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JP2018181618A - Lighting device - Google Patents

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JP2018181618A
JP2018181618A JP2017079990A JP2017079990A JP2018181618A JP 2018181618 A JP2018181618 A JP 2018181618A JP 2017079990 A JP2017079990 A JP 2017079990A JP 2017079990 A JP2017079990 A JP 2017079990A JP 2018181618 A JP2018181618 A JP 2018181618A
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夏 織 中津川
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尾 俊 平 西
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Kazutoshi Ishida
田 一 敏 石
翔 吾 久保田
Shogo Kubota
翔 吾 久保田
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Makio Kurashige
重 牧 夫 倉
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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)

Abstract

【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating device capable of illuminating an illuminated area with a desired illumination pattern and a desired color without restrictions. An illuminating device 10 includes a light source 15 that emits coherent light L1, a phosphor 20 that is incident with coherent light L1 emitted from the light source 15, and a light source 15 and a phosphor 20 along an optical path of the coherent light L1. The diffractive optical element 40 located between the two, the condensing lens 50 located between the diffractive optical element 40 and the phosphor 20 along the optical path of the coherent light L1, and the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20. An imaging optical system 30 provided on an optical path is provided. [Selection diagram] Fig. 1

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 a lighting device.

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, an illumination apparatus including a laser light source and a hologram element is known. In the illumination device disclosed in Patent Document 1, the road surface can be illuminated with a desired illumination pattern by the hologram element diffracting the light from the light source.

特開2015−132707号公報JP, 2015-132707, A

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, as one of the needs for a recent lighting device, there is a case where a region to be illuminated is illuminated with a desired illumination pattern and a desired color. In general, it is possible to illuminate the area to be illuminated with a desired color by using three types of laser light sources that emit light of the three primary colors of light, red (R), green (G) and blue (B). It is believed that. However, in actuality, the color that can illuminate the illuminated area is limited due to the difference in the output of these laser light sources.

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 is made in consideration of the above points, and aims to provide an illumination device capable of illuminating a region to be illuminated with a desired illumination pattern and a desired color without limitation.

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。
A lighting device according to an embodiment of the present disclosure is
A light source for emitting coherent light;
A phosphor on which coherent light emitted from the light source is incident;
A diffractive optical element located between the light source and the phosphor along the optical path of the coherent light;
A condenser lens positioned between the diffractive optical element and the phosphor along the optical path of the coherent light;
And 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。   In addition, the illumination device according to an embodiment of the present disclosure may further include a mask positioned between the phosphor along the optical path of the wavelength conversion light and the imaging optical system.

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 be changeable in 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 illumination device according to one embodiment of the present disclosure, the diffractive optical element may include a plurality of element diffractive optical elements having different diffraction characteristics.

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。   In addition, the illumination apparatus according to an embodiment of the present disclosure may further include a variable mask that changes an incident area 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。   In addition, the illumination device according to an embodiment of the present disclosure may further include a scanning unit that changes an optical path of the coherent light to change an 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 view for explaining an embodiment according to the present disclosure, and is a schematic view 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 view for explaining another embodiment according to the present disclosure, and is a schematic view 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 of the region to be illuminated, and is a diagram showing an illumination pattern when laser light is diffracted by the first element diffractive optical element and the third element diffractive 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 of the region to be illuminated, and is a diagram showing an illumination pattern when laser light is diffracted by the second element diffractive optical element and the third element diffractive 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 view for explaining a modified example of the illumination device shown in FIG. 2, which 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. Diagram showing 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 view for explaining another modification of the illumination device shown in FIG. 2 and is a diffractive optical element of laser light in the case where the optical path of the laser light is changed by moving the laser light 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, for the sake of easy illustration and understanding, the scale, the dimensional ratio in the vertical and horizontal directions, etc. are appropriately changed from those of the actual one and exaggerated.

