JP2018181545A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な形態での照明及び光表示を可能にする照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置は、光源部、導光光学系、及び第１回折光学素子１３を備える。導光光学系は、光源部からの光Ｌを第１回折光学素子１３に導く。第１回折光学素子１３は、入射された光Ｌを第１のパターン（例えばチェッカーフラグ状パターン）Ｐ１で出射する。第１回折光学素子１３から出射した光Ｌは、照明領域Ｒに第２のパターン（例えば円環状パターン）で投影される。
【選択図】図２

Description

本発明は、回折光学素子によって回折された光を照明光として用いる照明装置に関する。

光源及びホログラム素子を組み合わせて、路面等の領域を所望パターンで照明する照明装置が知られている。例えば特許文献１が開示する車両用の照明装置によれば、レーザ光及びホログラムを使って、文字等の情報を路面に投影することができる。

特開２０１５−１３２７０７号公報

上述のようにレーザ光などのコヒーレント光をホログラム素子などの回折光学素子と組み合わせて使用することで、比較的広範囲の照明領域に対して所望パターンの照明を行うことができ、観察者は照明領域に映し出される所望パターンを安全に視認することができる。そのため、コヒーレント光及び回折光学素子を使用した上述のような照明装置は、車両分野だけではなく、様々な分野の装置に応用が可能である。

その一方で、照明装置は、様々な情報を様々な形態で提供するための更なる工夫が求められている。例えば車両用の照明装置の分野では、各車両の搭乗者、歩行者、或いは他の車両の搭乗者に対して交通等に関連する情報を効果的に提供し、各人の注意喚起を促すことが可能な照明形態の更なる提案が望まれている。また照明装置は、優れた照明性能や情報提供性能を示すだけではなく、使用機器や使用環境に応じた良好なデザイン性を持った光表示を行うことも求められている。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、様々な形態での照明及び光表示を可能にする照明装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、光源部と、第１回折光学素子と、光源部からの光を第１回折光学素子に導く導光光学系と、を備え、第１回折光学素子は、入射された光を第１のパターンで出射し、第１回折光学素子から出射した光は、照明領域に第２のパターンで投影される照明装置に関する。

第１回折光学素子は、第１のパターンに応じて配置された遮光部であって、光の少なくとも一部を遮る遮光部を有してもよい。

第１回折光学素子は、第１のパターンに応じて配置された１又は複数種類のカラーフィルタを有してもよい。

光源部は、互いに異なる波長の光を発する複数の光源を含み、導光光学系は、複数の光源の各々から発せられる光を、第１回折光学素子のうち、第１のパターン及び当該光の波長に基づいて定められる領域に導いてもよい。

導光光学系は、光源部からの光を第１回折光学素子上で走査させてもよい。

導光光学系は、光源部からの光の空間的な分布を第１のパターンに応じて変調し、変調後の光を第１回折光学素子に導いてもよい。

導光光学系は、入射された光を第１のパターンで出射する第２回折光学素子を有し、第２回折光学素子から出射した光は、第１回折光学素子上に第１のパターンで投影されてもよい。

第１回折光学素子は、複数の要素拡散領域を含み、複数の要素拡散領域は、照明領域において互いに同じ範囲に向けて光を出射してもよい。

第１回折光学素子は、複数の要素拡散領域を含み、複数の要素拡散領域は、照明領域において互いに異なる範囲に向けて光を出射してもよい。

第１のパターンは、第２のパターンと同じパターンを有してもよい。

第１のパターンは、第２のパターンと異なるパターンを有してもよい。

本発明によれば、様々な形態での照明及び光表示を可能にする照明装置を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態における、第１回折光学素子から出射される光の第１のパターンと、照明領域に投影される光の第２のパターンとを概略的に示す図である。 図３は、第２の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。 図４は、第２の実施形態における、第１回折光学素子から出射される光の第１のパターンと、照明領域に投影される光の第２のパターンとを概略的に示す図である。 図５は、第３の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。 図６は、第３の実施形態における、第１回折光学素子から出射される光の第１のパターンと、照明領域に投影される光の第２のパターンとを概略的に示す図である。 図７は、第４の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。 図８は、第４の実施形態における、第１回折光学素子から出射される光の第１のパターンと、照明領域に投影される光の第２のパターンとを概略的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、縮尺および縦横の寸法比等を実物のそれらから適宜変更している。また、本明細書において用いられる形状、幾何学的条件、及びそれらの程度を特定する用語及び値（例えば「平行」、「直交」及び「同一」等の用語、及び長さや角度等の値）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。

