JP2011054351A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明光として外部へ出射される光量の減少を抑制しつつ、簡易な構成にて所望の方向の光を得ることができる照明装置を提供する。
【解決手段】指向性を有するＬＥＤ２１，２１…を有し、被設置部に設置され、ＬＥＤ２１，２１…からの光を被照射面において反射させて反射光により照明する照明装置１００において、ＬＥＤ２１，２１…からの光の方向を変えるプリズムシート７をＬＥＤ２１，２１…の出射方向に設けている。プリズムシート７を適切に設けることにより、照明装置１００を被設置部（例えば、棚）に設置したときに、ＬＥＤ２１，２１…からの光を所定の角度をなす方向に出射させ、被照射面（例えば、天井面）において反射した反射光により所望の方向の光を得ることが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、指向性を有する光源を有し、被設置部に設置され、前記光源からの光を被照射面において反射させて照明する照明装置に関する。

住宅、オフィス等の室内の照明に用いられる照明装置として、従来、白熱電球、蛍光灯等の光源を備える照明装置が用いられている。近年、発光ダイオード（以下ＬＥＤという）の高輝度化に伴い、これらの光源に代えて、低消費電力、長寿命等の特性を有するＬＥＤを光源として用いた照明装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された照明装置は、指向性を有する光源を複数装着した基板と、該基板と離隔して対向し、拡散剤が添加された樹脂製である拡散板とを備え、前記複数の光源間の間隔よりも光源及び拡散板間の間隔の方を大きくして、前記複数の光源からの光を拡散板にて拡散して面発光が可能なように構成してある。

特開２００９−１６０９５号公報

ところで、照明装置の配光特性を光源の配光特性と異なる所望の配光特性に変える方法として、特許文献１のように拡散板を用いる方法がある。拡散板を用いた場合、光源からの光の大部分は拡散板において拡散されつつ照明装置の外部へ出射されることになるが、一部の光は拡散板において光源の側に反射されてしまい、照明光として外部へ出射される光量が減少するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、照明光として外部へ出射される光量の減少を抑制しつつ、簡易な構成にて所望の方向の光を得ることができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、指向性を有する光源を有し、被設置部に設置され、前記光源からの光を被照射面において反射させて反射光により照明する照明装置において、前記光源からの光の方向を変える光学部材を前記光源の出射方向に備えたことを特徴とする。

本発明にあっては、光源からの光の方向を変える光学部材を光源の出射方向に設けてある。光学部材を適切に設けることにより、照明装置を被設置部に設置したときに、光源からの光を所定の角度をなす方向に出射させ、被照射面において反射した反射光により所望の方向の光を得ることが可能となる。例えば、棚等の被設置部の上に、設置面が被設置部の側になり、光源の側が天井を向くように配置し、天井からの反射光を得る間接照明用の照明装置として用いる場合、照明装置から出射される光の方向が設置面に対して斜め上方になるように適切に照明装置を構成することにより、間接照明として室内を照明するために必要な配光特性を得ることが可能となる。

本発明に係る照明装置は、前記光学部材は、その一面にプリズムを有するシート状であって、その他面が前記光源の側になるように設けてあることを特徴とする。

本発明にあっては、その一面にプリズムを有するシート状の光学部材をその他面が光源の側になるように光源の光出射方向に設けている。このように光学部材を設けるという簡易な構成にて、光源からの光を光学部材により拡散させて所望の方向の光を得ることができる。また、拡散板が不要であるから、照明光として外部に出射される光量の減少を抑制することができる。

本発明に係る照明装置は、前記光源と離隔して対向し、該光源からの光を透過する透光板を備えており、前記光学部材は、前記透光板に固定してあることを特徴とする。

本発明にあっては、光源と離隔して対向し、光源からの光を透過する透光板に前記光学部材を固定してある。光源からの光は透光板において殆ど反射されることなく外部に出射するから、照明光として外部に出射される光量の減少を抑制することができる。

