JP2020194737A - 照明装置 - Google Patents

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三木 伸和
Nobukazu Miki
伸和 三木
毅 江原
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毅 江原
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Abstract

【課題】照射面の色ムラを抑制することができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置1は、色温度の異なる光を出射する複数のLED光源51であって、複数の発光素子51bを1組として1つにパッケージ化された複数のLED光源51と、複数のLED光源51が出射した光が入射する入射面71aと、入射面71aから入射した光を出射する第1出射面171a及び第2出射面172bとを有する導光板70とを備える。そして、複数のLED光源51及び複数の発光素子51bは、規定方向に沿って並べられる。【選択図】図3

Description

本開示は、導光板を用いた照明装置に関する。
従来、光入射端面を有する導光板と、基板に実装され、導光板の光入射端面に出射光が入射するように配設された発光色の異なる複数の発光素子とを備える照明器具が開示されている(特許文献1参照)。
各々の発光素子は、1つのLED(Light Emitting Diode)チップを1つにパッケージ化したLEDパッケージである。
特開2012−186070号公報
特許文献1に開示された照明器具では、複数の発光素子のそれぞれから発せられた発光色の異なる光は、導光板を導光した後に、導光板の出射面から出射される。しかしながら、複数の発光素子から出射された発光色の異なる光は、導光板を導光する際に、例えば、光源に近い側の導光板の出射面では、十分にミキシングされないまま導光板の出射面から出射されることがある。このため、照明器具の発光面の色ムラが発生してしまう。
そこで、本開示は、発光面の色ムラを抑制することができる照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置の一態様は、色温度の異なる光を出射する複数の光源であって、複数の発光素子を1組として1つにパッケージ化された複数の光源と、前記複数の光源が出射した光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を出射する出射面とを有する導光板とを備え、前記複数の光源及び前記複数の発光素子は、規定方向に沿って並べられる。
本開示によれば、発光面の色ムラを抑制することができる。
図1は、実施の形態に係る照明装置の外観を示す斜視図である。 図2は、実施の形態に係る照明装置を分解した分解斜視図である。 図3は、図1のIII−III線における照明装置の断面を示す断面図、及び、黒い太線で囲む枠の部分を拡大した部分拡大断面図である。 図4は、実施の形態に係る照明装置の発光モジュールの一部分を拡大した部分拡大平面図である。 図5は、実施の形態に係る照明装置の発光モジュールの光源を拡大した拡大平面図である。 図6は、実施の形態に係る照明装置を示すブロック図である。 図7は、実施の形態の変形例に係る照明装置の発光モジュールの一部分を拡大した部分拡大平面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
また、以下の実施の形態において、略平行等の表現を用いている。例えば、略平行は、平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数%程度の誤差を含むことも意味する。また、略平行は、本開示による効果を奏し得る範囲において平行という意味である。他の「略」を用いた表現についても同様である。
以下の説明において、照明装置が出射する光の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向と直交する任意の方向をX軸方向とし、X軸方向及びZ軸方向と直交する方向をY軸方向と規定する。
以下、本開示の実施の形態に係る照明装置について説明する。
(実施の形態)
[構成:照明装置1]
図1は、実施の形態に係る照明装置1の外観を示す斜視図である。
図1に示すように、照明装置1は、例えば建物の造営材の取付孔に取り付けられることにより床、壁等を照明するダウンライト、ペンダントライト等の照明器具である。照明装置1の全体形状は、Z軸方向に一定の厚みを有する円盤状であるが、矩形状であってもよく、形状は特に限定されない。また、取付孔には、交流電源を照明装置1に電気的に接続するための図示しない配線が挿通される。
なお、照明装置1の設置状態にもよるが、本実施の形態では、各図において、例えば、X軸方向及びY軸方向は水平方向であり、Z軸方向は鉛直方向である。なお、光軸は照明装置1が出射する光のうち、主たる光が出射される軸であり、図2に示す中心軸Oと略平行である。
照明装置1の具体的な構成について、図2及び図3を用いて説明する。図2は、実施の形態に係る照明装置1を分解した分解斜視図である。図3は、図1のIII−III線における照明装置1の断面を示す断面図、及び、黒い太線で囲む枠の部分を拡大した部分拡大断面図である。
図2及び図3に示すように、照明装置1は、取付板20と、第1筐体31と、第2筐体32と、ソケット41と、照明制御部42と、電源部43と、発光モジュール50と、第1ホルダ61と、第2ホルダ62と、導光板70と、拡散カバー80とを備える。
<取付板20>
取付板20は、例えば、アルミニウム並びに鉄等を主成分とした金属板、又は、板状である樹脂製の板材等で構成される。本実施の形態では、取付板20は、円形状の金属板であり、中央部分に配線が通過する貫通孔21が形成される。貫通孔21には、この配線が挿通される。
