JP5246410B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、輝度および発光面積が異なる光源部を備えた照明器具に関する。

ＬＥＤ光源は、蛍光ランプなど既存の照明用光源と比較して長寿命であるため、表示用だけでなく、一般照明用途にも普及しつつある。

例えばＬＥＤ光源を用いて直接照明と間接照明とを切換可能にした照明器具が提案されている（特許文献１参照。）。この照明器具では、直接照明と間接照明との用途をそれぞれ異ならせているので、２種類の照明、例えば前照灯とフォグランプとを選択することができる旨記載されている。

特開２００８−０９１２３８号公報

ＬＥＤ光源は、高輝度で、配光特性が狭角形なので、その複数を分散して用いることにより天井照明器具の目的配光を得るための光源として好適である。しかしながら、発光ダイオードは、高輝度で発光部が点状であるから、天井照明器具としては複数のＬＥＤ光源の発光部が粒粒に分散して見えて、明るさ感を与えにくいという課題がある。

本発明は、輝度および発光面積が異なる光源部を備えて、目的配光が得られ、グレアを抑制するとともに明るさ感が得られる照明器具を提供することを目的とする。

本発明は、相対的に輝度が高く、かつ相対的に発光面積が小さい第１の光源部と、相対的に輝度が低く、かつ相対的に発光面積が大きい第２の光源部と、を具備している照明器具である。第１の光源部は、ＬＥＤ光源および反射板を備えている。

本発明は、以下の態様を許容する。

照明器具は、天井直付け器具、天井埋込み器具および光天井などの形態をなしていることを許容する。また、その用途は、主としてオフィス、住宅および病院などに好適である。

第１の光源部は、例えば複数のＬＥＤ光源を備え、それらが分散した状態で配置されている。ＬＥＤ光源は、それが単一の状態において、１個または複数個の発光ダイオードからなるが、単一の光源として機能する。このため、例えばＬＥＤ光源の配光を制御する目的で制光手段を組み合わせる場合には、単一のＬＥＤ光源に対して単一の制光手段を用いるのがよい。

また、第１の光源部は、第２の光源部に比べて相対的に高輝度であり、発光面積が相対的に小さい。そして、第１の光源部は、例えば白色発光を行い被照射面の照度を確保するように構成される。

さらに、第１の光源部は、制光手段によって所望の配光特性を得るように構成している。制光手段としては、反射板を用いる。

第２の光源部は、第１の光源部に比較して低輝度で、かつ発光面積が大きいので、主として照明器具の周囲に明るさ感を演出するという目的配光を得るのに寄与する。第１の光源部の平均輝度は、例えば、第２の光源部の平均輝度の１０倍以上である。第２の光源部の平均輝度は、５０００ｃｄ／ｍ^２以下である。光源の種類は特段限定されないが、上述の理由から、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオードおよび導光板の組み合わせなどからなる薄型照明装置、薄型照明装置と液晶表示板からなる液晶表示装置あるいは拡散板とその背後に分散配置した多数の発光ダイオードなどの面状発光体を用いるのが好ましい。

さらに、本発明は、照明器具の態様が以下の構成であることを許容する。これらの態様は、請求項２以降に記載されていて、単独および適宜組み合わせのいずれであっても実施することができる。

請求項２記載の照明器具は、請求項１記載の照明器具において、反射板は、ＬＥＤ光源が近傍に配置される開口孔を一端に有し、この開口孔から核解する回転２次曲面を主体として構成され、他端に開口端を有するとともに、ＬＥＤ光源から出射された光が制光手段で反射して開口端から照射される。

請求項３記載の照明器具は、請求項１または２記載の照明器具において、前記第１の光源部における反射板の開口端と第２の光源部の下部がほぼ同一面になっている。

請求項４記載の照明器具は、請求項１または２記載の照明器具において、第２の光源部は、第１の光源部の下方を包囲して第１の光源部から出射された光の一部を遮光するように構成されている。

