JP5834258B2

JP5834258B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP5834258B2
Application number: JP2011138381A
Authority: JP
Inventors: 斎藤　孝; 孝斎藤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: JP2013008452A

Description

本発明は、薄明視環境下で使用し得る照明装置に関するものである。

道路や街路の照明（以下、街路照明と称す）に用いられる照明装置は、道路や街路を通行する通行人や通行車両の運転手などの視認性を確保する必要がある。ところで、人の視感度は明所視、暗所視、薄明視でそれぞれ異なっている。明所視では錐体細胞の働きで色の知覚が可能であり、暗所視では錐体細胞が機能しないために色の知覚はできないものの、桿体細胞の働きによって感度が向上する。また、薄明視は明所視と暗所視の中間の状態であって、錐体細胞と桿体細胞の双方が機能している。ここで、明所視における視感度のピーク波長が約５５５ｎｍであるのに対し、暗所視における視感度のピーク波長が約５０７ｎｍにシフトしている。このような現象は、プルキンエ現象としてよく知られている。

このプルキンエ現象を利用した照明装置として、特許文献１に記載されている屋外用の照明装置がある。この従来例では、灯具本体の鉛直方向下側の領域に白色光が照射され、この白色光の照射領域の外側（水平方向寄り）に青色光が照射されている。これにより、青色光によって視認性が向上するために犯罪抑止の効果が期待でき、しかも、白色光によって歩行者や車両の円滑な通行が妨げられない効果が期待できる。

特開２００８−１３５３８１号公報

ところで、上記の照明装置では、２つの光色が大きく異なるため、青色光の照射領域と白色光の照射領域となるため歩行者等が色斑を感じやすく、違和感を与える虞がある。また、外側の青色光の照射領域と内側の白色光の照射領域とでは外側の青色の照射領域が低照度となり、歩行者に対して不快感を与える虞がある。さらに、青色光のもとでは色の判別が難しく、犯罪などの発生時、服や車両の色などに誤認が生じる可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、歩行者に対して違和感や不快感を抑えることが可能な照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、色温度が同一の白色の光を照射する第１照射手段及び第２照射手段を備えた照明装置であって、前記第１照射手段は、第１光源としてのＬＥＤ素子と、該第１光源を覆う蛍光材料が混合されている波長変換部材とで構成され、水平方向寄りに相対的にＳ／Ｐ比が高い光を照射し、前記第２照射手段は、第２光源としてのＬＥＤ素子と、該第２光源を覆う異なる種類の蛍光材料が混合されている波長変換部材とで構成され、前記第１照射手段よりもＳ／Ｐ比が低い光を、前記第１照射手段より鉛直方向下側寄りに照射することを特徴とする。

また上記構成において、色温度が同一の白色の光を照射する第３照射手段を備え、前記第３照射手段は、第３光源としてのＬＥＤ素子と、該第３光源を覆う蛍光材料が混合されている波長変換部材とで構成され、前記第１照射手段と前記第２照射手段の間を、前記第１照射手段と前記第２照射手段との間のＳ／Ｐ比となる光を照射することが好ましい。

また上記構成において、前記第３照射手段の第３光源は、前記第１照射手段を構成する第１光源と同Ｓ／Ｐ比のＬＥＤ素子と、前記第２照射手段を構成する第２光源と同Ｓ／Ｐ比のＬＥＤ素子とを用いて構成したことが好ましい。

また上記構成において、第３照射手段の第３光源は、前記第１光源と第２光源とを交互に配置して構成されることが好ましい。
また上記構成において、第３照射手段の第３光源は、前記第１光源と第２光源とのペアがそれぞれ互いに近接配置して構成されることが好ましい。

また上記構成において、第３照射手段の第３光源は、前記第１光源の光軸と第２光源の光軸とが交差するように配置されて構成されることが好ましい。
また上記構成において、第３照射手段は、１種のＬＥＤ素子と、該ＬＥＤ素子からの光をＳ／Ｐが異なる２種の光とする波長変換部材とで構成されることが好ましい。

本発明によれば、歩行者に対して違和感や不快感を抑えることが可能な照明装置を提供することができる。

（ａ）は照明装置の概略構成を説明するための平面図であり、（ｂ）は照明本体の概略構成を説明するための正面図である。照明本体を構成する第１光源及び第２光源について説明するためのスペクトルの特性図である。別例における照明本体の概略構成を説明するための正面図である。別例における照明本体の概略構成を説明するための正面図である。別例における第３照射部の断面図である。別例における第３照射部の断面図である。別例における照明本体の概略構成を説明するための正面図である。同上における照明本体の各ＬＥＤ素子の配光について説明するための説明図である。

以下、本発明を例えば街路灯に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の照明装置１０は、支柱部１１と、この支柱部１１の先端に取り付けられる照明本体１２とを備えている。

支柱部１１は、柱状の金属製材料からなり、その基端部が例えば地面に埋設されている。
支柱部１１の先端に取り付けられる照明本体１２は、下面（図１（ａ）中下側）が開口した直方体形状に形成されている。また照明本体１２は、図１（ｂ）に示すように白色の光を照射する第１〜第３照射部２０，２５，３０を備え、これら各照射部２０，２５，３０が図示しない点灯回路により制御されている。

