(57)【要約】【課題】路面等の照明対象面Ｕ上に所望の投影パターンＥを投影し、これを照明対象面Ｕ上で変位させる。【解決手段】３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの各レーザ光源１１０が発生させた各レーザビームＬ１を各拡大レンズ１２０で拡幅して各発散光Ｌ２を生成し、これを各コリメートレンズ１３０によって各平行照明光Ｌ３に整形して、ホログラム像が記録された単一の回折光学素子１４０ＲＧＢの入射面Ｑに入射させる。回折光学素子１４０ＲＧＢからの回折光Ｌ４ＲＧＢは、照明対象面Ｕ上に、ホログラム再生像として投影パターンＥを形成する。コリメートレンズ駆動部１５０Ｂによって、コリメートレンズ１３０Ｂを移動させ、投影パターンＥを照明対象面Ｕ上で変位させる。コリメートレンズ駆動部１５０Ｂは、入射面Ｑ上に形成される平行照明光の照射領域ＡＢが、入射面Ｑ上のホログラム形成面から食み出すことがないように、コリメートレンズ１３０Ｂを移動させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明対象面上に所望の投影パターンを投影する照明装置であって、
コヒーレント光を発生させる光源と、
前記光源からの光を平行照明光に整形するコリメートレンズと、
前記平行照明光を回折して、前記照明対象面上に前記投影パターンを投影する回折光学素子と、
前記コリメートレンズを支持し、これを駆動するコリメートレンズ駆動部と、
を備え、
前記回折光学素子は、ホログラム記録媒体によって構成されており、
前記コリメートレンズ駆動部は、前記回折光学素子の入射面上に形成される前記平行照明光の照射領域が、前記入射面上のホログラム形成面から食み出すことがないように、前記コリメートレンズを移動させることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記ホログラム記録媒体には、前記コリメートレンズが所定の基準状態にあるときに前記コリメートレンズから射出する平行照明光を再生用照明光として、前記照明対象面上の基準位置に前記投影パターンとなる再生像を生成する干渉縞が記録されていることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の照明装置において、
光源とコリメートレンズとの間に配置された拡大レンズを更に備え、
前記光源は光ビームを発生させ、前記拡大レンズは前記光ビームを拡幅することにより発散光を生成し、前記コリメートレンズは前記発散光を整形して平行照明光を生成することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載の照明装置において、
光源と、拡大レンズと、コリメートレンズと、回折光学素子と、コリメートレンズ駆動部と、を収容し、前記光源、前記拡大レンズ、前記回折光学素子、前記コリメートレンズ駆動部を支持固定する装置筐体を更に備えることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置において、
複数ｎ個の光源と、前記複数ｎ個の光源にそれぞれ対応して配置された複数ｎ個のコリメートレンズと、単一の回折光学素子と、を備え、
前記各コリメートレンズは、対応する前記各光源からの光をそれぞれ平行照明光に整形して、前記単一の回折光学素子のそれぞれ所定の対応照射領域に照射し、前記各対応照射領域は、照射された各平行照明光を回折して、照明対象面上にそれぞれ投影パターンを投影し、
コリメートレンズ駆動部は、複数ｎ個のコリメートレンズの少なくとも１つを、前記単一の回折光学素子の入射面上に形成される前記平行照明光の照射領域が、前記入射面上のホログラム形成面から食み出すことがないように移動させることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
照明対象面上に所望の投影パターンを投影する照明装置であって、
コヒーレント光を発生させる光源と、
前記光源からの光を平行照明光に整形するコリメートレンズと、
前記平行照明光を回折して、前記照明対象面上に前記投影パターンを投影する回折光学素子と、
前記光源を支持し、これを駆動する光源駆動部と、
を備え、
前記回折光学素子は、ホログラム記録媒体によって構成されており、
前記光源駆動部は、前記回折光学素子の入射面上に形成される前記平行照明光の照射領域が、前記入射面上のホログラム形成面から食み出すことがないように、前記光源を移動させることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項６に記載の照明装置において、
前記ホログラム記録媒体には、前記光源が所定の基準状態にあるときに前記コリメートレンズから射出する平行照明光を再生用照明光として、前記照明対象面上の基準位置に前記投影パターンとなる再生像を生成する干渉縞が記録されていることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の照明装置において、
光源とコリメートレンズとの間に配置された拡大レンズを更に備え、
前記光源は光ビームを発生させ、前記拡大レンズは前記光ビームを拡幅することにより発散光を生成し、前記コリメートレンズは前記発散光を整形して平行照明光を生成し、
前記拡大レンズは、前記光源とともに移動することを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項８に記載の照明装置において、
光源と、拡大レンズと、コリメートレンズと、回折光学素子と、光源駆動部と、を収容し、前記コリメートレンズ、前記回折光学素子、前記光源駆動部を支持固定する装置筐体を更に備え、
前記拡大レンズが、前記光源に固定されており、前記光源とともに移動することを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかに記載の照明装置において、
複数ｎ個の光源と、前記複数ｎ個の光源にそれぞれ対応して配置された複数ｎ個のコリメートレンズと、単一の回折光学素子と、を備え、
前記各コリメートレンズは、対応する前記各光源からの光をそれぞれ平行照明光に整形して、前記単一の回折光学素子のそれぞれ所定の対応照射領域に照射し、前記各対応照射領域は、照射された各平行照明光を回折して、照明対象面上にそれぞれ投影パターンを投影し、
光源駆動部は、複数ｎ個の光源の少なくとも１つを、前記単一の回折光学素子の入射面上に形成される前記平行照明光の照射領域が、前記入射面上のホログラム形成面から食み出すことがないように移動させることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関し、特に、光源からの光を回折光学素子で回折させて、所定の照明対象面を照明する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近は、レーザなどの高輝度光源を用いて、照明対象面上に所望の投影パターンを形成する機能をもった照明装置が実用化されている。ホログラムなどの回折光学素子は、入射光を所望の方向に回折させて射出する機能を有しているため、光源からの光を回折光学素子で所望の方向に回折させれば、照明対象面上に所望の投影パターンを形成することが可能になる。
【０００３】
たとえば、下記の特許文献１には、レーザ光源から射出された光を透過型ホログラムによって回折させる機能をもった照明装置を自動車に搭載し、路面上にホログラム再生像からなる所望の投影パターンを形成する技術が開示されている。この技術を用いて、予め、ホログラムに文字などの情報を記録しておけば、路面上に文字などの再生像を投影パターンとして表示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１３２７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている照明装置は、上述したように、路面等の照明対象面上に所望の投影パターンを投影することができる。ここで、どのような形状の投影パターンを、照明対象面上のどの位置に投影するかは、設計者が設計時に定めることになる。すなわち、設計者は、予め、照明装置に対して所定の幾何学的な位置関係にある照明対象面を定めておき、この照明対象面の所定位置に、所定の形状をもった投影パターンが投影されるように、回折光学素子の回折特性を設計することになる。
【０００６】
たとえば、回折光学素子としてホログラムを用いる場合、ホログラム再生像として、所定の形状をもった投影パターンが、所定の照明対象面上の所定位置に再生されるような干渉縞をホログラムに記録することになる。したがって、当該ホログラムを取り替えない限り、照明対象面上に投影される投影パターンの位置は固定されたものになる。
【０００７】
一方、上述した照明装置に関する新しい機能として、路面等に投影される投影パターンの位置を、状況に応じて変更できるようにすることが望まれている。具体的には、乗り物の進行方向を周囲に示すために、路面上に、方向指示標からなる投影パターンを投影する場合、この方向指示標の位置を状況に応じて変化させるのが好ましい。
【０００８】
たとえば、上述した照明装置を自動車に取り付け、走行中の自動車から路面上に方向指示標を投影して表示する場合、当該自動車の走行速度や車線変更などの走行状況に応じて、方向指示標の路面上の表示位置が適切となるように、投影位置を変化させるようにするのが好ましい。しかしながら、従来の照明装置では、投影パターンの投影位置を変更することができない。
【０００９】
そこで本発明は、路面、地面、床面、水面下、壁面等の照明対象面上に所望の投影パターンを投影することができ、しかも当該投影パターンを照明対象面上で変位させることが可能な照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
(1)   本発明の第１の態様は、照明対象面上に所望の投影パターンを投影する照明装置において、
光源と、
この光源からの光を平行照明光に整形するコリメートレンズと、
この平行照明光を回折して、照明対象面上に投影パターンを投影する回折光学素子と、
コリメートレンズを支持し、これを駆動するコリメートレンズ駆動部と、
を設け、
コリメートレンズ駆動部が、コリメートレンズを、当該コリメートレンズに入射する光の光軸に対して非平行となる所定の移動方向に平行移動させるようにしたものである。
【００１１】
(2)   本発明の第２の態様は、上述した第１の態様に係る照明装置において、
コリメートレンズ駆動部が、コリメートレンズを、当該コリメートレンズに入射する光の光軸に直交する移動平面に沿って平行移動させるようにしたものである。
【００１２】
(3)   本発明の第３の態様は、上述した第２の態様に係る照明装置において、
光源とコリメートレンズとの間に配置された拡大レンズを更に設け、
光源は光ビームを発生させ、拡大レンズはこの光ビームを拡幅することにより発散光を生成し、コリメートレンズはこの発散光を整形して平行照明光を生成するようにしたものである。
【００１３】
(4)   本発明の第４の態様は、上述した第３の態様に係る照明装置において、
互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を有するＸＹＺ三次元直交座標系を定義したときに、
光源が、Ｘ軸に平行な光軸をもつ光ビームを発生させ、
拡大レンズが、上記光軸を中心軸として発散する発散光を生成し、
コリメートレンズが、この発散光を整形して平行照明光を生成し、
回折光学素子が、ＹＺ平面に平行な入射面を有し、
コリメートレンズ駆動部が、コリメートレンズを、ＹＺ平面に平行な移動平面に沿って平行移動させる駆動を行い、この駆動によって、上記平行照明光の上記入射面に対する入射方向が変化するようにしたものである。
【００１４】
(5)   本発明の第５の態様は、上述した第４の態様に係る照明装置において、
回折光学素子を、入射面がＹＺ平面に平行になるように配置されたホログラム記録媒体によって構成し、このホログラム記録媒体には、ＸＹ平面に平行な照明対象面上に投影パターンとなる再生像を生成するための干渉縞を記録するようにしたものである。
【００１５】
(6)   本発明の第６の態様は、上述した第３〜第５の態様に係る照明装置において、
光源と、拡大レンズと、コリメートレンズと、回折光学素子と、コリメートレンズ駆動部と、を収容し、光源、拡大レンズ、回折光学素子、コリメートレンズ駆動部を支持固定する装置筐体を更に設けるようにしたものである。
【００１６】
(7)   本発明の第７の態様は、上述した第１〜第６の態様に係る照明装置において、
複数ｎ個の光源と、この複数ｎ個の光源にそれぞれ対応して配置された複数ｎ個のコリメートレンズと、を設け、
各コリメートレンズは、対応する各光源からの光をそれぞれ平行照明光に整形して、回折光学素子のそれぞれ所定の対応照射領域に照射し、各対応照射領域は、照射された各平行照明光を回折して、照明対象面上にそれぞれ投影パターンを投影し、
コリメートレンズ駆動部は、複数ｎ個のコリメートレンズの少なくとも１つを平行移動させるようにしたものである。
【００１７】
(8)   本発明の第８の態様は、照明対象面上に所望の投影パターンを投影する照明装置において、
光源と、
この光源からの光を平行照明光に整形するコリメートレンズと、
この平行照明光を回折して、照明対象面上に投影パターンを投影する回折光学素子と、
光源を支持し、これを駆動する光源駆動部と、
を設け、
光源駆動部が、光源を、当該光源が発生させる光の光軸に対して非平行となる所定の移動方向に平行移動させるようにしたものである。
【００１８】
(9)   本発明の第９の態様は、上述した第８の態様に係る照明装置において、
光源駆動部が、光源を、当該光源が発生させる光の光軸に直交する移動平面に沿って平行移動させるようにしたものである。
【００１９】
(10)  本発明の第１０の態様は、上述した第９の態様に係る照明装置において、
光源とコリメートレンズとの間に配置された拡大レンズを更に設け、
光源は光ビームを発生させ、拡大レンズはこの光ビームを拡幅することにより発散光を生成し、コリメートレンズはこの発散光を整形して平行照明光を生成し、
拡大レンズが、光源とともに移動するようにしたものである。
【００２０】
(11)  本発明の第１１の態様は、上述した第１０の態様に係る照明装置において、
互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を有するＸＹＺ三次元直交座標系を定義したときに、
光源が、Ｘ軸に平行な光軸をもつ光ビームを発生させ、
拡大レンズが、上記光軸を中心軸として発散する発散光を生成し、
