JP2012243528A

JP2012243528A - 照明器具

Info

Publication number: JP2012243528A
Application number: JP2011111761A
Authority: JP
Inventors: Takashi Asanuma; 孝浅沼
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-18
Also published as: JP5760177B2

Abstract

【課題】光の利用効率が向上する照明器具を提供する。
【解決手段】器具本体１と、直線状の配置で器具本体１に固定された複数個の発光ダイオード２と、透光性を有する材料からなり、器具本体１とともに各発光ダイオード２を覆う形で器具本体１に固定され、各発光ダイオード２の光を配光する配光体３とを備える。配光体３において、発光ダイオード２に向けられた面の一部は、発光ダイオード２の直射光が入射する入射面３３と、発光ダイオード２の直射光が入射しない非入射面３４とが、発光ダイオード２が並ぶ方向に直交する方向に交互に並んで構成された凹型のリニアフレネルレンズ面となっている。配光体３において発光ダイオード２に向けられる面が平面とされる場合に比べ、発光ダイオード２の直射光が配光体３に対して入射する際の反射が抑えられて光の利用効率が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明器具に関するものである。

従来から、器具本体と、直線状に並べて器具本体に固定された複数個の発光ダイオードと、透光性を有する材料からなり器具本体とともに各発光ダイオードを覆う形で器具本体に固定されて各発光ダイオードの光を配光する配光体とを備える照明器具が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２１８１８６号公報

しかしながら、配光体において発光ダイオードの直射光が入射する入射面が、発光ダイオードが並ぶ方向に平行な１個の平面であった場合、上記の直射光の入射角が大きくなる位置ほど、上記の入射面における反射率が高くなるから、全体として光の利用効率が低くなってしまう。例えば、空気（屈折率１．０）中からアクリル樹脂（屈折率１．４９）への入射の場合、入射角と反射率との関係は図４に示すようなものとなる。

照明器具の全高（すなわち、上記平面に直交する方向での寸法）をできるだけ低く抑え、なお且つ、発光ダイオードから出る光をできるだけ効率よく利用するためには、配光体の幅（すなわち、発光ダイオードが並ぶ方向に直交し且つ上記平面に平行な方向での寸法）を大きくする必要が生じ、上記の傾向が更に顕著となる。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、光の利用効率が向上する照明器具を提供することにある。

本発明の照明器具は、器具本体と、直線状の配置で前記器具本体に固定された複数個の発光ダイオードと、透光性を有する材料からなり、前記器具本体とともに各前記発光ダイオードを覆う形で前記器具本体に固定され、各前記発光ダイオードの光を配光する配光体とを備え、前記配光体において、前記発光ダイオードに向けられた面の少なくとも一部は、前記発光ダイオードの直射光が入射する入射面と、いずれかの前記入射面との間に溝を形成する向きであって前記発光ダイオードの直射光が入射しない非入射面とが、前記発光ダイオードが並ぶ方向に直交する方向に交互に並んで構成された凹型のリニアフレネルレンズ面となっていることを特徴とする。

上記の照明器具において、前記配光体は、全ての前記発光ダイオードを含む所定の対称面に関して対称な形状であって、前記器具本体は、固定される際に固定の対象に接触する平面である固定面を有し、前記対称面と前記固定面とのなす角が０°より大きく且つ９０°未満であってもよい。

また、上記の照明器具において、前記発光ダイオードの光のうち前記入射面に入射しない向きの光を前記配光体に反射する反射板を備えることが望ましい。

本発明によれば、配光体において発光ダイオードに向けられる面が平面とされる場合に比べ、発光ダイオードの直射光が配光体に対して入射する際の反射が抑えられて光の利用効率が向上する。

本発明の実施形態を示す断面図である。同上の使用形態の一例を示す説明図である。同上の変更例の要部を示す断面図である。空気からアクリル樹脂に入射する光の入射角と反射率との関係を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態は、図１に示すように、器具本体１と、直線状に並べて器具本体１に固定された複数個の発光ダイオード２と、透光性を有する材料からなり各発光ダイオード２の光を配光する配光体３とを備える。発光ダイオード２が並ぶ方向は、図１の紙面に直交する方向である。また、配光体３は、器具本体１とともに各発光ダイオード２を覆う形で器具本体１に固定されている。

