JP2010044874A - 照明装置、照明システム及び照明装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の光源間又は照明装置間の色度のばらつきを抑制することができる照明装置、照明システム及び照明装置の製造方法を提供する。
【解決手段】照明装置10に用いられるLEDモジュール2,2…を基準となる色度からのずれに応じてランク分けし、LEDモジュール2,2…のランクに応じた一種類のフィルタ6を複数種類あるフィルタから選択して用いているから、LEDモジュール2,2…からの光のうち、LEDモジュール2,2…のランクに応じた所定の波長領域の光の一部をフィルタ6にて吸収することにより、フィルタ6を透過して外部に出射される照明光の色度を調整することができ、フィルタ6を設けるという簡易な構成にて、複数のLEDモジュール2,2…間又は照明装置10,10…間の色度のばらつきを抑制することができる。
【選択図】図4
【解決手段】照明装置10に用いられるLEDモジュール2,2…を基準となる色度からのずれに応じてランク分けし、LEDモジュール2,2…のランクに応じた一種類のフィルタ6を複数種類あるフィルタから選択して用いているから、LEDモジュール2,2…からの光のうち、LEDモジュール2,2…のランクに応じた所定の波長領域の光の一部をフィルタ6にて吸収することにより、フィルタ6を透過して外部に出射される照明光の色度を調整することができ、フィルタ6を設けるという簡易な構成にて、複数のLEDモジュール2,2…間又は照明装置10,10…間の色度のばらつきを抑制することができる。
【選択図】図4
Description
本発明は、光源と、該光源からの照明光の色度を調整する色度調整部材とを備える照明装置、照明システム及び照明装置の製造方法に関する。
従来、照明装置の光源として、白熱電球又は蛍光灯が広く用いられている。近年、発光ダイオード(以下、LEDという)の高輝度化に伴い、これらの光源に代えて、低消費電力、長寿命等の特性を有するLEDが照明装置の光源として用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示された照明装置は、複数のLEDを光源として用いており、天井材に設けられた取付孔に取付けて用いられる所謂ダウンライトである。
特開2007−265961号公報
ところで、擬似白色のLEDは、LED素子と、該LED素子からの光により励起される蛍光体と、LED素子を封止し、蛍光体が分散された封止樹脂とを備えてなる。LEDからの光は、LED素子が発する光と、該光により励起されて蛍光体が発する光との合成光である。このため、LEDが発する光の色度は、LED素子に関するばらつき(LED素子が発する光の波長ずれ、輝度のばらつき)と、蛍光体に関するばらつき(封止樹脂内に含まれる蛍光体の量のばらつき、沈降による封止樹脂内の蛍光体の分布の偏り)の両方に起因してばらつきが生じることになる。特許文献1の照明装置においては、複数のLEDを用いているから、該複数のLED間に色度のばらつきが生じるという問題があった。また、ダウンライトは、同一室内にて複数用いられることが多く、複数のダウンライト間において、照明光の色度のばらつきが生じるという問題があった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の光源間又は照明装置間の色度のばらつきを抑制することができる照明装置、照明システム及び照明装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る照明装置は、光源と、該光源からの照明光の色度を調整する色度調整部材とを備える照明装置において、前記色度調整部材は、所定の波長領域の光を吸収して、前記照明光の色度を調整するように構成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、所定の波長領域の光を色度調整部材により吸収して、照明光の色度を調整しているから、色度調整部材を適切に設定することにより、例えば、光源からの照明光の色度を基準となる色度に近づけることが可能となり、複数の光源間又は照明装置間の色度のばらつきを抑制することができる。
本発明に係る照明装置は、光源と、該光源からの照明光の色度を調整する色度調整部材とを備える照明装置において、前記色度調整部材は、所望の色度領域に含まれるようにすべく、前記照明光の色度を調整するように構成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、所望の色度領域に含まれるように、照明光の色度を調整しているから、複数の光源間又は照明装置間の色度のばらつきを抑制することができる。
本発明に係る照明装置は、前記色度調整部材は、所定の波長領域の光の透過率が、他の波長領域の光の透過率と異なるフィルタであることを特徴とする。
本発明にあっては、色度調整部材として、所定の波長領域の光の透過率が、他の波長領域の光の透過率と異なるフィルタを用いているから、適切なフィルタを設けるという簡易な構成にて、照明光の色度を調整して、複数の光源間又は照明装置間の色度のばらつきを抑制することが可能となる。
本発明に係る照明装置は、前記色度調整部材は、所定の波長領域の光の反射率が、他の波長領域の光の反射率と異なる反射体であることを特徴とする。
本発明にあっては、色度調整部材として、所定の波長領域の光の反射率が、他の波長領域の光の反射率と異なる反射体を用いているから、適切な反射体を設けることにより、照明光の色度を調整して、複数の光源間又は照明装置間の色度のばらつきを抑制することが可能となる。
