JP2011138731A - 照明装置 - Google Patents

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Takanori Sone
孝典 曽根
Takuo Murai
卓生 村井
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Abstract

【課題】黒体軌跡もしくはCIE昼光軌跡とほぼ一致する色度座標を有する光を発する照明装置の製造コストや消費電力を抑える。
【解決手段】光源回路122aの光源(第一の光源)は、相関色温度が5000ケルビン以上10000ケルビン以下かつxy色度図上で示される黒体軌跡との偏差duvが±0.02以内である光を放射する。光源回路122bの光源(第二の光源)は、主波長が570ナノメートル以上600ナノメートル以下である光を放射する。混色部180は、第一の光源が放射した光と第二の光源が放射した光とを混合して、相関色温度が10000ケルビン以下である光を生成する。
【選択図】図3

Description

この発明は、例えば擬似窓として機能する照明装置に関する。
照明装置の薄型化が進み、例えば壁などにかけて使用することができる照明装置がある。
特開平11−260572号公報 特開平9−205602号公報
壁などにかけて使用できる照明装置は、例えば擬似窓として機能させることができる。
擬似窓として機能させる照明装置やその他一般の用途に用いられる照明装置が発する光は、黒体軌跡もしくCIE昼光軌跡とほぼ一致する色度座標を有することが望ましい。
また、照明装置の製造コストや消費電力を抑えることは、いままで以上に課題となっている。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、黒体軌跡もしくCIE昼光軌跡とほぼ一致する色度座標を有する光を発する照明装置の製造コストや消費電力を抑えることを目的とする。
この発明にかかる照明装置は、
複数の光源と、混色部とを有し、
上記複数の光源のうち第一の光源は、相関色温度が5000ケルビン以上10000ケルビン以下かつxy色度図上で示される黒体軌跡との偏差duvが±0.02以内である光を放射し、
上記複数の光源のうち第二の光源は、主波長が570ナノメートル以上600ナノメートル以下である光を放射し、
上記混色部は、上記第一の光源が放射した光と上記第二の光源が放射した光とを混合して、相関色温度が10000ケルビン以下である光を生成することを特徴とする。
この発明にかかる照明装置によれば、第一の光源が放射した光と、第二の光源が放射した光とを、混色部が混合した光を生成するので、所定の相関色温度の範囲内において、黒体軌跡もしくCIE昼光軌跡とほぼ一致する色度座標を有する光を生成することができる。黒体軌跡もしくCIE昼光軌跡とほぼ一致する色度座標を有する光を、2種類の光源のみで生成することができるので、照明装置の部品数を削減することができ、照明装置の製造コストや消費電力を抑えることができる。
実施の形態1における照明装置100の外観の一例を示す斜視図。 実施の形態1における照明装置100の内部構造の一例を示す断面正視図。 実施の形態1における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図。 実施の形態1における照明装置100が放射する光の色度座標の一例を表わす色度図。 実施の形態1における電力算出テーブル620の一例を示す図。 実施の形態1における照明処理S510の流れの一例を示すフローチャート図。 実施の形態2における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図。 実施の形態2における照明装置100が放射する光の色度座標の一例を表わす色度図。 実施の形態3における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図。 実施の形態3における色温度算出テーブル610の一例を示す図。 実施の形態3における照明処理S510の流れの一例を示すフローチャート図。 実施の形態4における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図。 実施の形態5における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図。 実施の形態5における電力算出テーブル620の一例を示す図。 実施の形態5における照明処理S510の流れの一例を示すフローチャート図。 実施の形態6における照明装置100の内部構造の一例を示す断面正視図。 実施の形態6におけるプリズム板184の構造の一例を示す側面視拡大断面図。 実施の形態6における照明装置100の配光特性の一例を示すグラフ図。
実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図6を用いて説明する。
図1は、この実施の形態における照明装置100の外観の一例を示す斜視図である。
照明装置100は、窓を模した形状を有する。照明装置100は、窓から取り入れられた外光を模した光を発することにより、例えば、窓のない室内において使用者の閉塞感を軽減する。
照明装置100は、フレーム190、出射面185を有する。
フレーム190は、窓枠に相当する部分である。
出射面185は、窓ガラスに相当する部分である。照明装置100は、曇りガラスを通して取り入れられた外光を模した光を、出射面185から放射する。
図2は、この実施の形態における照明装置100の内部構造の一例を示す断面正視図である。
照明装置100は、光源基板120、回路基板110、配線170、導光板181、反射板182、拡散板183を有する。
光源基板120には、例えば発光ダイオード(LED)などの電気的な光源121や、光源121に電力を供給するための配線などが実装されている。
光源基板120には、複数の光源121が実装されている。光源121には、少なくとも2種類の光源が含まれる。
第一の種類の光源121(以下「光源121a」と呼ぶ。)は、例えば白色光源や無彩色光源である。白色光源とは、白色光を放射する光源のことである。ここでいう白色光とは、黒体が放射する自然光に近く、かつ、相関色温度が5000ケルビンから10000ケルビンの光をいう。したがって白色光源ならびに無彩色光源とは、日本工業規格(以下「JIS」と呼ぶ。)Z9112で定義される昼光色や昼白色を含むだけでなく、さらに相関色温度が高温域のものを含んだ光を放射する光源のことである。
第二の種類の光源121(以下「光源121b」と呼ぶ。)は、例えば単色光源や有彩色光源である。単色光源とは、主として単一の波長の光を放射する光源のことである。なお、厳密に単一の波長の光のみを放射する光源のみを単色光源と呼ぶ場合もあるが、ここでは、そこまで厳密な意味ではなく、主たる波長以外の波長の光も放射する光源も含めて、単色光源と呼ぶ。単色光源には、例えば赤色LEDなどがある。赤色LEDなどの単色光源は一般に安価であるから、そのような安価な光源を光源121bとして用いることにより、照明装置100の製造コストを抑えることができる。有彩色光源とは、有彩色刺激を生じさせる光(以下「有彩色光」と呼ぶ。)を放射する光源のことである。単色光源は有彩色光源の一種であるが、有彩色光源は、単色光源に限らず、複数の波長の光が同じくらいの割合で混合した光を放射する光源も含む。
光源121aと光源121bとは、その数の比率に応じて、放射する光が均等になるよう、配置されている。例えば、光源121aの数と光源121bの数との比率が2:1であれば、光源121aを2個、光源121bを1個並べた3個の光源121からなるパターンを1つの単位とし、この単位パターンを繰り返すことにより、複数の光源121を配置する。
回路基板110には、光源121を駆動する電力を生成する電源回路などが実装されている。