請求項５記載の照明器具は、請求項１ないし４のいずれか一記載の照明器具において、前記第２の光源部は、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる。

第２の光源部は、第１の光源部と共通の平面状基板に配設することができる。なお、第１および第２の光源部をそれぞれ別異の基板に配設することもできる。

請求項６記載の照明器具は、請求項１ないし５のいずれか一記載の照明器具において、第１及び第２の光源部は、それぞれ独立して調光可能である。

請求項７記載の照明器具は、請求項１ないし６のいずれか一記載の照明器具において、第１の光源部は、その平均演色評価数が相対的に高く、第２の光源部は、その平均演色評価数が相対的に低い。

請求項８記載の照明器具は、請求項１ないし７のいずれか一記載の照明器具において、前記第２の光源部は、光色可変に構成される。光色可変とは、例えば、赤、緑および青の３原色の混光比率を可変とする構成であってもよいし、色温度が異なる発光色に可変するものであってもよい。また、第１の光源部は例えば白色光が望ましいがこれに限定されない。

第２の光源部の光源としては、発光ダイオードを採用し、かつ複数種の光色を混合して分散配置すれば、光色を切り換えても見え方を良好に維持することが容易になる。

さらに、以上の態様に加えて、請求項に記載されていない以下の態様であることを許容する。

第２の光源部は、面状発光体を有し、この面状発光体が前記第１の光源部を囲むように配設されている。この態様によれば、器具効率の低下を招くことなく第１の光源部１の眩しさを抑制するとともに、器具の明るさ感を向上させることができる。

第１の光源部および第２の光源部は共通の平面状基板に配設されている。この態様によれば、第１および第２の光源部を共通の基板上に配設するので組立構造が簡単になり、コストダウンを図ることができる。

前記第１の光源部は、前方で集光する反射板を備え、前記第２の光源部は、第１の光源部から出射された光を透過する導光部を形成したほぼ平板の面状発光体を有するとともに、第１の光源部は、第２の光源部の背面側に位置していて、前記反射板によって第１の光源部から出射された光を前記第２の光源部の導光部近傍で集光させて第２の光源部の前面側に照射するように構成されている。この態様によれば、第１の光源部の眩しさ感が軽減されるとともに第１の光源部から出射された光を効率よく外方へ照射することができる。

上記導光部は、物理的に開口した状態であってもよいが、光学的に第１の光源部の発光を導出可能であれば物理的に閉鎖状態であってもよい。反射板としては、例えば回転楕円球面状の反射板を用いることができる。

本発明によれば、第２の光源部によって、第１の光源部の眩しさ感を軽減することができる。また、相対的に発光面積が小さい第１の光源部により目的配光が得られるとともに発光面積が相対的に大きい第２の光源部により器具の明るさ感が得られる照明器具を提供することができる。

請求項２の発明によれば、ＬＥＤ光源が近傍に配置される開口孔から拡開する回転２次曲面を主体として反射板が構成されるので、第１の光源部１の発光面積を拡大するとともに、ＬＥＤ光源１ａとその近傍の輝度差を下げるという効果もある。

請求項３の発明によれば、第１の光源部における反射板の開口端と第２の光源部の下部がほぼ同一面になっているので、第２の光源部は、下方から照明器具を視認したときに第１の光源部とその周囲との輝度差を軽減し、第１の光源部の眩しさ感を軽減するとともに被照明空間の明るさ感を演出する。

請求項４の発明によれば、第２の光源部が第１の光源部から出射された光を一部遮光するので、所定の角度以上からは第１の光源部を視認できないようになる。

請求項５の発明によれば、相対的に輝度が低く、かつ相対的に面積が大きい第２の光源部を有機エレクトロルミネッセンス素子により得ることができる。

請求項６の発明によれば、第１の光源部及び第２の光源部についてそれぞれ独立して調光可能にするので、容易にグレアを抑制しながら必要照度を確保するように設定することができる。