本発明に係る照明装置は、前記光源の光出射方向に該光源を覆うカバーを備えており、該カバーは光拡散性を有することを特徴とする。
本発明にあっては、光源を覆うように光拡散性を有するカバーを設けているから、消灯時の自然光下において視認されるフィルタ等の色度調整部材の色が分かりにくくなり、複数の光源間又は照明装置間の色度調整部材の色のばらつきを目立たなくすることができる。
本発明に係る照明装置は、前記光源は、青色LED素子と、該青色LED素子からの光により励起される黄色蛍光体及び赤色蛍光体とを有するLEDであり、前記色度調整部材は青色に対応する波長領域の光を吸収するように構成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、光源として青色LED素子と、該青色LED素子からの光により励起される黄色蛍光体及び赤色蛍光体とを有するLEDを用いて、該LEDからの光の色度のずれに応じて青色に対応する波長領域の光を吸収することにより、光源からの照明光の色度を調整しており、青色に対応する波長領域の光を吸収する色度調整部材は、自然光下において電球色と同系色である黄色に見えるから、消灯時に、使用者に違和感を与えずに済む。
本発明に係る照明システムは、複数の照明装置からなる照明システムにおいて、前記複数の照明装置の少なくとも一つは、前述の発明に記載の色度調整部材を有し、該色度調整部材は、前記複数の照明装置からの照明光を所望の色度領域に含ませることにより、前記複数の照明装置間の照明光の色度のばらつきを抑制したことを特徴とする。
本発明にあっては、複数の照明装置の少なくとも一つに前述の発明に記載の色度調整部材を用いて、複数の照明装置からの照明光を所望の色度領域に含ませるようにしてあるから、複数の照明装置間の照明光の色度のばらつきを抑制することができる。
本発明に係る照明装置の製造方法は、光源と、該光源からの照明光の色度を調整する色度調整部材とを備える照明装置の製造方法において、吸収する光の波長領域及び/又は量が異なる複数種類の色度調整部材を予め用意し、基準となる色度からの前記光源が発する光の色度のずれに応じて該光源をランク分けし、ランクに応じた一種類の色度調整部材を前記複数種類の色度調整部材から選択し、選択した色度調整部材を前記照明装置に設けることを特徴とする。
本発明にあっては、光源を色度のずれに応じてランク分けし、ランクに応じた一種類の色度調整部材を複数種類の色度調整部材から選択して用いているから、ランク分け及び色度調整部材の選択を適切に行うことにより、光源からの照明光の色度を調整して、例えば、光源からの照明光の色度を基準となる色度に近づけることが可能となり、複数の光源間又は照明装置間の色度のばらつきを抑制することが可能となる。
本発明によれば、複数の光源間又は照明装置間の色度のばらつきを抑制することができる。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る照明装置の外観斜視図である。図2は、照明装置の模式的側面図であり、一部を部分断面にて示している。図3は、図2の III−III 線による矢視図であり、一部を部分断面にて示している。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る照明装置の外観斜視図である。図2は、照明装置の模式的側面図であり、一部を部分断面にて示している。図3は、図2の III−III 線による矢視図であり、一部を部分断面にて示している。
図において1は、アルミニウム等の金属製の放熱器である。放熱器1は、略円板状の伝熱板11を有しており、伝熱板11の一面11aには、矩形板状の複数の放熱板12,12…が平行をなして立設してあり、これら複数の放熱板12,12…の略中央を通り、該複数の放熱板12,12…に直交するように連結板(図示せず)が立設してある。なお、伝熱板11の略中央には配線用の貫通孔11cが設けてある。
放熱器1の伝熱板11の周縁部には、矩形板状の固定部13,13…が伝熱板11の径方向に直交するように、周方向に3等配をなして立設してある。固定部13,13…は、複数の放熱板12,12…に夫々連設されて一体的に形成してある。なお、放熱器1は、ダイキャストにより一体成形してもよいし、押出加工又は切削加工により形成してもよい。
放熱器1の伝熱板11の他面11bには、図3に示すように、光源としての複数(図において6つ)のLEDモジュール2,2…が周方向に等配をなして取付けてある。図4は、図2に示した照明装置10の模式的側面図におけるLEDモジュール2近傍の部分拡大図である。LEDモジュール2は、矩形のセラミック(例えば、酸化アルミニウム)基板21と、該セラミック基板21の一面の中央部に密集して実装された複数(例えば、36個)のLED素子及び該複数のLED素子を封止し、蛍光体が分散されたシリコン樹脂等の封止樹脂を有する発光部22と、入力端子及び出力端子とを備えてなる。LEDモジュール2は、青色LED素子と、該青色LED素子からの光により励起されて発光する黄色蛍光体及び赤色蛍光体とを備える電球色のLEDモジュールである。
図5は、電球色のLEDモジュールが発する光の分光分布の概念図であり、横軸は波長を、縦軸は比エネルギを夫々示している。なお、本図は、説明の便宜上、概念的に示しており、実際のスペクトル形状とは異なる。電球色のLEDモジュールは、青色LED素子が発する青色光のスペクトルと、該青色光により励起されて黄色蛍光体及び赤色蛍光体が発する黄色光及び赤色光のスペクトルとを有しており、図中に実線にて示すように、長波長域にピーク波長があり、該ピーク波長を挟んで広い波長域に亘って分布する光を発する。なお、実線にて示すスペクトルは、基準となる電球色光のスペクトルである。
