JP5541990B2

JP5541990B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP5541990B2
Application number: JP2010161976A
Authority: JP
Inventors: 浩二西岡; 孝斎藤; 公喜野口; 直宏戸田; 綾子槻谷; 彰高嶋; 薫茨; 健介山添; 浩枝久保; 宜典唐沢
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-07-16
Also published as: JP2012022986A

Description

本発明は、照明装置に関し、特に街路照明などの屋外照明に用いられるのに好適な照明装置に関する。

道路や街路の照明(以下、街路照明と総称する。)に用いられる照明装置は、道路や街路を通行する通行人や通行車両の運転手などの視認性を確保する必要がある。ところで、人の視感度は明所視、暗所視、薄明視でそれぞれ異なっている。明所視では錐体細胞の働きで色の知覚が可能であり、暗所視では錐体細胞が機能しないために色の知覚はできないものの、桿体細胞の働きによって感度が向上する。また、薄明視は明所視と暗所視の中間の状態であって、錐体細胞と桿体細胞の双方が機能している。ここで、明所視における視感度のピーク波長が約555nmであるのに対し、暗所視における視感度のピーク波長が約507nmにシフトしている。このような現象は、プルキンエ現象としてよく知られている。

このプルキンエ現象を利用した照明装置として、特許文献１に記載されている屋外用の照明装置がある。この従来例では、灯具本体の垂直下方領域に白色光が照射され、当該白色光の照射領域の外側に青色光が照射されている。これにより、青色光によって視認性が向上するために犯罪抑止の効果が期待でき、しかも、白色光によって歩行者や車両の円滑な通行が妨げられない効果が期待できる。

特開２００８−１３５３８１号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来例では、青色光の照射領域と白色光の照射領域との境界領域で比較的に大きな照度差が生じてしまい、歩行者や運転者の目が明るさの変化にスムーズに順応し難いという問題がある。また、青から白又は白から青への光色の変化が歩行者や運転者に違和感を持たせてしまうという問題もある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、明るさの変化に対する目の順応を改善するとともに光色の変化による違和感を緩和することを目的とする。

本発明の照明装置は、相対的に色温度の高い光を照射する第１光源と、相対的に色温度の低い光を照射する第２光源と、前記第１光源から照射される光の色温度よりも低く且つ前記第２光源から照射される光の色温度よりも高い色温度の光を照射する第３光源とを備え、前記第３光源の照射範囲が前記第２光源の照射範囲を囲むとともに前記第１光源の照射範囲が前記第３光源の照射範囲を囲むように、前記第１光源と前記第２光源と前記第３光源とが配置されることを特徴とする。

この照明装置において、前記第１光源、前記第２光源、前記第３光源を保持する灯体を備え、当該灯体の光照射面における中央部分に前記第２光源が配置され、当該中央部分の外側に前記第１光源が配置されるとともに、前記第１光源と前記第２光源との間に前記第３光源が配置されていることが好ましい。

この照明装置において、前記第１光源と前記第２光源はそれぞれ複数の発光素子からなり、前記第３光源は、前記第１光源の前記発光素子の一部と前記第２光源の前記発光素子の一部とからなることが好ましい。

この照明装置において、前記第３光源は、前記第１光源の一部の前記発光素子と、前記第２光源の一部の前記発光素子とが互い違いに配置されることで構成されることが好ましい。

この照明装置において、前記第３光源は、前記第１光源の一部の前記発光素子と、前記第２光源の一部の前記発光素子とのペアがそれぞれ互いに近接して配置されることで構成されることが好ましい。

この照明装置において、前記第３光源は、前記第１光源の一部の前記発光素子と、前記第２光源の一部の前記発光素子とのペアが、互いの光軸を交差させて配置されることで構成されることが好ましい。

この照明装置において、前記第３光源は、発光素子と、当該発光素子から放射される光の色を変換する色変換部材とを具備することが好ましい。

本発明の照明装置は、明るさの変化に対する目の順応を改善するとともに光色の変化による違和感を緩和することができるという効果がある。

本発明の実施形態１を示し、(ａ)は設置状態の平面図、(ｂ)は灯体の正面図である。 (ａ)，(ｂ)は同上における第３光源の発光ダイオードを示す断面図である。実施形態２における灯体の正面図である。実施形態３における灯体の正面図である。実施形態４における灯体の正面図である。同上における第３光源の配光を説明するための説明図である。

以下、本発明に係る照明装置を街路灯に適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の技術思想が適用可能な照明装置は街路灯に限定されるものではなく、例えば、防犯灯などの屋外照明に用いられる照明装置全般が含まれる。

