JPWO2018055722A1 - 映像投射照明装置 - Google Patents

Abstract

第１の領域に映像を投射する映像投射部と、第１の領域を取り囲む第２の領域を照明する周辺照明光の光束を出射する周辺照明部と、を備えている。

Description

本発明は、映像投射照明装置に関するものである。

周辺の照明により、視野範囲の視認性を向上させたり、表示された画像の臨場感を向上させた各種装置が提供されている。

例えば、特許文献１には、レンズを透過する照明光が、中央が暗く、周辺がリング状に明るくなるよう配光されるよう構成された内視鏡が開示されている。この内視鏡では、光学素子から出射された照明光が、視野範囲の周辺をリング状に照明することにより、使用時における管内壁面などの視野範囲が効率よく重点的に照明される。

また、特許文献２には、画像表示装置の画面に写し出された画像に連動して鑑賞空間の照明を制御することにより、画像表示装置の画面に映し出された画像の臨場感を高めることができる照明方法及び照明装置が開示されている。画像の臨場感を高めるために、照明装置は、例えば、鑑賞空間の照明のレベル、光色、配光、及び方向のうち少なくとも一つのパラメータを、画像表示装置に映しだされる画像から仮想される仮想画像空間における対応するパラメータにほぼ一致させるように、鑑賞空間に設けられている一つ以上の光源を制御する。

特開昭６０−５２８１６号公報 特開２０００−１７３７８３号公報

特許文献１で開示された内視鏡では、光学素子は、ライトガイドから受け入れた照明光を出射端から出射するが、領域毎に照明光の明るさを制御することができない。また、出射される照射光は、一般照明用としての明るさが十分ではない。

また、特許文献２では、画像表示装置と照明装置とが別体で構成されている。このため、利用者は、画像表示装置と、その鑑賞空間に合わせた照明装置を別途用意した上で、画像の臨場感が向上するよう、画像と照明光とを調整する必要がある。しかし、これらを一体化しただけでは、画像と照明光とが重なる等、画像と照明光との調整が十分になされないことにより、画質が劣化する場合があった。

そこで、本発明は、投射映像の画質劣化を抑えつつ投射映像の周辺を照明する映像投射照明装置を提供することを目的とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態による映像投射照明装置は、第１の領域に映像を投射する映像投射部と、第１の領域を取り囲む第２の領域を照明する周辺照明光の光束を出射する周辺照明部と、を備えている。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、投射映像の画質劣化を抑えつつ投射映像の周辺を照明する映像投射照明装置を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る映像投射照明装置の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る映像投射照明装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る光源の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る映像投射照明装置の使用状況を例示する図である。 本発明の実施の形態１に係る周辺照明部の断面図である。 周辺照明配向制御部による配光制御の原理を説明する図である。 周辺照明光及び中央照明光の照射距離と照度分布との関係を示す図である。 周辺照明光及び中央照明光の照射距離と照度分布との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る映像投射照明装置の使用方法の一例を示すフローチャート図である。 本発明の実施の形態２に係る映像投射領域の形状と映像周辺領域の形状との組み合わせの例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る周辺照明部及び中央照明部の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る投射映像と周辺照明光との組み合わせの例を示す図である。 本発明の実施の形態３における補助照明光の形態の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る補助照明光を用いた映像制御に関するその他の例等を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る映像投射照明装置の一例を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る配光制御部の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態６に係る拡散カバーを用いた配光制御の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態６において側面側と映像投射側とで拡散性能を異ならせた拡散カバーを用いた配向制御の一例を示す図である。 本発明の実施の形態７に係る光源の変形例の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態７に係る光源のその他の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態７に係る光源のその他の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態７に係る光源のその他の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態８に係る３次元の位置情報の取得方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態９に係る配光制御部の構成の例を示す図である。 本発明の実施の形態９に係る複数の映像投射照明装置を並べて使用した場合における照度分布の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全ての図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
＜装置構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る映像投射照明装置の構成の一例を示す図である。図１（ａ）は映像投射照明装置の断面図、図１（ｂ）は、出射側から見た映像投射照明装置の平面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る映像投射照明装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る光源の構成の一例を示す図である。図３（ａ）は、出射側から見た光源の平面図、図３（ｂ）は、光源の断面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る映像投射照明装置の使用状況を例示する図である。図４（ａ）は、後述する映像再生モードにおける使用状況を示す図である。図４（ｂ）は、後述する照明モードにおける使用状況を示す図である。

映像投射照明装置１は、図１（ａ）に示すように、光源基板５１、光源５、配光制御部６、映像投射部７、カメラ（撮像部）８、環境センサ９、筐体１０等を備えている。また、映像投射照明装置１は、例えば図２に示すように、電源１０７、環境センシング部１００、操作入力部１０１、データ格納部１０２、映像受信部１０３、制御部１１０、周辺照明部２１、中央照明部２２等を備えている。また、制御部１１０は、図２に示すように、照明映像管理部１０６、照明制御部１０４、映像制御部１０５を備えている。

光源基板５１は、例えば金属基板、セラミック基板等の放熱性に優れた材質で構成されている。光源基板５１の第1の主面５１ａには、例えば図１（ａ）に示すように、光源５、光源５と接続された回路パターン（図示は省略）等が設けられている。なお、光源基板５１の第２の主面５１ｂにも、回路パターンが形成されてもよい。この場合、光源基板５１の第１の主面５１ａ及び第２の主面５１ｂを貫通するスルーホール（図示は省略）を介して第１の主面５１ａの回路パターンと第２の主面５１ｂの回路パターンとが接続されてもよい。光源５には、回路パターンを介して、電源１０７から電力が供給される。

光源５は、例えば図１（ｂ）に示すように、出射側から見て平面視で円環状に複数配置されている。例えば、複数の光源５は、内周及び外周のそれぞれの周方向に沿って複数配置された二重構造となっている。図１（ｂ）では、光源５は、内周及び外周のいずれも円環状に配置されている。しかし、これ以外にも、光源５は、例えば楕円環状、矩形環状等の形状に配置されてもよい。また、内周側と外周側とで、光源５の配置の形状が異なっていてもよい。

光源５は、例えば図３に示すように、基体５ａ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップ５ｃ、封止体５ｄを備えている。基体５ａは、例えば、図３に示すように、出射側からの平面視で矩形、断面視でＵ字型で構成されている。基体５ａは、図３（ｂ）に示すように、開口部５ｂを有し、ＬＥＤチップ５は、基体５ａの開口部５ｂ内に配置されている。封止体５は、ＬＥＤチップ５ｃを覆い、基体５ａの開口部５ｂ内の空間を埋めるように設けられている。

基体５ａは、例えば、金属、セラミック等の放熱性に優れた材質で構成されている。封止体５ｄは、例えば透明な樹脂等で構成されている。図３（ａ）では、平面視における基体５ａの形状が矩形であるが、これ以外にも、例えば矩形を除いた多角形、円形、楕円形等の任意の形状であっても構わない。

光源５は、例えば、白色光を発するＬＥＤチップ５ｃで構成されている。あるいは、光源５は、例えば、青色光を発するＬＥＤチップ５ｃと、青色光を受けて励起され、緑色から赤色にかけたスペクトル特性を有する光を放出する蛍光体とで構成されてもよい。この場合、青色光と蛍光体から放出される光とが重なることにより、光源５から、白色光が出射される。蛍光体は、例えば、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）蛍光体等で構成される。蛍光体は、例えば、封止体５ｄと混ぜられている。

また、光源５には、出射された光の配光調整、光の取り出し効率を改善するためのレンズやリフレクタ等の光学部品が設けられてもよい。透光性を有する材質で構成された凸レンズ、金属蒸着により構成されたミラー、あるいは全反射を利用したリフレクタ等が、光学部品の例として挙げられる。凸レンズは、例えば、光源５を構成する封止体５ｄにより構成されてもよいし、光源５の出射側に別途設けられてもよい。また、ミラーは、例えば、光源５の開口部５ｂ内の壁面が金属蒸着されることにより構成されてもよい。また、リフレクタは、光源５の開口部５ｂ内の壁面等に設けられた反射板により構成されてもよい。

図３（ａ）では、光源５ごとに１つのＬＥＤチップ５ｃが設けられているが、それぞれの光源５に複数のＬＥＤチップ５ｃが設けられてもよい。このように、光源５内でＬＥＤチップ５ｃが複数に分けて配置されることにより、ＬＥＤチップ５ｃの放熱性が改善され、光量を増大させた光源５が提供される。

また、複数のＬＥＤチップ５ｃを有する光源５では、光源５の発光面の中心を基準にして、複数のＬＥＤチップ５ｃが、例えば矩形状、同心円状等、対称になるよう配置されていることが望ましい。複数のＬＥＤチップ５ｃが配置された領域をまとめて光源５の発光領域とみなすことができ、複数のＬＥＤチップ５ｃが対称に配置されることにより、光源５の光学部品の設計が容易となる。

また、図３（ａ）では、ＬＥＤチップ５ｃの形状は平面視において矩形であるが、これ以外にも、例えば矩形を除いた多角形、円形、楕円形等の任意の形状であっても構わない。また、図１（ｂ）では、複数の光源５が内周と外周とに分かれて同心円状に２列並んで配置されているが、光源５の配置は、このような形態に限定されるものではない。例えば、光源５が１列分だけ配置されてもよいし、３列分以上配置されてもよい。

光源５が１列分だけ配置されている場合には、例えば、周辺照明光１１の光束を出射する光源５と中央照明光１２を出射する光源５とが交互に配置されていることが望ましい。具体的には、後述する配光制御部６は、図１（ａ）に示す後述の周辺照明配光制御部６ａと中央照明配光制御部６ｂとが交互に設けられていることが望ましい。この場合には、光源５の個数が抑えられるため、消費電力を抑えた映像投射照明装置１が提供される。また、小型化され、取り回しが容易な映像投射照明装置１が提供される。一方、３列以上に分かれて光源５が設けられた場合には、列ごとに、あるいは光源５ごとに配向制御を異ならせるよう配光制御部６の形状が調整されてもよい。このように、光源５の個数が増えることにより、十分な光量が得られつつ、光源５から出射された光の配光制御の自由度を向上させた映像投射照明装置１が提供される。

また、図１（ｂ）では、光源５は、出射側からの平面視において同心円状に配置されているが、これ以外にも、矩形状等の多角形状、楕円形状等、周辺照明光１１、中央照明光１２により照明される領域、あるいは映像が投射される領域の状況に応じて任意に変更されても構わない。

また、光源５は、密に配置されていることが好ましい。ここで、「密に配置されている」とは、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示す映像周辺領域（第２の領域）１１ａにおいて、隣り合う光源５から出射された周辺照明光１１の端部が重なり合うように、光源５が配置されていることをいう。また、中央照明光１２についても同様に、「密に配置されている」とは、図４（ａ）、（ｂ）に示す映像周辺領域１１ａにおいて、隣り合う光源５から出射された中央照明光１２の端部が重なり合うように、光源５が配置されていることをいう。このように、光源５が密に配置されていれば、それぞれの光源５から出射された周辺照明光１１の照度分布が少しずつ重なり合うため、照度ムラが抑えられ、映像周辺領域１１ａにおいて滑らかな照度分布が得られる。中央照明光１２についても同様に、光源５が密に配置されていれば、それぞれの光源５から出射された中央照明光１２の照度分布が少しずつ重なり合うため、照度ムラが抑えられ、映像投射領域１２ａにおいて滑らかな照度分布が得られる。

また、光源５が複数列に分かれて配置された場合には、隣り合う列の光源５が、列に直交する方向に並ばないように配置されていることが望ましい。具体的には、隣り合う列の光源５は、隣り合って配置されるのではなく、列に沿って交互に配置されることが望ましい。これにより、隣り合う列の光源５から出射された照明光が重なり合う領域では、列に沿って、主に一方の列の光源５から出射された照明光により照明される領域と、主に他方の列の光源５から出射された照明光により照明される領域とが交互に現れる。したがって、隣り合う列の光源５から出射された照明光が重なり合う領域において、一方の列に配置された光源５から出射された照明光による照度分布の照度ムラと、隣り合う列の光源５から出射された照明光による照度分布の照度ムラとが打ち消されるので高品質な照明光が提供される。

例えば、図１（ｂ）では、内周の光源５及び外周の光源５は、径方向、すなわち光源基板５１の中心から延びる直線方向には、内周又は外周のいずれかの光源５のみが配置されるようになっている。また、周方向には、内周の光源５と外周の光源５とが交互に配置されるようになっている。これにより、映像周辺領域１１ａと映像投射領域１２ａとの境界の領域では、主に周辺照明光１１により照明される領域と、主に中央照明光１２により照明される領域とが交互に現れる。したがって、周辺照明光１１による照度分布の照度ムラと、中央照明光１２による照度分布の照度ムラとが打ち消されるので高品質な照明光が提供される。

