JP2013004477A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部と配光制御部との間隔を調整して照射光の配光角を可変とする照明器具において、一般ユーザでも簡単に配光調整できるようにする。
【解決手段】照明器具１は、複数のＬＥＤ２１を有する発光部２と、各々のＬＥＤ２１に対向した複数のレンズ３１を有する配光制御部３と、配光制御部３を保持して軸線方向に移動させることで発光部２と配光制御部３との間隔Ｄを調整する調整部４と、を備える。照明器具１は、更に、発光部２を収容すると共に調整部４を軸線方向に移動可能に収容する筐体５を備える。調整部４は、筐体５に対して移動する範囲で筐体５と重なる位置に目盛り４２を有し、目盛り４２は、間隔Ｄを大きくしたときに筐体５の外部に露出される。間隔Ｄを示す目盛り４２が調整部４に設けられているので、一般ユーザであっても目盛り４２を見ながら間隔Ｄを調整して簡単に配光調整することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light emitting diode）等の固体発光素子と光学部材とを組み合わせた照明器具に関する。

従来からＬＥＤとレンズ等の光学部材とを組み合わせ、照射する光の配光角を可変とする照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような照明器具は、図１６に示されるように、複数のＬＥＤ１０を有する発光部２０と、各ＬＥＤ１０に対向して設けられた複数のレンズ３０を有する配光制御部４０と、発光部２０と配光制御部４０との間隔Ｄを調整する調整部５０と、を備える。調整部５０は、発光部２０の発光面側に設けられ光軸と直交する方向に移動可能なプレート５１と、プレート５１を移動させるのに用いられるレバー５２と、を有する。調整部５０は、更に、プレート５１の配光制御部４０に対向した面に設けられた突起部５３と、配光制御部４０のプレート５１に対向した面に設けられ突起部５３と係合する突起部５４と、を有する。レバー５２を操作してプレート５１を移動させると突起部５３、５４の係合状態が変わって間隔Ｄが変化するので、ＬＥＤ１０から出射された光のレンズ３０における屈折パターンが変化し、照明器具から照射される光の配光角が変化する。

特開２００４−３５５９３４号公報

しかしながら、上述したような照明器具では、配光調整が照射光の目視確認により為されるので操作に熟練を要し、一般ユーザには配光調整が難しい。また、配光調整の再現性が得られ難い、複数の照明器具間で同一の配光が得られ難い、配光調整に時間がかかる、といった課題もある。更に、配光調整に必要な専用部材が多いので、製造コストが高くなる、器具組み立て効率が低下する、器具の意匠性を損なう、といった課題もある。

本発明は、上記課題を解決するものであって、発光部と配光制御部との間隔を調整して照射光の配光角を可変とすることができる照明器具において、一般ユーザでも簡単に配光調整することができる照明器具を提供することを目的とする。また、本発明は、再現性高くかつ迅速に配光調整することができ、複数の照明器具間で同一の配光を得ることができ、製造コストが安く、器具組み立て効率が高く、しかも意匠性が良い照明器具を提供することを目的とする。

本発明の照明器具は、複数の光源を有する発光部と、前記複数の光源の各々に対向して設けられた複数の光学部材を有する配光制御部と、前記配光制御部を保持し、該配光制御部を前記光源の光軸方向に移動させることにより前記発光部と配光制御部との間隔を調整する調整部と、前記発光部を収容し、前記調整部を光軸方向に移動可能に収容する筐体と、を備え、前記調整部は、前記筐体に対して移動する範囲で該筐体と重なる位置に光軸方向に沿って設けられた目盛りを有し、前記目盛りは、前記間隔を大きくしたときに前記筐体の外部に露出されることを特徴とする。

前記目盛りは、前記間隔が大きくなるにつれて目視確認できる範囲が増えることが好ましい。

前記目盛りは、凹凸形状から成ることが好ましい。

前記目盛りは、使用者が前記調整部を把持して操作する際に滑り止めとなることが好ましい。

本発明によれば、発光部と配光制御部との間隔を示す目盛りが調整部に設けられているので、一般ユーザであっても目盛りを見ながら該間隔を調整して簡単に配光調整することができる。また、調整部を特定の目盛り位置に合わせて設定することで、所定の配光を再現性高くかつ迅速に得ることができると共に、複数の照明器具間で同一の配光を得ることができる。更に、配光調整に必要な専用部材が少ないので、製造コストが低減されて器具組み立て効率が向上すると共に、照明器具の意匠性を良くすることができる。

