JP6501203B2

JP6501203B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP6501203B2
Application number: JP2015043229A
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: 2015-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-03-05
Also published as: JP2016162711A

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とする照明装置に関する。

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、種々の色の光を出射し、色彩に富んだ演出照明を可能としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような照明装置は、例えば、赤色光、緑色光及び青色光を出射し、これらの色光を互いに混色させることで得られる高演色の白色光によって照明対象を照明したり、また、これらの色光を種々に組み合わせて多様な色彩演出効果を与えたりすることができる。

特開２００３−６１５０８号公報

しかしながら、上述したような照明装置では、高演色の白色光で照明対象を照明するだけでは単調となって演出効果に乏しい一方、赤色光、緑色光又は青色光等の色光で照明すると照明対象の本来の色みが失われてしまう。また、照明光の動きや色に継時的変化をつけることで演出効果を得ようとすると、照明対象だけでなく照明光自体にもユーザの意識が向けられてしまう。

本発明は、上記課題を解決するものであって、動く照明対象に対して高い演出効果を与えることができ、しかも照明光にユーザの意識が向かないようにしつつ照明対象を自然な色みで照明することができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、白色光を出射する光源を備え、前記光源は、互いに光色が同一で且つ目立ち指数ＦＣＩが異なる白色光を出射する複数種類の発光部を有し、前記発光部の各々は、同時に互いに異なる領域を照明し、照明対象が移動すると、前記目立ち指数ＦＣＩが異なる白色光により前記照明対象が順次照明されることを特徴とする。

本発明によれば、照明対象が移動すると高いＦＣＩを有する光又は低いＦＣＩを有する光により照明対象が順次照明されるので、動く照明対象に対して高い演出効果を与えることができる。また、照明光が均一な光色の白色光であるので、照明光にユーザの意識が向かないようにしつつ照明対象を自然な色みで照明することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置を水槽に設置した状態を示す図。上記照明装置の斜視図。（ａ）（ｂ）は、上記照明装置を構成する第１の発光部及び第２の発光部の断面図。上記第１の発光部及び第２の発光部の各々から出射される光の分光分布図。上記第１の発光部及び第２の発光部の各々から出射される光をＬａｂ表色系においてプロットした図。本発明の第２の実施形態に係る照明装置の分解斜視図。上記照明装置の平面図。上記照明装置を構成するフィルタを移動させた状態を示す平面図。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置について図１乃至図５を参照して説明する。図１に示すように、照明装置１は、例えば、水槽ＡＱの上部に設けられ、水槽ＡＱ内の魚Ｆ等を照明するのに用いられる。照明装置１は、白色光を出射する光源２と、光源２を実装する装置本体３と、を備えている。光源２は、複数種類の発光部を有し、一の種類の発光部が他の種類の発光部に囲まれて配置されている。図例では、光源２は、第１の発光部４及び第２の発光部５の２種類を有し、これら第１の発光部４及び第２の発光部５が、直線状に連なった状態で等間隔を置いて交互に配置されている。第１の発光部４及び第２の発光部５は、互いに異なる領域を照明する（各発光部４、５の照明領域を点線で示す）。

図２に示すように、装置本体３は、長尺な四角柱状に形成され、その一側面に第１の発光部４及び第２の発光部５を実装するための実装面３１を有する。装置本体３は、第１の発光部４及び第２の発光部５に給電するための電源部や回路基板（共に不図示）等を内蔵している。

図３（ａ）に示すように、第１の発光部４は、ＬＥＤチップ４１と、ＬＥＤチップ４１を収容する基台４２と、ＬＥＤチップ４１を封止する封止材４３と、封止材４３中に分散されＬＥＤチップ４１からの光を波長変換する蛍光体４４と、を有する。ＬＥＤチップ４１は、青色光を出射する青色ＬＥＤチップにより構成され、その光軸Ａｘ１が実装面３１に直交するようにして配置されている。基台４２は、その中央に底面へ向かうにつれて内径が小さくなる凹部４２ａを有し、凹部４２ａの底面にＬＥＤチップ４１を収容している。凹部４２ａの内周面には、高い光反射率を有する材料、例えば、銀やアルミニウムにより構成された反射膜が設けられている。封止材４３は、ＬＥＤチップ４１からの光を透過させる透光性材料、例えば、透明シリコーン樹脂により構成され、好ましくは光を拡散する拡散材を含む。蛍光体４４は、ＬＥＤチップ４１からの青色光により励起されて緑色光、黄色光及び赤色光を含んだ光を出射する。なお、図示していないが、第１の発光部４は、封止材４３から出射された光を光軸Ａｘ１方向に集光するレンズを更に有する。

