JP2002535803A

JP2002535803A - 照明装置

Info

Publication number: JP2002535803A
Application number: JP2000593889A
Authority: JP
Inventors: シー．リー，マイケル
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2002-10-22
Also published as: CN1293743A; CA2323445A1; WO2000042351A1; EP1064497A1

Abstract

(57)【要約】光源（７）からの光を分配するための照明器具である。照明器具は、ランプ（７）の周りに対称的に配設され、ランプ（７）からの出射した光を反射する、１つ、または、それ以上の反射器（２、３）を含む。１つ、または、それ以上の拡散装置（４、５）が反射器（２、３）で反射された光を受けるために反射器（２、３）の周りに配設されている。このような照明器具は光部品からの眩しさを最小限にしつつ、均一な光の分配を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は照明器、特に高出力ランプのような光源からの光を分配するための照
明器に関する。

【０００２】倉庫、工場、展示場のような大きなビルの内部照明の一つの問題は、光源から
の光を床面全部に充分に均等に分配することである。さらには、光部品からの眩
しさを最小限にすることも重要である。５０°以下の仰角において１０、０００
ｃｄ／ｍ²以下というのが眩しさに対する標準的な値である。

【０００３】本発明によれば、光源の出力を分配させるための照明装置であって、（ａ）光源の装着機構と、（ｂ）光源の出力を反射するための、光源に対して凸状になっている中央反射器
と、（ｃ）中央反射器を取り囲み、中央反射器で反射された光を受けるように配設さ
れた光伝導拡散装置であって、屈折のための構造表面を有する光学シート材料と
該シートにより伝導された光を拡散する表面を有する光伝導拡散装置と、を具備する照明装置が提供される。ここで使用されている”光”とは、電磁スペクトルの紫外線、可視光、または
赤外線領域の電磁放射を意味する。

【０００４】本発明の一つの態様においては、中央反射器が１つ、または、それ以上の付加
的反射器で囲まれていて、その最も外側は光源に対して凹状とされている。この
ような装置の利点は、互いに角度をなす２つ、または、それ以上の反射器を提供
することにより、照明装置の下のみならず照明器の側方にも光を拡散できること
である。好ましくは、中央反射器は付加的な反射器の中心軸と一致する中心軸を
有する。一つの実施の形態においては、中央反射器は光源に向かって傾斜する円
錐形状を成し、中央反射器を取り囲む第２反射器は光源から離反する中空の切頭
円錐形状を成している。

【０００５】本発明の他の例においては、中央反射器が多数の三角形の平面状の反射面を有
し、それらは光源を向いて突出する角錐形状を画成する。典型的には、中央反射
器の面で画成される角錐は８つの側面を有する。中央反射器を取り囲む第２反射
器は、中央反射器と同じ数の側面を有する中空の切頭角錐形状を成すが、光源か
ら離間するように傾斜している。このような反射器は、複数の四角形の平面反射
面から形成され、各四角形が一対の平行な対辺と一対の非平行な対辺を有し、該
非平行な対辺で他の四角形と互いに接合されている。好ましくは、第２反射器は
光源から離間している中央反射器の周縁に近接して装着されている。

【０００６】反射器は適切な反射材料で形成することができ、好ましくは、米国特許第５，
８８２，７７４号、および、ＷＯ９７／０１７４号に記載されている金属、金属
化されたガラス、金属化されたプラスチックフィルムのような鏡のように反射材
料で形成される。

【０００７】拡散装置が反射器で反射された光を集めて拡散するように配設されている。好
ましくは、拡散装置は、少なくとも、光学シート材料で形成された中心軸が中央
反射器の中心軸と一致した中空の切頭された円錐または角錐形の第１拡散器を備
え、それは中央反射器に向かって凹状を成している。２つの反射器がある場合に
は、拡散装置は、さらに、やはり光学シート材料で形成された第２拡散器を具備
し、第１拡散器と第２拡散器は、第１拡散器が中央反射器で反射した光を集め、
第２拡散器が第２反射器で反射した光を集めるように配設されてる。

