JP6536779B2 - Lighting device - Google Patents
Lighting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6536779B2 JP6536779B2 JP2014246511A JP2014246511A JP6536779B2 JP 6536779 B2 JP6536779 B2 JP 6536779B2 JP 2014246511 A JP2014246511 A JP 2014246511A JP 2014246511 A JP2014246511 A JP 2014246511A JP 6536779 B2 JP6536779 B2 JP 6536779B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- unit
- optical element
- laser light
- electrowetting optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Description
本発明は、レーザーを光源とする照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device using a laser as a light source.
従来、光源としての発光ダイオードのアレイと、発光ダイオードによって励起される蛍光材料とからなる照明装置が提案されている。 Conventionally, a lighting device has been proposed which comprises an array of light emitting diodes as a light source and a fluorescent material excited by the light emitting diodes.
例えば、特許文献1(特表2012−516534号公報)には、光源のアレイと、該光源のアレイと前記光源からの光を放出するための光出力窓との間に配置される遠隔蛍光体層及び/又は散乱層と、を有する照明システムが開示されている。
しかしながら、上記のような従来の照明装置は、光源のアレイとダイオードが用いられているので、精密な配光制御が困難である、という問題があった。そこで、より精密な配光制御を行うために、レーザーアレイを照明装置の光源として用いることが考えられる。 However, the above-described conventional lighting device has a problem that precise light distribution control is difficult because an array of light sources and a diode are used. Therefore, it is conceivable to use a laser array as a light source of the illumination device in order to perform more precise light distribution control.
ただし、レーザーアレイから出射されるレーザー光は、安全性の観点から適宜拡散する必要があるが、レンズを利用してレーザー光を発散させるのみでは、再度、エネルギー密度が高い状態にレーザー光が収束可能であるために、照明装置としての安全性に関しては別途何らかの対策を取らなければならない、という問題があった。 However, although it is necessary to appropriately diffuse the laser light emitted from the laser array from the viewpoint of safety, the laser light converges again to a high energy density state only by diverging the laser light using a lens. There is a problem that in order to be possible, some measures must be taken separately for the safety as a lighting device.
本発明は以上のような課題を解決するためのものであり、本発明に係る照明装置は、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光源から出射された光を入射し、入射した光を偏向して出射すると共に、前記偏向の方向を、電圧の変化によって動的に変更させる動的光偏向デバイスと、前記動的光偏向デバイスから出射された光を入射し、入射した光を拡散させる光拡散素子と、を備え、前記動的光偏向デバイスが単位エレクトロウエッティング光学素子を配列したエレクトロウエッティング光学素子アレイであり、前記単位エレクトロウエッティング光学素子のそれぞれは、入射した光を全て同一の方向に偏向して出射することを特徴とする。 The present invention is intended to solve the problems as described above, and an illumination device according to the present invention comprises: a laser light source for emitting a laser beam; and light incident from and emitted from the laser light source. A dynamic light deflection device that deflects and emits light, and the direction of the deflection is dynamically changed according to a change in voltage, and light emitted from the dynamic light deflection device is made incident and diffuses incident light comprising a light diffuser, the said dynamic light deflecting device is a electrowetting optical element array in which the unit electrowetting optical element, each of said unit electrowetting optical element, all light incident same It is characterized by emitting in the direction of
また、本発明に係る照明装置は、前記光拡散素子がホログラムであることを特徴とする。
In the illumination device according to the present invention, the light diffusion element is a hologram.
また、本発明に係る照明装置は、前記光拡散素子がインテグレーターロッドであることを特徴とする。
In the illumination device according to the present invention, the light diffusion element is an integrator rod.
また、本発明に係る照明装置は、前記レーザー光源が複数設けられることを特徴とする。
In the illumination device according to the present invention, a plurality of the laser light sources are provided.
また、本発明に係る照明装置は、前記複数のレーザー光源のうち、所定のレーザー光源がオンオフされるか、又は、減光されることを特徴とする。
In the illumination device according to the present invention, a predetermined laser light source among the plurality of laser light sources is turned on / off or dimmed.
本発明に係る照明装置によれば、精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。 According to the lighting device of the present invention, it is possible to perform precise light distribution control, and the safety is improved.
