JP5106049B2

JP5106049B2 - 照明装置及び照明システム

Info

Publication number: JP5106049B2
Application number: JP2007286465A
Authority: JP
Inventors: 順三川上; 務津田; 清公田中
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-11-02
Also published as: JP2009117080A

Description

本発明は、異なる発光色の複数の光源を備え、該複数の光源からの光が照射される照射面における照度および／または色温度を変化させることができる照明装置に関する。

住宅、オフィス等の室内の一般照明などの各種照明に用いられる照明装置として、白熱電球、低圧放電蛍光ランプ、蛍光灯、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）等の光源を備える照明装置が用いられている。

太陽光（昼光）は、赤色、緑色及び青色の光が略均等に含まれているため、物体が昼光により照らされた場合、美しく自然らしい色再現が可能である。しかしながら、前述した光源が発する人工光により物体を照らしたとき、その物体の色の見え方が光源により異なることが一般的に知られている。例えば、白熱電球を光源として用いた場合、青色及び緑色の光が少なく、赤色の光が多く含まれているため、物体の色は全体的に黄色っぽく色再現され、蛍光灯を光源として用いた場合、赤色の光が少ないため、物体の色は全体的に青っぽく色再現される。

照明装置の使用環境により、色再現性が高い、換言すると、色の見え方に及ぼす光源の性質（演色性）が良い光源が必要とされる場合がある一方、室内の雰囲気を変えるべく、色温度を変更することができる光源が要望される場合がある。この色温度の高低により人の心理に影響を与えることが知られている。例えば、色温度が５０００Ｋ以上では、光色はやや青みが感じられて心理的に涼しい感じが得られ、色温度が３３００Ｋ以下では、光色はやや黄赤味が感じられ心理的に暖かい感じが得られる（照明学会編の屋内照明基準（ＪＩＥＳ−００８））。このような色温度を変えるべく、色温度の異なる複数の光源を備え、該複数の光源からの光量を夫々調節するように構成された照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された照明装置は、暖色系（電球色）、寒色系（昼光色）及び青色の光色を有する複数の光源の光量を夫々制御することにより、色温度を変化させるように構成してある。具体的には、色温度を高くする場合に、電球色の調光比を減少させると共に昼光色の調光比を増加させ、色温度を低くする場合に、電球色の調光比を増加させると共に昼光色の調光比を減少させるように構成してある。これにより、簡単な制御により色温度を変化させることができる。
特開２００５−５０７６９号公報

白熱電球、電球色（２７００〜３０００Ｋ）蛍光灯又は電球色ＬＥＤの光源を用いて１００ルクス程度の明るさになるように室内を照明した場合、快適な明るさ感を得ることができ、さらに光源として演色性の良い光源を用いたとき、内装色、物の色などが自然な感じに見える一方、同じ１００ルクスの明るさになるように室内を照明した場合において、昼白色（５０００Ｋ）の光源を用いたとき、陰うつに見えると共に、色も不自然に見えてしまうことが知られている。一方、読み書きに適しているとされる５００ルクスの明るさになるように室内を照明した場合、白色又は昼白色等の高い色温度にて照明した場合には快適であるが、電球色のような低い色温度にて照明した場合には不快感を与えてしまうことが知られている（図２４参照）。

しかし、特許文献１に開示された照明装置においては、３つの異なる色温度の光を発するランプを夫々の点灯装置により調光点灯させており、低い色温度にて照明を行うときは、昼光色及び青色のランプを消灯させ、高い色温度にて照明を行うときは、電球色の発光色のランプを消灯させており、略一定の光束を保ちつつ色温度を変化させているものの、前述した快適に感じる照度と色温度との関係を考慮していなかった。

また、光源として、特許文献１に開示された照明装置のように蛍光灯を用いた場合、又は蛍光灯及び白熱電球を用いた場合、これらの光源の色温度を、快適性及び／又は演色性を考慮しつつ、きめ細かく変えることは困難である。このため、例えば、昼白色の蛍光灯をシーリングライトに用いて部屋の天井中央部に取り付け、電球色の光源をスタンドに用いて部屋の四隅に配置し、読み書きする場合、くつろぐ場合等の使用環境に応じて要求される光環境を実現すべくこれらの光源を切り替えて点灯させ、あるいは、色の再現性を要求される場合には、高演色性の光源を用意するなど、種々の使用環境に応じて光源を用意して切り替える必要があり、照明システムの構成が複雑となる虞がある。

また、赤色発光ＬＥＤ、緑色発光ＬＥＤ及び青色発光ＬＥＤの光源を用いた照明装置においては、白色光を含む種々の色温度を得ることができると共に、該色温度を容易に変更することができる。ところが、３つの光源からの光の重ね合せにより得られる照射面における光は、図２５に示すように、６００ｎｍ近傍の波長のスペクトルが存在しないため、黄色から橙色の物を正しい色で見ることができず、演色性が良くないという問題がある。

