JP2009054491A - Lighting system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and simple lighting system capable of easily controlling light distribution. <P>SOLUTION: The lighting system includes a plane light-emitting light source 1 having a planar light-emitting surface, a fluid lens 2 arranged at a front side of the light-emitting surface of the plane light-emitting light source 1 and controlling distribution of light of the light-emitting surface, a lighting circuit 31 supplying lighting power to the plane light-emitting light source 1, and a control circuit section 3 having a DC voltage circuit 32 impressing voltage on the fluid lens 2. The fluid lens 2 has a water solution layer 24 and an oil layer 23, and changes a refractive index by varying the interface shape between the water solution layer 24 and the oil layer 23 by applying voltage on an electrode 21, and controls the light distribution of the plane light-emitting light source 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、面発光光源の前面側に配置した液体レンズにより、発光面からの光の配光を制御する照明システムに関するものである。   The present invention relates to an illumination system that controls light distribution from a light emitting surface by a liquid lens arranged on the front side of a surface emitting light source.

従来より、平面状の発光部と、発光部の前面側に配置した光学レンズの距離を変化させることによって、光の配光を制御した照明装置があった（例えば特許文献１参照）。この照明装置は、基板上に複数の発光ダイオードが実装されたダイオードモジュールを有し、このダイオードモジュールの前面側には各発光ダイオードに対応する部位にレンズが形成されたレンズモジュールが対向して配置されている。また、この照明装置には、ダイオードモジュールとレンズモジュールの距離を変化させるための可変機構が設けられており、この可変機構によってダイオードモジュールに対しレンズモジュールが前後方向に移動可能となっている。   Conventionally, there has been an illuminating device in which light distribution is controlled by changing a distance between a planar light emitting unit and an optical lens arranged on the front side of the light emitting unit (see, for example, Patent Document 1). This lighting device has a diode module in which a plurality of light emitting diodes are mounted on a substrate, and on the front side of the diode module, a lens module in which a lens is formed in a portion corresponding to each light emitting diode is arranged oppositely. Has been. The illumination device is provided with a variable mechanism for changing the distance between the diode module and the lens module, and the lens module can be moved in the front-rear direction with respect to the diode module by the variable mechanism.

この照明装置では、ダイオードモジュールとレンズモジュールの距離を大きく設定するとダイオードモジュールから放射された光は収束され、逆に距離を小さく設定するとダイオードモジュールから放射された光は拡散される。
特開２００４−３５５９３４号公報（段落［００４０］−段落［００４９］、及び、第９図） In this illuminating device, when the distance between the diode module and the lens module is set large, the light emitted from the diode module is converged. Conversely, when the distance is set small, the light emitted from the diode module is diffused.
JP 2004-355934 A (paragraph [0040] -paragraph [0049] and FIG. 9)

上述の特許文献１に示した照明装置では、上記可変機構によってダイオードモジュールとレンズモジュールの距離を変化させることでダイオードモジュールから放射された光の配光を制御しているため、この可変機構を設けることで装置が複雑且つ大型化し、また所望の配光を得るためにダイオードモジュールとレンズモジュールの距離を調節するのが煩雑であるという問題があった。   In the illumination device described in Patent Document 1 described above, the variable mechanism is provided because the light distribution emitted from the diode module is controlled by changing the distance between the diode module and the lens module by the variable mechanism. As a result, the apparatus becomes complicated and large, and it is complicated to adjust the distance between the diode module and the lens module in order to obtain a desired light distribution.

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、容易に配光を調節できる小型で簡素な照明システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small and simple illumination system capable of easily adjusting light distribution.

請求項１の発明は、平面状の発光面を有する面発光光源と、発光面の前面側に設けられ印加する電圧を変化させることによって発光面からの光の配光を制御する液体レンズとを備えたことを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a surface emitting light source having a planar light emitting surface, and a liquid lens that is provided on the front side of the light emitting surface and controls the light distribution from the light emitting surface by changing the applied voltage. It is characterized by having.

