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JP7723907B2 - Lighting device, lighting method, mobile body with lighting device, and work support device - Google Patents
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JP7723907B2 - Lighting device, lighting method, mobile body with lighting device, and work support device - Google Patents

Lighting device, lighting method, mobile body with lighting device, and work support device

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JP7723907B2
JP7723907B2 JP2021152520A JP2021152520A JP7723907B2 JP 7723907 B2 JP7723907 B2 JP 7723907B2 JP 2021152520 A JP2021152520 A JP 2021152520A JP 2021152520 A JP2021152520 A JP 2021152520A JP 7723907 B2 JP7723907 B2 JP 7723907B2
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Description

本発明は、照明装置、照明方法、照明装置付き移動体および作業支援装置に関する。 The present invention relates to a lighting device, a lighting method, a mobile object with a lighting device, and a work support device.

特許文献1では、ライン状の被照明領域を照明することが検討されている。被照明領域は、照明装置から離れていくように細長く延びる。ライン照明は、装飾の目的だけでなく、作業経路を示すガイドや領域を区分けするガイド等のガイドとして使用され得る。 Patent Document 1 considers illuminating a linear illuminated area. The illuminated area extends in a thin, long strip away from the lighting device. Linear illumination can be used not only for decorative purposes, but also as a guide for indicating work routes or dividing areas.

WO2020/013335A1WO2020/013335A1

ガイドとしてのライン照明は、照明装置から遠く離れた目標位置上を被照明領域が通過するようにして、行われ得る。その一方で、被照明領域が照明装置の近傍まで延びていないと、照明装置近傍の基準位置と被照明領域との相対位置が適切か否か不明となる。ただし、被照明領域を照明装置の近傍まで延ばすと、被照明領域の長さが長くなる。被照明領域が長くなると、遠方まで明るく照明することは難しい。 Line illumination as a guide can be achieved by having the illuminated area pass over a target position far away from the lighting device. However, if the illuminated area does not extend close to the lighting device, it becomes unclear whether the relative position between the reference position near the lighting device and the illuminated area is appropriate. However, extending the illuminated area close to the lighting device increases the length of the illuminated area. When the illuminated area is long, it becomes difficult to illuminate brightly over a long distance.

本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、照明装置の近傍から遠方までライン照明する際に、遠方を明るく照明することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above points, and aims to provide bright illumination in the distance when providing line illumination from the vicinity of the lighting device to a distant area.

本開示の一実施の形態による照明装置は、
投影面上の被照明領域を照明する照明装置であって、
コヒーレント光を放出する光源と、
前記光源からの前記コヒーレント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前記コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、
前記被照明領域は、前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状であり、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さい。
An illumination device according to an embodiment of the present disclosure includes:
An illumination device that illuminates an illumination area on a projection surface,
a light source that emits coherent light;
a shaping optical system that shapes the coherent light from the light source;
a diffractive optical element that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system and directs the light toward the illuminated area,
the illuminated area has a linear shape including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
The radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position within the illuminated area is less than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から前記被照明領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度は、前記任意の位置と前記遠位端との間に位置する任意の他の位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度以下でもよい。 In an illumination device according to one embodiment of the present disclosure, the radiation intensity in a direction from the illumination device toward an arbitrary position within the illuminated area may be equal to or less than the radiation intensity in a direction from the illumination device toward any other position located between the arbitrary position and the distal end.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
前記被照明領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記近位端から前記遠位端に向けて、前記被照明領域を第1区域から第5区域までの5区域に区分けした場合、
nを1~4のいずれかの整数として、
前記照明装置から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度以下でもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
When the illuminated area is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the illuminated area is divided into five sections, namely, a first section to a fifth section, from the proximal end to the distal end,
n is an integer from 1 to 4,
The radiation intensity in a direction from the lighting device towards a position in the nth zone may be equal to or less than the radiation intensity in a direction from the lighting device towards a position in the n+1th zone.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から第n区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値は、前記照明装置から第n+1区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値以下でもよい。 In a lighting device according to one embodiment of the present disclosure, the average value of the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the nth zone may be less than or equal to the average value of the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the n+1th zone.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記照明装置から前記被照明領域に向かう前記コヒーレント光の前記角度空間座標における分布領域の前記縦軸の角度範囲は、前記分布領域の前記横軸の角度範囲よりも大きくてもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
The angular range of the vertical axis of a distribution region in the angular space coordinate system of the coherent light traveling from the lighting device toward the illuminated region may be larger than the angular range of the horizontal axis of the distribution region.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、長方形状でもよく、または、前記横軸に沿った幅が前記縦軸の上側において前記縦軸の下側よりも狭くなった台形形状でもよい。 In an illumination device according to one embodiment of the present disclosure, the first-order light distribution region in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element may be rectangular, or may be trapezoidal, with the width along the horizontal axis being narrower above the vertical axis than below the vertical axis.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への、前記回折光学素子で回折された1次回折光の放射強度は、前記一つの位置と前記近位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への前記1次回折光の放射強度より大きくてもよい。 In an illumination device according to one embodiment of the present disclosure, the radiation intensity of first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element in a direction from the illumination device toward one position within the illuminated region may be greater than the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward another position located between the one position and the proximal end.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から前記被照明領域内の任意の位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度は、前記任意の位置と前記近位端との間に位置する任意の他の位置に前記照明装置から向かう方向への前記1次回折光の放射強度以上でもよい。 In an illumination device according to one embodiment of the present disclosure, the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward an arbitrary position within the illuminated region may be equal to or greater than the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward any other position located between the arbitrary position and the proximal end.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
前記被照明領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記近位端から前記遠位端に向けて、前記被照明領域を第1区域から第5区域までの5区域に区分けした場合、
nを1~4のいずれかの整数として、
前記照明装置から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度は、前記照明装置から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度以上でもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
When the illuminated area is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the illuminated area is divided into five sections, namely, a first section to a fifth section, from the proximal end to the distal end,
n is an integer from 1 to 4,
The radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device toward a position within the n+1th region may be equal to or greater than the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device toward a position within the nth region.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から第n+1区域域内の位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度の平均値は、前記照明装置から第n区域域内の位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度の平均値以上でもよい。 In an illumination device according to one embodiment of the present disclosure, the average radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward a position within the (n+1)th zone may be equal to or greater than the average radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward a position within the nth zone.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置は、前記被照明領域内または前記被照明領域の延長線上の位置にしてもよい。 In an illumination device according to one embodiment of the present disclosure, the illumination device may be located within the illuminated area or on an extension of the illuminated area.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、
前記原点は、前記縦軸において前記原点となる位置での前記1次光分布領域の前記横軸に沿った中心位置に位置する、又は、前記縦軸において前記原点をとなる位置での前記1次光分布領域の前記横軸に沿った幅の20%以下となる長さだけ、前記中心位置から前記横軸に沿ってずれて位置してもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
The origin may be located at a central position along the horizontal axis of the primary light distribution region at a position that corresponds to the origin on the vertical axis, or may be shifted from the central position along the horizontal axis by a length that is 20% or less of the width along the horizontal axis of the primary light distribution region at a position that corresponds to the origin on the vertical axis.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含んでもよく、
前記原点は、前記1次光分布領域の前記縦軸に沿った長さの2/5だけ前記1次光分布領域の上縁から前記縦軸に沿って下側に離れた位置より、下側に位置してもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element may include the origin,
The origin may be located below a position spaced downward along the vertical axis from an upper edge of the primary light distribution region by 2/5 of the length of the primary light distribution region along the vertical axis.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含んでもよく、
前記原点は、前記1次光分布領域の前記縦軸に沿った中心位置よりも下方に位置してもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element may include the origin,
The origin may be located below a center position along the vertical axis of the primary light distribution region.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
被照明領域は、前記回折光学素子で回折された1次回折光が入射するライン状の第1部分領域と、前記第1部分領域に前記近位端側から接続する第2部分領域と、を含んでもよく、
前記照明装置から前記第2部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度より小さくてもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
the illuminated region may include a linear first partial region onto which first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element is incident, and a second partial region connected to the first partial region from the proximal end side,
The radiation intensity in a direction from the lighting device towards a position in the second partial region may be smaller than the radiation intensity in a direction from the lighting device towards a position in the first partial region.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から前記第2部分領域内の前記一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度以下でもよい。 In a lighting device according to one embodiment of the present disclosure, the radiation intensity in a direction from the lighting device toward the one position within the second partial region may be less than or equal to the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the first partial region.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から前記第2部分領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度以下でもよい。 In a lighting device according to one embodiment of the present disclosure, the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the second partial region may be less than or equal to the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the first partial region.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から前記第2部分領域内の任意の位置に向かう方向への平均放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の任意の位置に向かう方向への平均放射強度以下でもよい。 In a lighting device according to one embodiment of the present disclosure, the average radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the second partial region may be less than or equal to the average radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the first partial region.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
前記第1部分領域は、前記照明装置から遠い第1遠位端および前記照明装置に近い第1近位端を含んでもよく、
前記照明装置から前記第1部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記第1遠位端との間に位置する前記第1部分領域内の他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さくてもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
The first subregion may include a first distal end remote from the lighting device and a first proximal end close to the lighting device;
The radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position within the first partial region may be less than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position within the first partial region located between the one position and the first distal end.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から前記第1部分領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度は、前記任意の位置と前記第1遠位端との間に位置する前記第1部分領域内の任意の他の位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度以下でもよい。 In a lighting device according to one embodiment of the present disclosure, the radiation intensity in a direction from the lighting device toward an arbitrary position within the first partial region may be equal to or less than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any other position within the first partial region located between the arbitrary position and the first distal end.

本開示の一実施の形態による照明装置において、
前記第1部分領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記第1近位端から前記第2遠位端に向けて、前記第1部分領域を第1部分区域から第5部分区域までの5区域に区分けした場合、
kを1~4のいずれかの整数として、
前記照明装置から第k部分区域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から第k+1部分区域内の一つの位置に向かう方向への放射強度以下でもよい。
In an illumination device according to an embodiment of the present disclosure,
When the first partial region is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the first partial region is divided into five sections from the first proximal end to the second distal end, from the first partial section to the fifth partial section,
k is an integer from 1 to 4,
The radiation intensity in a direction from the lighting device towards a position in the kth subzone may be less than or equal to the radiation intensity in a direction from the lighting device towards a position in the k+1th subzone.

本開示の一実施の形態による照明装置において、前記照明装置から第k部分区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値は、前記照明装置から第k+1部分区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値以下でもよい。 In a lighting device according to one embodiment of the present disclosure, the average value of the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position within the kth partial area may be less than or equal to the average value of the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position within the k+1th partial area.

本開示の一実施の形態による照明装置付き移動体は、
上述の照明装置のいずれかと、
前記照明装置が搭載された移動体と、を備える。
A moving body with an illumination device according to an embodiment of the present disclosure includes:
any of the lighting devices described above;
and a moving body on which the lighting device is mounted.

本開示の一実施の形態による作業支援装置は、
上述の照明装置のいずれかと、
前記被照明領域内に配置されるターゲットと、を備える。
A work assistance device according to an embodiment of the present disclosure includes:
any of the lighting devices described above;
a target disposed within the illuminated area.

本開示の一実施の形態による照明方法は、
照明装置を用いて投影面上の被照明領域を照明する照明方法であって、
前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状の被照明領域を照明する工程を備え、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さい。
An illumination method according to an embodiment of the present disclosure includes:
1. A lighting method for illuminating an illumination area on a projection surface using a lighting device, comprising:
illuminating a linear illumination area including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
The radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position within the illuminated area is less than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end.

本発明によれば、照明装置の近傍から遠方までライン照明する際に、遠方を明るく照明できる。 This invention allows for bright illumination of distant areas when providing line illumination from close to the lighting device.

図1は、一実施の形態を説明するための図であって、照明装置の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment, and is a perspective view showing an example of a lighting device. 図2は、図1に示された照明装置を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing the lighting device shown in FIG. 図3は、図1に示された照明装置を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the lighting device shown in FIG. 図4は、図3に対応する側面図であって、図3に示された照明装置と異なる配光特性を有する照明装置を示している。FIG. 4 is a side view corresponding to FIG. 3, showing an illumination device having a different light distribution characteristic from the illumination device shown in FIG. 図5は、図3に対応する側面図であって、図3に示された投射面とは異なる投射面を照明する照明装置を示している。FIG. 5 is a side view corresponding to FIG. 3, showing an illumination device that illuminates a projection surface different from the projection surface shown in FIG. 図6は、角度空間座標において、図3に示された照明装置に含まれる回折光学素子の回折特性の一例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of the diffraction characteristics of the diffractive optical element included in the illumination device shown in FIG. 3 in angular space coordinates. 図7は、図6に対応するグラフであって、回折光学素子の回折特性の他の例を示している。FIG. 7 is a graph corresponding to FIG. 6, showing another example of the diffraction characteristics of the diffractive optical element. 図8は、図3に対応する側面図であって、図7に示された回折特性を有する回折光学素子によって照明され得る被照明領域を示している。FIG. 8 is a side view corresponding to FIG. 3, showing an illuminated area that can be illuminated by a diffractive optical element having the diffractive properties shown in FIG. 図9は、図6に対応するグラフであって、回折光学素子の回折特性の更に他の例を示している。FIG. 9 is a graph corresponding to FIG. 6, showing yet another example of the diffraction characteristics of a diffractive optical element. 図10は、図3に対応する側面図であって、図9に示された回折特性を有する回折光学素子によって照明され得る被照明領域を示している。FIG. 10 is a side view corresponding to FIG. 3, showing an illuminated area that can be illuminated by a diffractive optical element having the diffractive properties shown in FIG. 図11は、図6に対応するグラフであって、回折光学素子の回折特性の更に他の例を示している。FIG. 11 is a graph corresponding to FIG. 6, showing yet another example of the diffraction characteristics of a diffractive optical element. 図12は、図6に対応するグラフであって、回折光学素子の回折特性の更に他の例を示している。FIG. 12 is a graph corresponding to FIG. 6, showing yet another example of the diffraction characteristics of a diffractive optical element. 図13は、図3に対応する側面図であって、図12に示された回折特性を有する回折光学素子によって照明され得る被照明領域を示している。FIG. 13 is a side view corresponding to FIG. 3, showing an illuminated area that can be illuminated by a diffractive optical element having the diffractive properties shown in FIG. 図14は、図1に示された照明装置を含む照明装置付き移動体の一例を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing an example of a mobile object with an illumination device including the illumination device shown in FIG. 図15Aは、投射面上の被照明領域の一例を示す斜視図である。FIG. 15A is a perspective view showing an example of an illuminated area on a projection surface. 図15Bは、投射面上の被照明領域の他の例を示す斜視図である。FIG. 15B is a perspective view showing another example of an illuminated area on the projection surface. 図15Cは、投射面上の被照明領域の更に他の例を示す斜視図である。FIG. 15C is a perspective view showing yet another example of the illuminated area on the projection surface. 図15Dは、投射面上の被照明領域の更に他の例を示す斜視図である。FIG. 15D is a perspective view showing yet another example of the illuminated area on the projection surface. 図16は、図1に対応する図であって、照明装置の他の例を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view corresponding to FIG. 1 and showing another example of the lighting device. 図17は、照明装置の更に他の例を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing still another example of the lighting device. 図18は、照明装置の更に他の例を示す斜視図である。FIG. 18 is a perspective view showing still another example of the lighting device. 図19は、照明装置の更に他の例を示す斜視図である。FIG. 19 is a perspective view showing still another example of the lighting device. 図20は、照明装置の更に他の例を示す斜視図である。FIG. 20 is a perspective view showing still another example of the lighting device.

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。 One embodiment of the present disclosure will now be described with reference to the drawings. Note that in the drawings accompanying this specification, the scale and aspect ratios have been appropriately altered and exaggerated from their actual sizes for ease of illustration and understanding.

方向関係を図面間で明確化するため、いくつかの図面には、第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3を図面間で共通する方向として矢印で示している。矢印の先端側が、各方向D1,D2,D3の第1側となる。図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面から手前に向かう矢印を、例えば図2に示すように、円の中に点を設けた記号により示した。図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面の奥に向かう矢印を、例えば図3に示すように、円の中に×を設けた記号により示した。 To clarify the directional relationships between drawings, some drawings use arrows to indicate the first direction D1, second direction D2, and third direction D3 as directions common to all drawings. The tip of the arrow is the first side of each direction D1, D2, and D3. An arrow pointing toward the viewer in a direction perpendicular to the plane of the drawing is indicated by a symbol with a dot in a circle, as shown in Figure 2, for example. An arrow pointing toward the viewer in a direction perpendicular to the plane of the drawing is indicated by a symbol with an x in a circle, as shown in Figure 3, for example.

本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「垂直」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に限定されることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈する。 Terms used in this specification that specify shapes, geometric conditions, and their degrees, such as "parallel," "perpendicular," and "same," as well as length and angle values, are not limited to their strict meanings, but are interpreted to include the range of degrees to which similar functions can be expected.

本実施の形態における照明装置30は、投射面95上の被照明領域90を照明する。図1に示すように、照明装置30は、光源40、整形光学系45および回折光学素子50を含む。光源40は、コヒーレント光を放出する。整形光学系45は、光源40からのコヒーレント光を整形する。回折光学素子50は、整形光学系45で整形されたコヒーレント光を回折して被照明領域90に向ける。投射面95は、回折光学素子50も回折特性に応じたパターンにて照明される。 In this embodiment, the lighting device 30 illuminates an illuminated area 90 on a projection surface 95. As shown in FIG. 1, the lighting device 30 includes a light source 40, a shaping optical system 45, and a diffractive optical element 50. The light source 40 emits coherent light. The shaping optical system 45 shapes the coherent light from the light source 40. The diffractive optical element 50 diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system 45 and directs it toward the illuminated area 90. The projection surface 95 is illuminated in a pattern that corresponds to the diffraction characteristics of the diffractive optical element 50.

投射面95は、特に限定されない。投射面95は、道路、歩道、駐車場、倉庫の床、広場、運動場、公園、校庭、田畑、野原、建物の壁、建物の天井、水面、海面等が例示される。投射面95は、平坦面でもよいし、曲面でもよいし、折れ面でもよい。図5に示された例において、投射面95は折れ面となっている。例えば、道路と壁が投射面95となっている。図5に示された例において、道路と壁は直交している。図5に示された例において、被照明領域90は、道路上と壁上に位置している。 The projection surface 95 is not particularly limited. Examples of the projection surface 95 include a road, a sidewalk, a parking lot, a warehouse floor, a plaza, a playground, a park, a schoolyard, a field, a rough field, a building wall, a building ceiling, the surface of water, and the surface of the ocean. The projection surface 95 may be a flat surface, a curved surface, or a folded surface. In the example shown in FIG. 5, the projection surface 95 is a folded surface. For example, the road and a wall serve as the projection surface 95. In the example shown in FIG. 5, the road and the wall are perpendicular to each other. In the example shown in FIG. 5, the illuminated area 90 is located on the road and the wall.

