JP2017033747A - 照明装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】人の覚醒を促進する。【解決手段】第２点灯回路部は、制御部から指示される調光比に応じて、定格値の倍の電流を第２光源部に供給する。一方、第１点灯回路部は、制御部から指示される調光比に応じて、第１光源部への給電を停止する。つまり、特定モードにおける照明光は、全灯状態の頂点Ｘ１から横軸と平行に延長した直線と、右側の頂点Ｘ３から縦軸と平行に延長した直線との交点Ｙ１の位置に対応した全調光比（１００％）及び光色（第２光色）となる。ゆえに、本実施形態に係る照明装置は、通常モードのときよりも光量が大きく、かつ、相対色温度の高い光色（第２光色）の照明光を照射することにより、照明空間に滞在する人の覚醒を促進することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置及び照明器具に関し、より詳細には、調光と調色が可能な照明装置、及び当該照明装置を用いた照明器具に関する。

従来例として、特許文献１記載の照明装置を例示する。特許文献１記載の照明装置（以下、従来例という）は、互いに色温度の異なる第１光源部及び第２光源部と、第１光源部を点灯する第１点灯回路部と、第２光源部を点灯する第２点灯回路部と、第１点灯回路部及び第２点灯回路部を制御する制御部とを備える。制御部は、第１光源部の光出力と第２光源部の光出力との割合を変化させるように第１点灯回路部及び第２点灯回路部を制御し、第１光源部及び第２光源部から照明空間に照射される照明光を調色及び調光するように構成される。

特開２０１３−４８０４５号公報

ところで、従来例では人の覚醒を促進する照明環境を再現することが困難であった。そのため、人の覚醒を促進することのできる照明装置及び照明器具が望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされており、人の覚醒を促進することを目的とする。

本発明の照明装置は、第１光色の光を放射する第１光源部と、前記第１光色よりも相対色温度の高い第２光色の光を放射する第２光源部と、前記第１光源部を調光点灯する第１点灯回路部と、前記第２光源部を調光点灯する第２点灯回路部と、前記第１点灯回路部及び前記第２点灯回路部を制御して照明空間に照射される照明光の光量と光色を調整する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１光源部及び前記第２光源部のそれぞれの光量をゼロから定格値までの範囲で調整する通常モードと、前記照明光を前記通常モードの前記範囲から外れた光量又は光色とする特定モードとを有し、所定のトリガ信号を受け取ったとき、前記特定モードを実行した後に前記通常モードに切り替わるように構成されることを特徴とする。

本発明の照明器具は、前記照明装置と、前記照明装置を支持する器具本体とを備えることを特徴とする。

本発明の照明装置及び照明器具は、人の覚醒を促進することができるという効果がある。

図１Ａは実施形態１に係る照明装置のブロック図、図１Ｂは実施形態１に係る照明装置の光源部及び点灯回路部の回路図である。 実施形態１に係る照明装置における光源部の全調光比及び調色比の関係を説明するための説明図である。 実施形態２に係る照明装置のブロック図である。 実施形態２に係る照明装置における光源部の全調光比及び調色比の関係を説明するための説明図である。 実施形態３に係る照明器具の分解斜視図である。

以下、本実施形態に係る照明装置及び照明器具について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

＜実施形態１＞
本実施形態に係る照明装置１は、図１Ａに示すように第１光源部１０及び第２光源部１１、第１点灯回路部１２及び第２点灯回路部１３、制御部１４、力率改善回路１５、リモコン受信部１６などを備える。第１光源部１０は、第１光色（例えば、相関色温度２７００［Ｋ］）の光を放射する１個又は複数個の発光ダイオード１０Ａの直列回路を有している（図１Ｂ参照）。また、第２光源部１１は、第２光色（例えば、相関色温度６５００［Ｋ］）の光を放射する１個又は複数個の発光ダイオード１１Ａの直列回路を有している（図１Ｂ参照）。これら第１光源部１０と第２光源部１１は、発光ダイオード１０Ａ、１１Ａの定格電圧に個数を乗じた電圧（以下、駆動電圧と呼ぶ）が印加されることで電流が流れて発光（点灯）する。