本発明に係る照明装置は、前記光源を保持する保持体を備え、該保持体は、前記被設置部に設置される設置面を有し、該設置面の反対側の面に前記光源を保持することを特徴とする。

本発明にあっては、光源を保持する保持体の前記被設置部に設置される設置面の反対側の面に光源を保持している。光源の光軸が設置面に直交する方向に光源を設けた場合においても、前述したような光学部材を用いることにより、所望の配光特性の光を得ることができると共に、保持体の構造を簡易化することができ、製造を容易に行うことができる。

本発明に係る照明装置は、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする。

本発明にあっては、光源としてＬＥＤを用いている。指向性が強いＬＥＤにおいても、光学部材を前述したように取付けるという簡易な構成により、所望の方向の光を得ることができる。

本発明によれば、照明光として外部へ出射される光量の減少を抑制しつつ、簡易な構成にて所望の方向の光を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る照明装置の外観斜視図である。 実施の形態１に係る照明装置の模式的分解斜視図である。 実施の形態１に係る照明装置の主要部の模式的断面図である。 図３の部分拡大図である。 実施の形態１に係る照明装置の配光特性の説明図である。 実施の形態１に係る照明装置の適用例を示す図である。 実施の形態２に係る照明装置の主要部の模式的断面図である。 本発明に係るＬＥＤ基板の概略構成を示す回路図である。 保護素子の取付位置を示す照明装置の主要部の模式的断面図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて、間接照明に用いられる照明装置を例に詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る照明装置の外観斜視図である。図２は、実施の形態１に係る照明装置の模式的分解斜視図である。図３は、実施の形態１に係る照明装置の主要部の模式的断面図である。

図において１は、光源を保持する保持体であるベースフレームである。ベースフレーム１は、棚等の被設置部に設置されるべき設置面１１ａを有する矩形状の底板部１１と、該底板部１１の長辺側の平行な２辺に立設された側壁部１２，１２と、該側壁部１２，１２に平行に設けられ、照明装置の内部を３つの空間に仕切る仕切板部１３，１３とを備えている。側壁部１２，１２及び仕切板部１３，１３の開放端側（底板部１１の反対側）には、図３に示すように、後述するパネルを固定する第１，第２のパネル固定部１４，１５が夫々設けてある。第１のパネル固定部１４は、断面形状が略Ｕ字形をなすように屈曲形成してあり、第２のパネル固定部１５は、断面形状が略くの字形をなすように屈曲形成してある。パネルは、第１のパネル固定部１４及び第２のパネル固定部１５の平板部間に挟持されることによりベースフレーム１に固定される。なお、ベースフレーム１は、例えばアルミニウム等の金属製である。

ベースフレーム１の側壁部１２，１２と仕切板部１３，１３とに挟まれた底板部１１の部分１１ｂ，１１ｂには、複数のＬＥＤ基板２，２…が仕切板部１３，１３の長手方向に沿って設けてある。ＬＥＤ基板２は矩形板状のプリント基板であり、ＬＥＤ基板２の一面２ａには複数のＬＥＤ２１，２１…がマトリクス状に装着してある。ＬＥＤ２１は、ＬＥＤ素子と、該ＬＥＤ素子を封止し、蛍光体が分散された封止樹脂と、入力端子及び出力端子とを備えてなる表面実装型ＬＥＤである。

ＬＥＤ２１，２１…が実装されたＬＥＤ基板２の一面２ａには、反射シート３が設けてある。反射シート３は、ＬＥＤ基板２の一面２ａと略同一寸法の矩形状の底板部３１と、該底板部３１の長辺側の縁部に立設された側板部３２，３３とを有している。側板部３２，３３は、底板部３１の側から反対側に向けて広がるように傾斜させてある。なお、底板部３１には、ＬＥＤ２１，２１…の配列に整合させて、ＬＥＤ２１，２１…の平面形状より若干大きい矩形穴が設けてある。反射シート３は、高光反射率である材料製であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである。

