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(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】P2024098460
(43)【公開日】2024-07-23
(54)【発明の名称】光照射装置及びホログラム画像再生装置
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20240716BHJP
F21V 8/00 20060101ALI20240716BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20240716BHJP
F21V 5/00 20180101ALI20240716BHJP
G03H 1/22 20060101ALI20240716BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20240716BHJP
F21Y 103/10 20160101ALN20240716BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240716BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 432
F21V8/00 310
F21V8/00 330
F21S2/00 431
F21S2/00 439
F21S2/00 441
F21V5/04 600
F21V5/04 650
F21V5/04 200
F21V5/04 400
F21V5/00 510
F21V5/00 530
F21S2/00 436
F21S2/00 435
G03H1/22
G02B3/00 A
F21Y103:10
F21Y115:10
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023002018
(22)【出願日】2023-01-10
(71)【出願人】
【識別番号】513143537
【氏名又は名称】株式会社アーティエンス・ラボ
(74)【代理人】
【識別番号】100111659
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 聡
(72)【発明者】
【氏名】白倉 明
(72)【発明者】
【氏名】西川 博
【テーマコード（参考）】
2K008
3K244
【Ｆターム（参考）】
2K008CC03
2K008HH03
2K008HH06
3K244AA04
3K244BA11
3K244BA26
3K244BA32
3K244CA03
3K244DA01
3K244DA19
3K244EA02
3K244EA03
3K244EA12
3K244EA22
3K244EB01
3K244ED01
3K244FA08
3K244FA14
3K244GA01
3K244KA04
3K244KA10
(57)【要約】 （修正有）
【課題】導光板に加工を施す必要がなく、導光板の厚み方向の面となる端面以外の面から光を導光板に入射させることができ、光の利用効率を低下させないようにする。
【解決手段】前面２Ｆと後面を有し、前面２Ｆには平行光が所定の角度で入射する入射領域が形成され、該入射領域には前面２Ｆの形状を変化させる加工が施されておらず、入射領域から入射する平行光が前面２Ｆと後面で全反射しながら伝搬する基板２からなる導光板と、ＬＥＤを配列させた光源アレイと、ＬＥＤの各々に対向して配置され、ＬＥＤからの光を平行光にする平凸レンズ３ａ～３ｉを配列させたレンズアレイ３と、ＬＥＤとＬＥＤに対向する平凸レンズ３ａ～３ｉの距離を一定にして光源アレイとレンズアレイ３を基板２に固定する光源レンズ固定部４と、レンズアレイ３から出射する平行光を所定の角度で入射領域に入射させる光導入手段とを備えた光照射装置。
【選択図】図１
【解決手段】前面２Ｆと後面を有し、前面２Ｆには平行光が所定の角度で入射する入射領域が形成され、該入射領域には前面２Ｆの形状を変化させる加工が施されておらず、入射領域から入射する平行光が前面２Ｆと後面で全反射しながら伝搬する基板２からなる導光板と、ＬＥＤを配列させた光源アレイと、ＬＥＤの各々に対向して配置され、ＬＥＤからの光を平行光にする平凸レンズ３ａ～３ｉを配列させたレンズアレイ３と、ＬＥＤとＬＥＤに対向する平凸レンズ３ａ～３ｉの距離を一定にして光源アレイとレンズアレイ３を基板２に固定する光源レンズ固定部４と、レンズアレイ３から出射する平行光を所定の角度で入射領域に入射させる光導入手段とを備えた光照射装置。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部が透明で厚さ方向に直交する第１の面と第２の面を有し、該第１の面には平行光が所定の角度で入射する入射領域が形成され、該入射領域には前記第１の面の形状を変化させる加工が施されておらず、前記入射領域から入射する前記平行光が前記第１の面と第２の面で全反射しながら伝搬する平板状の基板からなる導光板と、
複数の光源を配列させた光源アレイと、
前記複数の光源の各々に対向して配置され、前記光源からの光を平行光にする複数のレンズを配列させたレンズアレイと、
前記光源と前記光源に対向する前記レンズの距離を一定にして前記光源アレイと前記レンズアレイを前記基板に固定する光源レンズ固定手段と、
前記レンズアレイから出射する平行光を前記所定の角度で前記入射領域に入射させる光導入手段と
を備えたことを特徴とする光照射装置。
複数の光源を配列させた光源アレイと、
前記複数の光源の各々に対向して配置され、前記光源からの光を平行光にする複数のレンズを配列させたレンズアレイと、
前記光源と前記光源に対向する前記レンズの距離を一定にして前記光源アレイと前記レンズアレイを前記基板に固定する光源レンズ固定手段と、
前記レンズアレイから出射する平行光を前記所定の角度で前記入射領域に入射させる光導入手段と
を備えたことを特徴とする光照射装置。
【請求項2】
前記光源レンズ固定手段は、前記距離を一定にするスペーサであって、前記光源から出射する光を前記光源と対向する前記レンズと隣り合うレンズに入射させない隔壁を有する隔壁スペーサを備えていることを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
【請求項3】
前記光導入手段は、
前記レンズアレイから出射する平行光が垂直に入射する入射面と、該入射面から入射した前記平行光が出射する出射面を有するプリズムと、
前記出射面を前記第１の面の前記入射領域に光学密着させる光学密着部材
を備えたことを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
前記レンズアレイから出射する平行光が垂直に入射する入射面と、該入射面から入射した前記平行光が出射する出射面を有するプリズムと、
前記出射面を前記第１の面の前記入射領域に光学密着させる光学密着部材
を備えたことを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
【請求項4】
前記光源はＬＥＤであり、前記レンズはフレネルレンズ又は平凸レンズであることを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
【請求項5】
前記光源アレイ、前記レンズアレイ及び隔壁スペーサは一体化されたユニットを形成し、該ユニットを該ユニットの長手方向に並べて配置したことを特徴とする請求項２記載の光照射装置。
【請求項6】
内部が透明で厚さ方向に直交する第１の面と第２の面を有し、該第１の面には平行光が所定の角度で入射する入射領域が形成され、該入射領域には前記第１の面の形状を変化させる加工が施されておらず、前記入射領域から入射する前記平行光が前記第１の面と第２の面で全反射しながら伝搬する平板状の基板からなる導光板と、
複数の光源を配列させた光源アレイと、
前記複数の光源の各々に対向して配置され、前記光源からの光を平行光にする複数のレンズを配列させたレンズアレイと、
前記光源と前記光源に対向する前記レンズの距離を一定にして前記光源アレイと前記レンズアレイを前記基板に固定する光源レンズ固定手段と、
前記レンズアレイから出射する平行光を光の損失が生じないように前記所定の角度で前記入射領域に入射させる光導入手段と、
前記第１の面又は前記第２の面の領域であって前記導光板内を伝搬する平行光が照射する領域に取り付けられ、該平行光の照射によりホログラム画像を再生するホログラフィック光学素子と
を備えたことを特徴とするホログラム画像再生装置。
複数の光源を配列させた光源アレイと、
前記複数の光源の各々に対向して配置され、前記光源からの光を平行光にする複数のレンズを配列させたレンズアレイと、
前記光源と前記光源に対向する前記レンズの距離を一定にして前記光源アレイと前記レンズアレイを前記基板に固定する光源レンズ固定手段と、
前記レンズアレイから出射する平行光を光の損失が生じないように前記所定の角度で前記入射領域に入射させる光導入手段と、
前記第１の面又は前記第２の面の領域であって前記導光板内を伝搬する平行光が照射する領域に取り付けられ、該平行光の照射によりホログラム画像を再生するホログラフィック光学素子と
を備えたことを特徴とするホログラム画像再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光源アレイとレンズアレイからの平行光を平板状の透明基板内で伝搬させて透明基板の一方の面から照明光を出射させる光照射装置及び透明基板に取り付けたホログラフィック光学素子からホログラム画像を再生するホログラム画像再生装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
広告宣伝用の立体的な画像等を表示するホログラムは、物体を表す物体光と参照光を干渉させて生じる干渉縞を感光材料に記録したものであり、ホログラムによる画像を再生して視認するためには、原則としてホログラムを記録する際に用いた参照光の照射方向と同じ方向、またはその共役の方向から照明光をホログラムに照射する必要がある。
このホログラムを再生するための照明光を照射する光照射装置には、各種光源を使用した光学系が用いられるが、ホログラムが大きくなると光照射装置も大型となることから、大サイズのホログラム用の光照射装置をコンパクトにするため、光学系にＬＥＤ等の光源と透明基板からなる導光板を使用した光照射装置の提案がなされている。
この場合、光源からの拡散光を平行光にして導光板内を伝搬させる必要があり、光源からの拡散光を平行光する手段として、ホログラフィック回折格子を使用したものやフレネルレンズ、コリメータレンズ等のレンズを使用したものがあるが、光源からの光の利用効率が高い点で、ホログラフィック回折格子を使用したものよりレンズを使用したものの方が優れている。
そして、光源からの光をレンズにより平行光にして導光板内を伝搬させる光照射装置として種々の提案がなされている。
このホログラムを再生するための照明光を照射する光照射装置には、各種光源を使用した光学系が用いられるが、ホログラムが大きくなると光照射装置も大型となることから、大サイズのホログラム用の光照射装置をコンパクトにするため、光学系にＬＥＤ等の光源と透明基板からなる導光板を使用した光照射装置の提案がなされている。
この場合、光源からの拡散光を平行光にして導光板内を伝搬させる必要があり、光源からの拡散光を平行光する手段として、ホログラフィック回折格子を使用したものやフレネルレンズ、コリメータレンズ等のレンズを使用したものがあるが、光源からの光の利用効率が高い点で、ホログラフィック回折格子を使用したものよりレンズを使用したものの方が優れている。
そして、光源からの光をレンズにより平行光にして導光板内を伝搬させる光照射装置として種々の提案がなされている。
【0003】
例えば、特許文献１（国際公開ＷＯ２０１８／２２１０９１号公報）には、円筒７０１、７１１の端部において、光源７０４とコリメータフレネルレンズ７０３が一体化されたユニットを入射面７０２に近接させあるいは、光源７１４とコリメータフレネルレンズ７０３が一体化されたユニットを入射面に７０２近接させて光導入路を形成し、円筒状の導光板内を略平行光が伝搬するようにし、フレキシブル基板に光源をマウントした光照射装置（特許文献１の段落［００９４］、図１６、１７）が開示されている。
しかしながら、上記特許文献１の光照射装置は、導光板が円筒状であり、平板状の導光板には適用できない。
この点、特許文献１には、厚さｔの平板の端面を角θに傾斜させて（２ｔ×ｓｉｎθ）に広げて照射角θで導光する導光板を形成し、外部光学系で略平行光にした光を平板の端面から入射させる光照射装置（特許文献１の段落［００９３］、図１５）も記載されている。
