対象物を照らす照明装置
本発明は、対象物２を照明パターンと共に照明するための、特に装飾照明用の照明装置１に関する。当該装置は、第１の光線４を生成するための第１の照明デバイス３と、回折光学エレメント６を有する光媒体５と、を有し、回折光学エレメント６が第１の照明パターン１１を生成するよう適応され、第１の照明パターン１１を対象物２上に生成するための回折光学エレメント６へと第１の光線４が導かれるよう、第１の照明デバイス３及び光媒体５が配置されている。回折光学エレメントがサブミクロンの造作をもつよう同エレメントが光媒体上に書き込まれることができ、これによって、対象物を照明するためにLC-SLM又はLCoSを使用するのと比較して、対象物上の照明の空間分解能を増すことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を照明するための照明装置、照明方法、及び照明用コンピュータプログラムに関する。本発明は更に、光媒体に書き込む装置、光媒体に書き込む方法、及び光媒体書込み用コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな照明効果を作り出す照明装置がホテル及びレストランのようなサービスアプリケーション用に、家、病院、博物館での雰囲気生成用に、また小売店の照明用に使われている。レーザによって作り出された光が、対象物を照明するための照明パターンを作り出すための回折光学エレメント（DOE）へと導かれる。液晶空間光変調器（LC-SLM）などのピクセル化されたマイクロ・ディスプレイ或いはシリコン上の液晶（LCoS）を用いてコンピュータ・データをリアルタイムでディスプレイに供給することによって、複数のDOEの実装が可能である。これは、コンピュータ生成ホログラフィと呼ばれている技術である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
LC-SLMは通常約２０μm乃至４０μmの画素サイズを有し、LCoSは通常約４μm乃至１０μmの画素サイズを有する。これらの画素サイズでは、照明パターンの空間分解能は比較的低い。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、対象物を照明パターンと共に照明するための照明装置、照明方法、及び照明用コンピュータプログラムを提供することであり、これらによって高い空間分解能をもつ照明パターンを生成することが可能になる。本発明の更なる目的は、光媒体書込み装置、光媒体書込み方法、及び光媒体書込み用コンピュータプログラムを提供することであり、これらが光媒体を作り出し、同媒体が高い空間分解能を有する照明パターンを生成するために使われることができる。
【０００５】
本発明の第１の態様において、対象物を照明パターンで照らす照明装置が提示され、当該照明装置は、
第１の光線を生成するための第１の照明デバイスと、
回折光学エレメントを有する光媒体と、を有し、
回折光学エレメントは第１の照明パターンを生成するよう適応され、対象物に第１の照明パターンを生成するために、第１の照明デバイス及び光媒体は、第１の光線が前記回折光学エレメントへと向かわされるよう配置される。
【０００６】
回折光学エレメントがサブミクロンの造作を有するよう、同エレメントが光媒体上に書き込まれることができる。この結果、LC-SLM又はLCoSを使用する代わりに回折光学エレメントを有する光媒体を使用することによって、回折光学エレメントの造作のサイズが減じられることが可能である。これは高い空間分解能をもつ照明パターンに至る。これゆえ本照明装置によって、対象物を高い空間分解能をもつ照明パターンと共に照明することが可能になる。
【０００７】
照明装置は、特に家庭での装飾照明のために使用されるよう、好ましくは適応される。
【０００８】
対象物とは、例えば建物の内壁又は外壁、スクリーン、広告目的で照明されねばならない商品、等々である。特に、対象物は例えば店のディスプレイであり、顧客を引きつけるために、及び販売用の商品を強調するために照明されることがある。対象物は、所望する雰囲気を作るためのホテル又はレストランの壁のこともある。対象物は、病院の待合室、診察室、又は手術室の天井若しくは壁のこともある。
【０００９】
第１の照明デバイスは、好ましくはレーザ光線を生成するためのレーザを有する。
【００１０】
好ましくは照明装置は、回折光学エレメントに入射する前に第１の光線を拡大するための拡大ユニットを有する。第１の光線が回折光学エレメントを有する光媒体の一部のみに入射するよう、第１の照明デバイス及び光媒体が好ましくは適応される。
【００１１】
光媒体とは、好ましくは光ディスクである。当該光ディスクは、特に書込み目的のために回転軸の周りに回転可能であるよう適応される。光ディスクは、CD、DVD、又は、HD DVD、ブルーレイ・ディスク、等々のようなCD状の別の記憶媒体である。
【００１２】
回折光学エレメントはミクロン以下のパターンを有することが好ましく、赤色光に対する最大回折角が１０度よりも大きいよう、更には２０度よりも大きいよう、第１の照明デバイス及び光媒体が適応される。斯様な回折光学エレメントは、小さくコンパクトな照明装置を得ることを可能にする。
【００１３】
第１の照明パターンを対象物上に生成するために第１の光線が回折光学エレメントにより反射され、反射された第１の光線が対象物へと導かれることができるよう、第１の照明デバイス及び光媒体が構成されることができる。したがって、照明装置が反射モードで動作するよう適応されることができる。
【００１４】
第１の照明パターンを対象物上に生成するために第１の光線が回折光学エレメントを横断し、回折光学エレメントを横断した後の光が当該対象物へと導かれることができるよう、第１の照明デバイス及び光媒体が適応されることもできる。このように、照明装置が透過モードで動作するよう適応されることができる。
【００１５】
照明装置が、予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るするための回折光学エレメント演算機を有することが更に好ましく、第１の照明デバイスが、回折光学エレメントを光媒体に書くよう適応される。特にこの場合、回折光学エレメントが実際に予め規定された、即ち実際に所望される第１の照明パターンへと調節されることができるよう、光媒体は再書込みが可能である。
【００１６】
回折光学エレメント演算機は例えばパーソナル・コンピュータであり、回折光学エレメントとしてコンピュータ生成ホログラム（CGH）を生成するよう適応されることができる。回折光学エレメントを算出するための回折光学エレメント演算機は、予め規定された第１の照明パターンをフーリエ変換するよう適応されることができる。
【００１７】
第１の照明デバイスは二つの光源、特に二つのレーザを有することができ、第１の照明パターンを生成するために、レーザの一つは回折光学エレメントを光媒体上に書き込むためであり、別の一つは光媒体を照らすためである。しかしながら、回折光学エレメントを書き込み、第１の照明パターンを生成するために、第１の照明デバイスは同じ光源、特に同じレーザを使用するよう適応されることもできる。
【００１８】
既に上で記載したように光媒体は好ましくはCD又はDVDであり、回折光学エレメントを備えた光媒体を作り出すために既存のCD/DVDの書込み技術が好ましくは用いられる。光媒体は好ましくは相変化材料の層を有し、回折光学エレメントを書き込むために、書き込みの間、集束された書込み用のレーザ光線が相変化材料の相を変化させる。
【００１９】
回折光学エレメント演算機は、算出された回折光学エレメントを光の強度の螺旋状のシーケンスへと変換するよう適応されており、第１の照明デバイスがこの螺旋シーケンスに従って光媒体に書き込んだ場合、結果として算出した回折光学エレメントを生じる。ここで回折光学エレメントを光媒体上へ書き込むために、螺旋シーケンスに従って螺旋トラックに沿って光媒体を照らすよう第１の照明デバイスが適応される。これは、回折光学エレメントを有する光媒体を作り出すために、既存のCD/DVDの書込み技術を単純な態様にて用いることを可能にする。
【００２０】
照明装置が更に、対象物を第２の照明パターンで照らすための第２の光線を生成する第２の照明デバイスを有することが好ましい。第２の照明デバイスは、好ましくは発光ダイオード（LED）を有する。第１の照明パターン及び第２の照明パターンが、完結した照明パターンを対象物上に生成するために、お互いを補足するよう適応されることができる。例えば第１の照明パターンが、例えば鮮明な線及び/又は鮮明な点を有する輪郭を生成するために、レーザを用いて生成されることができ、一方、第２の照明パターンが、上記の輪郭を埋める色を提供するために、LEDのような他の光源によって生成されることができる。
【００２１】
第１の照明パターン、第２の照明パターン、及び/又は補足された照明パターンは、「花」等のような対象物の画像を生成できる。
【００２２】
第２の照明デバイス及び光媒体は、第２の光線が回折光学エレメントに当たることなく対象物を照らすよう配置されるのが更に好ましい。これによって第２の光線の、回折光学エレメントにより誘起された不必要な回折効果を回避できる。
【００２３】
光媒体が、第１の光線に照らされるための回折光学エレメントを有する第１の部分と、第２の光線に照らされるための第２の部分とを有することが更に好ましい。第２の部分は、第２の光線が第２の部分のみを透過できるよう適応される。これによって、第２の光線が回折光学エレメントにより影響されることなく、対象物を照明する前に光媒体を透過するような光媒体及び第２の照明デバイスの配置が可能になる。特に、回折光学エレメントによる第２の光線の不必要な回折が回避されることができる。
【００２４】
第２の部分が第２の光線に照らされる場合、第２の照明パターンとして画像を対象物上に生成するための画像パターンを第２の部分が有することが更に好ましい。特に、第２の光線を用いて光媒体の第２の部分を照らすことによって、投影像が対象物に生成されることができる。画像パターンは好ましくは透明エリア、散乱エリア、及び/又は回析エリアを有する。
【００２５】
第２の光線が光媒体を横断した後に対象物上へ投影レンズによって結像され、投影レンズの受光角の外にある第２の光線の一部は対象物上に投影されることはないだろうが、しかし対象物の寸法によっては依然として対象物に到達することができ、これによって光の損失を回避する。この態様で、第２の光線の投影された部分と第２の光線の投影されなかった部分との間のコントラストが対象物上に生成されることができる。このコントラストは、光媒体を横断した後の第２の光線の発散の程度により決定されることができ、特に、光媒体中における第２の光線の散乱の程度により決定されることができ、また、映写レンズの受光角により決定されることができる。これは、所望する発散度及び所望する受光角を選択することによって、このコントラストが設定され得ることを意味する。
【００２６】
照明装置が、予め規定された第２の照明パターンに応じた画像パターンを作るための画像パターン演算機を有することが更に好ましく、第１の照明デバイスが画像パターンを光媒体に書くよう適応される。また、この場合、画像パターンが実際に所望する第２の照明パターンへと調節されることができるよう、光媒体は好ましくは再書込みが可能である。更に既存のCD/DVD書込み技術も、画像パターンを光媒体上に書き込むために用いられる。
【００２７】
第２の照明デバイスが種々異なる色をもつ複数の第２の光線を生成するよう適応されるのが更に好ましく、第２の照明パターンとして対象物の着色照明を生成するために、第２の光線が光媒体の第２の部分へと導かれる。一実施例において、第２の照明デバイスは赤色の第２の光線を発する赤色光源と、緑色の第２の光線を発する緑色光源と、青色の第２の光線を発する青色光源とを有し、対象物の着色照明を生成するために、赤色の第２の光線、緑色の第２の光線、及び青色の第２の光線が光媒体の第２の部分へと導かれる。
【００２８】
光媒体の第２の部分が種々異なる色をもつ複数の第２の光線に対応する複数の散乱パターンを有することが更に好まれ、照明装置は複数の第２の光線に対応する複数の投影レンズを更に有し、各々の投影レンズが、対応する第２の光線を、対応する散乱パターンを越えた後に、対象物に投影するよう適応される。第１の照明デバイスがレーザデバイスであり、第２の照明デバイスがLEDデバイスである場合、レーザ光により生成された第１の照明パターンは好ましくは鮮明な線及び/又は鮮明な点を有し、LED光により生成された第２の照明パターンは、対象物の表面に投影される低解像度のコントラストをもつ画像を提供できる。
【００２９】
所望する照明効果を対象物上に作り出すために、照明装置は照明パターンに影響を及ぼすための更なる光学素子、例えばレンズ及び反射器を有することができる。例えば、より大きな回折角が例えばレンズを用いて得られることが可能であるよう照明パターンが修正されることができる。さらに、鏡が、特に加工された鏡が、少なくとも照明パターンの一部を特定の方向へとリダイレクトするために用いられることができ、及び/又はパターン化された光学エレメントが、照明パターンを生成している特定の光線のみをリダイレクトするために用いられることができる。
【００３０】
本発明の更なる態様において、光媒体に書く装置が提示され、当該装置は、
予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るための回折光学エレメント演算機と、回折光学エレメントを光媒体に書くための照明デバイスと、を有し、回折光学エレメントは、回折光学エレメントが光線で照らされた場合、対象物を照らすための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう適応されている
。
【００３１】
本発明の更なる態様において、対象物を照明パターンで照らす照明方法が提示され、当該方法は、
第１の照明デバイスによって第１の光線を生成するステップと、
第１の照明パターンを生成するよう適応された回折光学エレメントを有する光媒体を提供するステップと、
第１の照明パターンを対象物に生成するための回折光学エレメントへと第１の光線を向かわせるステップと、を含む。
【００３２】
本発明の更なる態様において、光媒体に書き込む方法が提示され、当該方法は、
予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るステップと、照明デバイスによって回折光学エレメントを光媒体に書くステップと、を含み、回折光学エレメントが光線で照らされた場合、回折光学エレメント演算機によって、対象物を照らすための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう、回折光学エレメントが適応されている
。
【００３３】