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, as used herein, the terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, values of length and angle, etc., which specify the shape and geometric conditions and their degree, etc. It shall be interpreted including the range which can expect the same function without being restricted by the 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 diagram which shows an example of the illuminating device 10 which concerns on 1st Embodiment. The illumination device 10 is a device that illuminates the illumination area Z with a desired illumination pattern and a desired color. In the illustrated example, the illuminated area Z has a linear illumination pattern, but is not limited thereto. The illumination area Z may be illuminated with an arbitrary illumination pattern, for example, an illumination pattern having a shape of a figure or a character. Such lighting devices can be used in various fields, for example as lighting devices for moving bodies such as cars and ships. When applied to a mobile object, the ground, floor, water surface, wall surface, and the like can be illuminated with an illumination pattern indicating information such as the traveling direction of the mobile object, and the information can be displayed around. In the example shown in FIG. 1, the lighting device 10 is applied to a motor vehicle to illuminate the ground or floor 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 illumination device 10 has a light source 15 for emitting the coherent light L1, and a coherent light L1 emitted from the light source 15 to be incident, and has a wavelength different from that of the coherent light L1. It has the fluorescent substance 20 which inject | emits the light (wavelength conversion light) L2, and the imaging optical system 30 which images the wavelength conversion light L2 inject | emitted from the fluorescent substance 20. FIG. The illumination device 10 further includes a diffractive optical element 40 that diffracts the coherent light L1 from the light source 15 between the light source 15 and the fluorescent body 20 along the optical path of the coherent light L1 from the light source 15, and a diffractive optical element 40. And a condenser lens 50 for condensing the coherent light L1 diffracted by the The illumination device 10 further includes a mask 60 between the fluorescent body 20 along the optical path of the wavelength conversion light L2 from the fluorescent body 20 and the imaging optical system 30.

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 is excellent in 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, although the laser light source 15 has a single laser light emission part, it is not restricted to this. The laser light source 15 may include a plurality of laser emission units. When the laser light source 15 includes a plurality of laser emitting units, it is possible to provide the phosphor 20 with sufficient light energy.

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 diffractive action on the laser light L1 emitted from the laser light source 15. The diffractive optical element 40 is disposed between the laser light source 15 and the fluorescent body 20 along the optical path of the laser light L1, more specifically, between the laser light source 15 and the condenser lens 50. The diffractive optical element 40 diffracts the laser light L 1 from the laser light source 15 and directs it to the condensing 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 illumination device 10 has a single diffractive optical element 40, but is not limited thereto. The illumination device 10 may have a plurality of diffractive optical elements. In particular, when the illumination device 10 has a plurality of laser emission units, the diffractive optical element may be provided corresponding to each of the plurality of laser emission 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 in which an interference fringe pattern is recorded. By adjusting the interference fringe pattern variously, 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, the diffractive optical element 40 illuminates the phosphor 20 with the illumination pattern corresponding to the desired illumination pattern of the illuminated area Z, with the laser light L1 diffracted by the diffractive optical element 40 Thus, the traveling direction of the laser beam L1 diffused by the diffractive optical element 40 is controlled. When the fluorescent body 20 is illuminated with the illumination pattern corresponding to the desired illumination pattern of the illumination area Z, the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted by the fluorescent body 20 also becomes a pattern corresponding to the desired illumination pattern, It is possible to illuminate the area Z with the desired illumination pattern. By controlling the traveling direction of the laser beam L1 by the diffractive optical element 40 as described above, the laser beam 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 produced, for example, using scattered light from a real 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 the reference light and the object light which are coherent light having mutual interference, the 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. As the object light, for example, scattered light from an isotropic scattering plate which can be obtained inexpensively 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 a laser beam toward the diffractive optical element 40 so that the optical path of the reference beam used when producing the diffractive optical element 40 is reversed, the object light used when producing the diffractive optical element 40 At the arrangement position of the original scattering plate, a reproduced image of the scattering plate is generated. If the scattering plate which is the source of the object light used when producing the diffractive optical element 40 performs 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, instead of forming a complex interference fringe pattern formed in the diffractive optical element 40 using real object light and reference light, the wavelength and incident direction of the planned reproduction illumination light, and the reproduction should be reproduced. It is possible to design using a computer based on the shape, position, etc. 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。   Also, Fourier transform holograms may be formed by computer synthesis in which the diffusion angle characteristics at each point on the diffractive optical element 40 are the same.

