JP7277446B2

JP7277446B2 - 照明装置

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Publication number: JP7277446B2
Application number: JP2020517058A
Authority: JP
Inventors: 秀知崎山; 孝夫牛山
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2023-05-19
Anticipated expiration: 2039-04-25
Also published as: WO2019212025A1; JPWO2019212025A1

Description

本発明は、照明装置に関する。本願は、２０１８年５月２日に、日本に出願された特願２０１８－０８８８６５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

太陽光などの自然光や空を再現する照明装置が知られている。この照明装置は、白色の発光ダイオード（light emitting diode: ＬＥＤ）から発せられる光を太陽光に近づけた波長に調整し、ＬＥＤから発せられる光を散乱および透過させることで、太陽光のような光や様々な色の空を作り出す。照明装置を閉じた環境で使用することによって、閉じた環境内にいるユーザに視覚的な快適さを与えることができる。

自然光や空を再現する照明装置として、特許文献１には、可視光のビームを放出する第１の光源と、可視光のビームを受け取る内面および外面によって境界画定され、且つ可視光のビームに対して少なくとも部分的に透明な拡散光発生器とを含む人工照明システム（照明装置）が開示されている。

日本国特表２０１６－５１４３４０号公報

特許文献１の照明システムは、拡散光発生器におけるレーリー散乱現象を用いて自然光を模擬する。しかしながら、特許文献１の照明システムでは、第１の光源から発せられる可視光の色および拡散光発生器の配置が固定されているため、再現される空の色が固定され、様々な空の色を表現するのは難しいという問題があった。様々な空には、例えば朝の空、昼の空、夕方の空、日本の春・夏・秋・冬の青空、地中海の青空、北欧の青空が含まれる。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、様々な空の色を表現可能な照明装置を提供する。

本発明の一態様は、端面から供給された第１の光を第１主面から出射し、かつ、前記第１主面に平行な第２主面から供給された第２の光を前記第１主面から出射する導光板と、前記端面から前記導光板にスペクトルが互いに異なる複数の色の光を供給する複数の第１光源と、前記第２主面から前記導光板に白色光を供給する第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源を制御する制御部と、を有する照明装置である。

本発明の一態様によれば、様々な自然の空を人工的に再現できる照明装置及び照明装置の制御方法を提供できる。

第１実施形態の照明装置の一例を示す概略図である。図１に示す照明装置の導光板及び第１光源の平面図である。図１に示す照明装置の第１光源及び第２光源で表現される光の色を表すｘｙ色度図である。図３に示すｘｙ色度図の一部を拡大した図であり、座標差Δｕｖについて説明するための図である。図１に示す照明装置の第１－１光源の発光スペクトル分布を示すグラフである。図１に示す照明装置の第１－２光源の発光スペクトル分布を示すグラフである。図１に示す照明装置の第１－３光源の発光スペクトル分布を示すグラフである。図１に示す照明装置の第１－４光源の発光スペクトル分布を示すグラフである。図１に示す照明装置で再現される空の一例の照度分布を示すグラフである。第２実施形態の照明装置の一例を示す概略図である。図１０の要部の概略図である。第３実施形態の照明装置の一例を示す概略図である。

次に、本発明の照明装置の好ましい実施形態を、図面を参照しつつ、説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一の符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の照明装置３００Ａの構成を示す概略図である。第１実施形態の照明装置３００Ａは、部屋（第２空間）３０などの照明対象空間に空を人工的に再現する。

［照明装置の構成］
図１に示すように、照明装置３００Ａは、部屋３０の天井に設置され、天井から部屋３０の内部を照明する。照明装置３００Ａは、少なくとも導光板１４６、第１光源１１２、第２光源１２２及び制御部１６０を備える。また、照明装置３００Ａは、前述の構成に加え、筐体１７０、折り返しミラー１９０及びブラックボックス構造体１８０を備える。

筐体１７０は、部屋３０の天井に設置されている。照明装置３００Ａを用いて側壁面から部屋３０に空を人工的に再現する場合は、筐体１７０を側壁面に対して部屋３０とは反対側に設置できる。第２光源１２２、折り返しミラー１９０、導光板１４６、第１光源１１２、制御部１６０、及びブラックボックス構造体１８０は、筐体１７０に収められ、筐体１７０内の所定の位置に不図示の支持部材によって支持されている。

以下、地表面Ｇに平行、且つ互いに直交する２つの方向をＸ方向とＹ方向とする。また、Ｘ軸とＹ軸とに直交する高さ方向をＺ方向とする。

筐体１７０の底面には、開口１７１が形成されている。開口１７１には、導光板１４６の第１主面１４６ａの少なくとも一部が露出するように導光板１４６が配置されている。図１では、露出部分Ａが部屋３０に露出している。導光板１４６は、板状の導光部材であり、第１主面１４６ａと、第１主面１４６ａとはＺ方向において反対側にあって第１主面１４６ａに平行する第２主面１４６ｂと、第１主面１４６ａ及び第２主面１４６ｂの外周端をＺ方向に沿って連結する端面１４６ｃ，１４６ｄとを有する。開口１７１には第１主面１４６ａのＸ方向において外周部より内側の露出部分Ａ（図２参照）が露出し、第１主面１４６ａの外周部は開口１７１の周縁の筐体１７０のＺ方向上側の面に係止している。

図２は、導光板１４６及び第１光源１１２の配置を示す平面図である。導光板１４６は、端面１４６ｃ，１４６ｄから供給された光（第１の光）Ｌ１を第１主面１４６ａから出射し、かつ、第２主面１４６ｂから供給された光（第２の光）Ｌ２を第１主面１４６ａから出射する。第１実施形態の導光板１４６のＺ方向上側から下側に見た（以下、平面視という場合がある）形状は、図２に示すように、矩形である。そのため、導光板１４６は、第１主面１４６ａ及び第２主面１４６ｂに加えて、Ｙ方向（第２方向）に平行かつ互いに平行する第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄと、Ｘ方向（第１方向）に平行かつ互いに平行する端面１４６ｅ，１４６ｆの４つの端面（すなわち、側面）を有する。

