JP2014199758A

JP2014199758A - 照明装置

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Publication number: JP2014199758A
Application number: JP2013074671A
Authority: JP
Inventors: 哲山内; Satoru Yamauchi; 加津己渡辺; Katsumi Watanabe; 佐智子土井; Sachiko Doi; 関井　広行; Hiroyuki Sekii; 広行関井; 福田　恒; Hisashi Fukuda; 恒福田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP6064283B2; CN105074326A; WO2014155955A1; CN105074326B

Abstract

【課題】色素によって所定の波長成分が低減された光を照射する照明装置において、照射光の輝度むら及び色むらの発生を低減し、また、光源部の近傍に位置する色素の変性を防止する。【解決手段】照明装置の灯具２は、光源部３と、所定波長域の光を選択的に吸収する色素５１を内含する波長選択吸収部５と、光源部３から出射された光を灯具２の内方に向かって導光しつつ波長選択吸収部５に向けて導出する面状導光体４と、を有する。この構成によれば、光源部３からの光が、面状導光体４の内部を導光されてから波長選択吸収部５に入射する。そのため、光源部からの光が直接に波長選択吸収部に入射する場合に比べて、色素５１が光源部３からの高輝度光や熱に曝され難くなり、また、波長選択吸収部５における光路長が均一になる。従って、照射光の輝度むら及び色むらの発生を低減することができ、また、光源部３の近傍に位置する色素５１の変性を防止することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、所定波長域の光が低減された光を照射する照明装置に関する。

従来から、店舗用照明など演出効果が重要視される分野において、被照射体に所定波長域の光が低減された光を照射する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。図６（ａ）に示すように、このような照明装置１０は、白色光を出射するＬＥＤ２０と、ＬＥＤ２０からの光を光照射面に向けて反射する反射板３０と、光照射面に設けられ所定波長域の光を選択的に吸収する色素４０を含む波長選択吸収部５０と、を備える。照明装置１０から照射される光は、ＬＥＤ２０より出射された白色光から色素４０によって所定の波長成分が吸収された光となり、例えば、黄色光を吸収する色素４０を用いた場合には、黄色光成分が低減された白色光となる。このような黄色光成分が低減された白色光は、被照射体を鮮やかに見せることが知られている。

また、図６（ｂ）に示すように、上記の照明装置１０を基に、反射板を設けず、ＬＥＤ２０を覆うように波長選択吸収部５０をＬＥＤ２０側に突出させた照明装置１０ａも知られている。このような照明装置１０ａでは、ＬＥＤ２０から出射した白色光は、直接に波長選択吸収部５０に入射して、そこで色素４０によって所定の波長成分が低減された後、外部へ照射される。

特開２０１０−２６７５７１号公報

しかしながら、上記のような照明装置１０では、ＬＥＤ２０直下における照射光輝度が高くなるので輝度むらが発生し、また、この輝度むらの発生によりＬＥＤ２０直下とその周辺との間で色素４０による光吸収に差が出て色むらが生じる。また、ＬＥＤ２０近傍の色素４０は、ＬＥＤ２０からの高輝度光や熱に強く曝されるので、照明装置１０の長時間使用によって変性して光吸収機能を喪失する虞がある。

一方、照明装置１０ａでは、上記課題に加えて、ＬＥＤ２０から正面方向に出射された光Ｌ１とＬＥＤ２０から側方に出射された光Ｌ２との間で波長選択吸収部５０における光路長に差が生じる。そのため、光Ｌ１と光Ｌ２との間で色素４０による光吸収に差が生じて色むらが発生する。

本発明は、上記課題を解決するものであって、照射光の輝度むら及び色むらの発生を低減することができ、また、光源部の近傍に位置する色素の変性を防止することができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、光源部と、この光源部から出射された光のうち所定波長域の光を選択的に吸収する波長選択吸収部と、を有する灯具を備え、前記灯具は、平板形状とされ、前記波長選択吸収部は、前記灯具の光照射面に配置され、前記光源部は、前記灯具の外周に沿って配置され、前記光源部から出射された光を前記灯具の内方に向かって導光しつつ前記波長選択吸収部に向けて導出する面状導光体を更に備えたことを特徴とする。

