JP2007053027A - Ｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来例に比較して薄型化を図ったＬＥＤ照明器具を提供する。
【解決手段】球面平凸レンズ５５ａの中央に球面凹レンズ５５ｂを組み合わせた非球面レンズからなるレンズ部５５が、ハウジング５の前壁部５０における各発光ダイオード３との対向位置に設けられている。故に、レンズ部５５が集光レンズで構成されていた従来例に比較して同一距離における光の照射範囲が広くなる。その結果、ハウジング５の前壁部５０と被照射物、例えば、前壁部５０の前方に配置された発光ダイオード３の光を拡散させる平板状のパネル（拡散パネル）などとの間の距離を従来例よりも小さくできるから、被照射物（拡散パネルなど）を含めたＬＥＤ照明器具の厚みを相対的に小さくして薄型化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源として発光ダイオードを用いるＬＥＤ照明器具に関するものである。

近年、発光ダイオードの低消費電力・長寿命という特徴を生かして、白熱灯や蛍光灯の代わりに発光ダイオードを光源とするＬＥＤ照明器具が普及してきている。例えば、本出願人は、複数の発光ダイオードが実装されたプリント配線板と、透光性を有する樹脂により形成され、各発光ダイオードに対応する部位に各発光ダイオードからの光の配光を制御するレンズ部が一体に形成されたレンズ体とを備え、このレンズ体が、各レンズ部と対応する発光ダイオードとの位置を合わせてプリント配線板の前面に対向して配置されたＬＥＤ照明器具を既に提案している（特許文献１参照）。
特開２００２−３０４９０３号公報

ところで、特許文献１に開示されている上記従来例ではレンズ体に設けられる各レンズ部が集光レンズ（フレネルレンズや球面凸レンズ）で構成されており、レンズ体の前方に拡散パネル等の被照射物を配置したときに当該被照射物に均一に光を照射するためには、隣り合う発光ダイオード同士の距離（ピッチ）に比してレンズ体と被照射物との間をかなりの距離だけ離す必要があった。その結果、レンズ体と被照射物との間の距離によってＬＥＤ照明器具の厚み寸法が大きくなってしまっていた。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来例に比較して薄型化を図ったＬＥＤ照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、光源として発光ダイオードを用いるＬＥＤ照明器具であって、複数個の発光ダイオードと、当該発光ダイオードが表面に実装されるプリント配線板と、透光性を有する材料によって箱形に形成され内部にプリント配線板が収納されるハウジングと、当該ハウジングが取り付けられる基台とを備え、ハウジングは、発光ダイオードが実装されているプリント配線板の表面と対向する前壁部を有し、該前壁部における各発光ダイオードと対向する位置に発光ダイオードの光の照射範囲を拡大するための複数のレンズ部が設けられ、該レンズ部は、球面平凸レンズの中央に球面凹レンズを組み合わせた非球面レンズからなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、球面平凸レンズの中央に球面凹レンズを組み合わせた非球面レンズからなるレンズ部が、ハウジングの前壁部における各発光ダイオードとの対向位置に設けられているので、レンズ部が集光レンズで構成されていた従来例に比較して同一距離における光の照射範囲が広くなり、その結果、ハウジングの前壁部と被照射物との間の距離を従来例よりも小さくして薄型化を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態は、図２に示すように矩形平板状の取付台１と、取付台１の前面に取り付けられる４つの光源ユニット２とで構成される。取付台１は、矩形の金属板からなり、四隅には平面視略円形の突部１ａが背面側へそれぞれ突設され、各辺の中央と中心との間には平面視略短冊形の突台部１ｂが背面側へそれぞれ突設されている。また突台部１ｂの底面には取付台１を壁面や床面などの施工面に固定するための固定ねじ（図示せず）を挿通するねじ挿通孔１ｃが貫設されている。

光源ユニット２は、複数個（図示例では９個）の発光ダイオード３が実装されたプリント配線板４と、プリント配線板４が内部に収納されるハウジング５と、プリント配線板４から引き出されたリード線６とで構成される。

プリント配線板４は略矩形平板状であって、四隅と中心と各辺の中央とに各々１個ずつで合計９個の発光ダイオード３が表面に実装され、商用電源を整流平滑して発光ダイオード３に直流電圧を印加するための回路素子（トランジスタや抵抗など）が裏面に実装されている。また商用電源と接続するためのリード線６や送り配線用のリード線６がプリント配線板４から引き出されており、リード線６の先端には他の光源ユニット２のリード線６と接続するためのコネクタ８，９が取り付けられている（図２参照）。ここで、プリント配線板４に実装された９個の発光ダイオード３は、縦横に隣り合うもの同士の間隔（ピッチ）が等しくなっており、また、取付台１に取り付けられた状態では隣り合う他の光源ユニット２の発光ダイオード３とも同一ピッチで配置されるようになっている。なお、プリント配線板４には多数の切り欠き４ａが周縁に設けられるとともに平面視略円形の複数の貫通孔４ｂが全体に設けられており、後述するように封止材料を充填する際にプリント配線板４とハウジング５の前壁部５０との間の空気を切り欠き４ａや貫通孔４ｂから抜くことで気泡が残るのを防いでいる。

