JP4623643B2 - Light emitter and light control element - Google Patents
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Description
この発明は、光源からでた光の光質を変換して外部に出力する光射出器及びその光射出器等に用いられる光制御素子に関するものである。 The present invention relates to a light emitter that converts the light quality of light emitted from a light source and outputs the light to the outside, and a light control element used in the light emitter and the like.
照明器具のカバーは、光源の単なる保護のみならず、裸の光の質感を変え、周囲の雰囲気とマッチングさせるためにも用いられており、従来、種々のものが開発されてきている。例えばカバーに半透明な素材を用いるなどしているものはよく知られているところであるし、さらに近時では、デザイン等の要求から光源の形状すら外部から認識できないようにし、消灯時は照明器具に見えず、点灯して初めてそれとわかるようなものすらある。 The cover of the lighting fixture is used not only for protecting the light source but also for changing the texture of bare light and matching it with the surrounding atmosphere, and various types have been developed in the past. For example, the use of a translucent material for the cover is well known, and more recently, the shape of the light source is not recognized from the outside due to design requirements, etc. There is even something that can only be seen when it lights up.
しかしながら、このように光源の光の質感を大きく変えたり、あるいはデザイン等を追求したりしたカバーは、逆に言うと光源からの光を多く遮ることになるため、点灯時にカバーにおいて少なからず光量ロスが生じ、光源の光を効率よく照明に用いることができない。その結果、この種の照明器具では、明るい照明が得られないか、又は大光量の光源を用いざるを得ず、熱の問題などが発生し得る。
つまり、従来の照明器具では、光質を変えたり、そうと見せないデザイン性等を追求したりすると、どうしても光の使用効率が悪くなるという不具合が発生する。
In other words, in the conventional lighting fixture, if the light quality is changed or a design that does not show that is pursued or the like, the use efficiency of light is inevitably deteriorated.
そこで本発明は、光が電磁波であり電波と同様な性状を有することを利用して、一方からのみ光を非常に効率よく透過させる光制御素子を生成し、その光制御素子と光源とを組み合わせることで、消灯時は光源が見えず、点灯時には光源の光を効率よく透過して光を射出することが可能な光射出器等を提供することをその所期課題とし、ひいては光の質感の向上や、デザイン性、周囲環境とのマッチング性等を向上させつつも、照明効率の非常によい全く新たな照明器具や光指示器等を創出すべく図ったものである。 Therefore, the present invention generates a light control element that transmits light very efficiently from only one side by utilizing the fact that light is an electromagnetic wave and has the same properties as radio waves, and combines the light control element and the light source. Therefore, it is an essential task to provide a light emitter that can transmit light by efficiently transmitting the light of the light source when it is turned off, and that can effectively emit light when it is turned on. The aim is to create completely new lighting fixtures, light indicators, etc. with very good lighting efficiency, while improving, improving design, matching with the surrounding environment, and the like.
すなわち、本発明に係る光射出器は、(内部)光源と、その光源から出た光を厚み方向に通過させ、外部に射出する板状の光制御素子とを備えたものであって、前記光制御素子が、遮蔽部及び厚み方向に貫通する開口部を交互に配設してなる光遮蔽板と、それら各開口部に嵌装され又は各開口部に臨む位置に設けられて前記光遮蔽板から光源側に突出する光透過性を有した突出体とを備えてなり、前記突出体の形態及び配設ピッチが、光源からの光に対してアンテナ効果を奏する、すなわち集光効果を奏するように設定されているとともに、前記光遮蔽板の少なくとも反光源側の面に、外部からの光の一部又は全部を散乱又は正反射する反射面が形成されていることを特徴とする。 That is, a light emitter according to the present invention includes an (internal) light source, and a plate-like light control element that passes light emitted from the light source in the thickness direction and emits the light to the outside. The light control element includes a light shielding plate in which shielding portions and openings penetrating in the thickness direction are alternately arranged, and the light shielding element that is fitted in or faces each opening. And a projecting body having light permeability projecting from the plate to the light source side, and the form and arrangement pitch of the projecting body exhibit an antenna effect with respect to light from the light source, that is, exhibit a light collecting effect. In addition, a reflection surface that scatters or specularly reflects part or all of light from the outside is formed on at least the surface on the side opposite to the light source of the light shielding plate.
このようなものであれば、点灯時においては、内部の光源からの光を非常に少ないロスで外部に射出することができるうえに、その際に、外部からの光が光制御素子の反射面で反射して光源からの透過光に足し合わされることになるため、非常に明るい発光面を容易に得られるだけでなく、その反射面に色彩を付加したり凹凸を付けたりすることで、照明光の質感を自在に変えることもできる。 In such a case, at the time of lighting, the light from the internal light source can be emitted to the outside with very little loss, and at that time, the external light is reflected on the reflection surface of the light control element. In addition to being able to easily obtain a very bright light-emitting surface, it can be illuminated by adding color or unevenness to the reflective surface. The texture of light can be changed freely.
