JP2012048975A - Indirect lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LEDを光源に用いた間接照明装置に関するものである。 The present invention relates to an indirect illumination device using an LED as a light source.
従来より、蛍光ランプなどの光源から放射された光が人の目に直接到達しない箇所に光源を設置し、壁面や天井面に向けて光を照射し反射させた間接光を照明光として利用する間接照明が知られている。間接照明の中でも、光源を天井や壁などに組み込み建築構造と一体化させた照明は、建築化照明とも呼ばれる。間接照明を用いた場合、照明装置からの光を直接床面に照射する照明(以下、「直接照明」という。)に比べて、照度を均一にしやすく、不快感や物の見えづらさを生じさせるグレアを少なくできる。 Conventionally, a light source is installed in a place where light emitted from a light source such as a fluorescent lamp does not reach the human eye directly, and indirect light that is irradiated and reflected toward the wall surface or ceiling surface is used as illumination light. Indirect lighting is known. Among indirect lighting, lighting in which a light source is incorporated into a ceiling or a wall and integrated with a building structure is also called architectural lighting. When using indirect lighting, compared to lighting that directly irradiates the floor with light from the lighting device (hereinafter referred to as “direct lighting”), it is easier to make the illuminance uniform, causing discomfort and difficulty in seeing objects. Reduce glare.
しかし、蛍光ランプは、指向性が低いため、配光制御を行った場合であっても、光源から壁面や天井面以外の方向にも光が放射されてしまう。また、壁面や天井面に向けて照射した光の一部は、反射されずに壁面や天井面に吸収されていると考えられ、蛍光ランプを光源に用いた間接照明では、直接照明に比べて床面照度が1/3〜1/5程度に低下してしまう。その結果、間接照明を用いて直接照明と同程度の床面照度を得るためには、光源の光出力は直接照明の場合と比べて少なくとも2〜3倍程度必要となり、消費電力が増大しランニングコストの負担が大きくなる。 However, since the fluorescent lamp has low directivity, even if light distribution control is performed, light is emitted from the light source in directions other than the wall surface and the ceiling surface. In addition, it is considered that a part of the light emitted toward the wall surface or ceiling surface is absorbed by the wall surface or ceiling surface without being reflected, and indirect lighting using a fluorescent lamp as a light source is compared to direct lighting. The floor illuminance is reduced to about 1/3 to 1/5. As a result, in order to obtain floor illumination equivalent to that of direct lighting using indirect lighting, the light output of the light source needs to be at least 2 to 3 times that of direct lighting, which increases power consumption and running. Cost burden increases.
近年、LED(発光ダイオード)の効率向上・低価格化に伴い、LEDが照明装置の光源として用いられてきている。LEDは指向性が高く、間接照明装置に用いると、光源からの光を効率良く壁面や天井面に向けて照射できるという利点がある。また、蛍光ランプに比べて3〜4倍の寿命を有し交換サイクルが長いため、光源の交換が難しい箇所への設置にも適している。 In recent years, LEDs have been used as a light source of an illumination device with the improvement in efficiency and price reduction of LEDs (light emitting diodes). LEDs have high directivity, and when used in an indirect lighting device, there is an advantage that light from a light source can be efficiently emitted toward a wall surface or a ceiling surface. In addition, it has a lifespan 3 to 4 times longer than that of a fluorescent lamp and has a long replacement cycle.
LEDを光源として用いた間接照明装置としては、例えば、図2に示すような構成がある。図2において、紫外光を放射する紫外LEDを備える光源装置2は、一面が開口した光源収納ボックス24内に配置されている。光源収納ボックス24の開口面は、光源装置2から放射された紫外光を可視光に変換する蛍光体を含む波長変換カバー10により覆われている。そのため、光源装置2から波長変換カバー10に向けて放射された紫外光(図2中の破線矢印)は、波長変換カバー10の蛍光体により可視光に変換され、波長変換カバー10から放射される(図2中の実線矢印)。波長変換カバー10から光源収納ボックス24外部に放射された光を天井面4により反射させた間接光が、照明光として利用される。
As an indirect illumination device using an LED as a light source, for example, there is a configuration as shown in FIG. In FIG. 2, a
また、LEDを光源に用いた照明装置として特許文献1に記載された構成も知られている。特許文献1に記載された構成では、図3に示すように、一面が開口した箱体5内に、LED素子50と、断面が樋状の反射体51とを備えている。反射体51は、内表面に蛍光体52を備えており、箱体5の開口面は、紫外線を透過させない特性を有する透光体53により覆われている。この構成によって、LED素子50から照射された光(図3中の破線矢印)を蛍光体52により波長変換した後、反射体51により反射させ、箱体5の開口面から出射させている(図3中の実線矢印)。
Moreover, the structure described in
しかし、図2に示す構成では、波長変換カバー10から光が表裏両方向に放射されるため、波長変換カバー10において波長変換された光の多くが、光源収納ボックス24内に放射されてしまう。そのため、波長変換カバー10から放射された多くの光が天井面4へ向かわず、また、天井面4へ向かう光の一部も天井面4により吸収されていると考えられる。このように、波長変換時のストークスシフトによるエネルギー損失以外にも光源からの光出力を低減させる損失(以下、これを「効率ロス」と称する。)がある。
However, in the configuration shown in FIG. 2, since light is emitted from the
特許文献1に記載の構成は、LEDを用いた面発光光源であり、箱体5内にLED素子50や蛍光体52などが収められている。この面発光光源は、LED素子50と蛍光体52との位置が固定され全体として1つの光源を構成しており、設置環境に応じた照明空間を形成するのが難しい。
The configuration described in
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、効率ロスを低減し、かつ設置環境に応じた照明空間を容易に形成することができる間接照明装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said reason, and it aims at providing the indirect illumination apparatus which can form an illumination space according to an installation environment easily while reducing an efficiency loss.
