CN110177711B - 照明装置 - Google Patents

Abstract

向路面、地面、底面、水面下、壁面等照明对象面(U)上投影期望的投影图案(E)，并且使该投影图案(E)在照明对象面(U)上位移。用放大透镜(120)对激光光源(110)产生的激光束(L1)进行扩宽而生成发散光(L2)，将其通过准直透镜(130)整形为平行照明光(L3)而入射到记录有全息图像的衍射光学元件(140)的入射面(Q)。来自衍射光学元件(140)的衍射光(L4)在照明对象面(U)上形成投影图案(E)而作为全息图再现像。在通过准直透镜驱动部(150)而使准直透镜(130)沿着与激光束(L1)的光轴(C)正交的移动平面(P)进行平行移动时，能够使投影图案(E)在照明对象面(U)上位移。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及照明装置，特别地，涉及使来自光源的光通过衍射光学元件衍射而对规定的照明对象面进行照明的照明装置。

背景技术

最近，具有使用激光等高亮度光源在照明对象面上形成期望的投影图案的功能的照明装置被实用化。全息等衍射光学元件具有使入射光向期望的方向衍射而射出的功能，因此只要使来自光源的光通过衍射光学元件向期望的方向衍射就能够在照明对象面上形成期望的投影图案。

例如，在下述的专利文献1中公开了如下技术：将具有使从激光光源射出的光通过透过型全息图而衍射的功能的照明装置搭载于汽车，在路面上形成由全息图再现像构成的期望的投影图案。如果使用该技术预先向全息图记录文字等信息，则能够在路面上将文字等再现像显示为投影图案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-132707号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，专利文献1所公开的照明装置能够向路面等照明对象面上投影期望的投影图案。在此，关于将何种形状的投影图案投影到照明对象面上的哪个位置，由设计者在设计时来决定。即，设计者以如下方式设计衍射光学元件的衍射特性：预先决定相对于照明装置处于规定的几何位置关系的照明对象面，并向该照明对象面的规定位置投影具备规定的形状的投影图案。

例如，在作为衍射光学元件使用全息的情况下，作为全息图再现像，将具备规定的形状的投影图案在规定的照明对象面上的规定位置处再现而成的干涉条纹按全息图方式记录到全息图中。因此，只要不互换该全息图，投影到照明对象面上的投影图案的位置便是固定的。

另一方面，作为与上述的照明装置相关的新功能，优选为能够根据状况变更向路面等投影的投影图案的位置。具体地，在为了在周围示出交通工具的行进方向而向路面上投影由方向指示标构成的投影图案的情况下，优选为根据状况使该方向指示标的位置变化。

例如，在将上述的照明装置安装于汽车，并从行驶中的汽车向路面上投影方向指示标来显示的情况下，优选为根据该汽车的行驶速度、车道变更等行驶状况，使投影位置变化，以使方向指示标在路面上的显示位置变为合适。但是，在以往的照明装置中，无法变更投影图案的投影位置。

因此，本发明的目的在于提供一种如下的照明装置：能够向路面、地面、底面、水面下、壁面等照明对象面上投影期望的投影图案，并且能够使该投影图案在照明对象面上位移。

用于解决课题的手段

(1)本发明的第1方式提供一种照明装置，其向照明对象面上投影期望的投影图案，

在该照明装置中设置有：

光源；

准直透镜，其将来自该光源的光整形为平行照明光；

衍射光学元件，其使该平行照明光进行衍射而向照明对象面上投影投影图案；及

准直透镜驱动部，其支承准直透镜，对该准直透镜进行驱动，

准直透镜驱动部使准直透镜在相对于入射到该准直透镜的光的光轴为非平行的规定的移动方向上平行移动。

(2)本发明的第2方式在上述第1方式的照明装置中，

准直透镜驱动部使准直透镜沿着与入射到该准直透镜的光的光轴正交的移动平面平行移动。

(3)本发明的第3方式在上述第1方式的照明装置中，

还具备配置在光源与准直透镜之间的放大透镜，

光源产生光束，放大透镜通过对该光束扩宽而生成发散光，准直透镜对该发散光进行整形而生成平行照明光。

(4)本发明的第4方式在上述第3方式的照明装置中，

在定义了具备相互正交的X轴、Y轴、Z轴的XYZ三维直角坐标系时，

光源产生具备与X轴平行的光轴的光束，

放大透镜生成以上述光轴为中心轴而发散的发散光，

准直透镜对该发散光进行整形而生成平行照明光，

衍射光学元件具备与YZ平面平行的入射面，

准直透镜驱动部进行使准直透镜沿着与YZ平面平行的移动平面平行移动的驱动，通过该驱动，上述平行照明光对上述入射面的入射方向发生变化。

(5)本发明的第5方式在上述第4方式的照明装置中，

由入射面被配置成与YZ平面平行的全息图记录介质构成衍射光学元件，在该全息图记录介质中记录有用于在与XY平面平行的照明对象面上生成成为投影图案的再现像的干涉条纹。

(6)本发明的第6方式在上述第3～5方式的照明装置中，

还具备装置壳体，该装置壳体收纳光源、放大透镜、准直透镜、衍射光学元件及准直透镜驱动部，对光源、放大透镜、衍射光学元件及准直透镜驱动部进行支承固定。

(7)本发明的第7方式在上述第1～6方式的照明装置中，

在照明装置中设置有多个n个光源及与该多个n个光源分别对应地配置的多个n个准直透镜，

各个准直透镜将来自对应的各个光源的光分别整形为平行照明光而照射到衍射光学元件的各个规定的对应照射区域，各个对应照射区域对所照射的各个平行照明光进行衍射，将投影图案分别投影到照明对象面上，

准直透镜驱动部使多个n个准直透镜的至少1个进行平行移动。

(8)本发明的第8方式提供一种照明装置，其向照明对象面上投影期望的投影图案，

在该照明装置中设置有：

光源；

准直透镜，其将来自该光源的光整形为平行照明光；

衍射光学元件，其对该平行照明光进行衍射而向照明对象面上投影投影图案；及

光源驱动部，其支承光源，对该光源进行驱动，

光源驱动部使光源在相对于该光源所产生的光的光轴而非平行的规定的移动方向上平行移动。

(9)本发明的第9方式在上述第8方式的照明装置中，

光源驱动部使光源沿着与该光源产生的光的光轴正交的移动平面进行平行移动。

(10)本发明的第10方式在上述第9方式的照明装置中，

在照明装置中还设置有配置在光源与准直透镜之间的放大透镜，

光源产生光束，放大透镜通过对光束扩宽而生成发散光，准直透镜对发散光进行整形而生成平行照明光，

放大透镜与光源一起进行移动。

(11)本发明的第11方式在上述第10方式的照明装置中，

在定义了具备相互正交的X轴、Y轴、Z轴的XYZ三维直角坐标系时，

光源产生具备与X轴平行的光轴的光束，

放大透镜生成以上述光轴为中心轴而发散的发散光，

准直透镜对该发散光进行整形而生成平行照明光，

衍射光学元件具备与YZ平面平行的入射面，

光源驱动部进行使光源沿着与YZ平面平行的移动平面进行平行移动的驱动，通过该驱动，上述平行照明光对上述入射面的入射方向发生变化。

(12)本发明的第12方式在上述第11方式的照明装置中，

由入射面被配置成与YZ平面平行的全息图记录介质构成衍射光学元件，在该全息图记录介质中记录有用于在与XY平面平行的照明对象面上生成成为投影图案的再现像的干涉条纹。

(13)本发明的第13方式在上述第10～12方式的照明装置中，

在照明装置中还设置有装置壳体，该装置壳体收纳光源、放大透镜、准直透镜、衍射光学元件及光源驱动部，对准直透镜、衍射光学元件及光源驱动部进行支承固定，

将放大透镜固定于光源而使该放大透镜与光源一起进行移动。

(14)本发明的第14方式在上述第8～13方式的照明装置中，

在照明装置中设置有多个n个光源及与多个n个光源分别对应地配置的多个n个准直透镜，

各个准直透镜将来自对应的各个光源的光分别整形为平行照明光而照射到衍射光学元件的各个规定的对应照射区域，各个对应照射区域对所照射的各个平行照明光进行衍射，将投影图案分别投影到照明对象面上，

光源驱动部使多个n个光源的至少1个进行平行移动。

发明效果

根据本发明的照明装置，能够向路面、地面、底面、水面下、壁面等照明对象面上投影期望的投影图案，并且使该投影图案在照明对象面上位移。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的照明装置100的整体结构的立体图。

图2是图1所示的照明装置100的顶面图(省略一部分结构要件的图示)。

图3是对通过图1所示的照明装置100而向照明对象面U上投影的投影图案E的位移状态进行说明的俯视图。

图4是表示图1所示的第1实施方式的变形例的照明装置100RGB的整体结构的立体图。

图5是表示本发明的第2实施方式的照明装置200的整体结构的立体图。

图6是表示图5所示的第2实施方式的变形例的照明装置200RGB的整体结构的立体图。

具体实施方式

以下，根据图示的几个实施方式而对本发明进行说明。另外，在本申请的附图中，为了便于说明，对于各个部分的比例、纵横的尺寸比例，根据需要从实际的尺寸比例进行了变更。并且，关于在本说明书中使用的确定形状、几何学条件的“平行”、“正交”、“垂直”、“相同”等用语及长度、角度的值等，并非仅束缚于严格的含义，而应解释为还包括可期待同样的功能的程度的范围。

<<<§1.第1实施方式>>>

首先，参照图1～图4而对本发明的第1实施方式进行说明(驱动准直透镜的实施方式)。

<1.1第1实施方式的基本结构>

图1是表示本发明的第1实施方式的照明装置100的整体结构的立体图。该照明装置100是具备向规定的照明对象面U上投影期望的投影图案E的功能的照明装置。

照明对象面U是形成由该照明装置100照明的被照明区域的平面，在附图中，为了便于说明，描绘为用虚线包围的矩形区域。在图示的例子的情况下，投影图案E是V字状的图形图案，当然关于投影图案E的形状、大小不限于图示的例子，而可以为任意的形状。例如，也可以具备线状的形状、特定的文字的形状(后述的各个实施方式中也是同样的)。

该照明装置100例如能够安装于汽车、飞机等交通工具而进行利用。如果将照明装置100安装于交通工具而进行利用，则能够将交通工具的行进方向等信息作为投影图案E而显示到其周围的路面、地面、底面、水面下、壁面等照明对象面上。在此，对将照明装置100安装于汽车，并向前方的路面上进行照明，以形成由表示其行进方向的方向指示标构成的投影图案E(在图示的例子的情况下为V字状的图形图案)的实施例进行陈述。因此，在图示的例子的情况下，照明对象面U设定在汽车前方的路面上，V字状的投影图案E表示该汽车的行进方向。

如图所示，照明装置100具备：光源110、通过对来自该光源110的光束L1扩宽而生成发散光L2的放大透镜120、对来自光源110的光(放大透镜120生成的发散光L2)进行整形而生成平行照明光L3的准直透镜130、对该平行照明光L3进行衍射而向照明对象面U上(在该实施例中为前方的路面上)投影投影图案E的衍射光学元件140及支承准直透镜130而对该准直透镜130进行驱动的准直透镜驱动部150。