また、取付板20は、第1筐体31及び第2筐体32を所定の姿勢で固定するための固定板である。取付板20は、造営材に設けられた取付孔と対向するように、造営材に取り付けられる。例えば、取付板20は、ネジ穴にネジ等の締結部材29が差し込まれることによって、造営材に固定される。なお、取付板20は、パッキン等を介して造営材に固定されてもよい。
また、取付板20は、円形状の本体部22と、本体部22の外周に立設された一対の立設部23とを有する。
本体部22には、中央部分に貫通孔21と、ネジ穴とが形成される。本実施の形態では、2つのネジ穴が貫通孔21を挟むように径方向に対向して形成される。
立設部23は、本体部22の中心を挟んで対向する位置にそれぞれ形成される。また、立設部23には、ネジ穴が形成される。立設部23のネジ穴は、取付板20と第1筐体31とが組み合わされた場合に、第1筐体31のネジ穴と重なる位置に形成される。立設部23のネジ穴にネジ等の締結部材が差し込まれることによって、取付板20は、第1筐体31に固定される。
<第1筐体31及び第2筐体32>
第1筐体31及び第2筐体32は、照明制御部42、及び、電源部43等を収容する収容体を構成する。第1筐体31及び第2筐体32は、例えば、アルミニウム並びに鉄等を主成分とした金属、又は、樹脂等で構成される。
第1筐体31は、平面視(Z軸マイナス方向に視た場合)で、一部が切り欠かれた略円盤状の容器である。第1筐体31には、照明制御部42、及び、電源部43が収容される。具体的には、第1筐体31は、第2筐体32と重なり合うように第2筐体32内に配置されることで、照明制御部42、及び、電源部43を収容する。
第2筐体32は、平面視(Z軸マイナス方向に視た場合)で、円盤状の容器である。第2筐体32は、底部32cを有する。第2筐体32の底部32cには、後述する電源部43及び照明制御部42と発光モジュール50とを電気的に接続するための配線を挿通させる貫通孔32c1が形成される。この貫通孔32c1は、第2筐体32の底部32cの中央部分に形成される。
また、第2筐体32は、底部32cの他に、さらに、照明制御部42及び電源部43を収容した第1筐体31を収容する第1収容部32aと、発光モジュール50等を収容する第2収容部32bとを有する。第1収容部32aは、第2筐体32の底部32cを境界に第2筐体32のZ軸マイナス方向側に設けられ、第2収容部32bは、第2筐体32の底部32cを境界に第2筐体32のZ軸プラス方向側に設けられる。第2筐体32は、第1収容部32aに第1筐体31等を収容した状態で、ネジ等の固定部材によって第1筐体31と一体的に固定される。
<ソケット41>
ソケット41は、第1筐体31の一部が切り欠かれた部分に配置される。つまり、ソケット41は、第2筐体32の第1収容部32a内における、第1筐体31、第2筐体32及び取付板20で形成された空間に配置される。
ソケット41は、配線から供給される商用電源を照明制御部42及び電源部43に供給するための接続端子である。具体的には、ソケット41には、発光モジュール50に電力を供給するための、取付板20の貫通孔21を挿通した配線が電気的に接続される。また、ソケット41は、図示しない別の配線を介して、照明制御部42及び電源部43に電気的に接続される。
<照明制御部42>
照明制御部42は、電源部43が発光モジュール50に供給する電流を制御することで、発光モジュール50の点灯及び消灯を制御したり、発光モジュール50の発する光を調色及び調光制御したりするためのコントローラである。
また、照明制御部42は、電源部43が発光モジュール50に供給する電流を制御することで、後述する、寒色系である昼白色の光と、暖色系である電球色の光とを選択的に発光させることが可能である。照明制御部42は、昼白色の光と電球色の光とを発光モジュール50に出射させることで、人が快適であると感じる色温度の範囲を示すクルイトフの効果を発揮することができる。つまり、照明制御部42は、黒体軌跡に類似するクルイトフのカーブ(クルイトフの快適域)に沿って、発光モジュール50を発光させることができる。例えば、人は、明るさが明るくかつ暖色系の強い光(色温度が低い光)では、暑苦しい印象を受け、不快に感じる傾向にある。また、明るさが暗く、かつ寒色系の強い光(色温度が高い光)では、薄暗い印象を受け、不快に感じる傾向にある。
照明制御部42は、発光モジュール50を制御するための1以上の制御回路部品で構成される。1以上の制御回路部品は、マイコン等で構成され、実装基板に実装される。
なお、照明制御部42の1以上の制御回路部品は、発光モジュール50の基板52に実装されていてもよい。
<電源部43>
電源部43は、発光モジュール50を点灯させるための電力を供給する点灯回路を有する電源モジュールである。電源部43は、ソケット41等を介して、供給された交流電流を直流電流に変換し、変換した直流電流を発光モジュール50に供給する。
電源部43は、1以上のリード付き回路部品で構成される。リード付き回路部品は、例えば、電解コンデンサ、トランス、コイル等で構成され、実装基板に実装される。
なお、照明制御部42を実装する実装基板と、電源部43を実装する実装基板とは同一の1枚の基板であってもよく、別々の基板であってもよい。
また、本実施の形態では、色温度の異なる2つの発光素子51b(後述する)を個々に駆動する2つの電源部43が用いられる。一方の電源部43は、後述する第1発光面151から光を出射させる各々の発光素子51bに電流を供給し、他方の電源部43は、後述する第2発光面152から光を出射させる各々の発光素子51bに電流を供給する。
<発光モジュール50>
発光モジュール50は、円盤状であり、第2筐体32の底部32cに対応した形状(平面視で円形状)である。発光モジュール50は、第2筐体32の底部32cに固定される。
発光モジュール50は、複数のLED光源51と、基板52とを有する。
