JP7242962B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本開示は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備える照明器具に関する。

従来、空の様子を再現することが可能な照明器具が提案されている。例えば、特許文献１に記載の照明器具では、複数色のＬＥＤを有する発光モジュールを用いて、青色光、黄色光、橙色光、赤色光および白色光の発光を制御することで、空の様子を再現する構成となっている。

特開２０１９－１０２１６６号公報

特許文献１に記載の照明器具では、青色光、黄色光、橙色光、赤色光、および白色光の発光を制御して、青空、曇り空、夕空等といった自然の空を模疑している。しかしながら、特許文献１の照明器具では、青空の昼間から夕方または日没など、実際の空の移り変わりに従って制御されるものではない。

本開示は、上述のような課題を解決するものであり、空の移り変わりを演出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。

本開示に係る照明器具は、青色光成分を含む光を発する青色用ＬＥＤモジュールと、青色用ＬＥＤモジュールの光を拡散して面発光する導光板と、青色用ＬＥＤモジュールを調光して空の色を再現する調光ユニットと、を備え、調光ユニットは、昼の空を再現する際には、導光板からの発光のＣＩＥ色度座標のｙ値が、黒体軌跡の延長線よりもプラスの方向となるよう青色用ＬＥＤモジュールを調光し、明け方、夕方、日の出または日没の空を再現する際には、導光板からの発光のＣＩＥ色度座標のｙ値が、黒体軌跡の延長線である日没ラインを含む許容範囲内となるように青色用ＬＥＤモジュールを調光する。

本開示に係る照明器具によれば、昼における導光板からの発光のＣＩＥ色度座標のｙ値が黒体軌跡の延長線よりもプラスの方向となり、明け方、夕方、日の出または日没における導光板からの発光のＣＩＥ色度座標のｙ値が、黒体軌跡の延長線を含む許容範囲内となることで、実際の空の移り変わりを演出することができる。

実施の形態１に係る照明器具の外観を示す斜視図である。 実施の形態１に係る照明器具の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る照明器具の光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る照明器具の光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る照明器具の構成を示す断面模式図である。 実施の形態１に係る青色用ＬＥＤモジュールの概略構成を示す図である。 実施の形態１に係る照明器具の制御ブロック図である。 実施の形態１に係る青色用ＬＥＤモジュールの光量を示すグラフである。 実施の形態１に係る青色用ＬＥＤモジュールの調光制御を説明するグラフである。 実施の形態１に係る導光板からの発光の色度と実際の空の移り変わりの色度とを示す色度図である。 実施の形態１に係る昼光ラインと日没ラインのＣＩＥ色度座標における傾きと切片を示す表である。 実施の形態１に係る昼光ラインおよび日没ラインの許容範囲を示す色度図である。 実施の形態１に係る昼光ラインおよび日没ラインの許容範囲における上限および下限のＣＩＥ色度座標における傾きと切片を示す表である。 実施の形態１に係る昼光ラインおよび日没ラインの許容範囲のＣＩＥ色度座標におけるｙ値の幅を示す表である。

以下、照明器具の実施の形態について図面を参照して説明する。本開示の照明器具は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、種々に変形することが可能である。また、本開示の照明器具は、以下の実施の形態に示す構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含むものである。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、明細書の全文において、床面から天井に向かう垂直な方向を「上方向」と呼び、天井側を「上側」と呼ぶことする。また、同様に、天井から床面に向かう垂直な方向を「下方向」と呼び、床面側を「下側」と呼ぶことする。なお、各図面では、各構成部材の相対的な寸法関係または形状等が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明器具１の外観を示す斜視図である。照明器具１は、天井埋め込み型の照明器具であり、天井に埋め込まれる器具本体５０と、器具本体５０に取り付けられる光源ユニット１０とを備える。光源ユニット１０は、白色光を発する拡散カバー１３と、青色光を発する導光板１７とを備える。照明器具１は、導光板１７からの青色光と、拡散カバー１３からの白色光とにより、窓枠越しに空を見るような奥行き感のある視覚効果を有する照明を提供することができる。

図２は、実施の形態１に係る照明器具１の構成を示す分解斜視図である。照明器具１は、天井Ｃに設けられた埋め込み穴Ｈに埋め込まれて設置される。図２に示すように、照明器具１の器具本体５０は、長方形の箱形に形成され、下側が開口している。器具本体５０は、主面５１と、４つの側面５２とを有している。側面５２のそれぞれは、主面５１の４辺のそれぞれから下方向に向かって垂直に延びるように設けられている。

器具本体５０の４つの側面５２のうち、対向する２つの側面５２の内側の面には、Ｖばね取り付け金具５３が取り付けられている。Ｖばね取り付け金具５３は、光源ユニット１０に設けられた後述するＶばね１２を引掛けて保持する。また、主面５１の四隅には、ボルト孔５１－１が設けられている。また、天井Ｃの埋め込み穴Ｈからは、吊り下げボルトＢが吊り下げられている。器具本体５０は、ボルト孔５１－１に吊り下げボルトＢを挿入した後、吊り下げボルトＢをナット６１で締めることで、天井Ｃに固定される。

また、主面５１には、電線孔５１－２が形成されるとともに、端子台５４が設けられている。端子台５４は、電源端子台と信号線端子台とを有する。図２において、電源端子台および信号線端子台は図示を省略している。電線孔５１－２からは、電線および信号線が引き出される。電線孔５１－２から引き出された電線は、端子台５４の電源端子台に電気的に接続される。また、電線孔５１－２から引き出された信号線は、端子台５４の信号線端子台に電気的に接続される。

