JPH06111615A - 照明装置の調光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な調節手段によって，所定の発光源によ
る照明内容を調節変化できる照明装置の調光方法を提供
すること。 【構成】 光源１の前面に電気調光特性を有する機能部
材により形成したプレートを設け，電気調光特性を有す
る機能部材に対する印加電気量を調節するようにした。
この場合，導光機能を備えた光ダクトに電気調光特性を
有する機能部材により形成したプレートを設け，電気調
光特性を有する機能部材に対する印加電気量を調節する
ように構成した。電気調光特性を有する機能部材は液晶
を使用するのが適していて，液晶にカプセル化液晶を使
用し光源に指向性光源を使用するのが望ましい。また，
電気調光特性を有する機能部材にエレクトロクロミック
を使用することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は照明装置の調光方法に
係り，特に，簡単な調節手段によって，所定の発光源に
よる照明内容を変更調節できる照明装置の調光方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】通常の屋内における照明装置は当初の設
置時において，その照明装置を設置する部屋等の使用目
的や条件に対応して照明器具を選択している。これら照
明器具には複数の機能をもたせたものは少なく，調光機
能としては，インバータ等によって印加電圧を調節する
ようにしたものがある。また，天窓やダクトを使用した
照明手段では，部屋の照度を調節するための手段等にブ
ラインドを開閉するようにした方法等も実行されてい
る。

【０００３】事業用や生活空間における室内全域や局部
照明あるいはムード切り換え等のために照明の質を変化
させるには，ダウンライト，シーリングライト，スポッ
トライト等複数の照明器具を備えて，例えば，指向性照
明器具のスポット光による局部照明と無指向性照明器具
による散乱光とを切り換える等照明器具を切り換えるよ
うにしている。照度を調節するには前述したようにイン
バータ等によって電圧を調節するようにしたものがあ
る。また，スポットライトには色フィルターを変える等
の手段によって投光色を調節しているものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上述したよ
うな従来の照明器具において，一般的な光源は反射機能
を備えた照明器具を使用する無指向性であり，スポット
ライトには指向性を備えた専用照明器具が使用される。
また，蛍光灯は細長い光源で，調光が困難である。天窓
やダクトを使用した照明における照度の調節にはブライ
ンドの使用が必要であって，明るさの細かい調節は困難
である。従って，従来の照明装置では，上述のように明
るさを変えることはできるが，照明のタイプを変えるこ
とはできないという問題点があった。また，照明は単に
部屋全体または所定場所の照度を調節する以外に，家庭
用の各種照明や事業用における特定箇所の投光または広
域照明等においては，光源の条件とその照明の用途によ
って照明のタイプを変更したい場合があるが，適切な手
段がなく複数の照明器具を備えて使い分けをする必要が
あった。本発明は上記従来の問題点を除去し，簡単な調
節手段によって，所定の発光源による照明内容を調節変
化できる照明装置の調光方法を提供することを目的（課
題）としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に基づく照明装置の調光方法においては，光源
の前面に電気調光特性を有する機能部材により形成した
プレートを設け，電気調光特性を有する機能部材に対す
る印加電気量を調節するようにした。また，導光機能を
備えた光ダクトに電気調光特性を有する機能部材により
形成したプレートを設け，電気調光特性を有する機能部
材に対する印加電気量を調節するようにした。電気調光
特性を有する機能部材は液晶を使用するのが適してい
て，液晶にカプセル化液晶を使用し光源に指向性光源を
使用するのが望ましい。また，電気調光特性を有する機
能部材にエレクトロクロミックを使用するのが望まし
い。