図３（ｂ）に示すように、第２の発光部５は、第１の発光部４を基に、ＬＥＤチップ４１及び蛍光体４４をそれぞれＬＥＤチップ５１及び蛍光体５２、５３に置換し、また、封止材４３の光出射面に光学部材５４を設けたものである。ＬＥＤチップ５１は、第１の発光部４のＬＥＤチップ４１と同様に、青色光を出射する青色ＬＥＤチップにより構成され、その光軸Ａｘ２が実装面３１に直交するようにして配置されている。蛍光体５２は、ＬＥＤチップ５１からの青色光により励起されて緑色光を出射する。蛍光体５３は、ＬＥＤチップ５１からの青色光により励起されて赤色光を出射する。光学部材５４は、波長域５６０ｎｍ〜５９０ｎｍの光（黄色光）を選択的に吸収し、例えば、ネオジウムガラスにより構成される。なお、第２の発光部５のＬＥＤチップ５１は、第１の発光部４のＬＥＤチップ４１と同じものであってもよい。

図４に示すように、第１の発光部４から出射される光（実線で示す）は、例えば、ＬＥＤチップ４１から出射される波長域４４０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光と、蛍光体４４から出射される波長域４８０ｎｍ〜７８０ｎｍの緑色光、黄色光及び赤色光と、を含む。これらの光が互いに混色することで、第１の発光部４から出射される光は白色光となる。一方、第２の発光部５から出射される光（破線で示す）は、例えば、ＬＥＤチップ５１から出射される波長域４４０ｎｍ〜４６５ｎｍの青色光と、蛍光体５２から出射される波長域４６５ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色光と、蛍光体５３から出射される波長域５８０ｎｍ〜７８０ｎｍの赤色光と、を含む。これらの光が互いに混色することで、第２の発光部５から出射される光は白色光となる。すなわち、第１の発光部４及び第２の発光部５は、共に白色光を出射する白色ＬＥＤにより構成されている。第２の発光部５からの白色光は、第１の発光部４からの白色光に比べると、上述した光学部材５４の作用により波長域５６０ｎｍ〜５９０ｎｍの光（黄色光）が低減された光となっている。第１の発光部４からの白色光と第２の発光部５からの白色光とは、互いに同じ光量で照射される。

図５は、Ｌａｂ表色系において第１の発光部４から出射される白色光（丸印で示す）及び第２の発光部５から出射される白色光（四角印で示す）をプロットしたものである。これら第１の発光部４からの白色光及び第２の発光部５からの白色光は、緑色光成分及び赤色光成分の分布が異なるものの、白色光としては略同一の相関色温度を与える。そのため、第１の発光部４から出射される白色光と第２の発光部５から出射される白色光とは、互いに同じ光色を有し、見た目では区別することができない。

同じ光色を有する白色光であっても、それらの光によって照明される照明対象の色の見え方は異なることがある。このような照明対象の色の見え方を表す指標の一つとして、下記の式（１）で定義される目立ち指数（ＦＣＩ：Feeling of Contrast Index）が知られている（例えば、新編色彩科学ハンドブック［第３版］日本色彩学会編を参照）。ここで、Ｇ_Ｌａｂ（Ｔ）は、テスト光源における赤・青・緑・黄の４色配色サンプルのＬａｂ表色系での色域面積を表し、Ｇ_Ｌａｂ（Ｄ６５）は、標準光源Ｄ６５における同表色系での色域面積を表す。ＦＣＩが１００よりも大きい光は、標準光源Ｄ６５からの光よりも照明対象を色鮮やかに照明し、その照明対象の「目立ち度」を高めることができる。例えば、ＦＣＩ１５０で照度１０００ｌｘの光は、ＦＣＩ１００で照度１５００ｌｘの光と同等の「目立ち度」を与えることができる。