光源ユニット１０は、器具本体５０の開口内部に配置される。光源ユニット１０は、上カバー２７と、フランジ部１１と、Ｖばね１２と、拡散カバー１３と、導光板１７と、を備える。上カバー２７は、下端が開口した四角錐台に形成される。上カバー２７の４つの側面のそれぞれは、台形形状に形成され、上辺の長さが下辺の長さよりも短くなっている。フランジ部１１は、平面視で、長方形の枠形に形成されている。フランジ部１１は、図２に示すように、上カバー２７の下端から水平方向の外側に向かって突出するように配置されている。

Ｖばね１２は、金属製の線材をＶ字状に曲げて形成された線ばねであり、フランジ部１１の上面に取り付けられている。Ｖばね１２は、器具本体５０のＶばね取り付け金具５３の位置に合わせて、合計４個設けられている。Ｖばね１２がＶばね取り付け金具５３に係合することで、光源ユニット１０が器具本体５０に吊り下げられて保持される。なお、照明器具１が天井Ｃの埋め込み穴Ｈに取り付けられた状態のとき、フランジ部１１は埋め込み穴Ｈの縁を覆う。従って、照明器具１が天井Ｃの埋め込み穴Ｈに取り付けられた状態のとき、ユーザからは埋め込み穴Ｈは見えなくなる。

図３および図４は、実施の形態１に係る照明器具１の光源ユニット１０の構成を示す分解斜視図である。光源ユニット１０は、図３に示す構成要素と図４に示す構成要素とからなる。図３は、光源ユニット１０の下側部分に設けられた構成要素を示し、図４は、光源ユニット１０の上側部分に設けられた構成要素を示している。

光源ユニット１０の構成要素のうち、まず、図３に示す構成要素について説明する。図３に示すように、光源ユニット１０は、フランジ部１１と、Ｖばね１２と、パッキン２１と、拡散カバー１３と、パッキン２２と、白色用ＬＥＤモジュール１４と、モジュール保持部１５とを備える。

フランジ部１１は、上述したように、長方形の枠形に形成されている。フランジ部１１は、例えば金属から構成されている。Ｖばね１２は、フランジ部１１の上面に、合計４個設けられている。

モジュール保持部１５は、平面視で長方形の枠形に形成されている。モジュール保持部１５は、４つの部材を組み合わせて構成されている。４つの部材のそれぞれは、後述する図５に示されるように、Ｌ字断面を有している。また、図３に示すように、モジュール保持部１５の４つの部材のそれぞれの下端には、取付フランジ１５－１が設けられている。取付フランジ１５－１は、ねじによってフランジ部１１に取り付けられる。

白色用ＬＥＤモジュール１４は、３つの基板１４０と、３つの基板１４０それぞれの内側に設けられた色温度の異なる２種類の白色ＬＥＤ１４１および１４２とを有している。白色用ＬＥＤモジュール１４の３つの基板１４０は、長方形の３辺を形成するように、平面視でコの字形に配置される。隣接する基板１４０同士のなす角度は９０°である。白色用ＬＥＤモジュール１４は、コの字を構成する３方向から白色光を出射する。

白色ＬＥＤ１４１は、例えば色温度が４０００～５０００（Ｋ）の昼色のＬＥＤであり、白色ＬＥＤ１４２は例えば色温度が２６００～３０００（Ｋ）の電球色のＬＥＤである。白色用ＬＥＤモジュール１４は、白色ＬＥＤ１４１および１４２の調光率を変化させることにより、様々な色温度および様々な光量の白色光を出射することができる。また、白色ＬＥＤ１４１と白色ＬＥＤ１４２は、時刻に応じて調光されてもよい。例えば、白色ＬＥＤ１４１と白色ＬＥＤ１４２は、昼間に光量が１００％、明け方および夕方に光量が５０％、夜に光量が２０％となるよう調光される。さらに、白色ＬＥＤ１４１と白色ＬＥＤ１４２は、例えば、昼間に色温度が４５００Ｋの昼白色となり、夕方に色温度が３０００～３５００Ｋの電球色となり、夜に色温度が４０００～３８００Ｋとなるよう調光される。

なお、白色用ＬＥＤモジュール１４の光源として、ＬＥＤ以外の発光素子または発光装置を用いてもよい。また、白色用ＬＥＤモジュール１４は、１種類のみの白色ＬＥＤを備えてもよいし、３種類以上の白色ＬＥＤを備えてもよい。白色用ＬＥＤモジュール１４は、モジュール保持部１５の内側に配置され、モジュール保持部１５によって保持される。

パッキン２２は、平面視で、長方形の細枠形に形成されている。パッキン２２は、拡散カバー１３の上側の端面と、図４に示す導光板１７の出射面である下面との間に配置される。パッキン２２は、後述する青色用ＬＥＤモジュール１８から出射された光が導光板１７の出射面から拡散カバー１３の上側の端面に入り込まないよう遮光する。また、パッキン２２は、白色用ＬＥＤモジュール１４から出射された白色光が拡散カバー１３の上側の端面から導光板１７の出射面に入り込まないよう遮光する。さらに、パッキン２２は、照明器具１が地震等により揺れた場合の緩衝材としても機能する。

拡散カバー１３は、例えば白色の樹脂から構成され、平面視で長方形の枠形に形成されている。拡散カバー１３は、上側と下側が開口した四角錐台形状を有する。すなわち、拡散カバー１３の４つの側面のそれぞれは、垂直方向に対して予め設定された角度で傾斜している。拡散カバー１３の４つの側面のそれぞれは、台形形状の拡散板から構成され、上辺の長さが下辺の長さよりも短くなっている。また、拡散カバー１３の４つの側面のそれぞれが傾斜しているため、平面視で、上辺の位置が下辺の位置よりも内側になるように配置されている。それにより、拡散カバー１３の内部空間は、下方向に向かってテーパ状に大きくなっている。拡散カバー１３は、４枚の台形形状の拡散板を組み合わせて形成されてもよいし、一体成型で形成されてもよい。

