(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光拡散素子及び前記光拡散素子にコヒーレント光を照射する照射装置を備えた照明装置であって、
前記照射装置は、
コヒーレント光を射出する第１光源及び第２光源と、
反射面を回転軸線周りに回転させ、前記第１光源及び前記第２光源から射出された前記コヒーレント光を反射させて走査する光走査機構と、
前記光走査機構からの光を前記光拡散素子へ向ける光路調整光学系と、を有し、
前記光路調整光学系は、前記第１光源からの光の光路を調整する第１光路調整素子と、前記第２光源からの光の光路を調整する第２光路調整素子と、を含み、
前記第１光路調整素子には、前記第１光源からの光及び前記第２光源からの光のうち、前記第１光源からの光のみが入射し、
前記第２光路調整素子には、前記第１光源からの光及び前記第２光源からの光のうち、前記第２光源からの光のみが入射し、
前記第１光路調整素子及び前記第２光路調整素子は、前記回転軸線に交差する面内においてコリメート機能を有し、前記回転軸線と平行な面内においてもコリメート機能を有する、照明装置。
【請求項２】
前記第１光路調整素子及び前記第２光路調整素子は、前記回転軸線と平行な方向に沿って配列されている、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た照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コヒーレント光を用いた照明装置として、特許文献１の照明装置が知られている。この照明装置は、コヒーレント光の進行方向を被照明領域へ向ける、ホログラム記録媒体を含む光学素子と、光学素子にコヒーレント光を照射する照射装置とを有している。照射装置は、それぞれ赤、緑、青のコヒーレント光を生成する３つのレーザ光源と、これらのレーザ光源からのコヒーレント光の進行方向を光学素子へ向ける走査デバイスとを有している。光学素子は、透過型又は反射型のホログラム記録媒体を有し、このホログラム記録媒体には、３つのレーザ光源のそれぞれに対応した３つの記録領域が設けられている。各レーザ光源から出射し、走査デバイスでその光路を曲げられたコヒーレント光は、光学素子の対応する記録領域に入射する。光学素子の各記録領域に入射したコヒーレント光は、当該記録領域で拡散され、被照明領域を照明するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０３３１７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような照明装置に用いられるホログラム記録媒体は、所定の角度から入射するコヒーレント光に対応して照明光（拡散光）を射出するように構成されている。したがって、ホログラム記録媒体において照明光を安定して射出するためには、ホログラム記録媒体に正確に所定の角度からコヒーレント光を入射させること、すなわちホログラム記録媒体へ入射するコヒーレント光が十分に整形されていることが重要である。ホログラム記録媒体への入射光が十分に整形されていない場合、ホログラム記録媒体から射出された照明光によって当初の設計どおりの正確な像を再生できない不具合を生じ得る。このような事情から、コヒーレント光を用いた照明装置において、ホログラム記録媒体に入射するコヒーレント光の整形に対する要望が高まっている。
【０００５】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、照明装置の光拡散素子へ入射する入射光に良好な整形性を付与することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の照明装置は、
光拡散素子及び前記光拡散素子にコヒーレント光を照射する照射装置を備え、
前記照射装置は、
コヒーレント光を射出する第１光源及び第２光源と、
反射面を回転軸線周りに回転させ、前記第１光源及び前記第２光源から射出された前記コヒーレント光を反射させて走査する光走査機構と、
前記光走査機構からの光を前記光拡散素子へ向ける光路調整光学系と、を有し、
前記光路調整光学系は、前記第１光源からの光の光路を調整する第１光路調整素子と、前記第２光源からの光の光路を調整する第２光路調整素子と、を含み、
前記第１光路調整素子及び前記第２光路調整素子は、前記回転軸線に交差する面内においてコリメート機能を有し、前記回転軸線と平行な面内においてもコリメート機能を有する。
【０００７】
本発明の照明装置において、前記第１光路調整素子及び前記第２光路調整素子は、前記回転軸線と平行な方向に沿って配列されていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、照明装置の光拡散素子へ入射する入射光に良好な整形性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、照明装置を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１の照明装置の上面図である。
【図３】図３は、図１の照明装置の光拡散素子の構造を説明するための図である。
【図４】図４は、図１の照明装置の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、適宜縮尺及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。
【００１１】
図１〜図４は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。図１に示すように、照明装置１０は、コヒーレント光の進行方向を被照明領域ＬＺへ向ける光拡散素子２０と、光拡散素子２０へコヒーレント光を照射する照射装置３０と、を有している。光拡散素子２０は、光拡散要素として機能するホログラム記録媒体２１を含んでいる。図示された例では、光拡散素子２０はホログラム記録媒体２１から形成されている。
【００１２】
図示された例において、光拡散素子２０をなしているホログラム記録媒体２１は、照射装置３０から照射されるコヒーレント光を再生照明光Ｌａとして受けて、当該コヒーレント光を高効率で回折することができる。とりわけ、ホログラム記録媒体２１は、その各位置、言い換えると、その各点とも呼ばれるべき各微小領域に入射するコヒーレント光を回折することによって、像５を再生することができるようになっている。
【００１３】