以下の各実施形態に係る照明装置１０は、車両用ライト（例えばヘッドライトやテールライト）として使用されることが想定されているが、その適用対象や利用態様は特に限定されない。例えば、車両以外の移動体（例えば船舶や飛行機など）や道路等の非移動体に設置される照明装置に対しても、以下の各実施形態に係る照明装置１０を応用することが可能である。またヘッドライトやテールライト以外の用途で用いられる照明装置に対しても以下の各実施形態に係る照明装置１０を応用することが可能であり、例えば室内および屋外の一般照明用の照明装置、サイン灯、投光照明（スポットライト）、非常灯、及び誘導灯等に対しても以下の各実施形態に係る照明装置１０を応用することが可能である。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る照明装置１０の概略構成を示す図である。図２は、第１の実施形態における、第１回折光学素子１３から出射される光Ｌの第１のパターンＰ１と、照明領域Ｒに投影される光Ｌの第２のパターンＰ２とを概略的に示す図である。

本実施形態の照明装置１０は、図１に示すように、光源部１１、導光光学系１２及び第１回折光学素子１３を備える。

光源部１１は、導光光学系１２に向けて光Ｌを発する。導光光学系１２から発せられる光Ｌは、レーザ光等のコヒーレント光であってもよいし、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光等の非コヒーレント光であってもよい。また光源部１１は、単一の光源を含んでいてもよいし、複数の光源を含んでいてもよく、典型的には、相互に異なる波長域の光（例えば赤色光、緑色光及び青色光）を発する複数の光源によって光源部１１を構成することができる。なお、光源部１１の発光のオン及びオフ（すなわち点灯及び消灯）は図示しない制御装置によって制御可能であり、複数の光源が設けられる場合には、光源毎に発光のオン及びオフが制御され、光源間で発光の有無が相互に関連づけられてもよい。また光源部１１の発光を制御する代わりに、或いはそのような制御に加え、シャッタを光源部１１（例えば各光源）と導光光学系１２との間に設置し、当該シャッタの開閉を図示しない制御装置により制御してもよい。

導光光学系１２は、光源部１１と第１回折光学素子１３との間に配置され、光源部１１からの光Ｌを整形し、整形後の光Ｌを第１回折光学素子１３に導く。図１に示す導光光学系１２は、凸レンズ１２ａ及びシリンドリカルレンズ１２ｂによって構成されているが、導光光学系１２の具体的な構成は特に限定されない。すなわち、光源部１１からの光Ｌを第１回折光学素子１３の光入射領域の形状に応じた適切な形状に整形することが可能な単種類の光学系又は複数種類の光学系の組み合わせによって、導光光学系１２を構成することができる。したがって導光光学系１２は、例えばコリメートレンズを含んでいてもよく、平行化された光Ｌを第１回折光学素子１３に入射させてもよい。

また図１では、光源部１１、導光光学系１２、及び第１回折光学素子１３が同一直線上に配置されているように示されているが、実際には、これらの要素の配置位置は限定されない。すなわち導光光学系１２は、光Ｌの進行路において光源部１１と第１回折光学素子１３との間に設けられていればよく、必ずしも特定方向に関して光源部１１と第１回折光学素子１３との間に設けられている必要はない。したがって、光源部１１から導光光学系１２への光Ｌの進行方向と導光光学系１２から第１回折光学素子１３への光Ｌの進行方向とは、相互に同じであってもよいし、相互に異なっていてもよい。光Ｌの進行路を変える場合には、反射等により光Ｌの進行方向を変えられるミラー等の光学素子が適宜配置されてもよい。

また光源部１１が複数の光源を含む場合、光源毎に別個の導光光学系１２が設けられてもよい。したがって、波長域が相互に異なる複数種類の光Ｌが光源部１１から発せられる場合には、各種の光Ｌの特性に応じて最適化された複数の導光光学系１２によって、複数種類の光Ｌを第１回折光学素子１３に対して適切に入射させることも可能である。

