JP2015118812A - 発光素子モジュール及び照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】グレアを軽減可能な発光素子モジュール及び照明器具を提供する。【解決手段】発光素子モジュール１０は、基板１３の縁１３Ａに沿って複数の発光素子１１を配置するとともに、これら複数の発光素子１１の内側に発光素子１１を配置し、内側の発光素子１１の光出力を、基板１３の縁１３Ａに沿って配置された外側の発光素子１１の光出力よりも小さくする構成とする。また、照明器具は、この発光素子モジュール１０を備える構成とする。【選択図】図１０
Description
本発明は、複数の発光素子を備える発光素子モジュール及び照明器具に関する。
従来、屋外に設置され路面を照明する照明器具の一つに、街路を照明する防犯灯が知られている。また近年では、ＬＥＤを光源とした防犯灯が提案、及び実用化されている（例えば、特許文献１参照）。この防犯灯の発光素子モジュールは、基板に複数の発光素子を配列して構成されている。
しかしながら、上述の構成では、基板に複数の発光素子を配列しているため、光が集中し、発光素子の光出力によっては、人がまぶしさを感じるグレアが生じるおそれがある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、グレアを軽減可能な発光素子モジュール及び照明器具を提供することを目的とする。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、グレアを軽減可能な発光素子モジュール及び照明器具を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明の発光素子モジュールは、基板の縁に沿って複数の発光素子を配置するとともに、これら複数の発光素子の内側に発光素子を配置し、内側の前記発光素子の光出力を、前記基板の縁に沿って配置された外側の前記発光素子の光出力よりも小さくしたことを特徴とする。
上述の構成において、前記発光素子ごとにレンズを有し、前記基板を覆うレンズカバーを備え、このレンズカバーに、内側の前記発光素子を露出する露出開口を形成してもよい。
上述の構成において、前記露出開口は、前記基板の縁に近い側に形成されてもよい。
上述の構成において、内側の前記発光素子は、外側の前記発光素子よりも発光効率の高い発光素子であってもよい。
上述の構成において、前記発光素子を多列、かつ、千鳥状に配置してもよい。
また、本発明の照明器具は、上述の発光素子モジュールを備えたことを特徴とする。
出願人は、発光部の輝きを均一化するほど、グレアを軽減でき、また、発光部の中央部を発光部の縁部よりも暗くすると、発光部の見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる、という知見を得た。
また、出願人は、同一の器具で同じ光束を得られる器具同士の比較において、人が認識する、発光部の面積（以下、見えがかり上の面積と言う。）が大きいほど発光面輝度が低く、グレアを軽減でき、また、発光部の中央部を発光部の縁部よりも暗くすることにより、発光部の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が増え、グレアを低く感じられる、という知見を得た。
本発明によれば、内側の前記発光素子の光出力を、基板の縁に沿って配置された外側の発光素子の光出力よりも小さくしたため、発光素子モジュールの略中央部が縁部よりも暗くなるので、発光素子モジュールの見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる。また、発光部の略中央部が縁部よりも暗くなるので、グレアゾーンにおける発光部の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が広くなり、グレアを低く感じられる。
また、出願人は、同一の器具で同じ光束を得られる器具同士の比較において、人が認識する、発光部の面積（以下、見えがかり上の面積と言う。）が大きいほど発光面輝度が低く、グレアを軽減でき、また、発光部の中央部を発光部の縁部よりも暗くすることにより、発光部の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が増え、グレアを低く感じられる、という知見を得た。
本発明によれば、内側の前記発光素子の光出力を、基板の縁に沿って配置された外側の発光素子の光出力よりも小さくしたため、発光素子モジュールの略中央部が縁部よりも暗くなるので、発光素子モジュールの見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる。また、発光部の略中央部が縁部よりも暗くなるので、グレアゾーンにおける発光部の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が広くなり、グレアを低く感じられる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、照明器具の一例として防犯灯について説明する。
図１は、本実施形態にかかる防犯灯１を示す斜視図であり、図２は防犯灯１を後方から示す斜視図である。図３は、防犯灯１を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図、図３（Ｃ）は底面図、図３（Ｄ）は正面図、図３（Ｅ）は背面図である。図４は図３のＡ−Ａ断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ断面図である。図６は、光源部６を分解した防犯灯１の分解斜視図である。
図１は、本実施形態にかかる防犯灯１を示す斜視図であり、図２は防犯灯１を後方から示す斜視図である。図３は、防犯灯１を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図、図３（Ｃ）は底面図、図３（Ｄ）は正面図、図３（Ｅ）は背面図である。図４は図３のＡ−Ａ断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ断面図である。図６は、光源部６を分解した防犯灯１の分解斜視図である。
