JP7131153B2 - 照明装置および照明装置ユニット - Google Patents

Description

本開示は、照明装置および照明装置を備えた照明装置ユニットに関する。

例えば、特許文献１に開示されているように、光源とホログラム素子とを含んだ照明装置が知られている。特許文献１に開示された照明装置では、ホログラム素子が光源からの光を回折することで、所望のパターンで路面を照明することができる。特許文献１に開示された照明装置では、光源で生成されたレーザー光をホログラム素子で回折している。

特開２０１５－１３２７０７号公報

ところで、照明装置の外観や、照明装置が組み込まれる物品の外観を向上させることが望まれている。

本開示の実施形態は、以上の点を考慮してなされたものであって、照明装置の外観、あるいは、照明装置が組み込まれる物品の外観を向上させることを目的とする。

本開示の一実施形態による照明装置は、
各々が光を射出する複数の光源と、
前記複数の光源から射出された光を回折して被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、
各光源から射出された光の前記回折光学素子上の各入射領域は、その第１方向における長さが前記第１方向と交わる第２方向における長さよりも大きく、
前記複数の光源は、前記第１方向に沿って配列されている。

本開示の一実施形態による照明装置において、
前記回折光学素子は、前記光が入射する入射面を有し、
前記入射面の前記第１方向における長さは、前記入射面の前記第２方向における長さよりも大きくてもよい。

また、本開示の一実施形態による照明装置において、
前記光源は、各種半導体レーザー、固体レーザーまたはＳＨＧレーザーであってもよい。

また、本開示の一実施形態による照明装置において、
前記光源が射出する光の前記第１方向での拡散角度は、前記第２方向での拡散角度よりも大きくてもよい。

また、本開示の一実施形態による照明装置において、
前記光の光路に沿った各光源と前記回折光学素子との間に、前記光源から射出された光を平行光束に近づけるコリメートレンズを含んでいてもよい。

また、本開示の一実施形態による照明装置において、
前記光源からの光は、前記コリメートレンズに直接入射されてもよい。

あるいは、本開示の一実施形態による照明装置は、
各々が光を射出する複数の光源と、
前記複数の光源から射出された光を回折して被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、
前記複数の光源から射出された光の前記回折光学素子上の複数の入射領域の各々は、細長状であり、
前記複数の光源は、直線上または曲線上に並べられており、
各入射領域の長手方向は、当該入射領域に対応する光源における前記直線または前記曲線の延びる方向に沿っている。

あるいは、本開示の一実施形態による照明装置ユニットは、
上述の照明装置である第１の照明装置と、
光を射出する光源を有する第２の照明装置と、を備えている。

本開示の一実施形態による照明装置ユニットは、
前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度に応じて前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度を調整する制御装置を更に備えていてもよい。

この場合、前記制御装置は、前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度よりも前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度が小さくなるよう、前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度を調整してもよい。

あるいは、本開示の一実施形態による照明装置ユニットは、
前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度に応じて前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度を調整する制御装置を更に備えていてもよい。

この場合、前記制御装置は、前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度よりも前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度が小さくなるよう、前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度を調整してもよい。

また、本開示の一実施形態による照明装置ユニットにおいて、前記第２の照明装置の光源は、レーザー光を射出してもよい。あるいは、前記第２の照明装置の光源は、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、ＨＩＤランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ、メタルハライドランプおよび水銀灯の少なくとも一つを含んでもよい。

また、本開示の一実施形態による照明装置ユニットは、前記第１の照明装置および前記第２の照明装置を収容する筐体を更に備えていてもよい。あるいは、照明装置ユニットは、前記第１の照明装置、前記第２の照明装置および前記制御装置を収容する筐体を更に備えていてもよい。

本開示の実施の形態の照明装置によれば、照明装置の外観、あるいは、照明装置が組み込まれる物品の外観を向上させることができる。また、本開示の実施の形態の照明装置ユニットによれば、照明装置ユニットの外観を向上させることができる。

図１は、本開示による実施形態を説明するための図であって、照明装置の外観を示す斜視図である。 図２は、照明装置の構成を示す斜視図である。 図３は、一般的な半導体レーザーを示す斜視図である。 図４Ａは、図２に示す照明装置上に形成されるパターンを示す平面図である。 図４Ｂは、照明装置上に形成されるパターンの変形例を示す平面図である。 図４Ｃは、照明装置上に形成されるパターンの他の変形例を示す平面図である。 図４Ｄは、照明装置上に形成されるパターンの他の変形例を示す平面図である。 図４Ｅは、照明装置上に形成されるパターンの他の変形例を示す平面図である。 図５は、本開示による他の実施形態を説明するための図であって、図２に示す照明装置を備えた照明装置ユニットの外観を示す斜視図である。 図６は、図５に示す照明装置ユニットの構成を示す概略図である。 図７は、図５に示す照明装置ユニット上に形成されるパターンを示す平面図である。 図８は、図７に対応する図であって、図５に示す照明装置ユニットの変形例を説明するための図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して本開示の第１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、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。

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。

図１は、照明装置１０の外観を示した斜視図である。図２は、照明装置１０の概略構成を模式的に示す斜視図である。図３は、照明装置１０の光源として一般に用いられる半導体レーザーの斜視図である。図４Ａは、図２に示す照明装置１０上に形成されるパターンを示す平面図である。