このようなコヒーレント光の回折作用を可能にするホログラム記録媒体２１としては、例えば、反射型のホログラム記録媒体を挙げることができる。反射型のホログラム記録媒体としては、例えば、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラムを用いることができる。一例として、参照光及び物体光がホログラム記録材料に露光され、参照光及び物体光が干渉してなる干渉縞が生成され、この光の干渉縞が、何らかのパターン（体積型ホログラムでは、例えば、屈折率変調パターン）として、ホログラム記録材料に記録されたものを挙げることができる。このホログラム記録媒体２１の作製方法は特に限られないが、例えば、特開２０１２−１２３３８２号公報に開示された方法により作製することができる。なお、ホログラム記録媒体２１としては、反射型のホログラム記録媒体に限られず、透過型のホログラム記録媒体を用いてもよい。
【００１４】
なお、本実施の形態では、光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１には、第１方向ｄ１に沿って、後述の光源３１，３２，３３のそれぞれに対応した３つの記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている（図１及び図３参照）。とりわけ図示された例では、第１方向ｄ１は、ホログラム記録媒体２１の板面と平行をなしている。これらの記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃの機能については後述する。
【００１５】
照射装置３０は、コヒーレント光が光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１上を走査するようにして、光拡散素子２０へコヒーレント光Ｌａを照射する。したがって、ある瞬間に、照射装置３０によってコヒーレント光Ｌａを照射されているホログラム記録媒体２１上の領域は、ホログラム記録媒体２１の全表面の一部分となる。
【００１６】
そして、照射装置３０から照射されてホログラム記録媒体２１上を走査するコヒーレント光Ｌａは、ホログラム記録媒体２１上の各位置に、当該ホログラム記録媒体２１の回折条件を満たすような入射角度で、入射するようになっている。照射装置３０からホログラム記録媒体２１の各位置に入射したコヒーレント光Ｌａは、それぞれ、ホログラム記録媒体２１で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明する。とりわけここで説明する形態では、照射装置３０からホログラム記録媒体２１の各位置に入射したコヒーレント光Ｌａは、それぞれ、ホログラム記録媒体２１で回折されて同一の被照明領域ＬＺを照明するようになっている。より詳細には、図１に示すように、照射装置３０からホログラム記録媒体２１の各位置に入射したコヒーレント光Ｌａが、それぞれ、被照明領域ＬＺに重ねて像５を再生するようになっている。すなわち、照射装置３０からホログラム記録媒体２１の各位置に入射したコヒーレント光Ｌａは、それぞれ、光拡散素子２０で拡散されて（拡げられて）、同一の被照明領域ＬＺに入射するようになる。
【００１７】
ホログラム記録媒体２１からなる光拡散素子２０にコヒーレント光Ｌａを照射する照射装置３０は、次のように構成され得る。図１に示された例では、照射装置３０は、コヒーレント光（例えばレーザ光）Ｌ１１を射出する第１光源３１、コヒーレント光Ｌ１２を射出する第２光源３２及びコヒーレント光Ｌ１３を射出する第３光源３３と、光源３１，３２，３３から射出されたコヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を走査する光走査機構３５と、光走査機構３５からの光を光拡散素子２０へ向ける光路調整光学系４０と、を有している。
【００１８】
各光源３１，３２，３３は、コヒーレント光の生成及び射出を行う機能を有するものであり、図１に示された例では、それぞれ波長帯域が異なるコヒーレント光を生成及び射出する。一例として、第１光源３１が赤色のレーザ光を生成及び射出し、第２光源３２が緑色のレーザ光を生成及び射出し、第３光源３３が青色のレーザ光を生成及び射出する。これら３種類の光源に加えて、別個の波長帯域を有する、すなわち他の色（例えば黄色）で発光する光源を設けてもよい。また、光源３１，３２，３３の少なくとも一つを別の色で発光する光源に置換してもよい。さらに、図示された例では、各光源３１，３２，３３は、第１方向ｄ１の一側から他側へ且つ第１方向と交差する第２方向ｄ２の一側から他側へ向けてコヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を射出している。図示された例では、第１方向ｄ１と第２方向ｄ２とは直交している。とりわけ、第２方向ｄ２は、光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１の板面への法線方向と平行をなしている。
【００１９】
光走査機構３５は、各光源３１，３２，３３から出射したコヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を走査し、各コヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３の光路を、光路調整光学系４０へ向ける。
【００２０】
この光走査機構３５は、一つの軸線ＲＡを中心として回動可能な反射面３６ａを有した反射デバイス３６を含んでいる。とりわけ図１及び図２に示した例では、反射デバイス３６は、一つの軸線ＲＡを中心として回動可能な複数の反射面（ミラー）３６ａを有するポリゴンミラーとして構成されている。そして、この反射デバイス３６は、各反射面３６ａの配向を変化させることによって、光源３１，３２，３３からのコヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３の光路を変化させるようになっている。図１に示された例では、反射デバイス３６の反射面３６ａは、光源３１，３２，３３から出射され、第１方向ｄ１の一側且つ第２方向ｄ２の一側から入射したコヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を、第１方向ｄ１の他側且つ第２方向ｄ２の一側へ向けて反射させる。このとき、光走査機構３５の反射デバイス３６が、光源３１，３２，３３からの光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３の進行方向を経時的に変化させる。
