JP2010072597A - 光像生成システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の照明装置を組み合わせて所望の光像Ｉを空間に生成する。
【解決手段】略直方体形状をなし、正面に開口部２Ａが形成されたケーシング２と、開口部２Ａに設けられた導光レンズ３と、ケーシング２内に設けられ、導光レンズ３に向かって光を射出する光源４と、を具備する照明装置１を複数備え、互いに隣接する照明装置１が、開口部２Ａが略同一方向を向くように、互いの側面が接触して配置され、複数の照明装置１から照射された光Ｌによって像Ｉを生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を用いて像を生成する光像生成システムに関するものである。

従来、光源から照射された光によって像を形成する装置は、例えば特許文献１に示すように、複数のプロジェクタによって所望の像を壁面やスクリーンなどに投影して光像を形成する装置が開発されている。

しかしながら、このような装置では、光像が投影されるための面が必要不可欠であるため、例えばビルの屋上などで光像を形成する際には、屋上にスクリーンなどを設ける必要があり、装置全体が大掛かりになるという問題がある。また、投影により光像を形成させるため、所望の形状の像を形成するためには、その形状に応じてプロジェクタをその都度変更する必要があり手間がかかるという問題もある。

また、例えば特許文献２に示すように、波長の異なる複数のレーザ光を交差するように照射して、その交差する箇所においてエネルギーの重ね合わせならびに変色を起こさせることで光像を形成する装置が開発されている。このような装置では、特許文献１に記載された発明のように、スクリーンなどは必要とせず、空間に像を形成することができる。

しかしながら、複数のレーザ光を交差させるため、装置に精密な機構が必要となり、容易には光像を形成することができないという問題がある。また、大きな光像を形成する際には、レーザ光の交差する箇所が多く必要となるか、交差する箇所を走査させる装置が必要となり、装置全体が大掛かりになるという問題もある。
特開２００１−０３３８７４号公報 特開２００１−３１２２３７号公報

そこで本発明は、従来とは異なる装飾性を有する光像生成システムを提供するものであり、複数の照明装置を組み合わせて空間に光像を生成することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る光像生成システムは、背面が略正三角形の略正三角柱形状、略四角形の略直方体形状又は略正六角形の略正六角柱形状をなし、正面に開口部が形成されたケーシングと、前記開口部に設けられた導光レンズと、前記ケーシング内に設けられ、前記導光レンズに向かって光を射出する光源と、を具備する照明装置を複数備え、互いに隣接する照明装置が、前記開口部が略同一方向を向くように、互いの側面が接触して配置され、前記複数の照明装置から照射された光によって像を生成することを特徴とする。

このようなものであれば、複数の照明装置から射出される光が柱状の光束となって目視され、その光束を構成要素とした光像を空間上に生成することができる。また、ケーシングが略正三角柱形状、略直方体形状又は略正六角柱形状であるので、複数の照明装置を組み合わせて配列する場合に、当該ケーシングと隣接する他の照明装置のケーシングを面同士で接触させて、各照明装置のケーシングを隙間無く配列することができるため、組み立てを容易にすることができ、また、組み立ての安定性を向上させることができる。

光源から射出された光を、ほぼ全て前方へ照射するためには、前記開口部が、前記ケーシングの正面の略全面に形成されており、前記導光レンズが、前記開口部と略同一形状をなすもの望ましい。

複数の照明装置を組み合わせる場合に、各照明装置間の固定を簡単に行うためには、前記ケーシングの外周面に他の照明装置のケーシングと連結するための連結部を備えていることが望ましい。

また、導光レンズ及び光源の相対位置を微調節して、各照明装置から射出される光束を平行光にすることにより、空間に鮮明な光像を生成するためには、前記ケーシングの外部に把持部が設けられ、前記把持部が操作されることにより前記光源の位置を調節する位置調節機構を備えていることが望ましい。

位置調節機構の具体的な実施の態様としては、前記位置調節機構が、前記光源を前記ケーシング内で保持する光源保持部と、一端が前記光源保持部に接続され、他端に前記把持部が設けられ、前記ケーシングの側壁に設けられた貫通孔に挿通する操作連結部と、前記ケーシングと前記操作連結部との間に介在して設けられ、前記把持部が操作されたときに前記光源保持部が移動するように前記操作連結部を支える支持部と、を備えることが望ましい。

