JP5832274B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
光学部品を交換したり、光学部品と光源との位置関係を変化させることにより、照明装置の配光特性を変化させる技術がある。
この発明は、例えば、照明装置の配光特性を容易に変化させることを目的とする。
実施の形態1について、図1〜図4を用いて説明する。
基板13は、例えばプリント配線板である。基板13は、平面板状であり、例えば円板状である。
光源11a〜11c,12a〜12hは、例えばLED(発光ダイオード)パッケージである。光源11a〜11c,12a〜12hは、基板13の表面(実装面)に実装されている。このうち、光源11a〜11cは、基板13の表面の中心点40(所定の点)から同じ距離41(第一の距離)離れた位置に、等間隔に配置されている。光源12a〜12hは、中心点40から同じ距離42(第二の距離)離れた位置に、等間隔に配置されている。距離42は、距離41よりも大きい。光源11a〜11cと、光源12a〜12hとは、異なる配光特性を有する。例えば、光源12a〜12hの二分の一ビーム角は、光源11a〜11cの二分の一ビーム角よりも広い。例えば、光源11a〜11cの二分の一ビーム角は、90度以下である。例えば、光源12a〜12hの二分の一ビーム角は、光源11a〜11cの二分の一ビーム角の1.4倍以上である。
点灯装置20(光源点灯装置)は、ケース14の内部に配置されている。点灯装置20は、商用交流電源などの外部電源から供給される電力を、光源11a〜11c,12a〜12hに対して供給する電力に変換して、変換した電力を出力する。点灯装置20が出力した電力は、図示していない配線を介して、光源11a〜11c,12a〜12hに供給される。
例えば、光源11a〜11cは、正面方向(基板13に実装されたとき基板13の表面に対して垂直になる方向)を中心とする回転対称な配光特性を有する。光源11a〜光源11cは、正面方向に対して放射する光が最も強く、光の放射方向と正面方向とがなす角度が大きくなるほど、放射する光が弱くなる。光源11a〜11cの二分の一ビーム角は、例えば60度である。すなわち、光源11a〜11cが正面方向に対して30度の角度をなす方向に放射する光の強さは、光源11a〜11cが正面方向に対して放射する光の強さの半分である。
例えば、光源12a〜12hは、正面方向を中心とする回転対称な配光特性を有する。光源12a〜12hは、正面方向に対して放射する光よりも、正面方向に対して所定の角度をなす方向に対して放射する光のほうが強い。光源12a〜12hの二分の一ビーム角は、例えば140度である。すなわち、光源12a〜12hが正面方向に対して70度の角度をなす方向に放射する光の強さは、光源12a〜12hが放射する光の強さが最も強い方向に放射する光の強さの半分である。
光源回路30b(LEDモジュール)は、基板13上に設けられたプリント配線やその他の配線などによって光源12a〜12hの間を電気接続して構成した回路である。光源12a〜12hには、同じ電流が流れる。例えば、光源12a〜12hは、互いに直列あるいは直並列に電気接続している。
整流回路21は、外部電源ACから供給される電力を整流する。整流回路21は、例えば、ダイオードブリッジDBと、コンデンサC1とを有する。
直流直流変換回路22a(点灯回路)は、整流回路21が整流した電力を、光源回路30aに対して供給する直流電力に変換する。直流直流変換回路22aは、例えば、バックコンバータ回路であり、スイッチング素子Q2と、制御IC23aと、整流素子D2と、チョークコイルL2と、平滑コンデンサC2とを有する。制御IC23aは、制御回路25からの指示にしたがって、スイッチング素子Q2を高周波でオンオフする。これにより、チョークコイルL2を流れた電流は、平滑コンデンサC2によって平滑化され、光源回路30aを流れる直流電流になる。
直流直流変換回路22b(点灯回路)は、整流回路21が整流した電力を、光源回路30bに対して供給する直流電力に変換する。直流直流変換回路22bは、例えば、バックコンバータ回路であり、スイッチング素子Q3と、制御IC23bと、整流素子D3と、チョークコイルL3と、平滑コンデンサC3とを有する。制御IC23bは、制御回路25からの指示にしたがって、スイッチング素子Q2を高周波でオンオフする。これにより、チョークコイルL3を流れた電流は、平滑コンデンサC3によって平滑化され、光源回路30bを流れる直流電流になる。
電流検出回路24aは、光源回路30aを流れる電流を検出する。電流検出回路24bは、光源回路30bを流れる電流を検出する。
制御回路25(配光角決定部)は、電流検出回路24aが検出した電流に基づいて、制御IC23aを制御する。制御回路25は、光源回路30aを流れる電流が第一目標電流に等しくなるよう、制御IC23aがスイッチング素子Q2をオンオフする周期やデューティ比などを調整する。また、制御回路25は、電流検出回路24bが検出した電流に基づいて、制御IC23bを制御する。制御回路25は、光源回路30bを流れる電流が第二目標電流に等しくなるよう、制御IC23bがスイッチング素子Q3をオンオフする周期やデューティ比などを調整する。
照明装置10は、例えばリモコンや壁スイッチやプルスイッチなどの操作入力装置により、利用者が望む調光率や配光特性(配光角)を入力する。制御回路25は、これらの情報に基づいて、第一目標電流や第二目標電流を決定する。
