以下に説明する実施形態に係る照明装置100は、光源22aと点灯制御部91とを具備する。光源22aは、複数の第1発光素子94−1〜94−nと、第1発光素子94−1〜94−nとは出力する光の色温度が異なる複数の第2発光素子95−1〜95−nとを有する。点灯制御部91は、光源22aからの出力光が予め定められた色温度と光束との関係を有する第1モードと、第1モードの領域m1とは不連続の領域m2を有する第2モードとに応じて第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nの点灯を制御する。
また、以下に説明する実施形態に係る点灯制御部91は、第2モードにおける出力光の光束が第1モードにおける出力光の最高光束よりも高くなるように制御する。
また、以下に説明する実施形態に係る第2発光素子95−1〜95−nの色温度は、第1発光素子の色温度よりも低く、第2発光素子95−1〜95−nからの出力は、第2モードの方が第1モードよりも高い。
また、以下に説明する実施形態に係る第2モードにおける出力光は、色温度および光束の組み合わせが可変である。
また、以下に説明する実施形態に係る点灯制御部91は、第1モードから第2モードに移行したときの出力光が、第2モードにおける最高色温度および最高光束を有するように制御する。
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明する。各図においてリード線等による配線接続関係は省略して示している場合がある。なお、以下に示す実施形態は、本発明が開示する技術を限定するものではない。また、実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[実施形態]
図1は、実施形態に係る照明装置を示す斜視図、図2は、実施形態に係る照明装置を示す分解斜視図、図3は、実施形態に係る照明装置においてカバー部材及び点灯装置カバーを取り外して下方から見て示す概略の平面図である。実施形態に係る照明装置は、取付面に設置された配線器具としての引掛けシーリングボディに取り付けられて使用される一般住宅用のものであり、基板に実装された複数の発光素子を有する光源部から放射される光によって室内の照明を行うものである。
図1〜図3において、照明装置は、本体1と、光源部2と、拡散部材3と、点灯装置4と、点灯装置カバー5と、取付部6と、カバー部材7とを備えている。また、取付面としての天井面Cに設置された引掛けシーリングボディ(図示せず)に電気的かつ機械的に接続されるアダプタAを備えている。このような照明装置は、丸形の円形状の外観に形成され、前面側を光の照射面とし、背面側を天井面Cへの取付面としている。
本体1は、冷間圧延鋼板等の金属材料の平板から円形状に形成されたシャーシであり、略中央部に、取付部6を配設するための円形状の開口が形成されている。また、光源部2が取り付けられる内面側の平坦部12の外周側には、背面側へ向かう段差部13が形成されて樋状の凹部14が形成されている。さらに、本体1の背面側には、弾性部材(図示せず)が設けられている。
光源部2は、基板21と、この基板21に実装された光源22aとを備えている(図2においては光源22aの図示を省略している)。基板21は、所定の幅寸法を有した円弧状の4枚の基板21が繋ぎ合わされるように配設されて全体として略サークル状に形成されている。つまり、全体として略サークル状に形成された基板21は、4枚の分割された基板21から構成されている。これら複数の基板21は、実装面上のコネクタで接続されている。なお、基板21は、円形若しくは多角形の形状を有し、開口を有する1枚の基板であってもよい。
基板21は、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂(FR−4)の平板からなり、表面側には銅箔によって配線パターンが形成されている。また、配線パターンの上、つまり、基板21の表面には反射層として作用する白色のレジスト層が施されている。なお、基板21の材料は、絶縁材とする場合には、セラミックス材料又は合成樹脂材料を適用できる。さらに、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用できる。
光源22aは、複数の発光素子で構成される。発光素子は、LEDであり、表面実装型のLEDパッケージである。このLEDパッケージが複数個サークル状の基板21の周方向に沿って、複数列、本実施形態では、内周側及び外周側の2列に亘って実装されている。また、LEDパッケージには、発光色が昼白色の発光素子と電球色の発光素子とが用いられており、これらが交互に並べられていて、各列の隣接する発光素子は略等間隔を空けて配設されている。この昼白色と電球色の発光素子に流れる電流等を調整することにより調色が可能となっている。
