JP7382592B2

JP7382592B2 - 発光装置

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Publication number: JP7382592B2
Application number: JP2019073889A
Authority: JP
Inventors: 健太郎山内; 知久阪口; 要介荒木; 和政高田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2023-11-17
Anticipated expiration: 2039-04-09
Also published as: JP2020173916A

Description

本開示は、光を出射する発光装置に関する。

従来、動画を投影する場合、プロジェクタが用いられる。例えば、特許文献１に記載のプロジェクタにおいては、ランプ光源から発射された照明光を、ダイクロイックミラーを介して、赤色光、緑色光、青色光の各色光に分離した後、分離した色光を色光毎に液晶パネル面上に集光させ、各色光を、各色の映像情報に基づいて変調する。そして、変調した各色光を、ダイクロイックプリズム及び投射レンズを介して色合成した後、投影する。

特開２００２－２７７９６０号公報

プロジェクタは、動画を投影できる反面、高価な素子や高価な光学部材を搭載しなければならず、製造コストが高い。また、コンテンツの入力機能を必要とし、煩雑な設定操作も必要となる。

そこで、本開示の課題は、コンテンツの入力機能や煩雑な設定操作の必要がなく、費用もかけずに動作を再生できる発光装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本開示に係る発光装置は、１以上の光源と、光源から出射する光が入射する入射面を備えた照射パターン形成部と、照射パターン形成部を透過した光を照射面に結像するための結像部と、入射面に入射する光の入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させる変調部と、を備える。

本開示に係る発光装置によれば、変調部が、入射面に入射する光の入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させることができ、この変調で別の画像を照射面に投影できる。よって、変調部が変調制御を行うだけで、動画を再生できるので、プロジェクタを用いる場合との比較で、費用をかけないと共に、コンテンツの入力機能や煩雑な設定操作も行わずに、動作を再生できる。

本開示の一実施形態に係る発光装置の主要部の斜視図である。上記主要部の光学系の構成を説明する図である。図２にＲで示す一部領域から出射される光の光路について説明する図であり、１の光源から出射される光の光路について説明する図である。上記発光装置から出射される光の光路について説明する図である。木漏れ日の画像を示す図である。上記発光装置の制御に関連する部位のブロック図である。上記発光装置の制御装置による具体的な制御の一例について説明するタイミングチャートである。上記制御装置による複数の光源の点灯制御の一例を示すタイミングチャートである。上記制御装置による複数の光源における変形例の点灯制御のタイミングチャートである。上記発光装置の出射光の光軸方向における発光装置と照射面の距離と、照射面に投影される絵柄の中心からのずれとの関係を示す図である。照射面に写し出される絵柄の中心の位置と、照射面の中心との距離が小さい順に光源を点灯する制御を説明するための図である。上記制御装置による複数の光源における他の変形例の点灯制御のタイミングチャートである。図１２の点灯制御で木漏れ日の動画を投影するときの具体的について説明する図である。変形例の絵柄フィルムの正面図である。制御装置による複数の光源における更なる変形例の点灯制御のタイミングチャートである。

以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の実施例では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、複数の図面には、模式図が含まれ、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さ等の寸法比は、必ずしも一致しない。また、以下で説明される構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。

図１は、本開示の一実施形態に係る発光装置１の主要部２０の斜視図であり、図２は、上記主要部の光学系の構成を説明する図である。また、図３は、図２にＲで示す一部領域から出射される光の光路について説明する図であり、１の光源から出射される光の光路について説明する図である。また、図４は、発光装置１から出射される光の光路について説明する図である。

図１に示すように、発光装置１の主要部２０は、固定枠５、光源モジュール１０、ヒートシンク２５、プライマリレンズ３０、照射パターン形成部の一例としての円板状の絵柄フィルム３５、及び、結像部の一例としての円板状の投影レンズ５５を備える。主要部２０は、次のように統合される。詳しくは、固定枠５は、金属又は樹脂で構成される枠部材であり、円環状部６と、複数の柱部７を有する。複数の柱部７の夫々は、円環状部６の周方向に間隔をおいた状態で円環状部６の厚さ方向の一方側の端面から円環状部６の軸方向に延在する。複数の柱部７は、複数の第１柱部７ａと、複数の第２柱部７ｂを有し、第１柱部７ａの長さは、第２柱部７ｂの長さよりも短くなっている。また、円環状部６は、周方向に間隔をおいて配置される複数のボス部６ａを含み、ボス部６ａは、ねじ孔を有する。

