(57)【要約】  投射装置（１０）は、建造物（ＳＴ）または自然（ＮＴ）に光を投射して被投射領域（ＬＰ）を照明する。投射装置は、コヒーレント光源（２０）と、コヒーレント光源から射出した光を回折する回折光学素子（４０）と、を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物または自然に光を投射して被投射領域を照明する投射装置であって、  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光を回折する回折光学素子と、を備える、投射装置。
【請求項２】
長手方向を有する前記被投射領域に光を投射し、  前記被投射領域を形成する面と平行な面上において、光の入射領域の前記長手方向に直交する方向に離間した一対の両縁部が互いに対してなす角度は０．１°以下である、請求項１に記載の投射装置。
【請求項３】
前記建造物から離間して配置されている、請求項１又は２に記載の投射装置。
【請求項４】
前記コヒーレント光源は前記建造物から離間して配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の投射装置。
【請求項５】
前記回折光学素子は、複数の要素回折光学素子を含み、  各要素回折光学素子での回折光は、点像のパターンを再生することで当該要素回折光学素子に対応する領域を照明し、  一つの要素回折光学素子によって再生される点像のパターンは、他の要素回折光学素子によって再生される点像のパターンと異なる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の投射装置。
【請求項６】
複数の回折光学素子を備え、コヒーレント光源から射出した光が入射する回折光学素子を変更可能となっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の投射装置。
【請求項７】
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、さらに備え、  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する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の投射装置。
【請求項８】
前記整形光学系は、前記コヒーレント光を平行度±０．３°以下にコリメートする、請求項７に記載の投射装置。
【請求項９】
前記被投射領域は、前記回折光学素子によって再生された点像の集合体によって照明され、  前記被投射領域内における一部の領域における前記点像のパターンは、前記被投射領域内における他の一部の領域における前記点像のパターンと異なる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の投射装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載された投射装置を備える、投射システム。
【請求項１１】
前記投射装置は複数の投射装置を含む、請求項１０に記載の投射システム。
【請求項１２】
一つの投射装置から射出した光が、複数の被投射領域に投射される、請求項１１に記載の投射システム。
【請求項１３】
互いに異なる投射装置から射出した光が、互いに異なる複数の被投射領域に投射される、請求項１１に記載の投射システム。
【請求項１４】
互いに異なる投射装置から光を投射された前記複数の被投射領域が集合して一つのパターンを形成する、請求項１３に記載の投射システム。
【請求項１５】
前記複数の被投射領域は、互いに異なる面積を有する、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項１６】
前記複数の被投射領域は一方向に配列され、  前記複数の投射領域の前記一方向に沿った長さは互いに異なる、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項１７】
前記複数の被投射領域は一方向に配列され、  前記複数の投射領域の前記一方向と非平行な方向に沿った長さは互いに異なる、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項１８】
前記複数の被投射領域は一方向に配列され、  前記複数の投射領域の前記一方向と直交する方向に沿った長さは互いに異なる、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項１９】
複数の被投射領域に光を投射し、各被投射領域が長手方向を有する、請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項２０】
前記複数の被投射領域は一方向に配列され、各被投射領域の長手方向は一方向と非平行となっている、請求項１９に記載の投射システム。
【請求項２１】
前記複数の被投射領域は前記一方向に隣接している、請求項２０に記載の投射システム。
【請求項２２】
複数の被投射領域は、集合して一つのラインとして観察される、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項２３】
前記投射装置から射出した光を遮光する遮光部材を更に備え、  前記投射装置と前記遮光部材との間に前記被投射領域が位置している、請求項１０〜２２のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項２４】
前記遮光部材は、前記被投射領域に隣接して設けられている、請求項２３に記載の投射システム。
【請求項２５】
前記遮光部材は、前記被投射領域が形成される面への法線方向に突出した突出部によって形成されている、請求項２３に記載の投射システム。
【請求項２６】
前記遮光部材は、前記被投射領域が形成される面を含む前記建造物および前記投射装置の両方から離間して配置されている、請求項２３に記載の投射システム。
【請求項２７】
前記遮光部材は、前記投射装置から射出した前記回折光学素子の０次光と、前記投射装置から前記被投射領域に直接入射して前記被投射領域で正反射した正反射光と、の少なくとも一方の光路上に位置し、前記０次光または前記正反射光を吸収する、請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項２８】
前記遮光部材は、前記投射装置から射出した前記回折光学素子の０次光と、前記投射装置から前記被投射領域に直接入射して前記被投射領域で正反射した正反射光と、の少なくとも一方の光路上に位置し、前記０次光または前記正反射光を前記被投射領域に反射する、請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項２９】
前記遮光部材は、前記投射装置から射出した光が直接入射する位置に設けられ、当該光を前記被投射領域に反射する、請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項３０】
前記複数の投射装置の各々は、点像のパターンを再生することで前記被投射領域を照明し、  前記複数の投射装置に含まれる一つの投射装置によって再生される点像のパターンは、前記複数の投射装置に含まれる他の一つの投射装置によって再生される点像のパターンと異なる、請求項１１に記載の投射システム。
【請求項３１】
前記被投射領域は、前記回折光学素子によって生成された点像の集合体によって照明され、  前記被投射領域内における一部の領域における前記点像のパターンは、前記被投射領域内における他の一部の領域における前記点像のパターンと異なる、請求項１０〜３０のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項３２】
非コヒーレント光源および拡散素子のいずれか一以上を有する補助投射装置を、を更に備える、請求項１０〜３１のいずれか一項に記載の投射システム。
【請求項３３】
前記投射装置によって照明される被投射領域及び前記補助投射装置によって照明される補助被投射領域は、一方向に配列され、且つ、前記一方向に直交する方向に長手方向を有する、請求項３２に記載の投射システム。
【請求項３４】
請求項１０〜３３のいずれか一項に記載された投射システムと、  前記投射システムによって光を投射される建造物と、を備える投射システム付き建造物。
【請求項３５】
前記建造物は、外面を構成する複数のパネル材を含み、  前記投射システムは、隣り合うパネル材の間となる領域に光を投射する、請求項３４に記載の投射システム付き建造物。
【請求項３６】
前記建造物は、前記被投射領域内に、表面凹凸を有している、請求項３４又は３５に記載の投射システム付き建造物。
【請求項３７】
前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、金属製の枠材が設けられている、請求項３４〜３６のいずれか一項に記載の投射システム付き建造物。
【請求項３８】
前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、凹凸を有したガラス又は樹脂層が設けられている、請求項３４〜３７のいずれか一項に記載の投射システム付き建造物。
【請求項３９】
前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、凹凸加工が施されている、請求項３４〜３８のいずれか一項に記載の投射システム付き建造物。
【請求項４０】
前記被投射領域内となる前記建造物の外壁は、蛍光材料および燐光材料の少なくとも一方を含む、請求項３４〜３９のいずれか一項に記載の投射システム付き建造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、建造物または自然に光を投射する投射装置および投射システム、並びに、投射システム付き建造物に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば特許文献１（ＪＰ２０１１−１８１２４０Ａ）に開示されているように、照明装置を用いて、建築物を下方から照明することが行われている。特許文献１で提案された照明装置では、光源で発光された光を反射面で反射することで、光路を調整している。【０００３】  ところで、本件発明者らが鋭意検討を行ったところ、建造物や自然の被投射領域に光を集中的に投射して当該建造物や自然を照明することで、極めて優れた演出効果を実現し得ることが確認された。この点、特許文献１に開示された照明装置では、反射面での反射によってＬＥＤ発光部で発光された光を建築物に導いている。このような照明装置では、被投射領域に光を集めることは難しく、被投射領域のエッジを鮮明にすることは不可能である。【０００４】  ところで、均一な面照明を実現するために平行光走査を簡易に実現する光スキャナの特許として、特許文献２（特開２０１６−７５８５７）が知られている。特許文献２はスペックル低減のため、入射角を時間変化させるために拡散素子の全域において、同一の照明領域を持たせている。近方であれば光変調器以外を照明する照明装置としての展開は可能であるが、建築物照明のように、遠方を照明する場合、光源の平行光化だけは不十分で、回折光学素子を専用に設計する必要がある。また、必ずしも面内輝度が一定である必要もない。さらにレーザーの高出力化への対応、屋外での使用にかかる耐久性の確保など光学系のみならずシステム全体での工夫が大事である。
【発明の開示】
【０００５】  本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、建造物や自然の被投射領域に高精度に光を投射することができる投射装置および投射システムを提供すること、並びに、この投射システムを含んだ投射システム付き建造物を提供することを目的とする。
【０００６】  本開示による投射装置は、  建造物または自然に光を投射して被投射領域を照明する投射装置であって、  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光を回折する回折光学素子と、を備える。
【０００７】  本開示による投射装置は、鉛直方向において上方に光を射出するようにしてもよい。
【０００８】  本開示による投射装置は、鉛直方向において下方に光を射出するようにしてもよい。
【０００９】    本開示による投射装置は、前記被投射領域が形成される面への法線方向に突出した突出部によって、保持されていてもよい。
【００１０】  本開示による投射装置は、前記建造物のひさし部の下方に保持されていてもよい。
【００１１】  本開示による投射装置は、  長手方向を有する前記被投射領域に光を投射し、  前記被投射領域を形成する面と平行な面上において、光の入射領域の前記長手方向に直交する方向に離間した一対の両縁部が互いに対してなす角度は０．１°以下であるようにしてもよい。
【００１２】  本開示による投射装置において、前記投射装置の出射端から前記被投射領域の一つの位置に向けた光度は、前記一つ位置から前記出射端までの距離よりも前記出射端までの距離が短い前記被投射領域の他の一つの位置に前記投射装置の出射端から向けた光度よりも大きくなるようにしてもよい。
【００１３】  本開示による投射装置において、前記投射装置の出射端から前記被投射領域の任意の位置に向けた光度は、前記任意の位置から前記出射端までの距離よりも前記出射端までの距離が短い前記被投射領域の他の位置に前記投射装置の出射端から向けた光度以上となるようにしてもよい。
【００１４】  本開示による投射装置は、前記建造物の鉛直方向における中間部に保持されていてもよい。
【００１５】  本開示による投射装置は、前記建造物の外壁に保持されていてもよい。
【００１６】  本開示による投射装置は、前記建造物から離間して配置されていてもよい。
【００１７】  本開示による投射装置において、前記コヒーレント光源は前記建造物から離間して配置されていてもよい。
【００１８】  本開示による投射装置において、前記被投射領域は、直線状または曲線状の領域を含むようにしてもよい。
【００１９】  本開示による投射装置において、前記被投射領域は、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を含むようにしてもよい。
【００２０】  本開示による投射装置において、  前記回折光学素子は、複数の要素回折光学素子を含み、  前記複数の要素回折光学素子で回折された光は、互いに同一の領域に投射されるようにしてもよい。
【００２１】  本開示による投射装置において、  前記回折光学素子は、複数の要素回折光学素子を含み、  前記複数の要素回折光学素子で回折された光は、互いに異なる領域に投射されるようにしてもよい。
【００２２】  各要素回折光学素子によって光を投射された互いに異なる領域の集合が一つのパターンを形成するようにしてもよい。すなわち、互いに異なる要素回折光学素子から回折光を投射された異なる領域が集合して一つのパターンを形成するようにしてもよい。とりわけ、各要素回折光学素子によって光を投射された互いに異なる領域の集合が、特定の表示を行う、一つのパターンを形成するようにしてもよい。
【００２３】  本開示による投射装置は、各要素回折光学素子への光の照射の有無を制御する照射領域制御装置を更に備えるようにしてもよい。
【００２４】  本開示による投射装置において、前記照射領域制御装置は、光の入射位置が前記回折光学素子上を走査するように光の進行方向を変化させる走査装置と、前記コヒーレント光源からの光の射出を制御する射出制御装置と、を含むようにしてもよい。
【００２５】  本開示による投射装置において、  各要素回折光学素子に対応して別個のコヒーレント光源が設けられ、  各コヒーレント光源からの光の射出の有無を、他のコヒーレント光源からの光の射出の有無から独立して制御する射出制御装置を、更に備えるようにしてもよい。
【００２６】  本開示による投射装置において、  各要素回折光学素子での回折光は、点像のパターンを再生することで当該要素回折光学素子に対応する領域を照明し、  一つの要素回折光学素子によって再生される点像のパターンは、他の要素回折光学素子によって再生される点像のパターンと異なるようにしてもよい。
【００２７】  本開示による投射装置は、複数の回折光学素子を備え、コヒーレント光源から射出した光が入射する回折光学素子を変更可能となっていてもよい。
【００２８】  本開示による投射装置は、前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系を、さらに備え、  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するようにしてもよい。
【００２９】  本開示による投射装置において、前記整形光学系は、前記コヒーレント光を平行度±０．３°以下にコリメートするようにしてもよい。
【００３０】  本開示による投射装置において、前記整形光学系は、凹レンズと凸レンズとを含むようにしてもよい。
【００３１】  本開示による投射装置において、前記整形光学系は、非球面レンズを含むようにしてもよい。
【００３２】  本開示による投射装置において、  前記整形光学系は、レンズを含み、  前記レンズは、その光軸方向からの観察において、矩形形状となっていてもよい。
【００３３】  本開示による投射装置において、前記建造物は、前記被投射領域内に、表面凹凸を有していてもよい。
【００３４】  本開示による投射装置において、前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、金属製の枠材が設けられていてもよい。
【００３５】  本開示による投射装置において、前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、凹凸を有したガラス又は樹脂層が設けられていてもよい。
【００３６】  本開示による投射装置において、前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、凹凸加工が施されていてもよい。
