(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも映像投影用光源を含む２種類の光源と、
前記何れかの光源から放出された光が照射される被照射物を認識する被照射物認識手段と、
前記被照射物認識手段によって認識された被照射物に基づいて、前記何れかの光源から光を放出させる光源制御手段と、
前記光源制御手段によって制御されて放出された光源からの光を前記被照射物に向けて投射する投射手段と、
映像を生成する映像生成手段とを備え、
前記光の照射対象となる被照射物の種類によって、前記光源の種類を選択し、前記映像投影用光源が選択された場合に、前記映像投影用光源から放出された光によって、前記被照射物に映像を投影すること特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記少なくとも２種類の光源は、照明用光源と前記映像投影用光源とを含むことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源制御手段は、各光源に対する電力供給を開始又は停止させる電源回路を制御して、各光源から放出される光のオンオフを切り換える光源電源制御手段を備え、
当該光源電源制御手段は、前記被照射物認識手段によって認識された被照射物の種類に従って、何れかの種類の光源から光を放出させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記各光源を冷却する複数の冷却ファンと、
前記冷却ファンに対する電力供給を開始又は停止させる電源回路を制御する冷却電源制御手段とを備え、
当該冷却電源制御手段は、前記被照射物認識手段によって認識された被照射物の種類に従って、当該被照射物の種類に対応した種類の光源を冷却することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
少なくとも２種類以上のカラーホイールと、
前記被照射物認識手段によって認識された被照射物に基づいて、前記光源から放出された光が前記何れかのカラーホイールを透過させるように制御するカラーホイール制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかの一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光の照射対象となる被照射物の種類によって選択された前記光源の色温度から、当該被照射物に照射する光の色温度の変更度合いが入力される色温度変更入力手段を更に備え、
前記カラーホイール制御手段は、前記色温度変更入力手段に入力された色温度の変更度合いに基づいて、何れかのカラーホイールを透過させるように制御することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源と、前記カラーホイールとの組み合わせが予め設定され、
前記被照射物認識手段によって認識された被照射物の種類に従って、前記光源と前記カラーホイールの組み合わせを変更することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な被照射物に向けて光を放出する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光を照射する照明装置としては、下記の特許文献１に記載されているように、複数の光源を同時に用いて照射光の輝度を増加させる技術や、下記の特許文献２に記載されているように、複数の光源から放出された光の通過及び遮断を制御することによって光の明るさを制御する技術が知られている。
【０００３】
これらの技術は、主にプロジェクタのような投射型の映像表示装置によって投射画面に光を投射した時に、映像の明るさを向上させるために用いられている。この投射型の映像表示装置は、発光効率と色再現性に優れたメタルハライドランプの他に、キセノンランプ、ハロゲンランプ、超高圧水銀ランプ（UHPランプ）等が用いられている。
【０００４】
また、特許文献１には、異なる種類の呼応限を組み合わせて光を合成させることが記載されている。具体的には、異なる分光特性の光源を組み合わせることによって、色特性の優れた投影型の映像表示装置を実現している。また、この技術によれば、複数の光源のうちに瞬時に点灯ができる光源を組み合わせることによって、電源を投入したと略同時に映像を表示することができるとしている。
【特許文献１】特開平６−２６５８８７号公報
【特許文献２】特開２０００−１９４０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プロジェクタといった投影型の映像表示装置やスポットライトといった投影型の照明装置は、その用途が限定されているために、上述したような複数の光源を備えた構成とした場合であっても、１種類の光源に限定していることが多い。