ねじを、ボス部６ａに締め込んだ後に、光源モジュール１０に含まれる基板１１と、ヒートシンク２５に締め込むことで、光源モジュール１０とヒートシンク２５が固定枠５に固定される。また、プライマリレンズ３０は、円板部３１と、複数の導光部３２とを有し、円板部３１は、柱部７を通過させる切欠部３１ａを縁部に有する。柱部７が切欠部３１ａを通過することで、プライマリレンズ３０が固定枠５の円環状部６に対して周方向に位置決めされ、その後、円板部３１が円環状部６の一方側の端面にねじ固定されることで、プライマリレンズ３０が固定枠５に固定される。また、絵柄フィルム３５は、第１柱部７ａの先端面にねじ固定され、投影レンズ５５は、第２柱部７ｂの先端面にねじ固定される。これらの固定で、固定枠５、光源モジュール１０、ヒートシンク２５、プライマリレンズ３０、円板状の絵柄フィルム３５、及び円板状の投影レンズ５５が、一体に統合される。一体となった統合体は、図示しないケースに固定される。ケースは、例えば筒状の構造を有し、例えばねじをケースの外径側からケース及び柱部に締め込むことで統合体と一体になる。

光源モジュールは、基板１１と、複数の光源１２を有し、複数の光源１２は、基板１１の表側（投影レンズ５５側）に互いに間隔をおいて実装される。本実施例では、基板１１は円板形状を有し、基板１１の外径は、円環状部６の内径と略同じか僅かに小さくなっている。そして、基板１１の外周面は、円環状部６の内周面に内嵌されている。基板１１は、例えば、プリント基板で構成される。基板１１は、如何なる硬さを有してもよく、リジット基板、フレキシブル基板、及びリジットフレキシブル基板のうちのいずれの基板で構成されてもよい。また、基板１１は、如何なる組成を有してもよく、例えば、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、テフロン（登録商標）基板、アルミナ（セラミックス）基板、又はコンポジット基板等で構成される。

光源１２は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）で好適に構成される。しかし、光源１２は、ＬＥＤ以外の発光素子で構成されてもよく、例えば、半導体レーザ素子、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子若しくは無機ＥＬ素子等の固体発光素子、又は白熱電球で構成されてもよい。光源モジュール１０には、各光源１２に電力を供給するためのケーブル（図示せず）が電気的に接続される。ケーブルは、後述する駆動回路６０（図６参照）に接続され、駆動回路６０には、ケース内に配置される変調部の一例としての制御装置４０（図６参照）から制御信号が出力される。また、ヒートシンク２５は、放熱性に優れる金属、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金で構成される。ヒートシンク２５は、光源１２で生成される熱を放熱することで、光源１２等の部品が熱劣化することを抑制する。ヒートシンク２５に放熱リブ２５ａを設けると、放熱性を向上させることができて好ましい。

プライマリレンズ３０は、透明材料で構成され、例えば、ガラス、アクリル系の樹脂、ポリカーボネート系の樹脂、又はシリコン系の樹脂等で構成される。プライマリレンズ３０は、複数の光源１２の光出射側に配設される。図４に示すように、プライマリレンズ３０は、光源１２の数と同一の数の複数の導光部３２を有し、複数の導光部３２は、複数の光源１２に一対一に対応する。各導光部３２は、光源１２の光出射側に配置される光入射面３２ａと、光入射面３２ａとは反対側の端部に配設される光出射面３２ｂを含む。光入射面３２ａは、凹面となっており、対応する光源１２の光出射部を取り囲むように位置する。各導光部３２は、対応する光源１２からの光を光入射面３２ａから光出射面３２ｂまで導光する。図２に示すように、各導光部３２の周囲部は、隣り合う導光部３２の周囲部と一体に形成されている。その結果、複数の導光部３２が連結され、一体のプライマリレンズ３０が構成される。

