JP2017098136A - 照明装置、商品展示装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子及びレンズを用いて、照射目標面に対して均一に光を照射することができる照明装置、商品展示装置及び表示装置を提供する。【解決手段】照明装置１０は、図中の奥行方向に配列された複数のＬＥＤ１００と、奥行方向を長手方向とし、複数のＬＥＤ１００を実装するとともに、複数のＬＥＤ１００を点灯するための配線パターンが形成された基板１０１と、奥行方向に直交する断面において、光の配光特性を変更する凸レンズ部１０３とを有し、複数のＬＥＤ１００の光軸１００ａと、凸レンズ部１０３のレンズ軸１０３ａとが奥行方向に直交する断面において角度θ２を有して配置される。【選択図】図３

Description

本発明は、照明装置、商品展示装置及び表示装置に関する。

従来の技術として、発光素子から発せられた光を反射させて照射目標面に均一に照射する照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された照明装置は、長尺状の基板と、照射目標面に垂直に光軸を向けて基板上に一定間隔で配列された発光素子と、発光素子を覆うように構成されて発光素子の発する光の一部を反射する反射面を有する反射部材とを備える。基板の長手方向に沿った軸に垂直な面における反射部材の反射面の曲線形状は、第１焦点を発光素子の発光面中心とする楕円の弧であり、楕円の長軸は基板表面に対して傾斜している。これにより、発光素子から照射目標面に直接照射する光と、反射面で反射させて照射目標面に照射する光とがそれぞれ異なる角度域に分けられて、照射目標面に対して均一に光が照射される。

特開２０１２−７４３１７号公報

上記した特許文献１の照明装置は、発光素子から発せられた光の一部を反射させることで、照射目標面に対して均一に照射することができるものの、反射部材の設計に時間及びコストを要するとともに、発光素子に対する反射部材の位置合わせが必要となるため当該反射部材を用いない場合に比べて照明装置の製造の時間及びコストが増加する、という問題がある。

従って、本発明の目的は、発光素子及びレンズを用いて、照射目標面に対して均一に光を照射することができる照明装置、商品展示装置及び表示装置を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の照明装置、商品展示装置及び表示装置を提供する。

［１］第１の方向に配列された複数の発光素子と、
前記第１の方向を長手方向とし、前記複数の発光素子を実装するとともに、前記複数の発光素子を点灯するための配線パターンが形成された基板と、
前記第１の方向に直交する断面において、前記複数の発光素子の光軸とレンズ軸とを一致させた場合には前記複数の発光素子から出射する光を集光するレンズとを有し、
前記複数の発光素子の光軸と、前記レンズのレンズ軸とが、前記第１の方向に直交する断面において第１の角度を有して配置される照明装置。
［２］前記レンズは、前記複数の発光素子を実装した前記基板及び前記支持部材を収容する光透過性管状部材の一部に形成される前記［１］に記載の照明装置。
［３］展示物を展示する棚部と、
前記［１］又は［２］に記載の照明装置とを有し、
前記展示物が陳列される面を照射目標面とした場合に、前記レンズのレンズ軸と、前記照射目標面とが、前記第１の方向に直交する断面において第２の角度を有して配置される商品展示装置。
［４］情報を表示するパネルと、
前記［１］又は［２］に記載の照明装置とを有し、
前記パネル表面又は裏面を照射目標面とした場合に、前記レンズのレンズ軸と、前記照射目標面とが、前記第１の方向に直交する断面において第２の角度を有して配置される表示装置。

請求項１、３又は４に係る発明によれば、発光素子及びレンズを用いて、照射目標面に対して均一に光を照射することができる。
また、請求項２に係る発明によれば、複数の発光素子を実装した基板及び支持部材を収容する光透過性管状部材の一部にレンズを形成することができる。

