CN103982838A - 照明器具 - Google Patents
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Abstract
照明器具中，使对来自LED的光进行配光控制的光学部件对应于设定榻榻米数的变化，且不易产生照度不均而实现美观。照明器具（1）具备器具主体（2）、将多个LED（3）以圆环状配置而成的LED组（3a～3c）、控制从LED（3）出射的光的配光的光学部件（4）。LED组（3a～3c）设为以器具主体（2）的中央部为中心的同心圆状，光学部件（4）具有将构成LED组（3a，3b）的LED（3）一并覆盖的管状透镜（4a）和将构成一个LED组（3c）的LED（3）分别单独覆盖的多个单透镜（4b），它们按LED组的列单位有选择地设置。根据该结构，在设有管状透镜（4a）的LED组中能改变LED（3）的个数从而能应对设定榻榻米数的变化，在设有单透镜（4b）的LED组中不易发生照度不均从而实现美观。
Description
技术领域
本发明涉及使用发光二极管（LED）作为光源的照明器具。
背景技术
发光二极管（以下称为LED）能够以低功耗进行高亮度的发光，并且寿命长，因此作为代替白炽灯或荧光灯等的照明器具用的光源而受到关注。作为将LED用于光源的照明器具，例如普及了安装在天花板等上的吊灯（ceiling light）。在这样的吊灯中，替换以往的环状的荧光灯而将多个LED配置为环状，通过对各LED的点亮状态进行适当地控制，能够使照明光的明亮度、照射范围可变。
但是，LED的出射光的指向性较强，因此在将LED作为吊灯的光源使用的情况下，颗粒感明显，亮度容易变得不均匀。因此，已知使用了使来自LED的出射光扩散到大范围中的光学部件的照明器具（例如参照专利文献1）。此外，一般来说，单体LED的发光光束比荧光灯低，因此在照明器具用的光源中使用多个LED。例如，上述专利文献1所记载的照明器具中，将多个LED配置为环状而成的LED组以同心圆状配置成2列。
此外，上述照明器具的光学部件使用了将一个LED组所含的多个LED一并覆盖的管状（日语：樋状）透镜。一般来说，以LED为光源的吊灯中，根据设定榻榻米数（设置照明器具的房间的大小）来改变LED的个数从而设定光亮。在使用了上述那样的LED组的吊灯中，通过不改变LED组的列数而改变一个LED组所含的LED的个数，能够设定与所使用的设定榻榻米数相应的光亮。此外，由于光学部件设为管状，因此即使LED的个数改变，也能够使用同一形状的管状透镜，能够通过部件的共通化来提高成品率。
专利文献1：日本特开2012-104476号公报
但是，上述专利文件1中记载的照明器具所使用的管状透镜虽然能够将从器具中心起放射方向上的剖面的配光控制为大角度，但不能控制与上述放射方向正交的方向上的剖面的配光。因此，例如在一个LED组所含的LED的个数少、各LED的配置间隔宽的情况下，有可能在沿着圆环的方向上出射的光的配光不被控制成大角度、在来自管状透镜的出射光产生的照射面上发生照度不均。
发明内容
本发明解决上述技术问题，其目的在于提供一种照明器具，该照明器具能够使对来自LED的光的配光进行控制的光学部件对应于设定榻榻米数的变化而使用，不易发生照度不均并且美观。
为了解决上述技术问题，本发明的特征在于，具备：器具主体；在上述器具主体上将多个LED以圆环状配置而成的LED组；以及光学部件，设置在上述LED的光出射方向，控制从该LED出射的光的配光；上述LED组以将上述器具主体的中央部作为中心的同心圆状被设置多列；上述光学部件具有：管状透镜，将构成一个LED组的多个LED一并覆盖；以及多个单透镜，将构成一个LED组的多个LED分别单独地覆盖；上述管状透镜及上述多个单透镜相对于上述LED组按列单位有选择地设置。