本発明の間接照明装置は、照明の対象となる空間に露出する面の表面に取り付けられる波長変換シートと、波長変換シートに向けて紫外光を放射する紫外LEDを有した光源装置とを備えており、波長変換シートは、紫外光を可視光に変換する波長変換材料が光透過性を有する基材に担持され、光拡散性を有していることを特徴とする。 The indirect illumination device of the present invention includes a wavelength conversion sheet attached to a surface exposed to a space to be illuminated, and a light source device having an ultraviolet LED that emits ultraviolet light toward the wavelength conversion sheet. The wavelength conversion sheet is characterized in that a wavelength conversion material that converts ultraviolet light into visible light is carried on a light-transmitting substrate and has light diffusibility.
この間接照明装置において、光源装置は、可視光を放射する可視LEDをさらに備えていることが望ましい。 In this indirect illumination device, the light source device preferably further includes a visible LED that emits visible light.
この間接照明装置において、波長変換シートは、粘着材により表面に着脱自在に取り付けられることがより望ましい。 In this indirect lighting device, it is more desirable that the wavelength conversion sheet is detachably attached to the surface with an adhesive material.
この間接照明装置において、波長変換シートは、表面において可視光に対する反射率の高い部位に取り付けられることがより望ましい。 In this indirect lighting device, it is more desirable that the wavelength conversion sheet is attached to a portion having a high reflectance with respect to visible light on the surface.
この間接照明装置において、紫外LEDの発光波長は、400nm以下であることがより望ましい。 In this indirect lighting device, the emission wavelength of the ultraviolet LED is more preferably 400 nm or less.
本発明の構成によれば、効率ロスを低減し、かつ設置環境に応じた照明空間を形成し易いという利点がある。 According to the structure of this invention, there exists an advantage that it is easy to form an illumination space according to installation environment, reducing efficiency loss.
(実施形態1)
本実施形態では、照明の対象となる空間に露出する面として壁面3と天井面4とを例示する。以下では、図1の上下方向を上下方向として説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, the wall surface 3 and the
本実施形態の間接照明装置は、建物において壁面3と天井面4とのそれぞれに沿って取り付けられ紫外光を可視光(図1中の実線矢印)に変換する波長変換シート1と、波長変換シート1に向けて紫外光(図1中の破線矢印)を放射する光源装置2とで構成される。波長変換シート1は、必ずしも壁面3と天井面4との両面に設けなくてもよく、いずれか一方にのみ設けてもよい。また、波長変換シート1と光源装置2とは分離しており、波長変換シート1と光源装置2とは互いに独立して取り付ける位置を決めることができるため、設置環境に応じた照明空間を形成することができる。
The indirect lighting device according to the present embodiment is attached along each of the wall surface 3 and the
本実施形態における波長変換シート1は、図1に示すように壁面3および天井面4に沿って取り付けられている。波長変換シート1は、紫外光を可視光に変換する波長変換材料(図示せず)が光透過性を有する基材11に担持されたものであり、波長変換シート1は、光拡散性を有している。具体的には、基材11の表面に波長変換材料を積層するか、基材11の内部に波長変換材料を混入させることにより、波長変換シート1を形成してある。基材11には、例えば、可視光と紫外光とに対して透明な材料を用いる。
The
また、波長変換材料として粒子性を有する材料を用いることにより、波長変換シート1に光拡散性を付与することができる。本実施形態において波長変換材料は、赤色系、緑色系、および青色系それぞれの波長を発光波長とする3種類の蛍光体を使用している。3種類の蛍光体の詳細については後述する。
Moreover, light diffusibility can be provided to the
例として、本実施形態の波長変換シート1は、光透過性を有するゴム状シリコーン樹脂を基材11として使用し、厚さ約300μm、縦横約1mのシート状に成形されている。本実施形態において、基材11として使用したゴム状シリコーン樹脂は一例であり、基材11の種類は限定されないが、光透過性および柔軟性を有する素材であることが望ましい。柔軟性のある素材を基材11に用いることにより、例えばドーム状をした天井のような曲面でも波長変換シート1を取り付けることが可能となり、波長変換シート1の取付箇所の選択肢がさらに増える。