図１は、商品展示装置の構成を示す斜視図である。 図２は、任意の棚部を平面視において見た場合の一部断面図である。 図３は、照明装置の詳細を示す断面図である。 図４は、照明装置の配光特性を示すグラフ図である。 図５は、照明装置によってターゲット面に照射した場合の配光特性を示す概略図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、変形例における照明装置の配光特性を示すグラフ図である。 図７は、照明装置によってターゲット面に照射した場合の配光特性を示す概略図である。 図８は、ＬＥＤのみからなる照明装置の配光特性を示すグラフ図である。 図９は、照明装置によってターゲット面に照射した場合の配光特性を示す概略図である。 図１０は、ＬＥＤ１００の光軸とレンズ部のレンズ軸とを一致させた照明装置の配光特性を示すグラフ図である。 図１１は、照明装置によってターゲット面に照射した場合の配光特性を示す概略図である。 図１２は、ＬＥＤの光軸とレンズ部のレンズ軸とを一致させ、レンズ部を比較例２に比べて広角配光とした照明装置の配光特性を示すグラフ図である。 図１３は、照明装置によってターゲット面に照射した場合の配光特性を示す概略図である。 図１４は、商品展示装置の構成を示す斜視図である。

［実施の形態］
図１は、商品展示装置の構成を示す斜視図である。図２は、任意の棚部を平面視において見た場合の一部断面図である。図３は、図２に示す照明装置の詳細を示す断面図である。

（商品展示装置の全体構成）
図１において、符号１は商品展示装置の一構成例を模式的に示している。

この商品展示装置１は、展示物１２０に光を照射するための照明装置１０と、展示物１２０を展示するための筐体１１とから構成される。筐体１１は、上部を覆う屋根部１１０、展示物１２０を収容する本体部１１１、設置面に接する土台部１１２及び展示物１２０を陳列する棚部１１３を有し、本体部１１１には照明装置１０に電力を供給する図示しない電源部や、展示物１２０の種類に応じて冷蔵装置や扉等が設けられている。

照明装置１０は、図１の縦方向に長尺の形状をしており、本体部１１１の正面に設けられた前枠１１１ａに隠れるように配置される。照明装置１０は、陳列された展示物１２０を照らすためのものであるため、照明装置１０が光を照射する照射目標面（以下、「ターゲット面１２０ａ」という。）は、便宜上、棚部１１３の前端とするがこれに限られるものではない。

（照明装置の構成）
照明装置１０の基本構成は、図２に示す奥行方向（図１に示す縦方向、以下「第１の方向」という。）に一定間隔で配置される複数の発光素子であるＬＥＤ１００と、複数のＬＥＤ１００を実装する第１の方向を長手方向とする基板１０１と、第１の方向に垂直な断面において外周の一部に凸レンズ部１０３を有しＬＥＤ１００及び基板１０１を収容する筒状のケース１０２とを備えて構成される。なお、基板１０１は、ケース１０２とは別に用意された支持部材又はケース１０２の内壁に設けられた支持部によって支持される。

照明装置１０は、ケース１０２の凸レンズ部１０３のレンズ軸１０３ａが、ターゲット面１２０ａに垂直な面に対し角度θ_１（第２の角度）となるように配置される。角度θ_１は、一例として、７０〜１００°であり、凸レンズ部１０３の配光特性や棚部１１３の幅に応じて調整される。

また、照明装置１０は、ＬＥＤ１００の光軸１００ａのうちＬＥＤ発光面中心１００ｂが凸レンズ部１０３のレンズ軸１０３ａ上を通るように、光軸１００ａがレンズ軸１０３ａに対し角度θ_２（第１の角度）となるように配置される。角度θ_２は、一例として、５〜４５°であり、凸レンズ部１０３の設計に応じて調整される。また、ＬＥＤ発光面中心１００ｂが凸レンズ部１０３のレンズ軸１０３ａ上を通らないようにオフセットして配置してもよい。

ＬＥＤ１００のピッチ（配置間隔）及び配置個数は必要な明るさや照明効果などを考慮して設定される。ＬＥＤ１００のピッチ及び配置個数は、特に限定されるものではなく、ＬＥＤ１００の配置個数を任意に設定することができることは勿論である。

基板１０１は、材質として、例えばガラス基材（例えば、ＦＲ−４等）又はエポキシ系・ポリエステル系コンポジット基材（例えば、ＣＥＭ−３等）の材料を用いることができる。

