JP2012146663A - 屋内照明装置および内部空間を照明する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コーニス、壁または天井領域から、内部空間を効率よく照明し、内部空間に対する光の方向的制御を提供する。
【解決手段】照明装置は、上記照明装置の各区域から配光するためのストリップ照明構造体と、上記各区域に光を選択的に供給するように制御可能な光源とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、照明システムに関し、より詳細には、屋内環境に、まぶしくない散光を供給することが可能な照明システムに関する。さらに、この照明システムは、ユーザによって選択される、屋内空間の幾つかの領域に対して照明を制限することも可能である。

人工の光源は、蝋燭から白熱電球やＬＥＤに至るまで、どちらかといえば、極めて局所的な点光源である。幾つかの例外（蛍光灯照明は、明らかにこの例外に当てはまる）もあるが、こういった例外の場合でも、光源は、比較的小さいものに限られる。これらの光源は、スポット照明などのように極めて方向的な光源であり、狭い円錐角内で発光するように設計されている。あるいは、この発光は、従来の白熱灯照明または冷陰極蛍光灯（ＣＦＬ）と同様に、ほぼ等方的であり、方向または角度の制御はほとんどできない。いずれの場合にも、比較的小さな光源からの発光であるため、光源が観察者の視野内にあると、直接的にまぶしいという問題、または、間接的に他の面に反射することによりまぶしくなるという問題が生じる。例えば、ＴＶに反射すると、ディスプレイを見ることが困難になり、鑑賞体験が台無しになってしまう場合もある。点光源はまた、大きな影を作ることもある。この影は、美観を損ない、周囲に幾つかの影の領域を生成するため、対象物の観察を困難にしてしまう。

従来技術の中には、既に、上記の制限に対する対処を試みているものもある。

米国第０５３８６３５３号（Dominic Battaglia，１９９５年１月３１日）には、光源、ハウジング１０、およびカバー１１（図１を参照）を備える表面取付用照明ユニットが開示されている。記載のシステムは、台所のような環境に均一な照明を提供するための蛍光灯を取り付けるように設計されたモジュール式の構成である。

日本国第２４３４９１６５号（松下電工（株），２００４年１２月９日）には、図２に示されるような、コーニス用の間接光源が開示されている。この間接光源は、壁および／または天井に似せて作られたフロントパネル２１の背後に設置された光源２０により構成されている。

ＷＯ第０９５０４８９７号（Neon and Cathode Systems，１９９５年２月１６日）には、図３に示されるような、ハウジング３１の内部に複数の蛍光灯３０を用いたモジュール式のコーブ照明システムが開示されている。この文献は、照明を均一に暗くする方法を開示し、着色光源および白色光を請求の範囲としている。

まぶしさを低減するための他の方法は、１つの小さな光源からの光を投射することによって、広い面積を間接的に照明することである。この種のシステムの例には、狭い角度範囲に側方照明するような光学素子を備えるＬＥＤ光源が挙げられる。

米国第０７５２４０９８号（Dicon Fibreoptics社，２００９年４月２８日）には、図４に示されるような、ＬＥＤ光源４０用の側方照射式光学素子が開示されている。この装置は、屈折表面４１と全反射（ＴＩＲｉｎｇ）表面４２とを組み合わせて利用することによって、光導体または反射体用の光源を提供するように構成されている。

米国第０６６０７２８６号（Lumileds lighting US，２００３年８月１９日）には、他の例である、図５に示されるようなＬＥＤ光源５０用の側方照射式光学素子が開示されて
いる。この設計も、屈折表面５１と全反射表面５２とを用いて、光を方向付けるものである。上記の例と同様に、この例も、光導体または反射体と共に用いるように構成されている。

図示されるように、従来技術において、側方照射式ＬＥＤの例はよく知られている。しかし、これらの側方照射式ＬＥＤは、バックライトまたは光導体に結合するように設計されており、このため、むしろ異なる基準を想定したものである。この、バックライトまたは光導体に結合するように設計された側方照射式ＬＥＤと、理想的な投射式照明用の側方照射式光源との大きな相違点は、光が放射される角度である。すなわち、投射式照明では、この角度の範囲は、できる限り狭くなければならないが、バックライトに結合するための光源では、バックライトからの抽出を容易にするためにより広い角度が必要である。

上記において概要を説明した従来技術は、屋内照明において、まだ改善の余地を有している。照明の方向、すなわち、照明するべき領域を制御することは、著しく制限されている。ユーザが室内の照明条件を制御することは、制限されているだけでなく、非効率でもある。これは、照明が必要でないまたは望まれていない領域が照明されることにより、光が無駄に使用されるからである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、コーニス、壁または天井領域から、内部空間を効率よく照明し、内部空間に対する光の方向的制御を提供することである。

