JP4178893B2 - 照明器具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ素子を光源として使用した照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の照明器具としては、特開２００１−３２５８１１に開示されたものがあり、図８はその一部を切り欠いた側面図である。この照明器具は、複数のＬＥＤ素子１ａが実装されたＬＥＤ実装基板１と、このＬＥＤ実装基板１を収納しＬＥＤ素子１ａからの光を外部に放出する開口部２ａを有する灯具本体２と、ＬＥＤ実装基板１の端部に実装された接続部５と、接続部５より外部に引き出されその先端に固定基部７を介してＵＳＢ端子が接続された導線６と、導線６の外側に同心状におおい被せられ、灯具本体２と固定基部７との間に設けられたフレキシブルチューブ８と、灯具本体２の端部であって、その上側に設けられたスイッチ９と、を備えて構成されている。
【０００３】
ＬＥＤ実装基板１は、長方形をなし、その一面には光の方向を灯具本体２の開口部２ａに向けたＬＥＤ素子１ａが実装されている。このＬＥＤ素子１ａは、通常、砲弾型と呼ばれるもので、ＬＥＤチップとこれを保持するベースとＬＥＤチップを覆うように設けられたレンズとＬＥＤチップの電極とＬＥＤ実装基板の導体とを電気的に接続するリード線と、を備えて構成されている。
【０００４】
灯具本体２は、略筒状をなし、内部にＬＥＤ実装基板１と接続部５とを収納し、その端部は、フレキシブルチューブ８に取付けられている。
接続部５は、ＬＥＤ実装基板１と導線６とを電気的に接続するものである。また、導線６は、先端に接続されたＵＳＢ端子より電力を得て、この電力を接続部５やスイッチ９を介してＬＥＤ実装基板１に供給するものである。
固定基部７は、断面が略Ｌ字をなした挟持部７１を有し、この挟持部７１と固定基部の垂直面７ｂとにより、机などを挟持することにより、この照明器具を取付けるものである。
【０００５】
この照明器具を点灯させるとＬＥＤ素子１ａが光を放射し、灯具本体２の開口部２ａを介して、照射面を照らす。このときＬＥＤ素子１ａは、ＬＥＤチップから放出した光を個々のレンズにより所定の方向に集光したうえで、光を放射することになり、これにより照射したい面に所定の照度が得られる。
【０００６】
このように構成された照明器具は、白熱灯や蛍光灯を光源としたものと比べ、効率のよいものとなり、さらに光源の寿命も長いものとなるので、今後さらに普及が期待できるものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３２５８１１号公報（第２−３項、図８）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した照明器具は、照明器具から略直下に照射される光の分布に図９に示すようなムラが生じる可能性があった。このムラは、個々のＬＥＤ素子１ａより放出された光が重なり合うことにより生じるものであった。さらに、上記した照明器具は、灯具本体２の開口部２ａから略水平方向に装飾的な光、つまり照明器具の点灯状態を見た目に美しいものとする光を出すことは、難しく、通常は、略水平方向には光が放出されなかったり、あるいは、放出されてもＬＥＤ素子１ａが点在していることがわかるような明部と暗部が生じたものとなり、美観的な観点より改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、放出される光をより均一にできる照明器具を供給することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、複数のＬＥＤ素子が直線状に実装されたＬＥＤ実装基板と、このＬＥＤ実装基板を収納しＬＥＤ素子からの光を外部に放出する開口部を有する灯具本体と、前記ＬＥＤ素子に所定の直流電圧を出力する直流電源回路と、を備えた照明器具において、前記開口部にＬＥＤ素子からの光を透過させ得る透光板を設け、この透光板にＬＥＤ素子からの光が広がることを抑制する中央が凸状をなした集光部を個々のＬＥＤ素子に対応して設けるとともに、前記集光部の周辺にＬＥＤ素子からの光を集光部側に屈折させる凸凹をなした屈折部を設け、透光板の側縁に外側の面を凸凹の形状をなし側縁から出る光を拡散させる拡散部を灯具本体より突出させて設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明の照明器具は、請求項１おいて、前記ＬＥＤ実装基板に白色のＬＥＤ素子と白色のＬＥＤ素子よりも数の少ない暖色系のＬＥＤ素子を実装し、白色のＬＥＤ素子のならびの中に暖色系のＬＥＤ素子を散在させたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明の照明器具は、請求項２において、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、前記白色のＬＥＤ素子に対応して設けられた白色用集光部よりも、光の集光度合いに広がりを持たせたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明の照明器具は、請求項３において、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を有することにより光の集光度合いに広がりを持たせたものであることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る発明の照明器具は、請求項２乃至４の何れかにおいて、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を有することにより光の集光度合いに広がりを持たせたものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る発明の照明器具は、請求項１乃至５の何れかにおいて、前記ＬＥＤ実装基板を長尺の形状とし、このＬＥＤ実装基板に前記複数のＬＥＤ素子を線状に配設するとともに、灯具本体を長い細い形状としたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図３を用いて説明する。