なお、特定の基板21(図3中、右側)には、常夜灯用の補助光源22cが実装されている。この補助光源22cには、サークル状に実装された主光源(光源22a)における電球色の発光素子と同じLEDパッケージが用いられている。
なお、光源22aは、必ずしも複数列に実装する必要はない。例えば、周方向に沿って1列に実装するようにしてもよい。所望する出力に応じて光源22aの列数や個数を適宜設定することができる。
LEDパッケージは、概略的にはセラミックスや合成樹脂で形成された本体に配設されたLEDチップと、このLEDチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。LEDチップは、青色光を発光する青色のLEDチップである。透光性樹脂には、昼白色や電球色の光を出射できるようにするために蛍光体が混入されている。
なお、LEDは、LEDチップを直接基板21に実装するようにしてもよく、また、砲弾型のLEDを実装するようにしてもよく、実装方式や形式は、格別限定されるものではない。
拡散部材3は、レンズ部材であり、例えば、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の絶縁性を有する透明合成樹脂からなり、光源22aが有する複数の発光素子の配置に沿って略サークル状に一体的に形成されていて、光源22aを含めて基板21の実装面側の全面を覆うように配設されている。
また、拡散部材3は、略サークル状の内周側部分と外周側部分とに光源22aに対向して円周方向に2条の山形の突条部31が形成されている。この突条部31の内側には、U字状の溝(図示せず)が円周方向に沿って形成されている。したがって、U字状の溝は、光源22aの複数の発光素子と対向して配置されるようになっており、光源22aの複数の発光素子は、U字状の溝内に収められる状態となっている。
さらに、これら突条部31からは幅方向に延出する平坦部33が形成されており、これにより基板21の実装面側の全面が覆われるようになっている。
このように構成された拡散部材3によれば、光源22aが有する複数の発光素子から出射された光は、突条部31によって、主として円周上の内周方向及び外周方向に拡散されて放射される。すなわち、光源22aが有する複数の発光素子から出射された光は、光源22aが有する複数の発光素子が配置されたところのサークル状の中心を原点とする半径方向へ主として拡散して放射されるようになる。
拡散部材3は、光源22aと対向する断面と、補助光源22cと対向する断面とが異なる形状を有する。例えば、光源22aと対向する断面は、照射方向に突条の形状を有し、補助光源22cと対向する断面は、平坦若しくは光源22aと対向する断面よりも照射方向の盛り上がりが小さい突条の形状を有していてもよい。また、拡散部材3は、光源22aと対向する断面が平坦となり、補助光源22cと対向する断面が盛り上がりを有していてもよい。また、拡散部材3は、開口を有さず、本体の開口を含め基板21の前面を覆う一枚板状であってもよい。
上記のように構成された光源部2は、基板21が取付部6の周囲に位置して、光源22aの実装面が前面側、すなわち、下方の照射方向に向けられて配設されている。また、基板21の裏面側が本体1の内面側の平坦部12に密着するように面接触して取り付けられている。具体的には、基板21の前面側から拡散部材3が重ね合わされ、この拡散部材3を例えば、ねじ等の固定手段(図示せず)によって本体1に取り付けることにより、基板21は、本体1と拡散部材3との間に挟み込まれて押圧固定されるようになっている。つまり、1本のねじによって基板21と拡散部材3とが共締めされている。
したがって、基板21は、本体1と熱的に結合され、基板21からの熱が裏面側から本体1に伝導され放熱されるようになっている。なお、基板21と本体1との面接触は、基板21の裏面側の全面が本体1に接触する場合に限らない。部分的な面接触であってもよい。
点灯装置4は、回路基板41と、この回路基板41に実装された制御用IC、トランス、コンデンサ等の回路部品42とを備えている。回路基板41は、取付部6の周囲を囲むように略円弧状に形成されていて、アダプタA側が電気的に接続されて、アダプタAを介して商用交流電源に接続されている。したがって、点灯装置4は、この交流電源を受けて直流出力を生成し、リード線を介してその直流出力を光源22aの各発光素子に供給し、発光素子を点灯制御するようになっている。
