JP2015090776A - Lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明器具に関し、特に、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の発光素子を光源とする埋込型の照明器具に関する。 The present invention relates to a lighting fixture, and more particularly to an embedded lighting fixture that uses a light emitting element such as a light emitting diode (LED) as a light source.
従来、埋込型の照明器具として、例えば、ダウンライトやスポットライトのように天井に埋込配設されて下方に光を照射する天井埋込型照明器具、あるいは、地中に埋込配設されて上方に光を照射する地中埋込型照明器具等が知られている。従来の埋込型照明器具として、例えば特許文献1には、ダウンライトに関する照明器具が開示されている。
Conventionally, as embedded lighting fixtures, for example, embedded ceiling lighting fixtures that are embedded in the ceiling and emit light downward, such as downlights and spotlights, or embedded in the ground Underground lighting fixtures that emit light upward are known. As a conventional embedded lighting fixture, for example,
特許文献1に開示された従来の照明器具は、LED光源(LEDモジュール)と、LED光源を収納する器具本体とを備える。器具本体は、LED光源の光を入射する入射口及び当該入射口から入射した光を出射する出射口を有する枠体部と、LED光源と枠体部との間に配置された円環状の反射板と、反射板と枠体部との間に配置された透光パネルとを備える。反射板は、アルミニウムからなり、LED光源からの光を内周面で反射させて、枠体部の入射口に集光させるように構成されている。
The conventional lighting fixture disclosed in
また、特許文献2には、発散性の配光特性を有するLED光源に対して、光入射面及び光出射面のいずれか一面に同心円状のブレーズ形状が形成された集光素子を有する小型の光源モジュールが開示されている。 Patent Document 2 discloses a small-sized light source having a condensing blazed shape on either one of a light incident surface and a light emitting surface with respect to an LED light source having a divergent light distribution characteristic. A light source module is disclosed.
特許文献1に開示された従来の埋込型の照明器具に対して、特許文献2に開示された光源モジュールを適用することにより、埋込型の照明器具においても、例えば、表面実装されたLED光源と薄型の集光素子とにより、出射方向に対して薄型化できる。また、出射口からの光の取り出し効率を向上させ、また、遮光角などの配光性要因を向上させることが可能となると考えられる。
By applying the light source module disclosed in Patent Document 2 to the conventional embedded lighting apparatus disclosed in
しかしながら、埋込型の照明器具に上記光源モジュールを搭載する場合、集光素子とLED光源との距離を小さくすることが可能であるが、その反面、LED光源からの光照射により集光素子の温度が上昇する。光エネルギーは、距離の2乗に比例して伝達されるので、LED光源と集光素子との配置関係によっては、集光素子の温度が許容温度を超え、光の取り出し効率などを低下させてしまうことが想定される。 However, when the light source module is mounted in an embedded lighting fixture, the distance between the light condensing element and the LED light source can be reduced. The temperature rises. Since the light energy is transmitted in proportion to the square of the distance, depending on the arrangement relationship between the LED light source and the condensing element, the temperature of the condensing element exceeds the allowable temperature, and the light extraction efficiency is reduced. It is assumed that
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、良好な配光性を確保しつつ光学部材の温度上昇を低減することが可能な照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a lighting apparatus capable of reducing the temperature rise of an optical member while ensuring good light distribution. .
上記目的を達成するために、本発明に係る照明器具の一態様は、光源と、前記光源からの光の出射前方に前記光源と対向して配置され、前記光源からの出射光を所定の方向に配光する光学部材とを備え、前記光学部材は、光入射側の外周領域であって前記光学部材の光軸を中心とした同心環状の突起部が複数形成された第1外周面と、当該第1外周面の内周側の領域である第1内周面と、光出射側の外周領域であって前記第1外周面に対向する第2外周面と、当該第2外周面の内周側の領域であって前記第1内周面に対向する第2内周面とを含み、前記第1内周面は前記第1外周面よりも前記光軸を法線とし前記光源を含む平面から遠ざかる方向へ突出しており、前記第2内周面は前記第2外周面よりも前記平面から遠ざかる方向へ突出していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, one aspect of a lighting fixture according to the present invention is a light source, disposed in front of the light source from the light source so as to face the light source, and emits light from the light source in a predetermined direction. An optical member that distributes light, and the optical member is an outer peripheral region on a light incident side, and a first outer peripheral surface on which a plurality of concentric annular protrusions centered on the optical axis of the optical member are formed, A first inner peripheral surface that is an inner peripheral region of the first outer peripheral surface, a second outer peripheral surface that is an outer peripheral region on the light emitting side and faces the first outer peripheral surface, and an inner portion of the second outer peripheral surface A second inner peripheral surface facing the first inner peripheral surface, and the first inner peripheral surface includes the light source with the optical axis as a normal to the first outer peripheral surface. Projecting away from the plane, the second inner peripheral surface protrudes away from the plane than the second outer peripheral surface. And wherein the Rukoto.