導光板１４６は、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄ、端面１４６ｅ，１４６ｆの少なくとも１つの端面から供給された光Ｌ１を、導光板１４６内で繰り返し内面反射させ、さらには導光板１４６の内部の散乱粒子の作用によって第１主面１４６ａから出射させる。この機能を発揮できる導光板１４６として、例えば可視光に対して無色透明な基材に、平均粒子径が３００ｎｍ以上である光拡散材を含むものが挙げられる。前述の基材は、例えばメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート樹脂（ＰＣ）やガラス等で形成されている。導光板１４６は、可視光において８０％以上の光線透過率を有し、かつヘイズ２０％以下の分散を有するものが好ましい。本明細書において、可視光とは、少なくとも３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長、好ましくは４００ｎｍ以上７２０ｎｍ以下の波長を有する電磁波を表す。導光板１４６は、前述のように、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄ、端面１４６ｅ，１４６ｆの少なくとも１つの端面から供給された光Ｌ１を第１主面１４６ａから出射し、かつ、第２主面１４６ｂから供給された光Ｌ２を第１主面１４６ａから出射できるものであれば、上述のように無色透明な基材に光拡散材を含むものに限定されない。

導光板１４６の第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄのそれぞれの端面には、第１光源１１２が配置されている。第１光源１１２は、スペクトルが互いに異なる色の光を供給する複数のＬＥＤで構成される。これらの複数のＬＥＤは、Ｙ方向において互いに所定の間隔をあけて配置されている。所定の間隔は、少なくともＹ方向で隣り合うＬＥＤから発せられた光Ｌ１が露出部分Ａで良好に混ざるように適宜設定される。

本実施形態において、導光板１４６の第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄに配置される複数のＬＥＤは、空の青さを作り出す青色ＬＥＤ１１２Ｂ、様々な空を表現するための白色ＬＥＤ（第１白色発光ダイオード）１１２Ｗ、緑色ＬＥＤ１１２Ｇ、赤色ＬＥＤ１１２Ｒ、及び電球色ＬＥＤ（第１電球色発光ダイオード）１１２Ｅを含む。

青色ＬＥＤ１１２Ｂは、青色光を発する。青色光は、例えば波長４００ｎｍから４８０ｎｍの間に少なくとも１つのピークを有する。
白色ＬＥＤ１１２Ｗは、白色光を発する。白色光は、例えば波長４００ｎｍから４８０ｎｍの光によって励起された蛍光体から発せられる光であり、波長４８０ｎｍから６５０ｎｍの間に少なくとも１つのピークを有する。白色光の色温度は、例えば４０００Ｋから６７００Ｋである。
緑色ＬＥＤ１１２Ｇは、緑色光を発する。緑色光は、例えば波長４８０ｎｍから５８０ｎｍの間に少なくとも１つのピークを有する。
赤色ＬＥＤ１１２Ｒは、赤色光を発する。赤色光は、例えば波長５８０ｎｍから７５０ｎｍの間に少なくとも１つのピークを有する。
電球色ＬＥＤ１１２Ｅは、電球色の光を発する。電球色の光は、例えば波長４００ｎｍから４８０ｎｍの光によって励起された蛍光体から発せられる白色光であり、波長４８０ｎｍから６５０ｎｍの間に少なくとも１つのピークを有する。電球色の光の色温度は、例えば２０００Ｋから４０００Ｋである。

図２に示すように、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄには、青色ＬＥＤ１１２Ｂ、緑色ＬＥＤ１１２Ｇ、及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅが配置されている。青色ＬＥＤ１１２Ｂ、緑色ＬＥＤ１１２Ｇ及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅは、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄのそれぞれから導光板１４６の内部に青色光、緑色光、電球色の光を供給する。一方、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄのうち第２端面１４６ｄのみに、上述のＬＥＤに加えて、白色ＬＥＤ１１２Ｗ及び赤色ＬＥＤ１１２Ｒが配置されている。白色ＬＥＤ１１２Ｗ及び赤色ＬＥＤ１１２Ｒは、第２端面１４６ｄから導光板１４６の内部に白色光及び赤色光を供給する。導光板１４６の熱膨張等の僅かな変形による各色のＬＥＤの破損を防ぐ目的で、各色のＬＥＤの出射端面は、Ｘ方向において第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄから適宜離間している。

具体的には、第１端面１４６ｃには、Ｙ方向の一方の向き（図２では紙面右側から紙面左側に向かう向き）に沿って、青色ＬＥＤ１１２Ｂまたは緑色ＬＥＤ１１２Ｇ、電球色ＬＥＤ１１２Ｅが交互に配置されている。ここで、第１端面１４６ｃに配置されている青色ＬＥＤ１１２Ｂ及び緑色ＬＥＤ１１２Ｇを第１－１光源ＬＳ１－１とし、第１端面１４６ｃに配置されている電球色ＬＥＤ１１２Ｅを第１－４光源ＬＳ１－４とする。第１端面１４６ｃには、Ｙ方向に沿って、第１－１光源ＬＳ１－１と第１－４光源ＬＳ１－４とが交互に配置されている。

第１－１光源ＬＳ１－１として青色ＬＥＤ１１２Ｂ及び緑色ＬＥＤ１１２Ｇのいずれかを配置するかは、照明装置３００Ａによって再現する空の色のスペクトル等を勘案して適宜決められる。
また、第１端面１４６ｃには、Ｙ方向に沿って、第１－１光源ＬＳ１－１と第１－４光源ＬＳ１－４とが必ずしも交互に配置されていなくてもよく、第１－１光源ＬＳ１－１及び第１－４光源ＬＳ１－４は照明装置３００Ａによって再現する空の色のスペクトル等を勘案して所望の順に配置される。