防犯灯１の構成の説明に先立って、出願人が得たグレアについての知見について説明する。
出願人は、種々の実験を通して、人が認識する、発光部の輝きを均一化するほど、グレアを軽減できる、という知見を得た。また、出願人は、発光部の中央部を発光部の縁部よりも暗くすると、発光部の見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる、という知見を得た。さらに、出願人は、発光素子の光が独立して見えると、グレアを軽減できる、という知見を得た。
出願人は、種々の実験を通して、人が認識する、発光部の輝きを均一化するほど、グレアを軽減できる、という知見を得た。また、出願人は、発光部の中央部を発光部の縁部よりも暗くすると、発光部の見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる、という知見を得た。さらに、出願人は、発光素子の光が独立して見えると、グレアを軽減できる、という知見を得た。
これに加え、出願人は、灯具の高さをＴ、灯具からの距離をＬ、角度の基準を直下方向とすると、人がまぶしさを感じるグレアゾーンφが、ａｒｃｔａｎ（Ｌ／（Ｔ−１．５））＝６０〜８０°であるという知見を得た。ここで、（Ｔ−１．５）は、歩行者の目線の高さ（約１．５ｍ）から見た灯具の高さに相当する。そして、このグレアゾーンφにおいて、眼前照度を８ｌｘ以下、等価光幕輝度を０．２ｃｄ／ｍ2以下とすることでグレアを低減できるという知見を得た。また、灯具の最大輝度を１７０，０００ｃｄ／ｍ2以下とし、灯具の平均輝度を５３，０００ｃｄ／ｍ2以下とすることでグレアを低減できる、という知見を得た。
その他、出願人は、同一の器具で同じ光束を得られる器具同士の比較において、人が認識する、発光部の面積（以下、見えがかり上の面積と言う。）が大きいほど発光面輝度が低く、グレアを軽減できる、という知見を得た。さらに、出願人は、発光部の中央部を発光部の縁部よりも暗くすることにより、発光部の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が増え、グレアを低く感じられる、という知見を得た。
防犯灯１は、このような知見に基づいて、グレアを軽減する構成となっている。
防犯灯１は、このような知見に基づいて、グレアを軽減する構成となっている。
次いで、防犯灯１の構成について説明する。
防犯灯１は、防犯を目的として街路を既定の明るさで照明するものであり、図１〜図３に示すように、路面に延出して設置される器具本体２を備えている。本実施形態の器具本体２は、路面側の先端２Ａから後端２Ｂに延びた底面視略矩形の薄板状に形成されている。後端２Ｂには、例えば電柱Ｐ等に固定された締結具Ｑに器具本体２を固定するための固定金具３が設けられている。
防犯灯１は、防犯を目的として街路を既定の明るさで照明するものであり、図１〜図３に示すように、路面に延出して設置される器具本体２を備えている。本実施形態の器具本体２は、路面側の先端２Ａから後端２Ｂに延びた底面視略矩形の薄板状に形成されている。後端２Ｂには、例えば電柱Ｐ等に固定された締結具Ｑに器具本体２を固定するための固定金具３が設けられている。
器具本体２は、図４〜図６に示すように、底面の全面が照射開口８として開口し、器具本体２の底面に、照射開口８を覆う樹脂製のグローブ４を備えている。照射開口８には、取付面５が一体に形成されており、取付面５上にＬＥＤモジュール（発光素子モジュール）１０が組み付けられて光源部６が構成されている。光源部６は、街路における器具本体２の直下（正面側を含む）とともに、器具本体２の両側方向に相当する街路の交通方向に延びた広いエリアを照明する配光を有して構成されている。具体的には、光源部６は、交通方向の２方向のそれぞれに、その方向を照らす上記ＬＥＤモジュール１０を有している。ＬＥＤモジュール１０は、複数（図示例では２２個）のＬＥＤ（発光素子）１１を備えている。
また、器具本体２は、ＬＥＤモジュール１０を点灯するための電源部（電源）７を収める電源収容部２０を備え、この電源収容部２０と取付面５は一体に形成されている。
器具本体２は、屋外使用に十分に耐え得る耐食性があり、なおかつ、熱伝導性が高い材料（例えばアルミニウムやアルミニウム合金）を用いて形成されている。高熱伝導性の材料を用いることで、ＬＥＤモジュール１０の発熱が器具本体２から放熱され、ＬＥＤモジュール１０の光源温度が発光動作に適切な温度に維持される。
器具本体２は、屋外使用に十分に耐え得る耐食性があり、なおかつ、熱伝導性が高い材料（例えばアルミニウムやアルミニウム合金）を用いて形成されている。高熱伝導性の材料を用いることで、ＬＥＤモジュール１０の発熱が器具本体２から放熱され、ＬＥＤモジュール１０の光源温度が発光動作に適切な温度に維持される。
図６に示すように、器具本体２には、取付面５を包囲する平面視矩形枠状の包囲壁３１を設け、この包囲壁３１の内側の光源室３２の中を水密にすることで、光源室３２を防水することとしている。すなわち、包囲壁３１の全周に亘り、その先端３１Ａが、グローブ４のパッキン９に密着し、これにより包囲壁３１の内部が水密にシールされる。
グローブ４は、光透過性及び拡散性を有する材料（例えば、樹脂）で形成され、このグローブ４によってＬＥＤ１１の光が拡散されて、グレアが軽減されるようになっている。このグローブ４は、取付面５を下側から覆うように、直下方向に膨出して形成されており、グローブ４の下部は平坦に形成された平坦部４Ａとなっている。グローブ４の下部を平坦部４Ａにすることで、グローブ４の下方への膨出を軽減して、防犯灯１の高さを抑えることができる。