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 volume type hologram recording medium using a photopolymer may be used, or a volume type hologram recording medium of a type recording using a photosensitive medium containing a silver salt material may be used. It may be a relief type (emboss type) hologram recording medium. The diffractive optical element 40 may be transmissive or reflective.

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 condensing lens 50 is disposed between the diffractive optical element 40 and the phosphor 20 along the optical path of the laser beam L1. The condensing lens 50 condenses the laser light L1 that is diffracted and diffused by the diffractive optical element 40, and reduces the area of the fluorescent member 20 on which the laser light L1 is irradiated. Thereby, the energy density of the laser beam L1 which irradiates the fluorescent substance 20 can be raised.

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 disposed at or near a position where the area irradiated by the laser beam L1 collected by the collecting lens 50 is minimum. The phosphor 20 is excited when the laser light L1 is irradiated, and emits the wavelength conversion light L2 in a wavelength range different from that of the laser light L1 incident on the phosphor 20. For example, when laser light in the blue wavelength range is incident, the phosphor 20 emits wavelength converted light in the yellow wavelength range. In the illumination device 10, since the illumination area Z is illuminated by the wavelength conversion light emitted from the fluorescent body 20, the illumination area Z can be illuminated with a desired color by appropriately selecting the fluorescent body 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 irradiated to 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 illustrated in FIG. 1, the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 is directly irradiated to the illumination region Z as described later. That is, in the example shown in FIG. 1, the color (for example, yellow or white) of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 is the color of the light finally emitted from the lighting device 10. However, for example, a filter for transmitting light of a specific wavelength band is provided on the downstream side of the fluorescent body 20, and the wavelength-converted light L2 emitted from the fluorescent body 20 is incident on the filter. Can change the color of the light emitted.

