JP2011108403A - 線状照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色の異なる照明を１つの装置で行うことができ、かつ、複数色を同時に発光させた場合であっても自然な照明光を出射することができる線状照明装置を提供する。
【解決手段】線状照明装置１００は、線状に形成された導光部１１０と、互いに異なる色の光を発光する第１の発光素子１２１と第２の発光素子１２２とを有し、導光部１１０の少なくとも一方の端部に入射する光を発光する発光部１２０と、発光部１２０が有する複数の発光素子の発光を個別に制御でき、かつ、少なくとも複数の発光素子を全て同時に発光させることができる発光制御部１５０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、導光体により光を導いて線状に照明光を出射する線状照明装置に関するものである。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が照明光として利用されている。ＬＥＤは、低消費電力、長寿命、低発熱等、多くの利点を有している。ＬＥＤは、チップによって発光色を変えることが可能であることから、複数の互いに発光色の異なるＬＥＤチップを利用するランプが従来から提案されている。

例えば、特許文献１には、発光色の互いに異なるＬＥＤ発光素子を備えた照明装置が提案されており、各ＬＥＤ発光素子の光量を調節することにより、表示光の色を白色等の任意の色に変化させている。

しかし、特許文献１の技術では、複数色を同時に発光すると、複数色がそれぞれ個別に対象物を照明することから、影が複数形成されるとともに、それぞれの影が異なる色の影となって現れる等、不自然な照明光となり違和感を与えるおそれがあった。

また、ＬＥＤを照明光として利用する照明装置として、線状に光を放出する線状照明装置が知られている（例えば、特許文献２）。

特許文献２の車両用灯具では、複数の光源からの光を棒状導光体へ入射させて照明光として利用している。また、特許文献２には、ＬＥＤランプの発光色を互いに異ならせることが開示されている。

しかし、特許文献２の技術では、単にＬＥＤランプの発光色を異ならせて照明色の切り替えを行うだけであり、切り替えによって照明色を変化させるという機能を有しているだけであった。

特許第３１６５３８８号公報 特開２００５−１４８５４号公報

本発明の課題は、色の異なる照明を１つの装置で行うことができ、かつ、複数色を同時に発光させた場合であっても自然な照明光を出射することができる線状照明装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

請求項１の発明は、線状に形成された導光部（１１０）と、互いに異なる色の光を発光する発光素子（１２１，１２２，２２１，２２２，２２３，３２１，３２２，３２３，４２１，４２２，４２３，４２４）を複数有し、前記導光部の少なくとも一方の端部（１１０ｄ）に入射する光を発光する発光部（１２０，２２０，３２０，４２０）と、前記発光部が有する複数の前記発光素子の発光を個別に制御でき、かつ、少なくとも複数の前記発光素子を全て同時に発光させることができる発光制御部（１５０）とを備える線状照明装置（１００，２００，３００，４００）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の線状照明装置において、前記発光部（１２０）は、互いの色温度域が異なる前記発光素子（１２１，１２２）を複数備えることを特徴とする線状照明装置（１００）である。

請求項３の発明は、請求項１に記載の線状照明装置において、前記発光部（２２０）は、前記発光素子として、疑似白色発光ダイオード（２２１）と、前記疑似白色発光ダイオードの発光スペクトルが黒体放射スペクトルに対して発光強度が低い波長領域で発光強度がピークとなる少なくとも１つの補助発光ダイオード（２２２，２２３）とを備えることを特徴とする線状照明装置（２００）である。

請求項４の発明は、請求項３に記載の線状照明装置において、前記補助発光ダイオードとして、赤色の波長領域にピークを有する赤色発光ダイオード（２２２）と、緑色の波長領域にピークを有する緑色発光ダイオード（２２３）とを備えることを特徴とする線状照明装置（２００）である。