ところで、LEDモジュールが発する光の色度は、LED素子に関するばらつき(LED素子が発する光の波長ずれ、輝度のばらつき)と、蛍光体に関するばらつき(封止樹脂内に含まれる蛍光体の量のばらつき、沈降による封止樹脂内の蛍光体の分布の偏り)の両方に起因してばらつきが生じることになる。そして、電球色のLEDモジュールは、異なる2種類の蛍光体を用いているから、LEDモジュールが発する光の色度のばらつきが大きくなる。
図6は、電球色のLEDモジュールが発する光の色度のばらつきの説明図である。図6は、XYZ表色系のxy色度図における電球色の色度座標近傍を拡大して示している。基準となる電球色の色度の座標は、図中の領域Aの略中央にあるとする。照明装置の光源として、基準となる電球色の色度のLEDモジュールを用いることが理想的であるが、前述した如く、LEDモジュールが発する光の色度にばらつきがあるため、ばらつきが所定の範囲内にあるLEDモジュールを用いるのが一般的である。領域Aを中心とする平行四辺形で囲まれた領域R内にある電球色のLEDモジュールを照明装置の光源として用いる。領域R内の領域Aを囲繞する領域をB,C,D,E,F,G,H,Iの8つの領域(ランク)に分ける。例えば、領域Hにある(ランクHの)LEDモジュールは、青がかった電球色の光を発する。同一領域内にある、換言すると同じランクであるLEDモジュールを、同一の照明装置10のLEDモジュール2,2…として用いている。即ち、1つの照明装置10は1つのランクのLEDモジュールで構成する。これにより、照明装置10内の複数のLEDモジュール2,2…間の色度のばらつきを抑制することができる。
LEDモジュール2,2…のセラミック基板21,21…と放熱器1の伝熱板11との間には、図4に示すように、伝熱シート3,3…が介装してある。伝熱シート3,3…は、セラミック基板21,21…と略同一形状を有しており、例えば、熱伝導性樹脂(例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂)製である。LEDモジュール2,2…の点灯に伴って該LEDモジュール2,2…にて発生する熱は、伝熱シート3,3…を介して放熱器1の伝熱板11に伝達され、さらに放熱板12,12…及び連結板に伝達され、自然対流により外部へ放散される。
放熱器1の伝熱板11の他面11bの側には、反射体としての反射板4が設けてある。反射板4には、略半球状の凹部を有し、該凹部の略中央に開口部を有する複数の反射部41,41…が形成してある。反射部41,41…は、反射板4を放熱器1に取付けたときに、LEDモジュール2,2…の発光部22,22…に対応する位置に反射部41,41…の開口部が位置するようにしてある。
反射板4の周縁部には、図2に示すように、略円柱状の凹部42,42…が設けてある。また、反射板4の周縁には、周壁43が立設してあり、反射板4は周壁43の端面を伝熱板11に当接させて、ネジ45,45…を反射板4の凹部42,42…に設けられた貫通孔に挿通させ、伝熱板11に設けられたネジ穴に螺合させることにより放熱器1に固定してある。なお、反射板4は、ステンレス等の金属、反射率の高い塗料を塗布された金属又は高全反射率及び高拡散反射率という光学特性を有する超微細発泡光反射材(例えば、MCPET(登録商標))、あるいは光散乱性の金属酸化物(例えば二酸化チタン)等の材料を充填した樹脂材料(例えばポリカーボネート)により形成されている。
LEDモジュール2,2…からの光は、この反射板4の反射部41,41…にて反射されて、LEDモジュール2,2…の光軸となす角度が所定角度以下になる範囲に含まれることになり、照明装置10の直下照度が強くなるように配光特性が制御された光が照明装置10から出射されることになる。
放熱器1の伝熱板11の側には、フレーム5が設けてある。フレーム5は、円筒部51と、円筒部51の一端から直交する方向に径方向に延設された環状の鍔部52とを有してなる。円筒部51には、周方向の3カ所から鍔部52の逆側に延設された延設部51a,51a…が設けてある。
このフレーム5は、円筒51の他端の側に反射板4を内嵌させて、延設部51a,51a…を放熱器1の固定部13,13…に当接させた状態にて、ネジ53,53…を延設部51a,51a…に設けられた貫通孔に挿通させ、放熱器1の固定部13,13…に設けられたネジ穴に螺合させることにより放熱器1に固定してある。フレーム5の鍔部52の内面には、LEDモジュール2,2…を覆うように色度調整部材としてのフィルタ6が設けてある。なお、フィルタ6は、LEDモジュール2,2…を覆うカバーを兼ねている。
フィルタ6は、図4に示すように、略円板状を有し、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂製である透光板部61と、該透光板部61の一面に、染料、顔料等の所定の波長領域の光を吸収する光吸収媒質を蒸着することにより形成された光吸収膜62とを有してなる。フィルタ6は、光吸収膜62の側がLEDモジュール2,2…の側になるようにフレーム5に取付けてある。このフィルタ6は、LEDモジュール2,2…からの光のうち、所定の波長領域の光を光吸収膜62にて吸収して、所定の波長領域の光の透過を制限する。
また、放熱器1には、複数の板ばね7,7…が設けてある。板ばね7は、ステンレス鋼等の金属製であり、細長い矩形板を屈曲させて、図2に示すようにV字状に形成してある。板ばね7の一側には、図2に示すように、矩形板状の固定部71が設けてあり、屈曲部72を挟んだ板ばね7の他側には、固定部71の側に凸状に湾曲し、板ばね7の長手方向に沿う断面形状が円弧状である第1の押圧部73及び第2の押圧部74が連設してある。
