JP2016540349A - 照明システム - Google Patents

Abstract

照明システムは、出射窓を持つ光源と、前記出射窓に対して平行な面内にあるセルの格子の形態の電気的に制御可能な光処理装置とを有する。各セルは、少なくとも２つの処理モードの間で切り替え可能である電気的に切り替え可能な素子として形成されるセル壁を持つ。前記セル壁は、前記光源の出射窓から法線方向に発せられる光は、処理されず、前記法線方向に対してしきい値角度より大きい角度で進む光は、色及び／又は強度制御のために前記セル壁によって処理されるように、開口部を囲む。

Description

本発明は、屋内照明システムに関する。

人々は、一般に、前記人々の照明の主要供給源として人工光より日光を好む。誰でも、我々の日常生活における日光の重要性を認識している。日光は、人々の健康及び幸福に重要であることが知られている。

一般に、人々は、前記人々の時間の９０％より多くを、屋内で過ごし、多くの場合、自然の日光から離れている。それ故、家、学校、店、オフィス、病室及び浴室を含む自然の日光が欠けている環境において、人工光で日光の印象の確信をもたらす人工日光供給源の必要性がある。

日光をより一層忠実に模倣しようとする照明システムにおいては、著しい発展がある。例えば、このような照明システムは、実際の天窓を通して受け取られるだろう自然の日光を模倣しようと試みる疑似天窓として用いられる。疑似天窓の現実感を高めるため、天窓ソリューションは、通常、実際の天窓が取り付けられるとの同じ方法で、天井の凹部に取り付けられる。

色温度が、実際に、特定の色点が選択され得るように、選択可能であることを、又はそれどころか、自然の日光の色点の変化が模倣され得るように、経時変化することを、可能にすることが、望ましいだろうことは認識されている。しかしながら、これは、より複雑な光源及び関連する制御システムを必要とする。

それ故、より効率的で、コスト効率が良い方法での色点の制御を可能にする照明システムの必要性がある。

本発明は、請求項によって規定されている。

本発明によれば、
出射窓を持つ光源と、
電気的に制御可能な光処理装置とを有する照明システムであって、
前記電気的に制御可能な処理装置が、前記出射窓に対して平行な面内にあるセルの格子を有し、各セルが、少なくとも２つの処理モードの間で切り替え可能である電気的に切り替え可能な素子として形成されるセル壁を持ち、前記セル壁が、前記光源の出射窓から法線方向に発せられる光は、処理されず、前記法線方向に対してしきい値角度より大きい角度で進む光は、前記セル壁によって処理されるように、開口部を囲む照明システムが提供される。

この装置は、光処理機能を供給するためにセルの格子を用いる。前記セル壁は、前記光処理を供給し、前記セル壁は、前記光出射窓に対して前記法線方向に延在する。このことは、前記セル壁は、前記法線に対して或る角度に発せられる光にしかそれらの光処理機能を実施しないことを意味する。このようにして、それらは、ワークステーションへの作業光であり得る直接（下方）照明には影響を及ぼさずに、周囲光として知覚される光を制御するために用いられ得る。

前記光処理装置は、電気的に制御可能なフィルタ又は反射器を有する。前記フィルタが、前記大角度光の色を変えるために用いられることができ、あるいは、反射器が、前記強度を変えるために用いられることができる。当然、これらの２つの可能性は組み合わされることができる。

前記少なくとも２つのモードは、前記法線方向に対して前記しきい値角度より大きい角度で進む光に異なる色の光出力を供給するモードを含み得る。例えば、前記光は、異なる青色成分を持つよう制御され得る。より青い外観を与えることによって、前記光源は、より自然な印象を与え、空の色を再現することができるが、依然として、明るい直接作業光を供給することができる。

前記少なくとも２つのモードは、前記法線方向に対して前記しきい値角度より大きい角度で進む光に異なる光強度の出力を供給するモードを含み得る。これは、明るい直接作業光を維持しながら、制御可能な全体的な照明レベルを供給するために用いられ得る。