コリメートレンズが、この発散光を整形して平行照明光を生成し、
回折光学素子が、ＹＺ平面に平行な入射面を有し、
光源駆動部が、光源を、ＹＺ平面に平行な移動平面に沿って平行移動させる駆動を行い、この駆動によって、上記平行照明光の上記入射面に対する入射方向が変化するようにしたものである。
【００２１】
(12)  本発明の第１２の態様は、上述した第１１の態様に係る照明装置において、
回折光学素子を、入射面がＹＺ平面に平行になるように配置されたホログラム記録媒体によって構成し、このホログラム記録媒体には、ＸＹ平面に平行な照明対象面上に投影パターンとなる再生像を生成するための干渉縞を記録するようにしたものである。
【００２２】
(13)  本発明の第１３の態様は、上述した第１０〜第１２の態様に係る照明装置において、
光源と、拡大レンズと、コリメートレンズと、回折光学素子と、光源駆動部と、を収容し、コリメートレンズ、回折光学素子、光源駆動部を支持固定する装置筐体を更に設け、
拡大レンズを光源に固定し、光源とともに移動するようにしたものである。
【００２３】
(14)  本発明の第１４の態様は、上述した第８〜第１３の態様に係る照明装置において、
複数ｎ個の光源と、この複数ｎ個の光源にそれぞれ対応して配置された複数ｎ個のコリメートレンズと、を設け、
各コリメートレンズは、対応する各光源からの光をそれぞれ平行照明光に整形して、回折光学素子のそれぞれ所定の対応照射領域に照射し、各対応照射領域は、照射された各平行照明光を回折して、照明対象面上にそれぞれ投影パターンを投影し、
光源駆動部は、複数ｎ個の光源の少なくとも１つを平行移動させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る照明装置によれば、路面、地面、床面、水面下、壁面等の照明対象面上に所望の投影パターンを投影し、しかも当該投影パターンを照明対象面上で変位させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す照明装置１００の上面図（一部の構成要素の図示は省略）である。
【図３】図１に示す照明装置１００によって、照明対象面Ｕ上に投影される投影パターンＥの変位状態を説明する平面図である。
【図４】図１に示す第１の実施形態の変形例に係る照明装置１００ＲＧＢの全体構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る照明装置２００の全体構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示す第２の実施形態の変形例に係る照明装置２００ＲＧＢの全体構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を図示するいくつかの実施形態に基づいて説明する。なお、本願図面では、説明の便宜上、各部の縮尺や縦横の寸法比を、必要に応じて実際の寸法比から変更している。また、本明細書において用いる形状や幾何学的条件を特定する「平行」、「直交」、「垂直」、「同一」等の用語、および長さや角度の値等については、必ずしも厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲も含めて解釈すべきものである。
【００２７】
＜＜＜  §１．  第１の実施形態  ＞＞＞
はじめに、図１〜図４を参照しながら、本発明の第１の実施形態（コリメートレンズを駆動する実施形態）を説明する。
【００２８】
＜１．１  第１の実施形態の基本構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の全体構成を示す斜視図である。この照明装置１００は、所定の照明対象面Ｕ上に所望の投影パターンＥを投影する機能をもった照明装置である。
【００２９】
照明対象面Ｕは、この照明装置１００によって照明される被照明領域を形成する平面であり、図では、便宜上、破線で囲った矩形領域として描かれている。図示の例の場合、投影パターンＥは、Ｖ字状の図形パターンであるが、もちろん、投影パターンＥの形状や大きさは、図示の例に限定されるものではなく、任意の形状を有するものでよい。たとえば、ライン状の形状や特定の文字の形状を有していてもよい（後述する各実施形態についても同様）。
【００３０】
この照明装置１００は、たとえば、自動車や航空機等の乗り物に取り付けて利用することができる。照明装置１００を乗り物に取り付けて利用すれば、乗り物の進行方向等の情報を、その周囲の路面、地面、床面、水面下、壁面等の照明対象面上に投影パターンＥとして表示することができる。ここでは、照明装置１００を自動車に取り付け、前方の路面上にその進行方向を示す方向指示標からなる投影パターンＥ（図示の例の場合、Ｖ字状の図形パターン）が形成されるような照明を行う実施例を述べることにする。したがって、図示の例の場合、照明対象面Ｕは自動車前方の路面上に設定されており、Ｖ字状の投影パターンＥは、当該自動車の進行方向を示している。
【００３１】
図示のとおり、照明装置１００は、光源１１０と、この光源１１０からの光ビームＬ１を拡幅することにより発散光Ｌ２を生成する拡大レンズ１２０と、光源１１０からの光（拡大レンズ１２０が生成した発散光Ｌ２）を整形して平行照明光Ｌ３を生成するコリメートレンズ１３０と、この平行照明光Ｌ３を回折して、照明対象面Ｕ上（この実施例では、前方の路面上）に投影パターンＥを投影する回折光学素子１４０と、コリメートレンズ１３０を支持し、これを駆動するコリメートレンズ駆動部１５０と、を備えている。
【００３２】
なお、具体的な構造についての図示は省略するが、この照明装置１００は、更に、装置筐体１６０を備えている。装置筐体１６０は、光源１１０と、拡大レンズ１２０と、コリメートレンズ１３０と、回折光学素子１４０と、コリメートレンズ駆動部１５０と、を収容する筐体であり、ここに示す実施例の場合、装置筐体１６０は自動車のフロント部分に取り付けられる。なお、装置筐体１６０は、光源１１０、拡大レンズ１２０、回折光学素子１４０、コリメートレンズ駆動部１５０を支持固定する役割も果たす。
【００３３】
図では、この支持固定の役割を明確に示すために、装置筐体１６０の個々の部分を電気回路の接地記号を用いて示してある。具体的には、図１における光源１１０、拡大レンズ１２０、回折光学素子１４０、コリメートレンズ駆動部１５０から下方に伸びる線およびその下端に示された接地記号１６０は、これらの各構成要素が装置筐体１６０によって支持固定されていることを示している。なお、コリメートレンズ１３０は、装置筐体１６０に対して可動となる状態でコリメートレンズ駆動部１５０によって支持されている。このコリメートレンズ駆動部１５０によるコリメートレンズ１３０の駆動方法についての詳細は、後の§１．２において詳述する。
【００３４】
ここでは、この照明装置１００を構成する各構成要素相互の幾何学的な位置関係を説明する便宜上、図示のとおり、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を有するＸＹＺ三次元直交座標系を定義する。図示の実施例の場合、照明装置１００は、進行方向がＸ軸正方向となるように自動車に取り付けられており、照明対象面Ｕ（前方の路面）は、ＸＹ平面に平行な平面上に定義されている。この照明対象面Ｕを照明するために、光源１１０は、Ｘ軸正方向に照明用の光ビームＬ１を照射する機能を有している。また、コリメートレンズ１３０および回折光学素子１４０は、ＹＺ平面に平行な平面上に配置されている。
【００３５】
この実施例の場合、光源１１０として、レーザ光源が用いられている。レーザ光源１１０から射出されるレーザ光は直進性に優れており、照明対象面Ｕを照明して、高精細な投影パターンＥを形成するための光として好適である。
【００３６】
図示のとおり光源１１０が発生させたレーザビームＬ１は、拡大レンズ１２０によって拡幅され、発散光Ｌ２が生成される。拡大レンズ１２０は、レーザビームＬ１を屈折して、レーザビームＬ１の光軸に直交する断面において光が占める領域が広がるように、当該レーザビームＬ１を発散させて発散光束に変換する。別言すれば、拡大レンズ１２０は、レーザビームＬ１の光束の立体的な形状を整形することになる。ここに示す例の場合、レーザビームＬ１は円形断面を有する光束であり、拡大レンズ１２０からは、円錐状に広がる光束からなる発散光Ｌ２が射出される。図には、この発散光Ｌ２の光軸Ｃ（コリメートレンズ１３０に入射する光Ｌ２の光軸）が一点鎖線で描かれている。この光軸Ｃは、Ｘ軸に平行な軸になる。
【００３７】
コリメートレンズ１３０は、この円錐状に広がる発散光Ｌ２の立体的な形状を整形して平行光束からなる平行照明光Ｌ３を生成し、これを回折光学素子１４０の入射面Ｑに照射する。図示に示す例の場合、レーザビームＬ１の光軸が、拡大レンズ１２０の中心点を通り、発散光Ｌ２の光軸Ｃ（円錐状に広がる発散光束の中心軸）が、コリメートレンズ１３０の中心点を通り、平行照明光Ｌ３の光軸（平行光束の中心軸）が、回折光学素子１４０の中心点を通るように、各構成要素が配置されている。なお、本願において、「ある光についての光軸」とは、「当該光が通過する領域の中心をたどる光路に沿った方向軸」を意味する。
【００３８】
したがって、図示に示す例の場合、レーザビームＬ１の光軸と、発散光Ｌ２の光軸Ｃと、平行照明光Ｌ３の光軸とは一致し、いずれもＸ軸に平行な軸になる。ここでは、このような状態を「基準状態」と呼ぶことにする。この基準状態では、平行照明光Ｌ３は、Ｘ軸に対して平行な平行光束を形成し、その断面（光軸に直交する断面）は円形になる。そして、回折光学素子１４０は、その入射面ＱがＹＺ平面に平行な面となるように配置されているので、基準状態では、平行照明光Ｌ３は、回折光学素子１４０の入射面Ｑに対して垂直に入射する。その結果、入射面Ｑ上には、図に破線で示すように、円形の照射領域Ａが形成される。
【００３９】
もっとも、後述するように、コリメートレンズ駆動部１５０によって、コリメートレンズ１３０を駆動すると、上記基準状態から外れた状態となり、平行照明光Ｌ３の光軸は、発散光Ｌ２の光軸Ｃ（コリメートレンズ１３０に入射する光の光軸）には一致しなくなり、平行照明光Ｌ３の入射面Ｑに対する入射角は変化する。この場合、回折光学素子１４０上の照射領域Ａは、正円ではなく、若干変形した楕円状になる。
【００４０】
続いて、回折光学素子１４０の機能について説明する。回折光学素子１４０は、コリメートレンズ１３０によって整形され、入射面Ｑに照射された平行照明光Ｌ３を回折し、得られた回折光Ｌ４によって、照明対象面Ｕ上に投影パターンＥを投影する機能を果たす。回折光学素子１４０の入射面Ｑに対して、一定の方向（基準状態では、垂直方向）から平行照明光Ｌ３を入射させれば、この入射光を所望の方向に回折し、回折光Ｌ４によって所定位置に投影パターンＥを形成することができる。
【００４１】
ここに示す実施例の場合、回折光学素子１４０は、レーザ光源１１０から射出されるレーザビームＬ１の中心波長に対応した干渉縞を記録したホログラム記録媒体によって構成され、ＹＺ平面に平行になるように配置されている。このホログラム記録媒体には、ＸＹ平面に平行な照明対象面Ｕ上（前方の路面上）に所望の投影パターンＥ（Ｖ字状の図形パターン）となる再生像を生成するための干渉縞が記録されている。記録する干渉縞のパターンを種々に調整することで、回折光学素子１４０で回折された回折光Ｌ４の進行方向を制御することができ、所望の投影パターンＥを形成することができる。
【００４２】
回折光学素子１４０と照明対象面Ｕとの幾何学的な位置関係は、自動車に対する装置筐体１６０の取付位置および投影パターンＥを投影すべき設計上の位置によって定まる。たとえば、装置筐体１６０を自動車のフロントグリルに、路面からの高さ８０ｃｍの位置に、進行方向を向けて取り付けることを想定し、自動車の前方８０ｍの位置の路面上に投影パターンＥを投影する設計を行うのであれば、これらの設計情報に基づいて、回折光学素子１４０と照明対象面Ｕとの幾何学的な位置関係を定義することができるので、回折光学素子１４０には、そのような幾何学的な位置関係をもつ照明対象面Ｕ上に所望の投影パターンＥが再生像として得られるような干渉縞を記録しておけばよい。そうすれば、照明対象面Ｕは、回折光学素子１４０からの回折光によって照明されることになり、その照明パターンとして、路面上に投影パターンＥが形成される。
【００４３】
回折光学素子１４０は、たとえば、実物の散乱板からの散乱光を物体光として用いて作成することができる。具体的には、回折光学素子１４０の母体であるホログラム感光材料に、互いに干渉性を有するコヒーレント光からなる物体光と参照光とを照射すると、これらの光の干渉による干渉縞がホログラム感光材料に形成され、回折光学素子１４０が作成される。物体光としては、たとえば、安価に入手可能な等方散乱板からの散乱光を用いることができ、参照光としては、コヒーレント光であるレーザ光を用いることができる。
【００４４】
たとえば、図１に例示するＶ字状の図形パターンからなる投影パターンＥを再生像として生成する場合、このＶ字状の形状をもった実物の等方散乱板を用意し、この等方散乱板にレーザ光を照射したときに得られる光を物体光とし、同じ波長をもったレーザ光を参照光として、これらをホログラム感光材料に照射して干渉縞を記録すればよい。
【００４５】
こうして干渉縞を記録したホログラム記録媒体を回折光学素子１４０として用い、記録時に用いた参照光の光路を逆向きに進むよう回折光学素子１４０に向けてレーザ光を照射すれば、回折光学素子１４０を作成する際に用いた物体光の元となる散乱板の配置位置に、散乱板の再生像が生成される。回折光学素子１４０を作成する際に用いられた物体光の元となる散乱板が均一的な面散乱特性を有していれば、回折光学素子１４０によって生成される散乱板の再生像も、均一な面照明領域となり、この散乱板の再生像が生成される領域を投影パターンＥとすることができる。
【００４６】
また、回折光学素子１４０に形成される複雑な干渉縞のパターンは、現実の物体光と参照光を用いて形成する代わりに、予定した再生照明光の波長および入射方向、ならびに、再生されるべき像の形状や位置等に基づき計算機を用いて設計することが可能である。このようにして得られた回折光学素子１４０は、一般に、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）と呼ばれている。たとえば、上述した例のように、自動車の前方８０ｍの位置の路面上に投影パターンＥを投影する設計を行うような場合、８０ｍも遠方にある散乱板からの物体光を用いた記録を行う必要があり、実用上、極めて困難な作業を伴うことになる。このような場合、計算機合成ホログラムを回折光学素子１４０として用いることが好適である。