被照明領域90はライン状である。被照明領域90は、図2に示すように直線状でもよいし、曲線状でもよいし、曲線と直線との組合せでもよい。被照明領域90は、遠位端90Aおよび近位端90Bを、ライン状の両端として、含む。遠位端90Aは、照明装置30から遠い端である。近位端90Bは、照明装置30に近い端である。すなわち、図2に示すように投射面95への法線方向からの観察において、近位端90Bと照明装置30との間の距離は、遠位端90Aと照明装置30との間の距離より短い。投射面95への法線方向からの観察において、照明装置30から被照明領域90内の位置までの距離が、当該位置が被照明領域90の長手方向に沿って近位端90Bから遠位端90Aへ向かうにつれて、長くなってもよい。さらに、照明装置30は、被照明領域90内の位置に投射面95の法線方向NDから対面してもよい。図2に示すように、照明装置30は、被照明領域90の延長上の位置に、投射面95の法線方向NDから対面してもよい。被照明領域90の延長とは、被照明領域90の長手方向に沿って被照明領域90からずれた位置または領域を意味する。 The illuminated area 90 is linear. The illuminated area 90 may be linear, curved, or a combination of curved and linear, as shown in FIG. 2. The illuminated area 90 includes a distal end 90A and a proximal end 90B as the two ends of the line. The distal end 90A is the end farthest from the illumination device 30. The proximal end 90B is the end closer to the illumination device 30. That is, as shown in FIG. 2, when observed from the normal direction to the projection surface 95, the distance between the proximal end 90B and the illumination device 30 is shorter than the distance between the distal end 90A and the illumination device 30. When observed from the normal direction to the projection surface 95, the distance from the illumination device 30 to a position within the illuminated area 90 may increase as the position moves from the proximal end 90B to the distal end 90A along the longitudinal direction of the illuminated area 90. Furthermore, the lighting device 30 may face a position within the illuminated area 90 in the normal direction ND of the projection surface 95. As shown in FIG. 2, the lighting device 30 may face a position on an extension of the illuminated area 90 in the normal direction ND of the projection surface 95. An extension of the illuminated area 90 means a position or area that is shifted from the illuminated area 90 along the longitudinal direction of the illuminated area 90.

照明装置30から遠位端90Aに向かうコヒーレント光の進行方向と投射面95の法線方向NDとの間の角度Xa(図3参照)は、60°以上であり、70°以上でもよく、80°以上でもよく、85°以上でもよい。照明装置30から遠位端90Aに向かうコヒーレント光の進行方向と投射面95の法線方向NDとの間の角度Xb(図3参照)は、20°以下であり、10°以下でもよく、5°以下でもよい。ここで投射面95の法線方向NDは、特に注意書きが無い場合、被照明領域90の長手方向に沿った遠位端90Aおよび近位端90Bの中心となる中心位置PCにおける投射面95の法線方向を意味する。 The angle Xa (see FIG. 3) between the direction of travel of the coherent light from the illumination device 30 toward the distal end 90A and the normal direction ND of the projection surface 95 is 60° or greater, and may be 70° or greater, 80° or greater, or 85° or greater. The angle Xb (see FIG. 3) between the direction of travel of the coherent light from the illumination device 30 toward the distal end 90A and the normal direction ND of the projection surface 95 is 20° or less, may be 10° or less, or may be 5° or less. Here, unless otherwise specified, the normal direction ND of the projection surface 95 refers to the normal direction of the projection surface 95 at the center position PC, which is the center of the distal end 90A and the proximal end 90B along the longitudinal direction of the illuminated area 90.

図4に示すように、照明装置30から遠位端90Aに向かうコヒーレント光の進行方向と投射面95の法線方向NDとの間の角度Xbは、0°未満でもよく、-10°以下でもよく、-20°以下でもよい。照明装置30から遠位端90Aに向かうコヒーレント光の進行方向と投射面95の法線方向NDとの間の角度Xaは、正の値をとる。照明装置30から近位端90Bに向かうコヒーレント光の進行方向が、投射面95の法線方向NDに対して照明装置30から遠位端90Aに向かうコヒーレント光の進行方向と同一側に傾斜している場合、角度Xbの値は正の値とする。照明装置30から近位端90Bに向かうコヒーレント光の進行方向が、投射面95の法線方向NDに対して照明装置30から遠位端90Aに向かうコヒーレント光の進行方向と反対側に傾斜している場合、角度Xbの値は負の値となる。 As shown in FIG. 4 , the angle Xb between the propagation direction of the coherent light from the illumination device 30 toward the distal end 90A and the normal direction ND of the projection surface 95 may be less than 0°, or may be less than -10°, or may be less than -20°. The angle Xa between the propagation direction of the coherent light from the illumination device 30 toward the distal end 90A and the normal direction ND of the projection surface 95 is a positive value. If the propagation direction of the coherent light from the illumination device 30 toward the proximal end 90B is inclined with respect to the normal direction ND of the projection surface 95 toward the same side as the propagation direction of the coherent light from the illumination device 30 toward the distal end 90A, the value of the angle Xb is a positive value. If the propagation direction of the coherent light from the illumination device 30 toward the proximal end 90B is inclined with respect to the normal direction ND of the projection surface 95 toward the opposite side to the propagation direction of the coherent light from the illumination device 30 toward the distal end 90A, the value of the angle Xb is a negative value.

図示された例において、法線方向NDは第3方向D3と平行である。図示された例において、被照明領域90は第1方向D1に延びている。すなわち、被照明領域90の長手方向は、第1方向D1と平行である。 In the illustrated example, the normal direction ND is parallel to the third direction D3. In the illustrated example, the illuminated area 90 extends in the first direction D1. That is, the longitudinal direction of the illuminated area 90 is parallel to the first direction D1.

被照明領域90にコヒーレント光を照射することによって、ライン照明が実現される。ライン照明は、装飾等の種々の用途に用いられ得る。ライン照明は、ガイドとしても用いられ得る。例えば、作業経路、作業箇所、移動経路、領域の境界の表示に、ライン照明は用いられ得る。ライン照明によって、例えば、道路や歩道を作製する作業、道路や歩道を整備する作業、農作業、田畑を整備する作業、薬剤を散布する作業、清掃を行う作業、除雪作業、線引き作業等の作業経路を表示できる。ライン照明によって、例えば、墨出しや測量を行っている位置や領域を、作業箇所として、表示できる。ライン照明によって、例えば、上記作業を行う作業車の移動経路や、人の移動経路を表示できる。ライン照明によって、例えば、通行可能な領域と通行禁止領域との境界を表示できる。ライン照明によって、進入が禁止される領域や、立入が禁止される領域を表示できる。 Line illumination is achieved by irradiating the illuminated area 90 with coherent light. Line illumination can be used for a variety of purposes, including decoration. Line illumination can also be used as a guide. For example, line illumination can be used to indicate work routes, work locations, movement routes, and area boundaries. Line illumination can be used to indicate work routes, such as road and sidewalk construction, road and sidewalk maintenance, agricultural work, field maintenance, pesticide spraying, cleaning, snow removal, and line drawing. Line illumination can be used to indicate locations or areas where marking or surveying is being carried out, as work locations. Line illumination can be used to indicate, for example, the movement routes of work vehicles performing the above work, or the movement routes of people. Line illumination can be used to indicate, for example, the boundaries between passable areas and no-passable areas. Line illumination can be used to indicate areas where entry is prohibited or areas where entry is prohibited.

上述したように、照明装置30によってコヒーレント光を照射される被照明領域90は、照明装置30から遠い遠位端90Aおよび照明装置30に近い近位端90Bを両端に含むライン状である。遠位端90Aへ向かうコヒーレント光の進行方向と投射面95の法線方向NDとの間の角度Xaは60°以上である。したがって、照明装置30から遠く離れた遠方まで照明できる。近位端90Bへ向かうコヒーレント光の進行方向と投射面95の法線方向NDとの間の角度は20°以下である。したがって、照明装置30の近傍を照明できる。 As described above, the illuminated area 90 illuminated with coherent light by the illumination device 30 is linear, with a distal end 90A far from the illumination device 30 and a proximal end 90B close to the illumination device 30 at both ends. The angle Xa between the direction of travel of the coherent light toward the distal end 90A and the normal direction ND of the projection surface 95 is 60° or greater. Therefore, illumination can be provided over a long distance from the illumination device 30. The angle between the direction of travel of the coherent light toward the proximal end 90B and the normal direction ND of the projection surface 95 is 20° or less. Therefore, illumination can be provided near the illumination device 30.

このライン照明によれば、照明装置30の近くの基準位置97から、照明装置30から遠く離れた目標位置96へ誘導する、適切なガイドを提供できる。好ましくは、基準位置97と目標位置96とを結ぶガイドを提供できる。例えば、基準位置97から目標位置96までの測量や測定を効率的に行える。他の例として、基準位置97で作業を実施している場合に、当該作業を目標位置96まで行うための作業経路を提供できる。より具体的には、基準位置97および目標位置96の位置関係をライン照明によって観察可能にできるので、測量や墨出しを高精度且つ容易に実施可能である。また、基準位置97から目標位置96まで線を引く際にも、容易且つ短時間で高精度に線を引くことができる。さらに、基準位置97と目標位置96とを結ぶライン照明によって、領域を区分けでき、例えば進入禁止区域や立入禁止区域を表示できる。 This line illumination can provide an appropriate guide that leads from a reference position 97 near the illumination device 30 to a target position 96 far away from the illumination device 30. Preferably, a guide connecting the reference position 97 and the target position 96 can be provided. For example, surveying and measurements can be efficiently performed from the reference position 97 to the target position 96. As another example, when work is being performed at the reference position 97, a work route can be provided to perform that work to the target position 96. More specifically, since the positional relationship between the reference position 97 and the target position 96 can be observed using the line illumination, surveying and marking can be performed easily and with high precision. Furthermore, when drawing a line from the reference position 97 to the target position 96, the line can be drawn easily, quickly, and with high precision. Furthermore, the line illumination connecting the reference position 97 and the target position 96 can be used to divide areas, for example, to indicate no-entry zones or off-limits areas.

これに対して、従来技術では、照明装置から遠く離れた位置に明るくライン照明することと、当該ライン照明を照明装置の十分近傍まで近づけることと、を両立していなかった。ガイドとしてのライン照明は、照明装置から遠く離れた目標位置上を被照明領域が通過するようにして、行われていた。その一方で、被照明領域が照明装置の近傍まで延びていなかった。この従来技術では、照明装置近傍の基準位置と被照明装置とが適切な位置関係にあるのか判断が難しい。具体的には、基準位置が被照明領域の延長上に位置しているのか否かの判断は難しい。基準位置が被照明領域の延長上に位置するよう、目標位置上を通過する被照明領域の向きや基準位置の位置を調節することは更に困難である。結果として、従来のライン照明を作業のガイドとして用いた場合、基準位置の位置が不適切であったことに起因して、基準位置から被照明領域までの作業経路が適切でないといった不具合が生じ得る。被照明領域の向きが不適切であったことに起因して、被照明領域に沿った作業経路が適切でないといった不具合が生じ得る。 In contrast, conventional technology has not been able to provide bright line illumination at a position far from the lighting device while also being able to bring the line illumination close enough to the lighting device. Line illumination as a guide was performed so that the illuminated area passed over a target position far from the lighting device. However, the illuminated area did not extend close to the lighting device. With this conventional technology, it was difficult to determine whether the reference position near the lighting device and the illuminated device had an appropriate positional relationship. Specifically, it was difficult to determine whether the reference position was located on an extension of the illuminated area. It was even more difficult to adjust the orientation of the illuminated area passing over the target position and the position of the reference position so that the reference position was located on an extension of the illuminated area. As a result, when conventional line illumination is used as a work guide, an inappropriate reference position can lead to problems such as an inappropriate work path from the reference position to the illuminated area. An inappropriate orientation of the illuminated area can lead to problems such as an inappropriate work path along the illuminated area.

この不具合に対し、本実施の形態では、上述したように角度Xaおよび角度Xbが調節されている。したがって、遠方の目標位置96を通過する被照明領域90が、基準位置97の近傍まで延びること、更には基準位置97上を通過すること、が可能となる。したがって、本実施の形態によれば、従来の不具合に対処できる。本実施の形態によれば、照明装置30の近傍の基準位置97から、照明装置30の遠方の目標位置96まで、精度良くガイドできる。 In response to this problem, in this embodiment, angles Xa and Xb are adjusted as described above. Therefore, it is possible for the illuminated area 90, which passes through the distant target position 96, to extend close to the reference position 97, and even pass over the reference position 97. Therefore, this embodiment can address the problem of the conventional art. This embodiment allows for accurate guidance from the reference position 97 near the lighting device 30 to the distant target position 96 of the lighting device 30.

さらに、照明装置30から被照明領域90内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)が、当該一つの位置と遠位端90Aとの間に位置する他の一つの位置に照明装置30から向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)より小さくなっている。照明装置30に含まれた回折光学素子50によれば、照明装置30から被照明領域90内の各位置に向けた放射強度の分布を容易に調節できる。すなわち、照明装置30から遠く離れた位置に向けた放射強度を高くできる。加えて、照明装置30から被照明領域90内の任意の位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)は、当該任意の位置と遠位端90Aとの間に位置する任意の他の位置に照明装置30から向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)以下でもよい。すなわち、照明装置30から遠く離れた位置に向かうにつれて放射強度がしだいに高くなってもよい。 Furthermore, the radiation intensity (watts/steradian) from the lighting device 30 toward one position within the illuminated region 90 is smaller than the radiation intensity (watts/steradian) from the lighting device 30 toward another position located between that position and the distal end 90A. The diffractive optical element 50 included in the lighting device 30 makes it easy to adjust the distribution of radiation intensity from the lighting device 30 toward each position within the illuminated region 90. That is, the radiation intensity toward positions farther away from the lighting device 30 can be increased. In addition, the radiation intensity (watts/steradian) from the lighting device 30 toward an arbitrary position within the illuminated region 90 may be equal to or less than the radiation intensity (watts/steradian) from the lighting device 30 toward any other position located between that arbitrary position and the distal end 90A. That is, the radiation intensity may gradually increase as the distance from the lighting device 30 increases.

また、図2に示すように、被照明領域90をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、近位端90Bから遠位端90Aに向けて、被照明領域90を第1区域90S1から第5区域90S5までの5区域に区分けする。nを1~4のいずれかの整数として、照明装置30から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)は、照明装置30から第(n+1)区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)以下であってもよい。nを1~4のいずれかの整数として、照明装置30から第n区域内の位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)の平均値は、照明装置30から第n+1区域内の位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)の平均値以下でよい。これらの放射強度分布においても、照明装置30から遠く離れた位置に向かうにつれて放射強度が高くなっていく傾向が得られる。各区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値とは、対象となる区域を、前記被照明領域90の長手方向と長手方向に直交する方向とのそれぞれに3分割することによって、合計9の分割区域に区分けし、各分割区域内の一つの位置に向かう方向への放射強度の平均値として特定される。 Also, as shown in FIG. 2, the illuminated area 90 is divided into five equal sections along its longitudinal direction, from the proximal end 90B to the distal end 90A, namely, the first section 90S1 to the fifth section 90S5. The radiant intensity (watts/steradian) in a direction from the lighting device 30 toward a position in the nth section, where n is an integer between 1 and 4, may be equal to or less than the radiant intensity (watts/steradian) in a direction from the lighting device 30 toward a position in the (n+1)th section. The average radiant intensity (watts/steradian) in a direction from the lighting device 30 toward a position in the nth section, where n is an integer between 1 and 4, may be equal to or less than the average radiant intensity (watts/steradian) in a direction from the lighting device 30 toward a position in the n+1th section. These radiant intensity distributions also show a tendency for the radiant intensity to increase with increasing distance from the lighting device 30. The average value of radiation intensity in a direction toward a position within each zone is determined by dividing the target zone into three zones in both the longitudinal direction of the illuminated area 90 and the direction perpendicular to the longitudinal direction, resulting in a total of nine zones, and the average value of radiation intensity in a direction toward one position within each zone is determined.

これらのように放射強度(ワット/ステラジアン)を調節した場合、被照明領域90内の照明装置30の近傍となる領域での明るさは低下し得る。ただし、ライン照明によってガイドされる作業の作業者は、照明装置30の近傍で作業等を実施しながら、遠方の目標位置96の位置をライン照明にて確認する。したがって、被照明領域90内における照明装置30の近傍位置に向かう放射強度が低くとも、照明装置30の近傍では、ライン照明によって目標位置96が適切か否かを判断できる。仮に基準位置97が被照明領域90内に位置しない又は基準位置97が被照明領域90の延長上に位置しない場合には、被照明領域90の向きおよび基準位置97の位置の少なくとも一方を容易に調節して、被照明領域内90または被照明領域90の延長上に基準位置97を配置できる。一方、被照明領域90内における照明装置30の遠方に向かう放射強度は高く設定され得る。このように、放射強度分布を調節することにより、照明装置30から遠く離れた目標位置96の近傍において、被照明領域90を明るく照明できる。 Adjusting the radiation intensity (watts/steradian) in this manner may reduce brightness in the area near the lighting device 30 within the illuminated area 90. However, a worker guided by the line illumination can use the line illumination to confirm the location of the distant target position 96 while performing work near the lighting device 30. Therefore, even if the radiation intensity toward a position near the lighting device 30 within the illuminated area 90 is low, the line illumination can be used to determine whether the target position 96 is appropriate near the lighting device 30. If the reference position 97 is not located within the illuminated area 90 or is not located on an extension of the illuminated area 90, the orientation of the illuminated area 90 and/or the position of the reference position 97 can be easily adjusted to position the reference position 97 within the illuminated area 90 or on an extension of the illuminated area 90. On the other hand, the radiation intensity toward the distant area from the lighting device 30 within the illuminated area 90 can be set high. In this way, by adjusting the radiation intensity distribution, the illuminated area 90 can be brightly illuminated near the target position 96, which is far from the lighting device 30.

放射強度度(ワット/ステラジアン)は、ADCMT社製のパワーメータ8230を用いて測定される。このパワーメータで測定された測定値としての放射束(ワットW)を、立体角(ステラジアン)で割ることによって、放射強度を特定できる。立体角は、放射束を測定するセンサの有効面積D(m)に比例し、測定距離の2乗に反比例する。 The radiant intensity (Watts/steradian) is measured using an ADCMT power meter 8230. The radiant intensity can be determined by dividing the radiant flux (Watts) measured by this power meter by the solid angle (steradian). The solid angle is proportional to the effective area D (m 2 ) of the sensor measuring the radiant flux and inversely proportional to the square of the measurement distance.

以上により、照明装置30の近傍から遠方までライン照明する際に、遠方を明るく照明できる。すなわち、限られた照明装置の放射束(ワット)を有効に分配して、照明装置30の近傍の位置から照明装置30の遠方の位置までのガイドとしてのライン照明を提供しつつ、当該ライン照明の遠方における視認性を向上できる。 As a result, when providing line illumination from near the lighting device 30 to far away, the distant area can be brightly illuminated. In other words, the limited radiant flux (watts) of the lighting device can be effectively distributed to provide line illumination that acts as a guide from a position near the lighting device 30 to a position far away from the lighting device 30, while improving the visibility of the line illumination at a distance.

図6および図7は、照明装置30の配光特性を角度空間にて示している。角度空間は、角度空間座標にて表すことができる。図6および図7、並びに、後に言及する図9、図11および図12に示された角度空間座標は、0次光の進行方向を原点Oとしている。角度空間座標における縦軸θVは、0次光の進行方向に対して鉛直方向に傾斜した角度(°)を表す。角度空間座標における横軸θHは、0次光の進行方向に対して水平方向に傾斜した角度(°)を表す。図6,図7、図9、図11および図12において、照明装置30の出射端または回折面から射出するコヒーレント光の分布領域DAが、角度空間座標に示されている。分布領域DAは、角度空間座標における被照明領域である。分布領域DAは、角度空間座標における拡散角度分布を表している。 Figures 6 and 7 show the light distribution characteristics of the lighting device 30 in angular space. Angular space can be expressed in angular space coordinates. The angular space coordinates shown in Figures 6 and 7, as well as Figures 9, 11, and 12 (described later), have the origin O set to the direction of travel of the zeroth-order light. The vertical axis θV in the angular space coordinates represents the angle (°) of inclination vertically with respect to the direction of travel of the zeroth-order light. The horizontal axis θH in the angular space coordinates represents the angle (°) of inclination horizontally with respect to the direction of travel of the zeroth-order light. In Figures 6, 7, 9, 11, and 12, the distribution area DA of the coherent light emitted from the exit end or diffractive surface of the lighting device 30 is shown in angular space coordinates. The distribution area DA is the illuminated area in angular space coordinates. The distribution area DA represents the diffuse angular distribution in angular space coordinates.

