JP2024075399A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の数を削減できる照明装置を得ることを目的とする。【解決手段】本開示に係る照明装置１００は、紫外線Ｌ１を発する紫外線照射部と、前記紫外線照射部を収納する外囲体１と、外囲体１に収納され、または、外囲体１に設けられ、紫外線Ｌ１を可視光Ｌ２に変換する蛍光体６と、外囲体１の一部であり、可視光Ｌ２を外囲体１の外部に透過させるカバー５と、を備え、前記紫外線照射部が発する紫外線Ｌ１は、外囲体１内の空気を介して蛍光体６に入射し、外囲体１には、外囲体１内の空気を外囲体１の外に流す第１開口が形成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、照明装置に関する。

特許文献１には、空気浄化効率の向上に有利な照明装置が開示されている。この照明装置は、可視光を発する照明光源部と、照明光源部の熱を散逸させる放熱フィンと、放熱フィンを冷却する気流を発生させる冷却ファンと、気流に対して紫外線を照射する紫外線照射部とを備える。紫外線照射部は、気流の方向に沿って延びる形状の紫外線源を有するか、気流の方向に沿って並ぶ複数の紫外線源を有する。

特開２０２２－９４７６８号公報

特許文献１の照明装置では、照明機能を実現させるために可視光光源を動作させて明かりを提供し、空気清浄機能を実現させるために紫外線光源によって空気の除菌を行っている。この技術によれば、照明器具と空気清浄器具がそれぞれ必要とされていた状況に対して、１つの筐体に収められた１つの機器で照明機能と空気清浄機能を実現できる。しかし、特許文献１の照明装置では、可視光光源と紫外線光源の２つの光源が必要となっていた。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、光源の数を削減できる照明装置を得ることを目的とする。

本開示に係る照明装置は、紫外線を発する紫外線照射部と、前記紫外線照射部を収納する外囲体と、前記外囲体に収納され、または、前記外囲体に設けられ、前記紫外線を可視光に変換する蛍光体と、前記外囲体の一部であり、前記可視光を前記外囲体の外部に透過させるカバーと、を備え、前記紫外線照射部が発する前記紫外線は、前記外囲体内の空気を介して前記蛍光体に入射し、前記外囲体には、前記外囲体内の空気を前記外囲体の外に流す第１開口が形成されている。

本開示に係る照明装置では、蛍光体によって紫外線が可視光に変換され、可視光はカバーを介して外部に透過する。このため、可視光光源を設ける必要がなく、光源の数を削減できる。

実施の形態１に係る照明装置の断面図である。 実施の形態２に係る照明装置の断面図である。 実施の形態３に係る照明装置の断面図である。 実施の形態３に係る電源装置の構成を示すブロック図である。

各実施の形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。同じまたは対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明装置１００の断面図である。照明装置１００は、筐体１ａとカバー５とを含む外囲体１を備える。外囲体１は、紫外線Ｌ１を発する紫外線照射部である紫外線光源３と、紫外線光源３が実装された基板２と、蛍光体６とを収納している。蛍光体６は紫外線光源３が発した紫外線Ｌ１を可視光Ｌ２に変換する。カバー５は外囲体１の一部であり、蛍光体６での変換により得られた可視光Ｌ２を外囲体１の外部に透過させる。カバー５は例えばガラスで形成されている。

外囲体１には、外囲体１内に空気を取り込む開口７ａが形成されている。また、外囲体１には、外囲体１内の空気を外囲体１の外に流す開口７ｂが形成されている。一例として、開口７ａは、外囲体１のうち紫外線光源３と蛍光体６との間に設けられた一対の側壁の一方に形成され、開口７ｂは当該一対の側壁の他方に形成されている。開口７ａは開口７ｂより下方にあると良い。開口７ａ、７ｂは、四角形または丸穴でも良く、筐体１ａの側壁の一部にスリットとして形成されても良い。開口７ａ、７ｂは、外囲体１の内部と照明装置１００の周囲との間で、空気を流すことができる形状であれば良い。

本実施の形態では、蛍光体６はカバー５に設けられている。具体的には、蛍光体６はカバー５に塗布されている。蛍光体６はフィルム状またはシート状でも良い。蛍光体６はカバー５に近接して設けられても良い。

紫外線光源３には、紫外線光源３を駆動するための図示しない電源装置が接続されている。電源装置は外囲体１に収納されても良いし、外囲体１の外部から紫外線光源３に接続されても良い。紫外線光源３に電力供給することができれば、電源装置５０の構成および搭載位置は限定されない。

