JP2008192609A - 照明装置及びその集光板 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度が高く、視覚的に不快感を感じさせない照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置２は、ランプシェード２１、光源モジュール２２及び集光板３０を備える。光源モジュール２２はランプシェード２１内に設置され、発光ダイオード素子２２１及び回路板２２２を有する。発光ダイオード素子２２１は回路板２２２に設置される。集光板３０はランプシェード２１内に設置されて、発光ダイオード素子上２２１に設置される。集光板３０は集光素子３１を有し、発光ダイオード素子２２１に対応して設置される。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、照明装置に関し、特に集光板を有する照明装置に関する。

科学技術の進歩に伴い、照明装置は、現代生活において必要不可欠なものの１つとなっている。日常使用される照明器具をはじめ、懐中電灯、車のヘッドライト、ストロボ等も一般的に使用される照明装置である。

従来の照明装置１の電気スタンドを例として、図１を参照しながら説明する。照明装置１は、ランプシェード１１及び発光素子１２を有する。発光素子１２は、ランプシェード１１内に設置され、さらに、発光素子１２は、ランプである。ここで、発光素子１２が発する光線は、直接発光素子１２から射出されるか、または、ランプシェード１１によって反射されて間接的に射出される。

いかにして照明装置１の輝度を高めるかは、照明装置１の製作過程において、設計の際の重要なポイントの１つである。現在の状況において、輝度を高める方法は、輝度の比較的高い発光素子１２を選択するか、または、設置する発光素子１２の数量を多くするかのどちらかである。しかしながら、上述の方法は、照明装置１のコストを増やすことになる。

また、照明装置１は、充分な輝度を有する必要がある外、使用者が照明装置を用いたときの使い心地のよさを考えなければならない。照明装置１を用いて読書する場合、照明装置１は、視角の大きい場所では光のまぶしさを感じるという現象が生じる。この時、放射された光線は、直接使用者の目に入射されて、使用者の目に疲労を感じさせたり、不快感を感じさせたりする。

したがって、本発明は、輝度が高く、視覚的に不快感を感じさせない照明装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、輝度が高く、視覚に不快感を感じさせないことを特徴とする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、本発明の照明装置は、ランプシェード、光源モジュール及び集光板を備える。光源モジュールは、ランプシェード内に設置され、発光ダイオード素子及び回路板を有する。発光ダイオード素子は、回路板に設置される。集光板は、ランプシェード内に設置されて、発光ダイオード素子上に設置される。集光板は、集光素子を有し、発光ダイオード素子に対応して設置される。

さらに、上記目的を達成するため、本発明の集光板は、集光素子を備える。集光素子は、凹部を有して、集光板の入光面に設置される。

このように、本発明の照明装置及びその集光板は、集光板が集光素子を有することにより、発光ダイオード素子が発した光線を集めて、照明装置の輝度を高め、同時に、まぶしさを回避することが可能である。また、本発明の照明装置は、さらに拡散板を有しており、光線を発散することで光線を平均化する。さらに、本発明の照明装置は、フレネル模様板を有しており、光線の輝度を平均化する。したがって、使用者は、視覚的に不快を感じることなく、現状において必要とする照明装置の条件を満たす。

本発明の照明装置及びその集光板は、集光板が集光素子を有することにより、発光ダイオード素子が発した光線を集めて、照明装置の輝度を高め、同時に、まぶしさを回避することが可能である。また、本発明の照明装置は、さらに拡散板を有していれば、光線を発散することで光線を平均化する。さらに、本発明の照明装置は、フレネル模様板を有していれば、光線の輝度を平均化する。したがって、使用者は、視覚的に不快を感じることなく、本発明の照明装置及びその集光板は、現状において必要とする照明装置の条件を満たすことが可能である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例における照明装置及び集光板について説明する。

