JP5212947B2 - アンビエント照明システム - Google Patents

Description

本発明は、室内照明の省エネルギ化を図るアンビエント照明システムに関する。

この種のアンビエント照明システムにおいて、オフィスなどの室内空間全体を明るくするため、天井からの全般照明は、室内全体の視認性や通行安全性を確保できる程度に一般の照明に比べて低く抑え、机上の視作業に必要な照度は電気スタンドなどの近距離からのタスク照明で補う。これにより、従来の照明手法よりエネルギ効率を高め、省電力化を図ることができ、また、オフィスレイアウト変更などにもフレキシブルに対応できる。

従来の照明器具の一例を図９に示す。照明器具１０１は天井面１００に設けられ、床面１０３に向けての配光Ｐｓによる全般照明を行う。全般照明の照度を低くするには、個々の器具出力を下げるか、それらを低出力の器具に取り替えればよい。しかし、いずれの場合も、全般照明の器具台数は変わらずタスク照明用器具の分だけ器具台数が増えるので、初期コストが増大する。

従来のアンビエント照明器具の一例を図１０に示す。このアンビエント照明器具１０１はアンビエント照明用に広がりを持った配光Ｐｖであるので、器具ピッチを広げても床面１０３または机上面における照度均一性を低下させないようにすることができ、照明器具台数を削減することができる。

上記アンビエント照明器具は、電気スタンドなどのタスク照明を組み合わせることによって、机上作業や、上記全般照明に必要な照度要件は満たすことができるが、照明器具１０１の取り付け間隔が広くなるため、照明器具１０１間における天井面１００の輝度が低くなるので、天井面１００の輝度分布の均一性が低下する。また、空間全体の明るさ感は従来照明に比べて低下する。

また、従来のアンビエント照明器具の他の例を図１１に示す。このアンビエント照明器具１０１は、天井面１００から吊り下げ部材１０２により吊り下げて、明るさ感の低下を抑制するものである（例えば特許文献１参照）。この照明器具１０１は、床面（図示なし）方向への広がりを持つ配光Ｐｘと、天井面１００方向への広がりを持つ配光Ｐｙとを有し、天井方向に光を照射することによって天井面１００の輝度均一性を向上させている。

しかしながら、上記のようなアンビエント照明器具は、天井面１００の輝度均一性を上げることができるが、吊り下げ構造のため、高さが低くなり、器具による頭上の圧迫感がある。一方、吊り下げ距離を小さくしようとすると、配光Ｐｙに広がりを大きくしなければならず実現が難しい。

特開平９−２０４８１１号公報

本発明は、上記の問題を解決するものであり、簡単な構成で天井面の輝度均一性を高め、空間の明るさ感の改善と省エネルギ性とを両立させることができるアンビエント照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、天井面に取り付けられるアンビエント照明器具を有するアンビエント照明システムであって、前記アンビエント照明器具とは別置の補助反射板を備え、前記補助反射板は、天井面よりも反射率が高く、アンビエント照明器具からの光を天井面と対向する方向に反射するように天井面に取り付けられているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のアンビエント照明システムにおいて、前記アンビエント照明器具は、線状光源と、この線状光源からの光を配光する、該線状光源と平行な方向に伸びる樋形状の光学系を備え、前記補助反射板は、前記線状光源と平行な方向に伸びる形状を有し、前記線状光源と平行に配置されるものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載のアンビエント照明システムにおいて、前記アンビエント照明器具は、直線状に配設された複数個の点状光源からなるアレイ構造と、これら点状光源からの光を配光する、前記アレイを構成する直線に対する法線方向に集光する光学系とを備え、前記補助反射板は、前記アレイを構成する直線に平行な方向に伸びる形状を有するものである。

請求項１の発明によれば、アンビエント照明器具からの光が補助反射板により床面方向に高効率で反射されるので、補助反射板を追加するだけで照明器具間における天井面から床面方向への照射光を増加して器具間が暗くならないようにできる。これにより、照明器具出力を落とした状態でも器具間とその周囲との明るさの差が低減され、簡単な構成で天井面の輝度均一性を高め、空間の明るさ感の改善と省エネルギ性とを両立させることができる。

請求項２の発明によれば、樋形状の光学系と、それと平行に伸びる補助反射板により、線状光源からの光が効率良く集光されて補助反射板で反射されるので、照明器具間の天井面の輝度均一性をより高めることができる。

