JP2020123548A - 照明装置及び照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】天井面を照射するための光の損失を抑制し、効率的に天井面の輝度を上げて空間全体としては明るく感じさせることができ、人が感じる明るさを変えることなく消費電力量の低減を図る照明装置等を提供する。【解決手段】この発明に係る照明装置１は、天井２に取り付けられたベース部１０と、ベース部１０に設けられ、床面照射用光源４１が実装された床面照射用基板３１と、ベース部１０に設けられ、天井面照射用光源４２が実装された天井面照射用基板３２と、床面照射用光源４１と天井面照射用光源４２とを一体で覆うカバー２０とを備える。床面照射用光源４１の光軸Ａは、天井２の天井面に対して垂直である。床面照射用光源４１の光軸Ａと天井面照射用光源４２の光軸Ｂとのなす角度は、９０°以上である。【選択図】図４

Description

この発明は、照明装置及び照明システムに関するものである。

照明装置においては、天井面に設置される平面発光モジュールであって、平面基板上に二次元配列される複数の発光素子と、複数の発光素子の全体を覆うように配置され、天井面から下方に延出する側面を有する透明又は半透明のカバーと、発光素子から出射する光をカバーの側面に向けて配光する側面照射レンズと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−００４１９１号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような照明装置においては、発光素子（光源）から照射された光を側面照射レンズに含まれるレンズ、プリズム等により反射、屈折等させて、天井面に照射している。したがって、レンズ、プリズム等による反射、屈折等の過程で光源から照射された光の損失が生じ、天井面に照射される光量が減少する。このため、空間全体について人が感じる明るさを確保するためには、光源の出力を上げる必要があり、消費電力量の低減効果が限定されてしまう。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、天井面を照射するための光の損失を抑制し、効率的に天井面の輝度を上げて空間全体としては明るく感じさせることができ、人が感じる明るさを変えることなく消費電力量の低減を図ることが可能である照明装置及び照明システムを提供することにある。

この発明に係る照明装置は、天井に取り付けられたベース部と、前記ベース部に設けられ、第１の光源が実装された第１の基板と、前記ベース部に設けられ、第２の光源が実装された第２の基板と、前記第１の光源と前記第２の光源とを一体で覆うカバーと、を備え、前記第１の光源の光軸は、前記天井の天井面に対して垂直であり、前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸とのなす角度は、９０°以上である。

この発明に係る照明システムは、上記のように構成された照明装置を複数備え、複数の前記照明装置は、予め設定された配列方向に沿って等しい間隔で並べて配置され、それぞれの前記照明装置の前記第２の光源は、前記配列方向に沿った両方向に光を照射し、それぞれの前記照明装置の前記第２の光源の前記配列方向に沿った光照射距離は、前記間隔の半分以上である。

この発明に係る照明装置及び照明システムによれば、天井面を照射するための光の損失を抑制し、効率的に天井面の輝度を上げて空間全体としては明るく感じさせることができ、人が感じる明るさを変えることなく消費電力量の低減を図ることが可能であるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る照明システムが備える照明装置の斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る照明システムが備える照明装置を下から見た斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る照明システムが備える照明装置を上から見た断面斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る照明システムが備える照明装置の断面図である。 この発明の実施の形態１に係る照明システムの全体図である。 この発明の実施の形態１に係る照明システムの変形例の全体図である。 この発明の実施の形態１に係る照明システムが備える照明装置の制御系統の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る照明システムが備える照明装置の変形例を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る照明システムが備える照明装置の変形例を示す断面斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る照明システムの全体図である。 この発明の実施の形態２に係る照明システムの変形例の全体図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１から図９は、この発明の実施の形態１に係るものである。図１は照明システムが備える照明装置の斜視図である。図２は照明システムが備える照明装置を下から見た斜視図である。図３は照明システムが備える照明装置を上から見た断面斜視図である。図４は照明システムが備える照明装置の断面図である。図５は照明システムの全体図である。図６は照明システムの変形例の全体図である。図７は照明システムが備える照明装置の制御系統の構成を示すブロック図である。図８は照明システムが備える照明装置の変形例を示す断面図である。そして、図９は照明システムが備える照明装置の変形例を示す断面斜視図である。

