JP2020004530A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状の導光体を軸方向で均一に発光させることができ、出力配光の形状を目的に応じ設計できる照明器具を提供する。【解決手段】照明器具１０は、外周面１６ａに光取出し構造２０を有する筒状の導光体１６と、導光体１６の軸方向の上端面に沿って円環状に配列された複数の光源１８からなる光源群１９と、導光体１６の外側周囲に配置される筒状の外筒部材１４と、導光体１６および外筒部材１４の軸方向の一端部を覆って設けられ、光源群１９を発光駆動させる駆動回路１３が配置されているベース部材１２とを備える。【選択図】図２

Description

本開示は、照明器具に関する。

従来、特許文献１には、器具本体と、器具本体に設けられたＬＥＤ発光部と、二重の中空であって内外に連通する連通部を有し、内側の筒部に設けられ、外側の筒部に装飾材を挿入可能な挿入部が設けられ、挿入部が開閉可能なセードとを備える、照明器具が記載されている。この照明器具では、内側の筒部の内面に導光シートが装着され、ＬＥＤ発光部からの光が導光シートにより面発光すると記載されている。

特開２０１１−１５０９７１号公報

特許文献１に記載される照明器具では、ＬＥＤ発光部が内側筒部の上端部内側に配置されているため、ＬＥＤ発光部と内側筒部に内面に装着された導光シートの軸方向の各箇所との間の距離の違いによって光の到達量が異なってくる。そのため、内側筒部に内面に装着された導光シートでは、ＬＥＤ発光部の近傍で明るく、先端が暗くなる。また、導光シートには出力する光の向きを制御する機能がないので、照明器具の配光も制御できないという課題がある。

本開示の目的は、筒状の導光体を軸方向で均一に発光させることができ、出力配光の形状を目的に応じて設計できる照明器具を提供することにある。

本開示に係る照明器具は、外周面に光取出し構造を有する筒状の導光体と、導光体の軸方向の上端面に沿って円環状に配列された複数の光源からなる光源群と、導光体の外側周囲に配置される筒状の外筒部材と、導光体および外筒部材の軸方向の一端部を覆って設けられ、光源群を発光駆動させる駆動回路が配置されているベース部材と、を備える。

本開示に係る照明器具によれば、筒状の導光体を軸方向で均一に発光させることができ、出力配光の形状を目的に応じて設計できる。

本開示の一実施形態である照明器具を示す側面図である。 図１に示した照明器具の分解斜視図（一部拡大図を含む）である。 導光体の壁面から出射される配光を説明するための図である。 照明器具の配光を説明するための図である。 （ａ）〜（ｃ）はドットの拡散性によって配光が変化する様子を示す図である。 光取出し構造を構成するプリズムの例を示す導光体の部分拡大斜視図である。 （ａ），（ｂ）はプリズムの角度を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）はプリズムの角度によって配光が変化することを示す図であり、（ｄ）は円筒状の導光体の内部において光が対向する壁面に向かって出射される様子を示す図である。

以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

図１は、本開示の一実施形態である照明器具１０を示す側面図である。図２は、図１に示した照明器具１０の分解斜視図（一部拡大図を含む）である。図１及び図２に示すように、照明器具１０は、ベース部材１２、外筒部材１４、導光体１６、及び、光源群１９を備える。図１に示すように、照明器具１０は、例えば、ダウンライトとして天井２に形成された貫通孔４内に設置される。

照明器具１０のベース部材１２は、例えば、金属製の部材で構成される。ベース部材１２は、照明器具１０の上端部を覆う蓋部材としての機能を有する。ベース部材１２は、円形状の底板部１２ａと、底板部１２ａの外周縁部に立設された側壁部１２ｂとを有する。照明器具１０の内部であってベース部材１２の底板部１２ａ上には、駆動回路１３が配置されている。駆動回路１３は、光源群１９への電力供給を制御し、光源群１９を構成するＬＥＤ等の光源１８の発光状態（すなわち、点灯、消灯、点滅、調光など）を制御する。なお、ベース部材１２の側壁部１２ｂの内側に不透明のカバー部材を設けて、駆動回路１３が下方から見えないようにするのが、照明器具１０の外観を良くするうえで好ましい。

外筒部材１４は、照明器具１０の外周側面を形成する外郭部材である。外筒部材１４は、例えば、合成樹脂または金属板によって形成されている。外筒部材１４は、例えば、円筒状に形成されている。本実施形態では、外筒部材１４は、ベース部材１２と同一直径を有する大きさに形成されている。外筒部材１４は、導光体１６から外側に漏れ出した光を反射する機能を有し、その内周面は鏡面処理または光拡散処理されている。光拡散処理は、例えば、凹凸加工、シボ加工、または、拡散塗装によって施すことができる。

