DE102017119366A1

DE102017119366A1 - Lichtvorrichtung

Info

Publication number: DE102017119366A1
Application number: DE102017119366.9A
Authority: DE
Inventors: Kentaro Yamauchi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2018-03-01
Also published as: US10533728B2; JP2018037243A; JP6739059B2; US20180059474A1; CN107797370A

Abstract

Die Lichtvorrichtung 1 enthält: eine lichtdurchlässige Platte 3 mit einer Eintrittsfläche 3a; und eine Bildbildungsvorrichtung 4, die die Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 mit Bildlicht bestrahlt. Das Bildlicht, das durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt, wird auf einen Gegenstand projiziert. Das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, enthält Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich. Hier weist das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich eine längere Wellenlänge als das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich auf. Die lichtdurchlässige Platte 3 absorbiert oder streut das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich mehr als das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtvorrichtung.
[Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik]
Herkömmlich ist eine Lichtvorrichtung mit einer Flüssigkristalltafel, die Bildlicht abgibt, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die ein Bild anzeigt und ein Bilderzeugungsmittel, das ein Bild erzeugt, offenbart (siehe beispielsweise Patentliteratur (PTL) 1).
Diese Lichtvorrichtung erzeugt eine Lichtumgebung, in welche durch die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die ein Bild anzeigt, Licht einströmt.
[Liste der Anführungen]
[Patentliteratur]
[PTL 1]

Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-92616

[Kurzdarstellung der Erfindung]
[Technische Aufgabe]
Mit der Lichtvorrichtung, die in PTL 1 offenbart ist, wird jedoch dasselbe Bild wie das, das von einer Bildprojektionsvorrichtung erzeugt wird, auf einen Gegenstand projiziert, wenn der Gegenstand mit Licht bestrahlt wird, das durch eine lichtdurchlässige Platte austritt. Beispielsweise wird üblicherweise in einer Umgebung, wo Licht durch ein Fenster strömt, beispielsweise ein Schatten von Licht, das durch Bäume fällt, in dem Fenster reflektiert, aber der Schatten, der in dem Gegenstand reflektiert wird, ist unscharf. Daher stellt die herkömmliche Lichtvorrichtung keine Beleuchtung bereit, die das natürliche Licht nachahmt, und kann keine Lichtumgebung bereitstellen, die der natürlichen Umgebung ähnelt.
Angesichts dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtvorrichtung bereitzustellen, die eine Lichtumgebung nachbildet, die der natürlichen Umgebung ähnelt.
[Lösung der Aufgabe]
Um die obige Aufgabe zu lösen, enthält eine Lichtvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine lichtdurchlässige Platte mit einer Eintrittsfläche; und eine Bildprojizierungsvorrichtung, die die Eintrittsfläche der lichtdurchlässigen Platte mit Bildlicht bestrahlt, wobei das Bildlicht durch die lichtdurchlässige Platte hindurchtritt und auf einen Gegenstand projiziert wird. Das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung abgegeben wird, enthält Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich. Hier weist das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich eine längere Wellenlänge als das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich auf. Die lichtdurchlässige Platte absorbiert oder streut das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich mehr als das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Lichtumgebung nachzubilden, die der natürlichen Umgebung ähnelt.
[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Lichtvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 sowie ein konzeptuelles Diagramm, das ein Bild, das durch Bildlicht gebildet ist, das an eine lichtdurchlässige Platte abgegeben wird, und ein Bild, das auf einen Gegenstand projiziert wird, darstellt.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Lichtvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 sowie eine schematische Querschnittsansicht der Lichtvorrichtung, die entlang der Linie A-A aufgeschnitten ist.
3 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Wellenlänge und der Streurate von Bildlicht darstellt, das gestreut wird, wenn es durch die lichtdurchlässige Platte der Lichtvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 hindurchtritt;
4 ist ein Blockdiagramm, das die Lichtvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Bildprojizierungsvorrichtung, einem Brennpunkt, der lichtdurchlässigen Platte und dem Gegenstand der Lichtvorrichtung, sowie ein konzeptuelles Diagramm, das ein Bild, das durch Bildlicht gebildet ist, das an die lichtdurchlässige Platte abgegeben wird, und ein Bild, das auf den Gegenstand projiziert wird, darstellt.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Lichtvorrichtung gemäß Ausführungsform 2; und
7 ist ein Blockdiagramm, das die Lichtvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
[Beschreibung der Ausführungsformen]
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen zeigen bevorzugte konkrete Beispiele der vorliegenden Erfindung. Daher sind die Zahlenwerte, Formen, Materialien, Strukturelemente, die Anordnung und Verbindung der Strukturelemente, usw., die in den nachstehenden Ausführungsformen angegeben sind, lediglich Beispiele und beschränken die vorliegende Erfindung nicht. Somit werden unter den Strukturelementen in den nachstehenden Ausführungsformen Strukturelemente, die nicht in den unabhängigen Ansprüchen angegeben sind, die die breitesten erfinderischen Konzepte angeben, als willkürliche Strukturelemente beschrieben.
Ferner soll der Begriff ”ungefähr ...” in einem Beispielfall von ”ungefähr identisch” nicht nur das umfassen, was genau identisch ist, sondern auch das, was als im Wesentlichen identisch erkannt werden kann.
Es sei angemerkt, dass jede Zeichnung eine schematische Darstellung und nicht unbedingt eine genaue Darstellung ist. Ferner werden im Wesentlichen die gleichen Strukturelemente in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen und überlappende Beschreibungen derselben weggelassen oder vereinfacht.
(Ausführungsform 1)
Nachstehend wird die Lichtvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[Konfiguration]
Zuerst wird die Konfiguration der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
1 ist eine schematische Querschnittsansicht der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowie ein konzeptuelles Diagramm, das das Bild M1, das durch Bildlicht gebildet ist, das an die lichtdurchlässige Platte 3 abgegeben wird, und das Bild M2, das auf einen Gegenstand projiziert wird, darstellt. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowie eine schematische Querschnittsansicht der Lichtvorrichtung 1, die entlang der Linie A-A aufgeschnitten ist. 3 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Wellenlänge und der Streurate von Bildlicht darstellt, das gestreut wird, wenn es durch die lichtdurchlässige Platte 3 der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hindurchtritt. 4 ist ein Blockdiagramm, das die Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 5 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Bildprojizierungsvorrichtung 4, dem Brennpunkt F, der lichtdurchlässigen Platte 3 und dem Gegenstand der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, sowie ein konzeptuelles Diagramm, das ein Bild, das durch Bildlicht gebildet ist, das an die lichtdurchlässige Platte 3 abgegeben wird, und ein Bild, das auf den Gegenstand projiziert wird, darstellt. Es sei angemerkt, dass, da das Bildlicht durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt, das Bild M1, das durch das Bildlicht auf der lichtdurchlässigen Platte 3 gebildet wird, in 1 und 5 nicht genau wie das Bild M1 erscheint. 1 und 5 sind konzeptuelle Diagramme, die darstellen, wie das Bildlicht M1 erschiene, wenn das Bild M1 in der lichtdurchlässigen Platte 3 reflektiert würde. 2 stellt das Bild M1, das in der Nähe der Öffnung 2a reflektiert wird, und das Bildlicht, das durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt, dar.
1 zeigt die Open-Unten-Richtung, die Links-Rechts-Richtung und die Vorne-Hinten-Richtung der Lichtvorrichtung 1, wobei die Oben-Richtung eine Richtung hin zu der Bildprojizierungsvorrichtung 4 angibt. Die Richtungen, die in 2 und den nachfolgenden Figuren gezeigt werden, entsprechen alle den Richtungen, die in 1 gezeigt werden. Es sei angemerkt, dass die Open-Unten-Richtung, die Links-Rechts-Richtung und die Vorne-Hinten-Richtung nicht auf jene beschränkt sind, die in 1 gezeigt werden, da sie sich in Abhängigkeit von der Nutzung ändern. Dasselbe gilt für die nachfolgenden Figuren.