或る装置においては、前記セルは、フィルタリング機能を実施する荷電粒子を含んでもよく、前記粒子は、前記セル内で、見える領域と貯蔵領域との間を移動するよう適応される。この装置においては、前記粒子は、前記粒子が前記セル領域内にあるときに、カラーフィルタリングを供給するか、又は前記粒子が前記セル壁内に収容されているときに、透明なモードを供給する。

各セルは、単一のカラーフィルタを有する。これは、例えば、全体的な照明の青色含有量のレベルの制御を供給するためには、十分である。しかしながら、各セルは、複数のカラーフィルタを含んでもよい。これは、晴れた空、雲に覆われた日、日の出又は日没などの様々な空の状態を模倣するために用いられることができる。

色の制御を供給する１つの方法は、各セルが、見える領域と貯蔵領域との間を独立して移動可能である少なくとも２つの異なるタイプの荷電着色粒子を有することである。

変形例は、各セルが、前記出射窓に対して平行である前記面内に並んでいるサブ壁のセットを有し、各サブ壁が、異なる色のための電気的に切り替え可能なフィルタを有するものである。他の例においては、各セルは、前記出射窓に対して垂直な方向に積み重ねられるサブ壁のセットを含んでもよく、各サブ壁は、異なる色のための電気的に切り替え可能なフィルタを有する。これらの装置は、フルカラー制御を可能にする。

例えば、前記サブ壁のセットは、黄色減色フィルタを備える第１サブ壁と、マゼンタ色減色フィルタを備える第２サブ壁と、シアン色減色フィルタを備える第３サブ壁とを含み得る。

前記セルは、全て、同じ方法で制御されることができ、このことは、簡単な制御方式を可能にする。しかしながら、前記セルの格子は、その代わりに、独立して制御可能な部分を含み得る。これは、動的効果をもたらすことを可能にする。

例えば、第１タイプのセルは、第１カラーフィルタリング機能を供給することができ、第２タイプのセルは、第２カラーフィルタリング機能を供給することができ、前記光源は、異なるタイプのセルと関連する独立して制御可能な部分を持つ。この装置は、カラーフィルタリングを可能にするが、個々のセルは、単一のカラーフィルタ装置しか必要としない。

前記照明システムは、人工日光照明器具を含み得る。

ここで、添付図面を参照して、本発明の例を詳細に説明する。

本発明の照明システムを示す。 光処理装置の構造の例を示す。 粒子がセルの側壁内にあるときの、制御可能なカラーフィルタリングを供給する光処理装置のより詳細な第１例を示す。 粒子が光源出力から隠されているときの、制御可能なカラーフィルタリングを供給する光処理装置のより詳細な第１例を示す。 セル壁が高反射性になるよう制御されている、制御可能な強度制御を供給する光処理装置のより詳細な第２例を示す。 セル壁がより反射性ではないよう制御されている、制御可能な強度制御を供給する光処理装置のより詳細な第２例を示す。 所望の色出力が生成されている光処理装置のより詳細な第３例を示す。 全方向に白色光が供給されるようにセル壁が透明にされている光処理装置のより詳細な第３例を示す。 フィルタが、所望の色出力を与えるよう制御されている光処理装置のより詳細な第４例を示す。 フィルタが、白色光が全ての角度を通過することを可能にするよう制御されている光処理装置のより詳細な第４例を示す。 異なるカラーフィルタリングセルのアレイがどのように形成され得るかを示す。 カラーフィルタ装置がどのように動的に制御され得るかを示す。 関連する制御装置を備える照明システムを示す。

本発明は、出射窓を持つ光源と、出射窓に対して平行な面内にあるセルの格子の形態の電気的に制御可能な光処理装置とを有する照明システムを提供する。各セルは、少なくとも２つの処理モードの間で切り替え可能である電気的に切り替え可能な素子として形成されるセル壁を持つ。セル壁は、光源出射窓から法線方向に発せられる光は、処理されず、法線方向に対してしきい値角度より大きい角度で進む光は、色及び／又は強度制御のためにセル壁によって処理されるように、開口部を囲む。