另外，省略对具体的结构的图示，但该照明装置100还具备装置壳体160。装置壳体160是对光源110、放大透镜120、准直透镜130、衍射光学元件140及准直透镜驱动部150进行收纳的壳体，在此所示的实施例的情况下，装置壳体160安装于汽车的前端部分。另外，装置壳体160还发挥对光源110、放大透镜120、衍射光学元件140及准直透镜驱动部150进行支承固定的作用。

在附图中，为了明确地表示该支承固定的作用，使用电气回路的接地记号来表示装置壳体160的各个部分。具体地，图1中的从光源110、放大透镜120、衍射光学元件140、准直透镜驱动部150向下方延伸的线及其下端示出的接地记号160表示这些各个结构要件被装置壳体160支承固定。另外，准直透镜130以相对于装置壳体160可移动的状态被准直透镜驱动部150支承。关于该准直透镜驱动部150对准直透镜130的驱动方法的具体情况，将在后面的§1.2中详述。

在此，为了便于说明，如图所示，关于构成该照明装置100的各个结构要件的相互的几何学的位置关系，定义具备相互正交的X轴、Y轴、Z轴的XYZ三维直角坐标系。在图示的实施例的情况下，照明装置100以使行进方向成为X轴正方向的方式安装于汽车，照明对象面U(前方的路面)定义在与XY平面平行的平面上。为了对该照明对象面U进行照明，光源110具备向X轴正方向照射照明用的光束L1的功能。并且，准直透镜130及衍射光学元件140配置在与YZ平面平行的平面上。

在该实施例的情况下，作为光源110使用激光光源。从激光光源110射出的激光的直行性优异，适合作为对照明对象面U进行照明而形成高清晰的投影图案E的光。

如图所示，光源110产生的激光束L1通过放大透镜120而被扩宽，并生成发散光L2。放大透镜120对激光束L1进行折射，以在与激光束L1的光轴正交的截面中扩大光所占据的区域的方式，使该激光束L1发散而变换为发散光束。换言之，放大透镜120对激光束L1的光束的立体形状进行整形。在此所示的例子的情况下，激光束L1为具备圆形截面的光束，从放大透镜120射出由圆锥状地扩展的光束构成的发散光L2。在附图中，用单点划线来描绘出该发散光L2的光轴C(向准直透镜130入射的光L2的光轴)。该光轴C成为与X轴平行的轴。

准直透镜130对该圆锥状地扩展的发散光L2的立体形状进行整形而生成由平行光束构成的平行照明光L3，将其照射到衍射光学元件140的入射面Q。在图示的例子的情况下，以使激光束L1的光轴经过放大透镜120的中心点、使发散光L2的光轴C(圆锥状地扩展的发散光束的中心轴)经过准直透镜130的中心点、使平行照明光L3的光轴(平行光束的中心轴)经过衍射光学元件140的中心点的方式，配置各个结构要件。另外，在本申请中，“关于某个光的光轴”是指，“沿着追寻该光经过的区域的中心的光路的方向轴”。

因此，在图示的例子的情况下，激光束L1的光轴、发散光L2的光轴C及平行照明光L3的光轴一致，均成为与X轴平行的轴。在此，将这样的状态称为“基准状态”。在该基准状态下，平行照明光L3形成相对于X轴平行的平行光束，其截面(与光轴正交的截面)成为圆形。并且，衍射光学元件140被配置为其入射面Q成为与YZ平面平行的面，因此在基准状态下，平行照明光L3垂直地入射到衍射光学元件140的入射面Q。其结果，在入射面Q上，如图中用虚线所示，形成圆形的照射区域A。

但是，如后述，在通过准直透镜驱动部150对准直透镜130进行驱动时，成为从上述基准状态脱离的状态，平行照明光L3的光轴不与发散光L2的光轴C(向准直透镜130入射的光的光轴)一致，平行照明光L3相对入射面Q的入射角发生变化。在该情况下，衍射光学元件140上的照射区域A并非为正圆，而是稍微变形的椭圆状。

接着，对衍射光学元件140的功能进行说明。衍射光学元件140起到如下功能：对由准直透镜130整形而照射到入射面Q的平行照明光L3进行衍射，并通过所得到的衍射光L4向照明对象面U上投影投影图案E。如果从恒定的方向(在基准状态下为垂直方向)对衍射光学元件140的入射面Q入射平行照明光L3，则能够使该入射光向期望的方向衍射，并通过衍射光L4而在规定位置形成投影图案E。

在此所示的实施例的情况下，衍射光学元件140由记录了与从激光光源110射出的激光束L1的中心波长对应的干涉条纹的全息图记录介质构成，且配置成与YZ平面平行。在该全息图记录介质中记录有用于在与XY平面平行的照明对象面U上(前方的路面上)生成期望的投影图案E(V字状的图形图案)的再现像的干涉条纹。通过对所记录的干涉条纹的图案进行各种调整，能够控制由衍射光学元件140衍射的衍射光L4的行进方向，能够形成期望的投影图案E。

衍射光学元件140和照明对象面U的几何位置关系根据对汽车的装置壳体160的安装位置及应投影投影图案E的设计位置而决定。例如，如果假设在汽车的前格栅，自路面为80cm的高度的位置处朝向行进方向安装装置壳体160，并设计为向汽车的前方80m的位置处的路面上投影投影图案E，则能够根据这些设计信息来定义衍射光学元件140和照明对象面U的几何位置关系，因此在衍射光学元件140中记录有在具备那样的几何位置关系的照明对象面U上可作为再现像得到期望的投影图案E这样的干涉条纹即可。由此，通过来自衍射光学元件140的衍射光照明照明对象面U，并作为其照明图案，在路面上形成投影图案E。

衍射光学元件140例如能够将来自实物的散射板的散射光用作物体光而制作。具体地，在向作为衍射光学元件140的母体的全息感光材料照射由相互具有干渉性的相干光构成的物体光和参照光时，由这些光的干渉引起的干涉条纹形成于全息感光材料，制作出衍射光学元件140。作为物体光，例如能够使用来自可廉价地购入的各向同性散射板的散射光，作为参照光，能够使用作为相干光的激光。

例如，在将图1例示的由V字状的图形图案构成的投影图案E作为再现像而生成的情况下，准备具备该V字状的形状的实物的各向同性散射板，并将对该各向同性散射板照射激光时得到的光作为物体光，将具备相同的波长的激光作为参照光，将它们照射到全息感光材料来记录干涉条纹即可。

在将这样记录了干涉条纹的全息图记录介质用作衍射光学元件140，并以使在记录时使用的参照光的光路逆向地前进的方式向衍射光学元件140照射激光的情况下，在制作衍射光学元件140时使用的成为物体光的源的散射板的配置位置处生成散射板的再现像。如果在制作衍射光学元件140时使用的成为物体光的源的散射板具备均匀的面散射特性，则通过衍射光学元件140生成的散射板的再现像也成为均匀的面照明区域，能够将生成该散射板的再现像的区域作为投影图案E。

并且，关于形成于衍射光学元件140的复杂的干涉条纹的图案，代替使用现实的物体光和参照光来形成的情况而根据预定的再现照明光的波长及入射方向和应再现的像的形状、位置等，且利用计算机而设计。这样得到的衍射光学元件140一般被称为计算机合成全息图(CGH：Computer Generated Hologram)。例如，如上述的例子这样，在设计为在汽车的前方80m的位置处的路面上投影投影图案E的情况下，需要进行使用了来自位于比80m更远处的散射板的物体光的记录，实际上会进行极其困难的作业。在这样的情况下，优选将计算机合成全息图用作衍射光学元件140。

在利用计算机合成全息图的情况下，例如能够通过计算机合成来形成衍射光学元件140上的各点处的扩散角度特性相同的傅立叶变换全息图。并且，也可以在衍射光学元件140的下游侧(衍射光L4射出的侧)设置透镜等光学部件，并通过来自衍射光学元件140的全衍射光L4进行调整，以投影图案E的全部区域被照明。

作为衍射光学元件140的具体的形态，既可以使用利用了光敏聚合物的体积型全息图记录介质，也可以使用利用包含银盐材料的感光介质而记录的类型的体积型全息图记录介质，还可以使用浮雕型(压花型)的全息图记录介质。作为浮雕型全息的材料，可使用树脂、玻璃、金属、有机无机混合材料等。并且，衍射光学元件140既可以是透过型，也可以是反射型。图示的实施例是使用了透过型的衍射光学元件140的例子，但在使用反射型的衍射光学元件140的情况下，光源110需要相对于衍射光学元件140配置于相反侧。

从这样的衍射光学元件140射出的光束具备与记录于衍射光学元件140的图案相应的轮廓。因此，在由这样的光束照明的照明对象面U上形成具有与记录于衍射光学元件140的干涉条纹相应的轮廓的投影图案E。

其结果，在图1所示的照明装置100中，光源110产生具备与X轴平行的光轴的光束L1，放大透镜120生成以该光束L1的光轴为中心轴而发散的发散光L2，准直透镜130对该发散光L2进行整形而生成平行照明光L3，并将其照射到具备与YZ平面平行的入射面Q的衍射光学元件140。并且，能够通过准直透镜驱动部150而使准直透镜130沿着与入射的发散光L2的光轴C正交的移动平面P平行移动。在此，“平行移动”是指，构成准直透镜130的各点在同一方向上移动相同的距离，并且表示不包括旋转因数的移动。

<1.2第1实施方式的基本动作>

这样，本发明的特征在于，对具备向规定的照明对象面U上投影期望的投影图案E的功能的照明装置附加了能够变更该投影图案E的投影位置的功能。

例如，图示的实施例是将本发明的照明装置100安装于汽车而使用的例子，但是在从行驶中的汽车向路面上投影方向指示标而显示的情况下，如果根据该汽车的行驶速度、车道变更等行驶状况而改变投影位置，以使方向指示标的路面上的显示位置合适，则会很方便。图示的照明装置100具有这样的改变投影位置的功能。

该第1实施方式的照明装置100的重要特征在于，通过准直透镜驱动部150驱动准直透镜130。如上所述，光源110、放大透镜120、衍射光学元件140、准直透镜驱动部150均通过装置壳体160而被支承固定，但准直透镜130并非直接固定于装置壳体160，而是以可通过准直透镜驱动部150而移动的状态来支承。

即，准直透镜130和装置壳体160的相对位置通过准直透镜驱动部150而发生变化。这表示准直透镜130相对于光源110、放大透镜120、衍射光学元件140的相对位置也发生变化。

具体地，准直透镜驱动部150具备使准直透镜130沿着与入射到准直透镜130的光的光轴C(发散光L2的光轴)正交的移动平面P(在附图中，用双点划线示出)平行移动的功能。在图示的实施例的情况下，发散光L2的光轴C成为与X轴平行的轴，因此将移动平面P称为与YZ平面平行的平面。

在此所示的实施例的情况下，如果将与照明对象面U正交的方向(Z轴方向)称为铅直方向d1，将与照明对象面U平行的方向(沿着XY平面的方向)称为水平方向d2，则如在图1中用箭头d1、d2所示，准直透镜驱动部150具备使准直透镜130沿着移动平面P在铅直方向d1上移动的铅直方向驱动功能和在水平方向d2上移动的水平方向驱动功能。在将该铅直方向驱动功能和水平方向驱动功能结合而使用的情况下，不仅能够使准直透镜130在铅直方向d1及水平方向d2上平行移动，并且还能够使准直透镜130在沿着移动平面P的任意的方向上平行移动。

