(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記複数のコヒーレント光の発光タイミングを個別独立に制御する発光タイミング制御部と、
前記発光タイミング制御部で発光タイミングが制御された前記複数のコヒーレント光を拡散させて、所定範囲を照明する光学素子と、
前記コヒーレント光源からの前記複数のコヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記所定範囲内の一部の領域に存在する照明対象を検出する照明対象検出部と、
を備え、
前記光学素子はホログラム記録媒体であり、
前記光学素子は、前記複数のコヒーレント光のそれぞれに対応して設けられ、対応するコヒーレント光が入射される入射面を含む複数のホログラム領域を有し、
前記複数のホログラム領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、前記所定範囲を照明可能であり、
前記複数のホログラム領域のそれぞれは、各入射面上に複数の要素ホログラム領域を有し、
前記複数の要素ホログラム領域のそれぞれは、それぞれ相違する干渉縞パターンが形成された要素ホログラム領域であり、入射されたコヒーレント光の拡散により、前記所定範囲内の部分領域を照明し、
前記複数の要素ホログラム領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、
前記光走査部材は、前記コヒーレント光源からの前記複数のコヒーレント光を、前記複数のホログラム領域のそれぞれの入射面上で周期的に走査させ、
前記発光タイミング制御部は、前記照明対象検出部で検出された前記照明対象に対して第１の照明態様で照明が行われるとともに、前記所定範囲内のその他の領域に対しては、前記第１の照明態様とは異なる第２の照明態様で照明が行われるか、または、照明が行われないように、前記光走査部材による前記複数のコヒーレント光の走査タイミングに同期させて、前記複数のコヒーレント光の発光タイミングを個別独立に制御し、
前記複数のホログラム領域は、それぞれの前記入射面が互いに積層されるように配置されるか、または、前記複数のホログラム領域は、積層されるように配置されて、それぞれの前記入射面が面方向にずらされる、照明装置。
【請求項２】
前記照明対象は、前記所定範囲内に存在する静止物体または移動物体である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記照明対象は、前記所定範囲内の所定位置に規定される領域であって、他の領域と異なる照明態様で照明されることにより前記所定範囲内に幾何学形状を形成するための領域である、請求項１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光を用いて所定範囲を照明する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コヒーレント光（レーザ光）を発光するレーザ光源を備える照明装置が、近年、普及しつつある。レーザ光源は、一般的に、発光強度が高いため、発光強度を十分に確保したい場合であっても、光学系を小型に抑制し易い。また、レーザ光源は、長寿命、且つ消費電力が少ないという利点もある。
【０００３】
レーザ光源には、スペックルの発生という問題があるが、特許文献１には、コヒーレント光の進行方向を周期的に変えて、被照明領域の各点に入射されるレーザ光の入射角度を時間的に変化させる技術が開示されている。この技術によれば、スペックルを目立たなくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１２／０３３１７４パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、照明装置が照明する領域の色を任意に変化させたり、当該領域の一部の色をスポット的に任意に異ならせたりすることが可能であれば、様々な分野において効果的な照明を行うことが可能となる。例えば、競技場やコンサート会場等において、上述のような照明を行った場合には、演出効果を高めることができる。具体的には例えば、サッカーの試合等において、ボールに対する照明色をスポット的に周囲の色と異ならせた場合には、観戦者等に魅力的な演出を提供することができるものと考えられる。
【０００６】
上述のような照明を、レーザ光源を備える照明装置において実現する場合、色を変化させることに関しては、発光波長域の異なる複数のレーザ光を重ね合わせるか、あるいは、特定の発光波長域のレーザ光を蛍光体に照射して、波長変換を行うことにより、実現可能である。また、照明する領域の一部の色をスポット的に異ならせることも、例えば、照明する領域の全域を照明するレーザ光源の他に、ビーム径の小さい別個のレーザ光源を設けることにより、実現可能である。