電源回路は、例えば商用電源などの交流電源から供給された電力を、光源121を駆動する電力に変換する。
配線170は、回路基板110と光源基板120とを電気接続している。電源回路が生成した電力は、配線170を介して、光源基板120に供給される。
導光板181は、例えば長方形板状である。導光板181は、光源121が放射した光を側面から入射する。
反射板182は、例えば、導光板181の裏側や、光源121からの光を入射する側面を除く導光板181の側面を覆う形状である。反射板182は、内側が光を全反射する。これにより、導光板181の裏側や側面から出射する光を反射し、導光板181へ再び入射させる。
拡散板183は、例えば長方形板状である。拡散板183は、導光板181とほぼ同じ広さを有し、導光板181の表側に重ねて配置されている。拡散板183の一部は、出射面185として照明装置100の外部に露出している。拡散板183は、導光板181から入射した光をランダムに拡散し、拡散した光を出射面185から出射する。
導光板181には、裏側の面に、拡散パターンが施されている。拡散パターンは、例えば凹凸加工やドット印刷などにより形成されたものであり、導光板181が入射した光を乱反射する。拡散パターンは、拡散板183に入射する光がほぼ均等になるよう、例えば光源121に近い側ほど粗く、光源121から遠くなるほど密になるよう形成されている。これにより、拡散板183が出射面185から出射する光がほぼ均等になる。
光源121が放射した光は、導光板181に入射する。導光板181に入射した光は、拡散パターンにより乱反射し、拡散板183に入射する。拡散板183に入射した光は、拡散板183のなかで拡散し、出射面185から照明装置100の外部に出射する。これにより、光源121aが放射した光と光源121bが放射した光とがほど良く混合され、均質な光となって、出射面185から出射する。
以下、導光板181・反射板182・拡散板183をまとめて、混色部180と呼ぶ。混色部180は、光源121aが放射した光と、光源121bが放射した光とを混合して、均質な光を生成する。なお、混色部180は、同等の機能を実現するものであれば、導光板181・反射板182・拡散板183によって構成されたものでなくてもよい。
図3は、この実施の形態における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図である。
光源基板120には、2つの光源回路122a,122bが実装されている。
光源回路122aは、複数の光源121aを例えば直列に電気接続した回路である。
光源回路122bは、複数の光源121bを例えば直列に電気接続した回路である。
回路基板110には、交流直流変換回路111、2つの光源駆動回路112a,112b、色温度入力回路114、マイクロコンピュータ130(以下「マイコン」と呼ぶ。)などが実装されている。
交流直流変換回路111は、交流電源ACから供給された交流電力を、直流電力に変換する。
光源駆動回路112aは、交流直流変換回路111が変換した直流電力を、光源回路122aに供給する電力に変換する。
光源駆動回路112bは、交流直流変換回路111が変換した直流電力を、光源回路122bに供給する電力に変換する。
2つの光源回路122a,122bは、それぞれ、光源駆動回路112a,112bが変換した電力の供給を受け、2種類の光源121a,121bが光を放射する。混色部180は、2種類の光源121a,121bが放射した光を混合して、均質な光を生成し、出射する。
色温度入力回路114は、色温度信号を入力する。色温度信号は、照明装置100が放射する光の相関色温度を指示する信号である。色温度信号は、例えばリモコンなど使用者の操作を入力する装置が、入力した操作にしたがって生成する。
例えば、色温度信号は、赤外線信号である。色温度入力回路114は、赤外線受光回路を有する。色温度入力回路114は、赤外線受光回路が受光した赤外線信号をマイコン130が入力できる形式の信号に変換する。
マイコン130は、図示していない処理装置、記憶装置、入力装置、出力装置などを有する。
処理装置(以下「CPU」と呼ぶ。)は、記憶装置が記憶したプログラムを実行することにより、データを処理し、記憶装置・入力装置・出力装置などを制御する。
記憶装置は、例えば、不揮発性メモリ(以下「ROM」と呼ぶ。)や揮発性メモリ(以下「RAM」と呼ぶ。)である。記憶装置は、CPUが実行するプログラムやCPUが処理するデータなどを記憶する。
入力装置は、例えば、アナログデジタル変換器(以下「ADC」と呼ぶ。)である。ADCは、マイコン130の外部からアナログ電気信号を入力し、入力したアナログ電気信号をCPUが処理できるデジタルデータに変換する。ADCが変換したデータは、RAMなどが一時的に記憶してもよいし、CPUが直接処理してもよい。
出力装置は、例えば、デジタルアナログ変換器(以下「DAC」と呼ぶ。)である。DACは、CPUが処理したデータやRAMが記憶したデータをアナログ電気信号に変換し、マイコン130の外部に出力する。
マイコン130は、記憶装置が記憶したプログラムをCPUが実行することにより、色温度設定部132、電力設定部133などの機能ブロックを実現する。
なお、これらの機能ブロックの一部もしくは全部は、マイコン130を用いて実現するのではなく、他の構成により実現してもよい。例えば、照明装置100は、アナログ回路、デジタル回路、集積回路などを用いて、これらの機能ブロックを実現する構成であってもよい。
色温度設定部132は、色温度入力回路114が入力した色温度信号が表わす指示に基づいて、照明装置100が出射面185から出射する光の相関色温度を決定して、設定色温度とする。
電力設定部133は、色温度設定部132が設定した設定色温度に基づいて、光源駆動回路112aが光源回路122aに供給する電力と、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給する電力とを設定する。
図4は、この実施の形態における照明装置100が放射する光の色度座標の一例を表わす色度図である。
横軸及び縦軸は、国際照明委員会(以下「CIE」と呼ぶ。)1931標準表色系における色度座標(x,y)を表わす。
スペクトル軌跡701は、単色光の色度座標の軌跡を表わす。黒体軌跡702は、黒体放射の色度座標の軌跡を表わす。CIE昼光軌跡703は、CIE昼光の色度座標の軌跡を表わす。
点721は、光源121aが放射する光の色度座標を表わす。点721の色度座標(x,y)は、例えば、(0.31,0.34)である。点721は、領域711内(境界を含む。以下同じ。)の所定の点である。領域711は、例えば、相関色温度が5000K以上10000K以下、CIE1960UCS色度座標上の黒体軌跡からの偏差duvが−0.02以上0.02以下の範囲である。JIS−Z9112で定められた光源色の区分のうち、昼光色および昼白色の一部が領域711に含まれる。
点722は、光源121bが放射する光の色度座標を表わす。点722の色度座標(x,y)は、例えば、(0.53,0.45)である。点722は、領域712内の所定の点である。領域712は、例えば、主波長が570nm(ナノメートル)以上600nm以下、刺激純度が0.5以上の範囲である。
線分704は、点721と点722とを結ぶ線分である。光源121aが放射する光束の量(発光強度)と、光源121bが放射する光束の量(発光強度)とを調整することにより、照明装置100は、線分704上の任意の点の色度座標を有する光を生成することができる。照明装置100は、線分704上の点のうち、領域713内の点の色度座標を有する光を生成するよう、光源121aが放射する光束の量と、光源121bが放射する光束の量とを調整する。領域713は、例えば、相関色温度が3000K以上5000K以下、偏差duvが−0.02以上0.02以下の範囲である。