図6および図7に示すように、ライン状の被照明領域90を照明する場合、角度空間座標における分布領域DAの縦軸θVでの角度範囲は、角度空間座標における分布領域DAの横軸θHでの角度範囲より、大きくてもよい。言い換えると、コヒーレント光の鉛直方向への拡散角度範囲は、コヒーレント光の水平方向への拡散角度範囲より、大きくてもよい。図6および図7に示された角度空間座標において、縦軸の角度(°)の縮尺と縦軸の角度(°)の縮尺が同一となっている。したがって、図示された角度空間座標における分布領域DAの縦軸θVに沿った長さが、角度空間座標における分布領域DAの横軸θHに沿った長さより長くてもよい。このように角度空間における分布領域DAを適切に調節することによって、照明装置30の近傍から遠方まで延びるライン状の被照明領域90を照明できる。 6 and 7, when illuminating a linear illumination area 90, the angular range of the distribution area DA along the vertical axis θV in the angular space coordinate system may be greater than the angular range of the distribution area DA along the horizontal axis θH in the angular space coordinate system. In other words, the angular range of diffusion of the coherent light in the vertical direction may be greater than the angular range of diffusion of the coherent light in the horizontal direction. In the angular space coordinate system shown in FIGS. 6 and 7, the scale of the angle (°) on the vertical axis is the same as the scale of the angle (°) on the vertical axis. Therefore, the length of the distribution area DA along the vertical axis θV in the illustrated angular space coordinate system may be longer than the length of the distribution area DA along the horizontal axis θH in the angular space coordinate system. By appropriately adjusting the distribution area DA in angular space in this way, a linear illumination area 90 extending from the vicinity of the lighting device 30 to a distance can be illuminated.

図6に示された例において、角度空間座標上での分布領域DAは、台形形状となっている。台形形状は、横軸θHと平行な上底および下底を含む。縦軸θVにおける上側、言い換えると正の大きな値となる側に位置する上底の横軸θHに沿った長さは、下底の横軸θHに沿った長さよりも小さい。つまり、台形形状の横軸θHに沿った幅は、縦軸θVの上方において縦軸θVの下方よりも狭くなっている。図6に示された分布領域DAでは、台形形状の横軸θHに沿った幅は、縦軸θVの上側から下側にむけて、しだいに広くなる。このような配光特性を有する照明装置30によれば、図2に示すように、投射面95上における被照明領域90の第2方向D2に沿った幅を一定にできる。 In the example shown in FIG. 6, the distribution area DA in the angular space coordinate system has a trapezoidal shape. The trapezoidal shape includes an upper base and a lower base parallel to the horizontal axis θH. The length along the horizontal axis θH of the upper base located above the vertical axis θV, in other words, on the side with a large positive value, is smaller than the length along the horizontal axis θH of the lower base. In other words, the width of the trapezoidal shape along the horizontal axis θH is narrower above the vertical axis θV than below the vertical axis θV. In the distribution area DA shown in FIG. 6, the width along the horizontal axis θH of the trapezoidal shape gradually increases from above the vertical axis θV to below it. With an illumination device 30 having such light distribution characteristics, the width of the illuminated area 90 on the projection surface 95 along the second direction D2 can be made constant, as shown in FIG. 2.

図7に示された例において、角度空間座標上での分布領域DAは、長方形形状となっている。図7に示された配光特性を柚須得る照明装置30によれば、図8に示すように、投射面95上における被照明領域90の第2方向D2に沿った幅は、照明装置30から第1方向に離なれるにつれて、広くなる。この例によれば、照明装置30の近傍から、照明装置30によって照明された被照明領域90の遠く離れた領域を明瞭に観察できる。 In the example shown in Figure 7, the distribution area DA on the angular space coordinate system has a rectangular shape. With an illumination device 30 that achieves the light distribution characteristics shown in Figure 7, as shown in Figure 8, the width of the illuminated area 90 on the projection surface 95 along the second direction D2 increases with increasing distance from the illumination device 30 in the first direction. With this example, distant areas of the illuminated area 90 illuminated by the illumination device 30 can be clearly observed from near the illumination device 30.

回折光学素子50で回折されたコヒーレント光は、1次回折光だけでなく、2次回折光や3次回折光等の多次回折光を含む。回折光学素子50で回折されたコヒーレント光は、-次数の回折光も含む。一般的には、例えばレリーフホログラムの階調を3以上に設定して、1次回折光の回折効率が高く設定される。1次回折光が、主として、被照明領域90の照明に用いられてもよい。1次回折光は、被照明領域90の一部のみに入射してもよい。1次回折光は、被照明領域90の全域に入射してもよい。1次回折光は、被照明領域90の全域のみに入射してもよい。 The coherent light diffracted by the diffractive optical element 50 includes not only first-order diffracted light but also multi-order diffracted light such as second-order diffracted light and third-order diffracted light. The coherent light diffracted by the diffractive optical element 50 also includes negative-order diffracted light. Typically, the gradation of the relief hologram is set to 3 or more, for example, to increase the diffraction efficiency of first-order diffracted light. The first-order diffracted light may be used primarily to illuminate the illuminated region 90. The first-order diffracted light may be incident on only a portion of the illuminated region 90. The first-order diffracted light may be incident on the entire illuminated region 90. The first-order diffracted light may be incident on only the entire illuminated region 90.

回折光学素子50で回折された1次回折光の角度空間座標上における1次光分布領域DA1の縦軸θVに沿った角度範囲が、1次光分布領域DA1の横軸θHに沿った角度範囲よりも広くてよい。角度空間座標における1次光分布領域DA1は、長方形状でもよい。角度空間座標における1次光分布領域DA1は、横軸θHに沿った幅が縦軸θVの上側において縦軸θVの下側よりも狭くなった台形形状でもよい。角度空間において1次光分布領域DA1を調節することにより、高回折効率の1次回折光によって、ライン状の被照明領域90を明るく照明できる。 The angular range along the vertical axis θV of the first-order light distribution region DA1 in the angular space coordinate system of first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element 50 may be wider than the angular range along the horizontal axis θH of the first-order light distribution region DA1. The first-order light distribution region DA1 in the angular space coordinate system may be rectangular. The first-order light distribution region DA1 in the angular space coordinate system may be trapezoidal, with the width along the horizontal axis θH being narrower above the vertical axis θV than below the vertical axis θV. By adjusting the first-order light distribution region DA1 in angular space, the linear illuminated region 90 can be brightly illuminated with first-order diffracted light with high diffraction efficiency.

照明装置30から被照明領域90内の一つの位置に向かう方向への1次回折光の放射強度が、当該一つの位置と近位端90Bとの間に位置する他の一つの位置に照明装置30から向かう方向への1次回折光の放射強度より大きくてもよい。加えて、照明装置30から被照明領域90内の任意の位置に向かう方向への1次回折光の放射強度は、当該任意の位置と近位端90Bとの間に位置する任意の他の位置に照明装置30から向かう方向への1次回折光の放射強度以上でもよい。このような1次回折光の放射強度分布によれば、高効率で回折される1次回折光が、被照明領域90内の照明装置30から遠方となる位置に向けられる。したがって、1次回折光の放射強度分布を調節することによって、照明装置30から遠く離れた領域、例えば目標位置96の近傍領域において、被照明領域90を明るく照明できる。 The radiation intensity of first-order diffracted light in a direction from the illumination device 30 toward one position within the illuminated region 90 may be greater than the radiation intensity of first-order diffracted light in a direction from the illumination device 30 toward another position located between that position and the proximal end 90B. Additionally, the radiation intensity of first-order diffracted light in a direction from the illumination device 30 toward an arbitrary position within the illuminated region 90 may be greater than or equal to the radiation intensity of first-order diffracted light in a direction from the illumination device 30 toward any other position located between that arbitrary position and the proximal end 90B. With such a radiation intensity distribution of first-order diffracted light, the first-order diffracted light, which is diffracted with high efficiency, is directed toward a position within the illuminated region 90 that is far from the illumination device 30. Therefore, by adjusting the radiation intensity distribution of the first-order diffracted light, it is possible to brightly illuminate the illuminated region 90 in areas far from the illumination device 30, such as areas near the target position 96.

被照明領域90をその長手方向に沿った長さで5等分することにより、近位端90Bから遠位端90Aに向けて、被照明領域90を第1区域90S1から第5区域90S5までの5区域に区分けする。nを1~4のいずれかの整数として、照明装置30から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への1次回折光の放射強度(ワット/ステラジアン)は、照明装置30から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への1次回折光の放射強度(ワット/ステラジアン)以上でもよい。nを1~4のいずれかの整数として、照明装置30から第n+1区域域内の位置に向かう方向への1次回折光の放射強度(ワット/ステラジアン)の平均値は、照明装置30から第n区域域内の位置に向かう方向への1次回折光の放射強度(ワット/ステラジアン)の平均値以上でもよい。各区域内の位置に向かう方向への1次回折光の放射強度の平均値とは、対象となる区域を、前記被照明領域90の長手方向と長手方向に直交する方向とのそれぞれに3分割することによって、合計9の分割区域に区分けし、各分割区域内の一つの位置に向かう方向への1次回折光の放射強度の平均値として特定される。これらのように1次回折光の放射強度分布を調節することによって、照明装置30から遠く離れた領域、例えば目標位置96の近傍領域において、被照明領域90を明るく照明できる。 By dividing the illuminated area 90 into five equal parts along its longitudinal length, the illuminated area 90 is divided into five sections, a first section 90S1 through a fifth section 90S5, from the proximal end 90B to the distal end 90A. (n) is an integer between 1 and 4, and the radiant intensity (watts/steradian) of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device 30 toward a position within the (n+1)th section may be equal to or greater than the radiant intensity (watts/steradian) of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device 30 toward a position within the (n+1)th section. (n) is an integer between 1 and 4, and the average radiant intensity (watts/steradian) of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device 30 toward a position within the (n+1)th section may be equal to or greater than the average radiant intensity (watts/steradian) of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device 30 toward a position within the (n+1)th section. The average value of the radiation intensity of first-order diffracted light in a direction toward a position within each zone is determined by dividing the target zone into three zones in both the longitudinal direction of the illuminated region 90 and the direction perpendicular to the longitudinal direction, resulting in a total of nine zones, and specifying the average value of the radiation intensity of first-order diffracted light in a direction toward one position within each zone. By adjusting the radiation intensity distribution of the first-order diffracted light in this way, it is possible to brightly illuminate the illuminated region 90 in areas far from the illumination device 30, for example, in the vicinity of the target position 96.

被照明領域90の照明に、1次回折光に加えて又は1次回折光に代えて、1次以外の他の次数の回折光が用いられてもよい。この例において、図2、図3および図5に示す例にように、照明装置30は、被照明領域90の延長線上の位置に、法線方向NDから対面してもよい。照明装置30は、被照明領域90内の位置に、法線方向NDから対面してもよい。これらの照明装置30と被照明領域90との相対位置によれば、1次以外の次数の回折光を用いて、1次回折光によって照明されるライン状の第1部分領域91に対して、第1部分領域91の長手方向にずれた追加の領域を照明できる。すなわち、1次回折光によって照明されるライン状の第1部分領域91と、1次以外の次数の回折光を用いて照明される追加の領域とが、被照明領域90の長手方向に並ぶ。また、追加の領域を、ライン状の第1部分領域91と接続させることも可能である。したがって、1次以外の次数の回折光も被照明領域90の照明に有効に活用することによって、1次回折光のみによるライン照明よりも長いライン照明を実現できる。これにより、照明装置30の限られた放射束(ワット)を有効に活用して、長い被照明領域90を遠方においても明るく照明できる。 Diffraction light of orders other than first order may be used to illuminate the illuminated region 90, in addition to or instead of first order diffracted light. In this example, as shown in FIGS. 2, 3, and 5, the illumination device 30 may face a position on an extension of the illuminated region 90 from the normal direction ND. The illumination device 30 may face a position within the illuminated region 90 from the normal direction ND. Depending on the relative positions of the illumination device 30 and the illuminated region 90, diffracted light of orders other than first order can be used to illuminate an additional region that is shifted in the longitudinal direction of the linear first partial region 91 illuminated by first order diffracted light. In other words, the linear first partial region 91 illuminated by first order diffracted light and the additional region illuminated using diffracted light of orders other than first order are aligned in the longitudinal direction of the illuminated region 90. The additional region can also be connected to the linear first partial region 91. Therefore, by effectively utilizing diffracted light of orders other than the first to illuminate the illuminated area 90, it is possible to achieve line illumination that is longer than line illumination using only first-order diffracted light. This makes effective use of the limited radiant flux (watts) of the lighting device 30, allowing the long illuminated area 90 to be brightly illuminated even from a distance.

1次以外の他の次数の回折光を被照明領域90に用いる例において、上述の角度空間座標上での1次回折光の分布領域を示す1次光分布領域DA1は、原点Oを含んでもよい。 In an example where diffracted light of an order other than the first order is used in the illuminated area 90, the first-order light distribution area DA1, which indicates the distribution area of the first-order diffracted light on the above-mentioned angular space coordinates, may include the origin O.

また、角度空間座標上での1次光分布領域DA1に含まれる原点Oは、図9に示すように、縦軸θVにおいて原点Oをとなる位置での1次光分布領域DA1の横軸θHに沿った中心位置HCに位置してもよい。言い換えると、1次光分布領域DA1の横軸θH上での中心位置HCが、角度空間座標の原点Oに位置してもよい。 Furthermore, the origin O included in the primary light distribution area DA1 on the angular space coordinate system may be located at the center position HC along the horizontal axis θH of the primary light distribution area DA1 at the position where the origin O is located on the vertical axis θV, as shown in FIG. 9. In other words, the center position HC on the horizontal axis θH of the primary light distribution area DA1 may be located at the origin O of the angular space coordinate system.

角度空間座標上にて、1次以外の+の他の次数の回折光の分布領域は、1次光分布領域DA1を含む範囲となる。図9に示すように、角度空間座標上にて、-1次回折光の-1次光分布領域DA01は、1次光分布領域DA1と原点Oを中心として点対称な領域となる。角度空間座標上にて、-1次以外の-の他の次数の回折光の分布領域は、-1次光分布領域DA01を含む領域となる。 On the angular space coordinate system, the distribution region of diffracted light of orders other than the first order (positive) is a range that includes the first order light distribution region DA1. As shown in Figure 9, on the angular space coordinate system, the -1st order light distribution region DA01 of -1st order diffracted light is a region that is point-symmetric with the first order light distribution region DA1, with the origin O as the center. On the angular space coordinate system, the distribution region of diffracted light of orders other than the -1st order (negative) is a region that includes the -1st order light distribution region DA01.

したがって、角度空間座標における1次光分布領域DA1の位置を上述のように調節することによって、1次以外の次数の回折光を用いて、1次回折光によって照明されるライン状の第1部分領域91に対して、第1部分領域91の長手方向に沿ってずれた追加の領域93を照明することができる。すなわち、図10に示すように、1次回折光によって照明されるライン状の第1部分領域91と、1次以外の次数の回折光を用いて照明される追加の領域93とが、被照明領域90の長手方向に並ぶ。また、追加の領域93を、ライン状の第1部分領域91と接続させることも可能である。したがって、1次以外の次数の回折光も被照明領域90の照明に有効に活用することによって、1次回折光のみによるライン照明よりも長いライン照明を実現できる。また、回折光学素子50の回折効率は、1次回折光の回折角度範囲が大きくなると、低下する。したがって、1次回折光に加えて、-次数の回折光を用いて被照明領域90を照明することにより、1次回折光の回折角度範囲を狭くして回折光学素子50の回折効率を向上できる。これらにより、照明装置30の限られた放射束(ワット)を有効に活用して、長い被照明領域90を遠方においても明るく照明できる。 Therefore, by adjusting the position of the first-order light distribution area DA1 in the angular space coordinates as described above, it is possible to use diffracted light of orders other than the first order to illuminate an additional area 93 that is shifted along the longitudinal direction of the first partial area 91 relative to the linear first partial area 91 illuminated by the first-order diffracted light. That is, as shown in FIG. 10 , the linear first partial area 91 illuminated by first-order diffracted light and the additional area 93 illuminated by diffracted light of orders other than the first order are aligned along the longitudinal direction of the illuminated area 90. It is also possible to connect the additional area 93 to the linear first partial area 91. Therefore, by effectively utilizing diffracted light of orders other than the first order to illuminate the illuminated area 90, it is possible to achieve line illumination that is longer than line illumination using only first-order diffracted light. Furthermore, the diffraction efficiency of the diffractive optical element 50 decreases as the diffraction angle range of the first-order diffracted light increases. Therefore, by illuminating the illumination area 90 using negative-order diffracted light in addition to first-order diffracted light, the diffraction angle range of the first-order diffracted light can be narrowed, improving the diffraction efficiency of the diffractive optical element 50. This makes effective use of the limited radiant flux (watts) of the illumination device 30, allowing the long illumination area 90 to be brightly illuminated even from a distance.

1次回折光に起因した放射強度が、照明装置30から遠方に向かう方向において高くなる場合、被照明領域90を遠方にて明るく照明できる。このとき、1次以外の+の次数の回折光に起因した放射強度も、照明装置30から遠方に向かう方向において高くなる。一方、-次数の回折光に起因した放射強度は、第1遠位端91Aから離れた位置に向かう方向において高くなる。すなわち、被照明領域90の照明に、1次回折光に加えて、-次数の回折光を用いることによって、被照明領域90の全域を明るく照明できる。 When the radiation intensity caused by first-order diffracted light increases in the direction away from the lighting device 30, the illuminated area 90 can be brightly illuminated at a distance. At this time, the radiation intensity caused by positive orders of diffracted light other than the first order also increases in the direction away from the lighting device 30. On the other hand, the radiation intensity caused by negative order diffracted light increases in the direction away from the first distal end 91A. In other words, by using negative order diffracted light in addition to first order diffracted light to illuminate the illuminated area 90, the entire illuminated area 90 can be brightly illuminated.

図11に示すように、角度空間座標上での1次光分布領域DA1の横軸θH上に沿った中心位置HCは、角度空間座標の原点Oに位置から、横軸θHに沿っていくらかずれてもよい。例えば、中心位置HCは、縦軸θVにおいて原点Oをとなる位置での1次光分布領域DA1の横軸θHに沿った幅HWの20%以下となる長さだけ、角度空間座標の原点Oの位置から横軸θHに沿ってずれてもよい。このような例によっても、1次回折光によって照明されるライン状の第1部分領域91と、1次以外の次数の回折光を用いて照明される追加の領域93とが、概ね、被照明領域90の長手方向に並ぶ。これにより、中心位置HCが原O上に位置する場合と同様の作用効果を獲得できる。 As shown in FIG. 11 , the center position HC along the horizontal axis θH of the primary light distribution area DA1 in the angular space coordinate system may be shifted somewhat along the horizontal axis θH from the origin O of the angular space coordinate system. For example, the center position HC may be shifted along the horizontal axis θH from the origin O of the angular space coordinate system by an amount equal to or less than 20% of the width HW along the horizontal axis θH of the primary light distribution area DA1 at the position corresponding to the origin O on the vertical axis θV. Even in this example, the linear first partial area 91 illuminated by first-order diffracted light and the additional area 93 illuminated using diffracted light of orders other than the first are aligned generally in the longitudinal direction of the illuminated area 90. This achieves the same effect as when the center position HC is located on the origin O.

