JP2019003947A5

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Publication number: JP2019003947A5
Application number: JP2018165697A
Authority: JP
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2032-11-14

Claims

太陽と空からの自然光に似た自然光を生成する人工照明装置であって、
主要光を放射するように構成された複数の第１の光放射デバイスと、前記第１の光放射デバイスの、光伝搬方向に関して下流に設けられる第１の放射面とを具備する直接光源と、
少なくとも部分的に光を透過し、前記第１の光放射デバイスの下流に設けられ、第２の放射面を具備し、前記第２の放射面において拡散光を生成するように構成される拡散光発生器と、
を備え、
前記直接光源は、
前記複数の第１の光放射デバイスと夫々に関連付けられた複数のコリメートレンズと、
前記光伝搬方向に関して、前記第１の光放射デバイスの下流であって、前記第１の放射面の上流側に配置される吸収体と、を具備し、
前記コリメートレンズの夫々は、焦点距離を有しており、前記光伝搬方向に関して前記第１の光放射デバイスの下流に配置され、
前記吸収体は、
前記第１の放射面を上流方向に横切り、吸収体がない状態では前記直接光源の前記第１の光放射デバイスの方向に向かないであろう光線、を実質的に吸収するように構成されると共に、
前記第１の光放射デバイスと前記コリメートレンズの開口との間のあらゆる直接光の経路が遮蔽されないように構成され、
前記複数の第１の光放射デバイスは、
前記複数のコリメートレンズに向けて光を放射する複数の発光ダイオードであって、前記コリメートレンズから夫々の焦点距離のオーダで距離をとって配置される複数の発光ダイオード、又は、
前記複数のコリメートレンズに向けて光の向きを変える複数の微小反射体であって、前記コリメートレンズから夫々の焦点距離のオーダで距離をとって配置される複数の微小反射体に関連付けられる複数の発光ダイオード、を具備し、
前記直接光源は、前記拡散光発生器が前記第１の放射面の上流にある場合には前記拡散光発生器が取り除かれた状態において、前記第１の放射面に亘って一様であり、かつ、直接光方向周りの角度分布に狭いピークを有する輝度プロファイルで前記第１の放射面から出射する直接光を、前記主要光から生成するように構成され、
前記人工照明装置は、前記直接光源と前記拡散光発生器とが協働して、前記狭いピークの中に含まれる方向に沿って伝搬する第１の光成分と、前記狭いピークから離れた方向に沿って伝搬する第２の光成分とを有する外側光を、前記人工照明装置の外側放射面において形成するように構成され、
前記第１の光成分のＣＣＴ（相関色温度）は、前記第２の光成分のＣＣＴよりも低い、
人工照明装置。
前記吸収体は、
７０％より高い可視光の吸収係数をもつ光吸収材によって形成される内面を有する複数の暗箱として形成される、
請求項１に記載の人工照明装置。
前記吸収体は、
７０％より高い可視光の吸収係数をもつ光吸収材によって形成される内面を有する複数の暗箱として形成され、
前記第１の放射面がη _ｒ＜０．４の全反射率係数η _ｒを示すように配置された光吸収材で作られる、
請求項１に記載の人工照明装置。
前記暗箱は、前記発光ダイオードを夫々格納すると共に、前記コリメートレンズが配置される開口を有し、前記暗箱の内面は、可視光の吸収係数が９０％より高い光吸収材で形成される、
請求項２又は３に記載の人工照明装置。
前記発光ダイオードは、蛍光体及び色素の少なくとも一方を含み、
前記発光ダイオードは、方位方向に依存しない輝度分布を実現し易くするために、直接光に直交する面において円形の断面を有し、
前記第１の光放射デバイスは、円形の開口を有する、
請求項４に記載の人工照明装置。
前記暗箱及びその内面の形状は、前記コリメートレンズの円形又は多角形の開口と合致する上面を有する円柱であり、前記発光ダイオードは、前記円柱の底面の開口に統合されている又は前記円柱内に位置しており、
前記暗箱は、前記発光ダイオードと前記コリメートレンズの開口との間のあらゆる直接光の経路が遮蔽されないように構成される、
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の人工照明装置。
前記発光ダイオードは、１°から５°の範囲の発散を保証するために選択されるＬＥＤエミッタサイズに基づいており、
前記発光ダイオードの、放射方向に直交する方向におけるピッチは、３ｍｍより小さく、
前記発光ダイオードは、六角形状となるように密に充填される、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の人工照明装置。
前記吸収体は、前記第１の放射面がη _ｒ＜０．４の全反射率係数η _ｒを示すように配置された光吸収材で作られる、
請求項１に記載の人工照明装置。
前記第１の放射面と前記第２の放射面の一方が他方に対して下流側に配置され、前記人工照明装置の前記外側放射面を形成するか、又は、前記第１の放射面と前記第２の放射面とが合致して前記人工照明装置の前記外側放射面を形成し、
前記発光ダイオードと前記コリメートレンズの対は、複数の前記コリメートレンズが１つの接合面を形成するように、前記対の前記コリメートレンズが相互に隣接して並置される、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の人工照明装置。
前記拡散光発生器は、第２の光放射デバイスを有する拡散光源をさらに具備し、
前記拡散光源は、前記直接光源からは独立して前記拡散光を放射するように構成される、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の人工照明装置。
前記直接光源（１２）は、前記直接光源（１２）を見る観察者（３８）に、狭い可視円錐角の下で輝点（４０）が見えるように構成され、前記輝点は、両眼輻輳に関する手がかり、及び、運動視差深度に関する手がかりの双方に関して、無限の距離にあると把握されるものである、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の人工照明装置。
自由形状レンズ又は反射複合放物面集光器（ＣＰＣ）が、前記発光ダイオードと前記コリメートレンズとの間に配置され、前記自由形状レンズ又は前記反射複合放物面集光器（ＣＰＣ）は、前記主要光の照度分布を前記コリメートレンズ上において平坦化するように構成される、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の人工照明装置。
前記輝度プロファイルの角度特性を、１０度未満の半値半幅のフィルタインパルス応答をもつぼけフィルタにかけるように構成された低角度白色光拡散体をさらに備える、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の人工照明装置。
前記低角度白色光拡散体は、
透明層材料の外面にランダムに分散されて形成される微小屈折体、又は、屈折率が互いに一致しない透明なバルク材と透明な微小粒子であって、前記透明なバルク材に拡散して含まれた透明な微小粒子、を含む、
請求項１３に記載の人工照明装置。
前記直接光源の下流に配置され、前記直接光の方向に沿って延びる、吸収材料の２次元アレイ状の管として構成されるチャネル分離構造、をさらに備える、
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の人工照明装置。
第１の２次元アレイ状のレンズ、をさらに備え、
前記吸収材料の２次元アレイ状の管は、前記第１の２次元アレイ状のレンズと関連付けられるように、前記第１の２次元アレイ状のレンズの下流に延びる、
請求項１５に記載の人工照明装置。
２次元アレイ状のピンホール、をさらに備え、
前記第１の２次元アレイ状のレンズの夫々が、それらと関連付けられた１つのピンホールをもつように、前記２次元アレイ状のピンホールは、前記第１の２次元アレイ状のレンズ及び前記２次元アレイ状の管の下流に配置される、
請求項１６に記載の人工照明装置。