(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者によって識別可能な光を生成する装置であって、前記装置は、
照明モジュールであって、
第１の色の光を生成する第１の照明素子と、
第２の色の光を生成する第２の照明素子とを含み、
前記第１の色の光は前記第２の色の光から視覚的に区別できる、照明モジュールと、
実質的に観察者と前記照明モジュールとの間に配置される、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な切り替え可能表面と、
前記照明モジュール及び前記切り替え可能表面と電気通信する多重化コントローラであって、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、及び切り替え可能表面状態を独立して制御する、多重化コントローラと
を含み、
前記多重化コントローラは、前記第１の照明素子状態、前記第２の照明素子状態、及び前記切り替え可能表面状態のそれぞれを、少なくとも１０Ｈｚの速度で切り替えることができる、装置。
【請求項２】
前記第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、前記第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の照明素子は第１のＬＥＤを含み、前記第２の照明素子は第２のＬＥＤを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記多重化コントローラは、前記切り替え可能表面が前記第２の光学状態にある間、前記第１の照明素子を第１の輝度レベルに、前記第２の照明素子を第２の輝度レベルに切り替え、前記切り替え可能表面が前記第１の光学状態にある間、前記第２の照明素子を前記第１の輝度レベルに切り替える、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記多重化コントローラは、前記切り替え可能表面が前記第１の光学状態にある間、前記第１の照明素子及び前記第２の照明素子を、実質的に同様な第１の期間オンに切り替え、前記切り替え可能表面が前記第２の光学状態にある間、前記第１の照明素子を第２の期間オンに切り替える、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記切り替え可能表面は、更に、前記第１の光学状態と前記第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第１の領域と、前記第１の光学状態と前記第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第２の領域とを含み、前記第１の領域及び前記第２の領域は前記多重化コントローラによって独立して制御される、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
観察者によって識別可能な光を生成する装置であって、前記装置は、
照明モジュールであって、
第１の色の光を生成する第１の照明素子と、
第２の色の光を生成する第２の照明素子と、
第３の色の光を生成する第３の照明素子とを含み、
前記第１の色の光、前記第２の色の光、及び前記第３の色の光は互いに視覚的に区別できる、照明モジュールと、
実質的に観察者と前記照明モジュールとの間に配置される、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第２の切り替え可能表面と、
実質的に前記第２の切り替え可能表面と前記照明モジュールとの間に配置される、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第１の切り替え可能表面と、
前記照明モジュール、前記第１の切り替え可能表面、及び前記第２の切り替え可能表面と電気通信する多重化コントローラであって、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、第３の照明素子状態、第１の切り替え可能表面状態、及び第２の切り替え可能表面状態を独立して制御する、多重化コントローラと
を含み、
前記多重化コントローラは、前記第１の照明素子状態、前記第２の照明素子状態、前記第３の照明素子状態、前記第１の切り替え可能表面状態、及び前記第２の切り替え可能表面状態のそれぞれを、少なくとも１０Ｈｚの速度で独立して切り替える、装置。
【請求項８】
前記第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、
前記第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の照明素子は第１のＬＥＤを含み、
前記第２の照明素子は第２のＬＥＤを含み、
前記第３の照明素子は第３のＬＥＤを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記多重化コントローラは、前記第１の色の光を散乱するよう前記第１の切り替え可能表面を切り替え、前記第２の色の光を散乱するよう前記第２の切り替え可能表面を切り替える、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の切り替え可能表面は前記照明モジュールを実質的に包囲し、前記第２の切り替え可能表面は前記第１の切り替え可能表面を実質的に包囲する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
観察者によって識別可能な光を生成する照明器具であって、前記照明器具は、
照明モジュールであって、
第１の色の光を生成する第１の照明素子と、
第２の色の光を生成する第２の照明素子とを含み、
前記第１の光の色は前記第２の光の色から視覚的に区別できる、照明モジュールと、
前記照明モジュールを少なくとも部分的に包囲するカバーであって、
第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第１の切り替え可能表面と、
第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第２の切り替え可能表面とを含む、カバーと、
前記照明モジュール、前記第１の切り替え可能表面、及び前記第２の切り替え可能表面と電気通信するコントローラであって、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、第１の切り替え可能表面状態、及び第２の切り替え可能表面状態を独立して制御するコントローラと
を含む、照明器具。
【請求項１３】
前記第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、
前記第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む、請求項１２に記載の照明器具。
【請求項１４】
前記第１の切り替え可能表面は前記照明モジュールを実質的に包囲し、前記第２の切り替え可能表面は前記第１の切り替え可能表面を実質的に包囲する、請求項１３に記載の照明器具。
【請求項１５】
第１の光源、第２の光源、第３の光源、第１の切り替え可能表面、及び第２の切り替え可能表面を制御するコントローラを含む照明器具を制御する方法であって、
前記第１の切り替え可能表面を第１の光学状態と第２の光学状態との間で切り替えるステップと、
前記第２の切り替え可能表面を前記第１の光学状態と前記第２の光学状態との間で切り替えるステップと、
前記第１の光源を第１の輝度レベル状態と第２の輝度レベル状態との間で切り替えるステップと、
前記第２の光源を前記第１の輝度レベル状態と前記第２の輝度レベル状態との間で切り替えるステップと、
前記第３の光源を前記第１の輝度レベル状態と前記第２の輝度レベル状態との間で切り替えるステップと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、
前記第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１の期間中、前記第１の切り替え可能表面を前記散乱状態に切り替え、前記第２の切り替え可能表面を前記実質的に透明な状態に切り替え、前記第１の光源及び前記第２の光源を前記第２の輝度レベル状態に切り替え、前記第３の光源を前記第１の輝度レベル状態に切り替えるステップと、
第２の期間中、前記第２の切り替え可能表面を前記散乱状態に切り替え、前記第１の切り替え可能表面を前記実質的に透明な状態に切り替え、前記第３の光源及び前記第２の光源を前記第２の輝度レベル状態に切り替え、前記第１の光源を前記第１の輝度レベル状態に切り替えるステップと、
第３の期間中、前記第１の切り替え可能表面及び前記第２の切り替え可能表面を前記実質的に透明な状態に切り替え、前記第３の光源及び前記第１の光源を前記第２の輝度レベル状態に切り替え、前記第２の光源を前記第１の輝度レベル状態に切り替えるステップと、
前記第１、第２、及び第３の期間を周期的に繰り返すステップと
を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
内部空間を照明するシステムであって、前記システムは、
照明モジュールであって、
第１の色の光を生成する第１の照明素子と、
第２の色の光を生成する第２の照明素子とを含み、
前記第１の色の光は前記第２の色の光から視覚的に区別できる、照明モジュールと、
前記照明モジュールから離間した位置に配置される、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な切り替え可能表面であって、前記照明モジュールによって実質的に照らされる、切り替え可能表面と、
前記照明モジュール及び前記切り替え可能表面と電気通信する多重化コントローラであって、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、及び切り替え可能表面状態を独立して制御する、多重化コントローラと
を含み、
前記多重化コントローラは、前記第１の照明素子状態、前記第２の照明素子状態、及び前記切り替え可能表面状態のそれぞれを、少なくとも１０Ｈｚの速度で切り替えることができる、システム。
【請求項１９】
前記第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、
前記第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記切り替え可能表面は窓を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
観察者によって識別可能な光を生成する装置であって、前記装置は、
照明モジュールであって、
第１の輝度レベル及び第２の輝度レベルを生成するよう切り替え可能に構成可能な第１の照明素子及び第２の照明素子を含み、
