(57)【要約】  室内空間環境のための照明を提供し、かつ該環境内の音響を管理する吸音照明装置。照明装置は、吸音フィルム及び照明素子を保持し、それらの間に共振空洞を形成するフレームを含む。吸音フィルムは、共振空洞内の音を吸収するために使用され、照明素子は、ＬＥＤ等の光源から吸音フィルムを介して光を供給する。所望の配光を提供するために、吸音フィルムと照明素子との間に光学フィルムを装着することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸音照明装置であって、
吸音フィルムと、
光源から前記吸音フィルムを介して光を供給する照明素子と、
前記吸音フィルム及び前記照明素子を支持し、かつ前記吸音フィルムと前記照明素子との間にエアギャップを形成するスペーサと、
を含み、
共振空洞が、前記吸音フィルムと前記照明素子との間のエアギャップ内に形成されている、吸音照明装置。
【請求項２】
前記スペーサによって支持され、かつ前記照明素子の前記吸音フィルムとは反対の側面上に位置する裏層を更に含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記スペーサが、前記照明素子の前記吸音フィルムとは反対の側面上に位置する前記裏層に取り付けられるように構成されている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記吸音フィルムと前記照明素子との間に光学フィルムを更に含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光学フィルムが、ディフューザーを含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記吸音フィルムが、微細構造化消音フィルムを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源が、ＬＥＤを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
前記照明素子が、光フィルムを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項９】
前記照明素子が、中空のエッジライト型導光体を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記照明素子が、中実のエッジライト型導光体を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記スペーサが、前記吸音フィルム及び前記照明素子を装着するためのフレームを含み、前記フレームの内面上に光強化フィルムを更に含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記照明素子が、前記光源からの前記光を拡散させる、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記吸音フィルムが、前記照明素子の前記吸音フィルムとは反対の側面上に白板面を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
吸音照明装置であって、
フレームと、
前記フレーム内に装着された第１の吸音フィルムと、
前記第１の吸音フィルムに対向する、前記フレーム内に装着された、第２の吸音フィルムと、
前記フレーム内の、前記第１の吸音フィルムと前記第２の吸音フィルムとの間に装着されて、光源から前記第１及び前記第２の吸音フィルムを介して光を供給する両面照明素子と、
を含み、
前記第１の吸音フィルムによって伝達される音を少なくとも部分的に吸収するために、第１の共振空洞が、前記第１の吸音フィルムと前記両面照明素子との間に形成され、前記第２の吸音フィルムによって伝達される音を少なくとも部分的に吸収するために、第２の共振空洞が、前記第２の吸音フィルムと前記両面照明素子との間に形成されている、吸音照明装置。
【請求項１５】
前記フレーム内の前記第１の吸音フィルムと前記両面照明素子との間に装着される第１の光学フィルムと、
前記フレーム内の前記第２の吸音フィルムと前記両面照明素子との間に装着される第２の光学フィルムと、
