JP2011070922A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】投射光量はほぼ一定のままで照明対象への投射光のビーム角を可変制御できる照明器具を提供することである。
【解決手段】ＬＥＤ発光素子を有し器具本体１１に収納された光源の前面に液晶フィルム素子１３を設け、液晶フィルム素子１３は、内面に透明導電膜をコートした２枚の透光性フィルムで液晶を含む高分子層を挟み込んで形成され、２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧により光の透過率はほぼ一定で拡散度が変化し、液晶フィルム素子の２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧をスイッチ１４で制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば店舗の商品の照明用に使用される照明器具に関する。

店舗などでは、各種商品の照明にスポット光源が多数使用されている。このスポット光源としては、ダイクロイックミラー付ハロゲンランプ、ダイクロイックミラーと組み合わせたハロゲンランプが主であるが、一部セラミックメタハラ、ＬＥＤ（発光ダイオード）なども使用され始めている。このような光源では、いずれもそのビーム角は固定であり、主にミラー形状で配光が決められている。

ここで、透過光のスペクトル変動を低減し、光の透過率を連続的に制御するようにした液晶光シャッターがある（例えば、特許文献１参照）。これは、２枚の透明導電膜付き透明基板の間に液晶・高分子複合膜を挿入して構成され、厚み方向に加える交流電圧の大きさを変えることにより、投射光量を連続的かつ自在に制御し調光可能としたものである。また、少なくとも１個の発光素子と少なくとも１枚の液晶レンズとをそれらの支持体を兼ねた筐体によって所定の間隔を保って支持したものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−２９００２号公報 特開２００５−３１７８７９号公報

しかし、特許文献１のものでは、配光の制御は可能であるが、調光可能となっているので投射光量が変化する。また、特許文献２のものでは、液晶レンズであるのでレンズ状の空間に液晶を封入したものとしなければならない。また、液晶レンズの焦点距離を変化させるものであるので、散乱光を得るのに適していない。

本発明の目的は、投射光量はほぼ一定のままで照明対象への投射光のビーム角を可変制御できる照明器具を提供することである。

請求項１の発明に係わる照明器具は、ＬＥＤ発光素子を有した光源を収納した器具本体と；前記光源の前面に設けられ、内面に透明導電膜をコートした２枚の透光性フィルムで液晶を含む高分子層を挟み込んで形成され、前記２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧により光の全透過率はほぼ一定で拡散度が変化する液晶フィルム素子と；前記液晶フィルム素子の前記２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧を制御するスイッチと；を備えたことを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。

液晶フィルム素子とは、光の透過率はほぼ一定で、２枚の透光性フィルムの透明導電膜間に電圧が印加されたとき、高分子層に含まれる液晶が分極分子配向して拡散度だけが変化する光学機能素子であり、電圧を印加したときに、液晶フィルム素子の拡散度（曇り度）を小さくして光のビーム角を小さくするものである。

光の全透過率とは、液晶フィルム素子に入射する光と液晶フィルムから出射した全ての光との割合である。

光源の前面とは、光源であるＬＥＤ発光素子の光が出射する面の前側であり、ＬＥＤ発光素子の光の全量を取り込む位置である。

スイッチは、オンオフ制御により液晶フィルム素子の２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧を制御するものである。

請求項２の発明に係わる照明器具は、略半円筒形状に形成され、ＬＥＤ発光素子を有する光源を半円筒形状の内側に収納した器具本体と；前記器具本体の内面側に前記ＬＥＤ発光素子に対面して設けられ、内面に透明導電膜をコートした２枚の透光性フィルムで液晶を含む高分子層を挟み込んで形成され、前記２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧により光の全透過率はほぼ一定で拡散度が変化する液晶フィルム素子と；前記光源と前記器具本体との間に設けられ、前記光源から出射されて前記高分子層を透過した光を反射する反射部と；前記液晶フィルム素子の前記２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧を制御するスイッチと；を備えたことを特徴とする。

