JP2008123852A

JP2008123852A - 照明装置

Info

Publication number: JP2008123852A
Application number: JP2006306730A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nezu; 憲二根津
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】作業領域を確実に照明するとともに照明領域外においてグレアを抑制することができる照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤによって構成され中心部に光軸Ｘ−Ｘを有する面光源からなる光源部１と；一端が開口した円筒部２aおよび光源部１の光軸方向が円筒部２aの中心軸Ｙ−Ｙに対して傾斜するように回動可能に光源部１を支持する回動機構２bを有し、回動可能なすべての光軸方向において前記光源部１が円筒部２aの一端の開口面よりも内側に収容されるように配設されて、前記光源部１から照射される光の一部を遮光する装置本体２と；を具備していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業領域を確実に照明するとともに照明領域外においてグレアを抑制した照明装置に関するものである。

従来、家庭、事務所、病院などの天井や壁面に設置されて局所的に照明を行うことができる照明装置が知られている。これらの照明装置には、照射方向を自在に可動させる機構を有し、所望の範囲を照射することができるものがある。さらに、直交する２つの回動軸およびこの回動軸回りに回動させる駆動装置を備え、リモコンなどの操作によって光源部に直接触れることなく光源の照射方向を可動させることができる照明装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許第３２７３２６７号公報

しかしながら、上記従来の照明装置では回動によって光源部の一部が開口面よりも突出し照明領域の外部から光源部を容易に視認できるため、光源部によってグレアを感じることがあった。特に夜間の病院において患者を処置する場合に、上記従来の照明装置を使用すると光源部が被照射対象者である患者または周囲の患者から視認できる構成であり、グレアを感じ睡眠の妨げや不快感を生じる原因になっていた。

また、従来のダウンライトでは光軸方向と照明領域との関係が規定されておらず、特に暗室内の作業者にとっては非照明領域との明暗の差が大きいために眼性疲労が蓄積しやすいものであった。このように従来は低照度の室内での作業に最適なスポット光を得る構成については考慮されていなかった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、作業領域に最適なスポット光を形成するとともに照明領域外においてグレアを抑制することができる照明装置を提供する。

請求項１の照明装置は、ＬＥＤによって構成され中心部に光軸を有する面光源からなる光源部と；一端が開口した円筒部および光源部の光軸方向が円筒部の中心軸に対して傾斜するように回動可能に光源部を支持する回動機構を有し、回動可能なすべての光軸方向において光源部が円筒部の開口面よりも内側に収容されるように回動機構によって配設され、光源部から照射される光の一部を円筒部の内側で遮光する装置本体と；を具備していることを特徴とする。

本発明に用いる用語の技術的意味は次の通りである。

本発明の照明装置は、家庭、電車、事務所、病院等の天井面に設置される照明であって、

手作業等に必要な比較的狭い領域を照射することに適している。

例えば、夜間の病室での作業はそれほど高照度を必要とせず、低照度であっても作業を行うことができる。このような環境においては、指向性があり、比較的低照度まで容易に調光可能なＬＥＤが適している。また、光源部は中心部に光軸を有する面光源からなり、装置本体によって光源部から照射される光の一部を遮光するため、最適な照明領域を容易に得ることができる。また、照明領域を限定的に照射することによって無駄なエネルギー消費を抑制するとともに、照明領域外からは光源部を視認することがなくなる。つまり、装置本体によって光源部から照射された光を遮光することによって所望の角度以上の範囲からは光源部を視認できない構成とするとともに光源部を回動させて光軸が遮光されたときに光源部の中心よりも開口面側に位置する部分から光軸方向に弱い光が放射されるので、遮光された照明領域には低照度の照明領域が形成される。この低照度の照明領域によってスポット光による非照明領域との明暗が緩和され、作業者への視覚的な負荷を軽減することができる。

さらに、指向性が高いことにより、照射範囲を確実に照明することができるとともに、照明領域外からのグレアを抑制することができる。さらに、ＬＥＤは低照度において演色性を高くすることが可能なため低照度においても不自然な光色になることがない。