一方、消灯時においては、光制御素子の反射面を自在にデザインできることから、外観を周囲と同化させたり、あるいは全く別の物品とみせかけたりすることが容易にできる。したがって消灯時には全く他の物品と認識され、光源が点灯することで、初めてそれと認識できるような全く新たな照明器具や指示器等を創出することが可能になる。 On the other hand, since the reflection surface of the light control element can be freely designed when the light is extinguished, the appearance can be easily assimilated with the surroundings or can be made to appear as a completely different article. Therefore, when the light is extinguished, it is completely recognized as another article and the light source is turned on, so that it is possible to create a completely new lighting device or indicator that can be recognized for the first time.
このようなものであれば、突出体の形態及び配設ピッチによって、光の透過率を0〜98%に制御することが可能であるが、特に照明器具等にとっては、前記光制御素子における前記一方の面側からの光の光透過率が、可視光については平均して約80〜98%であることが望まれる。 If it is such, it is possible to control the light transmittance to 0 to 98% depending on the shape and arrangement pitch of the protrusions. It is desirable that the light transmittance of light from one surface side is about 80 to 98% on average for visible light.
また、デザイン性を考えて、前記反射面(又はその裏側)に色彩を付すようにしてもよい。 Moreover, you may make it attach a color to the said reflective surface (or the back side) in consideration of design property.
外部からの光を最も効率よく反射するには、前記反射面を鏡面にして光が正反射するように構成し、外部から見たときに光遮蔽板をミラーと認識できるようにしているものが好ましい。 In order to reflect the light from the outside most efficiently, the reflection surface is used as a mirror surface so that the light is regularly reflected, and the light shielding plate can be recognized as a mirror when viewed from the outside. preferable.
一方、壁や手すりなど、他の物品に適用するには、前記反射面を凹凸面にして光が散乱反射するように構成し、外部から見たときに光遮蔽板に所望の質感が与えられるようにしているものが望ましい。 On the other hand, in order to apply to other articles such as walls and handrails, the reflection surface is made to be an uneven surface so that light is scattered and reflected, and a desired texture is given to the light shielding plate when viewed from the outside. It is desirable to do so.
開口部及び突出体は、光遮蔽板のすべての領域にくまなく設けられている必要は必ずしもなく、光遮蔽板の一部領域にのみ設けるようにしてもよい。例えば光源の点灯時に、何らかのメッセージを伝えたいときなどには、前記領域が、意味を持った形状又は文字となるように設定しておけばよい。 The openings and the protrusions do not necessarily have to be provided all over the region of the light shielding plate, and may be provided only in a partial region of the light shielding plate. For example, when it is desired to convey some message when the light source is turned on, the area may be set to have a meaningful shape or character.
光源からの光が突出体を通過して外部にでるときにさらに集光効果が営まれるようにしたり、あるいは外部からの光をより多く内部に透過させたりする場合には、前記突出体の配設されていない隙間に、光遮蔽板よりも反光源側に突出する第2突出体を配設することが好ましい。例えば、第2突出体の配設対応位置に、光遮蔽部を貫通する第2開口部を形成しておけば、外部からの光をより多く内部に透過させることが可能になる。 When the light from the light source passes through the protrusion and goes outside, the light collecting effect is further increased, or when more light from the outside is transmitted to the inside, the protrusion is arranged. It is preferable to arrange a second projecting body that projects further to the light source side than the light shielding plate in the gap that is not provided. For example, if a second opening penetrating the light shielding portion is formed at the position corresponding to the arrangement of the second projecting body, more light from the outside can be transmitted through the inside.
以上のように構成した本発明によれば、消灯時は遮蔽板によって光源が見えず、点灯時には光源の光を効率よく透過して光を射出することが可能となる。したがってその遮蔽板の表面(反射面)を所望の形態にすることで、デザイン性や周囲環境とのマッチング性等を向上させつつも、照明効率の非常によい全く新たな照明器具や光指示器等を創出することが可能になる。 According to the present invention configured as described above, the light source cannot be seen by the shielding plate when the light is turned off, and the light from the light source can be efficiently transmitted and emitted when the light is turned on. Therefore, by making the surface (reflective surface) of the shielding plate into a desired form, while improving the design and matching with the surrounding environment, etc., a completely new lighting fixture and light indicator with very good lighting efficiency Etc. can be created.
次に、本発明の一実施形態につき、図面を参照して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る光射出器100は、図1、図2に示すように、電球やLED等の内部光源1と、一方の面を光源1に向けて配置した板状をなす光制御素子2とを備え、光源1からでた光を、光制御素子2を介して外部に射出するものである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the light emitter 100 according to the present embodiment includes an internal light source 1 such as a light bulb and an LED, and a light control element 2 having a plate shape with one surface facing the light source 1. And the light emitted from the light source 1 is emitted to the outside through the light control element 2.