一方、第２端面１４６ｄには、Ｙ方向の一方の向きに沿って、青色ＬＥＤ１１２Ｂ、赤色ＬＥＤ１１２Ｒ、白色ＬＥＤ１１２Ｗ、緑色ＬＥＤ１１２Ｇ、及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅが配置されている。ここで、第２端面１４６ｄに配置されている青色ＬＥＤ１１２Ｂ、白色ＬＥＤ１１２Ｗ及び緑色ＬＥＤ１１２Ｇを第１－２光源ＬＳ１－２とし、赤色ＬＥＤ１１２Ｒ及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅを第１－３光源ＬＳ１－３とする。第２端面１４６ｄには、Ｙ方向に沿って、第１－２光源ＬＳ１－２と第１－３光源ＬＳ１－３が所望の順に配置されている。

第１－２光源ＬＳ１－２として青色ＬＥＤ１１２Ｂ、白色ＬＥＤ１１２Ｗ及び緑色ＬＥＤ１１２Ｇのいずれかを配置するかは、照明装置３００Ａによって再現する空の色のスペクトル等を勘案して適宜決められる。
第１－３光源ＬＳ１－３として赤色ＬＥＤ１１２Ｒ及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅのいずれかを配置するかは、照明装置３００Ａによって再現する空の色のスペクトル等を勘案して適宜決められる。
また、Ｙ方向に沿って第２端面１４６ｄに配置される第１－２光源ＬＳ１－２と第１－３光源ＬＳ１－３の所定の順は、照明装置３００Ａによって再現する空の色のスペクトル等を勘案して適宜決められる。

図１に示すように、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄに配置された青色ＬＥＤ１１２Ｂ、白色ＬＥＤ１１２Ｗ、緑色ＬＥＤ１１２Ｇ、赤色ＬＥＤ１１２Ｒ、及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅのそれぞれは、制御線１１４によって制御部１６０に接続されている。前述の各色のＬＥＤの点灯または消灯、及び光量は、制御部１６０によって後述のように制御される。

ブラックボックス構造体１８０は、第２主面１４６ｂに面する導光板１４６の外方に配置されている。具体的には、ブラックボックス構造体１８０は、有頂無底の箱状に形成されたブラックボックス本体１８３と、ブラックボックス本体１８３の内部に設けられた仕切り板１８４とを備える。

ブラックボックス本体１８３は、筐体１７０に取り付けられている。ブラックボックス本体１８３底部は、筐体１７０の開口１７１を包含するように開口している。ブラックボックス本体１８３の内部は、第２光源１２２を配置するための内部空間Ｓ２２２を形成する。

内部空間Ｓ２２２は、Ｘ方向において、仕切り板１８４によって、導光板１４６を含む内部空間Ｓ２２と、導光板１４６を含まない内部空間（第１空間）Ｓ２１に仕切られている。仕切り板１８４には、開口１８５が形成されている。

ブラックボックス本体１８３において少なくとも内部空間Ｓ２２２に向く面、及び仕切り板１８４の表面は、黒い塗料で塗装されている、又は黒い素材で構成されている。このことによって、ブラックボックス構造体１８０の内側（すなわち、内部空間Ｓ２２２に向く側）の面の可視光の反射率が低減され、ブラックボックス構造体１８０によって可視光が適宜吸収される。

第２光源１２２は、内部空間Ｓ２１に配置され、第２主面１４６ｂ側から導光板１４６に少なくとも白色光を供給する。
第２光源１２２は、複数の白色ＬＥＤ（第２白色発光ダイオード）１２２Ｗ、及び複数の電球色ＬＥＤ（第２電球色発光ダイオード）１２２Ｅを備え、白色光と電球色とが混ざり合った光Ｌ２を発する。光Ｌ２は、太陽光や、月によって太陽光が反射されることによって形成される月の光等と略同様のスペクトル分布を有する。ここで、白色ＬＥＤ１２２Ｗを第１－６光源ＬＳ１－６とし、電球色ＬＥＤ１２２Ｅを第１－７光源ＬＳ１－７とする。

白色ＬＥＤ１２２Ｗ及び電球色ＬＥＤ１２２Ｅの出射面（図示略）は、第２光源１２２から発せられた光Ｌ２が開口１８５を通り、折り返しミラー１９０によって折り返されて第２主面１４６ｂ側から導光板１４６に入射するように、配置される。白色ＬＥＤ１２２Ｗ及び電球色ＬＥＤ１２２Ｅのそれぞれは、制御線１１５によって制御部１６０に接続されている。前述の各色ＬＥＤの点灯または消灯、及び光量は、制御部１６０によって後述のように制御される。

折り返しミラー１９０は、反射面１９０ｒを有する。反射面１９０ｒは、複数の白色ＬＥＤ１２２Ｗ及び電球色ＬＥＤ１２２Ｅの出射面および導光板１４６の第２主面１４６ｂのそれぞれに異なる角度で向き合っている。折り返しミラー１９０は、軸１９１を中心に矢印Ｒ１９０の方向に回転可能とされている。軸１９１は、制御線１１６を介して制御部１６０に接続されている。軸１９１を中心とする折り返しミラー１９０の矢印Ｒ１９０の方向に沿った回転角度は、制御部１６０によって適宜調整される。折り返しミラー１９０の回転角度によって、光Ｌ２の第２主面１４６ｂへの入射角度が調整される。