しきい値角度より大きい角度で発せられる光は、全体的な周囲照明を供給することができるのに対して、垂直に発せられる光は、直接的な作業光を供給することができる。しきい値は、例えば、法線に対して３５度である。例えば、高さ2.5mの天井の場合は、法線の各々の側に３５度の角度は、作業光で照明されるとみなされ得る直径3.5mの床領域を供給する。部屋の残りの部分は、より大きい角度からの光を浴びる。より狭く方向づけられる作業光は、より小さい角度しきい値に対応するだろう。

図１は、拡散光源１０と、電気的に制御可能な光処理装置１２であって、光源の出力は前記光処理装置１２を通して供給される光処理装置１２とを有する本発明の照明システムを示している。光源は、一般に、照明システムが取り付けられる面に対して平行に取り付けられ、一般に、水平な天井に対して平行に取り付けられる平らな出射窓１１を持つ。

光処理は、好ましくは、カラーフィルタリングを含む。これは、（例えば、或る特定の光スペクトルを吸収するフィルタ素子での）減色、又は（例えば、或る特定の光スペクトルを反射するフィルタ素子での）或る特定の色の反射に基づき得る。しかしながら、光処理は、その代わりに、全光スペクトルの選択される吸収又は反射による、強度制御を含み得る。

カラーフィルタリングを有する好ましい装置においては、フィルタ装置１２は、法線方向に（即ち、天井に取り付けられる光源の場合には下方に）方向づけられる光と、法線に対して或る角度に方向づけられる光との間で色において制御可能な差を供給するためのものである。「法線方向」という用語は、数学的な意味において、光出射窓の面に対して垂直なことを意味するものとして用いられている。これは、図１において、垂直光と、或る角度をなす光とを示すために異なる矢印タイプが用いられることによって、概略的に表されている。上述のしきい値角度は、図１においてはθとして示されており、それは、３５度であり得る。セル領域の中央から発せられる光の場合は、光は、法線の各々の側にこの角度の範囲内では、セル壁を通過しない。当然、光源が連続的な照明シートである場合に、セル開口部の縁端部の近くの位置の場合は、浅い角度の光もセル壁を通過しないだろう。

カラーフィルタは、少なくとも２つのフィルタモードの間で切り替え可能なフィルタセルの格子を有する。

図２は、カラーフィルタ装置１２の構造の例を示している。六角形セル１４の格子が設けられる。

セル１４は、出射窓に対して平行な面内にあり、各セルは、少なくとも２つの処理モードの間で切り替え可能である電気的に切り替え可能な素子として形成されるセル壁を持つ。各セル壁は、光源出射窓１１から法線方向に発せられる光は、処理されず、法線方向に対してしきい値角度より大きい角度で進む光は、必ずセル壁を通過するように、開口部を囲む。

処理されない光の最も急な角度は、光源の或る縁端部と、直径方向に反対側のセル壁との間で規定されるだろう。この角度は、この角度より急な全ての光が、必ずセル側壁を通過することから、しきい値角度に到達されるかどうかを決定する角度であるとみなされ得る。

好ましい装置においては、セル壁は、電気泳動カラーフィルタとして形成される。この場合には、各セルが、着色吸収粒子の運動に基づいて、セル壁を通過する光の色を動的に調節することができる。結果として、空の表面の見かけの色が、様々な空を模倣するよう変えられ得る。例えば、システムは、用いられるカラーフィルタリングに依存して、夕焼け空、晴れた空、曇りの日などを模倣することができる。

格子は、一般に、1乃至15mmの高さhと、1乃至10mmのセルピッチpとを持つことができ、格子は、示されているような六角形であってもよいが、その代わりに、正方形又は矩形であってもよい。

セルピッチ及び高さは、セルの中央からの、法線方向に対して０乃至３５度のような第１角度範囲内の光は、格子セルの中央領域を通過するのに対して、３５度から９０度までのより急な光は、セル壁を通過するように、選ばれる。セル壁設計は、作業光をより狭くする（例えば、２５度）又はより広くするよう選ばれ得る。