詳述すれば、前記光制御素子2は、遮蔽部31及び厚み方向に貫通する開口部たる貫通孔32を交互に配設してなる光遮蔽板3と、各貫通孔32に嵌装されて前記光遮蔽板3における光源1側の面から突出する複数の突出体4とを備えたものである。 More specifically, the light control element 2 is fitted into the light shielding plate 3 in which the shielding portions 31 and the through holes 32 that are openings that penetrate in the thickness direction are alternately arranged, and the through holes 32. The light shielding plate 3 includes a plurality of protrusions 4 protruding from the light source 1 side surface.
光遮蔽板3は、金属製(ここではアルミニウム、厚み約0.2μm)の板状体であり、その所定領域に亘って、貫通孔32を、例えば正方格子点上に(縦横に)所定ピッチで設けてなるものである。貫通孔32以外の部分である遮蔽部31は、可視領域の光(電磁波、以下単に光という)を遮断する。この遮蔽部31の表面(特に反光源側の面)は、光を反射する反射面3aにしてある。反射態様は、面荒さや色彩などで多様にでき、例えば光を正反射する鏡面にしてもよいし、色彩、凹凸などを付与して光を散乱反射するようにしてもよい。もちろん、この光遮蔽板を板や石、陶器、プラスティック等のような素材で構成して反射光の質感を調整するようにしてもよい。 The light shielding plate 3 is a plate-shaped body made of metal (here, aluminum, thickness of about 0.2 μm), and the through holes 32 are formed at predetermined pitches on the square lattice points (vertically and horizontally) over the predetermined regions, for example. Is provided. The shielding part 31 other than the through hole 32 blocks light in the visible region (electromagnetic wave, hereinafter simply referred to as light). The surface of the shielding portion 31 (particularly the surface on the side opposite to the light source) is a reflecting surface 3a that reflects light. The reflection mode can be varied depending on surface roughness, color, and the like. For example, it may be a mirror surface that regularly reflects light, or may be diffused and reflected by adding color, unevenness, and the like. Of course, this light shielding plate may be made of a material such as a plate, stone, ceramics, or plastic to adjust the texture of the reflected light.
突出体4は、ここでは円柱状をなすガラス(SiO2)であるが、その他ITOなど、光を透過させる誘電体で形成すればよい。その径、長さ(高さ)、ピッチは、例えばそれぞれ0.5〜2μm程度であるが、この突出体4が、電磁波である光を集光し透過させるアンテナとしての機能を最も発揮できるように適宜設定すればよい。具体的には、その径が、透過させたい帯域の光の波長の0.01〜3500倍、その長さが、透過させたい帯域の光の波長の0.009〜2500倍、その配設ピッチが透過させたい帯域の光の波長の0.006〜2000倍に設定しておくことが好ましい。 The protrusion 4 is made of glass (SiO 2 ) having a cylindrical shape here, but may be formed of a dielectric that transmits light, such as ITO. The diameter, length (height), and pitch are, for example, about 0.5 to 2 μm, respectively, but this projecting body 4 can most effectively function as an antenna that collects and transmits light as electromagnetic waves. May be set as appropriate. Specifically, the diameter is 0.01 to 3500 times the wavelength of light in the band to be transmitted, the length is 0.009 to 2500 times the wavelength of light in the band to be transmitted, and the arrangement pitch is Is preferably set to 0.006 to 2000 times the wavelength of light in the band desired to be transmitted.
この実施形態において、突出体4は、同じ素材で形成した光透過板5の一方の面(光源側の面)から一体に突出させてあり、光透過板5を、光遮蔽板3の反射面3aに密着させて層構造とすることにより、突出体4が貫通孔32を挿通して光遮蔽板3の光源側の面よりも突出するとともに、光透過板5が、光遮蔽板3の反射面3aを保護するように構成している。 In this embodiment, the projecting body 4 is integrally projected from one surface (surface on the light source side) of the light transmission plate 5 formed of the same material, and the light transmission plate 5 is reflected by the reflection surface of the light shielding plate 3. By forming a layer structure in close contact with 3 a, the projecting body 4 is inserted through the through hole 32 and protrudes from the light source side surface of the light shielding plate 3, and the light transmission plate 5 is reflected by the light shielding plate 3. The surface 3a is configured to be protected.
このように構成した光制御素子2の各面からの光透過特性、反射特性を図3に示す。光源側からの光を非常に効率よく透過する一方、外部からの光は反射する。なお、比較のため、貫通孔も突出体も有さない光遮蔽板のみの場合を図4に、突出体を有さない態様の場合を図5に示す。突出体4を有するこの光制御素子2において、光源側からの光透過特性に大きな違いがあることがわかる。 FIG. 3 shows light transmission characteristics and reflection characteristics from each surface of the light control element 2 configured as described above. Light from the light source side is transmitted very efficiently, while light from the outside is reflected. For comparison, FIG. 4 shows the case of only a light shielding plate having no through hole and no protrusion, and FIG. 5 shows the case of an aspect having no protrusion. It can be seen that there is a great difference in the light transmission characteristics from the light source side in the light control element 2 having the protrusions 4.
