JPH0729408A - 作業室内空間用の間接照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照明分布を容易に調整することができると共
に照明効率に優れた作業室内空間の間接照明装置を提供
する。 【構成】 カタディオプトリック表面５を有する少なく
とも１つのミラー部材４からなり、間接照明源３から放
射された光線が前記ミラー部材のカタディオプトリック
表面に対して所定の入射角で突き当りかつ前記表面から
再帰反射されるように、前記ミラー部材のカタディオプ
トリック表面は作業室内空間を区画する天井２の水平面
に対して所定の角度傾斜させて設置する。望ましくは、
更に、前記間接照明源から放射された光線を前記ミラー
部材のカタディオプトリック表面に向けるための反射部
材７またはレンズ部材９が前記間接照明源の上方に設け
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業室内空間用の間接
照明装置に関し、特に、少なくとも１つの光線が突き当
たるようにされたカタディオプトリック表面を用いた間
接照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、ビデオ端末やディスプレイ装置等
を備えたワーク・ステーションを含む作業室内空間を適
正に照明するという問題を解決するための要求が大きく
なっている。

【０００３】すなわち、作業室内を適正に照明するため
には、特に、次の２つの要因を考慮しなければならな
い。

【０００４】１つの要因は、ディスプレイ・スクリーン
と作業面との照度の相違に関するものである。最適な照
明分布とは、照明工学において常に非常に重要なパラメ
ータとなるものであるが、特に上記のような作業室内空
間においては、作業空間の照明（例えば、書類やオペレ
ータの人的な位置関係等に影響を及ぼす照明）とディス
プレイ上の情報を読み取るための照明との両面から考慮
しなければならない。ディスプレイ上の情報の最適な読
み取りは文字のコントラストによるものであるが、その
鮮明度は照明の照度が高くなるにつれて薄れていく傾向
にある。従って、ビデオ画面により作業する際に必要な
照明は、通常、３００ルクス以下である。これに対し
て、印刷された書類などを読むために必要な照明は、一
般に５００ルクスとされている。しかしながら、両者の
照明度の差異が余りに大きい場合には、特にビデオ画面
と作業面の書類を交互に見るオペレータの目が疲れてし
まうという問題が生じる。そこで、このような作業を行
う場合に、両者の過度な照明度の差異は避けなければな
らない。従って、適度な照明度の分布を提供できるよう
に、制御可能な状態で特定の領域を照明する照明装置を
提供することが望まれている。

【０００５】もう１つの要因は、ディスプレイ画面が鏡
面のようになることから、高い照明度を有する明るい表
面や光源が画面上に反射してライト・スポットを形成
し、これにより情報の読み取りを阻害するということで
ある。そこで、そのような明るい表面や光源の配置や光
線照射の分布を調整し、また、画面を直接光線が当たら
ないように配置することが必要となる。従来、ディスプ
レイ画面での反射は間接照明装置を用いることによって
抑制していた。この点に関し、間接照明装置は、照明の
均一性を高めるものとして知られている。しかしなが
ら、間接照明装置は照明効率が比較的低いという欠点が
ある。ところが、この照明効率の低下という問題はより
高い照明能力を有する光源を用いることによって補正す
ることができる。そこで、現在では、ディスプレイ画面
での反射の主な原因は、図８に示すような白い天井壁部
材１２や側壁面での高くかつ制御されない乱反射による
ものである。従って、乱反射を生じさせることなく制御
された状態で室内を照明する照明装置を提供することが
望まれている。

【０００６】上記のような問題を解決するために、米国
特許第４７０１８３１号公報にカタディオプトリック表
面を用いた作業室内空間用の間接照明装置が開示されて
いる。この装置において、作業室内空間を区画する天井
面にカタディオプトリック表面を形成し、そのカタディ
オプトリック表面に光線を向けるようにして、これによ
り、光線が制御された状態で再帰反射されるようにして
いる。

