JP2013182710A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、LEDの配光角を光変換素子で制御して出射し、各出射光を合成して照度むらの少ない照射面を得るLED照明装置に関する。
近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたLED素子を光源に使用したLED照明装置が盛んに用いられるようになってきた。特に最近は、高天井灯、道路灯、駐車場灯などに使用されている水銀灯などの高輝度放電ランプ(HIDランプ)の代替としても使用できるLED照明装置が求められるようになってきている。これを実現するためには、LED基板上に高輝度LED素子を多数、高密度に配置しなければならない。
しかしながらLEDは指向性が強いため、高輝度なLED照明装置を作成すると、被照射面の照度むらの大きい照明装置となる。
しかしながらLEDは指向性が強いため、高輝度なLED照明装置を作成すると、被照射面の照度むらの大きい照明装置となる。
そこで被照射面の照度むらを改善するために、特許文献1に記載されているLED照明装置は、LED素子を凹形反射板に対面して配置し、所定の照射角になるように光を反射させる反射形LED素子を1つ以上整列させた反射形LEDユニットを複数、面状に配列した反射形LED照明装置であって、前記反射形LEDユニットの全部または一部は、その照射角度が装置基板の直角軸に対し傾くように、かつ、その中の反射形LEDユニットの一部は、他の反射形LEDユニットと照射角度が異なるように配置し、全反射形LEDユニットで合成される配光特性を任意の特性に調整できるように構成したことを特徴とするものである。
特許文献2に記載されているLED照明装置は、LED素子を凹形反射板に対面して配置し、所定の照射角になるように光を反射させる反射形LED素子を1以上整列させた反射形LEDユニットを複数、面状に配列した反射形LED照明装置であって、周辺部に配置される反射形LEDユニットに供給される電流は、内側に配置される他の反射形LEDユニットに供給される電流と異なるように設定し、全反射形LEDユニットで合成される配光特性を任意の特性に調整できるように構成したことを特徴とするものである。
特許文献1の発明では、全反射形のLED素子を使用しているので配光角が狭いため、均一な被照射面の照度を得るために、文献中の図4に示されているように多数のLED素子からなる多数のLEDユニットを縦、横に密集して配列し、隣り合う各LEDユニットの角度を少しずつ変える必要がある。そのため組み立てにくく生産性の劣るものである。また1枚の基板の上に全てのLEDユニットが載置され、それぞれが[0017]に記載の照射角度を調整するための機構で角度調整されているが、何ら具体的な角度調整方法が記載されておらず、縦、横に配列された各LEDユニットを個別に角度調整するのは困難と思われる。特許文献2も同様である。
本発明は、LED光の配光角を光変換素子で制御し、その出射角度が調整しやすく、またLED素子の搭載数を少なくしても照度むらの少ない照射面が得られるLED照明装置を提供するものである。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明にあっては、LED光源が設置された平板状のLED基板と、
LED出射光を、一定の配光角に制御するための所望の曲率半径とコーニック係数からなる反射部材とを備えており、
前記反射部材の略焦点位置に、LED光源が配置されていることを特徴とするものである。
LED出射光を、一定の配光角に制御するための所望の曲率半径とコーニック係数からなる反射部材とを備えており、
前記反射部材の略焦点位置に、LED光源が配置されていることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明にあっては、前記反射部材は、LED光が出射する出射開口部を有し、前記出射開口部の内部が、所望の曲率半径とコーニック係数で決定される形状の反射面であり、前記反射面の焦点位置から出射開口部を形成する開口面までの距離を調整して、所定のLED出射光の配光角としていることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明にあっては、前記反射部材は、前記反射面の略焦点位置を通る仮想平面による切断によって、底部開口部が形成され、
