JP7066304B2 - 照明装置及び照明ユニット - Google Patents
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Description
前記第1のアパーチャ部および前記第2のアパーチャ部は、それぞれ入射した光の一部を遮光することによって前記第1の照明光の形状を形成し、前記第1のアパーチャ部は、入射した光の一部を遮光することによって前記第1の照明光の一部の形状を形成し、前記第2のアパーチャ部は、入射した光の一部を遮光することによって前記第1の照明光の他の一部の形状を形成することを特徴とする。
《1-1》構成
〈照明装置1〉
図1は、実施の形態1に係る照明装置1の構成を概略的に示す斜視図である。図2は、実施の形態1に係る照明装置の構成を概略的に示す縦断面図である。図1及び図2に示されるように、照明装置1は、光源部10と、第1のアパーチャ部としてのアパーチャ部20と、駆動部40とを備えている。光源部10は、光L1を発する。アパーチャ部20は、光を通過させない部分である第1の遮光部としての遮光部21と、光を通過させる部分である第1の光通過部としての光通過部22とを有している。アパーチャ部20は、光源部10で発せられた光L1のうちの光通過部22を通過した光L2を出射する。駆動部40は、光源部10及びアパーチャ部20のうちの少なくとも1つを移動させる機構を有している。この機構は、例えば、光源部10及びアパーチャ部20のうちの少なくとも1つを移動可能に支持する支持部材、支持部材を案内するガイド部材、支持部材に力を付与する歯車などの駆動力伝達機構、駆動力伝達機構に駆動力を与えるモータなどの駆動力発生機構を含む。光源部10及びアパーチャ部20のうちの少なくとも1つを移動させる機構は、特に限定されない。
光源部10は、光L1を発する。光L1は、アパーチャ部20の光通過部22及びアパーチャ部30の光通過部32を通して、光L3として被照射物に照射される。被照射物は、例えば、室内の壁82及び83、床84、などである。また、光L3が照射される被照射物の表面は、被照射面とも呼ばれる。光源部10は、発光色を変更することができる機能を備えてもよい。例えば、光源部10は、互いに異なる色の光を発する複数の光源を有してもよい。また、光源部10は、発光強度を変更することができる機能を備えてもよい。
図3は、図1及び図2に示されるアパーチャ部20を概略的に示す正面図である。一般に、「アパーチャ」は、画像を扱う光学機器において、画面の大きさを制限する枠の開口を意味する。アパーチャ部20は、アパーチャを備えた部材である。つまり、アパーチャ部20は、光通過部22を備えた部材である。図3に示される例では、アパーチャ部20は、板状の遮光部材である遮光部21と、遮光部21に形成された台形状の開口である光通過部22とを有している。光通過部22の底辺のうちの長い辺である下底22aを被照射物である壁82に近い側に、短い辺である上底22bを壁82から遠い側になるように、光通過部22が形成されている。アパーチャ部20は、光源部10から出射された光L1の一部を遮光し、他の一部を通過させる。アパーチャ部20の光通過部22である開口は、通過させる光の大きさ(すなわち、サイズ)を調整する形状を有する。つまり、アパーチャ部20は、光源部10から出射された光L1の一部を通過させ、光L1の他の一部を遮光することにより、出射する光L2の配光を形成する配光形成部材である。アパーチャ部20は、光源部10から出射された光L1の一部を遮光することによって、X軸方向に長く、Z軸方向に短い断面形状を有する光L2を出射する。
図4は、図1及び図2に示されるアパーチャ部30を概略的に示す正面図である。アパーチャ部30は、アパーチャを備えた部材である。つまり、アパーチャ部30は、光通過部32を備えた部材である。図4に示される例では、アパーチャ部30は、板状の遮光部材である遮光部31と、遮光部31に形成された長方形状の開口である光通過部32とを有している。アパーチャ部30は、光源部10から出射され光通過部22を通過した光L2の一部を遮光し、他の一部を通過させる。アパーチャ部30の光通過部32である開口は、通過させる光の大きさ(すなわち、サイズ)を調整する形状を有する。アパーチャ部30は、X軸方向に直交するZ軸方向に広がる光を部分的に遮光する。アパーチャ部30は、アパーチャ部20から出射された光L2の一部を遮光して光L3を出射する。
図5は、照明装置1の制御系の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図5に示されるように、照明装置1は、光源部10と、光源部10を駆動する光源駆動部71と、光源部10及びアパーチャ部20の少なくとも一方を移動させる歯車などの駆動力伝達機構に駆動力を与える駆動力発生部としてのモータ41と、モータ駆動回路などのモータ駆動部42と、制御部72とを有している。駆動部40は、光源部10及びアパーチャ部20のうちの少なくとも1つの絶対位置、光源部10とアパーチャ部20との相対位置、又はこれらの絶対位置と相対位置の両方を変化させる。ここで、光源部10とアパーチャ部20との相対位置の変化は、アパーチャ部20に対する光源部10の姿勢の変化を含む。すなわち、光源部10からの光がアパーチャ部20に入射するときの角度及び位置のいずれかが異なれば、光源部10とアパーチャ部20との相対位置が変化したとみなす。以下、このような絶対位置又は相対位置の変化を総称して、光源部10又はアパーチャ部20の「移動」という。駆動部40は、例えば、アパーチャ部20又は光源部10の移動をX軸方向において行う。駆動部40は、アパーチャ部20又は光源部10の移動を実行するための駆動回路、モータ又は歯車などを含んでいる。