本発明の実施形態に係る照明器具の分解斜視図。 上記照明器具を光出射面側から見た図。 図２のＩ−Ｉ線断面図。 （ａ）は上記照明器具を構成するレンズを斜め下方から見た図、（ｂ）は同レンズの断面図。 図３の状態において光源から出射された光の光路を示す図。 上記光源とレンズとが離れた状態における照明器具の断面図。 図６の状態において上記光源から出射された光の光路を示す図。 （ａ）（ｂ）は上記実施形態の第１の変形例に係る照明器具を構成する目盛りを示す図。 （ａ）（ｂ）は上記実施形態の第２の変形例に係る照明器具を構成する目盛りを示す図。 （ａ）乃至（ｃ）は上記実施形態の第３の変形例に係る照明器具を構成する目盛りを示す図。 上記実施形態の第４の変形例に係る照明器具を構成する目盛りを示す図。 （ａ）は上記実施形態の第５の変形例に係る照明器具を構成する目盛りを示す図、（ｂ）は（ａ）の断面図。 上記実施形態の第６の変形例に係る照明器具を構成する目盛りを示す図。 （ａ）（ｂ）は上記実施形態の第７の変形例に係る照明器具を構成する目盛りを示す図。 上記実施形態の第８の変形例に係る照明器具の断面図及びその一部の拡大斜視図。 従来の照明器具の側面図。

本発明の実施形態に係る照明器具について図１乃至図７を参照して説明する。本照明器具は、光源としてＬＥＤを用いている。

図１乃至図３に示されるように、照明器具１は、複数のＬＥＤ２１を有する発光部２と、各々のＬＥＤ２１に対向して設けられた複数のレンズ３１を有する配光制御部３と、を備える。照明器具１は、更に、配光制御部３を保持して配光制御部３を照明器具１の軸線方向に移動させることで発光部２と配光制御部３との間隔Ｄ（図３参照）を調整する調整部４と、発光部２及び調整部４を収容する筐体５と、を備える。調整部４は外周に軸線と直交する方向に突出した複数の突起部４１を有し、筐体５は側面の各突起部４１に対応する位置にそれぞれ軸線と平行に設けられた複数のスリット５１を有する。調整部４は、各々の突起部４１が各スリット５１に係合された状態で筐体５に保持される。これにより、調整部４は、軸線方向にのみ移動可能となり、筐体５内において回転しない。調整部４は、更に、筐体５に対して移動する範囲で筐体５と重なる位置に軸線方向に沿って設けられた目盛り４２を有する。目盛り４２は、調整部４と筐体５との重なり度合いを示すことで間隔Ｄの指標となる。また、照明器具１は、筐体５に固定されてＬＥＤ２１の発光に伴って発光部２で生じた熱を放熱する放熱部６を有する。

発光部２は、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を実装する円盤形状の配線基板２２と、を有する。ＬＥＤ２１は、青色光を発する青色ＬＥＤと、この青色光により励起されて黄色光を発する黄色蛍光体と、から構成され、これら青色光と黄色光とを混色させることで擬似白色光を発する白色ＬＥＤとされる。各ＬＥＤ２１の光軸は、それぞれ軸線と平行になっている（図３参照）。配線基板２２は、高い熱伝導率を有する材料、例えば、アルミニウム等の金属、ガラスエポキシ等の樹脂、又はセラミック等の無機材料を母材として構成される。また、配線基板２２は、ＬＥＤ２１実装面に高い光反射率を有する光反射部材を有する。光反射部材は、例えば、銀やアルミニウムにより構成される。また、配線基板２２は、ＬＥＤ２１への給電を担う配線パターンを有する。この配線パターンは、配電線を介してスイッチやマイコン等を備えた調光装置に接続されており、商用電源からＬＥＤ２１への電力供給を調節することによりＬＥＤ２１をオン／オフ制御及び調光制御する。なお、配線基板２２上に実装されるＬＥＤ２１の数及び配線基板２２上におけるＬＥＤ２１の配置は、図例のものに限定されない。

配光制御部３は、円盤形状とされ、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂又はガラス等の透光性材料により構成される。配光制御部３は、複数のレンズ３１と、レンズ３１間に位置する平坦部と、から成る。各々のレンズ３１の光軸は、それぞれ対向するＬＥＤ２１の光軸と一致している。

調整部４は、円筒形状とされ、例えば、アルミニウムや銅等の金属やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂により構成される。調整部４の目盛り４２は、調整部４の外周の一部に塗装された複数の目盛り線から成り、最も光入射面側の目盛り線４２ａを筐体５の光出射面側の端部に合わせると（図６参照）、ＬＥＤ２１がレンズ３１の焦点位置に配置されるよう構成されている。なお、目盛り４２は、目盛りを印刷したシールを貼着することで設けられてもよいし、後述するように調整部４の外周に凹凸を形成することで設けられてもよい。また、調整部４の突起部４１の形状、数及び配置は、本実施形態のものに限定されない。

