JP2012079445A - Lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、効率良く光を利用できる照明器具に関するものである。 The present invention relates to a lighting fixture that can efficiently use light.
従来から、反射板等を利用して光源からの光を高効率に利用するための照明器具が数多く発明されてきた。さらに近年では、店舗や美術館、博物館などで様々な大きさの対象物に光を効率的に照射するため、光を照射する対象に応じて配光を制御できる照明器具も発明されている。例えば、特開2008−125412号公報(特許文献1)に示されるような照明装置は、略桶形状の反射板の端部を変形でき、植物に対する配光を自在かつ容易に調節可能なものである。これにより、効率的に光を植物に照射することができる。 Conventionally, many lighting fixtures for utilizing light from a light source with high efficiency using a reflector or the like have been invented. Furthermore, in recent years, in order to efficiently irradiate light of objects of various sizes at stores, art galleries, museums, etc., lighting fixtures that can control light distribution according to the light irradiation object have been invented. For example, an illuminating device as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-125212 (Patent Document 1) can deform an end portion of a substantially bowl-shaped reflector, and can freely and easily adjust light distribution to a plant. is there. Thereby, a plant can be efficiently irradiated with light.
しかしながら、上記特許文献1に示された従来の照明器具には、反射板で光を反射する際に反射ロスが生じるという問題が存在する。
However, the conventional lighting device disclosed in
本願発明は、このような従来の課題を解決するものであり、反射板を用いたものよりも効率の良い照明器具を提供することを目的としている。 This invention solves such a conventional subject, and it aims at providing the lighting fixture more efficient than what used the reflecting plate.
上記課題を解決するために、本願発明の照明器具は、光源と、光源前方に存在する透明物質体とを備え、この透明物質体の屈折率が透明物質体の外部空間に存在する物質の屈折率よりも大きく、光源から透明物質体に入射した光の一部を透明物質体の周部と外部空間との境界で全反射させて進行方向を全反射前よりも前方内向きに変えることによって照射範囲を狭めることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a lighting apparatus of the present invention includes a light source and a transparent material body that exists in front of the light source, and the refractive index of the transparent material body is a refractive material that is present in the external space of the transparent material body. By changing the traveling direction to be inward and forward than before the total reflection, a part of the light incident on the transparent material body from the light source is totally reflected at the boundary between the periphery of the transparent material body and the external space. It is characterized by narrowing the irradiation range.
この透明物質体が、光源を頂部に備える透明な笠と頂部ではない側の笠の端部開口を覆う透明パネルとを備える外部構造と、外部構造の内部空間を満たす気体以外の透明な物質と、を有して構成されており、笠と気体以外の透明な物質とが略同等の屈折率を持ち、この屈折率が笠を覆う外部空間に存在する物質の屈折率よりも大きく、笠と外部空間との境界で光源からの光の一部を全反射させる照明器具であることが好ましい。 The transparent material body includes an external structure including a transparent shade provided with a light source at the top and a transparent panel covering an end opening of the shade that is not on the top, and a transparent material other than gas that fills the internal space of the external structure; , And the transparent material other than gas has substantially the same refractive index, and this refractive index is larger than the refractive index of the substance existing in the external space covering the shade, It is preferable that it is a lighting fixture which totally reflects a part of light from a light source in the boundary with external space.
笠は伸縮性を有し、笠内部の気体以外の透明な物質が液体であって、笠を変形させることで全反射における反射面の角度を調節する照明器具であるほうがよい。 The shade is stretchable, and a transparent substance other than the gas inside the shade is a liquid, and it is better to be a lighting fixture that adjusts the angle of the reflection surface in total reflection by deforming the shade.
さらに、内部の液体の量を変化させて笠の形状を変えることにより、全反射における反射面の角度を調節する照明器具であってもよい。 Furthermore, it may be a luminaire that adjusts the angle of the reflecting surface in total reflection by changing the shape of the shade by changing the amount of liquid inside.
また、光源と透明パネルとの間隔を変化させて笠の形状を変えることにより、全反射における反射面の角度を調節する照明器具であってもよい。 Moreover, the lighting fixture which adjusts the angle of the reflective surface in total reflection by changing the space | gap shape by changing the space | interval of a light source and a transparent panel may be sufficient.
本願発明の照明器具は、反射板を用いたものよりも高効率に光を利用できる。 The lighting fixture of the present invention can use light with higher efficiency than that using a reflector.
