CN209688649U - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的在于提供一种照明装置,能够抑制眩光的产生,同时改善配光形状。本实用新型的照明装置具有LED模块以及反射罩,反射罩的反射侧面为使如下曲线绕光轴转动而得到的面,其形状满足规定的条件,该曲线为连结圆弧(AB)及圆弧(BC)而得到的曲线,该圆弧(AB)由圆(C1)规定,该圆弧(BC)由圆(C1)所大致内切的圆(C2)规定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种照明装置,其具有由LED(Light Emitting Diode:发光二极管)发光元件构成的发光模块作为光源。
背景技术
以往,在照明装置中广泛地使用具有LED等发光元件的点光源型或者面光源型的LED模块。点光源型或者面光源型的LED模块整体地向从光轴扩展的方向射出光,一般照射较宽的范围。因此,在使用了LED模块的照明装置中安装用于缩小照射范围而会聚光的反射罩,例如,利用于设置于顶棚的筒灯等照明装置。
LED模块为在省电、小型以及长寿命等方面优异的光源,特别是,近年来,伴随技术开发的进展,可输出的发光强度提高,也能够在需要更亮的环境中使用。另一方面,当使用发光强度较高的LED模块作为筒灯的光源时,当LED发出的光不被反射罩反射而是直接入射到人的视野时,有时会产生不舒服的晃眼即眩光。特别是,在光直接被射出到远离LED模块的光轴的方向的情况下,由于直接光相对于人的视野以浅仰角入射,因此构成更容易产生眩光的条件。
作为针对上述的眩光的对策,例如,提出了专利文献1的LED照明装置。专利文献1的LED照明装置形成为反射罩的形状与向外侧凸的以往的碗状形状不同,而是向内侧凸的双曲线形状。并且,专利文献1的LED照明装置想要通过采用该双曲线形状的反射罩,从而与以往的碗状形状的反射罩相比,抑制眩光的产生,同时实现平滑的配光。
另一方面,在专利文献2中,作为反射罩,公开了形成为反射面的截面形状为向内侧凸的“翘曲形状”的反射罩,该反射罩的目的在于实现能够明亮地照射较宽的范围、并且使照射光的轮廓模糊而减小不适感的配光。作为反射面形状的具体例,例举了基于抛物线的一部分、椭圆的一部分、圆的一部分的反射面
在先技术文献
专利文献
专利文献1:美国特许申请公开第2014/0063792号说明书
专利文献2:日本国特开2015-46300号公報
实用新型内容
实用新型要解决的问题
然而,在上述的专利文献1中公开的双曲线形状的反射罩中,1/2光束角为最适的条件是光源为理想的点光源的情况。根据本发明人的研究,该双曲线形状的反射罩具有如下问题:即,光源的发光面的面积越大出射光越汇集于光轴,配光形状恶化,会导致针对照射面产生明暗不均匀。即,为了抑制眩光的产生,当通过双曲线形状的反射罩限制直接光的出射角度时,特别是在光源为面光源的情况下,可能会导致配光形状偏离理想的形状。
另一方面,根据本发明人的研究,对于专利文献2中公开的具有基于抛物线的一部分、椭圆的一部分、圆的一部分的截面形状的反射罩,即使1/2光束角变大,也不适用于抑制眩光的产生,显然会产生针对照射面的明暗不均匀的问题。
本实用新型是鉴于上述问题而完成的,目的在于提供一种照明装置,即使LED 为面光源,也能够抑制眩光的产生,同时改善配光形状。
用于解决问题的手段
本实用新型的第1方式提供一种照明装置,其中,所述照明装置具有:半导体发光装置,其具有光出射面、以及位于所述光出射面的相反侧的被支承面;以及反射部,其包含:供来自所述半导体发光装置的光入射的半径为R1的入射圆形开口、射出从所述半导体发光装置入射的光且具有比所述半径R1大的半径为R2的开口的出射圆形开口、以及从所述入射圆形开口朝向所述出射圆形开口引导光的反射侧面,所述反射部的反射侧面为使如下曲线绕所述半导体发光装置的光轴转动而得到的面,该曲线为连结第1圆弧和第2圆弧而得到的曲线,该第1圆弧由第1圆规定且从所述半导体发光装置的光出射面向光出射方向延伸,该第2圆弧由所述第1圆所大致内切的第2 圆规定,所述第1圆的中心位于从所述光出射面向所述被支承面侧偏移后的位置,在将从所述光出射面的一个端部射出的光与第2圆弧的接点设为接点T的情况下,从接点T到与所述半导体发光装置的光轴垂直地落下的垂线的垂足的距离r、从所述垂线的垂足到所述光出射面的距离d、以及所述半径R1满足d/(R1+r)≧0.6,所述第2 圆弧与第1圆弧连结,该第1圆弧从与所述光出射面的一个端部对置的另一个端部向光出射方向延伸。
