(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を拡散する複数の要素拡散素子を有した光拡散素子と、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記コヒーレント光の進行方向を調整して、当該コヒーレント光を前記光拡散素子上で走査させる走査装置と、
前記整形光学系から前記光拡散素子までの前記コヒーレント光の光路に設けられた集光光学系と、を備え、
前記集光光学系は、前記光拡散素子上でのスポット領域が前記要素拡散素子よりも小さくなるように、前記コヒーレント光を集光し、
各要素拡散素子は、入射したコヒーレント光を拡散して、当該要素拡散素子に対応した要素被照明領域を照明し、
前記整形光学系は、前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を複数の光束に分割し、
前記集光光学系は、前記複数の光束が前記光拡散素子上で少なくとも部分的に重なるよう、前記複数の光束の光路を調整する、記載の照明装置。
【請求項２】
前記集光光学系は、その焦点位置に前記光拡散素子が配置されているレンズである、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
入射光を拡散する複数の要素拡散素子を有した光拡散素子と、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記コヒーレント光の進行方向を調整して、当該コヒーレント光を前記光拡散素子上で走査させる走査装置と、
前記整形光学系から前記光拡散素子までの前記コヒーレント光の光路に設けられた集光光学系と、を備え、
前記集光光学系は、前記光拡散素子上でのスポット領域が前記要素拡散素子よりも小さくなるように、前記コヒーレント光を集光し、
各要素拡散素子は、入射したコヒーレント光を拡散して、当該要素拡散素子に対応した要素被照明領域を照明し、
前記集光光学系は、その焦点位置に前記光拡散素子が配置されているレンズである、照明装置。
【請求項４】
前記整形光学系は、コリメートレンズと、前記コリメートレンズから前記集光光学系までの光路中に設けられたレンズアレイと、を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
入射光を拡散する複数の要素拡散素子を有した光拡散素子と、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記コヒーレント光の進行方向を調整して、当該コヒーレント光を前記光拡散素子上で走査させる走査装置と、
前記整形光学系から前記光拡散素子までの前記コヒーレント光の光路に設けられた集光光学系と、を備え、
前記集光光学系は、前記光拡散素子上でのスポット領域が前記要素拡散素子よりも小さくなるように、前記コヒーレント光を集光し、
各要素拡散素子は、入射したコヒーレント光を拡散して、当該要素拡散素子に対応した要素被照明領域を照明し、
前記整形光学系は、コリメートレンズと、前記コリメートレンズから前記集光光学系までの光路中に設けられたレンズアレイと、を有する、照明装置。
【請求項６】
前記レンズアレイは、複数の要素レンズを含み、
前記複数の要素レンズから出射した光束は、互いに同一の配光となる、請求項４又は５に記載の照明装置。
【請求項７】
入射光を拡散する複数の要素拡散素子を有した光拡散素子と、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記コヒーレント光の進行方向を調整して、当該コヒーレント光を前記光拡散素子上で走査させる走査装置と、
前記整形光学系から前記光拡散素子までの前記コヒーレント光の光路に設けられた集光光学系と、を備え、
前記集光光学系は、前記光拡散素子上でのスポット領域が前記要素拡散素子よりも小さくなるように、前記コヒーレント光を集光し、
各要素拡散素子は、入射したコヒーレント光を拡散して、当該要素拡散素子に対応した要素被照明領域を照明し、
前記整形光学系は、ビームホモジナイザである、照明装置。
【請求項８】
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光の射出を制御する発光制御部を、さらに備え、
前記発光制御部は、前記光拡散素子上における前記コヒーレント光の照射位置に応じて、前記コヒーレント光源の前記コヒーレント光の発光を制御する、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
入射光を拡散する複数の要素拡散素子を有した光拡散素子と、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記コヒーレント光の進行方向を調整して、当該コヒーレント光を前記光拡散素子上で走査させる走査装置と、
前記整形光学系から前記光拡散素子までの前記コヒーレント光の光路に設けられた集光光学系と、
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光の射出を制御する発光制御部と、を備え、
前記集光光学系は、前記光拡散素子上でのスポット領域が前記要素拡散素子よりも小さくなるように、前記コヒーレント光を集光し、
各要素拡散素子は、入射したコヒーレント光を拡散して、当該要素拡散素子に対応した要素被照明領域を照明し、
前記発光制御部は、前記光拡散素子上における前記コヒーレント光の照射位置に応じて、前記コヒーレント光源の前記コヒーレント光の発光を制御する、照明装置。
【請求項１０】
前記光拡散素子は、ホログラム記録媒体であり、
前記複数の要素拡散素子は、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である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光拡散素子は、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素子は、前記レンズアレイを有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
【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】
例えば、特許文献１に開示されているように、コヒーレント光源を用いた照明装置が広く利用に供されている。コヒーレント光源として、典型的には、レーザ光を発振するレーザ光源が用いられている。
【０００３】