前記LED基板が、前記底部開口部の全周端に当接して接合し、
LED光源が前記反射部材の略焦点に位置していることを特徴とするものである。
前記LED基板が、前記底部開口部の全周端に当接して接合し、
LED光源が前記反射部材の略焦点に位置していることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明にあっては、前記反射部材は、前記仮想平面と平行な仮想平面で、前記LED光の出射開口部を切断し、
この出射開口部を形成する面と、前記底部開口部を形成する面とが、
略平行である反射部材を有することを特徴とするものである。
この出射開口部を形成する面と、前記底部開口部を形成する面とが、
略平行である反射部材を有することを特徴とするものである。
請求項5の発明にあっては、前記反射部材の前記反射面の焦点位置から出射開口面までの距離が同一であって、前記反射面の回転対称軸の方向が、相互に異なる方向に形成された複数の反射部材を有していることを特徴とするものである。
請求項6の発明にあっては、LEDユニットの出射光側に、光拡散させる光拡散部材を配置したことを特徴とするものである。
請求項7の発明にあっては、前記光拡散部材は、被照射面に照射される楕円形状のスポット光の短軸方向に出射光が拡散する異方性拡散部材であることを配置したことを特徴とするものである。
請求項8の発明にあっては、請求項1から7に記載のいずれかの発明に係るLEDユニットが、複数の面からなる多角形状基板の周縁面に設けられたことを特徴とする。
請求項9に記載の発明にあっては、前記多角形状基板が、長方形の平板の短辺同士を接続し、または所望の角度に折り曲げた、複数の面からなる多角形の部材からなることを特徴とするものである。
請求項10に記載の発明にあっては、前記照明ユニットの、LEDユニットが載置されていない面が、照明装置本体の基板に、少なくとも1つの回転軸を有する機構とともに取り付けられていることを特徴とするものである。
請求項11に記載の発明にあっては、前記照明ユニットが、少なくとも1つの回転軸を有する架台の一端側に設置され、前記架台の他端側が、照明装置本体の基板に取り付けられていることを特徴とするものである。
請求項1の発明によれば、所望の曲率半径とコーニック係数を持った光変換素子の焦点位置にLED光源を配置することで配光角(配光曲線において、最大光度が1/2の光度となるときの角度であり、LED光源からの出射光の広がりの程度を表している)が制御された、一定の大きさで、照度むらの少ないスポット光を得ることができる。
請求項2の発明によれば、前記光変換素子として、内壁に反射面を有する反射部材を使用し、この反射面の回転対称軸方向の高さを調整することによって、LED光源からの直接出射光と1次反射光の合成により、配光角を容易に調整でき、所望の大きさで、照度むらの少ないスポット光を簡単に得ることができる。
請求項3と請求項4の発明によれば、前記仮想平面で切断された、前記反射部材の平坦な底部開口部と、LED光源が実装された平坦なLED基板を接合することで、前記反射面の回転対称軸方向の高さが調整されたLEDユニットを容易に作製することができる。
また反射面の回転対称軸に対して、仮想平面の切断角度を適宜変えることによって、配光角を保ったまま出射光の光軸の向きを制御できるLEDユニットが容易に得られる。
また反射面の回転対称軸に対して、仮想平面の切断角度を適宜変えることによって、配光角を保ったまま出射光の光軸の向きを制御できるLEDユニットが容易に得られる。
請求項5の発明によれば、1個の反射部材で、LED光の出射方向が複数存在するLEDユニットが得られ、複数のスポット光を合成した、照度むらが少なく、量産しやすいLEDユニットを作製することができる。
請求項6の発明によれば、光変換素子によって得られた、照度むらの少ないスポット光を光拡散することによって、より少ない個数のLEDユニットによって、照度むらの少ない照射面をえることができる。
