JP2004103591A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】　照明器具が、一方では遮光される範囲にある利用者に、この利用者にとって実質的に均一で暗く見える光出口面で対向し、他方では照明器具の光円錐中にある観察者に対して、照明手段の解像を大幅に阻止する。
【解決手段】　少なくとも１つの照明手段（１５）例えば蛍光灯を収容する内部空間（１３）を包囲する照明器具ハウジング（１２）と、照明すべき面（２１）特に建物の床面（２２）へ投射される光を通す少なくとも１つの光出口開口（１６）とを有する照明器具（１５）において、縁を鋭く構成され特に実質的に均一な光円錐（１７）を得るため、光出口開口（１６）の範囲に、多数の微小レンズ）２７）を持つレンズ板（１８）が設けられている。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、請求項１の上位概念に記載の照明器具に関する。

　このような照明器具は多数の変形例で公知である。この場合建物照明器具が重要であり、なるべく建物の床面を照明するようにし、そのため主として建物の天井に設けられている。しかし建物壁に設けることも当然考慮される。必要な場合には建物の外面も照明することができる。

　利用者が照明手段即ち光源を見るのを妨げるために、通常は遮蔽素子例えば暗光反射鏡が光出口開口へ挿入される。このような暗光反射鏡は比較的縁を鋭く構成される光円錐を得る可能性を与えるので、遮光される範囲は遮光されない範囲から明確に分離されている。これにより床面の特に良好な照明、従って高い効率又は光効率の僅かな低下での照明が行われる。遮光範囲にある観察者が照明器具を認めず、光出口範囲がこの観察者に均一な暗い面として見えるように、特に高度の遮光が行われている。

　しかしこのような暗光反射鏡は、光円錐内にある利用者に照明手段が認められないようにする可能性も与える。しかし暗光反射鏡として構成される公知の遮光素子は、基本的にある程度の取付け高さを生じる。公知の暗光反射鏡は例えば格子状の桁構造を持ち、桁は互いに結合され、光を導くため湾曲した面を持っている。

　更に照明器具閉鎖素子として光出口開口へ挿入される散乱板が公知であり、例えば拡散板として作用する。しかしこのような散乱板は、公知の暗光反射鏡で得られる所望の効果を生じることはできない。

　照明器具の上述した性質は、例えば建物の空間において互いに強く影響を及ぼし合うことなく隣接する照明状況を与えるために望まれている。

　ドイツ連邦共和国特許出願公開第１４９７２９３号明細書から、角錐状素子を備えた光分布板が公知である。これにより、電灯の直接のまぶしさ及び反射されるまぶしさが大幅になくされる。

　出願人のカタログ″Ｌｅｕｃｈｔｅｎｐｒｏｇｒａｍｍ″，Ａｕｓｇａｂｅ　２０００／２００１，Ｓｅｉｔｅ３４０から、レンズと称される板は、前述したドイツ連邦共和国特許出願公開第１４９７２９３号明細書に類似した角錐状素子を持ち、角錐の先端が少し丸められている。このレンズ板の使用は、装飾的照明効果を生じる輝き効果を生じる。

　ドイツ連邦共和国特許出願公開第１４９７２９３号明細書による照明器具から出発して、本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載の照明器具を発展させて、照明器具が、一方では遮光される範囲にある利用者に、この利用者にとって実質的に均一で暗く見える光出口面で対向し、他方では照明器具の光円錐中にある観察者に対して、照明手段の解像を大幅に阻止することである。

　本発明は、この課題を請求項１の特徴により解決し、従って縁を鋭く構成され特に実質的に均一な光円錐を得るため、光出口開口の範囲に、多数の微小レンズを持つレンズ板が設けられている。

　従って本発明の原理は、大体において、従来技術において公知の角錐状素子の代わりに、今や多数の微小レンズをレンズ板に設けることである。収束レンズのように作用するような導光素子が、微小レンズと称される。しかし発散レンズとして作用する導光素子も同様に、本発明の意味で微小レンズと称することができる。