在本实用新型的第1方式中,半导体发光装置发出的光中的未被反射部反射而从出射圆形开口射出的直接光的角度被限制为满足d/(R1+r)≧0.6的角度。因此,能够抑制由直接光相对于人的视野以浅仰角入射而引起的眩光的产生。在此基础上,由于本实用新型的反射部的反射侧面的截面形状由第1圆弧及第2圆弧构成,因此以由第2圆弧构成的反射侧面的曲率形成照明区域的配光形状的概略形状,同时以由第1 圆弧构成反射侧面的曲率缓和光轴周边的光的集中。由此,即使半导体发光装置为面光源,本实用新型的第1方式的照明装置也能够抑制眩光的产生,同时改善配光形状。
本实用新型的第2方式提供一种照明装置,在上述的第1方式中,所述第1圆的所述入射圆形开口处的切线与所述半导体发光装置的所述光出射面所成的角度为80 度以上。
在本实用新型的第2方式中,在半导体发光装置发出的光在第1圆弧中被反射时,其反射光的方向未被向沿着光轴的方向引导,因此能够减小从出射圆形开口射出的照明光集中在光轴的附近的可能。
本实用新型的第3方式提供一种照明装置,在上述的第1或2方式中,在所述第 1圆弧与所述第2圆弧的连结点处,所述第1圆的切线与所述第2圆的切线以5度以下的角度交叉。
在本实用新型的第3方式中,由于第1圆弧与第2圆弧平滑地连结,因此能够减小被反射部反射的光在该连结点的附近针对反射光产生不均匀的可能性。
本实用新型的第4方式提供一种照明装置,在上述的第1至3的任意方式中,所述第2圆弧为所述第1圆弧的2倍以上且10倍以下的长度。
在本实用新型的第4方式中,第2圆弧为第1圆弧的2倍以上的长度,从而能够针对照明装置1的照射面不会在光轴的周边形成暗处(暗点)。此外,通过第2圆弧为第1圆弧的10倍以下的长度,从而能够针对照明装置1的照射面不会在光轴的周边形成亮处(亮点)。
本实用新型的第5方式提供一种照明装置,在上述的第1至4的任意方式中,所述距离d为如下垂线的垂足与所述光出射面的距离L的一半以上,所述垂线从所述出射圆形开口的端点与所述光轴垂直地落下。
在本实用新型的第5方式中,由于能够通过反射部的更宽的面反射半导体发光装置所发出的光,从而能够进一步扩展配光形状。
本实用新型的第6方式提供一种照明装置,在上述的第1至5的任意方式中,所述反射部的反射侧面为使如下曲线绕所述光轴转动而得到的面,该曲线通过使第3 圆弧与所述第2圆弧进一步连结而得到,该第3圆弧由与所述第2圆大致内切的第3 圆规定。
在本实用新型的第6方式中,由于反射部的反射侧面通过第3圆弧设定出射圆形开口的半径R2,从而能够调整照明装置的尺寸,而不变更第1圆弧及第2圆弧的形状。
本实用新型的第7方式提供一种照明装置,在上述的第1至6的任意方式中,所述半导体发光装置为包含LED的板上芯片(chip on board)型的装置。
在本实用新型的第7方式中,不需要在半导体发光装置上另行配置透镜等部件,与表面安装型的照明装置相比能够抑制发光效率的降低。
实用新型效果
根据本实用新型的照明装置,提供一种即使LED为面光源也能够抑制眩光的产生同时改善配光分布的照明装置,。
附图说明
图1为示出本实用新型的照明装置的整体结构的概略的立体图。
图2为沿着图1中的II-II线的照明装置的截面图。
图3为本实用新型的照明装置所具有的LED模块的截面图。
图4为示出本实用新型的反射罩的截面形状的示意图。
图5是放大图4中的点A附近而得的示意图。
图6(a)~(f)为示出针对实施例及比较例的照射面的配光形状的图表,(a) 为示出实施例1的配光形状的图表,(b)为示出实施例2的配光形状的图表,(c)为示出实施例3的配光形状的图表,(d)为示出比较例1的配光形状的图表,(e)为示出比较例2的配光形状的图表、(f)为示出比较例4的配光形状的图表。
图7为示出现有技术的照明装置的配光形状的图表。
图8为示出本实用新型的照明装置的配光形状的图表。