複数のLED光源51は、規定方向に沿って並べられた状態で、基板52のZ軸プラス方向側の面に実装される。本実施の形態では、複数のLED光源51は、円環状に配列された状態であり、周方向に沿って並べられる。各々のLED光源51は、Z軸プラス方向に光を出射する姿勢で基板52に実装される。各々のLED光源51からの主たる光の出射方向は、Z軸プラス方向に向いている。各々のLED光源51は、照明装置1の出射光となる光を出射し、導光板70を介して拡散カバー80に光を入射させる。LED光源51は、光源の一例である。
複数のLED光源51の配置について、図4を用いて説明する。図4は、実施の形態に係る照明装置1の発光モジュール50の一部分を拡大した部分拡大平面図である。
図4に示すように、複数のLED光源51は、基板52の中央部分に形成された貫通孔52aを囲むように、等間隔に基板52に実装される。複数のLED光源51が形成する円形状の中心軸は、図2の中心軸Oと略一致する。本実施の形態では、複数のLED光源51は、規定方向(本実施の形態では周方向)に沿って一列に並べられた円環状を形成しているが、二列以上によって同心状の円環を形成していてもよい。また、矩形の照明装置においては、規定方向が略矩形環に沿う方向であってもよい。
各々のLED光源51は、いわゆるSMD(Surface Mount Device)型のLED素子である。LED光源51は、制御部42が電源部43を制御することで点灯及び消灯を行う。また、LED光源51は、制御部42により制御されて調光及び調色が行われてもよい。例えば、青色LEDチップと黄色蛍光体含有樹脂との組み合わせにより白色光を放出する表面実装型LED素子が、LED光源51として採用される。
なお、各々のLED光源51は、COB(Chip On Board)型のLED素子であってもよい。
各々のLED光源51の構成について、図5を用いて説明する。図5は、実施の形態に係る照明装置1の発光モジュール50のLED光源51を拡大した拡大平面図である。
図5に示すように、各々のLED光源51は、色温度の異なる光を出射するための、複数の発光素子51bをそれぞれ有する。つまり、各々のLED光源51は、複数の発光素子51bを1組として1つにパッケージ化されている。本実施の形態において、各々のLED光源51では、2つの発光素子51bが1組として1つにパッケージ化されている。各々のLED光源51は、昼白色の光と電球色の光とを、同時に又は別々に出射する。例えば、各々のLED光源51は、色温度が約2200K〜7400Kまでの光を出射する。
複数の発光素子51bにおける隣り合う2つの発光素子51bは、ピッチがHとなるように配置される。本実施の形態では、ピッチHは、3mm以下である。ここで、ピッチHは、LED光源51を平面視した場合に、一方の発光素子51bの中心軸(光軸と略同一)と、他方の発光素子51bの中心軸(光軸と略同一)との間の距離である。
また、各々のLED光源51は、第1色温度の光を出射する第1発光面151と、第1発光面151に隣接する面であり、第1色温度と異なる色温度である第2色温度の光を出射する第2発光面152とを有する。例えば、各々のLED光源51が2つの発光素子51bを有する場合、一方の発光素子51bが発する光が第1発光面151から出射され、他方の発光素子51bが発する光が第2発光面152から出射される。ここで、第1色温度の光は昼白色の光である。また、第2色温度の光は、第1色温度の光よりも色温度が低く、電球色の光である。
また、第1発光面151と第2発光面152との並びが規定方向、つまり各々のLED光源51の並びである周方向に沿うように、各々のLED光源51が基板52に実装される。また、本実施の形態では、複数のLED光源51は、周方向において、1つの第1発光面151と、1つの第2発光面152とが交互に並べられるように配置される。このため、周方向において、第1色温度の光と第2色温度の光とが交互に出射される。本実施の形態では、第1発光面151と第2発光面152との並び方向がLED光源51の位置によって変わるため、並び方向は周方向であり、規定方向の一例である。
各々のLED光源51の構成について具体的に説明する。
各々のLED光源51は、リフレクタ51aと、2つの発光素子51bと、2種類の蛍光体含有樹脂51c1、51c2とを有する。
リフレクタ51aは、凹部51a1を有する樹脂製又はセラミック製の白色の容器であり、蛍光体含有樹脂51c1、51c2を保持する土手である。リフレクタ51aには、2つの発光素子51bが発する光を所定方向に反射させることで所定方向に光を配光制御する反射面が内面に形成される。リフレクタ51aの凹部51a1には、2つの発光素子51bがそれぞれ異なる色温度を出射させるために、互いに異なる蛍光体含有樹脂51c1、51c2が封止される。
2つの発光素子51bのそれぞれは、リフレクタ51aの凹部51a1の底部に実装されるLEDチップである。平面視したリフレクタ51aの凹部51a1を二分割した場合に、一方の発光素子51bは一方の凹部51a1の領域に実装され(例えばドットのハッチングの細かい方)、他方の発光素子51bは他方の凹部51a1の領域に実装される(例えばドットのハッチングの粗い方)。
一方の発光素子51bは、第1発光面151から第1色温度の光を出射させるために適した蛍光体含有樹脂51c1によって封止され、他方の発光素子51bは、第2発光面152から第2色温度の光を出射させるために適した蛍光体含有樹脂51c2によって封止される。本実施の形態では、第1発光面151に対応する発光素子51bの数と、第2発光面152に対応する発光素子51bの数との比率は、一対一である。これにより、第1発光面151及び第2発光面152から同等の光量の光が出射される。
各々のLED光源51の構成について、図6を用いて説明する。図6は、実施の形態に係る照明装置1を示すブロック図である。
また、図5及び図6に示すように、複数のLED光源51において、一方の発光素子51bのそれぞれは基板52に形成されたパターン配線55によって直列に接続され、他方の発光素子51bのそれぞれも基板52に形成されたパターン配線55によって直列に接続される。
