JP2014102995A - Lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
この実施形態は、発光ダイオード(LED)のように実装された面法線方向に限られた狭い配光分布を持つ光源を用いる電球形の照明装置に関する。 This embodiment relates to a light bulb-type lighting device using a light source having a narrow light distribution that is limited in a surface normal direction and mounted like a light emitting diode (LED).
照明装置としては、白熱電球や蛍光灯が広く用いられてきたが、寿命、発光効率、水銀汚染、紫外線漏れなどの問題を抱えていた。近年、これらの問題を解消する技術として、LED光源やEL(エレクトロルミネッセンス)光源が開発され、特にLED光源は一般の照明装置への利用が加速度的に広がっている。 Incandescent light bulbs and fluorescent lamps have been widely used as lighting devices, but have problems such as lifetime, luminous efficiency, mercury contamination, and ultraviolet light leakage. In recent years, as a technique for solving these problems, LED light sources and EL (electroluminescence) light sources have been developed, and in particular, the use of LED light sources for general lighting devices is accelerating.
しかしながら、LED光源のような実装基板に実装された光源の光は、実装基板の法線方向に強く光を放出し、側面から背面にかけて光が放出されない指向性を有している。そのため、正面から背面までほぼ均一な光度分布をもつ従来の白熱電球と、LED光源を用いた電球型照明装置とを置き換えた場合、天井や壁の明るさが著しく変わってしまい、違った照度空間となってしまう。 However, light from a light source mounted on a mounting substrate such as an LED light source emits light strongly in the normal direction of the mounting substrate, and has directivity that does not emit light from the side surface to the back surface. Therefore, when a conventional incandescent light bulb with a nearly uniform light intensity distribution from the front to the back is replaced with a light bulb-type lighting device using an LED light source, the brightness of the ceiling and walls changes significantly, resulting in a different illuminance space. End up.
特に、キャンドルから生じたシャンデリア用途では、炎のように白熱電球のフィラメントが直視できる照明装置が好まれており、側面方向に点状に輝くことで周囲の散乱用アクセサリィに反射してキラキラと輝く照明装置を実現している。しかし、LED光源を用いた照明装置では、このようなフィラメント直視型の白熱電球やキャンドルと同じような見映えをもつ照明装置の実現が困難であった。 Especially for chandeliers produced from candles, lighting devices that can directly view filaments of incandescent bulbs like flames are preferred, and they shine like dots in the direction of the side surface and reflect off to the surrounding scattering accessories. A brilliant lighting device is realized. However, in an illuminating device using an LED light source, it has been difficult to realize an illuminating device having the same appearance as such a filament direct-view incandescent bulb or candle.
この発明は、LED光源などを用いても、側面方向の光度が高く、従来のフィラメントが直視される白熱電球やキャンドルのような見映えをLED光源で実現した電球形の照明装置を提供することにある。 The present invention provides a light bulb-shaped illumination device that achieves the appearance of an incandescent bulb or a candle that has a high luminous intensity in the lateral direction even when an LED light source or the like is used and a conventional filament is directly viewed by the LED light source. It is in.
実施形態によれば、照明装置は、頂面を有する基材と、前記基材頂面に配置された光源と、下端開口を有するドーム状に形成され透明性を有し、前記基材頂面に前記下端開口側が固定され前記光源を覆った透光カバーと、を備え、
前記透光カバーは、壁部の肉厚が前記下端開口の径よりも小さく形成され、
前記透光カバーは、ドーム状の内面あるいは外面の全域に設けられた複数のプリズムを有し、前記プリズムは、ドーム状の透光カバーの頂点を北極としたときに入射した光線の緯度方向角度を前記透光カバーの南半球方向に変えて出射し、前記透光カバーを通して見た際に、前記光源の虚像を前記基材頂面から浮き上がった位置に形成することを特徴としている。
According to the embodiment, the lighting device has a base material having a top surface, a light source disposed on the base material top surface, a dome shape having a lower end opening, and has transparency, and the base material top surface A translucent cover that is fixed to the lower end opening side and covers the light source,
The translucent cover is formed such that the wall thickness is smaller than the diameter of the lower end opening,
The translucent cover has a plurality of prisms provided over the entire area of the inner surface or outer surface of the dome shape, and the prism is a latitude angle of the incident light when the vertex of the dome shape translucent cover is the north pole. Is emitted in the direction of the southern hemisphere of the translucent cover, and when viewed through the translucent cover, a virtual image of the light source is formed at a position raised from the top surface of the substrate.