しかしながら、この厚さｔの平板を使用した光照射装置では、平板の端面を傾斜させて広げる加工が必要となり、端面加工が困難な平板や端面から光を入射させることができない平板（例えば、既存のガラス窓のように枠がついているものや、既存のガラス扉や展示スペースの間仕切り用の透明平板のように端面が床面に接している平板）を導光板として使用することができない。
しかしながら、上記特許文献１の光照射装置は、導光板が円筒状であり、平板状の導光板には適用できない。
この点、特許文献１には、厚さｔの平板の端面を角θに傾斜させて（２ｔ×ｓｉｎθ）に広げて照射角θで導光する導光板を形成し、外部光学系で略平行光にした光を平板の端面から入射させる光照射装置（特許文献１の段落［００９３］、図１５）も記載されている。
しかしながら、この厚さｔの平板を使用した光照射装置では、平板の端面を傾斜させて広げる加工が必要となり、端面加工が困難な平板や端面から光を入射させることができない平板（例えば、既存のガラス窓のように枠がついているものや、既存のガラス扉や展示スペースの間仕切り用の透明平板のように端面が床面に接している平板）を導光板として使用することができない。
【0004】
ところで、特許文献２（特開２００２－３０４１１０号公報）には、光源６５と、この光源６５から出射された照明光ＬＬを所定の幅に平行光化するコリメータ（シリンドリカルフレネルレンズ６６、６７）と、コリメータからの照明光ＬＬを所定の反射角度で反射するミラー６３等を有する本体６０と、入射した照明光ＬＬを多重全反射しながら導光する導光板７１の一方の主面にホログラフィックステレオグラム４０が密着して貼付されるとともに、他方の主面の一部領域に階段状の凹凸部７２を形成している光学部材７０とを備え、本体６０は、光学部材７０を重ね合わせるように装着し、照明光ＬＬを凹凸部７２から導光板７１の内部に入射するようにした画像再生装置５０が開示されている。
しかしながら、特許文献２の画像再生装置５０の光源６５は、特許文献１のような複数の光源を配列させた光源アレイではなく、光学系をコンパクトにしたものではない。
また、特許文献２の画像再生装置５０では、ミラー６３で照明光ＬＬを反射することから、光源からの光の利用効率が低下し、導光板７１の他方の主面の一部領域に凹凸部７２を形成していることから、導光板７１に凹凸部７２を形成する加工が必要となる。
しかしながら、特許文献２の画像再生装置５０の光源６５は、特許文献１のような複数の光源を配列させた光源アレイではなく、光学系をコンパクトにしたものではない。
また、特許文献２の画像再生装置５０では、ミラー６３で照明光ＬＬを反射することから、光源からの光の利用効率が低下し、導光板７１の他方の主面の一部領域に凹凸部７２を形成していることから、導光板７１に凹凸部７２を形成する加工が必要となる。
【0005】
次に、特許文献３（特開２０１５－１６１７３７号公報）には、ＬＣＯＳ（反射型液晶表示素子）３０、透明な基板４０、反射プリズム５０、プリズムアレイ６０、光束導入光学系７０を有し、光束導入光学系７０は、光源７１、レンズ７２、偏光ビームスプリッタ７３及び１／４波長板７４を備える表示装置であって、光源７１から射出されレンズ７２を経て偏光ビームスプリッタ７３に入射された照明光束１は、偏光膜７３ａで反射されて偏光ビームスプリッタ７３から射出してＬＣＯＳ３０に照射し、ＬＣＯＳ３０で反射された回折光は、１／４波長板７４と偏光ビームスプリッタ７３を経て透明な基板４０に入射して反射プリズム５０で反射され、表示光束２として透明な基板４０に入射するようにした表示装置が開示されている。
しかしながら、特許文献３の表示装置においては、光源７１が特許文献２の光源６５と同様に光源アレイではなく、光束導入光学系７０からの光が反射プリズム５０で反射されて透明な基板４０に入射するため、反射プリズム５０での反射により光の利用効率が低下する。
しかしながら、特許文献３の表示装置においては、光源７１が特許文献２の光源６５と同様に光源アレイではなく、光束導入光学系７０からの光が反射プリズム５０で反射されて透明な基板４０に入射するため、反射プリズム５０での反射により光の利用効率が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開ＷＯ２０１８／２２１０９１号公報
【特許文献2】特開２００２－３０４１１０号公報
【特許文献3】特開２０１５－１６１７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、光学系に光源アレイと平板状の導光板を使用した光照射装置及びホログラム画像再生装置において、導光板に加工を施す必要がなく、導光板の厚み方向の面となる端面以外の面から光を導光板に入射させることができ、光の利用効率を低下させないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項１の発明は、内部が透明で厚さ方向に直交する第１の面と第２の面を有し、該第１の面には平行光が所定の角度で入射する入射領域が形成され、該入射領域には前記第１の面の形状を変化させる加工が施されておらず、前記入射領域から入射する前記平行光が前記第１の面と第２の面で全反射しながら伝搬する平板状の基板からなる導光板と、複数の光源を配列させた光源アレイと、前記複数の光源の各々に対向して配置され、前記光源からの光を平行光にする複数のレンズを配列させたレンズアレイと、前記光源と前記光源に対向する前記レンズの距離を一定にして前記光源アレイと前記レンズアレイを前記基板に固定する光源レンズ固定手段と、前記レンズアレイから出射する平行光を前記所定の角度で前記入射領域に入射させる光導入手段とを備えた光照射装置を提供して、上記課題を解決するものである。
ここで、本明細書に記載した「平行光」とは、物理的に厳密な意味でのコリメート光ではなく、いわゆる拡散光や収束光に比べて拡散・収束の度合いが少なく、人の目で見たときに実質的に平行光成分の多い光のことを意味する。
ここで、本明細書に記載した「平行光」とは、物理的に厳密な意味でのコリメート光ではなく、いわゆる拡散光や収束光に比べて拡散・収束の度合いが少なく、人の目で見たときに実質的に平行光成分の多い光のことを意味する。
【0009】
請求項２の発明は、前記光源レンズ固定手段は、前記距離を一定にするスぺーサであって、前記光源から出射する光を前記光源と対向する前記レンズと隣り合うレンズに入射させない隔壁を有する隔壁スペーサを備えている光照射装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0010】
請求項３の発明は、前記光導入手段は、前記レンズアレイから出射する平行光が垂直に入射する入射面と、該入射面から入射した前記平行光が出射する出射面を有するプリズム又はプリズムシートと、前記出射面を前記第１の面の前記入射領域に光学密着させる光学密着部材を備えた光照射装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0011】
請求項４の発明は、前記光源はＬＥＤであり、前記レンズはフレネルレンズ又は平凸レンズである光照射装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0012】
請求項５の発明は、前記光源アレイ、前記レンズアレイ及び隔壁スペーサは一体化されたユニットを形成し、該ユニットを該ユニットの長手方向に並べて配置した光照射装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0013】
請求項６の発明は、内部が透明で厚さ方向に直交する第１の面と第２の面を有し、該第１の面には平行光が所定の角度で入射する入射領域が形成され、該入射領域には前記第１の面の形状を変化させる加工が施されておらず、前記入射領域から入射する前記平行光が前記第１の面と第２の面で全反射しながら伝搬する平板状の基板からなる導光板と、複数の光源を配列させた光源アレイと、前記複数の光源の各々に対向して配置され、前記光源からの光を平行光にする複数のレンズを配列させたレンズアレイと、前記光源と前記光源に対向する前記レンズの距離を一定にして前記光源アレイと前記レンズアレイを前記基板に固定する光源レンズ固定手段と、前記レンズアレイから出射する平行光を光の損失が生じないように前記所定の角度で前記入射領域に入射させる光導入手段と、前記第１の面又は前記第２の面の領域であって前記導光板内を伝搬する平行光が照射する領域に取り付けられ、該平行光の照射によりホログラム画像を再生するホログラフィック光学素子とを備えたホログラム画像再生装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【0014】
請求項１に記載の発明の光照射装置においては、平行光が所定の角度で入射する入射領域が形成される基板の第１の面には形状を変化させる加工が施されていないことから、導光板に加工を施す必要がなく、基板の第１の面は厚み方向に直交することから、導光板の厚み方向の面となる端面以外の面から光を導光板に入射させることができ、光源と対向するレンズの距離を一定にして光源アレイとレンズアレイが光源レンズ固定手段により固定され、レンズアレイから出射する平行光が光導入手段により所定の角度で基板の入射領域に入射されることから、光の損失をなくして光の利用効率を低下させないようにして導光板に平行光を入射できるという効果を奏する。
【0015】
請求項２に記載の発明の光照射装置においては、さらに、隔壁により光源から出射する光が対向するレンズと隣り合うレンズには入射されず、レンズからは対向する光源からの光のみが入射され、レンズからは平行光のみを出射して基板の第１の面の入射領域に入射できるという効果を奏する。
【0016】
請求項３に記載の発明の光照射装置においては、さらに、レンズアレイから出射する平行光がプリズムの入射面に垂直に入射することから、光の損失なくプリズム内に平行光と入射でき、プリズムの出射面が第１の面の入射領域に光学密着されることから、プリズムから出射した平行光が第１の面の入射領域に入射する際の光の損失がなく、光の損失なく平行光を基板に入射できるという効果を奏する。
【0017】
請求項４に記載の発明の光照射装置においては、さらに、光源がＬＥＤであるため、明るい光をレンズに入射でき、レンズがフレネルレンズ又は平凸レンズであるため、平行光を容易に出射できるという効果を奏する。
【0018】
請求項５に記載の発明の光照射装置においては、さらに、レンズアレイ及び隔壁スペーサは一体化されたユニットを長手方向に並べて配置することにより、左右方向に長い平行光を基板に入射させることができ、長い対象物に対しても光照射装置により照射光を照射することができるという効果を奏する。
【0019】
請求項６に記載の発明のホログラム画像再生装置においては、平行光が所定の角度で入射する入射領域が形成される基板の第１の面には形状を変化させる加工が施されていないことから、導光板に加工を施す必要がなく、基板の第１の面は厚み方向に直交することから、導光板の厚み方向の面となる端面以外の面から光を導光板に入射させることができ、光源と対向するレンズの距離を一定にして光源アレイとレンズアレイが光源レンズ固定手段により固定され、レンズアレイから出射する平行光が光導入手段により所定の角度で基板の入射領域に入射されることから、光の損失をなくして光の利用効率を低下させないようにして導光板に平行光を入射でき、明るいホログラム像を再生でき、さらに、入射領域が形成される基板の第１の面には形状を変化させる加工が施されず、端面以外の面から光を導光板に入射させることができることから、既存のガラス板が使われている壁、扉、窓などを基板としてホログラム画像再生装置を設置でき、既存のガラス板が使われている壁、扉、窓などに後付けで画像表示できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の光照射装置の斜視図である。
【図5】コリメータフレネルレンズからなるレンズアレイの斜視図である。
【図6】２個の光源ユニット１Ａを左右方向（Ｘ方向）に連結した状態の斜視図である。
【図7】中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を通って基板２内を伝搬する状態を説明する説明図である。
【図8】中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を経て基板２内を伝搬しホログラフィック光学素子９を照射する状態を説明するための基板２とホログラフィック光学素子９の左側面図である。
【図9】平行光ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５がホログラフィック光学素子９の干渉縞により回折して、基板２から後面２Ｒ側に照射光としての拡散光を出射する状態を説明する説明図である。
