JP2017120687A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源カバーの個別のレンズ部によって、周方向の輝度むらの発生を抑制し、かつ径方向への配光の広がりを確保できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置10は、発光モジュール17および光源カバー18を備える。発光モジュール17は、基板31、および基板31の表面に周方向ｘに沿って所定の間隔をあけて実装された複数の発光素子32を有する。光源カバー18は、基板31の表面を覆うカバー部36と、基板31の発光素子32にそれぞれ個別に対応してカバー部36に周方向ｘに沿って所定の間隔をあけて設けられた複数のレンズ部37を備える。レンズ部37は、カバー部36の径方向ｙおよび周方向ｘへの配光をそれぞれ制御するとともに、径方向ｙへの配光の広がりを周方向ｘへの配光の広がりよりも大きく制御する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光素子を用いた照明装置に関する。

従来、例えばシーリングライトなどの照明装置では、器具本体の下面に発光モジュールを環状に配設するとともに、発光モジュールを覆う環状の光源カバーを配設し、さらに器具本体の下面側をセードで覆っている。

発光モジュールは、基板に複数の発光素子が周方向に沿って実装されている。光源カバーは、発光素子からの光の配光を制御するためのレンズ部を備えている。レンズ部には、周方向に並ぶ複数の発光素子に対応して環状にレンズ部を設けたものや、発光素子の１つずつに対応して個別にレンズ部を設けたものがある。

環状のレンズ部の場合、光源カバーの径方向への配光の制御が可能であるが、周方向への配光の制御はできず、周方向に対応してセードに輝度むらが発生しやすくなる。輝度むらの発生を抑制するためには、周方向に実装する発光素子の数を多くして発光素子間のピッチを狭くしたり、セードを大形にして発光素子とセードとの間隔を広げなければならず、照明装置が高価になったり大形になってしまう。

個別のレンズ部の場合、レンズ部が半球形状に形成されており、レンズ部の周囲の全方向に光が均等に広がるように配光を制御している。そのため、周方向の輝度むらの発生を抑制することは可能となるものの、径方向への配光の広がりが不足する場合があり、セードの中心側および外径側が相対的に暗くなってしまう。

特開２０１５−７２９１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、光源カバーの個別のレンズ部によって、周方向の輝度むらの発生を抑制し、かつ径方向への配光の広がりを確保できる照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、発光モジュールおよび光源カバーを備える。発光モジュールは、基板、および基板の表面に周方向に沿って所定の間隔をあけて実装された複数の発光素子を有する。光源カバーは、基板の表面を覆うカバー部と、基板の発光素子にそれぞれ個別に対応してカバー部に周方向に沿って所定の間隔をあけて設けられた複数のレンズ部を備える。レンズ部は、カバー部の径方向および周方向への配光をそれぞれ制御するとともに、径方向への配光の広がりを周方向への配光の広がりよりも大きく制御する。

本発明によれば、光源カバーの個別のレンズ部によって、周方向の輝度むらの発生を抑制し、かつ径方向への配光の広がりを確保することが期待できる。

一実施形態を示す照明装置の光源カバーの正面図である。 同上光源カバーのレンズ部の正面図である。 同上レンズ部の斜視図である。 同上レンズ部の径方向の断面図である。 同上レンズ部の周方向の断面図である。 同上レンズ部による配光図である。 同上照明装置の断面図である。

以下、一実施形態を、図１ないし図７を参照して説明する。

図７に示すように、照明装置10は、天井面などの器具取付面11に設置された配線器具としての引掛シーリングボディ12にアダプタ13を介して取り付けられるシーリングライトである。

照明装置10は、器具本体16を備えている。この器具本体16の表面側である下面側に、発光モジュール17、光源カバー18およびセード19などが配設され、また、上面側に電源回路20および電源カバー21などが配設されている。

そして、器具本体16は、金属製で、円盤状に形成されている。器具本体16の中央には、アダプタ13が貫通可能な開口部24が形成されている。器具本体16の下面には、下方に突出する環状の突出部25が形成されている。この突出部25の下面には、発光モジュール17を取り付けるための平面状かつ環状の取付面26が形成されている。

器具本体16の外径側には、セード19を嵌合するセード嵌合部27が形成されているとともに、セード19を回動させて着脱可能に取り付けるための複数のセード取付金具28が取り付けられている。

また、図１および図７に示すように、発光モジュール17は、基板31、およびこの基板31の表面に実装された複数の発光素子32を備えている。発光モジュール17は周方向ｘに２分割されていて、２つの発光モジュール17を器具本体16の取付面26に配設することによって環状に組み合わされる。

基板31は、例えば絶縁材料によって半環状に形成されている。基板31の表面に配線パターンが形成され、この配線パターン上に複数の発光素子32が実装されている。２つの発光モジュール17の基板31同士はコネクタ接続によって電気的に接続され、さらに、これら基板31に電源回路20がコネクタ接続によって電気的に接続される。