請求項２の発明は、液体レンズは、水溶液層と有機層とを有し、少なくとも水溶液層又は有機層の何れか一方は着色され、且つ、水溶液層及び有機層は互いに異色であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the liquid lens has an aqueous solution layer and an organic layer, at least one of the aqueous solution layer and the organic layer is colored, and the aqueous solution layer and the organic layer are different from each other. And

請求項３の発明は、液体レンズに印加する電圧を制御する電圧制御部を備え、当該電圧制御部は、液体レンズに印加する電圧を周期的に変化させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, a voltage control unit that controls a voltage applied to the liquid lens is provided, and the voltage control unit periodically changes the voltage applied to the liquid lens.

請求項１の発明によれば、液体レンズに電圧を印加することによって液体レンズの屈折率を変化させることができるので、印加する電圧を制御することによって所望の配光を容易に実現することができ、また発光面と液体レンズの距離を変化させる必要がないので従来例のような距離を変化させる可変機構が不要であり、装置が複雑化することなく且つ小型の照明システムを提供することができるという効果がある。さらに、光源として有機ＥＬ素子を用いた場合には、薄型の照明器具を提供することができるという効果もある。   According to the first aspect of the present invention, since the refractive index of the liquid lens can be changed by applying a voltage to the liquid lens, a desired light distribution can be easily realized by controlling the applied voltage. In addition, since it is not necessary to change the distance between the light emitting surface and the liquid lens, a variable mechanism for changing the distance as in the conventional example is unnecessary, and a compact lighting system can be provided without complicating the apparatus. There is an effect that can be done. Furthermore, when an organic EL element is used as a light source, there is an effect that a thin lighting fixture can be provided.

請求項２の発明によれば、少なくとも水溶液層又は有機層の何れか一方を着色し、且つ、水溶液層及び有機層を互いに異色に形成しているので、液体レンズに電圧を印加して水溶液層と有機層の界面形状を変化させることによってレンズ中心からの光の透過率分布を変化させることができ、被照射面に対する所望の照度分布及び光色分布を容易に実現することができるという効果がある。   According to the invention of claim 2, since at least one of the aqueous solution layer and the organic layer is colored and the aqueous solution layer and the organic layer are formed in different colors, a voltage is applied to the liquid lens to apply the aqueous solution layer. The transmittance distribution of light from the center of the lens can be changed by changing the interface shape between the organic layer and the organic layer, and the desired illuminance distribution and light color distribution with respect to the irradiated surface can be easily realized. is there.

請求項３の発明によれば、電圧制御部が液体レンズに印加する電圧を周期的に変化させることによって、液体レンズの界面形状を周期的に変化させることができるので、被照射面への照射光に揺らぎを与え、照射方向にいる人に対してくつろぎ感を与えることができるという効果がある。   According to the invention of claim 3, since the interface shape of the liquid lens can be periodically changed by periodically changing the voltage applied to the liquid lens by the voltage controller, the irradiation to the irradiated surface is performed. There is an effect that the light is fluctuated and the person in the irradiation direction can feel relaxed.

（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態の照明システムは、例えば天井などに取付けられ、室内などを照明するために用いられる。 (First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. The illumination system of this embodiment is attached to a ceiling etc., for example, and is used in order to illuminate the interior etc.

照明システムは、図１に示すように、平面状の発光面を有する面発光光源１と、面発光光源１の発光面の前面側に配設され、発光面からの光の配光を制御するための液体レンズ２と、面発光光源１に点灯電力を供給する点灯回路３１、及び、液体レンズ２に電圧を印加する直流電圧回路３２を有する制御回路部３とを備えている。   As shown in FIG. 1, the illumination system is disposed on the front side of the light emitting surface of the surface emitting light source 1 having a planar light emitting surface and the surface emitting light source 1, and controls the light distribution from the light emitting surface. And a control circuit unit 3 including a lighting circuit 31 that supplies lighting power to the surface emitting light source 1 and a DC voltage circuit 32 that applies a voltage to the liquid lens 2.