この実施の形態に係る照明システムは、複数の照明装置１を備えている。複数の照明装置１のそれぞれは、図１及び図５に示すように、部屋の天井２に設置される。図１から図４に示すように、照明装置１は、ベース部１０とカバー２０とを備えている。ベース部１０は、天井２に取り付けられている。

カバー２０は、ベース部１０に取り付けられる。カバー２０は、ベース部１０の下側に配置される。カバー２０は、上面が開放された中空の細長い長方体状を呈する。カバー２０がベース部１０に取り付けられた状態では、カバー２０の開放された上面部をベース部１０が塞ぐように位置する。

特に図４に示すように、ベース部１０は、床面照射用基板取付部１１及び天井面照射用基板取付部１２を備えている。ベース部１０は、例えば、金属製の板を折り曲げ加工することで形成されている。ここで説明する構成例では、ベース部１０は、長手方向に直交する断面において中央部が下に凸なコ字状になるように折り曲げられている。このコ字状の部分のうち、天井２の天井面に平行な部分が床面照射用基板取付部１１である。また、このコ字状の部分のうち、天井２の天井面に垂直な部分が天井面照射用基板取付部１２である。したがって、この構成例では、ベース部１０には、１つの床面照射用基板取付部１１と、２つの天井面照射用基板取付部１２が設けられている。

床面照射用基板取付部１１には、床面照射用基板３１が取り付けられる。床面照射用基板３１には、床面照射用光源４１が実装されている。天井面照射用基板取付部１２には、天井面照射用基板３２が取り付けられる。天井面照射用基板３２には、天井面照射用光源４２が実装されている。床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２は、複数のＬＥＤを配列して構成されている。

床面照射用光源４１は、第１の光源である。また、天井面照射用光源４２は、第２の光源である。そして、床面照射用基板３１は、第１の光源である床面照射用光源４１が実装された第１の基板である。また、天井面照射用基板３２は、第２の光源である天井面照射用光源４２が実装された第２の基板である。ここで示す構成例では、天井面照射用基板取付部１２が２つあるため、天井面照射用基板３２及び天井面照射用光源４２も２つある。

図４に示すように、床面照射用光源４１の光軸Ａは、天井２の天井面に対して垂直である。そして、床面照射用光源４１の光軸Ａと天井面照射用光源４２の光軸Ｂとのなす角度θは、９０°以上である。なお、ここで説明する構成例は、光軸Ａと光軸Ｂとのなす角度θを９０°にしたものである。

床面照射用基板３１及び天井面照射用基板３２は、１つのカバー２０の内側に配置されている。したがって、カバー２０は、床面照射用光源４１と天井面照射用光源４２とを一体で覆っている。

カバー２０は、床面照射光透過面２１と天井面照射光透過面２２と有している。床面照射用光源４１から照射された光は、カバー２０の主に床面照射光透過面２１を透過して部屋の床に向けて照射される。カバー２０の床面照射光透過面２１は、前述した第１の光源から照射された光が透過する第１の面である。天井面照射用光源４２から照射された光は、カバー２０の主に天井面照射光透過面２２を透過して部屋の天井２に向けて照射される。カバー２０の天井面照射光透過面２２は、前述した第２の光源から照射された光が透過する第２の面である。床面照射光透過面２１の特に内面は、床面照射用光源４１の光軸Ａに対して垂直に配置されている。また、天井面照射光透過面２２の特に内面は、天井面照射用光源４２の光軸に対して垂直に配置されている。

図３に示すように、照明装置１は、電源装置５１を備えている。電源装置５１は、例えば、ベース部１０の天井面照射用基板取付部１２より上側であって、２つの天井面照射用基板取付部１２の間の空間に収容されている。電源装置５１は、床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２を点灯させる電力を供給する装置である。

図５に示すように、この実施の形態の照明システムは、以上のように構成された照明装置１を複数備えている。複数の照明装置１は、予め設定された配列方向に沿って等しい間隔Ｄで並べて配置されている。照明装置１が取り付けられる天井２には、例えば同形状の天井パネル３が複数敷き詰められている。１つの天井パネル３は、例えば６００ｍｍ四方の正方形状である。このような天井パネル３を利用することで、複数の照明装置１を容易に等間隔で整列させることができる。

