JP2005121785A - 光照射装置及び光照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示体への表示映像を明るくして、見る者に強い印象を与えることである。
【解決手段】レーザー光Ｇを発する発光源１０と、発光源１０からのレーザー光Ｇの方向を変更する光方向変更機構２０と、光方向変更機構２０の向きを変化させるように、この光方向変更機構２０を回転させる回転機構３０と、発光源１０から光方向変更機構２０を通じて射出される射出光の方向を変更する射出方向変更機構４０と、射出光を照射して表示する表示体６０とを備える。光方向変更機構２０の向きの変化にともなう、発光源１０からのレーザー光Ｇの光方向変更機構２０への入射角の変化や入射面の向きの変化によって、直接、明るく輝くレーザー光Ｇによる映像が表示体６０に表示されるので、表示体６０を見る人に強い印象を与えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、看板等の表示体に、発光源を用いて所定の映像を表示する光照射装置及び光照射方法に関するものである。

所望の映像を表示体（例えば看板）に表示する投影表示装置では、光源と表示体との間に、図形等の画像が形成されたフィルムや、これらの画像が切り抜かれた表示媒体を配置し、表示媒体を介して光源からの光を表示体に当て、この表示媒体中の画像を表示体に投影する必要がある（例えば特許文献１や特許文献２参照）。

特開２００１−１８８４９３号公報 特開平７−６４４９５号公報

しかしながら、上記従来の投影表示装置では、表示媒体に光源からの光を当て、この表示媒体に描かれた画像を表示体に投影するものであるため、表示映像が暗く、この表示映像を見る者に強い印象を与えることができないという問題があった。

そこで本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、表示体への表示映像を明るくして、見る者に強い印象を与えることができる光照射装置及び光照射方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、可視光またはレーザー光を発する発光源と、上記発光源からの可視光またはレーザー光の方向を変更する光方向変更機構と、上記光方向変更機構の向きを変化させるように、この光方向変更機構を回転させる回転機構と、上記発光源から上記光方向変更機構を通じて射出される射出光の方向を変更する射出方向変更機構と、上記射出光を照射して表示する表示体とを備えるようにした。

本発明では、発光源から発せられた例えばレーザー光は、光方向変更機構により方向を変更されるが、この場合、光方向変更機構が回転してその向きを変化させるので、この光方向変更機構に対する入射角の大きさや入射面（入射レーザー光と光方向変更機構の入射点における法線を含む面）の向きが変えられる。したがって、光方向変更機構から射出された射出光は、面に対する通過点の軌跡が閉曲線を形成するように、方向を変化させつつ、射出方向変更機構によって、表示体の所定位置に照射される。

本発明では、フィルム等の表示媒体に描かれた画像を投影することなく、直接、明るく輝く光による映像を表示体に表示できるので、表示体を見る人に強い印象を与えることができる。このため、表示体を看板等として使用すれば、表示体に表示された映像によって、大きな宣伝広告効果をあげることができる。

（１）光照射装置の構成
図１はこの発明の一実施の形態に係る光照射装置を示している。この光照射装置１は、ケーシング５０内に、３つの光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３（図２参照）を形成するために、光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に１台ずつ配置される、発光源１０、光方向変更機構２０、回転機構３０、射出方向変更機構４０と、同じくケーシング５０内に配置される蓄電池５１、制御ボックス５２、人検知センサ５３と、ケーシング５０上に設置される太陽電池５４と、ブラケット５５を介して上部でケーシング５０を片持ち状に支持する表示体６０とから構成されている。

ここで、ケーシング５０は、図１で示されるように、下方を解放した箱状に形成されており、上板部５０ａの上面側にパネル状の太陽電池５４を取り付けるための浅い凹部５０ｂが形成されているとともに、前部側と後部側の下部には、内部を閉じるように水平な前部折曲部５０ｃと後部折曲部５０ｄとが形成されている。そして、このケーシング５０には、後部折曲部５０ｄ側の左右の両側板部５０ｅに蓄電池５１が支持され、後部折曲部５０ｄ側の上板部５０ａ下面に制御ボックス５２が支持されている。

各発光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、各光方向変更機構２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ、各回転機構３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、各射出方向変更機構４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃは、図１及び図２で示されるように、３つの光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を形成するために、左右方向に一定間隔を置いて、前後方向に並べられている。

発光源１０は、所定色（例えば赤色）のレーザー光Ｇを発するレーザー光発生手段（例えば半導体レーザ）である。この発光源１０は、図１で示されるように、ケーシング５０の前部折曲部５０ｃ上方の上板部５０ａ下面に支持されており、水平から下向き後方に例えば２０度の角度で、斜め下方の光方向変更機構２０に向かってレーザー光Ｇを発射できるようになっている。なお、発光源１０は、レーザー光以外の所定色の可視光を発生させるものであってもよいし、その発光色も目立つ色であればどのようなものであってもよい。