請求項５の発明は、請求項１に記載の線状照明装置において、前記発光部（３２０，４２０）は、前記発光素子として、赤色の波長領域にピークを有する赤色発光ダイオード（３２１，４２１）と、緑色の波長領域にピークを有する緑色発光ダイオード（３２３，４２３，４２４）と、青色の波長領域にピークを有する青色発光ダイオード（３２２，４２２）とを備えることを特徴とする線状照明装置（３００，４００）である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）本発明の線状照明装置は、線状に形成された導光部と、互いに異なる色の光を発光する発光素子を複数有し、導光部の少なくとも一方の端部に入射する光を発光する発光部と、発光部が有する複数の発光素子の発光を個別に制御でき、かつ、少なくとも複数の発光素子を全て同時に発光させることができる発光制御部とを備える。したがって、線状照明装置は、色の異なる照明を１つの装置で行うことができ、かつ、複数色を同時に発光させた場合であっても自然な照明光を出射することができる。

（２）本発明の線状照明装置の発光部は、互いの色温度域が異なる発光素子を複数備える。したがって、線状照明装置は、状況に応じて色温度を変更できる。

（３）本発明の線状照明装置の発光部は、発光素子として、疑似白色発光ダイオードと、疑似白色発光ダイオードの発光スペクトルが黒体放射スペクトルに対して発光強度が低い波長領域で発光強度がピークとなる少なくとも１つの補助発光ダイオードとを備える。したがって、線状照明装置は、高演色性であって、かつ、自然な照明光を発することができる。

（４）本発明の線状照明装置は、補助発光ダイオードとして、赤色の波長領域にピークを有する赤色発光ダイオードと、緑色の波長領域にピークを有する緑色発光ダイオードとを備える。したがって、線状照明装置は、一般的に用いられている安価な発光素子を利用して高演色性の照明光を実現できる。

（５）本発明の線状照明装置の発光部は、発光素子として、赤色の波長領域にピークを有する赤色発光ダイオードと、緑色の波長領域にピークを有する緑色発光ダイオードと、青色の波長領域にピークを有する青色発光ダイオードとを備える。したがって、線状照明装置は、フルカラーの照明光を出射することができ、かつ、自然な照明光を発することができる。

本発明による線状照明装置の第１実施形態を示す図である。 図１（ａ）中に示した矢印ＢＢで切断した断面図である。 本実施形態の線状照明装置１００の発光制御に関わる部分を示すブロック図である。 第２実施形態の線状照明装置２００を示す図である。 第３実施形態の線状照明装置３００を示す図である。 第４実施形態の線状照明装置４００を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明による線状照明装置の第１実施形態を示す図である。図１（ａ）は、線状照明装置を軸線に沿って切断した断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中に示した矢印ＡＡで切断した断面図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
本実施形態の線状照明装置１００は、導光部１１０と、発光部１２０と、反射部１３０とを備えている。

導光部１１０は、コア１１０ａと、クラッド１１０ｂと、拡散部１１０ｃとを有している導光体である。また、以下の説明では、図１中で導光部１１０の右側の端部、すなわち、発光部１２０が設けられている側の端部を入射端部１１０ｄと呼ぶ。また、図１中で導光部１１０の左側の端部、すなわち、反射部１３０が設けられている側の端部を反射端部１１０ｅと呼ぶ。

コア１１０ａは、略円柱状に形成されている。コア１１０ａには、例えば、アクリル系樹脂のように光透過性の高い透明樹脂材料等が用いられる。

クラッド１１０ｂは、コア１１０ａの円筒外周面を覆うように形成されている。クラッド１１０ｂには、コア１１０ａと比べて相対的に屈折率の低い透明樹脂材料、例えば、アクリル系樹脂が用いられる。コア１１０ａとクラッド１１０ｂとの間の境界面では、後述の発光部１２０から入射端部１１０ｄへ入射した光を全反射する。これにより、光は、コア１１０ａ内を反射端部１１０ｅ方向へ伝わる。同様に、後述の反射部１３０により反射した光は、コア１１０ａとクラッド１１０ｂとの間の境界面で全反射して入射端部１１０ｄ方向へ伝わる。

拡散部１１０ｃは、コア１１０ａとクラッド１１０ｂとの間に設けられており、所定の幅を保って導光部１１０の軸線に沿った方向に延在している。拡散部１１０ｃは、例えば、白色の塗料や樹脂により形成されており、導光部１１０中を伝わる光の一部を拡散反射する。拡散部１１０ｃにより拡散反射した光の一部は、コア１１０ａとクラッド１１０ｂとの間の境界面で全反射条件を満たさずに、導光部１１０から出射する。