このような板ばね7,7…は、ネジ14,14…を板ばね7,7…の固定部71,71…に設けられた貫通孔に挿通させ、放熱器1の固定部13,13…に設けられたネジ穴に螺合させることにより、周方向に3等配をなして放熱器1に固定してある。
放熱器1の外側から二枚目の放熱板12,12には、取付板81,81が夫々放熱板12,12と平行をなしてネジ82,82…により固定してある。取付板81,81の上部には、該取付板81,81に直角をなして円板83が取付けてある。この円板83は、照明装置本体、特に放熱板12,12…の間に埃、水滴等の異物が入り込むことを防止すべく設けてある。
この照明装置10は、フィルタ6の側を下側にして、板ばね7,7を照明装置10の本体の側に押し付けた状態にて天井に設けられた取付孔に下側から挿入し、板ばね7,7の第1の押圧部73又は第2の押圧部74を天井に設けられた取付孔の周縁部に斜め上側から当接させることにより、天井に設けられた取付孔に板ばね7,7…を介して固定され、所謂ダウンライトとして用いられる。
このような照明装置10は、同一室内にて複数用いられることが多く、複数の照明装置10,10…からなる照明システムとして構成される。図7は、同一室内にて複数の照明装置10,10…が用いられた例を示す図である。前述した如く、同一の照明装置10には、同一ランクのLEDモジュールを用いているから、照明光の色度を調整するフィルタ6を使用しなくても、個々の照明装置10内のLEDモジュール2,2…が発する光の色度のばらつきは抑制されている。ところが、図7に示すように、複数の照明装置10,10…のLEDモジュール2,2…のランクが夫々異なる場合、複数の照明装置10,10…の照明光は、青がかった電球色の光(ランクHのLEDモジュール2,2…を有する照明装置10)、黄がかった電球色の光(ランクDのLEDモジュール2,2…を有する照明装置10)等、微妙に色みが異なる電球色の光となる。
照明装置10は、複数の照明装置10,10…間の照明光の色度のばらつきを抑制すべく、以下の手順により製造される。まず、図6に示す領域R内にあるLEDモジュールを照明装置の光源として採用し、LEDモジュールを色度に応じてランク分けする。具体的には、基準となる色度からのLEDモジュールが発する光の色度のずれに応じて、換言すると図6中の領域Aから領域Iのうち何れに該当するかに応じてランク分けする。そして、ランク分けを行ったLEDモジュールのうち、同一領域内にある、即ち同じランクのLEDモジュール2,2…を同一の照明装置10に取付ける。
次に、LEDモジュール2,2…のランクに応じてフィルタを選択する。フィルタとして、図6中の領域Bから領域I夫々に対応して、吸収する光の波長領域及び/又は量が異なる8種類のフィルタが予め用意してある。なお、これら8種類のフィルタは、各ランクのLEDモジュールからの照明光の色度が、所望の色度領域である領域A内になるように選定してある。
例えば、図6中の領域HにあるLEDモジュールをLEDモジュール2として用いた場合、LEDモジュール2が発する光は、青がかった電球色となり、図5中に破線にて示すように、青色に対応する波長領域の光の成分が多くなっている。このとき、この波長領域の光の成分を吸収すべく、8種類のフィルタから青色の補色である黄色の光吸収媒質が蒸着されたフィルタを選択して用いる。この結果、図5中に白抜き矢符にて示すように該波長領域の光の成分が減少するから、実線にて示す基準となるスペクトルに近づけることができ、LEDモジュール2からの光の色度を領域A内になるようにすることができる。照明装置10の複数のLEDモジュール2,2…は、同一ランクのLEDモジュールを用いているから、照明装置10の照明光の色度が図6中の領域A内の色度になる。他のランクのLEDモジュール2,2…を備える照明装置10も同様に、照明光の色度が図6中の領域A内の色度になるから、複数の照明装置10,10…間の照明光の色度のばらつきが抑制される。
以上のように、照明装置10のLEDモジュール2,2…として、基準となる色度からのずれに応じてランク分けされたLEDモジュールのうち同一ランクのLEDモジュールを用い、LEDモジュール2,2…のランクに応じた一種類のフィルタ6を8種類あるフィルタから選択して用いているから、LEDモジュール2,2…からの光のうち、ランクに応じた所定の波長領域の光の一部をフィルタ6にて吸収することにより、フィルタ6を透過して外部に出射される照明光の色度を前述した如く調整することができ、照明装置10の照明光の色度を基準となる色度に近づけることができる。この結果、フィルタ6を設けるという簡易な構成にて、照明システムを構成する複数の照明装置10,10…間の色度のばらつきを抑制することができる。
また、フィルタ6は、透光板部61の内面に光吸収膜62を形成しているから、光吸収膜62の色が分かりにくく、美観に資する。
なお、本実施の形態1において、照明装置10の照明光の色度が基準となる電球色の色度がある領域Aの範囲内になるように構成してあるが、これに限定されず、領域Aに向かう方向に照明光の色度が調整してあればよい。これにより照明光の色度のばらつきの範囲が領域Rよりも狭い範囲になるから、複数の照明装置10,10…間の色度のばらつきを抑制することができる。
(実施の形態2)
図8は、照明光の色度を調整する他の方法の説明図である。本実施の形態においては、吸収する光の波長領域が同一であり、吸収する光の量が異なる複数のフィルタを用意する。なお、図8は、青色に対応する波長領域の光を吸収する該波長領域の透過率の異なる3種類のフィルタを用いた例を示してある。なお、図中の領域内の矢印の大小が光の吸収量の大小に対応している。
