JP7217843B1 - 照明装置 - Google Patents

Abstract

照明装置（１００）は、光源（１）と、回転方向にＭ（Ｍは２以上の整数）分割された Ｍ個の第１のセグメント（１１）を有する第１の光学部材（１０）と、回転方向にＮ（Ｎは２以上の整数）分割されたＮ個の第２のセグメント（２１）を有する第２の光学部材（２０）とを備え、ＭとＮとは異なり、第１の光学部材（１０）は、第１のセグメント（１１）の個数に対応する第１の回転角度で回転し、第２の光学部材（２０）は、第２のセグメント（２１）の個数に対応する第２の回転角度で回転し、第１の光学部材（１０）の回転及び第２の光学部材（２０）の回転を連動させることで、光源（１）で生成された光（Ｌ１）が通過する、１つの第１のセグメント（１１）と１つの第２のセグメント（２１）とが選択される。

Description

本開示は、照明装置に関する。

誘導灯として用いられる照明装置では、人を目的地に誘導するために、投影機能を有している場合がある。これにより、表示内容を含む投射パターンを壁面に拡大して表示し、当該表示内容を見易くしている。例えば、特許文献１及び２を参照。

特許文献１では、レーザ照射装置を用いて表示内容としての矢印を壁面に走査して表示する構成が提案されている。また、特許文献２の装置は、プロジェクタと、中心軸回りに分割されて且つ当該中心軸の軸方向に間隔をあけて配置された複数のスクリーンとを有する。そして、特許文献２では、プロジェクタからの投射光が複数のスクリーンに順次照射されることで、奥行き方向における投射パターンの照射位置を変化させる構成が提案されている。

特開２００１－１００６７８号公報（例えば、段落００３９－００４２、図４） 特開２０１３－７３２２９号公報（例えば、段落００２８－００４８、図３－５）

しかしながら、特許文献１のように、投射パターンを走査して表示する場合、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーのような高価な光学部品を用いる必要があるため、照明装置のコストが高くなるという課題がある。また、特許文献２のように、奥行き方向における投射パターンの照射位置を変化させる場合、スクリーンが照明装置から突出するという課題がある。

本開示は、複数の投射パターンを照射可能な照明装置を、低コストで且つ簡易な構成で実現することを目的とする。

本開示の一態様に係る照明装置は、光源と、回転可能に支持され、回転方向にＭ（Ｍは２以上の整数）分割されたＭ個の第１のセグメントを有する第１の光学部材と、回転可能に支持され、回転方向にＮ（Ｎは２以上の整数）分割されたＮ個の第２のセグメントを有する第２の光学部材とを備え、前記Ｍと前記Ｎとは異なり、前記第１の光学部材は、前記第１のセグメントの個数に対応する第１の回転角度で回転し、前記第２の光学部材は、前記第２のセグメントの個数に対応する第２の回転角度で回転し、前記第１の光学部材の回転及び前記第２の光学部材の回転を連動させることで、前記Ｍ個の第１のセグメントのうちの前記光源で生成された光が通過する１つの第１のセグメントと前記Ｎ個の第２のセグメントのうちの前記１つの第１のセグメントを通過した光が通過する１つの第２のセグメントとが選択され、前記Ｍと前記Ｎとは、互いに素である、ことを特徴とする。

本開示によれば、複数の投射パターンを照射可能な照明装置を低コストで且つ簡易な構成で実現することができる。

実施の形態１に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。 （Ａ）は、図１に示される第１の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。（Ｂ）は、図１に示される第２の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。 実施の形態１に係る照明装置において、第１のセグメントと第２のセグメントのそれぞれの回転動作の回数毎に選択された第１のセグメント及び第２のセグメントとの組み合わせを表形式で示す図である。 （Ａ）は、比較例１に係る照明装置の第１の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。（Ｂ）は、比較例１に係る照明装置の第２の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。 比較例１に係る照明装置において、第１のセグメントと第２のセグメントのそれぞれの回転動作の回数毎に選択された第１のセグメント及び第２のセグメントとの組み合わせを表形式で示す図である。 （Ａ）は、比較例２に係る照明装置の第１の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。（Ｂ）は、比較例２に係る照明装置の第２の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。 比較例２に係る照明装置において、第１のセグメントと第２のセグメントのそれぞれの回転動作の回数毎に選択された第１のセグメント及び第２のセグメントとの組み合わせを表形式で示す図である。 実施の形態２に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。 （Ａ）は、図８に示される第１の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。（Ｂ）は、図８に示される第２の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。 実施の形態２の変形例１に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。 （Ａ）は、変形例１における第１の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図であり、（Ｂ）は、変形例１における第２の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。 実施の形態２の変形例２に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。 （Ａ）は、図１２に示される第１の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図であり、（Ｂ）は、図１２に示される第２の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。 実施の形態３に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。 投射光学部を通過する光線の振る舞いの一例を説明する概念図である。 実施の形態４に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。 （Ａ）は、図１６に示される第１の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。（Ｂ）は、図１６に示される第２の光学部材を＋Ｚ軸方向に見た図である。 （Ａ）は、実施の形態４に係る照明装置から＋Ｚ軸方向に進行する光線束の光線軌跡の一例を示す概略図である。（Ｂ）は、図１８（Ａ）に示されるＡ部の拡大図である。 （Ａ）は、実施の形態４に係る照明装置から＋Ｚ軸方向に進行する光線束の光線軌跡の他の例を示す概略図である。（Ｂ）は、図１９（Ａ）に示されるＢ部の拡大図である。 実施の形態５に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。 図２０に示される第１の光学部材、第２の光学部材及び歯車機構を－Ｚ軸方向に見た図である。 実施の形態５の変形例に係る照明装置の概略的な構成を示す図である。 図２２に示される第１の光学部材、第２の光学部材及び歯車機構を－Ｚ軸方向に見た図である。

以下に、本開示の実施の形態に係る照明装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。

実施の形態に係る照明装置は、例えば、誘導灯などである。照明装置は、図形、模様、記号、文字（以下、これらをまとめて「画像」とも呼ぶ）などの画像情報を有する光である画像光を被照射面に照射する。実施の形態において、被照射面に画像を形成する光（すなわち、画像光を含む光）は、着色された画像を形成する光を含む。

〈座標の設定〉
図面には、説明の理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系の座標軸と、Ｚ軸回りの回転方向とが示されている。＋Ｚ軸方向は、照明装置から出射する画像光の出射方向である。＋ＲＺ方向は、＋Ｚ軸方向を向いたときにおける時計回りの方向であり、－ＲＺ方向は、＋ＲＺ方向の逆方向である反時計回り方向である。

《実施の形態１》
図１は、実施の形態１に係る照明装置１００の概略的な構成を示す図である。図１は、照明装置１００を＋Ｘ軸方向に見た図である。図１に示されるように、照明装置１００は、光源１と、画像光形成部３と、投射光学部４とを備える。

〈光源１〉
光源１は、光Ｌ１を発する固体光源である。光源１は、例えば、ＬＥＤ光源である。光源１の発光面から出射した光Ｌ１は、拡散光として画像光形成部３に入射する。なお、光源１は、例えば、平面上に塗布された蛍光体に、中心波長が４４８ｎｍである励起用のレーザ光を照射することによって当該蛍光体を透過したレーザ光及び励起された蛍光光を混合した光を発する光源であってもよい。また、光源１は、蛍光光のみを発する光源であってもよい。また、光源１は、レーザダイオードのみによって構成されていてもよい。この場合、光源１の発光面のサイズは小さい。そのため、発光面のサイズを大きくする四角柱状のロッドレンズ又はライトパイプが、光源１と画像光形成部３との間に配置されていてもよい。更に、蛍光体に入射するレーザ光の領域が狭い場合も同様に、ロッドレンズ又はライトパイプが光源１と画像光形成部３との間に配置されていてもよい。

〈画像光形成部３〉
画像光形成部３は、光源１と投射光学部４との間に配置されている。画像光形成部３は、入射した光Ｌ１を画像光に変更して投射光学部４に向けて出射する。画像光形成部３は、第１の光学部材１０と、第２の光学部材２０とを有する。第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０は、光Ｌ１の光路上に配置されている。第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０は、回転可能に支持されている。第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０は、図示しない回転駆動部（例えば、モータ）から伝達された回転駆動力によって、回転する。第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０には、例えば、後述する図２０及び２１に示される１台のモータ２から発生する回転駆動力が歯車機構４０５、４０５Ａを介して伝達される。第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０は、例えば、＋ＲＺ方向を回転方向として回転する。第１の光学部材１０の回転及び第２の光学部材２０の回転は連動している。第１の光学部材１０が回転しているとき、第２の光学部材２０は回転している。実施の形態１では、後述するように、第１の光学部材１０の回転角度と第２の光学部材２０の回転角度は互いに異なる。なお、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０は、－ＲＺ方向を回転方向として回転してもよい。また、照明装置１００は、２台のモータを有していてもよい。具体的には、照明装置１００は、第１の光学部材１０を回転させるモータと、第２の光学部材２０を回転させる他のモータとを有していてもよい。

〈投射光学部４〉
投射光学部４は、画像光形成部３によって形成された画像光の投射パターンＳを形成する。投射光学部４は、例えば、投射レンズである。投射光学部４は、画像光形成部３によって形成された画像光を被照射面Ｗに結像する機能を有する。なお、投射光学部４は、ぼかしが生じた投射パターンＳを被照射面Ｗに照射してもよい。また、投射光学部４は、反射ミラー又は反射ミラーとレンズとの組み合わせによって構成されていてもよい。

〈第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０〉
次に、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０について説明する。図２（Ａ）は、図１に示される第１の光学部材１０を＋Ｚ軸方向に見た図である。図２（Ｂ）は、図１に示される第２の光学部材２０を＋Ｚ軸方向に見た図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す例では、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０のそれぞれの回転中心軸Ｒａ、Ｒｂは、光源１で生成された光の光軸（すなわち、光源１の光軸）Ｃ１と同軸上には位置していない。また、図１の例では、光源１の光軸Ｃ１は、投射光学部４の光軸と一致している。

図２（Ａ）に示されるように、第１の光学部材１０は、＋ＲＺ方向にＭ（Ｍは２以上の整数）分割されたＭ個の第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（すなわち、第１の光学部材１０を回転方向にＭ分割することで形成されたＭ個の領域）を有する。図２（Ａ）に示す例では、Ｍは、３である。３個の第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ画像を含む。この場合において、第１の光学部材１０は、自身の回転動作に伴い、複数の種類（ここでは、３種類）の画像のうちの１種類の画像を有する画像光を形成することができる。具体的には、第１の光学部材１０は、第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうちの光軸Ｃ１と重なる第１のセグメントを通過した光Ｌ１を画像光に変更する。なお、以下の説明において、３個の第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃを区別する必要がない場合には、３個の第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃをまとめて、「第１のセグメント１１」と呼ぶ。

Ｚ軸方向に見たときの第１のセグメント１１の形状は、扇形である。第１のセグメント１１の中心角αは、例えば、１２０度である。ここで、第１の光学部材１０の回転角度である第１の回転角度をＲ１とする。第１の回転角度Ｒ１は、第１のセグメント１１の個数Ｍに対応する。実施の形態１では、第１の回転角度Ｒ１及び第１のセグメント１１の個数Ｍは、以下の式（１）を満たす。
Ｒ１＝３６０度／Ｍ （１）
上述した通り、実施の形態１では、第１のセグメント１１の個数Ｍは、例えば、３個である。そのため、第１の回転角度Ｒ１は、例えば、１２０度である。言い換えれば、第１の光学部材１０の１回の回転動作における回転角度は、１２０度である。これにより、第１の光学部材１０が１２０度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、周方向に隣接する第１のセグメント１１のそれぞれの中心角αは、互いに異なっていてもよい。

図２（Ｂ）に示されるように、第２の光学部材２０は、＋ＲＺ方向にＮ（Ｎは２以上の整数）分割されたＮ個の第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（すなわち、第２の光学部材２０を回転方向にＮ分割することで形成されたＮ個の領域）を有する。図２（Ｂ）に示す例では、Ｎは、４である。４個の第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、それぞれ入射した光の波長を選択する（すなわち、入射した光のうち予め決められた波長の光を通過させる）波長選択部（すなわち、波長選択フィルタ）である。以下の説明において、４個の第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを区別する必要がない場合には、４個の第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄをまとめて、「第２のセグメント２１」と呼ぶ。

実施の形態１では、第１のセグメント１１の数は、第２のセグメント２１の数と異なる。具体的には、第１のセグメント１１の数と第２のセグメント２１の数は、互いに素である。言い換えれば、第２のセグメント２１の数は、第１のセグメント１１の数の倍数ではなく、且つ第１のセグメント１１の数の約数ではない。

Ｚ軸方向に見たときの第２のセグメント２１の形状は、扇形である。第２のセグメント２１の中心角βは、例えば、９０度である。ここで、第２の光学部材２０の回転角度である第２の回転角度をＲ２とする。第２の回転角度Ｒ２は、第２のセグメント２１の個数Ｎに対応する。実施の形態１では、第２の回転角度Ｒ２及び第２のセグメント２１の個数Ｎは、以下の式（２）を満たす。
Ｒ２＝３６０度／Ｎ （２）
上述した通り、実施の形態１では、第２のセグメント２１の個数Ｎは、例えば、４個である。そのため、第２の回転角度Ｒ２は、例えば、９０度である。言い換えれば、第２の光学部材２０の１回の回転動作における回転角度は、９０度である。これにより、第２の光学部材２０が９０度回転する毎に形成される画像光が変化する。なお、周方向に隣接する第２のセグメント２１のそれぞれの中心角βは、互いに異なっていてもよい。

