the plurality of light sources may incident light on the diffractive optical element at different incident angles.

前記複数の光源の点灯および消灯を個別に制御する光源制御部を備えてもよく、
前記回折光学素子は、前記複数の照明範囲のうち、前記光源制御部により点灯制御された光源からの光で照明される照明範囲を照明し、前記光源制御部により消灯制御された光源からの光で照明される照明範囲の照明を停止してもよい。
A light source control unit that individually controls the lighting and extinguishing of the plurality of light sources may be provided.
The diffractive optical element illuminates the illumination range illuminated by the light from the light source controlled by the light source control unit among the plurality of illumination ranges, and the light from the light source controlled to be extinguished by the light source control unit. You may stop lighting in the lighting range illuminated by.

前記複数の光源の点灯または消灯を個別に制御する光源制御部を備え、
前記回折光学素子は、光の入射角度に応じてそれぞれ異なる方向を向いた指標を照明する回折パターンを有し、前記光源制御部により点灯制御された光源に対応する前記指標を照明してもよい。
A light source control unit for individually controlling the lighting or extinguishing of the plurality of light sources is provided.
The diffractive optical element has a diffraction pattern that illuminates an index that points in different directions according to the incident angle of light, and may illuminate the index corresponding to a light source whose lighting is controlled by the light source control unit. ..

発光波長帯域がそれぞれ相違する複数の光源ユニットと、
前記光源ユニットの点灯および消灯制御を行う光源制御部と、を備え、
前記光源ユニットは、前記複数の光源を有し、
前記回折光学素子は、前記複数の光源ユニットのそれぞれが有する前記複数の光源からの光にて、前記複数の照明範囲を前記光源制御部による点灯および消灯制御に応じた照明色で照明してもよい。
Multiple light source units with different emission wavelength bands,
A light source control unit that controls lighting and extinguishing of the light source unit is provided.
The light source unit has the plurality of light sources.
The diffractive optical element may illuminate the plurality of illumination ranges with light from the plurality of light sources of each of the plurality of light source units in an illumination color corresponding to lighting and extinguishing control by the light source control unit. good.

本開示は、簡易な光学構成で、複数の照明範囲を照明できる。 The present disclosure can illuminate a plurality of illumination ranges with a simple optical configuration.

本開示の第1の実施形態による照明装置の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the lighting apparatus by 1st Embodiment of this disclosure. 複数の照明範囲IL1,IL2からなる被照明領域LZを説明する図。The figure explaining the illuminated area LZ including a plurality of illumination ranges IL1 and IL2. 各照明範囲の端部付近が重複する例を示す図。The figure which shows the example which the vicinity of the end of each illumination range overlaps. 各照明範囲が間隔を隔てて配置されている例を示す図。The figure which shows the example which each illumination range is arranged at a distance. 図1の一変形例による照明装置1の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the lighting apparatus 1 by one modification of FIG. 光軸中心方向が略平行な各光源ごとに別個に整形光学系を設けた照明装置の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the lighting apparatus which provided the shaping optical system separately for each light source whose optical axis center direction is substantially parallel. カラー照明が可能な第1の実施形態による照明装置1の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the lighting apparatus 1 by the 1st Embodiment which is capable of color illumination. 第2の実施形態による照明装置1の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the lighting apparatus 1 by 2nd Embodiment. カラー照明が可能な第2の実施形態による照明装置1の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the lighting apparatus 1 by the 2nd Embodiment which is capable of color illumination. 乗物の進行方向に沿って、路面に矢印の指標を表示する例を示す図。The figure which shows the example which displays the index of an arrow on the road surface along the traveling direction of a vehicle. 図9の矢印表示を行う照明装置の概略構成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device that displays arrows in FIG. 9. 図10の照明装置に光源制御部を追加した図。The figure which added the light source control part to the lighting apparatus of FIG.

以下、図面を参照して本開示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, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, the scale and the aspect ratios are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product for the convenience of illustration and comprehension.

さらに、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。 Furthermore, as used herein, the terms such as "parallel", "orthogonal", and "identical" and the values of length and angle, etc., which specify the shape and geometric conditions and their degrees, are strictly referred to. Without being bound by the meaning, we will interpret it including the range where similar functions can be expected.

(第1の実施形態)
図1は本開示の第1の実施形態による照明装置1の概略構成を示す図である。図1の照明装置1は、例えば乗物のヘッドライトの一部として用いられるものである。ただし、図1の照明装置1は、乗物のテールライトや、サーチライトなどの種々の照明灯としても適用可能である。また、乗物とは、自動車等の車両だけでなく、船舶や飛行機などの照明装置1を備えた種々の乗物を含む趣旨である。以下では、一例として、車両のヘッドライトの一部に図1の照明装置1を適用した例を説明する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device 1 according to the first embodiment of the present disclosure. The lighting device 1 in FIG. 1 is used, for example, as a part of a vehicle headlight. However, the lighting device 1 of FIG. 1 can also be applied as various lighting lamps such as a tail light of a vehicle and a searchlight. Further, the vehicle is intended to include not only a vehicle such as an automobile but also various vehicles equipped with a lighting device 1 such as a ship or an airplane. Hereinafter, as an example, an example in which the lighting device 1 of FIG. 1 is applied to a part of the headlight of the vehicle will be described.

図1の照明装置1は、複数の光源2と、複数の整形光学系3と、一つの回折光学素子4とを備えている。光源2は、レーザ光等のコヒーレント光を放射する光源2でもよいし、LED(Light Emitting Diode)光等の非コヒーレント光を放射する光源2でもよい。以下では、一例としてレーザ光を放射する光源2を用いる例を説明する。図1では、2個の光源2を設けているが、光源2の数は3個以上でも構わない。 The lighting device 1 of FIG. 1 includes a plurality of light sources 2, a plurality of shaping optical systems 3, and one diffractive optical element 4. The light source 2 may be a light source 2 that emits coherent light such as laser light, or may be a light source 2 that emits non-coherent light such as LED (Light Emitting Diode) light. Hereinafter, an example using a light source 2 that emits laser light will be described as an example. In FIG. 1, two light sources 2 are provided, but the number of light sources 2 may be three or more.

