JP2007059260A - 照明装置及び照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】 半導体発光素子を光源とし、色温度を可変することができる照明装置及び照明器具を提供提供する。
【解決手段】 半導体発光素子１１と、半導体発光素子を収納し透光部１２ｂを有する光源体１２と、半導体発光素子に給電するための口金部材１７と、半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御手段１５とを具備する構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光ダイオード等の半導体発光素子を光源とし色温度を可変することができる照明装置及び照明器具に関する。
近年、フィラメント電球や蛍光ランプに代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない半導体発光素子である発光ダイオードを光源としたランプが、各種照明器具の光源として採用されるようになってきている。
しかしながら、発光ダイオードの発光色は単一であり、店舗等における屋内の雰囲気に応じて照明の明るさや色を変えるためにはランプ交換をしなければならず、この種、発光ダイオードを光源としたランプの普及を阻害する一因となっている。また近時、生活様式の多様化と相まって、一般家庭でも手軽に照明の明るさや光の色を変えることができる照明装置が要望されている。
この要望を解決するために、従来例として特許文献１などに示されるように、照明光の色温度を変えられる電球形蛍光ランプが存在している。
特開２００３−２２９００３号公報
特許文献１に示されるものは、色温度の高い昼光色の発光管と色温度の低い電球色の発光管を１個のグローブ内に設け、発光管切換スイッチにより色温度の高い昼光色の発光管のみを点灯したり、色温度の低い電球色の発光管を点灯したり、さらに両方の発光管を点灯して「涼」「暖」「明」の照明色で点灯させるものである。
しかしながら、光源が蛍光体を塗布した３個のＵ字状に曲げられた発光管、すなわち３Ｕの蛍光ランプで構成されたもので、光源の大きさ、寿命、省エネ等の観点で発光ダイーオードに劣り、発光ダイオード等の半導体発光素子を光源とし、さらに色温度を可変し、多彩な照明色、明るさが可能となる照明装置の出現が強く要望されている。
本発明は、上記の問題、課題に鑑みてなされたもので、半導体発光素子を光源とし、色温度を可変することができる照明装置及び照明器具を提供しようとするものである。
請求項１に記載の照明装置の発明は、半導体発光素子と；半導体発光素子を収納し透光部を有する光源体と；半導体発光素子に給電するための口金部材と；半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御手段と；を具備することを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御手段により、半導体発光素子を光源とし、色温度を可変することができる照明装置が構成される。
「半導体発光素子」は、フィラメントを有しない半導体よりなる発光素子で、例えば発光ダイオードや半導体レーザなどを許容する。
光源体は、半導体発光素子を設置する支持部材と、半導体発光素子の光を透過する透光部で半導体発光素子を収納するように構成することを許容する。
支持部材は、半導体発光素子を強固に設置し、また半導体発光素子から発生する熱を放熱するために、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成することを許容するが、合成樹脂の素材にアルミニウム等の金属膜をコーティングしたり、アルミ箔等を被覆したものなどでもよく、その材質は特定のものに限定されない。
透光部は、半導体発光素子を設置した支持部材に開口部を設け、半導体発光素子の光を外部に直接放射する手段でも、開口部に光を透過する透明や半透明の合成樹脂やガラス等で構成した透光体を設けたり、透光部にレンズ等からなる光路制御手段を設け、配光を制御して光を放射する手段でもよい。
支持部材と透光部で構成する光源体の形状は、電球におけるグローブ形状に構成することが好ましいが、円盤状や球状、さらには楕円をなす球状等に構成してもよく、特定の形状には限定されない。
半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御手段は、例えば、半導体発光素子に供給する電流を変化させて色温度を可変させるようにした制御回路を有する電気的な制御手段でも、さらには、複数色の光を構成する機械的な可変色手段で構成し、半導体発光素子と可変色手段の色の切換によって色温度を可変するような制御手段であってもよい。
制御手段は、照明装置本体に、例えば、制御回路を一体化した制御回路内蔵式の照明装置に構成しても、照明装置とは別体にし、別置きの制御手段として構成してもよい。
請求項２に記載の照明装置の発明は、半導体発光素子と；半導体発光素子を収納し透光部を有する光源体と；光源体を支持し半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御回路を収納するカバー部材と；カバー部材に支持された半導体発光素子に給電するための口金部材と；を具備することを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御回路により、半導体発光素子を光源とし、色温度を可変することができる照明装置が構成される。
「制御回路を収納するカバー部材」は、箱状をなし、材質はアルミニウム等の熱伝導性の良好な金属でも、または耐熱性、耐光性でかつ電気絶縁性を有する合成樹脂でもよく、その材質は特定のものに限定されない。
また制御回路を収納した内部の状態は、気密にしても、また放熱のための空気孔等を形成し外部と連通させたものであってもよい。
