JP6425063B2 - 照明システム及びそれを備えた乗物 - Google Patents

Description

本発明は、線状光源を用いた照明システム及びそれを備えた乗物に関する。

ＬＥＤは、低電力で高輝度の発光が可能であり、しかも長寿命であることから、白熱灯や蛍光灯に代わる光源として注目されている。このようなＬＥＤを光源とする照明装置として、列状に配置された複数のＬＥＤと、ＬＥＤを実装する基板と、これらを収納する長尺状の筐体と、を備えた線状の発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。上述したような発光装置は、例えば、飛行機や列車等の乗物の通路や天井、窓側の壁面等の照明に多用される。

特開２０１３−１１８１６９号公報

しかしながら、上述したような線状の発光装置では、通常、長手方向の端部には給電用のコネクタ等が設けられており、ＬＥＤが装置の端まで設けられていない。また、複数の発光装置間には長手方向に沿って列状に配置したとき、設置を考慮した離間部が設けられている。そのため、例えば、複数の発光装置を配置したとき、隣り合う発光装置の端部間からは光が十分に出射されない。その結果、発光装置により光が照射される被照射面には、照度ムラが生じてしまう。特に、航空機のキャビンの内壁や収納棚は、航空機の進行方向に所定の長さで複数のパネル等によりユニット化されており、それらのパネル間の溝の部分に照度ムラが重畳すると、溝が目立って見えてしまい、キャビン内の見栄えが悪くなる。

一方、複数の線状の発光装置を互いに近接するように配置するには、コネクタ周りの配線の収容が困難になり、また、取り付けのための間隔が狭くなり、施工性が悪くなる。また、例えば、それらが飛行機や列車等の乗物に用いられたときに、隣り合う発光装置同士が振動等により接触して、異音を発生させたり、装置の一部が破損する虞がある。

本発明は、上記課題を解決するものであって、主として航空機や列車等の乗物の照明に用いられ、照度ムラを抑制して、客室内の見栄えを良くすることができる照明システムを提供することを目的とする。

本発明の照明システムは、複数の長尺状の線状光源と、前記線状光源から出射された光を拡散反射する拡散反射体と、を備え、前記拡散反射体は、前記線状光源の長手方向を軸とする湾曲面と、前記長手方向に直交する方向に設けられた溝と、を有し、前記線状光源は、複数の発光部と、前記発光部が実装される基板と、前記発光部と相対するように配置されて該発光部から出射される光の配光を制御する光学部材と、を有し、前記光学部材は、前記複数の発光部を一括して覆う長尺形状であり、前記線状光源の長手方向の端部に、該端部方向へ導光された光を前記基板の法線方向へ反射する反射部を有し、前記複数の線状光源は、長手方向に沿って列状に、前記溝を挟む位置に所定距離の離間部を有するように配置され、前記拡散反射体のうち前記溝を含む領域に光を重複して照射することを特徴とする。

上記照明システムにおいて、前記光学部材は、前記発光部と相対する相対部に設けられて前記発光部を収容する凹状部を有し、前記凹状部の縁部が前記基板と接していることが好ましい。

本発明の乗物は、上記照明装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、線状光源の照射範囲を重複させることで、各線状光源の離間部直下の照度低下を防止し、照度ムラを抑制し、また、溝の両側から光を照射することで、溝を目立たなくし、客室内の見栄えを良くすることができる。

本発明の一実施形態に係る照明システムが設けられた航空機の断面図。 上記照明システムに用いられる線状の照明装置の斜視図。 上記照明装置の斜視図。 上記照明装置の短手方向における断面図。 上記照明装置の長手方向における端部の断面図。 照明システムが設けられた航空機の一部を拡大した断面図。 上記照明システムが設けられた航空機の壁面側の正面図。