請求項７の発明によれば、平均演色評価数が相対的に高い第１の光源部で被照射面の照度を確保し、平均演色評価数が相対的に低い第２の光源で器具の明るさ感および第１の光源部のグレアを抑制することができるので、色の見え方が良好であるとともにグレアを抑制し器具の明るさ感が向上した視環境を実現することができる。また、第２の光源部は平均演色評価数が相対的に低いので同等の視環境を低消費電力で実現することができる。

請求項８の発明によれば、必要な照度を第１の光源部で確保するとともに第２の光源部の光色を可変にすることにより、器具の印象を第２の光源部で調整することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明の照明器具を実施するための第１の形態を示す線図的な正面断面図である。

本形態において、照明器具は、器具本体（図示しない）と、この器具本体に配設される第１の光源部１および第２の光源部２を具備していて、例えば天井照明器具として適用することができる。

第１の光源部１は、複数のＬＥＤ光源１ａおよび反射板１ｂを組み合わせて備えていて、後述する第２の光源部２に比較して発光面積が小さく構成されている。また、第１の光源部１は、照明器具の中央部に分散配置されている。ＬＥＤ光源１ａは、複数の例えば高演色形の白色発光の発光ダイオード素子を含んで構成されている。反射板１ｂは、内面が鏡面で構成された反射板であり、図の上側に開口孔１ｃを有し、この開口孔１ｃから下方に向かって拡開する回転２次曲面、例えば回転放物面を主体として構成され、下側に照射開口部としての開口端１ｄを有している。ＬＥＤ光源１ａは、反射板１ｂの開口孔１ｃ近傍に配置されており、ＬＥＤ光源１ａから出射された光は、反射板１ｂで反射して開口端１ｄから所望の配光で照射される。

また、反射板１ｂは、第１の光源部１の配光制御手段という目的の他にＬＥＤ光源１ａから出射された光を反射することで第１の光源部１の発光面積を拡大するとともに、ＬＥＤ光源１ａとその近傍の輝度差を下げるという効果もある。

第２の光源部２は、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる発光光源を面状発光体２ａとして備え、輝度および平均色評価数は第１の光源部１に比較して相対的に低く、発光面積が相対的に大きい。そして、第２の光源部２は、第１の光源部１の周囲に配置されている。なお、面状発光体２ａを構成している有機エレクトロルミネッセンス素子は、白色発光形でもよいし、３色発光形で、外部回路により発光色を所望に応じて切り換えできるように構成することもできる。

さらに、第１の光源部１および第２の光源部２はそれぞれ独立して調光制御が可能に構成されている。

そうして、第１および第２の光源部１、２は、下部が同一面に揃っている。すなわち、第１の光源部１は、反射板１ｂの開口端１ｄが第２の光源部２の下面と略同一面を構成している。第１の光源部１からは、室内の床面に向かうように配光制御された光が照射されて天井照明器具としての目的配光が得られる。また、第２の光源部２は、下方から天井照明器具を視認したときに第１の光源部１とその周囲との輝度差を軽減し、第１の光源部１の眩しさ感を軽減するとともに被照明空間の明るさ感を演出する。

すなわち、ＬＥＤ光源を用いた照明器具は、照明器具を視認したとき、ＬＥＤ光源とその周囲との輝度差が大きいため眩しさを感じやすくなるとともに、照明器具の面積に比べて光源の発光面積が小さいために器具が暗い印象になるという問題がある。

つまり、照明器具の光源としてＬＥＤ光源のように輝度が高い点光源を用いる場合、発光光源とその周囲との輝度差を低下させることによって光源自体の眩しさ感を抑制することができ、照明器具全体を明るくすることによって器具の明るさ感、つまり被照明空間の明るさ感を向上させることができる。

ここで、照明器具全体を明るくする方法としてＬＥＤ光源の周囲に反射部材を設けて、ＬＥＤ光源から出射された光を反射させる方法、拡散板等を用いる方法も考えられる。しかしながら、反射部材で出射光を反射させたとしても反射部材とＬＥＤ光源との輝度差を所望の状態に設定することは困難であり、一方拡散板で拡散させる場合には器具効率が低下する。