また、本発明に係る照明器具の一態様において、前記突起部は、前記出射光を屈折させる屈折面と、当該屈折面の外周側に形成された、前記突起部へ入射した光を反射させる反射面とを有するとしてもよい。 Further, in one aspect of the lighting fixture according to the present invention, the protrusion includes a refracting surface that refracts the emitted light, and a reflection that is formed on an outer peripheral side of the refracting surface and reflects light incident on the protrusion. May have a surface.
また、本発明に係る照明器具の一態様において、前記第2外周面は、平坦であるとしてもよい。 In the aspect of the lighting fixture according to the present invention, the second outer peripheral surface may be flat.
また、本発明に係る照明器具の一態様において、前記第1内周面及び前記第2内周面は、球面形状を有するとしてもよい。 Moreover, the one aspect | mode of the lighting fixture which concerns on this invention WHEREIN: The said 1st internal peripheral surface and the said 2nd internal peripheral surface are good also as having a spherical shape.
また、本発明に係る照明器具の一態様において、前記第1内周面は、球面形状を有し、
前記第2内周面は、平面を含むとしてもよい。
In one aspect of the lighting fixture according to the present invention, the first inner peripheral surface has a spherical shape,
The second inner peripheral surface may include a flat surface.
また、本発明に係る照明器具の一態様において、前記第1内周面及び前記第2内周面は、平面を含むとしてもよい。 Moreover, the one aspect | mode of the lighting fixture which concerns on this invention WHEREIN: The said 1st internal peripheral surface and the said 2nd internal peripheral surface are good also as including a plane.
また、本発明に係る照明器具の一態様において、前記第1内周面は、球面形状を有し、前記第2内周面には、前記平面から遠ざかる方向へ突出した環状の突起部が形成されているとしてもよい。 Further, in one aspect of the lighting fixture according to the present invention, the first inner peripheral surface has a spherical shape, and an annular protrusion that protrudes away from the plane is formed on the second inner peripheral surface. It may be.
本発明に係る照明器具によれば、良好な配光性を確保しつつ光学部材の温度上昇を低減することが可能となる。 According to the lighting fixture according to the present invention, it is possible to reduce the temperature rise of the optical member while ensuring good light distribution.
以下、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ及び照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。したがって、各図同士において厳密には一致していない部分も存在する。 Hereinafter, a light bulb shaped lamp and an illumination device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements. Each figure is a schematic diagram and is not necessarily illustrated exactly. Therefore, there is a portion that does not exactly match in each figure.
(実施の形態)
まず、本発明の実施の形態に係る照明器具の構成について、図1〜図3を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る照明器具の概観斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る照明器具の分解斜視図である。図3は、本発明の実施の形態に係る照明器具の中心軸を含むXZ平面で切断した場合の断面図である。
(Embodiment)
First, the structure of the lighting fixture which concerns on embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. 1-3. FIG. 1 is a schematic perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the lighting fixture according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the XZ plane including the central axis of the lighting fixture according to the embodiment of the present invention.
