JP2014154419A - 発光ユニット、点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を減らしてコストを低減し管理を容易にすることができるとともに、誤取り付けをなくすことができ、効率よく照度範囲を制御することができる発光ユニット、点灯装置及び照明器具を提供する。
【解決手段】基板６−１と、この基板６−１上に形成された複数のＬＥＤ１３とを有するＬＥＤモジュール６と、このＬＥＤ１３を覆うように広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８とが表面部分に一体的に形成されたレンズ９とから構成する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、照度範囲を制御できる発光ユニット、点灯装置及び照明器具に関するものである。

近年、ＬＥＤ照明器具においては、基板上に配設されているＬＥＤごとに配光角度が異なるレンズを具備することで、照度むらを抑制する方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）

また、同様の方法で被照射物の見え方を調整する方法も知られている。（例えば、特許文献２参照）

特許４７５６３４６号 特開２０１２−１４９８０号公報

しかしながら、従来のＬＥＤごとに配光角度を変化させる方法では、ＬＥＤごとに配光角度を変化させるようにレンズをそれぞれ分離させて構成していたため、基板上に配設されているＬＥＤの数量が多ければ多くなるほど、レンズの部品点数が多くなりコストが増加し管理が面倒になるという課題があった。

また、ＬＥＤごとに異なった種類のレンズを取り付ける際に、レンズ取り付けが煩雑になるため、誤って取り付け易いうという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、部品点数を減らしてコストを低減し管理を容易にすることができるとともに、誤取り付けをなくすことができ、効率よく照度範囲を制御することができる発光ユニット、点灯装置及び照明器具を提供することを目的とする。

本発明は、基板と、前記基板上に形成された複数のＬＥＤとを有するＬＥＤモジュールと、前記ＬＥＤを覆うように広角用レンズ部と狭角用レンズ部とが表面部分に一体的に形成されたレンズとを有するものである。

本発明によれば、ＬＥＤモジュールの基板上に形成された複数のＬＥＤを覆うように、ＬＥＤ広角用レンズ部とＬＥＤ狭角用レンズ部とを分離させることなくレンズの表面部分に一体的に交互に形成して構成することにより、ＬＥＤ広角用レンズ部とＬＥＤ狭角用レンズ部とをレンズごとに分離させた従来の場合よりも、部品点数を減らしてコストを低減し管理を容易にすることができるとともに、誤取り付けをなくすことができ、効率よく照度範囲を制御することができる。

本発明の実施の形態１に係る照明器具の斜視図である。 図１に示す照明器具の分解斜視図である。 図２に示す灯具の分解斜視図である。 図３に示すレンズの斜視図である。 図３に示すレンズの正面図である。 図３に示すＬＥＤモジュールの正面図である。 図３に示すＬＥＤモジュールの背面図である。 図３に示すＬＥＤモジュールとレンズを組み合せた状態の正面図である。 図８に示す断面Ａ―Ａ図である。 図３に示すレンズをＬＥＤモジュールへ取り付ける方法を説明する概略図である。 図３に示すＬＥＤモジュールに電力を供給する点灯装置の回路概略図である。 図１１に示す点灯装置によりＬＥＤを発光させる方法を説明する図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１を、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る照明器具の斜視図である。図１に示す照明器具１は埋め込み式照明器具の一例であり、例えば、図示しないインサートボルトによって天井面に取り付けられる。

図２は図１に示す照明器具の分解斜視図である。照明器具１は金属製の器具本体２と、器具本体２の開口に取り付けられる金属製の意匠枠３と、器具本体２に収納される点灯装置４と、点灯装置４を覆うように器具本体２に収納される灯具５とから構成される。

具体的には、器具本体２の開口された収納部内に点灯装置４が図示しないネジ止めにより固定され、この点灯装置４を覆うように灯具５が器具本体２の収納部内に図示しないネジ止めにより固定された後、器具本体２の開口枠に意匠枠３がネジ止め３−１により固定される。このとき、意匠枠３は灯具５にもネジ止めされ、意匠枠３の開口には灯具５の照明部分が露出するように配置される。

図３は図２に示す灯具の分解斜視図、図４は図３に示すレンズの斜視図、図５は図３に示すレンズの正面図、図６は図３に示すＬＥＤモジュールの正面図、図７は図３に示すＬＥＤモジュールの背面図、図８は図３に示すＬＥＤモジュールとレンズを組み合せた状態の正面図、図９は図８に示す断面Ａ―Ａ図、図１０は図３に示すレンズをＬＥＤモジュールへ取り付ける方法を説明する概略図である。

図３に示すように、灯具５はその内部に取り付けられるＬＥＤモジュール６と、このＬＥＤモジュール６の発光面側に取り付けられ、かつ複数の広角用レンズ部７及び狭角用レンズ部８が分離させることなく一体的に形成されているレンズ９と、このレンズ９を灯具５内に固定するリフレクタ１０と、光透過性の高い樹脂カバー１１と、これらが取り付けられる灯具取付板１２とから構成される。