特許文献１は、車両用灯具を開示している。この車両用灯具は、レーザ発振装置によって構成され得る光源と、四つのホログラム素子と、を有している。各ホログラム素子は、回転駆動装置によって、光源からのレーザ光を受光し得る位置に配置される。各ホログラム素子は、レーザ光を回折し、所定の配光パターンでの照明を実現する。レーザ光が照射されるホログラム素子を適宜選択することで、所望の配光パターンでの照明を実現することができる。この車両用灯具では、意図しない領域へ照明光が照射されることを防止する観点から、四つのホログラム素子の位置を変更している間、レーザ光の照射を規制する必要ある。この場合、光源が発光を停止している期間が長くなる。したがって、光源の性能を十分に活用して、被照明領域を十分に明るい光量で照明することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、コヒーレント光源の性能を十分に活用して、所望の配光パターンで被照明領域を明るく照明することができる照明装置を、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】
本発明による照明装置は、
入射光を拡散する複数の要素拡散素子を有した光拡散素子と、
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記コヒーレント光の進行方向を調整して、当該コヒーレント光を前記光拡散素子上で走査させる走査装置と、
前記整形光学系から前記光拡散素子までの前記コヒーレント光の光路に設けられた集光光学系と、を備え、
前記集光光学系は、前記光拡散素子上でのスポット領域が前記要素拡散素子よりも小さくなるように、前記コヒーレント光を集光し、
各要素拡散素子は、入射したコヒーレント光を拡散して、当該要素拡散素子に対応した要素被照明領域を照明する。
【０００７】
本発明による照明装置において、
前記整形光学系は、前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を複数の光束に分割し、
前記集光光学系は、前記複数の光束の各々が前記光拡散素子上で少なくとも部分的に重なるよう、前記複数の光束の光路を調整するようにしてもよい。
【０００８】
本発明による照明装置において、前記集光光学系は、その焦点位置に前記光拡散素子が配置されているレンズであってもよい。
【０００９】
本発明による照明装置において、前記整形光学系は、コリメートレンズと、前記コリメートレンズから前記集光光学系までの光路中に設けられたレンズアレイと、を有するようにしてもよい。
【００１０】
本発明による照明装置において、
前記レンズアレイは、複数の要素レンズを含み、
前記複数の要素レンズから出射した光束は、互いに同一の配光となるようにしてもよい。
【００１１】
本発明による照明装置において、前記整形光学系は、ビームホモジナイザであるようにしてもよい。
【００１２】
本発明による照明装置が、前記コヒーレント光源からの前記コヒーレント光の射出を制御する発光制御部を、さらに備えるようにしてもよい。
【００１３】
本発明による照明装置において、前記発光制御部は、前記光拡散素子上における前記コヒーレント光の照射位置に応じて、前記コヒーレント光源の前記コヒーレント光の発光を制御するようにしてもよい。
【００１４】
本発明による照明装置において、
前記光拡散素子は、ホログラム記録媒体であり、
前記複数の要素拡散素子は、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であるようにしてもよい。
【００１５】
本発明による照明装置において、
前記光拡散素子は、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素子は、前記レンズアレイを有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コヒーレント光源の性能を十分に活用して、所望の配光パターンで被照明領域を明るく照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、照明装置の全体構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の照明装置を示す平面図である。
【図３】図３は、図１の照明装置の走査装置、集光光学系及び光拡散素子を示す平面図であり、主として集光光学系の機能を説明するための図である。
【図４】図４は、図１の照明装置における光拡散素子と当該光拡散素子からの拡散光によって照明される被照明領域とを示す図であり、光拡散素子の機能を説明するための図である。
【図５】図５は、光拡散素子上でのスポット領域を示す平面図である。
【図６】図６は、整形光学系及び集光光学系を省略した場合における光拡散素子上でのスポット領域を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、照明装置１０の全体構成を模式的に示す斜視図である。照明装置１０は、コヒーレント光を用いて被照明領域Ｚを照明する。照明装置１０は、コヒーレント光源として機能するレーザ光源１５を有する。レーザ光源１５は、コヒーレント光の一例としてレーザ光を発振する。照明装置１０は、レーザ光源１５から射出した光に作用する整形光学系２０、走査装置３０、集光光学系４０及び光拡散素子５０を有している。図１に示された例において、整形光学系２０、走査装置３０、集光光学系４０及び光拡散素子５０は、レーザ光源１５からのレーザ光の光路に沿ってこの順で配置され、この順でレーザ光に対して作用する。ここで説明する照明装置１０は、以下に詳述するように、整形光学系２０及び集光光学系４０での光学作用によって、コヒーレント光源の性能を十分に活用しながら、所望の配光パターンで被照明領域Ｚを高光量で照明することができる。以下、各構成要素について、順に説明していく。
【００２１】
図１に示された例において、レーザ光源１５は、レーザ光を発光する複数の光源部１７を有する。複数の光源部１７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１７を並べて配置した光源モジュールであってもよい。複数の光源部１７は、一例として、赤色の発光波長域の光を発振する第１光源部１７ａと、緑色の発光波長域の光を発振する第２光源部１７ｂと、青色の発光波長域の光を発振する第３光源部１７ｃと、を有している。この例によれば、複数の光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃが発光した三つのレーザ光を重ね合わせることで、白色の照明光を含む種々の色の照明光を生成することができる。
【００２２】
なお、以下において、レーザ光源１５が、発光波長域が互いに異なる三つの光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有する例について説明するが、この例に限られない。レーザ光源１５は、発光波長域が互いに相違する二つの光源部１７又は四つ以上の光源部１７を有するようにしてもよい。また、発光強度を高めるために、発光波長域ごとに、複数個ずつの光源部１７が設けられていてもよい。
【００２３】
