(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023170281
(43)【公開日】2023-12-01
(54)【発明の名称】照明装置及び照明装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20231124BHJP
F21V 31/00 20060101ALI20231124BHJP
F21V 15/01 20060101ALI20231124BHJP
F21L 4/00 20060101ALI20231124BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20231124BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 380
F21S2/00 330
F21V31/00 100
F21V15/01 380
F21L4/00 411
F21L4/00 416
F21Y115:30
【審査請求】未請求
【請求項の数】26
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022081903
(22)【出願日】2022-05-18
(71)【出願人】
【識別番号】000002897
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100127465
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 幸裕
(72)【発明者】
【氏名】倉重 牧夫
(72)【発明者】
【氏名】石田 一敏
(72)【発明者】
【氏名】田辺 尚雄
(72)【発明者】
【氏名】島田 修
(72)【発明者】
【氏名】羽鳥 茂喜
(72)【発明者】
【氏名】石川 幹雄
(72)【発明者】
【氏名】西尾 俊平
【テーマコード（参考）】
3K014
【Ｆターム（参考）】
3K014AA01
3K014NA02
(57)【要約】
【課題】所望の投影パターンを投影可能な照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１０は、コヒーレント光源２０と、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系２５と、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光を回折する凹凸面３１を含む回折光学素子３０と、を含んでいる。照明装置１０は、回折光学素子３０の凹凸面３１によって回折されたコヒーレント光を用いて照明する。凹凸面３１は、密閉された密閉空間ＣＲに面している。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】照明装置１０は、コヒーレント光源２０と、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系２５と、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光を回折する凹凸面３１を含む回折光学素子３０と、を含んでいる。照明装置１０は、回折光学素子３０の凹凸面３１によって回折されたコヒーレント光を用いて照明する。凹凸面３１は、密閉された密閉空間ＣＲに面している。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、を備え、
前記凹凸面は密閉された密閉空間に面している、照明装置。
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、を備え、
前記凹凸面は密閉された密閉空間に面している、照明装置。
【請求項2】
前記回折光学素子に対面して配置された透光板と、
前記回折光学素子及び前記透光板を保持する保持部材と、をさらに備え、
前記保持部材、前記回折光学素子及び前記透光板によって前記密閉空間が区画されている、請求項１に記載の照明装置。
前記回折光学素子及び前記透光板を保持する保持部材と、をさらに備え、
前記保持部材、前記回折光学素子及び前記透光板によって前記密閉空間が区画されている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項3】
前記保持部材は貫通穴を有し、
前記回折光学素子は、前記貫通穴を一方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記透光板は、前記貫通穴を他方の側から塞ぐように前記保持部材に接合されている、請求項２に記載の照明装置。
前記回折光学素子は、前記貫通穴を一方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記透光板は、前記貫通穴を他方の側から塞ぐように前記保持部材に接合されている、請求項２に記載の照明装置。
【請求項4】
コヒーレント光を放出するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、
前記回折光学素子に対面して配置された透光板と、
前記回折光学素子及び前記透光板を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材は貫通穴を有し、
前記透光板は、前記貫通穴を一方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記回折光学素子は、前記貫通穴を他方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記凹凸面は、前記透光板に対面している、照明装置。
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、
前記回折光学素子に対面して配置された透光板と、
前記回折光学素子及び前記透光板を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材は貫通穴を有し、
前記透光板は、前記貫通穴を一方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記回折光学素子は、前記貫通穴を他方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記凹凸面は、前記透光板に対面している、照明装置。
【請求項5】
前記保持部材が板状である、請求項４に記載の照明装置。
【請求項6】
前記保持部材を収容するケーシングと、
前記保持部材の周縁部と前記ケーシングとをシールする第１シール部材と、を更に備える、請求項２～５のいずれか一項に記載の照明装置。
前記保持部材の周縁部と前記ケーシングとをシールする第１シール部材と、を更に備える、請求項２～５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項7】
前記保持部材は、前記貫通穴の周囲となる位置に、前記透光板の周縁部を収容する凹部を含む、請求項３～５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項8】
前記保持部材は、前記貫通穴の周囲となる位置に、前記回折光学素子の周縁部を収容する第２凹部を含む、請求項３～５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項9】
前記保持部材に固定された第２保持部材をさらに備え、
前記回折光学素子の周縁部は、前記保持部材及び前記第２保持部材によって保持されている、請求項２～５のいずれか一項に記載の照明装置。
前記回折光学素子の周縁部は、前記保持部材及び前記第２保持部材によって保持されている、請求項２～５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項10】
前記回折光学素子の前記周縁部と前記第２保持部材との間をシールする第２シール部材を更に備える、請求項９に記載の照明装置。
【請求項11】
前記回折光学素子に対面して配置された透光板をさらに備え、
前記透光板は、前記回折光学素子と接合され、前記回折光学素子との間に前記密閉空間を区画する、請求項１に記載の照明装置。
前記透光板は、前記回折光学素子と接合され、前記回折光学素子との間に前記密閉空間を区画する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項12】
前記回折光学素子は、前記凹凸面を含むプレート状部と、前記プレート状部から前記透光板に向けて突出した突出部と、を含み、
前記突出部は、前記透光板に接合されている、請求項１１に記載の照明装置。
前記突出部は、前記透光板に接合されている、請求項１１に記載の照明装置。
【請求項13】
前記透光板は、前記凹凸面に対面するプレート状部と、前記プレート状部から前記回折光学素子に向けて突出した突出部と、を含み、
前記突出部は、前記透光板に接合されている、請求項１１に記載の照明装置。
前記突出部は、前記透光板に接合されている、請求項１１に記載の照明装置。
【請求項14】
コヒーレント光を放出するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、
前記回折光学素子の前記凹凸面に対面して配置された透光板と、を備え、
前記透光板は、前記凹凸面の周囲となる周状の部分において、前記回折光学素子と接合している、照明装置。
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、
