WO2017203652A1 - 天井面の間接照明方法、および、それを実現するための照明装置と筐体 - Google Patents

天井面の間接照明方法、および、それを実現するための照明装置と筐体 Download PDF

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projector
light
illumination light
illumination
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克行 渡辺
信治 澁谷
壮介 久松
石川　達也
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マクセル株式会社
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Definitions

  • the present invention relates to a so-called method of indirectly illuminating a ceiling surface by utilizing a projector, an illuminating device for realizing the method, and a housing (storage case) therefor.
  • the indirect lighting fixture As an indirect lighting fixture used by being attached to the ceiling, for example, as disclosed in Patent Document 1 below, the indirect lighting fixture has a size sufficient to cover the ceiling lighting cover below the ceiling lighting cover. And what attached the reflecting plate which formed the light reflection layer in the upper surface side with the magnet piece is known.
  • a so-called projector device that projects various images in an enlarged manner, such as a display of a large television device or a screen surface provided in a room, an indoor wall or floor surface, a desk, etc.
  • Various types of usage have been proposed and widely implemented as video projection devices that project a desired video on a horizontal plane.
  • the above-described prior art does not disclose any use of the projector as an indirect lighting fixture, and in particular, to attach the projector to a wall surface of an indoor space and obtain indirect illumination on a ceiling surface. It does not disclose the performance and functions necessary for use, and the problems at that time.
  • an object of the present invention is to provide a ceiling surface indirect illumination method and a ceiling surface indirect illumination device that use a projector as an instrument for indirectly illuminating the ceiling surface. Furthermore, an object of the present invention is to provide a housing (storage case) suitable for using a projector mounted on a wall surface of a room by the method.
  • At least a ceiling of a space is utilized by using a projector having a function of modulating and projecting a cross section of light from a light source into a substantially rectangular shape.
  • a method of performing indirect illumination of a surface wherein the projector is disposed on a wall surface that forms the space and is perpendicular to the ceiling surface, and the projector is illuminated with the substantially rectangular cross section projected from the projector
  • the projection angle in the short side direction of the light is set to be within a range of approximately 52 to 60 degrees from the side of the wall, and the illumination light having the substantially rectangular cross section from the projector is projected toward the ceiling surface.
  • an apparatus capable of performing indirect illumination of the ceiling surface by the method described above, and a light source that generates illumination light and a cross section of the illumination light from the light source are substantially rectangular.
  • An indirect illumination device for a ceiling surface comprising: an optical system that modulates; a projection optical system that magnifies and projects illumination light from the optical system; and a control unit that controls at least the light source and the operation of the optical system.
  • a housing for housing the device capable of performing indirect illumination of the ceiling surface described above the housing body having a predetermined three-dimensional shape, and the housing
  • a transparent window portion that communicates with the projection port of the projection optical system of the illumination device and a transparent portion that is formed on a part of the upper surface or side surface of the casing and communicates with the detection light projection port of the moving object intrusion detection means.
  • a casing for the ceiling surface indirect lighting device comprising a window portion.
  • the method of performing the indirect lighting of the ceiling surface which can eliminate the trouble at the time of using a projector as an indirect lighting fixture, the illuminating device which has the structure suitable for it, Furthermore, therefor It is possible to provide a housing (storage case), and as a result, it is possible to exhibit a practically excellent effect that the availability of the projector can be greatly increased.
  • ⁇ Ceiling projection projector> 1 to 3 show a case where so-called indirect illumination is realized by projecting illumination light onto the ceiling surface of a room, which is a predetermined space, by using a projector.
  • reference numeral 100 denotes a so-called video projection projector used as illumination means for generating ceiling illumination light
  • reference numeral 20 denotes a space where indirect illumination is performed by the illumination means.
  • a room such as a bedroom is shown.
  • Reference numerals 21, 22, and 23 denote a wall surface, a ceiling surface, and a floor surface that form the room, respectively.
  • a person who uses / operates the lighting means as a lighting fixture is indicated by a symbol P.
  • the projector 100 when an indirect illumination of the ceiling surface is to be realized by the projector 100 described above, when the operation of the projector 100 by the human P is taken into consideration, the projector 100 is not placed on the ceiling surface 22 but on a part of the wall surface 21. Place or install along. Or you may fix to a wall surface, or you may arrange
  • the ceiling surface 22 that is a target of indirect illumination, which is generally rectangular, is used. Corresponding rectangular illumination can be easily realized.
  • the projection surface having a rectangular cross section it is possible to use an image having a shape other than the rectangle by projecting it on the ceiling surface and changing the atmosphere of the room.
  • the projection ratio TR is a ratio (Z) between the distance (Zh) from the exit surface of the projector to the projection surface and the long side (y) of the projection image (here, the image projected on the ceiling surface). -H) / y.
  • the wall surface 21 is relatively high. Since the position can be set, indirect illumination without blocking of the projection light by a moving object (hereinafter sometimes simply referred to as a human body or the like) P such as a human body is obtained.
  • a moving object hereinafter sometimes simply referred to as a human body or the like
  • the use of such a short projection type projector when used for indirect illumination on the ceiling surface, due to its large projection angle, causes unevenness and distortion on the ceiling surface 22 that is the projection surface due to the projection light at a steep angle. There was a problem of being easily affected by the above.
  • the projection direction of the projector 100 is directed upward, and the projection opening of the projector has a height in the range of approximately 400 to 900 mm from the floor surface 23. It arranged so that it may be located in.
  • the projection angle of the projection light (illumination light) from the projector 100 in particular, the vertical angle ⁇ 1 of the irradiation surface of the rectangular cross section obtained during normal use of the projector is within a range of approximately 52 to 60 degrees (52 It was found that if the angle was set to be less than [theta] ⁇ [theta] 1 ⁇ 60 [deg.], The projection light from the projector 100 was not easily affected by unevenness or distortion on the ceiling surface 22, and suitable indirect illumination was obtained. .