複数の整形光学系3は、複数の光源2と回折光学素子4との間に配置されており、各光源2に対応づけて設けられている。各整形光学系3は、対応する光源2からの光を整形および平行化して回折光学素子4に入射させる。より具体的には、各整形光学系3は、整形および平行化された光を複数の光源2のそれぞれごとに異なる入射角度で回折光学素子4に入射させる。このように、複数の光源2から放射されて、整形光学系3を通過した光は、各光源2ごとに異なる入射角度で、回折光学素子4に入射される。 The plurality of shaping optical systems 3 are arranged between the plurality of light sources 2 and the diffractive optical element 4, and are provided in association with each light source 2. Each shaping optical system 3 shapes and parallelizes the light from the corresponding light source 2 and causes it to enter the diffractive optical element 4. More specifically, each shaping optical system 3 causes the shaped and parallelized light to be incident on the diffractive optical element 4 at different incident angles for each of the plurality of light sources 2. In this way, the light radiated from the plurality of light sources 2 and passed through the shaping optical system 3 is incident on the diffractive optical element 4 at a different incident angle for each light source 2.

各整形光学系3は、光源2から放射されたコヒーレント光のビーム口径を広げる第1レンズ3aと、第1レンズ3aを通過したコヒーレント光を平行化する第2レンズ3bとを有する。第2レンズ3bで平行化されたコヒーレント光は、回折光学素子4に入射される。なお、整形光学系3の光学構成は、図1に限定されるものではない。 Each orthopedic optical system 3 has a first lens 3a that widens the beam diameter of the coherent light emitted from the light source 2, and a second lens 3b that collimates the coherent light that has passed through the first lens 3a. The coherent light parallelized by the second lens 3b is incident on the diffractive optical element 4. The optical configuration of the shaping optical system 3 is not limited to FIG.

図1では、複数の光源2のそれぞれに対して別個に整形光学系3を備えており、複数の光源2の数分の整形光学系3が設けられている。なお、後述するように、複数の光源2が一つの整形光学系3を共有する場合もありうる。 In FIG. 1, each of the plurality of light sources 2 is provided with the shaping optical system 3 separately, and the shaping optical system 3 is provided for the number of the plurality of light sources 2. As will be described later, a plurality of light sources 2 may share one shaping optical system 3.

整形光学系3内の第2レンズ3bは、例えばコリメータレンズにより構成されている。なお、整形光学系3の具体的な光学構成については問わない。整形光学系3内の第1レンズ3aは、理想的には第2レンズ3bの前側焦点位置に設けられている。 The second lens 3b in the orthopedic optical system 3 is composed of, for example, a collimator lens. The specific optical configuration of the shaping optical system 3 is not limited. The first lens 3a in the orthopedic optical system 3 is ideally provided at the front focal position of the second lens 3b.

回折光学素子4は、光源2から放射されて整形光学系3で整形および平行化された光を回折させる。より具体的には、回折光学素子4は、各光源2ごとに異なる入射角度で入射された光を回折させて、入射角度に応じて各光源2に対応する照明範囲を照明する。このように、回折光学素子4は、光源2の数分の複数の照明範囲IL1,IL2を照明する。各照明範囲を照明する光は、対応する光源2から放射された光である。各光源2ごとに、回折光学素子4への入射角度が異なるため、光源2の数を増やせば増やすほど、回折光学素子4が照明する照明範囲の数が増えることになる。 The diffractive optical element 4 diffracts the light radiated from the light source 2 and shaped and parallelized by the shaping optical system 3. More specifically, the diffractive optical element 4 diffracts the light incident at different incident angles for each light source 2 to illuminate the illumination range corresponding to each light source 2 according to the incident angle. In this way, the diffractive optical element 4 illuminates a plurality of illumination ranges IL1 and IL2 as many as the number of the light source 2. The light that illuminates each illumination range is the light emitted from the corresponding light source 2. Since the angle of incidence on the diffractive optical element 4 is different for each light source 2, the number of illumination ranges illuminated by the diffractive optical element 4 increases as the number of light sources 2 increases.

回折光学素子4は、例えばホログラム素子5である。後述するように、回折光学素子4としてホログラム素子5を用いることで、ホログラム素子5の回折特性を設計しやすくなり、所望の照明位置に、所望の面積および形状の照明範囲を照明するような回折パターンをホログラム素子5内に比較的容易に形成できる。以下では、回折光学素子4としてホログラム素子5を用いる例を説明する。 The diffractive optical element 4 is, for example, a hologram element 5. As will be described later, by using the hologram element 5 as the diffraction optical element 4, it becomes easy to design the diffraction characteristics of the hologram element 5, and the diffraction is such that the illumination range of a desired area and shape is illuminated at a desired illumination position. The pattern can be formed relatively easily in the hologram element 5. Hereinafter, an example in which the hologram element 5 is used as the diffractive optical element 4 will be described.

本実施形態では、このような回折パターンの設計をコンピュータ上で行えるように、複数のホログラム素子5として、計算機合成ホログラム(CGH:Computer Generated Hologram)を用いることを想定している。CGHは、干渉縞を形成するための光学系や、干渉縞を形成するためのブランクのホログラム記録材料などが不要であり、干渉縞の記録工程をコンピュータ上で行えるため、任意の回折特性を持つ干渉縞を容易に生成できる。 In the present embodiment, it is assumed that a computer-generated hologram (CGH) is used as the plurality of hologram elements 5 so that such a diffraction pattern can be designed on a computer. The CGH does not require an optical system for forming the interference fringes or a blank hologram recording material for forming the interference fringes, and the interference fringe recording process can be performed on a computer, so that the CGH has arbitrary diffraction characteristics. Interference fringes can be easily generated.

