JP2015207396A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ及び該ＬＥＤから出射された光の配光を制御する光学部材を備えた照明器具において、光学部材の側面から出射される光によるグレアの発生を防止する。
【解決手段】光学部材３は、ＬＥＤ２１の光軸Ａｘに直交して設けられた配光制御部３１と、配光制御部３１の周縁部からＬＥＤ２１側に立設された支持部３２と、配光制御部３１と支持部３２とを互いに接続する接続部３３と、を有する。接続部３３は、支持部３２の外側面３２ａと連続した面に、ＬＥＤ２１からの光を拡散する拡散構造８を有する。この構成によれば、ＬＥＤ２１からの光が拡散構造８により拡散されて外部に出射するので、光学部材３の側面から出射される光によるグレアの発生を防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とする照明器具に関する。

ＬＥＤは、低電力で高輝度の発光が可能であり、しかも長寿命であることから、白熱灯や蛍光灯に代替する照明器具用の光源として注目されている。このようなＬＥＤを光源とする照明器具として、基板上に配置された複数のＬＥＤと、これらＬＥＤから出射された光の配光を制御するレンズ（光学部材）と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この光学部材は、ＬＥＤと相対する面に凹部を有し、この凹部にＬＥＤを収容するようにして配置されている。

特開２０１３−１３４８９８号公報

しかしながら、上述したような照明器具では、光学部材により配光を制御しきれなかった光や光学部材の内部を導光された光が、光学部材の側面から出射してグレアとなることがある。

本発明は、上記課題を解決するものであって、ＬＥＤ及び該ＬＥＤから出射された光の配光を制御する光学部材を備えた照明器具において、光学部材の側面から出射される光によるグレアの発生を防止することができる照明器具を提供することを目的とする。

本発明の照明器具は、光源と、前記光源を搭載する基板と、前記光源から出射された光の配光を制御する光学部材と、を備え、前記光学部材は、前記光源の光軸に直交して設けられた配光制御部と、前記配光制御部の周縁部から前記基板側に立設された支持部と、前記配光制御部と前記支持部とを互いに接続する接続部と、を有し、前記接続部は、前記支持部の外側面と連続した面に、前記光源からの光を拡散する拡散構造を有することを特徴とする。

前記拡散構造は、前記接続部における前記配光制御部の外側面と連続した面にも設けられていることが好ましい。

前記光学部材は、前記接続部から前記光軸と平行な方向に伸びる凸部を更に有し、前記拡散構造は、前記凸部の表面にも設けられていることが好ましい。

前記拡散構造は、前記支持部の外側面にも設けられていることが好ましい。

前記拡散構造は、前記配光制御部の外側面にも設けられていることが好ましい。

本発明によれば、ＬＥＤからの光が光学部材の拡散構造により拡散されて外部に出射するので、光学部材の側面から出射される光によるグレアの発生を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る照明器具の分解斜視図。 上記照明器具の側断面図。 上記照明器具を構成する光学部材の側断面図。 （ａ）（ｂ）は、図３の一点鎖線及び二点鎖線で囲んだ領域の拡大図。 図３の点線で囲んだ領域の拡大図。 上記実施形態の変形例に係る照明器具を構成する光学部材の側断面図。 （ａ）は上記実施形態の他の変形例に係る照明器具を構成する光学部材の側断面図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲んだ領域の拡大図。 上記実施形態の更に他の変形例に係る照明器具を構成する光学部材の側断面図。 上記実施形態の更に他の変形例に係る照明器具を構成する光学部材の側断面図。 （ａ）は図９のＩ方向から見た上記光学部材の平面図、（ｂ）は（ａ）の中心部の拡大図。 他の実施形態に係る照明器具を構成する光学部材及び光源の断面斜視図。