【００２１】
図２は、図１の照明装置１０の光源３１，３２，３３、光走査機構３５、光路調整光学系４０及び光拡散素子２０を示す上面図である。図１及び図２に示された例では、複数の反射面３６ａの回動軸線ＲＡは、第１方向ｄ１と平行に延びている。したがって、反射デバイス３６の回動軸線ＲＡは、光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１の複数の記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃの配列方向と平行をなしている。
【００２２】
各光源３１，３２，３３から反射デバイス３６のいずれかの反射面３６ａに入射し当該反射面３６ａで反射した各コヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、回動軸線ＲＡを中心とする反射デバイス３６の回転にともなって、その進行方向が経時的に変化する。具体的には、各コヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、図２に示されているように、第１方向ｄ１と交差する第３方向ｄ３に沿って繰返し走査されるようになる。とりわけ、反射デバイス３６の反射面３６ａで反射した各コヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、第３方向ｄ３の一側から他側へ向けて繰返し走査される。なお、図示された例では第１方向ｄ１と第３方向ｄ３とは直交している。とりわけ、第３方向ｄ３は、光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１の板面と平行をなしている。また、第２方向ｄ２と第３方向ｄ３とは交差、とりわけ直交している。
【００２３】
光路調整光学系４０は、光走査機構３５からの光を光拡散素子２０へ向ける。図１に示された例では、各光源３１，３２，３３から出射し、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａで反射した各コヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３の光路を折り返して、当該コヒーレント光を光拡散素子２０へ向ける。光路調整光学系４０は、第１光源３１からの光の光路を調整する第１光路調整素子４１と、第２光源３２からの光の光路を調整する第２光路調整素子４２と、を含んでいる。とりわけ図示された例では、光路調整光学系４０は、第１光源３１からの光の光路を調整する第１光路調整素子４１と、第２光源３２からの光の光路を調整する第２光路調整素子４２と、第３光源３３からの光の光路を調整する第３光路調整素子４３と、を含んでいる。光路調整光学系４０は、光路調整素子を、光源の数に対応した数だけ有していることが好ましい。
【００２４】
また、第１光路調整素子４１及び第２光路調整素子４２は、光走査機構３５の反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと平行な方向（図１では第１方向ｄ１）に沿って配列されている。とりわけ図１に示された例では、第１光路調整素子４１、第２光路調整素子４２及び第３光路調整素子４３が、光走査機構３５の反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと平行な方向（第１方向ｄ１）に沿って配列されている。
【００２５】
第１光路調整素子４１は、第１光源３１から出射し、光走査機構３５で走査されたコヒーレント光Ｌ２１を折り返して、光拡散素子２０に導光するための第１反射面４５ａを有する第１ミラー４５を含んでいる。第２光路調整素子４２は、第２光源３２から出射し、光走査機構３５で走査されたコヒーレント光Ｌ２２を折り返して、光拡散素子２０に導光するための第２反射面４６ａを有する第２ミラー４６を含んでいる。また、第３光路調整素子４３は、第３光源３３から出射し、光走査機構３５で走査されたコヒーレント光Ｌ２３を折り返して、光拡散素子２０に導光するための第３反射面４７ａを有する第３ミラー４７を含んでいる。
【００２６】
各光路調整素子４１，４２，４３は、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な面内において、コリメート機能を発揮する（図４参照）。すなわち、第１光路調整素子４１の第１ミラー４５の第１反射面４５ａは、光走査機構３５で走査され、第１反射面４５ａのいずれかの位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２１を反射して、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように反射させる機能を有する。言い換えると、第１反射面４５ａは、光走査機構３５で走査されたコヒーレント光Ｌ２１が、第１反射面４５ａのいずれの位置に入射しても、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように反射するように構成されている。すなわち、第１反射面４５ａは、光走査機構３５で走査され、第１光路調整素子４１（第１ミラー４５）に対して異なる角度で第１反射面４５ａの各位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２１を、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように、すなわち平行光化して光拡散素子２０に向ける。
【００２７】
また、第２光路調整素子４２の第２ミラー４６の第２反射面４６ａは、光走査機構３５で走査され、第２反射面４６ａのいずれかの位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２２を反射して、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように反射させる機能を有する。言い換えると、第２反射面４６ａは、光走査機構３５で走査されたコヒーレント光Ｌ２２が、第２反射面４６ａのいずれの位置に入射しても、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように反射するように構成されている。すなわち、第２反射面４６ａは、光走査機構３５で走査され、第２光路調整素子４２（第２ミラー４６）に対して異なる角度で第２反射面４６ａの各位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２２を、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように、すなわち平行光化して光拡散素子２０に向ける。
