JP2009277506A - 可変色照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
可変色範囲内における発光量の変化が小さくて照明装置の見え方に不自然さが少ない照明装置を提供する。
【解決手段】
照明装置は、色度図におけるｘ座標値ｘ１が０．４８〜０．５０の範囲、ｙ座標値ｙ１が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じる第１のランプ１と、色度図におけるｘ座標値ｘ２が０．２〜０．２８の範囲、ｙ座標値ｙ２が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じる第２のランプ２と、第１および第２のランプを同時に点灯してそれらの発光割合を可変にする点灯回路３とを具備し、所定の可変色範囲内において第１および第２のランプが同時に点灯してその発光を加法混光することによって概ね黒体放射軌跡上の光色を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、２種の光色のランプを備えた可変色照明装置の改良に関する。

２種の光色を有するランプを備えた可変色照明装置は既知である（例えば、特許文献１参照。）。この既知の可変色照明装置は、第１発光部および第２発光部として互いに色温度の異なる２種類の白色発光ダイオードが用いられている。例えば、第１発光部として５０００［Ｋ］の色温度を有する白色発光ダイオードを用い、第２発光部として２６００［Ｋ］の色温度を有する白色発光ダイオードを用いている。そして、第１発光部が単独発光時の色温度（５０００［Ｋ］）から第２発光部が単独発光時の色温度（２６００［Ｋ］）まで連続的に照明光の色温度を調整することが可能となる。

住宅やオフィス、店舗などで使用される一般照明用の照明装置においては、概ね黒体放射軌跡上の光色であり、相関色温度が概ね３０００〜６７００Ｋ程度の範囲が利用できれば実用上差し支えない。この意味では特許文献１に記載された技術はおおよそにおいて問題がないといえる。

特開２００８−０４１４５２号公報

ところが、既知の可変色照明装置は、相関色温度の下限および上限においては一方の発光部のみが単独で作動し、中間においては両方の発光部が同時に作動するので、可変色範囲内において発光量（またはランプ電力）が、両発光部合計の最大発光量を１００％としたとき、５０〜１００％の間で変化するので、その変化率が大きい。また、一方のみが単独で作動している場合、他方は消灯しているので、照明装置の見え方が不自然になる。

本発明は、可変色範囲内における発光量の変化が小さくて照明装置の見え方に不自然さが少ない照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、色度図におけるｘ座標値ｘ１が０．４８〜０．５０の範囲、ｙ座標値ｙ１が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じる第１のランプと；色度図におけるｘ座標値ｘ２が０．２〜０．２８の範囲、ｙ座標値ｙ２が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じる第２のランプと；第１および第２のランプを同時に点灯してそれらの発光割合を可変にする点灯回路と；を具備し、所定の可変色度範囲内において第１および第２のランプが同時に点灯してその発光を加法混光することによって概ね黒体放射軌跡上の光色を得ることを特徴としている。

本発明は以下の態様を許容する。

第１のランプは、色度図のｘ座標値ｘ１およびｙ座標値ｙ１が上記の範囲内に設定されているので、発光の相関色温度が３０００Ｋよりさらに一層低い領域であり、色温度表示をすることができないこともある。このような範囲の色度は、単体のランプにより得てもよいし、色度の異なる複数のランプの発光を加法混光して得るようにしてもよい。複数のランプを用いて所定色度を得る場合、その種類は同種および異種の組み合わせのいずれであってもよい。

第２のランプは、色度図のｘ座標値ｘ２およびｙ座標値ｙ２が上記の範囲内に設定されているので、相関色温度が６７００Ｋよりさらに一層高い領域であり、色温度表示をすることができないこともある。このような範囲の色度は、第１のランプにおけるのと同様に単体のランプにより得てもよいし、色度の異なる複数のランプの発光を加法混光して得るようにしてもよい。

第１および第２のランプは、その種類を問わない。例えば、蛍光ランプ、ＨＩＤランプ、発光ダイオード、ＥＬ（有機、無機）および電界放出形ランプなどどのようなランプであってもよい。また、その種類は、色度がほぼ同じであれば同一種および異種の組み合わせのいずれであってもよい。

また、第１および第２のランプは、その数が特段限定されないので、１個および任意の複数個のいずれかを適宜用いることができる。そして、第１のランプと第２のランプとの数が等しくてもよいし、等しくなくてもよい。