图9为示出针对比较例的照射面的配光形状的图表,(a)为示出比较例5的配光形状的图表,(b)为示出比较例6的配光形状的图表,(c)为示出比较例7的配光形状的图表。
具体实施方式
以下,参照附图,对本实用新型的实施方式进行详细说明。另外,本实用新型不限于以下说明的内容,能够在不改变本实用新型主旨的范围内进行任意变更而实施。此外,本实用新型的实施方式的说明中使用的附图均为示意性地示出本实用新型的照明装置的图,为了加深理解,进行了局部的强调、放大、缩小或者省略等,有时未正确表示各结构部件的比例、形状等。进而,本实用新型的实施方式中使用的各种各样的数值均为一例,能够根据需要而进行各种各样的变更。
首先,参照图1以及图2对本实用新型的实施方式的照明装置1的结构进行说明。图1为示出本实用新型的照明装置1的整体结构的概略的立体图。图2为沿着图1 中的II-II线的照明装置1的截面图。
照明装置1具有壳体2、作为“反射部”的反射罩3、作为“半导体发光装置”的LED模块4以及固定部件5。照明装置1例如被设置为壳体2嵌入到设置于顶棚的凹部中,进行从铅直向下的反射罩3侧发射伪白色光的筒灯型的LED照明。
壳体2由在内侧收纳反射罩3及LED模块4等的基体2a、以及设置在基体2a 的外侧的散热部2b构成。基体2a形成有用于发射光的开口部,并且保护在内部收纳的反射罩3及LED模块4等的收纳部件。此外,散热部2b向壳体2外部释放经由基体2a从该收纳部件传递的热。
反射罩3配置在基体2a的内部,如图2所示,形成有供来自LED模块4的光入射的半径为R1的入射圆形开口31。此外,反射罩3被配置为出射圆形开口32与基体2a的开口部重叠,该出射圆形开口32具有比半径R1大的半径为R2的开口,反射罩3包含从入射圆形开口31朝向出射圆形开口32对来自LED模块4的光进行引导的反射侧面3a。反射罩3可以由金属、树脂等形成。作为反射罩3的表面的反射侧面3a可以为光泽镜面,也可以为通过纹理等被粗糙化的表面、被赋予刻面凹凸形状的表面等加工面。关于反射罩3的该反射侧面3a的形状,后述详细内容。
在本实施方式中,LED模块4形成为圆盘状,配置为在基体2a的内底面中央部处发光面与反射罩3的入射圆形开口31的位置对准。关于LED模块4的结构,后述详细内容。
固定部件5配置为在基体2a的内底面中央部包围LED模块4,固定部件5一体地支撑壳体2、反射罩3以及LED模块4。
虽然未图示,但在固定部件5与反射罩3之间,为了保护光源、或者减小光源眩光,可以插入具有透光性、光散射性的板、透镜,或者也可以插入转换光色的片、板。除此之外,也可以在反射罩3上设置具有光散射性的片、板作为盖。
接着,参照图3对LED模块4的详细结构进行说明。图3是本实用新型的照明装置1所具有的LED模块4的截面图。LED模块4由布线基板41、多个LED芯片 42、堤43以及包含荧光体44的密封材料46构成。
布线基板41例如为热传导率高的铝基板。此外,布线基板41的一个面作为安装面41a而安装有多个LED芯片42以及用于控制其动作的电子电路,另一个面作为被支承面41b被固定部件5支承在基体2a的内底面侧。并且,布线基板41经由所安装的电子电路向LED芯片42供给电力,从而控制LED芯片42的点亮动作。
LED芯片42为半导体发光元件,其由于从布线基板41供给电力而发出光。此外,堤43由固化后的高粘度的树脂构成,在布线基板41上形成为包围多个LED芯片42的堤坝。并且,在堤43中填充包含荧光体44的密封材料46,从而多个LED 芯片42被密封。即,LED模块4为所谓的板上芯片型的发光模块,为与表面安装型的发光模块相比高效率且更适用于照明的光源。因此,不需要在LED芯片42上另行配置透镜等部材,能够抑制发光效率的降低。
在本实施方式中,LED芯片42使用发出蓝色光的LED芯片,该蓝色光具有450nm 的峰值波长。具体来说,作为这种LED芯片,例如具有在发光层中使用InGaN半导体的GaN基LED芯片。另外,LED芯片42的种类、发光波长特性不限于此,只要不脱离本实用新型的主旨,可以使用各种各样的LED芯片等半导体发光元件。在本实施方式中,优选LED芯片42所发出的光的峰值波长在360nm~480nm的波长范围内,更优选在440n~470nm的波长范围内。