請求項7の発明によれば、遠方側に延びた楕円形のスポット光を、短軸方向に光拡散させる異方性拡散シートあるいは拡散板を用い、円形の拡散光に変えることによって、楕円形のスポット光とスポット光の隙間が明るくなり、照度むらの少ない照射面が得ることができる。
請求項8と請求項9の発明によれば、被照射面の形状に合わせて、隣り合う辺同士の角度を調整した多角形状基板を使用することによって、照度むらの少ない照射面を得ることができる。
請求項10と請求項11の発明によれば、被照射面の形状に合わせて、複数の照明ユニットの軸を回転させて、スポット光を合成することによって、照度むらの少ない照射面を得ることができる。
以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施形態は一例であり、これに限定されるものではない。
本実施形態の照明装置は、図1に示したような各種部材から構成されており、反射部材13で制御された照射範囲を有するLEDユニット10からの出射光の照射位置と照射角度が、照明ユニット20、30、40と架台50、60、70によって調整され、前記LEDユニット10からの複数の出射光を合成して、所望の照射エリアを、所望の明るさで照射する照明装置である。
なお、以下に記載した配光角や照射エリアに関する照度分布は、光学設計ソフトウェアZemaxを使用して、シミュレーションしたものである。
本実施形態の照明装置は、図1に示したような各種部材から構成されており、反射部材13で制御された照射範囲を有するLEDユニット10からの出射光の照射位置と照射角度が、照明ユニット20、30、40と架台50、60、70によって調整され、前記LEDユニット10からの複数の出射光を合成して、所望の照射エリアを、所望の明るさで照射する照明装置である。
なお、以下に記載した配光角や照射エリアに関する照度分布は、光学設計ソフトウェアZemaxを使用して、シミュレーションしたものである。
(実施形態1)
本実施形態1に係わる照明装置100は、駐車場灯として使用されるものであって、図2に示したように、駐車エリアの中間地点に設置された支柱1の頂部近傍に取り付けられ、幅6mで長さ12.5mの駐車エリア2を、2ルクス以上となるように、また幅3mで長さ12.5mの車路3を、10ルクス以上となるように照射するものである。
本実施形態1に係わる照明装置100は、駐車場灯として使用されるものであって、図2に示したように、駐車エリアの中間地点に設置された支柱1の頂部近傍に取り付けられ、幅6mで長さ12.5mの駐車エリア2を、2ルクス以上となるように、また幅3mで長さ12.5mの車路3を、10ルクス以上となるように照射するものである。
照明装置100は、図1に示したように、平坦な照明装置本体基板90に、回転軸を有する3個の架台50、60、70を介して、照明ユニット20、30、40が取り付けられている。この照明ユニット20、30、40の光出射側に、LEDユニット10が取り付けられている。
LEDユニット10は、図3に示したように、LED素子11が実装されたLED基板12と、このLED基板12に固定された反射部材13からなる。
反射部材13の内壁は、コーニック係数が−1の回転放物面の一部からなる形状の反射面であって、回転放物面の回転対称軸Aと直交する仮想平面で切断された、LED光が出射する出射開口部14と、前記回転放物面の略焦点位置を通る仮想平面によって切断された底部開口部15とで形成されている。前記LED基板12の上に、前記反射部材13が、その底部開口部15の端面が全周で当接するように固定されている。
また前記LED素子11は、前記反射部材13のほぼ焦点に位置するように実装されており、反射部材の高さh1(焦点位置から、出射開口部を形成する仮想平面までの距離)を変える事で直接光αと反射光βからなる配光角を、図4に示したように制御することができる。
反射部材13の内壁は、コーニック係数が−1の回転放物面の一部からなる形状の反射面であって、回転放物面の回転対称軸Aと直交する仮想平面で切断された、LED光が出射する出射開口部14と、前記回転放物面の略焦点位置を通る仮想平面によって切断された底部開口部15とで形成されている。前記LED基板12の上に、前記反射部材13が、その底部開口部15の端面が全周で当接するように固定されている。