筐体５は、有底円筒形状とされ、熱伝導率の高い材料、例えば、アルミニウムや銅等の金属により構成される。筐体５の底面に、発光部２が取り付けられる。筐体５のスリット５１は、調整部４の突起部４１をスリット５１の特定位置に固定する構造、例えば、クリック構造を有する。なお、スリット５１の形状、数及び配置は、図例のものに限定されず、突起部４１に対応して設けられていればよい。

放熱部６は、熱伝導率の高いアルミニウムや銅により構成され、複数の放熱フィン６１を有する。放熱部６は、高い熱伝導率を有する接着材、例えば、放熱シリコーン接着材により筐体５に固定されている。

配光制御部３を構成するレンズ３１は、図４（ａ）（ｂ）に示されるように、ＬＥＤ２１からの光が入射する面が小径となった逆円錐台形状とされ、光入射面に凹部３１ａを有する。凹部３１ａは、レンズ３１とＬＥＤ２１とが近接したときにＬＥＤ２１を収容する空間を成す。凹部３１ａは、ＬＥＤ２１と対向する第１の光入射面３１ｂと、凹部３１ａの側面を構成する第２の光入射面３１ｃと、を有する。また、レンズ３１は、第２の光入射面３１ｃから入射した光を全反射する光反射面３１ｄと、光を出射する光出射面３１ｅと、を有する。

上記のように構成された本実施形態の照明器具１の作用を、上述の図３に加えて更に図５乃至図７を参照して説明する。図３は、最も光出射面側の目盛り線４２ｂと筐体５の端部とを合わせ、発光部２と配光制御部３との間隔Ｄを小さくした状態を示す。このとき、各々のＬＥＤ２１はレンズ３１の凹部３１ａに収容されているので、図５に示されるように、ＬＥＤ２１から出射された光（光路を破線矢印で示す）の殆どはレンズ３１に入射する。第１の光入射面３１ｂに入射した光は、そこで屈折され、更に光出射面３１ｅにおいて屈折されて出射される。また、第２の光入射面３１ｃに入射した光は、そこで屈折された後、光反射面３１ｄにより全反射され、更に光出射面３１ｅにおいて屈折されて出射される。この場合、レンズ３１から出射される光は、配光角の大きい光となる。

上記状態から間隔Ｄを大きくするには、例えば、目盛り線４２ａと筐体５の端部とが合うまで突起部４１をスリット５１に沿って動かして調整部４を光出射面側に移動させる。このとき、調整部４は回転しないので、各々のレンズ３１は、各ＬＥＤ２１と対向したままＬＥＤ２１から離れていきＬＥＤ２１と接触しない。これにより、図６に示されるように、間隔Ｄが大きい状態となる。この間隔Ｄを大きくする動作の際、目盛り４２は、徐々に筐体５の外部に露出され、間隔Ｄが大きくなるにつれて目視確認できる範囲が増える。この状態では、ＬＥＤ２１がレンズ３１の焦点位置に配置されているので、ＬＥＤ２１から出射された光は、図７に示されるように、配光角の小さい光となってレンズ３１より出射される。

上述のように、本実施形態の照明器具１によれば、間隔Ｄを示す目盛り４２が調整部４に設けられているので、一般ユーザであっても目盛り４２を見ながら間隔Ｄを調整して簡単に配光調整することができる。これにより、照射光を目視確認しながら配光調整する場合と比較して、所望の配光を再現性高くかつ迅速に得ることができる。また、複数の照明器具１を使用する場合であっても、それぞれの照明器具１の調整部４を同じ目盛り線に合わせて設定することで同一の配光を得ることができる。また、従来の照明器具と比較して、配光調整に必要な専用部材が少ないので、製造コストが低減すると共に器具組み立て効率が向上する。また、間隔Ｄの大きさと使用者から見える目盛り線の数とが対応しているので、所望の配光を得るために必要な調整方向を直感的にイメージし易く操作性が高い。そのため、目盛り４２に必ずしも配光調整方向を示す文字や数字を設ける必要がないので、目盛り４２を製造上比較的簡単に設けることができると共に、照明器具１の意匠性を良くすることができる。

次に、本実施形態の第１の変形例に係る照明器具について図８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本照明器具の調整部４は、図８（ａ）に示されるように、その外周の全周に亘って設けられた目盛り４２を有する。これにより、照明器具をどの方向から見ても目盛り４２を視認することができるので操作性が向上する。一方、図８（ｂ）に示される調整部４は、その外周にドット状の目盛り４２を有する。これにより、目盛り４２が目立たなくなるので、照明器具の意匠性を良くすることができる。