そこで、本願発明の第１の形態に係る照明器具は、相対的に輝度が低く発光面積が大きい第２の光源部２を相対的に輝度が高く発光面積が小さい第１の光源部１の周囲に配設することによって、器具効率の低下を招くことなく第１の光源部１の眩しさを抑制するとともに、器具の明るさ感を向上させることができる。

また、第２の光源部２は第１の光源部１とその周囲との輝度差を下げるとともに発光面積の拡大を目的として配設しているため、第１の光源部１に比べて出力を下げることができる。

すなわち、被照射面の配光及び必要照度の確保は主に第１の光源部１で行い、第２の光源部２は第１の光源部１の眩しさ感の抑制および器具の発光面積の拡大を主な目的としているため、被照射面への光の照射を抑制することができる。ここで、器具の発光面積を拡大させるとは、例えば使用者が器具を視認したときに器具が配設される天井面よりも明るい面積が拡大していることをいい、発光面積とは第２の光源部２自体のみならず、第２の光源部２によって照明される領域も含む。

以下、図２ないし図５を参照して本発明の照明器具を実施するためのその他の形態および参考例について説明する。なお、各図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略し、特に言及しない場合は第１の形態と同様の構成を適用することができるものとする。

図２は、本発明の照明器具を実施するための第２の形態を示す線図的な正面断面図である。

本形態は、第１の形態との対比において、第２の光源部２２は、有機エレクトロルミネッセンス素子で構成される発光光源２２ａと、発光光源２２ａに離間対向する位置に配設された光拡散板２２ｂと、で構成された面状発光体２２ｃを有している。ここで、第２の光源部２２の発光光源２２ａとしてＬＥＤ光源を用いてもよい。

そして、第１の光源部１のＬＥＤ光源１ａと第２の光源部２２の発光光源２２ａとが共通の平面状基板３に実装されている。このように、第２の光源部２２の発光光源２２ａが天井側へ後退し、反射板１ｂの開口端とほぼ同一面になるように構成されている。

なお、第１の光源部１に対して、第２の光源部２２は相対的に輝度が低く、発光面積が広くなるように構成されている。

したがって、本形態は、図１に示す第１の形態における面状発光体２ａの部分が発光光源２２ａおよび光拡散板２２ｂで構成される面状発光体２２ｃに置き換わっているものの、光拡散板２２ｂの作用により点灯中および消灯中の外観ならびに照明作用が第１の形態と類似している。

発光光源２２ａから出射された光は、対向配置された光拡散板２２ｂによって拡散し、第２の光源部２２全体が発光する。ここで、第２の光源部２２は第１の光源部１の輝度差を下げるとともに発光面積の拡大を目的として配設しているため、第１の光源部１に比べて出力を下げることができる。

そして、共通の基板上に第１の光源部１のＬＥＤ光源１ａと第２の光源部２２の発光光源２２ａとを配設しているため、平面状基板と光源とで構成されるモジュールを一体化することができる。また、第１の光源部１の反射板１ｂと第２の光源部２２の光拡散板２２ｂとは一体的に形成されて共通の平面状基板３上に配設されている。

このように、第１の光源部１および第２の光源部２は共通の平面状基板３に配設される。

従って、平板状基板３と第１の光源部１のＬＥＤ光源１ａおよび第２の光源部２２の発光光源２２ａを共通の平面状基板３上に配設する構成とすることで製造コストを下げることができ、制光手段１ｂと光拡散板２２ｂとを一体的に形成することによって、部品点数を削減し、組み立て工程を減らすことができる。

図３は、本発明の照明器具を実施するための第３の形態を示す線図的な正面断面図である。

本形態において、第２の光源部３２は、ドーム状に成形された有機エレクトロルミネッセンス素子を面状発光体３２ａとして備え、第１の光源部１の下方を包囲して第１の光源部１から出射された光の一部を遮光する機能を兼ねている。なお、第１の光源部１は、第２の形態と同様に複数のＬＥＤ光源１ａが共通の基板３に実装されている。図中、符号４は下面が開放された箱状の器具本体であり、第１および第２の光源部１、２などの機能部品を収容し、図示しない天井面に埋め込まれる。

