JP5683421B2 - 照明装置 - Google Patents
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一方向に偏光した光を発する光源部、及び、
偏光依存性を持ち、光源部から発せられた光を拡散または散乱させる光学素子、
を備える照明装置である。ここで、光学素子が持つ「偏光依存性」とは、光学素子の光学特性が入射光の偏光方向に依存することを言う。
偏光依存性を持ち、入射光を拡散または散乱させる光学素子を用いた照明装置の駆動に当たって、
光学素子に対して一方向に偏光した光を入射する照明装置の駆動方法である。
1.本開示の照明装置及び照明装置の駆動方法、全般に関する説明
2.実施例1
3.実施例2
4.実施例3
5.実施例4
6.実施例5
7.実施例6
8.実施例7
本開示の照明装置は、一方向に偏光した光を発する光源部、及び、偏光依存性を持ち、光源部から発せられた光を拡散または散乱させる光学素子、を備えており、光源部から発せられる、一方向に偏光した光が光学素子を透過して照明光となる透過型の照明装置である。
図1は、実施例1に係る照明装置の構成を示す断面図である。図1において、(A)は照明装置の断面図を、(B)は液晶レンズの断面図をそれぞれ示している。
図2は、液晶レンズ15の焦点を光源付近に設定したときの、液晶レンズ15がOFF時の光の振る舞い(A)、上から見た際の液晶配向の状態(B)、及び、液晶層153における光学位相差分布(C)をそれぞれ示す図である。ここで、「液晶レンズ15がOFF」とは、液晶層153に対して電圧を印加しない状態を言う。以下の実施例においても同様とする。
図4は、液晶レンズ15の焦点を光源付近から外して設定したときの、液晶レンズ15がOFF時の光の振る舞い(A)、上から見た際の液晶配向の状態(B)、及び、液晶層153における光学位相差分布(C)をそれぞれ示す図である。
図6は、実施例2に係る照明装置の構成を示す断面図である。図6において、(A)は照明装置の断面図を、(B)は液晶レンズの断面図をそれぞれ示している。実施例2に係る照明装置10Bは、反射体として機能する基体11の凹部12Bの形状の点で、実施例1に係る照明装置10Aと相違している。図6の(B)に示す液晶レンズの構成については、図1の(B)に示す液晶レンズの構成と同じであるため、ここではその説明は省略する。
図7は、液晶レンズ15の焦点を光源付近に設定したときの、液晶レンズ15がOFF時の光の振る舞い(A)、上から見た際の液晶配向の状態(B)、及び、液晶層153における光学位相差分布(C)をそれぞれ示す図である。
図9は、液晶レンズ15の焦点を光源付近から外して設定したときの、液晶レンズ15がOFF時の光の振る舞い(A)、上から見た際の液晶配向の状態(B)、及び、液晶層153における光学位相差分布(C)をそれぞれ示す図である。
図11は、実施例3に係る照明装置の構成を示す断面図である。実施例3に係る照明装置10Cは、実施例1,2の基体11の代わりに筐体16を用い、当該筐体16内の底面に発光素子13を配置し、発光素子13が発する光の光軸方向に対して液晶レンズ15及び輝度向上フィルム14を傾斜させて筐体16内に取り付けた構成となっている。
図14は、実施例4に係る照明装置の構成を示す断面図である。実施例4に係る照明装置10Dは、反射体(反射板)17の反射面と輝度向上フィルム14との間に配されたλ/4板18を有する点で、構成上、実施例3に係る照明装置10Cと相違している。λ/4板18は、直交する偏光成分の間にπ/2(=90度)の位相差を生じさせる複屈折素子(位相板)である。
図17は、実施例5に係る照明装置の構成を示す断面図である。実施例5に係る照明装置10Eは、実施例4に係る照明装置10Dにおける輝度向上フィルム14及びλ/4板18を省略し、その代わりに、発光素子13から発せられ、液晶レンズ15に入射する光の入射角をブリュースター角に設定した構成となっている。尚、反射体17の反射面については、実施例3の場合のような表面処理、即ち、偏光解消を起こすように表面処理を行うものとする。
図21は、実施例6に係る照明装置の構成を示す断面図である。図21において、(A)は照明装置の断面図を、(B)は液晶レンズの断面図をそれぞれ示している。図21の(B)に示す液晶レンズの構成については、図1の(B)に示す液晶レンズの構成と同じであるため、ここではその説明は省略する。
図22は、液晶レンズ15の焦点を光源付近に設定したときの、液晶レンズ15がOFF時の光の振る舞い(A)及び上から見た際の液晶配向の状態(B)をそれぞれ示す図である。図22の(A)に一点鎖線で示す光の振る舞いから明らかなように、液晶レンズ15の焦点を光源付近に設定した場合で、液晶レンズ15がOFF状態のときは、照明装置10Fの照明光は拡散光となる。
図24は、液晶レンズ15の焦点を光源付近から外して設定したときの、液晶レンズ15がOFF時の光の振る舞い(A)及び上から見た際の液晶配向の状態(B)をそれぞれ示す図である。図24の(A)に一点鎖線で示す光の振る舞いから明らかなように、液晶レンズ15の焦点を光源付近から外して設定した場合で、液晶レンズ15がOFF状態のときは、照明装置10Fの照明光は、液晶レンズ15の焦点を光源付近に設定した場合と同様の拡散光となる。
図26は、実施例7に係る照明装置の構成を示す断面図である。図26において、(A)は照明装置の断面図を、(B)は液晶レンズの断面図をそれぞれ示している。