第１照射部２０は、照明本体１２において外側に配置されて水平方向寄りの範囲Ａｏを照射する色温度が８０００Ｋ程度のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子２１を複数備えて構成される。ＬＥＤ素子２１は、図２に示すように、波長が約５００ｎｍにスペクトル強度が最も高いピーク波長を有し、それよりも長波長でスペクトル強度が低下した後に、波長が約５３０ｎｍから約５６０ｎｍにかけて徐々にスペクトル強度が高くなるよう構成される。

第２照射部２５は、照明本体１２において内側に配置されて鉛直方向下側寄りの範囲Ａｉを照射する色温度が８０００Ｋ程度のＬＥＤ素子２６を複数備えて構成される。第２照射部２５を構成するＬＥＤ素子２６は、図２に示すように、波長が約４４０ｎｍにスペクトル強度が最も高いピーク波長を有し、それよりも長波長でスペクトル強度が低下した後に、波長が約４８０ｎｍから約５５０ｎｍにかけて徐々にスペクトル強度が高くなるよう構成される。

第３照射部３０は、前記第１照射部２０及び第２照射部２５の間に配置されて範囲Ａｏ及び範囲Ａｉの間の範囲Ａｂを色温度８０００Ｋ程度で照射するＬＥＤ素子３１を複数備えて構成される。

また第１〜第３照射部２０，２５，３０を構成する各ＬＥＤ素子２１，２６，３１は、略同一の色温度となるように構成されている。第１照射部２０を構成するＬＥＤ素子２１は、第２照射部２５及び第３照射部３０を構成する各ＬＥＤ素子２６，３１と比較してＳ／Ｐ比が高く構成されている。第３照射部３０を構成するＬＥＤ素子３１は、前記第２照射部２５を構成するＬＥＤ素子２６よりもＳ／Ｐ比が高く設定されている。各ＬＥＤ素子２１，２６，３１のＳ／Ｐ比は、例えばＬＥＤ素子２１が２．２、ＬＥＤ素子３１が２．０、ＬＥＤ素子２６が１．８と設定される。ちなみに、Ｓ／Ｐ比とは、暗所視での分光視感効率Ｖ’（λ）にランプの分光特性を積算して算出される暗所視輝度Ｌｓと、明所視での分光視感効率Ｖ（λ）にランプの分光特性を積算して算出される明所視輝度Ｌｐとの比率のことである。

次に、上記構成の照明装置１０の動作例（作用）について説明する。
照明装置１０は、前記点灯回路から各照射部２０，２５，３０の各ＬＥＤ素子２１，２６，３１に電力が供給されることで白色に点灯される。このとき、各ＬＥＤ素子２１，２６，３１は、略同一の色温度で点灯されて各ＬＥＤ素子２１，２６，３１の照射する範囲Ａｏ，Ａｉ，Ａｂ全体がほぼ同じ光色とされる。また電力供給された各ＬＥＤ素子２１，２６，３１は、外側ほどＳ／Ｐ比が高く、つまりＬＥＤ素子２１、ＬＥＤ素子３１、ＬＥＤ素子２６の順にＳ／Ｐ比が高く点灯される。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）本実施形態の照明装置１０では、水平方向寄りに相対的にＳ／Ｐ比が高い光を照射する第１照射部２０と、この第１照射部２０よりもＳ／Ｐ比が低く色温度が同一の光を、第１照射手段より鉛直方向下側寄りに照射する第２照射手段とを備える。このように、照明装置１０の照射面の外側ほど低照度となりやすい部位のＳ／Ｐ比を高めることで、外側の低照度部分（第１照射部２０）がプルキンエ現象により明るく感じさせて歩行者に不安感を与えることが抑えられる。また、低照度部分である第１照射部２０と相対的に高照度部分となる第２照射部２５との明るさ感の差異が抑えられ（均斉度が向上し）、歩行者に対して違和感を与えることが抑えられる。

（２）また本実施形態の照明装置１０では、第１照射部２０と第２照射部２５の間を、第１照射部２０と第２照射部２５との間のＳ／Ｐ比で色温度が同一となる光を照射する第３照射部３０を備える。これにより、Ｓ／Ｐ比が複数段階で変更されるため、歩行者に対して更に違和感を与えることが抑えられて視環境を向上させることができる。

（３）また、本実施形態の照明装置１０では、各照射部２０，２５，３０から照射される光が白色の色温度に設定される。このため、従来の照明装置のように青色の光が照射されることで色の判別が難しいといったことが抑えられて、服や車両の色などを誤認識することが抑えられる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第３照射部３０のＬＥＤ素子３１を第１照射部２０及び第２照射部２５のＬＥＤ素子２１，２６とは別のＬＥＤ素子にて構成したが、これに限らない。

例えば、図３に示すように前記第１照射部２０のＬＥＤ素子２１と第２照射部２５のＬＥＤ素子２６と同一のＬＥＤ素子を交互に配設して第３照射部３０を構成してもよい。このような構成とすることで、２種類のＬＥＤ素子２１，２６で３つの照射部２０，２５，３０が構成されるため、製造コストを抑えることが可能となる。