組み立ての際に、各照明装置の照明光の色を容易に視覚的に把握して、組み立ての作業性を向上させるためには、前記把持部が、前記光源の光の色と同一の色に着色されていることが望ましい。

このように構成した本発明によれば、複数の照明装置から射出される光が柱状の光束となって目視され、その光束を構成要素とした光像を空間上に生成することができる。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

なお、図１は光像生成システム１００及び像Ｉを模試的に示す斜視図、図２は光像生成システム１００の平面図、図３は照明装置１の斜視図、図４は照明装置１の構成を示す模式的断面図、図５は位置調節機構５により光源４を進退移動させた状態を示す図、図６は位置調節機構５により光源４を上下移動させた状態を示す図、図７は連結機構７を示す図、図８及び図９は電力供給方法を示す図である。

本実施形態に係る光像生成システム１００は、図１に示すように、ビル等の建築物の屋上Ｒに配置されて、当該屋上Ｒから上空に延びる例えばタワー状をなす光像Ｉを生成するものである。

具体的にこのものは、図１及び図２に示すように、略略直方体形状をなす複数の照明装置１を直線状（直列的）に連結して形成された複数の装置群１０を備えている。

装置群１０は、複数（図２等において５個）の照明装置１を、その開口部２Ａが略同一方向を向き、且つそれぞれの開口部２Ａが同一平面上となるように、直列に密接な状態で連結することにより構成されている。つまり、隣接する照明装置１同士は、その側面同士がほぼ全面重なり合うように連結されている。

また、装置群１０の配置態様は、生成する光像Ｉにより適宜設定可能であるが、例えば角錐状のタワー状をなす光像Ｉを生成する場合には、例えば４つの装置群１０を平面視略矩形の各辺に沿ってそれぞれ配置し、各装置群１０から射出される光束Ｂの光軸を鉛直方向から内向きに傾斜させることが考えられる。このように装置群１０を配置することにより、複数の装置群１０から射出される光束Ｂは、ビルの上空で交差することにより角錐状のタワー状の光像Ｉが生成される。

次に、照明装置１の構成を説明する。

本実施形態に係る照明装置１は、図３及び図４に示すように、ケーシング２と、導光レンズ３と、光源４と、位置調節機構５と、を具備するものである。

以下、各部２〜５について説明する。

ケーシング２は、略四角形の正面に開口部２Ａを有し、略直方体形状をなすものであり、具体的には、正面の略全体が開口した中空箱形状をなすものである。また、ケーシング２の内側周面は、光の反射を防ぐための遮光処理（例えば、黒色表面処理など）が施されている。さらに、ケーシング２の開口部２Ａには、導光レンズ３及び当該導光レンズ３を保護するための保護部材６が、前方に向かってこの順番で設けられている。保護部材６は、アクリル樹脂からなる透明薄板であり、導光レンズ３と密着して設けられている。また、ケーシング２の背面には貫通孔２１が設けられ、後述する位置調節機構５の操作連結部５２が挿通している。

導光レンズ３は、ケーシング２の開口部２Ａに設けられ、光源４からの光を略平行光に変換するコリメータレンズである。この導光レンズ３は、ケーシング２の開口部２Ａ（ケーシング２の正面の略全体）に設けられており、光軸方向から見て開口部２Ａと略同一形状をなすものである。本実施形態では、ケーシング２が立方体形状をなすものであり、導光レンズ３は、光軸方向から見て正方形状をなすものである。つまり、本実施形態の照明装置１は、立方体の一面全体から光を射出するものである。導光レンズ３としては、照明装置１全体を軽量化するために、軽量薄型の樹脂製レンズであることが好ましい。

光源４は、ケーシング２内に設けられ、導光レンズ３に向かって光を射出するものであり、具体的には、コリメータレンズ３の焦点位置近傍に位置するように設けられている。本実施形態の光源４は、単一のＬＥＤ４であり、単色又は白色のものである。