図１に示す照明装置１０は、筐体１に格納されて地面または床面に設置されている。照明装置１０は、設置面を投影面Ｓとして被照明領域Ｚを照明する。より具体的には、照明装置１０は、筐体１に設けられた投光窓２を介して、被照明領域Ｚを照明する。図示された例では、照明装置１０は、被照明領域Ｚを矢印のパターンで照明するが、これに限られない。照明装置１０は、被照明領域Ｚを、矢印以外の図形や文字のパターンで照明してもよい。このような照明装置１０は、図１に示すような筐体１に格納されて設置型の照明装置として用いることができるだけでなく、種々の移動体、すなわち自動車や自転車、船舶や飛行機、列車に用いられる種々の照明装置への適用も可能である。また、上述の照明装置や情報表示灯の一部として用いることも可能である。

図２に示すように、照明装置１０は、各々が光Ｌを射出する複数の光源２０と、複数の光源から射出された光Ｌを回折して被照明領域Ｚに向ける回折光学素子４０と、を含む。また、照明装置１０は、複数の光源２０から射出された光Ｌをコリメートするコリメートレンズ３０を有している。コリメートレンズ３０および回折光学素子４０は、光源２０からの光源光Ｌの光路に沿ってこの順で配置され、この順で光源光Ｌに対して作用する。

図示された例において、各光源２０は、レーザー光源である。レーザー光源から投射されるレーザー光は、直進性に優れ、被照明領域Ｚを高精度に照明するための光として好適である。複数のレーザー光源２０は、独立して設けられていてもよいし、共通の基板上に複数のレーザー光源２０を並べて配置した光源モジュールであってもよい。複数のレーザー光源２０は、一例として、同色、例えば緑色の発光波長域の光を発振する６つのレーザー光源２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆである。

ただし、以上の例に限られず、複数のレーザー光源２０は、複数の色、例えば赤色と緑色と青色の発光波長域の光を発振するものであってもよい。例えば、レーザー光源２０ａ，２０ｂは赤色の発光波長域の光を発振するものであり、レーザー光源２０ｃ，２０ｄは緑色の発光波長域の光を発振するものであり、レーザー光源２０ｅ，２０ｆは青色の発光波長域の光を発振するものであってもよい。この場合、複数のレーザー光源２０で発光された三色のレーザー光Ｌを重ね合わせることで、所望の色の照明光で被照明領域Ｚを照明することが可能となる。複数のレーザー光源２０から射出するレーザー光Ｌの放射束［単位：Ｗ］を調節しておくことで、照明光の色を調節することが可能となる。また、発光波長域ごとに、複数個ずつのレーザー光源２０が設けられていることにより、発光強度を高めることができる。なお、複数のレーザー光源２０の数は、６つに限られず、２以上であればよい。

図示された例において、複数の光源２０は、図３に示すように、端面発光型の半導体レーザーである。半導体レーザーは、拡散角度に異方性を持つ拡散光としてのレーザー光Ｌを射出する。より具体的には、半導体レーザーが射出するレーザー光Ｌは、半導体レーザーの電極間２１に配置された活性層２２を含む半導体積層体２３の積層方向に沿った第１方向ｄ１での拡散角度θ１と、第１方向ｄ１に垂直な第２方向ｄ２での拡散角度θ２とが異なる。なお、図示の例では、第１方向ｄ１での拡散角度θ１の方が、第２方向ｄ２での拡散角度θ２よりも大きい。各光源２０から射出された光Ｌは、拡散して、その光軸Ｌｘに垂直な断面が楕円形の光になる。より具体的には、上記断面が第１方向ｄ１に沿った長手方向と第２方向ｄ２に沿った短手方向とを有する、楕円形の光になる。なお、光軸Ｌｘに垂直な断面が楕円形となる光を射出する光源としては、端面発光型の半導体レーザーに限られず、各種半導体レーザーや、固体レーザー、ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザー等も採用可能である。

次に、コリメートレンズ３０について説明する。コリメートレンズ３０は、光源２０から出射した拡散光Ｌを、平行光束に近づくように整形する。図示された例において、照明装置１０は、複数のコリメートレンズを有している。より具体的には、照明装置１０は、６つ光源２０ａ～２０ｆの各々に対応して、６つのコリメートレンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆを有している。各コリメートレンズ３０ａ～３０ｆは、対応するレーザー光源２０ａ～２０ｆから射出されたレーザー光Ｌをコリメートする。

図示の例では、光源２０ａ～２０ｆからの光の光路に沿った光源２０ａ～２０ｆとコリメートレンズ３０ａ～３０ｆとの間には、他の光学系は配置されておらず、光源２０ａ～２０ｆからの光は、直接コリメートレンズ３０ａ～３０ｆに入射される。これにより、照明装置１０を構成する部品の部品点数を少なくして、照明装置１０を軽量化することができる。