このパターン配線55は、隣り合う2つのLED光源51のうちの一方のLED光源51の端子(不図示)と他方のLED光源51の端子とを電気的に接続する。例えば、LED光源51が4つの端子を有する場合、第1プラス端子及び第1マイナス端子は、一方のLED光源51における一方の発光素子51bに電気的に接続され、第2プラス端子及び第2マイナス端子は、他方のLED光源51における他方の発光素子51bに電気的に接続される。パターン配線55は、一方のLED光源51における第1プラス端子と、他方のLED光源51における第1マイナス端子とを電気的に接続する。別のパターン配線55は、一方のLED光源51における第2プラス端子と、他方のLED光源51における第2マイナス端子とを電気的に接続する。このとき、一方の発光素子51bに接続されるパターン配線55と、他方の発光素子51bに接続されるパターン配線55とは、導通しないように並列となる。
照明装置1が2つの電源部43を有する場合、直列に接続された複数の一方の発光素子51bは、一方の電源部43から電力が供給され、直列に接続された複数の他方の発光素子51bは、他方の電源部43から電力が供給される。本実施の形態では、各々のLED光源51は、2つの発光素子51bに電力を供給するために、4つの端子を有する。なお、各々のLED光源51は、3つの端子を有していてもよく、端子の数は限定されない。
図5に示すように、2種類の蛍光体含有樹脂51c1、51c2のそれぞれは、リフレクタ51aの凹部51a1内に封入された封止部材であり、蛍光体等の波長変換材が含有される。2種類の蛍光体含有樹脂51c1、51c2のうち、一方の蛍光体含有樹脂51c1は第1発光面151を形成し、他方の蛍光体含有樹脂51c2は第2発光面152を形成する。
第1発光面151は第2発光面152と実質的に面一であり、第1発光面151及び第2発光面152は図4の基板52の実装面に対して略平行である。
一方の蛍光体含有樹脂51c1は、第1発光面151から第1色温度の光を出射させることが可能であり、一方の発光素子51bを封止する。また、他方の蛍光体含有樹脂51c2は、第2発光面152から第2色温度の光を出射させることが可能であり、他方の発光素子51bを封止する。具体的には、LED光源51を平面視して、リフレクタ51aの凹部51a1を二分割した場合に、一方の蛍光体含有樹脂51c1は一方の凹部51a1の領域に封止され、他方の蛍光体含有樹脂51c2は他方の凹部51a1の領域に封止される。
一方の蛍光体含有樹脂51c1は、昼白色の光を出射する蛍光体を含有することで、第1色温度の光を出射させる。また、他方の蛍光体含有樹脂51c2は、昼白色の光を出射する蛍光体と、暖色の光を出射する蛍光体とを含有することで、第2色温度の光を出射させる。具体的な蛍光体については、公知の蛍光体を用いることで実現する。
なお、本実施の形態のLED光源51では実質的に同一の発光素子51bをそれぞれ用い、2種類の蛍光体含有樹脂51c1、51c2によって、LED光源51は、第1色温度の光と第2色温度の光とを発するが、それぞれ異なる発光素子51bを用いてもよい。例えば、LED光源51は、第1色温度の光を発する一方の発光素子51bと、第2色温度の光を発する他方の発光素子51bとを用いてもよい。この場合、LED光源51には、1種類の蛍光体含有樹脂が用いられていてもよい。
図2及び図3に示すように、基板52は、複数のLED光源51を実装するための実装基板であって、例えばセラミックス基板、樹脂基板又は絶縁被覆されたメタルベース基板などである。基板52には、LED光源51を発光させるための直流電力を外部から受電するための一対の電極端子(正電極端子及び負電極端子)が形成されている。
基板52は、円板状であり、第2筐体32の底部32cに相当する部分であり、第2筐体32の底部32cにおけるZ軸プラス方向側の面に固定される。基板52は、第2筐体32の底部32cに相当する部分と同様の形状である。
また、基板52には、制御部及び電源部43から発光モジュール50に電力を供給するための配線が挿通するための貫通孔52aが形成される。この貫通孔52aの開口は、中心軸Oと略直交するように、基板52の中央部分に形成される。この貫通孔52aは、第2筐体32に形成される貫通孔32c1と対向する位置に形成される。
<第1ホルダ61及び第2ホルダ62>
第1ホルダ61及び第2ホルダ62は、基板52に実装された複数のLED光源51を避けて、複数のLED光源51と物理的に干渉しないように、基板52に固定される。第1ホルダ61及び第2ホルダ62が基板52に固定された状態の発光モジュール50を平面視した場合、第1ホルダ61と第2ホルダ62とでLED光源51の円環状の並びを内側と外側とで挟むように、第1ホルダ61及び第2ホルダ62が基板52に固定される。LED光源51の円環状の並び方向は、周方向であり、図4に示す規定方向の一例である。
また、第1ホルダ61及び第2ホルダ62は、樹脂等によって形成される光学部材であり、光を反射する機能を有する。第1ホルダ61及び第2ホルダ62は、導光板70から出射された光を導光板70に戻したり、複数のLED光源51が出射した光を導光板70に入射させたりする。
なお、第1ホルダ61及び第2ホルダ62は、入射する光を拡散する光拡散機能を有していてもよい。この場合、拡散した光を導光板70に入射させることで、導光板70を導光する光をよりミキシングさせることができる。
第1ホルダ61は、平面視で円盤状をなしている。また、第1ホルダ61は、外周端縁が、導光板70のZ軸マイナス方向側の面の形状に沿って、Z軸マイナス方向に立ち上がる(反りあがる)器状をなしている。
また、第1ホルダ61は、発光モジュール50を平面視した場合に、複数のLED光源51の並びによって形成した円環状の内側に配置される。また、第1ホルダ61は、基板52と導光板70(後述する第1導光部171)との間に配置される。
第2ホルダ62は、平面視で円環状をなしている。また、第2ホルダ62は、内周端縁が、導光板70のZ軸マイナス方向側の面の形状に沿って、Z軸マイナス方向に立ち上がる(反りあがる)。
また、第2ホルダ62は、発光モジュール50を平面視した場合に、複数のLED光源51の並びによって形成した円環状の外側に配置される。また、第2ホルダ62は、基板52と導光板70(後述する第2導光部172)との間に配置される。