前記回折光学素子の前記凹凸面に対面して配置された透光板と、を備え、
前記透光板は、前記凹凸面の周囲となる周状の部分において、前記回折光学素子と接合している、照明装置。
【請求項15】
前記回折光学素子の前記凹凸面で回折されたコヒーレント光が透過するカバーを更に備え、
前記カバーは、前記回折光学素子に対面して配置されている、請求項１～５、１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置。
前記カバーは、前記回折光学素子に対面して配置されている、請求項１～５、１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項16】
前記回折光学素子の前記凹凸面及び前記透光板の間の距離は、０．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である、請求項２～５、１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項17】
前記透光板は、表面を構成する反射防止層を含む、請求項２～５、１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項18】
前記密閉空間に、乾燥した気体が充填されている、請求項１～３、１１～１３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項19】
前記密閉空間は減圧されている、請求項１～３、１１～１３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項20】
前記回折光学素子の前記凹凸面によって回折された前記コヒーレント光は、前記回折光学素子を透過する、請求項１～５、１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項21】
前記回折光学素子は、前記凹凸面とは反対側の表面を構成する反射防止層を含む、請求項１～５、１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項22】
前記回折光学素子は、前記凹凸面を構成する親水化層を含む、請求項１～５、１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項23】
前記密閉空間内に吸湿材が設けられている、請求項１～３、１１～１３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項24】
前記回折光学素子の前記凹凸面によって、前記コヒーレント光は、前記回折光学素子を透過する０次光と非平行な方向に回折される、請求項１～５、１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項25】
請求項１１～１４のいずれか一項に記載の照明装置の製造方法であって、
一方の面に前記凹凸面を複数含む第１板、及び透光性を有する第２板を準備する準備工程と、
前記第１板の前記一方の面に前記第２板が接合される接合工程と、
前記第１板及び前記第１板に接合した前記第２板を、前記凹凸面ごとに切断する切断工程と、を備える、照明装置の製造方法。
一方の面に前記凹凸面を複数含む第１板、及び透光性を有する第２板を準備する準備工程と、
前記第１板の前記一方の面に前記第２板が接合される接合工程と、
前記第１板及び前記第１板に接合した前記第２板を、前記凹凸面ごとに切断する切断工程と、を備える、照明装置の製造方法。
【請求項26】
前記第２板を前記第１板に接合する工程において、各凹凸面の周囲において、前記第２板が前記第１板に周状に接合される、請求項２５に記載の照明装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、照明装置及び照明装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献１に開示されるように、投影面に投影パターンを投影する照明装置が知られている。特許文献１の照明装置は、回折光学素子の凹凸面によって回折されたコヒーレント光を投影面に照射する。
【0003】
昨今、照明装置を屋外において使用することが求められている。照明装置を屋外において使用する場合、埃を含む粉塵や、水滴等の異物が凹凸面に付着しやすくなる。粉塵や水滴等の異物が凹凸面に付着すると、凹凸面に入射するコヒーレント光の光路が意図しない方向に向けられ得る。このとき、投影面に投影されたパターンは、意図した所望の投影パターンとして観察されなくなる。所望の投影パターンにて投影面を照明することができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－５２００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、所望の投影パターンを投影可能な照明装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一実施の形態は、次の[１]～[２６]に関する。
【0007】
［１] コヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子の前記凹凸面によって回折された前記コヒーレント光を用いて照明し、
前記凹凸面は密閉された密閉空間に面している、照明装置。
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、を備え、
前記回折光学素子の前記凹凸面によって回折された前記コヒーレント光を用いて照明し、
前記凹凸面は密閉された密閉空間に面している、照明装置。
【0008】
［２] 前記回折光学素子に対面して配置された透光板と、
前記透光板及び前記回折光学素子を保持する保持部材と、をさらに備え、
前記保持部材、前記回折光学素子及び前記透光板によって前記密閉空間が区画されている、［１］の照明装置。
前記透光板及び前記回折光学素子を保持する保持部材と、をさらに備え、
前記保持部材、前記回折光学素子及び前記透光板によって前記密閉空間が区画されている、［１］の照明装置。
【0009】
［３］ 前記保持部材は貫通穴を有し、
前記回折光学素子は、前記貫通穴を一方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記透光板は、前記貫通穴を他方の側から塞ぐように前記保持部材に接合されている、［２］の照明装置。
前記回折光学素子は、前記貫通穴を一方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記透光板は、前記貫通穴を他方の側から塞ぐように前記保持部材に接合されている、［２］の照明装置。
【0010】
［４］ コヒーレント光を放出するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、
前記回折光学素子に対面して配置された透光板と、
前記透光板及び前記回折光学素子を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材は貫通穴を有し、
前記透光板は、前記貫通穴を一方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記回折光学素子は、前記貫通穴を他方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記凹凸面は、前記透光板に対面している、照明装置。
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、
前記回折光学素子に対面して配置された透光板と、
前記透光板及び前記回折光学素子を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材は貫通穴を有し、
前記透光板は、前記貫通穴を一方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記回折光学素子は、前記貫通穴を他方の側から塞ぐように前記保持部材に接合され、
前記凹凸面は、前記透光板に対面している、照明装置。
【0011】
［５］ 前記保持部材が板状である、［４］の照明装置。
【0012】
［６］ 前記保持部材を収容するケーシングと、
前記保持部材の周縁部と前記ケーシングとをシールする第１シール部材と、を更に備える、［２］～［５］のいずれかの照明装置。
前記保持部材の周縁部と前記ケーシングとをシールする第１シール部材と、を更に備える、［２］～［５］のいずれかの照明装置。
【0013】
［７］ 前記保持部材は、前記貫通穴の周囲となる位置に、前記透光板の周縁部を収容する凹部を含む、［３］～［５］のいずれかの照明装置。
【0014】
［８］ 前記保持部材は、前記貫通穴の周囲となる位置に、前記回折光学素子の周縁部を収容する第２凹部を含む、［３］～［５］のいずれかの照明装置。
【0015】
［９］ 前記保持部材に固定された第２保持部材をさらに備え、
前記回折光学素子の周縁部は、前記保持部材及び前記第２保持部材によって保持されている、［２］～［５］のいずれかの照明装置。
前記回折光学素子の周縁部は、前記保持部材及び前記第２保持部材によって保持されている、［２］～［５］のいずれかの照明装置。
【0016】
［１０］ 前記回折光学素子の前記周縁部と前記第２保持部材との間をシールする第２シール部材を更に備える、［９］の照明装置。
【0017】
［１１] 前記回折光学素子に対面して配置された透光板をさらに備え、
前記透光板は、前記回折光学素子と接合され、前記回折光学素子との間に前記密閉空間を区画する、[１]の照明装置。