【００４７】
計算機合成ホログラムを利用する場合、たとえば、回折光学素子１４０上の各点における拡散角度特性が同じであるフーリエ変換ホログラムを計算機合成により形成することができる。また、回折光学素子１４０の下流側（回折光Ｌ４が射出される側）に、レンズなどの光学部材を設け、回折光学素子１４０からの全回折光Ｌ４によって、投影パターンＥの全域が照明されるように調整してもよい。
【００４８】
回折光学素子１４０の具体的な形態としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラム記録媒体を用いてもよいし、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラム記録媒体を用いてもよいし、レリーフ型（エンボス型）のホログラム記録媒体を用いてもよい。レリーフ型ホログラムの材料としては、樹脂、ガラス、金属、有機無機ハイブリッド材料などを用いることができる。また、回折光学素子１４０は、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。図示の実施例は透過型の回折光学素子１４０を用いた例であるが、反射型の回折光学素子１４０を用いる場合、光源１１０は、回折光学素子１４０に対して逆側に配置する必要がある。
【００４９】
このような回折光学素子１４０から射出した光束は、回折光学素子１４０に記録されたパターンに応じた輪郭を有する。したがって、このような光束により照明される照明対象面Ｕ上には、回折光学素子１４０に記録された干渉縞に応じた輪郭を有する投影パターンＥが形成される。
【００５０】
結局、図１に示す照明装置１００では、光源１１０がＸ軸に平行な光軸をもつ光ビームＬ１を発生させ、拡大レンズ１２０が、この光ビームＬ１の光軸を中心軸として発散する発散光Ｌ２を生成し、コリメートレンズ１３０が、この発散光Ｌ２を整形して平行照明光Ｌ３を生成し、これをＹＺ平面に平行な入射面Ｑを有する回折光学素子１４０に照射することになる。しかも、コリメートレンズ駆動部１５０によって、コリメートレンズ１３０を、入射する発散光Ｌ２の光軸Ｃに直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させることができる。ここで、「平行移動」とは、コリメートレンズ１３０を構成する各点が同一方向に同一距離だけ移動することを意味し、回転のファクターを含まない移動を意味する。
【００５１】
＜１．２  第１の実施形態の基本動作＞
本発明の特徴は、このように、所定の照明対象面Ｕ上に所望の投影パターンＥを投影する機能をもった照明装置について、当該投影パターンＥの投影位置を変更することができる機能を付加した点にある。
【００５２】
たとえば、図示の実施例は、本発明に係る照明装置１００を自動車に取り付けて用いる例であるが、走行中の自動車から路面上に方向指示標を投影して表示する場合、当該自動車の走行速度や車線変更などの走行状況に応じて、方向指示標の路面上の表示位置が適切となるように、投影位置を変化させることができれば便利である。図示する照明装置１００は、このような投影位置を変化させる機能を有している。
【００５３】
この第１の実施形態に係る照明装置１００の重要な特徴は、コリメートレンズ１３０が、コリメートレンズ駆動部１５０によって駆動される点である。上述したとおり、光源１１０、拡大レンズ１２０、回折光学素子１４０、コリメートレンズ駆動部１５０は、いずれも装置筐体１６０によって支持固定されているが、コリメートレンズ１３０は、直接的には装置筐体１６０に固定されておらず、コリメートレンズ駆動部１５０によって移動可能な状態で支持されている。
【００５４】
すなわち、コリメートレンズ１３０と装置筐体１６０との相対位置は、コリメートレンズ駆動部１５０によって変化させられることになる。これは、コリメートレンズ１３０の、光源１１０，拡大レンズ１２０，回折光学素子１４０に対する相対位置も変化することを意味する。
【００５５】
具体的には、コリメートレンズ駆動部１５０は、コリメートレンズ１３０を、コリメートレンズ１３０に入射する光の光軸Ｃ（発散光Ｌ２の光軸）に直交する移動平面Ｐ（図には、二点鎖線で示す）に沿って平行移動させる機能を有している。図示の実施例の場合、発散光Ｌ２の光軸Ｃは、Ｘ軸に平行な軸になるので、移動平面Ｐは、ＹＺ平面に平行な平面ということになる。
【００５６】
ここに示す実施例の場合、照明対象面Ｕに直交する方向（Ｚ軸方向）を鉛直方向ｄ１と呼び、照明対象面Ｕに平行な方向（ＸＹ平面に沿った方向）を水平方向ｄ２と呼ぶことにすれば、図１に矢印ｄ１，ｄ２で示すとおり、コリメートレンズ駆動部１５０は、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って、鉛直方向ｄ１に移動させる鉛直方向駆動機能と、水平方向ｄ２に移動させる水平方向駆動機能と、を有している。この鉛直方向駆動機能と水平方向駆動機能とを組み合わせて用いれば、コリメートレンズ１３０を、鉛直方向ｄ１および水平方向ｄ２だけでなく、移動平面Ｐに沿った任意の方向に平行移動させることが可能になる。
【００５７】
コリメートレンズ駆動部１５０は、図示のとおり、駆動機構１５１と支持アーム１５２を有しており、コリメートレンズ１３０を支持するとともに、このコリメートレンズ１３０を、その入射光の光軸Ｃに直交する移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面になる）に沿って平行移動させる機能を有している。このような駆動機構１５１としては、モータと歯車を用いて支持アーム１５２を移動させる一般的な機構を採用することができるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５８】
ここで注目すべき点は、コリメートレンズ駆動部１５０が、コリメートレンズ１３０を、ＹＺ平面に平行な移動平面Ｐに沿って平行移動させる駆動を行えば、この駆動によって、平行照明光Ｌ３の入射面Ｑに対する入射方向が変化する点である。すなわち、図１に示す基準状態では、平行照明光Ｌ３は入射面Ｑに対して垂直な方向から入射しているが、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って平行移動させると、その移動方向および移動量に応じて、平行照明光Ｌ３の入射面Ｑに対する入射方向が変化することになり、その結果、回折光学素子１４０から射出される回折光Ｌ４の射出方向も変化し、照明対象面Ｕ上における投影パターンＥの投影位置も変化することになる。
【００５９】
別言すれば、コリメートレンズ１３０を移動させると、コリメートレンズ１３０に対する光の入射位置が変位する。この入射位置の変位方向および変位量に応じて、コリメートレンズ１３０から射出する平行照明光Ｌ３の射出角度が変化することになる。そのため、平行照明光Ｌ３の回折光学素子１４０に対する入射角度が変化し、回折光学素子１４０から射出される回折光Ｌ４の射出方向が変化し、照明対象面Ｕ上における投影パターンＥの投影位置が変化することになる。要するに、ここに示す第１の実施形態では、光源１１０とコリメートレンズ１３０との相対的な位置関係を変えることにより、回折光学素子１４０に対する平行照明光Ｌ３の入射角度を変化させていることになる。
【００６０】
図２は、図１に示す照明装置１００の上面図（一部の構成要素の図示は省略）である。図に実線で示すように、光源１１０からＸ軸正方向に射出されたレーザビームＬ１は、拡大レンズ１２０によって光軸Ｃをもった発散光Ｌ２に拡幅され、コリメートレンズ１３０によって平行照明光Ｌ３に整形され、回折光学素子１４０の入射面Ｑに入射され、回折光Ｌ４として照明対象面Ｕに向けて射出される。図示のとおり、発散光Ｌ２の光軸Ｃは、コリメートレンズ１３０の移動平面Ｐに対して直交している。
【００６１】
図２において、コリメートレンズ１３０の右側に描かれている直線群Ｌ３０は、平行照明光Ｌ３の光軸を示しており、矢印群Ｌ３１は、平行照明光Ｌ３を構成する光束の一方の輪郭位置（図２における上端位置）にある光線の光路を示しており、矢印群Ｌ３２は、平行照明光Ｌ３を構成する光束の他方の輪郭位置（図２における下端位置）にある光線の光路を示している。
【００６２】
図示のとおり、コリメートレンズ１３０の輪郭線群や、直線群Ｌ３０，矢印群Ｌ３１，Ｌ３２は、いずれも実線，破線，一点鎖線の３種類の線によって構成されている。ここで、実線は、コリメートレンズ１３０が基準状態の位置にある場合を示し、破線は、コリメートレンズ１３０を図２の上方（Ｙ軸正方向）に平行移動させた場合を示し、一点鎖線は、コリメートレンズ１３０を図２の下方（Ｙ軸負方向）に平行移動させた場合を示している。以下、説明の便宜上、この３種類の線を区別する必要がある場合には、符号の末尾に（実線），（破線），（一点鎖線）なる文言を付記する。たとえば、矢印群Ｌ３１のうち、破線で描かれた矢印については、「矢印Ｌ３１（破線）」と呼ぶことにする。
【００６３】
同様に、回折光学素子１４０の右側に描かれている矢印群は、回折光学素子１４０からの回折光Ｌ４の光路を示しており、実線，破線，一点鎖線の３種類の線によって構成されている。ここでも、実線は、コリメートレンズ１３０が基準状態の位置にある場合を示し、破線は、コリメートレンズ１３０を図２の上方（Ｙ軸正方向）に平行移動させた場合を示し、一点鎖線は、コリメートレンズ１３０を図２の下方（Ｙ軸負方向）に平行移動させた場合を示している。以下、説明の便宜上、この３種類の線を区別する必要がある場合には、符号Ｌ４の末尾に（実線），（破線），（一点鎖線）なる文言を付記する。たとえば、回折光Ｌ４のうち、破線で描かれた矢印で示す回折光については、「回折光Ｌ４（破線）」と呼ぶことにする。
【００６４】
上述のとおり、図２の実線は基準状態を示しており、この基準状態では、レーザビームＬ１の光軸、発散光Ｌ２の光軸Ｃ、平行照明光Ｌ３の光軸は、同一直線上に位置する。すなわち、基準状態では、レーザビームＬ１の光軸は拡大レンズ１２０の中心点を通り、発散光Ｌ２の光軸Ｃはコリメートレンズ１３０の中心点を通り、平行照明光Ｌ３の光軸は回折光学素子１４０の中心点を通る。そして、コリメートレンズ１３０からは、矢印Ｌ３１（実線）から矢印Ｌ３２（実線）の範囲に入る平行光束が平行照明光Ｌ３として射出され、回折光学素子１４０の入射面Ｑに垂直方向から入射する。この場合、入射面Ｑに形成される照射領域Ａは、図１に破線で示すような円形領域になる。そして、回折光学素子１４０からは、回折光Ｌ４（実線）が射出され、照明対象面Ｕ上の基準位置に投影パターンＥが投影される。
【００６５】
これに対して、図２に破線で示すように、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って図２の上方（Ｙ軸正方向）に平行移動させた場合は、拡大レンズ１２０からの発散光Ｌ２の光軸Ｃの位置に変化はないが、この光軸Ｃに対するコリメートレンズ１３０の相対位置が変化するため、コリメートレンズ１３０に対する発散光Ｌ２の入射位置は、コリメートレンズ１３０の移動方向および移動量に応じて変化する。このため、コリメートレンズ１３０から射出する平行照明光Ｌ３の射出角度も、発散光Ｌ２の入射位置に応じて変化し、コリメートレンズ１３０からは、矢印Ｌ３１（破線）から矢印Ｌ３２（破線）の範囲に入る平行光束が平行照明光Ｌ３（破線）として射出される。この平行照明光Ｌ３（破線）は、互いに平行な光線からなる平行光束であるものの、発散光Ｌ２の光軸Ｃに対して傾斜したものになり、Ｘ軸に対して平行にはならない。
【００６６】
したがって、この平行照明光Ｌ３（破線）の、回折光学素子１４０の入射面Ｑに対する入射角は、上述した基準状態における入射角とは異ったものになる。また、入射面Ｑに形成される照射領域Ａは、形状が正円にはならず、若干変形した楕円形になり、その形成位置も基準状態の位置に対して若干ずれたものになる。このように、平行照明光Ｌ３の入射角が変化したため、回折光学素子１４０からは、回折光Ｌ４（実線）とは異なる方向に向かう回折光Ｌ４（破線）が射出され、照明対象面Ｕ上の、基準位置とは異った位置（図示の例の場合、Ｙ軸正方向に変位した位置）に投影パターンＥが投影される。
【００６７】
一方、図２に一点鎖線で示すように、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って図２の下方（Ｙ軸負方向）に平行移動させた場合は、拡大レンズ１２０からの発散光Ｌ２の光軸Ｃの位置に変化はないが、この光軸Ｃに対するコリメートレンズ１３０の相対位置が変化するため、コリメートレンズ１３０に対する発散光Ｌ２の入射位置は、コリメートレンズ１３０の移動方向および移動量に応じて変化する。このため、コリメートレンズ１３０から射出する平行照明光Ｌ３の射出角度も、発散光Ｌ２の入射位置に応じて変化し、コリメートレンズ１３０からは、矢印Ｌ３１（一点鎖線）から矢印Ｌ３２（一点鎖線）の範囲に入る平行光束が平行照明光Ｌ３（一点鎖線）として射出される。この平行照明光Ｌ３（一点鎖線）は、互いに平行な光線からなる平行光束であるものの、発散光Ｌ２の光軸Ｃに対して傾斜したものになり、Ｘ軸に対して平行にはならない。
【００６８】
したがって、この平行照明光Ｌ３（一点鎖線）の、回折光学素子１４０の入射面Ｑに対する入射角は、上述した基準状態における入射角とは異ったものになる。もちろん、平行照明光Ｌ３（破線）の入射角とも異ったものになる。入射面Ｑに形成される照射領域Ａは、やはり形状が楕円形になり、その形成位置も基準状態の位置に対して若干ずれたものになる。このように、平行照明光Ｌ３の入射角が変化したため、回折光学素子１４０からは、回折光Ｌ４（実線）や回折光Ｌ４（破線）とは異なる方向に向かう回折光Ｌ４（一点鎖線）が射出され、照明対象面Ｕ上の、基準位置とは異った位置（図示の例の場合、Ｙ軸負方向に変位した位置）に投影パターンＥが投影される。
【００６９】
結局、図１に示す照明装置１００の場合、コリメートレンズ駆動部１５０によって、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って水平方向ｄ２（Ｙ軸に平行な方向）に平行移動させると、照明対象面Ｕ上に投影される投影パターンＥは、自動車から見て左右方向（Ｙ軸に平行な方向）に変位することになる。
【００７０】
一方、図１に示す照明装置１００において、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って鉛直方向ｄ１（Ｚ軸に平行な方向）に平行移動させた場合は、照明対象面Ｕ上に投影される投影パターンＥは、自動車から見て進行方向（Ｘ軸に平行な方向）に変位することになる。このような変位が生じることは、図１に示す照明装置１００の側面図が、図２に示す上面図のＹ軸をＺ軸に置き換えたものになることを考えれば、容易に理解できよう。