光方向変更機構２０は、発光源１０から発せられた光（レーザ光Ｇ）の方向を変更するものであり、例えば、図１で示されるように、円板状の平面鏡２１と、この平面鏡２１の後面側中心部に設けられた支持部２２とから構成されている。

回転機構３０は、光方向変更機構２０の平面鏡２１を、この回転機構３０の水平軸線Ｌ１周りに回転させて、光方向変更機構２０（詳細には平面鏡２１の法線Ｎ）の向きを変化させるものである。

この回転機構３０は、図１で示されるように、減速機能付きモーター３１と、モーター３１の回転軸３１ａと光方向変更機構２０の支持部２２とを連結し、光方向変更機構２０の平面鏡２１を、モーター３１側に弾性力によって上下左右等に揺動自在に片持ち支持させる金属製のコイルバネ３２と、コイルバネ３２の上下左右等の両側に配置され、このコイルバネ３２を上下左右等の何れかの方向に挟圧する一対の磁石３３，３３とから構成されている。なお、磁石３３，３３は、所定の支持手段Ｑを介して、ケーシング５０の上板部５０ａに支持されている。

ここで、一対の磁石３３，３３は対向するように配置されるが、これらの位置は、３つの光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に異なっており、光路Ｋ１の場合には、図４で示されるように、平面鏡２１に向かって、コイルバネ３２（水平軸線Ｌ１）の右斜め下と左斜め上に配置され、光路Ｋ２の場合には、図３の（ａ）で示されるように、平面鏡２１に向かって、コイルバネ３２（水平軸線Ｌ１）の上下に配置され、光路Ｋ３の場合には、図５で示されるように、平面鏡２１に向かって、コイルバネ３２（水平軸線Ｌ１）の右斜め上と左斜め下に配置されている。

したがって、モーター３１が所定向き（コイルバネ３２の巻き方向）に回転すると、コイルバネ３２の一端側に支持された光方向変更機構２０は、図３の（ａ）で示されるように、回転機構３０の水平軸線Ｌ１を中心（回転中心）に、遠心力によって平面鏡２１の中心が軌跡・真円Ｓ１を描くようにコイルバネ３２がふらついて弾性変形しつつ、揺動または振動しながら偏心して回転する。

この回転するコイルバネ３２は、両方の磁石３３、３３に挟まれる位置にでは、この磁石３３、３３の間の磁力によって、狭圧されるようになり、磁石３３、３３を結ぶ方向に対して直角方向またはこの直角方向から反回転方向または回転方向にのびるように歪められ変形されて、長円（楕円）Ｓ２を描くように移動する。なお、この場合、平面鏡２１の重みによって、実際には長円（楕円）Ｓ２は回転中心よりやや下方にずれる、

この場合、光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に、回転機構３０の磁石３３，３３の位置が異なるので、各光方向変更機構２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの平面鏡２１の中心は、図３の（ａ）や、図４および図５で示されるように、向きの異なる長円Ｓ２を描く。

一方、コイルバネ３２と光方向変更機構２０の支持部２２とは剛に連結されているので、平面鏡２１を、その中心が回転機構３０の水平軸線Ｌ１を中心に長円Ｓ２を描くように、すなわち、水平軸線Ｌ１から振れ角δを生じるように（図１参照）回転すると、平面鏡２１の鏡面２１ａの法線Ｎも、図３の（ｂ）や（ｃ）で示されるように、外向きに、この振れ角δに等しい角度だけ回動する。

射出方向変更機構４０は、発光源１０から光方向変更機構２０を通じて射出される射出光（レーザ光Ｇ）の方向を変更して、このレーザ光Ｇを表示体６０の所定位置に照射するものであり、図１で示されるように、発光源１０下方のケーシング５０の前板部ｆに取り付けられている。この射出方向変更機構４０は、光方向変更機構２０からのレーザー光Ｇを反射させる平面鏡４１と、この平面鏡４１の一点を中心に、上下方向、左右方向、及びこれらの間のいずれの方向にも回動できる球関節機構４２とから構成されている。

球関節機構４２は、一方側に平面鏡４１の裏面側が取り付けられた球体４２ａの他方側を、ケーシング５０の前板部５０ｆに取り付けられた本体４２ｂの球面凹部に回動可能に嵌め込んだものである。なお、平面鏡４１は、本体４２に対して所望の角度で位置決めできるようになっている。

ここで、射出方向変更機構４０の平面鏡４１は、図１で示されるように、垂直線Ｌ２より角度β（例えば２度）だけ上向きに向く位置から、垂直線Ｌ２より角度γ（例えば２０度）だけ下向き向く位置までを回動して、発光源１０からのレーザー光Ｇを表示体６０に照射する。また、図２で示されるように、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３におけるレーザー光Ｇが表示体６０（詳しくは後述の投影面６０ａ）中の１点Ｐに向かうように、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３中の平面鏡４１は、それぞれ、やや右向き、正面向き、やや左向きに傾斜されている。