したがって、このような構成の光射出器100によれば、点灯時においては、内部の光源1からの光を非常に少ないロスで外部に射出することができ、しかも、その際に、外部からの光が光制御素子2の反射面3aで反射して光源1からの透過光に足し合わされることになるため、非常に明るい発光面を容易に得ることができる。また、反射面3aに色彩を付加したり凹凸を付けたりすることで、照明光の質感を自在に変えることもできる。さらに、点灯時においては、突出体4のレンズ作用及び拡散作用で、光源1がそのまま認識できるのではなく、光制御素子2が面発光しているかような効果を得ることもできる。 Therefore, according to the light emitter 100 having such a configuration, at the time of lighting, the light from the internal light source 1 can be emitted to the outside with very little loss, and at that time, the light from the outside can be emitted. Since light is reflected by the reflecting surface 3a of the light control element 2 and added to the transmitted light from the light source 1, a very bright light emitting surface can be easily obtained. In addition, the texture of the illumination light can be freely changed by adding color or unevenness to the reflecting surface 3a. Furthermore, at the time of lighting, not only the light source 1 can be recognized as it is by the lens action and the diffusion action of the projecting body 4, but also the effect that the light control element 2 emits surface light can be obtained.
一方、消灯時においては、光制御素子2の反射面3aを自在にデザインできることから、外観を周囲と同化させたり、あるいは全く別の物品とみせかけたりすることが容易にできる。したがって消灯時には、異なる他の物品と認識され、光源1が点灯することで、初めて光源1と認識できるような全く新たな照明器具や指示器等を創出することが可能になる。 On the other hand, since the reflecting surface 3a of the light control element 2 can be freely designed when the light is turned off, the appearance can be easily assimilated with the surroundings or can be made to appear as a completely different article. Therefore, when the light is turned off, it is recognized as another different article, and the light source 1 is turned on, so that it is possible to create a completely new lighting fixture, indicator, etc. that can be recognized as the light source 1 for the first time.
次に、光制御素子の種々の変形態様について説明する。なお、以下の説明中、前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付している。 Next, various modifications of the light control element will be described. In the following description, the same reference numerals are given to members corresponding to the embodiment.
まず、突出体4の他の形状例を、図6、図7に示す。突出体4は、円柱のみならず多角柱でもよいし、先端が丸みを帯びていてもよい。また多角錐や円錐、台形柱などの角錐形状でもよく、一方向に延びる突条でもよい。要は突出形状であればよく、一部またはそれぞれの形態が互いに異なっても構わない。ピッチがランダムに設定してあってもよい。 First, another example of the shape of the protrusion 4 is shown in FIGS. The protruding body 4 may be not only a cylinder but also a polygonal column, and the tip may be rounded. Further, it may be a pyramid shape such as a polygonal pyramid, a cone, or a trapezoidal column, or a ridge extending in one direction. In short, it may be a protruding shape, and some or each form may be different from each other. The pitch may be set at random.
また、図8に示すように、突出体4を、異なる屈折率の素材4a〜4dを用いて高さ方向に積み重ねた多層構造のものにしてもよい。例えば先端の層4aから順に屈折率の高い層4dへとなだらかに多層化した場合、一度入射した光が突出体から放出されにくくなる。また屈折率の層を適切な順に多層化すると、プリズム作用で透過した光が角度によって異なるスペクトルを放ち、光の色に係る質感を変化させることが可能になる。また層数と層の厚みを適宜設定して、目的のスペクトルをさらに効率よく透過させることも可能になる。 Moreover, as shown in FIG. 8, you may make the protrusion 4 into the thing of the multilayered structure piled up in the height direction using the raw materials 4a-4d of a different refractive index. For example, when the layers are gradually multilayered from the tip layer 4a to the layer 4d having a higher refractive index in order, it is difficult for light that has entered once to be emitted from the protrusion. In addition, when layers of refractive indexes are multilayered in an appropriate order, light transmitted by the prism action emits a spectrum that varies depending on the angle, and the texture relating to the color of the light can be changed. It is also possible to set the number of layers and the thickness of the layers as appropriate to transmit the target spectrum more efficiently.
図9、図10は、突出体4を多層構造にしつつ、各層4a〜4dを中央が上方に膨出する膨出形状にしたものである。図9は層4a〜4dの断面形状が三角型、図10は円弧型である。これら図9、10のものによれば、図8の平層型のものに比して、スペクトルの制御を行いやすい。また、図10のものによれば、レンズ形状のために光を突出体4の中央に集められるという効果も奏する。 9 and 10 show the protrusions 4 having a multilayer structure, and the layers 4a to 4d are bulged so that the center bulges upward. In FIG. 9, the cross-sectional shapes of the layers 4a to 4d are triangular, and FIG. 10 is an arc. 9 and 10, the spectrum can be controlled more easily than the flat layer type shown in FIG. Moreover, according to the thing of FIG. 10, there also exists an effect that light can be collected in the center of the protrusion body 4 for the lens shape.