【０００８】第２拡散器は、好ましくは、反射器から離間した第１拡散器の周縁に近接して
配設されている。第２拡散器は、典型的には、環状、または、環状多角形を成し
ている。典型的には、第２拡散器は多数の一対の平行な対辺を有する四角形の拡散表面
を具備し、該四角形が非平行な対辺で互いに結合されて環状多角形を形成してい
る。典型的には、第１拡散器は、非平行な対辺で互いに結合された多数の対応す
る四角形を具備して第２拡散器の外縁の周りに環状多角形を形成している。

【０００９】照明装置は、また、光源を照明装置に装着できるようにするためのランプ装着
機構を含む。好ましくは、光源は、拡散装置内の中央開口を通して照明装置に装
着される。典型的には、開口の中心軸は中央反射器の中心軸と概ね一致している
。光源が円錐状に光を出射する場合には、該円錐の中心軸と中央反射器の中心軸
が共軸であるように装着がされる。

【００１０】通常の環境においては、出射の円錐は縦向きであって、光は中央反射器に向け
て上方に出射されて、該反射器が光を拡散装置を通して側方および下方に向け、
広い床領域を照らす。一つの反射器と一つの拡散器を使用して容認できる結果を
得ることができるが、この構成では光源の直下に照明されない領域が少し残る。
上述したような、中央反射器に対して傾斜した第２の反射器の使用は、光の一部
を確実に略垂直下方に反射し、それは、第２の拡散器により集められ、ランプの
直下の領域に分配される。

【００１１】拡散装置は、投射された光を拡散する伝導装置である。半透明のガラス、プラ
スチックの拡散材が採用されるが、拡散器は、好ましくは、光を偏光させる加工
面を有する光学シート（例えば、フィルム）を備えて成る。このような光学シー
トは公知であり、例えば、米国特許第４，６５７，３５５号、第５，５５１，０
４２号、および、ＷＯ９１／１８３０４に開示されている。好適な光学シートは
、フレネルレンズの列、特には、負のフレネルレンズの列を備える加工面を有し
、あるいは、直交する２つのシリンダフレネルがレンズである。他の好適な光学
シートは、我々の、本願と同日に出願された、同時係属出願、ＰＣＴ特許出願第号（代理人整理番号５４８５４ＰＣＴ９Ａ）に記載されている。更なる代替策としては、直線的な加工表面を有する２つの透明なシートを直線
的な加工表面が直交するように重ねて使用される。

【００１２】本発明の一つの例においては、照明装置は、第３の反射器を有し、それは中央
反射器からの光の放射を拡散装置に反射する。光源により光が垂直に放射される照明装置における略円錐状の反射器の使用は
、米国特許第Ａ５１８４５５０，５１０５３４７および４５３６８２８号に見る
ことができる。

【００１３】以下、本発明による照明装置の例を添付の図面を参照して説明する。図１は第２（外側）反射器（３）で取り囲まれた中央反射器（２）を有する照
明装置（１）の概略断面図である。第１拡散器（以下、側部拡散器という）（４
）と第２拡散器（以下、底部拡散器という）（５）が、それぞれ中央および外側
反射器（２、３）に対向して配設されている。底部拡散器（５）は環状であって
、中央開口（６）は中央開口（６）を通してランプ（７）を挿入して照明装置（
１）に装着することを可能にしている。

【００１４】中央反射器（２）はランプに向かって突出している８側面角錐を形成する８個
の同一で平らな三角形状の鏡を備え、ランプに対して凸であって、三角形の底辺
がランプから離間した周縁を形成している。外側反射器（３）は中央反射器の周
りに配設される８個の同一な四角形の鏡を備える。各四角形は一対の平行な対辺
と、一対の非平行な対辺とを有する。一対の平行な対辺の内の短い方の辺は、中
央反射器を形成する三角形の底辺の長さに等しく、それらに密着して配設され、
四角形は非平行な対辺により連結されている。