【０００７】カタディオプトリック表面はカタディオプ
トリック材からなる。ここで、「カタディオプトリック
（ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ）」材とは、光源からの光
線が表面で反射されてほぼその光源の方向に戻るように
する性質、いわゆる、再帰反射性を有する材料をいう。
このような材料はしばしば路面標識に用いられるカタデ
ィオプトリック塗料またはフィルムとして商業的に入手
可能である。例えば、路面標識におけるカタディオプト
リック塗料またはフィルムは、自動車のヘッドライトか
ら放射された光線をその表面で反射させて自動車の方向
に戻し、運転手にその標識を明瞭に認識させるように作
用する。このようなカタディオプトリック材の一例とし
てスリーエム社から「Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ Ｒｅｆｌ
ｅｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ」の商品名で市販されているも
のがある。

【０００８】また、カタディオプトリック表面は、図６
に示すように、光学ユニットとしても形成することがで
きる。図６において、カタディオプトリック表面２０
は、これに限定するものではないが、ポリエチレンのよ
うな自己固着フィルムからなる基板２４上に塗布された
適当な樹脂からなる接着剤の層２３を有し、この接着剤
の層に埋設されたアルミニウムの薄い半球状のカップ２
２と、このカップ２２に部分的に囲まれた複数の小球２
１とからなる。

【０００９】図面において、参照符号「Ｉ」はカタディ
オプトリック表面２０に入射される光線を示し、参照符
号「Ｒ」はカタディオプトリック表面２０から反射され
る光線を示す。この場合、入射光線「Ｉ」と反射光線
「Ｒ」は、通常２〜１０゜（図面において「α」で示
す）角度的にずれる。

【００１０】図７に示すように、全ての或いはいくつか
の光源２５から光線が放射されると、その光線はカタデ
ィオプトリック表面を構成する天井部材２６で反射され
て室内の特定の領域に戻される。従って、制御された状
態で室内を照明することができ、また室内の照明分布を
作り出すことができるようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなカタディオプトリック材においては、カタディオ
プトリック表面に対する光線の入射角によって反射効率
が変化するということが知られている。すなわち、カタ
ディオプトリック表面に対して直角に突き当たった光線
が最も良好な反射効率を得られる。一方、カタディオプ
トリック表面に対する入射角が小さくさるほど、カタデ
ィオプトリック表面の反射効率は次第に低下する。カタ
ディオプトリック表面に対する光線の入射角に応じてそ
の反射効率は平均して次のとおりである。

【００１２】 入射角 反射効率 ９０゜ ７０％ ６０゜ ６０％ ４５゜ ４５％ ３０゜ ２０％ 従って、図７に示すような従来の構造において、光線
Ｂ，Ｃ及びＤの反射効率は天井壁面に対し直角に突き当
たる光線Ａのものよりも劣る。そして、間接照明装置に
おいて、光源２５は天井壁面、すなわち、カタディオプ
トリック表面２６から一般に２０〜１００ｃｍ離れた位
置に設置されるので、最も有効な反射効率を有する光線
Ａの反射光線は、室内の所定の領域に戻ることなく、光
源２５または光源のカバー部材２７により遮断されて、
これにより照明効率が低下するという問題点があった。
言い換えれば、カタディオプトリック表面に照射された
光線は、その入射角に対し角度的にわずかにずれて（図
７において角度αとして示す）反射されるけれども、光
源２５と天井部材のカタディオプトリック表面２６との
間隔ｈは非常に狭いので、反射光線Ａは光源２５または
光源のカバー部材２７により遮断されてしまう。これに
対し、反射光線Ｂ，Ｃ及びＤは、光源２５または光源の
カバー部材２７により遮断されることはなく室内の特定
の領域に戻るようになるが、上記のように反射光線Ｂ，
Ｃ及びＤの反射効率は反射光線Ａのものよりも低いの
で、効率的に室内の特定の領域を照明することができな
いという問題点があった。従って、室内の特定の領域に
効率的に光線を反射させることができる間接照明装置を
提供することが望まれている。