また前記LED素子11は、前記反射部材13のほぼ焦点に位置するように実装されており、反射部材の高さh1(焦点位置から、出射開口部を形成する仮想平面までの距離)を変える事で直接光αと反射光βからなる配光角を、図4に示したように制御することができる。
また、図5(a)に示したように、LED光源の主光軸B(配光曲線で最大光度を示す角度に沿った直線)と、回転放物面の回転対称軸Aが一致した反射部材13aと、図5(b)、図5(c)に示したように、左右にθ1度ずれた反射部材13b、13cの3種類を使用した(なお図5(a)では、わかりやすくするために、回転対称軸Aと主光軸Bをずらして描いているが、実際は重なっている)。前記θ1を調整することで、照射角度を制御することができ、θ1が0度から30度までは、ある程度配光角を一定にできるので、この角度範囲で照射角度を調整するのが好ましい。更にθ1が0度から20度までは、ほぼ配光角を一定にしたまま照射角度を変えることができるので、この角度範囲で照射角度を調整するのが特に好ましい。
前記各反射部材は、ABSを使用して成形し回転放物形状に成形した後、アルミニウムメッキをして反射面を作成したが、成形樹脂として、PBT樹脂やポリカーボネート樹脂等の公知な樹脂が使用できる。また、メッキのかわりにアルミニウム蒸着によって反射面を作成してもよい。
前記各反射部材は、ABSを使用して成形し回転放物形状に成形した後、アルミニウムメッキをして反射面を作成したが、成形樹脂として、PBT樹脂やポリカーボネート樹脂等の公知な樹脂が使用できる。また、メッキのかわりにアルミニウム蒸着によって反射面を作成してもよい。
前記照明ユニット20、30、40は、図1に示したように、同形状の3個の多角形状基板21、31、41と、各設置位置に対応した9個のLEDユニット10とからなる。
前記各架台50、60、70には、図6に示したように基板に当接する面51、61、71と、照明ユニットに当接する面52、62、72が設けられており、これらの面と面との間の角度と、多角形状基板21、31、41を形成する隣り合う面と面との間の角度と、各LEDユニット10に供給される電力とを調整することによって、照射むらの少ない状態で駐車場を照射することができる。
なお、照明装置100の出射光側に、照明装置本体基板90を覆うように透光性のカバーを設置してもよく、更に、前記カバーの照明装置本体基板80に近い側の周縁に沿った内側の側壁部分に反射層あるいは反射部材を設けて、駐車場の外側に漏れる光を減らすこともできる。
前記各架台50、60、70には、図6に示したように基板に当接する面51、61、71と、照明ユニットに当接する面52、62、72が設けられており、これらの面と面との間の角度と、多角形状基板21、31、41を形成する隣り合う面と面との間の角度と、各LEDユニット10に供給される電力とを調整することによって、照射むらの少ない状態で駐車場を照射することができる。
なお、照明装置100の出射光側に、照明装置本体基板90を覆うように透光性のカバーを設置してもよく、更に、前記カバーの照明装置本体基板80に近い側の周縁に沿った内側の側壁部分に反射層あるいは反射部材を設けて、駐車場の外側に漏れる光を減らすこともできる。
(実験例1)
次に、本実施形態1に係わるLEDランプ100の効果を示す実験例について具体的に説明する。
前記反射部材13a、b、cの反射面のコーニック係数を−1、曲率半径を2.4mmとし、高さh1を9.6mmとすることで、配光角20度のスポット光を得た。
前記多角形状基板21、31、41は、図7に示したように、長尺の平板を、幅方向に沿って山折りに折り曲げ、端辺同士を接合して、6角形に形成される。図8に示した各多角形状基板端面24、34、44は、それぞれ対向する多角形状基板端面22、32、42と平行で、図7に示したように、多角形状基板端面23、33、43と多角形状基板端面25、35、45は、対応する多角形状基板端面24、34、44から20度の角度で、それぞれ折り曲げられている。
次に、本実施形態1に係わるLEDランプ100の効果を示す実験例について具体的に説明する。
前記反射部材13a、b、cの反射面のコーニック係数を−1、曲率半径を2.4mmとし、高さh1を9.6mmとすることで、配光角20度のスポット光を得た。