ところで、各コリメートレンズ３０でコリメートされた光Ｌは、回折光学素子４０に入射する。そして、回折光学素子４０で回折された光Ｌは、投光窓２を介して被照明領域Ｚに入射する。ここで、レーザー光を照射する光源を用いた場合、被照明領域Ｚを明るく照明することができる一方、照明装置１０からの照明光を直視した際、人間の目に悪影響を与える虞がある。したがって、安全性を考慮すると、回折光学素子４０への光源光Ｌの入射領域（スポット領域）４１を大きく確保して、回折光学素子４０上の各位置での光源光Ｌのパワー密度を低下させることが好ましい。

このような事情を考慮して、コリメートレンズ３０は、レーザー光源２０から十分に離れた位置に配置され、十分に拡散された光源光Ｌがコリメートレンズ３０に入射するようになっている。したがって、コリメートレンズ３０には光軸Ｌｘに垂直な断面が細長い楕円形の拡散光Ｌが入射し、コリメートレンズ３０は、この楕円形の拡散光Ｌをコリメートして回折光学素子４０に向ける。

もちろん、光源２０からの光の光路に沿った光源２０とコリメートレンズ３０との間に、光源２０からの光を拡大してその光路幅を拡げる拡散光学系を配置することにより、十分に拡散された光源光Ｌがコリメートレンズ３０に入射されるようにしてもよい。この場合、光源２０とコリメートレンズ３０との距離を小さくすることができ、照明装置１０を小型化することができる。

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、光源２０から射出した光Ｌに対して回折作用を及ぼす素子である。図示された回折光学素子４０は、光源２０からの光Ｌを回折して、被照明領域Ｚに向ける。したがって、被照明領域Ｚは、回折光学素子４０での回折光Ｌによって、照明されることになる。

図示された例において、照明装置１０は、複数の回折光学素子４０を有している。より具体的には、照明装置１０は、６つの回折光学素子４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆを有している。各回折光学素子４０ａ～４０ｆは、レーザー光源２０ａ～２０ｆのそれぞれに対応して設けられている。この例によれば、レーザー光源２０ａ～２０ｆが異なる波長域のレーザー光を発振する場合にも、各回折光学素子４０ａ～４０ｆは、対応するレーザー光源で生成された異なる波長域のレーザー光を高効率で回折することが可能となる。

複数のレーザー光源２０ａ～２０ｆの各々から射出した光Ｌは、各レーザー光源に対応する回折光学素子４０ａ～４０ｆで回折された後、少なくとも部分的に重なる領域を照明する。とりわけ図示された例において、複数のレーザー光源２０ａ～２０ｆの各々から射出した光Ｌは、各レーザー光源に対応する回折光学素子４０ａ～４０ｆで回折された後、同一の被照明領域Ｚを照明する。さらに厳密には、各回折光学素子４０ａ～４０ｆで回折された回折光Ｌは、同一の被照明領域Ｚの全域のみを照明する。各回折光学素子４０ａ～４０ｆからの回折光Ｌが、それぞれ、被照明領域Ｚ内のみをその全域に亘って照明することで、被照明領域Ｚ内における明るさのムラや色のムラを効果的に目立たなくすることができる。

一例として、各回折光学素子４０は、干渉縞パターンを記録されたホログラム記録媒体として構成される。干渉縞パターンを種々に調整することで、各回折光学素子４０で回折される光Ｌの進行方向、言い換えると、各回折光学素子４０で拡散される光Ｌの進行方向を、制御することができる。

各回折光学素子４０は、例えば実物の散乱板からの散乱光を物体光として用いて作製することができる。より具体的には、回折光学素子４０の母体であるホログラム感光材料に、互いに干渉性を有するコヒーレント光からなる参照光と物体光とを照射すると、これらの光の干渉による干渉縞がホログラム感光材料に形成されて、回折光学素子４０が作製される。参照光としては、コヒーレント光であるレーザー光が用いられ、物体光としては、例えば安価に入手可能な等方散乱板からの散乱光が用いられる。

回折光学素子４０を作製する際に用いた参照光の光路を逆向きに進むよう回折光学素子４０に向けてレーザー光を照射することで、回折光学素子４０を作製する際に用いた物体光の元となる散乱板の配置位置に、散乱板の再生像が生成される。回折光学素子４０を作製する際に用いた物体光の元となる散乱板が均一的な面散乱をしていれば、回折光学素子４０により得られる散乱板の再生像も、均一な面照明となり、この散乱板の再生像が生成される領域を被照明領域Ｚとすることができる。

また、各回折光学素子４０に形成される複雑な干渉縞のパターンは、現実の物体光と参照光を用いて形成する代わりに、予定した再生照明光の波長や入射方向、並びに、再生されるべき像の形状や位置等に基づき計算機を用いて設計することが可能である。このようにして得られた回折光学素子４０は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）とも呼ばれる。例えば、照明装置１０が地面上や水面上の一定の大きさを有した被照明領域Ｚを照明することに用いられる場合、物体光を生成することが困難であり、計算機合成ホログラムを回折光学素子４０として用いることが好適である。

また、各回折光学素子４０上の各点における拡散角度特性が同じであるフーリエ変換ホログラムを計算機合成により形成してもよい。さらに、回折光学素子４０の下流側にレンズなどの光学部材を設けて、回折光が被照明領域Ｚの全域に入射するように調整してもよい。

回折光学素子４０の具体的な形態としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラム記録媒体でもよいし、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラム記録媒体でもよいし、レリーフ型（エンボス型）のホログラム記録媒体でもよい。また、回折光学素子４０は、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。