表１に示すように、上記のように算出されるＦＣＩを、第１の発光部４から出射される白色光及び第２の発光部５から出射される白色光の各々について求めた。その結果、第１の発光部４から出射される白色光は、相関色温度３０００ＫでＤｕｖ０．４、そしてＦＣＩ１０８を与えた。一方、第２の発光部５から出射される白色光は、第１の発光部４から出射される白色光と同じ相関色温度及びＤｕｖを与えつつ、ＦＣＩ１２９を与えた。すなわち、第１の発光部４及び第２の発光部５は、互いに光色が同じで且つＦＣＩが異なる白色光を出射し、第２の発光部５から出射される白色光は、第１の発光部４から出射される白色光よりも照明対象を目立たせる作用を有する。

図１に戻って、照明装置１を水槽ＡＱに設置した場合、魚Ｆは、その移動に伴って第１の発光部４からの白色光又は第２の発光部５からの白色光のいずれかにより照明されることになる。低いＦＣＩを有する第１の発光部４からの白色光により照明された魚Ｆは、ややくすんだ色に見える。一方、高いＦＣＩを有する第２の発光部５からの白色光により照明された魚Ｆは、第１の発光部４からの白色光により照明されている場合に比べて、青色、緑色及び赤色のコントラストが強調されて色鮮やかに見える。これにより、魚Ｆが水槽ＡＱ内を横切って第１の発光部４からの白色光及び第２の発光部５からの白色光により順次照明されると、魚Ｆ自体の色が明滅を繰り返して変化しているような視覚効果が得られる。このような視覚効果は、第１の発光部４及び第２の発光部５が交互に配置されているので、連続して複数回得られる。

照明装置１によれば、魚（照明対象）Ｆが移動すると高いＦＣＩを有する光又は低いＦＣＩを有する光により照明対象Ｆが順次照明されるので、照明対象Ｆの色が変化しているような視覚効果が得られ、動く照明対象Ｆに対して高い演出効果を与えることができる。なお、このような演出効果を得るには、高ＦＣＩ光と低ＦＣＩ光との間に１０以上のＦＣＩ差があればよい。また、照明光が均一な光色の白色光であるので、照明光にユーザの意識が向かないようにしつつ照明対象Ｆを自然な色みで照明することができる。

次に、第２の実施形態に係る照明装置について図６乃至図８を参照して説明する。図６及び図７に示すように、照明装置１１では、光源２が発光部として第１の発光部４のみを有し、また、第１の発光部４を覆うようにしてフィルタ６が設けられている。フィルタ６は、平板状の光学部材であり、装置本体３の長手方向Ｌに沿って実装面３１に設けられたレール（不図示）に、第１の発光部４と干渉しないようにして長手方向Ｌにスライド可能（位置変更可能）に取り付けられている。フィルタ６は、複数の開口６１を有し、第１の発光部４の一部を覆っている。図例では、フィルタ６は、第１の発光部４を一つおきに覆い、左側から数えて偶数番目に位置する第１の発光部４（以下、第１の発光部４ａという）を覆っている。左側から数えて奇数番目に位置する第１の発光部４は、開口６１を通して外部に露出している。

フィルタ６は、第２の発光部５の光学部材５４（図３（ｂ）参照）と同様に構成され、第１の発光部４ａから出射された光を透過させ、その際に波長域５６０ｎｍ〜５９０ｎｍの光（黄色光）を選択的に吸収する。そのため、第１の発光部４ａから出射されてフィルタ６を透過した光は、図４に示した第２の発光部５から出射された白色光と同様のスペクトルを与えることになる。すなわち、フィルタ６によって覆われた第１の発光部４ａは、上記第１の実施形態における第２の発光部５と同様に振る舞い、例えば、相関色温度３０００ＫでＤｕｖ−０．７、ＦＣＩ１２９の光を出射する。これにより、照明装置１１は、フィルタ６によって覆われた第１の発光部４ａから高ＦＣＩ光を出射し、フィルタ６によって覆われていない第１の発光部４から低ＦＣＩ光を出射し、実質的に２種類の発光部を有するものになる。このような照明装置１１によれば、上述した照明装置１と同様の効果を得ることができる。

