JP2012084316A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト的に有利に円形状の発光面を構成することができるが照明器具を提供する。
【解決手段】本発明は、多角形状に形成され、外周部に光入射端面７２を有する導光板７と、基板６２に実装され、前記導光板７の前記光入射端面７２に出射光が入射するように配設された複数の発光素子６１と、前記導光板７の外周部より内側に形成された円形状の開口９１を有し、前記導光板の外周部を覆うカバー手段９２とを備える照明器具である。
【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、ＬＥＤ等の発光素子を光源として、導光板を用いて照明を行う照明器具に関する。

従来、一般住宅用の照明器具においては、外観形状が丸形や角形のものが用いられている。これら照明器具は、照明空間における適合性や使用者の好み等によって選択される。

近時、ＬＥＤの高出力化、高効率化及び普及化に伴い、光源としてＬＥＤを用いた屋内又は屋外で使用される長寿命化が期待できる照明器具が開発されている。この照明器具は、ＬＥＤを基板に複数実装して所定の光量を得るようにしたもので、例えば、天井面等に直接的に取付けられる、いわゆる直付タイプのベース照明として用いられている。

しかし、ＬＥＤから出射される光は指向性が強くグレアが生じやすく、また、輝度むらが発生しやすい。そこで、グレアを抑制し、発光面の均斉度の向上を図るため、導光板を用いて照明を行う新たな照明器具が開発されている。

導光板を用いて照明を行う照明器具は、導光板の外周部における光入射端面から発光素子の出射光を入射させて導光板を発光面として構成する。このような照明器具において、外観形状が丸形のものを構成する場合、一般的には、導光板も丸形、すなわち、円形状に形成して円形状の発光面を構成する。

特開２００９−２１２００号公報 特開２００９−２８３１９７号公報

しかしながら、上記のように導光板を円形状に形成した場合、円形状の導光板の外周部における光入射端面から発光素子の出射光を入射させる必要があるため、発光素子を円形状の外周部に沿うように配設しなければならない。

したがって、発光素子を実装する基板を例えば、フレキシブル基板等を用いて円形状や弧状に形成する必要があり、この場合、コスト的に高価になってしまう可能性がある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、コスト的に有利に円形状の発光面を構成することができるが照明器具を提供することを目的とする。

本発明の実施形態による照明器具は、多角形状に形成され、外周部に光入射端面を有する導光板と、基板に実装され、前記導光板の前記光入射端面に出射光が入射するように配設された複数の発光素子とを備えている。また、前記導光板の外周部より内側に形成された円形状の開口を有し、前記導光板の外周部を覆うカバー手段を備えている。

本発明の実施形態によれば、コスト的に有利に円形状の発光面を構成することができるが照明器具を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。 同照明器具を分解して示す斜視図である。 同器具本体を示す断面図である。 同器具本体を前面側から見て示す平面図である。 図３中、Ａ部を示す拡大図である。 同器具本体における導光板と基板の配置関係を示しており、１枚の基板を取り出して示す平面図である。 同器具本体における発光素子が実装された基板を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上側面図である。 同器具本体においてセードを取外し、前面側から見て示す平面図である。 図８において、カバー手段によって覆われる領域を示す平面図である。 同照明器具の天井面への取付状態を示す断面図である。 導光板の別の実施形態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図１乃至図１０を参照して説明する。各図においてリード線等による配線接続関係は省略して示している。なお、同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

本実施形態の照明器具は、器具取付面に設置された引掛けシーリングボディに取付けられて使用される形式であり、導光板を用いて例えば、室内の照明を行うものである。

図１乃至図４において、照明器具は、器具本体１と、器具取付面としての天井面Ｃに設置された引掛けシーリングボディＣｂに電気的かつ機械的に接続されるアダプタＡ（図２及び併せて図１０参照）と、赤外線リモコン送信器Ｒとを備えている。器具本体１は、図１に示すように丸形の円形状の外観に形成され、前面側を発光面、つまり、光の照射面とし、背面側を天井面Ｃへの取付面としている。