【００３７】  本開示による投射装置において、前記被投射領域内となる前記建造物の外壁は、蛍光材料および燐光材料の少なくとも一方を含むようにしてもよい。
【００３８】  本開示による投射装置において、前記回折光学素子の回折面は、前記被投射領域の少なくとも一部に垂直であるようにしてもよい。
【００３９】  本開示による投射装置において、前記被投射領域の少なくとも一部に垂直な出射端を有するようにしてもよい。
【００４０】  本開示による投射装置において、前記被投射領域の少なくとも一部が曲面となっていてもよい。
【００４１】  本開示による投射装置において、前記投射装置は、鉛直方向における配置位置、水平方向における配置位置、及び、向きのいずれか一以上を変更可能に保持されていてもよい。
【００４２】  本開示による投射装置において、前記コヒーレント光源と前記回折光学素子との相対位置が調節可能となるよう、前記コヒーレント光源および整形光学系が保持されていてもよい。
【００４３】  本開示による投射装置は、前記コヒーレント光源から射出したコヒーレント光を整形する整形光学系を、さらに備え、  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、  前記コヒーレント光源および整形光学系と前記回折光学素子との相対位置が調節可能となるよう、前記コヒーレント光源、整形光学系及び前記回折光学素子が保持されていてもよい。
【００４４】  本開示による投射装置は、前記回折光学素子で回折された一次回折光以外の回折光の少なくとも一部を遮蔽するマスク部材を、更に備えるようにしてもよい。
【００４５】  本開示による投射装置において、前記回折光学素子の回折面は、水平方向を向いていてもよい。
【００４６】  本開示による投射装置は、水平方向を向いた出射端を有していてもよい。
【００４７】  本開示による投射装置は、水平方向に対して傾斜した出射端を有していてもよい。
【００４８】  本開示による投射装置は、前記回折光学素子の鉛直方向における上方に位置する光透過性のカバー部材を有し、前記カバー部材が、前記出射端を形成するようにしてもよい。
【００４９】  本開示による投射装置において、  前記被投射領域は、前記回折光学素子によって再生された点像の集合体によって照明され、  前記被投射領域内における一部の領域における前記点像のパターンは、前記被投射領域内における他の一部の領域における前記点像のパターンと異なるようにしてもよい。
【００５０】  本開示による投射装置において、  複数のコヒーレント光源が設けられ、  前記複数のコヒーレント光源のうちの光を射出するコヒーレント光源は、継続使用時間および射出された光の強度に基づいて、交換されるようにしてもよい。
【００５１】  本開示による第１の投射システムは、上述した本開示による投射装置または後述する本開示による第２の投射装置のいずれかを備える。
【００５２】  本開示による第２の投射システムは、  建造物または自然に光を投射して被投射領域を照明する投射装置を備える投射システムであって、  前記投射装置は、  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光を回折する回折光学素子と、を有する。
【００５３】  本開示による第１又は第２の投射システムは、前記投射装置を複数備えるようにしてもよい。すなわち、本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記投射装置は複数の投射装置を含むようにしてもよい。
【００５４】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、一つの投射装置から射出した光が、複数の被投射領域に投射されるようにしてもよい。
【００５５】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、互いに異なる投射装置から射出した光が、互いに異なる複数の被投射領域に投射されるようにしてもよい。
【００５６】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、互いに異なる投射装置から光を投射された前記複数の被投射領域が集合して一つのパターンを形成するようにしてもよい。
【００５７】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記複数の被投射領域は、互いに異なる面積を有するようにしてもよい。
【００５８】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、  前記複数の被投射領域は一方向に配列され、  前記複数の投射領域の前記一方向に沿った長さは互いに異なるようにしてもよい。
【００５９】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、  前記複数の被投射領域は一方向に配列され、  前記複数の投射領域の前記一方向と非平行な方向に沿った長さは互いに異なるようにしてもよい。
【００６０】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、  前記複数の被投射領域は一方向に配列され、  前記複数の投射領域の前記一方向と直交する方向に沿った長さは互いに異なるようにしてもよい。
【００６１】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記複数の被投射領域に光を投射し、各被投射領域が長手方向を有するようにしてもよい。
【００６２】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記複数の被投射領域は一方向に配列され、各被投射領域の長手方向は一方向と非平行となっていてもよい。
【００６３】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記複数の被投射領域は前記一方向に隣接していてもよい。
【００６４】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、複数の被投射領域は、集合して一つのラインとして観察されるようにしてもよい。
【００６５】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記複数の被投射領域は、第１方向に配列され且つ前記長手方向が前記第１方向と非平行となっている第１群の被投射領域と、前記第１方向と非平行な第２方向に配列され且つ長手方向が前記第２方向と非平行となっている第２群の被投射領域と、を含むようにしてもよい。
【００６６】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記複数の被投射領域に投射する光の明るさ及び色の少なくとも一方を経時変化させるようにしてもよい。
【００６７】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記被投射領域の少なくとも一部に、互いに異なる複数の波長域の光が投射されるようにしてもよい。
【００６８】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記被投射領域の少なくとも一部に、一つの投射装置に含まれる異なるコヒーレント光源から射出した互いに異なる複数の波長域の光が、投射されるようにしてもよい。
【００６９】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記被投射領域の少なくとも一部に、異なる投射装置から射出した互いに異なる複数の波長域の光が、投射されるようにしてもよい。
【００７０】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記被投射領域に投射する光の明るさ及び色の少なくとも一方を経時変化させるようにしてもよい。
【００７１】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記被投射領域に投射される光の明るさ及び色により、時間、温度および天気のいずれか一以上を表示するようにしてもよい。
【００７２】  本開示による第１又は第２の投射システムは、投射装置を制御する制御器を更に備えるようにしてもよい。
【００７３】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記制御器は、一つの投射装置に含まれる複数のコヒーレント光源からの光の射出を独立して制御するようにしてもよい。
【００７４】  本開示による第１又は第２の投射システムは、  投射装置を制御する制御器を更に備え、  前記制御器は、前記複数の投射装置からの光の射出を独立して制御するようにしてもよい。
【００７５】  本開示による第１又は第２の投射システムは、  音を検出する音感センサを更に備え、  前記制御器は、前記音感センサの検出結果に基づいて、前記投射装置を制御するようにしてもよい。
【００７６】  本開示による第１又は第２の投射システムは、  人を検出する人感センサを更に備え、  前記制御器は、前記人感センサの検出結果に基づいて、前記投射装置からの光の射出を停止するようにしてもよい。
【００７７】  本開示による第１又は第２の投射システムは、  前記投射装置から射出した光を遮光する遮光部材を更に備え、  前記投射装置と前記遮光部材との間に前記被投射領域が位置していてもよい。
【００７８】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記遮光部材は、前記被投射領域に隣接して設けられていてもよい。
【００７９】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、記遮光部材は、前記被投射領域が形成される面への法線方向に突出した突出部によって形成されていてもよい。
【００８０】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記遮光部材は、前記被投射領域が形成される面を含む前記建造物、及び、前記投射装置の両方から離間して配置されていてもよい。
【００８１】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記遮光部材は、前記投射装置から射出した前記回折光学素子の０次光と、前記投射装置から前記被投射領域に直接入射して前記被投射領域で正反射した正反射光と、の少なくとも一方の光路上に位置し、前記０次光または前記正反射光を吸収するようにしてもよい。
【００８２】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記遮光部材は、前記投射装置から射出した前記回折光学素子の０次光と、前記投射装置から前記被投射領域に直接入射して前記被投射領域で正反射した正反射光と、の少なくとも一方の光路上に位置し、前記０次光または前記正反射光を前記被投射領域に反射するようにしてもよい。
【００８３】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記遮光部材は、前記投射装置から射出した光が直接入射する位置に設けられ、当該光を前記被投射領域に反射するようにしてもよい。
【００８４】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、前記複数の投射装置のうちの光を射出する投射装置は、継続使用時間および射出された光の強度に基づいて、交換されるようにしてもよい。
【００８５】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、  前記複数の投射装置の各々は、点像のパターンを再生することで前記被投射領域を照明し、  前記複数の投射装置に含まれる一つの投射装置によって再生される点像のパターンは、前記複数の投射装置に含まれる他の一つの投射装置によって再生される点像のパターンと異なるようにしてもよい。
【００８６】  本開示による第１又は第２の投射システムにおいて、  前記被投射領域は、前記回折光学素子によって生成された点像の集合体によって照明され、  前記被投射領域内における一部の領域における前記点像のパターンは、前記被投射領域内における他の一部の領域における前記点像のパターンと異なるようにしてもよい。
【００８７】  本開示による第３の投射システムは、  建造物または自然に光を投射して被投射領域を照明する投射ユニットを備える投射システムであって、  前記投射ユニットは、同一の被投射領域に光を投射する複数の投射装置を有し、  各投射装置は、  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光を回折する回折光学素子と、を有する。
【００８８】  本開示による第３の投射システムにおいて、前記複数の投射装置は、同一波長域の光を射出するようにしてもよい。
【００８９】  本開示による第３の投射システムは、互いに異なる被投射領域に光を投射する複数の投射ユニットを備えるようにしてもよい。
【００９０】  本開示による第３の投射システムにおいて、  各投射ユニットは、各々が長手方向を有する被投射領域に光を投射し、  異なる投射ユニットによって光を投射される複数の被投射領域は、前記長手方向に直交する方向に隣接していてもよい。
【００９１】  本開示による第１〜第３の投射システムが、非コヒーレント光源および拡散素子のいずれか一以上を有する補助投射装置を、更に備えるようにしてもよい。
【００９２】  本開示による第４の投射システムは、  建造物または自然に光を投射して被投射領域を照明する投射ユニットを備える投射システムであって、  前記投射ユニットは、  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光を回折する回折光学素子と、を有する投射装置と、  非コヒーレント光源および拡散素子のいずれか一以上を有する補助投射装置と、を有する。
【００９３】  本開示による第４の投射システムにおいて、前記投射装置によって照明される被投射領域及び前記補助投射装置によって照明される補助被投射領域は、一方向に配列され、且つ、前記一方向に直交する方向に長手方向を有するようにしてもよい。
【００９４】  本開示による投射システム付き建造物は、  上述した本開示の第１〜第４の投射システム並びに後述する第４及び第５の投射システムのいずれかと、  前記投射システムによって光を投射される建築物と、を備える。
【００９５】  本開示による投射システム付き建造物において、  建造物は、外面を構成する複数のパネル材を含み、  前記投射システムは、隣り合うパネル材の間となる領域に光を投射するようにしてもよい。
【００９６】  本開示による投射システム付き建造物において、前記建造物は、前記被投射領域内に、表面凹凸を有していてもよい。
【００９７】  本開示による投射システム付き建造物において、前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、金属製の枠材が設けられていてもよい。
【００９８】  本開示による投射システム付き建造物において、前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、凹凸を有したガラス又は樹脂層が設けられていてもよい。
【００９９】  本開示による投射システム付き建造物において、前記被投射領域内となる前記建造物の外壁に、凹凸加工が施されていてもよい。
【０１００】  本開示による投射システム付き建造物において、前記被投射領域内となる前記建造物の外壁は、蛍光材料および燐光材料の少なくとも一方を含むようにしてもよい。
【０１０１】  本開示による第２の投射装置は、  建造物または自然に光を投射して被投射領域を照明する投射装置であって、  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光が入射するマイクロレンズアレイと、を備える。
【０１０２】  本開示による第４の投射システムは、  建造物または自然に光を投射して被投射領域を照明する投射装置を備える投射システムであって、  前記投射装置は、  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光が入射するマイクロレンズアレイと、を有する。
【０１０３】  本開示による第５の投射システムは、  建造物または自然に光を投射して被投射領域を照明する投射ユニットを備える投射システムであって、  前記投射ユニットは、同一の被投射領域に光を投射する複数の投射装置を有し、  各投射装置は、  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光が入射するマイクロレンズアレイと、を有する。
【０１０４】  本開示によれば、建造物や自然の被投射領域に高精度に光を投射することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１Ａ】図１Ａは、投射装置、投射システム及び投射システム付き建造物の一例を説明するための斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、投射装置、投射システム及び投射システム付き建造物の他の例を説明するための斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、投射装置、投射システム及び投射システム付き建造物の更に他の例を説明するための斜視図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、投射装置、投射システム及び投射システム付き建造物の更に他の例を説明するための側断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、投射装置および投射システムの更に他の一例を説明するための側段面図である。
【図２】図２は、投射装置の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、投射装置の整形光学系を説明するための平面図である。