前記多角形状基板21、31、41は、図7に示したように、長尺の平板を、幅方向に沿って山折りに折り曲げ、端辺同士を接合して、6角形に形成される。図8に示した各多角形状基板端面24、34、44は、それぞれ対向する多角形状基板端面22、32、42と平行で、図7に示したように、多角形状基板端面23、33、43と多角形状基板端面25、35、45は、対応する多角形状基板端面24、34、44から20度の角度で、それぞれ折り曲げられている。
照明ユニット20、30、40には、図8の各多角形状基板端面に、以下に示すようにそれぞれに対応したLEDユニットが接合されている。多角形状基板端面23、24、25、34、44には、反射部材13aが搭載されたLEDユニット10が接合されている。多角形状基板端面33、45には、この多角形状基板の幅方向に沿って回転対称軸Aが下向きに5度傾いた反射部材13bが搭載されたLEDユニット10が接合されている。多角形状基板端面35、43には、この多角形状基板の幅方向に沿って回転対称軸Aが上向きに5度傾いた反射部材13cが搭載されたLEDユニット10が接合されている。
前記各架台50、60、70は、図6に示したように、長方形平板の一端を幅方向に沿って90度折り曲げて架台端面51、61、71を形成し、照明装置本体基板90に当接させて固定している。またxyz直交座標空間において、照射方向がz軸のプラス側に向くように、xy座標平面上に照明装置本体基板90を配置したとき、架台50の他端面を、図6の直交座標に矢印で示したようにyz座標平面上でy軸から反時計回りにz軸方向に30度傾斜するように、x軸に平行に折り曲げて架台端面52を形成した。
同様に、前記架台60の他端面を、yz座標平面上で30度傾斜し、更に図6の直交座標に矢印で示したようにxz座標平面上で、x軸から時計回りにz軸方向に120度傾斜するように折り曲げて、架台端面62を形成した。
同様に、前記架台70の他端面を、yz座標平面上で30度傾斜し、更に図6の直交座標に矢印で示したようにxz座標平面上で、x軸から時計回りにz軸方向に60度傾斜するように、架台端面62を形成した。各架台50、60、70は、回転軸Cを中心にして、照明装置本体基板90に対し回転可能な、図示していない自由回転機構と、回転軸Dを中心にして照明ユニットを回転させる、図示していない自由回転機構を有している。
同様に、前記架台60の他端面を、yz座標平面上で30度傾斜し、更に図6の直交座標に矢印で示したようにxz座標平面上で、x軸から時計回りにz軸方向に120度傾斜するように折り曲げて、架台端面62を形成した。
同様に、前記架台70の他端面を、yz座標平面上で30度傾斜し、更に図6の直交座標に矢印で示したようにxz座標平面上で、x軸から時計回りにz軸方向に60度傾斜するように、架台端面62を形成した。各架台50、60、70は、回転軸Cを中心にして、照明装置本体基板90に対し回転可能な、図示していない自由回転機構と、回転軸Dを中心にして照明ユニットを回転させる、図示していない自由回転機構を有している。
以上の照明装置100で、各LEDユニットの明るさを表1のように設定したときの、前記駐車場灯による駐車場の明るさをシミュレーションした結果が図9であり、駐車エリア、車路を所望の明るさで照明することができ、無駄な明るさを無くし、それぞれの照明エリアで照度むらの少ない照明装置となっている。
(実施形態2)
本実施の形態2に係わる照明装置200も、前記実施形態1と同様に、駐車場灯として使用されるものである。
本実施の形態2に係わる照明装置200も、前記実施形態1と同様に、駐車場灯として使用されるものである。
照明装置200は、図10に示したように、実施形態1と同じ照明装置本体基板90に、3個の架台50、60、70を介して、LEDユニット110、210、310が取り付けられている。前記LEDユニット110、210、310は、図12に示したLED素子111が実装されたLED基板112、212、312と、このLED基板112、212、312に接合された反射部材113、213、313からなる。