図1及び図2に示す照明器具1は、例えば、スポットライトや下方に光を照明するダウンライト等の照明器具に用いられる。
The
本実施の形態に係る照明器具1は、図1に示すように、筐体20と補助反射部材50とで囲まれており、図2に示すように、LED光源10と、筐体20と、反射部材30と、レンズ部材40と、補助反射部材50とを備える。照明器具1は、図2に示すように、筐体20、LED光源10、反射部材30、レンズ部材40、及び補助反射部材50がこの順で組み合わされることにより構成される。
The
以下、照明器具1における各構成部材について詳細に説明する。
Hereinafter, each component in the
[LED光源]
LED光源10は、発光素子を有する発光モジュールであって、所定の光を放射状に放出する。LED光源10は、白色光を放出するように構成されており、基板11と、基板11上に実装された複数のLED(ベアチップ)12と、LED12を封止する封止部材13とを備えた光源である。なお、本実施の形態において、LED光源10の光軸は鉛直方向である。
[LED light source]
The
基板11は、LED12を実装するための実装基板であって、例えば樹脂基板、セラミックス基板又は絶縁被覆されたメタルベース基板等である。また、基板11としては、例えば、平面視において矩形形状である平面を有する板状の基板を用いることができる。基板11は、筐体20内部の固定部材と反射部材30との間に固定されている。これにより、LED12が発する熱は基板11を介して筐体20に伝導する。なお、LED12が発する熱を効率良く筐体20に伝導させるために、基板11としては、上記内部部材に密着させる面に金属材料が形成された基板やメタルベース基板を用いることが好ましい。なお、図示しないが、基板11には、LED12を発光させるための直流電力を外部から受電するための一対の電極端子(正電極端子及び負電極端子)が形成されている。LED光源10は、照明器具1の外部の電源ユニット(不図示)から供給された電力によって所定の光を発光する。
The
LED12は、発光素子の一例であって、単色の可視光を発するベアチップである。本実施の形態におけるLED12は、通電されれば青色光を発する青色発光LEDチップである。また、LED12は、基板11の一方の面(表面:図2及び図3では下面)にマトリクス状に複数個配置されている。LED12は、基板11にパターン形成された金属配線(不図示)やワイヤ(不図示)によって互いに電気的に接続されている。
The
封止部材13は、基板11上に複数のLED12を一括封止するように形成されている。封止部材13は、光波長変換材である蛍光体を含み、LED12からの光を波長変換する波長変換層として機能する。封止部材13としては、例えば、シリコーン樹脂に所定の蛍光体粒子と光拡散材とを分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。
The sealing
なお、LED光源10の光出射面の大きさは、一例として直径30〜40mmである。また、LED光源10の大きさはこれに限らず、例えば、直径10mmであってもよい。
In addition, the magnitude | size of the light-projection surface of the
蛍光体粒子としては、LED12が青色光を発光する青色発光ダイオードである場合、白色光を得るために、例えばYAG系の黄色蛍光体粒子を用いることができる。これにより、LED12が発した青色光の一部は、封止部材13に含まれる黄色蛍光体粒子によって黄色光に波長変換される。つまり、黄色蛍光体粒子は、LED12が発する青色光(励起光)によって励起され、青色光に対して補色の関係にある黄色光を蛍光発光する。そして、黄色蛍光体粒子に吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体粒子によって波長変換された黄色光とは、封止部材13中で拡散及び混合されることにより、封止部材13から白色光となって出射される。光拡散材としては、シリカなどの粒子が用いられる。
When the
なお、演色性を高めるために、封止部材13内に、黄色蛍光体粒子に加えて赤色蛍光粒子を混合しても構わない。また、封止部材13は、必ずしもシリコーン樹脂によって形成する必要はなく、フッ素系樹脂などの有機材のほか、低融点ガラスやゾルゲルガラス等の無機材によって形成してもよい。また、封止部材13は、全てのLED12を一括封止してもよく、また、LED12の列ごとに直線状に封止しても構わない。
In addition, in order to improve color rendering properties, red phosphor particles may be mixed in the sealing
[筐体]
筐体20は、照明器具1の外郭をなす筐体の一部であるとともに、LED光源10が取り付けられる取付台であり、LED光源10で発生する熱を放熱するヒートシンクである。筐体20は、金属材料を用いて略円柱状に形成されており、本実施の形態ではアルミダイカスト製である。
[Case]
The
筐体20は、LED光源10を取り付けるための内部部材を含む。本実施の形態において、内部部材は、反射部材30とでLED光源10を挟み込んでいる。
The
なお、本実施の形態において、LED光源10は筐体20の内部部材と当接しているが、当該内部部材の底面に放熱基台(ヒートシンク)を載置し、LED光源10を、この放熱基台の上(下面)に固定してもよい。
In the present embodiment, the
なお、筐体20の上部(天井側部分)には、上方に向かって突出する複数の放熱フィンが設けられていてもよい。放熱フィンは、例えば、一方向に沿って互いに一定の間隔をあけて設けられていてもよい。これにより、LED光源10で発生する熱を効率よく放熱させることができる。
Note that a plurality of heat radiation fins protruding upward may be provided on the upper portion (ceiling side portion) of the
