JP2011108661A - 反射鏡付き照明器具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基台は、第1ヒートシンク部材21と、第1ヒートシンク部材21上の逆錐台状の第2ヒートシンク部材22とからなる。第1ヒートシンク部材21に第1の発光モジュール31、第2ヒートシンク部材22に第2の発光モジュール32が配置されている。第2ヒートシンク部材22を上方から第1ヒートシンク部材21へ投影した投影域内に第1の発光モジュール31の少なくとも一部が存在している。第2ヒートシンク部材22の側面が光反射面23である。そして、第1および第2の発光モジュール31,32が、凹面状の反射鏡310内に存するように取り付けられている。反射鏡310には、反射鏡外部に光を漏らす光漏洩部313が、第2ヒートシンク部材22の上面22aを延長して得られる仮想平面Pよりも基部311a側に配されている。
【選択図】図9
Description
[第1の実施形態]
<全体構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る照明用光源の構成を示す分解斜視図である。
第1ヒートシンク部材21は、逆円錐台状からなり、大径側の第1上面21aが、平坦に形成され、この第1上面21aに第1の発光モジュール31が配置されている。他方、第1ヒートシンク部材21の小径側の第1下面21bには、内方に凹ませた凹部21cが形成されている。この凹部21cに、ケース11の嵌合部11aが内嵌固定されている。これにより、ケース11の開口11bが封塞されるとともに、収容室17が、凹部21c内空間とケース11の内部空間とで形成されている。そして、凹部21cの最奥部において、環状の台座部21dが形成され、点灯回路13の回路基板15が、ねじ(図示せず)で取り付けられている。
<発光モジュールおよび光反射面の配置関係>
次に、図3および図4に従って、照明用光源1における各発光モジュール31,32および光反射面23の幾何学的配置関係を説明する。
<配光特性>
次に、照明用光源1の配光特性について説明する。
図6には、第1および第2の発光モジュール31,32をともに点灯した際の照度分布曲線60が破線で示され、第1の発光モジュール31を単独で点灯した際の照度分布曲線61が一点鎖線で示されている。また、第2の発光モジュール32を単独で点灯した際の照度分布曲線62が実線で示されている。なお、図6において、縦軸は、各照度分布曲線60〜62内での照度の相対値を示し、横軸は、前記被照射面の幅方向における相対的な位置を示している。したがって、横軸の中央部分が、前記被照射面において、照明用光源1の正面前方の位置を表し、当該中央部分から横軸の両端側に向かうに従い、照明用光源1の正面前方から周辺へと離れた位置を表している。
<点灯回路>
図7は、点灯回路13の構成を例示する回路図である。図7に示すように、点灯回路13は、AC/DCコンバータ16a、キャパシタ16b、抵抗16c、ICコントローラ16dおよびトランジスタ16e,16fを有し、商用交流電源18から供給される電力を第1および第2の発光モジュール31,32に供給している。このうちICコントローラ16dおよびトランジスタ16e,16fにより、DC/DCコンバータ16gが構成されている。また、ICコントローラ16dは、照明用光源1の外部に設けられた操作部19と有線または無線で接続されており、操作部19からの点灯、消灯および調光の指示に応じて第1および第2の発光モジュール31,32を点灯制御する。第1および第2の発光モジュール31,32は、互いに並列に接続されており、これらに流れる電流は、ICコントローラ16dおよびトランジスタ16e,16fにより個別に制御されている。第1の発光モジュール31を点灯制御する第1点灯手段は、ICコントローラ16dのトランジスタ16eを制御する機能部およびトランジスタ16e等により構成され、第2の発光モジュール32を点灯制御する第2点灯手段は、ICコントローラ16dのトランジスタ16fを制御する機能部およびトランジスタ16f等により構成される。トランジスタ16e,16fの制御とは、各トランジスタに流れる電流をオン・オフすることである。また、第1の発光モジュール31の調光レベルを調節する第1調光手段は、ICコントローラ16dのトランジスタ16eを制御する機能部およびトランジスタ16e等により構成され、第2の発光モジュール32の調光レベルを調節する第2調光手段は、ICコントローラ16dのトランジスタ16fを制御する機能部およびトランジスタ16f等により構成される。調光におけるトランジスタ16e,16fの制御とは、各トランジスタに流れる電流を変更することである。