【０００６】

【作用】本発明は，上述のように，光源の前面に電気調
光特性を有する機能部材により形成したプレートを設
け，電気調光特性を有する機能部材に対する印加電気量
を調節するようにすると，使用した電気調光特性を有す
る機能部材の種類に対応して照明モードを調節し，ま
た，調光することができる。また，導光機能を備えた光
ダクトに電気調光特性を有する機能部材により形成した
プレートを設け，電気調光特性を有する機能部材に対す
る印加電気量を調節するようにすると，太陽光を導光す
るような，光ダクトを使用して光源から遠隔または隔離
された部屋等の照明を行う照明手段において，照明モー
ドを調節し，また，調光することができる。電気調光特
性を有する機能部材に液晶を使用すると照度や照明光を
調節することが容易に実行でき，指向性光源にカプセル
化液晶を使用するとスポット照明と拡散照明を切り換え
が容易に実行できる。また，エレクトロクロミック部材
を使用すると，カラー調光を含む調光が実行できる。

【０００７】

【実施例】本発明に基づく照明装置の調光方法の実施例
を図を参照して詳細に説明する。 実施例１：図１は室内の照明をスポット照明と散乱光に
よる照明とを切り換えるようにした実施例を示してい
る。図１において，図１（Ａ）は散乱光による照明，図
１（Ｂ）はスポット照明の状態を示している。図１にお
いて，Ｒ₁は本発明に基づいた照明装置を設けた部屋を
示している。また，１は光源であって反射鏡を用いた指
向性のスポット照明器具，２は照明器具１の前に装着し
た本発明に基づく調光機能を有する調光装置，３は調光
装置２の調節器，４は調光装置２と調節器を接続する電
線であって，調節器３に入力する電源配線の図示は省略
している。なお，図１（Ａ），（Ｂ）に表示したａ，ｂ
はそれぞれ調光装置から部屋Ｒ₁内に放射される光線を
示している。

【０００８】次に図１に示した調光装置にカプセル化液
晶を使用した場合の詳細を図２ないし図５によって説明
する。図２には調光装置として使用した電気調光特性を
有する機能部材により形成したプレートの一部断面を象
徴的に示している。図２において，図２（Ａ）は散乱光
における状態，図２（Ｂ）はスポット照明における状態
を示している。図２において，Ｌは電気調光特性を有す
る機能部材により形成したプレートを示していて，二枚
の透明電極２１の間にカプセル化液晶２２（２２ａ，２
２ｂ）を封入している。図２（Ａ）に示すカプセル化液
晶２２ａは液晶が照射光散乱特性の状態，図２（Ｂ）に
示すカプセル化液晶２２ｂは液晶が照射光透過特性の状
態を示していて，点線で示す２３は個々の液晶分子を示
している。図２に示したカプセル化液晶２２ａ，２２ｂ
は説明の都合上実際のサイズよりも巨大化し，従って，
封入個数を僅かにして示している。また，２０ａは指向
性のスポット照明器具（図示せず）による直射光源，２
０ｂはカプセル化液晶２２によって散乱して反射された
光線，２０ｃはカプセル化液晶によって散乱して散乱光
としてプレートＬを透過した光線，２０ｄはカプセル化
液晶の液晶分子が整列して光源の光線２０ａをそのまま
透過した光線を示している。なお，図２（Ｂ）のｅは電
界の方向を示す。

【０００９】上述した電気調光特性を有する機能部材に
より形成したプレートＬにおいて，二枚の透明電極２１
間に電圧を印加しないと，図２（Ａ）のカプセル化液晶
２２ａに示すように，カプセル化液晶２２ａ内部の各液
晶分子２３の配向が乱れている。従って直射光源（図示
せず）からこのプレートＬに投射された光線２０ａは各
液晶分子２３によって反射散乱されて，一部は反射光２
０ｂとなり，残りが散乱光２０ｃとなり照明光として放
射される。

【００１０】次に，上述した電気調光特性を有する機能
部材により形成したプレートＬにおいて，二枚の透明電
極２１間に液晶分子２３の特性で定まる所定値の電圧を
印加すると，図２（Ｂ）のカプセル化液晶２２ｂに示す
ように，カプセル化液晶２２ａ内部の各液晶分子２３の
配向が印加電圧によって定まる電界ｅの方向に対応して
一方向に整列する。従って，直射光源（図示せず）から
このプレートＬに投射された光線２０ａはそのまま透過
し，スポット光２０ｄとして放射される。上述した図２
（Ａ）の場合と図２（Ｂ）の場合との中間電圧を印加す
ると，その印加電圧に対応して散乱光の混在した照明光
が得られる。