発明の背景において記載したように、既存の照明システムには、多数の問題点がある。これらの問題点には、小さい点光源または狭い線光源からの光がまぶしい点、小さい点光源または狭い線光源により強い影が生成される点、照明の方向を制御できないこと、および、必要でない方向に発光するために効率の低下が生じる点などの問題点が含まれる。従来技術の側方照射式光源は、投射式照明には適していない。なぜなら、これらの側方照射式光源は、光導体に結合した後に抽出される必要があるため、比較的広い角度範囲に発光するように設計されているからである。

本発明は、壁の上部部分の近傍のコーニスまたは同等の箇所から部屋に光を供給する方法を導入することによって、従来の光源の問題点を改善することが可能な照明システムを提供する。以下では、壁の上部部分の近傍の領域をコーニスと呼ぶが、この領域は、コーニス造形物が存在しようとしまいと、コーニスと呼ぶものである。本発明にかかる照明システムは、コーニス全体からではなく、コーニスの幾つかの部分から光を伝達させることが可能なように、方向的制御を行うことを含む。コーニスからの光の放射は、当該箇所に設置された１つの光源から直接放射することによって行ってもよいし、または、部屋の他の地点から光を投射してコーニスに反射させることによって行ってもよい。

このようなシステムの利点は、単一の点光源からの光のレベルと同一の光のレベルを部屋内で得られる点、および、コーニスの周りの照度が極めて低くなるため、光源を見ることもより快適であり、まぶしさの問題が大きく低減または回避される点など、多数ある。１つの光源が多数の箇所から照明することは、影の生成を大幅に低減させる。

方向的制御を提供することによって、部屋の様々な部分の光のレベルを調節して、各部分に最適な光度を与えることが可能であると共に、無駄な光が低減されるため、照明システムの効率が増大することになる。さらなる利点には、コーニスに向かって光を投射するように設計された光源を、複数箇所に、後から取り付けることが可能な点が含まれる。なぜなら、部屋の中央には天井灯が設けられている場合が多く、この天井灯は、投射光源と容易に交換可能だからである。

本発明の一態様によれば、一領域を照明するための照明装置は、上記照明装置の各区域から配光するためのストリップ照明構造体と、上記各区域に光を選択的に供給するように制御可能な光源とを含む。
本発明の一態様によれば、上記ストリップ照明構造体の少なくとも２つの区域は、互いに異なる方向に配光するように構成されている。

本発明の一態様によれば、上記ストリップ照明構造体は、少なくとも１つの受光表面と光出射表面とを有する光導体を備え、上記光源は、上記少なくとも１つの受光表面に結合された少なくとも２つの発光装置を備える。

本発明の一態様によれば、上記光導体は、多数の抽出機能体を備え、上記抽出機能体は、上記光導体からの光を１つ以上の所定の方向に抽出するように構成されている。

本発明の一態様によれば、上記光源は、所定のビーム方向を有する光を投射するように構成された光学素子を含む。

本発明の一態様によれば、上記光学素子は、上記光出射表面に平行に配置された光学軸を有する、側方照射式光学素子であり、上記光学素子は、受光表面と、上記受光表面と上記光出射表面との間に配置された視準表面と、反射表面とを備えており、上記反射表面は、上記受光表面において受光した光を、上記光学軸に直角な面に対して所定の角度範囲に、反射させるように構成されている。

本発明の一態様によれば、上記反射表面は、全反射表面、金属表面、および鏡面のうちの、少なくとも１つの表面である。

本発明の一態様によれば、上記光源は、屈折により、照明パターンを提供するように構成されている。

本発明の一態様によれば、上記光学素子は多数の光学素子を含む。

本発明の一態様によれば、上記光学素子の全反射表面は円対称である。

本発明の一態様によれば、上記光源は、スキャンミラーを備え、上記照明装置は、上記スキャンミラーの位置を制御するように構成されたコントローラをさらに備えている。

本発明の一態様によれば、上記光源は、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）および多数のスキャンミラーをさらに備え、上記多数のＬＥＤの各ＬＥＤは、上記多数のスキャンミラーのうちの１つのスキャンミラーに対応している。

本発明の一態様によれば、少なくとも１つのコーナー部分を形成する、少なくとも１つの壁と、上記壁に隣接した天井とを有する内部空間を照明する方法は、ストリップ照明構造体を用いて、少なくとも１つのコーナー部分に光を供給するステップと、上記ストリップ照明構造体の複数の区域からの光を選択的に配光するように、光源を制御するステップとを含む。