【０００６】
しかしながら、光源の種類によって色温度やアーク長が異なるために、１種類の光源を用いて様々な用途に適合した光を放射させることは困難である。例えば、主としてプロジェクタに用いられているメタルハライドランプは、他の光源に比べて色温度が高い。したがって、当該メタルハライドランプを備えたプロジェクタを照明用途に活用するために、ハロゲンランプ程度にまで色温度を下げようとした場合には、色味が赤くなってしまう問題が発生する。
【０００７】
また、特許文献１のように異なる種類の光源を組み合わせる技術は、照射対象や使用条件などによって光源を切り換えることができず、単一の用途に限定されたものであった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、照射対象に応じて放出する光の特性を瞬時に変更することができる照明装置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】
【０００９】
本発明は、少なくとも２種類の光源と、何れかの光源から放出された光が照射される被照射物を認識する被照射物認識手段と、被照射物認識手段によって認識された被照射物に基づいて、何れかの光源から光を放出させる光源制御手段と、光源制御手段によって制御されて放出された光源からの光を被照射物に向けて投射する投射手段とを備える。本発明は、上述の課題を解決するために、光の照射対象となる被照射物の種類によって、光源の種類を選択すること特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光の照射対象となる被照射物の種類によって光源の種類を選択するので、照射対象に応じて放出する光の特性を瞬時に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
本発明を適用した照明装置は、図１に示すように、少なくとも２種類の光源１Ａ，１Ｂと、当該何れかの光源１Ａ，１Ｂから出射された光を被照射物に向けて照射する投射手段である平面ミラー２と、当該平面ミラー２を駆動する駆動部３とを備える。また、この照明装置は、光源１Ａ，１Ｂ及び駆動部３の動作を制御するコントローラ４を備える。
【００１３】
光源１Ａ，１Ｂは、種類が異なるものであれば良い。光源１Ａ，１Ｂとしては、例えば、映像表示装置であるプロジェクタに用いられるメタルハライドランプ（色温度：約6,500〜7,500K）や超高圧水銀ランプ（色温度：約9,000K）、キセノンランプ（色温度： 約6,000K）、照明用のハロゲンランプ（色温度：約3,400K）などのうち何れかである。望ましくは、光源１Ａをプロジェクタに用いられるメタルハライドランプ又は超高圧水銀ランプとし、光源１Ｂを照明用のハロゲンランプとする。
【００１４】
なお、図１に示した種類の異なる２個の光源を備える構成以外に、２種類の光源ではなく、色温度が異なる３種類以上の光源を備えていても良い。
【００１５】
具体的な構成を説明すると、光源１Ａ，１Ｂは、ランプ部１１が曲面反射鏡１２の略中心部に挿入されて、当該曲面反射鏡１２の光放出側にＵＶ−ＩＲカットフィルタ１３が取り付けられている。
【００１６】
平面ミラー２は、光源１Ａ，１Ｂのうちの何れかから出射された光を反射して、被照射物に向けて投影する。この平面ミラー２は、コントローラ４の制御に従って駆動部３によって回転角度が変更されて、光源１Ａ，１Ｂから出射された光のうちの何れかを被照射物に投影できる。なお、光源１Ａ，１Ｂの何れかの光を被照射物に向けて投影する構成としては、平面ミラー２及び駆動部３からなる構成に限らず、光源１Ａ，１Ｂの出射向きを変更するなどの他の構成であっても良い。
【００１７】
コントローラ４は、光源１Ａ，１Ｂを駆動させることによって光を放出させると共に、駆動部３を駆動させて平面ミラー２の回転角度を調整する。この場合、コントローラ４は、何れかの光源１Ａ，１Ｂから放出された光が照射される被照射物を識別する被照射物認識手段として機能する。具体的には、コントローラ４にＩＣタグリーダを備えると共に、被照射物に近接して被照射物を認識する情報を格納したＩＣタグを設置しておく。そして、コントローラ４は、ＩＣタグリーダによって被照射物に近接したＩＣタグに格納された情報を読み取ることによって、被照射物を認識する。この被照射物を認識する情報としては、例えば、被照射物の表面材質を特定する金属、布、紙類、スクリーン材などが挙げられる。この場合、照明装置が光を照射する範囲におけるＩＣタグの情報を読み取るようにＩＣタグリーダが動作する。
【００１８】
