(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の方向に光を投射することが可能な照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１０は、光を射出する光源１５と、光源１５から射出した光を回折する回折光学素子４０と、回折光学素子４０によって回折された光を反射または屈折させて投影面Ｓに向ける投射光学系５０と、を備える。投射光学系５０は、回折光学素子４０で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向ける。【選択図】図２
2019133950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する光源と、
前記光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向ける、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されているように、光源とホログラム素子とを含んだ照明装置が知られている。特許文献１に開示された車両用照明装置は、ホログラム素子が光源からの光を回折することで、特定の方向へ光を投射して、路面などの投影面を照明することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４６６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、照明装置を用いて照明を行う場合、複数の方向に光を投射して複数の照明を同時に行いたい場合がある。複数の方向へ光を投射することができれば、例えば、複数の方向に延びる複数の線状のパターンで投影面を照明することによって、当該投影面を複数の領域に区画することができる。
【０００５】
本開示の実施形態は、以上の点を考慮してなされたものであり、複数の方向に光を投射す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】
【０００６】
本開示の実施形態による照明装置は、
光を射出する光源と、
前記光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向ける。
【０００７】
本開示の実施形態による照明装置において、
前記回折光学素子は、前記光源から射出した前記光の一部を回折する第１要素回折光学素子と、前記光源から射出した前記光の他の一部を回折する第２要素回折光学素子と、を有し、
前記投射光学系は、前記第１要素回折光学素子で回折された１次回折光である第１回折光と、前記第２要素回折光学素子で回折された１次回折光である第２回折光と、を異なる方向に向けてもよい。
【０００８】
本開示の実施形態による照明装置において、前記投射光学系は、反射素子またはプリズムであってもよい。
【０００９】
また、本開示の実施形態による照明装置において、前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部を反射させ他の一部を透過させるハーフミラーと、前記ハーフミラーを透過した前記１次回折光の他の一部を反射する反射素子と、を含んでいてもよい。
【００１０】
また、本開示の実施形態による照明装置において、前記投射光学系は、前記回折光学素子によって回折された光を回折する投射用回折光学素子であってもよい。
【００１１】
また、本開示の実施形態による照明装置において、
前記回折光学素子は、前記光源から射出した前記光の一部を回折する第１要素回折光学素子と、前記光源から射出した前記光の他の一部を回折する第２要素回折光学素子と、を有し、
前記投射用回折光学素子は、前記第１要素回折光学素子で回折された１次回折光である第１回折光を回折して第１の方向に向ける第１投射用要素回折光学素子と、前記第２要素回折光学素子で回折された１次回折光である第２回折光を回折して前記第１の方向とは異なる第２の方向に向ける第２投射用要素回折光学素子と、有していてもよい。
【００１２】
また、本開示の実施形態による照明装置は、前記光源から前記回折光学素子までの光路に沿った前記光源と前記回折光学素子との間に配置されたコリメートレンズを更に備えていてもよい。
【００１３】
また、本開示の実施形態による照明装置において、前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部の進行方向を９０°を超える角度で変化させ、且つ、前記回折光学素子で回折された１次回折光の他の一部の進行方向を９０°を超える角度で変化させてもよい。
【００１４】
また、本開示の実施形態による照明装置は、筒状の筐体内に収容されていてもよい。
【００１５】
この場合、前記筐体は、回転可能に配置されていてもよい。
【００１６】
また、本開示の実施形態による照明装置は、回転可能に支持されていてもよい。
【００１７】
また、本開示の実施形態による照明装置において、前記投射光学系は、回転可能に支持されていてもよい。
【００１８】
また、本開示の実施形態による照明装置において、前記回折光学素子は、回転可能に支持されていてもよい。
【００１９】
また、本開示の実施形態による照明装置は、
前記回折光学素子から前記投射光学系までの光路に沿った前記回折光学素子と前記投射光学系との間に配置された第１レンズであって、前記回折光学素子から当該第１レンズの焦点距離だけ離間して配置された第１レンズと、
前記第１レンズから前記投射光学系までの光路に沿った前記第１レンズと前記投射光学系との間に配置された第２レンズであって、前記第１レンズから前記第１レンズの焦点距離と当該第２レンズの焦点距離との和だけ離間して配置された第２レンズと、
前記第１レンズから前記第２レンズまでの光路に沿った前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置され、前記回折光学素子での０次光を遮断する０次光マスクと、を更に備えていてもよい。
【００２０】
また、本開示の実施形態による照明装置は、
前記回折光学素子から前記投射光学系までの光路に沿った前記回折光学素子と前記投射光学系との間に配置された第１レンズであって、前記回折光学素子から当該第１レンズの焦点距離だけ離間して配置された第１レンズと、
前記第１レンズから前記投射光学系までの光路に沿った前記第１レンズと前記投射光学系との間に配置された第２レンズであって、前記第１レンズから前記第１レンズの焦点距離と当該第２レンズの焦点距離との和だけ離間して配置された第２レンズと、
前記第１レンズから前記第２レンズまでの光路に沿った前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置され、前記回折光学素子での高次回折光を遮断する高次回折光マスクと、を更に備えていてもよい。
【００２１】
また、本開示の実施形態による照明装置において、
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部および他の一部を反射または屈折させて、それぞれ前記投影面の第１被照明領域および第２被照明領域に向け、
前記第１被照明領域および前記第２被照明領域は、全体として直線に沿って延びていても良い。さらに、この場合、前記第１被照明領域および前記第２被照明領域は、一直線上に延びてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本開示によれば、複数の方向に光を投射することが可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本開示による第１の実施形態を説明するための図であって、照明装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の照明装置の構成の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示す照明装置の変形例を説明するための図であって、図２に示す照明装置によって照明される領域の長さと、単一の方向に光を投射する照明装置によって照明される領域の長さと、を示す図である。
【図４】図４は、図２に示す照明装置の他の変形例を示す図である。
【図５】図５は、図２に示す照明装置のさらに他の変形例を示す図である。
【図６】図６は、図２に示す照明装置のさらに他の変形例を示す図である。
【図７】図７は、図２に示す照明装置のさらに他の変形例を示す図である。
【図８】図８は、図２に対応する図であって、図２に示す照明装置のさらに他の変形例を示す図である。
【図９】図９は、図８に示す照明装置によって照明される被照明領域の変化を示す図であって、図８に示す照明装置および投影面を上方から見た図である。
