JP5618323B2 - 照明器具及び照明システム - Google Patents

Description

本発明は、照明器具及び照明システム、特にアンビエント照明に好適な照明器具及び照明システムに関する。

例えば天井付きの照明器具では、グレア（まぶしさ）を低減するため、天井に設けた蛍光灯収納用凹溝の開口部に複数のルーバを設置した構造が知られている（特許文献１）。

しかし、この構成では斜め下から見上げた天井のうち凹溝以外の部分を暗く感じ、全体の輝度分布が悪くなる。

光源回りの天井部分を明るくするため、天井付きの光源の下方に断面Ｖ字形の反射体を設け、光源の光の一部を天井側へ反射する方式が提案されている（特許文献２）。

これは一種の間接照明であり、反射面及び天井面の反射率如何では照明効率が落ちる。

天井の明るさ感を改善するため、天井より低い位置まで光源下方に下端大径の略円錐形の反射体を配置したものが知られている（特許文献３の図９、段落０１０７）。

特開平１０−２５５５２１号 特開２００９−２８９４３８号 特開平８−２７９３０６号

特許文献３の反射体は下端巾広の円錐形だから、反射体下方の照度が下がる。これを避けるには、反射体を小径化すればよいが、反射光が減り、明るさ感を損なう。

本発明の第１の目的は、照明手段の光源と被照明面との間に反射手段を配置することで全体としての明るさ感を向上させるとともに、局部的に暗い影の部分が出来にくい、或いは目立ちにくい照明手段及び照明システムを提案することである。

本発明の第２の目的は、光源の長手方向と平行に板状反射体を配向し、斜め下からの視界の中の高輝度の部分を増加させた照明手段及び照明システムを提案することである。

本発明の第３の目的は、天井面に並べた複数の照明器具の、明るさ感への寄与を高めることで、被照明面の照度の低減もしくは器具の個数を減らした照明システムを提案することである。

第１の手段は、
天井面内の任意の中心線に沿って延び、かつ中心線と直交する方向に一定の巾を有する照明手段と、
この照明手段の下方に上記中心線に平行に取り付けられた反射体と、を具備し、
この反射体は、天井面に対して垂直であって表裏両面を反射面とする反射板で形成されており、
照明手段の巾方向一半部から受けた光を一方の反射面で、巾方向他半部から受けた光を他方の光で受けてそれぞれ被照明面側へ反射するように構成した照明器具において、
上記照明手段は、天井面に形成された凹溝内に配置された光源と、凹溝の内面で形成されかつ光源の光を被反射面側へ反射する補助反射面とからなり、
上記反射体は、上記天井面との間に間隙を存して天井面側から垂下することで、反射体の全部が凹溝の外側に設置されるように設けて、照明手段を斜め方向から見上げたときに、上記凹溝と反射板との間隙を介して補助反射面を視認することが可能に構成した。

本手段では、図１〜図３の如く、照明手段６に対して図３に示す照明手段の中心線Ｃと平行な板状の反射体３０を設けることを提案している。この反射板の作用は、天井面の明るさ感を高めることである。一般的にある視野内の明るさは、視野内に入る高輝度の物の面積の割合に影響される。その割合を高めることで視環境が改善できる。本手段の反射体の特徴は、照明手段と平行とすることで明るさ感へ寄与し、かつ垂直な反射板とすることで、図４に示す如く反射体が照明光を遮る影の部分Ｓを小さくすることである。平板の厚みΔｔは１０ｍｍ以下とすることが好適である。

「照明手段」は、中心線の方向に延びる光源を含む。棒状の光源の他、点状の光源が一列に配列されているものでもよい。「反射体」の機能は、天井面を斜め下から俯瞰したときに、照明器具を設けていない天井部分を隠し、高輝度の部分の割合を大きくすることである。反射体は、照明器具が一方向に長いときには当該方向に沿った一枚の反射板で形成することが好適であり（図1参照）、また照明器具が一方向に長くない形状（正方形や円形など）であるときには、相互に交差する２枚の反射板で形成することができる（図１１参照）。「反射面」は、鏡面でもよいが、乱反射するものでもよい。後者は、広い範囲に光を反射し、高輝度の領域の拡大に寄与することができる。

また本手段では、図２に示す照明手段を天井面に設けた凹溝８内に配するとともに、凹溝の外側に反射体を配置することを提案する。この反射体の作用は、やや遠方の観察者から見て照明器具間の天井面部分を明るく見せることである。前述の間接照明方式により実際に天井を照らすこともできるが、被照明面の照明効率が落ち、また広い天井面を照らすことは容易ではない。しかし斜めからの視野のうち照明器具間の天井部分Ｂ_１相当部分を覆うことは比較的小さな反射体で容易にできる。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ上記補助反射面は凹溝の内面全体で形成している。