【００２８】
同様に、第３光路調整素子４３の第３ミラー４７の第３反射面４７ａは、光走査機構３５で走査され、第３反射面４７ａのいずれかの位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２３を反射して、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように反射させる機能を有する。言い換えると、第３反射面４７ａは、光走査機構３５で走査されたコヒーレント光Ｌ２３が、第３反射面４７ａのいずれの位置に入射しても、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように反射するように構成されている。すなわち、第３反射面４７ａは、光走査機構３５で走査され、第３光路調整素子４３（第３ミラー４７）に対して異なる角度で第３反射面４７ａの各位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２３を、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように、すなわち平行光化して光拡散素子２０に向ける。
【００２９】
このために、図１及び図４に示された例では、光路調整素子４１，４２，４３のミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な断面において、光走査機構３５及び光拡散素子２０の側に凹状をなすように形成されている。具体的には、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な断面において、反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な方向（図示された例では第１方向ｄ１と平行な方向）に沿って一側から他側へ向かうにつれてその法線方向が変化するように構成された凹面をなしている。とりわけ、図示された例では、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な断面において、放物線形状をなすような凹面として構成されている。
【００３０】
とりわけ、図１及び図４に示された例では、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な断面において放物線形状をなすような凹面として構成された第１ミラー４５の反射面４５ａの焦点ＦＰ１が、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａ上に存在している。言い換えると、光走査機構３５の反射デバイス３６は、その反射面３６ａが、第１ミラー４５の放物線形状をなす反射面４５ａの焦点ＦＰ１に位置するように配置される。
【００３１】
また、図示された例では、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な断面において放物線形状をなすような凹面として構成された第２ミラー４６の反射面４６ａの焦点ＦＰ２が、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａ上に存在している。言い換えると、光走査機構３５の反射デバイス３６は、その反射面３６ａが、第２ミラー４６の放物線形状をなす反射面４６ａの焦点ＦＰ２に位置するように配置される。
【００３２】
同様に、図示された例では、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な断面において放物線形状をなすような凹面として構成された第３ミラー４７の反射面４７ａの焦点ＦＰ３が、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａ上に存在している。言い換えると、光走査機構３５の反射デバイス３６は、その反射面３６ａが、第３ミラー４７の放物線形状をなす反射面４７ａの焦点ＦＰ３に位置するように配置される。
【００３３】
以上のように構成された光路調整光学系４０によれば、光路調整素子４１，４２，４３のミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５で走査され、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａのいずれかの位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３に対して、その光走査機構３５から光路調整素子４１，４２，４３への入射角度にかかわらず、効果的にコリメート機能を発揮することができる。
【００３４】
ところで、本実施の形態では、光走査機構３５の反射デバイス３６が、光源３１，３２，３３からのコヒーレント光の進行方向を経時的に変化させる。したがって、光走査機構３５の反射デバイス３６で反射したコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、光路調整素子４１，４２，４３のミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａ上を走査する。そこで、各光路調整素子４１，４２，４３は、光走査機構３５の反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する面内においてもコリメート機能を発揮するように構成されている。すなわち、光路調整素子４１，４２，４３のミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５で反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する方向（図２に示した例では第３方向ｄ３）に走査され、反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する方向に発散する光線の光路をたどるようにして入射してくるコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３をコリメートして、当該コヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３を平行光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３に変換し得るように構成されている。