光源駆動回路112aが光源回路122aに供給する電力を調整することにより、光源121aが放射する光束の量を調整することができる。また、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給する電力を調整することにより、光源121bが放射する光束の量を調整することができる。
電力設定部133(発光強度設定部)は、照明装置100が生成する光の相関色温度が、色温度設定部132が設定した設定色温度になるよう、光源駆動回路112aが光源回路122aに供給する電力と、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給する電力とを設定する。
例えば、あらかじめROMが電力算出テーブル620を記憶しておく。電力設定部133は、ROMが記憶した電力算出テーブル620を検索して、色温度設定部132が設定した設定色温度に対応する電力を取得する。
図5は、この実施の形態における電力算出テーブル620の一例を示す図である。
電力算出テーブル620は、設定色温度621及び第一電流値622及び第二電流値623の組からなる行(レコード)を複数含む。
第一電流値622は、色温度設定部132が設定した設定色温度が同じ行の設定色温度621と一致する場合に、光源駆動回路112aが光源回路122aに流す電流として設定すべき値を表わす。第二電流値623は、色温度設定部132が設定した設定色温度が同じ行の設定色温度621と一致する場合に、光源駆動回路112bが光源回路122bに流す電流として設定すべき値を表わす。光源回路122a,122bの電流電圧特性が一定であれば、光源回路122a,122bに流す電流を制御することにより、光源回路122a,122bに供給する電力を制御することができる。この例に示した電力算出テーブル620によれば、設定色温度が3000Kの場合、光源回路122aに流す電流は0.3A(アンペア)、光源回路122bに流す電流は0.6Aに設定する。設定色温度が4000Kの場合、光源回路122aに流す電流は0.5A、光源回路122bに流す電流は0.6Aに設定する。設定色温度が5000Kの場合、光源回路122aに流す電流は0.5A、光源回路122bに流す電流は0.3Aに設定する。
なお、光源回路122a,122bの電流電圧特性が温度により変化する場合を考慮して、照明装置100は、光源回路122a,122bの電流電圧特性の温度による変化を補償する回路を有する構成であってもよい。
また、光源回路122a,122bに流す電流を制御する代わりに、光源回路122a,122bに流す電流は所定の値に固定し、光源回路122a,122bに電流を流す期間の割合(デューティ比)を制御することにより、光源回路122a,122bに供給する電力を制御する構成としてもよい。人の目に感知できないほど高い周波数(例えば100Hz(ヘルツ)以上)であれば、光源121a,121bを点滅させても、人の目には連続して点灯しているように見える。これを利用して、光源駆動回路112a,112bがそれぞれ光源回路122a,122bに電流を流す期間と流さない期間とを設け、その期間の割合を変化させることにより、光源回路122a,122bに供給する電力を調整する。
なお、色温度設定部132と電力設定部133とを一つにまとめて、色温度入力回路114が入力した色温度信号から光源回路122a,122bに供給する電力を直接算出する構成としてもよい。
図6は、この実施の形態における照明処理S510の流れの一例を示すフローチャート図である。
照明処理S510において、照明装置100は、放射する光の相関色温度を設定し、設定した相関色温度を有する光を放射する。照明処理S510は、色温度設定工程S512、電力設定工程S514、電力供給工程S515を有する。
色温度設定工程S512において、色温度入力回路114は、色温度信号を入力する。色温度設定部132は、色温度入力回路114が入力した色温度信号が表わす指示に基づいて、設定色温度を算出する。
電力設定工程S514において、電力設定部133は、色温度設定工程S512で色温度設定部132が算出した設定色温度に基づいて、光源駆動回路112aが光源回路122aに供給すべき電力と、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給すべき電力とを算出する。
電力供給工程S515において、光源駆動回路112aは、電力設定工程S514で電力設定部133が算出した電力にしたがって、光源回路122aに電力を供給する。光源駆動回路112bも同様に、電力設定工程S514で電力設定部133が算出した電力にしたがって、光源回路122bに電力を供給する。
その後、色温度設定工程S512に戻り、以上の工程を繰り返す。
光源121aが放射する光の色度座標(点721)と、光源121bが放射する光の色度座標(点722)との組み合わせを適切に設定することにより、所定の相関色温度の範囲において、照明装置100が生成する光の色度座標の軌跡(線分704)を、黒体軌跡702もしくはCIE昼光軌跡703にほぼ一致させることができる。例えば、図5に示した例では、相関色温度が3000K以上5000K以下の範囲において、線分704上の点の偏差duvは、−0.0014以上0.003以下の範囲内に収まる。したがって、照明装置100は、JIS−Z9112で定められた昼白色の一部から、白色、温白色、電球色の一部までの範囲の光を生成することができる。
この実施の形態における照明装置100は、複数の光源121a,121bと、混色部180とを有する。
上記複数の光源のうち第一の光源121aは、相関色温度が5000ケルビン以上10000ケルビン以下かつxy色度図上で示される黒体軌跡との偏差duvが±0.02以内である光を放射する。
上記複数の光源のうち第二の光源121bは、主波長が570ナノメートル以上600ナノメートル以下である光を放射する。
上記混色部180は、上記第一の光源121aが放射した光と上記第二の光源121bが放射した有彩色光とを混合して、相関色温度が10000ケルビン以下である光を生成する。
この実施の形態における照明装置100によれば、第一の光源121aが放射した光と、第二の光源121bが放射した光とを、混色部180が混合した光を生成するので、所定の相関色温度の範囲内において、黒体軌跡702もしくCIE昼光軌跡703とほぼ一致する色度座標を有する光を生成することができる。
これにより、そこに窓があるかのような錯覚を使用者に与えることができ、窓のない室内における使用者の閉塞感を軽減できる。
また、黒体軌跡702もしくCIE昼光軌跡703とほぼ一致する色度座標を有する光を、2種類の光源のみで生成することができるので、照明装置100の部品数を削減することができ、照明装置100の製造コストや消費電力を抑えることができる。
この実施の形態における照明装置100は、更に、色温度設定部132と、発光強度設定部(電力設定部133)とを有する。
上記色温度設定部132は、10000ケルビン以下の相関色温度からいずれかの相関色温度を選択して、設定色温度とする。
上記発光強度設定部は、上記混色部180が生成する光の相関色温度が、上記色温度設定部132が選択した設定色温度となるよう、上記複数の光源121a,121bの発光強度を設定する。
この実施の形態における照明装置100によれば、混色部180が生成する光の相関色温度が、色温度設定部132が選択した設定色温度となるよう、2種類の光源の発光強度を設定するので、照明装置100が放射する光の相関色温度を変化させることができる。
2種類の光源が放射する光の色度座標を適切に設定しておけば、所定の相関色温度の範囲内において、照明装置100が放射する光の色度座標を、黒体軌跡702もしくはCIE昼光軌跡703にほぼ一致させることができるので、高い臨場感を得ることができる。
また、黒体軌跡702もしくCIE昼光軌跡703とほぼ一致する色度座標を有する混合無彩色光を、2種類の光源の発光強度を調整するだけで生成することができるので、光源の発光強度の制御が容易であり、照明装置100の製造コストや消費電力を抑えることができる。