光源部の配光は、指向性が高いものが好ましく、所望の範囲を照射できる構成であればよい。例えば光源部を構成する光源そのものに指向性を持つものを用いてもよいし、反射板やレンズなどによって指向性を得る構成であってもよい。

光源部は、回動機構によって回動可能に支持されており、円筒部の中心軸に対して光軸方向が傾斜するように変化させることができる。このとき、光源部は回動しても常に装置本体に収容されるように構成されており、装置本体の開口面から光源部の一部が露出することがなくなり、外観が良好になる。

また、光源部の回動は同一平面内のみで回動する構成であってもよいし、ある回動方向に対し直交する方向にさらに回動する構成であってもよい。

さらに、回動は手動で行ってもよいし、駆動装置を設けて自動化してもよい。

このように、光源部が回動可能なため所定の方向に対して光を照射することができ、使用環境に合わせて照射方向を設定することができる。

本発明による装置本体は、一端が開口した円筒部を有しており光源部が回動しても常に一端開口面よりも内側に光源部が収容される。また、光源部から照射された光は一部装置本体によって遮光され所望の照明領域を形成する。

装置本体の表面は、通常ダウンライト等で使用される反射板に比べて反射率が小さくなるように塗装または凹凸などの表面処理を行い、照明領域外から照明装置の開口面を視認したときに輝度が小さくなるようにしておいてもよい。

請求項２の照明装置は、光軸が開口面の周縁と交わるときに、光軸と光源部の最下点および光軸が開口面の周縁と交わる交点を結ぶ直線とがなす照射角度が０°よりも大きく、かつ３０°以内であることを特徴とする。

請求項１の照明装置によれば、所望の角度以上の範囲からは光源部を視認できない構成とするとともに低照度の照明領域によって、スポット光による非照明領域との明暗が緩和され、作業者への視覚的な負荷を軽減することができる。

請求項２の照明装置によれば、照射角度を０°よりも大きく、かつ３０°以内としたので一般的な天井の高さおよび取付位置に対応して天井照明領域に作業性のよい光を照射することができるとともに、光源を視認できない領域を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１乃至３に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態の照明装置Ｌの光源部の正面図、図２は本発明の照明装置Ｌの装置本体の円筒部を半分に切断したときの正面図、図３は照明装置Ｌを病室の天井面Ｔに配設したときの使用例を示した構成図である。

図１に示すように、光源部１は一端側に円状の発光面１０を有し、他端側が略半球状に形成された砲弾状の筐体１aを有し、この筐体１aの内部に基板１bが配設されている。また、筐体１aは、中心軸が発光面１０の中心Ｃを通過するように配設されている。さらに、基板１ｂの一端側の面上には、略円筒状のＬＥＤ１１を複数個実装されている。

これらＬＥＤ１１は発光面１０に対向するように配設されており、ＬＥＤ１１から照射された光は発光面１０と基板１bの一端側との間に設けられた図示しないレンズおよび反射板などの光学手段によって、発光面１０の全面から光が放射される面光源を形成している。また、発光面１０から放射される光は発光面１０の中心Ｃを通過し発光面１０に直交する方向に発光強度が最大となるように設定されている。ここで、発光面１０の中心Ｃを通過し発光強度が最大となる方向を光軸Ｘ-Ｘとする。つまり、本実施形態の光源部１では筐体１aの中心軸と光軸Ｘ-Ｘが同一線上に存在している。また、発光面１０から放射される光は指向性を有しており、例えば光軸Ｘ-Ｘに対して、発光強度が半減する角度が１８°程度である。

また、ＬＥＤ１１が実装される基板１bの他端側には、図示しないが、リード線が電気的に接続されている。また、これらリード線は、光源部１の他端側から導出されて、各ＬＥＤ１１の点灯状態を制御する図示しない制御部に接続される。制御部は光源部１の各ＬＥＤ１１に電源を供給する図示しない所定の電源部に接続される。

