(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-04-10
(45)【発行日】2025-04-18
(54)【発明の名称】照明器具
(51)【国際特許分類】
H05B 47/16 20200101AFI20250411BHJP
F21S 8/02 20060101ALI20250411BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20250411BHJP
F21V 23/00 20150101ALI20250411BHJP
H05B 45/10 20200101ALI20250411BHJP
H05B 45/20 20200101ALI20250411BHJP
H05B 47/105 20200101ALI20250411BHJP
H05B 47/155 20200101ALI20250411BHJP
H05B 45/325 20200101ALI20250411BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20250411BHJP
F21Y 105/00 20160101ALN20250411BHJP
F21Y 113/13 20160101ALN20250411BHJP
【FI】
H05B47/16
F21S8/02 410
F21S2/00 439
F21V23/00 140
H05B45/10
H05B45/20
H05B47/105
H05B47/155
H05B45/325
F21Y115:10
F21Y105:00
F21Y113:13
(21)【出願番号】P 2021094050
(22)【出願日】2021-06-04
【審査請求日】2024-05-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】390014546
【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001461
【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】末留 克徳
(72)【発明者】
【氏名】前沢 湧哉
【審査官】塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】特表2016-536744(JP,A)
【文献】特開2021-026798(JP,A)
【文献】特開2001-176679(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2018/0259140(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21K 9/00- 9/90
F21S 2/00-45/70
F21V 8/00
F21V 23/00-99/00
H05B 39/00-39/10
H05B 45/00-45/59
H05B 47/00-47/29
F21Y 115/10
F21Y 105/00
F21Y 113/13
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光色が異なる複数の光源を有する青色光モジュールと、
前記青色光モジュールの光を拡散して面発光する導光板と、
前記導光板の周囲に配置される複数の発光部を有する白色光モジュールと、
前記白色光モジュールの光を出射する拡散カバーと、
前記白色光モジュール
の複数の前記発光部の点灯状態を
時刻に応じて制御する制御装置と、を備え、
複数の前記発光部は、前記導光板を挟むように配置された第3発光部及び第4発光部を有し、
前記第3発光部と前記第4発光部は、少なくとも暖色系の第2光源を有し、
前記制御装置は、前記時刻が日の出、朝、夕方または日の入の時間帯の場合、前記第3発光部または前記第4発光部の何れか一方における前記第2光源を消灯または減光し、前記第3発光部または前記第4発光部の何れか他方における前記第2光源を前記一方における前記第2光源よりも明るく点灯する照明器具。
【請求項2】
複数の前記発光部は、矩形状に配置された第1発光部と、第2発光部と、
前記第3発光部と、
前記第4発光部とからなり、
前記第1発光部と前記第2発光部は対向して配置され、前記第3発光部と前記第4発光部は対向して配置されており、
前記制御装置は、
前記第3発光部を点灯する場合は、前記第4発光部を消灯または減光し、
前記第4発光部を点灯する場合は、前記第3発光部を消灯または減光する請求項1に記載の照明器具。
【請求項3】
前記制御装置は、
前記第1発光部と前記第2発光部とに対し同じ制御を行う請求項2に記載の照明器具。
【請求項4】
複数の前記発光部は、それぞれ寒色系の第1光源と、暖色系の
前記第2光源とを有し、
前記制御装置は、
前記時刻が日の出、朝、夕方または日の入の時間帯の場合、
前記第1発光部および前記第2発光部の前記第2光源を点灯し、
前記第1発光部および前記第2発光部の前記第1光源を消灯または減光し、
前記時刻が昼の時間帯の場合、
前記第1発光部および前記第2発光部の前記第1光源を点灯し、
前記第1発光部および前記第2発光部の前記第2光源を消灯または減光する請求項
2又は3に記載の照明器具。
【請求項5】
前記制御装置は、
複数の前記発光部の調光率を前記時刻に応じて連続して変化させる請求項1~4の何れか一項に記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、複数の光源を備える照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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光拡散板に映し出す構成となっている。ここで、空からの光は、窓から建物に差し込む際に、窓の周囲の窓枠などを照らす。そのため、実際の窓を見た際には、窓に映し出された空が見えるだけでなく、窓の周囲に空から照らされた日向の光が見える。しかしながら、特許文献1に記載の照明器具では、拡散板上に空を映し出すことはできるものの、窓越しに見える実際の空の様子を充分に再現できていない。