优选的是，在上述照明器具中，上述光学部件形成得能够将从上述LED出射的光在大角度上配光。
优选的是，上述LED组设有3列以上，上述管状透镜设置于由最内周侧的LED组及最外侧的LED组夹持的LED组的某一个。
优选的是，上述单透镜设置于多列上述LED组中的最外周侧的LED组。
优选的是，上述管状透镜设置于多列上述LED组中的最内周侧的LED组，该管状透镜的出射面的形状构成为，比上述LED的光轴方向靠上述器具主体的内周方向的剖面形状在上述内周方向上为凸形状。
发明效果
根据本发明，在作为光学部件而设置管状透镜的LED组中，能改变LED的个数，因此能够与设定榻榻米数的变化相对应，此外，在设有单透镜的LED组中，不易发生照度不均，因此能够实现美观。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的照明器具的分解立体图。
图2是上述照明器具的一部分的侧剖面图。
图3（a）是表示上述照明器具所使用的光学部件的一例的正面图，图3（b）是表示上述光学部件的另一例的正面图。
图4是与图3（a）的A-A线、B-B线、C-C线、C’-C’线的任一个都对应的剖面图。
图5是表示上述剖面的配光曲线的图。
图6（a）是表示上述照明器具所使用LED的配置的一例的正面图，图6（b）是表示上述LED的配置的另一例的正面图。
图7是上述实施方式的变形例的照明器具中的光学部件的侧剖面图。
图8是表示上述剖面的配光曲线的图。
图9是上述照明器具的一部分的侧剖面图。
具体实施方式
参照图1～图6说明本发明的一实施方式的照明器具。如图1及图2所示，本实施方式的照明器具1具备：器具主体2；以器具主体2的中央部为中心的配置为环状的多个固体发光元件（以下是LED）3；以及设置在LED3的光出射方向、对从LED3出射的光的配光进行控制的光学部件4。此外，照明器具1具备扩散部件（罩）5，其设置在从光学部件4的光出射方向，使从光学部件4出射的光扩散并放射。本实施方式中，将多个LED3配置为环状而成的LED组3a、3b、3c以同心圆状配置为3列。照明器具1作为住宅用照明器具，适合用作安装在天花板上等的吊灯。
器具主体2是圆盘状的构造部件，在天花板等的施工面的相反侧的面上配置LED3等。在器具主体2的中央部设有供电部（未图示），该供电部固定于在施工面上设置的供电连接器等。此外，在供电部的外周侧，设有用于将LED3点亮驱动的点亮电路（未图示）、和安装LED3的基板21。器具主体2可以将具有规定的刚性的铝板或钢板等板材通过冲压及切削加工而形成为上述形状，在配置LED等的面上涂覆可见光的反射率高的白色涂料或蒸镀反射性金属材料。
供电部是通用的适配引导部（adapter guide），经由供电连接器等连接到工频交流电源。点亮电路具备用于将从供电部供给的交流电流变换及整流为适合于LED3的规定电压的直流电流的变压器、电容器及控制用IC等。
基板21由刚性基板、柔性基板或刚性柔性基板构成。刚性基板的情况下，作为其材料而使用纸酚、纸环氧、玻璃复合材料、环氧玻璃、特氟龙（teflon）（注册商标）、氧化铝、低温同时烧制陶瓷、复合材料或无卤材料。在柔性基板的情况下，作为其材料而使用聚酰亚胺或聚酯。在由这样的材料形成的基板21上，在安装LED3的面上形成有规定的布线图案。点亮电路构成为，能够基于用户的操作而使各LED组3a～3c分别独立地点亮。另外，可以构成为，将各LED组3a～3c内的各LED3以单个或多个的方式分组而能够进行更细化的部分点亮或间隔点亮等。
LED3被将LED芯片的出射光的波长进行变换的波长变换部件所覆盖，构成LED封装。LED芯片例如使用放射蓝色光的GaN类蓝色LED芯片，波长变换部件使用在密封用的透光性树脂材料中混入了用于使得能够出射日光白、温暖色的光的荧光体而得到的材料。
