照明装置

【課題】複数のＳＭＤ型ＬＥＤ基板を用いた照明装置であって、より広範囲の照明ができる一方、使用状況、状態によって最適な照明方向を選択点灯することにより省エネルギーを達成でき、更にＬＥＤの高速応答を利用してディスプレイに応用する等新しい照明装置を提供する。
【解決手段】断面が多角形あるいは曲面状の長尺基台１に、ＳＭＤ型ＬＥＤを複数実装した長尺基板２ａ、２ｂ、２ｃを配置し、各基板ごとに個別点滅ができるよう配線する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を利用した照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの観点から、白熱電球や蛍光灯に替えて発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と省略表記する。）を光源とした照明装置が使用されてきている。
【０００３】
このような照明装置に用いられるＬＥＤは、高輝度で拡散範囲が広い表面実装型ＬＥＤ（以下、「ＳＭＤ型ＬＥＤ」と省略表記する。）が多い。
【０００４】
このような照明装置は製造の容易さ、応用の広さから非特許文献１の如く、長尺の基板上に複数のＳＭＤ型ＬＥＤを配置し、蛍光灯と同様な照明装置としたり、基板をフレキシブルとし看板のバックライト、足元灯、室内装飾、イルミネーション、間接照明等に広く応用されてきている。
【０００５】
また、非特許文献２の如く、ＲＧＢ（赤、緑、青）の３原色のチップが１個のSMDに実装されたＬＥＤを使用したものもあり、専用のコントローラを使用して調光することも可能である。
【０００６】
また、この様な照明装置においては、輝度の向上と照射範囲を広く取るために長尺基板上に２~３列のＳＭＤ型ＬＥＤを配置している例があるが、製法上から同一平面基板上とならざるを得ない。このためＳＭＤ型ＬＥＤの法線方向が最も輝度が高くなり広範囲を均一に照明することが難しく、より広範囲を均一に照射することが要求される。
【０００７】
しかし、広範囲を均一に照明できる照明装置が要求される一方、照明範囲をある程度限定した照明装置が要求される場合もある。例えば、明り取り窓そばに設置する天井照明のような場合、昼間で窓からの明かりが入っているときには窓から離れた方向の照明が必要とされ、夜間においては窓からの明かりが入らないため、窓側も含めた広範囲な照明装置が必要となる。照明装置の設置場所、使用状況の変化等によって最適照明を行うことも必要である。特許文献２においてはＬＥＤ設置基台の角度を機械的に変化させているが、照明装置の複雑化、費用の増大を招いてしまう恐れがある。
【０００８】
また、ＳＭＤ型ＬＥＤの輝度コントロールは、電流制御あるいはパルス状電流コントロールを用いるが、特許文献１の如く比較的複雑で、各ＬＥＤ素子のバラつきにより輝度むらが出たりチラツキが出ることもある。ＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置としては輝度向上、照明の広範囲化が重要である一方、状況変化によって照明明るさを変えて省エネルギー化を図ることも必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２３８５２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１４１６４２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】http://www.neo-w.co.jp/LED_tape.html
【非特許文献２】http://www.xmas-deco-lights.com/shop/LEDTapeLight.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のように、同一平面状に実装されたＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置では、その照射パターンは、一般的にはＬＥＤ実装面を接線とした球状の照射パターンである。このため、ＬＥＤ実装面の法線方向の照度が強く、より広い範囲をできるだけ均一に照明できるようにすることに課題がある。
【００１２】
また、広範囲をできるだけ均一に照明できる照明装置が要求される一方、使用状況の変化等により照明する方向性をコントロールできる照明装置の実現も課題である。
【００１３】
さらに、複雑な明るさコントロール装置を必要とせず、単純な装置で明るさを制御し、且つ省エネルギーを達成することも課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような各課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、請求項１の如く断面が多角形あるいは曲面状の基台に、各個別の長尺基板に実装されたＳＭＤ型ＬＥＤを配置し、各設置面基板上のＳＭＤ型ＬＥＤを各面ごとに選択点滅できる如く配線する構成を有している。