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist die Lichtvorrichtung 1 in der Lage, Beleuchtung nachzubilden, die das natürliche Licht nachahmt, und Beleuchtung mit einem Schatten, der eine Bewegung aufweist, bereitzustellen. Das Licht, das die natürliche Umgebung nachahmt, bezieht sich insbesondere auf Licht, das beispielsweise einen blauen Himmel, das Sonnenlicht und Licht mit einem Schatten gleichzeitig nachbildet. Die Lichtvorrichtung 1 ist beispielsweise in eine Wand oder Decke eines Raumes eingebettet. Die Lichtvorrichtung 1 enthält eine Bedienerschnittstelle 11, die in 4 gezeigt ist, und kann über die Bedienerschnittstelle 11 die Farbe und/oder die Helligkeit des Bildlichts, das die Bildprojizierungsvorrichtung 4 auf den Gegenstand projiziert, die Art des Bildes usw. auswählen. Die Bedienerschnittstelle 11 kann ein Bedienfeld sein, das mit der Lichtvorrichtung 1 elektrisch verbunden ist, oder eine Fernbedienung, die durch drahtlose Kommunikation betreibbar ist. Der Gegenstand ist beispielsweise ein Boden oder eine Wand und ist ein Körper, der mit dem Bildlicht bestrahlt wird. Das Bildlicht ist Licht, das ein Bild enthält, und liegt hauptsächlich in einem sichtbaren Lichtbereich von 380 bis 780 nm. Wenn das Bildlicht auf den Gegenstand projiziert wird, wird das Bild M2 in dem Gegenstand reflektiert. Das Bildlicht ist Licht mit einem hellen Teilbereich und einem dunklen Teilbereich (einem Schatten) oder ungefähr einheitliches Licht und ist beispielsweise Licht, das durch Bäume hindurchfällt. Das Bild, das in dem Bildlicht enthalten ist, ist anders als beispielsweise ein Vollfarbbild, das auf einem Fernsehgerät angezeigt wird.
Die Lichtvorrichtung 1 enthält ein Gehäuse 2, die lichtdurchlässige Platte 3 und die Bildprojizierungsvorrichtung 4.
Das Gehäuse 2 ist eine kastenartige Komponente mit einem Boden, die eine Öffnung 2a auf der unteren Seite aufweist und die Bildprojizierungsvorrichtung 4 im Inneren aufnimmt. Das Gehäuse 2 ist derart an der Decke befestigt, das die lichtdurchlässige Platte 3 von der Decke belichtet wird. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Gehäuse 2 die Form eines Zylinders auf, der derart von der Decke getragen wird, dass er sich in der Oben-Unten-Richtung erstreckt. Es sei angemerkt, dass das Gehäuse 2 kein zwingend erforderliches Strukturelement ist, wenn die lichtdurchlässige Platte 3 und die Bildprojizierungsvorrichtung 4 in Einrichtungen wie beispielsweise einer Wand oder Decke so eingebaut sind, dass die Funktionen der Lichtvorrichtung 1 ausgeführt werden können.
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist die lichtdurchlässige Platte 3 eine lichtdurchlässige Komponente mit einer Plattenform und ist an dem Gehäuse 2 befestigt, um die Öffnung 2a des Gehäuses 2 zu verschließen. In der vorliegenden Ausführungsform weist die lichtdurchlässige Platte 3 eine Scheibenform auf; ihre Form kann jedoch entsprechend der Form der Öffnung 2a nach Bedarf geändert werden. Das heißt, in einer Draufsicht kann die lichtdurchlässige Platte 3 eine polygonale Form, eine elliptische Form oder eine Form, die diese Formen kombiniert, aufweisen.
Die lichtdurchlässige Platte 3 weist die Eintrittsfläche 3a und die Austrittsfläche 3b auf.
Die Eintrittsfläche 3a ist eine Fläche, durch die das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, eintritt. Die Eintrittsfläche 3a ist innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet und ist die obere Fläche der lichtdurchlässigen Platte 3. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Bild M1 wie in 1 dargestellt reflektiert, wenn die untere Fläche innerhalb des Gehäuses 2 einschließlich der Eintrittsfläche 3a mit dem Bildlicht bestrahlt wird. Die Bildprojizierungsvorrichtung 4 bestrahlt zumindest die Gesamtheit der Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 mit dem Bildlicht. In der vorliegenden Ausführungsform bestrahlt die Bildprojizierungsvorrichtung 4 die lichtdurchlässige Platte 3 und einen Randbereich der Öffnung 2a des Gehäuses 2 mit dem Bildlicht. Somit wird das Licht an einem Randbereich der lichtdurchlässigen Platte 3 nicht unnatürlich blockiert, und daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Randbereich der lichtdurchlässigen Platte 3 dunkel erscheint. Der Randbereich der lichtdurchlässigen Platte 3 ist ein Teilbereich des Umfangsbereichs der lichtdurchlässigen Platte 3. Es ist weniger wahrscheinlich, dass sich der Benutzer komisch fühlt, auch wenn der Benutzer das Bildlicht durch die Austrittsfläche 3b der lichtdurchlässigen Platte 3 austreten sieht, oder das Bild M2 sieht, das auf den Gegenstand projiziert wird.
Die Austrittsfläche 3b ist die untere Fläche der lichtdurchlässigen Platte 3 gegenüber der Eintrittsfläche 3a und wird von der Öffnung 2a des Gehäuses 2 belichtet. Die Austrittsfläche 3b ist eine Fläche, durch die das Bildlicht, das durch die Eintrittsfläche 3a eintritt, austritt.
Die lichtdurchlässige Platte 3 ist aus einem lichtdurchlässigen Harzmaterial, wie beispielsweise Acryl oder Polycarbonat, oder einem lichtdurchlässigen Material, wie beispielsweise einem transparenten Glasmaterial, gebildet. Eine Eigenschaft der lichtdurchlässigen Platte 3 ist es, Bildlicht mit einer gegebenen Wellenlängenkomponente einer Wellenlänge von mindestens 380 nm und höchstens 550 nm, die in dem Bildlicht enthalten ist, d. h. einen Wellenlängenbereich, der blaues Licht enthält, zu absorbieren oder zu streuen. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Rayleigh-Streuplatte, die Rayleigh-Streuung in dem eintretenden Bildlicht herbeiführt, als Beispiel der lichtdurchlässigen Platte 3 genutzt.
Die lichtdurchlässige Platte 3 ist eine Komponente, die als Grundmaterial ein lichtdurchlässiges Harzmaterial wie beispielsweise Acryl enthält, und in der ein Streumaterial, wie beispielsweise ein Nanoverbundmaterial, verteilt ist. Das Nanoverbundmaterial ist beispielsweise Silica oder ein Metalloxid wie beispielsweise Titanoxid, ein Zinkoxid oder ein Zirkonoxid. Wenn die Partikelgröße des Nanoverbundmaterials im Vergleich zu der Lichtwellenlänge ausreichend klein ist, erfolgt eine Rayleigh-Streuung in dem Licht, das in die lichtdurchlässige Platte 3 eintritt.
Da die lichtdurchlässige Platte 3 eine Komponente ist, in der das Nanoverbundmaterial verteilt ist, ist es eine Eigenschaft der lichtdurchlässigen Platte 3, Licht in einem später beschriebenen ersten Wellenlängenbereich mehr zu absorbieren oder zu streuen als in einem später beschriebenen zweiten Wellenlängenbereich.