【００１３】さらに、従来の装置において、カタディオ
プトリック表面は天井部材に直接形成されるので、周囲
の環境条件に応じて照明分布を正確に調整するのは難し
いという問題点があった。

【００１４】従って、本発明の目的は、上記のような従
来の装置の問題点を解消して照明効率を高めた作業室内
空間の間接照明装置を提供することにある。

【００１５】また、本発明の他の目的は、カタディオプ
トリック表面の位置または配置を変えることにより照明
分布を容易に且つ正確に調整することができる間接照明
装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に基づく作業室内空間の間接照明装置は、
カタディオプトリック表面を有する少なくとも１つのミ
ラー部材からなり、間接照明源から放射された光線が前
記ミラー部材のカタディオプトリック表面に対して所定
の入射角で入射されかつ前記表面から再帰反射されるよ
うに、前記ミラー部材のカタディオプトリック表面は作
業室内空間を区画する天井の水平面に対して所定の角度
傾斜させて設置してなる。

【００１７】望ましくは、更に、前記間接照明源から放
射された光線を前記ミラー部材のカタディオプトリック
表面に向けるための手段が前記間接照明源の上方に設け
られる。

【００１８】このように光線をミラー部材のカタディオ
プトリック表面に向けるための前記手段は、反射面を有
する反射部材からなり、前記反射部材の反射面を天井の
水平面に対して所定の角度傾斜させて設置する。また、
この反射部材の代わりに、レンズ部材を設置してもよ
い。

【００１９】間接照明源として球状のハロゲン・ランプ
を用いる場合には、前記ミラー部材はハロゲン・ランプ
を囲むように格子状に配置し、かつ、前記反射部材は複
数の傾斜した反射側面を有する逆ピラミッド状に形成す
ることが好ましい。このようにすることによって、前記
反射部材の各反射側面がハロゲン・ランプから放射され
た光線を四方に反射させ、前記格子状ミラー部材のカタ
ディオプトリック表面に効果的に向けることができる。

【００２０】カタディオプトリック表面を有するミラー
部材を設置する代わりに、天井部材の一部をカタディオ
プトリック表面に形成してもよい。この場合、上記のよ
うな反射部材またはレンズ部材を設けて、間接照明源か
ら上方に放射された光線を前記天井壁材のカタディオプ
トリック表面に向けることによって、光線がカタディオ
プトリック表面に所定の入射角で入射されかつそこから
再帰反射されるようにしなければならない。

【００２１】

【作用】上記のように構成された本発明の間接照明装置
においては、光源から放射された光線はカタディオプト
リック表面に対して所定の入射角で突き当たるので、光
線はカタディオプトリック表面から室内の特定の領域に
制御された状態で効率的に反射される。

【００２２】カタディオプトリック表面の形成される位
置または配置を変えることによって、ビデオ画面や作業
面に対する照明分布を容易にかつ正確に調整することが
できる。

【００２３】反射部材またはレンズ部材を設置すること
によって、光源から上方に放射される光線はカタディオ
プトリック表面に向かうようになるので、光源から上方
に放射される光線は光源本体やそのカバー部材に遮断さ
れることなく室内の特定の領域に効率的に再帰反射され
る。

【００２４】

【実施例】本発明に基づく好ましい実施例について、図
面を参照しながら、以下に説明する。

【００２５】図１は、本発明に基づく作業室内空間の間
接照明装置を概略的に示す斜視図である。図２は、本発
明の第１実施例を概略的に示す断面図である。

【００２６】図１及び図２に示すように、ビデオ端末
（図示せず）を有するワーク・ステーションなどを設置
した作業室内空間である室内１において、カバー部材６
を備えたハロゲン・ランプまたは蛍光灯のような複数の
間接照明源３が、天井から一般に２０〜１００ｃｍ程離
れた位置に設置されている。また、概ねＶ字状断面を有
する複数のミラー部材４が、ネジや接着剤のような適当
な取付手段によって、作業室内空間１を区画する天井部
材２に取り付けられている。各ミラー部材４の側面は天
井部材２の水平面に対して所定の角度傾斜させて設置さ
れており、また、カタディオプトリック塗料やカタディ
オプトリック・フィルムまたは図６に示すようなカタデ
ィオプトリック光学ユニットのようなカタディオプトリ
ック材の層（表面）５を形成してなる。