カバー部材は、光源体が動かないように固定状態で支持するようにしても、または光源体を回動可能に支持して光の照射方向を変化させることができるように構成してもよい。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の照明装置において、前記半導体発光素子は、昼光色発光半導体発光素子と電球色発光半導体発光素子と緑色発光半導体発光素子で構成したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、昼光色発光半導体発光素子と電球色発光半導体発光素子と緑色発光半導体発光素子により、違和感のない色温度で可変することが可能となる照明装置が構成される。
昼光色発光半導体発光素子と電球色発光半導体発光素子は制御手段で制御して点灯し、緑色発光半導体発光素子は常時点灯させることが好ましいが、緑色発光半導体発光素子は常時点灯ではなく、必要に応じて点灯するように構成してもよい。
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の照明装置において、前記半導体発光素子は、主半導体発光素子と単色発光半導体発光素子で構成し、点灯時に主半導体発光素子を常時点灯すると共に単色発光半導体発光素子を制御手段により調光して点灯し、昼光色から電球色へ色温度を可変することを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、点灯時に主半導体発光素子を常時点灯すると共に、単色発光半導体発光素子を制御手段により調光して点灯することにより、色温度を可変することができる照明装置が構成される。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の照明装置において、前記主半導体発光素子は、電球色発光半導体発光素子で構成すると共に、単色発光半導体発光素子を青色発光半導体発光素子で構成したことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載の照明装置において、前記制御手段は、複数色の光を構成する可変色手段で構成し、半導体発光素子と可変色手段により昼光色から電球色へ色温度を可変することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６いずれか一に記載の照明装置において、前記制御手段は、手動または自動的に昼光色から電球色へ色温度を可変することを特徴とする。
請求項８に記載の照明器具の発明は、請求項１ないし７いずれか一に記載の照明装置を用いたことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御手段により、半導体発光素子を光源とし、色温度を可変することができる照明装置を提供することができる。
請求項２の発明によれば、半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御回路により、半導体発光素子を光源とし、色温度を可変することができる照明装置を提供することができる。
請求項３の発明によれば、昼光色発光半導体発光素子と電球色発光半導体発光素子と緑色発光半導体発光素子により、違和感のない色温度で可変することができる照明装置を提供することができる。
請求項４の発明によれば、点灯時に主半導体発光素子を常時点灯すると共に、単色発光半導体発光素子を制御手段により調光して点灯することにより、色温度を可変することができる照明装置を提供することができる。
請求項５の発明によれば、点灯時に電球色発光半導体発光素子を常時点灯すると共に、青色発光半導体発光素子を制御手段により調光して点灯することにより、色温度を可変することができる照明装置を提供することができる。
請求項６の発明によれば、半導体発光素子と可変色手段により、昼光色から電球色へ色温度を可変することができる照明装置を提供することができる。
請求項７の発明によれば、手動または自動的に昼光色から電球色へ色温度を可変することを可変することができる照明装置を提供することができる。
請求項８の発明によれば、半導体発光素子を光源とし、色温度を可変することができる照明器具を提供することができる。
以下、本発明に係る照明装置及び照明器具の実施形態について説明する。
図１〜図５は、本発明の第１の実施形態である照明装置及び照明器具を示し、図１は照明装置の一部を切り欠いて示す正面視の断面図、図２は照明装置の透光体の一部を切り欠いて示す平面図、図３は照明装置の概略的な電気回路図、図４は色度図、図５は照明器具を示し、天井面に設置されたスポットライトとしての照明器具を概略的に示した説明図である。
本実施例の照明装置は、屋内等の照明を行う電球形のＬＥＤランプとして構成されたもので、照明装置１０は、半導体発光素子１１、光源体１２、カバー部材１３、絶縁ケース１４、制御手段１５、切換スイッチ１６及び口金部材１７で構成する。
以下、光源体１２を上側、口金部材１７を下側にして説明する。
半導体発光素子１１は、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）から構成し、ＬＥＤ１１は発光色の異なる複数個のＬＥＤで構成する。
すなわち、本実施例のＬＥＤ１１は、８個の昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄと８個の電球色発光ＬＥＤ１１Ｌと１個の緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを用意する。
各ＬＥＤ１１は、そのチップ素子が円板状のプリント配線基板１１ａに実装され、プリント配線基板は裏面に重合し接して設けられたアルミニウム等の熱伝導性の良好な金属からなる円板状の放熱板１１ｂを有して構成される。
各ＬＥＤ１１は、プリント配線基板１１ａに同心円状に配置して実装する。
図２に示すように、プリント配線基板１１ａの外周縁部に、８個の昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄを１個ずつ同心でかつ等間隔に設置し、この昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄの内周に、８個の電球色発光ＬＥＤ１１Ｌを１個ずつ同心でかつ等間隔に設置し、さらに円板中心に１個の緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを設置する。