Die Bildprojizierungsvorrichtung 4 bestrahlt die Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 mit dem Bildlicht, und das Bildlicht, das durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt, wird auf den Gegenstand projiziert. Wenn die Bildprojizierungsvorrichtung 4 die lichtdurchlässige Platte 3 mit dem Bildlicht bestrahlt, tritt das Bildlicht durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurch und wird auf den Gegenstand projiziert, der jenseits der lichtdurchlässigen Platte 3 angeordnet ist, und das Bild M2 wird dadurch reflektiert. Das Bild M2 ist unschärfer als das Bild M1, weil das Bild M2 das Bild M1 ist, das auf den Gegenstand projiziert wird, nachdem es durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchgetreten ist.
Die Bildprojizierungsvorrichtung 4 ist an dem unteren Teilbereich des Gehäuses 2 (der Oberseite des Gehäuses 2) angeordnet, um die Gesamtheit der Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 mit dem Bildlicht zu bestrahlen. Die Bildprojizierungsvorrichtung 4 ist derart angeordnet, dass die optische Achse X des Bildlichts die lichtdurchlässige Platte 3 schneidet. Genauer gesagt ist die Bildprojizierungsvorrichtung 4 derart in dem Gehäuse 2 angeordnet, dass die optische Achse X des Bildlichts und eine normale Linie der Austrittsfläche 3b einen Winkel bilden, der größer als 0 und kleiner als 90° ist. Mit anderen Worten, die Bildprojizierungsvorrichtung 4 bestrahlt die Eintrittsfläche 3a mit dem Bildlicht, das eine optische Achse X aufweist, die bezogen auf die normale Linie der Eintrittsfläche 3a geneigt ist. Das Bild M1, das durch das Bildlicht gebildet wird, mit dem die lichtdurchlässige Platte 3 durch die Bildprojizierungsvorrichtung 4 bestrahlt wird, kann ein Standbild oder ein Bewegtbild, das sich zeitlich ändert, sein.
Wie in 2 dargestellt, gibt die Bildprojizierungsvorrichtung 4 das Bildlicht ab, um den Brennpunkt F zwischen der Bildprojizierungsvorrichtung 4 und der lichtdurchlässigen Platte 3 zu bilden, wenn die lichtdurchlässige Platte 3 mit dem Bildlicht bestrahlt wird. Das heißt, Licht, das von der später beschriebenen Lichtquelle 44 abgegeben wird, wird über den später beschriebenen Bildformer 41 das Bildlicht und bildet den Brennpunkt F zwischen der Bildprojizierungsvorrichtung 4 und der lichtdurchlässigen Platte 3. Die Position des Brennpunkts F in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel und nicht auf die Position beschränkt, die in 2 dargestellt ist.
Das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, enthält Bildlicht in einem ersten Wellenlängenbereich und Bildlicht in einem zweiten Wellenlängenbereich. Das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich weist eine längere Wellenlänge als das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich auf. Wie in 3 dargestellt, nimmt die Streurate des Bildlichts, das durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt, ab, während die Wellenlänge des Bildlichts zunimmt. Das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich, das eine kürzere Wellenlänge als das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich aufweist, wird leichter von einem streuenden Material, das in der lichtdurchlässigen Platte 3 enthalten ist, absorbiert oder gestreut, als das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich, wenn es durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt. Dagegen tritt das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich, das eine längere Wellenlänge als das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich aufweist, leichter in einer ungefähr geraden Linie durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurch als das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich. Das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich ist Licht, das von dem Bildlicht übrigbleibt, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, wenn das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich ausgeschlossen ist. Es sei angemerkt, dass das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich beispielsweise Licht sein kann, das blaues Licht in einem Bereich von ungefähr 380 nm bis ungefähr 550 nm enthält, während das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich beispielsweise Licht in einem Bereich von ungefähr 550 nm bis ungefähr 780 sein kann.
Wie in 4 dargestellt, enthält die Bildprojizierungsvorrichtung 4 eine Bildbildungsvorrichtung 41, eine Steuerung 42, einen Speicher 43, eine Lichtquelle 44, eine Energiequelle 46 und eine Linse.
Die Bildbildungsvorrichtung 41 ist eine Vorrichtung, durch die Bildlicht, das einem Bild entspricht, abgegeben wird. Als Beispiel ist die Bildbildungsvorrichtung 41 in der vorliegenden Ausführungsform eine lichtdurchlässige Flüssigkristalltafel usw., die ein Bild anzeigt; jedoch ist die Bildbildungsvorrichtung 41 nicht auf die Flüssigkristalltafel, die ein Bild anzeigt, beschränkt. Die Steuerung 42 veranlasst die Bildbildungsvorrichtung 41, ein Bild anzuzeigen, das in dem Speicher 43 gespeichert ist. Der Speicher 43 speichert mehrere Bildmuster. Das Licht von der Lichtquelle 44, mit dem die Bildbildungsvorrichtung 41 bestrahlt wird, wird das Bildlicht, indem es durch die Bildbildungsvorrichtung 41 hindurchtritt. Dann wird die Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 mit dem Bildlicht bestrahlt.
Die Steuerung 42 kann eine Zeitgeberfunktion aufweisen, um beispielsweise das Licht, das an die lichtdurchlässige Platte 3 abgegeben wird, zu jeder vorgegebenen Zeit zu ändern, oder das Bildlicht zu ändern, wenn eine vorgegebene Zeit verstreicht. Beispielsweise kann, einher mit (synchron mit) einer Zeitspanne eines Tages entsprechend einem Zeitgeber, Bildlicht, das sich von der Dämmerung bis zum Sonnenuntergang in einem Tag fortlaufend ändert, über die lichtdurchlässige Platte 3 auf den Gegenstand projiziert werden. Das Bildlicht, das sich auf diese Weise ändert, ist in dem Speicher 43 gespeichert. Ferner kann nach der willkürlichen Auswahl eines Bildes durch den Benutzer Bildlicht, das dem Benutzer das Gefühl gibt, als ob der Benutzer sogar nachts Tagessonnenlicht ausgesetzt ist, über die lichtdurchlässige Platte 3 auf den Gegenstand projiziert werden. Wenngleich die vorgegebene Zeit eine im Voraus festgelegte Zeit ist, kann sie willkürlich von dem Benutzer festgelegt werden. Die Steuerung 42 kann ihren Betrieb mittels eines Mikrocomputers, eines Prozessors oder einer dedizierten Schaltung ausführen.
Die Steuerung 42 kann die Beleuchtung der Lichtquelle 44 so steuern, dass sie eine fortlaufende Änderung der Lichtfarbe bewirkt, so dass sich die Farbe des Lichts, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, mit der Zeit ändert. Ferner kann die Steuerung 42 das Bild und die Lichtfarbe fortlaufend ändern, so dass sich die Richtungen des Lichts und des Schattens (die Richtung des Lichts, als ob das Licht durch ein Fenster strömt), die von Richtungsänderungen beispielsweise der Sonne, des Mondes und der Sterne abhängen, mit der Zeit ändern.
Die Steuerung 42 steuert, beispielsweise über eine Treiberschaltung, die Helligkeit des Lichts, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, um mindestens eine von der Farbtemperatur und der Helligkeit des Bildlichts zu ändern, mit dem die lichtdurchlässige Platte 3 bestrahlt wird. Die Steuerung 42 ändert die Farbtemperatur des Bildlichts derart, dass die Farbtemperatur des Bildlichts, mit dem die Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 bestrahlt wird, mindestens 9000 K und höchstens 15000 K beträgt. Die Steuerung 42 ändert die Farbtemperatur des Bildlichts derart, dass die Farbtemperatur des Bildlichts, das durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt und auf den Gegenstand projiziert wird, mindestens 2700 K und höchstens 6500 K beträgt.