光学部件4具有将构成一个LED组3a、3b的多个LED3一并覆盖的管状透镜4a、和将构成一个LED组3c的多个LED3分别单独地覆盖的多个单透镜4b。在本实施方式中，该管状透镜4a及多个单透镜4b通过用于将光学部件4固定于器具主体2的基部40而相互连接。该基部40、管状透镜4a及单透镜4b将丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等透光性材料作为基材，通过注塑成型一体地形成。
罩5被做成将器具主体2的前表面覆盖的穹顶形状，例如由在丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂或环烯烃树脂等透光性材料中添加了光扩散性粒子或颜料等而得到的树脂材料形成。罩5也可以是代替上述光扩散性粒子或颜料等的添加而对透明的玻璃板或树脂板的表面或背面施加喷砂处理而使其粗面化而得到的结构、或施加表面毛化加工而得到的结构等。
管状透镜4a及多个单透镜4b相对于LED组3a～3c按列单位有选择地设置。具体而言，如图3（a）、（b）所示，管状透镜4a设置在由最内周侧的LED组3a及最外侧的LED组3c所夹持的LED组3b处，并且，多个单透镜4b设置在最外周侧的LED组3c处。在最内周侧的LED组3a处，可以如图3（a）所示那样设置管状透镜4a，也可以如图3（b）所示那样设置多个单透镜4b。
管状透镜4a及多个单透镜4b都是为了将从LED3出射的光在大角度上配光而形成的。管状透镜4a能够将从器具中心起放射方向上的剖面（图3（a）的A-A剖面、B-B剖面）的配光控制为大角度，但不能控制与该放射方向正交的方向上的剖面的配光。另一方面，单透镜4b是俯视呈圆形的透镜，不仅能够将从器具中心起放射方向上的剖面（图3（a）的C-C剖面）的配光控制为大角度，还能够将与该放射方向正交的方向上的剖面（图3（a）的C’-C’剖面）的配光控制为大角度。管状透镜4a及单透镜4b的上述A-A线、B-B线、C-C线及C’-C’线剖面的形状都为大致相同的形状，将该形状表示在图4中。管状透镜4a及单透镜4b在上述剖面中具有：覆盖LED3的发光部并入射从LED3出射的光的穹顶状的入射面41；传输从入射面41入射的光的介质部42；以及出射在介质部42中传输的光的出射面43。
出射面43的周围形成为凸状，使得LED3的光轴L（通过发光面的中心的法线）方向的周围成为凹状。根据该形状，在出射面43的凹状部位，使光折射而向外周方向扩散，在出射面43的凸状部位，使光折射而聚光。结果，如图5所示，从管状透镜4a及单透镜4b出射的光显现出被称为所谓的蝠翼（batwing）型的配光曲线。这样，管状透镜4a及单透镜4b能够将从LED3出射的光在大角度上配光。
如上述那样，照明器具1适合用作吊灯。这样的吊灯例如以6榻榻米用～14榻榻米用这样的不同的设定榻榻米数来实现部件的共通化并进行了产品开发，器具光束使作为光源的LED的个数变化而设定。在照明器具1中，通过使3列的LED组3a～3c中的中央的LED组3b的LED的个数变化，从而例如如图6（a）所示的6榻榻米用结构及图6（b）所示的8榻榻米用结构那样，对应于不同的设定榻榻米数。此时，如图3（a）、（b）所示那样，由于将管状透镜4a用于LED组3b，因此能够以相同形状的光学部件4对应于任意的设定榻榻米数，并且能够使部件共通化从而使成品率良好。