請求項３の発明によれば、点状光源を用いたことにより線状光源に比較して、小型、軽量化することができるとともに、各点状光源からの光がほぼすべて同じ方向に集光されるので、配光指向性が高まり効率良く補助反射板に向けて放射することができる。

本発明の第１の実施形態に係るアンビエント照明システムの構成図。 同システムにおけるアンビエント照明器具の一部破断斜視図。 同システムによる配光を示す図。 同システムの変形例に係る照明器具の断面図。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係るアンビエント照明システムの斜視図、（ｂ）は同システムにおける照明器具の断面図。 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係るアンビエント照明システムの斜視図、（ｂ）は同システムにおける照明器具の斜視図、（ｃ）は同照明器具の断面図。 同システムの変形例に係る照明器具の断面図。 同システムの他の変形例に係る照明器具の断面図。 従来の照明器具による配光を示す図。 従来のアンビエント照明器具による配光を示す図。 従来の他のアンビエント照明器具による配光を示す図。

以下、本発明の第１の実施形態に係るアンビエント照明システムについて図１乃至図３を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態のアンビエント照明システム（以下、本照明システムという）は、天井面１００に直付けされる複数のアンビエント照明器具（以下、主照明器具という）１と、この主照明器具１とは別置の補助反射板２を有し、補助反射板２は、主照明器具１からの光を天井面１００と対向する床面１０３の方向に反射するように、天井面１００であって複数の主照明器具１の略中間位置に直付けされている。本実施形態は、主照明器具１の照度を落とし全体照明を低くして省エネルギ化した状態でも天上面１００における輝度の均一性を図り、空間の明るさ感を良くするものである。

主照明器具１は、隣接する補助反射板２に向けてそれぞれ照射するための、直管蛍光灯などを有する直線状の光源（線状光源）３と、光源３からの光を配光する、光源３と平行な方向に伸びる樋形状の配光板（光学系）４とを備える。また、主照明器具１は、隣接する補助反射板２の方向へそれぞれ光照射するために、光源３と配光板４との対を２組備えている。配光板４は、その樋形状に基づく配光指向性により光源３からの光を照射する配光パターンＰを有し、配光パターンＰは、主照明器具１からの光を天井面１００に略平行に照射する配光パターンＰａと、床面１０３方向に直接照射する配光パターンＰｂとを有する。配光パターンＰａによる光線Ｌ１は天井面１００及び補助反射板２で反射されて床面１０３方向に照射される。

補助反射板２は、主照明器具１と同様に光源３と平行な方向に伸び、その長手方向の断面は床面１０３に対して凸形状を成し、主照明器具１と平行に配置される。この凸形状により主照明器具１から照射された光を床面１０３方向に反射する。ここでは、補助反射板２は、凸形状として、その断面が略二等辺三角形を成す空洞の三角柱形状を成し、この三角柱形状の一側面が天井面１００に固定され、他の２側面が天井面１００に対してＶ字型の反射面２１を成す。この反射面２１は、反射率が天井面１００より高くされており、光源３からの光を床面方向に効率良く反射する。

図２に示すように、主照明器具１における２つの同形の配光板４は、それぞれ長手方向の断面が放物線を成す反射板４１と、その両端を塞ぐ側板４２とを有し、２つの反射板４１が互いに平行に背中合わせにした状態で配置される。これら反射板４１の放物線面の各焦点位置には、それぞれ光源３が側板４２に保持されて配置される。

また、反射板４１の放物線形状の下方側には、光源３からの光の一部を床面１０３方向に照射するためのスリット状の開口４３が光源３と略平行に設けられている。また、各反射板４１の両側板４２には、主照明器具１を天井面１００に取り付けるための取付部６が備えられ、この取付部６により主照明器具１が天井面１００に取り付けられる。なお、開口４３は、複数のパンチング孔やスロット状の孔でもよい。

このように構成された本照明システムにおいては、図３に示すように、配光パターンＰａは、反射板４１の放物面により決まり、反射板４１の光軸Ｐ１を中心に分布するように形成される。この配光パターンＰａに基づき、反射板４１で反射された光源３からの光は、反射板４１の光軸Ｐ１に略平行になる光線Ｌ１を有する照射光となる。ここでは、光軸Ｐ１は、照射光が補助反射板２及び天井面１００に当たるように、天井面１００の方向へわずかに傾けて配置され、紙面左右の各補助反射板２に向かう光線Ｌ１が補助反射板２で反射されるようにしている。

