JP6369779B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、複数の光源を用いた照明効果を実現する照明器具に関する。

従来から、屋内の天井面に取り付けられて壁面や床面等の屋内全般に光を照射するシーリングライトなどの照明器具が多用されている。このような照明器具の光源には、これまで一般的に円環型蛍光灯が用いられているが、近年では、低電力で高輝度の発光が可能なＬＥＤを光源に用いたものも普及している。ＬＥＤは、照明器具における配置自由度が高く、夫々配光の異なる複数のＬＥＤ光源を用いた照明器具もある。

このような複数のＬＥＤ光源を用いた照明器具として、照明器具の下方を主として屋内全般に光を照射する主光源と、天井面に沿った方向に光を照射する間接光源と、を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この照明器具は、例えば、主光源及び間接光源の両方を点灯させて、ユーザに屋内活動に適した明るい照明環境を与え、また、ユーザの就寝時には、間接光源のみを点灯させて、ユーザに直接照射される光を減らし、ユーザに快適で心地良い入眠を促すことができる。

特開２０１３−１４５６８５号公報

しかしながら、例えば、ユーザが、就寝前にベッドで読書をしようとする場合、間接光源だけでは明るさが不足することがある。そこで、例えば、主光源をタイマ制御することで、入眠前の一定期間だけ屋内の明るさを確保することもできるが、この場合、屋内が明かるくなり過ぎてユーザが寝付けなくなる虞がある。また、起床時には、ユーザが自然に目覚められるように、屋内が緩やかに明るくなることが望ましいが、間接光源だけでは目覚めに必要な明るさが不足することがある。一方で、主光源を点灯させた場合、主光源の光がユーザの目に直接的に照射されると、ユーザは眩しさ感により自然な目覚めを得られない虞がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、ユーザの就寝時及び起床時に適した照明環境を実現することができる照明器具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、屋内の設置面に取り付けられる器具本体と、前記器具本体に設けられた複数の光源と、前記複数の光源を調光制御する制御部と、を備えた照明器具であって、前記複数の光源は、屋内の天井面を含むＡ領域に光を照射する間接光源と、壁面を含むＢ領域に光を照射する全般光源と、床面を含むＣ領域に光を照射する集光光源と、を有し、前記制御部は、予め設定された時間に応じて、前記Ａ領域と、前記Ｂ領域と、前記Ｃ領域と、の各領域に光を個別に照射し、ユーザの入室時刻から予め設定された消灯時刻までの就寝期間において、前記全般光源及び集光光源を、前記間接光源よりも先に消灯させ、予め設定された照明作動時刻からユーザの起床時刻までの起床期間において、前記間接光源、全般光源及び集光光源をこの順番で点灯させることを特徴とする。

上記照明器具において、前記制御部は、前記全般光源を、前記集光光源よりも先に消灯させることが好ましい。

上記照明器具において、前記全般光源は、壁面を複数の領域に分割したとき、各領域に夫々光を照射することが好ましい。

上記照明器具において、壁面における前記複数の領域は、天井面に近接したＢ１領域と、ユーザの直立時の平均視線高さを含むＢ２領域と、床面に近接したＢ３領域と、を含むことが好ましい。

上記照明器具において、前記制御部は、ユーザの入室時刻から予め設定された消灯時刻までの就寝期間において、前記全般光源から前記Ｂ３領域、Ｂ２領域及びＢ１領域への光の照射をこの順番で停止することが好ましい。

上記照明器具において、前記制御部は、予め設定された照明作動時刻からユーザの起床時刻までの起床期間において、前記全般光源から前記Ｂ１領域、Ｂ２領域及びＢ３領域への光の照射をこの順番で開始することが好ましい。

上記照明器具において、前記間接光源が照射する光の色温度は、前記全般光源及び集光光源が照射する光の色温度よりも低いことが好ましい。

上記照明器具において、前記複数の光源は、照射する光の色温度が可変であり、前記制御部は、予め設定された照明作動時刻からユーザの起床時刻までの起床期間において、ユーザの入室時刻から予め設定された消灯時刻までの就寝期間よりも、高い色温度の光を前記光源から照射させることが好ましい。