図12に示すように、角度空間座標上での1次光分布領域DA1に含まれる原点Oは、1次光分布領域DA1の縦軸に沿った長さVLの2/5だけ1次光分布領域DA1の上縁DA1Uから縦軸に沿って下側に離れた位置より、下側に位置してもよい。言い換えると、角度空間座標上での1次光分布領域DA1に含まれる原点Oは、1次光分布領域DA1の縦軸に沿った長さVLの2/5だけ1次光分布領域DA1の上縁DA1Uから縦軸に沿って下側に離れた位置と、1次光分布領域DA1の下縁DA1Lと、の間に位置してもよい。このように角度空間座標における1次光分布領域DA1の位置を調節することによって、-次数の回折光を用いて、1次回折光によって照明されるライン状の第1部分領域91に対して、第1部分領域91の長手方向にずれた追加の領域93を照明することができる。そして、追加の領域93は、第1部分領域91に照明装置側(近位端側)から接続している。すなわち、-1次回折光やその他の-次数の回折光を用いることによって、1次回折光のみによるライン照明よりも長いライン照明を実現できる。したがって、照明装置30の限られた放射束(ワット)を有効に活用して、長い被照明領域90を遠方においても明るく照明できる。なお、-1次回折光や-次数の回折光を用いた照明は、1次回折光を用いた照明と比較して暗くなりやすい。ただし、-1次回折光や-次数の回折光によって照明される領域93は、照明装置30の近傍となる。したがって、十分に明るく照明されなくても、基準位置97が被照明領域90の追加の領域93に対して容易に位置合わせできる。 12, the origin O of the primary light distribution region DA1 in the angular space coordinate system may be located lower than a position that is 2/5 of the length VL of the primary light distribution region DA1 along the vertical axis from the upper edge DA1U of the primary light distribution region DA1. In other words, the origin O of the primary light distribution region DA1 in the angular space coordinate system may be located between a position that is 2/5 of the length VL of the primary light distribution region DA1 along the vertical axis from the upper edge DA1U of the primary light distribution region DA1 and the lower edge DA1L of the primary light distribution region DA1. By adjusting the position of the primary light distribution region DA1 in the angular space coordinate system in this manner, it is possible to use negative-order diffracted light to illuminate an additional region 93 that is shifted in the longitudinal direction of the linear first partial region 91 illuminated by the first-order diffracted light. The additional region 93 is connected to the first partial region 91 from the illumination device side (proximal end side). In other words, by using -1st-order diffracted light or other negative-order diffracted light, it is possible to achieve line illumination longer than line illumination using only first-order diffracted light. Therefore, the limited radiant flux (watts) of the illumination device 30 can be effectively utilized to brightly illuminate the long illuminated region 90 even at a distance. Note that illumination using -1st-order diffracted light or negative-order diffracted light tends to be darker than illumination using first-order diffracted light. However, the region 93 illuminated by the -1st-order diffracted light or negative-order diffracted light is near the illumination device 30. Therefore, even if the illumination is not sufficiently bright, the reference position 97 can be easily aligned with the additional region 93 of the illuminated region 90.

図12に示された例において、角度空間座標上での1次光分布領域DA1に含まれる原点Oは、1次光分布領域DA1の縦軸に沿った長さVLの2/5以上の長さだけ、1次光分布領域DA1の上縁DA1Uから縦軸に沿って下側にずれている。この例において、角度空間座標の原点Oは、1次光分布領域DA1の縦軸θVにおける中心位置VCよりも上側に位置している。角度空間座標上において、-1次光分布領域DA01は、原点Oを中心として1次光分布領域DA1と点対称となる。したがって、図13に示すように、-1次回折光によって照明される領域93の位置は、1次回折光によって照明される第1部分領域91の位置よりも遠位端90A側にずれる。ただし、-2次光分布領域DA02は、角度空間座標上で-1次光分布領域DA01を縦軸θVに沿って二倍し且つ横軸θHに沿って二倍した領域となる。このため、図13に示すように、-2次回折光によって照明される領域94は、1次回折光によって照明される第1部分領域91を含み、さらに、第1部分領域91から第1方向D1に沿って近位端90B側に大きく延び出す。これにより、図12及び図13に示された例によれば、-1次以外の-次数の回折光、例えば-2次回折光によって照明される領域94は、1次回折光によって照明される第1部分領域91に接続して第1部分領域91の照明装置側(近位端90B側)となる第2部分領域92を含み得る。 In the example shown in FIG. 12, the origin O of the primary light distribution region DA1 in the angular space coordinate system is offset downward along the vertical axis from the upper edge DA1U of the primary light distribution region DA1 by a distance equal to or greater than two-fifths of the length VL of the primary light distribution region DA1 along the vertical axis. In this example, the origin O of the angular space coordinate system is located above the center position VC of the primary light distribution region DA1 on the vertical axis θV. In the angular space coordinate system, the -1st order light distribution region DA01 is point-symmetric with the primary light distribution region DA1, with respect to the origin O. Therefore, as shown in FIG. 13, the position of the region 93 illuminated by -1st order diffracted light is offset toward the distal end 90A from the position of the first partial region 91 illuminated by the 1st order diffracted light. However, the -2nd order light distribution region DA02 is an area obtained by doubling the -1st order light distribution region DA01 along the vertical axis θV and along the horizontal axis θH in the angular space coordinate system. For this reason, as shown in Figure 13, the region 94 illuminated by -2nd-order diffracted light includes a first partial region 91 illuminated by first-order diffracted light, and further extends significantly from the first partial region 91 toward the proximal end 90B along the first direction D1. As a result, in the example shown in Figures 12 and 13, the region 94 illuminated by a negative order diffracted light other than the -1st order, for example, -2nd-order diffracted light, can include a second partial region 92 that is connected to the first partial region 91 illuminated by first-order diffracted light and is on the illumination device side (proximal end 90B side) of the first partial region 91.

図9に示すように、角度空間座標上での1次光分布領域DA1に含まれる原点Oは、1次光分布領域DA1の縦軸θVにおける中心位置VCよりも下方に位置してもよい。このように角度空間座標における1次光分布領域DA1の位置を調節することによって、-1次回折光等の-次数の回折光を用いて、1次回折光によって照明されるライン状の第1部分領域91に対して、第1部分領域91の長手方向にずれた追加の領域93,94を照明できる。追加の領域93,94の少なくとも一部分は、1次回折光によって照明される第1部分領域91に対して、被照明領域90の長手方向における近位端90B側に位置する。また、一般的に、-1次回折光の回折効率は、他の-次数の回折光の回折効率よりも高くなりやすい。したがって、追加の領域93,94を或る程度明るく照明して、被照明領域90の追加の領域93,94に対して基準位置97を容易に位置合わせできる。 As shown in FIG. 9 , the origin O of the primary light distribution region DA1 in the angular space coordinate system may be located below the center position VC of the primary light distribution region DA1 on the vertical axis θV. By adjusting the position of the primary light distribution region DA1 in the angular space coordinate system in this manner, negative-order diffracted light, such as -1st-order diffracted light, can be used to illuminate additional regions 93 and 94 that are shifted in the longitudinal direction of the linear first partial region 91 illuminated by the first-order diffracted light. At least a portion of the additional regions 93 and 94 is located closer to the proximal end 90B in the longitudinal direction of the illuminated region 90 than the first partial region 91 illuminated by the first-order diffracted light. Furthermore, the diffraction efficiency of -1st-order diffracted light generally tends to be higher than the diffraction efficiency of other negative-order diffracted light. Therefore, by illuminating the additional regions 93 and 94 to a certain degree, the reference position 97 can be easily aligned with the additional regions 93 and 94 of the illuminated region 90.

以上のように1次回折光以外の次数の回折光を利用することによって、被照明領域90は、回折光学素子50で回折された1次回折光が入射するライン状の第1部分領域91と、第1部分領域91に近位端側から接続する第2部分領域92と、を含み得る。この第2部分領域92は、第1部分領域91に照明装置側(近位端側)から接続している。第2部分領域92は、ライン状でもよい。この例によれば、有効に用いられないことがある1次以外の次数の回折光を用いることによって、1次回折光のみによるライン照明よりも長いライン照明を実現できる。したがって、照明装置30の限られた放射束(ワット)を有効に活用して、長い被照明領域を遠方においても明るく照明できる。 By utilizing diffracted light of orders other than first-order diffracted light as described above, the illuminated area 90 can include a linear first partial area 91 onto which the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element 50 is incident, and a second partial area 92 connected to the first partial area 91 from the proximal end. This second partial area 92 is connected to the first partial area 91 from the illumination device side (proximal end). The second partial area 92 may also be linear. According to this example, by using diffracted light of orders other than first-order, which may not be used effectively, it is possible to achieve line illumination that is longer than line illumination using only first-order diffracted light. Therefore, the limited radiant flux (watts) of the illumination device 30 can be effectively utilized to brightly illuminate a long illuminated area even from a distance.

なお、1次以外の次数の回折光を用いた照明は、1次回折光を用いた照明と比較して暗くなりやすい。ただし、1次以外の次数の回折光によって照明される第2部分領域92は、照明装置30の近傍となる。これにより、十分に明るく照明されなくても、基準位置97と被照明領域90の第2部分領域92とを容易に位置合わせできる。 Note that illumination using diffracted light of orders other than the first order tends to be darker than illumination using first order diffracted light. However, the second partial area 92 illuminated by diffracted light of orders other than the first order is located near the lighting device 30. This makes it easy to align the reference position 97 with the second partial area 92 of the illuminated area 90, even if the illumination is not sufficiently bright.

したがって、照明装置30から第2部分領域92内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)は、照明装置30から第1部分領域91内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)より小さくてもよい。照明装置30から第2部分領域92内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)は、照明装置30から第1部分領域91内の任意の位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)以下でもよい。照明装置30から第2部分領域92内の任意の位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)は、照明装置30から第1部分領域91内の任意の位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)以下でもよい。 Therefore, the radiation intensity (watts/steradian) in the direction from the lighting device 30 toward a position within the second partial region 92 may be less than the radiation intensity (watts/steradian) in the direction from the lighting device 30 toward a position within the first partial region 91. The radiation intensity (watts/steradian) in the direction from the lighting device 30 toward a position within the second partial region 92 may be less than the radiation intensity (watts/steradian) in the direction from the lighting device 30 toward an arbitrary position within the first partial region 91. The radiation intensity (watts/steradian) in the direction from the lighting device 30 toward an arbitrary position within the second partial region 92 may be less than the radiation intensity (watts/steradian) in the direction from the lighting device 30 toward an arbitrary position within the first partial region 91.

図10および図13に示すように、第1部分領域91は、被照明領域90の長手方向に延びるライン状の領域でもよい。図示された第1部分領域91は、第1遠位端91Aおよび第1近位端91Bを、ライン状の両端として、含む。第1遠位端91Aは、被照明領域90の長手方向において遠位端90Aに近い端である。第1近位端91Bは、被照明領域90の長手方向において近位端90Bに遠い端である。 As shown in Figures 10 and 13, the first partial region 91 may be a linear region extending in the longitudinal direction of the illuminated region 90. The illustrated first partial region 91 includes a first distal end 91A and a first proximal end 91B as both ends of the line. The first distal end 91A is the end closest to the distal end 90A in the longitudinal direction of the illuminated region 90. The first proximal end 91B is the end farthest from the proximal end 90B in the longitudinal direction of the illuminated region 90.

上述したように、回折光学素子50を用いることによって、照明装置30から被照明領域90内の各位置に向かう放射強度(ワット/ステラジアン)の分布を容易に調整することが可能となる。照明装置30から第1部分領域91内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)は、当該一つの位置と第1遠位端91Aとの間に位置する第1部分領域91内の他の一つの位置に照明装置30から向かう方向への放射強度より小さくてもよい。すなわち、第1部分領域91内における照明装置30から遠く離れた位置に向けた放射強度を高く設定してもよい。さらには、照明装置30から第1部分領域91内の任意の位置に向かう方向への放射強度は、当該任意の位置と第1遠位端91Aとの間に位置する第1部分領域91内の任意の他の位置に照明装置30から向かう方向への放射強度以下でもよい。すなわち、第1部分領域91内における照明装置30から遠く離れた位置に向かうにつれて放射強度がしだいに高くなっていくようにしてもよい。 As described above, the use of the diffractive optical element 50 makes it possible to easily adjust the distribution of radiation intensity (watts/steradian) from the lighting device 30 toward each position within the illuminated region 90. The radiation intensity (watts/steradian) from the lighting device 30 toward one position within the first partial region 91 may be smaller than the radiation intensity from the lighting device 30 toward another position within the first partial region 91 located between the one position and the first distal end 91A. That is, the radiation intensity toward a position farther away from the lighting device 30 within the first partial region 91 may be set higher. Furthermore, the radiation intensity from the lighting device 30 toward an arbitrary position within the first partial region 91 may be equal to or less than the radiation intensity from the lighting device 30 toward any other position within the first partial region 91 located between the arbitrary position and the first distal end 91A within the first partial region 91. That is, the radiation intensity may gradually increase as the distance from the lighting device 30 increases toward the position farther away from the lighting device 30 within the first partial region 91.

また、図10に示すように、第1部分領域91をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、第1近位端91Bから第1遠位端91Aに向けて、第1部分領域91を第1部分区域91S1から第5部分区域91S5までの5区域に区分けする。kを1~4のいずれかの整数として、照明装置30から第k部分区域内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)は、照明装置30から第k+1部分区域内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)以下でもよい。kを1~4のいずれかの整数として、照明装置30から第k部分区域内の位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)の平均値は、照明装置30から第k+1部分区域内の位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)の平均値以下でもよい。各部分区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値とは、対象となる部分区域を、前記被照明領域90の長手方向と長手方向に直交する方向とのそれぞれに3分割することによって、合計9の分割部分区域に区分けし、各分割部分区域内の一つの位置に向かう方向への放射強度の平均値として特定される。 Also, as shown in FIG. 10 , by dividing the first partial region 91 into five equal parts along its longitudinal length, the first partial region 91 is divided into five sections, from the first proximal end 91B to the first distal end 91A, from the first proximal end 91B to the first distal end 91A, namely, the first partial region 91S1 to the fifth partial region 91S5. Where k is an integer between 1 and 4, the radiant intensity (watts/steradian) in a direction from the lighting device 30 toward a position in the kth partial region may be equal to or less than the radiant intensity (watts/steradian) in a direction from the lighting device 30 toward a position in the k+1th partial region. Where k is an integer between 1 and 4, the average radiant intensity (watts/steradian) in a direction from the lighting device 30 toward a position in the kth partial region may be equal to or less than the average radiant intensity (watts/steradian) in a direction from the lighting device 30 toward a position in the k+1th partial region. The average value of radiation intensity in a direction toward a position within each partial area is determined as the average value of radiation intensity in a direction toward one position within each partial area by dividing the target partial area into three in each of the longitudinal directions of the illuminated area 90 and the directions perpendicular to the longitudinal directions, resulting in a total of nine partial areas.

これらの放射強度調節によれば、照明装置30近傍の位置、例えば基準位置97からの観察において概ね均一に感じられる明るさ分布にて第1部分領域91を照明することが可能となる。 By adjusting the radiation intensity in this way, it is possible to illuminate the first partial area 91 with a brightness distribution that appears generally uniform when observed from a position near the lighting device 30, such as the reference position 97.

図3~図5に示された例において、照明装置30は、三脚等の支持部材85に取り付けられている。照明装置30は、支持部材85によって、投射面95および被照明領域90に対して一定の相対位置に保持される。照明装置30と投射面95との相対位置関係が一定である場合、投射面95のうちの照明装置30に対して所定の位置関係にある被照明領域90にコヒーレント光が投射される。例えば、投射面95が平坦面である場合、照明装置付き移動体10に対して所定の位置関係にある投射面95の範囲に、被照明領域90の形状のパターンが投影される。支持部材85は、照明装置30の向きや位置を調節可能に支持してもよい。 In the example shown in Figures 3 to 5, the lighting device 30 is attached to a support member 85 such as a tripod. The lighting device 30 is held in a fixed position relative to the projection surface 95 and the illuminated area 90 by the support member 85. When the relative positional relationship between the lighting device 30 and the projection surface 95 is fixed, coherent light is projected onto the illuminated area 90 on the projection surface 95, which is in a predetermined positional relationship with the lighting device 30. For example, when the projection surface 95 is flat, a pattern in the shape of the illuminated area 90 is projected onto the area of the projection surface 95, which is in a predetermined positional relationship with the mobile body 10 with the lighting device. The support member 85 may support the lighting device 30 so that the orientation and position can be adjusted.

図14に示すように、照明装置30は移動体15に取り付けられてもよい。移動体15は、移動可能な装置である。移動体として、自動車、船、飛行機等が例示される。図14に示された例において、移動体15及び照明装置30によって、照明装置付き移動体10が構成されている。移動体15は、操作者に押される又は引かれることによって、移動してもよい。移動体15は、移動アシスト装置を含んでもよい。移動アシスト装置は、操作者に押される又は引かれることによって移動体15が移動する際に補助力を出力し、移動体15の移動を補助する。移動体15は、直線に沿って移動可能であり、さらに曲線や屈曲線に沿って移動可能であってもよい。移動体15の移動方向は、当該移動体15に搭乗した又は移動体15を押す操作者による操作や、操作者による遠隔操作によって、調節されてもよい。 As shown in FIG. 14, the lighting device 30 may be attached to a mobile body 15. The mobile body 15 is a mobile device. Examples of mobile bodies include automobiles, ships, and airplanes. In the example shown in FIG. 14, the mobile body 15 and the lighting device 30 constitute a mobile body 10 with a lighting device. The mobile body 15 may move by being pushed or pulled by an operator. The mobile body 15 may include a movement assist device. The movement assist device outputs an assist force when the mobile body 15 moves by being pushed or pulled by the operator, thereby assisting the movement of the mobile body 15. The mobile body 15 may be movable along a straight line, and may also be movable along a curved or bent line. The movement direction of the mobile body 15 may be adjusted by operation by an operator riding on or pushing the mobile body 15, or by remote control by the operator.

図14に示すように、移動体15は作業車20でもよい。作業車20は、特定の作業を行う又は特定の作業を補助する。作業車20は、投射面95上を移動することができる。作業車20が投射面95上を移動している間に、作業が実施され得る。移動体15および作業車20は、車輪22を含んでもよい。作業車20は、車輪22に代えて又は車輪22に加えて、クローラーやキャタピラー等を含んでもよい。作業車20は、駆動装置23を含んでもよい。 As shown in FIG. 14, the mobile body 15 may be a work vehicle 20. The work vehicle 20 performs or assists in a specific task. The work vehicle 20 can move on the projection surface 95. Work can be performed while the work vehicle 20 is moving on the projection surface 95. The mobile body 15 and the work vehicle 20 may include wheels 22. The work vehicle 20 may include crawlers, caterpillars, etc. instead of or in addition to the wheels 22. The work vehicle 20 may include a drive unit 23.

作業車20として、道路や歩道を作製する作業車、道路や歩道を整備する作業車、農作業を行う作業車、田畑を整備する作業車等が、例示される。道路を作製する作業車および道路を整備する作業車として、グレーダ、アスファルトフィニッシャー、ロード・ローラ、タイヤ・ローラ、ホイール・ローダ、ミキサー車、線引き車、除雪車、清掃車等が例示される。農作業を行う作業車および田畑を整備する作業車として、田植機、刈取機、草刈り機、トラクタ、薬剤散布車、耕うん機等が例示される。その他として、特殊車両やISO5053-1に規定された産業車両を作業車20としてもよい。 Examples of work vehicles 20 include vehicles used to build roads and sidewalks, vehicles used to maintain roads and sidewalks, vehicles used for agricultural work, and vehicles used to maintain fields. Examples of road building and road maintenance vehicles include graders, asphalt finishers, road rollers, tire rollers, wheel loaders, mixer trucks, line pullers, snowplows, and sweepers. Examples of agricultural work vehicles and vehicles used to maintain fields include rice transplanters, harvesters, lawn mowers, tractors, chemical sprayers, and tillers. Other examples of work vehicles 20 include specialized vehicles and industrial vehicles specified in ISO 5053-1.