それぞれの照明装置１は、天井２の天井面と平行な投影面において、天井面照射用光源４２の光軸Ｂが前述した配列方向と平行になるように配置される。そして、それぞれの照明装置１の天井面照射用光源４２は、前述の配列方向に沿った両方向に光を照射する。それぞれの照明装置１の天井面照射用光源４２の天井面における光照射範囲は、図５に示す天井面光照射範囲４のようになる。

以上のように構成された照明装置１及び照明システムによれば、１つの照明装置１で床面及び天井面の両方に光を照射できる。このため、床面に照射する光源の出力を減少させても、天井面に照射した光により天井面の輝度を上げることで、空間全体としては明るく感じさせることができる。

この際、天井面照射用光源４２から照射された光は、カバー２０の天井面照射光透過面２２を透過する他には、レンズ、プリズム等により反射、屈折等されることがない。このため、天井面照射用光源４２から照射された光の損失を最小限に抑えることが可能である。また、レンズ、プリズム等を用いずに配光制御できるため、天井面の照射範囲についての設計自由度を向上できる。

よって、人が感じる明るさを変えることなく、照明装置１の消費電力量を低減させることが可能である。そして、１つのカバー２０で床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２の両方を一体で覆うことにより、照明装置１として一体感のある外観にすることができるとともに、カバー２０を含む照明装置１の製造が容易になる。

ここで、それぞれの照明装置１の天井面照射用光源４２の前述した配列方向に沿った光照射距離をＸとすると、光照射距離Ｘは、天井面光照射範囲４の前述した配列方向における幅である。この光照射距離Ｘと照明装置１同士の間隔Ｄは、次の（１）式の関係を満たすようにするのがよい。

Ｘ≧Ｄ／２ ・・・ （１）

このようにすることで、天井面の輝度を均一化し、視環境の向上を図ることができる。

図６に示すのは、この実施の形態の照明システムの１つの変形例である。この変形例では、照明装置１は、天井面照射用光源４２が前述した配列方向に沿った２方向だけでなく、配列方向に直交する２方向も加えた計４方向の天井面に光を照射する。このようにすることで、天井面のより広い範囲に光を照射することができ、天井面に光が照射されていない部分ができ難くなり、より均一に天井面の輝度を増加させることが可能である。

次に、図７を参照しながら、以上のように構成された照明システムの照明装置１における制御系統の構成例について説明する。照明装置１は、制御装置５２を備えている。制御装置５２は、例えば、マイクロコンピュータを有する電子回路からなる。この場合、制御装置５２は、プロセッサ及びメモリを備えている。制御装置５２は、電源装置５１が床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２へと供給する電力を制御することで、床面照射用光源４１の出力と天井面照射用光源４２の出力とを制御する。なお、ここでいう光源の出力の制御とは、少なくとも光源を点灯／消灯させることを含む。また、点灯／消灯に加えて、調光制御を行うことができるようにしてもよい。

この実施の形態の制御装置５２は、床面照射用光源４１の出力と天井面照射用光源４２の出力とを独立して制御可能である。すなわち、例えば、床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２の一方を点灯させ他方を消灯させたり、一方のみを減光させたりする等の制御が可能である。

この構成例では、照明装置１は、人検出センサ６１及び照度センサ６２を備えている。人検出センサ６１は、照明装置１が設置された天井２を有する部屋内の人を検出する人検出手段の一例である。人検出センサ６１として、具体的に例えば、可視光カメラ、赤外線カメラ、赤外線センサ、超音波センサ等を用いることができる。照度センサ６２は、当該部屋内の照度を検出する照度検出手段の一例である。

制御装置５２は、人検出センサ６１の検出結果と照度センサ６２の検出結果とに応じて床面照射用光源４１の出力と天井面照射用光源４２の出力とを制御する。したがって、制御装置５２は、当該部屋内の人の有無と当該部屋内の照度とに応じて床面照射用光源４１の出力と天井面照射用光源４２の出力とを制御する。

例えば、部屋内に人がいるときには床面照射用光源４１と天井面照射用光源４２の両方を点灯させる。そして、部屋内に人がいないときには床面照射用光源４１を消灯又は減光させ、天井面照射用光源４２のみ点灯させる。このようにすることで、人が感じる明るさを変えることなく、照明装置１の消費電力量のさらなる低減を図ることができる。

