JP2018028965A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにとってより使い勝手が良い映像投射機能付き照明装置を提供することができる。【解決手段】照明装置において、照明光を発する照明ユニットと、映像を投射する投射型映像表示ユニットと、を備え、前記照明ユニットの照明光光源と前記投射型映像表示ユニットの光源の点灯状態について、少なくとも、（１）前記照明ユニットの照明光光源と前記投射型映像表示ユニットの光源がともに消灯している状態、（２）前記照明ユニットの照明光光源が点灯し、前記投射型映像表示ユニットの光源が消灯している状態、（３）前記照明ユニットの照明光光源が消灯し、前記投射型映像表示ユニットの光源が点灯している状態、を切り替え可能に構成する。【選択図】 図３

Description

本発明は、照明装置に関する。

天井や壁面に取り付けて、各種の機能を利用することができる通信機能モジュールをシーリングライトに取り付ける技術が、以下の特許文献１に開示されている。

特開２００３−１６８３１号公報

しかしながら、特許文献１には、プロジェクタの点灯と照明光用光源との発光の制御について一切開示されていない。よって、映像投射機能を有する照明装置における映像投射機能であるプロジェクタの映像投射と映像投射機能を有する照明装置における照明光用光源の発光の制御について一切開示されていない。また、特許文献１において、プロジェクタはブロック図や簡易的な外形が開示されるのみであり、照明装置におけるプロジェクタの光学系や光学素子のレイアウトまたは光学系や光学素子の配置を考慮した光学ユニットのレイアウトなどは開示されていない。よって、映像投射機能付き照明装置における映像投射機能であるプロジェクタによる映像投射と映像投射機能付き照明装置における照明光用光源の発光の制御について、照明装置におけるプロジェクタの光学系や光学素子のレイアウトまたは光学系や光学素子の配置を考慮した制御などは一切開示されていない。

よって、従来技術では、映像投射機能を有する照明装置における映像投射機能であるプロジェクタによる映像投射と照明光用光源の点灯について、ユーザにとってより使い勝手が良い制御についての考慮は、未だ不十分であった。

そこで、本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑みて達成されたものであり、その目的は、ユーザにとってより使い勝手が良い映像投射機能付き照明装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための一実施の態様として、照明光を発する照明ユニットと、映像を投射する投射型映像表示ユニットと、を備え、前記照明ユニットの照明光光源と前記投射型映像表示ユニットの光源の点灯状態について、少なくとも、（１）前記照明ユニットの照明光光源と前記投射型映像表示ユニットの光源がともに消灯している状態、（２）前記照明ユニットの照明光光源が点灯し、前記投射型映像表示ユニットの光源が消灯している状態、（３）前記照明ユニットの照明光光源が消灯し、前記投射型映像表示ユニットの光源が点灯している状態、を切り替え可能に構成すればよい。

上述した本発明によれば、ユーザにとってより使い勝手が良い映像投射機能付き照明装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態であるペンダント型照明装置の外観構成を、その使用環境と共に示した斜視図である。 本発明の一実施の形態であるシーリング型照明装置の外観構成を、その使用環境と共に示した斜視図である。 本発明に係る照明装置の内部構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る照明装置における光学ユニットの配置である縦置きを定義するための側面図である。 本発明に係る照明装置における光学ユニットの配置である縦置きを定義するための斜視図である。 本発明に係る照明装置における光学ユニットの配置である横置きを定義するための側面図である。 本発明に係る照明装置における光学ユニットの配置である横置きを定義するための斜視図である。 本発明に係る照明装置の筐体内における光学ユニットと照明用光源のレイアウト（配列）の一例を説明する側面図と下面図である。 本発明に係る照明装置の筐体内における光学ユニットと照明用光源のレイアウト（配列）の一例を説明する側面図と下面図である。 本発明に係る照明装置の筐体内における光学ユニットと照明用光源のレイアウト（配列）の一例を説明する側面図と下面図である。 本発明に係る照明装置の筐体内における光学ユニットと照明用光源のレイアウト（配列）の一例を説明する側面図と下面図である。 本発明に係る照明装置の筐体内における光学ユニットと照明用光源のレイアウト（配列）の一例を説明する側面図と下面図である。 本発明に係る照明装置の筐体内における光学ユニットと照明用光源のレイアウト（配列）の一例を説明する側面図と下面図である。 本発明に係る照明装置におけるプロジェクタユニットと照明ユニットの点灯制御の一例を説明する図である。 本発明に係る照明装置におけるプロジェクタユニットの映像投射と照明ユニットの照明光用光源の点灯状態の一例を説明する図である。 本発明に係る照明装置においてプロジェクタユニットの映像投射と照明ユニットの照明光用光源の点灯状態をトグル操作で切り替える場合の処理の一例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。

＜ペンダント型およびシーリング型の映像投射機能付き照明装置＞
まず、添付の図１および図２は、本発明の一実施の形態である映像投射機能付き照明装置の外観構成を示している。図１は、天井面から吊るすような形態で取り付けられる、所謂、ペンダント型と呼ばれる照明装置に映像投射機能を搭載した映像投射機能付き照明装置を示している。図２は、天井面に取り付けられる、所謂、シーリング型と呼ばれる照明装置に映像投射機能を搭載した映像投射機能付き照明装置を示している。

これらの図からも明らかなように、これらの映像投射機能付き照明装置１０は、例えば、キッチン、ダイニングルーム、または、居間、オフィス等の空間を構成する壁面、または天井面５０などに取り付けて使用される。より具体的には、図にも示すように、室内に設置されたテーブルや机６０の上方において、所定の高さ、または、天井面に一体に設置される。これら映像投射機能付き照明装置１０は、テーブルや机の上面または壁面などに照明光２を照射する照明機能と、当該テーブルまたは机６０の上面（表示面または投射面）６１に様々な映像１を投射して表示する映像投射機能と両方有する照明装置である。なお、図１における符号４０は、特に、ペンダント型の照明装置１０を天井面から所望の位置に吊り下げた状態で保持するための保持具を示している。開口部または透過窓１４については後述する。