この反射シート３は、底板部３１の側がＬＥＤ基板２の側になるようにＬＥＤ基板２上に配され、ベースフレーム１にＬＥＤ基板２と共にネジ等により固定してある。

ベースフレーム１の仕切板部１３，１３に挟まれた中央部には、駆動回路部４が取付けてある。駆動回路部４は、電界効果型トランジスタ等のスイッチング素子等を備え、ＬＥＤ２１,２１…への電力の供給／遮断を行う。このベースフレーム１の中央部の開口部には、矩形板状をなすセンターカバー５が外嵌してある。

一方、ベースフレーム１のセンターカバー５を挟んだ両側の開口部には、ＬＥＤ２１，２１…と離隔して対向するようにパネル６，６が設けてある。パネル６は、光を透過する透光性の樹脂製であり、矩形板状を有している。このパネル６は、ベースフレーム１の第１，第２のパネル固定部１４，１５間にベースフレーム１の長手方向に沿って挿入され、図３に示すように、第１，第２のパネル固定部１４，１５により挟持されてベースフレーム１に固定される。

パネル６の一面には、光学部材としてのプリズムシート７が略全面に亘って設けてある。図４は、図３の部分拡大図である。プリズムシート７の一面７ａには、断面形状が２等辺三角形状の突条のプリズムを複数並設してなるプリズム７１が形成してある。本実施の形態においては、基材がポリエステル製であり、プリズムがアクリル系樹脂製であるプリズムシートを用いている。このようなプリズムシートは、例えば、バックライトの輝度を上昇するために用いられている。このような用途に用いられる場合、プリズムシート７の一面７ａの側が光源の側になるようにプリズムシート７を設け、一面７ａの側から入射した光をプリズム７１において屈折させて一方向に集め、他面７ｂの側から出射させるように構成してある。

本発明においては、このように構成されたプリズムシート７を他面７ｂの側がＬＥＤ２１，２１…の側になるように、パネル６の一面に接着して取付けてある。なお、プリズムシート７は予めパネル６に接着固定した後に、パネル６と一体的にベースフレーム１の第１，第２のパネル固定部１４，１５間に挿入することにより、ベースフレーム１に取付けられる。このように取付けられたパネル６及びプリズムシート７は、図３に示すように、ベースフレーム１の設置面１１ａに平行に取付けられたＬＥＤ基板２に対して、仕切板部１３の側から側壁部１２の側に向けて近接する方向に傾斜させてベースフレーム１に設けられることになる。

図５は、実施の形態１に係る照明装置１００の配光特性の説明図である。図５（ａ）は、プリズムシート７を一面７ａの側がＬＥＤ２１，２１…の側（他面７ｂの側が外側）になるように取付けた場合の照明装置１００の配光特性であり、図５（ｂ）は、プリズムシート７を他面７ｂの側がＬＥＤ２１，２１…の側（一面７ａの側が外側）になるように取付けた本発明の場合の照明装置１００の配光特性である。本実施の形態において用いるプリズムシート７は、一面７ａの側がＬＥＤ２１，２１…の側になるように、前述した本発明と同様に構成されたベースフレーム１に取付けたときに、図５（ａ）に示す如く、照明装置１００から出射される照明光が、被設置部に設置される設置面１１ａとなす角度が略９０°となる方向の光を多く含む特性を有している。このプリズムシート７を、前述したように本発明の用い方をすると、図５（ｂ）に示す如く、照明装置１００から出射される照明光は、設置面１１ａと所定の角度（θ）をなす方向の光を多く含むことになる。即ち、このプリズムシート７を一面７ａの側がＬＥＤ２１，２１…の側になるように取付けることにより、ランバート分布の配光特性を有するＬＥＤ２１を用いた照明装置の配光特性を、設置面１１ａと所定の角度（θ）をなす方向（側方）への配光が多い配光特性に変化させることができる。なお、この所定の角度θは、設置場所、用途に応じて定まる所望の方向であり、本実施の形態においては略４５°である。