【0005】
本開示は、上述のような課題を解決するものであり、窓越しに見える空の再現度を向上させることができる照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る照明器具は、発光色が異なる複数の光源を有する青色光モジュールと、青色光モジュールの光を拡散して面発光する導光板と、導光板の周囲に配置される複数の発光部を有する白色光モジュールと、白色光モジュールの光を出射する拡散カバーと、白色光モジュールの複数の発光部の点灯状態を時刻に応じて制御する制御装置と、を備え、複数の発光部は、導光板を挟むように配置された第3発光部及び第4発光部を有し、第3発光部と第4発光部は、少なくとも暖色系の第2光源を有し、制御装置は、時刻が日の出、朝、夕方または日の入の時間帯の場合、第3発光部または第4発光部の何れか一方における第2光源を消灯または減光し、第3発光部または第4発光部の何れか他方における第2光源を一方における第2光源よりも明るく点灯するものである。
【発明の効果】
【0007】
本開示に係る照明器具によれば、導光板の周囲に配置される複数の発光部を時刻に応じて制御することで、窓の周囲の日向の光を再現でき、窓越しに見える空の再現度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】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。
【
図2】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。
【
図3】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。
【
図4】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。
【
図5】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。
【
図6】実施の形態1に係る青色光モジュールの概略構成を示す図である。
【
図7】実施の形態1に係る照明器具の制御ブロック図である。
【
図8】実施の形態1に係る青色光モジュールの光量を示すグラフである。
【
図9】実施の形態1に係る青色光モジュールの調光制御を説明するグラフである。
【
図10】実施の形態1に係る照明器具の設置例を示す図である。
【
図11】実施の形態1に係る白色光モジュールの時間帯ごとの点灯モードを示す図である。
【
図12】実施の形態2に係る白色光モジュールの第1発光部および第2発光部の調光制御を示す図である。
【
図13】実施の形態2に係る白色光モジュールの第3発光部の調光制御を示す図である。
【
図14】実施の形態2に係る白色光モジュールの第4発光部の調光制御を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。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。
【0010】
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、光を照射する拡散カバー13および導光板17を備える。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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、白色光モジュール14と、保持部15とを備える。
【0018】
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。
【0019】
保持部15は、平面視で長方形の枠形に形成されている。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、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。
【0020】
白色光モジュール14は、第1発光部140-1と、第2発光部140-2と、第3発光部140-3と、第4発光部140-4とを備える。第1発光部140-1、第2発光部140-2、第3発光部140-3、および第4発光部140-4は、長方形の四辺を形成するように配置される。第1発光部140-1が第2発光部140-2と対向して配置され、第3発光部140-3が第4発光部140-4とが対向して配置される。第1発光部140-1と第3発光部140-3とのなす角度、および第1発光部140-1と第4発光部140-4とのなす角度は90°である。また、第2発光部140-2と第3発光部140-3とのなす角度、および第2発光部140-2と第4発光部140-4とのなす角度は90°である。なお、以下の説明において、第1発光部140-1、第2発光部140-2、第3発光部140-3、および第4発光部140-4をまとめて「発光部140」と称することがある。
【0021】
第1発光部140-1、第2発光部140-2、第3発光部140-3、および第4発光部140-4は、それぞれ複数の第1光源141と、複数の第2光源142と、複数の第1光源141および複数の第2光源142が実装される基板143とを備える。第1発光部140-1~第4発光部140-4における第1光源141および第2光源142の数は同じであってもよいし、第1発光部140-1~第4発光部140-4の基板143の大きさ等に応じて異なってもよい。第1光源141および第2光源142は、互いに色温度の異なる白色LEDである。白色光モジュール14は、第1発光部140-1~第4発光部140-4が配置される四方向のうちの任意の方向から白色光を出射することができる。