表示体６０は、射出方向変更機構４０を経由した発光源１０からのレーザー光Ｇが照射され、このレーザー光Ｇによって描かれる映像Ｄを映し出すスクリーンであり、平面状の投影面６０ａは宣伝広告用の看板として機能するものである。ケーシング５０は、図１や図３で示されるように、この表示体６０の右上部に、ブラケット５５を介して、前方に突き出すように後部側が固定されている。

なお、表示体６０の投影面６０ａから射出方向変更機構４０の平面鏡４１までの距離Ｗを１ｍとし、光方向変更機構２０の平面鏡２１の振れ角δを下向きに５度とした場合、投影面６０ａに到達するレーザー光Ｇは、図１で示されるように、平面鏡４１の角度がβ（上向きに２度）の場合には、投影面６０ａ上端から下方に距離Ｈ１（約０．３８ｍ）だけ下がった位置にあり、平面鏡４１の角度がγ（下向きに２０度）の場合には、投影面６０ａ上端から下方に距離Ｈ２（約５．５７ｍ）だけ下がった位置にある。

制御ボックス５２は、発光源１０や回転機構３０をコントロールする回路基板を有している。この回路基板は、図６で示されるような、３つの回転機構３０，３０，３０のモーター３１，３１，３１を同時に駆動するためのモーター駆動回路５２０や、各発光源１０，１０，１０を個々に駆動して、これらからレーザー光Ｇを発生させるためのレーザー駆動回路５２１，５２２，５２３や、３つのレーザー駆動回路５２１，５２２，５２３を順次駆動するためのリングカウンタ５２４や、スイッチ５２５，５２６，５２７，５２８や、クロック信号Φを発生させるクロック信号発生器等を備えている。

回路基板上では、クロック信号発生器が、図９（ａ）で示されるような、一定周期のクロック信号Φを発生させ、このクロック信号Φに基づいて、リングカウンタ５２４が、図９の（ｂ）（ｃ）（ｄ）で示されるような、時間ｔだけずらして、この時間ｔの間だけスイッチ５２６，５２７，５２８に順次ＯＮ情報を与える、３つの信号Ａ，Ｂ，Ｃを発生させる。

信号Ａはスイッチ５２６をＯＮにし、信号Ｂはスイッチ５２７をＯＮにし、信号Ｃはスイッチ５２８をＯＮにする作用を有している。この場合、各スイッチ５２６，５２７，５２８のＯＮ時間ｔは、回転機構３０のモーター３１が一回転する時間より長くなっているものとする。

人検知センサ５３は、表示体６０の近くにいる人を検知する感知手段であり、例えば、人からの赤外線を感知して、これを検知する赤外線センサから形成されている。この人検知センサ５３は、図１で示されるように、ケーシング５０に、前部折曲部５０ｃを貫通するように取り付けられていて、表示体６０の前方にいる人を検知する。なお、人検知センサ５３は、表示体６０の近くにいる人を検知できる感知手段であれば、どのようなものであってもよく、例えば、発光素子から受光素子への光の遮断で人を検知するフォトカプラや、重さで人を検知する重量センサであってもよい。

（２）光照射装置の動作
まず、光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に、発光源１０からのレーザー光Ｇが、表示体６０の投影面６０ａ上にどのような状態で照射されるかを説明する。
回転機構３０のモーター３１が回転すると、図１０で示されるように、コイルバネ３２の先端に取り付けられた光方向変更機構２０は、遠心力と、磁石３３，３３のコイルバネ３２への狭圧力とにより、平面鏡２１の中心が、例えば光路Ｋ２の場合、左右に長い長円Ｓ２（図３の（ａ）参照）を描くように偏心または揺動して回転し、この回転軌跡は変形する。

この場合、平面鏡２１は、法線Ｎの外向きの回動角（振れ角δに等しい）が変化するので、レーザー光Ｇの平面鏡２１への入射角αが変化するとともに、入射面Ｍ（レーザー光Ｇの平面鏡２１への入射点における法線Ｎと入射レーザー光Ｇとで形成される入射面）の向きも１８０度だけ変化する。

このため、平面鏡２１で反射したレーザー光Ｇは、例えばこの平面鏡２１の前方に、これと平行に設けられた平面の通過点の軌跡が長円（楕円）となるように、向きを変化させる。つづいて、光方向変更機構２０からのレーザー光Ｇは、射出方向変更機構４０で向きを変更されて、表示体６０に大きな長円像Ｄを描くように入射する。

この場合、光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に、回転機構３０の磁石３３，３３の位置が異なるので、図６で示されるように、光路Ｋ１における表示体６０の長円像Ｄ１は右上がりの状態となり、光路Ｋ２における表示体６０の長円像Ｄ２は水平な状態となり、光路Ｋ３における表示体６０の長円像Ｄ３は左上がりの状態となる。