図２に代表して示すように、器具本体１は、点灯装置２と、反射板３と、シャーシ４と、アダプタガイド５と、光源部６と、導光板７と、補助部品ユニット８と、本体枠９と、中央カバー部材１０と、上カバー１１と、セード１２とを備えている。これら構成要素について順次説明する。

点灯装置２は、箱状のケース内に回路基板及びこの基板に実装された回路部品を収容して構成されており、アダプタＡを介して商用交流電源に接続されるようになっていて、この交流電源を受けて直流出力を生成するものである。したがって、点灯装置２は、後述する光源部６に電気的に接続されて、その直流出力を発光素子６１に供給し、発光素子６１を点灯制御するようになっている。この点灯装置２は、反射板３の背面側に位置して取付けられている（図３参照）。

反射板３は、放熱部材を兼用しているもので、放熱部材として機能する。反射板３は、熱伝導性を有するアルミニウム等の金属材料から略円形状に形成されており、円形状の浅皿状の凹部３１を有し、この凹部３１の各辺には外側に円形状に延出する取付片３２が形成されている。また、凹部３１の前面側は、反射面として構成されており、さらに、略中央部には、円形状の開口３３が形成されている。

シャーシ４は、冷間圧延鋼板等の金属材料から略円筒状に形成されており、一端側（図示上、下側）を開放し、この開放した各辺には外側に向かって水平方向に延出する鍔状の当接部４１が形成されている。また、他端側（図示上、上側）には、円形状の開口４２が形成されている。したがって、シャーシ４は、全体としては高さの低い略筒状をなしている。当接部４１は、導光板７の背面側に当接される部分であり、開口４２は、アダプタＡが挿通される部分である。シャーシ４の当接部４１は、導光板７を補強する機能を有している。

アダプタガイド５は、シャーシ４と同様に略円筒状に形成されていて、中央部にアダプタＡが挿通し、係合する係合口５１が設けられている。このアダプタガイド５は、その外周面がシャーシ４の内周面に接するように配設され取付けられている。

光源部６は、図２乃至図７に示すように、光源である発光素子６１が複数実装された複数の基板６２と、この基板６２が取付けられる取付部材としての取付板６３とから構成されている。なお、図４及び図６においては、取付板６３を省略し、導光板７と基板６２との配置関係を示し、さらに、図６では１枚の基板６２を取り出して示している。

基板６２は、図７に代表して示すように、横長の長方形状で両端が切欠かれた段状に形成されていて、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂の直線状の平板からなり、表面側には銅箔で形成された配線パターンが施されている。また、適宜レジスト層が施されるようになっている。なお、基板６２の材料は、絶縁材とする場合には、セラミックス材料又は合成樹脂材料を適用できる。さらに、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用してもよい。

発光素子６１は、ＬＥＤであり、表面実装型のＬＥＤパッケージである。このＬＥＤパッケージが基板６２の長手方向に沿って直線状に並べられて複数個、具体的には６個実装され配設されている。ＬＥＤパッケージは、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。

ＬＥＤチップは、赤色光、緑色光及び青色光を発光するものが用いられており、これら各色のＬＥＤチップのＬＥＤパッケージが基板６２に順に並べられて実装されている。つまり、１枚の基板６２には、赤色、緑色、青色、赤色、緑色、青色の発光色の順にＬＥＤパッケージが配設されている。これら発光色のＬＥＤパッケージを適宜その数を含めて選択点灯したり、流れる電流を調整したりすることにより、例えば、昼光色や電球色等の光色に変更することが可能になる。

なお、白色光を出射できるようにするために、青色光を発光する単一種の青色のＬＥＤチップを用いるようにしてもよい。この場合には、透光性樹脂には、蛍光体が混入されており、青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用される。

また、ＬＥＤは、ＬＥＤチップを直接基板６２に実装するようにしてもよく、さらに、砲弾型のＬＥＤを実装するようにしてもよく、実装方式や形式は、格別限定されるものではない。

取付板６３は、アルミニウムや亜鉛めっき鋼板等の熱伝導が良好な材料から作られており、横長で側面が略Ｃ型チャンネル形状に形成されている。この取付板６３の内側壁には、前記基板６２が、ねじ止め等によって、その裏面側が密着するように取付けられている。したがって、光源部６は、取付板６３に基板６２が取付けられてユニット化されている。