本発明の一実施形態に係る照明器具について図１乃至図５を参照して説明する。図１及び図２に示すように、照明器具１は、一面（図例では上面）を発光面とする円板状の発光部２と、発光部２の発光面を覆うように設けられた円板状の光学部材３と、を備える。光学部材３は、透光性材料、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂又はガラスにより構成され、発光部２から出射された光の配光を制御する。また、照明器具１は、発光部２を下面側から支持する円板状の器具本体４と、光学部材３の周縁部を上面側から支持するドーナツ板状の光学部材カバー５と、を備える。器具本体４及び光学部材カバー５は、発光部２及び光学部材３を挟持した状態で互いに係合する。照明器具１は、例えば、天井Ｃ（図２参照）に埋設された筐体６（図２参照）に器具本体４がネジ止めされることで、床面に向かって光を照射するダウンライトとして用いられる。

発光部２は、光源となるＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を搭載する基板（ＬＥＤパッケージ）２２と、ＬＥＤパッケージ２２を実装するベースプレート２３と、ベースプレート２３を器具本体４に取り付けるためのＬＥＤホルダ２４と、を有する。ＬＥＤ２１は、青色光を出射する青色ＬＥＤチップと、この青色ＬＥＤチップを封止する封止材と、この封止材中に分散され青色光を黄色光に変換する蛍光体と、を有し、青色光と黄色光とを互いに混色させることで白色光を出射する。また、発光部２は、ＬＥＤホルダ２４に取り付けられＬＥＤ２１から出射された光を光学部材３の方に反射するリフレクタ２５と、ＬＥＤパッケージ２２に外部電源からの電力を供給するための給電部２６（図１参照）と、を有する。リフレクタ２５は、ＬＥＤ２１を取り囲むように配置され、光反射性に優れた材料、例えば、アルミニウムや白色樹脂により構成されている。

図３に示すように、光学部材３は、ＬＥＤ２１の光軸Ａｘに直交して設けられた配光制御部３１と、配光制御部３１の周縁部からＬＥＤパッケージ２２側に立設された支持部３２と、配光制御部３１と支持部３２とを互いに接続する接続部３３と、を有する。図例では、接続部３３の位置を明確にするために、接続部３３を光学部材３の他部とは異なるハッチングで示している。

配光制御部３１は、ＬＥＤ２１からの光を配光制御し、ＬＥＤ２１と相対してＬＥＤ２１からの光が入射する入射面３４と、入射面３４とは反対側に位置してＬＥＤ２１からの光が出射する出射面３５と、を有する。入射面３４は、ＬＥＤ２１から出射された光の配光を制御するプリズム７を有する。プリズム７は、ＬＥＤ２１と相対する領域に設けられＬＥＤ２１からの光を屈折する屈折プリズム７１と、屈折プリズム７１が設けられた領域以外の領域に設けられＬＥＤ２１からの光を全反射する全反射プリズム７２と、を有する。屈折プリズム７１及び全反射プリズム７２は、それぞれ光軸Ａｘと入射面３４との交点Ｐを中心とした同心円上に設けられている。

接続部３３は、支持部３２の外側面３２ａと連続した面に、ＬＥＤ２１からの光を拡散する拡散構造８（ドットで示す）を有する。拡散構造８は、例えば、皮革（鱗）模様、梨地模様、木目模様、岩目模様、砂目模様、布地模様、幾何学模様、ヘアライン模様といったしわ模様（シボ）により構成される。拡散構造８は、このようなシボを有する透光性シートの貼着や、シボを与える透光性塗料の塗布等により形成される。なお、図例では、拡散構造８は、その設置場所を明確にするために強調して分厚く示されているが、実際には非常に薄厚に構成されている。

図４（ａ）に示すように、屈折プリズム７１は、入射面３４から光学部材３の側方に向かって傾斜して掘り込み形成された傾斜面７１ａと、傾斜面７１ａの底部７１ｂから入射面３４に向かって光軸Ａｘと平行に伸びる平行面７１ｃと、を有する。傾斜面７１ａは、ＬＥＤ２１からの光（破線矢印で示す）を光軸Ａｘ方向に屈折する角度に構成されている。

図４（ｂ）に示すように、全反射プリズム７２は、入射面３４から光学部材３の側方に向かって傾斜して掘り込み形成された傾斜面７２ａと、傾斜面７２ａの底部７２ｂから入射面３４に向かって光軸Ａｘと平行に伸びる平行面７２ｃと、を有する。傾斜面７２ａは、屈折プリズム７１の傾斜面７１ａに比べて、傾斜がきつく且つ大きく構成されている。傾斜面７２ａは、ＬＥＤ２１から出射されて平行面７２ｃから入射した光（破線矢印で示す）を光軸Ａｘ方向に全反射する角度に構成されている。