前記面状導光体は、その中心部が薄肉で且つ前記光源部と相対する周縁部が厚肉となるように形成されていることが好ましい。

本照明装置は、前記光源部、波長選択吸収部及び面状導光体を収容し、且つ前記波長選択吸収部からの光を外部に出射させるための開口を有する枠体を更に備え、前記光源は、前記灯具を前記光照射面側から見たときに、前記開口よりも外周側に配置され、前記面状導光体は、前記光源からの光が入射する光入射面に対向する箇所に前記光入射面より入射した光を前記面状導光体の内方に向かって全反射する全反射面を有することが好ましい。

前記枠体は、前記面状導光体の周縁部に相対する面に光反射面を有することが好ましい。

前記波長選択吸収部は、波長６００ｎｍに吸収ピークを有するテトラアザポリフィリン系色素を含むことが好ましい。

本発明によれば、光源部からの光が面状導光体の内部を導光されてから波長選択吸収部に入射するので、光源部からの光が直接に波長選択吸収部に入射する場合に比べて、色素が高輝度光や熱に曝され難くなり、また、波長選択吸収部における光路長が均一になる。そのため、照射光の輝度むら及び色むらの発生を低減することができ、また、光源部の近傍に位置する色素の変性を防止することができる。

本発明の実施形態に係る照明装置の斜視図。上記照明装置を構成する灯具の断面図。上記灯具の分解斜視図。上記灯具を構成する波長選択吸収部に含まれる色素の化学構造を示す図。上記照明装置から照射される光の分光特性を示す図。（ａ）は従来の照明装置（灯具）の断面図、（ｂ）は別の従来の灯具の断面図。

本発明の実施形態に係る照明装置について、図１乃至図５を参照して説明する。図１に示すように、照明装置１は、机上等に置いて用いられる電気スタンドである。照明装置１は、円板形状の灯具２と、灯具２を移動自在に保持するアーム１１と、アーム１１を軸支して机上等に載置されるベース１２と、を備える。灯具２は、その一面（図例で下面）を光が照射される光照射面２Ａとしている。

図２及び図３に示すように、灯具２は、灯具２の外周に沿って配置された光源部３と、光源部３から出射された光を灯具２の内方に向かって導光しつつ光照射面２Ａ側に導出する面状導光体４と、を備える。また、灯具２は、光照射面２Ａに配置され所定波長域の光を選択的に吸収する波長選択吸収部５と、光源部３で生じた熱を外部に放熱するための放熱板６と、上記の光源部３、面状導光体４、波長選択吸収部５及び放熱板６を収容する枠体７と、を更に備える。

枠体７は、上記部材３乃至６を光照射面２Ａ側から覆う鍔部７１と、鍔部７１と係合し部材３乃至６を光照射面２Ａの反対側から覆うケース本体７２と、を有する。鍔部７１は、波長選択吸収部５からの光を外部に出射させるための円形状の開口７３を有する。なお、図３ではケース本体７２の図示を省略している。

光源部３は、複数のＬＥＤ３１と、各々のＬＥＤ３１の光軸が光照射面２Ａに向かうように各ＬＥＤ３１を実装する配線基板３２と、を備える。各々のＬＥＤ３１は、灯具２を光照射面２Ａ側から見たときに枠体７の開口７３よりも外周側で、且つ灯具２の外周に沿って互いに等間隔を置いて環状に配置されている。各ＬＥＤ３１は、主波長４６０ｎｍの青色光（図５も参照）を発する青色ＬＥＤチップ（不図示）と、この青色光により励起され主波長５７５〜６２０ｎｍの黄色光〜橙色光を発する黄色系蛍光体（不図示）と、を有する。各ＬＥＤ３１は、青色ＬＥＤチップからの青色光と黄色系蛍光体からの黄色光〜橙色光とを互いに混色させることで白色光を出射する。