光遮蔽板3は、前述したように金属でもよいし、板や石、陶器、プラスティック等のような素材で構成して光の質感を調整するようにしてもよい。この光遮蔽板3に他の特性、すなわち電導性やその逆に絶縁性、熱伝導性など、光遮蔽性や光質以外に必要な特性があればその特性を有する素材を用いればよい。例えば金属であると、電導性に富むことから電極として利用でき、熱伝導性に富むことから、曇り止めの鏡やガラスに適用できる。また可視光以外の特定帯域の電磁波を遮断する効果も得られる。 The light shielding plate 3 may be made of metal as described above, or may be made of a material such as a plate, stone, pottery, or plastic to adjust the light texture. If the light shielding plate 3 has other properties, that is, electrical conductivity and conversely insulating properties, thermal conductivity, and other necessary properties other than light shielding properties and light quality, a material having such properties may be used. For example, if it is a metal, it can be used as an electrode because of its high electrical conductivity, and it can be applied to an anti-fogging mirror or glass because of its high thermal conductivity. In addition, an effect of blocking electromagnetic waves in a specific band other than visible light can be obtained.
図11に示すように、光遮蔽板3を多層構造31a〜31dにしてもよい。例えば金属板に塗料を塗る場合などがこれに相当する。このことによって、酸化や劣化の防止、反射率向上などの効果が得られ、あるいは光の質感を繊細に制御することも可能になる。例えば塗料に蛍光を発するものを塗ったり、所定帯域の光のみを選択的に反射するような塗料を塗ったりしてもよい。 As shown in FIG. 11, the light shielding plate 3 may have a multilayer structure 31 a to 31 d. For example, this is the case when a paint is applied to a metal plate. As a result, effects such as prevention of oxidation and deterioration, and improvement of reflectance can be obtained, or the texture of light can be delicately controlled. For example, a fluorescent material may be applied to the paint, or a paint that selectively reflects only light in a predetermined band may be applied.
さらに光遮蔽板3は、前記実施形態のように、一枚の板(膜もふくむ)に開口部として貫通孔32を設けた構成でもよいし、多数の分割された遮蔽部31が、それぞれ隙間を有して光透過板5に貼り付けられているような構成でもよい。その場合、遮蔽部31間の隙間が開口部になる。 Furthermore, the light shielding plate 3 may have a configuration in which a through-hole 32 is provided as an opening in a single plate (including a film) as in the above-described embodiment. The structure which has and is affixed on the light transmissive board 5 may be sufficient. In that case, the gap between the shielding parts 31 becomes an opening.
一方で、前記実施形態では、光源1からの光の透過率は100%に近く、逆に言えばその光の反射率はほぼ0%であったわけだが、この光源1からの光の透過率を制御しようとすると、基本的には、まず突出体4のピッチを制御すればよい。例えば、光の透過率を下げる方向(光の反射率を上げる方向)に制御するには、その突出体4による光の集光効果が生じる領域よりもピッチを十分に大きくとればよい。その他に、遮蔽部31の光源側を向く面の形状に工夫を施しても、透過率制御が可能で、また、光源側への光の反射態様も変えられる。具体的には、図12に示すように、膨出湾曲面にしたり、断面凹形状(断面U字型やV字型)にしたものが考えられる。 On the other hand, in the above embodiment, the light transmittance from the light source 1 is close to 100%, and conversely, the light reflectance is almost 0%. To control, basically, the pitch of the protrusions 4 should be controlled first. For example, in order to control in the direction of decreasing the light transmittance (in the direction of increasing the light reflectance), the pitch may be sufficiently larger than the region where the light condensing effect by the protrusions 4 is generated. In addition, even if the shape of the surface of the shielding part 31 facing the light source is devised, the transmittance can be controlled, and the reflection mode of the light toward the light source can be changed. Specifically, as shown in FIG. 12, a bulging curved surface or a concave cross section (a U-shaped section or a V-shaped section) can be considered.
光透過板5は必ずしも必要なく、また、図13に示すように、この光透過板5を突出体4とは異なる部材にしても構わない。図14は、突出体4が、光透過板5を貫通するように構成した例である。図15は突出体4の下の光透過板5に孔が貫通している例である。また、光透過板の反光源側に光遮蔽板を配してもよい。 The light transmission plate 5 is not always necessary, and the light transmission plate 5 may be a member different from the projecting body 4 as shown in FIG. FIG. 14 is an example in which the protrusion 4 is configured to penetrate the light transmission plate 5. FIG. 15 shows an example in which a hole penetrates the light transmission plate 5 below the protrusion 4. Further, a light shielding plate may be arranged on the light source plate on the side opposite to the light source.