発光素子32は、例えば表面実装形のＬＥＤが用いられている。発光素子32は、基板31の径方向ｙに３列で各列毎に周方向ｘに沿って所定の間隔をあけて実装されている。つまり、基板31上には、外周側の複数の発光素子32a、外周側と内周側との中間の複数の発光素子32b、および内周側の複数の発光素子32cが同心円状に配列されている。外周側の発光素子32aは周方向ｘに同一ピッチとなっているが、コネクタの実装などのために中間の発光素子32bおよび内周側の発光素子32cは周方向ｘに同一ピッチの箇所と異なるピッチの箇所とがある。なお、基板31上に実装される発光素子32は、径方向ｙに複数列でもよいし、１列でもよい。

図１ないし図５に示すように、発光素子32は、直方体状で、基板31に実装される面に対して反対側の前面に、光を放出する長方形状の発光面33を有している。そして、発光素子32は、発光面33の長手方向が基板31の周方向ｘに沿うように、基板31の表面に実装されている。

また、光源カバー18は、透明な樹脂材料で一体に形成されている。透明な樹脂材料としては、例えばポリカーボネートが用いられている。

光源カバー18は、器具本体16の突出部25の取付面26との間に発光モジュール17の基板31を挟み込んでその発光モジュール17の基板31を覆うカバー部36、およびこのカバー部36に基板31の発光素子32の１つずつに対応して設けられた複数のレンズ部37を備えている。

カバー部36は、環状に形成されている。カバー部36の裏面側（上面側）には基板31を嵌合する環状の溝部38が形成されている。カバー部36の裏面側には、器具本体16の突出部25の取付面26に対して光源カバー18の回動によってそれぞれ着脱可能に係止される複数の係止爪が突設されている。

レンズ部37は、カバー部36の径方向ｙに３列で各列毎に周方向ｘに沿って所定の間隔をあけて実装されている。つまり、カバー部36上には、外周側の複数のレンズ部37a、外周側と内周側との中間の複数のレンズ部37b、および内周側の複数のレンズ部37cが同心円状に配列されている。

レンズ部37は、発光素子32からの光を入射して径方向ｙおよび周方向ｘへの配光をそれぞれ制御する。レンズ部37はカバー部36の表面から突出されており、レンズ部37の裏面側に発光素子32を収容する凹部39が形成され、この凹部39の内面に凹面状の入射面40が形成され、レンズ部37の表面に凸面状の出射面41が形成されている。

入射面40は、楕円錐状に形成されており、カバー部36の表面に平行な方向の断面が径方向ｙよりも周方向ｘに長い楕円形状に形成されている。そして、入射面40は、径方向ｙの曲率が周方向ｘの曲率よりも大きいことにより、径方向ｙへの配光の広がりが周方向ｘへの配光の広がりよりも広くなるように配光を制御する。

出射面41は、入射面40の長手方向に対して直交する方向に長く形成されている。すなわち、出射面41は、径方向ｙの長さが周方向ｘの長さよりも長いことにより、径方向ｙへの配光の広がりが周方向ｘへの配光の広がりよりも広くなるように配光を制御する。

光源カバー18の中央には、アダプタ13に取り付けるためのアダプタガイド42の一部を構成する環状のアダプタガイド部43が設けられている。アダプタガイド部43の中央にはアダプタ13が挿通する円形の挿通口44が形成されている。アダプタガイド部43の部分が器具本体16にねじ止めされている。

また、図７に示すように、セード19は、透光性および拡散性を有する乳白色の樹脂材料によって一体に形成されている。セード19は、上面側が開口され、下面側がドーム状に膨らんだ形状に形成されている。セード19の上面側の開口の内周縁部には、器具本体16の各セード取付金具28に対してセード19の回動によって着脱可能に取り付けられる取付段部（図示せず）が形成されている。そして、器具本体16に取り付けられるセード19により、器具本体16の下面、発光モジュール17および光源カバー18が覆われている。

また、電源回路20は、回路基板47、およびこの回路基板47に実装された複数の電子部品48を備えている。電源回路20は、電源カバー21に取り付けられており、電源カバー21が器具本体16に取り付けられることによって、電源カバー21と器具本体16の突出部25との間に収容配置されている。

電源回路20は、引掛シーリングボディ12、アダプタ13、このアダプタ13と電源回路20とを電気的に接続するケーブルなどを通じて交流電源が入力され、この入力された交流電源を所定の直流電源に変換し、変換した直流電源を発光モジュール17の複数の発光素子32に供給し、複数の発光素子32を点灯させる。

