JP6655809B2 - 照明装置及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及び照明器具に関し、より詳細には、照明光の光色を可変とした照明装置、及び当該照明装置を有する照明器具に関する。

従来例として、特許文献１記載の可変色発光装置及びそれを用いた照明器具（以下、従来例という）を例示する。特許文献１記載の従来例は、青色光源、赤色光源及び緑色光源を含む出射光の色度が異なる３種の光源と、これらの光出力を可変とする駆動ドライバとを備える。赤色光源及び緑色光源は、これらの色度の基準として夫々設定された基準色度と黒体軌跡上の任意の色温度の色度とを通る夫々の直線上であって、それらの色度と黒体軌跡上の色度との距離の比率が夫々一定となるように設定される。このとき、選定された光源は、夫々の色度がばらつていても、基準色度と同様に３種の光源の混色光の色度を変化させる。従って、特許文献１記載の従来例は、フィードバック制御等によらず、混色光の色度ばらつきを抑制することができる。

特開２０１２−２４８５５４号公報

ところで、特許文献１記載の従来例は、出射光（照明光）の色温度を、黒体軌跡に沿った所定の範囲（例えば、２０００Ｋ〜５０００Ｋの範囲）で調色することを目的としている。しかしながら、演出照明などの用途においては、黒体軌跡上にない色度の照明光を必要とする場合があり、特許文献１記載の従来例では、複数台の照明装置の間の照明光の色ばらつきを十分に抑えることは難しかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされており、従来例に対して調色可能な範囲を拡大しつつ照明光の色のばらつきの抑制を図ることを目的とする。

本発明の照明装置は、第１光源と、第２光源と、第３光源と、前記第１光源に第１駆動電流を供給する第１点灯回路と、前記第２光源に第２駆動電流を供給する第２点灯回路と、前記第３光源に第３駆動電流を供給する第３点灯回路と、前記第１点灯回路、前記第２点灯回路並びに前記第３点灯回路を各別に制御し、前記第１駆動電流、前記第２駆動電流及び前記第３駆動電流を増減することで前記第１光源の光量、前記第２光源の光量並びに前記第３光源の光量を調整する制御部とを備え、前記第１光源は、第１色光を放射する第１固体発光素子で構成され、前記第２光源は、前記第１色光と光色が異なる第２色光を放射する第２固体発光素子で構成され、前記第３光源は、前記第１色光及び前記第２色光と光色が異なる第３色光を放射する第３固体発光素子で構成され、前記第１点灯回路は、前記制御部から与えられる第１指示値に応じて前記第１駆動電流を増減するように構成され、前記第２点灯回路は、前記制御部から与えられる第２指示値に応じて前記第２駆動電流を増減するように構成され、前記第３点灯回路は、前記制御部から与えられる第３指示値に応じて前記第３駆動電流を増減するように構成され、前記制御部は、前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光の合成光からなる照明光の光色を、色度図上の任意の色度点で示される光色に調色する場合、前記第１光源から放射される前記第１色光の色度点を第１色度点に補正し、前記第２光源から放射される前記第２色光の色度点を第２色度点に補正し、前記第３光源から放射される前記第３色光の色度点を第３色度点に補正し、前記第１色度点、前記第２色度点及び前記第３色度点の補正に用いる補正係数に応じて、前記第１指示値、前記第２指示値及び前記第３指示値を決定するように構成され、前記第１色度点は、前記第１光源の色度のばらつきの略境界と、前記第２光源及び前記第３光源のそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、前記色度図上の２本の直線の交点とされ、前記第２色度点は、前記第２光源の色度のばらつきの略境界と、前記第１光源及び前記第３光源のそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、前記色度図上の２本の直線の交点とされ、前記第３色度点は、前記第３光源の色度のばらつきの略境界と、前記第１光源及び前記第２光源のそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、前記色度図上の２本の直線の交点とされることを特徴とする。

本発明の照明器具は、照明装置と、前記照明装置を支持する筐体とを有することを特徴とする。

本発明の照明装置及び照明器具は、従来例に対して調色可能な範囲を拡大しつつ照明光の色のばらつきの抑制を図ることができるという効果がある。

本実施形態に係る照明装置の回路構成図である。 本実施形態に係る照明器具の斜視図である。 本実施形態に係る照明器具におけるＬＥＤモジュールの正面図である。 本実施形態に係る照明器具の平面図である。 本実施形態に係る照明器具の正面図である。 本実施形態に係る照明器具の左側面図である。 本実施形態に係る照明器具の配光特性を説明するための説明図である。 本実施形態に係る照明装置及び照明器具における色補正処理を説明するための色度図である。

本実施形態に係る照明装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態に係る照明装置は、図１に示すように、第１光源１Ｒ、第２光源１Ｇ、第３光源１Ｂ、第１点灯回路２Ｒ、第２点灯回路２Ｇ、第３点灯回路２Ｂ、制御部３、電源部４などを備える。

