[go: up one dir, main page]

JP4697726B2 - Lighting device - Google Patents

Lighting device Download PDF

Info

Publication number
JP4697726B2
JP4697726B2 JP2005065878A JP2005065878A JP4697726B2 JP 4697726 B2 JP4697726 B2 JP 4697726B2 JP 2005065878 A JP2005065878 A JP 2005065878A JP 2005065878 A JP2005065878 A JP 2005065878A JP 4697726 B2 JP4697726 B2 JP 4697726B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
transmissive sheet
sheet
light source
light transmissive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005065878A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006252880A (en
Inventor
文雄 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABEL SYSTEMS Inc
Original Assignee
ABEL SYSTEMS Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABEL SYSTEMS Inc filed Critical ABEL SYSTEMS Inc
Priority to JP2005065878A priority Critical patent/JP4697726B2/en
Publication of JP2006252880A publication Critical patent/JP2006252880A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4697726B2 publication Critical patent/JP4697726B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

本発明は、回折現象によって種々の照明効果を有する照明装置に関するものである。   The present invention relates to an illumination device having various illumination effects by a diffraction phenomenon.

従来より蛍光管、白熱電球、発光ダイオード(以下、LEDと記載する。)などの多種多様な光源が開発・発売されている。それらの光源は、通常の照明からその場の雰囲気に合わせた演出用の照明装置、信号灯、バックライトなどの様々な装置に利用される。   A wide variety of light sources such as fluorescent tubes, incandescent bulbs, and light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) have been developed and put on the market. These light sources are used in various devices such as lighting devices for presentations, signal lights, and backlights that are adapted to the atmosphere of the place from ordinary lighting.

例えば、LEDを利用した信号灯は、多数のLEDを密集させて並べるのが通常である(特許文献1参照)。また、クリスマスツリーなどに取り付ける演出用のLEDも多数必要であり、1光点に1つのLEDが存在する。しかし、多数のLEDを使用するのは種々の面で不経済である。演出用の照明において、単にLEDを使用するだけでは演出効果に限界がある場合がある。   For example, a signal lamp using LEDs is usually arranged with a large number of LEDs arranged closely (see Patent Document 1). In addition, a large number of production LEDs attached to a Christmas tree or the like are necessary, and there is one LED for one light spot. However, using a large number of LEDs is uneconomical in various ways. In production lighting, there are cases where the production effect is limited by simply using LEDs.

特開2003−036497号公報(図1参照)JP 2003-036497 A (see FIG. 1)

本発明は、LEDなどの光源の数が少なくても種々の照明効果を有する照明装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the illuminating device which has various illumination effects, even if there are few light sources, such as LED.

本発明の照明装置の要旨は、光を発する光源と、前記光源の発する光の光路上に配置され、回折格子となる誘電体アンテナを設けた光透過性シートと、を含むことである。光源で発せられた光は、光透過性シートの誘電体アンテナによって分散され、高輝度の光点を映し出すことができる。   The gist of the illuminating device of the present invention is to include a light source that emits light and a light-transmitting sheet that is disposed on an optical path of the light emitted from the light source and provided with a dielectric antenna serving as a diffraction grating. The light emitted from the light source is dispersed by the dielectric antenna of the light transmissive sheet, and a high-luminance light spot can be projected.

照明装置は、前記光透過性シートを回転、振動、またはその両方により揺れ動かす機構を設けてもよい。   The illumination device may be provided with a mechanism that swings the light transmissive sheet by rotation, vibration, or both.

前記光透過性シート上に拡散シートを配置してもよい。   A diffusion sheet may be disposed on the light transmissive sheet.

前記光源が入る凹部を備えた構造体を有してもよい。   You may have a structure provided with the recessed part into which the said light source enters.

前記光透過性シートは円錐形であってもよい。   The light transmissive sheet may have a conical shape.

前記円錐形の頂点の角度が90°±30°であってもよい。   The angle of the apex of the cone may be 90 ° ± 30 °.

前記誘電体アンテナの間隔は0.01μm〜10cmである。   The distance between the dielectric antennas is 0.01 μm to 10 cm.

本発明は、回折格子として働く誘電体アンテナによって光を格子状に分散させることができる。誘電体アンテナによって、高輝度の光を分散させることができる。分散した光は拡散せず、照度が距離の自乗に反比例することはない。この光の分散をうまく利用することによって種々の照明装置を構成することができる。   In the present invention, light can be dispersed in a lattice shape by a dielectric antenna that functions as a diffraction grating. High-intensity light can be dispersed by the dielectric antenna. The dispersed light does not diffuse and the illuminance is not inversely proportional to the square of the distance. Various lighting devices can be constructed by making good use of this dispersion of light.

本発明の照明装置の実施形態について図面を用いて説明する。まずは本発明の基本的な構成から説明する。   An embodiment of a lighting device of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the basic configuration of the present invention will be described.

図1のように、照明装置10は、光14を発する光源12と、誘電体アンテナを設けた光透過性シート16とを含む。以上の構成が、本発明の照明装置10の基本的な構成である。   As shown in FIG. 1, the illumination device 10 includes a light source 12 that emits light 14 and a light transmissive sheet 16 provided with a dielectric antenna. The above configuration is the basic configuration of the illumination device 10 of the present invention.

図1の光源12は、レーザーダイオードを使用している。レーザー光の波長は例えば約660nm、出力は約1mW以下である。後述する種々の実施例においては、光源12はレーザーダイオードに限定されず、LEDなどのあらゆる光が使用可能である。   The light source 12 in FIG. 1 uses a laser diode. The wavelength of the laser light is about 660 nm, for example, and the output is about 1 mW or less. In various embodiments to be described later, the light source 12 is not limited to a laser diode, and any light such as an LED can be used.