１２は光源体で、上記のようにプリント配線基板１１ａに実装した各ＬＥＤ１１を支持するケース１２ａと、ケースに設けた開口部１２ｂで構成する。
ケース１２ａは、本発明のＬＥＤの支持部材を構成するもので、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で短い円筒箱状をなし、横断面が略円形をなすように構成したヒートシンクとしての作用をなすケースとして構成する。
開口部１２ｂは、本発明の透光部を構成するもので、開口部には開口部を閉塞するための透光体１２ｃを設ける。
透光体１２ｃは、各ＬＥＤ１１の光を外部に放射させるためのもので、無色透明なポリカーボネート等の合成樹脂でケース１２ａと略同寸法の直径を有する略円形の皿状に構成し、ケースの開口部１２ｂにねじ込んで取付ける。
光源体のケース１２ａの内底面には、円形凹部１２ｄを形成し、この円形凹部１２ｄに各ＬＥＤ１１を実装した円板状のプリント配線基板１１ａを、放熱板１１ｂを介して嵌め込み、上面からねじ等を用いて固定する。
これにより、全体の外観形状が略円盤状をなす光源体１２が構成される。
１３は、光源体１２を支持し、内部に制御手段１５を収納するカバー部材で、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属の一体成型品で構成する。
カバー部材１３は、上端に径の大きな開口部１３ａを、下端に径の小さな開口部１３ｂを有し、内部空間に凹部１３ｃを形成するように隔壁１３ｄを設ける。
さらに、外周面が上端から下端に向かい次第に径が小さくなる略円錐状のテーパ面をなすようにして、外観が一般白熱電球のシルエットに近似させた形状に構成する。
上端の開口部１３ａには、隔壁１３ｄの上面とで浅い凹部１３ｅが形成され、この凹部１３ｅ内に上述した光源体１２を嵌合して支持する。
すなわち、開口部１３ａの内径寸法は、円盤状をなす光源体１２の外径寸法より大きく構成し、光源体を凹部１３ｅ内に嵌合した際に、光源体の外周面と凹部内周面との間に隙間ａが形成されるようにする。
さらに、開口部１３ａの外側面から光源体１２の外側面にわたって２個の軸ピン１３ｆ、１３ｆを設ける。軸ピン１３ｆは円形をなす開口部１３ａ及び光源体１２の直径方向に対向させた位置にそれぞれ設け、光源体１２がカバー部材１３の開口部１３ａに対し、この２個の軸ピン１３ｆ、１３ｆを中心として所定の角度にわたり傾き回動するように構成する。
カバー部材１３の凹部１３ｃ内に、絶縁ケース１４を嵌合し、この絶縁ケース内に制御手段１５を構成する制御回路の回路基板１５ａを嵌合して支持する。
絶縁ケース１４は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性、耐光性で、かつ電気絶縁性を有する合成樹脂で有底円筒状をなす形状に構成し、凹部１３ｃ内に嵌合してシリコーン等の耐熱性の接着剤を用いて固定する。
回路基板１５ａは、円盤状のプリント配線基板で構成し、各ＬＥＤ１１を点灯制御するための制御回路を構成する回路部品１５ｂを実装したもので、絶縁ケース１６内に嵌合させてシリコーン等の耐熱性の接着剤を用いて固定する。
なお、制御手段１５を構成する制御回路の出力端子は、リード線１５ｃにより光源体１２に設けられた各ＬＥＤ１１の入力端子に接続する。
図中１６は、カバー部材の外周面に取付けられた切換スイッチで、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄ及び電球色発光ＬＥＤ１１Ｌの色温度を切換るためのＰＷＭ信号を生成する回路を内蔵したスイッチで、図中左方から「昼光」「昼白」「電球」の各色の切換表示１６ａを付し、つまみ１６ｂを切換表示１６ａに沿って左右にスライドすることが可能なスライド式のスイッチからなり、使用者が必要とする照明環境を、その切換表示１６ｂに合わせてスイッチのつまみ１６ｂを左右にスライドし、簡単に設定できるようになっている（図３）。
上記制御手段１５を構成する制御回路は、図３に概略的に示すように、直流電源１５ａに並列に、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄ及び電球色発光ＬＥＤ１１Ｌ及び緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを接続し、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄ及び電球色発光ＬＥＤ１１Ｌには、上記切換スイッチ１６からのＰＷＭ信号に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトカプラ１５ｂ、１５ｂを、それぞれ直列に接続する。
上記の切換スイッチ１６からは、「昼光色」「昼白色」「電球色」の切換へ動作に対応したＰＷＭ信号が生成され、このＰＷＭ信号に応じて、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄ及び電球色発光ＬＥＤ１１Ｌに供給する電力を無段階に増減する。緑色発光ＬＥＤ１１Ｇは電源に直接接続されており常時点灯の状態になる。
したがって、切換スイッチ１６のスライド方向に応じて、発光する光の色温度を、「昼光色」→「昼白色」→「電球色」に、または、逆に「電球色」→「昼白色」→「昼光色」に、それぞれ無段階に可変することができる。
図１中、１７は、カバー部材１３に支持される口金部材で、連結部材１８を介してカバー部材１３の下端の開口部１３ｂに連結される。
連結部材１８は、絶縁ケース１４と同様にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性、耐光性で、かつ電気絶縁性を有する合成樹脂で両端に開口部１８ａ、１８ｂを形成した円筒状をなす形状に構成する。