本発明は、斯かる事情を鑑みてなされたものであり、発光色の異なる複数の光源を備え、該複数の光源を有効利用しつつ、複数の光源の発光強度を夫々調整することにより照度および／または色温度を容易に変化させることができると共に、高い演色性の光色を得ることができる照明装置を提供することを目的とする。また、照度および／または色温度を所定範囲内にて変化させるように構成することにより、快適な明るさを得ることができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、発光色が異なる複数の光源と、該複数の光源夫々の発光強度を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記複数の光源の発光強度を夫々制御することにより該複数の光源からの光が照射される照射面での照度および／または色温度を変化させるように構成してある照明装置において、前記複数の光源は、青色光源、緑色光源及び該緑色光源の発する光よりも長い波長域にピーク波長がある光を発する電球色光源であり、前記青色光源、緑色光源及び電球色光源は、それぞれが複数のＬＥＤ素子により構成され、照明装置本体に取り付けられ、前記複数の光源が実装される基板を備え、前記基板は、該基板の中央から外周に向けて、電球色光源、青色光源及び緑色光源、電球色光源を順に配置してあることを特徴とする。

本発明にあっては、発光色が異なる複数の光源として、青色光源、緑色光源及び該緑色光源の発する光よりも長い波長域にピーク波長がある光を発する電球色光源を用いており、複数の光源の発光強度を夫々調整して照射面での照度および／または色温度を変化させている。例えば、色温度の高低の如何にかかわらず、電球色光源を一定発光強度にて点灯させ、色温度の高低に応じて、青色光源及び緑色光源を発光強度が強弱となるように点灯させることにより、複数の光源を有効利用しつつ、色温度を容易に変化させることができる。また、電球色光源からの光は、広い波長域に亘っているから、この電球色の光に、青色及び緑色の光を加えることにより、高い演色性の光色を得ることができる。
本発明にあっては、複数の光源としてＬＥＤ素子を備えてなるＬＥＤを用いており、ＬＥＤは小型であるから、発光色が異なる光源を比較的自由に配置することができ、用いるＬＥＤの種類、数及び配置を適切に設定することにより使用環境に応じた細かい要求に応じることが可能になる。

本発明に係る照明装置は、照明の色温度が異なる複数の照明モードが予め設定されており、前記複数の照明モードから第１の照明モードが選択された場合、前記制御手段は、前記電球色光源を消灯し、前記青色光源及び緑色光源を点灯することを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、前記第１の照明モードを選択して得られる光は５５０ｎｍ以下のスペクトル領域の光であって、使用者の休息に適した光であることを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、前記複数の照明モードから第２の照明モードが選択された場合、前記制御手段は、前記複数の光源から前記電球色光源のみを点灯し、前記複数の照明モードから第３の照明モードが選択された場合、前記制御手段は、前記複数の光源の全てを点灯させることを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、前記基板は、前記照射面において前記複数の光源からの光が混ざり合い、色温度が均一となるように前記複数の光源を配置してあることを特徴とする。

本発明に係る照明システムは、上述のいずれかの照明装置と、前記複数の照明モードのうち１つを選択する操作を受け付けるモード選択スイッチと、該モード選択スイッチにて選択された照明モードにおいて照度を高低に変更する操作を受け付ける照度変更スイッチとを備え、操作に応じた信号を前記照明装置に送信するリモコンとを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、複数の光源としてＬＥＤ素子を備えてなるＬＥＤを用いており、ＬＥＤは小型であるから、発光色が異なる光源を比較的自由に配置することができ、用いるＬＥＤの種類、数及び配置を適切に設定することにより使用環境に応じた細かい要求に応じることが可能となる。

本発明によれば、発光色が異なる複数の光源の発光強度を夫々調整して照射面での色温度を変化させており、複数の光源を有効利用しつつ、複数の光源の発光強度を夫々調整することにより色温度を容易に変化させることができると共に、高い演色性の光色を得ることができる。また、照度および／または色温度を所定範囲内にて変化させるように構成することにより、快適な明るさを得ることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る照明装置１０の模式的斜視図であり、図２は、実施の形態１に係る照明装置１０の外観図である。

図において１は、樹脂製または金属製のカバーであり、カバー１は、矩形窓を有する矩形枠部１ａと、該矩形枠部１ａの端縁から略直交して一方向に延びる矩形状の４側壁１ｂ，１ｂ…とを備えている。このカバー１には、金属製のフレーム２が内嵌してあり、カバー１及びフレーム２により照明装置の筐体を構成している。

フレーム２は、矩形状の底板２ａと、該底板２ａの端縁から略直交して延びる矩形状の複数の立ち上がり部２ｂ，２ｂ…とを備えている。底板２ａには、矩形状のＬＥＤ基板３，３…にＬＥＤ４，４…が実装されてなる複数（図において８つ）のＬＥＤモジュール５，５…が取付けてある。なお、照明装置１０は、一辺が６００ｍｍである６００×６００ｍｍのスクエアタイプの照明装置である。

ＬＥＤ基板３は、ガラス繊維を含有するエポキシ樹脂製の平板であり、このＬＥＤ基板３には、複数個（図において１２個）のＬＥＤ４，４…が複数列（図において６列）並列に配して実装してある。

図３は、図２に矩形にて示しているＬＥＤ４の模式的平面図を、図４は、ＬＥＤ４の模式的側面図を夫々示している。ＬＥＤ４，４…として、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…の発光色の異なる３種類のＬＥＤを用いている。図４（ａ）は、青色ＬＥＤ４ａ及び緑色ＬＥＤ４ｂの模式的側面図であり、図４（ｂ）は、電球色ＬＥＤ４ｃの模式的側面図である。