面発光光源１は、例えば所謂有機ＥＬ素子であって、図２に示すように透光性を有する絶縁材料（例えば、ガラスなど）からなる横長の矩形板状の透明基板１３を備え、透明基板１３の上面には、例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）のような透光性を有する導電材料からなる陽極電極１２が設けられている。この陽極電極１２の上面には光を発生させる有機発光層１０が設けられ、さらに有機発光層１０の上面には、例えば銀やアルミニウムなどの金属材料からなる陰極電極１１が設けられている。すなわち、陽極電極１２と陰極電極１１との間で有機発光層１０を挟んだ、所謂ヘテロ構造となっている。   The surface-emitting light source 1 is a so-called organic EL element, for example, and includes a horizontally long rectangular plate-like transparent substrate 13 made of a translucent insulating material (for example, glass) as shown in FIG. An anode electrode 12 made of a light-transmitting conductive material such as indium-tin oxide (ITO) is provided on the upper surface of 13. An organic light emitting layer 10 for generating light is provided on the upper surface of the anode electrode 12, and a cathode electrode 11 made of a metal material such as silver or aluminum is provided on the upper surface of the organic light emitting layer 10. That is, it has a so-called hetero structure in which the organic light emitting layer 10 is sandwiched between the anode electrode 12 and the cathode electrode 11.

また、陰極電極１１の一端側（図２中の右側）は下方に略Ｌ字状に突出して透明基板１３の上面と接しており、この一端側において例えばクロムメッキなどにより透明基板１３上に形成された太幅部１４及び細幅部１５からなる接続導体の一方（図２中の右側）と電気的に接続されている。さらに、他方（図２中の左側）の接続導体は、他端側（図２中の左側）において陽極電極１２と電気的に接続されている。これらの接続導体には電源線４（図１参照）がそれぞれ接続され、この電源線４を介して点灯回路３１から点灯電力が供給される。   Further, one end side (the right side in FIG. 2) of the cathode electrode 11 protrudes downward in a substantially L shape and is in contact with the upper surface of the transparent substrate 13, and the one end side is formed on the transparent substrate 13 by, for example, chrome plating. It is electrically connected to one of the connecting conductors (the right side in FIG. 2) composed of the wide portion 14 and the narrow portion 15. Further, the other (left side in FIG. 2) connection conductor is electrically connected to the anode electrode 12 on the other end side (left side in FIG. 2). A power line 4 (see FIG. 1) is connected to each of these connection conductors, and lighting power is supplied from the lighting circuit 31 via the power line 4.

また、陰極電極１１の上面には、例えばシリコーン樹脂などからなる封止層１６が陽極電極１２、有機発光層１０及び陰極電極１１を覆うように形成され、防湿構造となっている。   Further, a sealing layer 16 made of, for example, a silicone resin is formed on the upper surface of the cathode electrode 11 so as to cover the anode electrode 12, the organic light emitting layer 10, and the cathode electrode 11, and has a moisture-proof structure.

このように有機ＥＬ素子は、構造が簡単であるため非常に軽く且つ薄くすることができ、また数Ｖ〜数十Ｖ程度の直流低電圧で点灯できるため簡単な点灯回路でよいという利点がある。   As described above, the organic EL element has an advantage that it can be made very light and thin because of its simple structure, and can be lit with a low DC voltage of several volts to several tens of volts, so that a simple lighting circuit is sufficient. .

点灯回路３１は、商用電源の交流出力を全波整流するダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの出力端間に接続された、例えばＦＥＴなどからなるスイッチング素子、インダクタ及びコンデンサを直列に接続した直列回路と、インダクタ及びコンデンサの直列回路の両端間に接続されたダイオードと、スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路とを備えた所謂バック・コンバータからなる。この点灯回路３１では、制御回路がスイッチング素子のオン／オフの周波数或いはデューティを制御することで、コンデンサの両端電圧、すなわち点灯回路３１の出力電圧を制御している。尚、この点灯回路３１については、従来周知のものを採用しており、詳細については説明を省略する。   The lighting circuit 31 includes a diode bridge that performs full-wave rectification of the AC output of the commercial power supply, a series circuit that is connected between output terminals of the diode bridge, such as a switching element made of, for example, an FET, an inductor, and a capacitor in series. It comprises a so-called buck converter provided with a diode connected between both ends of a series circuit of an inductor and a capacitor, and a control circuit for controlling on / off of the switching element. In the lighting circuit 31, the control circuit controls the ON / OFF frequency or duty of the switching element, thereby controlling the voltage across the capacitor, that is, the output voltage of the lighting circuit 31. The lighting circuit 31 employs a conventionally known one, and a detailed description thereof will be omitted.