略半円筒形状とは、円筒形状の円のほぼ中心線位置を縦方向に切断して得られる形状をいい、断面は半円状となる。光源が収納される器具本体の半円筒形状の内側とは、半円筒形状で包囲される側をいう。

液晶フィルム素子は、半円筒形状の器具本体の内面側に設けられる。これにより、光源であるＬＥＤ発光素子は液晶フィルム素子と対面する位置関係となる。

反射部が設けられる液晶フィルム素子と器具本体との間とは、液晶フィルム素子が光源と対面する反対面と器具本体の内面との間であり、反射部は液晶フィルム素子と器具本体とに挟まれて配置される。これにより、光源からの光は液晶フィルム素子を透過して反射部で反射し、再度、液晶フィルム素子を透過して出射されることになる。

請求項３の発明に係わる照明器具は、請求項１または２の発明において、前記スイッチは、リモコンからの指令により制御することを特徴とする。

本発明は、スイッチによる電圧制御をリモコンによる遠隔操作で行うようにしたものである。

請求項１の発明によれば、投射光量はほぼ一定のままで照明対象への投射光のビーム角を可変に制御できるので、照明対象に応じて適切な照明が可能となる。

請求項２の発明によれば、光源と器具本体との間に液晶フィルム素子を設ける場合においても、反射部で光源から出射されて前記高分子層を透過した光を反射するので、投射光量はほぼ一定のままで照明対象への投射光のビーム角を可変に制御でき、照明対象に応じて適切な照明が可能となる。

請求項３の発明によれば、リモコンからの指令により、容易に透明導電膜間の印加電圧を制御できるので、照明対象への投射光のビーム角を遠隔で可変に制御できる。

本発明の実施の形態に係わる照明装置の一例の外観構成図。 図１の液晶フィルム素子を取り外した状態での照射面側から見た照明装置の光源の平面図。 本発明の実施の形態における液晶フィルム素子の説明図。 本発明の実施の形態に光源の照射面の中心位置における相対中心照度［％］と液晶フィルム素子の透明導電膜間の印加電圧［Ｖ］との関係の一例を示すグラフ。 本発明の実施の形態に係わる照明装置の他の一例の外観構成図。 図５に示した他の一例の照明装置の断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる照明装置の一例の外観構成図である。器具本体１１は一方端に口金１２が設けられ、他方端から外部に照明光を照射する照射面が形成されている。器具本体１１には、ＬＥＤ発光素子を有した光源が収納されており、口金１２がソケットに装着されたときに光源であるＬＥＤ発光素子に点灯電源が供給され、ＬＥＤ発光素子からの照明光は照射面側に照射されるようになっている。

また、照明光を照射する照射面には液晶フィルム素子１３が設けられている。液晶フィルム素子１３は、後述するように、２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧により光の透過率はほぼ一定で拡散度が変化する光学機能素子であり、液晶フィルム素子１３の２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧が大きいときは拡散度が小さくなり、印加電圧が小さいときは拡散度が大きい特性を有する。器具本体１１には、液晶フィルム素子１３の２枚の透光性フィルムの透明導電膜間に印加される電圧を制御するためのスイッチ１４が設けられている。スイッチ１４は手動で印加電圧を設定するようにしてもよいし、リモコンにより印加電圧を設定するようにしてもよい。

図２は、図１の液晶フィルム素子１３を取り外した状態での照射面側から見た照明装置の光源の平面図である。図２から分かるように、光源１５は、反射部材１６に複数個のＬＥＤ発光素子１７が埋め込まれて構成されており、照射面側に照明光を出射するように構成されている。図２では１２個のＬＥＤ発光素子１７を配置したものを示している。反射部材１６は光源１５の複数個のＬＥＤ発光素子１７に電源を供給する１対の電極のうちの一方を用いるようにしてもよい。