照明装置１０は、チップタイプの白色のＬＥＤ１００を使用するが、これに限定されるものではない。白色のＬＥＤ１００に代えて、例えば青色ＬＥＤを蛍光体により波長変換して白色を発光可能に構成されていてもよく、それぞれ互いに異なる色光を発する３種類の赤色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子及び青色ＬＥＤ素子を有するＬＥＤ素子からなっていてもよい。ＬＥＤ１００の更に他の一例としては、例えば赤色光、緑色光あるいは青色光のいずれかの単色光のうち、２種類の単色光を混合して組み合わせた色光を、あるいは３種類の単色光を混合して組み合わせた白色光をそれぞれ発光可能に構成したＬＥＤ素子を使用することができる。

図示例にあっては、１枚の回路基板からなる基板１０１に複数個のＬＥＤ１００を並列接続した構成を例示したが、これに限定されるものではない。基板１０１としては、例えば２枚以上の回路基板を並列接続した構成であってもよく、複数個のＬＥＤ１００を直列接続した構成であってもよい。

（レンズ付きケースの構成）
照明装置１０のケース１０２は、例えばアクリル樹脂あるいはポリカーボネート樹脂などの透明又は拡散剤を含む光透過性管状部材からなる。ケース１０２は、スペース削減やコスト削減のため、既存の直管蛍光灯より小型のものとされるが、既存の直管蛍光灯とほぼ同一の大きさ及び寸法を有するものであってもよい。

凸レンズ部１０３は、ＬＥＤ１００の光が入射する光入射面１０３ｄと、光入射面１０３ｄに入射した光を出射するレンズ出射面１０３ｃとを有する。レンズ軸１０３ａにＬＥＤ１００の光軸を一致させた場合は、光入射面１０３ｄに入射して、レンズ出射面１０３ｃから出射した光は、レンズ軸１０３ａにおいて集光される（図１０参照）。レンズ出射面１０３ｃから出射される光の配光角は、凸レンズ部１０３の設計により適宜変更できる。

凸レンズ部１０３は、ケース１０２と同様の材質を用いて連続的に形成されるが、凸レンズ部１０３のみ異なる材質を用いて形成するものであってもよい。例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の材料を用いることができる。

照明装置１０のケース１０２の両端には図示しないソケットが設けられている。ソケットの端部の材質としては、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金などの材料の他、ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリカーボネート樹脂などの材料を用いることができる。このソケットのそれぞれは、図示しない蛍光灯ソケット部の端子に接続させるための２本一対のソケット端子を、端部にアルミニウム又はアルミニウム合金を用いる場合は、ベークライトにより絶縁的に支持している。また、端部にＰＢＴ樹脂やポリカーボネート樹脂などの材料を用いる場合は、ソケット端子をこれらの材料によりかしめて支持している。これらのソケット端子の突出端は蛍光灯ソケット部の端子に電気的に接続される。ソケット端子の突出端とは反対側の他端は、基板１０１上に設けられたパッドと電気的に接続されている。なお、ソケット端子を用いる他、電気的に接続できるものであれば、リード線やリード線の先端にコネクタを設けたものを用いてもよい。

ソケットのケース１０２と接続される接続部の材質は、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂あるいはポリカーボネートからなる。ソケットの接続部の内周面はケース１０２の一端側の外周を覆い、内周側で互いに設けられた係止凸部と係止凹部とを係合して取り付けられている。

図４は、照明装置１０の配光特性を示すグラフ図である。

図４は、径方向を光度（ｃｄ）、角度方向をレンズ軸１０３ａからの角度（°）としたグラフであり、レンズ部１３０のレンズ出射面１０３ｃから出射される光は、一例として、角度θ_２＝２５°とした場合、図４に示すような配光特性を有し、レンズ軸１０３ａから約２０°の方向に最大強度の方向を有しているとともに、２０°以上及び−３０°以下の光度を低減して、後に示す比較例１−３に比べて、次に示す図５のようにターゲット面１２０ａを照射しない光を低減している。