面状導光体４は、その周縁部がＬＥＤ３１直下まで広がる略円板形状とされる。面状導光体４は、ＬＥＤ３１に相対して設けられＬＥＤ３１からの光が入射する光入射面４１と、光入射面４１に対向して設けられ光入射面４１より入射したＬＥＤ３１からの光を面状導光体４の内方に向かって全反射する全反射面４２と、を有する。光入射面４１は、平面状に構成されている。全反射面４２は、放物面状とされ、その曲率を調整することでＬＥＤ３１からの光を全反射するように構成されている。

また、面状導光体４は、波長選択吸収部５と相対して設けられ波長選択吸収部５に向けて光を導出する光導出面４３を有する。光導出面４３は、面状導光体４の周縁部が厚肉で且つ面状導光体４の中心部が薄肉となるような曲面状に構成されている。

面状導光体４の光照射面２Ａ側とは反対側の面には、光を拡散する光拡散構造（不図示）を有し且つ光を反射する拡散反射シート８が貼着されている。光拡散構造は、例えば、微細プリズム加工、シルク印刷、又はレーザードット加工により形成され、面状導光体４の中心部に向かうにつれて密に設けられている。面状導光体４は、ＬＥＤ３１からの光を透過する透光性材料により構成され、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスにより構成される。

放熱板６は、円板形状とされ、配線基板３２のＬＥＤ実装面とは反対側の面に接合されている。放熱板６は、高い熱伝導率を持つ材料、例えば、アルミニウムにより構成される。

枠体７の鍔部７１は、面状導光体４の周縁部と相対する面に光を反射する光反射面７４を有する。光反射面７４は、例えば、鍔部７１に白塗装を施すことで形成される。

波長選択吸収部５は、鍔部７１の開口７３よりも大きい円板形状とされ、開口７３を覆うように配置されている。波長選択吸収部５は、ＬＥＤ３１からの光を透過する透光性材料により構成され、所定波長に吸収ピークを有する色素５１を内含している。なお、波長選択吸収部５の光照射面２Ａ側の面にシボ加工等による光拡散処理を施してもよいし、波長選択吸収部５を構成する透光性材料に色素５１に加えて光拡散剤を添加してもよい。

図４に示すように、色素５１は、テトラアザポリフィリン系色素により構成され、波長６００ｎｍに吸収ピークを有する。ここで、式中、Ｒ_１乃至Ｒ_８は、−Ｒ−Ｏ−Ｚ基（Ｒはアルキレン基、Ｚは直鎖、分岐又は環状アルキル基、直鎖、分岐又は環状アルコキシアルキル基、置換又は未置換アリール基、置換又は未置換アラルキル基、若しくは直鎖、分岐又は環状ハロゲノアルキル基を表す）、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、直鎖、分岐又は環状アルキル基、直鎖、分岐又は環状アルコキシ基、置換又は未置換アリール基、置換又は未置換アリールオキシ基、置換又は未置換アラルキル基、置換又は未置換アラルキルオキシ基、直鎖、分岐又は環状ハロゲノアルキル基、直鎖、分岐又は環状ハロゲノアルコキシ基、置換又は未置換アミノ基を表す。Ｒ_１乃至Ｒ_８の少なくとも１つは、−Ｒ−Ｏ−Ｚ基であり、互いに隣接するＲ_１乃至Ｒ_８は、炭素環式脂肪族環を形成していてもよい。また、Ｍは、２個の水素原子、２個の１価金属原子、２価金属原子、３価置換金属原子、４価置換金属原子又は酸化金属原子を表す。

次に、上述した図２を再び参照して、ＬＥＤ３１から出射された光が外部に照射される過程について説明する。ＬＥＤ３１から出射された光（破線矢印で示す）は、光入射面４１から面状導光体４に入射し、全反射面４２により面状導光体４の内方に向かって全反射される。全反射面４２で全反射された光は、更に、光入射面４１及び光導出面４３で全反射されることで面状導光体４の内部を導光され、光入射面４１に達した光の一部（一点鎖線矢印で示す）は、拡散反射シート８により拡散及び反射されて光導出面４３から導出される。光導出面４３から導出された光は、波長選択吸収部５に入射し、そこで色素５１によって波長６００ｎｍ付近の黄色光〜橙色光が吸収された後、枠体７の開口７３を通って外部へ照射される。