を更に含む、請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記第１及び前記第２の光学フィルムが、それぞれディフューザーを含む、請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記第１及び前記第２の吸音フィルムが、それぞれ微細構造化消音フィルムを含む、請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記光源がＬＥＤを含む、請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記両面照明素子が、両面光フィルムを含む、請求項１４に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記両面照明素子が、中空のエッジライト型導光体を含む、請求項１４に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記両面照明素子が、中実のエッジライト型導光体を含む、請求項１４に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記フレームの内面上に光強化フィルムを更に含む、請求項１４に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記照明素子が、前記光源からの前記光を拡散させる、請求項１４に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
屋内ロケーションのための有効な照明ソリューションが望ましい。更に、屋内ロケーション内部の音響の制御は、空間の目的用途によっては重要であり得る。したがって、室内空間の照明環境及び音響環境の両方に利益になり得るソリューションを提供する必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明に従う吸音照明装置は、その間に共振空洞を有する吸音フィルムと照明素子とを支持するスペーサを含む。吸音フィルムは、音を吸収するために使用される。照明素子は、ＬＥＤ等の光源から吸音フィルムを介して光を供給する。所望の配光を提供するために、吸音フィルムと照明素子との間に光学フィルムを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
添付図面は、本明細書の一部に組み込まれ、かつ本明細書を構成するものであり、本明細書の記述と共に本発明の利点及び原則を説明する。
【図１】吸音光パネルの第１の実施形態の側面図である。
【図２】第１の実施形態の側断面図である。
【図３】第１の実施形態の斜視断面図である。
【図４】吸音光パネルの第２の実施形態の側面図である。
【図５】第２の実施形態の側断面図である。
【図６】第２の実施形態の斜視断面図である。
【図７】吸音フィルムを有するライトボックス及び有さないライトボックスの音の吸収を示す実施例の試験結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
本発明の実施形態は、吸音フィルムと、照明素子と、吸音フィルムと照明素子との間に形成されているエアギャップとを有する吸音照明装置を含む。吸音フィルムは、音を減衰させるために使用され、照明素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）若しくは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの光源、又は冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）などのその他の光源から光を供給する。光学フィルムは、所望の配光を提供するために、吸音フィルムと光源との間で用いられ得る。吸音ライトは、室内空間環境のための照明を提供し、かつ該環境内の音響を管理するという二つの目的を果たすことができる。
【０００５】
図１〜図３は、それぞれ、吸音光パネル１０の第１の実施形態の側面図、側断面図、及び斜視断面図である。この第１の実施形態では、吸音光パネル１０は、吸音フィルム１４、光学フィルム１６、及び光フィルム（light film）１８などの照明素子を支持するスペーサ１２を含む。図３では、吸音ライト１０の内部を示すために、スペーサ１２の２つの部分が取り除かれている。吸音フィルム１４は、吸音フィルム１４と光学フィルム（又はシート）１６との間に形成された共振空洞２０内の音を減衰させるために用いる穿孔２２を含んでいる。照明素子１８は、ＬＥＤなどの複数の固体光源２４を含み、ＬＥＤは、これらを駆動するための電力源に接続される。固体光源２４は、吸音フィルム１４を介して光を伝達し、吸音フィルム１４と照明素子１８との間にはエアギャップが形成されている。よって、吸音フィルム１４は、吸音光パネル１０の光放射面を提供し、該吸音光パネル１０は、例えば、付加的な音響制御機能を有する照明を提供する天井タイル又は壁タイルとして使用され得る。
【０００６】