図５に示すように、例えば、光学部材３において最も外側に配置された全反射プリズム７２の平行面７２ｃに入射した光（破線矢印で示す）は、平行面７２ｃで屈折されて拡散構造８（ドットで示す）に達する。また、図示していないが、リフレクタ２５により反射されて光学部材３内を導光された光も、拡散構造８に達し得る。これらのような拡散構造８に達した光は、拡散構造８により種々の方向に拡散されて外部に出射する。そのため、光学部材３の側面から出射される光によって引き起こされ得るグレアの発生を防止することができる。

次に、上記実施形態の変形例に係る照明器具を構成する光学部材について図６を参照して説明する。光学部材３ａでは、拡散構造８が、接続部３３における出射面３５（配光制御部３１の外側面と連続した面）にも設けられている。これにより、例えば、プリズム７による配光制御を受けずに入射面３４に入射して接続部３３における出射面３５に達した光（破線矢印で示す）が、拡散構造８により拡散されて外部に出射するので、このような光によるグレアの発生を防止できる。

次に、上記実施形態の他の変形例に係る照明器具を構成する光学部材について図７（ａ）（ｂ）を参照して説明する。光学部材３ｂは、上述した光学部材３を基に、接続部３３における出射面３５から光軸Ａｘと平行な方向に伸びる凸部３６を設け、更に、凸部３６の表面に拡散構造８を形成したものである。このようにすることで、例えば、リフレクタ２５（不図示）により反射されて出射面３５から光学部材３ｂの側方に出射した光（図７（ｂ）において破線矢印で示す）が、拡散構造８により拡散されて外部に出射する。そのため、このような光によるグレアの発生を防止することができる。

次に、上記実施形態の更に他の変形例に係る照明器具を構成する光学部材について図８を参照して説明する。光学部材３ｃは、上述した光学部材３ａを基に、支持部３２の外側面３２ａにも拡散構造８を更に設けたものである。これにより、例えば、光学部材３の内部を導光されて支持部３２に達した光が、拡散構造８により拡散されて外部に出射するので、このような光によるグレアの発生を防止することができる。

次に、上記実施形態の更に他の変形例に係る照明器具を構成する光学部材について図９及び図１０を参照して説明する。図９に示すように、光学部材３ｄは、上述した光学部材３ｃを基に、配光制御部３１の出射面３５（外側面）に光を拡散する拡散構造（凹凸構造）９を更に設けたものである。凹凸構造９は、拡散構造８とは異なる形状に形成され、図例では、互いに隣接して設けられた凹部により構成されている。凹凸構造９は、屈折プリズム７１と相対する領域に設けられた第１の凹凸構造９１と、全反射プリズム７２と相対する領域に設けられた第２の凹凸構造９２と、を有する。第１の凹凸構造９１は、光学部材３ｄを出射面３５側から見たときに、屈折プリズム７１が設けられた領域全体を覆っている。第１の凹凸構造９１の凹凸高さは、第２の凹凸構造９２の凹凸高さよりも高くなるように構成されている。

図１０（ａ）に示すように、第１の凹凸構造９１（ドットで示す）及び第２の凹凸構造９２は、それぞれ平面視において円形状に構成されている。第１の凹凸構造９１の半径は、第２の凹凸構造９２の半径よりも小さく、例えば、第１の凹凸構造９１及び第２の凹凸構造９２の半径は、それぞれ０．５ｍｍ及び０．７５ｍｍとされる。第１の凹凸構造９１及び第２の凹凸構造９２は、光軸Ａｘ（不図示）と出射面３５との交点Ｑを中心とする同心円上に配置されている。このとき、図１０（ｂ）に示すように、一の同心円上に配置された第１の凹凸構造９１ａと、その同心円に隣接する同心円上に配置された第１の凹凸構造９１ｂとは、交点Ｑから見たときに互いに位相が異なるように配置されている。図例では、第１の凹凸構造９１ａ、９１ｂの間に位相差αが設けられている。なお、図例では第１の凹凸構造９１の配置しか示していないが、第２の凹凸構造９２も、第１の凹凸構造９１と同様に配置されている。

