JP2014146429A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透光カバーに生じる光のムラを低減することができる照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数のＬＥＤ４０ａを基板４０ｂの上面に配置して面状光源となした光源基板４０と、光源基板４０の側面から上面を覆う透光カバー１０と、複数のＬＥＤ４０ａを個々に覆う複数のレンズ部２０ａと、複数のレンズ部２０ａをつなぐ板状部２０ｂとを有し、複数のレンズ部のうち少なくとも中央部より外周部に位置するレンズ部の表面に凹凸形状２０eが設けられ、光源基板４０と透光カバー１０の間に位置し、かつ光源基板４０を覆う投光性のＬＥＤカバー２０と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、照明装置に関する。

照明装置において、長寿命であることや、２０１１年の東北地方太平洋沖地震の影響からの省エネ思考の高まりにより、従来の蛍光灯を用いた照明装置に替わり、ＬＥＤを用いた照明装置の需要が近年急激に伸びてきている。

ここで、蛍光灯照明装置が配向角はほぼ３６０°なのに対し、ＬＥＤ照明装置の配光角はほぼ１５０°である。その為、ＬＥＤ照明装置の配光角度を向上する技術が提案されている(特許文献１参照)。

特開２０１２−１４６６６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、レンズ特有の光のムラが透光カバーに投影される恐れ、特にＬＥＤが集合していない透光カバーの外周部に光のムラが現れる恐れがある。

本発明は、透光カバーに生じる光のムラを低減することができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数のＬＥＤを基板の上面に配置して面状光源となした光源基板と、前記光源基板の側面から上面を覆う透光カバーと、該複数のＬＥＤを個々に覆う複数のレンズ部と、該複数のレンズ部をつなぐ板状部を有し、前記複数のレンズ部のうち少なくとも中央部より外周部に位置するレンズ部の表面に凹凸形状が設けられ、前記光源基板と前記透光カバーの間に位置し、かつ前記光源基板を覆う透光性のＬＥＤカバーと、を有する。

本発明によれば、ＬＥＤカバーの表面に凹凸形状を設けることで、ＬＥＤからの光の拡散性を向上させ、透光カバーに生じる光のムラを低減することができる照明装置を提供することができる。

実施形態に係る照明装置の構成部品を示す概略分解図である。 実施形態に係る照明装置の一部断面図を含む概略正面図である。 実施形態に係る照明装置の図２指示のA-A断面を示す概略断面図である。 実施形態に係る照明装置の図３指示のＬＥＤカバー及び、光源基板の外周部詳細を示す概略拡大図である。 実施形態に係る照明装置のＬＥＤとレンズ形状の位置関係及び、ＬＥＤから発せられた光のレンズ形状による配光角の変化を示す概略拡大図である。 実施形態に係る照明装置の図５指示のレンズ形状表面に形成されるシボ形状を示す概略拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、照明装置１００は、透光カバー１０と、ＬＥＤカバー２０と、反射シート３０と、光源基板４０と、反射板５０と、バックボーン６０と、絶縁板７０と、制御回路８０と、から構成されている。

光源基板４０では、円盤形状とした基板４０ｂの上面に複数のＬＥＤ４０ａが複数の同心円を描くように配置することで面状光源となしている。

反射板５０は、光源基板４０の土台となる。

絶縁板７０は、ＬＥＤ４０ａを点灯制御する制御回路８０を収納する。

反射板５０とバックボーン６０とにより、制御回路８０と絶縁板７０とを、内包する。

ＬＥＤカバー２０は、光源基板４０の発光面に対向し、かつ光源基板４０を覆うように配置される。また、ＬＥＤカバー２０は、透光カバー１０に覆われる。ＬＥＤカバー２０は、透光性樹脂により構成さる。ＬＥＤカバー２０は、複数のＬＥＤ４０ａを個々に覆う複数のレンズ部２０aと、複数のレンズ部２０ａをつなぐ板状部２０ｂと、板状部２０ｂの外周における全周の端面に板状部２０ｂと略垂直となるように設けられた壁面部２０ｃと、壁面部２０ｃの板状部２０ｂ側でない端面に設けられた端面部２０ｄと、を有する。

透光カバー１０は、中央部１０ａと、中央部１０ａの外側に位置する周縁部１０ｂと、凸形状部１０ｃを有している。透光カバー１０は、バックボーン６０の外周部に組み付けられた受け具９０に、凸形状部１０ｃを回転挿入により組み付けることで、着脱可能としている。透光カバー１０は、光源基板４０の側面から上面（発光面）を覆う。透光カバー１０には、ＬＥＤ４０ａから発せられ、ＬＥＤカバー２０を透過した光が届き、該光を透光カバー１０の外側に出射する。

本実施形態では、ＬＥＤ４０ａは、暖色ＬＥＤと白色ＬＥＤの２種類からなり、それらが同じ数用いられている。

なお、照明装置１００を構成する部材の形状はそれぞれの効果を奏するものであればよく、上記の形状に限るものではない。

図２に示すように、光源基板４０において、ＬＥＤ４０ａの暖色ＬＥＤと白色ＬＥＤとが複数の同心円のうちのひとつの円周上に交互に配置されており、これにより、ＬＥＤ４０ａが発光した際の透光カバー１０に生じる恐れのある色ムラを低減する効果を奏する。なお、ＬＥＤ４０ａが一種類の単色である場合及び、三種類以上である場合でも、配置に極端な偏りがない限り同様に色ムラを低減することができるという効果を奏する。