また、本発明に係る照明装置によれば、意匠性が向上した照明装置を提供することができる。 Moreover, according to the illuminating device which concerns on this invention, the illuminating device which the designability improved can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係る照明装置100の構成を示す斜視図である。また、図2は本発明の実施形態に係る照明装置100の構成を示す正面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a
単位レーザー光源31は、所定の波長のレーザー光を出射するものであり、本発明に係る照明装置100の光源である。この単位レーザー光源31は、単位エレクトロウエッティング光学素子50に入射させる。
The unit
単位エレクトロウエッティング光学素子50は、入射した光を偏向して出射することが可能である光学素子である。
The unit electrowetting
ここで、図3を参照して、単位エレクトロウエッティング光学素子50の構成について説明する。図3は単位エレクトロウエッティング光学素子50の構成の断面の模式図である。
Here, the configuration of the unit electrowetting
単位エレクトロウエッティング光学素子50は、容器58内に導電性または極性を有する第1の液体55と、疎水性である第2の液体56が封入されている。なお、図3では単位エレクトロウエッティング光学素子50の構造を示すが、他の各単位エレクトロウエッティング光学素子50も同様の構造である。また、第2の液体56を着色しておくことにより、照明装置100として、より多様な配光を行うことが可能となり意匠性を向上することができるが、第2の液体56として透明のものを用いてもよい。
In the unit electrowetting
容器58は、1組の基材(第1透明基材51、第2透明基材57)と、液体封入空間を形成するように1組の基材(第1透明基材51、第2透明基材57)を対向させて支持する壁部59とを備えている。一方の第1透明基材51は、液体封入空間側に、互いに電気的に独立して配設された複数の透明電極52と、これらをそれぞれ被覆する透明絶縁層53を備えている。なお、本例では、透明電極52を4つ配されている例を示しているが、透明電極52の数や、透明電極を設けるパターンについてはこれに限定されるものではない。また、透明電極52としては、IT0(スズドープ酸化インジウム)を用いるとよい。
The container 58 includes a pair of base members (first
各透明電極52には、独立した印加電圧調整部61、62、63、64が接続されてお
り、これらによって、各透明電極52の電圧を独立的に調整することができるようになっている。また、透明絶縁層53の上には、疎水層54が形成されており、各透明電極52に電圧が印加されていない状態では、第2の液体56が疎水層54との親和性が高いので、図3に示すように、疎水層54上が第2の液体56によって覆われた状態となっている。
Independent applied
一方、透明電極52に電圧が印加されると、第1の液体55と透明電極52とが電極として機能し、透明絶縁層53が分極する。その結果、第1の液体55が透明絶縁層53に静電作用で引きつけられる。このため、透明絶縁層53を覆っていた第2の液体56が押しのけられ、第2の液体56による単位面積あたりの被覆率が低下する。図4及び図5は、透明電極52に電圧が印加された状態を示している。
On the other hand, when a voltage is applied to the
また、単位エレクトロウエッティング光学素子50においては、複数の透明電極52に印加する電圧を調整することで、第1の液体55と第2の液体56の配置を適宜調整することができるようになっている。
Further, in the unit electrowetting
ここで、第1の液体55と第2の液体56との界面が、プリズムの機能を果たすことで、単位エレクトロウエッティング光学素子50は、入射した光を偏向して出射する際の偏向の方向を、電圧の変化によって動的に変更させる動的光偏向デバイスとして機能することとなる。
Here, the interface between the
なお、入射した光を偏向して出射する際の偏向の方向を、電圧の変化によって動的に変更させる動的光偏向デバイスとして機能するものとしては、液晶レンズがあり、本発明に係る照明装置100においては、エレクトロウエッティング光学素子アレイ40に代えて、液晶レンズを用いることもできる。
A liquid crystal lens is one that functions as a dynamic light deflection device that changes the direction of deflection when emitting incident light by changing the voltage dynamically, and there is a lighting device according to the present invention At 100, a liquid crystal lens may be used instead of the electrowetting
図4は単位エレクトロウエッティング光学素子50の透明絶縁層53に電圧が印加され、単位エレクトロウエッティング光学素子50に入射した光を、図4紙面左側に偏向して出射する様子を示している。
FIG. 4 shows a state in which a voltage is applied to the
図5は単位エレクトロウエッティング光学素子50の透明絶縁層53に電圧が印加され、単位エレクトロウエッティング光学素子50に入射した光を、図5紙面右側に偏向して出射する様子を示している。
FIG. 5 shows a state in which a voltage is applied to the
さて、図1及び図2に戻り、単位エレクトロウエッティング光学素子50から出射した光は、本実施形態に係る照明装置100で光拡散素子として用いられる領域分割ホログラム70に入射される。
Now, referring back to FIGS. 1 and 2, the light emitted from the unit electrowetting
領域分割ホログラム70の単位領域71にはそれぞれの再生像が記録されており、例えば、図2において、一点鎖線で示す単位エレクトロウエッティング光学素子50から出射した光が再生照明光として領域分割ホログラム70に入射すると、再生像Aを再生し、二点鎖線で示す単位エレクトロウエッティング光学素子50から出射した光が再生照明光として領域分割ホログラム70に入射すると、再生像Bを再生するようになっている。
Each reproduced image is recorded in the
領域分割ホログラム70に入射する再生照明光の方向と、領域分割ホログラム70による再生光の方向とは、略同一の方向であることが好ましく、本実施形態に係る照明装置100においてもそのように設定されている。
The direction of the reproduction illumination light incident on the
単位エレクトロウエッティング光学素子50は、単位エレクトロウエッティング光学素子50から出射される光が、図2のx−y間を繰り返し走査するように制御されており、
本実施形態に係る照明装置100としては図1に示すような照明領域を形成することとなる。
The unit electrowetting
An illumination area as shown in FIG. 1 is formed as the
本発明に係る照明装置100においては、レーザーアレイ30から出射されたレーザー光は、単位エレクトロウエッティング光学素子50及び領域分割ホログラム70を介して出射されるので、照明装置100の発光部を観察者が誤って覗いた場合にも、危険が少なく安全性に配慮した設計であると言える。
In the
以上、本発明に係る照明装置100によれば、精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
As mentioned above, according to the illuminating
また、本発明に係る照明装置100によれば、意匠性が向上した照明装置100を提供することができる。