【図４】図４は、整形光学系の第２レンズを示す斜視図である。
【図５】図５は、反復フーリエ変換法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、被投射領域の幅の変動について説明するための正面図である。
【図７】図７は、投射装置から被投射領域の各位置に向けた光度分布について説明するための側面図である。
【図８】図８は、投射装置を示す平面図であって、コヒーレント光の射出方向及び射出位置の調整方法について説明するための図である。
【図９】図９は、投射装置を示す平面図であって、コヒーレント光の射出方向及び射出位置の調整方法について説明するための図である。
【図１０】図１０は、投射装置を示す平面図であって、コヒーレント光の射出方向及び射出位置の調整方法について説明するための図である。
【図１１】図１１は、投射装置を示す平面図であって、コヒーレント光の射出方向及び射出位置の調整方法について説明するための図である。
【図１２】図１２は、投射装置の出射端に設けられたマスク部材を説明するための平面図である。
【図１３】図１３は、投射装置の出射端に関する一変形例を説明するための側面図である。
【図１４】図１４は、投射装置の出射端に関する他の変形例を説明するための側面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、投射装置の出射端に関する更に他の変形例を説明するための側面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、投射装置の出射端に関する更に他の変形例を説明するための側面図である。
【図１６】図１６は、投射装置の出射端に関する更に他の変形例を説明するための側面図である。
【図１７】図１７は、投射システムの一変形例を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、投射システムの他の変形例を示す斜視図である。
【図１９】図１９は、投射システムの更に他の変形例を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、投射ユニットを示す斜視図である。
【図２１】図２１は、複数の投射ユニットを含む投射システムを示す図である。
【図２２】図２２は、投射装置を示す斜視図であって、投射装置の回折光学素子の一変形例を説明するための図である。
【図２３】図２３は、回折光学素子の他の変形例を説明するための図である。
【図２４】図２４は、回折光学素子に関連した投射装置の一変形例を説明するための図である。
【図２５】図２５は、回折光学素子に関連した投射装置の他の変形例を説明するための図である。
【図２６】図２６は、回折光学素子に関連した投射装置の更に他の変形例を説明するための図である。
【図２７】図２７は、センサを含んだ投射装置を示す図である。
【図２８】図２８は、センサを含んだ投射システムを示す図である。
【図２９】図２９は、センサを含んだ投射システムを示す図である。
【図３０】図３０は、遮光部材を含んだ投射システムを示す側面図である。
【図３１】図３１は、遮光部材を含んだ投射システムを示す側面図である。
【図３２Ａ】図３２Ａは、遮光部材を含んだ投射システムを示す側面図である。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、遮光部材を含んだ投射システムを示す側面図である。
【図３２Ｃ】図３２Ｃは、遮光部材を含んだ投射システムを示す側面図である。
【図３２Ｄ】図３２Ｄは、遮光部材を含んだ投射システムを示す側面図である。
【図３２Ｅ】図３２Ｅは、遮光部材を含んだ投射システムを示す斜視図である。
【図３２Ｆ】図３２Ｆは、遮光部材を含んだ投射システムを示す斜視図である。
【図３２Ｇ】図３２Ｇは、遮光部材を含んだ投射システムを示す斜視図である。
【図３２Ｈ】図３２Ｈは、遮光部材を含んだ投射システムを示す斜視図である。
【図３２Ｉ】図３２Ｉは、遮光部材を含んだ投射システムを示す斜視図である。
【図３３】図３３は、投射装置の配置およびコヒーレント光の射出方向に関する変形例を説明するための側面図である。
【図３４】図３４は、投射装置の配置およびコヒーレント光の射出方向に関する変形例を説明するための側面図である。
【図３５】図３５は、投射装置の配置およびコヒーレント光の射出方向に関する変形例を説明するための側面図である。
【図３６】図３６は、投射装置の配置およびコヒーレント光の射出方向に関する変形例を説明するための側面図である。
【図３７】図３７は、投射装置の配置およびコヒーレント光の射出方向に関する変形例を説明するための側面図である。
【図３８】図３８は、投射装置の配置およびコヒーレント光の射出方向に関する変形例を説明するための側面図である。
【図３９】図３９は、被投射領域ＬＰの形状の一変形例を説明するための正面図である。
【図４０Ａ】図４０Ａは、被投射領域ＬＰの形状の他の変形例を説明するための図である。
【図４０Ｂ】図４０Ｂは、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図４０Ｃ】図４０Ｃは、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図４０Ｄ】図４０Ｄは、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図４０Ｅ】図４０Ｅは、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図４０Ｆ】図４０Ｆは、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図４０Ｇ】図４０Ｇは、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図４０Ｈ】図４０Ｈは、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図４０Ｉ】図４０Ｉは、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図４１】図４１は、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための斜視図である。
【図４２】図４２は、被投射領域ＬＰの形状の更に他の変形例を説明するための斜視図である。
【図４３】図４３は、表面凹凸を含む被投射面ＰＰおよび被投射領域ＬＰを示す斜視図である。
【図４４】図４４は、表面凹凸を含む被投射面ＰＰおよび被投射領域ＬＰを示す縦断面図である。
【図４５】図４５は、表面凹凸を含む被投射面ＰＰおよび被投射領域ＬＰを示す縦断面図である。
【図４６】図４６は、表面凹凸を含む被投射面ＰＰおよび被投射領域ＬＰを示す縦断面図である。
【図４７】図４７は、表面凹凸を含む被投射面ＰＰおよび被投射領域ＬＰを示す縦断面図である。
【図４８】図４８は、表面凹凸を含む被投射面ＰＰおよび被投射領域ＬＰを示す縦断面図である。
【図４９】図４９は、曲面を含む被投射面ＰＰおよび被投射領域ＬＰを示す側面図である。
【図５０】図５０は、光検出器を含む投射システムを示す側面図である。
【図５１】図５１は、不均一と知覚される明るさで被投射領域を照明する例を説明するための正面図である。
【図５２】図５２は、不均一と知覚される明るさで被投射領域を照明する例を説明するための正面図である。
【図５３】図５３は、複数の被投射領域の面積を変化させた例を説明するための正面図である。
【図５４】図５４は、複数の被投射領域の面積を変化させた例を説明するための正面図である。
【図５５】図５５は、複数の被投射領域の面積を変化させた例を説明するための正面図である。
【図５６】図５６は、複数の要素被投射領域の面積を変化させた例を説明するための正面図である。
【図５７】図５７は、補助投射装置を有した投射システムを示す正面図である。
【図５８】図５８は、補助投射装置を有した投射システムを示す正面図である。
【図５９】図５９は、被投射領域の一変形例を説明するための正面図である。
【図６０】図６０は、被投射領域の他の変形例を説明するための正面図である。
【図６１】図６１は、投射システム及び投射装置を建造物の内部に配置した例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０６】  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。
【０１０７】  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。
【０１０８】  図１Ａ〜図１Ｅは、投射装置および投射システムを、投射装置および投射システムによって光を投射される被投射領域とともに、模式的に示す斜視図である。本実施の形態による投射装置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回折する回折光学素子４０と、を有している。この投射装置１０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投射面ＰＰ上に形成された被投射領域ＬＰに向ける。投射装置１０は、被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射することで、被投射面ＰＰ上の被投射領域ＬＰをコヒーレント光で照明する。後述するように、このような本実施の形態による投射装置１０によれば、被投射領域ＬＰに対して高精度に光を投射することが可能となっている。とりわけ、被投射領域ＬＰのエッジを鮮明にしながら、所望の被投射領域ＬＰのみに光を投射することができる。
【０１０９】  以下の説明において、投射ユニット７は、複数の投射装置１０を有し、投射装置１０から射出したコヒーレント光を被投射領域ＬＰに投射する。また、投射システム５は、少なくとも一つの投射装置１０を有し、投射装置１０から射出したコヒーレント光を被投射領域ＬＰに投射する。
【０１１０】  本実施の形態において、被投射領域ＬＰを含む被投射面ＰＰは、建造物ＳＴ又は自然ＮＴに形成されている。建造物ＳＴとは、建造された物である。建造物ＳＴには、家屋、倉庫、駅、ビル、マンション、タワー、灯台等の建築物だけでなく、船舶、車両、自動車、飛行機等の移動体や、ダム、港、滑走路、灯台、空港等を例示することができる。自然とは、川、湖、海、水、木、林、森、山等の人間の手が加わっていない物、例えば自然物である。そして、投射システム５は、投射システム５からのコヒーレント光を投射される建造物ＳＴとともに、投射システム付き建造物ＰＳＴを構成する。
【０１１１】  建造物ＳＴや自然ＮＴの被投射面ＰＰ上に位置する被投射領域ＬＰは、大面積を有することができる。そして、大面積の被投射領域ＬＰは、投射装置１０の出射面としての出射端１１または回折光学素子４０の回折面４１から遠く離れて位置する。さらに、投射装置１０の設置の制約等から、投射装置１０の出射端１１及び回折光学素子４０の回折面４１は、被投射面ＰＰ及び被投射領域ＬＰに対して大きな角度をなすようになる。例えば、投射装置１０の出射端１１及び回折光学素子４０の回折面４１は、被投射面ＰＰ及び被投射領域ＬＰに対して、４５°以上の角度、更には７０°以上の角度、更には８０°以上の角度で傾斜し、或いは、被投射面ＰＰ及び被投射領域ＬＰに対して垂直となることもある。
【０１１２】  ここで、図１Ａに示された例において、被投射領域ＬＰは、ビルＢＬの壁面によって形成された被投射面ＰＰ上に設けられている。投射システム５に含まれた複数の投射装置１０から射出したコヒーレント光は、細長いライン状の被投射領域ＬＰに投射されている。すなわち、図１Ａに示された例において、投射システム５は、建造物ＳＴとしてのビルＢＬをライトアップしている。
【０１１３】  図１Ｂに示された例において、被投射領域ＬＰは、タンクＴＫの壁面によって形成された被投射面ＰＰ上に設けられている。すなわち、図１Ｂに示された例において、投射システム５は、建造物ＳＴとしてのガスや液体を収容するタンクＴＫをライトアップしている。投射システム５に含まれた複数の投射装置１０から射出したコヒーレント光は、タンクＴＫを周回する一つの円周ライン状の被投射領域ＬＰに投射されている。この例において、被投射領域ＬＰは、曲面状の被投射面ＰＰ上に位置している。
【０１１４】  図１Ｃに示された例において、被投射領域ＬＰは、円柱状の柱ＣＬの側面によって形成された被投射面ＰＰ上に設けられている。すなわち、図１Ｃに示された例において、投射システム５は、建造物ＳＴとしての柱ＣＬをライトアップしている。柱ＣＬの側面には、複数の鉛直方向に延びるライン状の被投射領域ＬＰが、円周方向に間隔をあけて設けられている。投射システム５に含まれた複数の投射装置１０は、それぞれ、互いに異なるライン状の被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射している。この例においても、被投射領域ＬＰは、曲面状の被投射面ＰＰ上に位置している。
【０１１５】  図１Ｄに示された例において、被投射領域ＬＰは、まず、堀ＭＴに貯められた水の水面によって形成された被投射面ＰＰ上に設けられている。また、被投射領域ＬＰは、堀ＭＴを区画する壁、例えば石垣ＳＷによって形成された被投射面ＰＰ上に設けられている。すなわち、図１Ｄに示された例において、投射システム５は、自然ＮＴとしての水および建造物ＳＴとしての石垣ＳＷをライトアップしている。
【０１１６】  図１Ｅに示された例において、被投射領域ＬＰは、滝ＦＬによって形成された被投射面ＰＰ上に設けられている。すなわち、図１Ｅに示された例において、投射システム５は、自然ＮＴとしての落下中の水をライトアップしている。
【０１１７】  以下において説明するように、本実施の形態では、このような建造物ＳＴや自然ＮＴ上の被投射領域ＬＰに高精度にコヒーレント光を投射して、コヒーレント光で建造物ＳＴや自然ＮＴを照明することができる。そして、このような投射装置１０、投射ユニット７及び投射システム５によれば、建造物ＳＴや自然ＮＴにコヒーレント光を投射することで、建造物ＳＴや自然ＮＴを観察する者に訴えかける印象的な空間演出を創出することが可能となる。
【０１１８】  以下、投射システム５、投射ユニット７及び投射装置１０について、詳述していく。
【０１１９】  まず、図２に示された一具体例を主として参照しながら、投射システム５及び投射ユニット７をなす投射装置１０の基本的な構成について説明する。なお、図２に示された例、並びに、その後に参照する図６、図７、図１３〜図１９、図２１〜図２３、図３０〜図３９、図４３〜図６１に示された例において、投射システム５及び投射装置１０は、図１Ａに示されたような建造物ＳＴの照明への適用を意図されており、被投射領域ＬＰは長手方向を有している。被投射領域ＬＰ、例えば、長手方向ｄｌ（図２参照）の短手方向ｄｗ（図２参照）に対する比が１０以上、さらには、この比が１００以上となる、典型的にはライン状の領域となっている。ただし、後述するように、このような被投射領域ＬＰは例示に過ぎず、被投射領域ＬＰは長手方向を有している必要はない。
【０１２０】  ビルＢＬ等の建造物ＳＴを照明するための投射装置１０では、その前方遠方まで広がる被投射領域ＬＰを照明することが要望される。そして、以下に説明する投射システム５、投射ユニット７及び投射装置１０の具体例では、長手方向ｄｌを有した被投射領域ＬＰ、とりわけ投射装置１０の前方に位置し且つ投射装置１０から離間する方向に長手方向ｄｌを有する被投射領域ＬＰを、そのエッジを鮮明としながら、高精度に照明し得るようにするための工夫が、施されている。
【０１２１】  図２に示された例において、投射装置１０は、その構成要素として、コヒーレント光源２０、整形光学系３０及び回折光学素子４０を有している。また、投射装置１０は、コヒーレント光源２０、整形光学系３０及び回折光学素子４０を収容する筐体１５を、更に有している。以下、投射装置１０の各構成要素について順に説明していく。
【０１２２】  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、一具体例として、半導体レーザー光源を例示することができる。図２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、被投射領域ＬＰが照明される。
【０１２３】  次に、整形光学系３０について説明する。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。
【０１２４】  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１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。
【０１２５】  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、被投射領域ＬＰに対してさら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。
【０１２６】  被投射領域ＬＰへの高精度なコヒーレント光の投射を実現する上で、特に高さが１０メートル以上の高層ビルなどの遠方を照明する場合、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、投射装置１０が所望の被投射領域ＬＰに高精度にコヒーレント光を投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。
【０１２７】  図示された例において、回折光学素子４０へ入射するコヒーレント光の光路は、整形光学系３０の第１レンズ３１及び第２レンズ３２によってコリメートされる。この例において、整形光学系３０は、図３に示すように、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３に示された例において、第１レンズ３１が凹レンズとして構成されており、第２レンズ３２が凸レンズとして構成されている。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。