あるいは、照明装置10は、例えば照度センサや人感センサなどにより、室内の明るさや人の在不在を検出する。制御回路25は、これらの情報に基づいて、照明装置10の調光率や配光特性(配光角)を決定し、それに基づいて、第一目標電流や第二目標電流を決定する。
逆に、光源12a〜12hの調光率を光源11a〜11cの調光率と比べて高くすれば、照明装置10は、真下方向に放射する光が少なく、部屋全体を広く照らす光を放射する。
部屋全体を照らす必要がないときは、光源12a〜12hの調光率を下げて、主に真下方向を照らすようにすれば、照明装置10の直下の照度をあまり低下させることなく、照明装置10の消費電力を抑え、省エネルギーを図ることができる。
また、照明装置10の配光特性を変えることにより、室内の照明雰囲気を変えることができ、使用者の好みに合った照明雰囲気を作ることができる。
また、1種類の光源を、一重円状に配置するのではなく、二重円状などの同心円状に配置し、その外側(あるいは内側)に、別の種類の光源を同心円状に配置する構成であってもよい。
異なる種類の光源は、配光特性だけでなく、発光色や相関色温度などが異なるものであってもよい。
実施の形態2について、図5〜図6を用いて説明する。
なお、実施の形態1と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
カバー15(セード)は、例えば底面を有する円筒状である。カバー15は、光を拡散透過する。カバー15は、例えば白色半透明の樹脂などで形成されている。光源11a〜11c,12a〜12hが放射した光をカバー15が拡散するので、照明装置10を見たとき、光源11a〜11c,12a〜12hが直接見えず、眩しさを軽減することができる。
基板13の表面は、光を反射する。例えば、基板13の表面に、白色の塗装などをすることにより、反射層が設けられている。あるいは、基板13そのものが、白色の材料で形成されている。あるいは、基板13の上を、白色に塗装した金属や白色樹脂などによって形成した反射板で覆った構成であってもよい。カバー15の内側で反射した光を、基板13の表面が反射することにより、照明装置10の発光効率を高めることができる。
光源11は、光源12よりも中心点40に近い位置に配置され、光源12よりも二分の一ビーム角が小さいので、光源11が放射した光のほとんどは、カバー15の底面に入射する。カバー15の底面への入射角が小さいので、カバー15の内側で反射する光は少なく、ほとんどの光がカバー15を透過して、外部に放射される。カバー15の内側で反射した光は、基板13の表面で反射して、再びカバー15に入射する。
光源12は、光源11よりも中心点40から遠い位置に配置され、光源11よりも二分の一ビーム角が大きいので、光源12が放射した光の一部は、カバー15の側面に入射する。カバー15の側面に入射した光の一部は、カバー15を透過して、外部に放射される。カバー15の側面で反射してカバー15の底面に入射した光や、カバー15の底面に直接入射した光は、一部が透過し、一部が反射する。光源11が放射した光よりも、カバー15の底面への入射角が大きいので、カバー15の底面で反射する光の割合が大きい。カバー15の内側で反射した光は、基板13の表面で反射して、再びカバー15に入射する。
一方、光源12が放射した光の一部は、カバー15の側面に入射して透過する。カバー15の側面で拡散された光は、カバー15の側面に対して垂直な方向(すなわち真横方向)を中心とする方向へ向かう。また、カバー15の底面を透過する光の割合は小さい。このため、カバー15で拡散される分、二分の一ビーム角が大きくなり、横方向へ向かう光の割合が多い光になる。
実施の形態3について、図7〜図8を用いて説明する。
なお、実施の形態1または実施の形態2と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
カバー15を拡散透過する光は、カバー15に対して垂直な方向を中心とする方向へ向かう。このため、カバー15の底のほうに入射した光は、真下方向に近い方向へ向かい、カバー15の横のほうに入射した光は、真横方向に近い方向へ向かう。
したがって、実施の形態2と同様、カバー15での拡散による影響を小さくし、それぞれの光源11,12の配光特性を維持することができる。このため、光源11の調光率と光源12の調光率との比を変えることにより、照明装置10が放射する光の配光特性を容易に変えることができる。
実施の形態4について、図9を用いて説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態3と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
スイッチング回路S3は、例えばエンハンスメント型nMOSFETなどのスイッチング素子を有する。スイッチング回路S3のスイッチング素子は、制御回路25からの指示にしたがってオンオフする。スイッチング回路S3は、光源12c〜12hと並列に電気接続している。スイッチング回路S3がオフの場合、直流直流変換回路22bから供給される電力により、光源12a〜12hが点灯する。スイッチング回路S3がオンの場合、光源12c〜12hは点灯せず、光源12a,12bだけが点灯する。