図２及び図３を参照しながら、本発明の第一実施例について説明する。
本発明の第一実施例の照明装置２は、ランプシェード２１、光源モジュール２２及び集光板３０を備える。このうち、日常に使用される室内照明器具、卓上電気スタンド、懐中電灯、車のヘッドライト及びストロボ等がいずれも照明装置２の様態を有し、照明装置に含まれる。ここでは、照明装置２は、卓上電気スタンドを例とする。

本実施例において、ランプシェード２１の材質は、プラスチックまたは金属であり、さらにランプシェード２１の外型は、平面視円形の椀状であるが、実際の必要に応じて変化させることが可能である。

光源モジュール２２は、ランプシェード２１内に嵌合されて設置される。光源モジュール２２は、発光ダイオード素子２２１及び回路板２２２を有する。発光ダイオード素子２２１は、平面視円形の回路板２２２に適宜な間隔をあけて複数個設置される。
本実施例において、光源モジュール２２は、複数の発光ダイオード素子２２１有する形式を例としている。
当然、発光ダイオード素子２２１の数量は、実際の必要に応じて変化させることが可能であり、発光ダイオード素子２２１の配列方式は、ほぼ対称にすればよい。
外付け電源（図示はされない）が回路板２２２に電気的に接続されると、回路板２２２に電気的に接続されたこれらの発光ダイオード素子２２１は、光線を発する。

集光板３０は、ランプシェード２１内に設置されて、発光ダイオード素子２２１上に設置される。集光板３０は、集光素子３１を有し、集光素子３１は、発光ダイオード素子２２１に対応して設置される。
本実施例において、集光板３０は、複数の集光素子３１を有し、これらの集光素子３１は、それぞれこれらの発光ダイオード素子２２１に対応して設置される。集光素子３１は、透光性樹脂、ガラス材料で形成され、レンズ状である。

図２を参照しながら説明する。本実施例の集光板３０は、平面視円形の板体３２を有し、板体３２は、発光ダイオード素子２２１上において適宜な間隔をあけてランプシェード２１内に設置される。板体３２は、複数の穴３２１を有し、これらの集光素子３１は、それぞれこれらの穴３２１内に設置される。
例えば、集光素子３１は、かみ合わせ方式または粘着接合方式によって、穴３２１内に設置される。当然、これらの集光素子３１は、板体３２と一体成型方式で設置されることも可能である。

図３を参照しながら説明する。集光素子３１は、全体が椀を伏せたような略半球形状でその中央に陥没した凹部３１１を有する突出部３１Ａと、突出部３１Ａの上部に形成された平面視方形板状の基部３１Ｂとを有する。さらに、発光ダイオード素子２２１は、凹部３１１に隣接して設置される。
また、集光素子３１は、入光面３１２及び出光面３１３を有する。このうち、入光面３１２は、凹部３１１の底面３１１ａ及び壁面３１１ｂによって形成される。そして、出光面３１３は、基部３１Ｂの上面に形成され、凹部３１１の底面３１１ａに対応して設置される。

本実施例において、集光素子３１の底面３１１ａは、突起面であり、突起面は、発光ダイオード素子２２１に向かって突起している。
発光ダイオード素子２２１が発する側面光線Ｌ１は、凹部３１１の壁面３１１ｂから集光素子３１に進入すると、集光素子３１は、突出部３１Ａの外表面の反射する面において光線Ｌ１を反射して、出光面３１３から射出させる。
発光ダイオード素子２２１が発した光線Ｌ２は、凹部３１１の底面３１１ａから集光素子３１に進入すると、集光素子３１がレンズ状であり、底面（突起面）３１１ａが凸球面すなわち突起面であるから、集合光線Ｌ２は、出光面３１３から射出される。

当然、集光素子３１の凹部３１１の底面３１１ａ’は、突起面のみではない。他の集光素子の例を示す図４を参照しながら説明する。
図４図示集光素子３１は、フレネル模様Ｆ付きレンズであり、集光素子３１の凹部３１１の底面３１１ａ’は、同心的な輪帯状のフレネル模様Ｆを有するため、フレネル模様Ｆは同様に光線を集めることが可能であり、入射光線を平行光線に変化させる。
当然、フレネル模様Ｆを集光素子３１の出光面３１３に設置することも可能である。