また、配光パターンＰｂは、反射板４１の開口４３のスリット形状で決まり、この配光パターンＰｂにより、開口４３から漏れた光源３からの光が床面１０３側に向って照射される。

ここで、補助反射板２による主照明器具１からの照射光の反射による配光について説明する。主照明器具１の光源３からの光は、例えば、光軸Ｐ１に平行な光線Ｌ１が天井面１００で反射される場合は、光線Ｌ１が天井面１００の法線Ｈ１と成す角度θ１は９０°に近くなるので、その反射光の光線Ｌ２も天井面１００に沿うように進み、床面１０３側への反射は少ないので、明るさの寄与も小さい。

一方、光線Ｌ１が補助反射板２の反射面２１で反射される場合は、反射面２１の法線Ｈ２と法線Ｈ１との成す角度は三角柱断面の二等辺三角形の底角θ３と同じとなるので、光線Ｌ１の反射面２１の法線Ｈ２からの角度θ２は（θ１−θ３）となる。このとき、光線Ｌ１が補助反射板２の反射面２１で反射された光線Ｌ３の法線Ｈ１と成す角度が｜θ１−２θ３｜となり、光線Ｌ１が天井面１００で反射された光線Ｌ２の法線Ｈ１からの角度θ１に比べ、小さくなる。

したがって、光線Ｌ１の補助反射板２による反射光の光線Ｌ３は、より法線Ｈ１方向に近づき、床面１０３方向を多く照射することになる。これにより、補助反射板２から床面１０３方向に対して高い照度を得ることができる。また、補助反射板２の反射率は天井面１００よりも高いので、より高輝度にすることができる。

本照明システムによれば、主照明器具１からの光が補助反射板２により床面方向に効率良く反射され、補助反射板２を追加するだけで隣接する主照明器具間における天井面１００からの照射光を増やすことができ器具間が暗くならないようにできる。これにより、主照明器具１の出力を落とした状態でも、主照明器具間とその周囲との明るさの差が低減されるので、天井面１００の輝度均一性を高めることができ、簡単な構成で空間の明るさ感の改善と省エネルギ性とを両立させることができる。

次に、上記アンビエント照明システムの変形例に係る主照明器具について図４を参照して説明する。本変形例の主照明器具１は、２つの樋形状の反射板４１が一体化された配光板４を有し、光源３を１つとしたものであり、１つの光源３からの光は一体化された各反射板４１でそれぞれ互いに反対方向に反射され隣接する補助反射板２を照射する。

上記配光板４は、２つの樋形状の反射板４１を長手方向に平行に互いに背中合わせにし、それらの底面部分を開口にして左右対称形に接合したものである。この底面部分の開口の略中心は、２つの反射板４１における共通の焦点位置となり、光源３はこの開口の焦点位置上に反射板４１の長手方向に沿って配置されている。

これにより、前記と同様に複数の主照明器具１間の中間部における照度を高くすることができ、天井面１００の輝度均一性を高めることができると共に、２つの反射板４１が一体化されたことにより、小型化でき、かつ、光源３を共用して１つで済むので低コスト化できる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るアンビエント照明システムについて図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。本実施形態の主照明器具１は、複数個のＬＥＤからなる光源（点状光源）３ａが直線状に配設されたアレイ構造と、これら光源３ａからの光を、アレイを構成する直線に対する法線Ｈ３方向に配光する配光板４（光学系）とを有し、補助反射板２は、アレイを構成する直線に平行な方向に伸びる形状を有する。その他の構成は前記実施形態と同等である。主照明器具１は２組の光源３ａと配光板４とから成るが、図示では一方のみを示す。

配光板４は、樋形状を成しその長手方向の断面が放物線形状を成す反射板４１を有し、反射板４１は、その放物線形状の焦点位置でその光軸Ｐ２に直交する平面を底面としている。この底面にはその長手方向に沿う中心線（直線）Ｌａ上に沿って、複数の光源３ａが直線的にアレイ状に配置されている。光源３ａからの光は、反射板４１により中心線Ｌａに対する法線Ｈ３方向（光軸Ｐ２と同方向）に集光される。また、反射板４１の下方側には、光源３ａからの光の一部を床面側に放射する開口４３が設けられている。

本実施形態によれば、主照明器具１は、前記と同様に、光源３ａからの光を隣接する補助反射板２に照射することにより、天井面１００の輝度均一化を高めることができる。また、複数個の光源３ａをアレイ状に配置したことにより、光源を小さくでき、配光板４も小さくできるので、小型、軽量化することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るアンビエント照明システムについて図６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。本実施形態における主照明器具１は、複数個のアレイ状に配置された光源３ａと、各光源３ａからの光をそれぞれ配光する配光板４とを有する光源ユニット１０を複数備えたものであり、他の構成は前記実施形態と同等である。