[反射部材]
反射部材30は、反射機能を有する反射板であって、LED光源10からの光が入射する開口である入射口と、当該入射口から入射した光が反射部材30から出射する開口である出射口とを有する。反射部材30は、内径が入射口から出射口に向かって漸次大きくなるように構成された円環枠状(漏斗状)であり、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の硬質の白色樹脂材料を用いて形成することができる。PBTを用いた反射部材は、耐熱性及び高反射率を有し、さらに、難燃グレードの選択が可能となる。
[Reflection member]
The reflecting
反射部材30の内周面は、LED光源10からの光を反射する反射面となっている。上記反射面は、入射口から入射した光を反射させて出射口から出射させるように構成されている。
The inner peripheral surface of the reflecting
なお、反射部材30は、硬質の白色樹脂材料ではなく、例えば、アルミニウム等の金属材料によって形成してもよい。あるいは、樹脂製の反射部材30の内面に、反射面として、銀やアルミニウム等の金属材料からなる金属蒸着膜(金属反射膜)を形成してもよい。
The reflecting
[補助反射部材]
補助反射部材50は、照明器具1の外郭をなす筐体の一部であるとともに、内面に反射面を有する略円筒状のコーン部501と、コーン部501が取り付けられる枠体本体部502とを有する。コーン部501は、金属材料を用いて成形されており、例えば、アルミニウム合金等を絞り加工またはプレス成形することによって作製することができる。枠体本体部502は、硬質の樹脂材料又は金属材料によって成形されている。補助反射部材50は、枠体本体部502が筐体20に取り付けられることによって固定されている。
[Auxiliary reflection member]
The
コーン部501の上部には、反射部材30の内部を直接又は反射して通過したLED光源10からの光が入射する入射口が設けられている。また、コーン部501の下部には、補助反射部材50に入射した光を外部に出射させる出射口が設けられている。これら入射口及び出射口は円形状に開口されており、出射口の開口径は入射口の開口径よりも大きくなっている。また、コーン部501の内周面は、光を反射する反射面となっており、本実施の形態における反射面は、金属反射面である。上記反射面は、入射口から入射した光が当該反射面で反射して出射口から出射されるように構成されている。なお、出射口から出射する光の角度は反射面の形状によって適宜調整することができる。本実施の形態における反射面は、入射口から入射した光がほぼ鉛直下方に反射するように構成されている。
In the upper part of the
なお、コーン部501は、反射部材30から鉛直方向に所定の間隔をあけて配置されている。また、コーン部501の入射口の開口径は、後述する反射部材30の出射口の開口径と略同等となっている。
The
枠体本体部502の下端部には、径方向の外向きに突出するフランジが周方向に亘って一体に形成されている。
A flange protruding outward in the radial direction is integrally formed in the lower end portion of the
なお、本実施の形態にかかる照明器具1は、補助反射部材50を備えない構成であってもよい。本実施の形態に示すように補助反射部材50を備えることにより、照明器具1において、レンズ部材40から出射した光の一部は、補助反射部材50でさらに反射される。これにより、LED光源10から出射された光がレンズ部材40を透過した後であっても配光制御を行うことができるので、光取り出し効率をより向上することができる。
The
[レンズ部材]
次に、レンズ部材40について説明する。レンズ部材40は、図3に示すように、LED光源10と対向する位置に配置され、LED光源10からの出射光を所定の方向に配光する光学部材である。レンズ部材40は、LED光源10から入射された上記出射光を光出射面から出射する。
[Lens material]
Next, the
本実施の形態におけるレンズ部材40は、反射部材30の出射口と、補助反射部材50の入射口との間に固定され、レンズ部材40の光入射側から入射したLED光源10からの光を、レンズ部材40の光入射側から出射させる。
The
レンズ部材40は、透光性材料を用いて形成されており、例えばPMMA(アクリル)やポリカーボネート(PC)等の透明樹脂材料、または、ガラス材料等の絶縁性を有する透明材料を用いて形成することができる。
The
ここで、レンズ部材40の構造について、図4〜図6を用いて詳述する。
Here, the structure of the
図4は、本発明の実施の形態に係るレンズ部材の一例を示す斜視図である。図5は、本発明の実施の形態に係るレンズ部材の三面図(平面図、正面図及び下面図)である。図6は、本発明の実施の形態に係るレンズ部材の、光軸を含むXZ平面で切断した場合の断面図である。 FIG. 4 is a perspective view showing an example of a lens member according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a three-view drawing (plan view, front view, and bottom view) of the lens member according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of the lens member according to the embodiment of the present invention when cut along the XZ plane including the optical axis.
