JP2006236814A - 四角配光反射板および四角配光用照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで照度むらの少ない四角配光反射板および配光用照明器具を提供する。
【解決手段】 ランプを覆い、略円形開口の開口部と頂上部とを有する略笠状をなし、頂上部と開口部縁端を結ぶ略弧状の複数の部分反射板を前記ランプのランプ軸のまわりに配列し、ランプからの入射光を反射して前記ランプ軸に直交する机上面を略四角形状に配光する四角配光反射板で、反射光が机上面で略四角形の角部を含む配光形状となるように照射され、ランプ軸のまわりに略９０度間隔で配置される第１の部分反射板と、反射光が机上面で略四角形の辺部を含む配光形状となるように照射され、第１の部分反射板間に第１の部分反射板とは反射光方向とランプ軸とのなす角度が異なる第１以外の複数の部分反射板とを備えた四角配光反射板およびそれを用いた四角配光用照明器具。
【選択図】 図３

Description

本発明は、安価に良好な四角配光を得る四角配光反射板および四角配光用照明器具に関するものである。

従来円形配光に対して非円形の配光を得る照明用の反射板については、種々のものが開発されている。例えば楕円形の配光を得るものについては比較的に簡易な方法が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
また、逆椀状の反射板の内面の４分割したラインから放射状にラインと直交する多数の突状反射小帯部を設けて四角配光を得る技術も知られている。（例えば、特許文献２参照）
特開平５−３４５１１号公報 特開２００４−３４２５０６号公報

上述のごとく、四角い部屋の床面を隅々まで均一に照度むらの少ない形で得られる照明用反射板の要求に対して、従来の比較的コスト高になる四角形状反射板に替わる、比較的安価で且つ良好な四角配光を得られる照明用反射板および四角配光用照明器具の提供が求められている。
本発明は上記の要求に鑑み、従来の四角形状反射板に替わる製造コストが比較的廉価で、四角床面を照度むらなく、且つ天井に近い壁面から広い範囲で照射することができる四角配光反射板および四角配光用照明器具を提供するところにその目的がある。

本発明の四角配光反射板および四角配光用照明器具は、
ランプを覆い、略円形の開口を有する開口部と頂上部とを有する略笠状をなし、前記頂上部と前記開口部縁端とを結ぶ略弧状の複数の部分反射板を前記ランプのランプ軸のまわりに配列して構成され、前記ランプから入射される光を反射して前記ランプ軸に直交する机上面を略四角形状に配光する四角配光反射板において、
反射光が前記机上面で前記略四角形の角部を含む配光形状となるように照射され、前記ランプ軸のまわりに略９０度間隔で配置される第１の部分反射板と、
反射光が前記机上面で前記略四角形の辺部を含む配光形状となるように照射され、前記第１の部分反射板間に前記第１の部分反射板とは反射光の方向と前記ランプ軸とのなす角度が異なる複数の部分反射板とを備えた四角配光反射板であり、また、該四角配光反射板を備えた四角配光用照明器具である。

本発明の四角配光反射板および四角配光用照明器具は、標準的な照明器具である略円形の開口を有する開口部と円形頂上部とを有する略逆椀状をなす円形反射板をベースとし、異なる光の広がり（１／２のビーム角）配光を実現する単純円弧曲面形状を有する複数の部分反射板を前記ランプ軸を囲み円周方向に組合わせ配列することにより、近似的な四角配光を、比較的製作が容易で、製造コストの低い四角配光反射板により得ることができ、またこれにより、四角床面に対する照度むらが少なく、天井に近い壁面からの広い範囲を照射することが可能な四角配光用照明器具を得ることができる。