図３に示すように、プライマリレンズ３０の各導光部３２は、第１全反射部３２ｃと、第２全反射部３２ｄを含む。第１全反射部３２ｃは、対応する光源１２から出射される光の光軸方向の投影レンズ５５側に行くにしたがって末広がりとなっており、対応する光源１２からの光を全反射させる。また、第２全反射部３２ｄは、第１全反射部３２ｃよりも光軸方向の投影レンズ５５側に配置され、光軸方向の投影レンズ５５側に行くにしたがって先細りとなっており、到達した光を全反射させる。

詳しくは、図４に示すように、絵柄フィルム３５には、光源１２の数と同じ数の複数の絵柄部３５ａが形成されている。絵柄フィルム３５に形成される複数の絵柄部３５ａは、互いに間隔をおいて配置され、各絵柄部３５ａは、例えば、本体としての透明フィルムに印刷により形成されることができる。絵柄印刷が実行される透明フィルムとしては、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）フォルムやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを好適に採用できるが、それ以外の印刷が可能な如何なる透明フィルムを採用してもよい。

複数の導光部３２は、複数の絵柄部３５ａに一対一に対応する。プライマリレンズ３０を、光源モジュール１０と絵柄フィルム３５の間に配置することで、光源モジュール１０の各光源１２から出射された光を、対応する導光部３２を経由させて、絵柄フィルム３５の対応する絵柄部３５ａに効率的に導くことができ、光源モジュール１０の各光源１２から出射された光が、対応する絵柄部３５ａ以外の絵柄部３５ａに到達することを効果的に抑制できる。なお、プライマリレンズ３０は、省略されてもよく、各光源１２から出射された光が、対応する絵柄部３５ａに直接入射する構成でもよい。

図２に示すように、投影レンズ５５は、複数の投影レンズ部５５ａを有し、複数の投影レンズ部５５ａは、複数の絵柄部３５ａに一対一に対応する。図４に示すように、各絵柄部３５ａを透過した光は、対応する投影レンズ部５５ａで出射方向が調整され、その結果、絵柄部３５ａの絵柄に基づく画像、例えば、図５に示す木漏れ日の画像等が照射面８０に投影される。図３に示すように、各光源１２から出射された光は、プライマリレンズ３０で集光された後、対応する絵柄部３５ａを透過して広がる。また、絵柄部３５ａを透過した光は、対応する投影レンズ部５５ａで進行方向が調整される。投影レンズ部５５ａは、絵柄部３５ａを透過した光を照射面８０に照射し、絵柄部３５ａの絵柄を照射面８０に結像する。図４に示すように、各光源１２からの光が、同一の照射面８０上の中心位置８１に投影されるように、径方向外側に位置している投影レンズ部５５ａは、投影レンズ５５の軸方向に対して所定角度傾斜している。

図６は、発光装置１の制御に関連する部位のブロック図である。次に図６を用いて、発光装置１における制御について簡単に説明する。図６に示すように、発光装置１は、光源モジュール１０および制御装置４０に加えて、電源回路６５と、駆動回路６０を備える。

制御装置４０は、制御部４１と、記憶部４２を含む。制御部４１は、例えば、マイクロコンピュータによって好適に構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。また、記憶部４２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリや、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリで構成される。ＣＰＵは、記憶部に予め記憶されたプログラム等を読み出して実行する。また、不揮発性メモリは、制御プロラムや所定の閾値等を予め記憶する。また、揮発性メモリは、読み出したプログラムや処理データを一時的に記憶する。制御プログラムには、複数の光源１２の点灯制御の関するプログラムが含まれる。

電源回路６５には、交流電力が商用電源５６から供給される。電源回路６５は、例えば、供給された交流電力に整流処理や平滑化を施すことで交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力を、駆動回路６０を介して光源１２に供給する。駆動回路６０は、例えば、複数のスイッチング部６１を有し、複数の光源１２と複数のスイッチング部６１は、一対一に対応し、各スイッチング部６１は、１つの光源１２に対応する。制御装置４０は、駆動回路６０をパルス幅変調（ＰＷＭ；pulse width modulation）制御し、各スイッチング部６１は、制御装置４０からの信号に基づいて独立してオンオフ制御され、オンオフ制御の際のデューティ比、すなわち、一定の周期で連続するパルス列における、パルスのオンオフの継続時間の比率が制御される。なお、スイッチング部６１は、光源１２の数と同一の数だけ存在するが、図６には、１つのみのスイッチング部６１しか記載していない。