位置調節機構５は、ケーシング２の外部に把持部５４が設けられ、当該把持部５４が操作されることによりＬＥＤ４の位置を微調節するものである。その構成は、光源保持部５１と、操作連結部５２と、支持部５３と、を備える。

光源保持部５１は、ＬＥＤ４を保持して、ケーシング２内に配置されるものであり、本実施形態では更にＬＥＤ４により発生する熱を放熱する放熱部としての機能を果たす。光源保持部５１は、放熱部としての機能を発揮するために、例えばアルミニウム等の高熱伝導性材料により形成しても良いし、放熱フィンが設けられても良い。

操作連結部５２は、一端が光源保持部５１に接続され、他端に把持部５４が設けられ、ケーシング２の背面に設けられた貫通孔２１に挿通するロッド形状をなすものである。なお、この操作連結部５２に放熱フィン等の放熱機構を設けるようにしても良い。

把持部５４は、操作連結部５２のケーシング２外側端部に設けられた概略球形状をなすものである。また、把持部５４は、ＬＥＤ４の発光の色と同一の色に着色されている。これにより、組み立ての際に、各照明装置１の照明光の色を容易に視覚的に把握して、組み立ての作業性を向上させることができる。

支持部５３は、ケーシング２と操作連結部５２との間に介在して設けられ、把持部５４が操作されたときに光源保持部５１が移動するように操作連結部５２を支えるものである。本実施形態の支持部５３は、ケーシング２の後壁に設けられた貫通孔２１の周囲近傍に設けられ、ケーシング２の後壁に操作連結部５２を固定させつつ、把持部５４の操作により、操作連結部５２を摺動可能、及び支持部５３を回転中心として回転可能に支持するものである。この支持部５３は、球面滑り軸受（例えばピロボール）により構成することが考えられる。また、支持部５３は、操作連結部５２を周方向から押圧固定する止めねじにより構成しても良いし、弾性部材により構成しても良い。

具体的には、図５に示すように、把持部５４を後方に引っ張ることにより、操作連結部５２が支持部５３において摺動し、ＬＥＤ４を導光レンズ３に接近又は離間させることができる。これにより、導光レンズ３から射出される光を集光させたり、拡開させたりすることができる。また、図６に示すように、把持部５４を上下方向に移動させることにより、操作連結部５２が支持部５３を中心として回転して、ＬＥＤ４を上下方向に移動させることができる。これにより、導光レンズ３から射出される光の照射方向を変更することができる。なお、本実施形態の支持部５３は、貫通孔２１からＬＥＤ４からの光が漏れないようにする機能も有する。

しかして本実施形態の照明装置１は、図７に示すように、各照明装置１同士を連結して装置群１０を構成するための連結機構７を備えている。

この連結機構７は、１つの照明装置１のケーシング２の側壁の外面に設けられた第１の連結部７１と、別の照明装置１のケーシング２の側壁に外面に設けられ、前記第１の連結部７１に連結される第２の連結部７２と、からなる。

各照明装置１において、そのケーシング２には、左右側壁の一方に第１の連結部７１、他方に第２の連結部７２が設けられている、また、同様にして、上下側壁の一方に第１の連結部７１、他方に第２の連結部７２が設けられている。

第１の連結部７１及び第２の連結部７２の具体例としては、例えば、図７の（Ａ）に示すように、第１の連結部７１がケーシング２の側壁（例えば左側壁、上側壁）の外面に設けた凸条部であり、第２の連結部７２がケーシング２の側壁（例えば右側壁、下側壁）の外面に設けられた凹溝である。凸条部は、突出方向に行くに従って幅が拡開する形状をなすものであり、凹溝は、凸条部の形状に対応して、深さ方向に行くに従って溝幅が拡開する形状をなす。そして、凸条部を凹溝に延伸方向に沿ってスライドさせて嵌め込むことにより、照明装置１を連結することができる。