次に、本実施の形態の照明装置１００の機能について説明する。紫外線光源３が紫外線Ｌ１を発すると、外囲体１の内部は紫外線Ｌ１が照射されている状態となる。蛍光体６およびカバー５は、紫外線光源３に対向するように設置されている。このため、紫外線Ｌ１は、空気を介して蛍光体６に入射する。つまり、照明装置１００は、紫外線Ｌ１が外囲体１内の空気を照射した後に蛍光体６に入射するように構成されている。

紫外線光源３は例えば紫外線ＬＥＤであり、波長２００ｎｍ～４００ｎｍの紫外線を発光する。紫外線Ｌ１に照射された空気は除菌される。ここで言う除菌とは、空気に含まれるウイルスまたは真菌などの一般に人体に影響を及ぼすものを、減少させることまたは不活性にすることを指す。

蛍光体６は紫外線Ｌ１が照射されると、紫外線Ｌ１の波長を長波長に変換する。具体的には、蛍光体６は波長２００ｎｍ～４００ｎｍの紫外線Ｌ１のエネルギーにより励起され、波長４００ｎｍ～８００ｎｍの可視光Ｌ２を発する。蛍光体６が発した可視光Ｌ２は、カバー５を介して外囲体１の外部に出力される。

紫外線光源３は、電力を供給されて紫外線Ｌ１を発する。ここで、投入電力の全てが紫外線Ｌ１に変換されることはなく、電力損失が発生する。また、蛍光体６が紫外線Ｌ１を可視光Ｌ２に変換する際にも光エネルギー変換損失が発生する。これらの損失は熱となり、紫外線光源３および蛍光体６の温度は上昇する。この結果、外囲体１の内部の空気が温められる。さらに外囲体１の内部の空気が温められると、外囲体１の内部温度と、照明装置１００の周囲温度との間に温度差が発生する。この温度差によって開口７ａから空気Ａ１が外囲体１内に入り、開口７ｂから空気Ａ２が出力される。つまり、いわゆる煙突効果により対流が発生し、照明装置１００の外部と内部の空気が循環される。このように、開口７ａが下側、開口７ｂが上側に形成されていることで、照明装置１００の周囲の空気を効率よく取り込んで、排出することができる。

以上より、紫外線光源３が照射する紫外線Ｌ１によって、外囲体１内の空気を除菌して排出することで空気清浄機能を実現できる。さらに蛍光体６によって紫外線Ｌ１を可視光Ｌ２に変換して、照明装置としての明かりを提供することができる。このため、可視光光源を使用しないで照明機能と空気清浄機能を実現することができる。従って、可視光光源を設ける必要がなく、光源の数を削減できる。また、可視光光源を動作させる電源部も不要となり、照明装置１００を小型化でき、省部品、省資源化を実現できる。

本実施の形態の照明装置１００は例えば天井に設置して使用される。このため、使用者が活動する床部に空気清浄装置を設置する必要がなく、使用者の活動が妨げられることを抑制できる。さらに、一般に照明装置は部屋の中央付近に取り付けられる場合が多い。このため、空気清浄を部屋の中央で実現することができ、効率よく空気を清浄できる。

外囲体１、筐体１ａ、カバー５の形状は図１に示されるものに限定されない。また、筐体１ａに形成された開口７ａ、７ｂの位置および数は上述したものに限定されない。紫外線光源３の種類および数も上述した例に限定されるものでは無い。紫外線光源３は空気を除菌可能な紫外線Ｌ１を照射できるものであれば良い。また、蛍光体６の種類および配置は、上述した例に限定されない。蛍光体６は、外囲体１に収納され、または、外囲体１に設けられていれば良い。例えば蛍光体６はカバー５に含まれても良い。

これらの変形は、以下の実施の形態に係る照明装置について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る照明装置については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図２は、実施の形態２に係る照明装置２００の断面図である。照明装置２００では、紫外線光源３と蛍光体６の位置が照明装置１００と異なる。また、照明装置２００は、外囲体１内に設けられ、可視光を反射する反射部４をさらに備える。反射部４は鏡などの可視光を反射する部材で構成されている。反射部４は例えばカバー５と対向するように外囲体１内の上側に設けられる。本実施の形態では、蛍光体６は反射部４に設けられている。具体的には、蛍光体６は反射部４に塗布されている。蛍光体６はフィルム状またはシート状であっても良い。紫外線光源３は、例えば外囲体１内の下方において、カバー５の両側に設けられる。