拡散カバー１３の４つの側面のうち、３つの面は発光面１３－１であり、他の１つの面は非発光面１３－２である。３つの発光面１３－１は、コの字形状に配置されている。ここで、拡散カバー１３の４つの側面のそれぞれにおいて、拡散カバー１３の内部空間に面している内側の面を前面と呼び、外側の面を背面と称する。

拡散カバー１３は、白色用ＬＥＤモジュール１４の内側に配置される。すなわち、拡散カバー１３の発光面１３－１のそれぞれの背面側に、白色用ＬＥＤモジュール１４が配置される。白色用ＬＥＤモジュール１４から出射された白色光は、拡散カバー１３の発光面１３－１の背面から入射し、発光面１３－１を透過して、発光面１３－１の前面から出射される。発光面１３－１のそれぞれが傾斜しているため、３つの発光面１３－１の前面から出射される白色光は、斜め下方向を照射する。

拡散カバー１３の非発光面１３－２の背面には、遮光シート（不図示）が貼付され、非発光面１３－２から光が漏れないように構成されている。

このように、拡散カバー１３は、白色光を発する３つの発光面１３－１と、光を発しない１つの非発光面１３－２とを組み合わせた構成を有している。これにより、拡散カバー１３から発せられる光は、３方向からの光となり、太陽光に照らされた日向の窓枠、または日陰の窓枠越しに、外からの光が差し込んでいるような奥行き感のある視覚効果を演出することができる。

拡散カバー１３はパッキン２１を介して、フランジ部１１上に載置される。パッキン２１は、平面視で、長方形の細枠形に形成されている。パッキン２１は、フランジ部１１または拡散カバー１３が振動した際に、互いが直接的にぶつかり合うことを防止する。また、パッキン２１の弾力性により、フランジ部１１から拡散カバー１３に与える力が緩和され、拡散カバー１３の破損を抑制することができる。さらに、フランジ部１１と拡散カバー１３との間にパッキン２１を設けることで、窓枠としての印象を持たせることができる。特に、パッキン２１が白色系の色調の場合に、窓枠としての印象を強めることができる。また、パッキン２１は、拡散カバー１３とフランジ部１１との隙間から白色光が漏れることを防ぐ遮光部としても機能する。

次に、光源ユニット１０の構成要素のうち、図４に示す構成要素について説明する。図４に示すように、光源ユニット１０は、さらに、下ガイドプレート１６と、導光板１７と、青色用ＬＥＤモジュール１８と、上ガイドプレート１９と、絶縁部２３と、モジュール保持部２４と、固定部材２５と、導光板カバー２６と、上カバー２７とを備える。また、光源ユニット１０は、上カバー２７の上面に配置される電源装置３１と、調光ユニット３２とをさらに備える。

下ガイドプレート１６は、図３に示したモジュール保持部１５上に載置される。下ガイドプレート１６は、２本の棒状の部材から構成され、導光板１７の下方において、導光板１７の長手方向に延びる端部に沿って配置される。下ガイドプレート１６を構成する２本の棒状の部材の両端には、突起部１６－３が設けられている。突起部１６－３は、上側に向かって垂直に延びている。突起部１６－３は、導光板１７の短手方向に延びる端面１７－２と接触し、導光板１７の長手方向への移動を規制する。

上ガイドプレート１９は、導光板１７上に載置される。上ガイドプレート１９は、２本の棒状の部材から構成され、導光板１７の長手方向に延びる端部に沿って配置される。

導光板１７は、平面視で長方形の板状に形成される。導光板１７は、青色用ＬＥＤモジュール１８から出射された光を拡散させ、出射面である下面から青色光を面発光する。導光板１７は、アクリル樹脂で形成され、光を散乱させる粒子である散乱体として、例えばシリカを含む。導光板１７の長手方向の端部は、下ガイドプレート１６と上ガイドプレート１９とで上下方向から挟持される。

導光板１７の上面は、全反射するために平滑となっている。導光板１７の上面は、鏡面仕上げであることが望ましい。照明器具１の組立て作業中に、導光板１７の上面に傷がつくと、傷がついた箇所で全反射が起こりにくくなる。そのため、上面の傷がついた箇所に対応する下面の一部分が白っぽく光って見えてしまう。そのため、導光板１７の上面の傷つきを防止するために、導光板１７の上面を反射シート（不図示）で覆うようにしてもよい。

青色用ＬＥＤモジュール１８は、導光板１７の長手方向に延びる端面１７－１に平行になるように配置される。青色用ＬＥＤモジュール１８は、２つの基板１８０と、基板１８０にそれぞれ配置された複数のＬＥＤとを備える。基板１８０の上部には、複数の貫通穴１８－１が設けられている。青色用ＬＥＤモジュール１８の構成および調光制御については、後ほど詳述する。

青色用ＬＥＤモジュール１８は、固定部材２５によりモジュール保持部２４に取り付けられる。固定部材２５の青色用ＬＥＤモジュール１８側の面には、円柱型の突起部２５－１が設けられている。突起部２５－１は、青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０の貫通穴１８－１にそれぞれ挿入される。突起部２５－１が貫通穴１８－１に挿入された状態で、固定部材２５がモジュール保持部２４にねじ止めされる。

モジュール保持部２４は、断面がＬ字状の板金で形成されている。モジュール保持部２４は、青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０を保持するだけでなく、青色用ＬＥＤモジュール１８からの熱を外部に放出する放熱板としても機能する。モジュール保持部２４は、図３に示したモジュール保持部１５の上面に取り付けられる。また、青色用ＬＥＤモジュール１８は、絶縁部２３を介して、モジュール保持部２４に取り付けられる。なお、青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０が両面基板でない場合には、絶縁部２３は省略してもよい。