上述した通り、実施の形態１では、第１の光学部材１０の回転と第２の光学部材２０の回転とは連動している。具体的には、第１の光学部材１０が１回の回転動作で１２０度回転し、第２の光学部材２０は１回の回転動作で９０度回転する。このとき、光源１で生成された光Ｌ１が通過する、３個の第１のセグメント１１のうちの１つの第１のセグメント１１と４個の第２のセグメント２１のうちの１つの第２のセグメント２１とが選択される（すなわち、切り替わる）。そして、光源１で生成された光Ｌ１は、選択された第１のセグメント１１と選択された第２のセグメント２１を通過して投射光学部４に向けて照射される。

光Ｌ１が、選択された第１のセグメント１１及び選択された第２のセグメント２１を通過することで、投射光学部４から照射される画像光の投射パターンＳには、当該選択された第１のセグメント１１及び第２のセグメント２１に応じた画像情報が重畳される。実施の形態１では、第１の光学部材１０と第２の光学部材２０とは、同軸的に配置されている。本明細書において、「第１の光学部材１０と第２の光学部材２０とは、同軸的に配置されている」とは、第１の光学部材１０の回転中心軸Ｒａ及び第２の光学部材２０の回転中心軸Ｒｂが伸びる方向（実施の形態１では、Ｚ軸方向）が一致し、且つＸ－Ｙ平面上における回転中心軸Ｒａ、Ｒｂの位置が一致する状態で、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０が配置されることを意味する。なお、光Ｌ１が第１のセグメント１１及び第２のセグメント２１を通過するように、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０が回転すれば、後述する図２２及び２４に示されるように、第１の光学部材１０と第２の光学部材２０とは、同軸的に配置されていない場合であっても実現することができる。具体的には、Ｘ－Ｙ平面上における回転中心軸Ｒａ、Ｒｂの位置が互いに異なっていてもよい。また、回転中心軸Ｒａ、Ｒｂのうちの一方が、他方に対して傾斜していてもよい。

次に、照明装置１００から照射される画像光の投射パターンＳについて説明する。図３は、照明装置１００において、第１のセグメント１１と第２のセグメント２１のそれぞれの回転動作の回数毎に選択された第１のセグメント１１及び第２のセグメント２１との組み合わせを表形式で示す図である。図３に示されるように、実施の形態１の照明装置１００から照射される投射パターンＳの種類は、１２種類である。これは、第１のセグメント１１の数と第２のセグメント２１の数との積（すなわち、Ｍ×Ｎ）である。実施の形態１では、第１の光学部材１０の回転及び第２の光学部材２０の回転が連動し、第１の光学部材１０の回転角度及び第２の光学部材２０の回転角度が互いに異なることによって、多数の投射パターンＳを照射することができる。このように、照明装置１００では、第１の光学部材１０の第１のセグメント１１の数と第２の光学部材２０の第２のセグメント２１の数を異ならせるという簡易な構成によって、複数の種類の投射パターンＳを被照射面Ｗに照射することができる。

次に、比較例に係る照明装置と対比しながら、実施の形態１の効果について説明する。図４（Ａ）は、比較例１に係る照明装置の第１の光学部材１０Ａを＋Ｚ軸方向に見た図である。図４（Ｂ）は、比較例１に係る照明装置の第２の光学部材２０Ａを＋Ｚ軸方向に見た図である。比較例１に係る照明装置では、第１の光学部材１０Ａは、実施の形態１に係る照明装置１００の第１の光学部材１０と同じである。一方、比較例１に係る照明装置の第２の光学部材２０Ａにおける第２のセグメント１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃの数は、実施の形態１の第２の光学部材２０の第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（図２（Ｂ）参照）の数と異なる。具体的には、第２の光学部材２０Ａにおける第２のセグメント１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃの数は、第１の光学部材１０Ａにおける第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃの数と同じである。そのため、図４（Ｂ）に示す例では、第２のセグメント１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃのそれぞれの中心角β１は、１２０度である。なお、以下の説明では、比較例１及び後述する比較例２に係る第２の光学部材２０Ａ、２０Ｂにおける複数の第２のセグメントをまとめて、「第２のセグメント１２１」と呼ぶ場合がある。

図５は、比較例１に係る照明装置において、第１のセグメント１１と第２のセグメント１２１のそれぞれの回転動作の回数毎に選択された第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃと第２のセグメント１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃとの組み合わせを表形式で示す図である。第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃの数と第２のセグメント１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃの数とが同じである場合、照明装置から照射される画像光の投射パターンＳの種類は、３種類である。比較例１に係る照明装置において、投射パターンＳの種類を３種類より多くするためには、第１の光学部材１０Ａ及び第２の光学部材２０Ａのうちの一方の光学部材の回転を停止させる必要がある。

他方、実施の形態１では、上述したように、第１のセグメント１１の数と第２のセグメント２１の数とは互いに素であり、且つ異なる。これにより、照明装置１００は、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０の回転を停止させずに、効率よく投射パターンＳを変化させることができる。また、実施の形態１では、１台のモータ（後述する図２０及び２２に示されるモータ２）によって、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０を回転させることができる。

次に、第２のセグメント２１の数が、第１のセグメント１１の数の倍数である場合、言い換えれば、第１のセグメント１１の数が第２のセグメント２１の数の約数である場合について説明する。図６（Ａ）は、比較例２に係る照明装置の第１の光学部材１０Ｂを＋Ｚ軸方向に見た図である。図６（Ｂ）は、比較例２に係る照明装置の第２の光学部材２０Ｂを＋Ｚ軸方向に見た図である。比較例２に係る照明装置では、第１の光学部材１０Ｂは、実施の形態１の第１の光学部材１０と同じである。一方、比較例２に係る照明装置の第２の光学部材２０Ｂにおける第２のセグメント１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆの数は６個であり、実施の形態１の第２のセグメント２１の数と異なる。図６（Ｂ）に示す例では、第２のセグメント１２１の中心角β_２は、６０度である。

このように、比較例２では、第２のセグメント１２１の数は、第１のセグメント１１の数の倍数（具体的には、２倍）であって、第１のセグメント１１の数は、第２のセグメント１２１の数の約数である。

図７は、比較例２に係る照明装置において、第１のセグメント１１と第２のセグメント１２１のそれぞれの回転動作の回数毎に選択された第１のセグメント１１と第２のセグメント１２１との組み合わせを表形式で示す図である。図７に示されるように、比較例２に係る照明装置から照射される画像光の投射パターンＳの種類は、図６（Ｂ）に示される第２のセグメント１２１の数と同じ６種類である。

比較例２に係る照明装置において、第１のセグメント１１の数と第２のセグメント１２１の数とを乗じた１８種類の投射パターンＳを照射するためには、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示される第１の光学部材１０Ｂ及び第２の光学部材２０Ｂのうちの一方の回転を停止させる必要がある。一方、上述した通り、実施の形態１では、第１のセグメント１１の数と第２のセグメント２１の数とが互いに素であり、且つ異なることによって、照明装置１００は、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０のうちの一方の光学部材の回転を停止させることなく、効率よく投射パターンＳを変化させることができる。

〈第１のセグメント１１及び第２のセグメント２１の具体例〉
図２（Ａ）及び（Ｂ）に戻って、第１のセグメント１１及び第２のセグメント２１の具体例について説明する。実施の形態１では、３個の第１のセグメント１１の各々は、通過する光を画像光に変更する画像光形成部である。４個の第２のセグメント２１の各々は、第１のセグメント１１を通過した光のうち予め決められた波長の光を通過させる波長選択部である。なお、３個の第１のセグメント１１の各々が波長選択部であって、４個の第２のセグメント２１の各々が画像光形成部であってもよい。また、第１のセグメント１１及び第２のセグメント２１のうちの少なくとも一方が、画像光形成部と波長選択部の両方を有していてもよい。

図２（Ａ）に示す例では、第１のセグメント１１ａは、粗いドット模様が描かれたパターンを有する。第１のセグメント１１ｂは、横縞模様が描かれたパターンを有する。第１のセグメント１１ｃは、第１のセグメント１１ａより細かなドット模様が描かれたパターンを有する。

図２（Ｂ）に示す例では、第２のセグメント２１ａは、赤色の波長の光を透過する波長選択部であり、第２のセグメント２１ｂは、緑色の波長を透過する波長選択部である。また、第２のセグメント２１ｃは、青色の波長の光を透過する波長選択部であり、第２のセグメント２１ｄは、全波長の光を透過する波長選択部である。これにより、光源１で生成された光Ｌ１（図１参照）は、第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち選択された第１のセグメント及び第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのうち選択された第２のセグメントを通過することで、照明装置１００は、着色されて且つ模様を有する画像光の投射パターンＳを照射することができる。

〈実施の形態１の効果〉
以上に説明した実施の形態１によれば、照明装置１００は、±ＲＺ方向に３分割された３個の第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（すなわち、第１の光学部材１０を回転方向に３分割することで形成された３個の領域）を有する第１の光学部材１０と、±ＲＺ方向に４分割された４個の第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（すなわち、第２の光学部材２０を回転方向に４分割することで形成された４個の領域）を有する第２の光学部材２０とを有する。また、光源１で生成された光Ｌ１が通過する１つの第１のセグメント１１と１つの第２のセグメント２１とが選択され、当該光Ｌ１は、選択された第１のセグメント１１と選択された第２のセグメント２１を通過して照射される。このように、第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃの数と第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの数を異ならせることによって、照明装置１００は、複数の種類の画像光の投射パターンＳを照射することができる。更に、照明装置１００では、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０のうち一方の光学部材の回転を停止させることなく、効率よく投射パターンＳを変化させることができる。よって、照明装置１００は、ＭＥＭＳミラー等の高価な光学部品を備えることなく、低コストの構成によって、複数の種類の投射パターンＳを照射することができる。

また、実施の形態１によれば、第１の光学部材１０における第１のセグメント１１の数と第２の光学部材２０における第２のセグメント２１の数とは互いに素であり、且つ異なる。これにより、照明装置１００は、第１のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃの数と第２のセグメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの数とを乗じた数の投射パターンＳを照射することができる。よって、照明装置１００は、簡易な構成によって、複数の種類の投射パターンＳを照射することができる。

また、実施の形態１によれば、３個の第１のセグメント１１の各々は、通過する光Ｌ１を画像光に変更して出射する画像光形成部であり、４個の第２のセグメント２１の各々は、通過する光Ｌ１のうち予め決められた波長の光を通過させる波長選択部である。これにより、照明装置１００は、着色されて且つ画像情報を有する画像光の投射パターンＳを被照射面Ｗに照射することができる。

《実施の形態２》
図８は、実施の形態２に係る照明装置２００の概略的な構成を示す図である。図８において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る照明装置２００は、光強度均一化素子６を更に備える点、第１のセグメント２１１の構成及び第２のセグメント２２１の構成の点で、実施の形態１に係る照明装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２に係る照明装置２００は、実施の形態１に係る照明装置１００と同じである。

図８は、照明装置２００を＋Ｘ軸方向に見た図である。図８に示されるように、照明装置２００は、光源１と、画像光形成部２０３と、投射光学部４と、光強度均一化素子６とを備える。

〈光強度均一化素子６〉
光強度均一化素子６は、光源１より＋Ｚ軸側に配置されている。光強度均一化素子６は、光源１と第１の光学部材２１０との間に配置されている。光強度均一化素子６は、光源１で生成された光Ｌ１を入射する入射面６ａを有する。光強度均一化素子６は、入射した光Ｌ１の光束の光強度を均一化する。なお、「光強度を均一化する」とは、照度むらを低減することである。光強度均一化素子６は、光強度が均一化された光束を出射面６ｂから出射する。

光強度均一化素子６は、例えば、四角柱状のガラス材料から形成されている。光強度均一化素子６の側壁６ｃの内側は、全反射面となるように構成されている。光強度均一化素子６は、ガラス材料と空気との界面における全反射作用を利用して、入射した光Ｌ１を複数回反射させた後に出射面６ｂから出射させる。光強度均一化素子６の内部で複数回反射した光Ｌ１は、出射面６ｂで重畳される。これにより、出射面６ｂにおいて、均一な光強度分布が得られる。なお、光強度均一化素子６は、４枚の光反射面を内側にして筒状に組み合わせられた四角柱状のパイプであってもよい。

均一の光強度分布を得るためには、出射面６ｂのサイズ及び形状を任意に設定することができる。例えば、出射面６ｂのサイズを入射面６ａのサイズより大きくすることで、出射する光の角度特性を変換してもよい。例えば、入射面６ａのサイズが１ｍｍ×１ｍｍであって、且つ出射面６ｂのサイズが２ｍｍ×２ｍｍである場合、入射面６ａに入射する光Ｌ１の発散角度が±６０度であれば、出射面６ｂから出射する光の発散角度を±３０度とすることができる。この場合、光強度均一化素子６は、角錐台である。