図8に示すように、点灯パターン40は、第1および第2の発光モジュール31,32における点灯状態の組合せからなるパターン1〜9を有している。図8では、各発光モジュール31,32が点灯された状態が“○”印で示され、各発光モジュール31,32が消灯された状態が“×”印で示されている。また、各発光モジュール31,32が点灯された状態において調光レベルが二段階で調節でき、光の明るさの強い状態が“調光レベル1”として、逆に弱い状態が“調光レベル2”として示されている。この二段階の調光レベルは、ICコントローラ16dにより調節される。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態である反射鏡付き照明器具について説明する。
<概略構成>
図9は、反射鏡付き照明器具301の構成を示す断面図である。
この照明用光源2における基本構成は、第1の実施形態の照明用光源1と同様であり、異なる点は、照明用光源2が光を拡散させるグローブを備えていない点である。したがって、照明用光源2は、第1および第2ヒートシンク部材21,22、ならびに第1および第2の発光モジュール31,32を備え、照明用光源1と同様、従来のLEDを用いた照明用光源よりも、白熱電球の配光により近い配光角を有するものである。なお、図2および図3に示す照明用光源1と同じ構成要素については、簡単のため、同じ符号で示し、その説明を省略する。
以下に、反射鏡310と光漏洩部313の構成について詳しく説明する。
<反射鏡および光漏洩部の構成>
反射鏡310は、図9に示すように、椀状からなり、基部311aが第1ヒートシンク部材21に固着され、第1および第2の発光モジュール31,32と、第2ヒートシンク部材22とが、反射鏡310内に配置されている。反射鏡310の開口部311dには、透光性の保護カバー318が取着されている。
基体311は、第2ヒートシンク部材22の第2上面22aを延長して得られる面を仮想平面Pとした場合に、仮想平面Pと第1ヒートシンク部材21との間の後方領域311bと、仮想平面Pと開口部311dとの間の前方領域311cとを有している。なお、基部311aは、後方領域311bに含まれている。
<発光モジュールと反射鏡との関係>
このように構成された反射鏡310では、第1および第2の発光モジュール31,32から出射された光の一部(図9の矢印L4)が、光反射面320で反射されて反射鏡付き照明器具301の前方に出射される(矢印L5)。また、第1の発光モジュール31から出射された光の一部(矢印L1)は、第2ヒートシンク部材22の光反射面23で反射して、光漏洩部313に入射する(矢印L2)。この光漏洩部313に入射した光のうち、赤色の光は、光漏洩部313を透過し、反射鏡付き照明器具301の側方および後方の角度に出射する(矢印L6)。この光漏洩部313を透過する赤色の光が漏れ光である。赤色以外の光は、光漏洩部313(光反射面320)で反射されて、反射鏡付き照明器具301の前方に出射される(矢印L7)。なお、図9では、光反射面320における入射、反射光(矢印L4,L5)、光反射面23における入射、反射光(矢印L1,L2)および光漏洩部313における透過、反射光(矢印L6,L7)を、分かり易くするため模式的に示している。
[第3の実施形態]
<概略構成>
図10は、本発明の第3の実施形態に係る反射鏡付き照明器具401の構成を示す一部断面を含む側面図である。
<反射鏡および光漏洩部の構成>
反射鏡410は、複数の光漏洩部413を有する椀状の基体411と、シート状の赤色フィルタX3とで構成されている。基体411は、金属製からなり、基部411aが第1ヒートシンク部材21に固着され、第1および第2の発光モジュール31,32と、第2ヒートシンク部材22とが、反射鏡410内に配置されている。
