JP5292790B2

JP5292790B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP5292790B2
Application number: JP2007316434A
Authority: JP
Inventors: 光三小川
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2027-12-06
Also published as: JP2009140778A

Description

本発明は照明装置に関する。

近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光効率の向上により、一般照明用または装飾用の光源として、発光ダイオードが使用されており、電球形ランプや点灯ユニット、照明器具として商品化されている。

特に、電球代替用の電球形ランプの一例としては、透光性のカバーと外郭部材とにより外囲器を形成し、この外囲器内に複数の発光ダイオードとその点灯回路を収容する一方、電球用口金を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−３１３７１７号公報

しかしながら、このような従来の電球形ランプでは、光源として複数のパワー発光ダイオードを使用しても数Ｗ程度であり、電球の明るさを確保することが必ずしも容易ではない。

そこで、現在では、比較的低いワット（Ｗ）の電球代替用に限定して製品化されている。しかし、この場合でも、発光ダイオードの発光効率等の性能が日々進行しているので、電球形ランプとしての全体の明るさを変えない場合には、発光ダイオードの発光効率が向上した分、発光ダイオードの搭載数を減少させる必要がある。

この場合、シリカ電球のように全方向に光を反射させる場合には、その配光を変えずに発光ダイオードの搭載数の変更は比較的容易ではあるが、レフランプやビームランプ等のように反射板やレンズにより配光に指向性を持たせる照明装置の場合は、その配光を変えずに発光ダイオードの搭載数を変更することは容易ではない。

すなわち、発光ダイオードの搭載数が変わると、光源モジュール（ユニット）としての発光面積が変わるために反射板やレンズ等の光学系を通した配光も変化してしまうという課題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、光源部の寸法を変更した場合でも配光特性の変化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。

請求項１に係る照明装置は、大径開口端部側と縮径側とを有する椀状であって、内面を反射面に形成しているケースと；大径開口端部に支持された、配光を制御するレンズと；ケース内の縮径側に、レンズと対面するように配置された面状光源と；ケース内に配置され、面状光源を収容し、その収容内面を反射面に形成して面状光源の発光を、レンズの焦点とその周囲に制御することにより、レンズの焦点とその周囲に見かけ上の擬似光源を形成する反射体と；擬似光源形成箇所に配設された光拡散板と；を具備していることを特徴とする。

本請求項１以下において、面状光源とは、例えば発光ダイオード等の固体発光素子などの発光素子であり、これら複数の発光ダイオードを基板上にマトリクス等所要の配列により配列してなる発光ダイオード（ユニット）を含む。

また、疑似光源とは、面状光源の発光が反射体の反射内面の反射によりレンズの焦点とその周囲に集光されるので、この面状光源をレンズ側から見たときに、この面状光源があたかもレンズの焦点を含むその周囲の集光部にあるように見える、見かけ上の面状光源をいう。さらに、この擬似光源形成位置に面状光源を配設してもよい。

請求項２に係る照明装置は、反射体は、レンズに向けて漸次拡開して面状光源を収容する筒状本体と、この筒状本体の軸方向複数位置にてこの面状光源をそれぞれ支持する支持手段を具備していることを特徴とする。

請求項３に係る照明装置は、面状光源を点灯する点灯回路と；反射体を収容する一方、レンズが配設される投光開口を有するケース本体部、このケース本体部内面に形成された主反射面および点灯回路を収容するカバー部を備えたケースと；このケースの点灯回路収容部に固着されて点灯回路に電気的に接続された口金と；を具備していることを特徴とする請求項１または２記載の照明装置である。

請求項１に係る照明装置によれば、面状光源の発光は反射体の反射内面により、反射されて、レンズの焦点を含むその周囲に集光（導光）するように制御され、その集光部に擬似光源が形成される。

この擬似光源は、レンズの焦点を含むその周囲に形成されるので、この擬似光源の位置は、反射体の光源収容位置や発光面積等の寸法が変更しても殆ど変動しない。

したがって、この擬似光源から配光用のレンズを通して外部に投光される配光も殆ど変更しない。すなわち、照明装置としての配光特性を大きく変更させずに、発光効率が相違する種々の発光素子や発光面積の相違等に対応することができる。また、反射体の擬似光源の光を拡散板により拡散するので、輝度均斉度を向上させることができる。

請求項２に係る照明装置によれば、反射体はレンズに向けて漸次拡開する筒体であるので、面状光源が収容される反射体内の収容位置を面状光源の寸法に応じて軸方向に適宜移動させることにより、発光面積等寸法が相違する種々の面状光源に対応することができる。

しかも、この反射体内に収容される面状光源を支持手段により支持し固定するので、面状光源の位置の変動に伴う配光特性の変動を未然に防止することができる。

請求項３に係る照明装置によれば、面状光源を点灯する点灯回路と、この点灯回路に電気的に接続された口金とをケースに一体に組み付けているので、照明装置としての取扱いが容易であり、口金を給電ソケットに嵌合させる等により発光素子を簡単に発光させることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、これら添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。

