JP2008052939A - Ｌｅｄ照明ユニットおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は上記問題を解決するために、照度および輝度を上げるとともに光の配光を制御でき、且つ、省エネルギーを実現できるＬＥＤ照明ユニットおよび照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ光源とＬＥＤ光源を囲む反射板とからなるＬＥＤ照明ユニットにおいて、前記反射板は略傘形に形成される広口の開口部より奥に向かって凹状に形成されており、ＬＥＤ光源が装着される中央孔の穿設された多角形の底面部と、該底面部の各辺から略台形の反射面を複数枚放射状に周縁に設けた傘形本体を成す側面部とからなり、該多角形の底面部の中央孔に１つのＬＥＤ光源が装着される構成である。また、前記ＬＥＤ照明ユニットを使用した照明装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、１つのＬＥＤ光源（微弱省エネ型ランプのチップ型・砲弾型またはパワーＬＥＤランプのチップ型・砲弾型、その他の全てのＬＥＤ光源ランプを含む）に多角面の反射板を適合搭載したＬＥＤ照明ユニット、および前記単一・独立型のＬＥＤ照明ユニットを利用した照明装置に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）は光源として消費電力が少なく、寿命も長いので照明器具の光源として近年その利用の幅が広りつつある。
通常、ＬＥＤ光源にあっては配光の制御は特に施されることはなく、ＬＥＤ光源を多数密集させるのみであり、光の照射角度、向き、範囲等はＬＥＤ自体の配光に任せている装置が多かった。例えば、ＬＥＤ光源を照明用に使用する場合、ＬＥＤ光源の集合体の外周部分を半円状の反射板で覆い、複数のＬＥＤ光源を一体化させ、配置されているＬＥＤ個々の配光の制御は改善が全くなされていない状態で使用している。このため、向きや範囲等の配光を容易に制御できる照明の開発が待たれていた。

また、ＬＥＤ光源を使用する場合には、輝度は高いが照度が低いという欠点があった。ＬＥＤ光源自体は消費電力が大きくないため、照度は最低限確保できる範囲のＬＥＤ光源を使用し、省エネルギーを図るような設計がなされている。また、照度を上げるために複数個の纏まったＬＥＤ光源に対して反射板を設ける構造が採用されている。

しかし、パワーＬＥＤでは、光源自体の消費電力は少ないとしても、１つのＬＥＤ光源からの発熱量が相当にある為に、複数のパワーＬＥＤをまとめて光源にすると、その発熱量は膨大となることもあり、照明器背面に放熱構造が必要であるため、ＬＥＤを複数個密集させて使用することが困難であった。さらに、大量に使用する場合は、放熱構造のみならず冷却機構を設ける必要があるため、消費エネルギーやコストもかかるという難点があった。そこで、ＬＥＤ光源の輝度と照度を保ちながら、熱と消費電力の問題を解決した使用ＬＥＤの数を減らすＬＥＤ照明装置の開発が進められている。

特に白色パワーＬＥＤの動作電流は３５０ｍＡと通常のＬＥＤの１０倍以上であり、発熱量もそれに比例して発生する。大電流から発生するジャンクション温度が高くなると順方向電圧（Ｖ_Ｆ）が低下することが知られている。その為、放熱のための設計が増設される必要がある。

特開２００６−１４８０３６ 特開２００６−４９０２６

本発明は上記問題を解決するために、照度および輝度を上げるとともに光の配光を制御でき、且つ、省エネルギーを実現できるＬＥＤ照明ユニットおよび照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るＬＥＤ照明ユニットは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源とＬＥＤ光源の周囲を囲む反射板とからなるＬＥＤ照明ユニットにおいて、前記反射板は略傘形に形成される広口の開口部より奥に向かって凹状に形成されており、ＬＥＤ光源が装着される中央孔の穿設された多角形の底面部と、該底面部の各辺から略台形の反射面を複数枚放射状に周縁に設けた傘形本体を成す側面部とからなり、該多角形の底面部の中央孔に１つのＬＥＤ光源が装着される構造である。