【００１１】図３にはプレートＬの電圧印加による光線
の波長に対応した全透過率変化例を示している。図３に
おいて，横軸に光の波長，縦軸に％表示の全透過率を示
していて，カーブａは電圧不印加時，カーブｂは電圧印
加時を示している。図３に示すように印加電圧によって
光の散乱性が変化しても透過光強度は大きな影響を受け
ない。

【００１２】図４には光の波長による平行透過率変化例
を示している。図４において横軸に光の波長，縦軸に％
表示の平行透過率を示していて，曲線ａは電圧不印加
時，曲線ｂは電圧として１００Ｖｓｑ印加時を示してい
る。図４に示すように光の可視領域においては電圧印加
時に平行透過率が変化している。

【００１３】図５には印加電圧の大きさによって平行透
過率が変化する状況の例を示している。図５において横
軸にＶ表示による印加電圧の電圧値，縦軸に％表示の平
行透過率を示していて，曲線は光の波長３８０ｎｍない
し７８０ｎｍについて視感度補正を行ったものである。
図５に示すように印加電圧を連続的に変化させることに
よって光の散乱度割合を連続的に変化させることができ
ることがわかる。上述のように指向性をもった光源に対
して光カプセル化液晶を使用すると，透過光量をほとん
ど損なうことなく，印加電圧の調節によってスポット状
または間接照明状，およびその混在した中間照明に切り
換え調節される。

【００１４】次に上述したような特性を備えたカプセル
化液晶を調光装置２に使用した図１の働きを説明する。
図１（Ａ）において，カプセル化液晶を使用した調光装
置２の調節器３を操作して，調光装置２への電圧印加を
切ると，図２ないし図５によって説明したように光源１
の光は一部の反射ロスを除き散乱する光線ａとして部屋
Ｒ₁内に放射される。図１（Ｂ）において，カプセル化
液晶を使用した調光装置２の調節器３を操作して，調光
装置２に所定値の電圧を印加すると，図２ないし図５に
よって説明したように光源１の光は印加電圧に対応する
指向性を有するスポット光ｂとして部屋Ｒ₁内に放射さ
れる。上述のようにカプセル化液晶を使用すると，指向
性をもった光源から光の強度を損なうことなく，印加電
圧の調節によってスポット状または間接照明状，および
その混在した中間照明に切り換え調節される。

【００１５】上述した説明ではカプセル化液晶を使用し
て指向性をもった光源からの直射透過光と散乱光を切り
換え調節する例について説明したが，適切な光源を使用
して，上述以外のタイプの液晶を使用する，色フィルタ
ーと液晶を適切に組み合わせる，また，上述した調光装
置２の液晶プレートＬを所形状と所定数のセグメントに
分割して各セグメントに適当な色フィルターと液晶とを
組み合わせ，各セグメントごとに電圧の印加を制御する
等，各種応用した手段を使用するようにしても良い。上
述のようにすることによって，室内照明の色や照度を適
切に切り換え調節することができる。また，特定場所に
適切なスポット照明を行うことができる。