　ビームスプリッタのように各角錐状素子が単独でみて丸い面を均一に照明するのではなく、むしろ円環を生じた従来技術における角錐状素子の装置とは異なり、本発明による照明器具の微小レンズは、縁の鋭い実質的に均一な光円錐を構成しながら、照明すべき面の均一な例えば円形の照明を行う。

　同時に、多数の微小レンズを設けることによって、照明手段即ち光源が、観察者にとってもはや直接見えず、もはや解像不可能であるようにすることができる。これは照明器具の美的な全体印象を改善する。

　観察者が遮光される範囲にあると、レンズ板は、実質的に均一な暗い素子として対向しているので、照明器具は実際上もはや観察者の注意を引かない。公知の角錐状レンズとは異なり、従来技術では光効率の減少を生じてきらめくか又は輝く光点は生じない。

　例えば実質的に点状の光源において、実質的に円形の光出口開口を光が通ることによって生じる円錐は、必ずしも本発明の意味における光円錐とは解釈されない。これに反し本発明によれば、光円錐という概念は、照明すべき床面のいかなる幾何学的形状及び同様に光出口開口のいかなる形状も含むものとする。例えば光出口開口は、長方形区域照明器具の延びた実質的に長方形の光出口開口として構成することもできる。しかし本発明の意味において光円錐という概念は、遮光される範囲及び照明される範囲が存在し、これらの両方の範囲が明確に区画されていることを明らかにする。

　通常本発明は、ほぼ完全に均一な光円錐を生じる照明器具において使用される。しかし本発明は、光円錐が一貫して均一でなく、例えば非対称な光分布を持つような照明器具も含む。

　本発明による照明器具は、更に特に扁平な構造形状を可能にする。例えば軸線方向に長く延びるように構成される照明器具の場合、電子前置装置を軸線方向において照明手段の後に設けるのではなく、照明手段より上で照明手段の軸線方向長さ以内に設けることもできるので、照明手段は電子前置装置とレンズ板との間にあり、この配置にもかかわらず照明器具の扁平な構造形状が可能である。

　定義により平らな外面を持つ角錐状素子の配置とは異なり、各微小レンズは一定半径の湾曲した境界面を持っている。レンズは原理的に多数の横に並んだ角錐から成っているので、光円錐は角錐板におけるより非常に均一である。

　互いに直接隣接する多数の微小レンズの配置は特に有利である。これにより、光効率が最大であり、暗光効果が最適に得られるようにすることができる。

　本発明の有利な構成によれば、微小レンズが、レンズ板の少なくとも１つの表面の構造化により形成されている。これにより微小レンズを持つレンズ板の特に簡単な製造が可能となる。

　本発明の別の有利な構成によれば、レンズ板が、照明手段から遠い方の側及び／又は照明手段に近い方の側に、微小レンズを形成するため、外方へ向く球面状の湾曲部を持っている。湾曲部の配置は、収束レンズを構成するための特に簡単な手段である。レンズ板がその両方の側の少なくとも１つに湾曲部を持ち、即ち照明手段の方へ向く側又は照明手段から遠い方の側に湾曲部を持っていることによって、収束レンズが得られる。しかしレンズ板の両方の側に湾曲部を設けることもできる。

　本発明の別の有利な構成によれば、レンズ板が、照明手段に近い方の側に、微小レンズを形成するため、球面状凹所を持っている。構成は凹−凸に構成される微小レンズの製造を可能にし、これらの微小レンズは光円錐の特に均一で縁の鋭い構成を可能にする。

　本発明の別の有利な構成によれば、湾曲部の中心点及び／又は凹所の中心点が、５ｍｍより小さい相互間隔をとっている。これにより光円錐の特に均一な構成が可能になる。

　本発明の別の有利な構成によれば、湾曲部の中心点及び／又は凹所の中心点が、３ｍｍより小さい相互間隔をとっている。これにより光円錐の均一性が更に改善される。

　本発明の別の有利な構成によれば、湾曲部の中心点及び／又は凹所の中心点が、２ｍｍより小さい相互間隔をとっている。

　本発明の別の有利な構成によれば、湾曲部の中心点及び／又は凹所の中心点が、１ｍｍより小さい相互間隔をとっている。

　本発明の別の有利な構成は、引用されなかった従属請求項及び図に示されている実施例の次の説明から明らかになる。

　図１は、例えば天井壁１１へ組込むことができる本発明の照明器具１０を、概略図で示している。照明器具１０は、概略的にのみ示す照明器具ハウジング１２を含んでいる。更に実施例には、場合によってはハウジング１２の構成部分とすることができる反射鏡素子１４が示されている。