次に、面発光光源１の動作について説明する。点灯回路３１から電力線４を介して陽極電極１２及び陰極電極１１に点灯電力が供給されると、陽極電極１２及び陰極電極１１から放出された正孔及び電子が有機発光層１０に注入され、有機発光層１０内で結合する。この結合が起こった際のエネルギーで有機発光層１０内の周りの分子が励起され、これらの分子が励起状態から再び基底状態に戻る際に光を発生する。有機発光層１０内で発生した光は、陰極電極（金属電極）１１を反射板として陽極電極（透明電極）１２及び透明基板１３を透過して被照射面に照射される。ここに、透明基板１３の外側面（図２中の下側面）で発光面が構成されている。   Next, the operation of the surface emitting light source 1 will be described. When lighting power is supplied from the lighting circuit 31 to the anode electrode 12 and the cathode electrode 11 through the power line 4, holes and electrons emitted from the anode electrode 12 and the cathode electrode 11 are injected into the organic light emitting layer 10, and organic Bonding within the light emitting layer 10. The molecules around the organic light emitting layer 10 are excited by the energy when the coupling occurs, and light is generated when these molecules return from the excited state to the ground state again. The light generated in the organic light emitting layer 10 passes through the anode electrode (transparent electrode) 12 and the transparent substrate 13 with the cathode electrode (metal electrode) 11 as a reflection plate, and is irradiated onto the irradiated surface. Here, the light emitting surface is constituted by the outer surface of the transparent substrate 13 (the lower surface in FIG. 2).

ここで、液体レンズ２の構成について図３に基づいて説明する。液体レンズ２は、例えばアクリル樹脂のような透明材料で形成された略円形の容器２２を有し、容器２２の内部には後面側（図３（ａ）中の右側）に傾斜する傾斜面を有する形状の絶縁部材２０が設けられている。この絶縁部材２０を間にして容器２２の厚み方向（図３（ａ）中の左右方向）両側には、電極２１（２１ａ、２１ｂ）が設けられており、絶縁部材２０、電極２１ｂ及び容器２２の内側面で形成される凹所内にオイル及び水溶液が封入され、それぞれオイル層２３及び水溶液層２４を形成している。   Here, the configuration of the liquid lens 2 will be described with reference to FIG. The liquid lens 2 has a substantially circular container 22 formed of a transparent material such as acrylic resin, and an inclined surface inclined to the rear surface side (the right side in FIG. 3A) is formed inside the container 22. An insulating member 20 having a shape is provided. Electrodes 21 (21a, 21b) are provided on both sides in the thickness direction of the container 22 (left and right direction in FIG. 3A) with the insulating member 20 therebetween, and the insulating member 20, the electrode 21b, and the container 22 are provided. Oil and an aqueous solution are sealed in a recess formed on the inner surface of each of the two, forming an oil layer 23 and an aqueous solution layer 24, respectively.

この液体レンズ２の内部には、電極２１と水溶液層２４との間に働く力γｓｗ、電極２１とオイル層２３との間に働く力γｓｏ、及び、水溶液層２４とオイル層２３との間に働く力γｏｗの３つの界面張力が発生する。電極２１ａ、２１ｂ間に電圧を印加していない状態（図３（ａ）参照）では、３つの界面張力と、電極２１ａとオイル層２３との接触角度θ１との間には、所謂Ｙｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅの方程式から、 The liquid lens 2 includes a force γ sw acting between the electrode 21 and the aqueous solution layer 24, a force γ so acting between the electrode 21 and the oil layer 23, and the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23. Three interfacial tensions are generated with a force γ ow acting between them. In the electrode 21a, a state where no voltage is applied between 21b (see FIG. 3 (a)), between the three interfacial tensions, and the contact angle theta 1 between the electrode 21a and the oil layer 23 is a so-called Young- From the Laplace equation:

Figure 2009054491
という関係が成り立つ。
Figure 2009054491
 This relationship holds.