ベースフレーム１の長手方向の両端の開口部には、サイドカバー８，８夫々がベースフレーム１の長手方向の両側から外嵌固定してある。

以上のように構成された本発明に係る照明装置１００は、ベースフレーム１の設置面１１ａにて被設置部に設置される。図６は、実施の形態１に係る照明装置１００の適用例を示す図である。

照明装置１００は、室内に設けられた被設置部である棚１１０の上面にベースフレーム１の設置面１１ａが下になるように設置してある。このように設置された照明装置１００において、電力の供給に伴い照明装置１００が点灯したとき、照明装置１００は、図５（ｂ）に示した配光特性を有しているから、図６に示すように、棚１１０の上面と所定の角度をなす方向（図中に太線にて示す）の光を多く含む照明光（ＬＥＤ２１，２１…からの光）が得られる。そして、この照明光が被照射面である天井１２０の面にて反射されて、反射した光が室内の机１３０、椅子１３１等が配してある所定領域に入射して、この所定領域を間接的に照明する。このように間接照明に用いる場合、照明装置１００から出射される照明光は、反射光を得るべく、設置面１１ａに対して所定の角度をなすことが望ましい。所定の角度θは、設置面１１ａと反射面（本例の場合、棚１１０の上面と天井１２０の下面）との位置関係に応じて定まり、例えば、３０〜６０°の範囲にある。この照明光の出射角度を得るべく、パネル６及びプリズムシート７と、ＬＥＤ基板２（又はＬＥＤ２１の光軸）とがなす角度、用いられるプリズムシート等が適切に選定してある。

以上のように構成された照明装置１００においては、ＬＥＤ２１，２１…からの光を設置面１１ａと所定の角度θをなす方向に出射させるように構成してあるから、照明装置１００を被設置部に配置することにより、所望の方向の照明光を得ることができる。例えば、棚１１０の上に、設置面１１ａが棚１１０の側になり、ＬＥＤ２１，２１…の側が天井１２０を向くように配置し、天井１２０からの反射光を得る間接照明用の照明装置として用いる場合、所定の角度θが設置面１１ａに対して斜め上方（例えば４５°）になるように適切に照明装置を構成することにより、間接照明として必要な配光特性を得ることが可能となる。

本実施の形態に係る照明装置１００においては、プリズムシート７の他面７ｂの側がＬＥＤ２１，２１…の側になるようにプリズムシート７をＬＥＤ２１，２１…の光出射方向に設けるという簡易な構成にて所望の方向の光を得ることができる。指向性が強いＬＥＤにおいても、プリズムシート７を前述したように取付けるという簡易な構成により、所望の方向の光を得ることができる。

また、ＬＥＤ２１，２１…と離隔して対向し、ＬＥＤ２１，２１…からの光を透過する透光板であるパネル６にプリズムシート７を固定しているから、ＬＥＤ２１，２１…からの光をパネル６において殆ど反射されることなく外部に出射させることができ、照明光として外部に出射される光量の減少を抑制することができる。そして、パネル６にプリズムシート７を接着固定しているから、プリズムシート７を固定するための特別な構造は不要である。

また、ＬＥＤ基板２を保持するベースプレート１の底板部１１の部分１１ｂは、設置面１１ａの反対側にある底板部１１の面であり、ＬＥＤ２１，２１…の光軸が設置面１１ａに直交する方向にＬＥＤ基板２が設けてある。略平板状に底板部１１を形成した本実施の形態においても、前述したようなプリズムシート７を用いることにより、所望の配光特性の光を得ることができると共に、ベースプレート１の構造を簡易化することができ、製造を容易に行うことができる。また、底板部１１は外面が外気又は棚等の他の部材に接しているから、発熱体であるＬＥＤ２１，２１…からの熱を照明装置１００の外部へと効率的に放散することができ、ＬＥＤ２１，２１…の放熱が容易である。