【図１０】図１０は、図２に対応する図であって、図２に示す照明装置のさらに他の変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、図２に対応する図であって、図２に示す照明装置のさらに他の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、図２に対応する図であって、本開示による第２の実施形態における照明装置の構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２５】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や、長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
まず、図１および図２を参照して、第１の実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、第１の実施形態に係る照明装置１０の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示す照明装置１０の構成の一例を示す模式図である。
【００２８】
図１に示すように、照明装置１０は、地面または床面に設置され、設置面を投影面Ｓとして、互いに異なる２つの被照明領域Ｚ１，Ｚ２を照明する。より具体的には、照明装置１０は、互いに異なる２方向に光を投射して、第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２をライン状のパターンで照明する。このような照明装置１０は、例えば、投影面Ｓを区画する際等に用いることができる。すなわち、照明装置１０は、区画される領域の境界線をライン状の被照明領域Ｚ１，Ｚ２で示すことができる。なお、照明装置１０は、被照明領域Ｚ１，Ｚ２をライン状以外の任意のパターンで照明してよく、例えば図形や文字のパターンで照明してもよい。また、照明装置１０は、被照明領域Ｚ１，Ｚ２を互いに異なるパターンで照明してもよい。
【００２９】
図２に示すように、第１の実施形態において、照明装置１０は、光を射出する光源１５と、光源１５から射出した光を回折する回折光学素子４０と、回折光学素子４０によって回折された光を反射または屈折させて投影面Ｓに向ける投射光学系５０と、を備えている。また、図２に示す例においては、照明装置１０は、光源１５と回折光学素子４０との間にコリメートレンズ３２を含む整形光学系３０を更に備えている。
【００３０】
図１および図２から理解されるように、照明装置１０は、筒状の筐体６０内に収容されており、投影面Ｓ上で自立することができるようになっている。図示の例では、筐体６０内において、光源１５、回折光学素子４０および投射光学系５０は、投影面Ｓに対し、概ね垂直方向に整列している。筐体６０には、投射光学系５０で反射または屈折された光を透過させる開口６１が設けられている。以下、照明装置１０の各構成要素について順に説明していく。
【００３１】
光源１５は、種々の型式の光源を用いることができる。一例として、コヒーレント光を射出する光源、例えばレーザー光源を、光源１５として用いることができる。光源１５から射出するコヒーレント光は、直進性に優れ、被照明領域Ｚ１，Ｚ２を高精度に照明するための光として好適である。図２に示す例では、照明装置１０は、単一の光源１５を有しているが、複数の光源１５を有していてもよい。
【００３２】
次に、整形光学系３０について説明する。整形光学系３０は、光源１５から回折光学素子４０までの光路に沿った光源１５と回折光学素子４０との間に配置されている。整形光学系３０は、光源１５から射出した光を整形する。言い換えると、整形光学系３０は、光源１５から射出した光の光軸ｘに直交する断面での形状や、当該光の光束の立体的な形状を整形する。図示された例において、整形光学系３０は、光源１５から射出した光を拡幅した平行光束に整形する。図２に示すように、整形光学系３０は、光源１５から射出した光の光路に沿った順で、レンズ３１およびコリメートレンズ３２を有している。レンズ３１は、光源１５から射出した光を発散光束に整形する。コリメートレンズ３２は、レンズ３１で生成された発散光束を、平行光束に整形し直す。なお、照明装置１０が複数の光源を有する場合、複数の光源のそれぞれに対応して、複数の整形光学系を設けてもよい。
【００３３】
次に、回折光学素子４０について説明する。回折光学素子４０は、光源１５から射出した光に対して回折作用を及ぼす素子である。図示された回折光学素子４０は、光源１５からの光を回折して、投射光学系５０に向ける。
【００３４】
図示された例において、回折光学素子４０は、第１要素回折光学素子４１と第２要素回折光学素子４２とを有している。第１要素回折光学素子４１は、コリメートレンズ３２からの光の一部を回折して投射光学系５０に向ける。また、第２要素回折光学素子４２は、コリメートレンズ３２からの光の他の一部を回折して、投射光学系５０に向ける。
【００３５】
一例として、各要素回折光学素子４１，４２は、干渉縞パターンを記録されたホログラム記録媒体として構成される。干渉縞パターンを種々に調整することで、各要素回折光学素子４１，４２で回折される光の進行方向、言い換えると、各要素回折光学素子４１，４２で拡散される光の進行方向を、制御することができる。
【００３６】
各要素回折光学素子４１，４２は、例えば実物の散乱板からの散乱光を物体光として用いて作製することができる。より具体的には、要素回折光学素子４１，４２の母体であるホログラム感光材料に、互いに干渉性を有するコヒーレント光からなる参照光と物体光とを照射すると、これらの光の干渉による干渉縞がホログラム感光材料に形成されて、要素回折光学素子４１，４２が作製される。参照光としては、コヒーレント光であるレーザー光が用いられ、物体光としては、例えば安価に入手可能な等方散乱板からの散乱光が用いられる。
【００３７】
要素回折光学素子４１，４２を作製する際に用いた参照光の光路を逆向きに進むよう要素回折光学素子４１，４２に向けてレーザー光を照射することで、要素回折光学素子４１，４２を作製する際に用いた物体光の元となる散乱板の配置位置に、散乱板の再生像が生成される。要素回折光学素子４１，４２を作製する際に用いられた物体光の元となる散乱板が均一的な面散乱をしていれば、要素回折光学素子４１，４２により得られる散乱板の再生像も、均一な面照明となる。
【００３８】
また、要素回折光学素子４１，４２に形成される複雑な干渉縞のパターンは、現実の物体光と参照光を用いて形成する代わりに、予定した再生照明光の波長や入射方向、並びに、再生されるべき像の形状や位置等に基づき計算機を用いて設計することが可能である。このようにして得られた要素回折光学素子４１，４２は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）とも呼ばれる。
【００３９】
また、要素回折光学素子４１，４２上の各点における拡散角度特性が同じであるフーリエ変換ホログラムを計算機合成により形成してもよい。
【００４０】
要素回折光学素子４１，４２の具体的な形態としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラム記録媒体でもよいし、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラム記録媒体でもよいし、レリーフ型（エンボス型）のホログラム記録媒体でもよい。また、要素回折光学素子４１，４２は、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。
【００４１】
なお、照明装置１０が複数の光源を有する場合、複数の光源のそれぞれに対応して、複数の回折光学素子を設けてもよい。
【００４２】
投射光学系５０は、回折光学素子４０によって回折された光を反射または屈折させて投影面Ｓ（図示の例では設置面）に向ける。より詳細には、投射光学系５０は、第１要素回折光学素子４１で回折された１次回折光（以下、「第１回折光」とも称する。）Ｌ１１と第２要素回折光学素子４２で回折された１次回折光（以下、「第２回折光」とも称する。）Ｌ１２とを、異なる方向に向ける。なお、ホログラム素子のような要素回折光学素子４１，４２では、回折光として、１次回折光Ｌ１１，Ｌ１２以外に２次以上の高次の回折光（以下、「高次回折光」とも称する。）が生じる。投射光学系５０は、投射光学系５０に入射する回折光のうち、少なくとも１次回折光Ｌ１１，Ｌ１２を、互いに異なる方向に向ける。
【００４３】
図示の例では、投射光学系５０は光を反射する反射面を有する反射素子である。投射光学系５０は、少なくともその反射面を例えば金属等の高い反射率を有する材料から構成されている。とりわけ、図示の例では、投射光学系５０は、少なくともその反射面が銀で構成されて鏡面反射機能を有している。
【００４４】
