JP6290919B2 - 吸音照明パネル及びモジュール式表面システム - Google Patents

Description

本発明は、吸音部材と、前記吸音部材を覆う光媒体と、前記光媒体の第１縁端部に沿って配設される固体照明素子の第１セットとを有する吸音照明パネルに関する。

本発明は、更に、このような吸音照明パネルを有するモジュール式表面システムに関する。

建設において、建設コスト及び建設期間を減らすために、一般に、モジュール式表面システムが用いられる。モジュール式表面システムは、多くの場合、美的外観が減じるという妥協はあるが、一般に、床、壁及び天井の迅速な建設を可能にする。このようなモジュール式表面システムの主な例は、例えばオフィス空間などの、ほとんどの職業環境において見られる、つり天井である。つり天井は、一般に、連続的な天井を形成するようパネル又はタイルでふさがれる矩形又は正方形凹部を規定する金属又はプラスチック格子を有する。

このようなモジュール式システム、例えば、つり天井においては、一般に、１つ以上のタイルを照明器具などの照明ユニットに置き換えることによって、システムに照明が組み込まれ得る。ほとんどのつり天井は、照明器具であって、前記照明器具内に多数の蛍光灯が存在する照明器具を有する。多くの理由で、このような照明器具は理想的なものではない。第１に、このような照明器具は、審美的に不愉快、即ち、目障りであるとみなされる。第２に、それらは、このような照明器具からの光の効率を高めるために、通常、一般に放物線形状を持つ、反射器を含む。しかしながら、これは、反射光がモジュール式システムの平面に対して浅い角度で照明器具を出る場合に、オフィス空間の入居者にグレアをもたらし得る。更に、雑音レベルを抑制することが必要であるアプリケーションにおいては、モジュール式表面システムのパネル又はタイルには音を吸収することが必要とされる場合があり、上述の照明器具は、これのためには適していない。

US 6,367,581 B1は、天井システムのための吸音照明器具を開示している。前記照明器具は、多孔性光拡散器の役割を果たす微小の孔のあいたフィルムと、吸音材料との間に、白熱電球などの光源を含む、空気で満たされたキャビティを有する。空気で満たされたキャビティは、キャビティ内に定在波音場を形成し、前記定在波音場においては、多孔性拡散器、空気で満たされたキャビティ及び吸音材料の音響性能を改善することによって、吸音率が最適化され得る。しかしながら、このような照明器具は、かなりかさばる。

モジュール式表面システムのためのスモールフォームファクタ照明パネルは、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの固体照明素子を用いて達成され得ること自体は、知られている。しかしながら、このような固体照明素子は、白熱又は蛍光光源と比べてかなり高価であり、故に、少数の固体照明素子を有する照明パネルを供給したいという要望がある。また、固体照明素子によって生成される熱が、照明パネルの単位面積当たりに付され得る固体照明素子の数を制限する。

固体照明素子を含む照明パネルの例は、US 2004/0070967 A1に開示されている。音響発光モジュールは、裏当てパネル、カバー、及び裏当てパネルとカバーとの間に延在し、モジュール内に配置されるＬＥＤなどの固体照明素子のリングを備える剛性スペーサ部材を含む。この音響発光モジュールの問題は、光出力が不均一であり、これは審美的に不愉快であることである。また、この解決策は、相対的に多くの固体素子を必要とし、これは、高コストである。

別の解決策は、照明パネルの縁端部に固体照明素子を配置し、光学ミラーを用いて均一な光出力を生成するものである。このような付加的な光学部品は、照明パネルのコストを著しく増大させる。このような光学ミラーを避ける解決策は、US 3,752,974において開示されており、US 3,752,974においては、拡散領域に当たる光線の少なくとも幾らかが媒体の反対側の表面によって反射され、幾らかが或る表面によって屈折されるように縁端部内へ放射される光の通常は内部反射を供給する表面部を拡散させることによって、所与の厚さの縁端部照明光媒体から、一様な照明が供給される。クリアな領域を規定する媒体の反対側の表面の一部にコーティングを付すことによって、媒体の光の供給源のまわりの、拡散のないクリアな領域が、設けられる、及び処置される。これらのコーティングは、光が、媒体の表面間の内部反射によって導かれ、クリアな領域の近傍において媒体から漏れることが阻止されるように、媒体の屈折率と比べてよい小さい屈折率を持つ。このクリアな領域は、好ましくは、光媒体の厚さの３乃至４倍の半径を持つ。結果として生じる、媒体の表面からの光放射は、クリアな領域以外では、実質的に一様である。しかしながら、この解決策は、依然として、相対的に複雑であり、即ち、製造するのに高コストである。