さらに、第１および第２のランプは、それらの点灯時の加法混光によって得られる光色の所定色範囲内における最低相関色温度および最高相関色温度のときに両者の点灯比率が最小になる。第１および第２のランプの発光出力が等しい場合には、上記点灯比率の最小値が最大になる。一例を示せば、いずれか一方のランプの発光出力が１００％のとき、他方のランプの発光出力が約３０％程度になる。これに対して、第１および第２のランプの可変色範囲内における最大発光出力に差があると、両者の最小出力比率（最小出力／最大出力）が最大のときより低下していく傾向があるものの従来技術のそれより大きな最小出力比率が得られる。

そうして、本発明においては、第１および第２のランプから出力された光の加法混光によって得られる光色が概ね相関色温度３０００〜６７００Ｋ程度の範囲で得ることができる。この光色範囲であれば、既述のように実用上差し支えない。上記光色範囲は、日本工業規格のＪＩＳ Ｚ ９１１２（改定：2004/03/20）に規定されているので、その全部または一部の光色を可変色範囲内に包含するように設定することができる。

また、本発明において、光色は概ね黒体（完全放射体）軌跡に沿っていればよい。したがって、色度が黒体（完全放射体）軌跡に対して多少の偏差を有していてもよいことを意味する。許容される偏差は、発明の趣旨を逸脱しない範囲であればよく、少なくとも上記ＪＩＳに規定されている範囲が許容される。

点灯回路は、第１および第２のランプを、その発光割合を可変に点灯することができるとともに、同時に点灯させる手段である。そのために、第１および第２のランプに投入する電力を可変にすることができる。発光割合を可変に点灯することにより第１および第２のランプの発光を加法混光することが可能になる。点灯回路の具体的な回路方式は、本発明において特段限定されないので、ランプの種類に応じた適当な回路を採用することができる。代表的なランプの一例としての蛍光ランプの場合、高周波交流点灯方式が好適である。この回路方式は、蛍光ランプを即時点灯し、明るさのちらつきがなく、発光効率が高くなるとともに、制御が容易であるなどの利点がある。発光ダイオードの場合、パルス点灯方式は、発光効率が高くなるので好適である。また、制御が比較的容易であるなどの利点がある。

なお、第１および第２のランプが同時に点灯するとは、人間の視覚できる範囲内において同時に点灯しているように見えればよいことを意味する。したがって、例えば第１および第２のランプを人間には視認できない程度の周期でパルス的に点灯する態様において、両ランプの光出力の位相が殆ど重ならなくても、人間の視覚においては同時に点灯しているように見える場合も、同時に点灯する態様に含まれる。

また、点灯回路は、第１および第２のランプの発光を加法混光して所望の相関色温度の光色を得やすくするために、その制御回路をマイコンおよびＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）などのディジタルデバイスを主体として構成することができる。さらに、例えばリモコンを用いて使用者の手元で遠隔制御により、または壁面に配設した操作部における操作により、所望の光色に切り換えが可能なように点灯回路の制御部を構成することができる。これらの場合、相関色温度を所望値にワンタッチで選択したり、連続的に変化させて所望の光色になったときにその変化を停止させて選択したりすることができるように構成することができる。

さらに、加法混光の光色が得られるのは被照面であればよく、それ以外の空間領域において所定の光色が得られなくても差し支えない。

本発明によれば、第１のランプは色度図におけるｘ座標値ｘ１が０．４８〜０．５０の範囲、ｙ座標値ｙ１が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じ、第２のランプは色度図におけるｘ座標値ｘ２が０．２〜０．２８の範囲、ｙ座標値ｙ２が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じるととともに、所定の可変色範囲内において第１および第２のランプが同時に点灯してその発光を加法混光することによって概ね黒体放射軌跡上の光色を得るので、可変色範囲内における発光量の変化が比較的小さくて照明装置の見え方に不自然さが相対的に少ない照明装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明の照明装置を実施するための一形態における回路図である。図において、照明装置は、第１のランプ１、第２のランプ２および点灯回路３を具備し、点灯回路３の入力端が商用交流電源４に接続する。