また、反射板は、側面部に３面以上の反射面を有する略傘形の多面体からなる台形の多角錐体である反射板である。さらに、側面部の略台形を成す１つの反射面に対し１つのＬＥＤ光源が映るように、台形の底面部の１辺が装備されるＬＥＤ光源の幅よりも大きな幅に形成してもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ光源は、微弱省エネ型ＬＥＤランプ（チップ型・砲弾型）またはパワーＬＥＤランプ（チップ型・砲弾型）としてもよい。

また、本発明に係る照明装置は、ＬＥＤ照明ユニットを複数装備した照明器本体と、電力を供給する電源装置と、からなる照明装置において、前記照明器本体は、略長方形に形成されており、該略長方形の照明器本体内に、前記ＬＥＤ照明ユニットを１列またはランダムに複数個配備する構造である。

また、本発明に係る照明装置は、ＬＥＤ照明ユニットを複数装備した照明器本体と、電力を供給する電源装置と、からなる照明装置において、前記照明器本体は、略円形または略円筒形に形成されており、該略円形または略円筒形の照明器本体内に、前記ＬＥＤ照明ユニットを複数個配備する構造である。
さらに、ＬＥＤ照明ユニットを略円形または略円筒形の照明器本体内に反射板の多角形状の一辺に合わせてタイル状に複数個敷き詰めた構造としてもよい。

本発明に係るＬＥＤ照明ユニットおよび照明装置は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果を奏する、
１．ＬＥＤ一つに対して複数の独立反射面を有する多面一体型反射板を設けるため、ＬＥＤ光源が複数反射して存在することになり、輝度および照度が高くなる。また、省エネルギーをさらに効率よく実現することができる。
２．反射板の反射面数を変更することにより、ＬＥＤの直線的な配光を利用したり、照度、輝度を調節することができ、用途に合わせた使用が可能である。また、光のデザイン性も高い。
３．一つの反射面に対し一つのＬＥＤが反射して派生するので、輝度を反射面の数だけ上げることができる。また、照度も高くなる。さらに、反射板の角度を調整することによりＬＥＤ光源の光を直線的に映し出すことができる。
４．反射板の設置により微弱省エネ型ランプ（チップ型・砲弾型）、パワーＬＥＤランプ（チップ型・砲弾型）の数を減らすことが出来るため、背面の発熱量を抑えることが可能であり、コストを抑えることができる。

５．ＬＥＤ光源の数を少なくしても照度および輝度が保たれるため、照明スタンドのようなコンパクトな器具設計が可能である。照射方向、制御範囲を多面反射板によって補正処理できる。反射板付きのＬＥＤを集合させることで配光の制御範囲も広がり、用途に合わせた幅広い使用ができる。
６．ＬＥＤ照明ユニットを円形に並べるため、照射範囲を広げることができる。照度を均一に近づけることができる。
７．反射板の形状に合わせて敷き詰めるため、外観も美しい。ＬＥＤ照明ユニットはそれぞれ配光制御も可能であるため、映し出される光もデザイン性を持たせることができる。

以下に本発明に係るＬＥＤ照明ユニットおよび照明装置を図面に示す実施例にしたがって詳細に説明する。図１は、本発明のＬＥＤ照明ユニットの斜視図である。図２は、本発明のスタンド型の照明装置の正面図である。図３は、本発明の円筒形型の照明器本体の斜視図である。図４は、本発明の円筒形型の照明器本体に配列されるＬＥＤ照明ユニットの配置図である。図５は、反射板を装着したＬＥＤ照明ユニットと反射板未装着のＬＥＤ照明を使用したスタンド型照明装置の照度を比較した測定結果である。