図示の例においては、光源２０からの光の光路に沿ったコリメートレンズ３０と回折光学素子４０との間には、他の光学系は配置されておらず、コリメートレンズ３０で整形された光は、回折光学素子４０に直接入射する。これにより、照明装置１０を軽量化および小型化することができる。もちろん、光源２０からの光の光路に沿ったコリメートレンズ３０と回折光学素子４０との間に、他の光学系が配置されていてもよい。例えば、コリメートレンズ３０と回折光学素子４０との間には、アフォーカル光学系が配置されてもよい。この場合、回折光学素子４０に入射する光の光路幅（ビーム径）あるいは平行度をより適切に調整することができる。

また、図示の例においては、光源２０からの光の光路に沿った回折光学素子４０と投光窓２あるいは被照明領域Ｚとの間には、他の光学系は配置されておらず、回折光学素子４０で回折された光は、投光窓２を通過して被照明領域Ｚに直接入射する。これにより、照明装置１０を軽量化および小型化することができる。もちろん、光源２０からの光の光路に沿った回折光学素子４０と投光窓２あるいは被照明領域Ｚとの間に、他の光学系が配置されていてもよい。例えば、回折光学素子４０と投光窓２あるいは被照明領域Ｚとの間には、回折光学素子４０で回折された光を屈折させる光学系、例えばプリズム、が配置されてもよい。この場合、回折光学素子４０を出射した光の０次光の方向を変更あるいは調整することができる。したがって、被照明領域Ｚを照明するために回折光学素子４０に入射する光を当該光の光軸に対して大きな回折角度で回折する必要がある場合、回折光学素子４０で回折された光を、更に屈折させて被照明領域Ｚに向けることができる。このような光学系は、回折光学素子４０で高い回折効率で回折された光を、高効率で被照明領域Ｚへ向けることができる。

なお、上述のように、各回折光学素子４０には、光軸Ｌｘに垂直な断面が第１方向ｄ１に細長く延びた光Ｌが入射する。より具体的には、第１方向ｄ１に長手方向を有し、第２方向ｄ２に短手方向を有する楕円形の光Ｌが入射する。したがって、各回折光学素子４０の入射面上のレーザー光Ｌの入射領域（スポット領域）４１も、第１方向ｄ１に細長く延び、第２方向に短手方向を有する楕円形になる。そして、図示の例では、各回折光学素子４０の入射面は、当該回折光学素子４０の第１方向ｄ１に細長く延びた入射領域４１に対応して、第１方向ｄ１の長さが第２方向ｄ２の長さよりも大きい、細長状になっている。回折光学素子４０の入射面がその入射領域４１の形状に対応して細長状になっていることにより、回折光学素子４０の入射面を小面積化することができ、回折光学素子４０を小型化することができる。この結果、照明装置１０を小型化することができる。ここで、図示の例では、回折光学素子４０の入射面が第１方向ｄ１に細長く延びた細長状になっていることにより、各光源２０から射出した光Ｌの回折光学素子４０上の各入射領域４１は、回折光学素子４０の長手方向に沿って細長く延びることとなる。

ところで、上述のように、各回折光学素子４０上の光Ｌの入射領域４１は、第１方向ｄ１に細長く延び、第２方向ｄ２に短手方向を有する楕円形である。これに対応して、複数の光源２０から射出される光Ｌは、照明装置１０が格納された筐体１の外部から投光窓２を観察する者に、あるいは投光窓２を介して回折光学素子４０を観察する者に、第１方向ｄ１に細長く延びる複数の光Ｌとして把握される。図示された照明装置１０では、この複数の細長く延びる光Ｌを並べることにより、投光窓２あるいは回折光学素子４０にライン状のパターンを形成するようになっている。

より具体的には、図４Ａに示すように、複数の光源２０から射出した複数の細長く延びる光Ｌを、その長手方向ｄ１に沿って並べることにより、投光窓２にライン状のパターンを形成している。これにより、複数の細長く延びる光Ｌをその短手方向ｄ２に沿って並べた場合と比較して、より細いライン状のパターンを投光窓２に形成することができる。なお、図４Ａに示す例では、複数の細長く延びる光Ｌを、投光窓２の鉛直方向に延びる縁部に沿って並べている。

図４Ａに示すパターンを形成するため、複数の光源２０の向きおよび配置は、以下のように決定されている。まず、上述のように、各光源２０は、第１方向ｄ１での拡散角度θ１が第１方向ｄ１と直交する第２方向ｄ２での拡散角θ２よりも大きい拡散光Ｌを射出する。そこで、各光源２０の向きは、各光源２０から射出される光Ｌの第１方向ｄ１が鉛直方向に沿うように決定される。すなわち、図示された例では、図３に示す半導体レーザーの半導体積層体２３の積層方向が鉛直方向に沿うように、各光源２０の向きが決定される。これにより、対応する回折光学素子４０の入射領域４１は、鉛直方向に長手方向を有するようになる。さらに、図２に示すように、複数の光源２０は、鉛直方向に配列されている。これにより、複数の回折光学素子４０の入射領域４１が、鉛直方向に並ぶ。したがって、回折光学素子４０において、各々が鉛直方向に延びる複数の入射領域４１が、鉛直方向に整列するようになる。この結果、照明装置１０の複数の光源２０から射出される光Ｌによって、回折光学素子４０に、さらには投光窓２に、鉛直方向に延びる細長いライン状のパターンが形成される。なお、このような光源２０の向きおよび配置に対応して、各回折光学素子４０の長手方向は鉛直方向に沿っており、また、複数の回折光学素子４０は、鉛直方向に沿って整列している。

