(57)【要約】【課題】ランプの電源のオンオフを要さず、ランプの耐久性低下や短命化を招きづらく、ランプ交換を要する頻度を低減し、コストダウンの上で優位性を持つ新規な手法を採用した、視覚者への注意喚起が十分な動的な表示動作を行なう照明装置を提案する。【解決手段】発光ダイオード，白熱電球，キセノンフラッシュランプから選択される発光源をハウジング内に配置してなる照明装置において、発光源に対向するハウジング内壁面には、印加電圧に応じてヘイズあるいは明暗を２段階以上に切替可能な光学素子からなる調光層が、電圧を印加する透明電極が形成された透明基材フィルムに挟持されてなる調光フィルムが配置された構成であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光源をハウジング内に配置してなる照明装置において、
ハウジング内壁面の略全域にわたって、印加電圧に応じてヘイズあるいは明暗を２段階以上に切替可能な調光フィルムが配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記調光フィルムは、電圧を印加する透明電極が形成された透明基材フィルムにより調光層が挟持されてなることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記発光源の点灯状態を維持しながら、前記ハウジングに形成された前記調光フィルムのオンオフ切替に応じたヘイズ状態の切替により、明滅制御を行う制御手段を有する請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記調光フィルムは、前記発光源から照射された光の色相を調整することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、明滅または点滅の動作を行なう照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚者に注意喚起を促す目的で明滅（普段、発光源が点灯した状態）あるいは点滅（普段、発光源が消灯した状態）の動作を行なう照明装置として航空障害灯が代表的であり、発光源が明滅あるいは点滅を行なわずに動的な表示動作を行なう照明装置として停止表示灯（回転灯）が代表的である。後者は、パトライト(登録商標）社の登録商標である「パトライト(登録商標）」あるいは「パトランプ」として知られており、工場内の設備や遊戯機器などで非常事態を告知する機能を奏する目的のため多用されている。
【０００３】
照明装置には用途に応じた仕様，規格の制約があり、特に、航空障害灯は低光度・中光度・高光度用航空障害灯として、障害物物件の地上高により使い分けする必要があり、航空障害灯仕様書によって夫々の要求される光度や点灯方式等が規格化されている。また、採用される発光源として、発光ダイオード，白熱電球，キセノンフラッシュランプが、要求される光度規格，消費電力，耐久性などを考慮した上で選定される。
【０００４】
供給電流に応じて発光源（以下、ランプと称する）の点灯と消灯とが切り替わるパルス点灯駆動を行なう方式の照明装置では多数の報告例（例えば、特許文献１参照）が見られるが、このような電源のオンオフはランプの耐久性を低下させ寿命を短くする一因とされており、ランプの交換を高頻度で要し、コストアップを招く原因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６８１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ランプの電源のオンオフを要さずに視覚者への注意喚起が十分な動的な点滅動作を行なう照明装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による照明装置は、
発光ダイオード，白熱電球，キセノンフラッシュランプから選択される発光源をハウジング内に配置してなる照明装置において、
発光源に対向するハウジング内壁面には、
印加電圧に応じてヘイズあるいは明暗を２段階以上に切替可能な光学素子からなる調光層が、電圧を印加する透明電極が形成された透明基材フィルムに挟持されてなる調光フィルムが配置された構成であることを特徴とする。
【０００８】
上記照明装置では、発光源の点灯状態を維持しながら、ハウジングに形成された調光フィルムのオンオフを切り替えて、それに応じたヘイズ状態の切り替わりに伴う透過光の輝度が変調されることにより、明滅表示が可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、ランプの電源のオンオフを要さず、ランプの耐久性低下や短命化を招きづらく、視覚者への注意喚起が十分な動的な表示動作を行なう照明装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一例に係る照明装置（ライト）の外観を示す説明図。