前記第１の輝度レベルは前記第２の輝度レベルから視覚的に区別できる、照明モジュールと、
実質的に観察者と前記照明モジュールとの間に配置される、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第１の切り替え可能表面と、
前記照明モジュール及び前記第１の切り替え可能表面と電気通信する多重化コントローラであって、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態及び第１の切り替え可能表面状態を独立して制御する、多重化コントローラと
を含み、
前記多重化コントローラは、前記照明素子状態及び前記第１の切り替え可能表面状態のそれぞれを少なくとも１０Ｈｚの速度で切り替えることができる、装置。
【請求項２２】
前記第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、
前記第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記照明素子はＬＥＤを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１の切り替え可能表面は、更に、前記第１の光学状態と前記第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第１の領域、及び前記第１の光学状態と前記第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第２の領域を含み、前記第１の領域及び前記第２の領域は前記多重化コントローラによって独立して制御される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
第２の切り替え可能表面を更に含み、前記多重化コントローラは、前記第１の輝度レベルの光を散乱するよう前記第１の切り替え可能表面を切り替え、前記第２の輝度レベルの光を散乱するよう前記第２の切り替え可能表面を切り替える、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
前記第１の切り替え可能表面は前記照明素子を実質的に包囲し、前記第２の切り替え可能表面は前記第１の切り替え可能表面を実質的に包囲する、請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本発明は、一般的には照明技術を対象とする。より具体的には、本明細書が開示する多様な発明的方法及び装置は、切り替え可能な光学素子及び光源の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］デジタル照明技術、即ち発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体光源に基づく照明は、従来の蛍光灯、ＨＩＤ、及び白熱灯に対する実行可能な代替策を提供する。ＬＥＤの機能上の利点及び利益は、高エネルギ変換効率及び高光学効率、耐久性、より安価な運転費、及びその他多くのものを含む。ＬＥＤ技術における最近の進歩は、多くの応用例で多岐にわたる照明効果を使用可能にする効率的且つロバストなフルスペクトル照明源をもたらした。これらの光源を具体化する据付器具の一部は、様々な色、例えば赤色、緑色、青色を作り出すことができる１つ又は複数のＬＥＤ、並びに様々な色及び色が変化する照明効果を引き起こすためにＬＥＤの出力を独立に制御するためのプロセッサを含む照明モジュールを特徴とする。
【０００３】
［０００３］従来、電気的に切り替え可能な散乱フィルムは立体ディスプレイを作成するために使用されてきた。このような用途では、切り替え可能な散乱フィルムのスタックは２次元（２Ｄ）画像が投影され得る切り替え可能なスクリーンとして使用される。複数のスクリーンを有し、スクリーンのうちの１つが拡散状態にあり他のスクリーンが透明状態にあるよう選択することにより、イメージを３次元（３Ｄ）空間内の異なる奥行きに配置することができ、立体ディスプレイが作成される。スクリーンは、フリッカーの認識を防ぐのに十分高い周波数で透明状態と拡散又は散乱状態との間で切り替えられる。
【０００４】
［０００４］また、電気的に切り替え可能な散乱フィルムはリアプロジェクション・インタラクティブサーフェス技術を作成するためにも使用されている。この技術は、インタラクティブサーフェスを形成する切り替えな可能スクリーン上に、及び、スクリーンを通過させてイメージを投影する。スクリーンは拡散状態と透明状態との間で素早く切り替えられる。スクリーンが拡散状態にあるとき、表示されるべきイメージはスクリーン上に投影され、一方スクリーンが透明状態にあるとき、イメージはスクリーンを通過して第２の表面（サーフェス）又は物体上に、例えばスクリーンの上方に保持された紙の上に投影され得る。一例では、スクリーンの上方にプリズム及び拡散面を含む物体が配置されてもよく、テキストがスクリーンを通過して、プリズムを介して、物体の側面に表示され得る。
【０００５】
［０００５］電気的に調整可能な光学素子は、例えば受動的ビーム成形素子、及び制御可能な散乱素子を含む。あるいは、光の方向を制御するために電気的に制御可能なセルが使用され得る。これらの例において、電気的に切り替え可能な光学素子の状態はあまり頻繁に変更されない。これは、照明モジュール又は照明器具によって作成される照明効果の制御可能範囲を限定する（照明効果は光学素子の状態と直接的に関係する）。
【０００６】
［０００６］一部のデザインでは照明パターンを調整する手段として照明器具の構成要素を機械的に調整することができるが、照明モジュールのシェード及び照明器具は、通常はサイズ及び形状を変更できないという点において、典型的には固定の外観を有する。照明器具が使用される環境、使用される目的、及びユーザの好みに応じて照明器具の外観を変更することが望ましい場合がある。これは照明器具の汎用性を高め、つまりより幅広い状況において適用されることを可能にする。
【０００７】
［０００７］外観を変えるために照明器具に物理的な変更を加えること、例えば構成要素を動かすこと又は交換することは不便である。壁又は天井に配置されている場合等、照明器具にアクセスするのが困難な場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
［０００８］したがって、当該技術分野には上述された従来のアプローチの欠点に取り組むニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［０００９］本開示は、一般的には外観及び照明効果を変更するために照明器具を電気的に制御するための発明的方法及び装置を対象とする。例えば、多重化コントローラが光源及び切り替え可能表面の電気的に制御される状態を素早く時間配列することにより、照らされる物体の有色の輪郭を有する影、第１の色を呈するが第２の色の光を生成する照明器具、又は外観を変えるために電気的に制御され得る照明器具を生成することができる。
【００１０】
［００１０］照明器具又は照明モジュールが、例えば１つ以上のＬＥＤ光源と、１つ以上の電気的に切り替え可能な光学素子とを使用し、照明周期中、光源が少なくとも２つの輝度状態セット間で切り替えられ、光学素子が少なくとも２つの光学状態間で切り替えられる。切り替えシークエンスは、周波数＝１／照明周期で繰り返され、この周波数は、照明モジュール又は照明器具の光出力の変化が人間の視覚系によって感知される周波数より高い。結果として、照明モジュール又は照明器具は実質的に連続的な光出力を有するように知覚される。
【００１１】
［００１１］照明周期を複数の部分期間（部分周期）に分割し、各期間中ＬＥＤの輝度及び光学素子の光学状態を適切に制御することにより、照明モジュール、照明器具、又は照明システムによって生成される照明効果の制御の度合いを大きく高めることができる。
【００１２】
［００１２］一例示的照明モジュール又は照明器具は、２つ以上の実質的に独立して制御可能な照明効果を生成し得る。例えば、照明モジュールは直接照明効果及び拡散照明効果を提供し得り、直接照明及び拡散照明の強度を独立して制御し得る。照明効果を独立して制御する能力は、これらの効果が異なる照明部分期間中に時間配列的な態様で生成され得るために生じる。これは、異なる照明効果が別々の要素によって同時に生成される場合と比較して、照明モジュール又は照明器具を形成するために必要な部品の数を減らし得ることを意味する。
【００１３】
［００１３］例示的実施形態では、照明器具の外観及び照明器具によって生成される照明効果は実質的に独立して制御可能である。これは、興味深い視覚効果が作られることを可能にし、また、ユーザが、供給される照明効果を大きく変化させることなく、照明器具の外観をカスタマイズすることを可能にする。
【００１４】
［００１４］本明細書において開示される他の例は、外観を実質的に変化させるよう電気的に制御可能な素子を有する複数の表面を備える照明器具を含む。例えば、表面は、実質的に光学的に透明である第１の状態と、光学的に拡散性である第２の状態とを有し得る。照明器具が観察されるとき、第１の状態にある素子は視認性が低く、一方、第２の状態にある素子は視認されるようになり、照明器具の他の不透明な構成要素とともに、照明器具の外観を大きく決定する。
【００１５】
［００１５］制御される素子の状態を変更することにより、照明器具の外観及び照明器具によって作られる照明効果を変化させることができる。例えば、素子を選択的に制御することにより、照明器具を大きく又は小さく見せたり、照明器具の表面の形状が変化したように見せることができる。
【００１６】
［００１６］一般的に、一側面において、観察者によって識別可能な光を生成する装置が、照明モジュールであって、第１の色の光を生成する第１の照明素子と、第２の色の光を生成する第２の照明素子とを含み、第１の色の光は第２の色の光から視覚的に区別できる、照明モジュールを含む。装置は、更に、実質的に観察者と照明モジュールとの間に配置される、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な切り替え可能表面と、照明モジュール及び切り替え可能表面と電気通信する多重化コントローラであって、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、及び切り替え可能表面状態を独立して制御する、多重化コントローラとを含む。多重化コントローラは、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、及び切り替え可能表面状態のそれぞれを、少なくとも１０Ｈｚの速度で切り替えることができる。
【００１７】
［００１７］一実施形態では、第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む。１つのバージョンでは、第１の照明素子は第１のＬＥＤを含み、第２の照明素子は第２のＬＥＤを含む。 
