(57)【要約】【課題】  使用態様に応じて、出射光を制御することが可能な照明モジュール及びそれを備えた照明装置を実現することにある。【解決手段】  本発明に係る照明モジュールは、光源、導光体及び透過率変調部材を備える照明モジュールであって、光源は、導光体の端辺に設けられた入射面に配置されており、導光体は、入射面から入射した光を出射する出射面を有し、透過率変調部材は、出射面の一部に相対して設けられ、透過率を変調可能であることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、導光体及び透過率変調部材を備える照明モジュールであって、
前記光源は、前記導光体の端辺に設けられた入射面に配置されており、
前記導光体は、前記入射面から入射した光を出射する出射面を有し、
前記透過率変調部材は、前記出射面の一部に相対して設けられ、透過率を変調可能であることを特徴とする照明モジュール。
【請求項２】
前記透過率変調部材は、透過状態と反射状態を有し、前記各状態間で切り替え可能であることを特徴とする請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項３】
前記透過率変調部材は、前記出射面からの光の一部を透過させ、それ以外の光を反射させる状態を有することを特徴とする請求項１または２に記載の照明モジュール。
【請求項４】
前記透過率変調部材は、液晶を用いたものであることを特徴とする請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明モジュールを備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明として使用される照明モジュールに関し、更に詳しくは、光源と導光板からなり、前記光源からの光が導光板を通して発光面から出射する照明モジュール、及びこれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置には省エネルギー性能、光量調節機能、光色調節機能、およびデザイン性が要望されている。このため、照明装置の光源は、従来のフィラメント式電球、蛍光灯から、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)に置き換わりつつある。
【０００３】
また、近年、導光体を利用した薄型の照明装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、透明な材料からなる導光体を介して、光源の光を出力する導光体方式の照明装置が開示されている。図６は、特許文献１に係る照明器具の概略を示す説明図である。天井面に固定される器具本体１０１と、発光ダイオード１０２に光学的に結合し器具本体１０１に対して発光ダイオード１０２の光の出射方向を変更するように回動可能に連結された導光体１０３とを備える。器具本体１０１に対する導光体１０３の向きを変更することにより、配光を容易に変更することができる。さらに、特許文献１には、導光体１０３の一面に例えば銀めっきからなり光を反射する反射層が設けられることにより、他面側へ発光ダイオード１０２の光が出射されるように構成されていると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８０５３９号公報（平成１９年３月２９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように導光体に反射層を設けたものは、床方向に光を集中させることはできるが、上方への透過光がないことから、室内全体を明るくすることができない。
【０００６】
また、反射層を設けない照明装置では、上方への透過光により室内全体を明るくすることはできるが、食事や作業、または読書など下方に明るさが欲しいときには、光が部屋全体に分散してしまい、十分には照明できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用態様に応じて、出射光を制御することが可能な照明モジュールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る照明モジュールは、光源、導光体及び透過率変調部材を備える照明モジュールであって、光源は、導光体の端辺に設けられた入射面に配置されており、導光体は、入射面から入射した光を出射する出射面を有し、透過率変調部材は、出射面の一部に相対して設けられ、透過率を変調可能であることを特徴とする。
【０００９】
また、透過率変調部材は、透過状態と反射状態を有し、各状態間で切り替え可能であることを特徴としても良い。また、透過率変調部材は、出射面からの光の一部を透過させ、それ以外の光を反射させる状態を有することを特徴としても良い。また、透過率変調部材は、液晶を用いたものであることを特徴としても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、使用態様に応じて、出射光を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る照明装置の斜視図である。