本発明のＬＥＤ照明ユニット１０は、図１に示すように、反射板２０と、ＬＥＤ光源３０を備えた構成である。ＬＥＤ光源３０は、傘形の中央上面に下向きに装着される。

反射板２０は、略傘型をしたＬＥＤ照明ユニットを反射する輝きのある表面を持つ素材の板材である。反射板２０の素材としてはアルミ製が反射率が高く好ましいが、照明の用途に合わせて材質は適宜変更することが可能である。反射板２０は、広口の開口部から奥に向かって凹状に形成されている。凹状の最も窪んだ部分となる底面部２２は多角形を成した板材であり、中央にＬＥＤ光源３０が装着される孔が穿設されている。底面部２２の多角形の各辺からは略台形の反射面２４が複数枚、放射状に設けられており、傘型の本体となる側面部２６を形成している。

底面部２２は三角形以上の多角形であればよい。側面部２６も底面部２２に合わせて三面以上の略台形状の反射面により、横断面多角形の多面反射板を形成する。

また、側面部２６を形成する略台形の反射面の底面部２２側の一辺を中央に装着されたＬＥＤ光源３０の幅よりも大きな幅とすることにより、一つの反射面に対し、一つのＬＥＤ光源が映し出される構成としている。反射面一つに一つのＬＥＤ光源が映るため、反射面の数だけＬＥＤ照明ユニットの輝度が上がり、照度も上がる。また、反射率の高い反射板を使用する場合、反射面による光がＬＥＤ照明ユニットと同じように鏡面に映し出され美観性に優れた照明とすることが可能である。
反射面数を多くすると多角形状が次第に円形に近づき照射されたＬＥＤ光源の光が均一に近くなる。円形に近くして照度を均一に近づけることも可能であるが、多角形によって形成される光の筋を利用することでデザイン性をもった照明として活用することもできる。

反射板２０の中央にはＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源３０が装着されている。装着するＬＥＤ光源の種類に限定はない。例えば、任意に選択した微弱省エネ型ランプ（チップ型・砲弾型）、パワーＬＥＤランプ、その他の市販されているＬＥＤランプ等、全てのＬＥＤ光源を使用することが可能である。輝度を大きく上げるためにはパワーＬＥＤを使用することが好ましい。ＬＥＤ光源としてパワーＬＥＤを使用した場合、素子が高熱を発生し、配線基板側の発熱量が大きくなるため、放熱板の表面積を増やした放熱構造を設ける等、熱対策が重要となる。ＬＥＤ光源を密集させると発熱量も大きくなるため、大きな放熱構造に加え冷却機構が必要になる。本発明では、ＬＥＤ光源一つに複数の反射板を設けることにより、ＬＥＤ光源の個数を増やすことなく輝度を格段に上げることができ、温度上昇を防止できる構造となっている。

本発明に係るＬＥＤ照明ユニット１０は、輝度が高くなるので、単独で照明器具として使用することができる。反射面の数を変更することにより、配光を変化させることができ、様々なデザイン性を有する光を映し出すことができる。ＬＥＤ光源３０の光は反射板２０の底面部２２と側面部を成す反射面との角度によっても制御することが可能である。照明範囲によって底面部と側面部が形成する反射面の角度を変更し、配光を制御する。

反射板２０の底面部の大きさや、側面部２４の底面部２２からの高さも適宜変更することができる。多角形形状と、底面部との角度および高さ等、反射板の形状を変更することにより、光のデザイン性だけではなく、ＬＥＤ照明ユニット自体にも美観を与えることが出来る。