次に、照明装置Ｌの構成を図２を用いて説明する。

図２に示すように、照明装置Ｌは光源部１および一端が開口した円筒状の円筒部２a、円筒部２aに回動可能に保持されるとともに、この回動方向と直交する方向でかつ光源部１の発光面１０の中心Ｃを通過する軸を中心に回動するように光源部１を保持する回動機構としての保持部２aからなる装置本体２を有している。そして、照明装置Ｌは天井面Ｔに開口形成された埋込孔に下方から埋込設置される。

円筒部２aは、金属などの円筒状の筒体の表面に白色の塗装がされており、通常ダウンライト等で使用される反射板に比べ反射率が低いものが使用される。円筒部２aの開口面の周縁には天井面Ｔに対向するように外方に略垂直に屈曲されたフランジ部２ｃを有しており、天井に埋込設置したときに天井に形成された埋込孔の縁に係合する構成となっている。

光源部１の全回動角θは６０°であり、光源部１の光軸Ｘ-Ｘと円筒部２aの中心軸Ｙ−Ｙ（図中一点鎖線）とがなす回動角θ１は３０°である。ここで、全回動角とは光軸Ｘ-Ｘが開口面の周縁に交わるときの回動角θ１の２倍の角度である。また、光源部２の発光面１０の下端部から円筒部２aの開口面の周縁を通過する線Ｚ-Ｚ（図中点線）とＹ−Ｙとがなす遮光角θ２は４０°である。さらに、θ１とθ２の差として示される照射角度θ３は１０°である。このとき、Ｚ-Ｚよりも外側の領域からは光源部１の発光面１０を直接視認することがなく、さらに光源部１は回動しても開口面よりも外側に光源部１が露出することがなく、天井面Ｔに設置した照明装置Ｌの外観が良好になる。

θ、θ２、θ３は、発光面１０の直径、円筒部２aの開口面の直径、発光面１０の開口面からの高さによって決定される。例えば、本実施形態の照明装置Ｌの各寸法は、光源部１は発光面１０の直径が２０ｍｍ、長さが４５ｍｍ、円筒部２aは開口面の直径が７０ｍｍ、高さが１２０ｍｍである。また、光源部１は発光面１０の中心Ｃが開口面から高さ６０ｍｍの位置に保持部２bによって円筒部２aに設置されている。ここで、光源部１が回動し光軸Ｘ−Ｘが装置本体２の開口面の周縁と交わるときに、光源部１の高さ、発光面１０の大きさ、および円筒部２aの開口面の直径を所定の寸法にしておくことによって、筐体１aの他端側が円筒部２aと接触しないように形成しておくことが望ましい。また、筐体１aの他端側を砲弾状にしておき、光源部１の回動可能な範囲を広くしておいてもよい。

また、図２は光源部１の光軸Ｘ-Ｘが装置本体２の開口面の周縁と交わるように、光源部１を回動させたときの様子を示したものである。このとき、光源部１から照射された光は一部円筒部２aによって遮光され、残部が下方に照射される。このように、指向性を有する面光源からの光を斜方向に放射するとともに一部遮光することによって、光軸Ｘ-ＸとＹ−Ｙとによって形成される領域に作業性の良い照明領域を得るとともに、発光面１０を直接視認することがない領域を確保することができる。特に、光軸Ｘ−Ｘが装置本体２の開口面の周縁と交わるときが両者の目的を達成するために適している。

図３に示すように、病室の床面から天井面Ｔまでの高さＨは２６００ｍｍ、ベッドから天井面Ｔまでの高さｈは２０００ｍｍである。また、照明装置Ｌは患者の足元の上方に配設されて光軸Ｘ-Ｘが患者の足元方向を向いており、Ｘ-ＸとＹ−Ｙとがなす回動角θ１が３０°、Ｚ-ＺとＹ−Ｙとがなす遮光角θ２は４０°に設定されている。このように患者の足元上方から患者を照明する場合、足元側から回動角θ１が２０〜４０°になるように照明すると作業性が最もよいことが確認された。この角度が２０°未満または４０°を超えると作業者の手が影となって照明領域を十分に照明することができなくなる。つまり、全回動角は４０〜８０°程度にしておくことが好ましい。