グローブ４は、光透過性及び拡散性を有する材料（例えば、樹脂）で形成され、このグローブ４によってＬＥＤ１１の光が拡散されて、グレアが軽減されるようになっている。このグローブ４は、取付面５を下側から覆うように、直下方向に膨出して形成されており、グローブ４の下部は平坦に形成された平坦部４Ａとなっている。グローブ４の下部を平坦部４Ａにすることで、グローブ４の下方への膨出を軽減して、防犯灯１の高さを抑えることができる。
グローブ４には、グローブ４を上下方向に貫通する貫通孔４Ｂが形成され、この貫通孔４Ｂにはフィルタ３６（図１７）、が設けられている。このフィルタ３６は、塵埃の他、水及び水蒸気を透過しない水蒸気非透過性のフィルタを備えて構成されており、このフィルタ３６によって貫通孔４Ｂを通る空気の塵埃や、水蒸気が除去される。グローブ４に貫通孔４Ｂを形成し、貫通孔４Ｂにフィルタ３６を設けることで、器具本体２が防水構造であっても、光源室３２の空気が貫通孔４Ｂを介して流通する。すなわち、ＬＥＤモジュール１０の点灯時には、ＬＥＤモジュール１０の発熱によって、光源室３２内の空気が加熱されて膨張するので、光源室３２内の空気は貫通孔４Ｂから外部に排出される。一方、ＬＥＤモジュール１０の消灯時には、ＬＥＤモジュール１０の発熱によって加熱されて膨張した空気が、外部の大気温度等によって冷却されて収縮するので、外部の空気が貫通孔４Ｂから光源室３２に入り込むこととなる。
図７は、電源部７を分解した防犯灯１の分解斜視図である。
電源収容部２０は、図７に示すように、器具本体２の先端２Ａから後端２Ｂに亘って延在し、後端２Ｂを収容部開口２１として開放する箱状（本実施形態では、角筒状）に形成されている。この電源収容部２０の上面２０Ａは、後端２Ｂから先端２Ａに掛けて高さが小さくなるように、傾斜して設けられている。本実施形態では、器具本体２は鋳造（より、詳細にはアルミダイキャスト）で成型されており、電源収容部２０の上面２０Ａを傾斜させることにより、器具本体２を成型する際に、金型を抜きやすくなるので、器具本体２を容易に形成できる。
電源収容部２０は、図７に示すように、器具本体２の先端２Ａから後端２Ｂに亘って延在し、後端２Ｂを収容部開口２１として開放する箱状（本実施形態では、角筒状）に形成されている。この電源収容部２０の上面２０Ａは、後端２Ｂから先端２Ａに掛けて高さが小さくなるように、傾斜して設けられている。本実施形態では、器具本体２は鋳造（より、詳細にはアルミダイキャスト）で成型されており、電源収容部２０の上面２０Ａを傾斜させることにより、器具本体２を成型する際に、金型を抜きやすくなるので、器具本体２を容易に形成できる。
電源部７は、電子部材７Ａを実装した電源基板７Ｂを電源取付板７Ｃに取り付けて構成されている。また、電源取付板７Ｃには、照度センサ７Ｄが取り付けられている。電子部材７Ａ、照度センサ７Ｄ等の電気部品には、それぞれ電源用絶縁シート７Ｅ、センサ用絶縁シート７Ｆ等の絶縁シートが設けられている。電源部７は、収容部開口２１から電源収容部２０内に収容される。
電源収容部２０の上面２０Ａには、照度センサ７Ｄに対応する位置に、照度センサ７Ｄを露出させるセンサ露出孔２２が形成され、このセンサ露出孔２２にはセンサカバー２３が取り付けられる。
なお、本実施形態では、照度センサ７Ｄを電源収容部２０の上面７０Ａに設けることで、光源部６からの光が照度センサ７Ｄの検出に影響を与えないようにしていたが、照度センサ７Ｄの位置はこれに限定されるものではない。照度センサ７Ｄは、光源部６からの光が照度センサ７Ｄの検出に影響を与えない位置であれば、例えば、器具本体２の側面等に設けてもよい。
なお、本実施形態では、照度センサ７Ｄを電源収容部２０の上面７０Ａに設けることで、光源部６からの光が照度センサ７Ｄの検出に影響を与えないようにしていたが、照度センサ７Ｄの位置はこれに限定されるものではない。照度センサ７Ｄは、光源部６からの光が照度センサ７Ｄの検出に影響を与えない位置であれば、例えば、器具本体２の側面等に設けてもよい。
収容部開口２１には、パッキン２４を介して本体部蓋２５が固定され、この本体部蓋２５には、上述した固定金具３が固定さる。本体部蓋２５には、配線引込孔２６が開口し、この配線引込孔２６を通じて１次側の電気配線（不図示）が外部から電源収容部２０内に引き込まれる。このとき配線引込孔２６をシールするために、この配線引込孔２６にブッシング２７を嵌合し、このブッシング２７に１次側の電気配線を通して配線される。電源収容部２０は、センサカバー２３、パッキン２４及びブッシング２７によって、防水構造に構成されている。
次に、取付面５について詳細に説明する。
図８は、グローブ４及びＬＥＤモジュール１０を取り外した器具本体２を示す図であり、図８（Ａ）は平面図、図８（Ｂ）は側面図、図８（Ｃ）は底面図、図８（Ｄ）は正面図、図８（Ｅ）は背面図である。
取付面５は、前掲図５に示すように、電源収容部２０の外周、より詳細には、底面２０Ｂ及び両側面２０Ｃ，２０Ｄを囲むように、電源収容部２０と一体に形成されている。このように、電源収容部２０と取付面５とを熱伝導性材料で一体に形成して器具本体２を構成したため、ＬＥＤモジュール１０の熱を、電源収容部２０を含む器具本体２全体から放熱できるので、防犯灯１の放熱性を向上させることができる。また、電源収容部２０と取付面５とを一体に形成して電源収容部２０を筐体として用いているため、ＬＥＤモジュール１０を取り付ける取付金具を必要としないので、防犯灯１を小型化できる。しかも、防犯灯１は、電源収容部２０に一体に形成した取付面５をグローブ４で覆っただけの構成であるため、簡略的な構造にできる。
図８は、グローブ４及びＬＥＤモジュール１０を取り外した器具本体２を示す図であり、図８（Ａ）は平面図、図８（Ｂ）は側面図、図８（Ｃ）は底面図、図８（Ｄ）は正面図、図８（Ｅ）は背面図である。
取付面５は、前掲図５に示すように、電源収容部２０の外周、より詳細には、底面２０Ｂ及び両側面２０Ｃ，２０Ｄを囲むように、電源収容部２０と一体に形成されている。このように、電源収容部２０と取付面５とを熱伝導性材料で一体に形成して器具本体２を構成したため、ＬＥＤモジュール１０の熱を、電源収容部２０を含む器具本体２全体から放熱できるので、防犯灯１の放熱性を向上させることができる。また、電源収容部２０と取付面５とを一体に形成して電源収容部２０を筐体として用いているため、ＬＥＤモジュール１０を取り付ける取付金具を必要としないので、防犯灯１を小型化できる。しかも、防犯灯１は、電源収容部２０に一体に形成した取付面５をグローブ４で覆っただけの構成であるため、簡略的な構造にできる。
