JP2014116203A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】照明装置の気密性および防水性を確保するとともに、カバーに影が生じ難い照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくとも1つの発光素子と、当該発光素子が載置された筐体と、前記発光素子を覆う状態で前記筐体に取り付けられる透光性のカバーと、前記筐体と前記カバーとの間の前記発光素子を囲繞する領域に挿入配置されるシール部材とを備える照明装置であって、前記シール部材は、透光性の材料からなる。
【選択図】図5

Description

本発明は、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子を光源として備える照明装置に関する。
近年、LED等の発光素子を用いた照明装置が普及している。例えば、特許文献1には、図15に示すような照明装置500が開示されている。
照明装置500では、リブが設けられた筐体510とそのリブを覆うカバー520とにより形成される空間内に、発光素子542と導光板560とが配置されている。発光素子542から出射された光は、導光板560の裏側に形成された入射面564bから導光板560内に入射し、表側の面である光出射面562a,563a全体からカバー520に向け均一に出射される。これにより、カバー520の表側全面から光を出射させることができる。
特開2012−104476号公報
上記の照明装置500のような構成では、筐体510とカバー560との間隙を通って、装置外部から空気や水が侵入するおそれがある。このため、パッキン等のシール部材を用いて、空気や水の浸入を防ぐことが考えられる。しかしながら、筐体510とカバー560との間隙をシール部材を用いて封止した場合、光出射面553aから出射された光の一部がシール部材により遮られ、カバー560の一部に影の領域が生じてしまう。
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、照明装置の気密性および防水性を確保するとともに、カバーに影が生じ難い照明装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の一態様にかかる照明装置は、少なくとも1つの発光素子と、当該発光素子が載置された筐体と、前記発光素子を覆う状態で前記筐体に取り付けられる透光性のカバーと、前記筐体と前記カバーとの間の前記発光素子を囲繞する領域に挿入配置されるシール部材とを備える照明装置であって、前記シール部材は、透光性の材料からなることを特徴とする。
本発明の一態様にかかる照明装置によれば、前記筐体と前記カバーとの間の前記発光素子を囲繞する領域にシール部材を挿入配置する。これにより、筐体とカバーとの間隙からの空気や水の侵入を防ぐことができ、照明装置の気密性および防水性を確保することができる。さらに、このシール部材は、透光性の材料からなるため、筐体内に載置された発光素子の出射光を遮ることなく、カバーに影が生じ難い。
実施の形態1にかかる照明装置の斜視図である。 実施の形態1にかかる照明装置の天井板への取り着けの態様を説明する図である。 実施の形態1にかかる照明装置の分解斜視図である。 発光素子パッケージの断面図である。 実施の形態1にかかる照明装置の断面図である。 図4に示す1点鎖線で囲んだ部分の拡大断面図である。 パッキンの付近での光の経路を説明するための模式図である。 貫通孔およびその付近の側壁部の断面図である。 実施の形態2にかかる照明装置の分解斜視図である。 実施の形態2にかかる照明装置のパッキン付近部分の拡大断面図である。 実施の形態3にかかる照明装置の分解斜視図である。 実施の形態3にかかる照明装置の断面図である。 図12に示す1点鎖線で囲んだ部分の拡大断面図である。 パッキンの付近での光の経路を説明するための模式図である。 従来の照明装置を示す図である。
以下、本発明の一態様にかかる照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面における部材の縮尺は一例であり、以下の実施の形態に示す発明の趣旨を損なわない範囲で任意に変更可能である。また、以下では、照明装置の照明方向側を表側とし、表側の反対側を裏側として説明を行なう。
≪実施の形態1≫
[照明装置の構成]
図1は、実施の形態1にかかる照明装置の斜視図である。本図に示すように照明装置1は、略円盤状の外観形状を有する。図2は、実施の形態1にかかる照明装置の天井板への取り着けの態様を説明する図である。本図に示すように、
