JP7475246B2 - 照明装置、ガラスアート作品および照明システム - Google Patents

Description

本開示は、照明装置およびガラスアート作品に関し、特にコースティクス現象を利用した照明装置、ガラスアート作品および照明システムに関するものである。

ホテルロビー・レストラン・カフェ・家庭の居間などにおいて用いられる照明装置は、照射先の空間に明るさや柔らかさを提供することを主な目的としていた。また、照明装置の他の目的としては、シャンデリアなどのように、自身の存在と照明光との融合により華麗さ・豪華さなどの空間演出をすることも挙げられる。そのような照明装置とは別に、空間に安らぎやリラックスまたはアート的な要素を付与するために、間接照明が用いられることがある。

しかしながら、これまでの照明の多くは、照明光の配光パターン（出射した先の空間に対する光度分布。光の空間的分布ともいう）が単調であり、多様性がなく、アート的な要素に欠けるという問題があった。ここで、照明光の照射パターンの「多様性」は、照明光による照射パターンの複雑さまたは照明光がその周囲の空間に描く光と影の模様の複雑さと読み替えてもよい。

特許文献１に記載の照明具は、一様な明るさではなく、揺らぎをもった色光を発光する照明装置の一例である。

特開２００９－１４０８９７号公報

日本には光と同時に陰をよしとする文化があり、それは「陰翳礼讃」という言葉で表現されてきたが、特許文献１に記載の照明具は、そのような考え方を積極的に用いようとする照明ではない。例えば、特許文献１に記載の照明具は、照明塊状体として鉱物を使用しており、鉱物により作用を受けた光は不特定の細かいひらめきしか表現できず、コースティクス現象によって生成されるような複雑で多様な照射パターンを作り出すことは困難である。また、鉱物は、外形形状および内包する不純物等に固体差があり、そのため光学的作用も固体により異なるため、再現性が乏しい、品質が安定しないなど、大量生産する工場製品には不向きであるという問題もある。

本開示は、上述した課題に鑑み、コースティクス現象によって生じるような複雑な照射パターンの光を照明光として出射できる照明装置、ガラスアート作品および照明システムを提供することを目的とする。さらに、本開示は、そのような照明装置、ガラスアート作品および照明システムを安定して提供することを目的とする。

本開示に係る照明装置は、少なくとも一方向から見て光線が実質的に平行で、かつ前記一方向に対して垂直な方向からみて光線が広がる光を出射する機能を持つ光源ユニットと、非晶性材料からなり、領域ごとに異なる曲面形状を備えることにより１段または多段の集光作用を与える多面体を有する１つまたは複数の光学体から構成される光学ユニットと、を備え、前記光源ユニットから出射される前記光が前記光学ユニットに照射されると、コースティクス現象を有する光を照明光として出射することを特徴とする。

本開示に係るガラスアート作品は、領域ごとに異なる曲面形状を備えることにより１段または多段の集光作用を与える多面体を有するガラス部品を複数組み合わせて構成されるガラスアートユニットから構成され、少なくとも一方向から見て光線が実質的に平行で、かつ前記一方向に対して垂直な方向からみて光線が広がる光が前記ガラスアートユニットに照射されると、コースティクス現象を有する光を出射することを特徴とする。

本開示に係る照明システムは、上述のガラスアート作品と、少なくとも一方向から見て光線が実質的に平行で、かつ前記一方向に対して垂直な方向からみて光線が広がる光を出射する機能を有する光源ユニットと、を備えたことを特徴とする。

本開示によれば、コースティクス現象によって生じるような複雑な照射パターンの光を照明光として出射することができる照明装置、ガラスアート作品および照明システムを提供できる。さらに、本開示によれば、安定した品質で、そのような照明装置、ガラスアート作品および照明システムを提供できる。

実施形態１に係るガラスアート作品１０およびそれに含まれる光学ユニット１の構成例を示す説明図である。 例１に係る照明システム１００の側面図である。 例１に係る照明システム１００の点灯時の様子を示す説明図である。 例１に係る照明システム１００の他の例を示す正面図である。 例２に係る照明システム１００の上面図である。 実施形態２に係る照明装置２００の例を示す上面図である。 実施形態２に係る照明装置２００の他の例を示す上面図である。