図8は、照明光の色度を調整する他の方法の説明図である。本実施の形態においては、吸収する光の波長領域が同一であり、吸収する光の量が異なる複数のフィルタを用意する。なお、図8は、青色に対応する波長領域の光を吸収する該波長領域の透過率の異なる3種類のフィルタを用いた例を示してある。なお、図中の領域内の矢印の大小が光の吸収量の大小に対応している。
この結果、照明光の色度のばらつきの範囲が領域Rよりも狭い領域R1(図中に破線にて示す)となるから、照明システムを構成する複数の照明装置10,10…間の色度のばらつきを抑制することができる。また、吸収光の波長領域が同一であり、該波長領域の透過率の異なるフィルタ、換言すると、自然光下において、濃淡の異なる同一色のフィルタを照明装置10のフィルタ6として用いているから、照明装置10の消灯時に見えるフィルタ6の色が同一色となる。例えば、図7にて示した複数の照明装置10,10…に適用した場合、ランクHのLEDモジュール2,2…に対応するフィルタ6は濃い黄色に、ランクA,B及びDのLEDモジュール2,2…に対応するフィルタ6は薄い黄色に、ランクFのLEDモジュール2,2…に対応するフィルタ6はこれらの中間の濃淡の黄色に見える。このように同一色に見えるから、フィルタ6,6…間の色の違いが目立たずに済む。また、図8に示した青色に対応する波長領域の光を吸収するフィルタは、自然光下において、電球色と同系色である黄色に見えるから、点灯時と消灯時の色の落差が少なく、使用者に違和感を与えずに済む。
なお、本実施の形態において、濃淡の異なる3種類のフィルタを用いた例について説明したが、これに限定されず、2又は4種類以上であってもよいのは言うまでもない。
また、本実施の形態において、青色に対応する波長領域の光を吸収するフィルタを用いているが、これに限定されない。例えば、赤色に対応する波長領域の光を吸収するフィルタを用いてもよい。なお、この場合のフィルタの色は、赤色の補色である青緑色になる。
(実施の形態3)
以上の実施の形態1及び2においては、LEDモジュール2として、電球色のLEDモジュールを用いた場合について説明したが、電球色に限定されず、疑似白色のLEDモジュールを用いた場合についても、同様に、フィルタにより照明光の色度を調整することが考えられる。
以上の実施の形態1及び2においては、LEDモジュール2として、電球色のLEDモジュールを用いた場合について説明したが、電球色に限定されず、疑似白色のLEDモジュールを用いた場合についても、同様に、フィルタにより照明光の色度を調整することが考えられる。
図9は、疑似白色のLEDモジュールが発する光の色度のばらつきの説明図である。図9は、XYZ表色系のxy色度図における疑似白色の色度座標近傍を拡大して示している。基準となる疑似白色の色度の座標は、図中の領域Kの略中央にあるとする。照明装置の光源として、領域Kと、その両側の領域J及びLの範囲にある疑似白色のLEDモジュールを用いる。なお、疑似白色のLEDモジュールは、青色LED素子と、該青色LED素子からの光により励起されて発光する黄色蛍光体とを備えるため、疑似白色のLEDモジュールにおいては、図9に示すように、青色と黄色とを結ぶ方向への色度のばらつきが生じる。
照明装置10は、複数の照明装置10,10間の照明光の色度のばらつきを抑制すべく、以下の手順により製造される。まず、実施の形態1及び2と同様に、LEDモジュールを色度に応じて(領域Jから領域Lのうち何れに該当するかに応じて)ランク分けし、ランク分けを行ったLEDモジュールのうち、同一領域内にある同じランクのLEDモジュールを同一の照明装置に取付ける。これにより、同一照明装置10内の複数のLEDモジュール2,2…間の色度のばらつきを抑制することができる。
次に、LEDモジュール2,2…のランクに応じてフィルタを選択する。フィルタとして、図9中の領域J及び領域L夫々に対応して、吸収する光の波長領域及び/又は量が異なる2種類のフィルタが予め用意してある。なお、これら2種類のフィルタは、領域J及び領域Lにランク分けされたLEDモジュールからの照明光の色度が、領域K内になるように選定してある。
このように、LEDモジュールを基準となる色度からのずれに応じてランク分けし、ランク分けされたLEDモジュールのうち同一ランクのLEDモジュールを照明装置10のLEDモジュール2,2…として用い、該LEDモジュール2,2…のランクに応じた一種類のフィルタ6を2種類あるフィルタから選択して用いているから、照明装置10の照明光の色度を基準となる色度に近づけることができる。この結果、フィルタ6を設けるという簡易な構成にて、照明システムを構成する複数の照明装置10,10…間の色度のばらつきを抑制することができる。
なお、本実施の形態において、照明装置10の照明光の色度が基準となる疑似白色の色度がある領域Kの範囲内になるように構成してあるが、これに限定されず、領域Kに向かう方向に照明光の色度を調整してあればよい。これにより照明光の色度のばらつきの範囲が狭い範囲になるから、複数の照明装置10,10…間の色度のばらつきを抑制することができる。
なお、以上の実施の形態1乃至3においては、フィルタとして、透光板部61と、該透光板部61の一面に、染料、顔料等の所定の波長領域の光を吸収する光吸収媒質を蒸着することにより形成された光吸収膜62とを有するフィルタ6を用いているが、これに限定されず、染料、顔料等の所定の波長領域の光を吸収する光吸収媒質を透明樹脂に練り込み、一体成形したフィルタを用いてもよい。
また、以上の実施の形態1乃至3においては、照明装置10に一つのフィルタを設けるように構成してあるが、これに限定されず、複数のLEDモジュール2,2…夫々又は複数組毎にフィルタを設けるように構成してもよい。この場合、照明装置10のLEDモジュール2,2…として、同一ランクのLEDモジュールを用いなくても、LEDモジュール2,2…夫々のランクに応じたフィルタを用いることにより、同一照明装置10内の複数のLEDモジュール2,2…間の色度のばらつきを抑制することができる。