本実施形態では、主として図２、図４及び図６に示すように、このユニット化された光源部６が１０個用いられており、導光板７の各辺に対応して配設されるようになっている。

導光板７は、アクリル樹脂等の透過率の高い材料を用いて多角形状、具体的には、１０角形状の平板状に形成され、背面側は、光を拡散するため、レーザによって微細なＶ溝加工が施されている。さらに、導光板７の略中央部には、アダプタガイド５の外形と対応し、また、アダプタＡと対応するように円形の開口７１が形成されている。この導光板７の外周部である１０角形状の各辺、すなわち、側端面は、発光素子６１から出射される光が入射して導光板７内を進行する光入射端面７２として機能するようになっている。そして、導光板７は、前面側に面状の発光領域を有する発光面として構成される。

なお、導光板７には、背面側に多数の白色の反射ドットからなるドットパターンを印刷によって形成したもの、また、反射シートを設けたものや前面側に拡散シートを設けたものを適宜適用できる。

補助部品ユニット８は、図５に示すように、箱状のケース８１内にユニット基板８２及びこの基板８２に実装された複数の電気的補助部品を備えて構成されている。本実施形態における電気的補助部品は、赤外線リモコン信号受信部８４や照度センサ８５等である。

この補助部品ユニット８は、照明器具、すなわち、器具本体１の外周縁部、具体的には、本体枠９に配設される。したがって、導光板７の発光領域の外側に配設されるようになっている。このように構成された補助部品ユニット８は、複数の電気的補助部品が集中化して設けられていて、本体枠９に形成された開口部に嵌合され、ケースカバー８１ｂのフランジ８１ｂ１が係止されて、図示しない固定手段によって本体枠９に取付けられる。

本体枠９は、図２乃至図５に示すように、ＡＢＳ樹脂やポリカーボネート等の非透光性の合成樹脂から作られていて、略円形状のリング状であって前記導光板７が内周側に配設できるように、導光板７の外周の寸法より大きく形成されている。この本体枠９は、中央部に開口９１を有し、この開口９１から外周方向に延出する底壁９２と、この底壁９２から立設するように形成された側壁９３とから構成されている。換言すれば、底壁９２は、側壁９３の下端部から内側に向かって延出するように形成されている。この底壁９２は、後述するように、導光板７の外周部を覆うカバー手段として機能するようになっている。

底壁９２から立設するように形成された側壁９３は、外周側が円形状であり、内周側が１０角形状に形成されていて、この１０角形状の内周側には、各辺に沿って光源部６が配設され、さらに、光源部６に沿って導光板７の各辺、すなわち、光入射端面７２が対応して配置されるようになっている。

ここで、図４に代表して示すように、本体枠９の開口９１は、導光板７の外周部、つまり、光入射端面７２より内側に位置して形成されている。そのため、底壁９２によって導光板７の外周部及び発光素子６を含めた光源部６が覆われ、導光板７に開口９１によって円形状の発光面が形成される。
したがって、カバー手段としての底壁９２によって導光板７の外周部が覆われ、開口９１によって円形状の発光面が形成されることとなる。

本体枠９における底壁９２の一部には切欠き部が形成されており、この切欠き部には、補助部品ユニット８が配設され、また、前述のように、補助部品ユニット８が嵌合する開口部が形成されている。

中央カバー部材１０は、アクリル樹脂やポリカーボネート等の乳白色を呈する合成樹脂材料から略円盤状に形成されており、図示しない係脱手段によってアダプタガイド５に着脱自在に取付けられるようになっている。

なお、中央カバー部材１０は、その中央部に短円筒状の突出部１０ａを有していて、中央カバー部材１０が取付けられた状態では、突出部１０ａの外周端面と導光板７の円形の開口７１の内周端面とが対応して位置するようになっている。

上カバー１１は、リング状に形成され、外周に傾斜面を有して、本体枠９に対応してその上部側に配設されている。また、セード１２は、アクリル等の透光性で拡散性有する材料で形成されて導光板７の前面側を覆うように本体枠９の外周に取付けられている。セード１２は、浅皿状であり、その外周側には、赤外線リモコン信号受信部８４や照度センサ８５が露出する孔１２ａが形成されている。