上記過程において、面状導光体４の周縁部が厚肉で且つ面状導光体４の中心部が薄肉に構成されているので、面状導光体４の内部を導光される光の光導出面４３への入射角は、面状導光体４の中心部に向かうにつれて小さくなる。そのため、面状導光体４の中心部に向かう程、光が光導出面４３から導出され易くなるので、灯具２の中心部が暗くなるのを防止して照射光輝度を均一にすることができる。

また、灯具２を光照射面２Ａ側から見たときに、光源部３が枠体７の開口７３よりも外周側に配置され、且つ面状導光体４の光入射面４１に対向する箇所に全反射面４２が設けられているので、ユーザからは光源部３（ＬＥＤ３１）が直接に見えない。これにより、グレアを防止することができる。

また、面状導光体４の周縁部から導出された光が、枠体７の光反射面７４で反射されて再び面状導光体４に入射するので、灯具２の光利用効率を向上することができる。更に、拡散反射シート８の光拡散構造が面状導光体４の中心部に向かうにつれて密に設けられているので、面状導光体４の中心部に向かう程、面状導光体４内を導光される光は、拡散構造によって拡散される機会が増して光導出面４３から導出され易くなる。これによっても、灯具２の中心部が暗くなるのを防止して照射光輝度を均一にすることができる。

図５に示すように、上記のようにして灯具２から照射される光（実線で示す）は、波長選択吸収部５が設けられていない灯具から照射される光（一点鎖線で示す）に比べて、黄色光〜橙色光が低減された光となる。このような光は、視対象物を目立たせる作用を有し、例えば、白色の紙面上に書かれた文字をくっきりと見せることができる。

上述のように、本実施形態の照明装置１によれば、光源部３からの光が、面状導光体４の内部を導光されてから波長選択吸収部５に入射する。そのため、光源部からの光が直接に波長選択吸収部に入射する場合に比べて、色素５１が光源部３からの高輝度光や熱に曝され難くなり、また、波長選択吸収部５における光路長が均一になる。従って、照射光の輝度むら及び色むらの発生を低減することができ、また、光源部３の近傍に位置する色素５１の変性を防止することができる。

なお、本発明に係る照明装置は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、面状導光体の形状は、上記のものに限定されず、光入射面と光導出面とが互いに平行となった平板形状とされてもよい。また、色素は、テトラアザポリフィリン系色素に限定されず、照射光の光学特性に応じて任意の色素を用いることができる。更に、波長選択吸収部を交換可能として、照明装置の使用環境に応じて異なる色素を含む波長選択吸収部を適宜使用することができる構成としてもよい。

１照明装置
２灯具
２Ａ灯具の光照射面
３光源部
４面状導光体
４１光入射面
４２全反射面
５波長選択吸収部
５１色素
７枠体
７３開口
７４光反射面

Claims

光源部と、この光源部から出射された光のうち所定波長域の光を選択的に吸収する波長選択吸収部と、を有する灯具を備えた照明装置であって、
前記灯具は、平板形状とされ、
前記波長選択吸収部は、前記灯具の光照射面に配置され、
前記光源部は、前記灯具の外周に沿って配置され、
前記光源部から出射された光を前記灯具の内方に向かって導光しつつ前記波長選択吸収部に向けて導出する面状導光体を更に備えたことを特徴とする照明装置。
前記面状導光体は、その中心部が薄肉で且つ前記光源部と相対する周縁部が厚肉となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記光源部、波長選択吸収部及び面状導光体を収容し、且つ前記波長選択吸収部からの光を外部に出射させるための開口を有する枠体を更に備え、
前記光源は、前記灯具を前記光照射面側から見たときに、前記開口よりも外周側に配置され、
前記面状導光体は、前記光源からの光が入射する光入射面に対向する箇所に前記光入射面より入射した光を前記面状導光体の内方に向かって全反射する全反射面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
前記枠体は、前記面状導光体の周縁部に相対する面に光反射面を有することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
前記波長選択吸収部は、波長６００ｎｍに吸収ピークを有するテトラアザポリフィリン系色素を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。