図５は、照明装置１０によってターゲット面１２０ａに照射した場合の配光特性を示す概略図である。

照明装置１０は、一例として、角度θ_１＝９０°とした場合、図５に示すような配光特性でターゲット面１２０ａを照射する。これにより、ターゲット面１２０ａを比較例１、２、３（図９、１１、１３）に比べて均一に照射することができる。

なお、図４及び図５に示す配光特性は、平面視によるものであり複数のＬＥＤ１００の並び方向に垂直な面内におけるものである。つまり、複数のＬＥＤ１００の並び方向には一定の広がりを持つものの広角配光とはせず、隣り合うＬＥＤ１００のピッチは、照度ムラが生じない程度に互いに補い合うよう定められることが望ましいが、これに限定されるものではない。

［変形例１］
図６（ａ）及び（ｂ）は、変形例における照明装置の配光特性を示すグラフ図である。

図６（ａ）は、図４に示した配光特性を有する照明装置１０のレンズ出射面１０３ｃの表面を荒らして加工した照明装置１０ａの配光特性を示すものである。径方向を光度、角度方向をレンズ軸１０３ａからの角度としたグラフであり、レンズ部１３０のレンズ出射面１０３ｃから出射される光は、一例として、角度θ_２＝２５°とした場合、図６の塗りつぶし四角に示すような配光特性を有し、レンズ軸１０３ａから約５°の方向に最大強度の方向を有している。そのため、図６（ｂ）に示すように、照明装置１０全体を−５°動かせば白抜き三角に示すようにレンズ軸１０３ａの方向に最大強度の方向を有するような配光特性を有することとなり、図６（ａ）及び（ｂ）の白抜きひし形に示すような目標とする配光特性に近づけることができる。

なお、レンズ表面を荒らす方法の他に、レンズの一部に拡散材を混合して、同様の効果が得られるようにしてもよい。

図７は、照明装置１０ａによってターゲット面１２０ａに照射した場合の配光特性を示す概略図である。

照明装置１０は、一例として、図６（ｂ）に示した配光特性を得るために、角度θ_１＝９０°−５°＝８５°とした場合、図７に示すような配光特性でターゲット面１２０ａを照射する。これにより、ターゲット面１２０ａを図５に示した場合に比べてより均一に照射することができる。

［比較例１］

図８は、ＬＥＤ１００のみからなる照明装置１５の配光特性を示すグラフ図である。図９は、照明装置１５によってターゲット面１２０ａに照射した場合の配光特性を示す概略図である。

ＬＥＤ１００のみを用いた照明装置１５は、図８に示すような配光特性を有し、光軸の方向に最大強度の方向を有している。

照明装置１５は、一例として、角度θ_１＝４５°をとした場合、図９に示すような配光特性でターゲット面１２０ａを照射する。これにより、図中左端の展示物１２０を強く照射し、照度ムラが生じてターゲット面１２０ａを均一に照射することができない。

［比較例２］

図１０は、ＬＥＤ１００の光軸１００ａと凸レンズ部１０３のレンズ軸１０３ａとを一致させた照明装置１６の配光特性を示すグラフ図である。図１１は、照明装置１６によってターゲット面１２０ａに照射した場合の配光特性を示す概略図である。

照明装置１６は、図１０に示すような配光特性を有し、比較例１と比べるとＬＥＤ１００から出射される光を集光することがわかり、２０°以上及び−２０°以下の光度を低減しているものの、光軸の方向に最大強度の方向を有している。

照明装置１６は、一例として、角度θ_１＝７０°をとした場合、図１１に示すような配光特性でターゲット面１２０ａを照射する。これにより、図中左端から３つ目の展示物１２０を照射するもののその他の展示物を照射することができず、ターゲット面１２０ａを均一に照射することができない。

［比較例３］

図１２は、ＬＥＤ１００の光軸１００ａと凸レンズ部１０３のレンズ軸１０３ａとを一致させ、凸レンズ部１０３を実施例や比較例２に比べて広角配光とした照明装置１７の配光特性を示すグラフ図である。図１３は、照明装置１７によってターゲット面１２０ａに照射した場合の配光特性を示す概略図である。

照明装置１７は、図１２に示すような配光特性を有し、３０°以上及び−３０°以下の光度を低減して比較例２に比べて広角配光としているものの、光軸の方向に最大強度の方向を有している。

