(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は回転可能に支持され、
前記回折光学素子へ入射する前記コヒーレント光は、前記回折光学素子の回転軸線と前記回折光学素子とが交わる位置に入射するコヒーレント光を含み、
前記回折光学素子での回折パターンに応じたパターンで前記被照射面を照明する、携帯型照明装置。
【請求項２】
前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系を更に備え、
前記回折光学素子は、前記整形光学系で整形された前記コヒーレント光を回折して前記被照射面に向け、
前記回折光学素子は、前記整形光学系に対して相対回転可能に支持されている、請求項１に記載の携帯型照明装置。
【請求項３】
前記回折光学素子の回転可能な角度範囲は、４５°以上である、請求項１又は２に記載の携帯型照明装置。
【請求項４】
前記回折光学素子は、前記回折光学素子へ入射する前記コヒーレント光の光軸と平行な軸線を中心として回転可能に支持されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項５】
前記回折光学素子で回折された前記コヒーレント光が前記被照射面上で入射する領域内に、前記回折光学素子から進み出る０次光が入射する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項６】
前記コヒーレント光源を支持する筒状のケーシング本体と、前記回折光学素子を支持し且つ前記ケーシング本体に対して回転可能な支持体と、を有するケーシングを更に備え、
ケーシング本体の中心軸線が前記被照射面と交わる位置は、前記回折光学素子で回折された前記コヒーレント光が前記被照射面上で入射する領域内に位置する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項７】
前記回折光学素子の回転前後において同一の回折光学素子へ前記コヒーレント光が入射する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項８】
前記回折光学素子は、予め設定された複数の位置のいずれかに保持される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項９】
前記コヒーレント光源を支持するケーシング本体と、前記回折光学素子を支持し且つ前記ケーシング本体に対して回転可能な支持体と、を有するケーシングを更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項１０】
前記携帯型照明装置を操作するためのスイッチが、前記ケーシング本体に設けられている、請求項９に記載の携帯型照明装置。
【請求項１１】
前記スイッチは、前記回折光学素子の回転軸線から離間して設けられている、請求項１０に記載の携帯型照明装置。
【請求項１２】
前記携帯型照明装置の向き及び前記被照射面の向きの少なくともいずれか一方に関する情報を取得する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいた回転量だけ前記回折光学素子を回転させる回転駆動部と、を更に備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項１３】
外部からの情報に基づいた回転量だけ前記回折光学素子を回転させる回転駆動部を更に備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項１４】
前記回折光学素子の状態に関する情報を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき前記携帯型照明装置からの前記コヒーレント光の射出を停止する制御部と、を更に備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項１５】
コヒーレント光源および前記携帯型照明装置からの前記コヒーレント光の射出を制御する制御部の少なくとも一方の放熱を促す放熱手段を更に備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項１６】
文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター、ピクトグラムのいずれか一以上を表すパターンで前記被照射面を照明する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項１７】
非コヒーレント光源を更に備える、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の携帯型照明装置。
【請求項１８】
方向又は向きを示す照明パターンで第１の被照射面を照明することができ、且つ、前記回折光学素子を回転させることによって、前記方向又は前記向きと同一の方向又は向きを示す照明パターンで前記第１の被照射面と非平行な第２の被照射面を照明することができる、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１９】
方向又は向きを示す照明パターンで第１の被照射面を照明することができ、且つ、前記回折光学素子を回転させることによって、前記方向又は前記向きと同一の方向又は向きを示す照明パターンで前記第１の被照射面に対向する第２の被照射面を照明することができる、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項２０】
コヒーレント光源と、前記コヒーレント光源に対して回転可能であり前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を有する照明装置の前記回折光学素子の回転位置を前記被照射面に応じて調節する工程と、
前記回折光学素子での回折パターンに応じたパターンで前記被照射面を照明する工程と、を備え、
前記照明装置は、前記回折光学素子が所定の回転位置にある場合に、第１の被照射面を照明することができ、
前記回折光学素子の回転位置を調節する工程において、
前記照明装置の位置からの観察において、照明すべき第２の被照射面の向きが前記第１の被照射面を時計回り方向に回転させた向きとなっている場合、前記所定の回転位置から前記回折光学素子を時計回り方向に回転させ、
前記照明装置の位置からの観察において、照明すべき第２の被照射面の向きが前記第１の被照射面を反時計回り方向に回転させた向きとなっている場合、前記所定の回転位置から前記回折光学素子を反時計回り方向に回転させる、照明方法。
【請求項２１】
前記照明装置は、前記回折光学素子が所定の回転位置にある場合に、方向又は向きを示す照明パターンで前記第１の被照射面を照明することができ、
前記回折光学素子の回転位置を調節する工程において、前記回折光学素子を回転させることによって、前記方向又は前記向きと同一の方向又は向きを示す照明パターンで前記第１の被照射面と非平行な前記第２の被照射面を照明する、請求項２０に記載の照明方法。
【請求項２２】
前記照明装置は、前記回折光学素子が所定の回転位置にある場合に、方向又は向きを示す照明パターンで前記第１の被照射面を照明することができ、
前記回折光学素子の回転位置を調節する工程において、前記回折光学素子を回転させることによって、前記方向又は前記向きと同一の方向又は向きを示す照明パターンで前記第１の被照射面に対向する前記第２の被照射面を照明する、請求項２０に記載の照明方法。
【請求項２３】
前記回折光学素子の回転位置を調節する工程において、前記回折光学素子を１８０°回転させる、請求項２２に記載の照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、携帯可能な携帯型照明装置および照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１（ＪＰ２０１２−１４６６２１Ａ）に開示されているように、回折光学素子を用いた照明装置が知られている。回折光学素子を用いることで、所望のパターンにて被照射面を照明することが可能となる。【０００３】
一方、本件開示者等は、回折光学素子を用いた照明装置を携帯型照明装置へ適用することを検討している。携帯型照明装置を使用者が持ち運ぶことで、所望の場所でパターン照明を実施することができる。【０００４】
ところが、回折光学素子での回折パターンは、回折光学素子と被照射面とが一定の位置関係にあることを想定して設計されている。その一方で、携帯型照明装置の使用において、地面または床に代えて壁や天井にパターン照明することが好ましい状況が生じ得る。例えば、集会等の参加者を誘導する矢印をパターン照明により表示する場合、混み具合等に応じ、地面又は床、壁、天井のいずれが被照射面として最も適切かは変化する。そして、被投射面の向きが変化すれば、照明されるパターンの向きも変化してしまう。とりわけ、矢印のような方向を表示するパターンで照明を行う場合には、異なる方向を表示してしまうといった問題が生じる。
【発明の開示】
【０００５】
すなわち、上述した不具合により、携帯型照明装置ならではの利便性を活用することができない。本開示は、このような点を考慮してなされたものであり、携帯型照明装置の利便性を改善することを目的とする。また、本開示は上述した不具合を解消し得る照明方法の提供を目的とする。
【０００６】
本開示による第１の携帯型照明装置は、
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コヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系で整形された前記コヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子は回転可能に支持され、
前記回折光学素子での回折パターンに応じたパターンで前記被照射面を照明する。
【０００７】
本開示による第２の携帯型照明装置は、
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コヒーレント光の光路を変化させる走査装置と、
前記走査装置で光路を変えられた前記コヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を備え、
前記走査装置は、前記コヒーレント光が前記回折光学素子上を走査するように前記コヒーレント光の光路を変化させ、
前記回折光学素子は回転可能に支持され、
前記回折光学素子での回折パターンに応じたパターンで前記被照射面を照明する。
【０００８】
本開示による第３の携帯型照明装置は、
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コヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系で整形された前記コヒーレント光の光路を変化させる走査装置と、
前記走査装置で光路を変えられた前記コヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を備え、
前記走査装置は、前記コヒーレント光が前記回折光学素子上を走査するように前記コヒーレント光の光路を変化させ、
前記回折光学素子は回転可能に支持され、
前記回折光学素子での回折パターンに応じたパターンで前記被照射面を照明する。
【０００９】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子は、前記整形光学系に対して相対回転可能に支持されていてもよい。
【００１０】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子は、前記コヒーレント光源に対して相対回転可能に支持されていてもよい。
【００１１】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子の回転可能な角度範囲は、４５°以上であり、好ましくは９０°以上であり、より好ましくは１８０°以上であり、更に好ましくは３６０°以上であってもよい。