前記透光板は、前記回折光学素子と接合され、前記回折光学素子との間に前記密閉空間を区画する、[１]の照明装置。
【0018】
［１２] 前記回折光学素子は、前記凹凸面を含むプレート状部と、前記プレート状部から前記透光板に向けて突出した突出部と、を含み、
前記突出部は、前記透光板に接合されている、［１１］の照明装置。
前記突出部は、前記透光板に接合されている、［１１］の照明装置。
【0019】
［１３] 前記透光板は、前記凹凸面に対面するプレート状部と、前記プレート状部から前記回折光学素子に向けて突出した突出部と、を含み、
前記突出部は、前記透光板に接合されている、［１１］の照明装置。
前記突出部は、前記透光板に接合されている、［１１］の照明装置。
【0020】
［１４］ コヒーレント光を放出するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、
前記回折光学素子の前記凹凸面に対面して配置された透光板と、を備え、
前記透光板は、前記凹凸面の周囲となる周状の部分において、前記回折光学素子と接合している、照明装置。
前記コヒーレント光源から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系と、
前記整形光学系によって整形された前記コヒーレント光を回折する凹凸面を含む回折光学素子と、
前記回折光学素子の前記凹凸面に対面して配置された透光板と、を備え、
前記透光板は、前記凹凸面の周囲となる周状の部分において、前記回折光学素子と接合している、照明装置。
【0021】
［１５］ 前記回折光学素子で回折されたコヒーレント光が透過するカバーを更に備え、
前記カバーは、前記回折光学素子に対面して配置されている、［１］～［１４］のいずれかの照明装置。
前記カバーは、前記回折光学素子に対面して配置されている、［１］～［１４］のいずれかの照明装置。
【0022】
［１６］ 前記回折光学素子の前記凹凸面及び前記透光板の間の距離は、０．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である、［２］～［１４］のいずれかの照明装置。
【0023】
［１７］ 前記透光板は、表面を構成する反射防止層を含む、［２］～［１４］のいずれかの照明装置。
【0024】
［１８］ 前記密閉空間に、乾燥した気体が充填されている、［１］～［３］、［１１］～［１３］のいずれかの照明装置。
【0025】
［１９］ 前記密閉空間は真空である、［１］～［３］、［１１］～［１３］のいずれかの照明装置。
【0026】
［２０］ 前記凹凸面によって回折された前記コヒーレント光は、前記回折光学素子を透過する、［１］～［１９］のいずれかの照明装置。
【0027】
［２１］ 前記回折光学素子は、前記凹凸面とは反対側の表面を構成する反射防止層を含む、［１］～［２０］のいずれかの照明装置。
【0028】
［２２] 前記回折光学素子は、前記凹凸面を構成する親水化層を含む、［１］～［２１］のいずれかの照明装置。
【0029】
［２３］ 前記密閉空間内に吸湿材が設けられている、［１］～［３］、［１１］～［１３］のいずれかの照明装置。
【0030】
［２４］ 前記回折光学素子の前記凹凸面によって、前記コヒーレント光は、前記回折光学素子を透過する０次光と非平行な方向に回折される、［１］～［２３］のいずれかの照明装置。
【0031】
［２５］ ［１１］～［１４］のいずれかに記載の照明装置の製造方法であって、
一方の面に前記回折光学素子を複数含む第１板、及び前記透光板を含む第２板を準備する準備工程と、
前記複数の回折光学素子を覆うように、前記第１板の前記一方の面に前記第２板が接合される接合工程と、
前記第２板と接合された前記第１板を前記回折光学素子ごとに切断する切断工程と、を備える、照明装置の製造方法。
一方の面に前記回折光学素子を複数含む第１板、及び前記透光板を含む第２板を準備する準備工程と、
前記複数の回折光学素子を覆うように、前記第１板の前記一方の面に前記第２板が接合される接合工程と、
前記第２板と接合された前記第１板を前記回折光学素子ごとに切断する切断工程と、を備える、照明装置の製造方法。
【0032】
［２６］ 前記第２板を前記第１板に接合する工程において、各凹凸面の周囲において、前記第２板が前記第１板に周状に接合される、［２５］の照明装置の製造方法。
【発明の効果】
【0033】
本開示によれば、所望の投影パターンを投影できる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
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。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。
【0036】
本明細書において用いる、形状や幾何学的条件なら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、厳密な意味に限定されることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈する。
【0037】
方向関係を図面間で明確化するため、いくつかの図面には、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、及び第３方向Ｄ３を図面間で共通する方向として矢印で示している。矢印の先端側が、各方向の第１側である。図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面から手前に向かう矢印を、例えば図２に示すように、円の中に点を設けた記号により示した。図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面から奥に向かう矢印を、例えば図１Ｂに示すように、円の中に×を設けた記号により示した。
【0038】
図１Ａ～図６は、一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１Ａは、照明装置１０の概略構成を示す斜視図である。図２は、照明装置１０に適用され得る具体的構成を示す断面図である。本実施の形態による照明装置１０は、コヒーレント光源２０と、整形光学系２５と、回折光学素子３０と、を含む。整形光学系２５は、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光を整形する。回折光学素子３０は、コヒーレント光を回折する凹凸面３１を含む。凹凸面３１によって、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光を回折する。
【0039】
照明装置１０は、凹凸面３１によって回折された光によって、投影面９５に投影パターン９０を投影する。言い換えると、照明装置１０は、投影面９５を投影パターン９０の形状にて照明する。凹凸面３１によって回折されたコヒーレント光は、投影面９５上の被照明領域９６に向かう。被照明領域９６にコヒーレント光が照射されることによって、投影面９５上の投影された投影パターン９０が観察される。すなわち、被照明領域９６は、投影パターン９０と同一形状を有する投影面９５上の領域である。
【0040】
以下に説明する本実施の形態では、所望の投影パターンを投影するための工夫がなされている。より具体的には、粉塵や水滴等の異物が凹凸面３１に付着すること抑制している。これにより、異物の影響でコヒーレント光が意図しない方向に屈折ないし回折してしまうことを抑制できる。したがって、照明装置１０によれば、所望の投影パターン９０を投影面９５に投影できる。
【0041】
図２に示された具体例のように、照明装置１０は、可搬性を有してもよい。すなわち、照明装置１０は、特別な手段を用いることなく、操作者が持ち運び可能となっている。可搬性を有した照明装置１０は、種々の場所にて使用できる。このような照明装置１０は、使用中に風雨に曝されることもある。したがって、異物の凹凸面３１への付着が抑制される本実施の形態は、可搬性を有した照明装置１０にとりわけ好適である。
【0042】
照明装置１０から照明光を照射される投影面９５は、特に限定されない。投影パターン９０が投影される投影面９５として、路面、歩道、運動場、公園等の地面、海面等の水面、学校、会社、ビル、工場、集会場、講堂、体育館、競技場、会場等の建物の外壁面、内壁面、通路、床、天井等が例示される。
【0043】
被照明領域９６の形状および投影パターン９０は、特に限定されない。図１Ａに示された例において、被照明領域９６は、照明装置１０から遠ざかるように延びる線状の領域となっている。被照明領域９６の形状および投影パターン９０は、特に限定されない。被照明領域９６の形状および投影パターン９０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でもよい。被照明領域９６の形状および投影パターン９０は、情報、例えば方向や向きを表示してもよい。
【0044】
以下、図示された具体例を参照し、一実施の形態による照明装置１０の構成要素を説明する。
【0045】
上述したように一実施の形態において、照明装置１０は、コヒーレント光源２０、整形光学系２５及び回折光学素子３０を含んでいる。照明装置１０は、図示するように、コヒーレント光源２０、整形光学系２５及び回折光学素子３０を収容するケーシング６０を含んでもよい。
【0046】
図示された具体例において、照明装置１０は、回折光学素子組立体３０Ｘを含んでいる。回折光学素子組立体３０Ｘは、回折光学素子３０を含んでいる。後述するように、回折光学素子組立体３０Ｘは、水分や粉塵等の異物の凹凸面３１への付着を抑制できるようにして回折光学素子３０を含んでいる。