以下、本願発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
<実施形態1>
本願発明の第一の実施形態を図1に示す。この照明器具は、光源1と、光源1前方に存在する透明物質体2とを備え、透明物質体2の屈折率が透明物質体2の外部空間3に存在する物質の屈折率よりも大きく、光源1から透明物質体2に入射した光の一部を透明物質体2の周部と外部空間3との境界で全反射させて進行方向を全反射前よりも前方内向きに変えることによって照射範囲を狭めることを特徴とするものである。また、この透明物質体2は、光源1を頂部に備える透明な笠4と頂部ではない側の笠4の端部開口を覆う透明パネル5とを備える外部構造と、外部構造の内部空間6を満たす気体以外の透明な物質と、を有して構成されており、笠4と気体以外の透明な物質とが略同等の屈折率を持ち、この屈折率が笠4を覆う外部空間3に存在する物質の屈折率よりも大きく、笠4と外部空間3との境界で光源1からの光の一部を全反射させることを特徴とする。さらに、笠4が伸縮性を有し、気体以外の透明な物質が透明液体7であり、笠4を変形させることで全反射における反射面の角度を調節することを特徴とし、内部空間6を満たす透明液体7の量を変化させて笠4の形状を変えることにより、全反射における反射面の角度を調節する照明器具である。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
<
A first embodiment of the present invention is shown in FIG. This luminaire includes a
以下、本実施形態の照明器具を具体的に説明する。この照明器具は、表面実装型LEDの光源1が実装されたエポキシ樹脂のプリント配線基板8が上部内側に取り付けられ、開放された下面がアクリル樹脂製の平らな透明パネル5で閉じられた筐体9に囲まれている。上記笠4にあたる、シリコン樹脂を主原料とした透明ゴム4が、筐体9の内部で透明パネル5と基板8に両端を連結されるようにして取り付けられており、基板8、透明パネル5、透明ゴム4で囲まれた内部空間6は透明液体7である水によって満たされている。基板8の、光源1の周辺は、給電部に透明液体7が接触しないようエポキシ樹脂製透明封止材10で保護されている。また、筐体9の外部には内部空間6に透明液体7を出し入れするためのポンプ11が取り付けられており、ポンプ11には、筐体9と透明ゴム4を貫通して内部空間6へと至るパイプ12が備わっている。透明ゴム4の周りを囲む外部空間3は空気で満たされている。この外部空間3は、筐体9内部の、透明ゴム4で分けられた空間のうち内部空間6でないほうの空間である。このとき、透明ゴム4は、透明ゴム4と外部空間3との境界面上のどの点においても、光源1から最短経路で到達する光の入射角が臨界角以上になるような形状になっている。
Hereinafter, the lighting fixture of this embodiment is demonstrated concretely. In this lighting fixture, an epoxy resin printed
光源1から出た光は、透明封止材10から透明液体7を経て透明パネル5または透明ゴム4へと至る。それぞれの屈折率差が小さければ、透明封止材10と透明液体7との境界面、透明液体7と透明ゴム4との境界面での表面反射や屈折はほとんどなく、光は高効率に隣接する物体内部へ導かれる。透明パネル5へと至った光のほとんどは、照明器具の構成上透明パネル5と外部との境界面への入射角が小さいので全反射せず外部へ出て行く。一方、透明ゴム4へと至った光は、透明ゴム4と外部空間3との境界面への入射角が臨界角よりも大きいので全反射し、照明器具の前方へ進行方向を変えられて透明パネル5より外部へ出る。なお、透明ゴム4へ至った光が必ずしも全て全反射するわけではなく、屈折して外部空間へ出て行くものも存在し得る。
The light emitted from the
このように、本実施形態の照明器具は拡散しようとする光を照明器具の前方へ向けるのに全反射現象を用いる。光の制御に反射板や通常の照明用の笠を用いる従来の照明器具では、反射板や笠での反射率は必ず100%よりも小さくなるので反射ロスが生じる。それに対し、全反射となった場合の反射率は100%であるので、本実施形態の照明器具は従来のものより高効率に光を利用できる。 As described above, the luminaire of this embodiment uses the total reflection phenomenon to direct light to be diffused to the front of the luminaire. In conventional luminaires that use reflectors and ordinary light shades to control light, the reflectance at the reflectors and shades is always less than 100%, resulting in a loss of reflection. On the other hand, since the reflectance in the case of total reflection is 100%, the luminaire of this embodiment can use light with higher efficiency than the conventional one.