本発明の一態様によれば、少なくとも１つのコーナー部分に光を供給する上記ステップは、上記少なくとも１つのコーナー部分に、上記光源を配置することを含む。

本発明の一態様によれば、少なくとも１つのコーナー部分に光を供給する上記ステップ
は、上記ストリップ照明構造体の１つ以上の所定の区域に光を投射することを含む。

本発明の一態様によれば、光源を制御する上記ステップは、少なくとも２つの光源を制御することを含む。

本発明の一態様によれば、上記方法は、上記光源の長さを、上記壁の長さに一致するように選択するステップをさらに含む。

本発明の一態様によれば、上記方法は、上記光源を、上記少なくとも１つの壁から所定の距離を置いた天井に設置するステップをさらに含む。

本発明の一態様によれば、光源を制御する上記ステップは、少なくとも２つの光源を制御することを含み、上記少なくとも２つの光源のうちの第１の光源は、上記天井に設置され、上記少なくとも２つの光源のうちの第２の光源は、コーニスに設置されている。

本発明の一態様によれば、上記方法は、上記天井の少なくとも一部を照射して、上記天井からの光を上記内部空間に反射させるように、上記光源を配置するステップをさらに含む。

本発明の一態様によれば、上記方法は、少なくとも１つの光源からの光を上記コーニスに向けて投射し、投射された光を、上記コーニスから上記内部空間の一領域に反射させるステップをさらに含む。

本発明の一態様によれば、上記方法は、上記コーニスにおいて反射シートを用いて、投射された光を、上記コーニスから反射させるステップをさらに含む。

本発明の一態様によれば、反射シートを用いる上記ステップは、少なくとも１つの鏡面または全反射を用いて光を反射させる反射シートを用いることを含む。

本発明の一態様によれば、上記方法は、上記光源を上記コーニスから離間して設置するステップ、および、スキャンミラーを用いて、上記コーニスに向けて光を投射するステップをさらに含む。

本発明の一態様によれば、上記方法は、上記コーニスに向けて光を投射する前に、光を視準するステップをさらに含む。

本発明の一態様によれば、光源を制御する上記ステップは、光源として光導体を備える光源を用いることを含み、上記光導体は、光を受光するための少なくとも１つの入射表面と、受光した光を放射するための少なくとも１つの出射表面とを有する。

本発明の一態様によれば、上記方法は、cos⁴θに比例した強度の低下を補償するように、上記光導体の出射表面を構成するステップをさらに含む。

本発明の一態様によれば、光源を制御する上記ステップは、プリズムベースの形状を有する抽出機能体を用いて、上記光源によって放射された光の方向を制御することを含む。

本発明の一態様によれば、抽出機能体を用いる上記ステップは、複数の上記抽出機能体を、所定の領域内の上記抽出機能体の密度が上記少なくとも１つの入射表面から上記抽出機能体までの距離と一致するように、配置することを含む。

本発明の一態様によれば、光源を制御する上記ステップは、上記内部空間にあらかじめ存在している光源を用いることを含む。

本発明の一態様によれば、上記方法は、光源の複数の部分からの放射光度を制御して、上記内部空間内の照明パターンを制御するステップをさらに含む。

上述および関連する目的を実現するために、本発明は、以下に十分に説明すると共に特許請求の範囲において具体的に指摘する特徴を備える。以下の説明および添付の図面は、本発明の具体的な実施形態をより詳細に説明するものである。これらの実施形態は、例示的なものであるが、本発明の原理が実施される様々な形態のうちのいくつかを示すものに過ぎない。本発明の他の目的、利点、および新規の特徴は、図面を参照しながら、以下の本発明の詳細な説明を考慮することにより明らかとなろう。

本発明にかかる装置および方法の効果は、空間およびエネルギーの使用を最小化しながら、内部空間を高効率に照明することである。より詳細には、光を、コーニス、壁、または天井の領域から、内部空間の特定の領域に選択的に提供し、他の領域（例えば、書類棚）を照明しないことにより、空間の有効な使用（例えば、デスク領域を照明すること）を可能にする。他の領域を照明することが必要になれば、当該領域に光を選択的に提供することが可能である。

添付の図面では、同様の参照番号は、同様の部材または特徴を示すものである。
従来の天井照明構成を示す図である。 従来のコーニス照明構成を示す図である。 従来のコーニス照明構成を示す図である。 従来の側方照射式光学素子を示す図である。 従来の側方照射式光学素子を示す図である。 本発明にかかる照明システムの基本原理を示す、典型的な部屋の図である。 本発明の好ましい一実施形態にかかる光導体−ベースの光源の典型的な設計を示す図である。 光源の他の位置を示す図である。 コーニスに配置された光導体光源と、天井に配置された光導体光源との典型的な組み合わせを示す図である。 シート照明原理の基本的前提を示す図である。 シート照明実施形態において使用するための、側方照射式光学素子の典型的な設計を示す図である。 図１１の光学素子の照度分布を示す図である。 点光源から平面への光のcos⁴θ分布を示す図である。 cos⁴θ照明パターンを修正するように光学素子を改善する１つのオプションを、側面図に示す図である。 図１０ａと同様であるが、光学素子を上面から見た図である。 cos⁴θ分布を修正するために円対称が破られた全反射表面を備える側方照射式光学素子を示す図である。 より小さい角度の照明パターンを生成するように設計された、他の光学素子を示す図である。 図１６に示される光学素子からの照明パターンを示す図である。 典型的な天井照明システムを示す図である。 天井照明光学素子の典型的な形状を示す図である。 方向が特定された天井照明光学素子の典型的な形状を示す図である。 図２０ａの光学素子を示す図である。 スキャンミラー構成によってシート照明効果を生成する、他の方法を示す図である。 スキャンミラーおよび視準用光学素子をより詳細に示す図である。 多数の光源が部屋の中の多数の地点に配置された、スキャンミラー実施形態を示す図である。