各スイッチング部６１は、例えば、トランジスタ等で構成される。制御装置４０にオン制御されたスイッチング部６１に対応する光源１２は、電源回路６５から電力が供給されて点灯し、制御装置４０にオフ制御されたスイッチング部６１に対応する光源１２は、電源回路６５からの電力が遮断されて消灯する。各光源１２は、制御装置４０による制御で個別に（他の光源とは無関係に）電力供給されて点灯状態が制御される。

図７は、制御装置による具体的な制御の一例について説明するタイミングチャートである。なお、図７の下側に示す絵柄フィルム３５の正面図に示す１４個の絵柄部３５ａのうち白くなっている絵柄部３５ａは、対応する光源１２から光が照射されていることを表している。

図７に示すように、この制御では、開始から期間ｔ１において、光が絵柄部ａのみに照射され、続く、期間ｔ２において、光が絵柄部ａと絵柄部ｂに照射され、次の期間ｔ３において、光が絵柄部ｂのみに照射される。その後の期間ｔ４においては、光が絵柄部ｂと絵柄部ｃに照射され、次の期間ｔ５において、光が絵柄部ｃのみに照射される。また、続く、期間ｔ６においては、光が絵柄部ｃと絵柄部ｄに照射され、次の期間ｔ７において、光が絵柄部ｄのみに照射される。

本制御では、このように、複数の光源１２の出力を個別に変化させることで、絵柄フィルム３５の光入射面における光強度分布を変化させて、照射面８０に投影されるパターンを切り替えている。より具体的には、個々の光源１２をオンオフ制御することで、照射する静止画を時間変化させている。よって、照射面８０に投影される絵柄を複雑に変化させることができ、絵柄が動いているように見せることができる。更には、複数の光源１２が同時点灯する期間があるので、絵柄の滑らかな変化も実現できる。

以上、発光装置１は、１以上の光源１２と、光源１２から出射する光が入射する入射面を備えた絵柄フィルム（照射パターン形成部）３５とを備える。また、発光装置１は、絵柄フィルム３５を透過した光を照射面８０に結像するための投影レンズ（結像部）５５と、入射面に入射する光の入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させる制御装置（変調部）４０と、を備える。

したがって、制御装置４０が、入射面に入射する光の入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させることができ、この変調で別の画像を照射面８０に投影できる。よって、制御装置４０が変調制御を行うだけで、動画を再生できるので、コンテンツの入力機能や煩雑な設定操作の必要がなく費用もかけずに動作を再生できる。

なお、制御装置４０が、複数の光源１２の夫々をオンオフ制御することで、絵柄フィルム３５の入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させる場合について説明した。しかし、それ以外の構造で、光の入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させてもよい。例えば、液晶ディスプレイ、すなわち、電圧を加えると分子の配列が変わる液晶分子を利用して表示装置を用いての入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させてもよい。詳しくは、液晶分子自体は、発光するものではないが、バックライトを使って光を供給した状態で液晶分子の向きを変えて、光の透過率を制御してもよく、変調部を構成する制御装置が、電圧を適切に変化させることで照射面に動画を投影してもよい。

また、発光装置１は、複数の光源１２を備えてもよい。そして、制御装置４０が、複数の光源１２の出力を時間的に変化させることで強度分布を時間的に変調させてもよい。本構成によれば、簡単な制御で照射面８０に動画を投影できる。

また、制御装置４０は、２以上の光源１２が、同時に点灯するタイミングが存在するように、複数の光源１２の点灯制御を行ってもよい。本構成によれば、動画の動きを滑らかで自然なものにできる。

また、図７を用いて説明したように、制御装置４０が、いずれかの光源１２を点灯させてから消灯させるまでに別の光源１２を点灯させ、先に点灯させた光源１２を消灯させた後に、別の光源１２を消灯させる動作を、連続的に複数回繰り返す時間差点灯制御を実行してもよい。本構成によれば、照射面に滑らかな動画を継続的に投影することができる。

更には、動画を投影する制御を行う場合、特に上記時間差点灯制御を行う場合に次の追加の制御を合わせて実行してもよい。なお、図８以下の説明では、光源１２がＬＥＤである場合を例に説明を行うが、上述のように、光源１２は、ＬＥＤでなくてもよい。

詳しくは、図８、すなわち、制御装置４０による複数のＬＥＤの点灯制御に示すように、ＬＥＤのオンオフ制御を、ＬＥＤ１→ＬＥＤ２→ＬＥＤ３→・・・と、予め定められた順番に切り替えて行ってもよく、この場合において、点灯するＬＥＤの順番は、ランダムでも良い。更には、図８に示すように、制御装置４０が、ＬＥＤの電流値を０から最大値まで単調に増大させて最大値から０まで単調に減少させる動作を、２つのＬＥＤに関して時間差を設けて実行する制御において、先に点灯させたＬＥＤの電流値が減少するタイミングの少なくとも一部が、後で点灯させたＬＥＤの電流値が増大するタイミングの少なくとも一部と重なると共に、先に点灯させたＬＥＤの電流値が０になった後に、後で点灯させたＬＥＤの電流値が０になる条件で、連続的に複数回繰り返してもよい。更には、上述の時間差点灯制御を行っている最中において、ＬＥＤが、複数同時に点灯するときに、複数のＬＥＤから出射される光の光出力が略一定になるように全ＬＥＤをオンオフ制御してもよく、例えば、全ＬＥＤに供給する電流の合計が略一定となるように全ＬＥＤをオンオフ制御してもよい。このように制御すれば、照射面８０の明るさを略一定にできるので、絵柄が自然に変化しているように見せることができて好ましい。

また、図９、すなわち、制御装置４０による複数のＬＥＤにおける変形例の点灯制御に示すように、複数のＬＥＤの切替速度を変えることで、動きを速くしたり遅くしたりしてもよい。詳しくは、動きを遅くする場合、ｔ１＜ｔ２として、先のＬＥＤが点灯してから、次のＬＥＤが点灯するまでの時間を時間の経過と共に長くしてもよい。また、動きを速くする場合、ｔ１＞ｔ３として、先のＬＥＤが点灯してから、次のＬＥＤが点灯するまでの時間を時間の経過と共に短くしてもよい。すなわち、いずれかのＬＥＤを点灯させてから所定時間の経過後に別のＬＥＤを点灯させる制御を行い、当該所定時間が変化するようにしてもよい。

更には、図９に示すように、各ＬＥＤが点灯してから消灯するまでの時間を、適宜変化させてもよい。このような制御を、組み合わせることで、動画の動きの速さをランダムにできて、繰り返し感を抑制でき、動きの単調さを低減することができる。なお、この速度調整は、発光装置に設けられた操作部を用いたユーザの操作に基づく制御装置の制御により実現してもよく、記憶部に予め記憶されたプログラムに基づく制御装置の制御により実現してもよい。又は、その速度調整は、電流センサ等からの信号を受けた制御装置の制御により実現してもよい。

また、絵柄を切り替えるとき、中心からの変位量が、同じか又は差が小さい絵柄に遷移するように絵柄を切替えることで、光学系に起因する照射面上の絵柄のずれを気づきにくくしてもよい。

詳しくは、図１０、すなわち、発光装置１の出射光の光軸方向における発光装置１と照射面の距離と、照射面８０に投影される絵柄の中心からのずれとの関係を示す図に示すように、当該距離が規定距離（基準距離）となっている場合、すなわち、照射面８０が図１０にｘ_０に示す位置に存在している場合、いずれの絵柄部３５ａを透過した光も、絵柄部３５ａの中心が照射面８０の中心８１に一致するように照射面８０に投影される。

しかし、照射面８０までの距離が規定距離よりも短かった場合、すなわち、照射面８０が図１０にｘ_１に示す位置に存在している場合、図１０において紙面の上側に配置されるＬＥＤの光で投影される絵柄の中心は、照射面８０の中心８１よりも上側に変位することになる。また、照射面８０までの距離が規定距離よりも短かった場合、図１０において紙面の下側に配置されるＬＥＤの光で投影される絵柄の中心は、照射面８０の中心８１よりも下側に変位することになる。