(実施形態１)
本実施形態の照明装置は、図１(ａ)に示すように灯体４と支柱５を備えている。支柱５は柱状の金属体からなり、下部が地面に埋設されている。支柱５の上端に灯体４が取り付けられている。灯体４は、下面が開口した矩形の箱形に形成されている。そして、図１(ｂ)に示すように灯体４に、第１〜第３の光源１〜３と各光源１〜３を点灯する点灯装置(図示せず)が収納されている。

第１光源１は、青色の光を放射する発光ダイオードチップと、青色光を青緑色光に変換する色変換部材(青緑蛍光体)とで構成された複数個の発光ダイオード10からなる。これら複数個の発光ダイオード10は、相対的に高い色温度(例えば、16000ケルビン程度)の光を放射する。但し、発光ダイオード10は、紫色の光又は紫外光を放射する発光ダイオードチップと、青緑蛍光体の色変換部材との組み合わせであっても構わない。

第２光源２は、青色の光を放射する発光ダイオードチップと、青色光を黄色光に変換する色変換部材(黄色蛍光体)とで構成された複数個の発光ダイオード20からなる。これら複数個の発光ダイオード20は、相対的に低い色温度(例えば、5000〜2700ケルビン)の光を放射する。但し、発光ダイオード20は、青色の発光ダイオードチップと緑及び赤の蛍光体との組み合わせや、紫色の光又は紫外光を放射する発光ダイオードチップと青及び黄色の蛍光体との組み合わせであっても構わない。若しくは、発光ダイオード20は、紫色の光又は紫外光を放射する発光ダイオードチップと青、緑、赤の３色の蛍光体との組み合わせであっても構わない。

第３光源３は、青色の光を放射する発光ダイオードチップと、青色光を緑色光に変換する色変換部材(緑蛍光体)とで構成された複数個の発光ダイオード30からなる。これら複数個の発光ダイオード30は、第１光源１の色温度よりも低く且つ第２光源２の色温度よりも高い中間の色温度(例えば、6000ケルビン程度)の光を放射する。但し、発光ダイオード30は、紫色の光又は紫外光を放射する発光ダイオードチップと、緑蛍光体との組み合わせであっても構わない。

図１(ｂ)に示すように、灯体４の光照射面(下面)における中央部分に第２光源２が配置され、当該中央部分の外側に第１光源１が配置されるとともに、第１光源１と第２光源２との間に第３光源３が配置されている。したがって、図１(ａ)に示すように、第２光源２から照射される低色温度の光が灯体４のほぼ真下の範囲(以下、「第２照射範囲」と呼ぶ。)X2に照射される。また、第３光源３から照射される中間の色温度の光が第２照射範囲X2の外側の範囲(以下、「第３照射範囲」と呼ぶ。)X3に照射される。そして、第１光源１から照射される高色温度の光が第３照射範囲X3の外側の範囲(以下、「第１照射範囲」と呼ぶ。)X1に照射される(図１(ａ)参照)。

本実施形態の照明装置では、最も外側の照射範囲(第１照射範囲X1)に照射される光が、暗所視における視感度のピーク波長(約507nm)に近い光(青色から青緑色の光)であるために視認性の向上が図れる。また、最も外側の第１照射範囲X1と最も内側の第２照射範囲X2との間に、中間の色温度の光が照射される第３照射範囲X3が存在するため、光色の急激な変化が抑制される。その結果、光色の変化による違和感を緩和することができる。さらに、第３照射範囲X3の明るさ(照度)が第１及び第２照射範囲X1,X2の明るさ(照度)の中間値に設定されているため、急激な明るさ(照度)の変化が抑制されて明るさの変化に対して目が順応するまでの時間を短縮する(目の順応を改善する)ことができる。

ところで、第３光源３を構成する発光ダイオード30として、図２に示すような発光ダイオードを用いても良い。この発光ダイオード30は、図２(ａ)に示すように発光ダイオードチップ31と、発光ダイオードチップ31が実装される実装基板32と、発光ダイオードチップ31を覆う半球面状の光変換部材33とを具備している。光変換部材33は、透光性を有する合成樹脂材料によって半球面状に形成されるとともに、２つの４分の１球面の領域にそれぞれ異なる種類の蛍光材料が混合されている。したがって、発光ダイオードチップ31から放射される光の色が、光変換部材33の２種類の蛍光材料によって２種類の色に変換される。そして、光変換部材33の中央部分では、２種類の色の光が混ざり合うことで中間の色温度の光が得られる。あるいは、図２(ｂ)に示すように実装基板32の中央に設けられた円錐台形状の凹所32b底面に発光ダイオードチップ31が実装され、平板状に形成された色変換部材33で当該凹所32bの開口面が覆われるようにしても構わない。但し、発光ダイオード30の構造は図２に示すものに限定されず、発光ダイオードチップ31の真上に色変換部材が配置されていたり、発光ダイオードチップ31が収納されている凹所32ｂ内に色変換部材が充填されていても構わない。