電気泳動ディスプレイデバイスは、良く知られており、例えば、電子書籍リーダーにおいて広く用いられている。

電気泳動ディスプレイデバイスは、選択的な光透過又は光遮断機能を供給するために電界内の粒子の運動を用いる。粒子は、光遮断粒子であってもよく、又は減色フィルタ機能を実施するカラーフィルタリング粒子であってもよい。複数の異なる減色フィルタ装置が、フルカラー制御を可能にするよう積み重ねられてもよい。既知のディスプレイデバイスの構成は、光源と組み合わせて用いられるときに、カラーフィルタとして用いられ得る。

電気泳動ディスプレイは、横方向又は面内電界を利用し得る。

例えば、横方向電界装置の場合には、電界は、着色粒子を、それらが見られるように装置の表面へ運ぶために用いられ得る。他の例においては、下にある層が、着色領域を持っていてもよく、その場合、粒子は、下にある色への光の移動を阻止してもよく、あるいは、光のこの移動を可能にしてもよい。別のタイプの電気泳動ディスプレイデバイスは、所謂「面内スイッチング」を用いる。このタイプの装置は、ディスプレイ材料層内の粒子の選択的な横方向の運動を用いる。粒子が横方向電極の方へ動かされるとき、粒子の間に、開口部であって、前記開口部を通して下にある面が見られ得る開口部が現れる。粒子がランダムに分散されるとき、粒子は、下にある面への光の移動を阻止し、粒子の色が見られる。電子書籍リーダーの場合には、一般的に、粒子が、着色されており、下にある面が、白色又は黒色であり、あるいは、粒子が、白色又は黒色であり、下にある面が、着色されていてもよい。しかしながら、粒子は、その代わりに、本発明に対する適用のためのカラーフィルタリング粒子であってもよい。

面内スイッチングの利点は、装置が、透過動作のために適応され得ることである。とりわけ、粒子の運動は、材料を通して透過動作とカラーフィルタリング動作との両方が実施され得るように、光の通路を作成する。

電気泳動技術が薄い低電力消費装置を形成することを可能にすることは、理解されている。それらはまた、プラスチック材料から作成されることができ、このような装置の製造における低コストのリール・トゥ・リール加工の可能性もある。

図２に示されている構造のセル壁は、出射窓に対して垂直な方向に延在する面を備える面内電気泳動装置として構成され得る。従って、面内の粒子の運動は、その場合、上方又は下方への運動である。これは、下の詳細な例から明らかであるだろう。

最も単純な実施例においては、電気泳動セルのアレイが、全てのセルが同じ方法で制御される状態で、又はセルが相対的に少数のセグメントにグループ分けされた状態で、制御され得る。

電気泳動セルのアレイは、その代わりに、パッシブマトリクスアドレス指定方式を用いて独立して制御され得る。パッシブマトリクスアドレス指定の使用に関連する問題は、駆動信号が、（直交する）選択行及びデータ列に沿って、典型的には一度に１ラインに、シーケンシャルに投入されなければならないことである。ラインが、もはやアドレス指定されなくなると、電界は、粒子が動かないだろうレベルまで減らされる。結果として、粒子は、ラインがアドレス指定されている間しか動かず、アドレス指定を完了するには長い時間（一般に、ピクセルの応答速度かけるディスプレイ内の行数）がかかるだろう。装置が粒子の物理的な運動を用いて動作するので、ピクセルがアドレス指定されることができる速度には限界がある。

本発明のアプリケーションの場合は、それは、グリッドの全てのセルが同じ方法で制御されるのに十分であるかもしれず、故に、単純なアドレス指定方式が用いられ得る。

しかしながら、リフレッシュ時間は問題になりそうにない。なぜなら、光出力は、時間をかけてゆっくりとしか変化する必要がないからである。従って、パッシブマトリクスアドレス指定が、低コスト且つ低電力消費の実施例であって、それもかかわらず、セルのアレイの異なる領域を独立して制御することを可能にする実施例として用いられることができる。

ディスプレイの他のラインが選択されている期間中、駆動電圧が維持されることを確実にし、アドレス指定されていないとき、ピクセルの、信号ラインからの電気絶縁も供給するアクティブマトリックスアドレス指定を用いることも知られている。アクティブマトリックス装置においては、ダイオード又はトランジスタなどのスイッチング素子が、単独で又は他の素子と共に、セル電極に対して用いられ得る。アクティブマトリックスアドレス指定も用いられ得る。

