JP2008216800A - 照明装置及び照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、バリエーションに富んだ様々な照射像を均一照度で照射することができる照明装置を提供する。
【解決手段】互いに波長領域の異なる２種類の光を出射可能な光源ユニット１０を光源部として採用するとともに、複数のレンズ部２３ｂがマトリクス状に配列するフライアイレンズ２３を投射レンズとして採用する。透光部２５がレンズ部２３ｂ毎に対応して開口する遮光マスク２４をフライアイレンズ２３に対向配置し、各透光部２５を第１の透光部２５ａ或いは第２の透光部２５ｂの何れかにそれぞれ設定するとともに、第１，第２の透光部２５ａ，２５ｂに前記各波長領域の光のみをそれぞれ透過するフィルタ２６ａ，２６ｂを設ける。これにより、簡単な構成でバリエーションに富んだ様々な照射像を均一照度で照射することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明光によって各種情報や装飾模様等を表示する照明装置及び照明システムに関する。

従来より、照明光によって各種情報や装飾模様等を表示する照明装置については、様々な提案がなされている。この種の照明装置において、単一の照明装置から照射される照明光により多様な情報表示を実現することを目的として、例えば、特許文献１には、第１波長領域の光と第２波長領域の光が照射される指示体フィールド上に、第１波長領域の光を通過可能な第１の領域と、第２波長領域の光を通過可能な第２の領域とを設け、これら第１，第２の領域を少なくとも部分的に異ならせて配置した技術が開示されている。このような構成によれば、指示体フィールドに対し、第１波長領域の光のみを照射した場合と、第２波長領域の光のみを照射した場合と、第１波長領域及び第２波長領域の光を照射した場合とで異なる表示形態の照射像を形成することが可能である。
特開２００１−１００６７９号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術は、単に、第１光源及び第２光源から第１波長領域及び第２波長領域の光を指示体フィールドに照射する構成であるため、各光源の配置等によっては、指示体フィールド上に照度ムラが発生する虞があり、利用者等に違和感を与える等の虞がある。これに対処し、第１光源及び第２光源をそれぞれ分散させて複数配置すると、照明装置の構成を複雑化等を招く虞がある。

本発明は、簡単な構成で、バリエーションに富んだ様々な照射像を均一照度で照射することができる照明装置及び照明システムを提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、互いに波長領域の異なる複数種類の光を出射可能な光源部と、マトリクス状に配列する複数のレンズ部を有し、前記光源部からの光を前記各レンズ部で入射して互いに重畳する位置に出射するフライアイレンズと、前記レンズ部毎に対応して開口する複数の透光部を有し、前記フライアイレンズに対向配置される遮光マスクと、を具備し、前記遮光マスクは、前記複数種類の光の何れかにそれぞれ対応付けられた前記透光部が複数混在してなり、前記各透光部は、対応する光の種類毎に開口形状が異なると共に当該対応する光のみを透過するフィルタが設けられていることを特徴とする。

本発明の照明システムは、単独種類の前記透光部を透過する光或いは複数種類の前記透光部を透過する光の組み合わせによって互いに異なる情報を示す照射像を照射する前記照明装置と、複数の異なる状態を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に応じて前記照明装置の前記光源部から出射する光を切り替える制御手段と、を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で、バリエーションに富んだ様々な照射像を均一照度で照射することができる。

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１は照明装置の要部を示す断面図、図２は照明装置の要部を示す分解斜視図、図３は遮光マスクの平面図、図４は各照射像のパターンを示す説明図、図５は照明装置の変形例を示す要部断面図、図６は本発明の照明装置を用いた照明システムを例示す説明図、図７は図６の照明装置に用いられる遮光マスク上の透光部の開口パターンの一例を示す説明図、図８は図７の遮光マスクを用いた照射像のパターンを示す説明図、図９は照明装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。

図１，２に示す照明装置１は、例えば、出射面に片凸レンズが固設した表面実装型の発光ダイオード（ＬＥＤ）１２を光源とする光源部としての光源ユニット１０と、この光源ユニット１０に冠設する筐体２０とを有する。

