(57)【要約】【課題】電源設備のない広い照明空間などの様々な照明空間に対応し易く、配置変更にも対応し易い照明システムを提供する。【解決手段】照明システム１０は、照明空間Ｓ内に光制御部材３０を配置し、光制御部材３０から離れた位置に配置された光源装置２０から照射光Ｌ１を照射し、光制御部材３０により照射光Ｌ１を照明空間Ｓ内に拡散させる。光源装置２０は、平行光又は疑似平行光からなる照射光Ｌ１を照射する。光制御部材３０は、照明空間Ｓの天井ＳＡなどに取り付けられる板状部材である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、
照明空間内に配置される光制御部材とを備え、
前記光源装置から前記光制御部材に向けて光を照射し、
前記光制御部材は、前記光を前記照明空間内に拡散させることを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記光源装置は、平行光又は疑似平行光を照射し、前記光制御部材に所定形状のスポット光を入射させることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記光制御部材は、前記光源装置からの前記スポット光を、前記照明空間内の所定エリアを照明するように拡散させることを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記光源装置から前記光制御部材に入射する前記スポット光の形状を調整する形状調整部材を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明システム。
【請求項５】
前記光源装置からの光を、前記光制御部材に案内する案内部材を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明システム。
【請求項６】
前記光制御部材は、前記照明空間の天井、又は壁に取り付けられる板状部材であることを特徴とする１から５のいずれかに記載の照明システム。
【請求項７】
前記光制御部材は、ドローンに設けられ、
前記光源装置からの照射光は、前記ドローンに設けられた前記光制御部材に向けて照射されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の照明システム。
【請求項８】
前記光制御部材は、凹面形状又は凸面形状に形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の照明システムは、照明空間に照明装置を配置しているので、照明装置毎に光源が必要になるとともに、電気供給が必要になる。また、光源を有効利用するために、電球に集光・反射板を装着して電球の光を集光し、離れた場所に設置した別の集光・反射板へ照射し、さらに別の反射板で周囲に拡散させて離れた場所の周囲を明るくする照明システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この照明システムによれば、照明箇所近傍に電球を配置する必要がないので、照明箇所近傍に電源設備が不要である。
【０００３】
この特許文献１の集光・反射板は、縁を内側に曲げた凹面によって形成され、反射板は凸面によって形成され、光源には、レーザー光線及びサーチライトではなく、弱い光源が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８７６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、光の拡散を防ぎながら遠方の対象物を照明することができない照明システムであることが記載されている。このため、光源と照明空間との離間距離が制限され、弱い光源を使用するので広い照明空間の照明に向かない、といった制約がある。また、複数の集光・反射板を使用するため、集光・反射板間の距離、及び、集光・反射板と反射板との間の距離等に応じて各部の形状を調整する必要があり、容易に配置変更できない。
【０００６】
本発明は、このような制約を解消すべく、電源設備のない広い照明空間などの様々な照明空間に対応し易く、配置変更にも対応し易い照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の照明システムは、光源装置と、照明空間内に配置される光制御部材とを備え、前記光源装置から前記光制御部材に向けて光を照射し、前記光制御部材は、前記光を前記照明空間内に拡散させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記照明システムにおいて、前記光源装置は、平行光又は疑似平行光を照射し、前記光制御部材に所定形状のスポット光を入射させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