ところで、図１に示すように、照明装置１０は、レーザ光源１５と接続された発光制御部１２を有している。発光制御部１２は、レーザ光源１５によるレーザ光の発光タイミングを制御する。とりわけ、発光制御部１２は、各光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃからのレーザ光の射出およびレーザ光の射出停止を、他の光源部から独立して、切り替えることができる。発光制御部１２によるレーザ光の射出の有無の制御は、走査装置３０による複数のレーザ光の走査タイミングに基づいて、言い換えると、光拡散素子５０上におけるレーザ光の入射位置に基づいて、実施される。上述したように、レーザ光源１５が赤青緑の三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二色以上の色を混ぜ合わせた色の照明光を生成することが可能となる。
【００２４】
発光制御部１２は、各光源部１７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１７から射出した後のレーザ光の光路を遮断するか否かを切り替えてもよい。後者の場合、各光源部１７と整形光学系２０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及び遮断を切り替えればよい。
【００２５】
次に、整形光学系２０について説明する。整形光学系２０は、レーザ光源１５から射出したレーザ光を整形する。言い換えると、整形光学系２０は、レーザ光の光軸に直交する断面での形状や、レーザ光の光束の立体的な形状を整形する。
【００２６】
図２は、照明装置１０を示す平面図である。図２に示すように、整形光学系２０は、レーザ光の光路に沿った順で、ビームエクスパンダ２１、コリメートレンズ２２及びレンズアレイ２３を有している。ビームエクスパンダ２１は、レーザ光源１５から射出したレーザ光を発散光束に整形する。コリメートレンズ２２は、ビームエクスパンダ２１で生成された発散光束を、平行光束ｌｆ１に整形し直す。レンズアレイ２３は、コリメートレンズ２２に対面する位置に配置された複数の要素レンズ２４を含んでいる。各要素レンズ２４は、その光軸ｄ２４が、コリメートレンズ２２の光軸ｄ２２と平行となるようにして配置されている。また、複数の要素レンズ２４は、コリメートレンズ２２の光軸ｄ２２に直交する仮想面ｖｌ上に配列されている。各要素レンズ２４は、コリメートレンズ２２で整形された後に入射してくる平行光束ｌｆ１を収束光束ｌｆ２に整形する。
【００２７】
図２に示された例において、整形光学系２０は、レーザ光源１５から射出したレーザ光を複数の光束ｌｆ２に分割する。整形光学系２０は、レンズアレイ２３に含まれる要素レンズ２４の数と同数の光束ｌｆ２に分割する。図示された例において、各要素レンズ２４は、コリメートレンズ２２で整形された後に入射してくる平行光束ｌｆ１を収束光束ｌｆ２に整形する。すなわち、整形光学系２０で分割された各光束ｌｆ２は、収束光束となっている。また、図示された例において、複数の要素レンズ２４は、互いに同一に構成されている。したがって、複数の要素レンズ２４から出射した複数の光束ｌｆ２は、互いに同一の配光となっている。例えば、複数の光束ｌｆ２は、同一の収束角度や収束位置を有し、複数の光束ｌｆ２の光軸ｄｌｆ２は、互いに平行となる。
【００２８】
整形光学系２０は、レーザ光源１５に含まれる各光源部１７に対応して、複数設けられるようにしてもよい。また、複数の光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃからのレーザ光の光路を調整し得る単一の整形光学系２０が設けられるようにしてもよい。図２に示された例では、図２の紙面の奥行き方向に複数の光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃが配列され、ビームエクスパンダ２１が、図２の紙面の面内でのみレーザ光を発散させ、整形光学系２０のコリメートレンズ２２及びレンズアレイ２３の要素レンズ２４が、それぞれ、図２の紙面の奥行き方向に一定の断面形状で延びるシリンドリカルレンズとして構成されていてもよい。この例によれば、コリメートレンズ２２及びレンズアレイ２３を、複数の光源部１７の間で共用することができる。
【００２９】
次に、走査装置３０について説明する。走査装置３０は、レーザ光源１５から射出したレーザ光の進行方向を調整する。走査装置３０は、レーザ光の進行方向を経時的に変化させる。走査装置３０での光路調整により、レーザ光源１５から射出したレーザ光は、光拡散素子５０上を走査する。図１及び図２に示された例において、走査装置３０は、六つの反射面を有したポリゴンミラー３１として形成されている。ポリゴンミラー３１は、その中心軸線を回転軸線ｒａとして回転することにより、一定方向から入射する光の反射方向を周期的に変化させることができる。ポリゴンミラー３１の六つの反射面の各々は、平坦面として形成されている。したがって、図３に示すように、整形光学系２０で整形された三つの光束ｌｆ３は、ポリゴンミラー３１での反射によって進路を変更された後においても、その光軸ｄｌｆ３を平行に保っている。ここで図３は、走査装置３０から光拡散素子５０までの光路を示す部分拡大平面図である。
【００３０】
とりわけ、図示された例において、ポリゴンミラー３１の回転軸線ｒａと平行な方向に、複数の光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃが配列されている（図１参照）。ポリゴンミラー３１の反射面は、その回転軸線ｒａに沿って、第１反射部３１ａ、第２反射部３１ｂ及び第３反射部３１ｃを含んでいる。第１反射部３１ａは、第１光源部１７ａから射出したレーザ光を反射し、回転軸線ｒａに直交する面内において、当該レーザ光の進行方向を周期的に変化させる。また、第２反射部３１ｂは、第２光源部１７ｂから射出したレーザ光を反射し、第３反射部３１ｃは、第３光源部１７ｃから射出したレーザ光を反射する。
【００３１】
なお、図２に示すように、ポリゴンミラー３１は、レンズアレイ２３の要素レンズ２４の焦点位置又はその近傍となる位置において整形光学系２０からの光を反射するよう、整形光学系２０に対して位置決めされている。したがって、図３に示すように、ポリゴンミラー３１から反射された光は、概ね、ポリゴンミラー３１の反射面を発散点とする発散光束ｌｆ３となる。
【００３２】
なお、走査装置３０は、図示されたポリゴンミラー３１に限られない。走査装置３０として、一定方向から入射する光の進行方向を二軸方向で立体的に変化させる装置を用いることもできる。一例として、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：digital micromirror device）等のＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）を、走査装置３０として用いることができる。
【００３３】