ハウジング５は、図３に示すようにアクリル樹脂等の透光性を有する（透明な）合成樹脂材料により、平面視略矩形の前壁部５０並びに前壁部５０の周囲を囲む周壁部５１を有し且つ背面が開口した扁平な矩形箱状に形成されている。周壁部５１は対角線上に位置する一対の角部分において内向きに屈曲され、これら一対の角部分には開口端縁から延設された平坦なねじ止め部５２が一体に形成されている。２つのねじ止め部５２には取付ねじ７を挿通するねじ挿通溝５２ａが形成されている。またハウジング５は、前壁部５０の各辺の中央並びに四隅において前壁部５０並びに周壁部５１に跨って突設された複数（図示例では１１個）の第１のリブ５３と、対向する一対の周壁部５１より突設された複数（図示例では２個）の第２のリブ５４とを具備している。第１のリブ５３は、図３（ｅ）に示すように薄肉の矩形板状に形成されてプリント配線板４の表面に当接する。また第２のリブ５４は、図３（ｅ）に示すように前壁部５０に近づくにつれて周壁部５１からの突出量が増加する幅細の四角錐状に形成されている。すなわち、発光ダイオード３が実装された面（表面）を前壁部５０に対向させる形でプリント配線板４をハウジング５内に押し込めば、第２のリブ５４の傾斜面に摺接しながらプリント配線板４が撓み、やがて第２のリブ５４を乗り越えるとプリント配線板４の表面に第１のリブ５３が当接するとともにプリント配線板４の裏面に第２のリブ５４が当接し、プリント配線板４が第１及び第２のリブ５３，５４の間に狭持されることになる。なお、プリント配線板４が固定されたハウジング５の内部には透光性を有する封止材料（例えば、シリコーン樹脂）が充填される。

また、前壁部５０における各発光ダイオード３と対向する位置に発光ダイオード３の光の照射範囲を拡大するための複数（本実施形態では９個）のレンズ部５５が設けられている。これらのレンズ部５５は、図１に示すように球面平凸レンズ５５ａの中央に球面凹レンズ５５ｂを組み合わせた非球面レンズからなり、ハウジング５に一体成形されている。ここで、シミュレーションにより得たレンズ部５５の配光特性（鉛直配光曲線）を図４に実線イで示す。図４の配光特性（実線イ）から明らかなように、球面平凸レンズ５５ａの中央に設けられている球面凹レンズ５５ｂによりレンズ部５５中央の光束を周囲に屈折させることで光の照射範囲が拡がっている。図示は省略するが、従来例のようにレンズ部が球面平凸レンズのみで構成されている場合、中央（角度が９０度付近）の光度が高くなる分だけ周囲の光度が低下するために光の照射範囲が相対的に狭くなってしまう。

上述のように本実施形態では、球面平凸レンズ５５ａの中央に球面凹レンズ５５ｂを組み合わせた非球面レンズからなるレンズ部５５が、ハウジング５の前壁部５０における各発光ダイオード３との対向位置に設けられているので、レンズ部５５が集光レンズで構成されていた従来例に比較して同一距離における光の照射範囲が広くなる。その結果、ハウジング５の前壁部５０と被照射物、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように前壁部５０の前方に配置され、発光ダイオード３の光を拡散させる平板状のパネル（拡散パネル）６０との間の距離ｄ１を、図５（ｃ）に示すようにレンズ部５５を有しない従来の光源ユニット２’における距離ｄ２よりも小さくできるから（ｄ１＜ｄ２）、被照射物（拡散パネル６０など）を含めたＬＥＤ照明器具の厚みを相対的に小さくして薄型化を図ることができる。しかも、前壁部５０にレンズ部５５を設けることにより、前壁部５０の前面が平坦な場合（レンズ部５５が設けられていない場合）に比較して全反射する光の割合が減るために発光効率が向上するという利点もある。なお、図５における７０は、拡散パネル６０を支持する矩形枠状の器具本体であって光源ユニット２を覆うようにして取付台１に取り付けられる。

本発明の実施形態を示し、（ａ）はレンズ部の正面図、（ｂ）はレンズ部の斜視図、（ｃ）はレンズ部の側面図である。 同上を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。 同上におけるハウジングを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ’線断面矢視図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面矢視図、（ｅ）は要部の断面図である。 同上におけるレンズ部の配光特性を示す図である。 （ａ）は同上の器具本体を含む正面半断面図、（ｂ）は同上の器具本体を含む下面半断面図、（ｃ）はレンズ部を有しない従来構成の下面半断面図である。

符号の説明

２ 光源ユニット
３ 発光ダイオード
５ ハウジング
５０ 前壁部
５５ レンズ部
５５ａ 球面平凸レンズ
５５ｂ 球面凹レンズ

Claims (1)

1. 光源として発光ダイオードを用いるＬＥＤ照明器具であって、複数個の発光ダイオードと、当該発光ダイオードが表面に実装されるプリント配線板と、透光性を有する材料によって箱形に形成され内部にプリント配線板が収納されるハウジングと、当該ハウジングが取り付けられる基台とを備え、
   ハウジングは、発光ダイオードが実装されているプリント配線板の表面と対向する前壁部を有し、該前壁部における各発光ダイオードと対向する位置に発光ダイオードの光の照射範囲を拡大するための複数のレンズ部が設けられ、
   該レンズ部は、球面平凸レンズの中央に球面凹レンズを組み合わせた非球面レンズからなることを特徴とするＬＥＤ照明器具。

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