【００１２】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子は、前記回折光学素子へ入射する前記コヒーレント光の光軸に直交する方向と非平行な軸線を中心として回転可能に支持されていてもよい。
【００１３】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子は、前記回折光学素子へ入射する前記コヒーレント光の光軸と平行な軸線を中心として回転可能に支持されていてもよい。
【００１４】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子の回転軸線は、前記回折光学素子へ入射する前記コヒーレント光の光軸と一致するようにしてもよい。
【００１５】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子で回折された前記コヒーレント光が前記被照射面上で入射する領域内に、前記回折光学素子から進み出る０次光が入射するようにしてもよい。
【００１６】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子の回転軸線が前記被照射面と交わる位置は、前記回折光学素子で回折された前記コヒーレント光が前記被照射面上で入射する領域内に位置するようにしてもよい。
【００１７】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、
前記コヒーレント光源を支持する筒状のケーシング本体と、前記回折光学素子を支持し且つ前記ケーシング本体に対して回転可能な支持体と、を有するケーシングを更に備え、
ケーシング本体の中心軸線が前記被照射面と交わる位置は、前記回折光学素子で回折された前記コヒーレント光が前記被照射面上で入射する領域内に位置するようにしてもよい。
【００１８】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子の回転前後において同一の回折光学素子へ前記コヒーレント光が入射するようにしてもよい。
【００１９】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子の回転軸線上に前記回折光学素子が配置されていてもよい。
【００２０】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子へ入射する前記コヒーレント光は、前記回折光学素子の回転軸線と前記回折光学素子とが交わる位置に入射するコヒーレント光を含むようにしてもよい。
【００２１】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子へ入射する前記コヒーレント光は、前記回折光学素子の回転軸線上を前記回転軸線に沿って進むコヒーレント光を含むようにしてもよい。
【００２２】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記回折光学素子は、予め設定された複数の位置のいずれかに保持されるようにしてもよい。
【００２３】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、前記コヒーレント光源を支持するケーシング本体と、前記回折光学素子を支持し且つ前記ケーシング本体に対して回転可能な支持体と、を有するケーシングを更に備えるようにしてもよい。
【００２４】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記支持体は、前記回折光学素子の外周縁をその全長に亘って保持しているようにしてもよい。
【００２５】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記携帯型照明装置を操作するためのスイッチが、前記ケーシング本体に設けられていてもよい。
【００２６】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記スイッチは、前記回折光学素子の回転軸線から離間して設けられていてもよい。
【００２７】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、
前記携帯型照明装置の向き及び前記被照射面の向きの少なくともいずれか一方に関する情報を取得する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいた回転量だけ前記回折光学素子を回転させる回転駆動部と、を更に備えるようにしてもよい。
【００２８】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、外部からの情報に基づいた回転量だけ前記回折光学素子を回転させる回転駆動部を更に備えるようにしてもよい。
【００２９】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、
前記回折光学素子の状態に関する情報を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき前記携帯型照明装置からの前記コヒーレント光の射出を停止する制御部と、を更に備えるようにしてもよい。
【００３０】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、コヒーレント光源および前記携帯型照明装置からの前記コヒーレント光の射出を制御する制御部の少なくとも一方の放熱を促す放熱手段を更に備えるようにしてもよい。
【００３１】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター、ピクトグラムのいずれか一以上を表すパターンで前記被照射面を照明するようにしてもよい。
【００３２】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、非コヒーレント光源を更に備えるようにしてもよい。
【００３３】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、
前記コヒーレント光源を支持する筒状のケーシング本体と、前記回折光学素子を支持し且つ前記ケーシング本体に対して回転可能な支持体と、を有するケーシングを更に備え、
前記ケーシング本体には、前記コヒーレント光源が収容された前記ケーシング本体の内部空間を密閉する透明な第１防液部材が、設けられていてもよい。
【００３４】
開示による第１〜第３の携帯型照明装置において、前記支持体には、前記回折光学素子の凹凸面が露出した前記支持体の内部空間を密閉する透明な第２防液部材が、設けられていてもよい。
【００３５】
本開示による第１〜第３の携帯型照明装置が、
前記コヒーレント光源を支持する筒状のケーシング本体と、前記回折光学素子を支持し且つ前記ケーシング本体に対して回転可能な支持体と、を有するケーシングを更に備え、
前記ケーシング本体は、前記コヒーレント光源を支持するケーシング収容部と、ケーシング収容部に着脱可能であり前記支持体と回転可能に接続した先端保持部と、を有し、
前記支持体には、前記回折光学素子の凹凸面が露出した前記支持体の内部空間を密閉する透明な第２防液部材が、設けられていてもよい。
【００３６】
本開示による第１の照明方法は、
コヒーレント光源と、前記コヒーレント光源に対して回転可能であり前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を有する照明装置の前記回折光学素子の回転位置を前記被照射面に応じて調節する工程と、
前記回折光学素子での回折パターンに応じたパターンで前記被照射面を照明する工程と、を備える。
【００３７】
本開示による第１の照明方法において、前記照明装置の前記回折光学素子の回転位置は、前記被照射面の向きに応じて調節するようにしてもよい。
【００３８】
本開示による第２の照明方法は、
コヒーレント光源と、前記コヒーレント光源に対して回転可能であり前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を有する照明装置を用いて、前記被照射面を照明する第１照明工程と、
前記回折光学素子を前記第１照明工程とは異なる位置に回転させて、前記第１照明工程の前記被照射面と非平行な別の被照射面を前記照明装置を用いて照明する第２照明工程と、を備える。
【００３９】
本開示による第３の照明方法は、
コヒーレント光源と、前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を有する照明装置を用いて、前記被照射面を照明する第１照明工程と、
前記照明装置を前記第１照明工程とは異なる位置に回転させて、前記第１照明工程の前記被照射面と非平行な別の被照射面を前記照明装置を用いて照明する第２照明工程と、を備える。
【００４０】
本開示によれば、携帯型照明装置の利便性を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、一実施の形態を説明するための図であって、携帯型照明装置を示す斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であって、図１の携帯型照明装置を示す縦断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに対応する図であって、図１の携帯型照明装置に含まれるケーシングの一変形例を説明するための縦断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに対応する図であって、図１の携帯型照明装置に含まれるケーシングの他の変形例を説明するための縦断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ａに対応する図であって、図１の携帯型照明装置に含まれるケーシングの更に他の変形例を説明するための縦断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１の携帯型照明装置の光学的作用を説明するための斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに対応する図であって、携帯型照明装置に含まれる回折光学素子の一例変形を説明するための斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１の携帯型照明装置の使用態様を説明するための斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに対応する図であって、図１の携帯型照明装置の使用態様を説明するための斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａに対応する図であって、図１の携帯型照明装置の使用態様を説明するための斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４Ａに示された使用態様における携帯型照明装置と被照射面との関係を説明するための平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４Ａに示された使用態様における被照射面および被照射領域の変化を説明するための斜視図である。
【図６】図６は、図３Ａに対応させて携帯型照明装置の一変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は、図２Ａに対応する図であって、携帯型照明装置の他の変形例を説明するための図である。
【図８】図８は、図２Ａに対応する図であって、携帯型照明装置の更に他の変形例を説明するための図である。
【図９】図９は、図８の携帯型照明装置の回折光学素子および支持体を示す平面図であって、回折光学素子の異常を検出するための構成を説明するための平面図である。