【0022】
第1光源141は、例えば色温度が4000~5000(K)の寒色系の白色LEDである。第2光源142は、例えば色温度が2600~3000(K)の暖色系の白色LEDである。白色光モジュール14の第1光源141および第2光源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、第1光源141および第2光源142は、基板143上に2個ずつ交互に配置される。なお、基板143上における第1光源141および第2光源142の配置はこれに限定されるものではなく、第1光源141および第2光源142が1個ずつ交互に配置されてもよいし、3個以上ずつ交互に配置されてもよい。
【0023】
なお、第1光源141および第2光源142は、LED以外の発光素子または発光装置であってもよい。また、白色光モジュール14の第1発光部140-1~第4発光部140-4は、1種類のみの光源を備えてもよいし、3種類以上の光源を備えてもよい。白色光モジュール14の第1発光部140-1~第4発光部140-4は、保持部15の内側の側面にそれぞれ配置され、保持部15によって保持される。白色光モジュール14の調光制御については、後ほど詳述する。
【0024】
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、後述する青色光モジュール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、白色光モジュール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。
【0025】
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。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。
【0026】
拡散カバー13は、白色光モジュール14の内側に配置される。すなわち、拡散カバー13の4つの側面の背面側に、白色光モジュール14の4つの発光部140がそれぞれ配置される。拡散カバー13の4つの側面のうち、白色光モジュール14の第1発光部140-1の前方に配置される側面を発光面130-1とし、第2発光部140-2の前方に配置される側面を発光面130-2とする。また、拡散カバー13の4つの側面のうち、白色光モジュール14の第3発光部140-3の前方に配置される側面を発光面130-3とし、第4発光部140-4の前方に配置される側面を発光面130-4とする。なお、以下の説明において、発光面130-1、発光面130-2、発光面130-3、および発光面130-4をまとめて「発光面130」と称することがある。白色光モジュール14の発光部140から出射された白色光は、拡散カバー13の発光面130の背面から入射し、発光面130を透過して、発光面130の前面から出射される。拡散カバー13の側面のそれぞれが傾斜しているため、発光面130の前面から出射される白色光は、斜め下方向を照射する。
【0027】
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。
【0028】
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、青色光モジュール18と、上ガイドプレート19と、絶縁部23と、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ユニット30をさらに備える。
【0029】
下ガイドプレート16は、
図3に示した保持部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。
【0030】
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。
【0031】
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、青色光モジュール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。
【0032】
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。
【0033】
青色光モジュール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。青色光モジュール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光源とを備える。基板180の上部には、複数の貫通穴18-1が設けられている。青色光モジュール18の構成および調光制御については、後ほど詳述する。
【0034】
青色光モジュール18は、固定部材25により保持部24に取り付けられる。固定部材25の青色光モジュール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、青色光モジュール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が保持部24にねじ止めされる。
【0035】
保持部24は、断面がL字状の板金で形成されている。保持部24は、青色光モジュール18の基板180を保持するだけでなく、青色光モジュール18からの熱を外部に放出する放熱板としても機能する。保持部24は、
図3に示した保持部15の上面に取り付けられる。また、青色光モジュール18は、絶縁部23を介して、保持部24に取り付けられる。なお、青色光モジュール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。
