JP2008047406A - 吊り下げ式照明装置およびランタン - Google Patents

Abstract

【課題】吊り下げてもプロジェクタ機能を使用することができる吊り下げ式照明装置およびランタンを提供する。
【解決手段】ＬＥＤ光源３３および照明用ランプ４１と、ＬＥＤ光源３３からの光を利用して投射像を投射するプロジェクタモジュール１４と、照明用ランプ４１の光を照明用として外部へ放射する証明部４０と、吊り下げ式照明装置の揺れを検出する揺れ検出センサ３８と、揺れに起因する、投射像のブレを、揺れ検出センサ３８によって検出した揺れに基づいて補償する揺れ演算補正回路２１とを備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクタ機能を備えた吊り下げ式照明装置およびランタンに関する。

記録媒体に記録された画像をスクリーン上に投影する機能に加え、懐中電灯として使用できるプロジェクタ装置が従来技術として知られている（たとえば、特許文献１）。
特開平６−５９２３９号公報

特許文献１に記載されているような従来のプロジェクタ装置では、小型化して使用する場合、不安定な状態で投影すると、像ブレが生じてしまうという問題があった。

（１）請求項１の発明の照明装置は、投射用および／または照明用の光源と、光源からの光を利用して投射像を投射する投射手段と、光源の光を照明用として外部へ放射する放射手段と、投射手段の揺れを検出する揺れ検出手段と、揺れに起因する投射像のブレを、揺れ検出手段によって検出した揺れに基づいて補償する像ブレ補償手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の照明装置において、像ブレ補償手段は、像シフト手段と、像回転手段とを含むことを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の照明装置において、像シフト手段は、投射レンズの位置を移動する像シフト補償光学系、または投射像を生成する画像を画像処理することによって投射像をシフトする画像処理手段であることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項２に記載の照明装置において、像回転手段は、投射像をその光軸回りに回転させることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項４に記載の照明装置において、像回転手段は、投射手段を回転させることによって、または投射像を生成する画像を画像処理することによって投射像を回転させることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置において、照明装置を吊り下げる吊り下げ部を有し、投射像のブレは吊り下げ部で照明装置を吊り下げたことによる揺れに起因することを特徴とする。
（７）請求項７の発明のランタンは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、照明装置の揺れによる投射像のブレを補償することができるプロジェクタを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態によるプロジェクタ付きランタン１の外観図である。プロジェクタ付きランタン１は、内蔵されているバッテリによって蛍光管１１を発光する。図１に示すように、プロジェクタ付きランタン１は通常の乾電池式ランタンと同様に蛍光管１１、ホヤ１２および吊るし具１３を含む。吊るし具１３を用いてプロジェクタ付きランタン１を吊り下げることができる。さらにプロジェクタ機能を有するため、プロジェクタモジュール１４、機能切替スイッチ１５、メモリカードスロット口１６、ＴＶチャンネル切替ボタン１７および外部入力端子１８を含む。プロジェクタモジュール１４の詳細については後述する。

機能切替スイッチ１５は回転式のスイッチであり、プロジェクタ付きランタン１の照明機能とプロジェクタ機能とを切り替える。機能切替スイッチ１５には、「ＯＦＦ」、「ＬＩＧＨＴ」および「ＰＪ」の切替位置が表示される。機能切替スイッチ１５の切替位置を「ＯＦＦ」にすると、プロジェクタ付きランタン１の機能は停止する。切替位置を「ＬＩＧＨＴ」にすると、プロジェクタ付きランタン１の照明機能は動作し、プロジェクタ機能は停止する。切替位置を「ＰＪ」にすると、照明機能は停止し、または蛍光管１１の光量は低減し、プロジェクタ機能は動作する。

メモリカードスロット口１６は画像や映像が記憶されたメモリカードを挿入する挿入口である。チャンネル切替ボタン１７は、内蔵されたＴＶチューナが受信するチャンネルを切り替えるためのボタンである。外部入力端子１８はビデオカメラなどの外部機器に接続されたケーブルをつなぐ端子である。

図２は、図１のプロジェクタ付きランタン１の構成を説明するためのブロック図である。図２に示すように、プロジェクタ付きランタン１は、制御回路２０、プロジェクタモジュール１４、モジュール駆動部３０、照明部４０、電源部５０および入力部６０を含む。

