JP5861083B2

JP5861083B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP5861083B2
Application number: JP2011240287A
Authority: JP
Inventors: 三木　伸和; 伸和三木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2031-11-01
Also published as: JP2013098037A

Description

本発明は、複数の発光ダイオード（以下ＬＥＤと言う）などの光源を用いた照明器具に関するものである。

近年、フィラメント電球や蛍光ランプに代わって、消費電力が少なく多様性のあるＬＥＤを光源とした照明器具が多く採用されるようになってきている。ＬＥＤを用いた照明器具には、シーリングライト、ダウンライト、スポットライト、等、があり、生活様式の多様性と相まって、光の集光、調光、調色の機能を備えてきている。また、店舗や病院等の目的に合わせた照明環境を作ることができる照明器具としての需要も伸びてきている。

この種の照明器具の一例を図６に示す（特許文献１参照）。

図６は、従来の照明器具１００の側面図である。照明器具１００は、色温度の異なる二種の第１白光ＬＥＤ４１０と第２白光ＬＥＤ４２０とを備え、第１白光ＬＥＤ４１０と第２白光ＬＥＤ４２０とを互い違いに配列されて形成された棒状光源を、導光板Ｓの左右に配置している。第１白光ＬＥＤ４１０と第２白光ＬＥＤ４２０との色温度は、２２００Ｋ及至３０００Ｋ、３０００Ｋ及至４５００Ｋ、４５００Ｋ及至６５００Ｋ、６５００Ｋ及至１００００Ｋ、から選択され、制御システム（図示せず）を組み合わせることによって、照明器具１００の色温度及び明暗度を３０００Ｋ及至６０００Ｋの色温度範囲内で自由に調節することができる。また、電源制御を行って電流量や入力時間割合を制御することによって、照明器具１００の色温度を変えることができ、照明器具１００の全体的な輝度も調節でき、明暗調整は１００段階以上、色温度調整は２５６段階以上に達することができる。この照明器具１００は、オフィスの天井に設置することができ、均一な平面光を提供してフレア現象を減らす薄型の室内照明器具１００を提供することが開示されている。

照明器具の他の一例を図７に示す（特許文献２参照）。

図７は、従来の照明器具１００Ｓのブロック図である。照明器具１００Ｓは、商用電源ＡＣが供給される調光器であるリモコン受光部２００Ｓおよび点灯回路である駆動部３００Ｓと、光源モジュールである光源ユニット４００Ｓと、を備えている。駆動部３００Ｓには、光源ユニット４００Ｓの点灯、非点灯、光出力を制御する第１回路部３１０Ｓおよび第２回路部３２０Ｓとを備えている。光源ユニット４００Ｓには、色温度５０００Ｋの第１ＬＥＤ４１０Ｓが複数実装され、第１ＬＥＤ４１０Ｓと色温度の異なる色温度３００Ｋの第２ＬＥＤ４２０Ｓが複数実装されている。また、第１回路部３１０Ｓが第１ＬＥＤ４１０Ｓを制御し、第２回路部３２０Ｓが第２ＬＥＤ４２０Ｓを制御している。色温度は、第１ＬＥＤ４１０Ｓと第２ＬＥＤ４２０Ｓの光出力により決定されている。また、５０００Ｋでは、第１ＬＥＤ４１０Ｓの光出力が１００％であり、３０００Ｋでは、第２ＬＥＤ４２０Ｓの光出力が１００％であることが開示されている。

特開２０１０−２６７６１０号公報特開２０１１−１８７１８１号公報

株式会社ビッグカメラＨＰ、ＬＥＤシーリングライト＜http://www.biccamera.com/bicbic/jsp/w/kaden/ledceiling/index.jsp＞

ところで、特許文献１では、照明器具１００に備えられた色温度の異なる第１白光ＬＥＤ４１０と第２白光ＬＥＤ４２０全体を制御点灯することは開示されている。また、特許文献２では、それぞれ独立した回路、第１回路部３１０Ｓと第２回路部３２０Ｓ、で、それぞれ第１ＬＥＤ４１０Ｓと第２ＬＥＤ４２０Ｓを制御し、色温度の変化は回路出力の変化で行っていることが開示されている。また、非特許文献１では、光の色と明るさの組み合わせの関係が開示されている。しかしながら、色温度の異なるＬＥＤの点灯数を変化させ、光束や色温度の変化を行う点は何ら開示されておらず、コストパフォーマンスの優れた照明器具を提供できないという問題がある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、照明器具に実装される色温度の異なるＬＥＤを効率的に配置し、各特性を生かした点灯方式で調光、調色を行う照明器具を提供することにある。