また、電極２１ａ、２１ｂ間に電圧を印加した状態（図３（ｂ）参照）では、発生した電荷による圧力Πが加わり、３つの界面張力と、接触角度θ２との間には、 Further, the electrodes 21a, while applying a voltage between 21b (see FIG. 3 (b)), pressure is applied Π by the generated charges, and three interfacial tension between the contact angle theta 2,

Figure 2009054491
という関係が成り立つ。尚、εは絶縁部材２０の誘電率、ε０は真空誘電率、ｅは絶縁部材２０の厚さ、Ｖは印加電圧である。
Figure 2009054491
 This relationship holds. Here, ε is the dielectric constant of the insulating member 20, ε 0 is the vacuum dielectric constant, e is the thickness of the insulating member 20, and V is the applied voltage.

而して、この液体レンズ２では、電極２１ａ、２１ｂ間に電圧を印加していない場合には、電極２１ａとオイル層２３との接触角度が上記の式（１）により求められるθ１となり、内側（図３（ａ）中の右側）に凹形状の界面が形成される。一方、電極２１ａ、２１ｂ間に電圧を印加した場合には、電極２１ａとオイル層２３との接触角度が上記の式（２）により求められるθ２（θ１＜θ２）となり、外側（図３（ｂ）中の左側）に凸形状の界面が形成される。このように、電極２１ａ、２１ｂ間に電圧を印加することによって、水溶液層２４とオイル層２３の界面形状を変化させることができ、液体レンズ２の屈折率を変化させることができる。 Thus, in this liquid lens 2, when no voltage is applied between the electrodes 21 a and 21 b, the contact angle between the electrode 21 a and the oil layer 23 is θ 1 obtained by the above equation (1), A concave interface is formed on the inner side (right side in FIG. 3A). On the other hand, when a voltage is applied between the electrodes 21a and 21b, the contact angle between the electrode 21a and the oil layer 23 becomes θ 2 (θ 1 <θ 2 ) obtained by the above equation ( 2 ), and the outside (FIG. A convex interface is formed on the left side of 3 (b). Thus, by applying a voltage between the electrodes 21a and 21b, the interface shape between the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 can be changed, and the refractive index of the liquid lens 2 can be changed.

ここで、本実施形態の照明システムについて図１に基づいて説明する。図１（ｃ）は図１（ａ）の照明システムにおけるＸ−Ｘ断面図を示しており、液体レンズ２は略円形に形成され、１対の電極２１ａ、２１ａ（電極２１ｂ、２１ｂも同様）が周設されている。これらの電極２１ａ、２１ｂには電線５がそれぞれ接続され、この電線５を介して直流電圧回路３２から電圧が印加される。尚、図１（ａ）、（ｂ）における電極２１ａ、２１ｂの位置は液体レンズ２における概略位置を示しており、正確には図３（ａ）、（ｂ）のように配置されている。   Here, the illumination system of this embodiment is demonstrated based on FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line XX in the illumination system of FIG. 1A. The liquid lens 2 is formed in a substantially circular shape, and a pair of electrodes 21a and 21a (the electrodes 21b and 21b are the same). Is installed around. An electric wire 5 is connected to each of these electrodes 21 a and 21 b, and a voltage is applied from a DC voltage circuit 32 via the electric wire 5. The positions of the electrodes 21a and 21b in FIGS. 1 (a) and 1 (b) indicate the approximate positions in the liquid lens 2, and are accurately arranged as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

今、図１（ａ）に示すように容器２２の開口径φ＝２００ｍｍ、厚さＤ＝３０ｍｍとすると、容器２２の容積ＬはＬ＝π×１００２×３０／１０００＝９８２ｃｍ３となり、水溶液及びオイルの比重を１とした場合、その重量は９８２ｇとなる。したがって、天井取付などを考慮すると、これ以上開口径を大きくすることは重量的に好ましくなく、容器２２の開口径φ＝２００ｍｍ以下とするのが望ましい。 As shown in FIG. 1A, when the opening diameter φ of the container 22 is 200 mm and the thickness D is 30 mm, the volume L of the container 22 is L = π × 100 2 × 30/1000 = 982 cm 3 . When the specific gravity of the oil is 1, the weight is 982 g. Therefore, in consideration of ceiling mounting or the like, it is not preferable in terms of weight to increase the opening diameter beyond this, and it is desirable to set the opening diameter φ of the container 22 to 200 mm or less.