【0047】
ケーシング６０は、照明装置１０に防水性を付与してもよい。照明装置１０に防水性を付与するため、ケーシング６０の継ぎ目部分やはめ込み部分に、ゴムやパッキン、接着剤等の防水部材が設けられてもよい。
【0048】
図２に示された例において、ケーシング６０は、外筒部６１と、外筒部６１に収容された内筒部６２と、を含んでいる。図２に示す例では、コヒーレント光源２０、整形光学系２５、回折光学素子組立体３０Ｘが、外筒部６１内に位置している。このうち、コヒーレント光源２０及び整形光学系２５は、内筒部６２内に位置している。
【0049】
内筒部６２は、一方を閉鎖された筒状の形状を有している。内筒部６２の内寸法は、段差部６２ｓを介して変化している。内筒部６２の内寸法は、閉鎖された一方の端部から第１方向Ｄ１における第１側に離れるにしたがって、拡大する。内筒部６２は、閉鎖された一方の端部とは反対の端部において開口している。
【0050】
コヒーレント光源２０は、コヒーレント光を放出する。コヒーレント光は、波長及び位相が揃った光である。コヒーレント光源２０は、特定波長域のコヒーレント光を放出してもよい。コヒーレント光は、単一の波長を有してもよい。コヒーレント光は、波長４４５ｎｍの青色光でもよい。コヒーレント光は、４６０ｎｍの青色光でもよい。コヒーレント光は４８８ｎｍの青色光でもよい。コヒーレント光は、波長５２０ｎｍの緑色光でもよい。コヒーレント光は、波長５３０ｎｍの緑色光でもよい。コヒーレント光は、波長６３８ｎｍの赤色光でもよい。コヒーレント光は、波長６６０ｎｍの赤色光でもよい。コヒーレント光源２０として、種々の形式の光源を使用できる。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使用してもよい。レーザー光源として、半導体レーザー光源を例示できる。なお、図２に示された具体例において、コヒーレント光源２０は、内筒部６２の閉鎖された一方の端部に固定されている。
【0051】
整形光学系２５は、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光を整形する。図１Ａに模式的に示す例において、整形光学系２５は、コヒーレント光源２０から放出された発散光としてのコヒーレント光を、拡幅した平行光束に整形する。図１Ａに示された整形光学系２５は、レンズを含んでいる。このレンズは、コヒーレント光源２０から放出された発散光束を、平行光束に整形する。この例において、整形光学系２５を構成するレンズは、コリメートレンズとして機能する。
【0052】
図２に示された具体例において、整形光学系２５は、第１レンズ２６、第２レンズ２７及び第３レンズ２８を含んでいる。図２に示された整形光学系２５は、図１Ａに示された整形光学系２５と同様に、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光を、光路幅が拡幅された平行光束に整形する。図２に示された具体例において、第１レンズ２６、第２レンズ２７、及び第３レンズ２８は、いずれも、内筒部６２に収容されている。内筒部６２に収容された第１レンズ２６、第２レンズ２７、及び第３レンズ２８は、第１方向Ｄ１に間隔を空けて直線状に配置されている。内筒部６２に収容された整形光学系２５のうち、第１レンズ２６は、第１方向Ｄ１においてコヒーレント光源２０に最も近づいている。内筒部６２に収容された整形光学系２５のうち、第３レンズ２８は、第１方向Ｄ１においてコヒーレント光源２０から最も離れている。
【0053】
図２に示された具体例において、第１レンズ２６が配置された部分における内筒部６２の内寸法、第２レンズ２７が配置された部分における内筒部６２の内寸法、及び、第３レンズ２８が配置された部分における内筒部６２の内寸法は、互いに異なっている。このうち、第１レンズ２６が配置された部分における内筒部６２の内寸法が、最も小さくなっており、第３レンズ２８が配置された部分における内筒部６２の内寸法が、最も大きくなっている。
【0054】
図２に示すように、第１レンズ２６と第２レンズ２７との間に間隙環６３が設けられてもよい。間隙環６３は、整形光学系２５を含む光学要素間の距離を制御してもよい。間隙環６３は、照明装置１０に加えられ得る振動や衝撃による、整形光学系２５を含む光学要素の相対位置ずれを抑制し得る。図２に示すように、間隙環６３は、第２レンズ２７と第３レンズ２８との間にも設けられている。間隙環６３は、第３レンズ２８と回折光学素子組立体３０Ｘとの間にも設けられている。間隙環６３は、一例として、環状又は筒状の部材でもよい。間隙環６３の材料として、アルミニウム等の金属を用いてもよいし、樹脂を用いてもよい。
【0055】
なお、図２に示された具体例において、照明装置１０は、電池６４、回路６５及びスイッチ６６を含んでいる。電池６４は、一次電池でもよいし、充放電可能な二次電池でもよい。回路６５は、電池６４とコヒーレント光源２０とをスイッチ６６を介して電気的に接続している。スイッチ６６の操作により、電池６４からコヒーレント光源２０への給電、及び電池６４からコヒーレント光源２０への給電停止を切替え可能である。照明装置１０においては、スイッチ６６の操作以外の方法により、コヒーレント光源２０に給電してもよい。照明装置１０の外部からコヒーレント光源２０に給電してもよく、照明装置１０の外部からの有線あるいは無線のスイッチ信号により電池６４からコヒーレント光源２０への給電を制御してもよい。
【0056】
照明装置１０は、電池６４からコヒーレント光源２０への給電及び給電停止を制御する制御部を含んでもよい。制御部は、外部からの電気信号を受信することによって、電池６４からコヒーレント光源２０への給電及び給電停止を制御してもよい。制御部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを含んでもよい。制御部は、制御部と電気的に接続された配線を介して、外部からの電気信号を受信してもよい。制御部は、赤外線等の電磁波を介して、外部からの電気信号を受信してもよい。
【0057】
図１Ｂに示すように、回折光学素子３０は、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光の進行方向を変化させる。回折光学素子３０は、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光を回折する凹凸面３１を含んでいる。回折光学素子３０は、凹凸面３１での回折により、コヒーレント光の進行方向を変化させる。回折光学素子３０によって進行方向が変化したコヒーレント光は、投影面９５上の被照明領域９６に照射される。すなわち、照明装置１０は、回折光学素子３０の凹凸面３１によって回折されたコヒーレント光を用いて、被照明領域９６を照明する。
【0058】
図１Ａに示された例において、投影面９５は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に広がっている。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、互いに直交している。照明装置１０は、投影面９５から第３方向Ｄ３における第１側にずれて配置されている。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１と直交している。第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２と直交している。図示された例において、被照明領域９６の形状および投影パターン９０は、線状の形状を有している。被照明領域９６の形状および投影パターン９０は、照明装置１０から第１方向Ｄ１に遠ざかる線状となっている。被照明領域９６の形状および投影パターン９０は、直線状である。被照明領域９６の形状および投影パターン９０は、第１方向Ｄ１に長手方向を有している。被照明領域９６の形状および投影パターン９０は、第２方向Ｄ２に短手方向を有している。図示された例において、照明装置１０からのコヒーレント光は、投影面９５上の被照明領域９６に比較的大きな入射角度α、例えば４５°以上の入射角度αで入射する。照明装置１０からのコヒーレント光は、６０°以上の入射角度αで入射してもよいし、８０°以上の入射角度αで入射してもよい。入射角度α（°）は、被照明領域９６へ向かうコヒーレント光の進行方向が被照明領域９６の法線方向ＮＤに対してなす角度（°）を意味する。図示された例において、法線方向ＮＤは第３方向Ｄ３と平行となっている。
【0059】
回折光学素子３０は、ホログラム素子でもよい。回折光学素子３０は、レリーフホログラムでもよい。回折光学素子３０としてホログラム素子を用いることにより、投影面９５上における予め定めた位置、形状、大きさ、及び、向きとなる所望領域の全域のみに光を投射し得る回折パターンを設計できる。回折光学素子３０は、透過型のホログラム素子でもよい。回折光学素子３０は、反射型のホログラム素子でもよい。
【0060】
凹凸面３１の回折パターンの設計において、被照明領域９６は、回折光学素子３０に対して予め定めた位置に、予め定めた形状、大きさ、及び向きを有するように、実空間に設定され得る。投影面９５上における被照明領域９６の位置、形状、大きさ及び向きは、凹凸面３１の構成に依存する。凹凸面３１の構成を調整することによって、投影面９５上における被照明領域９６の位置、輪郭形状、大きさ及び向きを任意に調整できる。したがって、凹凸面３１の設計においては、投影面９５上の被照明領域９６の位置、形状、大きさ、及び向きがまず決定され得る。次に、決定された被照明領域９６の全域に光を投射できるように、凹凸面３１の構成が調整され得る。