ＬＥＤ４ａ，４ｂ，４ｃは、ＬＥＤ素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、該ＬＥＤ素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃを保持する保持部４２と、該保持部４２に設けられた円錐台形状の凹部４２ａに充填され、ＬＥＤ素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃを封止する封止樹脂４３と、入力及び出力電極４４，４５とを備えてなる表面実装型ＬＥＤである。

青色ＬＥＤ４ａ及び緑色ＬＥＤ４ｂは、青色ＬＥＤ素子４１ａ及び緑色ＬＥＤ素子４１ｂを夫々備えている。なお、緑色ＬＥＤ素子４１ｂを備える緑色ＬＥＤ４ｂに代えて、青色ＬＥＤ素子と、該青色ＬＥＤ素子により励起され、発光する緑色蛍光体とを備えてなるＬＥＤを用いてもよい。

電球色ＬＥＤ４ｃは、青色ＬＥＤ素子４１ｃと、該青色ＬＥＤ素子４１ｃにより励起され、発光する赤色蛍光体４６ａ，４６ａ…及び黄色蛍光体４６ｂ，４６ｂ…とを備えてなる。これらＬＥＤ素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び蛍光体４６ａ，４６ｂは、それ自体公知であるので説明を省略する。

ＬＥＤモジュール５，５…を覆うように、略正方形状を有する拡散板６がカバー１の内面に取付けてある。拡散板６は、拡散剤が添加された乳白色の樹脂であり、例えば、ポリカーボネート樹脂製である。

以上のように構成された照明装置は、例えば、円環状の蛍光灯（例えば、サークライン（登録商標）型蛍光灯）の代替として、拡散板６の側が下になるように天井に取付けられる。なお、図示していないが、照明装置の内部には、ＬＥＤ４，４…の制御回路、駆動回路等が形成された回路基板（図示せず）が配してある。

図５は、実施の形態１に係る照明装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。回路基板に形成された制御部７には、赤外線リモコン８からの信号を受信する受信部７０が接続してある。受信部７０は、赤外線リモコン８からの信号を受信し、受信した信号を制御部７に与える。

赤外線リモコン８は、使用者が持ち運び可能な程度の大きさの略矩形の板状をなす筐体を有しており、筐体の一面には、使用者が操作するための複数のスイッチが設けてあり、筐体の一端には、スイッチの操作に応じた赤外線信号の送信を行う送信部８０が設けてある。

赤外線リモコン８の一面には、照明装置を点灯／消灯する操作を受け付ける電源スイッチ８１と、色温度が異なる複数の照明モードのうち一つを選択する操作を受け付けるモード選択スイッチ８２と、該モード選択スイッチ８２にて選択された照明モードにおいて照度を高低に変更する操作を受け付ける照度変更スイッチ８４と、使用者が好みに合わせて色温度を設定することができる照明モードが選択されたときに、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…夫々の発光強度の強弱を変更する操作を受け付ける発光強度変更スイッチ８２，８３，８４と、該発光強度変更スイッチ８２，８３，８４により設定された発光色毎の発光強度を制御部７に記憶させる操作を受け付ける確定スイッチ８５とが設けてある。なお、モード選択スイッチ８２及び照度変更スイッチ８４は、夫々発光強度変更スイッチ８２，８４を兼ねており、選択された照明モードに応じて切り替えられるようにしてある。

制御部７は、受信部７０から与えられた信号に応じて、選択された照明モードの色温度及び照度を実現すべく、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…夫々の点灯及び消灯の切替え並びに点灯時の発光強度を選択し、選択した光源毎の発光強度に応じたデューティ比のパルス信号を夫々生成する。

また、制御部７には、駆動回路部７１ａ，７１ｂ，７１ｃが接続してあり、制御部７は、生成したパルス信号を駆動回路部７１ａ，７１ｂ，７１ｃ夫々に与える。駆動回路部７１ａ，７１ｂ，７１ｃ夫々には、ＤＣ電源部９が接続してあり、ＤＣ電源部９は、駆動回路部７１ａ，７１ｂ，７１ｃに直流電流を夫々供給する。

駆動回路部７１ａ，７１ｂ，７１ｃは、スイッチング素子を夫々備えており、制御部７から与えられたパルス信号に応じてスイッチング素子を開閉する動作をなす。

駆動回路部７１ａには、電流制限部７２ａ，７２ａが並列に接続してあり、電流制限部７２ａ，７２ａ夫々には、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…が４個直列に接続されており、電流制限部７２ａ，７２ａは、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…に供給される電流が一定値以下になるように制限している。

同様に、駆動回路部７１ｂには、電流制限部７２ｂ，７２ｂが並列に接続してあり、電流制限部７２ｂ，７２ｂ夫々には、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…が４個直列に接続されており、駆動回路部７１ｃには、電流制限部７２ｃ，７２ｃ…が並列に接続してあり、電流制限部７２ｃ，７２ｃ…夫々には、電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…が４個直列に接続されている。電流制限部７２ｂ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｃ…は、同様に、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…に夫々供給される電流が一定値以下になるように制限している。

図６は、ＬＥＤの回路構成を模式的に示す回路構成図である。青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…が実装されたＬＥＤ基板３，３…として、絶縁層、配線層がサンドイッチ状に設けられ、配線層が上下二層に形成された上下二層式の基板を用いている。図５に示すように、図において上側の配線層には、電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…が接続してあり、下側の配線層には、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…及び緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…が接続してある。