アダプタＡは、図２及び図１０に示すように、天井面Ｃに設置された引掛けシーリングボディＣｂに、上面側に設けられた引掛刃によって電気的かつ機械的に接続されるもので略円筒状をなし、周壁の両側には一対の係止部Ａ1が、内蔵されたスプリングによって常時外周側へ突出するように設けられている。この係止部Ａ1は下面側に設けられたレバーを操作することにより没入するようになっている。また、このアダプタＡからは、前記点灯装置２へ接続する図示しない電源コードが導出されていて、点灯装置２とコネクタを介して接続されるようになっている。

赤外線リモコン送信器Ｒは、例えば、周波数３８ｋＨｚのパルス状の特定のコード化された赤外線リモコン制御信号を送信するもので、点灯用ボタン、消灯用ボタン、点灯色（発光色）切換え用ボタン等が設けられている。このリモコン送信器Ｒを補助部品ユニット８、すなわち、赤外線リモコン信号受信部８４に向けて操作することによって光源部６における発光素子６１の発光状態を切換えて制御を行うことができる。

上記のような照明器具の構成において、導光板７の光入射端面７２は、発光素子６１と対向して位置し、発光素子６１から出射される光が入射するようになっている。

また、図８に示すように、カバー手段としての底壁９２によって導光板７の外周部及び光源部６が覆われ、開口９１によって円形状の発光面が導光板７に形成されるようになる。したがって、多角形状の導光板７を用いて、その直線状の各辺に沿って光源部６、すなわち、直線状の基板６２を配設できるので、基板６２を配設しやすく、コスト的に有利の下、円形状の発光面を実現でき、丸形の器具本体１を構成することが可能となる。

さらに、図８で光の進路を破線の矢印で示すように、前記カバー手段としての底壁９２の開口９１は、多角形状に形成された導光板７における角部を挟んで隣接して配設された発光素子６１の出射光の交点Ａより内側に形成されている。

したがって、例えば、角部を挟んで隣接して配設された発光素子６１が、青色光を発光する発光素子６１と赤色光を発光する発光素子６１であった場合、これら発光色が導光板７内を導光して混色された光が円形状の発光面に現れることとなり、つまり、混色前の発光色は、底壁９２に覆われて現れにくくなり、この領域において、発光面の色むらを軽減することが可能となる。

また、このような効果は、白色光を発光する発光素子６１を用いた場合にも期待できる。つまり、ＬＥＤには個体差があり、ＬＥＤチップの波長のばらつき、ＬＥＤチップを封止する蛍光体層に含有される蛍光体の量のばらつき等に起因して個々の発光色のばらつきが大きい。このようなＬＥＤを複数個配置して用いる場合、その光色のばらつきから、光源全体としても光色のばらつきが生じてしまうという問題が発生する。

この場合、角部を挟んで隣接して配設された白色光を発光する発光素子６１の出射光が導光板７内を導光し、２個の発光素子６１からの出射光が混色されて円形状の発光面に現れることとなる。したがって、光色のばらつきが軽減され、発光面の色むらを軽減することが可能となる。
なお、図９においては、カバー手段としての底壁９２によって覆われる領域を網掛けして示している。

次に、照明器具の天井面Ｃへの取付状態について、図１０を参照して説明する。なお、各図においてアダプタＡから導出される電源コードの図示は省略している。

図１０に示すように、天井面Ｃに引掛けシーリングボディＣｂが設置されている。また、この引掛けシーリングボディＣｂには、アダプタＡが電気的かつ機械的に接続されている。器具本体１の取付状態では、アダプタＡがシャーシ４の開口４２を挿通し、アダプタＡの係止部Ａ1がアダプタガイド５の係合口５１に係止されて取付状態が保持される。

また、器具本体１を取外す場合には、セード１２、中央カバー部材１０を取外し、アダプタＡに設けられているレバーを操作してアダプタＡの係止部Ａ1の係合を解くことにより取外すことができる。