【００１５】外側反射器は、このように、ランプから離間する中空の切頭角錐の形状をして
いる。底部拡散器（５）と側部拡散器（４）の配置は図２により詳細に示され、
底部拡散器（５）は８個の同一な平らな四角形の拡散パネル（８）を備えて成る
ことが示されている。各四角形は一対の平行な対辺と一対の非平行な対辺を有し
、四角形は非平行な辺によって互いに連結され、平らな環状八角形を形成してい
る。同様に側部拡散器（４）（４）は一対の平行辺と非平行辺を有する８個の四
角形の側部拡散パネル（９）を備えて成る、しかし、この場合は四角形は８個の
面を有する角錐の一部を形成するように非平行の辺で連結され、中央反射器（２
）と同じ方向に傾斜している。

【００１６】反射器と拡散器は所望の光学的効果を得られるように色々と異なる構造にする
ことができる。例えば、別の形の平らなセグメントが採用され、あるいは、連続
的にカーブした反射器、および、または、拡散器が使用される。中央反射器（２
）は円錐状にすることができ、外側反射器（３）と側部拡散器（４）は切頭円錐
状にすることができ、底部拡散器（５）は環状円板状にすることができる。セグ
メントと連続の拡散器、および、または、反射器の組み合わせが可能である。

【００１７】ランプ（７）は、それから光を分配することが所望されるどのような適切な光
源でもよい。しかしながら、この照明装置（１）はランプ（７）がＨＩＤランプ
や、特に、例えば、市場では、Ｓｏｌｅｒ１０００という商品名で、米国、メ
リーランド州のＦｕｓｉｏｎＬｉｇｈｔｉｎｇＩｎｃ．社から入手可能な、
硫黄プラズマランプが良い。

【００１８】光はランプから狭い円錐内に出射され、図１に光線（１０、１１）で略示され
ている。ランプ（７）から出射された光線（１０）は中央反射器（２）に投射さ
れ、そこで反射され、側部拡散器（４）に投射される。側部拡散器（４）は光線
（１０）を矢印（１２）で示される色々な方向に拡散する。かくして、ランプ（
７）から出射され、中央反射器（２）で反射した光は側部拡散器（４）により照
明装置の側方に拡散される。

【００１９】同様に、ランプ（７）から外側反射器（１１）に投射された光は、そこで反射
され、底部拡散器（５）に投射される。底部拡散器（５）に投射された光（１１
）は、矢印（１３）で示されるように多くの方向に拡散され、ランプ（７）の直
下の領域を照らす。

【００２０】照明装置（１）の設計の他の代替策においては、側部拡散器（４）がランプ（
７）の直下の領域へ充分に広い角度で光（１２）を拡散すれば、底部拡散器（５
）および協働する外側反射器（３）は省略することができる。

【００２１】本発明の更なる例においては、特に、もし、照明が照明器具の下方のみ要求さ
れるのであれば、中央反射器からの光を底部拡散器（５）へ反射する更なる鏡が
設けられ、それにより、側部拡散器（４）が除去される。

【００２２】上述の照明装置（１）においては、拡散器（５）に偏向されるランプ（７）の
強さの分割は、中央反射器（２）の径と、中央反射器（２）からのランプ（７）
の距離によって調節される。照明装置内のランプ（７）の装着具を垂直方向に調
節可能にして、照明装置を取り付けた後に使用者や取り付け作業者が照明装置（
１）の下方の照明レベルを調節できるようにすることも可能である。

【００２３】底部拡散器（５）と側部拡散器（４）は、装置に投射される光を拡散するどの
様な伝導装置でもよい。例えば、拡散器（４、５）は半透明なプラスチックの拡
散材でよい。しかしながら、好ましくは、拡散器は加工表面を有する光学シート
を具備する。

