(57)【要約】      （修正有）【課題】できるだけ簡素な構造かつ簡便な操作により、照明色を変更できる照明装置を提供する。【解決手段】円形導光板３０５の側面に波長変換体群を設置し、その外部に同心円状に発光ダイオード群３０４を配置した構造とし、円形導光板３０５に具備した調色つまみ３０７によって円形導光板３０５を回転調整することにより、発光ダイオード群３０４の発光面に対する波長変換体群の被覆率を変化させて照明色を変更する。【選択図】図３
0003203727.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
側面に波長変換体群が設置された円形の導光板と、該導光板の外側に同心円状に配置された発光ダイオード群とを有し、前記導光板を手動で回転させる手段を設けて発光色を変更しうるようにしたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記波長変換体は、前記発光ダイオード群の発光成分の一部を波長変換する性質を有する蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記波長変換体は、特性が異なる複数種の波長変換体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記波長変換体は、特性が連続的に変化する波長変換体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記導光板を回転させる手段は、外部に突出したスライド可能なつまみであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードおよびそれによって励起され発光する性質を有する蛍光体を組み合わせて実現される照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９０年代に青色発光ダイオードが実用化されたことにより、発光ダイオードで光の三原色を生成することが可能になり、白色発光ダイオードの普及が急速に進みつつある。最近では、光源としては青色発光ダイオードの一色のみを使用し、これと黄色の蛍光体を組み合わせることで疑似白色を生成する方法が、製造コストおよび小型化の点で有利であり、主流となっている。
【０００３】
白色発光ダイオードを照明用に使用する場合、目的に応じて色調を変更することが一般的である。携帯電話機やコンピュータディスプレイのように、各色を忠実に表現する必要がある用途では、青色発光ダイオードと組み合わせる蛍光体もできるだけ均一に緑色、黄色、赤色の発光成分が得られるような特性をもったものが選定される。一方、一般家庭照明用としては暖色系の白色照明が好まれるため、蛍光体もオレンジや赤色の成分が相対的に多くなるものが選定される。この他、店舗用の照明であれば、赤身の肉や魚の売り場では赤色成分の多い白色照明、野菜等の売り場では青色や緑色の成分が多い白色照明がそれぞれ積極的に利用される傾向がある。
【０００４】
以上のように、白色照明の用途が決まっている場合には、その目的に応じた発光特性を有する白色照明装置を製作することは比較的容易となっている。しかしながら、用途や目的が必ずしも一定ではなく、状況に応じて変更されるものである場合、発光ダイオードと蛍光体の組み合わせを固定することはできなくなる。例えば一般家庭用の照明であっても、夏季には青色成分の強い白色の方が好まれ、冬季には赤色成分の強い白色の方が好まれる傾向がある。
【０００５】
一般家庭用として流通している照明装置にも、青色、緑色、赤色の発光ダイオードをそれぞれ配置し、リモートコントローラでそれらの照度を変更することにより、自由に調色ができるようになっているものも実用化されている。しかしながら、このような構成では使用される発光ダイオードの数も多く、制御系も複雑なものとなるため、大型で高価なものとなっている。
【０００６】
より簡便な方法で照明の調色を行うものとしては、発光ダイオードと蛍光体の相対的な位置関係を変更する方法が挙げられる。例えば、特許文献１では、点状光源と導光板の入光面との間に蛍光フィルムを配置した面状照明装置において、蛍光フィルムに蛍光体の特性が連続的に変化する領域が設けられ、発光ダイオード等の点状光源を蛍光体領域に対して変位させることにより、照明色を変化させる構成が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１６９１２０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示されているように、蛍光体と発光ダイオードの相対的な位置関係を変化させることにより調色を行う装置は、構成としては簡素であるものの、調色に必要な変位をどのような操作で行うかという課題が残っている。調色操作のために電気的な制御を要する駆動系や通信系を利用するのでは、三原色の発光ダイオードを電気的に制御する装置に対して優位性が得られない。