【図１０】図１０は、図２Ａに対応する図であって、携帯型照明装置の更に他の変形例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、携帯型照明装置の更に他の変形例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、図２Ａと同様の断面にて、携帯型照明装置の更に他の変形例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、図２Ａに対応する図であって、携帯型照明装置の更に他の変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、図２Ａに対応する図であって、携帯型照明装置の更に他の変形例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、本実施の形態の工夫を有していない携帯型照明装置に関する不具合を説明するための斜視図である。
【図１６】図１６は、図４Ａに対応する図であって、本実施の形態の工夫を有していない携帯型照明装置に関する不具合を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本開示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。
【００４３】
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。
【００４４】
図１〜図１４は、一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１および図２Ｄは、それぞれ、携帯型照明装置を示す斜視図または縦断面図である。また、図３Ａ、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、携帯型照明装置を用いて被照射面ＩＰを所定の照明パターンＸにて照明している状態を示している。
【００４５】
本実施の形態による携帯型照明装置１０は、コヒーレント光源２０と、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系３０と、整形光学系３０で整形されたコヒーレント光を回折する回折光学素子４０と、を有している。この携帯型照明装置１０では、回折光学素子４０がコヒーレント光を回折して、コヒーレント光を被照射面ＩＰ上に向ける。そして、回折光学素子４０での回折パターンに応じた照明パターンＸで被照射面ＩＰを照明することができる。まず回折光学素子４０を用いることで、被照射面ＩＰを所望の照明パターンＸで高精度に照明することが可能となる。とりわけ、エッジを鮮明にしながら、所望の照明パターンＸにて被照射面ＩＰにコヒーレント光を照射することができる。
【００４６】
また、本実施の形態による携帯型照明装置１０は、十分に小型軽量化されており、携帯可能な携帯型の照明装置として構成されている。したがって、携帯型照明装置１０を使用者Ｕが持ち運ぶことで、所望の場所でパターン照明を実施することができる。さらに、照明装置１０が十分に小型軽量化された携帯型であることから、状況に応じて、コヒーレント光を照射すべき被照射面ＩＰを適宜変更することが表示、アイキャッチ、空間演出等の面から有効であることもある。そして、本実施の形態による携帯型照明装置１０では、コヒーレント光を照射されるべき被照射面ＩＰを変更した際に生じる課題を発見するとともに、当該課題を克服するための工夫が施されている。具体的には、被照射面ＩＰの変更にともなって照明パターンＸの向きが変更してしまうといった不具合に対処するため、被照射面ＩＰ上における照明パターンＸの向きを調節可能にする工夫を携帯型照明装置１０に施している。これにより、様々な場所にて様々な被照射面ＩＰをパターン照明することが可能となり、すなわち携帯型照明装置ならではの利便性を活用して、表示の視認性、アイキャッチ性、空間演出効果等を格段に向上させることが可能となる。
【００４７】
なお、上述した不具合は、使用時に人に把持されながら使用される携帯型照明装置に限られることなく、小型であることから、例えば人によって持ち運ばれて、種々の装置や建物等に取り付けられる照明装置の使用時にも生じ得る。異なる設置位置に取り付けられることで、照明装置と被照射面との相対位置関係は変化し得る。つまり、人に携帯され得る程度に小型化された照明装置では、何かに取り付けられて使用される際、取り付けられる態様に応じて照明装置と被照射面との相対位置関係を一定に維持することができず、上述した不具合が生じ得る。ここで用いる「携帯型照明装置」は、実際に使用される際に携帯されて否かを厳密に問うこと無く、携帯し得る程度に小型化された照明装置、例えば携帯可能な照明装置を指し示す。
【００４８】
以下、図示された具体例を参照しながら携帯型照明装置１０について説明する。
【００４９】
上述したように、携帯型照明装置１０は、コヒーレント光源２０、整形光学系３０および回折光学素子４０を有している。また、携帯型照明装置１０は、コヒーレント光源２０、整形光学系３０および回折光学素子４０を収容するケーシング１１と、を有している。さらに、図示された携帯型照明装置１０は、照明光としてのコヒーレント光の射出や出力等を制御するための構成として、スイッチ４５、電源４８、制御部５０、放熱手段６５等を更に有している。以下、携帯型照明装置１０の各構成要素について順に説明していく。
【００５０】
コヒーレント光源２０は、波長及び位相が揃ったコヒーレント光を射出することができる。コヒーレント光源２０として、種々の型式の光源を用いることができる。典型的には、コヒーレント光源２０として、レーザー光を発振するレーザー光源を用いることができる。一具体例として、図示されたコヒーレント光源２０は、半導体レーザー光源として構成され、回路基板２２によって支持されている。図３に示された例において、コヒーレント光源２０は、単一の光源を含んでいる。したがって、図示された例では、コヒーレント光源２０から発振されるコヒーレント光の波長域に対応した色で、被照射面ＩＰをパターン照明する。
【００５１】
ただし、コヒーレント光源２０が複数のコヒーレント光源２０を含み、各コヒーレント光源２０から射出した光が重ね合わされた後、整形光学系３０及び回折光学素子４０に向かうようにしてもよい。また、図６に示された変形例のように、各コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光が、当該コヒーレント光源２０に対応して設けられた整形光学系３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ及び回折光学素子４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを経て、その後に被照射面ＩＰ上で重ね合わされてもよい。このような例において、携帯型照明装置１０に含まれる複数のコヒーレント光源２０は、同一の波長域のコヒーレント光を射出するようにしてもよいし、互いに異なる波長域のコヒーレント光を射出するようにしてもよい。携帯型照明装置１０が同一の波長域の光を射出する複数のコヒーレント光源２０を含むことで、被照射面ＩＰを明るく照明することが可能となる。
【００５２】
一方、図６に示す例において、コヒーレント光源２０は、互いに異なる波長域のコヒーレント光を射出する第１コヒーレント光源２０Ａ、第２コヒーレント光源２０Ｂ及び第３コヒーレント光源２０Ｃを有している。各コヒーレント光源２０Ａ〜２０Ｃからのコヒーレント光の射出、より具体的には射出の発停および射出出力を調節することで、被照射面ＩＰ上における照明パターンＸの照明色や明るさを制御するようにしてもよい。
【００５３】
整形光学系３０は、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光を整形する。言い換えると、整形光学系３０は、コヒーレント光の光軸に直交する断面での形状や、コヒーレント光の光束の立体的な形状を整形する。典型的には、整形光学系３０は、コヒーレント光の光軸に直交する断面でのコヒーレント光の光束断面積を拡大させる。
【００５４】
図示された例において、整形光学系３０は、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光を拡幅した平行光束に整形する。すなわち、整形光学系３０は、コリメート光学系として機能する。図２Ａ及び図３Ａに示すように、整形光学系３０は、コヒーレント光の光路に沿った順で、第１レンズ３１及び第２レンズ３２を有している。第１レンズ３１は、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光を発散光束に整形する。第２レンズ３２は、第１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。すなわち、第２レンズ３２は、コリメートレンズとして機能する。
【００５５】
なお、回折光学素子４０によってコヒーレント光を所望の方向に高精度に回折するには、回折光学素子４０へ入射する光の光路が、予め設計された光路となっていることが重要となる。したがって、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光の光路を整形光学系３０で調整することにより、被照射面ＩＰ上の所望の領域に高精度にコヒーレント光を投射することが可能となる。
【００５６】
被照射面ＩＰ上への高精度なコヒーレント光の投射を実現する上で、整形光学系３０で整形されたコヒーレント光の平行度が±０．３°以下となっていることが好ましく、０．１°以下となっていることがより好ましく、０．０５°以内となっていることが更に好ましい。ここで、平行度とは、光束の光軸を通過する平面内を進む光の光路がコリメートされるべき方向に対してなす最大の角度を意味している。したがって、平行度が±０．３°以下の場合、当該平行度が測定された面内を進む光は、０．６°の角度範囲内を進んでいることになる。このような整形光学系３０を用いることで、携帯型照明装置１０が被照射面ＩＰ上の所望の領域に高精度にコヒーレント光を照射することができる。なお、光束の光軸とは、光束に含まれる光の光路のうちの最高光度が得られる光路上に位置する。
【００５７】
整形光学系３０による整形精度を向上させる観点において、整形光学系３０が、少なくとも一つの凹レンズと少なくとも一つの凸レンズとを含んでいることが好ましい。図２Ａ及び図３Ａに示された例では、第１レンズ３１及び第２レンズ３２の両方が凸レンズとして構成されているが、第１レンズ３１及び第２レンズ３２のいずれか一方を凹レンズとしてもよい。凹レンズ及び凸レンズは、正負が逆のパワーを有していることから、お互いの収差の影響を緩和するようになる。すなわち、凹レンズと凸レンズとを組み合わせることで、レンズで生じる収差の影響を緩和することができる。これにより、被投射領域に対してさらに高精度に光を投射することができる。また、図示された例において、整形光学系３０は、二つのレンズを含んでいるが、この例に限られず、三以上のレンズを含むようにしてもよい。
【００５８】
また、整形光学系３０が凹レンズ及び凸レンズを含むことに代えて、整形光学系３０は、非球面レンズを含むようにしてもよい。正パワーを有した部分および負パワーを有した部分の両方を含む非球面レンズを用いることで、レンズで生じる収差の影響を緩和することができる。これにより、被照射面ＩＰ上の所望の領域に対してさらに高精度に光を投射することが可能となる。
【００５９】
なお、整形光学系３０に含まれるレンズは、当該レンズの光軸方向からの観察において、非円形状、例えば矩形形状となっていることが好ましい。円形状のレンズの不要部分をトリミングすることで、携帯型照明装置１０を小型軽量化することができる。
【００６０】
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、コヒーレント光源２０から射出した光に対して回折作用を及ぼす素子である。回折光学素子４０は、コヒーレント光源２０からの光を回折して、被照射面ＩＰに向ける。したがって、図３Ａに示すように、被照射面ＩＰには、回折光学素子４０での回折光が投射され、被照射面ＩＰは、回折光学素子４０での回折パターンに応じた照明パターンＸで照明される。