実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る四角配光用照明器具の１例を示す図である。
図１に示す四角配光用照明器具１は、内部に四角配光反射板３と光源Ｐ（図示せず）を備える本体２と、本体２の両側部にネジなどによりアーム４が取り付けられて、アーム４を介して固定される取り付け部５とを備えており、取り付け部５は、天井などへ固定する固定部（図示せず）と光源Ｐを点灯する点灯装置などを備えている。
図２は、本発明の実施の形態１に係る四角配光に対する基本概念を説明する参考図であり、（ａ）は部分反射板と配光の関係を示す参考図、（ｂ）は円形反射板による円形配光を示す図、（ｃ）は四角配光の１例を示す図である。
図３は、四角配光反射板の１例による配光を説明する参考図であり、（ａ）は四角配光反射板の斜視参考図、（ｂ）四角配光反射板底面視参考図、（ｃ）配光参考図であり、（ｄ）四角配光反射板の部分断面図である。
図において、四角配光反射板３は笠状の形状をして頂上部近傍に光源Ｐを配置するように覆い、光源Ｐから発する光は四角配光反射板３で反射され、四角配光反射板３の底面開口部から照射される。
四角配光反射板３の反射面に、円弧曲面状の部分反射板１２、１４と円弧曲面形状の部分反射板１３から構成され、部分反射板１２、１４は、光源Ｐから入射した光を反射して、四角配光反射板３の底面から距離Ｌ１離れた机上面に照射されて配光Ａ２、Ａ４を得る。また、部分反射板１３は、光源Ｐから入射した光を反射して、四角配光反射板３の底面から距離Ｌ１離れた机上面に照射されて配光Ａ３を得る。
光源Ｐの真下の照度から略半分の照度になるまでの距離（１／２のビーム角が設定される位置までの距離）を、配光Ａ２、Ａ４は四角配光の対辺相当部配光長さＬ２、Ｌ４、配光Ａ３は 四角配光の対角線相当部配光長さＬ３とする。
なお、一般的なダウンライトなどに用いられる開口部が円形の円形反射板の配光は、円形配光Ｌ０となっている。
本発明の四角配光反射板３は、標準的な照明器具である図２（ｂ）に示す円形配光Ｌ０を配光する円形反射板を基本として、比較的単純な円弧曲面形状の組み合わせ配設することにより近似的な四角配光Ｌを得るところに特徴がある。

また、本発明の四角配光用照明器具１は、比較的単純な円弧曲面形状の部分反射板を組み合わせ配設された四角配光反射板を、内部にインバータを内蔵した取り付け部５を取り付け座として天井等に取り付けられる。内面を四角配光反射板３で構成された本体２はアルミダイカストや絞り加工などにより成形される。
四角配光反射板３は、異なる複数の部分反射板をもって、本体内面の円周３６０°を所定の数に分割し組み合わせ配設されている。

図２（ｃ）に明らかなように、本発明の四角配光反射板３は、前記ランプ軸のまわりに略９０度間隔で配置された、対角線に相当する配光Ａ３を実現する第１の部分反射板１３と、その間に配設された四角の対辺部に相当する配光を実現する第１以外の複数の比較的単純な円弧曲面形状の部分反射板１２よりなっている。
図２（ｃ）の場合は、前記部分反射板１２が、前記対角線に相当する配光Ａ３を実現する第１の部分反射板１３間に各１個配設された場合を示している。
また図３は、前記部分反射板１２、１４が、前記対角線に相当する配光Ａ３を実現する第１の部分反射板１３間に１個の部分反射板１２と２個の部分反射板１４が配設された場合を示している。
すなわち、図２（ｃ）では、配光３６０°を８等分に分割された場合の配光の１例が示されており、図３では、配光３６０°を１６等分に分割された場合の配光の１例が示されている。この配光により対辺に相当する部分の配光が形成される。

なお、第１の部分反射板１３と、その間に配設された四角の対辺部に相当する配光を実現する複数の部分反射板形状は、基本的に楕円曲面または放物線曲面により構成される。
また、反射光の方向は反射の法則に則って、光源よりの入射角に対して、入射位置の法線に対し対象の反射角で反射される。従って各配光位置における配光長さを実現する形状は、要求される配光の長さ（面積）、配光面よりの高さ、光源との相対位置により容易に求めることができる。
また、ランプ軸に対する対辺部に相当する配光Ａ４に照射される光の角度の最大値は、ランプ軸に対する対角線に相当する配光Ａ３に照射される光の角度の最大値よりも小さく、ランプ軸に対して対辺部に相当する配光Ａ２に照射される光の角度の最大値より大きい。したがって、隣り合う対角線に相当する配光Ａ３−Ａ３間のランプ軸に対する光の角度の最大値は、対角線に相当する配光Ａ３の近くに配置される部分反射板ほど大きく、隣り合う対角線に相当する配光Ａ３−Ａ３間の中央近傍に配置される部分反射板ほど小さい。