<導光板70>
導光板70は、複数のLED光源51が発する光を導光させた後に、拡散カバー80に出射するライトガイドである。導光板70は、アクリル及びポリカーボネート等の樹脂部材又はガラス等の透光性の部材で構成されるが、透光性があればその他どのような材料で構成されてもよい。
導光板70は、導光板70の厚み方向(Z軸方向)と、各々のLED光源51から出射される光の発光面(第1発光面151及び第2発光面152)の法線方向(Z軸方向)とが略平行となるように、各々のLED光源51から出射される光の方向側(Z軸プラス方向側であり、各々のLED光源51の前方)に配置される。導光板70は、複数のLED光源51が発する光が入射するように、第2筐体32の第2収容部32bに固定される。導光板70は、第1ホルダ61及び第2ホルダ62と、複数のLED光源51との全てを覆う姿勢で、第2収容部32bに固定される。導光板70は、第1ホルダ61及び第2ホルダ62、並びに複数のLED光源51よりも、Z軸プラス方向側に配置される。導光板70は、第1ホルダ61及び第2ホルダ62と拡散カバー80との間に配置される。
導光板70は、円盤状をなしている。導光板70の形状は、発光モジュール50に固定された第1ホルダ61及び第2ホルダ62と、複数のLED光源51とで構成された表面(Z軸プラス方向側の面)に沿った形状が形成される。なお、導光板70の形状は、円盤状に限らず、多角形の板状等、他の形状でもよい。
導光板70は、環状導光部71と、第1導光部171と、第2導光部172とを有する。
環状導光部71は、導光板70において、一部がZ軸マイナス方向に立ち上がるように変形した、円環状の部分である。環状導光部71は、Z軸マイナス方向側の面ではZ軸マイナス方向に突出し、Z軸プラス方向側の面ではZ軸マイナス方向に凹む。環状導光部71は、光入射導光部の一例である。
また、環状導光部71の中心を通過する中心軸は、中心軸Oと略一致する。
また、環状導光部71は、断面視で、複数のLED光源51からZ軸プラス方向に向かって末広がる、略逆V字状の湾曲する部分である。環状導光部71のZ軸マイナス方向側の面である先端面は、複数のLED光源51が発した光が入射する入射面71aである。入射面71aは、X−Y平面に対して略平行であり、複数のLED光源51が発した光の光軸と略直交する。
また、環状導光部71は、複数のLED光源51が発した光を、第1導光部171及び第2導光部172に導光させる、導光板70の一部分である。導光板70、第1ホルダ61及び第2ホルダ62を平面視した場合に、環状導光部71は、第1ホルダ61と第2ホルダ62とに挟まれるように配置される。環状導光部71は、第1導光部171と第2導光部172との間に設けられ、第1導光部171及び第2導光部172に接続される。これにより、環状導光部71は、導光した光を第1導光部171及び第2導光部172に導光させる。
なお、環状導光部71と第1導光部171との境界は、平面の第1出射面171aと、平面でない湾曲した環状導光部71との接続部分が境界となる。環状導光部71と第2導光部172との境界についても同様である。
第1導光部171は、円盤状をなし、第1ホルダ61のZ軸プラス方向側の面に配置された、導光板70の一部分(環状導光部71と異なる部分)である。第1導光部171は、導光板70、第1ホルダ61及び第2ホルダ62等を平面視した場合に、第1ホルダ61と重なるよう配置される、つまり、複数のLED光源51の並びで形成された円環状の内側に配置される。また、第1導光部171は、第1ホルダ61と拡散カバー80との間に配置される。
第1導光部171は、導光板70の平板状の部分であり、環状導光部71を導光した光を出射する第1出射面171aを有する。第1出射面171aは、導光板70におけるZ軸プラス方向側の平面であり、X−Y平面に対して略平行であり、入射面71aと略平行である。また、平面視した場合に、第1出射面171aは、入射面71aと重なっていない。第1出射面171aは、入射面71aから入射した光を出射する出射面の一部を構成する。第1出射面171aから出射する光は、主にZ軸方向と略平行である。
第2導光部172は、円環状をなし、第2ホルダ62のZ軸プラス方向側の面に配置された、導光板70の一部分(第1導光部171及び環状導光部71と異なる部分)である。第2導光部172は、導光板70、第1ホルダ61及び第2ホルダ62等を平面視した場合に、第2ホルダ62と重なるよう配置される、つまり、複数のLED光源51の並びで形成された円環状の外側に配置される。また、第2導光部172は、第2ホルダ62と拡散カバー80との間に配置される。
第2導光部172は、導光板70の平板状の部分であり、環状導光部71を導光した光を出射する第2出射面172bを有する。第2出射面172bは、導光板70におけるZ軸プラス方向側の平面であり、X−Y平面に対して略平行であり、入射面71aと略平行である。また、平面視した場合に、第2出射面172bは、入射面71aと重なっていない。第2出射面172bは、入射面71aから入射した光を出射する出射面の一部を構成する。第2出射面172bから出射する光は、主にZ軸方向と略平行である。
また、第2出射面172bの表面積は、第1出射面171aの表面積と同等であることが好ましい。
ここで、導光板70と各々のLED光源51との関係について説明する。
本実施の形態において、各々のLED光源51から第1出射面171a及び第2出射面172bまでの距離は、各々の発光素子51bのうちの隣り合う2つの発光素子51bのピッチの2倍以上である。具体的には、各々のLED光源51の発光面である第1発光面151及び第2発光面152から導光板70の第1出射面171a及び第2出射面172bまでの距離Dは、隣り合う2つの発光素子51bのピッチHの2倍以上である。