【0036】
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、電源ユニット30が載置される。電源ユニット30には、後述するスイッチ31、入力フィルタ32、PFC回路33、第1駆動部71~第9駆動部79、および制御装置4などが収容される(
図7)。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、電源ユニット30内の各部が、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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
白色光モジュール14は、保持部15に保持され、拡散カバー13の背面に配置される。白色光モジュール14の発光部140は、導光板17の周囲に矩形状に配置されている。また、青色光モジュール18は、保持部15の上面に固定された保持部24に保持され、空隙を介して導光板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。
【0040】
白色光モジュール14から出射した白色光は、拡散カバー13の背面から入射され、拡散カバー13の各発光面130の前面から出射される。拡散カバー13の発光面130は傾斜しているため、発光面130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、青色光モジュール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。
【0041】
次に、本実施の形態における青色光モジュール18の構成について説明する。
図6は、実施の形態1に係る青色光モジュール18の概略構成を示す図である。
図6では、青色光モジュール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、青色光モジュール18の基板180には、それぞれ色温度が異なる複数の第3光源181、複数の第4光源182、および複数の第5光源183が配置されている。
【0042】
第3光源181は、例えば色温度が5000(K)であり、順電圧が6Vの白色LEDである。第4光源182は、例えばドミナント波長が440~480nmであり、順電圧が3Vの青色LEDである。第5光源183は、例えばドミナント波長が510~570nmであり、順電圧が3Vの緑色LEDである。第3光源181は、第4光源182および第5光源183よりも順電圧が高く、同じ電流が流れた場合に、第4光源182および第5光源183よりも明るく発光する。すなわち、青色光モジュール18における、各光源の出力バランスは、第3光源181>第4光源182>第5光源183となる。
【0043】
本実施の形態では、発光色が異なる第3光源181、第4光源182、および第5光源183の発光を混ぜ合わせることで、導光板17から意図した光色の照明を得ることができる。本実施の形態の例では、導光板17から、空の色、特に青空の色の光が照射される。なお、以下の説明において、第1光源141~第5光源183をまとめて「光源」と称することがある。
【0044】
なお、基板180における第3光源181、第4光源182、および第5光源183の配置は、
図6の例に限定されるものではない。例えば、第3光源181と、第4光源182と、第5光源183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からの光と拡散カバー13からの光とを近接させて出射することができる。また、第3光源181、第4光源182、および第5光源183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、第3光源181、第4光源182、および第5光源183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、青色光モジュール18におけるLEDの総数に対する第3光源181、第4光源182、および第5光源183の数の比は、2:2:1とすることが望ましい。
【0045】
青色光モジュール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。青色光モジュール18の基板180は、第3光源181、第4光源182、および第5光源183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、青色光モジュール18を保持部24に固定させると、青色光モジュール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。
【0046】
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、青色光モジュール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。
【0047】
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。照明器具1は、商用電源に接続されるスイッチ31と、入力フィルタ32と、PFC(Power Factor Correction)回路33と、制御装置4とを備える。また、照明器具1は、PFC回路33および制御装置4に接続される、第1駆動部71と、第2駆動部72と、第3駆動部73と、第4駆動部74と、第5駆動部75と、第6駆動部76と、第7駆動部77と、第8駆動部78と、第9駆動部79と、を備える。
【0048】
スイッチ31は、照明器具1の電源をON/OFFするものである。入力フィルタ32は、スイッチ31を介して商用電源の陽極および負極に接続されている。PFC回路33は、入力フィルタ32の陽極および負極に接続されている。第1駆動部71~第9駆動部79は、PFC回路33の陽極および負極に接続されている。