如图所示，准直透镜驱动部150具备驱动机构151和支承臂152，具备对准直透镜130进行支承，且使该准直透镜130沿着与其入射光的光轴C正交的移动平面P(成为与YZ平面平行的平面)平行移动的功能。作为这样的驱动机构151，能够采用利用马达和齿轮使支承臂152移动的一般的机构，因此在此省略详细的说明。

在此，需注意如下点：如果准直透镜驱动部150进行使准直透镜130沿着与YZ平面平行的移动平面P进行平行移动的驱动，则通过该驱动，平行照明光L3对入射面Q的入射方向发生变化。即，在图1所示的基准状态下，平行照明光L3相对于入射面Q从垂直的方向入射，但在使准直透镜130沿着移动平面P平行移动的情况下，根据其移动方向及移动量，平行照明光L3对入射面Q的入射方向发生变化，其结果，从衍射光学元件140射出的衍射光L4的射出方向也发生变化，照明对象面U上的投影图案E的投影位置也发生变化。

换言之，在使准直透镜130移动时，光对准直透镜130的入射位置进行位移。根据该入射位置的位移方向及位移量，从准直透镜130射出的平行照明光L3的射出角度发生变化。因此，平行照明光L3对衍射光学元件140的入射角度发生变化，从衍射光学元件140射出的衍射光L4的射出方向发生变化，照明对象面U上的投影图案E的投影位置发生变化。总之，在此示出的第1实施方式中，通过改变光源110和准直透镜130的相对位置关系，从而使平行照明光L3对衍射光学元件140的入射角度发生变化。

图2是图1所示的照明装置100的顶面图(省略一部分结构要件的图示)。如图中用实线所示，从光源110向X轴正方向射出的激光束L1通过放大透镜120而扩宽为具备光轴C的发散光L2，并通过准直透镜130被整形为平行照明光L3而入射到衍射光学元件140的入射面Q，作为衍射光L4朝向照明对象面U射出。如图所示，发散光L2的光轴C相对于准直透镜130的移动平面P为正交。

在图2中，在准直透镜130的右侧描绘的直线群L30表示平行照明光L3的光轴，箭头群L31表示位于构成平行照明光L3的光束的一侧的轮廓位置(图2中的上端位置)的光线的光路，箭头群L32表示位于构成平行照明光L3的光束的另一侧的轮廓位置(图2中的下端位置)的光线的光路。

如图所示，准直透镜130的轮廓线群、直线群L30、箭头群L31、L32均由实线、虚线、单点划线这3种线构成。在此，实线表示准直透镜130位于基准状态的位置处的情况，虚线表示使准直透镜130向图2的上方(Y轴正方向)平行移动的情况，单点划线表示使准直透镜130向图2的下方(Y轴负方向)平行移动的情况。下面，为了便于说明，在需要区分这3种线的情况下，在符号的末尾附加(实线)、(虚线)、(单点划线)所构成的说法。例如，关于箭头群L31当中的用虚线描绘的箭头，称为“箭头L31(虚线)”。

同样地，在衍射光学元件140的右侧描绘的箭头群表示来自衍射光学元件140的衍射光L4的光路，由实线、虚线、单点划线这3种线构成。在此也同样地，实线表示准直透镜130位于基准状态的位置处的情况，虚线表示使准直透镜130向图2的上方(Y轴正方向)平行移动的情况，单点划线表示使准直透镜130向图2的下方(Y轴负方向)平行移动的情况。下面，为了便于说明，在需要区分这3种线的情况下，在符号L4的末尾附加(实线)、(虚线)、(单点划线)所构成的说法。例如，关于衍射光L4中的用虚线描绘的箭头所示的衍射光，称为“衍射光L4(虚线)”。

如上所述，图2的实线表示基准状态，在该基准状态下，激光束L1的光轴、发散光L2的光轴C、平行照明光L3的光轴位于同一直线上。即，在基准状态下，激光束L1的光轴经过放大透镜120的中心点，发散光L2的光轴C经过准直透镜130的中心点，平行照明光L3的光轴经过衍射光学元件140的中心点。并且，从准直透镜130作为平行照明光L3射出从箭头L31(实线)至箭头L32(实线)的范围内的平行光束，从垂直方向入射到衍射光学元件140的入射面Q。在该情况下，形成于入射面Q的照射区域A成为在图1中用虚线所示这样的圆形区域。并且，从衍射光学元件140射出衍射光L4(实线)，向照明对象面U上的基准位置投影投影图案E。

相对于此，如在图2中用虚线所示，在使准直透镜130沿着移动平面P向图2的上方(Y轴正方向)平行移动的情况下，在来自放大透镜120的发散光L2的光轴C的位置未发生变化，但准直透镜130相对于该光轴C的相对位置会发生变化，因此相发散光L2对准直透镜130的入射位置根据准直透镜130的移动方向及移动量而改变。因此，从准直透镜130射出的平行照明光L3的射出角度也根据发散光L2的入射位置而发生变化，从准直透镜130作为平行照明光L3(虚线)而射出从箭头L31(虚线)至箭头L32(虚线)的范围内的平行光束。该平行照明光L3(虚线)是由相互平行的光线构成的平行光束，但相对于发散光L2的光轴C而倾斜，相对于X轴不平行。

因此，该平行照明光L3(虚线)对衍射光学元件140的入射面Q的入射角与上述的基准状态下的入射角不同。并且，关于形成于入射面Q的照射区域A，形状不形成为正圆，而形成为稍微变形的椭圆形，其形成位置也相对于基准状态的位置而稍微偏移。这样，平行照明光L3的入射角会发生变化，因此从衍射光学元件140射出朝向与衍射光L4(实线)不同的方向的衍射光L4(虚线)，并向照明对象面U上的与基准位置不同的位置(在图示的例子的情况下，向Y轴正方向位移的位置)投影投影图案E。

另一方面，如在图2中用单点划线所示，在使准直透镜130沿着移动平面P向图2的下方(Y轴负方向)平行移动的情况下，在来自放大透镜120的发散光L2的光轴C的位置未变化，但准直透镜130相对于该光轴C的相对位置变化，因此发散光L2对准直透镜130的入射位置根据准直透镜130的移动方向及移动量而发生变化。因此，从准直透镜130射出的平行照明光L3的射出角度也根据发散光L2的入射位置而变化，从准直透镜130作为平行照明光L3(单点划线)而射出从箭头L31(单点划线)至箭头L32(单点划线)的范围内的平行光束。该平行照明光L3(单点划线)是由相互平行的光线构成的平行光束，但相对于发散光L2的光轴C而倾斜，并且相对于X轴不平行。

因此，该平行照明光L3(单点划线)对衍射光学元件140的入射面Q的入射角与上述的基准状态下的入射角不同。当然，也与平行照明光L3(虚线)的入射角不同。形成于入射面Q的照射区域A仍然形状为椭圆形，其形成位置也相对于基准状态的位置而稍微偏移。这样，平行照明光L3的入射角会变化，因此从衍射光学元件140射出朝向与衍射光L4(实线)、衍射光L4(虚线)不同的方向的衍射光L4(单点划线)，向照明对象面U上的与基准位置不同的位置(在图示的例子的情况下，向Y轴负方向位移的位置)投影投影图案E。

其结果，在图1所示的照明装置100的情况下，在通过准直透镜驱动部150使准直透镜130沿着移动平面P在水平方向d2(与Y轴平行的方向)上平行移动时，向照明对象面U上投影的投影图案E在从汽车观察时在左右方向(与Y轴平行的方向)上位移。

另一方面，在图1所示的照明装置100中，在使准直透镜130沿着移动平面P在铅直方向d1(与Z轴平行的方向)上平行移动的情况下，向照明对象面U上投影的投影图案E在从汽车观察时在行进方向(与X轴平行的方向)上位移。如果考虑图1所示的照明装置100的侧面图为将图2所示的顶面图的Y轴替换为Z轴而得到的图，则应该能够容易地理解这样的位移。

即，如果考虑将图2的Y轴替换为Z轴而得到的侧面图，则实线表示准直透镜130位于基准状态的位置的情况，虚线表示使准直透镜130向铅直上方(Z轴正方向)平行移动的情况，单点划线表示使准直透镜130向铅直下方(Z轴负方向)平行移动的情况。另外，如图1所示，在从搭载于汽车的照明装置100向行驶路面前方的照明对象面U上进行投影而形成投影图案E的情况下，需要将作为侧面图的图2中的衍射光L4的朝向稍微向下方进行修正来考虑。

这样，在该侧面图中如用虚线所示，在使准直透镜130沿着移动平面P向铅直上方(Z轴正方向)平行移动的情况下，从与衍射光L4(实线)相比稍微上方射出衍射光L4(虚线)，向照明对象面U上的比基准位置远的位置(向X轴正方向位移的位置)处投影投影图案E。同样地，在使准直透镜130沿着移动平面P向铅直下方(Z轴负方向)平行移动的情况下，从与衍射光L4(实线)相比稍微下方射出衍射光L4(单点划线)，向照明对象面U上的比基准位置更近的位置(向X轴负方向位移的位置)处投影投影图案E。

其结果，在图1所示的照明装置100的情况下，在通过准直透镜驱动部150使准直透镜130沿着移动平面P在铅直方向d1(与Z轴平行的方向)上平行移动时，向照明对象面U上投影的投影图案E在汽车的行进方向(与X轴平行的方向)上位移。

图3是对通过图1所示的照明装置100而向照明对象面U上投影的投影图案E的位移状态进行说明的俯视图。图中用实线示出的投影图案E0表示在基准状态下向照明对象面U上投影的图案。在该基准状态下，在使准直透镜130沿着移动平面P向铅直上方(Z轴正方向)平行移动时，如上所述在照明对象面U上，投影图案E0在从汽车观察时向远方发生位移，由此得到图中用实线示出的投影图案E1。

另一方面，在该基准状态下，在使准直透镜130沿着移动平面P向铅直上方(Z轴正方向)平行移动，并且也向水平左方向(Y轴正方向)平行移动时，在照明对象面U上，投影图案E0在从汽车观察时向远方且左方进行位移，从而得到图中用虚线示出的投影图案E2。同样地，在该基准状态下，在使准直透镜130沿着移动平面P向铅直上方(Z轴正方向)平行移动，并且也向水平右方向(Y轴负方向)平行移动时，在照明对象面U上，投影图案E0在从汽车观察时向远方且右方进行位移，由此得到图中用单点划线示出的投影图案E3。

如上所述，如图1中由箭头d1、d2所示，图1所示的照明装置100中的准直透镜驱动部150具备使准直透镜130沿着移动平面P在铅直方向d1上移动的铅直方向驱动功能和使准直透镜130在水平方向d2上移动的水平方向驱动功能。因此，在将该铅直方向驱动功能和水平方向驱动功能结合使用的情况下，不仅能够使准直透镜130在铅直方向d1及水平方向d2上平行移动，并且还能够使准直透镜130在沿着移动平面P的任意的方向上平行移动。