このような点灯装置4は、取付部6と光源部2、すなわち、基板21との間に配設されている。
点灯装置カバー5は、冷間圧延鋼板等の金属材料によって略短円筒状に形成され、点灯装置4を覆うように本体1に取り付けられている。側壁51は、背面側に向かって拡開するように傾斜状をなしており、前面壁52には、取付部6と対応するように開口部53が形成されている。したがって、光源22aの各発光素子から出射される一部の光は、側壁51によって前面側に反射され有効に利用されるようになる。また、この開口部53の周縁には背面側へ凹となる円弧状のガイド凹部54が形成されている。
取付部6は、略円筒状に形成されたアダプタガイドであり、取付部6の中央部には、アダプタAが挿通し、係合する係合口(図示せず)が設けられている。取付部6は、本体1の中央部に形成された開口に対応して配設されている。取付部6の外周部には、この外周部から突出するように基台が形成されていて、この基台には赤外線リモコン信号受信部や照度センサ等の電気的補助部品62が配設されている。
なお、取付部6は、必ずしもアダプタガイド等と指称される部材である必要はない。例えば、本体1等に形成される開口であってもよく、要は、引掛けシーリングボディに対向し、アダプタAが係合される部材や部分を意味している。
カバー部材7は、アクリル樹脂等の透光性を有し、乳白色を呈する拡散性を備えた材料から略円形状に形成されており、中央部には不透光性の円形状の化粧カバー71が取り付けられている。また、この化粧カバー71には、電気的補助部品62と対向するように略三角形状の透光性を有する受光窓72が形成されている。さらに、カバー部材7の内面側の中央寄りには、内面方向に突出する突出ピン73が形成されている。
そして、カバー部材7は、光源部2を含めた本体1の前面側を覆うように本体1の外周縁部に着脱可能に取り付けられるようになっている。具体的には、カバー部材7を回動することによって、カバー部材7に設けられたカバー取付金具(図示せず)を本体1の外周縁部の凹部14に配設されたカバー受金具75に係合することにより取り付けられる。また、カバー部材7は、回動を規制する位置規制手段(図示せず)を有し、受光窓72の位置を電気的補助部品62と対向するように本体1に取り付けられる。
このようにカバー部材7が本体1に取り付けられた状態においては、カバー部材7の内面側は、点灯装置カバー5の前面壁52に面接触するようになる。したがって、点灯装置4等から発生する熱を点灯装置カバー5へ伝導し、さらにカバー部材7へ伝導させて放熱を促進することが可能となる。
アダプタAは、略円筒状をなし、天井面Cに設置された引掛けシーリングボディに、上面側に設けられた引掛刃によって電気的かつ機械的に接続されるものであり、周壁の両側には一対の係止部A1が、内蔵されたスプリングによって常時外周側へ突出するように設けられている。この係止部A1は下面側に設けられたレバーを操作することにより没入するようになっている。また、このアダプタAからは、点灯装置4へ接続する電源コードが導出されていて、点灯装置4とコネクタを介して接続されるようになっている。
照明装置の天井面Cへの取り付け状態において、点灯装置4に電力が供給されると、基板21を介して光源22aの各発光素子に通電され、この各発光素子が点灯する。各発光素子から出射された光は拡散部材3によって半径方向へ拡散されるとともに、前面側へ放射される。前面側へ放射された光は、カバー部材7を透過して外方へ照射される。
また、半径方向の内周側へ向かう一部の光は、点灯装置カバー5における傾斜状の側壁51によって前面側に反射され有効に利用されるようになる。
一方、光源22aの各発光素子から発生する熱は、基板21の裏面側が本体1に面接触しているため、本体1に効果的に伝導され、広い面積で放熱されるようになる。また、基板21の外周側近傍には、基板21の外周に沿って段差部13が形成されているため、この段差部13によって放熱面積を増大させることができ、本体1外周部での放熱効果を高めることが可能となる。加えて、この段差部13は、本体1の補強効果を奏することができるものとなっている。
また、点灯装置4は、取付部6と基板21との間に配設されているため、点灯装置4は、基板21から熱的影響を受けるのを軽減される。これは、基板21の熱は、本体1の外周方向に向かって伝導し、放熱される傾向にあることに起因するものである。
さらに、カバー部材7は、点灯装置カバー5に面接触するようになっているので、点灯装置4から発生する熱を点灯装置カバー5へ伝導し、さらにカバー部材7へ伝導させて放熱をさせることができる。