図１は本発明の第１の実施形態に係る照明装置１の一部切欠縦断面図、図３はこの照明装置１の配光特性図である。

図１に示すようにこの照明装置１は、例えばビームランプ形状に形成され、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やポリカーボネート等の合成樹脂製のケース２を具備している。ケース２は、椀状のケース本体部２ａと、このケース本体部２ａの縮径開口端部（図１では左端部）に同心状に一体に連成された円錐台筒状のカバー部２ｂとを具備している。カバー部２ｂは、その円筒状開口端部（図１では左端部）の外周に、例えばＥ２６形等のねじ込み形の口金３を外嵌し、かしめ等により固定している。

ケース本体部２ａは、その内面に、所要の反射塗料を塗布する等により主反射面２ｃを形成している。また、ケース本体部２ａは、その投光開口である大径開口端部（図１では右端部）に例えば直径が１２０ｍｍの配光用のレンズ４を嵌合し固定している。

そして、ケース本体部２ａは、その内部にアルミニウム等金属製の四角筒状の反射筒５を反射体の一例として同心状に収容している。

反射筒５はケース本体部２ａ内の縮径端部からレンズ４側に向けて漸次拡開する四角筒状の筒状本体５ａを有する。この筒状本体５ａは、その軸方向両端が開口し、その縮径開口端部を取付板６に取り付け、ケース本体部２ａおよびレンズ４と同心状に固定されている。取付板６はケース本体部２ａの縮径端部とカバー部２ｂの大径開口端部とが一体に連結されて段部を形成する当該段部に係止された状態で固定される。

反射筒５は、その筒状本体５ａの内面に反射用塗料を塗布する等により補助反射面５ｂを形成している。また、反射筒５は、その出光開口端（図１では右端部）５ｃを、その中心がレンズ４の焦点またはその近傍に位置するように延在させ、この出光開口端４ｃには拡散板７を配設している。

そして、反射筒５は、例えばその底面（図１では左端）に光源部の一例である発光ダイオードモジュール（ユニット）８を、その発光面が出光開口端５ｃに正対する状態で固定し、この出光開口端５ｃまたはその近傍に擬似光源を形成するようになっている。すなわち、光源の発光ダイオードモジュール８からの発光は反射筒５の補助反射面５ｂにより出光開口端５ｃまたはその近傍に集光（導光）するように制御されるので、この集光部をレンズ４から見ると、見かけ上、この集光部に光源の発光ダイオードモジュール８があるように見える。この見かけ上の光源を擬似光源という。そして、発光ダイオードモジュール８は例えば反射筒５の内底部に適合する例えば矩形の基板上に、発光素子の一例である複数の発光ダイオードをマトリクス等の所要配列により配列して発光面を形成し、これら発光ダイオードに電気的に接続された図示しない一対の電極を基板に設けている。これら一対の電極は図示しないリード線により点灯回路９に電気的に接続されている。

点灯回路９は点灯回路本体を形成した基板に図示しない点灯回路部品９ａを実装することにより構成され、カバー部２ｂ内に収容される。また、点灯回路９は図示しないリード線により口金３のシェル側壁内面とアウトレットの内面とにそれぞれ固着され、電気的に接続されている。

次に、この照明装置１の作用を説明する。

まず、この照明装置１の口金３を図示しない給電ソケットにねじ込み結合させ、図示しないオン／オフスイッチをオン操作することにより、口金３から点灯回路９に所要の電力が給電され、発光ダイオードモジュール８の発光ダイオードを発光させることができる。

この発光ダイオードモジュール８の発光は、反射筒５の内面の補助反射面５ｂにより反射されて、反射筒５の出光開口端５ｃを含むその周囲に集光される。この出光開口端５ｃはレンズ４の焦点またはその近傍にて開口しているので、この出光開口端５ｃを含むその周囲の集光部を、レンズ４側から見ると、その集光部に光源の発光ダイオードモジュール８が見かけ上あるように見える擬似光源が形成される。そして、この擬似光源が形成される出光開口端５ｃには、拡散板７が配設されているので、この拡散板７に入射された光はここで拡散されてレンズ４に導光され、レンズ４から外部へ投光される。また、反射筒５の出光開口端５ｃから放射された光の一部はケース２の主反射面２ｃに入射され、この主反射面２ｃで反射して主にレンズ４に導光され、外部へ投光される。

図２は本発明の第２の実施形態に係る照明装置１Ａの一部切欠縦断面図である。この照明装置１Ａは、図１で示す照明装置１において、その発光ダイオードモジュール８よりも大きい発光ダイオードモジュール８Ａを、反射筒５の出光開口端５ｃに、拡散板７に代えて配設し、この発光ダイオードモジュール８Ａを反射筒５の切り起し片１０ａ，１０ｂにより支持し固定する点に特徴がある。