第１の光源部１は、各ＬＥＤ光源１aに対して反射板１ｂが設けられており、各ＬＥＤ光源１ａから出射された光は制光手段１ｂによって配光制御される。また、各制光手段１ｂはＬＥＤ光源１ａから制光手段１ｂの下端を通る線とＬＥＤ光源１ａを通る上下方向の直線とがなす角によってＬＥＤ光源１ａの第１の遮光角を規定している。

そして、第２の光源部３２はＬＥＤ光源１ａから出射されて制光手段１ｂで反射した光を一部遮光することにより、所定の角度以上からは制光手段１ｂの下端開口を視認できないように構成されており、第２の遮光角を規定している。

なお、第２の光源部３２は第１および第２の形態と同様に第１の光源部１に比べて相対的に輝度が低く、発光面積が大きくなるように構成されている。

したがって、本形態によれば、第２の光源部３２の照明効果によって器具の明るさ感が演出された照明器具を提供することができる。

面状発光体３２ａを第２の形態と同様に発光光源および光拡散板で構成してもよく、この場合には基板３に第１の光源部１のＬＥＤ光源１ａと第２の光源部３２の発光光源とを配設してもよい。

図４は、本発明の照明器具を実施するための第４の形態を示す線図的な正面断面図である。

本形態の第１の光源部１は、ＬＥＤ光源１ａ、反射板１ｂから構成される。第２の光源部４２は、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子で構成される面状発光体４２ａを有し、この面状発光体４２ａには、光が透過可能な導光部としての導光孔５が設けられている。

導光孔５は、ＬＥＤ光源１ａに対向して形成され、反射板１ｂは導光孔５に位置する焦点近傍に向けて集光する。すなわち、反射板１ｂは、回転楕円面反射板であり、ＬＥＤ光源１ａが回転楕円体の第１焦点に配置される。導光孔５に位置する焦点は、回転楕円体の第２焦点である。なお、導光部は、貫通孔であってもよいし、透明プラスチックスなどの透明部材が内部に充填されていて、閉鎖された態様であってもよい。さらに、導光部に制光手段を設けて配光を制御する態様であってもよい。

第１の光源部１のＬＥＤ光源１ａから出射された光は反射板１ｂによって下方に位置する導光孔５近傍で一旦集光したのち第２の光源部４２の前面側に拡開するように照射される。従って、第１の光源部１から出射された光は第２の光源部４２で遮られることなく被照射面に向かって照射することができる。

すなわち、第１の光源部１は主に被照射面の配光及び照度を確保するものであるから、第２の光源部４２で一部の光が拡散等して減光することを最小限に留めることができ、効率よく被照射面を照明することができる。

また、本形態によれば、導光孔５の大きさを最小限にすることができるため、第２の光源部４２の面積を大きくすることができ、器具の発光面積を大きくすることができる。

ここで、第１の光源部１の輝度および発光面積は導光孔５で規定され、第２の光源部４２と比較して導光孔５における輝度は相対的に高く、発光面積は相対的に小さくなるように構成される。

このように、第４の形態によれば、第１の光源部１の光を有効に出射するとともに、照明器具の照射開口部が第２の光源部４２の下面側で覆われるため、低輝度な第２の光源部４２の発光面積を拡大することができる。

図５は、本発明の参考例を示す線図的な正面断面図である。

本参考例は、断面が略コ字状に形成されて下面が開口する箱状の器具本体４を有し、器具本体４の内部に第１の光源部１および第１の光源部１の前面側に第２の光源部５２が配設され、第２の光源部５２は、器具本体４の下面開口とほぼ同寸法に構成されて下面開口部を塞ぐように設けられている。