次に、本発明の照明装置の実施例を詳説する。
本発明の照明装置５０の実施例は、照明器本体５２と電力を供給する電源装置５４とを備えている。

照明器本体５２は、断面が略四角形のカバー５６の内側にＬＥＤ照明ユニット１０を複数個装備し、略四角形に形成され照明装置の本体を成している。図面に示す実施例では、ＬＥＤ照明ユニット１０は四角形の照明器本体５２内に一列に複数個並べられている。
図２の実施例では、ＬＥＤ照明ユニット１０が二つ並べられており、光源一つに六面からなる多面一体反射板を装備したものを分離・独立して装着しているが、装着されるユニットの個数に制限はない。また、照明器本体内のＬＥＤ照明ユニットの配設位置も整然と多数の光源を一列に配備するだけではなく、複数列またはランダムに配備することもでき、ニーズに合わせて適宜変更することが可能である。照明器本体５２もＬＥＤ照明ユニット１０の個数に合わせて長さを調節することができる。あらゆる空間に正確に制御された明るい光源として、数量・位置の制約を受けずに特有の器具としてデザイン・製作が可能である。

実施例の照明装置５０は略四角形の照明器本体５２を有するスタンド型の照明装置であるが、照明器本体５２のカバー５６や電源装置５４を天井に備えた埋め込み型の照明装置としてもよい。照明器本体５２のカバー５６や電源装置の形状変更・配置変更で従来の照明装置のあらゆる分野への転用が可能で、ペンダント、直付け、埋め込みベース照明、ダウンライト、シャンデリア、スポットライト、スタンド等、その他の照明装置として万能性を発揮できる。

図５は、四角形状本体を有する照明装置５０にＬＥＤ照明ユニット１０を二つ設けた場合の反射板付き照明装置と、反射板未装着の場合の照明装置との照度測定の結果を比較している。反射板は横断面が六角形を形成する六角形型反射板を使用し、照明器本体の中心部から垂直方向へ距離を移動した場合の照度を測定している。測定結果から、本発明の反射板装着時の照明装置の照度は、垂直方向では反射板未装着の照明装置と比較して４倍以上に照度が上がることがわかる。

反射率の高い照明板を使用することにより、略台形状の反射面一つに対しＬＥＤ光源を一つ映し出すことができ、映し出された約ＬＥＤ光源の数だけ輝度を増すことができる。例えば断面が六角形の反射板では、中央のＬＥＤ光源以外に反射板面に六つのＬＥＤ光源が映し出されるため、反射板を設けていないＬＥＤ光源と比較して輝度が約７倍となる。

ＬＥＤ照明ユニット１０は、照明器本体５２の本体カバー内５４に収める構成にするだけではなく、本体カバー５６から反射板２０が外部に突き出して見える構成とすることができる。ＬＥＤ光源は小さいため、照明器本体を小さく設計することが可能であり、反射板２０をデザイン性のある多角形反射板とすることで、本体カバー５６外部へ反射板２０が見える構成とし、照明装置５０の美観性を高めることもできる。

次に、本発明の照明装置の別の実施例を詳説する。図３で示すように、別の実施例では、照明器本体６２は円筒形状に形成されており、断面が略円形の傘型の本体カバー６４を備え、本体カバー６４の内部にＬＥＤ照明ユニット１０を複数個設けた構成である。照明器本体６２の形状は円筒形に限られず、略円形状またはその他の形状とすることも可能である。ＬＥＤ照明ユニット１０の装着個数および装着位置は図面に示すものに限定されない。用途に応じて適宜変更することが可能である。照明器本体６２にＬＥＤ照明ユニット１０をそれぞれ間隔を設けて設置することにより、ＬＥＤ光源としてパワーＬＥＤを使用した場合でも熱放出を効率よく行うことができる。

実施例では、円形状にＬＥＤ照明ユニットを配置しているため照射範囲を広くすることができる。ＬＥＤ照明ユニット１０の反射板を断面が三角形や六角形等、多面角数の少ない反射板とすることでＬＥＤの光路を活かしたデザイン配光をすることが可能であり、反射板の多面角数を増やし円形に近づけることで照度を均一に近づけることも可能である。