第１回折光学素子１３は、導光光学系１２からの光Ｌを回折し、入射角度に応じた角度で光Ｌを出射し、出射した光Ｌによって照明領域Ｒを照明する。この第１回折光学素子１３の具体的な構成は特に限定されないが、典型的にはホログラム素子によって第１回折光学素子１３を構成できる。第１回折光学素子１３としてホログラム素子を用いる場合、回折特性を設計し易く、照明領域Ｒにおける所望範囲を照明するための回折パターンを比較的簡単に第１回折光学素子１３に持たせることができる。また、ホログラム素子の他の利点の一つは、光源からの光Ｌ（例えばレーザ光）のエネルギー密度を拡散により低減できることである。またホログラム素子の他の利点の一つは、第１回折光学素子１３が指向性のある面光源として利用可能になるため、従来の点光源として機能するランプ光源と比べると、同じ照度分布を達成するための光源面上の輝度を低下できることである。したがって第１回折光学素子１３としてホログラム素子を利用することにより、光源部１１からの光Ｌとしてレーザ光等のエネルギー密度の高い光を安全性高く利用することが可能であり、第１回折光学素子１３を通過した光Ｌを人間の目で直視しても、単一点光源を直視する場合に比べ、人間の目に悪影響を与えるおそれが小さい。

このような第１回折光学素子１３の回折パターンの形成手法は特に限定されない。例えば、互いに干渉性のあるコヒーレント光からなる参照光及び物体光をホログラム感光材料に照射して当該ホログラム感光材料に干渉縞を形成することによって、所望の回折パターンを有する第１回折光学素子１３を作ることが可能である。また、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）によって第１回折光学素子１３の回折パターンを実現することも可能であり、この場合には、任意の回折特性を持つ干渉縞の設計をコンピュータ上で行うことができ、利便性が高い。

なお光源部１１が複数の光源を含む場合、光源間で１つの第１回折光学素子１３が共用されてもよいし、光源毎に別個の第１回折光学素子１３が設けられてもよい。光源間で１つの第１回折光学素子１３を共用する場合、各光源に対して第１回折光学素子１３のうちの特定の範囲が割り当てられ、第１回折光学素子１３における光Ｌの入射範囲が光源間で異なっていてもよい。したがって、波長域が相互に異なる複数種類の光Ｌが光源部１１から発せられる場合、導光光学系１２は、各種の光Ｌの特性に応じて最適化された第１回折光学素子１３の範囲に対して複数種類の光Ｌを入射させることも可能である。

第１回折光学素子１３は、図２に示すように、導光光学系１２から入射された光Ｌを第１のパターンＰ１で出射し、第１回折光学素子１３から出射した光Ｌは、照明領域Ｒに第２のパターンＰ２で投影される。

本実施形態の第１回折光学素子１３は、第１のパターンＰ１に応じて配置された遮光部２２を有する。遮光部２２は、導光光学系１２から入射した光Ｌの少なくとも一部（本実施形態では全部）を遮るマスクとして働く。そのため、第１回折光学素子１３のうち「遮光部２２が配置される箇所」と「遮光部２２が配置されない箇所」との間で形成される光Ｌのコントラストを利用することで、第１のパターンＰ１の光Ｌを第１回折光学素子１３から出射させることができ、任意の意匠や情報（例えば、絵、柄（模様）、文字及び記号等）を第１回折光学素子１３上に表示できる。この第１のパターンＰ１は、周期的に繰り返される１又は複数の単位パターンが含まれていてもよいし、そのような単位パターンを含まなくてもよい。

図２に示す第１回折光学素子１３では、複数の遮光部２２がチェッカーフラグ状に配置され、第１のパターンＰ１がチェッカーフラグ状パターンにより構成されており、第１回折光学素子１３は導光光学系１２から入射された光Ｌをチェッカーフラグ状パターンで出射する。したがって、第１回折光学素子１３を観察した人は、チェッカーフラグ状パターンの光Ｌを視認することができる。なお、図２は遮光部２２を例示的に示しているに過ぎず、遮光部２２の具体的な構成や具体的な配置態様は特に限定されない。例えば、遮光フィルムによって遮光部２２が構成されてもよく、当該遮光フィルムを第１のパターンＰ１に応じた回折素子の所定箇所（例えば導光光学系１２側の表面）に貼り付けることによって、本実施形態の第１回折光学素子１３を構成することができる。