第１光源１Ｒは、複数個（図示は２個のみ）の第１固体発光素子１０Ｒの直列回路で構成される。第１固体発光素子１０Ｒは、赤色光（例えば、６１５〜６３５［ｎｍ］の可視光）を放射する赤色発光ダイオードである。第２光源１Ｇは、複数個（図示は２個のみ）の第２固体発光素子１０Ｇの直列回路で構成される。第２固体発光素子１０Ｇは、緑色光（例えば、５２０〜５３５［ｎｍ］の可視光）を放射する緑色発光ダイオードである。第３光源１Ｂは、複数個（図示は２個のみ）の第３固体発光素子１０Ｂの直列回路で構成される。第３固体発光素子１０Ｂは、青色光（例えば、４６４〜４７５［ｎｍ］の可視光）を放射する青色発光ダイオードである。ただし、第１〜第３固体発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、発光ダイオード以外の固体発光素子、例えば、有機エレクトロルミネセンス素子であっても構わない。また、各固体発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの光色（波長）は一例であって、本実施形態における光色（波長）に限定されず、赤色、緑色、青色の３色以外の光色であってもよい。なお、以下の説明においては、第１光源１Ｒの赤色光、第２光源１Ｇの緑色光、第３光源１Ｂの青色光が合成（混色）された光を照明光と呼ぶ。

電源部４は、商用の交流電源４３から供給される交流電力を直流電力に変換するように構成される。例えば、電源部４は、入力フィルタ４０、整流回路４１並びに力率改善回路４２で構成されることが好ましい。入力フィルタ４０は、高域遮断フィルタからなり、例えば、交流電源４３の電源電圧の周波数（６０［Ｈｚ］及び５０［Ｈｚ］）を通過させて高調波成分を遮断するように構成される。整流回路４１は、例えば、ダイオードブリッジで構成されることが好ましい。力率改善回路４２は、昇圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。力率改善回路４２は、電界効果トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ２、チョークコイルＬ２、検出抵抗Ｒ２、ダイオードＤ２、平滑コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｑ２をスイッチングするドライバ回路４２０などを有する。ドライバ回路４２０は、検出抵抗Ｒ２の両端電圧を検出し、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティを制御して平滑コンデンサＣ２の両端電圧（出力電圧）を一定にするように構成される。

第１点灯回路２Ｒは、降圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。第１点灯回路２Ｒは、第１スイッチング素子Ｑ１１、第１インダクタＬ１１、第１ダイオードＤ１１、第１コンデンサＣ１１、第１抵抗Ｒ１１、第１駆動回路２０Ｒなどを有する。第１スイッチング素子Ｑ１１は、例えば、ｎチャネルのエンハンスメント形ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で構成されることが好ましい。第１スイッチング素子Ｑ１１と第１ダイオードＤ１１と第１抵抗Ｒ１１の直列回路が電源部４の出力端子間（平滑コンデンサＣ２の両端間）に電気的に接続される。また、第１ダイオードＤ１１のアノード・カソード間に、第１インダクタＬ１１と第１コンデンサＣ１１の直列回路が電気的に接続される。そして、第１コンデンサＣ１１の両端間に第１光源１Ｒが電気的に接続される。第１駆動回路２０Ｒは、第１スイッチング素子Ｑ１１のオンデューティを制御することにより、第１抵抗Ｒ１１に流れる第１駆動電流（第１光源１Ｒに流れる電流）を目標値Ｉ_ＲＴに一致させるように構成される。あるいは、第１駆動回路２０Ｒは、第１スイッチング素子Ｑ１１をスイッチングする期間（導通期間）とスイッチングしない期間（休止期間）とを交互に切り替え、かつ、導通期間と休止期間の割合を調整してもよい。

第２点灯回路２Ｇは、降圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。第２点灯回路２Ｇは、第２スイッチング素子Ｑ１２、第２インダクタＬ１２、第２ダイオードＤ１２、第２コンデンサＣ１２、第２抵抗Ｒ１２、第２駆動回路２０Ｇなどを有する。第２スイッチング素子Ｑ１２は、例えば、ｎチャネルのエンハンスメント形ＭＯＳＦＥＴで構成されることが好ましい。第２スイッチング素子Ｑ１２と第２ダイオードＤ１２と第２抵抗Ｒ１２の直列回路が電源部４の出力端子間に電気的に接続される。また、第２ダイオードＤ１２のアノード・カソード間に、第２インダクタＬ１２と第２コンデンサＣ１２の直列回路が電気的に接続される。そして、第２コンデンサＣ１２の両端間に第２光源１Ｇが電気的に接続される。第２駆動回路２０Ｇは、第２スイッチング素子Ｑ１２のオンデューティを制御することにより、第２抵抗Ｒ１２に流れる第２駆動電流（第２光源１Ｇに流れる電流）を目標値Ｉ_ＧＴに一致させるように構成される。あるいは、第２駆動回路２０Ｇは、第２スイッチング素子Ｑ１２をスイッチングする導通期間とスイッチングしない休止期間とを交互に切り替え、かつ、導通期間と休止期間の割合を調整してもよい。

第３点灯回路２Ｂは、降圧チョッパ回路で構成されることが好ましい。第３点灯回路２Ｂは、第３スイッチング素子Ｑ１３、第３インダクタＬ１３、第３ダイオードＤ１３、第３コンデンサＣ１３、第３抵抗Ｒ１３、第３駆動回路２０Ｂなどを有する。第３スイッチング素子Ｑ１３は、例えば、ｎチャネルのエンハンスメント形ＭＯＳＦＥＴで構成されることが好ましい。第３スイッチング素子Ｑ１３と第３ダイオードＤ１３と第３抵抗Ｒ１３の直列回路が電源部４の出力端子間に電気的に接続される。また、第３ダイオードＤ１３のアノード・カソード間に、第３インダクタＬ１３と第３コンデンサＣ１３の直列回路が電気的に接続される。そして、第３コンデンサＣ１３の両端間に第３光源１Ｂが電気的に接続される。第３駆動回路２０Ｂは、第３スイッチング素子Ｑ１３のオンデューティを制御することにより、第３抵抗Ｒ１３に流れる第３駆動電流（第３光源１Ｂに流れる電流）を目標値Ｉ_ＢＴに一致させるように構成される。あるいは、第３駆動回路２０Ｂは、第３スイッチング素子Ｑ１３をスイッチングする導通期間とスイッチングしない休止期間とを交互に切り替え、かつ、導通期間と休止期間の割合を調整してもよい。