【図10】本発明の他の例となる光照射装置の斜視図である。
【図14】光照射装置１１において、中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと直角プリズム１７を通って基板２内を伝搬する状態を説明する説明図である。
【図15】光照射装置１１において、直角プリズム１７に代えて他の三角プリズムを使用した場合に、中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと三角プリズム１７を通って基板２内を伝搬する状態を説明する説明図である。
【図16】直角プリズム１７と同じ光学的機能を有するプリズムシートの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
［光照射装置の構成］
図１は、本発明の光照射装置の斜視図、図２は、図１に示す光照射装置の正面図、図３（ａ）は、図１に示す光照射装置の左側面図、図３（ｂ）は、図１に示す光照射装置の右側面図、図４は、図１に示す光照射装置の分解斜視図である。
図中、１は光照射装置、１Ａは光源ユニット、２は基板、２Ｆは前面、２Ｒは後面、３はレンズアレイ、３ａ～３ｉは平凸レンズ、４は光源レンズ固定部、４Ａは隔壁スペーサ、４ａ～４ｉはセル、４ｍ１、４ｍ２は磁石、４ｐ１、４ｐ２は突起、４ｑ１、４ｑ２は穴、５は光源シート、５ａ～５ｉはＬＥＤ、５ｋはシート基材、６は放熱体、６ｒは溝、７は直角プリズム、７Ｂは底面、７Ｒは直角面、７Ｓは斜面、８ｍ１、８ｍ２は磁石、９はホログラフィック光学素子であり、図において、Ｘは基板２の前面２Ｆが正面を向くように置いた場合の前面２Ｆにおける水平方向（左右方向）、Ｙは前面２ＦにおけるＸ方向と垂直な方向（上下方向）、Ｚは前面２Ｆ（ＸＹ面）と垂直な方向（上下方向、基板２の厚み方向）である。
図に示すように、光照射装置１は、基板２、レンズアレイ３、光源レンズ固定部４、光源シート５、放熱体６、直角プリズム７及びホログラフィック光学素子９を備えている。
図１は、本発明の光照射装置の斜視図、図２は、図１に示す光照射装置の正面図、図３（ａ）は、図１に示す光照射装置の左側面図、図３（ｂ）は、図１に示す光照射装置の右側面図、図４は、図１に示す光照射装置の分解斜視図である。
図中、１は光照射装置、１Ａは光源ユニット、２は基板、２Ｆは前面、２Ｒは後面、３はレンズアレイ、３ａ～３ｉは平凸レンズ、４は光源レンズ固定部、４Ａは隔壁スペーサ、４ａ～４ｉはセル、４ｍ１、４ｍ２は磁石、４ｐ１、４ｐ２は突起、４ｑ１、４ｑ２は穴、５は光源シート、５ａ～５ｉはＬＥＤ、５ｋはシート基材、６は放熱体、６ｒは溝、７は直角プリズム、７Ｂは底面、７Ｒは直角面、７Ｓは斜面、８ｍ１、８ｍ２は磁石、９はホログラフィック光学素子であり、図において、Ｘは基板２の前面２Ｆが正面を向くように置いた場合の前面２Ｆにおける水平方向（左右方向）、Ｙは前面２ＦにおけるＸ方向と垂直な方向（上下方向）、Ｚは前面２Ｆ（ＸＹ面）と垂直な方向（上下方向、基板２の厚み方向）である。
図に示すように、光照射装置１は、基板２、レンズアレイ３、光源レンズ固定部４、光源シート５、放熱体６、直角プリズム７及びホログラフィック光学素子９を備えている。
【0022】
基板２は、光学的屈折率が１．３～１．７の平板状の無色透明な板であり、第１の面となる前面２Ｆ、第２の面となる後面２Ｒを備え、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリアミド、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のプラスチック材料、あるいは、ガラス等からなる。
本実施形態の基板２は、光学的屈折率が約１．５で、厚さが５ｍｍの無色透明のアクリル板からなる。
レンズアレイ３は、Ｘ方向に隙間なく配置された９個の平凸レンズ３ａ～３ｉからなり、各平凸レンズ３ａ～３ｉは、プラスチック、ガラス等からなり、ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光を平行光にして出射する。
本発明のレンズアレイは、平凸レンズからなるものに限定されず、ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光を平行光にするコリメータフレネルレンズ等のコリメータレンズからなるものであればよい。
コリメータレンズとしては、平凸レンズ、フレネルレンズの他、両凸レンズ、非球面レンズ等の単レンズがあり、また、レンズは焦点距離の異なるシリンドリカルレンズやそれをフレネルレンズ化したリニアフレネルレンズを組み合わせて使うことにより、縦横比の大きい平行光を作ることも可能である。
図５は、コリメータフレネルレンズからなるレンズアレイの斜視図であり、３’はレンズアレイ、３ａ’～３ｉ’はフレネルレンズである。
レンズアレイ３’は、Ｘ方向に隙間なく配置された９個のレネルレンズ３ａ’～３ｉ’からなり、各レネルレンズ３ａ’～３ｉ’は、プラスチック、ガラス等からなり、ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光を平行光にして出射する。
光源レンズ固定部４は隔壁スペーサ４Ａを備え、隔壁スペーサ４Ａは、格子状の仕切り壁により形成され上面と下面が開口した９個のセル４ａ～４ｉを有する箱体である。
この隔壁スペーサ４Ａは、ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光が平凸レンズ３ａ～３ｉで平行光となるようにＬＥＤ５ａ～５ｉと平凸レンズ３ａ～３ｉの距離の設定（位置決め）を行い、セル４ａ～４ｉの仕切り壁はＬＥＤ５ａ～５ｉから光を遮蔽する。
また、隔壁スペーサ４Ａにおいては、背面の左端部と右端部にそれぞれ磁石４ｍ１、４ｍ２が取り付けられ、左側面に突起４ｐ１、４ｐ２が設けられ、右側面には穴４ｑ１、４ｑ２ｇが設けられている。
本実施形態の基板２は、光学的屈折率が約１．５で、厚さが５ｍｍの無色透明のアクリル板からなる。
レンズアレイ３は、Ｘ方向に隙間なく配置された９個の平凸レンズ３ａ～３ｉからなり、各平凸レンズ３ａ～３ｉは、プラスチック、ガラス等からなり、ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光を平行光にして出射する。
本発明のレンズアレイは、平凸レンズからなるものに限定されず、ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光を平行光にするコリメータフレネルレンズ等のコリメータレンズからなるものであればよい。
コリメータレンズとしては、平凸レンズ、フレネルレンズの他、両凸レンズ、非球面レンズ等の単レンズがあり、また、レンズは焦点距離の異なるシリンドリカルレンズやそれをフレネルレンズ化したリニアフレネルレンズを組み合わせて使うことにより、縦横比の大きい平行光を作ることも可能である。
図５は、コリメータフレネルレンズからなるレンズアレイの斜視図であり、３’はレンズアレイ、３ａ’～３ｉ’はフレネルレンズである。
レンズアレイ３’は、Ｘ方向に隙間なく配置された９個のレネルレンズ３ａ’～３ｉ’からなり、各レネルレンズ３ａ’～３ｉ’は、プラスチック、ガラス等からなり、ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光を平行光にして出射する。
光源レンズ固定部４は隔壁スペーサ４Ａを備え、隔壁スペーサ４Ａは、格子状の仕切り壁により形成され上面と下面が開口した９個のセル４ａ～４ｉを有する箱体である。
この隔壁スペーサ４Ａは、ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光が平凸レンズ３ａ～３ｉで平行光となるようにＬＥＤ５ａ～５ｉと平凸レンズ３ａ～３ｉの距離の設定（位置決め）を行い、セル４ａ～４ｉの仕切り壁はＬＥＤ５ａ～５ｉから光を遮蔽する。
また、隔壁スペーサ４Ａにおいては、背面の左端部と右端部にそれぞれ磁石４ｍ１、４ｍ２が取り付けられ、左側面に突起４ｐ１、４ｐ２が設けられ、右側面には穴４ｑ１、４ｑ２ｇが設けられている。
【0023】
光源シート５は、シート基材５ｋの上に等間隔でＬＥＤ５ａ～５ｉが取り付けられたもので、ＬＥＤ５ａ～５ｉは本発明の光源アレイとなる。
ＬＥＤ５ａ～５ｉの各ＬＥＤは、ＬＥＤ素子とそれを覆う封入樹脂、土台となるパッケージ基板、電極、ボンディングワイヤー（いずれも図示せず）等を備えたＬＥＤパッケージである。
放熱体６は、溝６ｒを備えた金属性のくし状体であり、発光するＬＥＤ５ａ～５ｉの放熱を行う。
直角プリズム７は、プラスチック、ガラス等からなり、底面７Ｂ、底面７Ｂに直角な直角面７Ｒ及び斜面７Ｓを備え、底面７Ｂと斜面７Ｓのなす角がφの直角三角柱のプリズムであり、底面７Ｂが水平面となってレンズアレイ３から出射する平行光が入射する入射面となり、斜面７Ｓが底面７Ｂか入射した平行光が全反射する全反射面となり、直角面７Ｒが斜面７Ｓで全反射した平行光が出射する出射面となる。
この場合、直角プリズム７の光学的屈折率は、基板２の光学的屈折率と同じかそれに近いもの（例えば０．１～０．２程度の屈折率差があるもの）であることが望ましい。
磁石８ｍ１、８ｍ２は、隔壁スペーサ４Ａの背面に取り付けられた磁石４ｍ１、４ｍ２を吸着するもので、基板２の後面２Ｒの磁石４ｍ１、４ｍ２と対向する位置に磁石の吸着力により固定される。
ＬＥＤ５ａ～５ｉの各ＬＥＤは、ＬＥＤ素子とそれを覆う封入樹脂、土台となるパッケージ基板、電極、ボンディングワイヤー（いずれも図示せず）等を備えたＬＥＤパッケージである。
放熱体６は、溝６ｒを備えた金属性のくし状体であり、発光するＬＥＤ５ａ～５ｉの放熱を行う。
直角プリズム７は、プラスチック、ガラス等からなり、底面７Ｂ、底面７Ｂに直角な直角面７Ｒ及び斜面７Ｓを備え、底面７Ｂと斜面７Ｓのなす角がφの直角三角柱のプリズムであり、底面７Ｂが水平面となってレンズアレイ３から出射する平行光が入射する入射面となり、斜面７Ｓが底面７Ｂか入射した平行光が全反射する全反射面となり、直角面７Ｒが斜面７Ｓで全反射した平行光が出射する出射面となる。
この場合、直角プリズム７の光学的屈折率は、基板２の光学的屈折率と同じかそれに近いもの（例えば０．１～０．２程度の屈折率差があるもの）であることが望ましい。
磁石８ｍ１、８ｍ２は、隔壁スペーサ４Ａの背面に取り付けられた磁石４ｍ１、４ｍ２を吸着するもので、基板２の後面２Ｒの磁石４ｍ１、４ｍ２と対向する位置に磁石の吸着力により固定される。
【0024】
ホログラフィック光学素子９は、体積型ホログラム素子であり、感光性材料である体積型ホログラフィック記録材料からなり、基板２の前面２Ｆに空気を介さずに貼り合わされている。
このホログラフィック光学素子９には、その背面（前面２Ｆ）に対して所定の方向・角度から、所定の波長の平行光が入射されたとき、拡散光、平行光、収束光、発散光等の照明光を出射する干渉縞が記録されている。
本実施形態のホログラフィック光学素子は、反射型であり、光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、このホログラフィック光学素子８には、後面２Ｒ側から前面２Ｆの法線に対して約６０度の角度で、白色の平行光が照射されたとき、平行光を前面２Ｆの法線に対して前後方向に±１５度、左右方向に±１５度の拡散光として後面２Ｒ側に回折する干渉縞が記録されている。
なお、ホログラフィック光学素子９は、透過型でもよく、その場合は、基板２の後面２Ｒに透過型のホログラフィック光学素子９が貼り付けられ、前面２Ｆ側から後面２Ｒの法線に対して所定角度で所定波長の平行光が照射され、後面２Ｒ側に照明光が出射される。
このホログラフィック光学素子９には、その背面（前面２Ｆ）に対して所定の方向・角度から、所定の波長の平行光が入射されたとき、拡散光、平行光、収束光、発散光等の照明光を出射する干渉縞が記録されている。
本実施形態のホログラフィック光学素子は、反射型であり、光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、このホログラフィック光学素子８には、後面２Ｒ側から前面２Ｆの法線に対して約６０度の角度で、白色の平行光が照射されたとき、平行光を前面２Ｆの法線に対して前後方向に±１５度、左右方向に±１５度の拡散光として後面２Ｒ側に回折する干渉縞が記録されている。
なお、ホログラフィック光学素子９は、透過型でもよく、その場合は、基板２の後面２Ｒに透過型のホログラフィック光学素子９が貼り付けられ、前面２Ｆ側から後面２Ｒの法線に対して所定角度で所定波長の平行光が照射され、後面２Ｒ側に照明光が出射される。
【0025】