ここで、多くの詳細な例を与える。図３乃至６においては、簡単にするために、単一のセルの構造が示されている。全ての例において、光処理は、電気泳動手法に基づいている。

これらの図は縮尺通りには描かれていない。詳細には、これらの図は、構造を分かりやすくするためにずっと広く描かれている。このことは、光線方向が正確であるよう意図されていないことを意味する。

図３は、第１例を示している。

光制御粒子は、側壁１６（だけ）に設けられる。セルの中央領域は透明であり、故に、（光源１０が白色光を発すると仮定すると）法線方向に発せられる白色作業光が常に存在する。その場合、粒子は、第１モードと第２モードとを切り替えるよう、側壁内の一様な分布と貯蔵領域１７との間を移動するよう適応され得る。例えば、貯蔵領域１７は、セル壁の上部（即ち、光源１０の最も近く）にあり得る。

貯蔵壁は、光を遮断するものであり得る。図３においては、２つの極端な状態にあるこの装置が示されている。

この装置においては、粒子は、粒子が側壁内にあるとき、法線方向に対して或る角度で発せられる光にカラーフィルタリングを供給する（図３（ａ））、又は粒子は、光源出力から隠される（図３（ｂ））。或る好ましい例においては、セル壁１６の色は、図３（ここで、B=青色、W=白色）に示されているように、青色から透明まで調節され得る。

青色のカラーフィルタリングは、半透明な媒体を通しての黄色光の吸収、又は不透明な／散乱媒体を通しての青色光の反射を用いて達成され得る。一般に、効率の理由で、半透明な選択肢が好ましい。

大角度における青色光含有量の制御は、第２の人工照明モードと比べてより多くの大角度青色成分を備える出力を供給する第１の日光モードを有する、２つのモードをもたらすことを可能にする。

セルは、外壁に配置される電極を有する。電極に電位が印加されないとき、着色粒子は、セル領域にわたって均一に分布され、（この例における青色のような）見かけの色が制御される。着色粒子の反対の電荷で電位が印加されるとき、粒子は、貯蔵電極の方へ移動し、格子の残りの部分に着色粒子がないことをもたらすだろう。結果として、それは透明に見え、青空の外観はなくなる。

最もの単純な実施例においては、格子内の全てのセル壁が同じように挙動する。図３は、単一の貯蔵領域１７及び単一のカラーフィルタリング領域を示している。実際には、セルウェイは、貯蔵部及びフィルタリング領域を備える幾つかの下部構造から成り得る。例えば、セル側壁は、（六角形格子の場合は６つの）セクションに分けられることができ、各セル壁セクションは、別個の貯蔵部及びチャンバ構造であり得る。

図４は、第２例を示している。

セル壁の不透明度が、不透明から透明まで調節され得る。これは、本質上、様々な程度の光のフィルタリングを供給するよう図３の例に中間状態を供給する。セル壁内の反射粒子の密度が、どのくらいの光が光源の方へ後方反射されるのかを決定すると共に、どのくらいの光が透過されるのかを決定するために用いられ得る。

図４（ａ）は、より少ない量の光がより大きい外側角に到達するように、高反射性になるよう制御されているセル壁を示している。側壁における大量の反射が矢印１８として示されている。

図４（ｂ）は、より多くの量の光がより大きい外側角に到達するように、より反射性ではないよう制御されているセル壁を示している。側壁におけるより少量の反射が矢印１９として示されている。

フィルタリング機能は、色制御と強度制御との両方を供給することができる、又はそれは、例えば、完全（白色）反射粒子又は黒色吸収粒子の運動を制御することによって、強度制御だけを供給することができる。

上記の例は、例えば、横方向に方向づけられている光の青色成分の量の制御を供給するよう、横方向の光のフィルタリングを供給する。しかしながら、他の実施例は、例えば、黄色、オレンジ色及び赤色などの様々な色の出力を供給するよう光学格子を制御することを可能にする。これは、例えば、夕焼け又は朝焼けのシミュレーションを可能にする。