そのため、図２に示すように、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、凹面をなすように形成されている。具体的には、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡと交差する断面において、反射デバイス３６の回動軸線ＲＡと交差する方向（図２に示した例では第３方向ｄ３）に沿って一側から他側へ向かうにつれてその法線方向が変化するように構成された凹面をなしている。とりわけ、図示された例では、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する断面において、放物線形状をなすような凹面として構成されている。これにより、光路調整光学系４０から光拡散素子２０へ向かうコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３は、平行光束をなす光線の光路をたどるようになる。
【００３５】
したがって、光路調整光学系４０の第１光路調整素子４１及び第２光路調整素子４２は、光走査機構３５の反射デバイス３６の回転軸線ＲＡに交差する面内においてコリメート機能を有し、回転軸線ＲＡと平行な面内においてもコリメート機能を有する。とりわけ、図１及び図２に示された例では、光路調整光学系４０の第１光路調整素子４１、第２光路調整素子４２及び第３光路調整素子４３が、回転軸線ＲＡに交差する面内においてコリメート機能を有し、回転軸線ＲＡと平行な面内においてもコリメート機能を有する。
【００３６】
なお、上記では、焦点ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３が、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａ上に存在する例を示したが、焦点ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３は、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａ上に存在するものに限られない。焦点ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３の位置によらず、焦点ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３でコヒーレント光を発散させてミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａに入射させるようにすることで、光路調整素子４１，４２，４３は、コヒーレント光の当該光路調整素子４１，４２，４３への入射角度にかかわらず、効果的にコリメート機能を発揮することができる。
【００３７】
次に、光拡散素子２０の詳細について説明する。ここでは、一例として、第１光源３１が赤色のレーザ光を生成及び射出し、第２光源３２が緑色のレーザ光を生成及び射出し、第３光源３３が青色のレーザ光を生成及び射出する例について説明する。
【００３８】
光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１には、図３に示すように、光源３１，３２，３３のそれぞれに対応した３つの記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている。記録領域２１ａには、光走査機構３５及び光路調整光学系４０の第１光路調整素子４１で反射された第１光源３１からの赤色コヒーレント光が入射され、これにより、赤色の再生光からなる像５が被照明領域ＬＺの全域に生成される。光走査機構３５は、経時的に第１光源３１からの赤色コヒーレント光の反射角度を変化させ、それに応じて、赤色コヒーレント光の記録領域２１ａ内での照射位置も変化するが、記録領域２１ａから外れた位置に赤色コヒーレント光が入射されないように、光走査機構３５の反射角度は制御される。
【００３９】
同様に、記録領域２１ｂには、光走査機構３５及び光路調整光学系４０の第２光路調整素子４２で反射された第２光源３２からの緑色コヒーレント光が入射され、緑色の再生光からなる像５が被照明領域ＬＺの全域に生成される。また、記録領域２１ｃには、光走査機構３５及び光路調整光学系４０の第３光路調整素子４３で反射された第３光源３３からの青色コヒーレント光が入射され、青色の再生光からなる像５が被照明領域ＬＺの全域に生成される。
【００４０】
結果として、被照明領域ＬＺは、赤緑青の３色で照明されることになる。光源３１，３２，３３が同時にコヒーレント光を射出した場合には、被照明領域ＬＺでは、これら３色が混ざり合って、白色で照明されることになる。
【００４１】
ここで、記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、互いに密着配置されていてもよいし、間に隙間があってもよい。各記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃ間に隙間がある場合、この隙間には、光走査機構３５及び光路調整光学系４０で反射されたコヒーレント光が入射されないことになるが、実用上問題はない。また、記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、等面積である必要もない。ただし、これら記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃに重複して干渉縞を形成してしまうと、各色に対応する干渉縞あたりの屈折率変調量が小さくなり、結果として単色の干渉縞がある場合と比べて、被照明領域ＬＺの明るさが異なってしまう。このため、記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃは重ならないようにするのが望ましい。
【００４２】
ホログラム記録媒体２１に記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃを設けるには、例えば、特開２０１２−１２３３８２号公報に開示された方法において、各記録領域ごとに参照光と物体光を照射して、対応する記録領域に干渉縞を形成すればよい。