ここでのリフレクタ１０は光を反射する機能を持っているが、主に灯具取付板１２に取り付けられたＬＥＤモジュール６の浮き上がりを防止するように、レンズ９を介してＬＥＤモジュール６を灯具取付板１２内に固定している。なお、リフレクタ１０は光を反射する機能を持たない保持具に代えて構成してもよい。

ＬＥＤモジュール６は灯具取付板１２にネジ止めにて固定され、リフレクタ１０は灯具取付板１２に爪部を引っ掛けることで固定される。樹脂カバー１１はリフレクタ１０側の爪部にて引っ掛けられて固定される。

ＬＥＤモジュール６へのレンズ９の取り付け方法としては、図１０に示すように、レンズ９はリフレクタ１０とＬＥＤモジュール６の基板６−１との間に挟み込んで取り付られる。このとき、レンズ９の断面はＴ字状になっており、レンズ９の取付面側の幅寸法はリフレクタ１０の開口部より大きく、レンズ９の意匠面側の幅寸法はリフレクタ１０の開口部より小さくなるように構成される。

このため、レンズ９をリフレクタ１０とＬＥＤモジュール６の基板６−１との間に挟み込んで取り付けると、リフレクタ１０の開口部を形成する部分１０−１とレンズ９のＴ字突出片９−１が当接し、レンズ９がＬＥＤモジュール６に安定した形で固定される。

この実施の形態では、図３に示すように、例えば４個のＬＥＤモジュール６を一列上に配置し、この４個のＬＥＤモジュール６それぞれに対して４個のレンズ９がそれぞれ対応するように一列に配置され固定される。ここでは、ＬＥＤモジュール６とレンズ９を４つに分けて構成する態様の場合を例示したが、例えば２つに分けても構成してもよいし、３つに分けて構成してもよい。

器具の長さは通常３００ｍｍの倍数になるので、ＬＥＤモジュール６の長さは２５０ｍｍ〜２８０ｍｍ程度が使い勝手がよく好ましい。このように分割して構成することで、各種器具サイズに適用できるという利点がある。

ＬＥＤモジュール６は図９に示すように、その基板６−１上に複数のＬＥＤ１３が形成され、その基板６−１表面には図６に示すように、広角配光ＬＥＤ用回路１４が形成され、その基板６−１裏面には図７に示すように、狭角配光ＬＥＤ用回路１５が形成される。

広角配光ＬＥＤ用回路１４にはレンズ９の表面部分に凸状に形成された広角用レンズ部７が覆っているＬＥＤ１３が電気的に接続され、狭角配光ＬＥＤ用回路１５にはレンズの表面部分に凹状に形成された狭角用レンズ部８が覆っているＬＥＤ１３が電気的に接続されている。

従来のようなレンズごとに独立分離させることなく、レンズ９の表面部分に一体的に形成された広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８は図５、９に示すように、棒状のレンズ９の表面部分に交互に配置され形成される。広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８の形成方法としては、射出成型などが挙げられる。

なお、ここでは、棒状のレンズ９に広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８を交互に一列に配置した場合を例示したが、交互に一列に配置しないで構成してもよく、たとえば正方形、円形や楕円形などのレンズ９に広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８を適宜配置して構成してもよい。配置方法としては一列でなく、複数の列状に配置して構成してもよいし、列に限らず配置して構成してもよい。

図２に示す点灯装置４は、内部にＬＥＤ１３を点灯させるための２系統の出力電流制御が可能な直流電源回路を備えており、外部のコントローラから制御信号を有線あるいは無線で例えばＰＷＭ（パルス幅変調）のディーティ比を受信することによって、ＬＥＤモジュール６の表面に形成された広角配光ＬＥＤ用回路１４の出力電流と、ＬＥＤモジュール６の裏面に形成された狭角配光ＬＥＤ用回路１５の出力電流を調整する。

ここで、ＬＥＤモジュール６に電力を供給する点灯装置４の回路構成と、点灯装置４によりＬＥＤ１３を発光させる方法について、図１１、１２を用いて説明する。点灯装置４は、商用電源１６が入力され、直流電圧に変換するＡＣ/ＤＣコンバータ４−１と、ＬＥＤモジュール６に設けられる２つのＬＥＤ１３の列（ＬＥＤ１３−１の列とＬＥＤ１３−２の列）のいずれかとＡＣ/ＤＣコンバータ４−１とを接続するように切り替えるスイッチ回路４−２と、このスイッチ回路４−２の切替を制御する制御回路４−３とを備える。