本発明の一実施形態に係る照明システムについて、図１乃至図７を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の照明システム１０は、長尺状の線状光源（以下、照明装置１）と、照明装置１から出射された光を拡散反射する拡散反射体（天井Ｃや壁面Ｗ等）と、を備える。照明装置１は、例えば、航空機ＡＰのキャビンＣＡにおいて乗客用通路Ｐに沿って収納棚ＯＢの上端部や側端部に取り付けられ、主として天井Ｃや壁面Ｗを照明するものである（照明装置１から出射される光を破線矢印で示す）。天井Ｃや壁面Ｗは、その表面が白色塗装されると共に微細な凹凸（シボ）処理が施されることにより、拡散反射性を有するように構成され、拡散反射体として機能する。

図２に示すように、天井Ｃや壁面Ｗは、航空機ＡＰの進行方向に所定の長さで複数のパネル１１Ｃ，１１Ｗによりユニット化されている。各パネル１１Ｃ，１１Ｗは、航空機ＡＰの胴体形状に沿うように湾曲している。また、複数のパネル１１Ｃ，１１Ｗの接続部はパネル面よりも窪んだ溝１２となっている。すなわち、天井Ｃや壁面Ｗ（拡散反射体）は、照明装置１の長手方向を軸とする湾曲面１３と、その長手方向に直交する方向に設けられた溝１２と、を有する。また、複数の照明装置１が、その長手方向に沿って列状に、所定距離の離間部１４を有するように配置される。なお、収納棚ＯＢも、天井Ｃや壁面Ｗと同様である。

図３に示すように、照明装置１は、光源部２と、光源部２に相対して設けられた光学部材（レンズ３）と、レンズ３を保持すると共に光源部２を収容する筐体４と、を備える。また、照明装置１は、その長手方向の端部に設けられて外部電源（不図示）又は他の照明装置１と接続される給電用のコネクタ５を備える。

光源部２は、一列に配置された複数の光源ユニット６（発光部）を有する。光源ユニット６の各々は、光源として互いに異なる色の光を発する複数のＬＥＤ７を有し、図例では、赤色光を発する赤色ＬＥＤ７Ｒと、緑色光を発する緑色ＬＥＤ７Ｇと、青色光を発する青色ＬＥＤ７Ｂと、白色光を発する白色ＬＥＤ７Ｗと、を有する。これらＬＥＤ７は、各々の光源ユニット６において、ＬＥＤ７Ｒ、ＬＥＤ７Ｇ、ＬＥＤ７Ｂ、ＬＥＤ７Ｗの順に一列に配置されている。ＬＥＤ７Ｒ、ＬＥＤ７Ｇ、ＬＥＤ７Ｂ、ＬＥＤ７Ｗは、それぞれ回路部２２（後述する図３参照）に接続され、互いに独立して調光制御される。これにより、光源ユニット６は、種々の色温度の光を出射することができる。

レンズ３は、光源部２から出射された光の配光を制御する。レンズ３は、平面視において光源部２を一括して覆う長尺形状に形成され、軽量な透光性材料、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂により構成される。

筐体４は、断面視四角形状の長尺な枠体４１と、枠体４１の長手方向両端部を封止する一対の平板状の側壁４２と、枠体４１の一面の一部に長手方向に亘って設けられた開口４３と、を有する。光源部２は、開口４３と相対するようにして筐体４内に収容され、レンズ３は、開口４３を塞ぐようにして筐体４に保持されている。枠体４１及び側壁４２は、アルミニウム、銅、鉄、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、ポリカーボネート樹脂、セラミック等の剛性及び放熱性に優れた材料、又は透光性材料により構成される。側壁４２を透光性材料により構成した場合には、照明装置１の長手方向両端部からも光を出射することができる。

