JP2012252866A

JP2012252866A - 照明装置

Info

Publication number: JP2012252866A
Application number: JP2011124224A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Taniguchi; 和紀谷口
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2012-12-20

Abstract

【課題】室内の人の動作空間が適度な明るさとなるようにするとともに、上記適度な明るさに対して過剰となる自然光を利用できる照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１Ｃの導光板１１Ｃは、その端面に設けられた光源１４の出射光を、天井側及び室内側の両面から出射する。また、上記導光板１１Ｃは、天井２の放光口４からの自然光に対して所定の比率で反射と透過を行う。室内の人の動作空間が適度な明るさとなる自然光による照明（タスク照明分）は、上記導光板１１Ｃによる自然光の透過により実現される。そして、上記適度な明るさに対して過剰となる自然光は、上記導光板１１Ｃにより天井２に向けて反射され、間接アンビエント照明として利用される。夜間は、上記導光板１１Ｃを介して光源１４の光により室内の照明が行われる。
【選択図】図３

Description

この発明は、自然光を利用して室内を照明する照明装置に関する。

従来より、自然光を取り入れる採光口を建物の屋外に設置し、上記採光口から取り入れられた自然光を光ダクトによって建物内に導き、室内の天井に設けられた放光口から上記自然光を室内に放光することにより室内を照明するようにした照明装置が知られている。例えば、特許文献１には、太陽光や屋外の明かりを効率よく採光して室内を柔らかな自然光で照明する照明装置が提案されている。

特開２０１１−７７０７９０号公報

しかしながら、このような自然光を利用する従来の照明装置は、室内の人の動作空間が適度な明るさとなるように、上記採光口、上記光ダクト内、或いは上記放光口において過剰光を吸収又は反射させるようにしている。すなわち、上記従来の照明装置は、上記適度な明るさに対して過剰となる自然光を利用しようとするものではなかった。

この発明は、上記の事情に鑑み、室内の人の動作空間が適度な明るさとなるようにするとともに、上記適度な明るさに対して過剰となる自然光を利用できる照明装置を提供することを課題とする。

この発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、室内の天井又は壁に設けられた放光口から自然光を放光して室内を照明する照明装置であって、上記放光口に対面して設けられ、この放光口から放光される上記自然光を室内側へ透過させるとともに、上記自然光の一部を上記放光口が設けられている上記天井又は壁に向けて反射する光学板を備えたことを特徴とする。

上記の構成であれば、室内の人の動作空間が適度な明るさとなる自然光による照明（タスク照明分）は、上記光学板による自然光の透過により実現される。そして、上記適度な明るさに対して過剰となる自然光は、上記光学板により天井又は壁側に向けて反射され、アンビエント照明として利用されることになる。

上記照明装置において、上記光学板は光反射ドットの形成パターンにより上記自然光の反射と透過の比率が設定されていてもよい。

これらの照明装置において、上記光学板を介して少なくとも室内側に光が出射されるように光源が配置されているのがよい。これによれば、昼間の室内照明を自然光により行い、夜間の室内照明（少なくともタスク照明）を上記光源により上記光学板を介して行うことができる。

上記光源を備える照明装置において、上記光学板は導光板から成り、この導光板の片面又は両面が上記光源の光が出射される発光面となるようにしてもよい。上記のごとく両面が発光面となる場合には、昼間の自然光によるタスク照明及びアンビエント照明と同様の照明（配光）が夜間においても容易に実現できることになる。なお、上記片面が発光面となる場合、天井や壁を照明する光源を別途設けておくことで昼間の自然光による間接照明と同様の照明（配光）が夜間においても実現できることになる。

上記光源を備える照明装置において、室内側から上記放光口に至る光を室内側に戻す反射光学手段を上記放光口に配置してもよい。このような構成であれば、室内側から上記放光口に至る光は上記反射光学手段によって室内側へと戻されるので、室内で生成された光、特に上記光源から出射された光の利用効率が向上することになる。

上記光源を備える照明装置において、照度センサを備え、室内照度が一定範囲内となるように上記光源の発光量を調節するのがよい。

本発明であれば、室内の人の動作空間が適度な明るさとなる自然光による照明（タスク照明分）が光学板による自然光の透過により実現される一方、上記適度な明るさに対して過剰となる自然光は、上記光学板による自然光の一部反射によりアンビエント照明として利用されることになる。

この発明の第１の実施形態の照明装置を示した説明図である。この発明の第２の実施形態の照明装置を示した説明図である。この発明の第３の実施形態の照明装置を示した説明図である。

次に、この発明の実施形態に係る照明装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る照明装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