【００１８】
［００１８］他の実施形態では、多重化コントローラは、切り替え可能表面が第２の光学状態にある間、第１の照明素子をオンに、第２の照明素子をオフに切り替え、切り替え可能表面が第１の光学状態にある間、第２の照明素子をオンに切り替える。１つのバージョンでは、多重化コントローラは、切り替え可能表面が第１の光学状態にある間、第１の照明素子及び第２の照明素子を、実質的に同様な第１の期間オンに切り替え、切り替え可能表面が第２の光学状態にある間、第１の照明素子を第２の期間オンに切り替え、第２の照明第３の期間オンに切り替え、第２の期間は第３の期間より長い。
【００１９】
［００１９］他の実施形態では、切り替え可能表面は、更に、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第１の領域と、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第２の領域とを含み、第１の領域及び第２の領域は多重化コントローラによって独立して制御される。
【００２０】
［００２０］一般的に、他の側面において、観察者によって識別可能な光を生成する装置が、照明モジュールであって、第１の色の光を生成する第１の照明素子と、第２の色の光を生成する第２の照明素子と、第３の色の光を生成する第３の照明素子とを含み、第１の色の光、第２の色の光、及び第３の色の光は互いに視覚的に区別できる、照明モジュールを含む。第２の切り替え可能表面が実質的に観察者と照明モジュールとの間に配置され、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能である。第１の切り替え可能表面が実質的に第２の切り替え可能表面と照明モジュールとの間に配置され、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能である。多重化コントローラが照明モジュール、第１の切り替え可能表面、及び第２の切り替え可能表面と電気通信し、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、第３の照明素子状態、第１の切り替え可能表面状態、及び第２の切り替え可能表面状態を独立して制御する。多重化コントローラは、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、第３の照明素子状態、第１の切り替え可能表面状態、及び第２の切り替え可能表面状態のそれぞれを、少なくとも１０Ｈｚの速度で独立して切り替える。
【００２１】
［００２１］一実施形態では、第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む。第１の照明素子は第１のＬＥＤを含み得り、第２の照明素子は第２のＬＥＤを含み得り、第３の照明素子は第３のＬＥＤを含み得る。本実施形態のあるバージョンでは、多重化コントローラは、第１の色の光を散乱するよう第１の切り替え可能表面を切り替え、第２の色の光を散乱するよう第２の切り替え可能表面を切り替える。記第１の切り替え可能表面は照明モジュールを実質的に包囲してもよく、第２の切り替え可能表面は第１の切り替え可能表面を実質的に包囲してもよい。
【００２２】
［００２２］他の側面において、本発明は、観察者によって識別可能な光を生成する照明器具であって、照明モジュールと、照明モジュールを少なくとも部分的に包囲するカバーであって、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第１の切り替え可能表面と、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な第２の切り替え可能表面とを含む、カバーとを含む照明器具に関する。コントローラが照明モジュール、第１の切り替え可能表面、及び第２の切り替え可能表面と電気通信し、照明モジュール状態、第１の切り替え可能表面状態、及び第２の切り替え可能表面状態を独立して制御する。第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み得り、第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含み得る。
【００２３】
［００２３］この側面に係る一実施形態では、第１の切り替え可能表面は照明モジュールを実質的に包囲し、第２の切り替え可能表面は第１の切り替え可能表面を実質的に包囲する。
【００２４】
［００２４］一般的に、他の側面において、本発明は、コントローラ、第１の光源、第２の光源、及び切り替え可能表面を含む照明器具を制御する方法に関する。方法は、切り替え可能表面を第１の光学状態から第２の光学状態に周期的に切り替えるステップであって、切り替えの周期は最大で１００ｍｓである、ステップと、第１の光学状態及び／又は第２の光学状態中に切り替わるよう第１の光源を独立して制御するステップと、第１の光学状態及び／又は第２の光学状態中に切り替わるよう第２の光源を独立して制御するステップとを含む。第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み得り、第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含み得る。
【００２５】
［００２５］この側面の一実施形態では、第１の期間中、一ステップが切り替え可能表面を散乱状態に切り替え、第１の光源を第１の輝度レベル状態に切り替え、第２の光源を第２の輝度レベル状態に切り替えることを含む。当該ステップは、第２の期間中、切り替え可能表面を実質的に透明な状態に切り替え、第１の光源を第２の輝度レベル状態に切り替え、第２の光源を第１の輝度レベル状態に切り替えることと、第１及び第２の期間を周期的に繰り返すこととを含む。上記実施形態の１つのバージョンにおいて、一ステップが、第１の期間中、切り替え可能表面上にイメージを投影することを含む。
【００２６】
［００２６］他の側面では、本発明は、第１の光源、第２の光源、第３の光源、第１の切り替え可能表面、及び第２の切り替え可能表面を制御するコントローラを含む照明器具を制御する方法であって、第１の切り替え可能表面を第１の光学状態と第２の光学状態との間で切り替えるステップと、第２の切り替え可能表面を第１の光学状態と第２の光学状態との間で切り替えるステップと、第１の光源をオン状態とオフ状態との間で切り替えるステップと、第２の光源をオン状態とオフ状態との間で切り替えるステップと、第３の光源をオン状態とオフ状態との間で切り替えるステップとを含む、方法に関する。
【００２７】
［００２７］この側面の一実施形態では、第１の光学状態は実質的に透明な状態を含み、第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態を含む。第２の実施形態では、第１の期間中、一ステップが第１の切り替え可能表面を散乱状態に切り替え、第２の切り替え表面を実質的に透明な状態に切り替え、第１の光源及び第２の光源をオフ状態に切り替え、第３の光源をオン状態に切り替えることを含む。当該ステップは、更に、第２の期間中、第２の切り替え可能表面を散乱状態に切り替え、第１の切り替え可能表面を実質的に透明な状態に切り替え、第３の光源及び第２の光源をオフ状態に切り替え、第１の光源をオン状態に切り替えることを含む。当該ステップは、第３の期間中、第１の切り替え可能表面及び第２の切り替え可能表面を実質的に透明な状態に切り替え、第３の光源及び第１の光源をオフ状態に切り替え、第２の光源をオン状態に切り替えることと、第１、第２、及び第３の期間を周期的に繰り返すこととを含む。
【００２８】
［００２８］また、本発明は、内部空間を照明するシステムであって、照明モジュールであって、第１の色の光を生成する第１の照明素子と、第２の色の光を生成する第２の照明素子とを含み、第１の色の光は第２の色の光から視覚的に区別できる、照明モジュールを含む。システムは、照明モジュールからかなり離れた位置に配置される、第１の光学状態と第２の光学状態との間で電気的に切り替え可能な切り替え可能表面であって、照明モジュールによって実質的に照らされる、切り替え可能表面と、照明モジュール及び切り替え可能表面と電気通信する多重化コントローラであって、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、及び切り替え可能表面状態を独立して制御する、多重化コントローラとを含む。多重化コントローラは、第１の照明素子状態、第２の照明素子状態、及び切り替え可能表面状態のそれぞれを、少なくとも１０Ｈｚの速度で切り替えることができる。第６の側面の一実施形態では、第１の光学状態は実質的に透明な状態であり、第２の光学状態は実質的に光を散乱する状態である。切り替え可能表面は窓であり得る。
【００２９】
［００２９］本開示の目的で本明細書において使用される場合、「ＬＥＤ」との用語は、任意のエレクトロルミネセンスダイオード、又は、電気信号に呼応して放射を発生できる、その他のタイプのキャリア注入／接合ベースシステム（carrier injection/junction-based system）を含むものと理解すべきである。したがって、ＬＥＤとの用語は、次に限定されないが、電流に呼応して発光する様々な半導体ベースの構造体、発光ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネセンスストリップ等を含む。特に、ＬＥＤとの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、及び（通常、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルまでの放射波長を含む）可視スペクトルの様々な部分のうちの１つ又は複数における放射を発生させることができるすべてのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。ＬＥＤのいくつかの例としては、次に限定されないが、様々なタイプの赤外線ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、アンバー色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、及び白色ＬＥＤ（以下に詳しく述べる）がある。また、ＬＥＤは、所与のスペクトルに対して様々な帯域幅（例えば半波高全幅値（ＦＷＨＭ：full widths at half maximum））（例えば狭帯域幅、広帯域幅）、及び所与の一般的な色分類内で様々な支配的波長を有する放射を発生させるように構成及び／又は制御することができることを理解すべきである。
【００３０】
