(57)【要約】【課題】光源からの光の色を変換する色変換部材が取り付けられても一定の明るさを維持できる照明器具を提供する。【解決手段】照明器具１０は、電源装置２０と、電源装置２０からの電力により点灯するＬＥＤ１２が実装されるＬＥＤ基板１１とを備える。また、照明器具１０は、ＬＥＤ１２が実装される面に取り付けられる反射部１３と、反射部１３の一面に着脱自在に取り付けられる色温度変換シート１４とを備える。電源装置２０は、反射部１３における色温度変換シート１４の着脱状態を指定する設定スイッチＳＷのオン／オフに応じて、ＬＥＤ１２の光出力を変更する制御部７０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する光源と、
前記光源からの光の色を変換する色変換部材が着脱自在に取り付けられ、前記光源からの光を外部に出射する出射部と、
前記出射部における前記色変換部材の着脱状態を指定する指定部と、
前記指定部によって指定される前記色変換部材の着脱状態に応じて前記光源の光出力を変更する制御部とを備えることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記制御部は、前記指定部によって前記出射部に前記色変換部材が取り付けられていない状態が指定されている場合、前記光源の光出力を第１の光出力に制御し、前記指定部によって前記出射部に前記色変換部材が取り付けられている状態が指定されている場合、前記出射部から外部への光出力が前記出射部に前記色変換部材が取り付けられていない場合と略同じになるように、前記光源の光出力を前記第１の光出力より大きい第２の光出力に制御することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記照明器具は、さらに、定電流を供給する電源部を備え、
前記光源は、前記電源部からの定電流により光を発するＬＥＤであり、
前記制御部は、前記電源部を制御して前記電源部が供給する定電流を変更することで、前記ＬＥＤの光出力を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明器具。
【請求項４】
前記出射部には、前記色変換部材として、前記光源からの光の一部により励起されて異なる波長の光を発する蛍光体を含有するシートが取り付けられることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の照明器具。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の照明器具を複数備えるとともに、
それぞれの照明器具の出射部における前記色変換部材の着脱状態を示す情報の入力を受け付け、当該情報によって示される前記色変換部材の着脱状態に応じて、それぞれの照明器具の光源の光出力を制御する制御信号を、それぞれの照明器具に送信する照明制御装置を備えることを特徴とする照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具及び照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２削減のため高効率なＬＥＤ照明が求められている。
【０００３】
ＬＥＤを用いた照明器具において、ＬＥＤからの光の色温度を変換する光学フィルタを取り付けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４７２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤと被照面の間に光学フィルタ（光透過性材料）を入れると、そこを通過する光が減衰して被照面の照度を低下させ、照明環境が劣化することがあるという課題があった。
【０００６】
本発明は、例えば、光源からの光の色を変換する色変換部材が取り付けられても一定の明るさを維持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】
【０００７】
本発明の一の態様に係る照明器具は、
光を発する光源と、
前記光源からの光の色を変換する色変換部材が着脱自在に取り付けられ、前記光源からの光を外部に出射する出射部と、
前記出射部における前記色変換部材の着脱状態を指定する指定部と、
前記指定部によって指定される前記色変換部材の着脱状態に応じて前記光源の光出力を変更する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一の態様によれば、照明器具にて、制御部が色変換部材の着脱状態に応じて光源の光出力を変更するため、色変換部材が取り付けられても一定の明るさを維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る照明器具の回路図である。
【図２】（ａ）実施の形態１に係る照明器具が備えるＬＥＤ基板の表面の外観を示す図、（ｂ）実施の形態１に係る照明器具の部分断面図である。
【図３】実施の形態２に係る照明システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る照明器具１０（ＬＥＤ照明器具）の回路図である。図２（ａ）は、照明器具１０が備えるＬＥＤ基板１１の表面の外観を示す図、図２（ｂ）は、照明器具１０の部分断面図である。
【００１２】