Moreover, according to the illuminating
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図6は本発明の他の実施形態に係る照明装置100の構成を示す斜視図である。図7は本発明の実施形態に係る照明装置100の構成を示す正面図である。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a
レーザーアレイ30は、所定の波長のレーザー光を出射する複数の単位レーザー光源31からなるものであり、本発明に係る照明装置100の光源である。なお、本発明に係る照明装置100では、複数の単位レーザー光源31が、図7の紙面左右方向に配列される1次元配列のものを例に説明するが、さらに図7の紙面に対し垂直方向にも複数の単位レーザー光源31を配列した2次元配列のものも構成することができる。
The
レーザーアレイ30における複数の単位レーザー光源31は、それぞれがオンオフ制御可能に構成されている。このように単位レーザー光源31のオンオフを行うことで、照明装置100として、より精密な配光制御を行うことが可能となる。
Each of the plurality of unit laser
レーザーアレイ30を構成するそれぞれの単位レーザー光源31から出射された光は、エレクトロウエッティング光学素子アレイ40に入射されるようになっている。エレクトロウエッティング光学素子アレイ40は、これまで説明した単位エレクトロウエッティング光学素子50を2次元方向に複数配列したものである。
The light emitted from each unit
エレクトロウエッティング光学素子アレイ40から出射される光は、本実施形態における光拡散素子80に入射され、光拡散素子80から出射される光が照明領域を形成する。
The light emitted from the electrowetting
ここで、本実施形態に係る照明装置100においては、例えば、エレクトロウエッティング光学素子アレイ40を構成する単位エレクトロウエッティング光学素子50が図4に示す状態となるように制御を行うことで、照明装置100の配光方向を図7紙面で左側に偏らせることが可能となる。
Here, in the
また、本実施形態に係る照明装置100においては、エレクトロウエッティング光学素子アレイ40を構成する単位エレクトロウエッティング光学素子50が図5に示す状態となるように制御を行うことで、照明装置100の配光方向を図7紙面で右側に偏らせることが可能となる。
In addition, in the
このように、本実施形態に係る照明装置100は、多様な配光制御を行うことが可能となると共に、レーザーアレイ30から出射されたレーザー光は、エレクトロウエッティング光学素子アレイ40及び光拡散素子80を介して出射されるので、照明装置100の発光部を観察者が誤って覗いた場合にも、危険が少なく安全性に配慮した設計であると言え
る。
As described above, the
なお、これまで説明した実施形態においては、光拡散素子80として、領域分割ホログラム70を用いる例について説明したが、光拡散素子としては、インテグレーターロッド50やフライアイレンズや、フライアイレンズにコンデンサレンズを組み合わせる等の形態も用いることができる。さらに、内面にミラー面を備えた四角柱状の部材を用いるようにしてもよい。
In the embodiment described above, an example in which the
また、以上のような本実施形態に係る照明装置100においては、レーザーアレイ30の各単位レーザー光源31を変調し、すなわち、各単位レーザー光源31を選択的にオンオフしたり、或いは減光したりして、光拡散素子における特定の位置に選択的にレーザー光を入射させることにより、任意の照明分布を作ることができる。
Further, in the
以上、本実施形態に係る照明装置100によれば、精密な配光制御を行うことが可能であると共に、安全性が向上する。
As mentioned above, according to the illuminating
また、本実施形態に係る照明装置100によれば、意匠性が向上した照明装置100を提供することができる。
Moreover, according to the illuminating
なお、これまで説明した実施形態に係る照明装置100を、任意に組み合わせて構成した実施形態についても本発明の範疇に属するものである。
Note that an embodiment in which the
30・・・レーザーアレイ
31・・・単位レーザー光源
40・・・エレクトロウエッティング光学素子アレイ
50・・・単位エレクトロウエッティング光学素子
51・・・第1透明基材
52・・・透明電極
53・・・透明絶縁層
54・・・疎水層
55・・・第1の液体
56・・・第2の液体
57・・・第2透明基材
58・・・容器
59・・・壁部
61、62、63、64・・・印加電圧調整部
70・・・領域分割ホログラム
71・・・単位領域
80・・・光拡散素子
100・・・照明装置
30: laser array 31: unit laser light source 40: electrowetting optical element array 50: unit electrowetting optical element 51: first transparent base 52: transparent electrode 53: · · Transparent insulating
Claims (5)
前記レーザー光源から出射された光を入射し、入射した光を偏向して出射すると共に、前記偏向の方向を、電圧の変化によって動的に変更させる動的光偏向デバイスと、
前記動的光偏向デバイスから出射された光を入射し、入射した光を拡散させる光拡散素子と、を備え、
前記動的光偏向デバイスが単位エレクトロウエッティング光学素子を配列したエレクトロウエッティング光学素子アレイであり、
前記単位エレクトロウエッティング光学素子のそれぞれは、入射した光を全て同一の方向に偏向して出射することを特徴とする照明装置。 Laser light source for emitting laser light,
A dynamic light deflection device that receives light emitted from the laser light source, deflects and emits the incident light, and dynamically changes the direction of the deflection according to a change in voltage;
And a light diffusing element for entering the light emitted from the dynamic light deflection device and diffusing the incident light;
The dynamic light deflection device is an electrowetting optical element array in which unit electrowetting optical elements are arranged ,
A lighting device characterized in that each of the unit electrowetting optical elements deflects all incident light in the same direction and emits it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014246511A JP6536779B2 (en) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | Lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014246511A JP6536779B2 (en) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | Lighting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016109835A JP2016109835A (en) | 2016-06-20 |
| JP6536779B2 true JP6536779B2 (en) | 2019-07-03 |