なお、上述の照明装置１０を用いて、図４Ｂに示す水平方向に延びるライン状のパターンを形成することもできる。この場合、複数の光源２０の向きおよび配置は、以下のように決定される。まず、各光源２０の向きは、各光源２０から射出される光Ｌの第１方向ｄ１が水平方向に沿うように決定される。すなわち、図示された例では、図３に示す半導体レーザーの半導体積層体２３の積層方向が水平方向に沿うように、各光源２０の向きが決定される。これにより、対応する回折光学素子４０の入射領域４１は、水平方向に長手方向を有するようになる。さらに、複数の光源２０は、水平方向に配列される。これにより、複数の回折光学素子４０の入射領域４１が、水平方向に並ぶ。したがって、回折光学素子４０において、各々が水平方向に延びる複数の入射領域４１が、水平方向に整列するようになる。この結果、照明装置１０の複数の光源２０から射出される光Ｌによって、回折光学素子４０に、さらには投光窓２に、水平方向に延びる細長いライン状のパターンが形成される。なお、この場合、以上のような光源２０の向きおよび配置に対応して、各回折光学素子４０の長手方向は水平方向に沿っており、また、複数の回折光学素子４０は、水平方向に沿って整列している。

さらに、上述の照明装置１０を用いて、図４Ｃに示すような曲線状のパターンを形成することもできる。この場合、複数の光源２０の向きおよび配置は、以下のように決定されている。まず、複数の光源２０は、形成すべき曲線状のパターンに沿って配置される。図４Ｃに示す例では、複数の光源２０は、円形のパターンに沿って配置される。また、各光源２０の向きは、各光源２０から射出される光Ｌの第１方向ｄ１が上記パターンの対応する点における湾曲方向に沿うように決定される。すなわち、図示された例では、図３に示す半導体レーザーの半導体積層体２３の積層方向が上記湾曲方向に沿うように、各光源２０の向きが決定される。図４Ｃに示す例では、各光源２０の向きは、上記第１方向ｄ１が円の周方向に沿うように決定される。すなわち、半導体積層体２３の積層方向が円の周方向に沿うように、各光源２０の向きが決定される。これにより、回折光学素子４０において、上記パターンに沿って配列された複数の入射領域４１の各々が、上記パターンの対応する点における湾曲方向に沿って細長く延びるようになる。この結果、回折光学素子４０に、さらには投光窓２に、曲線状のパターンを形成することができる。図４Ｃに示す例では、回折光学素子４０において、円形のパターンに沿って配列された複数の入射領域４１の各々が、円の周方向に沿って細長く延びるようになる。この結果、回折光学素子４０に、さらには投光窓２に、図４Ｃに示すような円形のパターンを形成することができる。なお、この場合、以上のような光源２０の向きおよび配置に対応して、複数の回折光学素子４０は上記曲線状のパターンに沿って配列されており、また、各回折光学素子４０の長手方向は、上記パターンの対応する点における湾曲方向に沿っている。図４Ｃに示す例では、複数の回折光学素子４０は円形のパターンに沿って配列されており、また、各回折光学素子４０の長手方向は、円の周方向に沿っている。

以上を言い換えると、照明装置１０は、各々が光を射出する複数の光源２０と、複数の光源２０から射出された光Ｌを回折して被照明領域Ｚに向ける回折光学素子４０と、を備えており、複数の光源２０から射出された光の回折光学素子４０上の複数の入射領域４１の各々は、細長状である。そして、複数の光源２０は、直線上または曲線上に並べられており、各入射領域４１の長手方向は、当該入射領域４１に対応する光源２０における上記直線または上記曲線の延びる方向に沿っている。これにより、投光窓２あるいは回折光学素子４０に直線状または曲線状のライン状のパターンを形成することができる。

なお、図３に示す照明装置１０を複数用いて、図４Ｄに示す複数のライン状のパターンが並置されたパターンや、図４Ｅに示す複数のライン状のパターンが互いに交わる方向に延びたパターンを形成してもよい。

なお、上述のライン状のパターンの各点の色は、各点に対応する光源２０から射出される光Ｌの波長域に応じた色である。したがって、複数の光源２０が同一の色の波長域の光Ｌを射出する場合、投光窓２あるいは回折光学素子４０に形成されるパターンは、単一の色で表される。また、複数の光源２０が互いに異なる複数の波長域の光Ｌを射出する場合、投光窓２あるいは回折光学素子４０に形成されるパターンは、当該複数の波長域に応じた複数の色で表される。例えば、光源２０ａ，２０ｂが赤色の波長域の光Ｌを射出し、光源２０ｃ，２０ｄが緑色の波長域の光Ｌを射出し、光源２０ｅ，２０ｆが青色の波長域の光Ｌを射出する場合、回折光学素子４０ａ，４０ｂ上の入射領域４１は赤色となり、回折光学素子４０ｃ，４０ｄ上の入射領域４１は緑色となり、回折光学素子４０ｅ，４０ｆ上の入射領域４１は青色となる。このため、投光窓２あるいは回折光学素子４０に形成されるパターンは、光源２０ａ，２０ｂに対応する部分が赤色で表され、光源２０ｃ，２０ｄに対応する部分が緑色で表され、光源２０ｅ，２０ｆに対応する部分が青色で表される。