本明細書では、ホログラム素子5が照明する複数の照明範囲IL1,IL2を含む全照明領域を被照明領域LZと呼ぶ。被照明領域LZは、ホログラム素子5による回折光が入射される所定の二次元平面上に設けられる。所定の二次元平面とは、例えば本実施形態による照明装置1を搭載した乗物が走行する路面である。 In the present specification, the entire illuminated area including the plurality of illuminated areas IL1 and IL2 illuminated by the hologram element 5 is referred to as an illuminated area LZ. The illuminated region LZ is provided on a predetermined two-dimensional plane to which the diffracted light by the hologram element 5 is incident. The predetermined two-dimensional plane is, for example, a road surface on which a vehicle equipped with the lighting device 1 according to the present embodiment travels.

被照明領域LZは、ホログラム素子5にて回折された複数の照明範囲IL1,IL2で構成されている。複数の照明範囲IL1,IL2は、その一部ずつが互いに重複していてもよい。この場合、被照明領域LZは、一続きになる。また、複数の照明範囲IL1,IL2は、それぞれ離隔して配置されていてもよい。この場合、被照明領域LZは、複数の照明範囲IL1,IL2の数分だけ設けられる。 The illuminated area LZ is composed of a plurality of illumination ranges IL1 and IL2 diffracted by the hologram element 5. A part of the plurality of illumination ranges IL1 and IL2 may overlap each other. In this case, the illuminated area LZ is continuous. Further, the plurality of illumination ranges IL1 and IL2 may be arranged apart from each other. In this case, the illuminated area LZ is provided for the number of the plurality of illumination ranges IL1 and IL2.

次に、図1の照明装置1の特徴的な構成をより詳細に説明する。図1の照明装置1では、複数の光源2から放射される光の進行方向をそれぞれ相違させている。例えば、複数の光源2の光軸方向をそれぞれ相違させることで、各光源2からの光の進行方向を相違させることができる。 Next, the characteristic configuration of the lighting device 1 of FIG. 1 will be described in more detail. In the lighting device 1 of FIG. 1, the traveling directions of the light radiated from the plurality of light sources 2 are different from each other. For example, by making the optical axis directions of the plurality of light sources 2 different from each other, the traveling direction of the light from each light source 2 can be made different.

複数の整形光学系3は、対応する光源2の光の進行方向に合わせて配置されている。より具体的には、複数の整形光学系3は、各整形光学系3の光軸方向が対応する光源2の光軸中心方向に略一致するように配置されている。 The plurality of shaping optical systems 3 are arranged according to the traveling direction of the light of the corresponding light source 2. More specifically, the plurality of shaping optical systems 3 are arranged so that the optical axis directions of the shaping optical systems 3 substantially coincide with the optical axis center direction of the corresponding light source 2.

このように、複数の光源2を光の進行方向がそれぞれ相違するように配置し、かつ複数の整形光学系3を対応する光源2からの光の進行方向に合わせて配置することで、各整形光学系3を通過した光は、ホログラム素子5にそれぞれ異なる入射角度で入射される。 In this way, by arranging the plurality of light sources 2 so that the traveling directions of the light are different from each other and arranging the plurality of shaping optical systems 3 in accordance with the traveling directions of the light from the corresponding light sources 2, each shaping is performed. The light that has passed through the optical system 3 is incident on the hologram element 5 at different incident angles.

ホログラム素子5には、複数の入射角度からの光をそれぞれ別個の方向に回折させる回折パターンすなわち干渉縞が形成されている。より具体的には、ホログラム素子5の入射面の法線方向に対する入射角度がより大きい方向からの光は、ホログラム素子5により近い側の照明範囲を照明し、ホログラム素子5の入射面の法線方向に対する入射角度がより小さい方向からの光は、ホログラム素子5からより遠い側の照明範囲を照明する。 The hologram element 5 is formed with a diffraction pattern, that is, an interference fringe, which diffracts light from a plurality of incident angles in different directions. More specifically, light from a direction having a larger incident angle with respect to the normal direction of the incident surface of the hologram element 5 illuminates the illumination range on the side closer to the hologram element 5, and the normal of the incident surface of the hologram element 5. Light from a direction having a smaller incident angle with respect to the direction illuminates the illumination range on the side farther from the hologram element 5.

図2は複数の照明範囲IL1,IL2からなる被照明領域LZを説明する図である。図2では、xy平面上に複数の照明範囲IL1,IL2を設け、z方向に2個の光源2を互いに傾けて配置した例を示している。 FIG. 2 is a diagram illustrating an illuminated region LZ composed of a plurality of illumination ranges IL1 and IL2. FIG. 2 shows an example in which a plurality of illumination ranges IL1 and IL2 are provided on an xy plane, and two light sources 2 are arranged at an angle to each other in the z direction.

ホログラム素子5がx方向に角度均一に光を回折させるような回折パターンを有するとすると、2個の光源2のうち、ホログラム素子5の入射面の法線方向に対する入射角度がより大きい光源2からの光は、ホログラム素子5により近い照明範囲IL1を照明し、入射角度がより小さい光源2からの光は、ホログラム素子5からより遠い照明範囲IL2を照明する。照明範囲IL1、IL2は、いずれも台形形状であり、ホログラム素子5からの距離が大きいほど面積が広くなる。 Assuming that the hologram element 5 has a diffraction pattern that diffracts light uniformly in the x direction, the light source 2 having a larger incident angle with respect to the normal direction of the incident surface of the hologram element 5 among the two light sources 2 The light from the light source 2 illuminates the illumination range IL1 closer to the hologram element 5, and the light from the light source 2 having a smaller incident angle illuminates the illumination range IL2 farther from the hologram element 5. The illumination ranges IL1 and IL2 are both trapezoidal in shape, and the larger the distance from the hologram element 5, the larger the area.

図2の例では、2個の照明範囲IL1,IL2がy方向に隣接して配置されている例を示しているが、図3Aのように、各照明範囲のy方向の端部付近が重複するように配置されていてもよいし、図3Bのように、各照明範囲がy方向に間隔を隔てて配置されていてもよい。 In the example of FIG. 2, two illumination ranges IL1 and IL2 are arranged adjacent to each other in the y direction, but as shown in FIG. 3A, the vicinity of the end portion of each illumination range in the y direction overlaps. Or, as shown in FIG. 3B, the illumination ranges may be arranged so as to be spaced apart from each other in the y direction.