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 focuses the wavelength converted light L2 on the ground or floor. Thereby, the illumination area Z is illuminated with a color according to the illumination pattern corresponding to the pattern of the wavelength conversion light L2 and 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 to the phosphor 20. However, due to diffusion or the like of the light propagated inside the phosphor 20, the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 may be blurred compared to the pattern of the laser light L1. When such wavelength-converted light L2 is imaged by the imaging optical system 30, the illuminated area Z is illuminated with a blurred and unclear illumination pattern of the outline. Therefore, in the present embodiment, the mask 60 is disposed between the fluorescent body 20 and the imaging optical system 30 along the optical path of the wavelength conversion light L2. The mask 60 is a plate-like member that transmits the wavelength conversion light L2 with a desired transmission pattern, that is, a transmission pattern according to the desired illumination pattern of the illuminated area Z, but is not limited thereto. For example, the mask 60 may be a variable mask that can make the pattern to be shaped variable. A spatial light modulator can be used as such a variable mask. For the spatial modulator, a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, a digital micro mirror device (DMD) or the like may be used. That is, the mask 60 may be a device that transmits the wavelength conversion light L2 in a desired transmission pattern, or may be a device that reflects the wavelength conversion light L2 in a desired reflection pattern. In addition, the mask 60 may absorb the unnecessary wavelength conversion light L2 or may direct the unnecessary wavelength conversion light L2 to 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 phosphor 20 is sufficiently thin and diffusion of light propagating inside the phosphor 20 is small, for example, when the pattern of the wavelength-converted light L2 emitted by the phosphor 20 is sufficiently sharp, the illumination device 10 May not 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 configured as 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 beam 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 central wavelength of the laser beam L1 emitted from the laser light source 15, and can diffract the laser beam L1 incident from a certain direction with high efficiency in a desired direction. it can. In the illustrated example, the diffractive optical element 40 diffracts the laser light L1 with a pattern corresponding to a desired illumination pattern of the illumination area Z, and diffuses the diffracted light L1 toward the condensing 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 condensing lens 50 is condensed toward the focal point of the condensing 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 beam L1 and emits wavelength conversion light L2 in a desired wavelength range different from the laser beam 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 the desired illumination pattern of the illuminated area Z. The wavelength conversion light L2 is incident on the mask 60. The wavelength-converted light L 2 transmitted through the mask 60 in a transmission pattern corresponding to the desired illumination pattern of the illuminated area Z is incident on the imaging optical system 30. The wavelength conversion light L2 incident on the imaging optical system 30 is imaged to illuminate the illumination 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。   In addition, although the case where the fluorescent substance 20 was illuminated with the illumination pattern corresponding to the desired illumination pattern of the to-be-illuminated area | region Z by laser beam L1 was demonstrated, it is not restricted 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 area Z. In this case, although the pattern of the wavelength conversion light L2 emitted by the phosphor 20 is substantially the same as the different pattern, the pattern of the wavelength conversion light L2 is transmitted to the desired illumination of the illumination region Z by transmitting the mask 60. It can be made a pattern corresponding to a pattern. Also in this case, it is possible to illuminate the illuminated area Z with a desired illumination pattern and a desired color while efficiently using 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-converted light L2 emitted from the phosphor 20, and as a result, the illumination pattern of the illuminated area 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。   Moreover, the illuminating device 10 may illuminate the to-be-illuminated area | region Z with another laser light source. In this case, the to-be-illuminated area Z may be illuminated with a desired color by superposing the wavelength conversion light L2 emitted by the phosphor 20 of the lighting 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 apparatus 10 includes the light source 15 for emitting the coherent light L1, the phosphor 20 for the coherent light L1 emitted from the light source 15 to be incident, and the light path of the coherent light L1. A diffractive optical element 40 positioned between the light source 15 and the phosphor 20, a condenser lens 50 positioned between the diffractive optical element 40 and the phosphor 20 along the optical path of the coherent light L1, and the phosphor And an imaging optical system 30 provided on the optical path of the wavelength conversion light L2 emitted from the light source 20.

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 the illumination device 10 as described above, the wavelength conversion light L2 emitted from the phosphor 20 is allowed to enter the illumination area Z, whereby the illumination area Z can be illuminated with a desired color. Further, the coherent light L1 emitted from the light source 15 is diffracted by the diffractive optical element 40 and incident on the fluorescent body 20, whereby the coherent light L1 from the light source 15 can be efficiently used. Furthermore, when the coherent light L1 is diffracted by the diffractive optical element 40 in a pattern corresponding to the desired illumination pattern of the illumination region Z and is incident on the phosphor 20, the pattern of the wavelength converted light L2 emitted from the phosphor 20 is also The pattern corresponds to the desired illumination pattern, the coherent light L1 can be used more efficiently, and the illumination 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 positioned between the fluorescent body 20 along the light path of the wavelength conversion light L2 and the imaging optical system 30. 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 made a pattern corresponding to the desired illumination pattern of the illumination area 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, in comparison with the illumination device of the first embodiment, the laser light source has a plurality of laser emission units, and the diffractive optical element includes a plurality of element diffractive optical elements. , The illumination device includes a variable mask for changing the incident region of laser light on the diffractive optical element, and the mask disposed between the phosphor and the imaging optical system is capable of changing the transmission pattern. There are some differences. However, the other configuration is substantially the same as that of the first embodiment. In the following description and the drawings used in the following description, parts that can be configured similarly to the above-described first embodiment are the same as the reference numerals used for the corresponding parts in the above-described first embodiment. The code is used and the redundant description is 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 view corresponding to FIG. 1 and is a schematic view showing an example of the illumination device 110 according to the second embodiment. As shown in FIG. 2, the laser light source 115 has a first laser light emitting unit 115 a that emits a laser beam L 1 a and a second laser light emitting unit 115 b that emits a laser beam L 1 b. Further, as shown in FIG. 3, the diffractive optical element 140 has first to third element diffractive optical elements 140a, 140b, and 140c. The first to third element diffractive optical elements 140a, 140b, and 140c are disposed to divide one optical element into two. As shown in FIG. 2, the first and second element diffractive optical elements 140 a and 140 b are disposed between the first laser light emitting unit 115 a and the condenser lens 50 along the optical path of the laser light L 1 a. The third element diffractive optical element 140 c is disposed between the second laser emission unit 115 b and the condenser lens 50 along the optical path of the laser beam L 1 b. The plurality of element diffractive optical elements 140a, 140b, and 140c need not 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 diffractive optical elements 140a, 140b, and 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 respectively shown in FIG. The laser beam L1a is diffracted so as to have a pattern corresponding to the desired illumination pattern of the element illumination areas Za and Zb shown in FIG. 4B. The third element diffractive optical element 140c has a pattern in which the pattern of the laser beam L1b diffracted by the third element diffractive optical element 140c corresponds to the desired illumination pattern of the element illumination area Zc shown in FIGS. 4A and 4B. The laser beam L1b is diffracted so that