  • the lateral angle ⁇ 2 of the irradiation surface is about 90 to 100 degrees.
  • the projection ratio TR is in the range of about 0.44 to 0.6 (0.44 ⁇ TR ⁇ 0.6).
  • the above-described preferable indirect illumination can be obtained.
  • a part of the projection light from the projector 100 is blocked by a part of the person P depending on the position.
  • a part of the projection light enters the eyes of the human P.
  • the projection light that enters the eyes of the human P is felt dazzling, which may cause discomfort to the human P.
  • the present invention has been made based on the results of the above-described studies, that is, a method for realizing indirect illumination of a ceiling surface using a projector, and an illumination device for realizing the method, Furthermore, it aims at providing the housing
  • the projection light (illumination light) is projected in a pyramid shape from the projector 100 toward the upper ceiling surface 22. That is, the solid region through which the illumination light passes forms a partial quadrangular pyramid shape. Accordingly, it can be seen that the position of the above-described problem changes depending on the height of the person's back with respect to the entire space (for example, indoor space). That is, a child who is shorter than a tall adult is not affected by the emitted light unless he or she is closer. Therefore, unlike a general proximity sensor for detecting the proximity of a human to the projector device, the projection light (illumination light) spreading in a pyramid shape from the projector 100 passes into a relatively limited area.
  • the presence / absence of the person P can be detected only on the left side, the front, and the right side, which are boundary surfaces that define the passage region of the projection light (illumination light). It will be enough.
  • the human body on the left side surface, the front surface, and the right side surface which is a boundary surface of the projection light (illumination light) passing region. It is preferable to provide a sensor for detecting the presence (intrusion) of the presence or the like.
  • FIG. 4 is a configuration diagram for explaining an example of the configuration of the projector 100.
  • a projection optical system 1714 is an optical system that projects video (illumination) light onto a ceiling surface 22 that is a display surface, and includes a projection lens.
  • a panel 1713 that is an image display element is an element that modulates transmitted light or reflected light to generate an image.
  • a transmissive liquid crystal panel, a reflective liquid crystal panel, DMD (Digital Micromirror Device): registered trademark) Use a panel or the like.
  • FIG. 4 shows an example using a transmissive liquid crystal panel, a reflective liquid crystal panel or DMD may be used.
  • the display element driver sends a drive signal corresponding to the video signal to the panel 1713.
  • the illumination optical system 1715 collects the light generated by the light source 1716, makes it uniform, and irradiates the panel 1713.
  • the light source 1716 generates light for image projection, and has a high response speed in order to instantaneously control the light source after detecting a human, as will be described later, for example, an LED light source or a laser light source.
  • a solid light source can be used.
  • the light source 1716 a so-called solid light emitting element composed of LEDs (Light Emitting Diode) of R, G, and B colors is used.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the projector 100.
  • a microcomputer 1703 including a memory therein, a light source driving unit 1717 for driving an LED that is a light source 1716, and It is composed of a panel driver 1712 that drives a panel 1713 that is a video display element, and further includes a TOF detection unit 2201, an audio processing unit 2405, a speaker 2406, etc. I have.
  • the light generated by the light source 1716 is made uniform by the illumination optical system 1715, modulated into desired image light by the display element (panel) 1713, and expanded by the projection optical system 1714. Projected (irradiated). Note that here, a modulation display element (panel) 1713 for modulating light from the light source 1716 into desired image light is shown, but the image to be projected onto the ceiling surface 22 as illumination light or an image described later. In the case where the above is not projected, the element will be unnecessary.
  • the TOF distance sensor 200 includes a reception sensor 202 such as a CMOS image sensor for indicating the time when irradiation light projected from a light source 201 such as an infrared laser LED hits a target (object) and returns as reflected light.
  • a reception sensor 202 such as a CMOS image sensor for indicating the time when irradiation light projected from a light source 201 such as an infrared laser LED hits a target (object) and returns as reflected light.
  • the angle ⁇ is set so that the infrared laser from the light source moves along the left side surface, the front surface, and / or the right side surface, which is the fan or triangular boundary surface shown in FIG.
  • the intensity that is, the brightness of the LED is reduced. Further, when the human body P or the like approaches, that is, in a situation where light exceeding the front, which is the boundary surface, enters the eye (a point P2 is detected by the TOF distance sensor 200), the light intensity (LED brightness) is further increased. It is dark or turns off. At this time, it is also possible to generate an alarm by voice.
  • FIG. 8 shows a case where the human body P has approached the front surface (or right side surface) of the projection light.
  • the intensity of the projection (irradiation) light from the projector 100 is the same as described above. (LED brightness) may be controlled.
  • the control opposite to the above may be performed.
  • FIGS. 9A to 9D show the turn-off / darkening patterns of the projector 100 when the human body P enters the projection (irradiation) light passage region. That is, when the human body P or the like enters the projection light (illumination light) passage region, the light is reduced including the eye region of the human body P (see FIG. 9B) or turned off. (See FIG. 9C). Further, only the area corresponding to the detected head of the human body P may be partially dimmed or extinguished. The partial dimming or extinguishing shown here does not dimming or extinguishing the LED light source directly, but reduces the brightness of a part of the projected video content or makes it completely black level (in FIG. The panel driver is controlled by a panel control signal 1703). If the entire screen is dimmed or extinguished rather than partially, it can be realized by dimming or extinguishing the LED light source directly.
  • the projection (irradiation) light from the projector 100 can be more reliably prevented from entering the human body P approaching the apparatus, in particular, directly into its eyes, the above-described problems can be solved. It becomes.