［００３０］例えば、本質的に白色光を生成するＬＥＤ（例えば白色ＬＥＤ）の一実施態様は、組み合わされることで混合して本質的に白色光を形成する様々なスペクトルのエレクトロルミネセンスをそれぞれが放射する複数のダイを含み得る。別の実施態様では、白色光ＬＥＤは、第１のスペクトルを有するエレクトロルミネセンスを異なる第２のスペクトルに変換する蛍光体材料に関連付けられ得る。この実施態様の一例では、比較的短波長で狭帯域幅スペクトルを有するエレクトロルミネセンスが、蛍光体材料を「ポンピング（ｐｕｍｐ）」して、当該蛍光体材料は、いくぶん広いスペクトルを有する長波長放射を放射する。  
【００３１】
［００３１］なお、ＬＥＤとの用語は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的なパッケージタイプを限定しないことを理解すべきである。例えば、上述した通り、ＬＥＤは、（例えば個々に制御可能であるか又は制御不能である）それぞれが異なるスペクトルの放射線を放射する複数のダイを有する単一の発光デバイスを指すこともある。また、ＬＥＤは、ＬＥＤ（例えばあるタイプの白色ＬＥＤ）の一体部分と見なされる蛍光体に関連付けられることもある。一般に、ＬＥＤとの用語は、パッケージＬＥＤ、非パッケージＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、チップ・オン・ボードＬＥＤ、ＴパッケージマウントＬＥＤ、ラジアルパッケージＬＥＤ、パワーパッケージＬＥＤ、あるタイプのケーシング及び／又は光学的要素（例えば拡散レンズ）を含むＬＥＤ等を指す。
【００３２】
［００３２］「光源」との用語は、次に限定されないが、ＬＥＤベース光源（上記に定義した１つ以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えばフィラメント電灯、ハロゲン電灯）、蛍光光源、りん光性光源、高輝度放電光源（例えばナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ及びメタルハライドランプ）、レーザー、その他のタイプのエレクトロルミネセンス源、パイロルミネセンス源（例えば火炎）、キャンドルルミネセンス源（例えばガスマントル光源、カーボンアーク放射光源）、フォトルミネセンス源（例えばガス状放電光源）、電子飽和（electronic satiation)を使用する陰極発光源(cathode luminescent source）、ガルバノルミネセンス源、結晶発光（crystallo-luminescent）源、キネルミネセンス（kine-luminescent）源、熱ルミネセンス源、摩擦ルミネセンス（triboluminescent）源、音ルミネセンス（sonoluminescent）源、放射ルミネセンス（radioluminescent）源、及び発光ポリマー（luminescent polymers）を含む、様々な放射源のうちの任意の１つ以上を指すと理解すべきである。
【００３３】
［００３３］所与の光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外、又は両者の組み合わせの電磁放射を発生する。したがって、「光」及び「放射」との用語は、本明細書では同義で使用される。さらに、光源は、一体構成要素として、１つ以上のフィルタ（例えばカラーフィルタ）、レンズ、又はその他の光学的構成要素を含んでもよい。また、光源は、次に限定されないが、指示、表示、及び／又は照明を含む様々な用途に対し構成されることを理解すべきである。「照明源」とは、内部空間又は外部空間を効果的に照射するのに十分な強度を有する放射を発生するように特に構成された光源である。このコンテキストにおいて、「十分な強度」とは、周囲照明（すなわち、間接的に知覚され、また、例えば、全体的に又は部分的に知覚される前に１つ以上の様々な介在面から反射される光）を提供するために空間又は環境において発生される可視スペクトルにおける十分な放射強度（放射強度又は「光束」に関して、全方向における光源からの全光出力を表すために、単位「ルーメン」がよく使用される）を指す。
【００３４】
［００３４］用語「スペクトル」は、１つ以上の光源によって生成される放射線の任意の１つ以上の周波数（又は波長）を指すと理解されたい。したがって、用語「スペクトル」は、可視範囲内の周波数（又は波長）だけでなく、赤外線、紫外線、及び電磁スペクトル全体の他の領域内の周波数（又は波長）も指す。また、所与のスペクトルは比較的狭い帯域幅（例えば、実質的に少数の周波数又は波長成分を有するＦＷＨＭ）又は比較的広い帯域幅（様々な相対的強度を有するいくつかの周波数又は波長成分）を有し得る。また、所与のスペクトルは２つ以上の他のスペクトルの混合物であり得る（例えば、それぞれ複数の光源から出射された放射線の混合）。
【００３５】
［００３５］本開示の目的のために、用語「色」は、用語「スペクトル」と同義に使用される。しかし、用語「色」は、通常、観察者によって知覚可能な放射線の特性を指すために主に用いられる（但し、この使用はこの用語の範囲を限定するものではない）。したがって、用語「異なる色」は、異なる波長成分及び／又は帯域幅を有する複数のスペクトルを示唆する。また、用語「色」は、白色及び非白色光のいずれにも関しても使用され得ると理解されたい。
【００３６】
［００３６］用語「切り替え可能表面」は、通常、制御可能な光学特性を備える表面を有する電気−光学素子を指す。制御可能な特性は、限定はされないが、透明性、透過性、反射性、及び拡散性を含む。特に、反射状態（ミラー状）と透明状態との間で切り替え可能な電気−光学素子、及び、散乱状態と透明状態との間で切り替え可能な光学素子（例えば、ＰＤＬＣ）が存在する。また、透過性（吸収性）を制御可能な材料、及び自身から反射される光の特徴を変化させる材料（電子ペーパーディスプレイ材料等）が存在する。このような材料は直接一方の光学状態から他方の光学状態に、例えば透明から散乱性に切り替えられるように見えるよう制御されてもよいし、材料は中間状態を有してもよい。これらの切り替え可能表面を制御するために使用される電気信号の特徴は当業者にとって良く知られており、したがって本開示から省略される。
【００３７】
［００３７］「照明器具」との用語は、本明細書では、特定の形状因子、アセンブリ又はパッケージの１つ以上の照明ユニットの実施態様又は配置を指すために使用される。「照明ユニット」との用語は、本明細書では、同じ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置を指して使用される。所与の照明ユニットは、様々な光源の取付け配置、筐体／ハウジング配置及び形状、並びに／又は、電気及び機械的接続構成の任意のものを有し得る。更に、所与の照明ユニットは、光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば制御回路）に任意選択的に関連付けられてもよい（例えば含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）。「ＬＥＤベースの照明ユニット」とは、上記した１つ以上のＬＥＤベースの光源を、単独で又はその他の非ＬＥＤベースの光源との組合せで含む照明ユニットを指す。「マルチチャネル」照明ユニットは、それぞれが異なるスペクトルの放射線を生成するよう構成された少なくとも２つの光源を含むＬＥＤベース又は非ＬＥＤベース照明ユニットを指し、異なる光源スペクトルのそれぞれがマルチチャネル照明ユニットの「チャネル」と呼ばれ得る。
【００３８】
［００３８］本明細書において、用語「コントローラ」は、１つ以上の光源の動作に関連する様々な装置を表すために使用される。本明細書で論じられる様々な機能を実行するために、コントローラは多数の方法で実装され得る（例えば、専用ハードウェアによって等）。「プロセッサ」は、本明細書で論じられる様々な機能を実行するためにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラミンされ得る１つ以上のマイクロプロセッサを使用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを使用して又は使用せずに実装され得り、また、一部の機能を実行するための専用ハードウェアと他の機能を実行するためのプロセッサとの組み合わせ（例えば、１つ以上のプログラミングされたマイクロプロセッサ及び付随する回路）として実装されてもよい。本開示の多様な実施形態において使用され得るコントローラ部品の例は、限定はされないが、従来のマイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、及びＦＰＧＡ（field-programmable gate array）を含む。
【００３９】
［００３９］多様な実装形態において、プロセッサ又はコントローラは１つ以上の記憶媒体（本明細書では通常「メモリ」と呼ばれ、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光学ディスク、磁気テープ等の揮発性及び非揮発性コンピュータメモリ）に関連付けられ得る。一部の実装形態において、記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されると、本明細書で説明される機能のうちの少なくとも一部を実行する１つ以上のプログラムによって符号化され得る。様々な記憶媒体がプロセッサ若しくはコントローラ内に固定され得り、又は移動可能でもよく、記憶媒体上に記憶された１つ以上のプログラムがプロセッサ若しくはコントローラにロードされて、本明細書に説明される本発明の多様な側面を実行してもよい。本明細書において、用語「プログラム」又は「コンピュータプログラム」は広義の意味で使用され、１つ以上のプロセッサ又はコントローラをプログラミングするために用いることができるあらゆる種類のコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指す。
【００４０】
［００４０］上記概念、及び下記において詳細に説明される他の概念の組み合わせの全てが（かかる概念が互いに矛盾しないことを前提として）、本明細書が開示する発明的主題の一部として考えられることを理解されたい。特に、本開示の末尾に示す特許請求の主題のあらゆる組み合わせが、本開示の主題の一部として考えられる。また、本明細書で明確に使用され、また参照によって組み込まれる開示内にも現れ得る用語は、本開示が開示する特定の概念と最も調和する意味を与えられるべきであると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
［００４１］図中、通常同様の参照符号は異なる図を通して同じ部分又は部品を指す。また、図面は必ずしも縮尺通りではなく、通常、むしろ発明の原理を説明することに重点が置かれる。
【００４２】
【図１】［００４２］図１は、制御される照明器具の第１の実施形態の概略図である。