取付面５は、水平面Ｈに対し斜めに配置されている。これにより、取付面５を水平に配置する場合に比べ、グレアゾーンφにおけるＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の面積が広くなり、上述したように、グレアを軽減できる。
本実施形態では、取付面５の水平面Ｈからの取付角度θを２０°以上、４０°以下としている。取付角度θを２０°以上にすることで、ＬＥＤモジュール１０を遠方に向けて配置できるので、遠方を照射できる。また、取付角度θを４０°以下にすることで、防犯灯１に不要とされる、上方に向かう上方光束を抑制できる。
本実施形態では、取付面５の水平面Ｈからの取付角度θを２０°以上、４０°以下としている。取付角度θを２０°以上にすることで、ＬＥＤモジュール１０を遠方に向けて配置できるので、遠方を照射できる。また、取付角度θを４０°以下にすることで、防犯灯１に不要とされる、上方に向かう上方光束を抑制できる。
また、本実施形態では、取付面５は、背中合わせに２つ配置されており、これにより、路面の交通方向の両方向のそれぞれの遠方まで照射できるので、比較的広範囲に照射できる。
２つの取付面は、水平面Ｈに対し斜めに設けられて谷状に配置され、本実施形態では、２つの取付面５が、下端５Ｂで連結されて正面視において略Ｖ字状に配置されている。２つの取付面５の間の谷部３３に、電源収容部２０の底面２０Ｂが取付面５の上端５Ａよりも低くなるように、電源収容部２０が配置されている。このように、２つの取付面５を谷状に配置し、この谷部３３に電源収容部２０を配置することにより、取付面５の上方に電源収容部２０を配置する場合に比べ、器具本体２の高さを抑えることができる。また、取付面５の後方に電源収容部２０を配置する場合に比べ、器具本体２の前後方向の長さを抑えることができる。
２つの取付面は、水平面Ｈに対し斜めに設けられて谷状に配置され、本実施形態では、２つの取付面５が、下端５Ｂで連結されて正面視において略Ｖ字状に配置されている。２つの取付面５の間の谷部３３に、電源収容部２０の底面２０Ｂが取付面５の上端５Ａよりも低くなるように、電源収容部２０が配置されている。このように、２つの取付面５を谷状に配置し、この谷部３３に電源収容部２０を配置することにより、取付面５の上方に電源収容部２０を配置する場合に比べ、器具本体２の高さを抑えることができる。また、取付面５の後方に電源収容部２０を配置する場合に比べ、器具本体２の前後方向の長さを抑えることができる。
電源収容部２０の先端２０Ｅには、図６に示すように、電気配線を引き出す配線引出孔２８が形成され、この配線引出孔２８を通じて、電源部７から延びる２次側の電気配線（不図示）が電源収容部２０の外側であって、光源室３２に引き出される。ＬＥＤモジュール１０は、電源収容部２０の先端２０Ｅ側に、２次側の電気配線を結線するためのコネクタ１２が位置するように配置されており、配線引出孔２８を通された電気配線は、コネクタ１２に接続される。このように、電源収容部２０の先端２０Ｅに配線引出孔２８を形成し、２次側の電気配線を先端２０Ｅで結線したため、必要最小限の長さで２次側の電気配線を配線できる。電気配線を短くすることで、電源部７近傍を電気配線が通らずに１次、２次側に結線できることから、ノイズを低減できる。また、電気配線を短くすることで、２次側の電気配線の取り回しを簡略化できることから、電源部７を小型化できる。
なお、本実施形態では、電源収容部２０の先端２０Ｅが取付面５の先端５Ｃと同一面上にあるが、電源収容部２０の先端２０Ｅは、取付面５の先端５Ｃと前後方向に一致していなくてもよい。
なお、本実施形態では、電源収容部２０の先端２０Ｅが取付面５の先端５Ｃと同一面上にあるが、電源収容部２０の先端２０Ｅは、取付面５の先端５Ｃと前後方向に一致していなくてもよい。
図８に示すように、取付面５の上端５Ａと電源収容部２０とは、取付面５の上方に位置する器具本体２の上面２Ｃが平面状になるように連結された形状をなしている。防犯灯１は、図１及び図２に示すように、上面２Ｃが後ろ下がりに傾斜するように、先端２Ａを上を向けた姿勢で取り付けられる。これにより、上面２Ｃに降り注ぐ雨水や積雪を後側に移動させてスムーズに落下させるようになっている。また、上面２Ｃが平面状に形成されるため、上面２Ｃに落ち葉等のゴミが溜まることを防止できる。
取付面５の上端５Ａを平面上に連結することで、図８に示すように、取付面５の上端５Ａ部分と上面２Ｃとで囲まれる外縁部３４の肉厚が厚くなる。鋳造による成型においては、肉厚が厚いと、成型品の肉厚部の表面に凹みができる不良（ひけ）が生じるおそれがある。
そこで、本実施形態では、取付面５の外縁部３４に、複数の溝３５を形成している。これらの溝３５は、取付面５の上端５Ａから所定の幅に亘って設けられ、複数のＬＥＤ１１の間に配置されている。この溝３５により、外縁部３４の肉厚を低減させることができるので、器具本体２にひけが生じることを防止できる。また、溝３５を形成することにより、器具本体２の空気に接触する面積が大きくなるので、器具本体２の放熱性を向上させることができる。
そこで、本実施形態では、取付面５の外縁部３４に、複数の溝３５を形成している。これらの溝３５は、取付面５の上端５Ａから所定の幅に亘って設けられ、複数のＬＥＤ１１の間に配置されている。この溝３５により、外縁部３４の肉厚を低減させることができるので、器具本体２にひけが生じることを防止できる。また、溝３５を形成することにより、器具本体２の空気に接触する面積が大きくなるので、器具本体２の放熱性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、取付面５の後端５Ｄは、取付面５の下端５Ｂよりも下方に突出しているが、これに限定されず、例えば、後端５Ｄの下部を下端５Ｂと一致させてもよい。この後端５Ｄの下部でグローブ４の後部が支持されている。