制御部３は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリなどを有するマイクロコントローラで構成されることが好ましい。制御部３は、メモリに格納されているプログラムがＣＰＵで実行されることにより、第１点灯回路２Ｒ、第２点灯回路２Ｇ、第３点灯回路２Ｂを制御して、照明光を調光するように構成される。制御部３は、例えば、調光操作卓と呼ばれる機器からコマンドを受信し、当該コマンドで要求される光色に照明光の光色を一致させるように動作することが好ましい。調光操作卓は、フェーダと呼ばれる入力デバイスを複数備える。複数のフェーダの操作位置が、赤色光、緑色光及び青色光の各色光の光量にそれぞれ対応している。つまり、調光操作卓は、オペレータ（操作者）に操作される各フェーダの操作位置に基づき、赤色光、緑色光及び青色光の各光量の指示値を生成し、生成した指示値を含むコマンドを照明装置の制御部３に伝送するように構成される。

制御部３は、調光操作卓から伝送されるコマンドを受け取ると、当該コマンドに含まれる各光量の指示値に対して、後述する色補正処理を行うように構成される。さらに、制御部３は、当該色補正処理後の各光量の指示値を、各光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ毎の駆動電流の目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴに変換し、それぞれの点灯回路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの駆動回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴを与えるように構成される。

そして、第１駆動回路２０Ｒは、第１光源１Ｒに流す第１駆動電流を、制御部３から受け取る赤色光の目標値Ｉ_ＲＴに一致させるように、第１スイッチング素子Ｑ１１のオンデューティを制御する。同じく、第２駆動回路２０Ｇは、第２光源１Ｇに流す第２駆動電流を、制御部３から受け取る緑色光の目標値Ｉ_ＧＴに一致させるように、第２スイッチング素子Ｑ１２のオンデューティを制御する。同様に、第３駆動回路２０Ｂは、第３光源１Ｂに流す第３駆動電流を、制御部３から受け取る青色光の目標値Ｉ_ＢＴに一致させるように、第３スイッチング素子Ｑ１３のオンデューティを制御する。このようにして、照明装置から放射される照明光が、調光操作卓を用いてオペレータに指示される光色に調色される。

次に、図２〜図７を参照して、本実施形態に係る照明器具を説明する。本実施形態に係る照明器具は、テレビ局のスタジオや舞台などの背景壁面（ホリゾント）を照明する用途に用いられる、いわゆる、ホリゾントライトである。ただし、本発明の技術思想が適用可能な照明器具は、ホリゾントライトに限定されない。

本実施形態に係る照明器具は、図２〜図６に示すように、光源ユニット５と、電源ユニット６とを備える。なお、以下の説明では、図２において、前後、左右、上下の各方向を規定する。つまり、図２の紙面の左を前、右を後とし、図２の紙面の上を左、下を右とする。

光源ユニット５は、４つのＬＥＤモジュール５０（図５参照）、第１筐体５１、反射板ブロック５２、放熱板ブロック５３などを有する。ＬＥＤモジュール５０は、図３に示すように、長方形状の基板５００の表面に、第１固体発光素子１０Ｒ、第２固体発光素子１０Ｇ、第３固体発光素子１０Ｂがそれぞれ複数個ずつ実装されて構成される。ただし、本実施形態に係る照明器具は、第１固体発光素子１０Ｒ、第２固体発光素子１０Ｇ、第３固体発光素子１０Ｂに加えて、白色光を放射する複数個（図示例では９個）の第４固体発光素子１０Ｗを基板５００の表面に実装して構成されることが好ましい。これら複数個の第４固体発光素子１０Ｗからなる第４光源は、第４点灯回路から供給される直流電力で発光（点灯）する。なお、第４点灯回路は、第１点灯回路２Ｒ、第２点灯回路２Ｇ並びに第３点灯回路２Ｂと共通の回路構成を有することが好ましい。

また、基板５００の表面における長手方向の両端には、それぞれレセプタクルコネクタ５０１、５０２が実装されることが好ましい。これらのレセプタクルコネクタ５０１、５０２が有する複数の端子５０３は、基板５００の表面又は裏面に形成される導電体（銅箔）を介して、各固体発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、１０Ｗと電気的に接続される。また、各レセプタクルコネクタ５０１、５０２は、第１点灯回路２Ｒ、第２点灯回路２Ｇ、第３点灯回路２Ｂ並びに第４点灯回路の出力端と、それぞれ電源ケーブルを介して電気的に接続される。

第１筐体５１は、金属板によって直方体状に形成される。第１筐体５１は、前面に矩形の窓孔５１０が開口する。第１筐体５１の内部には、表面を窓孔５１０に対向させるようにして、４つのＬＥＤモジュール５０が縦横２列に並べて収容される（図５参照）。

反射板ブロック５２は、複数の反射板５２０や遮光板５２１などを備えることが好ましい（図２、図４及び図５参照）。これら複数の反射板５２０及び遮光板５２１は、第１筐体５１内において、窓孔５０１と各ＬＥＤモジュール５０の表面との間に配置されて、各ＬＥＤモジュール５０から放射される光の配光を制御するように構成される。