図2、図3Aおよび図3Bのように、被照明領域LZが光源2からの距離が離れるほどx方向の幅が広がるような台形状である場合、光源2近くの観察者の目には、遠方まで被照明領域LZのx方向の幅が略一定であるように視認される。したがって、本実施形態による照明装置1を乗物のヘッドライトに組み込んだ場合には、乗物の進行方向前方の所定範囲を近くから遠方にわたって、乗員が低エネルギーで効率良く照明を視認できる。 When the illuminated area LZ has a trapezoidal shape such that the width in the x direction increases as the distance from the light source 2 increases, as in FIGS. 2, 3A and 3B, the eyes of the observer near the light source 2 see. It is visually recognized that the width of the illuminated area LZ in the x direction is substantially constant up to a distance. Therefore, when the lighting device 1 according to the present embodiment is incorporated into the headlight of the vehicle, the occupant can efficiently visually recognize the lighting with low energy over a predetermined range in front of the traveling direction of the vehicle from near to far.

上述したように、本実施形態による光源2の種類は特に問わないが、被照明領域LZのx方向両端部のエッジを鮮明に照明するには、レーザ光のようなコヒーレント光を放射する光源2を用いるのが望ましい。 As described above, the type of the light source 2 according to the present embodiment is not particularly limited, but in order to clearly illuminate the edges of both ends of the illuminated area LZ in the x direction, the light source 2 that emits coherent light such as laser light is used. It is desirable to use.

図1では、複数の光源2に対応づけて複数の整形光学系3を設ける例を示したが、複数の光源2からの光を一つの整形光学系3に入射させてもよい。図4は図1の一変形例による照明装置1の概略構成を示す図である。図4の照明装置1は、2個の光源2を備える例を示しているが、3個以上の光源2を備えていてもよい。図1の照明装置1とは異なり、図4の照明装置1における各光源2の光軸中心方向は、略平行に配置されている。各光源2からの光は、整形光学系3に入射されるが、一方の光源2からの光は、例えば整形光学系3の光軸中心位置付近に入射され、他方の光源2からの光は、例えば整形光学系3の光軸中心からずれた位置付近に入射される。整形光学系3の光軸中心位置付近に入射された光は、整形光学系3の光軸にほぼ沿った方向に進行して、ホログラム素子5に入射される。これに対して、整形光学系3の光軸中心位置からずれた位置に入射された光は、整形光学系3の内部で大きく屈折されて、整形光学系3の光軸からずれた方向に進行してホログラム素子5に入射される。したがって、2個の光源2からの光は、一つの整形光学系3を通過して、それぞれ異なる入射角度でホログラム素子5に入射される。ホログラム素子5は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を、それぞれ異なる方向に回折し、図2および図3に示すように、それぞれ異なる照明範囲を照明する。 Although FIG. 1 shows an example in which a plurality of shaping optical systems 3 are provided in association with a plurality of light sources 2, light from a plurality of light sources 2 may be incident on one shaping optical system 3. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the lighting device 1 according to a modification of FIG. 1. Although the lighting device 1 of FIG. 4 shows an example including two light sources 2, it may be provided with three or more light sources 2. Unlike the lighting device 1 of FIG. 1, the optical axis center directions of the light sources 2 in the lighting device 1 of FIG. 4 are arranged substantially in parallel. The light from each light source 2 is incident on the shaping optical system 3, but the light from one light source 2 is incident on the vicinity of the center position of the optical axis of the shaping optical system 3, for example, and the light from the other light source 2 is incidental. For example, the light is incident on the vicinity of a position deviated from the center of the optical axis of the shaping optical system 3. The light incident on the vicinity of the center position of the optical axis of the shaping optical system 3 travels in a direction substantially along the optical axis of the shaping optical system 3 and is incident on the hologram element 5. On the other hand, the light incident on the position deviated from the optical axis center position of the orthopedic optical system 3 is greatly refracted inside the orthopedic optical system 3 and travels in the direction deviated from the optical axis of the orthopedic optical system 3. Then, it is incident on the hologram element 5. Therefore, the light from the two light sources 2 passes through one shaping optical system 3 and is incident on the hologram element 5 at different incident angles. The hologram element 5 diffracts light incident at different incident angles in different directions, and illuminates different illumination ranges as shown in FIGS. 2 and 3.

図4では、光軸中心方向が略平行な複数の光源2からの光を一つの整形光学系3に入射させているが、各光源2ごとに別個に整形光学系3を設けてもよい。図5は、光軸中心方向が略平行な複数の光源2のそれぞれごとに別個に整形光学系3を設けた照明装置1の概略構成を示す図である。図5の上側の光源2に対応した整形光学系3は、第1レンズ3aと、第2レンズ3bと、プリズム等の屈折光学素子3cとを有する。図5の下側の光源2に対応した整形光学系3は、第1レンズ3aと第2レンズ3bは有しているが、屈折光学素子3cを有していない。両方の第2レンズ3bを通過した光は、ともに同方向を進行する平行光であるが、上側の第2レンズ3bから屈折光学素子3cに入射された光は、光の進行方向が変換されて、ホログラム素子5に入射される。これにより、図4と同様に、ホログラム素子5は、各光源2からの光でそれぞれ異なる照明範囲を照明する。 In FIG. 4, light from a plurality of light sources 2 whose optical axis center directions are substantially parallel is incident on one shaping optical system 3, but each light source 2 may be provided with a separate shaping optical system 3. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device 1 in which a shaping optical system 3 is separately provided for each of a plurality of light sources 2 whose optical axis center directions are substantially parallel to each other. The shaping optical system 3 corresponding to the light source 2 on the upper side of FIG. 5 has a first lens 3a, a second lens 3b, and a dioptric element 3c such as a prism. The shaping optical system 3 corresponding to the light source 2 on the lower side of FIG. 5 has the first lens 3a and the second lens 3b, but does not have the refraction optical element 3c. The light that has passed through both the second lenses 3b is parallel light that travels in the same direction, but the light that is incident on the dioptric element 3c from the upper second lens 3b is converted in the traveling direction of the light. , Is incident on the hologram element 5. As a result, as in FIG. 4, the hologram element 5 illuminates different illumination ranges with the light from each light source 2.