【０１２８】  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、被投射領域ＬＰ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。
【０１２９】  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、矩形形状となっていることが好ましい。図４の斜視図は、平面視において矩形形状となる凸レンズとして構成された第２レンズ３２を示している。レンズの不要部分をトリミングすることで、投射装置１０を小型化することができる。
【０１３０】  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、被投射領域ＬＰに向ける。したがって、図２に示すように、被投射領域ＬＰには、回折光学素子４０での回折光が投射され、被投射領域ＬＰは、回折光によって照明されることになる。
【０１３１】  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、ホログラム素子の回折特性を設計しやすくなる。予め定めた位置、サイズおよび形状の被投射領域ＬＰ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。
【０１３２】  被投射領域ＬＰ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ている。被投射領域ＬＰ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、被投射領域ＬＰ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。従って、回折光学素子４０を設計する際には、まず被投射領域ＬＰの位置、サイズおよび形状を決定して、決定した被投射領域ＬＰ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。
【０１３３】  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。投射装置１０は、例えば図２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投射領域ＬＰを照明することを想定されている。被投射領域ＬＰ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、この被投射領域ＬＰ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。
【０１３４】  回折光学素子４０で回折された光が、被投射領域ＬＰに投射されて、照明光として被投射領域ＬＰを照明する。図２に示された例において、回折光学素子４０と被投射領域ＬＰ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、被投射領域ＬＰ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、被投射領域ＬＰ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、被投射領域ＬＰに入射する。
【０１３５】  回折光学素子４０の設計には、例えば反復フーリエ変換法が用いられる。図５は反復フーリエ変換法の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、回折光学素子４０への入射光の放射強度分布を設定するとともに、ランダムな位相分布を準備する（ステップＳ１）。
【０１３６】  次に、ステップＳ１で設定した放射強度分布とランダムな位相分布とを組み合わせた複素振幅分布を生成する（ステップＳ２）。その後、得られた複素振幅分布に対して逆フーリエ変換（ＩＦＴ）を施して、被投射領域ＬＰ上での複素振幅分布を生成する（ステップＳ３）。
【０１３７】  得られた複素振幅分布は、ランダムな位相分布を用いて計算されたものであり、当該ランダムな位相分布を反映している。次に、回折光学素子４０での回折によって得られるべき放射強度分布に基づき、ステップＳ３で得られた被投射領域ＬＰ上での複素振幅分布の実部を修正する（ステップＳ４）。その後、ステップＳ４で実部を修正された複素振幅分布に対してフーリエ変換を施して、回折光学素子４０上での複素振幅分布を計算する（ステップＳ５）。次に、ステップＳ１で設定した回折光学素子４０への入射光の放射強度分布に基づき、ステップＳ５で得られた回折光学素子４０上での複素振幅分布の実部を修正する（ステップＳ６）。
【０１３８】  その後、ステップＳ６で生成した複素振幅分布を用いて、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。ステップＳ３〜Ｓ６の処理を繰り返すうちに、回折光学素子４０上での複素振幅分布の実部が、ステップＳ１で設定した放射強度分布に近づいていく。
【０１３９】  図５の処理手順は、被投射領域ＬＰが回折光学素子４０から遠方にあることを前提とした場合の処理であり、被投射領域ＬＰ上の回折像は、フラウンホーファ回折像である。したがって、被投射領域ＬＰ及び被投射面ＰＰの法線方向ｄｎが回折光学素子４０の回折面４１の法線方向と非平行であっても、それどころか被投射領域ＬＰ及び被投射面ＰＰの法線方向ｄｎが回折光学素子４０の回折面４１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、被投射領域ＬＰの全域にわたって、光強度を均一化することができる。
【０１４０】  なお、図２に示された例において、回折光学素子４０の回折面４１は、投射装置１０の出射面をなす出射端１１と平行となっている。ここで回折面４１は、シート状からなる回折光学素子４０を全体的に観察した際に当該回折光学素子４０によって画成される面のことである。図示された例において回折面４１及び出射端１１は、被投射領域ＬＰ及び被投射面ＰＰに対して垂直となっている。ただし、この例に限られず、回折面４１及び出射端１１は、被投射領域ＬＰ及び被投射面ＰＰに対して傾斜していてもよいし、平行となっていてもよい。
【０１４１】  ところで、図２に示された例において、投射装置１０は、鉛直方向において上方に向けてコヒーレント光を射出している。このような投射装置１０は、例えば図１Ａや図１Ｂに示すように、地面または地面の近傍に設置して、建造物ＳＴのライトアップに用いることができる。投射装置１０から鉛直方向において上方に向けてコヒーレント光を射出する場合には、投射装置１０の配置の自由度を向上させることができ、また、アクセスが容易であってメンテナンス等にも都合が良い。
【０１４２】  とりわけ図示された例において、コヒーレント光源２０が、更にはコヒーレント光源２０を含む投射装置１０が、建造物ＳＴから離間して配置されている。コヒーレント光源２０及び投射装置１０を建造物ＳＴから離間して配置することにより、照明を実施していない状況において、コヒーレント光源２０及び投射装置１０を目立たなくさせることができる。したがって、既存の建造物ＳＴの外観に大きな影響を及ぼすことなく、コヒーレント光源２０及び投射装置１０を設置することができる。また、コヒーレント光源２０及び投射装置１０を建造物ＳＴから離間して配置することで、投射装置１０全体を交換する際の作業やコヒーレント光源２０等の投射装置１０の部品を交換する際の作業を容易とすることができる。また、コヒーレント光源２０及び投射装置１０を交換容易な位置に配置することが可能となるだけでなく、コヒーレント光源２０の数量及び投射装置１０の数量を低減することも可能となる。
【０１４３】  次に、以上に説明した投射装置１０の作用について説明する。図２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２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。
【０１４４】  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、被投射領域ＬＰに投射されるようになる。被投射領域ＬＰに入射したコヒーレント光によって、被投射領域ＬＰが照明されることになる。
【０１４５】  ところで、このような投射装置１０からコヒーレント光を投射される建造物ＳＴや自然ＮＴは、被投射面ＰＰ上において大面積の被投射領域ＬＰを確保することができる。そして、大面積の被投射領域ＬＰは、投射装置１０の出射面としての出射端１１または回折光学素子４０の回折面４１から遠く離れて位置する。とりわけ、例えば図１Ａに示されたライン状の被投射領域ＬＰは、投射装置１０の出射端１１または回折光学素子４０の回折面４１から遠く離れて位置する部分を含む。このため、被投射領域ＬＰ内の各位置への入射角度α（図１Ａ参照）も大きくばらつき、とりわけ９０°に近い入射角度を持つ領域も被投射領域ＬＰに含まれ得る。併せて、投射装置１０の出射端１１及び回折光学素子４０の回折面４１は、被投射面ＰＰ及び被投射領域ＬＰに対して大きな角度をなすようになる。なお、被投射領域ＬＰへの入射角度αとは、入射光の進行方向が被投射領域ＬＰの法線方向ｄｎに対してなす角度のことである。
【０１４６】  一方、上述してきた本実施の形態の投射装置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、所望のパターンの被投射領域ＬＰ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。このため、被投射領域ＬＰとの相対位置に強い拘束を受けることなく、例えば被投射領域ＬＰから遠方に離間した位置や、被投射領域ＬＰに対する照明光の入射角度αが大きくなってしまう位置等にも、投射装置１０を設置することができる。すなわち、投射装置１０の配置の自由度を大幅に向上させることができる。例えば図１Ａや図１Ｄにおける例では、建造物ＳＴの壁に投射装置１０を取り付けることもできる。建造物ＳＴの壁に保持された投射装置１０は、通行等を阻害する可能性も低く、さらに堅固に取り付けることも可能となる。堅固に保持された投射装置１０は、被投射領域ＬＰに対する相対位置を安定して維持することで、被投射領域ＬＰに対してコヒーレント光を高精度に安定して投射することができる。
【０１４７】  図５を参照して説明した設計により作製された計算機合成ホログラムからなる回折光学素子４０によれば、一定の方向から入射する光の進行方向を、角度空間において、±０．１°の精度で調整することができる。このような回折光学素子４０を用いることにより、回折光学素子４０から１ｍ以上１２０ｍ以下の距離にある被投射領域ＬＰや、照明光の被投射領域ＬＰへの入射角度αが最小でも４５°以上となり最大で８９.９９°以下となる被投射領域ＬＰを、所望するパターンで高精度に照明することが可能となる。
【０１４８】  すなわち、本実施の形態の投射装置１０及び投射システム５は、建造物ＳＴまたは自然ＮＴによって形成された被投射面ＰＰ上に位置する被投射領域ＬＰに対して、高精度にコヒーレント光を投射することができる。とりわけ、所望のパターンの被投射領域ＬＰに対してコヒーレント光を高精度に投射して、被投射領域ＬＰのエッジを明確にすることもできる。したがって、コヒーレント光を投射されている建造物ＳＴや自然ＮＴを観察する者に強く響く空間演出を実現することができ、結果として、建造物ＳＴや自然ＮＴに対して付加価値を付与することができる。
【０１４９】  一例として図１Ａに示された長手方向ｄｌを有する被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射する場合、被投射領域ＬＰを形成する被投射面ＰＰと平行な面上において、光の入射領域の長手方向ｄｌに直交する方向に離間した一対の両縁部ＬＰＥ１，ＬＰＥ２（図６参照）が互いに対してなす角度θｘ（図６参照）を０．１°以下、さらに好ましくは０．０５°以下とすることができる。この角度θｘを０．１°以下とすることで、投射装置１０から離間した領域での被投射領域ＬＰの拡幅を効果的に防止して、被投射領域ＬＰが長手方向ｄｌに沿って一定幅を有するように視認されるようになる。
【０１５０】  また、回折光学素子４０を用いることで、投射装置１０の出射端１１及び回折面４１から被投射領域ＬＰ内の各位置に向かう光度の分布を容易に調整することが可能となる。例えば、図７に示すように、投射装置１０の出射端１１から被投射領域ＬＰの一つの位置Ｐ１に向けた光度を、当該一つの位置Ｐ１から出射端（出射面）１１までの距離よりも出射端１１までの距離が短い被投射領域ＬＰの他の一つの位置Ｐ２に向けた投射装置１０の出射端１１から光度よりも大きくすることができる。すなわち、出射端１１から遠く離れた位置に向けた光度を高く設定することができる。さらには、投射装置１０の出射端１１から被投射領域ＬＰの任意の位置に向けた光度を、当該任意の位置から出射端１１までの距離よりも出射端１１までの距離が短い被投射領域ＬＰの他の位置に向けた投射装置１０の出射端１１からの光度以上としてもよい。すなわち、出射端１１から遠く離れた位置に向かうにつれて光度がしだいに高くなっていく。これらの光度調整によれば、被投射領域ＬＰを均一な明るさで照明することが可能となる。とりわけ、観察者の近傍に投射装置１０が配置され、観察者から遠い位置までのコヒーレント光を投射する場合に、明るさを有効に均一化することができる。さらに、投射装置１０の出射端１１から離間するように延びる細長い被投射領域ＬＰを、均一な明るさで照明することに、とりわけ有効である。なお、光度とは、投射装置１０から単位立体角内（微小角度範囲内）に射出するエネルギー量のことであり、単位は［ｃｄ］である。
【０１５１】  以上に説明してきたように、本実施の形態では、回折光学素子４０を用いた投射装置１０により、被投射領域ＬＰに対して高精度に、すなわちエッジを鮮明にしながら所定パターンの被投射領域ＬＰに対して、コヒーレント光を投射することができる。これにより、優れた演出効果を創出することができる。また、回折光学素子４０の設計により、光を投射されるべき建造物ＳＴや自然ＮＴの近傍に投射装置１０を配置することができる。
【０１５２】  一実施の形態をいくつかの具体例により説明してきたが、上述した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、種々の構成の省略、置き換え、変更、或いは、更なる構成の追加を行うことができる。
【０１５３】  以下、図面を参照しながら、他の具体例を説明していくことで上述した実施の形態を更に説明していく。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。
【０１５４】  まず、投射装置１０は、地面や建造物ＳＴに対して固定されるようになる。このとき、図８に示すように、投射装置１０は、鉛直方向における配置位置、水平方向における配置位置、及び、向きのいずれか一以上を変更可能に保持されていてもよい。この例によれば、投射装置１０の位置を微調整することができる。これにより、被投射領域ＬＰに対してコヒーレント光を更に高精度に投射することができる。また、被投射領域ＬＰを積極的に移動または変更させることも可能となり、多様な演出効果を実現することもできる。図８に示された例において、コヒーレント光源２０、整形光学系３０及び回折光学素子４０が、例えばこれらを保持する筐体１５とともに、互いに垂直な二方向に移動可能であり、且つ、向きの調整も可能となっている。これにより、投射装置１０からのコヒーレント光の射出方向を調整可能となっている。
【０１５５】  同様に、図９〜図１１に示された例において、投射装置１０からのコヒーレント光の射出方向を調整可能となっている。図９〜図１１に示された例において、コヒーレント光源２０と回折光学素子４０との相対位置が調整可能となっている。より具体的には、図９に示された例において、コヒーレント光源２０と、整形光学系３０及び回折光学素子４０との向きを変更可能としている。とりわけ図９に示された例において、整形光学系３０及び回折光学素子４０が筐体１５に固定されて、コヒーレント光源２０が筐体１５に対して移動可能となっている。ただし、図９に示された例に代えて、整形光学系３０及び回折光学素子４０が筐体１５に対して移動可能となっていてもよい。また、整形光学系３０及び回折光学素子４０が筐体１５に対して移動可能の場合、コヒーレント光源２０は筐体１５に対して固定されていてもよい。さらに、図９の例とは異なり又は図９の例に加えて、コヒーレント光源２０と、整形光学系３０及び回折光学素子４０とを一以上の方向に相対移動可能としてもよい。
【０１５６】  図１０に示された例において、コヒーレント光源２０及び整形光学系３０と、回折光学素子４０との向きを変更可能としている。とりわけ図１０に示された例において、回折光学素子４０が筐体１５に固定されて、コヒーレント光源２０及び整形光学系３０が筐体１５に対して移動可能となっている。ただし、図１０に示された例に代えて、図１１に示すように回折光学素子４０が筐体１５に対して移動可能となっていてもよい。また、回折光学素子４０が筐体１５に対して移動可能の場合、コヒーレント光源２０及び整形光学系３０は筐体１５に対して固定されていてもよい。さらに、図１０や図１１の例とは異なり又は図１０や図１１の例に加えて、コヒーレント光源２０及び整形光学系３０と、回折光学素子４０とを一以上の方向に相対移動可能としてもよい。
【０１５７】  次に、図１２に示すように、投射装置１０が、その出射端１１にマスク部材１６を更に有していても良い。回折光学素子４０での回折光は、被投射領域ＬＰに向かうことを意図された一次回折光だけでない。通常、一次回折光以外の回折光の多くは、被投射領域ＬＰ以外の位置に向けて射出するようになる。マスク部材１６を設けることによって、意図しない方向に回折された光、すなわち一次回折光以外の回折光を遮光することができる。これにより、所望の被投射領域ＬＰにコヒーレント光を更に高精度に投射することが可能となる。