〈画像光形成部２０３〉
画像光形成部２０３は、投射光学部４と光強度均一化素子６との間に配置されている。画像光形成部２０３は、回転可能に支持された第１の光学部材２１０及び第２の光学部材２２０を有する。

次に、第１の光学部材２１０及び第２の光学部材２２０の構成について説明する。図９（Ａ）は、図８に示される第１の光学部材２１０を＋Ｚ軸方向に見た図である。図９（Ａ）に示されるように、第１の光学部材２１０は、±ＲＺ方向に３分割された３個の第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ（すなわち、第１の光学部材２１０を回転方向に３分割することで形成された３個の領域）を有する。第１の光学部材２１０は、３個の第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃのうち選択された第１のセグメントを通過した光を画像光に変更して第２の光学部材２２０に向けて出射する。ここで、選択された第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃは、光軸Ｃ１及び出射面６ｂ（図８参照）と重なるセグメントである。なお、以下の説明において、３個の第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃを区別する必要がない場合には、３個の第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃをまとめて、「第１のセグメント２１１」と呼ぶ。

Ｚ軸方向に見たときの第１のセグメント２１１の形状は扇形である。第１のセグメント２１１の中心角αは、例えば、１２０度である。これにより、第１の光学部材２１０がＲＺ方向に１２０度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、第１のセグメント２１１のそれぞれの中心角αは、互いに異なっていてもよい。

図９（Ｂ）は、図８に示される第２の光学部材２２０を＋Ｚ軸方向に見た図である。図９（Ｂ）に示されるように、第２の光学部材２２０は、±ＲＺ方向に４分割された４個の第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ（すなわち、第２の光学部材２２０を回転方向に４分割することで形成された４個の領域）を有する。第２の光学部材２２０は、４個の第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄのうち選択された第２のセグメントを通過した光を画像光に変更して投射光学部４（図８参照）に向けて出射する。ここで、選択された第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄは、Ｚ軸方向に見たときに、光軸Ｃ１及び出射面６ｂと重なるセグメントである。なお、以下の説明において、４個の第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄを区別する必要がない場合には、４個の第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄをまとめて、「第２のセグメント２２１」と呼ぶ。

Ｚ軸方向に見たときの第２のセグメント２２１の形状は扇形である。第２のセグメント２２１の中心角は、例えば、９０度である。これにより、第２の光学部材２２０がＲＺ方向に９０度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、第２のセグメント２２１の中心角は、互いに異なっていてもよい。

次に、第１のセグメント２１１及び第２のセグメント２２１の詳細について説明する。図９（Ａ）に示されるように、第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃは、図８に示される光強度均一化素子６の出射面６ｂと同じ大きさの第１の光通過領域２３０、２４０、２５０をそれぞれ有する。

第１の光通過領域２３０は、粗いドット模様が描かれたパターン２３１と、光Ｌ１を通過させる透過部２３２とを有する。第１の光通過領域２４０は、細かな横縞模様が描かれたパターン２４１と、光Ｌ１を通過させる透過部２４２とを有する。第１の光通過領域２５０は、パターン２３１のドット模様より細かなドット模様が描かれたパターン２５１と、光Ｌ１を通過させる透過部２５２とを有する。

このように、３個の第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃの各々は、光Ｌ１を第１の画像光に変更する第１の画像光形成部としてのパターン２３１、２４１、２５１と、光Ｌ１を通過させる第１の光通過部としての透過部２３２、２４２、２５２とを有する。透過部２３２、２４２、２５２は、パターン２３１、２４１、２５１にそれぞれ並んで配置されている。透過部２３２、２４２、２５２は、パターン２３１、２４１、２５１にそれぞれ隣接している。なお、透過部２３２、２４２、２５２は、第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃをそれぞれＺ軸方向に貫通する開口部であってもよい。また、第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃにおいて、第１の光通過領域２３０、２４０、２５０以外の部分は、光Ｌ１（図８参照）を遮光する遮光部であってもよい。

図９（Ｂ）に示されるように、第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄは、図８に示される光強度均一化素子６の出射面６ｂと同じ大きさの第２の光通過領域２６０、２７０、２８０、２９０をそれぞれ有する。

第２の光通過領域２６０は、ひし形の模様が描かれたパターン２６１と、透過部２６２とを有する。第２の光通過領域２７０は、市松模様が描かれたパターン２７１と、透過部２７２とを有する。第２の光通過領域２８０は、格子模様が描かれたパターン２８１と、透過部２８２とを有する。第２の光通過領域２９０は、波模様が描かれたパターン２９１と、透過部２９２とを有する。図９（Ａ）に示される第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃのパターン２３１、２４１、２５１から出射した第１の画像光は、選択された第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄの透過部２６２、２７２、２８２、２９２を通過する。

このように、４個の第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄの各々は、第２の画像光形成部としてのパターン２６１、２７１、２８１、２９１と、第２の光通過部としての透過部２６２、２７２、２８２、２９２とを有する。パターン２６１、２７１、２８１、２９１は、透過部２３２、２４２、２５２を通過した光Ｌ１を第２の画像光に変更する。透過部２６２、２７２、２８２、２９２は、パターン２３１、２４１、２５１から出射した第１の画像光を通過させる。透過部２６２、２７２、２８２、２９２は、パターン２６１、２７１、２８１、２９１にそれぞれ並んで配置されている。透過部２６２、２７２、２８２、２９２は、パターン２６１、２７１、２８１、２９１にそれぞれ隣接している。なお、第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄにおいて、第２の光通過領域２６０、２７０、２８０、２９０以外の領域は、光を遮光する遮光領域であってもよい。また、透過部２６２、２７２、２８２、２９２は、第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄをそれぞれＺ軸方向に貫通する開口部であってもよい。

実施の形態２では、光源１で生成された光Ｌ１（図８参照）は、選択された第１のセグメント２１１のパターンと透過部との両方を通過し、且つ選択された第２のセグメント２２１のパターンと透過部との両方を通過する。

具体的には、光Ｌ１が選択された第１のセグメント２１１の透過部（すなわち、透過部２３２、２４２、２５２のいずれか１つ）を通過したとき、当該光Ｌ１は、選択された第２のセグメント２２１のパターン（すなわち、パターン２６１、２７１、２８１、２９１のいずれか１つ）を通過する。

また、光Ｌ１が選択された第１のセグメント２１１のパターン（すなわち、パターン２３１、２４１、２５１のいずれか１つ）を通過したとき、当該光Ｌ１は、選択された第２のセグメント２２１の透過部（すなわち、透過部２６２、２７２、２８２、２９２のいずれか１つ）を通過する。これにより、照明装置２００は、第１のセグメント２１１のパターンと第２のセグメント２２１のパターンとを区別して被照射面Ｗ（図８参照）に照射することができる。照明装置２００は、第１のセグメント２１１の数（すなわち、３個）と第２のセグメント２２１の数（すなわち、４個）とを乗じた数（すなわち、１２個）のパターンを被照射面Ｗに照射することができる。

また、被照射面Ｗに画像光の投射パターンＳを結像させるために、第１の光学部材２１０と第２の光学部材２２０とは近接して配置されていることが好ましい。具体的には、第１の光学部材２１０と第２の光学部材２２０との間の間隔は、０．５ｍｍであることが好ましい。なお、第１の光学部材２１０と第２の光学部材２２０との間の間隔が大きい場合（例えば、０．５ｍｍより大きい場合）、光の拡がりを考慮して、第２の光学部材２２０の第２の光通過領域２６０、２７０、２８０、２９０の大きさを第１の光学部材２１０の第１の光通過領域２３０、２４０、２５０の大きさより大きくしてもよい。また、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す例では、第１の光通過領域２３０、２４０、２５０及び第２の光通過領域２６０、２７０、２８０、２９０を長手方向に伸びる直線によってパターンと透過部とによって分けているが、当該パターンと透過部とが短手方向に伸びる直線によって分けられていてもよい。また、第１のセグメント２１１及び第２のセグメント２２１において、光軸Ｃ１と重なる円形の領域をパターン（又は透過部）とし、当該円形の領域より外側の領域を透過部（又はパターン）としてもよい。

〈実施の形態２の効果〉
以上に説明した実施の形態２によれば、照明装置２００は、光源１で生成された光Ｌ１を入射して当該光Ｌ１の光線束の光強度を均一化し第１の光学部材２１０に向ける光強度均一化素子６を更に備える。これにより、照明装置２００は、被照射面Ｗに照射された画像光の投射パターンＳの照度むらを低減することができる。

また、実施の形態２によれば、第１のセグメント２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃの各々は、光源１で生成された光Ｌ１を第１の画像光に変更するパターン２３１、２４１、２５１と、光Ｌ１を通過させる透過部２３２、２４２、２５２とを有する。また、第２のセグメント２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄの各々は、透過部２３２、２４２、２５２を通過した光Ｌ１を第２の画像光に変更するパターン２６１、２７１、２８１、２９１と、第１の画像光を通過させる透過部２６２、２７２、２８２、２９２とを有する。これにより、照明装置２００は、被照射面Ｗにおいて、第１の画像光の投射パターンと第２の画像光の投射パターンとを区別して照射することができる。なお、照明装置２００は、光強度均一化素子６を備えない構成の場合であっても、被照射面Ｗにおいて、第１の画像光の投射パターンと第２の画像光の投射パターンとを区別して照射することは可能である。また、光源１と光強度均一化素子６との組み合わせに代えて、面光源を用いてもよい。また、均一性が低下するが、光源１の直後に画像光形成部２０３を配置してもよい。

《実施の形態２の変形例１》
図１０は、実施の形態２の変形例１に係る照明装置２００ａの概略的な構成を示す図である。図１１（Ａ）は、変形例１における第１の光学部材４１０を＋Ｚ軸方向に見た図であり、図１１（Ｂ）は、変形例１における第２の光学部材４２０を＋Ｚ軸方向に見た図である。実施の形態２の変形例１に係る照明装置２００ａは、光強度均一化素子６８ｃの形状と、第１の光学部材４１０及び第２の光学部材４２０の画像光形成部のパターンとが、図８に示されるものと異なる。他の点について、照明装置２００ａは、図８に示される照明装置２００と同じである。

図８に示される光強度均一化素子６の出射面６ｂの形状は、長方形であるが、図１０に示される光強度均一化素子６８の出射面６８ｂの形状は正方形である。

〈画像光形成部２０４〉
画像光形成部２０４は、投射光学部４と光強度均一化素子６８との間に配置されている。画像光形成部２０４は、回転中心軸Ｒａ、Ｒｂを中心にして回転可能に支持された第１の光学部材４１０及び第２の光学部材４２０を有する。

〈第１の光学部材４１０及び第２の光学部材４２０〉
次に、第１の光学部材４１０及び第２の光学部材４２０の構成について説明する。図１１（Ａ）は、変形例１における第１の光学部材４１０を＋Ｚ軸方向に見た図であり、図１１（Ｂ）は、変形例１における第２の光学部材４２０を＋Ｚ軸方向に見た図である。照明装置２００ａでは、Ｍ個の第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄの各々は、通過する光を画像光に変更する第１の画像光形成部を有する。第１の光学部材４１０は、選択された第１のセグメントの第１の画像光形成部としての第１のパターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａが光源１の光軸Ｃ１上に配置されるように、形成されている。Ｎ個の第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅの各々は、第１のパターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａを通過した光を通過する透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂと、第２の画像光形成部としてのパターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａとを有する。第２の光学部材４２０は、選択された第２のセグメントの透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂを光軸Ｃ１上に配置されるように且つ選択された第２のセグメントのパターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａが透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂの外側に配置されるように、形成されている。

図１１（Ａ）に示されるように、第１の光学部材４１０は、±ＲＺ方向に４分割された４個の第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄ（すなわち、第１の光学部材４１０を回転方向に４分割することで形成された４個の領域）を有する。第１の光学部材４１０は、４個の第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄのうち選択された第１のセグメントを通過した光を画像光に変更して第２の光学部材４２０に向けて出射する。ここで、選択された第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄは、光軸Ｃ１及び出射面６８ｂ（図１０参照）と重なるセグメントである。また、第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄ間で出射面６８ｂに該当する領域の一部が重なってもよい。すなわち、図１１（Ａ）に領域ＯＬ１として示されるように、隣り合う２つの第１のセグメントの出射面６８ｂの対応領域の一部が重なってもよい。この場合、第１のパターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａにおいて、出射面６８ｂが重ならなければよい。なお、以下の説明において、４個の第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄを区別する必要がない場合には、４個の第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄをまとめて、「第１のセグメント４１１」と呼ぶ。

Ｚ軸方向に見たときの第１のセグメント４１１の形状は扇形である。第１のセグメント４１１の中心角α９ａは、例えば、９０度である。これにより、第１の光学部材４１０がＲＺ方向に９０度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、第１のセグメント４１１のそれぞれの中心角α９ａは、互いに異なっていてもよい。

図１１（Ｂ）に示されるように、第２の光学部材４２０は、±ＲＺ方向に５分割された５個の第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅ（すなわち、第２の光学部材４２０を回転方向に５分割することで形成された５個の領域）を有する。第２の光学部材４２０は、５個の第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅのうち選択された第２のセグメントを通過した光を画像光に変更して投射光学部４（図１０参照）に向けて出射する。ここで、選択された第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅは、Ｚ軸方向に見たときに、光軸Ｃ１及び出射面６８ｂと重なるセグメントである。また、第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅ間で出射面６８ｂに該当する領域の一部が重なってもよい。すなわち、図１１（Ｂ）に領域ＯＬ２として示されるように、隣り合う２つの第２のセグメントの出射面６８ｂの対応領域の一部が重なってもよい。この場合、第２のセグメント４２１のパターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａと透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂにおいて、出射面６８ｂが重ならなければよい。なお、以下の説明において、５個の第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅを区別する必要がない場合には、５個の第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅをまとめて、「第２のセグメント４２１」と呼ぶ。

Ｚ軸方向に見たときの第２のセグメント４２１の形状は扇形である。第２のセグメント４２１の中心角β９ａは、例えば、７２度である。これにより、第２の光学部材４２０がＲＺ方向に７２度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、第２のセグメント４２１の中心角β９ａは、互いに異なっていてもよい。

次に、第１のセグメント４１１及び第２のセグメント４２１の詳細について説明する。図１１（Ａ）に示されるように、第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄは、図１０に示される光強度均一化素子６８の出射面６８ｂと同じ大きさの第１の光通過領域４１２ｃ、４１３ｃ、４１４ｃ、４１５ｃをそれぞれ有する。

第１の光通過領域４１２ｃは、文字「Ａ」が描かれたパターン４１２ａと、光Ｌ１を透過させる透過部４１２ｂとを有する。第１の光通過領域４１３ｃは、文字「Ｂ」が描かれたパターン４１３ａと、光Ｌ１を透過させる透過部４１３ｂとを有する。第１の光通過領域４１４ｃは、文字「Ｃ」が描かれたパターン４１４ａと、光Ｌ１を透過させる透過部４１４ｂとを有する。第１の光通過領域４１５ｃは、文字「Ｄ」が描かれたパターン４１５ａと、光Ｌ１を透過させる透過部４１５ｂとを有する。第１の光通過領域４１２ｃ、４１３ｃ、４１４ｃ、４１５ｃ以外の領域は、光が通過する。また、照明装置２００ａを天井に設置し、床面を照射することを想定した場合、パターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａは、投射光学部４によって反転するので、ユーザは床面である被照射面Ｗ（ＸＹ平面）の＋Ｙ軸側に立って、ーＹ軸方向を観察した際に、床面に投射された文字（「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」のいずれか）の投射パターンを本来の向きで見ることができる。

このように、４個の第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄの各々は、光Ｌ１を第１の画像光に変更する第１の画像光形成部としてのパターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａと、光Ｌ１を透過する第１の透過部としての透過部４１２ｂ、４１３ｂ、４１４ｂ、４１５ｂとを有する。透過部４１２ｂ、４１３ｂ、４１４ｂ、４１５ｂは、パターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａの外周の領域となる。なお、パターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａは、第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄをそれぞれＺ軸方向に貫通する開口部であってもよい（パターン４１２ａ、４１３ａ、４１５ａにおいては、貫通できないが、貫通可能なパターンに関しては開口部であってもよい）。また、第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄにおいて、第１の光通過領域４１２ｃ、４１３ｃ、４１４ｃ、４１５ｃ以外の部分は、光Ｌ１（図１０参照）を遮光する遮光部であってもよい。

図１１（Ｂ）に示されるように、第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅは、図１０に示される光強度均一化素子６８の出射面６８ｂと同じ大きさの第２の光通過領域４２２ｄ、４２３ｄ、４２４ｄ、４２５ｄ、４２６ｄをそれぞれ有する。

第２の光通過領域４２２ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント４２１ａが位置した際に、「左向きの矢印」が描かれたパターン４２２ａと、透過部４２２ｂと遮光部４２２ｃとを有する。第２の光通過領域４２３ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント４２１ｂが位置した際に、「斜め左上向きの矢印」が描かれたパターン４２３ａと、透過部４２３ｂと遮光部４２３ｃとを有する。第２の光通過領域４２４ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント４２１ｃが位置した際に、「上向きの矢印」が描かれたパターン４２４ａと、透過部４２４ｂと遮光部４２４ｃとを有する。第２の光通過領域４２５ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント４２１ｄが位置した際に、「斜め右上向きの矢印」が描かれたパターン４２５ａと、透過部４２５ｂと遮光部４２５ｃとを有する。第２の光通過領域４２６ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント４２１ｅが位置した際に、「右向きの矢印」が描かれたパターン４２６ａと、透過部４２６ｂと遮光部４２６ｃとを有する。図１１（Ａ）に示される第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄのパターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａから出射した第１の画像光は、選択された第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅの透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂを通過する。

このように、５個の第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅの各々は、第２の画像光形成部としてのパターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａと、第２の光通過部としての透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂとを有する。パターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａは、透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂの周辺（外周）を通過した光Ｌ１を第２の画像光に変更する。パターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａは、光軸Ｃ１上に位置していない。なお、第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅにおいて、第２の光通過領域４２２ｄ、４２３ｄ、４２４ｄ、４２５ｄ、４２６ｄ以外の領域は、遮光部でもよい。また、パターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａ及び透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂは、第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅをそれぞれＺ軸方向に貫通する開口部であってもよい。

ここで、図１１（Ａ）及び（Ｂ）の灰色で示した領域は、光Ｌ１を遮光する領域となる。ただし、各セグメント４１１、４２１が光軸Ｃ１上に位置した際に、出射面６８ｂに重ならない領域は、透過部としてもよい。

変形例１では、光源１で生成された光Ｌ１（図１０参照）は、選択された第１のセグメント４１１のパターンと透過部との両方を通過し、且つ選択された第２のセグメント４２１のパターンと透過部との両方を通過する。

具体的には、光Ｌ１が選択された第１のセグメント４１１の透過部（すなわち、透過部４１２ｂ、４１３ｂ、４１４ｂ、４１５ｂのいずれか１つ）を通過したとき、当該光Ｌ１は、選択された第２のセグメント４２１のパターン（すなわち、４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａのいずれか１つ）を通過する。

また、光Ｌ１が選択された第１のセグメント４１１のパターン（すなわち、パターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａのいずれか１つ）を通過したとき、当該光Ｌ１は、選択された第２のセグメント４２１の透過部（すなわち、透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂのいずれか１つ）を通過する。これにより、照明装置２００ａは、第１のセグメント４１１のパターンと第２のセグメント４２１のパターンとを区別して被照射面Ｗ（図１０参照）に照射することができる。照明装置２００ａは、第１のセグメント４１１の数（すなわち、４個）と第２のセグメント４２１の数（すなわち、５個）とを乗じた数（すなわち、２０個）のパターンを被照射面Ｗに照射することができる。

また、被照射面Ｗに画像光の投射パターンＳを結像させるために、第１の光学部材４１０と第２の光学部材４２０とは近接して配置されていることが好ましい。具体的には、第１の光学部材４１０と第２の光学部材４２０との間の間隔は、０．５ｍｍであることが好ましい。また、第１のセグメント４１１のパターンと第２のセグメント４２１はＺ軸方向に対向して配置されていることが好ましい。

また、変形例１によれば、第１のセグメント４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄの各々は、光源１で生成された光Ｌ１を第１の画像光に変更するパターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａと、光Ｌ１を通過させる透過部４１２ｂ、４１３ｂ、４１４ｂ、４１５ｂとを有する。また、第２のセグメント４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅの各々は、透過部４１２ｂ、４１３ｂ、４１４ｂ、４１５ｂを通過した光Ｌ１を第２の画像光に変更するパターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａと、第１の画像光を通過させる透過部４２２ｂ、４２３ｂ、４２４ｂ、４２５ｂ、４２６ｂと遮光部４２２ｃ、４２３ｃ、４２４ｃ、４２５ｃ、４２６ｃとを有する。これにより、照明装置２００ａは、被照射面Ｗにおいて、第１の画像光の投射パターンと第２の画像光の投射パターンとを区別して照射することができる。なお、照明装置２００ａは、光強度均一化素子６を備えない構成の場合であっても、被照射面Ｗにおいて、第１の画像光の投射パターンと第２の画像光の投射パターンとを区別して照射することが可能である。また、光源１と光強度均一化素子６８との組み合わせに代えて、均一な光を出射する面光源を用いてもよい。また、均一性が低下するが、光源１の直後に画像光形成部２０４を配置してもよい。

ここで、変形例１によれば、第１のセグメント４１１のパターンを光軸Ｃ１上に形成し、パターンの周辺（外周）に透過部を形成しているが、第１のセグメント４１１のパターンを透過部の周辺（外周）に形成し、透過部を光軸Ｃ１上に形成してもよい。その際には、第２のセグメント４２１のパターンを光軸Ｃ１上に形成し、パターンの周辺（外周）に透過部を形成すればよい。

〈変形例１の効果〉
第１のセグメント４１１のパターンと第２のセグメント４２１のパターンとを組み合わせることにより、状況に応じたパターン表示が可能となる。例えば、コンサートホールの入場口のエリアの天井から床面に投射するように照明装置２００ａを複数台設置し、利用客の座席位置に紐づけて、ゲートを示すパターン（例えば、Ａ）を表示するとともに、利用客がいる位置からゲートＡの方向を示す矢印パターンを第２のセグメント４２１の各パターンから選定して表示することにより、利用客の座席へのスムーズな誘導が可能となる。利用客位置及び座席に対する紐づけに関しては、携帯端末からの位置情報又はチケットに内蔵された発信機等を受信して取得した位置情報を用いてもよい。

また、第２のセグメント４２１の各パターンは矢印である必要はなく、第１のセグメント４１１の各パターンに関連するパターンであってもよい。例えば、左、右、１Ｆ、２Ｆ等の文字でもよい。また、第１のセグメント４１１の各パターンを矢印とし、第２のセグメント４２１の各パターンを記号又は文字としてもよい。

このように、第１のセグメント４１１の各パターンと第２のセグメント４２１の各パターンに関連性を持たせて、効率よく複数パターン表示することが可能となる。

《実施の形態２の変形例２》
図１２は、実施の形態２の変形例２に係る照明装置５００の概略的な構成を示す図である。実施の形態２の変形例２に係る照明装置５００は、光強度均一化素子６の形状と、第１の光学部材５１０及び第２の光学部材５２０の画像光形成部のパターンとが、図８に示されるものと異なる。他の点について、照明装置５００は、図８に示される照明装置２００と同じである。

〈光源１、光強度均一化素子６の位置〉
光源１と光強度均一化素子６は、投射光学部４の光軸Ｃ１より－Ｙ軸方向に離間した位置に配置されている。なお、光源１と光強度均一化素子６は、光軸Ｃ１から＋Ｙ軸方向に離間して配置されてもよい。その場合は、被照射面Ｗにおいて、パターンが光軸Ｃ１より－Ｙ軸方向に表示される。また、光強度均一化素子６の上面あるいは下面が、光軸Ｃ１に接している必要はなく、光強度均一化素子６の位置は適宜設定が可能である。

〈画像光形成部２０５〉
画像光形成部２０５は、投射光学部４と光強度均一化素子６との間に配置されている。画像光形成部２０５は、回転可能に支持された第１の光学部材５１０及び第２の光学部材５２０を有する。

〈第１の光学部材５１０及び第２の光学部材５２０〉
次に、第１の光学部材５１０及び第２の光学部材５２０の構成について説明する。図１３（Ａ）は、図１２に示される第１の光学部材５１０を＋Ｚ軸方向に見た図である。図１３（Ｂ）は、図１２に示される第２の光学部材５２０を＋Ｚ軸方向に見た図である。照明装置５００では、Ｍ個の第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃの各々は、通過する光を画像光に変更する第１の画像光形成部としての第１のパターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａを有する。第１の光学部材５１０は、選択された第１のセグメントの第１の画像光形成部としての第１のパターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａの一辺が光源１の光軸Ｃ１上に配置されるように、形成されている。Ｎ個の第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄの各々は、第１のパターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａを通過した光を通過する透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂと、第２の画像光形成部としてのパターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａとを有する。第２の光学部材５２０は、選択された第２のセグメントの透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂの一辺が光軸Ｃ１上に配置されるように且つ選択された第２のセグメントの第２の画像光形成部としてのパターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａが透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂの外側に配置されるように、形成されている。

図１３（Ａ）に示されるように、第１の光学部材５１０は、±ＲＺ方向に３分割された３個の第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ（すなわち、第１の光学部材５１０を回転方向に３分割することで形成された３個の領域）を有する。第１の光学部材５１０は、３個の第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃのうち選択された第１のセグメントを通過した光を画像光に変更して第２の光学部材５２０に向けて出射する。ここで、選択された第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃは、光軸Ｃ１及び出射面６ｂ（図１２参照）と重なるセグメントである。また、第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ間で出射面６ｂに該当する領域の一部が重なってもよい。第１のパターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａにおいて、出射面６ｂが重ならなければよい。例えば、図１１（Ａ）における重なり領域ＯＬ１のような領域が形成されないことが望ましい。なお、以下の説明において、３個の第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃを区別する必要がない場合には、３個の第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃをまとめて、「第１のセグメント５１１」と呼ぶ。

図１３（Ａ）に示されるように、Ｚ軸方向に見たときの第１のセグメント５１１の形状は扇形である。第１のセグメント５１１の中心角α９ｃは、例えば、１２０度である。これにより、第１の光学部材５１０がＲＺ方向に１２０度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、第１のセグメント５１１のそれぞれの中心角α９ｃは、互いに異なっていてもよい。

図１３（Ｂ）に示されるように、第２の光学部材５２０は、±ＲＺ方向に４分割された４個の第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄ（すなわち、第２の光学部材５２０を回転方向に４分割することで形成された４個の領域）を有する。第２の光学部材５２０は、４個の第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄのうち選択された第２のセグメントを通過した光を画像光に変更して投射光学部４（図１２参照）に向けて出射する。ここで、選択された第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄは、Ｚ軸方向に見たときに、光軸Ｃ１及び出射面６ｂと重なるセグメントである。また、第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄ間で出射面６ｂに該当する領域の一部が重なってもよい。第２のセグメント５２１のパターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａと透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂにおいて、出射面６ｂが重ならなければよい（図１１内の説明を参照）。なお、以下の説明において、４個の第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄを区別する必要がない場合には、４個の第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄをまとめて、「第２のセグメント５２１」と呼ぶ。

Ｚ軸方向に見たときの第２のセグメント５２１の形状は扇形である。第２のセグメント５２１の中心角β９ｃは、例えば、９０度である。これにより、第２の光学部材５２０がＲＺ方向９０度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、第２のセグメント５２１の中心角は、互いに異なっていてもよい。

次に、第１のセグメント５１１及び第２のセグメント５２１の詳細について説明する。図１３（Ａ）に示されるように、第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃは、図１２に示される光強度均一化素子６の出射面６ｂと同じ大きさの第１の光通過領域５１２ｃ、５１３ｃ、５１４ｃをそれぞれ有する。

第１の光通過領域５１２ｃは、人のイラストが描かれたパターン５１２ａと、光Ｌ１を透過させる透過部５１２ｂとを有する。第１の光通過領域５１３ｃは、文字「Ａ」が描かれたパターン５１３ａと、光Ｌ１を透過させる透過部５１３ｂとを有する。第１の光通過領域５１４ｃは、文字「Ｂ」が描かれたパターン５１４ａと、光Ｌ１を透過させる透過部５１４ｂとを有する。第１の光通過領域以外の領域は、光が通過する。また、パターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａは、被照射面Ｗにおいて、被照射面Ｗを床面（ＸＹ平面）と想定した際に、＋Ｚ軸方向に－Ｙ軸方向から＋Ｙ軸方向に向かって観察した際に、光軸より＋Ｙ軸方向に、人のイラスト、文字「Ａ」、「Ｂ」のパターンが見える。

このように、３個の第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃの各々は、光Ｌ１を第１の画像光に変更する第１の画像光形成部としてのパターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａと、光Ｌ１を透過する第１の透過部としての透過部５１２ｂ、５１３ｂ、５１４ｂとを有する。透過部５１２ｂ、５１３ｂ、５１４ｂは、パターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａの外周の領域（光軸Ｃ１から離れた領域）となる。なお、パターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａは、第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃをそれぞれＺ軸方向に貫通する開口部であってもよい（パターン５１３ａ、５１４ａにおいては、貫通できないが、貫通可能なパターンに関しては開口部であってもよい）。また、第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃにおいて、第１の光通過領域５１２ｃ、５１３ｃ、５１４ｃ以外の部分は、光Ｌ１（図８参照）を遮光する遮光部であってもよい。

図１３（Ｂ）に示されるように、第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄは、図１２に示される光強度均一化素子６の出射面６ｂと同じ大きさの第２の光通過領域５２２ｄ、５２３ｄ、５２４ｄ、５２５ｄをそれぞれ有する。

第２の光通過領域５２２ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント５２１ａが位置した際に、右向きの矢印が描かれたパターン５２２ａと、透過部５２２ｂと遮光部５２２ｃとを有する。第２の光通過領域５２３ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント５２１ｂが位置した際に、左向きの矢印が描かれたパターン５２３ａと、透過部５２３ｂと遮光部５２３ｃとを有する。第２の光通過領域５２４ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント５２１ｃが位置した際に、横線が描かれたパターン５２４ａと、透過部５２４ｂと遮光部５２４ｃとを有する。第２の光通過領域５２５ｄは、光軸Ｃ１上に第２のセグメント５２１ｄが位置した際に、下向きの矢印が描かれたパターン５２５ａと、透過部５２５ｂと遮光部５２５ｃとを有する。図１３（Ａ）に示される第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃのパターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａから出射した第１の画像光は、選択された第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄの透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂを通過する。

このように、４個の第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄの各々は、第２の画像光形成部としてのパターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａと、第２の光通過部としての透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂとを有する。パターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａは、透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂの周辺（外周）を通過した光Ｌ１を第２の画像光に変更する。パターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａは、光軸Ｃ１上に位置していない。なお、第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄにおいて、第２の光通過領域５２２ｄ、５２３ｄ、５２４ｄ、５２５ｄ以外の領域は、遮光部でもよい。また、パターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａ及び透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂは、第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄをそれぞれＺ軸方向に貫通する開口部であってもよい。

ここで、図１３（Ａ）及び（Ｂ）の灰色で示した領域は光Ｌ１を遮光する領域となる。ただし、各セグメント５１１、５２１が光軸Ｃ１上に位置した際に、出射面６ｂに重ならない領域は透過部としてもよい。

変形例２では、光源１で生成された光Ｌ１（図１２参照）は、選択された第１のセグメント５１１のパターンと透過部との両方を通過し、且つ選択された第２のセグメント５２１のパターンと透過部との両方を通過する。

具体的には、光Ｌ１が選択された第１のセグメント５１１の透過部（すなわち、透過部 ５１２ｂ、５１３ｂ、５１４ｂのいずれか１つ）を通過したとき、当該光Ｌ１は、選択された第２のセグメント５２１のパターン（すなわち、５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａのいずれか１つ）を通過する。

また、光Ｌ１が選択された第１のセグメント５１１のパターン（すなわち、パターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａのいずれか１つ）を通過したとき、当該光Ｌ１は、選択された第２のセグメント５２１の透過部（すなわち、透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂのいずれか１つ）を通過する。これにより、照明装置５００は、第１のセグメント５１１のパターンと第２のセグメント５２１のパターンとを区別して被照射面Ｗ（図１２参照）に照射することができる。照明装置５００は、第１のセグメント５１１の数（すなわち、３個）と第２のセグメント５２１の数（すなわち、４個）とを乗じた数（すなわち、１２個）のパターンを被照射面Ｗに照射することができる。

また、被照射面Ｗに画像光の投射パターンＳを結像させるために、第１の光学部材５１０と第２の光学部材５２０とは近接して配置されていることが好ましい。具体的には、第１の光学部材５１０と第２の光学部材５２０との間の間隔は、０．５ｍｍであることが好ましい。また、第１のセグメント５１１のパターンと第２のセグメント５２１はＺ軸方向に対向して配置されていることが好ましい。

また、変形例２によれば、第１のセグメント５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃの各々は、光源１で生成された光Ｌ１を第１の画像光に変更するパターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａと、光Ｌ１を通過させる透過部５１２ｂ、５１３ｂ、５１４ｂとを有する。また、第２のセグメント５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄの各々は、透過部５１２ｂ、５１３ｂ、５１４ｂを通過した光Ｌ１を第２の画像光に変更するパターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａと、第１の画像光を通過させる透過部５２２ｂ、５２３ｂ、５２４ｂ、５２５ｂと遮光部５２２ｃ、５２３ｃ、５２４ｃ、５２５ｃとを有する。これにより、照明装置５００は、被照射面Ｗにおいて、第１の画像光の投射パターンと第２の画像光の投射パターンとを区別して照射することができる。なお、光強度均一化素子６がなくとも区別して照射することは可能である。また、光強度均一化素子６の代わりに均一な面光源を用いてもよいし、均一性が低下するが、光源１の直後に画像光形成部を配置してもよい。

〈変形例２の効果〉
第１のセグメント５１１と第２のセグメント５２１の各パターンを組み合わせることにより、状況に応じたパターン表示が可能となる。例えば、ビル内のモビリティと人が混在するエリアの天井から床面に投射するように照明装置５００を複数台設置し、モビリティ及び利用者の位置・行動計画情報に紐づけて、例えば、人を示すパターン５１２ａと移動方向を示すパターン５２２ａを表示することによって、モビリティが人の移動方向を把握し、一時停止あるいは、異なる方向へ移動することが可能となる。また、モビリティに「Ａ」又は「Ｂ」等の記号を付与することによって、パターン５１３ａが表示された際に、モビリティ「Ａ」に対する表示パターンであることが認識可能となる。さらに、モビリティと人がすれ違う際に、人を示すパターン５１２ａと移動方向を示すパターン５２２ａを表示することによって、人の誘導を行ってもよい。これにより、モビリティがスムーズにビル内を移動できると共に利用者がビル内を安全に移動することが可能となる。

モビリティ及び利用者の位置・行動情報に紐づけに関しては、サーバ上に登録された行動計画又は利用者の保有端末又はモビリティに内蔵された発信機等を受信して取得した位置情報を用いてもよい。

また、第２のセグメント５２１の各パターンは矢印である必要はなく、例えば、パターン５２４ａに示すように、一時停止を示すパターンでもよい。

このように、第１のセグメント５１１の各パターンと第２のセグメント５２１の各パターンに関連性を持たせることにより、効率よく複数パターン表示することが可能となる。

《実施の形態３》
図１４は、実施の形態３に係る照明装置６００の概略的な構成を示す図である。図１４において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。なお、投射光学部４ａの前段に関しては、実施の形態２の変形例１と同じ構成で記載しているが、図１２に示す変形例２の構成でも同様の効果が得られる。なお、光強度均一化素子６８の代わりに、均一な面光源を用いてもよく、均一性が低下するが光源を用いてもよい。実施の形態３に係る照明装置６００は、投射光学部４ａの形状が、実施の形態１及び実施の形態２のものと異なる。変形例１及び変形例２に対応した投射光学部４ａの形状となる。

〈投射光学部４ａ〉
図１５は、投射光学部４ａを通過する光線の振る舞いの一例を説明する概念図である。投射光学部４ａの形状及び、光線の倍率（Ｙ軸方向の出射位置と被照射面Ｗ上のＹ軸方向到達位置の関係）は、図１５に示されるものには限定されず、他の形状及び他の倍率であってもよい。なお、図１５においては、便宜上、画像光形成部２０４の前段の構成は省略している。第１の光学部材４１０の＋Ｚ軸方向を向く面にパターンが形成されており、第２の光学部材４２０の－Ｚ軸方向を向く面にパターンが形成されている例を示す。

〈光線Ｌ１ｃの振る舞い〉
第１の光学部材４１０の、光軸Ｃ１上から出射した光線Ｌ１ｃを実線で示す。光線Ｌ１ｃは、第１の光学部材４１０を出射後、第２の光学部材４２０を通過し、投射光学部４ａで屈折して、被照射面Ｗの、光軸Ｃ１上の位置Ｆｃ１に結像する。従って、第１の光学部材４１０のパターン４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａは、被照射面Ｗ上で結像する。図１３（Ａ）の場合、第１の光学部材５１０のパターン５１２ａ、５１３ａ、５１４ａが、被照射面Ｗ上で結像する。

〈光線Ｌ１ｏの振る舞い〉
図１５において、第１の光学部材４１０の、光軸Ｃ１から－Ｙ軸方向に離れた位置から出射した光線Ｌ１ｏを二点鎖線で示す。光線Ｌ１ｏは、第１の光学部材４１０を出射後、第２の光学部材４２０を通過し、投射光学部４ａで屈折して、光軸Ｃ１より＋Ｙ軸方向、かつ被照射面Ｗの－Ｚ軸方向の位置Ｆｏ１に結像し、被照射面Ｗでは結像せず、被照射面Ｗ上で投射パターンがボケる。なお、図示していないが、第１の光学部材４１０の、光軸Ｃ１から＋Ｙ軸方向に離れた位置から出射した光線に関しては、光軸Ｃ１より－Ｙ軸方向、かつ被照射面Ｗの－Ｚ軸方向の位置に結像し、被照射面Ｗでは結像せず、被照射面Ｗ上で投射パターンがボケる。

〈光線Ｌ２ｃの振る舞い〉
第２の光学部材４２０の、光軸Ｃ１上から出射した光線Ｌ２ｃを破線で示す。光線Ｌ２ｃは、第２の光学部材４２０を出射後、投射光学部４ａで屈折して、被照射面Ｗの、光軸Ｃ１上の＋Ｚ軸方向の位置Ｆｃ２に結像し、被照射面Ｗでは結像せず、被照射面Ｗで投射パターンがボケる。

〈光線Ｌ２ｏの振る舞い〉
第２の光学部材４２０の、光軸Ｃ１から＋Ｙ軸方向に離れた位置から出射した光線Ｌ２ｏを点線で示す。光線Ｌ２ｏは、第２の光学部材４２０を出射後、投射光学部４ａで屈折して、光軸Ｃ１より－Ｙ軸方向、かつ被照射面Ｗの位置Ｆｏ２に結像する。なお、図示していないが、第２の光学部材４２０の、光軸Ｃ１から－Ｙ軸方向に離れた位置から出射した光線は、第２の光学部材４２０を出射後、投射光学部４ａで屈折して、光軸Ｃ１より＋Ｙ軸方向、かつ被照射面Ｗ上に結像する。従って第２の光学部材４２０のパターン４２２ａ、４２３ａ、４２４ａ、４２５ａ、４２６ａは、光軸Ｃ１から離れた位置の被照射面Ｗ上で結像する。図１３（Ｂ）の場合、第２の光学部材５２０のパターン５２２ａ、５２３ａ、５２４ａ、５２５ａが、光軸Ｃ１より＋Ｙ軸方向、かつ被照射面Ｗ上に結像する。

以上のように、第１の光学部材４１０、５１０のパターンを光軸Ｃ１上に形成することにより、投射光学部４ａは、パターンを被照射面Ｗに結像させることが可能となる。ただし、第２の光学部材４２０、５２０の、光軸Ｃ１上に形成されたパターンは被照射面Ｗ上では結像せず、被照射面Ｗより＋Ｚ軸方向の位置で結像する。また、第２の光学部材４２０、５２０のパターンを光軸Ｃ１から離れた位置に形成することにより、投射光学部４ａは、パターンを被照射面Ｗに結像させることが可能となる。ただし、第１の光学部材４１０、５１０の、光軸Ｃ１から離れた位置に形成されたパターンは、被照射面Ｗ上では結像せず、被照射面Ｗより－Ｚ軸方向の位置で結像する。

このように、光源１側に位置する光軸Ｃ１上のパターンを被照射面Ｗに結像し、投射光学部４ａ側に位置する光軸Ｃ１から離れた位置のパターンを被照射面Ｗに結像することにより、区別して照射した第１の画像光の投射パターンと第２の画像光の投射パターンを被照射面Ｗ上で結像させることが可能となる。

投射光学部４ａの結像性能は、光軸Ｃ１から同心円状に変化するため、第１の光学部材４１０、５１０のＺ軸位置における光軸Ｃ１から出射した光線の被照射面Ｗ上の結像性能高め、光線出射位置が光軸Ｃ１から同心円状に離れるにしたがって被照射面Ｗより－Ｚ軸方向の位置で結像するように投射光学部４ａの形状を工夫することにより、第２の光学部材４２０、５２０のＺ軸位置における光軸Ｃ１から離れた位置から出射した光線を被照射面Ｗ上で結像させることが可能となる。なお、第１の光学部材４１０、５１０のパターン及び第２の光学部材４２０、５２０のパターンが被照射面Ｗ上で認識できればよく、結像性能が高くなくとも良い。したがって、第１の光学部材４１０、５１０のＺ軸位置における光軸Ｃ１から出射した光線の被照射面Ｗ上の結像性能及び第２の光学部材４２０、５２０のＺ軸位置における光軸Ｃ１から離れた位置から出射した光線被照射面Ｗ上の結像性能は適宜設定すればよい。

《実施の形態４》
図１６は、実施の形態４に係る照明装置３００の概略的な構成を示す図である。図１６において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態４に係る照明装置３００は、投射パターンＳにぼかしを生じさせる光学素子７を更に備える点、第１の光学部材３１０の構成及び第２の光学部材３２０の構成の点で、実施の形態１又は２に係る照明装置１００、２００と相違する。これ以外の点については、実施の形態４に係る照明装置３００は、実施の形態１又は２に係る照明装置１００、２００と同じである。

図１６は、実施の形態４に係る照明装置３００を＋Ｘ軸方向に見た図である。図１６に示されるように、照明装置３００は、光源１と、画像光形成部３０３と、投射光学部４と、光学素子７とを備える。

画像光形成部３０３は、回転可能に支持された第１の光学部材３１０及び第２の光学部材３２０を有する。

光学素子７は、入射する光の発散角を大きくする光学部材である。図１６に示す例では、光学素子７は、第２の光学部材３２０の投射光学部４側（すなわち、＋Ｚ軸側）の面３２０ａの一部に固定されている。具体的には、光学素子７の入射面７ａが、後述する図１７（Ｂ）に示される第２のセグメント３２１ｃのパターン３２２ｃに固定（例えば、接合）されている。投射光学部４は、光学素子７の出射面７ｂより被照射面Ｗ側に配置されている。投射光学部４は、図１６に示される例のように、光学素子７の出射面７ｂから離れた位置に配置されていてもよく、光学素子７の出射面７ｂと近接して配置されていてもよい。

図１７（Ａ）は、図１６に示される第１の光学部材３１０を＋Ｚ軸方向に見た図である。図１７（Ａ）に示されるように、第１の光学部材３１０は、ＲＺ方向に４分割された４個の第１のセグメント３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄ（すなわち、第１の光学部材３１０を回転方向に３分割することで形成された３個の領域）を有する。第１の光学部材３１０は、４個の第１のセグメント３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄのうち選択された第１のセグメントを通過した光を画像光に変更する。ここで、選択された第１のセグメントは、光軸Ｃ１と重なるセグメントである。なお、以下の説明において、４個の第１のセグメント３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄを区別する必要がない場合には、４個の第１のセグメント３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄをまとめて、「第１のセグメント３１１」と呼ぶ。

第１のセグメント３１１の中心角αは、例えば、９０度である。これにより、第１の光学部材３１０がＲＺ方向に９０度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、周方向に隣接する第１のセグメント３１１の中心角αは互いに異なっていてもよい。

図１７（Ａ）に示す例では、第１のセグメント３１１ａは、赤色の波長の光を透過させる波長選択部であり、第１のセグメント３１１ｂは、緑色の波長の光を透過させる波長選択部である。また、第１のセグメント３１１ｃは、青色の波長を透過させる波長選択部であり、第１のセグメント３１１ｄは、全波長の光の透過させる波長選択部である。

図１７（Ｂ）は、図１６に示される第２の光学部材３２０を＋Ｚ軸方向に見た図である。図１７（Ｂ）に示されるように、第２の光学部材３２０は、ＲＺ方向に３分割された３個の第２のセグメント３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ（すなわち、第２の光学部材３２０を回転方向に３分割することで形成された３個の領域）を有する。第２の光学部材３２０は、３個の第２のセグメント３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃのうち選択された第２のセグメントを通過した光を通過させる。ここで、選択された第２のセグメントは、光軸Ｃ１と重なるセグメントである。なお、以下の説明において、３個の第２のセグメント３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃを区別する必要がない場合には、３個の第２のセグメント３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃをまとめて、「第２のセグメント３２１」と呼ぶ。

第２のセグメント３２１の中心角βは、例えば、１２０度である。これにより、第２の光学部材３２０がＲＺ方向に１２０度回転する毎に、形成される画像光が変化する。なお、周方向に隣接する第２のセグメント３２１の中心角βは互いに異なっていてもよい。

第２のセグメント３２１ａは、ドット模様が描かれたパターン３２２ａであり、第２のセグメント３２１ｂは、横縞模様が描かれたパターン３２２ｂである。また、第２のセグメント３２１ｃは、円形が描かれたパターン３２２ｃと、遮光領域３２２ｄとを有する。図１６に示される光学素子７は、第２のセグメント３２１ｃに配置されている。光学素子７は、第２の光学部材３２０のうちパターン３２２ｃと重なる位置に配置されている。

図１６に戻って、光学素子７の構成について説明する。光学素子７は、例えば、＋Ｚ軸方向に凸を向けるレンズである。光学素子７は、第２のセグメント３２１ｃのパターン３２２ｃを通過した光を拡げる機能を有する。これにより、照明装置３００は、ダウンライトのような小型の照明装置から照射される光の投射パターンＳを被照射面Ｗに照射することができる。仮に、照明装置３００に光学素子７が第２の光学部材３２０に接合されていない場合、投射光学部４の結像性能が維持されるため、照明装置３００は、円形の投射パターンＳのエッジをはっきりと被照射面Ｗに照射することができる。

上述した図１７（Ｂ）に示されるように、第２の光学部材３２０の第２のセグメント３２１ｃに光学素子７が接合されていることにより、画像光形成部３０３と被照射面Ｗとの結像関係が乱れるため、投射パターンＳにぼかしを形成することができ、且つ投射パターンＳのサイズを大きくすることができる。よって、実施の形態４に係る照明装置３００によれば、広範囲に光を照射することができる。このような広範囲な光の照射によって照明光としても利用できる。例えば、照明装置３００を、注意喚起等を目的とする誘導灯として用いる場合、光学素子７が接合されていない第２のセグメント３２１を選択して、文字又は図形などを含む投射パターンを被照射面Ｗに照射し、また、例えば、注意喚起が不必要な時には、光学素子７が接合されている第２のセグメント３２１ｃを選択して、ダウンライトなどのように一定の明るさの光を照射し、照明光として利用することができる。なお、光学素子７は、４個の第１のセグメント３１１のうちの少なくとも１つに配置されていてもよい。また、実施の形態４の画像光形成部３０３は、第１の光学部材２１０を有していなくても実現することができる。また、第２の光学部材３２０が、画像が描かれてない第２のセグメントを有する場合、光学素子７は、投射光学部４のＺ軸方向を向く面４ｂ、４ｃ（図１６参照）のいずれか一方の面に配置され、±Ｘ軸方向又は±Ｙ軸方向に可動可能であってもよい。このとき、光Ｌ１を拡げるために、光学素子７は、光軸Ｃ１上に可動可能としてもよい。

図１８（Ａ）は、実施の形態４に係る照明装置３００から＋Ｚ軸方向に進行する光線の光線軌跡の一例を示す概略図である。具体的には、図１８（Ａ）は、光学素子７が光軸Ｃ１上に位置していない場合に、照明装置３００から＋Ｚ軸方向に進行する光線の光線軌跡を示す図である。当該光線軌跡を説明するにあたって、図１８（Ａ）に示される照明装置３００では、図１６に示される投射光学部４が２枚の投射レンズ８、９で構成されている場合を例にして説明する。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）に示されるＡ部の拡大図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）、後述する図１９（Ａ）及び（Ｂ）では、説明の便宜上、第１の光学部材３１０及び光源１を図示していない。

図１８（Ａ）において、第２の光学部材３２０の＋Ｚ軸方向の面３２０ａから被照射面Ｗまでの距離をＥとしたとき、距離Ｅは、例えば、３０００ｍｍである。図１８（Ｂ）において、第２の光学部材３２０のうち光学素子７が接合されていない第２のセグメント３２１ａ、３２１ｂから出射される複数の光線束をＬａ、Ｌｂ、Ｌｃとしたとき、光線束Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃのそれぞれの発散角は、例えば、±２０度である。図１８（Ａ）に示されるように、光線束Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは、被照射面Ｗにおいて集光している。なお、図１８（Ａ）及び（Ｂ）において、照明装置３００は、投射光学部４として２枚の投射レンズ８、９を有しているが、投射光学部４は、２枚の投射レンズ８、９のうちの１枚の投射レンズを有していても実現することができ、３枚以上の投射レンズを有していても実現することができる。

また、図１８（Ｂ）に示されるように、第２の光学部材３２０から出射される光線束Ｌｂの主光線は、光軸Ｃ１と平行に（すなわち、＋Ｚ軸方向）に進行している。また、光線束Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの絞り位置、すなわち、光線束Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃのうちの主光線が交わる交点である集光点Ｐ１は、投射レンズ９より＋Ｚ軸側に位置している。ここで、主光線とは、光線束の中心を通る光線であり、光軸Ｃ１と平行に進行する光線である。

図１９（Ａ）は、実施の形態４に係る照明装置３００から＋Ｚ軸方向に進行する光線の光線軌跡の他の例を示す概略図である。具体的には、図１９（Ａ）は、光学素子７が光軸Ｃ１上に位置している場合に、照明装置３００から＋Ｚ軸方向に進行する光線の光線軌跡を示す図である。図１９（Ａ）において、第２の光学部材３２０の投射光学部４側の面３２０ａから被照射面Ｗまでの距離Ｅは、図１８（Ａ）と同様に、例えば、３０００ｍｍである。

図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）に示されるＢ部の拡大図である。図１９（Ａ）及び（Ｂ）において、第２の光学部材３２０のうち光学素子７が接合された第２のセグメント３２１ｃから出射される複数の光線束をＬｄ、Ｌｅ、Ｌｆとする。光線束Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆのそれぞれの発散角は、例えば、±２０度である。

図１９（Ａ）に示されるように、光線束Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆは、被照射面Ｗにおいて集光していない。これにより、第１の光学部材３１０の選択された第１のセグメント３１１及び第２のセグメント３２１ｃを通過した光の投射パターンＳにぼかしを生じさせることができる。

図１９（Ｂ）に示されるように、第２の光学部材３２０から出射される光線束Ｌｅの主光線は、光軸Ｃ１と平行に（すなわち、＋Ｚ軸方向）に進行している。また、光線束Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆの絞り位置、すなわち、光線束Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆのうちの主光線が交わる交点である集光点Ｐ２は、投射レンズ９より－Ｚ軸側であって投射レンズ８と投射レンズ９との間に位置している。言い換えれば、集光点Ｐ２は、図１８（Ｂ）に示される集光点Ｐ１より第１の光学部材３１０及び第２の光学部材３２０側に位置している。これにより、第２の光学部材３２０から出射される光線束Ｌｄ、Ｌｅ、ＬｆのＹ軸方向の拡がりは、図１８（Ｂ）に示される光線束Ｌａ、Ｌｂ、ＬｃのＹ軸方向の拡がりより大きくなる。

〈実施の形態４の効果〉
以上に説明した実施の形態４によれば、照明装置３００は、第２のセグメント３２１ｃに配置された光学素子７を更に備える。光源１で生成された光Ｌ１のうち、選択された第１のセグメント３１１及び第２のセグメント３２１を通過した光の光線束Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの集光点をＰ１、光Ｌ１のうち、選択された第１のセグメント３１１、第２のセグメント３２１及び光学素子７を通過した光の光線束Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆの集光点をＰ２としたとき、集光点Ｐ２は集光点Ｐ１より第２の光学部材３２０側に位置している。これにより、投射パターンＳにぼかしを形成することができ、且つ投射パターンＳのサイズを大きくすることができる。よって、実施の形態４に係る照明装置３００によれば、広範囲に光を照射することができる。

《実施の形態５》
図２０は、実施の形態５に係る照明装置４００の概略的な構成を示す図である。図２０において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態５に係る照明装置４００は、歯車機構４０５を更に備える点で、実施の形態１に係る照明装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態５に係る照明装置４００は、実施の形態１に係る照明装置１００と同じである。そのため、以下の説明では、図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照する。

図２０に示されるように、照明装置４００は、光源１と、１台のモータ２と、画像光形成部３と、投射光学部４と、歯車機構４０５とを備える。

図２１は、図２０に示される第１の光学部材１０、第２の光学部材２０及び歯車機構４０５を－Ｚ軸方向に見た図である。通常、歯車正面図では、歯車を歯先円と歯底円とピッチ円とを用いて図示するが、本図では簡略化のためピッチ円のみで表している（以下、図２３においても同様）。図２０及び図２１に示されるように、実施の形態５では、第１の光学部材１０と第２の光学部材２０とは同軸的に配置されている。ここで、「第１の光学部材１０と第２の光学部材２０とは同軸的に配置されている」とは、実施の形態１で述べた通り、第１の光学部材１０の回転中心軸及び第２の光学部材２０の回転中心軸が伸びる方向（すなわち、Ｚ軸方向）が一致し、且つそれぞれの回転中心軸のＸ－Ｙ平面上における位置が一致する状態で、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０が配置されることを意味する。言い換えれば、図２０及び図２１に示す例では、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０は、同一の回転中心軸（具体的には、回転軸５７）を中心に回転する。また、歯車機構４０５を通して伝達されるモータ２の回転駆動力によって回転する第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０の回転角度は、互いに異なる。なお、後述する図２２及び２３に示されるように、Ｚ軸方向に見たときに、第１の光学部材１０の回転中心軸と第２の光学部材２０の回転中心軸とは、互いに異なる位置に配置されていてもよい。

歯車機構４０５は、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０に異なる回転比の回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達部である。歯車機構４０５は、第１の歯車５１と、第２の歯車５２と、第３の歯車５３と、第４の歯車５４と、回転軸５６、５７とを有する。図２０に示す例では、第１の歯車５１、第２の歯車５２、第３の歯車５３及び第４の歯車５４は、例えば、外歯歯車である。

第１の歯車５１及び第３の歯車５３は、モータ２の回転駆動力を受けて回転軸５６を中心に回転する。モータ２で発生した回転駆動力は、モータ２のシャフトに連結された歯車５８を介して第１の歯車５１に伝えられる。

第１の歯車５１は、第２の歯車５２と噛み合っている。第１の歯車５１は、第２の歯車５２を駆動する。第１の歯車５１は、第２の歯車５２に回転力を伝えることで、第２の歯車５２を回転させる。

第２の歯車５２は、回転軸５７を中心に回転する。第２の歯車５２の軸は、回転軸５７である。第２の歯車５２の回転によって、第１の光学部材１０は回転軸５７を中心に回転する。第２の歯車５２は、例えば、第１の光学部材１０の光源１側の面（すなわち、－Ｚ軸方向を向く面）１０ｂに接合されている。ここで、第１の歯車５１の直径をＤ１、第２の歯車５２の直径をＤ２としたとき、直径Ｄ１と直径Ｄ２とは同じである。なお、歯車の直径とは、歯先円の直径である。また、歯車において、直径と歯数は相関関係があるため、実施の形態５では、第１の歯車５１の歯数と第２の歯車５２の歯数は同じである。

第３の歯車５３は、第１の歯車５１の回転角度と同じ回転角度で回転する。なお、回転軸５６は、第１の歯車５１の中心部と第３の歯車５３の中心部とそれぞれ接合していることが好ましい。

第３の歯車５３は、第４の歯車５４と噛み合っている。第３の歯車５３は、第４の歯車５４を駆動する。第３の歯車５３は、第４の歯車５４に回転力を伝えることで、第４の歯車５４を回転させる。

第４の歯車５４は、回転軸５７を中心に回転する。第４の歯車５４の回転によって、第２の光学部材２０は回転軸５７を中心に回転する。第４の歯車５４は、例えば、第２の光学部材２０の投射光学部４側の面（すなわち、＋Ｚ軸方向を向く面）２０ａに接合されている。なお、回転軸５７は、第２の歯車５２の中心部及び第４の歯車５４の中心部と隙間をあけて貫通している。

ここで、第３の歯車５３の直径をＤ３、第４の歯車５４の直径をＤ４としたとき、直径Ｄ３及び直径Ｄ４は、以下の式（３）を満たす。
Ｄ３：Ｄ４＝３：４ （３）
直径Ｄ３及び直径Ｄ４が式（３）を満たすことにより、第３の歯車５３が４回転するときに、第４の歯車５４を３回転させることができる。

第１の光学部材１０が１２０度回転（すなわち、１／３回転）した場合、第３の歯車５３も１２０度回転する。このとき、上述した式（３）の関係により、第４の歯車５４は９０度回転する。よって、当該第４の歯車５４が接合された第２の光学部材２０も９０度回転する。このように、実施の形態５では、第１の光学部材１０が第１のセグメント１１（図２（Ａ）参照）の中心角αに相当する１２０度回転する毎に、第２の光学部材２０は第２のセグメント２１（図２（Ｂ）参照）の中心角βに相当する９０度回転する。よって、１台のモータによって、第１の光学部材１０の回転角度と第２の光学部材２０の回転角度とを異ならせることができる。

また、直径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、以下の式（４）を満たす。
Ｄ１：Ｄ２：Ｄ３：Ｄ４＝７：７：６：８ （４）

直径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が式（４）を満たすことにより、第１の歯車５１と第３の歯車５３のそれぞれの回転中心を一致させることができ、且つ第２の歯車５２と第４の歯車５４のそれぞれの回転中心を一致させることができる。なお、直径Ｄ１と直径Ｄ２は異なっていてもよい。この場合、直径Ｄ３と直径Ｄ４との比率を適宜設定すればよい。また、実施の形態５では、第１の歯車５１及び第２の歯車５２のそれぞれの歯の大きさは等しく、第３の歯車５３及び第４の歯車５４のそれぞれの歯の大きさは等しいが、互いに異なっていてもよい。この場合、直径Ｄ１と直径Ｄ２との比率に応じて直径Ｄ３と直径Ｄ４との比率を適宜設定すればよい。

また、第１の光学部材１０の第１のセグメント１１の個数をＭ（Ｍは２以上の整数）個、第２の光学部材２０の第２のセグメント２１の個数をＮ（Ｎは２以上の整数）個とした場合、実施の形態５では、実施の形態１と同様に、ＮはＭより大きい。このとき、個数Ｍ、Ｎ及び直径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、以下の式（５）及び（６）を満たす。
（Ｄ２／Ｄ１）・（Ｄ３／Ｄ４）＝Ｍ／Ｎ （５）
Ｄ１＋Ｄ２＝Ｄ３＋Ｄ４ （６）

仮に、ＭがＮより大きい場合であっても、実施の形態５では、式（５）及び式（６）が満たされている。また、式（５）及び（６）は、第１の歯車５１及び第２の歯車５２のそれぞれの歯の大きさは等しく、第３の歯車５３及び第４の歯車５４のそれぞれの歯の大きさは等しいことを前提としている。歯車５１から５４のそれぞれの歯の大きさが互いに異なる場合には、式（５）が満たされていて、且つ直径Ｄ２の中心と直径Ｄ４の中心とが一致するように、直径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の大きさを適宜設定してもよい。

〈実施の形態５の効果〉
以上に説明した実施の形態５によれば、歯車機構４０５は、第１から第４の歯車５１、５２、５３、５４を有する。第１の歯車５１及び第３の歯車５３は、モータ２で発生した回転駆動力によって回転する。第２の歯車５２は、第１の歯車５１の回転を第１の光学部材１０に伝達して当該第１の光学部材１０を回転させる。第４の歯車５４は、第３の歯車５３の回転を第２の光学部材２０に伝達して当該第２の光学部材２０を回転させる。これにより、１台のモータ２によって、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０を回転させることができる。

また、実施の形態５によれば、第１の歯車５１の直径Ｄ１、第２の歯車５２の直径Ｄ２、第３の歯車５３の直径Ｄ３、第４の歯車５４の直径Ｄ４、第１のセグメント１１の個数Ｍ及び第２のセグメント２１の個数Ｎが、上述した式（５）を満たす。これにより、歯車機構４０５は、第１のセグメント１１の個数Ｍ及び第２のセグメント２１の個数Ｎに応じて、第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０のそれぞれの回転角度を変えることができる。具体的には、歯車機構４０５は、第１の光学部材１０を中心角α（図２（Ａ）参照）の分だけ回転させるときに、第２の光学部材２０を中心角β（図２（Ｂ）参照）の分だけ回転させることができる。

《実施の形態５の変形例》
図２２は、実施の形態５の変形例に係る照明装置４００Ａの概略的な構成を示す図である。図２２において、図２０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２０に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態５の変形例に係る照明装置４００Ａは、歯車機構４０５Ａの構成の相違によって、Ｘ－Ｙ平面上における第１の光学部材１０の回転中心軸Ｒａの位置及び第２の光学部材２０の回転中心軸Ｒｂの位置が互いに異なる点で、実施の形態５に係る照明装置４００と相違する。これ以外の点については、実施の形態５の変形例に係る照明装置４００Ａは、実施の形態５に係る照明装置４００と同じである。そのため、以下の説明では、図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照する。

図２２に示されるように、照明装置４００Ａは、光源１と、１台のモータ２と、画像光形成部３と、投射光学部４と、歯車機構４０５Ａとを備える。

実施の形態５の変形例では、Ｚ軸方向に見たときに、第１の光学部材１０の回転中心軸Ｒａと第２の光学部材２０の回転中心軸Ｒｂとは、互いに異なる位置に配置されている。また、歯車機構４０５Ａを通して伝達されるモータ２の回転駆動力によって回転する第１の光学部材１０及び第２の光学部材２０の回転角度は、互いに異なる。

歯車機構４０５Ａは、第１の歯車５１Ａと、第２の歯車５２Ａと、回転軸５６Ａとを有する。

第１の歯車５１Ａは、モータ２の回転駆動力を受けて、回転中心軸Ｒｂを中心に回転する。回転軸５６Ａは、第２の歯車５２Ａに接合している。第１の歯車５１Ａは、第２の光学部材２０に備えられた開口部に接合されている。第１の歯車５１Ａは、第２の光学部材２０に回転力を伝えることで、第２の光学部材２０を回転させる。第２の光学部材２０は、回転中心軸Ｒｂを中心に回転する。

第１の歯車５１Ａは、第２の歯車５２Ａと噛み合っている。第１の歯車５１Ａは、例えば、両歯歯車であり、第２の歯車５２Ａは、例えば、外歯歯車である。第１の歯車５１Ａは、第２の歯車５２Ａを駆動する。第１の歯車５１Ａは、第２の歯車５２Ａに回転力を伝えることで、第２の歯車５２Ａを回転させる。第２の歯車５２Ａは、第１の光学部材１０の投射光学部４側の面１０ａに接合されている。第２の歯車５２Ａの回転により、第１の光学部材１０は回転軸５６Ａを中心に回転する。

ここで、両歯歯車である第１の歯車５１Ａの内歯の直径をＤ１１、外歯歯車である第２の歯車５２Ａの直径をＤ１２としたとき、直径Ｄ１１及び直径Ｄ１２は、以下の式（７）を満たす。
Ｄ１１：Ｄ１２＝４：３ （７）
これにより、第１の歯車５１Ａが３回転した場合、第２の歯車５２Ａを４回転させることができる。