この実施の形態における照明装置100は、更に、色温度入力回路114を有する。
上記色温度入力回路114は、上記混色部180が生成する光の相関色温度を指示する色温度信号を入力する。
上記色温度設定部132は、上記色温度入力回路114が入力した色温度信号による指示に基づいて、相関色温度を選択し、設定色温度とする。
この実施の形態における照明装置100によれば、色温度入力回路114が入力した色温度信号による指示に基づいて、照明装置100が放射する光の相関色温度を色温度設定部132が選択するので、照明装置100が放射する光の相関色温度を、使用者が自由に設定することができる。
この実施の形態における照明装置100において、上記混色部180は、導光板181と、拡散部(導光板181の拡散パターン・拡散板183)とを有する。
上記導光板181は、上記複数の光源121a,121bが放射した光を入射する。
上記拡散部は、上記導光板181が入射した光を拡散して混合する。
この実施の形態における照明装置100によれば、第一の光源121aが放射した光と、第二の光源121bが放射した光とを、導光板181が入射し、拡散部が拡散して混合するので、2種類の光を均一に混合し、均一な光を生成することができる。
この実施の形態における照明装置100は、更に、出射部(出射面185)を有する。
上記出射部は、上記混色部180が生成した光を平面状の出射面185からほぼ均一に出射する。
この実施の形態における照明装置100によれば、混色部180が生成した光を、平面状の出射面185からほぼ均一に出射するので、窓から取り入れた外光を模すことができ、高い臨場感を得ることができる。
以上説明した照明装置100は、LEDからなる複数の光源121と、導光板181と、複数の該光源の発光強度を制御する制御部(電力設定部133)を備える。該光源121は、色温度5000〜10000Kから選ばれる白色光源(第一の光源121a)と、波長530nm〜700nmから選ばれる単色光源(第二の光源121b)の少なくとも2種類のLEDからなる複数の光源でかつ導光板181の端面に配置されている。該導光板181は、端面に配置された複数の該光源121からの光を該導光板181の第一の面(表側の面)から均一に出射する。該制御部は、該白色光源と該単色光源を独立して制御するための入力機能を有する。照明装置100は、該制御部の入力にしたがって輝度および色温度を可変でき、かつ、面状に光を照射する。
また、単色光源(第二の光源121b)は、波長570nm〜600nmのLED光源である。
照明装置100は、平板状の照明装置であって、壁面に設置することにより擬似窓としての効果をもたらす。
赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の光を出射する3種類のLED光源を用いてこれを混合させて白色光を形成しRGBを独立して制御する場合と比較して、照明装置100は、各光源の明るさのバランスを容易に制御でき、様々な色温度の白色光を発光することができる。
プラズマディスプレイや液晶ディスプレイなどに映像を写す場合と比較して、照明装置100は、装置の製造コストが低いだけでなく、発光効率が高くなる。
照明装置100は、LEDからなる白色光源(第一の光源121a)と単色光源(第二の光源121b)、導光板181、さらに該光源の発光強度を制御する制御部とを組合わせることで、自然光に近く、所望する色温度と輝度の光が発光できる。
白色光源(第一の光源121a)および単色光源(第二の光源121b)は、光源用基板(光源基板120)の上面に実装し、導光板181の端面に配置する。白色光源および単色光源を実装した光源用基板は、回路基板110と電気的に接続されている。回路基板110は、光源の発光強度を変化させる制御部を持つ回路を含んでいる。
光源となるLEDは、導光板181の端面に配置し、導光板181に光が入射される。導光板181の第二の面には、入射した光が導光板181の第一の面から均一に出射されるように、凹凸加工やドット印刷等によって拡散パターンが形成され、さらに反射板182が配置されている。導光板181の第一の面には、光をランダムに拡散する拡散板183が配置されている。導光板181の周囲は、光源用基板および回路基板を内蔵するフレーム190が囲んでいる。
光源121は、調光部(光源駆動回路112a,112b)に接続されている。調光部は、複数の光源121に対し、順電流制御またはデューティ制御(光源を高速で点滅させ、その点灯時間の割合を調整する制御)等により発光強度を変化させる。調光部は、制御部に接続されている。制御部は、各々の光源121を所望の発光強度にするための入力機能をもち、その入力にしたがった信号を調光部に与える。
各々の光源121が所望の発光強度となるよう、制御部に入力を与える。入力の与え方は、例えば、可変抵抗等の抵抗制御でもよい。あるいは、各々の光源121の発光強度と該光源の混合による色温度との相関値を別に計算しておき、マイコン130にその相関値を書き込み、所望の色温度をデジタル入力することでマイコン130の演算機能により各々の光源の発光強度を割り出してもよい。制御部は、調光部に光源121の発光強度を決める信号を送り、調光部はその信号にしたがって光源121の発光強度を制御する。
制御部の入力にしたがって発光した各々の光源121から放射された光は、導光板181の端面へ入射する。白色光および単色光は、導光板181の中で反射を繰り返すことで混合されながら、導光板181の第二の面の拡散パターンと反射板182で拡散反射され、導光板181の第一の面から出射する。拡散パターンは、光源に近い側が疎、遠い側が密となるようにドット印刷または凹凸加工され、第一の面からの光出射が均一となるように設計される。第一の面から出射した光は、拡散板183により光の出射方向をランダムに分散することで眩しさを抑制する。
白色光源(第一の光源121a)の相関色温度は例えば5000K、単色光源(第二の光源121b)の主波長は例えば583nmである。白色光源(第一の光源121a)および単色光源(第二の光源121b)の各々の光の強さを調整することにより、黒体軌跡702上5000Kの色度座標と、色度図の外周線(スペクトル軌跡701)上583nmの色度座標とを結ぶ線上の色度座標の光を作ることができる。これにより、照明装置100は、3000Kから5000Kの範囲において、黒体が発する光に近い光を放射する。自然光は黒体が発する光に近いので、上記の混合した光は、自然光に近い良質の照明光となる。
なお、白色光源(第一の光源121a)の相関色温度は、例えば5000K以上10000K以下、単色光源(第二の光源121b)の主波長は、例えば570nm以上600nm以下であれば、混合した光は黒体の発する光の色度に近くなり、良質の照明光となる。
これにより、自然光に近い発光が可能であり、かつ制御部の入力にしたがって色温度および輝度が可変でき、さらに面状の光出射が可能となる。
なお、照明装置100は、放射する光の相関色温度を自由に設定できるだけでなく、光源回路122a及び光源回路122bに供給する電力を設定する電力設定部133の設定値を、相関色温度を変えることなく両方の光源回路の電力設定を増加したり減少したりすることで調光する機能を持たせることが可能である。
実施の形態2.
実施の形態2について、図7〜図8を用いて説明する。
なお、実施の形態1と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
光源121には、少なくとも3種類の光源が含まれる。
第一の種類の光源121aは、例えば白色光源や無彩色光源である。第二の種類の光源121bは、例えば単色光源や有彩色光源である。第三の種類の光源(以下「光源121c」と呼ぶ。)は、光源121bと同様、例えば単色光源や有彩色光源である。光源121cは、光源121bと異なる主波長を有する。
図7は、この実施の形態における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図である。