其结果，能够使平行照明光L3对衍射光学元件140的入射角度变化，并使从衍射光学元件140射出的衍射光L4的射出角度变化，能够使投影图案E移动到照明对象面U上的任意的位置。在图3中示出了使基准状态下的投影图案E0位移到在从照明装置100观察时位于远方的位置处的投影图案E1～E3的例子，当然也可以使投影图案E0从照明装置100观察时位移到跟前的位置。尤其是，在由照明装置100对远方进行照明的情况下，通过仅使准直透镜130稍微移动，能够使投影图案E的形成位置发生较大地位移。

另外，这样在使投影图案E从基准状态的位置位移时，严格来讲，来自衍射光学元件140的衍射光L4的光束的分布、特别是轮廓会稍微变更，并且显示于照明对象面U上的投影图案E(V字状的图形图案)的形状会稍微变形。但是，只要不使准直透镜130的位移量极端地变大，则投影图案E的变形会微小，在实用性上不会成为问题。

并且，如图1所示的实施例这样，在设计为使基准状态下的照射区域A的轮廓到达至衍射光学元件140的入射面Q的轮廓的附近为止的情况下，在使准直透镜130沿着移动平面P平行移动时，照射区域A的一部分会从入射面Q伸出。具体地，在图1所示的例子的情况下，由虚线的圆所示的照射区域A的轮廓的一部分向衍射光学元件140的外侧伸出。但是，即便发生这样的伸出，也不会发生大的问题。这是因为，由于在衍射光学元件140中记录有全息图干涉条纹，因此即便在再现用照明光仅照射到其一部分的情况下，也作为全息图再现像形成投影图案E。另外，在该情况下，伸出部分的光优选为由光圈截断。

当然，在平行照明光L3的一部分从全息图记录区域伸出时，用于照明的光量减少，因此作为全息图再现像形成的投影图案E的放射照度下降。为了防止这样的放射照度的下降而设为如下状态：将衍射光学元件140的尺寸设计为稍大，即便因准直透镜130的移动，在衍射光学元件140的入射面Q上形成的照射区域A的位置发生变化，也不会从入射面Q上的全息图形成面伸出。

但是，为了防止这样的伸出，在将衍射光学元件140的尺寸设计为较大时，会引起照明装置100的整体尺寸变大这样的其他问题。因此，为了实现装置的小型化，优选为如图1所示的例子这样，设计为使基准状态下的照射区域A的轮廓到达至衍射光学元件140的入射面Q的轮廓的附近为止，允许照射区域A的伸出。

关于准直透镜130也同样地产生这样的伸出。即，在图1中，当设计为使圆锥状地扩展的发散光L2对准直透镜130的照射区域的轮廓到达至准直透镜130的轮廓的附近为止时，由于准直透镜130的移动，发散光L2的一部分有可能向准直透镜130的外侧伸出。

在产生这样的伸出时，用于照明的光量减少，投影图案E的放射照度下降，但是在实用性上不产生问题(优选为，由光圈截断伸出部分的光)。当然，如果将准直透镜130的尺寸设计为较大，则能够防止这样的伸出，但会发生照明装置100的整体尺寸变大的别的问题。

<1.3第1实施方式的变形例>

接着，关于图1所示的第1实施方式的照明装置100，陈述几个变形例。

(1)使用多个光源及准直透镜的变形例

图4是表示图1所示的第1实施方式的变形例的照明装置100RGB的整体结构的立体图，与图1同样地定义了XYZ三维直角坐标系。该变形例的照明装置100RGB的特征在于，具备：3组光源110R、110G、110B、与该3组光源分别对应地配置的3组放大透镜120R、120G、120B及3组准直透镜130R、130G、130B。这些3组的各个结构要件排列配置在水平方向(Y轴方向)上，衍射光学元件140RGB为了接受来自各个准直透镜130R、130G、130B的平行照明光L3R、L3G、L3B，在水平方向上形成细长的形状。

与图1所示的光源110同样地，3组光源110R、110G、110B基本上为激光光源，但具备产生波长相互不同的光的功能。具体地，光源110R是产生红色的激光束L1R的红色激光光源，光源110G是产生绿色的激光束L1G的绿色激光光源，光源110B是产生蓝色的激光束L1B的蓝色激光光源。均在与X轴平行的方向上射出各激光束L1R、L1G、L1B。另外，这些多个光源分别既可以作为独立的部件而设置，也可以利用在共同的基板上排列配置多个光源的发光部模块而构成。

并且，3组放大透镜120R、120G、120B及3组准直透镜130R、130G、130B是与图1所示的放大透镜120及准直透镜130完全相同的结构要件。因此，红色光源110R产生的红色激光束L1R通过放大透镜120R被扩宽而成为红色发散光L2R，进而通过准直透镜130R被整形，并作为红色平行照明光L3R而照射到衍射光学元件140RGB的入射面Q上的对应入射区域AR(在图示的例子的情况下为用虚线示出的圆形区域)。

同样地，绿色光源110G产生的绿色激光束L1G通过放大透镜120G被扩宽而成为绿色发散光L2G，进而通过准直透镜130G被整形，并作为绿色平行照明光L3G而照射到衍射光学元件140RGB的入射面Q上的对应入射区域AG(在图示的例子的情况下为用虚线示出的圆形区域)。并且，蓝色光源110B产生的蓝色激光束L1B通过放大透镜120B被扩宽而成为蓝色发散光L2B，进而通过准直透镜130B被整形，并作为蓝色平行照明光L3B而照射到衍射光学元件140RGB的入射面Q上的对应入射区域AB(在图示的例子的情况下为用虚线示出的圆形区域)。

与图1所示的照明装置100同样地，在基准状态下，各个色激光束L1R、L1G、L1B的光轴、各个色发散光L2R、L2G、L2B的光轴CR、CG、CB、各个色平行照明光L3R、L3G、L3B的光轴均与X轴成为平行，但在准直透镜130R、130G、130B平行移动时，各个色平行照明光L3R、L3G、L3B的光轴相对于X轴而倾斜，各色的对应入射区域AR、AG、AB的形状及形成位置稍微变化。

并且，与图1所示的衍射光学元件140同样地，衍射光学元件140RGB具备与YZ平面平行的入射面Q，并发挥如下功能：对各个色平行照明光L3R、L3G、L3B进行衍射，通过所得到的衍射光L4RGB而向照明对象面U上投影投影图案E。在此所示的实施例的情况下，在衍射光学元件140RGB的入射面Q中的红色对应照射区域AR的附近记录有对与红色激光束L1R的中心波长对应的干涉条纹进行记录的全息图干涉条纹，在绿色对应照射区域AG的附近记录有对与绿色激光束L1G的中心波长对应的干涉条纹进行了记录的全息图干涉条纹，在蓝色对应照射区域AB的附近记录有对与蓝色激光束L1B的中心波长对应的干涉条纹进行了记录的全息图干涉条纹。

这些全息图干涉条纹均成为用于在与XY平面平行的照明对象面U上生成成为期望的投影图案E(V字状的图形图案)的再现像的干涉条纹。因此，来自红色对应照射区域AR的红色衍射光、来自绿色对应照射区域AG的绿色衍射光及来自蓝色对应照射区域AB的蓝色衍射光均会在照明对象面U上的相同的位置形成成为投影图案E的再现像。

其结果，投影图案E通过重叠3色的衍射光而成为被彩色显示的V字状的图形图案。记录有这样的全息图干涉条纹的衍射光学元件140RGB的制作方法与图1的衍射光学元件140的制作方法相同，在此省略详细的说明。

另外，3组激光光源110R、110G、110B也可以具备相互不同的放射束。通过对3组激光光源110R、110G、110B的放射束[单位：W]进行调整，从而能够调节投影图案E的颜色。并且，也可以为了提高发光强度，针对每个发光波长区域分别设置多个激光光源。在图示的例子的情况下，使用单一的衍射光学元件140RGB，但也可以取而代之地使用3组衍射光学元件140R、140G、140B，将各个色平行照明光L3R、L3G、L3B分别照射到对应的衍射光学元件140R、140G、140B。但是，如果使用单一的衍射光学元件140RGB，则入射面Q成为连续的区域，因此能够抑制由各个色平行照明光L3R、L3G、L3B形成的照射区域AR、AG、AB向衍射光学元件的外侧伸出的现象。

准直透镜驱动部150B是与图1所示的准直透镜驱动部150相同的结构要件。即，如图所示，具备驱动机构151B和支承臂152B，并具备对准直透镜130B进行支承、并使该准直透镜130B沿着与其入射光的光轴CB正交的移动平面P(成为与YZ平面平行的平面)平行移动的功能。

另外，在图4中，为了避免附图变复杂而省略了图示，但还设置有具备与准直透镜驱动部150B相同的结构的准直透镜驱动部150R、150G。在此，准直透镜驱动部150R具备对准直透镜130R进行支承，并使该准直透镜130R沿着与其入射光的光轴CR正交的移动平面P(成为与YZ平面平行的平面)平行移动的功能。同样地，准直透镜驱动部150G具备对准直透镜130G进行支承，且使该准直透镜130G沿着与其入射光的光轴CG正交的移动平面P(成为与YZ平面平行的平面)平行移动的功能。

另外，省略关于具体的结构的图示，但该照明装置100RGB还具备装置壳体160。装置壳体160是对3组光源110R、110G、110B、3组放大透镜120R、120G、120B、3组准直透镜130R、130G、130B、1组衍射光学元件140RGB及3组准直透镜驱动部150R、150G、150B进行收纳的壳体，在此所示的实施例的情况下，装置壳体160安装于汽车的前端部分。另外，装置壳体160还起到对3组光源110R、110G、110B、3组放大透镜120R、120G、120B、1组衍射光学元件140RGB及3组准直透镜驱动部150R、150G、150B进行支承固定的作用。

在图4中，与图1同样地，为了明确地示出该支承固定的作用，使用电气回路的接地记号来示出装置壳体160的各个部分。另外，关于一部分接地记号，为了避免附图变复杂，省略了符号“160”的记载。其结果，3组准直透镜130R、130G、130B以外的结构要件均通过装置壳体160被支承固定。另一方面，3组准直透镜130R、130G、130B以可相对于装置壳体160移动的状态(以沿着与YZ平面平行的移动平面P可平行移动的状态)分别被准直透镜驱动部150R、150G、150B支承。

如上所述，该变形例的照明装置100RGB具备作为彩色的全息图再现像而投影投影图案E的功能。因此，如果通过准直透镜驱动部150R、150G、150B使各个准直透镜130R、130G、130B在同一方向上平行移动相同移动量，则能够使彩色的投影图案E的投影位置在期望的方向上位移。

另外，各个准直透镜130R、130G、130B无需必须在同一方向上统一地移动相同移动量，也可以分别在不同的方向上移动不同的移动量。如果使3组准直透镜统一地移动，则如上所述，能够使彩色的投影图案E在维持了其形态的状态下位移，但在使3组准直透镜散乱地移动时(向相互不同的方向移动时)，红色的投影图案ER、绿色的投影图案EG、蓝色的投影图案EB(均为V字状的图形图案)分别在不同的方向上位移，彩色的投影图案E按颜色进行分解而散乱地显示。但是，这样的按颜色的散乱的显示形态作为表现而优选的情况下，也可以使3组准直透镜散乱地移动。