【0049】
制御装置4は、照明器具1の点灯制御を行うものであり、その機能を実現するFPGA(Field-Programmable Gate Array)などの回路デバイス、もしくはマイコンまたはCPUなどの演算装置およびメモリと、その上で実行されるソフトウェアとにより構成される。制御装置4は、第1駆動部71~第9駆動部79に調光信号(PWM信号またはUART信号等)を送信し、第1駆動部71~第9駆動部79の出力電流を制御することで各光源の調光率を制御する。
【0050】
第1駆動部71は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第1発光部140-1および第2発光部140-2の第1光源141に供給する。第2駆動部72は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第1発光部140-1および第2発光部140-2の第2光源142に供給する。
【0051】
第3駆動部73は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第3発光部140-3の第1光源141に供給する。第4駆動部74は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第3発光部140-3の第2光源142に供給する。
【0052】
第5駆動部75は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第4発光部140-4の第1光源141に供給する。第6駆動部76は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第4発光部140-4の第2光源142に供給する。
【0053】
第7駆動部77は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第3光源181に供給する。第8駆動部78は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第4光源182に供給する。第9駆動部79は、電源から入力フィルタ32およびPFC回路33を通じて供給される電流を、制御装置4から送信される調光信号に応じて変換し、第5光源183に供給する。
【0054】
制御装置4は、タイマー(不図示)を有し、時刻に応じて第1駆動部71~第9駆動部79を制御し、白色光モジュール14および青色光モジュール18の発光を制御する。まず、制御装置4による青色光モジュール18の制御について説明する。
【0055】
図8は、実施の形態1に係る青色光モジュール18の光量を示すグラフである。
図8の横軸は時刻を示し、縦軸は青色光モジュール18の光量を示す。本実施の形態の青色光モジュール18は、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、例えば8時から16時(昼)の光量は100%とされ、6時から8時(日の出および朝)ならびに16時から18時(夕方および日の入)の光量は50%とされ、18時から6時(夜)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、青色光モジュール18の光量を100%とする昼の時間を長くしてもよい。また、季節に応じて、青色光モジュール18の光量だけでなく色度を変更してもよい。
【0056】
図9は、実施の形態1に係る青色光モジュール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7駆動部77および第8駆動部78に入力される調光信号のデューティ比を示し、破線は第9駆動部79に入力される調光信号のデューティ比を示す。
図9に示すように、制御装置4は、第7駆動部77~第9駆動部79に入力される昼(8時から16時)の調光信号のデューティ比を1とする。
【0057】
そして、夕方(例えば16時)になると、制御装置4は、第7駆動部77および第8駆動部78への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、制御装置4は、第9駆動部79への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、まず第5光源183から発せられる緑色光の光量が20%まで低下し、その後、第3光源181と第4光源182から発せられる白色光および青色光の光量が20%まで低下する。
【0058】
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、制御装置4は、第7駆動部77および第8駆動部78への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。そして、所定の時間が経過した後(例えば6時)、制御装置4は、第9駆動部79への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。
【0059】
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光の光量が低下し、その後白色光と青色光の光量が低下することで、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。
【0060】
次に、制御装置4による白色光モジュール14の制御について説明する。
図10は、実施の形態1に係る照明器具1の設置例を示す図である。
図10は、天井Cに設置された照明器具1を下から見た平面図である。説明のため、白色光モジュール14の第1発光部140-1~第4発光部140-4を破線で示している。