【００６１】
図示された例において、照明パターンＸは、互いに異なる方向を向いた二つの矢印ＡＲ１，ＡＲ２を含んでいる。ただし、照明パターンＸは、特に限定されず、文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター、ピクトグラムのいずれか一以上を表すパターンとすることができる。とりわけ、本実施の形態は、照明パターンＸの向きを調節する機能を有していることから、方向や向きを示す照明パターンＸに対して好適である。
【００６２】
回折光学素子４０は、典型的には、ホログラム素子である。回折光学素子４０としてホログラム素子を用いることで、回折光学素子４０の回折特性を設計しやすくなる。被照射面ＩＰ上における予め定めた位置、サイズおよび形状の所望領域の全域のみにコヒーレント光を投射し得るホログラム素子の設計は、比較的容易に行うことができる。この被照射面ＩＰ上におけるコヒーレント光が照射される被照射領域ＩＡが、被照射面ＩＰ上における照明パターンＸを決定する。
【００６３】
回折光学素子４０を設計する際、被照射領域ＩＡは、回折光学素子４０に対して予め定めた位置に、予め定めたサイズおよび形状で実空間に設定される。被照射領域ＩＡの位置、サイズおよび形状は、回折光学素子４０の回折特性に依存しており、回折光学素子４０の回折特性を調整することで、被照射面ＩＰ上における被照射領域ＩＡの位置、サイズおよび形状を任意に調整することができる。すなわち、被照射面ＩＰ上における照明パターンＸは、回折光学素子４０での回折パターンに依存する。従って、回折光学素子４０を設計する際には、まず被照射領域ＩＡの位置、サイズおよび形状を所望する照明パターンＸに応じて決定して、決定した被照射領域ＩＡの全域にコヒーレント光を投射できるように、回折光学素子４０の回折特性を調整すればよい。
【００６４】
回折光学素子４０は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）として作製され得る。計算機合成ホログラムは、任意の回折特性を持つ構造をコンピュータ上で計算することによって作製される。したがって、計算機合成ホログラムを回折光学素子４０として採用することで、コヒーレント光源や光学系を用いた物体光及び参照光の生成や、露光によるホログラム記録材料への干渉縞の記録を不要とすることができる。携帯型照明装置１０は、例えば図３Ａに示すように、回折光学素子４０に対して予め定めた位置に、予め定めたサイズおよび形状の被照射領域ＩＡを照明することを想定されている。被照射領域ＩＡに関する情報をパラメータとしてコンピュータに入力することで、この被照射領域ＩＡを照明可能な回折特性を持つ構造、例えば凹凸面を、コンピュータでの演算によって特定することができる。特定された構造を、例えば樹脂賦型により形成することで、計算機合成ホログラムとしての回折光学素子４０を、簡易な手順にて低コストで作製することができる。
【００６５】
回折光学素子４０で回折されたコヒーレント光が、被照射面ＩＰ上の被照射領域ＩＡに照射されて、照明光として被照射面ＩＰ上に被照射領域ＩＡに対応した照明パターンＸを生成する。図３Ａに示された例において、回折光学素子４０と被照射面ＩＰとの間には、他の光学素子等が介在していない。したがって、回折光学素子４０での回折光は、被照射面ＩＰに直接入射する。回折光学素子４０上の各点における回折光は、被照射面ＩＰ上における被照射領域ＩＡの少なくとも一部に投射される。すなわち、回折光学素子４０上の各点における回折光は、所定の拡散角度範囲内を進行して、被照射面ＩＰ上の被照射領域ＩＡに入射する。
【００６６】
回折光学素子４０の設計には、例えば反復フーリエ変換法を用いることができる。反復フーリエ変換法を用いた場合、被照射領域ＩＡが回折光学素子４０から遠方にあることを前提として処理し、被照射領域ＩＡ上の回折像をフラウンホーファ回折像とすることができる。したがって、被照射面ＩＰの法線方向ｄｎが回折光学素子４０の回折面の法線方向と非平行であっても、それどころか被照射面ＩＰの法線方向ｄｎが回折光学素子４０の法線方向に対して４５°を超える大きな角度をなしていても、被照射面ＩＰ上における被照射領域ＩＡの全域にわたって、光強度を均一化することができる。
【００６７】
なお、携帯型照明装置１０は、使用者Ｕに把持されて使用される。そして、レーザー安全性の観点から、携帯型照明装置１０の出射面を構成する回折光学素子４０は、φ８ｍｍ以上の面積を有していることが好ましい。
【００６８】
また、図３Ｂに示すように、回折光学素子４０は、複数の要素回折光学素子４１を含んでいてもよい。個々の要素回折光学素子４１は、例えばホログラム素子であり、上述した回折光学素子と同様に構成され得る。図３Ｂに示された例において、複数の要素回折光学素子４１で回折された光は、互いに同一の領域に投射されるようになっている。つまり、各要素回折光学素子４１で回折されたコヒーレント光は、被照射面ＩＰ上に設定された被照射領域ＩＡの全域に投射される。このような、回折光学素子４０によれば、被照射領域ＩＡ内の各位置に向かう光を、回折光学素子に含まれる複数の要素回折光学素子４１から分散して射出することができる。これにより、回折光学素子４０上の各位置が明るくなり過ぎることが効果的に防止され、レーザー安全性を向上させることができる。
【００６９】
各要素回折光学素子４１は、互いに同一の回折特性を有するように構成されていてもよい。ただし、より高精度な投射を実現する上で、各要素回折光学素子４１が、当該要素回折光学素子４１の回折光学素子４０内における配置位置に応じて、別個に設計された回折特性を付与されていることが好ましい。この例によれば、各要素回折光学素子４１は、被照射面ＩＰ上の被照射領域ＩＡの全域のみに高精度にコヒーレント光の回折光を向けることができる。
【００７０】
ただし、回折光学素子４０に含まれた複数の要素回折光学素子４１が、被照射面ＩＰ上における互いに同一の領域にコヒーレント光を入射させることに限られない。一例として、複数の要素回折光学素子４１が、互いに異なる被照射面ＩＰ上の領域にコヒーレント光を回折するようしてもよい。つまり、複数の要素回折光学素子４１で回折されたコヒーレント光が、被照射面ＩＰ上の互いに異なる要素被照射領域に入射するようにしてもよい。この例によれば、複数の要素被照射領域を組み合わせによって、一つの被照射領域ＩＡが形成され得る。
【００７１】
また、他の例として、一部の要素回折光学素子４１で回折されたコヒーレント光が、被照射領域ＩＡの一部分を照明し、他の一部の要素回折光学素子４１で回折されたコヒーレント光が、被照射領域ＩＡの他の一部分を照明するようにしてもよい。より具体的には、図示された例では、複数の要素回折光学素子４１のうちの一部が、照明パターンＸをなす二つの矢印の一方ＡＲ１に対応する領域の全域のみにコヒーレント光を回折し、複数の要素回折光学素子４１のうちの残りが、照明パターンＸをなす二つの矢印の他方ＡＲ２に対応する領域の全域のみにコヒーレント光を回折するようにしてもよい。
【００７２】
次に、ケーシング１１について説明する。ケーシング１１は、携帯型照明装置１０を携帯しやすいよう、片手で持てる大きさ及び形状となっている。図示された例において、携帯型照明装置１０は、全体として円柱状の外形状を有している。したがって、図示された携帯型照明装置１０は、ケーシング１１を片手で容易に掴むことによって、使用者Ｕによって安定して保持される。なお、図示されたケーシング１１が把持対象となる例に代えて、ケーシング１１に持ち手が設けられ、使用者Ｕが持ち手を持つことによって携帯型照明装置１０を保持するようにしてもよい。
【００７３】
図２Ａに示されたケーシング１１は、ケーシング本体１２と、ケーシング本体１２に接続した支持体１５と、を有している。ケーシング本体１２は、支持体１５に向けて開口している。ケーシング本体１２は、支持体１５側となる端部に、外筒部１３を有している。ケーシング本体１２の内寸法、例えば内径は、外筒部１３において、大きくなっている。一方、支持体１５は、ケーシング本体１２に向けて開口している。支持体１５は、ケーシング本体１２側となる端部に、内筒部１６を有している。支持体１５の外寸法、例えば外径は、内筒部１６において、小さくなっている。そして、支持体１５の内筒部１６は、ケーシング本体１２の外筒部１３内に挿入されている。すなわち、ケーシング本体１２の外筒部１３は、支持体１５の内筒部１６を覆い被さっている。
【００７４】
また、外筒部１３の内面には、環状に延びる環状凹部１３ａが設けられている。内筒部１６の外面には、環状凹部１３ａ内に入り込む凸部１６ａが形成されている。凸部１６ａは、内筒部１６の外面上において、環状に延びていてもよいし、周方向に離間して複数設けられていてもよい。このような構成により、支持体１５は、ケーシング本体１２に対して回転可能となっている。支持体１５のケーシング本体１２に対する回転軸線ＲＡは、外筒部１３及び内筒部１６の中心軸線に一致する。凸部１６ａと環状凹部１３ａとの係合により、支持体１５は、回転軸線ＲＡを中心とした相対回転以外のケーシング本体１２に対する相対移動を規制される。
【００７５】
図２Ａに示された携帯型照明装置１０において、支持体１５は、回折光学素子４０を保持している。すなわち、回折光学素子４０は、回転可能に支持されていることになる。回折光学素子４０が回転可能な角度範囲は、４５°以上とすることができ、好ましくは９０°以上とすることができ、より好ましくは１８０°以上とすることができ、更に好ましくは３６０°とすること或いは３６０°以上として制限無しに回転可能とすることができる。
【００７６】
例えば、支持体１５は、回折光学素子４０の外周縁をその全長に亘って保持するようにしてもよい。図示された例において、支持体１５は、開口１５ａを設けられている。回折光学素子４０は、開口１５ａ内に保持されている。その一方で、図２Ａに示された携帯型照明装置１０において、コヒーレント光源２０、整形光学系３０、電源４８及び制御部５０等は、ケーシング本体１２によって支持されている。コヒーレント光源２０、整形光学系３０、電源４８及び制御部５０等は、ケーシング本体１２の中空内部に保持されている。したがって、支持体１５をケーシング１１に対して回転させると、回折光学素子４０は、整形光学系３０及びコヒーレント光源２０に対して回転する。
【００７７】
図２Ａに示された例において、支持体１５のケーシング本体１２に対する回転軸線ＲＡは、すなわち、回折光学素子４０の回転軸線ＲＡは、支持体１５によって保持された回折光学素子４０と交わるようになる。そして、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光は、回折光学素子４０の回転軸線ＲＡと回折光学素子４０とが交わる位置に入射するコヒーレント光を含むようになっている。したがって、支持体１５の回転にともなった回折光学素子４０の回転の前後において、同一の回折光学素子４０へコヒーレント光が入射する。つまり、回折光学素子４０の回転前後において、コヒーレント光が入射する回折光学素子４０は同一とすることができる。
【００７８】
また、支持体１５のケーシング本体１２に対する回転軸線ＲＡ、すなわち回折光学素子４０の回転軸線ＲＡは、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光の光軸に直交する方向と非平行となっている。とりわけ図示された例では、回転軸線ＲＡは、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光の光軸と平行となっている。すなわち、図示された例では、整形光学系３０で整形されて回折光学素子４０に入射する平行光束の進行方向と平行になっている。そして、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光は、回折光学素子４０の回転軸線ＲＡ上を回転軸線ＲＡに沿って進むコヒーレント光を含んでいる。したがって、支持体１５をケーシング本体１２に対して回転させたとしても、回折光学素子４０へのコヒーレント光の入射角度を一定とすることが可能となる。また、回転軸線ＲＡにずれが生じたとしても、コヒーレント光の入射角度のずれを僅かに抑制することができる。