  • the light source 1716 can control the projection (illumination) light instantaneously including on / off thereof. It is preferable to employ the above-described LED (Light Emitting Diode).
  • FIGS. 10A and 10B show patterns at the time of turning off.
  • the display element (panel) 1713 constituting the projector 100 is not necessarily required. No (FIG. 10A).
  • the display of the message is realized by using the display element (panel) 1713 as shown in FIG. Is possible.
  • the display element By installing the display element, it is possible to display not only messages but also contents such as environmental images (forests, seas, blue sky, starry sky, etc.) and movies on a large screen.
  • the above-described TOF distance sensor 200 that is a sensor for detecting intrusion into an optical path of a human body or the like may be integrated into the housing of the projector 100 or may be configured separately and disposed and attached. It is also possible to do. Even in this case, the TOF distance sensor 200 is incorporated or attached to the left side surface, which is the boundary surface of the region where the infrared light from the light source passes through the projection light (illumination light) of the projector, It moves along any one of the front surface and the right side surface (mainly the front surface), and is thus set at a position where the above-described laser curtain can be provided.
  • a laser curtain may be provided so as to move only along the front surface of the left side surface, the front surface, and the right side surface.
  • the projector 100 described above is described as being disposed on a part of the wall surface 21 that is a surface perpendicular to the ceiling surface 22 that performs indirect illumination in the space 20.
  • the projector 100 moves the housing (storage case) 300 into the space by storing it in a housing (storage case) 300 described in detail below (somewhere on the four walls of the room). It is possible to realize indirect illumination of various ceiling surfaces.
  • a housing (case) for this purpose will be described below.
  • FIGS. 11 and 12 show two types of shapes with different depths.
  • the depth of furniture arranged near the wall is 300 mm and 450 mm, so FIG. 11 shows a case with a depth of 300 mm and FIG. 12 a case with a depth of 450 mm.
  • the housing (storage case) 300 has external dimensions of, for example, a height of 940 mm, a depth of 300 mm, and a width of 1200 mm.
  • a storage portion for fixing the video (illumination) light to 21 is provided.
  • the storage unit forms a space adapted to the outer peripheral shape of the projector 100 shown by a broken line in the drawing, and further, a necessary power supply unit, wiring unit, etc. It can be realized by providing.
  • the housing unit may include a holding unit and an adjusting unit for fixing and holding the projector in a desired posture.
  • an intake / exhaust port 310 is formed at the bottom of the casing 300,
  • a projection window 320 for transmitting the projection light from the projector 100 is provided on the upper surface of the housing 300.
  • the projection window 320 is formed so that the opening thereof is spatially communicated with the light projection port of the projector, and further, for example, may remain open or transparent on the upper surface of the housing. You may attach the transparent board formed from the acrylic material or glass.
  • the sensor window 330 is formed on the front surface of the storage case 300 at the position where the laser curtain of the TOF distance sensor 200 passes, which is still an opening or formed from a transparent acrylic or glass transparent plate. Is provided.
  • the sensor window 330 is not only shown on the side surface of the housing (case) 300 as shown in FIGS. 11A and 11B, but also on the sensor window 330 as shown in FIGS. 12A and 12B.
  • the laser curtain is attached to a part of the upper surface. That is, the projector 100 and the distance sensor 200 can perform the above-described expected operations via the projection window 320 and the sensor window 330.
  • a storage portion may be formed separately from the storage portion of the projector.
  • the TOF distance sensor is a boundary surface of the region through which the projection light (illumination light) of the projector passes. Since this can be dealt with by providing a laser curtain so as to move only along the front surface, there is no problem with the installation method as shown in FIGS. 11B, 11C, and 12C.
  • a structure that does not block the space is suitable as shown in FIG.
  • reference numeral 350 denotes a speaker for outputting sound or the like that would be necessary when using the video projection function of the projector 100, for example.
  • the speaker 350 (speaker 2406 in FIG. 5) is driven by the audio processing unit 2405 shown in FIG. 5, and is attached to the video when the projector 100 projects the video on the ceiling surface 22, for example. Used to output an alarm or when the above-described TOF distance sensor 200 detects the intrusion of a human body or the like P.
  • the projector As described above in detail, according to the present invention, it is possible to use the projector as a ceiling surface indirect lighting device that is practically excellent, and has a configuration necessary for that purpose.
  • An apparatus that is, a projector
  • An apparatus that can be used as an indirect lighting device for a ceiling surface
  • a so-called casing that can be easily realized when the indirect illumination of the ceiling surface is realized using the apparatus (that is, the projector) is provided.
  • the projector 100 has been described only in the case of being used as an indirect lighting device for a ceiling surface.
  • the projector 100 can be used in the same manner as a normal projector, for example, by being arranged on the upper surface of a table or the housing (storage case) 300 or by being attached to the ceiling surface.
  • the TOF distance sensor 200 similarly to the above, the intrusion of a human body or the like into the passage area of the projection light from the projector is reliably detected, and the light source is turned off or dimmed. By doing so, it becomes possible to increase the safety.
