JP2013008505A - Ｌｅｄユニットおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】色ばらつきを防止できるＬＥＤユニットおよび照明器具を提供する。
【解決手段】ＬＥＤユニット１０および照明器具１は、ＬＥＤ基板１１と、ＬＥＤ基板１１上に配置された複数のＬＥＤ１２と、ＬＥＤ１２の前面に配置されるカバー１３とを備え、カバー１３は、レンズ特性を有して、少なくとも隣接するＬＥＤ１２からの光を傾け、ＬＥＤ基板１１を覆う。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源としてＬＥＤを有するＬＥＤユニットおよび照明器具に関する。

従来より、ＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板上に実装されたＬＥＤと、ＬＥＤ基板上においてＬＥＤチップを包んで塗布させ、拡散剤を含む充填剤とを備えるＬＥＤユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、ＬＥＤと充填剤上に配置され、光を広い放射角で放射させるレンズ部を備える。

また、従来より、ＬＥＤ基板上に配置した複数のＬＥＤを複数個ごとにトンネル状の透光カバー体で連続して覆ったＬＥＤユニットが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２は、透光カバー体に、外側面に長手方向または短手方向に沿って複数形成する第１シリンドリカルレンズと、内側面に第１シリンドリカルレンズの形成方向と直交する方向に沿って複数形成する第２シリンドリカルレンズとを備える。

特開２０１１−４４７５６号公報（図４、請求項１） 特開２０１０−８６７８号公報（図１、請求項１）

特許文献１は、ＬＥＤからの光を歪曲なしに均一な出射を行うことによって均一な光源を取得できる。
しかし、特許文献１は、ＬＥＤの個別にレンズ部が配置される。
従って、特許文献１は、コスト面で有利に製造できない。
また、特許文献１は、拡散剤を含む充填剤を用いている。
従って、特許文献１は、光学的な効率が低く、ＬＥＤ基板上に生じた凹凸により、引っ掛かったり、塵埃が付着したりして取り扱い性に劣る。

特許文献２は、所定距離を置きながら配置したＬＥＤの光をＬＥＤ配列方向へむらを極力無くしながら連続的に拡散発光できる。
しかし、特許文献２は、シリンドリカルレンズのない位置においては、光を拡散できずに広範囲に配光できない。

ところで、図１２に示すように、特許文献１および特許文献２と同様に、複数のＬＥＤ１０１をＬＥＤ基板１０２に実装したＬＥＤユニット１００が提案されている。
このような従来のＬＥＤユニット１００は、照明器具１５０において器具本体１５１の中央部に有するブロックカバー１５２の下面に取り付けられる。
照明器具１５１は、器具本体１５１に透光セード１５３が取り付けられる。

図１３に示すように、このような従来のＬＥＤユニット１００が駆動された際の配向は、拡散ランバーシアンである。
しかし、このような従来のＬＥＤユニット１００は、ＬＥＤ１０１に製造時のばらつきに伴う色度ばらつきの大きいことがあり、その場合、ユーザーに対して違和感を与えることがある。
特に、このような従来のＬＥＤユニット１００は、透光セード１５３が乳白色であったり、白壁面に投影したりした場合等に、色ばらつきが顕著である。

また、このような従来のＬＥＤユニット１００は、色ばらつきを防止するために、透光セード１５３とＬＥＤ１０１とを離せば解決できる。
しかし、その場合、照明器具１５０が大型化してしまう。
さらに、ＬＥＤ１０１を密集して配置すれば、色ばらつきがわかり難くなる。
しかし、ＬＥＤ１０１のパッケージのサイズや発熱の観点から限界がある。

一方、このような従来の照明器具１５０が天井に埋め込まれたライン状のＬＥＤユニット１００を有して壁面を照射する場合、ＬＥＤ１０１により照明される壁色が異なるものとなる。
このとき、照明器具１５０を壁面から離れた位置に設置すれば解決できるが、空間の意匠上において好ましくなく、大きなＬＥＤ出力が必要になって照明器具１５０が大型化してしまう。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、色ばらつきを防止できるＬＥＤユニットおよび照明器具を提供することにある。

本発明に係るＬＥＤユニットは、ＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板上に配置された複数のＬＥＤと、前記ＬＥＤの前面に配置されるカバーとを備え、前記カバーは、レンズ特性を有して、少なくとも隣接する前記ＬＥＤからの光を傾け、前記ＬＥＤ基板を覆う。

本発明に係るＬＥＤユニットは、前記カバーは、前記ＬＥＤからの光が入射される光入射部が、少なくとも一方向が前記ＬＥＤと前記光入射部との距離が略均等に設定される曲面である。

本発明に係るＬＥＤユニットは、前記カバーは、前記ＬＥＤからの光と、側面を除く光出射部のなす角とにおける前記ＬＥＤから遠い方の角度が９０度を超えるように設定される。