そして、第１回折光学素子１３から第１のパターンＰ１で出射した光Ｌ（すなわち回折光）は、照明領域Ｒにおいて第２のパターンＰ２で投影される。図２では、円環状パターンによって第２のパターンＰ２が構成されているが、他のパターンによって第２のパターンＰ２が構成されてもよく、任意の意匠や情報（例えば、絵、柄（模様）、文字及び記号等）を第２のパターンＰ２として照明領域Ｒに投影することが可能である。この第２のパターンＰ２は、周期的に繰り返される１又は複数の単位パターンが含まれていてもよいし、そのような単位パターンを含まなくてもよい。第２のパターンＰ２が投影される照明領域Ｒは、第１回折光学素子１３から出射した光Ｌによって照らされる領域である。照明装置１０が車両に搭載される場合、通常は、当該車両が走行する路面によって照明領域Ｒが構成され、当該車両の搭乗者、歩行者或いは他の車両の搭乗者によって照明領域Ｒに投影された第２のパターンＰ２の光Ｌが視認可能となる。

図２に示す第１回折光学素子１３は、複数の要素拡散領域２１に区分され、各要素拡散領域２１がホログラム素子によって構成されている。図２に示す各要素拡散領域２１は矩形状を有するが、要素拡散領域２１の形状は特に限定されず、要素拡散領域２１同士は、互いに同じ形状及び面積を有していてもよいし、互いに異なる形状及び面積を有していてもよい。

図２に示す第１回折光学素子１３では、上下左右に隣り合って配置される要素拡散領域２１のうちの一方に遮光部２２が配置され、他方には遮光部２２が配置されていない。遮光部２２が配置されていない要素拡散領域２１の各々から出射した光Ｌは、自らの回折パターンに応じて定められる角度空間内を進行し、照明領域Ｒのうちの割り当てられた範囲を照らす。この際、各要素拡散領域２１からの光Ｌは、照明領域Ｒの全体を照らしてもよいし、照明領域Ｒの一部範囲のみを照らしてもよい。また第１回折光学素子１３を構成する複数の要素拡散領域２１には、照明領域Ｒにおいて互いに同じ範囲に向けて光Ｌを出射する２以上の要素拡散領域２１が含まれていてもよいし、照明領域Ｒにおいて互いに異なる範囲に向けて光Ｌを出射する２以上の要素拡散領域２１が含まれていてもよい。したがって、第１回折光学素子１３を構成する複数の要素拡散領域２１の全てが、互いに同じ範囲（すなわち照明領域Ｒの全体）に向けて光Ｌを出射してもよいし、互いに異なる範囲に向けて光Ｌを出射してもよい。

以上説明したように本実施形態の照明装置１０によれば、第１のパターンＰ１の光Ｌを第１回折光学素子１３から出射させることができ、且つ、照明領域Ｒ上に第２のパターンＰ２の光Ｌを投影することができる。これにより観察者に対し、照明領域Ｒにおける第２のパターンＰ２の表示に加え、第１回折光学素子１３上における第１のパターンＰ１の表示を提供することができる。

図２に示す第１回折光学素子１３は、チェッカーフラグ状パターンを第１のパターンＰ１として採用し、搭載車両に対して新たな意匠性を付与しているが、他のパターンを第１のパターンＰ１として採用することでデザイン性に優れた他の意匠性を搭載車両に付与することも可能である。また、特定の情報（例えば交通等に関する情報）を示すパターンを第１のパターンＰ１として採用し、そのような第１のパターンＰ１に従って遮光部２２を配置することにより、第１回折光学素子１３は、その特定の情報を各人に提供して注意喚起を促すことが可能である。