映像投射機能で映像を投射したい水平面テーブルまたは机などは、映像投射機能を用いない状態で使用する際などに照明機能で照明する対象になる可能性が高い。よって、前記映像投射機能で映像１を投射する領域と前記照明機能の照明光２の照明範囲は少なくとも一部が重畳することが望ましい。

また、映像投射機能付き照明装置は、後述する各種制御部を搭載することにより、照明機能の照明光と映像投射機能で投射する映像とはそれぞれＯＮ／ＯＦＦできるように構成するのが望ましい。

また、壁などに取り付けた操作パネル７０（壁面操作入力部）から操作信号を有線または無線で映像投射機能付き照明装置の各種制御部に送信して、照明機能の照明光と映像投射機能で投射する映像のＯＮ／ＯＦＦを制御してもよい。

図３は、映像投射機能付き照明装置３００の内部構成の一例を示すブロック図である。映像投射機能付き照明装置３００には、映像投射機能を有する投射型映像表示ユニット１００と照明光照射機能を有する照明ユニット２００が含まれている。

操作信号入力部３０１は、操作ボタンやリモコンの受光部であり、ユーザからの操作信号を入力する。人感センサー３０２は、赤外線、超音波、可視光などを用いて、映像投射機能付き照明装置３００周辺または映像投射機能付き照明装置３００が設置された室内における人間の有無を判別するセンサーである。人感センサー３０２自体は、以下の説明で特に断りがない限りは、既存の技術の人感センサーを用いればよい。音声操作入力部３０３は、映像投射機能付き照明装置３００の周囲の音声を集音して音声認識処理を行い、音声認識処理の結果を操作信号に変換する。音声操作入力部３０３で生成した操作信号は、映像投射機能付き照明装置３００の各部の操作に用いられる。

操作検出センサー３５０は、表示面６１上の映像投射領域を含む範囲を撮影するカメラで、赤外光成分などの非可視光を検出することで、操作物による反射光を検知することができる。なお、操作検出センサー３５０の光学フィルターのカット波長を可視光波長域に設定する（例えば、赤色可視光領域の途中に設定する）ことで、赤外光以外の一部の可視光成分（すなわち表示画面の投射映像）を赤外光成分とともに撮影することも可能である。操作検出センサー３５０からの入力は、映像投射領域付近でのユーザの手のジェスチャ操作の判別処理などに用いられる。

状態出力部３０４は、（１）照明ユニット２００の照明光のＯＮ／ＯＦＦなどの点灯状態、（２）照明ユニット２００の照明光は点灯していないが照明ユニット２００自体は動作しているスタンバイ状態、（３）照明ユニット２００のエラー状態、（４）投射型映像表示ユニット１００の光源のＯＮ／ＯＦＦなどの点灯状態、（５）投射型映像表示ユニット１００の光源は点灯していないが投射型映像表示ユニット１００自体は動作しているスタンバイ状態、（６）投射型映像表示ユニット１００のエラー状態、（７）人感センサー３０２の動作状態（動作中か否か）、（８）音声操作入力部３０３の動作状態（動作中か否か）、（９）操作検出センサー３５０の動作状態（動作中か否か）などを出力または表示するものである。

状態出力部３０４はこれらの複数種類の状態を、複数個のＬＥＤインジケータの色や発光周期等を変えることによって示すように構成してもよい。また、状態出力部３０４はこれらの複数種類の状態を液晶モニタ、有機ＥＬモニタ、その他の方式のモニタなどで文字やマーク等を表示する構成にしてもよい。

以上説明した、操作信号入力部３０１、人感センサー３０２、音声操作入力部３０３、操作検出センサ３５０、状態出力部３０４などは、それぞれ、投射型映像表示ユニット１００の制御部と照明ユニット２００の制御部と情報を送受信できるように構成してもよい。これにより、操作信号入力部３０１、人感センサー３０２、音声操作入力部３０３、操作検出センサー３５０などの入力は、投射型映像表示ユニット１００および照明ユニット２００の両者でそれぞれ処理に用いることができる。また、状態出力部３０４は、投射型映像表示ユニット１００および照明ユニット２００の両者の状態を同じＬＥＤインジケータやモニタで纏めて示すことが可能となる。

次に、投射型映像表示ユニット１００の構成を説明する。投射光学系１０１は、映像を表示面６１へ投射する光学系で、レンズおよび／またはミラーを含む。表示素子１０２は、透過する光または反射する光を変調して映像を生成する素子で、例えば、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：登録商標）パネル等を用いる。表示素子駆動部１０３は、表示素子１０２に対して映像信号に応じた駆動信号を送る。

光源１０５は、映像投射用の光を発生するもので、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ光源、レーザー光源等を用いる。電源１０６は、外部から入力されるＡＣ電流をＤＣ電流に変換して、光源１０５に電力を供給する。さらに、電源１０６は、その他各部にそれぞれ必要なＤＣ電流を供給する。

照明光学系１０４は、光源１０５で発生した光を集光し、より均一化して表示素子１０２に照射する。冷却部１１５は、光源１０５、電源１０６または表示素子１０２など、高温状態になる各部位を空冷方式や液冷方式で必要に応じて冷却する。操作信号入力部１０７は、操作ボタンやリモコンの受光部であり、ユーザからの操作信号を入力する。操作信号入力部１０７は、図１の操作パネル７０からの赤外線信号や無線信号を受信してもよい。照明装置３００の操作信号入力部３０１からの信号が投射型映像表示ユニット１００に入力される場合には、操作信号入力部１０７がない構造にしてもよい。

映像信号入力部１３１は、外部の映像出力装置を接続して映像データを入力する。音声信号入力部１３３は、外部の音声出力装置を接続して音声データを入力する。音声出力部１４０は、音声信号入力部１３３に入力された音声データに基づいた音声出力を行うことが可能である。また、音声出力部１４０は内蔵の操作音やエラー警告音を出力してもよい。通信部１３２は、例えば、外部の情報処理装置と接続し、各種の制御信号を入出力する。通信部１３２は、図１の操作パネル７０と有線通信または無線通信をしてもよい。