図4及び図5の平面図(上側の図)に示すように、レンズ部材40は、光入射側に、レンズ部材40の光軸を中心とした同心状かつ円環状の突起部T1〜T4(T1は図示せず)を有している。本実施の形態では、図6に示すように、突起部T1〜T4は、レンズ部材40入射側かつ外周領域に形成されている。突起部T1〜T4は、それぞれ、LED光源10からの入射光を屈折させる屈折面K1〜K4と、当該屈折面の外周側に形成された、突起部T1〜T4へ入射した光を反射させる反射面R1〜R4とを有する。また、レンズ部材40の光出射側の外周領域は、平坦な面となっている。
4 and 5, the
上記レンズ部材40の構造により、図6に示すように、レンズ部材40の外周領域では、LED光源10から広角で入射した光Lo(Z方向成分よりもX方向成分が支配的である光)は、レンズ部材40内の突起部T2の屈折面K2で屈折透過し、反射面R2で反射されて光出射面へと導かれる。一方、レンズ部材の内周領域では、レンズ部材40内に狹角で入射した光Li(X方向成分よりもZ方向成分が支配的である光)は、光入射面の平坦部から入射して屈折透過し、光出射面から略鉛直方向へと導かれる。
Due to the structure of the
なお、本実施の形態に係るレンズ部材40は、同心状かつ円環状の突起部の数は4つに限定されない。
In the
ここで、図5の正面図(中央の図)及び図6に示すように、本実施の形態に係るレンズ部材40は、光入射側の外周領域であってレンズ部材40の光軸を中心とした突起部T1〜T4が形成された第1外周面401と、第1外周面401の内周側の領域である第1内周面402と、光出射側の外周領域であって第1外周面401に対向する第2外周面411と、第2外周面411の内周側の領域であって第1内周面402に対向する第2内周面412とを含む。第1内周面402は、第1外周面401よりも、光軸を法線としLED光源10を含む平面から遠ざかる方向へ突出している。さらに、第2内周面412は、第2外周面411よりも、光軸を法線としLED光源10を含む平面から遠ざかる方向へ突出している。なお、本実施の形態では、上記平面とは、例えば、基板11の表面を含む平面である。
Here, as shown in the front view (center view) of FIG. 5 and FIG. 6, the
LED光源10からの光照射によりレンズ部材40の温度が上昇する。LED光源10からの光エネルギーは、距離の2乗に比例して伝達される。この観点から、レンズ部材40の温度を許容温度以下に保つには、LED光源10とレンズ部材40との距離を確保することが重要な要因となる。反面、レンズ部材40とLED光源10との距離を確保すると、LED光源10からレンズ部材40に直接(反射部材30に当たらずに)入射する光が減少し、光取り出し効率の低下や、配光制御性(配光制御のし易さ)の低下につながる。
The temperature of the
本実施の形態に係る照明器具1が有するレンズ部材40の上記構成によれば、LED光源10との距離が小さい内周領域に配置された第1内周面402及び第2内周面412が、光軸を法線としLED光源10を含む平面から遠ざかる方向へ突出しているので、レンズ部材40の温度上昇を効果的に低減することが可能となる。また、レンズ部材40の外周領域に配置された第1外周面401及び第2外周面411は、上記平面から遠ざかる方向へ突出させていない。これにより、LED光源10からレンズ部材40に直接(反射部材30に当たらずに)入射する光は減少しないため、光取り出し効率の低下や、配光制御性(配光制御のし易さ)の低下を抑えることができる。よって、良好な配光性を確保しつつレンズ部材40の温度上昇を低減することが可能となる。
According to the above configuration of the
また、第2外周面411は、平坦である。これにより、レンズ部材40内の突起部の屈折面で屈折透過し、反射面で反射されて第2外周面411へ到達した光は、当該光が全反射してしまう角度である臨界角(光軸からの角度)より小さい入射角を有するものが支配的であるので、第2外周面411で全反射せずに第2外周面411から出射される。よって、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。
The second outer
また、第1内周面402及び第2内周面412は、球面形状を有している。レンズ部材40の内周領域に入射する光は、第1内周面402及び第2内周面412で屈折通過し、主に光軸に平行な方向(鉛直下方)へと出射される。レンズ部材40の外周領域が屈折及び反射機能を有する領域であるのに対して、レンズ部材40の内周領域は屈折機能を有する領域である。よって、第2内周面412から出射された光は、スポット照明としての特性に大きく影響する。第1内周面402及び第2内周面412が球面形状を有することにより、スポット光に拡散性を持たせることが可能となる。
The first inner
なお、上述した球面形状とは、曲率半径が等しい真球形状に限定されるものではなく、位置により曲率半径が変化する形状も、球面形状に含まれる。 The spherical shape described above is not limited to a true spherical shape having the same curvature radius, and a shape whose curvature radius changes depending on the position is also included in the spherical shape.
なお、本発明に係る照明器具が有するレンズ部材は、上述した構造に限定されない。例えば、レンズ部材の内周面の形状は、上記球面に限定されない。以下、レンズ部材の内周面の形状についての変形例について説明する。 In addition, the lens member which the lighting fixture which concerns on this invention has is not limited to the structure mentioned above. For example, the shape of the inner peripheral surface of the lens member is not limited to the spherical surface. Hereinafter, modified examples of the shape of the inner peripheral surface of the lens member will be described.