【０１５８】  次に、図１３〜図１６に示すように、投射装置１０の出射面をなす出射端１１を、水平方向に対して傾斜させる又は垂直となるようにしてもよい。投射装置１０は、建造物ＳＴや自然ＮＴにコヒーレント光を投射する装置であって、屋外に設置されることもある。屋外に設置された投射装置１０において、出射端１１に堆積物が堆積して、コヒーレント光が意図しない方向に向けられる可能性がある。とりわけ、出射端１１上の水滴はレンズ効果を発現することも考えられ、コヒーレント光の光路が意図した方向から大きく変わってしまう可能性もある。
【０１５９】  図１３〜図１５Ａに示された例では、投射装置１０の出射端１１は、水平方向に対して傾斜また垂直となっている。このような配置により、出射端１１上の堆積物が出射端１１から落下することを促している。図１３に示された例において、回折光学素子４０の回折面４１は、投射装置１０の出射端１１をなしている。そして、回折面４１及び出射端１１は、水平方向を向いている。とりわけ、図１３に示された例において、回折面４１及び出射端１１は、水平方向に対して垂直となっている。図１３に示された例によれば、雨、雪等の落下物や、埃等が、出射端１１上に著しく堆積しにくくすることができる。これにより、雨、雪等の落下物や、埃等の影響を排除して、所望の被投射領域に対してコヒーレント光を高精度に投射することができる。
【０１６０】  図１４〜図１５Ｂに示された例において、投射装置１０の出射端１１は、水平方向に対して傾斜している。図１４及び図１５Ａに示された例において、投射装置１０の出射端１１は、回折光学素子４０を覆うように配置されたカバー部材１７によって形成されている。カバー部材１７は、投射装置１０の鉛直方向における上方に位置している。カバー部材１７は、コヒーレント光を透過させることができるよう、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、ＪＩＳＫ０１１５に準拠して測定された値とする。このような例によれば、出射面上に雨、雪等の落下物が滞留することを防止して、所望の被投射領域ＬＰに対して光を高精度に投射することが可能となる。さらに、カバー部材１７によって、回折光学素子４０を物理的に保護することができる。なお、カバー部材１７は、樹脂やガラスを用いて作製することができる。このカバー部材１７の表面には親水処理が施されていることが好ましい。親水処理によって、カバー部材１７に付着した水滴の接触角が小さくなり、この水滴がコヒーレント光の光路を大きく曲げてしまうことを効果的に回避することができる。
【０１６１】  なお、図１４に示された例において、カバー部材１７は、平板状に形成され、水平方向及び鉛直方向の両方に対して傾斜して配置されている。図１５Ａに示された例において、カバー部材１７は、例えば二枚の折り曲がった板材によって形成されている、或いは、角錐の側面をなす板材によって形成されている。図１５Ｂに示されたカバー部材１７は、半球の表面にそったドーム状の形状を有している。なお、図１５Ａ及び図１５Ｂに示された例に代えて、角錐状のカバー部材１７や、半球状のカバー部材１７を用いてもよい。
【０１６２】  更に、投射装置１０の設置に関連していくつか工夫が可能である。例えば、図１６に示すように、投射装置１０を屋外ではなく屋内に設置して、鏡やプリズム等の光路を調整する導光部材１８を設けるようにしてもよい。この例において、導光部材１８が、投射装置１０の出射面としての出射端１１をなす。また、雨、雪、埃等の対策として、投射装置１０の出射面をなす出射端１１に、拭き取り手段としてのワイパーや、エアブロー手段が設備されていてもよい。回折光学素子４０上に堆積物を堆積させないことを目的として、回折光学素子４０の表面に撥水処理、撥油処理、防汚処理等を施すこと、回折光学素子４０の表面に撥水処理層、撥油処理層、防汚処理層を設けることも有効である。さらに、筐体１５内の温度変化を抑制するため、放熱フィン等の温度調節手段を設けても良い。さらに、筐体１５内が、窒素やアルゴン等によってパージされるようにして、温度対策、湿度対策、結露対策を行ってもよい。さらに、投射装置１０を屋外設置する場合には、通常電源の他に、太陽電池、蓄電池、非常用電源等から、電源供給を受けるようにしてもよい。また、電源は、筐体１５内に配置されていてもよいし、筐体１５外に配置されて配線を介して又はワイヤレスで供給されるようにしてもよい。
【０１６３】  次に、図２に示すように、投射システム５及び投射システム付き建造物ＰＳＴは、単一の投射装置１０のみを含んでいてもよいし、例えば図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃに示すように、投射システム５及び投射システム付き建造物ＰＳＴは、複数の投射装置１０を含んでいてもよい。図１Ａ及び図１Ｃに示された例において、投射システム５に含まれた複数の投射装置１０は、互いに異なる被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射するようにしてもよい。図１Ｂに示された例において、投射システム５に含まれた複数の投射装置１０は、一部分において互いに重なる領域にコヒーレント光を投射するようにしてもよい。一方、図１７及び図１８に示された例のように、投射システム５に含まれた複数の投射装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、互いに同一の被投射領域ＬＰの全域にコヒーレント光を投射するようにしてもよい。
【０１６４】  図１７及び図１８において、各コヒーレント光源２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから射出した光が当該コヒーレント光源２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ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、その後に被投射領域ＬＰ上で重ね合わされる。このような例において、コヒーレント光源２０に含まれる複数のコヒーレント光源２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、同一の波長域の光を射出するようにしてもよいし、異なる波長域の光を射出するようにしてもよい。複数のコヒーレント光源２０が同一の波長域の光を射出することで、被投射領域ＬＰを明るく照明することが可能となる。複数のコヒーレント光源が異なる波長域の光を射出することで、加法混色により単独のコヒーレント光源では再現が難しい色で被投射領域ＬＰを照明することが可能となる。
【０１６５】  なお、図１７に示された投射システム５において、複数の投射装置１０は、被投射領域ＬＰの短手方向ｄｗに配列されている。図１８に示された投射システム５において、複数の投射装置１０は、被投射領域ＬＰの法線方向ｄｎに配列されている。
【０１６６】  なお、図１７及び図１８に示す例において、コヒーレント光源２０は、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。図１７及び図１８に示す例において、各コヒーレント光源２０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量を調節することで、被投射領域ＬＰの照明色や被投射領域ＬＰの明るさを制御するようにしてもよい。例えば、投射システム５が、各投射装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを制御する制御器６０を更に有し、制御器６０が、複数の投射装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの光の射出を独立して制御するようにしてもよい。
【０１６７】  さらに、図１９に示すように、一つの投射システム５に含まれた複数の投射装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、互いに隣り合う被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射するようにしてもよい。図１９に示された例において、投射システム５の構成は、図１７に示された投射システム５と同一に構成することができる。ただし、図１９に示された例において、第１の投射装置１０Ａからコヒーレント光が投射される領域は、第１の被投射領域ＬＰ１である。第２の投射装置１０Ｂからコヒーレント光が投射される領域は、第２の被投射領域ＬＰ２である。第３の投射装置１０Ｃからコヒーレント光が投射される領域は、第３の被投射領域ＬＰ３である。第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３は、被投射面ＰＰ上において互いに異なる領域であるが、互いに隣接している或いは建造物から離れた観察者視点での目の解像限界以下の距離だけ離間しているため、人間の目では区別できない程度に近接して位置している。したがって、一つの投射システム５に含まれた複数の投射装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって、第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３の組み合わせとして形成された一つの被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射している。とりわけ図示された例において、被投射領域ＬＰは、長手方向ｄｌを有したライン状の領域であり、第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３は、被投射領域ＬＰを短手方向（幅方向）ｄｗに区分けした領域となっている。
【０１６８】  図１９に示された例によれば、被投射領域ＬＰを短手方向ｄｗに沿った幅を広げることができる。しかも、第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３のそれぞれは、各投射装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって、エッジが鮮明となるようにしてコヒーレント光を投射されているので、被投射領域ＬＰのエッジも鮮明さを維持することができる。観察者には第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が単一のラインを形成するように見えるので、つまり観察者から見るとエッジの鮮明さが保たれたまま、線幅が太くなったラインを観察することが出来る。また、第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３の間で照明色および明るさの少なくとも一方が異なるようにしてもよいし、経時的に変更するようにしてもよい。
【０１６９】  なお、図１７〜図１９を参照して説明した変形例において、一つの投射システム５に含まれる投射装置１０の数は、図示された例に限定されない。
【０１７０】  次に、図２０に示すように、複数の投射装置１０が纏めて投射ユニット７として取り扱われるようにしてもよい。図２０に示された例において、複数の投射装置１０は、互いに同一の被投射領域ＬＰに同一波長域のコヒーレント光を投射するようにしてもよい。このような例によれば、各投射装置１０からの出力を抑制しながら、被投射領域ＬＰを明るく照明することが可能となる。これにより、各投射装置１０の出射面をなす出射端１１が過度に明るくなり過ぎず、レーザー安全性を向上させることができる。
【０１７１】  なお、投射ユニット７を含む投射システム５が、投射ユニット７に含まれる複数の投射装置１０を制御する制御器６０を有するようにしてもよい。制御器６０が、複数の投射装置１０からの光の射出を独立して制御するようにしてもよい。すなわち、制御器６０が、各投射装置１０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量を調節することで、被投射領域ＬＰの明るさを制御することができる。また、一つの投射ユニット７に含まれた複数の投射装置１０を交代で使用することができる。したがって、各投射装置１０が連続して長時間使用されることを抑制して、各投射装置１０の長寿命化を図ることができる。
【０１７２】  さらに、図２１に示すように、投射システム５が、互いに異なる被投射領域ＬＰに光を投射する複数の投射ユニット７Ａ，７Ｂ，７Ｃを有するようにしてもよい。図２１に示された例において、第１の投射ユニット７Ａからコヒーレント光が投射される領域は、第１の被投射領域ＬＰ１である。第２の投射ユニット７Ｂからコヒーレント光が投射される領域は、第２の被投射領域ＬＰ２である。第３の投射ユニット７Ｃからコヒーレント光が投射される領域は、第３の被投射領域ＬＰ３である。第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３は、被投射面ＰＰ上において互いに異なる領域であるが、互いに隣接している或いは区別できない程度に近接して位置している。したがって、一つの投射システム５に含まれた複数の投射ユニット７Ａ，７Ｂ，７Ｃによって、第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３の組み合わせとして形成された一つの被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射している。とりわけ図示された例において、被投射領域ＬＰは、長手方向ｄｌを有したライン状の領域であり、第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３は、被投射領域ＬＰを短手方向ｄｗに区分けした領域となっている。
【０１７３】  図２１に示された例によれば、被投射領域ＬＰを短手方向ｄｗに沿った幅を広げることができる。しかも、第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３のそれぞれは、各投射ユニット７Ａ，７Ｂ，７Ｃによって、エッジが鮮明となるようにしてコヒーレント光を投射されているので、被投射領域ＬＰのエッジも鮮明さを維持することができる。また、第１〜第３の被投射領域ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３の間で照明色および明るさの少なくとも一方が異なるようにしてもよいし、経時的に変更するようにしてもよい。なお、図２１を参照して説明した変形例において、一つの投射システム５に含まれる投射装置１０の数は、図示された例に限定されない。
【０１７４】  次に、図２２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４５を含んでいてもよい。図２２に要素回折光学素子４５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２２に示された例において、複数の要素回折光学素子４５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４５で回折されたコヒーレント光は、被投射領域ＬＰ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、被投射領域ＬＰ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４５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。
【０１７５】  各要素回折光学素子４５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４５が、当該要素回折光学素子４５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。
【０１７６】  図２２に示された例とは異なり、複数の要素回折光学素子４５で回折された光が、互いに異なる領域に投射されるようにしてもよい。図２３に示された例において、回折光学素子４０は、第１〜第１２要素回折光学素子４５Ａ〜４５Ｌを含んでいる。また、被投射領域ＬＰは、第１〜第１２要素被投射領域ＥＬＰＡ〜ＥＬＰＬに区分けされている。第１〜第１２要素回折光学素子４５Ａ〜４５Ｌで回折されたコヒーレント光は、それぞれ、別個の第１〜第１２要素被投射領域ＥＬＰＡ〜ＥＬＰＬに投射されるようになる。投射装置１０は、各要素回折光学素子４５Ａ〜４５Ｌへの光の照射の有無を制御する照射領域制御装置６１を更に有している。照射領域制御装置６１を用いて、各要素回折光学素子４５Ａ〜４５Ｌへの光の照射の有無を制御することにより、任意の要素回折光学素子４５Ａ〜４５Ｌのみにコヒーレント光を投射することができる。すなわち、被投射領域ＬＰ内を所望のパターンで照明することが可能となる。
【０１７７】  図２４及び図２５は、各要素回折光学素子４５Ａ〜４５Ｌへの光の照射の有無を制御する方法の具体例を示している。図２４に示された例において、照射領域制御装置６１は、走査装置６２及び射出制御装置６３を有している。走査装置６２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６２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。図２４に示された例では、走査装置６２は、一つの軸線ＲＡ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ＲＡ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６２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装置を、走査装置６２として広く用いることができる。
【０１７８】  射出制御装置６３は、コヒーレント光源２０からの光の射出およびコヒーレント光源２０からの射出出力を制御する。射出制御装置６３は、走査装置６２の動作に基づいて、各要素回折光学素子４５にコヒーレント光が走査装置６２よって向けられるタイミングを把握している。そして、射出制御装置６３が、所望の要素回折光学素子４５に入射するタイミングでコヒーレント光源２０からコヒーレント光を射出させ、それ以外の要素回折光学素子４５に入射するタイミングでコヒーレント光源２０からコヒーレント光の射出を停止するよう、コヒーレント光源２０を制御する。これにより、被投射領域ＬＰ内を所望のパターンにて照明することができる。また、射出制御装置６３が、コヒーレント光源２０からのコヒーレント光の射出出力を調節することで、被投射領域ＬＰ内を所望の階調パターンの明るさで照明することができる。