不揮発性メモリ１０８は、プロジェクタ機能で用いる各種データを格納する。不揮発性メモリ１０８に格納されるデータには、後述するインタラクティブ機能における各種操作用のデータ、表示アイコン、後述するキャリブレーション用のデータなども含まれる。メモリ１０９は、投射する映像データや装置の制御用データを記憶する。制御部１１０は、接続される各部の動作を制御する。また、制御部１１０は、操作信号入力部３０１、人感センサー３０２、音声操作入力部３０３、操作検出センサー３５０などと情報を入出力し、これらを制御してもよい。

インタラクティブ機能部１２０は、ユーザが発光ペンや指を操作することで、映像領域へ文字や図形を書き込むなどのインタラクティブ動作を行う部分である。そのために、操作検出センサー３５０から取得した赤外線画像を解析して発光ペンや指の位置（ユーザが操作した位置）を算出する機能や、投射映像中に操作アイコンを合成したり、ユーザの操作に基づいて描画処理等を行うアプリケーションや、外部の映像出力装置から入力される映像等の操作を行うアプリケーションなど、発光ペンや指により操作可能なアプリケーションを実行する機能などを有する。

ここで、操作検出センサー３５０の撮影範囲と、表示面６１に投射された映像（表示素子１０２の映像領域の表示面６１上での光学像）の範囲とが、一致することはまずない。よって、ユーザが操作（描画）した位置を算出する際に、操作検出センサー３５０の撮影範囲での座標と、表示面６１に投射された映像中の座標位置を変換する必要がある。よって、インタラクティブ機能部１２０は、当該変換の処理および当該変換処理のための変換テーブルデータ（キャリブレーションデータ）を作成するための処理を行う機能などを有する。

画像調整部１６０は、映像信号入力部１３１で入力した映像データに対して画像処理を行うものである。当該画像処理としては、例えば、画像の拡大、縮小、変形等を行うスケーリング処理、輝度を変更するブライト調整処理、画像のコントラストカーブを変更するコントラスト調整処理、画像を光の成分に分解して成分ごとの重み付けを変更するレティネックス処理等がある。

ストレージ部１７０は、映像、画像、音声、各種データなどを記録するものである。例えば、製品出荷時に予め映像、画像、音声、各種データなどを記録しておいてもよく、通信部１３２を介して外部機器や外部のサーバ等から取得した映像、画像、音声、各種データなどを記録してもよい。ストレージ部１７０に記録された映像、画像、各種データなどは、表示素子１０２と投射光学系１０１を介して投射映像として出力すればよい。ストレージ部１７０に記録された音声は音声出力部１４０から音声として出力すればよい。

以上説明したように、投射型映像表示ユニット１００には様々な機能を載せることが可能である。しかしながら、投射型映像表示ユニット１００は必ずしも上述した構成の全てを有する必要はない。映像を投射する機能があればどのような構成でもよい。

次に、照明ユニット２００の構成について説明する。

制御部２０１は、接続される各部を制御する。また、制御部２０１は、操作信号入力部３０１、人感センサー３０２、音声操作入力部３０３、操作検出センサー３５０などと情報を入出力し、これらを制御してもよい。操作信号入力部２０３は、操作ボタンやリモコンの受光部であり、ユーザからの操作信号を入力する。操作信号入力部２０３は、図１の操作パネル７０からの赤外線信号や無線信号を受信してもよい。照明装置３００の操作信号入力部３０１からの信号が照明ユニット２００に入力される場合には、操作信号入力部２０３がない構造にしてもよい。不揮発性メモリ２０４は、照明ユニット２００で用いる各種データを格納する。

電源２０２は、外部から入力されるＡＣ電流をＤＣ電流に変換して、発光素子ドライバ（２１０、２２０など）に電力を供給する。さらに電源２０２は、その他各部にそれぞれ必要なＤＣ電流を供給する。発光素子ドライバ（２１０、２２０など）は、電源２０２から供給される電力を用い、制御部２０１の制御に基づいて発光素子（２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、２２３など）を発光する。当該発光素子が、照明ユニット２００の発する照明光の光源となる。

例えば、図３の例では、発光素子ドライバＡ２１０は、直列で接続したｎ個の発光素子Ａ１、Ａ２、・・・Ａｎ（２１１、２１２、２１３など）を纏めて駆動する。発光素子ドライバＡ２１０は、制御部２０１の制御に基づいて、これらの発光素子の輝度や色などを変更する。同様に、発光素子ドライバＢ２２０は、直列で接続したｍ個の発光素子Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｍ（２２１、２２２、２２３など）を纏めて駆動する。発光素子ドライバＢ２２０は、制御部２０１の制御に基づいて、これらの発光素子の輝度や色などを変更する。このように構成することにより、発光素子ドライバごとに複数の発光素子の輝度や色を変える制御が可能となる。図３の例では、発光素子ドライバと複数の発光素子のセットを２つの例を示したが、１つでも３つ以上でも構わない。必要に応じて増減すればよい。

以上説明した構成により、照明ユニット２００は、輝度および／または色が可変の照明光を発することができる。

次に、図３の投射型映像表示ユニット１００の投射光学系１０１、表示素子１０２、照明光学系１０４、光源１０５等が含まれる光学ユニットと、照明ユニット２００の光源である発光素子（２１１、２２１等）のレイアウトについて説明する。

＜プロジェクタ光学ユニットの配置の定義＞
ここで、本明細書では、プロジェクタを構成する光学ユニット（３０）の配置を、以下のように定義する。

＜光学ユニットの縦置き＞
光学ユニットの縦置きとは、図４および図５にも示すように、プロジェクタを構成する表示素子３２（図３の符号１０２に対応する）からの光束が、例えば、レンズ等の各種光学素子を含む、所謂、投射光学系３４（図３の符号１０１に対応する）へ入射する際において、当該光束の入射方向、または、当該光束が入射する投射光学系３４の光軸が、水平面（図の面に垂直な面）に対して略垂直方向に配置される状態または水平面に平行な方向よりも鉛直方向により近い方向に配置される状態をいう。なお、図４、図５において、ｚ方向が鉛直方向すなわち水平面に垂直な方向である。

このようなレイアウトによれば、投射光学系３４から射出した光により、水平面上に、表示素子３２の光学像を結像することができる。ここでは図示しないが、光源（図３の符号１０５に対応する）から表示素子３２までの光学系には様々なレイアウトがあり、その一例として、例えば、当該表示素子３２としては、透過型や反射型等のものがある。また、表示素子３２が１枚のレイアウトのものや、表示素子が複数枚のレイアウトのもの等、様々な光学系のものが知られている。しかしながら、図４、図５に示す縦置きレイアウトで光学ユニットケースの小型化を図る場合、これら表示素子３２と投射光学系（３４）のレイアウトを考慮すると、図のｚ方向への光学ユニットの薄型化は容易ではない。

また、光学ユニット３０の縦置きレイアウトでは、他の方向に比べて、光学ユニットのｙ方向への薄型化は容易である。よって、縦置きレイアウトで光学ユニットケースの小型化を図る場合、図５の斜視図に示すように、ｚ方向よりもｙ方向に薄い光学ユニットが形成される。

なお、図４、図５に破線で示すように、表示素子３２の中心位置と投射光学系３４の光軸のｘｙ平面での相対位置設定を変更すれば、水平面上の表示素子の光学像の位置を変更することが可能となる。これにより、水平面上の投射映像の位置を設計上の必要に応じて自在に設定することが可能となる。

＜光学ユニットの横置き＞
光学ユニットの横置きとは、図６および図７にも示すように、プロジェクタを構成する表示素子３２（図３の符号１０２に対応する）からの光束が、例えば、レンズ等の各種光学素子を含む、所謂、投射光学系３４（図３の符号１０１に対応する）へ入射する際において、当該光束の入射方向、または、当該光束が入射する投射光学系３４の光軸が、水平面に対して略平行な方向に配置される状態または鉛直方向よりも水平面に平行な方向により近い方向となるように配置される状態をいう。なお、図６、図７において、ｚ方向が鉛直方向すなわち水平面に垂直な方向である。

このようなレイアウトによれば、反射ミラー３５等により投射光学系３４の光束を反射し、水平面へ表示素子３２の光学像を結像することができる。ここでは図示しないが、光源（図３の符号１０５に対応する）から表示素子３２までの光学系には様々なレイアウトがあり、その一例として、例えば、当該表示素子３２としては、透過型や反射型等のものがある。また、表示素子３２が１枚のレイアウトのものや、表示素子が複数枚のレイアウトのもの等、様々な光学系のものが知られている。しかしながら、図６、図７に示す横置きレイアウトで光学ユニットケースの小型化を図る場合、これら表示素子３２と投射光学系３４のレイアウトを考慮すると、図のｙ方向への光学ユニットの薄型化は容易ではない。

しかしながら、この光学ユニット３０の横置レイアウトは、他の方向に比べ、光学ユニットのｚ方向への薄型化が容易である。よって、横置きレイアウト光学ユニットケースの小型化を図る場合、図７の斜視図に示すように、ｙ方向よりもｚ方向に薄い光学ユニットが形成される。

なお、図６、図７に破線で示すように、表示素子３２の中心位置と投射光学系３４光軸のｘｚ平面での相対位置設定を変更すれば、水平面上の表示素子の光学像の位置を変更することが可能となる。これにより、反射ミラー３５で反射された後の水平面上の投射映像の位置を設計上の必要に応じて自在に設定することが可能となる。

なお、図６および図７の例では、反射ミラー３５等の反射光学素子を投射光学系の後に配置したが、投射光学系が有する複数のレンズ等の光学素子の間に配置してもよい。

なお、図６および図７の例において、反射ミラー３５は光学ユニットと別体と考えてもよく、光学ユニットの一部に含まれると考えてもよい。

以下には、映像投射機能付き照明装置の光学ユニット３０と照明光源の具体的なレイアウト（配列）について、図８〜図１３を参照しながら説明する。なお、図８〜図１３において、複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２が、図３の発光素子（２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、２２３など）に対応する。また、複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２の集合体を含む照明用光源全体を照明用光源２０として説明している。

なお、図８〜図１３において、側面図における点線は、照明ユニット２００の照明光の拡散範囲を示しており、光学ユニット３０から広がる三角形は、投射型映像表示ユニット１００の光学ユニット３０からの投射映像の照射領域を側面から見たものである。

なお、図８〜図１３には、図１４で後述する紐引き型トグルスイッチを取り付ける場合の例を合わせて示している。各図には、紐引き型トグルスイッチの紐部分９０（繊維または金属チェーンなどで構成すればよい。）と、先端部分９１が示されている。紐引き型トグルスイッチを取り付ける場合は、各図に示すように、先端部分９１が照明ユニット２００の照明光の拡散範囲内であって、投射型映像表示ユニット１００の光学ユニット３０からの投射映像の照射領域外になる様にレイアウトすることが望ましい。紐引き型トグルスイッチを筺体（シェード）１１の下方向に取り付けることにより映像投射機能付き照明装置の小型化が図れるため、紐引き型トグルスイッチの紐部分９０や先端部分９１は照明ユニット２００の照明光の拡散範囲内に配置する。

このとき、図８〜図１３に示すように、照明ユニット２００の照明光の光源として複数の半導体発光素子用いる場合、紐引き型トグルスイッチの紐部分９０や先端部分９１は複数の方向から光を照射されるため、照明ユニット２００の照明光の光源に対して紐引き型トグルスイッチの紐部分９０や先端部分９１が生じさせる影は複数の異なる照射角度の光線により薄まって目立たなくなるため、品位上問題は生じにくい。これに対し、光学ユニット３０からの投射映像の光は、いずれも光学ユニット３０の出射口から出射されるものである。よって、紐引き型トグルスイッチの紐部分９０や先端部分９１が光学ユニット３０からの投射映像の照射領域にあると、紐引き型トグルスイッチの紐部分９０や先端部分９１が該投射映像に対して生じる影の部分は映像が欠落することになり、品位が非常に悪くなる。

したがって、映像投射機能付き照明装置に紐引き型トグルスイッチを取り付ける場合は、各図に示すように、先端部分９１が照明ユニット２００の照明光の拡散範囲内であって、投射型映像表示ユニット１００の光学ユニット３０からの投射映像の照射領域外になる様にレイアウトすることが望ましい。

＜ペンダント型の映像投射機能付き照明装置＞
まず、図８（Ａ）および（Ｂ）は、ペンダント型の映像投射機能付き照明装置１０の側面断面と下面図である。この例では、光学ユニット３０が縦置きレイアウトで配置されている。また、本体である筺体（シェード）１１の内側の底面には、複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２を備えた照明用光源２０の基板２１が取り付けられている。さらに、図の下側の開口面にはこれを覆うように、拡散板１２が取り付けられている。

また、筺体（シェード）１１と拡散板１２で形成される空間には、光学ユニット３０が、照明光束の略中央部に位置するように配置されている。図８の例では、拡散板１２において、光学ユニット３０から下向きに投射光が出射される位置には、開口部または透過窓１４が設けられる。開口部または透過窓を設けず拡散板１２の全面に拡散効果があると光学ユニット３０から出射される投射映像まで拡散してしまい、テーブルや机などの映像投射対象面上で映像が結像できなくなってしまうからである。

開口部または透過窓１４の部分は、拡散板１２を切り欠いた開口でもよく、拡散効果のないガラスなどの透過性物質でもよい。透過性物質などで形成する透過窓の場合は、拡散板１２内に埃などが入りにくい構成にすることができるが、光学ユニット３０から出射される投射映像に極力影響を与えないように、光学ユニット３０から出射される投射光が有する波長域において極力分光特性が平たんな特性のコーティングを施すべきである。

なお、開口部または透過窓１４の周囲は直接拡散板１２とつながっている必要はなく、拡散板１２上の光学ユニット３０の影を見えにくくするために、開口部または透過窓１４と拡散板１２の間に化粧板などの領域を設けてもよい。すなわち、開口部または透過窓１４とは、筺体（シェード）１１と拡散板１２で形成される空間に配置される光学ユニット３０から投射される映像投射光が出射するために必要な通過口または透過口であり、その位置は、拡散板１２であってもその他の構造物の一部であってもよい。

このようなレイアウト（配列）によれば、光学ユニット３０を水平面に平行な方向に薄型化できるので、照明用光源２０から拡散板１２への照明面積に対し、光学ユニット３０により形成される影の割合を小さくすることが可能となる。このことにより、拡散板１２上に形成される光学ユニット３０の影の影響で照明装置としての見た目の品位が低下（すなわち、拡散板１２上の影による照明装置として違和感）してしまうことを抑制することが可能となる。また、上記の筺体（シェード）１１を拡散板で形成した場合にも、光学ユニット３０の影が目立たず、照明装置としての見た目の品位の低下を抑制することが可能となる。

図９（Ａ）および（Ｂ）の例では、光学ユニット３０が横置きレイアウトで配置されている。また、光学ユニット３０を、照明用光源２０用の基板２１より上側に配置したものであり、例えば、基板２１の上側の面に取り付けてもよく、筺体（シェード）１１に取り付けてもよい。映像投射機能付き照明装置全体をさらに上下方向に薄くして、より薄型構造の映像投射機能付き照明装置を実現することが可能となる。なお、当該変形例の場合、照明用光源２０の下方の開口を覆うように取り付けられる拡散板１２には、光学ユニット３０からの映像光を透過するための開口部または透明な窓部が、上記のそれに比較して、より大きな寸法で形成されることとなる。また、拡散板１２の一部、すなわち、光学ユニット３０が配置される位置には、当該光学ユニット３０からの投射光を透過するための開口部（または透過窓）２６が形成される。

かかる構成によれば、より薄型構造の映像投射機能付き照明装置を実現することが可能となると共に、光学ユニット３０は基板２１の裏側に配置されていることから、照明用光源２０からの照明光を遮蔽して影を形成することがない。これにより、照明装置としての見た目の品位の低下（すなわち、拡散板１２上の影による照明装置として違和感）を防止することが可能となる。

このとき、光学ユニット３０の下面を基板２１の上面と略一致させることにより、基板２１の開口部（または透過窓）２６の大きさを極力小さくすることができる。これにより、基板２１上により効率的に複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２を配置することが可能となる。

図１０（Ａ）および（Ｂ）は、ペンダント型の映像投射機能付き照明装置１０の側面断面と下面図であり、この例では、光学ユニット３０が縦置きレイアウトで配置されている。また、筺体（シェード）１１の内部に取り付けた光学ユニット３０が、照明光束の端部に位置するように配置されている。

このレイアウト（配列）によれば、光学ユニット３０が、照明光束の端部に位置するように配置したうえで、光学ユニット３０内で投射光学系の光軸と表示素子中心の位置を水平方向に相対的にずらすことにより、プロジェクタの投射光学系の出口に対して投射映像の中心をより照明用光源２０の照明光束の中心に近づくように投射する。

さらに、図１０の配列によれば、通常、机上に配置して使用される、所謂、据置き型のプロジェクタをそのまま流用することも可能である。据置き型のプロジェクタは投射光学系の光軸と表示素子中心の位置を既にずらして設定されたものが多いからである。よって、図１０の映像投射機能付き照明装置は低コスト化に適した構造を有するものである。当該効果は、光学ユニット３０が下向きの照明光束の端部に位置する他の構成例においても同様に生じる効果である。

さらに、図１０（Ａ）および（Ｂ）のレイアウトでは、照明用光源２０用の基板２１の両面に複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２を備えるように配置している。これにより、照明光を下方に加えて上方にも照射することが可能となっている。かかる構成によれば、映像投射機能付き照明装置１０の上方にも照明光を照射することが可能となり、上側照射では天井などを照射可能なので間接照明としても機能する（天井側間接照明機能）。なお、この例では、筺体（シェード）１１の下面の開口面の拡散板１２（下方拡散板）に加えて、筺体（シェード）１１の上面の開口面を覆うように拡散板１２（上部拡散板）が取り付けられている。

また、このような方向が異なる複数の照射方向を有する照明機能と、映像投射機能とを有する構成にすることにより、複数の照射光と投射映像との照射組み合わせモードの切り替えを実現することもできる。例えば、投射映像のみを下方向に照射するモード、下方へ照射光を照射し映像を投射しないモード、上方へ照射光を照射し映像を投射しないモード、上方へ照射光を照射するとともに下方向へ投射映像を投射するモード等を切り替える制御を行ってもよい。

なお、図１０では、光学ユニット３０の配置は下方への照明光の照明光束の端部となっているが、光学ユニット３０の配置は下方への照明光の照明光束の中央部等に配置してもよい。

図１１（Ａ）および（Ｂ）の例では、光学ユニット３０が横置きレイアウトで配置されている。また、照明用光源２０用の基板２１の端部を垂直方向に延長して円筒状に形成すると共に、さらに、水平方向にも延長して鍔部を形成している。また、複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２を、上記基板２１の上下の両面、円筒状部の外周面、そして、鍔部の下面に取り付けた構成としている。この例でも、光学ユニット３０は、下方への照明光束の略中央部に位置するように配置されている。なお、光学ユニット３０の配置は下方への照明光の照明光束の略中央部でなくともよい。下方への照明光の照明光束の端側すなわち円筒の側面近くに配置してもよい。

また、筺体（シェード）１１の下面の拡散板１２（下方拡散板）に加えて、筺体（シェード）１１上面および外周の一部（上部）を覆うように拡散板１２（上部周囲方向拡散板）が取り付けられている。かかる構成によれば、上述した効果に加えて、映像投射機能付き照明装置１０の上面や側方をも含めて、偏りなく、照明光を周囲に照射することが可能となり、また上側照射では天井などを照射可能なので間接照明としても機能する（天井側間接照明機能＋広い範囲の照明機能）。

また、このような方向が異なる複数の照射方向を有する照明機能と、映像投射機能とを有する構成にすることにより、複数の照射光と投射映像との照射組み合わせモードの切り替えを実現することもできる。例えば、投射映像のみを下方向に照射するモード、下方へ照射光を照射し映像を投射しないモード、側方へ照射光を照射し映像を投射しないモード、下方と側方へ照射光を照射し映像を投射しないモード、側方へ照射光を照射するとともに下方向へ投射映像を投射するモード等を切り替える制御を行ってもよい。

＜シーリング型の映像投射機能付き照明装置＞
まず、図１２（Ａ）および（Ｂ）は、シーリング型の映像投射機能付き照明装置１０の側面断面と下面図である。この例では、光学ユニット３０が横置きレイアウトで配置されている。また、本体である筺体１１の内側の底面には、複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２を備えた照明用光源２０の基板２１を取り付けると共に、図の下側の開口面側にはこれを覆うように、拡散板１２が取り付けられ、その内部には、光学ユニット３０が、照明光束の略中央部に位置するように配置されている。

このようなレイアウト（配列）によれば、映像投射機能付き照明装置として、その全体を上下方向に薄く構成して、すなわち、薄型構造の映像投射機能付き照明装置を実現することが可能となる。

映像投射機能の無い一般的なシーリング型照明装置は天井面に薄く広く構成することが多い。よって、映像投射機能付き照明装置であっても、図１２（Ａ）および（Ｂ）のように薄い構造を実現することにより、従来の一般的なシーリング型照明装置との置き換えが容易になり商品価値を高めることができる。

さらに、図１３（Ａ）および（Ｂ）に示すシーリング型の映像投射機能付き照明装置１０の例では、光学ユニット３０が横置きレイアウトで配置されている。また、照明用光源２０用の基板２１の端部を垂直方向に延長して円筒状に形成し、その底面に複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２を取り付けると共に、当該円筒状の基板２１の外周表面にも複数の半導体発光素子（ＬＥＤ）２２を取り付けるように構成した例である。これにより、照明光を下方に加えて側方にも照射することを可能としたものである。

なお、この例では、光学ユニット３０は、下方への照明光束の略中央部に位置するように配置されている。なお、光学ユニット３０の配置は下方への照明光の照明光束の略中央部でなくともよい。下方への照明光の照明光束の端側すなわち円筒の側面近くに配置してもよい。また、筺体１１の下面の開口面の拡散板１２（下方拡散板）に加えて、筺体１１の外周にも拡散板１２（側方拡散板）が取り付けられている。かかる構成によれば、上述した光学ユニット横置きの効果に加えて、映像投射機能付き照明装置１０の側方にも照明光を照射することができる（広い範囲の照明機能）。

かかるレイアウト（配列）によれば、映像投射機能付き照明装置として、上下方向に薄くした薄型構造の映像投射機能付き照明装置を実現することが可能となると共に、照明装置１０の側方にも照明光を照射することができる（広い範囲の照明機能）。

図１３の例では、図１０または図１１と同様、方向が異なる複数の照射方向を有する照明機能を有するので、図１０または図１１で説明したように照明機能の複数の照射方向の照射光と映像投射機能の投射映像について複数のモードの切り替え制御を行ってもよい。

次に、以上説明した構成を有する映像投射機能付き照明装置（図３の符号３００）における照明ユニット（図３の符号２００）の照明光源と投射型映像表示ユニット（図３の符号１００）の投射映像光源の点灯制御例について図１４を用いて説明する。なお、以下の説明および図面で「ＰＪユニット」と表記するものはプロジェクタユニットすなわち投射型映像表示ユニットの略称である。

図１４には、本発明の一実施例の映像投射機能付き照明装置における、点灯制御例を列挙したものである。図１４中の表のうち「操作ハード」とはユーザが操作を行う構成を示している。「構成および制御」はそれぞれの「操作ハード」の構成とその制御例を示している。本発明の一実施例の映像投射機能付き照明装置は、図１４に示す複数の点灯制御例の機能のいずれか１つを搭載してもよい。または表中の点灯制御例のうち複数の点灯制御例の機能を搭載してもよい。

点灯制御例１は、操作入力部３０１、壁面操作入力部、リモートコントローラーのいずれかまたはそれぞれに照明ユニットＯＮ／ＯＦＦ操作ボタンおよびＰＪユニットＯＮ／ＯＦＦ操作ボタンを備えることにより、ユーザが照明ユニットとＰＪユニットのそれぞれの点灯のＯＮ／ＯＦＦを任意に切り替えることをできるようにした例である。

点灯制御例２は、操作入力部３０１または壁面操作入力部をタッチセンサで構成し、照明ユニットとＰＪユニットのタッチセンシング領域をそれぞれ設けて、タッチの領域に応じてユーザが照明ユニットとＰＪユニットのそれぞれの点灯のＯＮ／ＯＦＦできるように構成した例である。

点灯制御例３は、操作入力部３０１または壁面操作入力部をタッチセンサで構成し、照明ユニット点灯に関するタッチセンシング領域とＰＪユニットに関するタッチセンシング領域を共用し、当該領域のタッチ検出回数に応じて、照明ユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦとＰＪユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦを含む複数の点灯状態をトグル操作で切り替えることができるように構成した例である。

点灯制御例４は、操作入力部３０１または壁面操作入力部に回転スイッチを備え、回転スイッチの回転角度または位置に応じて、照明ユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦとＰＪユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦを含む複数の点灯状態を切り替えることができるように構成した例である。

点灯制御例５は、操作入力部３０１を紐引き型トグルスイッチで構成し、紐引き型トグルスイッチで紐引き回数に応じて、照明ユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦとＰＪユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦを含む複数の点灯状態をトグル操作で切り替えることができるように構成した例である。

点灯制御例２、点灯制御例３、点灯制御例４、点灯制御例５の構成では、タッチセンサや紐引き型トグルスイッチや回転スイッチなど映像投射機能の無い従来の照明器具に近い操作手段の構成を用いて、ＰＪユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦまでも切り替えが可能となる。よって、ユーザが新たに特別な操作を学習する必要がなく、初めて使用する場合でも直感的に操作を理解することができるという効果がある。

点灯制御例６は、壁面操作入力部にはＯＮ／ＯＦＦスイッチが１つあり、リモートコントローラーに照明ユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦとＰＪユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦの両者のボタンを設けた例である。この場合、壁面操作入力部からのＯＮ操作で照明ユニットのみＯＮし、壁面操作入力部がＯＮの間、リモートコントローラーからのＰＪＯＮ／ＯＦＦ操作や照明ＯＦＦ／ＯＮ操作が可能となり、その後壁面操作入力部からのＯＦＦ操作で照明ユニットとＰＪユニットがともにＯＦＦ（消灯）するといった制御が可能となる。この場合、壁面操作入力部の構成をシンプル化し、壁面操作入力部だけを用いる場合は、映像投射機能の無い従来の照明器具と同等に扱うことが可能となり、従来機器との操作互換性が高くユーザにとって扱いやすい。

本発明の一実施例の映像投射機能付き照明装置は、図１４で説明した点灯制御により、照明ユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦとＰＪユニットの点灯ＯＮ／ＯＦＦを含む複数の点灯状態を切り替え可能である。次に、当該複数の点灯状態の具体例を図１５を用いて説明する。図１５の表中、「照明ユニット」のＯＮ／ＯＦＦとは照明ユニットの照明光源が点灯／消灯している状態、「ＰＪユニット」がＯＮ／ＯＦＦとは投射型映像表示ユニットの映像投射用光源が点灯／消灯している状態を示す。「変形例等」の欄には、「ＯＮ」または「ＯＦＦ」状態において複数の種類がある場合に説明がなされている。

本発明の一実施例の映像投射機能付き照明装置が切り替える点灯状態には、例えば、図１５の表の点灯状態１、２、３、４等が含まれる。ここで、点灯状態１は照明ユニットの照明光源と投射型映像表示ユニットの映像投射用光源がともにＯＦＦの状態である。点灯状態２は照明ユニットの照明光源がＯＮで投射型映像表示ユニットの映像投射用光源がＯＦＦの状態である。点灯状態４は照明ユニットの照明光源がＯＦＦで投射型映像表示ユニットの映像投射用光源がＯＮの状態である。映像投射機能付き照明装置は、以上の点灯状態１、２、４を切り替え可能とすることが望ましい。さらに、映像投射機能付き照明装置は、照明ユニットの照明光源と投射型映像表示ユニットの映像投射用光源がともにＯＮの状態である点灯状態３を備えてもよい（備えなくともよい）。

点灯状態３には様々な態様がある。例えば、（１）点灯状態３において、照明ユニットの照明光源を点灯状態２の点灯状態とし、投射型映像表示ユニットの映像投射用光源を点灯状態４の点灯状態として、そのまま両者を点灯してもよい。

また、（２）点灯状態３における照明ユニットの照明光源の点灯は点灯状態２における照明ユニットの照明光源の点灯よりも光量を下げてもよい（輝度を低下する）。投射型映像表示ユニットの投射映像を見やすくするためである。当該光量変更処理は、図３の照明ユニット２００の制御部２０１が発光素子ドライバを制御することにより可能である。

また、（３）点灯状態３における照明ユニットの照明光源の点灯は、点灯状態２における照明ユニットの照明光源の点灯よりも、点灯する発光素子の数を変更してもよい（点灯発光素子数の減少）。これも、投射型映像表示ユニットの投射映像を見やすくするためである。当該点灯発光素子数の変更処理は、図３の照明ユニット２００の制御部２０１が発光素子ドライバを制御し、駆動する発光素子ドライバの数を変更することなどで可能である。例えば、複数の発光素子ドライバのうち一部の発光素子ドライバを駆動し、一部の発光素子ドライバを駆動しないなどすればよい。