上述のように、投射光学系５０は、第１要素回折光学素子４１で回折された第１回折光Ｌ１１と、第２要素回折光学素子４２で回折された第２回折光Ｌ１２とを、異なる方向に向ける。図２に示す例においては、投射光学系５０は、複数の反射面を有するいわゆる多面鏡として構成されている。より具体的には、投射光学系５０は、全体として三角柱の形状を有しており、その３つの側面のうちの２つが反射面をなしている。そして、２つの反射面のうちの１つは、第１回折光Ｌ１１が入射する第１反射面５１であり、第１回折光Ｌ１１を第１の方向に向ける。また、他の反射面は、第２回折光Ｌ１２が入射する第２反射面５２であり、第２回折光Ｌ１２を第１の方向とは異なる第２の方向に向ける。なお、第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２を異なる方向に向けることが可能な投射光学系５０としては、多面鏡以外にも、凹面鏡や凸面鏡、平面鏡、プリズム等、種々のものが採用可能である。
【００４５】
図２に示す例においては、第１反射面５１の向きは、第１回折光Ｌ１１の進行方向を９０°を超える角度で変化させ、第１回折光Ｌ１１を、投影面Ｓ上の第１被照明領域Ｚ１に向けるように設定されている。また、第２反射面５２の向きは、第２回折光Ｌ１２の進行方向を９０°を超える角度で変化させ、第２回折光Ｌ１２を、投影面Ｓ上の第２被照明領域Ｚ２に向けるように設定されている。
【００４６】
次に、以上に説明した構成からなる照明装置１０の作用について説明する。
【００４７】
光源１５から射出した光は、まず、整形光学系３０に入射する。整形光学系３０では、光源１５から射出した光を拡大する。すなわち、光軸ｘに直交する断面において光が占める領域が広がるよう、整形光学系３０は光源１５からの光を整形する。図示された例において、整形光学系３０は、レンズ３１およびコリメートレンズ３２を有している。図２に示すように、整形光学系３０のレンズ３１は、光源１５から射出した光を発散させて発散光束に変換する。そして、整形光学系３０のコリメートレンズ３２は、発散光束を平行光束へとコリメートする。
【００４８】
整形光学系３０で整形された光は、次に、回折光学素子４０へと向かう。回折光学素子４０の各要素回折光学素子４１，４２は、光源１５から射出する光の中心波長に対応した干渉縞を記録しており、一定の方向から入射する光を所望の方向に高効率で回折することができる。図示された例において、第１要素回折光学素子４１は、光源１５から射出した光の一部を回折し、回折光を投射光学系５０に向けて拡散させる。また、第２要素回折光学素子４２は、光源１５から射出した光の他の一部を回折し、回折光を投射光学系５０に向けて拡散させる。
【００４９】
投射光学系５０の反射面５１，５２に入射した光は、反射して、その進行方向を変える。とりわけ、第１反射面５１に入射した第１回折光Ｌ１１は、反射して、その進行方向を９０°を超える角度で変える。そして、第１反射面５１で反射した第１回折光Ｌ１１は、筒状の筐体６０に設けられた開口６１を通過して、投影面Ｓ上の第１被照明領域Ｚ１に入射する。また、第２反射面５２に入射した第２回折光Ｌ１２は、反射して、その進行方向を９０°を超える角度で変える。第２反射面５２で反射した第２回折光Ｌ１２は、第１反射面５１で反射した第１回折光Ｌ１１とは異なる方向に向かう。そして、第２回折光Ｌ１２は、筒状の筐体６０に設けられた開口６１を通過して、投影面Ｓ上の第１被照明領域Ｚ１とは異なる第２被照明領域Ｚ２に入射する。図示の例においては、第１被照明領域Ｚ１及び第２被照明領域Ｚ２は、照明装置１０から異なる方向に延びるライン状のパターンで照明される。
【００５０】
以上のような第１の実施形態によれば、照明装置１０は、光を射出する光源１５と、光源１５から射出した光を回折する回折光学素子４０と、回折光学素子４０によって回折された光を反射または屈折させて投影面Ｓに向ける投射光学系５０と、を備えている。そして、投射光学系５０は、回折光学素子４０で回折された１次回折光の一部Ｌ１１と他の一部Ｌ１２とを異なる方向に向ける。
【００５１】
このような照明装置１０は、複数方向に光を投射して複数の被照明領域Ｚ１，Ｚ２を照明することができる。
【００５２】
また、第１の実施形態において、回折光学素子４０は、光源１５から射出した光の一部を回折する第１要素回折光学素子４１と、光源１５から射出した光の他の一部を回折する第２要素回折光学素子４２と、を有している。そして、投射光学系５０は、第１要素回折光学素子４１で回折された１次回折光である第１回折光Ｌ１１と、第２要素回折光学素子４２で回折された１次回折光である第２回折光Ｌ１２と、を異なる方向に向ける。このような照明装置１０によれば、複数の被照明領域Ｚ１，Ｚ２の各々を所望のパターンで高精度に照明することが容易である。
【００５３】
また、第１の実施形態において、投射光学系５０は、反射素子またはプリズムである。この場合、第１回折光Ｌ１１と第２回折光Ｌ１２とを反射または屈折させて異なる方向に向ける投射光学系５０を実現することが容易である。
【００５４】
また、第１の実施形態において、光源１５から回折光学素子４０までの光路に沿った光源１５と回折光学素子４０との間に配置されたコリメートレンズ３２を更に備える。これにより、平行化された光が回折光学素子４０に入射するので、回折光学素子４０で第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２を所望の方向に高精度に回折させることが容易である。
【００５５】
また、第１の実施形態において、投射光学系５０は、回折光学素子４０で回折された１次回折光の一部Ｌ１１の進行方向を９０°を超える角度で変化させ、且つ、回折光学素子４０で回折された１次回折光の他の一部Ｌ１２の進行方向を９０°を超える角度で変化させる。この場合、例えば図１および図２に示すように、照明装置１０は、その設置面を投影面Ｓとして照明することができる。
【００５６】
また、第１の実施形態において、照明装置１０は、筒状の筐体６０内に収容されている。この場合、照明装置１０を、投影面Ｓにおいて自立させることが容易である。さらには、後述する図４に示すように、その一部を地中や床下、水中に設置することが容易である。
【００５７】
なお、上述してきた第１の実施形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、いくつかの変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した第１の実施形態と同様に構成され得る部分について、上述の第１の実施形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。
【００５８】
＜変形例１＞
上述した第１の実施の形態において、例えば、照明装置１０で、一直線上に延びる第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２を照明する場合について考える。この場合、被照明領域Ｚ１，Ｚ２内において、照明装置１０に近いほど明瞭で明るいパターン照明となり視認性が良く、照明装置１０から遠いほど投影パターンがボケて暗く照明され視認性が悪くなることを考慮すると、被照明領域Ｚ１を照明する光Ｌ１１および被照明領域Ｚ２を照明する光Ｌ１２によって明瞭且つ明るいパターンで視認性良く（したがって綺麗に）照明される領域は、それぞれ、図３に示す地点Ｅ１１から地点Ｅ１２および地点Ｅ２１から地点Ｅ２２に亘る領域である。したがって、照明装置１０は、照明装置１０の一側の地点Ｅ１２から他側の地点Ｅ２２に亘る長さＬ１０の領域を、明瞭且つ明るいパターンで視認性良く照明するのに用いることができる。
【００５９】
これに対し、照明装置１０の光源１５と同程度の放射束の光を射出する光源を用いて単一の方向にのみ光を投射する照明装置５００で被照明領域Ｚ５００を照明する場合、被照明領域Ｚ５００内において、照明装置５００に近いほど明瞭で明るいパターン照明となり視認性が良く、照明装置５００から遠いほど投影パターンがボケて暗く照明され視認性が悪くなることを考慮すると、被照明領域Ｚ５００を照明する光Ｌ５００によって明瞭且つ明るいパターンで視認性良く照明される領域は、図３に示す地点Ｅ５１から地点Ｅ５２に亘る長さＬ５００の領域である。
【００６０】
このように、照明装置１０は、照明装置１０の一側の地点Ｅ１２から他側の地点Ｅ２２に亘る長さＬ１０の領域を、明瞭且つ明るいパターンで視認性良く照明するのに用いることができるのに対し、照明装置５００が明瞭且つ明るいパターンで視認性良く照明可能な領域は、照明装置５００の一側の地点Ｅ５１から地点Ｅ５２に亘る長さＬ５００の領域のみである。一般に、上記長さＬ１０は、上記長さＬ５００と比較して顕著に長い。すなわち、照明装置１０は、照明装置５００と比較して、より長い領域を、明瞭且つ明るいパターンで視認性良く照明するのに用いることができる。言い換えると、上記長さＬ５００よりも長い長さＬ１０の領域を照明する場合、照明装置１０を当該領域の中間地点に配置して、当該中間地点から光を投射すれば、当該領域内において照明装置１０から最も離れた地点Ｅ１２，Ｅ２２まで、明瞭且つ明るいパターンで視認性良く照明することができる。