【０００７】
しかしながら、上述のように別個のレーザ光源を設けることは、照明装置の光学系の構成を複雑にしてしまう。
【０００８】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、光学系の構成を複雑にすることなく、照明する所定範囲内の任意の領域の照明態様を任意に変更可能な照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題の解決のために、本発明は、発光波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、前記複数のコヒーレント光の発光タイミングを個別独立に制御する発光タイミング制御部と、前記発光タイミング制御部で発光タイミングが制御された前記複数のコヒーレント光を拡散させて、所定範囲を照明する光学素子と、前記コヒーレント光源からの前記複数のコヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、前記所定範囲内の一部の領域に存在する照明対象を検出する照明対象検出部と、を備え、前記光学素子は、前記複数のコヒーレント光のそれぞれに対応して設けられ、対応するコヒーレント光が入射される複数の拡散領域を有し、前記複数の拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、前記所定範囲を照明可能であり、前記複数の拡散領域のそれぞれは、複数の要素拡散領域を有し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、入射されたコヒーレント光の拡散により、前記所定範囲内の部分領域を照明し、前記複数の要素拡散領域のそれぞれによって照明される前記部分領域の少なくとも一部は、それぞれ相違しており、前記発光タイミング制御部は、前記照明対象検出部で検出された前記照明対象に対して第１の照明態様で照明が行われるとともに、前記所定範囲内のその他の領域に対しては、前記第１の照明態様とは異なる第２の照明態様で照明が行われるか、または、照明が行われないように、前記複数のコヒーレント光の発光タイミングを個別独立に制御する、照明装置、を提供する。
【００１０】
前記照明装置において、前記光走査部材は、前記コヒーレント光源からの前記複数のコヒーレント光を、前記光学素子の入射面上で周期的に走査させ、前記発光タイミング制御部は、前記光走査部材による前記複数のコヒーレント光の走査タイミングに同期させて、前記複数のコヒーレント光の発光タイミングを個別独立に制御してもよい。
【００１１】
また、前記照明対象は、前記所定範囲内に存在する静止物体または移動物体であってもよい。
【００１２】
また、前記照明対象は、前記所定範囲内の所定位置に規定される領域であって、他の領域と異なる照明態様で照明されることにより前記所定範囲内に幾何学形状を形成するための領域であってもよい。
【００１３】
また、前記光学素子は、ホログラム記録媒体であり、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、それぞれ相違する干渉縞パターンが形成された要素ホログラム領域であってもよい。
【００１４】
また、前記光学素子は、複数のレンズアレイを有するレンズアレイ群であり、前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、前記レンズアレイを有していてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光学系の構成を複雑にすることなく、照明する所定範囲内の任意の領域の照明態様を任意に変更可能な照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による照明装置の設置状態を示す概略図である。
【図２】実施形態による照明装置の概略構成を示す図である。
【図３】実施形態による照明装置の光走査部材を説明する図である。
【図４】実施形態による照明装置の光学素子で拡散されたレーザ光が所定範囲を照明する様子を示す図である。
【図５】実施形態による照明装置が照明する所定範囲の中央部の照明色を他の部分の照明色と相違させる例を示す図である。
【図６】実施形態による照明装置が照明する所定範囲の中央部のみを非照明にする例を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施形態による照明装置が所定範囲内に検出された照明対象である移動物体を追尾するように照明しつつ、その照明態様を他の領域の照明態様と異ならされる例を示す図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、図７の例を別の角度から示した図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施形態による照明装置が照明する所定範囲内の照明対象が、他の領域と異なる照明態様で照明されることにより所定範囲内に幾何学形状を形成する領域である場合に、照明対象の照明態様を他の領域と変化させて幾何学形状を形成した例を示す図である。