这样，3组准直透镜无需必须统一地移动，因此关于一部分准直透镜，也可以不驱动，而维持固定于装置壳体160的状态。例如，在图4所示的例子的情况下，如上所述，关于准直透镜驱动部150R、150G省略图示，但实际上设置有3组准直透镜驱动部150R、150G、150B。但是，通过实施本变形例，无需必须设置3组准直透镜驱动部150R、150G、150B，而至少设置1组准直透镜驱动部即可。

例如，在仅设置图4所示的准直透镜驱动部150B，而不设置未图示的2组准直透镜驱动部150R、150G这样的结构的情况下，准直透镜130R、130G成为固定于装置壳体160的状态，仅准直透镜130B成为可移动状态。在该情况下，在基准状态下在图示的位置显示彩色的投影图案E，当使准直透镜130B移动时，得到投影图案E在维持了位置的状态下以红色和绿色的混合色成分来显示，仅蓝色的投影图案E进行位移这样的显示形态。

并且，在图4所示的变形例中，3组光源110R、110G、110B是产生波长相互不同的光的光源，在无需进行彩色显示的情况下，无需必须是产生波长不同的光的光源。例如，作为3组光源110R、110G、110B，在使用产生相同波长的激光束的光源的情况下，投影图案E成为单色的图案，但与使用单一的光源的情况相比，显示为更明亮的图案。在该情况下，如果使各个准直透镜130R、130G、130B统一地移动，则能够使该明亮的图案直接位移，如果使各个准直透镜130R、130G、130B散乱地移动，则能够得到明亮的图案分裂为3个暗的图案这样的显示形态。

如上例这样，在使用相同波长的光的情况下，也可以仅使用1组激光光源110，利用分束器等光学元件使该1组激光光源110产生的激光束分支为3条波束，供给到各个放大透镜120R、120G、120B、各个准直透镜130R、130G、130B。

并且，在图4中示出了将由3组光源110R、110G、110B产生的光分别供给到3组准直透镜130R、130G、130B的例子，但是光源、准直透镜的数量未必限于3组，而也可以设置为任意的n组。

其结果，在此所述的变形例中，设置多个n个光源及与这些多个n个光源分别对应地配置的多个n个准直透镜，各个准直透镜将来自对应的各个光源的光分别整形为平行照明光而照射到衍射光学元件的各个规定的对应照射区域，各个对应照射区域对所照射的各个平行照明光进行衍射，并向照明对象面U上分别投影投影图案，准直透镜驱动部使多个n个准直透镜的至少1个平行移动即可。

(2)省略了放大透镜的变形例

在图1所示的照明装置100中，在光源110与准直透镜130之间配置放大透镜120，并通过放大透镜120而对由光源110产生的光束L1扩宽而生成发散光L2，将该发散光L2提供给准直透镜130，但如果光源110具备产生具有足以显示投影图案E的截面面积的光的功能，则无需对其扩宽，因此还能够省略放大透镜120。

即，如果从光源110射出的射出光具备足以显示投影图案E的截面面积，则将该射出光直接供给到准直透镜130，准直透镜130将该射出光整形而生成平行照明光L3即可。这样，省略了放大透镜的结构也能够同样地适用于图4所示的照明装置100RGB。

(3)与准直透镜的移动方向相关的变形例

在到目前为止所述的实施例、变形例中，进行了通过准直透镜驱动部150而使准直透镜130沿着与入射到该准直透镜130的光的光轴C正交的移动平面P平行移动的运用。更具体地，入射到准直透镜130的光的光轴C成为与X轴平行的轴，因此使准直透镜130沿着与YZ平面平行的移动平面P平行移动。

但是，在实施本发明时，准直透镜130的移动方向未必限于沿着与入射到准直透镜130的光的光轴C正交的移动平面P的方向，而也可以向任意的方向移动。但是，在相对于入射到准直透镜130的光的光轴C而“平行”的方向上进行了移动的情况下，准直透镜130只起到作为变焦透镜的功能，无法达到使投影图案E在照明对象面U上位移这样的本发明的目的。

因此，在实施本发明时，准直透镜驱动部150使准直透镜130在相对于入射到该准直透镜130的光的光轴C而“非平行”的任意的移动方向上平行移动即可。但是，如在§1.2中所述，如果能够使准直透镜130在铅直方向d1及水平方向d2上移动，则能够在照明对象面U上使投影图案E向任意的方向位移，因此实际上只要采用使准直透镜130沿着与入射到该准直透镜130的光的光轴C正交的移动平面P平行移动的结构则足以。

通过采用上述结构，能够使准直透镜驱动部150的结构简化，并且，能够将照明装置整体小型化。因此，在实用性上优选采用使准直透镜130沿着与光轴C正交的移动平面P进行平行移动的结构。

(4)与利用形态相关的变形例

在到目前为止的实施方式中，示出了将本发明的照明装置安装于汽车的前格栅来使用的例子，当然本发明的照明装置的利用形态不限于安装于汽车的前格栅而使用的例子。例如，不限于汽车，而也可以安装于一般的车辆的灯光单元内而使用。或者，也可以设置于道路的路面上而在静止状态下利用。

(5)其它变形例

以上，对与本发明的第1实施方式相关的几个变形例进行了记载，当然除此之外也可以实施各种变形例。本发明的第1实施方式的基本的技术思想在于一种照明装置，其具备光源、对来自光源的光进行准直的准直透镜及对来自准直透镜的光进行衍射的衍射光学元件，准直透镜被支承为能够在与入射到该准直透镜的光的光轴非平行的方向上进行动作，并且能够实施属于这样的技术思想的范畴的各种变形例。另外，如上所述，在实用性上优选为准直透镜被支承为能够在与入射到该准直透镜的光的光轴正交的面上进行动作。

并且，如在图4中作为变形例而例示，在该第1实施方式的照明装置中，也可以设置多个准直透镜。在该情况下，这些多个准直透镜中的至少任意的准直透镜被支承为能够在与入射到该准直透镜的光的光轴非平行的方向上进行动作即可。但是，在实用性上，优选为以可进行动作的方式被支承的准直透镜被支承为能够在与入射到该准直透镜的光的光轴正交的面上进行动作。

进而，在图1所示的照明装置100中，针对单一的光源110，准备了单一的放大透镜120及单一的准直透镜130，但在使用多个光源的变形例的情况下，也可以针对多个光源共用放大透镜120及准直透镜130的至少一个。

<<<§2.第2实施方式>>>

接着，参照图5及图6，对本发明的第2实施方式进行说明。在§1中所述的第1实施方式的特征在于对准直透镜进行驱动，但在此所述的第2实施方式的特征在于，代替准直透镜而对光源进行驱动。换言之，在第1实施方式中采用了通过使准直透镜移动而使平行照明光对衍射光学元件的入射角发生变化的结构，而在此所述的第2实施方式中采用通过使光源移动而使光源和准直透镜的相对位置发生变化，并由此使平行照明光对衍射光学元件的入射角变化的结构。

<2.1第2实施方式的基本结构>

图5是表示本发明的第2实施方式的照明装置200的整体结构的立体图。该照明装置200与第1实施方式的照明装置100同样地，是具备向规定的照明对象面U上投影期望的投影图案E的功能的照明装置。照明对象面U是形成通过该照明装置200而照明的被照明区域的平面，在图5中图示了向该照明对象面U上投影由V字状的图形图案构成的投影图案E的状态。

图5所示的照明装置200的结构要件大部分与图1所示的照明装置100的结构要件共用。因此，在此省略对各个结构要件的详细的说明，并主要对与图1所示的照明装置100的差异点进行说明。另外，在此也以将照明装置200安装于汽车并在前方的路面上显示由表示其行进方向的方向指示标构成的投影图案E的实施例为前提进行说明。

如图所示，照明装置200具备：光源210；放大透镜220，其通过对来自该光源210的光束L1扩宽而生成发散光L2；准直透镜230，其对来自光源210的光(放大透镜220所生成的发散光L2)进行整形而生成平行照明光L3；及衍射光学元件240，其对该平行照明光L3进行衍射，并向照明对象面U上(在该实施例中为前方的路面上)投影投影图案E。在此，光源210、放大透镜220、准直透镜230、衍射光学元件240是分别与图1所示的照明装置100中的光源110、放大透镜120、准直透镜130、衍射光学元件140完全相同的结构要件。

图1所示的照明装置100与图5所示的照明装置200的差异点如下：在前者中采用通过准直透镜驱动部150而对准直透镜130进行驱动的结构，而在后者中采用通过光源驱动部250而对光源210进行驱动的结构。光源驱动部250是起到支承光源210并对它进行驱动的作用的结构要件，具备使光源210沿着与该光源210产生的光L1的光轴C(在图示的基准状态下，与放大透镜220所生成的发散光L2的光轴C相同)正交的移动平面P平行移动的功能。

另外，虽然省略对具体的结构的图示，但该照明装置200还具备装置壳体260。装置壳体260是收纳光源210、放大透镜220、准直透镜230、衍射光学元件240及光源驱动部250的壳体，在此所示的实施例的情况下，装置壳体260安装于汽车的前端部分。另外，装置壳体260还起到将准直透镜230、衍射光学元件240、光源驱动部250支承固定的作用。

为了明确地示出该支承固定的作用，在图5中也使用电气回路的接地记号来表示装置壳体260的各个部分。另外，光源210在可相对于装置壳体260移动的状态下通过光源驱动部250被支承。并且，在该实施例中，放大透镜220并非固定于装置壳体260，而是固定于光源210。因此，在通过光源驱动部250而使光源210移动时，放大透镜220与光源210一起移动。关于由该光源驱动部250实施的光源210及放大透镜220的驱动方法的具体情况，将在后面的§2.2中详述。

在该图5中也为了便于说明，如图所示，关于构成照明装置200的各个结构要件相互的几何位置关系，定义具备相互正交的X轴、Y轴、Z轴的XYZ三维直角坐标系。在图示的实施例的情况下，照明装置200以使行进方向成为X轴正方向的方式安装于汽车，照明对象面U(前方的路面)被定义到与XY平面平行的平面上。为了对该照明对象面U进行照明，光源210具备向X轴正方向照射照明用的光束L1的功能。并且，准直透镜230及衍射光学元件240配置在与YZ平面平行的平面上。

在该实施例的情况下，作为光源210也使用激光光源，光源210产生的激光束L1通过放大透镜220而被扩宽，由此生成发散光L2。在此所示的例子的情况下，激光束L1是具备圆形截面的光束，从放大透镜220射出由圆锥状地扩展的光束构成的发散光L2。在附图中，用单点划线来图示该发散光L2的光轴C(入射到准直透镜230的光L2的光轴)。该光轴C成为与X轴平行的轴。

准直透镜230对该圆锥状地扩展的发散光L2进行整形而生成平行照明光L3，并将其照射到衍射光学元件240的入射面Q。在图示的例子的情况下，各个结构要件被配置为如下状态：使激光束L1的光轴经过放大透镜220的中心点，使发散光L2的光轴C(圆锥状地扩展的发散光束的中心轴)经过准直透镜230的中心点，使平行照明光L3的光轴(平行光束的中心轴)经过衍射光学元件240的中心点。