次に、照明システムの動作について説明する。まず、液体レンズ２に電圧を印加せずに面発光光源１を点灯させた場合には、図１（ａ）に示すように液体レンズ２を構成する水溶液層２４とオイル層２３の界面は略水平となっており、面発光光源１から照射された光は液体レンズ２内を透過する際に水溶液層２４とオイル層２３の界面で屈折し、被照射面に発散される。一方、液体レンズ２に電圧を印加させて面発光光源１を点灯させた場合には、図１（ｂ）に示すように液体レンズ２を構成する水溶液層２４とオイル層２３の界面は下側に凸となる凸形状に形成され、液体レンズ２は所謂凸レンズとなる。したがって、面発光光源１から照射された光は、液体レンズ２内を透過する際に水溶液層２４とオイル層２３の界面で屈折し、被照射面に収束される。   Next, the operation of the lighting system will be described. First, when the surface emitting light source 1 is turned on without applying a voltage to the liquid lens 2, the interface between the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 constituting the liquid lens 2 is substantially as shown in FIG. The light emitted from the surface emitting light source 1 is horizontal and is refracted at the interface between the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 when passing through the liquid lens 2 and is emitted to the irradiated surface. On the other hand, when the surface emitting light source 1 is turned on by applying a voltage to the liquid lens 2, the interface between the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 constituting the liquid lens 2 is on the lower side as shown in FIG. The liquid lens 2 is a so-called convex lens. Therefore, the light emitted from the surface emitting light source 1 is refracted at the interface between the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 when passing through the liquid lens 2 and converges on the irradiated surface.

上述のように本実施形態の照明システムでは、電圧を印加して液体レンズ２の屈折率を変化させることによって、面発光光源１からの光の配光を変えることができ、また液体レンズ２を凸レンズとすることによって、被照射面への照射パターンのエッジを強調することができ、光だまり感を与えることができる。尚、本実施形態の照明システムでは、液体レンズ２よりも小さい面発光光源１を用いることによって、照射パターンのエッジを強調することができる。また、面発光光源１と液体レンズ２の距離を変化させる必要がないので、従来例のような距離を変化させる可変機構が不要であり、装置が複雑化することなく且つ小型の照明システムを提供することができる。さらに、本実施形態では、面発光光源１として有機ＥＬ素子を用いているので、薄型の照明システムを提供することができる。   As described above, in the illumination system of the present embodiment, by changing the refractive index of the liquid lens 2 by applying a voltage, the light distribution from the surface emitting light source 1 can be changed. By using a convex lens, the edge of the irradiation pattern on the surface to be irradiated can be emphasized, and a feeling of light pool can be given. In the illumination system of this embodiment, the edge of the irradiation pattern can be emphasized by using the surface emitting light source 1 smaller than the liquid lens 2. Further, since it is not necessary to change the distance between the surface emitting light source 1 and the liquid lens 2, a variable mechanism for changing the distance as in the conventional example is unnecessary, and a small illumination system is provided without complicating the apparatus. can do. Furthermore, in this embodiment, since the organic EL element is used as the surface emitting light source 1, a thin illumination system can be provided.

また、人体検知用のセンサやタイマなどを用いることによって、室内などに人が入ってきた場合やタイマで設定した時間になった場合に、自動的に光の配光を制御することもできる。   In addition, by using a human body detection sensor or timer, the light distribution can be automatically controlled when a person enters the room or when the time set by the timer is reached.

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態の照明システムに対して、水溶液層２４を着色するとともに、水溶液層２４とオイル層２３とを異色とした点で第１の実施形態と異なり、それ以外の構成は第１の実施形態と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。 (Second Embodiment)
A second embodiment will be described. The present embodiment differs from the first embodiment in that the aqueous solution layer 24 is colored and the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 are different in color from the illumination system of the first embodiment. The configuration is the same as that of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

液体レンズ２を構成する水溶液層２４は、例えば水溶液には溶けるがオイルには溶けないアントシアンなどにより赤色に着色されており、水溶液層２４とオイル層２３とで光の透過率が異なるように設定されている。   The aqueous solution layer 24 constituting the liquid lens 2 is colored red, for example, by anthocyan that is soluble in the aqueous solution but not in the oil, and the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 have different light transmittances. Has been.