本発明の照明器具は、駆動部と光源ユニットとを備え、前記駆動部は、第１回路部と第２回路部とを備え、前記光源ユニットは、少なくとも２種類の色温度の異なる複数の第１ＬＥＤと複数の第２ＬＥＤと、前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤとが実装される基板とを備え、前記第１回路部は前記第１ＬＥＤの点灯、非点灯、光出力を少なくとも制御し、前記第２回路部は前記第２ＬＥＤの点灯、非点灯、光出力を少なくとも制御し、前記第１ＬＥＤの色温度は前記第２ＬＥＤの色温度より高く、前記第１ＬＥＤの実装数は前記第２ＬＥＤの実装数より少なく、前記第１ＬＥＤおよび前記第２ＬＥＤの積算数と光束とが略比例関係にあり、最大光束値を示す色温度が調色範囲の中心より低色温度側に位置する。

好ましくは、前記最大光束値に於いては、前記第１ＬＥＤおよび前記第２ＬＥＤのそれぞれが全数点灯している。

上記の場合において、好ましくは、前記最大光束値に於いては、前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤの点灯数が同じである。

上記の場合において、好ましくは、前記最大光束値は調色範囲の最低色温度に位置し、主として前記第２ＬＥＤが点灯し、前記第１ＬＥＤも点灯している。

好ましくは、前記調色範囲内において、前記第２ＬＥＤの点灯数が前記最大光束値から高色温度側に向かって減少し、前記第１ＬＥＤの点灯数が常に一定である。

好ましくは、前記調色範囲内の最高色温度において、前記第１ＬＥＤのみの点灯である。

好ましくは、前記第２ＬＥＤの演色性が前記第１ＬＥＤの演色性に比べて優れている。

好ましくは、前記第１ＬＥＤの色温度は、５０００Ｋ及至１００００Ｋであり、前記第２ＬＥＤの色温度は、２０００Ｋ及至３０００Ｋであり、前記調色範囲が、５７００Ｋ及至３０００Ｋである。

本発明によれば、色温度の異なるＬＥＤをそれぞれ点灯させ、その点灯数により色温度を変化させることにより、それぞれのＬＥＤの特性を生かし、照明器具の調色範囲も定めることにより、ＬＥＤの実装数の低減や容易な回路形成の提供に繋がり、コストダウンが図られコストパフォーマンスの向上された照明器具を提供できる。

本発明に係る照明器具の実施形態１を示すブロック図である。本発明に係る実施形態１の色温度と光束と点灯数との関係を示すグラフである。本発明に係る照明器具の実施形態２を示すブロック図である。本発明に係る実施形態２の色温度と光束と点灯数との関係を示すグラフである。本発明に係る照明器具の応用例で、（Ａ）はシーリングライトの斜視図、（Ｂ）は室内の天井にシーリングライトを取り付けたことを示す斜視図である。従来の照明器具の側面図である。従来の照明器具のブロック図である。

以下、本発明に係る照明器具の好適な実施形態を、図１〜図５に基づいて詳述する。

＜実施形態１の照明器具の説明＞
図１のブロック図に基づいて、本発明の照明器具１０の実施形態１を説明する。

照明器具１０は、商用電源ＡＣが供給されるリモコン受光部２０および駆動部３０と、光源ユニット４０と、を備えている。壁などに取り付けられるリモコン送信器（図示せず）から送られてくる信号を受信するリモコン受光部２０には、駆動部３０を制御する制御用マイコン２１が内蔵され、駆動部３０には、光源ユニット４０の点灯、非点灯、光出力を制御する第１回路部３１および第２回路部３２と、商用電源ＡＣが変換されたＤＣ電源３３と、が備えられている。