切り起し片１０ａ，１０ｂは、支持手段の一例であり、アルミニウム等金属製の反射筒５の内面に、その幅方向で対向する位置で形成された所要大かつ所要形状の一対の切り込みを内方へ引き起こすことにより形成される。さらに、この一対の切り込みは反射筒５の内面軸方向に所要の間隔を置いて多段に形成され、これら切り込み片を内方へ引き起こすことにより、発光ダイオードモジュール８Ａを、その発光面が反射筒５の出光開口端５ｃにほぼ正対する状態で支持して固定し、軸方向所要の位置で適宜固定することができる。なお、これら切り起し片１０ａ，１０ｂは、発光ダイオードモジュール８Ａの外縁部の一部を嵌入させて支持するスリットに代えてもよい。

したがって、この照明装置１Ａによれば、上記照明装置１では、擬似光源が形成される位置である出光開口端５ｃに、リアルな光源である発光ダイオードモジュール８Ａを配設しているので、これら両照明装置１，１Ａにおける光源の位置は殆ど相違しない。このために、これら両照明装置１，１Ａの配光も殆ど相違しない。

図３はこれら両照明装置１，１Ａの配光特性をそれぞれ対比して示す配光特性図である。

この配光特性は、これら両照明装置１，１Ａのレンズ４の直径が共に１２０ｍｍ、反射筒５の軸方向長さが共に２０ｍｍ、一方の照明装置１の発光ダイオードモジュール８の寸法が２０ｍｍ角、他方の照明装置１Ａの発光ダイオードモジュール８Ａの寸法が３５ｍｍ角、これら発光ダイオード８，８Ａの全光束が共に１０００ｌｍのときの配光特性を示す。

そして、これら照明装置１，１Ａの中心光度等の光学性能は次の表１の通りである。

したがって、図３に示すように発光ダイオードモジュール８，８Ａの寸法が相違しても両照明装置１，１Ａの配光特性の変化は微小であり、殆ど同じである。すなわち、本実施形態によれば、発光ダイオードモジュール８，８Ａの寸法が変更されても、ほぼ所望の配光特性と光学性能を得ることができる。

すなわち、これら照明装置１，１Ａによれば、反射筒５の出光開口端５ｃが配光用のレンズ４の焦点を含むその周囲にあるので、ここに擬似光源が形成される。

このために、発光ダイオードモジュール８，８Ａが反射筒５内に収容される以上、発光ダイオードモジュール８，８Ａの当該収容位置や発光面積等の寸法が変更しても擬似光源の位置は殆ど変動しない。

したがって、この擬似光源から配光用のレンズ４を通して外部に投光される配光も殆ど変更しない。すなわち、照明装置１，１Ａとしての配光特性を大きく変更させずに、発光効率が相違する種々の発光素子や発光面積の相違等に対応することができる。

また、発光ダイオードモジュール８，８Ａの寸法が種々変更する場合には、これら発光ダイオードモジュール８，８Ａを固定する反射筒５の固定位置を、その大きさに応じて軸方向に適宜移動させることにより、容易に対応することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の一部切欠縦断面図。本発明の第２の実施形態に係る照明装置の一部切欠縦断面図。本発明の第１，第２の実施形態に係る照明装置の配光特性図。

符号の説明

１，１Ａ…照明装置、２…ケース、２ａ…ケース本体部、２ｂ…カバー部、２ｃ…主反射面、３…口金、４…レンズ、５…反射筒、５ａ…筒状本体、５ｂ…補助反射面、５ｃ…出光開口端、７…拡散板、８，８Ａ…発光ダイオードモジュール（光源部）、９…点灯回路、１０ａ，１０ｂ…切り起し片。

Claims

大径開口端部側と縮径側とを有する椀状であって、内面を反射面に形成しているケースと；
大径開口端部に支持された、配光を制御するレンズと；
ケース内の縮径側に、レンズと対面するように配置された面状光源と；
ケース内に配置され、面状光源を収容し、その収容内面を反射面に形成して面状光源の発光を、レンズの焦点とその周囲に制御することにより、レンズの焦点とその周囲に見かけ上の擬似光源を形成する反射体と；
擬似光源形成箇所に配設された光拡散板と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
反射体は、レンズに向けて漸次拡開して面状光源を収容する筒状本体と、この筒状本体の軸方向複数位置にてこの面状光源をそれぞれ支持する支持手段と、を具備していることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
面状光源を点灯する点灯回路と；
反射体を収容する一方、レンズが配設される投光開口を有するケース本体部、このケース本体部内面に形成された主反射面および点灯回路を収容するカバー部を備えたケースと；
このケースの点灯回路収容部に固着されて点灯回路に電気的に接続された口金と；
を具備し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。