[実施の形態の変形例]
図7Aは、実施の形態の変形例1に係るレンズ部材を、光軸を含むXZ平面で切断した場合の断面図である。同図に記載されたレンズ部材41の、第1内周面402は、第1外周面401よりも、光軸を法線としLED光源10を含む平面から遠ざかる方向へ突出しており、球面形状を有している。一方、第2内周面412は、第2外周面411よりも、上記平面から遠ざかる方向へ突出しているが、一部平面形状を有している。これにより、第2内周面412から出射された光は、実施の形態に係るレンズ部材40と比較して、スポット光の拡散性を抑制することが可能となる。
[Modification of Embodiment]
FIG. 7A is a cross-sectional view of the lens member according to
図7Bは、実施の形態の変形例2に係るレンズ部材を、光軸を含むXZ平面で切断した場合の断面図である。同図に記載されたレンズ部材42の、第1内周面402及び第2内周面412は、それぞれ、第1外周面401及び第2外周面411よりも、光軸を法線としLED光源10を含む平面から遠ざかる方向へ突出しているが、一部平面形状を有している。これにより、第2内周面412から出射された光は、実施の形態に係るレンズ部材40及び変形例1に係るレンズ部材41と比較して、スポット光の拡散性を抑制することが可能となる。
FIG. 7B is a cross-sectional view of the lens member according to Modification 2 of the embodiment cut along an XZ plane including the optical axis. The first inner
図7Cは、実施の形態の変形例3に係るレンズ部材を、光軸を含むXZ平面で切断した場合の断面図である。同図に記載されたレンズ部材43の、第1内周面402は、第1外周面401よりも、光軸を法線としLED光源10を含む平面から遠ざかる方向へ突出しており、球面形状を有している。また、第2内周面412は、第2外周面411よりも、上記平面から遠ざかる方向へ突出しており、第2内周面412には、上記平面から遠ざかる方向へ突出した環状の突起部が形成されている。これにより、第2内周面412から出射された光は、スポット光の拡散度合いを高精度に制御することが可能となる。
FIG. 7C is a cross-sectional view of the lens member according to Modification 3 of the embodiment cut along an XZ plane including the optical axis. The first inner
[効果]
本実施の形態に係る照明器具1は、LED光源10と、LED光源10の出射前方にLED光源10と対向して配置され、LED光源10からの出射光を所定の方向に配光するレンズ部材40とを備える。レンズ部材40は、光入射側の外周領域であってレンズ部材40の光軸を中心とした同心環状の突起部T1〜T4が形成された第1外周面401と、第1外周面401の内周側の領域である第1内周面402と、光出射側の外周領域であって第1外周面401に対向する第2外周面411と、第2外周面411の内周側の領域であって第1内周面402に対向する第2内周面412とを含む。第1内周面402は、第1外周面401よりも、光軸を法線としLED光源10を含む平面から遠ざかる方向へ突出しており、第2内周面412は、第2外周面411よりも、上記平面から遠ざかる方向へ突出している。
[effect]
The
図7Dは、従来のレンズ部材を、光軸を含むXZ平面で切断した場合の断面図である。同図に記載されたレンズ部材540において、第1内周面は、第1外周面よりも、光軸を法線としLED光源を含む平面から遠ざかる方向へ突出していない。また、第2内周面は、第2外周面よりも、上記平面から遠ざかる方向へ突出していない。
FIG. 7D is a cross-sectional view of a conventional lens member taken along the XZ plane including the optical axis. In the
上記構成により、本実施の形態に係る照明器具1のレンズ部材40は、図7Dに示された従来のレンズ部材540と比較して、温度上昇を効果的に低減できる。また、レンズ部材40の外周領域に配置された第1外周面401及び第2外周面411は、上記平面から遠ざかる方向へ突出させていない。これにより、レンズ部材40の外周領域から出射される光が主要因である遮光角の拡がりを抑制できる。よって、良好な配光性を確保しつつレンズ部材40の温度上昇を低減することが可能となる。
With the above configuration, the
また、突起部T1〜T4は、それぞれ、上記出射光を屈折させる屈折面K1〜K4と、当該屈折面の外周側に形成された、突起部へ入射した光を反射させる反射面R1〜R4とを有してもよい。 The protrusions T1 to T4 are respectively refracting surfaces K1 to K4 that refract the emitted light, and reflecting surfaces R1 to R4 that are formed on the outer peripheral side of the refracting surface and reflect light incident on the protrusions. You may have.