商用電源ＡＣとリモコン受光部２０と駆動部３０とは、信号線（制御通信線）２５で電気的に接続されている。光源ユニット４０には、光源である複数の第１ＬＥＤ４１と複数の第２ＬＥＤ４２とが基板４３に実装され、一つのパッケージとして構成され、そのパッケージが複数配列されている。光源ユニット４０と駆動部３０とは電気的に接続され、第１回路部３１が第１ＬＥＤ４１を制御し、第２回路部３２が第２ＬＥＤ４２を制御している。

第１ＬＥＤ４１は、例えば、色温度５０００Ｋ及至１００００Ｋであり、第１ＬＥＤ４１と色温度の異なる第２ＬＥＤ４２は、例えば、色温度２０００Ｋ及至３０００Ｋである。第１ＬＥＤ４１と第２ＬＥＤ４２の点灯数をそれぞれ変化させることにより、照明器具１０の調色を可能としている。ここで述べる調色とは、照明器具１０の発光する色温度の変化を調整することを意味する。また、第１ＬＥＤ４１および第２ＬＥＤ４２は、チップでもパッケージでも良く、第１ＬＥＤ４１は、例えば、青色ＬＥＤチップに励起される黄色蛍光体を被覆させた白色又は昼白色のＬＥＤであり、第２ＬＥＤ４２は、例えば、青色ＬＥＤチップに励起される黄色蛍光体および赤色蛍光体を被覆させた電球色のＬＥＤである。

第１ＬＥＤ４１と第２ＬＥＤ４２とは、上述の色温度の点で異なるばかりでなく、演色性と光変換効率の点でも異なっている。演色性では、第１ＬＥＤ４１より第２ＬＥＤ４２の方が優れている。例えば、第１ＬＥＤ４１はＲａ７０であり、第２ＬＥＤ４２はＲａ８５である。光変換効率では、第１ＬＥＤ４１の方が第２ＬＥＤ４２に比べて優れている。これは、第２ＬＥＤ４２の方が蛍光体の厚みを多く取るからである。

以上のように、それぞれの特性を生かすことにより、効率の良い照明器具１０が提供できる。平たく言えば、低演色性／高光変換効率／高色温度の第１ＬＥＤ４１と、高演色性／低光変換効率／低色温度の第２ＬＥＤ４２と、を組み合わせることにより、色温度全般に亘って比較的高演色性／比較的高光変換効率の照明器具１０が得られる。

図２は、実施形態１に基づく色温度と光束と点灯数との関係を示すグラフである。

グラフは、説明を分かりやすくするために、直線折れ線グラフで表している。色温度（相関色温度のことで、単位は絶対温度を示すＫ：ケルビンである）を横軸、光束（単位はｌｍ：ルーメンである）を左縦軸、第１ＬＥＤ４１および第２ＬＥＤ４２の点灯数（単位は個：点灯個数である）を右縦軸で表している。また、グラフ上、第１ＬＥＤ４１の点灯数を一点鎖線で、第２ＬＥＤ４２の点灯数を破線で、第１ＬＥＤ４１および第２ＬＥＤ４２の点灯数の合計である積算数（単位：個）を直線で表している。各色温度に於ける光束は点灯数に比例している（正の相関にある）ため、同様に直線で表している。グラフ上では、積算数と光束とを同じ直線で表している。

グラフでは、２７００Ｋ及至５７００Ｋの色温度範囲で表しているが、本発明に係る照明器具１０では、照明器具１０として商用で使用する範囲を調色範囲として定義し、調色範囲を、例えば、３０００Ｋ及至５７００Ｋとしている。一方、２７００Ｋ及至３０００Ｋは、照明器具１０の不使用範囲とし、グラフ上では斜線領域として表している。また、比較説明上、５７００Ｋ側を高色温度側、３０００Ｋ側を低色温度側としている。

説明を簡略化するために、本発明の一実施形態として、第１ＬＥＤ４１の実装数を５０個、第２ＬＥＤ４２の実装数を５０個としている。色温度５７００Ｋでは、第１ＬＥＤ４１のみが点灯している。尚、５７００Ｋでは、第１ＬＥＤ４１の５０個のみが点灯しているが、第２ＬＥＤ４２が少量加わっていても良い。照明器具１０の最大光束値（光出力１００％）は色温度４２００Ｋに位置し、合計点灯数は１００個である。即ち、第１ＬＥＤ４１が５０個、第２ＬＥＤ４２が５０個、点灯している。

