JP2008084556A

JP2008084556A - 照明器具及び照明装置

Info

Publication number: JP2008084556A
Application number: JP2006259934A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Kawaminami; 博生川南
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】照明器具の経時変化を調整してなくすようにした、簡単で安価な照明器具及び照明装置を提供する。
【解決手段】異なる波長の光を出射するＬＥＤ素子２と、ＬＥＤ素子２それぞれの出射光の透過率を外部信号によって制御する調光ガラス４を具備する照明器具１であって、２枚のそれぞれ透明電極が設けられたガラス間に液晶部材を挟み合わせてなっている調光ガラス４への信号（印加電圧）を調整し、調光ガラス４からの光出力レベルを使用期間中において常時一定Ｈに保つための制御部６を具備することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は照明器具及び照明装置に関し、詳細には、ＬＥＤ素子を用いた照明器具の経時変化を調整するようにした照明器具及び照明装置に関するものである。

ＬＥＤ素子を光源として備え、ＬＥＤ素子の光出力を補正する照明器具の制御システムが提案されている（例えば、特許文献１）。また、調光ガラスの透過率を調整して照明の演出効果を高める照明装置が提案されている（例えば、特許文献２）。

上記特許文献１の白色光を発生する制御システムは、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色ＢのＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤアレイと温度センサ、光センサを具備し、各センサの検出値に基づいて演算処理を行い、ＬＥＤの光出力を補正する。これによって、ＬＥＤ素子の動作状態（点灯時間経過など）にかかわらず、常に一定の特性を有する出力光を得ることができる。

特許文献２の照明装置は、複数のＬＥＤと点灯制御部と調光ガラスと調光ガラスの透過態様を制御する調光制御部とを備える。そして、調光ガラスの透過率を人感センサと組み合わせて調整して、多彩な照明態様を得ることにより、照明の演出効果を高める。
特表２００４−５１５８９１号公報特開２００５−２２８５６６号公報

特許文献１の制御システムは、複雑な演算処理装置を必要とするため、高価になり、一般の照明器具に採用するのは困難である。特許文献２の照明装置は、照明の演出効果を高めるものであり、照明器具の使用時間経過に伴う、光束減衰の補償を行う手段については開示されていない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、照明器具の経時変化を調整して一定の光出力を得るようにした、簡単で安価な照明器具及び照明装置を提供することである。

請求項１の発明に係る照明器具は、上記目的を達成するために、異なる波長の光を出射するＬＥＤ素子と、該ＬＥＤ素子それぞれの出射光の透過率を外部信号によって制御する調光ガラスを具備する照明器具であって、前記調光ガラスへの信号を調整し、前記調光ガラスからの光出力レベルを使用期間中において常時一定に保つための制御部を具備することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の照明器具において、前記ＬＥＤ素子の出射光の強度を検出する光センサを具備し、前記光センサの検出値に基づいて、調光ガラスの透過率を調整する制御部を具えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載の照明器具において、前記制御部はＬＥＤ素子出射光の光束減衰特性を記憶したメモリを具備し、前記光束減衰特性に基づいて調光ガラスの拡散率を調整する制御部を具えたことを特徴とする。

請求項４の発明は、前記請求項１から請求項４記載の照明器具を光源として用いたことを特徴とする。

請求項１に記載された発明に係る照明器具によれば、簡単な構成で安価な装置とすることができ、複数の波長の出射光を混色光として得ることができる。また、混色光を使用期間中において、一定の光強度に維持することができる。

請求項２に記載された発明に係る照明器具によれば、請求項１の発明の効果に加え、一層確実に出射光の強度を一定にできる。

請求項３に記載された発明に係る照明器具によれば、請求項１の発明の効果に加え、出射光の強度の調整が一層容易、安価にできる。

請求項４に記載された発明に係る照明器具によれば、複数の波長の出射光を混色光として得ることができる簡単な構成で安価な照明装置を得ることができる。また、混色光を使用期間中において、一定の光強度に維持できる照明装置を得ることができる。

次に、本発明の最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明に係る実施の形態１の照明器具の概略構成を示すブロック図、図２はその要部の断面図、図３はその調光ガラスの機能を説明する説明図、図４は照明器具の光出力とＬＥＤ素子の光出力と調光制御電圧の経時変化を示すグラフ、図５は制御のフローチャートである。