本発明は、少なくとも幾つかの実施例においては、均一な光出力を生成することができ、費用対効果が優れているようにして製造され得る吸音照明パネルを提供しようとするものである。

本発明は、更に、このような吸音照明パネルを少なくとも１つ有するモジュール式表面システムを提供しようとするものである。

本発明の第１の態様によれば、吸音部材と、前記吸音部材を覆う光媒体と、前記光媒体の第１縁端部に沿って配設される固体照明素子の第１セットと、前記光媒体を覆う透光性シートとを有する吸音照明パネルであって、前記透光性シートが、前記光媒体にわたって、一様ではない透光度を持つ吸音照明パネルが提供される。

本願に関しては、光媒体は、媒体であって、光が前記媒体を通って伝搬することができるあらゆる媒体、例えば、空気、透明な材料、光導波路などであり得る。

とりわけ好ましい実施例においては、前記透光性シートは、前記光媒体の中央領域にわたって、前記第１縁端部を有する前記光媒体の第１領域と比べてより高い透光度を持つ。

本発明は、一様ではない透光性を持つ、例えば、前記吸音照明パネルの中央においては、その縁端部と比べてより透光性である透光性シートを設けることによって、所定の、例えば、均一な光出力が、光学ミラーなどの高価な光学素子を必要とせずに、前記吸音照明パネルの（全）領域にわたって生成され得るように、前記光媒体において、前記中央と比べてより高い内部反射率が達成されるという洞察に基づいている。前記透光度は、均一な光出力の代わりに、前記吸音照明パネルの発光面において文字又はロゴなどの形状を作成するよう調整されることもできる。

好ましくは、前記吸音照明パネルは、前記光媒体の前記第１縁端部の反対側の第２縁端部に沿って配設される固体照明素子の第２セットを更に有し、前記透光性シートは、前記中央領域にわたって、前記第２縁端部を有する前記光媒体の第２領域と比べてより高い透光度を持つ。これは、前記吸音照明パネルの光出力の均一性を更に改善する。前記透光性シートの、前記第１及び第２領域を覆う部分における透光度は、同じであってもよい。

有利な実施例においては、前記固体照明素子は、発光ダイオードのストリップを有してもよく、これは、このような固体照明素子の低コストな実施例である。

好ましくは、前記透光性シートは、その全表面の少なくとも3%を占める複数の開口部を有する。なぜなら、これは、十分な数の音波が、効果的に、前記吸音照明パネルに入り、前記吸音部材によって吸収されることができることを確実にするからである。

実施例においては、前記透光性シートは、不透明な塗料でコーティングされたガラス繊維マットを有し、前記不透明な塗料のコーティングは、前記第１領域にわたって、前記中央領域と比べてより厚い厚さを持つ。

他の実施例においては、前記透光性シートは、前記中央領域にわたって、前記第１領域と比べてより開口した構造を持つ、穿孔されたプラスチック又は金属シートを有する。前記より開口した構造は、例えば、より高い穿孔密度を有してもよい。

有利には、前記吸音照明パネルは、前記光媒体、前記固体照明素子及び前記透光性シートを収容するハウジングを更に有し、前記ハウジングは、反射性の内面を持つ。これは、前記吸音照明パネルの光出力を改善し、故に、所望の照明レベルを達成するためにより少数の固体照明素子しか必要とされない。

前記吸音照明パネルは、好ましくは、モジュール式表面システムにはめ込まれることができるようにタイル形状を持つ。

本発明の別の態様によれば、支持フレームに取り付けられる複数のパネルを有するモジュール式表面システムであって、前記パネルのうちの少なくとも１つが、本発明の実施例による吸音照明パネルであるモジュール式表面システムが提供される。このようなシステムは、本発明の吸音照明パネルの光出力の均一な性質により心地よい美学を維持しながら、より低い製造コストから利益を得る。