図2に示されるように、レンズ50は、光源部10から出射された光L1を集光する。「集光」とは、光を一ヶ所又は一方向に集めることである。レンズ50は、光源部10から出射された光L1の発散角を小さくする。レンズ50は、光源部10から出射された光L1を平行光に近い光線に変更する。
実施の形態1において、駆動部40は、光源部10及びアパーチャ部20のうちの少なくとも1つの絶対位置、又は光源部10とアパーチャ部20との間の相対位置、又は前記絶対位置及び前記相対位置の両方を変化させる。具体的には、駆動部40は、光源部10に対するアパーチャ部20の位置を変化させる。例えば、駆動部40は、光源部10を中心とする円周上でアパーチャ部20の位置を変化させる。すなわち、駆動部40は、光源部10を中心としてアパーチャ部20をX軸方向に揺動させる。「揺動」とは、揺れ動くことである。
光源部10からアパーチャ部20までの距離を距離A1とする。アパーチャ部20からアパーチャ部30までの距離を距離A2とする。光源部10から被照射物までの距離を距離A3とする。ここで、光L3は、被照射物に垂直に照射されると仮定する。
以上に説明したように、実施の形態1に係る照明装置1によれば、簡易な構成で太陽光の差し込みを模擬した光を照射することができる。
図11は、実施の形態2に係る照明ユニット2の構成を概略的に示す斜視図である。図11において、図1に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1に示される符号と同じ符号が付される。図12は、実施の形態2に係る照明ユニット2の制御系の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図12において、図5に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図5に示される符号と同じ符号が付される。図13は、照明ユニット2を部屋の天井81内に設置したときの部屋内の状態を概略的に示す斜視図である。図13において、図7に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図7に示される符号と同じ符号が付される。
上記実施の形態1に係る照明装置1は、太陽光によって照射されている領域と太陽光が照射されていない領域との間の境界における「にじみ」すなわち「ぼやけ」の程度を設定する機能を備えていない。実施の形態3に係る照明装置3は、簡易な構成で、太陽光によって照射されている領域と太陽光が照射されていない領域との間の境界における「にじみ」すなわち「ぼやけ」の程度を調整できる。
駆動部60は、光源部10とアパーチャ部20との間の距離、すなわち、光源部10及びアパーチャ部20の光軸方向(すなわち、Y1軸方向)の位置を変化させる。例えば、駆動部60は、アパーチャ部20と光源部10との相対位置をY1軸方向において変更してもよい。駆動部60は、アパーチャ部20と光源部10の相対位置を変更するための駆動回路、モータ又は歯車などを含んでいる。
図17及び図18は、例えば、照明装置1によって天井81から照射された光L2の壁82上での光照射領域の形状の変化を示す図である。図17及び図18の上側が天井81側で、下方が床84又は地面側である。図中の点線は、壁82面が天井81と交差する高さを示している。例えば、図17及び図18に示された壁82に向かった場合には、背中側に窓がある場合に相当する。
アパーチャ部20の光通過部22を通過した光は、被照射物としての壁82上に光照射領域92を形成する。光照射領域92の大きさ及びぼやけ方は、光源部10の大きさ、アパーチャ部20の光通過部22の位置、及び被照射物としての壁82の関係によって決まる。ここで、アパーチャ部20の光通過部22を通過した光L2は、被照射物としての壁82に垂直に照射されると仮定する。例えば、光照射領域92の垂直方向の辺のX軸方向での大きさとその方向におけるぼやけ量とは、以下のように光源部10の大きさとアパーチャ部20の位置と被照射物としての壁82との関係によって決まる。
B1=a1・d1/c1 (1)
B2={2b1・(c1+d1)/c1}+a1 (2)