力率改善回路１５は、例えば、昇圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。力率改善回路１５は、商用の交流電源１００から供給される交流電圧を、当該交流電圧の実効値よりも高い直流電圧に変換することで力率を改善するように構成される。

第１点灯回路部１２は、力率改善回路１５から出力される直流電圧を所望の直流電圧（第１光源部１０の駆動電圧）まで降圧するスイッチング電源回路を有する。同様に、第２点灯回路部１３は、力率改善回路１５から出力される直流電圧を所望の直流電圧（第２光源部１１の駆動電圧）まで降圧するスイッチング電源回路を有する。

第１点灯回路部１２及び第２点灯回路部１３は、図１Ｂに示すように降圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路を駆動する駆動回路１２０、１３０とで構成される。降圧チョッパ回路は、力率改善回路１５の正極側の出力端子にダイオードＤ１のカソードが電気的に接続され、ダイオードＤ１のアノードと力率改善回路１５の負極側の出力端子との間にスイッチング素子Ｑ１及び抵抗Ｒ１の直列回路が挿入される。また、ダイオードＤ１のカソード・アノード間に、電解コンデンサからなる平滑コンデンサＣ１及びインダクタＬ１が電気的に直列接続され、平滑コンデンサＣ１の両端に放電用の抵抗Ｒ２が電気的に接続される。なお、第１光源部１０及び第２光源部１１の各発光ダイオード１０Ａ、１１Ａが平滑コンデンサＣ１の両端間に電気的に直列接続される。このように構成される降圧チョッパ回路の動作は従来周知であって、スイッチング素子Ｑ１が高周波でスイッチングされることにより、入力電圧（力率改善回路１５の出力電圧）から降圧された直流電圧が平滑コンデンサＣ１の両端より第１光源部１０や第２光源部１１に出力される。また駆動回路１２０、１３０は、制御部１４から与えられる制御信号に応じてスイッチング素子Ｑ１をスイッチングするように構成される。

制御部１４は、マイクロコントローラ及びメモリなどのハードウェアと、メモリに保存されてマイクロコントローラのＣＰＵ（中央演算処理装置）で実行されるプログラム（ソフトウェア）とで構成されることが好ましい。そして、以下に説明する制御部１４の動作（処理）は、マイクロコントローラのＣＰＵがプログラムを実行することで実現される。なお、本実施形態に係る照明装置１は、電源回路を備えることが好ましい。電源回路は、例えば、力率改善回路１５の出力電圧から、第１点灯回路部１２、第２点灯回路部１３、制御部１４、力率改善回路１５、リモコン受信部１６の動作電源（５ボルトや３．３ボルトの直流電圧など）を作成するように構成される。

ここで、制御部１４は、第１点灯回路部１２及び第２点灯回路部１３のスイッチング電源回路を間欠動作させ、かつ、間欠動作の周期に対する動作期間（オン期間）のデューティ比を１００％から下限値（例えば、５％）の範囲で増減する。これにより、制御部１４は、第１光源部１０及び第２光源部１１の光量（光束）を調整（調光）することができる。つまり、デューティ比が高くなるほど、第１光源部１０及び第２光源部１１の光量が増加し、デューティ比が低くなるほど、第１光源部１０及び第２光源部１１の光量が減少する。そして、デューティ比が１００％（調光範囲の上限）の場合はスイッチング電源回路が常時動作して第１光源部１０及び第２光源部１１が定格点灯する。なお、以下の説明では、上述したデューティ比を調光比と呼ぶ。