放熱板ブロック５３は、多数の放熱板５３０を有し、各放熱板５３０を互いに板厚方向に沿って等間隔に並べて構成されることが好ましい（図２参照）。放熱板ブロック５３は、第１筐体５１の後面に設けられる。なお、放熱板ブロック５３は、第１筐体５１内において、各ＬＥＤモジュール５０（の基板５００）と熱的に結合されることが好ましい。

電源ユニット６は、第１点灯回路２Ｒ、第２点灯回路２Ｇ、第３点灯回路２Ｂ、第４点灯回路、制御部３並びに電源部４を含む回路ブロックと、回路ブロックを収容する第２筐体６０と、一対のアーム６１とを有する。

回路ブロックは、複数枚のプリント配線板に、第１点灯回路２Ｒ、第２点灯回路２Ｇ、第３点灯回路２Ｂ、第４点灯回路、制御部３並びに電源部４を構成する回路部品が実装されて構成される。

第２筐体６０は、金属板によって扁平な直方体状に形成され、回路ブロックを内部に収容するように構成される（図２参照）。一対のアーム６１は、第２筐体６０の左右両端から上向きに立ち上がるように設けられる（図２、図４、図５参照）。一対のアーム６１は、図６に示すように、先端（上端）に向かって、前後方向の幅寸法を徐々に狭くするように形成される。各アーム６１の先端部分には、いわゆるノブボルト６２のボルトが挿通される挿通孔がそれぞれ設けられる。すなわち、一対のアーム６１は、先端部分の挿通孔に挿通されるボルトを、第１筐体５１の左右両側面に設けられる雌ねじにねじ込むことにより、光源ユニット５を回転可能に支持するように構成される。

本実施形態に係る照明器具の使用状態を図７に示す。本実施形態に係る照明器具は、例えば、光源ユニット５の窓孔５１０を背景壁面７０に向け、かつ、背景壁面７０から離れた床７１に設置される。図７においては、本実施形態に係る照明器具の配光特性を実線αで示している。図７の実線αに示すように、本実施形態に係る照明器具は、背景壁面７０の床７１に近い下部から上部にかけてほぼ均一に照明光を照射することができる。

しかしながら、ホリゾントライトのような照明器具は、１台のみが単独で使用されるとは限らない。つまり、複数台の照明器具が並べて床７１に設置され、１つの背景壁面７０を同時に照明する場合がある。そして、複数台の照明器具で１つの背景壁面７０を同時に照明する場合、個々の照明器具の照明光の色度が大きくばらつくと、観客や視聴者が違和感を覚える可能性がある。そのために本実施形態に係る照明器具（照明装置）は、調光操作卓から与えられる各光色毎の指示値を補正することにより、複数台の照明器具（照明装置）同士の照明光の色度のばらつきを抑制するようにしている。

次に、本実施形態に係る照明装置の制御部３による色補正処理について、図８を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る照明装置において、照明光の色度のばらつきは、第１固体発光素子１０Ｒに使用される赤色発光ダイオード、第２固体発光素子１０Ｇに使用される緑色発光ダイオード、第３固体発光素子１０Ｂに使用される青色発光ダイオードのランクに依存する。例えば、第１固体発光素子１０Ｒ、第２固体発光素子１０Ｇ並びに第３固体発光素子１０Ｂの色度ばらつきの範囲は、図８のｘｙ色度図上で、それぞれ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの３つの四角形（平行四辺形）で表されると仮定する。つまり、第１固体発光素子１０Ｒに定格電流を流した場合、第１固体発光素子１０Ｒの発光色の色度点は、色度ばらつきの範囲１１Ｒ内にあることは保証されているが、個々の赤色発光ダイオード毎にばらつきが存在する。そして、第２固体発光素子１０Ｇ及び第３固体発光素子１０Ｂにも同様の色度ばらつきが存在する。

したがって、第１光源１Ｒ、第２光源１Ｇ及び第３光源１Ｂの各電流の指示値が同じであったとしても、色補正処理が行われなければ、各固体発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの色度ばらつきが影響して、照明光の色度にもばらつきが発生してしまう。

そこで、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色度ばらつきの範囲１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂが既知である場合、それらの色度ばらつきの範囲１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから、赤色光、緑色光及び青色光の色度点を補正する。そして、赤色光の補正後の色度点（第１色度点）、緑色光の補正後の色度点（第２色度点）、青色光の補正後の色度点（第３色度点）のそれぞれの補正に用いた補正係数で各電流の指示値が決定される。

例えば、ｘｙ色度図上の赤色光の色度ばらつきの範囲１１Ｒを示す平行四辺形の４つの頂点を１１０Ｒ、１１１Ｒ、１１２Ｒ、１１３Ｒとする。また、ｘｙ色度図上の緑色光の色度ばらつきの範囲１１Ｇを示す平行四辺形の４つの頂点を１１０Ｇ、１１１Ｇ、１１２Ｇ、１１３Ｇとする。さらに、ｘｙ色度図上の青色光の色度ばらつきの範囲１１Ｂを示す平行四辺形の４つの頂点を１１０Ｂ、１１１Ｂ、１１２Ｂ、１１３Ｂとする（図８参照）。そして、赤色光の色度ばらつきの範囲１１Ｒと緑色光の色度ばらつきの範囲１１Ｇの接線、すなわち、範囲１１Ｒの第２頂点１１１Ｒと範囲１１Ｇの第１頂点１１０Ｇとを通る直線１２ＲＧを求める。また、緑色光の色度ばらつきの範囲１１Ｇと青色光の色度ばらつきの範囲１１Ｂの接線、すなわち、範囲１１Ｇの第１頂点１１０Ｇと範囲１１Ｂの第１頂点１１０Ｂとを通る直線１２ＧＢを求める。さらに、青色光の色度ばらつきの範囲１１Ｂと赤色光の色度ばらつきの範囲１１Ｒの接線、すなわち、範囲１１Ｂの第２頂点１１１Ｂと範囲１１Ｒの第１頂点１１０Ｒを通る直線１２ＢＲを求める。ただし、それぞれの色光の色度ばらつきの範囲１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、必ずしも厳密な境界を表すわけでなく、概ね境界とみなすことのできる範囲（略境界）を表しているに過ぎない。