配光制御部６は、図１（ａ）に示すように、出射側である第１の主面５１ａ側で光源基板５１と対向して配置されている。配向制御部６は、外周側の光源５の配光を制御する周辺照明配向制御部６ａと、内周側の光源５の配光を制御する中央照明配光制御部６ｂとを備えている。配光制御部６は、図１（ａ）に示すように、周辺照明配向制御部６ａと、中央照明配向制御部６ｂとが一体化されて構成されている。配向制御部６は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリカーボネ―ト（ＰＣ：ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）等の透光性を有する樹脂等で構成されている。配向制御部６は、例えば、射出成型により、複数の光源に対応する周辺照明配向制御部６ａと、中央照明配向制御部６ｂとが一体で成型される。これにより、組み立てが容易で製造コストを低減させた配向制御部６が提供される。

外周の光源５及び周辺照明配光制御部６ａは、図２に示す周辺照明部２１を構成する。また、内周の光源５及び中央照明配向制御部６ｂは、図２に示す中央照明部２２を構成する。周辺照明部２１の周辺照明配向制御部６ａは、例えば図１（ａ）に示すように、光源５と対向する面、すなわち光の入射面６ｃは平坦にされ、光源５と反対側の面、すなわち光束の出射面６ｄは、光束の出射方向に突出した凸レンズで構成されている。周辺照明配光制御部６ａは、光源５から出射された光束の発散を抑制するとともに、後述する映像投射領域（第１の領域）１２ａと重ならないよう、光源５から出射された光束を出射方向より外側に配向させるよう構成されている。

以下で、周辺照明配光制御部６ａについて詳しく説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る周辺照明部の断面図である。外周の光源５から出射された光束は、配光制御部６の周辺照明配光制御部６ａによりその発散角度が抑制される。

例えば図５では、周辺照明配光制御部６ａは、その光軸が光源５の光軸に対して映像投射部７とは反対側に位置するように配置されている。このため、周面照明光１１は、映像投射領域１２ａの外側に向けて出射される。具体的には、図５の矢印で示すように、光源５から出射された光束は、映像投射照明装置１の正面に対して外側、すなわち、映像投射領域１２ａの外側の映像周辺領域１１ａに向けて出射される。

このように、周辺照明光１１が外側に向けて出射される原理を以下で説明する。図６は、周辺照明配向制御部による配光制御の原理を説明する図である。図６（ａ）は、光源の光軸と周辺照明配光制御部の光軸とが一致する場合において、光源の配光を変換する様子を示す図である。図６（ｂ）は、光源の光軸と周辺照明配光制御部の光軸とが異なる場合において、光源の配光を変換する様子を示す図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）の光学系における配光分布を示す図である。図６（ｄ）は、図６（ｂ）の光学系における配光分布を示す図である。なお、図６（ａ）〜（ｄ）では、ランバート発光する直径２Ｒの光源である場合について示している。

光源１５００の光軸とレンズ１６００の光軸を合わせて、レンズ１６００の焦点位置ｆに光源１５００が配置されると、例えば図６（ａ）に示すように、光軸中心の光束は図示で光軸方向である水平方向（太い矢印の方向）に直進する。光源１５００の端部（例えば、座標ｒ＝Ｒ）からの出射光束は、図示で下向きにθ₀の方向に進行する。なお、光源１５００の他方の端部（例えば座標、ｒ＝−Ｒ）からの出射光束は、図示で上向きにθ₀の方向に進行する。

光源１５００の中心を座標ｒ＝Ｒとなるようにレンズ１６００の軸からずらして配備すると、図６（ｂ）に示すように、光軸中心の光束は下向きにθ₀の方向（太い矢印の方向）に進行する。光源１５００の端点（座標ｒ＝２Ｒ）からの出射光束は、図示で下向きに２θ₀の方向に進行する。なお、光源１５００の他方の端点（座標ｒ＝０）からの出射光束は、図示で水平方向（０°の方向）に進行する。

ランバート発光している光源１５００の配光分布（光度）Ｉは、図６（ｃ）、図６（ｄ）の破線で示すように、Iはｃｏｓθに従い、正面方向（θ＝０°）でもっとも強度が強く、水平方向（θ＝±９０°）で０となる。

図６（ａ）に示すように、光源１５００とレンズ１６００の光軸を合わせて、レンズ１６００の焦点位置ｆに光源１５００を配置すると、図６（ｃ）に示すように、ランバート発光していた光源１５００の配光分布は、レンズ１６００により、上向きにθ₀から下向きにθ₀（±θ₀）の間の配光分布に変換される。

図６（ｂ）に示すように、光源１５００の中心が座標ｒ＝Ｒとなるようにレンズ１６００の軸からずらして配置すると、図６（ｄ）のように、ランバート発光していた光源１５００の配光分布は、レンズ１６００により、角度０°から下向きに２θ₀までの間の配光分布に変換される。

レンズ１６００の焦点距離をｆとすると、θ₀は、ｔａｎθ₀＝Ｒ／ｆの条件を満たす。また、光源１５００の発光面積が同一である場合、レンズ１６００を透過した後の光束の発散角度は、レンズ１６００の焦点距離が長いほど狭く、レンズ１６００の焦点距離が短いほど広くなる。すなわち、光源１５００の位置が光軸方向に沿ってレンズ１６００側にずれると、レンズ１６００を透過した後の光束の配光分布は広がり、光軸に対する角度が大きくなるにつれて光量は減衰する。

このように、レンズの屈折を用いれば、光源５から出射された光束が発散する角度と、出射する方向とを制御することができる。本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、光源５の光軸に対して、配光制御部６における周辺照明配光制御部６ａの光軸が、映像投射装置１の外側にずれているので、光源５からの光束を外側に向かって出射させる。なお、周辺照明配光制御部６ａには、球面レンズが用いられてもよいし、所望の配光分布に応じて、例えば、非球面レンズや自由曲面レンズ等が用いられてもよい。

このように、周辺照明部２１は、映像投射領域１２ａを照明せず、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、映像投射領域１２ａを取り囲む映像周辺領域（第２の領域）１１ａを照明する周辺照明光１１を出射する。

これに対して、中央照明部２２の中央照明配向制御部６ｂは、例えば図１（ａ）に示すように、入射面６ｃ及び出射面６ｄが平坦に構成されている。したがって、図１（ａ）に示す中央配光制御部６ｂは、周辺配向制御部６ａのような、光源５から出射された光の配向を変更する機能を備えていない。すなわち、中央照明配向制御部６ｂは、入射面６ｃへの入射角と同じ角度で中央照明光１２を出射する。よって、中央照明部２２から出射された中央照明光１２は、ランバート発光し映像投射領域１２ａを照明する。なお、以下では、周辺照明光１１と中央照明光１２とを合わせて「照明光」と称する場合がある。また、周辺照明部２１と中央照明部２２とを合わせて「照明部」と称する場合がある。

なお、配光制御効果が弱い領域や端面等を通過する光は、不要な迷光となり照明光と重なって明瞭な輝線や影を発生させる場合がある。このため、配光制御部６において、このような配光制御効果が弱い領域や端面等には、光源５から出射された光束を拡散させる拡散加工が施されたり、光束を遮光する遮光面が設けられてもよい。これにより、迷光の発生が抑えられるので、高品質な周辺照明光１１及び中央照明光１２が提供される。

なお、周辺照明部２１及び中央照明部２２が複数設けられ、照明部ごとに配光制御が異なっていてもよい。また、周辺照明部２１及び中央照明部２２は、例えば床、壁、天井等の広い範囲にわたって照明できるように構成されてもよいし、これらの任意の領域を選択して照明するように構成されてもよい。また、図１（ａ）では、周辺照明部２１が中央照明部２２の外側に配置された例が示されているが、周辺照明部２１及び中央照明部２２の配置はこのような場合に限られない。例えば、中央照明部２２が周辺照明部２１の外側に配置されてもよい。

図７及び図８は、周辺照明光及び中央照明光の照射距離と照度分布との関係を示す図である。図７では、外周の光源５が周辺照明部２１を構成し、内周の光源５が中央照明部２２を構成する場合における照射距離と照度分布との関係が示されている。これに対して、図８では、内周の光源５が周辺照明部２１を構成し、外周の光源５が中央照明部２２を構成する場合における照射距離と照度分布との関係が示されている。すなわち、図８では、中央照明部２２が周辺照明部２１の外側に配置された場合における、周辺照明光及び中央照明光の照射距離と照度分布との関係が示されている。なお、図７、８では、配光制御部６の中央照明配光制御部６ｂは、出射側に突出しており、中央照明配光制御部６ｂにより中央照明光１２の配光が制御されている。

図７（ａ）は、光源基板５１から光源５の光軸方向に距離Ｌ０、Ｌ１（Ｌ０＜Ｌ１）離れた位置における周辺照明光１１及び中央照明光１２の照明範囲を示している。図７（ｂ）は、光源基板５１から光源５の光軸方向に距離Ｌ０、Ｌ１離れた位置における周辺照明光１１及び中央照明光１２の照度分布を示している。図７（ｂ）では、距離Ｌ０の位置で周辺照明光１１が照明する領域が照明領域Ａ１として示され、距離Ｌ１の位置で周辺照明光１１が照明する領域が照明領域Ａ２として示されている。また、図７（ｂ）では、距離Ｌ０の位置で中央照明光１２が照明する領域が照明領域Ｂ１で示され、距離Ｌ１の位置での中央照明光１２が照明する領域が照明領域Ｂ２で示されている。

図７（ａ）によれば、周辺照明部２１が、中央照明部２２の外側、すなわち中央照明部２２に対して映像投射部７とは反対側に配置されているため、照明領域Ａ１及びＢ１が、距離Ｌ０からＬ１に変化しても照明領域Ａ２及びＢ２は交差しない。この場合、図７（ｂ）に示すように、照射距離に影響されない照度分布形状が得られる。なお、照明領域Ａ２、Ｂ２におけるそれぞれの照明光の照度は、図７（ｂ）に示すように、照明領域Ａ１、Ｂ１における照度よりも低い。

この構成により、照明距離があらかじめ決められていない場合でも、使用者は照明分布の形状に影響されずに、映像投射照明装置１と投射先、照明先との距離を任意に定めることができる。

図８（ａ）は、光源基板５１から光源５の光軸方向に距離Ｌ０、Ｌ１（Ｌ０＜Ｌ１）離れた位置における周辺照明光１１及び中央照明光１２の照明範囲を示している。図８（ｂ）は、光源基板５１から光源５の光軸方向に距離Ｌ０、Ｌ１離れた位置における周辺照明光１１及び中央照明光１２の照度分布を示している。図８（ｂ）では、距離Ｌ０の位置で周辺照明光１１が照明する領域が照明領域Ｂ１１として示され、距離Ｌ１の位置で周辺照明光１１が照明する領域が照明領域Ｂ１２として示されている。また、図８（ｂ）では、距離Ｌ０の位置で中央照明光１２が照明する領域が照明領域Ａ１１で示され、距離Ｌ１の位置での中央照明光１２が照明する領域が照明領域Ａ１２で示されている。また、図８（ａ）では、周辺照明配光制御部６ａが内側に配置され、中央照明配光制御部６ｂが外側に設けられている。

図８（ａ）によれば、周辺照明部２１が、中央照明部２２の内側、すなわち中央照明部２２と映像投射部７との間に配置されているため、照明領域Ａ１１及びＢ１１、照明領域Ａ１２及びＢ１２は、それぞれ交差している。また、照明光が交差する領域では、図８（ｂ）に示すように、それ以外の領域と比較して照度が増加している。また、光源基板５１から光源５の光軸方向の距離がＬ０からＬ１に変わると、距離Ｌ０における照度分布形状と比較して、照度が高くなる位置が変化する。

このように、周辺照明部２１と中央照明部２２との位置が入れ替わると、照度分布の形状が照明距離によって影響を受けるため、所望の照度分布の形状が得られるよう、想定する照明距離に応じて配光制御部６の形状を適宜変更すればよい。例えば、中央照明光１２がさらに内側を照明するよう、中央照明配光制御部６ｂの形状を変更する。あるいは、周辺照明光１１がさらに外側を照明するよう、周辺照明配光制御部６ａの形状を変更する。また、周辺照明配光制御部６ａの形状の変更と、中央照明配光制御部６ｂの形状を変更とが組み合わされてもよい。これにより、図８に示すように、周辺照明部２１を中央照明部２２の内側にも配置できる。

図７、８では、各光源５からの光束の境界を明瞭にして説明しているが、各光源５からの光束を接続してなめらかな照度分布を得るために、各光束の境界が光束の中心から周囲に向かって減衰する配光であってもよい。その場合であっても、光束同士が交差する角度を小さくしておけば、照明距離の影響を抑えた照度分布形状が得られる。