図５には、より大きい外側角に方向づけられている色のより優れた制御を可能にする第３例が示されている。

この例においては、各セル壁は、３つの層（シアン色（C）、マゼンタ色(M)及び黄色(Y)）から成る。示されているように、これらの３つの層は、横方向に積み重ねられている。従って、各セルは、出射窓に対して平行な面内に並んでいるサブ壁のセットを有し、各サブ壁は、異なる色のための電気的に切り替え可能なフィルタを有する。

それらの個々の状態を切り替えることによって、様々な色が作成されることができる。格子幅は、光源１０からの白色光ビームが、より大きい角度において、C、M及びYのフィルタの３つ全てを通って進むように、図５に示されているような格子幅よりずっと薄いだろうことに注意されたい。

C、M及びYのフィルタの状態に依存して、最終的な色の出力が変化するだろう。

図５（ａ）は、所望の色出力が生成されていることを示しており、図５（ｂ）は、全方向に白色光が供給されるようにセル壁が透明にされていることを示している。

図５は、セル壁を形成する横方向に積み重ねられたカラーフィルタを示している。

図６は、カラーフィルタが縦に積み重ねられる第４例を示している。

この場合には、サブ壁のセットは、出射窓に対して垂直な方向に積み重ねられるサブ壁のセットを有し、各サブ壁は、異なる色のための電気的に切り替え可能なフィルタを有する。

示されている例においては、黄色フィルタ７０ａが、光源１０に最も近く、マゼンタ色フィルタ７０ｂが、黄色フィルタ７０ａの上に積み重ねられ（ここで、「上」は、光源の位置を基準として用いられている）、シアン色フィルタ７０ｃが、マゼンタ色フィルタ７０ｂの上に積み重ねられている。

この方法においては、セル壁は、各々が異なる色を備える積み重ねられたセグメントから成る。大きい角度の方へ発せられる光だけが、黄色セグメントを通って進み、わずかにより小さい角度の方へ発せられる光も、マゼンタ色セグメントを通過し、更により小さい角度の方へ発せられる光も、シアン色セグメントを通過する。光源の真下では、光出力は、フィルタリングされないままである。

図６（ａ）は、マゼンタ色フィルタを選択することによって所望の色出力を与えるよう制御されているフィルタを示している。天井に対してほぼ平行な、非常に大きい角度においては、光は、マゼンタ色フィルタに当たらず、依然として白色に見えるだろう。しかしながら、より小さい角度θの光の場合は、色制御が実施される。

図６（ｂ）は、白色光が全ての角度を通過することを可能にするよう制御されているフィルタを示している。

従って、図５及び６は、減色フィルタリングを示している。シアン色フィルタは、赤色光を吸収し、マゼンタ色フィルタは、緑色光を吸収し、黄色光フィルタは、青色光を吸収する。例えば、シアン色フィルタ及びマゼンタ色フィルタは、白色光源から青色光を得るために用いられる。黄色フィルタ及びマゼンタ色フィルタは、白色光源から赤色光を得るために用いられる。

図６の例における格子壁における異なる色の複数の層の積み重ねは、更に、部屋の異なる位置において知覚される色の方向制御を与える。光源から遠ければ遠いほど、ランプの下又は近くと比べて、色混合は良くなるだろう。これは、格子を、（シアン色フィルタ及びマゼンタ色フィルタによるフィルタリングにより）ランプの近くではより青みがかって見えるようにすると共に、（マゼンタ色フィルタ及び黄色フィルタによるフィルタリングにより）遠ければ遠いほど赤みがかって見えるようにするために用いられ得る。

図５及び６は、色制御のために３つのカラーフィルタを設ける。当然、２つの異なるフィルタ色しか用いないことによって、より限られた動的着色効果がもたらされ得る。独立して制御され得る２つの異なるタイプの荷電粒子を設けることによって、単一の電気泳動セルで２つのカラーフィルタの制御が達成され得ることは知られている。