本発明によれば、予め設定された時間に応じて、屋内の天井面を含むＡ領域と、壁面を含むＢ領域と、床面を含むＣ領域と、の各領域に光を個別に照射するように複数の光源を点灯制御するので、ユーザの就寝時及び起床時に適した照明環境を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る照明器具を取り付けた屋内を示す図。 （ａ）は同照明器具の斜視図、（ｂ）は分解斜視図。 （ａ）は同照明器具の上面図、（ｂ）は下面図。 （ａ）は同照明器具の側断面図、（ｂ）同照明器具の間接光源の拡大断面図、（ｃ）は同照明器具の集光光源の拡大側断面図。 同照明器具のブロック構成図。 同照明器具の動作例を示す図。

本発明の一実施形態に係る照明器具について、図１乃至図６を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の照明器具１は、天井面Ｃｅ（設置面）に取付けられるシーリングライト型の照明器具であり、図示したようにベッドＢが置かれた寝室に好適に用いられる。照明器具１は、壁面Ｗａを含むＢ領域、及び床面Ｆｌを含むＣ領域に広く光を照射する。なお、Ａ領域、Ｂ領域及びＣ領域は、互いに重複する領域を含み得る。例えば、Ａ領域は、天井面Ｃｅに加えて、壁面Ｗａのうち天井面Ｃｅに近接した一定範囲を含んでいてもよい。また、Ｂ領域は、壁面Ｗａに加えて、天井面Ｃｅのうち壁面Ｗａに近接した一定範囲や、床面Ｆｌの一部を含んでいてもよい。なお、Ｃ領域は、床面Ｆｌに加えて、壁面Ｗａのうち床面Ｆｌに近接した一定範囲を含んでいてもよいが、床面Ｆｌの一部の範囲であってもよい。

照明器具１は、ユーザ１０（１０ａ，１０ｂ）がリモートコントローラ１１を操作することで、その点灯を制御することができる。なお、本実施形態の照明器具１は、シーリングライト以外の照明器具として実現されてもよく、上記の各領域に夫々光を照射することができれば、例えば、ベースライト、ダウンライト又はスポットライトとして実現されてもよい。

Ｂ領域は、例えば、壁面Ｗａにおいて天井面Ｃｅに近接したＢ１領域、ユーザ１０ａの直立時の平均視線高さを含むＢ２領域、及び床面に近接したＢ３領域、といった複数の領域に分割され、照明器具１は、これらの各領域に夫々光を照射することができる。Ｂ領域は、室内の天井高さや室内広さ等によっても異なるが、例えば、Ｂ１領域は、天井面Ｃｅから５０ｃｍ程度の範囲を、Ｂ３領域は、ユーザ１０ｂが就寝するベッドＢｅの高さから想定される床面Ｆｌから４０ｃｍ程度の範囲をいう。また、Ｂ２領域は、ユーザ１０ａの直立時の平均視線高さを１６０ｃｍと仮定し、この範囲を含むＢ１領域及びＢ３領域で挟まれた範囲をいう。なお、本実施形態においては、屋内の上記５領域に光を照射する例に基づいて説明するが、天井面Ｃｅ、壁面Ｗａ、床面Ｆｌの夫々含む少なくとも３領域に光を照射できればよく、より多くの領域に分割されてもよい。また、各領域が一定範囲で重複していてもよい。

図２乃至図４に示すように、照明器具１は、屋内の設置面に取り付けられる器具本体２と、器具本体２に設けられた複数の光源３（３１，３２，３３，３４）と、各光源３を調光制御する制御部４と、を備える（図２（ｂ）参照）。光源３は、屋内の天井面Ｃｅを含むＡ領域（図１も参照）に光を照射する間接光源３１と、壁面Ｗａを含むＢ領域に光を照射する全般光源（３２，３３）と、床面Ｆｌを含むＣ領域に光を照射する集光光源３４と、を含む。全般光源は、壁面ＷａのＢ１領域からＢ２領域に光を照射する上部光源３２と、壁面ＷａのＢ２領域からＢ３領域に光を照射する下部光源３２と、を含む。なお、全般光源は、配光特性の異なる２種以上の光源から構成されていてもよい。