照明装置1は、天井に取り着けられダウンライトとして使用される。
この例では、天井板2に設けた埋込穴2aに、筐体10の一部を埋め込むようにして取り付けられている。また、筐体10の裏面には、照明装置1内の発光素子等から発生した熱を装置外部へ放熱するための放熱部材3が設けられている。照明装置1は、その放熱部材3の側面に取り付けられた板ばね状の掛止部材4によって、天井板2に掛止されている。
天井板2の天井裏面2bには、照明装置1を点灯させるための回路ユニット5が配置されており、照明装置1は、電源線43を介して回路ユニット5と電気的に接続されている。回路ユニット5は、外部の商用交流電源(不図示)と電気的に接続されており、商用交流電源から入力される電流を照明装置1に供給する。
図3は、照明装置1の分解斜視図である。本図に示すように、照明装置1は、筐体10、拡散カバー20、発光モジュール40、反射部材50、導光板60、およびパッキン30を備える。これらが照明装置1の基本構成となる。
(筐体10)
筐体10は、例えば、アルミダイキャスト製であって、本体部12と、当該本体部12の天井面側の中央部に設けられた冠状部11とを有する。冠状部11は、円形状の天板部分13と、天板部分13の外周縁から表側方向へ延設された円筒状の側壁部分14とを有する。また、本体部12は、天井板2に当接される円環状の面板16と、当該面板16の外周縁から表側方向へ延設された円環状のリブ17とを有する。
(拡散カバー20)
拡散カバー20は、導光板60を覆うドーム状の本体部21と、当該本体部21の周縁部から裏側方向へ延設された側壁部22とを有し、当該側壁部22が筐体10のリブ17に固定されている。拡散カバー20の本体部21および側壁部22には光散乱処理が施されており、導光板60から出射された光は、本体部21および側壁部22を透過する際に散乱光となる。このような拡散機能により、輝度むらが軽減され、良好な面発光が実現される。
拡散カバー20の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等の透光性材料等が好適である。
(パッキン30)
パッキン30は、筐体10と拡散カバー20との間隙を封止する役割を有する。パッキン30の具体的な構造については、後述する。
(発光モジュール40)
発光モジュール40は、円環状の基板41と、当該基板41の一方の主面である素子搭載面41aに搭載された複数の発光素子パッケージ42とを有する。各発光素子パッケージ42は、それぞれの主出射方向を導光板60に向けた状態で、基板41の素子搭載面41aに円環状に配列されている。
基板41は、例えば、セラミック基板や熱伝導樹脂等からなる絶縁層とアルミ板等からなる金属層との2層構造を有する。基板41には配線パターン(不図示)が形成されており、各発光素子パッケージ42は前記配線パターンおよびコネクタ44を介して電源線43と電気的に接続されている。基板41の素子搭載面41aは、光を効率良く導光板60側へ反射させるための反射面となっている。
発光素子パッケージ42は、基板41の素子搭載面41aにCOB(Chip on Board)技術を用いてフェイスアップ実装されている。
図4は、発光素子パッケージ42の内部構成を示すである。本図に示すように発光素子パッケージ42は基板420、リード板421、発光素子422、反射部423を有する。発光素子422は、例えば、LED、LD(レーザダイオード)、またはEL素子(エレクトリックルミネッセンス素子)である。反射部423は、反射率の高い銀または銀を含む合金からなる反射面423aを有し、発光素子422から出射された光を反射する。シール樹脂424は、発光素子422を被覆するように配されている。
(反射部材50)
図3に戻って、反射部材50は、円形状の内側反射部材51と、内側反射部材51の外周を囲むように配置される円環状の外側反射部材52とで構成されている。反射部材50は、発光素子パッケージ42から出射された光を反射して導光板60に入射させる役割を有する。内側反射部材51および外側反射部材52の材料としては、高反射ポリカーボネート樹脂、高反射ナイロン樹脂、高反射ポリブチレンテレフタレート樹脂、高反射発泡樹脂等の反射率の高い材料が最適である。
(導光板60)
導光板60は円形板状であって、環状部61、環内側部62、および環外側部63から構成される。導光板60の材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ガラス等の導光性の良い材料が最適である。環状部61は、発光素子パッケージ42からなる素子列に沿って円環状に形成され、発光素子パッケージ42から出射された光が入射する入射面と、入射面から入射した光を反射させる反射面とを有する。環状部61は、導光板60内に発光素子パッケージ42から出射された光を導入する役割を有する。