以下、上下左右は図１を基準とし、図１の紙面に直交する方向（すなわち発光ダイオード２が並ぶ方向）を前後方向と呼ぶ。

器具本体１は、各発光ダイオード２がそれぞれ実装されたプリント配線板４と、扁平な形状であって一方の面にプリント配線板４が固定されたベース５と、ベース５の他方の面に固定される取付台６とを備える。各発光ダイオード２は、それぞれ、プリント配線板４に設けられた導電パターン（図示せず）と電線８とを介して外部の駆動回路（図示せず）に接続される。電線８とプリント配線板４との接続、並びに、電線８と上記の駆動回路との接続には、それぞれ例えば適宜のコネクタ８１，８２を用いることができる。

ベース５と取付台６との材料にはそれぞれ例えば金属を用いることができる。また、プリント配線板４とベース５と取付台６と固定対象９１とを相互に固定する手段としては、例えばねじ止めを用いることができる。

取付台６は、本実施形態が固定される際にその固定の対象（以下、「固定対象」と呼ぶ。）９１に対して接触するものである。固定対象９１は例えば図２に示すような冷蔵ショーケース９の上部の内面側である。取付台６は、厚さ方向の一面にベース５が固定される本体部６１と、本体部６１の左右両側にそれぞれ設けられて厚さ方向の一面を固定対象９１に向けて固定対象９１に固定される固定部６２とを有する。つまり、固定部６１の上面が、固定対象９１に接触する固定面である。ここで、右側の固定部６２は本体部６１の右端に連続する一方で、左側の固定部６２と本体部６１の左端との間には、本体部６１から上方に突設された脚部６３が介在している。これにより、本体部６１の下面は上記の固定面に対して傾斜しており、各固定部６２がそれぞれ水平面に固定された場合には本体部６１の下面は水平面に対して傾斜する。上記傾斜の角度は０°より大きく且つ９０°より小さい角度（例えば２０°）とされる。

配光体３の材料としては例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を用いることができる。

配光体３は、全ての発光ダイオード２を通る所定の対称面３０に関して対称であり、且つ、発光ダイオード２が並ぶ方向に関して並進対称性を有する形状である。また、配光体３は、全体として上下に扁平であって前後に長い本体部３１と、本体部３１の左右両端からそれぞれ上方に突設された連結部３２とを有する。ベース５の左右両端には取付台６の下面との間に溝を構成する凹部５１が設けられており、連結部３２が左右方向においてベース５を挟むとともに各連結部３２の先端がそれぞれ上記の凹部５１に係入することで、配光体３は器具本体１に対して固定される。すなわち、配光体３はベース５とともに、前後両端がそれぞれ開口した筒形状を構成する。また、器具本体１は、ベース５に結合して上記開口を閉塞する２個のカバー（図示せず）を備える。カバーをベース５に結合させる手段としては凹凸係合や嵌合やねじ止めなど適宜の手段を用いることができる。

以下、本発明の特徴部分に関わる、配光体３の本体部３１の形状を説明する。配光体３の本体部３１において、器具本体１や発光ダイオード２に向けられる面である上面は、発光ダイオード２の直射光が所定の限度角未満の入射角で入射する入射面３３と、発光ダイオード２の直射光が入射しない非入射面３４とが、左右方向（すなわち、発光ダイオード２が並ぶ方向に直交する方向）に交互に並んで構成されている。各非入射面３４と隣り合う入射面３３との間には、それぞれ前後方向に延びたＶ字溝が形成されている。すなわち、配光体３の本体部３１の上面は、全体として、凹型のリニアフレネルレンズ面となっている。上記の限度角は、なるべく小さくされることが望ましい。例えば、入射角と反射率との関係が図４のようになるアクリル樹脂（屈折率１．４９）が配光体３の材料として用いられる場合、上記の限度角を４５°とすれば、図１の面に平行な方向（すなわち、発光ダイオード２の並ぶ方向に直交する方向）に出射した直射光が配光体３に入射する際の反射率を５％未満とすることができる。当然、入射角と反射率との関係は配光体３の屈折率によって異なるから、限度角の決定に当たっては配光体３の屈折率を考慮する必要がある。

各非入射面３４は、それぞれ、延長された場合に各発光ダイオード２を通る平面である。なお、各非入射面３４が対称面３０に対してなす角を本実施形態よりも小さくした場合であっても各非入射面３４には発光ダイオード２の直射光が入射しないが、非入射面３４からの光の出射によるロスを抑えるためには各非入射面３４の向きは本実施形態のようにすることが望ましい。