【0061】
回折光学素子３０は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）として作製されてもよい。計算機合成ホログラムは、任意の回折パターンを持つ構造を計算機上で計算することによって作製される。計算機合成ホログラムを回折光学素子３０として採用することによって、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にできる。照明装置１０は、当該照明装置１０に対して予め定めた位置に、予め定め輪郭形状、大きさ及び向きの被照明領域にコヒーレント光を照射することが想定されている。被照明領域９６に関する情報をパラメータとして計算機に入力することで、被照明領域９６に回折光を投影可能な回折パターンをもたらす凹凸面の形状を、計算機での演算によって特定できる。特定された凹凸面の形状を、例えば樹脂賦形によって形成することで、計算機合成ホログラムとしての回折光学素子を作製できる。なお、計算機は、コンピュータでもよい。
【0062】
回折光学素子３０は、複数の区分回折光学素子を含んでもよい。個々の区分回折光学素子は、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てもよい。複数の区分回折光学素子で回折された光は、投影面９５上の互いに同一の領域に入射してもよい。つまり、各区分回折光学素子で回折されたコヒーレント光は、投影面９５上に設定された被照明領域９６の全域に入射してもよい。このような、回折光学素子３０によれば、被照明領域９６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区分回折光学素子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３０上の各位置において局所的に放射強度が高くなり過ぎることが抑制され、レーザー安全性を向上させることができる。
【0063】
各区分回折光学素子は、互いに同一の回折特性を有してもよい。高精度な照射を実現する上で、各区分回折光学素子が、当該区分回折光学素子の回折光学素子３０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もよい。この例によれば、各区分回折光学素子は、投影面９５上の被照明領域９６の全域のみに高精度にコヒーレント光の回折光を向けることができる。
【0064】
複数の区分回折光学素子が、互いに異なる投影面９５上の領域にコヒーレント光を回折してもよい。つまり、複数の区分回折光学素子で回折されたコヒーレント光が、投影面９５上の互いに異なる区分被照射領域に入射してもよい。この例によれば、複数の区分被照射領域の組み合わせによって、一つの被照明領域９６が形成され得る。
【0065】
上述したように、照明装置１０は、回折光学素子３０を回折光学素子組立体３０Ｘの一部分として含む。回折光学素子組立体３０Ｘは、水分や埃等の異物の凹凸面３１への付着を抑制できるようにして回折光学素子３０を含んでいる。
【0066】
図１Ｂに示すように、回折光学素子組立体３０Ｘは、密閉空間ＣＲを区画する。密閉空間ＣＲは、外部環境に対して閉鎖された空間である。回折光学素子組立体３０Ｘは、内部空間として、密閉空間ＣＲを含む。密閉空間ＣＲを区画する部材の密閉空間ＣＲに面する部分は、外部環境に露出しない。回折光学素子３０の凹凸面３１は、密閉空間ＣＲに面している。図１Ｂに示すように、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光は、密閉空間ＣＲを通過してもよい。図１Ｂに示すように、図示された回折光学素子３０は透過型のホログラム素子である。この例において、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光は、密閉空間ＣＲ及び回折光学素子３０を透過する。
【0067】
密閉空間ＣＲに対して用いる「密閉される」とは、ＪＩＳＺ２３３０：２０１２で規定された液没法により、気体の漏れが検出されないことを意味する。具体的には、回折光学素子組立体３０Ｘを水に浸漬した際に、回折光学素子組立体３０Ｘによって区画された密閉空間ＣＲから気泡の漏れが生じない場合、密閉空間ＣＲは密閉されていると判断される。液没試験において、試験対象となる容器は、水面から１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下の深さに浸漬する。気泡の有無は、１０分間に亘る目視観察により判断する。液没試験あたり、密閉空間ＣＲの気圧調整は実施しない。すなわち、照明装置１０に組み込まれる回折光学素子組立体３０Ｘを、液没試験の対象とする。
【0068】
図１Ｂ及び図３に示すように、回折光学素子組立体３０Ｘは、回折光学素子３０とともに、透光板４０及び保持部材５０を含んでもよい。図３は、図２の照明装置１０に適用され得る照明装置１０の射出端およびその周囲の構成を示す断面図である。図３には、回折光学素子組立体３０Ｘの一具体例が示されている。図３に示された回折光学素子組立体３０Ｘは、保持部材５０に加えて、第２保持部材５２を更に含む。第２保持部材５２と区別するため、保持部材５０を第１保持部材５１とも呼ぶ。
【0069】
図１Ｂ及び図３に示すように、第１保持部材５１は貫通穴５１Ｘを有する。回折光学素子３０は、その周縁部３５を第１保持部材５１に接合されている。貫通穴５１Ｘは、周縁部３５によって取り囲まれる位置に開口している。回折光学素子３０は、貫通穴５１Ｘを一方の側から塞いでいる。透光板４０は、その周縁部４５を第１保持部材５１に接合されている。貫通穴５１Ｘは、周縁部４５によって取り囲まれる位置に開口している。透光板４０は、貫通穴５１Ｘを他方の側から塞いでいる。透光板４０は、回折光学素子３０に対面して配置されている。保持部材５０の貫通穴５１Ｘの両方の開口が、回折光学素子３０及び透光板４０によって塞がれている。このようにして、保持部材５０、回折光学素子３０及び透光板４０によって、密閉空間ＣＲが区画されている。
【0070】
回折光学素子３０の保持部材５０への接合は、溶接や超音波接合等の溶着でもよいし、接着材や粘着材等の接合材を用いた接着または粘着接でもよい。透光板４０の保持部材５０への接合は、溶接や超音波接合等の溶着でもよいし、接着材や粘着材等の接合材を用いた接着または粘着接でもよい。このような接合により、密閉空間ＣＲを密閉できる。
【0071】
図３に示された例において、回折光学素子３０及び透光板４０は第１方向Ｄ１に対面している。透光板４０は、凹凸面３１と第１方向Ｄ１に対面している。透光板４０は、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光の光路に沿って、コヒーレント光源２０及び回折光学素子３０の間に位置する。すなわち、透光板４０を透過したコヒーレント光が、回折光学素子３０に入射する。この配置によれば、照明装置１０内におけるコヒーレント光の光路における下流側において、コヒーレント光が回折光学素子３０によって回折されるようになる。したがって、コヒーレント光の利用効率を高く維持しながら照明装置１０を小型化できる。図１Ｂに示された例において、回折光学素子３０の凹凸面３１によって、コヒーレント光は、回折光学素子３０を透過する０次光ＬＸ０と非平行な方向に回折される。このような回折特性を有した回折光学素子３０を用いた場合にも、透光板４０を回折光学素子３０よりも上流側に配置することによって、コヒーレント光の利用効率を高く維持しながら照明装置１０を小型化できる。また、このような回折特性を有した回折光学素子３０よりも、透光板４０を上流側に配置することで、透光板４０と回折光学素子３０との間の多重反射による二重像（ゴースト）の投影を抑制できる。さらに、透過型の回折光学素子３０を用いることにより、コヒーレント光の利用効率を高く維持しながら照明装置１０をより小型化できる。
【0072】
図３に示された具体例を参照して、回折光学素子組立体３０Ｘについて更に詳述する。
【0073】
図３～図５に示すように、第１保持部材５１は、板状である。図４は、保持部材５０（第１保持部材５１）を透光板４０とともに第１方向Ｄ１における第１側と反対側の第２側から示す平面図である。図５は、保持部材５０（第１保持部材５１）を回折光学素子３０とともに第１方向Ｄ１における第１側から示す平面図である。第１保持部材５１は、その中央部に、貫通穴５１Ｘを有している。第１保持部材５１は、内筒部６２の開口した端部に接続されている。第１保持部材５１は、間隙環６３を介して整形光学系２５の第３レンズ２８と位置決めされている。図４及び図５に示されるように、第１保持部材５１は、第１方向Ｄ１からの観察において円形形状の輪郭を有する板状の部材でもよい。第１保持部材５１の材料は、アルミニウム等の金属でもよく、樹脂でもよい。
【0074】
透光板４０は、透光性を有する。整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光は、透光板４０を透過できる。透光性を有するとは、可視光域の平均全光線透過率が３０％以上であることを意味し、好ましくは５０％以上であり、更に好ましくは８０％以上である。可視光域の平均全光線透過率は、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の１ｎｍ毎の光について測定された全光線透過率（％）の平均値である。全光線透過率（％）は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ－３１００ＰＣ」、ＪＩＳ Ｋ ０１１５準拠品）を用いて、入射角０°で測定した、全光線透過率（％）を意味する。