以下、図面を参照しながら、種々の実施形態に係る照明装置について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電球形の照明装置としてLED電球1を示す断面図である。LED電球1は、中心軸Cに対して回転対称の形状をしている。
Hereinafter, illumination devices according to various embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an LED bulb 1 as a bulb-type lighting device according to the first embodiment. The LED bulb 1 has a rotationally symmetric shape with respect to the central axis C.
LED電球1は、前面に平坦な基材頂面2aを有する基材2と、基材頂面2aに実装されたLEDから成る光源4と、同じく基材頂面2a上に配置されて光源4を覆うドーム状の透光性を有する透光カバー6と、を備えている。
The LED bulb 1 includes a
基材2は、金属製の筐体かつ放熱部材であり、ほぼ切頭円錐状に形成されて上端に平坦なほぼ円形の基材頂面2aを有し、基材2の下端に口金8が設けられている。光源4は、基材頂面2aの中心に配置されている。基材2の内部には、光源4を駆動する駆動回路11が収納されている。口金8から給電された電力は、駆動回路11により光源4に供給して発光させる構成となっている。基材2は、透光カバー6および口金8を保持してLED電球1の外面形状を形成するとともに、光源4の熱に対するヒートシンクと放熱板を兼ねている。
The
透光カバー6は、透明樹脂で縦長ドーム状に形成され、円形の下端開口6aと、中心軸C上に位置するドーム頂点Tと、を有している。すなわち、透光カバー6は、中心軸Cに沿った高さが下端開口6aの径よりも大きい、縦長に形成されている。そして、透光カバー6は、下端開口6a側の下端を基材2の基材頂面2aに固定することにより、中心軸Cと同軸的に配置され、更に、光源4を覆っている。透光カバー6は、その壁部の肉厚が下端開口6aの径よりも小さい。
The
透光カバー6は、そのドーム状の内面、あるいは、外面の少なくとも一方に形成された複数のプリズムを一体に有している。本実施形態では、透光カバー6のドーム状の内面の全域に複数のプリズム10が形成されている。各プリズム10は、例えば三角形の断面を有し、中心軸Cと同軸の環状に形成されている。そして、複数のプリズム10は、ドーム頂点Tから下端開口6aに亘って並んで形成されている。
The
プリズム10は、光源4から入射した光線(破線矢印)を、ドーム頂点Tを北極としたときに透光カバー6の南半球緯度方向に光線を曲げて出射(実線矢印)するように機能する。これにより、プリズム10は、透光カバー6の外側から光源4を見た場合に、光源4の虚像Sを基材頂面2aとドーム頂点Tとの間に浮き上がった位置に形成するように機能する。
The
透光カバー6は、透明な材料で形成され、また、光源4からの光線(破線矢印)はプリズム10により経度方向を変えることなく緯度方向だけを南半球方向に曲げられるため、光源4の虚像Sの面積を横に拡げることなく縦方向(中心軸Cに沿った方向)に浮き上がらせることができる。
The
本実施形態では、光源4の虚像Sが、キャンドルの炎のように基材頂面2aから透光カバー6のドーム頂点T付近まで縦長に延びるように構成している。これにより、LEDからなる光源4を用いながら、透光カバー6の中心付近にあたかもキャンドルの炎があるように見せることができる。
In the present embodiment, the virtual image S of the
図2および図3は、実際に設計したLED電球1の断面図、および、その光線軌道を光学解析で示した図である。図4は、LED電球1の配光分布を示し、図5はLED電球1を側面から見たときの見え方を示す図である。 2 and 3 are a cross-sectional view of the actually designed LED bulb 1 and a diagram showing its light path by optical analysis. FIG. 4 shows the light distribution of the LED bulb 1, and FIG. 5 is a diagram showing how the LED bulb 1 is seen from the side.