第１のランプ１は、例えば複数の発光ダイオードからなり、色度図におけるｘ座標値ｘ１が０．４８〜０．５０の範囲、ｙ座標値ｙ１が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じる。各発光ダイオードは、青色発光ＬＥＤチップと蛍光体の組み合わせで上記色度を満足する発光を行うように構成されている。

第２のランプ２は、例えば複数の発光ダイオードからなり、色度図におけるｘ座標値ｘ２が０．２〜０．２８の範囲、ｙ座標値ｙ２が０．６５３×ｘ２＋０．１１３〜０．６５３×ｘ２＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じる。各発光ダイオードは、青色発光ＬＥＤチップと蛍光体の組み合わせで上記色度を満足する発光を行うように構成されている。

点灯回路３は、第１の主回路３ａ、第２の主回路３ｂおよび制御回路３ｃからなる。第１の主回路３ａは、第１のランプ１を点灯する。第２の主回路３ｂは、第２のランプ２を点灯する。制御回路３ｃは、第１および第２の主回路３ａ、３ｂを所要に制御する。そして、第１および第２のランプ１、２の個々の光出力が所望の相関色温度を有する加法混光された光出力を生じるように、第１および第２のランプ１、２の点灯をそれぞれ個別に、かつ互いに協調しながら制御する。しかも、複数の異なる相関色温度の加法混光された光出力を選択的に生じさせることができる。

次に、加法混光によって所望の相関色温度を生じさせるときの第１および第２のランプ１、２の出力の相対変化の実施例について説明する。

実施例１は、前述の一形態において以下の態様である。

第１のランプ１は、色度座標の色度値がｘ＝０．４９１２、ｙ＝０．４４３８の複数の発光ダイオードからなり、合計で最大１０００ｌｍの光出力で点灯する。

第２のランプ２は、色度座標の色度値がｘ＝０．２６１２、ｙ＝０．２９３６の複数の発光ダイオードからなり、合計で最大１０００ｌｍの光出力で点灯する。

そうして、第１および第２のランプ１、２をそれぞれ１０００ｌｍの最大出力で点灯したときに、相関色温度約４０００Ｋ、偏差約−０．００２６の光色が得られた。このときの第１および第２のランプ１、２合計の光出力は２０００ｌｍである。

次に、第１のランプ１を１０００ｌｍの光出力で点灯し、第２のランプ２を３００ｌｍの光出力で点灯したときには、相関色温度約３０００Ｋ、偏差約＋０．００１８の光色が得られた。このときの第１および第２のランプ１、２合計の光出力は１３００ｌｍである。

さらに、第１のランプ１を３００ｌｍの光出力で点灯し、第２のランプ２を１０００ｌｍの光出力で点灯したときには、相関色温度約６７００Ｋ、偏差約＋０．００２７の光色が得られた。このときの第１および第２のランプ１、２合計の光出力は１３００ｌｍである。

以上の実施例１では、第１および第２のランプ１、２のそれぞれの最大出力が等しい場合、相関色温度３０００〜６７００Ｋの可変色範囲内において、第１および第２のランプ１、２合計の出力は１３００〜２０００ｌｍの範囲で変化する。したがって、第１および第２のランプ１、２の最小出力比率（最小出力／最大出力）は６５％である。

［比較例１］
比較例１は、第１のランプが相関色温度３０００Ｋで、光出力１０００ｌｍであり、第２のランプの相関色温度６７００Ｋで、光出力１０００ｌｍである。第１および第２のランプの点灯の態様は、前記従来技術と同様である。

そうして、比較例１における実施例１と同様な相関色温度３０００Ｋ、４０００ｋおよび６７００Ｋで点灯させる場合における光出力は、１０００ｌｍ、２０００ｌｍおよび１０００ｌｍである。したがって、３０００Ｋおよび６７００ｋにおいては、一方のランプのみが点灯するので、その際の光出力が１０００ｌｍになるから、最小出力比率は５０％である。

図２は、実施例１における可変色範囲における色温度とその色温度における最大出力の関係を比較例１におけるそれとともに示すグラフである。図において、横軸は色温度［Ｋ］を、縦軸はその色温度における最大出力［ｌｍ］を、それぞれ示す。図中、実線の曲線は実施例１、点線は比較例１である。

