JPH1116408A - 混光照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明すべき対象物までの距離の大きさに関わ
らず、当該対象物に対して所期の波長特性を有する光を
照射することができ、しかも、安価で小型の混光照明装
置を提供すること。 【解決手段】 第１の光源ランプ11およびこの第１の光
源ランプ11からの光を光軸Ｐに沿って反射する第１のミ
ラー12よりなる第１の光源装置10と、発光部が前記第１
の光源装置10における第１の光源ランプ11の前方におい
て当該第１の光源装置10の光軸Ｐ上に位置するよう配置
された第２の光源ランプ21、およびこの第２の光源ラン
プ21からの光を前記光軸Ｐに沿って反射する第２のミラ
ー22よりなる第２の光源装置20とを具えてなることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自然太陽光に類似
した波長特性を有する光や、混光による演色光を照射す
る混光照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、可視光線を放射する光源ランプと
しては、ハロゲン白熱ランプ、メタルハライドランプ、
キセノンランプ等の種々のものが知られている。これら
の中でも、キセノンランプは、自然太陽光に類似した波
長特性を有する光を放射することから、人工太陽光照明
装置の光源ランプとして利用されており、このようなキ
セノンランプを具えた人工太陽光照明装置は、主とし
て、太陽電池の特性試験、植物の人工栽培等に使用され
ている。而して、太陽光は人体の生理作用等に良好な影
響を与えることから、人工太陽光照明装置を、一般家
屋、ビル等における北向きの部屋、地下室等の自然太陽
光が照射されない場所や、病院などに使用される照明装
置として構成することができれば極めて有用である。

【０００３】しかしながら、キセノンランプはそれ自体
が高価で寸法の大きいものであるため、このようなキセ
ノンランプを具えた人工太陽光照明装置においては、安
価で小型のものを構成することができない、という問題
がある。

【０００４】一方、キセノンランプを用いずに人工太陽
光を得る手段としては、波長特性の異なる複数の光源ラ
ンプを用い、これらの光源ランプよりの光を混合する手
段が考えられる。図６は、波長特性の異なる２つのラン
プからの光を重畳して人工太陽光を照射する照明装置の
概略図である。この照明装置は、ランプ９２およびこの
ランプ９２からの光を光軸Ｐ１に沿って反射するミラー
９３よりなる光源装置９１と、ランプ９６およびこのラ
ンプ９６からの光を光軸Ｐ２に沿って反射するミラー９
７よりなる光源装置９５とが、共通の灯具９０内におい
て並列されて構成されている。このような照明装置によ
れば、光源装置９１からの光と光源装置９５からの光が
混合されることにより、自然太陽光に類似した波長特性
を有する人工太陽光が得られる。

【０００５】しかしながら、上記の人工太陽光照明装置
においては、照明すべき対象物までの距離（以下、「照
射距離」ともいう。）の大きさが異なると、当該対象物
に照射される光の波長特性が変化する、という問題があ
る。具体的に説明すると、照明すべき対象物が設計照射
領域Ｓ上にある場合には、光源装置９１の光軸Ｐ１と光
源装置９５の光軸Ｐ２が交差するため、当該照射物に
は、所期の波長特性を有する光が照射される。然るに、
対象物が設計照射領域Ｓ以外の領域、例えば設計照射領
域Ｓよりも照射距離の短い領域Ｓ１上や設計照射領域Ｓ
よりも照射距離の長い領域Ｓ２上にある場合には、２つ
の光源装置の光軸が設計照射領域Ｓからの距離に比例し
て離隔するようになるため、当該対象物には、所期の波
長特性を有する光が照射されず、特に、対象物が設計照
射領域Ｓから相当に離れた領域にある場合には、いずれ
かの光源ランプからの光のみしか照射することができな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
人工太陽光や混光による演色光を照射する混光照明装置
であって、照明すべき対象物までの距離の大きさに関わ
らず、当該対象物に対して所期の波長特性を有する光を
照射することができ、しかも、安価で小型の混光照明装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の混光照明装置
は、第１の光源ランプおよびこの第１の光源ランプから
の光を光軸に沿って反射する第１のミラーよりなる第１
の光源装置と、発光部が前記第１の光源装置における第
１の光源ランプの前方において当該第１の光源装置の光
軸上に位置するよう配置された第２の光源ランプ、およ
びこの第２の光源ランプからの光を前記光軸に沿って反
射する第２のミラーよりなる第２の光源装置とを具えて
なることを特徴とする。