実施例においては、前記表面システムは、つり天井システムである。

本発明の実施例を、添付図面を参照して、非限定的な例として、より詳細に説明する。

本発明の実施例による吸音照明パネルの或る面を概略的に図示する。 本発明の実施例による吸音照明パネルの別の面を概略的に図示する。 本発明の吸音照明パネルの概念を概略的に図示する。 本発明の別の実施例による吸音照明パネルの或る面を概略的に図示する。 本発明の更に別の実施例による吸音照明パネルの或る面を概略的に図示する。 本発明の実施例によるモジュール式表面システムを概略的に図示する。

図は、単に概略的なものに過ぎず、縮尺通りには描かれていないことは、理解されるべきである。図の全体を通じて、同じ参照符号は、同じ又は同様のパーツを示すために用いられていることも、理解されるべきである。

図１は、本発明の実施例による吸音照明パネル１００の底面図を概略的に示しているのに対して、図２は、吸音照明パネル１００の断面図を概略的に示している。吸音照明パネル１００は、ハウジング１１０を有し、ハウジング１１０内には、吸音部材１２０が配置される。吸音部材１２０は、織布又は不織布、メラミン樹脂発泡体のような音響発泡体、繊維ガラス、コルクなどのような、任意の適切な材料で作成され得る。

光媒体１３０は、吸音部材１２０の上に配置され、前記光媒体１３０は、光媒体１３０の第１縁端部に沿って配置される固体照明素子１４２の第１セット１４０と、光媒体１３０の第１縁端部の反対側の第２縁端部に沿って配置される固体照明素子１４２'の第２セット１４０'とを持つ。任意の適切な固体照明素子、例えば、高輝度ＬＥＤ又は有機ＬＥＤ又はエレクトロルミネッセンス素子などの発光ダイオードが用いられ得る。好ましい実施例においては、セット１４０及び１４０'は、ＬＥＤのストリップを有する。実施例においては、セット１４０及び１４０'は、光媒体１３０に付着される、例えば、接着される。他の実施例においては、セット１４０及び１４０'は、光媒体１３０に組み込まれる。更に別の実施例においては、セット１４０及び１４０'は、例えばクリップなどを用いて、光媒体１３０に固定される。更に別の実施例においては、セット１４０及び１４０'は、ハウジング１１０に固定される。固体照明素子１４２のセット１４０及び固体照明素子１４２'のセット１４０'は、任意の適切な方法で光媒体１３０の反対側の縁端部に配置され得ることは、理解されるべきである。更に、本発明は、固体照明素子のセットを２つ有する吸音照明パネル１００には限定されず、吸音照明パネル１００又は光媒体１３０の任意の数の側部上の、例えば全ての側部に沿った、任意の適切な数のセットが用いられ得ることは、理解されるべきである。

本発明によれば、吸音照明パネル１００は、固体照明素子１４２及び１４２'が位置する吸音照明パネル１００の縁端部と比べて、吸音照明パネル１００の中央領域において、より高い透光性を持つ透光性シート１５０を更に有する。これは、図１及び２において、透光性シート１５０におけるグレースケール勾配によって示されており、より明るいトーンは、より高い透光性を示している。換言すれば、透光性シート１５０は、固体照明素子１４２、１４２'が位置する吸音照明パネル１００の縁端部から吸音照明パネル１００の中央へ増大していく透光性勾配を持つ。

この透光性勾配の目的を図３を用いて説明する。図３は、光媒体１３０内の光分布３１０、透光性シート１５０の透光性３２０、及び吸音照明パネル１００の光出力強度３３０の略図を、吸音照明パネル１００の幅プロファイルＷの関数として示しており、プロファイルの縁端部は、固体照明素子１４２、１４２'が位置する吸音照明パネル１００の縁端部に対応し、プロファイルの中央は、吸音照明パネル１００の中央に対応する。

光分布プロファイル３１０は、固体照明素子１４２、１４２'が吸音照明パネル１００の縁端部に配置されていることの直接的な結果である。光媒体１３０内へ発せられる光の一部は、この部材内で内部反射せず、その代わりに、この部材の外へ回折されるという事実により、光媒体１３０内の光強度は、吸音照明パネル１００の縁端部からその中央に向かって連続的に減少する。