また、ＬＥＤ４０ａの配置数を、複数の同心円における各円周毎に調整する事で、点灯した際の透光カバー１０の発光の均一化を図ることができる。

図３に示すように、基板４０ｂには端子４０ｃが配置されている。端子４０ｃと制御回路８０とを端子リード４０ｄを介して電気的に配線接続することで、ＬＥＤ４０ａを発光させている。

なお、複数のＬＥＤ４０ａは、それぞれ同性能であるものを使用（色種は除く）しており、ＬＥＤ４０ａの配光角θ１は均一である(図５参照)。

ＬＥＤカバー２０におけるレンズ部２０ａと板状部２０ｂとを合わせた部分は、本実施形態では基板４０ａと同じように円盤形状である。端面部２０ｄをバックボーン６０にネジ等により組み付けることで光源基板４０は覆われ、ユーザが光源基板４０に触れる恐れを低減している。

なお、ＬＥＤカバー２０において、光源基板４０側の面を内面、透光カバー１０側の面を外面とする。

図５に示すように、レンズ部２０aはＬＥＤ４０ａより発せられる配光角θ１の光を、入射側のＲｉ及び、射出側のＲｏ構造にて配光角θ２へと拡大する機能を有している。これにより、レンズ部２０ａがない照明装置の透光カバーの発光面に比べ、レンズ部２０ａがある照明装置１００の透光カバー１０の周縁部１０ｂから出射する光を増やし、透光カバーの外周部に生じる光のムラを低減することができるという効果を奏する。これにより、透光カバー１０の周縁部１０ｂも綺麗に光らす事が出来る。

なお、基板４０ｂ〜ＬＥＤカバー２０内面の板状部２０ｂとの距離ｈ及び、レンズ部２０ａの入射側のＲｉ及び、射出側のＲｏ構造が最適寸法となる様、設計することで、ＬＥＤ４０ａより発せられた配光角θ１の光を、最大限に利用出来る。

また、ＬＥＤカバー２０における板状部２０ｂの内面には円周状に等間隔にて複数の凸形状２０ｇが設けられている。凸形状２０ｇを設けることにより、ネジ等によりＬＥＤカバー２０を固定した際、その締め付け力からなる板状部２０ｂの変形により、距離ｈの寸法が変化するのを抑制し、設計どおりの照射を得ることができるという効果を奏する(図４参照)。

本実施形態では、光源基板４０において外周部に位置するＬＥＤ４０ａに対向するレンズ部２０ａの外面の表面はシボ形状２０ｅを有している。シボ形状２０ｅを有することで、ＬＥＤ４０ａより発せられ、レンズ部２０ａにて配光角θ２に拡大された光を更に広範囲に拡散することが出来るという効果を奏する(図６参照)。外周部に位置するＬＥＤ４０ａとは、基板４０ｂ上に複数の同心円を描くように配置されている複数のＬＥＤ４０ａのうち外側に位置する複数のＬＥＤ４０ａのこと、少なくとも最も外側に位置する複数のＬＥＤ４０ａを示す。言い換えると、本実施形態において外面にシボ形状２０ｅを有しているレンズ部２０ａは、レンズ部２０ａのうち外側に位置するレンズ部２０ａであり、外周部２０ｆに位置するレンズ部２０ａのことである。

一般的に透光カバーは光源基板より大きめに設計され、且つ、薄型構造とする為に、光源基板と透光カバーの間隔は短めに制限される傾向にあり、透光カバーの周縁部においては、光源基板の最外部に位置するＬＥＤの配光角の外側に位置する場合が多い。この為、照明装置の点灯時には、ＬＥＤからの直接光が届く透光カバーの中央部と比較して、透光カバー周縁部には間接光(透光カバー及び、その他部材からの反射光)のみでの発光である為、暗くなる。

これに対し、ＬＥＤカバー２０の外周部２０ｆに位置するレンズ部２０ａの外面にシボ形状２０eを有する事により、前記光の拡散効果により透光カバーの外周部に生じる光のムラを低減することができ、透光カバー１０の周縁部１０ｂも綺麗に光らす事が出来るという効果を奏する。

なお、シボ形状２０ｅとは、金型形状を転写することで形成されたものの他に、ブラスト加工等の後加工により形成された微小な凹凸形状のような同様の効果を得る事ができるものであればよく、特にその程度を規定するものではない。

さらに、シボ形状を有する範囲は特に限定するものではなく、部分的であっても構わない。

レンズ部２０ａ外面にシボ形状２０ｅを設けていない照明装置と比較したときに、レンズ部２０ａ外面にシボ形状２０ｅを設けた照明装置では光のムラが抑制される。なお、光のムラは、ＬＥＤ４０ａが密に配置されている光源基板４０の中央上部に位置する透光カバー１０の中央部１０ａにおいては生じ難いが、光源基板４０の最外周上部に位置するＬＥＤ４０ａが密に配置されていない透光カバー１０の周縁部１０ｂにおいては光のムラが生じ易い。