図２を参照しながら説明する。本実施例の照明装置２は、さらに、拡散板２３を備える。この拡散板２３は、ランプシェード２１内に設置されており、集光板３０の出光面３０ａに向かって設置される。
このうち、拡散板２３は、複数の拡散粒子、増白剤、複数の蛍光粉またはマイクロ構造を有する。そして、拡散粒子、増白剤、蛍光粉またはマイクロ構造は、光線を拡散させる作用を有する。
したがって、拡散板２３は、集光板３０の出光面３０ａから射出される光線を柔らかくすることにより、使用者に視覚的に不快を感じさせることがなく、まぶしさの発生を回避させる。

本実施例の照明装置２は、さらに放熱ファン２４を備え、それは、ランプシェード２１の底面において発光ダイオード素子２２１に近い位置に接続される。当然、照明装置２を使用する時、放熱ファン２４は、周囲の空気を流動させて、照明装置２の放熱を助けることで、照明装置２の使用寿命を長くする。

上記の構造により、集光板３０の集光素子３１は、発光ダイオード素子２２１が発する光線を集めて、発光ダイオード素子２２１の光線輝度を高めて、まぶしさを回避させる。
また、拡散板２３は、光線を拡散することにより、使用者に視覚的に不快を感じさせることがなく、まぶしさの発生を回避させる。

図５を参照しながら、第二実施例について説明する。
本発明の第二実施例の照明装置４は、ランプシェード４１、光源モジュール４２、集光板４３及び拡散板４４を備える外、さらに、フレネル模様板４５を備える。このうち、ランプシェード４１、光源モジュール４２、集光板４３及び拡散板４４の技術的特徴及び機能は、第一実施例のランプシェード２１、光源モジュール２２、集光板３０及び拡散板２３と同様であるため、ここでは説明しない。

本実施例において、フレネル模様板４５は、集光板４３と拡散板４４の間に設置される。このため、フレネル模様板４５は、いずれも集光板４３から射出させる光線の輝度を平均化する。

次に、図６を参照しながら説明する。この図６は、照明装置Ａ、照明装置Ｂ及び照明装置Ｃの光束視角図である。

この実験において、照明装置Ａ、照明装置Ｂ及び照明装置Ｃは、それぞれ距離４５cmの距離を置いた模擬机に置かれる。このうち、模擬机の面積は３０ｃｍ×３０ｃｍである。
照明装置Ａは本発明の第一実施例の照明装置２であり、照明装置Ｂは本発明の第二実施例の照明装置３であり、照明装置Ｃはただランプシェード及び光源モジュールのみを有する方式である。
ただし、照明装置Ｃは、集光板、拡散板及びフレネル模様板を有さない照明装置である。

図６の実験結果から、照明装置Ａ及び照明装置Ｂは、照明装置Ｃに比べ、模擬机面の中央エリア（視角が比較的小さいエリア）に比較的大きな輝度を有することがわかる。これから、集光板の設置により、確実に照明装置の中央エリアの輝度を高める効果があることが明らかである。

また、図６の実験結果から、照明装置Ｂは、フレネル模様板の設置によって、光線の輝度曲線が比較的緩やかになることがわかる。これから、フレネル模様板の設置は、確実に光線の輝度を平均化する効果があることが明らかである。

最後に、図７を参照しながら、好適な実施例について説明する。本発明の好適な実施例における集光板５は、集光素子５１を有する。集光素子５１は、凹部５１１を有し、集光板５の入光面５２に設置される。