  • the illumination device with a video projection function has been described in detail.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments are described in detail for the entire system in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

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Abstract

プロジェクタを使用する天井面の間接照明方法と、そのための装置、更には、そのための筐体（収納ケース）を提供する。少なくとも、断面が略矩形の照明光を投射する機能を備えたプロジェクタを利用して空間の天井面の間接照明を行う方法であって、前記プロジェクタを前記天井面に垂直な壁面上に配置し、前記プロジェクタを、当該プロジェクタから投射される前記照明光の断面の前記略矩形の短辺方向の投射角が５２～６０度の範囲内になるように設定し、前記プロジェクタからの前記照明光を、前記天井面に向けて投射する。

Description

天井面の間接照明方法、および、それを実現するための照明装置と筐体
　本発明は、いわゆる、天井面を、プロジェクタを活用することによって間接照明する方法と、それを実現するための照明装置、更には、そのための筐体（収納ケース）に関する。
　天井に取り付けて使用する間接照明器具としては、例えば、以下の特許文献１にも開示されるように、天井照明カバーの下側に、当該天井照明カバーを覆い隠すに十分な大きさを有し、かつ、その上面側に光反射層を形成した反射板を磁石片により取り付けたものが知られている。
　一方、各種の映像を拡大して投射する、いわゆる、プロジェクタ装置は、大型のテレビジョン装置の表示や室内に設けられたスクリーン面をはじめとして、室内の壁や床面、更には、机などの水平面に所望の映像を拡大して投射する映像投射装置として、各種の利用形態が提案されており、かつ、広く実施されている。
特開２０１３－１１４９２７号公報
　しかしながら、上述した従来技術では、上記のプロジェクタを間接照明器具として使用することに関しては一切開示されておらず、特に、当該プロジェクタを、室内空間の壁面に取り付けて天井面に間接照明を得るために使用する場合に必要な性能や機能、更には、その際の問題点などについては開示されていない。
　本発明は、プロジェクタを、天井面を間接照明するための器具として使用する天井面の間接照明方法と、天井面の間接照明装置を提供することを目的とする。更に、本発明では、当該方法によりプロジェクタを室内の壁面等に取り付けて使用するのに適した筐体（収納ケース）を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するための一実施の態様として、本発明によれば、少なくとも、光源からの光の断面を略矩形に変調して拡大投射する機能を備えたプロジェクタを利用して空間の天井面の間接照明を行う方法であって、前記プロジェクタを、前記空間を形成し、かつ、前記天井面に垂直な壁面に配置し、前記プロジェクタを、当該プロジェクタから投射される前記断面略矩形の照明光の短辺方向の投射角が壁際から概略５２～６０度の範囲内になるように設定し、前記プロジェクタからの前記断面略矩形の照明光を、前記天井面に向けて投射する天井面の間接照明方法が提供される。
　また、本発明によれば、上記に記載した方法により天井面の間接照明を行うことが可能な装置であって、照明光を発生する光源と、前記光源からの照明光の断面を略矩形に変調する光学系と、前記光学系からの照明光を拡大して投射する投射光学系と、少なくとも前記光源と前記光学系の動作を制御する制御部と、を備えている天井面の間接照明装置が提供される。
　加えて、本発明によれば、上記に記載した天井面の間接照明を行うことが可能な装置を収納するための筐体であって、所定の立体形状を有する筐体本体と、前記筐体本体の内部に形成されて、前記間接照明装置を前記天井面に垂直な面上に配置することが可能な収納部と、前記筐体の上面に形成され、前記収納部内に収納された前記間接照明装置の前記投射光学系の投射口に連通する透明な窓部と、前記筐体の上面または側面の一部に形成され、前記移動物体侵入検知手段の前記検出光の投射口に連通する透明な窓部と、を備えている天井面間接照明装置のための筐体が提供される。
　本発明によれば、プロジェクタを間接照明器具として使用する際の問題点を解消することが可能な天井面の間接照明を行う方法、また、それに適した構成を有する照明装置、更には、そのための筐体（収納ケース）を提供することが可能となり、ひいては、プロジェクタの利用可能性を大幅に拡大することが可能となるという実用的にも優れた効果を発揮することができる。
本発明の一実施の形態であるプロジェクタを利用して天井面の間接照明を行う方法について説明するための室内空間の側面図である。 上記プロジェクタを利用して天井面の間接照明を行う方法について説明するための室内空間の他の側面からの透視図である。 上記プロジェクタを利用して天井面の間接照明を行う方法について説明するための室内空間の全体の透視図である。 上記プロジェクタの内部構成の一例を示す構成図である。 上記プロジェクタの回路構成の一例を示すブロック図である。 上記プロジェクタを利用して天井面の間接照明を行う方法において利用される侵入検知センサであるＴＯＦ距離センサを説明するブロック図である。 上記侵入検知センサであるＴＯＦ距離センサの検知動作（特に、前面）を説明する図である。 上記侵入検知センサであるＴＯＦ距離センサの検知動作（特に、左側面と右側面）を説明する図である。 上記ＴＯＦ距離センサによる人体等近接の検知と上記プロジェクタの動作を説明する図である。 上記プロジェクタによる他の動作を説明する図である。 上記プロジェクタを利用して天井面の間接照明を行うための筐体（収納ケース）の一例を説明する図である。 上記プロジェクタを利用して天井面の間接照明を行うための筐体（収納ケース）の他の例を説明する図である。 上記プロジェクタの他の利用方法を説明する図である。 上記プロジェクタの他の利用方法を説明する図である。