図４に示すように、光源部２は、ＬＥＤ７を実装する配線基板２１と、ＬＥＤ７への給電を制御する回路部２２と、配線基板２１と筐体４とを絶縁する絶縁シート２３と、を更に有する。配線基板２１は、その一面にＬＥＤ７の光軸Ａｘが配線基板２１に対して直交するようにしてＬＥＤ７を実装している。回路部２２は、配線基板２１のＬＥＤ実装面においてＬＥＤ７に隣接して配置されている。配線基板２１のＬＥＤ実装面には、白色塗装等の高反射処理が施されている。絶縁シート２３は、配線基板２１のＬＥＤ実装面とは反対側の面と筐体４との間に配置されている。

レンズ３は、ＬＥＤ７から出射された光を光軸Ａｘ方向に略平行に配光する集光レンズにより構成され、その短手方向における両端部に筐体４との係合に用いられる一対の係合部３１、３２を有する。レンズ３は、配線基板２１と相対する相対部３３と、相対部３３に設けられてＬＥＤ７から出射された光が入射する凹状部３４と、光軸Ａｘに対して広角に出射された光を全反射する全反射面３５と、光を出射する出射面３６と、を更に有する。

係合部３１、３２は、レンズ３の長手方向（図４において紙面手前側から奥側に向かう方向）に伸びる辺に沿って設けられ、光軸Ａｘと直交する方向に伸びる樋形状に形成されている。凹状部３４の縁部（図示した相対部３３）は、配線基板２１と接している。そのため、ＬＥＤ７から出射した光は、例えば、レンズ３と配線基板２１間の隙間がある場合に比べて、照明装置１内で減衰することがなく、凹状部３４からレンズ３へ効果的に導光され、光利用効率が向上する。

枠体４１は、回路部２２を覆うように設けられた第１の枠体４４と、光源部２を保持する第２の枠体４５と、を有する。第１の枠体４４は、係合部３１と係合してレンズ３の保持に用いられる保持部４６を有する。保持部４６は、照明装置１の短手方向における断面において、係合部３１を挟持するように開口した略Ｃ字状に形成されている。

保持部４６は、接着剤８により係合部３１に接着されている。なお、保持部４６及び接着剤８に透光材を用い、第１の枠体４４、接着剤８及び係合部３１の各々を構成する材料の屈折率は、互いに略同じ、又は第１の枠体４４、接着剤８、係合部３１の順に小さくなるように構成されてもよい。こうすれば、係合部３１へ導光された光を、保持部４６へ導光及び外部へ出射することできる。また、第１の枠体４４と接着剤８との間及び接着剤８と係合部３１との間における光の全反射が抑制されるので、ＬＥＤ７が出射した光を効率的に装置外へ取り出すことができる。

第２の枠体４５は、係合部３２と係合する保持部４７を有する。保持部４７は、保持部４６と同様に形成され、保持部４６、４７に係合部３１、３２がスライド挿入されることで、レンズ３は、その長手方向に沿って枠体４１にスライド装着される。これにより、レンズ３を枠体４１及びＬＥＤ７に対して所定位置で簡単に取り付けることができる。第２の枠体４５は、例えば、アルミニウムのような剛性及び放熱性に優れた材料により構成され、ＬＥＤ７や回路部２２で生じた熱を配線基板２１及び絶縁シート２３を介して外部に放熱する。上記のように構成された照明装置１においてＬＥＤ７を点灯すると、ＬＥＤ７から出射された光の多くは、レンズ３により光軸Ａｘ方向に屈折されて外部へ照射される。

図５に示すように、レンズ３は、照明装置１の長手方向の端部に、ＬＥＤ６からこの端部方向へ導光された光を配線基板２１の法線方向（光軸Ａｘ）へ反射する反射部３７を有する。照明装置１の端部には、コネクタ５が設けられており、ＬＥＤ６が設けられていないが、レンズ３の長手方向に導光された光を、反射部３７で反射させることにより、照明装置１の端部からも光を出射することができる。また、これにより、照明装置１の長手方向の断面における配光を広くすることができ、複数の照明装置１が離間部１４（図２も参照）を有するように配置されていた場合に、この離間部１４にも光を照射することができる。