【００７１】
すなわち、図２のＹ軸をＺ軸に置き換えた側面図を考えると、実線は、コリメートレンズ１３０が基準状態の位置にある場合を示し、破線は、コリメートレンズ１３０を鉛直上方（Ｚ軸正方向）に平行移動させた場合を示し、一点鎖線は、コリメートレンズ１３０を鉛直下方（Ｚ軸負方向）に平行移動させた場合を示すことになる。なお、図１に示すように、自動車に搭載された照明装置１００から走行路面前方の照明対象面Ｕ上に投影を行って投影パターンＥを形成する場合には、側面図としての図２における回折光Ｌ４の向きは、若干下方に修正して考える必要がある。
【００７２】
そうすると、この側面図において破線で示すように、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って鉛直上方（Ｚ軸正方向）に平行移動させた場合は、回折光Ｌ４（実線）に比べて若干上方から回折光Ｌ４（破線）が射出され、照明対象面Ｕ上の、基準位置に比べて遠い位置（Ｘ軸正方向に変位した位置）に投影パターンＥが投影されることになる。同様に、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って鉛直下方（Ｚ軸負方向）に平行移動させた場合は、回折光Ｌ４（実線）に比べて若干下方から回折光Ｌ４（一点鎖線）が射出され、照明対象面Ｕ上の、基準位置に比べて近い位置（Ｘ軸負方向に変位した位置）に投影パターンＥが投影されることになる。
【００７３】
結局、図１に示す照明装置１００の場合、コリメートレンズ駆動部１５０によって、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って鉛直方向ｄ１（Ｚ軸に平行な方向）に平行移動させると、照明対象面Ｕ上に投影される投影パターンＥは、自動車の進行方向（Ｘ軸に平行な方向）に変位することになる。
【００７４】
図３は、図１に示す照明装置１００によって、照明対象面Ｕ上に投影される投影パターンＥの変位状態を説明する平面図である。図に実線で示す投影パターンＥ０は、基準状態において照明対象面Ｕ上に投影されるパターンを示している。この基準状態において、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って鉛直上方（Ｚ軸正方向）に平行移動させると、上述したように、照明対象面Ｕ上において、投影パターンＥ０は自動車から見て遠方に変位することになり、図に実線で示す投影パターンＥ１が得られる。
【００７５】
一方、この基準状態において、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って鉛直上方（Ｚ軸正方向）に平行移動させるとともに、水平左方向（Ｙ軸正方向）にも平行移動させると、照明対象面Ｕ上において、投影パターンＥ０は自動車から見て遠方かつ左方に変位することになり、図に破線で示す投影パターンＥ２が得られる。同様に、この基準状態において、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って鉛直上方（Ｚ軸正方向）に平行移動させるとともに、水平右方向（Ｙ軸負方向）にも平行移動させると、照明対象面Ｕ上において、投影パターンＥ０は自動車から見て遠方かつ右方に変位することになり、図に一点鎖線で示す投影パターンＥ３が得られる。
【００７６】
前述したとおり、図１に示す照明装置１００におけるコリメートレンズ駆動部１５０は、図１に矢印ｄ１，ｄ２で示すとおり、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って、鉛直方向ｄ１に移動させる鉛直方向駆動機能と、水平方向ｄ２に移動させる水平方向駆動機能と、を有している。したがって、この鉛直方向駆動機能と水平方向駆動機能とを組み合わせて用いれば、コリメートレンズ１３０を、鉛直方向ｄ１および水平方向ｄ２だけでなく、移動平面Ｐに沿った任意の方向に平行移動させることが可能になる。
【００７７】
その結果、回折光学素子１４０に対する平行照明光Ｌ３の入射角度を変化させ、回折光学素子１４０から射出する回折光Ｌ４の射出角度を変化させることができ、投影パターンＥを照明対象面Ｕ上の任意の位置に移動させることが可能になる。図３では、基準状態における投影パターンＥ０を、照明装置１００から見て遠方の位置にある投影パターンＥ１〜Ｅ３に変位させる例が示されているが、もちろん、投影パターンＥ０を照明装置１００から見て手前の位置に変位させることも可能である。とりわけ、照明装置１００によって遠方を照明する場合、コリメートレンズ１３０をわずかに移動させるだけで、投影パターンＥの形成位置を大きく変位させることができる。
【００７８】
なお、このように、投影パターンＥを基準状態の位置から変位させると、厳密に言えば、回折光学素子１４０からの回折光Ｌ４の光束のプロファイル、特に輪郭は、若干変更されることになり、照明対象面Ｕ上に表示される投影パターンＥ（Ｖ字状の図形パターン）の形状が若干変形することになる。ただ、コリメートレンズ１３０の変位量を極端に大きくしない限り、投影パターンＥの変形はわずかであり、実用上は問題にはならない。
【００７９】
また、図１に示す実施例のように、基準状態における照射領域Ａの輪郭が、回折光学素子１４０の入射面Ｑの輪郭の近傍まで達するような設計がなされていた場合、コリメートレンズ１３０を移動平面Ｐに沿って平行移動させると、照射領域Ａの一部が入射面Ｑから食み出してしまうことになる。具体的には、図１に示す例の場合、破線の円で示す照射領域Ａの輪郭の一部が、回折光学素子１４０の外側に食み出してしまうことになる。しかしながら、このような食み出しが生じたとしても、大きな問題は生じない。これは、回折光学素子１４０には、ホログラム干渉縞が記録されているため、たとえ、再生用照明光がその一部分のみにしか照射されなかった場合でも、ホログラム再生像として投影パターンＥが形成されるためである。なお、この場合、食み出し部分の光は、アパーチャでカットするのが好ましい。
【００８０】
もちろん、平行照明光Ｌ３の一部がホログラム記録領域から食み出してしまうと、照明に用いられる光量が減少することになるので、ホログラム再生像として形成される投影パターンＥの放射照度は低下してしまう。このような放射照度の低下を防ぐためには、回折光学素子１４０のサイズを若干大きく設計し、コリメートレンズ１３０の移動により、回折光学素子１４０の入射面Ｑ上に形成される照射領域Ａの位置が変わっても、入射面Ｑ上のホログラム形成面から食み出すことがないようにすればよい。
【００８１】
もっとも、このような食み出し防止のために、回折光学素子１４０のサイズを大きく設計すると、照明装置１００全体のサイズが大きくなるという別な問題が生じることになる。したがって、装置の小型化を図る上では、図１に示す例のように、基準状態における照射領域Ａの輪郭が、回折光学素子１４０の入射面Ｑの輪郭の近傍まで達するような設計を行い、照射領域Ａの食み出しを許容するのが好ましい。
【００８２】
このような食み出しは、コリメートレンズ１３０に関しても同様に生じる。すなわち、図１において、円錐状に広がる発散光Ｌ２のコリメートレンズ１３０に対する照射領域の輪郭が、コリメートレンズ１３０の輪郭の近傍まで達するような設計がなされていると、コリメートレンズ１３０の移動により、発散光Ｌ２の一部がコリメートレンズ１３０の外側に食み出す可能性がある。
【００８３】
このような食み出しが生じると、照明に用いられる光量が減少し、投影パターンＥの放射照度は低下するが、実用上、問題は生じない（食み出し部分の光は、アパーチャでカットするのが好ましい。）。もちろん、コリメートレンズ１３０のサイズを大きく設計しておけば、このような食み出しを防止することができるが、照明装置１００全体のサイズが大きくなるという別な問題が生じることになる。
【００８４】
＜１．３  第１の実施形態の変形例＞
続いて、図１に示す第１の実施形態に係る照明装置１００について、いくつかの変形例を述べておく。
【００８５】
(1)   複数の光源およびコリメートレンズを用いる変形例
図４は、図１に示す第１の実施形態の変形例に係る照明装置１００ＲＧＢの全体構成を示す斜視図であり、図１と同様に、ＸＹＺ三次元直交座標系が定義されている。この変形例に係る照明装置１００ＲＧＢの特徴は、３組の光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂと、この３組の光源にそれぞれ対応して配置された３組の拡大レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂおよび３組のコリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂと、を備えている点である。これら３組の各構成要素は、水平方向（Ｙ軸方向）に並んで配置されており、回折光学素子１４０ＲＧＢは、各コリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂからの平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂを受光するため、水平方向に細長い形状をしている。
【００８６】
３組の光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、基本的には、図１に示す光源１１０と同様にレーザ光源であるが、互いに波長の異なる光を発生させる機能を有している。具体的には、光源１１０Ｒは赤色のレーザビームＬ１Ｒを発生させる赤色レーザ光源であり、光源１１０Ｇは緑色のレーザビームＬ１Ｇを発生させる緑色レーザ光源であり、光源１１０Ｂは青色のレーザビームＬ１Ｂを発生させる青色レーザ光源である。いずれも、Ｘ軸に平行な方向に各レーザビームＬ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂを射出する。なお、これら複数の光源は、それぞれ独立した部品として設けるようにしてもよいし、共通の基板上に複数の光源を並べて配置した発光部モジュールを利用して構成してもよい。
【００８７】
また、３組の拡大レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂおよび３組のコリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、図１に示す拡大レンズ１２０およびコリメートレンズ１３０と全く同一の構成要素である。したがって、赤色光源１１０Ｒが発生させた赤色レーザビームＬ１Ｒは、拡大レンズ１２０Ｒによって拡幅されて赤色発散光Ｌ２Ｒとなり、更に、コリメートレンズ１３０Ｒによって整形され、赤色平行照明光Ｌ３Ｒとして、回折光学素子１４０ＲＧＢの入射面Ｑ上の対応入射領域ＡＲ（図示の例の場合、破線で示す円形領域）に照射される。
【００８８】
同様に、緑色光源１１０Ｇが発生させた緑色レーザビームＬ１Ｇは、拡大レンズ１２０Ｇによって拡幅されて緑色発散光Ｌ２Ｇとなり、更に、コリメートレンズ１３０Ｇによって整形され、緑色平行照明光Ｌ３Ｇとして、回折光学素子１４０ＲＧＢの入射面Ｑ上の対応入射領域ＡＧ（図示の例の場合、破線で示す円形領域）に照射される。また、青色光源１１０Ｂが発生させた青色レーザビームＬ１Ｂは、拡大レンズ１２０Ｂによって拡幅されて青色発散光Ｌ２Ｂとなり、更に、コリメートレンズ１３０Ｂによって整形され、青色平行照明光Ｌ３Ｂとして、回折光学素子１４０ＲＧＢの入射面Ｑ上の対応入射領域ＡＢ（図示の例の場合、破線で示す円形領域）に照射される。
【００８９】
図１に示す照明装置１００と同様に、基準状態では、各色レーザビームＬ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂの光軸、各色発散光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂの光軸ＣＲ，ＣＧ，ＣＢ、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂの光軸は、いずれもＸ軸に平行になるが、コリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂが平行移動すると、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂの光軸は、Ｘ軸に対して傾斜し、各色の対応入射領域ＡＲ，ＡＧ，ＡＢの形状および形成位置が若干変化することになる。
【００９０】
また、回折光学素子１４０ＲＧＢは、図１に示す回折光学素子１４０と同様に、ＹＺ平面に平行な入射面Ｑを有しており、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂを回折し、得られた回折光Ｌ４ＲＧＢによって、照明対象面Ｕ上に投影パターンＥを投影する機能を果たす。ここに示す実施例の場合、回折光学素子１４０ＲＧＢの入射面Ｑにおける赤色対応照射領域ＡＲの近傍には、赤色レーザビームＬ１Ｒの中心波長に対応した干渉縞を記録したホログラム干渉縞が記録されており、緑色対応照射領域ＡＧの近傍には、緑色レーザビームＬ１Ｇの中心波長に対応した干渉縞を記録したホログラム干渉縞が記録されており、青色対応照射領域ＡＢの近傍には、青色レーザビームＬ１Ｂの中心波長に対応した干渉縞を記録したホログラム干渉縞が記録されている。
【００９１】
これらのホログラム干渉縞は、いずれも、ＸＹ平面に平行な照明対象面Ｕ上に所望の投影パターンＥ（Ｖ字状の図形パターン）となる再生像を生成するための干渉縞になっている。このため、赤色対応照射領域ＡＲからの赤色回折光も、緑色対応照射領域ＡＧからの緑色回折光も、青色対応照射領域ＡＢからの青色回折光も、照明対象面Ｕ上の同じ位置に投影パターンＥとなる再生像を形成することになる。
【００９２】
その結果、投影パターンＥは、３色の回折光を重ね合わせることによりカラー表示されたＶ字状の図形パターンになる。このようなホログラム干渉縞が記録された回折光学素子１４０ＲＧＢの作成方法は、図１の回折光学素子１４０の作成方法と同様であり、ここでは詳しい説明は省略する。
【００９３】