実施の形態１と同様に、外囲体１の内部は紫外線光源３が発する紫外線Ｌ１で照射されている。紫外線光源３に対向するように、蛍光体６と反射部４が設置されている。このため、蛍光体６は紫外線Ｌ１に照射される。照明装置２００においても、紫外線光源３は外囲体１内の空気を照射した後に蛍光体６に入射するように構成されている。蛍光体６は紫外線Ｌ１によって励起され可視光Ｌ２を発する。可視光Ｌ２は反射部４で反射されて、カバー５を介して照明装置２００の下方向に出射される。これにより、照明装置としての明かりを提供することができる。

実施の形態１と同様に、筐体１ａには開口７ａ、７ｂが形成されている。開口７ａから取り込まれた照明装置２００の周囲の空気は、外囲体１内で紫外線Ｌ１に照射されて除菌され、開口７ｂを介して排出される。これにより、空気を清浄することができる。このように本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図３は、実施の形態３に係る照明装置３００の断面図である。照明装置３００は、開口７ａから外囲体１内に空気を取り込むためのファン８を備える点が、照明装置１００と異なる。ファン８は、筐体１ａに設けられ、開口７ａの近傍に設置される。ファン８は、照明装置３００の外部の空気を外囲体１内に取り込む方向に取り付けられている。

本実施の形態では、照明装置３００の外部と内部の空気が循環される態様が実施の形態１と異なる。ファン８は気流を発生させる。このため本実施の形態では、ファン８の動作によって空気の循環を制御することができる。例えば、照明装置３００の形状によって外囲体１の外部と内部の空気が循環されにくい場合であっても、ファン８が動作することによって空気の循環を円滑に行うことができる。

ところで、一般に紫外線による除菌効果は、紫外線照度（Ｗ／ｍ２）×照射時間（秒）…（式１）によって表すことができる。つまり、照射時間が長ければ長いほど除菌効果が多く得られる。このことからファン８が動作していないときは、動作しているときと比較して、外囲体１内の空気を除菌している時間が長くなる。ファン８が動作していない期間の後にファン８が動作することによって、局所的に空気清浄を行うことも可能となる。

図４は実施の形態３に係る電源装置５０の構成を示すブロック図である。電源装置５０は、紫外線光源３を点灯させる点灯回路１０と、ファン８を駆動させるファン駆動回路１１と、点灯回路１０とファン駆動回路１１を制御する制御回路１２とを備える。商用電源ＡＣから点灯回路１０およびファン駆動回路１１に電力供給される。制御回路１２は外部制御信号１３に接続されている。

点灯回路１０は、商用電源ＡＣから得られる電力を変換して紫外線光源３に電力供給し、紫外線光源３を発光させる。ファン駆動回路１１は、商用電源ＡＣから得られる電力を変換してファン８に電力供給し、ファン８を動作させる。制御回路１２は、外部制御信号１３を受けて、紫外線光源３およびファン８の動作を制御する。制御回路１２は点灯回路１０を制御することで紫外線光源３の出力を調整する。また制御回路１２は、ファン駆動回路１１を制御することで、ファン８による空気の循環の速度を調整することができる。

外部制御信号１３は、例えば使用者が扱うリモコン送信器からの信号、または、外部機器から送信される照明装置３００の周囲情報などである。使用者は、ファン８を動作させて循環を促したい場合、または照明装置３００の明かりを調整したい場合に、リモコン等を操作して外部制御信号１３を送信しても良い。制御回路１２は、外部制御信号１３に則り点灯回路１０またはファン駆動回路１１に信号を出力して制御を行う。また制御回路１２は、照明装置３００の周囲情報を外部制御信号１３として受け取った場合も同様に、外部制御信号１３に則り点灯回路１０またはファン駆動回路１１に信号を出力して制御を行う。

制御回路１２は、点灯回路１０とファン駆動回路１１を連動させても良い。上述の式１において除菌効果に影響を及ぼす紫外線照度は、点灯回路１０の動作によって調整することがでる。また、式１において除菌効果に影響を及ぼす照射時間は、ファン駆動回路１１で調整することができる。よって、除菌効果の強弱は、制御回路１２が点灯回路１０とファン駆動回路１１を連動させて制御することで、効率的に制御できる。