導光板カバー２６は、上ガイドプレート１９上に載置される。導光板カバー２６は、導光板１７を上から覆い、導光板１７を保護する。上カバー２７は、図３および図４に示す光源ユニット１０の構成要素を覆い、当該構成要素を保護する。上カバー２７の上面には、電源装置３１および調光ユニット３２が載置される。

電源装置３１は、青色用ＬＥＤモジュール１８および白色用ＬＥＤモジュール１４に電力を供給する。調光ユニット３２は、青色用ＬＥＤモジュール１８および白色用ＬＥＤモジュール１４が備える各ＬＥＤを調光する。電源装置３１と調光ユニット３２とは、例えば渡り配線などの配線で、電気的に接続される。また、電源装置３１および調光ユニット３２は、光源ユニット１０が器具本体５０に取り付けられた状態において、器具本体５０の端子台５４の電源端子台および信号端子台と電気的に接続される。

図５は、実施の形態１に係る照明器具１の構成を示す断面模式図である。図５は、照明器具１を、長手方向の中央部分において、短手方向の１つの側面に平行な平面で切断した断面を模式的に示している。

図５に示すように、器具本体５０の下端の開口内に光源ユニット１０が配置される。光源ユニット１０のフランジ部１１の上面には、Ｖばね１２が設けられている。Ｖばね１２は、器具本体５０に設けられたＶばね取り付け金具５３に引き掛けられた状態で保持されている。これにより、光源ユニット１０と器具本体５０とが係合され、光源ユニット１０が器具本体５０に保持される。

白色用ＬＥＤモジュール１４は、モジュール保持部１５に保持され、拡散カバー１３の背面に配置される。また、青色用ＬＥＤモジュール１８は、モジュール保持部１５の上面に固定されたモジュール保持部２４に保持され、空隙３３を介して導光板１７の端面１７－１に対向するように配置される。拡散カバー１３と導光板１７とは互いに交差する向きに配置されている。具体的には、導光板１７は天井Ｃと平行に配置され、拡散カバー１３は導光板１７から斜め下方向に延びるよう配置される。

白色用ＬＥＤモジュール１４から出射された白色光は、拡散カバー１３の背面から入射され、拡散カバー１３の発光面１３－１の前面から出射される。発光面１３－１は傾斜しているため、発光面１３－１の前面から出射される白色光は、斜め下方向を照らす。また、青色用ＬＥＤモジュール１８から出射した光は、導光板１７の端面１７－１に入射され、導光板１７の上面と下面とで全反射しながら導光板１７内を進む。導光板１７内を進む光の一部は、導光板１７内の散乱体に当たって拡散され、導光板１７の下面から面発光される。

次に、本実施の形態における青色用ＬＥＤモジュール１８の構成および調光制御について説明する。図６は、実施の形態１に係る青色用ＬＥＤモジュール１８の概略構成を示す図である。図６では、青色用ＬＥＤモジュール１８における１つの基板１８０の概略構成を示しているが、もう１つの基板１８０の構成も図６と同様である。図６に示すように、青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０には、複数の白色ＬＥＤ１８１と、青色ＬＥＤ１８２と、緑色ＬＥＤ１８３とが配置される。詳しくは、基板１８０には、２個の白色ＬＥＤ１８１と、２個の青色ＬＥＤ１８２と、１個の緑色ＬＥＤ１８３とを一組として、複数の組が一列に配置される。

なお、青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０に配置される白色ＬＥＤ１８１、青色ＬＥＤ１８２、および緑色ＬＥＤ１８３の数および配置は、図６の例に限定されるものではない。例えば、白色ＬＥＤ１８１と、青色ＬＥＤ１８２と、緑色ＬＥＤ１８３とを、基板１８０の下側の領域に配置してもよい。この場合、導光板１７と拡散カバー１３とを近づけて配置することができ、導光板１７からの青色光と拡散カバー１３からの白色光とを近接させて出射することができる。また、白色ＬＥＤ１８１と、青色ＬＥＤ１８２と、緑色ＬＥＤ１８３との上下方向の位置をずらして配置するなどしてもよい。また、白色ＬＥＤ１８１、青色ＬＥＤ１８２、および緑色ＬＥＤ１８３の並びは、色のばらつきおよび基板の設計を考慮し、適宜決定すればよい。ただし、空の色を再現するためには、青色用ＬＥＤモジュール１８におけるＬＥＤの総数に対する白色ＬＥＤ１８１、青色ＬＥＤ１８２、および緑色ＬＥＤ１８３の数の比は、２：２：１とすることが望ましい。

青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０の上部には、複数の貫通穴１８－１が設けられている。基板１８０の中央部分に設けられた貫通穴１８－１（不図示）は円形であり、それ以外の貫通穴１８－１は長手方向に延びた楕円形である。青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０は、白色ＬＥＤ１８１、青色ＬＥＤ１８２、および緑色ＬＥＤ１８３から発せられる熱によって熱膨張および熱収縮する。そのため、青色用ＬＥＤモジュール１８をモジュール保持部２４に固定させると、青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０に熱膨張および熱収縮による反りまたはゆがみが生じるおそれがある。

そこで、本実施の形態では、基板１８０に楕円形の貫通穴１８－１を設け、固定部材２５の突起部２５－１を貫通穴１８－１に遊びを持って挿入できる構成となっている。これにより、青色用ＬＥＤモジュール１８の基板１８０が熱膨張および熱収縮した場合にも、突起部２５－１が楕円形の貫通穴１８－１内を長手方向に移動することができ、基板１８０の反りまたはゆがみを抑制することができる。