記照明システムにおいて、前記光制御部材は、前記光源装置からの前記スポット光を、前記照明空間内の所定エリアを照明するように拡散させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記照明システムにおいて、前記光源装置から前記光制御部材に入射する前記スポット光の形状を調整する形状調整部材を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記照明システムにおいて、前記光源装置からの光を、前記光制御部材に案内する案内部材を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記照明システムにおいて、前記光制御部材は、前記照明空間の天井、又は壁に取り付けられる板状部材であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記照明システムにおいて、前記光制御部材は、ドローンに設けられ、前記光源装置からの照射光は、前記ドローンに設けられた前記光制御部材に向けて照射されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記照明システムにおいて、前記光制御部材は、凹面形状又は凸面形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電源設備のない広い照明空間などの様々な照明空間に対応し易く、配置変更にも対応し易い照明システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る照明システムを示す図である。
【図２】光制御部材を天井と共に示す斜視図である。
【図３】照明空間に複数の光制御部材を配置した配置例を示す図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る照明システムを示す図である。
【図５】光調整部材の機能構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る照明システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る照明システム１０を示す図である。
この照明システム１０は、照明空間Ｓを照明するシステムであり、照明空間Ｓ外に配置される光源装置２０と、照明空間Ｓ内に配置される光制御部材３０とを備えている。
ここで、照明空間Ｓは、照明装置の設置を避けるべき事由が存在する空間である。本説明において、照明装置は、電源供給が必要な光源を有する装置であり、電気機器に分類される装置である。
【００１８】
より具体的には、照明空間Ｓは、高温環境であり照明装置を設置すると照明装置の寿命に影響を与えるような空間（例えば、ボイラー室など）、可燃性を有するガス又は塵埃が存在するために電気機器の使用を避けたい空間（例えば、工事現場）、腐食環境又は防爆環境であるために電気機器の持ち込みを避けたい空間（例えば、工場）、電源設備などがないために電気機器を使用できない空間（例えば、古い建造物、名所旧跡など）、高所など重い照明装置を設置すると照明装置の落下により問題が生じるおそれのある空間（例えば、重量物を設置することが困難な天井構造である空間、貴重品などが存在する空間）などである。
図１では、照明空間Ｓが屋内であり、照明空間Ｓを周囲空間と区画する天井、壁、及び床をそれぞれ符号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣを付して示している。なお、照明空間Ｓは屋外でもよい。
【００１９】
光源装置２０は、光制御部材３０から離れた照明空間Ｓ外に配置され、平行光又は疑似平行光からなる光（以下、照射光Ｌ１と表記する）を、光制御部材３０に向けて照射する。この光源装置２０には、例えば、レーザーを光源とするレーザー投光装置が適用される。光源にレーザーを使用することにより、平行度が高く、十分な光量を有する照射光Ｌ１を照射できる。これにより、光源装置２０と光制御部材３０とが遠く離れている場合でも、光制御部材３０まで十分な光量の照射光Ｌ１を到達させ易い。
【００２０】
図１に示すように、光源装置２０と光制御部材３０との間に壁ＳＡが存在する場合、壁ＳＢの一部に、ガラス等の透光部材が採用されることによって、光源装置２０の照射光Ｌ１が透光部材を通過して光制御部材３０に届くように構成される。なお、照明空間Ｓが外空間と連通してよい空間の場合は、単に、壁ＳＢに、照射光Ｌ１が通過する隙間（例えば、貫通孔）を設けてもよい。また、光源装置２０を天井裏に配置し、天井裏から光制御部材３０に向けて照射光Ｌ１を照射してもよい。
【００２１】
光源装置２０にレーザーを使用した場合、ハロゲンランプを使用する場合と比べて、寿命が長く、瞬時に点灯・消灯が可能である。このため、必要なときだけ照明し、必要がなくなれば直ぐに消灯可能である。