反射部材113、213、313は、図11に示したような直方体からなり、この反射部材の内部には、図12に示したように回転放物面からなる反射面が3個形成されており、前記反射部材の一端面側にLED光が出射する出射開口部と、前記出射開口部の対向面側に形成された底部開口部とからなる。これら底部開口部が形成されている面に、LED基板112、212、312が、図12のように接合されている。反射面を実験例1と同一のものを使用した。
前記反射面の回転対称軸Aと、LED素子111の主光軸またはLED基板に直交する直線Bがなす角度が0度であるときの回転放物面の焦点に、LED素子が位置するように前記反射部材213、313、413の高さh2が設定されている。
前記反射面の回転対称軸Aと、LED素子111の主光軸またはLED基板に直交する直線Bがなす角度が0度であるときの回転放物面の焦点に、LED素子が位置するように前記反射部材213、313、413の高さh2が設定されている。
駐車場の照射エリアの形状に合うように、前記各反射面の回転対称軸Aと、LED素子111の主光軸またはLED基板に直交する直線Bがなす角度θを調整しており、各反射部材に形成された3個の反射面のθは相互に異なっている。また図10に示した照明装置本体基板のL側に位置する反射面の回転対称軸をθL、LED素子を111L、R側に位置する反射面の回転対称軸をθR、LED素子を111R、その中間に位置する反射面の回転対称軸をθC、LED素子を211Cとする。
実施形態1と同様に、前記各架台の照明装置本体に接合する面と、照明ユニットに接合する面との角度と、図12の回転対称軸Aの傾きと、前記LEDユニット110、210、310の各LED素子111L、111C、111Rに供給される電力とを、調整することによって、駐車場の各エリアを、照射むらが少ない状態で照射することができる。
実施形態1と同様に、前記各架台の照明装置本体に接合する面と、照明ユニットに接合する面との角度と、図12の回転対称軸Aの傾きと、前記LEDユニット110、210、310の各LED素子111L、111C、111Rに供給される電力とを、調整することによって、駐車場の各エリアを、照射むらが少ない状態で照射することができる。
(実験例2)
次に、本実施形態2に係わるLEDランプ200の効果を示す実験例について具体的に説明する。
LED素子111が実装された平坦なLED基板112、212、312のLED素子実装面側に、各面が平坦な直方体からなる反射部材113、213、313が、回転放物面の、焦点位置側の開口部全周が当接され、図12のように接合されている。
前記LED基板のLED素子111が実装された平面に対し直交するz軸と、架台の端面52、62、72を折り曲げている折り曲げ線に平行なx軸とからなる、xyz直行座標空間を、図11に示したように想定する。
前記回転対称軸Aをxz平面に投影したときに形成される、z軸を0度とした点線矢印の向きに測定される角度をθL2、θC2、θR2とする。同様に前記回転対称軸Aをyz平面に投影したときに形成される、z軸を0度とした点線矢印の向きに測定される角度をθL3、θC3、θR3とする。
ABS樹脂を使用して、表2に記載した通りの回転対称軸Aを有する反射部材113、213、313を成形した。
また各LEDユニット110、210、310のLED素子111L、111C、111Rを、表3に記載した通りに設定して照射したときの駐車場の明るさをシミュレーションした結果が図13である。
次に、本実施形態2に係わるLEDランプ200の効果を示す実験例について具体的に説明する。
LED素子111が実装された平坦なLED基板112、212、312のLED素子実装面側に、各面が平坦な直方体からなる反射部材113、213、313が、回転放物面の、焦点位置側の開口部全周が当接され、図12のように接合されている。
前記LED基板のLED素子111が実装された平面に対し直交するz軸と、架台の端面52、62、72を折り曲げている折り曲げ線に平行なx軸とからなる、xyz直行座標空間を、図11に示したように想定する。
前記回転対称軸Aをxz平面に投影したときに形成される、z軸を0度とした点線矢印の向きに測定される角度をθL2、θC2、θR2とする。同様に前記回転対称軸Aをyz平面に投影したときに形成される、z軸を0度とした点線矢印の向きに測定される角度をθL3、θC3、θR3とする。