なお、３組のレーザ光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、互いに異なる放射束を有していてかまわない。３組のレーザ光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの放射束［単位：Ｗ］を調整することで、投影パターンＥの色を調節することが可能となる。また、発光強度を高めるために、発光波長域ごとに、それぞれ複数個のレーザ光源を設けるようにしてもかまわない。図示の例の場合、単一の回折光学素子１４０ＲＧＢを用いているが、その代わりに、３組の回折光学素子１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂを用いるようにし、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂを、それぞれ対応する回折光学素子１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂに照射するようにしてもかまわない。ただ、単一の回折光学素子１４０ＲＧＢを用いれば、入射面Ｑが連続した領域になるため、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂによって形成される照射領域ＡＲ，ＡＧ，ＡＢが回折光学素子の外側に食み出す現象を抑制することができる。
【００９４】
コリメートレンズ駆動部１５０Ｂは、図１に示すコリメートレンズ駆動部１５０と同様の構成要素である。すなわち、図示のとおり、駆動機構１５１Ｂと支持アーム１５２Ｂを有しており、コリメートレンズ１３０Ｂを支持するとともに、このコリメートレンズ１３０Ｂを、その入射光の光軸ＣＢに直交する移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面になる）に沿って平行移動させる機能を有している。
【００９５】
なお、図４では、図が繁雑になるのを避けるため、図示を省略しているが、コリメートレンズ駆動部１５０Ｂと同様の構成をもったコリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇも設けられている。ここで、コリメートレンズ駆動部１５０Ｒは、コリメートレンズ１３０Ｒを支持するとともに、このコリメートレンズ１３０Ｒを、その入射光の光軸ＣＲに直交する移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面になる）に沿って平行移動させる機能を有している。同様に、コリメートレンズ駆動部１５０Ｇは、コリメートレンズ１３０Ｇを支持するとともに、このコリメートレンズ１３０Ｇを、その入射光の光軸ＣＧに直交する移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面になる）に沿って平行移動させる機能を有している。
【００９６】
なお、具体的な構造についての図示は省略するが、この照明装置１００ＲＧＢは、更に、装置筐体１６０を備えている。装置筐体１６０は、３組の光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂと、３組の拡大レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂと、３組のコリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂと、１組の回折光学素子１４０ＲＧＢと、３組のコリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂと、を収容する筐体であり、ここに示す実施例の場合、装置筐体１６０は自動車のフロント部分に取り付けられる。なお、装置筐体１６０は、３組の光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂと、３組の拡大レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂと、１組の回折光学素子１４０ＲＧＢと、３組のコリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂを支持固定する役割も果たす。
【００９７】
図４では、図１と同様に、この支持固定の役割を明確に示すために、装置筐体１６０の個々の部分を電気回路の接地記号を用いて示してある。なお、一部の接地記号については、図が繁雑になるのを避けるため、符号「１６０」の記載は省略した。結局、３組のコリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂ以外の構成要素は、いずれも装置筐体１６０によって支持固定されている。一方、３組のコリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、装置筐体１６０に対して可動となる状態で（ＹＺ平面に平行な移動平面Ｐに沿って平行移動可能な状態で）、それぞれコリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂによって支持されている。
【００９８】
上述したとおり、この変形例に係る照明装置１００ＲＧＢは、カラーのホログラム再生像として投影パターンＥを投影する機能を有している。したがって、コリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂによって、各コリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを同一方向に同一移動量だけ平行移動させれば、カラーの投影パターンＥの投影位置を所望の方向に変位させることが可能になる。
【００９９】
なお、各コリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、必ずしも同一方向に同一移動量だけ統一的に移動させる必要はなく、それぞれ別個の方向に別個の移動量だけ移動させるようにしてもかまわない。３組のコリメートレンズを統一的に移動させれば、上述したように、カラーの投影パターンＥをその形態を維持したまま変位させることができるが、３組のコリメートレンズをバラバラに移動させると（互いに異なる方向に移動させると）、赤色の投影パターンＥＲ，緑色の投影パターンＥＧ，青色の投影パターンＥＢ（いずれも、Ｖ字状の図形パターン）がそれぞれ異なる方向に変位することになり、カラーの投影パターンＥは色別に分解してバラバラに表示されることになる。しかしながら、そのような色別のバラバラな表示態様が演出として好ましい場合には、３組のコリメートレンズをバラバラに移動させればよい。
【０１００】
このように、３組のコリメートレンズは、必ずしも統一的に移動させる必要はないので、一部のコリメートレンズについては、駆動せずに、装置筐体１６０に固定したままにするようにしてもよい。たとえば、図４に示す例の場合、上述したとおり、コリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇは図示が省略されているが、実際には、３組のコリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂが設けられている。しかしながら、本変形例を実施する上では、必ずしも３組のコリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂを設ける必要はなく、少なくとも１組のコリメートレンズ駆動部を設けるようにすればよい。
【０１０１】
たとえば、図４に示すコリメートレンズ駆動部１５０Ｂのみを設け、図示されていない２組のコリメートレンズ駆動部１５０Ｒ，１５０Ｇについては、これを設けないような構成にした場合、コリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇは装置筐体１６０に固定された状態になり、コリメートレンズ１３０Ｂのみが移動可能状態になる。この場合、基準状態では、図示の位置にカラーの投影パターンＥが表示され、コリメートレンズ１３０Ｂを移動させると、投影パターンＥが位置を維持したまま赤色と緑色の混合色成分で表示され、青色の投影パターンＥだけが変位するような表示態様が得られることになる。
【０１０２】
また、図４に示す変形例では、３組の光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、互いに波長の異なる光を発生させる光源であるが、カラー表示を行う必要がない場合は、必ずしも波長の異なる光を発生させる光源である必要はない。たとえば、３組の光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂとして、同一波長のレーザビームを発生させる光源を用いた場合、投影パターンＥは単色のパターンになるが、単一の光源を用いた場合に比べて、より明るいパターンとして表示される。この場合、各コリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを統一的に移動させれば、この明るいパターンをそのまま変位させることができ、各コリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂをバラバラに移動させれば、明るいパターンが３つの暗いパターンに分裂するような表示態様を得ることができる。
【０１０３】
上例のように、同一波長の光を用いる場合は、１組のレーザ光源１１０のみを用い、この１組のレーザ光源１１０が発生させたレーザビームを、ビームスプリッターなどの光学素子を用いて３本のビームに分岐させ、各拡大レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂや各コリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂに供給するようにしてもかまわない。
【０１０４】
また、図４には、３組の光源１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂで発生させた光を、それぞれ３組のコリメートレンズ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂに供給する例を示したが、光源やコリメートレンズの数は、必ずしも３組に限定されるものではなく、任意のｎ組を設けるようにしてもよい。
【０１０５】
結局、ここで述べる変形例では、複数ｎ個の光源と、これら複数ｎ個の光源にそれぞれ対応して配置された複数ｎ個のコリメートレンズと、を設け、各コリメートレンズは、対応する各光源からの光をそれぞれ平行照明光に整形して、回折光学素子のそれぞれ所定の対応照射領域に照射し、各対応照射領域は、照射された各平行照明光を回折して、照明対象面Ｕ上にそれぞれ投影パターンを投影するようにし、コリメートレンズ駆動部が、複数ｎ個のコリメートレンズの少なくとも１つを平行移動させるようにすればよい。
【０１０６】
(2)   拡大レンズを省略した変形例
図１に示す照明装置１００では、光源１１０とコリメートレンズ１３０との間に、拡大レンズ１２０を配置し、光源１１０で発生させた光ビームＬ１を、拡大レンズ１２０によって拡幅することにより発散光Ｌ２を生成し、この発散光Ｌ２をコリメートレンズ１３０に与えるようにしているが、光源１１０が投影パターンＥを表示するために十分な断面積を有する光を発生する機能を有していれば、これを拡幅する必要がなくなるため、拡大レンズ１２０を省略することも可能である。
【０１０７】
すなわち、光源１１０から射出される射出光が投影パターンＥを表示するために十分な断面積を有していれば、この射出光をそのままコリメートレンズ１３０に供給し、コリメートレンズ１３０が、この射出光を整形して平行照明光Ｌ３を生成するようにすればよい。このように、拡大レンズを省略した構成は、図４に示す照明装置１００ＲＧＢについても同様に適用可能である。
【０１０８】
(3)   コリメートレンズの移動方向に関する変形例
これまで述べてきた実施例や変形例では、コリメートレンズ駆動部１５０によって、コリメートレンズ１３０を、当該コリメートレンズ１３０に入射する光の光軸Ｃに直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させる運用を行っていた。より具体的には、コリメートレンズ１３０に入射する光の光軸ＣはＸ軸に平行な軸になるため、ＹＺ平面に平行な移動平面Ｐに沿って、コリメートレンズ１３０を平行移動させていた。
【０１０９】
しかしながら、本発明を実施する上では、コリメートレンズ１３０の移動方向は、必ずしもコリメートレンズ１３０に入射する光の光軸Ｃに直交する移動平面Ｐに沿った方向に限定されるものではなく、任意の方向に移動させてもかまわない。ただ、コリメートレンズ１３０に入射する光の光軸Ｃに対して「平行」となる方向に移動させた場合は、コリメートレンズ１３０はズームレンズとしての機能を果たすだけであり、投影パターンＥを照明対象面Ｕ上で変位させる、という本発明の目的を達成することができない。
【０１１０】
したがって、本発明を実施する上では、コリメートレンズ駆動部１５０は、コリメートレンズ１３０を、当該コリメートレンズ１３０に入射する光の光軸Ｃに対して「非平行」となる任意の移動方向に平行移動させるようにすればよい。ただ、§１．２で述べたとおり、コリメートレンズ１３０を、鉛直方向ｄ１および水平方向ｄ２に移動させることができれば、照明対象面Ｕ上において、投影パターンＥを任意の方向に変位させることができるので、実際には、コリメートレンズ１３０を、当該コリメートレンズ１３０に入射する光の光軸Ｃに直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させる構成を採れば十分である。
【０１１１】
上記構成を採れば、コリメートレンズ駆動部１５０の構造を単純化することができ、また、照明装置全体を小型化することもできる。したがって、実用上は、コリメートレンズ１３０を光軸Ｃに直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させる構成を採用するのが好ましい。
【０１１２】
(4) 利用形態に関する変形例
これまで述べてきた実施形態では、本発明に係る照明装置を自動車のフロントグリルに取り付けて用いる例を示したが、もちろん、本発明に係る照明装置の利用形態は、自動車のフロントグリルに取り付けて用いる例に限定されるものではない。たとえば、自動車に限らず、一般的な車両のライティングユニット内に取り付けて用いることも可能である。あるいは、道路の路面上に設置して静止状態で利用することも可能である。
【０１１３】
(5)   その他の変形例