図1~図5では、複数の照明範囲IL1,IL2を単色で照明する例を説明したが、発光波長帯域の異なる複数の光源2からの光を同じ照明範囲上で合成することで、種々の色で被照明領域LZを照明できる。 In FIGS. 1 to 5, an example of illuminating a plurality of illumination ranges IL1 and IL2 with a single color has been described, but various light sources from a plurality of light sources 2 having different emission wavelength bands can be combined in the same illumination range. The illuminated area LZ can be illuminated with color.

図6はカラー照明が可能な第1の実施形態による照明装置1の概略構成を示す図である。図6の照明装置1は、赤、緑、青色の帯域の光をそれぞれ放射する3種類の光源ユニット10と、対応する3つのホログラム素子5とを備えている。各色の光源ユニット10は、図1~図4で説明したように、それぞれ異なる方向に光を放射する複数(例えば2個)の光源2を有する。各光源2ごとに整形光学系3が設けられるため、3×2=6個の光源2を有する場合は、計6個の整形光学系3が設けられることになる。なお、図6では、簡略化のために、x方向に配置された3種類の光源ユニット10のうち、中央の光源ユニット10のみを図示しているが、実際には、x方向の両側に配置された残り2種類の光源ユニット10も、それぞれ2個の光源2と2個の整形光学系3を有する。 FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the lighting device 1 according to the first embodiment capable of color lighting. The lighting device 1 of FIG. 6 includes three types of light source units 10 that emit light in the red, green, and blue bands, and three corresponding hologram elements 5. As described with reference to FIGS. 1 to 4, the light source unit 10 of each color has a plurality of (for example, two) light sources 2 that emit light in different directions. Since the shaping optical system 3 is provided for each light source 2, if 3 × 2 = 6 light sources 2 are provided, a total of 6 shaping optical systems 3 are provided. Although FIG. 6 shows only the central light source unit 10 among the three types of light source units 10 arranged in the x direction for simplification, they are actually arranged on both sides in the x direction. The remaining two types of light source units 10 also have two light sources 2 and two shaping optical systems 3, respectively.

各種類の光源ユニット10における2個の光源2から放射された光は、対応する整形光学系3を通過して、対応するホログラム素子5にそれぞれ異なる入射角度で入射される。ホログラム素子5は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を、それぞれ異なる方向に回折して、複数の照明範囲IL1,IL2を照明する。 The light emitted from the two light sources 2 in each type of light source unit 10 passes through the corresponding shaping optical system 3 and is incident on the corresponding hologram element 5 at different incident angles. The hologram element 5 diffracts light incident at different incident angles in different directions to illuminate a plurality of illumination ranges IL1 and IL2.

発光波長帯域の異なる複数の光源ユニット10から放射されて、対応するホログラム素子5で回折された光のうち、各光源ユニット10の中の一方の光源2からの光は一方の照明範囲を照明し、他方の光源2からの光は他方の照明範囲を照明する。よって、2個の照明範囲IL1,IL2のそれぞれが、3色で照明されることになり、3色が混ざり合ったカラー色で視認される。 Of the light emitted from a plurality of light source units 10 having different emission wavelength bands and diffracted by the corresponding hologram element 5, the light from one light source 2 in each light source unit 10 illuminates one illumination range. , The light from the other light source 2 illuminates the other illumination range. Therefore, each of the two illumination ranges IL1 and IL2 is illuminated with three colors, and the three colors are visually recognized as a mixture of the three colors.

発光波長帯域の異なる複数種類の光源ユニット10の点灯および消灯制御を、各光源2の種類ごとに行うことで、複数の照明範囲IL1,IL2の照明色を各照明範囲ごとに切り替えることができる。 By controlling the lighting and extinguishing of the plurality of types of light source units 10 having different emission wavelength bands for each type of the light source 2, the illumination colors of the plurality of illumination ranges IL1 and IL2 can be switched for each illumination range.

図6では、3つのホログラム素子5をx方向に並べて配置する例を示したが、z方向に並べて配置してもよい。 Although FIG. 6 shows an example in which the three hologram elements 5 are arranged side by side in the x direction, they may be arranged side by side in the z direction.

ホログラム素子5は、縦横に分割された複数の要素ホログラム素子を有していてもよい。各要素ホログラム素子は、例えば複数の照明範囲IL1,IL2の全域または一部の照明することが可能な回折特性を有する。各要素ホログラム素子の面積および形状の少なくとも一方は、必ずしも同一である必要はない。各ホログラム素子5が複数の要素ホログラム素子を有し、各要素ホログラム素子が複数の照明範囲IL1,IL2の全域を照明するようにすれば、擬似的な光源となるホログラム素子5の放射輝度を弱めても、照明範囲を明るく照明できる。よって、光源2としてコヒーレント光源2を用いた場合は、仮に被照明領域LZ側からホログラム素子5を観察したとしても、強いコヒーレント光が人間の目に入ることなくなり、人間の目を痛めるおそれが軽減されて、安全性が向上する。また、被照明領域LZを構成する複数の照明範囲IL1,IL2の各点には、複数の要素ホログラム素子からの光がそれぞれ異なる入射角度で入射される。これにより、光の干渉パターンが無相関に重ねられて平均化され、結果として、複数の照明範囲IL1,IL2内ではスペックルが目立たなくなる。 The hologram element 5 may have a plurality of element hologram elements divided vertically and horizontally. Each element hologram element has a diffraction characteristic capable of illuminating the entire area or a part of, for example, a plurality of illumination ranges IL1 and IL2. At least one of the area and shape of each element hologram element does not necessarily have to be the same. If each hologram element 5 has a plurality of element hologram elements and each element hologram element illuminates the entire area of the plurality of illumination ranges IL1 and IL2, the radiance of the hologram element 5 which is a pseudo light source is weakened. However, the lighting range can be brightly illuminated. Therefore, when the coherent light source 2 is used as the light source 2, even if the hologram element 5 is observed from the illuminated area LZ side, the strong coherent light does not enter the human eye, and the risk of damaging the human eye is reduced. And the safety is improved. Further, light from the plurality of element hologram elements is incident at each point of the plurality of illumination ranges IL1 and IL2 constituting the illuminated region LZ at different incident angles. As a result, the light interference patterns are uncorrelatedly overlapped and averaged, and as a result, the speckle becomes inconspicuous within the plurality of illumination ranges IL1 and IL2.