この際、人検出センサ６１は部屋内の人の有無のみならず、部屋内の人の位置を検出できるようにしてもよい。そして、人がいる位置の床面照射用光源４１を点灯させて、人がいない位置の床面照射用光源４１は消灯させてもよい。このようにすることで、明るさが必要なところへの光の照射と、消費電力量の削減とをバランスよく両立できる。

また例えば、部屋内の照度が自然光により十分保たれている場合（部屋内の照度が予め設定された基準値以上の場合）、天井面照射用光源４２を消灯又は減光させ、床面照射用光源４１のみ点灯させる。そして、部屋内の照度が自然光だけでは不足している場合（部屋内の照度が前述の基準値未満の場合）、床面照射用光源４１と天井面照射用光源４２の両方を点灯させる。このようにすることで、人が感じる明るさを変えることなく、照明装置１の消費電力量のさらなる低減を図ることができる。

図８に示すのは、この実施の形態の照明装置１の１つの変形例である。この変形例は、これまでに説明した図１から図４に示す構成例において、ベース部１０の形状を変えたものである。すなわち、図１から図４に示す構成例では、ベース部１０の断面をコ字状とし、天井面照射用基板取付部１２の下端部の高さに床面照射用基板取付部１１が配置されていた。これに対し、図８に示す変形例では、天井面照射用基板取付部１２の下端を上方に折り返してから床面照射用基板取付部１１を設けることで、天井面照射用基板取付部１２の上端部の高さに床面照射用基板取付部１１が配置されるようにしている。なお、電源装置５１については、カバー２０内の他の箇所、又は、カバー２０の外部等に適宜設けられる。その他の構成については、図１から図４に示す構成例と同様である。このような変形例によれば、床面照射用光源４１からカバー２０の床面照射光透過面２１までの距離がとりやすくなり、照明装置１全体を薄型化しやすい。

図９に示すのは、この実施の形態の照明装置１の別の変形例である。この変形例の照明装置１は、光拡散性カバー７０をさらに備えている。光拡散性カバー７０は、カバー２０の内側において、床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２とカバー２０との間に設けられている。光拡散性カバー７０は、床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２から照射される光に対して例えば半透明な素材からなり、照射される光を拡散させる性質を有する。この変形例の光拡散性カバー７０は、床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２から照射された光を拡散させる光拡散手段の一例である。

前述したように、床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２としてＬＥＤを用いた場合、そのままでは個々のＬＥＤの形状が粒状に目立ってしまったり、天井２を見上げた人が眩しさを感じてしまったりすることがある。そこで、このような光拡散手段を備えることで、個々のＬＥＤの形状が目立たないようにして、照射される光の均一性を向上できるとともに、眩しさを抑制できる。

なお、カバー２０の天井面照射光透過面２２を、プリズムにしてもよい。このようにすることで、天井面照射用光源４２から照射された光が天井面照射光透過面２２を透過する際にプリズムにより屈折、反射させ、光の天井面への照射量を増加させて天井面の輝度を向上できる。

実施の形態２．
図１０及び図１１は、この発明の実施の形態２に係るものである。図１０は照明システムの全体図である。そして、図１１は照明システムの変形例の全体図である。

ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成において、照明装置の片側だけに天井面照射用光源を設けるようにしたものである。以下、この実施の形態２に係る照明装置及び照明システムについて、実施の形態１との相違点を中心に説明する。説明を省略した構成については実施の形態１と基本的に同様である。

この実施の形態に係る照明システムにおいては、図１０に示すように、それぞれの照明装置１の天井面照射用光源４２は、予め設定された配列方向に沿った一方向に光を照射する。すなわち、照明装置１の片側だけに天井面照射用光源４２が設けられている。そして、前述した配列方向に沿って並ぶ各照明装置１は、天井面照射用光源４２が同じ側になる向きに配置される。

この実施の形態では、それぞれの照明装置１の天井面照射用光源４２の前述した配列方向に沿った光照射距離Ｘと照明装置１同士の間隔Ｄは、次の（２）式の関係を満たすようにするのがよい。