以上、本発明の第１の実施形態に関するいくつかの変形例を述べたが、もちろん、この他にも様々な変形例を実施することが可能である。本発明の第１の実施形態の基本的な技術思想は、光源と、光源からの光をコリメートするコリメートレンズと、コリメートレンズからの光を回折する回折光学素子と、を備え、コリメートレンズが、当該コリメートレンズに入射する光の光軸と非平行な方向に動作可能に支持されている照明装置にあり、このような技術思想の範疇に入る様々な変形例を実施することが可能である。なお、実用上は、上述したとおり、コリメートレンズが、当該コリメートレンズに入射する光の光軸と直交する面上で動作可能に支持されているようにするのが好ましい。
【０１１４】
また、図４に変形例として例示したように、この第１の実施形態に係る照明装置では、複数のコリメートレンズを設けるようにすることもできる。この場合、これら複数のコリメートレンズの少なくともいずれかが、当該コリメートレンズに入射する光の光軸と非平行な方向に動作可能に支持されているようにすればよい。もっとも、実用上は、動作可能に支持されているコリメートレンズは、当該コリメートレンズに入射する光の光軸と直交する面上で動作可能に支持されているようにするのが好ましい。
【０１１５】
更に、図１に示す照明装置１００では、単一の光源１１０に対して、単一の拡大レンズ１２０および単一のコリメートレンズ１３０が用意されているが、複数の光源を用いる変形例の場合は、拡大レンズ１２０およびコリメートレンズ１３０の少なくとも一方を、複数の光源に対して共有して用いるようにしてもかまわない。
【０１１６】
＜＜＜  §２．  第２の実施形態  ＞＞＞
続いて、図５および図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態を説明する。§１で述べた第１の実施形態は、コリメートレンズを駆動する点に特徴があったが、ここで述べる第２の実施形態は、コリメートレンズの代わりに光源を駆動する点に特徴がある。別言すれば、第１の実施形態では、コリメートレンズを移動させることにより、回折光学素子に対する平行照明光の入射角を変化させる構成を採っていたのに対し、ここで述べる第２の実施形態では、光源を移動させることにより光源とコリメートレンズとの相対位置を変化させ、それによって回折光学素子に対する平行照明光の入射角を変化させる構成を採っている。
【０１１７】
＜２．１  第２の実施形態の基本構成＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係る照明装置２００の全体構成を示す斜視図である。この照明装置２００は、第１の実施形態に係る照明装置１００と同様に、所定の照明対象面Ｕ上に所望の投影パターンＥを投影する機能をもった照明装置である。照明対象面Ｕは、この照明装置２００によって照明される被照明領域を形成する平面であり、図５には、この照明対象面Ｕ上にＶ字状の図形パターンからなる投影パターンＥが投影された状態が示されている。
【０１１８】
図５に示す照明装置２００の構成要素の大部分は、図１に示す照明装置１００の構成要素と共通している。したがって、ここでは、個々の構成要素についての詳細な説明は省略し、主として、図１に示す照明装置１００との相違点について説明を行うことにする。なお、ここでも、照明装置２００を自動車に取り付け、前方の路面上にその進行方向を示す方向指示標からなる投影パターンＥを表示する実施例を前提とした説明を行う。
【０１１９】
図示のとおり、照明装置２００は、光源２１０と、この光源２１０からの光ビームＬ１を拡幅することにより発散光Ｌ２を生成する拡大レンズ２２０と、光源２１０からの光（拡大レンズ２２０が生成した発散光Ｌ２）を整形して平行照明光Ｌ３を生成するコリメートレンズ２３０と、この平行照明光Ｌ３を回折して、照明対象面Ｕ上（この実施例では、前方の路面上）に投影パターンＥを投影する回折光学素子２４０と、を備えている。ここで、光源２１０、拡大レンズ２２０、コリメートレンズ２３０、回折光学素子２４０は、それぞれ図１に示す照明装置１００における光源１１０、拡大レンズ１２０、コリメートレンズ１３０、回折光学素子１４０と全く同一の構成要素である。
【０１２０】
図１に示す照明装置１００と図５に示す照明装置２００との相違点は、前者では、コリメートレンズ駆動部１５０によってコリメートレンズ１３０を駆動する構成が採用されているのに対して、後者では、光源駆動部２５０によって光源２１０を駆動する構成が採用されている点である。光源駆動部２５０は、光源２１０を支持し、これを駆動する役割を果たす構成要素であり、光源２１０を、当該光源２１０が発生させる光Ｌ１の光軸Ｃ（図示する基準状態では、拡大レンズ２２０が生成した発散光Ｌ２の光軸Ｃと同じ）に直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させる機能を有する。
【０１２１】
なお、具体的な構造についての図示は省略するが、この照明装置２００は、更に、装置筐体２６０を備えている。装置筐体２６０は、光源２１０と、拡大レンズ２２０と、コリメートレンズ２３０と、回折光学素子２４０と、光源駆動部２５０と、を収容する筐体であり、ここに示す実施例の場合、装置筐体２６０は自動車のフロント部分に取り付けられる。なお、装置筐体２６０は、コリメートレンズ２３０、回折光学素子２４０、光源駆動部２５０を支持固定する役割も果たす。
【０１２２】
この支持固定の役割を明確に示すために、図５においても、装置筐体２６０の個々の部分を電気回路の接地記号を用いて示してある。なお、光源２１０は、装置筐体２６０に対して可動となる状態で光源駆動部２５０によって支持されている。また、この実施例では、拡大レンズ２２０は、装置筐体２６０ではなく、光源２１０に固定されている。したがって、光源駆動部２５０によって光源２１０が移動させられると、拡大レンズ２２０は光源２１０とともに移動する。この光源駆動部２５０による光源２１０および拡大レンズ２２０の駆動方法についての詳細は、後の§２．２において詳述する。
【０１２３】
この図５においても、照明装置２００を構成する各構成要素相互の幾何学的な位置関係を説明する便宜上、図示のとおり、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を有するＸＹＺ三次元直交座標系を定義する。図示の実施例の場合、照明装置２００は、進行方向がＸ軸正方向となるように自動車に取り付けられており、照明対象面Ｕ（前方の路面）は、ＸＹ平面に平行な平面上に定義されている。この照明対象面Ｕを照明するために、光源２１０は、Ｘ軸正方向に照明用の光ビームＬ１を照射する機能を有している。また、コリメートレンズ２３０および回折光学素子２４０は、ＹＺ平面に平行な平面上に配置されている。
【０１２４】
この実施例の場合も、光源２１０として、レーザ光源が用いられており、光源２１０が発生させたレーザビームＬ１は、拡大レンズ２２０によって拡幅され、発散光Ｌ２が生成される。ここに示す例の場合、レーザビームＬ１は円形断面を有する光束であり、拡大レンズ２２０からは、円錐状に広がる光束からなる発散光Ｌ２が射出される。図には、この発散光Ｌ２の光軸Ｃ（コリメートレンズ２３０に入射する光Ｌ２の光軸）が一点鎖線で描かれている。この光軸Ｃは、Ｘ軸に平行な軸になる。
【０１２５】
コリメートレンズ２３０は、この円錐状に広がる発散光Ｌ２を整形して平行照明光Ｌ３を生成し、これを回折光学素子２４０の入射面Ｑに照射する。図示に示す例の場合、レーザビームＬ１の光軸が、拡大レンズ２２０の中心点を通り、発散光Ｌ２の光軸Ｃ（円錐状に広がる発散光束の中心軸）が、コリメートレンズ２３０の中心点を通り、平行照明光Ｌ３の光軸（平行光束の中心軸）が、回折光学素子２４０の中心点を通るように、各構成要素が配置されている。
【０１２６】
したがって、図示に示す例の場合、レーザビームＬ１の光軸と、発散光Ｌ２の光軸Ｃと、平行照明光Ｌ３の光軸とは一致し、いずれもＸ軸に平行な軸になる。この第２の実施形態においても、このような状態を「基準状態」と呼ぶ。この基準状態では、平行照明光Ｌ３は、Ｘ軸に対して平行な平行光束を形成し、その断面（光軸に直交する断面）は円形になる。そして、回折光学素子２４０は、その入射面ＱがＹＺ平面に平行な面となるように配置されているので、基準状態では、平行照明光Ｌ３は、回折光学素子２４０の入射面Ｑに対して垂直に入射する。その結果、入射面Ｑ上には、図に破線で示すように、円形の照射領域Ａが形成される。
【０１２７】
後述するように、光源駆動部２５０によって、光源２１０を駆動すると、上記基準状態から外れた状態となり、平行照明光Ｌ３の入射面Ｑに対する入射角は変化する。この場合、回折光学素子１４０上の照射領域Ａは楕円状になる。
【０１２８】
一方、回折光学素子２４０は、コリメートレンズ２３０によって整形され入射面Ｑに照射された平行照明光Ｌ３を回折し、得られた回折光Ｌ４によって、照明対象面Ｕ上に投影パターンＥを投影する機能を果たす。具体的には、回折光学素子２４０は、入射面ＱがＹＺ平面に平行になるように配置されたホログラム記録媒体によって構成され、このホログラム記録媒体には、ＸＹ平面に平行な照明対象面Ｕ上に投影パターンＥとなる再生像を生成するための干渉縞が記録されている。このような回折光学素子２４０は、図１に示す回折光学素子１４０と同様の構成要素であるため、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１２９】
結局、図５に示す照明装置２００では、基準状態において、光源２１０がＸ軸に平行な光軸をもつ光ビームＬ１を発生させ、拡大レンズ２２０が、この光ビームＬ１の光軸を中心軸として発散する発散光Ｌ２を生成し、コリメートレンズ２３０が、この発散光Ｌ２を整形して平行照明光Ｌ３を生成し、これをＹＺ平面に平行な入射面Ｑを有する回折光学素子２４０に照射することになる。しかも、光源２１０は、光源駆動部２５０によって、光源２１０が発生させる光Ｌ１の光軸Ｃに直交する移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面）に沿って平行移動させることができる。この平行移動により、照明装置２００は基準状態から外れ、平行照明光Ｌ３の入射面Ｑに対する入射方向が変化するので、後述するように、照明対象面Ｕ上の投影パターンＥを変位させることができる。
【０１３０】
＜２．２  第２の実施形態の基本動作＞
この第２の実施形態に係る照明装置２００の重要な特徴は、光源２１０が、光源駆動部２５０によって駆動される点である。上述したとおり、コリメートレンズ２３０、回折光学素子２４０、光源駆動部２５０は、いずれも装置筐体２６０によって支持固定されているが、光源２１０および拡大レンズ２２０は、直接的には装置筐体２６０に固定されておらず、光源駆動部２５０によって移動可能な状態で支持されている。
【０１３１】
したがって、光源２１０および拡大レンズ２２０と装置筐体２６０との相対位置は、光源駆動部２５０によって変化させられることになる。これは、光源２１０および拡大レンズ２２０と、コリメートレンズ２３０および回折光学素子２４０との間の相対位置も変化することを意味する。
【０１３２】
具体的には、光源駆動部２５０は、光源２１０を、当該光源２１０が発生させる光Ｌ１の光軸Ｃに直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させる機能を有している。図示の実施例の場合、光源２１０は、Ｘ軸に平行な方向にレーザビームＬ１を発生させるので、このレーザビームＬ１の光軸Ｃに直交する移動平面Ｐは、ＹＺ平面に平行な平面ということになる。
【０１３３】
ここでも、照明対象面Ｕに直交する方向（Ｚ軸方向）を鉛直方向ｄ１と呼び、照明対象面Ｕに平行な方向（ＸＹ平面に沿った方向）を水平方向ｄ２と呼べば、図５に矢印ｄ１，ｄ２で示すとおり、光源駆動部２５０は、光源２１０を移動平面Ｐに沿って、鉛直方向ｄ１に移動させる鉛直方向駆動機能と、水平方向ｄ２に移動させる水平方向駆動機能と、を有している。この鉛直方向駆動機能と水平方向駆動機能とを組み合わせて用いれば、光源２１０を、鉛直方向ｄ１および水平方向ｄ２だけでなく、移動平面Ｐに沿った任意の方向に平行移動させることが可能になる。
【０１３４】
光源駆動部２５０は、図示のとおり、駆動機構２５１と支持アーム２５２を有しており、光源２１０を支持するとともに、この光源２１０を、移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面になる）に沿って平行移動させる機能を有している。このような駆動機構２５１としては、モータと歯車を用いて支持アーム２５２を移動させる一般的な機構を採用することができるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１３５】
前述したとおり、拡大レンズ２２０は、光源２１０に固定されているため、光源駆動部２５０が、光源２１０を移動平面Ｐに沿って平行移動させると、拡大レンズ２２０も一緒に平行移動することになる。そうすると、光ビームＬ１および発散光Ｌ２の装置筐体２６０に対する相対位置が変化し、装置筐体２６０に固定されているコリメートレンズ２３０および回折光学素子２４０に対する相対位置も変化する。したがって、発散光Ｌ２のコリメートレンズ２３０に対する入射位置が変化することになる。
【０１３６】
図５に示す基準状態では、発散光Ｌ２の光軸Ｃがコリメートレンズ２３０の中心点を通るように各構成要素の相互位置関係が調整されており、発散光Ｌ２は、コリメートレンズ２３０の中心軸に関して回転対称となる位置に配置される。その結果、コリメートレンズ２３０から射出する平行照明光Ｌ３の光軸は、発散光Ｌ２の光軸Ｃに一致し、平行照明光Ｌ３は回折光学素子２４０の入射面Ｑに垂直方向から入射し、円形の照射領域Ａを形成する。
【０１３７】
しかしながら、光源駆動部２５０によって、光源２１０および拡大レンズ２２０が移動すると、コリメートレンズ２３０に対する発散光Ｌ２の入射位置が変化するので、この照明装置２００は上記基準状態から外れた状態になる。すなわち、図５に示す基準状態では、コリメートレンズ２３０から射出される平行照明光Ｌ３は、Ｘ軸に平行な平行光束となり、回折光学素子２４０の入射面Ｑに垂直方向から入射していたが、コリメートレンズ２３０に対する発散光Ｌ２の入射位置が変化すると、コリメートレンズ２３０から射出される平行照明光Ｌ３は、Ｘ軸に対して傾斜した平行光束になるので、平行照明光Ｌ３の入射面Ｑに対する入射角度が変化することになる。その結果、回折光学素子２４０から射出される回折光Ｌ４の射出方向も変化し、照明対象面Ｕ上における投影パターンＥの投影位置も変化することになる。
【０１３８】
別言すれば、光源２１０および拡大レンズ２２０を移動させると、コリメートレンズ２３０に対する発散光Ｌ２の入射位置が変位する。この入射位置の変位方向および変位量に応じて、コリメートレンズ２３０から射出する平行照明光Ｌ３の射出角度が変化することになる。そのため、平行照明光Ｌ３の回折光学素子２４０に対する入射角度が変化し、回折光学素子２４０から射出される回折光Ｌ４の射出方向が変化し、照明対象面Ｕ上における投影パターンＥの投影位置が変化することになる。