連結部材１８の下端開口部１８ｂの外周面に口金部材１７を嵌合し、カシメ若しくはシリコーン等の耐熱性の接着剤を用いて固定する。
口金部材１７は、導電性の金属で構成し、商用電源に接続される照明器具のソケットにねじ込んで取付けられるもので、例えばＥ２６型の口金で構成し、内面に空間部１７ａを外面に雄ねじ１７ｂを形成する。
口金部材１７の両端子部と回路基板１５ａの入力端子とをリードワイヤーにより接続する。
上記のように構成された照明装置１０により、例えば、店舗内を各種の照明環境に合わせて照明を行う方法につき説明する。
例えば、夏季の暑い時期に部屋を涼しく感じさせる照明環境で照明を行いたい場合には、まず、切換スイッチ１６を「昼光」の切換表示１６ａに合わせるようにスライドする。
これにより、下記の「表１」に示すように、緑色発光ＬＥＤ１１Ｇが１００％の状態で点灯されると共に、切換スイッチ１６からは、「昼光色」の切換へ動作に対応したＰＷＭ信号、すなわち、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄに１００％の電力が供給され、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌは０％で電力が供給されない不点灯の状態となり、照明装置の光源体１２からは昼光色の色温度の光が放射され、青みがかった色で「涼さを」演出した照明環境をつくることができる。
また、春、秋の快適な時期の環境に合わせて、軟らかい太陽光に近い白色の照明環境で照明を行いたい場合には、切換スイッチ１６を「昼白」の切換表示１６ａに合わせる。
これにより、緑色発光ＬＥＤ１１Ｇが１００％の状態で点灯され、切換スイッチ１６からは、「昼白色」の切換へ動作に対応したＰＷＭ信号、すなわち、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄと電球色発光ＬＥＤ１１Ｌに、それぞれ５０％の電力が供給され、昼光色と電球色が混合された状態となり、照明装置の光源体１２１からは昼白色の色温度の光が放射され、軟らかい太陽光に近い白色の照明環境を演出した照明環境をつくることができる。
また、冬季の寒い時期に部屋を暖かく感じさせる照明環境で照明を行う場合には、切換スイッチ１６を「電球」の切換表示１６ａに合わせる。
これにより、緑色発光ＬＥＤ１１Ｇが１００％に状態で点灯され、切換スイッチ１６からは、「電球色」の切換へ動作に対応したＰＷＭ信号、すなわち、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌに１００％の電力が供給され、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄは０％で電力が供給されな不点灯の状態となり、照明装置の光源体１２からは電球色の色温度の光が放射され、赤みがかった色で「暖かさを」演出した照明環境をつくることができる。
さらに、上記では「昼光色」「昼白色」「電球色」の各段階に設定した照明環境をつくる方法を説明したが、切換スイッチは供給電力を無段階に調整するためのＰＷＭ信号を供給することができ、「表１」中に縦の点線で示すように、切換スイッチ１６のスライド方向に応じて、発光する光の色温度を、「昼光色」→「昼白色」→「電球色」に、または、逆に「電球色」→「昼白色」→「昼光色」に、それぞれ無段階に可変することができ、図４の色度図に示すように「一般照明用電球」の色Ｌから「昼白色蛍光ランプ」の色Ｗさらに「昼光色蛍光ランプ」の色Ｄまでの黒体軌跡ａに沿った各種の色調が得られる。
なお、緑色発光ＬＥＤを常時点灯せずに昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄと電球色発光ＬＥＤ１１Ｌのみで、「昼光色」と「電球色」を混合して色温度を可変した場合には、黒体軌跡ａからやや赤色側に下降した軌跡ａ'となり（図４点線で表示）、色偏差（ややピンクがかった色）が生じる問題がある。
しかしながら、本実施例では、緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを電力１００％の状態で常時点灯させており、赤色側に下降した軌跡ａ'を緑色で発光するＬＥＤにより、色度図における緑色側に引き上げ、黒体軌跡ａ上に戻すことができる。これにより、黒体軌跡ａ上に沿った色調が得られ、より自然光に近い状態で色温度を可変することができる。
また、緑色発光ＬＥＤは、同心円状に配置された昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄ及び電球色発光ＬＥＤ１１Ｌの中心に設け、緑色の光が光源体の中心から周囲に配置された昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄ及び電球色発光ＬＥＤ１１Ｌに向けて均等に放射するように構成する。これにより、光源体全体として、より黒体軌跡ａ上に沿った色調が得られるようになり、より自然光に近い状態で色温度を可変することができる。
しがって、本実施例によれば、切換スイッチ１６のスライド方向に応じて、発光する光の色温度を、「昼光色」→「昼白色」→「電球色」に、または、逆に「電球色」→「昼白色」→「昼光色」に、それぞれ無段階に黒体軌跡ａ上に沿った、より自然光に近い状態で色温度を可変することができる。
この際、各ＬＥＤから発光した光の内、直進せずに周囲方向に拡散した光は、光沢のあるアルミニウムで構成した光源体１２のケース１２ａ内面で反射して透光体１２ｃから光ロスなく放射される。
各ＬＥＤ１１から発生する熱は、光源体１２内での対流による冷却作用に加え、アルミニウムで構成した放熱板１１ｂ及びケース１２ａに直接伝導され、ケース１２ａ外周面から効果的に外部に放出され、ＬＥＤの温度上昇を抑制する。
次に、上記のように構成された照明装置１０を光源とした照明器具の構成を説明する。
図５に示すように、２０は店舗等の天井面Ｘに設けられた配線用のレール２１に移動可能に設置されたスポットライトとしての照明器具で、レールと機械的に係合し、レールの導線と電気接続するための部材を設けたソケット２２と、ソケットに装着された本発明の照明装置１０で構成する。