図5は、実施の形態1にかかる照明装置の断面図である。本図では、導光板60の表側の面の中心を通り、かつ導光板60の表側の面と直交する仮想面で切断した断面を描いている。かかる断面図に示される環状部61の断面形状は、中央が裏側に突出するよう折り返された略V字形である。折り返し部分は、裏側に膨らんだR形状になっている。折り返し部分の両側は、環内側部62および環外側部63に向けて効率良く光を反射させるために、それぞれ表側に膨らんだ略円弧形となっている。
環内側部62は、環状部61の環内側に環状部61と連続して形成され、反射面で反射した光を出射する出射面を有する。環外側部63は、環状部61の環外側に環状部61と連続して形成され、反射面で反射した光を出射する出射面を有する。
[照明装置の封止構造]
以下では、照明装置1における筐体10とカバー20との間隙の封止構造、および筐体10とカバー20との間隙以外の部分の封止構造について詳細に説明する。
(筐体とカバーとの間隙の封止)
図3および図5に示すように、筐体10のリブ17と拡散カバー20の側壁部22との間には、円環状のパッキン30が挿入配置されており、これによって筐体10内の気密性が保たれている。
図6は、図5に示す1点鎖線で囲んだ部分の拡大断面図である。図6に示すように、パッキン30は、リブ17の拡散カバー20側の表面17aに沿って形成されたパッキン溝18に嵌め込まれ位置決めされている。
パッキン溝18に嵌め込む前において、パッキン30の内径はパッキン溝18の内径より若干大きく、パッキン30の外径はパッキン溝18の外径より若干小さい。すなわち、パッキン溝18の溝幅よりもパッキン30の横幅の方が大きい。また、パッキン30の高さはパッキン溝18の溝深さよりも大きい。このようにパッキン30の寸法が設計されているので、パッキン30がパッキン溝18に嵌め込まれた際、パッキン溝18の開放側からパッキン30の一部がはみ出る。
筐体10に拡散カバー20を取り付けた状態において、パッキン30のはみ出している部分が側壁部22に押され、パッキン30は側壁部22とパッキン溝18との間で弾性変形する。これによりパッキン30が、パッキン溝18の底面18aと側壁部22のパッキン溝18に対向する面22aに隙間無く接触するようになり、筐体10と拡散カバー20との間隙が封止される。
パッキン30は、シリコーン樹脂等の材料から構成されるため、透光性と、硫黄化合物および窒素化合物に対する封止性とを有する。
図7は、パッキン30の付近での光の経路を説明するための模式図である。L1は、導光板60の環状部61の表側の面61aで反射されて、環外側部63内に導かれ、凹部63cに入射して散乱光となり、環外側部63の表側の面63aから出射された光である。また、L2は、導光板60の環状部61の表側の面61aで反射されて、環外側部63内に導かれ、環外側部63の外周面63dから出射された光である。また、L3は、導光板60の環状部61の表側の面61aで反射されて、環外側部63内に導かれた光である。この光は、環外側部63の表側の面63aおよび裏側の面63b間で反射を繰り返しながら環外側部63内を進行し、環外側部63の外周面63dから出射される。
パッキン30は透明性の材料から構成されるので、L2やL3といった環外側部63の外周面63dから出射される光を遮ることなく、拡散カバー20に影が生じ難い。
また、パッキン30は硫黄化合物および窒素化合物に対する封止性とを有するので、銀または銀を含む合金からなる反射面423aが、空気に含まれる硫黄化合物や窒素化合物と反応し難い。従って、反射面423aの劣化(黒化)による反射部423の反射特性の低下が防がれるため、発光素子パッケージ42の発光効率の低下を抑制することができる。
(筐体10とカバー20との間隙以外の部分の封止)
照明装置1において封止性が存在する箇所は、パッキン30の箇所に限らない。冠状部11の側壁部分14にも存在する。図3に示すように、冠状部11の側壁部分14には、電源線43を挿通させるための貫通孔15が形成されている。この貫通孔15には、照明装置1の外部からの空気や水の侵入を防止するため、封止処理がなされている。
図8は、貫通孔15およびその付近の側壁部14の断面図である。側壁部14の内側の面14a側には、貫通孔15を覆うように、シール樹脂19が設けられている。シール樹脂19は、例えば、熱硬化性樹脂材料、エネルギー線硬化性樹脂材料、シリコーン樹脂材料、エポキシ樹脂材料、エラストマー材料の少なくともいずれかを含む材料で構成される。エネルギー線硬化樹脂材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂材料が挙げられる。照明装置1に電流を供給するために設けられた配線用の貫通孔15にシール部材19が設けられているので、照明装置1の気密性および防水性を確保することができる。