また、本実施形態では内部空間6を透明液体7で満たしているので、照明器具の熱容量が大きくなるため光源1の温度上昇を軽減することができる。そのほか、LEDパッケージを用いた従来照明器具に比べると高効率に光を利用できる。これは、こういった照明器具には内部保護のため透明パネルが前面に設けられていることが多く、その場合LEDパッケージと透明パネルとの間は通常空気で満たされているが、本実施形態ではこの空間を空気よりも屈折率が透明パネル5に近い液体で満たしたことにより、この空間から透明パネル5に光が入射するときの表面反射を少なくすることができるからである。
Moreover, in this embodiment, since the
さらに、透明液体7の内部空間6への注入及び内部空間6からの吸引をポンプ11で行うことにより、透明ゴム4にかかる圧力を変えて透明ゴム4の形状を変化させることができる。これについて以下で具体的に説明する。まず、透明液体7を注入して内部空間6における液体量を増やすことで、透明ゴム4にかかる圧力を上げることができる。この圧力が十分高ければ、図1(a)のように透明ゴム4の断面形状が略放物線状になり、図1(a)に破線で示すように光の照射範囲を狭く設定することができる。また、透明液体7を吸引して内部空間6における液体量を減らすことで透明ゴム4にかかる圧力を下げ、図1(b)のように透明ゴム4の断面形状を略台形円錐状にし、図1(b)に破線で示すように光の照射範囲を広く設定することができる。このように、ポンプ11を用いて内部空間6の透明液体7の量を調節することで照射範囲を微調節することが可能である。これにより、店舗、美術館、博物館などのように、光の照射対象の大きさが、まちまちであったり時間的に変わったりする場所でも、余分な範囲への照射を減らすことができ効率よく光を利用できる。またこのような場所では、対象物だけに光が当たるよう調節することによる演出効果も期待できる。従来の反射板等を用いた照明器具では、照射範囲の調節を行う方法として、複数枚の反射板を組み合わせるものや反射板を曲げたり伸ばしたりして変形させるものがある。しかし、前者は構造が複雑で高価になるなどの問題点があり、後者は曲げ伸ばしを繰り返すうちに反射板が疲労し、破壊してしまう可能性があるという問題がある。本実施形態はゴムを用いた単純な構造であるし、変形するのが透明ゴムでありゴム弾性を持つため、過大な負荷をかけなければ変形を繰り返すことによる疲労は反射板よりも少ない。
Furthermore, the shape of the
本実施形態では透明ゴム4の主原料をシリコン樹脂としているが、荷重を加えることにより変形し荷重を取り除くと元の形状に戻る、いわゆるゴム弾性を持つ物質であって、透明で、外部空間3との間で全反射が可能な屈折率を持つものであれば他の物質でもよい。
In this embodiment, the main raw material of the
透明ゴム4との境界で全反射が可能な屈折率を持っていれば、外部空間3を満たすものも空気でなくてもよい。
As long as it has a refractive index that allows total reflection at the boundary with the
透明封止材10についても、本実施形態ではアクリル樹脂を採用したが、例えばシリコン樹脂などのように、光源1の発熱に耐えうる程度の耐熱性を持ち、透明で、透明ゴム4との屈折率差の小さなものであれば他の物質でもよい。
As for the
また、内部空間6を満たす透明液体7として水を用いているが、透明ゴム4との屈折率差の小さな透明液体であれば水でなくてもよい。本実施形態のようにシリコン樹脂を主原料とした透明ゴムを用いる場合、この屈折率はおよそ1.4から1.53程度であるので、水の他に条件を満たす液体は、パラフィン油、ベンゼンなどが例として挙げられる。
Moreover, although water is used as the
これら透明ゴム4、透明封止材10、透明液体7の組み合わせとしては、それぞれの境界面における表面反射や屈折による方向変化を小さく抑えるために、屈折率差がおよそ0.2以下になるものが望ましい。
As a combination of the
透明パネル5はアクリル樹脂製としたが、これ以外でも、ポリカーボネードなどの透明樹脂やガラスなど透明なものであればよい。 The transparent panel 5 is made of acrylic resin, but other than this, any transparent resin such as polycarbonate or glass may be used.