また、図７の（Ｂ）に示すように、第１の連結部７１が、ケーシング２の側壁（例えば左側壁、上側壁）の外面に設けた例えばピン形状をなす突起部であり、第２の連結部７２がケーシング２の側壁（例えば右側壁、下側壁）の外面に設けられた凹部である。このとき、凹部の内周面には、突起部が嵌合した際に突起部に密着して固定するための弾性体（図７において図示しない）を設けておくことが好ましい。

照明装置１同士の第１の連結部７１及び第２の連結部７２が嵌合するように連結することにより、照明装置１を上下左右に連結して組み合わせることができる。なお、照明装置１を一列に連結するだけの場合には、ケーシング２のうち１組の対向面（例えば左右側壁）にのみ第１の連結部７１及び第２の連結部７２を設ければ良い。また、２つだけの照明装置１を連結する場合には、各照明装置１のケーシング２の一面にのみ第１の連結部７１及び第２の連結部７２を設けるようにすればよい。

また、本実施形態の光像生成システム１００は、各装置群１０毎に対応して電源９が設けられている。

各装置群１０における各ＬＥＤ４への電力の供給方法としては、図８に示すように、各照明装置１間を電力供給線８により電気的に接続して、電源９に対して各照明装置１のＬＥＤ４を直列に接続して、各ＬＥＤ４に電力を供給するようにしても良い。また、図９に示すように、各照明装置１間を電気的に接続すること無く、電源９から電力供給線８により各照明装置１のＬＥＤ４に電力を供給するようにしても良い。

次に、本実施形態に係る光像生成システム１００が生成する光像Ｉについて説明する。

光像生成システム１００により生成される光像Ｉは、光像生成システム１００を構成する複数の装置群１０から照射される光束Ｂにより形成される。さらに、装置群１０から照射される光束Ｂは、該装置群１０を構成する複数の照明装置１から照射される光Ｌの集合からなる。

また、位置調節機構５により、ＬＥＤ４の位置を調節することで、照明装置１から照射される光Ｌの照射方向及び広がりを変更することができる。本実施形態では、各照明装置１から射出される光Ｌが、光軸に垂直な断面が略等断面形状（具体的には等断面矩形状）となるようにしている。

そして、各照明装置１から照射される光Ｌの照射方向を変更することで、装置群１０から照射される光束Ｂの形状を変更することができる。本実施形態では、装置群１０から照射される光束は、複数の照明装置１から照射される平行な光Ｌからなる正面視略帯状である。このように、装置群１０そのものの配置態様だけでなく、位置調節機構５により、装置群１０から照射される光束Ｂを複数組み合わせることで、光像生成システム１００により生成される光像Ｉを所望の形状とすることが可能となる。

＜本実施形態の効果＞

このように構成した本実施形態に係る光像生成システム１００によれば、複数の照明装置１から射出される光Ｌが柱状の光束Ｂとなって目視され、その光束Ｂを構成要素とした光像Ｉを空間上に生成することができる。

また、ケーシング２が略直方体形状であるので、複数の照明装置１を組み合わせて配列する場合に、当該ケーシングと隣接する他の照明装置のケーシングを面同士で接触させて、各照明装置１のケーシング２を隙間無く配列することができるため、組み立てを容易にすることができ、また、組み立ての安定性を向上させることができる。

＜その他の変形実施形態＞

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。

例えば、前記実施形態の光像Ｉは、複数の装置群からの光束Ｂが交差することにより形成された角錐状のタワー状であったが、複数の装置群からの光束Ｂが交差することなく、鉛直上向きに略平行に射出されるようにしても良い。

また、前記実施形態の光源は、単一のＬＥＤであったが、図１０に示すように、照明装置の内部にＬＥＤを複数、例えば５個設けて、照明装置から照射される光Ｌを正面視略放射状に射出させて、光束Ｂが拡開するようにしても良い。

さらに、前記実施形態では、光像生成システムは、ビル等の建築物の屋上に設けられていたが、地上に設けて空間に光像を生成するものであっても良い。

その上、前記実施形態では、装置群を平面視略矩形の各辺上の４箇所に設けた構成となっているが、装置群の個数、装置群を構成する照明装置の個数及び配置態様はこれに限定されることなく、空間に所望の光像を生成できる配置であれば良い。例えば、面密な状態に配置させて柱状で太い光束を形成するものでもよいし、円周上に配置させて円柱状の光束を形成するものであってもよい。