【０１７９】  なお、走査装置６２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各要素被投射領域が、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。
【０１８０】  図２５に示された例において、投射装置１０は、各要素回折光学素子４５に対応して別個に設けられた複数のコヒーレント光源を含んでいる。また、投射装置１０は、各コヒーレント光源２０からの光の射出の有無を、他のコヒーレント光源２０からの光の射出の有無から独立して制御する射出制御装置６３を、更に有している。射出制御装置６３が、各コヒーレント光源２０からの光の射出の有無および各コヒーレント光源２０からの射出出力を制御する。したがって、被投射領域ＬＰ内を所望のパターンにて照明することができる。また、射出制御装置６３が、各コヒーレント光源２０からのコヒーレント光の射出出力を調節することで、被投射領域ＬＰ内を所望の階調パターンの明るさで照明することも可能となる。
【０１８１】  次に、図２６に示すように、一つの投射装置１０が、選択的にコヒーレント光を照射される複数の回折光学素子４０を有するようにしてもよい。図２６に示された例において、投射装置１０は、コヒーレント光源２０に対して相対動作可能な支持部材４６を有している。支持部材４６は、複数の回折光学素子４０を支持している。支持部材４６は、コヒーレント光源２０に対して相対動作することで、コヒーレント光源２０から射出したコヒーレント光が入射する回折光学素子４０を変更することができる。
【０１８２】  図２６に示された例において、支持部材４６は、四つの回折光学素子４０Ａ〜４０Ｄを有している。支持部材４６は回転可能となっており、回転することで、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上に位置する回折光学素子４０Ａ〜４０Ｄを変更することができる。第１〜第４回折光学素子４０Ａ〜４０Ｄは、互いに異なる回折特性を有している。例えば、第１回折光学素子４０Ａは、右向き矢印を再生することができ、第２回折光学素子４０Ｂは、下向き矢印を再生することができ、第３回折光学素子４０Ｃは、左向き矢印を再生することができ、第４回折光学素子４０Ｄは、上向き矢印を再生することができる。このような投射装置１０によっても、被投射領域ＬＰのパターンを変更することが可能となる。
【０１８３】  以上のように被投射領域ＬＰのパターンが変更可能な場合、時間、温度、天候、季節、行事等に応じて被投射領域ＬＰのパターンを変更することで、多様でより強く訴えかける演出を実現することができる。更に他の変形例として、異なる回折特性を有した複数の回折光学素子４０を準備しておき、時間、温度、天候、季節、行事等に応じて選択された回折光学素子４０を、支持部材に取り付けるようにしてもよい。この変形例においては、支持手段は、コヒーレント光源２０に対して動作可能である必要はない。
【０１８４】  次に、図２７〜図２９に示すように、コヒーレント光源２０や投射装置１０の過度な使用等の不具合を回避するための工夫がなされるようにしてもよい。複数のコヒーレント光源２０や複数の投射装置１０が用いられる場合、コヒーレント光源２０や投射装置１０を交互に利用することが好ましい。このような例によれば、コヒーレント光源２０や投射装置１０の過度な継続使用を回避することができる。これにより、被投射領域ＬＰに一定の強度のコヒーレント光を継続して投射することができる。また、コヒーレント光源２０及び投射装置１０の寿命を長寿命化させることができる。
【０１８５】  まず、図２７に示された例において、投射装置１０は、複数のコヒーレント光源２０を有している。また、投射装置１０は、コヒーレント光源２０の疲労の程度を検出するセンサ６５を有している。センサ６５は、コヒーレント光源２０の継続使用時間およびコヒーレント光源２０から射出された光の強度の少なくとも一方を計測可能となっている。センサ６５によって計測された使用時間が基準値を上回ると、或いは、センサ６５によって計測された強度が基準値を下回ると、使用されるコヒーレント光源２０が交換される。
【０１８６】  図２７に示された具体例において、投射装置１０は、コヒーレント光源２０から整形光学系３０に向けて射出したコヒーレント光の一部を分離させるビームスプリッター６６を、有している。センサ６５は、ビームスプリッター６６で分離された光に基づき、使用中のコヒーレント光源２０から射出されたコヒーレント光の強度を継続して計測することができる。したがって、センサ６５は、発光強度の低下からコヒーレント光源２０の過度な使用状態を検出することができる。図２７に示された例では、センサ６５での検出結果に基づき、一つの投射装置１０に含まれた複数のコヒーレント光源２０が交互に使用されることになる。
【０１８７】  次に、図２８に示された例において、投射システム５は複数の投射装置１０を含んでおり、各投射装置１０が、当該投射装置１０のコヒーレント光源２０の疲労の程度を検出する上述のセンサ６５を有している。すなわち、図２８に示された例において、各投射装置１０の使用状況が、当該投射装置１０に割り当てられたセンサ６５によって、別個に検出される。
【０１８８】  図２９に示された例において、投射システム５は複数の投射装置１０を含んでおり、投射システム５が、複数の投射装置１０の疲労の程度を検出し得る上述のセンサ６５を有している。すなわち、図２９に示された例において、複数の投射装置１０に対して共通する一つのセンサ６５が割り当てられている。一つのセンサ６５は、稼働中の投射装置１０から射出されたコヒーレント光の強度を計測する。
【０１８９】  図２８及び図２９に示された例では、センサ６５での検出結果に基づき、複数の投射装置１０が交互に使用されることになる。
【０１９０】  次に、図３０〜図３２Ａに示すように、投射システム５が、投射装置１０から射出したコヒーレント光を遮光する遮光部材６８を有するようにしてもよい。遮光部材６８を用いることで、例えば回折光学素子４０での０次光および被投射領域ＬＰでの正反射光等、観察者によって観察され得ない方向に進む不要光を遮光することができる。このような観点から、図３０〜図３２Ａに示すように、遮光部材６８と投射装置１０との間に被投射領域ＬＰが位置するように、言い換えると、被投射領域ＬＰの両側に遮光部材６８及び投射装置１０が位置するように、遮光部材６８を配置すること有効である。
【０１９１】  図３０〜図３２Ａに示された例では、遮光部材６８は、被投射領域ＬＰの近傍に、更には被投射領域ＬＰに隣接して配置されている。さらに厳密には、被投射領域ＬＰの投射装置１０から離間した縁部に隣接して設けられている。このような遮光部材６８によれば、投射装置１０の設置ずれや、投射装置１０に含まれる構成要素の配置ずれ等に起因して意図しない方向に進むコヒーレント光を、遮光することができる。また、被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射して被投射領域ＬＰを照明する際に、被投射領域ＬＰの縁部、例えばライン状の被投射領域ＬＰの終端部を明瞭とすることが可能となる。
【０１９２】  遮光部材６８は、可視光透過性が低い材料や部材から作製され得る。遮光部材６８の可視光透過率は、１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが更に好ましい。遮光部材６８は、吸収による遮光性を有するものであってもよいし、反射による遮光性を有するものであってもよい。
【０１９３】  図３０に示された例において、遮光部材６８は、可視光吸収性を有することで遮光性を発現している。遮光部材６８は、投射装置１０から射出した回折光学素子４０の０次光および被投射領域ＬＰでの正反射光の少なくとも一方の光路上に位置し、０次光および被投射領域ＬＰでの正反射光ＬＳＲの少なくとも一方を吸収する。とりわけ、図３０に示すように、投射装置１０から建造物ＳＴ上の被投射領域ＬＰに鉛直方向における上方にコヒーレント光を投射する場合、多くの観察者は、地面にいることから、被投射領域ＬＰでの正反射光ＬＳＲを観察することはない。すなわち、被投射領域ＬＰでの正反射光ＬＳＲは不要光となっている。したがって、この遮光部材６８によれば、０次光や正反射光ＬＳＲ等の不要光を効率的に吸収することができる。
【０１９４】  図３１に示された例において、遮光部材６８は、例えば反射鏡を有しており、可視光反射性を有することで遮光性を発現する。遮光部材６８は、投射装置１０から射出した回折光学素子４０の０次光および被投射領域ＬＰでの正反射光の少なくとも一方の光路上に位置し、０次光および被投射領域ＬＰでの正反射光ＬＳＲの少なくとも一方を反射する。とりわけ、遮光部材６８は、反射光を被投射領域ＬＰに向けて反射するようになっている。このため遮光部材６８の反射面は、被投射領域ＬＰの法線方向ｄｎから被投射領域ＬＰ側に傾斜している。このような遮光部材６８によれば、不要光を遮光することができるだけでなく、不要光となっていたコヒーレント光を再利用することができる。したがって、コヒーレント光の利用効率を向上させることができる。また、投射装置１０から被投射領域ＬＰに直接入射して正反射した正反射光ＬＳＲの反射方向と、遮光部材６８での反射方向は、おおよそ逆向きになる。したがって、観察者は、種々の方向から、より明るく鮮明に被投射領域ＬＰの照明を観察することができる。とりわけ、図３１に示すように、投射装置１０から建造物ＳＴ上の被投射領域ＬＰに鉛直方向における上方にコヒーレント光を投射する場合、多くの観察者は、地面にいることから、遮光部材６８で反射して被投射領域ＬＰに入射する光を観察しやすくなる。すなわち、被投射領域ＬＰを効率的に明るく観察されるようにすることができる。
【０１９５】  図３２Ａに示された遮光部材６８は、図３１に示された例と同様に、例えば反射鏡を有しており、可視光反射性を有することで遮光性を発現する。この遮光部材６８は、投射装置１０から射出した光が直接入射する位置に配置されている。すなわち、遮光部材６８には、投射装置１０の回折光学素子４０での一次回折光が直接入射するようになっている。遮光部材６８は、投射装置１０からのコヒーレント光を被投射領域ＬＰに向けて反射する。図３２Ａに示された例では、投射装置１０から被投射領域ＬＰに直接入射して正反射した正反射光ＬＳＲの反射方向と、遮光部材６８で反射して被投射領域ＬＰに入射する光の光路が、おおよそ逆向きになる。すなわち、被投射領域ＬＰに対して種々の方向からコヒーレント光が投射されるようになる。したがって、観察者は、種々の方向から、より明るく鮮明に被投射領域ＬＰの照明を観察することができる。
【０１９６】  さらに、図３２Ａに示された例において、投射装置１０での回折光は、被投射領域ＬＰの一部分である第１被投射領域ＬＰ１に向かうコヒーレント光と、遮光部材６８とに向かうコヒーレント光と、に分けられるようにしてもよい。図示された例において、遮光部材６８に直接入射して反射したコヒーレント光は、被投射領域ＬＰの一部分である第２被投射領域ＬＰ２に入射している。そして、第２被投射領域ＬＰ２は、第１被投射領域ＬＰ１よりも鉛直方向における上方に位置している。この例によれば、第２被投射領域ＬＰ２で反射されたコヒーレント光の正反射方向が地上からの観察方向に対してなす角度が、第１被投射領域ＬＰ１で反射されたコヒーレント光の正反射方向が地上からの観察方向に対してなす角度よりも小さくなる。したがって、鉛直方向上方に位置して本来であれば暗く観察されやすくなる第２被投射領域ＬＰ２を効率的に明るく観察することが可能となる。
【０１９７】  なお、図３０〜図３２Ａに示された例において、遮光部材６８は、被投射面ＰＰを画成する建造物ＳＴによって保持されている。しかしながら、これらの例に限られず、図３２Ｂに示すように、遮光部材６８が、建造物ＳＴの一部分として構成されていてもよい。一例として、建造物ＳＴは、壁面から突出した部分、例えば「鼻隠し」、「パラペット」、「ひさし」と呼ばれる部分を含むことがある。このように、建造物ＳＴのうちの被投射領域ＬＰが形成される被投射面ＰＰへの法線方向に突出した突出部が、遮光部材６８を兼ねるようにしてもよい。
【０１９８】  また、図３０〜図３２Ａに示された例において、遮光部材６８は、投射装置１０や投射システム５から大きく離れて被投射領域ＬＰの近傍に配置されている。図３２Ｃに示す例のように、遮光部材６８は、投射装置１０や投射システム５の近傍に設けられていてもよい。図３２Ｃに示された例において、遮光部材６８は、投射装置１０や投射システム５から離間して設けられている。図３２Ｃに示された例において、遮光部材６８は、投射装置１０や投射システム５とは別の部材として設けられている。この遮光部材６８は、例えば地面等に設置されていてもよい。
【０１９９】  また、図３２Ｄに示すように、遮光部材６８は、投射装置１０や投射システム５の一部分として構成されてもよい。図３２Ｄに示された例において、遮光部材６８は、回折光学素子４０の近傍に配置されている。遮光部材６８は、投射装置１０の筐体１５内または投射システム５の筐体内に設けられている。遮光部材６８は、回折光学素子４０での一次回折光の光路外であって、０次回折光の光路上に設けられている。図３２Ｄに示された例において、筐体によって支持された遮光部材６８は、透光性の低い材料、典型的には光吸収性の高い材料によって形成されている。この遮光部材６８は、回折光学素子４０を覆う上述したカバー部材１７として構成され、出射端１１を形成するようにしてもよい。
【０２００】  また、図３２Ｅ〜図３２Ｉに示すように、遮光部材６８を導光部材１８としてより積極的に用いることもできる。図３２Ｅ〜図３２Ｉに示された例において、遮光部材６８は、導光部材１８として、例えば反射鏡や更なる回折光学素子によって構成され、投射装置１０からの光を被投射領域ＬＰに導く。
【０２０１】  図３２Ｅ及び図３２Ｆに示された例において、投射装置１０から射出した光が、すべて、導光部材１８として機能する遮光部材６８に入射している。遮光部材６８は、投射装置１０からの光を被投射領域ＬＰに導く。図３２Ｅに示された被投射領域ＬＰは上下方向に沿った長手方向を有している。図３２Ｆに示された被投射領域ＬＰは水平方向に沿った長手方向を有している。
【０２０２】  図３２Ｇに示された例において、遮光部材６８は、投射装置１０から射出した一部の光を第１被投射領域ＬＰ１に導き、投射装置１０から射出したその他の光を第２被投射領域ＬＰ２に導いている。図示された例において、第１被投射領域ＬＰ１及び第２被投射領域ＬＰ２は、特に限定されないが、ビルＢＬの異なる面に位置している。この例において、導光部材１８として機能する遮光部材６８が、ビームスプリッターとして投射装置１０からの光を分割する機能を更に有していてもよいし、投射装置１０からの光が、遮光部材６８の異なる光路調整機能を有した異なる部分に入射するようにしてもよい。遮光部材６８は、図示された例において二つの別個の離間した部材として構成されているが、一体的に形成された部材であってもよい。
【０２０３】  また、図３２Ｈ及び図３２Ｉに示された例において、投射装置１０から射出した一部の光は第１被投射領域ＬＰ１に入射し、投射装置１０から射出したその他の光は導光部材１８として機能する遮光部材６８に入射している。図３２Ｈに示された例において、遮光部材６８に入射した光は、第２被投射領域ＬＰ２に導かれている。図３２Ｈに示された例において、第１被投射領域ＬＰ１は上下方向に沿った長手方向を有し、第２被投射領域ＬＰ２は水平方向に沿った長手方向を有している。
【０２０４】  一方、図３２Ｉに示された例において、遮光部材６８に入射した光は、図３２Ｇに示された例と同様に、異なる二つの被投射領域ＬＰに導かれている。具体的には、遮光部材６８に入射した一部の光は第２被投射領域ＬＰ２に導かれ、遮光部材６８に入射したその他の光は第３被投射領域ＬＰ３に導かれる。図示された例において、第２被投射領域ＬＰ２及び第３被投射領域ＬＰ３は、ビルＢＬの異なる面に位置し、ともに水平方向に沿った長手方向を有している。図３２Ｉに示された例においても導光部材１８として機能する遮光部材６８が、ビームスプリッターとして投射装置１０からの光を分割する機能を更に有していてもよいし、投射装置１０からの光がそもそも分割されて遮光部材６８の異なる部分に入射するようにしてもよい。遮光部材６８は、図示された例において二つの別個の離間した部材として構成されているが、一体的に形成された部材であってもよい。
【０２０５】  次に、図３３〜図３８に示すように、投射装置１０の配置および投射装置１０から被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射する方向を種々変更することが可能である。例えば図２に示された例において、投射装置１０は、鉛直方向において上方に向けてコヒーレント光を射出している。このような投射装置１０は、例えば図１Ａや図１Ｂに示すように、地面または地面の近傍に設置して、建造物ＳＴのライトアップに用いることができる。投射装置１０から鉛直方向において上方に向けてコヒーレント光を射出する場合には、投射装置１０の配置の自由度を向上させることができ、また、投射装置１０へのアクセスが容易であってメンテナンス等にも都合が良い。