さらに本手段では、図２の如く凹溝８内面を補助反射面１０とし、補助反射面と光源１２とで照明手段の発光面１４とした構成を、本発明の一態様として示している。光源は、図１のような単灯型、図９のような２灯型、ＬＥＤのような点光源の集合、若しくはアクリルカバーで覆われたものとすることができる。

第３の手段は、第１の手段又は第２の手段を有し、かつ上記反射体をシート状の平板とした。

本手段では、図１に示す如く反射板をシート状の平板としたから、照明手段を下から見たときの影の部分Ｓをさらに小さくすることができる。

第４の手段は、第１の手段から第３の手段のいずれかを有し、かつ天井面からの反射体の垂下長さΔＨを天井高の１０％以下としている。

本手段では、天井面からの反射体の垂下長さ（天井面と反射体の下端との高低差）を制限することで、反射体が居住者に圧迫感を与えないようにしている。

第５の手段は、第１の手段から第４の手段のいずれかに記載した複数の照明器具を、各照明器具の中心線と直交する方向に各照明器具の反射体を相互にほぼ平行として配列してなる、照明システムであって、
上記照明器具を配列した方向に向いた居住者の視界のうちの水平面から一定の角度θで斜め上方へ延びる仮想線の上に一の照明器具が存在するときに、次の条件（Ｉ）及び(II）を満たしている。
（Ｉ）上記角度θが１０°のときに、上記一の照明器具の反射体が、この照明器具及びその遠方に存する隣の照明器具との間の天井面部分の全部又は一部を遮ること。
(II）上記角度θが１０°であるときに、上記一の照明器具の反射体が、この照明器具の遠方に存する隣の照明器具の光源を遮らないこと。

本手段では、複数個の上述の照明器具を一定の方向に配列してなる照明システムを提案している。このシステムの構成のうち重要な点は、各照明器具の反射体の向きが相互に平行でありかつ配列方向に直交することであり、これにより配列方向から天井を見たときの明るさが増大し、利用者の視界のうちの天井側において高輝度の部分が拡大する。もっとも少なくとも天井面からの反射体の垂下長さΔＨが小さ過ぎる場合には高輝度の部分の拡大に寄与せず（図７参照）、垂下長さΔＨが大き過ぎると、他の照明器具の照明光を遮ってしまう可能性がある（図８（Ａ）参照）。上記の条件（Ｉ）は反射体の下端の上限条件を、(II）は、反射体の下端の下限条件の一例を示すものである。具体的には後述する。「仮想線」とは、仮想の視線（外部の光点と網膜上にあるこれの像とを連ねた直線）という程度の意味である。

第６の手段は、第５の手段を有し、上記（II）に代えて次の条件(III)を満たすことを特徴とする。
(III)上記角度θが２２．５°のときに、その仮想線上に存する上記一の照明器具の反射体が、この照明器具及びその遠方に存する隣の照明器具との間の天井面部分のうちの半分より多くの部分の視野を遮らないこと。

本手段は、反射体の下限条件として、先の手段に代わる条件を提案している。具体的には、仮想線の角度を大きくするとともに、反射体が覆う天井面の部分を半分としている。前の手段で述べた条件よりは緩やかな条件である。詳しくは後述する。

第１の手段に係る発明によれば、照明手段に反射体を設置したから、天井が視界に入るときの明るさ感を向上することができ、また反射体は、垂直な板状体であるから、被照明面側から見て板状体の影を小さくすることができる。

また第１の手段に係る発明によれば、天井面Ｂの凹溝８内に光源１２を設けるとともに、反射体３０を凹溝の外に出したから、凹溝内の発光面と凹溝の外の反射体の発光面とが連続して高輝度領域となり、明るさ感の向上に寄与する。

第２の手段に係る発明によれば、凹溝内の光源と凹溝内面の全体とで、照明手段の発光面を形成したから、反射体へ入射する光の入射角を自由に設計することができる。

第３の手段に係る発明によれば、反射板をシート状の平板としたから、照明手段を下から見たときの影をさらに小さくすることができる。

第４の手段に係る発明によれば、天井面からの反射体の垂下長さΔＨを天井高の１０％以下としているから、圧迫感を生じないようにすることができる。

第５の手段及び第６の手段に係る発明によれば、複数の照明手段の配列方向に直交するように各反射体を配向したから、当該方向から見たときの天井の明るさ感を向上することができる。