なお、本実施の形態において、パネル６の外面にプリズムシート７を取付けているが、これに限定されず、パネル６の内面にプリズムシート７を取付けてもよい。この場合においても、プリズムシート７の他面７ｂの側がＬＥＤ２１，２１…の側になるように取付ける必要がある。

また、本実施の形態においては、光学部材として、一面７ａに断面形状が２等辺三角形状の突条のプリズムを複数並設してなるプリズム７１が形成されたプリズムシート７を用いているが、これに限定されない。一部の側から入射した光を屈折させて一方向に集光して、集光した光を他部の側から出射する光学部材であって、他部の側をＬＥＤ２１，２１…の側になるようにＬＥＤ２１，２１…の光出射方向に設けることにより、ＬＥＤ２１，２１…からの光を拡散させて、所定の方向の光を多く含む光を出射することができる光学部材であればよい。プリズムの形状は、断面形状が２等辺三角形状に代えて、半円状であっても、多角形状であってもよい。また、突条のプリズムを複数並設してプリズムを形成しているが、突条に限定されない。

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２に係る照明装置の主要部の模式的断面図である。ベースフレーム１の底板部１１１は、棚等の被設置部に設置されるべき設置面１１ａと、該設置面１１ａと鋭角（例えば、１２．５°）をなして設けられ、ＬＥＤ基板２を保持する保持部１１ｃとを有している。保持部１１ｃは、側壁部１２の側から仕切板部１３の側に向けて上向きになるように傾斜させてある。また、パネル６及びプリズムシート７に代えて、透光性又は半透光性を有するパネル６ａを用いている。その他の構成は、図３に示す実施の形態１と同様であるため、対応する構成部材に図３と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。

本実施の形態に係る照明装置１００ａにおいては、ＬＥＤ２１，２１…が装着してあるＬＥＤ基板２を設置面１１ａに対して適切に傾斜させるように保持部１１ｃを形成することにより、ＬＥＤ２１，２１…からの光を設置面１１ａと所定の角度をなす方向に出射させるように構成してある。これにより、照明装置１００ａを被設置部に配置することにより、所望の方向の照明光を得ることができる。例えば、棚１１０の上に、設置面１１ａが棚１１０の側になり、ＬＥＤ２１，２１…の側が天井１２０を向くように配置し、天井１２０からの反射光を得る間接照明用の照明装置として用いる場合、照明装置から出射される照明光の方向が設置面１１ａに対して斜め上方になるように適切に保持部１１ｃを形成することにより、間接照明として必要な配光特性を得ることが可能となる。なお、本実施の形態においては、保持部１１ｃが、底板部１１と鋭角をなして設けてあるが、この角度は照明装置の用途に応じて適切に設定してある。

なお、以上のように構成された照明装置においては、光源であるＬＥＤ２１，２１…からの光を有効利用すべく、反射シート３を用いている。反射シート３に静電気が帯電している場合に、反射シート３をＬＥＤ基板２上に取付けると、静電気によりＬＥＤ２１，２１…に高電圧が印加されてしまい、ＬＥＤ２１，２１…が破壊されてしまう虞がある。このため、ＬＥＤを保護すべく、ＬＥＤの封止樹脂内に保護素子を夫々設ける場合がある。この構成の場合、ＬＥＤの数だけ保護素子が必要になると共に、ＬＥＤのＬＥＤ素子が発した光を保護素子が吸収してしまうため、ＬＥＤの発光効率が低下するという問題があった。そこで、本発明においては、以下に述べる構成を採用している。