このように構成されたスポットライト２０の光源となる照明装置１０は、上記のように季節などにより色温度を可変できるので、照明装置の切換スイッチ１６を操作して、必要な色温度の光を放射できるようにセットし、最適な照明環境で店舗内の照明を行うことができる。
さらに、上記に構成したスポットライト２０は、レール２１に沿って直線方向に移動できると共に、照明装置１０は図５の実線及び一点鎖線に示す照射範囲にわたり、所定の角度で回動できるので、軸ピン１３ｆを中心として光源体１２を回動して部屋の展示物等に直接光を照射させるようにした照明環境に設定することもできる。
以上、本実施例において、各ＬＥＤ１１はプリント配線基板１１ａの外周縁部に、８個の昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄを、この昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄの内周に８個の電球色発光ＬＥＤ１１Ｌを、それぞれ１個ずつ同心でかつ等間隔に設置し、さらに中心に１個の緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを設置したが、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄと電球色発光ＬＥＤ１１Ｌを入れ替えて、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌを最外周に設置するようにしても、さらに昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄと電球色発光ＬＥＤ１１Ｌをランダムに配置し、その略中央付近に緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを設置するようにしてもよい。
ＬＥＤの個数は特定の個数に限定せずに、例えば、各ＬＥＤは、それぞれ１個の昼光色発光ＬＥＤ、１個の電球色発光ＬＥＤ、１個の緑色発光ＬＥＤで構成してもよい。
緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを常時１００％の電力を供給して点灯させたが、色偏差の状況に合わせて出力するＰＷＭ信号を調整し、適合する比率に低減した電力を供給するようにしてもよい。若しくは、常時点灯ではなく、必要に応じて点灯するように構成してもよい。
また、緑色発光ＬＥＤ１１Ｇは、厳密な緑色ではなく、緑に近い青色、緑に近い黄色等で、色偏差を黒体軌跡に向けて補正するようにしてもよい。
色温度の可変を手動による切換スイッチ１６で行うようにしたが、時間、周囲温度さらには周囲の明るさをセンサーで検知し、その検知信号に基づいて、自動的に色温度を可変するように構成してもよい。
さらに、手動及び自動の両方の切換手段を備え、使用者が必要に応じて、手動により切換えるか、または、自動的に切換るかを適宜選択できるようにしてもよい。
制御手段１５を構成する制御回路を、カバー部材１３の凹部１３ｃ内に収納して照明器具に内蔵するようにしたが、公知のコンパクト形蛍光ランプと同様に、照明装置とは別置きで構成するようにしてもよい。
光源体１２の透光部１２ｃを無色透明な合成樹脂で構成したが、完全な透明体でなく半透明でも、さらに材質としては合成樹脂に限らず、透光性を有する強化ガラス等で構成してもよい。さらにレンズ等によって光路を制御する機能を持たせてもよい。
光源体１２をケース１２ａと透光体１２ｃにより円盤状をなすように構成したが略球状をなす形状、さらには一般の白熱電球のシルエットにより近いグローブ形の球体等に構成してもよい。
カバー部材１３をアルミニウム等熱伝導性の良好な金属で構成し構成したが、耐熱性、耐光性で、かつ電気絶縁性を有するポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの合成樹脂で構成してもよい。
口金はＥ２６型に限らず、Ｅ１７型等のエジソン口金でもよい。さらに、公知のコンパクト形蛍光ランプに使用される端子ピンを有する口金でも、公知のシーリングローゼット方式に使用されるＬ字形をなした端子を有する口金でもよい。
本実施例の照明器具は、スポットライトとして構成したが、ＬＥＤの使用個数を増減して、家庭用、さらには、店舗、施設、業務用等の各種の照明器具として構成してもよい。
本実施例によれば、昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄと電球色発光ＬＥＤ１１Ｌと緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを設け、昼光色発光ＬＥＤと電球色発光ＬＥＤには、切換スイッチ１６の「昼光色」から「昼白色」さらに「電球色」への切換動作に対応したＰＷＭ信号に応じて無段階に増減し得る電力をそれぞれ供給し、緑色発光ＬＥＤ１１Ｇは常時点灯の状態になるように構成したので、切換スイッチ１６の切換により光源体が発する光の色温度を、「昼光色」→「昼白色」→「電球色」に、または、逆に「電球色」→「昼白色」→「昼光色」に、黒体軌跡ａに沿った各種の色調に無段階に可変することができ、使用者が必要とする照明環境を簡単に設定できる照明装置を提供することができる。
しかも、緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを常時点灯させるように構成したので、赤色側に下降した軌跡ａ'を黒体軌跡ａ上に戻すことができ、確実に黒体軌跡ａ上の色調が得られ、より自然光に近い状態で色温度を可変することができる。
さらに、緑色発光ＬＥＤ１１Ｇを中心に設け、周囲に配置された昼光色発光ＬＥＤ１１Ｄ及び電球色発光ＬＥＤ１１Ｌ向けて均等に放射するように構成したので、より一層確実に黒体軌跡ａ上に沿った色調が得られ、より自然光に近い状態で色温度に可変することができる。
上記構成の照明装置を光源として照明器具を構成することにより、簡単にかつ確実に昼光色から電球色に色温度を可変することができるスポットライト等の照明器具を提供することができる。