図10に示すように、照明器具1は、白色光モジュール14の第1発光部140-1が北、第2発光部140-2が南、第3発光部140-3が東、第4発光部140-4が西に位置するよう設置される。以下では、照明器具1が
図10に示すように設置された場合における白色光モジュール14の制御について説明する。
【0061】
図11は、実施の形態1に係る白色光モジュール14の時間帯ごとの点灯モードを示す図である。なお、本実施の形態において、制御装置4は、第1発光部140-1および第2発光部140-2に対して同じ制御を行うものとする。すなわち、第1発光部140-1および第2発光部140-2における第1光源141の点灯モードは同じであり、第1発光部140-1および第2発光部140-2における第2光源142の点灯モードは同じである。
図11に示すように、制御装置4は、日の出の時間帯(例えば6時から7時)は、第1発光部140-1、第2発光部140-2、および第3発光部140-3の第2光源142を点灯させ、その他の光源を消灯させる。また、制御装置4は、日の出の時間帯における第1発光部140-1、第2発光部140-2、および第3発光部140-3の第2光源142の光量を予め設定された光量(例えば60%)とする。これにより、拡散カバー13の北に位置する発光面130-1、南に位置する発光面130-2、および東に位置する発光面130-3の三方向から暖色の白色光が照射される。その結果、東から照射される日の出の日の光を再現することができる。
【0062】
制御装置4は、朝の時間帯(例えば7時から8時)は、第1発光部140-1、第2発光部140-2、および第3発光部140-3の第2光源142を点灯させ、その他の光源を消灯させる。また、制御装置4は、朝の時間帯における第1発光部140-1、第2発光部140-2、および第3発光部140-3の第2光源142の光量を、日の出の時間帯よりも大きい光量(例えば100%)とする。これにより、拡散カバー13の北に位置する発光面130-1、南に位置する発光面130-2、および東に位置する発光面130-3の三方向から、日の出の時間帯よりも明るい暖色の白色光が照射される。その結果、東から照射される朝の日の光を再現することができる。
【0063】
制御装置4は、昼の時間帯(例えば8時から16時)には、第1発光部140-1~第4発光部140-4の第1光源141を点灯させ、第1発光部140-1~第4発光部140-4の第2光源142を消灯させる。また、制御装置4は、昼の時間帯における第1発光部140-1~第4発光部140-4の第1光源141の光量を予め設定された光量(例えば100%)とする。これにより、東西南北に位置する各発光面130から寒色の明るい白色光が照射される。その結果、真上より降り注ぐ昼の日の光を再現することができる。
【0064】
制御装置4は、夕方の時間帯(例えば16時から17時)には、第1発光部140-1、第2発光部140-2、および第4発光部140-4の第2光源142を点灯させ、その他の光源を消灯させる。また、制御装置4は、夕方の時間帯における第1発光部140-1、第2発光部140-2、および第4発光部140-4の第2光源142の光量を予め設定された光量(例えば100%)とする。これにより、拡散カバー13の北に位置する発光面130-1、南に位置する発光面130-2、および西に位置する発光面130-4の三方向から暖色の白色光が照射される。その結果、西から照射される夕方の日の光を再現することができる。
【0065】
制御装置4は、日の入の時間帯(例えば17時から18時)には、第1発光部140-1、第2発光部140-2、および第4発光部140-4の第2光源142を点灯させ、その他の光源を消灯させる。また、制御装置4は、日の入の時間帯における第1発光部140-1、第2発光部140-2、および第4発光部140-4の第2光源142の光量を、夕方の時間帯よりも小さい光量(例えば60%)とする。これにより、拡散カバー13の北に位置する発光面130-1、南に位置する発光面130-2、および西に位置する発光面130-4の3方向から、夕方の時間帯よりも暗い暖色の白色光が照射される。その結果、西から照射される日の入の日の光を再現することができる。
【0066】
制御装置4は、夜の時間帯(例えば18時から6時)については、照明として最低限の明るさを担保できるよう、第1発光部140-1および第2発光部140-2の第2光源142のみ点灯させる。また、制御装置4は、夜の時間帯における第1発光部140-1および第2発光部140-2の第2光源142の光量を、日の入の時間帯よりも小さい光量(例えば10%)とする。
【0067】
なお、上述の時間帯、光量、および点灯モードは、単なる一例であって適宜変更してよい。例えば、
図11において「消灯」となっている光源について、「消灯」ではなく「点灯」となっている光源よりも光量が小さくなるよう減光としてもよい。また、季節に応じて各時間帯の光量を変更してもよい。例えば、季節が夏の場合は、日の入、朝、夕方および日の出の時刻を変更し、冬の場合に比べて昼の時間帯を長くしてもよい。また、季節に応じて、白色光モジュール14の光量だけでなく色度を変更してもよい。
【0068】
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から空の色を再現する青色光が出射されるとともに、導光板17を囲む拡散カバー13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、青色光モジュール18から自然光と同等に色度が変化する青色光を出射することができ、空の色の再現度を向上させることができる。さらに、時刻に応じて、拡散カバー13から出射される白色光の方向、光量および色温度を変化させることで、自然に移ろう日向の光を再現することができ、窓越しに見える空の再現度を向上させることができる。
【0069】
実施の形態2.
