JP4902630B2 - 導光式照明器具 - Google Patents
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Description
明るさを高めるには導光板の端面に対峙してLEDを多数個並べて配置することしかないが、導光板の厚さ、幅などが不当に大きくなって大型化するとともに高価格になるので、実現が困難である。また、電流を増して光束を高めることも、発生する熱量が過大になり種々の問題を生起することになる。
したがって、従来では、LEDを光源として導光板を組み合わせた一般照明装置は実用化されていなかった。
光源の高出力・高光束LEDモジュールは、寿命が白熱灯の25倍以上、蛍光灯の6倍以上の長寿命が維持されるので、交換の必要がほぼなく、また消費電力が小さくたとえば間接照明の用途では蛍光灯の約40%で足りるので、省エネルギー効果が高い。
これによれば、簡単な構造でまた大型化を招かずに明るさを増強することができる。
これによれば、支持体が導光部材の補強材としての機能に加えて、反射層を兼ねるので、部品数を減じて構造の簡易化とコスト低減を図ることができ、製作も支持体に表面加工を施すことで容易に得ることができる。
これによれば、明るさを増すことができる。
乳白色プラスチック層は板状であることが好ましく、これによれば、拡散シートに比べて表面の凹凸がないので汚れにくく、またフィルム状でないため強度が増し、また明るさも向上する効果が得られる。
これによれば、反射層や拡散層を使用せず、例えば透明プラスチックまたは透明ガラスを設けるので、LEDモジュールが消灯している時は導光部材背面側が透けて見えるが、点灯しているときは反射ドットが光を反射して導光部材背面側は見えずブラインド効果をもたらす。前記透明プラスチックとしては、ポリカーボネートを使用することで、自己消火性をもたらし、建材としての適用も可能になる。
これによれば、左右側面からの反射光が追加されるので、表面から出力する光が増えて、遠くまで光を到達することができる。
より好適には、導光部材の左右側面を鏡面仕上げし、その鏡面仕上げした面にフィルムやシートなど任意の形態の反射層を設けるもので、これで一層効率を高めることができ、導光部材表面、つまり光の出射面から出力する光がより多く増えて、より一層遠くまで光を到達することができる。
これによれば、明るさをコントロールでき、必要な明るさ分布を得ることができる。これは導光部材に反射ドットを印刷して設ける場合にそのドット面積を任意の大きさに変化させて印刷することで実現できる。
これによれば、方向性の強い高出力LEDの光を鋸歯状に切り込んだ面に垂直に入射するため、方向を拡散でき、複数のLEDの間隔を広くし、少ない数のLEDで均一な面発光が可能になる。
これによれば、高出力LED表面の高温度に影響されることなく、導光部材材料の耐熱温度以下に保つことが可能となり、LEDの出力限界まで使用できるので、明るい導光式器具を実現できる。
これによれば、ユニークでデザイン性に優れた導光式器具を実現することができる。実施に際しては、導光部材の背面に印刷的手法により反射ドットを設けたのち、その導光部材を曲げ加工すればよく、曲げによる光の劣化は無くドットの反射効果は変わらない。
これによれば、導光部材が光りながら回転運動するので、光源の交換が不要な斬新なシーリングライトを簡易に得ることができる。
図1は本発明による導光式照明器具の基本的な概要を示しており、1はアルミニウムで代表される熱伝導率の高い支持体であり、少なくとも後述する高出力・高光束LEDモジュールの支持と放熱ための支持部11を有し、好適には、後述する導光部材に対する支持部10を有している。
この例では、支持部10は横板状をなし、支持部11は縦板状をなし、支持部10の端部に一体に形成されるかまたは別体に作られて、ねじなどで結合固定されている。
この高出力・高光束LEDモジュール2は、たとえば松下電器産業株式会社が製造した白色LED光源「LUGA(登録商標)」が好適であり、図2に示されているように、熱伝導率の高いセラミック質のプリント基板200上に、ウェーハー上にP−N半導体層を積層して電極を形成した複数個の青色LEDチップなどのLEDチップ201を、直接、フィリップチップ実装、すなわち、LSIや半導体の入出力端子に微小径の金属ボールを設け、プリント基板側の接続端子に一括して結合する方式にて実装し、複数個のLEDチップ201を覆うように蛍光体202を層着して構成されている。
この例では板からなり、背面302に反射ドット31を施してなる。そして、導光部材3は、その厚さ方向の中心が前記高出力・高光束LEDモジュール2のLED実装中心と位置するように、長手方向の端面(エッジ)300を高出力・高光束LEDモジュール2に対峙させて入光面とし、前記反射ドット31を施した背面302は反射シート3Aを介して前記支持体1の支持部10上に配置固定されている。