【0075】
図示された例において、透光板４０は、一対の平行な主面を有する板状である。この透光板４０は、透過するコヒーレント光の平行度を維持する。透光板４０は、例えば一対の非平行な主面を有してもよい。この透光板４０は、透光板４０を透過するコヒーレント光の光軸を調整してもよい。透光板４０を構成する材料は、コヒーレント光を透過可能な種々の材料でもよい。透光板４０を構成する材料は、ガラスでもよく、樹脂でもよい。透光板４０は、透過型の回折格子でもよい。
【0076】
図４に示された例において、第１方向Ｄ１からの観察した透光板４０は、長方形形状を有している。透光板４０の端辺は、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３のいずれか一方の方向に延びている。透光板４０の周縁部４５は、透光板４０のこの端辺に沿っている。
【0077】
図５に示された例において、第１方向Ｄ１からの観察した回折光学素子３０は、長方形形状を有している。回折光学素子３０の端辺は、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３のいずれか一方の方向に延びている。図５に示すように、回折光学素子３０の周縁部３５は、回折光学素子３０のこの端辺に沿っている。
【0078】
第１保持部材５１は、第１方向Ｄ１への幅を持った側端面５１ｐを有する。側端面５１ｐは周状である。側端面５１ｐは、窪み５１ｑを含んでいる。図４に示すように、窪み５１ｑは、側端面５１ｐに沿って周状に延びている。第１保持部材５１は、図３に示すように、窪み５１ｑを含んだ側端面５１ｐにおいて、内筒部６２に第１方向Ｄ１から接触している。この具体例によれば、第１保持部材５１及び内筒部６２は、第１方向Ｄ１と非平行な方向への相対移動を抑制される。これにより、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光は、所定の方向から回折光学素子３０の凹凸面３１に入射できる。
【0079】
照明装置１０は、回折光学素子組立体３０Ｘとケーシング６０との間をシールする第１シール部材７１を含んでもよい。図３に示された例において、第１シール部材７１は、第１保持部材５１と外筒部６１との間に設けられている。この第１シール部材７１は、第１保持部材５１と外筒部６１との間をシールしている。第１シール部材７１は、Ｏリングでもよい。図３に示すように、第１保持部材５１の側端面５１ｐに周状の溝５１ｒが設けられている。第１シール部材７１は溝５１ｒに収容されている。第１シール部材７１によれば、外部環境から照明装置１０内への異物の流入を抑制できる。
【0080】
第１保持部材５１は、透光板４０の周縁部４５を収容する第１凹部５１Ａを含んでもよい。図３及び図４に示すように、第１凹部５１Ａは、貫通穴５１Ｘの周囲となる位置に設けられている。第１凹部５１Ａは、貫通穴５１Ｘに隣接している。この具体例によれば、透光板４０を保持部材５０に対して所定の位置に精度良く位置決めできる。コヒーレント光の光路が透光板４０によって意図しない方向に曲げられることを抑制できる。
【0081】
【0082】
図３及び図５に示すように、第１保持部材５１は、回折光学素子３０の周縁部３５を収容する第２凹部５１Ｂを含んでもよい。第２凹部５１Ｂは、貫通穴５１Ｘの周囲となる位置に設けられている。第２凹部５１Ｂは、貫通穴５１Ｘに隣接している。この具体例によれば、回折光学素子３０を保持部材５０に対して所定の位置に精度良く位置決めできる。回折光学素子３０によって、コヒーレント光を所望の方向に向けることができる。
【0083】
図３及び図５に示すように、第２凹部５１Ｂの内寸法は、段差部５１ｔを介して変化している。第２凹部５１Ｂの内寸法は、第１方向Ｄ１における整形光学系２５から遠ざかった部分において、段差部５１ｔを介して増加している。
【0084】
照明装置１０は、第１保持部材５１に固定された第２保持部材５２をさらに含んでもよい。図６に示すように、第２保持部材５２は、第１方向Ｄ１からの観察において円形形状の輪郭を有してもよい。図３に示すように、第２保持部材５２は板状でもよい。図示された例において、第２保持部材５２は、第１保持部材５１と同一の寸法を有している。
【0085】
第２保持部材５２は、固定具５５によって第１保持部材５１に固定されてもよい。固定具５５は、図３に示されるように、ねじでもよい。図４及び図５に示された例において、第１保持部材５１は、固定具５５を固定する複数の固定穴５１Ｙを有している。また、図６に示された例において、第２保持部材５２は、固定具５５が通過可能な複数の固定具通過穴５２Ｙを有している。図示された例では、固定具通過穴５２Ｙを通過した固定具５５が固定穴５１Ｙに固定されることで、第１保持部材５１と第２保持部材５２とが互いに固定されている。図６は、第２保持部材５２を含む回折光学素子組立体３０Ｘを示す平面図である。
【0086】
図６に示す例において、第２保持部材５２は、第１方向Ｄ１に貫通する貫通穴５２Ｘを含んでいる。図示された例において、第１方向Ｄ１から観察したとき、第２保持部材５２の貫通穴５２Ｘは、第１保持部材５１の貫通穴５１Ｘと同一の寸法を有している。第１保持部材５１と第２保持部材５２とが互いに固定されたとき、図４及び図５において破線を用いて示される貫通穴５１Ｘによる開口は、図６に示される貫通穴５２Ｘによる開口と、第１方向Ｄ１において重なる。貫通穴５１Ｘ，５２Ｘの周囲において、回折光学素子３０の周縁部３５は、第１保持部材５１及び第２保持部材５２の間に保持されている。
【0087】
図３及び図６に示すように、第２保持部材５２は、貫通穴５２Ｘの周囲となる位置に、凹部５２Ａを有してもよい。図示された例において、凹部５２Ａは、第１方向Ｄ１における第２側からの観察において、第２方向Ｄ２に長手方向を有する長方形形状の輪郭を有している。第１方向Ｄ１からの観察において、第２保持部材５２の凹部５２Ａの輪郭は、第１保持部材５１の第２凹部５１Ｂの輪郭と同一の寸法を有している。第１保持部材５１と第２保持部材５２とが互いに固定されたとき、図５に示される第１保持部材５１の第２凹部５１Ｂの輪郭は、図６に示される第２保持部材５２の凹部５２Ａの輪郭と、第１方向Ｄ１において重なる。
【0088】
図２及び図３に示すように、照明装置１０は、第１保持部材５１の第２凹部５１Ｂと第２保持部材５２の凹部５２Ａとの間に位置する第２シール部材７２を含んでもよい。第２シール部材７２は、回折光学素子３０の周縁部３５に、第１方向Ｄ１における第１側から接触している。第２シール部材７２は、回折光学素子３０の周縁部３６と第２保持部材５２との間をシールしている。図示された例において、第２シール部材７２は、回折光学素子３０の周縁部３５、第１保持部材５１の第２凹部５１Ｂ、及び第２保持部材５２の凹部５２Ａによって区画された隙間の形状にしたがって、変形している。この結果、回折光学素子３０の周縁部３５は、第１方向Ｄ１における第１側から、第２シール部材７２を介して第２保持部材５２によって保持されている。回折光学素子３０の周縁部３５は、第１方向Ｄ１における他方の側から、第１保持部材５１によって保持されている。第２シール部材７２によれば、外部環境から照明装置１０内への異物の流入を抑制できる。
【0089】
図３及び図６に示す例において、第２保持部材５２の、第１保持部材５１に接触している面とは反対の面には、ケーシング６０の外筒部６１が接触している。図６において二点鎖線を用いて示すように、第２保持部材５２は、その周縁部において、外筒部６１に接触している。図３に示すように、第２保持部材５２の固定具通過穴５２Ｙは、外筒部６１によって第１方向Ｄ１から塞がれている。
【0090】
図１Ｂ及び図３に示すように、照明装置１０は、回折光学素子３０に第１方向Ｄ１に対面して配置されたカバー８０を含んでもよい。カバー８０は、外筒部６１の開口を第１方向Ｄ１から塞いでいる。カバー８０は透光性を有する。回折光学素子３０の凹凸面３１で回折されたコヒーレント光は、カバー８０を透過可能である。この具体例によれば、外筒部６１の開口から照明装置１０内への異物の流入を抑制できる。
【0091】
次に、図示された照明装置の使用時の作用について説明する。
【0092】
投影面９５に投影パターン９０を投影するため、コヒーレント光源２０からコヒーレント光が放出される。コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光は、整形光学系２５において整形される。図２に示された照明装置１０において、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光は、第１レンズ２６によって、発散光束に整形される。発散光束は、第２レンズ２７及び第３レンズ２８において、平行光束に整形される。このようにして、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光は、整形光学系２５によって整形される。
【0093】
整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光は、回折光学素子組立体３０Ｘに向かう。このコヒーレント光は、回折光学素子組立体３０Ｘの透光板４０を透過する。透光板４０を透過したコヒーレント光は、保持部材５０の貫通穴５１Ｘを通過して回折光学素子３０へ向かう。回折光学素子３０は、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光の進行方向を変化させる。回折光学素子３０は、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光を回折する凹凸面３１を含んでいる。凹凸面３１において回折されたコヒーレント光は、投影面９５上の被照明領域９６に向けられる。これにより、凹凸面３１での回折特性に応じた投影パターン９０を投影面９５に投影できる。言い換えると、凹凸面３１での回折特性に応じた被照明領域９６にコヒーレント光を照射して、投影面９５を照明できる。