ここで、距離DがピッチHの2倍未満であれば、LED光源から第1出射面及び第2出射面までの距離が十分でないため、互いに色温度の異なる光が十分にミキシングされないまま導光板の第1発光面及び第2発光面から出射されてしまう。このため、本実施の形態では、距離DがピッチHの2倍以上であり、かつ、ピッチHを3mm以下としている。例えば、ピッチHが3mmであれば、距離Dは、6mm以上必要である。
距離Dは、第1発光面151及び第2発光面152から、第1出射面171a及び第2出射面172bと一致する延長線までの高さであってもよい。また、距離Dは、第1発光面151及び第2発光面152から、第1出射面171a及び第2出射面172bまでの単純な距離であってもよい。
<拡散カバー80>
拡散カバー80は、照明装置12の最も外側に位置する外郭筐体である。拡散カバー80は、発光モジュール50、第1ホルダ61、第2ホルダ62、及び、導光板70の全体を覆うように、ドーム状に構成される。カバー部90は、第2筐体32の第2収容部32bに固定される。
拡散カバー80は、透明樹脂等の透光性を有する樹脂材料又は透明なガラス材料等の透光部材によって構成される。拡散カバー80は、透過性かつ散乱性を有し、導光板70を介して、発光モジュール50から出射した光を透過及び散乱させる。
[動作]
このような、照明装置1において、各々のLED光源51は、第1色温度の光と、第2色温度の光とを発する。第1色温度の光と第2色温度の光とは、導光板70の入射面71aに入射する。入射面71aに入射した光は、導光板70の環状導光部71を導光した後に、第1導光部171又は第2導光部172を導光する。第1色温度の光と第2色温度の光とは、環状導光部71を導光する際に互いに混ざり合い(ミキシングされ)、さらに、第1導光部171及び第2導光部172を導光する際にもミキシングされる。これにより、第1色温度の光及び第2色温度の光は、互いにミキシングされた状態で、第1導光部171の第1出射面171a及び第2導光部172の第2出射面172bから出射される。そして、導光板70から出射された光が拡散カバー80によって拡散透過され、拡散カバー80は、光を照射する。これにより、拡散カバー80の発光面の色ムラを抑制することができる。
また、第1ホルダ61及び第2ホルダ62は、各々のLED光源51が発した第1色温度の光と第2色温度の光とを反射することで導光板70に入射させたり、導光板70から出射された光を反射することで導光板70に再び入射させたりする。これにより、照明装置1から出射される光量の低下を抑制することができる。
[作用効果]
次に、本実施の形態における照明装置1の作用効果について説明する。
上述したように、本実施の形態に係る照明装置1は、色温度の異なる光を出射する複数のLED光源51であって、複数の発光素子51bを1組として1つにパッケージ化された複数のLED光源51と、複数のLED光源51が出射した光が入射する入射面71aと、入射面71aから入射した光を出射する第1出射面171a及び第2出射面172bとを有する導光板70とを備える。そして、複数のLED光源51及び複数の発光素子51bは、規定方向に沿って並べられる。
このように、1つのパッケージから互いに異なる色温度の光を出射することができるため、1組の複数の発光素子51bが互いに近い位置に設けられる。このため、互いに異なる色温度の光は、導光板70に入射した際にミキシングされ易くなる。
また、本実施の形態に係る照明装置1では、複数のLED光源51及び1組の発光素子51bを規定方向に並べることで、複数の発光素子51bの並びを整列させることができる。このため、導光板70の入射面71aに入射する光を確実に入射させることができる。これにより、複数の発光素子が発する光の一部が入射されないこと(入射効率の低下)による、光の調色が変化するといったことが生じ難くなる。
したがって、照明装置1では、発光面の色ムラを抑制することができる。
特に、複数のLED光源51を規則的に並べれば、複数のLED光源51における隣り合う2つのLED光源51を電気的に接続するパターン配線55を配線し易くすることができる。
また、1つのLED光源51から互いに異なる色温度の光を出射することができるため、例えば互いに異なる色温度の光を出射する別々のLED光源をそれぞれ設けた照明装置に比べて、本実施の形態に係る照明装置1では、LED光源51の実装領域を小さくすることができる。このため、照明装置1を小型化することができる。
さらに、複数の発光素子と拡散カバーとを大きく離間させれば、複数の発光素子の出射した互いに異なる色温度の光がミキシングされ易くなる。しかし、この場合では、複数の発光素子と拡散カバーとの距離を確保するために、照明装置の厚みが増してしまう。しかし、複数の発光素子51bが出射した互いに異なる色温度の光は、導光板70によってミキシングされるため、複数の発光素子51bと拡散カバー80とを近づけることができる。このため、照明装置1の厚みを薄型化することができる。
さらに、互いに異なる色温度の光を出射する別々のLED光源をそれぞれ設ける場合に比べて、本実施の形態に係る照明装置1では、LED光源51の数を減らすことができるため、照明装置1の製造コストを低廉化することができる。
また、本実施の形態に係る照明装置1において、複数のLED光源51のそれぞれは、第1色温度の光を出射する第1発光面151と、第1色温度と異なる第2色温度の光を出射する第2発光面152とを有する。
これによれば、第1発光面151及び第2発光面152とは、1つのパッケージに設けられるため、第1発光面151と第2発光面152とが互いに近い位置に設けられる。このため、第1色温度の光と第2色温度の光とがミキシングされ易くなる。
また、本実施の形態に係る照明装置1において、複数のLED光源51は、規定方向において、1つの第1発光面151と1つの第2発光面152とが交互に並べられるように配置される。
これによれば、複数のLED光源51が第1色温度の光と第2色温度の光とを交互の出射するため、第1色温度の光と第2色温度の光とが導光板70に入射して導光する際に、第1色温度の光と第2色温度の光とがミキシングされ易くなる。このため、照明装置1では、発光面の色ムラを抑制することができる。