本発明の第１実施形態に係る照明システムの照明器具の長手方向から見た縦断面図である。 図１の照明器具の短手方向から見た縦断面図である。 図１の照明器具の下方から見上げた図である。 図１の照明器具の作用説明図である。 図１の照明器具を使用した照明システムを見上げた斜視図である。 図５のシステムの全体図である。 図１の照明器具の反射体の上限条件の説明図である。 図１の照明器具の反射体の下限条件の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る照明器具の縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る照明器具の縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係る照明器具の縦断面図である。 図１１の照明器具の底面図である。 本発明の第５実施形態に係る照明器具の縦断面図である。

図１から図８は、本発明の第１の実施形態に係る照明システム２を示している（図６参照）。本実施形態では主としてアンビエント照明に用いられる照明システムについて説明する。

この照明システム２は、図１の如く室内の天井面Ｂに設置した複数の照明装置（照明器具）４で構成されている。

各照明装置４は、照明手段６と反射手段２０とからなる。

上記照明手段６は、図１に示すように天井面Ｂに凹溝８を設け、この凹溝の内面に補助反射面１０を形成するとともに、図３に示すように上記凹溝８の内部に凹溝の中心線Ｃ方向に長い光源１２を配置してなる。本実施形態では光源が一つであり、この場合には中心線Ｃに重なるように、すなわち凹溝８の巾方向中心位置に光源１２を配置するとよい。

上記凹溝８は、天井板に穿設した溝に凹溝ケース用のケース９を取り付けることで形成されている。このケース９は、内面を白色に塗装するなどにより補助反射面１０を設けている。

この補助反射面１０は、図示のように、光源から斜め上側へ射出した光線を反射し、その反射光の一部Ｒ_２が後述の反射体に入射するように設けるとよい。図示例の場合、光源１２の巾が狭く、かつ反射体も垂直板状であるため、光源から反射体へ直接入射する光線Ｒ_１は僅かであり、これだけを反射するのでは反射体を設けるメリットが少ないからである。

また図示例での光源１２は、棒状の蛍光灯であり、これに付随して凹溝８の両端側にソケットを備え、また凹溝の近くに電子安定器１６を設けている。もっとも、光源は中心線Ｃと直交する方向からみて細長い形状に見えればどのような形状でもよく、例えばＬＥＤなどの複数の点状の電源を線状又は帯状に並べてもよい。

本発明において、照明手段６は、光源１２と補助反射面１０とで形成する発光面１４を有する。発光面１４の巾Ｄ_１は、後述の反射体の上下巾及び位置との関係を考慮し、図６に示すように照明装置４からやや離れたところにいる居住者に光が届くように構成することが望ましい。これについては後述する。

図示の照明手段の構成のうちで、補助反射面や凹溝は省略することができる。図示の構成に代えて、平坦な天井面に複数のＬＥＤを一定巾の帯状に配列してもよい。

上記反射手段２０は、図２に示す如く支持機構２２と反射体３０とで構成される。

上記支持機構２２は、凹溝８の開口両端部に取付板２４を架設し、この取付板から支持棒２６を垂下し、この支持棒の下端部で反射体３０を支えることが可能に形成している。もっとも光源の光を大きく遮らずかつ反射体を確実に支持できる限り、支持機構の構成は適宜変更することができる。

反射体３０は、本実施形態では、照明手段６の中心線方向に長い垂直板状であり、板の両面を反射面３０Ａ、３０Ｂに形成している。デザイン的な要請から、反射体をパンチングプレートや孔空き板に形成することもできる。

この反射体３０は、機能的には、図３に示すように、少なくとも光源の中心線Ｃ方向の長さと同程度の長さＬを有することが望ましい。天井を斜めから見上げた状態（図５参照）で複数の照明装置４の間の天井面部分Ｂ_１に表れる暗い部分を隠すようにするためである。同様の理由から、反射体３０を中心線と直交する方向から見た形状は、横長の長方形であることが望ましい。もっともデザインなどの観点から反射体の長さ・形状を変更しても構わない。

図４に示す反射体３０の厚さΔｔは、照明手段６を下から見上げたときに出来るだけ影を作らないように設定し、本実施形態のように反射体の真上に光源があるときには光源の巾ｄよりも小とする。さらに反射体３０の厚さは、少なくとも１０ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下とすることが望ましい。

反射体３０は、軽量で丈夫な材料で形成することが望ましい。反射体３０は、樹脂製もしくはアルミなどの鋼製とすることが好ましい。

上記反射体３０の反射面３０Ａ、３０Ｂは、斜め方向から見上げたときに、照明手段６の発光面１４と連なって、斜め方向からの視野内の高輝度領域の割合を増加させ、明るさ感を実現する機能を有する。