光源基板120には、実施の形態1で説明した回路に加えて、更に、光源回路122cが実装されている。光源回路122cは、複数の光源121cを例えば直列に電気接続した回路である。
回路基板110には、実施の形態1で説明した回路に加えて、更に、光源駆動回路112cが実装されている。光源駆動回路112cは、交流直流変換回路111が変換した直流電力を、光源回路122cに供給する電力に変換する。
3つの光源回路122a,122b,122cは、それぞれ、光源駆動回路112a,112b,112cが変換した電力の供給を受け、3種類の光源121a,121b,121cが光を放射する。混色部180は、3種類の光源121a,121b,121cが放射した光を混合して、均質な光を生成し、出射する。
電力設定部133は、色温度設定部132が設定した設定色温度に基づいて、光源駆動回路112aが光源回路122aに供給する電力と、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給する電力と、光源駆動回路112cが光源回路122cに供給する電力とを設定する。
図8は、この実施の形態における照明装置100が放射する光の色度座標の一例を表わす色度図である。
横軸及び縦軸は、CIE1931標準表色系における色度座標(x,y)を表わす。
点724は、光源121bが放射する光の色度座標を表わす。点724の色度座標(x,y)は、例えば、(0.29,0.65)である。点724は、領域714内の所定の点である。領域714は、例えば、主波長が530nm以上570nm以下、刺激純度が0.5以上の範囲である。
点725は、光源121cが放射する光の色度座標を表わす。点725の色度座標(x,y)は、例えば、(0.66,0.32)である。点725は、領域715内の所定の点である。領域715は、例えば、主波長が590nm以上700nm以下、刺激純度が0.5以上の範囲である。
三角形705は、3つの点721,724,725を頂点とする三角形である。3種類の光源121a,121b,121cがそれぞれ放射する光束の量(発光強度)を調整することにより、照明装置100は、三角形705内の任意の点の色度座標を有する光を生成することができる。照明装置100は、三角形705内の点のうち、曲線706上の点の色度座標を有する光を生成するよう、3種類の光源121a,121b,121cが放射する光束の量を調整する。曲線706は、領域713内の点からなる曲線である。領域713は、例えば、相関色温度が2000K以上5000K以下、偏差duvが−0.02以上0.02以下の範囲である。曲線706は、例えば、相関色温度が2000K以上5000K以下、偏差duvが−0.0001以上0.0001以下の範囲に含まれ、黒体軌跡702にほぼ完全に一致する。したがって、照明装置100は、JIS−Z9112で定められた昼白色の一部から、白色、温白色、電球色までの範囲、および更に相関色温度が低い範囲の光を生成することができる。
電力設定部133(発光強度設定部)は、照明装置100が生成する光の相関色温度が、色温度設定部132が設定した設定色温度になるよう、光源駆動回路112aが光源回路122aに供給する電力と、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給する電力と、光源駆動回路112cが光源回路122cに供給する電力とを設定する。
このように、3種類の光源を用い、それぞれの光源が放射する光の発光強度を適切に制御することにより、照明装置100が放射する光の色度座標を、所定の相関色温度の範囲内において、黒体軌跡702もしくはCIE昼光軌跡703にほぼ完全に一致させることができる。
この実施の形態における照明装置100は、複数の光源121a,121b,121cと、混色部180とを有する。
上記複数の光源のうち第一の光源121aは、相関色温度が5000ケルビン以上10000ケルビン以下かつxy色度図上で示される黒体軌跡との偏差duvが±0.02以内である光を放射する。
上記複数の光源のうち第二の光源121bは、主波長が530ナノメートル以上570ナノメートル以下である光を放射する。
上記複数の光源のうち第三の光源121cは、主波長が590ナノメートル以上700ナノメートル以下である光を放射する。
上記混色部180は、上記複数の光源121a,121b,121cが放射した光を混合して、相関色温度が10000ケルビン以下である光を生成する。
この実施の形態における照明装置100によれば、3つの光源121a,121b,121cが放射した3種類の光を、混色部180が混合した光を生成するので、所定の相関色温度の範囲内において、黒体軌跡702もしくCIE昼光軌跡703とほぼ完全に一致する色度座標を有する光を生成することができる。
これにより、より高い臨場感を得ることができるので、そこに窓があるかのような錯覚を使用者に与えることができ、窓のない室内における使用者の閉塞感を軽減できる。
この実施の形態における照明装置100は、更に、色温度入力回路114を有する。
上記色温度入力回路114は、上記混色部180が生成する光の相関色温度を指示する色温度信号を入力する。
上記色温度設定部132は、上記色温度入力回路114が入力した色温度信号による指示に基づいて、相関色温度を選択し、設定色温度とする。
この実施の形態における照明装置100によれば、色温度入力回路114が入力した色温度信号による指示に基づいて、照明装置100が放射する光の相関色温度を色温度設定部132が選択するので、照明装置100が放射する光の相関色温度を、使用者が自由に設定することができる。
以上説明した照明装置100において、単色光源(第二の光源121b、第三の光源121c)は、波長530nm〜570nmと波長590nm〜700nmの2種類から選ばれる。制御部は、2種類の該単色光源を白色光源(第一の光源121a)と混色させた際に、その混色光の色度がxy色度図において黒体軌跡と一致または黒体軌跡からの偏差duvが±0.02以内となるように各々の単色光源の発光強度を制御する。
例えば、白色光源(第一の光源121a)は、相関色温度が7000KのLEDを使用し、単色光源(第二の光源121b、第三の光源121c)は、主波長540nmと620nmの2種類のLEDを使用する。制御部(電力設定部133)は、白色光源(第一の光源121a)と2種類の単色光源(第二の光源121b、第三の光源121c)のそれぞれの発光強度を決める入力を持ち、その入力にしたがった信号を調光部(光源駆動回路112a,112b)に与える。照明装置100は、白色光源(第一の光源121a)1および2種類の単色光源(第二の光源121b、第三の光源121c)の各々の光の強さを調整することにより、CIE色度図上において、相関色温度7000Kの白色光源(第一の光源121a)の色度座標、540nmの単色光源(第二の光源121b)の色度座標、620nmの単色光源(第三の光源121c)の色度座標の3つの点を頂点とする三角形の範囲内の色の光を作ることができる。
相関色温度7000Kの白色光源(第一の光源121a)と主波長540nmおよび主波長620nmの2種類の単色光源(第二の光源121b、第三の121c)とを混合させて照明光とするので、黒体が発する光の広範囲の色温度に合わせこむことができる。また、赤色光である主波長540nmの光源と緑色光である主波長620nmの光源とを照明光として用いるため、演色性の高い光源となる。
なお、各々の単色光源(第二の光源121b、第三の光源121c)は、所望する相関色温度に対し、自然光である黒体の軌跡との偏差duvを±0.02以内に抑えることが好ましい。
なお、照明装置100は、放射する光の相関色温度を自由に設定できるだけでなく、光源回路122a及び光源回路122b、光源回路122cに供給する電力を設定する電力設定部133の設定値を、相関色温度を変えることなく3つの光源回路の電力設定を増加したり減少したりすることで調光する機能を持たせることが可能である。
実施の形態3.