図１は照明器具の図で、図１（ａ）は正面から見た断面図、図１（ｂ）は側面からみたＡ−Ａ´断面図、図２は図１（ｂ）を拡大したもので要部を説明するための断面図、図３は照明器具の下面図である。
【００１９】
この照明器具は、複数のＬＥＤ素子１ａが実装されたＬＥＤ実装基板１と、このＬＥＤ実装基板１を収納しＬＥＤ素子１ａからの光を外部に放出する開口部２ａを有する灯具本体２と、商用電源を受けてＬＥＤ素子１ａに所定の直流電圧を出力する直流電源回路３と、灯具本体２の基端より外部に引き出された電源コード４と、を備えて構成されている。
【００２０】
ＬＥＤ実装基板１は、紙フェノール基板やガラスエポキシ基板などのプリント配線板を長細い板状に加工したもの、又は、これらのプリント配線板の一部にアルミ放熱板を貼り合わせることにより放熱性をよくした基板で、その一面には、２０ケのＬＥＤ素子１ａが略等間隔に直線状に実装されおり、反対側の面には、ＬＥＤ素子１ａを点灯させるための電子部品２０が実装されている。ＬＥＤ素子１ａは、ＬＥＤ実装基板１に実装された、所謂、チップ部品からなる白色発光ダイオードや、アノードとカソードの電極を備えたチップ素子からＬＥＤ実装基板１に直接ワイヤーボンディングにより接続され発光部分に蛍光体を設けた白色発光ダイオードなどが用いられる。
【００２１】
灯具本体２は、合成樹脂により形成され、断面が略逆Ｕ字状をなした細長い形状の上側灯具本体２１と、ＬＥＤ素子１ａからの光を外部に放出する略スリット状の開口部２ａを有した下側灯具本体２２と、を備えて構成されている。上側灯具本体２１には、ＬＥＤ実装基板１がＬＥＤ素子１ａが下側になるように、長手方向の両端部分で取付けネジ１０により取付けられている。さらに、この上側灯具本体２１の下側には、ＬＥＤ実装基板１を塞ぐようにして、下側灯具本体２２が取り付けネジ１１により上側灯具本体２１に取り付けられている。
【００２２】
直流電源３は、ＬＥＤ実装基板１の基端部分、すなわち電源コード４の引出し側に設けられ、灯具本体２に収納されている。
電源コード４は、一端がＬＥＤ実装基板１に接続されており、他端は、上側灯具本体２１と下側灯具本体２２とで形成された灯具本体２の端部開口より外部に引き出され、その先端には、商用コンセントに挿入可能なＵキャップが備えられている。
【００２３】
ここで重要なことは、灯具本体２の開口部２ａにＬＥＤ素子１ａからの光を透過させ得る透光板５を設け、この透光板５にＬＥＤ素子１ａからの光が広がることを抑制するための中央が凸状をなした集光部５ａを個々のＬＥＤ素子１ａに対応して設けるとともに、透光板５の側縁に側縁から出る光を拡散させる拡散部５ｂを灯具本体２より突出させて設けたことである。具体的には、透光板５は、透光性の合成樹脂、例えばアクリル樹脂を略平板状に加工したもので、その周縁を上側灯具本体２１と下側灯具本体２２とで挟みこむように取付けられている。そして、透光板５に設けられた集光部５ａは、所謂、凸レンズであり、図２に示すように、ＬＥＤ素子１ａの略直下に配設されいる。さらに、拡散部５ｂは、透光板の側縁に設けられた、集光部５ａよりさらに下側に突出したリブ５１の外側の面に凸凹の表面処理を施したものであり、例えば、エンボス加工などを行ったものである。
【００２４】
さらに、この透光板５には、集光部５ａの周辺にＬＥＤ素子からの光を集光部５ａ側に屈折させる凸凹をなした屈折部５ｃを設けている。この屈折部５ｃは、集光部５ａの周辺に同心円状に複数の凸凹を有して設けられ、その断面は、図２のように鋸の歯の形状をなしていおり、その凹凸の大きさは、ほぼ集光部５ａの凹凸と同じ程度になっている。そして、屈折部５ｃは、隣り合う屈折部５ｃと連続的に設けられている。
【００２５】
このように構成した照明器具を点灯させると、ＬＥＤ素子１ａが光を放射し、灯具本体２の開口部２ａに設けられた透光板５を介して、照射面を照らす。このときＬＥＤ素子１ａから放射された光は、透光板５に設けられた集光部５ａと屈折部５ｃにより所定の広がりの範囲で集光される。さらに、透光板５の側縁から出る光については、拡散部５ｂにより、内部に戻される光と、外部に放出される光とに分かれ、このうち外部に放出される光については、拡散によりぼやけた和らぎのある光となる。なお、屈折部５ｃを通る光は、前記した形状としたことにより、集光部５ａを通る光よりも、屈折率が大きいものとなり、ＬＥＤ素子１ａからの光が広い範囲に広がることなく、所定の範囲に集光したものとなる。
【００２６】