また、本実施形態に係る照明装置１では、第１光源部１０の第１光色と第２光源部１１の第２光色が異なっている。したがって、制御部１４が第１光源部１０の光量（調光比）と第２光源部１１の光量（調光比）との割合を変化させることにより、照明光の光色を第１光色と第２光色の間で調整（調色）することができる（図２参照）。つまり、第１光源部１０の光量（調光比）の割合が高くなるほど光色が第１光色に近く（相対色温度が低く）なり、第２光源部１１の光量（調光比）の割合が高くなるほど光色が第２光色に近く（相対色温度が高く）なる。そして、第１光源部１０の調光比が０％よりも高く、かつ、第２光源部１１の調光比が０％の場合は、照明光の光色が第１光色に等しくなる。一方、第１光源部１０の調光比が０％、かつ、第２光源部１１の調光比が０％よりも高い場合は、照明光の光色が第２光色に等しくなる。なお、以下の説明では、第１光源部１０の調光比と第２光源部１１の調光比との割合（比率）を調色比と呼び、第１光源部１０の調光比と第２光源部１１の調光比の総和を全調光比と呼ぶ。全調光比は、照明光の光量を表しており、第１光源部１０の調光比が１００％（全調光比５０％）、かつ、第２光源部１１の調光比が１００％（全調光比５０％）のときに１００％となる。

図２は、第１光源部１０及び第２光源部１１の調光比と調色比及び全調光比の関係を模式的に表した図である。図２において二等辺三角形の相等しい２辺が交わる頂点Ｘ１の位置は、第１光源部１０の調光比と第２光源部１１の調光比が双方とも１００％（調光範囲の上限）に設定された調光・調色状態に対応している。以下では、この状態を「全灯状態」と呼ぶ。なお、全灯状態における照明光の光色は第１光色と第２光色の中間色、例えば、相対色温度が４６００［Ｋ］の光色となる。また、図２における二等辺三角形の他の２つの頂点のうちで左側の頂点Ｘ２の位置は、第１光源部１０の調光比が１００％、第２光源部１１の調光比が調光下限（又は消灯）に設定された調光・調色状態に対応している。一方、右側の頂点Ｘ３の位置は、第２光源部１１の調光比が１００％、第１光源部１０の調光比が調光下限（又は消灯）に設定された調光・調色状態に対応している。

ゆえに、図２における三角形の部分は、全調光比が５０％以上となる範囲で第１光源部１０の調光比と第２光源部１１の調光比が任意の値に設定された調光・調色状態に対応している。また、図２における長方形の部分は、全調光比が５０％未満となる範囲で第１光源部１０の調光比と第２光源部１１の調光比が任意の値に設定された調光・調色状態に対応している。そして、二等辺三角形と長方形とを組み合わせた図形（五角形）の内部（ただし、各辺を含む）の任意の位置が照明光の調光・調色状態に対応している。

リモコン受信部１６は、リモートコントローラ（以下、リモコンと略す）から送信される赤外線信号を受信（受光）し、受信した赤外線信号から復調した制御コードを制御部１４に出力する。そして、制御部１４は、制御コードに対応した動作、例えば、制御コードで指示される全調光比及び調色比となるように、第１点灯回路部１２及び第２点灯回路部１３を制御して第１光源部１０及び第２光源部１１の調光比を調整する。ただし、リモコン受信部１６は、赤外線信号の代わりに、電波を媒体とする無線信号や信号線を介した電気信号をリモコンから受信するように構成されても構わない。

ここで、制御部１４は、複数の動作モードを有し、それら複数の動作モードを随時切り替えて実行しながら、第１点灯回路部１２及び第２点灯回路部１３を制御して、照明光を調光及び調色するように構成される。また、複数の動作モードには、少なくとも、通常モードと特定モードの２つのモードが含まれている。制御部１４は、通常モードを実行しているとき、リモコン受信部１６から受け取る制御コードや、マイクロコントローラに内蔵されたタイマの割込みなどに応じて、図２の五角形の範囲内で照明光を調光及び調色する。