本発明の更なる態様において、照明装置を制御するコンピュータ上で実行されたとき、請求項１に記載の照明装置に請求項１１に記載の照明方法の複数のステップを実行させるためのプログラムコードを有する、対象物を照明パターンで照らすための照明用コンピュータプログラムが提示される。
【００３４】
本発明の更なる態様において、光媒体に書く装置を制御するコンピュータ上で実行されたとき、請求項１０に記載の光媒体書込み装置に請求項１２に記載の光媒体書込み方法の複数のステップを実行させるためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラムが提示される。
【００３５】
請求項１に記載の照明装置、請求項１０に記載の光媒体書込み装置、請求項１１に記載の照明方法、請求項１２に記載の光媒体に書き込む方法、請求項１３に記載の照明用コンピュータプログラム、及び請求項１４に記載の光媒体書込み用コンピュータプログラムは、特に従属請求項において規定されているような、類似の実施例及び/又は同一の実施例を好ましくは有することを理解されたい。
【００３６】
本発明の好ましい実施例が、それぞれの独立請求項及び従属請求項の何らかの組合せの可能性もある点を理解されたい。
【００３７】
本発明のこれらの態様及び他の態様が、これ以降説明されている実施例から明らかになり、当該実施例を引用して解明されることであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】対象物を照明する照明装置の実施例を典型例として概観的に示す。
【図２】透過モードである第１の照明パターンにて対象物を照明するための構成を、典型例として概観的に示す。
【図３】書込み手順を例示している構成を典型例として概観的に示す。
【図４】扇状の回折光学エレメントを有する光媒体の実施例を概観的に示す。
【図５】四角形の回折光学エレメントを有する光媒体の実施例を概観的に示す。
【図６】光媒体への書き込み及び第１の照明パターンの生成を一つの可動ユニットにて行う典型例を概観的に例示する。
【図７】光媒体への書き込み及び第１の照明パターンの生成を二つの可動ユニットにて行う典型例を概観的に例示する。
【図８】第２の照明のパターンとしての投影像の生成を、典型例として概観的に例示する。
【図９】有色の照明パターンを生成するための構成を、典型例として概観的に示す。
【図１０】有色の照明パターンを生成するための別の構成を、典型例として概観的に示す。
【図１１】反射モードにて対象物を照明する照明装置の更なる実施例を、典型例として概観的に示す。
【図１２】反射モードにて対象物を第１の照明パターンと共に照明するための装置を、典型例として概観的に示す。
【図１３】光媒体の層構造を典型例として概観的に示す。
【図１４】商品ディスプレイにおける、ある照明パターンでの照明装置の使用例を示す。
【図１５】商品ディスプレイにおける、別の照明パターンでの照明装置の使用例を示す。
【図１６】生成された照明パターンのために透明な上面を有する製品展示台を典型例として概観的に示す。
【図１７】商品を載置できる棚板を典型例として概観的に示す。
【図１８】照明装置が内部に置かれている照明器具又はランプを例示する。
【図１９】対象物を照明するための照明方法の実施例を例示しているフロー図を典型例として示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、対象物２を照明パターンと共に照明する照明装置１を典型例として概観的に示す。照明装置１は、第１の光線４を生成するための第１の照明デバイス３と、回折光学エレメント６を有する光媒体５とを有し、回折光学エレメント６は第１の照明パターン１１を生成するよう適応されている。第１の光線４が第１の照明パターン１１を対象物２上に生成するための回折光学エレメント６へと導かれるよう、第１の照明デバイス３及び光媒体５が構成される。照明装置１は特に家庭用の装飾照明のために使われるよう適応されている。対象物２は例えば建物の内壁若しくは外壁、スクリーン、広告目的で照明されねばならない商品、等々であり、照明装置は、この対象物を装飾的に照明するよう適応されている。
【００４０】
第１の照明デバイス３は、第１の光線４であるレーザ光線を生成するためのレーザを有する。本実施例において光媒体はCDである。しかしながら他の実施例では、光媒体はCD状の別の記憶媒体、例えばDVD、HD DVD、ブルーレイ・ディスク、等々のような別の媒体のこともある。
【００４１】
回折光学エレメント６はサブミクロンのパターン、即ちサブミクロンの寸法の造作をもつパターンを有し、第１の照明デバイス３及び光媒体５は、最大回折角が５度よりも大きいよう、好ましくは１０度よりも大きく、更に好ましくは２０度よりも大きいよう適応される。本実施例では第１の照明デバイス３及び光媒体５は、第１の光線４が回折光学エレメント６を透過し、透過した第１の光線１７が第１の照明パターン１１を対象物２上に生成するために対象物２へと導かれることができるよう適応されている。このように照明装置１は、本実施例においては透過モードで動作するよう適応されている。図１は非常におおまかな概観図である。透過モードにある照明装置の幾つかのエレメントの考え得る構成のより詳細が、図２に示されている。
【００４２】
図２から見て取れるように、第１の光線４の発散性を用いることによって第１の光線４が好ましくは拡大され、リダイレクション・エレメント１９を用いて回折光学エレメント６上へ導かれる前にレンズ１８によって平行にされる。第１の照明デバイス３、レンズ１８、リダイレクション・エレメント１９、及び回折光学エレメント６を有する光媒体は、光媒体５の回折光学エレメント６を有する部分のみに拡大された第１の光線が当たるよう適応される。照明装置は、第１の光線が回折光学エレメント６上へと導かれるよう同光線を拡大するための拡大ユニットを有することもでき、また、この場合、光媒体５の回折光学エレメント６を有する部分のみに第１の光線が当たるよう、第１の光線が拡大される。
【００４３】
照明装置１は更に、所望する第１の照明パターンに応じた回折光学エレメント６を算出するための回折光学エレメント演算機７を有し、回折光学エレメント６を光媒体５上に書き込むよう第１の照明デバイス３が適応されている。特にこの場合、回折光学エレメント６が実際に所望する第１の照明パターンへと調節されることができるよう、光媒体５は好ましくは再書込みが可能である。コンピュータ生成ホログラムを回折光学エレメントとして生成するために、所望する第１の照明パターンをフーリエ変換するよう回折光学エレメント演算機７が適応される。コンピュータ生成ホログラムを光媒体５上に書き込むために、コンピュータ生成ホログラムのデータが第１の照明デバイス３へと送信される。
【００４４】
照明装置１は二つのモードで作動されることができる。一つは照明モードで、例えば図２に示される装置にて第１の照明パターンを生成するために、第１の照明デバイスは光媒体を照らす。もう一つは書込みモードで、第１の照明デバイスは回折光学エレメントを光媒体５上に書き込むことができる。照明装置１は、同照明装置１が照明モードで動作しなければならないか又は書き込みモードで動作しなければならないかどうかをユーザが指示できる入力ユニット２３を好ましくは有する。入力ユニットは例えば押しボタン、スライド式コントローラ、キーボード、等々である。入力ユニット２３は、照明装置１の種々異なるユニットを制御するための照明装置制御ユニット２０に接続している。
【００４５】
図３は、書き込みモードで用いられる装置を典型例として概観的に示す。第１の照明デバイス３は、光媒体５の相変化層８に焦束される第１の光線４を、レンズ２４、同２７を用いて生成する。他の実施例においては、第１の光線４を相変化層８上に焦束させるための他の集束手段も使うことができる。光媒体の相変化層８及び/又は反射層によって反射された光が、レンズ２６を介してフォトダイオード２５へとリダイレクション・エレメント２８を用いてリダイレクトされる。フォトダイオード２５は、フィードバック制御のために反射光の強度を測定する。算出されたコンピュータ生成ホログラムに従って書込みプロセスを制御するために、第１の照明デバイス３及びフォトダイオード２５が照明装置制御ユニット２０へと接続されている。照明装置１は、選択された動作モード、即ち書込みモード又は照明モードに応じて照明装置の構成を変更するために、再編成ユニットと可動ユニットとを好ましくは有する。
【００４６】
回折光学エレメント演算機７は、算出された回折光学エレメントを光の強度の螺旋シーケンスに変換するよう適応されており、この螺旋シーケンスに従って第１の照明デバイス３が光媒体５に書き込んだ場合、算出された回折光学エレメントを結果として生じる。回折光学エレメント６を有する光媒体５を作り出すために、既存のCD/DVD用の書込み技術を用いて光媒体５上へ回折光学エレメント６を書き込むための螺旋シーケンスに従って螺旋トラックに沿って光媒体５を照らすよう、照明装置が適応される。
【００４７】
光媒体は好ましくは相変化材料を有し、書き込みの間、第１の照明デバイスの集束された書込みレーザ光線が相変化材料のエリアを、これらのエリアの原子が液体状態で急速に動くことができるよう、融解温度を上回って選択的に加熱する。次に、十分に急速に冷やされた場合、ランダムな液体状態が「凍結」され、所謂アモルファス状態が得られる。材料のアモルファス転位が収縮し、レーザが書き込んだピットが残り、結果として光媒体の判別可能な表面が得られる。第１の照明デバイスの書込みレーザ光線又は別のレーザ光線が、少なくとも最小の結晶化時間よりも長い充分な時間の間、相変化材料を融解温度以下で且つ結晶化温度よりも高い温度まで加熱するために使われることができ、これによって回折光学エレメントを消去するために原子を通常の状態、即ち結晶状態に戻す。書き込みは、好ましくは集束レーザ光線の一回の通過で行われ、これは時には「直接重ね書き」と呼ばれ、このプロセスが一光媒体当たり数千回繰り返されることができる。相変化材料の屈折率の変化に基づいた相変化材料を使用することも可能である。さらに、光媒体が１回のみ書き込み可能であるよう適応されることもでき、この場合、情報が書き込まれる層（記録層）が好ましくは使用され、書込み用に使われるレーザ光の波長を同層が吸収できる。斯様な層を書込み用のレーザ光にて加熱すると、回折光学エレメントを生成するための隆起部及びピットが形成されることができる。また、他の周知のCD/DVD用の書込み技術を、回折光学エレメントを備えた光媒体を作成するために使うことができる。回折光学エレメントが書き込まれた光媒体の層は、レーザ光に対しては低い吸収性を有し、このレーザ光が、回折光学エレメントに実質的に影響することなく第１の照明パターンを生成するよう使用される。
【００４８】
光ディスクは所謂プリグルーブを含み、これが光ディスクに書き込む際に書込み用のトラックを追随するために使われる。このプリグルーブは、螺旋トラックを追随する本照明装置にても使用されることができる。しかしながら、また、これらのプリグルーブを有さない光媒体が使われることもできる。
【００４９】
光ディスクが反射モードで用いられる場合、光ディスクは好ましくは反射層を有し、また、光ディスクが透過モードで用いられる場合、光ディスクが反射層を有することはない。
【００５０】
図４は、湾曲した端部をもつエリア７０に書き込まれた回折光学エレメントを有する光媒体５の実施例を典型例として概観的に示す。図５は、回折光学エレメントが四角形の領域７１に書かれた光媒体５の実施例を典型例として概観的に示す。
【００５１】
照明装置は第１の照明パターンを生成する一方で、第１の光線が常に回折光学エレメントを横断するのを確実にするために、好ましくは光ディスクである光媒体を回転させぬよう適応される。しかしながら、動きのある第１の照明パターンを生成するために種々異なる回折光学エレメントを第１の光線が横断するのを可能にするために、照明装置は、第１の照明パターンを生成するために光媒体を照らす際に光媒体を回転させるよう適応されることもできる。
【００５２】
回折光学エレメント６を書き込むため、及び第１の照明パターンを生成するために、第１の照明デバイス３が同じ第１の光源を使用するよう適応されることができる。又は第１の照明デバイス３は二つ以上の光源、特に二つ以上のレーザを有することができ、少なくとも一つの第１の光源が回折光学エレメントを光媒体上に書き込むよう適応され、少なくとも一つの他の第１の光源が第１の照明パターンを生成するために光媒体を照らすよう適応される。これらの第１の光源のうちの少なくとも一つが回折光学エレメントを消去するよう適応されることもでき、及び/又は第１の照明デバイス３は、回折光学エレメントを消去するための少なくとも一つの更なる第１の光源を有することができる。
【００５３】
図６は、二つのレーザが用いられた場合、即ち回折光学エレメントを書き込むための第１のレーザと、第１の照明パターンを生成するための第２のレーザとが用いられた場合、光媒体の書込み及び第１の照明パターンの生成を典型例として概観的に例示する。図６では、ドット３２は回折光学エレメントを書き込むためのレーザによる照明を示し、ドット３３は第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光を示す。書込みの間、光媒体５は回転され、レーザ・ドット３２は螺旋トラックに沿って書き込むために半径方向に移動する。レーザ・ドット３２を半径方向に移動させるために可動ユニット３６が用いられることができ、同ユニットは半径方向のトラック３０に沿って移動可能である。第１の照明パターンを生成するために、光媒体５を回転させることによって、及び/又は可動ユニット３６を用いてレーザ・ドット３３を半径方向に移動させることによって、回折光学エレメントがレーザ・ドット３３の下にもたらされる。光媒体５が複数の回折光学エレメントを有する場合、第１の照明パターンである画像を対象物上に投影するための光学部品が備えられることができ、第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光が、第１の回折光学エレメントを照らすために使われることから第２の回折光学エレメントを照らすために使われることへと変更される場合、生成された第１の照明パターンの位置を一定に保つために、適切な投影レンズ装置が設けられることができる。一実施例においては、種々異なる回折光学エレメント間を切替えるために、第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光が変更されるのではなく、光媒体の方が移動する。この事例では、切替えが種々異なる回折光学エレメント間で実行される際、第１の照明パターンの位置は一定のままである。所望する回折光学エレメントがレーザ光によって照らされるよう光媒体を移動させるために、光媒体を回転させることもあり、又は光媒体をx-yステージ上に配置することもある。
【００５４】
図７は、光媒体に書き込むため、及び第１の照明パターンを生成するための別の装置を例示する。図７ではドット４１は、回折光学エレメントを書き込むために使用するレーザ・ドットを示し、ドット４２は、回折光学エレメントを照らすことによって第１の照明パターンを生成するために使用するレーザのドットを示す。可動ユニット４０、同３９は、レーザ・ドット４１、同４２を半径方向のトラック３７に沿って移動させるよう適応されている。螺旋トラックに沿って回折光学エレメントを書き込むために、光媒体５は好ましくは回転され、レーザ・ドット４１は半径方向トラック３７に沿って動かされる。第１の照明パターンを生成するために光媒体５を回転させることによって、及び/又は可動ユニット３９を用いてレーザ・ドット４２を半径方向に移動させることによって、書き込まれた回折光学エレメントがレーザ・ドット４２の下にもたらされる。第１の照明パターンを所望する対象物に投影するための更なる光学部品が備えられることが可能である。光媒体５が複数の回折光学エレメントを有し、第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光が第１の回折光学エレメントを照らすために使われることから第２の回折光学エレメントを照らすために使われることへと変更される場合、生成された第１の照明パターンの位置を一定に保つために、適切な投影レンズ装置が設けられることができる。一実施例では、第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光が、種々異なる回折光学エレメント間を切替える毎に変更されるのではなく、光媒体の方が移動する。この事例では、種々異なる回折光学エレメント間で切替えが実行される際、第１の照明パターンの位置は一定のままである。所望する回折光学エレメントがレーザ光によって照らされるよう光媒体を移動させるために、光媒体を回転させることができるか、又は光媒体をx-yステージ上に配置できる。
【００５５】
再び図１を参照すると、照明装置１は更に、対象物２を第２の照明パターン１２と共に照らすための第２の光線１０を生成する第２の照明デバイス９を有する。第２の照明デバイス９はLEDを有する。第１の照明パターン１１及び第２の照明パターン１２は、完結した照明パターンを対象物２上に生成するために、互いを補足するよう適応されることができる。例えば第１の照明パターン１１が、例えば鮮明な線及び鮮明な点を有する輪郭を生成するためのレーザを好ましくは有する第１の照明デバイスを用いて生成されることができ、LEDにより生成された第２の照明パターンは、当該輪郭を埋める色を提供できる。
【００５６】
第２の光線１０が回折光学エレメント６に当たることなく対象物２を照明するよう、第２の照明デバイス９及び光媒体５が配置されてもよい。これによって、回折光学エレメント６により誘起される、第２の光線１０の不必要な回折効果を回避できる。
【００５７】
光媒体５は、第１の光線４によって照らされるための回折光学エレメント６を有する第１の部分１３と、第２の光線１０によって照らされるための第２の部分１４とを有する。第２の部分１４は、第２の光線１０が第２の部分１４のみを透過できるよう適応される。当該第２の部分は空白部分のことがある。即ち回析構造又は散乱構造を有しない部分のことがある。これによって、対象物を照明する前に第２の光線が光媒体によって実質的に影響されることなく、光媒体を透過するような光媒体及び第２の照明デバイスの配置ができる。特に、第２の光線の、回折光学エレメントに起因する不必要な回折が回避されることができる。しかしながら本実施例においては、第２の部分１４は、当該第２の部分１４が第２の光線１０によって照らされた場合、画像を対象物２上に第２の照明パターン１２として生成するための画像パターン１５を有する。特に、第２の光線１０を用いて光媒体５の第２の部分１４を照らすことによって、投影像が対象物２上に生成されることができる。画像パターン１５は、当該画像パターン１５が第２の光線１０にて照らされた場合に第２の照明パターン１２を生成するための透明エリア、散乱エリア、及び/又は回折エリアを有する。
【００５８】
光媒体を横断し透過した第２の光線４３は、投影レンズ４４によって好ましくは結像される。説明を明瞭にするために、これは図１には示されず、図８で示されている。図８は、第２の照明パターンの生成を典型例として概観的に例示している。第２の光線１０は拡大レンズシステムのような拡大ユニットにより拡大されることができ、同光線１０は、画像パターン１５を有する光媒体の第２の部分へと導かれる。光は画像パターン１５により散乱され、及び/又は回析され、投影レンズ４４の受光角内にある回析光及び/又は散乱光の一部が、本実施例においては投影画像である第２の照明パターン１２を生成するための対象物上に投影される。投影レンズ４４の受光角の外にある散乱され及び/又は回析された第２の光線の一部が対象物上に投影されることはないであろう。しかし、対象物の寸法によっては対象物に依然として到達することができ、これによって光の損失を回避する。この態様で、第２の光線の投影された部分と第２の光線の投影されなかった部分との間のコントラストが対象物上に生成されることができる。このコントラストは、光媒体を横断した後の第２の光線の発散の程度により決定されることができ、特に光媒体における第２の光線の散乱の程度により決定されることができ、及び投影レンズ４４の受光角により決定されることができる。これは、所望する発散度と受光角とを選択することによって、このコントラストが設定され得ることを意味する。
【００５９】
照明装置１は更に、予め規定された第２の照明パターンに応じた画像パターンを算出するための画像パターン生成機１６を有し、第１の照明デバイス３が画像パターン１５を光媒体５上に書き込むよう適応される。これまでに既に記したように、画像パターン１５が実際に所望する、即ち予め規定された第２の照明パターン１２へと調節されることができるよう、光媒体５は再書込みが可能である。更に好ましくは、既存のCD/DVDの書込み技術も画像パターン１５を光媒体５上に書き込むために用いられる。
【００６０】
また、画像パターン１５を算出するために、対象物２上に生成される予め規定された第２の照明パターンが、好ましくはフーリエ変換される。
【００６１】
画像パターン１５を算出するため、またコンピュータ生成ホログラムとして回折光学エレメントを生成するために、周知の技術を使うことができる。これらの技術は、第１の照明パターン及び第２の照明パターンをそれぞれフーリエ変換することに基づいている。例えば、S. Tresterによる論文「Computer Simulated Holography及びComputer Generated Holograms」Journal of Physics, USA ６４、頁４７２乃至４７８（１９９６年４月）で開示された方法が、コンピュータ生成ホログラムを生成するために使われることができ、同論文が本願明細書に参照されて組込まれる。
【００６２】
図９に典型例として概観的に示されるように、一実施例において第２の照明デバイスが異なる色をもつ複数の第２の光線を生成するよう適応されることができる。図９では、第２の照明デバイス２０９は赤色の第２の光線２５０を発する赤色光源２４７と、緑色の第２の光線２５１を発する緑色光源２４８と、青色の第２の光線２５２を発する青色光源２４８とを有し、着色照明を対象物上に生成するために、赤色の第２の光線２５０、緑色の第２の光線２５１、及び青色の第２の光線２５２が光媒体２０５の第２の部分へと導かれる。
【００６３】
光媒体２０５の第２の部分は、異なる色をもつ複数の第２の光線２５０、同２５１、同２５２に対応する複数の散乱パターン２５３、同２５４、同２５５を有する。複数の第２の光線２５０、同２５１、同２５２に対応する複数の投影レンズ２４４、同２４５、同２４６が、対応する散乱パターン２５３、同２５４、同２５５を横断した後に、対応する第２の光線２５０、同２５１、同２５２を対象物２上に投影するよう適応されている。第２の光源２４７、同２４８、同２４９は好ましくはLEDであり、第１の照明デバイス３は、第１の光線２０４であるレーザ光線を好ましくは生成する。当該レーザ光は、第１の照明パターン２１１を生成するための回折光学エレメント２０６を照らす。第１の照明パターン２１１は本実施例では「花」を形成している鮮明な線を有し、第２の照明パターン２１２は低い空間分解能をもち、第１の照明パターンの鮮明な線により規定された輪郭を色で埋める。
【００６４】
図１を再び参照すると、照明装置１は、所望する第１の照明パターン及び/又は第２の照明パターンを入力するための入力ユニット６０を有する。照明パターン入力ユニット６０は、予めデザインされた照明パターンを例えばUSBスティック、インターネット接続、別のコンピュータ、データベース、等々から受信するための受信ユニットのことがある。照明パターン入力ユニット６０は、ユーザが第１の照明パターン及び/又は第２の照明パターンを、一群の予めデザインされた照明パターンから、例えばコンピュータ又はリモコンなどの別のユーザ・インターフェースを介して選択できるよう適応されることもできる。さらに照明パターン入力ユニット６０は、所望する第１の照明パターン及び/又は第２の照明パターンをユーザが設計できる電子書き込みボードなどのグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有することができる。
【００６５】
典型例として概観的に図１０に示されるように、更なる実施例において、第２の照明デバイス及び光媒体は、第２の照明デバイスが対象物と光媒体との間に位置するよう構成されることができる。図１０において、第２の照明デバイスは、異なる色をもつ第２の光線３４３を発する複数の第２の光源３４７、同３４８、同３４９を有する。第２の光源３４７は好ましくは赤色を発し、第２の光源３４８は好ましくは青色を発し、及び第２の光源３４９は好ましくは緑色を発する。第２の光源３４７、同３４８、同３４９は好ましくはLEDである。第２の光源３４７、同３４８、同３４９を有する第２の照明デバイスは、第２の光線３４３が回折光学エレメント３０６に当たらずに対象物を照らすよう、光媒体３０５と対象物との間に配置される。第１の照明デバイスは、第１の光線としてレーザ光を発するレーザである第１の光源３を有している。第１の照明パターン３１１を生成するために、当該レーザ光はレンズ３１８によって平行にされ、平行なレーザ光３０４が光媒体３０５の回折光学エレメント３０６上へと導かれる。第２の光源３４７、同３４８、同３４９を有する第２の照明デバイスが第２の照明パターン３１２を生成する。回析されたレーザ光３１７は、鮮明な線を有する輪郭を書き込み、当該輪郭は「花」のような対象物を描写している。第２の照明パターン３１２は輪郭を埋める色を提供する。第１の照明パターン３１１及び第２の照明パターン３１２は、これ故互いを補足して完全な画像を形成する。
【００６６】
図１０では、レーザ光は光媒体を横断するが、第２の光源は光媒体の前に配置される。即ち、レーザ光源及び第２の照明デバイスが光媒体の対向する側に配置され、これによって第２の光源により生成された光が光媒体を通り過ぎるのを回避する。しかしながら、対象物を照明するために、回折光学エレメントから反射された光が第１の照明パターンを生成するために使われるよう第１の照明デバイス及び光媒体が配置された場合、第２の照明デバイスによって作られた光が光媒体を通り過ぎることも回避されることができる。斯様な反射モードにおいては、第１の照明デバイス及び第２の照明デバイスが光媒体の同じ側に配置されることができ、第２の照明デバイスの光は対象物を直接照らし、一方で、第１の照明デバイスの光は光媒体へと導かれ、光媒体の回折光学エレメントにより反射された光が、対象物を照明するための第１の照明パターンを生成する。
【００６７】
以下では、反射モード、即ち回折光学エレメントにより反射され、反射された第１の光線によって第１の照明パターンが生成されるモードで作動される照明装置４０１の実施例が、図１１を参照して説明されることであろう。図１及び図１１において、同じユニット及び同じエレメントが、同じ参照符号によって示されている。第１の照明デバイス３により生成された第１の光線の光４は、リダイレクション・エレメント１１９を介して回折光学エレメント６へとリダイレクトされる。第１の光線が回折光学エレメント６により反射され、反射された第１の光線１１７は、第１の照明パターン１１を対象物２上に生成するために対象物２へと導かれる。第２の照明パターン１２の生成は、図１を参照して以前に説明された第２の照明パターンの生成と同様である。しかしながら、他の実施例においては、第１の光線に対する反射モードが、図９及び図１０を参照して上で説明されたタイプのような第２の照明パターンを生成する他のタイプと組み合わされることもできる。
【００６８】
反射モードで使われる照明装置の幾つかのエレメントの配置が、図１２において更に詳細に典型例として概観的に示されている。図１２から見て取れるように、第１の照明デバイス３により生成された第１の光線４がレンズ１１８によって平行にされ、リダイレクション・エレメント１１９によって反射性の回折光学エレメント６上へとリダイレクトされる。反射され回析された光線１１７は、リダイレクション・エレメント１１９を横断して第１の照明パターン１１を対象物２上に生成する。
【００６９】
照明装置が透過モードで使用されるよう適応されている場合、光媒体がアルミニウム層のような反射層を有することはない。しかしながら、照明装置が反射モードで使用されるよう適応されている場合、光媒体は反射層を有する。図１３は、光媒体５の横断面を典型例として概観的に示す。図１３から見て取れるように、光媒体５は、保護層８０、反射層８１、誘電層８２、記録層８３、更なる誘電層８４、及びポリカーボネートのディスク基板８５の順で、複数の層を含有している。また、プリグルーブ８６が図１３に示されている。照明装置が透過モードで使用される場合、光媒体５が反射層８１を有することはない。プリグルーブ８６はオプションである。即ち、光媒体がプリグルーブ８６を有さないこともある。
【００７０】
図１４乃至図１８は、本照明装置の好ましい使用例を示す。図１４は、商品ディスプレイ９０における照明装置の使用を典型例として概観的に示し、照明パターン９１が商品ディスプレイ９０の内部に生成される。図１４では照明パターン９１が示されており、これは同じ商品ディスプレイ９０を示している図１５に示される照明パターン９２とは異なる。これらの異なる照明パターン９１、同９２は、例えば照明パターンを生成するために使われる回折光学エレメントを交換することにより実現されることができる。図１６は、生成される照明パターン用に透明な上面９７を有する製品展示台９６を典型例として概観的に示す。照明装置は製品展示台９６の内部にあり、第１の照明パターンが透明表面９７の内側に生成される。図１７は、例えば商品を載置できる棚板９３を典型例として概観的に示す。照明装置が棚板９３の内部に配置され、図１７に示される上面９４は、棚板の内部で生成された照明パターンを棚板の外側で見ることができるよう透明である。照明装置は棚板９３の端にある部分９５に好ましくは配置される。図１８は、照明器具又はランプ９８を典型例として概観的に示し、この照明器具又はランプ９８の内部に照明装置が置かれている。また、この照明器具又はランプ９８は、生成された照明パターンが照明器具又はランプ９８を出射できるよう透明な表面９９を有する。
【００７１】
図１４乃至図１８を参照して、照明装置が、それぞれ商品ディスプレイ、棚板、製品展示台、及び照明器具又はランプ内の場所にあるものとして説明されたものの、照明装置がこれらの造作物を有するものとして考えられることもでき、第１の照明デバイス及び光媒体のような照明装置の更なるエレメントが、これらの造作物内に、即ち商品ディスプレイ内に、棚板内に、製品展示台の中に、及び照明器具又はランプ内にそれぞれ置かれることができる。
【００７２】
以下において、対象物を照明パターンと共に照明する照明方法が、図１９に示されるフロー図を参照して、典型例として説明されることであろう。
【００７３】
ステップ４０１において、予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントが算出される。回折光学エレメントが光線にて照らされた場合、対象物を照明するための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう回折光学エレメントが適応される。好ましくは回折光学エレメント演算機７は、コンピュータ生成ホログラムを回折光学エレメントとして算出し、予め規定された第１の照明パターンがフーリエ変換される。
【００７４】
ステップ４０２において、予め規定された第２の照明パターンに応じた画像パターンが算出され、画像パターンが第２の照明デバイスの第２の光線によって照らされたときに、第２の照明パターンが生成されるよう画像パターンが適応される。画像パターン演算機16が画像パターンを算出し、予め規定された第２の照明パターンがフーリエ変換される。
【００７５】
ステップ４０３において、算出された回折光学エレメント及び算出された画像パターンが、照明装置の第１の照明デバイスを用いて光媒体上に書き込まれる。書込み手順が完了した後、第１の照明デバイスの第１の光線が、第１の照明パターンを対象物上に生成するための回折光学エレメントへと導かれ、第２の照明デバイスの第２の光線が、第２の照明パターンを対象物上に生成するための画像パターンへと導かれる。
【００７６】
照明装置が第２の照明デバイスの第２の光線によって直接対象物を照明するよう適応されていて、第２の光線が光媒体を横断しないか、又は光媒体の空白部分を横断するのみである場合、ステップ４０２が省略されることができ、ステップ４０３においては回折光学エレメントのみが書き込まれ、ステップ４０４において、第２の照明デバイスの第２の光線が光媒体の画像パターンを横断することはない。
【００７７】
上に記した実施例では、光を光媒体へと導くことによって照明装置及び照明方法が光媒体に書き込んで照明パターンを生成できるものの、書込み機能及び照明機能が別の装置及び別の方法を通じて提供されることもできる。特に、対象物を照明パターンにて照明するための照明装置及び照明方法が提供されることができ、当該照明装置及び照明方法は、対象物を第１の照明パターン及び/又は第２の照明パターンにて照明する機能を提供するが、しかし光媒体に書き込むことは出来ない。斯様な照明装置は、例えば上述の回折光学エレメント演算機７、画像パターン生成機１６、照明パターン入力ユニット６０、及び入力ユニット２３を有することはない。そのうえ、対応する照明方法のステップ４０１乃至ステップ４０３が省略され、少なくとも回折光学エレメントを既に有している光媒体が、代わりに提供される。少なくとも回折光学エレメントを光媒体上に書き込む機能は備えるが、対象物を少なくとも第１の照明パターンで照明することが出来ない光媒体書込み装置が第２の照明デバイスを有することはない。これに対応する光媒体に書き込む方法は、第１の光線及びオプションで第２の光線を、対象物を照明するための第１の照明パターン及びオプションで第２の照明パターンを生成するための光媒体へと導くステップを含むことはない。即ち、斯様な方法がステップ４０４を含むことはない。
【００７８】
図１及び図１１を参照して上で説明された実施例において、照明装置は第１の照明デバイスと第２の照明デバイスとを有するものの、当該照明装置が第２の照明パターンを生成せずに、第１の照明パターンのみを生成するよう適応されることができる。即ち、一実施例において、照明装置が第２の照明デバイスと画像パターン生成機とを有することはない。
【００７９】
上で説明した実施例において、照明装置の光と光媒体書込み装置とに影響を及ぼす特定の光学エレメントが説明されたものの、照明装置及び/又は光媒体書込み装置は光に影響を及ぼす更なる光学エレメント、例えば、所望する照明効果を対象物上に生成するための更なるレンズ及び反射器を有することができる。
【００８０】
本照明装置が、ホテル及びレストランのようなサービスアプリケーション用に、家、病院、博物館での雰囲気作成用に、また、好ましくは相互作用のある小売店の照明用に使われている様々な照明効果を作り出すよう適応されることができる。特にこれらのアプリケーション用に、第１の照明デバイスの一つあるいは複数のレーザ光源を背景照明に重畳して用いることによって強い光のパターンを生じるよう、照明装置が適応されることができる。背景照明は、固定された場面や変化する場面のことがあるパターン及び画像を作り出すために、好ましくは一つあるいは複数のLEDを有する第２の照明デバイスによって生成できる。レーザ光源は極めて高いエネルギ密度を有し、回折光学エレメントを使用して可視パターン及び可視形状を作り出すのに非常に適している。一方でLEDは高い光出力を有し、背景照明用に使うことができる。
【００８１】
本照明装置がゴボ(Gobo)プロジェクタの一部であることもでき、家電又は玩具に使うことができる。同プロジェクタは、半透明の椅子、テーブル、収納戸棚、等々などの家具において使われることもできる。本照明装置が娯楽目的のために、例えばディスコで用いられるよう適応されることができる。
【００８２】
上で説明した実施例においては、光媒体は一つの回折光学エレメントのみ、及びオプションで一つの画像パターンも有しているものの、光媒体は、複数の回折光学エレメント及び/又は複数の画像パターンを有することもできる。
【００８３】
上で説明した実施例においては光媒体は光ディスクであるが、光媒体が別の形状を有することもできる。さらに上述の実施例において、書込み目的のため、及び第１の照明パターンを生成するための回折光学エレメントを光線中に配置するために光媒体が回転されるものの、光媒体がx-yステージ上に配置されることもできる。同ステージは、書込みの間、又は第１の照明パターンを生成する間に光媒体を要望通り動かすために、二次元平面内の直交する方向に移動可能である。光媒体が移動されるのではなく、第１の照明パターンを書き込むため、及び/又は生成するために使われる光の位置のみが、第１の照明パターンを生成する目的で光媒体上の種々異なるエリアに書込むため、及び/又は光媒体の種々異なる部分を照らすために変更されることも可能である。
【００８４】
開示された実施例に対する他のバリエーションが、図面、開示物、及び添付の請求項の学習から、請求された本発明を実施する際に当業者により理解されることができ且つ遂行されることができる。
【００８５】
請求項において、単語「有する」が他のエレメント又はステップを除外することはなく、不定冠詞「a」又は「an」が複数を除外することはない。
【００８６】
単一のユニット又は単一のデバイスが、請求項に詳述されている複数の項目の機能を実現してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項において再引用されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有効に使われることができないことを示してはいない。
【００８７】
一つあるいは複数のユニット若しくはデバイスにより実行される回折光学エレメントの算出及び画像パターンの算出のような演算が、他のいかなる数のユニット若しくはデバイスによっても実行されることができる。例えば、ステップ４０１及びステップ４０２が単一ユニットによって、又は他のいかなる数の異なるユニットによっても実行されることができる。照明方法に従う照明装置の演算及び/若しくは制御、並びに/又は光媒体書込み方法に従う光媒体書込み装置の制御が、コンピュータプログラムのプログラムコードとして、及び/又は専用のハードウェアにより実行されることができる。
【００８８】
コンピュータプログラムが、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に記憶/配布されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の通信システムなどを介して他の形態にて配布されてもよい。
【００８９】
請求項中のいかなる参照符号も、本発明の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【００９０】
本発明は、対象物を照明パターンと共に照明する、特に装飾照明用の照明装置に関する。本装置は、第１の光線を生成するための第１の照明デバイスと、回折光学エレメントを有する光媒体とを有する。当該回折光学エレメントは第１の照明パターンを生成するよう適応され、第１の照明デバイス及び光媒体は、第１の照明パターンを対象物上に生成するための回折光学エレメントへと第１の光線が導かれるよう配置される。回折光学エレメントがサブミクロンの造作をもつよう、当該回折光学エレメントが光媒体上に書き込まれることができ、これにより、対象物を照明するためにLC-SLM又はLCoSを使用するのと比較して、対象物上の照明の空間分解能を増すことができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を照明するための照明装置、照明方法、及び照明用コンピュータプログラムに関する。本発明は更に、光媒体に書き込む装置、光媒体に書き込む方法、及び光媒体書込み用コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな照明効果を作り出す照明装置がホテル及びレストランのようなサービスアプリケーション用に、家、病院、博物館での雰囲気生成用に、また小売店の照明用に使われている。レーザによって作り出された光が、対象物を照明するための照明パターンを作り出すための回折光学エレメント（DOE）へと導かれる。液晶空間光変調器（LC-SLM）などのピクセル化されたマイクロ・ディスプレイ或いはシリコン上の液晶（LCoS）を用いてコンピュータ・データをリアルタイムでディスプレイに供給することによって、複数のDOEの実装が可能である。これは、コンピュータ生成ホログラフィと呼ばれている技術である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
LC-SLMは通常約２０μm乃至４０μmの画素サイズを有し、LCoSは通常約４μm乃至１０μmの画素サイズを有する。これらの画素サイズでは、照明パターンの空間分解能は比較的低い。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、対象物を照明パターンと共に照明するための照明装置、照明方法、及び照明用コンピュータプログラムを提供することであり、これらによって高い空間分解能をもつ照明パターンを生成することが可能になる。本発明の更なる目的は、光媒体書込み装置、光媒体書込み方法、及び光媒体書込み用コンピュータプログラムを提供することであり、これらが光媒体を作り出し、同媒体が高い空間分解能を有する照明パターンを生成するために使われることができる。
【０００５】
本発明の第１の態様において、対象物を照明パターンで照らす照明装置が提示され、当該照明装置は、
第１の光線を生成するための第１の照明デバイスと、
回折光学エレメントを有する光媒体と、を有し、
回折光学エレメントは第１の照明パターンを生成するよう適応され、対象物に第１の照明パターンを生成するために、第１の照明デバイス及び光媒体は、第１の光線が前記回折光学エレメントへと向かわされるよう配置される。
【０００６】
回折光学エレメントがサブミクロンの造作を有するよう、同エレメントが光媒体上に書き込まれることができる。この結果、LC-SLM又はLCoSを使用する代わりに回折光学エレメントを有する光媒体を使用することによって、回折光学エレメントの造作のサイズが減じられることが可能である。これは高い空間分解能をもつ照明パターンに至る。これゆえ本照明装置によって、対象物を高い空間分解能をもつ照明パターンと共に照明することが可能になる。
【０００７】
照明装置は、特に家庭での装飾照明のために使用されるよう、好ましくは適応される。
【０００８】
対象物とは、例えば建物の内壁又は外壁、スクリーン、広告目的で照明されねばならない商品、等々である。特に、対象物は例えば店のディスプレイであり、顧客を引きつけるために、及び販売用の商品を強調するために照明されることがある。対象物は、所望する雰囲気を作るためのホテル又はレストランの壁のこともある。対象物は、病院の待合室、診察室、又は手術室の天井若しくは壁のこともある。
【０００９】
第１の照明デバイスは、好ましくはレーザ光線を生成するためのレーザを有する。
【００１０】
好ましくは照明装置は、回折光学エレメントに入射する前に第１の光線を拡大するための拡大ユニットを有する。第１の光線が回折光学エレメントを有する光媒体の一部のみに入射するよう、第１の照明デバイス及び光媒体が好ましくは適応される。
【００１１】
光媒体とは、好ましくは光ディスクである。当該光ディスクは、特に書込み目的のために回転軸の周りに回転可能であるよう適応される。光ディスクは、CD、DVD、又は、HD DVD、ブルーレイ・ディスク、等々のようなCD状の別の記憶媒体である。
【００１２】
回折光学エレメントはミクロン以下のパターンを有することが好ましく、赤色光に対する最大回折角が１０度よりも大きいよう、更には２０度よりも大きいよう、第１の照明デバイス及び光媒体が適応される。斯様な回折光学エレメントは、小さくコンパクトな照明装置を得ることを可能にする。
【００１３】
第１の照明パターンを対象物上に生成するために第１の光線が回折光学エレメントにより反射され、反射された第１の光線が対象物へと導かれることができるよう、第１の照明デバイス及び光媒体が構成されることができる。したがって、照明装置が反射モードで動作するよう適応されることができる。
【００１４】
第１の照明パターンを対象物上に生成するために第１の光線が回折光学エレメントを横断し、回折光学エレメントを横断した後の光が当該対象物へと導かれることができるよう、第１の照明デバイス及び光媒体が適応されることもできる。このように、照明装置が透過モードで動作するよう適応されることができる。
【００１５】
照明装置が、予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るするための回折光学エレメント演算機を有することが更に好ましく、第１の照明デバイスが、回折光学エレメントを光媒体に書くよう適応される。特にこの場合、回折光学エレメントが実際に予め規定された、即ち実際に所望される第１の照明パターンへと調節されることができるよう、光媒体は再書込みが可能である。
【００１６】
回折光学エレメント演算機は例えばパーソナル・コンピュータであり、回折光学エレメントとしてコンピュータ生成ホログラム（CGH）を生成するよう適応されることができる。回折光学エレメントを算出するための回折光学エレメント演算機は、予め規定された第１の照明パターンをフーリエ変換するよう適応されることができる。
【００１７】
第１の照明デバイスは二つの光源、特に二つのレーザを有することができ、第１の照明パターンを生成するために、レーザの一つは回折光学エレメントを光媒体上に書き込むためであり、別の一つは光媒体を照らすためである。しかしながら、回折光学エレメントを書き込み、第１の照明パターンを生成するために、第１の照明デバイスは同じ光源、特に同じレーザを使用するよう適応されることもできる。
【００１８】
既に上で記載したように光媒体は好ましくはCD又はDVDであり、回折光学エレメントを備えた光媒体を作り出すために既存のCD/DVDの書込み技術が好ましくは用いられる。光媒体は好ましくは相変化材料の層を有し、回折光学エレメントを書き込むために、書き込みの間、集束された書込み用のレーザ光線が相変化材料の相を変化させる。
【００１９】
回折光学エレメント演算機は、算出された回折光学エレメントを光の強度の螺旋状のシーケンスへと変換するよう適応されており、第１の照明デバイスがこの螺旋シーケンスに従って光媒体に書き込んだ場合、結果として算出した回折光学エレメントを生じる。ここで回折光学エレメントを光媒体上へ書き込むために、螺旋シーケンスに従って螺旋トラックに沿って光媒体を照らすよう第１の照明デバイスが適応される。これは、回折光学エレメントを有する光媒体を作り出すために、既存のCD/DVDの書込み技術を単純な態様にて用いることを可能にする。
【００２０】
照明装置が更に、対象物を第２の照明パターンで照らすための第２の光線を生成する第２の照明デバイスを有することが好ましい。第２の照明デバイスは、好ましくは発光ダイオード（LED）を有する。第１の照明パターン及び第２の照明パターンが、完結した照明パターンを対象物上に生成するために、お互いを補足するよう適応されることができる。例えば第１の照明パターンが、例えば鮮明な線及び/又は鮮明な点を有する輪郭を生成するために、レーザを用いて生成されることができ、一方、第２の照明パターンが、上記の輪郭を埋める色を提供するために、LEDのような他の光源によって生成されることができる。
【００２１】
第１の照明パターン、第２の照明パターン、及び/又は補足された照明パターンは、「花」等のような対象物の画像を生成できる。
【００２２】
第２の照明デバイス及び光媒体は、第２の光線が回折光学エレメントに当たることなく対象物を照らすよう配置されるのが更に好ましい。これによって第２の光線の、回折光学エレメントにより誘起された不必要な回折効果を回避できる。
【００２３】
光媒体が、第１の光線に照らされるための回折光学エレメントを有する第１の部分と、第２の光線に照らされるための第２の部分とを有することが更に好ましい。第２の部分は、第２の光線が第２の部分のみを透過できるよう適応される。これによって、第２の光線が回折光学エレメントにより影響されることなく、対象物を照明する前に光媒体を透過するような光媒体及び第２の照明デバイスの配置が可能になる。特に、回折光学エレメントによる第２の光線の不必要な回折が回避されることができる。
【００２４】
第２の部分が第２の光線に照らされる場合、第２の照明パターンとして画像を対象物上に生成するための画像パターンを第２の部分が有することが更に好ましい。特に、第２の光線を用いて光媒体の第２の部分を照らすことによって、投影像が対象物に生成されることができる。画像パターンは好ましくは透明エリア、散乱エリア、及び/又は回析エリアを有する。
【００２５】
第２の光線が光媒体を横断した後に対象物上へ投影レンズによって結像され、投影レンズの受光角の外にある第２の光線の一部は対象物上に投影されることはないだろうが、しかし対象物の寸法によっては依然として対象物に到達することができ、これによって光の損失を回避する。この態様で、第２の光線の投影された部分と第２の光線の投影されなかった部分との間のコントラストが対象物上に生成されることができる。このコントラストは、光媒体を横断した後の第２の光線の発散の程度により決定されることができ、特に、光媒体中における第２の光線の散乱の程度により決定されることができ、また、映写レンズの受光角により決定されることができる。これは、所望する発散度及び所望する受光角を選択することによって、このコントラストが設定され得ることを意味する。
【００２６】
照明装置が、予め規定された第２の照明パターンに応じた画像パターンを作るための画像パターン演算機を有することが更に好ましく、第１の照明デバイスが画像パターンを光媒体に書くよう適応される。また、この場合、画像パターンが実際に所望する第２の照明パターンへと調節されることができるよう、光媒体は好ましくは再書込みが可能である。更に既存のCD/DVD書込み技術も、画像パターンを光媒体上に書き込むために用いられる。
【００２７】
第２の照明デバイスが種々異なる色をもつ複数の第２の光線を生成するよう適応されるのが更に好ましく、第２の照明パターンとして対象物の着色照明を生成するために、第２の光線が光媒体の第２の部分へと導かれる。一実施例において、第２の照明デバイスは赤色の第２の光線を発する赤色光源と、緑色の第２の光線を発する緑色光源と、青色の第２の光線を発する青色光源とを有し、対象物の着色照明を生成するために、赤色の第２の光線、緑色の第２の光線、及び青色の第２の光線が光媒体の第２の部分へと導かれる。
【００２８】
光媒体の第２の部分が種々異なる色をもつ複数の第２の光線に対応する複数の散乱パターンを有することが更に好まれ、照明装置は複数の第２の光線に対応する複数の投影レンズを更に有し、各々の投影レンズが、対応する第２の光線を、対応する散乱パターンを越えた後に、対象物に投影するよう適応される。第１の照明デバイスがレーザデバイスであり、第２の照明デバイスがLEDデバイスである場合、レーザ光により生成された第１の照明パターンは好ましくは鮮明な線及び/又は鮮明な点を有し、LED光により生成された第２の照明パターンは、対象物の表面に投影される低解像度のコントラストをもつ画像を提供できる。
【００２９】
所望する照明効果を対象物上に作り出すために、照明装置は照明パターンに影響を及ぼすための更なる光学素子、例えばレンズ及び反射器を有することができる。例えば、より大きな回折角が例えばレンズを用いて得られることが可能であるよう照明パターンが修正されることができる。さらに、鏡が、特に加工された鏡が、少なくとも照明パターンの一部を特定の方向へとリダイレクトするために用いられることができ、及び/又はパターン化された光学エレメントが、照明パターンを生成している特定の光線のみをリダイレクトするために用いられることができる。
【００３０】
本発明の更なる態様において、光媒体に書く装置が提示され、当該装置は、
予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るための回折光学エレメント演算機と、回折光学エレメントを光媒体に書くための照明デバイスと、を有し、回折光学エレメントは、回折光学エレメントが光線で照らされた場合、対象物を照らすための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう適応されている
。
【００３１】
本発明の更なる態様において、対象物を照明パターンで照らす照明方法が提示され、当該方法は、
第１の照明デバイスによって第１の光線を生成するステップと、
第１の照明パターンを生成するよう適応された回折光学エレメントを有する光媒体を提供するステップと、
第１の照明パターンを対象物に生成するための回折光学エレメントへと第１の光線を向かわせるステップと、を含む。
【００３２】
本発明の更なる態様において、光媒体に書き込む方法が提示され、当該方法は、
予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るステップと、照明デバイスによって回折光学エレメントを光媒体に書くステップと、を含み、回折光学エレメントが光線で照らされた場合、回折光学エレメント演算機によって、対象物を照らすための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう、回折光学エレメントが適応されている
。
【００３３】
本発明の更なる態様において、照明装置を制御するコンピュータ上で実行されたとき、請求項１に記載の照明装置に請求項１１に記載の照明方法の複数のステップを実行させるためのプログラムコードを有する、対象物を照明パターンで照らすための照明用コンピュータプログラムが提示される。
【００３４】
本発明の更なる態様において、光媒体に書く装置を制御するコンピュータ上で実行されたとき、請求項１０に記載の光媒体書込み装置に請求項１２に記載の光媒体書込み方法の複数のステップを実行させるためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラムが提示される。
【００３５】
請求項１に記載の照明装置、請求項１０に記載の光媒体書込み装置、請求項１１に記載の照明方法、請求項１２に記載の光媒体に書き込む方法、請求項１３に記載の照明用コンピュータプログラム、及び請求項１４に記載の光媒体書込み用コンピュータプログラムは、特に従属請求項において規定されているような、類似の実施例及び/又は同一の実施例を好ましくは有することを理解されたい。
【００３６】
本発明の好ましい実施例が、それぞれの独立請求項及び従属請求項の何らかの組合せの可能性もある点を理解されたい。
【００３７】
本発明のこれらの態様及び他の態様が、これ以降説明されている実施例から明らかになり、当該実施例を引用して解明されることであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】対象物を照明する照明装置の実施例を典型例として概観的に示す。
【図２】透過モードである第１の照明パターンにて対象物を照明するための構成を、典型例として概観的に示す。
【図３】書込み手順を例示している構成を典型例として概観的に示す。
【図４】扇状の回折光学エレメントを有する光媒体の実施例を概観的に示す。
【図５】四角形の回折光学エレメントを有する光媒体の実施例を概観的に示す。
【図６】光媒体への書き込み及び第１の照明パターンの生成を一つの可動ユニットにて行う典型例を概観的に例示する。
【図７】光媒体への書き込み及び第１の照明パターンの生成を二つの可動ユニットにて行う典型例を概観的に例示する。
【図８】第２の照明のパターンとしての投影像の生成を、典型例として概観的に例示する。
【図９】有色の照明パターンを生成するための構成を、典型例として概観的に示す。
【図１０】有色の照明パターンを生成するための別の構成を、典型例として概観的に示す。
【図１１】反射モードにて対象物を照明する照明装置の更なる実施例を、典型例として概観的に示す。
【図１２】反射モードにて対象物を第１の照明パターンと共に照明するための装置を、典型例として概観的に示す。
【図１３】光媒体の層構造を典型例として概観的に示す。
【図１４】商品ディスプレイにおける、ある照明パターンでの照明装置の使用例を示す。
【図１５】商品ディスプレイにおける、別の照明パターンでの照明装置の使用例を示す。
【図１６】生成された照明パターンのために透明な上面を有する製品展示台を典型例として概観的に示す。
【図１７】商品を載置できる棚板を典型例として概観的に示す。
【図１８】照明装置が内部に置かれている照明器具又はランプを例示する。
【図１９】対象物を照明するための照明方法の実施例を例示しているフロー図を典型例として示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、対象物２を照明パターンと共に照明する照明装置１を典型例として概観的に示す。照明装置１は、第１の光線４を生成するための第１の照明デバイス３と、回折光学エレメント６を有する光媒体５とを有し、回折光学エレメント６は第１の照明パターン１１を生成するよう適応されている。第１の光線４が第１の照明パターン１１を対象物２上に生成するための回折光学エレメント６へと導かれるよう、第１の照明デバイス３及び光媒体５が構成される。照明装置１は特に家庭用の装飾照明のために使われるよう適応されている。対象物２は例えば建物の内壁若しくは外壁、スクリーン、広告目的で照明されねばならない商品、等々であり、照明装置は、この対象物を装飾的に照明するよう適応されている。
【００４０】
第１の照明デバイス３は、第１の光線４であるレーザ光線を生成するためのレーザを有する。本実施例において光媒体はCDである。しかしながら他の実施例では、光媒体はCD状の別の記憶媒体、例えばDVD、HD DVD、ブルーレイ・ディスク、等々のような別の媒体のこともある。
【００４１】
回折光学エレメント６はサブミクロンのパターン、即ちサブミクロンの寸法の造作をもつパターンを有し、第１の照明デバイス３及び光媒体５は、最大回折角が５度よりも大きいよう、好ましくは１０度よりも大きく、更に好ましくは２０度よりも大きいよう適応される。本実施例では第１の照明デバイス３及び光媒体５は、第１の光線４が回折光学エレメント６を透過し、透過した第１の光線１７が第１の照明パターン１１を対象物２上に生成するために対象物２へと導かれることができるよう適応されている。このように照明装置１は、本実施例においては透過モードで動作するよう適応されている。図１は非常におおまかな概観図である。透過モードにある照明装置の幾つかのエレメントの考え得る構成のより詳細が、図２に示されている。
【００４２】
図２から見て取れるように、第１の光線４の発散性を用いることによって第１の光線４が好ましくは拡大され、リダイレクション・エレメント１９を用いて回折光学エレメント６上へ導かれる前にレンズ１８によって平行にされる。第１の照明デバイス３、レンズ１８、リダイレクション・エレメント１９、及び回折光学エレメント６を有する光媒体は、光媒体５の回折光学エレメント６を有する部分のみに拡大された第１の光線が当たるよう適応される。照明装置は、第１の光線が回折光学エレメント６上へと導かれるよう同光線を拡大するための拡大ユニットを有することもでき、また、この場合、光媒体５の回折光学エレメント６を有する部分のみに第１の光線が当たるよう、第１の光線が拡大される。
【００４３】
照明装置１は更に、所望する第１の照明パターンに応じた回折光学エレメント６を算出するための回折光学エレメント演算機７を有し、回折光学エレメント６を光媒体５上に書き込むよう第１の照明デバイス３が適応されている。特にこの場合、回折光学エレメント６が実際に所望する第１の照明パターンへと調節されることができるよう、光媒体５は好ましくは再書込みが可能である。コンピュータ生成ホログラムを回折光学エレメントとして生成するために、所望する第１の照明パターンをフーリエ変換するよう回折光学エレメント演算機７が適応される。コンピュータ生成ホログラムを光媒体５上に書き込むために、コンピュータ生成ホログラムのデータが第１の照明デバイス３へと送信される。
【００４４】
照明装置１は二つのモードで作動されることができる。一つは照明モードで、例えば図２に示される装置にて第１の照明パターンを生成するために、第１の照明デバイスは光媒体を照らす。もう一つは書込みモードで、第１の照明デバイスは回折光学エレメントを光媒体５上に書き込むことができる。照明装置１は、同照明装置１が照明モードで動作しなければならないか又は書き込みモードで動作しなければならないかどうかをユーザが指示できる入力ユニット２３を好ましくは有する。入力ユニットは例えば押しボタン、スライド式コントローラ、キーボード、等々である。入力ユニット２３は、照明装置１の種々異なるユニットを制御するための照明装置制御ユニット２０に接続している。
【００４５】
図３は、書き込みモードで用いられる装置を典型例として概観的に示す。第１の照明デバイス３は、光媒体５の相変化層８に焦束される第１の光線４を、レンズ２４、同２７を用いて生成する。他の実施例においては、第１の光線４を相変化層８上に焦束させるための他の集束手段も使うことができる。光媒体の相変化層８及び/又は反射層によって反射された光が、レンズ２６を介してフォトダイオード２５へとリダイレクション・エレメント２８を用いてリダイレクトされる。フォトダイオード２５は、フィードバック制御のために反射光の強度を測定する。算出されたコンピュータ生成ホログラムに従って書込みプロセスを制御するために、第１の照明デバイス３及びフォトダイオード２５が照明装置制御ユニット２０へと接続されている。照明装置１は、選択された動作モード、即ち書込みモード又は照明モードに応じて照明装置の構成を変更するために、再編成ユニットと可動ユニットとを好ましくは有する。
【００４６】
回折光学エレメント演算機７は、算出された回折光学エレメントを光の強度の螺旋シーケンスに変換するよう適応されており、この螺旋シーケンスに従って第１の照明デバイス３が光媒体５に書き込んだ場合、算出された回折光学エレメントを結果として生じる。回折光学エレメント６を有する光媒体５を作り出すために、既存のCD/DVD用の書込み技術を用いて光媒体５上へ回折光学エレメント６を書き込むための螺旋シーケンスに従って螺旋トラックに沿って光媒体５を照らすよう、照明装置が適応される。
【００４７】
光媒体は好ましくは相変化材料を有し、書き込みの間、第１の照明デバイスの集束された書込みレーザ光線が相変化材料のエリアを、これらのエリアの原子が液体状態で急速に動くことができるよう、融解温度を上回って選択的に加熱する。次に、十分に急速に冷やされた場合、ランダムな液体状態が「凍結」され、所謂アモルファス状態が得られる。材料のアモルファス転位が収縮し、レーザが書き込んだピットが残り、結果として光媒体の判別可能な表面が得られる。第１の照明デバイスの書込みレーザ光線又は別のレーザ光線が、少なくとも最小の結晶化時間よりも長い充分な時間の間、相変化材料を融解温度以下で且つ結晶化温度よりも高い温度まで加熱するために使われることができ、これによって回折光学エレメントを消去するために原子を通常の状態、即ち結晶状態に戻す。書き込みは、好ましくは集束レーザ光線の一回の通過で行われ、これは時には「直接重ね書き」と呼ばれ、このプロセスが一光媒体当たり数千回繰り返されることができる。相変化材料の屈折率の変化に基づいた相変化材料を使用することも可能である。さらに、光媒体が１回のみ書き込み可能であるよう適応されることもでき、この場合、情報が書き込まれる層（記録層）が好ましくは使用され、書込み用に使われるレーザ光の波長を同層が吸収できる。斯様な層を書込み用のレーザ光にて加熱すると、回折光学エレメントを生成するための隆起部及びピットが形成されることができる。また、他の周知のCD/DVD用の書込み技術を、回折光学エレメントを備えた光媒体を作成するために使うことができる。回折光学エレメントが書き込まれた光媒体の層は、レーザ光に対しては低い吸収性を有し、このレーザ光が、回折光学エレメントに実質的に影響することなく第１の照明パターンを生成するよう使用される。
【００４８】
光ディスクは所謂プリグルーブを含み、これが光ディスクに書き込む際に書込み用のトラックを追随するために使われる。このプリグルーブは、螺旋トラックを追随する本照明装置にても使用されることができる。しかしながら、また、これらのプリグルーブを有さない光媒体が使われることもできる。
【００４９】
光ディスクが反射モードで用いられる場合、光ディスクは好ましくは反射層を有し、また、光ディスクが透過モードで用いられる場合、光ディスクが反射層を有することはない。
【００５０】
図４は、湾曲した端部をもつエリア７０に書き込まれた回折光学エレメントを有する光媒体５の実施例を典型例として概観的に示す。図５は、回折光学エレメントが四角形の領域７１に書かれた光媒体５の実施例を典型例として概観的に示す。
【００５１】
照明装置は第１の照明パターンを生成する一方で、第１の光線が常に回折光学エレメントを横断するのを確実にするために、好ましくは光ディスクである光媒体を回転させぬよう適応される。しかしながら、動きのある第１の照明パターンを生成するために種々異なる回折光学エレメントを第１の光線が横断するのを可能にするために、照明装置は、第１の照明パターンを生成するために光媒体を照らす際に光媒体を回転させるよう適応されることもできる。
【００５２】
回折光学エレメント６を書き込むため、及び第１の照明パターンを生成するために、第１の照明デバイス３が同じ第１の光源を使用するよう適応されることができる。又は第１の照明デバイス３は二つ以上の光源、特に二つ以上のレーザを有することができ、少なくとも一つの第１の光源が回折光学エレメントを光媒体上に書き込むよう適応され、少なくとも一つの他の第１の光源が第１の照明パターンを生成するために光媒体を照らすよう適応される。これらの第１の光源のうちの少なくとも一つが回折光学エレメントを消去するよう適応されることもでき、及び/又は第１の照明デバイス３は、回折光学エレメントを消去するための少なくとも一つの更なる第１の光源を有することができる。
【００５３】
図６は、二つのレーザが用いられた場合、即ち回折光学エレメントを書き込むための第１のレーザと、第１の照明パターンを生成するための第２のレーザとが用いられた場合、光媒体の書込み及び第１の照明パターンの生成を典型例として概観的に例示する。図６では、ドット３２は回折光学エレメントを書き込むためのレーザによる照明を示し、ドット３３は第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光を示す。書込みの間、光媒体５は回転され、レーザ・ドット３２は螺旋トラックに沿って書き込むために半径方向に移動する。レーザ・ドット３２を半径方向に移動させるために可動ユニット３６が用いられることができ、同ユニットは半径方向のトラック３０に沿って移動可能である。第１の照明パターンを生成するために、光媒体５を回転させることによって、及び/又は可動ユニット３６を用いてレーザ・ドット３３を半径方向に移動させることによって、回折光学エレメントがレーザ・ドット３３の下にもたらされる。光媒体５が複数の回折光学エレメントを有する場合、第１の照明パターンである画像を対象物上に投影するための光学部品が備えられることができ、第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光が、第１の回折光学エレメントを照らすために使われることから第２の回折光学エレメントを照らすために使われることへと変更される場合、生成された第１の照明パターンの位置を一定に保つために、適切な投影レンズ装置が設けられることができる。一実施例においては、種々異なる回折光学エレメント間を切替えるために、第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光が変更されるのではなく、光媒体の方が移動する。この事例では、切替えが種々異なる回折光学エレメント間で実行される際、第１の照明パターンの位置は一定のままである。所望する回折光学エレメントがレーザ光によって照らされるよう光媒体を移動させるために、光媒体を回転させることもあり、又は光媒体をx-yステージ上に配置することもある。
【００５４】
図７は、光媒体に書き込むため、及び第１の照明パターンを生成するための別の装置を例示する。図７ではドット４１は、回折光学エレメントを書き込むために使用するレーザ・ドットを示し、ドット４２は、回折光学エレメントを照らすことによって第１の照明パターンを生成するために使用するレーザのドットを示す。可動ユニット４０、同３９は、レーザ・ドット４１、同４２を半径方向のトラック３７に沿って移動させるよう適応されている。螺旋トラックに沿って回折光学エレメントを書き込むために、光媒体５は好ましくは回転され、レーザ・ドット４１は半径方向トラック３７に沿って動かされる。第１の照明パターンを生成するために光媒体５を回転させることによって、及び/又は可動ユニット３９を用いてレーザ・ドット４２を半径方向に移動させることによって、書き込まれた回折光学エレメントがレーザ・ドット４２の下にもたらされる。第１の照明パターンを所望する対象物に投影するための更なる光学部品が備えられることが可能である。光媒体５が複数の回折光学エレメントを有し、第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光が第１の回折光学エレメントを照らすために使われることから第２の回折光学エレメントを照らすために使われることへと変更される場合、生成された第１の照明パターンの位置を一定に保つために、適切な投影レンズ装置が設けられることができる。一実施例では、第１の照明パターンを生成するために使用するレーザ光が、種々異なる回折光学エレメント間を切替える毎に変更されるのではなく、光媒体の方が移動する。この事例では、種々異なる回折光学エレメント間で切替えが実行される際、第１の照明パターンの位置は一定のままである。所望する回折光学エレメントがレーザ光によって照らされるよう光媒体を移動させるために、光媒体を回転させることができるか、又は光媒体をx-yステージ上に配置できる。
【００５５】
再び図１を参照すると、照明装置１は更に、対象物２を第２の照明パターン１２と共に照らすための第２の光線１０を生成する第２の照明デバイス９を有する。第２の照明デバイス９はLEDを有する。第１の照明パターン１１及び第２の照明パターン１２は、完結した照明パターンを対象物２上に生成するために、互いを補足するよう適応されることができる。例えば第１の照明パターン１１が、例えば鮮明な線及び鮮明な点を有する輪郭を生成するためのレーザを好ましくは有する第１の照明デバイスを用いて生成されることができ、LEDにより生成された第２の照明パターンは、当該輪郭を埋める色を提供できる。
【００５６】
第２の光線１０が回折光学エレメント６に当たることなく対象物２を照明するよう、第２の照明デバイス９及び光媒体５が配置されてもよい。これによって、回折光学エレメント６により誘起される、第２の光線１０の不必要な回折効果を回避できる。
【００５７】
光媒体５は、第１の光線４によって照らされるための回折光学エレメント６を有する第１の部分１３と、第２の光線１０によって照らされるための第２の部分１４とを有する。第２の部分１４は、第２の光線１０が第２の部分１４のみを透過できるよう適応される。当該第２の部分は空白部分のことがある。即ち回析構造又は散乱構造を有しない部分のことがある。これによって、対象物を照明する前に第２の光線が光媒体によって実質的に影響されることなく、光媒体を透過するような光媒体及び第２の照明デバイスの配置ができる。特に、第２の光線の、回折光学エレメントに起因する不必要な回折が回避されることができる。しかしながら本実施例においては、第２の部分１４は、当該第２の部分１４が第２の光線１０によって照らされた場合、画像を対象物２上に第２の照明パターン１２として生成するための画像パターン１５を有する。特に、第２の光線１０を用いて光媒体５の第２の部分１４を照らすことによって、投影像が対象物２上に生成されることができる。画像パターン１５は、当該画像パターン１５が第２の光線１０にて照らされた場合に第２の照明パターン１２を生成するための透明エリア、散乱エリア、及び/又は回折エリアを有する。
【００５８】
光媒体を横断し透過した第２の光線４３は、投影レンズ４４によって好ましくは結像される。説明を明瞭にするために、これは図１には示されず、図８で示されている。図８は、第２の照明パターンの生成を典型例として概観的に例示している。第２の光線１０は拡大レンズシステムのような拡大ユニットにより拡大されることができ、同光線１０は、画像パターン１５を有する光媒体の第２の部分へと導かれる。光は画像パターン１５により散乱され、及び/又は回析され、投影レンズ４４の受光角内にある回析光及び/又は散乱光の一部が、本実施例においては投影画像である第２の照明パターン１２を生成するための対象物上に投影される。投影レンズ４４の受光角の外にある散乱され及び/又は回析された第２の光線の一部が対象物上に投影されることはないであろう。しかし、対象物の寸法によっては対象物に依然として到達することができ、これによって光の損失を回避する。この態様で、第２の光線の投影された部分と第２の光線の投影されなかった部分との間のコントラストが対象物上に生成されることができる。このコントラストは、光媒体を横断した後の第２の光線の発散の程度により決定されることができ、特に光媒体における第２の光線の散乱の程度により決定されることができ、及び投影レンズ４４の受光角により決定されることができる。これは、所望する発散度と受光角とを選択することによって、このコントラストが設定され得ることを意味する。
【００５９】
照明装置１は更に、予め規定された第２の照明パターンに応じた画像パターンを算出するための画像パターン生成機１６を有し、第１の照明デバイス３が画像パターン１５を光媒体５上に書き込むよう適応される。これまでに既に記したように、画像パターン１５が実際に所望する、即ち予め規定された第２の照明パターン１２へと調節されることができるよう、光媒体５は再書込みが可能である。更に好ましくは、既存のCD/DVDの書込み技術も画像パターン１５を光媒体５上に書き込むために用いられる。
【００６０】
また、画像パターン１５を算出するために、対象物２上に生成される予め規定された第２の照明パターンが、好ましくはフーリエ変換される。
【００６１】
画像パターン１５を算出するため、またコンピュータ生成ホログラムとして回折光学エレメントを生成するために、周知の技術を使うことができる。これらの技術は、第１の照明パターン及び第２の照明パターンをそれぞれフーリエ変換することに基づいている。例えば、S. Tresterによる論文「Computer Simulated Holography及びComputer Generated Holograms」Journal of Physics, USA ６４、頁４７２乃至４７８（１９９６年４月）で開示された方法が、コンピュータ生成ホログラムを生成するために使われることができ、同論文が本願明細書に参照されて組込まれる。
【００６２】
図９に典型例として概観的に示されるように、一実施例において第２の照明デバイスが異なる色をもつ複数の第２の光線を生成するよう適応されることができる。図９では、第２の照明デバイス２０９は赤色の第２の光線２５０を発する赤色光源２４７と、緑色の第２の光線２５１を発する緑色光源２４８と、青色の第２の光線２５２を発する青色光源２４８とを有し、着色照明を対象物上に生成するために、赤色の第２の光線２５０、緑色の第２の光線２５１、及び青色の第２の光線２５２が光媒体２０５の第２の部分へと導かれる。
【００６３】
光媒体２０５の第２の部分は、異なる色をもつ複数の第２の光線２５０、同２５１、同２５２に対応する複数の散乱パターン２５３、同２５４、同２５５を有する。複数の第２の光線２５０、同２５１、同２５２に対応する複数の投影レンズ２４４、同２４５、同２４６が、対応する散乱パターン２５３、同２５４、同２５５を横断した後に、対応する第２の光線２５０、同２５１、同２５２を対象物２上に投影するよう適応されている。第２の光源２４７、同２４８、同２４９は好ましくはLEDであり、第１の照明デバイス３は、第１の光線２０４であるレーザ光線を好ましくは生成する。当該レーザ光は、第１の照明パターン２１１を生成するための回折光学エレメント２０６を照らす。第１の照明パターン２１１は本実施例では「花」を形成している鮮明な線を有し、第２の照明パターン２１２は低い空間分解能をもち、第１の照明パターンの鮮明な線により規定された輪郭を色で埋める。
【００６４】
図１を再び参照すると、照明装置１は、所望する第１の照明パターン及び/又は第２の照明パターンを入力するための入力ユニット６０を有する。照明パターン入力ユニット６０は、予めデザインされた照明パターンを例えばUSBスティック、インターネット接続、別のコンピュータ、データベース、等々から受信するための受信ユニットのことがある。照明パターン入力ユニット６０は、ユーザが第１の照明パターン及び/又は第２の照明パターンを、一群の予めデザインされた照明パターンから、例えばコンピュータ又はリモコンなどの別のユーザ・インターフェースを介して選択できるよう適応されることもできる。さらに照明パターン入力ユニット６０は、所望する第１の照明パターン及び/又は第２の照明パターンをユーザが設計できる電子書き込みボードなどのグラフィカル・ユーザ・インタフェースを有することができる。
【００６５】
典型例として概観的に図１０に示されるように、更なる実施例において、第２の照明デバイス及び光媒体は、第２の照明デバイスが対象物と光媒体との間に位置するよう構成されることができる。図１０において、第２の照明デバイスは、異なる色をもつ第２の光線３４３を発する複数の第２の光源３４７、同３４８、同３４９を有する。第２の光源３４７は好ましくは赤色を発し、第２の光源３４８は好ましくは青色を発し、及び第２の光源３４９は好ましくは緑色を発する。第２の光源３４７、同３４８、同３４９は好ましくはLEDである。第２の光源３４７、同３４８、同３４９を有する第２の照明デバイスは、第２の光線３４３が回折光学エレメント３０６に当たらずに対象物を照らすよう、光媒体３０５と対象物との間に配置される。第１の照明デバイスは、第１の光線としてレーザ光を発するレーザである第１の光源３を有している。第１の照明パターン３１１を生成するために、当該レーザ光はレンズ３１８によって平行にされ、平行なレーザ光３０４が光媒体３０５の回折光学エレメント３０６上へと導かれる。第２の光源３４７、同３４８、同３４９を有する第２の照明デバイスが第２の照明パターン３１２を生成する。回析されたレーザ光３１７は、鮮明な線を有する輪郭を書き込み、当該輪郭は「花」のような対象物を描写している。第２の照明パターン３１２は輪郭を埋める色を提供する。第１の照明パターン３１１及び第２の照明パターン３１２は、これ故互いを補足して完全な画像を形成する。
【００６６】
図１０では、レーザ光は光媒体を横断するが、第２の光源は光媒体の前に配置される。即ち、レーザ光源及び第２の照明デバイスが光媒体の対向する側に配置され、これによって第２の光源により生成された光が光媒体を通り過ぎるのを回避する。しかしながら、対象物を照明するために、回折光学エレメントから反射された光が第１の照明パターンを生成するために使われるよう第１の照明デバイス及び光媒体が配置された場合、第２の照明デバイスによって作られた光が光媒体を通り過ぎることも回避されることができる。斯様な反射モードにおいては、第１の照明デバイス及び第２の照明デバイスが光媒体の同じ側に配置されることができ、第２の照明デバイスの光は対象物を直接照らし、一方で、第１の照明デバイスの光は光媒体へと導かれ、光媒体の回折光学エレメントにより反射された光が、対象物を照明するための第１の照明パターンを生成する。
【００６７】
以下では、反射モード、即ち回折光学エレメントにより反射され、反射された第１の光線によって第１の照明パターンが生成されるモードで作動される照明装置４０１の実施例が、図１１を参照して説明されることであろう。図１及び図１１において、同じユニット及び同じエレメントが、同じ参照符号によって示されている。第１の照明デバイス３により生成された第１の光線の光４は、リダイレクション・エレメント１１９を介して回折光学エレメント６へとリダイレクトされる。第１の光線が回折光学エレメント６により反射され、反射された第１の光線１１７は、第１の照明パターン１１を対象物２上に生成するために対象物２へと導かれる。第２の照明パターン１２の生成は、図１を参照して以前に説明された第２の照明パターンの生成と同様である。しかしながら、他の実施例においては、第１の光線に対する反射モードが、図９及び図１０を参照して上で説明されたタイプのような第２の照明パターンを生成する他のタイプと組み合わされることもできる。
【００６８】
反射モードで使われる照明装置の幾つかのエレメントの配置が、図１２において更に詳細に典型例として概観的に示されている。図１２から見て取れるように、第１の照明デバイス３により生成された第１の光線４がレンズ１１８によって平行にされ、リダイレクション・エレメント１１９によって反射性の回折光学エレメント６上へとリダイレクトされる。反射され回析された光線１１７は、リダイレクション・エレメント１１９を横断して第１の照明パターン１１を対象物２上に生成する。
【００６９】
照明装置が透過モードで使用されるよう適応されている場合、光媒体がアルミニウム層のような反射層を有することはない。しかしながら、照明装置が反射モードで使用されるよう適応されている場合、光媒体は反射層を有する。図１３は、光媒体５の横断面を典型例として概観的に示す。図１３から見て取れるように、光媒体５は、保護層８０、反射層８１、誘電層８２、記録層８３、更なる誘電層８４、及びポリカーボネートのディスク基板８５の順で、複数の層を含有している。また、プリグルーブ８６が図１３に示されている。照明装置が透過モードで使用される場合、光媒体５が反射層８１を有することはない。プリグルーブ８６はオプションである。即ち、光媒体がプリグルーブ８６を有さないこともある。
【００７０】
図１４乃至図１８は、本照明装置の好ましい使用例を示す。図１４は、商品ディスプレイ９０における照明装置の使用を典型例として概観的に示し、照明パターン９１が商品ディスプレイ９０の内部に生成される。図１４では照明パターン９１が示されており、これは同じ商品ディスプレイ９０を示している図１５に示される照明パターン９２とは異なる。これらの異なる照明パターン９１、同９２は、例えば照明パターンを生成するために使われる回折光学エレメントを交換することにより実現されることができる。図１６は、生成される照明パターン用に透明な上面９７を有する製品展示台９６を典型例として概観的に示す。照明装置は製品展示台９６の内部にあり、第１の照明パターンが透明表面９７の内側に生成される。図１７は、例えば商品を載置できる棚板９３を典型例として概観的に示す。照明装置が棚板９３の内部に配置され、図１７に示される上面９４は、棚板の内部で生成された照明パターンを棚板の外側で見ることができるよう透明である。照明装置は棚板９３の端にある部分９５に好ましくは配置される。図１８は、照明器具又はランプ９８を典型例として概観的に示し、この照明器具又はランプ９８の内部に照明装置が置かれている。また、この照明器具又はランプ９８は、生成された照明パターンが照明器具又はランプ９８を出射できるよう透明な表面９９を有する。
【００７１】
図１４乃至図１８を参照して、照明装置が、それぞれ商品ディスプレイ、棚板、製品展示台、及び照明器具又はランプ内の場所にあるものとして説明されたものの、照明装置がこれらの造作物を有するものとして考えられることもでき、第１の照明デバイス及び光媒体のような照明装置の更なるエレメントが、これらの造作物内に、即ち商品ディスプレイ内に、棚板内に、製品展示台の中に、及び照明器具又はランプ内にそれぞれ置かれることができる。
【００７２】
以下において、対象物を照明パターンと共に照明する照明方法が、図１９に示されるフロー図を参照して、典型例として説明されることであろう。
【００７３】
ステップ４０１において、予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントが算出される。回折光学エレメントが光線にて照らされた場合、対象物を照明するための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう回折光学エレメントが適応される。好ましくは回折光学エレメント演算機７は、コンピュータ生成ホログラムを回折光学エレメントとして算出し、予め規定された第１の照明パターンがフーリエ変換される。
【００７４】
ステップ４０２において、予め規定された第２の照明パターンに応じた画像パターンが算出され、画像パターンが第２の照明デバイスの第２の光線によって照らされたときに、第２の照明パターンが生成されるよう画像パターンが適応される。画像パターン演算機16が画像パターンを算出し、予め規定された第２の照明パターンがフーリエ変換される。
【００７５】
ステップ４０３において、算出された回折光学エレメント及び算出された画像パターンが、照明装置の第１の照明デバイスを用いて光媒体上に書き込まれる。書込み手順が完了した後、第１の照明デバイスの第１の光線が、第１の照明パターンを対象物上に生成するための回折光学エレメントへと導かれ、第２の照明デバイスの第２の光線が、第２の照明パターンを対象物上に生成するための画像パターンへと導かれる。
【００７６】
照明装置が第２の照明デバイスの第２の光線によって直接対象物を照明するよう適応されていて、第２の光線が光媒体を横断しないか、又は光媒体の空白部分を横断するのみである場合、ステップ４０２が省略されることができ、ステップ４０３においては回折光学エレメントのみが書き込まれ、ステップ４０４において、第２の照明デバイスの第２の光線が光媒体の画像パターンを横断することはない。
【００７７】
上に記した実施例では、光を光媒体へと導くことによって照明装置及び照明方法が光媒体に書き込んで照明パターンを生成できるものの、書込み機能及び照明機能が別の装置及び別の方法を通じて提供されることもできる。特に、対象物を照明パターンにて照明するための照明装置及び照明方法が提供されることができ、当該照明装置及び照明方法は、対象物を第１の照明パターン及び/又は第２の照明パターンにて照明する機能を提供するが、しかし光媒体に書き込むことは出来ない。斯様な照明装置は、例えば上述の回折光学エレメント演算機７、画像パターン生成機１６、照明パターン入力ユニット６０、及び入力ユニット２３を有することはない。そのうえ、対応する照明方法のステップ４０１乃至ステップ４０３が省略され、少なくとも回折光学エレメントを既に有している光媒体が、代わりに提供される。少なくとも回折光学エレメントを光媒体上に書き込む機能は備えるが、対象物を少なくとも第１の照明パターンで照明することが出来ない光媒体書込み装置が第２の照明デバイスを有することはない。これに対応する光媒体に書き込む方法は、第１の光線及びオプションで第２の光線を、対象物を照明するための第１の照明パターン及びオプションで第２の照明パターンを生成するための光媒体へと導くステップを含むことはない。即ち、斯様な方法がステップ４０４を含むことはない。
【００７８】
図１及び図１１を参照して上で説明された実施例において、照明装置は第１の照明デバイスと第２の照明デバイスとを有するものの、当該照明装置が第２の照明パターンを生成せずに、第１の照明パターンのみを生成するよう適応されることができる。即ち、一実施例において、照明装置が第２の照明デバイスと画像パターン生成機とを有することはない。
【００７９】
上で説明した実施例において、照明装置の光と光媒体書込み装置とに影響を及ぼす特定の光学エレメントが説明されたものの、照明装置及び/又は光媒体書込み装置は光に影響を及ぼす更なる光学エレメント、例えば、所望する照明効果を対象物上に生成するための更なるレンズ及び反射器を有することができる。
【００８０】
本照明装置が、ホテル及びレストランのようなサービスアプリケーション用に、家、病院、博物館での雰囲気作成用に、また、好ましくは相互作用のある小売店の照明用に使われている様々な照明効果を作り出すよう適応されることができる。特にこれらのアプリケーション用に、第１の照明デバイスの一つあるいは複数のレーザ光源を背景照明に重畳して用いることによって強い光のパターンを生じるよう、照明装置が適応されることができる。背景照明は、固定された場面や変化する場面のことがあるパターン及び画像を作り出すために、好ましくは一つあるいは複数のLEDを有する第２の照明デバイスによって生成できる。レーザ光源は極めて高いエネルギ密度を有し、回折光学エレメントを使用して可視パターン及び可視形状を作り出すのに非常に適している。一方でLEDは高い光出力を有し、背景照明用に使うことができる。
【００８１】
本照明装置がゴボ(Gobo)プロジェクタの一部であることもでき、家電又は玩具に使うことができる。同プロジェクタは、半透明の椅子、テーブル、収納戸棚、等々などの家具において使われることもできる。本照明装置が娯楽目的のために、例えばディスコで用いられるよう適応されることができる。
【００８２】
上で説明した実施例においては、光媒体は一つの回折光学エレメントのみ、及びオプションで一つの画像パターンも有しているものの、光媒体は、複数の回折光学エレメント及び/又は複数の画像パターンを有することもできる。
【００８３】
上で説明した実施例においては光媒体は光ディスクであるが、光媒体が別の形状を有することもできる。さらに上述の実施例において、書込み目的のため、及び第１の照明パターンを生成するための回折光学エレメントを光線中に配置するために光媒体が回転されるものの、光媒体がx-yステージ上に配置されることもできる。同ステージは、書込みの間、又は第１の照明パターンを生成する間に光媒体を要望通り動かすために、二次元平面内の直交する方向に移動可能である。光媒体が移動されるのではなく、第１の照明パターンを書き込むため、及び/又は生成するために使われる光の位置のみが、第１の照明パターンを生成する目的で光媒体上の種々異なるエリアに書込むため、及び/又は光媒体の種々異なる部分を照らすために変更されることも可能である。
【００８４】
開示された実施例に対する他のバリエーションが、図面、開示物、及び添付の請求項の学習から、請求された本発明を実施する際に当業者により理解されることができ且つ遂行されることができる。
【００８５】
請求項において、単語「有する」が他のエレメント又はステップを除外することはなく、不定冠詞「a」又は「an」が複数を除外することはない。
【００８６】
単一のユニット又は単一のデバイスが、請求項に詳述されている複数の項目の機能を実現してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項において再引用されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有効に使われることができないことを示してはいない。
【００８７】
一つあるいは複数のユニット若しくはデバイスにより実行される回折光学エレメントの算出及び画像パターンの算出のような演算が、他のいかなる数のユニット若しくはデバイスによっても実行されることができる。例えば、ステップ４０１及びステップ４０２が単一ユニットによって、又は他のいかなる数の異なるユニットによっても実行されることができる。照明方法に従う照明装置の演算及び/若しくは制御、並びに/又は光媒体書込み方法に従う光媒体書込み装置の制御が、コンピュータプログラムのプログラムコードとして、及び/又は専用のハードウェアにより実行されることができる。
【００８８】
コンピュータプログラムが、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に記憶/配布されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の通信システムなどを介して他の形態にて配布されてもよい。
【００８９】
請求項中のいかなる参照符号も、本発明の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【００９０】
本発明は、対象物を照明パターンと共に照明する、特に装飾照明用の照明装置に関する。本装置は、第１の光線を生成するための第１の照明デバイスと、回折光学エレメントを有する光媒体とを有する。当該回折光学エレメントは第１の照明パターンを生成するよう適応され、第１の照明デバイス及び光媒体は、第１の照明パターンを対象物上に生成するための回折光学エレメントへと第１の光線が導かれるよう配置される。回折光学エレメントがサブミクロンの造作をもつよう、当該回折光学エレメントが光媒体上に書き込まれることができ、これにより、対象物を照明するためにLC-SLM又はLCoSを使用するのと比較して、対象物上の照明の空間分解能を増すことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光線を生成するための第１の照明デバイスと、
回折光学エレメントを有する光媒体と、
を有し、
前記回折光学エレメントは第１の照明パターンを生成するよう適応され、
対象物に前記第１の照明パターンを生成するために、前記第１の照明デバイス及び前記光媒体は、前記第１の光線が前記回折光学エレメントへと向かわされるよう配置される、対象物を照明パターンで照らす照明装置。
【請求項２】
前記照明装置が、予め規定された第１の照明パターンに応じた前記回折光学エレメントを作るための回折光学エレメント演算機を有し、前記第１の照明デバイスが前記回折光学エレメントを前記光媒体に書くよう適応されている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記照明装置が更に、前記対象物を第２の照明パターンで照らすための第２の光線を生成する第２の照明デバイスを有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２の光線が前記回折光学エレメントに当たることなく前記対象物を照らすよう、前記第２の照明デバイス及び前記光媒体が配置されている、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光媒体が、前記第１の光線に照らされるための前記回折光学エレメントを有する第１の部分と、前記第２の光線に照らされるための第２の部分と、を有する、請求項３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第２の部分が前記第２の光線に照らされた場合、当該第２の部分が、前記第２の照明パターンとして画像を前記対象物上に生成するための画像パターンを有する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記照明装置が、予め規定された第２の照明パターンに応じた画像パターンを作るための画像パターン演算機を有し、前記第１の照明デバイスが、前記画像パターンを前記光媒体に書くよう適応されている、請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第２の照明デバイスが様々な色を有する複数の第２の光線を生成するよう適応され、当該光線が前記第２の照明パターンとして前記対象物の着色照明を生成するために前記光媒体の前記第２の部分へと向かわされる、請求項５に記載の照明装置。
【請求項９】
前記光媒体の第２の部分が前記様々な色を有する複数の第２の光線に対応する複数の散乱パターンを有し、前記照明装置が更に前記複数の第２の光線に対応する複数の投影レンズを有し、各々の前記投影レンズが、対応する前記第２の光線を、対応する前記散乱パターンを越えた後に、前記対象物に投影するよう適応されている、請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るための回折光学エレメント演算機と、
前記回折光学エレメントを光媒体に書くための照明デバイスと、を有し、
前記回折光学エレメント
は、当該回折光学エレメントが光線で照らされた場合、対象物を照らすための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう適応されている、
光媒体に書く装置。
【請求項１１】
第１の照明デバイスによって第１の光線を生成するステップと、
第１の照明パターンを生成するよう適応された回折光学エレメントを有する光媒体を提供するステップと、
前記第１の照明パターンを対象物に生成するための前記回折光学エレメントへと前記第１の光線を向かわせるステップと、
を含む、対象物を照明パターンで照らす照明方法。
【請求項１２】
予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るステップと、
照明デバイスによって前記回折光学エレメントを光媒体に書くステップと、を含み、
前記回折光学エレメントが光線で照らされた場合、回折光学エレメント演算機によって、前記対象物を照らすための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう、当該回折光学エレメントが適応された、光媒体に書く方法。
【請求項１３】
照明装置を制御するコンピュータ上で実行されたとき、請求項１に記載の照明装置に請求項１１に記載の照明方法の複数のステップを実行させるためのプログラムコードを有する、対象物を照明パターンで照らすための照明用コンピュータプログラム。
【請求項１４】
光媒体に書く装置を制御するコンピュータ上で実行されたとき、請求項１０に記載の光媒体書込み装置に請求項１２に記載の光媒体書込み方法の複数のステップを実行させるためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【請求項１】
第１の光線を生成するための第１の照明デバイスと、
回折光学エレメントを有する光媒体と、
を有し、
前記回折光学エレメントは第１の照明パターンを生成するよう適応され、
対象物に前記第１の照明パターンを生成するために、前記第１の照明デバイス及び前記光媒体は、前記第１の光線が前記回折光学エレメントへと向かわされるよう配置される、対象物を照明パターンで照らす照明装置。
【請求項２】
前記照明装置が、予め規定された第１の照明パターンに応じた前記回折光学エレメントを作るための回折光学エレメント演算機を有し、前記第１の照明デバイスが前記回折光学エレメントを前記光媒体に書くよう適応されている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記照明装置が更に、前記対象物を第２の照明パターンで照らすための第２の光線を生成する第２の照明デバイスを有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２の光線が前記回折光学エレメントに当たることなく前記対象物を照らすよう、前記第２の照明デバイス及び前記光媒体が配置されている、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光媒体が、前記第１の光線に照らされるための前記回折光学エレメントを有する第１の部分と、前記第２の光線に照らされるための第２の部分と、を有する、請求項３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第２の部分が前記第２の光線に照らされた場合、当該第２の部分が、前記第２の照明パターンとして画像を前記対象物上に生成するための画像パターンを有する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記照明装置が、予め規定された第２の照明パターンに応じた画像パターンを作るための画像パターン演算機を有し、前記第１の照明デバイスが、前記画像パターンを前記光媒体に書くよう適応されている、請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第２の照明デバイスが様々な色を有する複数の第２の光線を生成するよう適応され、当該光線が前記第２の照明パターンとして前記対象物の着色照明を生成するために前記光媒体の前記第２の部分へと向かわされる、請求項５に記載の照明装置。
【請求項９】
前記光媒体の第２の部分が前記様々な色を有する複数の第２の光線に対応する複数の散乱パターンを有し、前記照明装置が更に前記複数の第２の光線に対応する複数の投影レンズを有し、各々の前記投影レンズが、対応する前記第２の光線を、対応する前記散乱パターンを越えた後に、前記対象物に投影するよう適応されている、請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るための回折光学エレメント演算機と、
前記回折光学エレメントを光媒体に書くための照明デバイスと、を有し、
前記回折光学エレメント
は、当該回折光学エレメントが光線で照らされた場合、対象物を照らすための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう適応されている、
光媒体に書く装置。
【請求項１１】
第１の照明デバイスによって第１の光線を生成するステップと、
第１の照明パターンを生成するよう適応された回折光学エレメントを有する光媒体を提供するステップと、
前記第１の照明パターンを対象物に生成するための前記回折光学エレメントへと前記第１の光線を向かわせるステップと、
を含む、対象物を照明パターンで照らす照明方法。
【請求項１２】
予め規定された第１の照明パターンに応じた回折光学エレメントを作るステップと、
照明デバイスによって前記回折光学エレメントを光媒体に書くステップと、を含み、
前記回折光学エレメントが光線で照らされた場合、回折光学エレメント演算機によって、前記対象物を照らすための予め規定された第１の照明パターンを生成するよう、当該回折光学エレメントが適応された、光媒体に書く方法。
【請求項１３】
照明装置を制御するコンピュータ上で実行されたとき、請求項１に記載の照明装置に請求項１１に記載の照明方法の複数のステップを実行させるためのプログラムコードを有する、対象物を照明パターンで照らすための照明用コンピュータプログラム。
【請求項１４】
光媒体に書く装置を制御するコンピュータ上で実行されたとき、請求項１０に記載の光媒体書込み装置に請求項１２に記載の光媒体書込み方法の複数のステップを実行させるためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公表番号】特表２０１３−５１９１１２（Ｐ２０１３−５１９１１２Ａ）
【公表日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５１７１７（Ｐ２０１２−５５１７１７）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０５０４１６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９５９２９
【国際公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０５０４１６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９５９２９
【国際公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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