(実施の形態4)
以上の実施の形態1乃至3においては、LEDモジュール2,2…を覆うように設けられたフィルタ6にて所定の波長領域の光を吸収することにより、照明光の色度を調整するように構成してあるが、LEDモジュール2,2…からの光をLEDモジュール2,2…の光軸となす角度が所定角度以下になる範囲に含むように反射する反射板4を色度調整部材として用いることが考えられる。
以上の実施の形態1乃至3においては、LEDモジュール2,2…を覆うように設けられたフィルタ6にて所定の波長領域の光を吸収することにより、照明光の色度を調整するように構成してあるが、LEDモジュール2,2…からの光をLEDモジュール2,2…の光軸となす角度が所定角度以下になる範囲に含むように反射する反射板4を色度調整部材として用いることが考えられる。
図10は、他の実施の形態に係る照明装置20のLEDモジュール2近傍の部分拡大図である。反射板4の反射部41の表面には、染料、顔料等の所定の波長領域の光を吸収する光吸収媒質を塗布することにより形成された光吸収膜41aが形成してある。光吸収膜41aは、前述したフィルタと同様に、LEDモジュール2,2…のランクに応じて選択してある。また、LEDモジュール2,2…を覆うようにカバー63が設けてある。カバー63は、略円板状を有し、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂製である。その他の構成は、図4に示す実施の形態1と同様であるため、対応する構成部材に図4と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。
この構成により、LEDモジュール2,2…からの光は、一部が反射板4の反射部41に入射し、入射した光は、反射部41にて波長に応じて異なる反射率にて反射されて、より詳しくは、所定の波長領域の光のみが低い反射率にて反射されて、カバー63を透過して外部へ出射される。外部に出射される照明光は、前述したフィルタと同様に、色度が調整されているから、照明装置20の照明光の色度を基準となる色度に近づけることができる。この結果、照明システムを構成する複数の照明装置間の色度のばらつきを抑制することができる。
(実施の形態5)
図7に示すように複数の照明装置を用い、LEDモジュールのランクに応じて、吸収する光の波長領域が異なる複数のフィルタから一つのフィルタを選択して用いるようにしてある場合、複数の照明装置が消灯されたとき、異なる色を有するフィルタが視認される。例えば、ランクHのLEDモジュールに対するフィルタは黄色に、ランクDのLEDモジュールに対するフィルタは青色に見える。消灯時に、これらのフィルタの色を目立たなくすべく構成された照明装置を図11に示す。図11は、他の実施の形態に係る照明装置30のLEDモジュール2近傍の部分拡大図である。
図7に示すように複数の照明装置を用い、LEDモジュールのランクに応じて、吸収する光の波長領域が異なる複数のフィルタから一つのフィルタを選択して用いるようにしてある場合、複数の照明装置が消灯されたとき、異なる色を有するフィルタが視認される。例えば、ランクHのLEDモジュールに対するフィルタは黄色に、ランクDのLEDモジュールに対するフィルタは青色に見える。消灯時に、これらのフィルタの色を目立たなくすべく構成された照明装置を図11に示す。図11は、他の実施の形態に係る照明装置30のLEDモジュール2近傍の部分拡大図である。
フレーム5の鍔部52の内面には、円板状を有し、LEDモジュール2,2…を覆うように拡散板65が設けてある。拡散板65は、拡散剤が添加された乳白色の樹脂製であり、例えば、ポリカーボネート樹脂製である。この拡散板65と反射板4との間には、略円板状を有するフィルタ6aが介装してある。フィルタ6aは、前述した実施の形態1乃至3に係るフィルタと同様に、LEDモジュール2,2…のランクに応じて選択してあり、ランクに応じた所定の波長領域の光を吸収して、照明装置30の照明光の色度を調整するように構成してある。フィルタ6aとして、透明樹脂製の透光板部の一面に染料、顔料等の所定の波長領域の光を吸収する光吸収媒質を蒸着してなるフィルタ、又は染料、顔料等の所定の波長領域の光を吸収する光吸収媒質を透明樹脂に練り込み、一体成形したフィルタを用いることができる。その他の構成は、図4に示す実施の形態1と同様であるため、対応する構成部材に図4と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。
LEDモジュール2,2…からの光は、フィルタ6aに入射し、入射した光のうち、ランクに応じた所定の波長領域の光の一部がフィルタ6aにて吸収され、それ以外の光はフィルタ6aを透過し、拡散板65に入射して拡散板65にて拡散されて外部に出射される。これにより、フィルタ6aによる色度調整後に各ランクの範囲内にて残存していたLEDモジュール2,2…が発する光の色度のばらつきが分からなくなる。
一方、照明装置30の消灯時には、外部からの自然光は、照明装置30の外部から内部へ及び内部から外部へ拡散板65を透過するときに、拡散板65にて拡散されるから、消灯時の自然光下において視認されるフィルタ6aの色が分かりにくくなり、照明システムを構成する複数の照明装置間のフィルタ6aの色のばらつきを目立たなくすることができる。
なお、本実施の形態においては、色度調整部材としてフィルタ6aを用いているが、実施の形態4に係る照明装置20のように、色度調整部材として反射体である反射板を用いた場合にも、拡散板を設けることにより、同様の効果を得ることができる。
(実施の形態6)