【００２４】本発明の一つの例においては、加工表面を有するシートは、加工表面を、米国
特許出願第５，５５１，０４２号に記載の加工形状、すなわち、加工表面が、複
数の円形、または、直線の負のフレネルレンズを形成する、にすることができる
。代替的には、正のフレネルレンズから形成された加工面を有する光学シート、
あるいは、本願と同日に出願された我々の同時係属出願のＰＣＴ特許出願第（代理人整理番号５４８５４ＰＣＴ９Ａ）に記載の光学シートを使用すること
もできる。

【００２５】好ましくは、側部拡散器は光を立体角内に半開き角２０°乃至６０°で拡散す
る。典型的には、底部拡散器（５）は光を立体角内に９０°に達する半開き角で
拡散する。

【００２６】さらには、拡散器（４、５）の一方、または、両方は、光を対称的に拡散する
。

【００２７】更なる改変としては、外側反射器（３）と側部拡散器（４）の間の隙間から天
然光を上方から照明装置内に導入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】照明器具の概略断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って見た図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源の出力を分配させるための照明装置であって、（ａ）光源の装着機構と、（ｂ）光源の出力を反射するための、光源に対して凸状になっている中央反射器
と、（ｃ）中央反射器を取り囲み、中央反射器で反射された光を受けるように配設さ
れた光伝導拡散装置であって、屈折のための構造表面を有する光学シート材料と
該シートにより伝導された光を拡散する表面を有する光伝導拡散装置と、を具備することを特徴とする。
【請求項２】中央反射器が１またはそれ以上の付加的反射面で囲まれてい
て、その最も外側は光源に対して凹状になっている、ことを特徴とする請求項１
に記載の照明装置。
【請求項３】中央反射器が、第２反射器の中心軸と一致する中心軸を有す
ることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】中央反射器が、光源に向かって傾斜する円錐形状を成し、第
２反射器は光源から離反する中空の切頭円錐形状を成している、ことを特徴とす
る請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】中央反射器が多数の三角形の平面状の反射面を有し、それら
は光源を向いて突出する角錐形状を画成し、第２反射器が光源から離間するよう
に傾斜した中央反射器と同じ数の側面を有する中空の切頭角錐形状を成し、複数
の四角形の平面反射面から形成され、各四角形が一対の平行な対辺と一対の非平
行な対辺を有し、該非平行な対辺で他の四角形と接合されている、ことを特徴と
する請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項６】第２反射器が中央反射器の周縁に近接して装着されているこ
とを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】拡散装置が、中心軸が中央反射器の中心軸と一致し、中央反
射器に向かって凹状な中空の切頭された円錐または角錐形の光学シート材料で形
成された第１拡散器を備えることを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載
の照明装置。
【請求項８】さらに光学シート材料で形成された第２拡散器を具備し、第
１拡散器が中央反射器で反射した光を集め、第２拡散器が第２反射器で反射した
光を集めるように配設されていることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】第２拡散器が環状、または、環状多角形状を成し、反射器か
ら離間した第１拡散器の周縁に近接して配設されていることを特徴とする請求項
８に記載の照明装置。
【請求項１０】第１、第２拡散器が切頭円錐形状であることを特徴とする
請求項８または９のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１１】第２拡散器が多数の一対の平行な対辺を有する四角形の拡
散表面を具備し、該四角形が非平行な対辺で互いに結合されて環状多角形を形成
し、第１拡散器が非平行な対辺で互いに結合された多数の対応する四角形を具備
して第２拡散器の外縁の周りに環状多角形を形成していることを特徴とする請求
項８または９のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１２】拡散装置が中央開口を有し、該開口を通してランプをラン
プ装着機構に装着できるようにされていることを特徴とする前記請求項のいずれ
か１項に記載の照明装置。
【請求項１３】ランプ装着機構の第１反射器からの距離が調節可能にされ
ていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】さらに円錐状に光を出射する高出力ランプを具備し、反射
器が中央に配設されランプの出射の円錐の軸に関して対称である、ことを特徴と
する前記請求項のいずれか１項に記載の照明装置。