図１に示すように、この実施形態の照明装置１Ａは、室内（例えばオフィス）の天井２に設けられた光ダクト３の放光口４に自然光を導いて室内を照明する照明装置である。なお、建物の屋外には自然光を取り入れる図示しない採光口が設置されている。

上記照明装置１Ａは、パターン印刷板１１Ａを備える。このパターン印刷板１１Ａは、上記放光口４から例えば１００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の距離をおいて当該放光口４に対面して配置されており、この放光口４から放光される上記自然光を室内側へ透過させるとともに、上記自然光の一部を上記放光口４が設けられている天井２に向けて反射する。

上記パターン印刷板１１Ａは、透明な樹脂板或いはガラス板の表面に形成された光反射ドット（白色インク等）の形成パターンにより上記自然光の反射と透過の比率が設定されている。このような光反射ドットの形成技術は、導光板の製造に用いられている。ここで、上記パターン印刷板１１Ａにおける反射と透過の比率が例えば３：７に設定されるならば、上記放光口４から放光される自然光の７０％が室内空間へと導かれることになり、上記自然光の３０％が室内の天井２側へと反射されることになる。

なお、上記自然光は上記パターン印刷板１１Ａを透過するときに上記光反射ドットによって或る程度光拡散されることになるが、この光拡散の均一性を高めるために、上記パターン印刷板１１Ａの表面に光拡散シートを貼付しておいてもよい。

また、この実施形態においては、例えば蛍光灯用のリフレクタとして用いられている高反射タイプの光反射拡散板５を上記天井２の放光口４の周囲に設けている。

このような構成を有する照明装置１Ａであれば、室内の人の動作空間が適度な明るさになる自然光による照明（タスク照明分）は、上記パターン印刷板１１Ａによる自然光の透過により実現される。そして、上記適度な明るさに対して過剰となる自然光は、上記パターン印刷板１１Ａにより天井２側に向けて反射され、間接アンビエント照明として利用されることになる。また、上記天井２に上記光反射拡散板５が設けられていることにより、上記パターン印刷板１１Ａにより反射された光が天井２に吸収されるのを軽減することができ、明るい間接アンビエント照明を実現できる。

また、上記パターン印刷板１１Ａは、上記天井２の位置よりも低い位置に存在しており、人の動作空間の近くで照明をすることができるので、より適切なタスク照明が行えることになる。

なお、ある時点よりも採光量が１０％増減した場合において、その増減の全てがタスク照明分に反映されるわけではない。上記パターン印刷板１１Ａにおける反射と透過の比率が上記のごとく３：７に設定されている場合であれば、部屋全体での光量は１０％増えるものの、タスク照明分としては７％増えるだけとなり、採光量の増減に対するタスク照明分の変動緩和の効果も得られることになる。

図２に第２実施形態の照明装置１Ｂを示す。この照明装置１Ｂは、光透過拡散板１１Ｂを備えている。この光透過拡散板１１Ｂは、上記放光口４から、例えば１００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の距離をおいて当該放光口４に対面して配置されており、この放光口４から放光される上記自然光を室内側へ透過させるとともに、上記自然光の一部を上記放光口４が設けられている天井２に向けて反射する。

上記光透過拡散板１１Ｂは、例えば片面或いは両面に微小凹凸が形成された透明な樹脂やガラスから成るもの、或いは透明な樹脂やガラスの面に光拡散シートを設けてなるものである。

また、上記照明装置１Ｂは、上記光透過拡散板１１Ｂの裏側（天井面側）に光源（蛍光灯、冷陰極管、発光ダイオード、電球、エレクトロスミネッセント素子等）１２を備えており、上記光透過拡散板１１Ｂを介して少なくとも室内空間側に光を出射するように上記光源１２を備えたものとなっている。上記光源１２から出射された光は、上記光透過拡散板１１Ｂを透過するときに拡散されるので、当該光透過拡散板１１Ｂの全体がムラなく光って見えることになる。

また、上記光源１２の裏側（天井面側）には、この光源１２から天井２側へと進む光を室内側へと戻す光学部材（鏡板、ハーフミラー、光反射拡散板、光透過拡散板等）１３が設けられている。更に、上記放光口４には、室内側から上記放光口４に至る光を室内側に戻す反射光学手段としてハーフミラー６が配置されている。

ここで、上記光透過拡散板１１Ｂの光透過率を７０％とすれば、上記放光口４から放光される自然光の７０％が室内空間側へと拡散されて導かれることになり、上記自然光の概ね３０％が室内の天井２側へと拡散反射されることになる（図２では自然光を実線で示している）。したがって、室内の人の動作空間が適度な明るさになる自然光による照明（タスク照明分）は、上記光透過拡散板１１Ｂによる自然光の透過により実現される。そして、上記適度な明るさに対して過剰となる自然光は、上記光透過拡散板１１Ｂにより天井２側に向けて拡散され、間接アンビエント照明として利用されることになる。なお、実際の光透過及び光反射の程度は、上記光透過拡散板１１Ｂの特性だけでなく、上記光源１２及び光学部材１３による光反射の程度やその大きさの影響を受けることになる。