白色ＬＥＤ１８１は、例えば色温度が５０００（Ｋ）であり、順電圧が６ＶのＬＥＤである。青色ＬＥＤ１８２は、例えばドミナント波長が４４０～４８０ｎｍであり、順電圧が３ＶのＬＥＤである。緑色ＬＥＤ１８３は、例えばドミナント波長が５１０～５７０ｎｍであり、順電圧が３ＶのＬＥＤである。白色ＬＥＤ１８１は、青色ＬＥＤ１８２および緑色ＬＥＤ１８３よりも順電圧が高く、同じ電流が流れた場合に、青色ＬＥＤ１８２および緑色ＬＥＤ１８３よりも明るく発光する。すなわち、青色用ＬＥＤモジュール１８における、各ＬＥＤの出力バランスは、白色ＬＥＤ１８１＞青色ＬＥＤ１８２＞緑色ＬＥＤ１８３となる。

本実施の形態の青色用ＬＥＤモジュール１８は、白色ＬＥＤ１８１、青色ＬＥＤ１８２、および緑色ＬＥＤ１８３の発光を制御して、空の色、特に青空の色を再現する。このように、白、青、緑の３色を用いることで、赤、青、緑の３色を用いる場合に比べて、演色性を向上させることができる。

図７は、実施の形態１に係る照明器具１の制御ブロック図である。図７に示すように、電源装置３１は、青色用ＬＥＤモジュール１８の白色ＬＥＤ１８１と、青色ＬＥＤ１８２と、緑色ＬＥＤ１８３とに、それぞれ電流を流す第１電源装置３１ａと、第２電源装置３１ｂと、第３電源装置３１ｃと、を備える。ＬＥＤ毎に個別に電源装置を備えることで、青色用ＬＥＤモジュール１８の発光色に対して二次元の制御ができるため、様々な青空を再現することができる。電源装置３１は、さらに、白色用ＬＥＤモジュール１４の白色ＬＥＤ１４１と、白色ＬＥＤ１４２と、にそれぞれ電流を流す第４電源装置３１ｄと、第５電源装置３１ｅと、を備える。

また、調光ユニット３２は、第１電源装置３１ａおよび第２電源装置３１ｂに第１調光信号を送信する第１制御回路３２ａと、第３電源装置３１ｃに第２調光信号を送信する第２制御回路３２ｂと、を備える。すなわち、第１制御回路３２ａは、青色用ＬＥＤモジュール１８の白色ＬＥＤ１８１および青色ＬＥＤ１８２の発光を制御し、第２制御回路３２ｂは、青色用ＬＥＤモジュール１８の緑色ＬＥＤ１８３の発光を制御するものである。

また、調光ユニット３２は、さらに、第４電源装置３１ｄに第３調光信号を送信する第３制御回路３２ｃと、第５電源装置３１ｅに第４調光信号を送信する第４制御回路３２ｄと、を備える。すなわち、第３制御回路３２ｃは、白色用ＬＥＤモジュール１４の白色ＬＥＤ１４１の発光を制御するものであり、第４制御回路３２ｄは、白色用ＬＥＤモジュール１４の白色ＬＥＤ１４２の発光を制御するものである。第１～第４制御回路３２ａ～３２ｄは、例えばタイマー（不図示）を有し、時刻に応じて第１～第５電源装置３１ａ～３２ｅを制御する。第１～第４制御回路３２ａ～３２ｄは、専用の単一回路または複合回路などのハードウェア、メモリに格納されるプログラムを実行するマイクロコンピュータまたはプロセッサ、もしくはこれらの組み合わせで構成される。

上述のように、本実施の形態では、第１制御回路３２ａによって、青色用ＬＥＤモジュール１８の白色ＬＥＤ１８１と青色ＬＥＤ１８２との両方に対し、同じ制御を行う。これにより、ＬＥＤ毎に制御回路を設ける場合に比べて、照明制御を簡易化できるとともに、制御回路の数を削減させることができる。本実施の形態の場合は、制御回路の数を４つとすることができ、照明器具１の開発が容易になる。

第１～第５調光信号は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号であり、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて光量が変更される。電源装置３１は、ＰＷＭ信号に基づいて、各ＬＥＤに流れる電流を変えることで青色用ＬＥＤモジュール１８と白色用ＬＥＤモジュール１４との調光制御を行う。

図８は、実施の形態１に係る青色用ＬＥＤモジュール１８の光量を示すグラフである。図８の横軸は時刻を示し、縦軸は青色用ＬＥＤモジュール１８の光量を示す。本実施の形態の青色用ＬＥＤモジュール１８は、白色用ＬＥＤモジュール１４と同様に、時刻に応じて光量が変更される。詳しくは、図８に示すように、昼間（例えば８時から１６時）の光量は１００％とされ、明け方（例えば６時から８時）および夕方（例えば１６時から１８時）の光量は５０％とされ、夜（例えば１８時から６時）の光量は２０％とされる。なお、図８に示す時刻は、単なる一例であって、図８の例に限定されず、適宜設定してよい。また、季節に応じて各時刻の光量を変更してもよい。例えば、季節が夏の場合は、冬の場合に比べて、青色用ＬＥＤモジュール１８の光量を１００％とする昼間の時間を長くしてもよい。また、季節に応じて、青色用ＬＥＤモジュール１８の光量だけでなく色度を変更してもよい。

図９は、実施の形態１に係る青色用ＬＥＤモジュール１８の調光制御を説明するグラフである。図９の横軸は時刻を示し、縦軸は調光信号のデューティ比を示す。また、図９の実線は第１制御回路３２ａから出力される第１調光信号を示し、破線は第２制御回路３２ｂから出力される第２調光信号を示す。図９に示すように、第１制御回路３２ａおよび第２制御回路３２ｂは、昼間の第１調光信号および第２調光信号のデューティ比を１とする。