因此，在图示的例子的情况下，激光束L1的光轴、发散光L2的光轴C及平行照明光L3的光轴一致，均成为与X轴平行的轴。在该第2实施方式中，也将这样的状态称为“基准状态”。在该基准状态下，平行照明光L3形成相对于X轴平行的平行光束，其截面(与光轴正交的截面)成为圆形。并且，衍射光学元件240被配置成使其入射面Q成为与YZ平面平行的面，因此在基准状态下，平行照明光L3垂直地入射到衍射光学元件240的入射面Q。其结果，如图中用虚线所示，在入射面Q上形成圆形的照射区域A。

如后述，在通过光源驱动部250对光源210进行驱动时，成为从上述基准状态脱离的状态，平行照明光L3对入射面Q的入射角发生变化。在该情况下，衍射光学元件140上的照射区域A成为椭圆状。

另一方面，衍射光学元件240发挥如下功能：对通过准直透镜230整形并照射到入射面Q的平行照明光L3进行衍射，并利用所得到的衍射光L4而向照明对象面U上投影投影图案E。具体地，衍射光学元件240由以使入射面Q与YZ平面平行的方式配置的全息图记录介质构成，在该全息图记录介质中，记录有用于在与XY平面平行的照明对象面U上生成成为投影图案E的再现像的干涉条纹。这样的衍射光学元件240是与图1所示的衍射光学元件140相同的结构要件，因此在此省略详细的说明。

其结果，在图5所示的照明装置200中，在基准状态下，光源210产生具备与X轴平行的光轴的光束L1，放大透镜220生成以该光束L1的光轴为中心轴而发散的发散光L2，准直透镜230对该发散光L2进行整形而生成平行照明光L3，并将其照射到具备与YZ平面平行的入射面Q的衍射光学元件240。并且，光源210通过光源驱动部250而沿着与光源210产生的光L1的光轴C正交的移动平面P(与YZ平面平行的平面)平行移动。通过该平行移动，照明装置200从基准状态脱离，平行照明光L3相对入射面Q的入射方向变化，因此如后述，能够使照明对象面U上的投影图案E位移。

<2.2第2实施方式的基本动作>

该第2实施方式的照明装置200的重要的特征在于，光源210通过光源驱动部250而被驱动。如上所述，准直透镜230、衍射光学元件240、光源驱动部250均被装置壳体260支承固定，但光源210及放大透镜220并非直接地固定于装置壳体260，而是以可通过光源驱动部250移动的状态被支承。

因此，能够通过光源驱动部250而使光源210及放大透镜220与装置壳体260的相对位置发生变化。这表示光源210及放大透镜220与准直透镜230及衍射光学元件240之间的相对位置也发生变化。

具体地，光源驱动部250具备使光源210沿着与该光源210所产生的光L1的光轴C正交的移动平面P平行移动的功能。在图示的实施例的情况下，光源210在与X轴平行的方向上产生激光束L1，因此将与该激光束L1的光轴C正交的移动平面P称为与YZ平面平行的平面。

在此，如果将与照明对象面U正交的方向(Z轴方向)称为铅直方向d1，将与照明对象面U平行的方向(沿着XY平面的方向)称为水平方向d2，则如在图5中由箭头d1、d2所示，光源驱动部250具备使光源210沿着移动平面P而在铅直方向d1上移动的铅直方向驱动功能和使光源210在水平方向d2上移动的水平方向驱动功能。在将该铅直方向驱动功能和水平方向驱动功能结合而使用的情况下，不仅能够使光源210在铅直方向d1及水平方向d2上平行移动，并且还能够使光源210在沿着移动平面P的任意的方向上平行移动。

如图所示，光源驱动部250具备驱动机构251和支承臂252，具备对光源210进行支承，且使该光源210沿着移动平面P(成为与YZ平面平行的平面)平行移动的功能。作为这样的驱动机构251，能够采用利用马达和齿轮而使支承臂252移动的一般的机构，因此在此省略详细的说明。

如上所述，放大透镜220固定于光源210，因此光源驱动部250在使光源210沿着移动平面P平行移动时，放大透镜220也一起平行移动。这样，光束L1及发散光L2相对于装置壳体260的相对位置发生变化，相对于固定在装置壳体260上的准直透镜230及衍射光学元件240的相对位置也发生变化。因此，发散光L2对准直透镜230的入射位置发生变化。

在图5所示的基准状态下，以使发散光L2的光轴C经过准直透镜230的中心点的方式调整各个结构要件的相互位置关系，发散光L2配置于关于准直透镜230的中心轴而成为旋转对称的位置处。其结果，从准直透镜230射出的平行照明光L3的光轴与发散光L2的光轴C一致，平行照明光L3从垂直方向入射到衍射光学元件240的入射面Q，形成圆形的照射区域A。

但是，在通过光源驱动部250移动光源210及放大透镜220时，发散光L2对准直透镜230的入射位置发生变化，因此该照明装置200成为从上述基准状态脱离的状态。即，在图5所示的基准状态下，从准直透镜230射出的平行照明光L3成为与X轴平行的平行光束，从垂直方向入射到衍射光学元件240的入射面Q，但当发散光L2对准直透镜230的入射位置发生变化时，从准直透镜230射出的平行照明光L3成为相对于X轴而倾斜的平行光束，因此平行照明光L3对入射面Q的入射角度发生变化。其结果，从衍射光学元件240射出的衍射光L4的射出方向也发生变化，照明对象面U上的投影图案E的投影位置也发生变化。

换言之，在使光源210及放大透镜220移动时，发散光L2对准直透镜230的入射位置进行位移。根据该入射位置的位移方向及位移量，从准直透镜230射出的平行照明光L3的射出角度发生变化。因此，平行照明光L3对衍射光学元件240的入射角度发生变化，从衍射光学元件240射出的衍射光L4的射出方向发生变化，照明对象面U上的投影图案E的投影位置发生变化。

总之，在此所示的第2实施方式的情况下，也与上述的第1实施方式同样地，通过改变光源210和准直透镜230之间的相对的位置关系，从而使平行照明光L3对衍射光学元件240的入射角度发生变化。因此，由于光源210及放大透镜220的移动而在衍射光学元件240中产生的光学现象的变化基本上与在图2中说明的变化相同。

如上所述，图5所示的照明装置200中的光源驱动部250如在图5中由箭头d1、d2所示，具备使光源210沿着移动平面P在铅直方向d1上移动的铅直方向驱动功能和在水平方向d2上移动的水平方向驱动功能。因此，在将该铅直方向驱动功能和水平方向驱动功能结合而使用的情况下，不仅能够使光源210及放大透镜220在铅直方向d1及水平方向d2上平行移动，并且还能够使光源210及放大透镜220在沿着移动平面P的任意的方向上平行移动。

在使光源210及放大透镜220在铅直方向d1上移动时，能够使照明对象面U上的投影图案E在X轴方向上位移，并且在使光源210及放大透镜220在水平方向d2上移动时，能够使照明对象面U上的投影图案在Y轴方向上位移。因此，与图3所示的例子同样地，能够使基准状态下的投影图案E0在各个方向上位移，例如能够得到投影图案E1～E3。

在该第2实施方式的情况下，在使投影图案E从基准状态的位置进行位移时，严格地讲来自衍射光学元件240的衍射光L4的光束的分布特别是轮廓会稍微发生变更，显示于照明对象面U上的投影图案E(V字状的图形图案)的形状会稍微变形。但是，只要光源230的位移量不极端地扩大，则只会产生微小的投影图案E的变形，在实用性上不成为问题。

并且，如在§1.2中所述，伴随着光源210的平行移动，会出现一部分照射区域A向入射面Q的外部移动的伸出现象，存在投影图案E的放射照度下降的可能性，但如上所述，在实用性上不出现大的问题。为了防止这样的放射照度的下降，将衍射光学元件240的尺寸设计得稍大，即便平行照明光L3的入射角度发生变化，也使得形成于衍射光学元件240的入射面Q上的照射区域A不从入射面Q上的全息图形成面伸出即可(在该情况下，出现照明装置200整体的尺寸变大这样的另外的问题)。

关于准直透镜230也同样地发生这样的伸出。即，在图5中，当设计为圆锥状地扩展的发散光L2对准直透镜230的照射区域的轮廓到达至准直透镜230的轮廓的附近为止时，通过发散光L2的移动，从而一部分发散光L2可能向准直透镜230的外侧伸出。

在发生这样的伸出时，用于照明的光量减少，投影图案E的放射照度下降，但在实用性上不出现问题(优选为，伸出部分的光被光圈截断)。当然，如果将准直透镜230的尺寸设计得较大，则能够防止这样的伸出，但会出现照明装置200整体的尺寸变大这样的另外的问题。

<2.3第2实施方式的变形例>

接着，关于图5所示的第2实施方式的照明装置200，陈述几个变形例。

(1)使用多个光源及准直透镜的变形例

图6是表示图5所示的第2实施方式的变形例的照明装置200RGB的整体结构的立体图，与图5同样地定义了XYZ三维直角坐标系。该变形例的照明装置200RGB的特征在于，具备3组光源210R、210G、210B及与该3组光源分别对应地配置的3组放大透镜220R、220G、220B及3组准直透镜230R、230G、230B。在水平方向(Y轴方向)上排列配置有这些3组各个结构要件，衍射光学元件240RGB接收来自各个准直透镜230R、230G、230B的平行照明光L3R、L3G、L3B，因此在水平方向上形成细长的形状。

与图5所示的光源210同样地，3组光源210R、210G、210B基本上为激光光源，但具备产生相互不同的波长的光的功能。具体地，光源210R是产生红色的激光束L1R的红色激光光源，光源210G是产生绿色的激光束L1G的绿色激光光源，光源210B是产生蓝色的激光束L1B的蓝色激光光源。并且，向X轴平行的方向射出各个激光束L1R、L1G、L1B。另外，这些多个光源既可以设置为分别独立的部件，也可以利用在共同的基板上排列配置多个光源而成的发光部模块来构成。

并且，3组放大透镜220R、220G、220B及3组准直透镜230R、230G、230B是与图5所示的放大透镜220及准直透镜230完全相同的结构要件。因此，红色光源210R所产生的红色激光束L1R通过放大透镜220R被扩宽而成为红色发散光L2R，进而通过准直透镜230R而被整形，并作为红色平行照明光L3R而照射到衍射光学元件240RGB的入射面Q上的对应入射区域AR(在图示的例子的情况下为用虚线示出的圆形区域)。

同样地，绿色光源210G产生的绿色激光束L1G通过放大透镜220G被扩宽而成为绿色发散光L2G，进而通过准直透镜230G而被整形，并作为绿色平行照明光L3G而照射到衍射光学元件240RGB的入射面Q上的对应入射区域AG(在图示的例子的情况下为用虚线示出的圆形区域)。并且，蓝色光源210B产生的蓝色激光束L1B通过放大透镜220B被扩宽而成为蓝色发散光L2B，进而通过准直透镜230B而被整形，并作为蓝色平行照明光L3B而照射到衍射光学元件240RGB的入射面Q上的对应入射区域AB(在图示的例子的情况下为用虚线示出的圆形区域)。

