JP2010251617A - Ｌｅｄユニット及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】配光にむらを生ずることがないＬＥＤユニット及び照明器具を提供する。
【解決手段】 ＬＥＤユニット３０及び照明器具は、ＬＥＤ光源３４と、ＬＥＤ光源３４を収容する光源収容部４６を有し、ＬＥＤ光源３４の光軸内に配置される光学部材３７と、を備え、光学部材３７は、光源収容部４６の底面に曲面状凹凸部４７を同心円上に形成した。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば住宅等の天井面に埋設されて廊下や壁等を照明するダウンライトに用いられる照明器具に関し、特に内蔵されるＬＥＤユニット及び照明器具に関する。

従来のＬＥＤユニット及び照明器具の一例として、ＬＥＤからの光を拡散させるためのレンズを有するＬＥＤユニット及び照明器具がある（例えば、特許文献１参照）。

上記のＬＥＤユニット及び照明器具では、レンズのＬＥＤ素子を収容する空間部の底面を凹ませることにより、ＬＥＤからの光を拡散させるようにしている。

特開２００６−１７２８９４号公報（図３、段落番号００２０）

ところが、上記特許文献１に開示された従来のＬＥＤユニット及び照明器具では、レンズの底面を単純に凹ませている。
従って、配光にむらを生じ易い。これを解消させてＬＥＤからの光を拡散させるのには、レンズの外郭部を曲面状に形成する必要があり、工数の増大等により現実的ではない。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、配光にむらを生ずることがないＬＥＤユニット及び照明器具を提供することにある。

本発明に係るＬＥＤユニットは、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源を収容する光源収容部を有し、前記ＬＥＤ光源の光軸内に配置される光学部材と、を備えるＬＥＤユニットであって、前記光学部材は、前記光源収容部の底面に曲面状凹凸部を同心円上に形成したことを特徴とする。

本発明においては、ＬＥＤ光源からの光は、拡散されながら光学部材に入射された後に光学部材から外部に出射される。このとき、ＬＥＤ光源からの光のうち、曲面状凹凸部に入射された光は同心円上に形成された曲面状凹凸部により拡散される。
これにより、ＬＥＤ光源が中心部に点光りを有していたとしても、ＬＥＤ光源からの光は拡散されて光学部材から出射する。
従って、配光にむらを生ずることがない。

本発明に係る照明器具は、上記構成のＬＥＤユニットと、前記ＬＥＤユニットに給電する電源ユニットと、を装備したことを特徴とする。

本発明においては、ＬＥＤ光源からの光は、拡散されながら光学部材に入射された後に光学部材から床面に向けて出射される。このとき、ＬＥＤ光源からの光のうち、曲面状凹凸部に入射された光は同心円上に形成された曲面状凹凸部によりある程度拡散される。
これにより、ＬＥＤ光源が中心部に点光りを有していたとしても、ＬＥＤ光源からの光は拡散されて床面を照射する。
従って、むらの生じていない配光で床面を照射することができる。

本発明のＬＥＤユニット及び照明器具によれば、光学部材に、光源収容部の底面に曲面状凹凸部を同心円上に形成した。
これにより、従来のもののように、レンズの外郭部を曲面状に形成することなく、配光にむらを生ずることのないＬＥＤユニット及び照明器具を提供することができるという効果を有する。

本発明に係る第１実施形態のＬＥＤユニットを適用した照明器具の垂直断面図 図１に示した照明器具の分解斜視図 図１に示したＬＥＤユニットの斜め下方から視た分解斜視図 図１に示したＬＥＤユニットの斜め上方から視た分解斜視図 図１に示したＬＥＤユニットの垂直断面図 図１に示したＬＥＤユニットに用いたスペーサの単体垂直断面図 図６に示したＬＥＤユニットの要部拡大断面図 図７に示したＬＥＤユニットに用いた光学部材の単体垂直断面図 図８に示した光学部材のＡ−Ａ線断面図 図８に示した光学部材の要部拡大断面図 図７に示したＬＥＤユニットの光学的特性を説明する垂直断面図 本発明に係る第２実施形態のＬＥＤユニットを適用した照明器具の垂直断面図 図１２に示した照明器具の斜め下方から視た分解斜視図 図１２に示した照明器具の斜め上方から視た分解斜視図 図１２に示したＬＥＤユニットの垂直断面図 図１２に示したＬＥＤユニットの斜め下方から視た分解斜視図 図１２に示したＬＥＤユニットの斜め上方から視た分解斜視図 図１２に示したＬＥＤユニットに用いたスペーサの単体垂直断面図