　以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら、詳細に説明するが、それに先立ち、まず、本発明の発明者等により行われた検討結果について述べる。
　＜天井投射プロジェクタ＞
　図１～図３は、所定の空間である室内において、プロジェクタを用いることにより、その天井面に照明光を投射して、もって、いわゆる、間接照明を実現した場合を示している。これらの図において、符号１００は、天井照明光を発生するための照明手段として用いられる、いわゆる、映像投射プロジェクタを示しており、符号２０は、当該照明手段により間接照明が行われる空間である。例えば、寝室などの部屋を示している。そして、符号２１、２２、２３は、それぞれ、当該部屋を形成する壁面、天井面、床面を示す。また、これらの図では、当該照明手段を照明器具として利用／操作する人間を、符号Ｐによって示している。
　まず、上述したプロジェクタ１００によって天井面の間接照明を実現しようとした場合、当該プロジェクタ１００の人間Ｐによる操作を考慮に入れると、当該プロジェクタ１００は、天井面２２ではなく、壁面２１の一部に沿って配置し、または、取り付ける。あるいは、壁面に固定しても良く、または、床面設置のスタンド等の固定具等により壁面２１の近傍に配置してもよい。これにより、当該プロジェクタ１００からの照明光が天井面２２に投射される構成とすることが現実的である。なお、その際、プロジェクタ１００の一般的な特性である、断面が矩形状の投影面を利用することによれば、一般的には矩形形状であろう、間接照明の対象である天井面２２に対応した矩形状の照明を、簡単に、実現することができる。但し、前記断面が矩形状の投影面において、矩形以外の形状の映像を載せて天井面に投影し、部屋の雰囲気を変える等の使い方もありうる。
　＜プロジェクタの配置＞
　続いて、上述したプロジェクタ１００を取り付けまたは配置する高さについて考慮する。最初に、以下に用いるプロジェクタの投射比ＴＲの定義を、図２の各部の寸法を基に説明する。一般に投射比ＴＲ(Through Ratio)は、プロジェクタの出射面から投射面までの距離（Ｚ－ｈ）と投射画像（ここでは天井面に投影される画像）の長辺（ｙ）との比（Ｚ－ｈ）／ｙで定義される。投射面までの距離が短い、いわゆる、短投射型のプロジェクタ（投射比ＴＲが０．３前後で近距離から大画面を投射するプロジェクタ）を利用することによれば、壁面２１の比較的に高い位置に設定することが可能となることから、人間の体等の移動物体（以下、単に人体等と表記することもある）Ｐによる投射光の遮断のない間接照明が得られることとなる。しかしながら、かかる短投射型のプロジェクタの利用は、天井面への間接照明に用いようとすると、その大きな投射角度のため、急峻な角度の投射光によって投射面である天井面２２上の凹凸や歪み等の影響を受けやすいという課題があった。一方、投射比が大きなプロジェクタの場合、例えばＴＲ＝１のプロジェクタで床面付近から投射したとしても、一般の団地サイズの６帖間（Ｘ＝３４００ｍｍ×Ｙ＝２５５０（または、２２００）ｍｍの天井面、高さＺ＝２４００ｍｍの部屋）の天井全体には投射することは困難である。
　そこで、本発明では、一例として、図２における各部の寸法が、例えば、Ｘ＝３４００ｍｍ×Ｙ＝２５５０ｍｍの寸法の天井面２２、同じ寸法の床面２３、そして、Ｚ＝２４００ｍｍの壁面２１によって形成される室内空間２０（即ち、一般的な団地サイズの６帖間）内において、プロジェクタ１００の投射方向を上方に向け、当該プロジェクタの投射口が床面２３から略４００～９００ｍｍの範囲の高さに位置するように配置した。また、プロジェクタ１００からの投射光（照明光）の投射角、特に、プロジェクタの通常の使用時において得られる矩形断面の照射面の縦方向の角度θ１が、略５２～６０度の範囲内（５２°＜θ１＜６０°）になるように設定すれば、プロジェクタ１００からの投射光によっても、天井面２２上の凹凸や歪み等の影響を受けにくく、好適な間接照明が得られることが分かった。なお、照射面の横方向の角度θ２については、９０度～１００度程度である。上記４００～９００ｍｍに投射口を設けた場合、投射比ＴＲは略０．４４～０．６の範囲内（０．４４＜ＴＲ＜０．６）になる。
　しかしながら、この場合には、上述した好適な間接照明は得られるが、図からも明らかなように、その位置によっては、プロジェクタ１００からの投射光の一部が人間Ｐの一部により遮られてしまい、特に、それが頭部である場合には、投射光の一部が人間Ｐの眼に入ってしまう。人間Ｐの眼に入った投射光はまぶしく感じられ、そのため人間Ｐに不快感を与える可能性がある。
　そこで、本発明は、上述した検討の結果に基づいてなされたものであり、即ち、天井面の間接照明を、プロジェクタを利用して実現するための方法と、それを実現するための照明装置、更には、そのための筐体（ケース）を提供することをその目的とする。より具体的には、プロジェクタの天井面に対する取り付け位置の設定を含めた天井面の間接照明方法を提供すると共に、その際における上述した課題等を解消するものである。
　即ち、図３にも示すように、投射光（照明光）は、プロジェクタ１００から上方の天井面２２に向かって角錐状に広がって投射されている。すなわち、照明光の通過する立体領域は、部分四角錐形状を形成する。これにより、上述した問題点は、空間全体（例えば、室内空間）に対しては、人間の背の高さに依存して位置が変わることが分かる。即ち背の高い大人に比べ背の低い子供などはより接近しないと出射光の影響を受けない。そのため、プロジェクタ装置への人間の近接を検出するための一般的な近接センサとは異なり、プロジェクタ１００から角錐状に広がる投射光（照明光）が通過する、比較的に限定した領域内への、人間の侵入を検出すればよい。より具体的には、図３にも示すように、投射光（照明光）の通過領域を規定する境界面である、左側面、前面、右側面においてのみ、人間Ｐの存在の有無を検知すれば足りることとなる。言い換えれば、プロジェクタ１００によって天井面の間接照明を実現しようとした場合、上述した配置設定に加えて、投射光（照明光）の通過領域の境界面である、左側面、前面、右側面における人体等の存在の有無（侵入）を検知するためのセンサを設けることが好ましい。