図６〜図７は、本発明の第２の実施形態である照明装置を示し、図６は照明装置の一部を切り欠いて示す正面視の断面図、図７は照明装置の概略的な電気回路図で、各図には実施例１と同一部分には同一符号を付してある。
本実施例の照明装置は、ＬＥＤを主ＬＥＤと単色発光ＬＥＤで構成し、点灯時に主ＬＥＤを常時点灯すると共に単色発光ＬＥＤを制御手段により調光して点灯し、昼光色から電球色へ色温度を可変するように構成したものである。
すなわち、主ＬＥＤに電球色発光ＬＥＤ１１Ｌを８個、単色発光ＬＥＤに青色発光ＬＥＤ１１Ｂを８個用意し、プリント配線基板１１ａの外周縁部に、８個の電球色発光ＬＥＤ１１Ｌを１個ずつ同心でかつ等間隔に設置し、この電球色発光ＬＥＤ１１Ｌの内周に、８個の青色発光ＬＥＤ１１Ｂを１個ずつ同心でかつ等間隔に設置する。
８個の電球色発光ＬＥＤ１１Ｌ及び８個の青色発光ＬＥＤ１１Ｂには、一次レンズＬ１をそれぞれのＬＥＤの光出力端に設け、この一次レンズＬ１はプリズムレンズで構成し、各ＬＥＤから放射される光を、後述する光源体１２の頂部に設けられたレンズＬ２に集中するように光路を制御する（図中実線矢印）。
光源体１２は、下ケース１２ａ１と、プリント配線基板１１ａに実装した各ＬＥＤを支持する円板状の中ケース１２ａ２と、頂部に小孔からなる開口部１２ｂを形成した上ケース１２ａ３で構成する。
各ケースは、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成し、下ケース１２ａ１と上ケース１２ａ３で、中ケース１２ａ２を内部に収納した略楕円球をなす形状に形成する。
上ケース１２ａ３の開口部１２ｂには、本発明の透光部を構成するレンズＬ２を嵌合し、レンズにより開口部１２ｂを閉塞するように設ける。
レンズＬ２は、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌと青色発光ＬＥＤ１１Ｂから、それぞれ放射された電球色の光と青色の光を混合して、新たな色の光を合成すると共に、合成した色の光を所定の方向、本実施例では周囲に拡散する方向に光路を制御する（図中破線矢印）。
上記制御手段１５を構成する制御回路は、図７に概略的に示すように、直流電源１５ａに並列に、主ＬＥＤである電球色発光ＬＥＤ１１Ｌ及び単色発光ＬＥＤである青色発光ＬＥＤ１１Ｂを接続し、青色発光ＬＥＤ１１Ｂにフォトカプラ１５ｂを直列に接続して構成し、電球色発光ＬＥＤを常時点灯させると共に、青色発光ＬＥＤ１１Ｂを切換スイッチ１６からのＰＷＭ信号に応じてＯＮ／ＯＦＦさせて調光ができるように構成する。
その他の構成は、上述した実施例１と同様の構成を有している。
上記のように構成された照明装置１０により、実施例１と同様、例えば、店舗内を各種の照明環境に合わせて照明を行う方法につき説明する。
例えば、夏季の暑い時期に部屋を涼しく感じさせる照明環境で照明を行いたい場合には、まず、切換スイッチ１６を「昼光」の切換表示１６ａに合わせる。
これにより、常時点灯している電球色発光ＬＥＤ１１Ｌに加えて、切換スイッチ１６から「昼光色」の切換へ動作に対応したＰＷＭ信号、すなわち、青色発光ＬＥＤ１１Ｂに１００％の電力が供給される。
この結果、下記の「表２」に示すように、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌから電球色１００％の色が一次レンズＬ１を介してレンズＬ２に放射されると共に、青色発光ＬＥＤ１１Ｂから一次レンズＬ１を介して青色の１００％の光がレンズＬ２に放射され、レンズＬ２で１００％の電球色と青色１００％の光が混合され、照明装置の光源体１２からは明るい昼光色の色温度の高い光が周囲に向けて放射される。この昼光色の光は明るい青みがかった色となり「涼さを」演出した照明環境をつくることができる。
また、春、秋の快適な時期の環境に合わせて、軟らかい太陽光に近い白色の照明環境で照明を行いたい場合には、切換スイッチ１６を「昼白」の切換表示１６ａに合わせる。
これにより、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌから電球色１００％の色が一次レンズＬ１を介してレンズＬ２に放射されると共に、青色発光ＬＥＤ１１Ｂからは一次レンズＬ１を介して青色の５０％に調光された光がレンズＬ２に放射され、レンズＬ２で１００％の電球色と青色５０％の光が混合され、照明装置の光源体１２からは昼白色の色温度の光が周囲に向けて放射される。この昼白色の光は軟らかい太陽光に近い白色の照明環境を演出した照明環境をつくることができる。
また、冬季の寒い時期に部屋を暖かく感じさせる照明環境で照明を行う場合には、切換スイッチ１６を「電球」の切換表示１６ａに合わせる。
これにより、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌから電球色１００％の色が一次レンズＬ１を介してレンズＬ２に放射されると共に、青色発光ＬＥＤ１１Ｂは電力が供給されない不点灯の状態となってやや暗くなり、照明装置の光源体１２からは電球色の色温度が低下した光が放射され、赤みがかった色で「暖かさを」演出した照明環境をつくることができる。
さらに、本実施例も実施例１と同様に、切換スイッチ１６は供給電力を無段階に調整したＰＷＭ信号を供給することができ、「表２」に縦の点線で示すように、切換スイッチ１６のスライド方向に応じて、発光する光の色温度を、「昼光色」→「昼白色」→「電球色」に、または、逆に「電球色」→「昼白色」→「昼光色」に、それぞれ無段階に可変することができ、略黒体軌跡ａに沿った各種の色調が得られる。
また、本実施例においても、上記に構成された照明装置を光源として実施例１と同様にスポットライトのような照明器具を構成することができる。
本実施例において、主ＬＥＤとして電球色発光ＬＥＤ１１Ｌを、また単色発光ＬＥＤとして青色発光ＬＥＤ１１Ｂを使用したが、厳密な電球色あるいは青色でなく、例えば、電球色に近い昼白色、さらには青色に近い緑色がかった青色等で構成してもよい。