【０００８】本発明において、人工太陽光を照射する混
光照明装置を構成する場合には、前記第１の光源ランプ
および前記第２の光源ランプの一方がメタルハライドラ
ンプであり、他方がハロゲン白熱ランプであることが好
ましい。また、メタルハライドランプよりなる光源ラン
プは、その放電路が光軸に対して垂直な水平方向となる
よう配設されていることが好ましい。本発明の混光照明
装置においては、第１の光源ランプまたは第２の光源ラ
ンプの前方に、当該光源ランプよりの発光スペクトルに
おける所定波長領域の透過率を制御するフィルターが配
置されていることが好ましい。また、第１の光源ランプ
および第２の光源ランプのうち少なくとも一方の光源ラ
ンプの前方に、ランプ破裂防護部材が設けられているこ
とが好ましい。また、第１の光源ランプおよび第２の光
源ランプのうち少なくとも一方の光源ランプを調光する
調光機能を有する点灯装置が設けられていることが好ま
しい。本発明においては、人工太陽光を照射する混光照
明装置を構成する場合において、第１の光源ランプがメ
タルハライドランプであるときには、第１のミラーがコ
ールドミラーであることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の混光照明装置につ
いて詳細に説明する。図１は、本発明の混光照明装置を
人工太陽光照明装置として実施した場合の一例における
構成を一部を破断して示す説明用平面図である。この人
工太陽光照明装置においては、ハロゲン白熱ランプより
なる第１の光源ランプ１１を具えた第１の光源装置１０
と、この第１の光源装置の前方に配置された、メタルハ
ライドランプよりなる第２の光源ランプ２１を具えた第
２の光源装置２０とが、共通の灯具１内に収納されてい
る。

【００１０】第１の光源装置１０においては、第１の光
源ランプ１１よりの光を光軸Ｐに沿って反射する凹面鏡
よりなる第１のミラー１２が、当該第１の光源ランプ１
１の発光部を取り囲むよう配置されている。具体的に
は、第１のミラー１２の中央底部に、当該第１のミラー
１２を貫通するランプ受容部１３が形成されており、第
１の光源ランプ１１は、その発光部が第１のミラーの焦
点もしくはその近傍に位置された状態で、第１のミラー
１２のランプ受容部１３に配置されている。第１のミラ
ー１２としては、放物面鏡、部分楕円鏡あるいはこれら
を組み合わせたものを用いることができる。

【００１１】第２の光源装置２０においては、第２の光
源ランプ２１からの光を第１の光源装置と同一の光軸Ｐ
に沿って反射する凹面鏡よりなる第２のミラー２２が、
当該第２の光源ランプ２１の発光部を取り囲むよう配置
されている。具体的に説明すると、第２のミラー２２に
は、その一側面または両側面（図示の例では両側面）を
貫通するランプ受容部２３が形成されており、このラン
プ受容部２３に第２の光源ランプ２１の両端が挿通され
ることにより、当該第２の光源ランプ２１は、その発光
部が光軸Ｐ上における第２のミラー２２の焦点もしくは
その近傍に位置された状態で、かつ、その放電路が光軸
Ｐに対して垂直な水平方向となる姿勢で配置されてい
る。このメタルハライドランプよりなる第２の光源ラン
プ２１のガラスバルブ内には、発光物質として例えば水
銀とスズとハロゲンとが封入されている。第２のミラー
２２の中央底部には、第１のミラー１２の前端における
開口部の径と同等の内径を有する透光用貫通孔２４が形
成されている。また、第２のミラー２２としては、放物
面鏡、部分楕円鏡あるいはこれらを組み合わせたものを
用いることができる。

【００１２】第２のミラー２２の前端における開口部に
は、第１の光源ランプ１１および第２の光源ランプ２１
よりの発光スペクトルにおける所定波長領域の透過率を
制御する波長制御フィルター２５が配置されている。こ
の波長制御フィルター２５の光学特性は、目的とする混
光の波長特性に応じて設計されるが、その一例における
光透過率を示すと下記表１のとおりである。

【００１３】

【表１】

【００１４】第１の光源ランプ１１と第２の光源ランプ
２１との間の位置には、例えばアルミニウムまたはステ
ンレスよりなる板状または網状のランプ破裂防護部材３
０が設けられており、灯具１の前面に、光拡散フィルタ
ー２が配置されている。また、第１の光源ランプ１１お
よび第２の光源ランプ２１は、それぞれ電圧制御による
調光器を有する点灯装置（図示省略）に接続されてお
り、この点灯装置によって、第１の光源ランプ１１およ
び第２の光源ランプ２１の一方または両方を調光するこ
とにより、季節や、朝、昼、夕の時間帯によって変化す
る自然太陽光に類似した人工太陽光を照射することがで
きる。