図１及び図２では、外筒部材１４が上端面から下端面まで直径が一定である円筒状をなしている例を示すが、これに限定されるものではない。外筒部材１４は、上端側よりも下端側で内径が大きくなる円錐台状に形成されていてもよい。或いは、外筒部材１４は、下方に向かってラッパ状の曲面で広がっていてもよい。

導光体１６は、円筒状に形成されている。図２（図６も同様）では、導光体１６の中心軸Ａが一点鎖線で示されている。導光体１６は、中心軸Ａに沿った軸方向の上端面から導入された光を下端側へ向けて導く機能を有する。導光体１６は、例えば、透明な樹脂材料（例えば、アクリル樹脂）またはガラス材料によって好適に形成される。

導光体１６は、その外周面上に光取出し構造２０を有している。光取出し構造２０は、図２中の一部拡大図に示すように、ドット塗装によって好適に形成される。本実施形態では、円形のドット２２が千鳥配置で形成されている例が示される。ドット２２は、展開状態でマトリックス状をなして形成されてもよい。ドット２２は、拡散顔料を含む塗料を印刷または塗装することによって形成される。

このようなドット塗装で光取出し構造２０を構成する場合、ドット２２の被覆率または配置密度は、導光体１６の軸方向の上端面から下端面まで一定であってもよい。この構成によれば、導光体１６の内周面に取り出される光量が上端面側で多く下端面側で少なくなる。したがって、導光体１６の内周面の面発光状態に濃淡をつけることが可能になる。

これに対し、ドット塗装を構成するドット２２の被覆率または配置密度を、導光体１６の軸方向の上端面から下端面に向かって漸増させてもよい。この構成によれば、導光体１６の内周面に取り出される光量が上端面から下端面にかけて一定となる。したがって、導光体１６の内周面を軸方向に均一に面発光させることが可能になる。

なお、導光体１６の外周面に設ける光取出し構造は、ドット塗装に限定されるものではなく、導光体１６の外周面に形成された微細なプリズムは溝などによって構成されてもよい。プリズム等の形状については後述する。

また、本実施形態では導光体１６が上端面から下端面まで直径が一定である円筒状をなしている例を示すが、これに限定されるものではない。導光体１６は、外筒部材１４と同様に、上端面から下端面に向かって内径が円錐台状またはラッパ状に広がって形成されてもよい。

導光体１６の軸方向の下端面には、凹凸加工、シボ加工、または、拡散塗装が施されているのが好ましい。この構成によれば、導光体１６の上端面から導入されて導光体１６内を軸方向に進んできた光を下端面の凹凸加工等によって拡散透過させて出射することができる。よって、円環状をなす導光体１６の下端面における発光状態を周方向において均一化することができる。換言すれば、照明器具１０を下方から見たとき、各光源１８が粒状に発光した状態に見えるのを抑制することができる。

図１及び図２に示すように、光源群１９は、導光体１６の軸方向の上端面に沿って円環状に配列された複数の光源１８から構成される。光源１８は、例えば、ＬＥＤによって好適に構成される。複数の光源１８は、周方向に等ピッチで配置されるのが好ましい。この構成によれば、導光体１６の内周面における面発光状態を周方向で均一にすることができる。ただし、これに限定されるものではなく、複数の光源１８の配置ピッチを不均等にして、導光体１６の内周面における面発光状態が周方向で濃淡がつくようにしてもよい。

光源群１９を構成する複数の光源１８は、ベース部材１２の側壁部１２ｂの下面に設置されてもよい。この場合、光源１８は側壁部１２ｂの下面に露出して設けられてもよいし、或いは、側壁部１２ｂの下面近傍の内部に埋設されてもよい。また、各光源１８は、図示しない電線によって駆動回路１３に電気的に接続されている。これにより、各光源１８は、駆動回路１３からの電力供給を受けて発光することができる。なお、複数の光源１８からなる光源群１９は、導光体１６の上端面に固定配置されてもよいし、別部材としてベース部材１２と導光体１６との間に挟まれて配置されてもよい。

光源群１９を構成する複数の光源１８は、円筒状をなす導光体１６の上端面に接触または近接して対向するように配置されるのが好ましい。これにより、光源１８から発せられた光を効率的に導光体１６内に導入することができ、その結果、導光体１６の内周面等を軸方向で均一に且つより明るく面発光させることが可能になる。

図３は、導光体１６の壁面から出射される配光を説明するための図である。図３に示すように、導光体１６の外周面１６ａに光取出し構造２０が設けられていることで、導光体１６の内周側（図３中の左側）には配光Ｌａが生じる。導光体１６の外周側（図３中の右側）には、光取出し構造２０を構成するドット塗装の間から漏れ出ることによる配光Ｌｂが生じる。また、導光体１６の内部を軸方向に通って軸方向の下端面から出射される配光Ｌｃが生じる。