つぎに、光照射装置１の全体的動作について説明する。
光照射装置１は屋外に設置されるため、日中は太陽電池５４で発生した電気が蓄電池５１に蓄えられる。したがって、この光照射装置１では電力料金は不要である。そして、人検知センサ５３が、表示体６０の近くに人がいないことを検知すると、スイッチ５２５（図８参照）が閉じられて、モーター駆動回路５２ａに電源供給がなされ、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の３つの回転機構３０，３０，３０のモーター３１が一斉に回転駆動されるとともに、リングカウンタ５２ｃから発生される信号Ａ，Ｂ，Ｃによって、３つのスイッチ５２６，５２７，５２８が順次ＯＮ／ＯＦＦされる。

スイッチ５２６がＯＮされると、レーザー駆動回路５２１が駆動されて、光路Ｋ１中の発光源１０からレーザー光Ｇが発射され、表示体６０の表示面６０ａに長円像Ｄ１が描かれる。つづいて、スイッチ５２７がＯＮされると、スイッチ５２６がＯＦＦされるとともに、レーザー駆動回路５２２が駆動されて、光路Ｋ２中の発光源１０からレーザー光Ｇが発射され、表示体６０の表示面６０ａに長円像Ｄ２が描かれる。

さらに、スイッチ５２８がＯＮされると、スイッチ５２７がＯＦＦされるとともに、レーザー駆動回路５２３が駆動されて、光路Ｋ３中の発光源１０からレーザー光Ｇが発射され、表示体６０の表示面６０ａに長円像Ｄ３が描かれる。これらの長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、順次切り換えられつつ、射出方向変更機構４０を介して、表示面６０ａの一点Ｐに集まるように表示体６０に表示されるので、図７で示されるように重ねられて、見る者に、長円像Ｄ１、長円像Ｄ２、長円像Ｄ３の順に、これらが回転しているような印象を与える。

そして、人が表示体６０に近づくと、スイッチ５２５がＯＦＦとなり、３つの回転機構３０，３０，３０のモーター３１が停止するとともに、各レーザー駆動回路５２１，５２２，５２３へも電源が供給されることはなくなる。

（３）光照射装置が奏する効果
この光照射装置１では、発光源１０から発せられたレーザー光Ｌの方向を、光方向変更機構２０により変更するとともに、回転機構３０によって光方向変更機構２０を回転させて、光方向変更機構２０の平面鏡２１の法線Ｎの方向を変化させているので、法線Ｎの方向の変化に基づいた、このレーザー光Ｌ自体による、明るく輝く光の映像（長円像Ｄ）を表示体６０に描くことができる。

すなわち、この光照射装置１では、フィルム等の表示媒体に描かれた画像を投影することなく、直接、放散ロスの少ない光（レーザ光Ｇ）による映像（長円像Ｄ）を表示体６０の表示面６０ａに表示できるので、看板として機能する表示体６０の表示面６０ａを見る通行人等に強い印象を与えることができ、大きな宣伝広告効果をあげることができる。この場合、光方向変更機構２０からのレーザー光Ｌの方向を、射出方向変更機構４０によって所望の向きに変更できるので、表示体６０の位置を自由に選択することができる。

また、この光照射装置１では、回転機構３０によって光方向変更機構２０を回転させる場合、平面鏡２１の中心が水平軸線Ｌ１を中心に偏心または揺動して回転し、磁石３３…によって回転軌跡が歪められて変形されるため、表示体６０の表示面６０ａに、長円状の光による映像（長円像Ｄ）を描くことができる。

この場合、偏心または揺動して回転する平面鏡２１の回転軌跡の歪み変形方向は、磁石３３…の位置で変えることができるため、表示体６０の表示面６０ａに、向きの異なる、種々の長円状の光による映像（長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を描くことができる。

さらに、この光照射装置１では、複数の光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３に対応させて、発光源１０、光方向変更機構２０、回転機構３０を設けているので、表示体６０の表示面６０ａに、複数の光による映像（長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を描くことができる。この場合、映像（長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）毎に、この映像（長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）の向き（傾き）を変えることができ、映像に変化をもたせることができる。

また、この光照射装置１では、複数の光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３に対応させて、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に、射出方向変更機構４０を設けているので、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に形成される映像（長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を、表示体６０の表示面６０ａの種々の位置に形成することができる。また、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎の映像（長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を重ね合わせることにより、映像に変化をもたせることができる。

この場合、発光源１０からのレーザー光Ｇの発生を、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に順次切り換えて、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎の映像（長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を、順次一定の時間ｔ毎に連続するように形成しているので、長円形の映像（長円像Ｄ）が一点Ｐを中心に回転しているように見え、見る者の注意をより強く引くことができる。

