JP2020145042A

JP2020145042A - 照明装置

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Publication number: JP2020145042A
Application number: JP2019039679A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　淳; Atsushi Sasaki; 淳佐々木
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2020-09-10

Abstract

【課題】小形で効率がよく、配光制御ができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置10は、光源11、および反射体12を備える。反射体12は、反射面21を有する反射部材20と、反射部材20の後端側に設けられ光源11に対向する入射開口22と、反射部材20の前端側に設けられる出射開口23とを備える。反射面21は、光源11の光軸ａに直交する第１の方向Ａの一方に設けられた放物面である第１の反射面25、および第１の方向Ａの他方に光軸ａに沿って設けられた第２の反射面26を有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、配光を制御する反射体を備えた照明装置に関する。

従来、例えば、屋外で使用される投光器などの照明装置では、光軸方向の前方へ向けて拡開する円筒状の反射体が用いられている。

このような照明装置では、使用環境によって、例えば上方などへの光度は低く、下方への光度を多くするような配光制御が求められる。この場合、反射体の前側上部に、反射体よりも前後長さが長い大形のフードを設けている照明装置があるが、フードによって照明装置が大形化し、フードでの反射による効率低下が大きく、光軸方向の光度も低下する。

特開２０１８−１６０４２５号公報

本発明は、小形で効率がよく、配光制御が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、光源、および反射体を備える。反射体は、反射面を有する反射部材と、反射部材の後端側に設けられ光源に対向する入射開口と、反射部材の前端側に設けられる出射開口とを備える。反射面は、光源の光軸に直交する第１の方向の一方に設けられた放物面である第１の反射面、および第１の方向の他方に光軸に沿って設けられた第２の反射面を有する。

実施形態の照明装置によれば、小形で効率がよく、配光制御することが期待できる。

一実施形態を示す照明装置の斜視図である。同上照明装置の第１の方向の断面図である。同上照明装置の第２の方向の断面図である。同上照明装置である投光器の斜視図である。同上投光器の断面図である。

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１ないし図３において、照明装置10は、光源11、反射体12および遮光板13を備えている。なお、本実施形態の照明装置10では、光源11からの光軸ａの方向を前、反対側を後とし、光軸ａに直交する第１の方向Ａを上下方向、光軸ａおよび第１の方向Ａに直交する第２の方向Ｂを左右方向として説明する。そして、照明装置10は、光軸ａに対して上方へ向けて出射される直接光が所定角度以下、例えば１０°〜１５°以下となるように配光制御する。

光源11は、面状の発光面11aを有する面光源である。光源11は、ＣＯＢ（Chip On Board）モジュールによって構成されている。光源（ＣＯＢモジュール）は、基板16、この基板16に実装された例えばＬＥＤなどの複数の発光素子（半導体発光素子）、およびこれら発光素子を封止する蛍光体層17を備えている。そして、蛍光体層17の表面が光を発光する平面状の発光面11aであり、この発光面11aは所定の直径の円形に形成されている。光源11の光軸ａは、発光面11aの中心に垂直な線である。

また、反射体12は、例えば金属板によって一体に形成された筒状の反射部材20を備えている。この反射部材20の内面に反射面21が形成され、反射部材20の後端側に光源11に対向して光が入射する入射開口22が設けられ、反射部材20の前端側に光が出射する出射開口23が設けられている。反射部材20の内側を光源11の光軸ａが通過する。

反射面21は、高反射特性を有する鏡面に形成されている。反射面21は、光源11の光軸ａに直交する第１の方向Ａの一方つまり下側に設けられた第１の反射面25、第１の方向Ａの他方つまり上側に設けられた第２の反射面26、および光軸ａおよび第１の方向Ａに直交する第２の方向Ｂの両側つまり左右両側に設けられた第３の反射面27を有している。

第１の反射面25は、光源11の中心つまり発光面11aの中心を焦点とする放物線によって構成される放物面に形成されている。

第２の反射面26は、光軸ａに沿って設けられている。第２の反射面26は、光軸ａの方向に直線状、または第１の反射面25の曲率半径よりも大きい直線に近似した略直線に形成され、光軸ａと平行または略平行に配置されている。したがって、第２の反射面26の光軸ａに沿って設けられているとは、直線または略直線で、光軸ａと平行または略平行に配置されていることが含まれる。