そして、導光部材3の出光面すなわちこの例では反反射ドット面である正面303には拡散層3Bが張られ、導光部材3の前記入光面としての端面と反対側の端面300には反射層3Aが張られている。
前記反射ドット31は、使用される導光部材3の厚さ、幅、長さに対応したドットパターン(ドット径、間隔など)が設定される。
拡散層3Bは、出光面303から見たときに反射ドットを見えなくするとともに、光を出光面303に集めて輝度を高めるために用いられ、たとえばPETやポリカーボネ―トなどが素材としてあげられる。拡散層3Bもシート、フィルムなどが用いられる。
好適には、前記反入光側の端面300、側面301,301は鏡面に仕上げてあり、この鏡面に反射層3Aを配置してある。これにより左右面からの反射光H(破線で表示)が増加し反射ドット31に当たる光が増加することになり、図1(a)(c)に示すように表面から出る光はGに加えHが増加するので、強い光が発生し、遠くまで光を運ぶことができる。
なお、高出力・高光束LEDモジュール2は、この例では単一であるが、図6で示すように複数が間隔をおいて配されていてもよい。これは、第2実施例以降でも同じである。
他の構成は、第1実施例と同様であるから、説明は援用するものとし、同じ部分に同じ符合を付し、説明は省略する。
この実施例によれば、1枚の導光部材3の両端面にそれぞれ高出力・高光束LEDモジュール2、2の高い光出力が導入され、反射されて出光面303から拡散されるので、明るく、大きな広がりの照明を行なうことができる。
なお、第2実施例においては、後述する第3実施例の反射層を兼ねさせた支持部10を採用している状態が示されているが、もちろん、第1実施例と同じように反射層を用いていてもよい。
この第3実施例は、構造を簡略化できるので、薄く、コンパクトな照明具を低コストで製作できる利点がある。なお、この反射ドット31と向かい合う支持体1の支持部10として内面の光反射率を高める加工を施したものを用いた第3実施例は、前記第1実施例にも適用されることがある。
(b)は拡散層3Bの代わりに乳白アクリル板で代表される乳白色プラスチック板3Dを配置したもので、これにより、導光部材表面の強度が向上するとともに表面に凹凸がないため埃などが付着しにくく、汚れ対策が良好になる。
本実施例は後述するブラインドとしての利用に有効である。従来の可動式ブラインドに比べて、瞬時に遮蔽することができると共に可動部の磨耗や汚れが無くメンテナンスが不要となる。このブラインドとしての利用は前述したポリカーボネートやガラスで覆うことで難燃性を要求される建材としての適用が可能になる。
これによれば、方向性の強い高出力LED2の光が矢印のように鋸歯状に切込んだ三角山の斜面に垂直に入射するため、その光の方向は拡散され、LED間の暗部Dの入光面からの長さDLが小さくなり、複数のLED間の間隔dを広くすることができ、少ないLEDの数で均一な面発光を実現できる。
なお、この第5実施例の入光面鋸歯状形成は高出力・高光束LEDモジュール2が複数の場合だけでなく、単数である場合にも適用されることは言うまでもない。
第6実施例によれば、高出力LED表面の高温度に影響されることなく、導光部材3を材料の耐熱温度以下に保つことが可能となり、LEDの出力限界まで使用でき、明るい導光式器具を実現できる。光の透過率の点からポリカーボネートの厚さは1.5mm以下が適している。また、ポリカーボネートの代りに同様の耐熱に優れる樹脂やガラス(特に光透過率の点から石英ガラス)を使用してもよい。
本方式によれば、周囲温度25℃の時、LED表面95℃、ポリカーボネート(厚さ1.5mm)表面80℃、導光板(アクリル)入光面63℃となり、アクリルの長期使用耐熱温度70℃を満足することができ、LED出力を30%向上できることが確認され、したがって、高照度の導光式照明器具を提供できることがわかった。
これによれば、導光部材3の出光面から発する光をコントロールすることができ、必要な照度分布を得る事ができる。また、反射ドット31の面積を変化させることにより、ブラインド時の遮蔽レベルをコントロールすることができ、半透明などの遮蔽レベルが自由に提供可能となる。なお、図中では、反射ドットの大きさを代表的に1列でのみ模式的に示しているが、実際には同一形状・大きさの反射ドットが多数配列されているものである。
第7実施例の反射ドット31の面積の変化は、第1実施例から第6実施例及び第8実施例に採用されることは言うまでもない。なお、図8では高出力・高光束LEDモジュール2が両端面に配されているが、これ態様に限られないことはいうまでもない。
これによれば、個々の反射ドット31は十分小さいため曲げ加工してもその反射効果は変わることは無く、曲げによる光の劣化、減衰は無いことから、種々のデザイン化が可能となるため、建築躯体への導光部材3の組込みが可能になり、建築デザインへの波及効果は甚大である。