実施の形態3について、図9〜図11を用いて説明する。
なお、実施の形態1または実施の形態2と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
この実施の形態では、照明装置が放射する光の相関色温度を使用者が指示するのではなく、現在時刻に合わせて自動的に相関色温度や調光度が変化する構成について説明する。
図9は、この実施の形態における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図である。
照明装置100は、実施の形態1で説明した構成と比較して、回路基板110に色温度入力回路114が実装されていない。その代わり、マイコン130が、計時部131を実現する。
計時部131は、現在時刻を計測する。計時部131は、例えば、マイコン130が内蔵する時計である。なお、計時部131は、外部の時計から現在時刻を取得する構成であってもよい。
色温度設定部132は、計時部131が計測した現在時刻に基づいて、照明装置100が出射面185から出射する光の相関色温度を決定して、設定色温度とする。
外光の相関色温度は、時刻によって変化する。天候などの影響ももちろんあるが、例えば晴天であると仮定すると、午前中は相関色温度が高く、午後になると相関色温度が低くなる傾向がある。夕方には、夕焼けにより、更に相関色温度が低くなる。
照明装置100が出射する光は、外光を模したものであるから、時刻による外光の相関色温度の変化を模すことにより、より高い臨場感を得ることができる。
図10は、この実施の形態における色温度算出テーブル610の一例を示す図である。
あらかじめ、ROMが色温度算出テーブル610を記憶しておく。色温度設定部132は、ROMが記憶した色温度算出テーブル610を検索して、計時部131が計測した現在時刻に対応する設定色温度を取得する。
色温度算出テーブル610は、時刻611及び設定色温度612の組からなる行(レコード)を複数含む。
設定色温度612は、現在時刻が、同じ行の時刻611から次の行の時刻611までの間である場合における設定色温度を表わす。この例に示した色温度算出テーブル610によれば、午前6時(点灯時刻)から正午までの間の設定色温度は5000K(ケルビン)である。正午から午後5時までの間の設定色温度は4000Kである。午後5時(夕焼け開始時刻)から午後6時(消灯時刻)までの間の設定色温度は3000Kである。
なお、設定色温度が不連続に変化すると不自然になることを考慮して、設定色温度を連続的に変化させる構成としてもよい。例えば、午後5時までの設定色温度を4000K、午後5時30分からの設定色温度を3000Kとし、午後5時から午後5時30分までの30分間は、設定色温度を連続的に変化させる期間(以下「連続変化期間」と呼ぶ。)とする。例えば、色温度算出テーブル610に、時刻611に代えて、色温度固定期間の開始時刻と終了時刻を設け、前の色温度固定期間の終了時刻と、次の色温度固定期間の開始時刻との間に差がある場合、その間の期間が連続変化期間であることを表わす。
色温度設定部132は、計時部131が計測した現在時刻に基づいて、連続変化期間の開始時刻(午後5時)からの経過時間を算出する。色温度設定部132は、算出した経過時間を、連続変化期間の長さ(30分)で割った商を算出する。色温度設定部132は、連続変化期間の終了時の設定色温度(3000K)から連続変化期間の開始時の設定色温度(4000K)を差し引いた差(−1000K)を、算出した商に乗じた積を算出する。色温度設定部132は、連続変化期間の開始時の設定色温度(4000K)に、算出した積を加えた和を算出して、設定色温度とする。例えば、現在時刻が午後5時15分である場合、色温度設定部132は、午後5時からの経過時間(15分)を算出し、これを30分で割った商(0.5)を算出し、これに−1000Kを乗じた積(−500K)を算出し、これに4000Kを加えた和(3500K)を算出して、設定色温度とする。これにより、より高い臨場感を得ることができる。
なお、この例では、点灯時刻および消灯時刻が固定されているが、例えば季節による日の出日の入り時刻の変動に合わせて、点灯時刻・消灯時刻を変化させる構成としてもよい。例えば、設置場所の緯度・経度をあらかじめ設定してROMが記憶しておき、色温度設定部132は、計時部131が計測した現在時刻(日付を含む)と、ROMが記憶した緯度・経度とに基づいて、日の出時刻および日の入り時刻を算出する。色温度設定部132は、算出した日の出時刻を点灯時刻に設定し、算出した日の入り時刻を消灯時刻に設定し、算出した日の入り時刻から所定の時間(例えば1時間)前の時刻を夕焼け開始時刻に設定する。これにより、より高い臨場感を得ることができる。
また、室内に人がいない場合は、照明装置100が点灯しないよう構成してもよい。例えば、照明装置100が事務所に設置される場合、出勤時刻・退勤時刻をあらかじめ設定してROMが記憶しておき、点灯時刻より後であっても出勤時刻より前である場合や、消灯時刻より前であっても退勤時刻より後である場合は、照明装置100を点灯しない構成としてもよい。あるいは、照明装置100は、人感センサからの信号を入力し、人感センサが人を検出した場合のみ、照明装置100を点灯する構成としてもよい。これにより、無駄な電力消費を抑え、省エネを図ることができる。
なお、照明装置100は、敢えて、設置場所の外光と異なる設定色温度を選択する構成としてもよい。例えば、海外出張にこれから行く人の時差ボケ防止や海外出張から帰ってきた人の時差ボケ解消を目的として、色温度設定部132は、出張先の現地時間に対応する設定色温度を設定する。例えば、出張先との時差をあらかじめ設定してROMが記憶しておき、色温度設定部132は、計時部131が計測した現在時刻と、ROMが記憶した時差とに基づいて、現地時間を算出する。色温度設定部132は、算出した現地時間に基づいて、設定色温度を設定する。
あるいは、ノー残業デーの定時退社の促進を図ることを目的として、色温度設定部132は、現実の夕焼け開始時刻より早い時刻を夕焼け開始時刻として算出し、現実の日の入り時刻より早い時刻を消灯時刻として算出する。これにより、あたかも外が暗くなったかのような印象を与え、退社を促すことができる。
図11は、この実施の形態における照明処理S510の流れの一例を示すフローチャート図である。
照明処理S510において、照明装置100は、放射する光の相関色温度を設定し、設定した相関色温度を有する光を放射する。照明処理S510は、実施の形態1で説明した工程に加えて、計時工程S511を有する。
計時工程S511において、計時部131は、現在時刻を計測する。
色温度設定工程S512において、色温度設定部132は、計時工程S511で計時部131が計測した現在時刻に基づいて、設定色温度を算出する。
電力設定工程S514において、電力設定部133は、色温度設定工程S512で色温度設定部132が算出した設定色温度に基づいて、光源駆動回路112aが光源回路122aに供給すべき電力と、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給すべき電力とを算出する。
電力供給工程S515において、光源駆動回路112aは、電力設定工程S514で電力設定部133が算出した電力にしたがって、光源回路122aに電力を供給する。光源駆動回路112bも同様に、電力設定工程S514で電力設定部133が算出した電力にしたがって、光源回路122bに電力を供給する。
その後、計時工程S511に戻り、以上の工程を繰り返す。
このように、計時部131が計測した現在時刻に基づいて、色温度設定部132が相関色温度を設定するので、時間の経過に伴う外光の変化を模すことができ、高い臨場感を得ることができる。
この実施の形態における照明装置100は、更に、計時部131を有する。
上記計時部131は、現在時刻を計測する。
上記色温度設定部132は、上記計時部131が計測した現在時刻に基づいて、自然光の相関色温度とほぼ一致する相関色温度を選択し、設定色温度とする。
この実施の形態における照明装置100によれば、計時部131が計測した現在時刻に基づいて、自然光の相関色温度とほぼ一致する相関色温度を色温度設定部132が選択するので、時間の経過により照明装置100が放射する光の相関色温度を変化させることができ、高い臨場感を得ることができる。特に、照明装置100が放射する光の相関色温度を、その時刻における昼光の平均的な相関色温度と一致させることにより、より高い臨場感を得ることができる。
また、制御部(マイコン130)は、複数の光源121の発光強度を時刻に応じて制御する。制御部は、時刻に応じて点灯および消灯、ならびに点灯時に所望する色温度と輝度にするための計時部131、プログラム機能およびメモリー機能を有する。照明装置100は、時刻にしたがって点灯および消灯、ならびに点灯時に所望する色温度と輝度を可変でき、かつ、面状の光を照射する。
また、制御部は、プログラムを実行することにより、時刻に応じて点灯および消灯ならびに点灯時に好みの色温度、好みの輝度とする機能を有する。計時部131は、現在時刻を計測する。制御部は、計時部131の時刻情報とプログラム情報とを論理計算することで現在時刻にプログラムされた照明状態となるように光源の点灯および発光強度の信号を調光部に与える。
あらかじめ、各々の光源121が決められた時刻に所望の発光強度となるようプログラムしておく。例えば、起床時間やオフィスの就業開始時刻に点灯し、午前中は色温度を5000K(例えば白色光(無彩色光)のみを点灯)、正午から午後5時までは色温度を4000K、午後5時から午後6時までは色温度を3000Kとし、6時以降は消灯するようにする。これにより、日照時間と点灯時間とが同期するだけでなく日光の各時刻の色温度変化に近づくことになり、擬似窓としての臨場感を高くすることができる。
プログラムされた情報は、計時部131の時間情報とともに制御部で論理計算される。制御部は、各々の時刻での光源121の所望の発光強度を決める信号を調光部に送る。調光部は、その信号にしたがって光源121の発光強度を制御する。
プログラムにしたがって発光した光源が放射した光は、導光板181の端面へ入射し、導光板181の第一の面から出射する。
これにより、自然光に近い発光が可能であり、かつ時刻にしたがって点灯、消灯、色温度および輝度が可変でき、さらに面状の光出射が可能となる。
実施の形態4.