この実施の形態によると、灯具本体２の開口部２ａにＬＥＤ素子１ａからの光を透過させ得る透光板５を設け、この透光板５にＬＥＤ素子１ａからの光が広がることを抑制する中央が凸状をなした集光部５ａを個々のＬＥＤ素子１ａに対応して設けるとともに、透光板５の側縁に側縁から出る光を拡散させる拡散部５ｂを灯具本体より突出させて設けたことにより、ＬＥＤ素子１ａから放出された光は、所定の広がりの範囲で集光されたものとなる。特にこのものは、透光板５に一体に設けられた集光部５ａにより光を集光するので、砲弾形のＬＥＤ素子１ａを使用したものと比べ、その取付けにおいてレンズ面が個々に微妙に傾くことはなく、卓上などを照射したときの照射面に生じるムラは少ないものとなる。さらに、透光板５の側縁から出る光は、拡散部５ｂによりぼやけた和らぎのある光となり、ＬＥＤ素子１ａが点在していることがわかりにくいものとなる。従って、この照明器具では、放出される光をより均一にすることができる。
【００２７】
さらに、集光部５ａの周辺に凸凹をなした屈折部５ｃを設けたことにより、集光部５ａを通る光よりも、屈折率が大きいものとなり、ＬＥＤ素子１ａからの光が広い範囲に広がることなく、所定の範囲に集光できる。これを集光部５ａのみで光が同じように広がるものとするためには、屈折部５ｃよりも大きな面積を持つ集光部５ａが必要となってしまう。従って、屈折部５ｃを設けることにより小さな面積（直径方向）での集光が可能となる。
【００２８】
従って、集光部５ａのみで形成したものと比べ、集光部全体の大きさ（直径方向）が小さなものとできる。さらに、集光部５ｃは凸凹を複数設けていることにより、集光した光は、スポットライトのように集光した部分とその他の部分で光の輪郭がはっきりと生じるようなものとはならず、その輪郭がぼやけたものとできる。
【００２９】
なお、この実施の形態においては、ＬＥＤ素子１ａを１列の直線状に配設したもので説明しているが、２列やそれ以上にして、照明器具の光出力を上げたものでもよく、さらに、直線ではなく、例えば、矩形波や正弦波のような線状に点在して設けることにより、光の照射範囲に幅を持たせたものでもよい。また、集光部５ａ又は屈折部５ｃは、ＬＥＤ素子１ａと必ずしも１対１で設ける必要はなく、適宜、間引いたものでもよい。さらに、開口部２ａに、集光部５ａと拡散部５ｂとを備えた透光板５、並びに、集光部５ａと拡散部５ｂと屈折部５ｃとを備えた透光板５を、複数並べたものでもよい。このものは灯具本体２の開口部２ｂの形状が複雑な場合において、透光板５の取り付けが行いやすくできるものとなる。
【００３０】
次に、この実施の形態の応用例を説明する。図４、図５は応用例を示す図で、図４は照明器具を正面から見た断面図、図５はＬＥＤ実装基板１の上面図である。この応用例は、前述した、複数のＬＥＤ素子１ａと投光板５の構成を変えたものである。図において、１ａｗは白色のＬＥＤ素子、１ａｒは暖色系のＬＥＤ素子であり、ここではＬＥＤ実装基板１の上に線上に、かつ、白色のＬＥＤ素子１ａｗのならびの中に暖色系のＬＥＤ素子１ａｒを散在させて実装している。
【００３１】
具体的には、ＬＥＤ素子１ａは、１６個の白色のＬＥＤ素子１ａｗと、４個のオレンジ色をした暖色系のＬＥＤ素子１ａｒで構成されている。そして、暖色系のＬＥＤ素子１ａｒを透光板５の中間部分に配設し、暖色系のＬＥＤ素子1ａｒと暖色系のＬＥＤ素子1ａｒの間に２個の白色のＬＥＤ素子１ａｗを挟み込んで散在させている。さらに、暖色系のＬＥＤ素子１ａｒに対応して設けられた暖色系用集光部５ａｒは、白色のＬＥＤ素子１ａｗに対応して設けられた白色用集光部５ａｗよりも、光の集光度合いに広がりを持たせている。具体的には暖色系用集光部５ａｒの凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を設けることにより、光の集光度合いに広がりを持たせている。その他の実施の形態と同一の構成部材には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００３２】
この応用例によると、白色のＬＥＤ素子１ａｗのならびの中に暖色系のＬＥＤ素子１ａｒを散在させたことにより、見た目にやわらぎを感じる光となる。さらに、暖色系のＬＥＤ素子１ａｒに対応して設けられた暖色系用集光部５ａｒは、白色のＬＥＤ素子１ａｗに対応して設けられた白色用集光部５ａｗよりも、光の集光度合いに広がりを持たせたことにより、各々の光が混色しやすく、白色のＬＥＤ素子１ａｗと暖色系のＬＥＤ素子１ａｒとの色のムラを軽減することができる。
【００３３】
また、図６〜図７は、この照明器具をスタンドなどに用いた用途例で、図６は照明器具の側面図である。このものは、灯具本体２に他の物体を挟持することにより灯具本体２を保持し得るクリップ部３０を設け、このクリップ部３０と他の物体との間に着脱自在なパッキン３０ａを挟み込んで挟持する構成のものとなっている。このものでは例えば、図６のようにラップトップパソコンのモニターの上部をクリップ部３０により挟持することで照明器具を取付けることができ、さらに、着脱自在なパッキン３０ａを適宜使用することにより、ラップトップパソコンのモニターへ、傷つけにくく、かつ、より適切な保持力での取付けが可能となる。
【００３４】