さらに、この光照射装置１では、感知手段としての人検知センサ５３を設け、これが人の離れを検知すると、各発光源１０，１０，１０から順次レーザー光Ｇを発生させるとともに、各回転機構３０，３０，３０のモーター３１，３１，３１を同時に回転させているので、人が表示体６０に接近する毎に、この表示体６０の表示面６０ａに映像（長円像Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を形成することができ、人が近づいたときのみレーザー光の発光を停止させて安全性を高めることができ、効果的な宣伝広告を行うことができる。

（４）他の実施の形態
本発明は、上記実施例に限定されず、種々変更可能である。例えば、光方向変更機構２０において、光（レーザ光Ｇ）の方向を変更する手段として、光を反射させて光の方向を変える平面鏡２１の替わりに、光を屈折させる手段、例えば、プリズムを用いてもよい。この場合、発光源１０はプリズムの後面側（コイルバネ３２や磁石側）に配置されるので、光（レーザ光Ｇ）の方向が変わり、射出方向変更機構４０や表示体６０の位置を変えることができる。

また、回転機構３０において、磁石３３の数は、１個でも、３個以上であってもよい。例えば、図１１はコイルバネ３２回りに１２０度間隔で計３つの磁石３３，３３，３３を配置した場合を示している。この場合、光方向変更機構２０の平面鏡２１は、中心が略三角形Ｓ３を描くように偏心または揺動した状態で回転するため、表示体６０への照射映像も、略三角形の形状となる。このように、磁石３３の数を変更することにより、表示体６０に種々の形状を示す照射映像を表示できる。もちろん、複数の磁石３３の相互の位置を変化させても、表示体６０に種々の形状を示す照射映像を表示できる。

さらに、回転機構３０は、光方向変更機構２０の法線Ｎの向きを変化させるように、この光方向変更機構２０を回転させるものであれば、どのような構成のものであってもよい。

また、射出方向変更機構４０において、光（レーザ光Ｇ）の方向を変更する手段として、光を反射させて光の方向を変える平面鏡４１の替わりに、光を屈折させる手段、例えば、プリズムを用いてもよい。この場合、プリズムを通過した光方向変更機構２０からのレーザー光Ｇは、前方に射出されるので、表示体６０の位置を、ケーシング５０の前端（前部接曲部５０ｃ）側下方の位置に変えることができる。

さらに、射出方向変更機構４０は、発光源１０と光方向変更機構２０との間に設けられていてもよい。この場合、射出方向変更機構４０を、図１で示される光方向変更機構２０の位置に設け、光方向変更機構２０と回転機構３０とを、図１で示される射出方向変更機構４０の位置に設ける必要がある。なお、射出方向変更機構４０の平面鏡４１の替わりに、光を屈折させる手段が用いられている場合には、射出方向変更機構４０を、発光源１０と光方向変更機構２０との間に設け、表示体６０をケーシング５０の前端側に設ける必要がある。

また、射出方向変更機構４０は、光方向変更機構２０や回転機構３０と一体となるように設け、装置のコンパクト化を図るようにしてもよい。すなわち、射出方向変更機構４０を、図１２で示されるように、回転機構３０のモーター３１を支持する支持板４３と、支持板４３を支持して、これを上下左右方向等、種々の方向に回動させて位置決め可能な球関節機構４４（球関節機構４２と同様なもの）とから構成する。この場合、レーザー光Ｇの向きが変わるので、表示体６０の位置をケーシング５０の前端側に変える必要がある。

さらに、射出方向変更機構４０は省略できる。この場合、表示体６０は図１及び図２において右方から左方に移動され、光方向変更機構２０からの反射光が直接表示体６０に投影される。

また、コイルバネ３２は、ゴムチューブ、板バネなどでもよく、弾性変形して偏心または揺動すれば、どのようなものでもよい。磁石３３…は、コイルバネ３２の両側からの送風ファンに置き換えたり、上下に張られた二本の糸の間にコイルバネ３２を配置するなど、コイルバネ３２を狭圧して回転軌跡を歪ませて投影映像を変形できればどのようなものでもよい。

さらに、上記磁石３３…は省略できる。この場合、コイルバネ３２は狭圧されないので、投影映像（照射映像）は真円となる。しかし、コイルバネ３２は揺動・偏心しているので、投影映像は凹凸のある円となる。なお平面鏡２１の一部に重りを付けて、平面鏡２１の重心を偏心させてもよい。

また、モーター３１の回転速度・回転数は、任意に変更できる。これにより、光方向変更機構２０（平面鏡２１）の遠心力と変形機構（磁石３３…）の狭圧力との均衡状態が変化するので、投影照射映像も変化する。例えば長円・楕円が太くなったり、細くなったり、「８」の字状にくびれたり、大きさ自体が大きくなったり小さくなったりして変形する。このようなモーター３１の回転速度・回転数の変更はモーター３１に印可される電圧をスイッチ操作により切り換えることによって達成される。