なお、空気中に含まれる硫黄化合物や窒素化合物等による発光素子パッケージ42の発光効率の低下を防ぐためには、シール樹脂19は、硫黄化合物及び窒素化合物の少なくとも一方に対して封止性を有することが好ましい。
また、電源線43を挿通させるための貫通孔15以外に、筐体10やカバー20に貫通孔が形成されている場合、照明装置1の気密性および防水性を確保するため、同様の封止処理がなされていることが好ましい。
≪実施の形態2≫
本実施形態にかかる照明装置は、実施の形態1にかかる照明装置とは、筐体の形状、およびパッキンの配置位置が異なる。以下では、実施の形態1にかかる照明装置1と異なる構成を説明し、共通する構成については実施の形態1と同じ符号を使って説明を省略する。
図9は、実施の形態2にかかる照明装置の分解斜視図である。照明装置100は、筐体110、拡散カバー20、発光モジュール40、反射部材50、導光板60、およびパッキン130を備える。筐体110およびパッキン130が実施の形態1にかかる照明装置とは異なる構成である。
図10は、実施の形態2にかかる照明装置のパッキン付近部分の拡大断面図である。パッキン130は、本体部112の外周縁部117の拡散カバー20側の面117aに沿って形成されたパッキン溝118に嵌め込まれている。すなわち、パッキン溝118に対応した位置に配置されている。
筐体110は、本体部112と、本体部112の中央部に設けられた冠状部11とを有する。本体部112は、実施の形態1の本体部12よりも形状が簡素化されており、円環状の面板116のみからなる。
実施の形態1にかかる照明装置1と異なり、本体部112の面板116の外周縁にリブ17が延設されていないので、環外側部63の外周面63dから出射される光がリブ17に遮られることがない。これにより、拡散カバー20のうち、面板16の側面に対向する部分以外の全ての部分から光を出射することができる。そうすると、照明装置100の天井面から露出している略全ての部分が光るので、照明としての意匠性を高めることができる。
≪実施の形態3≫
本実施形態にかかる照明装置は、実施の形態1にかかる照明装置とは、反射部材の形状および導光板の形状が異なる。この照明装置200は、図11に示すように、反射部材250が内側反射部材のみで構成されており、また、導光板260が環外側部を備えていない。以下では、実施の形態1にかかる照明装置1と異なる構成を説明し、共通する構成については実施の形態1と同じ符号を使って説明を省略する。
図11において、筐体210は、円形状の天板部分213と、当該天板部分213の外周縁から表側方向に延設された円筒状の側壁部分214とを有する。
拡散カバー220は、導光板を覆うドーム状の本体部221と、当該本体部221の周縁部から裏側方向へ延設された側壁部222とを有し、当該側壁部222が筐体210の側壁部分214に固定されている。
側壁部分214には電源線23を挿通させるための貫通孔215が形成されている。貫通孔215には、実施の形態1と同様に、側壁部分214の内側の面側に貫通孔215を覆うように、シール樹脂が設けられ、照明装置200の外部からの空気や水の侵入が防止される。
パッキン230は、筐体210と拡散カバー220との間に挿入配置されており、側壁部分214の拡散カバー220側の表面214aに沿って形成されたパッキン溝218に嵌め込まれることで位置決めされている。
発光モジュール240は、円環状の基板241と、当該基板241の一方の主面である素子搭載面241aに搭載された複数の発光パッケージ42とを有する。基板241は、実施の形態1にかかる基板41と比較して、発光パッケージ42がより外周側に設置されている。
反射部材250は内側反射部材のみで構成されており、発光パッケージ42を避けるようにして、導光板260に対して近接配置されている。
図12は、実施の形態3にかかる照明装置の断面図である。導光板260は、円形板状であって、本図に示すように、発光モジュール240および反射部材250の表側に配置されており、環状部261および環内部262から構成される。
環状部261は、発光パッケージ42からなる素子列に沿って円環状に形成される。図13は、図12に示す1点鎖線で囲んだ部分の拡大断面図である。本図に示すように、環状部261は、発光素子パッケージ42から出射された光が入射する入射面261aと、入射面261aから入射した光を反射させる反射面261bとを有する。環内部262は、環状部261の環内側に環状部261と連続して形成され、反射面261bで反射した光を出射する。