【０００９】
本考案は、このような状況を鑑みてなされたものであり、発光ダイオードを利用した照明装置において、できるかぎり簡素な構造と操作方法により調色が可能な照明装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を解決すべく検討した結果、円形の導光板を用い、該導光板の側面に波長変換体群を設置するとともに、該導光板の外側に同心円状に発光ダイオード群を配置し、該導光板を手動で回転させる手段を設けることで、上記目的を達成しうることが判明した。
【００１１】
本考案は、該知見に基づいてなされたものであり、以下の発光ダイオードを利用した照明装置を提供するものである。
［１］側面に波長変換体群が設置された円形の導光板と、該導光板の外側に同心円状に配置された発光ダイオード群とを有し、前記導光板を手動で回転させる手段を設けて発光色を変更しうるようにしたことを特徴とする照明装置。
［２］前記波長変換体は、前記発光ダイオード群の発光成分の一部を波長変換する性質を有する蛍光体であることを特徴とする前記［１］の照明装置。
［３］前記波長変換体は、特性が異なる複数種の波長変換体からなることを特徴とする前記［１］又は［２］の照明装置。
［４］前記波長変換体は、特性が連続的に変化する波長変換体であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の照明装置。
［５］前記導光板を回転させる手段は、外部に突出したスライド可能なつまみであることを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の照明装置。
【考案の効果】
【００１２】
本考案の照明装置は、非常に簡便な操作により、自由度の高い調色を行うことができる。また、本考案の照明装置は、小型化および低コスト化が容易であるため、設置の位置および数量も高い自由度で選択することができ、目的に最適化した使用形態が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の１つの実施形態における照明装置の概観図
【図２】図１に示す照明装置の発光面側を示す図
【図３】図１に示す照明装置の分解図
【図４】図１に示す照明装置の断面図
【図５】図１に示す照明装置の蛍光体群と発光ダイオード群の位置関係の変化を示す図
【図６】本考案の他の実施形態における照明装置の蛍光体群と発光ダイオード群の位置関係の変化を示す図
【考案を実施するための形態】
【００１４】
本考案の照明装置は、側面に波長変換体群が設置された円形の導光板と、該導光板の外側に同心円状に配置された発光ダイオード群とを有し、前記導光板を手動で回転させる手段を設けて発光色を変更しうるようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
本考案の照明装置は、照明光源となる発光ダイオード群が同心円状に複数配置され、それらの発光面は円心方向を向いている。さらにその内側に円形の導光板が設置され、導光板の側面（入光面）には、前記光源成分の一部の波長を変換する蛍光体等の波長変換体群が、前記発光ダイオード群に対応して配置されている。
波長変換体群の配置は、後述する導光板の回転により発色光が変化するように配置されていればよく、特に限定されないが、例えば、複数の波長変換体が離散的に配置されているか、或いは、不連続に又は連続的に特定が変化する波長変換体で形成された波長変換体群が配置されている。
導光板は軸を中心に手動で回転できるようになっており、発光ダイオード群と波長変換体群の相対位置が変化することにより、導光板に入射される光の波長分布すなわち照明色が変化する。
【００１６】
本考案においては、導光板を回転させる手段は特に限定されないが、一例として、導光板を回転させるためのつまみが挙げられる。
導光板を回転させるためのつまみは、照明装置の外部に突出させて、外部から指でつまめるようにすることで、照明色を見ながら容易に調整することができる。導光板の回転には一切の電気的な制御は不要であり、構造が単純化されるため照明装置を小型にすることも容易である。
【００１７】
本考案の照明装置の更なる利点は、二種類の照明色だけでなく、それらの中間色も連続的に得られるということである。すなわち、発光ダイオード群の発光面を蛍光体群が被覆する割合（被覆率）が最大となる場合を照明色Ａ、被覆率が最小となる場合を照明色Ｂとすると、導光板の回転角を任意に調整して被覆率を変化させることにより、照明色Ａと照明色Ｂの間の照明色を容易に得ることができる。
【００１８】
前述のとおり、青色発光ダイオードと黄色蛍光体を組み合わせて疑似白色光を得ることが一般的であるため、本考案の照明装置における光源と蛍光体もそのような組み合わせを選択することが通常の構成ではあるが、白色光に多少の赤味を加えて調色したいというような用途では、光源として白色発光ダイオードを利用し、調色には蛍光体ではなく赤色成分を多めに透過させるフィルム等を利用してもよい。