発光部１２０は、入射端部１１０ｄに対して接合されている。なお、発光部１２０は、入射端部１１０ｄに対して接合されている形態に限らず、入射端部１１０ｄに対して光を入射可能な位置に配置されていればよい。すなわち、発光部１２０は、入射端部１１０ｄに対して接合されておらず、ごく僅かな隙間を持って配置されているか、又は、単に接触した状態で配置されている形態としてもよい。

図２は、図１（ａ）中に示した矢印ＢＢで切断した断面図である。すなわち、図２では、発光部１２０の入射端部１１０ｄに対向する側が示されている。
発光部１２０は、第１の発光素子１２１と、第２の発光素子１２２とを備えている。

第１の発光素子１２１は、発光する光の色温度が第２の発光素子１２２が発光する光の色温度と比べて低い低色温度ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）である。

第２の発光素子１２２は、発光する光の色温度が第１の発光素子１２１が発光する光の色温度と比べて高い高色温度ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）である。

第１の発光素子１２１が発光する光と、第２の発光素子１２２が発光する光とは、いずれも入射端部１１０ｄから導光部１１０内へ入射する。

図１に戻って、反射部１３０は、反射端部１１０ｅに対して接合、又は、塗布されている。反射部１３０は、入射端部１１０ｄ方向から到達する光を反射して入射端部１１０ｄ方向へ戻す。なお、反射部１３０は、光を正規反射するものでもよいし、拡散反射するものであってもよい。本実施形態の反射部１３０は、その厚さが１００μｍ程度のＰＥＴｆｉｌｍに銀蒸着をして、表面をカバーコートして形成されている。

図３は、本実施形態の線状照明装置１００の発光制御に関わる部分を示すブロック図である。
線状照明装置１００は、発光制御部１５０と、操作部１６０とをさらに備えている。
発光制御部１５０は、第１の発光素子１２１の発光と第２の発光素子１２２の発光とを、個別に制御可能である。また、発光制御部１５０は、第１の発光素子１２１と第２の発光素子１２２とを同時に発光させることができる。すなわち、発光制御部１５０は、第１の発光素子１２１を消灯状態から最大出力での発光状態まで多段階、又は、連続的に発光状態を変更させることができる。同様に、発光制御部１５０は、第２の発光素子１２２を消灯状態から最大出力での発光状態まで多段階、又は、連続的に発光状態を変更させることができる。本実施形態の発光制御部１５０は、後述の操作部１６０から得た情報に基づいて、第１の発光素子１２１の発光と第２の発光素子１２２の発光とを、個別に制御する。

操作部１６０は、線状照明装置１００を使用する使用者が操作する操作部材である。操作部１６０は、第１の発光素子１２１の発光状態と、第２の発光素子１２２の発光状態とを指示可能なように複数の操作ボタンや操作ダイヤル等（いずれも不図示）を有している。操作部１６０による操作内容は、発光制御部１５０へ伝えられる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、線状照明装置１００は、発光する光の色温度が異なる第１の発光素子１２１と第２の発光素子１２２とを有し、これらの光は導光部１１０を通して出射する。したがって、異なる色の光が導光部１１０内部で反射を繰り返すことにより十分に混色される。これにより、導光部１１０から出射される光は、単一の発光素子が発光する光と同等の特性を有することとなる。よって、第１実施形態の線状照明装置１００からの照明光は、複数の影が生じたり、影に着色が見られたりすることなく、自然な照明光となる。
また、第１実施形態の線状照明装置１００は、発光する光の色温度が異なる第１の発光素子１２１と第２の発光素子１２２とを有し、これらの発光を個別に制御可能である。したがって、照明を行う時刻や目的等に応じて照明光の色温度を変更することが可能となる。例えば、仕事や勉強等の作業を行うときには、第２の発光素子１２２をより多く発光させて高い色温度の照明光とし、休憩時間等、体を休ませたいときには、第１の発光素子１２１をより多く発光させて低い色温度の照明光とすることができる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の線状照明装置２００を示す図である。図４では、線状照明装置２００を第１実施形態における図２と同様に示している。
第２実施形態の線状照明装置２００は、発光部２２０の形態が異なる他は、第１実施形態の線状照明装置１００と同様な形態である。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
発光部２２０は、第１の発光素子２２１と、第２の発光素子２２２と、第３の発光素子２２３とを備えている。