また、突出体4と貫通孔32とは同径である必要はない。外部からの光の反射率は遮蔽部31と貫通孔32との面積比でおおよそ定まるため、反射率を下げたければ、図16に示すように、貫通孔32の径を突出体4の径を大きくすればよく、その逆であれば、図17に示すように貫通孔32の径を突出体4の径よりも小さくすればよい。この場合、光源1からの光の透過率が悪くなるが、それも図9〜図11のように突出体4を多層構造にするなどして透過率減少を増減することが可能である。 Moreover, the protrusion 4 and the through-hole 32 do not need to have the same diameter. Since the reflectance of light from the outside is roughly determined by the area ratio between the shielding portion 31 and the through hole 32, if the reflectance is to be lowered, the diameter of the through hole 32 is set to the diameter of the protrusion 4 as shown in FIG. What is necessary is just to enlarge, and what is necessary is just to make the diameter of the through-hole 32 smaller than the diameter of the protrusion 4 as shown in FIG. In this case, the transmittance of light from the light source 1 is deteriorated, but it is also possible to increase or decrease the decrease in transmittance by making the protrusion 4 have a multilayer structure as shown in FIGS.
図18は、保護のために突出体4の突出体分の側周囲を、保護部9で覆った形態である。突出体4での集光作用を保つには突出体4の誘電率を周囲よりも大きく、すなわち保護部9の誘電率よりも大きくすることが必要である。また保護部9は突出体4の高さと同じである必要はない。 FIG. 18 shows a form in which the side periphery of the protrusion 4 of the protrusion 4 is covered with a protection portion 9 for protection. In order to maintain the light collecting action at the protrusion 4, it is necessary to make the dielectric constant of the protrusion 4 larger than that of the surroundings, that is, larger than the dielectric constant of the protection portion 9. Moreover, the protection part 9 does not need to be the same as the height of the protrusion 4.
さらに、前記突出体4の配設されていない隙間に、光遮蔽板3よりも反光源1側に突出する第2突出体4を配設しても構わない。図19では、遮蔽部31に第2突出体4’を設けている。このことにより、突出体4を透過して出てきた光が、この第2突出体4’で再度集光されるので、透過光及び反射光の質感を変えることができる。 Further, a second projecting body 4 projecting to the side opposite to the light source 1 from the light shielding plate 3 may be disposed in a gap where the projecting body 4 is not disposed. In FIG. 19, the second protrusion 4 ′ is provided in the shielding part 31. As a result, the light transmitted through the projecting body 4 is condensed again by the second projecting body 4 ′, so that the texture of transmitted light and reflected light can be changed.
また、図20(a)に示すように、第2突出体4’の配設対応位置に、第2開口部32’を形成してもよいし、同図(b)に示すように、一部又は全部の突出体4と第2突出体4’とを連続させて1本の棒状のものとし、それが光遮蔽板3を貫通して両方の面から突出するような態様にしてもよい。このとき第2開口部32’は、開口部32と重なっていると考えればよい。このようにすると、外部から内部光源側への光の透過率の調整も可能になるため、前記(第1)突出体4と第2突出体4’との配設比率により、この光制御素子2の内から外及び外から内への光の透過率の設定を任意に行うことができる。そして、後述するが、第2光源を有する照明器具などに適用してその効果が顕著になる。 Further, as shown in FIG. 20A, a second opening 32 ′ may be formed at a position corresponding to the arrangement of the second protrusion 4 ′. As shown in FIG. A part or all of the projecting bodies 4 and the second projecting body 4 ′ may be made into a single rod-like shape, and may penetrate the light shielding plate 3 and project from both surfaces. . At this time, the second opening 32 ′ may be considered to overlap the opening 32. This makes it possible to adjust the transmittance of light from the outside to the internal light source side. Therefore, the light control element is determined by the arrangement ratio of the (first) projecting body 4 and the second projecting body 4 ′. It is possible to arbitrarily set the light transmittance from the inside to the outside and from the outside to the inside. And although mentioned later, the effect becomes remarkable when applied to the lighting fixture etc. which have the 2nd light source.
また、光源は、自然光や周囲光でも構わないので、この光制御素子を照明器具や指示器としてのみならず、壁や窓等の建築材料としても利用できる。 Further, since the light source may be natural light or ambient light, the light control element can be used not only as a lighting fixture or an indicator, but also as a building material such as a wall or a window.
次に、このような構成の光射出器100の利用態様について例示する。 Next, a usage mode of the light emitter 100 having such a configuration will be illustrated.
まず、この光射出器100をインテリア又はエクステリア用照明器具として用いた場合の例を挙げる。このようなものでは、デザイン的な観点や周囲とのマッチングを考慮して、消灯時は照明器具に見えず、点灯して初めてそれとわかる照明器具が求められる場合がある。 First, an example in which the light emitter 100 is used as an interior or exterior lighting fixture will be described. In such a case, in consideration of the design viewpoint and matching with the surroundings, there is a case where a lighting fixture that cannot be seen as a lighting fixture when it is turned off and is understood only when it is turned on may be required.