　実施例では、内部空間１３に、こじんまりした蛍光灯として構成される光源１５が設けられ、以下照明手段と称される。ここでは特に空間的に延びる照明手段例えば棒状又は環状の照明手段が重要である。もちろん照明器具１０の種類に応じて、複数の照明手段１５を照明器具１０の１つ又は複数の内部空間１３に設けることができる。

　照明器具１０は光出口開口１６を持ち、照明手段１５により発生される光が、光円錐１７を形成しながら、光出口開口１６を通って出る。図１による照明器具では、光出口開口１６はレンズ板１８により実質的に完全に閉鎖されている。

　光円錐１７は縁を比較的鋭く形成されているので、遮光される範囲１９と照明される範囲２０との間に、比較的明確な移行部が認められる。

　光円錐１７は床面２２の部分２１を照明する。光出口開口１６の形状に応じて、例えば円形に構成される部分２１、又は湾曲した縁の線を持つことができる長方形または多角形に構成される部分２１が重要である。

　第１の観察者２３は光円錐１７の内部にあり、従って遮光されない範囲２０にある。第２の観察者２４は遮光される範囲１９にあり、従って光円錐１７の外部にある。

　第２の観察者２４にはレンズ板１８が対向し、従って全照明器具１０は実質的に均一な面として対向している。レンズ板１８は、明るくきらめく光点が実質的になく、従って遮光される範囲１９にある第２の観察者２４に対して幻影を生じない。第２の観察者２４が存在する空間の範囲は、従って図示しない他の照明器具又は適当な数の照明器具により照明されることができるので、例えば照明器具１０により殆ど影響されない第２の観察者２４の作業場所のための照明状態を得ることができる。

　レンズ板１８が実質的に暗い面として第２の観察者２４に対向していることによって、床面２２の部分２１の照明に利用可能な光量がほぼ失われることなく光円錐１７を得るために使用可能であることが明らかになる。

　遮光されない範囲２０従って光円錐１７内にある第１の観察者２３は、レンズ板１８を観察する際、見る方向においてレンズ板１８の後に設けられる照明手段１５の構造従ってその幾何学的形状をもはや解像することができない。この場合にもレンズ板１８は、充分均一で今や明るい光を放射する素子として見える。

　本発明による照明器具は、従って多面的に使用可能であり、床面２２の特定の部分２１又は他の建物面を最高の光効率で明るくすることができ、遮光される範囲１９にある１人又はそれ以上の観察者に対して不快に作用することがない。

　図１に示される遮光角αは任意に選ぶことができる。この角は、一方では照明器具１０の反射鏡素子１４の形状により、他方では、後述する微小レンズの特別な配置によって得られる。しかし遮光角αは、遮光される範囲１９と照明され従って遮光されない範囲２０とが明確に区別されることを明らかにする。遮光角αは例えば２０°、場合によっては３０°又は４０°である。

　さてレンズ板１８が図２〜５により詳細に説明される。

　図２は、ほぼ図１の矢印ＩＩに従って、実際にレンズ板１８のみが認められる照明器具１０の下側を示している。見易くするため、照明器具１０のハウジング１２の光出口開口１６を包囲する縁範囲２５は、図２において省略されている。

　レンズ板１８は、その外側輪郭Ｋを、光出口開口１６の図示しない内側輪郭に合わされ、従ってこの光出口開口をほぼ完全に閉鎖している。

　図２はレンズ板１８を下面図で概略的に示し、このレンズ板が蜂の巣構造を持っていることがわかる。しかしこの蜂の巣構造は例としてのみ解すべきであり、以下図３により詳細に説明される。