器具本体２は、上面（取引付け面）が天井面Ｃｅに対面した状態で天井面Ｃｅに取り付けられる上面視６角形の板状部材であり、例えば、厚みの薄いダイカスト部材や、鉄板、アルミ板等で構成され、所定形状に一体成形されたものを含む（図３（ａ）参照）。器具本体２の外周を成す各辺の近傍には、６個の間接光源３１が夫々設けられ、また、器具本体２の下面に制御部４が配置される。また、器具本体２の上面の中央部分には、取付金具（不図示）が設けられ、この取付金具が天井面Ｃｅに設けられた引掛シーリング等に接続される。

制御部４は、器具本体２の下面の中央部分に設けられ、リモートコントローラ１１から受信した無線信号に基づいて各光源３の点灯又は消灯を行う。ここで言う、無線通信は、赤外線、電波、可視光を含む。また、制御部４、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御や、アナログ調光制御により、各光源３の調光制御を行う。制御部４は、マイクロコンピュータ等によって実現される。なお、調光比とは、各光源３の最大輝度に対する輝度の割合を意味し、例えば、制御部４がＰＷＭ制御により光源３の調光制御を行う場合の調光比は、ＰＷＭ信号のデューテイ比により定められる。

制御部４は、外周６角形のケース５１により覆われる（図２（ｂ）参照）。ケース５１の外面には、下部光源３３が設けられる。また、上部光源３２と下部光源３３との間にはフレーム５２が設けられる。このフレーム５２は、上部光源３２と下部光源３３との間隔を保持する。また、下部光源３３と集光光源３４との間にも、フレーム５３が設けられる。フレーム５３は、その内周側に平面部を有し、この平面部に集光光源３４が設けられる。ケース５１、フレーム５２，５３は、所定の剛性を有する金属又は樹脂等により構成される。

間接光源３１は、基板３１ａ上に複数のＬＥＤ３１ｂを搭載したＬＥＤユニット３１ｃと、ＬＥＤユニット３１ｃを収容してＬＥＤ３１ｂが出射した光を放射するケース３１ｄと、器具本体２の上面への固定のための保持部材３１ｅを有する（図４（ｂ）参照）。基板３１ａには、樹脂をベースとするもの、セラミックから成るもの、及びアルミ等の金属をベースとするものに加えて、フレキシブル基板等が用いられる。ＬＥＤ３１ｂには、例えば、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップが用いられ、波長変換部材には、封止用の透光性樹脂材料に昼白色や電球色の光を出射できるようにするための蛍光体が混入されたものが用いられる。

基板３１ａは器具本体２に対して垂直に直交するように配置され、照明器具２が天井面Ｃｅに取り付けられたときに、天井面Ｃｅに沿う方向に光を照射する。ＬＥＤ３１ｂには、例えば、色温度２５００Ｋ以下の相対的に色温度が低い光を出射するＬＥＤチップが好適に用いられる。ケース３１ｄの基板３１ａと対向する面は、緩やかな円弧面となっており、６つの間接光源３１が円環状に配置されたときに、全方位にムラなく光を照射することができる。

上部光源３２は、基板３２ａ上に複数のＬＥＤ３２ｂを搭載した複数のＬＥＤユニット３２ｃと、各ＬＥＤユニット３２ｃのＬＥＤ３２ｂが出射した光を導光しながら外部に放射する導光板３２ｄと、を有する（図２（ｂ）又は図５（ａ）参照）。基板３２ａやＬＥＤ３２ｂは、上記と同様である。本実施形態では、６個のＬＥＤユニット３２ｃが用いられる。導光板３２ｄは、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等の透光性樹脂により形成された外周が円盤状の透光板であり、内周面が６角形状となるよう形成され、上記内周面の各面がＬＥＤ３２ｂの光軸に対向して光を入射する入射面として機能する。導光体３２ｄの入射面から入射した光は、導光体３２ｄの内面で全反射しながら導光体３２ｄ内を外周方向へ導光される。また、導光体３２ｄの表面は、光拡散性を有しており、導光された光の一部をその外表面から放射する。

下部光源３３は、基板３３ａ上に複数のＬＥＤ３３ｂを搭載した複数のＬＥＤユニット３３ｃと、各ＬＥＤユニット３３ｃのＬＥＤ３３ｂが出射した光を導光しながら外部に放射する導光板３３ｄと、を有する（図２（ｂ））。基板３３ａやＬＥＤ３３ｂは、上記と同様である。下部光源３３は、導光板３３ｄの円周が、上部光源３２の導光板３２ｄの円周よりも小さい点を除いて、上部光源３２と同様の構成である。なお、集光光源３４は、環状のフレーム５４により固定され、フレーム５４の開口にはカバー５５が設けられる。フレーム５４及びカバー５５には、後述する受信部６１及び人感センサ６２を露出させる孔部が夫々形成されている。

本実施形態では、上部光源３２の調光比を上げて下部光源３３の調光比を下げることにより、主として領域Ｂ１に光を照射し、逆に、上部光源３２の調光比を下げて下部光源３３の調光比を上げることにより、主として領域Ｂ３に光を照射する。また、上部光源３２及び下部光源３３の調光比を等しくすることで、主として領域Ｂ２に光を照射する。なお、上部光源３２及び下部光源３３は、導光板３２ｄ，３３ｄを用いた構成に限らず、レンズ等の光学部材により所定領域に光を照射できるように配光制御された光源であってもよく、それらが照射する光が、乳白カバー等により適宜に拡散されていてもよい。

集光光源３４は、基板３４ａ上に複数のＬＥＤ３４ｂを搭載した複数のＬＥＤユニット３４ｃと、各ＬＥＤユニット３４ｃのＬＥＤ３３ｂが出射した光を配光制御するカバー３４ｄと、を有する（（図２（ｂ）又は図４（ｃ）参照）。基板３４ａやＬＥＤ３４ｂは、上記と同様である。本実施形態では、半円形状の基板３４ａを用いた２個のＬＥＤユニット３４ｃが用いられる。カバー３４ｄは、ＬＥＤユニット３４ｃを覆うドーナツ形状とされ、例えば、アクリル樹脂等の透光性材料に光拡散性粒子又は顔料等を添加した樹脂材料から形成される。また、カバー３３ｄは、透明なガラス材や樹脂の表面や裏面に、サンドブラスト処理を施して粗面としたもの、又はシボ加工を施したもの、ディンプル加工等により微細な凹凸形状を形成したもの等であってもよい。また、図４（ｃ）に示すように、ＬＥＤ３３ｂから出射された集光する反射鏡３４ｅを設けることで、領域Ｃへ光を集光的に照射することができる。

全般光源（３３，３４）及び集光光源３４が照射する光の色温度は、昼光色〜電球色（色温度７１００Ｋ〜２６００Ｋ）であればよいが、全般光源（上部光源３２及び下部光源３４）のＬＥＤ３２ｂ，３３ｂには、例えば、色温度５２００Ｋ程度の昼白色光を出射するＬＥＤチップが好適に用いられる。また、集光光源３４のＬＥＤ３４ｂには、色温度５２００Ｋ以上、例えば６５００Ｋの昼光色光を出射するＬＥＤチップが好適に用いられる。

また、照明器具１は、リモートコントローラ１１との間で制御信号を受信するための受信部６１、照明器具１に近接した人の存在を検知する人感センサ６２と、を有する。受信部６１は、リモートコントローラ１１との間で赤外線により無線通信を行うための受光素子が好適に用いられるが、電波信号を受信するアンテナ等であってもよい。また、人感センサ６２には、汎用の小型熱線式人感センサが好適に用いられる。