与图5所示的照明装置200同样地，在基准状态下，各个色激光束L1R、L1G、L1B的光轴、各个色发散光L2R、L2G、L2B的光轴CR、CG、CB、各个色平行照明光L3R、L3G、L3B的光轴均与X轴平行，但在光源210R、210G、210B平行移动时从基准状态脱离，各个色平行照明光L3R、L3G、L3B的光轴相对于X轴而倾斜，各个色的对应入射区域AR、AG、AB的形状及形成位置发生变化。

并且，衍射光学元件240RGB与图5所示的衍射光学元件240同样地，具备与YZ平面平行的入射面Q，发挥对各个色平行照明光L3R、L3G、L3B进行衍射，并通过所得到的衍射光L4RGB向照明对象面U上投影投影图案E的功能。在此所示的实施例的情况下，在衍射光学元件240RGB的入射面Q中的红色对应照射区域AR的附近记录有对与红色激光束L1R的中心波长对应的干涉条纹进行了记录的全息图干涉条纹，在绿色对应照射区域AG的附近记录有对与绿色激光束L1G的中心波长对应的干涉条纹进行了记录的全息图干涉条纹，在蓝色对应照射区域AB的附近记录有对与蓝色激光束L1B的中心波长对应的干涉条纹进行了记录的全息图干涉条纹。

这些全息图干涉条纹均成为用于在与XY平面平行的照明对象面U上生成成为期望的投影图案E(V字状的图形图案)的再现像的干涉条纹。因此，来自红色对应照射区域AR的红色衍射光、来自绿色对应照射区域AG的绿色衍射光、来自蓝色对应照射区域AB的蓝色衍射光均在照明对象面U上的相同的位置形成成为投影图案E的再现像。其结果，投影图案E通过重叠3色的衍射光而成为彩色显示的V字状的图形图案。

通过对3组激光光源210R、210G、210B的放射束[单位：W]进行调整，从而能够调节投影图案E的颜色。并且，为了提高发光强度，也可以针对每个发光波长区域分别设置多个激光光源。在图示的例子的情况下，使用了单一的衍射光学元件240RGB，但也可以取而代之地使用3组衍射光学元件240R、240G、240B，并将各个色平行照明光L3R、L3G、L3B分别照射到分别对应的衍射光学元件240R、240G、240B。

光源驱动部250B是与图5所示的光源驱动部250相同的结构要件。即，如图所示，具备驱动机构251B和支承臂252B，并具备支承光源210B且使该光源210B沿着与其产生光的光轴正交的移动平面P(成为与YZ平面平行的平面)平行移动的功能。

另外，虽然在图6中为了避免图变得复杂而省略了图示，但还设置有与光源驱动部250B相同的结构的光源驱动部250R、250G。在此，光源驱动部250R具备支承光源210R且使该光源210R沿着与其产生光的光轴正交的移动平面P(成为与YZ平面平行的平面)平行移动的功能。同样地，光源驱动部250G具备支承光源210G且使该光源210G沿着与其产生光的光轴正交的移动平面P(成为与YZ平面平行的平面)平行移动的功能。

另外，虽然省略了对具体的结构的图示，但该照明装置200RGB还具备装置壳体260。装置壳体260是收纳3组光源210R、210G、210B、3组放大透镜220R、220G、220B、3组准直透镜230R、230G、230B、1组衍射光学元件240RGB及3组光源驱动部250R、250G、250B的壳体，在此所示的实施例的情况下，装置壳体260安装于汽车的前端部分。另外，装置壳体260还起到对3组准直透镜230R、230G、230B、1组衍射光学元件240RGB、3组光源驱动部250R、250G、250B进行支承固定的作用。

在图6中，与图5同样地，为了明确地示出该支承固定的作用，使用电气回路的接地记号来示出装置壳体260的各个部分。另外，关于一部分接地记号，为了避免附图变得复杂，省略了符号“260”的记载。3组放大透镜220R、220G、220B分别固定于3组光源210R、210G、210B，3组光源210R、210G、210B以可相对于装置壳体260移动的状态(以可沿着与YZ平面平行的移动平面P平行移动的状态)分别被光源驱动部250R、250G、250B支承。因此，光源210R和放大透镜220R成为一体而移动，光源210G和放大透镜220G成为一体而移动，光源210B和放大透镜220B成为一体而移动。

如上所述，该变形例的照明装置200RGB具备作为彩色的全息图再现像而投影投影图案E的功能。因此，如果通过光源驱动部250R、250G、250B而使各个光源210R、210G、210B在同一方向上平行移动相同的移动量，则能够使彩色的投影图案E的投影位置向期望的方向位移。

另外，各个光源210R、210G、210B无需必须在同一方向上统一地移动相同的移动量，而也可以分别在不同的方向上移动不同的移动量。如果使3组光源统一地移动，则如上所述，能够使彩色的投影图案E在维持了其形态的状态下位移，但在使3组光源散乱地移动时(向相互不同的方向移动时)，红色的投影图案ER、绿色的投影图案EG、蓝色的投影图案EB(均为V字状的图形图案)分别在不同的方向上位移，彩色的投影图案E按颜色进行分解而散乱地显示。

这样，3组光源无需必须统一地移动，因此关于一部分光源，也可以不驱动，而维持固定于装置壳体260的状态。例如，在图6所示的例子的情况下，如上所述，关于光源驱动部250R、250G省略了图示，但实际上设置有3组光源驱动部250R、250G、250B。但是，在实施本变形例时，无需必须设置3组光源驱动部250R、250G、250B，而至少设置1组光源驱动部即可。

例如，在设置成仅设置图6所示的光源驱动部250B且未设置未图示的2组光源驱动部250R、250G的结构的情况下，光源210R、210G(及放大透镜220R、220G)成为固定于装置壳体260的状态，只有光源210B成为可移动状态。在该情况下，在基准状态下在图示的位置显示彩色的投影图案E，当使光源210B移动时，获得投影图案E维持位置的状态下以红色和绿色的混合色成分而显示，仅蓝色的投影图案E位移的显示形态。

并且，在图6所示的变形例中，3组光源210R、210G、210B是产生相互不同的波长的光的光源，在无需彩色显示的情况下，无需必须要产生波长不同的光的光源。在使用相同波长的光的情况下，也可以仅使用1组激光光源210，利用分束器等光学元件而使该1组激光光源210产生的激光束分支为3条波束而使用。

并且，在图6中示出了将由3组光源210R、210G、210B产生的光分别供给到3组放大透镜210R、210G、210B及3组准直透镜230R、230G、230B的例子，但光源、放大透镜、准直透镜的数量未必限于3组，也可以设置为任意的n组。

其结果，在此所述的变形例中，设置多个n个光源及与这些多个n个光源分别对应地配置的多个n个准直透镜，各个准直透镜将来自对应的各个光源的光分别整形为平行照明光，并照射到衍射光学元件的各个规定的对应照射区域，各个对应照射区域对所照射的各个平行照明光进行衍射，向照明对象面U上分别投影投影图案，光源驱动部使多个n个光源的至少1个平行移动即可。

(2)省略了放大透镜的变形例

在图5所示的照明装置200中，在光源210与准直透镜230之间配置放大透镜220，通过放大透镜220对由光源210产生的光束L1扩宽而生成发散光L2，并将该发散光L2提供给准直透镜230，放大透镜220与光源210一起移动，但如果光源210具备产生具备足以显示投影图案E的截面面积的光的功能，则无需对它扩宽，因此还能够省略放大透镜220。

即，如果从光源210射出的射出光具备足以显示投影图案E的截面面积，则将该射出光直接供给到准直透镜230，由准直透镜230对该射出光进行整形而生成平行照明光L3即可。这样，省略了放大透镜的结构也同样能够适用于图6所示的照明装置200RGB。

(3)与光源的移动方向相关的变形例

到目前为止所述的实施例、变形例中，进行了通过光源驱动部250而使光源210沿着与该光源210产生的光L1的光轴正交的移动平面P平行移动的运用。更具体地，光源210产生的光束L1的光轴成为与X轴平行的轴，因此使光源210沿着与YZ平面平行的移动平面P平行移动。

但是，在实施本发明时，光源210的移动方向未必限于沿着与光源210产生的光的光轴正交的移动平面P的方向，也可以向任意的方向移动。但是，在相对于光源210产生的光的光轴为“平行”的方向上移动的情况下，无法达到使投影图案E在照明对象面U上位移这样的本发明的目的。

因此，在实施本发明时，光源驱动部250使光源210在相对于该光源210产生的光的光轴为“非平行”的任意的移动方向上平行移动即可。但是，如在§2.2中所述，如果能够使光源210在铅直方向d1及水平方向d2上移动，则在照明对象面U上能够使投影图案E向任意的方向位移，因此实际上只要采用使光源210沿着与该光源210产生的光的光轴正交的移动平面P平行移动的结构便足以。

通过采用上述结构，能够使光源驱动部250的结构简化，并且还能够使整个照明装置小型化。因此，在实用性上优选采用使光源210沿着与该光源210产生的光的光轴正交的移动平面P平行移动的结构。

(4)与利用形态相关的变形例

到目前为止所述的实施方式中，示出了将本发明的照明装置安装于汽车的前格栅而使用的例子，当然本发明的照明装置的利用形态不限于安装于汽车的前格栅来使用的例子。例如，不限于汽车，也可以安装于一般的车辆的灯光单元内而使用。或者，也可以设置于道路的路面上而在静止状态下利用。

(5)仅驱动光源或放大透镜的变形例

在图5所示的照明装置200中，将放大透镜220固定于光源210，使光源210和放大透镜220一体地移动，但也可以将放大透镜220固定于装置壳体260，并通过光源驱动部250而仅使光源210移动。

即便放大透镜220不移动，但只要光源210移动，光束L1就会移动，因此发散光L2也移动，能够改变从准直透镜230射出的平行照明光L3的朝向。在图6所示的照明装置200RGB的情况下也是相同的。但是，通常放大透镜220的直径小于准直透镜230的直径，因此在光束L1的移动量大到某种程度的情况下，会受到由透镜像差导致的影响，并且，在移动量大时，光束L1从放大透镜220脱离，因此在实用性上优选为如到目前为止所述的实施例这样，使放大透镜220与光源210一起移动。

作为另外的变形例，也可以将光源210固定于装置壳体260，通过光源驱动部250而仅使放大透镜220移动。在光源210不移动时，光束L1也不移动，但如果放大透镜220移动，则发散光L2也移动，由此能够改变从准直透镜230射出的平行照明光L3的朝向。在图6所示的照明装置200RGB的情况下也是相同的。但是，与仅使上述光源移动的变形例同样地，在放大透镜220的移动量大到某种程度的情况下，会受到由透镜像差导致的影响，并且在移动量大时，光束L1会从放大透镜220脱离，因此在实用性上优选为如到目前为止所述的实施例这样，使放大透镜220与光源210一起移动。

(6)其它变形例

以上记载了与本发明的第2实施方式相关的几个变形例，当然除此之外也可实施各种变形例。本发明的第2实施方式的基本的技术思想在于一种照明装置，其具备光源、对来自光源的光进行准直的准直透镜及对来自准直透镜的光进行衍射的衍射光学元件，光源被支承为可在与从该光源射出的光的光轴非平行的方向上进行动作，并且能够实施属于这样的技术思想的范畴的各种变形例。另外，在实用性上优选为如上所述，光源被支承为可在与从该光源射出的光的光轴正交的面上进行动作。