本開示に係る照明装置、ガラスアート作品および照明システムでは、コースティクス現象の持つ多様で複雑な光と陰の効果を、照明光として積極的に活用する。液体の入ったグラス、反射率の高い金属などに入射した光は、複雑な反射・屈折を繰り返し、周囲の物体の表面に独特の光の模様や筋などをつくる。この現象はコースティクスまたはコースティクス現象と呼ばれる。太陽光線などの平行光線が水の入ったグラスなどに入射した際に反射したり屈折したりして作り出す複雑な水面の模様やカップの底に現れる模様などがそれに当たる。この現象は、光と同時に陰を愛で、さらにはそれらが作り出す多様な模様や色彩を美しいと思う「陰翳礼讃」を具体的に実現している一例でもあると考えられる。本開示では、照明装置においてこのようなコースティクス現象を具体的に実現する方法を示す。コースティクス現象を作り出すには、光源と、光源から出た光を複雑に屈折および反射させるものが必要である。以下に示す各実施形態では、前者の役割を光源ユニット２または光源部２１が、後者の役割を光学ユニット１または光学部２２が担当する。

実施形態１．
図１は、実施形態１に係るガラスアート作品およびそれに含まれる光学ユニットの構成例を示す説明図である。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）はそれぞれ実施形態１に係るガラスアート作品１０の例を示し、図１（ｃ）は図１（ａ）および図１（ｂ）に示すガラスアート作品１０が備える光学ユニット１を構成する光学体１１の例を示している。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ガラスアート作品１０は、光学ユニット１を備える。ガラスアート作品１０は、例えば、後述の光源ユニット２と組み合わされることで照明装置または照明システムとして用いられる。なお、ガラスアート作品１０としては、後述する光源ユニット２が別途用意されることを前提に光源ユニット２を含まない形態で提供されてもよいし、予め位置関係などが調整された光源ユニット２を含んだ照明システム１００の構成要素の１つとして提供されてもよい。

光学ユニット１は、光が入射されると、入射光を屈折・反射させる。このとき、光学ユニット１は、入射光に対してコースティクス効果を付与する。すなわち、光学ユニット１は、入射光を屈折または反射もしくはその両方をすることにより、入射光を、コースティクス現象を有する光に変換して出射する。

光学ユニット１は、例えば、ガラスなどの非晶性材料で作られた光学体１１によって構成される。また、光学体１１の材料として、例えば、ガラス以外に、ポリカーボネートやアクリルといった非晶性樹脂材料を用いることができる。なお、光学体１１の材料は、結晶性樹脂材料であってもよく、入射光に対して反射と屈折の作用を発現できる部材であれば、特に限定されない。ただし、加工容易性の点で、光学部１１の材料は非晶性材料が好ましい。また、光学ユニット１は、そのような光学体１１を１つまたは複数個組み合わせて構成されたものであってもよい。換言すると、光学ユニット１を構成する光学体１１は、１つであっても複数であってもよい。

図１に示す光学ユニット１は、その造形の基本コンセプトとして、日本の伝統的な芸術である生け花を採用している。すなわち、複数の光学体１１を組み合わせて、生け花のような形状を有する光学ユニット１を作り出している。このような光学ユニット１を採用することによって、「陰翳礼讃」と「生け花」という日本の伝統的な美を組み合わせた照明（ここでは、器具本体と照明光の両方を指す）を実現し、それにより人が日本の美を感じることを可能とする。以下の例において、光学ユニット１を「ガラスアートユニット１」と呼び、それを構成する光学体１１を「ガラスアート部品１１」と呼ぶ場合がある。

個々の光学体１１の作成には、例えば、シャンデリアなどのガラス工芸制作の一つの手法であるモールド整形を用いることができる。より具体的には、多角形・星形などの形状を持つモールドに、溶かしたガラス材料を流し込み、十分に冷える前に取り出して引き伸ばしたりねじったりすることによって表面に多様な曲面形状を有し、かつ種々の草花に似た多様な外形の光学体を作り出してもよい。なお、このようなモールド整形の手法を熱硬化性樹脂等に適用して、多様な外形の光学体を作り出すことも可能である。あらかじめ多様な形状のガラスアート部品１１（図１（ｃ）の１１ａ～１１ｆ等参照）を用意しておくことによって、あたかも種々の草花を組み合わせることによって生け花作品を構築するのと同じ原理によって種々のガラスアートユニット１を構築することができる。