次に、本実施形態の第２の変形例に係る照明器具について図９（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本照明器具の調整部４は、図９（ａ）に示されるように、配光の広がり角度を示す数字が付記された目盛り４２を有する。図例では、目盛り線４２ａの下方に「１０」と記され、目盛り線４２ｂの下方に「３０」と記されている。これは、目盛り線４２ａと筐体５の端部とを合わると広がり角度１０度の配光が得られ、目盛り線４２ｂと筐体５の端部とを合わると広がり角度３０度の配光が得られることを意味する。一方、図９（ｂ）に示される調整部４は、目盛り線４２ａの下方に「狭」と記され、目盛り線４２ｂの下方に「広」と記された目盛り４２を有する。これは、目盛り線４２ａと筐体５の端部とを合わると配光の狭い光が得られ、目盛り線４２ｂと筐体５の端部とを合わると配光の広い光が得られることを意味する。本変形例によれば、配光調整に際し、どちらの方向に調整部４を移動させればよいかが分かり易くなるので操作性が向上する。

次に、本実施形態の第３の変形例に係る照明器具について図１０（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。本変形例の調整部４の各々は、凹凸形状から成る目盛り４２を有する。図１０（ａ）に示される調整部４は、調整部４の側面を彫り込んで形成された凹形状の目盛り４２を有する。図１０（ｂ）に示される調整部４は、調整部４の側面から外方に突出した凸形状の目盛り４２を有する。図１０（ｃ）に示される調整部４は、調整部４の側面から外方に突出した凸形状とされ、更に、その凸部の先端が鋭角状となった目盛り４２を有する。本変形例によれば、照明器具の使用者が調整部４を把持して配光調整操作する際に、目盛り４２が滑り止めとして機能するので操作性が向上する。特に、図１０（ｃ）に示される目盛り４２は、その先端部が鋭角状となっているので、使用者の指との引っかかりがよくなり、しかも使用者の指との接触面積が小さくなるので使用者が調整部４の熱を感じ難い。また、目盛り４２を凹凸形状とすることで、照明器具１の調整部４と比較して、調整部４の表面積が増大するので調整部４を介した放熱効率が向上する。なお、目盛り４２は、本変形例においては調整部４の外周の一部に設けられているが、調整部４の外周全周に亘って設けられていてもよい。

次に、本実施形態の第４の変形例に係る照明器具について図１１を参照して説明する。本照明器具の調整部４は、スリットとなった目盛り４２を有する。これにより、ＬＥＤ２１からの光（光路を点線矢印で示す）が目盛り４２から調整部４の外部に漏れるようになるので、暗所においても目盛り４２を明確に視認することが可能となる。

次に、本実施形態の第５の変形例に係る照明器具について図１２（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本照明器具の調整部４は、スリットとなった目盛り４２を有し、そのスリットの調整部４外側の開口幅（ｄ１）が調整部４内側の開口幅（ｄ２）よりも大きく設定されている。これにより、上述の第４の変形例と比較して、目盛り４２から漏れ出した光を目視確認できる範囲が広くなるので、目盛り４２の視認性が更に向上する。

次に、本実施形態の第６の変形例に係る照明器具について図１３を参照して説明する。本照明器具の調整部４は、スリットとなった目盛り４２を有し、そのスリットに光を拡散する光拡散部材が設けられている。光拡散部材は、例えば、透光性の乳白色アクリル板、蛍光体を含んだ透光性樹脂板、又はフロスト加工が施された透光性ガラス板より構成される。光拡散部材は、例えば、スリットに嵌合可能に成型されてスリットに嵌め込むことで固定されたり、シリコ−ン系接着材等によりスリットに接着固定される。本変形例によれば、ＬＥＤ２１からの光を拡散して指向性を低減させてから目盛り４２より出射させることが可能となるので、上述の第４の変形例と比較して、より幅広い角度から目盛り４２を視認することができるようになる。

次に、本実施形態の第７の変形例に係る照明器具について図１４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本照明器具の調整部４は、スリットとなった目盛り４２を有し、そのスリットにＬＥＤ２１からの光を波長変換する蛍光体を含んた発光色変換部材が設けられている。蛍光体は、ＬＥＤ２１から発せられた青色光又は黄色光により励起され、可視光を発するものとされる。図１４（ａ）に示される調整部４は、各々異なる蛍光体を含み互いに異なる色で発光する目盛り４２を有する。これにより、目盛り線の数を数えるのではなく目盛り線の色を識別することで間隔Ｄを知ることができるので、迅速な配光調整が可能となる。また、図１４（ｂ）に示される調整部４は、光出射面側ほど発光効率の高い蛍光体を含んだ目盛り４２を有する。これにより、ＬＥＤ２１からの光の入射量が少なく暗くなりがちな光出射面側の目盛り４２を明るく発光させることができるので、目盛り４２の視認性が向上する。