并且，如在图6中作为变形例所例示，在该第2实施方式的照明装置中，也可以设置多个光源。在该情况下，这些多个光源的至少任意个被支承为可在与从该光源射出的光的光轴非平行的方向上进行动作即可。但是，在实用性上，被支承为可进行动作的光源优选以可在与从该光源射出的光的光轴正交的面上进行动作的方式被支承。

进而，在图5所示的照明装置200中，针对单一的光源210，准备了单一的放大透镜220及单一的准直透镜230，但在使用多个光源的变形例的情况下，也可以针对多个光源而共用放大透镜220及准直透镜230中的至少一个。

产业上的利用可能性

本发明的照明装置可广泛利用于向路面、地面、底面、水面下、壁面等预先设定的照明对象面上投影期望的投影图案的用途。并且能够使该投影图案的投影位置移动，因此例如最适合于将表示交通工具的行进方向的方向指示标等图形显示于期望的位置的用途。

(符号说明)

100：第1实施方式的照明装置

100RGB：第1实施方式的变形例的照明装置

110：光源(激光光源)

110R：红色光源(红色激光光源)

110G：红色光源(红色激光光源)

110B：蓝色光源(蓝色激光光源)

120：放大透镜

120R，120G，120B：放大透镜

130：准直透镜

130R，130G，130B：准直透镜

140：衍射光学元件(全息)

140RGB：衍射光学元件(全息)

150：准直透镜驱动部

150B：准直透镜驱动部

151：驱动机构

151B：驱动机构

152：支承臂

152B：支承臂

160：装置壳体

200：第2实施方式的照明装置

200RGB：第2实施方式的变形例的照明装置

210：光源(激光发光部)

210R：红色光源(红色激光光源)

210G：红色光源(红色激光光源)

210B：蓝色光源(蓝色激光光源)

220：放大透镜

220R，220G，220B：放大透镜

230：准直透镜

230R，230G，230B：准直透镜

240：衍射光学元件(全息)

240RGB：衍射光学元件(全息)

250：光源驱动部

250B：光源驱动部

251：驱动机构

251B：驱动机构

252：支承臂

252B：支承臂

260：装置壳体

A：照射区域

AR，AG，AB：对应照射区域

C：光轴

CR，CG，CB：光轴

d1：铅直方向

d2：水平方向

E，E0～E3：投影图案(V字状的图形图案)

L1：光束(激光束)

L1R，L1G，L1B：光束(激光束)

L2：发散光

L2R，L2G，L2B：发散光

L3：平行照明光

L3R，L3G，L3B：平行照明光

L4：衍射光

L4RGB：衍射光

L30：表示平行照明光L3的光轴的直线群

L31：表示位于构成平行照明光L3的光束的一侧的轮廓位置的光线的光路的箭头群

L32：表示位于构成平行照明光L3的光束的另一侧的轮廓位置的光线的光路的箭头群

O：XYZ三维直角坐标系的原点

P：移动平面

Q：入射面(受光面)

U：照明对象面

X：XYZ三维直角坐标系的坐标轴

Y：XYZ三维直角坐标系的坐标轴

Z：XYZ三维直角坐标系的坐标轴

Claims (18)

1.一种照明装置(100)，其向照明对象面(U)上投影期望的投影图案(E)，

该照明装置(100)的特征在于，其具备：

光源(110)；

准直透镜(130)，其将来自所述光源(110)的光(L2)整形为平行照明光(L3)；

衍射光学元件(140)，其对所述平行照明光(L3)进行衍射，并向所述照明对象面(U)上投影所述投影图案(E)；及

准直透镜驱动部(150)，其支承所述准直透镜(130)，并对该所述准直透镜(130)进行驱动，

所述衍射光学元件由全息图记录介质构成，在所述全息图记录介质中记录有用于在所述照明对象面(U)上生成成为投影图案(E)的再现像的干涉条纹，

在定义了具备相互正交的X轴、Y轴、Z轴的XYZ三维直角坐标系时，

光源(110)产生具备与X轴平行的光轴(C)的光束(L1)，

衍射光学元件(140)具备与YZ平面平行的入射面(Q)，

所述准直透镜驱动部(150)使所述准直透镜(130)在相对于X轴为非平行的规定的移动方向上进行平行移动。

2.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，

准直透镜驱动部(150)使准直透镜(130)沿着与X轴正交的移动平面(P)进行平行移动。

3.根据权利要求2所述的照明装置(100)，其特征在于，

所述照明装置(100)还具备放大透镜(120)，该放大透镜(120)配置在光源(110)与准直透镜(130)之间，

所述光源(110)产生光束(L1)，所述放大透镜(120)通过对所述光束(L1)扩宽而生成发散光(L2)，所述准直透镜(130)对所述发散光(L2)进行整形而生成平行照明光(L3)。

4.根据权利要求3所述的照明装置(100)，其特征在于，

放大透镜(120)生成以所述光轴(C)为中心轴而发散的发散光(L2)，

准直透镜(130)对所述发散光(L2)进行整形而生成平行照明光(L3)，

准直透镜驱动部(150)进行使所述准直透镜(130)沿着与YZ平面平行的移动平面(P)进行平行移动的驱动，通过该驱动，所述平行照明光(L3)对所述入射面(Q)的入射方向发生变化。

5.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，

衍射光学元件(140)由入射面(Q)被配置成与YZ平面平行的全息图记录介质构成，在所述全息图记录介质中记录有用于在与XY平面平行的照明对象面(U)上生成成为投影图案(E)的再现像的干涉条纹。

6.根据权利要求3所述的照明装置(100)，其特征在于，

所述照明装置(100)还具备装置壳体(160)，该装置壳体(160)收纳光源(110)、放大透镜(120)、准直透镜(130)、衍射光学元件(140)及准直透镜驱动部(150)，对所述光源(110)、所述放大透镜(120)、所述衍射光学元件(140)及所述准直透镜驱动部(150)进行支承固定。

7.根据权利要求1所述的照明装置(100RGB)，其特征在于，

所述照明装置(100RGB)具备多个n个光源(110R，110G，110B)及与所述多个n个光源分别对应地配置的多个n个准直透镜(130R，130G，130B)，

各个所述准直透镜将来自对应的各个所述光源的光(L2R，L2G，L2B)分别整形为平行照明光(L3R，L3G，L3B)而向衍射光学元件(140RGB)的各个规定的对应照射区域(AR，AG，AB)进行照射，各个所述对应照射区域对所照射的各个平行照明光进行衍射，从而向照明对象面(U)上分别投影投影图案(E)，

准直透镜驱动部(150B)使多个n个准直透镜(130R，130G，130B)中的至少1个进行平行移动。

8.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，

所述光源(110)产生激光束。

9.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，

在所述全息图记录介质中记录有干涉条纹，该干涉条纹用于将所述准直透镜(130)在规定的基准状态时从所述准直透镜(130)射出的平行照明光(L3)进行衍射，在所述照明对象面(U)上的基准位置生成成为所述投影图案(E)的再现像。

10.一种照明装置(200)，其向照明对象面(U)上投影期望的投影图案(E)，

所述照明装置(200)的特征在于，其具备：

光源(210)；

准直透镜(230)，其将来自所述光源(210)的光(L2)整形为平行照明光(L3)；

衍射光学元件(240)，其对所述平行照明光(L3)进行衍射，并向所述照明对象面(U)上投影所述投影图案(E)；及

光源驱动部(250)，其支承所述光源(210)，并对该所述光源(210)进行驱动，

所述衍射光学元件由全息图记录介质构成，在所述全息图记录介质中记录有用于在所述照明对象面(U)上生成成为投影图案(E)的再现像的干涉条纹，

在定义了具备相互正交的X轴、Y轴、Z轴的XYZ三维直角坐标系时，

光源(210)产生具备与X轴平行的光轴(C)的光束(L1)，

衍射光学元件(240)具备与YZ平面平行的入射面(Q)，

所述光源驱动部(250)使所述光源(210)在相对于X轴为非平行的规定的移动方向上进行平行移动。

11.根据权利要求10所述的照明装置(200)，其特征在于，

光源驱动部(250)使光源(210)沿着与X轴正交的移动平面(P)进行平行移动。

12.根据权利要求11所述的照明装置(200)，其特征在于，

所述照明装置(200)还具备放大透镜(220)，该放大透镜(220)配置在光源(210)与准直透镜(230)之间，

所述光源(210)产生光束(L1)，所述放大透镜(220)通过对所述光束(L1)扩宽而生成发散光(L2)，所述准直透镜(230)对所述发散光(L2)进行整形而生成平行照明光(L3)，

所述放大透镜(220)与所述光源(210)一起进行移动。

13.根据权利要求12所述的照明装置(200)，其特征在于，

放大透镜(220)生成以所述光轴(C)为中心轴而发散的发散光(L2)，

准直透镜(230)对所述发散光(L2)进行整形而生成平行照明光(L3)，

光源驱动部(250)进行使所述光源(210)沿着与YZ平面平行的移动平面(P)进行平行移动的驱动，并通过该驱动，所述平行照明光(L3)对所述入射面(Q)的入射方向发生变化。

14.根据权利要求10所述的照明装置(200)，其特征在于，

衍射光学元件(240)由入射面(Q)被配置成与YZ平面平行的全息图记录介质构成，在所述全息图记录介质中记录有用于在与XY平面平行的照明对象面(U)上生成成为投影图案(E)的再现像的干涉条纹。

15.根据权利要求12所述的照明装置(200)，其特征在于，

所述照明装置(200)还具备装置壳体(260)，该装置壳体(260)收纳光源(210)、放大透镜(220)、准直透镜(230)、衍射光学元件(240)及光源驱动部(250)，对所述准直透镜(230)、所述衍射光学元件(240)及所述光源驱动部(250)进行支承固定，

所述放大透镜(220)固定于所述光源(210)而与所述光源(210)一起进行移动。

16.根据权利要求10所述的照明装置(200RGB)，其特征在于，

所述照明装置(200RGB)具备多个n个光源(210R，210G，210B)及与所述多个n个光源分别对应地配置的多个n个准直透镜(230R，230G，230B)，

各个所述准直透镜将来自对应的各个所述光源的光(L2R，L2G，L2B)分别整形为平行照明光(L3R，L3G，L3B)，并向衍射光学元件(240RGB)的各个规定的对应照射区域(AR，AG，AB)进行照射，各个所述对应照射区域对所照射的各个平行照明光进行衍射，从而向照明对象面(U)上分别投影投影图案(E)，

光源驱动部(250B)使多个n个光源(210R，210G，210B)中的至少1个进行平行移动。

17.根据权利要求10所述的照明装置(200)，其特征在于，

所述光源(210)产生激光束。

18.根据权利要求10所述的照明装置(200)，其特征在于，

在所述全息图记录介质中记录有干涉条纹，该干涉条纹用于将所述光源(210)在规定的基准状态时从所述准直透镜(230)射出的平行照明光(L3)进行衍射，在所述照明对象面(U)上的基准位置生成成为所述投影图案(E)的再现像。

Images