【００７９】
とりわけ図示された例において、支持体１５のケーシング本体１２に対する回転軸線ＲＡは、シート状の回折光学素子４０に対して垂直な方向となっている。さらに、支持体１５のケーシング本体１２に対する回転軸線ＲＡは、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光の光軸上に位置している。したがって、支持体１５のケーシング本体１２に対する回転角度位置によらず、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光は、一定の光束となる。さらには、例えば回折光学素子４０上のコヒーレント光の入射領域であるスポット領域を円形状とすることで、支持体１５のケーシング本体１２に対する回転角度位置によらず、回折光学素子４０の一定の領域へコヒーレント光を入射させることができる。
【００８０】
また、図２Ａに示されたケーシング１１は、支持体１５のケーシング本体１２に対する自由な回転を規制するための回転規制機構１８を有している。具体的には、ケーシング本体１２は、その外筒部１３の内面に設けられた第１要素１８ａを有し、支持体１５は、その支持体１５の外面に設けられた第２要素１８ｂを有している。第１要素１８ａは凹部として形成され、第２要素１８ｂは第１要素１８ａに没入可能な凸部として形成されている。回転軸線ＲＡを中心として、第１要素１８ａ及び第２要素１８ｂはそれぞれ離間して複数設けられている。そして、第１要素１８ａ及び第２要素１８ｂが係合する相対位置に、支持体１５はケーシング本体１２によって保持される。すなわち、支持体１５は、第１要素１８ａ及び第２要素１８ｂの配置に起因して設定されるケーシング本体１２に対する複数の相対位置のいずれかに保持される。そして、第１要素１８ａ及び第２要素１８ｂの係合を解除する力を加えて、支持体１５をケーシング本体１２に対して相対回転させることで、支持体１５をケーシング本体１２に対して異なる相対位置に移動させることができる。これにともない、回折光学素子４０も、回転することによって、予め設定されたコヒーレント光源２０や整形光学系３０に対する複数の相対位置のいずれかに保持される。
【００８１】
図１に示すように、ケーシング１１には、支持体１５のケーシング本体１２に対する回転位置を示すための表示１９が設けられている。図示された例において、表示１９は、ケーシング本体１２及び支持体１５の両方に設けられている。図示された例において、表示１９は、第１要素１８ａ及び第２要素１８ｂに対応して設けられている。したがって、支持体１５に設けられた表示１９が、ケーシング本体１２に設けられた表示１９と、回転軸線ＲＡを中心とする円周方向に沿って同一の位置に配置される状態で、支持体１５がケーシング本体１２に対して固定されるようになる。
【００８２】
図１及び図２Ａに示すように、ケーシング１１にはスイッチ４５が設けられている。また、ケーシング１１内には、電源４８及び制御部５０が設けられている。電源４８は、携帯型照明装置１０が携帯型であることに対応して、乾電池や充電式電池とすることができる。電源４８は、コヒーレント光源２０を駆動する電力を供給する。制御部５０は、使用者Ｕのスイッチ４５への操作等に基づいて、携帯型照明装置１０からのコヒーレント光の射出を制御する。より具体的には、制御部５０は、コヒーレント光源２０への電力供給、コヒーレント光源２０への供給電力量、コヒーレント光源２０の駆動条件等を調節することで、携帯型照明装置１０からのコヒーレント光の射出を制御する。このような制御部５０は、電気回路として構成され得る。この例において制御部５０は、回路基板を含むようにしてもよい。
【００８３】
スイッチ４５は、ケーシング１１の外面に露出している。図示された例において、スイッチ４５は、円柱状のケーシング１１がなす円柱状形状の側面に対応する位置に設けられている。したがって、スイッチ４５は、回転軸線ＲＡから離間して回転軸線ＲＡからずらした位置に設けられている。スイッチ４５は、例えば携帯型照明装置１０からのコヒーレント光の射出の有無を切り替える際に操作される。図示された例において、携帯型照明装置１０を制御するスイッチ４５は、ケーシング１１のケーシング本体１２に設けられている。ケーシング本体１２は、使用者Ｕによって保持される部位である。したがって、支持体１５を回折光学素子４０とともに回転させたとしても、スイッチ４５が移動することはない。したがって、携帯型照明装置１０を持ち替えることなく、スイッチ４５を操作することができる。
【００８４】
ところで、携帯型照明装置１０は、制御部５０の放熱を促す放熱手段６５を更に備えている。図２Ａに示された例において、放熱手段６５は、アルミニウム等の導電性に優れた材料で形成されたヒートシンクとして構成されている。放熱手段６５は、制御部５０に固定されている。放熱手段６５は、制御部５０から吸熱して放熱する。なお、ケーシング１１の放熱手段６５に対面する位置に、放熱用の開口を設けるようにしてもよい。また、コヒーレント光源２０や回路基板２２に放熱手段が設けられ、コヒーレント光源２０や回路基板２２からの放熱を促進するようにしてもよい。
【００８５】
なお、携帯型照明装置１０は、その全長を回転軸線ＲＡに沿った方向に有することができる。携帯型照明装置１０の全長を、例えば、１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることができる。また、回転軸線ＲＡに直交する方向における携帯型照明装置１０の形状を、例えば、一辺が１５ｍｍ以上５５ｍｍ以下の四角形形状や、直径が１５ｍｍ以上５５ｍｍ以下の円形状とすることができる。さらに、回折光学素子４０は、例えば、一辺が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の四角形形状を有するようにすることができる。
【００８６】
次に、以上に説明した携帯型照明装置１０の作用について説明する。
【００８７】
まず、使用者Ｕがスイッチ４５を操作することで、携帯型照明装置１０がコヒーレント光からなる照明光を射出するようになる。スイッチ４５は、細長い円柱状の外形状を有するケーシング１１の外周面に設けられている。使用者Ｕは、携帯型照明装置１０を把持した手でスイッチ４５を操作することができる。このように携帯型照明装置１０の操作性が優れるので、使用者Ｕは安定して携帯型照明装置１０を保持および操作して使用することができる。
【００８８】
スイッチ４５が操作されると、制御部５０は、電源４８からコヒーレント光源２０に電力を供給する。これにより、コヒーレント光源２０をなすレーザー発振器が駆動され、コヒーレント光源２０からコヒーレント光が射出される。図２Ａ及び図３Ａに示すように、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光は、まず、整形光学系３０に入射する。整形光学系３０では、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光を拡大する。すなわち、光軸に直交する断面においてコヒーレント光が占める領域が広がるよう、整形光学系３０は光を整形する。整形光学系３０は、第１レンズ３１及び第２レンズ３２を有している。図２Ａに示すように、整形光学系３０の第１レンズ３１は、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント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の第２レンズ３２は、発散光束を平行光束へとコリメートする。
【００８９】
整形光学系３０で整形されたコヒーレント光は、次に、回折光学素子４０へと向かう。回折光学素子４０は、整形光学系３０からのコヒーレント光を回折する。回折光学素子４０で回折されたコヒーレント光は、携帯型照明装置１０から射出する。このとき使用者Ｕは、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、携帯型照明装置１０の出射面をなす回折光学素子４０が被照射面ＩＰを向くようにして、携帯型照明装置１０を保持する。このような回折光学素子４０と被照射面ＩＰとの関係を前提として回折光学素子４０の回折特性を設計しておくことで、回折光学素子４０で回折された光は、携帯型照明装置１０からの照明光として、被照射面ＩＰ上に予定された被照射領域ＩＡに向かうようになる。これにより、回折光学素子４０での回折パターンに対応したパターンを有する被照射領域ＩＡに、コヒーレント光が照射される。このようにして、携帯型照明装置１０によって、回折光学素子４０での回折パターンに対応した照明パターンＸで被照射面ＩＰを照明することができる。
【００９０】
図３Ａ、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示された具体例では、前向き矢印ＡＲ１と、前向き矢印ＡＲ１の前方に位置する左向き矢印ＡＲ２と、を含んだ照明パターンＸを床Ｆまたは地面に照射している。この携帯型照明装置１０による照明は、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示された学校、会社、工場、集会所、講堂、体育館、競技場、会場等の建物内や、道路、海、湖等の屋外において方向や向きを表示することができる。例えば、図示された照明パターンＸによれば、前進して、その後左に進む経路を表示することができる。
【００９１】
なお、図４Ａ及び後述する図４Ａに関連した図４Ｂ、図４Ｃ及び図１６を参照して用いる「前」、「後」、「左」等の方向や向きを示す用語は、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図１６に示された使用者Ｕであって、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図１６において曲がり角ＣＲを見ている使用者Ｕを基準とする。
【００９２】
なお、携帯型照明装置１０からコヒーレント光を投射される被照射面ＩＰ上の被照射領域ＩＡが、携帯型照明装置１０の出射面としての回折光学素子４０から遠く離れている場合、とりわけ携帯型照明装置１０は利便性に優れる。すなわち、携帯型照明装置１０の使用者Ｕから遠く離れた位置において、照明パターンＸによって方向や向き等を示すことが有用である。このとき、携帯型照明装置１０から被照射領域ＩＡ内の各位置へ照射されるコヒーレント光の入射角度αは、非常に大きくなり、とりわけ９０°近くになることも想定される。ここで、被照射領域ＩＡへの入射角度αとは、入射光の進行方向が被照射領域ＩＡの法線方向ｄｎに対してなす角度のことである。併せて、携帯型照明装置１０の出射面をなす回折光学素子４０は、被照射面ＩＰに対して大きな角度をなすようになる。なお、面同士の傾斜角度は、各面への法線方向がなす角度の大きさによって評価することができる。
【００９３】
一方、上述してきた本実施の形態の携帯型照明装置１０では、回折光学素子４０によって、コヒーレント光の光路を調整している。一般に、回折光学素子４０の光路調整機能は高精度である。したがって、所望の照明パターンＸに対応した被照射面ＩＰ上の被照射領域ＩＡに向けて、コヒーレント光の光路を回折光学素子４０で調節することができる。例えば携帯型照明装置１０から遠方に離間した被照射領域ＩＡや、照明光の入射角度αが大きくなってしまう被照射面ＩＰ上の被照射領域ＩＡにも、高精度でコヒーレント光を照射することができ、予定した照明パターンＸを明瞭に表示することができる。したがって、携帯型照明装置１０を様々な場所に持ち出して被照射面ＩＰをパターン照明することが可能となる。例えば、上述した構成の携帯型照明装置１０によれば、４ｍ以上５０ｍ以下の距離だけ携帯型照明装置１０から離間した被照射領域ＩＡに、好ましくは１０ｍ以上２０ｍ以下の距離だけ携帯型照明装置１０から離間した被照射領域ＩＡを高精度に照明することができる。