この機能を実現するために、上記反射面３０Ａ、３０Ｂは、凹溝８の補助反射面１０と同程度の反射率を有することが望ましい。例えば板材を白く塗装して反射面としてもよい。

また反射体３０の上端部は、天井面の近傍に位置させることが望ましい。図示例では、反射体３０の上端部と天井面との間に間隙を設けているが、これは、光源１２を交換するときの便宜に資する。例えば凹溝８内から反射体を吊り下げる構造としても構わない。上記間隙をとるときでも、反射面３０Ａ、３０Ｂの上端と天井面Ｂの高さとの高低差Δｈは、１００ｍｍ以下とすることが好ましい。

図７〜図８は、反射体の下端部の範囲の条件を説明するための図である。この条件を用いるために視野角度の概念を用いている。人間の視野角度のうちで注視点が安定して見える範囲（安定注視野）は垂直方向に４５〜７０°、さらに情報受容能力に優れた範囲（有効視野）は垂直方向に２０°である。そこで居住者が水平方向を見ている状態で、居住者の目から視野の周辺部に存する視点（例えば照明手段と天井面との境界）へ至る仮想線を想定する。

図７は、反射体３０の下端部の上限条件を説明するための説明図である。居住者が水平方向を見ている状態で有効視野の限界（上側へ１０°）の方向に延びる仮想線Ｉ_１の上に居住者から遠い側の照明手段６と天井面Ｂとの縁が存在するものとする。仮に同図に想像線で示すように天井面からの反射体３０の垂下長さΔＨが極端に小さくて、この仮想線Ｉ_１よりも上に反射体があるとすれば、居住者の視界の中ではもともと高輝度である照明手段の発光面の範囲に反射体３０が収まることになる。これでは視界の中で高輝度の部分を拡大するという反射体の機能を実現できない。照明器具の間の暗い天井面部分Ｂ_１を高輝度の反射体３０でカバーしようとすれば、反射体３０の全部又は一部は、同図に実線で描くように仮想線Ｉ_１よりも下方になければならない。反射体３０が照明手段の巾方向の中間位置にあるとすると、ΔＨ＞Ｄ_１×０．５×ｔａｎθ＝Ｄ_１×０．５×ｔａｎ（１０°）≒０．０８８×Ｄ_１となる。ここではθ＝１０°としたが、この数値は適宜変更しても構わない。

図８は、反射体３０の下端部の下限条件を説明するための説明図である。同図（Ａ）では仮想線Ｉ_２の傾斜角度θを有効視野の上側の限界である１０°とし、仮想線の上に一つの照明装置の反射体３０の下端が位置しているものとする。この反射体が隣の照明装置の光源を遮らないようにするための条件は、ΔＨ＜Ｌ×ｔａｎθ≒Ｌ×ｔａｎ（１０°）≒０．１７６×Ｌである。

図８（Ｂ）では、仮想線Ｉ_３の傾斜角度を安定注視野の上側の限界である２２．５°とし、仮想線の上に一つの照明装置の反射体３０の下端が位置しているものとする。照明装置間の天井面部分のうちで反射体３０でカバーされる範囲の割合をａとすると、反射体の下限の条件は、ΔＨ＜Ｌ×ａ×ｔａｎθとなる。ここでａ＝０．５とすると、ΔＨ＜Ｌ×０．５×ｔａｎ（２２．５°）≒０．２０７×Ｌである。

この条件では、天井を見上げるときに、その仰角が２２．５°よりも大きいときには明るさ感よりも天井の高さを意識することになり、また仰角が２２．５°よりも小さいときには天井の高さよりも明るさ感を意識するような天井の構成が得られる。

上記（II）ないし（III)のいずれの条件でも照明器具間の距離Ｌが大き過ぎるときにはΔＨの基準値も過剰に大きくなることから、ΔＨを天井高の１０％以下にすることが好適である。

上記構成によれば、照明装置４の下方に板状の反射体３０を設けたから、各照明器具の真下から天井を見上げたときには影が殆どできない。また中心線Ｃと直交する斜め方向から見上げたときに、天井面Ｂに沿って形成される照明手段６の発光面１４と反射体３０の反射面３０Ａ、３０Ｂとが連なって、天井側が明るく見える。このように照度を極力低減させることなく天井構造の明るさ感を向上したので、視環境を改善できる。

視環境の改善の副次的な効果として、照明器具の台数を削減すること、及び各照明器具の照度を抑制することができ、省エネルギー化を図ることができる。

また空間を認識する上で天井高は重要な要素であるが、本実施形態では、少なくとも反射体の垂下長さΔＨを、天井高の１０％以下とし、さらに反射体の下限条件として上記（II）ないし（III）を採用したので、反射体の取付けにより居住者が圧迫感を感じることを避けることができる。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。これらの説明において第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付することで解説を省略する。