照明装置１７は、一例として、角度θ_１＝７０°をとした場合、図１３に示すような配光特性でターゲット面１２０ａを照射する。これにより、複数の展示物１２０を比較例１及び２に比べて均一に照射するものの、ターゲット面１２０ａと対向する側も照射してしまい効率が悪い。

（実施の形態の効果）
この実施の形態に係る照明装置１０によると、次の効果が得られる。ＬＥＤ１００の光軸１００ａと凸レンズ部１０３のレンズ軸１０３ａを一致させずに角度θ_２だけずらすことで照明装置１０の配光特性をターゲット面１２０ａに最適化したため、照明装置に一般的に用いられるＬＥＤ１００と凸レンズ部１０３を用いた場合であってもターゲット面１２０ａに均一に光を照射することができる。

また、照明装置１０のレンズ出射面１０３ｃの表面を荒らして加工する、若しくはレンズの一部に拡散材を混合することで、ターゲット面１２０ａに加工しない場合に比べてより均一に光を照射することができる。

また、比較例３に示すように、光軸１０３ａとレンズ軸１７０ａとを一致させて広角配光のレンズを用いる場合に比べて、ターゲット面１２０ａと対向する側に光を照射することなく効率よくターゲット面１２０ａを照射することができる。

本発明は、上記各実施の形態及び図示例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。

例えば、図１では照明装置１０を縦配置したものを示したが、次に示す図１４のように横配置してもよいし、任意の角度で配置できる。

図１４は、商品展示装置の構成を示す斜視図である。

商品展示装置１ｂは、照明装置１０を屋根部１１０に取り付けられ、上記実施の形態と同様に展示物１２０を照射する。なお、ターゲット面を均一に照射する原理は、座標系を変換することにより商品展示装置１と同様に説明できる。

照明装置１０は、上記実施の形態において商品展示装置１に用いたが、ターゲット面を有するものであれば、例えば、内照看板や外照看板等の表示装置に好適に用いることができる。

上記した実施の形態では、凸レンズ部１０３を用いたが、これに限らず任意の配光特性を有するレンズ部を採用してよい。また、非球面レンズを用いてもよい。

１ 商品展示装置
１ｂ 商品展示装置
１０、１０ａ 照明装置
１１ 筐体
１５、１６、１７ 照明装置
１００ａ 光軸
１０１ 基板
１０２ ケース
１０３ レンズ部
１０３ａ レンズ軸
１０３ｂ 最大肉厚部中心
１０３ｃ レンズ出射面
１０３ｄ 光入射面
１１０ 屋根部
１１１ 本体部
１１１ａ 前枠
１１２ 土台部
１１３ 棚部
１２０ 展示物
１２０ａ ターゲット面
１３０ レンズ部

Claims (4)

1. 第１の方向に配列された複数の発光素子と、
   前記第１の方向を長手方向とし、前記複数の発光素子を実装するとともに、前記複数の発光素子を点灯するための配線パターンが形成された基板と、
   前記第１の方向に直交する断面において、前記複数の発光素子の光軸とレンズ軸とを一致させた場合には前記複数の発光素子から出射する光を集光するレンズとを有し、
   前記複数の発光素子の光軸と、前記レンズのレンズ軸とが、前記第１の方向に直交する断面において第１の角度を有して配置される照明装置。
2. 前記レンズは、前記複数の発光素子を実装した前記基板及び前記支持部材を収容する光透過性管状部材の一部に形成される請求項１に記載の照明装置。
3. 展示物を展示する棚部と、
   請求項１又は２に記載の照明装置とを有し、
   前記展示物が陳列される面を照射目標面とした場合に、前記レンズのレンズ軸と、前記照射目標面とが、前記第１の方向に直交する断面において第２の角度を有して配置される商品展示装置。
4. 情報を表示するパネルと、
   請求項１又は２に記載の照明装置とを有し、
   前記パネル表面又は裏面を照射目標面とした場合に、前記レンズのレンズ軸と、前記照射目標面とが、前記第１の方向に直交する断面において第２の角度を有して配置される表示装置。
   
   

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