光照射装置１においては、レンズアレイ３の各平凸レンズ３ａ～３ｉの光軸（レンズの中心を通るＹ方向の軸）上に光源レンズ固定部４の各セル４ａ～４ｉの中心と光源シート５の各ＬＥＤ５ａ～５ｉの中心が位置するようにして、隔壁スペーサ４Ａの上面にレンズアレイ３（平凸レンズ３ａ～３ｉ）の下面が接着剤等により固定され、隔壁スペーサ４Ａの下面にシート基材５ｋの上面が接着剤等により固定され、シート基材５ｋの下面に放熱体６上面が接着剤等により固定される。
これにより、レンズアレイ３、光源レンズ固定部４（隔壁スペーサ４Ａ）、光源シート５及び放熱体６が一体となった光源ユニット１Ａが形成される。
一方、基板２の前面２Ｆの所定の位置には、直角プリズム７の直角面７Ｒが空気を介さずに光学接着剤（例えばシリコーン系接着剤）に貼り付けられる。
この場合、光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム７の光学的屈折率と同じかそれに近いもの（例えば０．１～０．２程度以内の屈折率差があるもの）であることが望ましい。
そして、レンズアレイ３の平凸レンズ３ａ～３ｉの上面が直角プリズム７の底面７Ｂに当接乃至近接するようにして、隔壁スペーサ４Ａの背面に取り付けられた磁石４ｍ１、４ｍ２と基板２の後面２Ｒ側の磁石８ｍ１、８ｍ２が引き合う（吸着する）ことにより、光源ユニット１Ａの隔壁スペーサ４Ａが、基板２の前面２Ｆの下部に固定される。
この場合、磁石８ｍ１、８ｍ２は、基板２の後面２Ｒに固定されず、後面２Ｒに沿って移動可能であることから、光源ユニット１Ａ（隔壁スペーサ４Ａ）の位置を自由に調整できる。
なお、基板２の前面２Ｆに直角プリズム７の直角面７Ｒを貼り付ける光学接着剤は、必ずしも永久接着力を伴うものである必要はなく、直角プリズム７の底面７Ｂから入射した平行光が直角面７Ｒに当たっても全反射しないようにするための屈折率調整液、インデックスマッチング液やオイルと呼ばれる屈折率が直角プリズム７に近い液体であってもよく、自己粘着性をもつ透明ゲル等であってもよい。
これにより、レンズアレイ３、光源レンズ固定部４（隔壁スペーサ４Ａ）、光源シート５及び放熱体６が一体となった光源ユニット１Ａが形成される。
一方、基板２の前面２Ｆの所定の位置には、直角プリズム７の直角面７Ｒが空気を介さずに光学接着剤（例えばシリコーン系接着剤）に貼り付けられる。
この場合、光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム７の光学的屈折率と同じかそれに近いもの（例えば０．１～０．２程度以内の屈折率差があるもの）であることが望ましい。
そして、レンズアレイ３の平凸レンズ３ａ～３ｉの上面が直角プリズム７の底面７Ｂに当接乃至近接するようにして、隔壁スペーサ４Ａの背面に取り付けられた磁石４ｍ１、４ｍ２と基板２の後面２Ｒ側の磁石８ｍ１、８ｍ２が引き合う（吸着する）ことにより、光源ユニット１Ａの隔壁スペーサ４Ａが、基板２の前面２Ｆの下部に固定される。
この場合、磁石８ｍ１、８ｍ２は、基板２の後面２Ｒに固定されず、後面２Ｒに沿って移動可能であることから、光源ユニット１Ａ（隔壁スペーサ４Ａ）の位置を自由に調整できる。
なお、基板２の前面２Ｆに直角プリズム７の直角面７Ｒを貼り付ける光学接着剤は、必ずしも永久接着力を伴うものである必要はなく、直角プリズム７の底面７Ｂから入射した平行光が直角面７Ｒに当たっても全反射しないようにするための屈折率調整液、インデックスマッチング液やオイルと呼ばれる屈折率が直角プリズム７に近い液体であってもよく、自己粘着性をもつ透明ゲル等であってもよい。
【0026】
また、光源ユニット１Ａの隔壁スペーサ４Ａの左側面に設けられている突起４ｐ１、４ｐ２を、別の光源ユニット１Ａの隔壁スペーサ４Ａの右側面に設けられている穴４ｑ１、４ｑ２ｇに嵌め込み、複数の光源ユニット１Ａを左右方向（Ｘ方向）に連結して、基板２の前面２Ｆに固定することもできる。
図６は、２個の光源ユニット１Ａを左右方向（Ｘ方向）に連結した状態の斜視図である。
この場合、隔壁スペーサ４Ａの左側面となるセル４ａの左側の仕切り壁の厚みと、隔壁スペーサ４Ａの右側面となるセル４ｉの右側の仕切り壁の厚みを、他のセルの仕切り壁の厚みの１／２程度とすることにより、光源ユニット１Ａを連結しても、連結部分の隣合セルの仕切り壁の厚みが連結部分以外のセルの仕切り壁の厚みとほぼ同じになり、連結部分のセル４ａ、４ｉの開口部から出射する左右方向の光が連続するようになる。
このように複数の光源ユニット１Ａを左右方向に並べて連結して基板２の前面２Ｆに固定することにより、左右方向に長い対象物に対しても光照射装置１により照射光を照射することができる。
図６は、２個の光源ユニット１Ａを左右方向（Ｘ方向）に連結した状態の斜視図である。
この場合、隔壁スペーサ４Ａの左側面となるセル４ａの左側の仕切り壁の厚みと、隔壁スペーサ４Ａの右側面となるセル４ｉの右側の仕切り壁の厚みを、他のセルの仕切り壁の厚みの１／２程度とすることにより、光源ユニット１Ａを連結しても、連結部分の隣合セルの仕切り壁の厚みが連結部分以外のセルの仕切り壁の厚みとほぼ同じになり、連結部分のセル４ａ、４ｉの開口部から出射する左右方向の光が連続するようになる。
このように複数の光源ユニット１Ａを左右方向に並べて連結して基板２の前面２Ｆに固定することにより、左右方向に長い対象物に対しても光照射装置１により照射光を照射することができる。
【0027】
［平凸レンズから出射した平行光が基板２内を伝搬する状態］
図７は、中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を通って基板２内を伝搬する状態を説明する説明図であり、同図（ａ）、（ｂ）は、基板２、ＬＥＤ５ｅ、平凸レンズ３ｅ及び直角プリズム７が配置された状態の左側面図、正面図である。
図中、ａｂは拡散光、ａ０、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３は平行光、Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３は平行光が入射乃至反射する領域であり、図７（ａ）において、ＬＥＤ５ｅから出射して平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を経て基板２内を伝搬する光を一点鎖線で表し、図７（ｂ）において、平行光の束を薄い灰色で表す。
図７（ａ）に示すようにＬＥＤ５ｅから出射した拡散光ａｂは、平凸レンズ３ｅの下面（平な面）に入射し、凸面で屈折して平行光ａ０として出射し、平行光ａ０は、直角プリズム７の底面７Ｂに垂直に入射する。
ＬＥＤ５ｅはセル４ｅ内にあることから、隣のＬＥＤ５ｄ、５ｆから出射した拡散光は、セル４ｅを形成する仕切り壁に遮蔽されて平凸レンズ３ｅの下面には入射せず、平凸レンズ３ｅの下面には、ＬＥＤ５ｅから出射した拡散光ａｂだけが入射し、平凸レンズ３ｅの凸面からは主に平行光のみが出射することとなる。
ここで、直角プリズム７の斜面７Ｓと底面７Ｂがなす角φは、臨界角（直角プリズム７の屈折率をｎ１、臨界角をαとするとｓｉｎα＝（１／ｎ１）となる。）以上となっていることから、底面７Ｂから入射した平行光ａ０は、斜面７Ｓで全反射して底面７Ｂに対して角θの平行光となって直角面７Ｒに当たる（例えば、φ＝７５度とするとθ＝６０度となる）。
すなわち、平行光ａ０のうち平凸レンズ３ｅの前端から出射した光は、斜面７Ｓの下端Ｐに当たって全反射し、底面７Ｂとなす角がθの平行光ａ０１となって直角プリズム７内を進み、直角面７Ｒに当たる。
また、平行光ａ０のうち平凸レンズ３ｅの後端から出射した光は、底面７Ｂに垂直な平行光ａ０２となって直角プリズム７内を進み、斜面７Ｓの上端の近傍Ｑに当たって全反射し、水平面（底面７Ｂ）となす角がθの平行光となって直角面７Ｒに当たる。
図７は、中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を通って基板２内を伝搬する状態を説明する説明図であり、同図（ａ）、（ｂ）は、基板２、ＬＥＤ５ｅ、平凸レンズ３ｅ及び直角プリズム７が配置された状態の左側面図、正面図である。
図中、ａｂは拡散光、ａ０、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３は平行光、Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３は平行光が入射乃至反射する領域であり、図７（ａ）において、ＬＥＤ５ｅから出射して平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を経て基板２内を伝搬する光を一点鎖線で表し、図７（ｂ）において、平行光の束を薄い灰色で表す。
図７（ａ）に示すようにＬＥＤ５ｅから出射した拡散光ａｂは、平凸レンズ３ｅの下面（平な面）に入射し、凸面で屈折して平行光ａ０として出射し、平行光ａ０は、直角プリズム７の底面７Ｂに垂直に入射する。
ＬＥＤ５ｅはセル４ｅ内にあることから、隣のＬＥＤ５ｄ、５ｆから出射した拡散光は、セル４ｅを形成する仕切り壁に遮蔽されて平凸レンズ３ｅの下面には入射せず、平凸レンズ３ｅの下面には、ＬＥＤ５ｅから出射した拡散光ａｂだけが入射し、平凸レンズ３ｅの凸面からは主に平行光のみが出射することとなる。
ここで、直角プリズム７の斜面７Ｓと底面７Ｂがなす角φは、臨界角（直角プリズム７の屈折率をｎ１、臨界角をαとするとｓｉｎα＝（１／ｎ１）となる。）以上となっていることから、底面７Ｂから入射した平行光ａ０は、斜面７Ｓで全反射して底面７Ｂに対して角θの平行光となって直角面７Ｒに当たる（例えば、φ＝７５度とするとθ＝６０度となる）。
すなわち、平行光ａ０のうち平凸レンズ３ｅの前端から出射した光は、斜面７Ｓの下端Ｐに当たって全反射し、底面７Ｂとなす角がθの平行光ａ０１となって直角プリズム７内を進み、直角面７Ｒに当たる。
また、平行光ａ０のうち平凸レンズ３ｅの後端から出射した光は、底面７Ｂに垂直な平行光ａ０２となって直角プリズム７内を進み、斜面７Ｓの上端の近傍Ｑに当たって全反射し、水平面（底面７Ｂ）となす角がθの平行光となって直角面７Ｒに当たる。
【0028】
直角プリズム７の直角面７Ｒと基板２の前面２Ｆの間には空気が介在せず光学接着剤するから、水平面となす角がθの平行光は、直角面７Ｒに当たっても全反射せずに直角面７Ｒから出射し（直角面７Ｒで全反射しない条件は、直角プリズム７の屈折率をｎ１、光学接着剤の屈折率をｎ２とすると、ｎ１ｓｉｎθ＜ｎ２）、また、直角プリズム７の直角面７Ｒと基板２の前面２Ｆの間に介在する光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム７の光学的屈折率と同じかそれに近いため、直角面７Ｒから出射する平行光は、大きな屈折せずに基板２の前面２Ｆの領域Ａ１から入射し、基板２と直角プリズム７の光学的屈折率は同じか近いため、前面２Ｆの領域Ａ１から入射した平行光は、水平面となす角がθの平行光ａ１となって基板２内を進む。
そして、θは基板２の臨界角より大きいことから、平行光ａ１は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１に当たって全反射して平行光ｂ１となり、平行光ｂ１は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ２に当たって全反射して平行光ａ２となり、平行光ａ２は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ２に当たって全反射して平行光ｂ２となり、平行光ｂ２は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ３に当たって全反射して平行光ａ３となり、これを繰り返して基板２内を平行光が伝搬して行く。
この場合、基板２の前面２Ｆと後面２Ｒで全反射される平行光（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３・・・）は、図７（ｂ）に示すように伝搬方向に直交し基板２の厚み方向に直交する方向に拡散せず平行であり（図７（ｂ）に示されている灰色の帯状領域）、その伝搬方向の長さＬ（領域Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３のＹ方向の長さ）は、基板２の厚さをｔとすると、Ｌ＝２ｔ×ｔａｎθとなる。
同様に他のＬＥＤ（ＬＥＤ５ａ～５ｄ、５ｆ～５ｉ）から出射した拡散光も他の平凸レンズ（平凸レンズ３ａ～３ｄ、３ｆ～３ｉ）で平行光となって直角プリズム７の水平面７Ｈに入射し、傾斜面７Ｓで全反射して水平面となす角がθの平行光となって直角面７Ｒから出射し、この平行光は、基板２の前面２Ｆから入射して前面２Ｆと後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行く。
これにより基板２は、平行光が伝搬する導光板となる。