実施の形態2について説明する。実施の形態2では、照明器具1における白色光モジュール14の制御において、実施の形態1と相違する。照明器具1の構成は、実施の形態1と同じである。実施の形態2では、白色光モジュール14の各光源の光量を連続して変化させる点において実施の形態1と相違する。
【0070】
図12は、実施の形態2に係る白色光モジュール14の第1発光部140-1および第2発光部140-2の調光制御を示す図である。
図12の縦軸は調光率を示し、横軸は時間帯を示す。また、
図12の実線は第1発光部140-1および第2発光部140-2の第1光源141の調光率を示し、破線は第1発光部140-1および第2発光部140-2の第2光源142の調光率を示す。実施の形態1と同様に、第1発光部140-1および第2発光部140-2において、第1光源141の点灯モードは同じである。また、第1発光部140-1および第2発光部140-2において、第2光源142の点灯モードは同じである。
【0071】
図12を参照して、第1発光部140-1および第2発光部140-2の第1光源141および第2光源142の制御について説明する。制御装置4は、夜から日の出の時間帯において、第1発光部140-1および第2発光部140-2の第2光源142を予め設定された一定の調光率(例えば10%)で点灯させる。そして、制御装置4は、日の出の時刻になると、第2光源142の調光率を連続的に徐々に増加させ、朝の時刻に第2光源142の調光率を100%とする。その後、制御装置4は、第2光源142の調光率を減少させ、朝よりも後であって正午よりも前の時刻t1に第2光源142を消灯させる。そして、制御装置4は、正午よりも後であって夕方よりも前の時刻t2において第2光源142を再び点灯させ、その後、調光率を連続的に徐々に増加させ、夕方の時刻に第2光源142の調光率を100%とする。制御装置4は、夕方の時刻が過ぎると、第2光源142の調光率を連続的に徐々に減少させ、日の入の時刻に第2光源142の調光率を予め設定した一定の調光率(例えば10%)とする。
【0072】
また、制御装置4は、夕方から朝の時刻まで、第1発光部140-1および第2発光部140-2の第1光源141を消灯させる。そして、制御装置4は、朝の時刻になると、第1光源141を点灯させ、その後、第1光源141の調光率を連続的に徐々に増加させ、正午の時刻に第1光源141の調光率を100%とする。その後、制御装置4は、第1光源141の調光率を減少させ、夕方の時刻に第1光源141を消灯させる。
【0073】
図13は、実施の形態2に係る白色光モジュール14の第3発光部140-3の調光制御を示す図である。
図13の縦軸は調光率を示し、横軸は時間帯を示す。また、
図13の実線は第3発光部140-3の第1光源141の調光率を示し、破線は第3発光部140-3の第2光源142の調光率を示す。
【0074】
図13を参照して、第3発光部140-3の第1光源141および第2光源142の制御について説明する。制御装置4は、日の出の時刻になると、第3発光部140-3の第2光源142を点灯させる。その後、制御装置4は、第2光源142の調光率を連続的に徐々に増加させ、朝の時刻に第2光源142の調光率を100%とする。その後、制御装置4は、第2光源142の調光率を減少させ、正午よりも前の時刻t1に第2光源142を消灯させる。
【0075】
また、制御装置4は、朝の時刻になると、第3発光部140-3の第1光源141を点灯させる。その後、制御装置4は、第1光源141の調光率を連続的に徐々に増加させ、正午の時刻に第1光源141の調光率を100%とする。その後、制御装置4は、第1光源141の調光率を減少させ、正午よりも後であって夕方よりも前の時刻t2に第1光源141を消灯させる。
【0076】
図14は、実施の形態2に係る白色光モジュール14の第4発光部140-4の調光制御を示す図である。
図14の縦軸は調光率を示し、横軸は時間帯を示す。また、
図14の実線は第4発光部140-4の第1光源141の調光率を示し、破線は第4発光部140-4の第2光源142の調光率を示す。
【0077】
図14を参照して、第4発光部140-4の第1光源141および第2光源142の制御について説明する。制御装置4は、朝よりも後であって正午よりも前の時刻t1になると、第4発光部140-4の第1光源141を点灯させる。その後、制御装置4は、第1光源141の調光率を連続的に徐々に増加させ、正午の時刻に第1光源141の調光率を100%とする。その後、制御装置4は、第1光源141の調光率を減少させ、夕方の時刻に第1光源141を消灯させる。