本発明に係る照明器具１は、白色の混色を出射するように構成するものであり、異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤ素子２が基板に実装されてなる光源３と、通過する光の透過率を制御する調光ガラス４と、電力供給部５と制御部６とタイマー７とからなる点灯装置８を備えてなる。

光源３は、緑色波長、青色波長、赤色波長のそれぞれ光色を出射するＬＥＤ素子２をそれぞれ１個ずつをセットにして用いられ、白色の混色を出射する。調光ガラス４は、図３（ａ）に示すように、発光制御部材である液晶分子４ａからなる液晶部材を備え、それぞれ透明電極４ｂが設けられた２枚のガラス４ｃ間に液晶部材を挟み合わせてなっている。そして、この液晶部材への印加電圧を制御することで液晶分子４ａの傾きを制御し、もって調光ガラス４の光透過率を制御する。電力供給部５は、点灯装置８を構成する機能の１部であり、ＬＥＤ素子２を発光させるための電力供給を行う。

制御部６は、点灯装置８を構成する機能の１部であり、電力供給部５からＬＥＤ素子２へ供給する電力量を調整するとともに、調光ガラス４の拡散率を調整するための制御信号を生成する。すなわち、制御部６は、調光ガラス４への信号（電圧）を調整し、調光ガラス４からの光出力レベルを使用期間中において常時一定に保つように制御する。タイマー７は、点灯装置８を構成する機能の１部であり、ＬＥＤ素子２の累積点灯時間をカウントする。

次に本実施の形態１の具体的な動作について、図３、図４、図５により説明する。図５に示すように、電源が投入されると、それぞれのＬＥＤ素子２に電力が供給されて、緑色波長、青色波長、赤色波長のそれぞれの光色で発光する（第１の発光Ｈ0）（図５（Ｓ１））。ＬＥＤ素子２に電力が供給されている間は、タイマー７が作動し、ＬＥＤ素子２の累積点灯時間をカウントしている（図５（Ｓ２））。

点灯装置８内の制御部６は、タイマー７でカウントされた累積点灯時間に連動して、調光ガラス４への制御信号を生成する（図５（Ｓ３））。この制御信号は電圧レベルを示すものであって、調光ガラスは制御信号に基づいて透過率を変化させる。調光ガラス４内には液晶部材が挟み込まれており、液晶部材内の液晶分子４ａの傾きが制御信号によって変化することで光透過率が変化する。

すなわち、照明器具の使用初期（図４の横軸ｔ１）における、ＬＥＤ素子からの出射光が強い状態（図４（ｂ））においては、調光ガラス４への印加電圧（制御信号）を高める（図４（ｃ））。これによって、液晶部材内の液晶分子４ａの傾きを強く（図３（ｂ））し、透過率を低めるように制御する。

また、照明器具１の使用末期（図４の横軸ｔ３）において、ＬＥＤ素子の光束減衰が生じている場合おいては、調光ガラス４への印加電圧（制御信号）を低める（図４（ｃ））。これによって、液晶部材内の液晶分子４ａの傾きを弱くし（図３（ａ））、透過率を高めるように制御する。

上記第１の発光Ｈ0は、調光ガラス４に入射する。調光ガラス４内には液晶部材が挟みこまれており、入射した第１の発光Ｈ0は、液晶部材内の液晶分子４ａによって、拡散、混合されて、緑色波長、青色波長、赤色波長のそれぞれの混色光として調光ガラス４より出射される（第２の発光Ｈ）。

また、ＬＥＤ素子２の累積点灯時間と連動して、使用初期においては調光ガラス４の透過率を低め、ＬＥＤ素子２の光束減衰が生じる使用末期においては、調光ガラス４の透過率を高めるように制御しているため、照明器具の使用期間中において、第２の発光Ｈは常に一定の強度（図４（ａ））を保つことができる。