図20は、実施の形態4に係る照明装置4の構成を概略的に示す斜視図である。図20において、図14に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図14に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態4に係る照明装置4は、アパーチャ部20と被照射物としての壁82の間に第2のアパーチャ部としてのアパーチャ部30をさらに備えている点において、図14に示される照明装置3と相違する。アパーチャ部30は、実施の形態1で説明されたものと同じである。この点以外に関し、実施の形態4は、実施の形態3と同じである。
図21は、実施の形態5に係る照明装置5の構成を概略的に示す斜視図である。図21において、図20に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図20に示される符号と同じ符号が付される。図22は、照明装置5の制御系の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図22において、図5に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図5に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態5に係る照明装置5は、アパーチャ部20とアパーチャ部30との間に光を拡散させる光拡散体25及びこれを駆動する回路である光拡散体駆動部26をさらに備えた点において、図20に示される照明装置3と相違する。
図23は、実施の形態6に係る照明ユニット6の構成を概略的に示す斜視図である。図23において、図20に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図20に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態6に係る照明ユニット6は、実施の形態5に係る照明装置5に他の照明装置1aを加えたものである。照明装置1aは、図11に示される実施の形態2に係る照明装置1aと同じである。
上記実施の形態1から6における照明装置及び照明ユニットの構成部品を適宜組み合わせることができる。
Claims (19)
- 太陽光の差し込みを模擬した第1の照明光を照射する照明装置であり、
光を発する光源部と、
第1の遮光部と第1の光通過部とを有し、前記光源部で発せられた前記光のうち前記第1の光通過部を通過した光を出射する第1のアパーチャ部と、
第2の遮光部と第2の光通過部とを有し、前記第1の光通過部を通過した光のうちの前記第2の光通過部を通過した光を出射する第2のアパーチャ部と、
前記光源部及び前記第1のアパーチャ部のうちの少なくとも1つを移動させる駆動部と
を備え、
前記第1のアパーチャ部および前記第2のアパーチャ部は、それぞれ入射した光の一部を遮光することによって前記第1の照明光の形状を形成し、
前記第1のアパーチャ部は、入射した光の一部を遮光することによって前記第1の照明光の一部の形状を形成し、
前記第2のアパーチャ部は、入射した光の一部を遮光することによって前記第1の照明光の他の一部の形状を形成する
照明装置。 - 前記第1の光通過部を通過する光の中心光線の方向を第1の方向としたとき、
前記第1のアパーチャ部は、入射した光のうち前記第1の方向に直交する第2の方向に広がる光を遮光することによって、前記第1の照明光の前記第2の方向のエッジ形状を形成し、
前記第2のアパーチャ部は、入射した光のうち前記第1の方向および前記第2の方向の両方に直交する第3の方向に広がる光を遮光することによって、前記第1の照明光の前記第3の方向のエッジ形状を形成する
請求項1に記載の照明装置。 - 前記第1の照明光の形状は、予め定められた被照射物に照射された際に矩形状の窓からの差し込み光を模す形状であり、
前記第1のアパーチャ部は、被照射物において水平方向とされる前記第2の方向に広がる光を遮光することにより、前記矩形状の窓において垂直方向に伸びる辺に相当する、前記第1の照明光の前記第2の方向のエッジ形状を形成し、
前記第2のアパーチャ部は、被照射物において垂直方向とされる前記第3の方向に広がる光を遮光することにより、前記矩形状の窓において水平方向に伸びる辺に相当する、前記第1の照明光の前記第3の方向のエッジ形状を形成する
請求項2に記載の照明装置。 - 太陽光の差し込みを模擬した第1の照明光を照射する照明装置であり、
光を発する光源部と、
第1の遮光部と第1の光通過部とを有し、前記光源部で発せられた前記光のうち前記第1の光通過部を通過した光を出射する第1のアパーチャ部と、
第2の遮光部と第2の光通過部とを有し、前記第1の光通過部を通過した光のうちの前記第2の光通過部を通過した光を出射する第2のアパーチャ部と、
前記光源部及び前記第1のアパーチャ部のうちの少なくとも1つを移動させる駆動部と
を備え、
前記第1のアパーチャ部および前記第2のアパーチャ部は、それぞれ入射した光の一部を遮光することによって前記第1の照明光の形状を形成し、
前記駆動部は、時間の経過に伴って、前記光源部及び前記第1のアパーチャ部のうちの少なくとも1つの絶対位置、又は前記光源部と前記第1のアパーチャ部との間の相対位置、又は前記絶対位置と前記相対位置との両方を変化させることにより、前記第1の照明光の照射位置および形状のうちのいずれか1つ以上を変化させる
照明装置。 - 前記第1の光通過部を通過する光の中心光線の方向を第1の方向とし、前記第1の方向に直交し且つ前記第1の光通過部の一辺に平行な方向を第2の方向とし、前記第1の方向及び前記第2の方向の両方に直交する方向を第3の方向としたときに、
前記駆動部は、前記絶対位置、前記相対位置、又は前記絶対位置と前記相対位置との両方を、前記第2の方向の成分を含む方向に移動させる
請求項4に記載の照明装置。 - 前記駆動部は、前記光源部を中心とする円周上で前記第1のアパーチャ部を移動させる
請求項1から5のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記第1の光通過部を通過する光の中心光線の方向を第1の方向とし、前記第1の方向に直交し且つ前記第1の光通過部の一辺に平行な方向を第2の方向とし、前記第1の方向及び前記第2の方向の両方に直交する方向を第3の方向としたときに、
前記駆動部は、前記絶対位置、前記相対位置、又は前記絶対位置と前記相対位置との両方を、前記第1の方向の成分を含む方向に移動させる
請求項4又は5に記載の照明装置。 - 前記第1の光通過部は、前記第2の方向の辺が前記第3の方向の辺より長い
請求項2、3、5及び7のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記光源部から発せられた前記光の発散角を小さくして、前記第1のアパーチャ部に向けて出射する光学部をさらに備えた
請求項1から8のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記第1のアパーチャ部の前記第1の光通過部は、台形状である
請求項1から9のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記第2のアパーチャ部の前記第2の光通過部は、長方形状である
請求項1から10のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記第1の光通過部を通過する光の中心光線の方向を第1の方向としたとき、
前記第1のアパーチャ部は、入射した光のうち前記第1の方向に直交する第2の方向に広がる光を遮光することによって、前記第1の照明光の前記第2の方向のエッジ形状を形成し、
前記第2のアパーチャ部は、入射した光のうち前記第1の方向および前記第2の方向の両方に直交する第3の方向に広がる光を遮光することによって、前記第1の照明光の前記第3の方向のエッジ形状を形成し、
前記駆動部は、前記第2のアパーチャ部を動かさずに、時間の経過に伴って、前記光源部及び前記第1のアパーチャ部のうちの少なくとも1つの絶対位置、又は前記光源部と前記第1のアパーチャ部との間の相対位置、又は前記絶対位置と前記相対位置との両方を変化させることにより、少なくとも前記第1の照明光の前記第2の方向のエッジ形状が形成される位置を変化させる
請求項1から11のいずれか1項に記載の照明装置。 - 時間の経過に伴い、前記第1の照明光の位置が前記第2の方向と平行な方向に変化する
請求項2、3、5、7、8、及び12のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記光源部から発せられた光の光路上に、前記光を拡散させる光拡散体をさらに備えた
請求項1から13のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記光拡散体は、前記光源部と前記第1のアパーチャ部との間の前記光の光路上、前記第1のアパーチャ部の前記第1の光通過部内、前記第1のアパーチャ部の前記第1の光通過部の下流側の光路上のうちの少なくとも1つに配置される
請求項14に記載の照明装置。 - 前記光拡散体は、電圧の印加により拡散透過率が変化する部材で形成されている
請求項14又は15に記載の照明装置。 - 前記光源部は、前記光源部から発せられる光の色を変化させる調色機能と前記光源部から発せられる光の強度を変化させる調光機能の少なくとも一方を有する
請求項1から16のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記光源部を駆動する光源駆動部と、
前記駆動部及び前記光源駆動部を制御する制御部と
をさらに備え、
前記制御部は、前記光源部及び前記第1のアパーチャ部の少なくとも一方の位置の変化に伴って前記光源部から発せられる前記光の色及び強度の少なくとも一方を変化させる
請求項17に記載の照明装置。 - 請求項1から18のいずれか1項に記載の照明装置である第1の照明装置と、
第2の照明光を発する第2の照明装置と
を備え、
前記第2の照明装置は、前記第2の照明装置から発せられる前記光の色の変化が、前記第1の照明装置から出射される前記第1の照明光の色の変化と同期するように、前記第2の照明装置から発せられる前記第2の照明光の色を変化させる
照明ユニット。
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