例えば、図１（ａ）に示すガラスアートユニット１Ａは、図１（ｃ）に示すガラスアート部品１１ｃ、ガラスアート部品１１ｄおよびガラスアート部品１１ｅを組み合わせて構成されている。また、例えば、図１（ｂ）に示すガラスアートユニット１Ｂは、図１（ｃ）に示すガラスアート部品１１ａ、ガラスアート部品１１ｂおよびガラスアート部品１１ｆを組み合わせて構成されている。

既に説明したように、ガラスアート作品１０は、光源ユニット２を含むことができる。コースティクス現象を生じさせるためには、理想的には平行光線を作り出す光源を用いることが好ましい。従来の照明装置の多くは、点光源もしくは線光源を使用して放射光を作り出しており、それは一様な明るさを実現するには有効であるが、コースティクス現象のような光と陰の多様な組み合わせを作り出すには不適当である。

光源ユニット２は、放射状に広がる光ではなく、指向性をもった光を照射可能なものであれば特に限定されない。光源ユニット２は、少なくとも一方向から見て略平行な光（例えば、水平方向に広がりを有するが、垂直方向には略平行な光など）を照射可能な光源が好ましい。例えば、光源ユニット２は、平行光線を作り出す光源として、狭い配光特性を有し特定の場所を明るく照らす高指向性のダウンライト・スポットライトや、自動車のヘッドライトなどに用いられるモジュールを用いてもよい。なお、ヘッドライトモジュールは近年、光源にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いたモジュールが使われるようになっており、従来型のヘッドライトモジュールに対して小型で高い照度が得られることから急速に普及している。ＬＥＤを用いたヘッドライトモジュールには、例えば特開２０２０－０３２８０３号公報に記載のヘッドライト装置またはそれに含まれるＬＥＤユニットなどがあり、それらを用いることが可能である。なお、光源ユニット２は、ＬＥＤ光源を用いる以外に、レーザー光源を用いるものであってもよい。また、光源ユニット２から発せられる光は、平行光線に限らず、間接照明に用いられる光源など、ある程度拡がりを有する光であってもよい。

以下、本実施形態のガラスアート作品１０を照明システム１００として利用する場合の構成例をいくつか説明する。

＜例１＞
図２は、例１に係る照明システム１００の構成図である。本例では、照明システム１００の光源ユニット２として、壁面３への間接照明の光源を用いる。具体的には、光源ユニット２を、予め定められた照射面としての壁面３に向けて設置するとともに、壁面３と光源ユニット２の間にガラスアート作品１０を設置する。このとき、光源ユニット２からの光が、ガラスアート作品１０のガラスアートユニット１の少なくとも一部の表面に入射するように光源ユニット２およびガラスアート作品１０を設置する。このようにして、ガラスアート作品１０を利用した照明システム１００を構成する。ガラスアート作品１０において、ガラスアートユニット１は、図示されているように、台座４に固定されていてもよい。

このような配置において、ガラスアートユニット１に対して光源ユニット２からの光Ｌ１が照射されることにより、ガラスアートユニット１の多様な表面形状により発現されるコースティクス現象が作り出す複雑な光と影を含む照射パターンが壁面３上に投影される。図３は、例１に係る照明システム１００の点灯時の様子を示す説明図である。なお、図３では、ガラスアートユニット１に入射した光に対する屈折および反射作用の一部についてのみ図示しており、例えば、ガラスアートユニット１内で屈折および反射を繰り返して出射される光や、ガラスアートユニット１を透過した後、壁面３で反射されて再びガラスアートユニット１に入射して屈折または反射する光など、複雑な光路のすべてを記載しているわけではない。