また、図４に示すように前記第１照射部２０のＬＥＤ素子２１と第２照射部２５のＬＥＤ素子２６と同一のＬＥＤ素子のペアがそれぞれ互いに近接配置させて第３照射部３０を構成してもよい。このような構成とすることで、第３照射部３０を直視した際に２種のＬＥＤ素子２１，２６であっても単色光として歩行者が認識しやすく、歩行者に与える違和感を抑えることができる。

また、図７及び図８に示すように前記第１照射部２０のＬＥＤ素子２１と第２照射部２５のＬＥＤ素子２６と同一のＬＥＤ素子のペアが、互いの光軸Ｌ１，Ｌ２（図８参照）が交差するように配置させて第３照射部３０を構成してもよい。ここで、各ＬＥＤ素子２１，２６の下方（光の照射方向）に配置されるレンズや照明本体１２の下面に設けられる透光性のカバー（図示略）に設けられる凹凸などで光軸Ｌ１，Ｌ２を調整してもよい。

また、図５に示すように、実装基板４１の上面４１ａに配置されるＬＥＤ素子４２と、このＬＥＤ素子４２を覆う４分の１球面状の波長変換部材４３，４４とで第３照射部３０を構成してもよい。波長変換部材４３，４４は、透光性を有する合成樹脂材料によって４分の１球面状に形成されるとともに、２つの４分の１球面の領域にそれぞれ異なる種類の蛍光材料が混合されている。したがって、ＬＥＤ素子４２から照射される光の波長が、各波長変換部材４３，４４によって２種類のＳ／Ｐ比に変更される。そして、波長変換部材４３，４４の中間部分では、２種類の光が混ざり合うことで中間の光が得られるようになっている。なお、このような構成としては、図６に示すように実装基板５１の中央に設けられた円錐台形状の凹部５１ａ底面にＬＥＤ素子５２が実装され、平板状に形成された波長変換部材５３，５４で凹部５１ａの開口面が覆われるようにしても構わない。

・上記実施形態では、各照射部２０，２５，３０をＬＥＤ素子で構成したが、蛍光灯や有機ＥＬ素子等のその他の光源にて構成してもよい。
・上記実施形態では、照明装置１０を街路灯に具体化したが、街路灯に限らず、防犯灯やその他の屋外照明に具体化してもよい。

１０…照明装置、２０…第１照射部（第１照射手段）、２１…第１照射部を構成するＬＥＤ素子（第１光源）、２５…第２照射部（第２照射手段）、２６…第２照射部を構成するＬＥＤ素子（第２光源）、３０…第３照射部（第３照射手段）、３１，４２，５２…第３照射部を構成するＬＥＤ素子、４３，４４，５３，５４…波長変換部材、Ｌ１，Ｌ２…光軸。

Claims

色温度が同一の白色の光を照射する第１照射手段及び第２照射手段を備えた照明装置であって、
前記第１照射手段は、第１光源としてのＬＥＤ素子と、該第１光源を覆う蛍光材料が混合されている波長変換部材とで構成され、水平方向寄りに相対的にＳ／Ｐ比が高い光を照射し、
前記第２照射手段は、第２光源としてのＬＥＤ素子と、該第２光源を覆う異なる種類の蛍光材料が混合されている波長変換部材とで構成され、前記第１照射手段よりもＳ／Ｐ比が低い光を、前記第１照射手段より鉛直方向下側寄りに照射することを特徴とする照明装置。
請求項１に記載の照明装置において、
色温度が同一の白色の光を照射する第３照射手段を備え、前記第３照射手段は、第３光源としてのＬＥＤ素子と、該第３光源を覆う蛍光材料が混合されている波長変換部材とで構成され、前記第１照射手段と前記第２照射手段の間を、前記第１照射手段と前記第２照射手段との間のＳ／Ｐ比となる光を照射することを特徴とする照明装置。
請求項２に記載の照明装置において、
前記第３照射手段の第３光源は、前記第１照射手段を構成する第１光源と同Ｓ／Ｐ比のＬＥＤ素子と、前記第２照射手段を構成する第２光源と同Ｓ／Ｐ比のＬＥＤ素子とを用いて構成したことを特徴とする照明装置。
請求項３に記載の照明装置において、
前記第３照射手段の第３光源は、前記第１光源と第２光源とを交互に配置して構成したことを特徴とする照明装置。
請求項３に記載の照明装置において、
前記第３照射手段の第３光源は、前記第１光源と第２光源とのペアがそれぞれ互いに近接配置して構成したことを特徴とする照明装置。
請求項３に記載の照明装置において、
前記第３照射手段の第３光源は、前記第１光源の光軸と第２光源の光軸とが交差するように配置されて構成されたことを特徴とする照明装置。
請求項２に記載の照明装置において、
前記第３照射手段は、１種のＬＥＤ素子と、該ＬＥＤ素子からの光をＳ／Ｐが異なる２種の光とする波長変換部材とで構成されることを特徴とする照明装置。