図21、図22は、室内の天井や壁に取り付けることのできる照明器具LDの一例である。光制御素子2は、断面が三角波状乃至波形状をしている。光源1には棒状の蛍光灯を用いており、その光源1を、光制御素子2の各三角部分に対応してそれぞれ1つずつ配設している。このようなものであれば、光源1から側方にでて光制御素子2を通過した光が、その側方にある次の光制御素子2の反射面3aで反射され、下方に進むため、照明効率が向上する。 FIG. 21 and FIG. 22 show an example of a lighting fixture LD that can be attached to an indoor ceiling or wall. The light control element 2 has a triangular wave shape or a wave shape in cross section. A rod-like fluorescent lamp is used as the light source 1, and one light source 1 is arranged corresponding to each triangular portion of the light control element 2. In such a case, the light that has passed through the light control element 2 laterally from the light source 1 is reflected by the reflection surface 3a of the next light control element 2 on the side, and proceeds downward. Lighting efficiency is improved.
反射面側にさらに第2光源を配置した構成でも構わない。このようなものであれば、(第1)光源と第2光源とをON/OFFすることによって、3種類の照射パターンを変更できる。(第1)光源のみがONの場合、透過した光のみの照明となり、第2光源のみをONした場合は、反射面による間接照明的な効果も得られる。双方の光源をONした場合は、非常に明るいガラス乃至鏡のようなものとなる。間仕切りにこの光制御素子を用い、第1光源と第2光源とをその表裏に配置すれば、間仕切りで隔てられた各部屋の照明の雰囲気が異なる趣のある照明器具を創出できる。 A configuration in which a second light source is further disposed on the reflecting surface side may be used. If it is such, three types of irradiation patterns can be changed by turning ON / OFF the (first) light source and the second light source. (First) When only the light source is ON, only the transmitted light is illuminated. When only the second light source is ON, an indirect illumination effect by the reflecting surface is also obtained. When both light sources are turned on, it looks like a very bright glass or mirror. If this light control element is used for the partition and the first light source and the second light source are arranged on the front and back sides, it is possible to create a quaint lighting device in which the atmosphere of the illumination in each room separated by the partition is different.
図23は、中空多面体の照明器具LDの例である。内部に光源1を有し、外壁に光制御素子2を用いている。そして反射面3aを鏡面にして、消灯時はイルミネーションボールのような雰囲気を持たせてある。中空多面体は、机上や床上においてもよいし、その形状も四角錐など種々が考えられる。 FIG. 23 is an example of a hollow polyhedral lighting fixture LD. A light source 1 is provided inside, and a light control element 2 is used on the outer wall. And the reflecting surface 3a is made into a mirror surface, and the atmosphere like an illumination ball is given at the time of light extinction. The hollow polyhedron may be on a desk or a floor, and various shapes such as a quadrangular pyramid can be considered.
その他、例えば、反射面3aの色や凹凸を工夫して、図24に示すように、消灯時には、石や煉瓦、陶器等のオブジェにみえるようにしたものや、図25に示すように、手すりなどの他の機能を有するものを照明器にして構わない。また図示しないが、例えばテーブルの天板に光制御素子を用い、その天板の下方に光源を配置したものも考えられる。クリスマスツリーなどの装飾品の外壁に光制御素子を用い、内部に光源を格納したり、光源は別の場所にあって光ファイバなどのライトガイドで光制御素子にまで光を伝達したりするものでもよい。 In addition, for example, the color and unevenness of the reflecting surface 3a are devised so that it can be seen as an object such as stone, brick, ceramics, etc. when turned off as shown in FIG. 24, or a handrail as shown in FIG. Those having other functions may be used as the illuminator. Although not shown, for example, a light control element may be used for the table top and a light source may be disposed below the table top. A light control element is used on the outer wall of a decorative object such as a Christmas tree, and the light source is stored inside, or the light source is located in another place and transmits light to the light control element with a light guide such as an optical fiber. But you can.
図26では、この光射出器100を、顕微鏡MSに適用した例を示している。この例では、ステージ(載物台)Sに光制御素子2を用い、対物レンズTの逆側に光源1を配置している。そうすると、光源1の点灯時には、光がステージSを通過して、対物レンズTの反対側から観察物Wを照射することができる。 FIG. 26 shows an example in which the light emitter 100 is applied to a microscope MS. In this example, the light control element 2 is used for the stage (mounting table) S, and the light source 1 is arranged on the opposite side of the objective lens T. Then, when the light source 1 is turned on, the light can pass through the stage S and irradiate the observation object W from the opposite side of the objective lens T.
この応用例としては種々考えられる。ステージの縁のみが光って観察物を側周囲から照明するもの、ステージの複数領域を選択的に光らせることが可能で、観察物の一部のみを照明可能なもの、光の色を変更して特殊な成分のみに反応して強調された像を見ることが可能なものなどである。また、特に観察物に光を照射して蛍光を発させ、それを観測するような場合、ステージ(光制御素子)の表面(反射面)で光を反射させることができるため、より明るく鮮明な蛍光像が得られるという利点もある。 Various application examples are conceivable. Only the edge of the stage shines to illuminate the observation object from the side, multiple areas of the stage can be selectively illuminated, only a part of the observation object can be illuminated, and the color of the light can be changed It is possible to see an emphasized image only in response to a special component. In particular, when the observation object is irradiated with light to emit fluorescence and observed, the light can be reflected on the surface (reflection surface) of the stage (light control element), so that it is brighter and clearer. There is also an advantage that a fluorescent image can be obtained.