実施の形態２
本発明は、基本的に、複数の異なる配光を実現する部分反射板の種類をｎとして、部分反射板の開口部の円周角度３６０°を分割する分割数ＮがＮ＝８（ｎ−１）の分割数（ｎは２以上の整数）で構成するものである。
すなわち、四角配光の対角線部に相当する配光Ｌ３を得る形状を有する第１の部分反射板１３に対して、その間を分割する四角配光の対辺部に相当する配光を得る複数の部分反射板より構成されるものであり、該複数の部分反射板の形状により、近似的な四角配光をより四角らしく見せる工夫が必要である。

床面等に投影された四角配光を明確な四角として認識させることは、特に四角反射用照明器具１と床面までの距離が大きくなる程配光周辺がぼやけて難しくなる。
また、本発明のごとく四角の直線辺を円弧の集合により辺として疑似的に認識させ、また対角部を曲面により疑似的に角として認識させることは、かなりの実験的裏付けを必要とする。
基本的には対辺相当配光長さは、各対角線位置配光長さＬ３間を所定数にて分割し、各分割位置における対辺位置に相当する配光長さが得られるように部分反射板形状を各設定すれば良く、従って、その分割数が多ければ多い程、また、各対角線位置に近い位置にある部分反射板ほど配光長さＬ３に近い大きな配光が得られる部分反射板を配設すれば、四角対辺の直線認識に近づいて行く。
しかし、分割数をいたずらに多くすることは製造上に制限があり、また分割数が少な過ぎると四角認識が低下する。

本発明者は、多くの実験に基づき、部分反射板の形状種類数ｎと反射面の円周角度３６０°内分割数Ｎとを、Ｎ＝８（ｎ−１）なる関係式（ｎは２以上の整数）に基づき設定し、しかも部分反射板形状種類数ｎは２〜４の場合が好ましく、特に、ｎ＝３の場合が最も好ましいとの知見を得た。
本実施の形態２は、図３に明らかなように、部分反射板形状種類数ｎがｎ＝３、内分割数ＮがＮ＝１６の場合である。
部分反射板１２、１３、１４の組み合わせ配設順序は、図３（ｂ）に示される部分反射板１２−部分反射板１４−部分反射板１３−部分反射板１４−部分反射板１２の順となる。
これにより、配光はより明確な四角配光を認識し得るものとなり、また四角配光に対する照度むらも少なくなった。またこれにより、従来の四角形状反射板に比較して製造コストが低い、安定した四角配光反射板を提供することが可能となった。

実施の形態３
本実施の形態３は、実施の形態２にさらに、前記対角線に相当する第１の部分反射板１３、および前記２種の対辺位置に相当する配光形状に対し略同一形状の２種の部分反射板１２、１４を用い、且つ前記ランプ軸に対して同一形状の部分反射板を線対称となる位置に配設したものである。
図２（ｃ）は、前記式Ｎ＝８（ｎ−１）における、部分反射板の形状種類ｎが２であり、従って反射面の円周角度３６０°内の分割数Ｎが８分割の場合であり、前記対角線相当配光Ｌ３に対し、四角形の対辺中央位置に相当する部分反射板１２による四角配光の対辺相当部配光長さＬ２をＬ２＝Ｌ３／√２とし、且つランプ軸に対して各線対称となるように配設したものである。
これにより略正方形の明確な四角配光を得ることができた。

さらに、図２（ａ）に示されるように、反射条件を変えることにより、容易に配光長さを変えることができ、その使用用途により光の広がり（配光）を適宜設定することができる。
用途により狭角形（１／２のビーム角５〜１５°）、中角形（１／２のビーム角１５〜２５°）広角形（１／２のビーム角３０〜６０°）程度にランク付けし、これに相当する反射条件を設定することができる。
反射条件の変化は、部分反射板形状、光源位置、床面からの設定位置を変えることにより容易に得ることができる。
また、本実施の形態３において、対角線および短辺、長辺に相当する各配光長さを所定の矩形のそれに合わせることにより、直角四辺形即ち矩形の配光を容易に得ることもできる。
本実施の形態により、使用用途にマッチした、製造コストが低く四角床面に対する照度むらが少ない四角配光反射板を提供することができる。