Ｘ≧Ｄ ・・・ （２）

このようにすることで、天井面の輝度を均一化し、視環境の向上を図ることができる。

さらに、この実施の形態のように照明装置１の片側だけに天井面照射用光源４２を設ける場合、変形例として図１１に示すように、４つの照明装置１で正方形を形成するように配置してもよい。この場合、それぞれの照明装置１の天井面照射用光源４２のある側が外側に向き、天井面照射用光源４２のない側が内側に向くようにする。このようにすることで、天井面を照射する配光が円形に近い形状となり、より均一に天井面を照射することができる。

以上のように構成された照明装置及び照明システムにおいても、実施の形態１と同様に、１つの照明装置１で床面及び天井面の両方に光を照射できる。このため、床面に照射する光源の出力を減少させても、天井面に照射した光により天井面の輝度を上げることで、空間全体としては明るく感じさせることができる。

この際、天井面照射用光源４２から照射された光は、カバー２０の天井面照射光透過面２２を透過する他には、レンズ、プリズム等により反射、屈折等されることがない。このため、天井面照射用光源４２から照射された光の損失を最小限に抑えることが可能である。また、レンズ、プリズム等を用いずに配光制御できるため、天井面の照射範囲についての設計自由度を向上できる。

よって、人が感じる明るさを変えることなく、照明装置１の消費電力量を低減させることが可能である。そして、１つのカバー２０で床面照射用光源４１及び天井面照射用光源４２の両方を一体で覆うことにより、照明装置１として一体感のある外観にすることができるとともに、カバー２０を含む照明装置１の製造が容易になる。

１ 照明装置
２ 天井
３ 天井パネル
４ 天井面光照射範囲
１０ ベース部
１１ 床面照射用基板取付部
１２ 天井面照射用基板取付部
２０ カバー
２１ 床面照射光透過面
２２ 天井面照射光透過面
３１ 床面照射用基板
３２ 天井面照射用基板
４１ 床面照射用光源
４２ 天井面照射用光源
５１ 電源装置
５２ 制御装置
６１ 人検出センサ
６２ 照度センサ
７０ 光拡散性カバー

Claims (7)

1. 天井に取り付けられたベース部と、
   前記ベース部に設けられ、第１の光源が実装された第１の基板と、
   前記ベース部に設けられ、第２の光源が実装された第２の基板と、
   前記第１の光源と前記第２の光源とを一体で覆うカバーと、を備え、
   前記第１の光源の光軸は、前記天井の天井面に対して垂直であり、
   前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸とのなす角度は、９０°以上である照明装置。
2. 前記カバーは、
   前記第１の光源から照射された光が透過する第１の面と、
   前記第２の光源から照射された光が透過する第２の面と、を有し、
   前記第１の面は、前記第１の光源の光軸に対して垂直に配置され、
   前記第２の面は、前記第２の光源の光軸に対して垂直に配置される請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１の光源及び前記第２の光源と前記カバーとの間に設けられ、
   前記第１の光源及び前記第２の光源から照射された光を拡散させる光拡散手段をさらに備えた請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第１の光源の出力と前記第２の光源の出力とを独立して制御可能な制御装置をさらに備えた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記天井を有する部屋内の人を検出する人検出手段と、
   前記部屋内の照度を検出する照度検出手段と、をさらに備え、
   前記制御装置は、前記部屋内の人の有無と前記部屋内の照度とに応じて前記第１の光源の出力と前記第２の光源の出力とを制御する請求項４に記載の照明装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置を複数備え、
   複数の前記照明装置は、予め設定された配列方向に沿って等しい間隔で並べて配置され、
   それぞれの前記照明装置の前記第２の光源は、前記配列方向に沿った両方向に光を照射し、
   それぞれの前記照明装置の前記第２の光源の前記配列方向に沿った光照射距離は、前記間隔の半分以上である照明システム。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置を複数備え、
   複数の前記照明装置は、予め設定された配列方向に沿って等しい間隔で並べて配置され、
   それぞれの前記照明装置の前記第２の光源は、前記配列方向に沿った一方向に光を照射し、
   それぞれの前記照明装置の前記第２の光源の前記配列方向に沿った光照射距離は、前記間隔以上である照明システム。

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