図７は照明器具をスタンドに用いた側面図である。このものは、照明器具を支持する支柱４０と、この支柱を斜め方向に支持し得るベース５０と、電源コード４を支柱４０に保持し得るコードクリップ４ａと、電源コード４の所定の位置に設けられた中間スイッチ６０と、を備えて構成されている。このものは、コードクリップ４ａにより、電源コード４が引っ張られても、その作用点をスタンドの上部ではなく、下部であるクリップ５０の位置にすることができるのでスタンドを倒れにくいものとすることができる。さらに、中間スイッチ６０により照明器具や支柱４０、ベース５０、に応力を加えないで中間スイッチ６０のＯＮ／ＯＦＦができるので、一旦、位置決めを行った照明器具の位置がスイッチのＯＮ／ＯＦＦによりずれることが少なくできる。さらに、支柱を斜め方向に支持し得るベース５０を設けたことにより、照明器具の発光部分である透光板５の真下に、キーボードなどの照射したいものを位置させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、複数のＬＥＤ素子が直線状に実装されたＬＥＤ実装基板と、このＬＥＤ実装基板を収納しＬＥＤ素子からの光を外部に放出する開口部を有する灯具本体と、前記ＬＥＤ素子に所定の直流電圧を出力する直流電源回路と、を備えた照明器具において、前記開口部にＬＥＤ素子からの光を透過させ得る透光板を設け、この透光板にＬＥＤ素子からの光が広がることを抑制する中央が凸状をなした集光部を個々のＬＥＤ素子に対応して設けるとともに、前記集光部の周辺にＬＥＤ素子からの光を集光部側に屈折させる凸凹をなした屈折部を設け、透光板の側縁に外側の面を凸凹の形状をなし側縁から出る光を拡散させる拡散部を灯具本体より突出させて設けたことにより、ＬＥＤ素子から放出された光は、所定の広がりの範囲で集光され、卓上などを照射したときに照射面に生じるムラが少ないものとなるとともに、屈折部を通る光は、集光部を通る光よりも、屈折率が大きいものとなり、ＬＥＤ素子からの光が広い範囲に広がることなく、所定の範囲に集光できるので、同じ集光度合いとした場合、集光部のみで構成するよりも小さな面積（直径方向）での集光が可能となり、透光板の側縁から出る光は、拡散部によりぼやけたものとなり、ＬＥＤ素子が点在していることがわかりにくいものとなる。従って、この照明器具では、放出される光をより均一にすることができる。
【００３８】
請求項２記載の発明にあっては、前記ＬＥＤ実装基板に白色のＬＥＤ素子と白色のＬＥＤ素子よりも数の少ない暖色系のＬＥＤ素子を実装し、白色のＬＥＤ素子のならびの中に暖色系のＬＥＤ素子を散在させたことにより、請求項１に記載の効果を奏するうえに、見た目にやわらぎを感じる光とすることができる。
【００３９】
請求項３記載の発明にあっては、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、前記白色のＬＥＤ素子に対応して設けられた白色用集光部よりも、光の集光度合いに広がりを持たせたことにより、請求項２に記載した効果を奏するうえに、暖色系のＬＥＤ素子の光と白色のＬＥＤ素子の光が混色しやすく、各々のＬＥＤ素子から出た色のムラを軽減することができる。
【００４０】
請求項４記載の発明にあっては、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を有することにより光の集光度合いに広がりを持たせたものであることにより、透光板の厚みを大きくすることなく請求項３に記載した効果を奏することができる。
【００４１】
請求項５記載の発明にあっては、前記暖色系のＬＥＤ素子を前記透光板の中間部分に散在させたことにより、請求項２乃至４の何れかに記載した効果をより高めることができる。
【００４２】
請求項６記載の発明にあっては、前記ＬＥＤ実装基板を長尺の形状とし、このＬＥＤ実装基板に前記複数のＬＥＤ素子を線状に配設するとともに、灯具本体を長い細い形状としたことにより、請求項１乃至５の何れかに記載した効果を奏するうえに、よりスリムな照明器具とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る照明器具の断面図で、図１（ａ）は正面から見た断面図、図１（ｂ）は側面から見たＡ−Ａ´断面図である。
【図２】同上の照明器具の要部を説明するための断面図である。
【図３】同上の照明器具の下面図である。
【図４】同上の照明器具の応用例を示したもので、照明器具を正面から見た断面図である。
【図５】同上の照明器具の応用例を示したＬＥＤ実装基板の上面図である。
【図６】同上の照明器具をパソコンのモニターに取り付け可能なものとした照明器具の側面図である。
【図７】同上の照明器具をスタンドに用いた側面図である。
【図８】従来例に係る照明器具の一部を切り欠いた側面図である。
【図９】同上の照明器具から略直下に照射される光の分布を示した図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤ実装基板
１ａ ＬＥＤ素子
１ａｗ 白色のＬＥＤ素子
１ａｒ 暖色系のＬＥＤ素子
２ 灯具本体
３ 直流電源回路
５ 透光板
５ａ 集光部
５ａｗ 白色用集光部
５ａｒ 暖色系用集光部
５ｂ 拡散部
５ｃ 屈折部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ素子を光源として使用した照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の照明器具としては、特開２００１−３２５８１１に開示されたものがあり、図８はその一部を切り欠いた側面図である。この照明器具は、複数のＬＥＤ素子１ａが実装されたＬＥＤ実装基板１と、このＬＥＤ実装基板１を収納しＬＥＤ素子１ａからの光を外部に放出する開口部２ａを有する灯具本体２と、ＬＥＤ実装基板１の端部に実装された接続部５と、接続部５より外部に引き出されその先端に固定基部７を介してＵＳＢ端子が接続された導線６と、導線６の外側に同心状におおい被せられ、灯具本体２と固定基部７との間に設けられたフレキシブルチューブ８と、灯具本体２の端部であって、その上側に設けられたスイッチ９と、を備えて構成されている。
【０００３】