図2の光透過性シート16は、光源12の発する光14の光路上に配置される。光透過性シート16は、透明のシート20の上に誘電体アンテナ22が配置されている。光透過性シート16に形成された誘電体アンテナ22が回折格子となる。誘電体アンテナ22は、透明のシート20のどちら側に配置されてもよい。この誘電体アンテナ22によって光14が回折、透過、散乱される。なお、図1の照明装置10はレーザー光14と光透過性シート16とは垂直になっている。   The light transmissive sheet 16 in FIG. 2 is disposed on the optical path of the light 14 emitted from the light source 12. The light transmissive sheet 16 has a dielectric antenna 22 disposed on a transparent sheet 20. The dielectric antenna 22 formed on the light transmissive sheet 16 serves as a diffraction grating. The dielectric antenna 22 may be disposed on either side of the transparent sheet 20. The dielectric antenna 22 diffracts, transmits, and scatters the light 14. In the illumination device 10 of FIG. 1, the laser beam 14 and the light transmissive sheet 16 are perpendicular to each other.

誘電体アンテナ22は広帯域の光に対応することができる。誘電体アンテナ22は円柱形状である。円柱形状以外に、角柱、円錐、角錐、円錐台、角錐台などであってもよい。誘電体アンテナ22は、格子状に並べられて配置されるが、回折格子として働くのであれば格子状に並べられなくてもよい。誘電体アンテナ22同士の側面から側面の間隔は約0.01μm〜10cmであり、好ましくは約0.3〜50μmである。誘電アンテナ22の間隔の違いによって、図3に示す格子模様の光点Lの数が異なるようになる。例えば、約1μmであれば中心に最も近い輝く点として中心も含めて格子状の光点Lは7点であり、約4μmであれば中心に最も近い輝く点として中心も含めて光点Lは9点となる。なお、誘電体アンテナ22の高さは約0.01μm〜10cmであり、好ましくは約0.2〜10μmである。   The dielectric antenna 22 can cope with broadband light. The dielectric antenna 22 has a cylindrical shape. Besides a cylindrical shape, a prism, a cone, a pyramid, a truncated cone, a truncated pyramid, and the like may be used. The dielectric antennas 22 are arranged in a grid pattern, but may not be arranged in a grid pattern as long as they function as a diffraction grating. The distance between the side surfaces of the dielectric antennas 22 is about 0.01 μm to 10 cm, preferably about 0.3 to 50 μm. The number of light spots L in the lattice pattern shown in FIG. 3 varies depending on the distance between the dielectric antennas 22. For example, if it is about 1 μm, the number of grid-like light spots L including the center is 7 as the brightest point closest to the center, and if it is about 4 μm, the light spot L including the center as the brightest point closest to the center is Nine points. The height of the dielectric antenna 22 is about 0.01 μm to 10 cm, preferably about 0.2 to 10 μm.

図3に光透過性シート16にレーザー光14を通過させたときに壁18などに映し出される光点Lの模様を示す。図3に示すように格子状に光点Lが映し出される。図3においてハッチングを施している中心の光点L1は光透過性シート16を介して光源12まで直線で結ばれる。なお、本明細書において符号Lは符号L1,L2,L3,L4,L5を総括的に示すものとする。   FIG. 3 shows a pattern of light spots L projected on the wall 18 and the like when the laser light 14 is passed through the light transmissive sheet 16. As shown in FIG. 3, the light spots L are projected in a grid pattern. In FIG. 3, the central light spot L <b> 1 that is hatched is connected to the light source 12 through a light transmissive sheet 16 in a straight line. In the present specification, the symbol L generally indicates the symbols L1, L2, L3, L4, and L5.

符号Lと一緒に示した数字は光の明るさの順位を示す。実験によりL1〜L3までの光点Lは明るさが十分であったが、L4、L5は通常市販のLEDの輝度では十分な明るさが得られなかった。したがって、十分な明るさが得られた光点Lは9点である。以下、この9点の光点Lについて検討する。   The numbers shown together with the symbol L indicate the order of light brightness. Although the brightness of the light spots L from L1 to L3 was sufficient by experiment, L4 and L5 were not able to obtain sufficient brightness with the brightness of commercially available LEDs. Therefore, there are nine light spots L at which sufficient brightness is obtained. Hereinafter, these nine light spots L will be examined.

表1に各光点Lの照度の測定結果を示す。d1は、図1に示す光透過性シート16と壁18の距離である。d2は、図1に示す光源12と光透過性シート16との距離である。測定時の部屋の照度は6luxであった。   Table 1 shows the measurement results of the illuminance at each light spot L. d1 is the distance between the light transmissive sheet 16 and the wall 18 shown in FIG. d2 is the distance between the light source 12 and the light transmissive sheet 16 shown in FIG. The illuminance of the room at the time of measurement was 6 lux.

Figure 0004697726
Figure 0004697726

光透過性シート16の透過率にもよるが、光14を光透過性シート16に通すと、光点L1の照度は光透過性シート16を通さないときの照度の約45〜48%となる。光透過性シート16に光14を通すことによって、光14が図3のように格子状に分散する。   Although depending on the transmittance of the light transmissive sheet 16, when the light 14 is passed through the light transmissive sheet 16, the illuminance at the light spot L <b> 1 is about 45 to 48% of the illuminance when the light transmissive sheet 16 is not passed. . By passing the light 14 through the light transmissive sheet 16, the light 14 is dispersed in a lattice shape as shown in FIG.

光透過性シート16が無い場合に光点L2やL3の照度が測定されたのは、部屋の照度の影響である。そこで部屋の照度の影響を除去した場合、すなわち暗闇を想定した場合の照度を表2に示す。光透過性シート16が無い場合のレーザー光14の照度をL0とした場合の暗闇での照度を表3に示す。   The measurement of the illuminance at the light spots L2 and L3 in the absence of the light transmissive sheet 16 is due to the illuminance of the room. Therefore, Table 2 shows the illuminance when the influence of the illuminance of the room is removed, that is, when darkness is assumed. Table 3 shows the illuminance in the dark when the illuminance of the laser light 14 when the light transmissive sheet 16 is not provided is L0.