図27は、液晶レンズ15の焦点を光源付近に設定したときの、液晶レンズ15がOFF時の光の振る舞い(A)及び上から見た際の液晶配向の状態(B)をそれぞれ示す図である。図27の(A)に一点鎖線で示す光の振る舞いから明らかなように、液晶レンズ15の焦点を光源付近に設定した場合で、液晶レンズ15がOFF状態のときは、偏光発光素子20から発せられる平行光がそのまま液晶レンズ15を透過して照明装置10Gの照明光となる。
図29は、液晶レンズ15の焦点を光源付近から外して設定したときの、液晶レンズ15がOFF時の光の振る舞い(A)及び上から見た際の液晶配向の状態(B)をそれぞれ示す図である。図29の(A)に一点鎖線で示す光の振る舞いから明らかなように、液晶レンズ15の焦点を光源付近から外して設定した場合で、液晶レンズ15がOFF状態のときは、照明装置10Gの照明光は、液晶レンズ15の焦点を光源付近に設定した場合と同様の平行光となる。
(1)一方向に偏光した光を発する光源部、及び、
偏光依存性を持ち、光源部から発せられた光を拡散または散乱させる光学素子、
を備える照明装置。
(2)光源部は、発光素子と、発光素子と光学素子との間に配された偏光素子とを有する前記(1)に記載の照明装置。
(3)偏光素子は、反射型偏光素子である前記(2)に記載の照明装置。
(4)反射型偏光素子は、輝度向上フィルムである前記(3)に記載の照明装置。
(5)光源部は、発光素子の周辺に配された反射体を有する前記(1)から前記(4)のいずれかに記載の照明装置。
(6)反射体の反射面は、偏光解消を起こすように表面処理されている前記(5)に記載の照明装置。
(7)反射体の反射面は、偏光素子の素子面に対して平行な平面である前記(5)に記載の照明装置。
(8)反射体の反射面と偏光素子との間に配されたλ/4板(λは波長)を有する前記(7)に記載の照明装置。
(9)光学素子は、光源部から発せられる光の光軸に対して傾斜して配置されている前記(1)から前記(8)のいずれかに記載の照明装置。
(10)光源部は、発光素子を有し、発光素子から発せられ、光学素子に入射する光の入射角がブリュースター角に設定されている前記(1)に記載の照明装置。
(11)光源部は、発光素子の周辺に配された反射体を有する前記(10)に記載の照明装置。
(12)反射体の反射面は、偏光解消を起こすように表面処理されている前記(11)に記載の照明装置。
(13)反射体の反射面と光学素子との間に配されたλ/4板(λは波長)を有する前記(11)または前記(12)に記載の照明装置。
(14)光源部は、偏光発光素子から成る前記(1)に記載の照明装置。
(15)偏光発光素子は、半導体レーザである前記(14)に記載の照明装置。
(16)偏光発光素子は、点光源である前記(14)または前記(15)に記載の照明装置。
(17)偏光発光素子は、面光源である前記(14)または前記(15)に記載の照明装置。
(18)光学素子は、液晶レンズである前記(1)から前記(15)のいずれかに記載の照明装置。
(19)液晶レンズは、2つの透明基板と、2つの透明基板間に封入された液晶材料から成る液晶層とを有し、液晶層間に印加する電圧に応じてレンズ性能が可変である前記(18)に記載の照明装置。
(20)偏光依存性を持ち、入射光を拡散または散乱させる光学素子を用いた照明装置の駆動に当たって、
光学素子に対して一方向に偏光した光を入射する照明装置の駆動方法。
Claims (6)
- 凹部が形成された基体と、
前記凹部の内側に配置された発光素子と、
前記凹部の開口部に配置された輝度向上フィルムと、
前記輝度向上フィルムに重ねて配置された液晶レンズと
を備え、
前記輝度向上フィルムの透過軸が前記液晶レンズの配向方向と一致しており、前記凹部の底面及び側面が反射体で形成され、該反射体が偏光解消処理されている
照明装置。 - 前記凹部は、開口部から前記輝度向上フィルムと平行な底面に向かって断面積が徐々に小さくなる逆錐台の形状である請求項1に記載の照明装置。
- 凹部が形成された筐体と、
前記凹部の内側に配置された発光素子と、
前記凹部の底部に配置された反射体と、
前記発光素子が発する光の光軸方向に対し傾斜して前記凹部の開口部に配置された輝度向上フィルムと、
前記輝度向上フィルムに重ねて配置された液晶レンズと
を備え、
前記輝度向上フィルムの透過軸が前記液晶レンズの配向方向と一致しており、前記反射体の反射面が前記輝度向上フィルムに対して平行に配置され、且つ、偏光解消処理されている
照明装置。 - 凹部が形成された筐体と、
前記凹部の内側に配置された発光素子と、
前記凹部の底部に配置された反射体と、
前記発光素子が発する光の光軸方向に対し傾斜して前記凹部の開口部に配置された輝度向上フィルムと、
前記反射体と前記輝度向上フィルムとの間に設けられたλ/4板(λは波長)と、
前記輝度向上フィルムに接して配置された液晶レンズと
を備え、
前記輝度向上フィルムの透過軸が前記液晶レンズの配向方向と一致しており、前記反射体の反射面が前記輝度向上フィルムに対し平行に配置されている
照明装置。 - 凹部が形成された筐体と、
前記凹部の内側に配置された発光素子と、
前記凹部の底部に配置された反射体と、
前記発光素子から発せられた光の入射角がブリュースター角に設定されて前記凹部の開口部に配置された液晶レンズと
を備え、
前記反射体の反射面が前記液晶レンズに対し平行に配置され、且つ、偏光解消処理されている
照明装置。 - 前記液晶レンズは、2つの透明基板と、2つの透明基板間に封入された液晶材料から成る液晶層とを有し、液晶層間に印加する電圧に応じてレンズ性能が可変である請求項1から5の何れか一項に記載の照明装置。
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