【００６１】
なお、上述した変形例１の説明では、照明装置１０が一直線上に延びる第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２を照明する場合について説明したが、これに限られない。すなわち、第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２は厳密な一直線上に延びていなくてもよい。第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２は、例えば後述する図９に示す領域Ｚ１ｂおよび領域Ｚ２ａのように、互いに交差する方向に延びていてもよい。この場合であっても、第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２が全体として直線に沿って延びていれば、第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２が一直線上に延びている場合と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
以上のような変形例１によれば、投射光学系５０は、回折光学素子４０で回折された１次回折光の一部Ｌ１１および他の一部Ｌ１２を反射または屈折させて、それぞれ投影面Ｓの第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２に向ける。そして、第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２は、全体として直線に沿って延びている。とりわけ図示の例では、第１被照明領域Ｚ１および第２被照明領域Ｚ２は、一直線上に延びている。この場合、照明装置１０は、照明装置１０の一側の地点Ｅ１２から他側の地点Ｅ２２に亘る長さＬ１０の領域を、明瞭且つ明るいパターンで視認性良く（したがって綺麗に）照明することができるが、この長さＬ１０は、照明装置１０の光源１５と同程度の放射束の光を射出する光源を用いて単一の方向のみを照明する照明装置５００が明瞭且つ明るいパターンで視認性良く照明可能な領域の長さＬ５００と比較して、顕著に長い。
【００６３】
＜変形例２＞
上述した第１の実施形態において、回折光学素子４０が２つの要素回折光学素子４１，４２を有し、照明装置１０が２つの被照明領域Ｚ１，Ｚ２を照明する場合について説明してきたが、これに限られない。例えば、図４に示すように、回折光学素子は、３つ以上の要素回折光学素子を有してもよい。この場合、照明装置は、３方向以上の方向に光を投射して３つ以上の被照明領域を照明し得る。
【００６４】
図４に示す照明装置１００は、３方向に光を投射して３つの被照明領域Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を照明する。図４に示す照明装置１００において、回折光学素子１４０は３つの要素回折光学素子４１，４２，４３を有しており、投射光学系１５０は、３つの反射面５１，５２，５３を有している。その他の構成は、図２に示す照明装置１０と略同一である。なお、図３では、理解を容易にするため、筐体６０の図示を省略している。
【００６５】
回折光学素子１４０は、第１要素回折光学素子４１および第２要素回折光学素子４２の他に、第３要素回折光学素子４３を有している。第３要素回折光学素子４３は、他の要素回折光学素子４１，４２と同様に、例えば干渉縞パターンを記録されたホログラム記録媒体として構成される。図４に示す回折光学素子１４０において、第１要素回折光学素子４１は、コリメートレンズ３２からの光の一部を回折して投射光学系１５０に向ける。また、第２要素回折光学素子４２は、当該光の他の一部を回折して投射光学系１５０に向ける。また、第３要素回折光学素子４３は、当該光のさらに他の一部を回折して投射光学系１５０に向ける。
【００６６】
投射光学系１５０は、第１反射面５１および第２反射面５２の他に、第３反射面５３を有している。図４に示す例において、投射光学系１５０は、三角錐の形状を有している。そして、その底面以外の３つの面が反射機能を有し、それぞれ反射面５１，５２，５３をなしている。第３反射面５３は、第３要素回折光学素子４３で回折された１次回折光（以下、「第３回折光」とも称する。）Ｌ１３を、第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２のいずれとも異なる第３の方向に向ける。第３反射面５３は、第３回折光Ｌ１３の進行方向を９０°を超える角度で変化させ、第３回折光Ｌ１３を、投影面Ｓ上の第３被照明領域Ｚ３に向けるようになっている。なお、投射光学系１５０の形状としては、角錐形状以外に、円錐形状等、様々な形状が採用可能である。
【００６７】
＜変形例３＞
上述した第１の実施形態において、照明装置１０が投影面Ｓ上に設置される場合について説明してきた。しかしながら、例えば照明装置１０を小さく見せたい場合、図５に示すように、照明装置１０は、その一部が投影面Ｓの下方、すなわち地中または床下に配置されていてもよい。また、水面を投影面Ｓとする場合、照明装置１０は、その一部が水中に配置されていてもよい。
【００６８】
＜変形例４＞
上述した第１の実施形態において、照明装置１０が地面または床面に設置される場合について説明してきたが、これに限られない。照明装置１０は、種々の分野、例えば車や船等の移動体の照明装置として、使用され得る。
【００６９】
図６に示す例では、照明装置１０は、車両Ｃに設置され、車両Ｃの右前下方および車両Ｃの左前下方の２方向に光を投射する。そして、照明装置１０は、車両Ｃの右前方に位置する第１被照明領域Ｚ１および左前方に位置する第２被照明領域Ｚ２を照明する。
【００７０】
また、図７に示す例では、照明装置１０は、車両Ｃに設置され、共に車両Ｃの前下方ではあるが投影面Ｓである地面または床面に対して異なる角度をなす２方向に光を投射する。そして、照明装置１０は、車両Ｃのニアフィールドの被照明領域とファーフィールドの被照明領域とを照明する。
【００７１】
なお、図６及び図７に示された照明装置１０は、上述してきた照明装置と同様に、光源１５と整形光学系３０と、複数の要素回折光学素子を含む回折光学素子４０と、投射光学系５０と、を有する。投射光学系５０は、プリズムによって形成されている。このプリズムは、第１回折光Ｌ１１の光路を屈折によって変化させる第１プリズム面５１ａと、第１プリズム面５１ａに対して傾斜して第２回折光Ｌ１２の光路を屈折によって第１回折光Ｌ１１の光路とは異なる方向へ向ける第２プリズム面５２ａと、を有している。
【００７２】
＜変形例５＞
上述した第１の実施形態および上記変形例において、投射光学系が反射素子またはプリズムである場合について説明してきたが、これに限られない。投射光学系は、回折光学素子４０によって回折された１次回折光に回折作用を及ぼす投射用回折光学素子であってもよい。
【００７３】
以下、図８を参照して、変形例５について説明する。図８に示す照明装置２００は、図２に示す照明装置１０と比較して、投射光学系が投射用回折光学素子２５０である点で異なっている。
【００７４】
投射用回折光学素子２５０は、一例として、干渉縞パターンを記録されたホログラム記録媒体として構成される。干渉縞パターンを種々に調整することで、投射用回折光学素子２５０で回折される光の進行方向、言い換えると、投射用回折光学素子２５０で拡散される光の進行方向を、制御することができる。投射用回折光学素子２５０は、回折光学素子４０の各要素回折光学素子４１，４２と同様に作製することができる。
【００７５】
図８に示す例では、投射用回折光学素子２５０は、第１要素回折光学素子４１で回折された１次回折光である第１回折光Ｌ１１が入射する第１投射用回折領域２５１と、第２要素回折光学素子４２で回折された１次回折光である第２回折光Ｌ１２が入射する第２投射用回折領域２５２とを有する。そして、投射用回折光学素子２５０は、第１要素回折光学素子４１からの第１回折光Ｌ１１を、その第１投射用回折領域２５１における回折特性に応じた方向に向ける。また、投射用回折光学素子２５０は、第２要素回折光学素子４２からの第２回折光Ｌ１２を、その第２投射用回折領域２５２における回折特性に応じた方向に向ける。
【００７６】
図示の例では、第１投射用回折領域２５１は、第１要素回折光学素子４１からの第１回折光Ｌ１１を回折して、第１被照明領域Ｚ１に向ける。また、第２投射用回折領域２５２は、第２要素回折光学素子４２からの第２回折光Ｌ１２を回折して、第２被照明領域Ｚ２に向ける。
【００７７】