第１の発光素子２２１は、疑似白色ＬＥＤ、すなわち、標準演色性ＬＥＤである。第１の発光素子２２１は、例えば、青色のＬＥＤチップと、この青色のＬＥＤチップからの光により励起されて発光する蛍光体とを組み合わせて形成されている。第１の発光素子２２１が発光する疑似白色光は、演色性を表すＲａの値が、Ｒａ８０程度である。

第２の発光素子２２２は、赤色の光を発光する赤色ＬＥＤである。第２の発光素子２２２は、第１の発光素子２２１の発光スペクトルが黒体放射スペクトルに対して発光強度が低い波長領域のひとつである赤色の波長領域において発光強度がピークとなる。

第３の発光素子２２３は、緑色の光を発光する緑色ＬＥＤである。第３の発光素子２２３は、第１の発光素子２２１の発光スペクトルが黒体放射スペクトルに対して発光強度が低い波長領域の他のひとつである緑色の波長領域において発光強度がピークとなる。

上述のように、第２の発光素子２２２及び第３の発光素子２２３は、第１の発光素子２２１の発光スペクトルが黒体放射スペクトルに対して発光強度が低い波長領域で発光強度がピークとなる。これにより、第２の発光素子２２２及び第３の発光素子２２３は、第１の発光素子２２１の発光強度が低い波長領域の光を補う補助発光ダイオードとして機能する。

第１の発光素子２２１が発光する光と、第２の発光素子２２２が発光する光と、第３の発光素子２２３が発光する光とは、いずれも入射端部１１０ｄから導光部１１０内へ入射する。

第２実施形態の線状照明装置２００は、疑似白色ＬＥＤである第１の発光素子２２１の光に、赤色ＬＥＤである第２の発光素子２２２の光と、緑色ＬＥＤである第３の発光素子２２３の光とを混色して出射する。よって、線状照明装置２００の導光部１１０から出射される光は、Ｒａ９３以上の高い演色性を有したものとなる。

以上説明したように、第２実施形態によれば、線状照明装置２００は、高演色性であって、かつ、自然な照明光を発することができる。
また、第２実施形態によれば、線状照明装置２００は、発光制御部１５０によって制御を行うことにより、演色性を自在に変化させることができる。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の線状照明装置３００を示す図である。図５では、線状照明装置３００を第１実施形態における図２と同様に示している。
第３実施形態の線状照明装置３００は、発光部３２０の形態が異なる他は、第１実施形態の線状照明装置１００と同様な形態である。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
発光部３２０は、第１の発光素子３２１と、第２の発光素子３２２と、第３の発光素子３２３とを備えている。

第１の発光素子３２１は、赤色の波長領域にピークを有する赤色ＬＥＤである。

第２の発光素子３２２は、青色の波長領域にピークを有する青色ＬＥＤである。

第３の発光素子３２３は、緑色の波長領域にピークを有する緑色ＬＥＤである。

第１の発光素子３２１が発光する光と、第２の発光素子３２２が発光する光と、第３の発光素子３２３が発光する光とは、いずれも入射端部１１０ｄから導光部１１０内へ入射する。

第３実施形態によれば、線状照明装置３００は、光の三原色である赤、青、緑の３色の光をそれぞれ個別に発光制御しながら発光させることができる。したがって、これらの発光比率を変化させることにより、フルカラーの照明光を出射することができ、かつ、自然な照明光を発することができる。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態の線状照明装置４００を示す図である。図６では、線状照明装置４００を第１実施形態における図２と同様に示している。
第４実施形態の線状照明装置４００は、発光部４２０の形態が異なる他は、第１実施形態の線状照明装置１００と同様な形態である。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
発光部４２０は、第１の発光素子４２１と、第２の発光素子４２２と、第３の発光素子４２３と、第４の発光素子４２４とを備えている。