図４〜図６は、それぞれ、吸音照明装置３０の第２の実施形態の側面図、側断面図、及び斜視断面図である。この第２の実施形態では、吸音光パネル３０は、吸音フィルム３４及び４２、光学フィルム３６及び４０、並びに両面照明素子３８などの照明素子を支持するスペーサ３２を含む。図６では、吸音ライト３０の内部を示すために、スペーサ３２の２つの部分が取り除かれている。吸音フィルム３４及び４２は、それぞれ、吸音フィルム３４と光学フィルム（又はシート）３６との間に形成された共振空洞５２、及び吸音フィルム４２と光学フィルム（又はシート）４０との間に形成された共振空洞５４内の音を減衰させるために用いる穿孔４４及び５０を含んでいる。両面照明素子３８は、光フィルム３８の第１の側上の第１の複数の固体光源４６と、光フィルム３８の反対側上の第２の複数の固体光源４８とを含む。固体光源４６及び４８は、例えば、ＬＥＤで実現されることができ、ＬＥＤは、それらを駆動するための電力源に接続される。固体光源４６及び４８は、それぞれ吸音フィルム３４及び４２を介して光を伝達し、吸音フィルム３４と両面光フィルム３８との間、及び吸音フィルム４２と両面光フィルム３８との間には光キャビティが形成されている。よって、吸音フィルム３４及び４２は、吸音光パネル３０の両面でかつ対向する光放射面を提供し、該吸音光パネル３０は、例えば、壁の両側の光放射面から照明を提供する壁タイルとして使用され得る。
【０００７】
光学フィルムは、吸音フィルムのための共振空洞を作り出すため、及び所望の配光を提供するための両方で用いることができる。光学フィルムを使用する必要はなく、任意の構成要素である。光学フィルムを使用しない場合には、共振空洞は、吸音フィルムと照明素子との間に形成され得る。更に、照明素子は、必要に応じて、光学素子及び光源の両方として機能することができ、その場合、別個の光学フィルムは必ずしも必要ない。
【０００８】
吸音フィルム及び共振空洞は、消音効果を目的として調整され得る。例えば、吸音フィルム中の穴の寸法、数、及びピッチは、共振空洞の奥行きの変化に従って制御され得る。空洞内には、共振空洞のためのエアスペース又はエアギャップの他に、吸音材が含まれ得る。吸音フィルムは、光源からの光を透過するために半透明又は透明であるか、あるいは、光出射面上に色、図形、又は他の印刷を含むことができる。図形は、吸音フィルム上に直接印刷されることができ、また、内部又は外部から加えることができる。吸音フィルムは、実施例に例示されているように、消去可能及び再利用可能な書き込み面を提供するために、その外側面上に白板面を任意に有することができる。吸音照明装置が作動されて光を供給すると、白板面はバックライト付白板ボードとしての役割を果たすことができる。白板面を作製するのに好ましい白板コーティングの例は、ＰＣＴ出願公開ＷＯ  ２０１１／０９４３４２に記載されているが、あらゆる白板面を吸音照明装置と共に使用することができる。
【０００９】
上述した実施形態では、吸音照明装置は、側面視で概ね左右対称であるが、そうである必要はない。吸音ライトは、正方形又は矩形の光放射面に代わるものとして、円形、楕円形、又は不規則形などの他の形状をその光放射面上に有することができる。また、照明装置は、図のような平坦な形状に代わるものとして、素子間の正しい間隔を維持して照明特性及び吸音特性の両方を提供する限り、湾曲させることができる。例えば、照明装置は、壁が照明を提供し、吸音特性がプライバシーを提供する、変換節点（conversion node）を囲む湾曲壁として実現され得る。平坦な形状の照明装置又は湾曲した形状の照明装置のいずれの場合も、スペーサは、例えば、照明特性及び吸音特性のために構成要素間に正しい間隔を有して構成要素を適所に保持するためのフレームで実現され得る。スペーサつまりフレームはまた、照明、音管理、及び場合によっては装飾目的で、複数の吸音照明装置を一緒にタイル張りするために使用することができる。
【００１０】
吸音光パネルの照明素子は、直下型方式の光フィルム又は回路を用いることができ、つまり、ＬＥＤなどの固体光源は、フィルム若しくは回路の主面上、又は、両面照明素子の場合には、両方の主面上に位置する。直下型方式の光フィルムに代わるものとして、照明素子は、エッジライト型導光体で実現され得る。エッジライト型導光体では、ＬＥＤなどの固体光源は導光体（中空又は中実）の端面に位置し、その主面の一方又は両方を介して光を分配する。また、吸音光パネルは、白色光を供給するように構成されることができ、あるいは、装飾照明の目的で、他の色を提供することができる。固体光源は、カラー出力又は光の強さを変更するか、あるいはカラー出力又は光の強さを別様に制御するための制御システムに接続され得る。
【００１１】
照明装置内の光学フィルムは、ディフューザーで実現され得る。ディフューザーの例としては、ディフューザーフィルム、プレート上のディフューザーフィルム、ディフューザープレート、プレート上のビーズ付着ゲインディフューザー、プレート上の微細複製（microreplicated）ディフューザー、両側にディフューザーと微細複製フィルムの任意の組み合わせを有するプレートが挙げられる。こうしたディフューザーは、照明装置がより均一な光を供給するようにするために、望ましい拡散量を提供することができ、更にディフューザーは、付加的利益を提供することができる。
【００１２】
吸音ライトは、必要に応じて、その他のフィルム又は構成要素を含むことができる。例えば、固体光源からの光を方向付けるための方向変換フィルムを含むことができる。他の任意のフィルムとしては、輝度向上フィルム、スペクトル強化（spectrum enhancement）フィルムが挙げられる。フレームを使用してスペーサを実施する場合、フレームは、光出力を強化するために、反射フィルムなどの光強化フィルムをその内面上に含むことができる。