以上のように、本発明に係る照明装置は、それぞれの色の光源を、独立して点灯、消灯及び調光可能なように、独立した回路構成としてある。この結果、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…には、各駆動回路部７１ａ，７１ｂ，７１ｃからスイッチング素子の開閉動作に応じた一定電流が供給され、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…は、電流の供給に応じて夫々調光制御されることとなる。青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…の発光強度は、この供給された電流の平均値により定まる。

そして、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…からの光が照射される照射面、例えば照明装置１０直下の床面において、これらの光が混ざりあい、所定の色温度及び照度にて照明がなされることになる。

このように構成された照明装置１０は、色温度が異なる複数の照明モードとして、例えば、「基本モード」、「高演色モード」、「お好みモード」、「リラックスモード」及び「足元照明モード」の複数のモードが、照明装置が設置された部屋の使用用途、場面、時間に応じて、使用者が選択可能なように構成してある。

本実施の形態に係る照明装置１０においては、電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…のみを点灯させた状態を「基本モード」として設定してあり、このときの照射面における光色は電球色となる。図７は、光色が電球色であるときの分光分布図であり、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は比エネルギー（％）を夫々示している。電球色ＬＥＤ４ｃは、青色ＬＥＤ素子４１ｃと、該青色ＬＥＤ素子４１ｃにより励起され、発光する赤色蛍光体４６ａ，４６ａ…及び黄色蛍光体４６ｂ，４６ｂ…とを備えているから、青色ＬＥＤ素子４１ｃの発光スペクトルと、赤色蛍光体４６ａ，４６ａ…及び黄色蛍光体４６ｂ，４６ｂ…の発光スペクトルとが重なりあい、図に示すように、長波長域にピーク波長があり、該ピーク波長を挟んで広い波長域に亘って分布する光が得られる。

また、照明装置１０においては、「基本モード」の電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…に加えて、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…及び緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…を点灯させた状態を「高演色モード」として設定してあり、このときの照射面における光色は昼白色となる。図８は、光色が昼白色であるときの分光分布図であり、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は比エネルギー（％）を夫々示している。青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…及び緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…の発光スペクトルにより、５５０ｎｍ以下のスペクトル領域の光が付加されることになり、常用光源に近い分光分布を得ることができる。青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…及び緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…を点灯することにより全体の光束量も増加するから、読み書きに適した照度を得ることができる。

また、照明装置１０においては、電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…を消灯させ、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…及び緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…を点灯させた状態を「リラックスモード」として設定してあり、このときの照射面における光色は空色となる。図９は、光色が空色であるときの分光分布図であり、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は比エネルギー（％）を夫々示している。青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…及び緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…の発光スペクトルにより、５５０ｎｍ以下のスペクトル領域の光が得られることになり、休息に適した青空のような発色を得ることができる。

また、照明装置１０においては、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…のみを点灯させた状態を「足元照明モード」として設定してあり、このときの照射面における光色は青色となる。図１０は、光色が青色であるときの分光分布図であり、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は比エネルギー（％）を夫々示している。青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…の発光スペクトルにより、５００ｎｍ以下のスペクトル領域の光が得られることになり、プロジェクター使用時における部屋の補助光として適した発色を得ることができ、スクリーン上の画像のコントラスト低下を押さえつつ、足元の安全を確認することが可能となる。

さらに、照明装置１０においては、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…を独立して点灯、消灯及び調光することができる「お好みモード」が設定してある。色温度の設定は、モード選択スイッチ８２を操作して「お好みモード」を選択し、発光強度変更スイッチ８２，８３，８４夫々を操作して、発光色毎の発光強度を設定したのち、確定スイッチ８５を操作することにより確定され、制御部７に記憶される。なお、「お好みモード」以外の各照明モードにおいて、照度を高低に変更することが可能なように構成してある。

制御部７は、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…からの光が照射される照射面での照度に応じて、前述した図２４において照度の高低に応じて色温度が高低となる２つの線Ｌ１，Ｌ２により挟まれる所定範囲Ｒ内に、得られる色温度が存在するように、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…夫々の発光強度、即ちパルス信号のデューティ比を決定するように構成してある。なお、予め定められた各モードについても、この条件を満足するように設定してある。

以上のように構成された本実施の形態にかかる照明装置１０においては、発光色が異なる複数の光源として、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…を用いており、これら複数の光源の発光強度を夫々調整して照射面での色温度を電球色から昼白色へ容易に変化させることができる。

また、「基本モード」の電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…に加えて、色温度の高低に応じて、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…及び緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…を発光強度が強弱となるように点灯させることにより、複数の光源を有効利用しつつ、色温度を容易に変化させることができる。また、電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…からの光は、広い波長域に亘っているから、この電球色の光に、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…及び緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…の光を加えることにより、高い演色性の光色を得ることができる。

また、パルス信号のデューティ比を変更することにより色温度を電球色から昼白色へ連続的に変化させることが可能であるから、使用環境に応じて適切に青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…夫々の発光強度の設定を行うことができ、容易に所望の色温度の光を得ることができる。