［照明装置による照明例］
第１光源１１２の青色ＬＥＤ１１２Ｂ、白色ＬＥＤ１１２Ｗ、緑色ＬＥＤ１１２Ｇ、赤色ＬＥＤ１１２Ｒ、及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅ、並びに第２光源１２２の白色ＬＥＤ１２２Ｗ及び電球色ＬＥＤ１２２Ｅの点灯・消灯・光量・発光色（専ら白色）は、駆動電流によって制御される。前述の駆動電流は、各色のＬＥＤに制御部１６０から不図示の制御線を介して供給される。

以下の照明例では、導光板１４６の端面１４６ｃに配置される複数の第１－１光源ＬＳ１－１において、青色ＬＥＤ１１２Ｂの総数と緑色ＬＥＤ１１２Ｇの総数との比が５：２であると想定する。また、導光板１４６の端面１４６ｄに配置される複数の第１－２光源ＬＳ１－２において、青色ＬＥＤ１１２Ｂの総数と白色ＬＥＤ１１２Ｗの総数と緑色ＬＥＤ１１２Ｇの総数との比が４：２：１であると想定する。また、導光板１４６の端面１４６ｄに配置される複数の第１－３光源ＬＳ１－３において、赤色ＬＥＤ１１２Ｒの総数と電球色ＬＥＤ１１２Ｅの総数との比が１：１であると想定する。

制御部１６０からの制御によって、第１－１光源ＬＳ１－１の青色ＬＥＤ１１２Ｂ及び緑色ＬＥＤ１１２Ｇが点灯すると、青色光ＬＢ及び緑色光ＬＧが第１端面１４６ｃから導光板１４６に入射し、露出部分Ａに達するまでに互いに混ざる。第１－１光源ＬＳ１－１の青色ＬＥＤ１１２Ｂ及び緑色ＬＥＤ１１２Ｇをそれぞれ最大光量で点灯した場合、深い青色の光Ｌ３が露出部分Ａに生成されると共に第１主面１４６ａから部屋３０に向けて出射される。光Ｌ３は、例えば図３のｘｙ色度図に示す座標（ｘ１，ｙ１）で表される。図５は、光Ｌ３の発光スペクトル分布の一例である。

また、制御部１６０からの制御によって、第１－２光源ＬＳ１－２の青色ＬＥＤ１１２Ｂ、白色ＬＥＤ１１２Ｗ、及び緑色ＬＥＤ１１２Ｇが点灯すると、青色光ＬＢ、白色光ＬＷ、及び緑色光ＬＧが第２端面１４６ｄから導光板１４６に入射し、露出部分Ａに達するまでに互いに混ざる。第１－２光源ＬＳ１－２の青色ＬＥＤ１１２Ｂ、白色ＬＥＤ１１２Ｗ及び緑色ＬＥＤ１１２Ｇをそれぞれ最大光量で点灯した場合、明るい水色の光Ｌ４が露出部分Ａに生成されると共に第１主面１４６ａから部屋３０に向けて出射される。光Ｌ４は、例えば図３のｘｙ色度図に示す座標（ｘ２，ｙ２）で表される。図６は、光Ｌ４の発光スペクトル分布の一例である。

また、制御部１６０からの制御によって、第１－３光源ＬＳ１－３の赤色ＬＥＤ１１２Ｒ及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅが点灯すると、赤色光ＬＲ、電球色の光ＬＥが第２端面１４６ｄから導光板１４６に入射し、露出部分Ａに達するまでに互いに混ざる。第１－３光源ＬＳ１－３の赤色ＬＥＤ１１２Ｒ及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅをそれぞれ最大光量で点灯した場合、赤みがかった橙色の光Ｌ５が露出部分Ａに生成されると共に第１主面１４６ａから部屋３０に向けて出射される。光Ｌ５は、例えば図３のｘｙ色度図に示す座標（ｘ３，ｙ３）で表される。図７は、光Ｌ５の発光スペクトル分布の一例である。

また、制御部１６０からの制御によって、第１－４光源ＬＳ１－４の電球色ＬＥＤ１１２Ｅが点灯すると、電球色の光ＬＥが第１端面１４６ｃから導光板１４６に入射する。さらに、白みがかった明るい橙色の光Ｌ６が第１主面１４６ａから部屋３０に向けて出射される。光Ｌ６は、電球色の光ＬＥに起因して生成される光であり、例えば図３のｘｙ色度図に示す座標（ｘ４，ｙ４）で表される。図８は、光Ｌ６の発光スペクトル分布の一例である。

また、制御部１６０からの制御によって、第１－６光源ＬＳ１－６の白色ＬＥＤ１２２Ｗが点灯すると、白色光ＬＷが開口１８５を通り、折り返しミラー１９０の反射面１９０ｒによって反射され、第２主面１４６ｂ側から導光板１４６に入射する。同様に、制御部１６０からの制御によって、第１－７光源ＬＳ１－７の電球色ＬＥＤ１２２Ｅが点灯すると、電球色の光ＬＥが第２主面１４６ｂ側から導光板１４６に入射する。第２主面１４６ｂから導光板１４６に入射した白色光ＬＷ及び電球色の光ＬＥは、導光板１４６の内部において、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄから入射した青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、白色光ＬＷ、赤色光ＬＲ、電球色の光ＬＥに比べて進行方向に対して拡散せず、略平行光として第１主面１４６ａから部屋３０に向けて出射される。第１－６光源ＬＳ１－６の白色ＬＥＤ１２２Ｗから発せられて第１主面１４６ａから出射される光Ｌ７は、例えば図３のｘｙ色度図に示す座標（ｘ６，ｙ６）で表されるようにやや青みがかった明るい白色光である。また、第１－７光源ＬＳ１－７の電球色ＬＥＤ１２２Ｅから発せられて第１主面１４６ａから出射される光Ｌ８は、例えば図３のｘｙ色度図に示す座標（ｘ７，ｙ７）で表されるように橙色がかった明るい白色光である。