これにより、レンズ部材40の外周領域では、LED光源10から広角で入射した光を、レンズ部材40内の突起部の屈折面で屈折透過させ、反射面で反射され、臨界角以下の入射角で光出射面へと入射させることが可能となる。よって、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。
As a result, in the outer peripheral region of the
また、第2外周面411は、平坦であってもよい。
Further, the second outer
これにより、レンズ部材40内の突起部の屈折面で屈折透過し、反射面で反射されて第2外周面411へ到達した光は、臨界角より小さい入射角を有するものが支配的であるので、第2外周面411で全反射せずに第2外周面411から出射される。よって、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。
As a result, the light that is refracted and transmitted by the refracting surface of the protrusion in the
また、第1内周面402及び第2内周面412は、球面形状を有してもよい。
The first inner
これにより、照明器具1から出射されるスポット光に拡散性を持たせることが可能となる。
Thereby, it becomes possible to give diffusibility to the spot light radiate | emitted from the
また、第1内周面402は球面形状を有し、第2内周面412は平面を含んでもよい。
The first inner
これにより、第1内周面402及び第2内周面412に球面形状を有する場合と比較して、照明器具から出射されるスポット光の拡散性を抑制することが可能となる。
Thereby, compared with the case where the 1st inner
また、第1内周面402及び第2内周面412は平面を含んでもよい。
The first inner
これにより、第1内周面402及び第2内周面412に球面形状を有する場合、及び、第2内周面412のみに平面形状を有する場合と比較して、照明器具から出射されるスポット光の拡散性を抑制することが可能となる。
As a result, the spot emitted from the luminaire is compared with the case where the first inner
また、第1内周面402は球面形状を有し、第2内周面412には、光軸を法線としLED光源10を含む平面から遠ざかる方向へ突出した環状の突起部が形成されていてもよい。
The first inner
これにより、照明器具から出射されるスポット光の拡散度合いを高精度に制御することが可能となる。 As a result, the degree of diffusion of the spot light emitted from the lighting fixture can be controlled with high accuracy.
(その他)
以上、本発明に係る照明器具について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、前述した実施の形態及び変形例に限定されるものではない。
(Other)
As mentioned above, although the lighting fixture which concerns on this invention was demonstrated based on embodiment and its modification, this invention is not limited to embodiment and modification which were mentioned above.
例えば、前述した実施の形態では、レンズ部材の一例として、突起部は、例えば、フレネル形状を有するレンズ(フレネルレンズ)を用いて説明しているが、この例に限られない。光入射面及び光出射面の一方の面の中央領域に、屈折または透過するレンズが形成され、当該中央領域を除く領域に全反射する多角形状のレンズである突起部が形成され、光入射面から入射した光を光出射面から出射するものであればフレネルレンズでなくてもよい。 For example, in the above-described embodiment, as an example of the lens member, the protrusion has been described using, for example, a lens having a Fresnel shape (Fresnel lens), but is not limited to this example. A lens that is refracted or transmitted is formed in the central region of one of the light incident surface and the light emitting surface, and a projection that is a polygonal lens that is totally reflected is formed in a region other than the central region. As long as the light incident from the light exits from the light exit surface, the Fresnel lens need not be used.
また、前述した実施の形態及び変形例において、LED光源10は、青色LEDと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色LEDと組み合わせることによりに白色光を放出するように構成しても構わない。
In the above-described embodiment and modification, the
また、前述した実施の形態及び変形例において、LED12は、青色を発光するLEDを用いたが、これに限らない。LED12としては、青色以外の色を発光するLEDを用いても構わない。例えば、LED12として紫外線発光のLEDチップを用いる場合、蛍光体粒子としては、三原色(赤色、緑色、青色)に発光する各色蛍光体粒子を組み合わせたものを用いることができる。さらに、蛍光体粒子以外の波長変換材を用いてもよく、例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いてもよい。
Moreover, in embodiment and the modification which were mentioned above, although LED12 used LED which light-emits blue, it is not restricted to this. As LED12, you may use LED which light-emits colors other than blue. For example, when an LED chip that emits ultraviolet rays is used as the
また、前述した実施の形態及び変形例において、発光素子としてLEDを例示したが、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機EL(Electro Luminescence)又は無機EL等の発光素子を用いてもよい。 Moreover, although LED was illustrated as a light emitting element in embodiment and the modification which were mentioned above, you may use light emitting elements, such as semiconductor light emitting elements, such as a semiconductor laser, organic EL (Electro Luminescence), or inorganic EL.
また、前述した実施の形態及び変形例において、光源としてLED光源を例示したが、電球等の光源を用いてもよい。 Moreover, although LED light source was illustrated as a light source in embodiment and the modification which were mentioned above, you may use light sources, such as a light bulb.