ＬＥＤ実装基板１は、長方形をなし、その一面には光の方向を灯具本体２の開口部２ａに向けたＬＥＤ素子１ａが実装されている。このＬＥＤ素子１ａは、通常、砲弾型と呼ばれるもので、ＬＥＤチップとこれを保持するベースとＬＥＤチップを覆うように設けられたレンズとＬＥＤチップの電極とＬＥＤ実装基板の導体とを電気的に接続するリード線と、を備えて構成されている。
【０００４】
灯具本体２は、略筒状をなし、内部にＬＥＤ実装基板１と接続部５とを収納し、その端部は、フレキシブルチューブ８に取付けられている。
接続部５は、ＬＥＤ実装基板１と導線６とを電気的に接続するものである。また、導線６は、先端に接続されたＵＳＢ端子より電力を得て、この電力を接続部５やスイッチ９を介してＬＥＤ実装基板１に供給するものである。
固定基部７は、断面が略Ｌ字をなした挟持部７１を有し、この挟持部７１と固定基部の垂直面７ｂとにより、机などを挟持することにより、この照明器具を取付けるものである。
【０００５】
この照明器具を点灯させるとＬＥＤ素子１ａが光を放射し、灯具本体２の開口部２ａを介して、照射面を照らす。このときＬＥＤ素子１ａは、ＬＥＤチップから放出した光を個々のレンズにより所定の方向に集光したうえで、光を放射することになり、これにより照射したい面に所定の照度が得られる。
【０００６】
このように構成された照明器具は、白熱灯や蛍光灯を光源としたものと比べ、効率のよいものとなり、さらに光源の寿命も長いものとなるので、今後さらに普及が期待できるものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３２５８１１号公報（第２−３項、図８）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した照明器具は、照明器具から略直下に照射される光の分布に図９に示すようなムラが生じる可能性があった。このムラは、個々のＬＥＤ素子１ａより放出された光が重なり合うことにより生じるものであった。さらに、上記した照明器具は、灯具本体２の開口部２ａから略水平方向に装飾的な光、つまり照明器具の点灯状態を見た目に美しいものとする光を出すことは、難しく、通常は、略水平方向には光が放出されなかったり、あるいは、放出されてもＬＥＤ素子１ａが点在していることがわかるような明部と暗部が生じたものとなり、美観的な観点より改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、放出される光をより均一にできる照明器具を供給することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、複数のＬＥＤ素子が直線状に実装されたＬＥＤ実装基板と、このＬＥＤ実装基板を収納しＬＥＤ素子からの光を外部に放出する開口部を有する灯具本体と、前記ＬＥＤ素子に所定の直流電圧を出力する直流電源回路と、を備えた照明器具において、前記開口部にＬＥＤ素子からの光を透過させ得る透光板を設け、この透光板にＬＥＤ素子からの光が広がることを抑制する中央が凸状をなした集光部を個々のＬＥＤ素子に対応して設けるとともに、前記集光部の周辺にＬＥＤ素子からの光を集光部側に屈折させる凸凹をなした屈折部を設け、透光板の側縁に外側の面を凸凹の形状をなし側縁から出る光を拡散させる拡散部を灯具本体より突出させて設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明の照明器具は、請求項１おいて、前記ＬＥＤ実装基板に白色のＬＥＤ素子と白色のＬＥＤ素子よりも数の少ない暖色系のＬＥＤ素子を実装し、白色のＬＥＤ素子のならびの中に暖色系のＬＥＤ素子を散在させたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明の照明器具は、請求項２において、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、前記白色のＬＥＤ素子に対応して設けられた白色用集光部よりも、光の集光度合いに広がりを持たせたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明の照明器具は、請求項３において、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を有することにより光の集光度合いに広がりを持たせたものであることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る発明の照明器具は、請求項２乃至４の何れかにおいて、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を有することにより光の集光度合いに広がりを持たせたものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る発明の照明器具は、請求項１乃至５の何れかにおいて、前記ＬＥＤ実装基板を長尺の形状とし、このＬＥＤ実装基板に前記複数のＬＥＤ素子を線状に配設するとともに、灯具本体を長い細い形状としたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図３を用いて説明する。図１は照明器具の図で、図１（ａ）は正面から見た断面図、図１（ｂ）は側面からみたＡ−Ａ´断面図、図２は図１（ｂ）を拡大したもので要部を説明するための断面図、図３は照明器具の下面図である。
【００１９】