第２の光源部５２は、器具本体４外周の内側に設けられた基板３ａ、基板３ａに配設されて器具本体４の内側に向かって光を照射可能に構成されるＬＥＤ光源からなる発光光源５２ａ２、発光光源５２ａ２から照射された光を導光し全体が発光する導光部材５２ａ１によって構成される。

すなわち、第２の光源部５２は、導光部材５２ａ１及び発光光源５２ａ２によって構成される面状発光体を有している。

導光部材５２ａ１は、背面側から前面側に向かって光を透過するとともに配光制御を行う導光部としてのレンズ部５が一体的に形成されており、第１の光源部１のＬＥＤ光源１ａに対向配置されるように導光部材５２ａ１に複数設けられている。

レンズ部５５は、第１の光源部１の制光手段を兼ねており第１の光源部１から出射された光の配光を制御している。

また、導光部材は、側方に配設された発光光源５２a２から照射された光を導光するものであり、発光光源５２ａ２が点灯することによって、導光部材全体が発光する。

ここで、第１の光源部１から出射された光は主にレンズ部５５で配光制御されて第２の光源部５２の前面側に出射されるがその一部の光は導光部材自体を発光させてもよい。

このように、第１の光源部１と第２の光源部５２とを器具の照射開口部側に向かって重なるように配設し、照明器具の前面側に相対的に輝度が低い第２の光源部５２を配設し、相対的に輝度が高い第１の光源部１を直視できないように構成することによって、第１の光源部１の眩しさを抑制し、発光面積を拡大することができる。

ここで、第１の発光面積は第２の光源部５２が無いときに照明器具の照射開口部側から視認したときの第１の光源部１が発光している面積とし、第２の光源部５２の発光面積は、発光光源５２ａ２が点灯しているときに導光部材５２ａ１が発光している面積として規定することができる。

このように、器具の出射開口部を第２の光源部５２で覆う構成としたので、第１の光源部１は密閉状態となり、器具の保守率を高めることができる。また、第２の光源部５２の前面側を平滑面とすることにより、清掃を容易にするという効果もある。

本発明は、以上述べた実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の照明器具を実施するための第１の形態を示す線図的な正面断面図 本発明の照明器具を実施するための第２の形態を示す線図的な正面断面図 本発明の照明器具を実施するための第３の形態を示す線図的な正面断面図 本発明の照明器具を実施するための第４の形態を示す線図的な正面断面図 本発明の参考例を示す線図的な正面断面図

１…第１の光源部、１ａ、５２ａ２…ＬＥＤ光源、１ｂ…反射板、２、２２、３２、４２…第２の光源部、２ａ、２２ｃ、３２ａ、４２ａ…面状発光体、３、３ａ…基板、４…器具本体、５…導光部

Claims (8)

1. 器具本体と；
   ＬＥＤ光源および反射板を組み合せて備え、相対的に輝度が高く、かつ相対的に発光面積が小さい第１の光源部と；
   相対的に輝度が低く、かつ相対的に発光面積が大きい第２の光源部と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
2. 第１の光源部は、反射板が、ＬＥＤ光源が近傍に配置される開口孔を一端に有し、この開口孔から拡開する回転２次曲面を主体として構成され、他端に開口端を有するとともに、ＬＥＤ光源から出射された光が反射して開口端から照射されることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 第１の光源部における反射板の開口端と第２の光源部の下部がほぼ同一面になっていることを特徴とする請求項１または２記載の照明器具。
4. 第２の光源部は、第１の光源部の下方を包囲して第１の光源部から出射された光の一部を遮光するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の照明器具。
5. 第２の光源部は、有機エレクトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の照明器具。
6. 第１および第２の光源部は、それぞれ独立して調光可能であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の照明器具。
7. 第１の光源部は、その平均演色評価数が相対的に高く、第２の光源部は、その平均演色評価数が相対的に低いことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一記載の照明器具。
8. 第２の光源部は、光色可変に構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一記載の照明器具。

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