色制御を供給するため、各セル内で複数の切り替え可能な電気泳動粒子を用いる代わりに、格子が、異なる色の格子セグメントから成ってもよい。その場合、これらは、時刻に依存して動作され得る。その場合、光源は、ＬＥＤなどの光源のアレイも含むことができ、これらも、独立して制御され得る。従って、大きい角度において赤色出力を生成するため、減光されない光源のために大きい外側角において赤色出力を供給しながら、他のセグメントの幾つかの減光が実行され得る。

図７は、異なる色のセル８０のアレイとして形成されるカラーフィルタ格子を概略的に示している。

光学格子のセグメントを個々に制御することによって、それらは、異なる色及び／又は不透明度を持ち得る。この方法においては、空の変化が作成され得る。例えば、時間依存性シーケンスにおいて格子の或るセグメントを青色から白色へ及びその逆に切り替えることによって空の動的な雲がシミュレートされ得る。この手法は図８に示されており、図８において、矢印は、白色部分がどのように光出力領域を横切って移動することができるかを示している。

独立し制御可能な部分は、個々のセル、又はセルのサブアレイを含み得る。

上記のほとんどの例において、セル壁は、透光性カラーフィルタリング機能を供給する。セル壁は、制御される反射率によって、より急な角度の光を処理することができる。側壁は、この場合には不透明であり得る。従って、或る側へ供給される急な光は、反対側のセルで反射され、この急な光の色及び／又は強度は、セル壁の反射特性を変化させることによって制御されることができる。

従って、側壁は、透光性フィルタリング機能又は反射性フィルタリング機能を含み得る光処理機能を広く実施する。

図９は、本発明のシステムを示している。制御装置９０は、光源１０及びカラーフィルタリング装置１２を制御する。制御装置は、ユーザインタフェース９２から受け取られるユーザの命令に従って、並びに／又はタイマ９４から受け取られる時間値に基づいて日の出及び日没の制御が自動的に供給され得るように、動作することができる。制御装置は、光源の光出力における変化を、カラーフィルタリング機能における変化と同期させることを可能にする。

制御装置は、必要とされる様々な機能を実施するよう、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて、多くの方法で実施されることができる。プロセッサは、必要とされる機能を実施するためにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムされ得る１つ以上のマイクロプロセッサを用いる制御装置の一例である。しかしながら、制御装置は、プロセッサを用いて又はプロセッサを用いずに実施されてもよく、幾つかの機能を実施する専用ハードウェアと、他の機能を実施するプロセッサ（例えば、１つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連回路）との組み合わせとして実施されてもよい。

本開示の様々な実施例において用いられ得る制御装置構成要素の例は、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ASIC）及びフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)を含むが、これらに限定されない。

様々な実施例において、プロセッサ又は制御装置は、RAM、PROM、EPROM及びEEPROMなどの揮発性及び不揮発性コンピュータメモリのような１つ以上の記憶媒体と関連づけられ得る。記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又は制御装置において実行されるときに必要とされる機能を実施する１つ以上のプログラムで符号化され得る。様々な記憶媒体は、前記記憶媒体に記憶された１つ以上のプログラムがプロセッサ又は制御装置にロードされ得るように、プロセッサ又は制御装置内に固定されてもよく、又は移動可能であってもよい。

上記の例は、電気泳動ディスプレイの技術に基づいている。本発明のカラーフィルタリング機能を供給するために用いられ得る電気泳動ディスプレイの様々な設計は良く知られている。例えば、K.-M. H. Lenssen他による論文"Bright e-skin technology and applications: Simplified grey-scale e-paper"は適切な設計を詳細に開示している。この論文は、２０１１年１月１９日にThe Journal of the SIDにおいて公開されている。

一般に、このようなデバイス内の粒子は、1mmほどの大きさの距離にわたって移動する必要はなく、故に、典型的には、格子壁の全高さにわたって移動する必要はない。その代わりに、粒子が、貯蔵部に到達するために、例えば、百乃至数百ミクロンしか移動する必要がないように、下部構造が用いられ得る。

電気泳動は、唯一可能な電気的に制御可能なフィルタ技術ではない。エレクトロクロミック制御、懸濁粒子デバイス、エレクトロウェッティング技術及び液晶フィルタを含む、格子の色を変更する他の技術が用いられ得る。