【図２】［００４３］図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施形態の照明器具によって照らされた物体が落とす第１及び第２の影のパターンを示す。
【図３】［００４４］図３は、第１の実施形態の照明器具の照明素子及び切り替え可能表面素子の状態のタイミングチャートである。
【図４】［００４５］図４は、第１の実施形態の照明器具によって照らされた物体が落とす第３の影のパターンを示す。
【図５】［００４６］図５は、第２の実施形態に係る照明器具の概略的な側面図である。
【図６】［００４７］図６は、第２の実施形態に係る照明器具の概略的な前面図である。
【図７】［００４８］図７は、第１の実施形態の照明器具の照明素子及び切り替え可能表面素子の状態のタイムチャートである。
【図８】［００４９］図８は、入れ子にされた切り替え可能表面を備える照明器具の概略図である。
【図９】［００５０］図９は、２つの切り替え可能表面素子を備える例示的照明器具の概略図である。
【図１０】［００５１］図１０は、第３の実施形態の照明器具の照明素子及び切り替え可能表面素子の状態のタイミングチャートである。
【図１１】［００５２］図１１は、第４の実施形態に係る照明器具の概略図である。
【図１２】［００５３］図１２Ａ及び図１２Ｂは、照明器具の第５の例示的実施形態の概略図である。
【図１３】［００５４］図１３Ａ及び図１３Ｂは、第６の実施形態に係る照明器具の概略図である。
【図１４】［００５５］図１４は、照明器具の制御方法のフローチャートである。
【図１５】［００５６］図１５は、本発明の機能を実行するためのシステムの一例を示す概略図である。
【図１６】［００５７］図１６は、制御される照明器具の第７の実施形態の概略図である。
【図１７】［００５８］図１７Ａ及び図１７Ｂは、制御される照明器具の第７の実施形態の２つの照明パターンを示す概略図である。
【図１８】［００５９］図１８Ａ及び図１８Ｂは、制御される照明器具の第７の実施形態の２つの追加の照明パターンを示す概略図である。
【図１９】［００６０］図１９Ａ及び図１９Ｂは、入れ子にされた切り替え可能表面を備える照明器具の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
［００６１］従来、異なる照明効果を作り出すには異なるタイプの照明器具が使用されてきた。ある内部空間に、異なるタイプの照明、例えば直接非拡散光、直接拡散光、間接非拡散光、及び間接拡散光等を供給するために複数の照明器具が取り付けられ得る。これらの照明タイプの２つ以上、及び更なる追加の照明効果を切り替え可能に供給するよう制御可能な照明器具を提供することは有利である。より一般的には、出願人は、照明素子の高速切り替えを協調させて制御することにより上記及び他の視覚効果を作り出すことが有益であり得ることを認識及び理解した。
【００４４】
［００６２］上記に照らして、本発明の多様な実施形態及び実装形態は、制御可能な照明素子及び切り替え可能な表面を備える照明器具のためのデバイス及び方法を対象とする。
【００４５】
第１の実施形態：照明モジュール又は照明器具によって生成される影の制御
［００６３］制御可能な照明モジュールの第１の例示的実施形態１００を図１に概略的に示す。照明モジュールは、ハウジング１１５内に設置される少なくとも２つのＬＥＤ１１０のグループ、及びポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）シート等の電気的に切り替え可能な散乱素子１５０を含む。ＬＥＤ１１０は、照明モジュール１００の出力部において光線１２０を発するよう配置され、散乱素子１５０は光線１２０の経路内に配置される。この例では、ＬＥＤ構成が例えば赤色、緑色、及び青色光を生成する別々のデバイスを含み、白色光線１２０を形成するよう各色成分が結合されると仮定する。当然ながら、例えば琥珀色、白色、及び他の色を含む２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の異なる色のＬＥＤが照明モジュール１００内に備えられることも考慮される。
【００４６】
［００６４］図２Ａ及び図２Ｂは、表面２６５上の円柱状の物体２６０を照らしている照明モジュール１００の概略図である。散乱素子１５０は、フリッカーが知覚される最小周波数以上の周波数で２つの散乱状態、例えば透明状態と拡散状態との間で素早く切り替えられ得る。散乱素子１５０が透明状態にある場合、図２Ａに示されるように、照明モジュール１００は、あたかも光が点源又はコリメートされた光源から来るかのような鮮明且つはっきりとした輪郭を有する物体２６０の影２６１を生成する。散乱素子１５０が拡散状態にある場合、図２Ｂに示されるように、照明モジュール１００は、光が拡散光源から来るかのようなソフトな又は緩やかな輪郭を有する拡散影（ぼやけた影）２６２を生成する。ＬＥＤの輝度、よって照明モジュールにより供給される照明の輝度及び色は、上記２つの状態のために独立して制御され得る。照明モジュール１００のユーザによって観察される効果は、鮮明な影（図２Ａ）と拡散影２６２との混合であり得り、影の相対的重みは、散乱素子１５０が透明状態にある時間及び散乱素子１５０が散乱状態にある時間に依存する。
【００４７】
［００６５］図３に示される波形は一具体例を示す。波形の繰り返し周期Ｔｉは照明モジュール１００（図２Ｂ）のフリッカー周波数を決定し、この周期は例えば２０ｍｓ未満に設定される。各周期の前半Ｔ１の間、散乱素子１５０（図２Ｂ）を散乱状態にさせる駆動信号が散乱素子１５０（図２Ｂ）に印加される。期間Ｔ１中、赤色光を生成するＬＥＤがＯＮにされ、照明モジュール１００（図２Ｂ）は拡散赤色照明を生成する。各周期の後半Ｔ２の間、散乱素子１５０（図２Ａ）を透明状態にさせる駆動信号が散乱素子１５０（図２Ａ）に印加される。期間Ｔ２中、緑色及び青色光を生成するＬＥＤがＯＮにされ、照明モジュールはわずかな光散乱とともに緑色及び青色光を生成する。
【００４８】
［００６６］知覚される照明効果はＴ１及びＴ２の間の照明の平均を表し、図４に示される。物体２６０は白色光により照らされているように見えるが、物体２６０によって作られる影４６１は赤色及びシアン色の端部４６２を有するように見える。生成される影の色の種類は、ジオメトリ及び結果的に鮮明な影とソフトな影との重なりに依存し、例えば、全て赤色、全てシアン色、又は赤色及びシアン色の組み合わせである。
【００４９】
［００６７］本例では、照明モジュール１００は拡散照明状態及び直接照明状態に対応する２つの部分周期によって動作される。しかし、照明モジュール１００により作られる照明効果の制御を高めるために、３つ以上の部分周期を有し、散乱素子１５０が追加の期間中に中間散乱状態に切り替えられることも考慮される。更に、異なる照明状態の強度及び色を制御するために、ＬＥＤに中間駆動電流が供給されてもよい。同様に、赤色、緑色、及び青色ＬＥＤオンパルスの相対的位相及び期間が経時的に変更されてもよく、これは多様な視覚効果を与える。例えば、物体２６０上の光が一定の色を保つ一方、端部の影４６２の色が変化し得る。更に、端部の影４６２の色の変化は一方の色から他方の色にブレンドされるような緩やかな変化でもよいし、又は突然の変化でもよい。あるいは、第１の実施形態において、少なくとも２つのＬＥＤを使用する代わりに単一のＬＥＤが使用されてもよく、散乱素子１５０が切り替えられるとき、ＬＥＤの輝度が変更されてもよい。これは、照らされる物体が鮮明な輪郭とソフトな輪郭との組み合わせを有する影を生成するという視覚効果をもたらす。
【００５０】
第２の実施形態：照明器具の色及びその照明の色の制御
［００６８］提案の制御方法を利用する照明デバイスの第２の例示的実施形態は、その外観からは第１の色の光を生成することが予期されるが、第１の色とは異なる第２の色の照明をもたらす照明器具である。このような照明器具は、例えば、部屋の装飾にマッチする色を有する一方、作業面上に白色光照明を供給するデスク照明モジュールとして使用され得る。あるいは、照明器具は壁上に取り付けられ、第１の色を呈するが、床又は天井上に第２の色の照明を供給してもよい。
【００５１】
［００６９］このような照明器具の構成の一例を図５及び図６に示す。照明器具５００は、照明器具５００の可視表面を形成し、切り替え可能な光学素子として機能する曲面ＰＤＬＣシート５５０を含む。ＰＤＬＣシート５５０は黒色であるバックパネル５４０の前方に配置され、シート５５０は、２つ以上の異なる色のＬＥＤ、例えば赤色、緑色、及び青色ＬＥＤを含むＬＥＤ５１０の組み合わせによって背後から照らされる。前述の例と同様に、ＬＥＤ５１０及び散乱素子５５０は図７に示されるような繰り返し信号によって駆動される。
【００５２】
［００７０］駆動周期の前半Ｔ１の間、シート５５０（図５）は透明状態に駆動され、ＬＥＤ５１０（図５）は、赤色ＬＥＤは期間Ｔ１Ｒ、緑色ＬＥＤは期間Ｔ１Ｇ、青色ＬＥＤは期間Ｔ１ＢにかけてＯＮにされる。３つの期間（時間）の値は期間Ｔ１中に照明器具５００（図５）によって生成される光の実効輝度及びカラーを決定する。Ｔ１の間、シート５５０（図５）は透明状態にあるので、ＬＥＤ５１０（図５）によって生成される光はシート５５０（図５）の存在による影響をあまり受けず、照明器具の下方の物体及び表面に降り注ぐ。
【００５３】
［００７１］駆動周期の後半Ｔ２の間、シート５５０（図５）は散乱状態に駆動され、ＬＥＤは、赤色ＬＥＤは期間Ｔ２Ｒ、緑色ＬＥＤは期間Ｔ２Ｇ、青色ＬＥＤは期間Ｔ２ＢにかけてＯＮにされる。これらの期間の第２の値のセットは、期間Ｔ２中に照明器具５００（図５）によって生成される光の実効輝度及びカラーを決定する。Ｔ２の間、シート５５０（図５）は散乱状態にあるので、ＬＥＤ５１０（図５）によって生成される光は幅広い角度に渡って散乱される。依然として光の多くがシート５５０（図５）の下方の物体及び表面上に降り注ぐが、Ｔ１中より光の割合は少ない。
【００５４】
［００７２］照明器具５００（図５）の特徴の２つは、直接見られるとき、すなわち観察者がＰＤＬＣシート５５０（図５）を見るときの色、及び、生成される照明の色、すなわち照明器具５００（図５）の下方の物体及び表面に降り注ぐ光の色である。
【００５５】