Der Speicher 43 ist eine Vorrichtung, die ein Steuerungsprogramm speichert, das von der Steuerung 42 ausgeführt wird, falls die Steuerung 42 beispielsweise einen Prozessor oder einen Mikrocomputer enthält. Der Speicher 43 ist beispielsweise durch einen Halbleiterspeicher implementiert. Der Speicher 43 speichert Informationen im Zusammenhang mit einem Bild, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 projiziert wird.
Die Lichtquelle 44 ist ein lichtemittierendes Element wie beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) und bestrahlt die Bildbildungsvorrichtung 41, die ein Bild anzeigt, mit Licht. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Licht, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, weißes Licht. Die Bildprojizierungsvorrichtung 4 teilt weder den optischen Pfad des weißen Lichts, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, mittels beispielsweise eines Wellenlängen-Trennfilters gemäß der Wellenlängen des weißen Lichts in mehrere optische Pfade auf, noch führt sie beispielsweise mittels eines Farbrades eine Zeitteilung gemäß der Wellenlängen aus. Vielmehr bestrahlt die Bildprojizierungsvorrichtung 4 die Bildbildungsvorrichtung 41 über den derzeit genutzten optischen Pfad und das optische Glied mit dem weißen Licht und bestrahlt die lichtdurchlässige Platte 3 über die Bildbildungsvorrichtung 41 mit dem Bildlicht.
Die Lichtquelle 44 wird ein- und ausgeschaltet, in dem sie von der Treiberschaltung gesteuert wird, die in der Lichtvorrichtung 1 enthalten ist. Ferner werden Dimmsteuerung (Helligkeitssteuerung) und Tönungssteuerung (Lichtfarbsteuerung) für die Lichtquelle 44 von der Treiberschaltung ausgeführt, die die Energiequelle 46 steuert (die Stromversorgung anpasst). Die Treiberschaltung ist durch einen Mikrocomputer, einen Prozessor oder eine dedizierte Schaltung usw. implementiert, die beispielsweise Strom steuert, der der Lichtquelle 44 entsprechend einem eingegebenen Signal zugeführt wird. Es sei angemerkt, dass die Treiberschaltung in der Steuerung 42 enthalten sein kann oder von der Steuerung 42 getrennt sein kann.
Die Energiequelle 46 ist eine Schaltungseinheit, die eine Platine und eine Schaltungskomponente enthält, die auf der Platine angebracht ist, und versorgt die Lichtquelle 44 mit Licht, um die Lichtquelle 44 einzuschalten (die Lichtquelle 44 zu veranlassen, Licht abzugeben). Beispielsweise wandelt die Energiequelle 46 Energie, die von einem Energiesystem zugeführt wird, durch Gleichrichten, Glätten und Spannungsabfall usw. in Gleichstromenergie auf einem vorgegebenen Pegel um und versorgt die Lichtquelle 44 mit der Gleichstromenergie. Die Lichtquelle 44 gibt unter Verwendung der Gleichstromenergie, die von einer Energiequellenschaltung zugeführt wird, Licht ab.
Die Linse ist lichtdurchlässig und hat eine Funktion, mit dem Bildlicht von der Bildbildungsvorrichtung 41 ein Bild zu bilden.
Mit dieser Lichtvorrichtung 1 wird das Bildlicht von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 mit einer Farbtemperatur von mindestens 9000 K und höchstens 15000 K an die lichtdurchlässige Platte 3 abgegeben. Das Bildlicht tritt durch die Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 ein und durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurch. Wenn das Bildlicht durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt, absorbiert oder streut das streuende Material, das in der lichtdurchlässigen Platte 3 enthalten ist, mindestens eine Wellenlängenkomponente in einem Bereich von 380 nm bis höchstens 550 nm. Das Bildlicht, das durch die Austrittsfläche 3b austritt, wird mit einer Farbtemperatur von mindestens 2700 K und höchstens 6500 K auf den Gegenstand projiziert. Infolgedessen wird ein blau leuchtendes Bild wie ein blauer Himmel in der lichtdurchlässigen Platte 3 reflektiert, und ein Bild, das gelb leuchtet, um das Sonnenlicht nachzubilden, wird in dem Gegenstand reflektiert.
Wie in 5 dargestellt, ist die lichtdurchlässige Platte 3, die sich in dem Abstand D1 von dem Brennpunkt F entlang der optischen Achse der Bildprojizierungsvorrichtung 4 befindet, dem Brennpunkt F näher als der Gegenstand, der sich in dem Abstand D2 von dem Brennpunkt F befindet, und daher wird das Bild M1, das ein wenig unschärfer als das Bild am Brennpunkt F ist, in der lichtdurchlässigem Platte 3 reflektiert. Da der Gegenstand andererseits weiter als die lichtdurchlässige Platte 3 von dem Brennpunkt F entfernt ist, wird das Bild M2, das unschärfer als das Bild M1 ist, in dem Gegenstand reflektiert. Das heißt, der Unterschied in der Unschärfe zwischen dem Bild M1 auf der lichtdurchlässigen Platte 3 und dem Bild M2 auf dem Gegenstand wird durch den Abstand zwischen dem Brennpunkt F und der jeweiligen bestrahlten Ebene (der lichtdurchlässigen Platte 3 und dem Gegenstand) bestimmt.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Als nächstes werden die vorteilhaften Wirkungen der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie oben beschrieben, enthält die Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die lichtdurchlässige Platte 3 mit der Eintrittsfläche 3a; und die Bildbildungsvorrichtung 4, die die Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 mit Bildlicht bestrahlt. Das Bildlicht tritt durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurch und wird auf einen Gegenstand projiziert. Das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, enthält Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich. Hier weist das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich eine längere Wellenlänge als das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich auf. Die lichtdurchlässige Platte 3 absorbiert oder streut das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich mehr als das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich.
Entsprechend dieser Konfiguration streut die lichtdurchlässige Platte 3 das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich (hohe Farbtemperatur) mehr als das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich (niedrige Farbtemperatur) und erlaubt es dem Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich, gerade hindurchzutreten, und daher wird beispielsweise ein Bild aus Licht, das eine hohe Farbtemperatur aufweist und blau leuchtet, in der lichtdurchlässigen Platte 3 reflektiert, und Bildlicht, das eine niedrige Farbtemperatur aufweist, beleuchtet den Gegenstand, als ob das direkte Sonnenlicht den Gegenstand beleuchtet. Somit können verschiedene Umweltfaktoren eines blauen Himmels und des Sonnenlichts gleichzeitig mittels einer einzelnen Lichtvorrichtung 1 nachgebildet werden.
Daher ist es mit der Lichtvorrichtung 1 möglich, eine Lichtumgebung nachzubilden, die der natürlichen Umgebung ähnelt.
Ferner ist mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich, mit dem die lichtdurchlässige Platte 3 bestrahlt wird, und das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich, mit dem die lichtdurchlässige Platte 3 bestrahlt wird.
Entsprechend dieser Konfiguration streut die lichtdurchlässige Platte 3 das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich mehr als das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich (niedrige Farbtemperatur) und erlaubt es dem Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich, gerade hindurchzutreten, und daher wird ein Bild aus Licht, das blau leuchtet, in der lichtdurchlässigen Platte 3 reflektiert, und Bildlicht, das eine niedrige Farbtemperatur aufweist, beleuchtet den Gegenstand, als ob das direkte Sonnenlicht den Gegenstand beleuchtet. Das heißt, es können verschiedene Umweltfaktoren eines blauen Himmels und des Sonnenlichts gleichzeitig mittels einer einzelnen Lichtvorrichtung 1 nachgebildet werden. Daher ermöglicht es die Lichtvorrichtung 1, eine Beleuchtung zu erzielen, die die natürliche Umgebung weiter nachahmt.