例えば、ＬＥＤ発光素子１７は、青色光を発生する青色発光素子に少なくとも５７５〜６００ｎｍを発光ピークとする黄系発光蛍光体を含有する被膜を被覆して形成され、色温度２７００〜３０００Ｋの電球色に相当する照明光を得るようにしている。そして、このようなＬＥＤ発光素子１７を有した光源からの照明光のビーム角度は、反射部材１６の形状と組み合わせて、例えばビーム角３０度となるように構成されている。このように構成された光源１５の発光部前面に液晶フィルム素子１３が配置される。

図３は液晶フィルム素子１３の説明図であり、図３（ａ）は液晶フィルム素子１３の２枚の透光性フィルムの透明導電膜間に電圧が印加されていない場合の状態図、図３（ｂ）は液晶フィルム素子１３の２枚の透光性フィルムの透明導電膜間に所定電圧が印加された場合の状態図である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、液晶フィルム素子１３は、２枚の透光性フィルム（ＰＥＴフィルム）１８の内面に透明導電膜（ＩＴＯ）１９をコートし、液晶分子２０を含む高分子層２１を挟み込んで形成される。例えば、透明導電膜１９をコートとした約０．１ｍｍ厚の透光性フィルム１８を透明導電膜１９が対向するように配置し、その内側にアクリルなどの高分子層２１中に液晶分子２０を分散させた約０．３ｍｍ厚の膜を形成する。そして、両側の透明導電膜１９間にＡＣ０〜１００Ｖを印加することにより、液晶分子２０の向きを電気的に制御する。

透明導電膜１９間に電圧が印加されていない場合には、図３（ａ）に示すように液晶分子の向きはランダムに向いているが、透明導電膜１９間に所定電圧が印加されると、図３（ｂ）に示すように、液晶分子２０の向きは透明導電膜１９間の方向に整列した向きとなる。このような液晶フィルム素子１３は、例えば液晶シャッターなどとして市販化されており透過光のオン・オフに使用されている。本発明の実施の形態の場合は、透過光のオン・オフでなく、電気的に液晶分子２０の向きが変わることにより散乱性が変化することを利用する。

図４は、光源の照射面の中心位置における相対中心照度［％］と液晶フィルム素子１３の透明導電膜１９間の印加電圧［Ｖ］との関係の一例を示すグラフである。印加電圧の有無にかかわらず、液晶フィルム素子１３での全透過率は８０％以上と高いが、印加電圧が０［Ｖ］の場合は、液晶フィルム素子１３は拡散度が大きく散乱生が大きい。そのため、高散乱状態では直線透過率は１０％以下と低く、光源の照射面の中心位置の相対中心照度は１０［％］程度である。逆に、電圧を印加した場合はほとんど散乱せず直線透過率が８０％以上と高くなるので、光源の照射面の中心位置の相対中心照度は６６［％］程度となる。光源の照射面の中心位置の相対中心照度が８０［％］とならないのは、前述したように、光源のビーム角３０度であり、直線透過率が８０％以上となっても光源自体が広がりを持っているからである。

このような液晶フィルム素子１３の散乱性を印加電圧を制御して電気的に制御することにより、光源１５からの光を照射対象物である例えば商品やその配置に応じて、ビーム角を３０度〜７０度まで可変制御可能とし、スポット光源などの照明器具に適用可能としている。ここで、液晶フィルム素子１３に有機可視選択吸収材料を分散させた透光性膜部材を形成し、光色や演色性を制御することも可能である。

次に、図５は本発明の実施の形態に係わる照明装置の他の一例の外観構成図、図６は図５に示した他の一例の照明装置の断面図である。この他の一例は、図１に示した一例に対し、光源１５をライン状に形成するとともに器具本体１１を略半円筒形状に形成し、光源１５からの光を器具本体１１に設けられた液晶フィルム素子１３に照射し、液晶フィルム素子１３を透過した光を器具本体１１に設けられた反射部２３で反射して照射面から出射するようにしたものである。