以上の実施の形態においては、照明装置の照明光の色度を調整するために、フィルタ、拡散板等を用いて所定の波長領域の光を吸収するように構成してあるが、これに加えて、LEDモジュールの発する光の色度が温度依存性を有することを利用して照明光の色度を調整することが考えられる。まず、色度の温度依存性について説明する。
以上の実施の形態においては、照明装置の照明光の色度を調整するために、フィルタ、拡散板等を用いて所定の波長領域の光を吸収するように構成してあるが、これに加えて、LEDモジュールの発する光の色度が温度依存性を有することを利用して照明光の色度を調整することが考えられる。まず、色度の温度依存性について説明する。
図12は、電球色のLEDモジュールが発する光の色度の温度依存性の説明図であり、横軸は波長を、縦軸は比エネルギを夫々示している。図中の実線は、基準となる電球色光のスペクトルを、破線は、LEDモジュールの温度が上昇したときのLEDモジュールの発光スペクトルを夫々示している。図13は、照明光の色度を調整する他の方法の説明図であり、XYZ表色系のxy色度図における電球色の色度座標近傍を拡大して示している。図中の実線は、LEDモジュールの温度と色度との関係を示している。領域の分け方は、図6に示す実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。なお、図13中の領域の色度は、LEDモジュールの温度がT2であるときの色度である。
LEDモジュールの温度の上昇に伴い、蛍光体の波長変換効率が低下するため、図12に示すように、青色に対応する波長領域よりも、黄色〜赤色に対応する波長領域の方の減少幅が大きくなり、LEDモジュールからの光は青みが強くなり、色度が色温度の高い方に偏倚することになる。この結果、LEDモジュールが発する光の色度は、図13に示すように、LEDモジュールの温度に応じて変化する。即ち、LEDモジュールの温度の高/低に応じてLEDモジュールが発する光の色度は色温度の高い方/低い方に偏倚する。なお、図13中のT1,T2及びT3はLEDモジュールの温度を示しており、T1<T2<T3(例えば、T1=55℃、T2=60℃、T3=65℃)である。
この色度の温度依存性を利用して照明光の色度を調整する方法を、実施の形態1の照明装置10に適用した場合を例に以下説明する。LEDモジュール2,2…のセラミック基板21,21…と放熱器1の伝熱板11との間に介装された伝熱シート3,3…を、LEDモジュール2,2…のランクに応じて伝熱抵抗の異なる複数種類の伝熱シートから選択する。
図14は、伝熱シートの例を示す図である。図14に示す伝熱シート3a、伝熱シート3b及び伝熱シート3cは、厚みが夫々t1,t2,t3(t1<t2<t3)である。樹脂製の伝熱シートは、金属製の放熱器1よりも熱伝導率が低いため、厚みの増加に伴い、LEDモジュール2,2…から放熱器1への熱移動量が減少し、伝熱抵抗が大となる。このため、LEDモジュールの発熱量が同一である場合、LEDモジュールの温度は、伝熱シート3aを用いたときが最も低くなり、伝熱シート3cを用いたときが、最も高くなる。
例えば、図13中の領域HにあるLEDモジュールを照明装置10のLEDモジュール2として用いた場合、LEDモジュール2が発する光は、青がかった電球色となり、色度は基準となる色度よりも色温度の高い方に偏倚している。このとき、伝熱抵抗が小さい伝熱シート3aを選択して照明装置10の伝熱シート3として用いる。この結果、放熱器1から放散される熱量が大きくなるから、LEDモジュール2の温度を低くすることができ、LEDモジュール2からの光の色度を色温度の低い方向に調整することができる。伝熱シート3aの伝熱抵抗を適切に設定することにより、例えば、LEDモジュール2の温度をT1にすることができ、この結果、LEDモジュール2が発する光の色度を領域A内になるようにすることができる。なお、調整後のLEDモジュール2が発する光の色度は、基準となる電球色の色度がある領域Aの範囲内になるように、又は領域Rの範囲がより狭くなる方向に調整してあればよい。
図15は、同一の照明装置10のLEDモジュール2,2…に異なるランクのLEDモジュールを用いた例を示す図である。このとき、領域HにあるLEDモジュール2,2に対しては伝熱シート3aを、領域AにあるLEDモジュール2,2に対しては伝熱シート3bを、領域DあるLEDモジュール2,2に対しては伝熱シート3cを夫々選択することにより、LEDモジュール2,2…が発する光の色度を領域Aの範囲又は近傍にあるようにすることができる。説明の便宜上、領域H,A,Dと伝熱シート3a,3b,3cとの対応について説明したが、他の領域についても色度のばらつきを抑制すべく、同様に適用することができる。
以上のように、LEDモジュール2,2…夫々のランクに応じて伝熱抵抗の異なる複数種類の伝熱シートから1種類の伝熱シートを各選択して伝熱シート3,3…として用いることにより、まず、照明装置10内のLEDモジュール2,2…が発する光の色度のばらつきが小さくなるように、フィルタがない状態での照明装置10,10…夫々の照明光の色度を調整する。この後、調整後の照明装置10,10…夫々の照明光の色度のずれに応じてランク分けし、ランク分けに応じたフィルタを各選択して照明装置10,10…夫々のフィルタ6として用いる。この結果、照明装置10内の複数のLEDモジュール2,2…間の色度のばらつきを抑制するとともに、照明システムを構成する複数の照明装置10,10…間の色度のばらつきを更に抑制することができる。
(実施の形態7)