Figure 0004697726
Figure 0004697726

Figure 0004697726
Figure 0004697726

図4(a)〜(c)に示す光点Lの格子模様や光14の広がりの関係について表4に示す。なお、θは光透過性シート16から壁18までにおける2次元での光14の角度であり、Ωは光14の立体角である。d3やrは図4(a)に示すように、光点間の距離である。また、照射距離と格子模様の関係は表5のようになる。さらに表5に基づいて一般式を求めると表6のようになる。   Table 4 shows the relationship between the lattice pattern of the light spot L and the spread of the light 14 shown in FIGS. Θ is the two-dimensional angle of the light 14 from the light transmissive sheet 16 to the wall 18, and Ω is the solid angle of the light 14. d3 and r are distances between the light spots as shown in FIG. Table 5 shows the relationship between the irradiation distance and the lattice pattern. Further, when a general formula is obtained based on Table 5, it is as shown in Table 6.

Figure 0004697726
Figure 0004697726

Figure 0004697726
Figure 0004697726

Figure 0004697726
Figure 0004697726

以上をまとめると、誘電体アンテナ22を有する光透過性シート16によって光14を格子状に分散させることができる。分散により、分散しない場合の光と比較して各光14の照度は下がるが、分散した各光14は拡散せず、各光14は高輝度となる。すなわち、光14の照度が距離の自乗に反比例して下がることはない。光14が拡散しない高輝度の光点Lを複数発生させるために複数のレーザーダイオードを必要としない。   In summary, the light 14 can be dispersed in a lattice pattern by the light transmissive sheet 16 having the dielectric antenna 22. Due to the dispersion, the illuminance of each light 14 is reduced as compared with the light when not dispersed, but each dispersed light 14 does not diffuse and each light 14 has high luminance. That is, the illuminance of the light 14 does not decrease in inverse proportion to the square of the distance. In order to generate a plurality of high-intensity light spots L where the light 14 does not diffuse, a plurality of laser diodes are not required.

図3に示すように、1つの光源14から十分な照度を有する9個の光点Lを発生させている。照明装置10は、従来と比較して1/9個の光源14を備えるだけですみ、コスト面などで有利である。なお、実験により2n+1個(nは正の整数)の光点Lが発生することが確認できている。従来と同じだけの光点Lを発生させるのであれば、1/(2n+1)個の光源14を備えるだけでよい。   As shown in FIG. 3, nine light spots L having sufficient illuminance are generated from one light source 14. The illuminating device 10 only has 1/9 light sources 14 as compared with the prior art, and is advantageous in terms of cost. It has been confirmed by experiment that 2n + 1 (n is a positive integer) light spots L are generated. If the same number of light spots L as in the prior art are generated, only 1 / (2n + 1) light sources 14 need be provided.

図1においてレーザー光14と光透過性シート16とは垂直になっていたが、図5のように任意の角度φをつけてもよい。d1を10cm、d2を30cmとした場合に、φ=10〜30°、150〜170°で同心円状に光点Lが並ぶことが実験により確認できた(図6)。光透過性シート16とレーザー光14の角度φを調節することによって、格子状または同心円状に光点Lを並べることができ、角度φによっては光点Lは曲線状に並ぶ。照明装置10に光透過性シート16の角度を変える手段を設けることによって、光点Lの並びを変えることができる。また、光透過性シート16を回転させたり揺れ動かす手段を設け、光透過性シート16を動くようにしても良い。光点Lが変化し、照明効果を上げることができる。   In FIG. 1, the laser beam 14 and the light transmissive sheet 16 are perpendicular to each other, but an arbitrary angle φ may be provided as shown in FIG. Experiments confirmed that the light spots L were arranged concentrically at φ = 10-30 ° and 150-170 ° when d1 was 10 cm and d2 was 30 cm (FIG. 6). By adjusting the angle φ between the light transmissive sheet 16 and the laser light 14, the light spots L can be arranged in a lattice shape or concentric circles, and the light spots L are arranged in a curved shape depending on the angle φ. By providing the illumination device 10 with means for changing the angle of the light transmissive sheet 16, the arrangement of the light spots L can be changed. Further, a means for rotating or shaking the light transmissive sheet 16 may be provided to move the light transmissive sheet 16. The light spot L changes, and the lighting effect can be increased.

以上の基本的な照明装置10をうまく利用することによって、以下に説明する各種照明装置が可能となる。   By making good use of the basic lighting device 10 described above, various lighting devices described below are possible.

例えば自動車のストップランプなどに照明装置が適用可能である。図7のストップランプ26は、光源12と、上記の光透過性シート16と、光透過性シート16と密着した拡散板(拡散シート)28を備える。光源12は1〜数個のLEDなどである。   For example, a lighting device can be applied to a stop lamp of an automobile. The stop lamp 26 in FIG. 7 includes the light source 12, the light transmissive sheet 16, and a diffusion plate (diffusion sheet) 28 in close contact with the light transmissive sheet 16. The light source 12 is one to several LEDs.

