JP2015011894A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤのような指向性のある光源を用いた照明装置でも、設置面である天井あるいは壁側を照射することのできる照明装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、照明装置は、支持体の支持面２ａ上に線状に配置され出射面の法線方向に指向性を有する光源４と、前記光源を覆う直線状のカバー５と、を備えている。カバー５は、前記線状の長手方向と直交する幅方向の周辺に設けられ前記光源から入射する光を前記支持面の側方あるいは背面側に屈折あるいは導光させるプリズム５ｃを有している。
【選択図】図２

Description

この発明の実施形態は、照明装置に関する。

照明装置として、蛍光灯を備えた線状の照明装置が広く用いられている。近年では、蛍光灯よりも環境負荷の少ない発光ダイオード（ＬＥＤ）による照明装置が出始めており、線状の照明装置も多数発売されている（特許文献１、２）。

また、従来の蛍光灯は全方位に均一な光度で光を放出するが、ＬＥＤのように実装面の前方しか光が放出されない光源や、蛍光灯であっても、より望ましい方向だけに強く照射するような照明装置が開示されている（特許文献３、４）。

特開２０１３−６９８７９号公報 特開２０１２−１８６０９５号公報 特許第５１７９５６５号公報 特開２０１３−５８３１６号公報

しかしながら、ＬＥＤに代表されるような新たな光源は、実装された面の法線方向に光を強く照射する指向性があり、蛍光灯のような全方位に照射することができない。このため、新たな光源を有する照明装置を従来の照明装置と置き換えた場合、特に設置面である天井面が暗くなる問題がある。

この発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、その課題は、ＬＥＤのような指向性のある光源を用いた照明装置でも、設置面である天井あるいは壁側を照射することのできる照明装置を提供することにある。

実施形態によれば、照明装置は、支持体の支持面上に線状に配置され出射面の法線方向に指向性を有する光源と、前記光源を覆う線状のカバーと、を備え、前記カバーは、前記線状の長手方向と直交する幅方向の周辺に設けられ前記光源から入射する光を前記支持面側に屈折あるいは導光させるプリズムを有している。

図１は、第１の実施形態に係る照明装置を示す斜視図。 図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った照明装置の断面図。 図３は、照明装置１から放出される光線軌道を示す図。 図４は、天井あるいは壁面が無い場合の照明装置１の配光分布を示す図。 図５は、前記照明装置のカバーによる光線の屈折作用がより判り易いように、拡散性の強い乳白領域を削除した場合の光線軌道を示す図。 図６は、前記カバーの乳白領域を削除した場合の照明装置の配光分布を示す図。 図７は、第２の実施形態に係る照明装置の断面図。 図８は、第２の実施形態の照明装置の乳白領域の無い場合の光線軌道を示す図。 図９は、第２の実施形態の照明装置の乳白領域の無い場合の配光分布を示す図。 図１０は、第３の実施形態に係る照明装置の断面図。 図１１は、第３の実施形態の照明装置の乳白領域の無い場合の光線軌道を示す図。 図１２は、第３の実施形態の照明装置の乳白領域の無い場合の配光分布を示す図。 図１３は、第４の実施形態に係る照明装置を模式的に示す断面図。 図１４は、第４の実施形態に係る照明装置照明装置の天井設置時の斜視図。 図１５は、点灯時の天井輝度分布を示す図。 図１６は、第５の実施形態に係る照明装置を模式的に示す断面図。 図１７は、第５の実施形態に係る照明装置の天井設置時の斜視図。 図１８は、第５の実施形態に係る照明装置の点灯時の天井輝度分布を示す図。

以下、図面を参照しながら、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の実施形態に係る照明装置の外観を示す斜視図、図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った照明装置の断面図である。