図３及び図４のｘｙ色度図に示すラインＬＫは、黒体放射を表す。第１実施形態では、制御部１６０から各色ＬＥＤに供給される駆動電流及び制御信号は、第１－１光源ＬＳ１－１を除く第１－２光源ＬＳ１－２、第１－３光源ＬＳ１－３、第１－４光源ＬＳ１－４、第１－６光源ＬＳ１－６、及び第１－７光源ＬＳ１－７のそれぞれをなす各色ＬＥＤの光量及び発光スペクトル分布におけるラインＬＫからの座標差Δｕｖが±０．０２以下となるように、適宜制御されている。

照明装置３００Ａの第１の照明例では、制御部１６０によって、第１－１光源ＬＳ１－１及び第１－２光源ＬＳ１－２を点灯させる。本照明例では、図９に例示する照度分布を有する光が第１主面１４６ａから部屋３０に向けて出射され、深い青みがかった空が導光板１４６に再現される。

照明装置３００Ａの第２の照明例では、制御部１６０によって、第１－３光源ＬＳ１－３及び第１－４光源ＬＳ１－４を点灯させる。本照明例では、早朝や夕方の太陽光に似た光が第１主面１４６ａから部屋３０に向けて出射され、早朝や夕方に特有の橙あるいは赤みがかった橙の空が導光板１４６に再現される。

照明装置３００Ａの第３の照明例では、制御部１６０によって、第１－１光源ＬＳ１－１、第１－２光源ＬＳ１－２、第１－３光源ＬＳ１－３、及び第１－４光源ＬＳ１－４の点灯のタイミングと光量を時間で変化させることによって、時々刻々と変化する空が再現される。例えば、初めに第１－４光源ＬＳ１－４のみを点灯させ、橙色の空を再現する。続いて、第１－４光源ＬＳ１－４を点灯させた状態で第１－３光源ＬＳ１－３を点灯させ、Ｘ方向における導光板１４６の略中央部より第１端面１４６ｃに近い導光板１４６に赤みがかった橙色の空を再現する。続いて、第１－４光源ＬＳ１－４を消灯し、第１－３光源ＬＳ１－３を点灯させた状態で第１－１光源ＬＳ１－１を点灯させ、Ｘ方向における導光板１４６の略中央部より第２端面１４６ｄに近い導光板１４６に青みがかったセピア色の空を再現する。続いて、第１－３光源ＬＳ１－３を消灯し、第１－１光源ＬＳ１－１を点灯させた状態で第１－２光源ＬＳ１－２を点灯させ、Ｘ方向における導光板１４６の略中央部より第１端面１４６ｃ側の導光板１４６に黄昏時の青色の空を再現する。この順にそれぞれの空が導光板１４６に再現されることによって、地平線付近の空の変化が表現される。

照明装置３００Ａの第４の照明例では、第１の照明例から第３の照明例において、制御部１６０によって、第１－６光源ＬＳ１－６及び第１－７光源ＬＳ１－７を点灯させる。本照明例では、第１の照明例から第３の照明例において第１主面１４６ａから出射される光に光Ｌ７，Ｌ８が混ざった光が第１主面１４６ａから部屋３０に向けて出射される。このことによって、導光板１４６に再現される青色の空や橙色の空に太陽が再現される。

照明装置３００Ａの第５の照明例では、様々な地域の時間帯・季節の空のスペクトルの情報を予め測定しておき、測定したスペクトルと合致するように各ＬＥＤの光量を制御する。表１は、本照明例において昼の空と夕刻の空を表現するための制御値（すなわち、相対的な点灯強度）の一例である。

以上説明した第１実施形態の照明装置３００Ａは、端面（すなわち、第１端面１４６ｃ、第２端面１４６ｄ、及び端面１４６ｅ，１４６ｆのうち少なくとも一面）から供給された光Ｌ１を第１主面１４６ａから出射し、かつ、第２主面１４６ｂから供給された光Ｌ２を第１主面１４６ａから出射する導光板１４６と、前記端面から導光板１４６に互いに異なる複数の色の光Ｌ１を供給する複数の第１光源１１２と、第２主面１４６ｂ側から導光板１４６に光（白色光）Ｌ２を供給する第２光源１２２と、第１光源１１２及び第２光源１２２を制御する制御部１６０と、を有する。
上述の構成を備える第１実施形態の照明装置３００Ａによれば、制御部１６０を用いて、複数の色の光Ｌ１の光量を調整し、第１主面１４６ａから出射する光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６の照度分布を自在に変化させて導光板１４６に様々な色の空を再現できる。
また、第１実施形態の照明装置３００Ａによれば、制御部１６０を用いて、第２光源１２２から発せられる光Ｌ２の光量を調整し、太陽や、太陽によって反射される月等の様々な自然の空を人工的に再現できる。

また、第１実施形態の照明装置３００Ａは、第１光源１１２は、青色ＬＥＤ１１２Ｂと白色ＬＥＤ１１２Ｗとを含む。
上述の構成を備える照明装置３００Ａによれば、制御部１６０を用いて、空の青さと明るさを生み出す青色ＬＥＤ１１２Ｂと白色ＬＥＤ１１２Ｗの光量を調整し、導光板１４６に様々な青空を表現できる。

また、第１実施形態の照明装置３００Ａは、第１光源１１２は、緑色ＬＥＤ１１２Ｇをさらに含む。
上述の構成を備える照明装置３００Ａによれば、制御部１６０を用いて、空の青さに緑色を加える緑色ＬＥＤ１１２Ｇの光量を調整し、導光板１４６に、緑色ＬＥＤ１１２Ｇを備えない場合に比べて深みのある青空を表現できる。