Ferner enthält die Bildprojizierungsvorrichtung 4 mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Lichtquelle 44, die weißes Licht abgibt; und nicht mehr als eine Bildbildungsvorrichtung 41, in die das weiße Licht von der Lichtquelle 44 eintritt. Das Bildlicht tritt aus der Bildbildungsvorrichtung 41 aus.
Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, einfach durch Nutzen der Bildprojizierungsvorrichtung 4 einschließlich der Lichtquelle 44 und der Bildbildungsvorrichtung 41 eine Beleuchtung zu erzielen, die das natürliche Licht ohne einen Projektor nachahmt. Das heißt, es ist unnötig, ein Farben trennendes optisches System (ein optisches System, das wie ein 3LCD-System den optischen Pfad weißen Lichts, das von einer Lichtquelle abgegeben wird, in optische Pfade aufteilt, die sich in Abhängigkeit von RGB unterscheiden, und das wie ein Einzelchip-DLP-System RGB mittels eines Farbrades zeitlich aufteilt) zu verwenden, das zum Erzeugen eines Vollfarbbilds genutzt wird, wie im Fall eines gewöhnlichen Projektors. Daher teilt die Bildprojizierungsvorrichtung 4 weder den optischen Pfad des weißen Lichts, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, gemäß den Wellenlängen des weißen Lichts in mehrere optische Pfade auf, noch führt sie beispielsweise mittels eines Farbrades eine Zeitteilung gemäß der Wellenlängen aus. Vielmehr bestrahlt die Bildprojizierungsvorrichtung 4 die Bildbildungsvorrichtung 41 über den derzeit genutzten optischen Pfad und das optische Glied mit dem weißen Licht. Infolgedessen ist es möglich, das optische System im Vergleich zu dem gewöhnlichen Projektor zu vereinfachen, indem ein optisches System als das optische System genutzt wird, das den optischen Pfad zwischen der Lichtquelle 44 und der Bildbildungsvorrichtung 41 bildet, das es dem weißen Licht, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, ermöglicht, die Bildbildungsvorrichtung 41 zu erreichen, ohne dass eine wellenlängenabhängige Steuerung an dem weißen Licht ausgeführt wird. Daher kann die Bildprojizierungsvorrichtung 4 das natürliche Licht nachbilden, indem sie anstelle eines Bilds wie ein Vollfarbbild ein Bild mit einem hellen und einem dunklen Teilbereich erzeugt. Somit ist es möglich, die Größe und das Gewicht der Lichtvorrichtung 1 zu verringern und einen Anstieg der Herstellungskosten zu verhindern, da die Lichtvorrichtung 1 eine Beleuchtung erzielen kann, die das natürliche Licht mit einer einfachen Konfiguration verglichen mit dem Fall der Nutzung eines Projektors nachahmen kann.
Ferner wird mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Brennpunkt F zwischen der Bildprojizierungsvorrichtung 4 und der lichtdurchlässigen Platte 3 gebildet, wenn die Bildprojizierungsvorrichtung 4 die lichtdurchlässige Platte 3 mit dem Bildlicht bestrahlt.
Gemäß dieser Konfiguration macht das Vorsehen des Brennpunkts F des Bildlichts zwischen der Lichtquelle 44 und der lichtdurchlässigen Platte 3 den Abstand D1 zwischen dem Brennpunkt F und der lichtdurchlässigen Platte 3 kürzer als den Abstand D2 zwischen dem Brennpunkt F und dem Gegenstand, auf den ein Bild projiziert wird. Infolgedessen weist das Bild M1 auf der Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 weniger Unschärfe als das Bild M2 auf, das auf den Gegenstand projiziert wird. Das heißt, das Bild wird mit zunehmendem Abstand zwischen dem Bild und dem Brennpunkt F unschärfer. Dies ist eine Eigenschaft von Schatten, die von dem natürlichen Licht erzeugt werden. Die Lichtvorrichtung 1 kann das Phänomen (eine Eigenschaft von Schatten, die von dem natürlichen Licht erzeugt werden), dass die Unschärfe eines Schattens mit einer Abnahme des Abstands zwischen der Substanz, die einen Schatten bildet (beispielsweise ein Ast von einem Baum), und der Ebene (dem Gegenstand), auf die der Schatten projiziert wird, abnimmt, und die Unschärfe des Schattens mit einer Zunahme des Abstands zwischen der Substanz und der Ebene zunimmt, nachbilden. Daher ist es mit der Lichtvorrichtung 1 möglich, eine Beleuchtung zu erzielen, die das natürliche Licht weiter nachahmt.
Insbesondere wird mit der Lichtvorrichtung 1 der Brennpunkt F zwischen der Bildprojizierungsvorrichtung 4 und der lichtdurchlässigen Platte 3 gebildet, und daher wird das unschärfere Bild M2 einfach auf den Gegenstand projiziert.
Ferner bestrahlt mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bildprojizierungsvorrichtung 4 zumindest die Gesamtheit der Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 mit dem Bildlicht.
Gemäß dieser Konfiguration wird beispielsweise das Licht an einem Randbereich der lichtdurchlässigen Platte 3 nicht unnatürlich blockiert, und daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Randbereich der lichtdurchlässigen Platte 3 dunkel erscheint. Daher fühlt sich der Benutzer nicht so leicht komisch, auch wenn der Benutzer das Bildlicht durch die Austrittsfläche 3b der lichtdurchlässigen Platte 3 austreten sieht, oder das Bild M2 sieht, das auf den Gegenstand projiziert wird.
Ferner ändert mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bildprojizierungsvorrichtung 4 mindestens eine von der Farbtemperatur und der Helligkeit des Bildlichts.
Gemäß dieser Konfiguration kann das Licht, das durch die lichtdurchlässige Platte 3 strömt, in ähnlicher Weise geändert werden, wie sich die Helligkeit und die Farbe des natürlichen Lichts, das durch ein Fenster in einen Raum strömt, beispielsweise je nach Jahreszeit, Zeit und/oder Wetter ändern.
Ferner beträgt mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Farbtemperatur des Bildlichts, mit dem die Bildprojizierungsvorrichtung 4 die Eintrittsfläche 3a bestrahlt, mindestens 9000 K und höchstens 15000 K. Die Farbtemperatur des Bildlichts, das durch die lichtdurchlässige Platte 3 hindurchtritt und von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 auf den Gegenstand projiziert wird, beträgt mindestens 2700 K und höchstens 6500 K.
Gemäß dieser Konfiguration erscheint die Austrittsfläche 3b der lichtdurchlässigen Platte 3 blassblau und das Bild M2, das auf den Gegenstand projiziert wird, erscheint gelblich, und es ist daher möglich, eine Beleuchtung zu erzielen, die das natürliche Licht weiter nachahmt.
Ferner absorbiert oder streut die lichtdurchlässige Platte 3 mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mindestens eine Wellenlängenkomponente in einem Bereich von 380 nm bis höchstens 550 nm.
Gemäß dieser Konfiguration wird mindestens eine Wellenlängenkomponente in einem Bereich von 380 nm bis 550 nm, das heißt, ein Wellenlängenbereich, der blaues Licht enthält, absorbiert oder gestreut, und daher erscheint die Austrittsfläche 3b der lichtdurchlässigen Platte 3 blassblau, und es ist weniger wahrscheinlich, dass das Bildlicht, das auf den Gegenstand projiziert wird, blassblau erscheint. Daher ist es möglich, eine Beleuchtung zu erzielen, die das natürliche Licht weiter nachahmt.
Ferner bestrahlt mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bildprojizierungsvorrichtung 4 die Eintrittsfläche 3a mit dem Bildlicht, das eine optische Achse X aufweist, die bezogen auf eine normale Linie der Eintrittsfläche 3a geneigt ist.