図14に示された作業車20は、車体21と、車体21に回転可能に保持された車輪22と、車体21に取り付けられたハンドル24と、を含んでいる。作業車20は、車体21に支持された駆動装置23及び作業装置25を含んでいる。図示された作業車20は、駆動装置23からの駆動力によって、車輪22を回転させて作業車20を移動させる又は移動を補助する。ハンドル24を介して操作者が力を加えることで、作業車20の向きを調節できる。すなわち、作業車20の移動方向は、ハンドル24に加えられる操作者の力によって、調節される。 The work vehicle 20 shown in FIG. 14 includes a vehicle body 21, wheels 22 rotatably held on the vehicle body 21, and a handle 24 attached to the vehicle body 21. The work vehicle 20 also includes a drive unit 23 and a working device 25 supported on the vehicle body 21. The illustrated work vehicle 20 rotates the wheels 22 using driving force from the drive unit 23 to move or assist the movement of the work vehicle 20. The operator can adjust the orientation of the work vehicle 20 by applying force via the handle 24. In other words, the direction of movement of the work vehicle 20 is adjusted by the force applied by the operator to the handle 24.

図14に示され具体例において、作業車20は、投射面95にインキや石灰粉等を供給する線引き車である。図示された作業車20は、道路、歩道、駐車場における白色の線や橙色の線を引く際に利用され得る。図示された作業車20は、体育館や講堂の床面における種々の色の線を引く際にも利用され得る。作業装置25は、色材を収容した色材保持部26と、色材保持部26の色材を投射面95に供給する供給部27と、を含む。供給部27は、管状の部材である。供給部27は、下方に開口した供給口27aを有している。供給口27aは、作業車20が配置された投射面95に対面している。作業車20の移動にともなって、作業装置25が投射面95に色材を供給する。これにより、作業車20を移動させながら、投射面95に線99を引くことができる。 14, the work vehicle 20 is a line-drawing vehicle that supplies ink, lime powder, etc. to the projection surface 95. The illustrated work vehicle 20 can be used to draw white or orange lines on roads, sidewalks, and parking lots. The illustrated work vehicle 20 can also be used to draw lines of various colors on the floors of gymnasiums and auditoriums. The work device 25 includes a colorant holding unit 26 that stores colorant, and a supply unit 27 that supplies the colorant from the colorant holding unit 26 to the projection surface 95. The supply unit 27 is a tubular member. The supply unit 27 has a supply port 27a that opens downward. The supply port 27a faces the projection surface 95 on which the work vehicle 20 is positioned. As the work vehicle 20 moves, the work device 25 supplies colorant to the projection surface 95. This allows lines 99 to be drawn on the projection surface 95 while the work vehicle 20 is moving.

照明装置30は、作業車20に対して取り付けられている。照明装置30は、投射面95上の被照明領域90にコヒーレント光を照射する。言い換えると、照明装置30は、被照明領域90のパターンを投射面95上に投影する。図示された例において、投影面95は、道路の路面によって形成されている。照明装置30と投射面95との相対位置関係が一定である場合、投射面95のうちの照明装置付き移動体10に対して所定の位置関係にある被照明領域90にコヒーレント光が当初される。例えば、投射面95が平坦面である場合、照明装置付き移動体10に対して所定の位置関係にある投射面95の範囲に、被照明領域90の形状のパターンが投影される。そして、照明装置付き移動体10が投射面95上を移動することにともなって、被照明領域90も投射面95上を移動する。 The lighting device 30 is attached to the work vehicle 20. The lighting device 30 irradiates the illuminated area 90 on the projection surface 95 with coherent light. In other words, the lighting device 30 projects a pattern of the illuminated area 90 onto the projection surface 95. In the illustrated example, the projection surface 95 is formed by the road surface. When the relative positional relationship between the lighting device 30 and the projection surface 95 is constant, the coherent light is initially projected onto the illuminated area 90 on the projection surface 95, which is in a predetermined positional relationship with the mobile body 10 with the lighting device. For example, when the projection surface 95 is flat, a pattern in the shape of the illuminated area 90 is projected onto the area of the projection surface 95 that is in a predetermined positional relationship with the mobile body 10 with the lighting device. Then, as the mobile body 10 with the lighting device moves on the projection surface 95, the illuminated area 90 also moves on the projection surface 95.

上述したように、照明装置30によってコヒーレント光を照射される被照明領域90は、照明装置30から遠い遠位端90Aおよび照明装置30に近い近位端90Bを両端に含むライン状である。照明装置30によるライン照明によれば、照明装置30の近くの基準位置97から、照明装置30から遠く離れた目標位置96へ誘導する、適切なガイドを提供できる。好ましくは、基準位置97と目標位置96とを結ぶガイドを提供できる。 As described above, the illuminated area 90 illuminated with coherent light by the illumination device 30 is linear, with a distal end 90A far from the illumination device 30 and a proximal end 90B close to the illumination device 30. Line illumination by the illumination device 30 can provide an appropriate guide leading from a reference position 97 near the illumination device 30 to a target position 96 far from the illumination device 30. Preferably, a guide connecting the reference position 97 and the target position 96 can be provided.

被照明領域90は、作業車20が現在の移動方向を維持して直進した際における作業車20の移動経路を示すことができる。したがって、作業車20が作業をしながら移動している際、操作者は、被照明領域90に基づいて作業車20の向きを調節することができる。具体的には、操作者は、被照明領域90が目標位置96上に位置するよう、作業車20の向きを調節できる。或いは、直線に沿って延びる被照明領域90の延長線上に目標位置96が位置するよう、作業車20の向きを調節できる。加えて、操作者は、現在作業をすべき位置が、被照明領域90上に位置すること又は被照明領域90の延長上に位置することを容易に確認できる。基準位置97で作業を実施している場合に、当該作業を目標位置96まで行うための作業経路を提供できる。すなわち、照明装置付き移動体10を目標位置96に向けて移動させることができるとともに、現在作業を行っている位置が適切な位置であるかも確認できる。 The illuminated area 90 can indicate the path the work vehicle 20 will take if it continues moving forward while maintaining its current direction of travel. Therefore, while the work vehicle 20 is moving and performing work, the operator can adjust the orientation of the work vehicle 20 based on the illuminated area 90. Specifically, the operator can adjust the orientation of the work vehicle 20 so that the illuminated area 90 is located on the target position 96. Alternatively, the operator can adjust the orientation of the work vehicle 20 so that the target position 96 is located on an extension of the illuminated area 90, which extends along a straight line. Additionally, the operator can easily confirm that the current work position is located on the illuminated area 90 or on an extension of the illuminated area 90. When work is being performed at the reference position 97, a work route can be provided for completing the work to the target position 96. In other words, the operator can move the lighting-equipped mobile body 10 toward the target position 96 and also confirm that the current work position is appropriate.

図14に示すように、被照明領域90は、作業車20により作業が行われている領域WAを少なくとも部分的に含んでもよい。図示された例において、被照明領域90は、作業装置25の供給口27aに対面する投射面95上の領域、すなわち色材が塗布されている領域を含んでいる。したがって、線99を引いている作業位置98が、被照明領域90上に位置することを確認できる。この例によれば、作業すべき領域に対して、作業車20の向きや位置を容易かつ正確に調節できる。また、作業車20を用いた作業が作業を行うべき領域に実際に行われているかを、容易に確認できる。図示された例では、色材を塗布すべき領域に色材が塗布できているかを容易かつ正確に判断できる。これにより、基準位置97から目標位置96まで線を引く際に、容易且つ短時間で高精度に線を引くことができる。 As shown in FIG. 14, the illuminated area 90 may at least partially include the area WA where work is being performed by the work vehicle 20. In the illustrated example, the illuminated area 90 includes the area on the projection surface 95 facing the supply port 27a of the work device 25, i.e., the area where the colorant is applied. Therefore, it is possible to confirm that the work position 98 where the line 99 is drawn is located on the illuminated area 90. According to this example, the orientation and position of the work vehicle 20 can be easily and accurately adjusted with respect to the area to be worked. It is also easy to confirm whether work using the work vehicle 20 is actually being performed in the area to be worked. In the illustrated example, it is easy and accurate to determine whether the colorant has been applied to the area to be applied. This allows the line to be drawn from the reference position 97 to the target position 96 easily, quickly, and with high accuracy.

図15A~図15Dに示すように、照明装置30との組合せにおいて、ターゲット80を用いてもよい。ターゲット80は、照明装置30とともに、作業支援装置5を構成する。ターゲット80は、目標位置96を観察し易くするために用いられる。図15A~図15Dに示すように、ターゲット80を目標位置96上に設置してもよい。これにより、操作者は、ターゲット80を介して目標位置96を観察し易くなる。そして、操作者は、ターゲット80に対して被照明領域90を位置決めすることで、被照明領域90を目標位置96に対して位置合わせできる。 As shown in Figures 15A to 15D, a target 80 may be used in combination with the lighting device 30. The target 80, together with the lighting device 30, constitutes the work support device 5. The target 80 is used to make it easier to observe the target position 96. As shown in Figures 15A to 15D, the target 80 may be placed on the target position 96. This makes it easier for the operator to observe the target position 96 through the target 80. The operator can then align the illuminated area 90 with the target position 96 by positioning the illuminated area 90 relative to the target 80.

図15Aに示された例において、ターゲット80は、樹脂製のコーンによって構成されている。図15Bに示された例において、ターゲット80は、直方体状の形状を有する。このターゲット80は、表示部81を有している。操作者は、この表示部81を観察しながら、被照明領域90をターゲット80に位置合わせできる。また、表示部81は、発光してもよい。図15Cに示された例において、ターゲット80は、投射面95に直交する第3方向D3に延びる発光部82を有している。図15Dに示すように、ターゲット80は、反射部83を有してもよい。反射部83は、照明装置30からのコヒーレント光を拡散反射してもよい。反射部83は、照明装置30からのコヒーレント光を再帰反射してもよい。図15Dに示された例では、反射部83の一部分のみに、コヒーレント光が入射している。夜間での作業においては、ターゲット80が発光部82を有することによって、照明装置付き移動体10の移動方向の調節を格段に容易化できる。また、ターゲット80の反射部83が照明装置30からのコヒーレント光を反射することによっても、夜間作業時に、照明装置付き移動体10の移動方向の調節を格段に容易化できる。 In the example shown in FIG. 15A, the target 80 is made of a resin cone. In the example shown in FIG. 15B, the target 80 has a rectangular parallelepiped shape. The target 80 has a display unit 81. The operator can align the illuminated area 90 with the target 80 while observing the display unit 81. The display unit 81 may also emit light. In the example shown in FIG. 15C, the target 80 has a light-emitting unit 82 extending in a third direction D3 perpendicular to the projection surface 95. As shown in FIG. 15D, the target 80 may have a reflecting unit 83. The reflecting unit 83 may diffusely reflect coherent light from the lighting device 30. The reflecting unit 83 may retroreflect coherent light from the lighting device 30. In the example shown in FIG. 15D, coherent light is incident on only a portion of the reflecting unit 83. When working at night, the target 80 has a light-emitting portion 82, which makes it much easier to adjust the direction of movement of the lighting-equipped mobile body 10. In addition, the reflecting portion 83 of the target 80 reflects the coherent light from the lighting device 30, which also makes it much easier to adjust the direction of movement of the lighting-equipped mobile body 10 when working at night.

ターゲット80は、可搬性を有してもよい。すなわち、ターゲット80は、特別な手段を用いることなく操作者が持ち運び可能となっていてもよい。例えば、作業車20に常備されるようにしてもよい。作業車20を用いた作業箇所が変更する際、ターゲット80を次の目標位置96上に配置してもよい。 The target 80 may be portable. That is, the target 80 may be portable by the operator without using any special means. For example, the target 80 may be kept on the work vehicle 20. When the work location using the work vehicle 20 is changed, the target 80 may be placed on the next target position 96.

図15Dに示すように、ターゲット80の第2方向D2に沿った幅は、被照明領域90の第2方向D2に沿った幅よりも小さくてもよい。この例によれば、図15Dに示すように、ターゲット80の後方にも、被照明領域90が延びるようになる。したがって、被照明領域90をターゲット80及び目標位置96に容易に位置決めすることができる。同様の理由から、ターゲット80の後方に被照明領域90が延びる程度に、ターゲット80が透明であってもよいし、ターゲット80が穴を有してもよい。 As shown in FIG. 15D, the width of the target 80 along the second direction D2 may be smaller than the width of the illuminated region 90 along the second direction D2. According to this example, the illuminated region 90 also extends behind the target 80, as shown in FIG. 15D. Therefore, the illuminated region 90 can be easily positioned relative to the target 80 and the target position 96. For similar reasons, the target 80 may be transparent or may have a hole to the extent that the illuminated region 90 extends behind the target 80.

ターゲット80は、図示された例に限られない。ターゲット80は、投射面95から第3方向D3に突出又は膨出する部材に限られない。ターゲット80は、例えば、投射面95に設けられたマーカーや線であってもよい。図示された線引き車の例においては、以前の作業において引いた線、つまり消えかかった線が、ターゲット80となり得る。また、木等の植物や、投射面95上の設置物をターゲット80としてもよい。 The target 80 is not limited to the example shown. The target 80 is not limited to a member that protrudes or bulges from the projection surface 95 in the third direction D3. The target 80 may be, for example, a marker or line provided on the projection surface 95. In the example of the line-drawing cart shown in the figure, a line drawn in a previous operation, i.e., a line that is fading, could be the target 80. Furthermore, plants such as trees, or objects installed on the projection surface 95 could also be the target 80.

投射面95上における被照明領域90の長さL(図2参照)は、3m以上でもよく、5m以上でもよく、また20m以上でもよく、さらに50m以上でもよい。被照明領域90の長さLは、被照明領域90の長手方向に沿った長さである。被照明領域90を3m以上に設定することで、遠方の目標位置96を目指す際に、被照明領域90が有効なガイドとなり得る。被照明領域90の長さL(m)は、上述した下限との組合せにおいて、100m以下でもよい。 The length L (see Figure 2) of the illuminated area 90 on the projection surface 95 may be 3 m or more, 5 m or more, 20 m or more, or even 50 m or more. The length L of the illuminated area 90 is the length along the longitudinal direction of the illuminated area 90. By setting the illuminated area 90 to 3 m or more, the illuminated area 90 can serve as an effective guide when aiming at a distant target position 96. The length L (m) of the illuminated area 90 may be 100 m or less, in combination with the lower limit mentioned above.

投射面95上における被照明領域90の幅W(図2参照)は、0.002m以上0.2m以下でもよく、0.01m以上0.2m以下でもよく、0.02m以上0.1m以下でもよく、0.03m以上0.05m以下でもよい。被照明領域90の幅Wは、被照明領域90の長手方向に直交する被照明領域90の長さである。被照明領域90の幅Wの下限を設定することによって、長さの長い被照明領域90を十分に観察し得る。被照明領域90の幅Wの上限を設定することにより、照明装置30から放射される放射束が限られた幅Wの被照明領域90に集中するため、被照明領域90を明るく照明できる。 The width W (see Figure 2) of the illuminated area 90 on the projection surface 95 may be 0.002 m or more and 0.2 m or less, 0.01 m or more and 0.2 m or less, 0.02 m or more and 0.1 m or less, or 0.03 m or more and 0.05 m or less. The width W of the illuminated area 90 is the length of the illuminated area 90 perpendicular to the longitudinal direction of the illuminated area 90. By setting a lower limit for the width W of the illuminated area 90, a long illuminated area 90 can be adequately observed. By setting an upper limit for the width W of the illuminated area 90, the radiant flux emitted from the lighting device 30 is concentrated on the illuminated area 90 with a limited width W, allowing the illuminated area 90 to be brightly illuminated.

被照明領域90の長さL(m)の被照明領域90の幅W(m)に対する比の値(L/W)を、25以上10000以下としてもよく、50以上1000以下としてもよく、100以上500以下としてもよい。このように長さLの幅Wに対する比の値に下限を設定した被照明領域90によれば、照明装置30から放射される限られた放射束を有効活用して、長い被照明領域90を遠方まで明るく照明できる。 The ratio (L/W) of the length L (m) of the illuminated area 90 to the width W (m) of the illuminated area 90 may be set to 25 or greater and 10,000 or less, or 50 or greater and 1,000 or less, or 100 or greater and 500 or less. With an illuminated area 90 in which a lower limit is set for the ratio of the length L to the width W, the limited radiant flux emitted from the lighting device 30 can be effectively utilized to brightly illuminate the long illuminated area 90 over a long distance.

次に、照明装置30の具体的な構成について説明する。 Next, the specific configuration of the lighting device 30 will be described.

図1に示すように、照明装置30は、コヒーレント光を放出する光源40と、光源40からのコヒーレント光を整形する整形光学系45と、整形光学系45で整形されたコヒーレント光を回折して被照明領域90に向ける回折光学素子50と、を含んでいる。照明装置30は、回折光学素子50で回折されたコヒーレント光によって被照明領域90を照明する。このような照明装置30によれば、投射面95上において大面積の被照明領域90や照明装置30から遠く離れた位置まで延びる被照明領域90を照明できる。すなわち、光源40及び回折光学素子50を用いた照明装置30によれば、被照明領域90について上述した長さL(m)、幅W(m)、長さL(m)の幅W(m)に対する比の値を実現できる。 As shown in FIG. 1, the illumination device 30 includes a light source 40 that emits coherent light, a shaping optical system 45 that shapes the coherent light from the light source 40, and a diffractive optical element 50 that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system 45 and directs it toward an illuminated area 90. The illumination device 30 illuminates the illuminated area 90 with the coherent light diffracted by the diffractive optical element 50. This illumination device 30 can illuminate a large illuminated area 90 on a projection surface 95 or an illuminated area 90 that extends far away from the illumination device 30. In other words, the illumination device 30 using the light source 40 and the diffractive optical element 50 can achieve the above-described length L (m), width W (m), and ratio of length L (m) to width W (m) for the illuminated area 90.

光源40は、波長及び位相が一定であるコヒーレント光を射出する。光源40から射出されるコヒーレント光は直進性に優れる。したがって、光源40は、遠方を照明する照明装置30に好適である。光源40として、種々の型式の光源を用いることができる。光源40として、レーザー光を発振するレーザー光源を用いてもよい。レーザー光源として、半導体レーザー光源を例示できる。図1に示された例において、光源40は、単一のコヒーレント光源を含んでいる。したがって、図1に示された例では、光源40から発振されるコヒーレント光の波長域に対応した色のコヒーレント光で被照明領域90を照明する。 The light source 40 emits coherent light with a constant wavelength and phase. The coherent light emitted from the light source 40 has excellent linearity. Therefore, the light source 40 is suitable for use in an illumination device 30 that illuminates a distant object. Various types of light sources can be used as the light source 40. A laser light source that emits laser light may also be used as the light source 40. An example of a laser light source is a semiconductor laser light source. In the example shown in FIG. 1, the light source 40 includes a single coherent light source. Therefore, in the example shown in FIG. 1, the illuminated area 90 is illuminated with coherent light of a color corresponding to the wavelength range of the coherent light emitted from the light source 40.

整形光学系45は、光源40から射出した光を整形する。例えば、整形光学系45は、コヒーレント光の光軸に直交する断面での形状や、コヒーレント光の立体的な形状を整形する。整形光学系45は、コヒーレント光の光軸に直交する断面でのコヒーレント光の断面積を拡大させてもよい。 The shaping optical system 45 shapes the light emitted from the light source 40. For example, the shaping optical system 45 shapes the shape of the coherent light in a cross section perpendicular to the optical axis or the three-dimensional shape of the coherent light. The shaping optical system 45 may also expand the cross-sectional area of the coherent light in a cross section perpendicular to the optical axis of the coherent light.