そして、夕方（例えば１６時）になると、第１制御回路３２ａは、第１調光信号のデューティ比を予め設定された第１減少率で０．２まで減少させる。また、第２制御回路３２ｂは、第２調光信号のデューティ比を第１減少率よりも大きい第２減少率で０．２まで減少させる。これにより、まず緑色ＬＥＤ１８３の光量が２０％まで低下し、その後、白色ＬＥＤ１８１と青色ＬＥＤ１８２が２０％まで低下する。

また、明け方になると、夕方と逆の制御が行われる。具体的には、まず、第１制御回路３２ａは、第１調光信号のデューティ比を予め設定された第１増加率で１まで増加させる。第２制御回路３２ｂは、第１制御回路３２ａがデューティ比を増加させてから所定の時間が経過した後（例えば６時）に、第２調光信号のデューティ比を第１増加率よりも大きい第２増加率で１まで増加させる。

このような制御を行うことにより、夕方になるとまず緑色ＬＥＤ１８３の光量が低下し、その後白色ＬＥＤ１８１と青色ＬＥＤ１８２が低下することで、導光板１７からの光を自然光と同じように紫がかった深い青色へと変化させることができる。

図１０は、実施の形態１に係る導光板１７からの発光の色度と実際の空の移り変わりの色度とを示す色度図である。実際の空の色度は、２０１９年１１月２９日の神奈川県鎌倉市大船の北の空を、朝９時から日没１６時４０分まで測定したものであり、図１０において四角およびひし形で示される。また、図１０において、四角は水平面から約２０ｄｅｇの角度の空の色度であり、ひし形は水平面から約７０ｄｅｇの角度の空（天空）の色度である。また、図１０において黒体軌跡が一点鎖線で示され、ＣＩＥ昼光が二点鎖線で示される。

図１０に示すように、朝９時から夕方１６時までの実際の空の色度は、黒体軌跡と平行な線であって、ＣＩＥ色度図のｘｙ座標（以下、「ＣＩＥ色度座標」と称する）において、黒体軌跡およびＣＩＥ昼光よりもｙ値が大きい線上を移動する。そして、夕方１６時から日没１６時４０分になると、実際の空の色度は、黒体軌跡に向かって移動する。すなわち、実際の空の色度は、昼間はＣＩＥ色度座標におけるｙ値が黒体軌跡よりもプラスの方向にあり、日没の際に黒体軌跡と同等となる。

図１０における円は、昼間（例えば８時から１６時）における導光板１７からの発光の色度を示す。また、図１０における×は、明け方（例えば６時から８時）および夕方（例えば１６時から１８時）の時間帯における導光板１７からの発光の色度を示し、△は、日の出または日没（例えば６時または１８時）における導光板１７からの発光の色度を示す。図１０では、導光板１７からの発光の、昼間、夕方、日没への移り変わりを矢印で示している。導光板１７からの発光の、日の出、明け方、昼間の移り変わりは、図１０の矢印の逆の方向となる。

図１０に示すように、本実施の形態の昼間における導光板１７からの発光の色度は、朝から夕方までの実際の空の動きの延長線である昼光ラインＬ１上に設定される。また、明け方、夕方、日の出または日没における導光板１７からの発光の色度は、黒体軌跡の延長線である日没ラインＬ２上に設定される。日没ラインＬ２は、∞Ｋ～２００００Ｋの黒体軌跡をＣＩＥ色度座標上で一次近似した直線である。昼光ラインＬ１は、日没ラインＬ２の平行線である。

すなわち、本実施の形態の調光ユニット３２は、昼間における導光板１７からの発光の色度が、日没ラインＬ２、すなわち黒体軌跡の延長線よりもＣＩＥ色度座標のｙ値がプラス方向になるよう青色用ＬＥＤモジュール１８を調光する。また、調光ユニット３２は、明け方、夕方、日の出、または日没における導光板１７からの発光の色度が、日没ラインＬ２、すなわち黒体軌跡の延長線と同等となるよう青色用ＬＥＤモジュール１８を調光する。また、昼から夕方、および夕方から日没の空が暗くなる場合においては、ＣＩＥ色度座標のｘ値およびｙ値がプラス方向には動かないように青色用ＬＥＤモジュール１８が調光される。これにより、青色用ＬＥＤモジュール１８の発光を青色が深くなる方向に変化させることができる。

図１１は、実施の形態１に係る昼光ラインＬ１と日没ラインＬ２のＣＩＥ色度座標における傾きと切片を示す表である。図１１に示すように、∞Ｋ～２００００Ｋの黒体軌跡をＣＩＥ色度座標上で一次近似した直線、すなわち日没ラインＬ２の傾きは、１．４２２であり、切片は－０．１０７である。また、昼光ラインＬ１は日没ラインＬ２の平行線であるため、昼光ラインＬ１の傾きは、日没ラインＬ２の傾きと同じ１．４２２である。また、昼光ラインＬ１の切片と日没ラインＬ２の切片との差は、図１０に示す朝９時から夕方１６時までの実際の空のＣＩＥ色度座標のｙ値と、黒体軌跡のｙ値との差である。図１１に示すように、測定値から求められる朝９時から夕方１６時までの実際の空のＣＩＥｙ値と、黒体軌跡のＣＩＥｙ値との差は０．０２３である。そのため、昼光ラインＬ１の切片は、日没ラインＬ２の切片に０．０２３を加えた－０．０８４となる。

以上を踏まえ、本実施の形態の調光ユニット３２は、昼間における導光板１７からの発光の色度が、ＣＩＥ色度座標において、傾き１．４２２、切片－０．０８４の直線である昼光ライン上になるよう、青色用ＬＥＤモジュール１８を調光する。また、本実施の形態の調光ユニット３２は、明け方、夕方、日の出、または日没における導光板１７からの発光の色度が、ＣＩＥ色度座標において、傾き１．４２２、切片－０．１０７の日没ライン上になるよう青色用ＬＥＤモジュール１８を調光する。