【図２】実施形態１に係る照明装置の断面図である。
【図３】実施形態１に係る照明モジュールの状態を説明する図である。
【図４】実施形態２に係る照明装置の斜視図である。
【図５】実施形態２に係る照明モジュールの状態を説明する図である。
【図６】特許文献１に係る照明器具の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表わすものとする。
【００１３】
〔実施形態１〕
実施形態１では、本発明にかかる照明装置の一例として、吊下げ型の照明装置について説明する。なお、以下では便宜上、照明装置に対して床面方向を主照射方向とし、天井面方向を副照射方向として説明する。
【００１４】
図１、図２に基づいて、実施形態１に係る照明装置について説明する。図１は、実施形態１に係る照明装置１の斜視図であり、図２は、照明装置１の断面図である。
【００１５】
照明装置１は、天井面２から吊下げられる吊下げ型の照明装置、いわゆるペンダントライトである。照明装置１は、電源ボックス１０、電線２０及び照明器具本体３０から構成される。
【００１６】
電源ボックス１０は、天井面２に設置されており、図示しないＡＣ−ＤＣ変換する電源基板と制御部１１を備える。制御部１１は、照明器具本体３０を制御する処理部である。
【００１７】
電線２０は、電源ボックス１０と照明器具本体３０を接続し、照明器具本体３０を電源ボックス１０から吊り下げている。電線２０は、電源ボックス１０から照明器具本体３０に電力を供給する。
【００１８】
照明器具本体３０は、複数の照明モジュール３１から構成されており、実施形態１では２つの照明モジュール３１が連結されている。照明器具本体３０は、電源ボックス１０に接続された電線２０によって吊下げ支持されている。照明器具本体３０は、天井面２および床面に対してほぼ平行に配置されている。
【００１９】
照明モジュール３１は、光源であるＬＥＤ３２、導光板３３、透過率変調部材３４及び保持部材３５を備えている。保持部材３５は、ＬＥＤ３２、導光板３３、透過率変調部材３４を保持する。
【００２０】
次に、図３に基づいて、実施形態１に係る照明モジュール３１の構成について説明する。図３は、実施形態１に係る照明モジュール３１の一例を説明する断面図であり、図３（ａ）は、透過率変調部材３４が反射状態である場合を示し、図３（ｂ）は、透過率変調部材３４が透過状態である場合を示している。
【００２１】
ＬＥＤ３２は、照明装置１における光源である。ＬＥＤ３２は、ＬＥＤ基板に電気的に接続された複数のＬＥＤチップが実装された構成であり、図中では簡略化して示されている。ここでは、ＬＥＤ基板とＬＥＤチップとを包括してＬＥＤと称する。ＬＥＤ３２は、制御部１１と接続されており、制御部１１により点灯／非点灯を制御される。
【００２２】
導光板３３は、ＬＥＤ３２から出射された光を結合する導光体であり、ＬＥＤ３２は、導光板３３の端辺に設けられた入射面と離間して配置されている。導光板３３は、ＬＥＤ３２に対向する入射面３３ａ、入射面３３ａに対してほぼ直交し、床面または天井面に対向する第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃ、および入射面３３ａに対向する反射面３３ｄを有している。入射面３３ａは、導光板３３の端辺に設けられている。第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃは、入射面３３ａから入射した光を導光板３３内部に導光させるための全反射面であるとともに、主照射方向及び副照射方向に光を出射する出射面でもある。反射面３３ｄは、第１出射面３３ｂあるいは第２出射面３３ｃから出射されずに導光板３３内部を導光した光を反射する面である。
【００２３】
導光板３３は、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ガラス等の透明性を有する材料から形成されている。また、導光板３３は、本実施形態では板状で四角形状となっているが、これに限られず、多角形や円形状を採用しても良い。また導光板３３は、光を取り出すために、導光板３３の内部に拡散材３６を分散させたものが好ましい。本願の明細書において、導光板３３は、光を取出すための拡散材３６を内部に分散させた導光体である旭化成製のデラグラス（登録商標）ＡＬ９９５であるとする。このような導光板３３を用いることにより、照明装置１は、透明性を損なわない面発光光源となる。つまり、照明装置１は、ＬＥＤ３２の点灯時には面発光光源として機能し、ＬＥＤ３２の非点灯時は透明性が保たれる。
【００２４】