実施の形態4について、図12を用いて説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態3と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図12は、この実施の形態における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図である。
光源基板120には、実施の形態3で説明した回路に加えて、更に、光源回路122cが実装されている。
回路基板110には、実施の形態3で説明した回路に加えて、更に、光源駆動回路112cが実装されている。
このように、実施の形態3で説明した現在時刻に合わせて自動的に相関色温度や調光度が変化する構成を、実施の形態2で説明した光源121が3種類の光源を含む構成に適用してもよい。
なお、光源121の種類は3種類に限らず、4種類以上であってもよい。
これにより、より自然光に近い光を放射することができる。
実施の形態5.
実施の形態5について、図13〜図15を用いて説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態4と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
この実施の形態では、照明装置が放射する光の相関色温度が現在時刻に合わせて自動的に変化するとともに、照明装置の調光度を利用者が自由に設定できる構成について説明する。
図13は、この実施の形態における照明装置100の機能ブロックの一例を示すブロック構成図である。
回路基板110には、実施の形態3で説明した回路に加えて、更に、調光入力回路113が実装されている。
調光入力回路113は、調光信号を入力する。調光信号は、照明装置100が放射する光の調光度を指示する信号である。調光信号は、例えば、パルス幅変調された信号であり、デューティ比が調光度を表わす。調光信号は、例えばリモコンなど使用者の操作を入力する装置が、入力した操作にしたがって生成する。
例えば、調光信号は、赤外線信号である。調光入力回路113は、赤外線受光回路を有する。調光入力回路113は、赤外線受光回路が受光した赤外線慎吾をマイコン130が入力できる形式の信号に変換する。
なお、この実施の形態における調光信号は、調光度を指定することを表わすだけでなく、調光度を指定しないことを表わすこともできるものとする。調光信号が調光度を指定することを表わす場合、調光信号は、指定する調光度を表わし、照明装置100は、調光信号が表わす調光度にしたがって、放射する光の強さを決定する。調光信号が調光度を指定しないことを表わす場合、照明装置100は、調光度を決定し、決定した調光度にしたがって、放射する光の強さを決定する。
マイコン130は、実施の形態3で説明した機能ブロックに加えて、更に、調光度設定部134を実現する。
調光度設定部134は、調光入力回路113が入力した調光信号と、計時部131が計測した現在時刻とに基づいて、照明装置100の調光度を設定する。調光度設定部134は、調光信号を解釈する。調光信号が調光度を指定している場合、調光度設定部134は、調光信号が表わす調光度を照明装置100の調光度として設定する。調光信号が調光度を指定していない場合、調光度設定部134は、計時部131が計測した現在時刻に基づいて調光度を算出し、算出した調光度を照明装置100の調光度として設定する。例えば、現在時刻が夜である場合、調光度設定部134は、照明装置100の調光度を0%(すなわち消灯状態)に設定する。現在時刻が昼である場合、調光度設定部134は、照明装置100の調光度を100%に設定する。現在時刻が明け方である場合、調光度設定部134は、照明装置100の調光度を0%から100%へ連続的もしくは段階的に変化させる。現在時刻が夕方である場合、調光度設定部134は、照明装置100の調光度を100%から0%へ連続的もしくは段階的に変化させる。
電力設定部133は、色温度設定部132が設定した設定色温度と、調光度設定部134が設定した調光度とに基づいて、光源駆動回路112aが光源回路122aに供給する電力と、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給する電力とを設定する。
光源121が放射する光束の量(発光強度)は、必ずしも、光源121における消費電力に比例しない。このため、例えば、照明装置100が放射する光を50%に調光しようとした場合、光源回路122a,122bに供給する電力を100%調光の場合の半分にしただけでは、2種類の光源121a,121bが放射する光束の量の割合が100%調光の場合と等しくならず、100%調光の場合と異なる相関色温度になる場合がある。
そこで、電力設定部133は、設定色温度と調光度とに基づいて、光源回路122a,122bに供給する電力を設定する。例えば、電力設定部133は、色温度設定部132が設定した設定色温度と、調光度設定部134が設定した調光度とに基づいて、電力算出テーブル620を検索し、光源回路122aに供給すべき電力と、光源回路122bに供給すべき電力とを取得する。
図14は、この実施の形態における電力算出テーブル620の一例を示す図である。
電力算出テーブル620は、設定色温度621、第一電流値622、第二電流値623、調光度624を含む。
電力算出テーブル620は、設定色温度621を行インデックスとし、調光度624を列インデックスとするクロス表形式のテーブルである。例えば、設定色温度が3000K、調光度が50%である場合、光源駆動回路112aが光源回路122aに流す電流を0.18A、光源駆動回路112bが光源回路122bに流す電流を0.32Aに設定することを表わす。
図15は、この実施の形態における照明処理S510の流れの一例を示すフローチャート図である。
照明処理S510は、実施の形態3で説明した工程に加えて、更に、調光度設定工程S513を有する。
色温度設定工程S512が終了したのち、照明装置100は、調光度設定工程S513へ進む。
調光度設定工程S513において、調光度設定部134は、調光入力回路113が入力した調光信号と、計時部131が計測した現在時刻とに基づいて、照明装置100の調光度を設定する。
電力設定工程S514において、電力設定部133は、色温度設定工程S512で色温度設定部132が設定した設定色温度と、調光度設定工程S513で調光度設定部134が設定した調光度とに基づいて、光源駆動回路112aが光源回路122aに供給すべき電力と、光源駆動回路112bが光源回路122bに供給すべき電力とを算出する。
このように、電力設定部133が、設定色温度と調光度とに基づいて、光源回路122a,122bに供給する電力を算出するので、調光度が100%でない場合であっても、照明装置100が放射する光を、所望の相関色温度とすることができる。
なお、照明装置100は、更に、色温度入力回路114を有する構成であってもよい。例えば、色温度設定部132は、色温度入力回路114が色温度信号を入力した場合、入力した色温度信号による指示に基づいて、相関色温度を設定する。また、色温度設定部132は、色温度入力回路114が色温度信号を入力しない場合、計時部131が計測した現在時刻に基づいて、相関色温度を設定する。
これにより、時間の経過に伴って照明装置100が放射する光の相関色温度が変化するとともに、利用者が相関色温度を自由に設定することもできる。
また、1つの調光色温度信号が、調光度を指示する調光信号としての意味と、色温度を指示する色温度信号としての意味とを合わせ持つ構成であってもよい。照明装置100は、調光信号と色温度信号とを別々に入力するのではなく、1つの調光色温度信号を入力する。色温度設定部132は、調光色温度信号と計時部131が計測した現在時刻とに基づいて、相関色温度を設定する。調光度設定部134は、調光色温度信号と計時部131が計測した現在時刻とに基づいて、調光度を設定する。
これにより、信号を入力するための回路が1つになるので、照明装置100の部品数を削減することができ、照明装置100の製造コストを抑え、信頼性を向上し、消費電力を抑えることができる。
また、照明装置100は、計時部131を設けない構成であってもよい。色温度設定部132は、色温度信号または調光色温度信号に基づいて、相関色温度を設定する。調光度設定部134は、調光信号または調光色温度信号に基づいて、調光度を設定する。
これにより、利用者が相関色温度と調光度とを自由に設定することができる。
なお、光源121の種類は2種類に限らず、実施の形態2のように3種類であってもよいし、4種類以上であってもよい。
これにより、より自然光に近い光を放射することができる。
実施の形態6.