例えば、照明装置10は、リモコンや壁スイッチやプルスイッチなどの操作入力装置により利用者が望む点灯モードを入力する。制御回路25は、入力した情報に基づいて、点灯モードを決定する。
あるいは、照明装置10は、例えば照度センサや人感センサなどにより、室内の明るさや人の在不在を検出する。制御回路25は、これらの情報に基づいて、点灯モードを決定する。
実施の形態5について、図10を用いて説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態4と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
なお、光源11,12や基板13は、省略している。
取付け部品50(器具アダプタ)は、略円柱状である。取付け部品50は、例えば、2つの引っ掛けシーリング係合部51と、複数の突起部52とを有する。
引っ掛けシーリング係合部51は、取付け部品50の上底面に設けられている。引っ掛けシーリング係合部51は、天井面に設けられた引っ掛けシーリングコンセントと係合することにより、取付け部品50を天井面に固定する。また、引っ掛けシーリング係合部51の内部には、電極が設けられていて、係合した引っ掛けシーリングと電極が接触して電気接続することにより、外部電源ACから供給される電力を入力する。
突起部52は、取付け部品50の側面から外向きに突出している。複数の突起部52は、それぞれ異なる方向へ向けて、略等間隔に配置されている。
取付け部品挿通穴16は、取付け部品50を通すことができる大きさの略円形の貫通穴である。取付け部品挿通穴16は、突起部52と同じ数の突起挿通部17(吊り下げ部)を有する。また、ケース14の内側には、突起挿通部17の隣に、ストッパー18が設けられている。
まず、取付け部品50を、引っ掛けシーリングコンセントに固定する。
次に、ケース14の取付け部品挿通穴16を取付け部品50に嵌め、突起部52がストッパー18に当たるまで、ケース14全体を横に回転させる。ケース14の上面が突起部52の上に載ることにより、照明装置10が天井面に取り付けられる。
照明装置10は、全体として回転対称な外観であるから、照明装置10を取り付ける向きを変えても外観上の変化はない。しかし、常夜灯として点灯される光源11a,11bは、照明装置10の中心から外れた位置にあるので、照明装置10を取り付ける向きを変えることにより、常夜灯として点灯される光源11a,11bの位置が変わる。
例えば、直流直流変換回路22a,22bは、バックコンバータ回路ではなく、ブーストコンバータ回路のような昇圧型のスイッチング電源であってもよいし、フライバックコンバータ回路やフォワードコンバータ回路のような絶縁型のスイッチング電源であってもよいし、他の電源回路であってもよい。直流直流変換回路22aと、直流直流変換回路22bとは、同じ構成である必要はなく、異なる構成であってもよい。また、直流直流変換回路22a,22bは、別々に調整可能な2種類の出力を有する1つの電源回路で構成してもよい。
また、外部電源が直流電源である場合、整流回路21は、なくてもよい。
Claims (5)
- 複数の第一光源と、
上記第一光源の配光特性よりもビーム角が広い配光特性を有する複数の第二光源と、
略平面状の表面を有し、上記複数の第一光源が、上記表面上の所定の点から所定の第一の距離離れた位置に実装され、上記複数の第二光源が、上記所定の点から上記第一の距離と異なる所定の第二の距離離れた位置に実装された基板と、
上記複数の第一光源と上記複数の第二光源とを点灯し、上記複数の第一光源を点灯する明るさと上記複数の第二光源を点灯する明るさとのうち、少なくともいずれかの明るさを変更可能な点灯回路と、
上記複数の第一光源と、上記複数の第二光源とを覆う、拡散性及び透光性を有するカバーと
を有し、
上記複数の第一光源及び上記複数の第二光源は、それぞれ、光軸方向を中心とする略回転対称な配光特性を有し、上記光軸方向が上記基板の表面に対して略垂直に配置されており、
上記カバーは、
上記光軸方向における上記基板の表面の位置から、上記光軸方向における上記複数の第一光源及び上記複数の第二光源の光の出射方向に向かって立ち上がることを特徴とする照明装置。 - 上記カバーは、
円筒状と半球面状とのいずれかの形状である請求項1に記載の照明装置。 - 上記第二の距離は、上記第一の距離よりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
- 上記照明装置は、
上記照明装置の配光角を決定する配光角決定部を有し、
上記点灯回路は、上記配光角決定部が決定した配光角が狭いほど、上記複数の第二光源を暗く点灯する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の照明装置。 - 上記照明装置は、
上記照明装置を通常モードで点灯するか常夜灯モードで点灯するかを決定する点灯モード決定部を有し、
上記点灯回路は、上記点灯モード決定部が決定したモードが常夜灯モードである場合、上記複数の第一光源と上記複数の第二光源とのうちから選択された1つ以上の光源を常夜灯光源とし、上記点灯モード決定部が決定したモードが通常モードである場合よりも暗い明るさで、上記常夜灯光源を点灯する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の照明装置。
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