例えば、被照射物の表面材質としてスクリーン材料などの情報をコントローラ４によって読み取った場合、コントローラ４は、プロジェクタ用として使用されるメタルハライドランプである光源から放出された光を被照射物に投影するように平面ミラー２の回転角度を制御する。一方、被照射物の表面材質として金属等の物体の情報をコントローラ４によって読み取った場合、コントローラ４は、照明用として使用されるハロゲンランプである光源から放出された光を被照射物に投影するように平面ミラー２の回転角度を制御する。この場合、コントローラ４は、被照射物を識別する情報と、光源１Ａ，１Ｂとの対応関係を記述した対応テーブルを予め設定しておき、被照射物側に設置されているＩＣタグから送信された信号に対応した光源１Ａ，１Ｂを選択することができる。
【００１９】
このように、コントローラ４は、被照射物を表す信号に従って、何れかの光源１Ａ，１Ｂから放出された光を被照射物に照射させる光源制御手段として機能する。これによって、照明装置は、光の照射対象となる被照射物の種類によって、光源の種類を選択することができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明を適用した照明装置によれば、複数種類の光源１Ａ，１Ｂを搭載し、平面ミラー２によって反射される光の照射範囲に配置された被照射物を特定して、何れかの光源１Ａ，１Ｂを選択することができる。これによって、照明装置の用途に応じて最適な色温度の光を被照射物に投影することができる。具体的には、被照射物を照らすスポットライトとして使用する場合には、照明用の光源を選択することができる一方で、映像を投影する場合には、プロジェクタ用の光源を選択することができ、何れを選択した場合であっても、違和感のない光を被照射物に向けて投影することができる。
【００２１】
また、この照明装置は、各光源に対する電力供給を開始又は停止させる電源回路を光源１Ａ，１Ｂごとに備えて、当該各電源回路をコントローラ４によって制御するようにしても良い。この照明装置は、被照射物の種類に従って、何れかの種類の光源から光を放出させるために、何れかの電源回路を制御して動作させる光源のみから光を放出させる。これによって電力を省くことができると共に、光源から発せられる熱を抑制することができる。
【００２２】
更に、この照明装置は、光源１Ａ，１Ｂの照射範囲に被照射物が存在しない場合には、全ての電源回路によって光源１Ａ，１Ｂへの電力供給を停止させ、光源１Ａ，１Ｂの照射範囲に被照射物が新たに存在した場合には、当該被照射物の種類に応じた光源１Ａ，１Ｂのみに電力供給をすることもできる。
【００２３】
更にまた、照明装置は、図２に示すように、光源１Ａ，１Ｂを冷却する複数の冷却ファン５Ａ，５Ｂを備え、コントローラ４によって、当該冷却ファン５Ａ，５Ｂに対する電力供給を開始又は停止させる電源回路を制御しても良い。この時、コントローラ４は、認識された被照射物の種類に適合する光源１Ａ，１Ｂを点灯させると共に、当該被照射物の種類に対応した種類の光源１Ａ，１Ｂを冷却するように冷却ファン５Ａ，５Ｂを動作させる。
【００２４】
このように冷却ファン５Ａ，５Ｂを動作させる必要性を判断する場合、コントローラ４は、光源１Ａ，１Ｂのオンと共に冷却ファン５Ａ，５Ｂをオンさせて、光源１Ａ，１Ｂのオフ後の所定時間経過（１分）時に冷却ファン５Ａ，５Ｂをオフとする時間制御や、光源１Ａ，１Ｂの温度を計測して所定温度（例えば５０℃）以上となった場合に冷却ファン５Ａ，５Ｂを稼働させる温度制御を行う。
【００２５】
これによって、照明装置は、光源１Ａ，１Ｂの冷却が必要な場合であっても、当該冷却に必要な電力を省くと共に、冷却ファン５Ａ，５Ｂが動作する際に発生する回転音を抑制することができる。
【００２６】
更に、この照明装置は、図３に示すように、何れかの光源１Ａ，１Ｂから放出された複色光から単色光を取り出し、当該取り出された複数の単色光を合成した映像光を生成する光学部品である液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを備え、当該液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃによって生成された映像光を被照射物２９に投射するものであっても良い。このように構成された照明装置は、所謂液晶プロジェクタに備えられている光学系（映像生成手段）を利用したものである。
【００２７】
このような照明装置において、光源１Ａ，１Ｂから出射した光束は、青緑反射ダイクロイックミラー２１と青反射ダイクロイックミラー２２，反射鏡２３で構成される色分離光学系に入射される。
【００２８】
光源１Ａ，１Ｂの白色光に含まれる青色光は、色分離光学系の２枚のダイクロイックミラーで反射され、赤色光は青緑反射ダイクロイックミラー２１を透過した後、反射鏡２３で反射される。緑色光は、青緑反射ダイクロイックミラー２１で反射され、次に青反射ダイクロイックミラー２２を透過する。各色光は、光源１Ａ，１Ｂから液晶パネル２５ａまでの光路的距離が等しくなっている。
【００２９】