また、図４に示すように、反射板２０の多角形の形状を利用して、断面が円形状の照明器本体６２内にＬＥＤ照明ユニット１０をタイル状に敷き詰めてもよい。図４では、反射板２０の反射面にＬＥＤ光源が映し出されている状態を示している。六角形の形状を利用して隣接するユニット辺を接合させることにより、ＬＥＤ光源ユニットを敷き詰めているが、敷き詰められる形状であれば、三角形と六角形を組み合わせる等、複数の多角形の反射板を持つＬＥＤ照明ユニットを使用し敷き詰めていくことが可能である。
ＬＥＤ照明ユニット１０をタイル状に敷き詰めることで、照明器本体６２の美観性も高めることができる。また、反射板２０の底面部と側面部との角度や、反射板の大きさによって、ＬＥＤ照明ユニット１０の敷き詰める幅も変化することができ、配光効果のバリエーションも増やすことができる。

実施例の円筒型照明装置６０は埋め込み型の照明装置であるが、ＬＥＤ照明ユニットの数や本体形状の変化、ＬＥＤ光源を適宜変更することでニーズにあったペンダント、直付け、埋め込みベース照明、ダウンライト、シャンデリア、スポットライト、スタンド等、その他への照明装置として万能性を発揮し活用することが可能である。

本発明のＬＥＤ照明ユニットの斜視図 本発明の略四角形状の照明器本体を有する照明装置の正面図 本発明の円筒形型の照明器本体の斜視図 円筒形型の照明器本体に配置されるＬＥＤ照明ユニットの配置図 反射板装着時の照明装置と反射板未装着の照明装置の光源垂直方向へ距離移動時の照度推移の比較一覧

符号の説明

１０ ＬＥＤ照明ユニット
２０ 反射板
２２ 底面部
２４ 反射面
２６ 側面部
２８ 中央孔
３０ ＬＥＤ光源
５０ 照明装置
５２ 照明器本体
５４ 電源装置
５６ 本体カバー
６２ 円筒形型照明器本体
６６ 円筒形本体カバー

Claims (7)

1. ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源とＬＥＤ光源の周囲を囲む反射板とからなるＬＥＤ照明ユニットにおいて、前記反射板は略傘形に形成される広口の開口部より奥に向かって凹状に形成されており、ＬＥＤ光源が装着される中央孔の穿設された多角形の底面部と、該底面部の各辺から略台形の反射面を複数枚放射状に周縁に設けた傘形本体を成す側面部とからなり、該多角形の底面部の中央孔に１つのＬＥＤ光源が装着されることを特徴とするＬＥＤ照明ユニット
2. 前記反射板は、側面部に３面以上の反射面を有する略傘形の多面体からなる台形の多角錐体であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット
3. 前記反射板は、側面部の略台形を成す１つの反射面に対し１つのＬＥＤ光源が映るように、台形の底面部の１辺が装備されるＬＥＤ光源の幅よりも大きな幅に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ照明ユニット
4. 前記ＬＥＤ光源は、微弱省エネ型ＬＥＤランプ（チップ型・砲弾型）またはパワーＬＥＤランプ（チップ型・砲弾型）であることを特徴とする請求項１乃至３記載のＬＥＤ照明ユニット
5. 請求項１乃至４記載のＬＥＤ照明ユニットを複数装備した照明器本体と、電力を供給する電源装置と、からなる照明装置において、前記照明器本体は略長方形に形成されており、該略長方形の照明器本体内に、前記ＬＥＤ照明ユニットを１列またはランダムに複数個配備することを特徴とする照明装置
6. 請求項１乃至４記載のＬＥＤ照明ユニットを複数装備した照明器本体と、電力を供給する電源装置と、からなる照明装置において、前記照明器本体は略円筒形または略円筒形に形成されており、該略円筒形または略円筒形の照明器本体内に前記ＬＥＤ照明ユニットを複数個配備することを特徴とする照明装置
7. 前記照明装置は、請求項１乃至４のＬＥＤ照明ユニットを略円形または略円筒形の照明器本体内に反射板の多角形状の一辺に合わせてタイル状に複数個敷き詰めたことを特徴とする請求項６記載の照明装置

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