図４は、照明器具１０の配光を説明するための図である。図４に示すように、導光体１６の内周面１６ｂ側には、光取出し構造２０によって取り出された配光Ｌａと、導光体１６の外周側に漏れ出て外筒部材１４の内周面によって反射または拡散された配光Ｌｂとが生じる。また、上述したよう導光体１６の内部を軸方向に通って軸方向の下端面から出射される配光Ｌｃも生じる。これらの配光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃが合成されることによって、照明器具１０による照明光である合成配光Ｌｇが生成されて、照明器具１０の下方に照射される。

図５（ａ）〜（ｃ）はドット２２の拡散性によって配光が変化する様子を示す図である。ここでドット２２の拡散性はドット２２に含まれる顔料濃度によって調整することができる。具体的には、顔料濃度を薄くして拡散性を小さくすると図５（ｂ）に示す状態から図５（ａ）に示すように配光Ｌａ，Ｌｂが変化し、逆に、顔料濃度を濃くして拡散性を大きくすると図５（ｂ）に示す状態から図５（ｃ）に示すように配光Ｌａ，Ｌｂが変化する。このように拡散性を調整することで目的に応じて所望の配光Ｌａ，Ｌｂを有する照明器具１０を設計することができる。

次に、図６及び図７を参照して、光取出し構造の変形例について説明する。図６は、光取出し構造２０ａ，２０ｂを構成するプリズム２４ａ，２４ｂの例を示す導光体１６の部分拡大斜視図である。上記においては導光体１６の外周面１６ａに設けられる光取出し構造２０がドット塗装で構成される例について説明したが、これに限定されるものではない。図６に示すように、円周方向に同じ断面が続く凹状の溝２４ａが軸方向に並んで形成されることで光取出し構造２０ａが構成されてもよいし、或いは、略円錐状の凹部からなる微細なプリズム２４ｂが多数形成されることで光取出し構造２０ｂが構成されてもよい。この場合、溝２４ａに代えて円周方向に同じ断面が続く凸部を用いてもよいし、略円錐状の凹部からなるプリズム２４ｂに代えて略円錐状に突出する凸状の微細なプリズムであってもよい。

なお、溝２４ａやプリズム２４ｂで光取出し構造２０ａ，２０ｂが構成される場合、導光体１６の外周面１６ａにおける被覆率が軸方向に一定であってもよいし、上端面から下端面に向かって漸増してもよいことは上記ドット塗装の場合と同様である。

図７（ａ），（ｂ）はプリズムの角度を示す図である。図７（ａ）に示すように、中心軸Ａを含む平面で導光体１６を切ったときにプリズム２４ａ，２４ｂは、その断面形状が略三角状をなし、かつ、導光体１６の外周面１６ａに沿った軸方向線に対して１０°〜４０°の角度θを有するのが好ましい。このような角度範囲に設定することで、プリズム２４ａ，２４ｂを含む光取出し構造２０ａ，２０ｂによって導光体１６の内周側に取り出された光を照明器具１０から効率良く出射させることが可能になる。なお、図７（ｂ）に示すように、略三角状をなすプリズムの２４ａ，２４ｂの裾野部および頂点部はＲ形状に形成されてもよい。

図８（ａ）〜（ｃ）はプリズム２４ａ，２４ｂの角度θによって配光Ｌａが変化することを示す図であり、（ｄ）は円筒状の導光体の内部において光が対向する壁面に向かって出射される様子を示す図である。図８（ａ）はプリズム角度θが３０°の場合、図８（ｂ）はプリズム角度θが４２°の場合、図８（ｃ）はプリズム角度θが５４°の場合を示す。図８（ａ）と図８（ｂ），（ｃ）とを比較すると、プリズム角度θが４２°及び５４°と大きくなると、導光体１６の内周側への配光Ｌａが導光体１６の径方向に平行な方向（図８（ａ）〜（ｃ）において真下方向に相当）に近くなってくる。そうすると、図８（ｄ）に示すように、導光体１６の径方向一方側の内周面１６ｂから出射された配光Ｌａ，Ｌｂの合成光である配光Ｌａ，ｂが径方向他方側の内周面１６ｂに入射されることになり、照明器具１０から照射されにくくなって照明器具としての光照射効率が低下することになる。したがって、このような光照射低下を抑制するため、プリズム角度θは４０°以下とするとするのが好ましい。他方、プリズム角度θが１０°より小さいと、プリズム２４ａ，２４ｂによる光取出し量が少なくなり、導光体１６の内周面１６ｂを面発光させる光量が不足することになるため好ましくない。

