扩散体以及照明装置制造方法及图纸

扩散体(20)具有：光入射面(21)；导光扩散部(22)，其对入射光(Li)进行引导并由纳米粒子(26)散射而生成散射光(Ls)；以及光出射面(23)，散射光的相关色温比入射光的相关色温高，当N表示导光扩散部的单位体积中包含的纳米粒子的粒子数，A表示纳米粒子的平均粒子半径，Q

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扩散体以及照明装置


[0001]本公开涉及扩散体以及照明装置。

技术介绍

[0002]例如在专利文献1中提出有模拟蓝天的照明系统。在该照明系统中，在通过使产生扩散光(例如瑞利散射光)的纳米粒子分散于母材中而构成的扩散光产生体(也称作“扩散体”)的上侧(例如背表面侧)配置有光源，因此，照明系统的厚度较厚。为了使厚度变薄，优选采用以与板状扩散体的端部即侧面对置的方式配置光源的边缘入射方式(也称作“边缘发光方式”)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2015
‑
207554号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的课题
[0007]但是，在边缘入射方式的照明装置中，入射到扩散体内的入射光的导光距离长，因此，从扩散体的光出射面(例如，下表面)出射的散射光强烈地受到扩散体中包含的纳米粒子的浓度的影响。
[0008]例如，在扩散体内包含的纳米粒子的浓度过高的情况下，由瑞利散射引起的波长色散的影响变大，在与入射光入射的侧面接近的短距离的范围内，蓝色光成分的大部分通过光出射面而被取出。因此，在远离入射光入射的侧面的范围内无法取出蓝色光成分，在扩散体的光出射面内产生颜色不均或明亮度不均。另一方面，在扩散体内包含的纳米粒子的浓度过低的情况下，通过扩散体的光出射面取出的照明光的量减少，因此，照明光的光量不足。
[0009]这样，在边缘入射方式的照明装置中存在如下课题：在扩散体中包含的纳米粒子的浓度过高的情况下和过低的情况下，都无法再现自然的蓝天。
[0010]本公开正是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种能够再现自然的蓝天的扩散体以及照明装置。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本公开的扩散体的特征在于，该扩散体具有：光入射面，从光源发出的光作为入射光入射到该光入射面；导光扩散部，其包含介质和存在于所述介质中的纳米粒子，通过对所述入射光进行引导并由所述纳米粒子散射而生成散射光；以及光出射面，其出射所述散射光，所述散射光的相关色温比所述入射光的相关色温高，当N表示所述导光扩散部的单位体积中包含的所述纳米粒子的粒子数[个/mm3]，A表示所述纳米粒子的平均粒子半径[mm]，Q
s
表示由所述纳米粒子与所述导光扩散部的介质的组合决定的散射效率，π表示圆周率，MFP表示相对于波长550nm的光的平均自由行程[mm]，Z
d
表示所述导光扩散部在所述入射光的
导光方向上的长度[mm]，α表示系数时，满足：
[0013]MFP＝1/(π
×
A2×
Q
s
×
N)＝αZ
d
[0014]其中，0.4≤α≤5。
[0015]本公开的照明装置的特征在于，该照明装置具有光源和上述扩散体。
[0016]专利技术效果
[0017]根据本公开，能够再现自然的蓝天。
附图说明
[0018]图1是概略地示出实施方式1的照明装置的结构的剖视图。
[0019]图2是概略地示出实施方式1的照明装置的结构的俯视图。
[0020]图3是概略地示出实施方式1的照明装置的光源的结构的主视图。
[0021]图4是概略地示出实施方式1的照明装置的扩散体的结构的立体图。
[0022]图5是概略地示出实施方式1的照明装置的扩散体的结构的剖视图。
[0023]图6是用图表示出纳米粒子的粒径与瑞利散射的波长色散之间的关系以及纳米粒子的粒径与散射效率之间的关系的图。
[0024]图7是示出由基于单一纳米粒子的瑞利散射而产生的散射光的强度的角度分布例的图。
[0025]图8是示出在实施方式1的扩散体中产生的散射光出射的情形的图。
[0026]图9是示出实施方式1的扩散体的光出射面上的导光方向的位置与通过光出射面出射的散射光的相关色温之间的关系的图。
[0027]图10是在CIE1931色度图上示出在实施方式1的扩散体中产生的散射光的色度的一例的图。
[0028]图11是概略地示出实施方式2的照明装置的结构的剖视图。
[0029]图12是概略地示出实施方式2的照明装置的控制系统的结构的框图。
[0030]图13的(a)和(b)是示出例1的扩散体的α与光利用效率、颜色变化或照度变化之间的关系的图表。
[0031]图14的(a)和(b)是示出例2的扩散体的α与光利用效率、颜色变化或照度变化之间的关系的图表。
[0032]图15是概略地示出实施方式3的照明装置的结构的立体图。
[0033]图16是概略地示出实施方式3的照明装置的结构的剖视图。
[0034]图17是概略地示出实施方式4的照明装置的结构的剖视图。
具体实施方式