このようにして、従来の単調な照射パターンであった間接照明に対して、複雑で多様性に富んだ美しい光と陰の組み合わせを有する複雑な照射パターンが照明光により作り出される照明空間が実現される。ここで、照射面としての壁面３に投影される照射パターンを作り出す照明光には、光源ユニット２からの光Ｌ１がガラスアートユニット１に照射されて光学体１１により屈折または反射もしくはその両方を経た光だけでなく、光源ユニット２から直接照射面に到達する光が含まれていてもよい。また、壁面３の大きさに応じて複数の光源ユニット２および複数のガラスアートユニット１を用いることができる。それにより、壁面３全体への間接照明を代替することも可能となる。図４は、複数のガラスアートユニット１を有するガラスアート作品１０および照明システム１００の一例を示す正面図である。なお、図４では光源ユニット２については図示省略している。

＜例２＞
図５は、例２に係る照明システム１００の上面図である。本例では、円形のテーブルなどの台座４上に、１つもしくは複数のガラスアートユニット１を設置する。

ここで、ガラスアートユニット１の方向に関して、台座４中心から見て当該ガラスアートユニット１が載っている面である上面の方向（図中の＋Ｙ方向）を上方向、その反対方向である底面の方向（－Ｙ方向）を下方向、上下方向に直交する方向（Ｘ方向）を側面方向という。本例では、側面方向から、１つもしくは複数個の光源ユニット２を用いて、ガラスアートユニット１に光を照射する。このとき、光源ユニット２は、例えば、台座４の側面または上面の周辺領域もしくは周囲の天井や床に備え付けられて、上下方向と交差する方向から、ガラスアートユニット１に光を照射してもよい。

このようにして、台座４上にコースティクス現象で作り出された複雑な光と影の効果を有する照明、より具体的にはそのような効果を有する照射パターンの光を照明光として出射可能な照明器具が実現される。本例の照明システム１００を、例えばホテルのエントランスや坪庭に設置することによって、新しい空間を作り出すことが可能となる。

以上述べたように、本実施形態によれば、日本文化の根底にある光と同時に陰を愛でる「陰翳礼讃」の具体例とも言えるコースティクス現象を利用して、光と陰が織りなす複雑な照明を作り出して提供することができる。すなわち、本開示に係る発明は、従来のような一様な照度を生成することを目的とした照明と異なり、光源ユニット２から出される光を、多様な表面形状を持つ光学ユニット１に照射することにより、コースティクス現象さらにはコースティクス現象の持つ多様で複雑な光と陰を作り出し、それらを照明光として活用するものである。例１および例２では、ガラスアート作品１０が設置された空間の壁、床、天井もしくは台座４上面などの所定の照射面、または台座４周辺の空間などの対象空間に向けて、コースティクス現象を有する光（より具体的には、コースティクス現象により作り出される多様で複雑な光と影を含んだ配光パターンを有する光）を出射することで照明光として活用している。

このような照明は、忙しくてストレスの多い日常に疲れることの多い人々を癒し活力を与える機能と同時に、これまでの照明が持っていなかった機能を実現したものである。なお、上述した例１および例２の有効性は心理実験によって確認しており、その詳細は本件発明者らによって「ＬＥＤとガラスアートを組み合わせたアート照明の心理実験評価」として別途発表予定である。

実施形態２．
図６は、本実施形態に係る照明装置の構成例を示す構成図である。図６に示す照明装置２００は、光源部２１と、光学部２２とを備える。

光源部２１は、例えば、平行光線または少なくとも一方向から見て略平行な光を発する。光源部２１から発せられる光は、厳密な意味での平行光線に限られず、例えば散乱光や放射状に発せられる光のような指向性を有しない光でなければよい。換言すると、光源部２１は、指向性を有する光を発することが可能な光源であればよい。ここで、指向性は高いほうがより好ましい。すなわち、光源部２１から出射される光の拡がり角は小さい方がより好ましい。光源部２１は、例えば、上述の光源ユニット２であってもよい。