さらに、光路の数も、１個だけにしたり、２個にしたり、または４個以上設け、照射映像をその数だけ設けてもよい。また、各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に形成される照射映像を、映像中心となる一点Ｐで重ね合わせるようにするのでなく、映像中心以外の点で重ね合わせ、映像同士を部分的に重ね合わせるようにしてもよい。さらに、発光源１０の数を１つとし、光路は複数のままであってもよい。この場合、プリズムまたはハーフミラーなどを１つまたは複数用いて、光路を分岐することになる。

また、光方向変更機構２０の動作と、回転機構３０の動作と、射出方向変更機構４０の動作と、表示体６０の動作とを、それぞれ第１工程、第２工程、第３工程、第４工程としてとらえ、この光照射装置１の発明を、光照射方法の発明として広くとらえても、同様な効果を得ることができる。

すなわち、発光源１０から発せられた可視光またはレーザー光Ｇの方向を変更する第１工程と、この方向が変更された光の方向をさらに回転させる第２工程と、発光源１０から方向が変更されて射出される射出光の方向を変更する第３工程と、この射出光を表示体６０に照射させる第４工程とを有する光照射方法の発明においても、直接、放散ロスの少ない光による映像Ｄを表示体６０に表示できるので、看板として機能する表示体６０を見る通行人等に強い印象を与えることができ、大きな宣伝広告効果を上げることができる。

さらに、スイッチ５２５は、人が近づくとＯＮになるスイッチでもよい。これにより、人が近づいたときにのみ、光を投射（照射）することができ、人が近づいたときのみ広告宣伝などを行うことができる。

また、上記コイルバネ３２の長さも任意に変更できる。これにより、光方向変更機構２０（平面鏡２１）の偏心位置または揺動の大きさが変化するので、投影照射映像も変化する。例えば長円・楕円が太くなったり、細くなったり、「８」の字状にくびれたり、大きさ自体が大きくなったり小さくなったりして変形する。このような切り換えは、長さの異なる複数の回転機構３０（光方向変更機構２０）を用意してこれを入れ替えればよい。

さらに、上記コイルバネ３２の長さを長くするまたは弾性力を下げると、磁石３３…はコイルバネ３２に対して、狭圧力ではなく、磁力吸引力が働くようになり、以下のようになる。コイルバネ３２が一方の磁石３３の側に移動すると、これが磁力によって磁石３３側に多めに移動するため、平面鏡２１の中心は磁石３３，３３側に引かれて長円（楕円）Ｓ２を描くように移動する。

この場合、光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に、回転機構３０の磁石３３，３３の位置が異なるので、各光方向変更機構２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの平面鏡２１の中心は、図１３の（ａ）や、図１４および図１５で示されるように、向きの異なる長円Ｓ２を描く。同様に上記図１１の例も図１６のようになる。

また、表示体６０は、看板、スクリーン、建造物の壁、霧、雲など、レーザー光などを照射投影できれば何でもよく、形状も平面のほか、球面、円柱面、凸面、凹面、凹凸面など、レーザー光などを照射投影できれば何でもよい。

（５）他の発明の効果
［１］可視光またはレーザー光を発する発光源と、 上記発光源からの可視光またはレーザー光の方向を変更する光方向変更機構と、 上記光方向変更機構自体の向きをさらに変化させるようにして、この光方向変更機構を回転させる回転機構と、 この回転機構によって回転される光方向変更機構からの射出光を照射して表示する表示体とを備えたことを特徴とする光照射装置。これにより、表示体への照射映像を明るく輝く光によって形成でき、この照射映像を見る者に強い印象を与えることができる。

［２］上記発光源から上記光方向変更機構を通じて表示体に射出される射出光の方向を変更する射出方向変更機構をさらに備え、上記回転機構の回転軸は弾力性があってふらつき、当該回転機構は偏心または揺動していて、回転軌跡が真円になり、さらにこの真円の回転軌跡に対して、当該回転軌跡を歪めて変形させる変形機構をさらに設け、当該回転軌跡が長円形または三角形などになり、照射映像が長円形または三角形などに変形され、 上記回転機構の回転速度が変化し、これにより上記偏心または揺動における遠心力が変化し、上記回転軌跡の形状が変化することを特徴とする請求項１記載の光照射装置。

これにより、表示体に最適な状態で投影させることができ、また表示体に、例えばレーザー光による種々の変形した照射映像が表示され、さらに変形照射映像そのものも変化し、見る者を楽しませることができる。

［３］上記発光源と上記光方向変更機構と上記回転機構とは、複数の光路に対応させるように、それぞれ複数個設けられていて、上記表示体には複数の照射映像が表示されることを特徴とする請求項１または２記載の光照射装置。これにより、表示体の種々の位置に、例えばレーザー光による複数の照射映像を表示でき、見る者を楽しませることができる。