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 disposed 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 beam 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 portion 115a of the laser beam L1a and the first element diffractive optical element 140a, or a first laser emitting portion 115a of the laser beam L1a and a second element By selectively blocking the optical path to the diffractive optical element 140 b, the incident region of the laser beam L 1 a on the diffractive optical element 140 is changed. As such a variable mask 70, for example, a spatial light modulator can be used, and as the spatial light modulator, a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, a digital micro mirror device (DMD), etc. are exemplified. Ru.

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 fluorescent substance 20 is excited when the laser beams L1a and L1b are incident, and emits wavelength-converted light 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。   A mask 160 disposed between the phosphor 20 along the optical path of the wavelength conversion lights L2a and L2b and the imaging optical system 30 transmits the wavelength conversion lights L2a and L2b in a desired transmission pattern. The mask 160 can change its transmission pattern, and changes the transmission pattern as the variable mask 70 operates. Specifically, when the variable mask 70 causes the laser light L1a to be incident on the first element diffractive optical element 140a, the mask 160 has a wavelength conversion light L2a with a transmission pattern corresponding to the desired illumination pattern Z1 shown in FIG. 4A. , L2b. When the variable mask 70 causes the laser light L1a to be incident on the second element diffractive optical element 140b, the mask 160 transmits the wavelength converted light L2a and L2b in a transmission pattern corresponding to the desired illumination pattern Z2 shown in FIG. 4B. Permeate. As the mask 160, for example, a spatial light modulator can be used, and as the spatial light modulator, a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, a digital micro mirror device (DMD), etc. are exemplified. .