このような投射用回折光学素子２５０を投射光学系として用いた場合、照明装置２００によって照明される被照明領域Ｚ１，Ｚ２は、投射用回折光学素子２５０の回折特性に応じた領域となる。したがって、投射用回折光学素子２５０を、当該投射用回折光学素子２５０とは異なる回折特性を有する他の投射用回折光学素子と交換することにより、照明装置２００によって照明される被照明領域Ｚ１，Ｚ２を、例えば図９に示す被照明領域Ｚ１ａ，Ｚ２ａから被照明領域Ｚ１ｂ，Ｚ２ｂに、変更することができる。
【００７８】
以上のように変形例５によれば、投射光学系２５０は、回折光学素子４０によって回折された光Ｌ１１，Ｌ１２を回折する投射用回折光学素子である。これにより、投射用回折光学素子２５０を、当該投射用回折光学素子２５０とは異なる回折特性を有する他の投射用回折光学素子と交換することにより、照明装置２００によって照明される被照明領域Ｚ１，Ｚ２を変更することができる。
【００７９】
＜変形例６＞
上述した変形例５において、投射用回折光学素子２５０の第１投射用回折領域２５１の部分と第２投射用回折領域２５２の部分とが一体に形成されている場合について説明してきたが、これに限られない。
【００８０】
図１０に示す例において、投射用回折光学素子２５０の第１投射用回折領域２５１の部分と第２投射用回折領域２５２の部分とは、別体として構成されている。より具体的には、投射用回折光学素子２５０は、第１要素回折光学素子４１で回折された１次回折光が入射する第１投射用要素回折光学素子２５３と、第２要素回折光学素子４２で回折された１次回折光が入射する第２投射用要素回折光学素子２５４とを有する。第１投射用要素回折光学素子２５３は、第１要素回折光学素子４１からの１次回折光である第１回折光Ｌ１１を回折して、第１の方向に、より具体的には第１被照明領域Ｚ１に向ける。また、第２投射用要素回折光学素子２５４は、第２要素回折光学素子４２からの１次回折光である第２回折光Ｌ１２を回折して、第１の方向とは異なる第２の方向に、より具体的には第２被照明領域Ｚ２に向ける。
【００８１】
このような投射用回折光学素子２５０を投射光学系として用いた場合、第１および第２投射用要素回折光学素子２５３，２５４のいずれか一方を当該投射用要素回折光学素子２５３，２５４とは異なる回折特性を有する他の投射用要素回折光学素子と交換することにより、第１および第２被照明領域Ｚ１，Ｚ２の一方のみを、例えば図９に示す被照明領域Ｚ１ａから被照明領域Ｚ１ｂに、あるいは被照明領域Ｚ２ａから被照明領域Ｚ２ｂに、変更することができる。
【００８２】
以上のように変形例６によれば、回折光学素子４０は、光源１５から射出した光の一部を回折する第１要素回折光学素子４１と、光源１５から射出した光の他の一部を回折する第２要素回折光学素子４１と、を有している。また、投射用回折光学素子２５０は、第１要素回折光学素子４１で回折された１次回折光である第１回折光Ｌ１１を回折して第１の方向に向ける第１投射用要素回折光学素子２５３と、第２要素回折光学素子４２で回折された１次回折光である第２回折光Ｌ１２を回折して第１の方向とは異なる第２の方向に向ける第２投射用要素回折光学素子２５４と、有する。これにより、第１および第２投射用要素回折光学素子２５３，２５４のいずれか一方を当該投射用要素回折光学素子２５３，２５４とは異なる回折特性を有する他の投射用要素回折光学素子と交換することにより、第１および第２被照明領域Ｚ１，Ｚ２の一方のみを変更することができる。
【００８３】
＜変形例７＞
上述した第１の実施形態および変形例１〜６において、回折光学素子４０が複数の要素回折光学素子を有する場合について説明してきたが、これに限られない。回折光学素子４０は、単一の要素回折光学素子により構成されていてもよい。
【００８４】
以下、図１１を参照して、変形例７について説明する。図１１に示す照明装置３００は、図２に示す照明装置と比較して、回折光学素子４０が単一の要素回折光学素子で構成されている点で異なっている。また、投射光学系３５０が、ハーフミラー３５１と反射素子３５２とを含む点で異なっている。
【００８５】
図１１に示す例において、回折光学素子４０は、光源１５から射出した光の全てを回折する。
【００８６】
投射光学系３５０のハーフミラー３５１および反射素子３５２は、回折光学素子４０で回折された１次回折光Ｌ１の光路上に配置されている。ハーフミラー３５１は、回折光学素子４０から反射素子３５２までの光路に沿った回折光学素子４０と反射素子３５２との間に配置されている。
【００８７】
ハーフミラー３５１は、回折光学素子３４０で回折された１次回折光Ｌ１の一部Ｌ１１を反射させて第１方向に向け、他の一部Ｌ１２を透過させる。反射素子３５２は、ハーフミラー３５１を透過した１次回折光Ｌ１の他の一部Ｌ１２を反射させて第２方向に向ける。図示の例では、ハーフミラー３５１で反射された光Ｌ１１は第１被照明領域Ｚ１に向けられ、反射素子３５２で反射された光Ｌ１２は第２被照明領域Ｚ２に向けられる。
【００８８】
このような照明装置３００によっても、光源１５から射出された光を複数の方向に向けて、複数の被照明領域Ｚ１，Ｚ２を照明することができる。なお、図示の例では、回折光学素子４０は単一の要素回折光学素子で構成されているが、これに限られない。図２に示す例と同様に、回折光学素子４０は、複数の要素回折光学素子４１，４２を含んでいてもよい。
【００８９】
以上のように変形例７によれば、投射光学系３５０は、回折光学素子４０で回折された１次回折光Ｌ１の一部Ｌ１１を反射させ他の一部Ｌ１２を透過させるハーフミラー３５１と、ハーフミラー３５１を透過した１次回折光Ｌ１の他の一部Ｌ１２を反射する反射素子３５２と、を含む。このような照明装置３００では、投射光学系３５０によって、回折光学素子４０で回折された１次回折光Ｌ１の一部Ｌ１１と他の一部Ｌ１２とが異なる方向に向けられる。このため、照明装置３００は、複数方向に光を投射して複数の被照明領域Ｚ１，Ｚ２を照明することができる。
【００９０】
＜変形例８＞
上述した変形例５および６において、投射用回折光学素子２５０の一部または全てを交換することにより、被照明領域Ｚ１，Ｚ２を移動させる場合について説明してきたが、これに限られない。例えば、照明装置１０，１００，２００，３００を収容する筐体６０を回転可能な台座の上に載置する等して回転可能に配置して、筐体６０を照明装置１０，１００，２００，３００と共に回転させることにより、被照明領域をＺ１，Ｚ２，Ｚ３を移動させてもよい。あるいは、筐体６０内の照明装置１０，１００，２００，３００を回転可能に支持して、照明装置１０，１００，２００，３００を回転させることにより、被照明領域Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を移動させてもよい。あるいは、回折光学素子４０，１４０を回転可能に支持して、回折光学素子４０，１４０を回転させることにより、被照明領域Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を移動させてもよい。あるいは、投射光学系５０，１５０，２５０，３５０を回転可能に支持し、投射光学系５０，１５０，２５０，３５０を回転させることにより、被照明領域Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を移動させてもよい。あるいは、回折光学素子４０，１４０および投射光学系５０，１５０，２５０，３５０を回転可能に支持し、回折光学素子４０，１４０と共に投射光学系５０，１５０，２５０，３５０を回転させることにより、被照明領域Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を移動させてもよい。
【００９１】
＜第２の実施形態＞
次に、図１２を参照して、第２の実施形態について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した第１の実施形態と同様に構成され得る部分について、上述の第１の実施形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。
【００９２】
まず、図１および図２に示す照明装置において、光源からの光の一部は、回折光学素子で回折されることなく当該回折光学素子を透過し、いわゆる０次光となる。このような０次光が投射光学系で反射または屈折されると、観察者の目に入り込むなどの安全上の問題を引き起こすおそれがある。また、０次光が被照明領域に入射してしまうと、周囲と比較して明るさ（輝度）が急激に上昇する点状領域、線状領域、面状領域等の異常領域が被照明領域内に発生してしまう。
【００９３】
また、上述のように、ホログラム素子のような要素回折光学素子では、回折光として、１次回折光の他に２次以上の高次の回折光が生じる。高次回折光が投射光学系で反射または屈折されると、観察者の目に入り込むなどの安全上の問題を引き起こすおそれがある。また、高次回折光が投影面に投射されると、被照明領域以外の領域も照明されて被照明領域を認識しづらくなるなどの問題を引き起こすおそれがある。