光学部２２は、その表面に曲面形状を有する。光学部２２は、例えば、領域によって曲率の異なる曲面形状を有する屈折部材であってもよい。光学部２２の材料は、例えば、非晶性材料である。例えば、光学部２２の材料として、ガラスのほか、ポリカーボネートやアクリルといった非晶性樹脂材料を用いることができる。なお、光学部２２の材料は、結晶性樹脂材料であってもよく、入射光に対して反射と屈折の作用を発現できる部材であれば、特に限定されない。光学部２２は、光源部２１からの光Ｌ２１を入射し、入射した光にコースティクス効果を与えて出射する。光学部２２は、例えば、入射光Ｌ２１に対して、領域ごとに異なる、１段もしくは多段の集光作用を与える多面体であってもよい。図６には、光学部２２より出射される出射光を、Ｌ２２として示している。出射光Ｌ２２の配光パターンは、コースティクス現象により一様でない特有のパターンであり、これにより、図中のＰ２１に示すような一様でない明暗のパターンやグラデーションを作り出すことができる。光学部２２は、例えば、上述の光学体１１（ガラスアート部品１１）または光学ユニット１であってもよい。なお、照明装置２００は、複数の光学部２２を備えていてもよく、その場合、複数の光学部２２により、１つの光学ユニット１が構成されてもよいし、複数の光学ユニット１が構成されてもよい。

また、照明装置２００は、図７に示すように、さらに移動部２３を備えていてもよい。移動部２３は、光源部２１と光学部２２の位置関係を、時間的に変化させる。移動部２３は、光源部２１と光学部２２の間の距離を変化させるものであってもよい。また、移動部２３は、光学部２２に対する光源部２１の角度を変化させるものであってもよい。これにより、光学部２２に照射される光源部２１からの光の位置、方向および強度のいずれかまたはそれらの組み合わせを時間的に変化させる。

移動部２３は、例えば、光源部２１または光学部２２を並進移動させる移動機構であってもよいし、ある回転軸に沿って光源部２１または光学部２２を回転させる回転機構であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。一例として、光学部２２が設置された台座４がその中心を軸に回転するターンテーブルである場合において、そのターンテーブルを回転させる駆動装置等であってもよい。なお、その場合において、光源部２１は、台座４上の回転しない領域（例えば、周辺部）に固定されていてもよいし、別途備えられていてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、実施形態１と同様に、光源部２１からの光に対してコースティクス効果を与えることができ、出射光に、一様でない特有の明暗のパターンやグラデーションを作り出すことができる。人がこのような出射光を視認することにより、人の快適性が向上し、心が癒されるなどの効果が得られる。また、本実施形態では、光源部２１からの光にコースティクス効果を与える光学体の材料として非晶性材料を用いているため、工業的に量産可能であり、安定してそのような効果を有する照明装置およびガラスアート作品を提供することができる。

さらに、指向性の高い光源光を用いることで、コースティクス効果が高まり、よい高い効用（癒し効果）が得られる。さらに、照射パターン（出射光の配光パターン）が時間的に変化することにより、飽きられることなく、より一層高い効用が得られる。

１００ 照明システム
１０ ガラスアート作品
１ 光学ユニット（ガラスアートユニット）
１１ 光学体（ガラスアート部品）
２ 光源ユニット
３ 壁面
４ 台座
２００ 照明装置
２１ 光源部
２２ 光学部
２３ 移動部

Claims (6)

1. 少なくとも一方向から見て光線が実質的に平行で、かつ前記一方向に対して垂直な方向からみて光線が広がる光を出射する機能を持つ光源ユニットと、
   非晶性材料からなり、領域ごとに異なる曲面形状を備えることにより１段または多段の集光作用を与える多面体を有する１つまたは複数の光学体から構成される光学ユニットと、を備え、
   前記光源ユニットから出射される前記光が前記光学ユニットに照射されると、コースティクス現象を有する光を照明光として出射する
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記光源ユニットは、ＬＥＤもしくはレーザーを光源とする
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光学体は、表面に１つ以上の曲面形状を有する
   請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記光学体は、モールド整形を用いて形成されたガラス部品である
   請求項１～３のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
5. 領域ごとに異なる曲面形状を備えることにより１段または多段の集光作用を与える多面体を有するガラス部品を複数組み合わせて構成されるガラスアートユニットから構成され、
   少なくとも一方向から見て光線が実質的に平行で、かつ前記一方向に対して垂直な方向からみて光線が広がる光が前記ガラスアートユニットに照射されると、コースティクス現象を有する光を出射する
   ことを特徴とするガラスアート作品。
6. 請求項５に記載のガラスアート作品と、
   少なくとも一方向から見て光線が実質的に平行で、かつ前記一方向に対して垂直な方向からみて光線が広がる光を出射する機能を有する光源ユニットと、を備えた
   ことを特徴とする照明システム。

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