【００１５】このような人工太陽光照明装置において
は、白熱ハロゲンランプよりなる第１の光源ランプ１１
からの光が光軸Ｐに沿って放射されると共に、メタルハ
ライドランプよりなる第２の光源ランプ２１からの光が
光軸Ｐに沿って放射されることにより、第１の光源ラン
プ１１からの光と第２の光源ランプ２１からの光とが混
合され、更にこの混合光が波長制御フィルター２５を通
過することにより、自然太陽光に類似した波長特性を有
する人工太陽光が得られる。具体的に説明すると、白熱
ハロゲンランプよりなる第１の光源ランプ１１から、図
２の曲線（イ）に示すように、赤外線領域にピークを有
する波長特性を有する光が放射されると共に、メタルハ
ライドランプよりなる第２の光源ランプ２１から、図２
の曲線（ロ）に示すように、可視光線領域において自然
太陽光に類似した波長特性を有する光が放射され、これ
らの光が混合されることにより、図３の曲線（ハ）に示
す波長特性を有する混合光が得られる。そして、この混
合光が波長制御フィルター２５を通過することにより、
第２の光源ランプ２１を構成するメタルハライドランプ
による輝線がカットされると共に、赤外線領域の光の強
度が制御され、その結果、可視光線領域から赤外線領域
にわたって自然太陽光の波長特性（図３の曲線（ホ）に
示す）に類似した、図３の曲線（ニ）に示す波長特性を
有する人工太陽光が得られる。

【００１６】上記の人工太陽光照明装置によれば、図４
に示すように、第１の光源ランプ１１からの光および第
２の光源ランプ２１からの光は、同一の光軸Ｐに沿って
照射されるため、設計照射領域Ｓにおける第１の光源ラ
ンプ１１からの光と第２の光源ランプ２１からの光との
重畳状態が、当該設計照射領域Ｓ以外の領域、例えば設
計照射領域Ｓよりも照射距離の短い領域Ｓ１や設計照射
領域Ｓよりも照射距離の長い領域Ｓ２においても維持さ
れる。従って、照明すべき対象物までの距離の大きさに
関わらず、当該対象物に対して所期の波長特性を有する
光を照射することができる。また、光源ランプとして、
ハロゲン白熱ランプおよびメタルハライドランプを使用
することができるため、安価で小型の人工太陽光照明装
置を構成することができる。従って、一般家屋、ビル等
における北向きの部屋、地下室等の自然太陽光が照射さ
れない場所や、病院などに好適に使用することができ
る。

【００１７】また、メタルハライドランプよりなる第２
の光源ランプ２１は、その放電路が光軸Ｐに対して垂直
な水平方向となる姿勢で配設されているため、メタルハ
ライドランプが第２のミラー２２内にコンパクトに配設
され、第２の光源装置２０の小型化を図ることができ
る。

【００１８】また、メタルハライドランプよりなる第２
の光源ランプ２１の前方に、波長制御フィルター２５が
配置されているため、第１の光源ランプ１１からの光と
第２の光源ランプ２１からの光との混合光が波長制御フ
ィルター２５を通過することにより、第２の光源ランプ
２１を構成するメタルハライドランプによる輝線がカッ
トされて刺激的な光がなくなると共に、赤外線領域の光
の強度が制御され、その結果、自然太陽光に類似した波
長特性を有する人工太陽光が得られる。また、第１の光
源ランプ１１の前方に、ランプ破裂防護部材３０が設け
られているため、第１の光源ランプ１１が万一破裂した
ときには、その破片が前方に飛散することを防止するこ
とができる。また、第１の光源ランプ１１および第２の
光源ランプ２１は、それぞれ調光器を有する点灯装置に
接続されているため、第１の光源ランプ１１および第２
の光源ランプのいずれか一方または両方を調光すること
により、季節や時間帯に応じた太陽光を再現することが
可能である。

【００１９】図５は、本発明の混光照明装置を人工太陽
光照明装置として実施した場合の他の例における構成を
一部を破断して示す説明用平面図である。この人工太陽
光照明装置においては、例えば発光物質として水銀とス
ズとハロゲンとが封入されたメタルハライドランプより
なる第１の光源ランプ４１を具えた第１の光源装置４０
と、この第１の光源ランプ４０の前方に配置されたハロ
ゲン白熱ランプよりなる第２の光源ランプ５１を具えた
第２の光源装置５０とが、共通の灯具１内に収納されて
いる。