このように、第1の実施形態では、複数の光源2から放射された光を、1つまたは複数の整形光学系3を通過させて、それぞれ異なる入射角度でホログラム素子5に入射させるため、ホログラム素子5は、入射角度に応じた方向の照明範囲を照明できる。よって、複数の光源2からの光がそれぞれ異なる入射角度でホログラム素子5に入射されることで、ホログラム素子5は、照明位置、照明方向、照明面積および形状の少なくとも一つがそれぞれ異なる複数の照明範囲IL1,IL2を照明できる。具体的な一例として、ホログラム素子5は、複数の照明範囲IL1,IL2を一方向に繋げた被照明領域LZを照明できる。本実施形態は、ホログラム素子5内に形成された回折パターンに、入射角度を変えて光を入射させるだけで、照明位置等がそれぞれ相違する複数の照明範囲IL1,IL2を照明できるため、照明装置1の構成を簡略化できる。 As described above, in the first embodiment, the light emitted from the plurality of light sources 2 is passed through one or a plurality of shaping optical systems 3 and incident on the hologram element 5 at different incident angles, so that the hologram is formed. The element 5 can illuminate the illumination range in the direction corresponding to the incident angle. Therefore, when the light from the plurality of light sources 2 is incident on the hologram element 5 at different incident angles, the hologram element 5 has a plurality of illumination ranges in which at least one of the illumination position, the illumination direction, the illumination area, and the shape is different. IL1 and IL2 can be illuminated. As a specific example, the hologram element 5 can illuminate an illuminated region LZ in which a plurality of illumination ranges IL1 and IL2 are connected in one direction. In the present embodiment, a plurality of illumination ranges IL1 and IL2 having different illumination positions can be illuminated by simply injecting light into the diffraction pattern formed in the hologram element 5 by changing the incident angle, and thus the illumination device. The configuration of 1 can be simplified.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、複数の照明範囲IL1,IL2の向きをそれぞれ相違させるものである。
(Second embodiment)
In the second embodiment, the directions of the plurality of illumination ranges IL1 and IL2 are different from each other.

図7は第2の実施形態による照明装置1の概略構成を示す図である。図7の照明装置1は、複数の光源2と、複数の整形光学系3と、一つの回折光学素子4とを備えている。回折光学素子4は、例えばホログラム素子5で構成されている。 FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the lighting device 1 according to the second embodiment. The lighting device 1 of FIG. 7 includes a plurality of light sources 2, a plurality of shaping optical systems 3, and one diffractive optical element 4. The diffractive optical element 4 is composed of, for example, a hologram element 5.

各光源2から放射される光の進行方向はそれぞれ相違している。各光源2からの光の光軸中心方向と、各整形光学系3の光軸方向とは略一致している。各整形光学系3は、入射された光を整形および平行化してホログラム素子5に入射させる。 The traveling directions of the light emitted from each light source 2 are different. The direction of the center of the optical axis of the light from each light source 2 and the direction of the optical axis of each shaping optical system 3 are substantially the same. Each shaping optical system 3 shapes and parallelizes the incident light and causes the incident light to be incident on the hologram element 5.

ホログラム素子5には、光の入射角度に応じた照明位置に、光の入射角度に応じた向きの照明範囲を照明する回折パターンが形成されている。図7は、ホログラム素子5が、それぞれ異なる2つの照明位置に、それぞれ異なる向きに配置された矩形状の照明範囲を照明する例を示している。照明範囲の形状は任意であり、第1の実施形態と同様に台形状でもよいし、その他の形状でもよい。このように、本実施形態では、ホログラム素子5に入射される光の入射角度ごとに向きが異なる照明範囲を照明するものである。 The hologram element 5 is formed with a diffraction pattern that illuminates the illumination range in the direction corresponding to the incident angle of the light at the illumination position corresponding to the incident angle of the light. FIG. 7 shows an example in which the hologram element 5 illuminates a rectangular illumination range arranged in different directions at two different illumination positions. The shape of the illumination range is arbitrary, and may be trapezoidal or other shapes as in the first embodiment. As described above, in the present embodiment, the illumination range in which the direction is different depending on the incident angle of the light incident on the hologram element 5 is illuminated.

図7の例では、2個の照明範囲IL1,IL2の形状および面積が略同一である例を示しているが、2個の照明範囲IL1,IL2の形状および面積の少なくとも一方がそれぞれ相違していてもよい。 The example of FIG. 7 shows an example in which the shapes and areas of the two illumination ranges IL1 and IL2 are substantially the same, but at least one of the shapes and areas of the two illumination ranges IL1 and IL2 are different from each other. You may.

図7は、2個の照明範囲IL1,IL2を単色で照明する例を示したが、図6と同様に、発光波長帯域の異なる複数種類の光源ユニット10を設けて、照明色を種々に変えられるようにしてもよい。 FIG. 7 shows an example of illuminating two illumination ranges IL1 and IL2 with a single color. Similar to FIG. 6, a plurality of types of light source units 10 having different emission wavelength bands are provided to change the illumination color in various ways. You may be able to do it.