そして、２本の接線１２ＲＧ、１２ＢＲの交点を第１色度点Ｒｅｓとし、２本の接線１２ＲＧ、１２ＧＢの交点を第２色度点Ｇｅｓとし、２本の接線１２ＧＢ、１２ＢＲの交点を第３色度点Ｂｅｓとする。このとき、第１色度点Ｒｅｓと第２色度点Ｇｅｓを結ぶ線分１４ＲＧと、第２色度点Ｇｅｓと第３色度点Ｂｅｓとを結ぶ線分１４ＧＢと、第３色度点Ｂｅｓと第１色度点Ｒｅｓとを結ぶ線分１４ＢＲとを３辺とする三角形βが形成される。この三角形βは、本実施形態に係る照明装置の色再現範囲を示している（図８参照）。なお、図８において破線で示す三角形γは、補正前の各発光色の色度点を頂点とする三角形である。

次に、第１光源１Ｒの赤色光、第２光源１Ｇの緑色光並びに第３光源１Ｂの青色光を合成し、照明光の色度点を第１色度点Ｒｅｓ、第２色度点Ｇｅｓ及び第３色度点Ｂｅｓにそれぞれ一致させるために必要な光量を測定する。例えば、照明光の色度点を第１色度点Ｒｅｓに一致させるために必要となる、第１光源１Ｒの赤色光、第２光源１Ｇの緑色光並びに第３光源１Ｂの青色光の光量（光束）をそれぞれＬ_{［Ｒ−Ｒｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｒｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｒｅｓ］}とする。また、照明光の色度点を第２色度点Ｇｅｓに一致させるために必要となる、第１光源１Ｒの赤色光、第２光源１Ｇの緑色光並びに第３光源１Ｂの青色光の光量をそれぞれＬ_{［Ｒ−Ｇｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｇｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｇｅｓ］}とする。さらに、照明光の色度点を第３色度点Ｂｅｓに一致させるために必要となる、第１光源１Ｒの赤色光、第２光源１Ｇの緑色光並びに第３光源１Ｂの青色光の光量をそれぞれＬ_{［Ｒ−Ｂｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｂｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｂｅｓ］}とする。ただし、これらの光量は、それぞれの光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに定格電流を流したときの光量を１００％としたときの比率で表されることが好ましい。

ここで、第１光源１Ｒの赤色光の色度座標を（Ｃｘ_［Ｒ］、Ｃｙ_［Ｒ］）、第２光源１Ｇの緑色光の色度座標を（Ｃｘ_［Ｇ］、Ｃｙ_［Ｇ］）、第３光源１Ｂの青色光の色度座標を（Ｃｘ_［Ｂ］、Ｃｙ_［Ｂ］）とする。また、第１光源１Ｒの光量をＬ_［Ｒ］、第２光源１Ｇの光量をＬ_［Ｇ］、第３光源１Ｂの光量をＬ_［Ｂ］とする。そして、照明光の色度座標を（Ｃｘ、Ｃｙ）、照明光の光量をＬとすれば、加法混色の定義より、以下の式が成り立つ。

上記３つの式をＬ_［Ｒ］、Ｌ_［Ｇ］、Ｌ_［Ｂ］について解くと、以下の式が得られる。

ゆえに、照明光の色度座標（Ｃｘ、Ｃｙ）及び光量Ｌに、第１色度点Ｒｅｓの色度座標及び光量を代入すれば、第１光源１Ｒの赤色光、第２光源１Ｇの緑色光並びに第３光源１Ｂの青色光の各光量Ｌ_{［Ｒ−Ｒｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｒｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｒｅｓ］}を算出することができる。同様に、照明光の色度座標（Ｃｘ、Ｃｙ）及び光量Ｌに、第２色度点Ｇｅｓの色度座標及び光量を代入すれば、第１光源１Ｒの赤色光、第２光源１Ｇの緑色光並びに第３光源１Ｂの青色光の各光量Ｌ_{［Ｒ−Ｇｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｇｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｇｅｓ］}を算出することができる。同じく、照明光の色度座標（Ｃｘ、Ｃｙ）及び光量Ｌに、第３色度点Ｂｅｓの色度座標及び光量を代入すれば、第１光源１Ｒの赤色光、第２光源１Ｇの緑色光並びに第３光源１Ｂの青色光の各光量Ｌ_{［Ｒ−Ｂｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｂｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｂｅｓ］}を算出することができる。

本実施形態に係る照明装置は、製造段階において、第１光源１Ｒ、第２光源１Ｇ及び第３光源１Ｂの定格の光量及び色度座標が測定され、それらの測定値と式４〜式６から、各色度点Ｒｅｓ、Ｇｅｓ、Ｂｅｓに対応した各光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの光量が算出される。ただし、算出される光量は、それぞれの光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに定格電流を流したときの光量を１００％としたときの比率で表されることが好ましい。