本発明は、内部空間（例えば、壁および／または天井を有する部屋）などの領域を照明するための装置および方法を提供する。本発明によれば、ストリップ照明構造体が、該構造体の各区域から配光する。該構造体の各区域に光を選択的に提供するために、光源が制御される。ストリップ照明構造体および／または光源は、ストリップ照明構造体の異なる２つの区域からの光が、異なる方向に配分されるように、構成されていてよい。ストリップ照明構造体は、光導体を含んでいてよく、光導体は、少なくとも１つの受光表面（例えば、光源からの光を受光する表面）および光出射表面（例えば、光が放射される表面）を有している。光源は、選択的に切り替え可能な光生成装置を備えており、発光を制御することが可能である。例えば、この光生成装置は、該装置から放射された光が、光出射表面全体からでなく一部から出力されるように、選択的に切り替え可能に構成されていてよい。こうすることによって、光出射表面から放射される光の方向的制御を行い、内部空間を目的の照明レベルに到達させることが可能である。さらに、ストリップ照明構造体および／または１つ以上の光源は、各光源によって放射された光が、光導体の各受光表面に結合されるように構成されていてよい。

本発明にかかる典型的な照明システムの好ましい一実施形態が、図６に示されている。本実施形態では、広い面積の光源６０が、部屋または他の内部空間を照明する。この光源は、コントローラ６２によって制御され、部屋の選択された領域６１を可変の光度で照明し（例えば、照明パターンを生成する）、所定の時間に、または、ユーザの好みに応じて、最適な照明条件を提供することが可能である。コントローラは、スイッチ、コンピュータ若しくはネットワーク、または、センサからの信号であり得る（しかし、これらに限定されない）。

好ましい本実施形態では、部屋または他の屋内空間は、図７に示されるような１つ以上の光導体によって照明される。この光導体は、光入射表面６０ａおよび光出射表面６０ｂを備えていることが可能である。照明を提供する光源が、光導体の両端部に配置されており、該光源からの光は、光入射表面に結合される。これらの光源には、ＬＥＤ７０が含まれるが、これに限定されない。ＬＥＤは、着色光（ＲＧＢ）または白色光（青色またはＵＶ ＬＥＤおよび蛍光体）の光源であってよい。これらの光源は、互いに無関係に切り替え可能なように構成されていてよい（例えば、１つの光がスイッチオンされ、別の光源がスイッチオフされることが可能である）。

組み合わされる、壁ごとの光導体の長さ７４は、各壁の実際の長さに及ぶ程度に十分な長さを有している必要があり、好ましい一実施形態は、１つの壁ごとに１つの光導体を用いている。例えば、壁の長さが３ｍである場合、３ｍよりもわずかに短い光導体を用いれば、１つ以上の光源および両端部の設備に十分な空間を提供することが可能である。本実施形態における光導体は、部屋の所定の区域、例えば、部屋の中の壁と天井との間の結合部の辺りの、コーニスが設けられる位置に配置される。幅７３は、典型的なコーニス造形物の幅と同様であり、１０〜１５ｃｍである。光導体の厚み７５は、光源の寸法によって制御されるが、光源からの高効率なインカップリングを十分に可能にするためには、約１ｃｍ以下、および好ましくは、それ以下である必要がある。光導体は、ＰＭＭＡなどの透明材料から構成されていることが好ましい。

光が、光源から光導体の中に結合されて、全反射（ＴＩＲ）により、光導体を通って伝搬する。ＴＩＲは、光導体内の抽出機能体７１によって妨げられ、部屋または他の空間に照明を提供する。これらの抽出機能体は、所定の（あらかじめ決定された）角度方向７２、例えば、光導体の長さに対して直角に、光を抽出するように設計されている。光が光導体から取り出される（out-coupled）角度を制御することにより、光導体の一部を照明して、部屋の中の特定の領域を照明することが可能である。従ってユーザは、部屋の幾つかの部分を照明し、他の部分は暗いままにしておくように、選択することが可能である。抽出方向について角度を制御することが可能な抽出機能体は、プリズムベースの形状を有していてよいが、これに限定されない。プリズムベースの形状の一例は、図７に示されるような、光導体の幅に沿って配置された三角形の断面のプリズムである。光導体に対して直角な抽出を可能にするために好適なプリズム角度θは、４５°〜５０°であるが、場合によっては、プリズム面角は、望ましい抽出角度だけでなく、光導体内の位置にも、依存し得る。