【００４３】
光源３１，３２，３３の特性にもよるが、赤緑青以外の色で発光する光源（例えば、黄色で発光する光源）を別個に設けた方が、より白色に近い色を再現できる場合もある。したがって、照射装置３０内に設ける光源の種類は、特に限定されるものではない。例えば、４色の光源を設ける場合は、各光源に対応づけて、ホログラム記録媒体２１を４つの領域に分割すればよい。
【００４４】
光走査機構３５は、コヒーレント光の進行方向を経時的に変化させ、コヒーレント光の進行方向が一定とはならないよう種々の方向へ向ける。この結果、光走査機構３５で進行方向を変化させられるコヒーレント光が、光路調整光学系４０で反射して、光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１の入射面上を走査するようになる。図１の例では、光走査機構３５には、光源３１，３２，３３からの３種類のコヒーレント光が入射されるため、光走査機構３５は、これらコヒーレント光の反射角度を経時に変化させて、ホログラム記録媒体２１の記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれの入射面上を走査させる。
【００４５】
次に、照明装置１０の動作について説明する。
【００４６】
照明装置１０の照射装置３０は、コヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３が光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１上を走査するようにして、光拡散素子２０へコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３を照射する。具体的には、まず、光源３１，３２，３３が、それぞれコヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を生成・射出する。一例として、第１光源３１が赤色のレーザ光Ｌ１１を生成及び射出し、第２光源３２が緑色のレーザ光Ｌ１２を生成及び射出し、第３光源３３が青色のレーザ光Ｌ１３を生成及び射出する。図１に示された例では、各光源３１，３２，３３は、第１方向ｄ１の一側から他側へ且つ第１方向と交差する第２方向ｄ２の一側から他側へ向けてコヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を射出する。
【００４７】
光源３１，３２，３３から射出された各コヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３は、光走査機構３５の反射デバイス３６により走査される。図１に示された例では、光走査機構３５の反射デバイス３６はポリゴンミラーとして構成され、各コヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３は、このポリゴンミラーの複数の反射面３６ａのいずれかで反射し、光路調整光学系４０に向かう。図示された例では、光走査機構３５は、第１光源３１から出射したコヒーレント光Ｌ１１の光路を光路調整光学系４０の第１光路調整素子４１へ向け、第２光源３２から出射したコヒーレント光Ｌ１２の光路を光路調整光学系４０の第２光路調整素子４２へ向け、第３光源３３から出射したコヒーレント光Ｌ１３の光路を光路調整光学系４０の第３光路調整素子４３へ向ける。
【００４８】
このとき、光源３１，３２，３３から反射デバイス３６のいずれかの反射面３６ａに入射し当該反射面３６ａで反射したコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、回動軸線ＲＡを中心とする反射デバイス３６の回転にともなって、その進行方向が経時的に変化する。とりわけ、反射デバイス３６の反射面３６ａで反射したコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、反射デバイス３６の回動軸線ＲＡと交差する方向（図２に示した例では第３方向ｄ３）の一側から他側へ向けて繰返し走査される。
【００４９】
第１光源３１から出射し、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａで反射したコヒーレント光Ｌ２１は、光路調整光学系４０の第１光路調整素子４１でその光路を折り返され、光拡散素子２０へ向かう。また、第２光源３２から出射し、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａで反射したコヒーレント光Ｌ２２は、光路調整光学系４０の第２光路調整素子４２でその光路を折り返され、光拡散素子２０へ向かう。同様に、第３光源３３から出射し、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａで反射したコヒーレント光Ｌ２３は、光路調整光学系４０の第３光路調整素子４３でその光路を折り返され、光拡散素子２０へ向かう。
【００５０】
光走査機構３５の反射デバイス３６の回転にともなって、光源３１，３２，３３からのコヒーレント光の進行方向は経時的に変化する。したがって、光走査機構３５の反射デバイス３６で反射したコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、光路調整素子４１，４２，４３のミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａ上を走査する。
【００５１】
ここで、各光路調整素子４１，４２，４３は、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な面内において、コリメート機能を発揮する。したがって、光走査機構３５で走査され、光路調整素子４１，４２，４３（ミラー４５，４６，４７）に対して異なる角度で反射面４５ａ，４６ａ，４７ａの各位置に入射したコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａで反射し、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすようにすなわち平行光化されて、光拡散素子２０に向かう。
【００５２】