【００１５】
本発明の一実施形態として断面が台形状の長尺基台の台形底面を除く３面に長尺ＳＭＤ型ＬＥＤを配置して点灯すると、３面のＬＥＤの法線は異なるためより広範囲を均一に照明することが可能となる。
【００１６】
また、例えば本照明装置を天井装備とした場合、周囲が暗くなる夜間は３面のＳＭＤ型ＬＥＤを全部点灯するが、周囲が明るくなる昼間では台形頂上面のＳＭＤ型ＬＥＤのみを点灯選択点灯し、他の２面を点灯しなければ省エネルギーが達成できる。
【００１７】
上記本発明の一実施形態による照明装置において、台形側面のどちらか一方のみ、台形側面どちらか一方と頂上部の２面、頂上部のみと５通りの方向選択照明ができる。
【００１８】
また、上記の照明装置において、他センサーよりの信号により１つあるいは複数の長尺基板のＬＥＤを基板ごとにＣＰＵ制御により自動選択点滅できるように構成してもよい。
【００１９】
さらに、上記の照明装置において、ＳＭＤ型ＬＥＤを１ないし複数列配置した長尺基板を多角面あるいは曲面の断面を有する長尺基台の全周に渡って複数取り付け、この基台を水平横型あるいは垂直縦型に設置し、各ＳＭＤ型ＬＥＤを配置した長尺基板のＬＥＤを基板ごとに個別に選択点滅できるように構成してもよい。
【００２０】
また、上記の照明装置において、照明装置とは別に設置した公知の人感センサー（人の存在方向センサー）よりの情報により、人の存在方向に相当する１つあるいは複数のＳＭＤ型ＬＥＤを１ないし複数列配置した長尺基板のＬＥＤを点灯するように構成してもよい。
【００２１】
さらに、上記の照明装置において、ＳＭＤ型ＬＥＤを１ないし複数列配置した長尺基板の内１ないし複数個の基板のＬＥＤを、異なる原色のチップを１個のＳＭＤに実装されたＬＥＤを使用し、専用のコントローラを使用して調光するように構成してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上、説明したように本発明によれば、長尺に配置した複数のＳＭＤ型ＬＥＤを角度を変えて複数取り付けることにより、各ＳＭＤ型ＬＥＤの照射方向をずらし、広範囲をできるだけ均一に照明ができる。
【００２３】
一方、角度を変えて複数取り付けた長尺配置ＳＭＤ型ＬＥＤを選択点灯することにより、複雑な機構を必要とせず照明方向を変化させることができる。
【００２４】
また、上記のように状況に応じて、証明は必要な方向のみのＳＭＤ型ＬＥＤを点灯する事により省エネルギー照明装置を構成することが可能となる。
【００２５】
また、ＳＭＤ型ＬＥＤは白色発光ばかりでなく、赤、青等の各色を発光できるので各角度ごとに発光色を変え、照明装置兼イルミネーションとしての効果も期待できる。
【００２６】
さらに、ＳＭＤ型ＬＥＤは高速点灯応答が可能なため、上記のような角度ごとに発光色が異なる照明装置を高速で順次点滅する如くすることにより新しい照明装置兼ディスプレイとすることもできる。このような高速点灯照明装置は蛍光灯では実現が困難な機能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例における全体概略構造を示す図である。
【図２】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例における断面構造図である。
【図３】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例における光放射パターンを示す図である。
【図４】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例を天井取り付けの照明装置とした説明図である。
【図５】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の別の一実施例の断面構造を示す図である。
【図６】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置のさらに別の一実施例の断面構造を示す図である。
【図７】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例の電源点滅方法を説明する図である。
【図８】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例の電源点滅をＣＰＵコントロールする場合の説明図である。
【図９】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例のＳＭＤ型ＬＥＤ基板を実装した基台を覆うカバーを付加する説明図である。