光透過性シート16を通過した光14は格子状に分散される。上述のように分散された光14は拡散しないので高輝度である。この分散された高輝度の光14が拡散板28によって拡散される。高輝度の光14が拡散されるため、視認性のよい光となる。1つのLEDであっても視認性がよい光となり、白熱電球と比較して長寿命、省電力、視認性のよいストップランプ26となる。このストップランプ26は、信号灯などに使用することもできる。   The light 14 that has passed through the light transmissive sheet 16 is dispersed in a lattice shape. Since the light 14 dispersed as described above does not diffuse, it has high brightness. The dispersed high-intensity light 14 is diffused by the diffusion plate 28. Since the high-intensity light 14 is diffused, the light has good visibility. Even if it is one LED, it becomes light with good visibility, and it becomes a stop lamp 26 with a long life, power saving, and good visibility compared with an incandescent light bulb. The stop lamp 26 can also be used for a signal lamp or the like.

クリスマスツリーなどの装飾品を照らしたりすることができる照明装置について説明する。図1の壁18がクリスマスツリーなどに置き換わる。照明装置は任意の方向から装飾品を照らすことが好ましい。光源は複数のLEDやレーザーダイオードである。LEDなどが発する色は複数である方が好ましい。上述したように1つの光源から複数の光点を発生させることができるため、従来よりも数少ない光源で従来と同じ照明効果がある。また、LEDなどは点滅などするようにするのが好ましい。LEDが自己点滅型のLEDであったり、LEDなどに発振回路を接続することでLEDなどを点滅させる。なお、照明装置は装飾品だけではなく建物の壁、床、天井などを照らしてもよく、光が点滅などすることによって光の演出効果がある。   A lighting device that can illuminate ornaments such as a Christmas tree will be described. The wall 18 in FIG. 1 is replaced with a Christmas tree or the like. The illumination device preferably illuminates the ornament from any direction. The light source is a plurality of LEDs or laser diodes. It is preferable that the LED emits a plurality of colors. As described above, since a plurality of light spots can be generated from one light source, there are fewer light sources than the conventional one and the same illumination effect as the conventional one is obtained. Further, it is preferable that the LED and the like blink. The LED is a self-flashing type LED, or the LED is flashed by connecting an oscillation circuit to the LED. Note that the lighting device may illuminate not only the decorative items but also the walls, floors, ceilings, etc. of the building, and has a light effect by flashing light.

図8の液晶ディスプレイなどのバックライト30について説明する。光源12はLEDを使用する。バックライト30は、光源12を配置するための凹部32を設けた板状の構造体34を含む。光源12と凹部32の数は複数である。凹部32の側面は構造体34の上面に対して45度の傾斜を有している。構造体34の上面に上記の光透過性シート16と拡散シート28とが重ねて配置される。   The backlight 30 such as the liquid crystal display of FIG. 8 will be described. The light source 12 uses an LED. The backlight 30 includes a plate-like structure 34 provided with a recess 32 for arranging the light source 12. There are a plurality of light sources 12 and recesses 32. The side surface of the recess 32 has an inclination of 45 degrees with respect to the upper surface of the structure 34. The light transmissive sheet 16 and the diffusion sheet 28 are disposed on the upper surface of the structure 34 so as to overlap each other.

凹部32の中に光源12が配置されることにより、凹部32の開口部に光が集中し、高輝度となる。すなわち、光ファイバーなどで光を導いたようになる。高輝度の光が複数のポイントで発生し、この光を光透過性シート16と拡散シート28とによって分散と拡散をさせるため、従来のバックライトと比較して高輝度のバックライト30となる。また、既存のLEDを用いたバックライトと比較してLEDの数も大幅に少なくすることができる。   By arranging the light source 12 in the recess 32, the light concentrates on the opening of the recess 32, resulting in high brightness. That is, light is guided by an optical fiber or the like. High-luminance light is generated at a plurality of points, and this light is dispersed and diffused by the light-transmitting sheet 16 and the diffusion sheet 28, so that the backlight 30 has a higher luminance than the conventional backlight. In addition, the number of LEDs can be significantly reduced as compared with a backlight using existing LEDs.

図9(a)に照明装置をクリスマスツリー36などの装飾品として使用した場合を示す。光源はレーザーダイオードやLEDなどを使用する。レーザーダイオードなどは複数の色を取りそろえ、各レーザーダイオードなどが点滅するようにしてもよい。上記の光透過性シート16を円錐形にする。複数の光透過性シート16は隙間が空くようにして重ねられる。円錐形の頂点となる部分に棒状の部材38を配置し、光透過性シート16をその部材38に固定する。棒状の部材38の下端に固定台40を設ける。固定台40にレーザーダイオードなどを配置し、光透過性シート16に向かって光を照射するようにする。   FIG. 9A shows a case where the lighting device is used as an ornament such as a Christmas tree 36. A laser diode or LED is used as the light source. Laser diodes or the like may be arranged in a plurality of colors, and each laser diode or the like may blink. The light transmissive sheet 16 is conical. The plurality of light transmissive sheets 16 are stacked with a gap therebetween. A rod-shaped member 38 is disposed at the conical apex, and the light transmissive sheet 16 is fixed to the member 38. A fixed base 40 is provided at the lower end of the rod-shaped member 38. A laser diode or the like is disposed on the fixed base 40 so that light is emitted toward the light transmissive sheet 16.

効果的に光の演出がおこなわれるように、各光透過性シート用に光源を設けてもよい。光透過性シート16を3枚使用した場合の光源の配置を図9(b)に示す。図9(b)の×は棒状の部材38が取り付けられる位置であり、●が下段の光透過性シート16の光源の位置、▲が中段の光透過性シート16の光源の位置、□が上段の光透過性シート16の光源の位置である。光源と光透過性シート16との位置関係により、光路が固定台40に対して傾斜するようにし、光透過性シート16に対して垂直に光が当たるようにしてもよい。光透過性シート16と光路との角度によって、格子状または同心円状の光点が発生する。なお、棒状の部材38として光透過性の材料を用い、かつ棒状の下部に光源の一部を当てると輝く柱が形成できる。   A light source may be provided for each light-transmitting sheet so as to effectively produce light. FIG. 9B shows the arrangement of light sources when three light transmissive sheets 16 are used. In FIG. 9B, x indicates the position where the rod-shaped member 38 is attached, ● indicates the position of the light source of the lower light transmissive sheet 16, ▲ indicates the position of the light source of the middle light transmissive sheet 16, and □ indicates the upper position. This is the position of the light source of the light transmissive sheet 16. Depending on the positional relationship between the light source and the light transmissive sheet 16, the light path may be inclined with respect to the fixed base 40, and light may strike the light transmissive sheet 16 perpendicularly. Depending on the angle between the light-transmitting sheet 16 and the optical path, lattice-shaped or concentric light spots are generated. A light-transmitting material is used as the rod-shaped member 38, and a bright pillar can be formed by applying a part of the light source to the rod-shaped lower portion.