また、後端５Ｄは、電源収容部２０の後端２Ｂよりも先端側に位置しているが、後端２Ｂと一致していてもよい。
このように構成された２つの取付面５には、それぞれＬＥＤモジュール１０が配置されている。
また、後端５Ｄは、電源収容部２０の後端２Ｂよりも先端側に位置しているが、後端２Ｂと一致していてもよい。
このように構成された２つの取付面５には、それぞれＬＥＤモジュール１０が配置されている。
次に、ＬＥＤモジュール１０について詳細に説明する。
図９は光源部６を示す斜視図であり、図１０はＬＥＤモジュール１０を示す分解斜視図である。図１１は、レンズカバー４０をＬＥＤ１１とともに示す図であり、図１１（Ａ）は平面図、図１１（Ｂ）は正面図、図１１（Ｃ）は側面図、図１１（Ｄ）は底面図である。図１２は図１１のレンズカバー４０を示す断面図であり、図１２（Ａ）はＣ−Ｃ断面図、図１２（Ｂ）はＤ−Ｄ断面図、図１２（Ｃ）はＥ−Ｅ断面図である。図１３は、図１２のＦ−Ｆ断面図である。なお、図９では、説明のために、２つのＬＥＤモジュール１０を同一平面上に配置している。
図９は光源部６を示す斜視図であり、図１０はＬＥＤモジュール１０を示す分解斜視図である。図１１は、レンズカバー４０をＬＥＤ１１とともに示す図であり、図１１（Ａ）は平面図、図１１（Ｂ）は正面図、図１１（Ｃ）は側面図、図１１（Ｄ）は底面図である。図１２は図１１のレンズカバー４０を示す断面図であり、図１２（Ａ）はＣ−Ｃ断面図、図１２（Ｂ）はＤ−Ｄ断面図、図１２（Ｃ）はＥ−Ｅ断面図である。図１３は、図１２のＦ−Ｆ断面図である。なお、図９では、説明のために、２つのＬＥＤモジュール１０を同一平面上に配置している。
ＬＥＤモジュール１０は、図９及び図１０に示すように、複数のＬＥＤ１１を矩形板状のＬＥＤ基板（基板）１３に配置し、ＬＥＤ１１ごとにレンズ４１を有するレンズカバー４０を、ＬＥＤ基板１３を覆うように設けてバー状に構成されている。ＬＥＤモジュール１０は、複数のＬＥＤ１１に同量の電流が流れるように構成され、ＬＥＤ基板１３の長手方向の一端に、電源部７からの電気配線を結線するコネクタ１２を備えている。このＬＥＤモジュール１０は、ＬＥＤ基板１３の略中央にネジ孔１４が形成されており、ＬＥＤ基板１３の略中央で取付面５にネジ止めして組み付けられる。このネジ止め時のネジ１５は、図５に示すように、ＬＥＤ基板１３及びレンズカバー４０を貫通し、これらを締結して取付面５に固定される。
ＬＥＤ１１は、白色光を放射するＬＥＤであり、図１０に示すように、光軸ＫをＬＥＤ基板１３の基板面に対して略垂直に向けて実装されている。ＬＥＤ１１は、発光点Ｇ（最大輝度となる点）（図１３）を含む発光部から光を放射する略点光源とみなすことができ、複数のＬＥＤ１１は、発光点Ｇが独立して見えるように、間隔を空けて配置されている。この間隔は、ＬＥＤ１１の光出力に応じて設定されるものである。ここで、発光点Ｇが独立して見えるとは、隣り合うＬＥＤ１１の発光点Ｇ間が、完全に暗くなるという訳ではなく、ある程度の明るさを持っていてもよい。また、発光点Ｇが独立して見えるかどうかの評価は、歩行者の目線の高さ（約１．５ｍ）、且つ、歩行方向を向いた際の有効視野（上下２０°、左右３０°）で評価される。このように、ＬＥＤ１１を、当該複数のＬＥＤ１１の光が独立して見えるように配置することで、上述したように、グレアを軽減できる。
ＬＥＤ１１は、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに沿って配置される複数の外側ＬＥＤ（外側発光素子）１１Ａと、これら外側ＬＥＤ１１Ａの内側に配置される内側ＬＥＤ（内側発光素子）１１Ｂとで構成されている。
本実施形態では、ＬＥＤ１１は、左右方向に多列（図示例では、３列）に配置されるとともに、配列方向に位置をずらして千鳥状に配置されている。より詳細には、両外側の列の外側ＬＥＤ１１Ａは前後の位置が同一となるように配置され、内側の列の内側ＬＥＤ１１Ｂは両外側の列の外側ＬＥＤ１１Ａと左右方向で重ならないように配置されている。このように、ＬＥＤ１１を多列、かつ、千鳥状に配置したため、ＬＥＤ１１同士の光の干渉を防止でき、照度ムラを防止できる。さらに、レンズカバー４０を例えば樹脂等の材料によって射出成型する場合に、レンズ４１が千鳥状に配置することで、材料がレンズ４１の部分に流れやすくなり、レンズカバー４０を容易に形成できる。
本実施形態では、ＬＥＤ１１は、左右方向に多列（図示例では、３列）に配置されるとともに、配列方向に位置をずらして千鳥状に配置されている。より詳細には、両外側の列の外側ＬＥＤ１１Ａは前後の位置が同一となるように配置され、内側の列の内側ＬＥＤ１１Ｂは両外側の列の外側ＬＥＤ１１Ａと左右方向で重ならないように配置されている。このように、ＬＥＤ１１を多列、かつ、千鳥状に配置したため、ＬＥＤ１１同士の光の干渉を防止でき、照度ムラを防止できる。さらに、レンズカバー４０を例えば樹脂等の材料によって射出成型する場合に、レンズ４１が千鳥状に配置することで、材料がレンズ４１の部分に流れやすくなり、レンズカバー４０を容易に形成できる。
複数の内側ＬＥＤ１１Ｂの光出力は、複数の外側ＬＥＤ１１Ａの光出力よりも小さくされている。より具体的には、内側の列の内側ＬＥＤ１１Ｂの個数（６つ）は、両外側の列の外側ＬＥＤ１１Ａの個数（８つ）よりも少なくされている。これにより、ＬＥＤモジュール１０の略中央部が縁部よりも暗くなるので、ＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる。また、ＬＥＤモジュール１０の略中央部が縁部よりも暗くなるので、グレアゾーンφにおけるＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が増え、グレアを低く感じられる。さらに、内側ＬＥＤ１１Ｂの数を少なくすることで、ＬＥＤ１１を千鳥状に配置することが容易となる。