フィルタ６によって覆われた第１の発光部４ａとフィルタ６によって覆われていない第１の発光部４とを同じ光出力で駆動した場合、第１の発光部４ａから出射されてフィルタ６を透過した光の光量は、フィルタ６によって黄色光が吸収される分だけ、第１の発光部４から出射された光の光量に比べて低くなる。そこで、第１の発光部４ａは、フィルタ６を透過した光の光量が第１の発光部４から出射された光の光量と同じになるように光出力を増大させる。これにより、照明光の光量むらを無くすことができる。

図８に示すように、フィルタ６を長手方向Ｌに沿ってスライドさせたとき、フィルタ６の開口６１は、すべての第１の発光部４が外部に露出するような大きさに構成されている。すべての第１の発光部４が外部に露出した場合、これら第１の発光部４は、すべて低ＦＣＩ光を出射することになる。このような低ＦＣＩ光だけが出射する状態は、例えば、水槽ＡＱのメンテナンス時などにおいて視認性を高めたい場合に有効である。

上述のように、照明装置１１によれば、フィルタ６を採用することで第１の発光部４の１種類のみで高ＦＣＩ光及び低ＦＣＩ光の両光を出射する２種類の発光部を構成することができる。また、第１の発光部４に対するフィルタ６の位置を変更することで、高ＦＣＩ光及び低ＦＣＩ光を出射するパターンと、低ＦＣＩ光のみを出射するパターンと、を適宜に使い分けることができる。

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、発光部の種類は、２種類に限定されず３種類以上であってもよく、一の種類の発光部が他の種類の発光部に囲まれていればよい。このように発光部を配置することで、照明対象の色の見え方の変化を複数回起こすことができる。また、発光部は、必ずしも直線状に配置される必要は無く、例えば、曲線状やマトリクス状に配置されてもよい。また、発光部は必ずしも発光体としてＬＥＤを有する必要は無く、例えば、ＬＥＤの代わりに蛍光灯や有機ＥＬ素子を有していてもよい。更に、照明対象は魚に限定されず、動くものであればよい。

１、１１照明装置
２光源
４、４ａ第１の発光部（発光部、白色ＬＥＤ）
４１ＬＥＤチップ
４４蛍光体
５第２の発光部（発光部）
６フィルタ

Claims

白色光を出射する光源を備えた照明装置であって、
前記光源は、互いに光色が同一で且つ目立ち指数ＦＣＩが異なる白色光を出射する複数種類の発光部を有し、
前記発光部の各々は、同時に互いに異なる領域を照明し、
照明対象が移動すると、前記目立ち指数ＦＣＩが異なる白色光により前記照明対象が順次照明されることを特徴とする照明装置。
一の種類の前記発光部は、他の種類の前記発光部に囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記光源は、２種類の前記発光部を有し、
一の種類の前記発光部と他の種類の前記発光部とが、交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記光源は、青色光を出射するＬＥＤチップ及び前記ＬＥＤチップからの青色光により励起されて緑色光、黄色光及び赤色光を含んだ光を出射する蛍光体を有し白色光を出射する複数の白色ＬＥＤと、前記複数の白色ＬＥＤの一部を覆うように設けられ波長域５６０ｎｍ〜５９０ｎｍの光を吸収するフィルタと、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
前記フィルタは、前記複数の白色ＬＥＤに対して位置変更可能となっていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
前記フィルタに覆われた前記白色ＬＥＤは、前記フィルタを透過した光の光量が前記フィルタに覆われていない前記白色ＬＥＤから出射された光の光量と同じになるように光出力を増大させることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の照明装置。
前記フィルタは、前記複数の白色ＬＥＤを一つおきに覆うことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。