此外，3列LED组3a～3c中最外周侧的LED组3c的圆周的长度较长，各LED3的配置间隔易变宽。因此，对该LED组3c，设置多个单透镜4b而不是管状透镜4a。这样，在沿LED组3c的圆环的方向出射的光也被配光控制为大角度，因此与设有管状透镜4a的情况相比，在出射光的照射面上不易产生照度不均，能够使照明器具1点亮时的美观性良好。另外，3列LED组3a～3c中最内周侧的LED组3a的圆周的长度较短，各LED3的配置间隔易变窄，因此即使是管状透镜4a也不易产生照度不均。因而，如上述那样，对LED组3a，可以设置管状透镜4a及多个单透镜4b中的任一种。
接着，参照图7至图9说明本实施方式的变形例的照明器具及用于其的光学部件。该变形例中，如图3（a）所示，假设管状透镜4a设置在多列LED组3a～3c中最内周侧的LED组3a处。而且，如图7所示，管状透镜4a的出射面43的形状构成为：比LED3的光轴方向靠器具主体2的内周方向的剖面形状在内周方向上成为凸形状。另一方面，出射面43中的器具主体2的外周方向上的剖面形状形成为平缓的椭圆形状。此外，LED3相对于入射面41偏向器具内周方向而配置。
从LED3向比光轴L靠器具外周方向出射的光向光轴L折射后向出射面43导出。此外，由于出射面43是平缓的椭圆形状，因此到达出射面43的光从出射面43以放射状被出射。另一方面，从LED3向比光轴L靠器具外周方向出射的光在入射面41向器具内周方向折射后向出射面43导出。此外，由于出射面43在内周方向上为凸形状，因此到达出射面43的光从出射面43聚光性地出射。结果，如图8所示，在比光轴L靠器具外周方向上以窄角度出射低亮度的光，在比光轴L靠器具内周方向上以大角度出射高亮度的光，整体上向器具内周方向的光量变多。
因而，在将该管状透镜4a设置于最内周侧的LED组3a处时，如图8所示，向器具内周的光量变多。结果，在仅使内周侧的LED组3a点亮时，向罩5照射的光成为圆形，能够以独特的方式使照明器具1美观。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，虽然在上述实施方式中示出了将环状的LED组设置3列的结构，但LED组也可以是2列，只要有选择地对其一方设置管状透镜4a、对另一方设置多个单透镜4b即可。此外，LED组也可以是4列以上。此外，可以对管状透镜4a及单透镜4b的出射面43实施表面毛化加工等光扩散处理。这样，能够抑制以高亮度点亮LED3时在罩5上映出的颗粒感。
附图标记说明
1 照明器具
2 器具主体
3 LED
3a，3b，3c LED组
4 光学部件
4a 管状透镜
4b 单透镜
43 出射面
Claims (5)
1.一种照明器具，其特征在于，
具备：
器具主体；
在上述器具主体上将多个LED以圆环状配置而成的LED组；以及
光学部件，设置在上述LED的光出射方向，控制从该LED出射的光的配光，
上述LED组以将上述器具主体的中央部作为中心的同心圆状被设置多列，
上述光学部件具有：
管状透镜，将构成一个LED组的多个LED一并覆盖；以及
多个单透镜，将构成一个LED组的多个LED分别单独地覆盖，
上述管状透镜及上述多个单透镜相对于上述LED组按列单位有选择地设置。
2.如权利要求1所述的照明器具，其特征在于，
上述光学部件形成得能够将从上述LED出射的光在大角度上配光。
3.如权利要求1或2所述的照明器具，其特征在于，
上述LED组设有3列以上，
上述管状透镜设置于由最内周侧的LED组及最外侧的LED组夹持的LED组的某一个。
4.如权利要求1或2所述的照明器具，其特征在于，
上述单透镜设置于多列上述LED组中的最外周侧的LED组。
5.如权利要求1或2所述的照明器具，其特征在于，
上述管状透镜设置于多列上述LED组中的最内周侧的LED组，
该管状透镜的出射面的形状构成为，比上述LED的光轴方向靠上述器具主体的内周方向的剖面形状在上述内周方向上为凸形状。
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