【００１３】
吸音ライトは、照明素子の吸音フィルムと反対側に裏層を含むことができる。例えば、吸音ライトは、スペーサによって支持される裏層として、後部反射体を含むことができる。他の実施形態では、吸音ライトは、スペーサが壁、天井、又は他の表面に取り付けられるように構成されることができ、その場合、吸音ライトが取り付けられる表面は、裏層の役割を果たす。
【００１４】
以下は吸音ライトの考えられる用途であるが、他の用途が可能である。目覚まし照明及び安全照明は、例えば自動車フードの下又は自動車の内装内部に吸音ライトを組み込むことができる。住居及びオフィス環境は、例えば、棚灯、天井灯（音管理機能のない既存の灯を置き換える）、様々な奥行き（例えば、１〜６インチ（２．５〜１５．２ｃｍ））のモジュール式壁ユニットライト、及び作業照明の状態で、吸音ライトを組み込むことができる。バス及び鉄道輸送は、例えば、安全照明、目覚まし照明、及びタクシーの屋内照明の状態で、吸音ライトを組み込むことができる。
【００１５】
実施例は、吸音光パネルを実施するための例示的な材料及び構成要素を提供するが、他の種類の材料及び構成要素を使用することが可能である。次の参照文献もまた、吸音光パネルを実施するための構成要素の例を提供しており、該参照文献：米国特許第６，６１７，００２号（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｆｉｌｍ）、米国特許出願公開第２００８／００６２６８８号（ｌｉｇｈｔ  ｆｉｌｍ）、米国特許出願公開第２０１０／０１６５６６０号（ｈｏｌｌｏｗ  ｅｄｇｅ  ｌｉｔ  ｌｉｇｈｔ  ｇｕｉｄｅ）、及び米国特許第７，６６０，５０９号（ｓｏｌｉｄ  ｅｄｇｅ  ｌｉｔ  ｌｉｇｈｔ  ｇｕｉｄｅ）は全て、参照することにより全体が本出願に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。
【実施例】
【００１６】
照明付き音響減衰天井タイルの試作品を、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ社の次のフィルム：微細孔音響減衰フィルム、ビーズ付着ゲイン光学フィルム、ライトマットフィルム、及び光強化フィルムを使用して作成した。０．９ｃｍ（０．０３９インチ）のアルミニウム板から、寸法約６１ｃｍ×５８ｃｍ×１０ｃｍ（２４インチ×２３インチ×４インチ）のタイルのフレームを作製した。それぞれ４９個のＬＥＤを有する４枚のライトマットフィルムを、試作品の光源として使用した。ボックスの４つの側壁を光強化フィルムで裏打ちした。厚さ１．５ｍｍのアクリル板にテープで貼られた１枚のビーズ付着ゲイン光学フィルム及び１枚の微細複製ゲイン光学フィルムからなる光学プレートを、ボックスの底面から約７．６ｃｍ（３インチ）のフランジに取り付けた。次に、消音（sound absorbing）（吸音）フィルムをボックスの前面に取り付けて、光学プレートと吸音フィルムとの間に奥行き約２．５ｃｍ（１インチ）の共振空洞を形成した。この共振空洞は音響減衰効果に不可欠である。４枚のライトマットフィルムを直列に接続し、このシステムの駆動電流及び駆動電圧は、それぞれ、約Ｉ〜１Ａ及びＶ〜１３．６Ｖであった。
【００１７】
天井タイルの試作品の光出力を、上述したＬＥＤ駆動部に対して２メートルの積分球の中で測定した。１回目の測定は完成した照明器具（complete fixture）に対して行われた。その後、フィルムを１つずつ除去してゆき、２回目の測定では音響減衰フィルムが除去された。３回目の測定では、微細複製ゲインディフューザー（ＭＧＤ）フィルムも除去された。最後の測定では、測定値がボックスの中のＬＥＤの出力のみを与えるように、ビーズ付着ゲインディフューザー（ＢＧＤ）フィルム及び１．５ｍｍのアクリル板が除去された。表１はこれらの測定値を示している。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
上述の照明装置を音響吸収に関して試験した。照明装置を、吸音フィルムを有する場合と有さない場合に関して試験した。吸音フィルムを有する照明装置は、所望の可聴周波数を吸収した。適所に吸音フィルムを有さない照明装置は、有意な音を吸収しなかった。図７は、吸音フィルムを有するライトボックス及び吸音フィルムを有さないライトボックスの音の吸収を示す試験結果のグラフである。
【００２０】
上述したものよりも薄い構造を評価する目的で、第２の実施例を製造した。上の実施例では、ライトマットフィルム光源から照明装置の前面までの距離が、システムの均等性をある程度決定することになる。ライトマットフィルムアセンブリのＬＥＤ光源が前面と近すぎると、ＬＥＤ光源の位置を示す輝点が見えてしまう。ライトマットフィルムがより遠い距離にある場合には、ＬＥＤ光源からの光はより広がり、より均等に見える。より薄い設計におけるより良好な均等性は、中間にあるフィルム（微細複製ゲインディフューザーフィルム）の拡散を増大させることによっても達成することができる。しかしながら、システムの拡散を増大させることは、システムの輝度及び効率を低下させることにもなる。