また、複数のLED光源51における隣り合う2つのLED光源51を電気的に接続するパターン配線55を確実に配線し易くすることができる。
さらに、LED光源51の端子が4つ存在する場合、一方の発光素子51bに接続されるパターン配線55と、他方の発光素子51bに接続されるパターン配線55とが導通しないように絶縁距離を取ることができる。
また、本実施の形態に係る照明装置1における複数のLED光源51において、第1発光面151に対応する発光素子51bの数と、第2発光面152に対応する発光素子51bの数との比率は、一対一である。
これによれば、第1発光面151から出射する光の光量と第2発光面152から出射する光の光量とを同等にすることができる。このため、照明装置1から出射する光の調光及び調色を調節し易くなる。
また、本実施の形態に係る照明装置1において、複数のLED光源51のそれぞれは、2つの発光素子51bを有する。本実施の形態に係る照明装置1は、さらに、色温度の異なる2つの発光素子51bを個々に駆動する2つの電源部43を備える。
これによれば、色温度の異なる2つの発光素子51bを2つの電源部43で別々又は同時に駆動することができる。このため、照明装置1から出射する光の色温度を変えることができる、つまり調色制御し易くなる。
また、本実施の形態に係る照明装置1の導光板70において、入射面71aと第1出射面171a及び第2出射面172bとは、略平行であり、かつ、入射面71aと第1出射面171a及び第2出射面172bとを平面視した場合に重なっていない。
これによれば、各々のLED光源51から出射される光の方向に導光板70が配置されるため、LED光源51から第1出射面171a及び第2出射面172bまでの光路長を確実に確保することができる。このため、導光板70は、各々のLED光源51から出射された光を導光させる際に、十分にミキシングさせることができる。その結果、照明装置1は、色ムラが抑制された発光面を得ることができる。
また、導光板の端面側にLED光源が配置される場合に比べて、本実施の形態に係る照明装置1では、導光板70の端面方向、すなわち光出射方向に垂直な方向も照らすことができる。
また、本実施の形態に係る照明装置1において、導光板70は、規定方向と略直交する平面で切断した場合の断面を断面視したときに、入射面71aを有し、LED光源51から出射される光の方向に向かうに従い、入射面71aから末広がるように二方向に延びる環状導光部71と、環状導光部71が延びる二方向のうちの一方側に接続され、環状導光部71を導光した光を出射する出射面の一部を構成する第1出射面171aを有する第1導光部171と、環状導光部71が延びる二方向のうちの他方側に接続され、環状導光部71を導光した光を出射する出射面の一部を構成する第2出射面172bを有する第2導光部172とを有する。
例えば、LED光源が発する光を導光板の入射面に入射させる場合、導光板の厚みは、LED光源の大きさに応じて変化する。このため、LED光源の大きさによっては導光板の厚みが厚くなることがある。しかし、本実施の形態では、環状導光部71は、第1導光部171側に延びる部分と、第2導光部172側に延びる部分とが1つに合わさって形成される。このため、入射面71aの大きさは、第1導光部171の厚み分と、第2導光部172の厚み分との和となる。このため、導光板70の厚みが厚くなり難くなるため、導光板70の厚みの増大を抑制することができる。その結果、照明装置1の厚みが厚くなり難くなる。
例えば、導光板の厚みが厚くなれば、その分だけ材料費を要するため照明装置の製造コストが高騰化してしまう。しかし、本実施の形態の照明装置1では、導光板70の厚みの増大を抑制することができるため、照明装置1の製造コストの高騰化を抑制することができる。
(実施の形態の変形例)
[構成]
本変形例に係る照明装置について図7を用いて説明する。
図7は、実施の形態の変形例に係る照明装置の発光モジュール50aの一部分を拡大した部分拡大平面図である。
本変形例の照明装置の構成は、特に明記しない場合、実施の形態と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
本変形例では、発光モジュール50aの複数のLED光源51の並びの規定方向において、2つの第1発光面151が隣り合い、かつ、2つの第2発光面152が隣り合うように、複数のLED光源51が配置される。言い換えれば、LED光源51の並びの周方向において、2つの第1発光面151が向かい合い、かつ、2つの第2発光面152が向かい合うように、2つの第1発光面151を一組とし、2つの第2発光面152を一組として、LED光源51が交互に並べられる。
本変形例でも、LED光源51が4つの端子を有する場合、第1プラス端子及び第1マイナス端子は、一方のLED光源51における一方の発光素子51bに電気的に接続され、第2プラス端子及び第2マイナス端子は、他方のLED光源51における他方の発光素子51bに電気的に接続される。パターン配線55は、一方のLED光源51における第1プラス端子と、他方のLED光源51における第1マイナス端子とを電気的に接続する。別のパターン配線55は、一方のLED光源51における第2プラス端子と、他方のLED光源51における第2マイナス端子とを電気的に接続する。このとき、一方の発光素子51bに接続されるパターン配線55と、他方の発光素子51bに接続されるパターン配線55とは、導通しないように並列となる。
このような、本変形例に係る照明装置において、複数のLED光源51は、第1発光面151と第2発光面152との並びが規定方向に沿って並べられる。そして、複数のLED光源51は、規定方向において、2つの第1発光面151が隣り合い、かつ、2つの第2発光面152が隣り合うように配置される。
これによれば、複数のLED光源51が第1色温度の光と第2色温度の光とを交互の出射するため、第1色温度の光と第2色温度の光とが導光板70に入射して導光する際に、第1色温度の光と第2色温度の光とがミキシングされ易くなる。このため、照明装置1では、色ムラが抑制された発光面を得ることができる。