本発明に係る照明器具は、ＬＥＤユニットを装備し、前記ＬＥＤの点灯時に前記カバーの輝度が１０００ｃｄ以下である。

本発明に係るＬＥＤユニットおよび照明器具によれば、色ばらつきを防止できるという効果を奏する。

本発明に係る第１実施形態のＬＥＤユニットを装備する照明器具の斜め下方から視た分解斜視図 本発明に係る第１実施形態の照明器具の底面図 本発明に係る第１実施形態の照明器具のＬＥＤユニットの光学的特性を説明する垂直断面図 本発明に係る第２実施形態のＬＥＤユニットを装備する照明器具の斜め下方から視た分解斜視図 本発明に係る第３実施形態のＬＥＤユニットを装備する照明器具の斜め下方から視た分解斜視図 本発明に係る第４実施形態のＬＥＤユニットを装備する照明器具の底面図 本発明に係る第４実施形態の照明器具のＡ−Ａ線断面図 本発明に係る第４実施形態の照明器具のＢ−Ｂ線断面図 本発明に係る第５実施形態のＬＥＤユニットを装備する照明器具の一部破断底面図 本発明に係る第６実施形態のＬＥＤユニットを装備する照明器具の一部破断底面図 本発明に係る第６実施形態の照明器具のカバーの一部破断外観斜視図 従来のＬＥＤユニットを装備する照明器具の断面図 従来のＬＥＤユニットの配光特性図

以下、本発明に係る複数の実施形態のＬＥＤユニットおよび照明器具について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の照明器具１に装備されるＬＥＤユニット１０は、ＬＥＤ基板１１と、ＬＥＤ基板１１の下面に配置された複数のＬＥＤ１２と、ＬＥＤ１２の前面に配置されるカバー１３とを備える。

ＬＥＤ基板１１は、例えばガラスエポキシ樹脂製であって、四角形の板形状に形成されている。
ＬＥＤ基板１１は、上面あるいは下面に不図示のプリント回路を有し、プリント回路が同じく不図示の電源ユニットに電気的に接続される。
ＬＥＤ１２は、ＬＥＤ基板１１の長手方向に配列されてＬＥＤ基板１１に封止される。
ここで、ＬＥＤ１２が、白色のＬＥＤと、電球色のＬＥＤとをＬＥＤ基板１１上に混ぜて配置される場合、各光色出力を独立して制御することにより、色温度をＬＥＤ１２として変更できる。
従って、このような色温度が可変な場合、合成された色温度および色度のばらつきを緩和できる。

カバー１３は、透光性を有する透明アクリルやポリカーボネイト等の樹脂材料を用いてＬＥＤ基板１１に相似する四角柱形状に形成されている。
なお、カバー１３は、拡散材を微量に含有した材料で構成しても良く、あるいは、表面を凹凸処理して若干の拡散性を有するようにしてもよい。

図２に示すように、カバー１３は、ＬＥＤ基板１１上の単一のＬＥＤ１２に一致する位置に、半円形の横凹溝形に形成された光入射部１４を有する。
光入射部１４は、ＬＥＤ１２の幅方向に長さを有し、カバー１３の両側面においてそれぞれ開放される。
カバー１３は、光入射部１４に対向する底面に平面の光出射部１５を有する。
カバー１３は、単一構造にして、複数のＬＥＤ１２を一括して覆う。
従って、ＬＥＤユニット１０は、複数のＬＥＤを複数のカバーによりそれぞれ覆う場合と比べて、部品点数を減少でき、成型コストや組立コストを低減できる。

図３に示すように、カバー１３は、ＬＥＤ１２からの光が入射される光入射部１４が、少なくとも一方向がＬＥＤ１２と光入射部１４との距離Ｌ１が略均等に設定される曲面に形成される。
従って、カバー１３は、表面反射によるロスを軽減できる。

また、カバー１３は、ＬＥＤ１２からの光と、側面を除く光出射部１５とのなす角におけるＬＥＤ１２から遠い方の角度θ１が９０度を超えるように設定される。
従って、カバー１３は、例えばプリズムのように、表面で不必要に拡散させたり、表面に凹凸を有したりした場合に生ずる汚れや取扱性の悪化等がない。
このとき、側面からの光は対象外である。
なお、側面とは、カバーの最端部の表面傾き角度が変化した点より外側をさす。

次に、照明器具１の光学的特性について説明する。
電源ユニットに給電されることによりＬＥＤ基板１１のプリント回路を通じてＬＥＤ１２に給電されることによりＬＥＤ１２が発光する。
ＬＥＤ１２から出射した光は、カバー１３の光入射部１４に入射され、カバー１３内を導光して光出射部１５から下方に向けて出射される。
このとき、カバー１３の光入射部１４に入射されたＬＥＤ１２からの光は、ＬＥＤ１２の近傍において、隣り合う複数のＬＥＤ１２からの光が交じり合う。
従って、ＬＥＤユニット１０は、ＬＥＤ１２から同じ距離における色度の偏移を緩和できる。

