JP6025121B2

JP6025121B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP6025121B2
Application number: JP2013081665A
Authority: JP
Inventors: 綾子槻谷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-04-09
Also published as: JP2014203793A

Description

本発明は、出射光の配光及び波長成分を変化させる照明装置に関する。

従来から、店舗の陳列棚等を照明装置で照明する際に、目的に応じて、広いエリアを照らしたい場合と、特定のエリアだけを照らして目立たせたい場合とがある。このような照明を可能とする照明装置として、出射光のビーム角が異なる複数のＬＥＤを備え、それらの点灯状態を切り替えることにより、光が照射される範囲を可変としたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

また、光源であるＬＥＤと、互いに配光パターンの異なる複数のレンズを備え、それらをＬＥＤに対して移動させることで、照明光の配光パターンを変化させることができる照明器具が知られている（例えば、特許文献３参照）。上記特許文献１，２に記載の照明装置では、例えば、ビーム角が狭いＬＥＤを点灯させている際にはビーム角が広いＬＥＤは使用されず、逆に、ビーム角が広いＬＥＤを点灯させている際にはビーム角が狭いＬＥＤは使用されない。一方、上記特許文献３に記載の照明器具では、光源のＬＥＤではなく、ＬＥＤに配されるレンズを切り替えるので、ＬＥＤの点灯効率を良くすることができる。

特開２０１１―２２２１８２号公報特開２０１２―１４９８０号公報特許４２０７９３１号公報

ところで、視対象物の色彩を鮮やかに演色することにより、視対象物の色を好ましく見せる照明技術が知られている。特に、照明環境にある視対象物の色の鮮やかさは、視対象物から受ける目立ち感による影響を受けることが知られている。

上記特許文献１乃至３に記載の照明装置は、配光パターンを変化させて、例えば、照射エリアの一部の照度を高くすることにより、そのエリアに配置された商品等を目立たせることができるが、上述した目立ち感は、視対象物上の照度だけに依存するものではない。そのため、照明光を用いて視対象物を効果的に演出できず、購買意欲を掻き立てることができないことがある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、照明光が照射される照明による視対象物の目立ち感を変化させることができる照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、光源と、前記光源から出射された光の配光を制御する複数のレンズと、を備えた照明装置であって、前記光源と前記複数のレンズとは、一方が他方に対して移動可能とされ、前記複数のレンズは、互いに出射光のビーム角が異なるように構成され、相対的にビーム角の狭いレンズは、該レンズへの入射光の波長成分を変化させて該レンズからの出射光の目立ち指数ＦＣＩを増加させるように構成されていることを特徴とする。

上記照明装置において、前記複数のレンズのうち相対的にビーム角の狭いレンズは、波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低いことが好ましい。

上記照明装置において、少なくとも３種のレンズを備え、相対的にビーム角が狭いレンズほど、波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低いことが好ましい。

上記照明装置において、前記複数のレンズのうち相対的にビーム角の狭いレンズは、その出射面に、波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低いフィルタを有することが好ましい。

上記照明装置において、少なくとも３種のレンズを備え、相対的にビーム角が狭いレンズほど、前記フィルタにおける波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低いことが好ましい。

上記照明装置において、前記複数のレンズが円環状に配置された回転体を更に備え、前記回転体は、前記光源に対して回動自在とされ、該回転体が回転することにより、前記光源からの光が入射するレンズが切り替わることが好ましい。

本発明によれば、照明光の照射範囲だけでなく、目立ち指数ＦＣＩを変化させるので、照明光が照射される視対象物の目立ち感をより効果的に変化させることができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る照明装置の一部分解斜視図、（ｂ）は同照明装置の斜視図。同照明装置に用いられるＬＥＤの側断面図。（ａ）は同照明装置に用いられる相対的にビーム角の広いレンズの側断面図、（ｂ）はビーム角の狭いレンズの側断面図。（ａ）（ｂ）は同照明装置の動作を説明するための側断面図。同照明装置の照明光の分光スペクトルを示す図。（ａ）（ｂ）は同照明装置の使用例を説明するための斜視図。上記実施形態の第１の変形例に係る照明装置の一部分解斜視図。（ａ）（ｂ）（ｃ）は同照明装置に用いられるレンズの側断面図。（ａ）（ｂ）は同照明装置の動作を説明するための側断面図。同照明装置の照明光の分光スペクトルを示す図。上記実施形態の第２の変形例に係る照明装置の一部分解斜視図。（ａ）（ｂ）（ｃ）は同照明装置の動作を説明するための側断面図。上記実施形態の第３の変形例に係る照明装置の一部分解斜視図。（ａ）は同照明装置の一動作を説明するための上面図、（ｂ）は同側断面図、（ｃ）は他の動作を説明するための上面図、（ｄ）は同側断面図、（ｅ）は他の動作を説明するための上面図、（ｆ）は同側断面図。