実施の形態6について、図16〜図18を用いて説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態5と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図16は、この実施の形態における照明装置100の内部構造の一例を示す断面正視図である。
照明装置100は、実施の形態1〜実施の形態4で説明した構造に加えて、更に、プリズム板184を有する。
プリズム板184(出射部)は、例えば長方形板状である。プリズム板184は、例えばアクリル製である。プリズム板184は、拡散板183とほぼ同じ広さを有し、拡散板183の表側に重ねて配置されている。プリズム板184の一部は、出射面185として照明装置100の外部に露出している。プリズム板184は、拡散板183が拡散して出射した光を下方向に屈折させ、屈折した光を出射面185から出射する。
図17は、この実施の形態におけるプリズム板184の構造の一例を示す側面視拡大断面図である。
この図において、左は照明装置100が光を出射する出射面185の側を表わし、右は拡散板183など照明装置100の内側を表わす。照明装置100が放射する光は、右側からプリズム板184に入射し、左側に出射される。
プリズム板184は、出射面185側の面に断面鋸状の凹凸を有する。凹凸のピッチdは、例えば30mm、凹凸の角度θは、例えば20度である。また、プリズム板184の絶対屈折率は、例えば約1.5である。
図18は、この実施の形態における照明装置100の配光特性の一例を示すグラフ図である。
曲線732は、拡散板183が出射し、プリズム板184に入射する光の配光特性を表わす。曲線731は、プリズム板184が出射する光の配光特性を表わす。
光源121が放射した光は、混色部180で混合され、均質な光となって拡散板183の表面から出射される。拡散板183が出射する光の強度は、拡散板183に対して垂直な方向が一番強く、垂直方向から離れるほど弱くなる。
プリズム板184は、入射した光を下方向へ屈折させる。これにより、プリズム板184が出射する光が一番強い方向は、出射面185に垂直な方向よりも下寄りの方向に曲げられる。
窓を通して取り入れられる外光は、上空にある太陽から放射されるものであるから、斜め下向きである。プリズム板184が出射する光の方向を曲げて斜め下向きにすることにより、照明装置100が出射する光が、窓を通して取り入れられる光により近い光になり、更に高い臨場感を得ることができる。
この実施の形態における照明装置100において、上記出射部(プリズム板184)は、上記出射面185に対して所定の角度をなす方向(斜め下方向)を中心として、上記混色部180が生成した光を出射する。
この実施の形態における照明装置100によれば、出射面に対して垂直な方向を中心として光を出射する場合よりも外光に近い光を出射するので、より高い臨場感を得ることができる。
この実施の形態における照明装置100において、上記出射部は、上記混色部180が生成した光を出射する方向を、上記出射面185に対して所定の角度をなす方向へ屈折させるプリズム板184を有する。
この実施の形態における照明装置100によれば、出射する光の方向をプリズム板184が屈折させるので、出射面に対して垂直な方向を中心として光を出射する場合よりも外光に近い光を出射することができ、より高い臨場感を得ることができる。
以上説明した照明装置100において、導光板181の第一の面の側にプリズム板184を配置する。
プリズム板184は、例えば、鉛直線に対して20度の面角度θを持ったアクリル製のプリズム板であり、そのピッチdは、例えば30mmである。
このように、導光板181の第一の面に鉛直線に対して20度の面角度θでアクリル製のプリズム板184を配置することにより、水平方向の出射光を概ね10度程度下方に向けることができる。これにより、導光板からの出射光が水平方向から下向きに変わるので、太陽光を拡散する窓に似た臨場感の高い擬似窓が得られる。
なお、出射光を更に下向きにしたい場合は、角度θを大きくすればよい。また、拡散量の多い出射光を得たい場合は、ピッチdの短いプリズム板を使用すればよい。ピッチを短くすると各プリズム要素間の境界領域が増加し、それが出射光に対して拡散源となるからである。
以上説明した照明装置100は、壁面に設置することのできる平板状の照明装置として利用できる。更に、照明装置100は、窓のない室内空間において、擬似窓としての効果をもたらす照明装置として利用できる。
100 照明装置、110 回路基板、111 交流直流変換回路、112 光源駆動回路、113 調光入力回路、114 色温度入力回路、120 光源基板、121 光源、122 光源回路、130 マイコン、131 計時部、132 色温度設定部、133 電力設定部、134 調光度設定部、170 配線、180 混色部、181 導光板、182 反射板、183 拡散板、184 プリズム板、185 出射面、190 フレーム、610 色温度算出テーブル、611 時刻、612 設定色温度、620 電力算出テーブル、621 設定色温度、622 第一電流値、623 第二電流値、624 調光度、701 スペクトル軌跡、702 黒体軌跡、703 CIE昼光軌跡、704 線分、705 三角形、706,731,732 曲線、711〜715 領域、721〜725 点、AC 交流電源。

Claims (8)

  1. 複数の光源と、混色部とを有し、
    上記複数の光源のうち第一の光源は、相関色温度が5000ケルビン以上10000ケルビン以下かつxy色度図上で示される黒体軌跡との偏差duvが±0.02以内である光を放射し、
    上記複数の光源のうち第二の光源は、主波長が570ナノメートル以上600ナノメートル以下である光を放射し、
    上記混色部は、上記第一の光源が放射した光と上記第二の光源が放射した光とを混合して、相関色温度が10000ケルビン以下である光を生成することを特徴とする照明装置。
  2. 複数の光源と、混色部とを有し、
    上記複数の光源のうち第一の光源は、相関色温度が5000ケルビン以上10000ケルビン以下かつxy色度図上で示される黒体軌跡との偏差duvが±0.02以内である光を放射し、
    上記複数の光源のうち第二の光源は、主波長が530ナノメートル以上570ナノメートル以下である光を放射し、
    上記複数の光源のうち第三の光源は、主波長が590ナノメートル以上700ナノメートル以下である光を放射し、
    上記混色部は、上記第一の光源が放射した光と上記第二の光源が放射した光と上記第三の光源が放射した光とを混合して、相関色温度が10000ケルビン以下である光を生成することを特徴とする照明装置。
  3. 上記照明装置は、更に、色温度選択部と、発光強度設定部とを有し、
    上記色温度設定部は、10000ケルビン以下の相関色温度からいずれかの相関色温度を選択して、設定色温度とし、
    上記発光強度設定部は、上記混色部が生成する光の相関色温度が、上記色温度設定部が選択した設定色温度となるよう、上記複数の光源の発光強度を設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
  4. 上記照明装置は、更に、計時部を有し、
    上記計時部は、現在時刻を計測し、
    上記色温度設定部は、上記計時部が計測した現在時刻に基づいて、自然光の相関色温度とほぼ一致する相関色温度を選択し、設定色温度とすることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
  5. 上記混色部は、導光板と、拡散部とを有し、
    上記導光板は、上記複数の光源が放射した光を入射し、
    上記拡散部は、上記導光板が入射した光を拡散して混合することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の照明装置。
  6. 上記照明装置は、更に、出射部を有し、
    上記出射部は、上記混色部が生成した光を平面状の出射面からほぼ均一に出射することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の照明装置。
  7. 上記出射部は、上記出射面に対して所定の角度をなす方向を中心として、上記混色部が生成した光を出射することを特徴とする請求項6に記載の照明装置。
  8. 上記出射部は、上記混色部が生成した光を出射する方向を、上記出射面に対して所定の角度をなす方向へ屈折させるプリズム板を有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の照明装置。
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