(実施形態２)
本実施形態の照明装置は、中間の色温度の光を照射する第３光源３の構成に特徴がある。但し、第３光源３以外の構成は実施形態１と共通であるから、実施形態１の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明は省略する。

本実施形態における第３光源３は、第１光源１を構成する複数個の発光ダイオード10の一部と、第２光源２を構成する複数個の発光ダイオード20の一部とで構成されている。すなわち、図３に示すように第１光源１と第２光源２との境界領域において、２種類の発光ダイオード10,20が縦方向及び横方向に互い違いに配置されている。そして、これら互い違いに配置された２種類の発光ダイオード10,20から放射される光が混ざり合って中間の色温度の光が作り出される。

而して本実施形態の照明装置では、全ての光源(第１〜第３光源１〜３)が２種類の発光ダイオード10,20で構成されているので、実施形態１のように３種類の発光ダイオード10,20,30が使用される場合よりも製造コストを削減することができる。

(実施形態３)
本実施形態の照明装置は、中間の色温度の光を照射する第３光源３の構成に特徴がある。但し、第３光源３以外の構成は実施形態１と共通であるから、実施形態１の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明は省略する。

本実施形態における第３光源３は、図４に示すように２種類の発光ダイオード10,20のペアがそれぞれ互いに近接して配置されて構成されている。そして、これら近接して配置された各ペアの発光ダイオード10,20から放射される光が混ざり合って中間の色温度の光が作り出される。

而して本実施形態の照明装置では、全ての光源(第１〜第３光源１〜３)が２種類の発光ダイオード10,20で構成されているので、実施形態２と同様に製造コストを削減することができる。

(実施形態４)
本実施形態の照明装置は、中間の色温度の光を照射する第３光源３の構成に特徴がある。但し、第３光源３以外の構成は実施形態１と共通であるから、実施形態１の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明は省略する。

本実施形態における第３光源３は、図５および図６に示すように２種類の発光ダイオード10,20のペアが、互いの光軸(図６の一点波線)を交差させて配置されることで構成されている。ここで、発光ダイオード10,20の配光(光軸の向き)は、発光ダイオード10,20の前方に配置されるレンズや、灯体４の前面を覆う透光性のカバー(図示せず)に設けられる凹凸などで調整される。そして、各ペアの発光ダイオード10,20から放射される光が混ざり合って中間の色温度の光が作り出される。

而して本実施形態の照明装置では、全ての光源(第１〜第３光源１〜３)が２種類の発光ダイオード10,20で構成されているので、実施形態２，３と同様に製造コストを削減することができる。

１第１光源
２第２光源
３第３光源
４灯体

Claims

相対的に色温度の高い光を照射する第１光源と、相対的に色温度の低い光を照射する第２光源と、前記第１光源から照射される光の色温度よりも低く且つ前記第２光源から照射される光の色温度よりも高い色温度の光を照射する第３光源とを備え、前記第３光源の照射範囲が前記第２光源の照射範囲を囲むとともに前記第１光源の照射範囲が前記第３光源の照射範囲を囲むように、前記第１光源と前記第２光源と前記第３光源とが配置されることを特徴とする照明装置。
前記第１光源、前記第２光源、前記第３光源を保持する灯体を備え、当該灯体の光照射面における中央部分に前記第２光源が配置され、当該中央部分の外側に前記第１光源が配置されるとともに、前記第１光源と前記第２光源との間に前記第３光源が配置されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記第１光源と前記第２光源はそれぞれ複数の発光素子からなり、前記第３光源は、前記第１光源の前記発光素子の一部と前記第２光源の前記発光素子の一部とからなることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
前記第３光源は、前記第１光源の一部の前記発光素子と、前記第２光源の一部の前記発光素子とが互い違いに配置されることで構成されることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
前記第３光源は、前記第１光源の一部の前記発光素子と、前記第２光源の一部の前記発光素子とのペアがそれぞれ互いに近接して配置されることで構成されることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
前記第３光源は、前記第１光源の一部の前記発光素子と、前記第２光源の一部の前記発光素子とのペアが、互いの光軸を交差させて配置されることで構成されることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
前記第３光源は、発光素子と、当該発光素子から放射される光の色を変換する色変換部材とを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。