図14は、パッキン230付近での光の経路を説明するための模式図である。L4は、環状部261の反射面261bで反射されて、環内部262へ導かれた光である。また、L5は、環状部261の凹部261cに入射して散乱光となり、環状部261の表側から出射された光である。また、L6は、発光素子パッケージ42から出射された光が反射面261bで反射されず、環状部261の表側に漏れた光である。
パッキン230は透明性の材料から構成されるので、L4といった環状部261の表側に漏れた光を遮ることなく、拡散カバー20に影が生じ難い。
[変形例]
なお、上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記の実施の形態に限定されないことはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
(a)本発明は、上記実施の形態に示したパッキンの配置位置、筐体の形状、カバーの形状等に限定されないのはもちろんである。また、上記実施の形態では、導光板を用いて面発光する照明装置の例を説明したが、本発明にかかる照明装置には導光板は必須ではない。本発明は、少なくとも1つの発光素子と、発光素子が載置された筐体と、発光素子を覆う状態で筐体に取り付けられる透光性のカバーと、筐体とカバーとの間の発光素子を囲繞する領域に挿入配置されるシール部材とを備える照明装置であって、シール部材は、透光性の材料からなる照明装置であればよい。
(b)上記実施の形態では、パッキンは、シリコーン樹脂等の材料から構成されるとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。透光性と、硫黄化合物および窒素化合物に対する封止性とを有する材料であればよい。また、硫黄化合物および窒素化合物に対する封止性を高めるために、シリコーン樹脂等に亜鉛化合物等の添加剤を添加してもよい。
(c)上記の実施の形態では、パッキンを用いて筐体と拡散カバーとの間隙を封止する場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、ガスケットを用いて筐体と拡散カバーとの間隙を封止する構成としてもよい。ガスケットの一例として、シールテープやOリングを例示できる。Oリングの材料としては公知のエラストマー材料や樹脂材料を用いることができる。例えばニトリル系ゴム、シリコーン系ゴム、アクリル系ゴム、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系ゴム、スチロールゴム、エチレンプロピレン(EP)ゴム、スチレンブタジエン(SB)ゴム等を挙げることができる。シールテープの材料としては、ポリテトラフルオロエチレン等の柔軟な樹脂材料を挙げることができる。
(d)上記の実施の形態では、筐体の外周縁部とカバーとの間に外周縁部の全周にわたってパッキンを1個挿入配置する場合を示したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、径が異なるサイズのパッキンを複数個用意し、互いに間隔をおいて多重に配置する構成としてもよい。これにより収納ケース内の気密保持を一層確実にすることができる。
(e)上記の実施の形態において、筐体の外周縁部に、パッキンを部分的に嵌り込むパッキン溝形成する場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。装置内の気密性が確保されるのであれば、パッキン溝を設けない構成としてもよい。
(f)上記の実施の形態では、筐体を覆うカバーは拡散機能を持つものであったが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。筐体を覆うカバーは、透光性を有し、導光板や発光素子パッケージから出射された光を放出する放出面として機能するものであればよい。
(g)上記の実施の形態において、導光板が円形状である場合を示したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。導光板は、例えば、四角形状、六角形状、八角形状等のような多角形の板状であってもよい。また、環状部、環内側部、環外側部の各形状も、導光板の形状に応じて任意である。
(h)上記の実施の形態において、複数個の発光素子パッケージを環状に配列する場合を示したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。発光素子パッケージは少なくとも1つ以上であればよい。また、発光素子パッケージの配列や基板の形状も導光板の形状に応じて任意である。