この照明器具は、複数のＬＥＤ素子１ａが実装されたＬＥＤ実装基板１と、このＬＥＤ実装基板１を収納しＬＥＤ素子１ａからの光を外部に放出する開口部２ａを有する灯具本体２と、商用電源を受けてＬＥＤ素子１ａに所定の直流電圧を出力する直流電源回路３と、灯具本体２の基端より外部に引き出された電源コード４と、を備えて構成されている。
【００２０】
ＬＥＤ実装基板１は、紙フェノール基板やガラスエポキシ基板などのプリント配線板を長細い板状に加工したもの、又は、これらのプリント配線板の一部にアルミ放熱板を貼り合わせることにより放熱性をよくした基板で、その一面には、２０ケのＬＥＤ素子１ａが略等間隔に直線状に実装されおり、反対側の面には、ＬＥＤ素子１ａを点灯させるための電子部品２０が実装されている。ＬＥＤ素子１ａは、ＬＥＤ実装基板１に実装された、所謂、チップ部品からなる白色発光ダイオードや、アノードとカソードの電極を備えたチップ素子からＬＥＤ実装基板１に直接ワイヤーボンディングにより接続され発光部分に蛍光体を設けた白色発光ダイオードなどが用いられる。
【００２１】
灯具本体２は、合成樹脂により形成され、断面が略逆Ｕ字状をなした細長い形状の上側灯具本体２１と、ＬＥＤ素子１ａからの光を外部に放出する略スリット状の開口部２ａを有した下側灯具本体２２と、を備えて構成されている。上側灯具本体２１には、ＬＥＤ実装基板１がＬＥＤ素子１ａが下側になるように、長手方向の両端部分で取付けネジ１０により取付けられている。さらに、この上側灯具本体２１の下側には、ＬＥＤ実装基板１を塞ぐようにして、下側灯具本体２２が取り付けネジ１１により上側灯具本体２１に取り付けられている。
【００２２】
直流電源３は、ＬＥＤ実装基板１の基端部分、すなわち電源コード４の引出し側に設けられ、灯具本体２に収納されている。
電源コード４は、一端がＬＥＤ実装基板１に接続されており、他端は、上側灯具本体２１と下側灯具本体２２とで形成された灯具本体２の端部開口より外部に引き出され、その先端には、商用コンセントに挿入可能なＵキャップが備えられている。
【００２３】
ここで重要なことは、灯具本体２の開口部２ａにＬＥＤ素子１ａからの光を透過させ得る透光板５を設け、この透光板５にＬＥＤ素子１ａからの光が広がることを抑制するための中央が凸状をなした集光部５ａを個々のＬＥＤ素子１ａに対応して設けるとともに、透光板５の側縁に側縁から出る光を拡散させる拡散部５ｂを灯具本体２より突出させて設けたことである。具体的には、透光板５は、透光性の合成樹脂、例えばアクリル樹脂を略平板状に加工したもので、その周縁を上側灯具本体２１と下側灯具本体２２とで挟みこむように取付けられている。そして、透光板５に設けられた集光部５ａは、所謂、凸レンズであり、図２に示すように、ＬＥＤ素子１ａの略直下に配設されいる。さらに、拡散部５ｂは、透光板の側縁に設けられた、集光部５ａよりさらに下側に突出したリブ５１の外側の面に凸凹の表面処理を施したものであり、例えば、エンボス加工などを行ったものである。
【００２４】
さらに、この透光板５には、集光部５ａの周辺にＬＥＤ素子からの光を集光部５ａ側に屈折させる凸凹をなした屈折部５ｃを設けている。この屈折部５ｃは、集光部５ａの周辺に同心円状に複数の凸凹を有して設けられ、その断面は、図２のように鋸の歯の形状をなしていおり、その凹凸の大きさは、ほぼ集光部５ａの凹凸と同じ程度になっている。そして、屈折部５ｃは、隣り合う屈折部５ｃと連続的に設けられている。
【００２５】
このように構成した照明器具を点灯させると、ＬＥＤ素子１ａが光を放射し、灯具本体２の開口部２ａに設けられた透光板５を介して、照射面を照らす。このときＬＥＤ素子１ａから放射された光は、透光板５に設けられた集光部５ａと屈折部５ｃにより所定の広がりの範囲で集光される。さらに、透光板５の側縁から出る光については、拡散部５ｂにより、内部に戻される光と、外部に放出される光とに分かれ、このうち外部に放出される光については、拡散によりぼやけた和らぎのある光となる。なお、屈折部５ｃを通る光は、前記した形状としたことにより、集光部５ａを通る光よりも、屈折率が大きいものとなり、ＬＥＤ素子１ａからの光が広い範囲に広がることなく、所定の範囲に集光したものとなる。
【００２６】
この実施の形態によると、灯具本体２の開口部２ａにＬＥＤ素子１ａからの光を透過させ得る透光板５を設け、この透光板５にＬＥＤ素子１ａからの光が広がることを抑制する中央が凸状をなした集光部５ａを個々のＬＥＤ素子１ａに対応して設けるとともに、透光板５の側縁に側縁から出る光を拡散させる拡散部５ｂを灯具本体より突出させて設けたことにより、ＬＥＤ素子１ａから放出された光は、所定の広がりの範囲で集光されたものとなる。特にこのものは、透光板５に一体に設けられた集光部５ａにより光を集光するので、砲弾形のＬＥＤ素子１ａを使用したものと比べ、その取付けにおいてレンズ面が個々に微妙に傾くことはなく、卓上などを照射したときの照射面に生じるムラは少ないものとなる。さらに、透光板５の側縁から出る光は、拡散部５ｂによりぼやけた和らぎのある光となり、ＬＥＤ素子１ａが点在していることがわかりにくいものとなる。従って、この照明器具では、放出される光をより均一にすることができる。
【００２７】
さらに、集光部５ａの周辺に凸凹をなした屈折部５ｃを設けたことにより、集光部５ａを通る光よりも、屈折率が大きいものとなり、ＬＥＤ素子１ａからの光が広い範囲に広がることなく、所定の範囲に集光できる。これを集光部５ａのみで光が同じように広がるものとするためには、屈折部５ｃよりも大きな面積を持つ集光部５ａが必要となってしまう。従って、屈折部５ｃを設けることにより小さな面積（直径方向）での集光が可能となる。
【００２８】