照射光Ｌ１は、光制御部材３０にスポット光Ｌ２（後述する図２）として入射する。つまり、光源装置２０と光制御部材３０との間の距離を含む位置関係に応じて、光源装置２０の向き、照射光量及び配光角度などが設定されることによって、光制御部材３０に、所定形状、かつ所定光量のスポット光Ｌ２が入射する。本実施形態では、スポット光Ｌ２は、光制御部材３０の反射面３１（図２）と同形状に予め調整されており、より具体的には、反射面３１において、反射面３１と略同径の直径を有する真円形状となるように調整されている。
【００２２】
なお、光源装置２０には、青色のレーザー光で蛍光体を励起することによって、高輝度の白色光を照射光Ｌ１として照射させる装置などの公知のレーザー投光装置が適用される。
【００２３】
光制御部材３０は、照明空間Ｓ内に配置され、光源装置２０からの照射光Ｌ１を拡散させ、拡散光Ｌ３によって照明空間Ｓ内を照明する。
図２は光制御部材３０を天井ＳＡと共に示す斜視図である。
この光制御部材３０は、天井ＳＡに直付けされた円板部材であり、少なくとも下面が光拡散性、及び光反射性を有する反射面３１に形成されている。つまり、光制御部材３０は、円板形状の拡散反射板である。反射面３１は、例えば、アルミニウム合金などの金属製のフィルム素材、超微細発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、又は、光拡散性及び反射特性を有する塗装面で形成される。例えば、光制御部材３０は、樹脂又は紙などの軽量素材からなる直径２０ｃｍの基材に、金属製のフィルム素材を張り付けた構成、又は、所定の塗装を施した構成である。
【００２４】
照射光Ｌ１は、反射面３１において、反射面３１と同形状のスポット光Ｌ２となり、反射面３１の全領域を使用して、拡散光Ｌ３が周囲に照射される。図２では、反射面３１の下方が照射エリアに設定されており、拡散光Ｌ３が床ＳＣ、及び壁ＳＢの下部などに照射される。反射面３１の向き、及び大きさ（面積）を変更することによって、拡散光Ｌ３の照射方向、及び照射範囲を変更できる。したがって、所定の照射対象物を照らすタスク照明、及び周囲を照明するアンビエント照明のいずれも可能である。
【００２５】
例えば、光制御部材３０の直径は、照明空間２２内に設定した照明エリア（照射対象物を含む）をカバーする直径に形成され、例えば、数十センチから数メートルの直径に形成される。この場合、光源装置２０側にて、光制御部材３０の反射面３１と同じ直径になるように照射光Ｌ１及びスポット光Ｌ２が設定されることが好ましい。
【００２６】
光制御部材３０は、天井ＳＡに直付けする構成に限定されない。例えば、光制御部材３０は、天井ＳＡから吊り下げてもよいし、壁ＳＢ又は床ＳＣに取り付けてもよい。本構成の光制御部材３０は軽量であるので、天井ＳＡ、壁ＳＢなどへの取付方法には、張り付け方法、又は、面ファスナーを利用した方法などの簡易な方法を適用可能である。
【００２７】
光制御部材３０を天井ＳＡに吊り下げる場合、光制御部材３０が天井ＳＡから離れるほど、床ＳＣにおいて、拡散光Ｌ３が照射される範囲が狭まるので、照射範囲を狭めることができる。また、光制御部材３０の位置は変更せず、照射光Ｌ１及びスポット光Ｌ２を小径化することで、照射範囲を狭めることができる。これにより、所望のタスク照明がし易くなる。
【００２８】
また、反射面３１を傾斜させたり、反射面３１の形状を凸面や凹面に変更することによって、拡散光Ｌ３が照射される範囲を変更可能である。さらに、反射面３１に対し、光拡散の範囲、及び反射率などの光学特性を予め調整しておくことによって、拡散光Ｌ３が照射される範囲を調整したり、照射エリアの明るさを調整したりすることが可能である。
【００２９】
このように、光制御部材３０の配置を変更したり、形状を変更したりすることによって、照射範囲などの調整が可能である。また、反射面３１の全面に照射光Ｌ１を照射する場合に限定されず、反射面３１の一部だけに照射光Ｌ１を照射したり、反射面３１と異なる形状のスポット光Ｌ２となる照射光Ｌ１を照射したりすることによっても、照射範囲などの調整が可能である。本実施形態においては、光源装置２０として４０００ｌｍの光束が出射可能なレーザー照明装置を用いている。照明空間Ｓは、天井ＳＡが床ＳＣから５ｍの高さに形成され、光制御部材３０が天井ＳＡに設置されている。この状態で、光制御部材３０に光源装置２０からの光を照射することで、床ＳＣの直径２．５ｍの照射範囲を５００ｌｘの明るさで照明することができる。
【００３０】