【図１０】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例の自動車の室内照明灯に適用した場合の概略図である
【図１１】本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例のアパレル関係店舗の店内照明塔として適用した場合の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を主略する箇所については公知技術によるものとする。
【００２９】
図１は本発明の一実施形態に係る照明装置の概要を示す斜視図であり、図２は該実施形態の断面図である。同図に示すように台形状の基台１の角度Ａは、一般的にはＳＭＤ型ＬＥＤの放射パターンのほぼ半値幅角度に設定する。この台形基台１の底面を除く３面に１ないし数列のＳＭＤ型ＬＥＤ３を実装した長尺基板２ａ、２ｂ、２ｃを取り付ける。基台材質としては基台上に取り付けるＳＭＤ型ＬＥＤの発熱を逃すため熱伝導の優れた金属材料が望ましい。
【００３０】
図３は、台形基板上に取り付けたＳＭＤ型ＬＥＤの光放射パターンを示す図である。夫々のＬＥＤの光放射パターンは、一般的にＬＥＤ中心からの取り付け面の法線を中心とした球形状のパターンとなる。かくのごとくすれば、各取り付け面のＬＥＤの光放射パターンは略半値幅角度Ａで重なるため、広範囲をほぼ均一に照明することができる。
【００３１】
図４は、本発明の一実施形態に係る照明装置を天井照明として窓のそばの室内に設置した場合の概要図である。昼間においては、窓からの採光があるため２ｂのＳＭＤ型ＬＥＤによる照明はあまり必要なく、２ａ又は２ｃあるいはその両者を点灯させるだけで良いであろう。また、オフィスなどを想定した場合、昼休みなどでは例えば２ａだけを点灯させて省エネルギーとして電力低減を図ることができる。さらに、夜間においては２ａ、２ｂ、２ｃを全て点灯させれば広範囲を照明することができる。
【００３２】
一方、上記において作業者が４Ａのみの場合には２ａ、２ｂのみの点灯、作業者が４Ｂのみのときには２ａ、２ｃのみの点灯と省エネを図ることもできる。このような点灯コントロールについては後述するように作業者の存在を感知して自動コントロールとすることもできる。
【００３３】
図５は、本発明の別の一実施形態に係る照明装置の断面を示す図である。上記の説明では台形状の基台に３組のＳＭＤ型ＬＥＤ基板を取り付けた照明装置について説明したが、取り付け基台断面を更に多角形５Ａあるいは円弧状５Ｂとして複数のＳＭＤ型ＬＥＤ基板を取り付けた照明装置とすることもできる。この場合は、更に詳細に照明方向を変化させたり、例えば、室内が明るいときはＳＭＤ型ＬＥＤ基板を一つおきに点灯するなどすることにより省エネルギーを容易に達成できる。
【００３４】
図６は、本発明の更に別の一実施形態に係る照明装置の断面を示す図である。ＳＭＤ型ＬＥＤ基板を取り付ける基台を多角形柱６Ａあるいは円柱６Ｂとした例である。図１、図５は主として天井取り付けや壁取り付け照明装置として説明したが、図６のような照明装置は縦型床置き照明装置としてウインドウディスプレイの照明装置やアパレル関係の店内照明として応用できる。また、後述するような点灯コントロールを行うことにより、人の動きに従って照明方向を変化させたり、順次点滅させることにより照明される商品により着目を集めるような効果を生み出すこともできる。
【００３５】
図７は、本発明の別の一実施形態に係る照明装置の点滅方法を示す図である。複数のＳＭＤ型ＬＥＤ基板２−１、２−２・・・２―Ｎへの電源を個別スイッチＳ―１、Ｓ―２・・・Ｓ―Ｎによって点滅させる方法が最も簡単である。
【００３６】
図８は、上記電源スイッチの点滅コントロールをＣＰＵで行う本発明の一実施例である。
【００３７】
ＣＰＵによるコントロールは、例えば赤外線検出による人感センサーからの信号で人間の存在を感知した方向の１つ又は複数のＳＭＤ型ＬＥＤ基板の電源をＯＮとして照明することができる。
【００３８】
上記で説明した各実施形態では説明を簡単にするためＬＥＤ搭載基板を露出したままとしていたが、図９で示すように、ＬＥＤ保護のためのアクリル樹脂やガラスの様な透明材料によってＳＭＤ型ＬＥＤ基板を取り付けた基台全体を覆うカバーを付けても良い。あるいは、ＬＥＤ光が直接眼にまぶしくないようすりガラスや乳白色材料によるカバーを取り付けても良いのは明らかである。
【００３９】
なお、前述のように、ＳＭＤ型ＬＥＤ基板のＬＥＤをＲＧＢ（赤、緑、青）の３原色のチップが１個のＳＭＤに実装されたＬＥＤを使用し、専用のコントローラを使用して調光も可能なことは明らかである。
【００４０】