このことは、全く付加的な手段なしでは、光分布プロファイル３１０を持つ光出力、即ち、吸音照明パネル１００の縁端部がその中央より明るく見えるだろう不均一な光出力プロファイルをもたらすだろう。これは、審美的に魅力のないものである。これは、吸音照明パネル１００の縁端部の近くでは、このパネルの中央領域と比べてより少ない光しか光媒体１３０から漏れることができないことを確実にする透光性シート１５０における透光性勾配３２０によって、吸音照明パネル１００の結果として生じる光出力プロファイル３３０が、均一なもの、即ち、吸音照明パネル１００の幅Ｗにわたって一定強度のものになるように補償される。従って、固体照明素子１４２、１４２'の配置及び出力強度、並びに透光性シート１５０の透光性のバランスをとることによって、吸音照明パネル１００の均一な光出力が達成され得る。

実施例においては、光媒体１３０は、ハウジング１１０によって境界を定められる、空気で満たされたキャビティであり、この場合には、透光性シート１５０は、光媒体１３０が抽出部材（図示せず）と吸音部材１２０との間に位置するように、抽出部材の、光媒体１３０に面する表面に取り付けられ得る。他の例においては、透光性シート１５０は、ハウジング１１０に取り付けられてもよく、又は任意の他の適切な方法で取り付けられてもよい。この実施例においては、吸音部材１２０は、発せられる光の吸音部材１２０による吸収を減らすために、光媒体に面する反射面を更に有してもよい。空気で満たされたキャビティが好ましいが、その代わりに、任意の適切な光媒体１３０、例えば、光ガイドが用いられてもよいことは、理解されるべきである。

実施例においては、透光性シート１５０は、ガラス繊維織物などの織布、又は１つ以上の不織シートを有し得る。透光性勾配は、このような（不）織布材料において、材料に不透明な塗料を塗布し、固体照明素子１４２、１４２'が配置される吸音照明パネル１００の縁端部に向かって塗料の厚さを増大させることによって、達成される。他の例においては、織布材料の場合には、透光性勾配は、材料が、吸音照明パネル１００内に配置される場合に材料の中央に向かってより糸目の粗い織りを持つ織物技術を用いても達成され得る。

図４には、透光性シート１５０の他の実施例が示されている。この実施例においては、透光性シート１５０は、穿孔１５２のパターンを有し、前記パターンは、透光性シート１５０において透光性勾配３２０を達成するよう、吸音照明パネル１００の中央において、固体照明素子１４２及び１４２'が配置される吸音照明パネル１００の縁端部領域と比べてより高い穿孔密度を持つ。

図５には、透光性シート１５０の更に他の実施例が示されている。この実施例においては、透光性シート１５０は、穿孔１５２のパターンを有し、前記パターンにおいては、吸音照明パネル１００に、その中央に向かってより開口した構造を与えるよう、穿孔１５２の直径が、吸音照明パネル１００の中央に向かって増大し、従って、透光性シート１５０の透光性において所望の勾配を達成する。図４及び図５の実施例においては、透光性シート１５０は、金属又はプラスチックシートなどの、穿孔され得る任意の適切な材料で形成され得る。

ここで、透光性シート１５０は、音波が効果的に透光性シート１５０を通って吸音部材１２０の方へ進むことを可能にするよう、少なくとも3%が開口部から成る表面領域を持つべきであることに注意されたい。開口部は、好ましくは、吸音照明パネル１００の表面全体が音波を吸収することができることを確実にするよう、透光性シート１５０の表面にわたって一様に分布されるべきである。

ハウジング１１０が、光が吸音照明パネル１００から横に漏れることを防止し、従って、吸音照明パネル１００の光効率を最大化するよう、反射性の内面を有することも、好ましい。

本発明の教示から逸脱することなく、図１乃至５に示されている実施例に対する幾らかの変形も可能であることは、理解されるべきである。例えば、吸音照明パネル１００は、任意の適切な構成の他の光学素子、例えば、ビーム成形素子、拡散器、光抽出コーティングなどを有してもよい。

また、吸音照明パネル１００は、好ましくは、光媒体１３０の両縁端部に固体照明素子１４２の第１セット１４０及び固体照明素子１４２'の第２セット１４０'を含むが、光媒体１３０の単一の縁端部に沿って固体照明素子の単一のセットを有する吸音照明パネル１００をもたらすセット１４０及び１４０'のうちの１つの省略がなされてもよいことを理解されるべきである。この実施例においては、透光性シート１５０は、固体照明素子の単一のセットが位置する光媒体１３０の縁端部から光媒体１３０の反対側の縁端部に向かって連続的に増加する透光性勾配を持つ。