［００７３］観察者が照明器具５００（図５）を観察するとき、観察者は、期間Ｔ２の間にＰＤＬＣシート５５０（図５）から散乱された光を主に見る。この光の色、よって照明器具５００（図５）の見かけの色は、期間Ｔ２Ｒ、Ｔ２Ｇ、及びＴ２Ｂによって決定される。照明器具５００（図５）によって生成される照明効果は、期間Ｔ１及びＴ２の間に照明器具５００（図５）の下方の表面に降り注ぐ光の和である。したがって、照明の色は期間Ｔ１Ｒ、Ｔ１Ｇ、及びＴ１Ｂ並びにＴ２Ｒ、Ｔ２Ｇ、及びＴ２Ｂに依存する。前述したように、期間Ｔ２の間、光は幅広い角度にかけて散乱されるので、照明器具５００（図５）の下方の表面上にはより少量の光が降り注ぐ。照明中の赤色、緑色、及び青色光の相対的割合は、Ｔ１Ｒ＋ｋＴ２Ｒ、Ｔ１Ｇ＋ｋＴ２Ｇ、及びＴ１Ｂ＋ｋＴ２Ｂと表すことができ、ここでｋ＜１である。特定の色の光を生成するために照明中の赤色、緑色、及び青色光の割合のバランスを取る場合、係数ｋを考慮すべきである。係数ｋの値は照明器具５００（図５）の設計に依存する。このような構成（図５）に対する係数ｋの値の例示的な範囲は、０．６−０．７の範囲内であり得る。例えば、シート５５０（図５）が赤色の外観を有するが、照明器具５００（図５）の下方の表面上に降り注ぐ光が白色であるよう、照明器具５００（図５）が動作され得る。この場合、Ｔ２Ｇ及びＴ２Ｂはゼロであり得り、表面上に降り注ぐ光中の赤色、緑色、及び青色光の相対的割合はＴ１Ｒ＋ｋＴ２Ｒ、Ｔ１Ｇ、及びＴ１Ｂであり得る。表面に白色照明を与えるためには、Ｔ１Ｒ＋ｋＴ２Ｒ＝Ｔ１Ｇ＝Ｔ１Ｂとなるよう、赤色、緑色、及び青色光の等しい寄与が要求され得る。
【００５６】
第３の実施形態：複数の切り替え可能な表面を備える照明器具の外観の制御
［００７４］本発明の第３の例示的実施形態は、複数の切り替え可能な表面を備える照明器具に関する。図８は、単純な照明器具８００の概略図を示す。照明器具８００は、照明を供給するためのＬＥＤ８１０のアセンブリ、異なる高さ及び異なる直径を有する２つの同心円状の円筒の形態を取る第１の切り替え可能な散乱素子８５１及び第２の切り替え可能な散乱素子８５２を含む。上記と同様に、ＬＥＤ８１０のアセンブリは少なくとも２つの異なる色のＬＥＤを含み、本例では赤色、緑色、及び青色ＬＥＤである。照明器具８００の外観は、散乱素子８５１、８５２の形状及び散乱素子８５１、８５２から散乱される光の色によって主に決定され、一方、照明効果はＬＥＤ８１０のアセンブリからの直接照明と、散乱素子８５１、８５２から散乱される光による間接照明との組み合わせである。図９及び図１０は、興味深い視覚効果をもたらすために散乱素子８５１、８５２及びＬＥＤ１１０が如何に制御され得るかを示す。
【００５７】
［００７５］図９は照明器具８００の概略図を示し、２つの散乱素子８５１、８５２の一部と、散乱素子８５１、８５２及び照明器具８００の環境の両方を照らす赤色、緑色、及び青色ＬＥＤ８１０とを示す。ＬＥＤ８１０及び散乱素子８５１、８５２の状態のタイミングを図１０に示す。本例では、照明周期Ｔｉが３つの部分期間Ｔ１−Ｔ３に分割される。第１の部分期間Ｔ１の間、第１の散乱素子８５１は散乱状態に切り替えられ、第２の散乱素子８５２は透明又は透過状態に切り替えられ、青色ＬＥＤがＯＮにされる。青色光は第１の散乱素子上に降り注ぎ、幅広い角度にかけて散乱される。第２の散乱素子８５２は光に大きな追加の散乱を与えない。第２の部分期間Ｔ２の間、第１の散乱素子８５１は透明状態に切り替えられ、第２の散乱素子８５２は散乱状態に切り替えられ、赤色ＬＥＤがＯＮにされる。赤色光は方向をあまり変えられることなく第１の散乱素子８５１を通過するが、第２の散乱素子８５２において、赤色光は幅広い角度に散乱される。第３の部分期間Ｔ３の間、第１の散乱素子８５１及び第２の散乱素子８５２はともに透明状態に切り替えられ、緑色ＬＥＤがＯＮにされる。緑色光８２０は方向をあまり変えられることなく第１及び第２の散乱素子８５１、８５２を通過し、照明器具８２０の外に出て周囲環境を照らす。
【００５８】
［００７６］このように照明器具８００を動作させる視覚効果は、第１の散乱素子８５１は青色光を散乱するため青色に見え、第２の散乱素子８５２は赤色光を散乱するため赤色に見え、一方、照明器具８００によって供給される照明は散乱素子から散乱される青色及び赤色拡散光、並びに緑色光の組み合わせであるというものである。
【００５９】
［００７７］散乱素子８５１、８５２は半透明な外観を有し得る。赤色表面を通して青色表面が見られ、２つの表面が重なるように見られる場合、２つの表面の加法混色が起こり、重なる領域はマゼンタ色を有する。これは、代わりに減法混色を提供する、着色された透明プラスチックを使用して作られるタイプの効果から大きく異なる。これは、従来の照明器具では実現することができない新規の視覚効果の生成を可能にする。散乱素子８５１、８５２の透過性は、散乱素子８５１、８５２に印加される駆動電圧の大きさによって、又はそれらが散乱状態及び透明状態にある相対的時間によって制御され得る。散乱素子８５１、８５２の色及び輝度は、散乱状態にあるときにそれらに降り注ぐ光によって決定される。
【００６０】
［００７８］本例では、散乱素子８５１、８５２は異なる期間において散乱状態に切り替えられる。このため、両方の散乱素子８５１、８５２が互いに対して半透明に見え、一方の散乱素子を他方の散乱素子を通して見ることができる。散乱素子８５１、８５２が同じ期間中にともに散乱するよう駆動される場合、一方のシートを通して他方のシートを見ることができない。言い換えれば、両者は依然として他の要素又は物体に対しては半透明に見えるが、互いに対しては半透明に見えない。これは、照明器具８００の外観の更に高度な制御を提供する。あるいは、第３の実施形態において、少なくとも２つのＬＥＤを使用する代わりに単一のＬＥＤを使用してもよく、散乱素子８５１、８５２が切り替えられるとき、ＬＥＤの輝度が変更され得る。これは、散乱素子８５１、８５２が異なる知覚輝度レベルを有するという視覚効果をもたらす。
【００６１】
第４の実施形態：装飾又は情報のための切り替え可能なパターンを表示する照明器具
［００７９］上記したように、第３の実施形態は、照明器具の外観を制御するために異なる外観、例えば異なる色を有するよう制御可能な複数の電気的に切り替え可能な散乱素子を備える照明器具の概念を開示する。第４の例示的実施形態はこの概念を発展させ、素子を制御する電極が、（複数の）光学状態の間、例えば散乱状態と透明状態との間で個別に切り替え可能なシートの（複数の）領域を形成するようパターニングされる。ＰＤＬＣシートは、液晶セルを形成するよう組み立てられる２つのポリマー基板を含み得る。セル内の基板の表面は、透明電極によってコーティングされ得る。このような電極をパターニングして個別にアドレス可能なセルの領域を形成することは、映像ディスプレイの分野の当業者に知られている。これらの領域の駆動、及びＰＤＬＣシートの近傍の照明ＬＥＤの駆動を制御することにより、異なる時間に異なる所定のパターンを表示するよう制御可能な単純なパターンを表示することも可能な照明器具の一部を形成する表面が作られる。
【００６２】
［００８０］例えば、第２の実施形態に関連して上記したような照明器具構造が通路を照らすための照明器具として使用され得る。第４の実施形態に係る例示的照明器具１１００を図１１に示す。第４の実施形態において、上記したように、床を白色光で照らす一方で、照明器具の前方から見えるシート１１５０は均一な有色外観を有するよう駆動され得る。図１１に示されるように、４つの個別にアドレス可能な領域１１０１−１１０４を形成するようシート１１５０の電極をパターニングすることにより、必要に応じて、矢印の形態で方向情報を提供するために照明器具１１００を使用することもできる。例えば、第１の三角形状領域１１０３及び主要領域１１０１が第１の色を有し、第２の三角形状領域１１０４及び矩形領域１１０２が第２の色を有するよう設定（構成）することにより、照明器具は左を指し示す矢印を表示するように見える。第２の三角形状領域１１０４及び主要領域１１０１が第１の色を有し、第１の三角形状領域１１０３及び矩形領域１１０２が第２の色を有するよう設定することにより、照明器具は右を指し示す矢印を表示するように見える。各領域の色は、第２の実施形態において説明した態様と同様に各領域への駆動信号を変更してＬＥＤ１１１０の駆動を制御することにより制御され得る。
【００６３】
［００８１］上記例は４つの個別にアドレス可能な領域１１０１−１１０４を有する比較的単純なグラフィックを説明するが、例えばテキスト又はグラフィックイメージを示すようパターニングされたより少ない又はより多くのアドレス可能領域を有してもよい。異なるアドレス可能領域が異なる色のＬＥＤと同期して散乱状態に切り替えられ、異なるアドレス可能領域が互いに異なる色を呈してもよい。
【００６４】
第５の実施形態：表面上への投影及び表面を介する照明
［００８２］本発明の第５の実施形態は、照明器具の切り替え可能な表面上にテキスト、パターン、又はイメージを投影することにより切り替え可能な表面上にイメージ又は情報を表示できる照明器具である。第５の実施形態に係る例示的な天井取り付け照明器具を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。照明器具１２００は、上記したように拡散状態と透明状態との間で電気的に切り替え可能な鉛直面１２５０によって包囲される中央光源１２１０を含む。照明器具１２００のための駆動波形は図７に示されるものと同様でもよく、各駆動周期の前半部Ｔ１の間、シート１２５０が透明状態に駆動され、光源１２１０が照明を供給してもよい。各駆動周期の後半部の間、シート１２５０が散乱状態に駆動され、図１２Ｂに示すように、シート１２５０上に例えばテキスト、光パターン、及び／又はイメージが投影されてもよい。これらのパターンは、例えば、中央光源１２１０内のＬＥＤによって生成される照明からもたらされてもよいし、又は、期間Ｔ２の間にのみ光を生成するよう照明器具１２００の動作と同期して動作するプロジェクター（図示無し）によって生成されてもよい。シート１２５０上のパターン又はイメージは半透明な外観を有し得るので、（観察者によって見られる場合）シート１２５０の背後にある物体が暗い色又は黒色である場合、シート１２５０上のイメージ又はパターンの見かけのコントラストが向上し得るので、有益であり得る。
【００６５】
第６の実施形態：建築的な設定における表面の外観の制御
［００８３］第６の例示的実施形態において、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように、照明システムの外部の切り替え可能表面の照明システム制御を組み込むことにより、照明モジュール及び照明器具に関連して説明された概念をより大きなスケールに拡張できる。例えば、部屋の天井１３６０に取り付けられた照明器具１３００が壁１３６２及び窓１３６４を含む部屋を照らし得る。窓１３６４は、図１３Ａに示されるような透明状態から図１３Ｂに示されるような散乱状態に変化するよう制御され得る切り替え可能表面１３５０を有する。また、切り替え可能表面が同期された有色照明素子の色を呈するよう、上述したように、有色照明素子がＯＮであるときと同時に切り替え可能表面１３５０が光散乱状態にあるよう照明器具１３００内の照明素子及び切り替え可能表面１３５０を時間配列することにより、切り替え可能表面１３５０の外観を更に制御することができる。
【００６６】