［４］上記発光源と上記光方向変更機構と上記回転機構とは、複数の光路に対応させるように、それぞれ複数個設けられているとともに、上記回転機構は偏心または揺動していて、この偏心方向または揺動方向は各回転機構につき、それぞれ異なっていて、上記表示体への変形された照射映像は、互いに向きが異なっていることを特徴とする請求項１、２または３記載の光照射装置。これにより、表示体の種々の位置に、例えばレーザー光による複数の照射映像を表示できるとともに、この複数の照射映像（例えば長円形の映像）の向きも互いに異ならせることができ、見る者を楽しませることができる。

［５］上記発光源と上記光方向変更機構と上記回転機構と上記射出方向変更機構とは、複数の光路に対応させるように、それぞれ複数個設けられているとともに、上記射出方向変更機構の各々は、上記発光源からの各射出光の向きを、これらの射出光の一部または全部が重なる方向に変更していて、上記表示体への照射映像は、一部または全部が重なって複雑な映像となっていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の光照射装置。これにより、表示体に表示される照射映像を見る者の気を引くような形に形成できる。

［６］上記射出方向変更機構は、上記光方向変更機構と上記表示体との間、または上記発光源と上記光方向変更機構との間に設けられ、上記光を反射または屈折させることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の光照射装置。これにより、レーザー光等の光の向きや、表示体の位置を変えることができる。

［７］上記射出方向変更機構は、上記光方向変更機構に対して一体的に設けられ、上記光方向変更機構の光の変更方向を、反射または屈折によってさらに変更することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の光照射装置。装置のコンパクト化を図ることができるとともに、レーザー光等の光の向きや表示体の位置を変えることができる。

［８］上記光照射装置は、人間の接近を感知する感知手段を備え、上記射出光の射出はこの感知手段の感知によって開始または停止されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の光照射装置。これにより、人が表示体に接近する毎に、この表示体に照射映像を形成することができ、表示体を介して効果的な宣伝広告を行うことができる。また、逆に、人が表示体に接近する毎に、光の照射を停止させて、人体などに光が当たらないようにすることができる。

［９］上記発光源と上記光方向変更機構と上記回転機構と上記射出方向変更機構とは、複数の光路に対応させるように、それぞれ複数個設けられているとともに、上記回転機構は偏心または揺動していて、この偏心方向または揺動方向は各回転機構につき、それぞれ異なっていて、上記表示体への変形された照射映像は、互いに向きが異なっており、かつ、この向きの異なった複数の照射映像の照射は順次切り換えられ、これにより照射映像が動いているように見えることを特徴とする請求項１、２または３記載の光照射装置。これにより、照射映像を見る者を楽しませることができ、広告宣伝効果を上げることができる。

［１０］可視光またはレーザー光を発する発光源からの可視光またはレーザー光の方向を変更する工程と、 この方向が変更された光の方向につき、さらに向き自体をさらに変えるように回転させる工程と、 この方向が回転される射出光を表示体に照射させる工程とを有することを特徴とする光照射方法。これにより、表示体への照射映像を明るく輝く光によって形成でき、この照射映像を見る者に強い印象を与えることができる。

この発明の一実施の形態に係る光照射装置の側断面図である。 図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。 光路Ｋ２における光方向変更機構の平面鏡の動きを示す図であり、（ａ）は正面から見た状態を示し、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ方向から見た状態を示し、（ｃ）は（ａ）のＺ−Ｚ方向から見た状態を示す。 光路Ｋ１における光方向変更機構の平面鏡の動きを示す図である。 光路Ｋ３における光方向変更機構の平面鏡の動きを示す図である。 各光路Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３毎に形成される映像と、これらが表示体に表示された状態を示す図である。 光照射装置の正面図である。 回転機構のモーターと発光源とを駆動するための制御ブロック図である。 発光源を駆動するための信号を示す図であり、（ａ）はクロック信号を示し、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、クロック信号をもとに発生される信号Ａ，Ｂ、Ｃを示す。 光照射装置の動作を説明するための図である。 回転機構の磁石の数を３つにした場合の、光方向変更機構の平面鏡の動きを示す図である。 この発明他の実施の形態に係る光照射装置の射出方向変更機構を示す図である。 コイルバネ３２の長さを長くするまたは弾性力を下げたとき、光路Ｋ２における光方向変更機構の平面鏡の動きを示す図であり、（ａ）は正面から見た状態を示し、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ方向から見た状態を示し、（ｃ）は（ａ）のＺ−Ｚ方向から見た状態を示す。 図１３において、光路Ｋ１における光方向変更機構の平面鏡の動きを示す図である。 図１３において、光路Ｋ３における光方向変更機構の平面鏡の動きを示す図である。 コイルバネ３２の長さを長くするまたは弾性力を下げ、回転機構の磁石の数を３つにした場合の、光方向変更機構の平面鏡の動きを示す図である。