図３に示すように、レンズ部２０ａ外面にシボ形状２０ｅを設けることにより、透光カバー１０の周縁部１０ｂに生じる光のムラを低減する事ができ、且つ、ＬＥＤ４０ａが密集する光源基板４０中央上部に位置する中央部１０ａと比べて、ＬＥＤ４０ａが密に配置出来ない周縁部１０ｂにおいて、より効果的である事を意味する。

また、ＬＥＤカバー２０の外周部の板状部２０ｂの外面においても、シボ形状２０ｅを有することで、ＬＥＤ４０ａから発せられた光が、透光カバー１０により反射され、器具内部に戻って来た反射光Ａを、透明樹脂材により構成される事で、ＬＥＤカバー２０内部に透過してしまう反射光Ｂの割合を低減させ、再度照射光Ｃとして透光カバー１０に還元し、発光効率を向上させる事ができる。

また、ＬＥＤカバー２０の外周部２０ｆの外側のＲｃ構造外面にも同ようにシボ形状２０ｅを設ける事で、上記同様の効果を得る事が出来る。Ｒｃ構造とは、板状部２０ｂと壁面部２０ｃとの接続部を示す。

本実施形態においては、図４に示すように、高反射性を持つ極薄のポリエステルフィルムから成る反射シート３０を、光源基板４０とＬＥＤカバー２０の間に設置する事で、光源基板４０全体でも反射機能を有しており、透光カバー１０の発光性能をさらに向上させることができる。

なお、反射シート３０は光源基板４０同様、円盤形状であり、光源基板４０に複数配置されているＬＥＤ４０ａを避けるように抜き穴をＬＥＤ４０ａと同数箇所設ける事で基板４０ｂと密着出来る構造となっている。さらに、反射シート３０が極薄であることから、前記、光源基板４０とＬＥＤカバー２０の距離ｈを妨げることはない(図５参照)。

本実施形態においては、透光カバーの中央部に比べ外周部に光のムラが生じ易いという前提のもと、ＬＥＤカバー２０における外周側のレンズ部２０ａと板状部２０ｂの外面にシボ形状２０ｅを用いることで透光カバーの外周部に生じる光のムラを低減することができるという効果を奏する旨を述べた。ただし、透光カバーの中央部に光のムラが生じる恐れがある場合は、ＬＥＤカバー２０における中央側のレンズ部の外面にシボ形状を設けることで、透光カバーの中央部に生じる光のムラを低減することができるという効果を奏する。光のムラを低減するために、ＬＥＤカバーにおける中央側のレンズ部のみにシボ形状を設けても良いし、外周側のレンズ部のみにシボ形状を設けても良いし、中央側と外周側のレンズ部にシボ形状を設けても良い。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行う事が出来る。

１０ 透光カバー
１０ａ 中央部
１０ｂ 周縁部
１０ｃ 凸形状
２０ ＬＥＤカバー
２０ａ レンズ形状
２０ｂ 板状部
２０ｃ 壁面部
２０ｄ 壁面端面
２０ｅ シボ形状(凹凸形状)
２０ｆ 外周部
２０ｇ 凸形状
３０ 反射シート
４０ 光源基板
４０ａ ＬＥＤ
４０ｂ 基板
４０ｃ 端子
４０ｄ 端子リード
５０ 反射板
６０ バックボーン
７０ 絶縁板
８０ 制御回路
９０ 受け具
１００ 照明装置本体
Ａ 透光カバーからの反射光
Ｂ ＬＥＤカバーに透過していくＡ
Ｃ シボ面により、再度透光カバーへ反射するＡ
θ１ ＬＥＤ配光角
θ２ レンズ形状により拡大されたθ１
Ｒｉ レンズ構成形状(内面)
Ｒｏ レンズ構成形状(外面)
Ｒｃ ＬＥＤカバー外周部Ｒ構造
ｈ 光源基板〜ＬＥＤカバー内面までの高さ寸法

Claims (3)

1. 複数のＬＥＤを基板の上面に配置して面状光源となした光源基板と、
   前記光源基板の側面から上面を覆う透光カバーと、
   該複数のＬＥＤを個々に覆う複数のレンズ部と、該複数のレンズ部をつなぐ板状部を有し、前記複数のレンズ部のうち少なくとも中央部より外周部に位置するレンズ部の表面に凹凸形状が設けられ、前記光源基板と前記透光カバーの間に位置し、かつ前記光源基板を覆う透光性のＬＥＤカバーと、を有する照明装置。
   
2. 前記ＬＥＤカバーにおける前記板状部のうち少なくとも中央部より外周部に位置する板状部の表面に凹凸形状が設けられた請求項１に記載の照明装置。
   
3. 前記ＬＥＤカバーは、前記板状部の端部に壁部を有し、前記板状部と前記壁部との接続部の表面に、凹凸形状が設けられた請求項１または２に記載の照明装置。