次に、以上に説明した構成からなる照明装置１０の作用について説明する。

各レーザー光源２０から射出したレーザー光Ｌは、まず、対応するコリメートレンズ３０に入射する。ここで、レーザー光源２０から射出したレーザー光Ｌは、互いに直交する第１方向ｄ１および第２方向ｄ２での拡散角度θ１，θ２が異なる拡散光である。図示の例では、第１方向ｄ１での拡散角度θ１は、第２方向ｄ２での拡散角度θ２よりも大きい。また、上述のように安全性に配慮して、コリメートレンズ３０は、光源２０から十分に離れた位置に配置されている。これにより、コリメートレンズ３０に十分に拡散したレーザー光Ｌが入射する。このため、コリメートレンズ３０に入射するレーザー光Ｌは、その光軸Ｌｘに垂直な断面が第１方向ｄ１に沿って細長く延びた楕円形になる。コリメートレンズ３０は、この楕円形の発散光束Ｌをコリメートする。

コリメートレンズ３０でコリメートされたレーザー光Ｌは、次に、回折光学素子４０へと向かう。回折光学素子４０は、レーザー光源２０から射出するレーザー光Ｌの中心波長に対応した干渉縞を記録しており、一定の方向から入射するレーザー光Ｌを所望の方向に高効率で回折することができる。図示された例において、各回折光学素子４０は、地面や床面等の投影面Ｓ上に位置する同一の被照明領域Ｚの全域に拡散させる。

この結果、被照明領域Ｚは、レーザー光源２０ａ～２０ｆから射出したレーザー光Ｌの重ね合わせにより、被照明領域Ｚを照明することができる。このため複数のレーザー光源２０が複数の波長域の光を射出する場合、照明装置１０は、単独のレーザー光源から射出するレーザー光だけでは再現することのできない色にて被照明領域Ｚを照明することができる。ここで、照明色は、各レーザー光源２０から射出するレーザー光Ｌの放射束を適宜調整しておくことで、言い換えると、各レーザー光源の出力を調整して射出するレーザー光Ｌの放射束を調節しておくことで、所望の色とすることができる。

ところで、上述のようにコリメートレンズ３０には、第１方向ｄ１に沿って延びる楕円形の光Ｌが入射する。このため、コリメートレンズ３０から回折光学素子４０に入射するレーザー光Ｌの入射領域４１も、第１方向ｄ１に沿って細長く延びている。そして、複数のレーザー光源２０は、上記長手方向（第１方向ｄ１）に沿って配列されている。このため、複数の光源２０から射出したレーザー光の回折光学素子４０上の複数の入射領域４１が、当該入射領域の長手方向ｄ１に沿って、したがって回折光学素子４０の長手方向に沿って整列する。この結果、回折光学素子４０および投光窓２に、第１方向ｄ１に沿って延びる直線状のパターンが形成される。

以上に説明してきた上述の第１の実施形態において、照明装置１０は、各々が光Ｌを射出する複数の光源２０と、複数の光源２０から射出された光Ｌを回折して被照明領域Ｚに向ける回折光学素子４０と、を備えている。そして、各光源２０から射出された光の回折光学素子４０上の各入射領域４１は、その第１方向ｄ１における長さが第１方向ｄ１と交わる第２方向ｄ２における長さよりも大きく、複数の光源２０は、第１方向ｄ１に沿って配列されている。この照明装置１０は、被照明領域Ｚを照明することができる。さらに、この照明装置１０では、回折光学素子４０上の光の入射領域４１が各入射領域４１の長手方向に沿って配列される。このように各々の長手方向に沿って配列された入射領域４１は、照明装置１０の外観、あるいは、照明装置１０が組み込まれた物品の外観を向上させるために利用することができる。例えば、上記複数の入射領域４１によって、照明装置１０の回折光学素子４０上に、あるいは照明装置１０が組み込まれた物品の表面に、細いライン状のパターンを形成することができる。

なお、上述の第１の実施形態において、回折光学素子４０は、光Ｌが入射する入射面を有し、入射面の第１方向ｄ１における長さは、入射面の第２方向ｄ２における長さよりも大きい。この場合、回折光学素子４０の入射面は、各光源２０から射出した光Ｌの回折光学素子４０上の各入射領域４１の形状に応じた形状を有している。これにより、回折光学素子４０の入射面を小面積化することができ、回折光学素子４０を小型化することができる。そして、結果として、照明装置１０の寸法を小型化することができる。

具体的には、光源２０は、端面発光型の半導体レーザーを含む各種半導体レーザー、固体レーザーまたはＳＨＧレーザーである。そして、光源２０が射出する光の第１方向ｄ１での拡散角度は、第２方向ｄ２での拡散角度よりも大きい。