図１および図２に示すように、照明装置１は、従来の蛍光灯に代えてＬＥＤ光源を用いたものであり、図２に示した断面構造を１．２ｍ程度、直線状に引き延ばされた形状を有している。すなわち、照明装置１は、支持体となる断面台形状の筺体２と、支持面２ａとなる切頭頂面部に設置された複数あるいは連続した１つの実装基板３と、実装基板３上に実装され直線状に並んで配置されたＬＥＤからなる光源４と、筺体２に取付けられ実装基板３および光源４を覆う細長い直線状のカバー５と、を備えている。

筺体２は、白塗装された鋼板を折り曲げて構成され、細長い矩形帯状の平坦な支持面２ａと、支持面２ａの両側縁から光源３から離れる方向に傾斜して延びる一対の側面２ｂと、支持面２ａと隙間を置いてほぼ平行に対向する取付け面（設置面）２ｃと、を有している。一対の側面２ｂは、光を反射する反射領域６を構成している。光源４は、支持面２ａの長手方向Ｘに直線状の１列に等間隔で複数配列されたＬＥＤから構成されている。また、筺体２内には、光源４を点灯駆動するための電源回路１０が設けられている。

照明装置１は、取り付け面２ｃが天井や壁面に対向した状態で、天井あるいは壁面に設置される。これにより、筺体２の支持面２ａは、天井あるいは壁面とほぼ平行に位置する。

カバー５は、断面が半円形、半楕円形、あるいはドーム状に形成され、その開口側の両端縁が筺体２の支持面２ａに取付けられている。カバー５は、支持面２ａの長手方向Ｘに沿って延び、実装基板３、光源４および支持面２ａを覆っている。カバー５は、透明性の高い第１材料として、ポリカーボネート製の透明樹脂からなる透明領域５ａと、第１材料よりも拡散性の強い第２材料として、ポリカーボネート製の乳白樹脂からなる乳白領域５ｂとで一体に形成されている。本実施形態において、透明領域５ａはカバー５の外表面側に設けられ、カバーの外側全域を覆っている。また、乳白領域５ｂはカバー５の内面側に設けられている。カバー５は、光源４に対して幅方向Ｙの両側、すなわち、カバー５の開口側の両側縁部に位置する、第１材料と同様のポリカーボネート製の透明樹脂からなる２つの背面照射領域５ｃを有している。各背面照射領域５ｃはクサビ形のプリズムを構成している。

図２に示すように、各背面照射領域（プリズム）５ｃの入射面８ａは、直線状に配置された光源４の長手方向Ｘと直交する幅方向Ｙの周辺に設けられ、すなわち、光源４の法線方向に対して幅方向Ｙの角度をθとするとき、θ＝６０〜９０度の位置に設けられている。この角度方向の光線は、照明器具としては照射すべき直下照度に寄与せず、人の視野に入って眩しさを感じ易い斜め方向の光線であり、本来は少ない方が望ましい。

背面照射領域（プリズム）５ｃは、光源４から出射された光線の内、眩しさを感じ易いθ＝６０〜９０度の光線の少なくとも一部を入射し、少なくとも光の一部をθが９０度以上で外部に出射する。つまり、背面照射領域５ｃは、入射した光を天井面あるいは壁面側に屈折させて放出するものであり、天井あるいは壁面を明るく照射するとともに、眩しさを軽減させる機能がある。

乳白領域５ｂは、背面照射領域５ｃよりカバー５の中心側を覆っており、照明装置１を直視したときに光源４を構成するＬＥＤの高い輝度を軽減する。乳白領域５ｂの乳白を濃くして拡散性を上げることで、乳白領域５ｂ全体を斉一輝度で発光させることができる。

カバー５を構成する透明領域５ａと乳白領域５ｂは押出成形プロセスにより一体に成形されている。このため、透明樹脂（第１材料）と乳白樹脂（第２材料）の２部品で構成した場合に比べて部品点数が削減されることはもとより、空気との屈折率界面が減少することで効率が１〜２％向上している。