また、内側ＬＥＤ１１Ｂの少なくとも１つには、外側ＬＥＤ１１Ａよりも発光効率の高い高効率ＬＥＤ（高効率発光素子）１１Ｃが用いられている。このように、高効率ＬＥＤ１１Ｃを用いることで、十分な光出力を維持したまま、内側ＬＥＤ１１Ｂの数を少なくすることができる。
ここで、高効率でないＬＥＤを低効率ＬＥＤ１１Ｄとする。本実施形態では、内側の列において、高効率ＬＥＤ１１Ｃ間に低効率ＬＥＤ（低効率発光素子）１１Ｄを配置している。
ここで、高効率でないＬＥＤを低効率ＬＥＤ１１Ｄとする。本実施形態では、内側の列において、高効率ＬＥＤ１１Ｃ間に低効率ＬＥＤ（低効率発光素子）１１Ｄを配置している。
レンズカバー４０は、図１１に示すように、透明樹脂製の平板部４２を有し、その平板部４２の表面４２Ａにレンズ４１が一体に樹脂成形されている。平板部４２は、略矩形状を成し、その略中央にはネジ孔４３が形成されており、このネジ孔４３にネジ１５（図５）を通して取付面５にレンズカバー４０が固定される。
この防犯灯１では、上述したように、ＬＥＤ基板１３とレンズカバー４０とがネジで共締めされており、各レンズ４１と、ＬＥＤ基板１３のＬＥＤ１１の位置ズレを防止している。これに加え、レンズカバー４０の平板部４２の裏面４２Ｂには、図１１（Ｃ）に示すように、その面内に位置決めボス４４が立設され、またＬＥＤ基板１３の面内には、図１０に示すように、位置決めボス４４を受ける位置決め用孔１６が形成されている。これら位置決めボス４４、及び位置決め用孔１６の係合によって、ＬＥＤ基板１３とレンズカバー４０が、より正確な位置に位置決めされる。特に、レンズカバー４０は、ＬＥＤ１１ごとのレンズ４１を含むことから、これらのレンズ４１の正確な位置決めが一度に行われる。なお、ＬＥＤ基板の位置決め用孔１６のうち略中央のひとつは、ＬＥＤ基板１３のネジ孔１４と同一寸法で、対称な位置に配されている。
レンズ４１のそれぞれは、図１２に示すように、対応するＬＥＤ１１に重なる位置に配置されている。高効率ＬＥＤ１１Ｃに対応するレンズ４１Ａは、同一形状を成し、また同一の配光特性をもって高効率ＬＥＤ１１Ｃの放射光を制御する。また、低効率ＬＥＤ１１Ｄに対応するレンズ４１Ｂは、同一形状を成し、また同一の配光特性をもって低効率ＬＥＤ１１Ｄの放射光を制御する。
具体的には、レンズ４１は、図１３に示すように、レンズ内面に凸状（すなわち底面視で凹状）に湾曲する入射面４５を有し、この入射面４５に対してレンズ外面に凸形状の出射面４６を有する。この入射面４５によってレンズ４１の裏面に凹部が形成され、この凹部にはＬＥＤ１１が入り込む。
具体的には、レンズ４１は、図１３に示すように、レンズ内面に凸状（すなわち底面視で凹状）に湾曲する入射面４５を有し、この入射面４５に対してレンズ外面に凸形状の出射面４６を有する。この入射面４５によってレンズ４１の裏面に凹部が形成され、この凹部にはＬＥＤ１１が入り込む。
ＬＥＤ１１は、光軸Ｋを中心に放射状に略全周囲に光を放射し、レンズ４１は、この放射光を一方向（本実施形態では、横方向）に配光（片側配光）するように構成されている。具体的には、ＬＥＤ１１は略半球状に形成された出射面４６に対し、左右方向で一方に寄せて配置されており、レンズ４１は左右方向で他方の遠方に向かう光を放射する。このように、レンズ４１を、ＬＥＤ１１の光を遠方に配光する構成としたため、路面の交通方向の遠方まで照射できるので、比較的広範囲に照射できる。
低効率ＬＥＤ１１Ｄに対応するレンズ４１Ｂは、高効率ＬＥＤ１１Ｃに対応するレンズ４１Ａよりも遠方に光を照射するように構成されている。
低効率ＬＥＤ１１Ｄに対応するレンズ４１Ｂは、高効率ＬＥＤ１１Ｃに対応するレンズ４１Ａよりも遠方に光を照射するように構成されている。
レンズカバー４０には、図１０に示すように、複数の内側ＬＥＤ１１Ｂのうちの一部を露出する露出開口４７が形成されている。これにより、内側複数の内側ＬＥＤ１１Ｂの光出力を複数の外側ＬＥＤ１１Ａの光出力よりも小さくした場合であっても、ＬＥＤモジュール１０の略中央部を十分に明るくすることができる。
露出開口４７は、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに近い側に配置されている。これにより、ＬＥＤモジュール１０の外側が明るくなるので、ＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる。また、ＬＥＤモジュール１０の略中央部が縁部よりも暗くなるので、グレアゾーンφにおけるＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が増え、グレアを低く感じられる。さらに、レンズカバー４０を例えば樹脂等の材料によって射出成型する場合に、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに近い側に露出開口４７を設けることで、材料がレンズ４１の部分に流れやすくなり、レンズカバー４０を容易に形成できる。本実施形態では、内側の列において、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに近い内側ＬＥＤ１１Ｂに高効率ＬＥＤ１１Ｃを用いており、露出開口４７は、その高効率の内側ＬＥＤ１１Ｂの位置に設けられている。
露出開口４７は、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに近い側に配置されている。これにより、ＬＥＤモジュール１０の外側が明るくなるので、ＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる。また、ＬＥＤモジュール１０の略中央部が縁部よりも暗くなるので、グレアゾーンφにおけるＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が増え、グレアを低く感じられる。さらに、レンズカバー４０を例えば樹脂等の材料によって射出成型する場合に、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに近い側に露出開口４７を設けることで、材料がレンズ４１の部分に流れやすくなり、レンズカバー４０を容易に形成できる。本実施形態では、内側の列において、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに近い内側ＬＥＤ１１Ｂに高効率ＬＥＤ１１Ｃを用いており、露出開口４７は、その高効率の内側ＬＥＤ１１Ｂの位置に設けられている。