また図２に示す照明装置１０では、第１回折光学素子１３上の光表示パターン（すなわち第１のパターン）が、照明領域Ｒにおける光Ｌの投影パターン（すなわち第２のパターン）と異なるパターンを有するが、これらの第１のパターン及び第２のパターンの構成は特に限定されない。したがって、第１のパターン及び第２のパターンの各々は図２に示すパターン以外のパターンであってもよく、また第１のパターンが第２のパターンと同じパターンを有していてもよい。

また上述の説明では、主として、遮光部２２が第１回折光学素子１３から遮光部２２に入射した光Ｌの全部を遮る場合について説明したが、遮光部２２は第１回折光学素子１３から遮光部２２に入射した光Ｌの一部のみを遮ってもよい。例えば各遮光部２２は、概ね全波長域にわたって遮光部２２に入射した光Ｌの一部のみを遮ることで光Ｌのコントラストを生み出してもよい。また第１回折光学素子１３は、第１のパターンＰ１に応じて配置された１又は複数種類のカラーフィルタを遮光部２２として有していてもよく、各遮光部２２は、遮光部２２に入射した光Ｌのうちの特定の波長域成分のみを遮ってもよい。この場合、第１回折光学素子１３上においてカラーフィルタに応じた有彩色による第１のパターンＰ１の表示を行うことが可能である。特に、相互に異なる波長域を遮る複数種類のカラーフィルタを遮光部２２として配設することによって、第１回折光学素子１３上において複数色による第１のパターンＰ１の表示を行うことが可能である。

［第２の実施形態］
本実施形態において、上述の第１の実施形態と同一又は類似の要素には同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。

図３は、第２の実施形態に係る照明装置１０の概略構成を示す図である。図４は、第２の実施形態における、第１回折光学素子１３から出射される光Ｌの第１のパターンＰ１と、照明領域Ｒに投影される光Ｌの第２のパターンＰ２とを概略的に示す図である。

本実施形態の照明装置１０では、図３に示すように、光源部１１及び第１回折光学素子１３に加え、走査装置１５が導光光学系１２として設けられており、光源部１１及び走査装置１５には制御装置１６が接続されている。

走査装置１５は、光源部１１からの光Ｌの進行方向を変え、第１回折光学素子１３上の全範囲又は一部範囲において光Ｌを走査させることができる。走査装置１５の構成は特に限定されないが、典型的にはポリゴンミラーやガルバノミラー等を使って走査装置１５を構成することができる。このように本実施形態の導光光学系１２は、光源部１１からの光Ｌを第１回折光学素子１３上で走査させる。

また光源部１１が複数の光源（例えばＲ光源１１Ｒ、Ｇ光源１１Ｇ及びＢ光源１１Ｂ）を含む場合には、光源毎に別個の走査装置１５が設けられてもよいし、複数の光源からの光Ｌに対して１つの走査装置１５が共用されてもよい。また走査装置１５の具体的な配置位置は特に限定されず、光Ｌの進行路における光源部１１と第１回折光学素子１３との間の任意の位置に走査装置１５を配置することが可能である。また、光源部１１と走査装置１５との間や走査装置１５と第１回折光学素子１３との間には、任意の光学系が必要に応じて配置されてもよい。

制御装置１６は、光源部１１及び走査装置１５を制御し、光源部１１によって光Ｌの発光のオン及びオフ（すなわち発光及び非発光）を調整しつつ、走査装置１５によって光Ｌの進行方向を調整することができる。このように光Ｌの発光と第１回折光学素子１３上における光Ｌの走査位置とを相互に関連づけた制御を行うことで、第１回折光学素子１３上の所望箇所にのみ光Ｌを入射させる一方で、他の箇所には光Ｌを入射させないようにすることができる。

例えば、光源部１１が互いに異なる波長域の光を発する複数の光源を含む場合、走査装置１５は制御装置１６の制御下で、複数の光源の各々から発せられる光Ｌを、第１回折光学素子１３のうち、第１のパターンＰ１及び光Ｌの波長に基づいて定められる領域に導くことが可能である。したがって、第１回折光学素子１３のある範囲には複数の光源のうちの特定の１つの光源からの光Ｌのみを入射させる一方で、第１回折光学素子１３の他の範囲には複数の光源のうちの２以上の光源からの光Ｌを重畳的に入射させることも可能である。これにより、様々な色合いで第１のパターンＰ１を構成することができ、様々な色彩及び模様を持つ任意のパターン（例えばフランス国旗のようなパターン）を第１のパターンＰ１として第１回折光学素子１３に表示できる。