Gemäß dieser Konfiguration wird der Gegenstand hauptsächlich mit Schräglicht bestrahlt, wenn das natürliche Licht beispielsweise durch ein Fenster einfällt. Daher ermöglicht die Lichtvorrichtung 1 eine Wiedergabe, als ob Licht durch ein Fenster auf den Gegenstand strömt.
Ferner enthält mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, ein Bewegtbild, das sich zeitlich ändert.
Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Lichtumgebung mit einem hohen Grad an Flexibilität gemäß den Vorlieben des Benutzers nachzubilden. Indem beispielsweise einem Schatten Bewegung verliehen wird, ist es beispielsweise möglich, eine Situation nachzubilden, in der ein Wind bläst.
(Abwandlung von Ausführungsform 1)
Nachstehend wird die Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Abwandlung von Ausführungsform 1 beschrieben.
[Konfiguration]
Nachstehend wird die Konfiguration der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Abwandlung von Ausführungsform 1 beschrieben.
Die vorliegende Abwandlung von Ausführungsform 1 unterscheidet sich darin von Ausführungsform 1, dass, während das Bildlicht, mit dem die lichtdurchlässige Platte 3 in Ausführungsform 1 bestrahlt wird, das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich und das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich enthält, das Bildlicht, mit dem die lichtdurchlässige Platte 3 in der vorliegenden Abwandlung von Ausführungsform 1 bestrahlt wird, Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich enthält.
Die anderen Elemente der Lichtvorrichtung 1 in der vorliegenden Abwandlung von Ausführungsform 1 sind dieselben wie jene der Lichtvorrichtung 1 in Ausführungsform 1; identische Elemente sind mit identischen Bezugszeichen versehen, und detaillierte Beschreibungen dieser Elemente werden weggelassen.
Die Bildprojizierungsvorrichtung 4 enthält abgesehen von der Steuerung 42, dem Speicher 43, der Lichtquelle 44 und der Energiequelle 46 zwei Bildbildungsvorrichtungen 41 und drei Wellenlängen-Trenneinrichtungen (nicht dargestellt).
Jede Wellenlängen-Trenneinrichtung ist beispielsweise ein dichroitischer Spiegel, ein Farbrad, usw. und trennt das weiße Licht, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, in drei Farben, und zwar rotes Licht (R), grünes Licht (G) und blaues Licht (B). Von dem getrennten Licht von drei Farben wird das rote Licht abgegeben, um eine Bildbildungsvorrichtung 41 zu bestrahlen, während das grüne Licht abgegeben wird, um die andere Bildbildungsvorrichtung 41 zu bestrahlen. Die Bildprojizierungsvorrichtung 4 sammelt das rate Bildlicht und das grüne Bildlicht, die jeweils durch die entsprechende Bildbildungsvorrichtung 41 hindurchtreten, und das blaue Licht, mit dem keine der Bildbildungsvorrichtungen 41 bestrahlt wird, um die lichtdurchlässige Platte 3 mit dem gesammelten Bildlicht zu bestrahlen. Es sei angemerkt, dass beim Sammeln des roten Bildlichts, des grünen Bildlichts und des blauen Bildlichts beispielsweise eine Kondensorlinse, die das Licht dieser Farben effizient sammelt, oder ein LC-Lichtventil, das das Licht dieser Farben moduliert, genutzt werden kann. Es sei angemerkt, dass aus dem grünen Bildlicht und dem roten Bildlicht Zyan-Bildlicht gebildet wird. Das blaue Licht ist hier Licht, das kein Bild aufweist.
Es sei angemerkt, dass die Bildprojizierungsvorrichtung 4 das weiße Licht der Lichtquelle 44, anstatt es in Licht von drei Farben zu trennen, in Licht von zwei Farben trennen kann, und zwar das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich (Licht, das durch Ausschließen des Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich (beispielsweise durch Ausschließen von Licht der Blaukomponente) aus dem weißen Licht erhalten wurde). In diesem Fall kann das weiße Licht von der Lichtquelle 44 in zwei Farben getrennt werden, beispielsweise indem es dem Licht in dem ersten Wellenlängenbereich erlaubt wird, durch einen optischen Pfad hindurchzutreten, der die Bildbildungsvorrichtung(en) 41 umgeht, und es dem Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich erlaubt wird, durch einen optischen Pfad hindurchzutreten, der durch die Bildbildungsvorrichtung(en) 41 hindurchgeht. Ferner kann, in dem Fall, in dem das weiße Licht der Lichtquelle 44 mittels des Farbrades in zwei Farben zeitgeteilt ist, (i) wenn eine Bildbildungsvorrichtung 41 mit dem Licht in dem ersten Wellenlängenbereich bestrahlt werden soll, ein Bildsignal, das ein Bild ohne Schatten enthält, beispielsweise von der anderen Bildbildungsvorrichtung 41 gebildet werden, und (ii) wenn eine Bildbildungsvorrichtung 41 mit dem Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich bestrahlt werden soll, ein Bild mit einem Schatten beispielsweise in der anderen Bildbildungsvorrichtung 41 reflektiert werden.
Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Abwandlung von Ausführungsform 1 eine Weißlichtquelle, die weißes Licht abgibt, als Lichtquelle 44 genutzt wird; jedoch können anstelle dessen jeweils eine Rotlichtquelle, eine Grünlichtquelle und eine Blaulichtquelle genutzt werden. In diesem Fall können die Wellenlängen-Trenneinrichtungen weggelassen werden.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Als nächstes werden vorteilhafte Wirkungen der Lichtvorrichtung 1 in der vorliegenden Abwandlung von Ausführungsform 1 beschrieben.
Wie oben beschrieben enthält die Bildprojizierungsvorrichtung 4 mit der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Abwandlung von Ausführungsform 1 die Bildbildungsvorrichtung 41, die einem Bild entspricht; und die Lichtquelle 44, die weißes Licht abgibt, um es dem Bildlicht zu erlauben, aus der Bildbildungsvorrichtung 41 auszutreten. Die Bildbildungsvorrichtung 41 wird mit dem Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich bestrahlt, das erhalten wird, indem Licht einer blauen Wellenlängenkomponente aus dem weißen Licht, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, ausgeschlossen wird. Das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich tritt aus der Bildbildungsvorrichtung 41 aus, und die lichtdurchlässige Platte 3 wird mit dem Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und dem Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich bestrahlt.
Gemäß dieser Konfiguration gibt die Bildprojizierungsvorrichtung 4 das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich ab, die sich voneinander in dem Wellenlängenbereich unterscheiden, und somit kann ein Bild mit einem Schatten, das auf der lichtdurchlässigen Platte 3 gebildet ist, einen niedrigeren Kontrast aufweisen als ein Bild mit einem Schatten, das auf den Gegenstand projiziert ist (ein Bild, das das Sonnenlicht und einen Schatten nachbildet). Infolgedessen ist es möglich, eine Lichtumgebung nachzubilden, die weiter der natürlichen Umgebung ähnelt, nicht durch unnötiges Erhöhen des Kontrasts des Bilds mit einem Schatten, das in der lichtdurchlässigen Platte 3 reflektiert wird, wo ein blauer Himmel gebildet wird, sondern durch deutliches Zeigen des Bilds M2 des Sonnenlichts auf dem Gegenstand.
Insbesondere da das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich eine kürzere Wellenlänge aufweist als das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich, weist das Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich eine höhere Energie auf als das Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich. Aus diesem Grund ist es möglich, wenn, von dem weißen Licht, das von der Lichtquelle 44 abgegeben wird, das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich entlang eines optischen Pfades abgegeben wird, der die Bildbildungsvorrichtung(en) 41 umgeht, oder wenn das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich beispielsweise mittels eines Farbrades zeitgeteilt wird und durch die Bildbildungsvorrichtung(en) 41 hindurchtritt, eine Verschlechterung der Bildbildungsvorrichtung(en) 41 aufgrund des Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich zu verhindern, indem es dem Licht in dem ersten Wellenlängenbereich erlaubt wird, durch die Bildbildungsvorrichtung(en) 41 hindurchzutreten, ohne auf der bzw. den Bildbildungsvorrichtung(en) 41 ein Bild mit einem Schatten zu bilden.