填充在被堤43包围的区域中的包含荧光体44的密封材料46转换从LED芯片42射出的蓝色光的波长。在本实施方式的LED模块4中,对从LED芯片42发射的蓝色光与由包含荧光体44的密封材料46对该蓝色光进行波长转换而射出的光进行合成,从光出射面45射出该合成光。在此,荧光体44吸收从LED芯片42入射的蓝色光的至少一部分,将该蓝色光的一部分波长转换为黄色光,能够合成白色光。因此,本实施方式中的荧光体44使用黄色荧光体,该黄色荧光体吸收蓝色光而被激励,在返回基态时发出与蓝色光不同波长的光。
具体的黄色荧光体的发光峰值波长通常为530nm以上,优先为540nm以上,更优选为550nm以上,通常为620nm以下,优选为600nm以下,更优选为580nm以下的波长范围。其中,作为黄色荧光体,例如优选Y3Al5O12:Ce[YAG荧光体]、(Y, Gd)3Al5O12:Ce、(Sr,Ca,Ba,Mg)2SiO4:Eu、(Ca,Sr)Si2N2O2:Eu、α-赛隆、La3Si6N11:Ce(但是可通过Ca、O置换其一部分)。
通过上述的结构,LED模块4从包含荧光体44的密封材料46的表面即光出射面45射出光。在此,光出射面45在本实施方式中为俯视圆形,其半径被设定为与上述的入射圆形开口31相同的半径R1。即,LED模块4为以如下所述的圆为发光面的面发光型的光源:即,该圆以从光出射面45的一个端部45a到另一个端部45b的宽度为直径,该一个端部45a与另一个端部45b以光轴为中心对置。另外,在本实施方式中,在光源的发光面直径为后述的半径R2的1/40以上的情况下,设为面发光型的光源。
接着,参照图4对反射罩3的反射侧面的形状进行详细说明。图4为示出本实用新型的反射罩3的截面形状的示意图。更具体来说,图4示意性地示出包含荧光体 44的密封材料46、以及从与光出射面45的一个端部45a对置的另一个端部45b向光出射方向延伸的反射罩3的反射侧面3a的截面。在此,将通过光出射面45的一个端部45a及另一个端部45b的轴设为水平轴ax,将通过光出射面45的中心且与水平轴 ax垂直的轴设为光轴ay。即,在将照明装置1设置于顶棚而作为筒灯使用的情况下,水平轴ax以与顶棚平行的方式配置,光轴ay为照明装置1的正下方的方向。
在本实施方式中,反射罩3的反射侧面由使如下所述的曲线绕光轴ay转动而得到的面构成,该曲线为连结作为“第1圆弧”的圆弧AB、作为“第2圆弧”的圆弧 BC、以及作为“第3圆弧”的圆弧CD而得到的曲线。此时,点A的转动的轨迹与半径为R1的入射圆形开口31的位置重叠。此外,点D的转动的轨迹与半径为R2的出射圆形开口32的位置重叠。在此,由反射侧面的圆弧CD构成的部分根据需要与点C连结。因此,在反射罩3的反射侧面3a不包含圆弧CD的情况下,点C的转动的轨迹成为半径为R2的出射圆形开口32的位置。以下,接着对反射罩3的反射侧面3a包含圆弧CD的情况进行说明。在此,由第1圆C1规定圆弧AB,由第2圆C2 规定圆弧BC,由第3圆C3规定圆弧CD。
第1圆C1通过光出射面45的另一个端部45b,中心o1位于比光出射面45靠被支承面41b侧、即,在图4中比水平轴ax靠上方的位置。此外,第1圆C1在比光出射面45靠光出射方向侧、即,在图4中比水平轴ax靠下方的位置,与第2圆C2大致内切。并且,将第1圆C1与端部45b重叠的位置设为点A,将第1圆C1与第2 圆C2大致内切的位置设为点B,而规定圆弧AB。
在此,第1圆C1的中心o1位于从光出射面45向被支承面41b侧偏移后的位置,从而从光出射面45射出且被由圆弧AB规定的反射侧面3a反射的光被向出射圆形开口32的方向引导。因此,被由圆弧AB规定的反射侧面3a反射的光不会向光出射面 45的方向返回,能够抑制照明装置1的发光效率的降低。
图5是放大图4中的点A附近而得的示意图。在图5中,优选第1圆C1的点A 处的切线TL与光出射面45所成的角度θ1为80度以上。由此,反射罩3不会沿光轴ay的附近方向引导被由接近LED模块4的圆弧AB规定的反射侧面3a反射的光,因此能够减小反射光集中在光轴ay的附近的可能性。换而言之,针对照明装置1的照射面,能够使得不会在光轴ay的周边形成亮处(亮点)。其结果,计算了照明装置 1的照射面的配光分布的情况下的配光形状呈中心部分变宽、高照度的范围均匀地分布的形状,能够扩展配光形状。