なお、実施形態に係る照明装置は、上記した構成に限られない。例えば、点灯装置4の前面に、点灯装置4を覆うように平坦な隔壁板を配置し、隔壁板の前面に基板21を配置し、基板21の前面に拡散部材3を配置し、拡散部材3を含む全体を覆うように、カバー部材7を配置してもよい。
図4は、実施形態に係る照明装置の構成の一例を模式的に示すブロック図である。実施形態に係る照明装置100は、複数の第1発光素子および複数の第2の発光素子を備え、第1発光素子および第2の発光素子の色温度をそれぞれの限界まで制御可能とする。
照明装置100は、制御部81、電源部82、点灯制御部91、複数の第1発光素子94−1〜94−nおよび複数の第2発光素子95−1〜95−nを有する。複数の第1発光素子94−1〜94−nおよび複数の第2発光素子95−1〜95−nは、光源部2のLED搭載面に略均等に交互に配置され、全体として照明装置100の光源22aとなる。
制御部81は、例えばマイコン等の処理装置である。制御部81は、例えばリモコン操作によってユーザにより入力された設定に対応する制御信号を生成し、点灯制御部91に出力する。制御部81が生成する制御信号は、例えば、パルス変調により複数の第1発光素子94−1〜94−nおよび複数の第2発光素子95−1〜95−nの出力制御を行うPWM(Pulse Width Modulation)である。
電源部82は、交流電源90から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する。交流電源90は、例えば商用電源である。
点灯制御部91は、電源部82から供給される直流電流を、複数の第1発光素子94−1〜94−nおよび複数の第2発光素子95−1〜95−nへ給電し、第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nの点灯を制御する。
点灯制御部91は、第1点灯制御部92、第2点灯制御部93を有する。第1点灯制御部92および第2点灯制御部93は、制御部81が生成した制御信号に応じて、電源部82からの直流電流を制御し、複数の第1発光素子94−1〜94−nおよび複数の第2発光素子95−1〜95−nへ供給する。
第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nは、出力する光の色温度が互いに異なる。具体的には、第1発光素子94−1〜94−nは、白色の光、例えば、6500K程度の色温度の光を出力し、第2発光素子95−1〜95−nは、第1発光素子94−1〜94−nよりも色温度が低いオレンジ色の光、例えば、2000K程度の色温度の光を出力する。ただし、出力する光の色温度が互いに異なる組み合わせであれば第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nの選択は任意である。
次に、実施形態に係る照明装置100における調光調色制御によって光源22aから出力される光の色温度と光束との関係の一例について、図5を用いて説明する。図5は、実施形態に係る照明装置100が有する光源22aからの出力光の色温度と光束との関係の一例を示す図である。なお、図5では、横軸を色温度(単位:K)、縦軸を光束(単位:lm)として図示している。
点P1、P2、P3、P4、P5、P1を順に繋ぐ線分で囲まれた領域m1は、実施形態に係る照明装置100における通常モードでの調光調色制御によって光源22aから出力される光が有する色温度および光束の範囲を示している。実施形態に係る照明装置100は、通常モードでは色温度T1〜T6、光束L1〜L3の範囲で調光調色制御を行う。
点P4では、通常モードにおける出力光の光束が上限値L3を示している。通常モードにおける出力光の最高光束は、一般社団法人日本照明工業会が適用畳数に応じて規定した範囲(例えば適用畳数が14畳の場合、5100lm〜6100lm)に収まるように定められる。実施形態に係る照明装置100では、通常モードにおける光束の上限(以下「最高光束」と称する)L3は規定範囲の上限の6100lmに設定される。
なお、適用畳数が14畳の場合、例えば色温度T1=2700K、T5=6200K、T6=6500K、光束L1=2800lmなどと設定することができるが、これらに限定されるものではなく、例えば第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nの出力光がそれぞれ有する色温度等に応じて適宜定められる。