ABS樹脂を使用して、表2に記載した通りの回転対称軸Aを有する反射部材113、213、313を成形した。
また各LEDユニット110、210、310のLED素子111L、111C、111Rを、表3に記載した通りに設定して照射したときの駐車場の明るさをシミュレーションした結果が図13である。
(実施形態3)
本実施形態3に係わる照明装置300も、前記実施形態1と同様に、駐車場灯として使用されるものである。
本実施形態3に係わる照明装置300も、前記実施形態1と同様に、駐車場灯として使用されるものである。
照明装置300は、図14、図15に示したように、実施例2の照明装置200に、架台80と、LEDユニット410が追加設置された構造であり、各LEDユニットには、光拡散シートが接合されている。それ以外は実施例2の照明装置と同じである。
架台80は、図16に示したように、長方形平板の一端を幅方向に沿って90度折り曲げて架台端面81を形成し、照明装置本体基板90に当接させて固定している。またxyz直交座標空間において、照射方向がz軸のプラス側に向くように、xy座標平面上に照明装置本体基板90を配置したとき、架台80の他端面を、図16の直交座標に矢印で示したように、yz座標平面上でy軸から反時計回りにz軸方向に60度傾斜するように、x軸に平行に折り曲げて架台端面72を形成した。この架台端面82に、LEDユニット410を接合した。
架台80は、図16に示したように、長方形平板の一端を幅方向に沿って90度折り曲げて架台端面81を形成し、照明装置本体基板90に当接させて固定している。またxyz直交座標空間において、照射方向がz軸のプラス側に向くように、xy座標平面上に照明装置本体基板90を配置したとき、架台80の他端面を、図16の直交座標に矢印で示したように、yz座標平面上でy軸から反時計回りにz軸方向に60度傾斜するように、x軸に平行に折り曲げて架台端面72を形成した。この架台端面82に、LEDユニット410を接合した。
LEDユニット110、210、310には、図17に示したように、反射部材113、213、313の出射光側の開口部を覆うように異方性拡散シート114、214、314が接合されている。
LEDユニット410は、実施形態2と同一のLED基板112と、反射部材113が使用されており、前記反射部材113の出射光側の面に、等方的に光拡散する拡散シート414が接合されている。
LEDユニット410は、実施形態2と同一のLED基板112と、反射部材113が使用されており、前記反射部材113の出射光側の面に、等方的に光拡散する拡散シート414が接合されている。
前記異方性拡散シート114、214、314は、図18に示したように、入射光を所望の方向に光拡散させる機能を持った拡散シートであり、図18(a)のような円形のスポット光を、図18(b)のように楕円形の拡散光に変えることができる。
本実施形態のLEDユニット110、210、310からの出射光は、図19に示したように被照射面に対して、25度から35度の傾きで照射されている。そのため、実施形態1や2のシミュレーション結果(図9、図13)のように、被照射面での各スポット光の形状は、長い長軸を有する楕円形となっている。この楕円形スポット光の短軸方向に光拡散するように異方性拡散シート114、214、314を、反射部材113、213、313に接合することによって、図20に示したような略円形の拡散光を得ることができる。照明装置近傍を照射するLEDユニット410は、中央に位置するLED素子のみ発光させており、等方性拡散シート414によって、照明装置近傍が明るくなっている。
以上のように、照射角度に対応して、異方性拡散シートと等方性拡散シートを組み合わせてLEDユニットを構成することによって、より均一な明るさの照射面が得られるようになる。
本実施形態のLEDユニット110、210、310からの出射光は、図19に示したように被照射面に対して、25度から35度の傾きで照射されている。そのため、実施形態1や2のシミュレーション結果(図9、図13)のように、被照射面での各スポット光の形状は、長い長軸を有する楕円形となっている。この楕円形スポット光の短軸方向に光拡散するように異方性拡散シート114、214、314を、反射部材113、213、313に接合することによって、図20に示したような略円形の拡散光を得ることができる。照明装置近傍を照射するLEDユニット410は、中央に位置するLED素子のみ発光させており、等方性拡散シート414によって、照明装置近傍が明るくなっている。