本実施の形態によれば、緑色波長、青色波長、赤色波長それぞれのＬＥＤ素子２からの出射光は、調光ガラス４により拡散、混合されて、混色光として得ることができる。また、調光ガラス４の透過率を調整することによって、照明器具の使用期間中において、常に一定の光強度を保つことができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態１について、図６及び図７により説明する。図６は本発明に係る実施の形態２の照明器具の概略構成を示すブロック図、図７は制御のフローチャートである。本実施の形態２の照明器具１は、第２の発光Ｈ強度を検出するための光センサを備える点が上記実施の形態１と相違する。本実施の形態において、上記実施の形態１に相当するものについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態２に係る照明器具は、白色の混色を出射するように構成するものであり、異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤ素子２が基板に実装されてなる光源３と、通過する光の透過率を制御する調光ガラス４と、電力供給部５と制御部６とタイマー７とからなる点灯装置８と、第２の出射光を検出するセンサ９を備えてなる。センサ９は、第２の発光Ｈの光強度レベルを検出し、この検出信号は制御部６に入力し、制御部６において予め設定された光強度の基準値と比較される。

次に本実施の形態２の具体的な動作について、説明する。電源が投入されると、それぞれのＬＥＤ素子２に電力が供給されて（図７（Ｓ１））、緑色波長、青色波長、赤色波長のそれぞれの光色で発光する（第１の発光Ｈ0）。上記第１の発光Ｈ0は、調光ガラス４に入射する。入射した第１の発光Ｈ0は、液晶部材内の液晶分子によって、拡散、混合されて、緑色波長、青色波長、赤色波長のそれぞれの混色光として調光ガラス４より出射される（第２の発光Ｈ）。

第２の発光Ｈは、センサ９により光強度レベルが検出され（図７（Ｓ１２））、この検出値は制御部６に入力される。制御部６は、光センサ９の検出値の信号を受けて、予め設定された光強度の基準値（図示せず）と比較する（図７（Ｓ１３））。この光センサ９の検出値が光強度の基準値とほぼ同一の場合（図７（Ｓ１４））は、調光ガラス４への制御信号を現状維持（電圧レベル維持）する（図７（Ｓ１５））。

もし、光センサ９の検出値が光強度の基準値と異なり、大きい場合は、調光ガラス４への制御信号を変化させ、印加電圧を高めて透過率を落とすように制御する（図７（Ｓ１７））。また、もし、光センサ９の検出値が光強度の基準値と異なり、小さい場合は（図７（Ｓ１７））、調光ガラス４への印加電圧を低めて透過率を上げるように制御する（図７（Ｓ１７））。

本実施の形態２によれば、ＬＥＤ素子２それぞれの出射光を混色光として得ることができる。しかも、混色光の強度を検出し、検出値に基づき調光ガラス４の透過率を調整することによって、使用期間中において常に一定の光強度を保つことができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図８及び図９により説明する。図８は本発明に係る実施の形態３の照明器具１の概略構成を示すブロック図、図９は制御のフローチャートである。本実施の形態３の照明器具は、点灯装置内に光出力補正テーブルが記憶されている記憶部が具備されている点が上記実施の形態１と相違する。本実施の形態３において、上記実施の形態１に相当するものについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態３に係る照明器具１は、上記実施の形態１の照明器具と同様に、白色の混色を出射するように構成するものであり、異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤ素子２が基板に実装されてなる光源３と、通過する光の透過率を制御する調光ガラス４と、電力供給部５と制御部６とタイマー７とからなる点灯装置８と備える。本実施の形態３に係る照明器具１は、さらに、点灯装置８内に記憶部１０を備えている。

記憶部１０には、光出力補正テーブルが記憶されている。光出力補正テーブルはＬＥＤ素子２の光束減衰特性に基づいて、調光ガラス４の透過率を変化させるための、印加電圧レベルが累積点灯時間との対比データとして記録されたものである。

この対比データは、ＬＥＤ素子２の光束減衰特性と連動して、使用初期においては、調光ガラス４への印加電圧を高め、液晶部材内の液晶分子の傾きを強くし、透過率を低めるようになっている。一方、対比データは、使用末期においては、調光ガラス４への印加電圧を低め、液晶部材内の液晶分子の傾きを弱くし、透過率を高めるようになっている。

この累積点灯時間と印加電圧との関係を表１に示す。

次に本実施の形態３の動作について、説明する。電源が投入されると（図９（Ｓ１））、それぞれのＬＥＤ素子２に電力が供給されて、緑色波長、青色波長、赤色波長のそれぞれの光色で発光する（第１の発光Ｈ0）。上記第１の発光Ｈ0は、調光ガラス４に入射する。入射した第１の発光Ｈ0は、液晶部材内の液晶分子によって、拡散、混合されて、緑色波長、青色波長、赤色波長のそれぞれの混色光として調光ガラス４より出射される（第２の発光Ｈ）。