　＜プロジェクタ装置＞
　次に、上述したプロジェクタ１００の構成の一例について、図を参照しながら、以下に詳述する。
　図４は、プロジェクタ１００の構成の一例を説明する構成図である。この図において、投射光学系１７１４は、映像（照明）光を表示面である天井面２２へ投射する光学系であり、プロジェクションレンズを含む。映像表示素子であるパネル１７１３は、透過する光または反射する光を変調して映像を生成する素子であり、例えば、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）：登録商標）パネル等を用いる。図４は透過型液晶パネルを使用した一例だが、反射型液晶パネルやＤＭＤを使用してもよい。なお、ここでは図示しないが、表示素子駆動部は、パネル１７１３に対して映像信号に応じた駆動信号を送る。また、照明光学系１７１５は、光源１７１６で発生した光を集光し、より均一化して、上記のパネル１７１３に照射する。
　なお、光源１７１６は、映像投射用の光を発生するものであり、特に後述するように人間を検知後、光源を瞬時に制御するために応答速度が速い、例えば、ＬＥＤ光源やレーザ光源等の固体光源を用いることができる。本例では、光源１７１６としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成される、いわゆる、個体発光素子を利用している。
　また、図５は、上記プロジェクタ１００の回路構成の一例を示す図であり、基本的には、内部にメモリを含むマイコン１７０３と、光源１７１６であるＬＥＤを駆動するための光源駆動部１７１７と、映像表示素子であるパネル１７１３を駆動するパネルドライバ１７１２から構成されており、更には、以下にも詳細を説明する人体等侵入検知センサであるＴＯＦ検出部２２０１、音声処理部２４０５、スピーカー２４０６等を備えている。
　上述したプロジェクタ１００の構成によれば、光源１７１６で発生した光は、照明光学系１７１５において均一化され、表示素子（パネル）１７１３において所望の映像光に変調され、投射光学系１７１４により拡大して投射（照射）される。なお、ここでは、光源１７１６からの光を所望の映像光に変調するための変調表示素子（パネル）１７１３を示しているが、天井面２２へ照明光として投射する場合や、後にも説明する映像などを投射しない場合には、当該素子は不要であろう。
　＜人体等の光路内への侵入検知センサ＞
　次に、上記図３で述べた投射光（照明光）の通過領域の境界面、左側面、正面、右側面において、人体等Ｐの存在の有無（侵入）を検知するためのセンサの一例として、いわゆる、ＴＯＦ（Time Of Flight）を利用したセンサについて、図面を参照しながら説明する。
　図６にも示すように、ＴＯＦ距離センサ２００は、例えば、赤外線レーザＬＥＤなどの光源２０１から投光した照射光がターゲット（物体）に当たって反射光として戻る時間を、ＣＭＯＳイメージセンサ等の受信センサ２０２を用いて、リアルタイムで測定することにより、ターゲットの距離を取得する。そこで、本発明では、光源からの赤外線レーザを、上記図３に示した扇または三角形状の境界面である、左側面、前面、および／または、右側面に沿って移動するように、角度α（＝θ２またはθ１）の範囲で回転移動しながら走査することにより検出光を出力して、いわゆる、レーザカーテンを設け、当該レーザカーテンによって人体等の侵入を検知する。このようなＴＯＦ距離センサを侵入検知センサとして使用することによれば、上述したように、室内の空間全体に対しては比較的狭い領域を占有する投射光（照明光）の通過領域内への人体等の侵入を、確実に検知し、もって、光源を消灯するなどによって、上述した課題等を解消することが可能となる。
　更に、図７には、上述したＴＯＦ距離センサ２００によるレーザカーテンの設定の詳細について説明する。図からも明らかなように、ＴＯＦ距離センサ２００を、上記プロジェクタ１００の光の出射位置（光投射口）からｈ（例えば、ｈ＝２００ｍｍ）だけ低い位置に設ける。また、ＴＯＦ距離センサからのレーザ出射角度θ１’をプロジェクタからの出射角度θ１と同じまたは僅かに大きな値に設定する（θ１’≧θ１）。これにより、レーザカーテンは、境界面である正面よりもｄ（＝１１５ｍｍ）だけ外側の点Ｐ１にて人体等Ｐを検出することができ、それに伴って、プロジェクタ１００からの投射（照射）光の強度、即ち、ＬＥＤの輝度を低下させる。更に、人体等Ｐが近づいた場合、即ち、境界面である正面を越える光が目に入る状況（ＴＯＦ距離センサ２００で点Ｐ２を検知）においては、光の強度（ＬＥＤの輝度）を、更に暗く、または、消灯する。なお、この時、音声によりアラームを発生させることも可能である。
　図８には、人体等Ｐが投射光の前面（または、右側面）に近づいた場合を示しており、この場合にも、上記と同様にして、プロジェクタ１００からの投射（照射）光の強度（ＬＥＤの輝度）を制御すればよい。なお、人体等Ｐが遠ざかる場合には、上記と逆の制御を行えばよい。
　更に、図９（Ａ）～（Ｄ）には、人体等Ｐが投射（照射）光の通過領域内に入った場合における、プロジェクタ１００の消灯／減光のパターンを示す。即ち、人体等Ｐが投射光（照明光）通過領域に侵入した場合には、特に、人体等Ｐの目の領域を含めて減光し（図９（Ｂ）を参照）、または、消灯する（図９（Ｃ）を参照）ことが好ましい。更には、検知された人体等Ｐの頭部に対応する領域だけを部分的に減光または消灯してもよい。ここで示す部分的な減光または消灯は、直接ＬＥＤ光源を減光または消灯するのではなく、投射する映像コンテンツの一部の輝度を落とすか、完全に黒レベルにするか（図５ではマイコン１７０３のパネル制御信号でパネルドライバを制御）によって実現するものである。部分的でなく画面全体を減光または消灯する場合は、ＬＥＤ光源を直接減光または消灯することで実現できる。