【0094】
ところで、照明装置は屋外において使用されることもある。照明装置を屋外において使用する場合、粉塵、水滴等の異物が照明装置の内部へ流入し得る。また、外部環境の温度にともなって照明装置の内部の温度が急激に変化することもある。このとき、照明装置内に結露が生じ得る。異物は、回折光学素子の凹凸面に付着し得る。
【0095】
凹凸面に粉塵、水滴等の異物が付着した場合、凹凸面に入射しようとするコヒーレント光は、これらの異物の影響で意図しない方向に屈折ないし回折してしまう。このように、凹凸面３１に付着した異物から及ぼされる光学作用によって、コヒーレント光の光路が意図しない方向に向けられ得る。結果として、所望の投影パターンが投影面に投影され得ない。
【0096】
図２及び図３に示すように、凹凸面３１は、密閉空間ＣＲに面している。密閉空間ＣＲは、密閉された空間であり、外部環境に通じていない。これにより、密閉空間ＣＲへの異物の流入が抑制され、凹凸面３１への異物の付着が抑制される。結果として、凹凸面３１が期待された回折機能を発揮でき、コヒーレント光を所望の方向に回折できる。すなわち、コヒーレント光によって投影面９５上の所望の被照明領域９６を精度良く照明でき、これにともなって、所望の投影パターン９０を投影面９５に投影できる。
【0097】
図示された照明装置１０及び回折光学素子組立体３０Ｘは、凹凸面３１を含む回折光学素子３０と、回折光学素子３０に対面して配置された透光板４０と、回折光学素子３０及び透光板４０を保持する第１保持部材５１と、を含んでいる。第１保持部材５１は貫通穴５１Ｘを有している。透光板４０は、貫通穴５１Ｘを一方の側から塞ぐように第１保持部材５１に接合されている。回折光学素子３０は、貫通穴５１Ｘを他方の側から塞ぐように第１保持部材５１に接合されている。凹凸面３１は、透光板４０に対面している。この具体例によれば、簡易な構成によって、密閉空間ＣＲを形成できる。密閉空間ＣＲの区画に必要な部材を削減できる。これにともない、密閉空間ＣＲを含む照明装置１０の製造コストを低減できる。
【0098】
図示された具体例において、第１保持部材５１は板状である。板状の第１保持部材５１に設けられた貫通穴５１Ｘを利用して密閉空間ＣＲを形成することによって、回折光学素子３０及び透光板４０が向かい合う方向、すなわち第１方向Ｄ１に沿った密閉空間ＣＲの長さを短くできる。また、板状の第１保持部材５１は、ケーシング６０等によって、安定して保持され得る。これらにより、密閉空間ＣＲ及び密閉空間ＣＲを内部に形成される照明装置１０の寸法を小型化できる。
【0099】
図示された具体例において、照明装置１０及び回折光学素子組立体３０Ｘは、第１保持部材５１に固定された第２保持部材５２を含んでいる。回折光学素子３０の周縁部３５は、第１保持部材５１及び第２保持部材５２によって保持されている。この具体例によれば、回折光学素子３０の周縁部３６が第２保持部材５２によって覆われることで、回折光学素子３０の周縁部３６から凹凸面３１への異物の流入を抑制できる。
【0100】
以上に説明してきた一実施の形態において、照明装置１０は、コヒーレント光源２０と、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光を整形する整形光学系２５と、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光を回折する凹凸面３１を含む回折光学素子３０と、を含んでいる。凹凸面３１は、密閉された密閉空間ＣＲに面している。この具体例によれば、凹凸面３１への異物の付着を抑制できる。これにより、凹凸面３１によって、コヒーレント光を所望の方向に回折できる。したがって、所望の投影パターン９０を投影面９５に精度良く投影できる。
【0101】
以上に説明してきた一実施の形態において、照明装置１０は、コヒーレント光を放出するコヒーレント光源２０と、コヒーレント光源２０から放出されたコヒーレント光源を整形する整形光学系２５と、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光を回折する凹凸面３１を含む回折光学素子３０と、回折光学素子３０に対面して配置された透光板４０と、回折光学素子３０及び透光板４０を保持する保持部材５０と、を含んでいる。保持部材５０（第１保持部材５１）は貫通穴５１Ｘを有する。透光板４０は、貫通穴５１Ｘを一方の側から塞ぐように保持部材５０に接合されている。回折光学素子３０は、貫通穴５１Ｘを他方の側から塞ぐように保持部材５０に接合されている。凹凸面３１は透光板４０に対面している。この具体例によれば、凹凸面３１への異物の付着を抑制できる。これにより、凹凸面３１によって、コヒーレント光を所望の方向に回折できる。したがって、所望の投影パターン９０を投影面９５に精度良く投影できる。
【0102】
具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述の具体例が一実施の形態を限定しない。上述した一実施の形態の具体例は、その他の様々な具体例で実施でき、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。
【0103】
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用い、重複する説明を省略する。
【0104】
上述した具体例において、保持部材５０（第１保持部材５１）が板状であった。これに限られず、図７に示すように、保持部材５０は筒状でもよい。この例において、回折光学素子３０は、貫通穴５１Ｘを一方の側から塞ぐように保持部材５０に接合されてもよい。透光板４０は、貫通穴５１Ｘを他方の側から塞ぐように、保持部材５０に接合されてもよい。
【0105】
上述した具体例において、照明装置１０の回折光学素子組立体３０Ｘは、回折光学素子３０及び透光板４０を保持する保持部材５０を含んでいた。しかしながら、図８に示すように、照明装置１０及び回折光学素子組立体３０Ｘから保持部材５０を省略してもよい。図８に示すように、回折光学素子３０及び透光板４０は、ケーシング６０によって保持されてもよい。ケーシング６０は、貫通穴６０Ｘを有している。透光板４０は、ケーシング６０の貫通穴６０Ｘを一方の側から塞ぐように、ケーシング６０に接合されている。回折光学素子３０は、ケーシング６０の貫通穴６０Ｘを他方の側から塞ぐように、ケーシング６０に接合されている。この具体例によれば、回折光学素子３０及び透光板４０は、簡易な構成によって、安定して密閉状態に維持され得る密閉空間ＣＲを区画できる。
【0106】
上述した具体例において、照明装置１０の回折光学素子組立体３０Ｘには、保持部材５０に固定された第２保持部材５２が含まれていた。しかしながら、図７及び図８に示されるように、照明装置１０及び回折光学素子組立体３０Ｘから第２保持部材５２を省略してもよい。
【0107】
上述した具体例において、密閉空間ＣＲは、回折光学素子３０、透光板４０、及び保持部材５０によって区画されていた。しかしながら、密閉空間ＣＲは、図９～図１１に示すように、互いに接合された回折光学素子３０と透光板４０との間に区画されてもよい。透光板４０は、凹凸面３１の周囲となる周状の部分（領域）において、回折光学素子３０と接合してもよい。この具体例によれば、透光板４０を透過させることで、コヒーレント光をより確実に凹凸面３１に入射させつつ、密閉空間ＣＲを容易に区画できる。
【0108】
図９に示す例において、回折光学素子３０は、凹凸面３１を含むプレート状部３０ａと、プレート状部３０ａから透光板４０に向けて突出した突出部３０ｂと、を含んでいる。この具体例において、回折光学素子３０の突出部３０ｂは、凹凸面３１と透光板４０とが互いに対面する方向とは非平行な方向から、密閉空間ＣＲを区画している。この具体例によれば、回折光学素子３０及び透光板４０は、簡易な構成によって、安定して密閉状態に維持され得る密閉空間ＣＲを区画できる。
【0109】
図１０に示す例において、透光板４０は、回折光学素子３０の凹凸面３１に対面するプレート状部４０ａと、プレート状部４０ａから回折光学素子３０に向けて突出した突出部４０ｂと、を含んでいる。この具体例において、透光板４０の突出部４０ｂは、凹凸面と透光板４０とが互いに対面する方向とは非平行な方向から、密閉空間ＣＲを区画している。この具体例によっても、回折光学素子３０及び透光板４０は、簡易な構成によって、安定して密閉状態に維持され得る密閉空間ＣＲを区画できる。
【0110】
図１１に示す例において、回折光学素子３０は、凹凸面３１を含むプレート状部３０ａと、プレート状部３０ａから透光板４０に向けて突出した突出部３０ｂと、を含んでいる。また、透光板４０は、回折光学素子３０の凹凸面３１に対面するプレート状部４０ａと、プレート状部４０ａから回折光学素子３０に向けて突出した突出部４０ｂと、を含んでいる。この具体例によっても、回折光学素子３０及び透光板４０は、簡易な構成によって、安定して密閉状態に維持され得る密閉空間ＣＲを区画できる。
【0111】
【0112】