【００２１】
ライトマットフィルムを前面から後退させてより遠くに設置することの代替案は、ＬＥＤからの光の有効光路を増大させる代替幾何形状を用いることである。この代替幾何形状において、いくらかの拡散ももたらしながら光を透過させることができる回路基板を使用したライトマットフィルムの新規な構成は、微細複製ゲインディフューザーフィルムを排除することも可能にし、あるいは、微細複製ゲインディフューザーフィルムとなることができる。
【００２２】
ライトマットフィルムの回路が、微細複製ゲインディフューザーフィルム上の、例えば該フィルム裏側に、ＬＥＤが器具の背面に面するように形成されているとすると、ＬＥＤ光源からの光は、該器具のキャビティの後部まで進み、そこで前方に反射されることになる。後部反射体が、３Ｍ  ３６３５−１００光強化フィルム（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のような高効率拡散反射体である場合には、光源からの光は、前方に拡散的に反射して、光源からの光を更に広げかつ混合することになる。中間のフィルム（微細複製ゲインディフューザー又は他の不透明フィルムにかかわらない）を通過するとき、光は更に広がることになる。この構成では、ＬＥＤ光源からの光の有効経路長は有意に長くなり、かつ、器具のキャビティの後部からの高効率拡散反射という付加的利点を有するので、ディフューザーの透過率を減少させることなく均等性が高められる。この種の器具の同様の構造は、米国特許第７，４８１，５６３号に記載されているが、付加的な吸音特性を有していない。
【００２３】
３０．５ｃｍ×３０．５ｃｍ（１２インチ×１２インチ）の構成で実施例を製造した。ボックスはアルミニウムから形成され、かつ３Ｍ  ３６３５−１００光強化フィルムで裏打ちされた。ボックスの奥行きは２ｃｍ（０．７５インチ）であった。ライトマットフィルムの特異な構成は、ビーズ付着ゲインディフューザーフィルム（ＫＥＩＷＡ  Ｉｎｃ．）上に作られ、回路が該フィルムの裏（滑らかな）側に形成された。ＬＥＤは、平行な列に５ｃｍ（２インチ）離間して設置され、隣接する列はずらして配置されたので、配列されたＬＥＤは２．５ｃｍ（１インチ）離間した。
【００２４】
ディフューザーライトマットフィルムを、ＬＥＤがボックスの中に面した状態で、ボックスの上方に取り付けた。別個のフレームを作製して、ボックスの前面のライトマットフィルム背面の上に取り付けた。フレームの奥行きは１．３ｃｍ（０．５０インチ）であった。薄いアクリルパネルに、透過率７０％の３Ｍ  ３６３５−７０ホワイトディフューザーフィルム（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）をラミネートした。この構造では、器具の均等性は９０％超であった。吸音フィルムに置き換えると、吸音フィルムは非常に透明であるので、均等性は大幅に低下した。しかしながら、拡散が大きい吸音フィルムを使用すると、かかる薄型構造が可能となる。
【００２５】
別の実施例は、白板面を吸音ライトボックスに組み込んだ。ＳＴＥＥＬＣＡＳＥスチールキュービクルフレーム（Ｓｔｅｅｌｃａｓｅ  Ｉｎｃ．）を使用して吸音光パネルを作製し、これに以下のものを取り付けた：Ｇａｔｏｒｂｏａｒｄ発泡体ボード中心層、発泡体ボードに接着貼付された３Ｍライトマットフィルム、ライトマットフィルムの上面に加えられたアコースティックシンサレート材（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、及びパネルフレームの両側に重ねられた吸音有孔フィルム（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）。３Ｍ  ＳＣＯＴＣＨＣＡＬ  Ｇｒａｐｈｉｃ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して、３Ｍ社のロゴをパネルの片側に接着貼付した。パネルの反対側で、ＲＵＳＴ−ＯＬＥＵＭ二液型白板塗料（Ｒｕｓｔ−Ｏｌｅｕｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を混合し、吸音有孔フィルムの一部に塗布し、白板面を得た。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015507816.tif 000009
【図７】
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【国際調査報告】
2015507816.tif 000011
2015507816.tif 000012