そして、θは基板２の臨界角より大きいことから、平行光ａ１は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１に当たって全反射して平行光ｂ１となり、平行光ｂ１は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ２に当たって全反射して平行光ａ２となり、平行光ａ２は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ２に当たって全反射して平行光ｂ２となり、平行光ｂ２は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ３に当たって全反射して平行光ａ３となり、これを繰り返して基板２内を平行光が伝搬して行く。
この場合、基板２の前面２Ｆと後面２Ｒで全反射される平行光（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３・・・）は、図７（ｂ）に示すように伝搬方向に直交し基板２の厚み方向に直交する方向に拡散せず平行であり（図７（ｂ）に示されている灰色の帯状領域）、その伝搬方向の長さＬ（領域Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３のＹ方向の長さ）は、基板２の厚さをｔとすると、Ｌ＝２ｔ×ｔａｎθとなる。
同様に他のＬＥＤ（ＬＥＤ５ａ～５ｄ、５ｆ～５ｉ）から出射した拡散光も他の平凸レンズ（平凸レンズ３ａ～３ｄ、３ｆ～３ｉ）で平行光となって直角プリズム７の水平面７Ｈに入射し、傾斜面７Ｓで全反射して水平面となす角がθの平行光となって直角面７Ｒから出射し、この平行光は、基板２の前面２Ｆから入射して前面２Ｆと後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行く。
これにより基板２は、平行光が伝搬する導光板となる。
【0029】
ここで、水平面となす角がθの平行光が入射する基板２の前面２Ｆの領域（ＬＥＤ５ｅからの平行光が入射する領域Ａ１と他のＬＥＤからの平行光が入射する領域）には、前面２Ｆの形状を変化させる加工が施されていない。
また、各ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光は、各平凸レンズ３ａ～３ｉの底面から入射して凸面から平行光として出射し、この平行光は、直角プリズム７の底面７Ｂに垂直に入射することから、底面７Ｂでのわずかな反射光を除いて、光の損失なく直角プリズム７内に入射し、底面７Ｂから入射した平行光は全て斜面７Ｓで全反射して水平面となす角のθの平行光となって直角面７Ｒから出射することから、直角面７Ｒから出射するまでの光の損失はなく、直角プリズム７の直角面７Ｒと基板２の前面２Ｆを接着する光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム７の光学的屈折率と同じかそれに近いため、直角面７Ｒから出射する平行光が前面２Ｆから基板２内に入射する際の光の損失はほとんどなく、基板２内に入射した平行光は、前面２Ｆと後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行くことから、平行光が伝搬する際の光の損失はない。
よって、光照射装置１においては、各ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光が、ほとんど光の損失なく直角プリズム７を経て基板２内に入射して伝搬することから、光の利用効率を低下させない導光板が形成される。
また、各ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光は、各平凸レンズ３ａ～３ｉの底面から入射して凸面から平行光として出射し、この平行光は、直角プリズム７の底面７Ｂに垂直に入射することから、底面７Ｂでのわずかな反射光を除いて、光の損失なく直角プリズム７内に入射し、底面７Ｂから入射した平行光は全て斜面７Ｓで全反射して水平面となす角のθの平行光となって直角面７Ｒから出射することから、直角面７Ｒから出射するまでの光の損失はなく、直角プリズム７の直角面７Ｒと基板２の前面２Ｆを接着する光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム７の光学的屈折率と同じかそれに近いため、直角面７Ｒから出射する平行光が前面２Ｆから基板２内に入射する際の光の損失はほとんどなく、基板２内に入射した平行光は、前面２Ｆと後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行くことから、平行光が伝搬する際の光の損失はない。
よって、光照射装置１においては、各ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光が、ほとんど光の損失なく直角プリズム７を経て基板２内に入射して伝搬することから、光の利用効率を低下させない導光板が形成される。
【0030】
［基板２内を伝搬する平行光によるホログラフィック光学素子９の照射］
図８は、中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を経て基板２内を伝搬しホログラフィック光学素子９を照射する状態を説明するための基板２とホログラフィック光学素子９の左側面図である。
図中、９Ｆはホログラフィック光学素子９の前面、ｂ３、ａ４、ｂ４、ａ５、ｂ５、ａ６は平行光、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４、Ａ５、Ｂ５、Ａ６は平行光が入射乃至反射する領域であり、図において、基板２内を伝搬する光を一点鎖線で表す。
前述のように基板２の前面２Ｆの領域Ａ１から入射した水平面となす角がθの平行光ａ１は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１に当たって全反射して平行光ｂ１となり、平行光ｂ１は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ２に当たって全反射して平行光ａ２となり、平行光ａ２は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ２に当たって全反射して平行光ｂ２となる。
ここで、平行光ｂ２が当たる基板２の前面２Ｆの領域Ａ３にはホログラフィック光学素子９が貼り付けられていることから、平行光ｂ２は、ホログラフィック光学素子９に入って一部の光が透過して前面９Ｆの領域Ａ３に当たって全反射して平行光ａ３となり、平行光ａ３は、基板２内に入って後面２Ｒの領域Ｂ３に当たって全反射して平行光ｂ３となり、平行光ｂ３は、ホログラフィック光学素子９に入って一部の光が透過して前面９Ｆの領域Ａ４に当たって全反射して平行光ａ４となり、平行光ａ４は、基板２内に入って後面２Ｒの領域Ｂ４に当たって全反射し、これを繰り返して基板２内を平行光ａ４、ｂ４、ａ５、ｂ５、ａ６・・・が伝搬して行く。
また、他のＬＥＤ（ＬＥＤ５ａ～５ｄ、５ｆ～５ｉ）から出射して他の平凸レンズ（平凸レンズ３ａ～３ｄ、３ｆ～３ｉ）、直角プリズム７を経ての底面７Ｂに入射し、基板２内入射した平行光も、同様にしてその一部がホログラフィック光学素子９の前面９Ｆと基板２の後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行く。
図８は、中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を経て基板２内を伝搬しホログラフィック光学素子９を照射する状態を説明するための基板２とホログラフィック光学素子９の左側面図である。
図中、９Ｆはホログラフィック光学素子９の前面、ｂ３、ａ４、ｂ４、ａ５、ｂ５、ａ６は平行光、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４、Ａ５、Ｂ５、Ａ６は平行光が入射乃至反射する領域であり、図において、基板２内を伝搬する光を一点鎖線で表す。
前述のように基板２の前面２Ｆの領域Ａ１から入射した水平面となす角がθの平行光ａ１は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１に当たって全反射して平行光ｂ１となり、平行光ｂ１は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ２に当たって全反射して平行光ａ２となり、平行光ａ２は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ２に当たって全反射して平行光ｂ２となる。
ここで、平行光ｂ２が当たる基板２の前面２Ｆの領域Ａ３にはホログラフィック光学素子９が貼り付けられていることから、平行光ｂ２は、ホログラフィック光学素子９に入って一部の光が透過して前面９Ｆの領域Ａ３に当たって全反射して平行光ａ３となり、平行光ａ３は、基板２内に入って後面２Ｒの領域Ｂ３に当たって全反射して平行光ｂ３となり、平行光ｂ３は、ホログラフィック光学素子９に入って一部の光が透過して前面９Ｆの領域Ａ４に当たって全反射して平行光ａ４となり、平行光ａ４は、基板２内に入って後面２Ｒの領域Ｂ４に当たって全反射し、これを繰り返して基板２内を平行光ａ４、ｂ４、ａ５、ｂ５、ａ６・・・が伝搬して行く。
また、他のＬＥＤ（ＬＥＤ５ａ～５ｄ、５ｆ～５ｉ）から出射して他の平凸レンズ（平凸レンズ３ａ～３ｄ、３ｆ～３ｉ）、直角プリズム７を経ての底面７Ｂに入射し、基板２内入射した平行光も、同様にしてその一部がホログラフィック光学素子９の前面９Ｆと基板２の後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行く。
【0031】
ここで、ホログラフィック光学素子９には、基板２内を伝搬する平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、Ｙ方向（上下方向）に±１５度、Ｘ方向（左右方向）に±１５度の拡散光を出射する干渉縞が記録されている。
図９は、平行光ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５がホログラフィック光学素子９の干渉縞により回折して、基板２から後面２Ｒ側に照射光としての拡散光を出射する状態を説明する説明図である。
図９に示すようにホログラフィック光学素子９に入った平行光ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子９で前面９Ｆ（前面２Ｆ）の法線に対して上下方向に±１５度、左右方向に±１５度の拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４として後面２Ｒ側に回折され、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４が出射する。
出射した拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４は、検査対象物等を照射する照射光となる。
この場合、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４の強さが均一になるように、ホログラフィック光学素子９の回折効率を変化させ、例えば、ホログラフィック光学素子９に最初に入る平行光ｂ２の回折効率を２５％、次の平行光ｂ３の回折効率を３３．３％、次の平行光ｂ４の回折効率を５０％、最後の平行光ｂ５の回折効率を１００％とすると、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４５の強さが均一になる。
なお、ホログラフィック光学素子１４から照明光として平行光を出射する場合、ホログラフィック光学素子９には、平行光（ＸＹ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、前面２Ｆ（ＸＹ面）に対して垂直な平行光を出射する干渉縞を記録し、ホログラフィック光学素子９から照明光として発散光を出射する場合、ホログラフィック光学素子９には、平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、基板２の前方の点から発散する発散光を出射する干渉縞を記録すればよい。
図９は、平行光ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５がホログラフィック光学素子９の干渉縞により回折して、基板２から後面２Ｒ側に照射光としての拡散光を出射する状態を説明する説明図である。