また、各光路調整素子４１，４２，４３は、光走査機構３５の反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する面内においてもコリメート機能を発揮する。したがって、光走査機構３５で反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する方向（図２に示した例では第３方向ｄ３）に走査され、反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する方向に発散する光線の光路をたどるようにして光路調整光学系４０に入射するコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、光路調整光学系４０で反射して平行化され、平行光束をなす光線の光路をたどるようにして、光拡散素子２０へ向かう。
【００５３】
以上のようにして、照射装置３０は、光源３１，３２，３３から射出されたコヒーレント光が光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１上を走査するようにして、光拡散素子２０へコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３を照射する。
【００５４】
照射装置３０は、ホログラム記録媒体２１上の各記録領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃ内の特定位置に、当該位置でのブラッグ条件を満たす入射角度で、対応する特定波長のコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３を入射させる。この結果、各記録領域内の特定位置に入射したコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３は、それぞれ、ホログラム記録媒体２１に記録された干渉縞による回折により、被照明領域ＬＺの全域に重ねて像５を再生する。すなわち、照射装置３０からホログラム記録媒体２１の各記録領域内の特定位置に入射したコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３は、それぞれ、光拡散素子２０で拡散されて（拡げられて）、被照明領域ＬＺの全域に入射するようになる。このようにして、照明装置１０は、被照明領域ＬＺをコヒーレント光Ｌｂで照明するようになる。上述した例では、光源３１，３２，３３はそれぞれ赤、緑、青の異なる色で発光しており、被照明領域ＬＺも各色で像５が再生される。したがって、光源３１，３２，３３が同時に発光する場合は、被照明領域ＬＺは３色が混ざり合った白色で照明されることになる。
【００５５】
以上に説明した、本実施の形態の照明装置１０は、光拡散素子２０及び光拡散素子２０にコヒーレント光を照射する照射装置３０を備え、照射装置３０は、コヒーレント光を射出する第１光源３１及び第２光源３２と、反射面３６ａを回転軸線ＲＡ周りに回転させ、第１光源３１及び第２光源３２から射出されたコヒーレント光を反射させて走査する光走査機構３５と、光走査機構３５からの光を光拡散素子２０へ向ける光路調整光学系４０と、を有し、光路調整光学系４０は、第１光源３１からの光の光路を調整する第１光路調整素子４１と、第２光源３２からの光の光路を調整する第２光路調整素子４２と、を含み、第１光路調整素子４１及び第２光路調整素子４２は、回転軸線ＲＡに交差する面内においてコリメート機能を有し、回転軸線ＲＡと平行な面内においてもコリメート機能を有する。
【００５６】
とりわけ、第１光路調整素子４１及び第２光路調整素子４２は、回転軸線ＲＡと平行な方向に沿って配列されている。
【００５７】
図４には、焦点ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３が、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａ上に存在する例を示す。とりわけ図示された例では、光走査機構３５の反射デバイス３６の反射面３６ａ上に存在する焦点ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３でコヒーレント光を発散させてミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａに入射させる。
【００５８】
本実施の形態の照明装置１０では、光路調整光学系４０の各光路調整素子４１，４２，４３は、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な面内において、コリメート機能を発揮する。すなわち、光路調整素子４１，４２，４３のミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５で走査され、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａのいずれかの位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３を、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすようにして導光する機能を有する。言い換えると、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５で走査されたコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３が、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａのいずれの位置に入射しても、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように導光するように構成されている。すなわち、反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５で走査され、光路調整素子４１，４２，４３（ミラー４５，４６，４７）に対して異なる角度で反射面４５ａ，４６ａ，４７ａの各位置に入射してくるコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３を、光拡散素子２０に対して同じ角度をなすように、すなわち平行光化して光拡散素子２０に向ける。これにより、光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１に入射するコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに平行な面内において、ホログラム記録媒体２１に入射するコヒーレント光を効果的に整形することができる。