光源ユニット１０は、ＬＥＤ基板１１を有する。ＬＥＤ基板１１は、例えば、平面略矩形形状をなし、その略中央部に半田付け等によってＬＥＤ１２を保持する。さらに、ＬＥＤ基板１１には、ＬＥＤ１２を制御装置３５と電気的に接続するためのコネクタ１３が接続されている。

ここで、ＬＥＤ１２は、例えば、波長領域が互いに異なる光をそれぞれ発光する複数の発光部を一体的に内蔵する、所謂マルチチップＬＥＤで構成されている。本実施形態において、具体的には、ＬＥＤ１２は、例えば、４００ｎｍ〜４６０ｎｍの波長領域の光（青色光）を発光する第１の発光部１２ａと、６３０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長領域の光（赤色光）を発光する第２の発光部１２ｂとを、中心部近傍に一体的に具備する。そして、ＬＥＤ１２は、制御装置３５によって第１，第２の発光部１２ａ，１２ｂが発光制御されることにより、互いに波長領域の異なる複数種類（例えば、２種類）の光を、同時及び選択的に出射可能となっている。

筐体２０は、ＬＥＤ１２からの出射光を調光するためのレンズ光学系２１を内部に収容する。本実施形態において、筐体２０は、略円筒形状をなし、先端部に内向フランジ２０ａが設けられている。また、筐体２０の基端部には、光源ユニット１０のＬＥＤ基板１１が当接する外向フランジ２０ｂが設けられている。そして、この外向フランジ２０ｂには、光源ユニット１０のＬＥＤ基板１１がネジ止め等によって固設されている。

レンズ光学系２１は、ＬＥＤ１２からの出射光を平行光に変換するコリメーションレンズ２２と、コリメーションレンズ２２で平行光に変換された光を投射するフライアイレンズ２３とを有する。さらに、レンズ光学系２１は、コリメーションレンズ２２とフライアイレンズ２３との間に、遮光マスク２４を有する。

コリメーションレンズ２２は、例えば、筐体２０の内周に摺接する環状のフランジ部２２ａの内側に、両凸のレンズ部２２ｂが一体形成された光透過性の樹脂成型品で構成されている。このコリメーションレンズ２２の入射側において、フランジ部２２ａには環状のスペーサ３０が当接されており、このスペーサ３０を介して、コリメーションレンズ２２は、ＬＥＤ１２に対向配置されている。ここで、図１に示すように、ＬＥＤ１２は、各発光部１２ａ，１２ｂがコリメーションレンズ２２の光軸Ｏと略一致するようＬＥＤ基板１１上に位置決め固定されている。そして、スペーサ３０によって、ＬＥＤ１２との光軸距離が適値に設定されることにより、コリメーションレンズ２２は、ＬＥＤ１２からの出射光（すなわち、発光部１２ａ，１２ｂで発光される各光）を平行光に変換する。

フライアイレンズ２３は、例えば、筐体２０の内周に摺接する環状のフランジ部２３ａの内側に、複数のレンズ部（レンズセル）２３ｂがマトリクス状に配列された光透過性の樹脂成型品で構成されている。このフライアイレンズ２３の出射側において、フランジ部２３ａには、筐体２０の内向フランジ２０ａが当接されている。

一方、フライアイレンズ２３の入射側において、フランジ部２３ａには、コリメーションレンズ２２のフランジ部２２ａに当接する環状のスペーサ３１が連設されている。そして、これらスペーサ３１とフランジ部２３ａとの間には遮光マスク２４が挟持されている。後述するように、遮光マスク２４は、フライアイレンズ２３のレンズ部２３ｂ毎に対応して開口する複数の透光部２５を有し、これら透光部２５を通じて各レンズ部２３ｂにコリメーションレンズ２２からの平行光が入射されると、各レンズ部２３ｂは、その入射光を互いに重畳する位置に出射する。

遮光マスク２４は、例えば、光透過性を有する樹脂成型品の基板２４ａを有する。この基板２４ａ上には遮光性フィルム２４ｂが貼着されており、遮光性フィルム２４ｂには複数の開口部が開口されている。そして、これら開口部により、遮光マスク２４には、フライアイレンズ２３のレンズ部２３ｂ毎に対応する複数の透光部２５が形成されている。