図１０は、図１に示した本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例を、３列シートの自動車の室内照明灯に適用した場合の概略図である。現在用いられている自動車室内照明灯の多くは白熱電球あるいはＬＥＤのスポット照明であるが、横に広がる運転席と助手席を広く照明することは難しい。ここで図１に示した本発明にかかる照明装置を用いれば、長尺ＳＭＤ型ＬＥＤにより横に長い座席を広く照明することができる。また、３列シート中央付近に設置し、照明法線方向を１，２，３列シートに向かう如く設定しておけば、各シートを選択して広く照明できる。このようにすると、各シート上方に照明装置を設置するより室内配線等が簡易となり、設置コストの低減にも寄与できる。
【００４１】
図１１は、図６に示した本発明に係るＳＭＤ型ＬＥＤを用いた照明装置の一実施例を、アパレル関係店舗の店内照明塔として適用した場合の概略図である。図１１では説明を分かり易くする為、照明装置にカバーを掛けずＳＭＤ型ＬＥＤ基板が見える状態を示しており、塔状の照明装置の頂部にはセンシング水平角度の異なる人感センサー（赤外線等による）を設置してある。かくのごとくすることにより、人感センサーにて顧客の存在方向を検出し、当該方向の１又は複数のＳＭＤ型ＬＥＤを点灯照明することができる。このような照明は、商品全体を一様に照明するよりも、顧客の移動に従って移動方向の商品がより明るく照明され、商品をより強調してアピールすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
上述してきたように、本願による発明によれば、照明対象を広く照明できる一方、照明方向を変えることにより使用環境、状況に応じた照明装置とすることができ、省エネルギーにも寄与することができる。このような照明装置は室内照明灯に限らず、前述した自動車室内灯、美術館の展示照明装置等の他分野への利用が期待できる。
【００４３】
特に美術館や生鮮食料品の照明装置等に応用すれば、人感センサーと組み合わせて観客や顧客が存在する方向のみを照明することができ、省エネルギーはもちろん照明による絵画の劣化や生鮮食料品の劣化を少なくすることもできる。
【００４４】
また、図１１で説明した本願による照明装置は、照明用途はもちろん照明方向変更やＬＥＤの高速点滅応答特性を利用してウインドウディスプレイや方向案内照明装置として活用できる等、照明装置としてばかりでなく各種産業に対して大きな有益性をもたらすものである。
【符号の説明】
【００４５】
１…基台、２ａ、２ｂ、２ｃ…ＳＭＤ型ＬＥＤを配列した長尺基板、３…ＳＭＤ型ＬＥＤ、４…ＬＥＤ発光の法線、５…ＬＥＤ発光放射パターン、４Ａ…窓側作業環境、４Ｂ…奥側作業環境、５Ａ…多角形基台例、５Ｂ…円弧状基台例、６Ａ…多角形柱基台例、６Ｂ…円柱状基台例、２−１〜２−Ｎ…複数のＳＭＤ型ＬＥＤを配列した長尺基板、Ｓ−１〜Ｓ−Ｎ…複数の電源スイッチ、８１…電源スイッチコントローラ、８２…ＣＰＵ、８３…センサー、９１…カバー、１０１…自動車用室内灯、１１１…縦型照明塔、１１２…人感センサー、１１３…顧客

【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型発光ダイオード（ＳＭＤ型ＬＥＤ）を光源とする照明装置において、前記ＳＭＤ型ＬＥＤを１ないし複数列配置した長尺基板を多角面あるいは曲面の断面を有する長尺基台に複数取り付け、各ＳＭＤ型ＬＥＤを配置した長尺基板のＬＥＤを基板ごとに個別に選択点滅できることを特徴とした照明装置。
【請求項２】
上記請求項１の照明装置において、他センサーよりの信号により１つあるいは複数の長尺基板のＬＥＤを基板ごとにＣＰＵ制御により自動選択点滅できることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
上記請求項１の照明装置において、ＳＭＤ型ＬＥＤを１ないし複数列配置した長尺基板を多角面あるいは曲面の断面を有する長尺基台の全周に渡って複数取り付け、この基台を水平横型あるいは垂直縦型に設置し、各ＳＭＤ型ＬＥＤを配置した長尺基板のＬＥＤを基板ごとに個別に選択点滅できることを特徴とした照明装置。
【請求項４】
上記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置において、該照明装置とは別に設置した公知の人感センサー（人の存在方向センサー）よりの情報により、人の存在方向に相当する１つあるいは複数のＳＭＤ型ＬＥＤを１ないし複数列配置した長尺基板のＬＥＤを点灯することを特徴とした照明装置
【請求項５】
上記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置において、ＳＭＤ型ＬＥＤを１ないし複数列配置した長尺基板の内１ないし複数個の基板のＬＥＤを、異なる原色のチップを１個のＳＭＤに実装されたＬＥＤを使用し、専用のコントローラを使用して調光することを特徴とした照明装置。

【図１】