JP4701509B2

JP4701509B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP4701509B2
Application number: JP2001033884A
Authority: JP
Inventors: 隆雄田中; 政昭西村
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP2002237203A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリズムライトガイドを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４にプリズムライトガイドを用いた従来の照明装置１を示す。この照明装置１は、円筒状のグローブ２の下端部に照明ランプ３を配置したものである。グローブ２は、アクリル樹脂等からなる透明な円形の筒体であり、図５に示すように、遮光シート４とプリズムライトガイド５がこのグローブ２の内周面に沿うように配置されている。遮光シート４は、光を遮断するシート材であり、前方（図５では下方）の６０°の角度範囲を除いたグローブ２の内周面全体を覆うように配置することにより、照明装置１の前方だけを照明することができるようになっている。また、この前方の照明を補助するために、プリズムライトガイド５の内周面の後方には反射シート６が貼り付けられている。ただし、照明装置１がグローブ２の全周から光を発するものの場合には、これら遮光シート４や反射シート６は不要である。
【０００３】
照明ランプ３は、ＨＩＤ（High-Intensity Discharge lamp ）ランプ３ａとこのＨＩＤランプ３ａを下方側から取り囲むように半楕円状に配置された反射凹板３ｂとを備えた光源であり、このＨＩＤランプ３ａが発した光を直接又は反射凹板３ｂで反射させて、グローブ２内に下方から照射するようにしている。
【０００４】
プリズムライトガイド５は、上記遮光シート４を介して、グローブ２の内周面に沿わせ全周にわたって配置されたアクリル樹脂製の透明なフィルムである。このプリズムライトガイド５は、グローブ２内に筒状に配置される内周面側はフラットであるが、外周面側は、図５の一点鎖線円内の拡大図に示すように、横断面が直角二等辺三角形状を成し、グローブ２の軸線方向に沿って稜線状に形成された多数の凸部からなるプリズム面５ａを構成している。
【０００５】
このようなプリズム面５ａを有するプリズムライトガイド５は、内側の斜め下方から光Ａが照射されると、この光Ａが内周面からフィルム内に入射し、屈折により軸線方向に対する角度が少し深くなってプリズム面５ａに達する。しかし、プリズム面５ａでは、頂点が直角となった凸部の二等辺三角形状の両面が軸線を中心とする回転方向に４５°傾斜した面であるため、この面に対する光Ａの入射角が浅くなり、ほとんどが全反射されて内周側に戻されることになる。従って、図６に示すように、照明ランプ３のＨＩＤランプ３ａから発した光Ａは、プリズムライトガイド５のプリズム面５ａで内側に全反射されながら、外部にほとんど漏れ出すことなく、上方に向けて効率よく伝送される。また、グローブ２の上端部には、蓋７が被せられ、この蓋７の裏面にグローブ２内を向く反射板８が配置されているので、このグローブ２内の上端に達した光Ａは、反射板８で反射されて、今度は下向きに伝送されることになる。そして、このような光Ａの上下方向の伝送の間にプリズムライトガイド５のプリズム面５ａから外側に漏れ出したわずかずつの光が外部を照明することになる。しかも、グローブ２内の光Ａはプリズムライトガイド５によって上下方向に効率よく伝送されるので、このグローブ２の表面から軸線方向にムラなく均一に出射されることになり、点光源であるＨＩＤランプ３ａを均一な線光源に変換することができる。なお、この図６では、遮光シート４や反射シート６を用いない照明装置１の場合を例示している。
【０００６】
また、上記照明装置１は、照明光の色を変化させて装飾用に用いる場合もある。この照明装置１は、図７に示すように、グローブ２と照明ランプ３との間に、回転式のフィルタ板９を配置する。フィルタ板９は、円周上に色の異なるカラーフィルタを配置した円板であり、モータで回転させることによって照明ランプ３とグローブ２との間に配置するカラーフィルタを順次変えることにより、照明光の色を変化させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、プリズムライトガイド５は、プリズム面５ａの凸部の頂点の角度とその材質の屈折率に応じた角度で光Ａが入射した場合に最も効率よく光を伝送できるので、これよりも深い角度で光Ａが入射すると、プリズム面５ａから外部に漏れ出す光が多くなる。例えば、プリズム面５ａの凸部の頂点の角度が直角で、アクリル樹脂を用いた上記のプリズムライトガイド５の場合には、２７°の角度で下方から入射する光Ａを最も効率よく伝送することができる。しかしながら、照明ランプ３に用いるＨＩＤランプ３ａは、図６に示すように、反射凹板３ｂで反射させた光Ａの角度はある程度調整可能であるが、直接上方に照射される光はＡはあらゆる角度に向けて発せられるので、グローブ２から外部に照射される光が軸線方向で不均一になり、特に照明ランプ３に近い下端部の光が強くなって、均一な照明光が得られないという問題があった。
【０００８】
また、照明装置１の照明光の色を変化させる場合には、フィルタ板９が出っ張るので、広い設置スペースが必要になるだけでなく、このフィルタ板９が回転する際のモータの騒音が煩わしい場合があり、可動部があるために故障が増えるという問題も生じていた。