５７００Ｋから４２００Ｋに向かって、第１ＬＥＤ４１の点灯数は一定（一点鎖線グラフ参照）であるが、第２ＬＥＤ４２の点灯数は増大（破線グラフ参照）している。また、４２００Ｋから３０００Ｋに向かって、第２ＬＥＤ４２の点灯数は一定であるが、第１ＬＥＤ４１の点灯数は減少している。そして、調色範囲の最低色温度３０００Ｋでは、第１ＬＥＤ４１が２５個、第２ＬＥＤ４２が５０個、合計７５個が点灯している。

以上、上述した本発明に係る照明器具１０は、色温度の異なる第１ＬＥＤ４１と第２ＬＥＤ４２を組合せ、それぞれの点灯数を第１回路部３１と第２回路部３２の制御によって行い、点灯数を変化させると共に色温度を変化させることができ、生活シーンに合わせた調色、調光が可能であり、多様な照明環境に適用した照明器具１０を提供できる。特に、第２ＬＥＤ４２の演色性が第１ＬＥＤ４１の演色性が優れているので、高色温度側の演色性を向上させることが可能である。

照明器具１０の最大光束値を出すために、第１ＬＥＤ４１と第２ＬＥＤ４２とをそれぞれ５０個ずつとしている。従来技術に於ける回路出力での色温度変化では、１００個ずつ必要となるが、本発明に係る照明器具１０では、実装数の大幅な低減が可能となる。

また、照明器具１０の最大光束値が、調色範囲の中心（５７００Ｋと３０００Ｋの中間である４３５０Ｋ）より低色温度側に位置し、低色温度側の方が高色温度側に比べて光束を高く（より明るく）設定している。照明器具１０が単独でオールエントリーではなく、ユーザーのニーズに適した照明器具１０の提供を可能にしている。

最大光束値から高色温度側に向かって第２ＬＥＤ４２の点灯数を減少させ、第１ＬＥＤ４１の点灯数が常に一定にすることにより、第２ＬＥＤ４２の白色（注白色）を積極的に活用し、団らん時等にほどよい明るさのある照明器具１０を提供している。

実施形態１では、最大光束値に於いて、第１ＬＥＤ４１と第２ＬＥＤ４２との点灯数を同じにすることにより、第１ＬＥＤ４１のみで視認される明るさの強さを低減することが可能である。

＜実施形態２の照明器具の説明＞
図３のブロック図に基づいて、本発明の照明器具１０の実施形態２を説明する。

実施形態２では、光源ユニット４０の第１ＬＥＤ４１が実施形態１に比べて少なく実装されている。実施形態１では、第１ＬＥＤ４１、第２ＬＥＤ４２、とも同数実装され、２列直列に配置されていたが、実施形態２では、第１ＬＥＤ４１が１列直列で、第２ＬＥＤ４２が、２列直列で配置されている。その他、リモコン受光部２０および駆動部３０は、実施形態１と同様である。

図４は、実施形態２に基づく色温度と光束と点灯数との関係を示すグラフである。

調色範囲を３０００Ｋ及至５７００Ｋ、不使用範囲を２７００Ｋ及至３０００Ｋ（斜線領域）、５７００Ｋ側を高色温度側、３０００Ｋ側を低色温度側としている点は、実施形態１と同様である。また、グラフ線の種類も実施形態１と同様である。

実施形態２では、第１ＬＥＤ４１の実装数を２５個、第２ＬＥＤ４２の実装数を７５個として説明する。照明器具１０の最大光束値（光出力１００％）は、色温度３０００Ｋ、即ち、調色範囲の最低色温度に位置している。色温度３０００Ｋでは、第１ＬＥＤ４１が２５個、第２ＬＥＤ４２が７５個、合計１００個のＬＥＤが点灯している。また。低色温度側から高色温度側に向かって、第１ＬＥＤ４１の点灯数は一定（一点鎖線グラフ参照）であるが、調色範囲に於いて、第２ＬＥＤ４２の点灯数は減少（破線グラフ参照）している。そして、色温度５７００Ｋの高色温度側では、第１ＬＥＤ４１の２５個のみが点灯している。尚、５７００Ｋでは、第１ＬＥＤ４１の２５個のみが点灯しているが、第２ＬＥＤ４２が少量加わっていても良い。