加えて、前記実施形態では、各装置群に対応して電源が設けられていたが、全ての装置群に１つの電源から電力を供給するものであってもよい。

また、前記実施形態のケーシングは、略直方体形状をなすものであったが、その他、
背面（及び正面）が略正三角形の略正三角柱形状又は略正六角形の略正六角柱形状をなすものであっても良い。

さらに前記実施形態では、開口部が、ケーシングの正面の略全面に形成され、導光レンズが、開口部と略同一形状をなすものであったが、開口部は、ケーシングの正面の略全面に形成されないものであっても良く、さらに導光レンズは、開口部と異なる形状であっても良い。

さらに加えて、前記実施形態では、複数個の照明装置を直列に密接な状態で連結して装置群を構成するようにしているが、その他、図１１に示すように、数個の照明装置１を直列に密接な状態で連結した装置列を並列に密接した状態で連結して装置群１０を構成するようにしても良い。つまり、複数個の照明装置１を縦横に密接した状態で連結して装置群１０を構成するようにしても良い。なお、図１１においては縦横５個ずつ密着配置した図を示している。

また、各照明装置又は各装置群を規則的又はランダムに点滅させたり、各照明装置を規則的又はランダムに調光することより、光像を規則的又はランダムに変化させることもでき、また、演出度を高めることもできる。

その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る光像生成システムの斜視図。 同実施形態における光像生成システムの平面図。 同実施形態における照明装置の斜視図。 同実施形態における照明装置の模式的断面図。 位置調節機構の作用を示す図。 位置調節機構の作用を示す図。 連結機構を示す図。 電力供給方法を示す図。 電力供給方法を示す図。 光像生成システムより生成される像の変形例を示す正面図。 変形実施形態に係る装置群（光像生成システム）の構成を示す斜視図。

符号の説明

１００・・・光像生成システム
１０ ・・・装置群
１ ・・・照明装置
Ｌ ・・・光
Ｂ ・・・光束
Ｉ ・・・光像
２ ・・・ケーシング
２Ａ ・・・開口部
３ ・・・導光レンズ
４ ・・・光源
５ ・・・位置調節機構
５１ ・・・光源保持部
２１・・・・貫通孔
５２ ・・・操作連結部
５３ ・・・支持部
５４・・・・把持部
７１、７２・・・連結部

Claims (6)

1. 背面が略正三角形の略正三角柱形状、略四角形の略直方体形状又は略正六角形の略正六角柱形状をなし、正面に開口部が形成されたケーシングと、
   前記開口部に設けられた導光レンズと、
   前記ケーシング内に設けられ、前記導光レンズに向かって光を射出する光源と、を具備する照明装置を複数備え、
   互いに隣接する照明装置が、前記開口部が略同一方向を向くように、互いの側面が接触して配置され、
   前記複数の照明装置から照射された光によって空間に像を生成する光像生成システム。
2. 前記開口部が、前記ケーシングの正面の略全面に形成されており、前記導光レンズが、前記開口部と略同一形状をなす請求項１記載の光像生成システム。
3. 前記ケーシングの外周面に他の照明装置のケーシングと連結するための連結部を備えている請求項１又は２記載の光像生成システム。
4. 前記ケーシングの外部に把持部が設けられ、前記把持部が操作されることにより前記光源の位置を調節する位置調節機構を備えている請求項１、２又は３記載の光像生成システム。
5. 前記位置調節機構が、前記光源を前記ケーシング内で保持する光源保持部と、
   一端が前記光源保持部に接続され、他端に前記把持部が設けられ、前記ケーシングの側壁に設けられた貫通孔に挿通する操作連結部と、
   前記ケーシングと前記操作連結部との間に介在して設けられ、前記把持部が操作されたときに前記光源保持部が移動するように前記操作連結部を支える支持部と、を備える請求項１、２、３又は４記載の光像生成システム。
6. 前記把持部が、前記光源の光の色と同一の色に着色されている請求項１、２、３、４又は５記載の光像生成システム。