【図２】ハウジング（ランプのケースカバー）の内壁面に調光フィルムを形成する手法の一例について概要を示す説明図。
【図３】図２に示す３次元形状に成形した状態の透明基材フィルムをハウジング（砲弾型）の内壁面に充填（貼り合せ）した後の調光フィルムの作成工程を示す説明図。
【図４】図３（ｃ）〜図３（ｄ）におけるＰＮＬＣを塗布形成するプロセスを詳細に説明する工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一例に係る照明装置１０の外観を示す説明図である。照明装置１０は、ハウジング１１、台座部１２、電源制御部１３を有する。ハウジング１１内には、発光ダイオード，白熱電球，キセノンフラッシュランプ等から選択されるランプ（図示せず）が収納されている。
【００１３】
本発明の主要な特徴部は、ランプのケースカバーであるハウジング１１内部の略全域に、ヘイズあるいは明暗を２段階以上に切替可能な調光フィルムを貼付する構成にある。上記構成において、ランプ自体の明滅または点滅の動作を行なわずに、調光フィルムの駆動により、ハウジング１１内部で点灯しているランプの輝度，明暗，あるいは色調が切り替わる照明光の照射が実現される。
【００１４】
照明装置１０の発光部の下部にはアルミダイキャスト等からなる台座部１２が形成されている。電源制御部１３は、ランプおよび調光フィルムを統括して制御することにより、照明光を明滅制御する。電源制御部１３は、台座部１２内に収納されていても良いし、台座部１２から遠隔した場所に設置されていても良い。
【００１５】
同図で「砲弾型」に図示されるハウジング１１内壁面には、印加電圧に応じてヘイズあるいは明暗を２段階以上に切替可能な光学素子からなる調光層に電圧を印加する透明電極が形成された透明基材フィルムに挟持された調光フィルム（図示せず）が形成される。尚、「砲弾型」のハウジングは本発明の実施形態の一例を示すもので、これらに限定されるものではなく、目的に応じた多様な形状が採用しうる。
【００１６】
光学素子の種類としては、照明装置により発揮される動的な視覚効果の要求に応じて、液晶素子，エレクトロクロミック材料，懸濁粒子（ＳＰＤ：Suspended Particle Device）等が適宜選択されうる。
【００１７】
液晶素子では、液晶材料や駆動方法（配向手段）の種類（モード）に応じて、奏される視覚効果が多様となる。
【００１８】
液晶素子としては、ＴＮ（Twisted  Nematic）モードが広く実用化されている。ＴＮモードは、液晶の旋光特性を利用して、光のスイッチングを行なうものであり、クロスニコル配置またはパラレルニコル配置した偏光板と併用して液晶素子を用いる必要がある。また、液晶分子の配向特性の異なるＶＡモード，ＩＰＳモードも普及しつつあり、何れもスイッチングに伴う透過と遮光（明暗）が切り替わる。偏光板を用いずに光の利用効率の高い液晶素子として、液晶の透過状態（透明状態ともいう）と散乱状態との間でスイッチングを行なう液晶素子があり、液晶分子がポリマー中に分散配置された高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer  Dispersed  Liquid  Crystal）や、三次元の網目状に形成された樹脂からなるポリマーネットワークの内部に形成された空隙内に配置された液晶分子を有するポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer  Network  Liquid  Crystal）を用いたものが知られている。ＰＤＬＣ，ＰＮＬＣは何れもスイッチングに伴う透過と散乱（低ヘイズと高ヘイズ）が切り替わる。また、ＰＤＬＣ，ＰＮＬＣを調光層として用いる際、その使用態様により、ノーマルモードとリバースモードの二種が知られている。ノーマルモードとは、電圧印加により透過状態となり、電界除去により散乱状態となるモードを言う。また、リバースモードとは、電圧非印加により透過状態となり、電圧印加により散乱状態となるモードを言う。
【００１９】
エレクトロクロミック材料では、電圧の印加に応答して暗化し、電圧が除去されると（あるいは、逆の極性の電圧印加に応じて）明るい状態に戻りうる。
【００２０】