他の構成は、上述の第１の実施形態の照明装置１０と同様である。

本実施形態の照明装置１０によれば、光源部１１からの発光を制御しつつ走査装置１５による光Ｌの走査を制御することで、第１回折光学素子１３上の所望範囲に光Ｌを入射させることができる。これにより、様々な形態で、第１回折光学素子１３上において第１のパターンＰ１の光表示を行うことができる。

特に、光源部１１が複数の光源を含む場合には、様々な色彩及び模様を持つ多様な第１のパターンＰ１の光表示を第１回折光学素子１３上で行うことができる。そのため、バラエティに富んだデザインを搭載車両に付加することができ、また観察者の注意喚起をより効果的に促すことができる光表示を第１回折光学素子１３上において行うことができる。

なお、上述では光源部１１の発光のオン及びオフが制御される場合について説明したが、他の方法によって走査装置１５への光Ｌの入射の有無が制御されてもよい。例えば、図示しないシャッタを光源部１１と走査装置１５との間に設置し、当該シャッタの開閉を制御装置１６により制御することによって、光源部１１から発せられる光Ｌの走査装置１５への入射の有無が調整されてもよい。

［第３の実施形態］
本実施形態において、上述の第１の実施形態と同一又は類似の要素には同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。

図５は、第３の実施形態に係る照明装置１０の概略構成を示す図である。図６は、第３の実施形態における、第１回折光学素子１３から出射される光Ｌの第１のパターンＰ１と、照明領域Ｒに投影される光Ｌの第２のパターンＰ２とを概略的に示す図である。

本実施形態の照明装置１０では、図５に示すように、導光光学系１２として、凸レンズ１２ａ、コリメートレンズ１２ｃ及び空間光変調装置（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）１８が設けられている。

凸レンズ１２ａは、光源部１１からの光Ｌが入射され、当該光Ｌの径（すなわちビーム径）を拡大し、コリメートレンズ１２ｃに向けて光Ｌを出射する。コリメートレンズ１２ｃは、凸レンズ１２ａからの光Ｌが入射され、当該光Ｌを平行化し、空間光変調装置１８に向けて光Ｌを出射する。

空間光変調装置１８は、コリメートレンズ１２ｃからの光Ｌが入射され、当該光Ｌの空間的な分布を第１のパターンＰ１に応じて変調し、第１回折光学素子１３に向けて光Ｌを出射する。空間光変調装置１８の具体的な構成は特に限定されず、任意の要素によって空間光変調装置１８を実現することが可能である。したがって例えば、マイクロミラー反射型パネル（ＤＭＤ：Digital Mirror Device）を使用したＤＬＰ（登録商標）表示システム、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）表示システム、シャッタ、絞り、或いは遮光パターニングされた反射鏡等によって、空間光変調装置１８を構成することが可能である。

凸レンズ１２ａ及びコリメートレンズ１２ｃは、光源部１１からの光Ｌを整形して空間光変調装置１８の入射領域に光Ｌを導く。空間光変調装置１８は、当該入射領域に到達した光Ｌの空間的な分布を変調し、変調された光Ｌを出射して第１のパターンＰ１で当該光Ｌを第１回折光学素子１３に入射させる。これにより、第１回折光学素子１３は、入射された光Ｌを第１のパターンＰ１（図６では三角形パターン）で出射する。このように本実施形態の空間光変調装置１８は、光源部１１からの光Ｌの空間的な分布を第１のパターンＰ１に応じて変調し、変調後の光Ｌを第１回折光学素子１３に導く。

なお光源部１１が複数の光源を含む場合には、光源毎に導光光学系１２が設けられてもよく、光源毎に設けられる空間光変調装置１８が、対応の光源に対して最適化されていてもよい。したがって波長域が相互に異なる複数種類の光Ｌが光源部１１から発せられる場合、光源毎に設けられる空間光変調装置１８によって、種類の異なる光Ｌ間で空間的な分布を相互に異ならせてもよいし、同じにしてもよい。