また、第１実施形態の照明装置３００Ａでは、導光板１４６は第１端面１４６ｃ、第２端面１４６ｄ、端面１４６ｅ，１４６ｆを有する。青色ＬＥＤ１１２Ｂは、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄから導光板１４６に青色光ＬＢを供給し、白色ＬＥＤ１１２Ｗは、第２端面１４６ｄから導光板１４６に白色光ＬＷを供給する。
上述の構成を備える照明装置３００Ａによれば、第１端面１４６ｃから導光板１４６に供給される光の青色成分が第２端面１４６ｄから導光板１４６に供給される光の青色成分に比べて強くなる。このことによって、導光板１４６を見る方向によってユーザＵが見える導光板１４６の色（すなわち、光量分布）が変化し、より一層自然な青空を表現できる。

また、第１実施形態の照明装置３００Ａは、第１光源１１２は、赤色ＬＥＤ１１２Ｒと電球色ＬＥＤ１１２Ｅとをさらに含む。
上述の構成を備える照明装置３００Ａによれば、制御部１６０を用いて、空の橙色や赤みを持った橙色を生み出す赤色ＬＥＤ１１２Ｒと電球色ＬＥＤ１１２Ｅの光量を調整し、導光板１４６に、様々な夕方の空を表現できる。

また、第１実施形態の照明装置３００Ａでは、電球色ＬＥＤ１１２Ｅは、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄから導光板１４６に電球色の光ＬＥを供給し、赤色ＬＥＤ１１２Ｒは、第２端面１４６ｄから導光板１４６に赤色光ＬＲを供給する。
上述の構成を備える照明装置３００Ａによれば、第２端面１４６ｄから導光板１４６に光の赤色成分が供給される。このことによって、導光板１４６を見る方向によってユーザＵが見える導光板１４６の色（すなわち、光量分布）がさらに変化し、より一層自然な空を表現できる。

また、第１実施形態の照明装置３００Ａは、第２光源１２２は、白色ＬＥＤ１２２Ｗと電球色ＬＥＤ１２２Ｅとを含む。
上述の構成を備える照明装置３００Ａによれば、制御部１６０を用いて、白色ＬＥＤ１２２Ｗと電球色ＬＥＤ１２２Ｅの光量を調整し、導光板１４６に、白さが強い昼間の太陽や、赤みが強い夕方の太陽を表現できる。

また、第１実施形態の照明装置３００Ａは、導光板１４６の第２主面１４６ｂより外方に配置され、可視光の反射率を低減させたブラックボックス構造体１８０をさらに備える。
上述の構成を備える照明装置３００Ａによれば、導光板１４６に再現される空の奥行き感を表現できる。また、可視光の反射率を低減させることによって導光板１４６に夜を表現できる。

また、第１実施形態の照明装置３００Ａは、第１光源１１２は、青色ＬＥＤ１１２Ｂ、白色ＬＥＤ１１２Ｗ、赤色ＬＥＤ１１２Ｒ、及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅを含む。制御部１６０は、青色ＬＥＤ１１２Ｂ及び白色ＬＥＤ１１２Ｗを点灯させることで昼の空を表現し、赤色ＬＥＤ１１２Ｒ及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅを点灯させることによって夕方の空を表現する。
上述の構成を備える照明装置３００Ａによれば、日中に多く見られる青空や、赤みを帯びた夕方の空を表現できる。

第１実施形態の照明装置３００Ａの制御方法は、照明装置３００Ａの制御方法であって、制御部１６０が、青色ＬＥＤ１１２Ｂ、白色ＬＥＤ１１２Ｗを点灯させることで昼の空を表現し、赤色ＬＥＤ１１２Ｒ、電球色ＬＥＤ１１２Ｅを点灯させることで夕方の空を表現する。
上述の構成を備える照明装置３００Ａの制御方法によれば、上述の青空だけではなく、朝の空や夕方の空を表現できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の照明装置を、図面を参照しつつ、説明する。図１０は、本発明の第２実施形態の照明装置３００Ｂの構成を示す概略図である。照明装置３００Ｂは、第１実施形態による照明装置３００Ａと同様の構成を備えている。そのため、以下では、照明装置３００Ｂにおいて照明装置３００Ａとは異なる構成を説明し、照明装置３００Ａと共通する構成の説明を省略する。図１０では、照明装置３００Ｂの構成のうち照明装置３００Ａと共通する構成については照明装置３００Ａと同一の符号を付す。

図１０に示すように、照明装置３００Ｂでは、折り返しミラー１９０の位置及び傾きが照明装置３００Ａにおける折り返しミラー１９０の位置及び傾きから変更されている。Ｚ方向における折り返しミラー１９０の下端を位置Ｂとし、導光板１４６のＸ方向における折り返しミラー１９０とは反対側の上端を位置Ｃ１－１とする。折り返しミラー１９０は、反射面１９０ｒから導光板１４６に向けて引いた垂線Ｎが位置Ｂ，Ｃ１－１同士を結ぶ直線ＩよりもＺ方向において上に位置するように、配置されている。

照明装置３００Ｂによる照明例及び照明装置３００Ｂの制御方法は、照明装置３００Ａによる照明例及び照明装置３００Ａの制御方法と同様である。

以上説明した第２実施形態の照明装置３００Ｂでは、垂線Ｎが直線ＩよりもＺ方向において上側にあるように、折り返しミラー１９０が配置されている。そのため、部屋３０においてユーザＵが光Ｌ７，Ｌ８の進路上、又は光Ｌ７，Ｌ８の進路より上側（すなわち、Ｘ方向における光Ｌ７，Ｌ８の進路の外側）から導光板１４６を通して折り返しミラー１９０を覗いた際に、反射面１９０ｒに発光状態の導光板１４６がユーザＵに視認されない。そのため、ユーザＵには、折り返しミラー１９０越しに導光板１４６が見えない。したがって、第２実施形態の照明装置３００Ｂによれば、ユーザＵが折り返しミラー１９０越しに導光板１４６を視認するのを防止できる。また、図１１に示すように、開口１７１には、導光板１４６の第１主面１４６ａの少なくとも一部（図１では、露出部分Ａ）が露出している。そのため、開口１７１に合わせて第２主面１４６ｂにマスク処理を行う場合は、マスクＭのＸ方向における折り返しミラー１９０とは反対側の端面の任意の位置（すなわち、マスクＭが非常に薄い場合は端縁の位置）を、位置Ｃ１－１に替えて位置Ｃ１－２としてもよい。また、開口１７１のＸ方向における折り返しミラー１９０とは反対側の端面付近で最もＺ方向において下側になる位置を、位置Ｃ１－１に替えて位置Ｃ１－３としてもよい。