次に各色光は、それぞれフィールドレンズ２４ａ，２４ｂ，２４ｃに入射され、光源１Ａ，１Ｂからの発散光束が平行化される。平行化された各色光は、それぞれフィールドレンズ２４ａ，２４ｂ，２４ｃの直後に置かれた液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃに入射して変調され、各色光に対応した映像情報が付加される。
【００３０】
液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃで変調された各色光は、次に青反射ダイクロイックミラー２６と青赤反射ダイクロイックミラー２７、反射鏡２３から構成される色合成光学系に入射する。この青反射ダイクロイックミラー２６に対して、青色光は反射し、赤色光は透過する。また青赤反射ダイクロイックミラー２７に対して緑色光は透過し、赤色光と青色光は反射されるので、全ての色光は同じ光軸上に合成される。
【００３１】
こうして合成された光学像は投写レンズ２８によってスクリーンである被照射物２９上に投写表示される。投写レンズ２８としては、テレセントリック系に近いものが使用される。
【００３２】
このような液晶プロジェクタにおける光学系を備えた照明装置によれば、被照射物がスクリーンである場合には、コントローラ４によって、プロジェクタ用の光源を点灯させるように制御する。そして、この照明装置は、各色に対応した液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを映像信号に基づいて制御することによって、液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを介して合成された単色光によって、被照射物であるスクリーンに映像を投影することができる。
【００３３】
一方、この照明装置によれば、被照射物が任意形状物体などである場合には、コントローラ４によって、照明用の光源を点灯させるように制御する。そして、この照明装置は、液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃによって全ての単色光を通過させて、各単色光を再合成して、被照射物に向けて複色光を投影する。これによって、照明装置は、照明用の光源によって、被照射物に光を投影することができる。
【００３４】
更にまた、照明装置の他の構成としては、図４に示すように、ＤＬＰ（デジタル・ライト・プロセッシング）プロジェクタを構成する光学系（映像生成手段）を備えたものであっても良い。この光学系は、カラーホイール３２とＤＭＤチップ３４とを主な構成部品として含む。
【００３５】
カラーホイール３４は、照明用途、映像投影用途に拘わらず、投影光の色（色温度）を変化させるときに用いる。上述したように、この照明装置は、認識した被照射物によって光源の種類を変更して、被照射物の種類に適合した色温度の光を投影している。このことは、光源の種類によって異なる特性（特に色温度）を、用途（照明／映像）によって使い分けている。したがって、図４に示す照明装置は、カラーホイール３２の複数色のバランスを変更したものを用いることにより、投影光の色温度を変更することが可能となる。例えば、カラーホイール３２を構成する赤・緑・青（RGB）それぞれの透過部のうち、Ｒの割合を高くすると、当該カラーホイール３２を透過した光の色温度を低くすることができる。一方、Ｂの割合を高くすると、当該カラーホイール３２を透過した光の色温度を高くすることができる。
【００３６】
このように、カラーホイール３２を選択することによって、特定の光源を選択による色温度の変更に追加して、さらに特定のＲＧＢバランスのカラーホイールを選択するにより、色温度を変更することができる。
【００３７】
具体的には、被照射物の種類に従って色温度が低いハロゲンランプが選択された場合に、さらに色温度を下げたいときには、図示しないスイッチ等の信号入力装置で構成される色温度設定入力手段の入力をコントローラ４によって受信し、色温度が「低」にされる。この色温度変更入力手段は、光の照射対象となる被照射物の種類によって選択された光源の色温度から、当該被照射物に照射する光の色温度の変更度合いが入力されるものである。
【００３８】
そして、コントローラ４は、被照射物によって選択されたカラーホイール３２よりも、Ｒの割合が一段階高いカラーホイールに交換することができる。さらに、色温度設定入力手段で色温度を「低」にする入力信号をコントローラ４によって受信した場合には、更にＲの割合をもう一段階高くしたカラーホイールに交換することができる。
【００３９】
例えば、照明装置は、２種類の光源として、映像光を出射する映像用光源と、照明光を出射する照明用光源とを含んで構成されている場合を考える。この映像用光源とは、発光効率が高い映像投影に適した光源であり、現時点でプロジェクタに搭載されているメタルハライドランプ、超高圧水銀ランプが挙げられる。ただし、将来的に映像投影に適した光源が出現することが考えられるため、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプに限定はしない。液晶プロジェクタでは色分解／合成する光学部品を使用するため、白色光源が必要となり、カラーホイールは使用できない。また、DLP プロジェクタ（１チップ）ではカラーホイールを使用しているが、色温度を変更するために使われているのではなく、あくまで複数色を実装するためのものである。