実施形態２では、最低色温度で照明器具１０の最大光束値を出力する構成として、第２ＬＥＤ４２に第１ＬＥＤ４１を加えている。この構成により、第２ＬＥＤ４２のみで視認される赤みの強さを緩和することが可能である。

実施形態１および実施形態２共に、照明器具１０の不使用範囲として定めている。本実施形態では、例えば、３０００Ｋ以下としている。第２ＬＥＤ４２は、第１ＬＥＤ４１に比べて光変換効率が劣るため、照明器具１０の光変換効率を高くすることが可能となる。従って、照明器具１０の調色範囲を定めることは、ＬＥＤの実装数の低減や容易な回路形成の提供や光変換効率の向上に繋がり、コストダウンが図られコストパフォーマンスの向上された照明器具１０を提供できる。

図５は、照明器具１０の応用例を示す。

本発明に係る照明器具１０を、シーリングライトに適用することが可能である。シーリングライトとして、部屋の天井等に取り付け、生活様式に合わせて調色、調光することが可能である。また、照明方法は、直射照明でも良く、導光板等を利用する間接照明でも良い。更に、シーリングライトの他、ダウンライトやスポットライトにも照明器具１０は応用可能である。

第１ＬＥＤ４１と第２ＬＥＤ４２の２種類について説明したが、色温度の異なるＬＥＤの種類を増やしても良く、また、第１と第２に限定されるものではない。

実施形態に於いて、ＬＥＤの実装数および点灯数を具体的個数で説明したが、本発明の一実施形態であり、特に限定されるものではない。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１０：照明器具
２０：リモコン受光部
３０：駆動部
４０：光源ユニット
４１：第１ＬＥＤ
４２：第２ＬＥＤ

Claims

駆動部と光源ユニットとを備え、
前記駆動部は、第１回路部と第２回路部とを備え、
前記光源ユニットは、少なくとも２種類の色温度の異なる複数の第１ＬＥＤと複数の第２ＬＥＤと、前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤとが実装される基板とを備え、
前記第１回路部は前記第１ＬＥＤの点灯、非点灯、光出力を少なくとも制御し、前記第２回路部は前記第２ＬＥＤの点灯、非点灯、光出力を少なくとも制御し、
前記第１ＬＥＤの色温度は前記第２ＬＥＤの色温度より高く、
前記第１ＬＥＤの実装数は前記第２ＬＥＤの実装数より少なく、
前記第１ＬＥＤおよび前記第２ＬＥＤの積算数と光束とが略比例関係にあり、最大光束値を示す色温度が調色範囲の中心より低色温度側に位置する、照明器具。
請求項１に記載の照明器具であって、
前記最大光束値に於いては、前記第１ＬＥＤおよび前記第２ＬＥＤのそれぞれが全数点灯している、照明器具。
請求項２に記載の照明器具であって、
前記最大光束値に於いては、前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤの点灯数が同じである、照明器具。
請求項２に記載の照明器具であって、
前記最大光束値は調色範囲の最低色温度に位置し、主として前記第２ＬＥＤが点灯し、前記第１ＬＥＤも点灯している、照明器具。
請求項１に記載の照明器具であって、
前記調色範囲内において、前記第２ＬＥＤの点灯数が前記最大光束値から高色温度側に向かって減少し、前記第１ＬＥＤの点灯数が常に一定である、照明器具。
請求項１に記載の照明器具であって、
前記調色範囲内の最高色温度において、前記第１ＬＥＤのみの点灯である、照明器具。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明器具であって、
前記第２ＬＥＤの演色性が前記第１ＬＥＤの演色性に比べて優れている、照明器具。
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の照明器具であって、
前記第１ＬＥＤの色温度は、５０００Ｋ及至１００００Ｋであり、前記第２ＬＥＤの色温度は、２０００Ｋ及至３０００Ｋであり、前記調色範囲が、５７００Ｋ及至３０００Ｋである、照明器具。