【０２０６】  図３３に示された例において、投射装置１０は、被投射領域ＬＰが形成された被投射面ＰＰへの法線方向ｄｎに突出した突出部７１に、保持されている。図示された例において、この突出部７１は、建造物ＳＴであるビルＢＬの下層階の拡幅部や中間屋根であって、投射装置１０は、ビルＢＬの下層階の拡幅部や中間屋根上に設置されている。投射装置１０は、鉛直方向において上方に向けてコヒーレント光を射出している。突出部７１に保持された投射装置１０からコヒーレント光を射出することで、投射装置１０の支持位置を法線方向ｄｎに沿って被投射領域ＬＰから離間させることができ、これにより、投射領域ＬＰへの入射角度を小さくすることができる。結果として、被投射領域ＬＰを高精度に照明することができる。とりわけパターン照明にも有効となる。なお、入射角度は、入射光の進行方向が被投射面ＰＰへの法線方向ｄｎに対してなす角度のことである。加えて、突出部７１に保持された投射装置１０は、観察者から観察されにくく、より効果的な空間演出を実現することができる。また、投射装置１０が観察者等の通行を阻害することもない。さらに、投射装置１０の配置の自由度を向上させることができ、また、投射装置１０へのアクセスが容易であってメンテナンス等にも都合が良い。
【０２０７】  一方、図３４に示された例において、投射装置１０は、鉛直方向において下方に向けてコヒーレント光を射出している。この例によれば、投射装置１０から投射されて被投射領域ＬＰで反射したコヒーレント光の正反射方向が地上からの観察方向に対してなす角度が、小さくなる。したがって、被投射領域ＬＰを下方から観察する観察者、例えば地面等を歩行中の観察者は、被投射領域ＬＰを明るく観察することができる。
【０２０８】  図３４に示された例において、投射装置１０は、被投射領域ＬＰが形成された被投射面ＰＰへの法線方向ｄｎに突出した突出部７１に、保持されている。図示された例において、この突出部７１は、建造物ＳＴであるビルＢＬ等に設置されたひさし部７２である。ひさし部７２は、一具体例として軒であってもよい。投射装置１０がひさし部７２の下方に配置されることで、投射装置１０を屋外に設置しながら雨や風の影響を小さくして、投射装置１０にコヒーレント光を安定して投射することができる。
【０２０９】  図３５に示された例において、投射システム５は、第１投射装置１０Ａ及び第２投射装置１０Ｂを有している。第１投射装置１０Ａは、第１被投射領域ＬＰ１にコヒーレント光を投射し、第２投射装置１０Ｂは、第２被投射領域ＬＰ２にコヒーレント光を投射する。第１投射装置１０Ａは、地面に設置され、鉛直方向において上方にコヒーレント光を射出している。第２投射装置１０Ｂは、ひさし部７２等をなす突出部７１に保持され、鉛直方向において上方にコヒーレント光を射出している。第２投射装置１０Ｂは、ひさし部７２等をなす突出部７１によって、建造物ＳＴの中間部に保持されている。このように建造物ＳＴの中間部に投射装置１０Ｂを保持することで、投射装置１０と観察者等との干渉を効果的に防止することができ、投射装置１０の設置の自由度を向上させることができる。これにより、多様な演出効果を実現することもできる。なお、図１Ｄに示された例において、投射装置１０は、石垣ＳＷの中間部に保持されており、石垣ＳＷおよび堀ＭＴにコヒーレント光を投射している。
【０２１０】  図３６に示された例でも、投射システム５は、第１投射装置１０Ａ及び第２投射装置１０Ｂを有している。第１投射装置１０Ａは、第１被投射領域ＬＰ１にコヒーレント光を投射し、第２投射装置１０Ｂは、第２被投射領域ＬＰ２にコヒーレント光を投射する。第１投射装置１０Ａ及び第２投射装置１０Ｂは、ひさし部７２等をなす突出部７１に保持され、鉛直方向において下方にコヒーレント光を射出している。第１投射装置１０Ａを保持する突出部７１は、建造物ＳＴの中間部に設置され、第２投射装置１０Ｂを保持する突出部７１は、建造物ＳＴの上部に設置されている。つまり、第１投射装置１０Ａは、建造物ＳＴの中間部に保持され、第２投射装置１０Ｂは、建造物ＳＴの上部に保持されている。このように建造物ＳＴの上部及び中間部に投射装置１０Ａ，１０Ｂを保持することで、観察者等との干渉を効果的に防止することができ、投射装置１０の設置の自由度を向上させることができる。これにより、多様な演出効果を実現することもできる。
【０２１１】  図３７に示された例でも、投射システム５は、第１投射装置１０Ａ及び第２投射装置１０Ｂを有している。第１投射装置１０Ａは、第１被投射領域ＬＰ１にコヒーレント光を投射し、第２投射装置１０Ｂは、第２被投射領域ＬＰ２にコヒーレント光を投射する。第１投射装置１０Ａ及び第２投射装置１０Ｂは、ひさし部７２等をなす共通の突出部７１に保持されている。第１投射装置１０Ａは、突出部７１の下方に保持され、鉛直方向において下方にコヒーレント光を射出している。第２投射装置１０Ｂは、突出部７１の上方に保持され、鉛直方向において上方にコヒーレント光を射出している。したがって、第１投射装置１０Ａ及び第２投射装置１０Ｂの両方が、建造物ＳＴの中間部に保持されている。このように建造物ＳＴの中間部に投射装置１０Ａ，１０Ｂを保持することで、投射装置１０と観察者等との干渉を効果的に防止することができ、投射装置１０の設置の自由度を向上させることができる。これにより、多様な演出効果を実現することもできる。
【０２１２】  図３８に示された例において、投射システム５は、移動可能に保持された投射装置１０を有している。図３８に示された例において、投射装置１０は、ビルＢＬ等の建造物ＳＴに対して鉛直方向および水平方向に移動可能となっている。また、投射装置１０は、ビルＢＬ等の建造物ＳＴに対して向きを変更可能となっている。このような投射システム５によれば、被投射領域ＬＰを変更することができ、多様な演出効果を実現することができる。なお、図３８に示された例において、投射システム５は、第１投射装置１０Ａ及び第２投射装置１０Ｂを有している。第１投射装置１０Ａは、鉛直方向において上方にコヒーレント光を射出し、第２投射装置１０Ｂは、鉛直方向において下方にコヒーレント光を射出する。
【０２１３】  次に、図３９及び図４０Ａ〜図４０Ｉに示すように、被投射面ＰＰ上の被投射領域ＬＰは、直線ライン状に限定されない。被投射領域ＬＰ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を含むようにしてもよい。回折光学素子４０を用いることで被投射領域ＬＰの形状を高い自由度で変更することができる。これにより、多様な演出効果を実現することができる。
【０２１４】  図３９に示された例において、投射システム５は、第１投射装置１０Ａ及び第２投射装置１０Ｂを有している。第１投射装置１０Ａは、第１被投射領域ＬＰ１にコヒーレント光を投射し、第２投射装置１０Ｂは、第１被投射領域ＬＰ１とは異なる第２被投射領域ＬＰ２にコヒーレント光を投射している。第１被投射領域ＬＰ１及び第２被投射領域ＬＰ２は、蛇行した線状の領域となっている。第１被投射領域ＬＰ１及び第２被投射領域ＬＰ２は同一形状であっても異なる形状であってもよい。回折光学素子４０によってコヒーレント光の光路が調節される。したがって、投射装置１０からの被投射領域ＬＰ内の各位置への距離や入射角度の変動が大きくなりやすい直線状または曲線状の被投射領域ＬＰであっても、被投射領域ＬＰにコヒーレント光を高精度に投射して、パターン照明を行うことができる。
【０２１５】  なお、被投射領域ＬＰが線状パターンである場合には、連続した線によって、線状パターンを表すようにしてもよいし、点線によって、線状パターンを表すようにしてもよい。図３９に示された例において、第１の投射装置１０Ａから射出したコヒーレント光が投射される第１の被投射領域ＬＰ１は、連続した線による曲線状の領域となっており、第２の投射装置１０Ｂから射出したコヒーレント光が投射される第２の被投射領域ＬＰ２は、点線による曲線状の領域となっている。すなわち、本件明細書においては、線状の領域とは、連続した線としての領域だけでなく、点線としての領域も含む。
【０２１６】  また、図４０Ａ〜図４０Ｉに示された例では、被投射領域ＬＰが種々のパターンにて形成されている。図４０Ａ〜図４０Ｉに示された例において、被投射領域ＬＰは、方向や向きを表すパターンとなっている。
【０２１７】  また、図１Ｃ、図４１及び図４２に示すように、投射システム５に含まれる複数の投射装置１０の被投射領域ＬＰを組み合わせることで、文字、絵柄、色模様、記号、マーク、イラスト、キャラクター等の何らかのパターンを表すようにしてもよい。
【０２１８】  一例として、図１Ｃ、図４１及び図４２は、いずれも、円柱形状を有した柱ＣＬ上に形成された被投射領域ＬＰにコヒーレント光を投射している。図１Ｃ及び図４１に示された例において、複数の被投射領域ＬＰが第１方向に配列され、各被投射領域ＬＰが第１方向に非平行な方向に延びている。より具体的には、図１Ｃに示された例において、複数の被投射領域ＬＰが、柱ＣＬの周方向に間隔をあけて配列され、各被投射領域ＬＰは、柱ＣＬの長手方向又は鉛直方向に沿ってライン状に延びている。図４１に示された例において、複数の被投射領域ＬＰが、柱ＣＬの長手方向又は鉛直方向に配列され、各被投射領域ＬＰは、柱ＣＬを周方向に周回している。
【０２１９】  図４２に示された例において、柱ＣＬ上には、図１Ｃに示された複数の被投射領域ＬＰと図４１に示された複数の被投射領域ＬＰとが設けられている。すなわち、図４２に示された例において、柱ＣＬの被投射面ＰＰ上には格子状のパターンで複数の被投射領域ＬＰが設けられている。さらに言い換えると、図４２に示された例において、柱ＣＬ上の複数の被投射領域は、第１群の被投射領域と第２群の被投射領域とを含んでいる。第１群の被投射領域に含まれる複数の被投射領域ＬＰは、第１方向（鉛直方向）に配列され、且つ、各被投射領域ＬＰの長手方向は、第１方向と非平行な方向（周方向）、とりわけ直交した方向となっている。第２群の被投射領域に含まれる複数の被投射領域ＬＰは、第１方向と非平行な第２方向（周方向）に配列され、且つ、各被投射領域の長手方向は、第２方向と非平行な方向（鉛直方向）、とりわけ直交した方向となっている。
【０２２０】  被投射面ＰＰ上に複数の被投射領域ＬＰが設定される場合、一つの被投射領域ＬＰに一つの投射装置１０からコヒーレント光を投射するようにしてもよい。すなわち、互いに異なる投射装置１０から射出した光が、異なる被投射領域ＬＰに投射されるようにしてもよい。或いは、一つの被投射領域ＬＰに二以上の投射装置１０からコヒーレント光を投射するようにしてもよい。また、一つの投射装置１０から射出したコヒーレント光が、一つの被投射領域ＬＰのみに入射するようにしてもよい。或いは、一つの投射装置１０から射出したコヒーレント光が、離間した二つの被投射領域ＬＰに分散して投射されるようにしてもよい。
【０２２１】  また、被投射領域ＬＰの少なくとも一部に、互いに異なる複数の波長域のコヒーレント光が投射されるようにしてもよい。具体的には、被投射領域ＬＰの少なくとも一部に、一つの投射装置１０に含まれる異なるコヒーレント光源２０から射出した互いに異なる複数の波長域のコヒーレント光が、投射されるようにしてもよい。或いは、被投射領域ＬＰの少なくとも一部に、異なる投射装置１０から射出した互いに異なる複数の波長域のコヒーレント光が、投射されるようにしてもよい。被投射領域ＬＰに互いに異なる複数の波長域のコヒーレント光が重ねて照射されると、加法混色により、単色のコヒーレント光源２０からのコヒーレント光では再現することが困難な色にて被投射領域ＬＰを照明することが可能となる。例えば、図１７や図１８に示された例において、投射システム５が、赤色の波長域のコヒーレント光を射出する第１投射装置１０Ａと、緑色の波長域のコヒーレント光を射出する第２投射装置１０Ｂと、青色の波長域のコヒーレント光を射出する第３投射装置１０Ｃと、を有するようにしてもよい。この場合、被投射領域ＬＰを所望の色で照明することが可能となる。
【０２２２】  また、投射システム５が適用される建造物ＳＴや自然ＮＴに応じて、例えば被投射領域ＬＰが形成される被投射面ＰＰの色等に基づき、投射光のスペクトル分布を調整することも有効である。これにより、投射システム５が適用される建造物ＳＴや自然ＮＴによらず、予定した演出効果を実現することができる。
【０２２３】  さらに、被投射領域ＬＰに投射するコヒーレント光の明るさ及び色の少なくとも一方を経時変化させるようにしてもよい。具体的には、投射システム５の制御器６０が、投射システム５又は投射ユニット７に含まれる一つの投射装置１０からのコヒーレント光の射出を、他の投射装置１０からのコヒーレント光の射出から独立して制御するようにしてもよい。また、投射システム５の制御器６０が、一つの投射装置１０に含まれる一つのコヒーレント光源２０からのコヒーレント光の射出を、他のコヒーレント光源２０からのコヒーレント光の射出から独立して制御するようにしてもよい。このような制御器６０を用いることで、被投射領域ＬＰに投射する光の明るさ及び色の少なくとも一方を経時変化させることが可能となる。
【０２２４】  更には、上述したパターン照明を可能にする構成を用い、具体例として図２２〜図２６を参照して説明した構成を用い、被投射領域ＬＰのパターンを経時変化させるようにしてもよい。
【０２２５】  季節やイベント等の状況に応じて、被投射領域ＬＰに投射するコヒーレント光の明るさ及び色、被投射領域ＬＰのパターンの一以上を変更することで、多様な演出効果を実現することができる。また、被投射領域ＬＰに投射するコヒーレント光の明るさ及び色、被投射領域ＬＰのパターンの一以上によって、時間、温度および天気のいずれかを表示するようにしてもよい。一具体例として、時間毎に異なる照明色で被投射領域ＬＰが照明されるようにプログラムしておくことで、又は、時間毎に被投射領域ＬＰが異なるパターンとなるようにプログラムしておくことで、照明色の変化により時間を把握できるようにすることができる。
【０２２６】  また、投射システム５が、図２に示すように、音を検出する音感センサ６０ａを更に有するようにしてもよい。そして、制御器６０が、音感センサ６０ａの検出結果に基づいて投射装置１０を制御するようにしてもよい。このような例によれば、人間からの入力を介さずに演出照明（オーディオスペクトラム）を行うことができる。例えば、音量変化や音域の周波数の変化に合わせて、明るさ、色、被投射領域の形状を調整することで、多様な演出効果を実現することができる。
【０２２７】  さらに、投射システム５が、図２に示すように、人を検出する人感センサ６０ｂを更に有するようにしてもよい。そして、制御器６０が、人感センサ６０ｂの検出結果に基づいて投射装置１０からのコヒーレント光の射出を停止するようにしてもよい。このような例によれば、このような例によれば、人の接近時に投射装置１０からの光の射出を停止することができる。
【０２２８】  さらに、投射システム５が、図２に示すように、明るさを検出する明度センサ６０ｃを更に有するようにしてもよい。そして、制御器６０が、明度センサ６０ｃの検出結果に基づいて投射装置１０を制御するようにしてもよい。このような例によれば、このような例によれば、周囲環境の明るさに応じて、被投射領域ＬＰの明るさを調整し、被投射領域ＬＰを明瞭に観察することを可能にすることができる。また、周囲環境の明るさに応じて、投射システム５が自動で点灯および消灯することができる。
【０２２９】  次に、被投射領域ＬＰが形成される被投射面ＰＰに関する工夫について説明する。投射装置１０からの出力を抑制する観点から、被投射領域ＬＰを形成する被投射面ＰＰは、表面凹凸を有していることが好ましい。例えば、建造物ＳＴが、被投射領域ＬＰ内に表面凹凸を有することで、投射されたコヒーレント光がより拡散する。被投射領域ＬＰでの拡散によって、投射装置１０からの出力を維持したまま、被投射領域ＬＰを明るく視認しやすくなり、演出効果をより有効とすることができる。表面凹凸の形状は、特に限定されず、例えば鋸波、正弦波、不規則な凹凸等を採用することができる。
【０２３０】  例えば、図４３に示された例において、被投射領域ＬＰは、建造物ＳＴの外壁のうちの溝が形成された領域に位置している。図４４及び図４５には、図４３に示された被投射領域ＬＰの縦断面図により、表面凹凸形状の例を示している。図４４に示された例において、被投射領域ＬＰを形成する被投射面ＰＰには、矩形形状の凹部が形成されている。図４５に示された例において、被投射領域ＬＰを形成する被投射面ＰＰには、三角形形状の凹部が形成されている。図４４及び図４５に示された例において、被投射面ＰＰの少なくとも一部分が、金属製の枠材によって形成されている。すなわち、被投射領域ＬＰ内となる建造物ＳＴの外壁に、金属製の枠材７４が設けられている。金属製の枠材として、アルミニウム製のサッシや、金属製の装飾材が例示される。このような枠材７４は、一般的に、建造物ＳＴの外壁のうちで反射率の高い部位と言える。したがって、被投射領域ＬＰでの光拡散によって被投射領域ＬＰを視認しやすくすることができ、演出効果をより有効に実現することができる。
【０２３１】  また、被投射領域ＬＰが、建造物ＳＴの外壁のうちのガラスや樹脂からなる部分であってもよい。ガラスや樹脂からなる部分の典型例として、窓等の開口部を典型例として例示することができ、その他として看板等の装飾部を例示することができる。このような部分は、一般的に、建造物ＳＴの外壁のうちで反射率の高い部位と言え、これにより、被投射領域ＬＰの視認性を改善することができる。更に好ましくは、図４６及び図４７に示すように、被投射領域ＬＰ内となる建造物ＳＴの外壁に、凹凸を有したガラス又は樹脂層が設けられている。例えば、図４６に示された例では、ガラス製または樹脂製の窓材７５に、凹凸が形成されている。図４７に示された例では、ガラス製または樹脂製の窓材７５に、凹凸を有する樹脂層７６、例えばアンチグレア層が積層されている。凹凸を有したガラスとして、例えば型ガラスを用いることができる。また、フッ酸処理によって、ガラスに凹凸を形成することができる。ガラス製または樹脂製の窓材７５に積層する層７６は、入射光を拡散させる機能を有していれば十分であり、凹凸を有した樹脂層７６に限られることなく、例えばルーバーフィルムや採光フィルムを用いてもよい。
【０２３２】  さらに、被投射領域ＬＰ内となる建造物ＳＴの壁面に、凹凸加工が施されていてもよい。例えば、塗料を塗工またはスプレー状に吹き付けることによって、建造物ＳＴの壁面に凹凸を形成することができる。また、拡散要素入りのインキを塗工することによって、建造物ＳＴの壁面に凹凸を形成することができる。さらに、建造物ＳＴの壁面自体に凹凸を、例えばローラー加工によって、形成してもよい。例えば、ライン状の被投射領域ＬＰについては、長手方向ｄｌに配列された凹凸、とりわけ長手方向ｄｌに配列され且つ幅方向ｄｗに延びる凹凸を形成するようにしてもよい。