また、図５に示すように、制御部４は、マイコン４１と、時刻を計時するタイマ４２と、タイマ４２で計時された時間に対する各光源３の調光比等のデータや過去の照明情報等を記憶するメモリ４３と、を有する。また、照明器具１は、信号受信時に発信音を出力するブザー６４を有する。ブザー６４は、上記発信音に加えて、就寝者の目覚めを浅くする刺激音を適宜に出力することができる。

リモートコントローラ１１は、就寝及び起床時における照明器具１の調光制御モードを設定するための入力部１２と、入力内容を表示する表示部１３と、照明器具１と通信するための送受信部１４と、を備える。入力部１２は、入力インターフェースであり、例えば、押しボタン式のスイッチや、タッチパネル等がから構成される。送受信部１４は、例えば、汎用の赤外線通信や、ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａ１ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準規格の一つであるＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、その他の通信方式を用いて通信を行う。また、リモートコントローラ１１は、上記各構成を制御するマイコンやメモリを内蔵した制御部１５を有する。

このように構成された照明器具１の動作について、図６を参照して説明する。照明器具１は、ユーザ１０がリモートコントローラ１１を操作することにより、ユーザ１０が就寝する際に光源３の調光比を漸増的に高めるお目覚めモードと、ユーザ１０が起床する際に各光源３の調光比を漸増的に低めて所定時間後に消灯するお休みモードと、を実行する。なお、同図のｔ０は、入室時刻であり、照明器具１の点灯操作又は人感センサ６２の検知をトリガとする。ｔ１は、お休みモード動作時刻であり、ユーザ１０によるリモートコントロータの入力時刻に基づく。ｔ２は消灯時刻であり、ｔ３はお目覚めモード起動時刻であり、ｔ４は起床設定時刻であり、これらは、ユーザ１０により入力及び設定される。

ユーザの入室時刻から予め設定された消灯時刻までの就寝期間において、全般光源（３２，３３）及び集光光源３４を、間接光源３１よりも先に消灯させる。また、全般光源（３２，３３）は、集光光源３４よりも先に消灯させ、下部光源３３は、上部光源３２より先に消灯させる。これにより、図６に示すように、照明器具１が設置された屋内は、領域Ｂ３，領域Ｂ２，領域Ｂ１，領域Ｃ，領域Ａの順で消灯する。

このように壁面Ｗａへのあかりを、床面Ｆｌに近い位置から消灯していくことで、効果的にユーザ１０の顔面照度を低下させることができ、照明光が睡眠を妨げることなく、睡眠時に快適な照明環境を得ることができる。また、壁面Ｗａのあかりを調光し、天井面Ｃｅへのあかりを残すことで、間接光のような照明環境となり、暗くても印象の良い、リラックスした照明環境を得ることができる。また、床面Ｆｌのあかりが保たれることで、暗くても手元のあかりを確保することができる。また、天井面Ｃｅと床面Ｆｌに光を照射することで、メリハリの効いた照明環境となり、暗くても、より印象の良い照明環境を得ることができる。

なお、集光光源３４は、領域Ｃへの手元のあかりを主としているので、ユーザ１０の選択により点灯・消灯を選択可能とすることが好ましい。また、上記動作例に限らず、壁面Ｗａへのあかり（領域Ｂ１〜Ｂ３）は、必要に応じて調光・消灯する順番を入れ替えてもよい。

また、間接光源３１が照射する光の色温度は、全般光源（３２、３３）及び集光光源３４が照射する光の色温度よりも低い。そのため、ユーザ１０の就寝時には、ユーザ１０のメラトニン分泌の抑制を低減しなおかつ、ユーザ１０に就寝において心理的に良い影響を与えることができる。

一方、予め設定された照明作動時刻からユーザ１０の起床時刻までの起床期間においては、間接光源３１、全般光源（３２，３３）及び集光光源３４をこの順番で点灯される。また、全般光源（３２，３３）から、Ｂ１領域、Ｂ２領域及びＢ３領域への光の照射をこの順番で開始する。