　多数の蜂の巣２６は直接互いに並んで設けられているので、これらはそれぞれ互いに境を接している。図３の切断線ＩＶ−ＩＶに沿って、例えば蜂の巣２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅは、従って別の微小レンズ２７に直接隣接して設けられ、これに境を接している。実施例では、更に各微小レンズ２７は、縁側に設けられる微小レンズを除いて、別の微小レンズにより完全に包囲されている。

　微小レンズ２７は、例えば図４からわかるように、まず照明すべき床面２１に近い方にあるレンズ板１８の側２８の適当な構造化によって得られる。

　図４による実施例では、レンズ板１８の外側２８のみが構造化され、内側２９即ち照明手段１５に近い方にあるレンズ板１８の側は、ほぼ平らに構成されている。

　図４の実施例では、微小レンズ２７は、球面状湾曲部３０によって得られた。従って図４による下側２８は、レンズ板の断面を見ると、円弧部分３１の直線状連続として見え、各円弧部分３１は、湾曲部３０の頂点Ｓに対してそれぞれ対称である。換言すれば、図３の切断線ＩＶ−ＩＶに沿って図４に概略的に示される断面図は、図３の切断線ＩＶ′−ＩＶ′及びＩＶ″−ＩＶ″に沿ってレンズ板１８を見る場合と同じように生じる。

　各湾曲部３０は例えば半球である。しかし湾曲部３０は、切り取られた球帽であってもよい。球を切断面に沿う切断により２つの部分に分離する時に生じる幾何学的物体が、球帽（球欠とも称される）と解釈され、球帽は半球と同じか又はこれより小さい球の分離された部分である。

　各円弧部分３１が一定の半径の曲線を持ち、従って各湾曲部３０により微小レンズ２７が形成されることが重要である。

　図４を見ると直ちにわかるように、微小レンズ２７はそれぞれ収束レンズである。

　図５による別の実施例では、レンズ板１８の内側２９も構造化され、照明手段１５から離れる向きの球面状凹所３２を持っている。

　それぞれ１つの凹所３２及び湾曲部３０は互いに一直線上に設けられて、それぞれ微小レンズ２７を形成している。ここでも各微小レンズ２７が収束レンズであることが明らかになる。

　凹所３２は再び球帽の幾何学的形状を持っている。ここでも、円弧部分３３が一定の半径曲線に従っていることが重要である。凹所３２の円弧部分３３の半径が、湾曲部３０の円弧部分３１の半径より大きいことが好ましい。

　凹所３２と湾曲部３０の一直線の配置により、それぞれ凸−凹に構成される微小レンズ２７が生じる。

　図４及び５を見ると、それぞれ２つの直接互いに隣接する湾曲部３０、又は存在する場合２つの隣接する凹所３２が、間隔ΔＳを持っていることが明らかになる。例えば湾曲部３０のそれぞれ２つの頂点Ｓの間の間隔が測定される。図５による実施例におけるように凹所３２が存在する場合、本発明の意味において、球面状凹所３２の最も深い点も、頂点と同じように符号をつけられる。

　レンズ板１８は、なるべくプラスチック例えばＰＭＭＡ（ポリメチレンメタクリレート）又はＰＣ（ポリカーボネート）から構成されている。光効率に僅かしか影響を及ぼさないようにするため、特に透明又はつや消し又は半透明のプラスチックが有利である。

　構造化された表面２８及び２９を形成するため、レンズ板１８を例えば射出成形部材として構成することができ、プラスチック用の工具形状は、適当に加工される反対湾曲部及び反対凹所を持っていなければならない。

　実質的に平らな表面の加工により、例えば特別な表面２８及び２９を得ることができることも考えられる。研削加工もこのための適当な工具で行われる。

　図２において生じる蜂の巣模様は、例としてのみ示されている。他の模様も当然考慮される。

　図６は、第３の実施例を下面図で示し、湾曲部３０が同様に互いに直接隣接して設けられ、若干の範囲３４で接し、他の範囲３４′では重なっている。

　湾曲部３０従って微小レンズ２７の少し異なる配置のため、レンズ板１８上に比較的小さい面積の望ましくない中間部分３５が生じる。しかし湾曲部３０の構成部分ではないこれらの中間部分３５が、その全面積において、湾曲部３０に含まれるレンズ板１８の面積に比較して、明らかに目立たない場合、その存在は甘受される。