図2ないし図5に示すように、第1の実施形態によれば、透明な透光カバー6により基材頂面2aに実装された光源4の虚像を浮かび上がらせて、あたかもキャンドルの炎が発光しているように見せることができる。特に、透光カバー6の全域でプリズム10が出射する方向を側面方向とすることで、LED電球1の配光分布を極端に側面方向に集中した分布にするとともに、ロウソクの炎のように透光カバー6の根元から頂上まで縦長に発光させることができ、シャンデリアのような側面周囲に光散乱反射部品があるような照明器具での見映えを向上させることができる。
As shown in FIGS. 2 to 5, according to the first embodiment, the transparent light-transmitting
LED電球1において、透光カバー6は、一般的な電球でも必須な部品であり、レンズなどの部品点数を増やすことなく、従って、光利用効率を劣化させることなく、LED電球1を実現することができ、量産性の面でも優れた構成となっている。
In the LED light bulb 1, the
また、透光カバー6は、従来のレンズのように光源4に近接しておらず光源4から遠く離れた場所にあるため、透光カバー6から光源4側に反射した光線が光源4に再吸収される確立が小さく光利用効率が向上するとともに、光源4の仕様が変わっても光学特性への影響は鈍感になり、各種LED光源の詳細仕様により個別に設計修正する必要がほとんどない。そのため、広い製品で透光カバー6を共有することができる。
In addition, since the
以上のように構成された第1の実施形態によれば、LED光源などを用いても、側面方向の光度が高く、従来のフィラメントが直視される白熱電球やキャンドルのような見映えをLED光源で実現した電球形の照明装置を得ることができる。 According to the first embodiment configured as described above, even if an LED light source or the like is used, the appearance of an incandescent light bulb or a candle having a high luminous intensity in the lateral direction and a direct view of a conventional filament is obtained. A light bulb-shaped lighting device realized in the above can be obtained.
なお、第1の実施形態では、透光カバー6のドーム状内面にプリズム10を設けたが、これに限らず、ドーム状外面に複数のプリズムを設けてもよく、あるいは、内面および外面の両面にプリズムを設けても良い。
In the first embodiment, the
次に、他の実施形態に係る照明装置について説明する。なお、以下に述べる種々の実施形態において、第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に詳細に説明する。 Next, a lighting device according to another embodiment will be described. In the various embodiments described below, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and different parts will be described in detail.
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係る電球形の照明装置としてLED電球1を示す断面図、図7は、透光カバーの内面に形成されたプリズムを示す斜視図である。第2の実施形態において、LED電球1は、基本的に第1の実施形態と同じであるが、透光カバー6の形状を縦長のドーム状ではなく、ほぼ半球形状のドーム状としている。透光カバー6は透明な材料で形成され、その内面に複数のプリズム10が一体に形成されている。各プリズム10は、例えば三角形あるいはクサビ形状の断面を有し、中心軸Cと同軸の環状に形成されている。そして、複数のプリズム10は、ドーム頂点Tから下端開口6aに亘って並んで形成されている。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an LED bulb 1 as a bulb-shaped illumination device according to the second embodiment, and FIG. 7 is a perspective view showing a prism formed on the inner surface of the light-transmitting cover. In the second embodiment, the LED bulb 1 is basically the same as in the first embodiment, but the
第2の実施形態において、透光カバー6は第1の実施形態と形状が異なるが、光源4の虚像Sを浮き上がらせて見せる作用は、第1の実施形態と同じである。従って、第2の実施形態においても、側面方向の光度が高く、従来のフィラメントが直視される白熱電球やキャンドルのような見映えをLED光源で実現した電球形の照明装置が得られる。
In the second embodiment, the
なお、第1および第2の実施形態において、プリズム10は、図7に示すような同心円状に回転させた形状を基本形状としているが、この場合、プリズムの配列ピッチが粗いと、プリズム10の縞々が見えやすくなる。このような見映えを改善するため、図8および図9に示す変形例のように、各プリズム10は中心軸C回りの円周方向(ドーム頂点を北極とした場合の経度方向)に千鳥配列にするなどして見た目を改善してもよい。
In the first and second embodiments, the
(第3の実施形態)
図10は、第3の実施形態に係る電球形の照明装置としてのLED電球を示す断面図、図11は、LED電球の光線軌道を示す図、図12は、LED電球の配光分布を示す図である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an LED bulb as a bulb-type illumination device according to the third embodiment, FIG. 11 is a diagram showing a light path of the LED bulb, and FIG. 12 is a light distribution of the LED bulb. FIG.