抽出機能体は、抽出が、光導体の全体の長さまたは一部の長さにわたって、均一に行われるように配置されていてよく、従って、光源から離れれば離れるほど、抽出機能体の密度はより高くなる。光導体が、抽出機能体の両端部から照明されるならば、抽出機能体は、光導体の中心を軸として対称になる。ここで、抽出機能体の密度は、光導体の一方の端部のみを照射することにより、光導体のほぼ半分からのみ光が抽出されるように構成されている。このようにして、部屋の、選択された部分をほぼ均一に照明することが実現される。

本発明にかかる第２の実施形態は、第１の実施形態とほぼ同一であるが、１つの壁につき１つ以上の光導体を用いており、複数の光源が、これらの光導体を良好に照明するように配置されている。

図８に示される、本発明にかかる第３の実施形態では、光源は、上述の通りであるが、天井８０の、壁から離れた位置に（例えば壁から所定の距離をおいて）配置されており、部屋または内部空間の中央に光を直接向けるようになっている。本実施形態は、コーニスに取り付けられた光源６０が、壁から離れた位置に十分な照明を提供できないような大きな面積の場合には、特に望ましいが、これに限定されない。

本発明にかかる第４の実施形態は、第１〜３の実施形態の組み合わせであり、部屋の最適な照明のために、コーニス６０にも天井８０にも、光導体光源が配置されている。本実施形態は、図９に示されている。

図１０に示される、本発明にかかる第５の実施形態では、光源１００は、照明面積よりも著しく小さく、コーニスから離れた位置、例えば、天井の中央に配置されている。ここでは、光源は、光学素子１０１に結合される。光学素子１０１は、照射１０３をコーニスに向けて投射する。その後、光は、コーニスにおいて向きを変え、反射または散乱によって、部屋の中に向けられる。例えば、光源は、光出射表面から目的の領域に向かって光を投射するように構成されていてもよい。

光源には、側方照射式光学素子に結合された１つ以上のＬＥＤが含まれるが、これらに限定されない。光学素子材料は、ガラスまたはＰＭＭＡなどの透明材料である必要がある。光学素子の形状の一例が、図１１に示されている。この例では、光学素子は、最初に、１１０（例えば、受光表面）に位置するＬＥＤ出力を、（表面１１０と表面１１３との間に配置された）視準表面１１１において屈折と全反射との組み合わせによって視準し、その後、光を全反射によって、表面１１２（例えば反射表面１１２）上にそらす。光は、表
面１１３を通って光学素子を出る。表面１１３は、出射する光をさらに制御するために、円筒形をしていてもよいし、または成形されていてもよい。

図１１に示される光学素子の光学軸１１４が垂直方向（表面１１３に平行、かつ、表面１１０に直角である方向）に配向されていると仮定すると、視準表面１１１は、光を垂直なビームに形成するように構成されている。全反射表面１１２は、垂直面に対して約４５度の角度に設置されているため、その後、光を、水平面（例えば、光学軸に直角の面）に対して狭い角度範囲に全反射する。図１１に示される円対称の光学素子によって、放射は、水平面において対称になる。光学素子を出射する光の角度分布が、図１２に示されており、水平面の約±８度以内に制限されていることが明らかである。すなわち、光学素子を出射する光の角度分布は、壁を狭いストリップ状に照明するために適した小さい角度範囲に制限されていることが明らかである。図１２中の点線は、水平面を示しており、照射は、この面において円対称である。

壁に光を反射する反射表面、および／または、光を散乱させて壁に到達させる散乱表面は、露出された壁であってもよいし、または、目的に応じて設計された反射体シート１０２であってもよい。後者の場合、反射体シートは、金属鏡面の向きを慎重に設定することによって、または曲がったプリズムにおけるＴＩＲによる反射によって、反射方向を制御するように構成されていてよい。第１の実施形態と同様に、光が部屋を照明する角度は、反射表面の角度によって制御可能であるが、例えば、反射体ストリップの長さに直角な角度になるように選択してもよい。

このＬＥＤまたは他の光源と光学素子との照明構成は、既存の天井照明設備に後から取り付けることも可能である。このため、新たな照明設備を、費用をかけて取り付けたり、従来の設備を壊して取り付けたりする必要性を、最小化するまたは排除することが可能である。