【０００９】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、光源に指向性の強いＬＥＤランプを用いることにより、均一な照明光を得ると共に照明光の色も容易に変化させることができる照明器具を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の照明器具は、プリズムライトガイドを筒状に配置し、前記プリズムライトガイドの筒状の一端側又は両端側に、前記プリズムライトガイドの筒状の内部に向けて光を照射するＬＥＤランプを配置した照明器具であって、前記プリズムライトガイドの凸部の頂点が直角であり、前記ＬＥＤランプの照度の最も高くなる方向が前記プリズムライトガイドの筒状の中心軸に対して２７°以内であり、前記ＬＥＤランプから照射された光が杯状の指向性を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、ＬＥＤランプからの光がプリズムライトガイドの筒内に照射される場合、プリズムライトガイドの凸部の頂点を直角にして、かつ、ＬＥＤの強い指向性を利用して、ＬＥＤランプの照度の最も高くなる方向が前記プリズムライトガイドの筒状の中心軸に対して２７°以内として、前記LEDランプから照射された光の指向性の形状を杯状とすることによって、プリズムライトガイドによる光伝送の効率が高まるので、プリズム面から外部に漏れ出す光のムラを少なくして、均一な照明光を得ることができるようになる。
【００１２】
請求項２の照明器具は、前記プリズムライトガイドがフィルム状であり、透光性を有する筒体の内周面に沿わせて配置されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によれば、プリズムライトガイド自体に剛性を持たせる必要がなく、平らなフィルム状として製造できるので、このプリズムライトガイドを安価に製造することができるようになる。
【００１６】
請求項３の照明器具は、前記ＬＥＤランプが、プリズムライトガイドの筒状の一端側にのみ配置され、他端側には、筒内に向けて反射板が配置されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明によれば、ＬＥＤランプが１台で済み、反射板によってプリズムライトガイド内を反対方向にも光が伝送されるので、照明光を十分に均一にすることができるようになる。
【００１８】
請求項４の照明器具は、前記ＬＥＤランプが、発光色の異なるＬＥＤ素子を組み合わせて配置することにより照射光の色を変化させることができるＬＥＤカラーチェンジャであることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明によれば、発光色の異なるＬＥＤ素子を適宜発光させて照明光の色を変化させることができるので、カラーフィルタを切り替える必要がなくなり、設置スペースを広く取ったり騒音が発生するようなことがなくなり、可動部もなくなるので故障を減少させることもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示すものであって、図１はプリズムライトガイドを用いた照明装置の縦断面正面図、図２はプリズムライトガイドを用いた照明装置の斜視図、図３はＬＥＤランプの斜視図である。なお、図４〜図７に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００２２】
本実施形態の照明装置１は、図２に示すように、従来例と同様の円筒形のグローブ２を用いたものを示す。グローブ２は、図１に示すように、円筒形の内周面に沿って全周にわたりプリズムライトガイド５が配置されている。プリズムライトガイド５は、従来例と同様に、透明なアクリル樹脂フィルムの外周面側にプリズム面５ａを形成したものを用いる。グローブ２は、従来例と同様の透明なアクリル樹脂等からなり、下端部にＬＥＤランプ１０が取り付けられると共に、上端部には、蓋７が被せられている。また、蓋７の裏面には、下方のグローブ２内を向く反射板８が配置されている。この反射板８は、光をほとんど吸収することなく反射する反射面を有するものであればよいので、白色板のように光を乱反射させるものでもよいが、光の反射角度を保つことができる鏡面である方が好ましい。
【００２３】
ＬＥＤランプ１０は、図３に示すように、短い円筒形の内部に光の三原色の発光色を有するＬＥＤ素子１０ａをそれぞれ複数個ずつ配置したＬＥＤカラーチェンジャであり、これらのＬＥＤ素子１０ａの点灯／消灯及び点灯時の輝度を制御することにより任意の色の光を照射することができるようになっている。このＬＥＤランプ１０は、内部のディップスイッチを設定することにより、自動的に所定の色や輝度の変化を繰り返し行なうことができるようになっている。また、このＬＥＤランプ１０にコントローラを接続すれば、このコントローラによって各ＬＥＤ素子１０ａの制御を行なうこともでき、これによって複数台の照明装置１を同期させて制御することもできるようになる。
【００２４】
上記ＬＥＤランプ１０の各ＬＥＤ素子１０ａは、図１の細線Ｂに示すような指向性を有し、光軸中心から所定の角度範囲を超えると急激に照度が低下する強い指向性を示す。従って、ＬＥＤランプ１０から周囲に広がりすぎた光がプリズムライトガイド５のプリズム面５ａから多く漏れ出して、このＬＥＤランプ１０に近いグローブ２の下端部だけが照明光が強くなるようなことがなくなる。ＬＥＤ素子１０ａは、一般に指向性が強いので、この特性を利用して本実施形態のように照明光のムラをなくすことができる。また、本実施形態で用いたＬＥＤ素子１０ａは、光軸に沿った真上よりもその周囲の斜め上方の方が照度が高くなる杯状の指向性を有するので、プリズムライトガイド５による光伝送の効率が高い方向の光Ａだけを有効に利用して、照明光をさらに均一にすることができる。