【００１９】
以下、本考案の照明装置の実施形態について、図面を用いて詳細に説明するが、本考案は、該実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本考案の照明装置の１つの実施形態の概観を示したものである。
本実施形態の照明装置は、筐体１０１の中央に発光面１０２が配置されており、調色つまみ１０３をスライドさせることにより照明色が変化する。照明を点灯あるいは消灯させるスイッチや、外部電源に接続するためのケーブル等は図示していないが、必要に応じて具備される。
【００２１】
図２は、図１に示した照明装置を発光面側から見たものである。筐体２０１の中央に配置された発光面２０２は、面中心の法線方向を軸として回転できるようになっており、実際に回転させる際には調色つまみ２０３を指で把持して回転させるようにする。前述したように、本考案の照明装置の調色機構は円形の導光板の側面に配置された蛍光体群と発光ダイオード群の相対位置を変化させることによるものであるから、回転角は蛍光体群による発光ダイオード群の被覆率が最大から最小となる範囲の間でのみ変化すれば十分である。したがって、調色つまみ２０３は筐体２０１の一部に設けられた穴あるいは切り欠き２０４の内部に収まっており、可動範囲が制限されるようになっている。
【００２２】
図３は、図１および図２で説明した照明装置の分解図である。光源ユニット３０１の中央には円形に窪んだ形状をした導光板収容部３０２が設けられ、その中央には導光板の回転軸を収めるための軸受け穴３０３が形成されている。さらに、導光板収容部３０２の内周面に発光ダイオード群３０４が配置される。円形導光板３０５は回転軸を中心に回転するため、発光ダイオード群３０４に接触することはない。なお、軸受け穴３０３の代わりに突起を形成し、円形導光板３０５側に穴が開いているような構造でも同様の機能を実現させることは可能である。
【００２３】
発光ダイオード群３０４からの光は、円形導光板３０５の側面（外周面）から入光され、表面（円形面）から均一に光が放出されるように設計されている。このような導光板は既に市販化されており、とくに新規の技術を要するものではないが、本実施形態の照明装置では、円形導光板３０５の側面に蛍光体群３０６を離散的に配置していることが特徴である。
円形導光板３０５の裏面には回転軸が設けられ、回転軸が軸受け穴３０３に収まるように光源ユニット３０１へ収容される。本実施形態の照明装置では、蛍光体群３０６による発光ダイオード群３０４の被覆率を回転によって変化させることにより調色を行うため、外部から回転調整を行うための調色つまみ３０７が円形導光板３０５に設けられている。
なお、前述の通り、蛍光体群３０６は発光ダイオード群３０４からの発光の一部の波長を変換することにより調色を行うことを目的としているため、蛍光体ではなくカラーフィルムのようなものを配置する、あるいは塗料を塗布するような方法で目的を達成してもよい。
【００２４】
円形導光板３０５の発光面上には必要に応じて光拡散板３０８が設置され、発光をより均一化する。調色つまみ３０７があるため、光拡散板３０８にはつまみ穴３０９が開けられている。さらにその上方から筐体カバー３１０を被せ、照明装置の形態となる。筐体カバー３１０の中央は大きく開口しており、照明光が通過できるようになっているが、その一部に調色つまみ３０７の可動範囲を制限するための穴または切り欠き３１１が設けられている。
なお、光拡散板３０８と円形導光板３０５が貼り合わせあるいはねじ止め等により一体化されており、且つ、光拡散板３０８が筐体カバー３１０の内径に近い直径を有し可動範囲が制限されている場合には、円形導光板３０５の可動範囲も制限されるため、とくに回転軸および軸受け穴３０３は設けなくてもよい。具体的には、筐体カバー３１０の内径と光拡散板３０８の半径の差が、発光ダイオード群３０４の発光面と蛍光体群３０６の表面との差よりも小さくなっていれば、発光ダイオード群３０４の発光面と蛍光体群３０６の表面が接触破損する恐れがないため、回転軸および軸受け穴３０３は不要となる。
【００２５】
図４は、本実施形態の照明装置の断面図である。光源ユニット４０１の中央に軸受け穴４０２が設けられている。また、発光ダイオード群４０３が同心円状に配置され、中央に収容される円形導光板４０４の側面方向に発光面が向けられている。円形導光板４０４の裏面中央には回転軸４０５が設けられ、光源ユニット４０１の軸受け穴４０２に嵌ることにより、円形導光板４０４が回転できるようになっている。反射板４０６は発光面から放出される光量を増加させるためのものであるが、光源ユニット４０１の内面の反射率が十分に高ければ敷設する必要はない。円形導光板４０４の側面には蛍光体群４０７が離散的あるいは不均一に配置されている。図４では発光ダイオード群４０３の正面に蛍光体群４０７が位置している状態であるため、照明色としては最も蛍光体によって変色された状態となっている。調色つまみ４０８をスライドさせて円形導光板４０４を回転させることにより、蛍光体群４０７による発光ダイオード群４０３の被覆率が変化するため、照明色も変化することになる。光拡散板４０９は照明をより均一にさせるためのものであり、必要に応じて利用する。さらに上方から筐体カバー４１０を被せて照明装置の形態となる。
【００２６】
図５は、図１ないし図４に示した照明装置における蛍光体群と発光ダイオード群の位置関係の変化を示している。
図５（ａ）では、発光ダイオード群５０１の発光面に対して蛍光体群５０２の被覆率が最大になる位置にあるため、発光ダイオード群５０１のもともとの発光波長分布から最も変換を受けた照明色となる。この状態から調色つまみ５０３をスライドさせ、図５（ｂ）のような位置関係に変化させる。この状態では、発光ダイオード群５０４の発光面に対して蛍光体群５０５の被覆率が最小になる位置にあるため、発光ダイオード群５０１のもともとの発光波長分布に最も近い照明色となる。
【００２７】
図６に、他の実施形態における蛍光体群と発光ダイオード群の配置を示す。
発光ダイオード群として青色発光ダイオードを使用し、蛍光体群として黄色蛍光体を使用することで疑似白色を生成する場合、前述の図５（ｂ）のように発光ダイオード群の光がほとんどそのまま照明色となるため、青色の照明光になってしまう。実用上は、色調の異なる複数種の白色光の間で調色を行いたい場合が多いため、このような構成では目的を達成できない。
【００２８】
そこで、図６に示す実施形態の照明装置では、特性が異なる複数種の蛍光体で形成された蛍光体群を使用することにより、該目的を達成するものである。
図６（ａ）において、発光ダイオード群６０１として、例えば青色発光ダイオードを使用する。さらに、蛍光体群Ａ６０２と蛍光体群Ｂ６０３は、いずれも黄色蛍光体であるが特性は異なるため、青色発光ダイオードが照射されると異なる白色光を生成する。蛍光体群Ａ６０２と蛍光体群Ｂ６０３は交互に配置されて導光板の側面を覆っているため、発光ダイオード群６０１の青色光がそのまま通過することはなく、照明色が青色になることはない。図６（ａ）では発光ダイオード群６０１に対して蛍光体群Ａ６０２による被覆率が最大となっているため、照明色は蛍光体群Ａ６０２によって生成される白色光となる。この状態から調色つまみをスライドさせて図６（ｂ）の状態になると、蛍光体群Ｂ６０４による被覆率が最大となるため、照明色は蛍光体群Ｂ６０４によって生成される白色光となる。これらの中間状態では、照明色も被覆率に応じた中間色となる。
なお、図６に示す実施形態では、特性が異なる２種の蛍光体を用いているが、特性の異３種以上の蛍光体を用いることができることはいうまでもない。
【００２９】
さらに、図示はしないが、図６に示す実施形態における特性が異なる複数種の蛍光体に代えて、濃度分布を有する蛍光体を用いたものも、別の実施形態として挙げられる。
図５、６に図示した実施形態と同様に、濃度分布を有する蛍光体を用いた本実施形態においても、調色つまみの位置をスライドさせることにより、蛍光体群の位置を、発光ダイオード群の発光面に対して蛍光体群の被覆率が最小になる位置から最大になる位置まで変化させて、発光ダイオード群のもともとの発光波長分布に最も近い照明色から最も変換を受けた照明色にまで自由に変更させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０１  筐体
１０２  発光面
１０３  調色つまみ
２０１  筐体
２０２  発光面
２０３  調色つまみ
２０４  切り欠き
３０１  光源ユニット
３０２  導光板収容部
３０３  軸受け穴
３０４  発光ダイオード群
３０５  円形導光板
３０６  蛍光体群
３０７  調色つまみ
３０８  光拡散板
３０９  つまみ穴
３１０  筐体カバー
３１１  切り欠き
４０１  光源ユニット
４０２  軸受け穴
４０３  発光ダイオード群
４０４  円形導光板
４０５  回転軸
４０６  反射板
４０７  蛍光体群
４０８  調色つまみ
４０９  光拡散板
４１０  筐体カバー
５０１  発光ダイオード群
５０２  蛍光体群
５０３  調色つまみ
５０４  発光ダイオード群
５０５  蛍光体群
６０１  発光ダイオード群
６０２  蛍光体群Ａ
６０３  蛍光体群Ｂ
６０４  蛍光体群Ｂ
【図１】
0003203727.tif 000003
【図２】
0003203727.tif 000004
【図３】
0003203727.tif 000005
【図４】
0003203727.tif 000006
【図５】
0003203727.tif 000007
【図６】
0003203727.tif 000008