また、透明領域５ａは乳白領域５ｂの外側も覆う構成としており、透明樹脂による表面の正反射効果でカバー５全体を見た目にツヤ感のある外観としている。

図３は、照明装置１から放出される光線軌道を示し、図４は、天井あるいは壁面が無い場合の照明装置１の配光分布を示した図である。
これらの図から分かるように、カバー５の周辺では、背面照射領域５ｃにより天井側あるいは壁面側を広く照射するための集光された光線が天井側あるいは壁面側に照射されていることが判る。また、カバー５の中央側では、乳白領域５ｂにより光源４から放出された光線が拡散され、見た目にカバー５の幅で発光しているように見えることが判る。

図５は、照明装置１のカバー５による光線の屈折作用がより判り易いように、拡散性の強い乳白領域５ｂを削除した場合の光線軌道を示す図、図６は、カバーの乳白領域を削除した場合の照明装置１の配光分布を示す図である。これらの図から、θ＝０〜６０度の光線は照明装置１の直下方向を照射し、θ＝６０〜９０度の光線は天井あるいは壁面方向を照射することが判る。

以上のように構成された第１の実施形態によれば、指向性の強い光源４を用いても天井あるいは壁面を照射するとともに、眩しさを軽減することが可能な照明装置を実現することができる。

なお、第１の実施形態において、光源は直線状の複数列に配置してもよく、あるいは、有機ＥＬのような別のタイプの光源を用いてもよい。筺体も台形に限らず他の形状であってもよい。カバーは、アクリル樹脂や他の材料で形成してもよく、透明領域も乳白領域より拡散性が弱ければ若干の拡散性を有していてもよい。

次に、種々の他の実施形態について説明する。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。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る照明装置を示す断面図である。照明装置１の基本的な構成は第１の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、カバー５の周辺部（両側縁部）を立たせて背面照射領域５ｃによる天井照射あるいは壁面照射を容易に行えるようにしている。すなわち、各背面照射領域（プリズム）５ｃの入射面８ｃは、前述した第１の実施形態よりも、上方（筺体２の支持面２ａから離れる方向）まで延びている。カバー５の周辺部の傾斜が強くなることで、照明装置１を見たときの背面照射領域５ｃも目立たなくさせることができる。

図８は、照明装置１の乳白領域が無い場合の光線軌道を示す図、図９は、照明装置の乳白領域が無い場合の配光分布を示す図である。ここでも、光線軌道が判り易いように、乳白領域５ｂは削除したときの光線軌道と配光分布を示している。

カバー５の中央部分は透明領域５ａと乳白領域５ｂが重なっているが、透明領域５ａは中央で凹レンズ、周辺で凸レンズとなる不均一厚さに構成されている。図９に示すように、照明装置１の配光分布では、斜め方向の光度が高くなるようにしている。これは、床面照度で直下よりもやや斜めに向いた床面が距離が長くなることで暗くなることを考慮したものである。上記構成とすることにより、床面を均一に照射することができる。

なお、乳白領域５ｂについては、拡散性を様々に変えてもよい。拡散性を強くすることで光源４の粒粒感や眩しさを緩和することができ、逆に拡散性を弱くすることで上述したような透明領域５ａでのレンズ効果などを劣化させないようにすることができる。

また、θ＝６０〜９０度の方向に照射する眩しさを悪化させる光線については、背面照射領域５ｃで天井側あるいは壁面側に屈折させることで大幅に低減させている。

このような構成の照明装置１とすることで、見た目に背面照射領域を目立たなくさせるとともに、天井あるいは壁面を明るく照射し、かつ、均一な床面照度と眩しさ抑制を実現することができる。

（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態に係る照明装置を示す断面図である。図１１、図１２は、照明装置の光線軌道と配光分布を示す図である。ここでも、光線軌道が判り易いように、乳白領域５ｂは削除したときの光線軌道と配光分布を示している。