ここで、遮光マスク２４上には、透光部２５として、ＬＥＤ１２の第１の発光部１２ａに対応付けて形成された第１の透光部２５ａと、第２の発光部１２ｂに対応付けて形成された第２の透光部２５ｂとが混在する。本実施形態において、例えば、図３に示すように、第１の透光部２５ａは、その開口形状が八角形に形成されており、この第１の透光部２５ａ内には、例えば、４００ｎｍ〜４６０ｎｍの波長領域内の青色光のみを透過するフィルタ２６ａが印刷等によって設けられている。一方、第２の透光部２５ｂは、その開口形状が星形に形成されており、この第２の透光部２５ｂ内には、例えば、６３０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長領域内の赤色光のみを透過するフィルタ２６ｂが印刷等によって設けられている。

なお、図１〜３に示すように、遮光マスク２４の縁辺部には、光軸Ｏを中心とする非対称位置に、複数（例えば、３個）のピン孔２４ｃが穿設されている。これらピン孔２４ｃには、フライアイレンズ２３のフランジ部２３ａから突出するピン２３ｃがそれぞれ圧入され、これにより、遮光マスク２４上の各透光部２５（すなわち、第１の透光部２５ａ或いは第２の透光部２５ｂの何れか）は、各レンズ部２３ｂの何れかとそれぞれ１：１で正対するよう位置決めされる。

このような構成の照明装置１において、制御装置３５による制御を通じて第１の発光部１２ａのみが発光されてＬＥＤ１２から青色光が出射されると、この出射光は、コリメーションレンズ２２で平行光に変換される。平行光に変換された青色光は、遮光マスク２４上の第１の透光部２５ａのみを透過し、対向する各レンズ部２３ｂにそれぞれ入射される。そして、これらの各レンズ部２３ｂへの入射光が互いに重畳する位置に出射されることにより、例えば、図４（ａ）に示すように、照明装置１に対向するスクリーン４０上には、八角形形状をなす青色の照射像Ｉ１が均一照度で照射される。

また、制御装置３５による制御を通じて第２の発光部１２ｂのみが発光されてＬＥＤ１２から赤色光が出射されると、この出射光は、コリメーションレンズ２２で平行光に変換される。平行光に変換された赤色光は、遮光マスク２４上の第２の透光部２５ｂのみを透過し、対向する各レンズ部２３ｂにそれぞれ入射される。そして、これら各レンズ部２３ｂへの入射光が互いに重畳する位置に出射されることにより、例えば、図４（ｂ）に示すように、照明装置１に対向するスクリーン４０上には、星形形状をなす赤色の照射像Ｉ２が均一照度で照射される。

また、制御装置３５による制御を通じて、第１の発光部１２ａ及び第２の発光部１２ｂが発光されてＬＥＤ１２から青色光及び赤色光が出射されると、これらの出射光は、コリメーションレンズ２２で平行光に変換される。平行光に変換された青色光は、遮光マスク２４上の第１の透光部２５ａのみを透過し、対向する各レンズ部２３ｂにそれぞれ入射される。同時に、平行光に変換された赤色光は、遮光マスク２４上の第２の透光部２５ｂのみを透過し、対向する各レンズ部２３ｂにそれぞれ入射される。そして、これら各レンズ部２３ｂへの入射光が互いに重畳する位置に出射されることにより、照明装置１に対向するスクリーン４０上には、八角形形状をなす青色の照射像内に星形形状をなす紫色の照射像が重畳された照射像Ｉ３が照射される。なお、この場合においても、照射像Ｉ３を構成する各照射像は、それぞれ均一照度となる。

このように、本実施形態の照明装置１は、互いに波長領域の異なる２種類の光を出射可能な光源ユニット１０を光源部として採用するとともに、複数のレンズ部２３ｂがマトリクス状に配列するフライアイレンズ２３を投射レンズとして採用し、透光部２５がレンズ部２３ｂ毎に対応して開口する遮光マスク２４をフライアイレンズ２３に対向配置し、各透光部２５を第１の透光部２５ａ或いは第２の透光部２５ｂの何れかにそれぞれ設定するとともに、第１，第２の透光部２５ａ，２５ｂに前記各波長領域の光のみをそれぞれ透過するフィルタ２６ａ，２６ｂを設けることにより、簡単な構成でバリエーションに富んだ様々な照射像を均一照度で照射することができる。