照明器具の取付け状態において、点灯装置２に電力が供給されると、基板６２を介して発光素子６１に通電され、各発光素子６１が点灯する。発光素子６１から出射された光は、導光板７の光入射端面７２へ入射し、この入射した光は、導光板７内で全反射して導光板７全体に広がるとともに、背面側に形成された微細なＶ溝によって拡散反射されて均質化された光が前面側の発光領域から放射される。ここで、発光領域は、本体枠９の円形状の開口９１によって円形状の発光面が形成される。加えて、導光板７から漏れた一部の光は、反射板３によって反射され前面側に放射されて再利用されるようになる。

さらに、導光板７の円形の開口７１の内周端面から外方に出射される光は、中央カバー部材１０の突出部１０ａの外周端面に入射する。したがって、これにより中央カバー部材１０を明るく光らせることができる。

そして、これら導光板７、中央カバー部材１０から放射される光は、透光性のセード１２を透過して拡散され、所定の範囲に照射される。また、赤外線リモコン送信器Ｒを赤外線リモコン信号受信部８４に向けて操作することによって光源部６における発光素子６１の発光状態の制御を行うことができる。

発光素子６１の点灯中は熱が発生する。各発光素子６１から発生する熱は、基板６２裏面側から取付板６３に伝導され、さらに、取付板６３に伝導された熱は、放熱部材としての反射板３における取付片３２に伝導され、反射板３の広い面積で効果的に放熱される。

なお、上記構成では、光源部６を１０個用い、これを導光板７の各辺に対応して配設したものについて説明したが、例えば、光源部６を５個用い、これを一辺おきに配設するようにしてもよい。光源部６の配設形態は、特段限定されるものではない。適宜設計に応じて選択することができる。

以上のように本実施形態によれば、多角形状の導光板７を用いているので、基板６２を配設しやすく、コスト的に有利の下、円形状の発光面を実現でき、丸形の器具本体１を構成することが可能な照明器具を提供することができる。

また、前記カバー手段としての底壁９２の開口９１は、多角形状に形成された導光板７における角部を挟んで隣接して配設された発光素子６１の出射光の交点Ａより内側に形成されているので、発光面の色むらを軽減することが可能となる。

次に、図１１を参照して導光板７の別の実施形態について説明する。本実施形態では、導光板７の厚さ寸法を外周部から中央部の開口７１に向けて漸次小さくなるように傾斜状に形成したものである。したがって、導光板７の光入射端面７２から導光板７へ入射した光における導光板７内を伝搬する光の入射角は、反射を繰り返すごとに減少するため、外周部から離れた中央部側では、全反射する入射角の条件を満たさなくなる。
したがって、中央部側に向かうに従い、光を前面側へ放射する割合が大きくなり、導光板７の輝度の均一化が可能となる。

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。カバー手段は、独立した部材であってもよいし、他の構成要素、例えば、本体、ケース、カバー等と称される部材の一部で構成されていてもよく、格別にその形態が限定されるものではない。

導光板は、アダプタと対応する開口を形成することなく構成してもよい。また、セードを設けることなく構成することもできる。発光素子は、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子が適用できる。さらに、発光素子の個数は、特段限定されるものではない。

１・・・器具本体、２・・・点灯装置、３・・・反射板、５・・・アダプタガイド、
４・・・シャーシ、６・・・光源部、７・・・導光板、８・・・補助部品ユニット、
９・・・本体枠、１０・・・中央カバー部材、１１・・・上カバー、１２・・・セード、
６１・・・発光素子、６２・・・基板、７２・・・光入射端面、９１・・・開口、
９２・・・カバー手段（本体枠の底壁）

Claims (2)

1. 多角形状に形成され、外周部に光入射端面を有する導光板と；
   基板に実装され、前記導光板の前記光入射端面に出射光が入射するように配設された複数の発光素子と；
   前記導光板の外周部より内側に形成された円形状の開口を有し、前記導光板の外周部を覆うカバー手段と；
   を具備することを特徴とする照明器具。
2. 前記カバー手段の開口は、多角形状に形成された導光板における角部を挟んで隣接して配設された発光素子の出射光の交点より内側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。

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