ＬＥＤ３２から出射した光は、ＬＥＤ３２に対向する導光板３３の入射面３３ａから導光板３３の内部に入射する。導光板３３に入射した光は、導光板３３の第１出射面３３ｂと第２出射面３３ｃにて全反射を繰り返しながら、導光板３３の内部を導光する。
【００２５】
導光板３３の内部を導光する光が拡散材３６に衝突すると、その光は拡散され、導光板３３中を進む角度が変わる。その結果、全反射条件が破られ、第１出射面３３ｂあるいは第２出射面３３ｃから出射される。このように、導光板３３内部を導光する光は、導光中に散乱され、第１出射面３３ｂあるいは第２出射面３３ｃから出射される。
【００２６】
しかし、導光板３３の内部を導光するすべての光が第１出射面３３ｂあるいは第２出射面３３ｃから出射されるわけではなく、一部の光は、入射面３３ａに対向する面である反射面３３ｄに到達する。反射面３３ｄまで到達した光は、反射面３３ｄで反射され、導光板３３を再び導光し、導光中に散乱され、第１出射面３３ｂあるいは第２出射面３３ｃから出射される。
【００２７】
上記のように、導光板３３を用いて光を導光させ、導光板３３内部に満遍なく拡散材３６を分散させることで、面発光の照明を可能とする。さらに、導光板３３から出射されずに入射面の反対側まで到達した光を反射させることで、効率良く光を取り出すことが可能となる。
【００２８】
なお、実施形態１では、主として第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃから出射されるように設計されている。しかし、照明装置１では、入射面３３ａ以外の面を、光出射面とすることもできる。この場合、効率的に光を取出すことができ、かつ全方位にわたって配光することができる。
【００２９】
また、反射面３３ｄは、実施形態１では入射面３３ａに対し平行に形成しているが、これに限られることはない。例えば、反射面３３ｄは、導光してきた光を反射させて主照射方向に出射するように、入射面３３ａに対し傾斜する傾斜面あるいは曲面として形成されても良い。
【００３０】
また、導光板３３の第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃには、導光板３３内部を導光する光を取出すために、拡散材などが印刷されても良く、また凹凸形状が設けても良い。導光板３３の第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃに光取出しパターンが形成されることにより、第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃから光を取出すことができる。また、光取出しパターンが形成されている場合、導光板３３の材料を、拡散材内包のもの以外を選択することが可能となり、商品ラインナップを増やすことが可能になる。
【００３１】
透過率変調部材３４は、導光板３３の出射面の一部に相対して設けられており、出射光の透過率を変調することができる。実施形態１では、透過率変調部材３４は、第２出射面３３ｃに相対する位置に取り付けられ、透過状態と反射状態を有し、各状態間で切り替えることができる。なお、反射には散乱による反射も含むとする。透過率変調部材３４は、制御部１１と接続されており、制御部１１は、透過率変調部材３４の状態を制御する。
【００３２】
以下では透過率変調部材３４の具体例について述べる。
【００３３】
例えば、透過率変調部材３４はＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)、ＰＮＬＣ(Polymer Network Liquid Crystal)の液晶方式を利用したものでも良い。ＰＤＬＣ、ＰＮＬＣは、電圧の印加により液晶の配向を制御することが可能な技術であり、電圧を印加した場合、液晶が配向し光を透過させ、電圧を印加しない場合、液晶がランダムに並ぶため光を散乱させる。さらに、印加する電圧の大きさにより光の透過率を制御することも可能である。また、ＰＤＬＣ、ＰＮＬＣからなる透過率変調部材３４は、透過状態であるとき、透明であるため、照明装置１は透明感を有し、高いデザイン性を提供することができる。また、液晶素子にコレステリック液晶を用いると良い。コレステリック液晶は反射性を有するため、印加電圧により光の反射と透過を制御することが可能となる。
【００３４】
また、透過率変調部材３４はＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)シャッター技術を利用したものでも良い。ＭＥＭＳシャッターは、電圧の印加による物理的な開閉を制御する微小なシャッターであり、開閉により透過状態と反射状態を切り替える。透過率変調部材３４は、複数のＭＥＭＳシャッターからなり、すべてのシャッターが同時に開閉するものでも良い。また、開状態と閉状態のシャッターの割合を制御することによって光の透過率を制御することも可能である。
【００３５】