図３は照明空間Ｓに複数（３個）の光制御部材３０を配置した配置例を示している。図３では、光制御部材３０を、天井ＳＡにおける異なる位置に吊り下げ支持している。光源装置２０は、各光制御部材３０の各々に向けて独立した照射光Ｌ１を照射可能である。この構成によれば、照明空間Ｓが大型空間の場合に、図３に示すように、照明空間Ｓ内の複数箇所をスポット的に照明可能である。また、各光制御部材３０による照射範囲を拡げるようにすることで、例えば、各光制御部材３０を天井ＳＡに直付けすることで、照明空間Ｓ内の略全体を照明することが可能である。
【００３１】
以上説明したように、本構成の照明システム１０は、照明空間Ｓ内に光制御部材３０を配置し、光制御部材３０から離れた位置に配置された光源装置２０から照射光Ｌ１を照射し、光制御部材３０により照射光Ｌ１を照明空間Ｓ内に拡散させる。この構成によれば、電源設備のない広い照明空間Ｓにて照明が可能である。また、照射光Ｌ１を照明空間Ｓ内に拡散させるので、広いエリアの照明がし易くなる。さらに、光制御部材３０の位置を変更することによって照明範囲を容易に変更できる。
【００３２】
照明空間Ｓでは、光制御部材３０が実質的に照明装置（光源）として機能するので、従来の照明装置を用いたのと同様の照明が可能である。しかも、光制御部材３０は、照射光Ｌ１を拡散する機能があればよいので、簡易に構成でき、照射光Ｌ１が届く範囲であれば配置変更も可能である。また、光制御部材３０を、従来の照明装置と比べて軽量化することができるので、照明空間Ｓ内に貴重品が存在する場合に、意図せぬ落下による貴重品などの損傷を回避し易くなる。
これらにより、この照明システム１０は、照明装置の設置を避けるべき事由が存在する様々な照明空間Ｓに対応でき、配置変更にも対応し易い。
【００３３】
また、光制御部材３０は、照明空間Ｓの天井ＳＡ、又は壁ＳＢなどに取り付けられる板状部材であるので、従来の照明装置と比べて、取付性及びデザイン自由度が向上する。これによって、例えば、光制御部材３０の存在を目立たなくすることも容易であり、空間デザインの自由度を向上させることが可能である。
【００３４】
さらに、光源装置２０は、平行光又は疑似平行光からなる照射光Ｌ１を照射し、光制御部材３０に所定形状のスポット光Ｌ２を入射させる。平行光又は疑似平行光を照射するので、光源装置２０と光制御部材３０との間の離間距離の変化に対応できる。また、スポット光Ｌ２を入射させるので、スポット的な照明がし易くなる。
【００３５】
（第２実施形態）
図４は本発明の第二実施形態に係る照明システム１０を示す図である。
この照明システム１０は、光源装置２０から光制御部材３０に入射する光を調整する光調整部材４０を備えている。以下、第１実施形態と異なる部分を詳述する。図４では、光調整部材４０を、照明空間Ｓ外であって、光源装置２０と光制御部材３０との間に配置している。また、光源装置２０は、照射光Ｌ１を光調整部材４０に照射する。
【００３６】
図５は光調整部材４０の機能構成を示すブロック図である。
光調整部材４０は、照射パターン調整部４１と、照射方向調整部４２とを備えている。照射パターン調整部４１は、光制御部材３０への照射光Ｌ１の照射パターンを調整する調整機構を有し、ユーザーによる手動操作、又はコンピュータなどを用いた電気的な制御によって照射パターンを可変する。これにより、照射パターン調整部４１は、光制御部材３０に入射するスポット光Ｌ２の形状を調整する形状調整部材として機能する。
【００３７】
照射パターン調整部４１には、スポット光Ｌ２の形状を調整可能な公知の構成が適用され、例えば、ビームエキスパンダが適用される。この照射パターン調整部４１によって、スポット光Ｌ２が、光制御部材３０の反射面３１と同形状となるように調整され、換言すると、ユーザーが所望する配光が得られるようにスポット光Ｌ２の形状が調整される。
【００３８】
照射方向調整部４２は、光源装置２０からの照射光Ｌ１の照射方向を可変する照射方向調整機構を有し、ユーザーによる手動操作、又はコンピュータなどを用いた電気的な制御によって照射方向を可変する。これにより、照射方向調整部４２は、光源装置２０からの照射光Ｌ１を、光制御部材３０に案内する案内部材として機能する。
照射方向調整部４２には、反射ミラー等の照射方向を変更可能な公知の構成が適用される。この照射方向調整部４２は、光源装置２０から光制御部材３０への照射光Ｌ１の経路が直線的でない場合に使用されることによって、照射光Ｌ１を光制御部材３０に向けて照射させる。
【００３９】
なお、照射パターン調整部４１及び照射方向調整部４２は、いわゆる反射光学系、及び透過光学系のいずれを適用してもよい。
また、照射パターン調整部４１及び照射方向調整部４２は、別々の光学系で構成されてもよいし、共通の光学系で構成されてもよい。また、照射パターン調整部４１及び照射方向調整部４２からなる光調整部材４０が、電源設備を必要としない場合、又は、照明空間Ｓに光調整部材４０を配置してもよい場合、光調整部材４０を照明空間Ｓ内に配置してもよい。また、光調整部材４０は１つに限定されず、複数個使用されてもよい。
【００４０】
（第三実施形態）