図９に示すようにホログラフィック光学素子９に入った平行光ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子９で前面９Ｆ（前面２Ｆ）の法線に対して上下方向に±１５度、左右方向に±１５度の拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４として後面２Ｒ側に回折され、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４が出射する。
出射した拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４は、検査対象物等を照射する照射光となる。
この場合、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４の強さが均一になるように、ホログラフィック光学素子９の回折効率を変化させ、例えば、ホログラフィック光学素子９に最初に入る平行光ｂ２の回折効率を２５％、次の平行光ｂ３の回折効率を３３．３％、次の平行光ｂ４の回折効率を５０％、最後の平行光ｂ５の回折効率を１００％とすると、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４５の強さが均一になる。
なお、ホログラフィック光学素子１４から照明光として平行光を出射する場合、ホログラフィック光学素子９には、平行光（ＸＹ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、前面２Ｆ（ＸＹ面）に対して垂直な平行光を出射する干渉縞を記録し、ホログラフィック光学素子９から照明光として発散光を出射する場合、ホログラフィック光学素子９には、平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、基板２の前方の点から発散する発散光を出射する干渉縞を記録すればよい。
【0032】
［光照射装置の他の例］
図１０は、本発明の他の例となる光照射装置の斜視図、図１１は、図１０に示す光照射装置の正面図、図１２（ａ）は、図１０に示す光照射装置の左側面図、図１２（ｂ）は、図１０に示す光照射装置の右側面図、図１３は、図１０に示す光照射装置の分解斜視図である。
図中、１１は光照射装置、１１Ａは光源ユニット、１４は光源レンズ固定部、１４Ａは隔壁スペーサ、１４ｐ１、１４ｐ２は突起、１４ｑ１、１４ｑ２は穴、１７は直角プリズム、１７Ｂは底面、１７Ｒは直角面、１７Ｓは斜面、ＯＡは光軸であり、図１～図４に示す光照射装置１の構成部分と同一のものには同一の符号を付す。
図に示すように、光照射装置１１は、基板２、レンズアレイ３、光源レンズ固定部１４、光源シート５、放熱体６、直角プリズム１７及びホログラフィック光学素子９を備えている。
すなわち、光照射装置１１は、光照射装置１の光源レンズ固定部４、直角プリズム７に代えて光源レンズ固定部１４、直角プリズム１７を備え、他の構成は光照射装置１と同じである。
図１０は、本発明の他の例となる光照射装置の斜視図、図１１は、図１０に示す光照射装置の正面図、図１２（ａ）は、図１０に示す光照射装置の左側面図、図１２（ｂ）は、図１０に示す光照射装置の右側面図、図１３は、図１０に示す光照射装置の分解斜視図である。
図中、１１は光照射装置、１１Ａは光源ユニット、１４は光源レンズ固定部、１４Ａは隔壁スペーサ、１４ｐ１、１４ｐ２は突起、１４ｑ１、１４ｑ２は穴、１７は直角プリズム、１７Ｂは底面、１７Ｒは直角面、１７Ｓは斜面、ＯＡは光軸であり、図１～図４に示す光照射装置１の構成部分と同一のものには同一の符号を付す。
図に示すように、光照射装置１１は、基板２、レンズアレイ３、光源レンズ固定部１４、光源シート５、放熱体６、直角プリズム１７及びホログラフィック光学素子９を備えている。
すなわち、光照射装置１１は、光照射装置１の光源レンズ固定部４、直角プリズム７に代えて光源レンズ固定部１４、直角プリズム１７を備え、他の構成は光照射装置１と同じである。
【0033】
光源レンズ固定部１４は隔壁スペーサ１４Ａを備え、隔壁スペーサ１４Ａは、光照射装置１の隔壁スペーサ４と同じ格子状の仕切り壁により形成され上面と下面が開口した９個のセル（セル４ａ～４ｉと同じもの）を有する箱体であり、各セルの仕切り壁はＬＥＤ５ａ～５ｉから光を遮蔽するが、箱体の背面が底面に対して直角ではなくθ’傾斜している点で隔壁スペーサ４と異なっている。
このように隔壁スペーサ１４Ａの背面を底面に対して角θ’の傾斜面とすることにより、隔壁スペーサ１４Ａの背面が鉛直になるようにしたとき、隔壁スペーサ１４Ａの上面に取り付けたレンズアレイ３の平凸レンズ３ａ～３ｉの光軸ＯＡが水平面に対してθ’傾くこととなる。
また、隔壁スペーサ１４Ａにおいては、隔壁スペーサ４Ａと同様に背面の左端部と右端部にそれぞれ磁石４ｍ１、４ｍ２が取り付けられ、左側面には突起４ｐ１、４ｐ２と同じ突起１４ｐ１、１４ｐ２が設けられ、右側面には穴４ｑ１、４ｑ２ｇと同じ穴１４ｑ１、１４ｑ２ｇが設けられている。
このように隔壁スペーサ１４Ａの背面を底面に対して角θ’の傾斜面とすることにより、隔壁スペーサ１４Ａの背面が鉛直になるようにしたとき、隔壁スペーサ１４Ａの上面に取り付けたレンズアレイ３の平凸レンズ３ａ～３ｉの光軸ＯＡが水平面に対してθ’傾くこととなる。
また、隔壁スペーサ１４Ａにおいては、隔壁スペーサ４Ａと同様に背面の左端部と右端部にそれぞれ磁石４ｍ１、４ｍ２が取り付けられ、左側面には突起４ｐ１、４ｐ２と同じ突起１４ｐ１、１４ｐ２が設けられ、右側面には穴４ｑ１、４ｑ２ｇと同じ穴１４ｑ１、１４ｑ２ｇが設けられている。
【0034】
直角プリズム１７は、プラスチック、ガラス等からなり、光照射装置１の直角プリズム７と同様に、底面１７Ｂ、底面１７Ｂに直角な直角面１７Ｒ及び斜面１７Ｓを備えた直角三角柱のプリズムであるが、底面１７Ｂと斜面１７Ｓのなす角がθ’であり、直角面１７Ｒではなく斜面１７Ｓが基板２に取り付けられ、底面１７Ｂが水平ではなく傾斜し、直角面１７Ｒが鉛直ではなく傾斜している点で直角プリズム７と異なっている。
この直角プリズム１７では、直角プリズム７と同様に底面１７Ｂがレンズアレイ３から出射する平行光が入射する入射面となるが、直角プリズム７と異なり、斜面１７Ｓが底面１７Ｂから入射した平行光が出射する出射面となる。
この場合、直角プリズム１７の光学的屈折率は、直角プリズム７と同様に基板２の光学的屈折率と同じかそれに近いもの（例えば０．１～０．２程度以内の屈折率差があるもの）であることが望ましい。
この直角プリズム１７では、直角プリズム７と同様に底面１７Ｂがレンズアレイ３から出射する平行光が入射する入射面となるが、直角プリズム７と異なり、斜面１７Ｓが底面１７Ｂから入射した平行光が出射する出射面となる。
この場合、直角プリズム１７の光学的屈折率は、直角プリズム７と同様に基板２の光学的屈折率と同じかそれに近いもの（例えば０．１～０．２程度以内の屈折率差があるもの）であることが望ましい。
【0035】
光照射装置１１においては、光照射装置１と同様にレンズアレイ３の各平凸レンズ３ａ～３ｉの光軸ＯＡ上に光源レンズ固定部１４の各セルの中心と光源シート５の各ＬＥＤ５ａ～５ｉの中心が位置するようにして、隔壁スペーサ１４Ａの上面にレンズアレイ３（平凸レンズ３ａ～３ｉ）の下面が接着剤等により固定され、隔壁スペーサ１４Ａの下面にシート基材５ｋの上面が接着剤等により固定され、シート基材５ｋの下面に放熱体６上面が接着剤等により固定される。
これにより、レンズアレイ３、光源レンズ固定部１４（隔壁スペーサ１４Ａ）、光源シート５及び放熱体６が一体となった光源ユニット１１Ａが形成される。
一方、基板２の前面２Ｆの所定の位置には、直角プリズム１７の斜面１７Ｓが空気を介さずに光学接着剤（例えばシリコーン系接着剤）により貼り付けられる。
この場合、光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム１７の光学的屈折率と同じかそれに近いもの（例えば０．１～０．２程度の屈折率差があるもの）であることが望ましい。
そして、レンズアレイ３の平凸レンズ３ａ～３ｉの上面が直角プリズム１７の底面１７Ｂに当接乃至近接するようにして、隔壁スペーサ１４Ａの背面に取り付けられた磁石４ｍ１、４ｍ２と基板２の後面２Ｒ側の磁石８ｍ１、８ｍ２が引き合う（吸着する）ことにより、光源ユニット１Ａの隔壁スペーサ４Ａが、基板２の前面２Ｆの下部に固定される。
なお、基板２の前面２Ｆに直角プリズム１７の斜面１７Ｓを貼り付ける光学接着剤は、直角プリズムの７の場合と同様に、必ずしも永久接着力を伴うものである必要はなく、直角プリズム１７の底面１７Ｂから入射した平行光が斜面１７Ｓに当たっても全反射しないようにするための屈折率調整液、インデックスマッチング液やオイルと呼ばれる屈折率が直角プリズム７に近い液体であってもよく、自己粘着性をもつ透明ゲル等であってもよい。
これにより、レンズアレイ３、光源レンズ固定部１４（隔壁スペーサ１４Ａ）、光源シート５及び放熱体６が一体となった光源ユニット１１Ａが形成される。
一方、基板２の前面２Ｆの所定の位置には、直角プリズム１７の斜面１７Ｓが空気を介さずに光学接着剤（例えばシリコーン系接着剤）により貼り付けられる。
この場合、光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム１７の光学的屈折率と同じかそれに近いもの（例えば０．１～０．２程度の屈折率差があるもの）であることが望ましい。
そして、レンズアレイ３の平凸レンズ３ａ～３ｉの上面が直角プリズム１７の底面１７Ｂに当接乃至近接するようにして、隔壁スペーサ１４Ａの背面に取り付けられた磁石４ｍ１、４ｍ２と基板２の後面２Ｒ側の磁石８ｍ１、８ｍ２が引き合う（吸着する）ことにより、光源ユニット１Ａの隔壁スペーサ４Ａが、基板２の前面２Ｆの下部に固定される。
なお、基板２の前面２Ｆに直角プリズム１７の斜面１７Ｓを貼り付ける光学接着剤は、直角プリズムの７の場合と同様に、必ずしも永久接着力を伴うものである必要はなく、直角プリズム１７の底面１７Ｂから入射した平行光が斜面１７Ｓに当たっても全反射しないようにするための屈折率調整液、インデックスマッチング液やオイルと呼ばれる屈折率が直角プリズム７に近い液体であってもよく、自己粘着性をもつ透明ゲル等であってもよい。
【0036】
このとき、隔壁スペーサ１４Ａの背面は底面に対してθ’傾斜しており、隔壁スペーサ１４Ａの背面を、磁石４ｍ１、４ｍ２を介して基板２の前面２Ｆに固定すると、隔壁スペーサ１４Ａの背面は前面２Ｆと平行になり、レンズアレイ３の平凸レンズ３ａ～３ｉの光軸ＯＡは、水平面に対してθ’傾く。
一方、直角プリズム１７の底面１７Ｂは斜面１７Ｓ（基板２の前面２Ｆ）に対してθ’傾斜している。
これより、光源ユニット１１Ａにおいては、平凸レンズ３ａ～３ｉの光軸ＯＡが直角プリズム１７の底面１７Ｂに直交し、平凸レンズ３ａ～３ｉから出射する平行光が直角プリズム１７の底面１７Ｂに垂直に入射することとなる。
なお、磁石８ｍ１、８ｍ２は、基板２の後面２Ｒに固定されず、後面２Ｒに沿って移動可能であることから、光源ユニット１Ａ（隔壁スペーサ４Ａ）と同様に光源ユニット１１Ａ（隔壁スペーサ１４Ａ）の位置を自由に調整できる。
一方、直角プリズム１７の底面１７Ｂは斜面１７Ｓ（基板２の前面２Ｆ）に対してθ’傾斜している。
これより、光源ユニット１１Ａにおいては、平凸レンズ３ａ～３ｉの光軸ＯＡが直角プリズム１７の底面１７Ｂに直交し、平凸レンズ３ａ～３ｉから出射する平行光が直角プリズム１７の底面１７Ｂに垂直に入射することとなる。
なお、磁石８ｍ１、８ｍ２は、基板２の後面２Ｒに固定されず、後面２Ｒに沿って移動可能であることから、光源ユニット１Ａ（隔壁スペーサ４Ａ）と同様に光源ユニット１１Ａ（隔壁スペーサ１４Ａ）の位置を自由に調整できる。
【0037】
図１４は、光照射装置１１において、中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと直角プリズム１７を通って基板２内を伝搬する状態を説明する説明図であり、基板２、ＬＥＤ５ｅ、平凸レンズ３ｅ及び直角プリズム１７が配置された状態の左側面図である。
図中、ａｂ’は拡散光、ａ０’、ａ１’、ｂ１’、ａ２’、ｂ２’、ａ３’は平行光、Ａ１’、Ｂ１’、Ａ２’、Ｂ２’、Ａ３’は平行光が入射乃至反射する領域であり、図において、ＬＥＤ５ｅから出射して平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を経て基板２内を伝搬する光を一点鎖線で表す。
図１４に示すようにＬＥＤ５ｅから出射した拡散光ａｂは、平凸レンズ３ｅの下面（平な面）に入射して凸面で屈折し、水平面に対してθ’傾いた平行光ａ０’として出射し、平行光ａ０’は、直角プリズム１７の底面１７Ｂに入射する。
底面１７Ｂは斜面１７Ｓ（鉛直面）に対してθ’傾いていることから、平行光ａ０’は、底面１７Ｂに垂直に入射し、屈折せずに直角プリズム１７内を直進し、斜面１７Ｓに当たる。
このとき、平凸レンズ３ｅの前端から出射した平行光ａ０’は、底面１７Ｂの前端から入射し直角面１７Ｒに沿って直進し、斜面１７Ｓの上端に当たる。