この照明システムでは、液体レンズ２に電圧を印加すると、電極２１ａとオイル層２３の接触角度がθ２となり、水溶液層２４とオイル層２３の界面が外側に凸となる凸形状に形成される。この場合、液体レンズ２は、レンズ中央部においてオイル層２３が最も厚く、レンズ中央部から離れるにつれてオイル層２３の厚みが徐々に薄くなり、両端部で最も薄くなっている。すなわち、液体レンズ２において、着色された水溶液層２４の厚みが異なっているため、液体レンズ２を透過する光の透過率を、透過する部位に応じて変化させることができ、したがって被照射面への照射パターンの光色の濃淡を変化させることができる。 In this lighting system, when a voltage is applied to the liquid lens 2, the contact angle theta 2 next to electrode 21a and the oil layer 23, the interface of the aqueous layer 24 and the oil layer 23 is formed in a convex shape which is convex outward. In this case, in the liquid lens 2, the oil layer 23 is the thickest at the center of the lens, and the thickness of the oil layer 23 gradually decreases with distance from the center of the lens, and is the thinnest at both ends. That is, since the thickness of the colored aqueous solution layer 24 in the liquid lens 2 is different, the transmittance of the light transmitted through the liquid lens 2 can be changed according to the site to be transmitted, and thus to the irradiated surface. The light shade of the irradiation pattern can be changed.

尚、本実施形態では、アントシアンを用いて水溶液層２４を赤色に着色した場合を例に説明したが、例えばオイルには溶けるが水溶液には溶けないカプチロンなどによりオイル層２３を橙黄色〜赤橙色に着色してもよく、同様に被照射面への照射パターンの光色の濃淡を変化させることができる。また、水溶液層２４及びオイル層２３は、互いに異色であればよく、水溶液層２４及びオイル層２３ともに着色した液体レンズであってもよい。   In this embodiment, the case where the aqueous solution layer 24 is colored red using anthocyan has been described as an example. However, for example, the oil layer 23 is made of orange-yellow to red-orange with captilon that dissolves in oil but not in aqueous solution. The color of the light pattern of the irradiation pattern on the surface to be irradiated can be similarly changed. Further, the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 may be different colors from each other, and both the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 may be colored liquid lenses.

（第３の実施形態）
第３の実施形態を図４、図５に基づいて説明する。第１の実施形態では、液体レンズ２に２組の電極２１ａ、２１ｂを設け、これら２組の電極２１ａ、２１ｂに同じ直流電圧を印加した場合について説明したが、本実施形態では液体レンズ２’に複数組の電極２５ａ、２５ｂを設け、各組の電極２５ａ、２５ｂに印加する電圧の位相を周期的に変化させるとともに、各組間で位相をずらしている。それ以外の構成は第１の実施形態と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。 (Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the case where two sets of electrodes 21a and 21b are provided on the liquid lens 2 and the same DC voltage is applied to the two sets of electrodes 21a and 21b has been described. However, in the present embodiment, the liquid lens 2 ′ A plurality of sets of electrodes 25a and 25b are provided in the same, and the phase of the voltage applied to each set of electrodes 25a and 25b is periodically changed, and the phase is shifted between the sets. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施形態の照明システムは、図４（ｂ）に示すように複数組（本実施形態では３組）の電極２５ａ、２５ｂが周設された液体レンズ２’と、各組の電極２５ａ、２５ｂに印加する電圧を周期的に変化させる電圧制御部３３とを備えており、各組の電極２５ａ、２５ｂには、図５に示すように位相を周期的に変化させた電圧がそれぞれ印加される。尚、この印加電圧の周期は、人が知覚できるレベルに設定する必要があるため、数十Ｈｚ以下に設定されている。   As shown in FIG. 4B, the illumination system of the present embodiment includes a liquid lens 2 ′ around which a plurality of sets (three sets in this embodiment) of electrodes 25a and 25b are provided, and each set of electrodes 25a and 25b. And a voltage control unit 33 that periodically changes the voltage applied to each of the electrodes, and a voltage whose phase is periodically changed is applied to each pair of electrodes 25a and 25b as shown in FIG. . In addition, since it is necessary to set the period of this applied voltage to the level which can be perceived by a person, it is set to several tens Hz or less.