上述した第２実施形態では、折り返しミラー１９０の位置及び傾きの両方が第１実施形態における折り返しミラー１９０の位置及び傾きから変更されている。しかしながら、折り返しミラー１９０の位置及び傾きの一方のみが変更されてもよい。例えば、折り返しミラー１９０の傾きのみを変更する場合、上述と同じくＺ方向における折り返しミラー１９０の下端を位置Ｂとし、導光板１４６のＸ方向における折り返しミラー１９０とは反対側の上端を位置Ｃ１－１とする。折り返しミラー１９０は、反射面１９０ｒから導光板１４６側に引いた垂線Ｎが位置Ｂ，Ｃ１－１を結ぶ直線ＩよりもＺ方向において上側にあるように配置する。折り返しミラー１９０を前述のように配置すると、第２主面１４６ｂに近い導光板１４６の露出部分Ａに光Ｌ２を照射することができなくなる場合がある。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の照明装置を、図面を参照しつつ、説明する。図１２は、本発明の第３実施形態の照明装置３００Ｃの構成を示す概略図である。照明装置３００Ｃは、第１実施形態による照明装置３００Ａの一部と同様の構成を備えている。そのため、以下では、照明装置３００Ｃにおいて照明装置３００Ａとは異なる構成を説明し、照明装置３００Ａと共通する構成の説明を省略する。図１２では、照明装置３００Ｃの構成のうち照明装置３００Ａと共通する構成には照明装置３００Ａと同一の符号を付す。

図１２に示すように、照明装置３００Ｃでは、ブラックボックス構造体１８０は、ブラックボックス本体１８３と、ブラックボックス本体１８３の内部に設けられた仕切り板１８４，１８６とを備える。

仕切り板１８４，１８６は、ブラックボックス本体１８３の内部において、内部空間Ｓ２２２を、Ｘ方向において導光板１４６を含む内部空間Ｓ２２、導光板１４６を含まない内部空間Ｓ２１，Ｓ２３に仕切るように、配置されている。仕切り板１８６には、開口１８７が形成されている。内部空間Ｓ２３における筐体１７０の底面には、反射面１９０ｒを内部空間Ｓ２３に向けて折り返しミラー１９０Ａが配置されている。また、内部空間Ｓ２２における筐体１７０の上面には、反射面１９０ｒを内部空間Ｓ２２に向けて折り返しミラー１９０Ｂが配置されている。照明装置３００Ｃでは、第２光源１２２から発せられた光Ｌ２は、開口１８５を通り、折り返しミラー１９０Ａの反射面１９０ｒで反射され、開口１８７を通り、折り返しミラー１９０Ｂの反射面１９０ｒで反射され、第２主面１４６ｂから導光板１４６に入射する。

照明装置３００Ｃによる照明例及び照明装置３００Ｃの制御方法は、照明装置３００Ａによる照明例及び照明装置３００Ａの制御方法と同様である。

以上説明した第３実施形態の照明装置３００Ｃでは、光Ｌ２を内部空間Ｓ２２２で２回折り返すためにスペースが必要になり、筐体１７０が第１実施形態及び第２実施形態の筐体１７０に比べて大きくなる可能性がある。しかしながら、第３実施形態の照明装置３００Ｃによれば、図１２に示すように、Ｘ方向において導光板１４６と重なる領域内に折り返しミラー１９０Ａ，１９０Ｂが配置されなければ、光Ｌ７，Ｌ８の進路上、又は光Ｌ７，Ｌ８の進路より上側（すなわち、Ｘ方向における光Ｌ７，Ｌ８の進路の外側）から導光板１４６を通して内部空間Ｓ２２２をユーザＵが覗いた際に、ユーザＵには折り返しミラー１９０Ｂ越しに発光している導光板１４６が見えないようにすることができる。また、光Ｌ２の光路長を長く確保できるので、第２主面１４６ｂ側の導光板１４６の露出部分Ａの全域に光Ｌ２を照射し、第１主面１４６ａ側の導光板１４６から出射する光Ｌ７，Ｌ８の広がりを少なくすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。本発明においては、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。

例えば、各実施形態の照明装置３００Ａ，３００Ｂにおいて、導光板１４６の第１主面１４６ａ側にニュートラルグレーの板状部材を設けてもよい。前述のようにニュートラルグレーの板状部材を設けることによって、導光板１４６の第１主面１４６ａの傷つきや汚れの防止、内部空間Ｓ２２２の見え過ぎを防止できる。また、防火対策の点から、導光板１４６の第１主面１４６ａ側にガラス板が設けられてもよい。