【００９４】
このような問題を解決するため、第２の実施形態においては、０次光および高次回折光が投射光学系に入射することを防ぐための工夫がなされている。以下、図１２を参照して、第２の実施形態の照明装置４００について、より詳細に説明する。
【００９５】
図１２に示す照明装置４００は、図１に示す照明装置１０と比較して、回折光学素子４０と投射光学系５０との間に第１レンズ７１、第２レンズ７２、０次光マスク８１および高次回折光マスク８２が配置されている点が異なるのみであり、その他の構成は、図１および図２に示す照明装置１０と略同一である。
【００９６】
第１レンズ７１および第２レンズ７２は、回折光学素子４０から投射光学系５０までの光路に沿った回折光学素子４０と投射光学系５０との間に配置されている。より具体的には、次のように、回折光学素子４０、投射光学系５０、第１レンズ７１および第２レンズ７２が配置されている。
【００９７】
第１レンズ７１は、回折光学素子４０から投射光学系５０までの光路に沿った回折光学素子４０と投射光学系５０との間に、回折光学素子４０から第１レンズ７１の焦点距離ｆ１だけ離間して配置されている。また、第２レンズ７２は、第１レンズ７１から投射光学系５０までの光路に沿った第１レンズ７１と投射光学系５０との間に配置されている。第２レンズ７２は、第１レンズ７１から第１レンズ７１の焦点距離ｆ１と第２レンズ７２の焦点距離ｆ２との和だけ離間して配置されている。なお、第２レンズ７２と投射光学系５０との距離については、特に限定されない。図１２に示す例では、第２レンズ７２は、投射光学系５０における第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２の入射位置から第２レンズ７２の焦点距離ｆ２だけ離間して配置されているが、第２レンズ７２と投射光学系５０との距離は、焦点距離ｆ２よりも大きくてもよいし小さくてもよい。図１２に示す例では、第１レンズ７１、第２レンズ７２、回折光学素子４０により４ｆ光学系を形成している。
【００９８】
第１レンズ７１は、第１要素回折光学素子４１を透過した０次光Ｌ０１および第２要素回折光学素子４２を透過した０次光Ｌ０２を、第１レンズ７１の焦点面Ｐ上の点ａに向ける。また、第１レンズ７１は、第１要素回折光学素子４１での１次回折光（第１回折光）Ｌ１１および高次回折光Ｌ２１の進行方向を、第１レンズ７１を通過した０次光Ｌ０１の進行方向と平行な方向に変える。また、第１レンズ７１は、第２要素回折光学素子４２での１次回折光（第２回折光）Ｌ１２および高次回折光Ｌ２２の進行方向を、第１レンズ７１を通過した０次光Ｌ０２の進行方向と平行な方向に変える。これにより、図１２に示すように、０次光Ｌ０１，Ｌ０２、１次回折光Ｌ１１，Ｌ１２および高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２の焦点面Ｐへの入射位置は、それぞれ、点ａ、点ａの周辺領域、当該周辺領域の外側領域に集約されることとなる。
【００９９】
第２レンズ７２は、後述する０次光マスク８１および高次回折光マスク８２の間の領域を通過した光、すなわち第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２を、それぞれ投射光学系５０に向けて集光させる。
【０１００】
０次光マスク８１は、第１レンズ７１から第２レンズ７２までの光路に沿った第１レンズ７１と第２レンズ７２との間に配置される。０次光マスク８１は、第１レンズ７１から第１レンズ７１の焦点距離ｆ１だけ離間して、第１レンズ７１の焦点面Ｐ上に配置される。０次光マスク８１は、焦点面Ｐの０次光Ｌ０１，Ｌ０２が入射する位置ａと重なるが、１次回折光Ｌ１１，Ｌ１２および高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２が入射する位置とは重ならない位置に配置される。この結果、０次光マスク８１は、回折光学素子４０での回折光のうち、０次光Ｌ０１，Ｌ０２のみを遮断することができるようになっている。
【０１０１】
高次回折光マスク８２も、０次光マスク８１と同一面上に配置される。すなわち、高次回折光マスク８２は、第１レンズ７１から第２レンズ７２までの光路に沿った第１レンズ７１と第２レンズ７２との間に配置される。高次回折光マスク８２は、第１レンズ７１から第１レンズ７１の焦点距離ｆ１だけ離間して、第１レンズ７１の焦点面Ｐ上に配置される。高次回折光マスク８２は、焦点面Ｐの高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２が入射する位置と重なるが、０次回折光Ｌ０１，Ｌ０２および１次回折光Ｌ１１，Ｌ１２が入射する位置とは重ならない位置に配置される。この結果、高次回折光マスク８２は、回折光学素子４０での回折光のうち、高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２のみを遮断することができるようになっている。
【０１０２】
図示の例では、０次光マスク８１および高次回折光マスク８２は、それぞれ、０次光Ｌ０１，Ｌ０２および高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２を吸収する板状部材であるが、これに限られない。例えば、０次光マスク８１および高次回折光マスク８２は、それぞれ、０次光Ｌ０１，Ｌ０２および高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２を投射光学系５０以外に向けるものであってもよい。
【０１０３】
次に、以上に説明した構成からなる照明装置４００の作用について説明する。
【０１０４】
光源１５から射出した光は、まず、整形光学系３０に入射する。整形光学系３０では、光源１５から射出した光を拡大する。
【０１０５】
整形光学系３０で整形された光は、次に、回折光学素子４０へと向かう。第１要素回折光学素子４１では、光源１５から射出した光の一部を回折する。また、第２要素回折光学素子４２は、光源１５から射出した光の他の一部を回折する。
【０１０６】
回折光学素子４０で回折された光は、次に、第１レンズ７１へと向かう。また、各要素回折光学素子４１，４２を透過した０次光Ｌ０１，Ｌ０２も、第１レンズ７１へと向かう。第１レンズ７１では、０次光Ｌ０１，Ｌ０２を、第１レンズ７１の焦点面Ｐ上の点ａに向ける。また、第１レンズ７１では、第１要素回折光学素子４１での１次回折光Ｌ１１および高次回折光Ｌ２１を、０次光Ｌ０１の進行方向と平行な方向に向ける。また、第１レンズ７１では、第２要素回折光学素子４２での１次回折光Ｌ１２および高次回折光Ｌ２２を、０次光Ｌ０２の進行方向と平行な方向に向ける。
【０１０７】
第１レンズ７１を通過した光のうち、０次光Ｌ０１，Ｌ０２は、０次光マスク８１に入射する。また、高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２は、高次回折光マスク８２に入射する。一方、１次回折光（第１回折光および第２回折光）Ｌ１１，Ｌ１２は、０次光マスク８１および高次回折光マスク８２の間の領域を通過して、その進行方向を維持したまま第２レンズ７２に入射する。
【０１０８】
第２レンズ７２に入射した第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２は、それぞれ、投射光学系５０の第１反射面５１上の点および第２反射面５２上の点に向かって集光する。
【０１０９】
第１反射面５１に入射した第１回折光Ｌ１１は、反射して、その進行方向を９０°を超える角度で変える。そして、第１反射面５１で反射した第１回折光Ｌ１１は、筒状の筐体６０に設けられた開口６１を通過して、投影面Ｓ上の第１被照明領域Ｚ１に入射する。また、第２反射面５２に入射した第２回折光Ｌ１２は、反射して、その進行方向を９０°を超える角度で変える。このとき、第２反射面５２で反射した第２回折光Ｌ１２は、第１反射面５１で反射した第１回折光Ｌ１１とは異なる方向に向かう。そして、第２反射面５２で反射した第２回折光Ｌ１２は、筒状の筐体６０に設けられた開口６１を通過して、投影面Ｓ上の第１被照明領域Ｚ１とは異なる第２被照明領域Ｚ２に入射する。
【０１１０】
以上のような第２の実施形態によれば、照明装置４００は、回折光学素子４０から投射光学系５０までの光路に沿った回折光学素子４０と投射光学系５０との間に配置された第１レンズ７１であって、回折光学素子４０から第１レンズ７１の焦点距離ｆ１だけ離間して配置された第１レンズ７１と、第１レンズ７１から投射光学系５０までの光路に沿った第１レンズ７１と投射光学系５０との間に配置された第２レンズで７２あって、第１レンズ７１から第１レンズ７１の焦点距離ｆ１と第２レンズ７２の焦点距離ｆ２との和だけ離間して配置された第２レンズ７２と、第１レンズ７１から第２レンズ７２までの光路に沿った第１レンズ７１と第２レンズ７２との間に配置され、回折光学素子４０での０次光Ｌ０１，Ｌ０２を遮断する０次光マスク８１と、を更に備えている。
【０１１１】
このような照明装置４００によれば、回折光学素子４０を透過する０次光Ｌ０１，Ｌ０２が投射光学系５０で反射または屈折されることを防止することができる。これにより、０次光Ｌ０１，Ｌ０２が観察者の目に入り込んで安全上の問題を引き起こしたり、０次光が被照明領域に入射して、周囲と比較して明るさ（輝度）が急激に上昇する異常領域が被照明領域内に発生してしまうことが防止される。また、第１レンズ７１が回折光学素子４０から上述の距離だけ離間して配置されているため、回折光学素子４０での０次光Ｌ０１，Ｌ０２、１次回折光Ｌ１１，Ｌ１２および高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２の進路が調整され、０次光マスク８１を、０次光Ｌ０１，Ｌ０２のみを遮断するように配置することが容易である。さらに、第２レンズ７２が第１レンズ７１から上述の距離だけ離間して配置されているため、第１レンズ７１および第２レンズ７２を通過した第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２の特性を、回折光学素子４０での第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２の特性に応じたものとすることができる。この結果、被照明領域Ｚ１，Ｚ２を、回折光学素子４０の回折特性（例えば要素回折光学素子４１，４２に記録された干渉縞パターン）に応じた所望のパターンで照明することが可能である。
【０１１２】
また、以上のような第２の実施形態によれば、照明装置４００は、回折光学素子４０から投射光学系５０までの光路に沿った回折光学素子４０と投射光学系５０との間に配置された第１レンズ７１であって、回折光学素子４０から第１レンズ７１の焦点距離ｆ１だけ離間して配置された第１レンズ７１と、第１レンズ７１から投射光学系５０までの光路に沿った第１レンズ７１と投射光学系５０との間に配置された第２レンズ７２であって、第１レンズ７１から第１レンズ７１の焦点距離ｆ１と第２レンズ７２の焦点距離ｆ２との和だけ離間して配置された第２レンズ７２と、第１レンズ７１から第２レンズ７２までの光路に沿った第１レンズ７１と第２レンズ７２との間に配置され、回折光学素子４０での高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２を遮断する高次回折光マスク８２と、を更に備えている。
【０１１３】
このような照明装置４００によれば、回折光学素子４０での高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２が投射光学系５０で反射または屈折されることを防止することができる。これにより、高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２が観察者の目に入り込んで安全上の問題を引き起こしたり、高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２が投影面Ｓに投射されて被照明領域Ｚ１，Ｚ２以外の領域も照明され、被照明領域Ｚ１，Ｚ２を認識しづらくなることが防止される。また、第１レンズ７１が回折光学素子４０から上述の距離だけ離間して配置されているため、回折光学素子４０での０次光Ｌ０１，Ｌ０２、１次回折光Ｌ１１，Ｌ１２および高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２の進路が調整され、高次回折光マスク８２を、高次回折光Ｌ２１，Ｌ２２のみを遮断するように配置することが容易である。さらに、第２レンズ７２が第１レンズ７１から上述の距離だけ離間して配置されているため、第１レンズ７１および第２レンズ７２を通過した第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２の特性を、回折光学素子４０での第１回折光Ｌ１１および第２回折光Ｌ１２の特性に応じたものとすることができる。この結果、被照明領域Ｚ１，Ｚ２を、回折光学素子４０の回折特性（例えば要素回折光学素子４１，４２に記録された干渉縞パターン）に応じた所望のパターンで照明することが可能である。
【０１１４】
以上において、複数の実施の形態とその変形例を説明してきたが、当然に、異なる実施形態や異なる変形例として説明された複数の構成を適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
Ｚ１  第１被照明領域
Ｚ２  第２被照明領域
１０  照明装置
１５  光源
３２  コリメートレンズ
４０  回折光学素子
４１  第１要素回折光学素子
４２  第２要素回折光学素子
５０  投射光学系
５１  第１反射面
５２  第２反射面
７１  第１レンズ
７２  第２レンズ
８１  ０次光マスク
８２  高次回折光マスク
【図１】
2019133950.tif 000003
【図２】
2019133950.tif 000004
【図３】
2019133950.tif 000005
【図４】
2019133950.tif 000006
【図５】
2019133950.tif 000007
【図６】
2019133950.tif 000008
【図７】
2019133950.tif 000009
【図８】
2019133950.tif 000010
【図９】
2019133950.tif 000011
【図１０】
2019133950.tif 000012
【図１１】
2019133950.tif 000013
【図１２】
2019133950.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月27日(2019.5.27)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設けられる移動体用照明装置であって、
光を射出するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、反射素子またはプリズムであり、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向け、
前記投影面を、前記回折光学素子の回折特性に応じたライン状のパターンで照明する、移動体用照明装置。
【請求項２】
移動体に設けられる移動体用照明装置であって、
光を射出するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、反射素子またはプリズムであり、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向け、
前記投影面を、前記回折光学素子の回折特性に応じた、文字及び図形の少なくとも一方のパターンで照明する、移動体用照明装置。
【請求項３】
移動体に設けられる移動体用照明装置であって、
光を射出するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、反射素子またはプリズムであり、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向け、
前記１次回折光の前記一部及び前記他の一部により前記投影面を、前記回折光学素子の回折特性に応じた、ライン状、文字及び図形の少なくともいずれかの異なるパターンで照明する、移動体用照明装置。
【請求項４】
移動体に設けられる移動体用照明装置であって、
光を射出する光源と、
前記光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部を反射させ他の一部を透過させるハーフミラーと、前記ハーフミラーを透過した前記１次回折光の他の一部を反射する反射素子と、を含み、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向ける、移動体用照明装置。
【請求項５】
移動体に設けられる移動体用照明装置であって、
光を射出する光源と、
前記光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記回折光学素子によって回折された光を回折する投射用回折光学素子であり、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向ける、移動体用照明装置。
【請求項６】
前記回折光学素子は、前記光源から射出した前記光の一部を回折する第１要素回折光学素子と、前記光源から射出した前記光の他の一部を回折する第２要素回折光学素子と、を有し、
前記投射用回折光学素子は、前記第１要素回折光学素子で回折された１次回折光である第１回折光を回折して第１の方向に向ける第１投射用要素回折光学素子と、前記第２要素回折光学素子で回折された１次回折光である第２回折光を回折して前記第１の方向とは異なる第２の方向に向ける第２投射用要素回折光学素子と、有する、請求項５に記載の移動体用照明装置。
【請求項７】
前記回折光学素子から前記投射光学系までの光路に沿った前記回折光学素子と前記投射光学系との間に配置された第１レンズであって、前記回折光学素子から当該第１レンズの焦点距離だけ離間して配置された第１レンズと、
前記第１レンズから前記投射光学系までの光路に沿った前記第１レンズと前記投射光学系との間に配置された第２レンズであって、前記第１レンズから前記第１レンズの焦点距離と当該第２レンズの焦点距離との和だけ離間して配置された第２レンズと、
前記第１レンズから前記第２レンズまでの光路に沿った前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置され、前記回折光学素子での０次光を遮断する０次光マスクと、を更に備えた、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項８】
前記回折光学素子から前記投射光学系までの光路に沿った前記回折光学素子と前記投射光学系との間に配置された第１レンズであって、前記回折光学素子から当該第１レンズの焦点距離だけ離間して配置された第１レンズと、
前記第１レンズから前記投射光学系までの光路に沿った前記第１レンズと前記投射光学系との間に配置された第２レンズであって、前記第１レンズから前記第１レンズの焦点距離と当該第２レンズの焦点距離との和だけ離間して配置された第２レンズと、
前記第１レンズから前記第２レンズまでの光路に沿った前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置され、前記回折光学素子での高次回折光を遮断する高次回折光マスクと、を更に備えた、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項９】
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部および他の一部を反射または屈折させて、それぞれ前記投影面の第１被照明領域および第２被照明領域に向け、
前記第１被照明領域および前記第２被照明領域は、全体として直線に沿って延びる、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項１０】
移動体に設けられる移動体用照明装置であって、
光を射出する光源と、
前記光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、
前記回折光学素子から前記投射光学系までの光路に沿った前記回折光学素子と前記投射光学系との間に配置された第１レンズであって、前記回折光学素子から当該第１レンズの焦点距離だけ離間して配置された第１レンズと、
前記第１レンズから前記投射光学系までの光路に沿った前記第１レンズと前記投射光学系との間に配置された第２レンズであって、前記第１レンズから前記第１レンズの焦点距離と当該第２レンズの焦点距離との和だけ離間して配置された第２レンズと、
前記第１レンズから前記第２レンズまでの光路に沿った前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置され、前記回折光学素子での０次光を遮断する０次光マスクと、を備え、
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向ける、移動体用照明装置。
【請求項１１】
前記第１レンズから前記第２レンズまでの光路に沿った前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置され、前記回折光学素子での高次回折光を遮断する高次回折光マスクを更に備えた、請求項１０に記載の移動体用照明装置。
【請求項１２】
移動体に設けられる移動体用照明装置であって、
光を射出する光源と、
前記光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、
前記回折光学素子から前記投射光学系までの光路に沿った前記回折光学素子と前記投射光学系との間に配置された第１レンズであって、前記回折光学素子から当該第１レンズの焦点距離だけ離間して配置された第１レンズと、
前記第１レンズから前記投射光学系までの光路に沿った前記第１レンズと前記投射光学系との間に配置された第２レンズであって、前記第１レンズから前記第１レンズの焦点距離と当該第２レンズの焦点距離との和だけ離間して配置された第２レンズと、
前記第１レンズから前記第２レンズまでの光路に沿った前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置され、前記回折光学素子での高次回折光を遮断する高次回折光マスクと、を備え、
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部と他の一部とを異なる方向に向ける、移動体用照明装置。
【請求項１３】
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部および他の一部を反射または屈折させて、それぞれ前記投影面の第１被照明領域および第２被照明領域に向け、
前記第１被照明領域および前記第２被照明領域は、全体として直線に沿って延びる、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項１４】
移動体に設けられる移動体用照明装置であって、
光を射出する光源と、
前記光源から射出した前記光を回折する回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光を反射または屈折させて投影面に向ける投射光学系と、を備え、
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部および他の一部を反射または屈折させて、異なる方向に、それぞれ前記投影面の第１被照明領域および第２被照明領域に向け、
前記第１被照明領域および前記第２被照明領域は、全体として直線に沿って延びる、移動体用照明装置。
【請求項１５】
前記投射光学系は、反射素子またはプリズムである、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項１６】
前記回折光学素子は、前記光源から射出した前記光の一部を回折する第１要素回折光学素子と、前記光源から射出した前記光の他の一部を回折する第２要素回折光学素子と、を有し、
前記投射光学系は、前記第１要素回折光学素子で回折された１次回折光である第１回折光と、前記第２要素回折光学素子で回折された１次回折光である第２回折光と、を異なる方向に向ける、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項１７】
前記光源から前記回折光学素子までの光路に沿った前記光源と前記回折光学素子との間に配置されたコリメートレンズを更に備える、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項１８】
前記投射光学系は、前記回折光学素子で回折された１次回折光の一部の進行方向を９０°を超える角度で変化させ、且つ、前記回折光学素子で回折された１次回折光の他の一部の進行方向を９０°を超える角度で変化させる、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項１９】
前記移動体用照明装置は、筒状の筐体内に収容されている、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項２０】
前記筐体は、回転可能に配置されている、請求項１９に記載の移動体用照明装置。
【請求項２１】
回転可能に支持されている、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項２２】
前記投射光学系は、回転可能に支持されている、請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項２３】
前記回折光学素子は、回転可能に支持されている、請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の移動体用照明装置。
【請求項２４】
請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の移動体用照明装置を備える移動体。