また、複数のLED光源51における隣り合う2つのLED光源51を電気的に接続するパターン配線55を確実に配線し易くすることができる。
さらに、LED光源51の端子が4つ存在する場合、一方の発光素子51bに接続されるパターン配線55と、他方の発光素子51bに接続されるパターン配線55とが導通しないように絶縁距離を取ることができる。
(その他変形例等)
以上、本開示について、実施の形態及び実施の形態の変形例に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態及び実施の形態の変形例に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態及び実施の形態の変形例に係る照明装置において、2つの発光素子が1つの光源にパッケージ化されているが、3つ以上の発光素子が1つの光源にパッケージ化されていてもよい。この場合、各々の発光素子には、異なる色温度を出射するためのそれぞれの蛍光体含有樹脂によって封止されていてもよい。この場合、各々のLED光源131は、2の倍数個となる端子が設けられてもよい。また、1種類の蛍光体含有樹脂に複数の発光素子が封止されていてもよい。
また、上記実施の形態及び実施の形態の変形例に係る照明装置は、円形状に限定されず、例えば、平面視で略矩形状であってもよく、形状は特に限定されない。この場合、導光板も平面視で略矩形状となり、第1導光部、第2導光部及び光入射導光部も、それぞれを平面視で矩形状となる。また、LED光源51の並び方向は、直線状となる。
また、上記実施の形態及び実施の形態の変形例に係る照明装置には、一枚の導光板に限定されず、第1ガイド部と同等の形状の導光板と、第2ガイド部と同等の形状の導光板との2枚の導光板が設けられていてもよい。
また、上記実施の形態及び実施の形態の変形例に係る照明装置において、制御部は、各々のLED光源の第1発光面及び第2発光面から出射する光の調光レベル及び調色レベルを略同一に制御することができてもよい。
また、上記実施の形態及び実施の形態の変形例に係る照明装置において、電源部は、2つ用いられているが、1つの電源部であってもよい。この場合、複数のLED光源における複数の一方の発光素子と複数の他方の発光素子とが並列接続されていてもよい。
また、上記実施の形態及び実施の形態の変形例に係る照明装置において、1つの一方の発光素子と、1つの他方の発光素子とが1組となって、並列接続されていてもよい。
その他、実施の形態及び実施の形態の変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び実施の形態の変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
1 照明装置
43 電源部
51 LED光源(光源)
51b 発光素子
70 導光板
71 環状導光部(光入射導光部)
71a 入射面
151 第1発光面
152 第2発光面
171 第1導光部
171a 第1出射面(出射面)
172 第2導光部
172b 第2出射面(出射面)

Claims (8)

  1. 色温度の異なる光を出射する複数の光源であって、複数の発光素子を1組として1つにパッケージ化された複数の光源と、
    前記複数の光源が出射した光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を出射する出射面とを有する導光板とを備え、
    前記複数の光源及び前記複数の発光素子は、規定方向に沿って並べられる
    照明装置。
  2. 前記複数の光源のそれぞれは、第1色温度の光を出射する第1発光面と、前記第1色温度と異なる第2色温度の光を出射する第2発光面とを有する
    請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記複数の光源は、前記規定方向において、1つの前記第1発光面と1つの前記第2発光面とが交互に並べられるように配置される
    請求項2に記載の照明装置。
  4. 前記複数の光源は、
    前記第1発光面と前記第2発光面との並びが前記規定方向に沿って並べられ、
    前記規定方向において、2つの前記第1発光面が隣り合い、かつ2つの前記第2発光面が隣り合うように配置される
    請求項2に記載の照明装置。
  5. 前記複数の光源において、前記第1発光面に対応する発光素子の数と前記第2発光面に対応する発光素子の数との比率は、一対一である
    請求項2〜4のいずれか1項に記載の照明装置。
  6. 前記複数の光源のそれぞれは、2つの発光素子を有し、
    さらに、前記色温度の異なる2つの発光素子を個々に駆動する2つの電源部を備える
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明装置。
  7. 前記導光板において、前記入射面と前記出射面とは、平行であり、かつ、前記入射面及び前記出射面を平面視した場合に重なっていない
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の照明装置。
  8. 前記導光板は、前記規定方向と直交する平面で切断した場合の断面を断面視したときに、
    前記入射面を有し、前記光源から出射される光の方向に向かうに従い、前記入射面から末広がるように二方向に延びる光入射導光部と、
    前記光入射導光部が延びる二方向のうちの一方側に接続され、前記光入射導光部を導光した光を出射する前記出射面の一部を構成する第1出射面を有する第1導光部と、
    前記光入射導光部が延びる二方向のうちの他方側に接続され、前記光入射導光部を導光した光を出射する前記出射面の一部を構成する第2出射面を有する第2導光部とを有する
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の照明装置。
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