另外,在形成亮点的情况下,高照度的范围集中在中心部,配光形状变窄。
第2圆C2在从点B通过第1圆C1的中心o1的射线上具有中心o2,在点B处规定与圆弧AB连结的圆弧BC。此外,第3圆C3在点C处与第2圆C2大致内切,而规定圆弧CD。将第3圆C3的中心设为中心o3。
在此,上述的大致内切是指在2个圆相切的点处,2个圆的切线例如彼此以5度以下的角度交叉,优选各切线相同,从而该2个圆内切,2个圆弧被平滑地连结。由此,反射罩3的反射侧面3a能够在2个圆弧的连结点处抑制反射光的不均匀的产生。
此外,优选圆弧BC为圆弧AB的2倍以上10倍以下的长度。由此,将该比率设为2倍以上,从而能够使被由接近LED模块4的圆弧AB规定的反射侧面3a反射的光在光束角的范围内均匀地分散,并对该光进行引导,在光轴ay的附近也能够引导适度的反射光。换而言之,针对照明装置1的照射面,能够使得不会在光轴ay的周边形成暗处(暗点)。另一方面,通过将该比率设为10倍以下,从而能够在由接近 LED模块4的圆弧AB规定的反射侧面3a反射足够的光,不会与沿着光轴ay的方向偏离地引导光,因此能够减小反射光集中在光轴ay的附近的可能性。换而言之,针对照明装置1的照射面,能够使得不会在光轴ay的周边形成亮处(亮点)。
另外,在形成暗点的情况下,高照度的范围广泛地存在于中心附近,但在中心部照度变低,因此配光形状变宽,但呈中央存在较深的凹部的形状。
在此,如图4所示,将从光出射面45的一个端部45a以角度θ2发出的光与从对置的另一个端部45b向光出射方向延伸的反射罩3的反射侧面3a相接时的接点设为接点T。此时,LED模块4所发出的光中的未被反射罩3反射而从出射圆形开口 32向照明装置1的外部射出的直接光的出射角度以光出射面45为基准被限制为基準角度θ2以上。
进而,在将从接点T到与光轴ay垂直地落下的垂线的垂足f的距离设为r,将从该垂线的垂足f到光出射面45的距离设为d的情况下,通过d/(R1+r)构成的数式(1)表示tanθ2。在此,例如,在数式(1)的d/(R1+r)的值为0.6的情况下,θ2为约30°。即,通过满足d/(R1+r)≧0.6,从而照明装置1的直接光的俯角被限制为约30°以上,从而以较小的角度对位于远离光轴ay位置的人的视野射出直接光,因此能够抑制眩光。
另一方面,如图4所示,出射圆形开口32的端点、即,从点D到与光轴ay垂直地落下的垂线的垂足f的距离为出射圆形开口32的半径R2。并且,优选设定反射罩 3的形状,使得从光出射面45到上述的垂线的垂足f的距离d为从光出射面45到垂线的垂足F的距离L的一半以上。由此,圆弧BC上的接点T的位置接近点C侧,通过反射罩3的更宽的面反射LED模块4所发出的光,能够进一步扩展配光形状。
此外,反射罩3的反射侧面3a具有圆弧CD,从而能够调整出射圆形开口32的半径R2。由此,关于照明装置1,例如,在将上述的圆弧AB及圆弧BC的形状设计为最适于LED模块4的特性后,仅变更出射圆形开口32的大小而不变更其形状,能够满足设置照明装置1的顶棚的凹部尺寸等的限制。
如上所述,本实用新型的反射罩3通过抑制从LED模块4射出的直接光的俯角,从而能够抑制眩光的产生。此外,反射罩3由从入射圆形开口31到出射圆形开口32 的截面形状为向内侧凸的圆弧构成,因此,针对照明范围,LED模块4所发出的光分散,能够扩展1/2光束角。在此基础上,反射罩3能够将更接近光出射面45的圆弧AB的曲率设为比圆弧BC的曲率小,能够缓和反射罩3的反射光在光轴ay周边的集中。由此,即使LED为面光源,本实用新型的反射罩3也能够抑制眩光的产生,同时改善配光形状。
实施例
接着,针对反射罩形状、通过数式(1)表示的反射罩的倾斜及上述的θ1的变化,通过比较通过模拟对各自的特性进行评价的结果,从而对本实用新型的效果进行说明。
<实施例1>
实施例1的反射罩形状与上述说明的本实用新型的照明装置1相同,由通过连结圆弧AB与圆弧BC从而规定截面形状的反射侧面3a构成。并且,以上述的数式(1) 即d/(R1+r)的值为1.0、且入射圆形开口31与光出射面45形成的角度即上述的θ 1的值为87度为条件,来设定实施例1的反射罩形状、。
<实施例2>