ＡＣ/ＤＣコンバータ４−１は、ＬＥＤモジュール６に対して、定電圧または定電流を供給する。スイッチ回路４−２は、２接点スイッチであり、制御回路４−３によってＬＥＤ１３−１の列とＬＥＤ１３−２の列と交互に接続するように、交互に接点を切り替えるようになっている。なお、スイッチ回路４−２は、トランジスタなどの半導体部品で構成した等価回路で構成してもよいが、他の構成であってもよい。

制御回路４−３は、点灯装置４の外部から入力される外部信号１７に基づいて、スイッチ回路４−２の接点を短時間で交互に切り替える。制御回路４−３はこの切替時間を調整して、広角用レンズ部７に対応する位置に配置されたＬＥＤ１３−１と、狭角用レンズ８に対応する位置に配置されたＬＥＤ１３−２とに接続させ、ＬＥＤ１３−１とＬＥＤ１３−２が発光する時間を調整している。

ＬＥＤ１３−１の発光時間が長い場合は、広角仕様の照明器具として機能し、ＬＥＤ−２の発光時間が長い場合は、狭角仕様の照明器具として機能する。この点灯装置４は、図
１２（ａ）に示すように、ＬＥＤ１３−１の発光時間を長くした場合も、図１２（ｂ）に示すように、短い時間ＬＥＤ１３−２を発光させるようになっている。

これは、配光に影響を受けない範囲で、ＬＥＤ１３−２を発光させることにより、レンズ９に形成された広角用レンズ部７、狭角用レンズ部８を共に光らせることができるので、隣り合った広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８との輝度差を少なくすることができ、グレア感を軽減させることができる。

レンズ９は、図８、９に示すように、その表面部分に一体的に形成された広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８とが交互に配設されており、各々の広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８と略光軸が一致しているＬＥＤ１３から出射される光を広配光または狭配光に制御する。

ＬＥＤ１３から出射され広角用レンズ部７を通過する光は、広配光に制御されて広い範囲に照射される。ＬＥＤ１３から出射され狭角用レンズ部８を通過する光は、狭配光に制御されて狭い範囲に照射される。

この実施の形態では、ＬＥＤモジュール６の基板６−１上に形成した複数のＬＥＤ１３を覆うように、ＬＥＤ広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８とを従来のようなレンズごとに分離させることなく、レンズ９の表面部分に一体的に交互に形成して発光ユニットを構成したので、ＬＥＤ広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８とをレンズごとに分離させた従来の場合よりも、部品点数を減らしてコストを低減し管理を容易にすることができるとともに、誤取り付けをなくすことができ、効率よく照度範囲を制御することができる。

照度範囲の制御としては例えば、広い範囲を照射したいときは、広角配光ＬＥＤ用回路１４の方を動作させて、広角用レンズ部７を活用したＬＥＤ１３を点灯させ、狭い範囲を照射したいときは、狭角配光ＬＥＤ用回路１５の方を動作させて、狭角用レンズ部８を活用したＬＥＤ１３を点灯させて、照度範囲を適宜制御することができる。しかも、一台の照明器具で２種類以上の配光を、部品交換を行わずに得ることができる。

具体的には例えば、照明器具１の略真下の作業場所のみを使用するときは、狭角配光ＬＥＤ用回路１５の方を動作させて、狭角用レンズ部８を活用したＬＥＤ１３を点灯させ、
複数の作業場所があるような広い範囲を照射したいときには、広角配光ＬＥＤ用回路１４の方を動作させて、広角用レンズ部７を活用したＬＥＤ１３を点灯させることにより、狭い範囲も広い範囲も効率よくカバーすることができるので、使用環境に合わせた照度範囲を実現することができる。

なお、上記実施の形態では、ＬＥＤ広角用レンズ部７と狭角用レンズ部８それぞれに対応したＬＥＤ１３のみを点灯させて照度範囲を制御する態様の場合を例示したが、両者を適宜混じ合せて点灯させることにより、照射面の均一化や光量のアップなども実現することができる。

１ 照明器具、２ 器具本体、３ 意匠枠、４ 点灯装置、５ 灯具、６ ＬＥＤモジュール、６−１ 基板、７ 広角用レンズ部、８ 狭角用レンズ部、９ レンズ、１０ リフレクタ、１１ 樹脂カバー、１２ 灯具取付板、１３ ＬＥＤ、１４ 広角配光ＬＥＤ用回路、１５ 狭角配光ＬＥＤ用回路。

Claims (4)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された複数のＬＥＤとを有するＬＥＤモジュールと、
   前記ＬＥＤを覆うように広角用レンズ部と狭角用レンズ部とが表面部分に一体的に形成されたレンズとを有することを特徴とする発光ユニット。
2. 前記レンズに広角用レンズ部と狭角用レンズ部が交互に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の発光ユニット。
3. 請求項１、２のいずれかに記載の発光ユニットを備えたことを特徴とする点灯装置。
4. 請求項１、２のいずれかに記載の発光ユニットを備えたことを特徴とする照明器具。

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