実施の形態４
本実施の形態４においては、前記殻部分反射板の形状、例えば、図３における配光Ａ２、Ａ３およびＡ４を実現する各部分反射板１２、１３および１４の形状は、比較的単純な円弧曲面形状をもって構成される。
比較的単純な円弧曲面形状を使用することにより、多様な多数の突状反射小帯部等で構成する場合などに比較して、製作コスト的に大きなメリットがある。
ただ単純な円弧曲面形状においても、それを規制されるものがなければ、配光は正確な反射効果を得られないばかりか、その配光輪郭もぼやけて、所定の好ましい四角配光を得ることができない。
本実施の形態４では、単純な円弧曲面形状として基本的に楕円曲面または放物線曲面による曲面が選択される。

図３（ｄ）は、四角配光反射板３を構成する部分反射板１２、１３、１４の内、部分反射板１２と部分反射板１３の断面を示しており、比較しやすいようにランプ軸を境に並べて示している。
この図では、部分反射板１２と部分反射板１３は楕円曲線を描いており、この楕円曲線の焦点のうち一方を略一致させており、焦点近傍に光源Ｐを配置している。
また図示していないが、部分反射板１４の焦点のうち一方を部分反射板１２、１３の焦点と略一致させている。
すなわち、前記第１の部分反射板および第１以外の複数の部分反射板が楕円曲面または放物線曲面により構成されており、該曲面における各焦点を略一致させることにより、また焦点位置に、またはその近傍に光源を配置することにより鮮明な輪郭配光を有する四角配光反射板を得ることができる。
なお、部分反射板１２、１３、１４を組み合わせたとき、四角配光反射板３の開口部端部側の形状を、ランプ軸を中心とする同一半径の円形状にすると、四角配光反射板３の開口部端部はなめらかな円形状となり見栄えがよい。

実施の形態５
本実施の形態５の四角配光用照明器具は、図１に示すごとく、光源用ランプと、前記の四角配光反射板と、前記光源用ランプを点灯するための点灯装置と、該点灯装置を内蔵し前記光源用ランプおよび前記四角配光反射板を保持する器具本体とをを備えたものである。
この四角配光用照明器具は、机上用などに単体で使用するばかりでなく、天井など配光面に平行する面における縦および／または横方向に複数配列することにより、広域な面への配光を実現するものとして使用することもできる。
この場合、正方形乃至矩形の配光を実現する四角配光反射板を縦および／または横に平行配列することにより、より広域の四角配光を得ることができる。

図５は、四角配光用照明器具を、縦に２個、横に２個を並列配置し照射した場合の配光の１例を示す図である。
本実施の形態２による、すなわち部分反射板種類数ｎと反射面の円周角度３６０°内分割数ＮとをＮ＝８（ｎ−１）なる関係（ｎは２以上の整数）で設定された四角配光反射板を有する複数の四角配光用照明器具を、配光が縦横に連続するように配列し広域な四角配光を得るばかりでなく、複数の四角配光用照明器具を任意に配列することにより、様々な配光模様を得ることもできる。
さらに各四角配光反射板装置の部分反射板に色彩光の反射光を生じる手段、例えば色彩光源、着色部分反射板などを使用することにより、白色配光ばかりでなく独特の色彩模様を有する配光を得ることもできる。

なお、上述の実施の形態１〜４においては、主として正方形等の直角四辺形の四角配光の場合を想定して説明されているが、部分反射板形状、分割方法、照度などを変えることにより、菱形形状、十字形等の四角配光を容易に得ることも可能である。

図３による本発明の四角配光反射板の１実施例を下記に示す。
四角配光反射板直径Ｄ：９２ｍｍ
四角配光反射板上部開口直径Ｄ０：２５．２ｍｍ
四角配光反射板全長Ｈ：５５．１ｍｍ
四角配光反射板底面と光源の距離ｇ：４３ｍｍ
（光源の距離ｇは、部分反射板１２、１３、１４の一方の焦点位置）
部分反射板形状：楕円台の一部曲面
部分反射板１２の楕円台：長辺×短辺 ６７．９×４０．９ ｍｍ
部分反射板１３の楕円台：長辺×短辺 ５９．９×３９．６ ｍｍ
部分反射板１４の楕円台：長辺×短辺 ６３．２×４０．１ ｍｍ
四角配光反射板底面から床面までの距離Ｌ１：３０００ｍｍ
光源ランプ：ＣＤＭ−Ｔ ７０／９４２

配光分布は、ほぼ、図３（ｃ）に示されるごとき疑似正方形分布を得ることができた。
なお、中心照度は３００ｌｘとなり、１／２のビーム角を設定する照度１５０ｌｘとなるＬ２、Ｌ３は、それぞれＬ２は約７５０ｍｍ、Ｌ３は約１０５０ｍｍであった。