図６は本発明の第三実施形態に係る照明システム１０を示す図である。
第三実施形態は、飛行体５０を利用して照明対象物を照明する照明システム１０である。飛行体５０は、ドローンとも称される無人飛行体であり、遠隔操作、又は自立的な制御によって飛行可能な公知の無人飛行体である。この飛行体５０には、光制御部材３０が取り付けられている。
【００４１】
光調整部材４０は、照射パターン調整部４１、及び照射方向調整部４２に加えて、位置検出部４５、及び制御部４６を備えている。位置検出部４５は、飛行体５０の位置（光制御部材３０の位置と同様）を検出するものである。例えば、位置検出部４５は、飛行体５０との無線通信によって飛行体５０から位置情報を取得する通信装置、又は、飛行体５０の位置を画像センサ又は熱センサなどの公知のセンサを用いて取得する装置の少なくともいずれかを備えた構成である。
【００４２】
制御部４６は、位置検出部４５によって取得された光制御部材３０の位置に基づき、照射パターン調整部４１と照射方向調整部４２とを制御する。これによって、制御部４６は、光制御部材３０に向けて照射光Ｌ１の照射パターン及び照射方向を調整し、光制御部材３０からの拡散光Ｌ３によって、飛行体５０から狙う照射対象物（図５中、符号Ｘを付して示す）を照射可能にする。照射対象物Ｘは、例えば、災害現場、又は事故現場である。
【００４３】
例えば、飛行体５０は災害現場の上空に留まり、制御部４６は、光制御部材３０の反射面３１全体に照射光Ｌ１が入射するように照射パターンを制御する。これによって、飛行体５０が照射対象物Ｘの略上方に位置すれば、飛行体５０からの拡散光Ｌ３によって照射対象物Ｘが照らされる。また、制御部４６は、飛行体５０の動きに追従するように、照射光Ｌ１の照射方向を可変する。これらにより、飛行体５０からの拡散光Ｌ３によって照射対象物Ｘが照明されるので、光源装置２０から直接照射対象物Ｘを照明する場合に比べ、自然な光で照射対象物Ｘを照明することができる。
【００４４】
この照明システム１０では、照射光Ｌ１を飛行体５０に向けて照射し、飛行体５０と一体に移動する光制御部材３０によって照射光Ｌ１を拡散し、拡散光Ｌ３によって照射対象物を照明する。この構成によれば、飛行体５０には、光源が不要となる。これによって、飛行体５０に光源を搭載する場合と比べて、飛行体５０を軽量化できるとともに、飛行体５０の内蔵バッテリーの消費量を抑制できる。したがって、飛行体５０の飛行時間を延ばすことが可能になる。なお、飛行体５０は、気球などの他の飛行体でもよいし、公知の様々な有人飛行体でもよい。
【００４５】
上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、光源装置２０が照射光Ｌ１の光量や色などを可変可能な構成であってもよい。この構成によれば、光源装置２０と光制御部材３０との離間距離に合わせて光量を調整したり、照明したい所定エリアの明るさや色を可変したりすることが可能になる。
【００４６】
また、光源装置２０の光源は、レーザーに限定されず、ＬＥＤなどの他の光源でもよい。また、光源装置２０は、照射光Ｌ１を光制御部材３０に照射可能な範囲で、平行光及び疑似平行光のいずれでもない照射光Ｌ１を照射してもよい。
また、光制御部材３０は、金属製のフィルム素材そのもの、又は、塗装面そのものであってもよい。また、光制御部材３０は拡散反射と鏡面反射とを組み合わせた構成であってもよいし、蛍光体以外の波長変換材を含んでもよい。
【００４７】
また、光制御部材３０は凹面形状又は凸面形状に形成されるようにしてもよい。この構成によれば、第１実施形態でも説明したように、光制御部材３１を平板形状にする場合と比べ、拡散光Ｌ３が照射される範囲を変更できる。また、光制御部材３０の形状は任意に変更してもよい。また、照射光Ｌ１を青色のレーザー光にするとともに、光制御部材３０の表面に蛍光体を設け、この蛍光体を青色のレーザー光で励起することによって白色光の拡散光Ｌ３を照射するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０  照明システム
２０  光源装置
３０  光制御部材
４０  光調整部材
４１  照射パターン調整部（形状調整部材）
４２  照射方向調整部（案内部材）
５０  飛行体（ドローン）
Ｌ１  照射光
Ｌ２  スポット光
Ｌ３  拡散光
Ｓ  照明空間
ＳＡ  天井
ＳＢ  壁
ＳＣ  床
【図１】
2019016510.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019016510.tif 000005
【図４】
2019016510.tif 000006
【図５】
2019016510.tif 000007
【図６】
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