以上から、照明装置３００にファン８を設けることで、空気清浄機能および照明機能を操作性良く提供することができる。ここでは、実施の形態１の照明装置１００にファン８を適用する例について説明したが、実施の形態２の照明装置２００にファン８を適用しても良い。

また、電源装置５０は、実施の形態１、２の照明装置に適用されても良い。照明装置にファン８が設けられない場合には、電源装置５０のうちファン駆動回路１１は設けられなくても良い。

なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いても良い。

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
紫外線を発する紫外線照射部と、
前記紫外線照射部を収納する外囲体と、
前記外囲体に収納され、または、前記外囲体に設けられ、前記紫外線を可視光に変換する蛍光体と、
前記外囲体の一部であり、前記可視光を前記外囲体の外部に透過させるカバーと、
を備え、
前記紫外線照射部が発する前記紫外線は、前記外囲体内の空気を介して前記蛍光体に入射し、
前記外囲体には、前記外囲体内の空気を前記外囲体の外に流す第１開口が形成されていることを特徴とする照明装置。
（付記２）
前記外囲体には、前記外囲体内に空気を取り込む第２開口が形成されていることを特徴とする付記１に記載の照明装置。
（付記３）
前記第２開口から前記外囲体内に空気を取り込むためのファンを備えることを特徴とする付記２に記載の照明装置。
（付記４）
前記紫外線照射部を点灯させる点灯回路と、
前記ファンを駆動させるファン駆動回路と、
前記点灯回路と前記ファン駆動回路を連動させる制御回路と、
を備えることを特徴とする付記３に記載の照明装置。
（付記５）
前記第２開口は前記第１開口より下方にあることを特徴とする付記２から４の何れか１項に記載の照明装置。
（付記６）
前記第１開口は、前記外囲体のうち、前記紫外線照射部と前記蛍光体との間に設けられた一対の側壁の一方に形成され、
前記第２開口は、前記外囲体のうち、前記一対の側壁の他方に形成されていることを特徴とする付記２から５の何れか１項に記載の照明装置。
（付記７）
前記蛍光体は前記カバーに設けられていることを特徴とする付記１から６の何れか１項に記載の照明装置。
（付記８）
前記外囲体内に設けられ、前記可視光を反射する反射部を備え、
前記蛍光体は、前記反射部に設けられていることを特徴とする付記１から６の何れか１項に記載の照明装置。

１ 外囲体、１ａ 筐体、２ 基板、３ 紫外線光源、４ 反射部、５ カバー、６ 蛍光体、７ａ、７ｂ 開口、８ ファン、１０ 点灯回路、１１ ファン駆動回路、１２ 制御回路、１３ 外部制御信号、５０ 電源装置、１００、２００、３００ 照明装置、Ａ１、Ａ２ 空気、ＡＣ 商用電源、Ｌ１ 紫外線、Ｌ２ 可視光

Claims (8)

1. 紫外線を発する紫外線照射部と、
   前記紫外線照射部を収納する外囲体と、
   前記外囲体に収納され、または、前記外囲体に設けられ、前記紫外線を可視光に変換する蛍光体と、
   前記外囲体の一部であり、前記可視光を前記外囲体の外部に透過させるカバーと、
   を備え、
   前記紫外線照射部が発する前記紫外線は、前記外囲体内の空気を介して前記蛍光体に入射し、
   前記外囲体には、前記外囲体内の空気を前記外囲体の外に流す第１開口が形成されていることを特徴とする照明装置。
2. 前記外囲体には、前記外囲体内に空気を取り込む第２開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２開口から前記外囲体内に空気を取り込むためのファンを備えることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記紫外線照射部を点灯させる点灯回路と、
   前記ファンを駆動させるファン駆動回路と、
   前記点灯回路と前記ファン駆動回路を連動させる制御回路と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記第２開口は前記第１開口より下方にあることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の照明装置。
6. 前記第１開口は、前記外囲体のうち、前記紫外線照射部と前記蛍光体との間に設けられた一対の側壁の一方に形成され、
   前記第２開口は、前記外囲体のうち、前記一対の側壁の他方に形成されていることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の照明装置。
7. 前記蛍光体は前記カバーに設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の照明装置。
8. 前記外囲体内に設けられ、前記可視光を反射する反射部を備え、
   前記蛍光体は、前記反射部に設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の照明装置。

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