図8はカラー照明が可能な第2の実施形態による照明装置1の概略構成を示す図である。図8の照明装置1は、図6と同様に、赤、緑、青色の帯域の光をそれぞれ放射する3種類の光源ユニット10と、対応する3つのホログラム素子5とを備えている。各種類の光源ユニット10が2つの光源2を有することも図6と同様である。3つのホログラム素子5で回折された光は、各ホログラム素子5への入射角度に応じて、2個の照明範囲IL1,IL2を照明する。よって、2個の照明範囲IL1,IL2は、それぞれ3色の色で照明され、各色を合成した色で視認されることになる。 FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device 1 according to a second embodiment capable of color lighting. Similar to FIG. 6, the lighting device 1 of FIG. 8 includes three types of light source units 10 that emit light in the red, green, and blue bands, and three corresponding hologram elements 5. It is the same as in FIG. 6 that each type of light source unit 10 has two light sources 2. The light diffracted by the three hologram elements 5 illuminates the two illumination ranges IL1 and IL2 according to the angle of incidence on each hologram element 5. Therefore, the two illumination ranges IL1 and IL2 are each illuminated with three colors, and each color is visually recognized as a combined color.

図8では、3つのホログラム素子5をx方向に並べて配置する例を示したが、z方向に並べて配置してもよい。 Although FIG. 8 shows an example in which the three hologram elements 5 are arranged side by side in the x direction, they may be arranged side by side in the z direction.

本実施形態による照明装置1を、例えば乗物のヘッドライトに組み込んだ場合、複数の照明範囲IL1,IL2にて、任意の形状および面積の照明態様の指標を表示することができる。例えば、図9および図10は、乗物の進行方向に沿って、路面に矢印の指標を表示する例を示している。 When the lighting device 1 according to the present embodiment is incorporated into, for example, a headlight of a vehicle, an index of a lighting mode having an arbitrary shape and area can be displayed in a plurality of lighting ranges IL1 and IL2. For example, FIGS. 9 and 10 show an example of displaying an arrow index on the road surface along the traveling direction of the vehicle.

図9の矢印は路面に常時表示されるわけではなく、必要に応じて表示される。また、3つの矢印が同時に表示されるとは限らず、任意の1つまたは2つのみを表示してもよい。 The arrow in FIG. 9 is not always displayed on the road surface, but is displayed as needed. Further, the three arrows are not always displayed at the same time, and any one or two may be displayed.

図10は図9の矢印表示を行う照明装置1の概略構成を示す図である。図10の照明装置1は、3つの光源2と、3つの整形光学系3と、一つの回折光学素子4とを備えている。回折光学素子4は、例えばホログラム素子5である。 FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a lighting device 1 that displays an arrow in FIG. 9. The lighting device 1 of FIG. 10 includes three light sources 2, three shaping optical systems 3, and one diffractive optical element 4. The diffractive optical element 4 is, for example, a hologram element 5.

3つの光源2は、それぞれ異なる方向に光を放射する。各光源2からの光は、対応する整形光学系3にて整形および平行化されて、それぞれ異なる入射角度でホログラム素子5に入射される。これにより、ホログラム素子5は、入射角度に応じた照射位置に、入射角度に応じた向きの矢印IL1~IL3を表示する。 The three light sources 2 emit light in different directions. The light from each light source 2 is shaped and parallelized by the corresponding shaping optical system 3 and is incident on the hologram element 5 at different incident angles. As a result, the hologram element 5 displays the arrows IL1 to IL3 in the direction corresponding to the incident angle at the irradiation position corresponding to the incident angle.

図11は図10の照明装置1に光源制御部7を追加した図である。光源制御部7は、3つの光源2の点灯および消灯を個別に制御する。例えば、1つの光源2のみを点灯し、残りの2つの光源2を消灯させた場合は、3つの矢印のうち、対応する1つの矢印のみが表示されることになる。よって、例えば図10の照明装置1を乗物のヘッドライトに組み込んで、かつナビゲーション装置と連動させれば、曲がり角の手前で乗物の推奨経路を矢印で表示することができる。 FIG. 11 is a diagram in which a light source control unit 7 is added to the lighting device 1 of FIG. The light source control unit 7 individually controls the lighting and extinguishing of the three light sources 2. For example, when only one light source 2 is turned on and the remaining two light sources 2 are turned off, only one of the three arrows corresponding to the light source 2 is displayed. Therefore, for example, if the lighting device 1 of FIG. 10 is incorporated in the headlight of the vehicle and linked with the navigation device, the recommended route of the vehicle can be displayed by an arrow in front of the corner.

このように、第2の実施形態では、それぞれ異なる方向に光を照射する複数の光源2と複数の整形光学系3を設けて、回折光学素子4に複数の入射角度から光を入射するため、回折光学素子4による回折光にて、複数の照射位置に、それぞれ異なる向きの指標を表示することができる。よって、各光源2の点灯および消灯を個別に制御することで、任意のタイミングで任意の指標を表示できる。 As described above, in the second embodiment, a plurality of light sources 2 and a plurality of shaping optical systems 3 that irradiate light in different directions are provided, and light is incident on the diffractive optical element 4 from a plurality of incident angles. With the diffracted light generated by the diffractive optical element 4, indexes in different directions can be displayed at a plurality of irradiation positions. Therefore, by individually controlling the lighting and extinguishing of each light source 2, an arbitrary index can be displayed at an arbitrary timing.

なお、図11の光源制御部7を、図1、図4または図7の照明装置1に設けてもよい。これにより、各照明装置1内のホログラム素子5は、複数の照明範囲のうち、光源制御部7が点灯制御した光源2からの光で照明される照明範囲を照明し、光源制御部7が消灯制御した光源2からの光で照明される照明範囲の照明を停止することができる。 The light source control unit 7 of FIG. 11 may be provided in the lighting device 1 of FIG. 1, FIG. 4, or FIG. As a result, the hologram element 5 in each lighting device 1 illuminates the illumination range illuminated by the light from the light source 2 controlled by the light source control unit 7 among the plurality of illumination ranges, and the light source control unit 7 turns off. It is possible to stop the illumination in the illumination range illuminated by the light from the controlled light source 2.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1 照明装置、2 光源、3 整形光学系、3a 第1レンズ、3b 第2レンズ、4 回折光学素子、5 ホログラム素子、7 光源制御部、10 光源ユニット 1 Lighting device, 2 Light source, 3 Orthopedic optical system, 3a 1st lens, 3b 2nd lens, 4 Diffractive optical element, 5 Hologram element, 7 Light source control unit, 10 Light source unit