図10および図11に示すように、第3の実施形態に係るLED電球1によれば、透光カバー6は、膨らんだ球状に形成され、その下端開口6a側が基材2の基材頂面2aに固定されている。透光カバー6の外面に複数のプリズム10が設けられている。各プリズム10は、例えば三角形あるいはクサビ形状の断面を有し、中心軸Cと同軸の環状に形成されている。そして、複数のプリズム10は、透光カバー6のドーム頂点Tから下端開口6aに亘って並んで形成されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, according to the LED bulb 1 according to the third embodiment, the
プリズム10は、透光カバー6の外側に設ける方が制御性が向上する。本実施形態では、図11に示すように、制御性向上により、透光カバー6の全域で出射光線(実線矢印)が透光カバー6の中心から放射されるように設計し、光源4の虚像Sが小さい1点に絞られるようにしている。
図13は、LED電球1を側面から見たときのLED電球の光り方を示す図である。図の通り、光源像(虚像)Sは透光カバー6の中心付近に点状に集約されて浮かんでいるように見える。
The controllability is improved when the
FIG. 13 is a diagram illustrating how the LED bulb shines when the LED bulb 1 is viewed from the side. As shown in the figure, the light source image (virtual image) S appears to be concentrated and floated in the vicinity of the center of the
以上のように構成された第3の実施形態においても、側面方向の光度が高く、従来のフィラメントが直視される白熱電球やキャンドルのような見映えをLED光源で実現した電球形の照明装置が得られる。 Also in the third embodiment configured as described above, there is a light bulb-shaped illuminating device that realizes an appearance like an incandescent light bulb or a candle with a high luminous intensity in the lateral direction and a conventional filament directly viewed with an LED light source. can get.
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
また、透光カバー6の表面にシボ加工を施したり、透光カバー6の材料自体を若干の乳白樹脂とすることで、透光カバー6内部を透視しにくくしたり、発光像をぼかしたりしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
In addition, the surface of the
上述した実施形態はLED電球として説明したが、この発明に係る照明装置は、指向性のある光源とこの光源を囲う透光カバーとの組み合わせであれば、街路灯照明等についても適用することができる。 Although the above-described embodiment has been described as an LED bulb, the lighting device according to the present invention can be applied to street lamp lighting as long as it is a combination of a directional light source and a translucent cover surrounding the light source. it can.
1…LED電球、2…基材、2a…基材頂面、4…光源、6…透光カバー、
6a…下端開口、10…プリズム、11…駆動回路、S…虚像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... LED bulb, 2 ... Base material, 2a ... Base material top surface, 4 ... Light source, 6 ... Translucent cover,
6a ... lower end opening, 10 ... prism, 11 ... drive circuit, S ... virtual image
Claims (7)
前記基材頂面に配置された光源と、
下端開口を有するドーム状に形成され透明性を有し、前記基材頂面に前記下端開口側が固定され前記光源を覆った透光カバーと、を備え、
前記透光カバーは、壁部の肉厚が前記下端開口の径よりも小さく形成され、
前記透光カバーは、ドーム状の内面あるいは外面の全域に設けられた複数のプリズムを有し、前記プリズムは、ドーム状の透光カバーの頂点を北極としたときに入射した光線の緯度方向角度を前記透光カバーの南半球方向に変えて出射し、前記透光カバーを通して見た際に、前記光源の虚像を前記基材頂面から浮き上がった位置に形成することを特徴とする電球形の照明装置。 A substrate having a top surface;
A light source disposed on the top surface of the substrate;
A transparent cover that is formed in a dome shape having a lower end opening and has transparency, and the lower end opening side is fixed to the top surface of the base material and covers the light source,
The translucent cover is formed such that the wall thickness is smaller than the diameter of the lower end opening,
The translucent cover has a plurality of prisms provided over the entire area of the inner surface or outer surface of the dome shape, and the prism is a latitude angle of the incident light when the vertex of the dome shape translucent cover is the north pole. Is emitted in the direction of the southern hemisphere of the translucent cover, and when viewed through the translucent cover, a virtual image of the light source is formed at a position raised from the top surface of the base material. apparatus.
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