以下、本発明の複数の実施形態に係るＬＥＤユニット及び照明器具について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１、図２に示すように、本発明の第１実施形態であるＬＥＤユニット３０を搭載した照明器具１０は、円筒形の筺体である器具本体１１と、複数のＬＥＤユニット３０を有して器具本体１１に収容される灯具ユニット１２と、電源ユニット１３と、電源端子台１４とを備えて住宅等の天井面１に形成された取付穴２に取り付けられる。

器具本体１１は、金属製板部材をプレス成形したり、或いは硬質の樹脂材料を用いて成形したりして形成されている。器具本体１１は隔板１５と、隔板１５の上部の上方周板１６と、隔板１５の下部の下方周板１７とを有する。

隔板１５は、器具本体１１の中央部に配置されている。隔板１５は電源ユニット１３から灯具ユニット１２に給電するための器具配線１８を挿通させるための配線穴１９を有する。

上方周板１６は、その上端部にブラケット２０がネジ２１により固定されており、ブラケット２０には器具本体１１の外部に電源端子台１４を固定している。電源端子台１４は外部から与えられた商用電源を電源ユニット１３に電気的に接続する。電源ユニット１３は商用電源をＬＥＤユニット３０用の直流電源に変換する。

下方周板１７の下端部にはフランジ２２が形成されている。フランジ２２は天井面１に当接することにより器具本体１１を天井面１に位置決めする。

下方周板１７の側部には複数の取付バネ２３が設けられている。取付バネ２３は天井面１にネジ止めされる。

図３、図４、図５に示すように、ＬＥＤユニット３０は、基台３１と、放熱部材３２と、ＬＥＤ光源であるＬＥＤチップ３４を実装したＬＥＤパッケージ３３と、複数のＬＥＤパッケージ３３を実装する不図示の配線パターンを設けたＬＥＤ基板３５と、スペーサ３６と、ＬＥＤチップ３４の光軸上に配置された光学部材３７と、枠部材３８とを備える。

基台３１は、ＡＤＣ等の金属材料を用いて円板形状に形成されており、ＬＥＤパッケージ３３に一致する位置に円柱形状のパッケージ台３９をそれぞれ突出形成している。

放熱部材３２は、ヒートシンクとして機能するものであってシリコンを素材として、大きな放熱面積を有するように複数の突部を有する板形状に形成されている。放熱部材３２は基台３１とＬＥＤ基板３５との間に挟まれて配置される。

ＬＥＤパッケージ３３は、ＬＥＤ基板３５の中心位置に１個、その周囲に５個のＬＥＤチップ３４を有する。

スペーサ３６は、透明な透光部材であるポリカーボネートを素材として成形されており、６個のＬＥＤチップ３４を囲うように６個の包囲部４０をそれぞれ形成している。スペーサ３６はそれぞれの包囲部４０をＬＥＤチップ３４に合わせてＬＥＤ基板３５に当接させて組み立てられる。

光学部材３７は、スペーサ３６と同様に透明な透光部材であるポリカーボネートを素材として成形されている。光学部材３７は基台３１に当接して組み立てられる。

枠部材３８は、ＳＰＣＤ等の機械構造用鋼材を素材として成形されており、基台３１と、放熱部材３２と、ＬＥＤパッケージ３３と、ＬＥＤ基板３５と、スペーサ３６と、光学部材３７とを収容して器具本体１１の隔板１５に取り付けられる。