照明器具１０は、電源装置２０（ＬＥＤ電源装置）と、この電源装置２０から電力を供給されて点灯するＬＥＤ１２が少なくとも１つ実装されるＬＥＤ基板１１とを備える。また、照明器具１０は、このＬＥＤ基板１１のＬＥＤ１２が実装される面に取り付けられる反射部１３（反射板）と、この反射部１３の一面に着脱自在に取り付けられる色温度変換シート１４と、この色温度変換シート１４を反射部１３に固定する色温度変換シート固定ネジ１５とを備える。なお、ＬＥＤ１２は、光を発する光源の例であり、他の種類の光源に置き換えても構わない。また、反射部１３は、光源からの光を外部に出射する出射部（光学特性変換機構を着脱可能な構造を有する光学特性変換機構保持部）の例であり、レンズ等、他の種類の出射部に置き換えても構わない。また、色温度変換シート１４は、光源からの光の色を変換する色変換部材（ＬＥＤ１２の発光面と被照面の間に設けられ、透光性を有する光学特性変換機構）の例であり、他の種類の色変換部材に置き換えても構わない。
【００１３】
色温度変換シート１４は、例えば、ＬＥＤ１２からの光の一部により励起されて異なる波長の光を発する蛍光体を含有するシートである。つまり、色温度変換シート１４は、色温度又は光色又はその両方を変更可能な蛍光体を内蔵したシートである。
【００１４】
電源装置２０は、商用電源ＡＣからの交流電圧を全波整流回路３１（ダイオードブリッジ）で全波整流し、平滑コンデンサ３２で平滑して直流電圧を得る整流平滑回路３０と、この直流電圧を入力とし、定電流の直流電流を出力する出力定電流回路４０（電源部）とを備える。
【００１５】
ＬＥＤ基板１１のＬＥＤ１２は、この出力定電流回路４０から出力される直流電流で駆動されて発光する。ＬＥＤ１２は、直列接続されており、略直線状にＬＥＤ基板１１の上に配置されている。なお、ＬＥＤ１２の配置として、他の配置を採用してもよい。例えば、ＬＥＤ１２は、複数列に配置されてもよいし、リング状に配置されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。ＬＥＤ１２としては、例えば５０００Ｋ（ケルビン）の昼白色の色温度を有しているものがＬＥＤ基板１１に実装されているものとする。なお、ＬＥＤ１２が発する光は、上記の色温度の光に限るものではなく、可視光であればよい。
【００１６】
出力定電流回路４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５０と、このＤＣ／ＤＣコンバータ部５０と整流平滑回路３０との間に設けられるスイッチング部６０と、このスイッチング部６０を制御する制御部７０とを備える。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部５０は、チョークコイル５１、電解コンデンサ５２、ダイオード５３からなり、スイッチング部６０の出力に応じた直流電圧を発生させるとともに、後段のＬＥＤ１２に定電流を供給する。
【００１８】
スイッチング部６０は、定電流制御用のＦＥＴ６１と、このＦＥＴ６１のドレイン端子及びゲート端子に並列に接続される抵抗Ｒ１と、ＦＥＴ６１のゲート端子に接続されるトランジスタ６２とを備える。
【００１９】
制御部７０は、スイッチング部６０のトランジスタ６２を制御して、定電流制御用のＦＥＴ６１のオン／オフを制御する制御回路７１と、ＬＥＤ１２に流れる電流を検出する電流検出抵抗７２とを備える。また、制御部７０は、互いに直列接続され、設定電圧（基準値）を設定する抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３を備えるとともに、互いに直列接続され、抵抗Ｒ３に並列に接続される抵抗Ｒ４及び設定スイッチＳＷ（指定部）を備える。設定スイッチＳＷは、反射部１３における色温度変換シート１４の着脱状態を指定する。具体的には、色温度変換シート１４が取り付けられている場合、設定スイッチＳＷがオフに設定され、色温度変換シート１４が取り外されている場合、設定スイッチＳＷがオンに設定される。設定スイッチＳＷのオン／オフにより、設定電圧が変更される。制御部７０は、さらに、電流検出抵抗７２で検出される電流に対応する検出電圧と設定電圧とを比較するとともに、比較した結果を制御回路７１に出力する誤差増幅回路７３（比較器）を備える。
【００２０】
このように、本実施の形態において、出力定電流回路４０は、制御部７０により定電流制御用のＦＥＴ６１のスイッチングを制御して、チョークコイル５１、電解コンデンサ５２、ダイオード５３からなるＤＣ／ＤＣコンバータ部５０の出力電流の値を制御する。このとき、制御部７０は、電流検出抵抗７２により電流を電圧に変換し、誤差増幅回路７３により、この電圧を、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４の並列回路との分圧（設定スイッチＳＷがオフであれば、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との分圧）で与えられる設定電圧と比較して、その差がなくなるように制御回路７１を動作させ、定電流制御用のＦＥＴ６１のデューティ比（オン期間の長さ）を制御する。これにより、出力定電流回路４０の出力電流、即ち、ＬＥＤ１２に流れる電流が調節される。
【００２１】