符号の説明

１…光照射装置、
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…発光源、
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…光方向変更機構、
２１…平面鏡、２１ａ…鏡面、２２…支持部、
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…回転機構、
３１…モーター、３１ａ…回転軸、
３２…コイルバネ、３３…磁石、
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…射出方向変更機構、
４１…平面鏡、４２…球関節機構、
４２ａ…球体、４２ｂ…本体、
４３…支持板、４４…球関節機構、
５０…ケーシング、５０ａ…上板部、
５０ｂ…凹部、５０ｃ…前部折曲部、５０ｄ…後部折曲げ部、
５０ｅ…側板部、５０ｆ…前板部、
５１…蓄電池、５２…制御ボックス、
５３…人検知センサ、５４…太陽電池、
６０…表示体、６０ａ…表示面、
５２０…モーター駆動回路、
５２１，５２２，５２３…レーザー駆動回路、
５２４…リングカウンタ、
５２５，５２６，５２７，５２８…スイッチ、
Ａ，Ｂ，Ｃ…信号、
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…長円像、
Ｇ…レーザー光、Ｈ１，Ｈ２…距離、
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３…光路、
Ｌ１…水平軸線、Ｌ２…垂直線、
Ｎ…法線、Ｐ…一点、Ｑ…支持手段、
Ｓ１…円、Ｓ２…長円、Ｓ３…略三角形、
ｔ…時間、Ｗ…距離、
α…入射角、β…角度、γ…角度、δ…振れ角、Φ…信号。

Claims (10)

1. 可視光またはレーザー光を発する発光源と、
   上記発光源からの可視光またはレーザー光の方向を変更する光方向変更機構と、
   上記光方向変更機構自体の向きをさらに変化させるようにして、この光方向変更機構を回転させる回転機構と、
   この回転機構によって回転される光方向変更機構からの射出光を照射して表示する表示体とを備えたことを特徴とする光照射装置。
2. 上記発光源から上記光方向変更機構を通じて表示体に射出される射出光の方向を変更する射出方向変更機構をさらに備え、
   上記回転機構の回転軸は弾力性があってふらつき、当該回転機構は偏心または揺動していて、回転軌跡が真円になり、
   さらにこの真円の回転軌跡に対して、当該回転軌跡を歪めて変形させる変形機構をさらに設け、当該回転軌跡が長円形または三角形などになり、照射映像が長円形または三角形などに変形され、
   上記回転機構の回転速度が変化し、これにより上記偏心または揺動における遠心力が変化し、上記回転軌跡の形状が変化することを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
3. 上記発光源と上記光方向変更機構と上記回転機構とは、複数の光路に対応させるように、それぞれ複数個設けられていて、上記表示体には複数の照射映像が表示されることを特徴とする請求項１または２記載の光照射装置。
4. 上記発光源と上記光方向変更機構と上記回転機構とは、複数の光路に対応させるように、それぞれ複数個設けられているとともに、上記回転機構は偏心または揺動していて、この偏心方向または揺動方向は各回転機構につき、それぞれ異なっていて、上記表示体への変形された照射映像は、互いに向きが異なっていることを特徴とする請求項１、２または３記載の光照射装置。
5. 上記発光源と上記光方向変更機構と上記回転機構と上記射出方向変更機構とは、複数の光路に対応させるように、それぞれ複数個設けられているとともに、上記射出方向変更機構の各々は、上記発光源からの各射出光の向きを、これらの射出光の一部または全部が重なる方向に変更していて、上記表示体への照射映像は、一部または全部が重なって複雑な映像となっていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の光照射装置。
6. 上記射出方向変更機構は、上記光方向変更機構と上記表示体との間、または上記発光源と上記光方向変更機構との間に設けられ、上記光を反射または屈折させることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の光照射装置。
7. 上記射出方向変更機構は、上記光方向変更機構に対して一体的に設けられ、上記光方向変更機構の光の変更方向を、反射または屈折によってさらに変更することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の光照射装置。
8. 上記光照射装置は、人間の接近を感知する感知手段を備え、上記射出光の射出はこの感知手段の感知によって開始または停止されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の光照射装置。
9. 上記発光源と上記光方向変更機構と上記回転機構と上記射出方向変更機構とは、複数の光路に対応させるように、それぞれ複数個設けられているとともに、上記回転機構は偏心または揺動していて、この偏心方向または揺動方向は各回転機構につき、それぞれ異なっていて、上記表示体への変形された照射映像は、互いに向きが異なっており、かつ、この向きの異なった複数の照射映像の照射は順次切り換えられ、これにより照射映像が動いているように見えることを特徴とする請求項１、２または３記載の光照射装置。
10. 可視光またはレーザー光を発する発光源からの可視光またはレーザー光の方向を変更する工程と、
    この方向が変更された光の方向につき、さらに向き自体をさらに変えるように回転させる工程と、
    この方向が回転される射出光を表示体に照射させる工程とを有することを特徴とする光照射方法。

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