第３の反射面27は、光源11の中心つまり発光面11aの中心を焦点とする放物線によって構成される放物面に形成されている。第３の反射面27の曲率半径は、第１の反射面25の曲率半径によりも小さい関係にある。

第１の反射面25と第３の反射面27との間、および第３の反射面27と第２の反射面26との間は滑らかに連続的に形成されている。

反射部材20の前端側には、光軸ａの位置から下側域に、光軸ａの方向における第１の反射面25の幅（長さ）が第２の反射面26の幅（長さ）よりも小さくなるように傾斜する傾斜部28が設けられ、さらに、光軸ａの位置から上側域に、光軸ａに直交する形状の前端部29が設けられている。傾斜部28は、反射部材20の前端側の光軸ａの位置から後側へ向けて斜め下方に傾斜するように形成されている。図３に示すように、両側の第３の反射面27間の第１の反射面25の前端側は、傾斜部28が設けられているために曲面形状に形成されている。

反射部材20の後端側は、光軸ａに直交する形状に形成されている。反射部材20の後端側は、絶縁のために光源11から離反されている。

入射開口22は、光源11の外形よりも大きい開口寸法に形成されている。出射開口23は、第１の方向Ａの開口幅よりも第２の方向Ｂの開口幅よりも広い横長の開口形状に形成されている。

そして、光源11の光軸ａは第１の方向Ａにおける第１の反射面25よりも第２の反射面26に近い位置を通り、つまり光源11と第１の反射面25との間の距離よりも光源11と第２の反射面26との間の距離が短い位置関係にある。また、光源11の光軸ａは、第２の方向Ｂにおける両側の第３の反射面27の中間位置を通り、つまり光源11と両側の各第３の反射面27との間の距離が同じ位置関係にある。

また、遮光板13は、光軸ａの方向の長さが反射体12よりも短く、第２の方向Ｂの長さが反射体12の第２の方向Ｂの幅よりも長い長方形の平板によって構成されている。遮光板13は、反射部材20の前端側で光軸ａよりも第１の方向Ａの他方の位置つまり上側の位置であって、前端部29の前端側に、光軸ａと平行に第２の方向Ｂに沿って配置されている。

遮光板13は、複数枚用いられ、第１の方向Ａである上下方向に所定の間隔をあけて配置されている。光軸ａの方向における遮光板13の幅（長さ）、遮光板13の枚数、および複数の遮光板13の間の間隔は、照明装置10から上方へ向けて出射される光の配光角つまり遮光角や、照明装置10の前後方向の寸法に応じて設定される。

遮光板13の表面には例えば黒色塗装などの反射防止処理が施されていてもよい。あるいは、遮光板13の下面側が高反射特性を有する鏡面などの反射面に形成され、上面側が例えば黒色塗装などの反射防止処理が施されていてもよい。

次に、図４および図５に、照明装置10の構成を適用した投光器40を示す。

投光器40は、灯体41、この灯体41を支持する支持体42、および灯体41（光源11）に電源を供給する電源ユニット43などを備えている。

そして、灯体41は、本体45、この本体45の後側に配設される複数の光源ユニット46、本体45の前側に配設される複数の配光制御ユニット47およびケースユニット48を備えている。

本体45は、例えば金属材料によって前後に開口する環状に形成されており、支持体42によって支持されている。

光源ユニット46は、光源11、および光源11を配設する放熱体50を備えている。光源11は、放熱体50の前面に取り付けられている。放熱体50は、例えば金属材料で形成され、後部側に複数の放熱フィン51を備えている。そして、複数の光源ユニット46は、取付板52に一体的に取り付けられ、この取付板52によって本体45の後側に配設されている。光源11は、取付板52に設けられた開口部に配置され、本体45の前方に露出されている。本実施形態では、３つの光源ユニット46が用いられ、これら光源ユニット46が本体45の周方向に沿って等間隔に配置されている。すなわち、本体45の上部側に１つ光源ユニット46が配置され、下側に２つの光源ユニット46が並んで配置されている。