このようにして算出された、各色度点Ｒｅｓ、Ｇｅｓ、Ｂｅｓに対応した各光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの光量（比率）は、下記の表１に示す色補正処理のためのデータテーブルにまとめられて、制御部３のメモリ（フラッシュメモリなどの電気的に書換可能な半導体メモリ）に格納されることが好ましい。例えば、第１色度点Ｒｅｓの各光量Ｌ_{［Ｒ−Ｒｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｒｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｒｅｓ］}は、表１のデータテーブルに示すように、９５．００、３．００、２．００となる。また、第２色度点Ｇｅｓの各光量Ｌ_{［Ｒ−Ｇｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｇｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｇｅｓ］}は、表１のデータテーブルに示すように、５．００、９０．００、５．００となる。さらに、第３色度点Ｂｅｓの各光量Ｌ_{［Ｒ−Ｂｅｓ］}、Ｌ_{［Ｇ−Ｂｅｓ］}、Ｌ_{［Ｂ−Ｂｅｓ］}は、表１のデータテーブルに示すように、０．００、７．００、９３．００となる。なお、第１色度点Ｒｅｓ、第２色度点Ｇｅｓ、第３色度点Ｂｅｓの間の光量比は、照明光の光量（調光レベル）が１００％〜１％の間で変化しても常に一定に保たれる。

既に説明したように、制御部３は、調光操作卓から伝送されるコマンドを受け取ると、当該コマンドに含まれる各光量の指示値に対して色補正処理を行う。例えば、コマンドに含まれる赤色光、緑色光及び青色光の各光量の指示値を、それぞれＬ_{［Ｒ−ｒｅｑ］}、Ｌ_{［Ｇ−ｒｅｑ］}、Ｌ_{［Ｂ−ｒｅｑ］}とすると、色補正処理後の各光量の指示値Ｌ_{［Ｒ−ｓｕｍ］}、Ｌ_{［Ｇ−ｓｕｍ］}、Ｌ_{［Ｂ−ｓｕｍ］}は、下記の数７に示す行列で表される。

つまり、制御部３は、調光操作卓から要求される赤色光、緑色光及び青色光の各光量の指示値Ｌ_{［Ｒ−ｒｅｑ］}、Ｌ_{［Ｇ−ｒｅｑ］}、Ｌ_{［Ｂ−ｒｅｑ］}に、補正係数（数７に示す右辺の３×３行列）を掛けることで色補正処理を実行する。さらに、制御部３は、当該色補正処理後の各光量の指示値を、各光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ毎の駆動電流の目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴに変換し、それぞれの点灯回路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの駆動回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴを与える。ただし、制御部３は、調光操作卓から要求される白色光の光量（第４光源１Ｗの光量）については、色補正処理の対象としないことが好ましい。つまり、白色光については、別途、カラーミキシング等の公知技術によって色ばらつきが十分に低減されているので、照明光の色ばらつきに与える影響を考慮する必要はない。

例えば、赤色光、緑色光及び青色光の各光量の指示値Ｌ_{［Ｒ−ｒｅｑ］}＝１００％、Ｌ_{［Ｇ−ｒｅｑ］}＝６１．６％、Ｌ_{［Ｂ−ｒｅｑ］}＝９．４％であり、かつ、照明光の光量（調光レベル）が１００％であったと仮定する。制御部３は、表１に示すデータテーブルから、調光レベルが１００％のときの補正係数を読み出し、当該補正係数を掛けて色補正処理を行う（数８参照）。

さらに、制御部３は、色補正処理後の各光量の指示値Ｌ_{［Ｒ−ｓｕｍ］}＝９７．０４％、Ｌ_{［Ｇ−ｓｕｍ］}＝６０．９１％、Ｌ_{［Ｂ−ｓｕｍ］}＝１３．０５％を各駆動電流の目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴに変換する。例えば、制御部３は、各光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの定格電流値にそれぞれの光量の指示値Ｌ_{［Ｒ−ｓｕｍ］}、Ｌ_{［Ｇ−ｓｕｍ］}、Ｌ_{［Ｂ−ｓｕｍ］}を乗算することで各駆動電流の目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴに変換することが好ましい。

一方、第１〜第３点灯回路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの第１〜第３駆動回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、それぞれの目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴの第１〜第３駆動電流を各光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに流すように第１〜第３スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３を制御する。なお、第１〜第３駆動回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、第１〜第３スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３のオンデューティを調整することで各光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの駆動電流をそれぞれの目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴに一致させる。あるいは、第１〜第３駆動回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、第１〜第３スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３の導通期間と休止期間の割合を調整することで各光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの駆動電流をそれぞれの目標値Ｉ_ＲＴ、Ｉ_ＧＴ、Ｉ_ＢＴに一致させてもよい。なお、上述した赤色光、緑色光及び青色光の各光量の指示値Ｌ_{［Ｒ−ｒｅｑ］}、Ｌ_{［Ｇ−ｒｅｑ］}、Ｌ_{［Ｂ−ｒｅｑ］}は一例であり、三角形βの領域内における任意の色度点に対応した値であればよい。