以上のように、照射角度に対応して、異方性拡散シートと等方性拡散シートを組み合わせてLEDユニットを構成することによって、より均一な明るさの照射面が得られるようになる。
1:支柱、2:駐車エリア、3:車路、10:LEDユニット、11:LED素子、12:LED基板、13及び13a及び13b及び13c:反射部材、14:出射開口部、15:底部開口部、20及び30及び40:照明ユニット、21及び31及び41:多角形状基板、22から25及び32から35及び42から45:多角形基板端面、50及び60及び70及び80:架台、90:照明装置本体基板、100及び200及び300:照明装置、110及び210及び310及び410:LEDユニット、111L及び111C及び111R:LED素子、112及び212及び312及び412:LED基板、113及び213及び313及び413:反射部材、A:反射面の回転対称軸、B:LED光源の主光軸、C及びD:架台の回転軸、α:直接光、β:1次反射光、θ1及びθL及びθC及びθR及びθL2及びθC2及びθR2及びθL3及びθC3及びθR3:AとBとで形成される角度
Claims (11)
- LED光源が設置された平板状のLED基板と、
LED出射光を、一定の配光角に制御するための所望の曲率半径とコーニック係数からなる反射部材とを備えており、
前記反射部材の略焦点位置に、LED光源が配置されていることを特徴としたLEDユニット。 - 前記反射部材は、LED光が出射する出射開口部を有し、前記出射開口部の内部が、所望の曲率半径とコーニック係数で決定される形状の反射面であり、前記反射面の焦点位置から出射開口部を形成する開口面までの距離を調整して、所定のLED出射光の配光角としていることを特徴とした請求項1に記載のLEDユニット。
- 前記反射部材は、前記反射面の略焦点位置を通る仮想平面による切断によって、底部開口部が形成され、
前記LED基板が、前記底部開口部の全周端に当接して接合し、
LED光源が前記反射部材の略焦点に位置していることを特徴とした請求項1又は請求項2に記載のLEDユニット。 - 前記反射部材は、前記仮想平面と平行な仮想平面で、前記LED光の出射開口部を切断し、
この出射開口部を形成する面と、前記底部開口部を形成する面とが、
略平行である反射部材を有することを特徴とした請求項3に記載のLEDユニット。 - 前記反射部材の前記反射面の焦点位置から出射開口面までの距離が同一であって、前記反射面の回転対称軸の方向が、相互に異なる方向に形成された複数の反射部材を有していることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のLEDユニット。
- LEDユニットの出射光側に、光拡散させる光拡散部材を配置したことを特徴とした請求項1から5のいずれかに記載のLEDユニット。
- 前記光拡散部材は、被照射面に照射される楕円形状のスポット光の短軸方向に出射光が拡散する異方性拡散部材であることを配置したことを特徴とした請求項6に記載のLEDユニット。
- 請求項1から7に記載のいずれかのLEDユニットが、複数の面からなる多角形状基板の周縁面に設けられたことを特徴とした照明ユニット。
- 前記多角形状基板が、長方形の平板の短辺同士を接続し、または所望の角度に折り曲げた、複数の面からなる多角形の部材からなることを特徴とした請求項8に記載の照明ユニット。
- 請求項8又は請求項9の照明ユニットの、LEDユニットが載置されていない面が、照明装置本体の基板に、少なくとも1つの回転軸を有する機構とともに取り付けられていることを特徴としたLED照明装置。
- 請求項8又は請求項9の照明ユニットが、少なくとも1つの回転軸を有する架台の一端側に設置され、前記架台の他端側が、照明装置本体の基板に取り付けられていることを特徴としたLED照明装置。
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