ここで、照明器具１は、ＬＥＤ１２の点灯時にカバー１３の輝度が１０００ｃｄ以下に設定される。
色ばらつきは、乳白色のカバーを適用した場合に、カバーの輝度が１０００ｃｄを超えると、ユーザーの目が飽和して気づきにくいことが経験的にわかっている。
従って、照明器具１は、透明アクリルやポリカーボネイト等の樹脂材料を用いて作成されたカバー１３を備えるために、色ばらつきに対して効果的である。

以上、説明した本発明に係る第１実施形態のＬＥＤユニット１０によれば、カバー１３の光入射部１４に入射されたＬＥＤ１２からの光が、ＬＥＤ１２の近傍において、隣り合う複数のＬＥＤ１２からの光を混合させる。
従って、ＬＥＤユニット１０によれば、ＬＥＤ１２から同じ距離における色度の偏移を緩和でき、色ばらつきを防止できる。

また、ＬＥＤユニット１０によれば、カバー１３において、ＬＥＤ１２からの光が入射される光入射部１４が、少なくとも一方向がＬＥＤ１２と光入射部１４との距離Ｌ１が略均等に設定される曲面に形成される。
従って、ＬＥＤユニット１０によれば、カバー１３により、表面反射によるロスを軽減できる。

そして、ＬＥＤユニット１０によれば、カバー１３において、ＬＥＤ１２からの光と、側面を除く光出射部１５とのなす角におけるＬＥＤ１２から遠い方の角度θ１が９０度を超えるように設定される。
従って、ＬＥＤユニット１０によれば、カバー１３が、例えばプリズムのように、表面で不必要に拡散させたり、表面に凹凸を有したりした場合に生ずる汚れや取扱性の悪化等がなく、高い品質を保持できる。

さらに、ＬＥＤユニット１０によれば、単一構造のカバー１３により、複数のＬＥＤ１２を一括して覆う。
従って、ＬＥＤユニット１０によれば、ＬＥＤをそれぞれ覆うカバーを有するものと比べて、部品点数を減少でき、成型コストや組立コストを低減できる。

加えて、第１実施形態の照明器具１によれば、ＬＥＤ１２の点灯時にカバー１３の輝度が１０００ｃｄ以下に設定される。
従って、照明器具１によれば、透明アクリルやポリカーボネイト等の樹脂材料を用いて作成されたカバー１３を備えるために、色ばらつきを効果的に防止できる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態のＬＥＤユニットおよび照明器具について説明する。
なお、以下の各実施形態において、前述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図４に示すように、本発明に係る第２実施形態の照明器具２に装備されるＬＥＤユニット２０は、光入射部１４に対向する底面に凹状の湾曲面に形成される光出射部２２を有するカバー２１を備える。

第２実施形態のＬＥＤユニット２０および照明器具２によれば、カバー２１の光入射部１４に入射されたＬＥＤ１２からの光が、ＬＥＤ１２の近傍において、隣り合う複数のＬＥＤ１２からの光が混合され、光出射部２２から拡散されて出射される。
従って、ＬＥＤユニット２０および照明器具２によれば、ＬＥＤ１２から同じ距離における色度の偏移を緩和でき、色ばらつきを防止できる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態のＬＥＤユニットおよび照明器具について説明する。
図５に示すように、本発明に係る第３実施形態の照明器具３に装備されるＬＥＤユニット３０は、光入射部１４に対向する外面に凸状の湾曲面に形成された光出射部３２を有するカバー３１を備える。

第３実施形態のＬＥＤユニット３０および照明器具３によれば、カバー３１の光入射部１４に入射されたＬＥＤ１２からの光が、ＬＥＤ１２の近傍において、隣り合う複数のＬＥＤ１２からの光が混合され、光出射部３２から拡散されて出射される。
従って、ＬＥＤユニット２０および照明器具２によれば、ＬＥＤ１２から同じ距離における色度の偏移を緩和でき、色ばらつきを防止できる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態のＬＥＤユニットおよび照明器具について説明する。
図６に示すように、本発明に係る第４実施形態の照明器具４に装備されるＬＥＤユニット４０は、円形のＬＥＤ基板４１と、ＬＥＤ基板４１の円周上に等間隔に配列されてＬＥＤ基板４１に封止された複数のＬＥＤ１２とを備える。
ＬＥＤユニット４０は、ＬＥＤ基板４１に相似する円形板形状のカバー４２を備える。
図６におけるＡ−Ａ線断面図を図７に示し、図６におけるＢ−Ｂ線断面図を図８に示す。
図７および図８に示すように、カバー４２は、半球形状の光入射部４３を有し、光入射部４３に対向する底面に平面の光出射部４４を有する。