【図１０】３つのホログラム領域をホログラム記録媒体の入射面に沿って隣接配置する図である。
【図１１】３つのホログラム領域を積層方向に配置する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施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。
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態による照明装置１の設置状態を示す概略図であり、図２は、照明装置１の概略構成を示す図である。図１において、符号Ｆは、照明装置１からの光を照射される照明対象領域を示しており、本実施の形態では、照明装置１が、照明対象領域Ｆの上方に設置されている。図１に示すように、この例では、照明装置１が、上方から所定範囲１０を照明することで、照明対象領域Ｆのうちの一部の領域を照明するようになっている。
【００２０】
上述の照明対象領域Ｆは、例えば、競技場の競技領域（例えば、テニスコート等）を含む領域であり、この場合、照明装置１は所定範囲１０を照明することにより、前記競技領域を照明してもよい。また、照明対象領域Ｆは、例えば、コンサート会場等のステージを含む領域等でもよく、この場合、照明装置１は所定範囲１０を照明することにより、ステージを照明してもよい。なお、照明装置１が照明する対象は、以上で説明した例に限定されることはない。
【００２１】
以下、照明装置１の構成を詳述する。図２に示すように、照明装置１は、照射装置２と、光学素子３と、照明対象検出部２１と、を備えている。このうち、照射装置２は、レーザ光源４と、発光タイミング制御部５と、光走査部材６と、を有している。
【００２２】
レーザ光源４は、本発明でいうコヒーレント光源に対応するものであり、発光波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光すなわちレーザ光を発光する複数の光源部７を有する。これら複数の光源部７は、独立して設けられていてもよいし、共通の基板上に複数の光源部７を並べて配置した光源モジュールであってもよい。本実施形態のレーザ光源４は、発光波長域がそれぞれ相違する少なくとも２つの光源部７を有していればよく、発光波長域の種類は２つ以上であればよい。また、発光強度を高めるために、各発光波長域ごとに、複数個ずつの光源部７を設けてもよい。
【００２３】
例えば、レーザ光源４が、赤色の発光波長域の光源部７ｒと、緑色の発光波長域の光源部７ｇと、青色の発光波長域の光源部７ｂとを有する場合には、これらの光源部７が発光した３つのレーザ光を重ね合わせることで、白色の照明光を生成可能となる。
【００２４】
発光タイミング制御部５は、光走査部材６による複数のレーザ光の走査タイミングに同期させて、発光波長域がそれぞれ相違する複数のレーザ光の発光タイミングを個別独立に制御する。すなわち、発光波長域がそれぞれ相違する複数のレーザ光に対応して複数の光源部７が設けられている場合、発光タイミング制御部５は、複数の光源部７からレーザ光を発光させる発光タイミングを、各光源部７ごとに制御する。上述したように、レーザ光源４が赤青緑の３つのレーザ光を発光可能である場合、各レーザ光の発光タイミングを制御することで、赤青緑のうち任意の１色以上の色を混ぜ合わせた色の照明光を生成可能となる。
【００２５】
発光タイミング制御部５は、各光源部７からレーザ光を発光させるか否か、すなわち発光のオン／オフを制御してもよいし、各光源部７から発光されたレーザ光を光走査部材６の入射面に導光するか否かを切り替えてもよい。後者の場合、各光源部７と光走査部材６との間に不図示の光シャッタ部を設けて、この光シャッタ部でレーザ光の通過／遮断を切り替えればよい。
【００２６】
光走査部材６は、レーザ光源４からのレーザ光の進行方向を経時的に変化させ、レーザ光の進行方向が一定にならないようにする。この結果、光走査部材６を出射したレーザ光は、光学素子３の入射面上を走査するようになる。
【００２７】
光走査部材６は、例えば図３に示すように、互いに交差する方向とそれぞれ平行な二つの回転軸１１，１２周りに回転可能な反射デバイス１３を有する。この反射デバイス１３の反射面１３ａに入射されたレーザ光源４からのレーザ光は、反射面１３ａの傾斜角度に応じた角度で反射されて、光学素子３の入射面３ａの方向に進行する。反射デバイス１３を二つの回転軸１１，１２周りに回転させることで、レーザ光は光学素子３の入射面３ａ上を二次元的に走査することになる。反射デバイス１３は、例えば一定の周期で二つの回転軸１１，１２周りに回転する動作を繰り返すため、この周期に同期して、光学素子３の入射面３ａ上をレーザ光は繰り返し二次元走査する。