図８は、本発明に係るＬＥＤ基板２の概略構成を示す回路図である。図９は、保護素子の取付位置を示す照明装置の主要部の模式的断面図である。ＬＥＤ基板２は、複数のＬＥＤ２１，２１…と、該ＬＥＤ２１，２１…を保護する保護素子２２，２２…と、駆動回路部４とＬＥＤ基板２との間及び複数のＬＥＤ基板２，２…間を接続するための第１の接続部２０ａ，２０ａ及び第２の接続部２０ｂ，２０ｂとを備えている。なお、第１の接続部２０ａ，２０ａは所定電圧の電源電圧を供給する電線に接続され、第２の接続部２０ｂ，２０ｂは接地用の電線に接続される。

保護素子２２，２２…は、図８に示すように、複数のＬＥＤ２１，２１…をマトリクス状に接続して、これらＬＥＤ２１，２１…のマトリクスの列毎に並列接続してある。本実施の形態においては、１０個のＬＥＤ２１，２１…に対して１つの保護素子２２を取付けてある。１０個のＬＥＤ２１，２１…に対して１つの保護素子２２を取付けてあるから、保護素子をＬＥＤに内部に設ける場合と比較して、保護素子の数を少なくすることができ、部品点数及び取付作業を低減することができ、コストを低減することができる。

本実施の形態においては、保護素子２２として、ツェナーダイオードを用いている。これにより、静電気によりＬＥＤ２１に順方向に高電圧が印加された場合に、ツェナーダイオードに電流が流れるから、ＬＥＤ２１に損傷を与えることなく保護することができる。なお、保護素子は、ツェナーダイオードに限定されず、ＬＥＤ２１を静電破壊から保護することができる電子部品であればよく、ダイオード、コンデンサ等を用いてもよい。

このような保護素子２２は、図９に示すように、ＬＥＤ基板２の一面２ａに、該一面２ａと反射シート３の底板部３１との間に設けてある。その他の構成は、図３に示す実施の形態１と同様であるため、対応する構成部材に図３と同一の参照符号を付して、その構成の詳細な説明を省略する。

本発明においては、保護素子２２をＬＥＤ２１の外部に設けてあるから、ＬＥＤ２１のＬＥＤ素子が発する光が保護素子２２に吸収されないから、ＬＥＤ２１の発光効率を低下することなく、ＬＥＤ２１を静電気から保護することができる。また、保護素子２２をＬＥＤ基板２と反射シート３との間に設けているから、ＬＥＤ２１から出射した光が保護素子２２に入射することがないので、照明装置としての発光効率を向上することができる。

なお、以上の実施の形態においては、光源として表面実装型ＬＥＤを用いているが、これに限定されず、他のタイプのＬＥＤ、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等を用いてもよい。

また、以上の実施の形態においては、被設置部として棚を、被照射面として天井の面を例に説明したが、これに限定されない。また、以上の実施の形態においては、間接照明用の照明装置を例に説明したが、プリズムシートを用いて照明装置の配光特性を変える方法は、他の用途に用いられる照明装置にも適用可能である。

更に、本発明は、その他、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能であることは言うまでもない。

１ ベースフレーム（保持体）
１１ａ 設置面
２ ＬＥＤ基板
２１ ＬＥＤ（光源）
６ パネル（透光板）
７ プリズムシート（光学部材）
７ａ 一面
７ｂ 他面
７１ プリズム

Claims (5)

1. 指向性を有する光源を有し、被設置部に設置され、前記光源からの光を被照射面において反射させて反射光により照明する照明装置において、
   前記光源からの光の方向を変える光学部材を前記光源の出射方向に備えたことを特徴とする照明装置。
2. 前記光学部材は、その一面にプリズムを有するシート状であって、その他面が前記光源の側になるように設けてあることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光源と離隔して対向し、該光源からの光を透過する透光板を備えており、
   前記光学部材は、前記透光板に固定してあることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記光源を保持する保持体を備え、
   該保持体は、前記被設置部に設置される設置面を有し、該設置面の反対側の面に前記光源を保持することを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の照明装置。
5. 前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の照明装置。

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