【００２０】第１の光源装置４０においては、第１の光
源ランプ４１よりの光を光軸Ｐに沿って反射する凹面鏡
よりなる第１のミラー４２が、当該第１の光源ランプ４
１の発光部を取り囲むよう配置されている。具体的に説
明すると、第１のミラー４２には、その両側面を貫通す
るランプ受容部４３が形成されており、このランプ受容
部４３に第１の光源ランプ４１の両端が挿通されること
により、当該第１の光源ランプ４１は、その発光部が第
１のミラー４２の焦点もしくはその近傍に位置された状
態で、かつ、その放電路が光軸Ｐに対して垂直な水平方
向となる姿勢で配置されている。また、第１のミラー４
２の前端における開口部には、第１の光源ランプ４１よ
りの発光スペクトルにおける所定領域の透過率を制御す
る波長制御フィルター４５が配置されている。また、こ
の例においては、第１のミラー４２は、熱線透過性を有
するコールドミラーにより構成されている。

【００２１】第２の光源装置５０においては、第２の光
源ランプ５１は、その発光部が第１の光源装置４１の光
軸Ｐ上に位置された状態で配置され、第２の光源ランプ
５１からの光を第１の光源装置４０と同一の光軸Ｐに沿
って反射する第２のミラー５２が、当該第２の光源ラン
プ５１の発光部を取り囲むよう配置されている。また、
第２のミラー５２の中央底部には、第１のミラー４２の
前端における開口部の径と同等の内径を有する透光用貫
通孔５３が形成されている。そして、これらの第１のミ
ラー４２および第２のミラー５２としては、放物面鏡、
部分楕円鏡あるいはこれらを組み合わせたものを用いる
ことができる。

【００２２】第１の光源ランプ４１と第２の光源ランプ
５１との間の位置には、例えばアルミニウムまたはステ
ンレスよりなる板状または網状のランプ破裂防護部材３
０が設けられており、灯具１の前面に、光拡散フィルタ
ー２が配置されている。また、第１の光源ランプ４１お
よび第２の光源ランプ５１は、それぞれ電圧制御による
調光器を有する点灯装置（図示省略）に接続されてお
り、この点灯装置によって、第１の光源ランプ４１およ
び第２の光源ランプ５１の一方または両方を調光するこ
とにより、季節や、朝、昼、夕の時間帯によって変化す
る自然太陽光に類似した人工太陽光を照射することがで
きる。

【００２３】このような人工太陽光照明装置によれば、
図１に示す構成の人工太陽光照明装置と同様の効果が得
られる。また、第１のミラー４２は、熱線透過性を有す
るコールドミラーにより構成されているため、第１の光
源ランプ４１が加熱されることが抑制され、その結果、
当該第１の光源ランプ４１を構成するメタルハライドラ
ンプに長い使用寿命が得られる。

【００２４】以上、本発明の混光照明装置を人工太陽光
照明装置として実施する場合について説明したが、本発
明は、人工太陽光照明装置に限定されず、その他の混光
による演色光を照明する混光照明装置として実施するこ
とができる。このような混光照明装置を構成する場合に
は、第１の光源ランプおよび第２の光源ランプは、それ
ぞれハロゲン白熱ランプおよびメタルハライドランプに
限られず、種々のランプを利用することができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、第１の
光源ランプからの光および第２の光源ランプからの光
は、同一の光軸に沿って照射されるため、照明すべき対
象物までの距離の大きさに関わらず、当該対象物に対し
て所期の波長特性を有する混光を照射することができる
混光照明装置を提供することができる。

【００２６】請求項２に記載の発明によれば、光源ラン
プとして、ハロゲン白熱ランプおよびメタルハライドラ
ンプを使用しているため、人工太陽光を照射する安価で
小型の混光照明装置を提供することができる。このよう
な混光照明装置は、一般家屋、ビル等における北向きの
部屋、地下室等の自然太陽光が照射されない場所や、病
院などに用いられる人工太陽光照明装置として好適であ
る。

【００２７】請求項３に記載の発明によれば、メタルハ
ライドランプは、その放電路が光軸Ｐに対して垂直な水
平方向となる姿勢で配設されているため、メタルハライ
ドランプがミラー内にコンパクトに配設され、当該光源
装置の小型化を図ることができる。

【００２８】請求項４に記載の発明によれば、第１の光
源ランプまたは第２の光源ランプの前方に、当該光源ラ
ンプよりの発光スペクトルにおける所定波長領域の透過
率を制御するフィルターが配置されているため、目的と
する混光、例えばメタルハライドランプによる輝線がカ
ットされて刺激的な光のない自然太陽光に類似した波長
特性を有する人工太陽光が得られる。