本発明は、（照明器具の真下に）より小さい角度に対しては、光のフィルタリングがなく、前記光が白色のままである装置を提供する。より大きい角度に対しては、上記のように、様々な異なる光処理選択肢が利用可能である。

光源は多くの異なる形態をとり得る。一例として、光源１０は、縁端部を照らされる光導波路であって、前記光導波路の表面に（塗料ドット又は表面粗さなどの）アウトカップリングパターンを備える、又は前記光導波路の構造内に形成される散乱粒子若しくは構造を備える光導波路を含み得る。光源は、光導波路構造の１つ以上の縁端部にあるＬＥＤであり得る。第２例として、光源は、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）照明パネルであり得る。第３例として、光源は、白色混合ボックス内の低出力又は中出力ＬＥＤのアレイから成り得る。混合ボックスは、均一な発光面をもたらすよう拡散器によって覆われる。

主に、格子構造を目に見えなくする目的で、（セル格子の後の）天窓の最終出射窓のところに弱い拡散器が設けられ得る。

請求項に記載の発明を実施する当業者は、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (15)

1. 出射窓を持つ光源と、
   電気的に制御可能な光処理装置とを有する照明システムであって、
   前記電気的に制御可能な処理装置が、前記出射窓に対して平行な面内にあるセルの格子を有し、各セルが、少なくとも２つの処理モードの間で切り替え可能である電気的に切り替え可能な素子として形成されるセル壁を持ち、前記セル壁が、前記光源の出射窓から法線方向に発せられる光は、処理されず、前記法線方向に対してしきい値角度より大きい角度で進む光は、前記セル壁によって処理されるように、開口部を囲む照明システム。
2. 前記光処理装置が、電気的に制御可能なフィルタ又は反射器を有する請求項１に記載の照明システム。
3. 前記少なくとも２つのモードが、前記法線方向に対して前記しきい値角度より大きい角度で進む光に異なる色の光出力を供給するモードを有する請求項１又は２に記載の照明システム。
4. 前記少なくとも２つのモードが、フィルタ処理出力に第１青色成分を供給する第１モードと、フィルタ処理出力に異なる第２青色成分を供給する第２モードとを有する請求項３に記載の照明システム。
5. 前記少なくとも２つのモードが、前記法線方向に対して前記しきい値角度より大きい角度で進む光に異なる光強度の出力を供給するモードを有する請請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明システム。
6. 前記セルが、フィルタリング機能を実施する荷電粒子を含み、前記粒子が、前記セル内で、見える領域と貯蔵領域との間を移動するよう適応される請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明システム。
7. 各セルが単一のカラーフィルタを有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明システム。
8. 各セルが複数のカラーフィルタを有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明システム。
9. 各セルが、前記見える領域と前記貯蔵領域との間を独立して移動可能である少なくとも２つの異なるタイプの荷電着色粒子を有する請求項８に記載の照明システム。
10. 各セルが、前記出射窓に対して平行な面内に並んでいるサブ壁のセットを有し、各サブ壁が、異なる色のための電気的に切り替え可能なフィルタを有する請求項８に記載の照明システム。
11. 各セルが、前記出射窓に対して垂直な方向に積み重ねられるサブ壁のセットを有し、各サブ壁が、異なる色のための電気的に切り替え可能なフィルタを有する請求項８に記載の照明システム。
12. 前記サブ壁のセットが、黄色減色フィルタを備える第１サブ壁と、マゼンタ色減色フィルタを備える第２サブ壁と、シアン色減色フィルタを備える第３サブ壁とを有する請求項１０又は１１に記載の照明システム。
13. 前記セルの格子が、独立して制御可能な部分を有する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明システム。
14. 前記セルの格子が、第１カラーフィルタリング機能を供給する第１タイプのセルと、第２カラーフィルタリング機能を供給する第２タイプのセルとを有し、前記光源が、異なるタイプのセルと関連する独立して制御可能な部分を持つ請求項１３に記載の照明システム。
15. 人工日光照明器具を有する請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の照明システム。