図６は、本発明のモジュール式表面システム６００、例えば、つり天井システムの実施例を概略的に図示している。モジュール式表面システム６００は、複数の表面タイル６２０が吊り下げられる支持フレーム６１０を有する。支持タイル６２０の少なくとも幾つかは、本発明の１つ以上の実施例による吸音照明パネル１００である。支持フレーム６１０は、任意の適切な方法で表面に取り付けられ得る。多種多様な固定方法自体はよく知られているので、簡潔にするために、これについては更に詳細には説明しない。

更に、図６におけるタイルのサイズ及び形状は、単に、非限定的な例として示されているにすぎないことは理解されるべきである。任意の適切なタイルのサイズ及び形状が選ばれ得る。

本発明の上述の実施例の少なくとも幾つかは、吸音照明パネル１００の表面にわたって一様な光分布を生成するよう設計されている。しかしながら、例えば、表意文字又は表音文字、ロゴ、トレードマーク、画像などのような形状を強調表示するよう、一様ではない光分布を生成する透光性分布を透光性シート１５０に与えることは、同様に実施可能であることは、理解されるべきである。

吸音照明パネル１００の発光面において所望の透光性分布を達成するために、複数の透光性シート１５０が組み合わされてもよいことも、理解されるべきである。

上記の実施例は、本発明を限定するものではなく、説明するものであって、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱せずに多くの別の実施例を設計することができるであろうことに注意されたい。請求項において、括弧内に配置されるいかなる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」という用語は、請求項において挙げられている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。要素の単数形表記は、このような要素が複数存在することを除外するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって実施され得る。幾つかの手段を列挙している装置の請求項においては、これらの手段のうちの幾つかは、ハードウェアの全く同一のアイテムによって実施され得る。単に、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事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。

Claims (11)

1. 吸音部材と、
   前記吸音部材を覆う光媒体と、
   前記光媒体の第１縁端部に沿って配設される固体照明素子の第１セットと、
   前記光媒体を覆う透光性シートであって、不透明な塗料でコーティングされたガラス繊維マットを含む透光性シートとを有する吸音照明パネルであって、
   前記透光性シートが、前記光媒体の中央領域にわたって、前記第１縁端部を有する前記光媒体の第１領域と比べてより高い透光度を持つように、前記不透明な塗料のコーティングが、前記第１領域にわたって、前記中央領域と比べてより厚い厚さを持つ吸音照明パネル。
2. 前記固体照明素子の第１セットが、発光ダイオードのストリップを有する請求項１に記載の吸音照明パネル。
3. 前記光媒体の前記第１縁端部の反対側の第２縁端部に沿って配設される固体照明素子の第２セットを更に有し、前記透光性シートが、前記中央領域にわたって、前記第２縁端部を有する前記光媒体の第２領域と比べてより高い透光度を持つ請求項１又は２に記載の吸音照明パネル。
4. 前記固体照明素子の第２セットが、発光ダイオードの他のストリップを有する請求項３に記載の吸音照明パネル。
5. 前記透光性シートが、その全表面の少なくとも3%を占める複数の開口部を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の吸音照明パネル。
6. 前記吸音部材、前記光媒体、前記固体照明素子及び前記透光性シートを収容するハウジングを更に有し、前記ハウジングが、反射性の内面を持つ請求項１乃至５のいずれか一項に記載の吸音照明パネル。
7. 前記パネルが、タイル形状を持つ請求項１乃至６のいずれか一項に記載の吸音照明パネル。
8. 前記透光性シートが、前記吸音照明パネルの縁端部から前記吸音照明パネルの中央へ増大していく透光性勾配を持つ請求項１乃至７のいずれか一項に記載の吸音照明パネル。
9. 前記光媒体が、前記ハウジングによって境界を定められる、空気で満たされたキャビティである請求項６に記載の吸音照明パネル。
10. 支持フレームに取り付けられる複数のパネルを有するモジュール式表面システムであって、前記パネルのうちの少なくとも１つが、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の吸音照明パネルであるモジュール式表面システム。
11. 前記表面システムが、つり天井システムである請求項１０に記載のモジュール式表面システム。

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