JP2011253694A - Led lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED光源から出射する光をリフレクタによって反射させて照明に供するLED照明装置に関するものである。 The present invention relates to an LED lighting device for irradiating light emitted from an LED light source by reflecting it with a reflector.
例えばスポットライト等の照明装置の光源として、近年は従来の白熱電球や蛍光灯等に代えて消費電力が低くて耐久性の高いLED光源が使用される傾向にあるが、LED光源は、点灯駆動時に出射する光の輝度が高い反面、照明装置の光源として用いるには照度が低いという欠点を有している。 For example, as a light source for an illumination device such as a spotlight, an LED light source with low power consumption and high durability has recently been used in place of conventional incandescent bulbs and fluorescent lamps. While the brightness of the emitted light is sometimes high, it has a disadvantage that the illuminance is low when used as a light source of a lighting device.
そこで、特許文献1には、複数のLED(発光ダイオード)を白色の基板上に配置するとともに、そのうちの1つをリフレクタ(鏡面部)の光軸上に配置することによって照度を高めたライトが提案されている。
Therefore,
ところが、特許文献1において提案されたライトにおいては、リフレクタ(鏡面部)の反射面が1枚で構成されているため、LED特有の色ムラや照度ムラが生じるという問題がある。具体的には、LEDが有する光学特性から、図12に示すような構成のLED光源2であれば、光軸に対して直交に近い角度方向に出射する光ほど蛍光体2b内を通過する光路長が長いために黄色に近い光となる。尚、図12において、2aはLEDチップである。
However, in the light proposed in
又、ライトの照度向上策として、各LED光源に対してリフレクタが配置されていないため、制御可能な光が少なく、結果としてロスが多いという問題がある。そして、複数のLEDを使用すると、影が多重になってしまうという問題もある。 In addition, as a measure for improving the illuminance of the light, there is a problem that since there is no reflector for each LED light source, there is little controllable light, resulting in a large loss. In addition, when a plurality of LEDs are used, there is a problem that shadows are multiplexed.
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、色ムラや照度ムラの問題を解決し、ロスが少なく効率の高いLED照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to solve the problems of color unevenness and illuminance unevenness, and to provide an LED lighting device with low loss and high efficiency.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、少なくとも1つのLED光源と、該LED光源から出射する光を反射させるリフレクタを備えるLED照明装置において、前記リフレクタの反射面を、複数の凸曲面で構成するとともに、前記LED光源を囲んで該LED光源からの光出射方向に広がる回転曲面状に形成し、その寸法をLED光源からの光が各凸曲面で1回だけ反射するよう設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記複数の凸曲面を曲率が異なる球面の一部で構成したことを特徴とする。 A second aspect of the invention is characterized in that, in the first aspect of the invention, the plurality of convex curved surfaces are constituted by a part of spherical surfaces having different curvatures.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記複数の凸曲面の曲率半径を前記LED光源から遠ざかるに連れて大きく設定したことを特徴とする。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the radius of curvature of the plurality of convex curved surfaces is set larger as the distance from the LED light source is increased.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、前記LED光源を複数備え、前記リフレクタの反射面の正面視における外縁を、各LED光源を中心とする複数の円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた形状としたことを特徴とする。
The invention according to
請求項1及び2記載の発明によれば、リフレクタの反射面を複数の凸曲面、例えば曲率が異なる球面の一部で構成したため、複数の凸曲面で反射する光を或る範囲内で散らし、光軸上の光からこれに直交する方向の光までを混ぜ合わせることによって、LEDの光学特性に起因して従来発生していた色ムラや照度ムラの問題を解決することができる。又、LED光源からの光はリフレクタの反射面の各凸曲面で1回だけ反射し、リフレクタの反射面で再び反射することがないため、光のロスが低く抑えられ、光の利用効率が高められて当該LED照明装置の照度が高められる。 According to the first and second aspects of the present invention, since the reflecting surface of the reflector is composed of a plurality of convex curved surfaces, for example, a part of spherical surfaces having different curvatures, the light reflected by the plurality of convex curved surfaces is scattered within a certain range. By mixing light on the optical axis to light in a direction perpendicular thereto, the problems of color unevenness and illuminance unevenness that have conventionally occurred due to the optical characteristics of the LED can be solved. In addition, the light from the LED light source is reflected only once on each convex curved surface of the reflecting surface of the reflector and is not reflected again on the reflecting surface of the reflector, so that the loss of light is kept low and the light utilization efficiency is increased. As a result, the illuminance of the LED illumination device is increased.
請求項3記載の発明によれば、リフレクタの反射面に形成された複数の凸曲面の曲率半径をLED光源から遠ざかるに連れて大きく設定したため、色ムラや照度ムラの発生を一層効果的に防ぐことができる。 According to the third aspect of the present invention, since the curvature radii of the plurality of convex curved surfaces formed on the reflecting surface of the reflector are set larger as the distance from the LED light source is increased, the occurrence of uneven color and uneven illumination is more effectively prevented. be able to.