図５に示すように、器具本体１１は半円筒形状に形成され、器具本体１１の内側にライン状に形成された光源１５が側板２２により支持されて収納されている。光源１５は、複数個のＬＥＤ発光素子１７の光の出射方向が器具本体の内面側に向くように直線状に配置されて形成されている。また、器具本体１１内面側には光源１５のＬＥＤ発光素子１７に対面して液晶フィルム素子１３が設けられ、液晶フィルム素子１３と器具本体１１との間には反射部２３が設けられている。反射部２３は、光源１５からの光を液晶フィルム素子を透過して反射する鏡面または全反射の表面を持つ。この反射部部２３は光源１５の複数個のＬＥＤ発光素子１７に電源を供給する１対の電極のうちの一方を用いるようにしてもよい。

光源１５は、図１に示した一例と同様に、青色光を発生する青色発光素子及びこの青色発光素子を被覆する少なくとも５７５〜６００ｎｍを発光ピークとする黄系発光蛍光体を含有する色温度２７００〜３０００Ｋの電球色に相当する発光素子であり、それらをライン状に配置したものである。また、液晶フィルム素子１３も図１に示した一例と同様に
２枚の透光性フィルム（ＰＥＴフィルム）１８の内面に透明導電膜（ＩＴＯ）１９をコートし、液晶分子２０を含む高分子層２１を挟み込んで形成され、半円筒形状に形成された器具本体の内面側に反射部２３を介して配置される。

光源１５である複数個のＬＥＤ発光素子１７からの光は液晶フィルム素子１３に照射され、液晶フィルム素子１３を透過して反射部２３で反射し、再度、液晶フィルム素子を透過して器具本体１１の照射面から出射する。この他の一例においても、液晶フィルム素子１３の透明導電膜１９間の印加電圧を制御して散乱性を制御する。これにより、光源１５からの光を照射対象物である例えば商品やその配置に応じて、ビーム角を可変制御可能としている。

以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、照明対象やその配置に応じて、電気的に照明光のビーム角を可変制御可能であるので、照明対象を適切に照明できる。また、また、液晶フィルム素子１３に有機可視選択吸収材料を分散させた透光性膜部材を形成した場合には光色や演色性を制御できる。

１１…器具本体、１２…口金、１３…液晶フィルム素子、１４…スイッチ、１５…光源、１６…反射部材、１７…ＬＥＤ発光素子、１８…透光性フィルム、１９…透明導電膜、２０…液晶分子、２１…高分子層、２２…側板、２３…反射部

Claims (3)

1. ＬＥＤ発光素子を有した光源を収納した器具本体と；
   前記光源の前面に設けられ、内面に透明導電膜をコートした２枚の透光性フィルムで液晶を含む高分子層を挟み込んで形成され、前記２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧により光の全透過率はほぼ一定で拡散度が変化する液晶フィルム素子と；
   前記液晶フィルム素子の前記２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧を制御するスイッチと；
   を備えたことを特徴とする照明器具。
2. 略半円筒形状に形成され、ＬＥＤ発光素子を有する光源を半円筒形状の内側に収納した器具本体と；
   前記器具本体の内面側に前記ＬＥＤ発光素子に対面して設けられ、内面に透明導電膜をコートした２枚の透光性フィルムで液晶を含む高分子層を挟み込んで形成され、前記２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧により光の全透過率はほぼ一定で拡散度が変化する液晶フィルム素子と；
   前記光源と前記器具本体との間に設けられ、前記光源から出射されて前記高分子層を透過した光を反射する反射部と；
   前記液晶フィルム素子の前記２枚の透光性フィルムの透明導電膜間の印加電圧を制御するスイッチと；
   を備えたことを特徴とする照明器具。
3. 前記スイッチは、リモコンからの指令により制御することを特徴とする請求項１または２記載の照明器具。

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