【0078】
また、制御装置4は、正午よりも後であって夕方よりも前の時刻t2になると、第4発光部140-4の第2光源142を点灯させる。その後、制御装置4は、第2光源142の調光率を連続的に徐々に増加させ、夕方の時刻に第2光源142の調光率を100%とする。その後、制御装置4は、第2光源142の調光率を減少させ、日の入の時刻に第2光源142を消灯させる。
【0079】
上述のように第1発光部140-1~第4発光部140-4を制御することで、日の出および朝には東から照射される日の光、昼には真上より降り注ぐ日の光、夕方および日の入には西から照射される日の光を再現することができる。また、第1発光部140-1~第4発光部140-4の各光源の調光率を連続して変化させることで、時間の経過に応じて移ろう自然の日向の光を再現でき、窓越しに見える空の再現度をさらに向上させることができる。
【0080】
本開示の照明器具1は、上述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1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。例えば、上述の実施の形態では、青色光モジュール18は、発光色が異なる3種類の光源を有する構成としたが、これに限定されるものではなく、発光色が異なる複数の光源を有するものであればよい。また、拡散カバー13および導光板17から照射される光は白色および青色に限定されるものではなく、各光源は任意の発光色の光源とすることができる。
【0081】
さらに、上述の実施の形態では、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。その場合に、制御装置4は、日の入および朝には、東に配置される発光部140および上に配置される発光部140の第2光源142を点灯させ、西に配置される発光部140を消灯または減光させる。また、制御装置4は、昼には、東に配置される発光部140、上に配置される発光部140、および西に配置される発光部140の第1光源141を点灯させる。また、制御装置4は、夕方および日の入には、西に配置される発光部140および上に配置される発光部140の第2光源142を点灯させ、東に配置される発光部140を消灯または減光させる。なお、制御装置4は、各発光部140が配置される方角によらず、各発光部140を時間帯に応じて制御してもよい。
【0082】
また、上述の実施の形態では、照明器具1の形状を長方形の窓に見立て、導光板17および拡散カバー13の形状を長方形としたが、これに限定されるものではない。導光板17および拡散カバー13の形状は、長方形以外の矩形であってもよいし、円形または台形などの非矩形であってもよい。この場合も、複数の発光部140は導光板17の周囲に配置されていればよく、発光部140の形状および数は上述の実施の形態の例に限定されない。
【符号の説明】
【0083】
1 照明器具、4 制御装置、10 光源ユニット、11 フランジ部、12 Vばね、13 拡散カバー、14 白色光モジュール、15 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 青色光モジュール、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 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、30 電源ユニット、31 スイッチ、32 入力フィルタ、33 PFC回路、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、71 第1駆動部、72 第2駆動部、73 第3駆動部、74 第4駆動部、75 第5駆動部、76 第6駆動部、77 第7駆動部、78 第8駆動部、79 第9駆動部、130-1、130-2、130-3、130-4 発光面、140-1 第1発光部、140-2 第2発光部、140-3 第3発光部、140-4 第4発光部、141 第1光源、142 第2光源、143 基板、180 基板、181 第3光源、182 第4光源、183 第5光源、B 吊り下げボルト、C 天井、H 埋め込み穴。