また、各実施形態の照明装置３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃでは、青色ＬＥＤ１１２Ｂ、緑色ＬＥＤ１１２Ｇ、及び電球色ＬＥＤ１１２Ｅは、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄの両方に配置されている。このような配置構成によって、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄの両方から青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び電球色の光ＬＥが導光板１４６に供給される。また、白色ＬＥＤ１１２Ｗ及び赤色ＬＥＤ１１２Ｒは、第２端面１４６ｄにのみ配置され、第２端面１４６ｄのみから白色光ＬＷ及び赤色光ＬＲが導光板１４６に供給される。しかしながら、各ＬＥＤの配置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、各ＬＥＤは、導光板１４６の４つの端面１４６ｃ，１４６ｄ，１４６ｅ，１４６ｆの少なくとも１つの端面に配置されればよい。例えば、緑色ＬＥＤ１１２Ｇが第１端面１４６ｃにのみ配置され、第１端面１４６ｃのみから導光板１４６に緑色光ＬＧを供給してもよく、白色ＬＥＤ１１２Ｗが第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄの両方に配置され、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄの両方から導光板１４６に白色光ＬＷを供給してもよい。例えば、第１端面１４６ｃ及び第２端面１４６ｄ以外の端面１４６ｅ，１４６ｆにＬＥＤが配置され、端面１４６ｅ，１４６ｆから導光板１４６に光を供給してもよい。

１１２…第１光源
１２２…第２光源
１４６…導光板
１４６ａ…第１主面
１４６ｂ…第２主面
１６０…制御部
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ…照明装置
Ｌ１…第１の光
Ｌ２…第２の光

Claims

端面から供給された第１の光を第１主面から出射し、かつ、前記第１主面に平行な第２主面から供給された第２の光を前記第１主面から出射する導光板と、
前記端面から前記導光板にスペクトルが互いに異なる複数の色の光を供給する複数の第１光源と、
前記第２主面から前記導光板に白色光を含む第２の光を供給する第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源を制御する制御部と、
を有し、
前記導光板は、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスの何れかからなる基材と、３００ｎｍ以上の平均粒子径を有する光拡散材と、を含み、
前記導光板は、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長の光に対して８０％以上の光線透過率を有し、ヘイズ２０％以下の分散を有し、
前記第２主面は前記導光板に対して前記第２光源が配置されている第１空間に露出し、
前記第１主面は前記第１空間とは前記導光板を挟んで反対側の第２空間に露出しており、
前記第１光源は、
４００ｎｍから４８０ｎｍの間にピーク波長を有する青色光を発する青色発光ダイオードと、
４８０ｎｍから６５０ｎｍの間にピーク波長を有し、かつ４０００Ｋから６７００Ｋまでの色温度を有する白色光を発する第１白色発光ダイオードと、
４８０ｎｍから５８０ｎｍの間にピーク波長を有する緑色光を発する緑色発光ダイオードと、
５８０ｎｍから７５０ｎｍの間にピーク波長を有する赤色光を発する赤色発光ダイオードと、
４８０ｎｍから６５０ｎｍの間にピーク波長を有し、かつ２０００Ｋから４０００Ｋまでの色温度を有する電球色の光を発する第１電球色発光ダイオードと、
を有し、
前記第２光源は、
第２白色発光ダイオードと、
第２電球色発光ダイオードと、
を有し、
前記制御部は、前記第１光源及び前記第２光源の各々の発光ダイオードに供給する駆動電流を、ｘｙ色度図上で黒体放射を表すラインからの前記第１光源及び前記第２光源の各々の発光ダイオードの発光スペクトル分布の座標差が－０．０２以上＋０．０２以下となるように制御する、
照明装置。
前記導光板は複数の前記端面を有し、
前記青色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオード及び前記第１電球色発光ダイオードは、複数の前記端面のうちの互いに平行な第１端面及び第２端面から前記導光板に前記青色光、前記緑色光及び前記電球色の光を供給し、
前記第１白色発光ダイオード及び前記赤色発光ダイオードは、前記第１端面及び前記第２端面のうちのいずれか一方の端面から前記導光板に前記白色光及び前記赤色光を供給する、
請求項１に記載の照明装置。
前記導光板は複数の前記端面を有し、
前記第２光源は、前記第２主面と平行な第１方向において、複数の前記端面のうちの互いに前記第１方向に直交する第２方向に平行な第１端面及び第２端面のうちのいずれか一方の端面に対して他方の端面とは反対側に配置され、
前記第２光源から発せられる第２の光は前記第１方向に沿って進み、
前記第１方向において前記第２光源と前記一方の端面との間に配置され、前記第２の光が通過する開口が形成されている仕切り板と、
前記第１方向において前記仕切り板に対して前記第２光源とは反対側に配置され、前記開口を通った前記第２の光を前記第２主面に向けて反射し、前記第２の光を前記第２主面から前記導光板に入射させる折り返しミラーと、
前記制御部によって制御され、前記第２方向に沿って見たときに前記第２主面に対して前記折り返しミラーがなす角度を調整する軸と、
をさらに備える、
請求項１に記載の照明装置。
前記第１端面及び前記第２端面は前記第２主面と平行な第１方向に直交する第２方向に平行であり、
前記第２光源は、前記第１方向において、前記一方の端面に対して他方の端面とは反対側に配置され、
前記第２光源から発せられる第２の光は前記第１方向に沿って進み、
前記第１方向において前記第２光源と前記一方の端面との間に配置され、前記第２の光が通過する開口が形成されている仕切り板と、
前記第１方向において前記仕切り板に対して前記第２光源とは反対側に配置され、前記開口を通った前記第２の光を前記第２主面に向けて反射し、前記第２の光を前記第２主面から前記導光板に入射させる折り返しミラーと、
前記制御部によって制御され、前記第２方向に沿って見たときに前記第２主面に対して前記折り返しミラーがなす角度を調整する軸と、
をさらに備える、
請求項２に記載の照明装置。
前記第２主面側の前記導光板の外方に配置され、光の反射率を低減させたブラックボックス構造体をさらに備える、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。
前記制御部は、
前記青色発光ダイオードと前記第１白色発光ダイオードとを点灯させることで昼の空を表現し、
前記赤色発光ダイオードと前記第１電球色発光ダイオードとを点灯させることで夕方の空を表現する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。