図1に示された例において、整形光学系45は、光源40から射出した光を拡幅した平行光束に整形する。すなわち、整形光学系45は、コリメート光学系として機能する。図1に示された例において、整形光学系45は、光路に沿って配置された第1レンズ46及び第2レンズ47を有している。第1レンズ46は、光源40から射出した光を発散光束に整形する。第2レンズ47は、第1レンズ46で生成された発散光束を、平行光束に整形する。この例において、第2レンズ47は、コリメートレンズとして機能する。 In the example shown in FIG. 1, the shaping optical system 45 shapes the light emitted from the light source 40 into a widened, parallel beam. In other words, the shaping optical system 45 functions as a collimating optical system. In the example shown in FIG. 1, the shaping optical system 45 has a first lens 46 and a second lens 47 arranged along the optical path. The first lens 46 shapes the light emitted from the light source 40 into a diverging beam. The second lens 47 shapes the diverging beam generated by the first lens 46 into a parallel beam. In this example, the second lens 47 functions as a collimating lens.

回折光学素子50は、光源40からのコヒーレント光の進行方向を変化させる。回折光学素子50で回折されたコヒーレント光が、投射面95上の被照明領域90を照明する。回折光学素子50は、光源40からのコヒーレント光を回折して、投射面95上の被照明領域90に向ける。この結果、投射面95には、回折光学素子50での回折光が投射される。投射面95は、回折光学素子50での回折パターンに応じた被照明領域90のパターンで照明される。 The diffractive optical element 50 changes the direction of travel of coherent light from the light source 40. The coherent light diffracted by the diffractive optical element 50 illuminates the illuminated area 90 on the projection surface 95. The diffractive optical element 50 diffracts the coherent light from the light source 40 and directs it toward the illuminated area 90 on the projection surface 95. As a result, the light diffracted by the diffractive optical element 50 is projected onto the projection surface 95. The projection surface 95 is illuminated with the pattern of the illuminated area 90 that corresponds to the diffraction pattern of the diffractive optical element 50.

回折光学素子50は、ホログラム素子であってもよい。回折光学素子50としてホログラム素子を用いることにより、回折光学素子50の回折特性を設計しやすくなる。投射面95上における予め定めた位置、輪郭形状、大きさ、及び、向きとなっている所望領域の全域のみに光を投射し得るホログラム素子を比較的容易に設計できる。投射面95上におけるコヒーレント光を照射される領域が、被照明領域90となる。 The diffractive optical element 50 may be a hologram element. Using a hologram element as the diffractive optical element 50 makes it easier to design the diffraction characteristics of the diffractive optical element 50. It is relatively easy to design a hologram element that can project light only over the entire desired area on the projection surface 95, which has a predetermined position, contour shape, size, and orientation. The area on the projection surface 95 that is irradiated with coherent light becomes the illuminated area 90.

回折光学素子50を設計する際、被照明領域90は、回折光学素子50に対して予め定めた位置に、予め定めた輪郭形状、大きさ及び向きで、実空間に設定される。投射面95上における被照明領域90の位置、輪郭形状、大きさ及び向きは、回折光学素子50の回折特性に依存する。回折光学素子50の回折特性を調整することによって、投射面95上における被照明領域90の位置、輪郭形状、大きさ及び向きを任意に調整できる。したがって、回折光学素子50を設計する際には、まず投射面95上の被照明領域90の位置、輪郭形状、大きさ及び向きを決定する。次に、決定した被照明領域90の全域に光を投射できるように、回折光学素子50の回折特性を調整してもよい。 When designing the diffractive optical element 50, the illuminated area 90 is set in real space at a predetermined position relative to the diffractive optical element 50, with a predetermined contour shape, size, and orientation. The position, contour shape, size, and orientation of the illuminated area 90 on the projection surface 95 depend on the diffraction characteristics of the diffractive optical element 50. By adjusting the diffraction characteristics of the diffractive optical element 50, the position, contour shape, size, and orientation of the illuminated area 90 on the projection surface 95 can be adjusted as desired. Therefore, when designing the diffractive optical element 50, the position, contour shape, size, and orientation of the illuminated area 90 on the projection surface 95 are first determined. Next, the diffraction characteristics of the diffractive optical element 50 may be adjusted so that light can be projected over the entire illuminated area 90 that has been determined.

回折光学素子50は、計算機合成ホログラム(CGH:Computer Generated Hologram)として作製され得る。計算機合成ホログラムは、任意の回折特性を持つ構造をコンピュータ上で計算することによって作製される。したがって、計算機合成ホログラムを回折光学素子50として採用することで、光源や光学系を用いた物体光及び参照光の生成や、露光によるホログラム記録材料への干渉縞の記録を不要にできる。照明装置30は、当該照明装置30に対して予め定めた位置に、予め定めた輪郭形状、大きさ及び向きの被照明領域90にコヒーレント光を照射することを想定されている。被照明領域90に関する情報をパラメータとしてコンピュータに入力することで、被照明領域90に回折光を投影可能な回折特性を持つ構造、例えば凹凸面を、コンピュータでの演算によって特定できる。特定された構造を、例えば樹脂賦型により形成することによって、計算機合成ホログラムとしての回折光学素子50を、簡易な手順にて低コストで作製できる。 The diffractive optical element 50 can be fabricated as a computer-generated hologram (CGH). A computer-generated hologram is created by calculating a structure with desired diffraction characteristics on a computer. Therefore, using a computer-generated hologram as the diffractive optical element 50 eliminates the need to generate object light and reference light using a light source or optical system, or to record interference fringes on a hologram recording material by exposure. The illumination device 30 is designed to irradiate an illuminated area 90 with coherent light at a predetermined position relative to the illumination device 30 and with a predetermined contour shape, size, and orientation. By inputting information about the illuminated area 90 as parameters into a computer, a structure with diffraction characteristics capable of projecting diffracted light onto the illuminated area 90, such as an uneven surface, can be specified by computer calculation. By forming the specified structure, for example, by resin molding, the diffractive optical element 50 as a computer-generated hologram can be fabricated easily and at low cost.

回折光学素子50の設計には、例えば反復フーリエ変換法を用いてもよい。反復フーリエ変換法を用いた場合、被照明領域90が回折光学素子50から遠方にあることを前提として処理し、投射面95上に投影されるパターンをフラウンホーファ回折像としてもよい。したがって、投射面95は、回折光学素子50の回折面と非平行であってもよい。 The diffractive optical element 50 may be designed using, for example, the iterative Fourier transform method. When using the iterative Fourier transform method, processing may be performed assuming that the illuminated region 90 is located far from the diffractive optical element 50, and the pattern projected onto the projection surface 95 may be a Fraunhofer diffraction image. Therefore, the projection surface 95 may be non-parallel to the diffractive surface of the diffractive optical element 50.

図16に示すように、回折光学素子50は、複数の部分回折光学素子55を含んでもよい。個々の部分回折光学素子55は、例えばホログラム素子であり、上述した回折光学素子50と同様に構成され得る。図16に示された例において、複数の部分回折光学素子55で回折されたコヒーレント光は、互いに同一の被照明領域90に照射されるようになっている。つまり、各部分回折光学素子55で回折された光は、投射面95上における被照明領域90の全域に照射される。このような、回折光学素子50によれば、被照明領域90内の各位置に向かう光を、回折光学素子50に含まれる複数の部分回折光学素子55から分散して射出できる。これにより、回折光学素子50上の各位置が明るくなり過ぎることが抑制され、レーザー安全性を向上できる。 As shown in FIG. 16, the diffractive optical element 50 may include multiple partial diffractive optical elements 55. Each partial diffractive optical element 55 may be, for example, a hologram element and may be configured similarly to the diffractive optical element 50 described above. In the example shown in FIG. 16, the coherent light diffracted by the multiple partial diffractive optical elements 55 is irradiated onto the same illuminated region 90. In other words, the light diffracted by each partial diffractive optical element 55 is irradiated onto the entire illuminated region 90 on the projection surface 95. With this type of diffractive optical element 50, light directed toward each position within the illuminated region 90 can be dispersed and emitted from the multiple partial diffractive optical elements 55 included in the diffractive optical element 50. This prevents each position on the diffractive optical element 50 from becoming too bright, improving laser safety.

各部分回折光学素子55は、互いに同一の回折特性を有するように構成されてもよい。ただし、より高精度な投射を実現する上で、各部分回折光学素子55が、当該部分回折光学素子55の回折光学素子50内における配置位置に応じて、別個に設計された回折特性を付与されてもよい。この例によれば、各部分回折光学素子55は、他の部分回折光学素子55との配置の相違に応じて回折特性を調整されることにより、投射面95上における被照明領域90の全域のみに高精度に光の回折光を向けることができる。 Each partial diffractive optical element 55 may be configured to have the same diffraction characteristics. However, to achieve more accurate projection, each partial diffractive optical element 55 may be given diffraction characteristics that are individually designed depending on the placement position of that partial diffractive optical element 55 within the diffractive optical element 50. In this example, the diffraction characteristics of each partial diffractive optical element 55 are adjusted depending on differences in placement relative to the other partial diffractive optical elements 55, making it possible to precisely direct diffracted light only over the entire illuminated area 90 on the projection surface 95.

また、上述した放射強度分布を得るため、部分回折光学素子55が互いに異なる回折特性を有してもよい。各部分回折光学素子55が被照明領域内の互いに異なる一部にコヒーレント光を向けるようにしてもよい。 Furthermore, to obtain the above-described radiation intensity distribution, the partial diffractive optical elements 55 may have different diffraction characteristics. Each partial diffractive optical element 55 may direct coherent light toward a different portion of the illuminated area.

コヒーレント光を射出する光源40及びコヒーレント光を回折する回折光学素子50を有した照明装置30によれば、投射面95上において大面積の被照明領域90や照明装置30から遠く離れた位置まで延びる被照明領域90を照明できる。このとき、被照明領域90内の各位置へのコヒーレント光の入射角度αは大きくばらつく。ここで、被照明領域90への入射角度αとは、コヒーレント光の進行方向が被照明領域90の法線方向NDに対してなす角度のことである。 An illumination device 30 having a light source 40 that emits coherent light and a diffractive optical element 50 that diffracts the coherent light can illuminate a large illuminated area 90 on a projection surface 95 or an illuminated area 90 that extends to a position far away from the illumination device 30. In this case, the incident angle α of the coherent light at each position within the illuminated area 90 varies greatly. Here, the incident angle α at the illuminated area 90 refers to the angle that the traveling direction of the coherent light makes with the normal direction ND of the illuminated area 90.

この照明装置30において、回折光学素子50がコヒーレント光の光路を調整する。回折光学素子50の光路調整機能は高精度である。したがって、所望の形状の被照明領域90に向けて、コヒーレント光の光路を回折光学素子50で調節できる。このため、照明装置30との相対位置に強い拘束を受けることなく、例えば照明装置30から遠方に離間した位置や、コヒーレント光の入射角度αが大きくなってしまう位置等にも、被照明領域90を設定できる。すなわち、被照明領域90及び投射面95の設定の自由度を大幅に向上できる。結果として、被照明領域90に高精度にコヒーレント光を照射できる。 In this lighting device 30, the diffractive optical element 50 adjusts the optical path of the coherent light. The optical path adjustment function of the diffractive optical element 50 is highly accurate. Therefore, the diffractive optical element 50 can adjust the optical path of the coherent light toward the illuminated area 90 of the desired shape. As a result, the illuminated area 90 can be set without being strongly restricted in its relative position with the lighting device 30, even in a position far away from the lighting device 30 or where the incident angle α of the coherent light becomes large. In other words, the degree of freedom in setting the illuminated area 90 and the projection surface 95 can be greatly improved. As a result, coherent light can be irradiated onto the illuminated area 90 with high precision.

一例として計算機合成ホログラムからなる回折光学素子50によれば、一定の方向から入射するコヒーレント光の進行方向を、角度空間において、±0.01°の精度で調整できる。このような回折光学素子50を用いることにより、回折光学素子50から1m以上120m以下の距離にある被照明領域90を高精度に照明できる。被照明領域90のエッジを明確にでき、操作者は被照明領域90の遠方に位置する領域を明瞭に観察できる。 As an example, a diffractive optical element 50 made of a computer-generated hologram can adjust the direction of travel of coherent light incident from a certain direction in angular space with an accuracy of ±0.01°. By using such a diffractive optical element 50, it is possible to illuminate an illuminated area 90 located at a distance of 1 m or more and 120 m or less from the diffractive optical element 50 with high precision. The edges of the illuminated area 90 can be made clear, allowing the operator to clearly observe areas located farther away from the illuminated area 90.

図17は、照明装置30の具体的な構成例を示している。図17に示された照明装置30は、可搬性を有している。すなわち、図17に示された照明装置30は、特別な手段を用いることなく操作者が持ち運び可能となっている。照明装置30はケーシング70を有している。図17に示された照明装置30において、光源40、整形光学系45及び回折光学素子50は、ケーシング70に固定されている。通常の使用において、光源40、整形光学系45及び回折光学素子50は、ケーシング70から取り外されることを意図されていない。光源40、整形光学系45及び回折光学素子50は、ケーシング70から取り外し不可能となっている。これにより、光源40、整形光学系45及び回折光学素子50の相対位置が維持される。この結果、照明装置30に対して所定の相対位置関係にある投射面95上の被照明領域90を高精度に安定して照明できる。また、光源40、整形光学系45及び回折光学素子50が所定の位置からずれてしまうことを抑制し、レーザー安全性を向上できる。 Figure 17 shows a specific configuration example of the lighting device 30. The lighting device 30 shown in Figure 17 is portable. That is, the lighting device 30 shown in Figure 17 can be carried by an operator without using any special means. The lighting device 30 has a casing 70. In the lighting device 30 shown in Figure 17, the light source 40, the shaping optical system 45, and the diffractive optical element 50 are fixed to the casing 70. In normal use, the light source 40, the shaping optical system 45, and the diffractive optical element 50 are not intended to be removed from the casing 70. The light source 40, the shaping optical system 45, and the diffractive optical element 50 cannot be removed from the casing 70. This maintains the relative positions of the light source 40, the shaping optical system 45, and the diffractive optical element 50. As a result, the illuminated area 90 on the projection surface 95, which is in a predetermined relative positional relationship with the lighting device 30, can be stably illuminated with high precision. It also prevents the light source 40, shaping optical system 45, and diffractive optical element 50 from shifting from their predetermined positions, improving laser safety.

図17に示された例において、整形光学系45は、第1レンズ46、第2レンズ47及び第3レンズ48を含んでいる。ケーシング70は、光源40及び整形光学系45を保持する筒状部71と、筒状部71に固定された蓋部72と、を含んでいる。筒状部71は、一方を閉鎖された筒状である。筒状部71の閉鎖された一方の端部に光源40が固定されている。筒状部71の内寸法は、段差部71aを介して変化している。光源40から射出されたコヒーレント光の光路に沿った上流側から下流側に向けて、内径は大きくなっている。二つの段差部71aの各々に、第1レンズ46及び第2レンズ47が取り付けられている。筒状部71内にレンズ間距離を高精度に制御できる間隔環73が設けられている。第1レンズ46及び第2レンズ47の間に間隔環73が配置されている。第2レンズ47及び第3レンズ48の間に間隔環73が配置されている。また、蓋部72及び第3レンズ48の間に間隔環73が配置されている。間隔環73は、照明装置30に伝達される振動や衝撃による各レンズの相対位置ずれを抑制する。間隔環73は、一例として、環状または筒状の部材としてもよい。間隔環73として、アルミニウム等の金属を用いてもよいし、樹脂を用いてもよい。樹脂は熱膨張率を低減するためにグラスファイバー等の無機材料を混入してもよい。 17, the shaping optical system 45 includes a first lens 46, a second lens 47, and a third lens 48. The casing 70 includes a cylindrical portion 71 that holds the light source 40 and the shaping optical system 45, and a lid portion 72 fixed to the cylindrical portion 71. The cylindrical portion 71 is cylindrical with one end closed. The light source 40 is fixed to the closed end of the cylindrical portion 71. The inner dimension of the cylindrical portion 71 changes via a stepped portion 71a. The inner diameter increases from the upstream side to the downstream side along the optical path of the coherent light emitted from the light source 40. The first lens 46 and the second lens 47 are attached to each of the two stepped portions 71a. A spacing ring 73 that can control the distance between the lenses with high precision is provided within the cylindrical portion 71. The spacing ring 73 is disposed between the first lens 46 and the second lens 47. The spacing ring 73 is disposed between the second lens 47 and the third lens 48. A spacing ring 73 is disposed between the lid portion 72 and the third lens 48. The spacing ring 73 prevents the lenses from shifting relative to one another due to vibrations or shocks transmitted to the lighting device 30. The spacing ring 73 may be an annular or cylindrical member, for example. The spacing ring 73 may be made of a metal such as aluminum, or a resin. The resin may contain an inorganic material such as glass fiber to reduce the thermal expansion coefficient.

光源40、整形光学系45および回折光学素子50等の相対位置を一定に維持するため、接着材を用いた固定により、はめ込みでの固定と併用して接着材による固定により、光源40、整形光学系45および回折光学素子50をケーシング70に固定してもよい。 In order to maintain a constant relative position of the light source 40, shaping optical system 45, diffractive optical element 50, etc., the light source 40, shaping optical system 45, and diffractive optical element 50 may be fixed to the casing 70 using adhesive in combination with fixing by fitting.

光源40、整形光学系45および回折光学素子50等の相対位置を微修正するため、例えば、スペーサを用いてもよい。スペーサとして、金属製の薄い板状材を用いてもよい。スペーサは、間隔環73や接着材と併用してもよい。 For example, spacers may be used to fine-tune the relative positions of the light source 40, shaping optical system 45, and diffractive optical element 50. Thin metal plates may be used as spacers. Spacers may also be used in conjunction with the spacing ring 73 and adhesive.

光源40、整形光学系45および回折光学素子50等の構成要素を、配置の微調節が可能な位置調節ホルダによって保持してもよい。位置調節ホルダは、ネジ等の調節部を操作することによって構成要素の位置を微調節可能であってもよい。位置調節ホルダを介して、構成要素がケーシング70に固定されてもよい。位置調節ホルダを用いる場合、構成要素の位置の調節終了後に、ネジ等の調節部を接着材等によって固定してもよい。また、位置調節ホルダを、上述した間隔環73や、微調節された構成要素の相対位置を維持するためのその他部材と併用してもよい。 Component parts such as the light source 40, shaping optical system 45, and diffractive optical element 50 may be held by a position adjustment holder that allows for fine adjustment of their position. The position adjustment holder may allow for fine adjustment of the position of the component by operating an adjustment part such as a screw. The component parts may be fixed to the casing 70 via the position adjustment holder. When using a position adjustment holder, the adjustment part such as a screw may be fixed with an adhesive or the like after the position of the component has been adjusted. The position adjustment holder may also be used in conjunction with the spacing ring 73 described above or other members for maintaining the relative positions of the finely adjusted components.

ケーシング70は分解不可能として、光源40、整形光学系45および回折光学素子50等の構成要素の相対位置が維持されてもよい。例えば、照明装置30の製造者によって位置決めされた構成要素の相対位置が維持されるようにしてもよい。例えば、ケーシング70の螺子止め部やはめ込み部に接着材を付与して、ケーシング70を分解不可能にしてもよい。 The casing 70 may be made non-disassemblyable, so that the relative positions of components such as the light source 40, shaping optical system 45, and diffractive optical element 50 are maintained. For example, the relative positions of components positioned by the manufacturer of the lighting device 30 may be maintained. For example, adhesive may be applied to the screw-fastened portions and fitting portions of the casing 70, making the casing 70 non-disassemblyable.