［００８４］このような切り替え可能表面の制御を照明システムの制御と協調させることは、室内の切り替え可能表面の外観を変更するために、又は建物内の切り替え可能窓の内側及び／又は外側見かけを変更するために使用され得る。制御される光源及び制御される電気的に切り替え可能な光学素子の要素は、単一の照明モジュール又は照明器具ではなく別個の照明器具及び表面として動作し得る。要求される視覚又は照明効果を生成するためにこれらの要素の駆動を協調させる手段は、部屋又は建物の照明制御システムの一部を形成し得る。前述のＰＤＬＣ材料は、透明状態と拡散又は不透明状態との間で切り替えられる大きなガラス窓を提供するために既にプライバシーガラスにおいて使用されている。プライバシーガラスを備える室内の照明に前述の制御方法を適用することにより、窓の色及び透明性を変更することができ、室内の外観を変更する、又はより大きなスケールで、建物の外観を変更する機会を与える。
【００６７】
［００８５］多様な実施形態において、切り替え可能な表面及び照明素子が、スイッチングが例えばフリッカーとして知覚されない程度に十分速い速度で切り替えられることが望ましい。フリッカーが知覚される最小周波数は複雑であり、観察条件、輝度（明るさ）、コントラスト、視野内の位置等に依存する。一般的に、実践的な最小周波数は約５０Ｈｚである可能性が高いが、この周波数ではまだ多くの人がフリッカーを知覚できる。最良のシナリオでは周波数は１００Ｈｚ以上であろうが、切り替え可能光学素子の速度によって制限される可能性がある。
【００６８】
［００８６］本発明の一部の実施形態に係る照明器具又は照明モジュールを制御するための一例示的方法を図１４のフローチャートに示す。フローチャート内のプロセス記述又はブロックは、プロセス内の特定の論理機能を実装するための１つ以上の命令を含むモジュール、セグメント、コードの部分、又はステップを表すと理解されるべきであり、当業者によって理解されるように、含まれる（関与する）機能に応じて、実質的に同時又は逆順を含め、機能が図示又は論じられる順番とは異なる順番で実行され得る他の実施形態も本発明の範囲内に含まれることに留意されたい。
【００６９】
［００８７］ブロック１４１０によって示されるように、例示的方法の一ステップは、切り替え可能表面を第１の光学状態から第２の光学状態に周期的に切り替えることを含む。上記したように、スイッチングレートは観察者によってフリッカーが認識されない程度に十分高いことが好ましい。ブロック１４２０によって示されるように、第１の光源は第１の光学状態及び／又は第２の光学状態中に切り替わるよう独立して制御される。ブロック１４３０によって示されるように、第２の光源は第１の光学状態及び／又は第２の光学状態中に切り替わるよう独立して制御される。例えば、切り替え可能表面が透明光学状態にある部分期間中、第１の光源がＯＮにされ、第２の光源がＯＦＦにされてもよい。同様に、切り替え可能表面が散乱光学状態にある部分期間中、第１の光源がＯＦＦにされ、第２の光源がＯＮにされてもよい。当然ながら、上記したように、多くの他の繰り返し部分期間状態の組み合わせが可能である。また、２つ以上の切り替え可能表面が制御されてもよく、３つ以上の異なる色の光源が制御されてもよく、これにより各部分期間中により多くの状態の組み合わせが得られる。あるいは、第１の光源及び第２の光源を有する代わりに単一の光源を使用して、第１の光学状態中は第１の輝度レベルに、第２の光学状態中は第２の輝度レベルに切り替わるよう光源の輝度を制御してもよい。
【００７０】
［００８８］上記で詳述した機能を実行するための多重化コントローラはコンピュータシステムであり得り、その一例の概略図を図１５に示す。システム１５００は、プロセッサ１５０２、記憶デバイス１５０４、上記機能を規定するソフトウェア１５０８を記憶するメモリ１５０６、Ｉ／Ｏデバイス１５１０、及びシステム１５００内の通信を可能にするローカルバス又はローカルインターフェイス１５１２を含む。ローカルインターフェイス１５１２は、当該分野において知られるように、例えば限定はされないが、１つ以上のバス又は他の有線若しくは無線接続であり得る。ローカルインターフェイス１５１２は、通信を実現するために、簡潔さのために省略されるコントローラ、バッファ（キャッシュ）、ドライバ、リピーター、及びレシーバー等の追加の要素を有してもよい。更に、上記構成要素間の適切な通信を可能にするために、ローカルインターフェイス１５１２はアドレス、制御、及び／又はデータ接続を含んでもよい。
【００７１】
［００８９］プロセッサ１５０２は、ソフトウェア、特にメモリ１５０６内に記憶されるソフトウェアを実行するためのハードウェアデバイスである。プロセッサ１５０２は、任意のカスタムメイド若しくは市販のシングルコア若しくはマルチコアプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、システム１５００に関連付けられる複数のプロセッサ間の補助プロセッサ、半導体ベースマイクロプロセッサ（マイクロチップ又はチップセットの形態）、マクロプロセッサ、又は概してソフトウェア命令を実行するための任意のデバイスであり得る。
【００７２】
［００９０］メモリ１５０６は、揮発性メモリ素子（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等のＲＡＭ））及び不揮発性メモリ素子（例えば、ＲＯＭ、ハードドライブ、テープ、ＣＤＲＯＭ等）の任意の１つ又は組み合わせを含み得る。更に、メモリ１５０６は電子、磁気、光学、及び／又は他の種類の記憶媒体を含み得る。メモリ１５０６は、様々な構成要素が互いに離れて配置されるが、プロセッサ１５０２によってアクセス可能な分散アーキテクチャを有してもよいことに留意されたい。
【００７３】
［００９１］ソフトウェア１５０８は、本発明に基づきシステム１５００により実行される機能を規定する。メモリ１５０６内のソフトウェア１５０８は、後述されるように、それぞれがシステム１５００の論理機能を実行するための実行可能命令の順序付けられたリストを含む１つ以上の別個のプログラムを含み得る。メモリ１５０６はオペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）１５２０を含み得る。オペレーティングシステムは本質的にシステム１５００内のプログラムの実行を制御し、スケジューリング、入出力制御、ファイル及びデータ管理、メモリ管理、通信制御、並びに関連サービスを提供する。
【００７４】
［００９２］Ｉ／Ｏデバイス１５１０は、例えば限定はされないが、コントローラパネル又はパッド、リモコン、携帯電話、マウス、マイク等の入力デバイスを含み得る。更に、Ｉ／Ｏデバイス１５１０は、例えば限定はされないが、切り替え可能表面及び照明デバイス等の出力デバイスを含み得る。最後に、Ｉ／Ｏデバイス１５１０は更に、例えば限定はされないが、変調器／復調器（他のデバイス、システム、又はネットワークにアクセスするためのモデム）、ＲＦ等のトランシーバー、電話インターフェイス、ブリッジ、ルータ、又は他のデバイス等、入出力両方を介して通信するデバイスを含み得る。
【００７５】
［００９３］プロセッサ１５０２は、システム１５００の動作中、メモリ１５０６内に記憶されるソフトウェア１５０８を実行し、メモリ１５０６とデータを交換し、ソフトウェア１５０８に従って上述されたようにシステム１５００の動作を全体的に制御するよう構成される。
【００７６】
第７の実施形態：切り替え可能表面を備える照明器具
［００９４］照明モジュール又は照明器具の光出力パターンを変化させるために、切り替え可能ミラー又は切り替え可能散乱素子等の電気的に切り替え可能な光学素子が使用され得る。例えば、電気的に可変な散乱特性を備える照明器具が、照明器具が使用される目的に応じて変更され得る。コントローラは、１つ以上の電気的に調整可能な光学素子及び１つ以上の光源を制御する。電気的に調整可能な光学素子は、例えば、受動的ビーム成形素子及び制御可能な散乱素子を含み得る。
【００７７】
［００９５］図１６に示される本発明の第７の実施形態に基づく例示的な照明器具１６００は、光源１６１０、及び外観を実質的に変更するために電気的に制御可能な要素を含む複数の切り替え可能表面１６５１−１６５６を有する。例えば、複数の切り替え可能表面１６５１−１６５６は、実質的に光学的に透明な第１の状態と、光学的に散乱性である第２の状態とを有し得る。第７の実施形態において、光源１６１０及び切り替え可能表面１６５１−１６５６は素早く切り替えられる必要はない。しかし、例えば１つ以上の表面１６５１−１６５６のうちの１つ以上の色を光源１６１０に関して変更するために、第１−第６の実施形態において説明したように、表面１６５１−１６５６のうちの１つ以上を素早く切り替えることもできる。
【００７８】
［００９６］照明器具１６００が観察されるとき、第１の状態にある切り替え可能表面１６５１−１６５６の可視性は低いが、一方、第２の状態にある切り替え可能表面１６５１−１６５６は可視になり、照明器具の不透明な他の構成要素とともに、照明器具１６００の外観を大きく決定する。
【００７９】
［００９７］切り替え可能表面１６５１−１６５６の状態を変更することにより、照明器具の外観及び照明器具１６００によって作られる照明効果を変化させることができる。例えば、切り替え可能表面１６５１−１６５６を選択的に制御することにより、照明器具１６００をより大きく又は小さく見えるようにしたり、その表面の形状が変わったように見せることができる。
【００８０】
［００９８］例示的照明器具１６００は、例えば、光源１６１０の大部分を包囲する電気的に切り替え可能な材料のシートを用いて形成され得る。切り替え可能表面１６５１−１６５６は、例えば、印加される交流電圧の大きさを変えることにより材料内の光散乱の程度を制御可能なポリマー分散液晶材料であり得る。電圧が印加されないとき、材料の散乱性は高く、材料を通過する光の量を制限するとともに、通過する光の特徴が高度に拡散性になるよう散乱させる機能を果たす。交流電圧が上げられると、材料の散乱性は徐々に低くなり、より多くの光が材料を通過する。光の特徴はより拡散性でなくなり、より指向性になる。材料を複数の独立して制御されるセクション１６５１−１６５６に分割することにより、生成される光の分布を決定するよう照明器具１６００を制御することができる。
【００８１】
［００９９］図１６は、全ての切り替え可能表面１６５１−１６５６が散乱状態にあるケースを示す。かかる条件下では、光が散乱セクション１６５１−１６５６を直接通過しないので、明るい照明パターン１６２０は照明器具１６００の真下にのみ作られる。照明器具１６００の遠方には、セクション１６５１−１６５６によって散乱された光により拡散背景照明効果が作られ得る。
【００８２】