上述したように、レンズ３は、主として光軸方向Ａｘに光を集光する集光レンズであり、照明装置１の短手方向断面における配光は、所定の角度範囲に収まっている。ここで、図６に示すように、天井Ｃや壁面Ｗ、収納棚の表面（拡散反射体）の湾曲面１３は、照明装置１の中心光度の１／２となる円周の周縁と照射装置１とを結ぶ線、すなわち照明装置１の１／２ビーム角の外縁に沿うように形成されていることが好ましい。こうすれば、天井Ｃや壁面Ｗ等の広い範囲を効率的に照明することができる。

本実施形態の照明システム１０では、図７に示すように、複数の照明装置１が、長手方向に沿って列状に、溝１２を挟む位置に離間部１４を有するように配置されており、溝１２を含む壁面Ｗ（パネル１１Ｗ：拡散反射体）の少なくとも一部の領域ＬＡに光を重複して照射する。離間部１４は、天井Ｃや壁面Ｗ等の拡散反射体との距離に応じて適宜に設定される。例えば、照明装置１とそれが設けられた壁Ｗ等との最短の距離が２０ｍｍであれば３０ｍｍ、好ましくは１５ｍｍであり、上記最短の距離が４０ｍｍであれば４０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍとされる。

このように、複数の照明装置１が、離間部１４を有するように配置されている場合でも、照明装置１の照射範囲を重複させることで、離間部１４直下の照度低下を防止し、照度ムラを抑制することができる。また、溝１２の両側から光を照射することで、溝１２を目立たなくすることができ、キャビン内の見栄えを良くすることができる。

なお、本発明に係る照明装置は、上記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。例えば、照明装置は、レンズ３から出射された光を拡散させる拡散部材を更に備えてもよい。また、レンズ３の構成材料に拡散材を添加したり、ディンプルを一体で形成することで拡散させてもよい。また、レンズ３は薄型のフレネルレンズであってもよい。この場合、レンズ３を薄くすることが可能になるため、発光装置の薄型化が可能である。また、光源部を構成する光源は、ＬＥＤに限定されず、例えば、直管型蛍光灯であってもよい。また、本照明装置が設置される乗物は、航空機に限定されず、例えば、電車やバスであってもよい。

１ 照明装置（線状光源）
１０ 照明システム
１１Ｃ、１１Ｗ パネル（拡散反射体）
１２ 溝
１３ 湾曲面
２１ 配線基板（基板）
３ 光学部材（レンズ）
３３ 相対部
３４ 凹状部
３７ 反射部
６ 光源ユニット（発光部）
ＡＰ 航空機（乗物）
Ａｘ 光軸
Ｃ 天井（拡散反射体）
Ｗ 壁（拡散反射体）

Claims (3)

1. 複数の長尺状の線状光源と、前記線状光源から出射された光を拡散反射する拡散反射体と、を備えた照明システムであって、
   前記拡散反射体は、前記線状光源の長手方向を軸とする湾曲面と、前記長手方向に直交する方向に設けられた溝と、を有し、
   前記線状光源は、複数の発光部と、前記発光部が実装される基板と、前記発光部と相対するように配置されて該発光部から出射される光の配光を制御する光学部材と、を有し、
   前記光学部材は、前記複数の発光部を一括して覆う長尺形状であり、前記線状光源の長手方向の端部に、該端部方向へ導光された光を前記基板の法線方向へ反射する反射部を有し、
   前記複数の線状光源は、長手方向に沿って列状に、前記溝を挟む位置に所定距離の離間部を有するように配置され、前記拡散反射体のうち前記溝を含む領域に光を重複して照射することを特徴とする照明システム。
2. 前記光学部材は、前記発光部と相対する相対部に設けられて前記発光部を収容する凹状部を有し、
   前記凹状部の縁部が前記基板と接していることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載された照明システムを備えたことを特徴とする乗物。

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