そして、夜間においては、上記光源１２を点灯することにより、上記光透過拡散板１１Ｂを介して室内の照明が行われる。ここで、上記光透過拡散板１１Ｂの光透過率が上記のごとく７０％であれば、基本的には上記光源１２の出射光の７０％が室内空間側へと拡散されて導かれ、上記出射光の概ね３０％が室内の天井２側へと拡散されることになる（図２では光源の出射光を破線で示している）。ただし、上記光学部材１３を通って或いは外れて光が天井２側に導かれる場合、又は上記光学部材１３を設けない場合は、上記の場合よりも天井２側は明るくなる。

また、上記天井２から距離をおいて設けられた上記光透過拡散板１１Ｂが発光板となり、上記天井２よりも低い位置に発光板が設けられたことになるので、夜間において別途タスク照明が必要になるといった不都合を回避することも可能である。

また、上記のように放光口４にハーフミラー６が配置された構成であれば、室内側から上記放光口４に向かう光の一部は上記ハーフミラー６によって室内側へと戻されるので、室内で生成された光、特に上記光源１２から出射される光の利用効率が向上することになる。なお、上記放光口４にハーフミラー６を配置した場合には、この放光口４に導かれた自然光の一部が上記ハーフミラー６によって反射されて室内に至らないことになるので、屋外の採光口において上記反射分を補うように開口度を調節するのが望ましい。また、上記ハーフミラー６ではなく通常のミラーを用い、この通常のミラーを複数枚の回動自在な短冊板ミラーにより構成し、例えばタイマー制御により、昼間は上記自然光の取り入れに邪魔にならないように短冊板ミラーを立て、夜間は反射が行われるように短冊板ミラーを横にする機構を採用してもよい。

図３に第３実施形態の照明装置１Ｃを示す。この照明装置１Ｃは、導光板１１Ｃを備えており、この導光板１１Ｃの端面（エッジ）に光源（冷陰極管、発光ダイオード等）１４を備えている。上記光源１４は、上記端面に限らず、上記導光板１１Ｃの内部（端部近傍や中央部等）に埋め込まれていてもよいし、上記端面以外の外部に設けられていてもよい。上記導光板１１Ｃは、上記放光口４から、例えば１００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の距離をおいて当該放光口４に対面して配置されており、この放光口４から放光される上記自然光を室内側へ透過させるとともに、上記自然光の一部を上記放光口４が設けられている天井２に向けて反射する。

上記導光板１１Ｃは、透明な樹脂板或いはガラス板の両面に、例えば光反射ドット（白色インク等）のパターンが形成されたものであり、天井側と室内側の両面がそれぞれ所定の発光率に設定された発光面をなす。なお、光拡散の均一性を高めるために上記導光板１１Ｃの両面に光拡散シートを設けておいてもよい。上記導光板１１Ｃにおける天井側の面と室内側の面の発光率が例えば３：７に設定されるならば、上記光源１４の出射光の７０％が室内空間側へと拡散されて導かれることになり、上記出射光の３０％が室内の天井２側へと導かれることになる（図３では光源の出射光を破線で示している）。

上記導光板１１Ｃは、上記光反射ドットが形成されていることにより、上述したように上記放光口４からの自然光に対して反射と透過を行うことになる。なお、上記導光板１１Ｃに設けられる上記光拡散シートの光透過率にもよるが、上記光反射ドットの形成パターンによって上記反射と透過の比率が決まることになる。上記反射と透過の比率が例えば３：７に設定されるならば、上記放光口４から放光される自然光の７０％が室内空間側へと導かれることになり、上記自然光の３０％が室内の天井２側へと導かれることになる（図３では自然光を実線で示している）。

このように上記導光板１１Ｃの端面に光源１４を備え両面が発光面となる照明構造を用いる場合には、先述した照明装置１Ｂのように光透過拡散板１１Ｂの表面から光源１２が出っ張って設けられるような場合に比べ、形状はシンプルになり、清掃が行いやすいなどの利点が得られる。

なお、上記のように両面発光できる導光板１１Ｃを用いた構成に限定するものではなく、室内側の片面だけが発光面となる導光板を採用してもよい。この場合、夜間において天井側に対する間接アンビエント照明を行うべく、上記片側発光の導光板の天井側の片面（非発光面）に別途光源を設けるようにしてもよい。