映像投射部７は、制御部から出力された映像信号に応じて映像を投射する。映像投射部７は、映像投射用の照明系と投射系を内部に備えている。投射系は、映像信号に応じた映像光４を映像投射領域１２ａに向かって出射することにより映像を投射する。照明系は、後述する照明補正光の光束を出射する。

映像投射部７の照明系の光源には、例えばＬＥＤや半導体レーザ等が用いられる。投射系における映像変調には、例えば、ＤＭＤ（Ｄｅｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）や、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等が用いられる。また、必要に応じて、映像投射用の照明系には、例えば、偏光変換素子、導光体等のインテグレータレンズ、マルチレンズ等が備えられてもよい。

また、別の映像投射方法として、レーザ光源と２軸ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーとを組み合わせてレーザ走査することにより、映像が投射されてもよい。

カメラ８は、映像投射領域１２ａ及びその周辺領域の対象物を撮影し、対象物の撮像画像を生成する。そして、カメラ８は、生成した撮像画像を、例えば、制御部１１０へ出力する。カメラ８により生成された撮像画像は、例えば、映像周辺領域１１ａを照明する周辺照明光１１、映像投射領域１２ａに投射された映像の輝度等の輝度情報を取得するために用いられる。また、撮像画像は、照明光の照度等の各種設定の変更に関する操作、後述する映像再生モードや照明モードへの切り替えに関する操作、映像投射照明装置１に関するその他の操作等に関する操作信号を取得するためにも用いられる。なお、操作信号の取得方法については後述する。

そして、制御部１１０は、カメラ８から出力された撮像画像に基づいて映像投射照明装置１の操作に関する操作信号を取得する。例えば、制御部１１０は、複数の撮像画像から使用者の手や指、指示するための棒等の対象物の動作を検出し、検出した動作を解析することにより操作信号を取得する。詳しくは、制御部１１０は、例えばデータ格納部１０２にあらかじめ格納された、対象物の形状を抽出するためのパターンを読み出し、パターンマッチングにより対象物の形状や位置を抽出する。制御部１１０は、このような処理をそれぞれの撮像画像に対し実施することにより、使用者の手や指等の動作を検出する。そして、制御部１１０は、取得した操作信号に基づいて、映像投射照明装置１の各部を制御する。

カメラ８の画角は、映像投射部７による映像投射画角よりも広く、例えば、映像投射領域１２ａの全域を撮影することが可能となるよう設定される。また、カメラ８の画角は、例えば図４に示す、周辺照明光１１で照明される映像周辺領域１１ａのさらに外側の領域が撮影されるように設定されていることが望ましい。

カメラ８は、映像投射照明装置１と映像投射領域１２ａとの間の任意の位置でフォーカス可能な光学性能を有することが望ましい。また、カメラ８は、オートフォーカス機能を有していてもよい。この構成によれば、映像の投射可能範囲の全域において、例えば照明光、投射先（映像投射領域１２ａ）の色や材質等により影響を受けた投射映像の輝度等の情報を取得することが可能となる。具体的には、ある位置において、想定している映像信号の色や明るさと、カメラ８が撮影した画像から得られた投射先の色や明るさとを比較することにより、投射先の光学的な特徴量を抽出することができる。この特徴量を、例えば制御部１１０等で解析、演算することにより、意図した映像が表示されるように投射映像を補正することが可能となる。このように、映像投射照明装置１では、投射映像が自動で調整される。

映像投射照明装置１は、カメラ８以外にも、例えばＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法により測定した使用者の手や指等の距離に基づいて操作信号を取得してもよい。また、映像投射照明装置１は、リモートコントローラ、タッチパネル、入力ボタン等から操作信号を取得してもよい。また、映像投射照明装置１は、図示しないマイクから入力された音声情報に基づいて操作信号を取得してもよい。

環境センサ９は、映像投射照明装置１の周辺環境、例えば、明るさ、周囲の色等の環境情報を取得する。環境センサ９は、取得した環境情報を、例えば図２に示す環境センシング部１００へ出力する。取得された環境情報は、例えば、投射映像を補正するための映像補正パラメータを算出する場合等に用いられる。なお、映像補正パラメータについては後述する。なお、環境センサ９は、例えば、制御部１１０と接続され、取得した環境情報を制御部１１０へ出力してもよい。この場合、制御部１１０において、前述の映像補正パラメータの算出等がなされる。

筐体１０は、その内部に図１、図２に示す各部を収容する。筐体１０の形状は、例えば図１に示すような、内部が空洞で、周辺照明光１１、中央照明光１２、映像光４の出射側が開口された円錐台や円筒であってもよいし、例えば出射側が開口された四角錐台や六角錐台等の角錐台であってもよい。

電源１０７は、映像投射照明装置１の各部へ電力を供給する。電源１０７は、例えばコンセントを介して電力を取得してもよいし、例えばバッテリーで構成されてもよい。

環境センシング部１００は、環境センサ９が取得した環境情報に基づいて投射映像を補正する。例えば、環境センシング部１００は、環境情報に含まれる周囲の明るさや色等の情報に基づいて、環境光による投射映像の明るさや色への影響が抑えられるよう、投射映像の輝度や色等を補正する映像補正機能を備えている。具体的には、環境センシング部１００は、環境センサ９が取得した環境情報に基づいて、所望の明るさや色となるように映像を補正する映像補正パラメータを算出する。もしくは、環境センシング部１００は、環境情報に基づいた所定の映像補正パラメータを図２に示すデータ格納部１０２から読み出してもよい。環境センシング部１００は、算出した、あるいは読み出した映像補正パラメータを制御部１１０へ出力する。

なお、環境センシング部１００は、後述する制御部１１０内に設けられていてもよい。この場合、環境センサ９は制御部１１０と接続され、取得された環境情報が、環境センサ９から制御部１１０へ出力される。

また、操作入力部１０１は、例えば、リモートコントローラから送信された操作信号の受信部、タッチパネル、入力ボタン等により構成される。例えば、タッチパネル、入力ボタン等には、使用者からの操作信号が直接入力される。また、操作入力部１０１は、例えば、カメラ８及び制御部１１０により構成される。カメラ８及び制御部１１０は、対象物の動作に基づいて操作信号を取得し、取得した操作信号に基づいて、映像投射照明装置１の各部が制御される。

データ格納部１０２は、例えば不揮発性メモリで構成され、映像投射照明装置１に関する各種データを格納する。データ格納部１０２は、例えば、映像投射照明装置１を動作させるプログラム、各種設定情報、周辺照明光１１、中央照明光１２、映像光４等に関する各種パラメータ、映像補正パラメータ等を格納する。データ格納部１０２に格納されるパラメータは、例えば、出荷作業時に設定された、周辺照明光１１の明るさと電流と関係を示すデータや、周辺照明光１１や中央照明光１２を自動調光するための環境情報と照明光の明るさとの関係を示すデータ等で構成される。

映像受信部１０３は、例えば、図示しない外部装置と接続され、外部装置から、映像投射部１２ａへ投射する映像に関する映像信号を受信する。ここでいう映像信号は、例えば、スマートフォンと連携したコンテンツ、外部メモリに保存されたコンテンツ、インターネットから取得可能なコンテンツ等も含まれる。映像受信部１０３は、外部装置と有線で接続されてもよいし、例えば近距離無線等により外部装置と無線で接続されてもよい。また、映像受信部１０３は、例えば、ＳＤカード、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の外部メモリのデータ読み出し部を備え、これら外部メモリに保存された映像信号を読み出すようにしてもよい。映像受信部１０３は、受信し、あるいは読み出した映像信号を制御部１１０へ出力する。また、映像受信部１０３は、映像信号をデータ格納部１０２へ出力し、データ格納部１０２に格納させてもよい。

制御部１１０は、図２に示すように、照明映像管理部１０６、照明制御部１０４、映像制御部１０５を備えている。

制御部１１０は、例えば、周辺照明部２１、中央照明部２２、映像投射部７等を制御する。照明映像管理部１０６は、例えば、環境センシング部１００、操作入力部１０１、映像受信部１０３から出力された各種情報、データ格納部１０２から読み出したパラメータ等に基づいて所定の照明制御信号及び映像制御信号を生成する。また、照明映像管理部１０６は、生成した照明制御信号を照明制御部１０４へ出力し、生成した映像制御信号を映像制御信号１０５へ出力する。

照明制御部１０４は、照明映像管理部１０６から出力された照明制御信号に基づいて、周辺照明部２１及び中央照明部２２の発光のＯＮ／ＯＦＦの切り替えや、発光強度や発光色等の設定を行う。

映像制御部１０５は、照明映像管理部１０６から出力された映像制御信号及び映像受信部１０３から出力された映像信号に基づいて、映像投射部７による映像投射のＯＮ／ＯＦＦの切り替えや、映像光４の変調等を行う。例えば、映像制御部１０５は、環境センシング部１００から出力される映像補正パラメータに基づいて投射映像の輝度や色等を補正する。このように、周囲の環境に応じて投射映像の輝度や色が補正されるので、環境光が異なる状況下であっても所望の映像を投射することが可能な映像投射照明装置１が提供される。

また、制御部１１０は、環境センサ９から出力された環境情報に基づいて映像補正パラメータを算出する。例えば、照明映像管理部１０６は、環境情報に基づいて映像補正パラメータを算出する。あるいは、照明映像管理部１０６は、環境情報に基づいた映像補正パラメータをデータ格納部１０２から読み出してもよい。

また、制御部１１０は、映像投射照明装置１の動作モードを、後述するメニュー表示モード、照明モード、映像再生モードに切り替える。ここで、それぞれの動作モードについて説明する。
［メニュー表示モード］

まず、メニュー表示モードとは、使用者によるメニューの選択を受け付けるモードである。メニュー表示モードでは、例えば、映像投射領域１２ａに、動作モードを選択させるメニュー映像が投影され、映像周辺領域１１ａが、周辺照明光１１により照明される。なお、メニュー表示モードでは、メニュー映像が投射されていればよく、映像周辺領域１１ａが、周辺照明光１１により照明されていなくてもよい。また、中央照明部２２は、映像投射領域１２ａを照明しない。

メニュー表示モードでは、制御部１１０は、例えば、データ格納部１０２から、メニュー映像に関する画像データを読み出し、読み出した画像データ等に基づいた映像制御信号を生成する。また、制御部１１０は、例えば、周辺照明部２１から周辺照明光１１を出射させ、中央照明部２２から中央照明光１２を出射させないような照明制御信号を生成する。そして、映像投射部７は、生成された映像制御信号に基づいてメニュー映像に係る映像光４を出射する。また、周辺照明部２１は、生成された照明制御信号に基づいて周辺照明光１１を出射し、中央照明部２２は、生成された照明制御信号に基づいて中央照明光１２を出射しない。

なお、メニュー映像には、照明モード、映像再生モードを選択に関する映像だけでなく、例えば、映像投射照明装置１の各種設定に関する映像等が含まれていてもよい。
［照明モード］

次に、照明モード（第２のモード）について説明する。照明モードとは、操作入力部１０１が受け付けた操作信号に基づいて周辺照明部２１による周辺照明光１１の出射と、中央照明部２２による中央照明光１２の出射とを同時に行うモードである。なお、照明モードでは、映像投射部７は映像投射を行わない。

照明モードでは、制御部１１０は、例えば、周辺照明部２１から周辺照明光１１を出射させ、中央照明部２２から中央照明光１２を出射させる照明制御信号を生成する。また、制御部１１０は、例えば、映像投射部７から映像光４を出射させないような映像制御信号を生成する。そして、周辺照明部２１及び中央照明部２２は、生成された照明制御信号に基づいて周辺照明光１１及び中央照明光１２をそれぞれ出射する。また、映像投射部７は、生成された映像制御信号に基づいて映像光４を出射しない。
［映像再生モード］

次に、映像再生モード（第１のモード）について説明する。映像再生モードとは、操作入力部１０１が受け付けた操作信号に基づいて、周辺照明部２１による周辺照明光１１の出射と、映像投射部７による映像の投射と、を同時に行うモードである。なお、映像再生モードでは、中央照明部２２は、中央照明光１２の出射を行わない。

映像再生モードでは、制御部１１０は、例えば、周辺照明部２１から周辺照明光１１を出射させ、中央照明部２２から中央照明光１２を出射させないような照明制御信号を生成する。また、制御部１１０は、例えば、映像投射部７から所定の映像に関する映像光４を出射させる映像制御信号を生成する。そして、周辺照明部２１は、生成された照明制御信号に基づいて周辺照明光１１を出射する。また、映像投射部７は、生成された映像制御信号に基づいて映像光４を出射する。また、中央照明部２２は、生成された照明制御信号に基づいて中央照明光１２を出射しない。

＜映像投射照明装置の使用方法＞
次に、映像投射照明装置の使用方法について説明する。図９は、本発明の実施の形態１に係る映像投射照明装置の使用方法の一例を示すフローチャート図である。映像投射照明装置１では、例えば図９に示すように、ステップＳ１０〜Ｓ９０におけるそれぞれの処理が実行される。