【００２７】上記のように、カタディオプトリック表面
５から反射される光線は、カタディオプトリック表面へ
の入射角に対して通常２から１０゜だけ角度的にずれて
戻る。従って、ミラー部材４から反射された光線が光源
本体３またはそのカバー部材６によって遮断されること
なく室内１の特定の領域に戻るようにするためには、ミ
ラー部材４は光源３から水平方向及び／または垂直方向
に所定の間隔離隔して配置されなければならない。

【００２８】このように構成することによって、光源３
から放射される光線は、ミラー部材４のカタディオプト
リック表面５に対して所定の入射角、望ましくは６０゜
〜９０゜の範囲、で突き当たるようになり、また、室内
１の光源３に近接した特定の領域に効率的に再帰反射さ
れるようになる。

【００２９】所望の照明分布や光源の数または位置その
他の必要な環境的条件といった所望の照明条件に応じ
て、ミラー部材の数及び位置を変えることもできる。ま
た、所望の照明条件や間接照明源の種類に応じて、ミラ
ー部材の形状も変えることができる。例えば、図１にお
いては、ミラー部材は格子状に配置してあるが、光源が
長い蛍光管のような場合には、長いリブ状のミラー部材
を複数個平行に配置してもよい。

【００３０】図２において、カタディオプトリック表面
５は、天井２の水平面に対して４５゜の角度βだけ傾斜
させているが、光源とカタディオプトリック表面との位
置関係その他の環境的な条件に応じて、カタディオプト
リック表面の傾斜角度を変えることもできる。特に、最
も効果的な照明効率を得るためには、光源から放射され
た光線がカタディオプトリック表面に対して直角または
それに近い角度で突き当たるように、カタディオプトリ
ック表面の傾斜角度を定めなければならない。なお、ア
ーチ状の天井のように天井面が平坦でない場合には、カ
タディオプトリック表面は室内１の床と平行な仮想水平
面に対して傾斜するように設ける。

【００３１】図２において、ミラー部材４は天井面２に
直接取り付けてあるが、ミラー部材を光源に対して適切
な位置に配置してミラー部材から光線が効率的に反射さ
れるようにするために、ミラー部材は適当な支持部材に
よって天井から吊下するようにして設置してもよい。

【００３２】更に、必要に応じて、天井面２の全面また
は一部もカタディオプトリック表面として形成してもよ
い。

【００３３】図３は、本発明に基づく第２実施例の概略
的断面図である。この第２実施例は、光源３の上方に反
射部材７が更に設けられている点を除いて、図２に示す
第１実施例と同様な構成となっている。

【００３４】反射部材７はその両側面に反射表面８を有
する。反射表面８は、天井２の水平面に対して所定の角
度γ傾斜させて設置されており、光源３から上方に放射
される光線をミラー部材４のカタディオプトリック表面
５に向ける。すなわち、図２に示す第１実施例に基づく
間接照明装置においては、光源３から上方に放射される
光線は、ミラー部材４のカタディオプトリック表面５に
照射されることなく、天井面２に突き当たり分散され
る。これに対して、図３に示す第２実施例に基づく間接
照明装置においては、光源３から上方に放射される光線
は、まず、反射部材７によってミラー部材４のカタディ
オプトリック表面５に向かって反射され、その後、光線
はミラー部材４のカタディオプトリック表面５で再帰反
射して制御された状態で室内１の特定の領域に戻され
る。従って、カタディオプトリック表面５に直接向かっ
て放射される光線に加えて、光源３から上方に放射され
る光線もカタディオプトリック表面５で反射されること
から、その照明効率はかなり改善される。