　このように、プロジェクタ１００からの投射（照射）光が、装置に近づく人体等Ｐ、特に、その目に直接入ることをより確実に防止することができることから、上述した課題を解消することが可能となる。
　なお、上述したプロジェクタ１００の消灯／減光を実現するためには、その光源１７１６としては、そのオン／オフを含めて投射（照明）光を瞬時に制御することが可能であることを理由に、上記したＬＥＤ（Light Emitting Diode）を採用することが好ましい。
　また、図１０（Ａ）および（Ｂ）は消灯時のパターンを示すものであり、間接照明として点灯と消灯のみ行う場合は、プロジェクタ１００を構成する表示素子（パネル）１７１３については、必ずしも必要ではない（図１０（Ａ））。しかしながら、例えば、プロジェクタの消灯時において、更に、メッセージを表示したい場合には、図１０（Ｂ）にも示すように、表示素子（パネル）１７１３を利用することによって、メッセージの表示を実現することが可能となる。表示素子を搭載することで、メッセージだけではなく、環境映像（森林や海、青空、星空など）や映画などのコンテンツを大画面で表示することも可能となる。
　更に、上述した人体等の光路内への侵入検知センサであるＴＯＦ距離センサ２００は、プロジェクタ１００の筐体内に一体に組み込んでも、または、別体に構成して、個別に配置して取り付けるようにすることも可能である。なお、その際にも、当該ＴＯＦ距離センサ２００の組み込み、あるいは、取り付けは、その光源からの赤外線レーザが、上記プロジェクタの投射光（照明光）が通過する領域の境界面である、左側面、前面、右側面のいずれか一面（主に、前面）に沿って移動し、もって、上述したレーザカーテンを設けることができる位置に設定されることとなる。但し、筺体に組み込んだ場合、筺体の幅が広い場合は人間が左右から投射面の近くには寄りにくいため、赤外線レーザが、上記プロジェクタの投射光（照明光）が通過する領域の境界面である、左側面、前面、右側面のうち前面にのみ沿って移動するようにレーザカーテンを設けることもありうる。
　以上の説明では、上述したプロジェクタ１００は、空間２０において間接照明を行う天井面２２に対して垂直な面である壁面２１の一部に配置されるものとして述べた。しかしながら、当該プロジェクタ１００は、以下に詳述する筐体（収納ケース）３００内に収納することにより、当該筐体（収納ケース）３００を空間内に移動する（部屋の４面の壁のどこかに移動する）ことにより、種々の天井面の間接照明を実現することが可能となる。そのための筐体（ケース）について、以下に説明する。
　図１１、１２は、筺体の奥行が違う２種類の形状の筺体を示したものである。一般に壁際に配置する家具の奥行は、３００ｍｍ、４５０ｍｍが基準となるため、図１１に奥行３００ｍｍ、図１２に奥行４５０ｍｍの筺体の場合を示したものである。
　図１１（Ａ）に示すように、筐体（収納ケース）３００は、例えば、高さ９４０ｍｍ、奥行３００ｍｍ、幅１２００ｍｍの外形寸法を有しており、その内部には、プロジェクタが縦方向に壁面２１に向かってその映像（照明）光を投射するように固定するための収納部を備えている。なお、ここでは図示はしないが、この収納部は、図に破線で示したプロジェクタ１００の外周形状に適合して形成された空間を形成することにより、更には、必要な電源部や配線部等を設けることにより実現可能である。また、この収容部は、プロジェクタを所望の姿勢に固定して保持するための保持部や調整部を備えてもよい。
　即ち、プロジェクタ１００が当該収納部の内部に収納されて取り付けられる筐体（収納ケース）３００では、図にも示すように、筐体３００の底部には、吸排気口３１０が形成されており、筐体３００の上面には、上記プロジェクタ１００からの投射光が透過するための投影窓３２０が設けられている。なお、当該投影窓３２０は、その開口をプロジェクタの光の投射口まで空間的に連通して形成されており、更に、筐体の上面においては、例えば、開口したままでもよく、または、透明なアクリル材、または、ガラスから形成された透明板を取り付けてもよい。また、収納ケース３００の前面には、上記ＴＯＦ距離センサ２００のレーザカーテンが通過する位置に、やはり、開口部のまま、または、透明なアクリル材やガラスの透明板から形成された、センサ窓３３０が設けられている。
　なお、当該センサ窓３３０は、上述した図１１（Ａ）および（Ｂ）に示したように、筐体（ケース）３００の側面だけではなく、図１２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、例えば、奥行４５０ｍｍの筐体（収納ケース）３００では、レーザカーテンが通過する上面の一部に取り付けられる。即ち、これら投影窓３２０やセンサ窓３３０を介して、プロジェクタ１００や距離センサ２００は上述した所期の動作を行うことが可能となる。
　なお、図１１（Ｂ）および図１２（Ｂ）にも明らかなように、上記プロジェクタ１００と上記ＴＯＦ距離センサ２００とを別体で構成した場合には、当該ＴＯＦ距離センサ２００の収納部（図示せず）を、上記プロジェクタの収納部とは個別に形成すればよい。
　なお、前述したように、筺体３００の幅が広い場合、人間が左右から投射面の近くには寄りにくいため、ＴＯＦ距離センサは、上記プロジェクタの投射光（照明光）が通過する領域の境界面である前面にのみ沿って移動するようにレーザカーテンを設けることで対応できるため、図１１（Ｂ）、（Ｃ）および図１２（Ｃ）のような設置方法で問題ない。一方、左側面、前面、右側面の全ての面で検出する場合は、図１２（Ｂ）に示すように、空間をさえぎるものがない構造が適している。
　また、これらの図中において、符号３５０は、例えば、プロジェクタ１００の映像投射機能を使用する場合において必要であろう音声等を出力するためのスピーカーを示している。なお、このスピーカー３５０(図５のスピーカー２４０６)は、上記図５に示した音声処理部２４０５により駆動され、例えば、プロジェクタ１００により映像を天井面２２に投射している場合に、当該映像に付属する音声を、或は、上述したＴＯＦ距離センサ２００が人体等Ｐの侵入を検知した場合に、アラームを出力するために使用される。