本実施例においても、実施例１と同様に、緑色発光ＬＥＤを付加して色偏差を補正するように構成してもよい。
本実施例によれば、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌと青色発光ＬＥＤ１１Ｂを設け、電球色発光ＬＥＤ１１Ｌを常時点灯となすと共に、青色発光ＬＥＤ１１Ｂは、切換スイッチ１６の「昼光色」から「昼白色」さらに「電球色」への切換動作に対応したＰＷＭ信号に応じて無段階に増減し得る電力を供給して調光するように構成したので、切換スイッチ１６の切換により光源体が発する光の色温度を、「昼光色」→「昼白色」→「電球色」に、または、逆に「電球色」→「昼白色」→「昼光色」に、略黒体軌跡に沿った各種の色調に無段階に可変することができ使用者が必要とする照明環境を簡単に設定できる。
特に、常時点灯の電球色発光ＬＥＤ１１Ｌと組み合わせる単色発光ＬＥＤとして、青色発光ＬＥＤ１１Ｂを使用したので、青色発光ＬＥＤを１００％調光して明るくした場合には、相対光量が多いため色温度を高くすることができ、さらに０％、すなわち不点灯となして電球色のみとして暗くした場合、電球色の放射が強くなり色温度が低下した状態となり、昼光色と電球色をより一層強調した照明環境をつくることができる。
さらに、電球色と青色に発光する２種類のＬＥＤにより可変することができ、コスト的にも有利な照明装置を提供することができる。
なお、本実施例における、その他の構成、作動、作用効果、変形例等は、上述した実施例１と同様である。
図８〜図１０は、本発明の第３の実施形態である照明装置を示し、図８は照明装置の一部を切り欠いて示す正面視の断面図、図９は照明装置の透光体の一部を切り欠いて示す平面図、図１０は制御手段の変形例を概略的に示す説明図で、各図には実施例１及び実施例２と同一部分には同一符号を付してある。
本実施例の照明装置は、制御手段として、実施例１及び実施例２で示した電気的な制御手段に代えて、複数色の光を構成する機械的な可変色手段で構成し、ＬＥＤと可変色手段により、昼光色から電球色へ色温度を可変するように構成したものである。
すなわち、ＬＥＤとして紫外線発光若しくは青色発光ＬＥＤ、本実施例では紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕを１個用意し、プリント配線基板１１ａの中央部に設置する。
制御手段１５は可変色手段１５'で構成し、この可変色手段は円板状の回転板１５'ａと、回転板上に等間隔に形成した５個の円形貫通孔に５枚の蛍光体シート１５'ｂをそれぞれ嵌め込んで構成する。
５枚の蛍光体シート１５'ｂは、青色、緑色、黄色、オレンジ色、赤色の蛍光体を円周方向に沿って順に配置し、ケース１２ａの凹部１２ｄ底面に起立して設けた軸１５'ｃの上端に３６０度の角度にわたり正逆自由に回転できるように取付ける。
この際、円形貫通孔に嵌め込まれた蛍光体シート１５'ｂの円形中心が紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕに対向するように位置させて取付け、さらに、回転板１５'ａの外周端部がケース１２ａ側面の開口から外方に突出し、突出した回転板を指で触り回転させることができるようにする。
さらに、光源体１２の透光体１２ｃは、紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕに対向する部分のみをレンズＬ２で構成し、他の部分は不透明若しくは半透明に構成し、回転板等の可変手段１５'が外から透視できないように構成する。
その他の構成は、上述した実施例１及び実施例２と同様の構成を有している。
上記のように構成された照明装置１０により、実施例１及び実施例２と同様、例えば、店舗内を各種の照明環境に合わせて照明を行う方法につき説明する。
例えば、夏季の暑い時期に部屋を涼しく感じさせる照明環境で照明を行いたい場合には、まず、ケース１２ａ側面の開口から突出した回転板１５'ａの外周端部を指で回転させ、レンズＬ２から光源体１２内を覗いて青色の蛍光体シート１５'ｂが位置するようにして止める。
これにより、常時点灯している紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕから放射される紫外線が青色蛍光体シート１５'ｂに照射されて青色の光がレンズＬ２を介して照明装置の光源体１２から放射される。この青色の光は明るい青みがかった昼光色に近似した色となり、「涼さを」演出した照明環境をつくることができる。
また、春、秋の快適な時期の環境に合わせて、軟らかい太陽光に近い白色の照明環境で照明を行いたい場合には、回転板１５'ａをさらに回転させ、緑色の蛍光体シート１５'ｂが位置するようにして止める。
これにより、紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕから放射される紫外線が緑色蛍光体シート１５'ｂに照射されて緑色の光がレンズＬ２を介して照明装置の光源体１２から放射される。この緑色の光は明るい白みがかった昼光色に近似し、軟らかい太陽光に近い白色の照明環境を演出した照明環境をつくることができる。
また、冬季の寒い時期に部屋を暖かく感じさせる照明環境で照明を行う場合には、回転板１５'ａをさらに回転させ、赤色の蛍光体シート１５'ｂが位置するようにして止める。
これにより、紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕから放射される紫外線が赤色蛍光体シート１５'ｂに照射されて赤色の光がレンズＬ２を介して照明装置の光源体１２から放射される。この赤色の光は電球色に近似し、電球色の色温度が低下した光が放射され、赤みがかった色で「暖かさを」演出した照明環境をつくることができる。