制御回路２０は、制御プログラムに基づいて、プロジェクタ付きランタン１を構成する各部から入力される信号を用いて所定の演算を行うなどして、プロジェクタ付きランタン１の各部に対する制御信号を送出することにより、照明機能、プロジェクタ機能をそれぞれ制御する。また、電源部５０より供給される電力も制御する。なお、制御プログラムは制御回路２０内の不図示の不揮発性メモリに格納されている。

制御回路２０は、揺れ演算補正回路２１を有する。揺れ演算補正回路２２は、プロジェクタモジュール１４で投射する場合に生ずる投射像の左右のブレを画像処理により補正する。

プロジェクタモジュール１４はプロジェクタ機能を有し、投射レンズ３１と、液晶パネル３２と、ＬＥＤ光源３３と、レンズ駆動部３４と、液晶駆動部３５と、ＬＥＤ駆動部３６とを含む。ＬＥＤ駆動部３６は、制御回路１１から出力されるＬＥＤ駆動信号に応じてＬＥＤ光源３３にバッテリ５１からの電流を供給する。ＬＥＤ光源３３は、供給電流に応じた明るさで液晶パネル３２を照明する。

液晶駆動部３５は、画像データに応じて液晶素子駆動信号を生成し、生成した駆動信号で液晶パネル３２を駆動する。具体的には、液晶層に対して画像信号に応じた電圧を画素ごとに印加する。電圧が印加された液晶層は液晶分子の配列が変わり、当該液晶層の光の透過率が変化する。このように、画像信号に応じてＬＥＤ光源３３からの光を変調することにより液晶パネル３２が光像を生成する。

レンズ駆動部３４は、制御回路２０から出力される制御信号に基づいて、投射レンズ３１を投射レンズ３１の光軸方向へ進退駆動する。また、レンズ駆動部３４は、投射レンズ３１のフォーカスレンズを駆動して所定の投影距離範囲に載置された投影面上の画像のフォーカスを調整することができる。投射レンズ３１は、液晶パネル３２から射出される光像をスクリーンなどの投影面へ向けて投射する。

モジュール駆動部３０は、モータ３７と、揺れ検出センサ３８とを含む。モータ３７は、投射レンズ３１の光軸と略平行な回転軸を中心にプロジェクタモジュール１４を回転させる。揺れ検出センサ３８はジャイロ、角速度センサ、加速度センサなどから構成され、プロジェクタ付きランタン１の揺れなどを検出し、検出信号を制御回路２０に出力する。すなわち、プロジェクタ付きランタン１を吊り下げたとき、投射スクリーンと平行して揺動するプロジェクタ付きランタン１の揺動を検出する。なお揺れ検出センサ３８は、投射するスクリーンに平行した方向以外の揺動も検出することができる。

照明部４０は照明機能を有し、照明用ランプ４１と照明用ランプ駆動部４２とを含む。照明用ランプ駆動部４１は、制御回路１１から出力される照明用ランプ駆動信号に応じて照明用ランプ４１にバッテリ５１からの電流を供給する。照明用ランプ４１には蛍光管１１のほかにハロゲンランプ、クリプトンランプなどが使用される。

電源部５０はプロジェクタ付きランタン１内の各部に必要な電力を供給し、バッテリ５１と電源回路５２とを含む。電源回路５２は、バッテリ５１から供給される電圧を所定電圧に変換する。バッテリ５１は充電式電池、着脱可能な電池パックや乾電池などによって構成される。

入力部６０は外部からの映像信号などをプロジェクタ付きランタン１に入力する機能を有し、ＴＶチューナ６１、スピーカ６２、外部入出力端子６３、メモリカードスロット６４および操作装置６６を含む。ＴＶチューナ６１は、制御回路２０の指令によりテレビ放送を受信する。スピーカ６２はＴＶチューナ６１が受信した音声情報を出力する。外部入出力端子６３は、制御回路２０の指令により不図示のケーブルを介して外部機器からデータを受信する。メモリカードスロット６４は装填されたメモリカード６５に記憶された画像データなどを読み込む。読み込んだ画像データは制御回路２０で読み込まれ、不図示のメモリに保存される。操作装置６６は、機能切替スイッチ１５やＴＶチャンネル切替ボタン１７などのボタンやスイッチで構成される。操作装置６６を操作することによって、機能を切り替えたり、投影面に順次投射される画像の送り、戻し、一時停止などを行うことができる。