他の構成は、上述の第１の実施形態の照明装置１０と同様である。

本実施形態の照明装置１０によれば、空間光変調装置１８によって第１回折光学素子１３に照射する光Ｌの空間的な分布を調整することができるため、第１回折光学素子１３の光入射領域のうちの任意の場所に光Ｌを導くことができる。これにより、様々な形態で、第１回折光学素子１３上において第１のパターンＰ１の光表示を行うことができる。

特に、図示しない制御装置によって空間光変調装置１８による光Ｌの空間変調を制御可能な場合には、第１回折光学素子１３上に対する光Ｌの照射パターン及び第１回折光学素子１３からの光Ｌの出射パターン（すなわち第１のパターンＰ１）を動的に変えることができる。この場合、第１のパターンＰ１の変化に応じて、照明領域Ｒにおける光Ｌの第２のパターンＰ２が変えられてもよいし、変えられなくてもよい。第１回折光学素子１３が複数の要素拡散領域２１（図２参照）に区分される場合、要素拡散領域２１間で照明領域Ｒにおける異なる範囲に光Ｌ（すなわち回折光）が導かれるように第１回折光学素子１３の回折パターンを設計することによって、第１のパターンＰ１の変化に応じて第２のパターンＰ２を変えることが可能である。一方、要素拡散領域２１間で照明領域Ｒにおける同じ範囲（すなわち照明領域Ｒの全体）に光Ｌが導かれるように第１回折光学素子１３の回折パターンを設計することによって、第１のパターンＰ１の変化にかかわらず第２のパターンＰ２を変えないようにすることが可能である。

［第４の実施形態］
本実施形態において、上述の第１の実施形態と同一又は類似の要素には同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。

図７は、第４の実施形態に係る照明装置１０の概略構成を示す図である。図８は、第４の実施形態における、第１回折光学素子１３から出射される光Ｌの第１のパターンＰ１と、照明領域Ｒに投影される光Ｌの第２のパターンＰ２とを概略的に示す図である。

本実施形態の照明装置１０では、図７に示すように、導光光学系１２として、凸レンズ１２ａ、コリメートレンズ１２ｃ、第２回折光学素子１９及びコリメートレンズ１２ｄが設けられている。

凸レンズ１２ａは、光源部１１からの光Ｌが入射され、当該光Ｌの径を拡大し、コリメートレンズ１２ｃに向けて光Ｌを出射する。コリメートレンズ１２ｃは、凸レンズ１２ａからの光Ｌが入射され、当該光Ｌを平行化し、第２回折光学素子１９に向けて光Ｌを出射する。

第２回折光学素子１９は、コリメートレンズ１２ｃからの光Ｌを回折し、入射された光Ｌを第１のパターンＰ１で出射する。この第２回折光学素子１９の具体的な構成は特に限定されないが、第１回折光学素子１３と同様にホログラム素子（例えばＣＧＨ）によって構成できる。第２回折光学素子１９から出射した光Ｌは、コリメートレンズ１２ｄにより平行化された後に、第１回折光学素子１３上に第１のパターンＰ１で投影される。

なおコリメートレンズ１２ｄは必ずしも設けられている必要はなく、コリメートレンズ１２ｄが設けられない場合には、第２回折光学素子１９から出射した光Ｌは、直接的に、第１回折光学素子１３上に第１のパターンＰ１で投影される。また、コリメートレンズ１２ｄの代わりに或いはコリメートレンズ１２ｄに加えて、他の光学系が第２回折光学素子１９と第１回折光学素子１３との間に設けられてもよい。

また光源部１１が複数の光源を含む場合には、光源毎に別個の導光光学系１２が設けられてもよい。特に第２回折光学素子１９は、光源間で共用されてもよいし、光源毎に別個に設けられてもよい。光源間で１つの第２回折光学素子１９を共用する場合、各光源に対して第２回折光学素子１９のうちの特定の範囲が割り当てられ、第２回折光学素子１９における光Ｌの入射範囲が光源間で異なっていてもよい。したがって、波長域が相互に異なる複数種類の光Ｌが光源部１１から発せられる場合には、各種の光Ｌの特性に応じて最適化された第２回折光学素子１９の範囲に対して複数種類の光Ｌを入射させることも可能である。