まず、一方の面に回折光学素子３０を複数含む第１板１０１、及び透光板４０を含む第２板１０２を準備する。図１１に示す例において二点鎖線を用いて示すように、第１板１０１は、第３方向Ｄ３に並ぶ３つの回折光学素子３０を含んでいる。図示された例において、第３方向Ｄ３に隣り合う回折光学素子３０同士が、切断されずに接続されている。３つの回折光学素子３０の各々は、第１方向Ｄ１における第２板１０２に向けて、凹凸面３１を含んでいる。複数の回折光学素子３０を含む第１板１０１は、種々の成形方法によって作製され得る。一例として、第１板１０１は、射出成形やナノインプリント成形によって作製され得る。
【0113】
図１２に示す例において、第１板１０１は、回折光学素子３０の凹凸面３１を含む板状部１０１ａと、板状部１０１ａから第２板１０２に向けて突出する突出部１０１ｂと、を含んでいる。図示された例において、回折光学素子３０の凹凸面３１は、第３方向Ｄ３に隣り合う２つの突出部１０１ｂの間に位置している。
【0114】
次に、図１２及び図１３に示すように、複数の回折光学素子３０を含む第１板１０１の一方の面に第２板１０２が接合される。第１板１０１と第２板１０２とは、接着又は溶着によって互いに接合されてもよい。図１３に示すように、第１板１０１は、突出部１０１ｂにおいて第２板１０２に接合されている。この結果、第３方向Ｄ３に隣り合う第１板１０１の突出部１０１ｂの間の領域は、第２板１０２によって閉鎖されている。すなわち、第１板１０１と第２板１０２との接合工程において、第１板１０１と第２板１０２との間に密閉空間ＣＲが区画されている。また、図１３に示す例において、第２板１０２は、凹凸面３１の周囲において、第１板１０１に周状に接合されている。
【0115】
次に、図１４に示すように、第２板１０２と接合された第１板１０１を回折光学素子３０ごとに切断する。図示された例において、第２板１０２と接合された第１板１０１は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に広がる平面によって、切断されている。以上のようにして、回折光学素子３０と透光板４０との間に密閉空間ＣＲが区画された回折光学素子組立体３０Ｘが製造される。そして、この回折光学素子組立体３０Ｘを組み込むことで、照明装置１０が製造される。
【0116】
図１２～図１４に示された照明装置１０の製造方法の一具体例において、回折光学素子組立体３０Ｘの密閉空間ＣＲは、第１板１０１の一方の面に第２板１０２が接合される接合工程において、第１板１０１と第２板１０２との間に区画されている。この具体例によれば、密閉空間ＣＲは、第２板１０２と接合された第１板１０１を回折光学素子３０ごとに切断する切断工程より前に、第１板１０１及び第２板１０２によって区画される。これにより、切断工程において発生し得る粉塵や水滴等の異物が、密閉空間ＣＲへ流入することを効果的に抑制できる。したがって、この具体例によれば、回折光学素子３０の凹凸面３１への異物の流入を抑制できる。
【0117】
図１２～図１４に示された照明装置１０の製造方法の一具体例において、第２板１０２を第１板１０１に接合する際に、回折光学素子３０の凹凸面３１の周囲において、第２板１０２が第１板１０１に周状に接合されている。この具体例によれば、回折光学素子３０の凹凸面３１は、第２板１０２と接合された第１板１０１を回折光学素子３０ごとに切断する切断工程より前に、第２板１０２によって覆われる。これにより、切断工程において発生し得る粉塵等の異物が、回折光学素子３０の凹凸面３１へ付着することを効果的に抑制できる。
【0118】
なお、図１２～図１４に示された例とは異なり、第２板１０２が、第１板１０１に向けて突出する突出部を含んでもよい。また、図１１～図１３に示された例とは異なり、第１板１０１が、第２板１０２に向けて突出する突出部を含み、且つ第２板１０２が第１板１０１に向けて突出する突出部を含んでもよい。
【0119】
上述した具体例において、密閉空間ＣＲには、乾燥した気体が充填されてもよい。密閉空間ＣＲに充填される気体は、空気でもよいし、窒素でもよい。なお、気体が「乾燥している」とは、１ａｔｍの圧力下における当該気体の露点温度が－３０℃以下であることを意味する。露点温度は、静電容量式露点計（永野電機産業株式会社製「ＮＤ－ＴＡ」、ＪＩＳ Ｚ ８８０６：２００１準拠品）によって測定される。あるいは、上述した具体例において、密閉空間ＣＲは、減圧されていてもよい。減圧されているとは、圧力が１ａｔｍ未満であることを意味する。密閉空間ＣＲは、真空でもよい。これらの具体例によれば、密閉空間ＣＲに含まれる水蒸気の量が低減され、密閉空間ＣＲ内における結露の発生を抑制できる。これにより、凹凸面３１への水滴の付着を抑制できる。
【0120】
上述した具体例において、回折光学素子３０の凹凸面３１及び透光板４０の間の距離は、０．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下でもよく、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下でもよく、１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下でもよい。凹凸面３１及び透光板４０の間の距離に上限値を設けることで、回折光学素子３０と透光板４０との間に区画された密閉空間ＣＲの体積の増大を抑制できる。これにより、密閉空間ＣＲ内に含まれる水蒸気の量を低減し、結露等によって凹凸面３１に水滴が付着することを抑制できる。また、凹凸面３１及び透光板４０の間の距離に下限値を設けることによって、照明装置１０内に密閉空間ＣＲを容易に区画できる。
【0121】
上述した具体例において、回折光学素子３０は、凹凸面３１を構成する親水化層を含んでもよい。親水化層とは、親水化層によって構成される回折光学素子３０の表面に滴下した４μｌの水滴の接触角が３０°以下となる層を意味する。接触角は、接触角計（協和界面科学株式会社製「ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ ＤＭ５００」、ＪＩＳ Ｒ ３２５７：１９９９準拠品）によって測定される。親水化層は、親水性基を含む種々の材料を含んでもよい。この具体例によれば、凹凸面３１に水滴が付着したとしても、この水滴によってコヒーレント光の光路を意図せず大きく曲げてしまうことを効果的に抑制できる。
【0122】
上述した具体例において、密閉空間ＣＲ内に吸湿材が設けられてもよい。吸湿材として、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、シリカゲル、高吸水性ポリマー、水分ゲッター（例えば、双葉電子工業(株)製「ＯｌｅＤｒｙ」）等を使用してもよい。この具体例によれば、密閉空間ＣＲ内の湿度を吸湿材によって低減できる。これにより、凹凸面３１への結露を効果的に抑制できる。
【0123】
上述した具体例において、透光板４０は、表面を構成する反射防止層を含んでもよい。透光板４０の反射防止層とは、コヒーレント光源２０からのコヒーレント光の反射を抑制する機能を有した層を意味する。反射率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ－３１００ＰＣ」、ＪＩＳ Ｋ ０１１５準拠品）によって測定される。反射防止層を設けた透光板４０の反射率は、０°入射光において、１．０％以下でもよい。透光板４０は、透光板４０の整形光学系２５を向く表面に反射防止層を含んでもよい。透光板４０は、回折光学素子３０の凹凸面３１を向く表面に反射防止層を含んでもよい。透光板４０の反射防止層は、単層でもよい。透光板４０の反射防止層は、屈折率を調整するための粒子として、中空シリカと、フッ素添加物と、を含んでもよい。この具体例によれば、整形光学系２５によって整形されたコヒーレント光の透光板４０における反射を抑制して、コヒーレント光源２０から放出された光によって、明瞭に被照明領域９６を照明できる。また、この具体例によれば、透光板４０表面におけるコヒーレント光の反射に起因した二重像（ゴースト）の発生を抑制できる。
【0124】
上述した具体例において、回折光学素子３０は、凹凸面３１とは反対側の表面を構成する反射防止層を含んでもよい。回折光学素子３０の反射防止層とは、コヒーレント光源２０からのコヒーレント光の反射を抑制する機能を有した層を意味する。反射率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ－３１００ＰＣ」、ＪＩＳ Ｋ ０１１５準拠品）によって測定される。反射防止層を設けた回折光学素子３０の反射率は、０°入射光において、１．０％以下でもよい。回折光学素子３０の反射防止層は、単層でもよい。回折光学素子３０において、単層の反射防止層は、屈折率を調整するフッ化マグネシウムを含む薄膜でもよい。回折光学素子３０の反射防止層は、２層以上設けられてもよい。２層以上の反射防止層が回折光学素子３０に設けられる場合、反射防止層の各々における屈折率、及び厚みが異なってもよい。この具体例によれば、回折光学素子３０における環境光の反射を抑制することで、投影パターン９０を高精度に安定して投影できる。
【0125】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【0126】
１０：照明装置、２０：コヒーレント光源、２５：整形光学系、２６：第１レンズ、２７：第２レンズ、２８：第３レンズ、３０Ｘ：回折光学素子組立体、３０：回折光学素子、３１：凹凸面、４０：透光板、５０：保持部材、５１：第１保持部材、５２：第２保持部材、５５：固定具、６０：ケーシング、６１：外筒部、６２：内筒部、６３：間隙環、６４：電池、６５：回路、６６：スイッチ、７１：第１シール部材、７２：第２シール部材、８０：カバー、９０：投影パターン、９５：投影面、９６：被照明領域
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】