図から理解できるように、本発明（実施例１）の方が従来技術（比較例１）より光出力の変化が少ない。

実施例２は、前述の一形態において以下の態様である。

第１のランプ１は、色度座標の色度値が実施例１と同じ複数の発光ダイオードからなり、合計で最大５００ｌｍの光出力で点灯する。

第２のランプ２は、色度座標の色度値が実施例１と同じ複数の発光ダイオードからなり、合計で最大１５００ｌｍの光出力で点灯する。

そうして、第１のランプ１を５００ｌｍで点灯し、第２のランプを１５０ｌｍの出力で点灯したときに、相関色温度約６２００Ｋ、偏差約＋０．００１３の光色が得られた。このときの第１および第２のランプ１、２合計の出力は２０００ｌｍである。

次に、第１のランプ１を５００ｌｍの光出力で点灯し、第２のランプ２を１５０ｌｍの光出力で点灯したときには、相関色温度約３０００Ｋ、偏差約＋０．００１８の光色が得られた。このときの第１および第２のランプ１、２合計の光出力は６５０ｌｍである。

さらに、第１のランプ１を４００ｌｍの光出力で点灯し、第２のランプ２を１５００ｌｍの光出力で点灯したときには、相関色温度約６７００Ｋ、偏差約＋０．００２８の光色が得られた。このときの第１および第２のランプ１、２合計の出力は１９００ｌｍである。

以上の実施例２では、第１および第２のランプ１、２のそれぞれの最大出力が１：３の関係になっている場合、相関色温度３０００〜６７００Ｋの可変色範囲内において、第１および第２のランプ１、２合計の出力は６５０〜２０００ｌｍの範囲で変化する。したがって、第１および第２のランプ１、２の最小出力比率は３３％である。なお、実施例２は、高い相関色温度、例えば６２００〜６７００Ｋの可変色範囲を頻繁に使う照明装置においては、最小出力比率が９５％になるので、有用である。

［比較例２］
比較例２は、第１のランプが相関色温度３０００Ｋで、光出力５００ｌｍであり、第２のランプの相関色温度６７００Ｋで、光出力１５００ｌｍである。第１および第２のランプの点灯の態様は、前記従来技術と同様である。

そうして、比較例１における実施例１と同様な相関色温度３０００Ｋ、４０００ｋおよび６７００Ｋで点灯させる場合における光出力は、５００ｌｍ、２０００ｌｍおよび１５００ｌｍである。したがって、３０００Ｋにおいては、第１のランプのみが点灯するので、その際の光出力が５００ｌｍになるから、最小出力比率は２５％である。

図３は、実施例２における可変色範囲における色温度とその色温度における最大出力の関係を比較例２におけるそれとともに示すグラフである。図において、横軸は色温度［Ｋ］を、縦軸はその色温度における最大出力［ｌｍ］を、それぞれ示す。図中、実線の曲線は実施例１、点線は比較例１である。

図から理解できるように、第１および第２のランプの光出力に差がある場合であっても、本発明（実施例２）の方が従来技術（比較例２）より光出力の変化が少ない。

本発明の照明装置を実施するための一形態における回路図 実施例１における可変色範囲における色温度とその色温度における最大出力の関係を比較例１におけるそれとともに示すグラフ 実施例２における可変色範囲における色温度とその色温度における最大出力の関係を比較例２におけるそれとともに示すグラフ

符号の説明

１…第１のランプ、２…第２のランプ、３…点灯回路、３ａ…第１の主回路、３ｂ…第２の主回路、３ｃ…制御回路、４…商用交流電源

Claims (1)

1. 色度図におけるｘ座標値ｘ１が０．４８〜０．５０の範囲、ｙ座標値ｙ１が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じる第１のランプと；
   色度図におけるｘ座標値ｘ２が０．２〜０．２８の範囲、ｙ座標値ｙ２が０．６５３×ｘ１＋０．１１３〜０．６５３×ｘ１＋０．１３３の範囲にある色度を有する発光を生じる第２のランプと；
   第１および第２のランプを同時に点灯してそれらの発光割合を可変にする点灯回路と；
   を具備し、所定の可変色範囲内において第１および第２のランプが同時に点灯してその発光を加法混光することによって概ね黒体放射軌跡上の光色を得ることを特徴とする可変色照明装置。

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