Die anderen vorteilhaften Wirkungen der Lichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Abwandlung von Ausführungsform 1 sind dieselben wie jene, die von der Lichtvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 bewirkt werden.
(Ausführungsform 2)
Nachstehend wird die Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
[Konfiguration]
Die Konfiguration der Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht der Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 7 ist ein Blockdiagramm, das die Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich darin von Ausführungsform 1, dass die Bildprojizierungsvorrichtung 4 in der vorliegenden Ausführungsform eine Reflektorplatte 140, die schwingt, und einen Oszillator 130 enthält.
Die anderen Elemente der Lichtvorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform sind dieselben wie jene der Lichtvorrichtung 1 in Ausführungsform 1. Identische Elemente sind mit identischen Bezugszeichen versehen, und detaillierte Beschreibungen dieser Elemente werden weggelassen.
Wie in 6 und 7 dargestellt, enthält die Lichtvorrichtung 100 abgesehen von dem Gehäuse 120, der lichtdurchlässigen Platte 3 und der Bildprojizierungsvorrichtung 4 den Oszillator 130 und die Reflektorplatte 140. Das Gehäuse 120 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine kastenartige Komponente, die in der Links-Rechts-Richtung langgestreckt ist, und weist die lichtdurchlässige Platte 3 in der Öffnung 120a auf, die auf der unteren Seite gebildet ist.
Die Bildbildungsvorrichtung 4 gibt das Bildlicht in Richtung der Reflektorplatte 140 ab. Die Reflektorplatte 140 kann um die Z-Achse schwingen. Die Lichtvorrichtung 100 ist derart konfiguriert, dass das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, die Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 auch dann abdeckt, wenn die Reflektorplatte 140 und die Bildprojizierungsvorrichtung 4 schwingen.
Der Oszillator 130 ist ein Betätigungselement, das die Reflektorplatte 140 um die Z-Achse und die Bildprojizierungsvorrichtung 4 um die Y-Achse schwingen lässt. Der Oszillator 130 lässt die Reflektorplatte 140 und die Bildprojizierungsvorrichtung 4 schwingen, um den Winkel zu ändern, der zwischen der optischen Achse X des Bildlichts, das von der Reflektorplatte 140 reflektiert wird, und der Eintrittsfläche 3a gebildet ist.
Die Reflektorplatte 140 ist ein Spiegel, der das Bildlicht reflektiert, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, und ist in dem Gehäuse 120 angeordnet, um es der lichtdurchlässigen Platte 3 zu erlauben, mit dem reflektierten Bildlicht bestrahlt zu werden. Die Reflektorplatte 140 kann um die Z-Achse schwingen. Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Oszillator 130 die Reflektorplatte 140 um die Z-Achse und die Bildprojizierungsvorrichtung 4 um die Y-Achse schwingen lässt; jedoch kann die Reflektorplatte 140 fest sein und die Bildprojizierungsvorrichtung 4 kann um die Y-Achse schwingen, oder die Bildprojizierungsvorrichtung 4 kann fest sein und die Reflektorplatte 140 kann um die Z-Achse schwingen.
Die Schwingung, die von dem Oszillator 130 bewirkt wird, kann von der Lichtsteuerung 142 gesteuert werden. Die Lichtsteuerung 142 steuert die Winkelgeschwindigkeit, die Schwingungsmenge usw., mit der die Bildprojizierungsvorrichtung 4 und die Reflektorplatte 140 schwingen, indem sie die Energie steuert, die von der Lichtenergiequelle 150 zugeführt wird. Die Lichtsteuerung 142 weist eine Zeitgeberfunktion auf und lässt die Bildprojizierungsvorrichtung 4 und die Reflektorplatte 140 im Zeitablauf periodisch schwingen.
Mit dieser Lichtvorrichtung 100 wird das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 abgegeben wird, von der Reflektorplatte 140 reflektiert, und die lichtdurchlässige Platte 3 wird mit dem reflektierten Bildlicht bestrahlt. Der Oszillator 130 lässt die Reflektorplatte 140 und die Bildprojizierungsvorrichtung 4 schwingen, um das Bild M1 abzutasten, das auf der lichtdurchlässigen Platte 3 zu bilden ist. Das heißt, eine Änderung des Winkels, der zwischen der optischen Achse X des Bildlichts, das von der Reflektorplatte 140 reflektiert wird, und der Eintrittsfläche 3a gebildet ist, führt zu einer Änderung der Bewegungsrichtung des Bildlichts, das aus der lichtdurchlässigen Platte 3 austritt (der Richtung der optischen Achse X des Bildlichts, das von der Reflektorplatte 140 reflektiert wird). Daher ändert sich mit der Zeit auch die Position des Bildlichts, das auf den Gegenstand projiziert wird.
Ferner wird mit dieser Lichtvorrichtung 1 der Winkel, der zwischen der optischen Achse X des Bildlichts und der Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 gebildet ist, beispielsweise durch die Lichtsteuerung 142 geändert, der die Reflektorplatte 140 über den Oszillator 130 veranlasst, um die Y-Achse zu schwingen. Dabei ändert die Lichtsteuerung 142 ebenfalls allmählich die Farbtemperatur des Bildlichts, mit dem die lichtdurchlässige Platte 3 bestrahlt wird. Beispielsweise kann mit einer Erhöhung des Winkels, der zwischen der optischen Achse X des Bildlichts und der Eintrittsfläche 3a der lichtdurchlässigen Platte 3 gebildet ist, die Farbtemperatur allmählich verringert werden.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Als nächstes werden die vorteilhaften Wirkungen der Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie oben beschrieben enthält die Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner den Oszillator 130, der die Bildprojizierungsvorrichtung 4 schwingen lässt, um den Winkel zu ändern, der zwischen der optischen Achse X des Bildlichts und der Eintrittsfläche 3a gebildet ist.
Gemäß dieser Konfiguration ändert sich mit der Zeit auch die Position des Bildlichts, das auf den Gegenstand projiziert wird, da der Oszillator 130 die Bildprojizierungsvorrichtung 4 schwingen lässt. Daher ist es möglich, Änderungen des natürlichen Lichts mit der Zeit nachzubilden, als ob sich die Position von Licht, das durch ein Fenster auf den Gegenstand strömt, mit der Zeit ändert.
Ferner enthält die Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Reflektorplatte 140, die das Bildlicht reflektiert, um die lichtdurchlässige Platte 3 mit dem Bildlicht zu bestrahlen. Der Oszillator 130 lässt ferner die Reflektorplatte 140 schwingen, um den Winkel zu ändern, der zwischen der optischen Achse X des Bildlichts, das von der Reflektorplatte 140 reflektiert wird, und der Eintrittsfläche 3a gebildet ist.
Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, den Bereich einzugrenzen, in dem die Bildprojizierungsvorrichtung 4 und die Reflektorplatte 140 beweglich sind, da die lichtdurchlässige Platte 3 über die Reflektorplatte 140 von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 mit dem Bildlicht bestrahlt wird. Infolgedessen ist es verglichen mit dem Fall, in dem die Reflektorplatte 140 nicht wie in Ausführungsform 1 genutzt wird, unnötig, einen großen Abstand von der Bildprojizierungsvorrichtung 4 zu der lichtdurchlässigen Platte 3 zu nehmen, was es ermöglicht, die Größe der Lichtvorrichtung 100 zu verringern.
Ferner ändert die Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Farbtemperatur des Bildlichts gemäß einer Änderung des Winkels, der zwischen der optischen Achse X des Bildlichts und der Eintrittsfläche 3a gebildet ist.
Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Lichtfarbe fortlaufend zu ändern, während sich die Zeit beispielsweise vom Morgen bis zum Mittag, zum Nachmittag und dann zum Abend ändert, indem Licht abgegeben wird, dessen Farbe fortlaufend geändert wird.
Die anderen vorteilhaften Wirkungen der Lichtvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind dieselben wie jene, die von der Lichtvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 bewirkt werden.
(Andere Abwandlungen usw.)
Zuvor wurde die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsformen 1 und 2 und der Abwandlung von Ausführungsform 1 beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen 1 und 2 und die Abwandlung von Ausführungsform 1 beschränkt.
Beispielsweise sind in der oben beschriebenen Ausführungsform 2 die Richtungen, in die die Reflektorplatte und die Bildprojizierungsvorrichtung schwingen, nicht auf die Richtung um die Z-Achse und die Richtung um die Y-Achse beschränkt. Die Reflektorplatte und die Bildprojizierungsvorrichtung können sich jeweils in der Links-Rechts-Richtung, der Oben-Unten-Richtung und der Vorne-Hinten-Richtung bewegen. In diesem Fall kann die Lichtvorrichtung einen Antriebsmechanismus enthalten, der die Reflektorplatte und die Bildprojizierungsvorrichtung veranlasst, sich zu bewegen.
Ferner kann das Innere des Gehäuses der Lichtvorrichtung in den Ausführungsformen 1 und 2 und der Abwandlung von Ausführungsform 1 schwarz sein. In diesem Fall ist die Innenstruktur usw. des Gehäuses weniger sichtbar durch die lichtdurchlässige Platte, und daher ist es weniger wahrscheinlich, dass die Sicht des Benutzers abnimmt.
Ferner ist in den Ausführungsformen 1 und 2 und der Abwandlung von Ausführungsform 1 das Bild, das von der Bildprojizierungsvorrichtung projiziert wird, ein Bild mit einem Schatten; jedoch ist das Bild nicht auf ein Bild mit einem Schatten begrenzt. Es kann ein Bild sein, dessen Farbe sich zeitlich ändert, oder ein Bild, das sowohl einen Schattenbereich als auch einen farbigen Bereich enthält.
Außerdem kann in den Ausführungsformen 1 und 2 und der Abwandlung von Ausführungsform 1 die Bildbildungsvorrichtung ein Filter wie ein Ausschnitt sein und ein Bewegtbild bilden, indem sie von dem Oszillator zum Schwingen gebracht wird.
Zuvor wurden ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung anhand der Ausführungsformen 1 und 2 und der Abwandlung von Ausführungsform 1 beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen 1 und 2 und die Abwandlung von Ausführungsform 1 beschränkt. Es können verschiedene Modifikationen an den Ausführungsformen 1 und 2 und der Abwandlung von Ausführungsform 1, die durch den Fachmann erdacht sind, sowie Ausführungsformen, die aus Kombinationen von Strukturelementen verschiedener Ausführungsformen hervorgehen, in dem Umfang eines oder mehrerer Aspekte der vorliegenden Erfindung enthalten sein, solange diese Modifikationen und Ausführungsformen nicht vom Geist der vorliegenden Erfindung abweichen.
Bezugszeichenliste

1, 100: Lichtvorrichtung
3: lichtdurchlässige Platte
3a: Eintrittsfläche
4: Bildprojizierungsvorrichtung
41: Bildbildungsvorrichtung
44: Lichtquelle
130: Oszillator
140: Reflektorplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-92616 [0004]

Claims

Lichtvorrichtung, umfassend: eine lichtdurchlässige Platte mit einer Eintrittsfläche; und eine Bildprojizierungsvorrichtung, die die Eintrittsfläche der lichtdurchlässigen Platte mit Bildlicht bestrahlt, wobei das Bildlicht durch die lichtdurchlässige Platte hindurchtritt und auf einen Gegenstand projiziert wird, wobei das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung abgegeben wird, Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich enthält, wobei das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich eine längere Wellenlänge als das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich aufweist, und die lichtdurchlässige Platte das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich mehr als das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich absorbiert oder streut.
Lichtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Licht in dem ersten Wellenlängenbereich Bildlicht in dem ersten Wellenlängenbereich ist, mit dem die lichtdurchlässige Platte bestrahlt wird, und das Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich ist, mit dem die lichtdurchlässige Platte bestrahlt wird.
Lichtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bildprojizierungsvorrichtung Folgendes enthält: eine Lichtquelle, die weißes Licht abgibt; und nicht mehr als eine Bildbildungsvorrichtung, in die das weiße Licht aus der Lichtquelle eintritt, und das Bildlicht aus der Bildbildungsvorrichtung austritt.
Lichtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildprojizierungsvorrichtung Folgendes enthält eine Bildbildungsvorrichtung, die einem Bild entspricht; und eine Lichtquelle, die weißes Licht abgibt, um es dem Bildlicht zu erlauben, aus der Bildbildungsvorrichtung auszutreten, wobei die Bildbildungsvorrichtung mit dem Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich bestrahlt wird, das erhalten wird, indem Licht einer blauen Wellenlängenkomponente aus dem weißen Licht ausgeschlossen wird, das von der Lichtquelle abgegeben wird; und die lichtdurchlässige Platte mit dem Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und dem Bildlicht in dem zweiten Wellenlängenbereich bestrahlt wird.
Lichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Brennpunkt zwischen der Bildprojizierungsvorrichtung und der lichtdurchlässigen Platte gebildet wird, wenn die Bildprojizierungsvorrichtung die lichtdurchlässige Platte mit dem Bildlicht bestrahlt.
Lichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bildprojizierungsvorrichtung mindestens eine Gesamtheit der Eintrittsfläche der lichtdurchlässigen Platte mit dem Bildlicht bestrahlt.
Lichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bildprojizierungsvorrichtung mindestens eine von einer Farbtemperatur und einer Helligkeit des Bildlichts ändert.
Lichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Farbtemperatur des Bildlichts, mit dem die Bildprojizierungsvorrichtung die Eintrittsfläche bestrahlt, mindestens 9000 K und höchstens 15000 K beträgt, und die Farbtemperatur des Bildlichts, das durch die lichtdurchlässige Platte hindurchtritt und von der Bildprojizierungsvorrichtung auf den Gegenstand projiziert wird, mindestens 2700 K und höchstens 6500 K beträgt.
Lichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die lichtdurchlässige Platte mindestens eine Wellenlängenkomponente in einem Bereich von 380 nm bis 550 nm absorbiert oder streut.
Lichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Bildprojizierungsvorrichtung die Eintrittsfläche mit dem Bildlicht bestrahlt, das eine optische Achse aufweist, die bezogen auf eine normale Linie der Eintrittsfläche geneigt ist.
Lichtvorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend: einen Oszillator, der die Bildprojizierungsvorrichtung schwingen lässt, um einen Winkel zu ändern, der zwischen der optischen Achse des Bildlichts und der Eintrittsfläche gebildet ist.
Lichtvorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine Reflektorplatte, die das Bildlicht reflektiert, um die lichtdurchlässige Platte mit dem Bildlicht zu bestrahlen, wobei der Oszillator ferner die Reflektorplatte schwingen lässt, um den Winkel zu ändern, der zwischen der optischen Achse des Bildlichts, das von der Reflektorplatte reflektiert wird, und der Eintrittsfläche gebildet ist.
Lichtvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei eine Farbtemperatur des Bildlichts gemäß einer Änderung des Winkels geändert wird, der zwischen der optischen Achse des Bildlichts und der Eintrittsfläche gebildet ist.
Lichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Bildlicht, das von der Bildprojizierungsvorrichtung abgegeben wird, ein Bewegtbild enthält, das sich zeitlich ändert.