一方、制御部１４は、なんらかのトリガ信号（例えば、特定の制御コードやタイマの割込みなど）を受け取ったときに特定モードを実行する。そして、制御部１４は、特定モードを実行しているとき、照明光を通常モードの範囲から外れた光量とするように第１点灯回路部１２及び第２点灯回路部１３を制御する。例えば、制御部１４は、特定モードの実行開始を指示する制御コードを受け取ると、第２点灯回路部１３に対して、１００％よりも高い調光比（例えば、２００％）を指示し、第１点灯回路部１２に対して、０％の調光比を指示する。第２点灯回路部１３は、制御部１４から指示される調光比に応じて、定格値の倍の電流を第２光源部１１に供給する。一方、第１点灯回路部１２は、制御部１４から指示される調光比に応じて、第１光源部１０への給電を停止する。つまり、このときの照明光は、図２において、全灯状態の頂点Ｘ１から横軸と平行に延長した直線と、右側の頂点Ｘ３から縦軸と平行に延長した直線との交点Ｙ１の位置に対応した全調光比（１００％）及び光色（第２光色）となる。このように、本実施形態に係る照明装置１が、通常モードのときよりも光量が大きく、かつ、相対色温度の高い光色（第２光色）の照明光を照射することにより、照明空間に滞在する人の覚醒を促進することができる。一般に、光療法（高照度光療法とも呼ばれる）という、太陽光やそれと同等の光を与えることにより、人の体内時計を調節して生体リズムを整える治療法が知られている。この光療法では、朝、太陽光または高照度光療法器具を使用して２５００ルクス以上の光を目から取り入れることにより、人の体内時計をリセットしてメリハリのある生体リズムをつくり出している。したがって、より日中の太陽光に近い光色（第２光色）、かつ、高い照度（大きい光量）の光（照明光）を照射することにより、人の覚醒を促進することができる。例えば、深夜に勉強する学生や、深夜労働する労働者などが本実施形態に係る照明装置１を利用することにより、覚醒が促進されることで勉強や労働の効率の向上を図ることができる。あるいは、本実施形態に係る照明装置１が外光の入りにくい（日当たりの悪い）部屋に設置される場合、朝に起床した人の覚醒を促進することができる。制御部１４が特定モードを実行する時間（第１時間）は、数分から数十分あるい数時間でも構わない。ただし、第１時間には第２光源部１１に定格値よりも大きい電流を流すことになるので、人の覚醒を促進可能な時間と、第２光源部１１の寿命とを考慮して、適当な時間に設定されることが好ましい。

さらに、制御部１４は、特定モードを実行した後に通常モードに切り替わる。つまり、制御部１４は、人がリモコンなどを操作しなくても自動的に特定モードから通常モードに切り替わるので、第１時間が必要以上に長くならず、第２光源部１１の短寿命化を抑制することができる。なお、特定モードにおける光量及び光色は、交点Ｙ１に対応する値（全調光比１００％、第２光色）に限定されない。例えば、特定モードにおける光量及び光色は、図２において、２つの頂点Ｘ１とＸ３を結ぶ二等辺三角形の斜辺よりも全調光比が高く、かつ、調色比が頂点Ｘ１とＸ３の間の値となる範囲（ハッチングされた範囲）Ｚ１内の光量及び光色であってもよい。

上述のように本実施形態に係る照明装置１は、第１光色の光を放射する第１光源部１０と、第１光色よりも相対色温度の高い第２光色の光を放射する第２光源部１１とを備える。また、照明装置１は、第１光源部１０を調光点灯する第１点灯回路部１２と、第２光源部１１を調光点灯する第２点灯回路部１３と、第１点灯回路部１２及び第２点灯回路部１３を制御して照明空間に照射される照明光の光量と光色を調整する制御部１４とを備える。制御部１４は、第１光源部１０及び第２光源部１１のそれぞれの光量をゼロから定格値までの範囲で調整する通常モードを有する。また、制御部１４は、照明光を通常モードの範囲から外れた光量又は光色とする特定モードを有する。さらに、制御部１４は、所定のトリガ信号を受け取ったとき、特定モードを実行した後に通常モードに切り替わるように構成される。