なお、本実施形態は光源1としてエポキシ樹脂を使用したプリント配線基板8に取り付けられた表面実装型LEDを用いているが、基板はエポキシ樹脂を使用したプリント配線基板に限るものではなく、また、基板に取り付けられた表面実装型LEDではなく砲弾型LED、白熱球、蛍光灯など、他の光源を使っても構わない。
In addition, although this embodiment uses the surface mount type LED attached to the printed
透明液体7の量を変化させるのはポンプによらなければならないわけではなく、例えば水道圧によって注入を行うような他の方法でもよい。
<実施形態2>
図2、図3に、本願発明の実施形態2の照明器具を示す。この照明器具は実施形態1と同様に透明ゴム4による全反射を利用するものであり、実施形態1と略同一の構成を備えているので、共通の構成については説明を省略し特徴的な構成及び作用効果についてのみ説明する。
The amount of the
<
2 and 3 show a lighting fixture according to
本実施形態の照明器具は、光源1と透明パネル5との間隔を変化させて笠4の形状を変えることにより、全反射における反射面の角度を調節することを特徴としており、本実施形態の照明器具が実施形態1の照明器具と異なるところは、内部空間6における透明液体7の量を変えることによってではなく、光源1と透明パネル5との距離を変えることによって、透明ゴム4を変形させる点である。そのため、ポンプ11はなく、基板8はスクリュー付台13の下面略中央に取り付けられている。これにより、照明器具自体の可動部は増えるが、ポンプ等の外部機構なしに配光を調節可能である。実施形態1の筐体9は本実施形態では、底部が閉じられ外面にスクリューねじのおねじ部15が設けられた円筒体を基本構成とするスクリュー付台13と、内面にスクリューねじのめねじ部16が設けられた円筒体14と、にあたる。図3はこのスクリューねじに関する部分を抜き出したものである。
The lighting fixture of this embodiment is characterized by adjusting the angle of the reflecting surface in total reflection by changing the shape of the
基板8はスクリュー付台13下面に固定され、円筒体14を回してスクリューねじを締めたり弛めたりしたときに透明パネル5が一緒に回らないよう、透明パネル5は、円筒体14の内側で回転可能になるように円筒体14に取り付けられている。これにより、透明ゴム4を激しくねじれさせることなく、スクリューねじを回して光源1と透明パネル5との距離を変えることができる。内部空間6における透明液体7の量が変わらない状態で円筒体14を手動で回してスクリューねじを締め、光源1と透明パネル5との距離を短くすると、透明ゴム4にかかる圧力が高くなる。この圧力が十分高ければ図2(a)のように透明ゴム4の断面形状を略放物線状にすることができ、図2(a)に破線で示すように光の照射範囲を狭く設定することができる。逆に、円筒体14を手動で回してスクリューねじを弛め、光源1と透明パネル5との距離を長くすると、透明ゴム4にかかる圧力が低くなって図2(b)のように透明ゴム4の断面形状を略台形円錐状にすることができ、図2(b)に破線で示すように光の照射範囲を広く設定することができる。
The
万一内部空間6から透明液体7が漏れたとしても、スクリューの噛み合わせの隙間から照明器具外部への水漏れについては、図2のように光照射方向が重力方向と一致するように配置すれば問題ない。また、このように配置することで、透明液体7の圧力及び照明器具にかかる重力により噛み合わせの隙間が小さくなる。
Even if the
本実施形態では、基板8をスクリュー付台13に固定し透明パネル5を円筒体14の動きとは関係なく回転可能としたが、基板8と透明パネル5が相対的に回転することによる透明ゴム4のねじれを防ぐことができればよく、つまり、基板8と透明パネル5の少なくとも一方を、スクリュー付台13または円筒体14と一体に動かないようにすればよい。例えば、透明パネル5を円筒体14に固定し、スクリュー付台13に基板8を中央の一点で支持させてスクリュー付台13の動きとは関係なく回転可能にしてもよい。
In the present embodiment, the
また、スクリューねじを締めたり弛めたりするために円筒体14を手動で回すとしたが、スクリュー付台13を回すようにしてもよく、手動ではなく電動で回動させるようにしてもよい。
In addition, the
なお、光源1と透明パネル5との距離を変化させるのは、ねじによらなければならないわけではなく、例えば、光源1と透明パネル5との間をばねでつないでおき、ばねの弾性力に逆らって光源1と透明パネル5との距離を都合の良い長さに伸ばしストッパーを咬ませて固定するなど他の方法でもよい。
The distance between the
1 光源
2 透明物質体
3 外部空間
4 笠(透明ゴム)
5 透明パネル
6 内部空間
7 透明液体
1
5
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JP2010221181A JP2012079445A (en) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | Lighting fixture |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019070004A1 (en) * | 2017-10-04 | 2019-04-11 | Agc株式会社 | Glass plate construct |
KR102612710B1 (en) * | 2023-09-06 | 2023-12-13 | 주식회사 부력에너지 | LED module for plant cultivation with adjustable orientation angle |
-
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