本実施形態では、θ１とθ２の差として示される照射角度θ３が１０°に設定されている。このとき、光軸Ｘ-Ｘが患者の足元方向に向いたときにＺ-Ｚが患者の頭部よりも足元側に向いているため、患者が光源部１を視認することが無い構成となっている。このとき、光軸Ｘ-ＸとＺ-Ｚによって挟まれる領域Ａは明暗差の緩和のために６０ｃｍ程度が好ましく、このため照射角度θ３は０＜θ３≦３０°、好ましくは３°≦θ３≦３０°、さらに好ましくは５°≦θ３≦３０°が望ましい。θ３が３０°以上になると、光軸Ｘ-Ｘ方向に対して領域Ａが大きくなるため作業に必要無い光が多くなり、θ３が０°になるとこの領域Ａを確保することができなくなる。

また、光源部１の回動に伴いθ１とθ２との差で示される照射角度θ３は変化するが、θ１の回動可能な範囲内の全ての角度においてθ３を上記範囲内にしておくことによって、光源部１の回動角θ１に対して患者が光源部１を視認することが無い領域を確保しつつ、領域Ａを確保することができる。例えば、θ１の回動可能な範囲内の全ての角度においてθ３の最大値が３０°以内となるように、照明装置Ｌの各構成要素の寸法を限定してもよいし、回動に伴い回動軸の高さ方向の位置が変化するように光源部１を保持しておき、常に所望のθ３を得る構成であってもよい。

本実施形態の照明装置Ｌは、複数の患者が同一の病室に在室している場合で、夜間に個別の処置を行うときに適している。この場合照度はそれほど必要ないため照明装置Ｌの点灯制御部には調光機能が設けられており、低照度に調光されて照射される。本実施形態では光源１１にＬＥＤを用いているため、容易に調光でき、さらに低照度に調光しても演色性を高くすることができ不自然な光色になることがない。また、指向性のある面光源を用いているため、照明領域以外に無駄に光を照射することがなく省エネルギー化を図ることができる。

被照明対象である患者および病室にいる他の患者からは照明装置Ｌの開口面が見えるが、この開口面のグレアを抑制するために、線Ｚ−Ｚよりも外側の領域からの開口面の輝度を１００ｃｄ/ｍ²以下にしておくことが望ましい。このため、光源部１を低輝度に調光できる構成にしておくとともに、円筒部２aの内面は反射率を下げるために白色塗装または凹凸処理をしておくことが望ましい。

このように、本実施形態の照明装置Ｌによれば、省エネルギー化を図りながら最適の照明領域を容易に得ることができるとともに、照明領域外からのグレアを防止することができる。

本発明の実施形態の照明装置Ｌの光源部の正面透視図。本発明の照明装置Ｌの装置本体の円筒部を半分に切断したときの正面図。照明装置Ｌを病室の天井面に配設したときの使用例を示した図。

符号の説明

１光源部
２装置本体
２a 円筒部

Claims

ＬＥＤによって構成され中心部に光軸を有する面光源からなる光源部と；
一端が開口した円筒部および光源部の光軸方向が円筒部の中心軸に対して傾斜するように回動可能に光源部を支持する回動機構を有し、回動可能なすべての光軸方向において光源部が円筒部の開口面よりも内側に収容されるように回動機構によって配設され、光源部から照射される光の一部を円筒部の内側で遮光する装置本体と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
光軸が開口面の周縁と交わるときに、光軸と光源部の最下点および光軸が開口面の周縁と交わる交点を結ぶ直線とがなす照射角度が０°よりも大きく、かつ３０°以内であることを特徴とする請求項１に記載された照明装置。