各光源ユニット１０において、各光源３ａは矩形のプリント基板等の基板７上に、基板７の長手方向の中心軸Ｌａに沿って直線状に配置される。配光板４は、各光源３ａからの光をそれぞれ反射する反射板４１を備える。反射板４１は、凹型の軸対称回転体形状を成し、その断面は放物線形状を成し各光源３ａを収納するようにして基板７に装着されている。反射板４１は、その焦点位置が基板７上の中心線Ｌａ上に位置するように配設され、この焦点位置に光源３ａが配置される。これにより、反射板４１で反射された光源３ａからの光は、基板７の中心線Ｌａ上の法線Ｈ３、即ち、反射板４１の光軸Ｐ２と平行に照射される。

本実施形態によれば、光源３ａをＬＥＤ等による固体光源で構成して小型化すると共に、各光源ユニット１０からの光にそれぞれの反射板４１により配光指向性を持たせることができるので、配光指向性が絞り易くなり、隣接する補助反射板２に対して効率良く光を照射することができる。

図７は、上記アンビエント照明システムの変形例に係る主照明器具を示す。本変形例の主照明器具１は、上記とは別の光源ユニット１０ａを有する。光源ユニット１０ａは、上記配光指向性を持たせるための配光板４として、反射板ではなく、レンズ用基板に凹凸加工されたフレネルレンズ４７を用いている。フレネルレンズ４７は矩形の中空筐体８で支持され、中空筐体８は光源３ａを収納して基板７上に取り付けられている。光源３ａは基板７上のフレネルレンズ４７の焦点位置に配置され、光源３ａからの光はフレネルレンズ４７の配光指向性により照射される。本変形例では、フレネルレンズ４７を用いることにより、光学系がより薄くなり、小型化できる。

図８は、上記アンビエント照明システムの他の変形例に係る主照明器具を示す。本変形例の主照明器具１は、上記とは別の光源ユニット１０ｂを有する。光源ユニット１０ｂにおいて、上記配光指向性を持たせるための配光板４は、凸レンズと全反射プリズムとを有する複合レンズ４８を用いて形成される。基板７上に装着された光源３ａは、基板７に固定される複合レンズ４８に形成されたレンズ空間４９内に収納され、複合レンズ４８の焦点の位置に取り付けられている。

ここでは、光源３ａからの光のうち、光源３ａの光軸Ｐ２に沿う光はレンズ空間４９の天面に形成された凸レンズを通って基板７の法線Ｈ３（光軸Ｐ２）方向に集光され、光源３ａの光軸Ｐ２に対して傾斜角を持って進む光は複合レンズ４８側面で反射されて法線Ｈ３方向に集光される。これにより、光源３ａからの光の配光指向性および集光性をより高めることができる。

なお、本発明は上記各種実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態においては、光源を線状光源又は直線状アレイ光源としたが、室内の天井面の形に応じて、光源及び補助反射板の形状を曲線状や多角形状に構成してもよい。

１ 主照明器具（アンビエント照明器具）
２ 補助反射板
３ 光源（線状光源）
３ａ 光源（点状光源）
４ 配光板（光学系）
Ｈ３ 法線
１００ 天井面

Claims (3)

1. 天井面に取り付けられるアンビエント照明器具を有するアンビエント照明システムであって、
   前記アンビエント照明器具とは別置の補助反射板を備え、
   前記補助反射板は、天井面よりも反射率が高く、アンビエント照明器具からの光を天井面と対向する方向に反射するように天井面に取り付けられていることを特徴とするアンビエント照明システム。
2. 前記アンビエント照明器具は、線状光源と、この線状光源からの光を配光する、該線状光源と平行な方向に伸びる樋形状の光学系を備え、
   前記補助反射板は、前記線状光源と平行な方向に伸びる形状を有し、前記線状光源と平行に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアンビエント照明システム。
3. 前記アンビエント照明器具は、直線状に配設された複数個の点状光源からなるアレイ構造と、これら点状光源からの光を配光する、前記アレイを構成する直線に対する法線方向に集光する光学系とを備え、
   前記補助反射板は、前記アレイを構成する直線に平行な方向に伸びる形状を有することを特徴とする請求項１に記載のアンビエント照明システム。

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