図中、ａｂ’は拡散光、ａ０’、ａ１’、ｂ１’、ａ２’、ｂ２’、ａ３’は平行光、Ａ１’、Ｂ１’、Ａ２’、Ｂ２’、Ａ３’は平行光が入射乃至反射する領域であり、図において、ＬＥＤ５ｅから出射して平凸レンズ３ｅと直角プリズム７を経て基板２内を伝搬する光を一点鎖線で表す。
図１４に示すようにＬＥＤ５ｅから出射した拡散光ａｂは、平凸レンズ３ｅの下面（平な面）に入射して凸面で屈折し、水平面に対してθ’傾いた平行光ａ０’として出射し、平行光ａ０’は、直角プリズム１７の底面１７Ｂに入射する。
底面１７Ｂは斜面１７Ｓ（鉛直面）に対してθ’傾いていることから、平行光ａ０’は、底面１７Ｂに垂直に入射し、屈折せずに直角プリズム１７内を直進し、斜面１７Ｓに当たる。
このとき、平凸レンズ３ｅの前端から出射した平行光ａ０’は、底面１７Ｂの前端から入射し直角面１７Ｒに沿って直進し、斜面１７Ｓの上端に当たる。
【0038】
直角プリズム１７の斜面１７Ｓと基板２の前面２Ｆの間には空気が介在せず光学接着剤が介在するから、水平面となす角がθ’の平行光は、斜面１７Ｓに当たっても全反射せずに斜面１７Ｓから出射し（斜面１７Ｓで全反射しない条件は、直角プリズム１７の屈折率をｎ１、光学接着剤の屈折率をｎ２とすると、ｎ１ｓｉｎθ’＜ｎ２）、また、直角プリズム１７の斜面１７Ｓと基板２の前面２Ｆの間に介在する光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム１７の光学的屈折率と同じかそれに近いため、斜面１７Ｓから出射する平行光は、大きな屈折せずに基板２の前面２Ｆの領域Ａ１’から入射し、基板２と直角プリズム１７の光学的屈折率は同じか近いため、前面２Ｆの領域Ａ１’から入射した平行光は、水平面となす角がθ’の平行光ａ１’となって基板２内を進む。
そして、θ’は基板２の臨界角より大きいことから、平行光ａ１’は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、平行光ｂ１’は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ２’に当たって全反射して平行光ａ２’となり、平行光ａ２’は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ２’に当たって全反射して平行光ｂ２’となり、平行光ｂ２’は、基
板２の前面２Ｆの領域Ａ３’に当たって全反射して平行光ａ３’となり、これを繰り返して基板２内を平行光が伝搬して行く。
この場合、基板２の前面２Ｆと後面２Ｒで全反射される平行光（ａ１’、ｂ’１、ａ２’、ｂ２’、ａ３’・・・）は、伝搬方向に直交し基板２の厚み方向に直交する方向に拡散せず平行であり、その伝搬方向の長さＬ’（領域Ａ１’、Ｂ１’、Ａ２’、Ｂ２’、Ａ３’のＹ方向の長さ）は、基板２の厚さをｔ’とすると、Ｌ’＝２ｔ’×ｔａｎθ’となる。
同様に他のＬＥＤ（ＬＥＤ５ａ～５ｄ、５ｆ～５ｉ）から出射した拡散光も他の平凸レンズ（平凸レンズ３ａ～３ｄ、３ｆ～３ｉ）で水平面に対してθ’傾いた平行光となって直角プリズム１７の底面１７Ｂに入射し、直角プリズム１７内を直進し、斜面１７Ｓから出射する水平面となす角がθ’の平行光は、基板２の前面２Ｆから入射して前面２Ｆと後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行く。
このように直角プリズム１７の底面１７Ｂと斜面Ｓのなす角θ’は、平行光が基板２内を伝搬する伝搬角となるが、θ’は５５度から８０度の範囲で適宜選択でき、例えば、θ’＝６０度、あるいは、θ’＝７５度とすることができる。
そして、θ’は基板２の臨界角より大きいことから、平行光ａ１’は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、平行光ｂ１’は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ２’に当たって全反射して平行光ａ２’となり、平行光ａ２’は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ２’に当たって全反射して平行光ｂ２’となり、平行光ｂ２’は、基
板２の前面２Ｆの領域Ａ３’に当たって全反射して平行光ａ３’となり、これを繰り返して基板２内を平行光が伝搬して行く。
この場合、基板２の前面２Ｆと後面２Ｒで全反射される平行光（ａ１’、ｂ’１、ａ２’、ｂ２’、ａ３’・・・）は、伝搬方向に直交し基板２の厚み方向に直交する方向に拡散せず平行であり、その伝搬方向の長さＬ’（領域Ａ１’、Ｂ１’、Ａ２’、Ｂ２’、Ａ３’のＹ方向の長さ）は、基板２の厚さをｔ’とすると、Ｌ’＝２ｔ’×ｔａｎθ’となる。
同様に他のＬＥＤ（ＬＥＤ５ａ～５ｄ、５ｆ～５ｉ）から出射した拡散光も他の平凸レンズ（平凸レンズ３ａ～３ｄ、３ｆ～３ｉ）で水平面に対してθ’傾いた平行光となって直角プリズム１７の底面１７Ｂに入射し、直角プリズム１７内を直進し、斜面１７Ｓから出射する水平面となす角がθ’の平行光は、基板２の前面２Ｆから入射して前面２Ｆと後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行く。
このように直角プリズム１７の底面１７Ｂと斜面Ｓのなす角θ’は、平行光が基板２内を伝搬する伝搬角となるが、θ’は５５度から８０度の範囲で適宜選択でき、例えば、θ’＝６０度、あるいは、θ’＝７５度とすることができる。
【0039】
次に、光照射装置１１においては、光照射装置１と同様に、平凸レンズ３ａ～３ｉの底面から入射して凸面から平行光として出射し、この平行光は、直角プリズム１７の底面１７Ｂに垂直に入射することから、底面１７Ｂでのわずかな反射光を除いて、光の損失なく直角プリズム１７内に入射し、底面１７Ｂから入射した平行光は、直進して斜面１７Ｓから出射することから、斜面１７Ｓから出射するまでの光の損失はなく、直角プリズム１７の斜面１７Ｓと基板２の前面２Ｆを接着する光学接着剤の光学的屈折率は、基板２や直角プリズム１７の光学的屈折率と同じかそれに近いため、斜面１７Ｓから出射する平行光が前面２Ｆから基板２内に入射する際の光の損失はほとんどなく、基板２内に入射した平行光は、前面２Ｆと後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行くことから、平行光が伝搬する際の光の損失はない。
よって、光照射装置１１においても、各ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光が、ほとんど光の損失なく直角プリズム１７を経て基板２内に入射して伝搬することから、光の利用効率を低下させない導光板が形成される。
よって、光照射装置１１においても、各ＬＥＤ５ａ～５ｉからの拡散光が、ほとんど光の損失なく直角プリズム１７を経て基板２内に入射して伝搬することから、光の利用効率を低下させない導光板が形成される。
【0040】
また、光照射装置１１においては、前述のように基板２の前面２Ｆの領域Ａ１’から入射した水平面となす角がθ’の平行光ａ１’は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、平行光ｂ１’は、基板２の前面２Ｆの領域Ａ２’に当たって全反射して平行光ａ２’となり、平行光ａ２’は、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ２’に当たって全反射して平行光ｂ２’となる。
ここで、平行光ｂ２’が当たる基板２の前面２Ｆの領域Ａ３’にはホログラフィック光学素子９が貼り付けられていることから、平行光ｂ２’は、ホログラフィック光学素子９に入って一部の光が透過して前面９Ｆの領域Ａ３’に当たって全反射して平行光となり、この平行光は、基板２内に入って後面２Ｒの領域に当たって全反射して次の平行光となり、この次の平行光は、ホログラフィック光学素子９に入って一部の光が透過して前面９Ｆの領域Ａ４に当たって全反射して平行光となり、これを繰り返して基板２内を平行光が伝搬して行く。
また、他のＬＥＤ（ＬＥＤ５ａ～５ｄ、５ｆ～５ｉ）から出射して他の平凸レンズ（平凸レンズ３ａ～３ｄ、３ｆ～３ｉ）、直角プリズム１７を経て基板２内入射した平行光も、同様にしてその一部がホログラフィック光学素子９の前面９Ｆと基板２の後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行く。
そして、ホログラフィック光学素子９に入った平行光のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子９で前面９Ｆ（前面２Ｆ）の法線に対して所定角度の拡散光、あるいは平行光、発散光等として後面２Ｒ側に回折され、拡散光、平行光、発散光等が出射し、出射した拡散光は、検査対象物等を照射する照射光となる。
ここで、平行光ｂ２’が当たる基板２の前面２Ｆの領域Ａ３’にはホログラフィック光学素子９が貼り付けられていることから、平行光ｂ２’は、ホログラフィック光学素子９に入って一部の光が透過して前面９Ｆの領域Ａ３’に当たって全反射して平行光となり、この平行光は、基板２内に入って後面２Ｒの領域に当たって全反射して次の平行光となり、この次の平行光は、ホログラフィック光学素子９に入って一部の光が透過して前面９Ｆの領域Ａ４に当たって全反射して平行光となり、これを繰り返して基板２内を平行光が伝搬して行く。
また、他のＬＥＤ（ＬＥＤ５ａ～５ｄ、５ｆ～５ｉ）から出射して他の平凸レンズ（平凸レンズ３ａ～３ｄ、３ｆ～３ｉ）、直角プリズム１７を経て基板２内入射した平行光も、同様にしてその一部がホログラフィック光学素子９の前面９Ｆと基板２の後面２Ｒで全反射を繰り返して基板２内を伝搬して行く。
そして、ホログラフィック光学素子９に入った平行光のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子９で前面９Ｆ（前面２Ｆ）の法線に対して所定角度の拡散光、あるいは平行光、発散光等として後面２Ｒ側に回折され、拡散光、平行光、発散光等が出射し、出射した拡散光は、検査対象物等を照射する照射光となる。
【0041】
図１５は、光照射装置１１において、直角プリズム１７に代えて他の三角プリズムを使用した場合に、中央のＬＥＤ５ｅから出射した拡散光が、平凸レンズ３ｅと三角プリズム１７を通って基板２内を伝搬する状態を説明する説明図であり、図中、１８は三角プリズム、１８Ｂは底面、１８Ｓ１は第１斜面、１８Ｓ２は第２斜面である。
三角プリズム１８は、プラスチック、ガラス等からなり、底面１８Ｂ、第１斜面１８Ｓ１及び第２斜面１８Ｓ２を有し、底面１８Ｂと第１斜面１８Ｓ１のなす角はθ’であるが、底面１８Ｂの前後方向（Ｚ方向）の長さと第１斜面１８Ｓ１の上下方向（Ｙ方向）の長さ
が直角プリズム１７の底面１７Ｂと斜面１７Ｓより長く、底面１８Ｂと第２斜面１８Ｓ２のなす角が直角ではなく鋭角である点で、直角プリズム１７と異なっている。
この三角プリズム１８は、第１斜面１８Ｓ１が基板２の前面２Ｆに貼り付けられ、底面１８Ｂが鉛直面に対してθ’傾いていることから、直角プリズム１７の場合と同様に、平凸レンズ３ｅからの平行光ａ０’は、底面１８Ｂに垂直に入射し、屈折せずに三角プリズム１８内を直進し、斜面１７Ｓから出射する。
このとき、平凸レンズ３ｅの前端から出射した平行光ａ０’は、底面１８Ｂの前端から後方に寄った位置から入射し、第１斜面１８Ｓ１の上端から下方によった位置から出射することとなる。
そして、直角プリズム１７の場合と同様に、第１斜面１８Ｓ１から出射する平行光は、屈折せずに基板２の前面２Ｆの領域Ａ１’から入射し、水平面となす角がθ’の平行光ａ１’となって基板２内を進み、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、基板２内を伝搬して行く。
これより、光照射装置１１における三角プリズムは、基板２の前面２Ｆに貼り付けられる面と底面のなす角がθ’であって、レンズアレイ３の平凸レンズからの平行光が底面に垂直に入射し、底面から入射した平行光が、三角プリズム内を直進して前面２Ｆに貼り付けられた面から出射して、領域Ａ１’（上下方向の長さがＬ’＝２ｔ’×ｔａｎθ’の領域）から基板２内に入射するような三角プリズムであればよい。
三角プリズム１８は、プラスチック、ガラス等からなり、底面１８Ｂ、第１斜面１８Ｓ１及び第２斜面１８Ｓ２を有し、底面１８Ｂと第１斜面１８Ｓ１のなす角はθ’であるが、底面１８Ｂの前後方向（Ｚ方向）の長さと第１斜面１８Ｓ１の上下方向（Ｙ方向）の長さ
が直角プリズム１７の底面１７Ｂと斜面１７Ｓより長く、底面１８Ｂと第２斜面１８Ｓ２のなす角が直角ではなく鋭角である点で、直角プリズム１７と異なっている。