まず、ステップＳ１０では、使用者は、電源１０７を操作して、映像投射照明装置１の電源を投入する。そして、環境センサ９は、映像投射照明装置１の周辺環境の環境情報を取得する。そして、環境センサ９は、取得した環境情報を、例えば制御部１１０へ出力する。

ステップＳ２０では、制御部１１０（例えば、照明映像管理部１０６）は、環境センサ９から出力された環境情報に基づいた映像補正パラメータをデータ格納部１０２から読み出す。

ステップＳ３０では、照明映像管理部１０６は、読み出した映像補正パラメータに基づいて、周辺照明光１１を出射させる照明制御信号を生成する。そして、照明映像管理部１０６は、生成した照明制御信号を照明制御部１０４へ出力する。照明制御部１０４は、出力された照明制御信号に基づいて周辺照明部２１から周辺照明光１１を出射させる。これにより、周辺照明部２１がＯＮされる。

ステップＳ４０では、映像投射部７は、映像投射領域１２ａへメニュー映像を投射する。例えば、照明映像管理部１０６は、データ格納部１０２から、メニュー映像に関する画像データを読み出し、読み出した画像データ等に基づいた映像制御信号を生成する。照明映像管理部１０６は、生成した映像制御信号を映像制御部１０５へ出力する。そして、映像制御部１０５は、出力された映像制御信号に基づいて映像投射部７からメニュー映像に関する映像光４を出射させる。これにより、映像投射照明装置１は、メニュー表示モードに設定される。

また、メニュー表示モードにおいて、制御部１１０（例えば、照明映像管理部１０６）は、カメラ８により生成された撮像画像に基づいて周辺照明光１１の照度情報、メニュー映像の輝度情報等を取得する。また、環境センサ９は、メニュー映像の投射後も新たな環境情報を取得してもよい。そして、照明映像管理部１０６は、メニュー映像の投射後も、輝度情報や新たな環境情報に基づいて新たな照明制御信号や映像制御信号を生成し、周辺照明光１１の照度、メニュー映像の輝度等を調整する。ここまでのステップＳ１０〜Ｓ４０により、電源投入後のスタンバイ処理が完了する。なお、メニュー表示モードに設定されると、映像投射照明装置１は、使用者からの操作信号の入力待ち状態となる。この間、例えば、カメラ８が映像投射領域１２ａ付近の対象物の撮影を行うこと等により、使用者からの操作信号の検出が行われる。

ステップＳ５０では、制御部１１０は、検出された操作信号の判定を行う。制御部１１０が、例えば、照明モードへ切り替える操作信号を検出した場合には、図９に示すように、ステップＳ６０の処理が実施される。これに対して、制御部１１０が、例えば、映像再生モードへ切り替える操作信号を検出した場合には、図９に示すように、ステップＳ７０の処理が実施される。また、制御部１１０が、これら以外の操作信号を検出した場合には、図９に示すように、ステップＳ４０において操作信号の検出が再度行われる。

ステップＳ６０では、制御部１１０（例えば、照明映像管理部１０６）は、中央照明光１２を出射させる照明制御信号を生成する。そして、照明映像管理部１０６は、生成した照明制御信号を照明制御部１０４へ出力する。照明制御部１０４は、出力された照明制御信号に基づいて中央照明部２２から中央照明光１２を出射させる。これにより、中央照明部２２がＯＮされる。したがって、周辺照明部２１及び中央照明部２２の両方がＯＮされ、動作モードが、メニュー表示モードから照明モードへと切り替えられる。また、照明モードへの切り替え後も、制御部１１０は、輝度情報や新たな環境情報に基づいて、周辺照明光１１、中央照明光１２の照度等を調整する。また、ステップＳ６０では、動作モードが照明モードへと切り替えられた後も、操作信号の検出が引き続き行われる。

ステップＳ７０では、制御部１１０（例えば、照明映像管理部１０６）は、映像光４を出射させる映像制御信号を生成する。このとき、制御部１１０は、例えば、投射する映像を選択するコンテンツ選択映像から使用者にコンテンツを選択させ、選択されたコンテンツ等に基づいて映像制御信号を生成してもよい。そして、照明映像管理部１０６は、生成した照明制御信号を映像制御部１０５へ出力する。映像制御部１０５は、出力された映像制御信号に基づいて映像投射部７から映像光４を出射させる。これにより、映像が投射され、動作モードが、メニュー表示モードから映像再生モードへと切り替えられる。また、映像再生モードへの切り替え後も、制御部１１０は、輝度情報や新たな環境情報に基づいて、周辺照明光１１の照度、映像光４の輝度等を調整する。また、ステップＳ７０においても、動作モードが映像再生モードへと切り替えられた後も、操作信号の検出が引き続き行われる。

次に、照明モードと映像再生モードとを相互に切り替える場合について説明する。ステップＳ８０では、制御部１１０は、照明モード中に検出された操作信号の判定を行う。制御部１１０は、照明モード中に、映像再生モードへ切り替える操作信号を検出した場合には、図９に示すように、ステップＳ７０の処理が行われる。

動作モードが照明モードから映像再生モードへと切り替えられる場合には、ステップＳ７０では、制御部１１０（例えば、照明映像管理部１０６）は、中央照明光１２の出射を停止させた後、映像投射部７から所定の映像を投射させる。照明映像管理部１０６は、例えば、中央照明光１１の出射を停止する照明制御信号を生成する。照明制御部１０４は、生成された照明制御信号に基づいて中央照明部２２から中央照明光１２の出射を停止させる。これにより、中央照明部２２がＯＦＦされる。そして、制御部１１０は、前述した映像光４を出射させる処理等を実施する。

ステップＳ８０において、制御部１１０は、照明モードを終了させる操作信号を検出したと判断した場合には、中央照明光１２の出射を停止させる処理を行う。このように、中央部２２がＯＦＦされると、図９に示すように、照明モードが終了する。また、制御部１１０がこれら以外の操作信号を検出したと判断した場合には、図９に示すように、照明モードが継続される。

ステップＳ９０では、制御部１１０は、映像再生モード中に検出された操作信号の判定を行う。制御部１１０は、映像再生モード中に、照明モードへ切り替える操作信号を検出した場合には、図９に示すように、ステップＳ６０の処理が行われる。

動作モードが映像再生モードから照明モードへと切り替えられる場合には、ステップＳ９０では、制御部１１０（例えば、照明映像管理部１０６）は、映像光４の出射を停止させた後、中央照明光１２を出射させる。照明映像管理部１０６は、例えば、映像光４の出射を停止する映像制御信号を生成する。映像制御部１０５は、生成された映像制御信号に基づいて映像投射部７から映像光４の出射を停止させる。これにより、映像投射がＯＦＦされる。そして、制御部１１０は、前述した中央照明光１２を出射させる処理等を実施する。

ステップＳ９０において、制御部１１０は、映像再生モードを終了させる操作信号を検出したと判断した場合には、映像光４の出射を停止させる処理を行う。このように、映像投射がＯＦＦされると、図９に示すように、映像再生モードが終了する。また、制御部１１０がこれら以外の操作信号を検出したと判断した場合には、図９に示すように、映像再生モードが継続される。

また、図９には図示しないが、照明モード又は映像再生モード時に、例えば、使用者の手や指等の対象物がカメラ８の前を横切る等、制御部１１０が所定の操作信号を検出した場合には、動作モードがメニュー表示モードに切り替えられるようにしてもよい。このようにすれば、任意のタイミングでメニュー映像を表示させてメニュー表示モードへ切り替えられる。メニュー表示モードへ戻るには、カメラ８以外の操作入力部１０１の機能を用いてもよいし、操作入力部１０１が、使用者の動作を検知できるものであればよい。また、図９に示すフローチャートは、映像投射照明装置の使用方法の一例であって、状況に応じて各種の変形が加えられてもよい。
＜本実施の形態による効果＞

本実施の形態によれば、映像投射照明装置１は、映像投射領域１２ａに映像を投射する映像投射部７と、映像投射領域１２を取り囲む映像周辺領域１１ａを照明する周辺照明部２１とを備えている。

この構成によれば、投射映像１４と周辺照明光１１とが重ならないので、投射映像１４の画質劣化を抑えつつ投射映像１４の周辺を照明する映像投射照明装置１が提供される。

また、本実施の形態によれば、映像投射領域１２ａを照明する中央照明部２２を備えている。この構成によれば、周辺照明光１１と中央照明光１２とを同時に出射させることができるので、照明光の照度をより向上させた映像投射照明装置１が提供される。

また、本実施の形態によれば、周辺照明部２１及び中央照明部２２には配光制御部６が設けられている。この構成によれば、周辺照明光１１及び中央照明光１２の光束が配光制御されるので、周辺照明光１１及び中央照明光１２の出射方向の精度をより向上させた映像投射照明装置１が提供される。

また、本実施の形態によれば、制御部１１０は、環境センサ９が取得した環境情報に基づいて周辺照明光１１の照度を調整する。この構成によれば、周辺照明光１１を周辺環境に合わせることができるので、汎用性を向上させた映像投射照明装置１が提供される。

また、本実施の形態によれば、制御部１１０は、環境センサ９が取得した環境情報に基づいて投射映像１４の輝度を調整する。この構成によれば、投射映像１４を周辺環境に合わせて補正することができるので、汎用性を向上させた映像投射照明装置１が提供される。

また、本実施の形態によれば、光源基板５１が放熱性に優れた材質により構成されている。一般的に、光源５の温度が上昇すると発光効率が下がってしまうが、放熱性に優れた光源基板５１を用いれば、光源５の温度上昇が抑えられるので、高効率な映像投射照明装置１が提供される。また、これにより、連続使用時間を延ばすことができ、汎用性に優れた映像投射照明装置１が提供される。

また、本実施の形態によれば、使用者からの操作信号を受け付ける操作入力部１０１を備え、操作信号に基づいて、映像投射モードと照明モードとが切り替えられる。この構成によれば、投射映像１４と中央照明光１２とが切り替えられるので、使用環境を拡大させ、汎用性を向上させた映像投射照明装置１が提供される。

また、本実施の形態によれば、カメラ８が生成した撮像画像に基づいて操作信号が検出される。この構成によれば、使用者は、装置本体に触れることなく映像投射照明装置１を操作することが可能となるので、取り回しに優れた映像投射照明装置１が提供される。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態１と重複する箇所については、原則としてその説明を省略する。本実施の形態では、映像投射領域１２ａの形状と周辺照明光１１に照明された映像周辺領域１１ａの形状との組み合わせについて説明する。図１０は、本発明の実施の形態２に係る映像投射領域の形状と映像周辺領域の形状との組み合わせの例を示す図である。なお、図１０では、映像周辺領域１１ａ及び映像投射領域１２ａの境界が明瞭に示されているが、必要に応じて境界をぼかして、映像周辺領域１１ａと映像投射領域１２ａとの間で照度がなめらかに変化するよう、周辺照明光１１が配光制御されてもよい。例えば、周辺照明光１１は、照度が映像投影領域１２ａに向かってなめらかに減衰するよう配光制御されてもよい。また、映像周辺領域１１ａの外側は輪郭や境界が形成されていなくてもよい。例えば、周辺照明光１１が、壁や天井まで広範囲の領域を照明するよう配光制御されてもよい。また、図１０では、投射映像１４の表示範囲が点線の矩形で示されている。図１０に示すように、投射映像１４と映像周辺領域１１ａとが重ならないので、高いコントラストで映像を表示しながら明るい鑑賞環境を提供することができる。これにより、映像を鑑賞中でも、使用者は、自由に活動することができる。

図１０（ａ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が平面視で円形の組み合わせが示されている。図１０（ｂ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で楕円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で円形の組み合わせが示されている。図１０（ｃ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で矩形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で円形の組み合わせが示されている。図１０（ｄ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で楕円形の組み合わせが示されている。図１０（ｅ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で楕円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で楕円形の組み合わせが示されている。図１０（ｆ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で矩形形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で楕円形の組み合わせが示されている。図１０（ｇ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で矩形の組み合わせが示されている。図１０（ｈ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で楕円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で矩形の組み合わせが示されている。図１０（ｉ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で矩形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で矩形の組み合わせが示されている。

まず、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭について説明する。図１０（ａ）、図１０（ｄ）、図１０（ｇ）に示すように、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が円形である場合、映像投射照明装置１は、円形状に照明光を出射する一般的な照明器具と同様の印象を使用者に与えることができる。

また、図１０（ｂ）、図１０（ｅ）、図１０（ｈ）に示すように、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が楕円形である場合、投射映像１４及び映像周辺領域１１が図示で横方向に拡がった形状となっているので、使用者に一般的な照明器具と類似の印象を与えながら、投射映像の形状と周辺照明光１１の形状とのバランスを取ることができる。