図９は、本発明の第２の実施形態に係る照明装置４を示している。この照明装置４は、凹溝の巾を長くしてその両側に２つの光源１２を設ける。これにより、図９に示すθが図２の構成に比べて小さくなり、照明装置４の天井面部分Ｂ_１をカバーできる範囲を広げることができる。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置４を示している。この装置では、反射面３０Ａ、３０Ｂを側方へ凸の湾曲面としている。これにより反射光を広い範囲に拡散させることができる。

図１１及び図１２は、本発明の第４の実施形態に係る照明装置４を示している。この実施例では、反射体３０を相互に直交する２枚の反射板３１、反射板３２で形成する。前後・左右にそれぞれある程度の広がりを有する照明装置に対しては、前後方向及び左右方向にそれぞれ中心線を定め、各方向に反射板を設置することで、２方向に対して明るさ感を確保することができる。

２枚の反射板３１，３２は一体成形してもよく、２枚の反射板を組み合わせてもよい。各反射板３１，３２は、フック型の支持機構２２により天井側に取り付けている。また、図示例では、凹溝８の開口部には半透明板１８を取り付けている。

図１３は、本発明の第５の実施形態に係る照明装置４を示している。この実施形態では、凹溝の両側から支持機構２２である支持アームを垂下し、この支持アームの間に反射体３０を回転可能に取り付けている。

２…照明システム ４…照明器具（照明装置） ６…照明手段 ８…凹溝 ９…ケース
１０…補助反射面
１２…光源 １４…発光面 １６…電子安定器 １８…半透明板
２０…反射手段 ２２…支持機構 ２４…取付板 ２６…支持棒
３０…反射体 ３０Ａ、３０Ｂ…反射面 ３１、３２…反射板
Ｂ…天井面 Ｂ_１…照明装置間の天井面部分 Ｃ…中心線 Ｄ_１…発光面の巾
Ｄ_２…反射体の巾 Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３…仮想線 Ｌ…反射体の長さ
Ｒ_１、Ｒ_２…光線 Ｓ…影

Claims (6)

1. 天井面内の任意の中心線に沿って延び、かつ中心線と直交する方向に一定の巾を有する照明手段と、
   この照明手段の下方に上記中心線に平行に取り付けられた反射体と、を具備し、
   この反射体は、天井面に対して垂直であって表裏両面を反射面とする反射板で形成されており、
   照明手段の巾方向一半部から受けた光を一方の反射面で、巾方向他半部から受けた光を他方の光で受けてそれぞれ被照明面側へ反射するように構成した照明器具において、
   上記照明手段は、天井面に形成された凹溝内に配置された光源と、凹溝の内面で形成されかつ光源の光を被反射面側へ反射する補助反射面とからなり、
   上記反射体は、上記天井面との間に間隙を存して天井面側から垂下することで、反射体の全部が凹溝の外側に設置されるように設けて、照明手段を斜め方向から見上げたときに、上記凹溝と反射板との間隙を介して補助反射面を視認することが可能に構成したことを特徴とする、照明器具。
2. 上記補助反射面は凹溝の内面全体で形成したことを特徴とする、請求項１記載の照明器具。
3. 上記反射体をシート状の平板としたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の照明器具。
4. 天井面からの反射体の垂下長さΔＨを天井高の１０％以下としたことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明器具。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載した複数の照明器具を、各照明器具の中心線と直交する方向に各照明器具の反射体を相互にほぼ平行として配列してなる、照明システムであって、
   上記照明器具を配列した方向に向いた居住者の視界のうちの水平面から一定の角度θで斜め上方へ延びる仮想線の上に一の照明器具が存在するときに、次の条件(Ｉ)及び（II）を満たすことを特徴とする、照明システム。
   (Ｉ)上記角度θが１０°であるときに、上記一の照明器具の反射体が、この照明器具及びその遠方に存する隣の照明器具との間の天井面部分の全部又は一部を遮ること。
   (II)上記角度θが１０°であるときに、上記一の照明器具の反射体が、この照明器具の遠方に存する隣の照明器具の光源を遮らないこと。
6. 上記（II）に代えて次の条件(III)を満たすことを特徴とする、請求項５に記載の照明システム。
   (III)上記角度θが２２．５°のときに、その仮想線上に存する上記一の照明器具の反射体が、この照明器具及びその遠方に存する隣の照明器具との間の天井面部分のうちの半分より多くの部分の視野を遮らないこと。