(i)環内側部および環外側部に施される光散乱処理は上記に限定されず任意である。例えば、光散乱処理として凹部ではなく凸部が設けられていてもよいし、凹部と凸部の両方が設けられていてもよい。また、光散乱処理が裏側の面ではなく表側の面に施されていても良いし、裏側の面と表側の面の両方に施されていてもよい。但し、環内側部の表側の面および環外側部の表側の面の全体から、均一に光が出射するような態様であることが好ましい。
(j)上記の実施の形態では、パッキンが硫黄化合物および窒素化合物に対して封止性を有する部材から構成される場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。パッキンは、硫黄化合物および窒素化合物の少なくとも一方に対して封止性を有する部材から構成されていればよい。
(k)上記の実施の形態では、照明装置がダウンライトである場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。デスクスタンド型やシーリング型の照明装置とすることもできる。
1、100、200 照明装置
10、110、210 筐体
18、118、218 パッキン溝
20、220 拡散カバー
30、130、230 パッキン
40、240 発光モジュール
50、250 反射部材
60、260 導光板
61、261 環状部
62、262 環内側部
63 環外側部

Claims (9)

  1. 少なくとも1つの発光素子と、当該発光素子が載置された筐体と、前記発光素子を覆う状態で前記筐体に取り付けられる透光性のカバーと、前記筐体と前記カバーとの間の前記発光素子を囲繞する領域に挿入配置されるシール部材とを備える照明装置であって、
    前記シール部材は、透光性の材料からなる
    ことを特徴とする照明装置。
  2. 前記シール部材は、硫黄化合物及び窒素化合物の少なくとも一方に対して封止性を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記発光素子は、前記発光素子から出射された光を反射する反射部と組み合わされてなるパッケージとして前記筐体に載置され、
    前記反射部は、銀または銀を含む合金からなる
    ことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
  4. 前記発光素子を覆う状態で配置され、前記発光素子から出射された光を導入し前記カバーの表側全面に対して光を出射する導光板を、さらに備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  5. 前記導光板は、
    前記発光素子から出射された光が入射する入射面と前記入射面から入射した光を反射させる反射面とを有する導入部分と、
    前記導入部分と連続しており、前記反射面で反射した光を出射させる出射面を有する出射部分とを備え、
    前記シール部材は、前記導光板の出射部分の側面に対向する位置に配置される
    ことを特徴とする請求項4に記載の照明装置。
  6. 前記発光素子は、環状に複数個配置され、
    前記導入部分は、前記複数の発光素子からなる環に沿って環状に形成され、
    前記出射部分は、前記導入部分の環内側に位置する環内出射部分と、前記導入部分の環外側に位置する環外出射部分とで構成され、
    前記シール部材は、前記導光板の環外出射部分の側面に対向する位置に配置される環状部材である
    ことを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
  7. 前記カバーは、前記導光板から出射された光を拡散する拡散カバーである
    ことを特徴とする請求項4に記載の照明装置。
  8. 前記シール部材はパッキンまたはガスケットのいずれかである
    ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  9. 前記発光素子は、前記発光素子が搭載された基板と組み合わされてなる発光モジュールとして前記筐体に載置され、
    前記発光素子から出射された光を反射して前記導光板に入射させる反射面を有する反射部材をさらに備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
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