【００９４】
ところで、携帯型照明装置１０の使用においては、地面または床Ｆに代えて壁ＬＷや天井Ｃにパターン照明することが好ましい状況が生じ得る。例えば、図４Ａに示された状態において、通路が混雑している場合には、通行者によって照明光が遮られ、照明パターンＸを床Ｆに表示することができないことが想定される。この場合、床Ｆに代えて天井Ｃを被照射面ＩＰとして、天井Ｃに照明パターンＸを表示することが有用である。具体例として、図４Ｂに示すように、大人数のイベントや大規模災害等、多数の人間を同時かつ緊急に誘導しようとした場合には、携帯型照明装置１０の利用において当初想定していた被照射面ＩＰ（床Ｆ、地面、壁等）が人間等により遮られてしまい、活用できないケースも想定され得る。図４Ｂに示された例では、携帯型照明装置１０から照明パターンＸを遮られることなく照射することができる天井Ｃを被照射面ＩＰとしている。また事故や災害時には、天井Ｃ、床Ｆ、壁ＬＷが破損することもあり、この場合、破損した天井Ｃ、床Ｆ、壁ＬＷを被照射面ＩＰとして有効に用いることができなくなり得る。図４Ｃに示された例では、天井Ｃが破損および漏水し、床Ｆが浸水している。図４Ｃに示された例においては、壁ＬＷを被照射面ＩＰとしている。
【００９５】
さらに、照明パターンＸを観察する観察者の位置によっては、例えば図４Ａに示された例において、図面の右側に位置する観察者には、床Ｆに代えて壁ＬＷを被照射面ＩＰとして、壁ＬＷに表示された照明パターンＸが観察されやすくなる。他の例として、照明パターンＸの視認性に限られず、アイキャッチ性や空間演出効果を向上させる観点から、状況に応じて被照射面ＩＰを変更することが好ましいことも想定される。
【００９６】
そして、この被照射面ＩＰを変更するといった要求は、照明装置１０が携帯型であって、携帯型照明装置１０自体の方向や向きを容易かつ自由に変化させ得ることにともなって生じる。すなわち携帯型照明装置１０でより強い要求と言える。
【００９７】
しかしながら、その一方で、回折光学素子での回折パターンは、回折光学素子と被照射面とが一定の位置関係にあることを想定して設計されている。このため、図１５に示すように、携帯型照明装置１０の向きを床Ｆから天井Ｃに向けただけでは、照明パターンＸの向きが変化してしまう。図１５に示された例では、細長状の携帯型照明装置１０の中心軸線ＣＡよりもいくらか下方に向けて、照明光Ｌ１１が進み出る。そして、照明光Ｌ１１のうちの中心軸線ＣＡに近い側の光Ｌ１１Ａが、表示パターンである矢印の先端側を形成する。したがって、単に携帯型照明装置１０の向きを変更しただけでは、天井Ｃに表示される表示パターンとしての矢印は、床Ｆに表示される表示パターンとしての矢印と逆を向くようになる。
【００９８】
例えば、図４Ａに示された例では、まず、床Ｆに二つの矢印ＡＲ１，ＡＲ２を照明パターンＸとして表示した。この携帯型照明装置１０の向きを天井Ｃに向けた場合、図１６に示すように、左向きの矢印ＡＲ２と、左向きの矢印ＡＲ２より奥側に位置する後向きの矢印ＡＲ１が、天井Ｃに表示されるようになる。同様に図１６に示すように、携帯型照明装置１０の向きを左側の壁ＬＷに向けた場合、後ろ向きの矢印ＡＲ２と、後ろ向きの矢印ＡＲ２より下側に位置する上向きの矢印ＡＲ１が、左側の壁ＬＷに表示されるようになる。図１６から明らかなように、携帯型照明装置１０の向きを変化させるだけでは、携帯型照明装置１０の回折光学素子４０に対する被照射面ＩＰの向きが変化することから、照明パターンＸの向きも意図しないものとなる。とりわけ照明パターンＸが方向や向きを表示する場合には、意図しない方向や向きを表示することになる。
【００９９】
このような不具合に対して、本実施の形態の携帯型照明装置１０では、回折光学素子４０が回転可能に支持されている。そして、本実施の形態によれば、図５Ａに示すように、回折光学素子４０を含んだ携帯型照明装置１０に対する被照射面ＩＰの向きの変化にともなって、回折光学素子４０を回転させることで、被照射領域ＩＡの向きを調節することができる。ここで、図５Ａは、図４Ａに示された使用環境を携帯型照明装置１０とともに、使用者Ｕが曲がり角ＣＲの側を望む視野にて示している。また、図５Ｂは斜視図を示している。
【０１００】
ここで、図５Ａ及び図５Ｂにおいては、観察者が観察する方向であって床Ｆや壁ＬＷに沿った方向にｄｚ軸を設定し、水平方向にｄｘ軸を設定し、鉛直方向にｄｙ軸を設定している。そして、携帯型照明装置１０の位置に原点を設定している。このような座標軸の設定において、携帯型照明装置１０によって照明される被照射面ＩＰ上の各位置Ｐ（xn, yn, zn）は、ｄｚ軸に平行な回転中心軸線ＲＣＡを中心として携帯型照明装置１０を角度θだけ回転した場合、位置Ｐ’に移動し、位置Ｐ’の座標は次のように表される。
Ｐ’(xn×(cosθ)+yn×(-sinθ), xn×(sinθ)+yn×(cosθ), zn)
【０１０１】
回折光学素子４０を含む携帯型照明装置１０を基準とした床Ｆの向きは鉛直方向下方となる。携帯型照明装置１０を基準とした天井Ｃの向きは鉛直方向上方となる。そして、携帯型照明装置１０を基準とした天井Ｃの向きは、携帯型照明装置１０を基準とした床Ｆの向きに対して、１８０°だけ時計回り方向に回転している。そこで、本実施の形態による携帯型照明装置１０では、回折光学素子４０を１８０°だけ時計回り方向に回転させて使用する。図示された具体例では、使用者Ｕが、回折光学素子４０を保持する支持体１５をケーシング本体１２に対して１８０°だけ時計回り方向に回転させる。このように回折光学素子４０を回転させた後、図４Ａに示すように携帯型照明装置１０の向きをいくらか上下方向に調整して、天井Ｃを被照射面ＩＰとして照明を行う。この調整は、天井Ｃに表示される照明パターンＸを確認しながら実施するため、極めて直感的に行うことができる。この場合、図４Ａに示すように、回折光学素子４０を回転させる前に床Ｆに表示された照明パターンＸと同様の向きで、照明パターンＸを天井Ｃに表示することができる。
【０１０２】
次に、携帯型照明装置１０を基準とした左側の壁ＬＷの向きは水平方向左方となる。そして、携帯型照明装置１０を基準とした左側の壁ＬＷの向きは、携帯型照明装置１０を基準とした床Ｆの向きに対して、９０°だけ時計回り方向に回転している。そこで、本実施の形態による携帯型照明装置１０では、回折光学素子４０を９０°だけ時計回り方向に回転させる。図示された具体例では、使用者Ｕが、回折光学素子４０を保持する支持体１５をケーシング本体１２に対して９０°だけ時計回り方向に回転させる。このように回折光学素子４０を回転させた後、図４Ａに示すように携帯型照明装置１０の向きをいくらか左右方向に調整して、左側の壁Ｗを被照射面ＩＰとして照明を行う。この場合、図４Ａに示すように、回折光学素子４０を回転させる前に床Ｆに表示された照明パターンＸと同様の向きで、照明パターンＸを左側に表示することができる。
【０１０３】
このように、回折光学素子４０の回転および把持した携帯型照明装置１０の向きを調節するといった簡単な操作により、被照射面ＩＰ上における照明パターンＸの向きを調整することができる。したがって、災害、事故、事件等の発生に起因した避難誘導等の緊急を要する状況下においても、この携帯型照明装置１０を有効に利用して、被照射面ＩＰ上に照明パターンＸを所望の向きで適切に投影得することがきる。
【０１０４】
なお、上述の説明では、例えば図１５に示されているように、例えばケーシング本体１２によって画成される携帯型照明装置１０の中心軸線ＣＡが、被照射面ＩＰ上における被照射領域ＩＡからいくらかずれる例を示した。しかしながら、この例に限られず、図１１に示すように、携帯型照明装置１０の中心軸線ＣＡが、被照射面ＩＰ上における被照射領域ＩＡ内に位置するようにしてもよい。言い換えると、図１１に示すように、携帯型照明装置１０の中心軸線ＣＡが被照射面ＩＰと交わる位置が、回折光学素子４０で回折されたコヒーレント光が被照射面ＩＰ上において入射する被照射領域ＩＡ内に位置するようにしてもよい。同様に、回折光学素子４０の回転軸線ＲＡが被照射面ＩＰと交わる位置が、回折光学素子４０で回折されたコヒーレント光が被照射面ＩＰ上において入射する被照射領域ＩＡ内に位置するようにしてもよい。さらに、回折光学素子４０で回折されたコヒーレント光が被照射面ＩＰ上で入射する領域内に、回折光学素子４０から進み出る０次光が入射するようにしてもよい。これらのように回折光学素子４０を調節した場合、使用者Ｕは、所望する領域に携帯型照明装置１０の先端を向ければ良いので、極めて直感的に照明パターンＸを所望する領域に表示することができる。
【０１０５】
また、上述した例では、回折光学素子４０の設計時に考慮された基準となる被照射面ＩＰの向きから、実際に照明を実施しようとする被照射面ＩＰの向きまでの変化と同様に、回折光学素子４０を回転させた。この場合、照明パターンＸを同様の向きで異なる被照射面ＩＰに表示することが可能となる。ただし、基準となる被照射面ＩＰから実際に照明に用いようとする被照射面ＩＰへの向きの変化量とは異なる角度だけ回折光学素子４０を回転させて、あえて、異なる被照射面ＩＰに異なる向きで照明パターンＸを表示するようにしてもよい。使用態様や照明パターンＸに依存して、あえて照明パターンＸの向きを変更した方が好ましいことも想定される。
【０１０６】
さらに、図２Ａに示した例において、支持体１５は回折光学素子４０のみを支持し、ケーシング本体１２がコヒーレント光源２０及び整形光学系３０等を支持している例を示した。しかしながら、この例に限られず、例えば図２Ｂに示すように、支持体１５が回折光学素子４０及び整形光学系３０の一部（第２レンズ３２）を支持し、ケーシング本体１２が整形光学系３０の残部（第１レンズ３１）及びコヒーレント光源２０等を支持するようにしてもよい。また図２Ｃに示すように、支持体１５が回折光学素子４０及び整形光学系３０を支持し、ケーシング本体１２が光源２０等を支持するようにしてもよい。さらには、支持体１５が、コヒーレント光源２０、整形光学系３０及び回折光学素子４０の全てを支持するようにしてもよい。これらの例においても、被照射面ＩＰの向きの変化にともなって、支持体１５をケーシング本体１２に対して回転させることで、照明パターンＸの向きを調節することができる。
【０１０７】
上述してきた一実施の形態によれば、回折光学素子４０での回折パターンに応じた照明パターンＸで被照射面ＩＰを照明する携帯型照明装置１０において、回折光学素子４０が回転可能に支持されている。したがって、携帯型照明装置１０に対する被照射面ＩＰの向きに応じて、回折光学素子４０を回転させることで、回折光学素子４０と被照射面ＩＰとの向きを調節することができる。すなわち、回折光学素子４０が被照射面ＩＰに対して適切な向きを向くよう、回折光学素子４０の向きを調節することができる。これにより、被照射面ＩＰを所望の照明パターンＸにて照明することが可能となる。この結果、携帯型照明装置１０を携帯した使用者Ｕは、様々な場所において、状況に応じて適切な被照射面ＩＰをパターン照明することができる。このような本実施の形態によれば、携帯型照明装置１０の利便性を格段に向上させることができる。
【０１０８】
上述してきた一実施の形態の一具体例において、回折光学素子４０は、整形光学系３０に対して相対回転可能に支持されている。このような携帯型照明装置１０では、携帯型照明装置１０のうちの回転可能に支持される部分を小さくすることができる。これにより、回折光学素子４０を回転させる際における使用者Ｕの負担を軽減して、回折光学素子４０の回転を円滑に実施することが可能となる。
【０１０９】
上述してきた一実施の形態の一具体例において、回折光学素子４０は、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光の光軸と平行な回転軸線ＲＡを中心として回転可能に支持されている。このような携帯型照明装置１０では、回折光学素子４０の回転にともなった、回折光学素子４０へのコヒーレント光の入射条件の変化を効果的に抑制することができる。これにより、所望の照明パターンＸで高精度に被照射面ＩＰを照明することができる。
【０１１０】