Family
ID=56124090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014246511A Active JP6536779B2 (en) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | Lighting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6536779B2 (en) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6917456B2 (en) * | 2003-12-09 | 2005-07-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Light modulator |
| CN101218468B (en) * | 2005-07-08 | 2010-12-01 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | Optical devices with lighting devices for illuminating objects |
| JP2008262029A (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Seiko Epson Corp | Lighting device and projector |
| JP2008294108A (en) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Panasonic Corp | Laser light source device |
| JP2009047852A (en) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Image forming apparatus |
| JP4834682B2 (en) * | 2008-01-25 | 2011-12-14 | 株式会社日立製作所 | Liquid prism and projector using the same |
| JP2012069409A (en) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Panasonic Corp | Lighting fixture |
| JP6087525B2 (en) * | 2012-07-05 | 2017-03-01 | 株式会社小糸製作所 | Vehicle lighting |
| JP2014098754A (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Laser display device |
-
2014
- 2014-12-05 JP JP2014246511A patent/JP6536779B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016109835A (en) | 2016-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102730665B1 (en) | Head-up display system, active luminous image source, head-up display and automobile | |
| KR102348580B1 (en) | Multi-view backlighting with fluorescent multi-beam elements | |
| JP6906968B2 (en) | Lighting device | |
| CN107209406B (en) | Two-dimensional/three-dimensional (2D/3D) switchable display backlights and electronic displays | |
| US9404629B2 (en) | Pattern-projecting light-output system | |
| JP6018342B2 (en) | Floodlight device for vehicle | |
| CN109313349B (en) | Optical device and stereoscopic display method | |
| JP2021507320A (en) | Near-eye displays, systems, and methods based on multi-beam elements | |
| KR20180050642A (en) | Time-multiplexed backlight and multi-view display using the same | |
| CN113966481B (en) | Display for controlling directivity of image for observer | |
| KR20210127776A (en) | Dual viewing area backlight, dual mode display and method using directional emitters | |
| JP2003140083A (en) | Stereoscopic display method and apparatus | |
| KR20210016638A (en) | Hybrid backlight, display, and method | |
| JP2016081807A (en) | Planar light source device and liquid crystal device | |
| JP2017111341A (en) | Lighting device | |
| US9411167B1 (en) | Auto-multiscopic 3D billboard display system | |
| WO2014125793A1 (en) | Image display device and lighting device | |
| JP7048897B2 (en) | Optical components, light source devices and irradiation systems | |
| JP2016219279A (en) | Lamp unit | |
| JP6536779B2 (en) | Lighting device | |
| JP2016110809A (en) | Lighting equipment | |
| CN111045210B (en) | Near-to-eye display device | |
| JP4703611B2 (en) | Backlight light source, display device, and light emitting device | |
| JP4899930B2 (en) | LIGHT GUIDE, BACKLIGHT DEVICE, DISPLAY DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE | |
| CN107403591A (en) | Display device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180801 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180731 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180920 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190220 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190418 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190508 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190521 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6536779 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |