(57)【要約】【課題】所望の図柄の照明光を照射面上に好適な形態で投写し、優れた装飾効果を実現することができる照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ１２からの出射光を平行光に変換するコリメーションレンズ２２と、コリメーションレンズ２２で平行光に変換された光を照射面５０上に投写する投写レンズ２３との間に、投写レンズ２３の前側焦点近傍に所望の図柄に対応する開口部２４ａが開口された遮光マスク２４を配設して照明装置１を構成し、遮光マスク２４の開口部２４ａの開口形状を、少なくとも、照明装置１を設置したときの照射面５０に対する光軸の傾きに対応付けて補正する。これにより、所望の図柄の照明光を歪みのない好適な形態で照射面５０上に投写し、照明光による優れた装飾効果を実現する。その際、投写レンズ２３の曲率も考慮して開口部２４ａの開口形状を補正することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された設置位置から照射面上に所望の図柄の照射像を投写する照明装置であって、
光源と、
前記光源からの出射光を平行光に変換する光学部材と、
前記光学部材で平行光に変換された光を前記照射面上に投写する投写レンズと、
前記投写レンズの前記光源側の焦点近傍に配設され前記図柄に対応する開口部が開口された遮光マスクと、を具備し、
少なくとも、前記照射面に対する光軸の傾きに起因する前記照射像上の各位置までの光路長の相違に対し、前記開口部の開口形状を補正したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記投写レンズと前記遮光マスクとの間の光軸距離を調整する調整機構を具備することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
同一の前記照射面に対し、互いに異なる設置位置から互いに異なる図柄の照射像を投写する請求項１又は請求項２記載の照明装置を複数具備したことを特徴とする照明システム。
【請求項４】
前記各照明装置を個別の動作タイミングで動作させる制御手段を具備することを特徴とする請求項３記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め設定された照射面に対して所望の図柄の照明光を投写する照明装置及び照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、消費電力が小さく長寿命であるという利点を有する。しかも、ＬＥＤは、点光源として扱うことができるため、リフレクタ等を特に必要としない。そこで、近年では、ＬＥＤの高出力化に伴い、各種照明装置の光源としてＬＥＤを適用することが期待されている。
【０００３】
この種の照明装置として、例えば、特許文献１には、ＬＥＤを光源とする照明ユニットと、第１，第２凸レンズが装着された鏡筒との間に、図案が印刷されたフィルムを配設することにより、所望の図案の照明光を投写する携帯用の投影式表示装置（照明装置）が開示されている。
【特許文献１】実用新案登録第３１１８６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ショーウィンドウや建物等に設定された照射面上に照明光を照射して商品広告を行う場合等において、照明光による優れた装飾効果を実現するためには、所望の図柄を好適な形態で投写することが重要となる。
【０００５】
本発明は、所望の図柄の照明光を照射面上に好適な形態で投写し、優れた装飾効果を実現することができる照明装置及び照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の照明装置は、予め設定された設置位置から照射面上に所望の図柄の照射像を投写する照明装置であって、光源と、前記光源からの出射光を平行光に変換する光学部材と、前記光学部材で平行光に変換された光を前記照射面上に投写する投写レンズと、
前記投写レンズの前記光源側の焦点近傍に配設され前記図柄に対応する開口部が開口された遮光マスクと、を具備し、少なくとも、前記照射面に対する光軸の傾きに起因する前記照射像上の各位置までの光路長の相違に対し、前記開口部の開口形状を補正したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の照明システムは、同一の前記照射面に対し、互いに異なる設置位置から互いに異なる図柄の照射像を投写する前記照明装置を複数具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の照明装置によれば、所望の図柄の照明光を照射面上に好適な形態で投写し、優れた装飾効果を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１は照明装置の要部断面図、図２は照明装置の分解斜視図、図３は遮光マスクの平面図、図４は照射面に対する照明装置の設置例を示す説明図、図５はショーウィンドウに設置した照明システムの概略構成図、図６は各照明装置が投写する照明光の図柄の一例を示す説明図、図７は各照明装置の動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【００１０】
図１，２に示す照明装置は、例えば、予め設定された設置位置から照射面５０（図４参照）上に所望の図柄の照射像を投写する設置型の照明装置であり、この照明装置１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１２を光源とする光源ユニット１０と、この光源ユニット１０に冠設する筐体２０とを有する。
【００１１】
光源ユニット１０は、ＬＥＤ基板１１を有する。ＬＥＤ基板１１は、例えば、平面略矩形形状をなし、その略中央部に半田付け等によって、ＬＥＤ１２を保持する。さらに、ＬＥＤ基板１１には、ＬＥＤ１２を制御装置１１０（図５参照）と電気的に接続するためのコネクタ１３が固設されている。なお、ＬＥＤ１２の発光効率を向上させるため、ＬＥＤ基板１１は、例えば、熱伝導性の高いアルミ基板等で構成されている。また、ＬＥＤ１２は、例えば、出射平面１２ａに片凸レンズが固設された表面実装型のＬＥＤチップで構成されている。
【００１２】
筐体２０は、ＬＥＤ１２の光軸Ｏ方向に沿う筒状形状をなし、その内部に、ＬＥＤ１２からの出射光を調光するためのレンズ光学系２１を収容する。本実施形態において、筐体２０は、略円筒形状をなし、基端部に外向フランジ２０ａが設けられている。そして、この外向フランジ２０ａには、光源ユニット１０のＬＥＤ基板１１が、ネジ止め等によって固設されている。また、筐体２０の先端部外周には、後述するストッパ部材３４を螺合するための雄ネジ部２０ｂが刻設されている。さらに、筐体２０の中途部外周には、予め設定された設置位置に照明装置１を固定するためのブラケット２０ｃが設けられている。
【００１３】
レンズ光学系２１は、ＬＥＤ１２からの出射光を平行光に変換する光学部材としてのコリメーションレンズ２２と、コリメーションレンズ２２で平行光に変換された光を照射面５０上に投写する投写レンズ２３とを有する。さらに、レンズ光学系２１は、コリメーションレンズ２２と投写レンズ２３との間に遮光マスク２４を有する。
【００１４】
コリメーションレンズ２２は、例えば、筐体２０の内周に摺接する環状のフランジ部２２ａの内側に両凸のレンズ部２２ｂが一体形成された光透過性の樹脂成型品で構成されている。このコリメーションレンズ２２の入射側において、フランジ部２２ａには環状のスペーサ３０が当接されており、このスペーサ３０を介して、コリメーションレンズ２２はＬＥＤ１２に対向配置されている。そして、スペーサ３０によって、ＬＥＤ１２との光軸距離が適値に設定されることにより、コリメーションレンズ２２は、ＬＥＤ１２からの出射光を平行光に変換する。
【００１５】
遮光マスク２４は、例えば、所望の照射像の図柄に対応する開口部２４ａが開口された遮光性フィルムで構成されている。この遮光マスク２４の入射側の縁辺部には、環状のスペーサ３１が当接されており、このスペーサ３１を介して、遮光マスク２４はコリメーションレンズ２２に対向配置されている。そして、遮光マスク２４は、コリメーションレンズ２２で平行光に変換された光を開口部２４ａ内のみ通過させる。
【００１６】
投写レンズ２３は、例えば、筐体２０の内周に摺接する環状のフランジ部２３ａの内側に両凸のレンズ部２３ｂが一体形成された光透過性の樹脂成形品で構成されている。この投写レンズ２３の入射側において、フランジ部２３ａには、環状のスプリング３３及びスペーサ３２が連設されている。また、投写レンズ２３の出射側において、フランジ部２３ａには、筐体２０の雄ネジ部２０ｂに螺合する環状のストッパ部材３４が当接されている。
【００１７】
このストッパ部材３４は、一連のレンズ光学系２１を筐体２０内に保持する機能を有するとともに、投写レンズ２３と遮光マスク２４との対向状態（光軸距離）を調整する調整機構としての機能を有する。具体的には、ストッパ部材３４は、雄ネジ部２０ｂに対する螺合量を変化させることにより、スプリング３３で付勢された投写レンズ２３を光軸Ｏ方向に進退移動させる。本実施形態において、投写レンズ２３は、例えば、当該投写レンズ２３の前側焦点（入射側（ＬＥＤ１２側）の焦点）が遮光マスク２４と一致する位置を基準として、光軸Ｏ方向に進退移動可能となっている。そして、ストッパ部材３４の螺合量調整を通じて、投写レンズ２３の前側焦点近傍の適切な位置に遮光マスク２４が対向配置されることにより、投写レンズ２３は、遮光マスク２４の開口部２４ａの形状に応じた鮮明な照射像を照射面５０上に投写する。すなわち、一般に、ＬＥＤ１２からの出射光は、コリメーションレンズ２２によって完全な平行光に変換されるものではなく、一定のバラツキが生じる。従って、遮光マスク２４の開口部２４ａに応じた照射像を投写レンズ２３によって鮮明に投写するためには、投写レンズ２３と遮光マスク２４との光軸距離を投写レンズ２３の前側焦点距離に設定することが、必ずしも最適であるとは限らない。そこで、本実施形態のでは、照明装置１を所定の設置位置に設置後においても、投写レンズ２３と遮光マスク２４との光軸距離を調整可能とすべく、ストッパ部材３４及びスプリング３３等により調整機構が構成されている。
【００１８】
なお、図１〜３に示すように、遮光マスク２４の縁辺部には、光軸Ｏを中心とする非対称位置に、複数（例えば、３個）のピン孔２４ｂが穿設されており、これらピン孔２４ｂに、スペーサ３１から突設するピン３２ａが圧入されることにより遮光マスク２４（開口部２４ａ）の光軸Ｏ回りの位置決めがなされている。
【００１９】
ここで、照射面５０上に所望の図柄の照射像５１を投写すべく遮光マスク２４に開口される開口部２４ａは、図柄の相似形状に対し、照射面５０に対する照明装置１の設置状態等に応じて補正されている。例えば、図４に示すように、垂直に起立する幅Ｗ、高さＴの照射面５０に対し、照明装置１が所定の設置位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）から所定の俯角θｙで斜め下方に照射像５１を投写する場合、照射像５１の下方に照射される光の光路長が、上方に照射される光の光路長に比べて相対的に長くなる。従って、このような光路長の違いに起因する照射像の歪みを補正するため、例えば、図４に示すような矩形の照射像５１を形成するための開口部２４ａは、照射像５１の下方に対応する領域の開口幅Ｈ１が、照射像５１の上方に対応する領域の開口幅Ｈ２よりも相対的に狭くなるよう補正されている（図３参照）。また、投写レンズ２３の曲率に起因する照射像５１の歪曲を補正するため、開口部２４ａの各縁部は緩やかに湾曲補正されている。このような開口部２４ａの形状は、例えば、シミュレーションにおいて、所望の照射像５１上の各点を基準として、当該照射像５１を構成する各光線の挙動を追跡することにより求めることができる。すなわち、開口部２４ａの形状は、例えば、照射面５０に対する照明装置１の設置状態等を考慮した上で、所望の絵柄の照射像５１の形状に基づいて逆補正される。
【００２０】
このように、本実施形態では、ＬＥＤ１２からの出射光を平行光に変換するコリメーションレンズ２２と、コリメーションレンズ２２で平行光に変換された光を照射面５０上に投写する投写レンズ２３との間に、投写レンズ２３の前側焦点近傍に所望の図柄に対応する開口部２４ａが開口された遮光マスク２４を配設して照明装置１を構成し、遮光マスク２４の開口部２４ａの開口形状を、少なくとも、照明装置１を設置したときの照射面５０に対する光軸の傾きに対応付けて補正することにより、所望の図柄の照明光を歪みのない好適な形態で照射面５０上に投写し、照明光による優れた装飾効果を実現することができる。その際、投写レンズ２３の曲率も考慮して開口部２４ａの開口形状を補正することにより、より好適な形態で照射像５１を投写することができる。
【００２１】
また、投写レンズ２３と遮光マスク２４との間の光軸距離を調整するための調整機構を照明装置１に設け、当該照明装置１の設置後に前記光軸距離を調整することにより、照射面５０上に鮮明な照射像５１を投写することができる。
【００２２】
次に、上述の照明装置１を用いた照明システム１００について説明する。ここで、図５に示す照明システム１００は、例えば、ショーウィンドウに設定されたスクリーン（照射面）１５０に対し、複数の照明装置１（照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆ）を用いて、互いに異なる各種照射像１５１Ａ〜１５１Ｆ（図６参照）を投写するものである。
【００２３】
図５に示すように、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆは、ショーウィンドウ上の互いに異なる位置に設置され、同一のスクリーン１５０に対して各種照射像１５１Ａ〜１５１Ｆを投写する。このため、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆに内蔵される遮光マスクの開口部に対する補正量は互いに異なる。
【００２４】
ここで、ショーウィンドウの外観を向上するため、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆは、例えば、ショーウィンドウの各面のガラス１０５を互いに連結するフレーム１０３内に配設されることが望ましい。ここで、各照明装置１０１Ａ〜１０ａＦは、ＬＥＤを光源とすることによって十分な小型化が図られており、フレーム１０３内に容易に収容することが可能である。本実施形態において、各照明装置１は、例えば、図５に示すように、ショーウィンドウ正面のガラス１０５の上縁部に配設されたフレーム１０３内に、一列に配列されている。なお、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆの光源として用いられるＬＥＤの発光色は、図柄等に応じて適宜選択されている。
【００２５】
また、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆは、フレーム１０３に沿って配索された各制御線１０２を介して、ショーウィンドウ外部に設置された制御手段としての制御装置１１０と電気的に接続されている。そして、制御装置１１０は、予め設定されたプログラムに従って、例えば、図７に示すように、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆを個別の動作タイミングで動作させる。
【００２６】
これにより、スクリーン１５０上に投写する図柄を経時とともに推移させることができ好適な装飾効果を実現することができる。その際、例えば、図７（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示すように、各照射像を所定のタイミングで重畳させれば、より一層好適な装飾効果を実現することができる。
【００２７】
ここで、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆに内蔵される遮光マスク（各照明装置が投写する図柄）は、筐体に対するストッパの離脱によって適宜交換可能となっている。このため、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆに対する動作プログラムは、使用する絵柄（遮光マスク）の組み合わせ等に応じて予め複数設定されている。これらの動作プログラムは、例えば、ＲＯＭ等の記憶媒体１１１にそれぞれ個別に格納されている。そして、各照明装置１０１Ａ〜１０１Ｆに内蔵される遮光マスクの組み合わせ等に応じて、制御装置１１０に用いる記憶媒体１１１を適宜差し替えることにより、様々なバリエーションで好適な照明を実現することができる。
【００２８】
なお、上述の実施形態では照明装置の光源として、ＬＥＤを用いた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他、各種光源を用いることが可能である。
【００２９】
また、上述の実施形態においては、設置位置に設置した照射装置を照射面に対して１軸方向のみに傾けた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２軸方向に傾けることも可能である。この場合、勿論、遮光マスクの開口部の補正は、２軸方向の傾きに対応して行われる。
【００３０】
また、上述の実施形態においては。照明システムをショーウィンドウに適用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他、各種の装飾用の照明等に適用が可能である。この場合、照明システムに用いる照明装置の数等についても適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】照明装置の要部断面図
【図２】照明装置の分解斜視図
【図３】遮光マスクの平面図
【図４】照射面に対する照明装置の設置例を示す説明図
【図５】ショーウィンドウに設置した照明システムの概略構成図
【図６】各照明装置が投写する照明光の図柄の一例を示す説明図
【図７】各照明装置の動作タイミングの一例を示すタイミングチャート
【符号の説明】
【００３２】
１…照明装置（１０１Ａ〜１０１Ｆ…照明装置）、１０…光源ユニット、１１…ＬＥＤ基板、１２…発光ダイオード（光源）、２０…筐体、２１…レンズ光学系、２２…コリメーションレンズ（光学部材）、２３…投写レンズ、２４…遮光マスク、２４ａ…開口部、３３…スプリング（調整機構）、３４…ストッパ部材（調整機構）、５０…照射面（１５０…スクリーン）、５１…照射像（１５１Ａ〜１５１Ｆ…照射像）、１００…照明システム、１０２…制御線、１０３…フレーム、１０５…ガラス、１１０…制御装置（制御手段）、１１１…記憶媒体、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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