<発光モジュールと反射鏡との関係>
このように構成された反射鏡410では、第1の発光モジュール31から出射された光の一部(図10の矢印L1)が、第2ヒートシンク部材22の光反射面23で反射して、基体411の後方領域411bに入射する(矢印L2)。後方領域411bの各光漏洩部413に入射する光のうち、赤色の光は、赤色フィルタX3および各光漏洩部413を透過し、反射鏡付き照明器具401の側方および後方の角度に出射する(矢印L8)。この各光漏洩部413を透過する赤色の光が漏れ光である。各光漏洩部413に入射する赤色以外の光は赤色フィルタX3で吸収される。後方領域411bにおける各光漏洩部413を除く領域に入射する光は、光反射面420で反射されて、反射鏡付き照明器具401の前方に出射される(矢印L9)。なお、図10においても、光反射面23における入射、反射光(矢印L1,L2)、光漏洩部413における透過光(矢印L8)および基体411の後方領域411bにおける反射光(矢印L9)を、分かり易くするため模式的に示している。
[変形例]
次に、上記実施形態の変形例について説明する。なお、上記実施形態における照明用光源1と同様の構成要素には同一の符号を付し、簡単のためそれらの説明を省略している。
<1>逆円錐台状の第2ヒートシンク部材は、上記実施形態の構成に限定するものではなく、例えば、図11に示す第2ヒートシンク部材82のように、側面82cが、第2下面82b側端部から第2上面82a側端部に向かうに従い径方向外側に漸次張り出す曲線状からなる構成としてもよい。また、側面82cは、第2下面22b側端部と第2上面22a側端部とを結ぶ直線よりも内方に凹む形状であり、光を反射する光反射面83を構成している。この第2ヒートシンク部材82を上方から垂直方向に投影することにより、第1ヒートシンク部材21の第1上面21aに投影域84が得られ、この投影域84内に、第1発光部34の径方向内側の領域が存在している。このように光反射面83を前記曲線状に傾斜させることによって、光反射面83による反射光を照明用光源の側方および後方の角度且つ特定の方向に集中して出射させ、当該特定の方向をより明るく照明することができる。なお、本変形例は、図11に示すようなグローブを備えた照明用光源に限定されるものではなく、反射鏡付き照明器具における照明用光源にも適用することができる。
<2>第1ヒートシンク部材は、上記実施形態の構成に限定するものではなく、例えば、図12に示す第1ヒートシンク部材101のように、第1上面101aが平坦な中央部分と、テーパ状に形成された周辺部分とからなる構成としてもよい。この場合には、第1上面101aにおいて、中央部分に第2ヒートシンク部材102を、周辺部分に円錐面状に形成された第1の発光モジュール111をそれぞれ配置することができる。また、第2ヒートシンク部材102の側面102cが光反射面103を構成している。この第2ヒートシンク部材102を上方から垂直方向に投影することにより、第1ヒートシンク部材101の第1上面101aに投影域104が得られ、この投影域104内に第1の発光モジュール111の第1発光部114の径方向内側の領域が存在している。つまり、第1発光部114の上面で構成される円錐面状の発光面のうち径方向内側の領域(内縁部)が投影域104内に存在している。
<3>また、第2ヒートシンク部材は、逆円錐台状の形状に限定されるものではなく、逆多角錐台状の形状を用いることができる。例えば、図13に示すように、逆四角錐台状の形状からなる第2ヒートシンク部材122としてもよい。この場合には、第2ヒートシンク部材122の形状に合わせて、四角環状に形成された第1の発光モジュール131を用いることができる。また、第2ヒートシンク部材122の4つの側面122cがそれぞれ光を反射する光反射面123を構成している。この第2ヒートシンク部材122を上方から垂直方向に投影することにより、第1ヒートシンク部材21の第1上面21aに投影域124が得られる。そして、この投影域124内に、第1の発光モジュール131の第1発光部134における少なくとも一部の領域が存在している限り、第1発光部134からの出射光の一部を、光反射面123に反射させて、照明用光源の側方および後方の角度に出射させることができる。本変形例では、第1の発光モジュール131が、第1発光部134の上面で構成される四角環状の発光面を有し、この発光面の内側の領域(内縁部)が投影域124内に存在している。