【００２９】請求項５に記載の発明によれば、第１の光
源ランプおよび第２の光源ランプのうち少なくとも一方
の光源ランプの前方に、ランプ破裂防護板が設けられて
いるため、当該光源ランプが万一破裂したときには、そ
の破片が前方に飛散することを防止することができる。

【００３０】請求項６に記載の発明によれば、第１の光
源ランプおよび第２の光源ランプの一方または両方の光
源ランプを調光する調光機能を有する点灯装置が設けら
れているため、当該光源ランプを調光することにより、
所要の混光例えば季節や時間帯に応じた太陽光を再現す
ることが可能である。

【００３１】請求項７に記載の発明によれば、第１の光
源ランプがメタルハライドランプであり、また、第１の
ミラーは、熱線透過性を有するコールドミラーにより構
成されているため、メタルハライドランプが加熱される
ことが抑制され、その結果、当該メタルハライドランプ
に長い使用寿命が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の混光照明装置を人工太陽光照明装置と
して実施した場合の一例における構成を一部を破断して
示す説明用平面図である。

【図２】図１に示す混光照明装置において、第１の光源
ランプおよび第２の光源ランプから放射される光の波長
特性を示す曲線図である。

【図３】図１に示す混光照明装置により得られる人工太
陽光および自然太陽光の波長特性を示す曲線図である。

【図４】図１に示す混光照明装置における第１の光源ラ
ンプの光と第２の光源ランプの光との重畳状態を示す説
明図である。

【図５】本発明の混光照明装置を人工太陽光照明装置と
して実施した場合の他の例における構成を一部を破断し
て示す説明用平面図である。

【図６】波長特性の異なる２つのランプからの光を重畳
して人工太陽光を照射する従来の混光照明装置の概略図
である。

【符号の説明】 １ 灯具 ２ 光拡散フィルター １０ 第１の光源装置 １１ 第１の光源ランプ １２ 第１のミラー １３ ランプ受容部 ２０ 第１の光源装置 ２１ 第１の光源ランプ ２２ 第２のミラー ２３ ランプ受容部 ２４ 透光用貫通孔 ２５ 波長制御フィルター ３０ ランプ破裂防護部材 ４０ 第１の光源装置 ４１ 第１の光源ランプ ４２ 第１のミラー ４３ ランプ受容部 ４５ 波長制御フィルター ５０ 第１の光源装置 ５１ 第１の光源ランプ ５２ 第２のミラー ５３ 透光用貫通孔 ９０ 灯具 ９１，９５ 光源装置 ９１，９６ 光源ランプ ９２，９７ ミラー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の光源ランプおよびこの第１の光源
   ランプからの光を光軸に沿って反射する第１のミラーよ
   りなる第１の光源装置と、 発光部が前記第１の光源装置における第１の光源ランプ
   の前方において当該第１の光源装置の光軸上に位置する
   よう配置された第２の光源ランプ、およびこの第２の光
   源ランプからの光を前記光軸に沿って反射する第２のミ
   ラーよりなる第２の光源装置とを具えてなることを特徴
   とする混光照明装置。
2. 【請求項２】 第１の光源ランプおよび第２の光源ラン
   プの一方がメタルハライドランプであり、他方がハロゲ
   ン白熱ランプであることを特徴とする請求項１に記載の
   混光照明装置。
3. 【請求項３】 メタルハライドランプよりなる光源ラン
   プは、その放電路が光軸に対して垂直な水平方向となる
   よう配設されていることを特徴とする請求項２に記載の
   混光照明装置。
4. 【請求項４】 第１の光源ランプまたは第２の光源ラン
   プの前方に、当該光源ランプよりの発光スペクトルにお
   ける所定波長領域の透過率を制御するフィルターが配置
   されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
   ずれか一に記載の混光照明装置。
5. 【請求項５】 第１の光源ランプおよび第２の光源ラン
   プのうち少なくとも一方の光源ランプの前方に、ランプ
   破裂防護部材が設けられていることを特徴とする請求項
   １乃至請求項４のいずれか一に記載の混光照明装置。
6. 【請求項６】 第１の光源ランプおよび第２の光源ラン
   プの一方または両方の光源ランプを調光する調光機能を
   有する点灯装置が設けられていることを特徴とする請求
   項１乃至請求項５のいずれか一に記載の混光照明装置。
7. 【請求項７】 第１の光源ランプがメタルハライドラン
   プであり、第１のミラーがコールドミラーであることを
   特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の
   混光照明装置。