上述してきた一実施の形態の一具体例において、回折光学素子４０は、予め設定された複数の位置のいずれかに保持される。このような携帯型照明装置１０では、回折光学素子４０の回転操作を容易に行うことで、所定の向きを向いた被照射面ＩＰに高精度にパターン照明を行うことができる。このような具体例は、例えば、パターン照明が実施されるべき被照射面ＩＰが予め決まっている複数の被照射面ＩＰのうちのいずれかとなる携帯型照明装置１０に対して好適である。
【０１１１】
上述してきた一実施の形態の一具体例において、携帯型照明装置１０は、コヒーレント光源２０を支持するケーシング本体１２と、回折光学素子４０を支持し且つケーシング本体１２に対して回転可能な支持体１５と、を有するケーシング１１を更に備えている。このような携帯型照明装置１０では、回転させる必要のないケーシング本体１２にコヒーレント光源２０が支持されている。したがって、コヒーレント光源２０に付帯する電源４８や制御部５０もケーシング本体１２に支持することができる。その一方で、回折光学素子４０を支持する支持体１５を小型軽量化することができる。これにより、回折光学素子４０を回転させる際における使用者Ｕの負担を軽減して、回折光学素子４０の回転を円滑に実施することが可能となる。
【０１１２】
上述してきた一実施の形態の一具体例において、例えば携帯型照明装置１０におけるコヒーレント光の射出を制御するスイッチ４５が、ケーシング本体１２に設けられている。このような携帯型照明装置１０では、回折光学素子４０を回転させる際に、スイッチ４５を回転させる必要はない。すなわち、使用者Ｕによって把持され、回転する支持体１５に対して静止した状態に維持されるケーシング本体１２に、スイッチ４５が設けられている。したがって、スイッチ４５の操作性を優れたものとすることができる。このような具体例は、とりわけ携帯型の照明装置１０に対して好適といえる。
【０１１３】
とりわけ、スイッチ４５は、制御部５０の回転軸線ＲＡから離間した位置、言い換えるとずらした位置に設けられている。このような携帯型照明装置１０では、スイッチ４５が回折光学素子４０とともに回転したとすると、当該スイッチ４５の位置は大きく変動してしまう。このため、スイッチ４５が回折光学素子４０の回転軸線ＲＡから離間している携帯型照明装置１０では、スイッチ４５がケーシング本体１２に設けられていることが、とりわけ有効といえる。
【０１１４】
上述してきた一実施の形態の一具体例において、携帯型照明装置１０は、コヒーレント光源および携帯型照明装置１０からのコヒーレント光の射出を制御する制御部５０の少なくとも一方の放熱を促す放熱手段６５を更に備えている。このような携帯型照明装置１０によれば、当該携帯型照明装置１０を安定して長時間にわたって使用することができる。
【０１１５】
上述してきた一実施の形態の一具体例によれば、文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター、ピクトグラムのいずれか一以上を表すパターンで被照射面ＩＰを照明することができる。このような照明では、照明パターンＸの向きが非常に重要となる。したがって、本実施の形態の携帯型照明装置１０はこのようなパターン照明への適用に好適である。
【０１１６】
一実施の形態を複数の具体例により説明してきたが、これらの具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加を行うことができる。
【０１１７】
以下、図面を参照しながら、変形の一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、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例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。
【０１１８】
例えば、上述した一具体例では、ケーシング１１の支持体１５に、回折光学素子４０のみが保持される例を示したが、この例に限られない。
【０１１９】
図２Ｂに示すように、支持体１５が回折光学素子４０及び整形光学系３０の一部分を支持するようにしてもよい。図２Ｂに示された例において、整形光学系３０の第２レンズ３２が回折光学素子４０とともに支持体１５に支持されている。整形光学系３０の第１レンズ３１と、コヒーレント光源２０、電源４８及び制御部５０等は、ケーシング本体１２に支持されている。この例において、第２レンズ３２が、第２レンズ３２へ入射するコヒーレント光の光軸と平行な回転軸線ＲＡを中心として回転可能に支持されていることが好ましい。この場合、上述した具体例と同様に、所望のパターンで高精度に被照射面ＩＰを照明することができる。
【０１２０】
同様に、図２Ｃに示すように、支持体１５が回折光学素子４０及び整形光学系３０を支持するようにしてもよい。図２Ｃに示された例において、整形光学系３０の全部が回折光学素子４０とともに支持体１５に支持されている。コヒーレント光源２０、電源４８及び制御部５０等は、ケーシング本体１２に支持されている。この例において、整形光学系３０が、整形光学系３０へ入射するコヒーレント光の光軸と平行な回転軸線ＲＡを中心として回転可能に支持されていることが好ましい。この場合、上述した具体例と同様に、所望のパターンで高精度に被照射面ＩＰを照明することができる。
【０１２１】
さらに、図２Ｄに示すように、支持体１５が回折光学素子４０、整形光学系３０及びコヒーレント光源２０を支持するようにしてもよい。図２Ｄに示された例において、整形光学系３０及びコヒーレント光源２０が回折光学素子４０とともに支持体１５に支持されている。コヒーレント光源２０は、回路基板２２を介して、支持体１５に支持されている。電源４８及び制御部５０等は、ケーシング本体１２に支持されている。この例において、支持体１５のケーシング本体１２に対する回転によらず、コヒーレント光源２０、整形光学系３０及び回折光学素子４０の相対位置は維持される。したがって、所望のパターンで高精度に被照射面ＩＰを照明することができる。
【０１２２】
なお、図２Ｂ〜図２Ｄに示す例では、ケーシング本体１２の外筒部１３及び支持体１５の内筒部１６を回転軸線ＲＡに沿って延ばすことで、支持体１５がより多くの部材等を支持するようにしている。一方、スイッチ４５は、ケーシング本体１２に設けられた状態となっている。したがって、使用者Ｕは、ケーシング本体１２を保持して、スイッチ４５を操作することができ且つ支持体１５を回転させることもできる。
【０１２３】
また別の変形例として、図７に示すように、携帯型照明装置１０が回折光学素子４０を回転させる回転駆動部５５を更に備えるようにしてもよい。図７に示された携帯型照明装置１０では、回転駆動部５５によって、支持体１５をケーシング本体１２に対して相対回転させることができる。回転駆動部５５の動作は、例えば、使用者Ｕによるスイッチ４５への操作に基づいて、制御部５０に制御されるようにしてもよい。図７に示すように、回転駆動部５５としては、歯車付きのモータを例示することができる。図７に示された例において、支持体１５の内筒部１６の内面に、回転駆動部５５の歯車と噛み合う内歯が設けられている。また、ケーシング本体１２の外筒部１３と支持体１５の内筒部１６との間に設けたリニアモータを、回転駆動部５５として採用することもできる。
【０１２４】
また、回転駆動部５５の動作が、スイッチ４５の操作に代えて又はスイッチ４５の操作に加えて、携帯型照明装置１０に設けられた検出部６１での検出結果に基づいて制御されるようにしてもよい。図７に示された例において、携帯型照明装置１０は、携帯型照明装置１０の向き及び被照射面ＩＰの向きの少なくともいずれか一方に関する情報を取得する検出部６１を、さらに有している。回転駆動部５５は、検出部６１の検出結果に基づいた回転量だけ回折光学素子４０を回転させるようにしてもよい。
【０１２５】
例えば、携帯型照明装置１０の向きに関する情報を取得する検出部６１として、ジャイロセンサ、加速度センサ、慣性センサ等を用いることができる。これらのセンサによれば、携帯型照明装置１０の向きを特定することが可能となる。通常の使用において、使用者Ｈによって携帯型照明装置１０の先端が被照射面ＩＰに向けられる傾向がある。この習性を利用することで、携帯型照明装置１０が下方に向けられて床Ｆや地面を被照射面ＩＰとした照明を実施しようとしていることや、携帯型照明装置１０が上方に向けられて天井Ｃを被照射面ＩＰとした照明を実施しようとしていることを特定することができる。
【０１２６】
また、被照射面ＩＰの向きに関する情報を取得する検出部６１として、撮像装置を用いることができる。携帯型照明装置１０の向けられた先に位置する被照射面ＩＰを撮像し、画像処理によって、被照射面ＩＰの向きを特定することができる。
【０１２７】
このような携帯型照明装置１０では、被照射面ＩＰの向きを示す指標となり得る携帯型照明装置１０の向きや、被照射面ＩＰの向きそのものに応じて、回折光学素子４０の回転が回転駆動部５５によって調節される。すなわち、回転駆動部５５の駆動によって、所望とする被照射面ＩＰに予定したパターンで照明を行うことができる。これにより、携帯型照明装置１０の利便性を更に向上させることができる。
【０１２８】
さらに別の変形例として、回転駆動部５５の動作が、外部からの情報に基づいた回転量だけ回折光学素子を回転させるようにしてもよい。外部からの情報としては、携帯型照明装置１０が使用される環境に設置されたセンサ類や、天気や交通に関する公共放送等を例示することができる。携帯型照明装置１０が使用される環境に設置されたセンサ類として、パターン照明が実施されようとしている被照射面ＩＰおよび当該被照射面ＩＰの向きを検出するセンサ、より具体的には輝度センサ、照度センサを例示することができる。
【０１２９】
このような携帯型照明装置１０では、携帯型照明装置１０が用いられている場所に設置された外部のセンサ類からの情報に基づいて、回折光学素子４０の回転が回転駆動部５５によって調節される。この例によれば、回転駆動部５５の制御によって、所望とする被照射面ＩＰに予定したパターンでの照明を可能とすることができるので、携帯型照明装置１０に利便性を更に向上させることができる。
【０１３０】
さらに別の変形例として、図８及び図９に示すように、携帯型照明装置１０が回折光学素子４０の状態に関する情報を取得する検出部６２を更に有している。検出部６２を用いて回折光学素子４０の状態を把握することで、回折光学素子４０が脱落する等の異常を検出することができる。例えば、回折光学素子４０の状態異常が検出された際に、制御部５０の制御によって、携帯型照明装置１０からのコヒーレント光の射出を停止することができる。回折光学素子４０は、図示された携帯型照明装置１０において、照明光の出射端となっており、外部から直接観察可能となっている。検出部６２を用いて回折光学素子４０に状態を把握することで、回折光学素子４０が脱落した状態でコヒーレント光が携帯型照明装置１０から射出し続けることを効果的に防止することができる。これにより、レーザー安全性を向上させることができる。
【０１３１】
図８及び図９に示された例において、検出部６２は、回折光学素子４０と固定された固定部材６３と、固定部材６３とケーシング１１との間を跨いで形成された検出回路６４とを有している。固定部材６３は、例えば透明な部材からなる。図示された例において、固定部材６３は、支持体１５の開口１５ａに固定され、回折光学素子４０を支持している。検出回路６４は、固定部材６３上に形成された第１回路配線６４ａと、ケーシング１１上に形成された第２回路配線６４ｂと、を有している。固定部材６３がケーシング１１によって予定された位置に保持されている場合、第１回路配線６４ａと第２回路配線６４ｂとは導通している。したがって、固定部材６３がケーシング１１に対して移動してずれや傾きが生じると、第１回路配線６４ａと第２回路配線６４ｂとの導通が遮断される。検出回路６４は、検出回路６４の断線により固定部材６３の状態異常の有無を検出することで、回折光学素子４０の状態を把握することができる。とりわけ図９に示された例において、検出回路６４は、回折光学素子４０の四隅近傍となる四つの箇所において第１回路配線６４ａと第２回路配線６４ｂとを電気的に接続させている。そして、検出回路６４は、四つの接続箇所を直列に接続する回路を形成している。このような検出部６２によれば、固定部材６３の位置ずれにともなった回折光学素子４０の状態異常を高精度に検出することができる。