また、各入射面３３は、それぞれ、発光ダイオード２が並ぶ方向に直交し且ついずれかの発光ダイオード２を通る断面において、発光ダイオード２を通るいずれの直線についても限度角以上の角度で交わる（つまり垂線が上記直線となす角が限度角未満となる）ような向きとされている。入射面３３のうち、発光ダイオード２の直下に位置する中央の入射面３３は溝状であって、底面が対称面３０に直交する平面となっている。また、その他の入射面３３は、左右方向の外側に向かって配光体３の厚さ方向を大きくするような傾斜面となっている。

さらに、配光体３の本体部３１において、発光ダイオード２の光が主に出射する下面は、左右方向の中央部（例えば発光ダイオード２から見て対称面３０となす角が４０°以下となる範囲）が凸型のリニアフレネルレンズ面とされ、左右方向の両端部（例えば発光ダイオード２から見て対称面３０となす角が４０°以上８５°未満の範囲）がそれぞれ凹型のリニアフレネルレンズ面とされており、上記の各リニアフレネルレンズ面はそれぞれ対称面３０を光軸面としている。すならち、配光体３の本体部３１において下面が凸型のリニアフレネルレンズ面となっている部位からは光が対称面３０に平行に出射し、下面が凹型のリニアフレネルレンズ面となっている部位からは光が左右方向の外向きに出射するように設計されている。

本実施形態では、対称面３０は取付台６の本体部６１の上下の面に直交しているが、取付台６の本体部６１は各固定部６２に対して傾斜しているから、対称面３０は固定面の垂線に対して傾斜している。従って、図２のように、固定対象９１が、冷蔵ショーケース９の下向きの内面である場合、対称面３０が冷蔵ショーケース９の奥側（図２での右側）へ傾斜する向きとすれば、対称面３０が固定面に垂直とされる場合に比べて冷蔵ショーケース９の外側（図２での左側）に漏れる光が少なくなって光の利用効率が向上する。ここで、配光体３が設けられない場合、冷蔵ショーケース９において、発光ダイオード２に近い上側の段と、発光ダイオード２から離れた下側の段との間での、照度の差が大きくなりやすい。これに対し、本実施形態では、配光体３の下面中央部の凸型のリニアフレネルレンズ面により対称面３０上での光度を比較的に高くしているから、対称面３０を冷蔵ショーケース９の最下段に向ければ、配光体３が設けられない場合に比べ、上記のような照度の差を抑えることができる。なお、固定部６２に対する本体部６１の傾斜角や、配光体３の本体部３１の下面の形状は、想定される使用形態に応じて適宜変更することができる。

上記構成によれば、配光体３において発光ダイオード２に向けられる面が平面とされる場合に比べ、発光ダイオード２の直射光が配光体３に対して入射する際の反射が抑えられて光の利用効率が向上する。

さらに、図３に示すように、発光ダイオード２の光のうち入射面３３に入射しない向きの光を配光体３へ反射する反射板７を設ければ、光の利用効率をさらに向上させることができる。図３の例では、配光体３の各連結部３２の外面側にそれぞれ１個ずつの反射板７が配置されている。また、配光体３の各連結部３２には、それぞれ、反射板７の下端部が挿入される保持溝３２１と、反射板７の上端部が挿入される保持溝３２２とが設けられており、反射板７の上下の両端部はそれぞれ前後方向から保持溝３２１，３２２に導入される。そして、配光体３から左右方向への反射板７の脱落は保持溝３２１，３２２の内面により阻止される。また、配光体３から前後方向への反射体７の脱落は、ベース５の前後両端に取り付けられるカバーによって阻止される。

１器具本体
２発光ダイオード
３配光体
３３入射面
３４非入射面
９１固定対象

Claims

器具本体と、
直線状の配置で前記器具本体に固定された複数個の発光ダイオードと、
透光性を有する材料からなり、前記器具本体とともに各前記発光ダイオードを覆う形で前記器具本体に固定され、各前記発光ダイオードの光を配光する配光体とを備え、
前記配光体において、前記発光ダイオードに向けられた面の少なくとも一部は、前記発光ダイオードの直射光が入射する入射面と、いずれかの前記入射面との間に溝を形成する向きであって前記発光ダイオードの直射光が入射しない非入射面とが、前記発光ダイオードが並ぶ方向に直交する方向に交互に並んで構成された凹型のリニアフレネルレンズ面となっていることを特徴とする照明器具。
前記配光体は、全ての前記発光ダイオードを含む所定の対称面に関して対称な形状であって、
前記器具本体は、固定される際に固定の対象に接触する平面である固定面を有し、
前記対称面と前記固定面とのなす角が０°より大きく且つ９０°未満であることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
前記発光ダイオードの光のうち前記入射面に入射しない向きの光を前記配光体に反射する反射板を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明器具。