図６に示すように、スペーサ３６は、その包囲部４０のそれぞれが断面視すり鉢状に形成されている。スペーサ３６は、包囲部４０における開口径の小さい小径部４１をＬＥＤ基板３５に配置し、開口径の大きい大径部４２を光学部材３７側に配置する。スペーサ３６は、その包囲部４０の内面に反射層４３を施している。反射層４３は金属を蒸着して成形されている。

図７、図８、図９、図１０に示すように、光学部材３７は、中央部の突部４４と、突部４４の側部の平板部４５と、を有する。

突部４４は、略半球形状に形成されており、その中央部に、頂部から図７中の下方に向けて凹の光源収容部であるＬＥＤパッケージ収容部４６を有する。そして、ＬＥＤパッケージ収容部４６の底面の中央部に曲面状凹凸部４７を同心円上に形成している。突部４４は、その側部に湾曲面状の外郭側の側面部４８を有する。

平板部４５は、その図７中の下端部に、出射面として機能する外郭側の平坦面４９を有する。

光学部材３７は、そのＬＥＤパッケージ収容部４６にＬＥＤパッケージ３３のＬＥＤチップ３４を収容するようにして、その突部４４上にＬＥＤ基板３５を組み付けている。

光学部材３７の曲面状凹凸部４７は、その中央部に、例えば５mmの半径Ｒ１を有して上方に向けて凸の中央曲面部５０を形成しており、その側部に、例えば６．２ｍｍの半径Ｒ２を有して下方に向けて凹の側方曲面部５１を形成している。そのため、曲面状凹凸部４７は複合曲面から形成されている。

次に、ＬＥＤユニット３０の光学的特性について説明する。

電源ユニット１３が商用電源を直流電源に変換してＬＥＤユニット３０に給電することにより、ＬＥＤチップ３４から発光光を発する。

図１１に示すように、発光光は拡散しており、発光光のうちＬＥＤパッケージ収容部４６を通過して外郭側の側面部４８に向かった光α１は外郭側の側面部４８で反射して外郭側の平坦面４９から床面に対して斜めに放射される。

発光光のうちＬＥＤパッケージ収容部４６を通過して曲面状凹凸部４７の側方曲面部５１に向かった光α２は半径Ｒ２の側方曲面部５１で屈折した後に外郭側の平坦面４９から床面に対して斜めに放射される。

発光光のうちＬＥＤパッケージ収容部４６を通過して曲面状凹凸部４７の中央曲面部５０に向かった光α３は半径Ｒ１の中央曲面部５０で屈折した後に外郭側の平坦面４９から床面に対して斜めに放射される。

発光光のうちＬＥＤパッケージ収容部４６を通過して曲面状凹凸部４７の中央曲面部５０の頂部に向かった光α４は直進して外郭側の平坦面４９から床面に対して放射される。

これにより、ＬＥＤチップ３４からの発光光が中心部に点光りを有していたとしても、外郭側の側面部４８に向かった光α１と、曲面状凹凸部４７の側方曲面部５１に向かった光α２と、曲面状凹凸部４７の中央曲面部５０に向かった光α３とが、曲面状凹凸部４７の中央曲面部５０の頂部に向かった光α４に近い明るさを有するように拡散されて床面を照射することになる。

第１実施形態のＬＥＤユニット３０では、ＬＥＤチップ３４からの光は、拡散されながら光学部材３７に入射された後に光学部材３７から外部に出射される。このとき、ＬＥＤチップ３４からの光のうち、曲面状凹凸部４７に入射された光は同心円上に形成された曲面状凹凸部４７により拡散される。
これにより、ＬＥＤチップ３４が中心部に点光りを有していたとしても、ＬＥＤチップ３４からの光は拡散されて光学部材３７から出射する。
従って、配光にむらを生ずることがない。

第１実施形態のＬＥＤユニット３０では、スペーサ３６の小さい開口径側の小径部４１がＬＥＤチップ３４側に配置され、スペーサ３６の大きい開口径側の大径部４２が光学部材３７側に配置される。
これにより、ソリや撓みを生ずる虞のなるＬＥＤ基板３５側を小さい開口径の小径部４１にしてスペーサ３６が組み付けられる。
従って、ＬＥＤ基板３５のソリおよび撓みに拘わらずＬＥＤチップ３４と光学部材３７との光軸距離を一定に保持することができる。