また、照射面での照度に応じて色温度を図２４に示す所定範囲Ｒ内にて変化させるように構成しているから、快適な明るさを得ることができる。

また、複数の光源としてＬＥＤ素子を備えてなるＬＥＤを用いており、ＬＥＤは小型であるから、発光色が異なる光源を比較的自由に配置することができ、用いるＬＥＤの種類、数及び配置を適切に設定することにより使用環境に応じた細かい要求に応じることが可能となる。

さらに、パルス信号のデューティ比を変更することによりＬＥＤの発光強度を変更しているから、ＬＥＤに供給される電流の大きさを一定に保つことにより、光源の発光色の色温度を一定に保つことができ、照射面での色温度の制御が容易となる。

なお、本実施の形態において、電球色光源として、電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…を用いているが、これに限定されず、白熱電球、電球色蛍光灯等、電球色の光を発する光源であればよい。

また、以上の実施の形態においては、異なる発光色のＬＥＤ夫々の発光強度を、デューティ比を変更してＬＥＤへの平均電流値を調整することにより変更して、照射面における色温度及び照度の制御を実現しているが、これに限定されず、ＬＥＤ基板に実装されたＬＥＤを間引き点灯させることにより照射面における色温度及び照度の制御を実現してもよい。この場合、駆動回路部が不要となり、電気回路部品の構成を簡素にすることができる。

さらに、本実施の形態においては、色温度が異なる複数の照明モードとして、例えば、「基本モード」、「高演色モード」、「お好みモード」、「リラックスモード」及び「足元照明モード」が設定してある例について述べたが、これに限定されない。使用環境に応じて自由に設定することが可能であるし、使用者が設定する「お好みモード」がなくてもよい。

（実施の形態２）
以上のように構成される照明装置において、ＬＥＤ基板に実装されるＬＥＤの配置を、前述したような効果を確保しつつ、使用者の要望、好みに応じて自由に変更することが可能であり、本実施の形態はその一例を示している。図１１は、ＬＥＤの配置の一例を示す図である。その他の構成は、実施の形態１において述べた構成と同じであるので図面及び説明を省略する。

ＬＥＤ基板３ａには、中央部に電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…が配置してあり、これを囲繞するように緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…が配置され、さらにその外側に青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…が配置してある。前述した「高演色モード」にて青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…を点灯させた状態において、照明装置の出射面から出射する光は、中央部が電球色に、その周辺部分が緑色及び青色になり、夫々異なる色を認識することができる一方、照射面、例えば照明装置直下の床面を照らす光は、電球色、緑色及び青色の光が混ざり合い白色になり、均一な色温度の光を得ることができ、ＬＥＤの特性を生かしたユニークな照明が可能となる。

また、本実施形態の照明装置においても、照射面で得られる色温度に合わせて、照度を調整することにより、使用者に不快感を与えない照明が可能である。

（実施の形態３）
図１２は、ＬＥＤの配置の他の例を示す図である。その他の構成は、実施の形態１において述べた構成と同じであるので図面及び説明を省略する。

ＬＥＤ基板３ｂには、中央部及び最外周部に電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…が配置してあり、この間に緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…が配置してある。前述した「高演色モード」にて青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…を点灯させた状態において、照明装置の出射面から出射する光は、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…の配置に沿って違う色になり、夫々異なる色を認識することができる一方、照射面、例えば照明装置直下の床面を照らす光は、電球色、緑色及び青色の光が混ざり合い白色になり、均一な色温度の光を得ることができる。本配置により、実施の形態２に係るＬＥＤの配置の場合と比較して、手元の影がより一層自然に見える。

（実施の形態４）
図１３は、ＬＥＤの配置の他の例を示す図である。その他の構成は、実施の形態１において述べた構成と同じであるので図面及び説明を省略する。

ＬＥＤ基板３ｃには、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…が、図に示すように分散させてランダムに配置して実装してある。本実施の形態において、ＬＥＤ基板３ｃ，３ｃ…として、実施の形態１において述べた如く、配線層が上下二層に形成された上下二層式の基板を用いており、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…夫々は、４個直列接続されている。

本実施の形態においては、異なる光源を分散させてランダムに配置しているから、前述した「高演色モード」にて青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…を点灯させた状態において、照明装置の出射面から出射する光は白色になり、自然な感じを使用者に与えることができる。なお、照射面、例えば照明装置直下の床面を照らす光は、均一な白色の色温度の均一な明るさの光となる。

青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…と、ＬＥＤ基板３ｃとを備えてなるＬＥＤモジュール５ｃを複数適宜配置することにより、種々のサイズ、形状の照明装置に適用することができる。図１４は、図１３に示したＬＥＤモジュール５ｃを、例えば、一辺が６００ｍｍである６００×６００ｍｍのスクエアタイプの照明装置内に配置した例を示している。図に示すように、照明装置の出射面の２辺に沿って各２つ配置してある。このように配置された状態において、異なるＬＥＤモジュール５ｃ，５ｃに亘るＬＥＤの配置が同様に分散されたランダム配置となるから、照明装置の出射面から出射する光は白色になり、自然な感じを使用者に与えることができる。

（実施の形態５）
図１５は、ＬＥＤの配置の他の例を示す図である。その他の構成は、実施の形態１において述べた構成と同じであるので図面及び説明を省略する。

ＬＥＤ基板３ｄには、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…がより分散させて配置してある。本実施の形態において、ＬＥＤ基板３ｃ，３ｃ…として、配線層が三層に形成された三層式の基板を用いており、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…夫々は、２個直列接続されている。