また、透過率変調部材３４はエレクトロウェッティング技術を利用したものでも良い。エレクトロウェッティング技術は、電圧の印加により光を反射させる液体を移動させる技術であり、電圧を印加した場合、液体が一か所に集められるため光を透過させ、電圧を印加しない場合、液体が広がっているため光を反射させる。また、エレクトロウェッティング技術による透過率変調部材３４は、透過状態であるとき、透明であるため、照明装置１は透明感を有し、高いデザイン性を提供することができる。
【００３６】
保持部材３５は、ＬＥＤ３２、導光板３３、透過率変調部材３４を保持するものである。実施形態１では、１つの保持部材３５で、２つのＬＥＤ３２を内部に保持し、それぞれのＬＥＤ３２に対する導光板３３および透過率変調部材３４を片持ちで支持している。このため、照明装置１の部材点数を減らすことができる。
【００３７】
ＬＥＤ３２は点灯時に熱を発するため、保持部材３５は、ＬＥＤ３２の熱を外部に放熱する役割を有することが好ましい。例えば、保持部材３５の材質としては、熱伝導率の高い金属材料とすることが好ましく、アルミニウムなどが挙げられる。また保持部材３５は、放熱性および強度を確保できるようにした樹脂材料等から構成することもできる。このように、ＬＥＤ３２の点灯時に生じる熱は、保持部材３５を介して外部に放熱される。すなわち、保持部材３５はＬＥＤ３２のヒートシンクとして機能する。なお、保持部材３５の形状についてはデザイン性等を考慮して決定されればよい。
【００３８】
また、保持部材３５は、導光板３３の一端を保持しているため、第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃの一部が保持部材３５の内部に存在する。しかし、保持部材３５内で光が出射した場合、目標照射領域を照射できない。このため、第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃは保持部材３５の内部の領域には形成されていないことが望ましい。これにより、光利用効率を向上させることができる。
【００３９】
次に、図３（ａ）（ｂ）に基づいて透過率変調部材３４が反射状態であるときと透過状態であるときのそれぞれに状況においての照明モジュール３１の状態について説明する。
【００４０】
上述したとおり、ＬＥＤ３２から導光板３３に入射した光は、導光板３３の内部を導光し、拡散材３６に衝突することで、第１出射面３３ｂあるいは第２出射面３３ｃから出射される。第１出射面３３ｂから出射した光は、主照射方向にある床面を照射する。一方、第２出射面３３ｃから出射した光は、透過率変調部材３４の状態に応じてその後の挙動が異なる。
【００４１】
透過率変調部材３４が反射状態である場合、図３（ａ）のように第２出射面３３ｃから出射した光は、透過率変調部材３４で反射され、導光板３３の内部に戻され、最終的に第１出射面３３ｂから出射される。そのため、照明モジュール３１から出射される大半の光は第１出射面３３ｂから出射され、主照射方向を照射する。このため、床面を集中的かつ効率的に明るくすることが可能となり、照明装置の下で作業、読書などを行う際に有効となる。
【００４２】
一方、透過率変調部材３４が透過状態である場合、図３（ｂ）のように第２出射面３３ｃから出射した光は、透過率変調部材３４を透過し、主照射方向にある天井面を照射する。このため、照明装置１のある空間全体を照射することが可能となり、間接照明のようにリラックスする際などに有効となる。
【００４３】
また、透過率変調部材３４は、一部の光を透過させ、それ以外の光を反射させる状態を有しても良い。つまり、透過率変調部材３４の透過率が０％より大きく１００％より小さい状態を意味する。便宜上、導光板３３の第１出射面３３ｂ、第２出射面３３ｃから出射する光の比率を５０：５０とすると、図３（ａ）のように透過率変調部材３４が反射状態である場合、主照射方向、副照射方向を照射する光の比率は１００：０となり、図３（ｂ）のように透過率変調部材３４が透過状態である場合、主照射方向、副照射方向を照射する光の比率は５０：５０となる。それに対して、透過率変調部材３４が一部の光を透過させ、それ以外の光を反射させる状態であるとき、主照射方向、副照射方向を照射する光の比率を５０：５０〜１００：０の間に設定することが可能となる。さらに、透過率変調部材３４の透過率を任意に制御することを可能にすることで、主照射方向、副照射方向を照射する光の比率を５０：５０〜１００：０の間で任意に設定することが可能となる。上記のように構成することによって、使用態様に応じて、空間の明るさや雰囲気を調整することができる。
【００４４】
〔実施形態２〕
実施形態１では天井面から吊り下げる吊り下げ型の照明装置の一例について説明したが、実施形態２では建築物の壁面や天井に埋め込まれた埋め込み型の照明装置の一例について説明する。なお、以下では、便宜上、室内方向を主照射方向、室外方向を副照射方向として説明する。
【００４５】