[0035]在以下的实施方式中，参照附图对扩散体以及具有扩散体的照明装置进行说明。实施方式的照明装置能够模拟天空。以下的实施方式只不过是例子，能够适当地组合实施方式以及适当地变更各实施方式。
[0036]在以下的各实施方式中，为了容易说明，有时在各图中示出XYZ直角坐标系的坐标轴。在该情况下，将从扩散体主要出射模拟天空的散射光的方向即主出射方向设为
‑
Y轴方向。另外，将与主出射方向垂直的方向中的、更接近入射到扩散体的光的行进方向的方向设
为Z轴方向。
[0037]这里，主出射方向也可以改称作扩散体的主发光面的法线方向。主发光面是指扩散体具有的光出射面中的特别规定的面。更具体而言，主发光面只要是扩散体的光出射面中的、特别想要作为模拟天空的发光面而使用户目视到的面即可。
[0038]例如，如果是板形状的扩散体，则主发光面是由侧面连接的2个表面(以下称作主表面)中的一个。在此，板形状是具有由侧面连接的2个主表面的形状。以下，在板形状中，有时将由侧面连接的2个主表面中的一个称作第1表面，将另一个称作第2表面。另外，有时将板形状的侧面称作主表面的端面。
[0039]并且例如，如果是棒形状的扩散体，则主发光面是柱体的侧面中的1个或一部分的区域。在此，棒形状是2个底面由1个或多个侧面连接起来的柱体的形状。此外，棒是柱体的总称。并且例如，主发光面是在设置为窗时法线方向朝向室内的表面。以下，在棒形状中，不论是圆柱还是棱柱等，有时将与2个底面连接的侧面(中空的情况下是作为侧面的外表面)称作主表面，将底面称作端面。另外，为了区分主表面内的区域，在棒形状的扩散体中在主表面(柱体的侧面)的一部分区域形成主发光面的情况下，有时将该区域称作第1表面，将主表面中的与该区域相反侧的区域称作第2表面。
[0040]另外，主发光面不限于平坦的面，例如也可以包含曲面或倾斜面。主发光面例如可以弯曲或倾斜，另外，也可以是这样的平坦面、曲面或倾斜面的组合。在主发光面不是平坦面的情况下，主发光面的法线方向也可以是中心部的法线方向或切本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种扩散体，其特征在于，该扩散体具有：光入射面，从光源发出的光作为入射光入射到该光入射面；导光扩散部，其包含介质和存在于所述介质中的纳米粒子，通过对所述入射光进行引导并由所述纳米粒子散射而生成散射光；以及第1光出射面，其出射所述散射光，所述散射光的相关色温比所述入射光的相关色温高，当N表示所述导光扩散部的单位体积中包含的所述纳米粒子的粒子数[个/mm3]，A表示所述纳米粒子的平均粒子半径[mm]，Q
s
表示由所述纳米粒子与所述导光扩散部的介质的组合决定的散射效率，π表示圆周率，MFP表示相对于波长550nm的光的平均自由行程[mm]，Z
d
表示所述导光扩散部在所述入射光的导光方向上的长度[mm]，α表示系数时，满足：MFP＝1/(π
×
A2×
Q
s
×
N)＝αZ
d
其中，0.4≤α≤5。2.根据权利要求1所述的扩散体，其特征在于，所述光入射面形成于所述导光扩散部的端部。3.根据权利要求1或2所述的扩散体，其特征在于，所述导光扩散部的厚度Y
d
相对于所述长度Z
d
的比例为0.25％以上且20％以下。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的扩散体，其特征在于，所述系数α为3.2以下。5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的扩散体，其特征在于，所述系数α为0.72以上。6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的扩散体，其特征在于，在所述光入射面仅设置于所述导光扩散部的彼此位于相反侧的2个端部中的一方的情况下，所述系数α为1.23≤α≤1.47，在所述光入射面设置于所述导光扩散部的彼此位于相反侧的2个端部双方的情况下，所述系数α为0.72≤α≤1.47。7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的扩散体，其特征在于，所述光入射面是与所述导光方向交叉的面，所述第1光出射面是与所述光入射面交叉的面。8.一种照明装置，其特征在于，该照明装置具有：光源；以及权利要求1～7中的任意一项所述的扩散体。9.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述扩散体中的所述端部包含位于所述导光扩散部的彼此相反侧的第1端部和第2端部，所述光入射面包含形成于所述第1端部的第1光入射面和形成于所述第2端部的第2光入射面，所述光源包含与所述第1光入射面对置的第1光源部和与所述第2光入射面对置的第2光源部。10.根据权利要求8或9所述的照明装置，其特征在于，
所述光源包含分别发出颜色互不相同的多个颜色的光的多个发光元件。11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，所述光源构成为，在CIE1391色度图上绘制在使所述多个发...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井佑辅，冈垣觉，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：