このようにして、複数の照明装置（照明器具）が色補正処理を行えば、調光操作卓から各照明装置（照明器具）に同一の指示値が与えられた場合、それぞれの照明光同士の色度ばらつきの抑制を図ることができる。つまり、色補正処理を行う複数の照明装置では、照明光に含まれる、赤色光の第１色度点Ｒｅｓ、緑色光の第２色度点Ｇｅｓ及び青色光の第３色度点Ｂｅｓが一致している。その結果、第１色度点Ｒｅｓの赤色光と、第２色度点Ｇｅｓの緑色光と、第３色度点Ｂｅｓの青色光とが、調光操作卓の指示値で指示される各色の光量に調整されるため、各照明装置の照明光の色のばらつきを抑えることができる。しかも、本実施形態に係る照明装置は、図８において実線βで示す領域内の色度点に照明光を調色することができるので、従来例に対して調色可能な範囲を拡大することができる。

上述のように本実施形態に係る照明装置は、第１光源１Ｒと、第２光源１Ｇと、第３光源１Ｂとを備える。また、本実施形態に係る照明装置は、第１光源１Ｒに第１駆動電流を供給する第１点灯回路２Ｒと、第２光源１Ｇに第２駆動電流を供給する第２点灯回路２Ｇと、第３光源１Ｂに第３駆動電流を供給する第３点灯回路２Ｂと、制御部３とを備える。制御部３は、第１点灯回路２Ｒ、第２点灯回路２Ｇ並びに第３点灯回路２Ｂを各別に制御し、第１駆動電流、第２駆動電流及び第３駆動電流を増減することで第１光源１Ｒの光量、第２光源１Ｇの光量並びに第３光源１Ｂの光量を調整する。第１光源１Ｒは、赤色光（第１色光）を放射する第１固体発光素子１０Ｒで構成される。第２光源１Ｇは、緑色光（第１色光と光色が異なる色光）を放射する第２固体発光素子１０Ｇで構成される。第３光源１Ｂは、青色光（第１色光及び第２色光と光色が異なる色光）を放射する第３固体発光素子１０Ｂで構成される。第１点灯回路２Ｒは、制御部３から与えられる第１指示値Ｌ_{［Ｒ−ｓｕｍ］}に応じて第１駆動電流を増減するように構成される。第２点灯回路２Ｇは、制御部３から与えられる第２指示値Ｌ_{［Ｇ−ｓｕｍ］}に応じて第２駆動電流を増減するように構成される。第３点灯回路２Ｂは、制御部３から与えられる第３指示値Ｌ_{［Ｂ−ｓｕｍ］}に応じて第３駆動電流を増減するように構成される。制御部３は、赤色光、緑色光及び青色光の合成光からなる照明光の光色を、色度図上の任意の色度点で示される光色に調色する場合、第１光源１Ｒから放射される赤色光の色度点を第１色度点Ｒｅｓに補正するように構成される。また、制御部３は、第２光源１Ｇから放射される緑色光の色度点を第２色度点Ｇｅｓに補正し、第３光源１Ｂから放射される青色光の色度点を第３色度点Ｂｅｓに補正するように構成される。さらに、制御部３は、第１色度点Ｒｅｓ、第２色度点Ｇｅｓ及び第３色度点Ｂｅｓの補正に用いる補正係数に応じて、第１指示値Ｌ_{［Ｒ−ｓｕｍ］}、第２指示値Ｌ_{［Ｇ−ｓｕｍ］}及び第３指示値Ｌ_{［Ｂ−ｓｕｍ］}を決定するように構成される。第１色度点Ｒｅｓは、第１光源１Ｒの色度のばらつきの略境界と、第２光源１Ｇ及び第３光源１Ｂのそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、色度図上の２本の直線１２ＲＧ、１２ＢＲの交点とされる。第２色度点Ｇｅｓは、第２光源１Ｇの色度のばらつきの略境界と、第１光源１Ｒ及び第３光源１Ｂのそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、色度図上の２本の直線１２ＲＧ、１２ＧＢの交点とされる。第３色度点Ｂｅｓは、第３光源１Ｂの色度のばらつきの略境界と、第１光源１Ｒ及び第２光源１Ｇのそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、色度図上の２本の直線１２ＧＢ、１２ＢＲの交点とされる。

上述のように本実施形態に係る照明装置は、照明光に含まれる、赤色光の第１色度点Ｒｅｓ、緑色光の第２色度点Ｇｅｓ及び青色光の第３色度点Ｂｅｓを一致させることができる。そして、第１色度点Ｒｅｓの赤色光と、第２色度点Ｇｅｓの緑色光と、第３色度点Ｂｅｓの青色光とが、目標とする光色に合成される赤色光、緑色光及び青色光の各色の光量に調整される。そのため、本実施形態係る照明装置は、調色可能な範囲を拡大しつつ照明光の色のばらつきの抑制を図ることができる。なお、本実施形態に係る照明装置は、第１色光を赤色光、第２色光を緑色光、第３色光を青色光としたが、赤色光、緑色光及び青色光以外の色の光を混色するように構成されてもよい。さらに、本実施形態に係る照明装置は、４種類以上の色光を混色するように構成されてもよい。

また、本実施形態に係る照明装置において、制御部３は、第１色度点Ｒｅｓに対応した第１駆動電流、第２駆動電流並びに第３駆動電流のそれぞれの定格電流に対する各割合を補正係数とするように構成されることが好ましい。また、制御部３は、第２色度点Ｇｅｓに対応した第１駆動電流、第２駆動電流並びに第３駆動電流のそれぞれの定格電流に対する各割合を補正係数とするように構成されることが好ましい。さらに、第３色度点Ｂｅｓに対応した第１駆動電流、第２駆動電流並びに第３駆動電流のそれぞれの定格電流に対する各割合とを補正係数とするように構成されることが好ましい。