なお、昼光ラインＬ１と日没ラインＬ２は、図１０および図１１に示す例に限定されるものではなく、傾きに幅をもたせてもよい。図１２は、実施の形態１に係る昼光ラインＬ１および日没ラインＬ２の許容範囲を示す色度図である。日没ラインＬ２については、黒体放射の∞Ｋを起点とした傾きの許容範囲を示している。昼光ラインＬ１については、黒体放射の∞Ｋの起点からＣＩＥｙ値で＋０．０２３の点を起点とした傾きの許容範囲を示している。

図１３は、実施の形態１に係る昼光ラインＬ１および日没ラインＬ２の許容範囲における上限および下限のＣＩＥ色度座標における傾きと切片を示す表である。図１２および図１３に示すように、昼光ラインＬ１の許容範囲の上限ラインＬ１１の傾きは、１．２３５であり、切片は－０．０３９である。また昼光ラインＬ１の許容範囲の下限ラインＬ１２の傾きは、１．５８５であり、切片は－０．１２３である。また日没ラインＬ２の許容範囲の上限ラインＬ２１の傾きは、１．２３５であり、切片は－０．０６２である。また日没ラインＬ２の許容範囲の下限ラインＬ２２の傾きは、１．５８５であり、切片は－０．１４６である。上述の昼光ラインＬ１および日没ラインＬ２の許容範囲は一例であり、照明器具１を使用するユーザの許容量に基づき設定される。

図１４は、実施の形態１に係る昼光ラインＬ１および日没ラインＬ２の許容範囲のＣＩＥ色度座標におけるｙ値の幅を示す表である。図１４に示すように、昼光ラインＬ１のＣＩＥｙ値の幅は、±０．０１７であり、日没ラインＬ２のＣＩＥｙ値の幅は、－０．０１４～＋０．００６である。

上記を踏まえ、本実施の形態の調光ユニット３２は、昼間における導光板１７からの発光の色度が、昼光ラインＬ１を含む許容範囲以内となるよう青色用ＬＥＤモジュール１８を調光してもよい。また、調光ユニット３２は、明け方、夕方、日の出または日没における導光板１７からの発光の色度が、日没ラインＬ２を含む許容範囲内となるよう青色用ＬＥＤモジュール１８を調光してもよい。この場合、昼光ラインＬ１の許容範囲のＣＩＥ色度座標におけるｙ値の幅は、昼光ラインＬ１のｙ値±０．０１７であり、日没ラインＬ２の許容範囲のＣＩＥ色度座標におけるｙ値の幅は、日没ラインＬ２のｙ値－０．０１４～＋０．００６である。

以上のように、本実施の形態の照明器具１では、天井Ｃと平行に配置された導光板１７から空の色を演出する青色光が出射されるとともに、導光板１７を囲む３方向から白色光が出射される。これにより、太陽光に照らされた日向または日陰の窓枠越しに、青空を見るような奥行き感のある視覚効果を演出することができる。また、青色用ＬＥＤモジュール１８を上述のように調光することで、実際の空の移り変わりと同等に色度が変化する青色光を出射することができ、空の移り変わりを演出することができる。

なお、本実施の形態の照明器具１では、青色用ＬＥＤモジュール１８の周辺の構造の影響も考慮し、実際の光の見え方が空の色を演出するよう青色用ＬＥＤモジュールが調光される。例えば、導光板１７の背面に白色の反射シートが設けられている場合、夕方の青色用ＬＥＤモジュール１８の発光を、実際に測定した空の色と同じように暗くすると、反射シートの色が見えることで、照明器具１からの光が白っぽく見えてしまう。そのため、本実施の形態の照明器具１では、実際の空の移り変わりのように色度を変化させつつも、色度自体は実際の空の色度と異なる色度に調整することで、空の色の再現度を向上させることができる。

なお、実施の形態１では、照明器具１を天井Ｃに取り付けることを前提として説明したが、照明器具１は、室内の壁に設置してもよい。但し、その場合には、白色用ＬＥＤモジュール１４を、平面視でＬ字型にする。また、これに合わせて、拡散カバー１３についても、４つの側面のうち、隣接する２つの面を発光面１３－１とし、他の２面を非発光面１３－２とする。他の構成については、実施の形態１と同じにする。これにより、照明器具１を天井Ｃに取り付けた場合と同様に、照明器具１を室内の壁に設置した場合においても、太陽光に照らされた日向または日陰の窓枠越しに奥行き感のある青空を見るような視覚効果を演出することができる。また、照明器具１の形状は、長方形に限定されるものではなく、正方形の箱型であってもよい。

また、実施の形態１では、ＬＥＤごとに第１～第５電源装置３１ａ～３１ｅを備える構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、青色用ＬＥＤモジュール１８の白色ＬＥＤ１８１と青色ＬＥＤ１８２との電源装置を共通化してもよい。これにより、部品点数をさらに削減することができ、コストの削減および照明器具１の小型化を実現することができる。

さらに、青色用ＬＥＤモジュール１８の保持構造は、実施の形態１に記載される構造に限定されるものではない。また、照明器具１において、白色用ＬＥＤモジュール１４を省略し、光源として青色用ＬＥＤモジュール１８のみを備える構成としてもよい。

また、上述の実施の形態では、まず緑色ＬＥＤ１８３の光量を低下させてから、白色ＬＥＤ１８１と青色ＬＥＤ１８２の光量を低下させる２段階の制御を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、白色ＬＥＤ１８１と青色ＬＥＤ１８２の光量を低下させてから、緑色ＬＥＤ１８３の光量を低下させる２段階の制御としてもよい。さらに、白色ＬＥＤ１８１、青色ＬＥＤ１８２および緑色ＬＥＤ１８３の制御は、上述したものに限定されるものではなく、目的の空の色に応じて、ＣＩＥ色度座標におけるｘ値およびｙ値の両方または何れか一方をマイナス側またはプラス側に変化させてもよい。