本発明にかかる第６の実施形態は、図１１に示される、第５の実施形態の光学素子と同一の光学素子であるが、全反射表面１１２の代わりに、金属鏡面または他の鏡面１１２が備えられている。

本発明にかかる第７の実施形態は、第５の実施形態と同様であるが、光学素子の出射表面が、特に、図１３に示されるような、点光源が壁などの平面に光を放射するときに起こる、cos⁴θに比例した強度の低下を、補償するように設計されている点が異なっている。空間を均一に照明するためには、このcos⁴θ照明パターンは理想的ではないため、光学素子は、より均一な照明を提供するような形に形成されている。

このような光学素子の一例は、第５の実施形態に記載される光学素子とほぼ同一であってよく、視準表面１１１および全反射表面１１２を有していてよい。このような光学素子の典型的な形状が、図１４ａおよび１４ｂに示されている。出射表面を成形して出射表面１１３において屈折させることにより、完全に、初期の照明パターンの円対称を破る角度制御が可能である。全反射表面１１２の円対称を破ることによって、図１５に示されるような最適な照明パターンを得ることが助長される。

本発明にかかる第８の実施形態は、第５の実施形態と同様であるが、第８の実施形態では、光学素子が、選択的な照明を提供して、コーニスの特定の領域を照明するように構成されている点が異なっている。コーニスの特定の領域を照明することは、多数の光学素子および１つ以上の光源によって可能である。水平面における角度範囲が制限された光学素子の一例が、図１６に示されている。この光学素子は、第５の実施形態の光学素子とほぼ同様であるが、全反射表面１６０が円対称ではない点が、異なっている。さらに、出射表
面１６１は、放射された光の方向をさらに制御するために、平坦な形であってもよいし、または成形されていてもよい。このような光学素子からの放射分布の例が、図１７に示されている。図１７は、同一の照度分布の２つの図を示している。一方の図は、水平面が点線で示された側面図であり、他方の図は、水平面において制限された角度範囲を示す上面図である。これらの光学素子を多数組み合わせて、部屋の全ての部分に照明を提供することも可能であるし、または、所定の時間にどの光学素子を照明するかを選択することによって、部屋の異なる部分における光のレベルを制御することが可能である。

本発明にかかる第９の実施形態は、第５の実施形態と同様であるが、コーニスではなく、図１８に示されるように、天井領域の照明に関するものである。ＬＥＤ１００および単一の光学素子源１０１が、天井領域を照射し、その後、この照射は、部屋の中に反射される。光学素子の形状は、第４または５の実施形態の光学素子とほぼ同一であるが、全反射表面１１２は、異なる角度において、光を天井に向けている点が異なっている。あるいは、図１９に示されるように、さらなる全反射表面１９０および新たな出射表面１９１が設けられていてもよい。

本発明にかかる第１０の実施形態は、第８の実施形態の一変形例を示すものであり、天井の一部に選択的な照明を提供するために、第７の実施形態に記載の光学素子に似た複数の部材から成る光学素子を用いた実施形態を示すものである。可能な形状の一例は、図２０ａおよび２０ｂに示されている。この図では、出射表面１１３の角度は、光１０３を天井に向かって屈折させるように選択されている。光学素子の形状は、自然において照度が放射状に低下することを修正して、照明される天井の各部分に均一な光度を提供するように設計されていてよい。

図２１に示される、本発明にかかる第１１の実施形態でも、光源は、コーニスから離間されており、光は、視準され、スキャンミラー２１０によって、コーニスに向けて投射される。照明される領域に沿ってミラーを高周波で走査することによって、コーニス全体を照射することが可能である。この光学素子およびミラーは、図２２に、より詳細に示されている。コリメータ１１１は、先に説明した実施形態の光学素子において用いられるものと非常に類似しているが、光をそらす全反射表面は省かれている。ミラー２１０は、コリメータの下に位置しており、モータシステム２２０によって制御されている。走査されたビームが、光源から（放射状に）遠く離れた領域に、長時間あることを可能にすることによって、表面を点光源で照明した際に生じるcos⁴θの作用を補償することが可能である。あるいは、光源の光度を、ビームの方向に応じて暗くして、同様の効果を得ることも可能である。ここでも、コーニスにおける光の反射または散乱は、パネル１０２によって制御可能である。

図２３に示される、本発明にかかる第１２の実施形態でも、光ビーム１０３は、スキャンミラーによって方向付けられるが、ここでは、１つ以上のＬＥＤおよびミラー光源が、２３０として用いられている（例えば、各ＬＥＤは、少なくとも１つのスキャンミラーに対応する）。この場合、全ての光源は、１カ所（例えば、部屋の中央）に配置されていてもよいし、または、例えば、それぞれ、照明される壁の反対側の壁に別々に配置されていてもよい。各ミラーは、壁または壁の一区域２３１を照明する。