図17に示された例において、照明装置30は、電池74、回路75及びスイッチ76を含んでいる。電池74は、一次電池でもよいし、充放電可能な二次電池でもよい。回路75は、電池74及びスイッチ76と電気的に接続している。スイッチ76が操作されることによって、回路75は、電池74から光源40への給電と給電停止とを切り換える。 In the example shown in FIG. 17, the lighting device 30 includes a battery 74, a circuit 75, and a switch 76. The battery 74 may be a primary battery or a rechargeable secondary battery. The circuit 75 is electrically connected to the battery 74 and the switch 76. When the switch 76 is operated, the circuit 75 switches between supplying power from the battery 74 to the light source 40 and stopping the power supply.

照明装置30は、外部電源から電力を供給されるようにしてもよい。例えば、ケーシングに外部電源と電気的に接続するためのコネクタが設けられてもよい。この例において、照明装置30は、一次電池や二次電池を含んでもよいし、一次電池や二次電池を含まなくてもよい。一次電池や二次電池を含まない照明装置30は、軽量化されることによって、振動や衝撃に対する耐性に優れる。 The lighting device 30 may be powered by an external power source. For example, the casing may be provided with a connector for electrically connecting to an external power source. In this example, the lighting device 30 may include a primary battery or a secondary battery, or it may not include a primary battery or a secondary battery. A lighting device 30 that does not include a primary battery or a secondary battery is lightweight and therefore has excellent resistance to vibration and impact.

照明装置30及びケーシング70は防水性を有してもよい。照明装置30に防水性を付与するため、ケーシング70の継ぎ目部分やはめ込み部分に、ゴムやパッキン等の防水部材が設けられてもよい。 The lighting device 30 and casing 70 may be waterproof. To make the lighting device 30 waterproof, waterproof materials such as rubber or packing may be provided at the joints and fittings of the casing 70.

照明装置30は、温度調節機構を有してもよい。温度調節機構は、光源40や回路75を所定範囲内の温度に維持してもよい。温度調節機構は、光源40や回路75を加熱または冷却してもよい。温度調節機構は、ケーシング70内に設置してもよい。温度調節機構として、ファン、ヒーター、クーラーが例示される。温度調節機構として、電熱線やペルチエ素子等を利用してもよい。 The lighting device 30 may have a temperature adjustment mechanism. The temperature adjustment mechanism may maintain the light source 40 and the circuit 75 at a temperature within a predetermined range. The temperature adjustment mechanism may heat or cool the light source 40 and the circuit 75. The temperature adjustment mechanism may be installed inside the casing 70. Examples of the temperature adjustment mechanism include a fan, heater, and cooler. The temperature adjustment mechanism may also use an electric heating wire, Peltier element, etc.

図18に示すように、照明装置30が複数の照明器具35を有してもよい。図18に示された例において、各照明器具35は、図15及び図16を参照して説明した照明装置30と同一構成を有していてもよい。図18に示された例において、複数の照明器具35が、互いに異なる波長のコヒーレント光を射出する光源40を含んでもよい。すなわち、図18に示された例において、照明装置30は、複数の光源40と、各光源40に対応して設けられた複数の回折光学素子50とを有している。各照明器具35から射出したコヒーレント光が投射面95上の被照明領域90で重なることにより、被照明領域90を所望の色で照明できる。図18に示された照明装置30は、第1~第3の照明器具35A~35Cを含む。各照明器具35A~35Cは、光源40A~40C、整形光学系45A~45C及び回折光学素子50A~50Cを別個に有している。 As shown in FIG. 18, the lighting device 30 may have multiple lighting fixtures 35. In the example shown in FIG. 18, each lighting fixture 35 may have the same configuration as the lighting device 30 described with reference to FIGS. 15 and 16. In the example shown in FIG. 18, the multiple lighting fixtures 35 may include light sources 40 that emit coherent light of different wavelengths. That is, in the example shown in FIG. 18, the lighting device 30 has multiple light sources 40 and multiple diffractive optical elements 50 corresponding to each light source 40. The coherent light emitted from each lighting fixture 35 overlaps in the illuminated area 90 on the projection surface 95, thereby illuminating the illuminated area 90 with the desired color. The lighting device 30 shown in FIG. 18 includes first to third lighting fixtures 35A to 35C. Each lighting fixture 35A to 35C has a light source 40A to 40C, a shaping optical system 45A to 45C, and a diffractive optical element 50A to 50C.

図18に示された例において、複数の照明器具35が、互いに同一波長の光を射出する光源40を含んでもよい。各照明器具35から射出したコヒーレント光照明光が投射面95の被照明領域90で重なることにより、被照明領域90を明るく照明できる。 In the example shown in FIG. 18, multiple lighting fixtures 35 may each include a light source 40 that emits light of the same wavelength. The coherent illumination light emitted from each lighting fixture 35 overlaps in the illuminated area 90 on the projection surface 95, thereby brightly illuminating the illuminated area 90.

図18に示された例において、複数の照明器具35A~35Cは、投射面95の法線方向NDである第3方向D3に配列されている。図18に示された例に限られず、複数の照明器具35A~35Cは、例えば第2方向D2に配列されてもよい。 In the example shown in FIG. 18, the multiple lighting devices 35A-35C are arranged in the third direction D3, which is the normal direction ND of the projection surface 95. The example shown in FIG. 18 is not limiting, and the multiple lighting devices 35A-35C may also be arranged, for example, in the second direction D2.

図19に示すように、照明装置30が走査装置60を有してもよい。図19に示された照明装置30は複数の回折光学素子50A~50Cを有している。走査装置60は、光源40で射出されたコヒーレント光の光路を調節して、回折光学素子50へのコヒーレント光の供給の有無や、複数の回折光学素子50A~50Cへのコヒーレント光の振り分けを制御する。走査装置60は、屈折、反射、回折等を利用して光路を変化させ得る種々の部品等を用いて構成され得る。光路を変化させ得る種々の部品として、レンズ、プリズム、ミラー、回折光学素子等が例示される。 As shown in FIG. 19, the illumination device 30 may include a scanning device 60. The illumination device 30 shown in FIG. 19 includes multiple diffractive optical elements 50A-50C. The scanning device 60 adjusts the optical path of the coherent light emitted by the light source 40 to control whether or not coherent light is supplied to the diffractive optical element 50, and to control the distribution of the coherent light to the multiple diffractive optical elements 50A-50C. The scanning device 60 may be configured using various components that can change the optical path using refraction, reflection, diffraction, etc. Examples of various components that can change the optical path include lenses, prisms, mirrors, and diffractive optical elements.

走査装置60は、光源40からのコヒーレント光の光路を経時的に変化させる。この結果、複数の回折光学素子50A~50C上でコヒーレント光の入射位置が移動する。すなわち、光源40からのコヒーレント光が入射する回折光学素子50が、複数の回折光学素子50A~50Cの間で変化する。図示された走査装置60は、一つの軸線RAを中心として回動可能な反射面を有している。このような走査装置60として、ガルバノミラーが例示される。 The scanning device 60 changes the optical path of the coherent light from the light source 40 over time. As a result, the incident position of the coherent light moves on the multiple diffractive optical elements 50A-50C. In other words, the diffractive optical element 50 onto which the coherent light from the light source 40 is incident changes among the multiple diffractive optical elements 50A-50C. The illustrated scanning device 60 has a reflective surface that can rotate around a single axis RA. An example of such a scanning device 60 is a galvanometer mirror.

被照明領域90を、第1方向D1における位置に応じて、複数の部分被照明領域901,902,903に区分けしてもよい。複数の回折光学素子50A~50Cが、互いに異なる部分被照明領域901,902,903を照明してもよい。この例によれば、一つの回折光学素子50で回折される光の回折角度範囲を狭くできる。これにより、各回折光学素子50での回折効率が向上する。また、部分被照明領域901,902,903に向けた放射束量を調節することによって、放射強度分布を高い自由度で制御できる。なお、走査装置60が人間の視覚の分解能を超える速さで動作することによって、人間には、被照明領域90に含まれる全ての部分被照明領域901,902,903が同時に照明され続けているように観察される。 The illuminated area 90 may be divided into multiple partial illuminated areas 901, 902, and 903 according to their positions in the first direction D1. Multiple diffractive optical elements 50A-50C may illuminate different partial illuminated areas 901, 902, and 903. This example narrows the diffraction angle range of light diffracted by a single diffractive optical element 50, thereby improving the diffraction efficiency of each diffractive optical element 50. Furthermore, by adjusting the amount of radiant flux directed toward the partial illuminated areas 901, 902, and 903, the radiant intensity distribution can be controlled with a high degree of freedom. Note that because the scanning device 60 operates at a speed that exceeds the resolution of human vision, it appears to a human as if all partial illuminated areas 901, 902, and 903 included in the illuminated area 90 are continuously illuminated simultaneously.

図20に示された例において、回折光学素子50は、第1~第12回折光学素子50A~50Lを含んでいる。例えば、投射面95上の被照明領域90が第1~第12部分被照明領域901~9012に区分けされている。第1~第12回折光学素子50A~50Lで回折されたコヒーレント光は、それぞれ、別個の第1~第12部分被照明領域901~9012に投射されるようになる。走査装置60は、各回折光学素子50A~50Lへ光源40からの光を向ける。照明装置30は、走査装置60の動作に応じて、各回折光学素子50A~50Lへの光の照射の有無を制御できる。例えば、光源40が、走査装置60の動作に応じて光の射出および射出停止を切り替える。他の例として、走査装置60の動作に応じて、光を遮光する遮光部材が、光源40からの光の光路に進入および光路から後退する。各回折光学素子50A~50Lへの光の照射の有無を制御することにより、任意の回折光学素子50A~50Lのみにコヒーレント光を投射することができる。これにより、任意の第1~第12部分被照明領域901~9012のみを照明することができ、被照明領域90内を所望の形状で照明することが可能となる。 In the example shown in FIG. 20, the diffractive optical element 50 includes first to twelfth diffractive optical elements 50A to 50L. For example, the illuminated area 90 on the projection surface 95 is divided into first to twelfth partial illuminated areas 901 to 9012. The coherent light diffracted by the first to twelfth diffractive optical elements 50A to 50L is projected onto the respective first to twelfth partial illuminated areas 901 to 9012. The scanning device 60 directs light from the light source 40 to each of the diffractive optical elements 50A to 50L. The illumination device 30 can control whether or not to irradiate each of the diffractive optical elements 50A to 50L with light, depending on the operation of the scanning device 60. For example, the light source 40 switches between emitting and stopping light depending on the operation of the scanning device 60. As another example, a light-blocking member that blocks light enters and retracts from the optical path of light from the light source 40 depending on the operation of the scanning device 60. By controlling whether or not light is irradiated onto each diffractive optical element 50A-50L, coherent light can be projected onto only any one of the diffractive optical elements 50A-50L. This allows only any one of the first to twelfth partial illuminated areas 901-9012 to be illuminated, making it possible to illuminate the illuminated area 90 in the desired shape.

なお、図18~図20に示した照明装置30に含まれる回折光学素子50が、複数の部分回折光学素子55に分割されていてもよい。 Note that the diffractive optical element 50 included in the illumination device 30 shown in Figures 18 to 20 may be divided into multiple partial diffractive optical elements 55.

以上に説明してきた一実施の形態において、照明装置30は、投影面95上の被照明領域90を照明する。照明装置30は、コヒーレント光を放出する光源40と、光源40からのコヒーレント光を整形する整形光学系45と、整形光学系45で整形されたコヒーレント光を回折して被照明領域90に向ける回折光学素子50と、を含む。 In the embodiment described above, the illumination device 30 illuminates the illuminated area 90 on the projection surface 95. The illumination device 30 includes a light source 40 that emits coherent light, a shaping optical system 45 that shapes the coherent light from the light source 40, and a diffractive optical element 50 that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system 45 and directs it toward the illuminated area 90.

被照明領域90は、照明装置30から遠い遠位端90Aおよび照明装置30に近い近位端90Bを含むライン状である。遠位端90Aへ向かうコヒーレント光の進行方向と投影面95の法線方向NDとの間の角度は60°以上である。したがって、照明装置30から遠く離れた遠方まで照明できる。近位端90Bへ向かうコヒーレント光の進行方向と投影面95の法線方向NDとの間の角度は20°以下である。したがって、照明装置30の近傍を照明することができる。これにより、照明装置30から遠く離れた目標位置96と、照明装置30近傍の基準位置97と、を結ぶライン状の被照明領域90を照明できる。このライン照明によれば、基準位置97から目標位置96への適切なガイドを提供できる。好ましくは、基準位置97と目標位置96とを結ぶガイドを提供できる。 The illuminated area 90 is linear, including a distal end 90A far from the illumination device 30 and a proximal end 90B close to the illumination device 30. The angle between the direction of travel of the coherent light toward the distal end 90A and the normal direction ND of the projection surface 95 is 60° or greater. Therefore, illumination is possible over a long distance from the illumination device 30. The angle between the direction of travel of the coherent light toward the proximal end 90B and the normal direction ND of the projection surface 95 is 20° or less. Therefore, illumination is possible over the vicinity of the illumination device 30. This allows illumination of the linear illuminated area 90 connecting a target position 96 far from the illumination device 30 and a reference position 97 near the illumination device 30. This line illumination can provide appropriate guidance from the reference position 97 to the target position 96. Preferably, guidance can be provided connecting the reference position 97 and the target position 96.

例えば、基準位置97から目標位置96までの測量や測定を効率的に行える。また、基準位置97で実施している作業を目標位置96まで実施する際の作業経路を提供できる。基準位置97および目標位置96の位置関係がライン照明によって観察可能となるので、具体例として、測量や墨出しを高精度且つ容易に実施可能である。また、基準位置97から目標位置96まで線を引く際にも、容易且つ短時間で高精度に線を引くことができる。 For example, surveying and measurement from the reference position 97 to the target position 96 can be performed efficiently. It can also provide a work route for carrying out work being performed at the reference position 97 to the target position 96. Because the positional relationship between the reference position 97 and the target position 96 can be observed using line illumination, surveying and marking can be performed easily and with high precision. It can also be used to draw a line from the reference position 97 to the target position 96 easily and with high precision in a short amount of time.

さらに、照明装置30から被照明領域90内の一つの位置に向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)が、当該一つの位置と遠位端90Aとの間に位置する他の一つの位置に照明装置30から向かう方向への放射強度(ワット/ステラジアン)より小さくなっている。このように放射強度(ワット/ステラジアン)を調節したとしても、照明装置30の近傍では、ライン照明によって基準位置97が適切か否かを判断することができる。仮に基準位置97が被照明領域90内に位置しない又は基準位置97が被照明領域90の延長上に位置しない場合には、被照明領域90の向きおよび基準位置97の位置の少なくとも一方を調節して、被照明領域90内または被照明領域90の延長上に基準位置97を配置できる。放射強度分布を調節することによって、照明装置30から遠く離れた目標位置の近傍において、被照明領域90を明るく照明できる。 Furthermore, the radiation intensity (watts/steradian) in the direction from the lighting device 30 toward one position within the illuminated area 90 is smaller than the radiation intensity (watts/steradian) in the direction from the lighting device 30 toward another position located between that position and the distal end 90A. Even if the radiation intensity (watts/steradian) is adjusted in this way, it is possible to determine whether the reference position 97 is appropriate near the lighting device 30 using line illumination. If the reference position 97 is not located within the illuminated area 90 or is not located on an extension of the illuminated area 90, the reference position 97 can be positioned within the illuminated area 90 or on an extension of the illuminated area 90 by adjusting at least one of the orientation of the illuminated area 90 and the position of the reference position 97. By adjusting the radiation intensity distribution, the illuminated area 90 can be brightly illuminated near a target position far from the lighting device 30.

以上により、本実施の形態によれば、照明装置30の近傍から遠方までライン照明する際に、遠方を明るく照明できる。すなわち、限られた照明装置30の放射束(ワット)を有効に分配して、照明装置30の近傍の位置から照明装置30の遠方の位置までのガイドとしてのライン照明を提供しつつ、当該ライン照明の遠方における視認性を向上できる。 As described above, according to this embodiment, when providing line illumination from the vicinity of the lighting device 30 to a distant location, the distant location can be brightly illuminated. In other words, the limited radiant flux (watts) of the lighting device 30 can be effectively distributed to provide line illumination that acts as a guide from a position near the lighting device 30 to a position far from the lighting device 30, while improving the visibility of the line illumination at a distance.

以上において具体例を参照しながら一実施の形態を説明したが、具体例によって一実施の形態は限定されない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施でき、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等できる。 Although one embodiment has been described above with reference to specific examples, the embodiment is not limited to these specific examples. The above-described embodiment can be implemented with a variety of other specific examples, and various omissions, substitutions, modifications, additions, etc. can be made without departing from the spirit of the embodiment.

5:作業支援装置、10:照明装置付き移動体、15:移動体、20:作業車、30:照明装置、40:光源、45:整形光学系、50:回折光学素子、55:部分回折光学素子、60:走査装置、80:ターゲット、85:支持部材、90:被照明領域、90A:遠位端、90B:近位端、91:第1部分領域、91A:第1遠位端、91B:第1近位端、92:第2部分領域、95:投射面、96:目標位置、97:基準位置、98:作業位置、99:線、DA:分布領域DA、DA1:1次光分布領域、DA1U:上縁、DA01:-1次光分布領域、DA02:-2次光分布領域、VC:中心位置、HC:中心位置、D1:第1方向、D2:第2方向、D3:第3方向、PC:中心位置 5: Work support device, 10: Mobile body with lighting device, 15: Mobile body, 20: Work vehicle, 30: Lighting device, 40: Light source, 45: Shaping optical system, 50: Diffractive optical element, 55: Partially diffractive optical element, 60: Scanning device, 80: Target, 85: Support member, 90: Illuminated area, 90A: Distal end, 90B: Proximal end, 91: First partial area, 91A: First distal end, 91B: Second 1 proximal end, 92: second partial area, 95: projection surface, 96: target position, 97: reference position, 98: working position, 99: line, DA: distribution area DA, DA1: primary light distribution area, DA1U: Upper edge, DA01: -1st order light distribution area, DA02: -2nd order light distribution area, VC: center position, HC: center position, D1: first direction, D2: second direction, D3: third direction, PC: center position

Claims (35)