懸濁粒子のデバイス（ＳＰＤ）は、電圧の印加に応答して配向を変化させる粒子を含み、電圧の不在下では、粒子はランダムに配向され、入射光を散乱するか（従って、不透明に見える）、又はごくわずかな光を透過する「暗」の状態を呈し、電圧が印加されると、粒子は電界により整列され、光を透過し、「明」状態を呈する。
【００２１】
図２〜図４は、図１で例示したハウジング１１（砲弾型）の内壁面に形成する調光フィルムを作成する手法の一例について概要を示す説明図である。
【００２２】
調光フィルム２０は、透明電極２２ａ（および２２ｂ）が形成された透明基材フィルム２１ａ（および２１ｂ）に、光学素子からなる調光層２３が挟持された構成であり、図２では一方（ハウジング１１の内壁面に接する側）の透明基材フィルム２１ａの展開図（左）と、ハウジング１１の内壁面に沿った３次元形状に成形した状態（右）を示す。ハウジング１１の内壁面で先端の曲率を有する部分の形状を忠実に追随しやすく成形される様に切り込みが設けられる。３次元形状に成形後は切り込み部分の接合箇所の密封性が良好であり、挟持される調光層２３が隙間から漏洩しないことが要求される。尚、追って組み合わされるもう一方の透明基材フィルム２１ｂ側の透明電極２２ｂはこの段階では存在していないが、配置されることになる箇所に併せて図示している。
【００２３】
図３は、図２に示す３次元形状に成形した状態の透明基材フィルム２１ａをハウジング１１（砲弾型）の内壁面に充填（貼り合せ）した後の調光フィルムの作成工程を示す。
【００２４】
ハウジング１１は、例えば、内部が中空のプラスチック成形品であり、その実態の図示を省略して説明する。
【００２５】
図３（ａ）：ハウジング１１の内壁面に配置した砲弾型に成形した透明基材フィルム２１ａの内壁面（反ハウジング側）に透明電極２２ａとしてＩＴＯを成膜し、図示にて例示されるＩＴＯ上の特定箇所に調光層２３への給電部となる電極部２４ａを形成する。尚、同図に示す状態で、ＩＴＯ成膜〜電極部２４ａ形成を行なわず、予めＩＴＯの成膜された所定形状の透明フィルムに電極部２４ａを形成しておき、ハウジング１１の内壁面に充填（貼り合せ）する手順でも良い。
【００２６】
図３（ｂ）：電極部２４ａ上にカバーを形成する。電極部２４ａは次いで形成される調光層２３で封止される必要がなく、また追って対向面に形成される透明基材フィルム２１ｂ側の透明電極２２ｂとの接触による電気的短絡を回避する構造が要求されるため、絶縁性材料からなるカバーが設けられる。
【００２７】
図３（ｃ）：透明電極２２ａ（ＩＴＯ）成膜面に調光層２３を塗布形成する。調光層２３を構成する光学素子としては上記の通り各種モードの液晶素子，エレクトロクロミック材料，懸濁粒子（ＳＰＤ）が選択されうるが、ここでは偏光板が不要で簡便な構成のＰＮＬＣを調光層２３とする場合について代表して説明する。
【００２８】
ＰＮＬＣからなる調光層の製造にあたっては、液晶と光重合性化合物（モノマー）との混合物を一対の透明電極基板の間に挟み、一定の条件下で紫外線を照射し、光重合によって光重合性化合物が高分子に変化すると共に、光重合および架橋結合により、微細なドメイン（高分子の空隙）を無数に有するポリマーネットワークが液晶中に形成する。
【００２９】
通常、調光層を具備するシート（フィルム）では、リジッドな一対の透明電極基板を用いた枚葉式の製造プロセスまたはフレキシブルな一対の透明電極基板（フィルム）を用いたロール・トゥ・ロール（roll to roll）方式での製造プロセスが採用されるが、ハウジング１１の内壁面に追従した３次元形状に沿った形状の調光フィルム２０を作成する必要のある本実施形態の如きケースでは、図３（ｃ）から図３（ｄ）に至るプロセスでは、一方の透明基材フィルム２１ａの透明電極２２ａ全面にＰＮＬＣを塗布形成し、ハウジング１１の内壁面に沿った３次元形状に成形されたもう一方の透明基材フィルム２１ｂをハウジング１１の内壁面（ＰＮＬＣ形成面）に挿入する。この場合、透明基材フィルム２１ｂは予め透明電極２２ｂ（ＩＴＯ）の成膜された所定形状の透明フィルムに電極部２４ｂを形成しておき、図２と同様の３次元形状に成形される。（ＩＴＯ成膜面，電極部２４ｂ，カバーの形成面は、図２の透明基材フィルム２１ａと異なり、透明基材フィルム２１ｂの外壁面になる。）
図４は、図３（ｃ）〜図３（ｄ）におけるＰＮＬＣを塗布形成するプロセスを詳細に説明する工程図である。透明基材フィルム２１ａと２１ｂの間で規定される、曲率を有する中空の凹部からなる空隙に一様な厚さで液状材料を充填するにあたり、３次元形状に成形された透明基材フィルム２１ａの凹部に液溜りを形成し（図４（ｂ））、３次元形状に成形された透明基材フィルム２１ｂを挿入し、２１ａの内壁と２１ｂの外壁の間で規定される空隙内で液状材料が均等に行き渡る様に展延させる（図４（ｃ）〜図４（ｄ））。