本実施の形態においては、異なる光源をより分散させて配置しているから、照明装置の出射面から出射する光はより均一な白色になり、より自然な感じを使用者に与えることができる。

図１６は、図１５に示したＬＥＤモジュール５ｄを、例えば、一辺が６００ｍｍである６００×６００ｍｍのスクエアタイプの照明装置内に配置した例を示している。図に示すように、照明装置の出射面の２辺に沿って各２つ配置してある。このように配置された状態において、異なるＬＥＤモジュール５ｄ，５ｄに亘るＬＥＤの配置が同様により分散されたランダム配置となるから、照明装置の出射面から出射する光はより均一な白色になり、より自然な感じを使用者に与えることができる。

なお、実施の形態４及び５においては、ＬＥＤモジュールを照明装置の二辺に沿って各２つの計４つ配置しているが、これに限定されず、照射面の全面に亘って計６つ配置してもよいのは言うまでもない。

（実施の形態６）
ところで、天井のレイアウトをシンプルにすべく、照明装置と、例えば、空調用のダクトとを集約してなる空調照明装置ユニット等、照明装置と他の機器又は異なる種類の照明装置とをユニット化してなる照明装置ユニットを用いたいという要望がある。種々のサイズ及び形状の照明装置ユニットに適用可能なように、ＬＥＤモジュールを標準化することが望ましい。本実施の形態においては、スクエアタイプの照明装置１０内に、ＬＥＤモジュール５，５…を２行４列の８つ配置するように構成された実施の形態１に係る照明装置に代えて、前述した要望にこたえるべく、標準化したＬＥＤモジュールを用い、照明装置ユニット内にＬＥＤモジュールを奇数列配置可能なように構成した例を示している。

図１７は、標準化したＬＥＤモジュールの概略図であり、図１８は、実施の形態６に係る照明装置ユニットの模式的外観図である。

ＬＥＤモジュール５ｅは、矩形状の平板であるＬＥＤ基板３ｅと、このＬＥＤ基板３ｅに実装された複数のＬＥＤ４ｅ，４ｅ…とを備えてなる。ＬＥＤ４ｅ，４ｅ…として、約５０００Ｋの色温度及び９０以上の平均演色評価数Ｒａである高演色ＬＥＤを用いている。

このＬＥＤモジュール５ｅは、例えば、一辺が６００ｍｍである６００×６００ｍｍのスクエアタイプの照明装置に代えて用いることができる照明装置ユニット２０に用いられる。図中１１は、樹脂製または金属製のカバーであり、カバー１１は、矩形窓を有する矩形枠部と、該矩形枠部の内側の端縁から略直交して一方向に延びる矩形状の４側壁とを備えている。このカバー１１には、一面開口の筐体である金属製のフレーム１２が外嵌してあり、カバー１１及びフレーム１２により照明装置ユニット２０の筐体を構成している。カバー１１の内面には、略正方形状を有する拡散板１６が設けてある。

この照明装置ユニット２０の内部には、図に示すように、標準化されたＬＥＤモジュール５ｅが２行３列の６つ配設してある。本実施の形態においては、ＬＥＤ４ｅ，４ｅ…を同一の発光強度にて発光させて、均一な色温度及び照度の光を得るように構成してある。

（実施の形態７）
図１９は、他の実施の形態に係る照明装置ユニットの模式的外観図である。この照明装置ユニット３０の内部には、図に示すように、標準化されたＬＥＤモジュール５ｅがフレーム１２の対向する２辺に沿って、２行２列の４つ配設してある。ＬＥＤモジュール５ｅ，５ｅ…を覆うように、矩形状を有する拡散板１６ａ，１６ａがカバー１１の内面に夫々取付けてある。

また、照明装置ユニット３０の内部の中央部には、ダクト部１８が設けてあり、ダクト部１８は、空気調節装置であるイオン発生装置を備えている。イオン発生装置として、例えばプラズマクラスター（登録商標、以下ＰＣＩという）装置が好適に用いられ、ＰＣＩ装置は、正イオンとしてのＨ⁺（Ｈ₂０）_m（ｍは任意の自然数）と、負イオンとしてのＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは自然数）とを発生させて、これらのイオンを空気中に浮遊する浮遊細菌に付着させ、Ｈ⁺（Ｈ₂０）_m及びＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_nが反応して生成するＨ₂０₂またはＯＨにより、浮遊細菌を殺菌するそれ自体公知のイオン空気清浄器である。

さらに、照明装置ユニット３０の内部には、ＬＥＤモジュール５ｅ，５ｅ…に挟まれ、フレーム１２の対向する他の２辺に沿って、ダウンライト１７，１７…が設けてある。ダウンライト１７，１７…の光源として、矩形のセラミック基板と、該セラミック基板の一面の中央部に密集して実装された複数（例えば、３６個）のＬＥＤ素子と、該複数のＬＥＤ素子を封止し、蛍光体が分散された封止樹脂と、入力及び出力端子とを備えてなる電球色ＬＥＤを用いている。その他の構成は、図１８に示す実施の形態６と同様であるため、対応する構成部材に図１８と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。