本実施形態に係る照明装置が上述のように構成されれば、制御部３が行う色補正処理の簡素化を図ることができる。

さらに、本実施形態係る照明装置において、制御部３は、色度図上の三角形β内の任意の色度点に対応した補正係数を記憶するように構成されることが好ましい。この三角形βは、第１色度点Ｒｅｓと第２色度点Ｇｅｓを結ぶ線分１４ＲＧと、第２色度点Ｇｅｓと第３色度点Ｂｅｓを結ぶ線分１４ＧＢと、第３色度点Ｂｅｓと第１色度点Ｒｅｓを結ぶ線分１４ＢＲとで形成されることが好ましい。

本実施形態に係る照明装置が上述のように構成されれば、調色可能な色度点の範囲をより拡大することができる。

本実施形態に係る照明器具は、照明装置と、照明装置を支持する筐体（第１筐体５１及び第２筐体６０）とを有する。

本実施形態に係る照明器具は、調色可能な範囲を拡大しつつ照明光の色のばらつきの抑制を図ることができる。

１Ｒ 第１光源
１Ｇ 第２光源
１Ｂ 第３光源
２Ｒ 第１点灯回路
２Ｇ 第２点灯回路
２Ｂ 第３点灯回路
３ 制御部
１０Ｒ 第１固体発光素子
１０Ｇ 第２固体発光素子
１０Ｂ 第３固体発光素子１０Ｂ
１２ＲＧ、１２ＧＢ、１２ＢＲ 直線
１４ＲＧ、１４ＧＢ、１４ＢＲ 線分
５１ 第１筐体（筐体）
６０ 第２筐体（筐体）
Ｌ_{［Ｒ−ｓｕｍ］} 第１指示値
Ｌ_{［Ｇ−ｓｕｍ］} 第２指示値
Ｌ_{［Ｂ−ｓｕｍ］} 第３指示値
Ｒｅｓ 第１色度点
Ｇｅｓ 第２色度点
Ｂｅｓ 第３色度点
β 色度図上の三角形

Claims (4)

1. 第１光源と、第２光源と、第３光源と、前記第１光源に第１駆動電流を供給する第１点灯回路と、前記第２光源に第２駆動電流を供給する第２点灯回路と、前記第３光源に第３駆動電流を供給する第３点灯回路と、前記第１点灯回路、前記第２点灯回路並びに前記第３点灯回路を各別に制御し、前記第１駆動電流、前記第２駆動電流及び前記第３駆動電流を増減することで前記第１光源の光量、前記第２光源の光量並びに前記第３光源の光量を調整する制御部とを備え、
   前記第１光源は、第１色光を放射する第１固体発光素子で構成され、
   前記第２光源は、前記第１色光と光色が異なる第２色光を放射する第２固体発光素子で構成され、
   前記第３光源は、前記第１色光及び前記第２色光と光色が異なる第３色光を放射する第３固体発光素子で構成され、
   前記第１点灯回路は、前記制御部から与えられる第１指示値に応じて前記第１駆動電流を増減するように構成され、
   前記第２点灯回路は、前記制御部から与えられる第２指示値に応じて前記第２駆動電流を増減するように構成され、
   前記第３点灯回路は、前記制御部から与えられる第３指示値に応じて前記第３駆動電流を増減するように構成され、
   前記制御部は、前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光の合成光からなる照明光の光色を、色度図上の任意の色度点で示される光色に調色する場合、前記第１光源から放射される前記第１色光の色度点を第１色度点に補正し、前記第２光源から放射される前記第２色光の色度点を第２色度点に補正し、前記第３光源から放射される前記第３色光の色度点を第３色度点に補正し、前記第１色度点、前記第２色度点及び前記第３色度点の補正に用いる補正係数に応じて、前記第１指示値、前記第２指示値及び前記第３指示値を決定するように構成され、
   前記第１色度点は、前記第１光源の色度のばらつきの略境界と、前記第２光源及び前記第３光源のそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、前記色度図上の２本の直線の交点とされ、
   前記第２色度点は、前記第２光源の色度のばらつきの略境界と、前記第１光源及び前記第３光源のそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、前記色度図上の２本の直線の交点とされ、
   前記第３色度点は、前記第３光源の色度のばらつきの略境界と、前記第１光源及び前記第２光源のそれぞれ色度のばらつきの略境界とに接する、前記色度図上の２本の直線の交点とされることを特徴とする照明装置。
2. 前記制御部は、前記第１色度点に対応した前記第１駆動電流、前記第２駆動電流並びに前記第３駆動電流のそれぞれの定格電流に対する各割合と、前記第２色度点に対応した前記第１駆動電流、前記第２駆動電流並びに前記第３駆動電流のそれぞれの定格電流に対する各割合と、前記第３色度点に対応した前記第１駆動電流、前記第２駆動電流並びに前記第３駆動電流のそれぞれの定格電流に対する各割合とを前記補正係数とするように構成されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記制御部は、前記第１色度点と前記第２色度点を結ぶ線分と、前記第２色度点と前記第３色度点を結ぶ線分と、前記第３色度点と前記第１色度点を結ぶ線分とで形成される前記色度図上の三角形内の任意の色度点に対応した前記補正係数を記憶するように構成されることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
4. 請求項１〜３のいずれかの照明装置と、前記照明装置を支持する筐体とを有することを特徴とする照明器具。