他の構成は、上述の第１の実施形態の照明装置１０と同様である。

本実施形態の照明装置１０によれば、第１回折光学素子１３から出射させる光Ｌの第１のパターンＰ１を、第２回折光学素子１９によって調整することができる。そのため、第１のパターンＰ１が複雑な形状を持つ場合であっても、第２回折光学素子１９の回折パターンを工夫することにより、第１のパターンＰ１の光Ｌを第１回折光学素子１３に対して精度良く入射させることができる。これにより、様々な形態で、第１回折光学素子１３上における第１のパターンＰ１の光表示を行うことができ、第１回折光学素子１３上における第１のパターンＰ１の光表示の視認性の向上を期待することができる。

また２つの回折光学素子（すなわち第１回折光学素子１３及び第２回折光学素子１９）を使用することによって、遮光部を用いることなく、第１のパターンＰ１の光Ｌを適切に整形しつつ、照明領域Ｒに所望の第２のパターンＰ２の光Ｌを投影することができる。したがって、光源部１１から出射された光Ｌを効率良く利用することができ、第１回折光学素子１３から出射される第１のパターンＰ１の光Ｌ及び照明領域Ｒに投影される第２のパターンＰ２の光Ｌの双方を明るくできる。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、上述の実施形態によって本発明の範囲を限定することは意図していない。上述の実施形態及びそれ以外の実施形態において、発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部要素の省略、置き換え及び変更を行うことが可能である。上述の実施形態、それ以外の実施形態及び各種の変形形態は、本発明の範囲及び要旨に含まれ、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…照明装置、１１…光源部、１１Ｒ…Ｒ光源、１１Ｇ…Ｇ光源、１１Ｂ…Ｂ光源、１２…導光光学系、１２ａ…凸レンズ、１２ｂ…シリンドリカルレンズ、１２ｃ…コリメートレンズ、１２ｄ…コリメートレンズ、１３…第１回折光学素子、１５…走査装置、１６…制御装置、１８…空間光変調装置、１９…第２回折光学素子、２１…要素拡散領域、２２…遮光部、Ｌ…光、Ｐ１…第１のパターン、Ｐ２…第２のパターン、Ｒ…照明領域

Claims (11)

1. 光源部と、
   第１回折光学素子と、
   前記光源部からの光を前記第１回折光学素子に導く導光光学系と、を備え、
   前記第１回折光学素子は、入射された前記光を第１のパターンで出射し、
   前記第１回折光学素子から出射した前記光は、照明領域に第２のパターンで投影される照明装置。
2. 前記第１回折光学素子は、前記第１のパターンに応じて配置された遮光部であって、前記光の少なくとも一部を遮る遮光部を有する請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１回折光学素子は、前記第１のパターンに応じて配置された１又は複数種類のカラーフィルタを有する請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記光源部は、互いに異なる波長の光を発する複数の光源を含み、
   前記導光光学系は、前記複数の光源の各々から発せられる前記光を、前記第１回折光学素子のうち、前記第１のパターン及び当該光の波長に基づいて定められる領域に導く請求項１又は２に記載の照明装置。
5. 前記導光光学系は、前記光源部からの前記光を前記第１回折光学素子上で走査させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記導光光学系は、前記光源部からの前記光の空間的な分布を前記第１のパターンに応じて変調し、変調後の前記光を前記第１回折光学素子に導く請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記導光光学系は、入射された前記光を前記第１のパターンで出射する第２回折光学素子を有し、
   前記第２回折光学素子から出射した前記光は、前記第１回折光学素子上に前記第１のパターンで投影される請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
8. 前記第１回折光学素子は、複数の要素拡散領域を含み、
   前記複数の要素拡散領域は、前記照明領域において互いに同じ範囲に向けて前記光を出射する請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 前記第１回折光学素子は、複数の要素拡散領域を含み、
   前記複数の要素拡散領域は、前記照明領域において互いに異なる範囲に向けて前記光を出射する請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 前記第１のパターンは、前記第２のパターンと同じパターンを有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
11. 前記第１のパターンは、前記第２のパターンと異なるパターンを有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。