上述したように、本実施形態の照明器具１０は、外周面１６ａに光取出し構造２０を有する円筒状の導光体１６と、導光体１６の軸方向の上端面に沿って円環状に配列された複数の光源１８からなる光源群１９と、導光体１６の外側周囲に配置される円筒状の外筒部材１４と、導光体１６および外筒部材１４の軸方向の一端部を覆って設けられ、光源群１９を発光駆動させる駆動回路１３が配置されているベース部材１２とを備える。

この構成によれば、円筒状の導光体の内部空間に対向した位置に光源を設ける場合に比べて、円筒状の導光体１６を軸方向で均一に発光させることができ、出力配光の形状を目的に応じて設計できる。これにより、円筒状の導光体１６の内周面１６ｂが面発光するというこれまでに無い新しいタイプのダウンライトを提供することができ、商品ラインナップの増強と商品価値の向上を図れる。

本実施形態の照明器具１０において、外筒部材１４の内周面は鏡面処理または光拡散処理されている。これにより、光取出し構造２０を設けた外周面１６ａから漏れ出た配光を導光体１６の内周側に導くことができ、導光体１６の内周面１６ｂの面発光状態をより明るくすることができる。

また、本実施形態の照明器具１０において、光取出し構造２０，２０ａ，２０ｂは、拡散顔料を含む塗料で形成されたドット塗装、または、凹状または凸状のプリズムで構成されてもよい。

この場合、ドット塗装またはプリズムは、一定の被覆率であるか、または、導光体１６の軸方向の上端面から下端面に向かって漸増する分布を持ってもよい。

また、本実施形態の照明器具１０において、中心軸Ａを含む平面で導光体１６を切ったときにプリズム２４ａ，２４ｂは、その断面形状が略三角状をなし、かつ、導光体１６の外周面１６ａに沿った軸方向線に対して１０°〜４０°の角度θを有するのが好ましい。

この場合、プリズム２４ａ，２４ｂは、略円錐状か、または、円周方向に同じ断面が続く溝もしくは凸部であってもよい。

さらに、本実施形態の照明器具１０において、導光体１６の軸方向の下端面には、導光体１６内を軸方向に進んできた光が拡散透過する凹凸加工、シボ加工、または、拡散塗装が施されていることが好ましい。これにより、円環状をなす導光体１６の下端面における発光状態を周方向において均一化することができる。

なお、本開示に係る照明器具は、上述した実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能である。

例えば、光源群１９を構成する複数の光源１８は周方向において複数郡に分割されて駆動回路１３によってそれぞれ点灯状態を制御可能であってもよい。このような制御を行うことで、円筒状の導光体１６を備えた照明器具１０において従来にない斬新な照明光演出を行うことができ、商品価値の向上を図れる。

２ 天井、４ 貫通孔、１０ 照明器具、１２ ベース部材、１２ａ 底板部、１２ｂ 側壁部、１３ 駆動回路、１４ 外筒部材、１６ 導光体、１６ａ 外周面、１６ｂ 内周面、１８ 光源、１９ 光源群、２０，２０ａ，２０ｂ 光取出し構造、２２ ドット、２４ａ プリズムまたは溝、 ２４ｂ プリズム、Ａ 中心軸、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌａ，ｂ 配光、Ｌｇ 合成配光、θ 角度またはプリズム角度。

Claims (8)

1. 外周面に光取出し構造を有する筒状の導光体と、
   前記導光体の軸方向の上端面に沿って円環状に配列された複数の光源からなる光源群と、
   前記導光体の外側周囲に配置される筒状の外筒部材と、
   前記導光体および前記外筒部材の軸方向の一端部を覆って設けられ、前記光源群を発光駆動させる駆動回路が配置されているベース部材と、を備える、
   照明器具。
2. 前記外筒部材の内周面は鏡面処理または光拡散処理されている、請求項１に記載の照明器具。
3. 前記光取出し構造は、拡散顔料を含む塗料で形成されたドット塗装、または、凹状または凸状のプリズムで構成される、請求項１または２に記載の照明器具。
4. 前記ドット塗装または前記プリズムは、一定の被覆率であるか、または、前記導光体の軸方向の上端面から下端面に向かって漸増する分布を持つ、請求項３に記載の照明器具。
5. 中心軸を含む平面で前記導光体を切ったときにプリズムは、その断面形状が略三角状をなし、かつ、前記導光体の外周面に沿った軸方向線に対して１０°〜４０°の角度を有する、請求項３または４に記載の照明器具。
6. 前記プリズムは、略円錐状か、または、円周方向に同じ断面が続く溝もしくは凸部である、請求項３〜５のいずれか一項に記載の照明器具。
7. 前記導光体の軸方向の下端面には、前記導光体内を軸方向に進んできた光が拡散透過する凹凸加工、シボ加工、または、拡散塗装が施されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明器具。
8. 前記光源群を構成する複数の光源は周方向において複数郡に分割されて前記駆動回路によってそれぞれ点灯状態を制御可能である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明器具。

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