本実施形態に係る照明装置１が上述のように構成されれば、制御部１４で特定モードが実行されることにより、通常モードの実行時よりも大きい光量の照明光を照射する。本実施形態に係る照明装置１は、通常モードの実行時よりも大きい光量の照明光を照射することにより、人の覚醒を促進することができる。

また、本実施形態に係る照明装置１において、制御部１４は、特定モードの実行時に、第２点灯回路部１３から第２光源部１１へ供給する電流を定格値よりも大きくするように構成されることが好ましい。

本実施形態に係る照明装置１が上述のように構成されれば、制御部１４が通常モードを実行するときのハードウェアに新たなハードウェアを追加しなくても、制御部１４が特定モードを実行することができる。

＜実施形態２＞
本実施形態に係る照明装置１は、図３に示すように、実施形態１に係る照明装置１に対して、第３光源部１７及び第３点灯回路部１８が追加されている。

第３光源部１７は、第３光色（例えば、相関色温度９０００［Ｋ］）の光を放射する１個又は複数個の発光ダイオードの直列回路を有することが好ましい。第３点灯回路部１８は、第１点灯回路部１２及び第２点灯回路部１３と共通の回路構成を有することが好ましい。すなわち、第３点灯回路部１８は、力率改善回路１５から出力される直流電圧を所望の直流電圧（第３光源部１７の駆動電圧）まで降圧するスイッチング電源回路を有することが好ましい。さらに、第３点灯回路部１８は、制御部１４によってスイッチング電源回路が間欠動作させられることにより、例えば、０％から１００％までの調光比で第３光源部１７を調光点灯するように構成されることが好ましい。

制御部１４は、通常モードを実行しているとき、リモコン受信部１６から受け取る制御コードや、マイクロコントローラに内蔵されたタイマの割込みなどに応じて、図４の五角形の範囲内で照明光を調光及び調色することが好ましい。つまり、制御部１４は、通常モードを実行しているときは、第３点灯回路部１８を停止して第３光源部１７を消灯させることが好ましい。

一方、制御部１４は、特定モードを実行するとき、例えば、第１光源部１０の調光比を０％とし、第２光源部１１及び第３光源部１７の調光比をそれぞれ１００％とすることが好ましい。第３光源部１７の光色（第３光色）は第２光色よりも相対色温度が高いので、第２光源部１１から放射される光と第３光源部１７から放射される光が混ざることにより、照明光の光色（相対色温度）が第２光色よりも高くなる。つまり、このときの照明光は、図４において、右側の頂点Ｘ３から縦軸と平行に延長した直線よりも右側、かつ、頂点Ｘ３から横軸に平行に延長した直線よりも上側の範囲（ハッチングされた範囲）Ｚ２内の任意の位置（例えば、Ｙ２）の光量及び光色となる。

本実施形態に係る照明装置１は、特定モードにおける照明光の光色を、実施形態１に係る照明装置１よりも高い相対色温度とすることにより、より人の覚醒を促進することができる。しかも、本実施形態に係る照明装置１は、第２光源部１１に定格値よりも大きい電流を流さないので、第２光源部１１の短寿命化を抑制することができる。

上述のように本実施形態に係る照明装置１において、第２光色よりも相対色温度の高い第３光色の光を放射する第３光源部１７と、第３光源部１７を調光点灯する第３点灯回路部１８とを備えることが好ましい。制御部１４は、特定モードの実行時に、第３点灯回路部１８を制御して第３光源部１７を調光点灯するように構成されることが好ましい。

本実施形態に係る照明装置１が上述のように構成されれば、人の覚醒を更に促進することができる。

＜実施形態３＞
本実施形態に係る照明器具２の分解斜視図を図５に示す。本実施形態に係る照明器具２は、引掛シーリングに着脱自在に取り付けられて天井に配置される照明器具であって、一般にシーリングライトと呼称される照明器具である。ただし、本実施形態に係る照明器具２は、シーリングライトに限定されない。