【０１３９】
要するに、ここに示す第２の実施形態の場合も、前述した第１の実施形態と同様に、光源２１０とコリメートレンズ２３０との相対的な位置関係を変えることにより、回折光学素子２４０に対する平行照明光Ｌ３の入射角度を変化させていることになる。したがって、光源２１０および拡大レンズ２２０の移動に起因して回折光学素子２４０に生じる光学現象の変化は、基本的には、図２で説明した変化と同様のものになる。
【０１４０】
前述したとおり、図５に示す照明装置２００における光源駆動部２５０は、図５に矢印ｄ１，ｄ２で示すとおり、光源２１０を移動平面Ｐに沿って、鉛直方向ｄ１に移動させる鉛直方向駆動機能と、水平方向ｄ２に移動させる水平方向駆動機能と、を有している。したがって、この鉛直方向駆動機能と水平方向駆動機能とを組み合わせて用いれば、光源２１０および拡大レンズ２２０を、鉛直方向ｄ１および水平方向ｄ２だけでなく、移動平面Ｐに沿った任意の方向に平行移動させることが可能になる。
【０１４１】
光源２１０および拡大レンズ２２０を鉛直方向ｄ１に移動させると、照明対象面Ｕ上の投影パターンＥをＸ軸方向に変位させることができ、水平方向ｄ２に移動させると、照明対象面Ｕ上の投影パターンをＹ軸方向に変位させることができる。したがって、図３に示した例と同様に、基準状態における投影パターンＥ０を、様々な方向に変位させて、たとえば、投影パターンＥ１〜Ｅ３を得ることができる。
【０１４２】
この第２の実施形態の場合も、投影パターンＥを基準状態の位置から変位させると、厳密に言えば、回折光学素子２４０からの回折光Ｌ４の光束のプロファイル、特に輪郭は、若干変更されることになり、照明対象面Ｕ上に表示される投影パターンＥ（Ｖ字状の図形パターン）の形状が若干変形することになる。ただ、光源２３０の変位量を極端に大きくしない限り、投影パターンＥの変形はわずかであり、実用上は問題にはならない。
【０１４３】
また、§１．２で述べたように、光源２１０の平行移動に伴って、照射領域Ａの一部が入射面Ｑの外へ移動する食み出し現象が生じ、投影パターンＥの放射照度が低下する可能性があるが、前述したとおり、実用上は大きな問題は生じない。このような放射照度の低下を防ぐためには、回折光学素子２４０のサイズを若干大きく設計し、平行照明光Ｌ３の入射角度が変化しても、回折光学素子２４０の入射面Ｑ上に形成される照射領域Ａが、入射面Ｑ上のホログラム形成面から食み出すことがないようにすればよい（この場合、照明装置２００全体のサイズが大きくなるという別な問題が生じる）。
【０１４４】
このような食み出しは、コリメートレンズ２３０に関しても同様に生じる。すなわち、図５において、円錐状に広がる発散光Ｌ２のコリメートレンズ２３０に対する照射領域の輪郭が、コリメートレンズ２３０の輪郭の近傍まで達するような設計がなされていると、発散光Ｌ２の移動により、発散光Ｌ２の一部がコリメートレンズ２３０の外側に食み出す可能性がある。
【０１４５】
このような食み出しが生じると、照明に用いられる光量が減少し、投影パターンＥの放射照度は低下するが、実用上、問題は生じない（食み出し部分の光は、アパーチャでカットするのが好ましい。）。もちろん、コリメートレンズ２３０のサイズを大きく設計しておけば、このような食み出しを防止することができるが、照明装置２００全体のサイズが大きくなるという別な問題が生じることになる。
【０１４６】
＜２．３  第２の実施形態の変形例＞
続いて、図５に示す第２の実施形態に係る照明装置２００について、いくつかの変形例を述べておく。
【０１４７】
(1)   複数の光源およびコリメートレンズを用いる変形例
図６は、図５に示す第２の実施形態の変形例に係る照明装置２００ＲＧＢの全体構成を示す斜視図であり、図５と同様に、ＸＹＺ三次元直交座標系が定義されている。この変形例に係る照明装置２００ＲＧＢの特徴は、３組の光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂと、この３組の光源にそれぞれ対応して配置された３組の拡大レンズ２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂおよび３組のコリメートレンズ２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂと、を備えている点である。これら３組の各構成要素は、水平方向（Ｙ軸方向）に並んで配置されており、回折光学素子２４０ＲＧＢは、各コリメートレンズ２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂからの平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂを受光するため、水平方向に細長い形状をしている。
【０１４８】
３組の光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂは、基本的には、図５に示す光源２１０と同様にレーザ光源であるが、互いに波長の異なる光を発生させる機能を有している。具体的には、光源２１０Ｒは赤色のレーザビームＬ１Ｒを発生させる赤色レーザ光源であり、光源２１０Ｇは緑色のレーザビームＬ１Ｇを発生させる緑色レーザ光源であり、光源２１０Ｂは青色のレーザビームＬ１Ｂを発生させる青色レーザ光源である。いずれも、Ｘ軸に平行な方向に各レーザビームＬ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂを射出する。なお、これら複数の光源は、それぞれ独立した部品として設けるようにしてもよいし、共通の基板上に複数の光源を並べて配置した発光部モジュールを利用して構成してもよい。
【０１４９】
また、３組の拡大レンズ２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂおよび３組のコリメートレンズ２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂは、図５に示す拡大レンズ２２０およびコリメートレンズ２３０と全く同一の構成要素である。したがって、赤色光源２１０Ｒが発生させた赤色レーザビームＬ１Ｒは、拡大レンズ２２０Ｒによって拡幅されて赤色発散光Ｌ２Ｒとなり、更に、コリメートレンズ２３０Ｒによって整形され、赤色平行照明光Ｌ３Ｒとして、回折光学素子２４０ＲＧＢの入射面Ｑ上の対応入射領域ＡＲ（図示の例の場合、破線で示す円形領域）に照射される。
【０１５０】
同様に、緑色光源２１０Ｇが発生させた緑色レーザビームＬ１Ｇは、拡大レンズ２２０Ｇによって拡幅されて緑色発散光Ｌ２Ｇとなり、更に、コリメートレンズ２３０Ｇによって整形され、緑色平行照明光Ｌ３Ｇとして、回折光学素子２４０ＲＧＢの入射面Ｑ上の対応入射領域ＡＧ（図示の例の場合、破線で示す円形領域）に照射される。また、青色光源２１０Ｂが発生させた青色レーザビームＬ１Ｂは、拡大レンズ２２０Ｂによって拡幅されて青色発散光Ｌ２Ｂとなり、更に、コリメートレンズ２３０Ｂによって整形され、青色平行照明光Ｌ３Ｂとして、回折光学素子２４０ＲＧＢの入射面Ｑ上の対応入射領域ＡＢ（図示の例の場合、破線で示す円形領域）に照射される。
【０１５１】
図５に示す照明装置２００と同様に、基準状態では、各色レーザビームＬ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂの光軸、各色発散光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂの光軸ＣＲ，ＣＧ，ＣＢ、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂの光軸は、いずれもＸ軸に平行になるが、光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂが平行移動すると基準状態から外れ、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂの光軸は、Ｘ軸に対して傾斜し、各色の対応入射領域ＡＲ，ＡＧ，ＡＢの形状および形成位置が変化することになる。
【０１５２】
また、回折光学素子２４０ＲＧＢは、図５に示す回折光学素子２４０と同様に、ＹＺ平面に平行な入射面Ｑを有しており、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂを回折し、得られた回折光Ｌ４ＲＧＢによって、照明対象面Ｕ上に投影パターンＥを投影する機能を果たす。ここに示す実施例の場合、回折光学素子２４０ＲＧＢの入射面Ｑにおける赤色対応照射領域ＡＲの近傍には、赤色レーザビームＬ１Ｒの中心波長に対応した干渉縞を記録したホログラム干渉縞が記録されており、緑色対応照射領域ＡＧの近傍には、緑色レーザビームＬ１Ｇの中心波長に対応した干渉縞を記録したホログラム干渉縞が記録されており、青色対応照射領域ＡＢの近傍には、青色レーザビームＬ１Ｂの中心波長に対応した干渉縞を記録したホログラム干渉縞が記録されている。
【０１５３】
これらのホログラム干渉縞は、いずれも、ＸＹ平面に平行な照明対象面Ｕ上に所望の投影パターンＥ（Ｖ字状の図形パターン）となる再生像を生成するための干渉縞になっている。このため、赤色対応照射領域ＡＲからの赤色回折光も、緑色対応照射領域ＡＧからの緑色回折光も、青色対応照射領域ＡＢからの青色回折光も、照明対象面Ｕ上の同じ位置に投影パターンＥとなる再生像を形成することになる。その結果、投影パターンＥは、３色の回折光を重ね合わせることによりカラー表示されたＶ字状の図形パターンになる。
【０１５４】
３組のレーザ光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂの放射束［単位：Ｗ］を調整することで、投影パターンＥの色を調節することが可能となる。また、発光強度を高めるために、発光波長域ごとに、それぞれ複数個のレーザ光源を設けるようにしてもかまわない。図示の例の場合、単一の回折光学素子２４０ＲＧＢを用いているが、その代わりに、３組の回折光学素子２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂを用いるようにし、各色平行照明光Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂを、それぞれ対応する回折光学素子２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂに照射するようにしてもかまわない。
【０１５５】
光源駆動部２５０Ｂは、図５に示す光源駆動部２５０と同様の構成要素である。すなわち、図示のとおり、駆動機構２５１Ｂと支持アーム２５２Ｂを有しており、光源２１０Ｂを支持するとともに、この光源２１０Ｂを、その発生光の光軸に直交する移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面になる）に沿って平行移動させる機能を有している。
【０１５６】
なお、図６では、図が繁雑になるのを避けるため、図示を省略しているが、光源駆動部２５０Ｂと同様の構成をもった光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇも設けられている。ここで、光源駆動部２５０Ｒは、光源２１０Ｒを支持するとともに、この光源２１０Ｒを、その発生光の光軸に直交する移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面になる）に沿って平行移動させる機能を有している。同様に、光源駆動部２５０Ｇは、光源２１０Ｇを支持するとともに、この光源２１０Ｇを、その発生光の光軸に直交する移動平面Ｐ（ＹＺ平面に平行な平面になる）に沿って平行移動させる機能を有している。
【０１５７】
なお、具体的な構造についての図示は省略するが、この照明装置２００ＲＧＢは、更に、装置筐体２６０を備えている。装置筐体２６０は、３組の光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂと、３組の拡大レンズ２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂと、３組のコリメートレンズ２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂと、１組の回折光学素子２４０ＲＧＢと、３組の光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂと、を収容する筐体であり、ここに示す実施例の場合、装置筐体２６０は自動車のフロント部分に取り付けられる。なお、装置筐体２６０は、３組のコリメートレンズ２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂ、１組の回折光学素子２４０ＲＧＢ、３組の光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂを支持固定する役割も果たす。
【０１５８】
図６では、図５と同様に、この支持固定の役割を明確に示すために、装置筐体２６０の個々の部分を電気回路の接地記号を用いて示してある。なお、一部の接地記号については、図が繁雑になるのを避けるため、符号「２６０」の記載は省略した。３組の拡大レンズ２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂは、それぞれ３組の光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂに固定されており、３組の光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂは、装置筐体２６０に対して可動となる状態で（ＹＺ平面に平行な移動平面Ｐに沿って平行移動可能な状態で）、それぞれ光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂによって支持されている。したがって、光源２１０Ｒと拡大レンズ２２０Ｒとは一体となって移動し、光源２１０Ｇと拡大レンズ２２０Ｇとは一体となって移動し、光源２１０Ｂと拡大レンズ２２０Ｂとは一体となって移動する。
【０１５９】
上述したとおり、この変形例に係る照明装置２００ＲＧＢは、カラーのホログラム再生像として投影パターンＥを投影する機能を有している。したがって、光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂによって、各光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂを同一方向に同一移動量だけ平行移動させれば、カラーの投影パターンＥの投影位置を所望の方向に変位させることが可能になる。