本実施例において、集光板５の構成及び機能は、第一実施例の集光板３０と同様であるため、ここでは説明しない。

上述のように、本発明の照明装置及び集光板は、集光板に集光素子が設置されていることにより、発光ダイオード素子が発する光線を集めて、照明装置の輝度を高め、同時に、まぶしさを感じるのを回避させる。
また、照明装置は、さらに拡散板を有し、光線を発散して光線を平均化する。
さらに、照明装置は、さらにフレネル模様板を有して、光線の輝度を平均化する。
したがって、使用者に視覚的に不快を感じさせることがなく、まぶしさの発生を回避させる。

以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。

従来の照明装置を示した図である。 本発明の第一実施例の照明装置を示した図であり、図２Ａは分解した状態の斜視図解図である。 本発明の第一実施例の照明装置を示した図であり、図２Ｂは縦断面図解図である。 本発明の第一実施例の照明装置における集光素子の様態を示した図である。 本発明の第一実施例の照明装置における他の集光素子の様態を示した図であり、図４Ａは斜視図解図である。 本発明の第一実施例の照明装置における他の集光素子の様態を示した図であり、図４Ｂは図４ＡのＡ―Ａ線断面図解図である。 本発明の第二実施例の照明装置を示した断面図解図である。 本発明の照明装置の光束視覚図である。 本発明の好適な実施例における集光板を示した図である。

符号の説明

１ 照明装置
１１ ランプシェード
１２ 発光素子
２ 照明装置
２１ ランプシェード
２２ 光源モジュール
２２１ 発光ダイオード素子
２２２ 回路板
２３ 拡散板
２４ 放熱ファン
３０ 集光板
３１ 集光素子
３２ 板体
３０ａ 出光面
３１ 集光素子
３１１ 凹部
３１１ａ，３１１ａ’ 底面
３１１ｂ 壁面
３１Ａ 突出部
３１Ｂ 基部
３１２ 入光面
３１３ 出光面
３２ 板体
３２１ 穴
４ 照明装置
４１ ランプシェード
４２ 光源モジュール
４３ 集光板
４４ 拡散板
４５ フレネル模様板
５ 集光板
５１ 集光素子
５１１ 凹部
５２ 入光面
Ｌ１，Ｌ２ 光線
Ｆ フレネル模様

Claims (12)

1. ランプシェードと、
   前記ランプシェードに設置され、発光ダイオード素子及び回路板を有し、前記発光ダイオード素子を前記回路板に設置された光源モジュールと、
   前記ランプシェード内に設置され、前記発光ダイオード素子上に設置された、集光素子を有し、且つ前記集光素子を発光ダイオード素子に対応して設置される集光板と、
   を備えることを特徴とする、照明装置。
2. 前記集光板は板体を有し、前記板体は穴を有し、前記集光素子は前記穴内に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記集光素子は凹部を有し、前記発光ダイオード素子は前記凹部に隣接して設置されることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
4. 前記凹部の底面は突起面であり、前記突起面は前記発光ダイオード素子に向かって突起しており、前記凹部の底面はフレネル模様を有することを特徴とする、請求項３に記載の照明装置。
5. 前記集光素子は出光面を有し、それは前記凹部の底面に対応して設置され、前記出光面はフレネル模様を有することを特徴とする、請求項３に記載の照明装置。
6. さらに、前記ランプシェード内に設置され、前記集光板の出光面に向かっている拡散板と、
   前記拡散板と前記集光板の間に設置されるフレネル模様板と、
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
7. さらに、前記ランプシェードに接続される放熱ファンを備えることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
8. 凹部を有し、前記集光板の入光面に設置される集光素子を備えることを特徴とする、集光板。
9. 前記凹部は発光ダイオード素子を収納するのに用いられることを特徴とする、請求項８に記載の集光板。
10. さらに、穴を有し、前記発光ダイオード素子が前記穴内に設置される板体を備えることを特徴とする、請求項８に記載の集光板。
11. 前記凹部の底面は突起面であり、前記凹部の底面はフレネル模様を有することを特徴とする、請求項８に記載の集光板。
12. 前記集光素子は、前記凹部の底面に対応して形成された出光面を有し、前記出光面はフレネル模様を有することを特徴とする、請求項８に記載の集光板。

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