【００２８】
本実施形態では、光走査部材６を一つだけ設けることを想定しており、レーザ光源４で発光された複数のレーザ光はいずれも、共通の光走査部材６に入射されて、この光走査部材６で進行方向が経時的に変化させられて、光学素子３上を走査する。
【００２９】
光学素子３は、複数のレーザ光が入射される入射面３ａを有し、この入射面３ａに入射された複数のレーザ光を拡散させて、所定範囲１０を照明する。
【００３０】
ここで、本実施の形態では、照明装置１が照明する所定範囲１０が、いわゆるファーフィールドの照明範囲となっている。このようなファーフィールドの照明範囲は、当該ファーフィールドの照明範囲よりも光学素子３側に位置する角度空間における拡散角度分布として表現されることが多い。このような角度空間は、ニアフィールドの被照明領域と呼ばれる場合がある。このニアフィールドの被照明領域では、所定範囲１０を所望の面積で照明するための、拡散角度分布が定められている。所定範囲１０を照明するための光学素子３を設計する際には、ファーフィールドの照明範囲において拡散角度分布を定めてもよいし、ニアフィールドの被照明領域において拡散角度分布を定めてもよい。
【００３１】
図４は、光学素子３で拡散されたレーザ光が所定範囲１０に入射される様子を示す図である。光学素子３は、複数のレーザ光に対応する複数の拡散領域１４を有する。各拡散領域１４には対応するレーザ光が入射される。各拡散領域１４は入射されたレーザ光を拡散させて、全体として所定範囲１０の全域を照明する。各拡散領域１４は、複数の要素拡散領域１５を有する。各要素拡散領域１５は、入射されたレーザ光を拡散させて、所定範囲１０内の部分領域１９を照明する。ここで、部分領域１９の少なくとも一部は、各要素拡散領域１５ごとに相違している。
【００３２】
光学素子３は、例えばホログラム記録媒体１６を用いて構成される。ホログラム記録媒体１６は、例えば図４に示すように、複数のホログラム領域１７を有する。各ホログラム領域１７は、発光波長域がそれぞれ異なる複数のレーザ光のそれぞれに対応して設けられている。各ホログラム領域１７は、対応するレーザ光が入射される入射面１７ａを有する。各ホログラム領域１７の入射面１７ａに入射されて拡散されたレーザ光はいずれも、所定範囲１０を照明する。例えば、ホログラム記録媒体１６が３つのホログラム領域１７を有する場合、各ホログラム領域１７で拡散されたレーザ光は、所定範囲１０の全域を照明する。
【００３３】
図４では、赤、青または緑で発光する３つのレーザ光に対応づけて、３つのホログラム領域１７を設ける例を示しているが、本実施形態によるホログラム記録媒体１６は、発光波長域が異なる２つ以上のレーザ光に対応づけて、２つ以上のホログラム領域１７を有していればよい。図４のように、ホログラム記録媒体１６が赤、青または緑で発光する３つのレーザ光に対応する３つのホログラム領域１７を有する場合には、各ホログラム領域１７が所定範囲１０の全域を照明することから、３つのレーザ光が発光している場合には、所定範囲１０は白色で照明されることになる。
【００３４】
ホログラム記録媒体１６における各ホログラム領域１７のサイズすなわち面積は、必ずしも同じである必要はない。各ホログラム領域１７のサイズが異なっていても、各ホログラム領域１７の入射面１７ａに形成される干渉縞を各ホログラム領域１７ごとに調整することで、各ホログラム領域１７は共通の所定範囲１０を照明することができる。
【００３５】
そして、複数のホログラム領域１７のそれぞれは、複数の要素拡散領域に対応する要素ホログラム領域１８を有する。複数の要素ホログラム領域１８のそれぞれは、入射されたレーザ光を拡散させることにより、所定範囲１０内の部分領域１９を照明する。各要素ホログラム領域１８が照明する部分領域１９の少なくとも一部は、各要素ホログラム領域１８ごとに相違している。すなわち、異なる要素ホログラム領域１８が照明する部分領域１９同士は、少なくとも一部が相違している。
【００３６】
各要素ホログラム領域１８の入射面１７ａには干渉縞パターンが形成されている。よって、各要素ホログラム領域１８の入射面１７ａに入射されたレーザ光は、入射面１７ａ上の干渉縞パターンによって回折されて、所定範囲１０上の対応する部分領域１９を照明する。干渉縞パターンを種々に調整することで、各要素ホログラム領域１８で回折すなわち拡散されるレーザ光の進行方向を変えることができる。
【００３７】