【００４０】
被照射物がスクリーン３６であり、当該スクリーン３６に映像を投影させる場合について説明する。照明装置は、コントローラ４の制御に従って複数の光源のうちのプロジェクタ用の光源（映像用光源）によって光照射を行わせ、当該映像光をレンズ、カラーホイール３２、レンズ３３を介してＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）チップ３４に入射させる。光源から放出された映像光は、コントローラ４の制御に従って駆動されるカラーホイール３２に透過されることによって、赤、緑、青の何れかの単色光とされる。カラーホイール３２は、所定の速度で回転駆動されており、赤、緑、青の単色光を時分割でＤＭＤチップ３４に透過させる。ＤＭＤチップ３４は、多数の極微小ミラーからなり、コントローラ４によって各極微小ミラーが制御されることによって、レンズ３５を介してスクリーン３６に投影する光を制御する。ＤＭＤチップ３４は、カラーホイール３２の回転速度に同期して赤、緑、青の単色光ごとに反射／非反射が切り換えられて、スクリーン３６に映像を投影することができる。
【００４１】
一方、このように映像をスクリーン３６に投影する照明装置は、被照射物に照明光を照射する場合には、コントローラ４の制御に従って、照明用の光源によって光照射を行い、カラーホイール３２の位置を当該光源の光軸に重複しない位置に変更される。また、ＤＭＤチップ３４は、レンズ３３を通過して入射した照明光の全部をレンズ３５に反射させて、被照射物に投影させる。このカラーホイール３２の位置を変更する構成としては、コントローラ４の制御に従って駆動するアクチュエータなどが挙げられる。
【００４２】
これによって、照明装置は、映像をスクリーン３６に投影させる場合には映像用光源から出射した光をカラーホイール３２及びＤＭＤチップ３４を介して被照射物に投影し、被照射物に照明光を投影する場合にはカラーホイール３２を透過させない構成とすることができる。
【００４３】
また、この照明装置は、図４に示した赤、緑、青の単色光を透過させるカラーホイールのみならず、赤、緑、青の単色光の他に白や黄色などの単色光を透過させるカラーホイールを備えていても良い。このような照明装置は、映像用光源を複数種類備え、当該各映像用光源と、単色光を透過させる透過部の配置が異なるカラーホイールとの組み合わせを予め設定しておく。これによって、上述したように、コントローラ４によって認識された被照射物の種類に従って、予め設定された組み合わせである光源とカラーホイールとの組み合わせを選択する。なお、この光源とカラーホイールとの組み合わせは、光源とカラーホイールとの組み合わせによって実現される色温度の数値として設定しておいても良く、例えば、色温度が３，０００Ｋの組み合わせなどと設定しておく。また、予め特定の光源とカラーホイールとの組み合わせを手動によって設定しておいて良い。
【００４４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を適用した照明装置の概略構成図である。
【図２】本発明を適用した他の照明装置の概略構成図である。
【図３】液晶プロジェクタに備えられている光学系を備えた照明装置の構成を示す図である。
【図４】ＤＬＰプロジェクタを構成する光学系を備えた照明装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ，１Ｂ  光源
２  平面ミラー
３  駆動部
４  コントローラ
５Ａ，５Ｂ  冷却ファン
１１  ランプ部
１２  曲面反射鏡
１３  ＩＲカットフィルタ
２１  青緑反射ダイクロイックミラー
２２  青反射ダイクロイックミラー
２３  反射鏡
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  フィールドレンズ
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ  液晶パネル
２６  青反射ダイクロイックミラー
２７  青赤反射ダイクロイックミラー
２８  投写レンズ
２９  被照射物
３２  カラーホイール
３１，３３，３５  レンズ
３４  ＤＭＤチップ
３６  スクリーン
【図１】
0004977555.tif 000002
【図２】
0004977555.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004977555.tif 000005