また、前述した実施の形態及び変形例において、反射部材30は、入射口から入射した光を反射するとしたが、レンズ部材40で跳ね返った光を再度出射口へと導いてもよい。つまり、レンズ部材40で反射された光を反射して、出射口から出射させてもよい。
In the above-described embodiment and modification, the
また、前述した実施の形態及び変形例において、レンズ部材40は、光入射側に、レンズ部材40の光軸を中心とした同心状かつ円環状の突起部T1〜T4を有するとしたが、当該突起部の形状は、円環状に限定されない。円環状ではなく、方形環状など多角形環状でもよく、また、楕円環状であってもよい。つまり、上記突起部の形状は、同心環状であればよい。
In the above-described embodiment and modification, the
また、前述した実施の形態及び変形例において、LED光源10は、基板11上にLEDチップを直接実装してLEDチップを蛍光体含有樹脂によって一括封止したCOB(Chip On Board)型の構成としたが、これに限らない。例えば、樹脂成形されたキャビティの中にLEDチップを実装して当該キャビティ内に蛍光体含有樹脂を封入したパッケージ型のLED素子を用いて、このLED素子を基板上に複数個実装することで構成された表面実装型(SMD:Surface Mount Device)のLED光源を用いても構わない。
In the embodiment and the modification described above, the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態及び変形例に施したもの、又は、実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 In addition, as long as it does not deviate from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiment and the modified examples, or a form constructed by combining the constituent elements in the embodiments and modified examples, It is included within the scope of the present invention.
1 照明器具
10 LED光源(光源)
11 基板
12 LED(発光素子)
13 封止部材
20 筐体
30 反射部材
40、41、42、43、540 レンズ部材(光学部材)
50 補助反射部材
401 第1外周面
402 第1内周面
411 第2外周面
412 第2内周面
501 コーン部
502 枠体本体部
K1、K2、K3、K4 屈折面
Li、Lo 光
P0 平面
R1、R2、R3、R4 反射面
T1、T2、T3、T4 突起部
1
11
13 Sealing
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光源からの光の出射前方に前記光源と対向して配置され、前記光源からの出射光を所定の方向に配光する光学部材とを備え、
前記光学部材は、光入射側の外周領域であって前記光学部材の光軸を中心とした同心環状の突起部が複数形成された第1外周面と、当該第1外周面の内周側の領域である第1内周面と、光出射側の外周領域であって前記第1外周面に対向する第2外周面と、当該第2外周面の内周側の領域であって前記第1内周面に対向する第2内周面とを含み、
前記第1内周面は、前記第1外周面よりも、前記光軸を法線とし前記光源を含む平面から遠ざかる方向へ突出しており、
前記第2内周面は、前記第2外周面よりも、前記平面から遠ざかる方向へ突出している
照明器具。 A light source;
An optical member disposed in front of the light source from the light source so as to face the light source, and distributing light emitted from the light source in a predetermined direction;
The optical member includes a first outer peripheral surface that is an outer peripheral region on the light incident side and includes a plurality of concentric annular protrusions centered on the optical axis of the optical member, and an inner peripheral side of the first outer peripheral surface. A first inner peripheral surface that is a region, a second outer peripheral surface that is an outer peripheral region on the light emitting side and that faces the first outer peripheral surface, and an inner peripheral side region of the second outer peripheral surface that is the first A second inner peripheral surface facing the inner peripheral surface,
The first inner peripheral surface protrudes in a direction away from a plane including the light source with the optical axis as a normal line than the first outer peripheral surface.
The second inner peripheral surface protrudes in a direction away from the plane than the second outer peripheral surface.
請求項1に記載の照明器具。 The lighting apparatus according to claim 1, wherein the protrusion includes a refracting surface that refracts the emitted light and a reflecting surface that is formed on an outer peripheral side of the refracting surface and reflects light incident on the protrusion.
請求項1または2に記載の照明器具。 The lighting fixture according to claim 1, wherein the second outer peripheral surface is flat.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。 The lighting fixture according to claim 1, wherein the first inner peripheral surface and the second inner peripheral surface have a spherical shape.
前記第2内周面は、平面を含む
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。 The first inner peripheral surface has a spherical shape,
The lighting fixture according to claim 1, wherein the second inner peripheral surface includes a flat surface.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。 The lighting fixture according to claim 1, wherein the first inner peripheral surface and the second inner peripheral surface include a flat surface.
前記第2内周面には、前記平面から遠ざかる方向へ突出した環状の突起部が形成されている
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明器具。 The first inner peripheral surface has a spherical shape,
The lighting fixture of any one of Claims 1-3 in which the cyclic | annular protrusion part which protruded in the direction away from the said plane is formed in the said 2nd internal peripheral surface.
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