次に、この光射出器100を指示器として用いた場合の例を挙げる。 Next, the example at the time of using this light emitter 100 as an indicator is given.
以下では、光制御素子2の反射面3aを鏡面にし、通常はこの光射出器100をミラーとして用いるようにしている。 In the following, the reflecting surface 3a of the light control element 2 is used as a mirror surface, and the light emitter 100 is normally used as a mirror.
図27は、自動車のフェンダーFに光射出器100を用いた態様である。ここではミラーMを光制御素子2で構成し、フェンダー内部に図示しない光源が配設してある。また、ミラーMの全領域に亘って突出体4及び貫通孔32が形成してあり、例えば光源1を点滅させることで、ミラーMの全面が点滅し、方向指示器等として用いることができるようにしてある。さらに、図28に示すように、ミラーMの一部(外側部分や内側部分、上下部分)のみが点灯するようにしてもよいし、それら各部を選択的に点灯できるようにしても構わない。また、図示しないが、ミラーカバーを光制御素子で形成し、カバーの全部又は一部が点灯可能に構成してもよい。 FIG. 27 shows a mode in which the light emitter 100 is used for the fender F of the automobile. Here, the mirror M is composed of the light control element 2, and a light source (not shown) is disposed inside the fender. Further, the projecting body 4 and the through-hole 32 are formed over the entire area of the mirror M. For example, when the light source 1 is blinked, the entire surface of the mirror M is blinked and can be used as a direction indicator or the like. It is. Furthermore, as shown in FIG. 28, only a part of the mirror M (outer part, inner part, upper and lower parts) may be lit, or each part may be selectively lit. Although not shown, the mirror cover may be formed of a light control element so that all or part of the cover can be lit.
図29は、例えば道路に設置される道路ミラーMに光射出器100を適用した例である。同図に示すように、光制御素子2の一部領域にのみ突出体4及び貫通孔32を形成し、それらが意味を持つような形状にしている。図示しない内部の光源が点灯すると、危険を示す「危」や「雪」などが認識可能に点灯する。 FIG. 29 shows an example in which the light emitter 100 is applied to a road mirror M installed on a road, for example. As shown in the figure, the protruding body 4 and the through hole 32 are formed only in a partial region of the light control element 2 and are shaped so that they have meaning. When an internal light source (not shown) is turned on, “danger” and “snow” indicating danger are turned on in a recognizable manner.
もちろん反射面を光拡散面にして色彩を付加し、壁や柱などのような質感をもたせて周囲との調和を図りながら、一時的にあるいは連続的に光源が点灯して、指示器として機能するような態様も可能である。 Of course, the reflective surface is a light diffusing surface, color is added, and the light source is turned on temporarily or continuously while providing harmony with the surroundings by giving it a texture like a wall or pillar, and functions as an indicator Such an embodiment is also possible.
その他、本発明は前述した実施形態や変形例の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, it is needless to say that the present invention may appropriately combine a part or all of the above-described embodiments and modifications, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
1・・・光源
2・・・光制御素子
3・・・光遮蔽板
31・・・遮蔽部
32・・・開口部(貫通孔)
3a・・・反射面
4・・・突出体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2 ... Light control element 3 ... Light shielding board 31 ... Shielding part 32 ... Opening part (through-hole)
3a ... reflective surface 4 ... projecting body
Claims (10)
前記光制御素子が、光を遮蔽する遮蔽部及び厚み方向に貫通する開口部を交互に配設してなる光遮蔽板と、それら各開口部に嵌装され又は各開口部に臨む位置に設けられ、前記光遮蔽板から光源側に突出する光透過性を有した突出体とを備えたものであって、
前記突出体の形態及び配設ピッチが、光源からの光に対して集光作用を奏するように設定されているとともに、該突出体の先端が丸みを帯びているか、または、多角錐や円錐などの角錐形状であり、さらに、前記光遮蔽板の少なくとも反光源側の面に、外部からの光の一部又は全部を散乱又は正反射する反射面が形成されていることを特徴とする光射出器。 A light source and a plate-like light control element that passes light emitted from the light source in the thickness direction and emits the light to the outside,
The light control element is provided with a light shielding plate formed by alternately arranging a shielding portion for shielding light and an opening portion penetrating in the thickness direction, and a position where the light control element is fitted to or faces each opening portion. And a projecting body having light transmittance projecting from the light shielding plate to the light source side,
The shape and arrangement pitch of the protrusions are set so as to collect light with respect to the light from the light source, and the tip of the protrusions is rounded, or a polygonal pyramid or a cone Further, a light emission surface characterized in that a reflection surface for scattering or specularly reflecting a part or all of light from the outside is formed on at least the surface on the side opposite to the light source of the light shielding plate. vessel.
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