従って、集光部５ａのみで形成したものと比べ、集光部全体の大きさ（直径方向）が小さなものとできる。さらに、集光部５ｃは凸凹を複数設けていることにより、集光した光は、スポットライトのように集光した部分とその他の部分で光の輪郭がはっきりと生じるようなものとはならず、その輪郭がぼやけたものとできる。
【００２９】
なお、この実施の形態においては、ＬＥＤ素子１ａを１列の直線状に配設したもので説明しているが、２列やそれ以上にして、照明器具の光出力を上げたものでもよく、さらに、直線ではなく、例えば、矩形波や正弦波のような線状に点在して設けることにより、光の照射範囲に幅を持たせたものでもよい。また、集光部５ａ又は屈折部５ｃは、ＬＥＤ素子１ａと必ずしも１対１で設ける必要はなく、適宜、間引いたものでもよい。さらに、開口部２ａに、集光部５ａと拡散部５ｂとを備えた透光板５、並びに、集光部５ａと拡散部５ｂと屈折部５ｃとを備えた透光板５を、複数並べたものでもよい。このものは灯具本体２の開口部２ｂの形状が複雑な場合において、透光板５の取り付けが行いやすくできるものとなる。
【００３０】
次に、この実施の形態の応用例を説明する。図４、図５は応用例を示す図で、図４は照明器具を正面から見た断面図、図５はＬＥＤ実装基板１の上面図である。この応用例は、前述した、複数のＬＥＤ素子１ａと投光板５の構成を変えたものである。図において、１ａｗは白色のＬＥＤ素子、１ａｒは暖色系のＬＥＤ素子であり、ここではＬＥＤ実装基板１の上に線上に、かつ、白色のＬＥＤ素子１ａｗのならびの中に暖色系のＬＥＤ素子１ａｒを散在させて実装している。
【００３１】
具体的には、ＬＥＤ素子１ａは、１６個の白色のＬＥＤ素子１ａｗと、４個のオレンジ色をした暖色系のＬＥＤ素子１ａｒで構成されている。そして、暖色系のＬＥＤ素子１ａｒを透光板５の中間部分に配設し、暖色系のＬＥＤ素子1ａｒと暖色系のＬＥＤ素子1ａｒの間に２個の白色のＬＥＤ素子１ａｗを挟み込んで散在させている。さらに、暖色系のＬＥＤ素子１ａｒに対応して設けられた暖色系用集光部５ａｒは、白色のＬＥＤ素子１ａｗに対応して設けられた白色用集光部５ａｗよりも、光の集光度合いに広がりを持たせている。具体的には暖色系用集光部５ａｒの凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を設けることにより、光の集光度合いに広がりを持たせている。その他の実施の形態と同一の構成部材には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００３２】
この応用例によると、白色のＬＥＤ素子１ａｗのならびの中に暖色系のＬＥＤ素子１ａｒを散在させたことにより、見た目にやわらぎを感じる光となる。さらに、暖色系のＬＥＤ素子１ａｒに対応して設けられた暖色系用集光部５ａｒは、白色のＬＥＤ素子１ａｗに対応して設けられた白色用集光部５ａｗよりも、光の集光度合いに広がりを持たせたことにより、各々の光が混色しやすく、白色のＬＥＤ素子１ａｗと暖色系のＬＥＤ素子１ａｒとの色のムラを軽減することができる。
【００３３】
また、図６〜図７は、この照明器具をスタンドなどに用いた用途例で、図６は照明器具の側面図である。このものは、灯具本体２に他の物体を挟持することにより灯具本体２を保持し得るクリップ部３０を設け、このクリップ部３０と他の物体との間に着脱自在なパッキン３０ａを挟み込んで挟持する構成のものとなっている。このものでは例えば、図６のようにラップトップパソコンのモニターの上部をクリップ部３０により挟持することで照明器具を取付けることができ、さらに、着脱自在なパッキン３０ａを適宜使用することにより、ラップトップパソコンのモニターへ、傷つけにくく、かつ、より適切な保持力での取付けが可能となる。
【００３４】
図７は照明器具をスタンドに用いた側面図である。このものは、照明器具を支持する支柱４０と、この支柱を斜め方向に支持し得るベース５０と、電源コード４を支柱４０に保持し得るコードクリップ４ａと、電源コード４の所定の位置に設けられた中間スイッチ６０と、を備えて構成されている。このものは、コードクリップ４ａにより、電源コード４が引っ張られても、その作用点をスタンドの上部ではなく、下部であるクリップ５０の位置にすることができるのでスタンドを倒れにくいものとすることができる。さらに、中間スイッチ６０により照明器具や支柱４０、ベース５０、に応力を加えないで中間スイッチ６０のＯＮ／ＯＦＦができるので、一旦、位置決めを行った照明器具の位置がスイッチのＯＮ／ＯＦＦによりずれることが少なくできる。さらに、支柱を斜め方向に支持し得るベース５０を設けたことにより、照明器具の発光部分である透光板５の真下に、キーボードなどの照射したいものを位置させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、複数のＬＥＤ素子が直線状に実装されたＬＥＤ実装基板と、このＬＥＤ実装基板を収納しＬＥＤ素子からの光を外部に放出する開口部を有する灯具本体と、前記ＬＥＤ素子に所定の直流電圧を出力する直流電源回路と、を備えた照明器具において、前記開口部にＬＥＤ素子からの光を透過させ得る透光板を設け、この透光板にＬＥＤ素子からの光が広がることを抑制する中央が凸状をなした集光部を個々のＬＥＤ素子に対応して設けるとともに、前記集光部の周辺にＬＥＤ素子からの光を集光部側に屈折させる凸凹をなした屈折部を設け、透光板の側縁に外側の面を凸凹の形状をなし側縁から出る光を拡散させる拡散部を灯具本体より突出させて設けたことにより、ＬＥＤ素子から放出された光は、所定の広がりの範囲で集光され、卓上などを照射したときに照射面に生じるムラが少ないものとなるとともに、屈折部を通る光は、集光部を通る光よりも、屈折率が大きいものとなり、ＬＥＤ素子からの光が広い範囲に広がることなく、所定の範囲に集光できるので、同じ集光度合いとした場合、集光部のみで構成するよりも小さな面積（直径方向）での集光が可能となり、透光板の側縁から出る光は、拡散部によりぼやけたものとなり、ＬＥＤ素子が点在していることがわかりにくいものとなる。従って、この照明器具では、放出される光をより均一にすることができる。