第４実施形態のＬＥＤユニット４０および照明器具４によれば、カバー４２の光入射部４３に入射されたＬＥＤ１２からの光が、ＬＥＤ１２の近傍において、隣り合う複数のＬＥＤ１２からの光が混合され、光出射部４４から出射される。
従って、ＬＥＤユニット４０および照明器具４によれば、ＬＥＤ１２から同じ距離における色度の偏移を緩和でき、色ばらつきを防止できる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態のＬＥＤユニットおよび照明器具について説明する。
図９に示すように、本発明に係る第５実施形態の照明器具５に装備されるＬＥＤユニット５０は、円形のＬＥＤ基板５１と、ＬＥＤ基板５１の円周上に等間隔に配列されてＬＥＤ基板５１に封止された外環の複数のＬＥＤ５２と内環の複数のＬＥＤ５３とを備える。
ＬＥＤユニット５０は、ＬＥＤ基板５１に相似する円形板形状のカバー５４を備える。
カバー５４は、半球形状の光入射部５５を有し、光入射部５５に対向する底面に平面の光出射部５６を有する。

ＬＥＤユニット５０は、外環のＬＥＤ５２と内環のＬＥＤ５３とが、同一の光色を有するが、これとは異なり、外環のＬＥＤ５２と内環のＬＥＤ５３とが、異なる光色を有してもよい。

第５実施形態のＬＥＤユニット５０および照明器具５によれば、カバー５４の光入射部５５に入射されたＬＥＤ５２，５３からの光が、ＬＥＤ５２，５３の近傍において、隣り合う複数のＬＥＤ５２，５３からの光が混合され、光出射部５６から出射される。
従って、ＬＥＤユニット５０および照明器具５によれば、ＬＥＤ５２，５３から同じ距離における色度の偏移を緩和でき、色ばらつきを防止できる。

（第６実施形態）
次に、本発明に係る第６実施形態のＬＥＤユニットおよび照明器具について説明する。
図１０に示すように、本発明に係る第６実施形態の照明器具６に装備されるＬＥＤユニット６０は、円環形状に形成されたＬＥＤ基板６１と、ＬＥＤ基板６１の円周上に円環に等間隔に配列されてＬＥＤ基板６１に封止された複数のＬＥＤ１２とを備える。
ＬＥＤユニット６０は、ＬＥＤ基板６１に相似する円環形状に形成されるカバー６２を備える。

図１１に示すように、カバー６２は、光入射部６３に隣り合う底面に平面の光出射部６４を有する。
ここで、カバー６２は、光入射部６３が半円形の凹溝形に形成されており、一方が開放されており、他方の端部が閉塞されている。

第６実施形態のＬＥＤユニット６０および照明器具６によれば、カバー６２の光入射部６３に入射されたＬＥＤ１２からの光が、ＬＥＤ１２の近傍において、隣り合う複数のＬＥＤ１２からの光が混合され、光出射部６４から出射される。
従って、ＬＥＤユニット６０および照明器具６によれば、ＬＥＤ１２から同じ距離における色度の偏移を緩和でき、色ばらつきを防止できる。

なお、本発明のＬＥＤユニットおよび照明器具においてＬＥＤ，ＬＥＤ基板等は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。

１，２，３，４，５，６ 照明器具
１０，２０，３０，４０，５０，６０ ＬＥＤユニット
１１，４１，５１，６１ ＬＥＤ基板
１２，５２，５３ ＬＥＤ
１３，２１，３１，４２，５４，６２ カバー
１４，４３，５５，６３ 光入射部
１５，２２，３２，４４，５６，６４ 光出射部

Claims (4)

1. ＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ基板上に配置された複数のＬＥＤと、
   前記ＬＥＤの前面に配置されるカバーとを備え、
   前記カバーは、レンズ特性を有して、少なくとも隣接する前記ＬＥＤからの光を傾け、前記ＬＥＤ基板を覆うＬＥＤユニット。
2. 請求項１に記載のＬＥＤユニットにおいて、
   前記カバーは、前記ＬＥＤからの光が入射される光入射部が、少なくとも一方向が前記ＬＥＤと前記光入射部との距離が略均等に設定される曲面であるＬＥＤユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載のＬＥＤユニットにおいて、
   前記カバーは、前記ＬＥＤからの光と、側面を除く光出射部のなす角とにおける前記ＬＥＤから遠い方の角度が９０度を超えるように設定されるＬＥＤユニット。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載のＬＥＤユニットを装備し、前記ＬＥＤの点灯時に前記カバーの輝度が１０００ｃｄ以下である照明器具。

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