このように、各要素ホログラム領域１８内の各点に入射されたレーザ光は、対応する部分領域１９を照明する。また、光走査部材６は、各要素ホログラム領域１８に入射されるレーザ光の入射位置および入射角度を経時的に変化させる。一つの要素ホログラム領域１８内に入射されたレーザ光は、その要素ホログラム領域１８内のどの位置に入射されても、共通の部分領域１９を照明する。これはすなわち、部分領域１９の各点に入射されるレーザ光の入射角度が経時的に変化することを意味する。この入射角度の変化は、人間の目で分解不可能な速さであり、結果として、人間の目には、相関の無いコヒーレント光の散乱パターンが多重化されて観察される。したがって、各散乱パターンに対応して生成されたスペックルが重ねられて平均化されて、観察者に観察されることになる。これにより、被照明領域１０では、スペックルが目立ちにくくなる。また、光走査部材６からのレーザ光は、ホログラム記録媒体１６上の各要素ホログラム領域１８を順に走査するため、各要素ホログラム領域１８内の各点で回折されたレーザ光はそれぞれ異なる波面を有し、これらのレーザ光は所定範囲１０上に独立に重ね合わされることで、所定範囲１０ではスペックルの目立たない均一な照度分布が得られる。
【００３８】
図４では、各要素ホログラム領域１８が、所定範囲１０内のそれぞれ異なる部分領域１９を照明する例を示しているが、部分領域１９の一部は隣接する部分領域１９と重なっていてもよい。また、部分領域１９のサイズは、各要素ホログラム領域１８ごとに相違していてもよい。さらに、要素ホログラム領域１８の配列順序に従って、対応する部分領域１９が所定範囲１０内で配列されている必要はない。すなわち、ホログラム領域１７内での要素ホログラム領域１８の配列順序と、所定範囲１０内での対応する部分領域１９の配列順序とは、必ずしも一致している必要はない。
【００３９】
次に、照明対象検出部２１を説明する。照明対象検出部２１は、光学素子３により照明される所定範囲１０内の一部の領域に存在する照明対象を検出する。ここで、照明対象とは、例えば、所定範囲１０内に存在する静止物体または移動物体、あるいは、所定範囲１０内の所定位置に規定される領域であって、他の領域と異なる態様で照明されることにより所定範囲１０内に幾何学形状を形成するための領域等である。なお、詳しくは、本実施の形態の照明対象検出部２１は、光学素子３から所定範囲１０を見た場合に、所定範囲１０内に物体等の照明対象が存在した場合に、照明対象が所定範囲１０内の一部の領域に存在すると判定する。したがって、例えば、照明装置１が所定範囲１０を照明することにより、照明された照明対象領域Ｆの一部領域上に照明対象である物体が浮いた状態となっていても、光学素子３から所定範囲１０を見た場合に、当該物体が所定範囲１０内に位置していれば、照明対象検出部２１は、当該物体を検出するようになっている。
【００４０】
照明対象検出部２１は、照明対象を光学的に検出するセンサであってもよい。例えば、センサから赤外線を所定範囲１０に照射し、その反射光がセンサにて所定時間以内に検出されるか否かにより、照明対象の有無と照明対象の位置およびサイズとを検出してもよい。あるいは、所定範囲１０の画像をカメラで撮影し、その撮影画像をパターンマッチング等の画像認識により分析して、照明対象の有無と照明対象の位置およびサイズとを検出してもよい。
【００４１】
ここで、本実施の形態の発光タイミング制御部５は、照明対象検出部２１で照明対象が検出された場合には、当該照明対象の位置およびサイズに応じて、当該照明対象に対する照明態様が、他の領域に対する照明態様と異なるように、複数の光源部７の発光タイミングを制御することが可能となっている。具体的には、発光タイミング制御部５は、照明対象検出部２１で検出された照明対象に対して第１の照明態様で照明が行われるとともに、所定範囲１０内のその他の領域に対しては、第１の照明態様とは異なる第２の照明態様で照明が行われる、または、照明が行われないように、複数のコヒーレント光の発光タイミングを個別独立に制御することが可能となっている。
【００４２】
以上のような構成を備える本実施形態による照明装置１は、所定範囲１０内の一部の照明色を変えたり、所定範囲１０内の一部だけ照明しないようにしたりする照明制御を必要に応じて行うことができる。特に、本実施の形態では、照明対象検出部２１で検出された照明対象に対して第１の照明態様で照明が行われるとともに、所定範囲１０内のその他の領域に対しては、第１の照明態様とは異なる第２の照明態様で照明が行われるか、または、照明が行われないようにすることができる。また、照明対象検出部２１で検出された照明対象が移動する場合には、これを追尾するようにして照明することも可能となっている。このことにより、効果的な照明を行うことができる。
【００４３】
図５および図６は所定範囲１０内の中央部１０ａの照明態様を所定範囲１０内の他の部分の照明態様と相違させる例を示している。
【００４４】