また、上記照明装置１Ｃは、光ダクト３内に照度センサ７を備え、室内照度が一定範囲内となるように上記光源１４の発光量（供給電力）を調整する制御部（図示せず）を備えている。この制御部は例えば上記光源１４が設けられる基板上に配置される。なお、このように光ダクト３内に照度センサ７を備えた場合、取り入れられる自然光が多いときほど上記光源１４の発光量を少なくし、取り入れられる自然光が少ないときほど上記光源１４の発光量を多くする制御が行われ、結果として、室内照度が一定範囲内となる制御が行われることになる。

上記照度センサ７を例えば室内の壁面などに設けてもよい。この場合、光源１４からの光も上記照度センサ７が受け取ることになる。この場合は、昼間及び夜間における室内の照度が実際に計測されて、室内照度が一定範囲内となる制御が行われることになる。

なお、採光量が最も多い状況となるときにおいて室内の自然光照明が適切に行われるようにしておき、これよりも採光量が不足する場合に上記のごとく人口照明で室内の明るさを補うようにするならば、採光量調節のための採光口自動駆動制御装置などを設けないで、採光口を一定の状態にしておく低コストの装置を採用することも可能になる。

また、以上の実施形態では、上記パターン印刷板１１Ａ、上記光拡散板１１Ｂ、上記導光板１１Ｃにおいて、上記自然光の反射と透過の比率を場所によって異ならせることはしていなかったが、上記自然光の反射と透過の比率を場所によって異ならせることとしてもよい。例えば、中央側では上記自然光の反射と透過の比率を２：８とし、周囲側では上記自然光の反射と透過の比率を３：７とすると、放光口４の直下側を周囲側に比べて明るくすることができる。勿論、その逆の比率を設定し、放光口４の直下側を周囲側に比べて暗くすることができる。

また、上記照明装置１Ａの上記パターン印刷板１１Ａを、上記照明装置１Ｂの上記光透過拡散板１１Ｂ又は上記照明装置１Ｃの導光板１１Ｃの代わりに用いることが可能であり、また、上記照明装置１Ｂの上記光透過拡散板１１Ｂを、上記照明装置１Ａの上記パターン印刷板１１Ａ又は上記照明装置１Ｃの上記導光板１１Ｃの代わりに用いることが可能であり、また、上記照明装置１Ｃの上記導光板１１Ｃを、上記照明装置１Ａの上記パターン印刷板１１Ａ又は上記照明装置１Ｂの上記光透過拡散板１１Ｂの代わりに用いることが可能である。

また、上記パターン印刷板１１Ａ、上記光透過拡散板１１Ｂ及び上記導光板１１Ｃは、平板に限らず湾曲形状を有するものでもよい。また、上記パターン印刷板１１Ａ、上記光透過拡散板１１Ｂ及び上記導光板１１Ｃにイラストや写真等を印刷してもよい。この場合、イラストや写真等の図柄に応じて、上記光反射ドットの形成パターンを変えて、図柄の明るくあるべき箇所に多くの光が導かれるようにしてもよい。

また、光ダクトに設けられる放光口に限らず、トップライトを放光口とする構成にも本発明を適用することができる。また、室内の天井に放光口を設ける構成に限らず、室内の壁に放光口を設ける場合にも本発明を適用することができる。

１Ａ照明装置
１Ｂ照明装置
１Ｃ照明装置
１１Ａパターン印刷板（光学板）
１１Ｂ光透過拡散板（光学板）
１１Ｃ導光板（光学板）
２天井
３光ダクト
４放光口
５光反射拡散板
６ハーフミラー（反射光学手段）
７照度センサ

Claims

室内の天井又は壁に設けられた放光口から自然光を放光して室内を照明する照明装置であって、上記放光口に対面して設けられ、この放光口から放光される上記自然光を室内側へ透過させるとともに、上記自然光の一部を上記放光口が設けられている上記天井又は壁に向けて反射する光学板を備えたことを特徴とする照明装置。
請求項１に記載の照明装置において、上記光学板は光反射ドットの形成パターンにより上記自然光の反射と透過の比率が設定されていることを特徴とする照明装置。
請求項１又は請求項２に記載の照明装置において、上記光学板を介して少なくとも室内側に光が出射されるように光源が配置されていることを特徴とする照明装置。
請求項３に記載の照明装置において、上記光学板は導光板から成り、この導光板の片面又は両面が上記光源の光が出射される発光面となることを特徴とする照明装置。
請求項３又は請求項４に記載の照明装置において、室内側から上記放光口に至る光を室内側に戻す反射光学手段を上記放光口に配置したことを特徴とする照明装置。
請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の照明装置において、照度センサを備え、室内照度が一定範囲内となるように上記光源の発光量を調節することを特徴とする照明装置。