［００１００］切り替え可能材料セクション１６５１−１６５６に適切な駆動電圧を印加することにより、各セクションの散乱度を選択的に制御することができる。シートに比較的高い駆動電圧が印加される場合、シートは大きく透明になり、入射する光に対して少しの散乱を加える。また、照明器具を観察する人によってシートがより見えづらくなる。セクション１６５１−１６５６を順次透明状態に切り替えることにより、照明器具によって生成される光パターン及び照明器具の外観（サイズ及び形状）を制御できる。これは、下側のセクション１６５１−１６５３の透過状態を変更することが照明器具１６００によって形成される照明パターン１６２０に与え得る影響を示す図１７Ａ及び図１７Ｂに示される。下側のセクション１６５１−１６５３が散乱性である場合、図１７Ａに示されるように、照明器具１６００の下方に形成される明るい光パターン１６２０は比較的小さい面積を有し、切り替え可能材料セクション１６５１−１６５６が光源１６１０を包囲しているように見える。下側のセクション１６５１−１６５３が透明状態に切り替えられる場合、図１７Ｂに示されるように、照明器具１６００の下方の比較的大面積が明るく照らされ、照明器具はより小さく見え、よりオープンな構造を有するように見える。
【００８３】
［００１０１］切り替え可能表面１６５１−１６５６が透明状態に切り替えられるパターンを変更することにより、照明パターン１６２０を更に制御することができる。例えば、図１８Ａ及び図１８Ｂでは、照明器具１６００の底面を覆う切り替え可能表面材料の追加のセクション１６５０が加えられている。図１８Ａでは、下側のセクション１６５０−１６５３が透明で、上側の部分１６５４−１６５６が散乱性であり、照明器具１６００は広いダウン照明効果１６２０を提供する。図１８Ｂによって示される場合、下側のセクション１６５０−１６５３が散乱性で、上側のセクション１６５４−１６５６が透明であり、照明器具１６００はアップ照明効果１６２０を提供する。
【００８４】
［００１０２］追加の照明効果が可能である。例えば、底面セクション１６５０が透明状態と反射状態との間で変化する切り替え可能材料である場合、底面セクションが反射状態にあるとき、図１８Ｂによって示されるアップ照明効果は強化され得る。
【００８５】
第８の実施形態：入れ子構造の切り替え可能表面を備える照明器具
［００１０３］本発明の第８の例示的実施形態は、図１９に示されるように、他の方法で外観を変えることができる照明器具１９００である。第８の実施形態では、第１の切り替え可能表面１９０１が実質的に第２の切り替え可能表面１９０２の内部に配置され得る。第１の（内側の）切り替え可能表面１９０１は円錐状の形態を有し、一方、第２の外側の切り替え可能表面１９０２は円筒状の形態を有する。図１９Ａでは、第１の切り替え可能表面１９０１が散乱状態に、第２の制御可能表面１９０２が透明状態にセットされ、よって照明器具１９００は円錐状の外観を有する。図１９Ｂでは、第１の切り替え可能表面１９０１が透明状態に、第２の制御可能表面１９０２が散乱状態にセットされ、よって照明器具１９００は円筒状の外観を有する。
【００８６】
［００１０４］切り替え可能表面１９０１、１９０２は半透明な中間状態にセットされてもよく、これは、切り替え可能表面１９０１、１９０２を直接散乱状態と透明状態との間で切り替える場合と比較して、形成される視覚及び照明効果に追加の多様性を与える。
【００８７】
［００１０５］上記８つの実施形態は明瞭さのために別々に説明された。当然ながら、多様な結果をもたらすために８つの実施形態の側面を多様に組み合わせることができる。
【００８８】
［００１０６］説明は、電気的に切り替え可能なセクションが散乱状態と透明状態との間で切り替わるケースに概して制限されている。別の種類の電気的に切り替え可能な材料は別の挙動を提供することができ、例えば、材料が透明状態と反射状態との間で切り替わる場合、又は透明状態と不透明な有色状態との間で切り替わる場合等である。
【００８９】
［００１０７］本提案の原理を説明するために単純な照明モジュール及び単純な照明器具の例を説明してきた。同じ技術を使用して、照明効果のより大きな制御を可能にする照明モジュール、又は予期されない制御可能な外観を有する照明器具を作成するための多くの他の設計が存在し得る。
【００９０】
［００１０８］上記技術を用いる照明器具の重要な利益は、外観をカスタマイズする能力であり得る。例えば、照明器具が使用される部屋のカラースキームに応じて散乱素子の色を変えることは、潜在的に生産量を増やし、よってコストを低減し得る。
【００９１】
［００１０９］実施例は、ＰＤＬＣ等の電気的に切り替え可能な散乱素子の使用により、より制御可能な照明モジュール及び照明器具を作成することを説明する。他の電気的に切り替え可能な光学素子、例えば切り替え可能ミラーを使用して同様な効果を達成することができる。
【００９２】
［００１１０］実施例は、実現され得る異なる照明及び視覚効果を異ならせるために色を使用する。しかし、しばしば有色光より白色光が好まれるので、白色光を供給する照明モジュール又は照明器具が、制御される変数を光の強度及び散乱素子の透過性としてこのアプローチを使用することも想定される。
【００９３】
［００１１１］実施例では同じＬＥＤが散乱素子を照らし且つ直接照明を供給するが、これらの２つの機能は異なるＬＥＤ構成によって提供されてもよい。照明効果及び視覚的外観の制御の自由度の数は、独立して制御可能な光学素子、及び独立して制御可能な光源の数に依存する。
【００９４】
［００１１２］いくつかの発明的実施形態を記載及び図示したが、当業者は、開示の機能を実行するための、並びに／又は開示の結果及び／若しくは１つ以上の利益を得るための様々な他の手段及び／又は構造に容易に想到するであろう。また、かかる変形例及び／又は改変例は開示の発明的実施形態の範囲に含まれるとみなされる。 
【００９５】
［００１１３］例えば、上記実施形態は概して切り替え可能表面を散乱素子とするが、異なる特性、例えば可変の反射性及び／又は可変の透過性が制御される切り替え可能表面も可能である。2つ以上の種類の切り替え可能表面を、例えば切り替え可能表面を互いの上に、又はガラス面の異なる表面上に重ねることにより組み合わせ、光源の切り替え時間に関連して表面の切り替え時間を制御することにより、追加の種類の照明効果を提供することができる。
【００９６】
［００１１４］より一般的には、開示される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示的であり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明的な教示が適用される特定の用途に依存することを当業者は容易に理解するであろう。当業者は、通常の実験以上を要することなく、開示の特定の発明的実施形態の多数の均等物を認識又は確認できるであろう。したがって、上記実施形態はあくまで例として提示されており、特許請求の範囲及び均等物の範囲内において、発明的実施形態は明確に記載及び請求された態様以外の態様で実施され得る。本開示の発明的実施形態は、本明細書に開示される個々の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。また、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が互いに矛盾しない場合、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の２つ以上の任意の組み合わせは本開示の発明的範囲に含まれる。
【００９７】
［００１１５］本明細書で定義及び使用される全ての定義が、辞書の定義、参照によって組み込まれる文献内の定義、及び／又は定義される用語の通常の意味を支配すると理解されたい。
【００９８】
［００１１６］本明細書及び特許請求の範囲において、明らかに反して示されていない限り、要素は「少なくとも１つの」要素を意味すると理解すべきである。
【００９９】
［００１１７］本明細書及び特許請求の範囲で使用される語句「及び／又は」は、結合されている要素の「一方又は両方」、すなわち、ある場合には接続的（共同的）に存在し、他の場合には離接的（分離的）に存在する要素を意味すると理解すべきである。「及び／又は」によって列挙される複数の要素も同様に解されるべきであり、すなわち、接続される要素の「１つ以上」と解されるべきである。「及び／又は」の句によって具体的に特定される要素以外の要素が任意で存在してもよく、具体的に特定される要素に関係しても無関係でもよい。
【０１００】
［００１１８］本明細書及び特許請求の範囲において、「又は」は、上記で定義した「及び／又は」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、列挙される項目を分けるとき、「又は」又は「及び／又は」は包括的であると解釈されるべきであり、つまり、複数の又は列挙される要素の少なくとも１つ及び２つ以上、並びに、任意で、付加的な列挙されない項目を含む。明確に反する用語、例えば「１つのみ」若しくは「ただ１つ」、又は特許請求の範囲で使用される場合の「〜からなる」等のみが複数の又は列挙される要素のただ１つの要素を含むことを意味する。
【０１０１】
［００１１９］本明細書及び特許請求の範囲において、１つ以上の要素の列挙に関連する語句「少なくとも１つ」は、要素の列挙内の任意の１つ以上の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであり、必ずしも要素の列挙内に具体的に列挙される全ての要素を少なくとも１つ含まず、要素の列挙内の要素のあらゆる組み合わせを除外しない。また、この定義は、語句「少なくとも１つ」が指す要素の列挙内に具体的に特定される要素以外の要素が任意で存在し得ることを許容し、具体的に特定される要素に関係しても無関係でもよい。したがって、非限定的な例として、一実施形態において、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」（又は、同等に、「Ａ又はＢの少なくとも１つ」若しくは「Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ」）は、Ｂが存在せず、少なくとも１つの、任意で２つ以上のＡを指し得り（任意でＢ以外の要素を含む）、他の実施形態においては、Ａが存在せず、少なくとも１つの、任意で２つ以上のＢを指し得り（任意でＡ以外の要素を含む）、他の実施形態においては、少なくとも１つの、任意で２つ以上のＡ、及び少なくとも１つの、任意で２つ以上のＢを指し得る（任意で他の要素を含む）。
【０１０２】
［００１２０］また、明らかに反するよう示されない限り、１つ以上のステップ又は動作を含むあらゆる特許請求の方法において、方法のステップ又は動作の順番は必ずしも方法のステップ又は動作が列挙されている順番に限定されないことを理解されたい。
【０１０３】
［００１２１］請求項において括弧内に参照符号がある場合、それらは単に便宜上設けられたものであり、特許請求の範囲を決して限定しないと解されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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