次にプロジェクタモジュール１４の構造について図３を参照して説明する。図３はプロジェクタモジュール１４の拡大図である。図３において、円筒部材３９の中にＬＥＤ光源３３、液晶パネル３２、投影レンズ３１を構成する２枚のレンズ３１ａ、３１ｂが全て収容されている。投影レンズ３１が投影レンズ３１の光軸と垂直方向にシフトしない状態では、投影レンズ３１の光軸は照明光軸Ａｘと合致する。

２枚のレンズ３１ａ、３１ｂを進退駆動するレンズ駆動部３４、液晶駆動部３５およびＬＥＤ駆動部３６については図示を省略している。プロジェクタモジュール１４を回転させると、例えば、ＬＥＤ光源３３による照明光軸Ａｘを中心に液晶パネル３２が回転する。このように、プロジェクタモジュール１４の回転によって液晶パネル３２および投影レンズ３１が回転するので、投射像をその光軸回りに回転させることができる。なお、投影レンズ３１、液晶パネル３２およびＬＥＤ光源３３の相対的な位置関係は、プロジェクタモジュール１４が回転しても一定に保たれている。

次に、上述した揺れ演算補正回路２２が行う揺れ補正処理の詳細について説明する。図４のように、プロジェクタ付きランタン１を吊り下げた状態で投射像７１を投影面７２に投射すると、プロジェクタ付きランタン１は揺れてしまう。このため、図５に示すように、投射像７１は矢印７３の方向に揺れてしまう。

このとき、揺れ検出センサ３８は、プロジェクタ付きランタン１の傾きθと水平方向（Ｘ方向）の移動距離と、垂直方向（Ｙ方向）の移動距離とを検出し、制御回路２０に検出信号を出力する。制御回路２０には、予めプロジェクタ付きランタン１のＸ方向およびＹ方向の移動距離と、投射像のブレを解消する投射像のシフト量との関係を示すテーブルが記憶されている。揺れ演算補正回路２２は、そのテーブルを参照して、投射像のシフト量を算出する。そして、プロジェクタ付きランタン１の揺れた方向と逆方向に、投射像をシフトする画像処理を行い、プロジェクタモジュール１４に出力する。プロジェクタモジュール１４では、投射像をシフトした光像が液晶パネル３２に生成され、投射レンズ３１より投射される。

図５に示すように投射像７１は、Ｘ方向およびＹ方向に移動しているのみならず、傾いているので、さらに投射像７１を回転させる処理が必要になる。投射像の回転処理について図５を参照して説明する。制御回路２０は、揺れ検出センサ３８が検出したプロジェタ付きランタン１の傾きθに基づき、モータ３７を駆動させ、プロジェクタモジュール１４を所定角度回転して投射像が正立像として投射されるようにする。正立像は、開口中心Ｏ（正確には、投影レンズ３１の光軸と略平行な回転軸）の周りに投射像が回転したものである。

以上説明した揺れ補正処理並びに回転処理により、図４に示すようにプロジェクト付きランタン１を吊り下げて使用した場合に、プロジェクト付きランタン１が揺れても投射像７１は揺れずに投影面７２に投射されるようになる。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）プロジェクタ付きランタン１を吊り下げたときでも、その揺れによる投射像のブレを確実に補正することができる。その結果、揺れ防止機構を設ける必要はない。

（２）揺れの回転成分をプロジェクタモジュール１４の回転で補正し、Ｘ方向およびＹ方向のブレを画像処理で解消するので、投射像のブレを解消するための機械的な機構をプロジェクタモジュール１４内に設ける必要がなく、プロジェクタモジュール１４を小型化することができる。

（３）プロジェクタ付きランタン１の傾きによる投射像の傾きを補正することができるので、吊り下げてもプロジェクタ付きランタン１のプロジェクタ機能を使用することができる。

（４）プロジェクタモジュール１４を回転させることによって投射像を正立像として投射することができる。画像処理による回転処理を行わないので、クリアな投射像を投射することができる。