配光制御ユニット47は、反射体12および遮光板13を備えている。配光制御ユニット47は本体45の後側から配置される光源11の位置に対応して本体45の前側に配置され、図示しない保持部材によって本体45に保持されている。

ケースユニット48は、本体45の前端側に取り付けられる円筒状のケース54、およびこのケース54の前面を覆う例えば透明なガラスで円板状に形成された透光カバー55を備えている。

本体45とケース54および透光カバー55との間に、複数の配光制御ユニット47の反射体12および遮光板13が配置されている。

また、支持体42は、灯体41を回動可能に支持し、例えばポールや建物などの被設置部に灯体41を設置する。

また、電源ユニット43は、外部電源を入力し、所定の点灯電源に変換して光源11に供給する。電源ユニット43は、支持体42に取り付けられている。

そして、投光器40は、電源ユニット43から各光源11に点灯電源が供給されると、各光源11が発光し、各光源11の発光面11aから出射する光が反射体12の内側に入り、反射体12によって配光が制御された光が透光カバー55を透過して所定の照明エリアに照射される。

図２の光路b1に示すように、光源11の発光面11aから第１の反射面25に向かう光は、第１の反射面25で反射し、反射体12から光軸ａよりも下方へ向かって出射される。

図２の光路b2に示すように、光源11の発光面11aから第２の反射面26に向かう光は、第２の反射面26で反射し、反射体12から光軸ａよりも下方へ向かって出射される。

このように、第１の反射面25および第２の反射面26のいずれで反射した光も、反射体12から光軸ａよりも下方へ向かって出射するように配光制御される。

光源11の発光面11aから光軸ａの方向に沿って進む光は、反射体12から光軸ａに沿って出射される。図２の光路b3に示すように、光源11の発光面11aから光軸ａの方向に沿って進む光のうちの一部は、複数の遮光板13の間を通じて、および最上部の遮光板13と第２の反射面26との間を通じて、反射体12から光軸ａに沿って出射される。

図２の光路b4に示すように、光源11の発光面11aから第２の反射面26の前方へ、つまり光軸ａよりも上方へ直接向かう光は、複数の遮光板13で遮られ、反射体12から光軸ａよりも上方へ向けて出射されるのが防止される。

反射部材20の前端側は、光軸ａの方向における第１の反射面25の幅（長さ）が第２の反射面26の幅（長さ）よりも小さくなるように傾斜されている。仮に、反射部材20の前端側が傾斜されておらず、光軸ａの方向における第１の反射面25の幅（長さ）が第２の反射面26の幅（長さ）と同じ場合、第２の反射面26で下方へ向けて反射した光が第１の反射面25の前端側に入射し、上方へ向かって反射する虞がある。反射部材20の前端側が傾斜していることにより、第２の反射面26で下方へ向けて反射した光が第１の反射面25に入射せず、光軸ａよりも上方へ向かって光が反射するのが低減される。

また、図３の光路b5に示すように、光源11の発光面11aの中心から第３の反射面27に向かう光は、第３の反射面27で反射し、反射体12から光軸ａに沿って出射される。

したがって、反射体12および遮光板13により、光軸ａに対して上方に向けて出射される直接光が所定角度以下、例えば１０°〜１５°以下となるように配光制御され、光軸ａの方向から光軸ａよりも下方にかけての光度が向上される。

そして、本実施形態の照明装置10によれば、反射面21は、光源11の光軸ａに直交する第１の方向Ａの一方に設けられた放物面である第１の反射面25、および第１の方向Ａの他方に光軸ａに沿って設けられた第２の反射面26を有することにより、第１の方向Ａの一方である下方への光度を確保しつつ、第１の方向Ａの他方である上方への光度を低減した配光制御を実現できる。しかも、この配光制御は、反射面21の形状によってフードを用いずに実現できるため、フードが無い分だけ光軸ａの方向における照明装置10の長さを短くでき、照明装置10を小形化できる。