また、上述の実施の形態では、青色用ＬＥＤモジュール１８は、複数の白色ＬＥＤ１８１と、青色ＬＥＤ１８２と、緑色ＬＥＤ１８３とを有する構成としたが、青色光成分を含む光を発するものであれば、これに限定されるものではない。例えば、青色用ＬＥＤモジュール１８は、下記（１）～（７）の何れかのＬＥＤを有する構成としてもよい。
（１）青色ＬＥＤと、白色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、アンバー色ＬＥＤ。
（２）水色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、アンバー色ＬＥＤ。
（３）水色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤ。
（４）白色ＬＥＤ（８０００～７０００Ｋ）と、アンバー色ＬＥＤ。
（５）水色ＬＥＤと、アンバー色ＬＥＤ。
（６）水色ＬＥＤのみ。
（７）白色ＬＥＤ（８０００～７０００Ｋ）のみ。

１ 照明器具、１０ 光源ユニット、１１ フランジ部、１３ 拡散カバー、１３－１ 発光面、１３－２ 非発光面、１４ 白色用ＬＥＤモジュール、１５ モジュール保持部、１５－１ 取付フランジ、１６ 下ガイドプレート、１６－３ 突起部、１７ 導光板、１７－１ 端面、１７－２ 端面、１８ 青色用ＬＥＤモジュール、１８－１ 貫通穴、１９ 上ガイドプレート、２１ パッキン、２２ パッキン、２３ 絶縁部、２４ モジュール保持部、２５ 固定部材、２５－１ 突起部、２６ 導光板カバー、２７ 上カバー、３１ 電源装置、３１ａ 第１電源装置、３１ｂ 第２電源装置、３１ｃ 第３電源装置、３１ｄ 第４電源装置、３１ｅ 第５電源装置、３２ 調光ユニット、３２ａ 第１制御回路、３２ｂ 第２制御回路、３２ｃ 第３制御回路、３２ｄ 第４制御回路、３３ 空隙、５０ 器具本体、５１ 主面、５１－１ ボルト孔、５１－２ 電線孔、５２ 側面、５３ 取り付け金具、５４ 端子台、６１ ナット、１４０ 基板、１４１ 白色ＬＥＤ、１４２ 白色ＬＥＤ、１８０ 基板、１８１ 白色ＬＥＤ、１８２ 青色ＬＥＤ、１８３ 緑色ＬＥＤ、Ｂ 吊り下げボルト、Ｃ 天井、Ｈ 埋め込み穴、Ｌ１ 昼光ライン、Ｌ１１、Ｌ２１ 上限ライン、Ｌ１２、Ｌ２２ 下限ライン、Ｌ２ 日没ライン。

Claims (12)

1. 青色光成分を含む光を発する青色用ＬＥＤモジュールと、
   前記青色用ＬＥＤモジュールの前記光を拡散して面発光する導光板と、
   前記青色用ＬＥＤモジュールを調光して空の色を再現する調光ユニットと、を備え、
   前記調光ユニットは、
   昼の空を再現する際には、前記導光板からの発光のＣＩＥ色度座標のｙ値が、黒体軌跡の延長線よりもプラスの方向となるよう青色用ＬＥＤモジュールを調光し、
   明け方、夕方、日の出または日没の空を再現する際には、前記導光板からの発光のＣＩＥ色度座標のｙ値が、黒体軌跡の延長線である日没ラインを含む許容範囲内となるように前記青色用ＬＥＤモジュールを調光する照明器具。
2. 前記日没ラインは、∞Ｋ～２００００Ｋの黒体軌跡を一次近似して求めた直線である請求項１に記載の照明器具。
3. 前記日没ラインは、ＣＩＥ色度座標において、傾きが１．４２２、切片が－０．１０７の直線である請求項１または２に記載の照明器具。
4. 前記日没ラインの許容範囲の上限は、傾きが１．２３５、切片が－０．０６２の直線であり、下限は傾きが１．５８５、切片が－０．１４６の直線である請求項１～３の何れか一項に記載の照明器具。
5. 前記日没ラインの許容範囲のＣＩＥ色度座標におけるｙ値の幅は、前記日没ラインのｙ値－０．０１４～＋０．００６である請求項１～４の何れか一項に記載の照明器具。
6. 前記調光ユニットは、
   前記昼の空を再現する際には、前記導光板からの発光のＣＩＥ色度座標のｙ値が、前記黒体軌跡の延長線の平行線である昼光ラインを含む許容範囲内となるように前記青色用ＬＥＤモジュールを調光する請求項１～５の何れか一項に記載の照明器具。
7. 前記昼光ラインは、ＣＩＥ色度座標において、傾きが１．４２２、切片が－０．０８４の直線である請求項６に記載の照明器具。
8. 前記昼光ラインを含む許容範囲の上限は、傾きが１．２３５、切片－０．０３９の直線であり、下限は傾きが１．５８５、切片が－０．１２３の直線である請求項６または７に記載の照明器具。
9. 前記昼光ラインを含む許容範囲のＣＩＥ色度座標におけるｙ値の幅は、前記昼光ラインのｙ値±０．０１７である請求項６～８の何れか一項に記載の照明器具。
10. 前記青色用ＬＥＤモジュールは、異なる色の光を発する少なくとも２種類のＬＥＤを有する請求項１～９の何れか一項に記載の照明器具。
11. 前記調光ユニットは、時刻に応じて前記青色用ＬＥＤモジュールを調光する請求項１～１０の何れか一項に記載の照明器具。
12. 前記調光ユニットは、季節に応じて前記青色用ＬＥＤモジュールを調光する請求項１～１１の何れか一項に記載の照明器具。

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