また、光源として、所謂、マルチチップＬＥＤ１２を採用することにより、異なる波長領域の光を単一のコリメーションレンズで平行光に変換することができ、構造をより簡素化することができる。

ここで、上述の照明装置１において、マルチチップＬＥＤ１２を用いて光源ユニット１０を構成することに代えて、例えば、図５に示すように、単一の発光部１２ａ，１２ｂをそれぞれ内蔵したＬＥＤ５２ａ，５２ｂを用いて光源ユニット１０を構成することも可能である。この場合、各ＬＥＤ５２ａ，５２ｂに対応付けてコリメーションレンズ６２ａ，６２ｂをそれぞれ対向配置するとともに、各コリメーションレンズ６２ａ，６２ｂから出射する平行光の光路上に、第１，第２の透光部２５ａ，２５ｂをそれぞれ対向配置することにより、上述の効果と同様の効果を奏することができる。

なお、上述の照明装置１において、遮光マスク２４上に形成する第１の透光部２５ａと第２の透光部２５ｂとの割合は、照明装置１の用途や照射像の図柄等に応じて任意に変更することが可能である。

また、光源ユニット１０から出射可能な光の種類は、２種類に限定されるものではなく、３種類以上であってもよい。この場合、遮光マスク２４に開口する透光部２５の種類（及び、フィルタの種類）も、各種類の光に対応して３種類以上設定されることは勿論である。

次に、上述の構成の照明装置１を用いた照明システム１５０の一例について、図６乃至図９を参照して説明する。

この照明システム１５０は、例えば、各会議室（第１会議室２００、及び、第２会議室２０１）前の通路２０３に文字情報を照射することにより、各会議室２００，２０１の使用状況を、通行人に知らせるためのものである。

図６に示すように、照明システム１５０は、例えば、各会議室２００，２０１の通路２０３側の壁面にそれぞれ固設された２個の照明装置１（第１の照明装置１Ａ、第２の照明装置１Ｂ）を有し、これら照明装置１Ａ，１Ｂは、信号線１１１を介して制御手段としての制御装置１１０に接続されている。

また、第１会議室２００には、当該会議室の使用状況を検出するため、例えば、赤外線センサ等で構成された検出手段としての人感センサ１１５が配設され、この人感センサ１１５は信号線１１１を介して制御装置１１０に接続されている。

同様に、第２会議室２０１には、当該会議室の使用状況を検出するため、例えば、赤外線センサ等で構成された検出手段としての人感センサ１１６が配設され、この人感センサ１１６は信号線１１１を介して制御装置１１０に接続されている。

さらに、通路２０３には、通行人を検出するため、例えば、赤外線センサ等で構成された検出手段としての人感センサ１１７が配設され、この人感センサ１１７は信号線１１１を介して制御装置１１０に接続されている。

ここで、第１の照明装置１Ａにおいて、遮光マスク２４上に形成される各第１の透光部２５ａは、例えば、文字情報「第１会議室使用 可」に沿った開口形状に開口されている（図７（ａ）参照）。一方、第１の照明装置１Ａにおいて、遮光マスク２４上に形成される各第２の透光部２５ｂは、例えば、文字情報「不」に沿った開口形状に開口されている（図７（ｂ）参照）。なお、図示しないが、第２の照明装置１Ｂにおいても、第１の透光部が文字情報「第２会議室使用 可」に沿った開口形状に開口され、第２の透光部が文字情報「不」に沿った開口形状に開口されている。

次に、制御装置１１０を通じた第１の照明装置１Ａの制御について、図９に示す制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。

このルーチンは、設定時間毎に繰り返し実行されるもので、ルーチンがスタートすると、制御装置１１０は、先ず、ステップＳ１０１において、人感センサ１１７からの信号に基づき、通路２０３上に通行人が存在するか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０１において、通路２０３上に通行人が存在しないと判定すると、制御装置１１０は、ステップＳ１０２に進み、第１，第２の発光部１２ａ，１２ｂをともにＯＦＦ制御した後、ルーチンを抜ける。これにより、通路２０３上に通行人が存在しない場合は、不要な照明を禁止して消費電力の低減を実現することができる。