【００２５】
上記構成の照明装置１によれば、ＬＥＤランプ１０の各ＬＥＤ素子１０ａから発せられる光Ａがプリズムライトガイド５の内周面に対してほぼ所定の角度範囲で入射するので、この光Ａをグローブ２内で上下方向に効率よく伝送することにより、照明光が軸方向に不均一になるのを防止することができる。また、ＬＥＤランプ１０は、内部のディップスイッチや外部に接続したコントローラによって照射光の色を任意に変化させることができるので、カラーフィルタを切り替えるような可動機構が不要となり、照明装置１の設置スペースを小さくできると共に、騒音の発生をなくし故障を減少させることができるようになる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、ＬＥＤランプ１０にＬＥＤカラーチェンジャを用いた装飾用の照明装置１について説明したが、照射光の色が固定されたＬＥＤランプ１０を用いた照明用の照明装置１についても、同様に実施可能である。また、図５に示した遮光シート４や反射シート６を用いれば、照明光の照射範囲をさらに限定することもできる。さらに、上記実施形態では、斜め上方の照度が最も高くなる杯状の指向性を有するＬＥＤ素子１０ａを用いる場合について説明したが、光軸の中心に近づくほど照度が高くなる通常の指向性を有するＬＥＤ素子１０ａを用いた場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００２７】
指向性については、本例のようにアクリル製で直角二等辺三角形状の凸部を有するプリズムライトガイドを用いる場合、光軸の中心を筒の軸に合わせるようにした状態で、光軸の中心に対して２７°以内に照度が最も高くなる方向が入るようにするのが好ましく、できるだけ多くの光がこの範囲内に納まるようにするのが好ましい。
【００２８】
また、上記実施形態では、グローブ２の下端部にＬＥＤランプ１０を配置する場合について説明したが、このＬＥＤランプ１０を上端部に配置したり、上下双方の端部にＬＥＤランプ１０を配置することもできる。さらに、蓋７の裏面の反射板８の有無も任意である。
【００２９】
また、上記実施形態では、プリズムライトガイド５を円筒形に配置する場合について説明したが、このプリズムライトガイド５は筒状であれば、角筒状や楕円筒状等の円筒形以外の形状に配置することもできる。もっとも、グローブ２は、プリズムライトガイド５を内周面に隙間なく沿わせる必要がある場合を除けば、このプリズムライトガイド５と同様の形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。さらに、上記実施形態では、フィルム状のプリズムライトガイド５をグローブ２の内周面に配置する場合について説明したが、このプリズムライトガイド５自体を剛性のある筒状に形成すれば、必ずしもグローブ２を用いる必要はない。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の照明器具によれば、ＬＥＤの強い指向性を利用して、プリズムライトガイドの内面に対し最適な照射角度範囲で光を照射することができるので、照明光を確実に均一にすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、プリズムライトガイドを用いた照明装置の縦断面正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、プリズムライトガイドを用いた照明装置の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、ＬＥＤランプの斜視図である。
【図４】従来例を示すものであって、プリズムライトガイドを用いた照明装置の斜視図である。
【図５】従来例を示すものであって、プリズムライトガイドを用いた照明装置のグローブ部分の横断面平面図である。
【図６】従来例を示すものであって、プリズムライトガイドを用いた照明装置の縦断面正面図である。
【図７】従来例を示すものであって、照明光の色を変化させることができる照明装置の斜視図である。
【符号の説明】
１照明装置
２グローブ
５プリズムライトガイド
５ａプリズム面
８反射板
１０ＬＥＤランプ
１０ａＬＥＤ素子

Claims

プリズムライトガイドを筒状に配置し、前記プリズムライトガイドの筒状の一端側又は両端側に、前記プリズムライトガイドの筒状の内部に向けて光を照射するＬＥＤランプを配置した照明器具であって、前記プリズムライトガイドの凸部の頂点が直角であり、前記ＬＥＤランプの照度の最も高くなる方向が前記プリズムライトガイドの筒状の中心軸に対して２７°以内であり、前記ＬＥＤランプから照射された光が杯状の指向性を有することを特徴とする照明器具。
前記プリズムライトガイドがフィルム状であり、透光性を有する筒体の内周面に沿わせて配置されたことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
前記ＬＥＤランプが、前記プリズムライトガイドの筒状の一端側にのみ配置され、他端側には、筒内に向けて反射板が配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明器具。
前記ＬＥＤランプが、発光色の異なるＬＥＤ素子を組み合わせて配置することにより照射光の色を変化させることができるＬＥＤカラーチェンジャであることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の照明器具。