図10ないし図12は、本発明を適用したスタンド型照明具を示しており、それらにおいて、Aは前記実施例1〜8のいずれかの本発明照明器具を指している。
図10においては、座部5aに支柱5bを設け、支柱5bに本発明照明器具Aを搭載したもので、この例では、高出力・高光束LEDモジュール2は単一である。
図13において、6は吊具であり、これの下端に本発明照明器具Aの支持体1が固定されている。この例では、本発明照明器具Aは、2枚の高出力・高光束LEDモジュール2、2を使用したタイプが用いられており、薄くてしかも明るく、眩しさのない特徴をもった斬新なデザインとなっている。
図14においては、支持体1の下面に高出力・高光束LEDモジュール2を取り付け、前記高出力・高光束LEDモジュール2に対峙する関係で、幅方向中央の反射層3Aを境として左右に縦導光部材3,3を位置させ、各導光部材3,3の出光面にそれぞれ異なる色のプラスチックシートまたはプラスチック板3F,3Fを張っている。
これによれば、斬新なデザインで、左右で異なる色の明かりあるいは部分的に異なる色の明かりとなる。
詳しく説明すると、7は天井などから下るシャフトであり、シャフト7の下端部に、本発明照明器具Aの一部を構成するための非回転の支持体1を含むLED照明部が設けられている。
LED照明部は、上下の支持部10,10と中央の支持部11を備えた支持体1を備え、支持部11に複数枚またはリング状の高出力・高光束LEDモジュール2、2が水平方向に放光するように取り付けられている。
各照明器具Aは、反射ドット31を上側に位置させ、その面を反射シート3Aまたは支持体相当部品で覆い、下面に拡散層3Bあるいはその類似層3C,3D、3Eを張った導光部材3を備えており、それぞれの照明器具Aの導光部材3のエッジ300が前記LED照明部の高出力・高光束LEDモジュール2に対峙している。
薄く、明るさが均一で、眩しくなく、省エネルギー、長寿命である利点がある。また、本発明は、発光部が熱をもたないので、IH調理器組み込み型などのシステムキッチンの調理台に組み込み、埋め込み照明とすることもできる。
薄く、割れない構造で、均一な明かりの斬新なデザインとすることができる。
前記支持部11の反対面と外殻部材11´の間のスペースには、充放電制御回路と点灯制御回路を具備した制御部12とバッテリー13とが配置されている。
2 高出力・高光束LEDモジュール
3 導光部材
3A 反射層
3B 拡散層
3C 偏光層
3D 乳白プラスチック層
3E 保護層
11 支持部
31 反射ドット
300 端面
301 側面
302 背面
303 正面
Claims (11)
- 放熱性の優れた支持体と、複数のLEDチップを実装し基板側を前記支持体に取り付けた高出力・高光束LEDモジュールと、背面に反射ドットを備え、一端面を前記高出力・高光束LEDモジュールに対向させた導光部材とを備え、 導光部材の一端面に対し反対側の導光部材の他端面に反射層を有しており、 支持体が、横板状部、及び、横板状部の一端部に設けられた縦板状部を備えており、横板状部の一端部に対し反対側の横板状部の他端部には縦板状部が備えられておらず、支持体はL字形状を有しており、 高出力・高光束LEDモジュールの基板側は支持体の縦板状部に取り付けられていることを特徴とする導光式照明器具。
- 高出力・高光束LEDモジュールが導光部材の両端面に対峙して配置されている請求項1に記載の導光式照明器具。
- 支持体が反射手段を兼ねている請求項1または2に記載の導光式照明器具。
- 導光部材が出光面に拡散層及び/又は偏光層を積層している請求項1ないし3のいずれかに記載の導光式照明器具。
- 導光部材が出光面に乳白色プラスチック層を有している請求項1ないし4のいずれに記載の導光式照明器具。
- 導光部材の少なくとも出光面に透明な表面保護材を設けている請求項1ないし5のいずれかに記載の導光式照明器具。
- 反射ドットの面積を変化させている請求項1ないし6のいずれかに記載の導光式照明器具。
- 導光部材の入光面が高出力・高光束LEDモジュールとの対向側を頂点として鋸歯状に形成されている請求項1ないし7のいずれかに記載の導光式照明器具。
- 導光部材の入光面に光透過性に優れた耐熱層を有している請求項1ないし8のいずれかに記載の導光式照明器具。
- 導光部材が曲がり部を有している請求項1ないし9のいずれかに記載の導光式照明器具。
- 中央に高出力・高光束LEDモジュールを含む支持体が位置し、導光部材がエッジを高出力・高光束LEDモジュールに対峙させつつ回転する形式を含む請求項1〜9のいずれかに記載の導光式照明器具。
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