また、電源カバー21は、金属製で、円盤状に形成されている。電源カバー21は、電源回路20を支持し、器具本体16の上面に取り付けられている。電源カバー21の中央域には、アダプタ13に取り付けるためのアダプタガイド42の一部を構成する環状のアダプタガイド部51が形成されている。アダプタガイド部51の中央にはアダプタ13が挿通する円形の挿通口52が形成されている。

電源カバー21の上面には、電源カバー21と器具取付面11との間に挟み込まれて照明装置10のがたつきを防止する複数のクッション材53が取り付けられている。

そして、このように構成された照明装置10において、電源回路20から発光モジュール17の発光素子32に直流電源を供給することにより、発光素子32が発光し、発光素子32の光がレンズ部37に入射し、レンズ部37で配光が制御された光がセード19を透過して照明空間に照射される。

発光素子32からレンズ部37に入射した光は、レンズ部37によって径方向ｙおよび周方向ｘへの配光がそれぞれ制御される。

レンズ部37によって周方向ｘへの配光が制御されるため、セード19の周方向ｘの輝度むらの発生を抑制できる。これにより、周方向ｘに配設する発光素子32のピッチを広げ、発光素子32の数を削減したり、発光素子32とセード19とを近付けてセード19を小形化することが可能となる。

また、図６には、破線にて径方向ｙの配光曲線を示し、実線にて周方向ｘへの配光曲線を示す。図６の周囲の数字は配光角であり、０°が直下方向となる。そして、レンズ部37によって径方向ｙおよび周方向ｘへの配光がそれぞれ制御されており、径方向ｙへの配光の広がりおよび強度が、周方向ｘへの配光の広がりおよび強度よりも大きい配光関係にある。

この配光関係は、レンズ部37の入射面40および出射面41の形状、および発光素子32の発光面33の構成および向きによって達成されている。

入射面40は、径方向ｙよりも周方向ｘに長い楕円形状にあり、径方向ｙの曲率が周方向ｘの曲率よりも大きいため、径方向ｙへの配光の広がりが周方向ｘへの配光の広がりよりも広くなる。

出射面41は、径方向ｙの長さが周方向ｘの長さよりも長いため、径方向ｙへの配光の広がりが周方向ｘへの配光の広がりよりも広くなる。

発光素子32の発光面33は長方形で、発光面33の長手方向が基板31の周方向ｘに沿わせているため、径方向ｙへの配光の強度が周方向ｘへの配光の強度よりも大きくなる。

この配光関係により、セード19の周方向ｘの輝度むらの発生を抑制しながら、径方向ｙへの配光の広がりおよび強度を確保し、発光素子32の直下で対向するセード19の領域（中央側と外径側との間）が明るくなるだけでなく、セード19の中央側および外径側をそれぞれ明るくすることができる。

したがって、本実施形態の照明装置10によれば、光源カバー18の個別のレンズ部37によって、周方向ｘの輝度むらの発生を抑制し、かつ径方向ｙへの配光の広がりを確保することができる。

このような作用効果は、上述したように、レンズ部37の入射面40および出射面41の形状、および発光素子32の発光面33の構成および向きによって達成することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 照明装置
17 発光モジュール
18 光源カバー
31 基板
32 発光素子
33 発光面
36 カバー部
37 レンズ部
39 凹部
40 入射面
41 出射面
ｘ 周方向
ｙ 径方向

Claims (4)

1. 基板、およびこの基板の表面に周方向に沿って所定の間隔をあけて実装された複数の発光素子を有する発光モジュールと；
   前記基板の表面を覆うカバー部と、前記基板の前記発光素子にそれぞれ個別に対応して前記カバー部に周方向に沿って所定の間隔をあけて設けられた複数のレンズ部とを備え、これらレンズ部は前記カバー部の径方向および周方向への配光をそれぞれ制御するとともに径方向への配光の広がりを周方向への配光の広がりよりも大きく制御する光源カバーと；
   を具備することを特徴とする照明装置。
2. 基板、およびこの基板の表面に周方向に沿って所定の間隔をあけて実装された複数の発光素子を有する発光モジュールと；
   前記基板の表面を覆うカバー部と、前記基板の前記発光素子にそれぞれ個別に対応して前記カバー部に周方向に沿って所定の間隔をあけて設けられた複数のレンズ部とを備え、前記レンズ部は、前記発光素子を収容する楕円錐状の凹部、この凹部の内面によって構成されていて前記カバー部の表面に平行な断面が前記カバー部の径方向よりも周方向に長い楕円形状の入射面、および前記レンズ部の外面によって構成されている出射面を有する光源カバーと；
   を具備することを特徴とする照明装置。
3. 前記出射面は、前記カバー部の周方向よりも径方向に長く形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載の照明装置。
4. 前記発光素子は、長方形の発光面を有し、この発光面の長手方向が前記基板の周方向に沿うように前記基板に実装されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置。

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