As an example, the
光源装置2は、紫外LEDを有するパッケージ21と、紫外LEDを点灯させる点灯装置(図示せず)と、パッケージ21が実装される配線基板(図示せず)とで構成される。紫外LEDの発光波長としては、人体への影響が少ないUVA(315nm〜400nm)の波長が望ましく、350nm〜400nmの紫外光を放射する窒化ガリウム(GaN)系化合物半導体から成る紫外LEDを用いることが望ましい。また、配線基板上に、例えば10個のパッケージ21を約5cm間隔で並べて配置する。
The
各パッケージ21には、光の放射方向を調整するための反射鏡あるいはレンズ等の光学部材22が設けられている。光学部材22により光の放射方向が調整された紫外LEDを備える光源装置2を適宜の位置に設置することにより、光源装置2からの光が波長変換シート1のみに照射されるように配光制御する。
Each
本実施形態においては、壁面3に光源設置台23を取り付けてあり、光源設置台23の上面に光源装置2が設置されている。また、光源設置台23上に設置された光源装置2からの紫外光が直接床面方向へ向かうことを防止するための遮光片231が、光源設置台23の先端から上方に向けて延びている。例として、本実施形態において光源設置台23は、天井面4から約30cm下方の箇所に設けられている。
In the present embodiment, the light
本実施形態において、波長変換材料として使用される3種類の蛍光体は、パッケージ21からの紫外光を変換して放出する光の混色光が白色になるように混合比を調整してある。また、この蛍光体は、400nm以上の可視光を吸収しない材料であることが望ましい。これにより、パッケージ21を消灯している時の波長変換シート1の色は、白色または透明に近くなり、パッケージ21消灯時に波長変換シート1と、壁面3および天井面4との境界が目立たず違和感が少なくなることが期待できる。
In the present embodiment, the three types of phosphors used as the wavelength conversion material have the mixing ratio adjusted so that the mixed color light of the light emitted by converting the ultraviolet light from the
本実施形態では、赤色蛍光体として、Y2O2S:Eu、緑色蛍光体として、(Ba,Mg)Al10O17:Eu,Mn、青色蛍光体として、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Euで表される蛍光体をそれぞれ使用した。当該蛍光体は、いずれも吸収帯の大部分は励起波長400nmよりも短波長側にあり、400nm以上の可視光を吸収しない蛍光体である。当該蛍光体の粒子により、波長変換シート1には光拡散性が付与されている。ただし、本実施形態で使用した蛍光体は一例に過ぎず、当該蛍光体に限定されるものではない。なお、本実施形態では、無機系蛍光体を用いたが、可視光を吸収せず、混色光が白色になる蛍光体の組合せであれば、有機系蛍光体を使用してもよい。有機系蛍光体は溶媒に可溶であることが多く、粒状感が低減され波長変換シート1をより均質な薄膜状にでき、波長変換シート1がさらに目立たなくなる。
In this embodiment, Y 2 O 2 S: Eu as the red phosphor, (Ba, Mg) Al 10 O 17 : Eu, Mn as the green phosphor, and (Sr, Ca, Ba, Mg) as the blue phosphor. ) Each of the phosphors represented by 10 (PO 4 ) 6Cl 2 : Eu was used. All of the phosphors are phosphors in which most of the absorption band is on the shorter wavelength side than the excitation wavelength of 400 nm and does not absorb visible light of 400 nm or more. Light diffusibility is imparted to the
波長変換シート1に照射された紫外光は、波長変換材料によって白色光に変換される。当該白色光の強さは、波長変換シート1に入射する紫外光の強さに比例するため、波長変換シート1において入射する紫外光の強さが相対的に強い箇所は明るく、入射する紫外光の強さが相対的に弱い箇所は暗くなる。そのため、光源装置2の波長変換シート1の各部位に対して照射される紫外光の強さを考慮して配光制御することにより、本実施形態においても、間接照明特有の光の濃淡が再現可能となっている。
The ultraviolet light irradiated on the
波長変換シート1は、壁面3または天井面4に貼ったクロスの上から取り付ける形態であってもよいし、壁面3または天井面4に貼るクロスそのものであってもよい。また、波長変換シート1を壁面3および天井面4に取り付けるには、例えば粘着材(図示せず)を用いる。粘着材は、波長変換シート1に直接塗布するものや、両面テープのような態様や、両面に粘着材を塗布した部材などを用いることができる。これにより、波長変換シート1の汚れによる明るさの低下や経年劣化による光色変化が生じた際に、波長変換シート1を交換することが可能となり、間接照明装置の寿命が向上する。
The
また、波長変換シート1を取り付ける壁面3および天井面4の部位は白色系とし、波長変換シート1を取り付ける粘着材も白色系とするのが望ましい。波長変換シート1の背面を反射率の高い白色系とすることで効率ロスをさらに低減することができる。
Moreover, it is desirable that the wall surface 3 and the
(実施形態2)
本実施形態では、パッケージ21に加えて、光源装置2の隣り合うパッケージ21間に1個ずつ等間隔に、橙色光を放射するLEDを有するパッケージ(図示せず)を配置している。可視LEDの発光波長は例えば、650nmとする。紫外LEDのパッケージ21と可視LEDのパッケージとはそれぞれ異なる点灯回路に接続されている。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, in addition to the