また、図１０（ｃ）、図１０（ｆ）、図１０（ｉ）に示すように、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が矩形である場合、例えば、映像投射照明装置１を複数台連携させると、隣り合う映像周辺領域１１ａの境界が過不足なく組み合わされる。これにより、複数の映像投射照明装置１が、より大きな照明装置、または映像投射装置として機能する。なお、映像周辺領域１１ａの境界付近では、周辺照明光１１の照度分布を、外側に向かってなめらかに減衰させ、隣り合う映像周辺領域１１ａを重ね合わされてもよい。これにより、隣り合う映像周辺領域１１ａの境界が目立たなくなる。

次に、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭について説明する。図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が円形である場合、映像投射領域１２ａの輪郭の形状が対称性を有するので、映像投射照明装置１の向きに関わらず、使用者に違和感を与えることなく映像を投射することが可能となる。

また、図１０（ｄ）、図１０（ｅ）、図１０（ｆ）に示すように、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が楕円形である場合、矩形の投射映像１４と映像周辺領域１１ａとの間で、アスペクト比のバランスを取ることが可能になる。例えば、投射映像１４のアスペクト比が１６：９である場合、映像投射領域１２ａの横方向と縦方向との比が１６：９とすれば、投射映像１４と映像投射領域１２ａの境界との距離の変化が小さく、使用者に投射映像１４と周辺照明１１とのバランスが取れている印象を与えることができる。

また、図１０（ｇ）、図１０（ｈ）、図１０（ｉ）に示すように、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が矩形である場合、映像投射領域１２ａに矩形の投射映像１４が表示された場合に、投射映像１４と周辺照明１１とのバランスをとることができる。特に、図１０（ｉ）に示すように、投射映像１４及び映像周辺領域１１ａの内側の輪郭がともに矩形である場合には、投射映像１４と映像周辺領域１１ａとの間の領域がいわゆる額縁となるようなデザインが提供される。また、投射映像領域１２ａの全域に投射映像１４が表示されれば、映像投射領域１２ａの全域で高いコントラストの映像が投影されつつ、その周辺を隙間なく照明することが可能となる。

周辺照明光１１の明るさは、映像光４の明るさと同等でもよい。このような照明方法であれば、使用者が鑑賞する映像の輝度と、映像周辺領域１１ａの照度、すなわち背景視野の照度との差を抑えることできる。これにより、投射映像１４を長時間視聴することによる疲労が低減される。

また、手元での作業性を考慮して映像投射照明装置１が使用される場合、映像周辺領域１１ａ付近における周辺照明光１１の照度は、例えば３００ルクス以上であることが望ましい。

また、投射映像１４と映像周辺領域１１ａの内側の境界との間隔を小さくすることにより、一体感のあるデザインが提供されてもよい。あるいは、投射映像１４と映像周辺領域１１ａの内側の境界との間隔を大きくして、投射映像１４を際立たせるようなデザインが提供されてもよい。

また、映像周辺領域１１ａの内側の境界から外側の境界までの幅は、広くてもよいし、狭くてもよい。映像周辺領域１１ａの幅が広ければ、一般的な照明器具のような印象を持つ周辺照明光１１が提供される。一方、映像周辺領域１１ａの幅が狭ければ、光源５からの光束の出射量が一定であっても、幅が広い場合よりも、映像周辺領域１１ａの照度を高めることができる。これにより、消費電力を抑えながら照度を向上させることができる。

次に、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭と外側の輪郭とを異ならせる方法について説明する。ここでは、図１０（ｇ）の場合を例に挙げて、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭を矩形、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭を円形にする方法を説明する。図１１は、本発明の実施の形態２に係る周辺照明部及び中央照明部の構成の一例を示す図である。図１１（ａ）は、周辺照明部２１及び中央照明部２２の構成の一例を示す平面図である。図１１（ｂ）は、周辺照明部２１及び中央照明部２２の構成の一例を示す断面図である。図１１（ｃ）は、周辺照明部２１における配光制御の様子を示す図である。

周辺照明部２１を構成する複数の光源５は、例えば図１１（ａ）に示すように、出射側から見た平面視で、外周に矩形状に配置されている。周辺照明部２１の配光制御部６である周辺照明配光制御部６ａは、例えば図１１（ｂ）に示すように、映像投射部７から離れるごとに曲率が小さくなるように構成されている。すなわち、周辺照明配光制御部６ａは、映像投射部７側ではレンズ効果が強く、映像投射部７とは反対側ではレンズ効果が弱くなるように構成されている。これにより、映像投射部７側（映像投射照明装置１の中央側）の周辺照明配光制御部６ａを通過する光束は、例えば図１１（ｃ）に示すように、配光制御の影響を大きく受けるため、発散が抑えられる。これに対して、映像投射部７側とは反対側（映像投射照明装置１の外側）の周辺照明配光制御部６ａを通過する光束は、例えば図１１（ｃ）に示すように、配光制御の影響が小さいため、映像投射部７側の光束よりも発散する。したがって、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭は、光源５の配置に従い矩形状に近い形状となる。これに対して、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭は、光源５が持つ配光分布に近い形状となる。すなわち、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭は、円形に近い形状となる。

この構成によれば、１列分の光源５を用いて、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭の形状と外側の輪郭の形状とを異ならせて照明することが可能な周辺照明部２１が提供される。また、この構成によれば、光源５の配置形状によらず、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭の形状を円形に近い形状にすることが可能となる。

また、中央照明部２２については、例えば図１１（ｂ）に示すように、配光制御部６の中央照明配光制御部６ｂが、内周の光源５の光束の発散を抑制するよう、レンズ効果を有するように構成されてもよい。図１１では、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭と外側の輪郭とを異ならせる方法の一例が示されているが、例えば、周辺照明配光制御部６ａ及び中央照明配光制御部６ｂの曲率や、光源５と周辺照明配光制御部６ａ及び中央照明配光制御部６ｂとの位置関係等を適宜変更することにより、所望の照度分布形状が得られる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態１〜２と重複する箇所については、原則としてその説明を省略する。本実施の形態では、投射映像１４と周辺照明光１１とを連携させて映像制御を行う場合について説明する。図１２は、本発明の実施の形態３に係る投射映像と周辺照明光との組み合わせの例を示す図である。投射映像１４は、例えば図１２に示すように、映像投射領域１２ａ及び映像周辺領域１１ａにわたって投射される。これにより、投射映像１４の周縁部が映像周辺領域１１ａと重なるので、投射映像１４と周辺照明光１１とが連携して映像制御が行われる。

なお、図１２においても、映像周辺領域１１ａ及び映像投射領域１２ａの境界が明瞭に示されているが、必要に応じて境界をぼかして、映像周辺領域１１ａと映像投射領域１２ａとの間で照度がなめらかに変化するよう、周辺照明光１１が配光制御されてもよい。例えば、周辺照明光１１は、映像投影領域１２ａに向かってなめらかに減衰するよう配光制御されてもよい。また、映像周辺領域１１ａの外側は輪郭や境界が形成されていなくてもよい。例えば、周辺照明光１１が、壁や天井まで広範囲の領域を照明するよう配光制御されてもよい。また、図１２では、投射映像１４は、横長の矩形で示されているが、例えば、円形、楕円形等であってもよい。

図１２（ａ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が平面視で円形の組み合わせが示されている。図１２（ｂ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で楕円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で円形の組み合わせが示されている。図１２（ｃ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で矩形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が平面視で円形の組み合わせが示されている。図１２（ｄ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で楕円形の組み合わせが示されている。図１２（ｅ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で楕円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で楕円形の組み合わせが示されている。図１２（ｆ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で矩形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で楕円形の組み合わせが示されている。図１２（ｇ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で矩形の組み合わせが示されている。図１２（ｈ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で楕円形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で矩形の組み合わせが示されている。図１２（ｉ）には、映像周辺領域１１ａの外側の輪郭が平面視で矩形、映像投射領域１２ａの輪郭、すなわち映像周辺領域の内側の輪郭が平面視で矩形の組み合わせが示されている。

これらの構成によれば、映像投射領域１２ａの内部では投射映像のコントラストは劣化せず、映像周辺領域１１ａでは投射映像１４の周縁部と周辺照明光１１とが重なるため、照明光と投射映像との連携制御により、照明と映像とを一体化させることが可能な映像投射装置１０が提供される。

まず、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）に示すように、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が円形である場合、円形の映像投射領域１２ａでは、投射映像１４のコントラストが高い状態で維持される。したがって、この場合には、例えば円形の映像が投射されることが好ましい。これにより、投射映像１４と周辺照明光１１とが重なるリング状の領域の幅が、全周にわたってほぼ一定となるので、高コントラストの領域と低コントラストの領域とのバランスをほぼ一定にすることが可能となる。したがって、投射映像１４と周辺照明光１１とが重なっている領域では、映像制御によって周辺照明光１１と投射映像１４とを一体化させた表現が可能となる。

また、図１２（ｄ）、図１２（ｅ）、図１２（ｆ）に示すように、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が楕円形である場合、矩形の投射映像１４のアスペクト比と、投射映像１４と周辺照明光１１とが重なる領域のアスペクト比とのバランスを取ることが可能になる。例えば、投射映像１４のアスペクト比が１６：９である場合、映像投射領域１２ａの横方向と縦方向との比が１６：９とすれば、投射映像１４の周囲と映像投射領域１２ａの境界との距離の変化が小さく、使用者に高コントラストの領域と、低コントラストの領域とのバランスが取れている印象を与えることができる。

また、図１２（ｇ）、図１２（ｈ）、図１２（ｉ）に示すように、映像周辺領域１１ａの内側の輪郭が矩形である場合、矩形の投射映像１４が表示された場合に、周辺照明光１１と重なる領域、すなわち映像を制御する領域の幅が全周にわたってほぼ一定にすることが可能となる。このため、投射映像１４の形状と周辺照明光１１の形状とのバランスが取れたデザインが提供される。

次に、投射映像１４と周辺照明光１１とを連携させて映像制御を行う場合のその他の例として、投射映像１４と映像周辺領域１１ａとの境界付近に、補助照明光が出射される場合について説明する。図１３は、本発明の実施の形態３における補助照明光の形態の一例を示す図である。図１３（ａ）は、周辺照明光１１、映像光４、補助照明光１５の関係を示す図である。図１３（ｂ）は、周辺照明光１１、映像光４、補助照明光１５それぞれの照度分布を示す図である。図１３（ｃ）は、周辺照明光１１、映像光４、補助照明光１５を重ね合わせた照度分布を示す図である。なお、図１３（ａ）では、映像光４、補助照明光１５が破線で示され、周辺照明光１１が実線で示されている。また、図１３（ｂ）では、映像光４、補助照明光１５による照度分布が破線で示され、斜線部分が映像光４による照度分布であり、それ以外は補助照明光１５による照度分布である。図１３（ｂ）では、周辺照明光１１の照度分布が実線で示されている。なお、投射先の光学特性、使用者の視聴方向によっては、照度分布の形状が輝度分布の形状と読み替えられてもよい。

補助照明光１５は、映像投射領域１２ａに投射された映像の輝度と、映像周辺領域１１ａの照度とを調整するものである。映像投射部７は、例えば、図１３（ａ）に示すように、任意の映像光４と照明補正光１５とを合わせた光束を出射する。例えば、映像投射部７は、図１３（ｂ）に示すように、周辺照明光１１の照度が内側（投射映像１４側）に向かって減衰する領域に対し、その減衰を打ち消すような照明補正光１５を映像光４とともに出射する。そうすると、図１３（ｃ）に示すように、映像光４から周辺照明光１１へ向かってほぼ一様な照度分布が得られる。

本実施の形態によれば、映像光４と周辺照明光１１との照度差が抑えられるので、周辺照明光１１と投射映像１４とが一体化され、周辺照明光１１の中に映像が投射されているかような映像表現が可能となる。

図１４は、本発明の実施の形態３に係る補助照明光を用いた映像制御に関するその他の例等を示す図である。図１４（ａ）では、周辺照明光１１と映像光４とが離れており、補助照明光１５が周辺照明光１１から映像光４へ向かって滑らかに減衰させる場合における、それぞれの照度分布が示されている。図１４（ｂ）では、図１４（ａ）における周辺照明光１１、映像光４、補助照明光１５を重ね合わせた照度分布が示されている。

このような照度分布によれば、図１４（ｂ）に示すように、周辺照明光１１と照明補正光１５とが重ね合わされたときの照度分布が、中央に向かって略指数関数的に減衰している。一般的に、人の目による明るさの感じ方は対数に従うため、図１４（ｂ）に示すように、照度が指数関数的に減衰していれば、照度は滑らかに減少しているように感じられる。そのため、自然に滑らかに減少する照度分布の周辺照明光１１と、その内部に任意の映像を高コントラストで投射することが可能となる。