次に、本実施形態の第８の変形例に係る照明器具について図１５を参照して説明する。照明器具１１の調整部４は、光出射面側に向かうにつれて段階的に開口度が小さくなる円筒形状とされ、その側面に複数の段差部４３を有する。各々の段差部４３は、それぞれ調整部４の全周に亘って設けられており、調整部４を貫通する複数の穴４４を有する（拡大斜視図参照）。これにより、ＬＥＤ２１からの光が穴４４を通って調整部４の外側に漏れ出すので、段差部４３を発光させて目盛り４２として利用することが可能となる。調整部４が光出射面側に向かうにつれて開口度が小さくなる形状とされているので、段差部４３にはＬＥＤ２１からの光が確実に入射する。そのため、目盛り４２は、常に視認性の良い状態に保たれる。また、目盛り４２は、段差部４３が調整部４の全周に亘って設けられているので、照明器具１１をどの方向から見ても視認することができる。更に、目盛り４２は、ＬＥＤ２１の消灯時には目立たないので、照明器具１１の意匠性を損ない難い。なお、調整部４をＰＥＴ等の樹脂より構成した場合には、段差部４３の厚みを薄くすることで段差部４３を光透過性としてもよい。

また、本実施形態及びいずれの変形例においても、配線基板２２、筐体５及び放熱部６が熱伝導率の高い材料より構成されているので、ＬＥＤ２１の発光に伴って生じた熱を効率良く外界へ放熱してＬＥＤ２１の寿命を延ばすことができる。

また、配線基板２２のＬＥＤ２１実装面に光反射部材が設けられているので、レンズ３１において全反射される等して照明器具の内部方向へ戻ってきた光を光反射部材により反射して再び照明器具の外部方向へ向かわせることができる。これにより、照明器具の光取り出し効率が向上する。

更に、発光部２と配光制御部３とが離れている場合、ＬＥＤ２１から出射された光の一部は、レンズ３１に入射せず配光制御部３の平坦部に直接入射することがある（図７参照）。このような光は、レンズ３１によって配光制御されないので、照射むらを引き起こしたりグレアとなる可能性がある。そこで、この平坦部に光を拡散する光拡散材を添加したり、光を拡散する光学処理を施してもよい。これにより、平坦部に入射した光を拡散して、照射むらやグレアの発生を低減することができる。なお、平坦部に成される加工は、上記のものに限定されず、例えば、光を遮光する遮光部材を設けたり、光を遮光する光学処理を施してもよい。

なお、本発明に係る照明器具は、上記実施形態及びその変形例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、光源は、白色ＬＥＤに限定されず、他色のＬＥＤから構成されてもよいし、有機ＥＬ等の光源から構成されてもよい。また、光学部材は、上述の凹部を有するレンズに限定されず、一般的な凸レンズから構成されてもよいし、レンズではなく反射板等から構成されてもよい。更に、配光制御部及び調整部は、一体に成型されてもよい。

１、１１ 照明器具
２ 発光部
２１ ＬＥＤ（光源）
３ 配光制御部
３１ レンズ（光学部材）
４ 調整部
４２ 目盛り
５ 筐体
Ｄ 発光部と配光制御部との間隔

Claims (4)

1. 複数の光源を有する発光部と、
   前記複数の光源の各々に対向して設けられた複数の光学部材を有する配光制御部と、
   前記配光制御部を保持し、該配光制御部を前記光源の光軸方向に移動させることにより前記発光部と配光制御部との間隔を調整する調整部と、
   前記発光部を収容し、前記調整部を光軸方向に移動可能に収容する筐体と、を備え、
   前記調整部は、前記筐体に対して移動する範囲で該筐体と重なる位置に光軸方向に沿って設けられた目盛りを有し、
   前記目盛りは、前記間隔を大きくしたときに前記筐体の外部に露出されることを特徴とする照明器具。
2. 前記目盛りは、前記間隔が大きくなるにつれて目視確認できる範囲が増えることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記目盛りは、凹凸形状から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明器具。
4. 前記目盛りは、使用者が前記調整部を把持して操作する際に滑り止めとなることを特徴とする請求項３に記載の照明器具。

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