また、ダクト部１８は標準化されたＬＥＤモジュール５ｅと略同一のサイズであり、ダウンライトを備える部分は標準化されたＬＥＤモジュール５ｅと幅を同一とした略半分のサイズであるので、一辺が６００ｍｍである上述した照明装置ユニットのフレーム１２、カバー１１等の部材を共通して用いることができる。

本実施の形態においては、ＬＥＤ４ｅ，４ｅ…及びダウンライト１７，１７…の発光強度を変化させて、異なる色温度（電球色から昼白色の範囲に亘る色温度）及び照度の光を得ることができるように構成してある。異なる発光色のＬＥＤ夫々の発光強度を、デューティ比を変更してＬＥＤへの平均電流値を調整することにより変更して、照射面における色温度及び照度の制御を実現してもよいし、ＬＥＤを間引き点灯させることにより照射面における色温度及び照度の制御を実現してもよい。

（実施の形態８）
図２０は、他の実施の形態に係る照明装置ユニットの模式的外観図である。この照明装置ユニット４０の内部のＬＥＤモジュール５ｅ，５ｅ…に挟まれた領域には、ダクト部１８ａ及び複数（図において６つ）のダウンライト１７，１７…が設けてある。その他の構成は、図１９に示す実施の形態７と同様であるため、対応する構成部材に図１９と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。

本実施の形態において、実施の形態７に係る照明装置ユニットと同様に、ＬＥＤ４ｅ，４ｅ…及びダウンライト１７，１７…の発光強度を変化させて、異なる色温度（電球色から昼白色の範囲に亘る色温度）及び照度の光を得ることができるように構成してある。

（実施の形態９）
図２１は、他の実施の形態に係る照明装置ユニットの模式的外観図である。この照明装置ユニット５０の内部には、図に示すように、標準化されたＬＥＤモジュール５ｆがフレーム１２の対向する２辺に沿って、２行２列の４つ配設してある。ＬＥＤモジュール５ｆは、矩形状の平板であるＬＥＤ基板３ｆと、このＬＥＤ基板３ｆに実装された複数のＬＥＤ４ｆ，４ｆ…とを備えてなる。ＬＥＤ４ｆ，４ｆ…として、実施の形態１に係る照明装置において用いた青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…を用いている。その他の構成は、図２０に示す実施の形態８と同様であるため、対応する構成部材に図２０と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。

本実施の形態において、実施の形態１に係る照明装置と同様に、青色ＬＥＤ４ａ，４ａ…、緑色ＬＥＤ４ｂ，４ｂ…及び電球色ＬＥＤ４ｃ，４ｃ…の発光強度夫々を変化させて、異なる色温度（電球色から昼白色の範囲に亘る色温度）及び照度の光を得ることができるように構成してある。

なお、以上の実施の形態に係る照明装置ユニットにおいては、照明装置ユニット内にＬＥＤモジュールを３列配置することができるように構成された例について説明したが、これに限定されず、ＬＥＤモジュールを３以上の奇数列配置可能なように構成してあればよい。

以上の実施の形態に係る照明装置ユニットの組立て説明図を図２２に示す。まず、照明装置ユニットを取付けるフロアの天井内の支柱に、固定ボルトを、ネジ部側が下向きになり、ネジ部の端部が天井から１３０ｍｍ程度上の位置になるように取付ける。

次に、一面開口の筐体である金属製のフレーム１２を、底板１２ａの側が上側になるように、前記固定ボルトにより固定することにより天井に取付ける。このフレーム１２の内部の中央部に、図中にて長方体にて示している中央ユニット７０を取付ける。中央ユニット７０は、例えば、ＰＣＩ装置及び／又はダウンライトを備えてなる。なお、中央ユニット７０は、ＰＣＩ装置及びダウンライトに代えて、例えば、スピーカ等、他の機器を取付けるように構成してもよい。

さらに、前述した複数のＬＥＤモジュールを備えてなる発光ユニット６０，６０を、フレーム１２の側壁１２ｂ，１２ｂ…の内面に設けられた矩形をなす板状の固定部１２ｄ，１２ｄに夫々取付けることにより、フレーム１２の内部に固定する。

次に、矩形窓を有する矩形枠部１１ａと、該矩形枠部の内側の端縁から略直交して一方向に延びる矩形状の４側壁１１ｂ，１１ｂ…とを備えるカバー１１を、２側壁１１ｂ，１１ｂに取付けられたスプリング１１ｃ，１１ｃ…をフレーム１２の内部に設けられた係合部（図示せず）に引っ掛けることによりフレーム１２に保持させる。なお、カバー１１の矩形枠部１１ａの内側には、略正方形状を有する拡散板１６が設けられている。

そして、この状態にて、カバー１１の４側壁１１ｂ，１１ｂ…の外面がフレーム１２の側壁１２ｂ，１２ｂ…の内側に位置するようにカバー１１を天井の側に押し上げることにより、照明装置ユニットの取付けが完了する。

以上のように、照明装置ユニットの内部に取付ける部品を、発光ユニット６０，６０及び中央ユニット７０の如く、ユニット化しているから、使用者の要望に応じた照明装置の組立作業が容易となる。また、標準化された発光ユニット６０，６０、中央ユニット７０等のユニットを用いることにより、照明装置ユニットのフレーム１２、カバー１１等の部材を共通して用いることができる。