光透過性シート16によって光が格子状に分散される。円錐形の光透過性シート16が複数あるため、光が立体的に見え、その場の雰囲気を演出することができる。1つの光源より複数の光点が発生し、あたかも多数の光源を使用しているように見せることができる。なお、上述した円錐形は、底面が開口しており、内部も空間になっている。光透過性シート16を円錐形にしたが、多の形状であってもよい。   Light is dispersed in a lattice pattern by the light transmissive sheet 16. Since there are a plurality of conical light-transmitting sheets 16, the light can be seen three-dimensionally and the atmosphere on the spot can be produced. A plurality of light spots are generated from one light source, and it can be seen as if many light sources are used. In addition, the cone shape mentioned above has the bottom face opened and the inside is also space. Although the light transmissive sheet 16 has a conical shape, it may have many shapes.

白色光を光透過性シート16に通過させたときに、壁などに照射された光は、図10に示すように、尾を引いたような長細い光点Lとなる。この光点Lは、すべての光点Lの中心点O側からその反対側に向けてプリズムのごとく色が変化している。その理由について説明する。図11(a)に示すように、光源12から白色光が出射された場合には、光透過性シート16を通過し、壁などに光14が照射されるとする。図11(b)は図11(a)の光透過性シート16の○で示した箇所の拡大である。角度や距離などは図に示すとおりである。図11(b)より、以下の得ような式が成り立つ。   When white light is passed through the light-transmitting sheet 16, the light irradiated on the wall or the like becomes a long and thin light spot L with a tail as shown in FIG. The color of the light spot L changes like a prism from the center point O side of all the light spots L toward the opposite side. The reason will be described. As shown in FIG. 11A, when white light is emitted from the light source 12, it passes through the light-transmitting sheet 16 and light 14 is irradiated onto a wall or the like. FIG. 11B is an enlarged view of a portion indicated by a circle in the light transmissive sheet 16 of FIG. The angles and distances are as shown in the figure. From FIG. 11B, the following equation is obtained.

Figure 0004697726
Figure 0004697726

式において、mは正の整数、λは光14の波長である。上の式より、波長によって回折される光14の方向が異なることがわかる。図11(a)より、光路の差=xsinθとなり、また以下のような式が成り立つ。   In the equation, m is a positive integer and λ is the wavelength of the light 14. From the above equation, it can be seen that the direction of the diffracted light 14 varies depending on the wavelength. From FIG. 11A, the optical path difference = xsin θ, and the following equation holds.

Figure 0004697726
Figure 0004697726

すなわち、波長によって照射される光14の位置が異なることがわかる。したがって、図10に示すように、白色光が光透過性シート16を通過すると、中心点O側から外側に向けて光色が変化する。光の変化は、図10の中心Oの側に青色、外側に赤色の光が照射される。   That is, it can be seen that the position of the irradiated light 14 varies depending on the wavelength. Therefore, as shown in FIG. 10, when white light passes through the light-transmitting sheet 16, the light color changes from the center point O side toward the outside. As for the change of light, blue light is irradiated on the center O side in FIG.

図9(a)において、固定台40に対して光路が90°の傾きを有するのならば、図12(a)に示すように、円錐形をした光透過性シート16の頂点を通って底面と直交する線と、光透過性シート16との角度θは約45°±15°が好ましい。すなわち、光は光透過性シート16に対して約45°±15°の傾きを有することになる。また、図12(b)に示すように、円錐形の頂点が丸まっていても、上記角度θは約45°±15°が好ましい。これは、光の角度によって光透過性シートを透過する光量が異なり、上記角度θであれば光が良く透過するためである。   9A, if the optical path has an inclination of 90 ° with respect to the fixed base 40, the bottom surface passes through the apex of the conical light-transmitting sheet 16 as shown in FIG. 12A. The angle θ between the line orthogonal to the light transmissive sheet 16 is preferably about 45 ° ± 15 °. That is, the light has an inclination of about 45 ° ± 15 ° with respect to the light transmissive sheet 16. As shown in FIG. 12B, the angle θ is preferably about 45 ° ± 15 ° even if the apex of the cone is rounded. This is because the amount of light transmitted through the light-transmitting sheet differs depending on the angle of light, and light is transmitted well if the angle θ is described above.

また、図13に示すように図9(a)の光透過性シート16にビーズ42を取り付けても良い。ビーズ42によって、光がビーズ42によって集光されて通過し、光が上方に進行させやすくなる。   Moreover, as shown in FIG. 13, you may attach the bead 42 to the light transmissive sheet | seat 16 of Fig.9 (a). The beads 42 allow the light to be collected and passed by the beads 42 and facilitate the light to travel upward.