また、逆に、照射面８０までの距離が規定の距離よりも長かった場合、すなわち、照射面８０が図１０にｘ_２に示す位置に存在している場合、図１０において紙面の上側に配置されるＬＥＤの光で投影される絵柄の中心は、照射面８０の中心８１よりも下側に変位することになる。また、照射面８０までの距離が規定距離よりも長かった場合、図１０において紙面の下側に配置されるＬＥＤの光で投影される絵柄の中心は、照射面８０の中心８１よりも上側に変位することになる。すなわち、発光装置１から照射面８０までの光軸方向の距離が規定距離からずれると、絵柄フィルム３５の中央に位置する絵柄部３５ａに基づく絵柄以外の絵柄は、照射面８０の中央からずれることになり、ずれ量は、各絵柄３５ａと絵柄フィルム３５の中心との距離に比例する。

このような背景において、先に点灯しているＬＥＤの次に点灯するＬＥＤを、中心からの変位量が、同じか又は差が小さい絵柄に遷移するように切替えて、絵柄のずれに気づきにくくしてもよい。例えば、図１１に示すように、照射面８０に写し出される絵柄の中心の位置と、照射面の中心との距離が小さい順に、各絵柄に対応するＬＥＤを、ＬＥＤ１～ＬＥＤ１４と名付けた場合、時間差点灯制御を、ＬＥＤ１～ＬＥＤ１４の順に行った後で、ＬＥＤ１４～ＬＥＤ１と反対の順次で行ってもよく、このＬＥＤ１からＬＥＤ１４の往復切替の時間差点灯制御を、繰り返してもよい。

更には、より一般的な制御を行ってもよい。例えば、変調部としての制御装置が、いずれかのＬＥＤを点灯させてから所定時間の経過後に別のＬＥＤを点灯させる制御を行い、Ｎが４以上の自然数であって複数のＬＥＤの数を表し、ＭがＮよりも２以上小さい２以上の自然数であるとき、上記別のＬＥＤは、複数のＬＥＤのうちで先に点灯している上記いずれかのＬＥＤの中心位置に対する中心位置の変位量が小さい方からＭ個のＬＥＤのうちから選択的に決定されてもよい。なお、Ｍ個のＬＥＤのうちから１つのＬＥＤを決定する際に、乱数を用いたモンテカルロ法を用いてもよい。なお、ここで、上記Ｍの数は、絵柄部毎に異なってもよい。

また、発光装置１がα個のＬＥＤを有し、αは３以上の自然数とするとき、図１２、すなわち、制御装置による複数のＬＥＤにおける他の変形例の点灯制御に示すように、１つのＬＥＤ１のみを常に一定出力で点灯させ、ＬＥＤ２～ＬＥＤα（図１２に示す例では、α＝４）は、上記時間差点灯制御で順次点灯させるようにしてもよい。この場合、出力を変動させるＬＥＤの電流値を小さくできるので、電源回路６５（図６参照）での電力ロスやノイズを低減することができる。更には、動きを静止させたい部分を、光学系に起因するずれの影響を受けず、安定して静止させることができる。

より具体的に説明すると、この制御を用いて木漏れ日の動画を照射する場合、例えば、常に一定出力で点灯するＬＥＤ１からの光で照らされる絵柄は、図１３にβで示す、幹と枝の絵柄にする。また、ＬＥＤ２～ＬＥＤαからの光で照らされる絵柄は、図１３にγで示す、多数の葉の絵柄とし、少しずつ異なる絵柄とする。このようにすれば、図１３にδに示すように、照射面での合成画像で、枝が動かず、葉の部分のみが動く動画を安定的に投影することができる。

なお、一定出力で点灯させるＬＥＤの数が、一つのみの場合について説明した。しかし、一定出力で点灯させるＬＥＤの数は、２以上でもよい。すなわち、発光装置が複数の光源を備え、その複数の光源が、１以上の第１光源と、２以上の第２光源を含んでもよい。そして、制御装置（変調部）が、上記第１光源を一定出力で継続的に点灯させる一方、上記第２光源を出力が変動するように点灯させてもよい。

また、図１４、すなわち、変形例の絵柄フィルムの正面図に示すように、絵柄フィルムに存在する複数の絵柄が、第１の絵柄群ａと、第１の絵柄群ａに関連がない第２の絵柄群ｂを備え、モード切替によって、異なる絵柄群ａ,ｂの投影が出来るようにしてもよい。より詳しくは、例えば、図１４に示すように、第１の絵柄群ａが、木漏れ日の絵柄であり、第２の絵柄群ｂが、水面の絵柄群でもよい。このようにすれば、１つの発光装置で、複数の毛色が違う動画を投影できて、投影する動画の自由度を高くできる。