実施例１で使用した四角配光反射板を配設された四角配光用照明器具を縦および横に各２個を並列配置（配置間隔５ｍ）し、床面上の配光分布を測定した。
図５は、本実施例２により得られた床上の配光分布を示した図である。

本実施例２により、床上面積１０ｍ×１０ｍの範囲を照射する疑似正方形の明確な配光分布を得ることができた。なお、各部の照度分布は図５に示す結果を得た。
すなわち、中心照度は３００ｌｘ、周辺部照度は５０ｌｘ、平均照度は約１１２．７３ｌｘであった。

上記実施例においては、主として家庭用屋内用の照明を想定した四角配光反射板につき説明したが、本発明の特許請求の範囲に記載条件であれば、屋外または公共等のより広域な四角状面積に対する照明、および垂直な四角壁面に対する照明にも適用することができる。

本発明の実施の形態５に係る四角配光用照明器具の１例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る四角配光に対する基本概念を説明する参考図であり、（ａ）は部分反射板と配光の関係を示す参考図、（ｂ）は円形反射板による配光を示す図、（ｃ）は四角配光の１例を示す図である。 四角配光反射板の１例による配光を説明する参考図であり、（ａ）は四角配光反射板の斜視参考図、（ｂ）は四角配光反射板底面視参考図、（ｃ）は配光参考図、（ｄ）は四角配光反射板３を構成する部分反射板１２、１３、１４の内、部分反射板１２と部分反射板１３の断面を示す図である。 本実施例２により得られた床上の配光分布を示した図である。

符号の説明

１ 四角配光用照明器具、２ 本体、３ 四角配光反射板、４ アーム、５ 取付け部、１２ 配光Ａ２を得る部分反射板、１３ 配光Ａ３を得る第１の部分反射板、１４ 配光Ａ４を得る部分反射板、Ｌ 四角配光分布、Ｌ２ 四角配光の対辺相当部配光長さ、Ｌ３ 対角線相当部配光長さ、Ｌ４ 四角配光の他の対辺相当部配光長さ、Ｐ 光源、Ｌ０ 円形配光分布。

Claims (6)

1. ランプを覆い、略円形の開口を有する開口部と頂上部とを有する略笠状をなし、前記頂上部と前記開口部縁端とを結ぶ略弧状の複数の部分反射板を前記ランプのランプ軸のまわりに配列して構成され、前記ランプから入射される光を反射して前記ランプ軸に直交する机上面を略四角形状に配光する四角配光反射板において、
   反射光が前記机上面で前記略四角形の角部を含む配光形状となるように照射され、前記ランプ軸のまわりに略９０度間隔で配置される第１の部分反射板と、
   反射光が前記机上面で前記略四角形の辺部を含む配光形状となるように照射され、前記第１の部分反射板間に前記第１の部分反射板とは反射光の方向と前記ランプ軸とのなす角度が異なる第１以外の複数の部分反射板とを備えた四角配光反射板。
2. 前記複数の部分反射板による反射光の方向と前記ランプ軸とのなす角度の最大値が、
   前記第１の部分反射板の近くに配列される前記複数の部分反射板ほど大きく、
   隣り合う前記第１の部分反射板の間の中央部の近くに配列される前記複数の部分反射板ほど小さくなるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の四角配光反射板。
3. 前記配光形状が略同一形状の前記複数の部分反射板を前記ランプ軸に対して線対称となる位置に備えたことを特徴する請求項１または請求項２に記載の四角配光反射板。
4. 前記複数の部分反射板の配光形状を２種類とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の四角配光反射板。
5. 前記第１の部分反射板がそれぞれ少なくとも一つの焦点を有し、
   前記複数の部分反射板がそれぞれ少なくとも一つの焦点を有し、
   前記第１の部分反射板のそれぞれの前記焦点の位置と前記複数の部分反射板のそれぞれの前記焦点の位置とを略一致させるとともに、
   この略一致させた位置に前記ランプを配置したこと
   を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の四角配光反射板。
6. ランプと、
   請求項１乃至請求項５に記載の四角配光反射板と、
   前記ランプを点灯する点灯装置と、
   前記点灯装置を内部に備え、
   前記ランプ及び前記四角配光反射板を保持する器具本体と
   を備えた四角配光用照明器具。
   

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