以上説明した実施形態を次のように変形することができる。
（１）照明装置であれば、ランタンに限定されない。たとえば、懐中電灯や災害用ライトなど、ランタン以外の持ち運び可能な吊り下げ式照明装置にも本発明を適用できる。

（２）プロジェクタモジュール１４を回転させることなく、画像処理によって投射像を回転させてもよい。すなわち、上述した実施形態では、プロジェクタ付きランタン１の姿勢を揺れ検出センサ３８で検出し、その検出結果に基づいてモータ３７でプロジェクタモジュール１４を回転させるようにした。この代わりに、揺れ検出センサ３８の検出結果に基づいて液晶パネル３２に形成される投射像を回転させる画像処理によって、投射像を回転させてもよい。プロジェクタモジュール１４を回転させる機構が必要ないので、プロジェクタモジュール１４を小型化することができる。

（３）以上の説明では、プロジェクト付きランタン１が揺れたことで生じる投影面上の投射像の揺動を抑えるために、液晶パネル３２上の投射像をシフトさせる画像処理を行った。この代わりに、揺れをうち消すように液晶パネル３２と投射レンズ３１との相対的な位置関係を投影レンズ３１の光軸に垂直な面内で機械的に移動させる構成にしてもよい。また、可変頂角プリズムを用いて光学的な補正を行って投射する画像の揺れを補正する構成にしてもよい。画像処理によって行わないので、クリアな投射像を投射することができる。

（４）投射用の光源と照明用の光源を共用してもよい。たとえば、ＬＥＤ光源３３を照明用として外部へ放射するようにしてもよい。この場合、ＬＥＤ光源３３の光を外部へ放射する導光手段を設けるのが好ましい。このようにすることによって、プロジェクタ付きランタン１を小型化することができる。

（５）図６に示すように、プロジェクタ付きランタン１に伸縮可能な足１９を設けて、投射像を水平に投射できるようにしてもよい。屋外の傾斜面に設置する場合に対応できる。

（６）プロジェクタ付きランタン１にカメラを設け、投影面に投射された投射像を撮影することで投射像の揺れを検出し、投射像の揺れを打ち消すように画像処理を行ってもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。

本発明の一実施の形態によるプロジェクタ付きランタンの外観図である。 本発明の一実施の形態によるプロジェクタ付きランタンの構成を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施の形態によるプロジェクタモジュールの構造を説明するための図である。 吊り下げて使用した本発明の一実施の形態によるプロジェクタ付きランタンを説明するための図である。 プロジェクタ付きランタンを吊り下げて使用したときの投射像のブレを説明するための図である。 本発明の他の実施の形態によるプロジェクタ付きランタンの外観図である。

符号の説明

１ プロジェクタ付きランタン
１４ プロジェクタモジュール
１５ 機能切替スイッチ
２０ 制御回路
２１ 揺れ演算補正回路
３１ 投射レンズ
３２ 液晶パネル
３３ ＬＥＤ光源
３７ モータ
３８ 揺れ検出センサ

Claims (7)

1. 投射用および／または照明用の光源と、
   前記光源からの光を利用して投射像を投射する投射手段と、
   前記光源の光を照明用として外部へ放射する放射手段と、
   前記投射手段の揺れを検出する揺れ検出手段と、
   揺れに起因する前記投射像のブレを、前記揺れ検出手段によって検出した揺れに基づいて補償する像ブレ補償手段とを備えることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記像ブレ補償手段は、像シフト手段と、像回転手段とを含むことを特徴とする照明装置。
3. 請求項２に記載の照明装置において、
   前記像シフト手段は、前記投射レンズの位置を移動する像シフト補償光学系、または前記投射像を生成する画像を画像処理することによって投射像をシフトする画像処理手段であることを特徴とする照明装置。
4. 請求項２に記載の照明装置において、
   前記像回転手段は、前記投射像をその光軸回りに回転させることを特徴とする照明装置。
5. 請求項４に記載の照明装置において、
   前記像回転手段は、前記投射手段を回転させることによって、または前記投射像を生成する画像を画像処理することによって投射像を回転させることを特徴とする照明装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置において、
   前記照明装置を吊り下げる吊り下げ部を有し、
   前記投射像のブレは前記吊り下げ部で前記照明装置を吊り下げたことによる揺れに起因することを特徴とする照明装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明装置を備えたランタン。

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