さらに、反射面21は、光軸ａおよび第１の方向Ａに直交する第２の方向Ｂに、第１の反射面25よりも曲率半径が小さい放物面である第３の反射面27を有することにより、第３の反射面27に入射する光を光軸ａに沿って反射させ、光軸ａの方向の光度を向上できる。

また、反射部材20の前端側は、光軸ａの方向における第１の反射面25の幅（長さ）が第２の反射面26の幅（長さ）よりも小さくなるように傾斜されていることにより、第２の反射面26で反射した光が第１の反射面25に入射して上方へ向かって反射するのを低減し、上方への光度を低減できる。

また、反射部材20の前端側で光軸ａよりも第１の方向Ａの他方の位置つまり上側の位置に、光軸ａおよび第２の方向Ｂに沿って配置されている遮光板13により、光源11から第２の反射面26の前方へ、つまり光軸ａよりも上方へ直接向かう光を遮り、上方への光度を低減できる。

複数の遮光板13を用い、これら複数の遮光板13を第１の方向Ａに所定の間隔をあけて配置することにより、上方へ直接向かう光を確実に遮ることができるとともに、例えば１枚の遮光板13で上方へ直接向かう光を遮る場合に比べて、光軸ａの方向の長さを短くすることが可能となり、照明装置10を小形化できる。しかも、複数の遮光板13を第１の方向Ａに所定の間隔をあけて配置することにより、光源11から光軸ａの方向へ向かう光が複数の遮光板13の間を通過し、光軸ａの方向の光度を確保できる。

反射部材20の前端側の傾斜部28は反射部材20の上端側まで連続して設けられていてもよく、この場合、傾斜部28の傾斜に沿って複数の遮光板13を配置してもよい。この構成では、上側の遮光板13の前方への突出量が大きくなるため、照明装置10を小形化を考慮するのであれば、複数の遮光板13は反射体12の光軸ａと直交する形状の前端部29の前側に設けられていることが好ましい。

なお、第２の反射面26の外側（上側）に第４の反射面を有する反射部材を配置し、光源11から第２の反射面26の外側（上側）に向かう光を光軸ａの方向に反射させ、効率を向上させるようにしてもよい。この場合、第１の反射面25、両側の第３の反射面27および第４の反射面を有する第１の反射部材を一体に形成し、第２の反射面26は別の第２の反射部材によって形成し、これら第１の反射部材と第２の反射部材を組み合わせるようにしてもよい。このような構成とすることにより、第１の反射部材は第１の方向Ａおよび第２の方向Ｂとも面対称となり、製造性を向上できる。

なお、反射体12のみで所定の配光制御が可能である場合には、遮光板13は用いなくてもよい。

また、照明装置10は、例えば、第１の方向Ａを左右方向、第２の方向Ｂを上下方向とし、左右方向の一方への光度を低減するように使用してもよい。

また、反射体12および遮光板13の構成は、投光器40に限らず、例えばスポットライトなどの他の照明装置にも適用できる。

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
11 光源
12 反射体
13 遮光板
20 反射部材
21 反射面
22 入射開口
23 出射開口
25 第１の反射面
26 第２の反射面
27 第３の反射面
Ａ第１の方向
Ｂ第２の方向
ａ光軸

Claims

光源と；
反射面を有する反射部材と、この反射部材の後端側に設けられ前記光源に対向する入射開口と、前記反射部材の前端側に設けられる出射開口とを備え、前記反射面は、前記光源の光軸に直交する第１の方向の一方に設けられた放物面である第１の反射面、および前記第１の方向の他方に前記光軸に沿って設けられた第２の反射面を有する反射体と；
を具備することを特徴とする照明装置。
前記反射面は、前記光軸および前記第１の方向に直交する第２の方向に、前記第１の反射面よりも曲率半径が小さい放物面である第３の反射面を有する
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記反射部材の前端側は、前記光軸の方向における前記第１の反射面の幅が前記第２の反射面の幅よりも小さくなるように傾斜されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
前記反射部材の前端側で前記光軸よりも前記第１の方向の他方の位置に、前記光軸および前記第２の方向に沿って配置される遮光板を具備する
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。