また、以上の実施の形態においては、説明の便宜上、一辺が６００ｍｍである６００×６００ｍｍのスクエアタイプの照明装置又は照明装置ユニットを例にして説明したが、６００×６００ｍｍのスクエアタイプに限定されないのは言うまでもない。図２３は、円環状の蛍光灯（例えば、サークライン（登録商標）型蛍光灯）の代替として用いられる照明装置の組立て説明図である。

円環状の蛍光灯の取付用として天井に予め設けてある円形の板状をなすベース板２３に、扁平な有底円筒形をなすフレーム２２を、底面２２ａの側が上側になるように取付ける。前述した複数のＬＥＤモジュールの何れかを備えてなる発光ユニット６１を、フレーム２２の側壁２２ｂの内面に設けられた板状の固定部２２ｄ，２２ｄ…に取付けることにより、フレーム２２の内部に固定する。

そして、フレーム２２の開口部に、半球殻状をなすカバー２１を開口部側を上側にして、嵌め合わせることにより、照明装置の取付けが完了する。なお、カバー２１は、拡散剤が添加された乳白色の樹脂であり、例えば、ポリカーボネート樹脂製である。

以上のように、照明装置の内部に取付ける部品を、発光ユニット６１の如く、ユニット化しているから、使用者の要望に応じた照明装置の組立作業が容易となる。また、発光ユニット６１等の標準化されたユニットを用いることにより、照明装置ユニットのフレーム２２、カバー２１等の部材を共通して用いることができる。

なお、本発明は、その他、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能であることは言うまでもない。

実施の形態１に係る照明装置の模式的斜視図である。実施の形態１に係る照明装置の外観図である。ＬＥＤの模式的平面図である。ＬＥＤの模式的側面図である。実施の形態１に係る照明装置の制御系の構成を示すブロック図である。ＬＥＤの回路構成を模式的に示す回路構成図である。光色が電球色であるときの分光分布図である。光色が昼白色であるときの分光分布図である。光色が空色であるときの分光分布図である。光色が青色であるときの分光分布図である。ＬＥＤの配置の一例を示す図である。ＬＥＤの配置の他の例を示す図である。ＬＥＤの配置の他の例を示す図である。ＬＥＤモジュールを照明装置内に配置した例を示す図である。ＬＥＤの配置の他の例を示す図である。ＬＥＤモジュールを照明装置内に配置した例を示す図である。標準化したＬＥＤモジュールの概略図である。実施の形態６に係る照明装置ユニットの模式的外観図である。他の実施の形態に係る照明装置ユニットの模式的外観図である。他の実施の形態に係る照明装置ユニットの模式的外観図である。他の実施の形態に係る照明装置ユニットの模式的外観図である。照明装置ユニットの組立て説明図である。円環状の蛍光灯の代替として用いられる照明装置の組立て説明図である。色温度及び照度が人に与える効果の説明図である。赤色発光ＬＥＤ、緑色発光ＬＥＤ及び青色発光ＬＥＤからの光を重ねあわせたときの分光分布図である。

符号の説明

４ＬＥＤ（光源）
４ａ青色ＬＥＤ（青色光源）
４ｂ緑色ＬＥＤ（緑色光源）
４ｃ電球色ＬＥＤ（電球色光源）
４１ＬＥＤ素子
４１ａ青色ＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子）
４１ｂ緑色ＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子）
４１ｃ青色ＬＥＤ素子
４６ａ赤色蛍光体
４６ｂ黄色蛍光体
７制御部（制御手段、パルス生成回路）
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ駆動回路部（スイッチング素子）

Claims

発光色が異なる複数の光源と、該複数の光源夫々の発光強度を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記複数の光源の発光強度を夫々制御することにより該複数の光源からの光が照射される照射面での照度および／または色温度を変化させるように構成してある照明装置において、
前記複数の光源は、青色光源、緑色光源及び該緑色光源の発する光よりも長い波長域にピーク波長がある光を発する電球色光源であり、
前記青色光源、緑色光源及び電球色光源は、それぞれが複数のＬＥＤ素子により構成され、
照明装置本体に取り付けられ、前記複数の光源が実装される基板を備え、
前記基板は、
該基板の中央から外周に向けて、電球色光源、青色光源及び緑色光源、電球色光源を順に配置してあることを特徴とする照明装置。
照明の色温度が異なる複数の照明モードが予め設定されており、
前記複数の照明モードから第１の照明モードが選択された場合、前記制御手段は、前記電球色光源を消灯し、前記青色光源及び緑色光源を点灯することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記第１の照明モードを選択して得られる光は５５０ｎｍ以下のスペクトル領域の光であって、使用者の休息に適した光であることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記複数の照明モードから第２の照明モードが選択された場合、前記制御手段は、前記複数の光源から前記電球色光源のみを点灯し、
前記複数の照明モードから第３の照明モードが選択された場合、前記制御手段は、前記複数の光源の全てを点灯させることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
前記基板は、前記照射面において前記複数の光源からの光が混ざり合い、色温度が均一となるように前記複数の光源を配置してあることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の照明装置。
請求項２から５のいずれか一つに記載の照明装置と、
前記複数の照明モードのうち１つを選択する操作を受け付けるモード選択スイッチと、該モード選択スイッチにて選択された照明モードにおいて照度を高低に変更する操作を受け付ける照度変更スイッチとを備え、操作に応じた信号を前記照明装置に送信するリモコンと
を備えることを特徴とする照明システム。