上記のように構成された光学部材３ｄによれば、ＬＥＤ２１からの光が、凹凸構造９により拡散されて外部に出射する。そのため、光学部材３ｃで得られる効果に加えて、出射面３５から出射される光によるグレアを防止することができると共に、同光の輝度むら及び色むらを低減することができる。このとき、第１の凹凸構造９１の凹凸高さが、第２の凹凸構造９２の凹凸高さよりも高く構成されているので、第１の凹凸構造９１は、第２の凹凸構造９２に比べて高度にＬＥＤ２１からの光を拡散する。また、第１の凹凸構造９１が、光学部材３ｄを出射面３５側から見たときに屈折プリズム７１が設けられた領域全体を覆っているので、出射光輝度が高くなるＬＥＤ２１の直下方向において、効率良くグレアの発生を防止すると共に輝度むら及び色むらを低減できる。更に、一の同心円上に配置された凹凸構造９と、その同心円に隣接する同心円上に配置された凹凸構造９との位相が異なるので、凹凸構造９間における出射光の周期的な干渉を起こらなくして、グレアの発生を防止すると共に輝度むら及び色むらを低減できる。

次に、他の実施形態に係る照明器具について図１１を参照して説明する。本照明器具では、発光部２は、長尺な直管状に形成され、例えば、直管型ＬＥＤランプや直管型蛍光灯により構成される。また、光学部材３ｅは、出射面３５側から見たときに、発光部２に沿って伸びる長尺な矩形状に形成されている。拡散構造８（ドットで示す）は、接続部３３における支持部３２の外側面３２ａと連続した面に、発光部２が伸びる方向に沿って設けられている。

本照明器具によれば、上述した照明器具１と同様の効果を与える平面視矩形状の照明器具を得ることができる。

なお、本発明に係る照明器具は、上記実施形態及びその変形例に限定されず種々の変形が可能である。例えば、光学部材において拡散構造を設ける箇所は、任意に組み合わせ可能で、光学部材３ａを基に、更に配光制御部の出射面に拡散構造を設けてもよいし、また、光学部材３ｂを基に、更に配光制御部の出射面及び／又は支持部の外側面に拡散構造を設けてもよい。また、出射面に設けられる凹凸構造は、凸部により構成されていてもよく、また、必ずしも第１の凹凸構造及び第２の凹凸構造の２種類から構成される必要は無く１種類又は３種類以上のものから構成されていてもよい。更に、拡散構造と凹凸構造は、必ずしも互いに異なる構造に構成される必要は無く、互いに同一の構造に構成されていてもよい。

１ 照明器具
２１ ＬＥＤ（光源）
２２ ＬＥＤパッケージ（基板）
３、３ａ乃至３ｅ 光学部材
３１ 配光制御部
３２ 支持部
３２ａ 支持部の外側面
３３ 接続部
３５ 出射面（配光制御部の外側面）
３６ 凸部
８ 拡散構造
９ 凹凸構造（拡散構造）
Ａｘ ＬＥＤ（光源）の光軸

Claims (5)

1. 光源と、前記光源を搭載する基板と、前記光源から出射された光の配光を制御する光学部材と、を備えた照明器具であって、
   前記光学部材は、前記光源の光軸に直交して設けられた配光制御部と、前記配光制御部の周縁部から前記基板側に立設された支持部と、前記配光制御部と前記支持部とを互いに接続する接続部と、を有し、
   前記接続部は、前記支持部の外側面と連続した面に、前記光源からの光を拡散する拡散構造を有することを特徴とする照明器具。
2. 前記拡散構造は、前記接続部における前記配光制御部の外側面と連続した面にも設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記光学部材は、前記接続部から前記光軸と平行な方向に伸びる凸部を更に有し、
   前記拡散構造は、前記凸部の表面にも設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
4. 前記拡散構造は、前記支持部の外側面にも設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明器具。
5. 前記拡散構造は、前記配光制御部の外側面にも設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の照明器具。