【００５９】
また、本実施の形態の照明装置１０では、光路調整光学系４０の各光路調整素子４１，４２，４３は、光走査機構３５の反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する面内においてもコリメート機能を発揮するように構成されている。すなわち、光路調整素子４１，４２，４３のミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａは、光走査機構３５で反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する方向（図２に示した例では第３方向ｄ３）に走査され、反射デバイス３６の回転軸線ＲＡと交差する方向に発散する光線の光路をたどるようにして入射してくるコヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３をコリメートして、当該コヒーレント光Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３を平行光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３に変換し得るように構成されている。これにより、光路調整光学系４０から光拡散素子２０へ向かうコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３は、平行光束をなす光線の光路をたどるようになる。これにより、光拡散素子２０のホログラム記録媒体２１に入射するコヒーレント光Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３の、光走査機構３５の反射デバイス３６の回動軸線ＲＡに交差する面内においても、ホログラム記録媒体２１に入射するコヒーレント光を効果的に整形することができる。
【００６０】
したがって、照明装置１０の光拡散素子２０（ホログラム記録媒体２１）へ入射するコヒーレント光（入射光）Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３に良好な整形性を付与することができる。また、これにより光拡散素子２０から射出された照明光Ｌｂによって当初の設計どおりに正確な像５を再生することが可能となる。
【００６１】
本実施の形態の照明装置１０では、点光源（光源３１，３２，３３）から出射したレーザ光等のコヒーレント光を、実質的に大きな面積を有して光拡散素子２０（ホログラム記録媒体２１）へ入射させる。これにより、同じパワーの照明光Ｌｂを得るための光拡散素子２０上のコヒーレント光の輝度を低下させることができる。したがって、照明光Ｌｂを直視したときに人間の目に悪影響を与える虞を少なくすることができ、照明装置１０の安全性を向上させることができる。
【００６２】
また、点光源（光源３１，３２，３３）から出射したコヒーレント光を、実質的に大きな面積を有して光拡散素子２０（ホログラム記録媒体２１）へ入射させることにより、光拡散素子２０上における照明光Ｌｂの発光点が増加することになる。そして、この多数の発光点が、コヒーレント光を用いた際に像５上に認識される斑点模様（スペックル）を打ち消し合い、結果としてスペックルを低減させることができる。
【００６３】
なお、上述した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。
【００６４】
上述の実施の形態では、光路調整光学系４０の光路調整素子４１，４２，４３がいずれもミラー４５，４６，４７を含み、ミラー４５，４６，４７の反射面４５ａ，４６ａ，４７ａでの反射によりコヒーレント光の光路を調整するものを示したが、これに限られない。光路調整光学系４０は、例えば、光路調整素子４１，４２，４３がそれぞれレンズを含み、レンズでの屈折によりコヒーレント光の光路を調整するものであってもよい。
【００６５】
上述の実施の形態では、光走査機構３５としてポリゴンミラーを含む反射デバイス３６を用いる例を示したが、光走査機構３５は、光源３１，３２，３３から射出されたコヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を走査できるものであればよく、ポリゴンミラーを含む反射デバイス３６に限られない。光走査機構３５としては、一例として、少なくとも１つの回転軸周りに回転可能な反射デバイス（例えばＭＥＭＳミラー）を用いることができる。
【００６６】
また、上述の実施の形態では、第１光源３１から射出されたコヒーレント光Ｌ１１、光源３２から射出されたコヒーレント光Ｌ１２及び第３光源３３から射出されたコヒーレント光Ｌ１３が、いずれも光走査機構３５の反射デバイス３６の同一の反射面３６ａで反射するものを示したが、これに限られず、光走査機構３５の反射デバイス３６は、コヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３のうちの１つが、異なる反射面３６ａで反射するように構成されていてもよいし、コヒーレント光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３が、それぞれ異なる反射面３６ａで反射するように構成されていてもよい。
【００６７】
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】
【００６８】
５  像
１０  照明装置
２０  光拡散素子
２１  ホログラム記録媒体
２１ａ  記録領域
２１ｂ  記録領域
２１ｃ  記録領域
３０  照射装置
３１  第１光源
３２  第２光源
３３  第３光源
３５  光走査機構
３６  反射デバイス
３６ａ  反射面
４０  光路調整光学系
４１  第１光路調整素子
４２  第２光路調整素子
４３  第３光路調整素子
４５  第１ミラー
４５ａ  第１反射面
４６  第２ミラー
４６ａ  第２反射面
４７  第３ミラー
４７ａ  第３反射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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