第３の実施形態によれば、カバー５の背面照射領域５ｃの一部を外側にクサビ状に突出したプリズム５ｄで構成している。外側に突出させることでプリズム５ｄによる天井照射設計自由度を向上させることができる。

（第４の実施形態）
図１３は、第４の実施形態に係る照明装置を示す断面図である。図１４は、照明装置の天井設置時の斜視図、図１５は、照明装置点灯時の天井輝度分布を示す図である。

本実施形態によれば、カバー５の背面照射領域５ｃをフレネルレンズ状に多段とすることでカバー５の厚さが過度に厚くなることを抑制している。

角度θ＝６０〜９０度の光線はすべて背面照射領域５ｃにより天井側あるいは壁面側へ照射しているため、照明装置１の周囲の天井あるいは壁面を明るく照射することができる。

（第５の実施形態）
図１６は、第５の実施形態に係る照明装置を示す断面図、図１７は、照明装置の天井設置時の斜視図、図１８は、照明装置点灯時の天井輝度分布を示す図である。

本実施形態によれば、カバー５の背面照射領域５ｃを筺体２の反射領域６に沿って幅方向Ｙに延ばした構成としている。これにより、背面照射領域５ｃに入射した光線は背面照射領域５ｃを導光して反射領域６やその先の天井を照射することができ、見た目の発光領域も幅広く発光して見せることができる。

なお、第５の実施形態では、背面照射領域５ｃに入射する光線をθ＝７５〜９０度に限っている。背面照射領域５ｃに入射する光線量を小さくすることで天井照射量は減るものの、照明装置１の直下照射量は向上する。天井照射に使う光線は、基本的にθ＝６０〜９０度の眩しさ悪化させる光線が望ましいが、実設計では入射する量自体は適時変えてもよい。

本発明は上記実施形態および変形例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。
例えば、カバーのプリズムは、クサビ形状に限らず、他の形状としてもよい。また、カバーを形成する第１および第２材料は、上述した実施形態に限定されることなく、適宜変更可能である。

また、実施形態では直線状の照明装置を説明したが、光源配列が線状であればサークル状や円弧状、あるいは他の曲線状の照明装置であってもよい。

１…照明装置、２…筺体（支持体）、２ａ…支持面、２ｂ…側面、４…光源、
５…カバー、５ａ…透明領域、５ｂ…乳白領域、５ｃ…背面照射領域（プリズム）、
５ｄ…プリズム、６…反射領域、１０…電源回路

Claims (8)

1. 支持体の支持面上に線状に配置され出射面の法線方向に指向性を有する光源と、前記光源を覆う線状のカバーと、を備え、
   前記カバーは、前記線状の長手方向と直交する幅方向の周辺に設けられ前記光源から入射する光を前記支持面の側方あるいは背面側に屈折あるいは導光させるプリズムを有する照明装置。
2. 前記プリズムは、前記光源の法線方向に対して前記カバーの幅方向に傾斜した角度をθとするとき、θが６０〜９０度で前記光源から放出される光の少なくとも一部を入射し、少なくとも光の一部をθが９０度以上で出射する位置に設けられている請求項１に記載の照明装置。
3. 前記カバーは、前記プリズムよりも前記幅方向中心側に前記プリズムよりも拡散性の強い透光領域を有している請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記カバーは、透明性の高い第１材料と、前記第１材料よりも拡散性の強い第２材料との２材料から形成されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記第１および第２材料は一体に成形されている請求項４に記載の照明装置。
6. 前記カバーの外側全域を前記第１材料が覆っている請求項４に記載の照明装置。
7. 前記プリズムは、フレネルレンズ状に複数段に形成されている請求項１に記載の照明装置。
8. 前記支持体は、前記支持面から前記支持面の背面側に傾斜して延びる反射領域を備え、
   前記プリズムの一部は、前記反射領域の少なくとも１部を覆うように前記カバーの幅方向に延出している請求項１に記載の照明装置。

Images