本発明を、特定の実施形態に関して図示および説明してきたが、同等の変更例および変形例が存在し得ることは、本明細書および添付の図面を読解することにより、当業者には明らかであろう。特に、上述の部材（コンポーネント、アッセンブリ、装置、構成など）の様々な機能に関して、このような部材を説明するために用いられる用語（「手段」への言及を含む）は、他に記載がない限り、ここに記載の、本発明の典型的な実施形態の機能を実行する開示された構造体と構成的に同等でなくても、記載の部材の特定の機能を実行
する任意の部材（すなわち、機能的に同等の部材）を指すものである。さらに、本発明の具体的な特徴について、幾つかの実施形態のうちの１つ以上の実施形態だけについて説明してきたが、このような特徴は、所定のまたは特定の用途にとって望ましいおよび有効であるように、他の実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わせ可能である。

屋内の部屋または空間のための照明システムは、コーニス、または、同様の、壁と天井との間の結合部の辺りの位置から、部屋を照明する、まぶしくない拡散光源を供給するように設計されている。これは、コーニスの位置に設置された直接の光源を介して、または、離れて設置された光源から照明を投射することによって、達成される。照明システムは、さらに、コーニスの所定の領域を照明することが可能、従って、他の区域は暗くしたまま、部屋を照明することが可能なように設計されている。本発明のように適用可能なシステムには、多数の利点があるが、中でも特に、照明条件を調節して、例えばテレビを見る際に、選択された領域を暗くするなど、最適な照明レベルにすることが可能な点が利点として挙げられる。

本発明は、住居および商業環境のどちらにおいても利用可能である。設計が比較的簡素であるため、最小限の配線しか必要とせず、また、場合によっては、シート照明を、既存の天井照明設備に直接取り付けることが可能である。

ユーザがハイレベルの制御を行うことができるため、この照明システムを、広範な条件下において使用することが可能である。例えば、この照明システムは、全般照明、または、プレゼンテーション、若しくは、テレビなどのディスプレイ装置を見るための控えめな背景照明において、ひどいまぶしさが鑑賞体験を阻害する危険を生じさせずに、使用可能である。

照明システムの特定の部分だけを選択して照明する能力により、エネルギーを節約するための機会がもたらされる。

さらなる可能性は、この照明システムの制御をセントラルネットワークにつなげて、特定の条件または指令のもとで、該システムのレスポンスを自動化することである。

１０． 天井ベースの光源用のハウジング
１１． 天井ベースの光源用のカバー
２０． コーニス照明用の光源
２１． 光源を隠すためのカバー（壁／天井と一体化するように設計されている）
３０． 光源（蛍光灯）
３１． 蛍光灯用のハウジング
４０． ＬＥＤ
４１． 光学素子の屈折表面
４２． 光学素子の全反射表面
５０． ＬＥＤ
５１． 光学素子の屈折表面
５２． 光学素子の全反射表面
６０． 広い面積の光源
６０ａ． 光入射表面
６０ｂ． 光出射表面
６１． 照明される床の区域
６２． コントローラ
７０． ＬＥＤ
７１． 抽出機能体（狭い角度範囲で光を抽出する）
７２． 光導体からの制限された照明角度の図
７３． 光導体の幅
７４． 光導体の長さ
７５． 光導体の高さ
８０． 光源がコーニスから離間された配置された他の例
１００． ＬＥＤ
１０１． 側方照射式光学素子
１０２． 反射／散乱制御パネル
１０３． 光路の例
１１０． ＬＥＤの位置
１１１． 光学素子構成の視準部材
１１２． 光を脇にそらすための全反射表面
１１３． 光学素子からの光の出射表面
１１４． 光学軸
１１０． 全反射表面
１１１． 光学素子からの光の出射表面（成形されていてもよいし、平坦であってもよい）
１６０． 出射表面
１６１． 全反射表面
１９０． さらなる全反射表面
１９１． 新たな出射表面
２１０． スキャンミラー
２２０． ミラー角度を制御するためのスキャンモータ
２３０． スキャンミラーおよび光源のアッセンブリ
２３１． ２３０によって照明される領域

Claims (31)