【００１６】実施例２：図６は太陽光による室内照明の
強度を切り換え調節するようにした実施例を示してい
る。図６において，図６（Ａ）は通常照明の場合，図６
（Ｂ）は照明の照度を減衰させた状態を示している。図
６において，Ｒ₂は本実施例に基づいた照明装置を設け
た部屋を示している。また，１０は光源である太陽から
放射される平行光線を示している。開口部１１からはい
った平行光線１０は，例えばレンズ機能を備えた，集光
部１２から光ダクト１３を経由し調光装置１４から部屋
Ｒ₂内に放射される。１５は調光装置１４の調節器で，
１６は調光装置１４と調節器１５とを接続する電線であ
って，調節器１５に入力する電源配線の図示は省略して
いる。図７には調光装置として使用した所定の電気調光
特性を有するエレクトロクロミック部材によりプレート
状に形成した調光装置の一部断面を象徴的に示してい
る。図７において，１４は図６で上述した調光装置１４
であって，１４ａは二枚の透明電極１４ｂの間に封入さ
れたエレクトロクロミック部材である。二枚の透明電極
１４ｂは調節器１５に接続されている。エレクトロクロ
ミック部材は電圧の印加によって酸化／還元反応を励起
しその反応結果によって，このエレクトロクロミック部
材の組成に対応した照射光の吸収特性が変化する機能を
備えている。

【００１７】次に上述したような特性を備えたエレクト
ロクロミック部材を調光装置１４に使用した図６の働き
を説明する。図６（Ａ）において，エレクトロクロミッ
ク部材を使用した調光装置１４の調節器１５を操作して
調光装置１４への電圧印加を切ると，光ダクト１３から
導入される太陽光は，一部の吸収ロスを除いて図６
（Ａ）に示すように部屋Ｒ₂内に放射され，部屋Ｒ₂内を
明るく照明する。図６（Ｂ）において，エレクトロクロ
ミック部材を使用した調光装置１４の調節器１５を操作
して調光装置１４に所定電圧値の電圧を印加すると，光
ダクト１３から導入される太陽光は調光装置１４のエレ
クトロクロミック部材によって吸収され図６（Ｂ）に示
すように部屋Ｒ₂内の照明は減衰され，部屋Ｒ₂内は暗く
なる。図７において示した二枚の透明電極１４ｂの間に
封入する調光素子として適切な機能のエレクトロケミカ
ル部材を選択使用すると，そのエレクトロケミカル部材
の機能によって特定色の光を照明光にする等各種の照明
機能を得ることができる。

【００１８】図６に示した光ダクトは太陽光をレンズで
集光した平行光線を部屋に導入するように説明したが，
光源の種類と光ダクトおよび調光装置との組み合わせ
は，光源の温度上昇を嫌う等部屋の内部に光源を設置で
きない場合，光源からの光の拡散条件等から上述したよ
うな調光装置が直接光源に装着できない場合等にも有効
に使用できる。また，光源の種類と光ダクト条件に対応
して必ずしも集光レンズは必要とせず，その他の集光手
段を使用しても良い。また，上述した光ダクトは直線状
の場合について記したが，屈折箇所に鏡またはプリズム
を使用する，光ファイバー等の導光特性を備えた合成樹
脂やガラス質の部材によって構成する等，適切な素材を
利用することによって任意の経路形状を備えた光ダクト
を形成できる。また，細長い蛍光灯等には，形状に合わ
せて形成した調光機能を備えたプレートを調光装置とし
て使用し，また，反射機能を備えた灯具やダクト等を組
み合わせることによって所定の調光が実現できる。