本発明の一実施形態に係る照明装置について、図１乃至図６を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態に係る照明装置１は、光源２と、光源２から出射された光の配光を制御する複数のレンズ３ａ，３ｂと、を備える。光源２とレンズ３ａ，３ｂとは、一方が他方に対して移動可能とされている。また、照明装置１は、レンズ３ａ，３ｂを保持するレンズユニット３０と、このレンズユニット３０を光源２に対してスライド移動可させるスライドユニット４を備える。このスライドユニット４により、レンズ３ａ，３ｂが、光源２に対して移動可能とされている。また、照明装置１は、ユーザが照明光の配光を変化させるための操作部５と、光源２及びスライドユニット４に所定の電力を供給する電源ユニット（不図示）を備える。なお、図例では、操作部５とスライドユニット４とがワイヤケーブルＷで接続された構成を示すが、これらの間における制御信号の送受信は、有線又は無線を問わない。

スライドユニット４は、光源２が実装されるベース４１と、ベース４１が搭載されるユニット本体４２と、レンズユニット３０を保持する保持部４３と、ユニット本体４２に設けられて保持部４３をスライド可能とするレール４４と、を備える。また、スライドユニット４は、保持部４３を介してレンズユニット３０をスライド駆動させる駆動部（不図示）を備える。

操作部５は、光源２の点灯をオンオフするための点灯スイッチ５１と、照明装置１から照射される照明光の配光パターンを変化させるための複数の切替スイッチ５２ａ，５２ｂと、を備える。点灯スイッチ５１は、押釦スイッチ等から成り、商用交流電源から電源ユニットへの給電経路を開閉する。操作部５には、切替５２ａ，５２ｂの操作によって設定された配光パターンとなるように、光源２及びスライドユニット４を駆動する制御部（不図示）が内蔵されている。なお、操作部５及び電源ユニットは、それ自体が独立した別構成であってもよい。

光源２には、固体発光素子（ＬＥＤ）が用いられる。例えば、図２に示すように、光源２は、断面矩形状の基材２０と、基材２０上に実装された発光部（ＬＥＤチップ）２１と、ＬＥＤチップ２１を取り囲む凹部を有する枠体２２と、枠体２２に充填される充填材２３と、を備える。充填材２３には、シリコン等の透明樹脂材料が用いられ、ＬＥＤチップ２１からの出射光の波長を変換する蛍光体２４が含有される。なお、蛍光体２４には、２種又はそれ以上の種類のものが用いられてもよく、光源２の出射光が所望の発光スペクトルとなるように適宜に調整される。

基材２０の一側面にはカソード電極２５が、他側面にはアノード電極２６が設けられ、それらは基材２０の下面両端部に形成された外部接続電極２７，２８に夫々接続される。また、カソード電極２５及びアノード電極２６は、ワイヤ２９によってＬＥＤチップ２１の各電極端子（不図示）に夫々接続される。枠体２２の内周面は、光の導出方向に開口した円錐面として形成されており、円錐面の表面は光反射機能を有する。

ＬＥＤチップ２１には、好ましくは、青色光を出射する青色ＬＥＤ素子が用いられ、蛍光体２４の種類又は含有量を調整することによって、所望の色度の光を出射するＬＥＤ２が得られる。本実施形態において、光源２は、蛍光体２４として青色光を黄色光に変換するＹＡＧ系蛍光体が用いられ、これら青色光及び黄色光を混光して得られる白色光を出射する。

レンズ３ａ，３ｂは、アクリル樹脂等の透光性樹脂材料から形成され、互いに出射光のビーム角が異なるように構成されている。本実施形態では、相対的に出射光のビーム角の広いレンズ３ａと、相対的にビーム角の狭いレンズ３ｂと、の２種のレンズが、レンズユニット３０に並んで配置されている。