Claims (11)

複数の光源と、
前記複数の光源からの光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系で整形された光を回折させる回折光学素子と、を備え、
前記整形光学系は、前記整形光学系にて整形された光を前記複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で前記回折光学素子に入射させ、
前記回折光学素子は、それぞれ異なる入射角度で入射された光を回折させて、前記複数の光源に対応する複数の照明範囲を照明し、
前記複数の照明範囲は、前記回折光学素子の入射面の法線方向に沿って配置されており、
前記回折光学素子は、複数の要素回折光学素子を有し、
前記複数の要素回折光学素子のそれぞれは、前記異なる入射角度で入射された光を回折させて前記回折光学素子の入射面の法線方向に沿って配置された前記複数の照明範囲の全域を照明可能な回折特性を有する、照明装置。
With multiple light sources
A shaping optical system that shapes the light from the plurality of light sources,
A diffractive optical element that diffracts the light shaped by the shaping optical system is provided.
In the shaping optical system, the light shaped by the shaping optical system is incident on the diffractive optical element at a different incident angle for each of the plurality of light sources.
The diffractive optical element diffracts light incident at different incident angles to illuminate a plurality of illumination ranges corresponding to the plurality of light sources.
The plurality of illumination ranges are arranged along the normal direction of the incident surface of the diffractive optical element.
The diffractive optical element has a plurality of element diffractive optical elements.
Each of the plurality of element diffractive optical elements diffracts the light incident at the different incident angles and illuminates the entire area of the plurality of illumination ranges arranged along the normal direction of the incident surface of the diffractive optical element. Illumination device with possible diffraction characteristics.
前記複数の照明範囲のそれぞれは、照明位置、照明方向、照明面積および照明形状の少なくとも一つが他の照明範囲とは相違している、請求項1に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein each of the plurality of lighting ranges is different from the other lighting ranges in at least one of a lighting position, a lighting direction, a lighting area, and a lighting shape. 前記複数の照明範囲は、前記法線方向に隣接して配置されている、請求項1または2に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1 or 2, wherein the plurality of lighting ranges are arranged adjacent to each other in the normal direction. 前記法線方向に沿って配置された前記複数の照明範囲のうち、隣接配置される2つの照明範囲同士は、少なくとも一部が重複している、請求項1または2に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the two lighting ranges arranged adjacent to each other among the plurality of lighting ranges arranged along the normal direction overlap each other. 前記複数の照明範囲は、それぞれ離隔した位置に配置されている、請求項1または2に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1 or 2, wherein the plurality of lighting ranges are arranged at positions separated from each other. 前記複数の光源から放射される光の進行方向はそれぞれ相違しており、
前記整形光学系は、前記整形光学系にて整形された光を前記複数の光源のそれぞれごとに異なる入射角度で前記回折光学素子に入射させる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の照明装置。
The traveling directions of the light emitted from the plurality of light sources are different from each other.
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the shaping optical system causes light shaped by the shaping optical system to be incident on the diffractive optical element at different incident angles for each of the plurality of light sources. Lighting equipment.
前記複数の光源のそれぞれごとに別個に前記整形光学系が設けられ、
前記複数の光源に対応する複数の前記整形光学系は、それぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に光を入射させる、請求項6に記載の照明装置。
The shaping optical system is separately provided for each of the plurality of light sources.
The lighting device according to claim 6, wherein the plurality of shaping optical systems corresponding to the plurality of light sources incident light on the diffractive optical element at different incident angles.
前記複数の光源は、それぞれ平行な方向に光を放射し、
前記整形光学系は、前記複数の光源から放射された光がそれぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に入射されるように、前記複数の光源から放射された光をそれぞれ異なる方向に出射させる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の照明装置。
The plurality of light sources emit light in parallel directions, respectively.
The shaping optical system claims that the light emitted from the plurality of light sources is emitted in different directions so that the light emitted from the plurality of light sources is incident on the diffractive optical element at different incident angles. Item 6. The lighting device according to any one of Items 1 to 5.
前記複数の光源のそれぞれごとに別個に前記整形光学系が設けられ、
前記複数の光源に対応する複数の前記整形光学系は、それぞれ異なる入射角度で前記回折光学素子に光を入射させる、請求項8に記載の照明装置。
The shaping optical system is separately provided for each of the plurality of light sources.
The lighting device according to claim 8, wherein the plurality of shaping optical systems corresponding to the plurality of light sources incident light on the diffractive optical element at different incident angles.
前記複数の光源の点灯および消灯を個別に制御する光源制御部を備え、
前記回折光学素子は、前記複数の照明範囲のうち、前記光源制御部により点灯制御された光源からの光で照明される照明範囲を照明し、前記光源制御部により消灯制御された光源からの光で照明される照明範囲の照明を停止する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の照明装置。
It is provided with a light source control unit that individually controls the lighting and extinguishing of the plurality of light sources.
The diffractive optical element illuminates the illumination range illuminated by the light from the light source whose lighting is controlled by the light source control unit among the plurality of illumination ranges, and the light from the light source whose extinguishing control is controlled by the light source control unit. The lighting device according to any one of claims 1 to 9, wherein the lighting in the lighting range illuminated by the above is stopped.
発光波長帯域がそれぞれ相違する複数の光源ユニットと、
前記光源ユニットの点灯および消灯制御を行う光源制御部と、を備え、
前記光源ユニットは、前記複数の光源を有し、
前記回折光学素子は、前記複数の光源ユニットのそれぞれが有する前記複数の光源からの光にて、前記複数の照明範囲を前記光源制御部による点灯および消灯制御に応じた照明色で照明する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の照明装置。
Multiple light source units with different emission wavelength bands,
A light source control unit that controls lighting and extinguishing of the light source unit is provided.
The light source unit has the plurality of light sources.
The diffractive optical element is claimed to illuminate the plurality of illumination ranges with light from the plurality of light sources of each of the plurality of light source units in illumination colors corresponding to lighting and extinguishing control by the light source control unit. Item 6. The lighting device according to any one of Items 1 to 9.
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