また、上述の第１の実施形態において、前記光の光路に沿った各光源２０と回折光学素子４０との間に、光源２０から射出された光Ｌを平行光束に近付けるコリメートレンズ３０を含む。これにより、平行化された光Ｌが回折光学素子４０に入射するので、回折光学素子４０で光Ｌを所望の方向に高精度に回折させることができる。

また、上述の第１の実施形態において、光源２０からの光Ｌは、コリメートレンズ３０に直接入射される。この場合、照明装置１０を軽量化することができる。

あるいは、上述の第１の実施形態において、照明装置１０は、各々が光を射出する複数の光源２０と、複数の光源２０から射出された光Ｌを回折して被照明領域Ｚに向ける回折光学素子４０と、を備え、複数の光源２０から射出された光Ｌの回折光学素子４０上の複数の入射領域４１の各々は、細長状である。そして、複数の光源２０は、直線上または曲線上に並べられており、各入射領域４１の長手方向は、当該入射領域４１に対応する光源２０における前記直線または前記曲線の延びる方向に沿っている。この照明装置１０は、被照明領域Ｚを照明することができる。さらに、この照明装置１０では、複数の入射領域４１が直線上または曲線上を連なって延びて、当該直線または曲線のライン状のパターンを形成する。そして、このライン状のパターンを、照明装置１０の外観、あるいは、照明装置１０が組み込まれた物品の外観を向上させるために利用することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図５乃至図７を参照して、本開示の第２の実施形態について説明する。図５は、照明装置ユニット１００を示した斜視図である。図６は、照明装置ユニット１００の構成を示す概略図である。図７は、図５および図６に示す照明装置ユニット１００上に観察される光のパターンを示す平面図である。

図５および図６に示すように、照明装置ユニット１００は、第１の照明装置として図２に示す照明装置１０と、第２の照明装置２００と、を有する。第２の照明装置２００は、光を射出する光源２２０を有する。図示の例では、第２の照明装置２００の光源２２０は、レーザー光を射出するレーザー光源であるが、これに限られない。例えば、第２の照明装置２００の光源２２０は、ハロゲンランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode)、ＨＩＤランプ（High-Intensity Discharge lamp）、キセノンランプ、ナトリウムランプ、メタルハライドランプおよび水銀灯のいずれかを含むものであってもよい。第１の照明装置１０および第２の照明装置２００は、筐体１０１に格納されて地面または床面等の設置面Ｓに設置されている。そして、第１の照明装置１０は、筐体１０１に設けられた投光窓１０２の縁部の近傍領域を介して、設置面Ｓ上の第１被照明領域Ｚ１を矢印のパターンで照明する。一方、第２の照明装置２００は、照明装置ユニット１００の前方領域を広範囲に照明することを目的として設けられている。第２の照明装置２００は、投光窓１０２の中央領域を介して、設置面Ｓ上の、扇形の第２被照明領域Ｚ２を照明する。

図示の例では、照明装置ユニット１００は、さらに、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射束に応じて第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射束を調整する制御装置２５０を有する。制御装置２５０は、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度よりも第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射輝度が小さくなるよう、第１の照明装置１０の光源２０から射出される光の放射輝度を調整する。なお、制御装置２５０は、第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射輝度に応じて第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度を調整するものであってもよい。この場合、制御装置２５０は、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度よりも第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射輝度が小さくなるよう、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度を調整する。もちろん、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度および第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射輝度のいずれかを制御することなく、光源２２０から射出される光の放射輝度よりも光源２０から射出される光の放射輝度が小さい場合は、照明装置ユニット１００は上述のような制御装置２５０を有していなくてもよい。図示の例では、制御装置２５０も、第１の照明装置１０および第２の照明装置２００と共に、筐体１０１に格納されている。

以上のような照明装置ユニット１００の投光窓１０２を観察すると、図７に示すように、投光窓１０２の縁部の近傍領域に、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成される線状のパターンが観察される。また、光Ｌ１が形成する線状のパターンの一側となる投光窓１０２の中央領域に、第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンが観察される。ここで、図示の例では、光Ｌ２が形成するパターンは、円形のパターンである。そして、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成される線状のパターンの明るさは、投光窓１０２の中央に形成される第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの明るさよりも弱い。このため、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成される線状のパターンの一側（投光窓１０２の中央領域側）の明るさと、他側（投光窓１０２の外側）の明るさとの差を、緩和することができる。この結果、第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの輪郭のうち、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成される線状のパターンに隣接する部分を、目立たなくすることができる。これにより、照明装置ユニット１００の外観を向上させることができる。

なお、照明装置ユニット１００は、複数の第１の照明装置１０を含んでもよい。例えば、図８に示すように、照明装置ユニット１００は、第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの全周に亘って線状のパターンが形成されるように、複数の第１の照明装置１０を含んでもよい。

以上に説明してきた上述の第２の実施形態において、照明装置ユニット１００は、上記第１の実施形態で説明した照明装置１０である第１の照明装置１０と、光Ｌ２を射出する光源２２０を有する第２の照明装置２００と、を備えている。この場合、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成される線状のパターンと第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンとを組み合わせて、照明装置ユニット１００の外観を向上させることができる。