一方、ステップＳ１０１において、通路２０３上に通行人が存在すると判定すると、制御装置１１０は、ステップＳ１０３に進み、人感センサ１１５からの信号に基づき、第１会議室２００内に利用者が存在するか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０３において、第１会議室２００内に利用者が存在すると判定すると、制御装置１１０は、ステップＳ１０４に進み、第１の発光部１２ａをＯＮ制御し、第２の発光部１２ｂをＯＦＦ制御した後、ルーチンを抜ける。これにより、第１会議室２００前の通路２０３上には、青色の照射像Ｉ４によって、文字情報「第１会議室使用 可」が表示される（図８（ａ）参照）。

一方、ステップＳ１０３において、第１会議室２００内に利用者が存在しないと判定すると、制御装置１１０は、ステップＳ１０５に進み、第１，第２の発光部１２ａ，１２ｂをともにＯＮ制御した後、ルーチンを抜ける。これにより、第１会議室２００前の通路２０３上には、青色の照射像及び赤色の照射像からなる照射像Ｉ５によって、文字情報「第１会議室使用不可」が表示される（図８（ｂ）参照）。

このように、本照明システム１５０によれば、照明装置１（第１，第２の照明装置１Ａ，１Ｂ）を用いて複数の照射像を適宜選択的に照射することにより、必要な情報を均一照度で好適に表示することができる。

なお、本照明システムの適用は、上述のように会議室の使用情報を表示することに限定されるものでなく、各種情報表示等に適用可能であることは勿論である。

照明装置の要部を示す断面図 照明装置の要部を示す分解斜視図 遮光マスクの平面図 各照射像のパターンを示す説明図 照明装置の変形例を示す要部断面図 本発明の照明装置を用いた照明システムを例示す説明図 図６の照明装置に用いられる遮光マスク上の透光部の開口パターンの一例を示す説明図 図７の遮光マスクを用いた照射像のパターンを示す説明図 照明装置の制御ルーチンを示すフローチャート

符号の説明

１…照明装置、１Ａ…照明装置、１Ｂ…照明装置、１０…光源ユニット（光源部）、１１…ＬＥＤ基板、１２…発光ダイオード（光源）、１２ａ…第１の各発光部、１２ｂ…第２の発光部、２１…レンズ光学系、２２…コリメーションレンズ、２３…フライアイレンズ、２３ｂ…レンズ部、２４…遮光マスク、２４ａ…基板、２４ｂ…遮光性フィルム、２５…透光部（２５ａ…第１の透光部、２５ｂ…第２の透光部）、２６ａ…第１のフィルタ、２６ｂ…第２のフィルタ、３５…制御装置（制御手段）、５２ａ，５２ｂ…発光ダイオード（光源）、６２ａ，６２ｂ…コリメーションレンズ、１１０…制御装置（制御手段）、１１１…信号線、１１５…人感センサ（検出手段）、１１６…人感センサ（検出手段）、１１７…人感センサ（検出手段）、１５０…照明システム、２００…第１会議室、２０１…第２会議室、２０３…通路、Ｉ１〜Ｉ５…照射像

Claims (3)

1. 互いに波長領域の異なる複数種類の光を出射可能な光源部と、
   マトリクス状に配列する複数のレンズ部を有し、前記光源部からの光を前記各レンズ部で入射して互いに重畳する位置に出射するフライアイレンズと、
   前記レンズ部毎に対応して開口する複数の透光部を有し、前記フライアイレンズに対向配置される遮光マスクと、を具備し、
   前記遮光マスクは、前記複数種類の光の何れかにそれぞれ対応付けられた前記透光部が複数混在してなり、
   前記各透光部は、対応する光の種類毎に開口形状が異なると共に当該対応する光のみを透過するフィルタが設けられていることを特徴とする照明装置。
2. 前記光源部は、異なる複数の発光部を一体的に内蔵する発光ダイオードを光源として有することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 単独種類の前記透光部を透過する光或いは複数種類の前記透光部を透過する光の組み合わせによって互いに異なる情報を示す照射像を照射する請求項１または請求項２記載の照明装置と、
   複数の異なる状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に応じて前記照明装置の前記光源部から出射する光を切り替える制御手段と、を具備したことを特徴とする照明システム。

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