これにより、領域Ａ、領域Ｂ１、領域Ｂ２、領域Ｂ３、領域Ｃの順で点灯が開始され、起床設定時刻に向けて徐々に明るくすることで、ユーザ１０は快適に起床することができる。また、天井面Ｃｅから順に点灯することで就寝者の顔面照度の急激な上昇を防ぐことができ、設定時刻に快適に起床することができる。

なお、ここで、最初の点灯はＡ領域であり、最後の点灯はＣ領域でれば、壁面Ｗａへのあかり（領域Ｂ１〜Ｂ３）は、顔面照度の確保のし易さ等により、必要に応じて調光・消灯する順番を入れ替えてもよい。

なお、各光源３の基板上に設けられる複数のＬＥＤには、色温度が異なる複数のＬＥＤが含まれ、照射する光の色温度が可変とされてもよい。そして、予め設定された照明作動時刻からユーザ１０の起床時刻までの起床期間において、ユーザ１０の入室時刻から予め設定された消灯時刻までの就寝期間よりも、高い色温度の光を光源３から照射させてもよい。こうすれば、ユーザ１０の起床時には、ユーザ１０に目覚めにおいて心理的に良い影響を与えることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、種々の変形が可能である。上記実施形態では、各光源にＬＥＤを用いた構成を示したが、ＬＥＤに代えて、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）または無機ＥＬ素子等のＬＥＤ以外の固体発光素子により構成されたモジュールが用いられてもよい。また、リモートコントローラ１１に代えて、スマートフオンやタブレット端末などの情報通信端末が用いられてもよい。この場合、照明器具１は、情報通信端末を備えた照明システムの一部構成として適用される。

１ 照明器具
２ 器具本体
３ 光源
３１ 間接光源
３２ 上部光源（全般光源）
３３ 下部光源（全般光源）
３４ 集光光源
４ 制御部
Ｃｅ 天井
Ｗａ 壁面
Ｆｌ 床面

Claims (8)

1. 屋内の設置面に取り付けられる器具本体と、前記器具本体に設けられた複数の光源と、前記複数の光源を調光制御する制御部と、を備えた照明器具であって、
   前記複数の光源は、屋内の天井面を含むＡ領域に光を照射する間接光源と、壁面を含むＢ領域に光を照射する全般光源と、床面を含むＣ領域に光を照射する集光光源と、を有し、
   前記制御部は、予め設定された時間に応じて、前記Ａ領域と、前記Ｂ領域と、前記Ｃ領域と、の各領域に光を個別に照射し、ユーザの入室時刻から予め設定された消灯時刻までの就寝期間において、前記全般光源及び集光光源を、前記間接光源よりも先に消灯させ、予め設定された照明作動時刻からユーザの起床時刻までの起床期間において、前記間接光源、全般光源及び集光光源をこの順番で点灯させることを特徴とする照明器具。
2. 前記制御部は、前記全般光源を、前記集光光源よりも先に消灯させることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記全般光源は、壁面を複数の領域に分割したとき、各領域に夫々光を照射する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. 壁面における前記複数の領域は、天井面に近接したＢ１領域と、ユーザの直立時の平均視線高さを含むＢ２領域と、床面に近接したＢ３領域と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の照明器具。
5. 前記制御部は、ユーザの入室時刻から予め設定された消灯時刻までの就寝期間において、前記全般光源から前記Ｂ３領域、Ｂ２領域及びＢ１領域への光の照射をこの順番で停止することを特徴とする請求項４に記載の照明器具。
6. 前記制御部は、予め設定された照明作動時刻からユーザの起床時刻までの起床期間において、前記全般光源から前記Ｂ１領域、Ｂ２領域及びＢ３領域への光の照射をこの順番で開始することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の照明器具。
7. 前記間接光源が照射する光の色温度は、前記全般光源及び集光光源が照射する光の色温度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の照明器具。
8. 前記複数の光源は、照射する光の色温度が可変であり、
   前記制御部は、予め設定された照明作動時刻からユーザの起床時刻までの起床期間において、ユーザの入室時刻から予め設定された消灯時刻までの就寝期間よりも、高い色温度の光を前記光源から照射させることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の照明器具。