第１の発光素子４２１は、赤色の波長領域にピークを有する赤色ＬＥＤである。

第２の発光素子４２２は、青色の波長領域にピークを有する青色ＬＥＤである。

第３の発光素子４２３は、緑色の波長領域にピークを有する緑色ＬＥＤである。

第４の発光素子４２４は、緑色の波長領域にピークを有する緑色ＬＥＤである。第４の発光素子４２４は、第３の発光素子４２３と同一種類のＬＥＤを用いている。

第１の発光素子４２１が発光する光と、第２の発光素子４２２が発光する光と、第３の発光素子４２３が発光する光と、第４の発光素子４２４が発光する光とは、いずれも入射端部１１０ｄから導光部１１０内へ入射する。

第４実施形態によれば、線状照明装置４００は、光の三原色である赤、青、緑の３色の光をそれぞれ個別に発光制御しながら発光させることができる。また、第３実施形態の線状照明装置３００と比較して、第４の発光素子４２４をさらに設けたことにより、一般に発光強度の弱い緑の発光強度を全体として高めることができる。よってより自然なフルカラーの照明光を出射することができる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

（１）各実施形態において、発光制御部１５０は、後述の操作部１６０から得た情報に基づいて、発光素子の発光を制御する例を挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、発光制御部１５０は、外部と通信可能な通信手段を有し、外部に接続されたコンピュータ等からの指示にしたがい発光を制御してもよい。また、例えば、発光制御部１５０が自らタイマーを備えて、予め設定された発光プログラムにしたがって発光を制御してもよい。

（２）各実施形態において、発光素子は、ＬＥＤに限らず、電球や蛍光灯やＨＩＤランプ（High Intensity Discharge lamp）等、他の種類の光源を用いてもよい。

（３）各実施形態において、発光素子の数は、一例に過ぎず、例えば、一色につき３つの発光素子を設けたり、一色につき５つの発光素子を設けたりしてもよい。

なお、第１実施形態〜第４実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

１００ 線状照明装置
１１０ 導光部
１１０ａ コア
１１０ｂ クラッド
１１０ｃ 拡散部
１１０ｄ 入射端部
１１０ｅ 反射端部
１２０ 発光部
１２１ 第１の発光素子
１２２ 第２の発光素子
１３０ 反射部
１５０ 発光制御部
１６０ 操作部
２００ 線状照明装置
２２０ 発光部
２２１ 第１の発光素子
２２２ 第２の発光素子
２２３ 第３の発光素子
３００ 線状照明装置
３２０ 発光部
３２１ 第１の発光素子
３２２ 第２の発光素子
３２３ 第３の発光素子
４００ 線状照明装置
４２０ 発光部
４２１ 第１の発光素子
４２２ 第２の発光素子
４２３ 第３の発光素子
４２４ 第４の発光素子

Claims (5)

1. 線状に形成された導光部と、
   互いに異なる色の光を発光する発光素子を複数有し、前記導光部の少なくとも一方の端部に入射する光を発光する発光部と、
   前記発光部が有する複数の前記発光素子の発光を個別に制御でき、かつ、少なくとも複数の前記発光素子を全て同時に発光させることができる発光制御部と、
   を備える線状照明装置。
2. 請求項１に記載の線状照明装置において、
   前記発光部は、互いの色温度域が異なる前記発光素子を複数備えること、
   を特徴とする線状照明装置。
3. 請求項１に記載の線状照明装置において、
   前記発光部は、前記発光素子として、
   疑似白色発光ダイオードと、
   前記疑似白色発光ダイオードの発光スペクトルが黒体放射スペクトルに対して発光強度が低い波長領域で発光強度がピークとなる少なくとも１つの補助発光ダイオードとを備えること、
   を特徴とする線状照明装置。
4. 請求項３に記載の線状照明装置において、
   前記補助発光ダイオードとして、
   赤色の波長領域にピークを有する赤色発光ダイオードと、
   緑色の波長領域にピークを有する緑色発光ダイオードとを備えること、
   を特徴とする線状照明装置。
5. 請求項１に記載の線状照明装置において、
   前記発光部は、前記発光素子として、
   赤色の波長領域にピークを有する赤色発光ダイオードと、
   緑色の波長領域にピークを有する緑色発光ダイオードと、
   青色の波長領域にピークを有する青色発光ダイオードとを備えること、
   を特徴とする線状照明装置。

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