【００３５】反射部材７の反射表面８の傾斜角γは、光
源、ミラー部材及び反射部材の相対的な位置関係その他
の環境的な条件に基づいて、変更することができる。但
し、最も有効な照明効率を得るためには、反射表面８で
反射された光線がミラー部材４のカタディオプトリック
表面５に対して直角に突き当たるように、反射表面８の
傾斜角γを決めなければならないことが容易に理解され
よう。

【００３６】反射部材７は、好ましくは、アルミニウム
材からなる。しかしながら、反射部材７は良好な反射特
性を有する他の材料から製作してもよい。

【００３７】図３に示された反射部材７はＶ字状の断面
を有する。しかしながら、光源３として球状のハロゲン
・ランプを用いる場合には、ミラー部材４をそのハロゲ
ン・ランプを囲むように格子状に形成し、かつ、反射部
材７を複数の傾斜した反射側面８を有する逆ピラミッド
形状に形成することが好ましい。このようにすることに
よって、光源３から上方に放射された光線は反射部材７
の複数の反射側面８から四方に反射されて格子状に配置
されたミラー部材４に向けられ、その後、その光線は格
子状のミラー部材４のカタディオプトリック表面５で再
帰反射されて、室内１の光源に近接した特定の領域に効
率的に戻され、制御された状態で室内１を照射すること
ができる。

【００３８】また、光源３として長い蛍光管を用いる場
合には、反射部材７の長さは蛍光管の長さに応じて決め
ることが望ましい。

【００３９】更に、図４に示すように、図３の反射部材
７の代わりに、逆フレネル・レンズ（inverted Fresnel
lens ）のようなガラスまたはプラスチック製のレンズ
部材を用いてもよい。すなわち、このレンズ部材は、光
源３の上方に設置されて、光源３からの光線を屈折させ
てミラー部材４のカタディオプトリック表面５に向ける
ように作用する。

【００４０】図５は、本発明に基づく間接照明装置の第
３実施例を示す概略的な断面図である。この第３実施例
においては、天井２’の少なくとも一部がカタディオプ
トリック材からなるカタディオプトリック表面５’に形
成してなり、かつ、光源３の上方に図３に示すものと同
様な構成を有する反射部材７を設置してなる。

【００４１】第３実施例にあっては、反射部材７は、反
射部材７の反射表面８で反射された光線がカタディオプ
トリック表面５’に対して直角またはこれに近い角度で
突き当たって、その後、光源本体３やそのカバー部材６
により遮断されることなく室内１の特定の領域に再帰反
射されるように、光源３から上方に放射された光線を天
井２’のカタディオプトリック表面５’の特定の領域に
向けて反射させる。すなわち、天井２’のカタディオプ
トリック表面５’から再帰反射された光線が光源本体３
またはそのカバー部材６によって遮断されることなく室
内１の特定の領域に戻るようにするためには、反射部材
７の反射面８の傾斜角度や光源３と反射部材７とカタデ
ィオプトリック表面５’との相対的な位置関係を調節す
ればよい。なお、最も良好な照明効率を得るためには、
カタディオプトリック表面５’から再帰反射された光線
が光源本体３またはそのカバー部材６によって遮断され
ることなく室内１の特定の領域に戻るような範囲で、光
線がカタディオプトリック表面５’に対して直角に近い
角度で突き当たるようにしなければならないことが容易
に理解されよう。

【００４２】このように構成することによって、光源３
から上方に放射された光線は反射部材７を介して天井
２’のカタディオプトリック表面５’で再帰反射され
て、制御された状態で室内１の特定の領域に効率的に戻
るようになる。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、以下のような効果を奏する。

【００４４】光源から放射された光線はカタディオプト
リック表面に対して６０゜〜９０゜の範囲の所定の入射
角で突き当たって、制御された状態で室内の特定の領域
に再帰反射されるので、照明効率を著しく向上させるこ
とができる。