光透過性シート16はダイクロリックミラーとして使用することもできる。図14に示すように、2枚の光透過性シート16を一直線上に並べる。使用する光14はRGBの色が混色された白色光である。光透過性シート16と光14の角度は45°になるようにする。1枚目の光透過性シート16を光14が透過したとき、ある色だけ違う方向に進行し、取り出すことができる。また、2枚目の光透過性シート16を光14が透過したとき、さらにある色だけ違う方向に進行する。そして、残った色の光だけが直進することになる。これは、1枚目と2枚目の光透過性シート16に設けられる誘電体アンテナの間隔を異ならせることによって光透過性シート16に波長選択性を持たせ、光14の回折を変えるためである。光14は光透過性シート16を通過することによって、上述したように図3や図6のように拡散される。   The light transmissive sheet 16 can also be used as a dichroic mirror. As shown in FIG. 14, the two light transmissive sheets 16 are arranged in a straight line. The light 14 to be used is white light in which RGB colors are mixed. The angle between the light transmissive sheet 16 and the light 14 is set to 45 °. When the light 14 is transmitted through the first light transmissive sheet 16, it proceeds in a different direction by a certain color and can be taken out. Further, when the light 14 is transmitted through the second light transmissive sheet 16, the light travels in a different direction by a certain color. Only the light of the remaining color goes straight. This is because the light-transmitting sheet 16 has wavelength selectivity by changing the distance between the dielectric antennas provided on the first and second light-transmitting sheets 16 and changes the diffraction of the light 14. is there. The light 14 is diffused as shown in FIGS. 3 and 6 by passing through the light transmissive sheet 16 as described above.

図15に示すように、複数のスリットを設けた円筒44の中に光源12を配置し、円筒44を覆い被せるように円錐状の光透過性シート16を設けても良い。光源12から出た光がスリットによって光が線状になって通過し、その光が光透過性シート16によって回折する。光透過性シート16をぶら下げて、揺れ動かしても良い。回折光が揺れ動くこととなる。   As shown in FIG. 15, the light source 12 may be arranged in a cylinder 44 provided with a plurality of slits, and the conical light-transmitting sheet 16 may be provided so as to cover the cylinder 44. The light emitted from the light source 12 passes through the slit in a linear shape, and the light is diffracted by the light transmissive sheet 16. The light transmissive sheet 16 may be suspended and swung. The diffracted light will shake.

図16に示すように、ディスク48の表面に誘電体アンテナを設けも良い。図16のディスク48は、ワイングラス46などの底であり、ワイングラス46の中に光源12を配置し、インテリアとして利用することができる。ディスク48における誘電体アンテナの配置は、例えば同心円状にする。また、隣り合う誘電体アンテナが等間隔になるようにする。   As shown in FIG. 16, a dielectric antenna may be provided on the surface of the disk 48. The disk 48 in FIG. 16 is the bottom of a wine glass 46 or the like, and the light source 12 is arranged in the wine glass 46 and can be used as an interior. The arrangement of the dielectric antennas on the disk 48 is, for example, concentric. Adjacent dielectric antennas are arranged at equal intervals.

図17に示すように、2枚のディスク48の一部を隙間を空けながら重ね合わせ(図17中の斜線部)、2枚のディスク48を回転させても良い。回転方向は、図17において重ね合わされた部分でお互いのディスク48が同方向に回転するようにする。重ね合わされた部分を光が通過するようにする。ディスク48が回転するため、光と誘電体アンテナの位置関係が時間ごとに変化し、回折方向が変化する。そのため、ディスク48を通過した光が壁(看板などを含む)などに照射されたときに、ディスク48の回転速度によって種々の動きをする。ディスク48の回転速度によって、光がある方向に進んだり、速度が変わるとその反対方向に進んだり、また速度によって光が停止したりする。2枚のディスク48は楕円形であっても良い。時間と共に回転速度を変化させる構成でも良い。なお、1枚のディスク48を回転させることも構成であっても良い。   As shown in FIG. 17, two discs 48 may be rotated by overlapping a part of the two discs 48 with a gap (shaded portion in FIG. 17). The rotation direction is such that the disks 48 rotate in the same direction at the overlapped portion in FIG. The light is allowed to pass through the overlapped part. Since the disk 48 rotates, the positional relationship between the light and the dielectric antenna changes with time, and the diffraction direction changes. Therefore, when the light passing through the disk 48 is irradiated on a wall (including a signboard) or the like, various movements are made depending on the rotational speed of the disk 48. Depending on the rotational speed of the disk 48, the light travels in one direction, and when the speed changes, the light travels in the opposite direction, and the light stops depending on the speed. The two disks 48 may be oval. A configuration in which the rotation speed is changed with time may be used. Note that the configuration may be such that one disk 48 is rotated.

誘電体アンテナをめがねのレンズに設けてもよい。自動車の助手席などに乗って移動する自動車の中から街灯などを見ると、虹色の光が移動し、万華鏡をのぞいているようになる。   A dielectric antenna may be provided on the lens of the glasses. When you look at a streetlight from inside a car moving in the passenger seat of a car, the rainbow-colored light moves and you look through the kaleidoscope.

オーロラのような虹色の光を映し出す演出用の照明装置について説明する。光源の光が光透過性シートを通して壁や天井に照射する構成である。光源は蛍光管やLEDなどを使用する。上記の光透過性シートをゆっくり波を打つように揺れ動かす機構を設ける。光が誘電体アンテナを透過するときに回折するために、壁などに映し出される光が虹色になり、虹色の光が揺れ動くことによってオーロラのようになる。また、蛍光管などに発振回路を接続し、光が点滅するようにしてもよい。オーロラの出現と消滅を表現することができる。   A lighting device for production that projects rainbow-colored light such as an aurora will be described. In this configuration, the light from the light source irradiates the wall or ceiling through the light transmissive sheet. As the light source, a fluorescent tube or LED is used. A mechanism for swinging the light-transmitting sheet so as to hit a wave slowly is provided. Since light is diffracted when it passes through the dielectric antenna, the light projected on the wall or the like becomes iridescent, and the iridescent light shakes and becomes aurora. Further, an oscillation circuit may be connected to a fluorescent tube or the like so that the light blinks. The appearance and disappearance of aurora can be expressed.