实施例2的反射罩形状与上述的实施例1的反射罩形状相同,由通过连结圆弧 AB与圆弧BC从而规定截面形状的反射侧面3a构成。并且,以数式(1)的值与实施例1相同为1.0、且θ1的值为80度为条件,来设定实施例2的反射罩形状。
<实施例3>
实施例3的反射罩形状与上述的实施例1及2的反射罩形状相同,由通过连结圆弧AB与圆弧BC从而规定截面形状的反射侧面3a构成。并且,以数式(1)的值与实施例1及2相同为1.0、且θ1的值为55度为条件,来设定实施例3的反射罩形状。
<比较例1>
比较例1的反射罩与上述说明的本实用新型的照明装置1不同,是截面形状为向外侧凸的以往的碗状形状,且通过抛物线规定该截面的曲率。并且,以直接光的临界角度即相当于数式(1)的值为0.9、且θ1的值为20度为条件,来设定比较例1的反射罩形状。
<比较例2>
比较例2的反射罩与上述说明的本实用新型的照明装置1不同,由向内侧凸的双曲线形状规定截面形状。并且,以数式(1)的值为0.9、且θ1的值为90度为条件,来设定比较例2的反射罩形状。
<比较例3>
比较例3的反射罩由仅使上述说明的本实用新型的照明装置1中的圆弧BC转动而得到的反射侧面构成。并且,以数式(1)的值为0.47、且θ1的值为25度为条件,来设定比较例3的反射罩形状。
<比较例4>
比较例4的反射罩与上述的比较例3的反射罩形状相同,由仅使圆弧BC转动而得到的反射侧面构成。并且,以数式(1)的值为1.0、且θ1的值为75度为条件,来设定比较例4的反射罩形状。
表1示出针对实施例1至3以及比较例1至4的各条件的评价特性。在此,作为评价特性,计算1/2光束角、UGR以及后述的光轴会聚指标。在此,UGR是指用于评价照明器具的眩光的指标,数值越低越难以产生眩光。
UGR一般优选为19以下,更优选为18.5以下。关于1/2光束角,根据用途而求出的范围不同,但优选为60°以上,更优选为65°以上,进一步优选为70°以上。光轴会聚指标为判断亮点的有无的一个指标,但在为400mm以下的情况下,出现亮点,因此不优选。
此外,“评价”栏中记载了各例的照明装置的综合评价。将UGR为19以下,1/2 光束角为70°以上,光轴会聚指标为450mm以上的情况分别设为优选的方式,对于综合评价,通过◎(特别良好:满足上述所有的项目)、○(良好)、△(不良)、× (特别不良)这四个阶段而进行评价。
此外,表中的“-”表示未测量的项目。
另外,在该模拟中,将光源的光束设为3000lm而计算UGR。
此外,作为UGR的计算的前提,将器具的发光面直径设为直径165mm(高度 0mm)、SHR=0.25,使用Dilax公司的照明模拟软件进行计算。进而,在本申请中, UGR的值为平行观察或垂直观察时的4H8H。
[表1]
表1针对反射罩形状的评价特性
图6为示出针对实施例及比较例的照射面的配光形状的图表。更具体来说,图 6(a)~图6(f)分别示出上述的实施例1~3以及比较例1~2及4的照明装置作为筒灯而从规定的高度对照射面进行照射时的通过模拟而求出针对照射范围的照度而得的配光形状。在图6中,横轴表示从照射面中的照明装置正下方(平面中心点)起的距离,纵轴表示各距离处的出射光的照度。此外,该图表仅示出配光形状,关于纵轴,可以设为任意单位。
在此,作为用于评价出射光在光轴ay的附近的集中程度的指标,定义了光轴会聚指标。即,光轴会聚指标是指在将针对照射面的配光形状中的照度的最大值设为1 时,照度为0.9以上的照射面的宽度,在图6(a)~图6(f)中分别相当于由箭头所示的宽度。即,光轴会聚指标的值越大,出射光越不会集中在光轴ay的附近,针对照射面不会产生明暗不均匀。
根据表1的结果,在实施例1的反射罩中,1/2光束角为70度以上,UGR为19 以下,光轴会聚指标的值为450mm以上,因此判定为综合评价“◎”。即,实施例 1的反射罩的配光形状极其良好,也抑制了眩光。
此外,关于实施例2的反射罩,与实施例1相同,1/2光束角为70度以上,UGR 为19以下,光轴会聚指标的值为450mm以上,因此判定为综合评价“◎”。
关于实施例3的反射罩,θ1的值较小,1/2光束角不如实施例1及2那样良好,但UGR为19以下,光轴会聚指标的值为450mm以上,可知不存在眩光的产生、亮点、暗点的形成。因此,判定为综合评价“○”。