【００３０】
図３（ｄ）における他プロセスでは、透明基材フィルム２１ｂを採用しない。即ち、図３（ｃ）でＰＮＬＣを塗布形成したハウジング１１の内壁面（ＰＮＬＣ形成面）に、透明電極２２ｂとなるＩＴＯを成膜し、ＩＴＯ膜上の所定箇所に電極部２４ｂを形成する。
【００３１】
調光層２３（ＰＮＬＣ）が透明電極２２ａ，２２ｂで挟持された状態で、ハウジング１１の内壁面（ＰＮＬＣ形成面）に紫外線を照射し、ポリマーネットワークを形成する。
【００３２】
以上のプロセスにより、内壁面に調光フィルムが配置されたハウジング（カバーケース）１１が得られる。
【００３３】
電極部２４ａ，２４ｂから給電し、透明電極２２ａ，２２ｂの間で挟持された調光層２３（ＰＮＬＣ）に電圧を印加することで、高ヘイズ（散乱状態），低ヘイズ（透過状態）を変化させることが出来、ハウジング（カバーケース）１１の透光性が切り替わることになる。
【００３４】
ＰＮＬＣの駆動電圧は、一般にポリマーネットワークの構造上の特性（ドメインの大きさや形状，ポリマーネットワークの膜厚など）に依存しており、ポリマーネットワークの構造と、得られる光透過や散乱度との関係において、駆動電圧が決定されている。１００Ｖ以下の電圧領域において、十分な光透過，散乱度が得られるようなＰＮＬＣを構成するには、各ドメインがいずれも適正な大きさで均一となるように、かつ、形状も均一となるようにポリマーネットワークを形成する必要がある。本発明では、ポリマーネットワーク構造に依存するドメインサイズを３μｍ以下、好ましくは２μｍ以下、一層好ましくは約１μｍとなる様に制御する。
【００３５】
内壁面に調光フィルムが配置されたハウジング（カバーケース）１１内に、発光ダイオード，白熱電球，キセノンフラッシュランプから選択されるランプ（図示せず）を配置して、ランプへの配線および調光フィルムの電極部２４ａ，２４ｂへの配線を、発光部の下部に配置される電源収納部１２に引回して明滅制御するための電源部に接続して、本実施形態による照明装置となる。
【００３６】
以上のような構成にすることにより、本発明に係る照明装置は、ランプの耐久性低下や短命化を招きづらく、ランプ交換を要する頻度を低減し、コストダウンの上で優位性を持つことができる。本発明による照明装置は、発光源のオン（点灯）状態を維持しながら、ハウジングに形成された調光フィルムのオンオフを切り替えて、それに応じたヘイズ状態の切り替わりに伴う透過光の輝度を変調させて使用することにより、常夜灯，警告灯，航空障害灯など、視覚者への注意喚起での作用効果に秀でた明滅表示動作が要求される用途に好適となる。
【００３７】
発光源が明滅あるいは点滅を行なわずに動的な表示動作を行なうことが可能となり、視覚者に注意喚起を促す照明表現が実現される。
【００３８】
これに伴い生じる副次的なメリットとして、以下が例示される。
１）特に高輝度のランプを使用する場合、オンオフの切り替えに伴うランプのダメージが大きく、パルス点灯駆動の間隔が短い場合、ランプの耐久性低下の傾向が一層顕著になるが、ランプの明滅あるいは点滅を伴わない本発明では、ランプの長寿命化に寄与する。
２）航空障害灯や常夜灯の様に、高所や危険箇所に設置されることが多い用途では、ランプの交換を高頻度で要すると、交換作業における人的リスク，コスト的リスクも増大するが、それらの低減につながることになる。
３）ＰＮＬＣを採用する場合、駆動電圧を低く設定することが可能であり、調光フィルムのオンオフに要する電力を省力化する上で有効であり、照明装置全体の消費電力が低減される。
４）調光フィルムに採用する光学素子の選定に応じて、照明表現のバリエーションが一層多様となる。例えば、実施形態において説明したＰＮＬＣとして色素を含有する液晶材料を採用する場合、「透明−白濁（散乱）」のみならず、「透明−着色散乱」の切り替えも可能であり、ランプの色相変化も含めた表示が可能となる。また、ハウジング（ケースカバー）として透光性着色プラスチックを用いる場合、ハウジングの色相との相乗効果も含めた表示が可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  照明装置（ライト）
１１  ハウジング（ケースカバー）
１２  電源収納部（台座部）
１３  電源制御部
２０  調光フィルム
２１ａ，２１ｂ  透明基材フィルム
２２ａ，２２ｂ  透明電極
２３  調光層
２４ａ，２４ｂ  電極部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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