ここで、通常モード(以下「第1モード」と称する場合がある)における任意の点P6で示される色温度および光束を有する光が光源22aから出力されているときに、ユーザ操作等により最高光束L3よりも高い値の光束を有する光を出力すべき旨の指示を照明装置100が受信した場合、第1モードの領域m1とは不連続の領域m2を有する第2モードに移行して光源22aの制御を行う。
領域m2は、点Q1、Q3、Q9、Q7、Q1を順に繋ぐ線分で囲まれている。図5に示すように、実施形態に係る照明装置100では、第2モードでは色温度T2〜T4、光束L4〜L6の範囲に含まれる点Q1〜点Q9の計9パターンの調光調色制御を行うことができる。このように、第2モードにおける光源22aからの出力光は、色温度および光束の組み合わせが可変であるため、ユーザのニーズに適合した明るさが得られる。実施形態に係る照明装置100は、光源22aが有する第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nの出力光を拡散部材3で拡散し、さらに、カバー部材7で拡散するので、第2モードのように、光束を高めた場合であっても、第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nが出力する光を効果的に拡散させる結果、カバー部材7表面における光の粒々感を軽減することができる。なお、第2モードにおける調光調色制御は9パターンに限らず、例えば8以下、あるいは10以上の制御パターンを有していてもよい。また、点灯制御部91が、第2モード内で色温度および光束を無段階で制御可能となるように構成してもよい。
このように第1モードにおける最高光束L3よりもさらに光束を高めた光を出力する第2モードは、第2発光素子95−1〜95−nからの光の出力を第1モードよりも高める、すなわち第2発光素子95−1〜95−nに供給する電流値を高めることにより実現される。このため、第1モードでは第2発光素子95−1〜95−nからの出力が比較的低い領域の色温度で第2モードを設定することが好ましい。
なお、実施形態に係る照明装置100では、光束L4、L5、L6は第1モードにおける最高光束L3(例えば、6100lm)のそれぞれ1.3倍(例えば、7930lm)、1.4倍(例えば、8540lm)、1.5倍(例えば、9150lm)と設定される。ただし、かかる設定は、例えば照明装置100の適用畳数や用途等に応じて任意に設定してよい。
また、適用畳数が14畳の場合、例えば色温度T2=3900K、T3=4200K、T4=4500Kなどと設定することができるが、これらに限定されるものではなく、例えば照明装置100の適用畳数や用途、第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nの色温度等に応じて任意に設定してよい。
実施形態に係る照明装置100は、第1モードから第2モードに移行する際、点灯制御部91は、光源22aからの出力光が、第2モードにおける最高色温度T4および最高光束L6を有する点Q9に移行するように制御する。かかる制御により、光源22aは、第1モードから第2モードに移行した時には常に同じ色温度および光束を有する光を出力することができる。ただし、第1モードから第2モードに移行する際の制御はこれに限らず、例えば第2モードにおいて前回適用された直近の制御パターンに合わせて色温度および光束を有する光を出力してもよい。
上述してきたように、実施形態に係る照明装置100は、光源22aと点灯制御部91とを具備する。光源22aは、複数の第1発光素子94−1〜94−nと、第1発光素子94−1〜94−nとは出力する光の色温度が異なる複数の第2発光素子95−1〜95−nとを有する。点灯制御部91は、光源22aからの出力光が予め定められた色温度と光束との関係を有する第1モードと、第1モードの領域m1とは不連続の領域m2を有する第2モードとに応じて第1発光素子94−1〜94−nおよび第2発光素子95−1〜95−nの点灯を制御する。このため、実施形態に係る照明装置100によれば、ユーザのニーズに適合した明るさが得られる照明装置を提供することができる。
なお、実施形態に係る照明装置100では、第2モードの領域m2は、光束の上限および下限がいずれも色温度の大きさにかかわらず一定な例について示したが、これに限らず、例えば点Q1、Q3を繋ぐ線分で示される第2モードの下限が、点P5、P4を繋ぐ線分で示される第1モードの上限と並行するように色温度の上昇に応じて光束の下限が上昇してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。