本実施形態に係る照明器具２は、器具本体２０、給電部２１、４つのＬＥＤユニット２２、配光パネル２３、カバー２４などを備える。器具本体２０は、金属製の板材によって円盤状に形成される。給電部２１は、器具本体２０の中央部分に配置される。給電部２１は、引掛シーリングと電気的かつ機械的に着脱自在に結合するように構成される。ＬＥＤユニット２２は、円弧状に湾曲形成された実装基板２２Ａの表面（下面）に複数個の発光ダイオードが弧状に２列に並べて実装されて構成されている。各ＬＥＤユニット２２の実装基板２２Ａには、第１光源部１０を構成する発光ダイオードと第２光源部１１を構成する発光ダイオードが混在して実装されている。なお、これら４つのＬＥＤユニット２２は、給電部２１を中心とする円周方向に並べて器具本体２０の下面に取り付けられる。

配光パネル２３は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂によって円環状に形成される。配光パネル２３は、４つのＬＥＤユニット２２の下面を被うように器具本体２０に固定される。配光パネル２３における各発光ダイオードとの対向部分には、発光ダイオードから放射される光の配光を制御するための光学部品（レンズ）２３Ａが一体に形成されている。

カバー２４は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂により、上面が開口した扁平な円筒形状に形成される。カバー２４は、ＬＥＤユニット２２や配光パネル２３を内部に収納するようにして器具本体２０の下面に着脱自在に取り付けられる。ただし、器具本体２０に対するカバー２４の取付構造については、一般的なシーリングライトにおいて周知な構造であるから詳細な説明を省略する。

なお、照明装置１を構成する各部のうちで第１光源部１０及び第２光源部１１を除く第１点灯回路部１２、第２点灯回路部１３、制御部１４、力率改善回路１５、リモコン受信部１６などは、器具本体２０の上面側における給電部２１の周囲に配置される。また、力率改善回路１５は、給電線を介して給電部２１と電気的に接続されることにより、商用の交流電源１００から給電される。

上述のように本実施形態に係る照明器具２は、実施形態１に係る照明装置１又は実施形態２に係る照明装置１と、照明装置１を支持する器具本体２０とを備える。

本実施形態に係る照明器具２が上述のように構成されれば、通常モードの実行時よりも大きい光量、かつ、相対的に高い相対色温度の光色の照明光を照射することにより、人の覚醒を促進することができる。

１ 照明装置
２ 照明器具
１０ 第１光源部
１１ 第２光源部
１２ 第１点灯回路部
１３ 第２点灯回路部
１４ 制御部
１７ 第３光源部
１８ 第３点灯回路部
２０ 器具本体

Claims (4)

1. 第１光色の光を放射する第１光源部と、前記第１光色よりも相対色温度の高い第２光色の光を放射する第２光源部と、前記第１光源部を調光点灯する第１点灯回路部と、前記第２光源部を調光点灯する第２点灯回路部と、前記第１点灯回路部及び前記第２点灯回路部を制御して照明空間に照射される照明光の光量と光色を調整する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第１光源部及び前記第２光源部のそれぞれの光量をゼロから定格値までの範囲で調整する通常モードと、前記照明光を前記通常モードの前記範囲から外れた光量又は光色とする特定モードとを有し、所定のトリガ信号を受け取ったとき、前記特定モードを実行した後に前記通常モードに切り替わるように構成されることを特徴とする照明装置。
2. 前記制御部は、前記特定モードの実行時に、前記第２点灯回路部から前記第２光源部へ供給する電流を定格値よりも大きくするように構成されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記第２光色よりも相対色温度の高い第３光色の光を放射する第３光源部と、前記第３光源部を調光点灯する第３点灯回路部とを備え、
   前記制御部は、前記特定モードの実行時に、前記第３点灯回路部を制御して前記第３光源部を調光点灯するように構成されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
4. 請求項１〜３のいずれかの照明装置と、前記照明装置を支持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。

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