投影面上の被照明領域を照明する照明装置であって、
コヒーレント光を放出する光源と、
前記光源からの前記コヒーレント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前記コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、
前記被照明領域は、前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状であり、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、
前記原点は、前記縦軸において前記原点となる位置での前記1次光分布領域の前記横軸に沿った中心位置に位置する、又は、前記縦軸において前記原点をとなる位置での前記1次光分布領域の前記横軸に沿った幅の20%以下となる長さだけ、前記中心位置から前記横軸に沿ってずれて位置する、照明装置。
An illumination device that illuminates an illumination area on a projection surface,
a light source that emits coherent light;
a shaping optical system that shapes the coherent light from the light source;
a diffractive optical element that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system and directs the light toward the illuminated area,
the illuminated area has a linear shape including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end ;
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
the origin is located at a central position along the horizontal axis of the primary light distribution region at a position on the vertical axis that corresponds to the origin, or is shifted from the central position along the horizontal axis by a length that is 20% or less of a width along the horizontal axis of the primary light distribution region at a position on the vertical axis that corresponds to the origin .
前記照明装置から前記被照明領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度は、前記任意の位置と前記遠位端との間に位置する任意の他の位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度以下である、請求項1に記載の照明装置。 The lighting device of claim 1, wherein the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the illuminated area is equal to or less than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any other position located between the any position and the distal end. 前記被照明領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記近位端から前記遠位端に向けて、前記被照明領域を第1区域から第5区域までの5区域に区分けした場合、
nを1~4のいずれかの整数として、
前記照明装置から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度以下である、請求項1又は2に記載の照明装置。
When the illuminated area is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the illuminated area is divided into five sections, namely, a first section to a fifth section, from the proximal end to the distal end,
n is an integer from 1 to 4,
3. The lighting device according to claim 1, wherein the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the nth zone is equal to or less than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the n+1th zone.
前記照明装置から第n区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値は、前記照明装置から第n+1区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値以下である、請求項3に記載の照明装置。 The lighting device of claim 3, wherein the average radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position within the nth zone is less than or equal to the average radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position within the n+1th zone. 投影面上の被照明領域を照明する照明装置であって、An illumination device that illuminates an illumination area on a projection surface,
コヒーレント光を放出する光源と、a light source that emits coherent light;
前記光源からの前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、a shaping optical system that shapes the coherent light from the light source;
前記整形光学系で整形された前記コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、a diffractive optical element that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system and directs the light toward the illuminated area,
前記被照明領域は、前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状であり、the illuminated area has a linear shape including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end;
前記被照明領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記近位端から前記遠位端に向けて、前記被照明領域を第1区域から第5区域までの5区域に区分けした場合、When the illuminated area is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the illuminated area is divided into five sections, namely, a first section to a fifth section, from the proximal end to the distal end,
nを1~4のいずれかの整数として、n is an integer from 1 to 4,
前記照明装置から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度以下であり、a radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the n-th zone is equal to or less than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the n+1-th zone;
前記照明装置から第n区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値は、前記照明装置から第n+1区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値以下である、照明装置。An illumination device, wherein the average value of the radiation intensity in a direction from the illumination device toward a position in the nth zone is less than or equal to the average value of the radiation intensity in a direction from the illumination device toward a position in the n+1th zone.
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記照明装置から前記被照明領域に向かう前記コヒーレント光の前記角度空間座標における分布領域の前記縦軸の角度範囲は、前記分布領域の前記横軸の角度範囲よりも大きい、請求項1~のいずれか一項に記載の照明装置。
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
6. The lighting device according to claim 1 , wherein an angular range of the vertical axis of a distribution region in the angular space coordinates of the coherent light traveling from the lighting device toward the illuminated region is larger than an angular range of the horizontal axis of the distribution region.
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、長方形状である、または、前記横軸に沿った幅が前記縦軸の上側において前記縦軸の下側よりも狭くなった台形形状である、請求項に記載の照明装置。 7. The illumination device according to claim 6, wherein a first-order light distribution region in the angular space coordinates of the first -order diffracted light diffracted by the diffractive optical element has a rectangular shape or a trapezoidal shape in which a width along the horizontal axis is narrower above the vertical axis than below the vertical axis. 前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への、前記回折光学素子で回折された1次回折光の放射強度は、前記一つの位置と前記近位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への前記1次回折光の放射強度より大きい、請求項1~のいずれか一項に記載の照明装置。 8. The illumination device according to claim 1, wherein a radiation intensity of first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element in a direction from the illumination device toward one position in the illuminated region is greater than a radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward another position located between the one position and the proximal end . 前記照明装置から前記被照明領域内の任意の位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度は、前記任意の位置と前記近位端との間に位置する任意の他の位置に前記照明装置から向かう方向への前記1次回折光の放射強度以上である、請求項に記載の照明装置。 9. The illumination device according to claim 8, wherein a radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward an arbitrary position within the illuminated region is equal to or greater than a radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward any other position located between the arbitrary position and the proximal end . 前記被照明領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記近位端から前記遠位端に向けて、前記被照明領域を第1区域から第5区域までの5区域に区分けした場合、
nを1~4のいずれかの整数として、
前記照明装置から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度は、前記照明装置から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度以上である、請求項又はに記載の照明装置。
When the illuminated area is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the illuminated area is divided into five sections, namely, a first section to a fifth section, from the proximal end to the distal end,
n is an integer from 1 to 4,
10. The lighting device according to claim 8, wherein the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device toward a position within the (n+1)th zone is equal to or greater than the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device toward a position within the (n+ 1) th zone.
投影面上の被照明領域を照明する照明装置であって、An illumination device that illuminates an illumination area on a projection surface,
コヒーレント光を放出する光源と、a light source that emits coherent light;
前記光源からの前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、a shaping optical system that shapes the coherent light from the light source;
前記整形光学系で整形された前記コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、a diffractive optical element that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system and directs the light toward the illuminated area,
前記被照明領域は、前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状であり、the illuminated area has a linear shape including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end;
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への、前記回折光学素子で回折された1次回折光の放射強度は、前記一つの位置と前記近位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への前記1次回折光の放射強度より大きく、a radiation intensity of first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element in a direction from the illumination device toward one position in the illuminated area is greater than a radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward another position located between the one position and the proximal end,
前記被照明領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記近位端から前記遠位端に向けて、前記被照明領域を第1区域から第5区域までの5区域に区分けした場合、When the illuminated area is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the illuminated area is divided into five sections, namely, a first section to a fifth section, from the proximal end to the distal end,
nを1~4のいずれかの整数として、n is an integer from 1 to 4,
前記照明装置から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度は、前記照明装置から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度以上である、照明装置。An illumination device, wherein the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward a position within an n+1th region is equal to or greater than the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward a position within an nth region.
前記照明装置から第n+1区域域内の位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度の平均値は、前記照明装置から第n区域域内の位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度の平均値以上である、請求項10又は11に記載の照明装置。 12. The lighting device according to claim 10, wherein an average value of the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device toward a position in the n+1th zone is equal to or greater than an average value of the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the lighting device toward a position in the nth zone. 前記照明装置は、前記被照明領域内、または前記被照明領域の延長線上に位置している、請求項1~12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 12 , wherein the illumination device is located within the illuminated area or on an extension of the illuminated area. 0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、
前記原点は、前記縦軸において前記原点となる位置での前記1次光分布領域の前記横軸に沿った中心位置に位置する、又は、前記縦軸において前記原点をとなる位置での前記1次光分布領域の前記横軸に沿った幅の20%以下となる長さだけ、前記中心位置から前記横軸に沿ってずれて位置する、請求項5又は11に記載の照明装置。
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
12. The lighting device according to claim 5 or 11, wherein the origin is located at a center position along the horizontal axis of the primary light distribution region at a position on the vertical axis that corresponds to the origin, or is located at a position shifted from the center position along the horizontal axis by a length that is 20% or less of a width along the horizontal axis of the primary light distribution region at the position on the vertical axis that corresponds to the origin.
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、
前記原点は、前記1次光分布領域の前記縦軸に沿った長さの2/5だけ前記1次光分布領域の上縁から前記縦軸に沿って下側に離れた位置より、下側に位置する、請求項1~14のいずれか一項に記載の照明装置。
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
15. The lighting device according to claim 1, wherein the origin is located below a position that is spaced downward along the vertical axis from an upper edge of the primary light distribution region by 2/5 of a length of the primary light distribution region along the vertical axis.
投影面上の被照明領域を照明する照明装置であって、An illumination device that illuminates an illumination area on a projection surface,
コヒーレント光を放出する光源と、a light source that emits coherent light;
前記光源からの前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、a shaping optical system that shapes the coherent light from the light source;
前記整形光学系で整形された前記コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、a diffractive optical element that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system and directs the light toward the illuminated area,
前記被照明領域は、前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状であり、the illuminated area has a linear shape including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end;
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
前記原点は、前記1次光分布領域の前記縦軸に沿った長さの2/5だけ前記1次光分布領域の上縁から前記縦軸に沿って下側に離れた位置より、下側に位置する、照明装置。the origin is located below a position spaced downward along the vertical axis from an upper edge of the primary light distribution region by 2/5 of a length of the primary light distribution region along the vertical axis.
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、
前記原点は、前記1次光分布領域の前記縦軸に沿った中心位置よりも下方に位置する、請求項1~16のいずれか一項に記載の照明装置。
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
The lighting device according to claim 1 , wherein the origin is located below a center position along the vertical axis of the primary light distribution region.
投影面上の被照明領域を照明する照明装置であって、An illumination device that illuminates an illuminated area on a projection surface,
コヒーレント光を放出する光源と、a light source that emits coherent light;
前記光源からの前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、a shaping optical system that shapes the coherent light from the light source;
前記整形光学系で整形された前記コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、a diffractive optical element that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system and directs the light toward the illuminated area,
前記被照明領域は、前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状であり、the illuminated area has a linear shape including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end;
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
前記原点は、前記1次光分布領域の前記縦軸に沿った中心位置よりも下方に位置する、照明装置。The illumination device, wherein the origin is located below a center position along the vertical axis of the primary light distribution region.
被照明領域は、前記回折光学素子で回折された1次回折光が入射するライン状の第1部分領域と、前記第1部分領域に前記近位端側から接続する第2部分領域と、を含み、
前記照明装置から前記第2部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度より小さい、請求項1~18のいずれか一項に記載の照明装置。
the illuminated region includes a linear first partial region onto which first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element is incident, and a second partial region connected to the first partial region from the proximal end side;
19. The lighting device according to claim 1, wherein a radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the second partial region is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the first partial region.
投影面上の被照明領域を照明する照明装置であって、An illumination device that illuminates an illuminated area on a projection surface,
コヒーレント光を放出する光源と、a light source that emits coherent light;
前記光源からの前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、a shaping optical system that shapes the coherent light from the light source;
前記整形光学系で整形された前記コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、a diffractive optical element that diffracts the coherent light shaped by the shaping optical system and directs the light toward the illuminated area,
前記被照明領域は、前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状であり、the illuminated area has a linear shape including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end;
被照明領域は、前記回折光学素子で回折された1次回折光が入射するライン状の第1部分領域と、前記第1部分領域に前記近位端側から接続する第2部分領域と、を含み、the illuminated region includes a linear first partial region onto which first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element is incident, and a second partial region connected to the first partial region from the proximal end side;
前記照明装置から前記第2部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度より小さい、照明装置。An illumination device, wherein a radiation intensity in a direction from the illumination device towards a position in the second partial region is smaller than a radiation intensity in a direction from the illumination device towards a position in the first partial region.
前記照明装置から前記第2部分領域内の前記一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度以下である、請求項19又は20に記載の照明装置。 21. The lighting device according to claim 19, wherein the radiation intensity in a direction from the lighting device toward the one position in the second partial region is equal to or less than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position in the first partial region. 前記照明装置から前記第2部分領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度以下である、請求項19~21のいずれか一項に記載の照明装置。 22. The lighting device according to claim 19, wherein the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the second partial region is equal to or less than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the first partial region . 前記照明装置から前記第2部分領域内の任意の位置に向かう方向への平均放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の任意の位置に向かう方向への平均放射強度以下である、請求項19~22のいずれか一項に記載の照明装置。 23. The lighting device according to claim 19, wherein an average radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the second partial region is equal to or less than an average radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the first partial region. 前記第1部分領域は、前記照明装置から遠い第1遠位端および前記照明装置に近い第1近位端を含み、
前記照明装置から前記第1部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記第1遠位端との間に位置する前記第1部分領域内の他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さい、請求項19~23のいずれか一項に記載の照明装置。
the first subregion includes a first distal end remote from the lighting device and a first proximal end close to the lighting device;
24. The lighting device of claim 19, wherein the radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the first partial region is smaller than the radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position in the first partial region located between the one position and the first distal end.
前記照明装置から前記第1部分領域内の任意の位置に向かう方向への放射強度は、前記任意の位置と前記第1遠位端との間に位置する前記第1部分領域内の任意の他の位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度以下である、請求項24に記載の照明装置。 25. The lighting device of claim 24, wherein the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any position within the first partial region is less than or equal to the radiation intensity in a direction from the lighting device toward any other position within the first partial region located between the any position and the first distal end . 前記第1部分領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記第1近位端から前記第1遠位端に向けて、前記第1部分領域を第1部分区域から第5部分区域までの5区域に区分けした場合、
kを1~4のいずれかの整数として、
前記照明装置から第k部分区域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から第k+1部分区域内の一つの位置に向かう方向への放射強度以下である、請求項24又は25に記載の照明装置。
When the first partial region is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the first partial region is divided into five sections from the first proximal end to the first distal end, from the first partial section to the fifth partial section,
k is an integer from 1 to 4,
26. The lighting device of claim 24 or 25, wherein the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the kth partial area is less than or equal to the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the k+1th partial area.
前記照明装置から第k部分区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値は、前記照明装置から第k+1部分区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値以下である、請求項26に記載の照明装置。 27. The lighting device of claim 26, wherein the average value of the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position within the kth sub-area is less than or equal to the average value of the radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position within the k+ 1th sub-area. 請求項1~27のいずれか一項に記載された照明装置と、
前記照明装置が搭載された移動体と、を備える、照明装置付き移動体。
A lighting device according to any one of claims 1 to 27 ;
A moving body equipped with an illumination device, comprising: a moving body on which the illumination device is mounted.
請求項1~27のいずれか一項に記載された照明装置と、
前記被照明領域内に配置されるターゲットと、を備える、作業支援装置。
A lighting device according to any one of claims 1 to 27 ;
a target disposed within the illuminated area.
照明装置を用いて投影面上の被照明領域を照明する照明方法であって、
前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状の被照明領域を照明する工程を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子を含み、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、
前記原点は、前記縦軸において前記原点となる位置での前記1次光分布領域の前記横軸に沿った中心位置に位置する、又は、前記縦軸において前記原点をとなる位置での前記1次光分布領域の前記横軸に沿った幅の20%以下となる長さだけ、前記中心位置から前記横軸に沿ってずれて位置する、照明方法。
1. A lighting method for illuminating an illumination area on a projection surface using a lighting device, comprising:
illuminating a linear illumination area including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
the illumination device includes a diffractive optical element that diffracts coherent light and directs it toward the illuminated area;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end ;
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
the origin is located at a central position along the horizontal axis of the primary light distribution region at a position on the vertical axis that corresponds to the origin, or is located at a position shifted from the central position along the horizontal axis by a length that is 20% or less of a width along the horizontal axis of the primary light distribution region at a position on the vertical axis that corresponds to the origin .
照明装置を用いて投影面上の被照明領域を照明する照明方法であって、
前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状の被照明領域を照明する工程を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子を含み、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、
前記被照明領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記近位端から前記遠位端に向けて、前記被照明領域を第1区域から第5区域までの5区域に区分けした場合、
nを1~4のいずれかの整数として、
前記照明装置から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への放射強度以下であり、
前記照明装置から第n区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値は、前記照明装置から第n+1区域内の位置に向かう方向への放射強度の平均値以下である、照明方法。
1. A lighting method for illuminating an illumination area on a projection surface using a lighting device, comprising:
illuminating a linear illumination area including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
the illumination device includes a diffractive optical element that diffracts coherent light and directs it toward the illuminated area;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end ;
When the illuminated area is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the illuminated area is divided into five areas, namely, a first area to a fifth area, from the proximal end to the distal end,
n is an integer from 1 to 4,
a radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the nth zone is equal to or less than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward a position in the n+1th zone;
An illumination method , wherein an average value of radiation intensity in a direction from the illumination device toward a position in the nth zone is less than or equal to an average value of radiation intensity in a direction from the illumination device toward a position in the n+1th zone .
照明装置を用いて投影面上の被照明領域を照明する照明方法であって、
前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状の被照明領域を照明する工程を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子を含み、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への、前記回折光学素子で回折された1次回折光の放射強度は、前記一つの位置と前記近位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への前記1次回折光の放射強度より大きく、
前記被照明領域をその長手方向に沿った長さで5等分することによって、前記近位端から前記遠位端に向けて、前記被照明領域を第1区域から第5区域までの5区域に区分けした場合、
nを1~4のいずれかの整数として、
前記照明装置から第n+1区域域内の一つの位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度は、前記照明装置から第n区域域内の一つの位置に向かう方向への前記1次回折光の放射強度以上である、照明方法。
1. A lighting method for illuminating an illumination area on a projection surface using a lighting device, comprising:
illuminating a linear illumination area including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
the illumination device includes a diffractive optical element that diffracts coherent light and directs it toward the illuminated area;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end ;
a radiation intensity of first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element in a direction from the illumination device toward one position in the illuminated area is greater than a radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward another position located between the one position and the proximal end,
When the illuminated area is divided into five equal parts along its longitudinal direction, the illuminated area is divided into five areas, namely, a first area to a fifth area, from the proximal end to the distal end,
n is an integer from 1 to 4,
an illumination method, wherein the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward a position within an n+1th region is equal to or greater than the radiation intensity of the first-order diffracted light in a direction from the illumination device toward a position within an nth region .
照明装置を用いて投影面上の被照明領域を照明する照明方法であって、
前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状の被照明領域を照明する工程を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子を含み、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、
前記原点は、前記1次光分布領域の前記縦軸に沿った長さの2/5だけ前記1次光分布領域の上縁から前記縦軸に沿って下側に離れた位置より、下側に位置する、照明方法。
1. A lighting method for illuminating an illumination area on a projection surface using a lighting device, comprising:
illuminating a linear illumination area including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
the illumination device includes a diffractive optical element that diffracts coherent light and directs it toward the illuminated area;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end ;
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
the origin is located below a position spaced downward along the vertical axis from an upper edge of the primary light distribution region by 2/5 of a length of the primary light distribution region along the vertical axis .
照明装置を用いて投影面上の被照明領域を照明する照明方法であって、
前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状の被照明領域を照明する工程を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子を含み、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、
0次光の進行方向を原点とし、鉛直方向の角度を縦軸とし、水平方向の角度を横軸とした角度空間座標を定義し、
前記回折光学素子で回折された1次回折光の前記角度空間座標における1次光分布領域は、前記原点を含み、
前記原点は、前記1次光分布領域の前記縦軸に沿った中心位置よりも下方に位置する、照明方法。
1. A lighting method for illuminating an illumination area on a projection surface using a lighting device, comprising:
illuminating a linear illumination area including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
the illumination device includes a diffractive optical element that diffracts coherent light and directs it toward the illuminated area;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end ;
Define an angular space coordinate system with the direction of travel of the zero-order light as the origin, the vertical angle as the vertical axis, and the horizontal angle as the horizontal axis,
a first-order light distribution area in the angular space coordinates of the first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element includes the origin,
The illumination method , wherein the origin is located below a center position along the vertical axis of the primary light distribution region .
照明装置を用いて投影面上の被照明領域を照明する照明方法であって、
前記照明装置から遠い遠位端および前記照明装置に近い近位端を含むライン状の被照明領域を照明する工程を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折して前記被照明領域に向ける回折光学素子を含み、
前記照明装置から前記遠位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記投影面の法線方向との間の角度は60°以上であり、
前記照明装置から前記近位端に向かう前記コヒーレント光の進行方向と前記法線方向との間の角度は20°以下であり、
前記照明装置から前記被照明領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記一つの位置と前記遠位端との間に位置する他の一つの位置に前記照明装置から向かう方向への放射強度より小さく、
被照明領域は、前記回折光学素子で回折された1次回折光が入射するライン状の第1部分領域と、前記第1部分領域に前記近位端側から接続する第2部分領域と、を含み、
前記照明装置から前記第2部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度は、前記照明装置から前記第1部分領域内の一つの位置に向かう方向への放射強度より小さい、照明方法。
1. A lighting method for illuminating an illumination area on a projection surface using a lighting device, comprising:
illuminating a linear illumination area including a distal end far from the illumination device and a proximal end close to the illumination device;
the illumination device includes a diffractive optical element that diffracts coherent light and directs it toward the illuminated area;
an angle between a traveling direction of the coherent light from the illumination device toward the distal end and a normal direction of the projection surface is 60° or more;
an angle between a direction of travel of the coherent light from the illumination device toward the proximal end and the normal direction is 20° or less;
a radiation intensity in a direction from the lighting device toward one position in the illuminated area is smaller than a radiation intensity in a direction from the lighting device toward another position located between the one position and the distal end ;
the illuminated region includes a linear first partial region onto which first-order diffracted light diffracted by the diffractive optical element is incident, and a second partial region connected to the first partial region from the proximal end side;
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