この照明システムでは、点灯回路３１により面発光光源１に点灯電力を供給するとともに、電圧制御部３３により液体レンズ２’の各組の電極２５ａ、２５ｂにそれぞれ電圧を印加すると、各組の電極２５ａ、２５ｂに印加される電圧は位相が周期的に変化するとともに、各組間で位相がずれているため、液体レンズ２’を構成する水溶液層２４とオイル層２３の界面が実線６に示すように不規則に変化する。したがって、面発光光源１から照射された被照射面への光に揺らぎを与えることができ、その結果、光の照射方向にいる人に対してくつろぎ感を与えることができる。また、電極２５ａ、２５ｂを複数組設けることによって、複雑な光の波紋を形成することができる。   In this illumination system, lighting power is supplied to the surface-emitting light source 1 by the lighting circuit 31 and voltage is applied to each pair of electrodes 25a and 25b of the liquid lens 2 ′ by the voltage control unit 33. 25b, the phase of the voltage is periodically changed and the phase is shifted between the groups, so that the interface between the aqueous solution layer 24 and the oil layer 23 constituting the liquid lens 2 ′ is indicated by a solid line 6. Change irregularly. Therefore, it is possible to give fluctuation to the light to the irradiated surface irradiated from the surface emitting light source 1, and as a result, it is possible to give a feeling of relaxation to the person in the light irradiation direction. Further, by providing a plurality of sets of the electrodes 25a and 25b, a complicated ripple of light can be formed.

尚、本実施形態では、３組の電極２５ａ、２５ｂを設けた場合を例に説明したが、電極の組数は２組や４組以上であってもよく、使用環境などに応じて適宜設計すればよい。   In the present embodiment, the case where three sets of electrodes 25a and 25b are provided has been described as an example. However, the number of sets of electrodes may be two sets or four or more sets, and is appropriately designed according to the use environment and the like. do it.

（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態の照明システムの説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing of the illumination system of 1st Embodiment. 同上に用いられる面発光光源を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the surface emitting light source used for the same as the above. （ａ）、（ｂ）は同上に用いられる液体レンズの説明図である。(A), (b) is explanatory drawing of the liquid lens used for the same as the above. （ａ）、（ｂ）は第３の実施形態の照明システムの説明図である。(A), (b) is explanatory drawing of the illumination system of 3rd Embodiment. 同上の液体レンズに印加される電圧の波形図である。It is a wave form diagram of the voltage applied to the liquid lens same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

１ 面発光光源
２ 液体レンズ 1 Surface-emitting light source 2 Liquid lens

Claims (3)

平面状の発光面を有する面発光光源と、前記発光面の前面側に設けられ印加する電圧を変化させることによって前記発光面からの光の配光を制御する液体レンズとを備えたことを特徴とする照明システム。   A surface-emitting light source having a planar light-emitting surface, and a liquid lens that is provided on the front side of the light-emitting surface and controls the light distribution from the light-emitting surface by changing a voltage to be applied. And lighting system. 前記液体レンズは、水溶液層と有機層とを有し、少なくとも水溶液層又は有機層の何れか一方は着色され、且つ、水溶液層及び有機層は互いに異色であることを特徴とする請求項１記載の照明システム。   The liquid lens includes an aqueous solution layer and an organic layer, at least one of the aqueous solution layer and the organic layer is colored, and the aqueous solution layer and the organic layer are different from each other. Lighting system. 前記液体レンズに印加する電圧を制御する電圧制御部を備え、当該電圧制御部は、前記液体レンズに印加する電圧を周期的に変化させることを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の照明システム。   The voltage control part which controls the voltage applied to the said liquid lens is provided, The said voltage control part changes the voltage applied to the said liquid lens periodically, Either 1 or 2 characterized by the above-mentioned. The lighting system described in.
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