モータ２のシャフトが９０度回転、すなわち、第２の光学部材２０の第２のセグメント２１（図２（Ｂ）参照）の中心角βに相当する角度だけ回転した場合、第１の歯車５１Ａは９０度回転する。そのため、式（７）に示される関係によって、第２の歯車５２Ａは、１２０度回転する。よって、第２の歯車５２Ａが接合されている第１の光学部材１０も１２０度回転する。すなわち、実施の形態５の変形例では、第２の光学部材２０が第２のセグメント２１の中心角に相当する９０度回転する毎に、第１の光学部材１０は第１のセグメント１１（図２（Ａ）参照）の中心角αに相当する１２０度回転する。よって、１台のモータ２によって、第１の光学部材１０の回転角度と第２の光学部材２０の回転角度とを異ならせることができる。

図２３は、図２２に示される第１の光学部材１０、第２の光学部材２０及び歯車機構４０５Ａを－Ｚ軸方向に見た図である。図２３に示されるように、実施の形態５の変形例では、Ｚ軸方向に見たときに、第１の光学部材１０の回転中心軸Ｒａと第２の光学部材２０の回転中心軸Ｒｂとが異なる位置に配置され、且つ歯車機構４０５Ａが第１の歯車５１Ａ及び第２の歯車５２Ａを有していることにより、実施の形態５と比較して、歯車機構４０５Ａの部品点数を削減しつつ、第１の光学部材１０の回転角度と第２の光学部材２０の回転角度とを異ならせることができる。また、実施の形態５の変形例では、実施の形態５と比較して、照明装置４００Ａを小型化することができる。

実施の形態５の変形例では、上述した実施の形態１と同様に、第１のセグメント１１の数が３個、第２のセグメント２１の数が４個である場合を示したが、第１のセグメント１１の数と第２のセグメント２１の数は、これに限られない。ここで、第１のセグメント１１の数をＭ（Ｍは２以上の整数）個、第２のセグメント２１の数をＮ（Ｎは２以上の整数）個とする。ＮがＭより大きい場合、個数Ｍ、Ｎ及び直径Ｄ１１、Ｄ１２は以下の式（８）を満たしていればよい。
Ｄ１１：Ｄ１２＝Ｎ：Ｍ （８）
仮に、ＭがＮより大きい場合であっても、第１の歯車５１Ａが外歯歯車、第２の歯車５２Ａが両歯歯車であって、式（８）が満たされていれば、直径Ｄ１１、Ｄ１２の大きさは図２２に示される大きさに限られない。

〈実施の形態５の変形例の効果〉
以上に説明した実施の形態５の変形例によれば、歯車機構４０５Ａは、上述した図２０及び２１に示される歯車機構４０５より少ない部品点数によって、第１の光学部材１０の回転角度と第２の光学部材２０の回転角度とを異ならせることができる。よって、実施の形態５の変形例によれば、照明装置４００Ａを小型化することができる。

１ 光源、 ２ モータ、 ３、２０３、３０３ 画像光形成部、 ４、４ａ 投射光学部、 ５６、５６Ａ、５７ 回転軸、 ６、６８ 光強度均一化素子、 ７ 光学素子、 ７ａ 入射面、 ７ｂ 出射面、 ８、９ 投射レンズ、 １０、１０Ａ、２１０、３１０、４１０、５１０ 第１の光学部材、 １１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１１、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、３１１、３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄ、４１１、４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄ、５１１、５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ 第１のセグメント、 ２０、２０Ａ、２２０、３２０、４２０、５２０ 第２の光学部材、 ２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、２２１、２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ、３２１、３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、４２１、４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅ、５２１、５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄ 第２のセグメント、 ５１、５１Ａ 第１の歯車、 ５２、５２Ａ 第２の歯車、 ５３ 第３の歯車、 ５４ 第４の歯車、 １００、２００、２００ａ、３００、４００、４００Ａ、５００、６００ 照明装置、 ４０５、４０５Ａ 歯車機構、 Ｃ１ 光軸、 Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ１１、Ｄ１２ 直径、 Ｌ１ 光、 Ｐ１、Ｐ２ 集光点、 Ｒａ、Ｒｂ 回転中心軸、 Ｒ１ 第１の回転角度、 Ｒ２ 第２の回転角度、 Ｓ 投射パターン、 Ｗ 被照射面。

Claims (25)

1. 光源と、
   回転可能に支持され、回転方向にＭ（Ｍは２以上の整数）分割されたＭ個の第１のセグメントを有する第１の光学部材と、
   回転可能に支持され、回転方向にＮ（Ｎは２以上の整数）分割されたＮ個の第２のセグメントを有する第２の光学部材と
   を備え、
   前記Ｍと前記Ｎとは異なり、
   前記第１の光学部材は、前記第１のセグメントの個数に対応する第１の回転角度で回転し、
   前記第２の光学部材は、前記第２のセグメントの個数に対応する第２の回転角度で回転し、
   前記第１の光学部材の回転及び前記第２の光学部材の回転を連動させることで、前記Ｍ個の第１のセグメントのうちの前記光源で生成された光が通過する１つの第１のセグメントと前記Ｎ個の第２のセグメントのうちの前記１つの第１のセグメントを通過した光が通過する１つの第２のセグメントとが選択され、
   前記Ｍと前記Ｎとは、互いに素である、
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記Ｍ個の第１のセグメントの各々は、通過する前記光を画像光に変更する第１の画像光形成部を有し、
   前記第１の光学部材は、前記選択された第１のセグメントの前記第１の画像光形成部を前記光源で生成された光が通過する位置に、形成されており、
   前記Ｎ個の第２のセグメントの各々は、前記第１の画像光形成部を通過した光を通過する透過部と、第２の画像光形成部とを有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２の光学部材は、前記選択された第２のセグメントの前記第２の画像光形成部が前記透過部の外側に配置されるように、形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第１の光学部材及び前記第２の光学部材から出射した光を被照射面に結像する投射光学部をさらに備え、
   前記第１の光学部材と前記第２の光学部材は、前記光源の光軸の方向に離間して配置された
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記Ｍ個の第１のセグメントの各々は、通過する前記光を画像光に変更する第１の画像光形成部を有し、
   前記第１の光学部材は、前記選択された第１のセグメントの前記第１の画像光形成部の一辺が前記投射光学部の光軸上に配置されるように、形成されており、
   前記Ｎ個の第２のセグメントの各々は、前記第１の画像光形成部を通過した光を通過する透過部と、第２の画像光形成部とを有し、
   前記第２の光学部材は、前記選択された第２のセグメントの前記透過部の一辺が前記光軸上に配置されるように且つ前記選択された第２のセグメントの前記第２の画像光形成部が前記透過部の外側に配置されるように、形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 前記第１の回転角度をＲ１、前記第２の回転角度をＲ２としたとき、
   Ｒ１＝３６０度／Ｍ、及び、Ｒ２＝３６０度／Ｎ
   を満たす、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記第１の光学部材と前記第２の光学部材とに異なる回転比の回転駆動力を伝達する歯車機構を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記第１の光学部材と前記第２の光学部材とは、同軸的に配置されている、
   ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
9. 前記第１の光学部材の回転中心軸の軸方向に見たときに、前記第１の光学部材の回転中心軸と前記第２の光学部材の回転中心軸とは、互いに異なる位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
10. 前記歯車機構は、前記第１の光学部材に固定された外歯歯車と前記第２の光学部材に固定され前記外歯歯車に噛み合う両歯歯車、又は、前記第２の光学部材に固定された外歯歯車と前記第１の光学部材に固定され前記外歯歯車に噛み合う両歯歯車を有する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
11. 前記Ｍ個の第１のセグメントの各々は、通過する前記光を画像光に変更する画像光形成部を有し、
    前記Ｎ個の第２のセグメントの各々は、通過する前記光のうち予め決められた波長の光を通過させる波長選択部を有する、
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
12. 前記Ｍ個の第１のセグメントの各々は、通過する前記光のうち予め決められた波長の光を通過させる波長選択部を有し、
    前記Ｎ個の第２のセグメントの各々は、通過する前記光を画像光に変更する画像光形成部を有する、
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
13. 前記Ｍ個の第１のセグメントの各々は、
    前記光源で生成された前記光を第１の画像光に変更する第１の画像光形成部と、
    前記第１の画像光形成部に並んで配置され、前記光源で生成された前記光を通過させる第１の光通過部と
    を有し、
    前記Ｎ個の第２のセグメントの各々は、
    前記第１の光通過部を通過した前記光を第２の画像光に変更する第２の画像光形成部と、
    前記第１の画像光形成部から出射した前記第１の画像光を通過させる第２の光通過部と
    を有する、
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
14. 前記光源で生成された前記光は、前記選択された第１のセグメントの前記第１の画像光形成部と前記第１の光通過部との両方を通過し、前記選択された第２のセグメントの前記第２の画像光形成部と前記第２の光通過部との両方を通過する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
15. 前記光源で生成された前記光を入射して、入射した前記光の光線束の光強度を均一化し前記光線束を前記第１の光学部材に向ける光強度均一化素子を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
16. 前記Ｍ個の第１のセグメントの少なくとも１つ又は前記Ｎ個の第２のセグメントの少なくとも１つに配置され、入射する前記光の発散角を大きくする光学素子を更に備える、
    ことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
17. 前記Ｍ個の第１のセグメントの少なくとも１つ又は前記Ｎ個の第２のセグメントの少なくとも１つに配置され、入射する前記光の発散角を大きくする光学素子を更に備え、
    前記投射光学部は、前記光学素子の出射面から離れた位置に配置され、
    前記光源で生成された前記光のうち、前記選択された第１のセグメント、前記選択された第２のセグメント、前記光学素子及び前記投射光学部を通過した光の主光線が集光する集光点は、前記光源で生成された前記光のうち、前記選択された第１のセグメント、前記選択された第２のセグメント及び前記投射光学部を通過した光の主光線が集光する集光点より前記第２の光学部材側に配置されている、
    ことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
18. 前記第１の光学部材及び前記第２の光学部材に伝達される前記回転駆動力を発生させる回転駆動部を更に備える、
    ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
19. 前記回転駆動部は、１台のモータを有する、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の照明装置。
20. 前記歯車機構は、
    前記回転駆動力によって回転する第１の歯車と、
    前記第１の歯車の回転を前記第１の光学部材に伝達して前記第１の光学部材を回転させる第２の歯車と、
    前記第１の歯車の回転角度と同じ回転角度で回転する第３の歯車と、
    前記第３の歯車の回転を前記第２の光学部材に伝達して前記第２の光学部材を回転させる第４の歯車と
    を有する、
    ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
21. 前記第１の歯車の直径をＤ１、前記第２の歯車の直径をＤ２、前記第３の歯車の直径をＤ３、前記第４の歯車の直径をＤ４としたとき、
    （Ｄ１／Ｄ２）・（Ｄ３／Ｄ４）＝Ｍ／Ｎ
    である、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の照明装置。
22. 光源と、
    回転可能に支持され、回転方向にＭ（Ｍは２以上の整数）分割されたＭ個の第１のセグメントを有する第１の光学部材と、
    回転可能に支持され、回転方向にＮ（Ｎは２以上の整数）分割されたＮ個の第２のセグメントを有する第２の光学部材と
    を備え、
    前記Ｍ個の第１のセグメントの少なくとも１つは、前記光源から発せられた光を通過させて画像光に変更する第１の画像光形成部を有し、
    前記第１の光学部材は、前記Ｍ個の第１のセグメントから選択された第１のセグメントの前記第１の画像光形成部を前記光源で生成された光が通過する位置に、形成されており、
    前記Ｎ個の第２のセグメントの少なくとも１つは、前記第１の画像光形成部を通過した光を通過する透過部と、第２の画像光形成部とを有している
    ことを特徴とする照明装置。
23. 光源と、
    回転可能に支持され、回転方向にＭ（Ｍは２以上の整数）分割されたＭ個の第１のセグメントを有する第１の光学部材と、
    回転可能に支持され、回転方向にＮ（Ｎは２以上の整数）分割されたＮ個の第２のセグメントを有する第２の光学部材と
    を備え、
    前記Ｍ個の第１のセグメントの少なくとも１つは、前記光源から発せられた光を通過させて画像光に変更する第１の画像光形成部を有し、
    前記第１の光学部材は、前記Ｍ個の第１のセグメントから選択された第１のセグメントの前記第１の画像光形成部の一辺が前記光源の光軸上に配置されるように、形成されており、
    前記Ｎ個の第２のセグメントの少なくとも１つは、前記第１の画像光形成部を通過した光を通過する透過部と、第２の画像光形成部とを有し、
    前記第２の光学部材は、前記Ｎ個の第２のセグメントから選択された第２のセグメントの前記透過部の一辺が前記光軸上に配置されるように且つ前記選択された第２のセグメントの前記第２の画像光形成部が前記透過部の外側に配置されるように、形成されている
    ことを特徴とする照明装置。
24. 前記第１の光学部材及び前記第２の光学部材から出射した光を被照射面に結像する投射光学部をさらに備え、
    前記第１の光学部材と前記第２の光学部材は、前記光軸の方向に離間して配置された
    ことを特徴とする請求項２３に記載の照明装置。
25. 光源と、
    前記光源から出射した光を透過する光学部材と、
    前記光学部材から出射した光を被照射面へ投射する投射光学部とを備え、
    前記光学部材は、回転可能に支持され、回転方向にＭ（Ｍは２以上の整数）分割されたＭ個のセグメントを有し、
    前記Ｍ個のセグメントの少なくとも１つに配置され、入射する前記光の発散角を大きくするレンズを更に備える、
    ことを特徴とする照明装置。

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