【０１３２】
なお、「透明」とは、少なくとも５０％以上の可視光透過率、より好ましくは７０％以上の可視光透過率を有している。ここで、可視光透過率は、（株）島津製作所社製の赤外可視紫外分光光度計（型番：ＵＶ３１００ＰＣ）を使用してＪＩＳ  Ａ５７５９−２００８に従い３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長域における分光透過率を測定し、同規格に規定される算出式により算出した値とする。
【０１３３】
さらに別の変形例として、図１０に示すように、携帯型照明装置１０が非コヒーレント光源２５を有するようにしてもよい。非コヒーレント光源２５としては、例えば、ＬＥＤ光源等を用いることができる。この携帯型照明装置１０では、コヒーレント光源２０を用いたパターン照明とは別途に、非コヒーレント光源２５を用いて通常の照明を行うことができる。図示された例において、携帯型照明装置１０は、非コヒーレント光源２５から射出した光を整形する第２整形光学系３５を更に有している。第２整形光学系３５は、例えば、反射鏡として形成されている。図示された例において、コヒーレント光源２０からのパターン照明光は、ケーシング１１の長手方向における一方の端面から射出し、非コヒーレント光源２５からの通常照明光は、ケーシング１１の長手方向における他方の端面から射出している。ただし、この例に限られず、コヒーレント光源２０からのパターン照明光と非コヒーレント光源２５からの通常照明光が、ケーシング１１の長手方向における同一の端面から射出するようにしてもよい。このような携帯型照明装置１０よれば、非コヒーレント光源２５からの光を、使用者Ｕの周囲環境を照明する一般的な照明として利用することができ、更に携帯型照明装置１０の利便性を向上させることができる。
【０１３４】
さらに別の変形例として、携帯型照明装置１０が、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光の光路を変化させる走査装置３６を更に有するようにしてもよい。走査装置３６は、コヒーレント光が回折光学素子４０上を走査するようにコヒーレント光の光路を変化させる。典型的には、走査装置３６は、コヒーレント光の光路を経時的に変化させ、コヒーレント光の回折光学素子４０への入射位置を変化させる。この結果、走査装置３６で進行方向を変化させられるコヒーレント光が、回折光学素子４０の入射面上を走査するようになる。
【０１３５】
図１２に示された例において、走査装置３６は、一つの軸線ＳＡを中心として回動可能な反射面を有した反射デバイスを含んでいる。より具体的に説明すると、反射デバイスは、一つの軸線ＳＡを中心として回動可能な反射面としてのミラーを有したミラーデバイスとして、構成されている。ただし、図示された走査装置３６は、例示に過ぎず、光の入射位置が回折光学素子４０上を走査するように光の進行方向を変化させる種々の装置を、走査装置３６として広く用いることができる。
【０１３６】
上述したように、回折光学素子４０は、複数の要素回折光学素子４１を有している。走査装置３６は、各要素回折光学素子４１にコヒーレント光を入射させるよう、コヒーレント光の光路を変化させる。各要素回折光学素子４１に入射するタイミングに応じて、コヒーレント光源２０での光の射出を制御することで、或いは、コヒーレント光の進行をシャッター等で遮断することにより、所望の要素回折光学素子４１で回折されたコヒーレント光のみが被照射面ＩＰ上の被照射領域ＩＡに向かうようにすることができる。すなわち、被照射面ＩＰ上における照明パターンＸを変化させることができる。各要素回折光学素子４１に入射するタイミングに応じたコヒーレント光源２０や図示しないシャッター等の制御は、制御部５０からの制御信号に従うようにすることができる。
【０１３７】
なお、走査装置３６による走査速度は、人間の目で分解不可能な速度となっている。したがって、実際には繰り返しコヒーレント光を投射されている被照射面ＩＰ上の各領域が、連続的にコヒーレント光を投射されているかのように視認される。
【０１３８】
このような例によれば、複数の要素回折光学素子４１が互いに同一の領域にコヒーレント光を向ける場合には、使用する要素回折光学素子４１を選択することができる。また、複数の要素回折光学素子４１が互いに異なる領域にコヒーレント光を向ける場合には、被照射領域ＩＡ上での照明パターンＸを変更することができる。すなわち、被照射領域ＩＡ上をパターン照明することができ、照明パターンＸ及び被照射領域ＩＡを変化させることができる。
【０１３９】
なお、図１２に示された例において、回折光学素子４０は、走査装置３６で光路を変えられたコヒーレント光を回折して被照射面ＩＰに向ける。走査装置３６と回折光学素子４０との間にはレンズ３３が設けられている。レンズ３３は、整形光学系３０として、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光の光路を調節する。具体的には、整形光学系３０のレンズ３３によって光路を調節された光は、平行光束に含まれる光の光路を辿るようにして回折光学素子４０へ入射する。
【０１４０】
さらに、別の変形例として、図１３に示すように、携帯型照明装置１０に防液処理、とりわけ防水処理が施されていてもよい。図１３に示された例において、携帯型照明装置１０は、第１防液部材７１及び第２防液部材７２を有している。第１防液部材７１は、ケーシング１１に設けられている。とりわけ図示された例において、第１防液部材７１は、ケーシング１１の開口１１ａの近傍に設けられている。言い換えると、第１防液部材７１は、ケーシング１１のうちの外筒部１３からケーシング１１の内側にずれた位置に設けられている。ケーシング１１と第１防液部材７１とによって囲まれた領域内に、電源４８や制御部５０、更にはコヒーレント光源２０が配置されている。
【０１４１】
この例では、外筒部１３及び内筒部１６の間からケーシング１１内に液体が浸入したとしても、第１防液部材７１によって覆われることで、ケーシング１１の内側部分への液体、とりわけ水の浸入を効果的に防止することができる。すなわち、第１防液部材７１は、コヒーレント光源２０が収容されたケーシング本体１２の内部空間を密閉している。これにより、電源４８、制御部５０及びコヒーレント光源２０といった構成要素に液体、とりわけ水分が付着することを、第１防液部材７１によって効果的に防止することができ、結果として、携帯型照明装置１０に含まれる電気回路での短絡を効果的に回避することができる。
【０１４２】
図１３に示された例において、第２防液部材７２は、支持体１５に設けられている。第２防液部材７２は、支持体１５の開口１５ａの近傍に設けられている。とりわけ図示された例において、第２防液部材７２は、支持体１５のうちの内筒部１６からケーシング１１の内側にずれた位置に設けられている。外筒部１３及び内筒部１６の間からケーシング１１内に液体が浸入したとしても、第２防液部材７２によって覆われることで、支持体１５の内側部分への液体、とりわけ水の浸入を効果的に防止することができる。これにより、外筒部１３及び内筒部１６の間からケーシング１１内に液体が浸入したとしても、支持体１５の内部において、支持体１５によって保持された回折光学素子４０に、液体、とりわけ水分が付着することを効果的に防止することができる。
【０１４３】
とりわけレリーフ型のホログラムとして構成された回折光学素子は凹凸面を利用して回折現象を生じさせる。この凹凸面に液体が接触してしまうと、凹凸面での屈折率差が変化して、回折光学素子４０によって期待した回折現象を得ることができなくなる。したがって、レリーフ型の回折光学素子４０の凹凸面が支持体１５の内部側を向くようにして支持体１５により回折光学素子４０を支持するとともに、第２防液部材７２によって支持体１５の内部を覆うことで、期待された回折現象を安定して確保することが可能となる。
【０１４４】
なお、第１防液部材７１及び第２防液部材７２は、コヒーレント光の経路上に設けられている。したがって、コヒーレント光を遮蔽しないよう、第１防液部材７１及び第２防液部材７２は透明であることが好ましい。このような第１防液部材７１及び第２防液部材７２は、一例として、アクリル等の樹脂やガラス等からなる板材とすることができる。また、第１防液部材７１及び第２防液部材７２は、その周囲において、ケーシング１１のケーシング本体１２又は支持体１５に保持される。第１防液部材７１及び第２防液部材７２とケーシング１１との間に粘着剤や接着剤を設けて、液体の浸入を安定して防止するようにしてもよい。
【０１４５】
さらに、図１４に示すように、ケーシング１１のケーシング本体１２が、コヒーレント光源２０を収容するケーシング収容部１２Ａと、ケーシング収容部１２Ａの先端に着脱可能な先端保持部１２Ｂと、を有するようにしてもよい。ケーシング本体１２は、先端保持部１２Ｂ側となる一端において開口した筒状の部材として構成されている。また図示された例において、ケーシング収容部１２Ａは一端が開口した筒状の部材として構成されている。一方、先端保持部１２Ｂは両端が開口した筒状の部材として構成されている。ケーシング収容部１２Ａおよび先端保持部１２Ｂは、互いに固定するための固定手段を介して、取り外し可能に接続され得る。図示された例において、ケーシング収容部１２Ａの雌螺子及び先端保持部１２Ｂの雄螺子によって構成される固定手段により、先端保持部１２Ｂは、ケーシング収容部１２Ａに取り外し可能に取り付けられている。先端保持部１２Ｂは、上述した外筒部１３を有しており、支持体１５と回転軸線ＲＡを中心として回転可能に接続している。
【０１４６】
この例において、先端保持部１２Ｂ及び支持体１５が、回折光学素子ユニット７５を構成している。回折光学素子ユニット７５は、支持体１５に保持された回折光学素子４０を含んでいる。異なる回折特性を有した回折光学素子４０を含む複数の回折光学素子ユニット７５を用意して、回折光学素子ユニット７５を適宜選択してケーシング収容部１２Ａに取り付けることで、被照射面ＩＰ上を異なる被照射領域ＩＡで照明することができる。
【０１４７】
更に、図１４に示された例において、支持体１５には、図１３を参照して既に説明した第２防液部材７２が設けられている。この例において、レリーフ型の回折光学素子４０が支持体１５によって保持され、回折光学素子４０の凹凸面が支持体１５の内側に向くようにしてもよい。このとき、外筒部１３及び内筒部１６の間から液体が浸入したとしても、支持体１５の内部において、支持体１５によって保持された回折光学素子４０に、液体、とりわけ水分が付着することを効果的に防止することができる。
【０１４８】
同様に、図１４に示された例では、ケーシング収容部１２Ａには、図１３を参照して既に説明した第１防液部材７１が設けられている。したがって、外筒部１３及び内筒部１６の間からケーシング１１内に液体が浸入したとしても、第１防液部材７１によって覆われることで、ケーシング１１の内側部分への液体、とりわけ水の浸入を効果的に防止することができる。
【０１４９】
上述した一実施形態に係る照明装置においては回折光学素子が回転可能に支持されていたが、本開示はこれに限定されない。コヒーレント光源と、コヒーレント光源からのコヒーレント光を回折して被照射面に向ける回折光学素子と、を有する照明装置を用いて、例えば床面上に位置する被照射面を照明し、そして、照明装置を先ほどの位置とは異なる位置に回転させて、例えば壁面や天井面上に位置する別の被照射面を照明してもよい。
【０１５０】
なお、以上において上述した一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。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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