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 configured as 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 beam L 1 b emitted from the second laser emission unit 115 b of the laser light source 15 is incident on the third element diffractive optical element 140 c of the diffractive optical element 40. The third element diffractive optical element 140 c diffracts the laser light L 1 b in a pattern corresponding to the element illumination area Zc shown in FIGS. 4A and 4B, and diffuses the diffracted light L 1 b toward the condensing lens 50. On the other hand, the laser beam L1a emitted from the first laser emission unit 115a of the laser light source 15 first enters the variable mask 70. The variable mask 70 changes the incident area of the laser beam L1a on the diffractive optical element 140. The laser beam L1a transmitted through the variable mask 70 is incident on one of the first element diffractive optical element 140a and the second element diffractive optical element 140b of the diffractive optical element 40. The first and second element diffractive optical elements 140a and 140b respectively diffract the laser light L1a in a pattern corresponding to the element illumination areas Za and Zb shown in FIGS. 4A and 4B, and collect the diffracted light L1a as a condensing lens Spread 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 condensing lens 50 are condensed toward the focal point of the condensing lens 50 and enter the fluorescent body 20 while maintaining the pattern. At this time, the laser beams L1a and L1b diffracted by the first and third element diffractive optical elements 140a and 140c illuminate the phosphor 20 with the illumination pattern corresponding to the illumination area Z1 shown in FIG. 4A. The laser beams L1a and L1b diffracted by the second and third element diffractive optical elements 140b and 140c illuminate the phosphor 20 with the illumination pattern corresponding to the illumination area 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 beams L1a and L1b, and emits wavelength-converted light L2a and L2b in a wavelength range different from that of the laser beams 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 lights L1a and L1b incident on the phosphor 20. The wavelength-converted light L2a and L2b are incident on 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 be incident on the first element diffractive optical element 140a, the wavelength converted lights L2a and L2b are used to illuminate the mask 160 as desired illumination of the illumination region Z1 shown in FIG. 4A. It transmits in the transmission pattern corresponding to the pattern. When the variable mask 70 causes the laser light L1a to be incident on the second element diffractive optical element 140b, the wavelength converted light L2a and L2b correspond to the desired illumination pattern of the illumination area Z2 shown in FIG. 4B for the mask 160. The light is transmitted in a 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 illumination area Z1 or the illumination 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 thereto. Specifically, as shown in FIG. 5, the illumination device 110 is a laser between the first laser light 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 unit 80 may be provided to change the light 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 beam L1a from the first laser emission unit 115a scans the incident surface of the first and second element diffractive 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, reflecting mirrors rotatable about two rotational axes respectively parallel to the directions intersecting with each other. By rotating the reflecting mirror around two rotation axes, the laser beam L1a from the first laser emission unit 115a scans two-dimensionally on the incident surface of the first and second element diffractive optical elements 140a and 140b. 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 beam L1a on the diffractive optical element 140 may be changed by moving the first laser emission 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。   In the example shown in FIG. 2, the first laser light emitting unit 115 a and the second laser light emitting unit 115 b are provided. However, 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 made incident on the first element diffractive optical element 140a, the second element diffractive optical element 140b, and the third element diffractive 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。   Furthermore, the illumination device 110 may illuminate the illuminated area Z together with other laser light sources. In this case, the to-be-illuminated area Z may be illuminated with a desired color by superposing the wavelength-converted light emitted by the phosphor 20 of the lighting 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 embodiments of the present disclosure as described above, the diffractive optical element 140 includes a plurality of element diffractive optical elements 140a, 140b, and 140c having different diffraction characteristics. In this case, the illumination device 110 can illuminate the illumination regions Z1 and Z2 more accurately.

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。   The illumination device 110 further includes a variable mask 70 that changes the incident area of the coherent light L1a on the diffractive optical element 140. In this case, the illumination device 110 can illuminate the illuminated regions 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 illumination device 110 may further include a scanning unit 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 illumination device 110 can illuminate the illumination regions 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。   In the above, although several embodiment and its modification were demonstrated, it is also possible to combine suitably the several structure demonstrated as a different embodiment and a different modification, of course.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 illumination apparatus 15 light source 20 fluorescent substance 30 imaging optical system 40 diffractive optical element 50 condensing lens 60 mask 80 scanning means

Claims (6)

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、照明装置。
A light source for emitting coherent light;
A phosphor on which coherent light emitted from the light source is incident;
A diffractive optical element located between the light source and the phosphor along the optical path of the coherent light;
A condenser lens positioned between the diffractive optical element and the phosphor along the optical path of the coherent light;
An imaging optical system provided on an optical path of wavelength conversion light emitted from the phosphor.
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、更に備える、請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, further comprising a mask positioned between the phosphor along the light path of the wavelength conversion light and the imaging optical system. 前記マスクは、パターンを変更可能である、請求項2に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 2, wherein the mask is capable of changing a pattern. 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る、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の照明装置。   The illumination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the diffractive optical element includes a plurality of element diffractive optical elements having different diffraction characteristics. 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る、請求項4に記載の照明装置。   The illumination device according to claim 4, further comprising a variable mask that changes an incident area of the coherent light on the diffractive optical element. 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る、請求項4に記載の照明装置。   5. The illumination apparatus according to claim 4, further comprising scanning means for changing an optical path of the coherent light to change an incident position on the diffractive optical element.
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