<4>さらに、図14に示す第2ヒートシンク部材142のように、逆円錐台状の部材を2段積み重ねた形状からなる構成としてもよい。この第2ヒートシンク部材142は、上段部143と、下段部145とを有し、上段部143の上面143aに四角形の第2の発光モジュール152が、下段部145の上面145aに円環状の第3の発光モジュール153がそれぞれ配置されている。そして、第1ヒートシンク部材21の第1上面21aに第1の発光モジュール31が配置されている。また、上段部143の側面143cが光反射面144を、下段部145の側面145cが光反射面146をそれぞれ構成している。上段部143を上方から垂直方向に投影することにより、下段部145の上面145aに投影域147が得られる。また同様に、下段部145を投影することにより、第1ヒートシンク部材21の第1上面21aに投影域148が得られる。そして、投影域147内に、第3の発光モジュール153の径方向内側の領域が存在し、投影域148内に、第1の発光モジュール31の径方向内側の領域が存在している。
<5>また、図15は、第2ヒートシンク部材の他の変形例を示す模式図である。この図15では、第1ヒートシンク部材200と、第2ヒートシンク部材201〜205とが示されており、他の構成要素は、簡単のため省略されている。
<6>また、上記実施形態では、第1の発光モジュール31が、円環状の1つの発光モジュールからなるが、複数の発光モジュールからなる構成としてもよい。この場合、これら複数の発光モジュールを、投影域24の周方向に沿って所定間隔おきに配置し、且つ当該投影域24内に前記複数の発光モジュールの少なくとも一部が存在する状態で配置することによって、上記実施形態における第1の発光モジュール31と同様の効果を得ることができる。このように、本変形例では、円環状の発光モジュールを特別に製造する必要がないので、上記実施形態における第1の発光モジュール31と比べて、発光モジュールの製造が容易になる。
<7>さらに、上記実施形態では、第2の発光モジュール32は四角形状であるが、第2の発光モジュール32の第2上面22aの面形状に合わせて、第2の発光モジュールを円形状に形成してもよい。この場合、第2ヒートシンク部材22の第2上面22a上全体に第2の発光モジュールを配置することができ、第2上面22aにおける第2の発光モジュールが配置されていない領域が無くなるので、明るさムラのより少ない照明とすることができる。
<8>また、上記実施形態では、第2の発光モジュール32は1つの発光モジュールからなるが、第2の発光モジュールが複数の発光モジュールからなる構成としてもよい。この場合には、第2ヒートシンク部材22の第2上面22a上において、前記各発光モジュールを、当該第2上面22aの面形状に合わせて並べて配置することにより、第2上面22aにおける第2の発光モジュールが配置されていない領域を削減することができる。このため、第2上面22aの面形状に合わせて特別に第2の発光モジュールを製造しなくても、明るさムラのより少ない照明とすることができる。
<9>上記実施形態では、各発光部34,36は、発光素子としての青色LEDと、波長変換材料としての黄色蛍光体材料とを組み合わせたものであるが、これに限らない。例えば、紫外線発光ダイオードと三原色(赤色、緑色、青色)を発光する各蛍光体とを組み合わせたものも利用可能である。また、発光トランジスタや有機EL(ElectroLuminescence)を利用してもよい。さらに、波長変換材料として半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を利用してもよい。
<10>第2および第3の実施形態では、反射鏡に光漏洩部が設けられた構成を示したが、照明器具の仕様または用途において漏れ光が不要な場合には、反射鏡に光漏洩部を設けない構成とすることができる。