図１４（ｃ）では、周辺照明光１１と映像光４とが離れており、映像光４が周囲に向かって（周辺照明光１１に向かって）滑らかに減衰し、補助照明光１５が周辺照明光１１から映像光４へ向かって滑らかに減衰する場合における、それぞれの照度分布が示されている。図１４（ｄ）では、図１４（ｃ）における周辺照明光１１、映像光４、補助照明光１５を重ね合わせた照度分布が示されている。

このような照度分布によれば、周辺照明光１１が中央に向かって一度暗くなり、その暗くなった領域から映像が中央に向かってフェードインしていくような映像が提供される。

図１４（ｅ）では、周辺照明光１１と映像光４とが投射映像１４の周縁部で重なり、映像光４が周辺照明光４へ向かって滑らかに減衰し、補助照明光１５が映像光４の中央側へ向けて滑らかに減衰する場合における、それぞれの照度分布が示されている。図１４（ｆ）では、図１４（ｅ）における周辺照明光１１、映像光４、補助照明光１５を重ね合わせた照度分布が示されている。

このような照度分布によれば、周辺照明光１１が中央に向かって滑らかに暗くなりながら、その周辺照明光１１に映像が溶け込むように映像が暗くなった領域から映像が中央に向かってフェードインしてくるような映像が提供される。

図１４（ｇ）では、周辺照明光１１と映像光４とが投射映像１４の周縁部で重なり、これらが重なる領域において映像光４が強くなっている場合における、それぞれの照度分布が示されている。なお、図１４（ｇ）では、補助照明光１５は出射されていない。図１４（ｈ）では、図１４（ｇ）における周辺照明光１１、映像光４を重ね合わせた照度分布が示されている。

このような照度分布によれば、周辺照明光１１と重なる領域の映像が強調されるので、周辺照明光１１によるコントラスト低下や色味のズレが抑えられる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態１〜３と重複する箇所については、原則としてその説明を省略する。本実施の形態では、周辺照明光の配光制御の例について説明する。図１５は、本発明の実施の形態４に係る映像投射照明装置の一例を示す図である。図１５（ａ）は、映像投射照明装置の斜視図、図１５（ｂ）は、映像投射照明装置の断面図である。なお、図１５（ｂ）では、光源４０５付近の断面形状が示されており、光源４０５と映像投射部７との位置関係が示されている。なお、図１５（ｂ）では、図１（ｂ）に示す中央照明部６は省略されている。

映像投射照明装置４０１は、筐体４１０を備えている。筐体４１０は、例えば、図１５（ａ）に示すような六角錐台等の角錐台状に構成されている。なお、筐体４１０は、例えば、円筒、円錐台状に構成されてもよい。筐体４１０の側壁４５１には、光源４０５が設けられている。具体的には、光源４０５は、例えば図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、筐体４１０の外側の面に配置されている。したがって、光源４０５の光束は筐体４１０の外側に向けて出射される。筐体４１０の側壁４５１は、例えば、図１に示す光源基板５１と同様の材質で構成されてもよい。この場合、側壁４５１は、光源４０５の光源基板としても機能する。また、図１５の例では、光源４０５には配光制御部は設けられておらず、複数の光源４０５が周辺照明部４２１を構成している。

光源４０５は、図１などで示す光源５と同様、例えば、ランバート発光するＬＥＤ等で構成される。ランバート発光する光源は、出射面の法線方向に最も強く発光し、発光面に平行な方向に最も弱く発光するという性質がある。この性質を利用すれば、光源５の発光面の角度の調整により、映像投射領域１２ａに周辺照明光１１を出射させないようにすることが可能である。例えば、図１５（ｂ）に示すように、光源４０５の発光面の角度が、映像投射部７による映像光４の照射角と平行になるよう調整されていれば、映像光４と周辺照明光４１１とが重ならないような配光分布が実現される。

この構成によれば、周辺照明部４２１は、投射映像の周辺のみならず、映像投射照明装置４０１周辺の壁や天井等を広範囲にわたって照明することができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態１〜４と重複する箇所については、原則としてその説明を省略する。本実施の形態では、図１に示す配光制御部６の変形例について説明する。図１６は、本発明の実施の形態５に係る配光制御部の変形例を示す断面図である。図１６（ａ）には、入射面に凹部が設けられた周辺照明配光制御部が示されている。この構成では、周辺照明配光制御部５０６ａには、入射面６ｃに凹部５１６ａが設けられている。凹部５１６ａは、平面視で周辺照明配光制御部５０６ａの凸部５１７aの範囲内に収まるように設けられている。また、凹部５１６ａは、光源５の出射面を取り囲むように構成されている。また、周辺照明配光制御部５０６ａは、光源５の出射面が凹部５１６ａの内部に配置されるように設けられている。また、凹部５１６ａは、例えば、その中心軸が光源５の光軸と一致するように設けられている。また、凹部５１６ａは、その中心軸が凸部５１７ａの中心軸より内側、すなわち映像投射部７側となるように設けられている。

この構成によれば、周辺照明配光制御部５０６ａへ入射する出射光束は、凹部５１６ａにおいて凸部５１７ａ側へ屈折するので、周辺照明配光制御部５０６ａは、凹部５１６ａが設けられていない場合と比較してより多くの光束が集光され、高効率な配光制御が可能になる。また、光源５の出射面が凹部５１６ａ内に設けられているので、出射面の面方向に出射される光束が配光制御されるので、高効率な配光制御が可能になる。

また、凹部５１６ａは、光源５の出射面の面方向の光束が凸部５１７ａに入射されるように構成されていることが望ましい。この構成によれば、面方向の光束も配光制御され周辺照明光として用いられるので、より高効率な配光制御が可能になる。

また、周辺照明配光制御部５０６ａには、入射側における凹部５１６ａ以外の領域、あるいは出射側における凸部５１７ａ以外の領域に、迷光を防ぐための拡散面や遮光面が設けられてもよい。これにより、周辺照明光１１において、輝線や影の発生が抑えられ、高品質な周辺照明光１１が提供される。

図１６（ｂ）には、多重反射を利用した周辺照明配光制御部が示されている。図１６（ｂ）の周辺照明配光制御部５０６ｂは、図１（ａ）に示す周辺照明配光制御部６ａと比較して曲率が大きくなるよう構成されている。このため、光源５から出射された光束の一部は、凸部５１７ｂ内の壁面で２回の全反射を起こし、光源５の出射方向とは反対方向に出射される。例えば、光源５の出射面と垂直方向に出射される光束は、凸部５１７ｂ内における全反射により、光源５の出射方向とは反対方向に出射される。

この構成によれば、光源５からの光束は、全反射により光源５の後方に向かって出射されるので、映像の投射方向とは異なる方向にある天井や壁、あるいは器具内部等が照明される。また、この構成によれば、光源５の配置を変更することなく、強く発光させたい方向に光束が出射される。また、これにより、光束の向きを変更するための部品点数が削減される。また、この構成によれば、全反射により公報に出射される光束や、凸部５１７ｂで透過、屈折して映像投射側に出射される光束も存在するので、多彩な配光分布が実現される。

図１６（ｃ）には、全反射を利用した周辺照明配光制御部が示されている。図１６（ｃ）の周辺照明配光制御部５０６ｃは、例えば透明材質で構成されている。周辺照明配光制御部５０６ｃでは、光源５から出射された光束の一部が壁面５１７ｃで全反射し、壁面５１８ｃから外側へ出射される。例えば、光源５の出射面と垂直方向に出射される光束は壁面５１７ｃにおいて反射し、壁面５１８ｃから外側へ出射される。

この構成によれば、屈折を利用した方式よりも出射方向を大きく変化させることができるので、より広範囲に周辺照明光１１が出射される。また、光源５から出射された光束は壁面５１７ｃにおいて全反射するので、一般的に一部の光が吸収される反射フィルムを利用するより高効率に配光制御が行われる。

図１６（ｄ）には、反射を利用した周辺照明配光制御部のその他の例が示されている。周辺照明配光制御部５０６ｄは、反射面を有する構造体で構成されている。周辺照明配光制御部５０６ｄは、例えば、不透明で剛性が高い金属製や樹脂等で構成されている。また、周辺照明配光制御部５０６ｄは、例えば図１６（ｄ）に示すように、反射体５１８ｄと、反射体５１８ｄを支持する支持体５１７ｄとで構成されてもよい。反射体５１８ｄは、例えば、ミラーのような鏡面反射を行う金属、誘電多層膜等で構成されてもよい。具体的には、反射体５１８ｄは、例えば、金属蒸着により支持体５１７ｄに形成されてもよいし、支持体５１７ｄに反射フィルムが貼付されて形成されてもよい。また、反射体５１８ｄは、必要に応じて拡散性を持つ粗面や、散乱反射させる反射面を有していてもよい。光束の出射方向を曲げる角度は、屈折よりも反射の方が大きく変えられる。光源５からの光束の出射方向を大きく変更する場合には、例えば図１６（ｃ）、（ｄ）に示すように、配光制御部６に反射を利用すると効果的である。

また、周辺照明配光制御部５０６ｄは、透過性の樹脂と組み合わせて構成されてもよい。この構成によれば、光源５から出射された光束が透過性の樹脂で構成された部分においても配光制御されるので、多彩な配光分布が実現される。また、周辺照明配光制御部５０６ｄは、反射体５１８ｄを有する部分と透明な部分とが一体で成型されてもよい。この構成によれば、周辺照明配光制御部５０６ｄの組み立て性が改善される。

図１６（ｄ）では、断面形状が放物面であって、その中心軸が光源５の発光面の中心を通り、光源５が放物面の焦点付近に位置している例が示されている。この構成によれば、一点鎖線で示す放物面の中心軸と略平行な方向に、光束が出射されるので、出射方向の設計が容易となる。

また、出射光束の発散角は、光源５の発光面が大きくなると広がる。また、出射光束の発散角は、放物面の焦点距離が短くなると広がる。光源５を焦点位置からずらすと、広い角度に向かってなめらかに減衰する、配光分布の裾に広がりがある配光分布が実現される。

図１６（ｅ）は、プリズムを利用した周辺照明配光制御部が示されている。周辺照明配光制御部５０６ｅは、第１の周辺照明配光制御部５０６ｆと、第２の周辺照明配光制御部５０６ｇとを備えている。第１の周辺照明配光制御部５０６ｆは、図１６（ｅ）に示すように、入射側に凹部５１６ｆ、出射側に凸部５１７ｆを備えている。第１の周辺照明配光制御部５０６ｆは、光源５から出射された光束の発散を収束させる。凹部５１６ｆ及び凸部５１７ｆは、これらの中心軸が光源５の光軸とほぼ一致するように設けられている。したがって、光束は、凸部５１７ｆから中心軸に対してほぼ対称に出射される。

第２の周辺照明配光制御部５０６ｇは、プリズム５１７ｇ等で構成されている。プリズム５１７ｇは、図１６（ｅ）に示すように、第１の周辺照明配光制御部５０６ｆの凸部５１７ｆと対向して設けられている。プリズム５１７ｇは、例えば図１６（ｅ）に示すように、光源５等の中心軸方向の長さが、内側（映像投射部７側）で短く、外側（映像投射部７とは反対側）で長くなるように構成されている。プリズム５１７ｇは、凸部５１７ｆから出射された光束を屈折させて出射方向を変更する。例えば、外側のプリズム５１７ｇは、図１６（ｅ）に示すように、内側のプリズム５１７ｇと比較してより外側に光束の出射方向を変更する。プリズム５１７ｇは、凸部５１７ｇから出射した光束の存在範囲を覆うように配置されていることが望ましい。

なお、周辺照明配光制御部５０６ｅは、透過後の光束の出射方向を任意に変更してもよいし、光軸方向のまま出射方向を変更しなくてもよい。配光手段を透過後の出射方向を映像投射装置１の外側に変更するためには、光源５の近傍に設けられた凸部５１７ｆの中心軸を外側にずらせばよい。一方、配光制御部６を透過後の出射光束が光軸方向のまま変更しない場合には、凸部５１７ｆが対称性を有していればよい。

また、凸部５１７ｆ透過後の光束は発散が抑えられているので、第１の周辺照明配光制御部５０６ｆと第２の周辺照明配光制御部５０６ｇとが離れていても、サイズを大きくすることなくプリズム５１７ｇを構成することができる。この構成によれば、レンズで光束の発散を抑え、プリズム５１７ｇでは出射方向を変更するように機能を分割できるため、配光制御に関する設計自由度が向上する。

なお、第１の周辺照明配光制御部５０６ｆと第２の周辺照明配光制御部５０６ｇとの順序が入れ替わってもよい。言い換えれば、プリズム５１７ｇは、出射側ではなく、光源５側に設けられてもよい。プリズム５１７ｇが光源側に設けられれば、光束の出射方向がより大きくなる。

また、第２の周辺照明配光制御部５０６ｇは、プリズム５１７ｇに代えてレンズで構成されてもよい。レンズが使用された場合には、第１の周辺照明配光制御部５０６ｆを透過後、光束の発散角度が自由に調整されるようになるので、配光を広げる、もしくは発散を抑えることが可能となる。