この三角プリズム１８は、第１斜面１８Ｓ１が基板２の前面２Ｆに貼り付けられ、底面１８Ｂが鉛直面に対してθ’傾いていることから、直角プリズム１７の場合と同様に、平凸レンズ３ｅからの平行光ａ０’は、底面１８Ｂに垂直に入射し、屈折せずに三角プリズム１８内を直進し、斜面１７Ｓから出射する。
このとき、平凸レンズ３ｅの前端から出射した平行光ａ０’は、底面１８Ｂの前端から後方に寄った位置から入射し、第１斜面１８Ｓ１の上端から下方によった位置から出射することとなる。
そして、直角プリズム１７の場合と同様に、第１斜面１８Ｓ１から出射する平行光は、屈折せずに基板２の前面２Ｆの領域Ａ１’から入射し、水平面となす角がθ’の平行光ａ１’となって基板２内を進み、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、基板２内を伝搬して行く。
これより、光照射装置１１における三角プリズムは、基板２の前面２Ｆに貼り付けられる面と底面のなす角がθ’であって、レンズアレイ３の平凸レンズからの平行光が底面に垂直に入射し、底面から入射した平行光が、三角プリズム内を直進して前面２Ｆに貼り付けられた面から出射して、領域Ａ１’（上下方向の長さがＬ’＝２ｔ’×ｔａｎθ’の領域）から基板２内に入射するような三角プリズムであればよい。
【0042】
図１６は、直角プリズム１７と同じ光学的機能を有するプリズムシートの斜視図であり、図中、１９はプリズムシート、１９ａ～１９ｆは小プリズムである。
プリズムシート１９は、６個の小プリズム１９ａ～１９ｆがシート状に繋がったものであり、プリズムシート１９のＸ方向の長さとＹ方向の長さは、直角プリズム１７のＸ方向の長さとＹ方向の長さと同じであり、各小プリズム１９ａ～１９ｆの斜面（ＸＹ面と平行な面）と底面のなす角はθ’である。
プリズムシート１９は、直角プリズム１７に代わるものであり、プリズムシート１９のＸＹ面と平行な面（各小プリズム１９ａ～１９ｆの斜面）が、直角プリズム１７の斜面１７Ｓと同様にして、基板２の前面２Ｆの所定の位置に空気を介さずに光学接着剤により貼り付けられる。
そして、直角プリズム１７に代えてプリズムシート１９を基板２の前面２Ｆに貼り付けた場合、レンズアレイ３の各平凸レンズ３ａ～３ｉから出射した平行光は、プリズムシート１９のいずれかの小プリズム１９ａ～１９ｆの底面に垂直に入射し、屈折せずに小プリズム１９ａ～１９ｆ内を直進し、その斜面１７から出射し、基板２の前面２Ｆの領域Ａ１’から入射し、水平面となす角がθ’の平行光ａ１’となって基板２内を進み、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、基板２内を伝搬して行く。
プリズムシート１９は、６個の小プリズム１９ａ～１９ｆがシート状に繋がったものであり、プリズムシート１９のＸ方向の長さとＹ方向の長さは、直角プリズム１７のＸ方向の長さとＹ方向の長さと同じであり、各小プリズム１９ａ～１９ｆの斜面（ＸＹ面と平行な面）と底面のなす角はθ’である。
プリズムシート１９は、直角プリズム１７に代わるものであり、プリズムシート１９のＸＹ面と平行な面（各小プリズム１９ａ～１９ｆの斜面）が、直角プリズム１７の斜面１７Ｓと同様にして、基板２の前面２Ｆの所定の位置に空気を介さずに光学接着剤により貼り付けられる。
そして、直角プリズム１７に代えてプリズムシート１９を基板２の前面２Ｆに貼り付けた場合、レンズアレイ３の各平凸レンズ３ａ～３ｉから出射した平行光は、プリズムシート１９のいずれかの小プリズム１９ａ～１９ｆの底面に垂直に入射し、屈折せずに小プリズム１９ａ～１９ｆ内を直進し、その斜面１７から出射し、基板２の前面２Ｆの領域Ａ１’から入射し、水平面となす角がθ’の平行光ａ１’となって基板２内を進み、基板２の後面２Ｒの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、基板２内を伝搬して行く。
【0043】
［ホログラム画像再生装置］
本発明のホログラム画像再生装置は、上述の光照射装置１や光照射装置１１において、照明光用としての拡散光、平行光、発散光を出射する干渉縞が記録されたホログラフィック光学素子９に代えて、基板２の前面（後面２Ｒ）に対して所定の方向・角度から、所定の波長の平行光が照射されたとき、所定の視野角をもつホログラム画像が再生される干渉縞が記録されているホログラフィック光学素子（以下「画像再生ホログラフィック光学素子という」）が使用される。
すなわち、ホログラム画像再生装置は、基板２、レンズアレイ３、光源レンズ固定部４（光源レンズ固定部１４）、光源シート５、放熱体６、直角プリズム７（直角プリズム１７）及び画像再生ホログラフィック光学素子を備えている。
そして、画像再生ホログラフィック光学素子は、反射型であり、光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、この画像再生ホログラフィック光学素子には、ＹＺ方向前面２Ｆ側からＸＹ面（後面２Ｒ）の法線に対して約６０度の角度で、５３２ｎｍを中心とした緑色の平行光が照射されたときＸＹ面（後面２Ｒ）の法線に対してＹ方向（上下方向）に±２０度、Ｘ方向（左右方向）に±４５度の視野角をもつホログラム画像が前面２Ｆ側に再生される干渉縞が記録されている。
これより、基板２内を伝搬する平行光（Ｚ方向のＸＹ面に対して角θ、θ’の平行光）が基板２の前面２Ｆに貼り付けられた画像再生ホログラフィック光学素子を照射すると、一部の平行光が画像再生ホログラフィック光学素子で回折されてホログラム画像が再生され、残りの平行光が全反射されて基板２内を伝搬し、正面側の像再生ホログラフィック光学素子と対向する位置にいる観察者は、再生されたホログラム画像を視認することができる。
本発明のホログラム画像再生装置は、上述の光照射装置１や光照射装置１１において、照明光用としての拡散光、平行光、発散光を出射する干渉縞が記録されたホログラフィック光学素子９に代えて、基板２の前面（後面２Ｒ）に対して所定の方向・角度から、所定の波長の平行光が照射されたとき、所定の視野角をもつホログラム画像が再生される干渉縞が記録されているホログラフィック光学素子（以下「画像再生ホログラフィック光学素子という」）が使用される。
すなわち、ホログラム画像再生装置は、基板２、レンズアレイ３、光源レンズ固定部４（光源レンズ固定部１４）、光源シート５、放熱体６、直角プリズム７（直角プリズム１７）及び画像再生ホログラフィック光学素子を備えている。
そして、画像再生ホログラフィック光学素子は、反射型であり、光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、この画像再生ホログラフィック光学素子には、ＹＺ方向前面２Ｆ側からＸＹ面（後面２Ｒ）の法線に対して約６０度の角度で、５３２ｎｍを中心とした緑色の平行光が照射されたときＸＹ面（後面２Ｒ）の法線に対してＹ方向（上下方向）に±２０度、Ｘ方向（左右方向）に±４５度の視野角をもつホログラム画像が前面２Ｆ側に再生される干渉縞が記録されている。
これより、基板２内を伝搬する平行光（Ｚ方向のＸＹ面に対して角θ、θ’の平行光）が基板２の前面２Ｆに貼り付けられた画像再生ホログラフィック光学素子を照射すると、一部の平行光が画像再生ホログラフィック光学素子で回折されてホログラム画像が再生され、残りの平行光が全反射されて基板２内を伝搬し、正面側の像再生ホログラフィック光学素子と対向する位置にいる観察者は、再生されたホログラム画像を視認することができる。
【0044】
また、ホログラム画像再生装置においても、基板２の前面２Ｆに直角プリズム７、１７を貼り付ける光学接着剤は、直角プリズム７、１７の直角面７Ｒ、底面１７Ｂから入射した平行光が直角面７Ｒ、斜面１７Ｓに当たっても全反射しないようにするための屈折率調整液、インデックスマッチング液やオイルと呼ばれる屈折率が直角プリズム７、１７に近い液体であってもよく、自己粘着性をもつ透明ゲル等であってもよい。
そして、光学接着剤をこのようなものとすることにより、基板２から光源ユニット１Ａ（レンズアレイ３、光源レンズ固定部４、光源シート５、放熱体６）と直角プリズム７が着脱可能となり、あるいは、基板２から光源ユニット１１Ａ（レンズアレイ３、光源レンズ固定部１４、光源シート５、放熱体６）と直角プリズム１７が着脱可能となり、光源ユニット１Ａ、１１Ａの細かい調整やメンテナンスをしやすくしたり、基板２に既存の施設の透明板を利用して期間限定でホログラム画像再生装置を設置して演出・加飾などをした後に元通りに戻したり、季節ごとに同一の透明ガラス扉の異なる場所に光源ユニット１Ａ（光源ユニット１１Ａ）と直角プリズム７（直角プリズム１７）を取り付けてホログラム画像再生装置を配置したりするといったような利点を付与することもできる。
そして、光学接着剤をこのようなものとすることにより、基板２から光源ユニット１Ａ（レンズアレイ３、光源レンズ固定部４、光源シート５、放熱体６）と直角プリズム７が着脱可能となり、あるいは、基板２から光源ユニット１１Ａ（レンズアレイ３、光源レンズ固定部１４、光源シート５、放熱体６）と直角プリズム１７が着脱可能となり、光源ユニット１Ａ、１１Ａの細かい調整やメンテナンスをしやすくしたり、基板２に既存の施設の透明板を利用して期間限定でホログラム画像再生装置を設置して演出・加飾などをした後に元通りに戻したり、季節ごとに同一の透明ガラス扉の異なる場所に光源ユニット１Ａ（光源ユニット１１Ａ）と直角プリズム７（直角プリズム１７）を取り付けてホログラム画像再生装置を配置したりするといったような利点を付与することもできる。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明の光照射装置及びホログラム画像再生装置は、導光板に加工を施す必要がなく、導光板の厚み方向の面となる端面以外の面から光を導光板に入射させることができ、光の利用効率を低下させないようにでき、光源アレイとレンズアレイからの平行光を平板状の透明基板内で伝搬させて透明基板の一方の面から照明光を出射させる光照射装置及び透明基板に取り付けたホログラフィック光学素子からホログラム画像を再生するホログラム画像再生装置、既存のガラス板が使われている壁、扉、窓などに後付けで画像表示するホログラム画像再生装置に利用できる。
【符号の説明】
【0046】
１ 光照射装置
１Ａ 光源ユニット
２ 基板
２Ｆ 前面
２Ｒ 後面
３、３’ レンズアレイ
３ａ～３ｉ 平凸レンズ
３ａ’～３ｉ’ フレネルレンズ
４ 光源レンズ固定部
４Ａ 隔壁スペーサ
４ａ～４ｉ セル
４ｍ１、４ｍ２ 磁石
４ｐ１、４ｐ２ 突起
４ｑ１、４ｑ２ 穴
５ 光源シート
５ａ～５ｉ ＬＥＤ
５ｋ シート基材
６ 放熱体
６ｒ 溝
７ 直角プリズム
７Ｂ 底面
７Ｒ 直角面
７Ｓ 斜面
８ｍ１、８ｍ２ 磁石
９ ホログラフィック光学素子
１１ 光照射装置
１１Ａ 光源ユニット
１４ 光源レンズ固定部
１４Ａ 隔壁スペーサ
１４ｐ１、１４ｐ２ 突起
１４ｑ１、１４ｑ２ 穴
１７ 直角プリズム
１７Ｂ 底面
１７Ｒ 直角面
１７Ｓ 斜面
１８ 三角プリズム
１８Ｂ 底面
１８Ｓ１ 第１斜面
１８Ｓ２ 第２斜面
１９ プリズムシート
１９ａ～１９ｆ 小プリズム
ａｂ、ａｂ’ 拡散光
ａ０、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ａ０’、ａ１’、ｂ１’、ａ２’、ｂ２’、ａ３’ 平行光
Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ａ１’、Ｂ１’、Ａ２’、Ｂ２’、Ａ３’ 領域
ＯＡ 光軸。
１Ａ 光源ユニット
２ 基板
２Ｆ 前面
２Ｒ 後面
３、３’ レンズアレイ
３ａ～３ｉ 平凸レンズ
３ａ’～３ｉ’ フレネルレンズ
４ 光源レンズ固定部
４Ａ 隔壁スペーサ
４ａ～４ｉ セル
４ｍ１、４ｍ２ 磁石
４ｐ１、４ｐ２ 突起
４ｑ１、４ｑ２ 穴
５ 光源シート
５ａ～５ｉ ＬＥＤ
５ｋ シート基材
６ 放熱体
６ｒ 溝
７ 直角プリズム
７Ｂ 底面
７Ｒ 直角面
７Ｓ 斜面
８ｍ１、８ｍ２ 磁石
９ ホログラフィック光学素子
１１ 光照射装置
１１Ａ 光源ユニット
１４ 光源レンズ固定部
１４Ａ 隔壁スペーサ
１４ｐ１、１４ｐ２ 突起
１４ｑ１、１４ｑ２ 穴
１７ 直角プリズム
１７Ｂ 底面
１７Ｒ 直角面
１７Ｓ 斜面
１８ 三角プリズム
１８Ｂ 底面
１８Ｓ１ 第１斜面
１８Ｓ２ 第２斜面
１９ プリズムシート
１９ａ～１９ｆ 小プリズム
ａｂ、ａｂ’ 拡散光
ａ０、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ａ０’、ａ１’、ｂ１’、ａ２’、ｂ２’、ａ３’ 平行光
Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ａ１’、Ｂ１’、Ａ２’、Ｂ２’、Ａ３’ 領域
ＯＡ 光軸。
【図1】
【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】
【図15】
【図16】