　以上に詳述したように、本発明によれば、プロジェクタを利用して、実用的にも優れた天井面の間接照明器具として使用することが可能となり、また、そのために必要な構成を備えた天井面の間接照明器具としての利用も可能な装置（即ち、プロジェクタ）が提供されることとなる。加えて、当該装置（即ち、プロジェクタ）を利用して天井面の間接照明を実現する場合に簡単に実現することを可能にする、いわゆる、筐体（収納ケース）が提供されることとなる。
　なお、上記の説明においては、プロジェクタ１００は、もっぱら天井面の間接照明器具として使用される場合についてのみ述べたが、しかしながら、上記のプロジェクタ１００は、図１３および図１４にも例示するように、上記プロジェクタ１００は、例えば、テーブルや上記筐体（収納ケース）３００の上面に配置し、あるいは、天井面に取り付けることによっても、通常のプロジェクタと同様にして利用することも可能である。なお、その際にも、上記ＴＯＦ距離センサ２００によれば、上記と同様に、プロジェクタからの投射光の通過領域内への人体等の侵入を確実に検知し、もって、光源を消灯または減光するなどにより、その安全性を高めることが可能となる。
　以上、本発明の種々の実施例になる映像投射機能付き照明装置について詳細に述べた。しかしながら、本発明は、上述した実施例のみ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、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためにシステム全体を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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例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ろう。
　２０…室内空間、２２…天井面、１００…プロジェクタ、１７１４…投射光学系、１７００…筐体（収納ケース）。

Claims (8)

  1. 　少なくとも、断面が略矩形の照明光を投射する機能を備えたプロジェクタを利用して天井面の間接照明を行う方法であって、
    　前記プロジェクタを前記天井面に垂直な壁面もしくは前記壁面の近傍に配置し、
    　前記プロジェクタを、当該プロジェクタから投射される前記照明光の断面の前記略矩形の短辺方向の投射角が前記壁面から５２～６０度の範囲内になるように設定し、
    　前記プロジェクタからの前記照明光を、前記天井面に向けて投射する、天井面の間接照明方法。
  2. 　請求項１に記載の方法において、
    　前記プロジェクタが前記照明光を前記天井面に向けて投射している間、前記照明光が通過する部分四角錐形状の立体領域への移動物体の侵入を検知し、
    　前記移動物体の侵入を検知した場合には、前記プロジェクタからの照明光の少なくとも一部を減光または消灯する、天井面の間接照明方法。
  3. 　断面が略矩形の照明光を投射する機能を利用して天井面の間接照明を行うことが可能な装置であって、
    　照明光を発生する光源と、
    　前記光源からの光を断面が略矩形の照明光に変調する光学系と、
    　前記光学系からの照明光を拡大して投射する投射光学系と、
    　少なくとも前記光源と前記光学系の動作を制御する制御部と、
    を備えており、
    　前記装置は、
    　前記天井面に垂直な壁面もしくは前記壁面の近傍に配置することが可能であり、
    　投射される前記照明光の断面の前記略矩形の短辺方向の投射角が前記壁面から５２～６０度の範囲内になるように設定して、前記照明光を前記天井面に向けて投射することが可能である、天井面の間接照明装置。
  4. 　請求項３に記載の装置において、
    　更に、
    　前記照明光が通過する部分四角錐形状の立体領域への移動物体の侵入を検知する手段を前記装置と一体に、または、別体に備えており、
    　前記制御部は、前記移動物体の侵入を検知した場合には、前記光源から前記天井面に投射される照射光の少なくとも一部を減光または消灯するように制御する、天井面の間接照明装置。
  5. 　請求項２に記載の装置において、
    　前記移動物体侵入検知手段は、ＴＯＦ距離センサから構成されている、天井面の間接照明装置。
  6. 　請求項５に記載の装置において、
    　前記ＴＯＦ距離センサは、前記照明光が通過する部分四角錐形状の立体領域の境界面に沿って検出光を走査することにより、前記移動物体の侵入を検知する、天井面の間接照明装置。
  7. 　照明光を発生する光源と、前記光源からの光を断面が略矩形の照明光に変調する光学系と、前記光学系からの照明光を拡大して投射する投射光学系と、少なくとも前記光源と前記光学系の動作を制御する制御部と、を備えて天井面の間接照明を行うことが可能な天井面の間接照明装置を収納するための筐体であって、
    　前記筐体は、
    　所定の立体形状を有する筐体本体と、
    　前記筐体本体の内部に形成されて、前記間接照明装置を前記天井面に垂直な面またはその近傍に配置することが可能な収納部と、
    　前記筐体の上面に形成され、前記収納部内に収納された前記間接照明装置の前記投射光が通過可能な窓部と、を備えており、
    　前記収納部は、その内部に、前記天井面の間接照明装置を、投射される前記照明光の断面の前記略矩形の短辺方向の投射角が前記壁面から５２～６０度の範囲内になるように設定して、前記照明光を前記天井面に向けて投射することが可能に構成されている、天井面間接照明装置のための筐体。
  8. 　請求項７に記載の筐体において、
    　前記天井面の間接照明装置は、更に、前記照明光が通過する部分四角錐形状の立体領域への移動物体の侵入を検知する手段を備えており、
    　前記移動物体侵入検知手段は、
    　前記筐体の上面または側面の一部に形成され、前記移動物体侵入検知手段の前記検出光が通過可能な窓部を備えている、天井面間接照明装置のための筐体。
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