図18に示すように、壁50と天井の間に隙間52を設け、隙間52の付近に光透過性シート16を設ける。光透過性シート16を設けた側に光源12を配置し、反対側に人が立つようにする。人がいる側の部屋は暗くする。光源12が発する光14を白色光にすることによって、光透過性シート16および隙間を通過した光14が虹色に見える。また、光透過性シート16を振動などで揺れ動かす機構を設ける。光透過性シート16を揺れ動かすことによってオーロラのように見える。蛍光管などに発振回路を接続し、光が点滅するようにしてもよい。オーロラの出現と消滅を表現することができる。   As shown in FIG. 18, a gap 52 is provided between the wall 50 and the ceiling, and the light transmissive sheet 16 is provided in the vicinity of the gap 52. The light source 12 is arranged on the side where the light transmissive sheet 16 is provided, and a person stands on the opposite side. Darken the room where the person is. By making the light 14 emitted from the light source 12 white light, the light 14 that has passed through the light-transmitting sheet 16 and the gap appears to be iridescent. In addition, a mechanism for moving the light transmissive sheet 16 by vibration or the like is provided. It looks like an aurora by shaking the light transmissive sheet 16. An oscillation circuit may be connected to a fluorescent tube or the like so that the light blinks. The appearance and disappearance of aurora can be expressed.

図18を図19のように変形しても良い。壁50と天井との隙間に任意の形状の衝立54を設ける。光源12のある部屋の方にあった光透過性シート16を取り除く。人がいる方の部屋を暗くしておく。光14の一部が衝立54の隙間を通じて人のいる方の部屋に木もれ日のようにはいる。人が、光透過性シート16または光透過性シート16を用いた眼鏡を使用して光を見ると光14が虹のように見える。また、衝立54を前後左右に揺れ動かす機構を設ける。衝立54が揺れ動くことによって、光がオーロラのように見える。蛍光管などに発振回路を接続し、光が点滅するようにしてもよい。オーロラの出現と消滅を表現することができる。   18 may be modified as shown in FIG. A partition 54 having an arbitrary shape is provided in the gap between the wall 50 and the ceiling. The light transmissive sheet 16 that was in the room with the light source 12 is removed. Keep the room of the person dark. A part of the light 14 passes through the gap between the partitions 54 into the room where there is a person like a tree leaking day. When a person views light using the light transmissive sheet 16 or glasses using the light transmissive sheet 16, the light 14 looks like a rainbow. In addition, a mechanism for swinging the partition 54 back and forth and right and left is provided. As the screen 54 swings, the light looks like an aurora. An oscillation circuit may be connected to a fluorescent tube or the like so that the light blinks. The appearance and disappearance of aurora can be expressed.

上述した光透過性シート16はシート状のもの以外に板状のものであっても良い。また、上述した拡散シートも板状のものであっても良い。さらに、それらの形などは四角形、円形など平面的なものから、平面的なものから立体的なものに変形したものであっても良い。また、光源12を固定させず、光源12の位置が移動する構成であっても良い。   The light transmissive sheet 16 described above may be a plate-like one in addition to the sheet-like one. Further, the above-described diffusion sheet may also be a plate-like one. Further, the shape may be changed from a flat shape such as a quadrangle or a circle to a three-dimensional shape from a flat shape. Further, the light source 12 may be moved and the position of the light source 12 may be moved.

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。   In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

本発明の照明装置の基本的な構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the illuminating device of this invention. 光透過性シートの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of a light transmissive sheet | seat. 格子模様に映し出された光点を示す図である。It is a figure which shows the light spot projected on the lattice pattern. 格子模様の模式図であり、(a)は光点の格子模様であり、(b)は光透過性シートから壁までの角度を示す図であり、(c)は光透過性シートから壁までの立体角を示す図である。It is a schematic diagram of a lattice pattern, (a) is a lattice pattern of light spots, (b) is a diagram showing the angle from the light transmissive sheet to the wall, (c) is from the light transmissive sheet to the wall It is a figure which shows these solid angles. 光透過性シートを光路に対して傾けた場合の図である。It is a figure at the time of inclining a light transmissive sheet | seat with respect to the optical path. 図5の場合の壁に映し出される光点の図である。It is a figure of the light spot projected on the wall in the case of FIG. ストップランプなどに適用した照明装置の図である。It is a figure of the illuminating device applied to the stop lamp etc. バックライトに適用した照明装置の図である。It is a figure of the illuminating device applied to the backlight. クリスマスツリーに適用した照明装置の図であり、(a)は側面図であり、(b)は固定台の光源の位置を示す図である。It is a figure of the illuminating device applied to the Christmas tree, (a) is a side view, (b) is a figure which shows the position of the light source of a fixed base. 図11の場合に壁などに照射された光の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the light irradiated to the wall etc. in the case of FIG. 白色光が光透過性シートを通過したときの図であり、(a)は光と浮かせイートによって光が回折している図であり、(b)は(a)で示した光透過性シートの○内を拡大した図である。It is a figure when white light passes the light transmissive sheet, (a) is a figure in which light is diffracted by light and floating eat, (b) is a diagram of the light transmissive sheet shown in (a). ○ This is an enlarged view. 光と光透過性シートの関係を示す図であり、(a)は円錐形の光透過性シートであり、(b)は(a)の頂点を丸めた場合の図である。It is a figure which shows the relationship between light and a light transmissive sheet | seat, (a) is a cone-shaped light transmissive sheet | seat, (b) is a figure at the time of rounding the vertex of (a). 光透過性シートにビーズを取り付けた場合の図である。It is a figure at the time of attaching a bead to a light transmissive sheet | seat. 光透過性シートをダイクロリックミラーとして使用した場合の図である。It is a figure at the time of using a light transmissive sheet as a dichroic mirror. スリットを多数設けた円筒を配置した照明装置の図である。It is a figure of the illuminating device which has arrange | positioned the cylinder which provided many slits. ディスクに誘電体アンテナを設けた図である。It is the figure which provided the dielectric antenna in the disk. ディスクを2枚重ね合わせた場合の図である。It is a figure at the time of overlapping two disks. 光透過性シートを使用してオーロラなどを演出する場合の図である。It is a figure in the case of producing aurora etc. using a light-transmitting sheet. 壁と天井との間に衝立を設けた場合の図であり、(a)は側面図であり、(b)は衝立の一例を示す正面図である。It is a figure at the time of providing a partition between a wall and a ceiling, (a) is a side view, (b) is a front view which shows an example of a partition.