第１の周辺照明配光制御部５０６ｆ及び第２の周辺照明配光制御部５０６ｇは、例えば、可動式の筺体部品等で互いに連結され、これらの相対配置が調整されるように構成されてもよい。これらの相対配置が調整されることにより、配光分布が自由に変更され、使用者による出射光束の発散角度の変更が可能になる。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態１〜５と重複する箇所については、原則としてその説明を省略する。本実施の形態では、拡散カバーを用いた配光制御について説明する。図１７は、本発明の実施の形態６に係る拡散カバーを用いた配光制御の一例を示す断面図である。図１７では、映像投射照明装置６０１の左側が拡大して示されている。なお、図１７では、周辺照明部に図１６（ｄ）に示す周辺照明配光制御部５０６ｄが用いられた場合について示されているが、周辺照明配光制御部が、例えば図１６（ａ）〜（ｃ）、図１６（ｅ）等に示す構成を有していてもよい。

拡散カバー６５０は、図１７に示すように、周辺照明部６２１の出射側に設けられている。具体的には、拡散カバーは、周辺照明部６２１の出射側及び映像投射照明装置６０１の側面側から周辺照明部６２１及び中央照明部６２２を覆うように設けられている。拡散カバー６５０は、例えば図１に示す筐体１０に嵌め込むように設けられてもよい。

拡散カバー６５０は、周辺照明光６１１、中央照明光６１２を拡散させる。拡散カバー６５０は、例えば、微細粒子を有する材質で構成されてもよいし、透明な材質に粗面が設けられて構成されてもよい。また、拡散カバー６５０は透過性を有していてもよい。拡散カバー６５０は、微細粒子や粗面等により、出射された光束をあらゆる方向に拡散する配光制御を行う。また、拡散カバー６５０が透過性を有する場合には、拡散カバー６５０に入射した光束は、光源５側にはほとんど出射されない。

外周に配置された光源５からの光束は、周辺照明配光制御部５０６ｄで反射され、側面側の拡散カバー６５０を照明する。照明された側面側の拡散カバー６５０は、入射した光束を拡散させて透過することで、二次光源として発光する。光束の拡散が強ければ、拡散カバー６５０は、ｃｏｓ則に従った配光分布で発光し、周辺照明光６１１を出射する。すなわち、この場合、拡散カバー６５０からの透過光は、ランバート発光する面光源に近い光学特性を示す。

また、内周に配置された光源５からの光束は、映像投射照明装置６０１の映像投射側に位置する拡散カバー６５０を照明する。内周の光源５が発光すると、映像投射側の拡散カバー６５０が二次光源として発光し、映像投射領域１２ａに向かって中央照明光６１２を出射する。

この構成によれば、映像投射装置６０１に対して中央側には周辺照明光６１１が出射されることなく、周辺が照明される周辺照明光６１１が提供される。言い換えれば、映像投射領域１２ａが周辺照明光６１１に照明されることなく、壁や天井等の広範囲が照明される映像投射照明装置６０１が提供される。

投射映像１４と周辺照明光１１とが重ならないようにするためには、側面の拡散カバー６５０から延在する接平面が、投射映像１４と交差しないように、拡散カバー６５０の側面の角度が調整されていればよい。

次に、側面側と映像投射側とで拡散性能を異ならせた拡散カバーを用いた配光制御について説明する。図１８は、本発明の実施の形態６において側面側と映像投射側とで拡散性能を異ならせた拡散カバーを用いた配向制御の一例を示す図である。図１８では、配光制御部６の周辺照明配光制御部６０６ａ、中央照明配光制御部６０６ｂは、出射側に突出している。

図１８に示す例では、周辺照明配光制御部６０６ａ、中央照明配光制御部６０６ｂからの出射光束は、いずれも映像投射側の拡散カバー６５０を照明し、側面の拡散カバー６５０を照明しないように構成されている。

拡散カバー６５０は、例えば、映像投射側よりも映像投射照明装置６０１の側面側のほうが拡散性能が高くなるよう構成されている。すなわち、側面側の拡散カバー６５０は、映像投射側よりも、微細粒子がより多く混ぜられているか、より強い粗面が設けられている。拡散カバー６５０の拡散性能が高くなると、拡散カバーから出射される光束の配光分布はランバート発光に近くなってしまうため、拡散カバー６５０において実質的な配光制御ができなくなる。ところが、図１８に示すように、外周及び内周いずれの光源５からの出射光束も、映像投射側の拡散カバー６５０に出射されるよう配光制御部６が構成されていれば、拡散性能が低いため、光束の拡散は抑えられ、出射光束は周辺照明光や中央照明光に利用することができる。

また、拡散カバー６５０は、映像投射側の拡散性能を低くする代わりに、映像投射側が取り除かれた構成であってもよい。ここでは、側面側と映像投射側とで拡散性能を異ならせる場合について説明したが、所望の配光分布が得られるよう、拡散カバー６５０の拡散性能が領域ごとに異なっていてもよい。また、拡散カバー６５０が、拡散性能に応じて所定の領域で透明にされた構成であってもよいし、取り除かれた構成であってもよい。

この構成によれば、側面の拡散カバー６５０は、拡散性能が高くなっているので、映像投射照明装置６０１の内部構造を見せないデザインが提供される。

（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態１〜６と重複する箇所については、原則としてその説明を省略する。本実施の形態では、光源の変形例について説明する。図１９は、本発明の実施の形態７に係る光源の変形例の一例を示す断面図である。本実施の形態では、図１９に示すように、光源５と配光制御部６との間に導光体７５２が配置されている。導光体７５２は、光源５から出射された光束を配光制御部６へ案内する。導光体７５２は、例えば、外周の光源５と周辺照明配光制御部６ａとの間に配置され、外周の光源５から出射された光束を周辺照明配光制御部６ａへ案内する。また、図示は省略しているが、導光体７５２は、例えば、内周の光源５と中央照明配光制御部６ｂとの間に配置されてもよい。導光体７５２は、例えば、筒状、四角柱、多角柱、円柱等の柱状に構成される。

この構成によれば、光源５と配光制御部６との距離に関わらず、光源５から出射された光束が確実に配光制御部６へ案内されるので、高効率の周辺照明光１１や中央照明光１２が提供される。

また、導光体７５２は、入射面７５２ａの形状と出射面７５２ｂの形状とが異なっていてもよい。例えば、入射面７５２の形状は光源５の発光面の形状とほぼ同一の形状とし、出射面７５２ｂの形状は配光制御部６の形状に合わせた所定の形状とすることが望ましい。配光制御部６が、例えば、レンズのような結像系の構造を有する場合、レンズの焦点距離に配置された光源５から出射される光束の発光形状が、配光制御された後の配光分布の形状と同様になる。このため、導光体７５２がこのように構成されていれば、導光体７５２の出射面７５２ｂによる配光制御が可能となる。また、導光体７５２の出射面７５２ｂの面積が、入射面７５２ａの面積よりも大きければ、全反射を利用して光束が、配光制御部６へ効率よく案内され、高効率の照明光が提供される。また、導光体７５２の出射面７５２ｂの面積が、入射面７５２ａの面積よりも小さければ、側面で反射が繰り返されるごとに光束の発散が抑えられるので、平行光に近い光束が出射される。

また、導光体７５２は、例えば、透明性を有する材質で構成されてもよいし、側面が反射面を有するように構成されてもよい。透明性の材質が用いられる場合には、例えば、導光体７５２に拡散性能を調整する微細粒子が混ぜられてもよいし、配光制御部６と対向する出射面に、粗面が設けられてもよい。これにより、光源５から出射された光束は、導光体７５２の内部で反射を繰り返しつつ散乱されるので、導光体７５２の内部で光束は混ぜられる。これにより、光源５の発光面において発生する光束の照度分布のムラが解消される。また、これにより、導光体７５２の出射面７５２ｂから出射される光束の照度が均一にされ、高品質の周辺照明光１１や中央照明光１２が提供される。

次に、光源のその他の変形例について説明する。図２０は、本発明の実施の形態７に係る光源のその他の変形例を示す図である。図２０に示す光源８０５は、例えば半導体レーザ８５３と蛍光体８５４とを備えている。光源８０５は、半導体レーザ８５３から出射された半導体レーザにより蛍光体８５４が励起されることにより光束を出射する。半導体レーザ８５３を用いれば、レーザの発光領域が小さく絞られ、蛍光体８５４を小さく構成することができる。これにより、蛍光体８５４の小さな領域を発光させて微小な発光点を作ることができる。発光点が小さければ、配光制御部６による配光制御が容易になるため、配光制御部６を構成する光学系等の小型化や、より効果的な配光制御が可能となる。

図２１は、本発明の実施の形態７に係る光源のその他の変形例を示す図である。光源のその他の変形例を示す図である。ここでは、光源において、光束の発光強度、色等を二次元的に制御する場合について説明する。図２１（ａ）は、光源９０５と配光制御部６との位置関係を示す断面図である。図２１（ｂ）は、光源９０５の二次元変調発光面９５５の一例を示す図である。図２１（ａ）に示す光源９０５は、例えば、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：有機発光ダイオード）で構成されている。光源９０５の出射側には、例えば図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、光源９０５から出射された光束の形状、発光強度、色等を二次元的に制御する二次元変調部９５５が設けられている。二次元変調部９５５は、光源９０５から出射された光束の形状、発光強度、色等を制御する。図２１（ｂ）では、二次元変調部９５５は、光束が矢印状に出射されるよう構成された場合ついて示されているが、その構成を変更するこころにより、光束の形状等を任意に調整することが可能である。なお、光源部分には、前述した光源９０５と二次元変調部９５５との組み合わせ以外にも、光源９０５と液晶表示素子（図示は省略）とが組み合わされてもよい。

この構成によれば、光源９０５においても光束の発光強度、色等が制御されるので、配光制御部６から出射された後の配光分布が動的に制御される。これにより、照明光の配光分布を詳細に制御することができる。

図２２は、本発明の実施の形態７に係る光源のその他の変形例を示す図である。ここでは、光源が円環状に構成された場合について説明する。図２２（ａ）は、光源１００５と配光制御部６との位置関係を示す断面図である。図２２（ｂ）は、光源部分と配光制御部６と分離して示す図である。図２２に示す光源１００５は、円環状に構成されている。また、光源１００５は、例えばＯＬＥＤで構成されている。光源１００５は、例えば、図２２（ａ）に示すように、外周と内周とに分かれて配置されている。外周の光源１００５は、例えば周辺照明部１１を構成し、内周の光源１００５は、例えば中央照明部１２を構成する。これらの光源１００５は、円環状に発光する。配光制御部６の周辺照明配光制御部６ａ及び中央照明配光制御部６ｂは、例えば図２２（ｂ）に示すように、光源１００５の形状に合わせて円環状に構成されている。

なお、図２２（ｂ）では、外周及び内周の２周分の光源１００５が設けられた場合について例示されているが、光源１００５は、例えば、最低限の構成である１周分のみ設けられてもよいし、より細かい配光制御を可能にするため３周分以上設けられてもよい。光源１００５には、例えば、拡散面と多数の微小な光源とが組み合わされた光源ユニットが用いられてもよい。

この構成によれば、周方向の配光分布が連続的な形状となるため、滑らかで高品質な配光分布を持った周辺照明光１１、中央照明光１２が提供される。

（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態１〜７と重複する箇所については、原則としてその説明を省略する。前述の実施の形態では、カメラ８を用いて、使用者からの操作信号を検出する方法について説明した。これまでは、撮像画像に基づいて、カメラ８から見た指や手等の対象物の方向が検出されていた。検出された方向により対象物の２次元の位置情報が取得され、取得された位置情報に基づいて操作信号が検出されていた。ところが、２次元の位置情報だけでは、より複雑な操作信号を検出することが困難である。詳しくは、カメラレンズの瞳位置から見た使用者の指がある方向を特定したに過ぎず、三次元空間における対象物の位置特定には任意性が残る。そこで、本実施の形態では、３次元の位置情報の取得方法について説明する。

図２３は、本発明の実施の形態８に係る３次元の位置情報の取得方法の一例を示す図である。本実施の形態では、例えば、光源５Ａ、５Ｂ（一部の光源）等といった複数の光源５を順次発光させるような照明制御が行われる。カメラ８は、個々の光源５（５Ａ、５Ｂ等が発光すると、対象物及び対象物の陰影を撮影する。このように、カメラ８は、複数の光源５に対応する複数の撮像画像が生成する。それぞれの撮像画像から、カメラ８から見た対象物の方向が特定された後に、対象物の陰影が抽出される。抽出された陰影は、点灯された光源５からの照明光により発生するため、照明光の出射位置と、対象物とを結んだ延長線上に現れる。これにより、カメラ８から見た対象物の方向（第１の方向）と、照明光の出射位置から見た対象物の方向が検出される。そして、これら２方向の交点を算出することにより、対象物の３次元の位置情報が取得される。この構成によれば、対象物の３次元の位置情報が取得されるので、操作信号のバリエーションを増やすことができる。