【０１６０】
なお、各光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂは、必ずしも同一方向に同一移動量だけ統一的に移動させる必要はなく、それぞれ別個の方向に別個の移動量だけ移動させるようにしてもかまわない。３組の光源を統一的に移動させれば、上述したように、カラーの投影パターンＥをその形態を維持したまま変位させることができるが、３組の光源をバラバラに移動させると（互いに異なる方向に移動させると）、赤色の投影パターンＥＲ，緑色の投影パターンＥＧ，青色の投影パターンＥＢ（いずれも、Ｖ字状の図形パターン）がそれぞれ異なる方向に変位することになり、カラーの投影パターンＥは色別に分解してバラバラに表示されることになる。
【０１６１】
このように、３組の光源は、必ずしも統一的に移動させる必要はないので、一部の光源については、駆動せずに、装置筐体２６０に固定したままにするようにしてもよい。たとえば、図６に示す例の場合、上述したとおり、光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇは図示が省略されているが、実際には、３組の光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂが設けられている。しかしながら、本変形例を実施する上では、必ずしも３組の光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂを設ける必要はなく、少なくとも１組の光源駆動部を設けるようにすればよい。
【０１６２】
たとえば、図６に示す光源駆動部２５０Ｂのみを設け、図示されていない２組の光源駆動部２５０Ｒ，２５０Ｇについては、これを設けないような構成にした場合、光源２１０Ｒ，２１０Ｇ（および拡大レンズ２２０Ｒ，２２０Ｇ）は装置筐体２６０に固定された状態になり、光源２１０Ｂのみが移動可能状態になる。この場合、基準状態では、図示の位置にカラーの投影パターンＥが表示され、光源２１０Ｂを移動させると、投影パターンＥが位置を維持したまま赤色と緑色の混合色成分で表示され、青色の投影パターンＥだけが変位するような表示態様が得られることになる。
【０１６３】
また、図６に示す変形例では、３組の光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂは、互いに波長の異なる光を発生させる光源であるが、カラー表示を行う必要がない場合は、必ずしも波長の異なる光を発生させる光源である必要はない。同一波長の光を用いる場合は、１組のレーザ光源２１０のみを用い、この１組のレーザ光源２１０が発生させたレーザビームを、ビームスプリッターなどの光学素子を用いて３本のビームに分岐させて用いるようにしてもよい。
【０１６４】
また、図６には、３組の光源２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂで発生させた光を、それぞれ３組の拡大レンズ２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂおよび３組のコリメートレンズ２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂに供給する例を示したが、光源、拡大レンズ、コリメートレンズの数は、必ずしも３組に限定されるものではなく、任意のｎ組を設けるようにしてもよい。
【０１６５】
結局、ここで述べる変形例では、複数ｎ個の光源と、これら複数ｎ個の光源にそれぞれ対応して配置された複数ｎ個のコリメートレンズと、を設け、各コリメートレンズは、対応する各光源からの光をそれぞれ平行照明光に整形して、回折光学素子のそれぞれ所定の対応照射領域に照射し、各対応照射領域は、照射された各平行照明光を回折して、照明対象面Ｕ上にそれぞれ投影パターンを投影するようにし、光源駆動部が、複数ｎ個の光源の少なくとも１つを平行移動させるようにすればよい。
【０１６６】
(2)   拡大レンズを省略した変形例
図５に示す照明装置２００では、光源２１０とコリメートレンズ２３０との間に、拡大レンズ２２０を配置し、光源２１０で発生させた光ビームＬ１を、拡大レンズ２２０によって拡幅することにより発散光Ｌ２を生成し、この発散光Ｌ２をコリメートレンズ２３０に与えるようにし、拡大レンズ２２０が、光源２１０とともに移動するようにしているが、光源２１０が投影パターンＥを表示するために十分な断面積を有する光を発生する機能を有していれば、これを拡幅する必要がなくなるため、拡大レンズ２２０を省略することも可能である。
【０１６７】
すなわち、光源２１０から射出される射出光が投影パターンＥを表示するために十分な断面積を有していれば、この射出光をそのままコリメートレンズ２３０に供給し、コリメートレンズ２３０が、この射出光を整形して平行照明光Ｌ３を生成するようにすればよい。このように、拡大レンズを省略した構成は、図６に示す照明装置２００ＲＧＢについても同様に適用可能である。
【０１６８】
(3)   光源の移動方向に関する変形例
これまで述べてきた実施例や変形例では、光源駆動部２５０によって、光源２１０を、当該光源２１０が発生する光Ｌ１の光軸に直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させる運用を行っていた。より具体的には、光源２１０が発生させる光ビームＬ１の光軸はＸ軸に平行な軸になるため、ＹＺ平面に平行な移動平面Ｐに沿って、光源２１０を平行移動させていた。
【０１６９】
しかしながら、本発明を実施する上では、光源２１０の移動方向は、必ずしも光源２１０が発生させる光の光軸に直交する移動平面Ｐに沿った方向に限定されるものではなく、任意の方向に移動させてもかまわない。ただ、光源２１０が発生させる光の光軸に対して「平行」となる方向に移動させた場合は、投影パターンＥを照明対象面Ｕ上で変位させる、という本発明の目的を達成することができない。
【０１７０】
したがって、本発明を実施する上では、光源駆動部２５０は、光源２１０を、当該光源２１０が発生させる光の光軸に対して「非平行」となる任意の移動方向に平行移動させるようにすればよい。ただ、§２．２で述べたとおり、光源２１０を、鉛直方向ｄ１および水平方向ｄ２に移動させることができれば、照明対象面Ｕ上において、投影パターンＥを任意の方向に変位させることができるので、実際には、光源２１０を、当該光源２１０が発生させる光の光軸に直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させる構成を採れば十分である。
【０１７１】
上記構成を採れば、光源駆動部２５０の構造を単純化することができ、また、照明装置全体を小型化することもできる。したがって、実用上は、光源２１０を、当該光源２１０が発生させる光の光軸に直交する移動平面Ｐに沿って平行移動させる構成を採用するのが好ましい。
【０１７２】
(4) 利用形態に関する変形例
これまで述べてきた実施形態では、本発明に係る照明装置を自動車のフロントグリルに取り付けて用いる例を示したが、もちろん、本発明に係る照明装置の利用形態は、自動車のフロントグリルに取り付けて用いる例に限定されるものではない。たとえば、自動車に限らず、一般的な車両のライティングユニット内に取り付けて用いることも可能である。あるいは、道路の路面上に設置して静止状態で利用することも可能である。
【０１７３】
(5) 光源のみもしくは拡大レンズのみを駆動する変形例
図５に示す照明装置２００では、拡大レンズ２２０を光源２１０に固定し、光源２１０と拡大レンズ２２０とを一体として移動させているが、拡大レンズ２２０を装置筐体２６０に固定して、光源駆動部２５０によって光源２１０のみを移動させるようにしてもかまわない。
【０１７４】
拡大レンズ２２０が移動しなくても、光源２１０が移動すれば光ビームＬ１が移動するため、発散光Ｌ２も移動し、コリメートレンズ２３０から射出する平行照明光Ｌ３の向きを変えることができる。図６に示す照明装置２００ＲＧＢについても同様である。もっとも、通常、拡大レンズ２２０の径は、コリメートレンズ２３０の径に比べて小さいため、光ビームＬ１の移動量がある程度大きい場合は、レンズ収差による影響を受けてしまい、また、移動量が大きいと、光ビームＬ１が拡大レンズ２２０から外れてしまうため、実用上は、これまで述べてきた実施例のように、拡大レンズ２２０を光源２１０とともに移動させるようにするのが好ましい。
【０１７５】
別な変形例として、光源２１０を装置筐体２６０に固定して、光源駆動部２５０によって拡大レンズ２２０のみを移動させるようにしてもかまわない。光源２１０が移動しないと、光ビームＬ１も移動しないことになるが、拡大レンズ２２０が移動すれば、発散光Ｌ２も移動し、コリメートレンズ２３０から射出する平行照明光Ｌ３の向きを変えることができる。図６に示す照明装置２００ＲＧＢについても同様である。もっとも、上記光源のみを移動させる変形例と同様に、拡大レンズ２２０の移動量がある程度大きい場合は、レンズ収差による影響を受けてしまい、また、移動量が大きいと、光ビームＬ１が拡大レンズ２２０から外れてしまうため、実用上は、これまで述べてきた実施例のように、拡大レンズ２２０を光源２１０とともに移動させるようにするのが好ましい。
【０１７６】
(6)   その他の変形例
以上、本発明の第２の実施形態に関するいくつかの変形例を述べたが、もちろん、この他にも様々な変形例を実施することが可能である。本発明の第２の実施形態の基本的な技術思想は、光源と、光源からの光をコリメートするコリメートレンズと、コリメートレンズからの光を回折する回折光学素子と、を備え、光源が、当該光源から射出する光の光軸と非平行な方向に動作可能に支持されている照明装置にあり、このような技術思想の範疇に入る様々な変形例を実施することが可能である。なお、実用上は、上述したとおり、光源が、当該光源から射出する光の光軸と直交する面上で動作可能に支持されているようにするのが好ましい。
【０１７７】
また、図６に変形例として例示したように、この第２の実施形態に係る照明装置では、複数の光源を設けるようにすることもできる。この場合、これら複数の光源の少なくともいずれかが、当該光源から射出する光の光軸と非平行な方向に動作可能に支持されているようにすればよい。もっとも、実用上は、動作可能に支持されている光源は、当該光源から射出する光の光軸と直交する面上で動作可能に支持されているようにするのが好ましい。
【０１７８】
更に、図５に示す照明装置２００では、単一の光源２１０に対して、単一の拡大レンズ２２０および単一のコリメートレンズ２３０が用意されているが、複数の光源を用いる変形例の場合は、拡大レンズ２２０およびコリメートレンズ２３０の少なくとも一方を、複数の光源に対して共有して用いるようにしてもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本発明に係る照明装置は、路面、地面、床面、水面下、壁面等の予め設定された照明対象面上に、所望の投影パターンを投影する用途に広く利用することができる。しかも当該投影パターンの投影位置を移動させることが可能になるので、たとえば、乗り物の進行方向を示す方向指示標などの図形を、所望の位置に表示するような用途に最適である。
【符号の説明】
【０１８０】
１００：第１の実施形態に係る照明装置
１００ＲＧＢ：第１の実施形態の変形例に係る照明装置
１１０：光源（レーザ光源）
１１０Ｒ：赤色光源（赤色レーザ光源）
１１０Ｇ：赤色光源（赤色レーザ光源）
１１０Ｂ：青色光源（青色レーザ光源）
１２０：拡大レンズ
１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ：拡大レンズ
１３０：コリメートレンズ
１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂ：コリメートレンズ
１４０：回折光学素子（ホログラム）
１４０ＲＧＢ：回折光学素子（ホログラム）
１５０：コリメートレンズ駆動部
１５０Ｂ：コリメートレンズ駆動部
１５１：駆動機構
１５１Ｂ：駆動機構
１５２：支持アーム
１５２Ｂ：支持アーム
１６０：装置筐体
２００：第２の実施形態に係る照明装置
２００ＲＧＢ：第２の実施形態の変形例に係る照明装置
２１０：光源（レーザ発光部）
２１０Ｒ：赤色光源（赤色レーザ光源）
２１０Ｇ：赤色光源（赤色レーザ光源）
２１０Ｂ：青色光源（青色レーザ光源）
２２０：拡大レンズ
２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂ：拡大レンズ
２３０：コリメートレンズ
２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂ：コリメートレンズ
２４０：回折光学素子（ホログラム）
２４０ＲＧＢ：回折光学素子（ホログラム）
２５０：光源駆動部
２５０Ｂ：光源駆動部
２５１：駆動機構
２５１Ｂ：駆動機構
２５２：支持アーム
２５２Ｂ：支持アーム
２６０：装置筐体
Ａ：照射領域
ＡＲ，ＡＧ，ＡＢ：対応照射領域
Ｃ：光軸
ＣＲ，ＣＧ，ＣＢ：光軸
ｄ１：鉛直方向
ｄ２：水平方向
Ｅ，Ｅ０〜Ｅ３：投影パターン（Ｖ字状の図形パターン）
Ｌ１：光ビーム（レーザビーム）
Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ：光ビーム（レーザビーム）
Ｌ２：発散光
Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ：発散光
Ｌ３：平行照明光
Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂ：平行照明光
Ｌ４：回折光
Ｌ４ＲＧＢ：回折光
Ｌ３０：平行照明光Ｌ３の光軸を示す直線群
Ｌ３１：平行照明光Ｌ３を構成する光束の一方の輪郭位置にある光線の光路を示す矢印群
Ｌ３２：平行照明光Ｌ３を構成する光束の他方の輪郭位置にある光線の光路を示す矢印群
Ｏ：ＸＹＺ三次元直交座標系の原点
Ｐ：移動平面
Ｑ：入射面（受光面）
Ｕ：照明対象面
Ｘ：ＸＹＺ三次元直交座標系の座標軸
Ｙ：ＸＹＺ三次元直交座標系の座標軸
Ｚ：ＸＹＺ三次元直交座標系の座標軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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