符号の説明Explanation of symbols

10:照明装置
12:光源
14:光
16:光透過性シート(光透過性部材)
18:壁
20:透明のシート
22:誘電体アンテナ
26:ストップランプ
28:拡散板(拡散シート、拡散部材)
30:バックライト
32:凹部
34:構造体
36:クリスマスツリー
38:棒状の部材
40:固定台
10: Illumination device 12: Light source 14: Light 16: Light transmissive sheet (light transmissive member)
18: Wall 20: Transparent sheet 22: Dielectric antenna 26: Stop lamp 28: Diffusion plate (diffusion sheet, diffusion member)
30: Backlight 32: Recess 34: Structure 36: Christmas tree 38: Bar-shaped member 40: Fixing base

Claims (2)

光を発する1つの光源と、
前記光源の発する光の光路上に配置され、透明のシートに回折格子となる複数の凸状の誘電体アンテナを設け、かつ、底面が開口する円錐形にして隙間を設けて重ねた複数の光透過性部材と、
を含み、
前記誘電体アンテナの間隔が0.01μm〜10cmであり、前記円錐形にして隙間を設けて重ねた複数の光透過性部材の最下に位置する光透過性部材の前記底面の下方側に光源が配置され、前記円錐形になった光透過性部材に設けた誘電体アンテナによる光の回折および前記光路と光透過性部材との角度によって光が立体的に見え、格子状に並んだ複数の光点または同心円状に並んだ複数の光点を照射位置に映すことができる照明装置。
One light source that emits light;
A plurality of light beams arranged on the optical path of the light emitted from the light source, provided with a plurality of convex dielectric antennas serving as diffraction gratings on a transparent sheet , and having a conical shape with a bottom opening and a gap provided therebetween A permeable member;
Including
The distance between the dielectric antennas is 0.01 μm to 10 cm, and a light source is provided on the lower side of the bottom surface of the light transmissive member positioned at the bottom of the plurality of light transmissive members stacked in a conical gap. The light is viewed three-dimensionally by the diffraction of light by the dielectric antenna provided on the light-transmitting member having the conical shape and the angle between the light path and the light-transmitting member, and a plurality of lines arranged in a lattice shape An illumination device capable of projecting a light spot or a plurality of light spots arranged concentrically at an irradiation position.
前記光源が、光を点滅させる請求項1に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the light source blinks light.
JP2005065878A 2005-03-09 2005-03-09 Lighting device Expired - Fee Related JP4697726B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005065878A JP4697726B2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Lighting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005065878A JP4697726B2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Lighting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006252880A JP2006252880A (en) 2006-09-21
JP4697726B2 true JP4697726B2 (en) 2011-06-08

Family

ID=37093152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005065878A Expired - Fee Related JP4697726B2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Lighting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4697726B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102555653A (en) * 2011-12-30 2012-07-11 浙江工业大学 Artificial rainbow

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5778017U (en) * 1981-09-03 1982-05-14
JPS5961403U (en) * 1982-10-15 1984-04-21 松下電工株式会社 lighting equipment
JP3747496B2 (en) * 1995-11-09 2006-02-22 松下電工株式会社 Decorative lighting equipment
JP4860836B2 (en) * 2001-06-11 2012-01-25 アーベル・システムズ株式会社 Solar cell
JP4256639B2 (en) * 2002-06-21 2009-04-22 アーベル・システムズ株式会社 Optical filter that transmits light of specific wavelength

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006252880A (en) 2006-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2153119B1 (en) Lighting device
RU2544391C2 (en) Lighting system module of free form
JP5550112B2 (en) Luminous flux control member, light emitting device, and illumination device
WO2010016528A1 (en) Light source device, lighting device, and display device
US8342718B2 (en) Lighting fixtures having illuminated crystal panels and methods for providing illumination
CA2402037A1 (en) Lighting apparatus
US20080232107A1 (en) Multifunction Lamp
JP6470030B2 (en) Reflective member, illumination device, surface light source device, display device, and electronic apparatus
CN206449543U (en) Photo-patterning device and car light
JPH03504290A (en) lighting system
JP2008203633A (en) Display device
JP5169026B2 (en) Illumination device and lens body
JP4697726B2 (en) Lighting device
KR101918016B1 (en) Interior exptession divice using shade
KR101951599B1 (en) Lighting apparatus capable of presenting the solid images
CN102345811B (en) lighting equipment
EP3361144B1 (en) Lighting device
US20130272024A1 (en) Diffusion structure and lighting device with such diffusion structure
JP5291476B2 (en) indirect lighting
JP3046926U (en) Recessed reflective lighting fixture
CN102606967A (en) Irradiation apparatus
SU832576A1 (en) Indicator
RU2431773C1 (en) Decorative lamp
JPH06235824A (en) Light guide layer of light guide plate for back lamp
JP2006308690A (en) Liquid crystal display device and illuminator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080424

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100713

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100910

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110223

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees