JP5322292B2

JP5322292B2 - Ｌｅｄユニットおよび照明器具

Info

Publication number: JP5322292B2
Application number: JP2009151097A
Authority: JP
Inventors: 雄太宮原; 孝三薗田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: JP2011009055A

Description

本発明は、例えば住宅等の天井面に埋設されて廊下や壁等を照明するダウンライトに用いられる照明器具に関し、特に内蔵されるＬＥＤユニットおよび照明器具に関する。

図８に示すように、従来のＬＥＤユニット１００の一例として、ＬＥＤ光源（ＬＥＤ素子）１０１から発光された光を拡散させるために略半球形状のレンズ１０２を備えたものが知られている。
このＬＥＤユニット１００は、略半球形状のレンズ頂部１０２ａを凹ませて空間凹部１０３を形成し、この空間凹部１０３にＬＥＤ光源１０１を収容することで、ＬＥＤ光源１０１の光軸をレンズ１０２の光軸と一致させている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１のＬＥＤユニット１００によれば、ＬＥＤ光源１０１から発光された光をレンズ１０２の照射面１０２ｂから拡散させた状態で出射（出光）させることが可能である。

特開２００７−５９６１８号公報（図１、請求項１）

ここで、特許文献１のＬＥＤユニット１００では、レンズ外郭のうち照射面１０２ｂが平坦に形成されている。また、ＬＥＤ光源１０１から発光された光は比較的強い光であるため、レンズ１０２の照射面１０２ｂから出光された光が照射領域の縁１０２ｃで配光むらとして生じやすい。
この配光むらの発生を防ぐ対策として、レンズ１０２の照射面１０２ｂを凹凸状の曲面を連続的に形成することが考えられる。しかし、照射面１０２ｂに凹凸状の曲面を連続的に形成するために照射面が複雑な形状になる。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡素な構造（形状）で配光むらを生じないようにできるＬＥＤユニットおよび照明器具を提供することにある。

本発明に係るＬＥＤユニットは、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を制御するためのレンズと、を備え、前記レンズは、外郭表面が、前記レンズの光軸に対して回転対称である曲面であり、光照射面としての底面が、前記レンズの光軸を中心とする円形の平面であり、前記光照射面としての底面とは反対側に凹部を有し、かつ、前記凹部の底部には、前記レンズの光軸に対して回転対称である凸曲面をもつ部分が設けられており、前記ＬＥＤ光源は、前記レンズにおける前記凹部の内部空間で、前記ＬＥＤ光源の光軸が前記レンズの光軸と同軸となるように、かつ、前記凹部の底部における前記凸曲面に対峙するように配置されており、前記レンズの、前記光照射面としての底面の縁部には、前記ＬＥＤ光源から離れる方向に突出すると共に、前記レンズの光軸に近い側の内湾曲面と、前記レンズの光軸から遠い側の外湾曲面と、を有する凸曲部が環状に設けられている、ことを特徴とする。

本発明においては、レンズの照射面を平坦とし、照射面の周辺に凸曲部を設けた。
よって、凸曲部は、レンズ光軸の反対側の外湾曲面とレンズ光軸側の内湾曲面とを有している。
これにより、ＬＥＤ光源から発光された光を凸曲部まで導き、導いた光を外湾曲面でレンズ光軸の反対側に拡散するとともに、内湾曲面でレンズ光軸側に拡散できる。
したがって、凸曲部まで導いた光を凸曲部で照射面の外側と内側とに拡散することができ、照射面において光の照射領域の縁に配光むらが生じることを防ぐことができる。

加えて、レンズの照射面を平坦とし、照射面の周辺に凸曲部を設けるだけの簡単な構成で、配光むらが生じることを防ぐことができるので、ＬＥＤユニットの簡素化を図ることができる。

本発明においては、レンズの軸線側の部位を凸状に形成することで、レンズの軸線側の部位でＬＥＤ光源から発光された光をレンズの内側（すなわち、照射面側）に拡散できる。
これにより、照射面において光の照射領域の縁に配光むらが生じることを一層確実に防ぐことができる。

本発明に係る照明器具は、上記構成のＬＥＤユニットを装備したことを特徴とする。

本発明においては、照射面の周辺に凸曲部を設けたレンズが適用されたＬＥＤユニットを照明器具に装備した。
これにより、照射面において光の照射領域の縁に配光むらが生じることを防止ができる照明器具を提供することができる。

本発明のＬＥＤユニットおよび照明器具によれば、レンズの照射面を平坦とし、照射面の周辺に凸曲部を設けることで、ＬＥＤ光源から発光された光を凸曲部で拡散できる。
これにより、簡素な構造（形状）で配光むらを生じないようにできるという効果を有する。