ビーム角の広いレンズ３ａは、例えば、図３（ａ）に示すように、一方の面における中央部が凹状で、その周囲が凸状となるように、他方の面が平面となるように形成されている。このレンズ３ａは、平面が光源２と対向して入射面として機能し、凹凸を有する面が入射光を屈折して出射する出射面として機能することにより、光源２からの入射光を拡散光とする。

一方、ビーム角の狭いレンズ３ｂは、例えば、図３（ｂ）に示すように、一方の面がフレネル構造となるように、他方の面が平面となるように形成されている。このレンズ３ｂは、平面が光源２と対向して入射面として機能し、フレネル構造の面が入射光を屈折して出射する出射面として機能することにより、光源２からの入射光を略平行光とする。

このように構成された２種のレンズ３ａ，３ｂは、レンズユニット３０に列状に配され、レンズユニット３０は、スライドユニット４によって、光源２に対して移動可能とされる。例えば、図４（ａ）に示すように、光源２上にレンズ３ａが配されたときは、広角に照明光が照射され、図４（ｂ）に示すように、光源２上にレンズ３ｂが配されたときは、狭角に照明光が照射される。

これらレンズ３ａ，３ｂのうち、相対的にビーム角の狭いレンズ３ｂは、入射光の波長成分を変化させて、出射光の目立ち指数ＦＣＩ（Feeling of contrast index）を増加させるように構成されている。

ＦＣＩとは、光源の色再現の目立ちや鮮やかさの程度を表す指標である。ＦＣＩは、基準光源Ｄ６５で１００となり、このＦＣＩが１００より大きい光源は、基準光源Ｄ６５よりも色を鮮やかに演色し空間を明るく感じさせる（新編色彩科学ハンドブック[第３版]日本色彩学会編参照）。具体的には、下記式（１）により定められる。

Ｇ_ＬＡＢ（Ｔ）：テスト光源下での赤・青・緑・黄の４色配色サンプルのＬＡＢ表色系における色域面積
Ｇ_ＬＡＢ（Ｄ６５）：基準光源Ｄ６５下での同４色配色サンプルのＬＡＢ表色系における色域面積

ビーム角の狭いレンズ３ｂは、このレンズ３ｂを構成する透光性樹脂材料に、所定波長成分の光を選択的に吸収する色素が添加されており、この色素が、レンズ３ｂへの入射光の所定波長成分を変化させて、出射光のＦＣＩを増加させる。ここで、レンズ３ｂは、出射光のＦＣＩを１２３より大きく増加させることが好ましい。

本実施形態において、レンズ３ｂは、波長５８０ｎｍ近傍の波長成分に対する透過率が低くなるように構成されている。具体的には、レンズ３ｂには、波長５８０ｎｍ近傍の波長成分に対する吸光度の高い色素が含有されている。この種の色素として、例えば、ネオジウムが用いられる。また、レンズ３ｂには、好ましくは、波長４６０ｎｍ近傍の波長成分に対する吸光度の高い色素も含有される。一方、ビーム角の広いレンズ３ａには、色素は添加されておらず、光源２からの入射光の波長を変化させることなく出射する。

図５は、ビーム角の広いレンズ３ａを用いた点灯状態（点灯状態（ａ）：図４（ａ）参照）における照明光の分光スペクトルと、ビーム角の狭いレンズ３ｂを用いた点灯状態（点灯状態（ｂ）：図４（ｂ）参照）における照明光の分光スペクトルと、を示す。ビーム角の広いレンズ３ａは、レンズを構成する透光性樹脂に色素が添加されていないので、光源２からの光の波長成分を変化させることなくそのまま出射する。その結果、図５における点灯状態（ａ）の分光スペクトルを有する照明光のＦＣＩは１０８であった。一方、ビーム角の狭いレンズ３ｂ（点灯状態（ｂ））は、レンズを構成する透光性樹脂に色素が波長５８０ｎｍ近傍の波長成分及び波長４６０ｎｍ近傍の波長成分の光の透過を制限する。その結果、図５における点灯状態（ｂ）の分光スペクトルを有する照明光のＦＣＩは１４２であった。このように、レンズ３ｂは、照明光におけるこれらの波長成分の透過を制限することにより、ＦＣＩを１．３倍増加させることができる。

図６は、上記のように構成された照明装置１を店舗用スポットライトに用いた例を示す。図６（ａ）に示すように、商品棚Ｆの広い範囲に商品Ｐが配置されており、全体を均一に照明したいときは、照明光のビーム角を広くする。一方、図６（ｂ）に示すように、商品棚Ｆの一部に商品Ｐが配置されていて、この商品Ｐを目立たせたいときは、照明光のビーム角を狭くする。このとき、商品棚Ｆにおける照明光が照射される範囲が狭くなり、当該商品Ｐが集中的に照射されるだけでなく、照明光のＦＣＩが増加するので、より商品Ｐを目立たせることができる。このように、照明装置１は、照明光の照射範囲だけでなく、ＦＣＩを２段階で変化させることにより、照明光が照射される視対象物の目立ち感をより効果的に変化させることができる。

なお、ＦＣＩを増加させる場合、波長５８０ｎｍ近傍の波長成分の透過を制限するので、ＦＣＩを増加させない場合に比べて、照明光の輝度が低下することがある。しかしながら、本実施形態においては、ＦＣＩを増加させるレンズ３ｂは、ＦＣＩを増加させないレンズ３ａに比べて、出射光のビーム角が狭いので、照射面における照度は殆ど低下しない。なお、レンズ３ａが拡散レンズであり、レンズ３ｂが集光レンズである場合には、操作部５に内蔵された制御部は、レンズの切り替わり時における照度変化を緩和するように、光源２の発光出力を適宜に増減させることが好ましい。

次に、上記実施形態の第１の変形例に係る照明装置について、図７乃至図１０を参照して説明する。図７に示すように、本変形例の照明装置１は、出射光のビーム角が異なるように設計された３種のレンズ３ａ，３ｂ，３ｃを備える。これらレンズ３ａ，３ｂ，３ｃのうち、レンズ３ａのビーム角が最も広く、レンズ３ｃのビーム角が最も狭く、レンズ３ｂのビーム角がそれらの中間となっている。また、本変形例では、スライドユニット４が、光源２を搭載するベース４１を、レンズユニット３０スライド可能とする。

図８（ａ）に示すように、最もビーム角の広いレンズ３ａは拡散レンズとして、図８（ｃ）に示すように、最もビーム角の狭いレンズ３ｃは、集光レンズとして構成されている。また、図８（ｂ）に示すように、中間のレンズ３ｂは、配光を変化させるための光学的処理は施されていない。そして、図９（ａ）乃至（ｃ）に示すように、光源２上に配されるレンズ３ａ，３ｂ，３ｃが、この順に切り替えられる毎に照明光の配光が狭くなる。レンズ３ａ，３ｂ，３ｃの切り替えは、ユーザが操作部５（図７参照）の切替スイッチ５２ａ，５２ｂ，５２ｃが押されると、スライドユニット４が光源２を搭載するベース４１を移動させることにより行われる。

また、本変形例においては、レンズ３ａ，３ｂ，３ｃは、それらを構成する透光性樹脂に上述した色素が夫々異なる含有量で添加されており、ビーム角が狭いレンズほど、波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低くなっている。図１０は、ビーム角の広いレンズ３ａから狭いレンズ３ｃへ順に、点灯状態（ａ）；図１０（ａ）、及び点灯状態（ｂ）；図１０（ｂ）、及び点灯状態（ｃ）；図１０（ｃ）における照明光の分光スペクトルと、を示す。これらの分光スペクトルを有する照明光のＦＣＩは、夫々１０８、１３０、１４２であった。これらのレンズ３ａ，３ｂ，３ｃを用いることにより、照明光のビーム角が狭くなるほど、ＦＣＩを増加させることができる。その結果、本変形例に照明装置１によれば、照明光の照射範囲だけでなく、ＦＣＩを３段階で変化させることにより、視対象物を目立たせることができる。

上記実施形態の第２の変形例に係る照明装置について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１に示すように、本変形例の照明装置１は、上記第１の変形例と同様に、出射光のビーム角が異なるように設計された３種のレンズ３ａ，３ｂ，３ｃを有している。これらのレンズ３ａ，３ｂ，３ｃは、色素が添加されていない無色透明なレンズであり、これらのうち相対的にビーム角の狭いレンズ３ｂ，３ｃは、その出射面に、波長５８０ｎｍ近傍の波長成分に対する透過率が低いフィルタ６ａ，６ｂを有する。フィルタ６ａ，６ｂは、レンズ３ｂ，３ｃの配光特性に影響しないように、レンズ３ｂ，３ｃの出射面の形状に適合するよう透光性樹脂から形成されている。また、フィルタ６ａ，６ｂは、波長５８０ｎｍ近傍の波長成分の光を吸収する色素が異なる濃度で添加されている。ここでは、フィルタ６ｂは、色素の濃度がフィルタ６ａよりも高く、波長５８０ｎｍ近傍の波長成分の光をより吸収して、照明光のＦＣＩを増加させる。

これらフィルタ６ａ，６ｂが被せられたレンズ３ｂ，３ｃは、上記第１の変形例で用いられたレンズ３ｂ，３ｃと同様に、出射光のビーム角を制御すると共に、レンズ３ａの出射光に比べて、ＦＣＩを増加させることができる。従って、本変形例に照明装置１によれば、照明光の照射範囲だけでなく、ＦＣＩを３段階で変化させることにより、視対象物を目立たせることができる。また、上述したフィルタ６ａ，６ｂとは更に色素の含有量が異なるフィルタ（不図示）を用いることにより、照明光のＦＣＩを更に別の値に変更することができる。そして、ビーム角を制御するレンズとＦＣＩを制御するフィルタとの組み合わせを適宜に変更することにより、照明光の配光及びＦＣＩのバリエーションを多くすることができる。

次に、上記実施形態の第３の変形例に係る照明装置について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３に示すように、本変形例の照明装置１は、円盤状のベース４１に３個の光源２が周縁に沿って定間隔で配され、出射光のビーム角が異なるように設計された３種のレンズ３ａ，３ｂ，３ｃを夫々３組有している。また、照明装置１は、レンズ３ａ，３ｂ，３ｃが円環状に配置された円盤状の回転体７を更に備える。この回転体７は、光源２に対して回動自在とされており、上記実施形態のレンズユニット３０と同様に機能する。また、照明装置１は、回転体７を回転させる回転ユニット（不図示）を更に備える。なお、図１３では、操作部５（図７参照）について図示を省略している。

３種のレンズ３ａ，３ｂ，３ｃは、上記第１の変形例で示したレンズ３ａ，３ｂ，３ｃと同じものである。従って、本変形例の照明装置１によれば、図１４（ａ）乃至（ｆ）に示すように、回転体７が回転することにより、光源２からの光が入射するレンズ３ａ，３ｂ，３ｃが切り替わる。その結果、照明光の照射範囲だけでなく、ＦＣＩを３段階で変化させることにより、視対象物を目立たせることができる。また、光源が３個あるので、上記実施形態及び変形例に比べて、照明光の光束を多くすることができ、照射面における輝度を高くすることができる。なお、レンズが３種以上ある場合には、操作部５は、押釦スイッチに限らず、例えば、ビーム角及びＦＣＩをコントールするためのフェーダ等であってもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態及び変形例では、出射光のビーム角が異なる２種又は３種のレンズを用いた構成を示したが、３種以上のレンズが用いられてもよい。また、出射光の分光スペクトルが異なる複数種の光源２が用いられてもよい。レンズ及びＬＥＤの種類やそれらの組合せは、上述したものに限らず、ビーム角及び目立ち指数ＦＣＩを変化させることができるものであればよい。

１照明装置
２光源
３ａ，３ｂ，３ｃレンズ
７回転体

Claims

光源と、前記光源から出射された光の配光を制御する複数のレンズと、を備えた照明装置であって、
前記光源と前記複数のレンズとは、一方が他方に対して移動可能とされ、
前記複数のレンズは、互いに出射光のビーム角が異なるように構成され、相対的にビーム角の狭いレンズは、該レンズへの入射光の波長成分を変化させて該レンズからの出射光の目立ち指数ＦＣＩを増加させるように構成されていることを特徴とする照明装置。
前記複数のレンズのうち相対的にビーム角の狭いレンズは、波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低いことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
少なくとも３種のレンズを備え、相対的にビーム角が狭いレンズほど、波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低いことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記複数のレンズのうち相対的にビーム角の狭いレンズは、その出射面に、波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低いフィルタを有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
少なくとも３種のレンズを備え、相対的にビーム角が狭いレンズほど、前記フィルタにおける波長５８０ｎｍの波長成分に対する透過率が低いことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
前記複数のレンズが円環状に配置された回転体を更に備え、
前記回転体は、前記光源に対して回動自在とされ、該回転体が回転することにより、前記光源からの光が入射するレンズが切り替わることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。