【００１９】上述の説明は本発明の技術思想を実現する
ための基本手法と構成を示したものである。即ち，光源
の種類は各種のものに対応でき，調光装置に使用する部
材に印加電圧の方向と大きさによって物理的または化学
的に光の透過度や散乱光が調節変化し得る材料を使用す
ることにより，その材料の特性によって，各種の部屋内
照明またはスポット照明の切り換えや調節を実施でき
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述したように構成したので以
下に記すような優れた効果が得られた。 (1)日常生活空間において，調光装置を適切に調節する
ことによって，任意の明るさを得ることができる。 (2)日常生活空間を，調光装置を適切に調節することに
よって，明るさの設定のみではなく，スポットライトと
シーリングライトとの切り換え等照明の質と内容を変化
させ，空間の雰囲気を適切に変化させることができる。 (3)日常生活空間を，調光装置を適切に調節することに
よって，ダウンライトやスポットライトの切り換えや照
度の調節等照明の質と内容を変化させ，空間の雰囲気を
適切に変化させることができる。 (4)日常生活空間を，調光装置を適切に調節することに
よって照明の質と内容を変化させることができるので，
複数の照明器具を備える必要がない。 (5)照明スタイルの変更を可能にできるので生活空間の
デザイン設定の自由度が高い。 (6)調光装置に液晶を使用すると上記の効果を容易に得
ることができる。 (7)調光装置にカプセル化液晶を使用すると，スポット
ライトとシーリングライトとの切り換え機能が容易に得
られる。 (8)調光装置に光ダクトによって光源の光を導入するよ
うにすると，照明箇所に配置困難な光源等の調光が容易
にできる。特に，太陽光を利用した照明装置の照度調節
に適している。 (9)調光装置にエレクトロクロミック部材を使用する
と，生活空間の照度や照明の質の切り換え機能が容易に
得られる。特に，ダクトで太陽光を導光するような光源
強度を調節できない照明機能の照度調節に適している。 (10)ダクト，反射灯具等を組み合わせて使用することに
より，各種光源に対する調光が可能になる。 (11)本発明によると，上述した一般的生活空間の照明の
調節のみではなく，局部的なスポットライトの内容切り
換え等，事業用の切り換えや調節可能な照明機能の種類
を豊富にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく照明装置の調光方法の実施例を
説明する，部屋内の照明状況を示す概要断面図で，その
内同図（Ａ）は通常照明の状態を，同図（Ｂ）はスポッ
ト照明の状態を示すものである。

【図２】本発明に基づく照明装置の調光方法に使用する
カプセル化液晶の構造と特性を説明するカプセル化液晶
の概要断面図で，その内同図（Ａ）は電圧無印加の状態
を，同図（Ｂ）は所定の電圧を印加した状態を示すもの
である。

【図３】図２に示したカプセル化液晶の全透過率変化特
性を示す特性図である。

【図４】図２に示したカプセル化液晶の光の波長域に対
応する平行透過率変化特性を示す特性図である。

【図５】図２に示したカプセル化液晶の平行透過率変化
の印加電圧依存特性を示す特性図である。

【図６】本発明に基づく照明装置の調光方法の図１とは
別の実施例を説明する，部屋内の照明状況を示す概要断
面図で，その内同図（Ａ）は通常照明の状態を，同図
（Ｂ）は照明を減衰した状態を示すものである。

【図７】本発明に基づく照明装置の調光方法に使用する
エレクトロクロミック部材の構造を説明するエレクトロ
クロミック部材の概要断面図である。

【符号の説明】

１：光源 ２，１４：調光装置 ３，１５：調節器 １０：平行光線 １３：ダクト １４ａ：エレクトロクロミック部材 ２０ａ：直射光線 ２２ａ，２２ｂ：カプセル化液晶

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【手続補正書】

【提出日】平成５年３月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図７】

【図６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨士本 宜意 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源前面に調光装置として電気調光特性
   を有する機能部材を使用して形成したプレートを設け，
   当該電気調光特性を有する機能部材に対する印加電気量
   を調節することによって，前記光源よりの放射光を調節
   変化させるようにしたことを特徴とする照明装置の調光
   方法。
2. 【請求項２】 導光機能を備えた光ダクトに電気調光特
   性を有する機能部材を使用して形成したプレートを設
   け，当該電気調光特性を有する機能部材に対する印加電
   気量を調節することによって，前記光ダクトによる導光
   を調節変化するようにしたことを特徴とする照明装置の
   調光方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電気調光特性を
   有する機能部材は液晶であって，適用液晶特性対応の電
   気量を調節するようにした照明装置の調光方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の液晶にカプセル化液晶を
   用い，光源に指向性光源を用いるようにした照明装置の
   調光方法。
5. 【請求項５】 請求項１または２記載の電気調光特性を
   有する機能部材はエレクトロクロミックであって，適用
   エレクトロクロミック特性対応の電気量を調節するよう
   にした照明装置の調光方法。