また、それぞれの光源５を順次照明させることにより、カメラ８は、それぞれの光源５に対応させた撮像画像を生成してもよい。これにより、照明光の出射位置から見た対象物の方向が複数検出されるので、３次元の位置情報の検出精度を向上させることができる。

ここでは、対象物として使用者の指や手等を例示して３次元の位置情報を取得する方法を説明した。しかし、位置情報を取得する対象物はこれらに限定されず、例えば棒状の物体等であってもよい。

なお、光源５は、例えば、人の目にちらつきを感じさせないよう高速で切り替えられることが望ましい。例えば、光源５が、１８０Ｈｚ以上の周波数で切り替えられれば、人の目に見えにくいとされているため、それ以上の周波数で光源５が切り替えられることが望ましい。

また、例えば、対象物の位置検出用に、赤外光等の不可視領域の波長帯域を有する不可視光を出射する光源（以下では、不可視光源とも称する）が別途設けられてもよい。不可視光は、投射映像１４と重なるように出射されても、投射映像１４のコントラストを低下させることはない。この構成によれば、点灯させる周期によらず人の目にちらつきを感じさせずに、不可視光源を順次点灯させることが可能となる。また、照明光を出射する光源５と不可視光源を出射する光源とが同時に用いられるので、照明光に影響を与えることなく対象物の３次元の位置情報が取得される。

また、不可視光源は、より広範囲の領域を照明するよう構成されてもよい。これにより、３次元の位置情報の取得範囲が広げられる。

また、不可視光源の出力が弱い場合には、不可視光源に対応する配光制御部が別途設けられてもよい。不可視光の発散が抑制され、照射エネルギー密度を高めて影を際立たせることができ、３次元の位置情報の検出精度が向上する。

（実施の形態９）
次に、本発明の実施の形態９について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態１〜８と重複する箇所については、原則としてその説明を省略する。前述の実施の形態では、円環状に配置された光源から出射された光束を、例えば、円環の径方向に配光制御する場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、光源から出射された光束を円環の周方向に配光制御する場合について説明する。図２４は、本発明の実施の形態９に係る配光制御部の構成の例を示す図である。図２４（ａ）は、出射側から見た配光制御部の平面図である。図２４（ｂ）は、配光制御部の構成の例を示す図であり、図示左側は拡大平面図、図示右側は拡大断面図である。図２４（ｃ）は、配光制御部のその他の構成の例を示す図であり、図示左側は拡大平面図、図示右側は拡大断面図である。

配光制御部１１０６は、例えば、図２４（ａ）に示すように、光源５ごとに設けられている。それぞれの配向制御部１１０６は、例えば、図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視でほぼ矩形状に構成されている。

この構成によれば、配光制御部１１０６は、光源５から出射される光束の発散を矩形状に制御することが可能となる。これにより、配光制御部１１０６は、光源５から出射される光束を円環の周方向に制御することが可能な映像投射照明装置１１０１が提供される。

また、配光制御部１１０６は、例えば、非球面レンズで構成され、球面収差が抑えられた光学機能を備えていてもよい。また、配光制御部１１０６は、自由曲面レンズで構成され、球面収差だけでなく、光束の配光分布が周方向と径方向に調整されるように構成されていてもよい。

また、映像投射照明装置１１０１の光源５は、個別にＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるように構成されていてもよい。例えば、制御部１１０が、光源５のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御する。これにより、照明光で照明された領域と、照明光で照明されない領域とを組み合わせた、より複雑な配光制御を行うことが可能な映像投射照明装置１１０１が提供される。

また、例えば、図２４（ｃ）に示すように、光源５と配光制御部１１０６との間に、光源５から出射された光束の形状を調整する光束調整部材１１５６が設けられていてもよい。光束調整部材１１５６は、遮光性、あるいは反射性を有する材質で構成されている。光束調整部材１１５６は、図２４（ｃ）に示すように、光源５と対向する領域に開口部１１５６ａが形成されており、光源５からの光束は、開口部１１５６ａで光束の形状が調整され、配光制御部１１０６へ出射される。

この構成によれば、光束調整部材１１５６により光源５から出射される光束の形状が調整されるので、光源５の発光面の形状によらずに所望の配光分布が得られる。また、配光制御部１１０６における配光制御が高精度に行われる。

また、図２４（ｃ）に示すように、光源５と光束調整部材１１５６との間に、保護板１１５７が設けられてもよい。保護板１１５７により、例えば、光束調整部材１１５６の損傷を防止できる。また、保護板１１５７は、例えば絶縁性を有する材質で構成されてもよい。これにより、光源５や光束調整部材１１５６からの感電を防止できる。なお、光束調整部材１１５６及び保護板１１５７の順序は、相互に入れ替わっていてもよい。

また、光束調整部材１１５６及び保護板１１５７は、一体で構成されてもよい。これにより、光束調整部材１１５６及び保護板１１５７の製造コストが低減される。

また、光束調整部材１１５６は、例えば、印刷により保護板１１５７に形成されてもよい。これにより、一般的な機械加工よりも高精度に光束調整部材１１５６が形成されるので、緻密な配光制御が可能になる。

また、図２４（ａ）では、光源５が２列分配置された例が示されているが、必要最低限の構成として１列分だけ配置されてもよいし、例えば３列分以上設けられていてもよい。また、光源５の配置は、平面視で同心円状（円環状）に限らず、例えば、矩形やそのほかの形状であってもよい。

図２５は、本発明の実施の形態９に係る複数の映像投射照明装置を並べて使用した場合における照度分布の一例を示す図である。図２４（ａ）の映像投射装置１１０１が複数並べて配置されると、複数の映像光４Ａ、映像光４Ｂを連結させて一つの大きな映像が提供される。

このとき、映像光４Ａを出射する一方の映像表示照明装置１１０１の周辺照明光は１１１１Ａである。周辺照明光１１１１Ａは、図２５に示すように、映像光４Ａには重なっていないが、他方の映像投射照明装置１１０１が出射する映像光４Ｂと重なってしまう。

そこで、映像光４Ａを出射する一方の映像表示照明装置１１０１は、例えば、他方の映像投射照明装置１１０１の映像周辺領域１１Ｂ及び映像投射領域１２Ｂと重なる領域に周辺照明光１１１１Ａを照明する光源５をＯＦＦさせて、周辺照明光１１１１Ａが、映像光４Ｂ及び周辺照明光１１１１Ｂと重ならないようにする。これと同様に、映像光４Ｂを出射する他方の映像表示照明装置１１０１は、例えば、一方の映像投射照明装置１１０１の映像周辺領域１１Ａ及び映像投射領域１２Ａと重なる領域に周辺照明光１１１１Ｂを照明する光源５をＯＦＦさせて、周辺照明光１１１１Ｂが、映像光４Ａ及び周辺照明光１１１１Ａと重ならないようにする。このような光源５のＯＮ／ＯＦＦの切り替えは、例えば制御部１１０が行う。

この構成によれば、周辺照明光１１１１Ａ、１１１１Ｂが周方向に分割制御されるので、複数の映像投射照明装置１１０１から出射される複数の映像光４Ａ、４Ｂを組み合わせて、より大きな一つの投射映像が提供される。また、この構成によれば、複数の映像投射照明装置１１０１の周辺照明光１１１１Ａ、１１１１Ｂにより、大きな一つの投射映像を取り囲む、より大きな一つの周辺照明光が提供される。また、高コントラストでより大きな投射映像及びより広範囲にわたる周辺照明光が同時に提供される。

なお、ここでは、２つの映像投射照明装置１１０１を用いた場合について説明したが、さらに多くの映像投射照明装置１１０１が用いられてもよい。この構成によれば、さらに大きな一つの投射映像が投射される。また、さらに大きな一つの投射映像を取り囲む、さらに大きな一つの周辺照明光が提供される。

以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。なお、図面に記載した各部材や相対的なサイズは、本発明を分かりやすく説明するため簡素化・理想化しており、実装上はより複雑な形状となる場合がある。

１…映像投射照明装置、４…映像光、５…光源、６…配光制御部、６ａ…周辺照明配光制御部、６ｂ…中央照明配光制御部、７…映像投射部、８…カメラ（撮像部）、９…環境センサ、１１…周辺照明光、１１ａ…周辺照明領域（第２の領域）、１２…中央照明光、１２ａ…映像投射領域（第１の領域）、１４…投射映像、１５…補助照明光、２１…周辺照明部、２２…中央照明部、１０１…操作入力部、１１０…制御部、６５０…拡散カバー、７５２…導光体、８５３…半導体レーザ、８５４…蛍光体、９５５…二次元変調部

Claims (15)

1. 第１の領域に映像を投射する映像投射部と、
   前記第１の領域を取り囲む第２の領域を照明する周辺照明光の光束を出射する周辺照明部と、
   を備えている、
   映像投射照明装置。
2. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
   前記第１の領域を照明する中央照明光の光束を出射する中央照明部を備えている、
   映像投射照明装置。
3. 請求項２に記載の映像投射照明装置において、
   前記周辺照明部及び前記中央照明部は、前記周辺照明光及び前記中央照明光の配光を制御する配光制御部を備えている、
   映像投射照明装置。
4. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
   周辺環境の環境情報を取得する環境センサと、制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記環境情報に基づいて前記周辺照明光の照度を調整する、
   映像投射照明装置。
5. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
   周辺環境の環境情報を取得する環境センサと、制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記環境情報に基づいて前記映像の輝度を調整する、
   映像投射照明装置。
6. 請求項３に記載の映像投射照明装置において、
   前記周辺照明部の前記配光制御部は、前記映像投射部から離れるごとに曲率が小さくなるように構成されている、
   映像投射照明装置。
7. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
   前記映像投射部は、前記第１の領域に投射された前記映像の照度と、前記第２の領域に照明された前記周辺照明光の照度と、を調整する補助照明光を出射する、
   映像投射照明装置。
8. 請求項２に記載の映像投射照明装置において、
   使用者からの操作信号を受け付ける操作入力部と、制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記操作入力部が受け付けた前記操作信号に基づいて、前記周辺照明部による前記周辺照明光の出射と、前記映像の投射と、を同時に行う第１のモードと、前記周辺照明部による前記周辺照明光の出射と、前記中央照明部による前記中央照明光の出射と、を同時に行う第２のモードと、を切り替える、
   映像投射照明装置。
9. 請求項２に記載の映像投射照明装置において、
   対象物の撮像画像を生成する撮像部と、制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記撮像部が生成した前記対象物の前記撮像画像に基づいて、前記使用者からの操作信号を検出し、検出した前記操作信号に基づいて、前記周辺照明部による前記周辺照明光の出射と、前記映像の投射と、を同時に行う第１のモードと、前記周辺照明部による前記周辺照明光の出射と、前記中央照明部による前記中央照明光の出射と、を同時に行う第２のモードと、を切り替える、
   映像投射照明装置。
10. 請求項９に記載の映像投射照明装置において、
    前記周辺照明部及び前記中央照明部には、平面視でそれぞれ前記映像投射部を取り囲むように複数の光源が配置され、
    一部の前記光源が前記光束を出射しながら、前記撮像部が前記対象物の前記撮像画像を生成し、
    前記制御部は、前記撮像画像に基づいて前記撮像部から見た前記対象物の方向である第１の方向を検出し、前記撮像画像に基づいて前記対象物の陰影を抽出し、前記陰影に基づいて前記一部の光源から見た前記対象物の方向である第２の方向を検出し、前記第１の方向及び前記第２の方向に基づいて、前記対象部の３次元の位置情報を取得し、前記３次元の位置情報に基づいて前記操作信号を検出する、
    映像投射照明装置。
11. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
    前記周辺照明部の光源がＯＬＥＤで構成され、
    前記光源の出射側に、前記光束の形状、発光強度、色を二次元的に制御する二次元変調部が設けられている、
    映像投射照明装置。
12. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
    前記周辺照明部の光源は、半導体レーザと、前記半導体レーザから出射されたレーザ光により励起されて前記周辺照射光を出射する蛍光体と、を備えている、
    映像投射照明装置。
13. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
    前記周辺照明光の配光を制御する配光制御部を備え、
    前記周辺照明部の光源と前記配光制御部との間に、前記周辺照明光を前記配光制御部へ案内する導光体が配置されている、
    映像投射照明装置。
14. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
    前記周辺照明部は、平面視で前記映像投射部を取り囲むように配置された複数の光源を備え、前記光源ごとにオンとオフとが切り替えられる、
    映像投射照明装置。
15. 請求項１に記載の映像投射照明装置において、
    前記周辺照明部の出射側には、前記周辺照明光を拡散させる拡散カバーが設けられている、
    映像投射照明装置。

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