また、（４）点灯状態３における照明ユニットの照明光源の点灯は、点灯状態２における照明ユニットの照明光源の点灯における配光特性と異なる配光特性に切り替えてもよい。ここで、配光特性の切り替えとは、図１０、１１、１３等に示したレイアウトの映像投射機能付き照明装置において、照明光を複数の方向に照射可能な場合、複数の照明方向の照射光のそれぞれの光量を変更することである。例えば、点灯状態２では、下方向の照射光に加えて、周囲方向や天井方向の照明光を同時に発しており、点灯状態３では、周囲方向や天井方向の照明光をそのまままたは光量を低減し、下方向の照射光のみＯＦＦしてもよい。

または、点灯状態２では、下方向の照射光に加えて、周囲方向や天井方向の照明光を同時に発しており、点灯状態３では、周囲方向や天井方向の照明光も光量を低減するが、下方向の照射光を周囲方向や天井方向の照明光よりもさらに多くの割合で光量を低減してもよい。または、点灯状態２では、下方向の照射光が照射されており、点灯状態３では、下方向の照射光をＯＦＦし、周囲方向や天井方向の照明光をＯＮしてもよい。いずれの場合も、周囲方向や天井方向の照明光と下方向の照射光の全照射光の光量に占める下方向の照射光の割合を、点灯状態２よりも点灯状態３で下げることにより、投射型映像表示ユニットの投射映像を見やすくすることが可能である。

当該点灯発光素子数の変更処理は、図３の照明ユニット２００において、複数の発光素子ドライバが制御する発光素子セットを配光方向を異ならせておき、制御部２０１が、点灯状態２と点灯状態３で、それぞれの発光素子ドライバの輝度や発光素子数を可変する制御を行うことなどで可能である。

なお、点灯状態２から点灯状態３に切り替える際に、光量または配光特性を変える場合は、瞬間的に切り替えてもよいが、徐々に切り替えるようにしてもよい。徐々に切り替える場合の方が商品としての動作品位が高いとユーザに認識される可能性がある。

次に、図１４の映像投射機能付き照明装置における、点灯制御例においてトグル操作により複数の点灯状態を切り替える場合の具体例を説明する。

図１６の（Ａ）は、第１のトグル操作例である。図１５で説明した各点灯状態について、点灯状態１→点灯状態２→点灯状態４→点灯状態１に戻って繰り返し、というように構成してもよい。

図１６の（Ｂ）は、第２のトグル操作例である。図１５で説明した各点灯状態について、点灯状態１→点灯状態２→点灯状態３→点灯状態４→点灯状態１に戻って繰り返し、というように構成してもよい。

図１６の（Ｃ）は、第３のトグル操作例である。第２のトグル操作例の点灯状態３を光量、点灯発光素子数、配光特性が異なる複数の点灯状態（パターン１、パターン２）に分け、それぞれの切り替えを行ってもよい。第３のトグル操作例において、点灯状態３を光量、点灯発光素子数、配光特性が異なる複数の点灯状態に分ける場合には、スイッチを切り替えるたびに、ＰＪ光に重畳される照明光が直前の状態以下になるようにすると、照明光の光量の変化が、照明光がＯＦＦになる点灯状態４への自然とつながるためユーザに違和感が少ない。

以上、図１４から図１６を用いて説明した本発明の一実施例の映像投射機能付き照明装置の構成および制御によれば、照明ユニットの照明光源と投射型映像表示ユニットの映像投射用光源の点灯／消灯を好適に切り替え可能となり、ユーザにとって使い勝手がよい。

＜各種変形例＞
なお、以上説明した本発明の映像投射機能付き照明装置の実施例として、以下の変形例を用いてもよい。

・図３の構成において、照明ユニット２００と投射型映像表示ユニット１００とにそれぞれＡＣ／ＤＣ変換機能を有する電源を設けたが、映像投射機能付き照明装置３００内で、ＡＣ／ＤＣ変換機能を有する電源は１つだけ設けて、後はＤＣ電源を分配してもよい。映像投射機能付き照明装置３００に接続されるＡＣ電源ケーブルが１本になり、ユーザにとって使い勝手がよい。

・図１４〜１６で説明した点灯制御に、図３の人感センサ３０２の検出結果の考慮を加えてもよい。例えば、人感センサ３０２で動作物体を検出した場合に、照明ユニット２００の光源を点灯してもよい。また、例えば、人感センサ３０２で動作物体を検出した場合に、照明ユニット２００の光源を点灯してもよい。また、人感センサ３０２で動作物体と映像投射機能付き照明装置の距離を判別し、遠距離に動作物体がある場合に、照明ユニット２００の光源を点灯し、動作物体がさらに近距離に近づいてきた場合に、照明ユニット２００の光源の点灯に加えて、投射型映像表示ユニット１００の光源を点灯するなどしてもよい。

・図１５の点灯状態において、点灯状態２と点灯状態３とで、図３の画像調整部１６０における画像処理を変更してもよい。例えば、点灯状態３では、点灯状態２よりも映像がより明るく見えるように、ブライト調整、コントラスト調整、レティネックス処理などの画像処理を変更すればよい。

以上、本発明の種々の実施例になる映像投射機能付き照明装置について述べた。しかしながら、本発明は、上述した実施例のみに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためにシステム全体を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０…照明装置、１１…本体（筺体）（シェード）、１２…拡散板、２０…照明用光源、２２…半導体発光素子（ＬＥＤ）、３０…光学ユニット、３２…表示素子、３４…投射光学系、３５…反射ミラー。

Claims (1)

1. 照明光を発する照明ユニットと、
   映像を投射する投射型映像表示ユニットと、
   を備え、
   前記照明ユニットの照明光光源と前記投射型映像表示ユニットの光源の点灯状態について、少なくとも、
   （１）前記照明ユニットの照明光光源と前記投射型映像表示ユニットの光源がともに消灯している状態、
   （２）前記照明ユニットの照明光光源が点灯し、前記投射型映像表示ユニットの光源が消灯している状態、
   （３）前記照明ユニットの照明光光源が消灯し、前記投射型映像表示ユニットの光源が点灯している状態、
   を切り替え可能である、照明装置。

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