図４、図５に基づいて、実施形態２に係る照明装置について説明する。図４は、実施形態２に係る照明装置１ａの斜視図であり、図５は、照明装置１ａの断面図である。
【００４６】
照明装置１ａは、建築物の壁面に埋め込まれた埋め込み型の照明装置である。照明装置１ａは、照明モジュール３１から構成されており、照明モジュール３１は、実施形態１と同様に、光源であるＬＥＤ３２、導光板３３、透過率変調部材３４及び保持部材３５を備えている。
【００４７】
保持部材３５は、例えば建築物の壁面である。保持部材３５は、導光板３３、透過率変調部材３４を四方から囲い、導光板３３が室内方向、透過率変調部材３４が室外方向に向かうようにＬＥＤ３２、導光板３３、透過率変調部材３４を保持する。
【００４８】
なお、電源ボックスおよび電線は図示しないが、電源基板や制御部を備える電源ボックスは、壁内あるいは壁面に設置されており、電線は壁内に埋め込まれており、電源ボックスと照明モジュール３１を接続し、照明モジュール３１に電力を供給する。
【００４９】
なお、照明装置１ａを構成する各部分については、実施形態１とほぼ同様の機能や役割を有するため、詳細な説明は省略する。
【００５０】
次に、図５に基づいて透過率変調部材３４が反射状態であるときと透過状態であるときのそれぞれに状況においての照明モジュール３１の状態について説明する。図５は、実施形態２に係る照明モジュール３１の状態を説明する図であり、図５（ａ）は、透過率変調部材３４が反射状態である場合を示し、図５（ｂ）は、透過率変調部材３４が透過状態である場合を示している。
【００５１】
実施形態１と同様に、ＬＥＤ３２から導光板３３に入射した光は、導光板３３の内部を導光し、拡散材に衝突することで、第１出射面３３ｂあるいは第２出射面３３ｃから出射される。第１出射面３３ｂから出射した光は、主照射方向にある室内を照射する。一方、第２出射面３３ｃから出射した光は、透過率変調部材３４の状態に応じてその後の挙動が異なる。
【００５２】
透過率変調部材３４が反射状態である場合、図５（ａ）のように第２出射面３３ｃから出射した光は、透過率変調部材３４で反射され、導光板３３の内部に戻され、最終的に第１出射面３３ｂから出射される。そのため、照明モジュール３１から出射される大半の光は第１出射面３３ｂから出射され、主照射方向を照射する。このため、室内を集中的かつ効率的に明るくすることが可能となる。また、透過率変調部材３４が反射状態であるとき、室外からの光や視線を遮断することが可能となる。
【００５３】
透過率変調部材３４が透過状態である場合、図５（ｂ）のように第２出射面３３ｃから出射した光は、透過率変調部材３４を透過し、室外を照射する。このため、室外からも照明モジュール３１の発光が視認でき、デザイン性にすぐれた外観の演出に期待できる。また、透過率変調部材３４が透過状態であるとき、外光を取り込むことで室内の温度・照度を向上させる効果や、室内から室外の観察が可能になる効果が期待される。
【００５４】
上述の機能を持つことから、日中は透過率変調部材３４を透過状態にして照明として利用しつつ、外光を取り込むことができるため、室内に開放的な雰囲気を実現することができる。夜間は透過率変調部材３４を反射状態にして高効率に室内を照射しつつ、室外からの光や視線を遮断することができるため、室内に落ち着いた雰囲気を実現することができる。
【００５５】
また、実施形態２においても、実施形態１と同様、透過率変調部材３４は一部の光を透過させ、それ以外の光を反射させる状態を有していても良い。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、デザイン性に優れ、使用態様に応じて出射光の制御が可能な高性能照明モジュールを提供することができる。この照明モジュールは、単品であるいは複数組み合わせることで照明装置に適用可能である。具体的には、ペンダントライト、シーリングライト、あるいは壁面照明などの各種照明装置に適用することが有効である。このような照明装置に適用することにより、装置の高デザイン性、省電力化を実現することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  照明装置
１ａ  照明装置
２  天井面
１０  電源ボックス
１１  制御部
２０  電線
３０  照明器具本体
３１  照明モジュール
３２  ＬＥＤ
３３  導光板
３３ａ  入射面
３３ｂ  第１出射面
３３ｃ  第２出射面
３３ｄ  反射面
３４  透過率変調部材
３５  保持部材
３６  拡散材
【図１】
2014130692.tif 000003
【図２】
2014130692.tif 000004
【図３】
2014130692.tif 000005
【図４】
2014130692.tif 000006
【図５】
2014130692.tif 000007
【図６】
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