【０２３３】  さらに、図４８に示すように、被投射領域ＬＰ内となる建造物ＳＴの外壁が、蛍光材料および燐光材料の少なくとも一方を含むようにしてもよい。図４８に示された例において、建造物ＳＴの外壁に、蛍光材料および燐光材料の少なくとも一方を含む発光層７７が積層されている。被投射領域ＬＰにコヒーレント光が投射されると、発光層７７は、当該コヒーレント光とは異なる波長域の拡散光を射出するようになる。これにより、被投射領域ＬＰを視認しやすくすることができ、有効な演出効果を実現することができる。なお、被投射領域ＬＰ内において、蛍光材料および燐光材料の密度が異なるようにして、発光特性を調整してもよい。
【０２３４】  また、上述してきたように、回折光学素子４０を用いてコヒーレント光の光路を調整すすることにより、コヒーレント光を被投射領域ＬＰに向けるようにしている。回折光学素子４０の高い光路調整能によれば、回折光学素子４０の回折面４１を、被投射領域ＬＰが形成する被投射領域ＬＰと垂直にすることもできる。また、投射装置１０が、被投射領域ＬＰが形成する被投射面ＰＰに垂直な出射端１１を有することも可能である。すなわち、回折光学素子４０を用いた投射装置１０によれば、投射装置１０から遠く離間した位置まで延びる被投射面ＰＰに対して高精度に光を投射することができる。これにより、演出効果をより有効に発揮することができる。さらに、図４９に示すように、さらに既に参照した図１Ｂ、図１Ｃ、図４１、図４２等に示すように、被投射領域ＬＰが形成する被投射面ＰＰの少なくとも一部が曲面となっていてもよい。
【０２３５】  なお、投射システム付き建造物ＰＳＴ、投射システム５及び投射ユニット７は、複数の投射装置１０を含んでいる。投射装置１０の電気系統に破損が生じた場合、自律的に消灯するシステムを搭載していてもよい。例えば、複数の投射装置１０の間で、或いは、複数の投射装置１０を統合するサーバ、例えば制御器６０と各投射装置１０との間で、メッシュ型ネットワークやセンター集約型ネットワークを構築して、定期的にメッセージを送信することで、投射装置１０の電気系統の破損を検出することができる。そして、電気系統の破損によってメッセージ通信が停止した投射装置１０について、照明を自律的に停止するとともに、破損している旨を人間へ報知する。また、複数の投射装置１０によって一つの照明を担っている場合には、メッセージ通信が停止した投射装置１０を含む複数の投射装置１０の照明を自律的に停止するようにしてもよい。
【０２３６】  また、図５０に示すように投射装置１０が、被投射領域ＬＰに投射されるコヒーレント光とは別途の被検出光ＬＤを射出し、投射システム５が、この被検出光ＬＤを検出する光検出器７８を有するようにしてもよい。このような投射システム５によれば、投射装置１０が傾いた等の異常を検出することができる。また、光検出器７８が、投射装置１０の回折光学素子４０での０次光を遮光する遮光部材としても機能し得る点においても好ましい。さらに、投射システム５に含まれる投射装置１０のそれぞれに対応して光検出器７８を設けておくことによって、投射装置１０の設置状態または投射装置１０の構成要素の保持状態に関する異常を高精度に検出することができる。
【０２３７】  さらに、上述してきた例において、投射装置１０が、回折光学素子４０を有する例を示したが、この例に限られない。投射装置１０が、回折光学素子４０に代えてまたは回折光学素子４０に加えて、マイクロレンズアレイ、光拡散フィルム、フロスト拡散板などの光拡散素子を含むようにしてもよい。この例において、コヒーレント光源２０からの光は、マイクロレンズアレイに入射して、マイクロレンズアレイによって光路を被投射領域ＬＰに向けて調整されるようになる。
【０２３８】  さらに、上述した例において、被投射領域ＬＰの全域にわたって輝度を均一化して照明する例を示したが、この例に限られない。一例として図５１に示すように、被投射領域ＬＰ内で輝度が不均一となるようにしてもよい。被投射領域ＬＰ内の明るさに分布を設けることで、奥行き感を生じさせ、錯覚により空間が広がるように観察され得る。例えば、平面としての被投射面ＰＰを曲面や凹凸を有した面として観察されるようにすることができ、さらに例えば建造物ＳＴの壁面からなる被投射面ＰＰの質感を変化させることもできる。これにより、効果的な空間演出を実現することができる。さらに、波長帯域ごとに異なる輝度分布パターンを重ね合わせることで、例えば上方が青、中央が緑、下方が赤に変化していくような虹色グラデーションのラインのような表現も可能である。
【０２３９】  なお、投射システム５及び投射装置１０は、被投射面ＰＰ上に点像ＰＩのパターンを再生することによって、被投射領域ＬＰを照明することができる。この例において、図５２に示すように、回折光学素子４０又は要素回折光学素子４５は、典型的には計算機合成ホログラムであり、コヒーレント光を回折して複数の点像ＰＩを被投射面ＰＰ上に再生する。つまり、被投射面ＰＰ上の被投射領域ＬＰは、複数の点像ＰＩの集合体によって、照明されることになる。回折光学素子４０又は要素回折光学素子４５が点像ＰＩのパターンを再生することによって被投射領域ＬＰを照明する場合、図５２に示すように、点像ＰＩのパターンを変化させることで、被投射領域ＬＰ内における輝度の分布を容易に調節することができる。例えば、被投射領域ＬＰ内における各位置において点像ＰＩの密度や各点像ＰＩの強度を変化させることで、被投射領域ＬＰ内における輝度の分布を変化させることができる。図５２に示すように、点像ＰＩの密度を低下させることで、つまり疎とすることで、被投射領域ＬＰの当該位置における輝度を低下させることができる。また、各点像ＰＩの強度を低下させることで、とりわけ各点像ＰＩの密度を変えずに各点像ＰＩの強度を低下させることで、被投射領域ＬＰの当該位置における輝度を低下させることができる。
【０２４０】  一方、観察者からの被投射領域ＬＰ内の各位置までの距離を考慮して、被投射領域ＬＰ内における各位置において点像ＰＩのパターンを調節することで、被投射領域ＬＰ内の輝度分布を容易に均一化することができる。観察者から離間した位置にある被投射領域ＬＰは暗く観察され且つ観察者に近接した位置にある被投射領域ＬＰは眩しく観察される傾向が生じる。したがって、観察者が地上にいることを想定して、観察者から離間した、つまり地面から離間した被投射領域ＬＰに投射される点像のパターンを密に設定し、観察者に近接した、つまり地面に近接した被投射領域ＬＰに投射される点像のパターンを疎に設定してもよい。また、観察者が地上にいることを想定して、観察者から離間した、つまり地面から離間した被投射領域ＬＰに投射される各点像ＩＰの強度を高く設定し、観察者に近接した、つまり地面に近接した被投射領域ＬＰに投射される各点像ＩＰの強度を低く設定してもよい。
【０２４１】  さらに、上述した例において、投射システム５や投射ユニット７に含まれる複数の投射装置１０が、互いに同一の被投射領域ＬＰを照明する例、一部分において互いに重複する被投射領域ＬＰを照明する例、一部分も重複しない互いに異なる被投射領域ＬＰを照明する例を示した。更に、複数の投射装置１０が少なくとも部分的に異なる被投射領域ＬＰを照明する場合、被投射領域ＬＰの面積が互いに異なるようにしてもよい。観察者から離間した位置にある被投射領域ＬＰは暗く観察され且つ観察者に近接した位置にある被投射領域ＬＰは眩しく観察される傾向が生じる。したがって、図５３に示すように、観察者が地上にいることを想定して、観察者から離間した、つまり地面から離間した被投射領域ＬＰの面積を小さく設定し、観察者に近接した、つまり地面に近接した被投射領域ＬＰの面積を大きく設定するようにしてもよい。図５３に示された例において、複数の投射装置１０の出力を同一または同程度に設定している。つまり、各投射装置１０からの出射光の放射束は同一または同程度となっている。このような例によれば、一定の放射束の光が比較的に狭い領域に向けられることから、暗く観察される傾向にある観察者または地面から離間した領域を明るく観察することができる。また、一定の放射束の光が比較的に広い領域に向けられることから、明るく観察される傾向にある観察者または地面に近接した領域を眩しく感じることなく観察することができる。
【０２４２】  また、図５３に示された例において、各被投射領域ＬＰの面積は、長手方向ｄｌに沿った長さを変更することにより、変化させている。言い換えると図５３に示された例において、複数の被投射領域ＬＰは一方向に配列され、各被投射領域ＬＰの一方向に沿った長さが異なっている。一方、各被投射領域ＬＰの一方向に直交する方向に沿った長さは互いに同一となっている。しかしながら、この例に限られず、長手方向ｄｌに沿った長さを変更することに代えて又は長手方向ｄｌに沿った長さを変更することに加えて、各被投射領域ＬＰの幅方向ｄｗに沿った長さを変更するようにしてもよい。各被投射領域ＬＰの幅は、図５４に示すように連続的に変化するようにしてもよい、図５５に示すように段階的に変化するようにしてもよい。各被投射領域ＬＰの幅の変化量を抑えておくことで、全体の被投射領域を遠方から観察する観察者や、全体の被投射領域を長手方向ｄｌにおける一方の側から観察する観察者が、被投射領域ＬＰの幅の変化を知覚できないようにすることができる。その一方で、上述したように、観察者は、暗く観察される傾向にある離間した領域を明るく観察することができ、明るく観察される傾向にある近接した領域を眩しく感じることなく観察することができる。
【０２４３】  上述した具体例において、複数の要素回折光学素子４５で回折された回折光が、互いに同一の要素被投射領域ＥＬＰを照明する例、一部分において互いに重複する要素被投射領域ＥＬＰを照明する例、一部分も重複しない互いに異なる要素被投射領域ＥＬＰを照明する例を示した。複数の要素回折光学素子４５で回折された回折光が少なくとも部分的に異なる要素被投射領域ＥＬＰを照明する場合、図５３〜図５５を参照しながら説明した複数の被投射領域ＬＰの間での面積変化と同様に、一例として図５６に示すように、要素被投射領域ＥＬＰの面積を変化させるようにしてもよい。要素被投射領域ＥＬＰの面積を変化させることで、例えば、観察者が、暗く観察される傾向にある離間した領域を明るく観察することができ、明るく観察される傾向にある近接した領域を眩しく感じることなく観察することができる。
【０２４４】  上述してきたように、コヒーレント光源２０及び回折光学素子４０を有する投射装置１０を用いることで、被投射領域ＬＰの周縁を明瞭にしながら被投射領域ＬＰを照明することができる。投射システム５は、このような投射装置１０との組み合わせにおいて、投射装置１０よりも拡散性の強い光を射出する補助投射装置１３を更に有するようにしてもよい。図５７に示すように、投射装置１０とともに補助投射装置１３を用いることで、投射装置１０によって照明される被投射領域ＬＰの縁の鮮明性や明瞭性を際立させることができる。これにより、投射システム５及び投射装置１０による演出効果を更に増強することができる。
【０２４５】  補助投射装置１３は、一例として、コヒーレント光源２０に代えて非コヒーレント光源２５、例えば発光ダイオードを有するようにしてもよい。また、補助投射装置１３は、回折光学素子４０に代えて拡散素子４９を有するようにしてもよい。拡散素子としては、拡散板や蛍光体等を例示することができる。補助投射装置１３は、非コヒーレント光源との組み合わせにおいて、上述した回折光学素子４０を有するようにしてもよい。補助投射装置１３は、回折光学素子４０以外の拡散素子４９との組み合わせにおいて、コヒーレント光源２０、例えばレーザー光源を有するようにしてもよい。
【０２４６】  図５７に示された例において、投射ユニット７は、投射装置１０と、第１の補助投射装置１３Ａ及び第２の補助投射装置１３Ｂとを有している。投射装置１０は被投射領域ＬＰを照明し、第１の補助投射装置１３Ａは、第１の補助被投射領域ＳＬＰＡを照明し、第２の補助投射装置１３Ｂは、第２の補助被投射領域ＳＬＰＢを照明する。この例において、被投射領域ＬＰの縁部の鮮明性さが、第１の補助被投射領域ＳＬＰＡ及び第２の補助被投射領域ＳＬＰＢの縁部との比較によって際立つ。これにより、投射ユニット７による演出効果をより有効とすることができる、
【０２４７】  とりわけ図５７に示された例において、被投射領域ＬＰは、第１の補助被投射領域ＳＬＰＡ及び第２の補助被投射領域ＳＬＰＢの間に位置している。したがって、被投射領域ＬＰの縁部の鮮明性さが、第１の補助被投射領域ＳＬＰＡ及び第２の補助被投射領域ＳＬＰＢの縁部との比較によって効果的に際立ち、投射ユニット７による演出効果をより有効とすることができる。加えて、被投射領域ＬＰ、第１の補助被投射領域ＳＬＰＡ及び第２の補助被投射領域ＳＬＰＢは、これらの配列方向と非平行な方向、とりわけこれらの配列方向と直交する方向に長手方向を有している。このため、被投射領域ＬＰの縁部の鮮明性さを極めて効果的に強調することができる。
【０２４８】  なお、この投射システム５において、投射装置１０からの照明光の波長域は、補助投射装置１３からの照明光の波長域と同一でもよいし、異なっていてもよい。
【０２４９】  さらに、図５７に示された例において、補助投射装置１３は、発光ダイオード等の非コヒーレント光源２５と、非コヒーレント光源２５からの光を回折する回折光学素子４０と、を有する例を示したが、上述したように、補助投射装置１３は、非コヒーレント光源２５と、非コヒーレント光源２５からの光を拡散する拡散素子４９と、を有するようにしてもよいし、図５８に示すように、コヒーレント光源２０と、コヒーレント光源２０からの光を拡散する拡散素子４９と、を有するようにしてもよい。なお、図５８に示された例において、投射装置１０が照明する被投射領域ＬＰは特定のパターン、とりわけ図示された例では文字を表示するパターンを有している。
【０２５０】  また、図５９及び図６０に示すように、ビルＢＬのような建造物ＳＴの外面が多数のパネル材７９を含むことも多い。パネル材７９は光沢度が高く、パネル材７９の正反射率は非常に高くなる傾向がある。したがって、このような建造物ＳＴについては、隣り合うパネル材７９の間に位置する繋ぎ目となる領域８０を被投射領域ＬＰとすることが好ましい。一般的に、この繋ぎ目領域８０の拡散反射率は、光沢を有したパネル材７９の拡散反射率よりも高くなる傾向がある。したがって、投射装置１０及び投射システム５を用いて繋ぎ目領域８０を照明することで、観察者に視認されやすい有効な演出を行うことが可能となる。図５９に示された例では、ストライプ状の被投射領域ＬＰが繋ぎ目領域８０に形成されており、図６０に示された例では、格子状の被投射領域ＬＰが繋ぎ目領域８０に形成されている。
【０２５１】  さらに、投射システム５及び投射装置１０は、ビルＢＬ等の建造物ＳＴの内部に設置されるようにしてもよい。このとき、建造物ＳＴの外面（外壁）が透光性を有するとともに拡散性を有することで、外面（外壁）上に照明を行うことができる。図６１に示された例では、建造物ＳＴの内部に、具体例としてビルＢＬのロビーに、投射システム５を設置した例を示している。ビルＢＬは、透明ガラスからなるパネル材７９を外壁材として有している。そして、このパネル材７９は、外面、内面又は内部に拡散性を有しており、投射システム５から投射された光を拡散することができる。例えば、パネル材７９の内面や外面に凹凸が設けられていてもよいし、パネル材７９の内部に拡散材や気泡等の拡散要素が設けられていてもよい。また、パネル材７９が、図４７を参照して説明した樹脂層７６を有していてもよいし、図４８を参照して説明した発光層７７を有していてもよい。
【０２５２】  被投射領域ＬＰを形成するパネル材７９は、複数の透光性板材を接合してなる合わせガラスであってもよいし、複数の透光性板材が間隔をあけて一つの支持材、例えばサッシによって支持してなるペアガラスであってもよいし、複数の透光性板材が別の支持材、例えばサッシによって支持された二重窓であってもよい。合わせガラス、ペアガラス、二重窓が被投射領域ＬＰを形成する場合、合わせガラス、ペアガラス、二重窓を構成するいずれか一つの透光性板材が、その内部または表面に拡散性を有していればよい。
【０２５３】  なお、以上において上述した実施の形態に対して適用可能な多数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１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
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【図３２Ｅ】
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【図３２Ｆ】
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【図３２Ｇ】
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【図３２Ｈ】
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【図３２Ｉ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４０Ｃ】
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【図４０Ｄ】
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【図４０Ｅ】
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【図４０Ｆ】
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【図４０Ｇ】
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【図４０Ｈ】
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【図４０Ｉ】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【国際調査報告】
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