1. 一領域を照明するための照明装置であって、
   上記照明装置の各区域から配光するためのストリップ照明構造体と、
   上記各区域に光を選択的に供給するように制御可能な光源とを含む、照明装置。
2. 上記ストリップ照明構造体の少なくとも２つの区域は、互いに異なる方向に配光するように構成されている、請求項１に記載の照明装置。
3. 上記ストリップ照明構造体は、少なくとも１つの受光表面と光出射表面とを有する光導体を備え、上記光源は、上記少なくとも１つの受光表面に結合された少なくとも２つの発光装置を備える、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 上記光導体は、多数の抽出機能体を備え、上記抽出機能体は、上記光導体からの光を１つ以上の所定の方向に抽出するように構成されている、請求項３に記載の照明装置。
5. 上記光源は、所定のビーム方向を有する光を投射するように構成された光学素子を含む、請求項１に記載の照明装置。
6. 上記光学素子は、上記光出射表面に平行に配置された光学軸を有する、側方照射式光学素子であり、上記光学素子は、
   受光表面と、
   上記受光表面と上記光出射表面との間に配置された視準表面と、
   反射表面とを備えており、
   上記反射表面は、上記受光表面において受光した光を、上記光学軸に直角な面に対して所定の角度範囲に、反射させるように構成されている、請求項５に記載の照明装置。
7. 上記反射表面は、全反射表面、金属表面、および鏡面のうちの、少なくとも１つの表面である、請求項６に記載の照明装置。
8. 上記光源は、屈折により、照明パターンを提供するように構成されている、請求項５〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 上記光学素子は多数の光学素子を含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 上記光学素子の全反射表面は円対称である、請求項５〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
11. 上記光源は、スキャンミラーを備え、上記照明装置は、上記スキャンミラーの位置を制御するように構成されたコントローラをさらに備えている、請求項５〜１０のいずれか一項に記載の照明装置。
12. 上記光源は、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）および多数のスキャンミラーをさらに備え、上記多数のＬＥＤの各ＬＥＤは、上記多数のスキャンミラーのうちの１つのスキャンミラーに対応している、請求項１１に記載の照明装置。
13. 少なくとも１つのコーナー部分を形成する、少なくとも１つの壁と、上記壁に隣接した天井とを有する内部空間を照明する方法であって、
    ストリップ照明構造体を用いて、少なくとも１つのコーナー部分に光を供給するステッ
    プと、
    上記ストリップ照明構造体の複数の区域からの光を選択的に配光するように、光源を制御するステップとを含む、方法。
14. 少なくとも１つのコーナー部分に光を供給する上記ステップは、上記少なくとも１つのコーナー部分に、上記光源を配置することを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 少なくとも１つのコーナー部分に光を供給する上記ステップは、上記ストリップ照明構造体の１つ以上の所定の区域に光を投射することを含む、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 光源を制御する上記ステップは、少なくとも２つの光源を制御することを含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 上記光源の長さを、上記壁の長さに一致するように選択するステップをさらに含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 上記光源を、上記少なくとも１つの壁から所定の距離を置いた天井に設置するステップをさらに含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
19. 光源を制御する上記ステップは、少なくとも２つの光源を制御することを含み、上記少なくとも２つの光源のうちの第１の光源は、上記天井に設置され、上記少なくとも２つの光源のうちの第２の光源は、コーニスに設置されている、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 上記天井の少なくとも一部を照射して、上記天井からの光を上記内部空間に反射させるように、上記光源を配置するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
21. 少なくとも１つの光源からの光を上記コーニスに向けて投射し、投射された光を、上記コーニスから上記内部空間の一領域に反射させるステップをさらに含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 上記コーニスにおいて反射シートを用いて、投射された光を、上記コーニスから反射させるステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
23. 反射シートを用いる上記ステップは、少なくとも１つの鏡面または全反射を用いて光を反射させる反射シートを用いることを含む、請求項２２に記載の方法。
24. 上記光源を上記コーニスから離間して設置するステップ、および、スキャンミラーを用いて、上記コーニスに向けて光を投射するステップをさらに含む、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 上記コーニスに向けて光を投射する前に、光を視準するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
26. 光源を制御する上記ステップは、光源として光導体を備える光源を用いることを含み、上記光導体は、光を受光するための少なくとも１つの入射表面と、受光した光を放射するための少なくとも１つの出射表面とを有する、請求項１３〜２５のいずれか一項に記載の方法。
27. cos⁴θに比例した強度の低下を補償するように、上記光導体の出射表面を構成するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
28. 光源を制御する上記ステップは、プリズムベースの形状を有する抽出機能体を用いて、上記光源によって放射された光の方向を制御することを含む、請求項２６または２７に記載の方法。
29. 抽出機能体を用いる上記ステップは、複数の上記抽出機能体を、所定の領域内の上記抽出機能体の密度が上記少なくとも１つの入射表面から上記抽出機能体までの距離と一致するように、配置すること配置することを含む、請求項２８に記載の方法。
30. 光源を制御する上記ステップは、上記内部空間にあらかじめ存在している光源を用いることを含む、請求項１３〜２９のいずれか一項に記載の方法。
31. 光源の複数の部分からの放射光度を制御して、上記内部空間内の照明パターンを制御するステップをさらに含む、請求項１３〜３０のいずれか一項に記載の方法。

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