換言すると、複数の光源が、２以上の第１光源で構成される第１光源群と、２以上の第２光源で構成される第２光源群とを含んでもよい。そして、制御装置（変調部）が第１光源群に含まれる２以上の第１光源を点灯制御する第１モードと、制御装置が第２光源群に含まれる２以上の第２光源を点灯制御する第２モードとを選択的に実現してもよい。このような制御は、制御装置が、第１光源群に含まれる第１光源のみに電力を供給する制御と、第２光源群に含まれる第２光源のみに電力を供給する制御とを選択的に行うことで容易に実現できる。

なお、この場合において、異なる絵柄群ａ,ｂの切替は、次のように行ってもよい。詳しくは、発光装置が、絵柄の切り替えのための操作部を有するか、又は、ユーザが操作したリモコン等の信号発信部からの絵柄群切替信号を受信する受信部を有してもよい。そして、変調部としての制御装置が、操作部又は信号発信部からの信号に基づいて絵柄群の切替を実行してもよい。

又は、発光装置が、タイマを内蔵しており、複数の絵柄群ａ,ｂの切替を、予め記憶部に記憶されたタイムスケジュールにより実行してもよい。例えば、発光装置が、木漏れ日の絵柄群ａと、水面の絵柄群ｂを有する場合、発光装置が、午前中に駆動されると、水面の絵柄が投影され、午後以降は、木漏れ日の絵柄が投影されるようにしてもよい。また、この変形例では、発光装置が、２つの絵柄群を有する場合について説明したが、発光装置は、３以上の絵柄群を有してもよい。

また、複数のＬＥＤを、パルス幅変調（ＰＷＭ；pulse width modulation）制御を用いて点灯制御し、各ＬＥＤの単位時間あたりのデューティ比を遷移させることで、複数のＬＥＤの切り替えを行ってもよい。

例えば、図１５、すなわち、制御装置による複数のＬＥＤにおける更なる変形例の点灯制御に示すように、発光装置が、第１ＬＥＤと、第２ＬＥＤとを含み、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤに供給する電流の合計が略一定の条件で、第１ＬＥＤのＰＷＭ制御のデューティ比を減少させる一方、第２ＬＥＤのＰＷＭ制御のデューティ比を増加させてもよい。

このようにして、第１ＬＥＤによる光の照度を徐々に弱める一方、第２ＬＥＤによる光の照度を徐々に高めてもよく、デューティ比調整で第１ＬＥＤから第２ＬＥＤに少しずつ遷移させてもよい。この変形例の制御によれば、電源を定電流制御とできるので、動画の照度を略一定にできるだけでなく、電源を安価に構成することができる。

なお、この変形例では、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤに供給する電流の合計が略一定の条件で、第１ＬＥＤのＰＷＭ制御のデューティ比を減少させる一方、第２ＬＥＤのＰＷＭ制御のデューティ比を増加させる場合について説明した。しかし、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤに供給する電流の合計が変動する条件で、第１ＬＥＤのＰＷＭ制御のデューティ比を減少させる一方、第２ＬＥＤのＰＷＭ制御のデューティ比を増加させるようにしてもよい。

また、本開示の発光装置１は、連続的に静止画を写しだすことで物又は現象の動きを表す画像を照射面に照射できるが、例えば次の用途で使用されることができる。すなわち、静止画の光では、演出効果が小さく、人は疲れやすい。このような背景において、昨今の大都会の住宅事情として、自然光を取り入れたいのだけど適切な方向に窓がない場合がある。このような場合、本開示の発光装置１が出射する照明光で自然光をつくる陰を室内で再現できる。更には、本開示の発光装置１が照射する光を用いれば、プロジェクタ等の高価な投影装置を用いなくても、店舗等で手軽におしゃれな空間を演出できる。