<11>第2および第3の実施形態では、反射鏡付きハロゲン電球における漏れ光の色合いに近づけるため、赤色フィルタ膜またはシート状の赤色フィルタを用いて、赤味がかった漏れ光を発生させる構成としているが、漏れ光の色合いを限定するものではない。カラーフィルタの構成は、照明器具の仕様または用途に合わせて、適宜選択することができる。
<12>第2および第3の実施形態において、反射鏡の基体が、透明ガラス材料、または金属製からなる構成を示したが、反射鏡における基体の材料等の構成は、照明器具の仕様または用途に合わせて適宜選択することができる。例えば、基体において、光漏洩部を構成する部分には透光部材を用い、光漏洩部以外の部分には反射部材を用いた構成としてもよい。透光部材として、ガラス、セラミックおよび樹脂のうちいずれかの透光性材料、またはこれらの組合せを、反射部材として、金属、非透光性セラミック等を用いることができる。
<13>第2の実施形態における光漏洩部に、光拡散処理を施した構成としてもよい。光拡散処理を施すことにより、漏れ光を明るさムラの無い均一にして出射させることができる。
<14>図16には、変形例の一例として、照明器具における漏れ光を積極的に増やすために、反射鏡510に加え、さらに副反射鏡530を備えた反射鏡付き照明器具501が示されている。
<15>また、本発明の反射鏡付き照明器具は、照明用光源1のようなグローブを備えた照明用光源と、反射鏡とを備えた構成とすることもできる。
11 ケース
12 E型口金
13 点灯回路
14 グローブ
15 回路基板
16 電子部品
17 収容室
21,101 第1ヒートシンク部材
21a,101a 第1上面
22,82,102,122,142 第2ヒートシンク部材
22a,82a 第2上面
22c,82c,102c,122c,143c,145c 側面
23,83,103,123,144,146 光反射面
24,84,104,124,147,148 投影域
31,111,131 第1の発光モジュール
32,152 第2の発光モジュール
33,113,133 第1実装基板
34,114,134 第1発光部
35 第2実装基板
36 第2発光部
143,145 逆円錐台部
143a,145a 上面
153 第3の発光モジュール
301,401 反射鏡付き照明器具
310,410 反射鏡
311,411 基体
313,413 光漏洩部
320,420 光反射面
F1,F2 焦点
X1 反射膜
X2 赤色フィルタ膜
X3 赤色フィルタ
Claims (4)
- 基台に複数の発光モジュールが搭載された照明用光源と、
凹面状の内面を有する反射鏡とを備えた反射鏡付き照明器具であって、
前記基台は、第1基台部と、この第1基台部の上面の一部の領域から逆錐台状に突出している第2基台部とから構成され、
前記複数の発光モジュールは、前記第1基台部の上面に配置された少なくとも1つの第1の発光モジュールと、前記第2基台部の上面に配置された少なくとも1つの第2の発光モジュールとから構成され、
前記第2基台部を上方から前記第1基台部へ投影した場合において、その投影域内に前記第1の発光モジュールの発光面の少なくとも一部が存在し、
前記第2基台部の側面が、光反射面を構成していて、
前記反射鏡内に、前記第1および第2の発光モジュールが存するように、前記反射鏡が前記基台に取り付けられ、
前記反射鏡には、反射鏡外部に光を漏らす光漏洩部が設けられ、
前記光漏洩部が、前記反射鏡において、前記第2基台部の上面を延長して得られる仮想平面よりも前記基台に取り付けられた基部側に配されている
ことを特徴とする反射鏡付き照明器具。 - 前記光漏洩部が、ガラス、セラミックおよび樹脂のうちのいずれかの透光性材料、またはこれらの組み合わせで構成されてなる
ことを特徴とする請求項1に記載の反射鏡付き照明器具。 - 前記光漏洩部にカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の反射鏡付き照明器具。 - 前記カラーフィルタが、赤色フィルタである
ことを特徴とする請求項3に記載の反射鏡付き照明器具。
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