請求項4記載の発明によれば、複数のLED光源に対してそれぞれ設けられたリフレクタの反射面の正面視における外縁を、各LED光源を中心とする複数の円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた形状としたため、LED光源の照度向上による色ムラや照度ムラの発生を抑えつつ、多重影の問題も同時に解決することができる。
According to invention of
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1に係るLED照明装置の斜視図、図2は同LED照明装置の正面図、図3は同LED照明装置の側面図、図4(a)はリフレクタの斜視図、図4(b)は同リフレクタの一部を示す斜視図、図5〜図8はリフレクタでの光の反射を示す側断面図である。
<
1 is a perspective view of an LED illumination device according to
本実施の形態に係るLED照明装置1は、光源として単一のLED光源2を備えるスポットライトであって、図1〜図3に示すように、有底筒状のハウジング3には円形ドーム状のリフレクタ4が収容され、該リフレクタ4の表面は透明又は半透明な不図示のレンズによって覆われている。
The
上記リフレクタ4の中心部には円形に窪んだ反射面4Aが形成されており、この反射面4Aの底部中央には1つの前記LED光源2が配置されている。又、リフレクタ4の反射面4Aの周囲にはリング状の凸曲面を成す装飾部4Bが形成されている。本実施の形態では、リフレクタ4の全体は樹脂にて一体成形され、その表面に塗装やアルミ蒸着等の反射処理が施されている。尚、リフレクタ4を反射率の高い金属で一体成形しても良い。
A
ここで、リフレクタ4の反射面4Aは、LED光源2を囲んで該LED光源2からの光出射方向に沿って広がるLED光源2の光軸を中心軸とした回転曲面(例えば回転楕円面)で構成されており、図4(a)に示すように、反射面4Aには球面の一部で構成された多数の微小な凸曲面4aが形成されている。具体的には、図4(b)に示すような上下方向に放射状に延びる帯状反射体4A−1を図4(a)に示すように周方向に複数配置することによってテーパ状の回転曲面から成る反射面4Aが形成されており、各帯状反射体4A−1を構成する複数の凸曲面4aは、その曲率半径がLED光源2から遠ざかるに連れて(つまり、上方に向かうに従って)大きく設定されている。尚、本実施の形態では、リフレクタ4の反射面4Aに曲率半径が異なる複数の凸曲面4aを形成したが、全ての凸曲面4aを同じ曲率半径の球面の一部又は他の曲面で構成しても良い。
Here, the reflecting
以上のように構成されたLED照明装置1において、LED光源2に給電がなされると、該LED光源2のLEDチップ2a(図12参照)が発光するが、その光は、リフレクタ4の反射面4Aで反射し、不図示のレンズを通過して前方(図2の手前側、図5〜図8の上方)へと出射して前方の照明に供される。
In the
ここで、リフレクタ4の反射面4Aの各領域において光が反射する様子を図5〜図8にそれぞれ示すが、本実施の形態では、反射面4Aに多数の微小な凸曲面4aを形成したため、多数の凸曲面4aで反射する光を或る範囲内で散らすことができ、光軸上の光からこれに直交する方向の光までを混ぜ合わせることによって、LEDの光学特性に起因して従来発生していた色ムラや照度ムラの問題を解決することができる。特に、本実施の形態では、複数の凸曲面4aの曲率半径をLED光源2から遠ざかるに連れて大きく設定したため、色ムラや照度ムラの発生を一層効果的に防ぐことができる。
Here, how light is reflected in each region of the reflecting
又、本実施の形態では、リフレクタ4の反射面4Aの寸法(図8に示す最大径X1と最小径X2及び高さY)をLED光源2から光が各凸曲面4aで1回だけ反射するよう設定している。例えば、図8に示すように、光軸に対して最大角度θで反射する光であっても反射面4Aで再度反射することがないよう該反射面4Aの寸法が設定されている。このようにLED光源2から光はリフレクタ4の反射面4Aの各凸曲面4aで1回だけ反射し、リフレクタ4の反射面4Aで再び反射することがないため、光のロスが低く抑えられ、光の利用効率が高められて当該LED照明装置1の照度が高められる。
Further, in the present embodiment, the light from the LED
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2を図9〜図11に基づいて説明する。
<
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図9は実施の形態2に係るLED照明装置の斜視図、図10は同LED照明装置の正面図、図11は同LED照明装置の側面図であり、これらの図においては図1〜図8に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
9 is a perspective view of the LED illumination device according to
本実施の形態に係るLED照明装置1’においては、光源として3つのLED光源2が使用され、リフレクタ4に各LED光源2に対して前記実施の形態1と同様の反射面4Aがそれぞれ形成されている。そして、リフレクタ4の各反射面4Aの正面視における外縁は、各LED光源2を中心とする円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた花弁状の形状とされている。
In the
而して、本実施の形態に係るLED照明装置1’によっても前記実施の形態1に係るLED照明装置1によって得られたと同様の効果が得られるが、リフレクタ4の3つの反射面4Aの正面視における外縁を、各LED光源2を中心とする円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた花弁状の形状としたため、多重影の問題を解決することができるという効果が得られる。
Thus, the
尚、以上は本発明をスポットライトに適用した形態について説明したが、本発明は、LED光源の数に関わらず他の任意のLED照明装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。 Although the present invention has been described with respect to a form in which the present invention is applied to a spotlight, the present invention can be similarly applied to any other LED illumination device regardless of the number of LED light sources. is there.
1,1’ LED照明装置
2 LED光源
3 ハウジング
4 リフレクタ
4A リフレクタの反射面
4A−1 反射面の帯状反射体
4a 反射面の凸曲面
4B リフレクタの装飾部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記リフレクタの反射面を、複数の凸曲面で構成するとともに、前記LED光源を囲んで該LED光源からの光出射方向に広がる回転曲面状に形成し、その寸法をLED光源からの光が各凸曲面で1回だけ反射するよう設定したことを特徴とするLED照明装置。 In an LED lighting device comprising at least one LED light source and a reflector that reflects light emitted from the LED light source,
The reflecting surface of the reflector is composed of a plurality of convex curved surfaces, and is formed into a rotating curved surface that surrounds the LED light source and spreads in the direction of light emission from the LED light source. An LED lighting device that is set to reflect only once on a curved surface.
A plurality of the LED light sources are provided, and an outer edge in a front view of the reflecting surface of the reflector is formed in a shape in which a portion overlapping with an adjacent circumference is removed from a plurality of circumferences around each LED light source. The LED lighting device according to claim 1.
Priority Applications (1)
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