また、ＬＥＤモジュール１０は回転対称に構成されている。具体的には、ＬＥＤ基板１３に対してレンズカバー４０が回転対称に構成されている。レンズカバー４０は、ＬＥＤ基板１３のコネクタ１２を避けるコネクタ溝４８を有するが、このコネクタ１２に対し、２つのコネクタ溝４８を有している。また、ＬＥＤ基板１３には、中央部に２つの孔があり、一方はレンズカバー４０のネジ孔４３に対応するネジ孔１４として機能し、他方はレンズカバー４０の位置決めボス４４に対応する位置決め用孔１６として機能する。
このようにＬＥＤモジュール１０を回転対称に構成したため、２つの取付面５に対してＬＥＤモジュール１０を共通化できるので、部品種類を削減し、製造工程を簡素化できる。また、ＬＥＤモジュール１０を片側配光に構成し、ＬＥＤモジュール１０を背中合わせに設けた２つの取付面５に回転対称に配置することで、路面の交通方向の両方向のそれぞれの遠方まで照射できるので、比較的広範囲に照射できる。
このようにＬＥＤモジュール１０を回転対称に構成したため、２つの取付面５に対してＬＥＤモジュール１０を共通化できるので、部品種類を削減し、製造工程を簡素化できる。また、ＬＥＤモジュール１０を片側配光に構成し、ＬＥＤモジュール１０を背中合わせに設けた２つの取付面５に回転対称に配置することで、路面の交通方向の両方向のそれぞれの遠方まで照射できるので、比較的広範囲に照射できる。
ＬＥＤモジュール１０では、主にＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに配置された低効率ＬＥＤ１１Ｄの光がレンズ４１Ａを介して遠方のエリアに照射される。また、内側に配置されるとともに露出開口４７に対応する高効率ＬＥＤ１１Ｃの光が露出開口４７を介して直下に近いエリアに照射される。そして、遠方のエリアと直下のエリアとの間に、内側に配置されるとともにレンズ４１Ｂに対応する高効率ＬＥＤ１１Ｃの光がレンズ４１Ｂを介して照射される。
図１４は、防犯灯１の配光の説明図である。
以上のように構成された防犯灯１は、グレアを軽減しつつ、防犯灯推奨基準「クラスＢ」（公益社団法人 日本防犯設備協会 技術標準SES E1901-3）を、防犯灯１の設置間隔３８ｍで達成できる。すなわち、防犯灯１は、図１４に示すように、５メートル幅の街路の路面Ｒから高さＴが４．５メートルの位置に配置され、１つのＬＥＤモジュール１０により、直下から路面Ｒの交通方向Ｓの一方向に沿って１９ｍ先に亘る路面全体のエリアを照射できる。
また、防犯灯１は、グレアゾーンφにおいて、眼前照度が８ｌｘ以下、等価光幕輝度が０．２ｃｄ／ｍ2以下、灯具の最大輝度が１７０，０００ｃｄ／ｍ2以下、灯具の平均輝度が５３，０００ｃｄ／ｍ2以下となるので、上述したように、グレアを低減できる。
以上のように構成された防犯灯１は、グレアを軽減しつつ、防犯灯推奨基準「クラスＢ」（公益社団法人 日本防犯設備協会 技術標準SES E1901-3）を、防犯灯１の設置間隔３８ｍで達成できる。すなわち、防犯灯１は、図１４に示すように、５メートル幅の街路の路面Ｒから高さＴが４．５メートルの位置に配置され、１つのＬＥＤモジュール１０により、直下から路面Ｒの交通方向Ｓの一方向に沿って１９ｍ先に亘る路面全体のエリアを照射できる。
また、防犯灯１は、グレアゾーンφにおいて、眼前照度が８ｌｘ以下、等価光幕輝度が０．２ｃｄ／ｍ2以下、灯具の最大輝度が１７０，０００ｃｄ／ｍ2以下、灯具の平均輝度が５３，０００ｃｄ／ｍ2以下となるので、上述したように、グレアを低減できる。
以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに沿って複数のＬＥＤ１１を配置するとともに、これら複数のＬＥＤ１１の内側にＬＥＤ１１を配置し、内側のＬＥＤ１１の光出力を、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに沿って配置された外側のＬＥＤ１１の光出力よりも小さくする構成とした。この構成により、ＬＥＤモジュール１０の略中央部が縁部よりも暗くなるので、ＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる。また、ＬＥＤモジュール１０の略中央部が縁部よりも暗くなるので、グレアゾーンφにおけるＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一と感じられる面積が増え、グレアを低く感じられる。
また、本実施形態によれば、ＬＥＤ１１ごとにレンズ４１を有し、ＬＥＤ基板１３を覆うレンズカバー４０を備え、このレンズカバー４０に、内側のＬＥＤ１１を露出する露出開口４７を形成する構成とした。この構成により、複数の内側ＬＥＤ１１Ｂの光出力を複数の外側ＬＥＤ１１Ａの光出力よりも小さくした場合であっても、ＬＥＤモジュール１０の略中央部を十分に明るくすることができる。
また、本実施形態によれば、露出開口４７は、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに近い側に形成されるため、ＬＥＤモジュール１０の外側が明るくなるので、ＬＥＤモジュール１０の見えがかり上の輝度分布が均一になり、グレアを軽減できる。また、レンズカバー４０を例えば樹脂等の材料によって射出成型する場合に、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに近い側に露出開口４７を設けることで、材料がレンズ４１の部分に流れやすくなり、レンズカバー４０を容易に形成できる。