図５の例では、ホログラム記録媒体１６が赤、緑または青で発光する３つのレーザ光に対応する３つのホログラム領域１７を有し、赤用のホログラム領域１７ではその全域を対応するレーザ光で走査させ、緑用と青用のホログラム領域１７ではその一部を除いて対応するレーザ光で走査させる。図５では、各ホログラム領域１７中で、対応するレーザ光を走査させない部分を白抜きで図示している。これらの白抜き部分は、所定範囲１０内の中央部１０ａに相当する。赤のレーザ光は、対応するホログラム領域１７の全域を走査するため、所定範囲１０の全域を照明することになる。緑と青のレーザ光は、対応するホログラム領域１７中の白抜き部分以外を走査するため、所定範囲１０中の中央部１０ａ以外を照明する。この結果、所定範囲１０中の中央部１０ａは赤色で照明され、中央部１０ａ以外の所定範囲１０は、赤緑青の照明光が混ざり合って白色で照明されることになる。
【００４５】
一方、図６は、３つのホログラム領域１７のいずれにおいても、所定範囲１０内の中央部１０ａに対応する領域以外をレーザ光が走査している。このため、所定範囲１０中の中央部１０ａはどの色でも照明されない非照明領域となる。
【００４６】
発光タイミング制御部５は、３つのレーザ光の発光タイミングを個別独立に制御するため、３つのレーザ光の発光タイミングを任意に調整することで、所定範囲１０内の任意の場所を任意の色で照明することができる。所定範囲１０の内部の照明態様を任意に調整すれば、その照明態様に応じて、所定範囲１０を通過したレーザ光で照明される実際の照明範囲内の任意の部分領域を任意の照明態様で照明可能となる。
【００４７】
また、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、照明装置１が所定範囲１０内に検出された照明対象である移動物体２２を追尾するように照明しつつ、その照明態様を他の領域の照明態様と異ならされる例を示す図であり、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、図７の例を別の角度から示した図である。
【００４８】
図７及び図８において、符号２２は、照明対象である移動物体を示している。移動物体２２は、照明対象検出部２１によって検出される。図７及び図８に示すように、移動物体２２に対する照明態様と、所定範囲１０内のその他の領域に対する照明態様とは異なっている。これらの図では、移動物体２２を含む部分領域１９の照明態様を影線で図示しているが、この影線は、他の領域とは照明色が異なっていることを示している。そして、図７及び図８の各々の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、移動物体２２の位置に合わせて、異なる照明態様で照明される領域も変化していく。
【００４９】
この例では、ホログラム記録媒体１６が赤、緑または青で発光する３つのレーザ光に対応する３つのホログラム領域１７を有し、移動物体２２を含む部分領域１９には、赤色の照明光が照明され、その他の部分領域１９には、赤とは異なる色の照明光が照明される。この場合、赤用のホログラム領域１７では、少なくとも移動物体２２を含む部分領域１９に対応する要素ホログラム領域１８を対応するレーザ光で走査させ、緑用と青用のホログラム領域１７では、少なくとも移動物体２２を含む部分領域１９に対応する要素ホログラム領域１８を除いて対応するレーザ光で走査させる。この結果、所定範囲１０中の移動物体２２を含む部分領域１９は赤色で照明され、それ以外の所定範囲１０は、他の色で照明されることになる。
【００５０】
なお、図７及び図８においては、照明対象検出部２１によって検出される照明対象が移動物体２２である例を挙げたが、照明対象検出部２１によって検出される照明対象は静止物体でもよい。
【００５１】
また、図９（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の照明装置１が照明する所定範囲１０内の照明対象が、他の領域と異なる照明態様で照明されることにより所定範囲１０内に幾何学形状３３〜３５を形成するための領域２３〜２５である場合に、照明対象の照明態様を他の領域と変化させて幾何学形状を形成した例を示す図である。
【００５２】
図９の例においては、幾何学形状３３〜３５を形成するための照明対象である領域２３〜２５の各々は、図中太線で示される複数のラインの集合により構成されている。この領域２３〜２５は、照明対象検出部２１によって検出（認識）される。なお、この例では、図９（Ａ）に示す幾何学形状３３がフットサルコートのライン、図９（Ｂ）に示す幾何学形状３４がテニスコートのライン、図９（Ｃ）に示す幾何学形状３５がバレーボールコートのラインを示している。
【００５３】