また、波長変換シート1の基材11には実施形態1で用いた3種類の蛍光体に加えて、可視LEDの光を拡散させるために光拡散材料(図示せず)が担持される。本実施形態においては、光拡散材料の一例として、平均粒径約10μmの二酸化珪素(SiO2)粒子を用いている。波長変換シート1は、紫外LEDと可視LEDとによって、実施形態1と同じ色度の光を実現するために、各蛍光体の混合比、二酸化珪素の濃度、および紫外LEDと可視LEDとの光出力比を調整する。例えば、実施形態1においては照明光の平均演色評価数は最高で84である構成に対して、本実施形態の構成を適用した場合には平均演色評価数を92まで向上させることができた。
In addition to the three types of phosphors used in
本実施形態においては、可視LEDの光色は橙色を選択したが、特に橙色に限定されることは無く、蛍光体による発光強度が小さい可視波長域の光を放射するLEDであれば、演色性を向上できる可能性が大きい。また、本実施形態では、光拡散材料として二酸化珪素を使用したが、特に二酸化珪素に限定されるものでない。また、波長変換材料の種類によっては、光拡散材料を用いずに、可視LEDからの光を拡散させることが可能である。あるいは、波長変換シート1の表面に凹凸加工を加える事によっても、光を拡散させることが可能である。
In this embodiment, the light color of the visible LED is selected to be orange, but is not particularly limited to orange. If the LED emits light in the visible wavelength region where the emission intensity of the phosphor is small, the color rendering property is achieved. Is likely to improve In the present embodiment, silicon dioxide is used as the light diffusing material, but it is not particularly limited to silicon dioxide. Further, depending on the type of wavelength conversion material, it is possible to diffuse light from the visible LED without using a light diffusing material. Alternatively, light can also be diffused by applying uneven processing to the surface of the
なお、本実施形態の他例として、波長変換材料に代替して、同じ波長域の光を放射する可視LEDを用いれば、波長変換材料の種類や数量を低減させることができる。従って、特定の波長変換材料により間接照明装置の寿命が決定されている場合、当該波長変換材料を可視LEDに代替することで間接照明装置の寿命向上が可能となる。また、特定の波長変換材料の材料費の割合が大きい場合には、当該波長変換材料を可視LEDに代替することにより、コスト削減が可能となる。 As another example of this embodiment, if a visible LED that emits light in the same wavelength region is used instead of the wavelength conversion material, the type and quantity of the wavelength conversion material can be reduced. Therefore, when the lifetime of the indirect illumination device is determined by a specific wavelength conversion material, the lifetime of the indirect illumination device can be improved by replacing the wavelength conversion material with a visible LED. Moreover, when the ratio of the material cost of a specific wavelength conversion material is large, cost reduction is attained by substituting the said wavelength conversion material for visible LED.
他の構成及び効果は、実施形態1と同様である。上述した実施形態では、照明の対象となる空間に露出する面を壁面3と天井面4としたが、照明の対象となる空間に露出する面であれば、床面や家具の表面などでもよい。また、光源装置2は、波長変換シート1のみに照射されるように設置されていればよく、例えば、脚付きの器具内などに収納される形態であってもよい。
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment. In the above-described embodiment, the surface exposed to the space to be illuminated is the wall surface 3 and the
1 波長変換シート
11 基材
2 光源装置
3 壁面
4 天井面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The indirect illumination device according to any one of claims 1 to 4, wherein an emission wavelength of the ultraviolet LED is 400 nm or less.
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140916 |