　湾曲部３０の円弧部分３１の半径及び凹所３２の円弧部分３３の半径は、収束レンズとして構成される微小レンズ２７の焦点距離に直接関係する。従って曲率半径は照明器具の幾何学的形状寸法に合わせて選ばれる。特に照明手段１６とレンズ板１８との間の間隔は、関連において特別な役割を果たす。遮光角αもこの間隔の大きさにより決定される。

　照明器具の光円錐内に示される第１の観察者と光円錐外に示される第２の観察者とを持つ本発明による照明器具の概略図を示す。 　本発明によるレンズ板を持つ図１の照明器具を図１の矢印ＩＩの方向に見た下面図で示す。 　図２の部分円ＩＩＩによるレンズ板の一部を拡大図で示す。 　図３の切断線ＩＶ−ＩＶによるレンズ板の第１の実施例の一部の断面図で示す。 　本発明によるレンズ板の第２の実施例を拡大断面図で示す。 　本発明によるレンズ板の第３の実施例を拡大断面図で示す。

符号の説明

１０　　照明器具
１２　　照明器具ハウジング
１３　　内部空間
１５　　照明手段
１６　　光出口開口
１７　　光円錐
１８　　レンズ板
２１　　面部分
２２　　床面
２７　　微小レンズ

Claims (14)

1. 　少なくとも１つの照明手段（１５）を収容する内部空間（１３）を包囲する照明器具ハウジング（１２）と、照明すべき面（２１）へ投射される光を通す少なくとも１つの光出口開口（１６）とを有する照明器具（１０）において、縁を鋭く構成される光円錐（１７）を得るため、光出口開口（１６）の範囲に、多数の微小レンズ（２７）を持つレンズ板（１８）が設けられていることを特徴とする、照明器具。
2. 　微小レンズ（２７）が互いに直接隣接していることを特徴とする、請求項１の記載の照明器具。
3. 　微小レンズ（２７）が、レンズ板（１８）の少なくとも１つの表面（２８，２９）の構造化部により形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の照明器具。
4. 　レンズ板（１８）が、照明手段（１５）から遠い方の側及び／又は照明手段（１５）に近い方の側（２８，２９）に、微小レンズ（２７）を形成するため、外方へ向く球面状の湾曲部（３０）を持っていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の照明器具。
5. 　レンズ板（１８）が、照明手段（１５）に近い方の側に、微小レンズ（２７）を形成するため、球面状凹所（３２）を持っていることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の照明器具。
6. 　湾曲部（３０）の中心点（Ｓ）及び／又は凹所（３２）の中心点（Ｓ）が、５ｍｍより小さい相互間隔（ΔＳ）をとっていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の照明器具。
7. 　湾曲部（３０）の中心点（Ｓ）及び／又は凹所（３２）の中心点（Ｓ）が、３ｍｍより小さい相互間隔（ΔＳ）をとっていることを特徴とする、請求項６に記載の照明器具。
8. 　湾曲部（３０）の中心点（ｓ）及び／又は凹所（３２）の中心点（Ｓ）が、２ｍｍより小さい相互間隔（ΔＳ）をとっていることを特徴とする、請求項７に記載の照明器具。
9. 　湾曲部（３０）の中心点（Ｓ）及び／又は凹所（３２）の中心点（Ｓ）が、１ｍｍより小さい相互間隔（ΔＳ）をとっていることを特徴とする、請求項６〜８の１つに記載の照明器具。
10. 　レンズ板（１８）が一直線に並ぶ湾曲部（３０）及び／又は凹所（３２）を持っていることを特徴とする、請求項１〜９の１つに記載の照明器具。
11. 　レンズ板（１８）がプラスチックから成っていることを特徴とする、請求項１〜１０の１つに記載の照明器具。
12. 　レンズ板（１８）が射出成形部材から成っていることを特徴とする、請求項１１に記載の照明器具。
13. 　レンズ板（１８）が一体に構成されていることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の照明器具。
14. 　光出口開口（１６）が微小レンズ（２７）により実質的に完全に閉鎖されていることを特徴とする、請求項１〜１３の１つに記載の照明器具。