第１実施形態のＬＥＤユニット３０では、スペーサ３６が大きい開口径の大径部４２を光学部材３７側に配置することにより、スペーサ３６はＬＥＤ基板３５側に大きな面積で接触する。
これにより、ＬＥＤパッケージ３３の数が増えたとしても、放熱部材３２との密着性が良好になる。
従って、効率良く放熱を行って放熱性の向上を図ることができる。

第１実施形態のＬＥＤユニット３０では、スペーサ３６が透明部材からなることにより、光学部材３７側からの外観性を向上させることができる。

第１実施形態のＬＥＤユニット３０では、スペーサ３６のすり鉢状の包囲部４０の内面に有する反射層４３により、ＬＥＤチップ３４からの光を効率良く光学部材３７に入射させることができる。

第１実施形態の照明器具１０では、ＬＥＤチップ３４からの光は、拡散されながら光学部材３７に入射された後に光学部材３７から床面に向けて出射される。このとき、ＬＥＤチップ３４からの光のうち、曲面状凹凸部４７に入射された光は同心円上に形成された曲面状凹凸部４７により拡散される。
これにより、ＬＥＤチップ３４が中心部に点光りを有していたとしても、ＬＥＤチップ３４からの光は拡散されて床面を照射する。
従って、むらの生じていない配光で床面を照射することができる。

第１実施形態の照明器具１０では、ＬＥＤユニット３０におけるＬＥＤ基板３５のソリおよび撓みに拘わらずＬＥＤチップ３４と光学部材３７との光軸距離を一定に保持することができるとともに放熱性の向上を図ることができる照明器具１０を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態のＬＥＤユニット及び照明器具について説明する。なお、以下の第２実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図１２、図１３、図１４に示すように、本発明の第２実施形態のＬＥＤユニット７０を搭載した照明器具６０は、直方体形状の器具本体６１と、複数のＬＥＤユニット７０を有して器具本体６１に収容される直方体形状の灯具ユニット６２と、電源ユニット１３と、電源端子台１４とを備える。

器具本体６１は、その下方周板１７内に、隔板１５に取り付けられたアーム６３を収容している。アーム６３はＬＥＤユニット７０の照射方向を変更可能にしてＬＥＤユニット７０を支持している。

図１５、図１６、図１７、図１８に示すように、ＬＥＤパッケージ３３は、ＬＥＤ基板３５の長手方向に６個のＬＥＤチップ３４を並べて配置されている。ＬＥＤ基板３５はパッキン７１を介して放熱部材３２に組み付けられる。

ＬＥＤユニット７０に有するスペーサ７２は、６個のＬＥＤチップ３４を囲うように６個の包囲部４０を一列に配置している。スペーサ７２には直方体形状の光学部材７３が組み付けられる。

第２実施形態のＬＥＤユニット７０および照明器具６０は、第１実施形態と同様に作用効果を奏する。特に本実施形態では、横長形状であり、照射方向を変更可能であるために、廊下等の照明や壁面のアクセント照明に好適である。

なお、前記各実施形態で使用した電源ユニット１３、電源端子台１４等は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

１０、６０ 照明器具
１１、６１ 器具本体
１３ 電源ユニット
３０、７０ ＬＥＤユニット
３４ ＬＥＤチップ（ＬＥＤ光源）
３７、７３ 光学部材
４６ ＬＥＤパッケージ収容部（光源収容部）
４７ 曲面状凹凸部

Claims (2)

1. ＬＥＤ光源と、
   前記ＬＥＤ光源を収容する光源収容部を有し、前記ＬＥＤ光源の光軸内に配置される光学部材と、
   を備えるＬＥＤユニットであって、
   前記光学部材は、前記光源収容部の底面に曲面状凹凸部を同心円上に形成したことを特徴とするＬＥＤユニット。
2. 請求項１に記載したＬＥＤユニットと、
   前記ＬＥＤユニットに給電する電源ユニットと、を装備したことを特徴とする照明器具。

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