図示の例では、照明装置ユニット１００は、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射束に応じて第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射束を調整する制御装置２５０を更に備えている。この場合、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成される線状のパターンの明るさを第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの明るさに応じて調整することができ、照明装置ユニット１００の外観をさらに向上させることができる。

具体的には、制御装置２５０は、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度よりも第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射輝度が小さくなるよう、第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射輝度を調整する。この場合、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成される線状のパターンを利用して、第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの明るさとその外周部の明るさとの差を緩和させることができる。したがって、第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの輪郭を目立たなくして、照明装置ユニット１００の外観を向上させることができる。

もちろん、制御装置２５０は、第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射輝度に応じて第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度を調整するものであってもよい。この場合、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成されるパターンの明るさに応じて第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの明るさを調整することができ、照明装置ユニット１００の外観をさらに向上させることができる。

例えば、制御装置２５０が、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度よりも第１の照明装置１０の光源２０から射出される光Ｌ１の放射輝度が小さくなるよう、第２の照明装置２００の光源２２０から射出される光Ｌ２の放射輝度を調整するものであれば、第１の照明装置１０からの光Ｌ１により形成される線状のパターンを利用して、第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの明るさとその外周部の明るさとの差を緩和させることができる。そして、第２の照明装置２００からの光Ｌ２により形成されるパターンの輪郭を目立たなくして、照明装置ユニット１００の外観を向上させることができる。

なお、第２の照明装置２００の光源２２０は、レーザー光を射出するものであってもよい。また、第２の照明装置２００の光源２２０は、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、ＨＩＤランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ、メタルハライドランプおよび水銀灯の少なくとも一つを含むものであってもよい。

また、照明装置ユニット１００は、第１の照明装置１０および第２の照明装置２００を収容する筐体１を更に備えている。この場合、第１の照明装置１０および第２の照明装置２００を含む照明装置ユニット１００の設置が容易である。なお、図示の例では、照明装置ユニット１００は制御装置２５０を含み、筐体１は、第１の照明装置１０、第２の照明装置２００および制御装置２５０を収容する。このため、第１の照明装置１０、第２の照明装置２００および制御装置２５０を含む照明装置ユニット１００の設置が容易である。なお、上述の第１の実施の形態において説明したように、第１の照明装置１０をその寸法が小さくなるように構成すれば、筐体１の寸法が何らかの事情により制限される場合であっても、第１の照明装置１０と第２の照明装置２００とを、あるいは、第１の照明装置１０と第２の照明装置２００と制御装置２５０とを、一つの筐体１に格納することができる。

以上において、一実施の形態とその変形例を説明してきたが、当然に、異なる変形例として説明された複数の構成を適宜組み合わせることも可能である。

１ 筐体
２ 投光窓
１０ 照明装置
２０ 光源
３０ コリメートレンズ
４０ 回折光学素子
４１ 入射領域
１００ 照明装置ユニット
１０１ 筐体
１０２ 投光窓
２００ 第２の照明装置
２２０ 第２の照明装置の光源
２５０ 制御装置
Ｌ 光
Ｌ２ 光
Ｌｘ 光軸
Ｚ 被照明領域

Claims (13)

1. 各々が光を射出する複数の光源と、
   前記複数の光源から射出された光を回折して被照明領域に向ける回折光学素子と、を備え、
   前記複数の光源から射出された光の前記回折光学素子上の複数の入射領域の各々は、細長状であり、
   前記複数の光源は、直線上または曲線上に並べられており、
   各入射領域の長手方向は、当該入射領域に対応する光源における前記直線または前記曲線の延びる方向に沿っている、照明装置。
2. 前記光源は、半導体レーザー、固体レーザーまたはＳＨＧレーザーである、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光の光路に沿った各光源と前記回折光学素子との間に、前記光源から射出された光を平行光束に近付けるコリメートレンズを含む、請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記光源からの光は、前記コリメートレンズに直接入射される、請求項３に記載の照明装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置である第１の照明装置と、
   光を射出する光源を有する第２の照明装置と、を備えた照明装置ユニット。
6. 前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度に応じて前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度を調整する制御装置を更に備えた、請求項５に記載の照明装置ユニット。
7. 前記制御装置は、前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度よりも前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度が小さくなるよう、前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度を調整する、請求項６に記載の照明装置ユニット。
8. 前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度に応じて前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度を調整する制御装置を更に備えた、請求項５に記載の照明装置ユニット。
9. 前記制御装置は、前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度よりも前記第１の照明装置の光源から射出される光の放射輝度が小さくなるよう、前記第２の照明装置の光源から射出される光の放射輝度を調整する、請求項８に記載の照明装置ユニット。
10. 前記第２の照明装置の光源は、レーザー光を射出する、請求項５乃至９のいずれか一項に記載の照明装置ユニット。
11. 前記第２の照明装置の光源は、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、ＨＩＤランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ、メタルハライドランプおよび水銀灯の少なくとも一つを含む、請求項５乃至９のいずれか一項に記載の照明装置ユニット。
12. 前記第１の照明装置および前記第２の照明装置を収容する筐体を更に備えた、請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の照明装置ユニット。
13. 前記第１の照明装置、前記第２の照明装置および前記制御装置を収容する筐体を更に備えた、請求項６又は７に記載の照明装置ユニット。

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