つまり、本実施の形態では、制御部７０が、設定スイッチＳＷによって指定される色温度変換シート１４の着脱状態に応じて、出力定電流回路４０（具体的には、スイッチング部６０）を制御して出力定電流回路４０（具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５０）が供給する定電流を変更することで、ＬＥＤ１２の光出力を変更する。具体的には、設定スイッチＳＷによって反射部１３に色温度変換シート１４が取り付けられていない状態が指定されている場合、制御部７０は、ＬＥＤ１２の光出力を第１の光出力に制御する。一方、設定スイッチＳＷによって反射部１３に色温度変換シート１４が取り付けられている状態が指定されている場合、制御部７０は、ＬＥＤ１２の光出力を第１の光出力より大きい第２の光出力に制御する。このとき、第１の光出力と第２の光出力との差は、反射部１３に色温度変換シート１４が取り付けられていても、反射部１３から外部への光出力が反射部１３に色温度変換シート１４が取り付けられていない場合と略同じになるように設定されることが望ましい。
【００２２】
次に、色温度変換シート１４の機能について説明する。
【００２３】
照明器具１０を設置後の視環境、即ち、色温度は５０００Ｋの昼白色となる。これを例えば３０００Ｋの電球色に変更する手段として、色温度が高い光を色温度の低い光に変換する色温度変換シート１４がＬＥＤ１２の発光面の前側に配置される。これにより、５０００Ｋで発光するＬＥＤ１２の光の色温度が例えば３０００Ｋに変換される。
【００２４】
このとき、色温度変換シート１４が透過光を減衰させる（ストークスシフトにより入射光の波長を変換するため、光ロスが発生する）ため、照明器具１０から出る光束が減少し、被照面の照度が低下する。しかし、通常、例えば室内に照明器具１０を設置する場合は、色温度変換シート１４がない状態で必要照度が確保されるように照明設計が行われるため、色温度変換シート１４を透過した光では照度が不足する。そこで、本実施の形態では、電源装置２０が、色温度変換シート１４を透過することで減少した光束をＬＥＤ１２の駆動電流を調整することで増加させ、低下した照度を補償する。
【００２５】
次に、電源装置２０の動作について説明する。
【００２６】
設定スイッチＳＷは、色温度変換シート１４を設置したときに、オフになるように設定されている。設定スイッチＳＷがオフになると、電源電圧を抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４の並列回路とで分圧した電圧が上昇し、上昇した電圧が誤差増幅回路７３に基準電圧として印加される。そのため、制御回路７１が、出力定電流回路４０の出力電流を増加させる。このときの出力電流の増加量は、ＬＥＤ１２の光が色温度変換シート１４を透過することで低下する照度を補償する値に設定されているものとする。したがって、本実施の形態では、被照面の照度が色温度の変更前後で変化しない。そのため、本実施の形態によれば、快適な視環境を作り出すことができる。
【００２７】
なお、設定スイッチＳＷは、色温度変換シート１４の着脱作業の際に作業者によって手動でオン／オフが切り替えられるものであってもよいし、色温度変換シート１４の着脱状態に応じて自動的にオン／オフが切り替わるものであってもよい。後者の場合、例えば、照明器具１０に、色温度変換シート１４の着脱状態を機械的に、あるいは、センサにより検知して色温度変換シート１４の着脱状態を示す信号を送信する検知部を付加し、この検知部からの信号に基づいて設定スイッチＳＷのオン／オフを切り替える。あるいは、例えば、照明器具１０に、被照面の照度をセンサにより測定し、照度が所定の閾値以上であれば色温度変換シート１４が取り付けられていないと判定し、照度が当該閾値より低ければ色温度変換シート１４が取り付けられていると判定し、判定結果を示す信号を送信する判定部を付加し、この判定部からの信号に基づいて設定スイッチＳＷのオン／オフを切り替える。これにより、設定スイッチＳＷの設定作業の手間を省くことができる。
【００２８】
実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
【００２９】
図３は、本実施の形態に係る照明システム８０（照明制御システム）を示す構成図である。
【００３０】
照明システム８０は、照明器具１０を複数備える（図では１つしか示していないが、例えば、同一照明空間に複数の照明器具１０が配置される）とともに、これらの照明器具１０に通信線８２（照明制御通信ネットワーク）で接続される照明制御装置８１を備える。
【００３１】
照明器具１０は、実施の形態１と同様に、電源装置２０（ＬＥＤ電源回路）と、この電源装置２０からの電力により点灯するＬＥＤ１２が実装されるＬＥＤ基板１１とを備える。また、照明器具１０は、実施の形態１と同様に、色温度変換シート１４を備えるほか、図２に示したような反射部１３と色温度変換シート固定ネジ１５とを備える。本実施の形態において、照明器具１０は、さらに、照明制御装置８１と通信線８２で接続され、照明制御装置８１からの制御信号に基づいて、電源装置２０に点灯指令信号を出力する通信部９０を備える。
【００３２】
電源装置２０は、実施の形態１と同様に、整流平滑回路３０と出力定電流回路４０とを備える。
【００３３】
出力定電流回路４０は、実施の形態１と同様に、スイッチング部６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５０と、制御部７０とを備える。
【００３４】
制御部７０は、制御回路７１と、抵抗値が可変の電流検出抵抗７２と、誤差増幅回路７３とを備える。また、制御部７０は、互いに直列接続され、設定値を設定する抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３を備えるとともに、互いに直列接続され、抵抗Ｒ３に並列に接続される抵抗Ｒ４及び設定トランジスタ７４（指定部）を備える。本実施の形態では、実施の形態１の設定スイッチＳＷと同様に、設定トランジスタ７４のオン／オフにより、設定電圧が変更される。
【００３５】
通信部９０は、通信インタフェース９１と通信制御回路９２とを備える。通信インタフェース９１は、照明制御装置８１から送信される制御信号を受信する。通信制御回路９２は、通信インタフェース９１が受信した制御信号に基づいて、電源装置２０がＬＥＤ基板１１に供給する電流値を設定する点灯指令信号と色温度変換シート１４の有無による補正信号を生成するとともに、生成した点灯指令信号と補正信号を電源装置２０に出力する。
【００３６】
照明制御装置８１は、色温度変換シート１４の有無情報（複数の照明器具１０それぞれの反射部１３における色温度変換シート１４の着脱状態を示す情報）と照明の明るさ情報の入力を受け付け、入力された情報を記憶する記憶部８３を備える。また、照明制御装置８１は、この記憶部８３に記憶される情報に基づいて制御信号を生成するとともに、生成した制御信号を照明器具１０に出力する制御信号生成出力部８４を備える。制御信号生成出力部８４は、例えば、記憶部８３に記憶される情報によって、色温度変換シート１４が取り外されていることが示されていれば、該当する照明器具１０のＬＥＤ１２の光出力を第１の光出力に制御する制御信号を、その照明器具１０に送信する。また、制御信号生成出力部８４は、例えば、記憶部８３に記憶される情報によって、色温度変換シート１４が取り付けられていることが示されていれば、該当する照明器具１０のＬＥＤ１２の光出力を第２の光出力に制御する制御信号を、その照明器具１０に送信する。
【００３７】
次に、照明システム８０の動作について説明する。
【００３８】
通信部９０の通信インタフェース９１は、照明制御装置８１の制御信号生成出力部８４から出力される制御信号を受信し、受信した制御信号を通信制御回路９２に出力する。通信制御回路９２は、入力した制御信号に基づいて、点灯指令信号と補正信号を生成し、点灯指令信号に基づいて、電流検出抵抗７２の抵抗値を調節し、ＬＥＤ１２に流れる電流を制御するとともに、補正信号に基づいて、設定トランジスタ７４のオン／オフを制御する。
【００３９】
照明器具１０は、一般的には１台で使用されることは少なく、建物全体に多数が使用され、そのオン／オフ（点灯／消灯）制御や調光制御は照明制御装置８１から通信ネットワークを介して行われる。この場合、１台の照明器具１０に色温度変換シート１４を設置することはなく、フロア全体や建物全ての照明器具１０に同じように色温度変換シート１４を設置する。このとき、照明器具１０側で手動の設定スイッチを操作する（全ての照明器具１０の設定スイッチを切り替える）のは手間がかかるため、照明制御装置８１からそれぞれの照明器具１０に信号を送ることで設定スイッチに替えて設けた設定トランジスタ７４を（例えば、一斉に）オフにする。設定トランジスタ７４がオフになると、誤差増幅回路７３に印加される基準電圧が上昇するため、制御回路７１が出力定電流回路４０の出力電流を増加させる。このときの出力電流の増加量は、実施の形態１と同様に、ＬＥＤ１２の光が色温度変換シート１４を透過することで低下する照度を補償する値に設定されているものとする。したがって、本実施の形態でも、被照面の照度が色温度の変更前後で変化しない。そのため、本実施の形態によれば、広い範囲（例えば、フロア全体、建物全体）で快適な視環境を作り出すことができる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらのうち、２つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、２つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。
【符号の説明】
【００４１】
１０  照明器具、１１  ＬＥＤ基板、１２  ＬＥＤ、１３  反射部、１４  色温度変換シート、１５  色温度変換シート固定ネジ、２０  電源装置、３０  整流平滑回路、３１  全波整流回路、３２  平滑コンデンサ、４０  出力定電流回路、５０  ＤＣ／ＤＣコンバータ部、５１  チョークコイル、５２  電解コンデンサ、５３  ダイオード、６０  スイッチング部、６１  ＦＥＴ、６２  トランジスタ、７０  制御部、７１  制御回路、７２  電流検出抵抗、７３  誤差増幅回路、７４  設定トランジスタ、８０  照明システム、８１  照明制御装置、８２  通信線、８３  記憶部、８４  制御信号生成出力部、９０  通信部、９１  通信インタフェース、９２  通信制御回路、Ｒ１  抵抗、Ｒ２  抵抗、Ｒ３  抵抗、Ｒ４  抵抗、ＳＷ  設定スイッチ、ＡＣ  商用電源。
【図１】
2011258356.tif 000003
【図２】
2011258356.tif 000004
【図３】
2011258356.tif 000005