色度の温度依存性を利用して照明光の色度を調整する他の方法について説明する。まず、基準となる色度からのLEDモジュールが発する光の色度のずれに応じてLEDモジュールをランク分けし、照明装置10内のLEDモジュール2,2…には、同一領域内にある、即ち同じランクのLEDモジュールを用いる。これにより、照明装置10内の複数のLEDモジュール2,2…間の色度のばらつきは抑制される。次に、LEDモジュール2,2…のランクに応じて伝熱抵抗の異なる複数種類の伝熱シートから1種類の伝熱シートを各選択して伝熱シート3,3…として用いることにより、フィルタがない状態での照明装置10,10…夫々の照明光の青色と黄色とを結ぶ方向の色度を調整する。この後、調整後の照明装置10,10…夫々の照明光の赤と青緑とを結ぶ方向の色度のずれに応じてランク分けし、ランク分けに応じたフィルタを各選択して照明装置10,10…夫々のフィルタ6として用いる。
色度の温度依存性を利用して照明光の色度を調整する他の方法について説明する。まず、基準となる色度からのLEDモジュールが発する光の色度のずれに応じてLEDモジュールをランク分けし、照明装置10内のLEDモジュール2,2…には、同一領域内にある、即ち同じランクのLEDモジュールを用いる。これにより、照明装置10内の複数のLEDモジュール2,2…間の色度のばらつきは抑制される。次に、LEDモジュール2,2…のランクに応じて伝熱抵抗の異なる複数種類の伝熱シートから1種類の伝熱シートを各選択して伝熱シート3,3…として用いることにより、フィルタがない状態での照明装置10,10…夫々の照明光の青色と黄色とを結ぶ方向の色度を調整する。この後、調整後の照明装置10,10…夫々の照明光の赤と青緑とを結ぶ方向の色度のずれに応じてランク分けし、ランク分けに応じたフィルタを各選択して照明装置10,10…夫々のフィルタ6として用いる。
以上のように、青色と黄色とを結ぶ方向の色度は伝熱シート3,3…により調整し、赤と青緑とを結ぶ方向の色度はフィルタ6により調整することにより照明光の色度を調整しているから、予め用意するフィルタの種類を少なくしつつ、照明システムを構成する複数の照明装置10,10…間の色度のばらつきを抑制することができる。
なお、実施の形態6及び7において、予め用意する複数種類の伝熱シート夫々を、伝熱シートの厚みを異ならせることにより、異なる伝熱抵抗を有するようにしてあるが、これに限定されない。シートの枚数を異ならせることを含む厚み、伝熱面積及び材料のうち少なくとも一つを異ならせることにより、異なる伝熱抵抗を有するようにしてあればよい。
また、実施の形態6及び7においては、実施の形態1に係る照明装置に適用した場合について説明したが、実施の形態2乃至5に係る照明装置にも同様に適用することができる。
なお、以上の実施の形態においては、光源として複数のLED素子が実装されてなるLEDモジュールを用いているが、これに限定されず、高輝度のLEDチップ、他のタイプのLED等を用いてもよい。
また、以上の実施の形態おいては、照明装置としてダウンライトを例に説明したが、ダウンライトに限定されず、例えば、天井に設けられ、部屋全体を照明する扁平な直方体形状を有する所謂シーリングライトにも適用可能であり、その他、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能であることは言うまでもない。
2 LEDモジュール(光源,電球色LED)
6,6a フィルタ
41 反射板(反射体)
6,6a フィルタ
41 反射板(反射体)
Claims (8)
- 光源と、該光源からの照明光の色度を調整する色度調整部材とを備える照明装置において、前記色度調整部材は、所定の波長領域の光を吸収して、前記照明光の色度を調整するように構成してあることを特徴とする照明装置。
- 光源と、該光源からの照明光の色度を調整する色度調整部材とを備える照明装置において、前記色度調整部材は、所望の色度領域に含まれるようにすべく、前記照明光の色度を調整するように構成してあることを特徴とする照明装置。
- 前記色度調整部材は、所定の波長領域の光の透過率が、他の波長領域の光の透過率と異なるフィルタであることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記色度調整部材は、所定の波長領域の光の反射率が、他の波長領域の光の反射率と異なる反射体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記光源の光出射方向に該光源を覆うカバーを備えており、該カバーは光拡散性を有することを特徴とする請求項1から4の何れか一つに記載の照明装置。
- 前記光源は、青色LED素子と、該青色LED素子からの光により励起される黄色蛍光体及び赤色蛍光体とを有するLEDであり、前記色度調整部材は青色に対応する波長領域の光を吸収するように構成してあることを特徴とする請求項1から5の何れか一つに記載の照明装置。
- 複数の照明装置からなる照明システムにおいて、
前記複数の照明装置の少なくとも一つは、請求項1から6の何れか一つに記載の色度調整部材を有し、該色度調整部材は、前記複数の照明装置からの照明光を所望の色度領域に含ませることにより、前記複数の照明装置間の照明光の色度のばらつきを抑制したことを特徴とする照明システム。 - 光源と、該光源からの照明光の色度を調整する色度調整部材とを備える照明装置の製造方法において、吸収する光の波長領域及び/又は量が異なる複数種類の色度調整部材を予め用意し、基準となる色度からの前記光源が発する光の色度のずれに応じて該光源をランク分けし、ランクに応じた一種類の色度調整部材を前記複数種類の色度調整部材から選択し、選択した色度調整部材を前記照明装置に設けることを特徴とする照明装置の製造方法。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130319 |