【００３８】
請求項２記載の発明にあっては、前記ＬＥＤ実装基板に白色のＬＥＤ素子と白色のＬＥＤ素子よりも数の少ない暖色系のＬＥＤ素子を実装し、白色のＬＥＤ素子のならびの中に暖色系のＬＥＤ素子を散在させたことにより、請求項１に記載の効果を奏するうえに、見た目にやわらぎを感じる光とすることができる。
【００３９】
請求項３記載の発明にあっては、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、前記白色のＬＥＤ素子に対応して設けられた白色用集光部よりも、光の集光度合いに広がりを持たせたことにより、請求項２に記載した効果を奏するうえに、暖色系のＬＥＤ素子の光と白色のＬＥＤ素子の光が混色しやすく、各々のＬＥＤ素子から出た色のムラを軽減することができる。
【００４０】
請求項４記載の発明にあっては、前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を有することにより光の集光度合いに広がりを持たせたものであることにより、透光板の厚みを大きくすることなく請求項３に記載した効果を奏することができる。
【００４１】
請求項５記載の発明にあっては、前記暖色系のＬＥＤ素子を前記透光板の中間部分に散在させたことにより、請求項２乃至４の何れかに記載した効果をより高めることができる。
【００４２】
請求項６記載の発明にあっては、前記ＬＥＤ実装基板を長尺の形状とし、このＬＥＤ実装基板に前記複数のＬＥＤ素子を線状に配設するとともに、灯具本体を長い細い形状としたことにより、請求項１乃至５の何れかに記載した効果を奏するうえに、よりスリムな照明器具とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る照明器具の断面図で、図１（ａ）は正面から見た断面図、図１（ｂ）は側面から見たＡ−Ａ´断面図である。
【図２】同上の照明器具の要部を説明するための断面図である。
【図３】同上の照明器具の下面図である。
【図４】同上の照明器具の応用例を示したもので、照明器具を正面から見た断面図である。
【図５】同上の照明器具の応用例を示したＬＥＤ実装基板の上面図である。
【図６】同上の照明器具をパソコンのモニターに取り付け可能なものとした照明器具の側面図である。
【図７】同上の照明器具をスタンドに用いた側面図である。
【図８】従来例に係る照明器具の一部を切り欠いた側面図である。
【図９】同上の照明器具から略直下に照射される光の分布を示した図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤ実装基板
１ａ ＬＥＤ素子
１ａｗ 白色のＬＥＤ素子
１ａｒ 暖色系のＬＥＤ素子
２ 灯具本体
３ 直流電源回路
５ 透光板
５ａ 集光部
５ａｗ 白色用集光部
５ａｒ 暖色系用集光部
５ｂ 拡散部
５ｃ 屈折部
Claims (6)
- 複数のＬＥＤ素子が直線状に実装されたＬＥＤ実装基板と、このＬＥＤ実装基板を収納しＬＥＤ素子からの光を外部に放出する開口部を有する灯具本体と、前記ＬＥＤ素子に所定の直流電圧を出力する直流電源回路と、を備えた照明器具において、前記開口部にＬＥＤ素子からの光を透過させ得る透光板を設け、この透光板にＬＥＤ素子からの光が広がることを抑制する中央が凸状をなした集光部を個々のＬＥＤ素子に対応して設けるとともに、前記集光部の周辺にＬＥＤ素子からの光を集光部側に屈折させる凸凹をなした屈折部を設け、透光板の側縁に外側の面を凸凹の形状をなし側縁から出る光を拡散させる拡散部を灯具本体より突出させて設けたことを特徴とする照明器具。
- 前記ＬＥＤ実装基板に白色のＬＥＤ素子と白色のＬＥＤ素子よりも数の少ない暖色系のＬＥＤ素子を実装し、白色のＬＥＤ素子のならびの中に暖色系のＬＥＤ素子を散在させたことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
- 前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、前記白色のＬＥＤ素子に対応して設けられた白色用集光部よりも、光の集光度合いに広がりを持たせたことを特徴とする請求項２記載の照明器具。
- 前記暖色系のＬＥＤ素子に対応して設けられた暖色系用集光部は、凸状をなした面の反対側の面に凹状部分を有することにより光の集光度合いに広がりを持たせたものであることを特徴とする請求項３記載の照明器具。
- 前記暖色系のＬＥＤ素子を前記透光板の中間部分に散在させたことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の照明器具。
- 前記ＬＥＤ実装基板を長尺の形状とし、このＬＥＤ実装基板に前記複数のＬＥＤ素子を線状に配設するとともに、灯具本体を長い細い形状としたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の照明器具。
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