また、本実施形態によれば、内側のＬＥＤ１１は、外側のＬＥＤ１１よりも発光効率の高い発光素子である構成とした。この構成により、十分な光出力を維持したまま、内側のＬＥＤ１１の数を少なくすることができる。
また、本実施形態によれば、ＬＥＤ１１を多列、かつ、千鳥状に配置する構成としたため、ＬＥＤ１１同士の光の干渉を防止でき、照度ムラを防止できる。また、内側のＬＥＤ１１の数を少なくすることで、ＬＥＤ１１を千鳥状に配置することが容易となる。さらに、レンズカバー４０を例えば樹脂等の材料によって射出成型する場合に、レンズ４１が千鳥状に配置することで、材料がレンズ４１の部分に流れやすくなり、レンズカバー４０を容易に形成できる。
但し、上述の実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上述の実施形態では、グローブ４全体を拡散性を有する材料で形成したが、これに限定されるものではない。
グローブ４は、ＬＥＤ１１に近接する縁部４Ｃ（図６）において、拡散によって上方光束を比較的多く生じさせてしまう。そこで、例えば、図１５及び図１６に示すグローブ１０４のように、拡散によって水平より上方に光束を比較的多く生じさせる上方光束拡散部分（部分）１０４Ｃの拡散性を他の部分よりも低くしてもよい。これにより、防犯灯１に不要とされる、上方に向かう上方光束を抑制できる。
図１６の例では、上方光束拡散部分１０４Ｃは、グローブ１０４に最も近接するレンズ４１よりも上方に位置する縁１０４Ｄまでの部分としているが、グレアゾーンφの上方であれば、上方光束拡散部分１０４Ｃの範囲はこれに限定されるものではない。例えば、グローブ１０４に最も近接するレンズ４１よりも上方全体を上方光束拡散部分１０４Ｃとする必要はなく、上方光束拡散部分１０４Ｃは、縁１０４Ｄを含まないグローブ１０４の縁部（一部）としてもよい。
例えば、上述の実施形態では、グローブ４全体を拡散性を有する材料で形成したが、これに限定されるものではない。
グローブ４は、ＬＥＤ１１に近接する縁部４Ｃ（図６）において、拡散によって上方光束を比較的多く生じさせてしまう。そこで、例えば、図１５及び図１６に示すグローブ１０４のように、拡散によって水平より上方に光束を比較的多く生じさせる上方光束拡散部分（部分）１０４Ｃの拡散性を他の部分よりも低くしてもよい。これにより、防犯灯１に不要とされる、上方に向かう上方光束を抑制できる。
図１６の例では、上方光束拡散部分１０４Ｃは、グローブ１０４に最も近接するレンズ４１よりも上方に位置する縁１０４Ｄまでの部分としているが、グレアゾーンφの上方であれば、上方光束拡散部分１０４Ｃの範囲はこれに限定されるものではない。例えば、グローブ１０４に最も近接するレンズ４１よりも上方全体を上方光束拡散部分１０４Ｃとする必要はなく、上方光束拡散部分１０４Ｃは、縁１０４Ｄを含まないグローブ１０４の縁部（一部）としてもよい。
また、上述の実施形態では、取付面５の上端５Ａと電源収容部２０とを平面状に連結し、肉厚となる取付面５の外縁部３４に、複数の溝３５を形成していたが、この構成に限定されない。例えば、図１７に示す器具本体２０２のように、取付面５の上端５Ａと電源収容部２０とを、器具本体２の上面２Ｃに凹部２０２Ｄを有するように連結してもよい。この場合、取付面５の外縁部３４は肉厚にならないため、図１８に示すように、取付面５に形成した溝３５を省略できる。
また、上述の実施形態では、ＬＥＤ１１を多列に配置していたが、ＬＥＤ１１の配置はこれに限定されるものではない。例えば、図１９及び図２０に示すように、ＬＥＤ基板３１３上にＬＥＤ１１を円形に配置してもよい。この場合においても、ＬＥＤ基板１１３の縁１３Ａに沿って複数のＬＥＤ１１を配置するとともに、これら複数のＬＥＤ１１の内側にＬＥＤ１１を配置し、内側のＬＥＤ１１の光出力を、ＬＥＤ基板１３の縁１３Ａに沿って配置された外側のＬＥＤ１１の光出力よりも小さくする構成としている。また、内側に発光効率の高い高効率ＬＥＤ１１Ｃを設けている。さらに、ＬＥＤ１１を、半径方向に多列（図示例では、３列）に配置するとともに、配列方向である周方向に位置をずらして配置している。
また、上述の実施形態では、本発明に係る照明器具として防犯灯１を例示するが、本発明は、屋外或いは屋内で使用される各種の照明器具に適用可能であることは勿論である。
１ 防犯灯（照明器具）
１３，３１３ ＬＥＤ基板（基板）
１３Ａ 縁部
１１ ＬＥＤ（発光素子）
１０ ＬＥＤモジュール（発光素子モジュール）
４０ レンズカバー
４１レンズ
４７ 露出開口
１３，３１３ ＬＥＤ基板（基板）
１３Ａ 縁部
１１ ＬＥＤ（発光素子）
１０ ＬＥＤモジュール（発光素子モジュール）
４０ レンズカバー
４１レンズ
４７ 露出開口
Claims (6)
- 基板の縁に沿って複数の発光素子を配置するとともに、これら複数の発光素子の内側に発光素子を配置し、
内側の前記発光素子の光出力を、前記基板の縁に沿って配置された外側の前記発光素子の光出力よりも小さくしたことを特徴とする発光素子モジュール。 - 前記発光素子ごとにレンズを有し、前記基板を覆うレンズカバーを備え、
このレンズカバーに、内側の前記発光素子を露出する露出開口を形成したことを特徴とする請求項１に記載の発光素子モジュール。 - 前記露出開口は、前記基板の縁に近い側に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子モジュール。
- 内側の前記発光素子は、外側の前記発光素子よりも発光効率の高い発光素子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発光素子モジュール。
- 前記発光素子を多列、かつ、千鳥状に配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発光素子モジュール。
- 請求項１乃至５のいずれかに記載の発光素子モジュールを備えたことを特徴とする照明器具。
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