さらに、回転板１５'ａを回転することにより、緑色、黄色、オレンジ色の各蛍光体シート１５'ｂを紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕに対向させ、さらには隣接する蛍光体シート、例えば、緑色と黄色の蛍光体シートを半分ずつ対向させることにより、緑色と黄色を混色した色も合成することができ、回転板を順次回転させることにより、実施例１及び実施例２と同様に、発光する光の色温度を、「昼光色」→「昼白色」→「電球色」に、または、逆に「電球色」→「昼白色」→「昼光色」に、それぞれ無段階に可変することができ、略黒体軌跡ａに沿った各種の色調が得られる。
また、本実施例においても、上記に構成された照明装置を光源として実施例１及び実施例２と同様にスポットライトのような照明器具を構成することができる。
本実施例において、ＬＥＤとして紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕを使用したが、青色発光ＬＥＤを使用してもよく、この場合、蛍光体シートは青色で励起される蛍光体シートを使用する。
本実施例においても、実施例１と同様に、緑色発光ＬＥＤを付加して色偏差を補正するこうに構成してもよい。
本実施例によれば、制御手段を複数色の蛍光体シート１５'ｂからなる回転板１５'ａを有する可変色手段１５'で構成し、紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕに可変色手段１５'の回転板を順次回転させて対向させ、昼光色から電球色へ色温度を可変するように構成したので、回転板を回転することにより光源体１２が発する光の色温度を、「昼光色」→「昼白色」→「電球色」に、または、逆に「電球色」→「昼白色」→「昼光色」に、略黒体軌跡に沿った各種の色調に無段階に可変することができ、使用者が必要とする照明環境を簡単に設定できる。
特に、回転板１５'ａを回転する簡単な操作で使用者が必要とする照明環境を設定できると共に、高価なＬＥＤは１種類で済み、コスト的にも有利な照明装置を提供することができる。
本実施例において、複数色の蛍光体シート１５'ｂを有する回転板１５'ａを紫外線発光ＬＥＤ１１Ｕに対して順次回転させて、昼光色から電球色へ色温度を可変するように構成したが、図１０に示すように、複数色の蛍光体シート１５'ｂを直線状に併設し、プリズムレンズＬ２'の軸線ａ−ａに沿って紫外線発光ＬＥＤ若しくは青色発光ＬＥＤを移動させるように構成し、例えば、ＬＥＤをレンズの上端部に位置させてＬＥＤの光を内側の青色蛍光体シートに１５'ｂに照射させ（図中実線矢印）、さらにＬＥＤを下端部に位置させてＬＥＤの光を外側の緑色蛍光体シート１５'ｂに照射させるなど（図中破線矢印）、直線状に併設された各蛍光体シート１５'ｂに順次照射させて昼光色から電球色へ色温度を可変するように構成してもよい。
なお、本実施例における、その他の構成、作動、作用効果、変形例等は、上述した実施例１及び実施例２と同様である。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。
本発明の第１の実施形態である照明装置の一部を切り欠いて示す正面視の断面図。 同じく照明装置の透光体の一部を切り欠いて示す平面図。 同じく照明装置の概略的な電気回路図。 色度図。 本発明の第１の実施形態である照明器具を示し、天井面に設置されたスポットライトとしての照明器具を概略的に示した説明図。 本発明の第２の実施形態である照明装置の一部を切り欠いて示す正面視の断面図。 同じく照明装置の概略的な電気回路図。 本発明の第３の実施形態である照明装置の一部を切り欠いて示す正面視の断面図。 同じく照明装置の透光体の一部を切り欠いて示す平面図。 同じく制御手段の変形例を概略的に示す説明図。
符号の説明
１０ 照明装置
１１ 半導体発光素子
１２ 光源体
１２ｂ 透光部
１３ カバー部材
１５ 制御手段
１７ 口金部材

Claims (8)

  1. 半導体発光素子と；
    半導体発光素子を収納し透光部を有する光源体と；
    半導体発光素子に給電するための口金部材と；
    半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御手段と；
    を具備することを特徴とする照明装置。
  2. 半導体発光素子と；
    半導体発光素子を収納し透光部を有する光源体と；
    光源体を支持し半導体発光素子を昼光色から電球色へ色温度を可変する制御回路を収納するカバー部材と；
    カバー部材に支持された半導体発光素子に給電するための口金部材と；
    を具備することを特徴とする照明装置。
  3. 前記半導体発光素子は、昼光色発光半導体発光素子と電球色発光半導体発光素子と緑色発光半導体発光素子で構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 前記半導体発光素子は、主半導体発光素子と単色発光半導体発光素子で構成し、点灯時に主半導体発光素子を常時点灯すると共に単色発光半導体発光素子を制御手段により調光して点灯し、昼光色から電球色へ色温度を可変することを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
  5. 前記主半導体発光素子は、電球色発光半導体発光素子で構成すると共に、単色発光半導体発光素子を青色発光半導体発光素子で構成したことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  6. 前記制御手段は、複数色の光を構成する可変色手段で構成し、半導体発光素子と可変色手段により昼光色から電球色へ色温度を可変することを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
  7. 前記制御手段は、手動または自動的に昼光色から電球色へ色温度を可変することを特徴とする請求項１ないし６いずれか一に記載の照明装置。
  8. 請求項１ないし７いずれか一に記載の照明装置を用いたことを特徴とする照明器具。
JP2005244549A 2005-08-25 2005-08-25 照明装置及び照明器具 Pending JP2007059260A (ja)

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