そして、この例では、ホログラム記録媒体１６が赤、緑または青で発光する３つのレーザ光に対応する３つのホログラム領域１７を有し、領域２３〜２５に対応する部分領域１９に対しては、白色の照明光が照明される。一方、領域２３〜２５以外の領域には、白とは異なる色の照明光が照明される。この場合、領域２３〜２５を含む部分領域１９に対応する要素ホログラム領域１８には、全てのレーザ光を走査させ、その他の部分領域１９には、１つ又は２つのレーザ光のみを走査させるか、レーザ光を走査しない。この結果、所定範囲１０中の領域２３〜２５に対応する部分領域１９には白色の光が照明されて、幾何学形状が形成される。このような照明制御によれば、行われる競技に応じて、必要なライン（幾何学形状）を任意に切り替えることができる。なお、ここで説明した所定範囲１０内に形成される幾何学形状は、他の形状であってもよいことはいうまでもない。
【００５４】
ところで、上述した実施形態で用いられる光学素子３としてのホログラム記録媒体１６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、ホログラム記録媒体１６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、ホログラム記録媒体１６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の散乱光が用いられる。
【００５５】
ホログラム記録媒体１６を作製する際に用いた収束光束からなる参照光の収束位置からホログラム記録媒体１６に向けてレーザ光を照射することで、ホログラム記録媒体１６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。ホログラム記録媒体１６を作製する際に用い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、ホログラム記録媒体１６により得られる散乱板の再生像も、均一な面照明となり、この散乱板の再生像が生成される領域が、所定範囲１０又は所定範囲１０を照明するためのニアフィールドの被照明領域となる。
【００５６】
本実施形態では、光学素子３を用いて、所定範囲１０内の一部の照明色を変えたり所定範囲１０内の一部だけ照明しないような照明制御を行えるようにしている。このような照明制御をホログラム記録媒体１６を用いて行うには、各要素ホログラム領域１８に形成される干渉縞パターンが複雑になる。このような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ホログラム記録媒体１６は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）とも呼ばれる。また、各要素ホログラム領域１８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。さらに、所定範囲１０を照明するためのニアフィールドの被照明領域に拡散角度分布を表現する場合においては、ニアフィールドの被照明領域の光軸後方側にレンズなどの光学部材を設けて、所定範囲１０を設定してもよい。なお、フーリエ変換ホログラムは、角度空間における拡散角度分布として拡散パターンを表現できるため、特に遠方照明の照明状態を制御する際に有用なホログラムの設計が可能となる。
【００５７】
光学素子３としてホログラム記録媒体１６を設けることによる利点の一つは、レーザ光の光エネルギー密度を拡散により低下できることであり、また、その他の利点の一つは、ホログラム記録媒体１６が指向性の面光源として利用可能になるため、従来のランプ光源（点光源）と比較して、同じ照度分布を達成するための光源面上の輝度を低下できることである。これにより、レーザ光の安全性向上に寄与でき、所定範囲１０に照射される光を人間が目で直視しても、単一点光源を直視する場合に比べ、人間の目に悪影響を与えるおそれが少なくなる。
【００５８】
図２〜図６に示した例では、赤、緑および青用のホログラム領域１７を図１０に示すように、各ホログラム領域１７の入射面に沿って隣接配置している。図１０では、赤用のホログラム領域を符号１７ｒ、緑用のホログラム領域を符号１７ｇ、青用のホログラム領域を符号１７ｂで示している。
【００５９】
このように、３つのホログラム領域１７を入射面に沿って隣接配置する以外に、図１１に示すように、各ホログラム領域１７を積層方向に配置したホログラム記録媒体１６を用いてもよい。この場合、各ホログラム領域１７の干渉縞パターンは、各ホログラム領域１７の層に形成される。光走査部材６からのレーザ光が入射されるホログラム記録媒体１６の表面から奥の方にあるホログラム領域１７までレーザ光ができるだけロスなく到達するように、各ホログラム領域１７の可視光透過率をできるだけ高くするのが望ましい。また、積層方向に重なる位置に干渉縞パターンを形成すると、表面から奥の方の層にはレーザ光が届きにくくなるため、図１１に示すように、面方向および積層方向にずらして各層に干渉縞パターンを形成するのが望ましい。
【００６０】
図２では、光走査部材６からのレーザ光が光学素子３を透過して拡散する例を示したが、光学素子３は、レーザ光を拡散反射させるものでもよい。例えば、光学素子３としてホログラム記録媒体１６を用いる場合、ホログラム記録媒体１６は反射型でも透過型でもよい。一般に、反射型のホログラム記録媒体１６（以下、反射型ホロ）は、透過型のホログラム記録媒体１６（以下、透過型ホロ）に比べて、波長選択性が高い。すなわち、反射型ホロは、異なる波長に対応した干渉縞を積層させても、所望の層のみで所望の波長のコヒーレント光を回折させることができる。また、０次光の影響を除去しやすい点でも、反射型ホロは優れている。
【００６１】
また、ホログラム記録媒体１６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１６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１６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１６でもよい。
【００６２】
なお、光学素子３の具体的な形態は、ホログラム記録媒体１６に限定されるものではなく、複数の要素拡散領域１５に細かく分割することが可能な各種の拡散部材でもよい。例えば、各要素拡散領域１５をそれぞれ一つのレンズアレイとするレンズアレイ群を用いて光学素子３を構成してもよい。この場合、要素拡散領域１５ごとにレンズアレイが設けられ、各レンズアレイが所定範囲１０内の部分領域１９を照明するように各レンズアレイの形状が設計される。そして、各部分領域１９の位置は、少なくとも一部が相違している。これにより、ホログラム記録媒体１６を用いて光学素子３を構成した場合と同様に、所定範囲１０内の一部分だけの照明色を変えたり、一部分だけを照明しないようにすることができる。
【００６３】
また、図５〜図９では、所定範囲１０内の一部の照明態様を変える手法を種々例示したが、これら以外にも考えられる。例えば、レーザ光源４が同一の発光波長域で発光する複数の光源部７を有する場合には、そのうちの一部の光源部７の発光を停止させて、被所定範囲１０内の一部の照明強度をその周囲の照明強度よりも低くしてもよい。その逆に、所定範囲１０内の一部の照明強度をその周囲の照明強度よりも高くしてもよい。また、所定範囲１０内の一部を点滅照明させてもよい。あるいは、所定範囲１０内の一部の色を連続的または断続的に変化させてもよい。
【００６４】
このように本実施の形態では、発光波長域がそれぞれ相違する複数のレーザ光に対応づけられる複数の拡散領域１４を有する光学素子３を設け、各拡散領域１４は複数の要素拡散領域１５を有し、各要素拡散領域１５は所定範囲１０内の部分領域１９を照明するため、各要素拡散領域１５にレーザ光を照射するか否かを発光タイミング制御部５にて制御することで、所定範囲１０内の任意の領域の照明態様を所定範囲１０内の他の領域の照明態様とは相違させることができる。これにより、照明装置１０は、光学系の構成を複雑にすることなく、照明する所定範囲１０内の任意の領域の照明態様を任意に変更可能となる。
【００６５】
また、光走査部材６はレーザ光を各要素拡散領域１５内で走査し、各要素拡散領域１５内の各点に入射されたレーザ光は、対応する部分領域１９の全域を照明するため、所定範囲１０内の各部分領域１９におけるレーザ光の入射角度が経時的に変化することになり、所定範囲１０内でのスペックルが目立ちにくくなる。
【００６６】
特に、本実施の形態では、照明対象検出部２１が検出した照明対象に合わせて、発光タイミング制御部５が複数の光源部７の発光タイミングを制御するため、照明対象に対する照明態様を、所定範囲１０内の他の領域と変えることができる。この場合、所定範囲１０内の移動する照明対象を継続的に検出し、照明対象を追尾するように照明しつつ、その照明態様を、所定範囲１０内の他の領域と変えることもできる。これにより、所定範囲１０において効果的な照明をすることができる。特に、このような照明装置１は、競技場の競技領域や、コンサート会場等のステージ等を照明することにより、観戦者または観客、あるいは視聴者に魅力的な演出を提供することができる。
【００６７】
なお、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  照明装置
２  照射装置
３  光学素子
３ａ  入射面
４  レーザ光源
５  発光タイミング制御部
６  光走査部材
７，７ｒ，７ｇ，７ｂ  光源部
１０  所定範囲
１０ａ  中央部
１１，１２  回転軸
１３  反射デバイス
１３ａ  反射面
１４  拡散領域
１５  要素拡散領域
１６  ホログラム記録媒体
１７  ホログラム領域
１７ａ  入射面
１８  要素ホログラム領域
１９  部分領域
２１  照明対象検出部
２２  移動物体
２３，２４，２５  領域
３３，３４，３５  幾何学形状
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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