另一方面,在比较例1的反射罩中,1/2光束角极小、为19°,光轴会聚指标的值也极低、为100mm,因此可知在光轴周边形成了极端的亮处(亮点)。因此,判定为综合评价“×”。
此外,关于比较例2的反射罩,1/2光束角比实施例1及2低,光轴会聚指标的值也为400mm,因此可知在光轴周边形成了亮处(亮点)。因此,判定为综合评价“△”。
另外,在比较例3的反射罩中,反射罩的倾斜角接近水平,因此1/2光束角较宽,另一方面,UGR的数值特别高,可以确认为特别容易产生眩光的特性。因此,判定为综合评价“×”。
进而,在比较例4的反射罩中,如实施例1及2那样,由于不具有由用于抑制向光轴周边的会聚的圆弧AB构成的反射侧面,因此,1/2光束角与比较例2大致相同,光轴会聚指标的值也为400mm,因此可知在光轴周边形成了亮处(亮点)。因此,判定为综合评价“△”。
接着,针对相对于出射角的配光形状,参照图7及图8对本实用新型的效果进行说明。图7为示出现有技术的照明装置的相对于出射角的配光形状的图表,更具体来说,图7为上述的比较例2、即,具有双曲线形状的反射罩的照明装置对照明范围进行照射时的通过模拟求出相对于出射角的照度而得的配光形状的图表。图8为示出本实用新型的照明装置1的相对于出射角的配光形状的图表,更具体来说,图8是上述的实施例1、即具有上述的反射罩3的照明装置1对照明范围进行照射时的通过模拟求出相对于出射角的照度而得的配光形状的图表。在此,以上述的d/(R1+r)的值彼此相等的方式,设定现有技术的照明装置的反射罩与本实用新型的照明装置1的反射罩3的形状。
图7及图8为将以照明装置为中心的半径1m的球面作为检测面的情况下的照度的分布,横轴为将光轴方向设为0°时的光的出射角度,纵轴为相对于各出射角度的照度。此外,该图表仅示出配光形状,因此,关于纵轴,设为任意单位。
由图7可知,关于现有技术的照明装置,包含反射光的照明光的出射角度被限制为约50°以下。然而,示出双曲线形状的反射罩的配光形状为0°附近尖的形状,出射光汇集在光轴周边,因此针对照射面产生明暗不均匀。
与此相对,在示出本实用新型的照明装置1的配光形状的图8中,包括反射光的照明光的出射角度同样地被抑制为约50°以下,在此基础上,0°附近的图表形状未看出尖。即,根据本实用新型的照明装置1,为了使出射光在光的照射区域分散,使出射光不集中于光轴周边,能够减小针对照射面产生明暗不均匀的可能性。即,根据本实用新型的照明装置1,能够抑制眩光的产生,同时改善配光形状。
<比较例5>
比较例5的反射罩与上述说明的本实用新型的照明装置1不同,由基于向内侧凸的椭圆的一部分的形状规定截面形状。这是参照了专利文献2的图3(b)所示的形状。并且,以数式(1)的值为1.0、且θ1的值为90度为条件,来设定比较例5的反射罩形状。
<比较例6>
比较例6的反射罩与上述说明的本实用新型的照明装置1不同,由基于向内侧凸且横向地配置的抛物线的一部分的形状规定截面形状。这是参照了专利文献2的图3 (a)所示的形状。并且,以数式(1)的值为0.8、且θ1的值为90度为条件,来设定比较例6的反射罩形状。
<比较例7>
比较例7的反射罩与上述说明的本实用新型的照明装置1不同,在截面形状中,入射圆形开口侧为基于向外侧凸的抛物线的以往的碗状形状,在此,在光出射面侧连结有向内侧凸且基于圆的一部分的形状,通过这样的具有2个区域的形状来规定比较例7的反射罩。这是参照了专利文献2的图5所示的形状。并且,以数式(1)的值为1.0、且θ1的值为90度为条件,来设定比较例7的反射罩形状。
与实施例1至3以及比较例1至4同样地,表2示出针对比较例5至7的各条件的评价特性。
此外,图9是示出针对比较例5至7的照射面的配光形状的图表。更具体来说,图9(a)~图9(c)分别示出上述的比较例5至7的照明装置作为筒灯而从规定的高度对照射面进行照射时的通过模拟求出针对照射范围的照度而得的配光形状。在图9(a)~图9(c)中,横轴表示从照射面的照明装置正下方(平面中心点)起的距离,纵轴表示各距离处的出射光的照度。此外,该图表仅示出配光形状,因此,关于纵轴,设为任意单位。
[表2]
表2针对反射罩形状的评价特性