１発光装置、３５絵柄フィルム、４０制御装置、５５投影レンズ、８０照射面。

Claims

複数の光源と、
前記光源から出射する光が入射する入射面を備えた照射パターン形成部と、
前記照射パターン形成部を透過した光を照射面に結像するための結像部と、
前記入射面に入射する光の前記入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させる変調部と、を備え、
前記光源は、発光ダイオード、半導体レーザ素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び無機エレクトロルミネッセンス素子のうちのいずれかの固体発光素子から選択され、
前記変調部が、前記複数の光源の出力を時間的に変化させることで前記強度分布を時間的に変調させ、
前記複数の光源は、同一の基板に実装され、
一体の前記照射パターン形成部と、前記照射パターン形成部に形成された複数の絵柄部と、を備え、
前記基板と、前記照射パターン形成部とが、一体に統合され、
前記基板と前記照射パターン形成部との間に設置されたプライマリレンズを備え、
前記プライマリレンズは、前記複数の光源の数と同一の数であると共に前記複数の絵柄部の数とも同一の数である導光部を有し、
前記複数の光源は、複数の前記導光部に一対一に対応し、
前記複数の導光部は、前記複数の絵柄部に一対一に対応し、
前記導光部は、透明材料で構成され、前記光源の光出射側に配置される光入射面と、前記光入射面とは反対側の端部に配設される光出射面とを含む、発光装置
前記変調部は、２以上の前記光源が、同時に点灯するタイミングが存在するように、前記複数の光源の点灯制御を行う、請求項１に記載の発光装置。
前記変調部が、いずれかの前記光源を点灯させてから消灯させるまでに別の前記光源を点灯させ、先に点灯させた前記光源を消灯させた後に、前記別の光源を消灯させる動作を、連続的に複数回繰り返す制御を実行する、請求項２に記載の発光装置。
前記複数の光源から出射される光の出力が略一定である、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光装置。
いずれかの前記光源を点灯させてから所定時間の経過後に別の光源を点灯させる制御を行い、前記所定時間が変化する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の発光装置。
１以上の光源と、
前記光源から出射する光が入射する入射面を備えた照射パターン形成部と、
前記照射パターン形成部を透過した光を照射面に結像するための結像部と、
前記入射面に入射する光の前記入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させる変調部と、を備え、
複数の前記光源を備え、
前記変調部が、前記複数の光源の出力を時間的に変化させることで前記強度分布を時間的に変調させ、
前記変調部が、いずれかの前記光源を点灯させてから所定時間の経過後に別の光源を点灯させる制御を行い、
Ｎが４以上の自然数であって前記複数の光源の数を表し、ＭがＮよりも２以上小さい２以上の自然数であるとき、前記別の光源は、前記複数の光源のうちで先に点灯している前記いずれかの光源の中心位置に対する中心位置の変位量が小さい方からＭ個の前記光源のうちから選択的に決定される、発光装置。
複数の光源と、
前記光源から出射する光が入射する入射面を備えた照射パターン形成部と、
前記照射パターン形成部を透過した光を照射面に結像するための結像部と、
前記入射面に入射する光の前記入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させる変調部と、を備え、
前記光源は、発光ダイオード、半導体レーザ素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び無機エレクトロルミネッセンス素子のうちのいずれかの固体発光素子から選択され、
前記変調部が、前記複数の光源の出力を時間的に変化させることで前記強度分布を時間的に変調させ、
前記複数の光源は、１以上の第１光源と、２以上の第２光源を含み、
前記変調部は、前記第１光源を一定出力で継続的に点灯させる一方、前記第２光源を出力が変動するように点灯させる、発光装置。
１以上の光源と、
前記光源から出射する光が入射する入射面を備えた照射パターン形成部と、
前記照射パターン形成部を透過した光を照射面に結像するための結像部と、
前記入射面に入射する光の前記入射面内における相対的な強度分布を時間的に変調させる変調部と、を備え、
複数の前記光源を備え、
前記変調部が、前記複数の光源の出力を時間的に変化させることで前記強度分布を時間的に変調させ、
前記複数の光源は、２以上の第１光源で構成される第１光源群と、２以上の第２光源で構成される第２光源群とを含み、
前記変調部が前記第１光源群に含まれる前記２以上の第１光源を点灯制御する第１モードと、前記変調部が前記第２光源群に含まれる前記２以上の第２光源を点灯制御する第２モードとを選択的に実現できる、発光装置。