ＬＥＤ素子２に電力が供給されている間は、タイマー７が作動し、ＬＥＤ素子２の累積点灯時間をカウントしている（図９（Ｓ２））。点灯装置８内の制御部７は、タイマー７でカウントされた累積点灯時間を読み込み（図９（Ｓ４））、記憶部１０の光出力補正テーブルを参照する（図９（Ｓ５））。また、累積点灯時間に対応した印加電圧を読み込み、調光ガラス４への制御信号を出力する（図９（Ｓ３））。

調光ガラス４の透過率は、タイマー７でカウントされた累積点灯時間によって光出力補正テーブル（例えば表１）の値を用いて、照明器具の使用初期における、ＬＥＤ素子からの出射光が強い状態においては、調光ガラス４への印加電圧（制御信号）を高める。これによって、液晶部材内の液晶分子の傾きを強くし、透過率を低めるように制御する。また、照明器具の使用末期において、ＬＥＤ素子の光束減衰が生じている場合おいては、調光ガラス４への印加電圧（制御信号）を低める。これによって、液晶部材内の液晶分子の傾きを弱くし、透過率を高めるように制御する。

上記第１の発光Ｈ0は、調光ガラス４に入射する。調光ガラス４内には液晶部材が挟みこまれており、入射した第１の発光Ｈ0は、液晶部材内の液晶分子によって、拡散、混合されて、緑色波長、青色波長、赤色波長のそれぞれの混色光として調光ガラス４より出射される（第２の発光Ｈ）。

また、ＬＥＤ素子２の累積点灯時間と連動して、使用初期においては調光ガラス４の透過率を低め、ＬＥＤ素子の光束減衰が生じる使用末期においては、調光ガラス４の透過率を高めるように制御しているため、照明器具の使用期間中において、第２の発光Ｈは常に一定の強度を保つことができる。本実施の形態３によれば、累積点灯時間に基づき調光ガラス４の透過率を調整することによって、使用期間中において常に一定の光強度を保つことができる。

以上のように、本願発明の照明器具によれば、ＬＥＤ素子２それぞれの出射光を混色光として得ることができる。しかも、使用期間中において常に一定の光強度の出射光を得ることができる。

本発明に係る実施の形態１の照明器具の概略構成を示すブロック図である。その要部の断面図である。（ａ）はその調光ガラスの機能を説明する説明図で、使用末期における、ＬＥＤ素子からの出射光が弱い状態における、透過率を高めるように制御した説明図あり、（ｂ）はその調光ガラスの機能を説明する説明図で、使用初期における、ＬＥＤ素子からの出射光が強い状態における、透過率を低めるように制御した説明図あり、（ｃ）はその調光ガラスの機能を説明する説明図で、使用中期における、ＬＥＤ素子からの出射光に対応して、透過率を制御低する説明図ある。その光出力（同図（ａ））とＬＥＤ素子の光出力（同図（ｂ））と調光制御電圧（同図（ｃ））の経時変化を示すグラである。その制御を説明するフローチャートである。本発明に係る実施の形態２の照明器具の概略構成を示すブロック図である。その制御を説明するフローチャートである。本発明に係る実施の形態３の照明器具の概略構成を示すブロック図である。その制御を説明するフローチャートである。

符号の説明

２ＬＥＤ素子
３光源
４調光ガラス
５電力供給部
６制御部
７タイマー
８点灯装置
９センサ
１０記憶部

Claims

異なる波長の光を出射するＬＥＤ素子と、該ＬＥＤ素子それぞれの出射光の透過率を外部信号によって制御する調光ガラスを具備する照明器具であって、前記調光ガラスへの信号を調整し、前記調光ガラスからの光出力レベルを使用期間中において常時一定に保つための制御部を具備することを特徴とする照明器具。
前記ＬＥＤ素子の出射光の強度を検出する光センサを具備し、前記光センサの検出値に基づいて、調光ガラスの透過率を調整する制御部を具えたことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
前記制御部はＬＥＤ素子出射光の光束減衰特性を記憶したメモリを具備し、前記光束減衰特性に基づいて調光ガラスの拡散率を調整する制御部を具えたことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
前記請求項１から請求項４記載の照明器具を光源として用いたことを特徴とする照明装置。