根据表2所示的结果,在比较例5的反射罩中,UGR的数值特别高,确认为特别容易产生眩光的特性。此外,可知如图9(a)所示的配光形状的图表那样,呈中心部分具有凹陷的配光形状,在光轴周边形成了暗处(暗点)。可以认为这是由于光源附近的大致垂直的壁面较大,因此出射光被偏射,在光轴附近的中心部分产生了凹陷。因此,评价为综合评价“×”。
在比较例6的反射罩中,1/2光束角及光轴会聚指标的值为良好,但UGR的数值较高,确认为容易产生眩光的特性。因此,判定为综合评价“△”。
此外,在比较例7的反射罩中,1/2光束角极窄,光轴会聚指标的值也极低,因此,可知在光轴周边形成了极端的亮处(亮点)。因此,判定为综合评价“×”。
参照特定的方式对本实用新型进行了详细说明,但在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下能够进行各种各样的变更以及修正,这对本领域的技术人员来说是显而易见的。另外,本申请以2016年10月18日提出的日本专利申请(特愿2016-204186) 为基础,并将其全部内容引用于此。此外,在此引用的所有参考文献均作为整体而取入。
标号说明
1 照明装置
2 壳体
2a 基体
2b 散热部
3 反射罩
3a 反射侧面
4 LED模块
5 固定部件
31 入射圆形开口
32 出射圆形开口
41 布线基板
41a 安装面
41b 被支承面
42 LED芯片
43 堤
44 荧光体
45 光出射面
45a、45b 端部
46 密封材料
Claims (7)
1.一种照明装置,其特征在于,所述照明装置具有:
半导体发光装置,其具有光出射面、以及位于所述光出射面的相反侧的被支承面;以及
反射部,其包含:供来自所述半导体发光装置的光入射的半径为R1的入射圆形开口、射出从所述半导体发光装置入射的光且具有比所述半径R1大的半径为R2的开口的出射圆形开口、以及从所述入射圆形开口朝向所述出射圆形开口引导光的反射侧面,
所述反射部的反射侧面为使如下曲线绕所述半导体发光装置的光轴转动而得到的面,该曲线为连结第1圆弧和第2圆弧而得到的曲线,该第1圆弧由第1圆规定且从所述半导体发光装置的光出射面向光出射方向延伸,该第2圆弧由所述第1圆所大致内切的第2圆规定,
所述第1圆的中心位于从所述光出射面向所述被支承面侧偏移后的位置,
在将从所述光出射面的一个端部射出的光与第2圆弧的接点设为接点T的情况下,从接点T到与所述半导体发光装置的光轴垂直地落下的垂线的垂足的距离r、从所述垂线的垂足到所述光出射面的距离d、以及所述半径R1满足d/(R1+r)≧0.6,所述第2圆弧与第1圆弧连结,该第1圆弧从与所述光出射面的一个端部对置的另一个端部向光出射方向延伸。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
所述第1圆的所述入射圆形开口处的切线与所述半导体发光装置的所述光出射面所成的角度为80度以上。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
在所述第1圆弧与所述第2圆弧的连结点处,所述第1圆的切线与所述第2圆的切线以5度以下的角度交叉。
4.根据权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
所述第2圆弧为所述第1圆弧的2倍以上且10倍以下的长度。
5.根据权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
所述距离d为如下垂线的垂足与所述光出射面的距离L的一半以上,所述垂线从所述出射圆形开口的端点与所述光轴垂直地落下。
6.根据权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
所述反射部的反射侧面为使如下曲线绕所述光轴转动而得到的面,该曲线通过使第3圆弧与所述第2圆弧进一步连结而得到,该第3圆弧由与所述第2圆大致内切的第3圆规定。
7.根据权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,
所述半导体发光装置为包含LED的板上芯片型的装置。
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