【００４５】カタディオプトリック表面の形状や配置を
容易に変更することができるので、ビデオ画面や作業面
などに対する照明分布を容易にかつ正確に調整すること
ができる。

【００４６】光源の上方に反射部材やレンズ部材を設置
することによって、光源から上方に放射される光線はカ
タディオプトリック表面に向けられるので、光源から上
方に放射される光線はカタディオプトリック表面で再帰
反射されて、光源や光源のカバー部材に遮断されること
なく、室内の特定の領域に効率的に戻ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく作業室内空間の間接照明装置の
概略的な斜視図である。

【図２】本発明に基づく間接照明装置の第１実施例を示
す概略的な断面図である。

【図３】本発明に基づく間接照明装置の第２実施例を示
す概略的な断面図である。

【図４】図３に示す第２実施例の変形例を示す概略的な
断面図である。

【図５】本発明に基づく間接照明装置の第３実施例を示
す概略的な断面図である。

【図６】本発明に用いるカタディオプトリック・光学ユ
ニットの１例を示す説明図である。

【図７】従来の間接照明装置を示す概略的な断面図であ
る。

【図８】従来の間接照明装置を示す概略的な断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 室内 ２，２’ 天井部材 ３ 光源 ４ ミラー部材 ５，５’ カタディオプトリック表面 ６ 光源のカバー部材 ７ 反射部材 ８ 反射表面 ９ レンズ部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カタディオプトリック表面を有する少な
   くとも１つのミラー部材からなり、間接照明源から放射
   された光線が前記ミラー部材のカタディオプトリック表
   面に対して所定の入射角で入射されかつ前記表面から再
   帰反射されるように、前記ミラー部材のカタディオプト
   リック表面は作業室内空間を区画する天井の水平面に対
   して所定の角度傾斜させて設置したことを特徴とする作
   業室内空間用の間接照明装置。
2. 【請求項２】 更に、前記間接照明源から放射された光
   線を前記ミラー部材のカタディオプトリック表面に向け
   るための手段が前記間接照明源の上方に設けられたこと
   を特徴とする請求項１に記載の間接照明装置。
3. 【請求項３】 光線をミラー部材のカタディオプトリッ
   ク表面に向けるための前記手段が反射面を有する反射部
   材からなり、前記反射部材の反射面を天井の水平面に対
   して所定の角度傾斜させて設置したことを特徴とする請
   求項２に記載の間接照明装置。
4. 【請求項４】 前記ミラー部材は前記間接照明源を囲む
   ように格子状に配置され、かつ、前記反射部材は複数の
   傾斜した反射側面を有する逆ピラミッド状に形成されて
   おり、これによって前記反射部材の各反射側面が前記間
   接照明源から放射された光線を前記格子状ミラー部材の
   カタディオプトリック表面に向けるようにしたことを特
   徴とする請求項３に記載の間接照明装置。
5. 【請求項５】 光線をミラー部材のカタディオプトリッ
   ク表面に向けるための前記手段がレンズ部材からなるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の間接照明装置。
6. 【請求項６】 少なくとも一部にカタディオプトリック
   表面を形成した天井壁材と、間接照明源から放射された
   光線を前記天井壁材のカタディオプトリック表面に向け
   るための手段とからなり、間接照明源から放射された光
   線を天井壁材のカタディオプトリック表面に向けるため
   の前記手段が前記間接照明源の上方に設けられたことを
   特徴とする作業室内空間用の間接照明装置。
7. 【請求項７】 間接照明源から放射された光線を天井壁
   材のカタディオプトリック表面に向けるための前記手段
   が反射面を有する反射部材からなり、前記反射部材の反
   射面を天井壁材のカタディオプトリック表面に対して所
   定の角度傾斜させて設置したことを特徴とする請求項６
   に記載の間接照明装置。
8. 【請求項８】 間接照明源から放射された光線を天井壁
   材のカタディオプトリック表面に向けるための前記手段
   がレンズ部材からなることを特徴とする請求項６に記載
   の間接照明装置。