次に、集光光学系４０について説明する。集光光学系４０は、整形光学系２０から光拡散素子５０までのレーザ光の光路中に配置される。集光光学系４０は、整形光学系２０で整形されたレーザ光に対して光学作用を及ぼす。集光光学系４０は、レーザ光を集光して、光拡散素子５０上でのスポット領域Ｓ、すなわち、ある瞬間に光拡散素子５０上でレーザ光を照射されている領域を小面積化する。
【００３４】
図示された例において、集光光学系４０は、焦点Ｐｆを有した集光レンズ４１によって形成されている。集光レンズ４１は、走査装置３０から光拡散素子５０へ向かうレーザ光の光路中に配置されている。上述したように、整形光学系２０は、レーザ光を複数の光束ｌｆ３に分割する。そして、図３に示すように、複数の光束ｌｆ３の光軸ｄｌｆ３は、互いに平行となっている。したがって、図３に示すように、集光レンズ４１でのレンズ作用によって、三つの光束ｌｆ４の光軸ｄｌｆ４は、集光レンズ４１の光軸ｄ４０に沿って集光レンズ４１の焦点距離ｆ４０だけ集光レンズ４１から離間した仮想面ｖｌｆ上の位置Ｐｘにおいて、交わっている。図示された例において、集光レンズ４１の光軸ｄ４０に沿って集光レンズ４１の焦点距離ｆ４０だけ集光レンズ４１から離間した仮想面ｖｌｆ上に、光拡散素子５０が配置されている。このため、整形光学系２０で整形された三つの光束ｌｆ３は、集光光学系４０での集光作用により、少なくとも部分的に光拡散素子５０上において重ねて合わせられる。
【００３５】
とりわけ図示された例では、図３に示すように、ポリゴンミラー３１は、集光レンズ４１の光軸ｄ４０に沿って集光レンズ４１の焦点距離ｆ４０だけ集光レンズ４１から離間した位置または当該位置の近傍において、整形光学系２０からのレーザ光を反射するよう、走査装置３０及び集光光学系４０は配置されている。さらに、上述したように、ポリゴンミラー３１で反射されて集光光学系４０へ入射する複数の光束ｌｆ３の各々は、発散光束ｌｆ３であり、当該発散光束の発散点は、ポリゴンミラー３１の反射面上またはその近傍に位置している。したがって、各光束ｌｆ３は、集光レンズ４１を透過することで平行光束ｌｆ４に変換される。この結果、整形光学系２０で整形された複数の光束ｌｆ４は、集光光学系４０での集光機能により、光拡散素子５０上の同一領域に照射される、つまり、光拡散素子５０上で高精度に重ね合わせられる。そして、走査装置３０がレーザ光の進行方向を経時的に変化させることで、複数の光束ｌｆ４が集光光学系４０に集光されてなるスポット領域Ｓは、光拡散素子５０上で経時的に位置を変化させるようになる。
【００３６】
集光光学系４０は、レーザ光源１５に含まれる各光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対応して、複数設けられるようにしてもよい。また、複数の光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃからのレーザ光の光路を調整し得る単一の集光光学系４０が設けられるようにしてもよい。
例えば、レーザ光が、図３の紙面と平行な面内においてのみ、発散又は収束する場合、集光光学系４０をなす集光レンズ４１は、図２の紙面の奥行き方向に一定の断面形状で延びるシリンドリカルレンズとして構成されてもよい。この例によれば、集光レンズ４１を、複数の光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃで発光されたレーザ光の間で共通して利用することが可能となる。
【００３７】
次に、光拡散素子５０について説明する。光拡散素子５０は、レーザ光を拡散させて、所定範囲を照明する。より具体的には、光拡散素子５０で拡散されたレーザ光は、被照明領域Ｚを通過した後、実際の照明範囲である所定範囲を照明する。
【００３８】
ここで、被照明領域Ｚ及びその一部をなす要素被照明領域Ｚｐは光拡散素子５０内の各要素拡散素子５５によって重ねて照明されるニアフィールドの被照明領域である。ファーフィールドの照明範囲は、実際の被照明領域の寸法よりも、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。本明細書における「被照明領域」及び「要素被照明領域」という用語は、実際の被照射面積（照明範囲）に加え角度空間における拡散角度範囲も包含するものとする。したがって、図１及び図４の照明装置１０によって照明される所定範囲は、図１及び図４に示すニアフィールドの被照明領域Ｚよりもはるかに広い領域となりうる。
【００３９】
図４は、光拡散素子５０を、当該光拡散素子５０によって光が向けられるようになる被照明領域Ｚともに、示す平面図である。図示された例において、光拡散素子５０は、レーザ光源１５が複数の第１〜第３光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有することに対応して、第１光拡散素子５０ａ、第２光拡散素子５０ｂ及び第３光拡散素子５０ｃを有している。
第１光源部１７ａからのレーザ光は、第１光拡散素子５０ａに入射し、第２光源部１７ｂからのレーザ光は、第２光拡散素子５０ｂに入射し、第３光源部１７ｃからのレーザ光は、第３光拡散素子５０ｃに入射する。各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃの全域に入射して拡散したレーザ光を用いて、互いに同一の被照明領域Ｚの全域を照明することができる。したがって、第１光拡散素子５０ａが第１光源部１７ａからの赤色光を被照明領域Ｚに向け、第２光拡散素子５０ｂが第１光源部１７ｂからの緑色光を被照明領域Ｚに向け、第３光拡散素子５０ｃが第３光源部１７ｃからの青色光で被照明領域Ｚを向けることで、被照明領域Ｚを白色に照明することができる。図１に示すように、各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、それぞれ、走査装置３０をなすポリゴンミラー３１の回転軸線ｒａに直交する方向に細長く形成されている。そして、複数の光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、その長手方向と直交する方向に並べられている。
【００４０】
図４に点線で示すように、各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、複数の要素拡散素子５５を有している。各要素拡散素子５５は、その入射面内における各領域への入射光を当該領域の位置に応じた特定の方向に向ける光路制御機能を有している。ここで説明する要素拡散素子５５は、その任意の領域または任意の位置への入射光の進行方向を補正して所定の領域に向ける。すなわち、要素拡散素子５５の入射面を平面分割してなる各領域に照射されたレーザ光は、要素拡散素子５５を経由した後に、少なくとも一部分において重なり合う領域を照明するようになる。
【００４１】
図示された例では、走査装置３０を経て要素拡散素子５５内の微小領域に入射した光は、要素拡散素子５５で拡散して、一定の要素被照明領域Ｚｐの全域を照明する。要素被照明領域Ｚｐは、被照明領域Ｚの一部分をなしている。一つの要素拡散素子５５に対応する要素被照明領域Ｚｐは、少なくとも部分的に、他の要素拡散素子５５に対応する要素被照明領域Ｚｐと重なっていない。すなわち、複数の要素拡散素子５５に対応した要素被照明領域Ｚｐの集合が、照明装置１０によって照明可能な被照明領域Ｚとなる。
【００４２】
図４に示された例では、九つの要素拡散素子５５が、各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃの長手方向に沿って一直線上に並べられている。被照明領域Ｚは、格子状に九つの要素被照明領域Ｚｐに平面分割されている。すなわち、図示された例において、一つの要素被照明領域Ｚｐは、他の要素被照明領域Ｚｐと重なっていない。各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃの第１の要素拡散素子５５ａは、第１の要素被照明領域Ｚｐ１を照明する。
同様に、各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃの第２〜第８の要素拡散素子５５ｂ〜５５ｉは、それぞれ、第２〜第９の要素被照明領域Ｚｐ２〜ＺＰ９を照明する。
【００４３】
走査装置３０がレーザ光の進行方向を経時的に変化させることによって、図４に示すように、各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃの長手方向に沿って、レーザ光が光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃ上を走査する。図４に示すように、或る瞬間にレーザ光を照射されている光拡散素子５０上の領域、すなわちスポット領域Ｓは、要素拡散素子５５よりも小さい面積となっている。スポット領域Ｓは、第１〜第９の要素拡散素子５５ａ〜５５ｉを順に走査する。
【００４４】
光拡散素子５０は、例えばホログラム記録媒体５２を用いて形成される。図１及び図４に示された例において、各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃにそれぞれ対応して、三つのホログラム記録媒体５２ａ，５２ｂ，５２ｃが、設けられている。各ホログラム記録媒体５２ａ，５２ｂ，５２ｃは、波長域が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。各ホログラム記録媒体５２ａ，５２ｂ，５２ｃの全域に入射して拡散された複数波長域のレーザ光を用いることで、互いに同一の被照明領域Ｚの全域を照明することが可能となっている。
【００４５】
各ホログラム記録媒体５２ａ，５２ｂ，５２ｃが、複数の要素拡散素子５５に区分けされている。各要素拡散素子５５は、互いに異なる干渉縞パターンを記録された要素ホログラム５７から構成されている。各要素ホログラム５７に入射したレーザ光は、干渉縞パターンによって回折されて、被照明領域Ｚ上の対応する要素被照明領域Ｚｐ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５７で回折されるレーザ光の進行方向、言い換えると、各要素ホログラム５７で拡散されるレーザ光の進行方向を、制御することができる。
【００４６】
要素ホログラム５７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、要素ホログラム５７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、要素ホログラム５７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。
【００４７】
要素ホログラム５７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拡散素子５５に向けてレーザ光を照射することで、要素ホログラム５７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。要素ホログラム５７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、要素ホログラム５７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要素被照明領域Ｚｐとなる。
【００４８】
各要素ホログラム５７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ホログラム５７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５７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、要素被照明領域Ｚｐの光軸後方側にレンズなどの光学部材を設けて、実際の照明範囲のサイズおよび位置を設定してもよい。
【００４９】
要素拡散素子５５として要素ホログラム５７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、要素ホログラム５７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、要素被照明領域Ｚｐを通過したレーザ光を人間の目で直視しても、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。
【００５０】
要素拡散素子５５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。
【００５１】
次に、以上のような構成からなる照明装置１０の作用について説明する。
【００５２】
まず、図１に示すように、発光制御部１２からの制御信号に基づき、各光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃが各波長域のレーザ光を発振する。レーザ光源１５から射出したレーザ光は、まず、整形光学系２０に進む。図２に示された例において、各波長域のレーザ光は、整形光学系２０のビームエクスパンダ２１及びコリメートレンズ２２によって、平行光束ｌｆ１に整形される。その後、各波長域の平行光束ｌｆ１は、それぞれ、レンズアレイ２３の要素レンズ２４によって、複数の収束光束ｌｆ２に分割される。各波長域のレーザ光について、複数の収束光束ｌｆ２は、同様に整形され、且つ、且つ収束光束ｌｆ２の光軸ｄｌｆ２は互いに平行となる。
【００５３】
整形光学系２０で整形されたレーザ光、すなわち、複数の収束光束ｌｆ２は、走査装置３０をなすポリゴンミラー３１に向かう。ポリゴンミラー３１は、回転軸線ｒａを中心として連続的に回転している。したがって、ポリゴンミラー３１の反射面は、所定の角度域内で周期的に傾斜角度を変化させている。この結果、ポリゴンミラー３１による、レーザ光の反射方向は、周期的に変化する。
【００５４】
なお、図２に示すように、ポリゴンミラー３１は、複数の収束光束ｌｆ２が収束する位置、又は、その近傍の位置において、複数の収束光束ｌｆ２を反射する。したがって、複数の収束光束ｌｆ２は、ポリゴンミラー３１で反射されることで、ポリゴンミラー３１の反射位置またはその近傍を発散点とする複数の発散光束ｌｆ３に変換される。また、ポリゴンミラー３１の六つの反射面の各々は、整形光学系２０で整形された複数の収束光束ｌｆ２のすべてを反射するのに十分な広さを有している。したがって、図３に示すように、ポリゴンミラー３１で反射されたレーザ光からなる複数の発散光束ｌｆ３は、その光軸ｄｌｆ３を平行に維持している。なお、ポリゴンミラー３１は、複数の光束ｌｆ３を収束した状態で反射するため、ポリゴンミラー３１が大型化してしまうことを効果的に回避することもできる。
【００５５】
また、ポリゴンミラー３１は、その回転軸線ｒａに沿って、第１反射部３１ａ、第２反射部３１ｂ及び第３反射部３１ｃを有している。そして、これらの反射部３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、同期して動作することから、第１光源部１７ａからのレーザ光、第２光源部１７ｂからのレーザ光、及び、第３光源部１７ｃからのレーザ光は、同期して、進行方向を変化させる。
【００５６】
図３に示すように、走査装置３０で光路を調整された複数の発散光束ｌｆ３は、集光光学系４０へ入射する。複数の発散光束ｌｆ３の光軸ｄｌｆ３は、互いに平行に維持され、且つ、集光光学系４０をなす集光レンズ４１の焦点Ｐｆ上に、光拡散素子５０が配置されている。このため、集光レンズ４１で光路を調整された複数の光束ｌｆ４は、集光レンズ４１で集光され、その光軸ｄｌｆ４を光拡散素子５０上で交差させるようになる。とりわけ、図示された例では、集光レンズ４１の後側の焦点位置またはその近傍に、ポリゴンミラー３１の反射位置が位置している。したがって、ポリゴンミラー３１から集光レンズ４１に向かう複数の光束ｌｆ３は、集光レンズ４１でのレンズ効果によって、平行光束ｌｆ４に変換される。そして、複数の平行光束ｌｆ４は、光拡散素子５０上で互いに重ねられる。
【００５７】
複数の平行光束ｌｆ４が光拡散素子５０上で互いに重ね合わせられる領域、すなわちスポット領域Ｓは、走査装置３０の動作にともなって、細長状の光拡散素子５０の長手方向に沿って光拡散素子５０上を走査する。この結果、図４に示すように、複数の要素拡散素子５５にレーザ光を順に照明していくことになる。各要素拡散素子５５に照射されたレーザ光は、当該要素拡散素子５５で拡散され、当該要素拡散素子５５に対応した要素被照明領域Ｚｐの全域を照明する。
【００５８】
発光制御部１２は、光拡散素子５０上におけるレーザ光の照射位置に応じて、光源部１７からのレーザ光の発光を制御する。したがって、被照明領域Ｚの内の所望の要素被照明領域Ｚｐのみを選択して照明することができる。また、発光制御部１２は、複数の光源部１７ａ，１７ｂ，１７ｃについて、独立して発光を制御することができる。したがって、特定の要素被照明領域Ｚｐを、第１光源部１７ａ、第２光源部１７ｂ及び第３光源部１７ｃのうちから選択された一以上で発光された光で照明することも可能となる。すなわち、被照明領域Ｚに含まれる第１〜第９の要素被照明領域Ｚｐ１〜Ｚｐ９の各々を、他の要素被照明領域から独立して、照明の有無、明るさの程度および照明光の色を調整することができる。
【００５９】
なお、コヒーレント光を用いた場合、ＷＯ２０１２／０３３１７４に開示されているように、スペックルの発生という問題が生じる。スペックルは、斑点模様として認識され、生理的な不快感を与え得る。
【００６０】
図示された照明装置１０では、図４に示すように、任意の瞬間に光拡散素子５０上においてレーザ光が照射されている領域、すなわち、複数の平行光束ｌｆ４が重ねて照射されている光拡散素子５０上のスポット領域Ｓは、要素拡散素子５５よりも小さくなっている。そして、スポット領域Ｓは、走査装置３０の動作にともなって、要素拡散素子５５内を移動する。要素拡散素子５５は、例えばホログラム記録媒体５２としての要素ホログラム５７からなり、その任意の一部分に特定の方向またはその近傍の方向から入射する特定波長域の光を拡散して、当該要素拡散素子５５に対応した要素被照明領域Ｚｐの全域を照明する。したがって、スポット領域Ｓが、一つの要素拡散素子５５内を移動する間、要素被照明領域Ｚｐの各位置に入射する照明光の入射方向は経時的に変化する。この入射方向の変化は、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なり合って平均化し、観察者に観察されることになる。これにより、各要素被照明領域Ｚｐにおいて、スペックルを目立ちにくくすることができる。
【００６１】
ところで、走査装置３０の制御を単純化するため、走査装置３０は、レーザ光が光拡散素子５０上の全域を周期的に走査し得るように動作することが好ましい。図４に示された例においては、各光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃの長手方向に沿って当該光拡散素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃの全長に亘りレーザ光が走査するよう、走査装置３０が動作することが好ましい。そして、特定の要素被照明領域Ｚｐのみを照明したい場合には、走査装置３０の動作に応じて、言い換えると、レーザ光が照射されるべき光拡散素子５０上の位置に応じて、発光制御部１２が、レーザ光源１５によるレーザ光の発停を制御すればよい。
【００６２】
その一方で、レーザ光源等のコヒーレント光源から射出したコヒーレント光は、通常、そのスポット領域内において照度の不均一性をともなっている。一般的には、図６に示すように、スポット領域Ｓｐの中心において最も明るく、スポット領域Ｓｐの周縁に向けてしだいに暗くなっていく。典型的には、スポット領域Ｓｐの中心から周縁に向けて、照度分布はガウシアン分布となる。すなわち、スポット領域Ｓｐは、照度が低い広い裾野部分を有している。したがって、図６に示すように、このスポット領域Ｓｐの全体が、特定の要素被照明領域Ｚｐに対応した一つの要素拡散素子５５の内側に位置するようになる有効走査区間ｓｃｐ１は、比較的に短くなる。その一方で、図６に示すように、このスポット領域Ｓｐの一部分のみが、当該一つの要素拡散素子５５内に位置するようになる非有効走査区間ｓｃｐ２、図６に示された例では、スポット領域Ｓｐが、走査方向ｓｄに隣り合う二つの要素拡散素子５５に跨がって位置するようになる非有効走査区間ｓｃｐ２は、比較的に長くなってしまう。図６に示された例において、有効走査区間ｓｃｐ１が、非有効走査区間ｓｃｐ２よりも大幅に短くなっている。
【００６３】
図６に示された例において、特定の要素被照明領域Ｚｐのみを照明する場合には、発光制御部１２は、スポット領域Ｓｐの中心が有効走査区間ｓｃｐ１内に位置するようになる状態でレーザ光を発光し、スポット領域Ｓｐの中心が非有効走査区間ｓｃｐ２内に位置するようになる状態でレーザ光の発光を停止することになる。したがって、走査装置３０が一定速度で動作する場合、図６に示された例では、レーザ光の発光を停止している時間が極めて長くなる。このことは、レーザ光源１５を効率的に利用していることにならない。
さらに、短期間の発光で要素被照明領域Ｚｐを十分に明るく照明するには、高出力のレーザ光源を用意する必要が生じる。
【００６４】
この点、本実施の形態における照明装置１０では、整形光学系２０及び走査装置３０が設けられている。整形光学系２０は、レーザ光源１５から射出したコヒーレント光を整形する。集光光学系４０は、整形光学系２０から光拡散素子５０までのコヒーレント光の光路に設けられ、光拡散素子５０上でのスポット領域Ｓが要素拡散素子５５よりも小さくなるように、コヒーレント光を集光する。この整形光学系２０及び走査装置３０により、光拡散素子５０上でのスポット領域Ｓの形状及び大きさを整えることができるだけでなく、スポット領域Ｓの照度分布を均一化することも可能となる。
【００６５】
したがって、図５に示すように、このスポット領域Ｓの全体が、特定の要素被照明領域Ｚｐに対応した一つの要素拡散素子５５内のみに位置するようになる有効走査区間ｓｃ１を、比較的長くすることができる。その一方で、図５に示すように、このスポット領域Ｓの一部分のみが、当該一つの要素拡散素子５５内に位置するようになる非有効走査区間ｓｃ２、図示された例では、スポット領域Ｓｐが、走査方向ｓｄに隣り合う二つの要素拡散素子５５に跨がって位置するようになる非有効走査区間ｓｃ２を、比較的短くすることができる。図５に示された例において、有効走査区間ｓｃ１が、非有効走査区間ｓｃ２よりも大幅に長くなっている。したがって、特定の要素被照明領域Ｚｐのみを照明する場合においても、レーザ光が発光している時間を長くすることができる。この点から、高出力のレーザ光源１５を用いることなく、レーザ光源１５の効率的な利用を図ることで要素拡散素子５５を十分に明るく照明することが可能となる。したがって、レーザ光源１５の性能を十分に活用して、所望の配光パターンで被照明領域Ｚを十分に明るい光量で照明することができる。
【００６６】
とりわけ、図４及び図５に示された例において、スポット領域Ｓの走査方向ｓｄに平行な方向に沿ったスポット領域Ｓの寸法ｗｓｘは、スポット領域Ｓの走査方向ｓｄに直交する方向に沿った寸法ｗｓｙよりも大幅に小さい、とりわけ寸法ｗｓｙの半分よりも小さくなっている。そして、スポット領域Ｓの走査方向ｓｄに平行な方向において、スポット領域Ｓの寸法ｗｓｘは、要素拡散素子５５の寸法ｗｐｘよりも大幅に小さく、とりわけ寸法ｗｐｘの半分よりも小さくなっている。したがって、このスポット領域Ｓの一部分のみが、当該一つの要素拡散素子５５内に位置している非有効走査区間ｓｃ２を非常に短くすることができる。このため図４及び図５に示された例によれば、レーザ光源１５がレーザ光の発光を停止している時間を大幅に短くすることができる。すなわち、レーザ光源１５をより効率的に活用することができる。
【００６７】
また、図５に示すように、スポット領域Ｓの走査方向ｓｄに直交する方向において、スポット領域Ｓの寸法ｗｓｙは、要素拡散素子５５の寸法ｗｐｙとほぼ同一または若干小さくなっている。したがって、走査装置３０の動作にともなって、光拡散素子５０の大部分にコヒーレント光を照射することができる。すなわち、光拡散素子５０の全面を有効に利用して、照明装置１０の大型化を抑制することもできる。
【００６８】
さらに、整形光学系２０及び集光光学系４０を用いて、スポット領域Ｓの形状およびスポット領域Ｓ内の照度分布を調整することは、スペックルを目立たなくさせる観点からも都合が良い。
【００６９】
まず、図５に示すように、スポット領域Ｓの走査方向ｓｄに平行な方向に沿ったスポット領域Ｓの寸法ｗｓｘを小さくすることで、要素拡散素子５５の各位置がコヒーレント光を照射され続けている期間を、比較的短くなる。すなわち、要素被照明領域Ｚｐの各位置に向けた照明光の要素拡散素子５５からの出射位置が、短時間で切り替わっていく。さらに言い換えると、要素被照明領域Ｚｐの各位置に向けた照明光の入射方向が高速で変化していく。この結果、経時的なスペックルパターンの重ね合わせにより、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。
【００７０】
また、図５に示すように、スポット領域Ｓ内の照度分布を均一化することで、各瞬間でのスペックルを効果的に目立たなくさせることができる。図６に示すように、スポット領域Ｓｐ内における照度分布の均一性が低い場合、任意の瞬間に、スポット領域Ｓｐ内の各位置から要素被照明領域Ｚｐ内の一つの位置Ｐｓに向かう位相強度が不均一となる。したがって、各瞬間におけるスペックルパターンの重ね合わせが不十分となり、スペックル低減効果を十分有効に発揮することができない。その一方で、図５に示すように、スポット領域Ｓｐ内での照度分布が均一化されていると、スポット領域Ｓ内の各位置から要素被照明領域Ｚｐ内の一つの位置Ｐｓに向かう位相強度も均一化される。このため、各瞬間において、スペックルパターンの重ね合わせが有効に実現され、スペックル低減効果を効果的に発揮することができる。
【００７１】
とりわけ図５に示された例では、スポット領域Ｓの走査方向ｓｄに直交する方向におけるスポット領域Ｓの寸法ｗｓｙを大きく確保している。したがって、スポット領域Ｓの走査方向ｓｄに平行な方向におけるスポット領域Ｓの寸法ｗｓｘを小さくしながら、スポット領域Ｓの広がりを有効に確保することができる。この結果、各瞬間において、スペックルパターンの重ね合わせをより効果的に実現することができる。
【００７２】
以上に説明したように、本実施の形態において、照明装置１０は、コヒーレント光を整形する整形光学系２０と、整形光学系２０から光拡散素子５０までのコヒーレント光の光路に設けられた集光光学系４０と、を有している。集光光学系４０は、光拡散素子５０上でのスポット領域Ｓが要素拡散素子５５よりも小さくなるように、コヒーレント光を集光する。各要素拡散素子５５は、入射したコヒーレント光を拡散して、当該要素拡散素子５５に対応した要素被照明領域Ｚｐを照明する。そして、本実施の形態によれば、整形光学系２０及び集光光学系４０により、スポット領域Ｓの形状およびスポット領域Ｓの照度分布を調整することができる。この結果、コヒーレント光源１５の性能を十分に活用して、所望の配光パターンで被照明領域Ｚを十分に明るい光量で照明することができる。
【００７３】
また、本実施の形態において、整形光学系２０は、コヒーレント光源１５から射出したコヒーレント光を複数の光束ｌｆ２に分割する。そして、集光光学系４０は、複数の光束ｌｆ３が光拡散素子５０上で少なくとも部分的に重なるよう、複数の光束ｌｆ３の光路を調整する。したがって、コヒーレント光源１５からの射出時におけるコヒーレント光の照度分布が不均一であったとしても、当該照度分布を分割して重ね合わせることで、照度分布を効果的に均一化することができる。とりわけ、コヒーレント光源１５からの射出時におけるコヒーレント光の照度分布が、典型的なガウシアン分布となっている場合には、当該照度分布を平面分割して重ね合わせることで、極めて効果的に照度分布を均一化することができる。これにより、所望の配光パターンで被照明領域Ｚをより明るく照明することができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態において、集光光学系４０は、その焦点位置Ｐｆに光拡散素子５０が配置されているレンズ４１である。このような集光光学系４０によれば、単純な構成を採用しながら、集光光学系４０に任意の瞬間に入射する光を、集光光学系４０上のスポット領域Ｓに高効率で集光し、スポット領域Ｓの照度分布を効果的に均一化することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態において、整形光学系２０は、コリメートレンズ２２と、コリメートレンズ２２から集光光学系４０までの光路中に設けられたレンズアレイ２３と、を有している。このような整形光学系２０によれば、集光光学系４０に入射する複数の光束ｌｆ３の光軸ｄｌｆ３を平行にすることができる。この場合、集光レンズ４１を用いた集光光学系４０によって、整形光学系２０によって整形された複数の光束の光軸ｄｌｆ４を光拡散素子５０上で交差させることが可能となり、スポット領域Ｓの照度分布をより効果的に均一化することができる。
【００７６】
さらに、本実施の形態において、レンズアレイ２３は、複数の要素レンズ２４を含んでいる。そして、複数の要素レンズ２４から出射した光束ｌｆ２は、互いに同一の配光とすることができる。この場合、集光レンズ４１を用いた集光光学系４０によって、整形光学系２０によって整形された複数の光束を光拡散素子５０上で高精度に互いに重ね合わせることが可能となる。したがって、スポット領域Ｓの形状をより高精度に調整することができ、且つ、スポット領域Ｓの照度分布をより効果的に均一化することができる。
【００７７】
なお、上述した一実施の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、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の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とともに、重複する説明を省略する。
【００７８】
上述した一実施の形態において、整形光学系２０が、ビームエクスパンダ２１、コリメートレンズ２２及びレンズアレイ２３を有する例を示したが、この例に限られない。整形光学系２０が、均一強度分布を形成するビームホモジナイザ２５によって構成されていてもよい。ビームホモジナイザ２５としては、回折光学素子（ＤＯＥ：diffractive Optical elements）を用いた部材や、非球面レンズ又は自由曲面レンズを用いた部材を採用することができる。
【００７９】
また、上述した一実施の形態において、光拡散素子５０が、ホログラム記録媒体５２によって構成されている例を示したが、この例に限られない。例えば、各要素拡散素子５５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拡散素子５０を構成してもよい。この場合、要素拡散素子５５ごとにレンズアレイが設けられ、各レンズアレイが被照明領域Ｚ内の要素被照明領域Ｚｐ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、各要素被照明領域Ｚｐの位置は、少なくとも一部が相違している。
【００８０】
さらに、上述した一実施の形態では、ポリゴンミラー３１が、要素レンズ２４の焦点距離だけ要素レンズ２４の光軸ｄ２４に沿って要素レンズ２４から離間した位置において、レーザ光を反射する例を示したが、この例に限られない。また、上述した実施の形態において、ポリゴンミラー３１が、集光レンズ４１の焦点距離だけ集光レンズ４１の光軸ｄ４０に沿って集光レンズ４１から離間した位置において、レーザ光を反射する例を示したが、この例に限られない。例えば、集光レンズ４１が、要素レンズ２４から走査装置３０に向かう光路中に配置されていてもよい。また、複数の要素レンズ２４を含むレンズアレイ２３が、走査装置３０から集光光学系４０に向かう光路中に配置されていてもよい。
【００８１】
さらに、上述した一実施の形態では、コヒーレント光源としてのレーザ光源１５が、複数の波長域のレーザ光を発光する例を示したが、この例に限られない。コヒーレント光源は、単一の波長域のコヒーレント光を発光する光源として構成されていてもよい。
【００８２】
さらに、上述した照明装置１０は、乗物に搭載されてもよいし、或いは、特定の場所に設置されるようにしてもよい。また、乗物に搭載する場合、乗物は、自動車等の車両、航空機等の飛行体、列車、船舶、潜水物などの各種の移動体にも適用することができる。
【００８３】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８４】
Ｚ      被照明領域
Ｚｐ    要素被照明領域
Ｓ      スポット領域
ｒａ    回転軸線
Ｐｆ    焦点
ｓｄ    走査方向
１０    照明装置
１２    発光制御部
１５    レーザ光源
１７    光源部
１７ａ  第１光源部
１７ｂ  第２光源部
１７ｃ  第３光源部
２０    整形光学系
２１    ビームエクスパンダ
２２    コリメートレンズ
２３    レンズアレイ
２４    要素レンズ
２５    ビームホモジナイザ
３０    走査装置
３１    ポリゴンミラー
３１ａ  第１反射部
３１ｂ  第２反射部
３１ｃ  第３反射部
４０    集光光学系
４１    集光レンズ
５０    光拡散素子
５０ａ  第１光拡散素子
５０ｂ  第２光拡散素子
５０ｃ  第３光拡散素子
５２    ホログラム記録媒体
５２ａ  第１ホログラム記録媒体
５２ｂ  第２ホログラム記録媒体
５２ｃ  第３ホログラム記録媒体
５３    レンズアレイ群
５５    要素拡散素子
５７    要素ホログラム
５８    レンズアレイ
【図１】
0006569958.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006569958.tif 000004
【図４】
0006569958.tif 000005
【図５】
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【図６】
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