本発明に係る第１実施形態のＬＥＤユニットを適用した照明器具の断面図図１に示したＬＥＤユニットの断面図図２の３部拡大図第１実施形態のＬＥＤユニットから発光光を照射する例を説明する断面図第１実施形態の照射面の凸曲部で発光光を拡散する例を説明する断面図本発明に係る第２実施形態の凸曲部を示す断面図図６の凸曲部で発光光を拡散する例を説明する断面図従来のＬＥＤユニットを示す直断面図

以下、本発明の複数の実施の形態に係るＬＥＤユニットおよび照明器具について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態であるＬＥＤユニット１０を搭載した照明器具１００は、円筒形の筺体である器具本体１０１と、複数のＬＥＤユニット１０を有して器具本体１０１に収容される灯具ユニット１０２と、電源ユニット１０３と、電源端子台１０４とを備えて住宅等の天井面１に形成された取付穴２に取り付けられる。

器具本体１０１は、金属製板部材をプレス成形したり、或いは硬質の樹脂材料を用いて成形したりして形成されている。器具本体１０１は隔板１０５と、隔板１０５の上部の上方周板１０６と、隔板１０５の下部の下方周板１０７とを有する。

隔板１０５は、器具本体１０１の中央部に配置されている。隔板１０５は電源ユニット１０３から灯具ユニット１０２に給電するための器具配線１０８を挿通させるための配線穴１０９を有する。

上方周板１０６は、その上端部にブラケット１１０をネジ１１１により固定しており、ブラケット１１０には器具本体１０１の外部に電源端子台１０４を固定している。電源端子台１０４は外部から与えられた商用電源を電源ユニット１０３に電気的に接続する。電源ユニット１０３は商用電源をＬＥＤユニット１０用の直流電源に変換する。

下方周板１０７の下端部にはフランジ１１２が形成されている。フランジ１１２は天井面１に当接することにより器具本体１０１を天井面１に位置決めする。

下方周板１０７の側部には複数の取付バネ１１３が設けられている。取付バネ１１３は天井面１にネジ止めされる。

ＬＥＤユニット１０は、ＬＥＤ光源（ＬＥＤ素子）１４を実装したＬＥＤパッケージ１３と、複数のＬＥＤパッケージ１３を実装する不図示の配線パターンを設けたＬＥＤ基板１５と、ＬＥＤ光源１４の光軸１４ａ上に同軸上に配置されたレンズ１６とを備える。

ＬＥＤパッケージ１３は、図１に示すように、ＬＥＤ基板１５の中心位置に１個、その周囲に例えば５個のＬＥＤ光源１４を実装している。
ＬＥＤ光源１４は、広がりを持つ比較的強い配光を有する光源である。

図２に示すレンズ１６は、透明な透光部材であるポリカーボネートを素材として成形され、ＬＥＤ光源１４からの光（すなわち、図４、図５に示す発光光３１）を制御するためのレンズである。
このレンズ１６は、略半球形状に形成された半球突部１９と、半球突部１９の下部に一体形成された平板部２０とを有する。

半球突部１９は、レンズ外郭１９ａが略半球形状に形成され、中央頂部１９ｂから平板部２０に向けて空間凹部２２が形成されている。空間凹部２２の底部２２ａはＬＥＤ光源１４に向けて凸状の半球状に形成されている
この空間凹部２２にＬＥＤ光源１４が収容されることで、ＬＥＤ光源１４が空間凹部２２の底部２２ａに対峙するとともに、ＬＥＤ光源１４の光軸１４ａがレンズ１６の軸線１６ａに対して同軸上に配置されている。

平板部２０は、レンズ外郭２０ａの底面である照射面２１が平坦状に形成され、照射面２１の周辺２１ａ（すなわち、図４、図５に示す発光光３１の照射領域の縁）に凸曲部２４が環状に設けられている。
照射面２１は、空間凹部２２に収容されたＬＥＤ光源１４に対して同軸上に配置され、ＬＥＤ光源１４から発光された光を照射する面である。

図３に示すように、凸曲部２４は、照射面２１の周辺２１ａに沿って環状に形成され、レンズ１６の軸線１６ａ（図２参照）側の部位（以下、「拡散部位」という）２５が下方に向けて（すなわち、照射面２１から離れる方向に向けて）凸状に形成されている。
拡散部位２５は、照射面２１に対して傾斜状に、かつ、湾曲状に形成されている。

この凸曲部２４は、図２に示すＬＥＤ光源１４から発光された光（図４、図５に示す発光光３１）を、拡散部位２５でレンズ１６の内側（すなわち、照射面２１側）に拡散できる。
これにより、照射面２１において発光光３１の照射領域の縁（照射面２１の周辺２１ａ）に配光むらが生じることを防ぐことができる。

つぎに、ＬＥＤユニット１０の照射面２１から発光光３１を照射する例を図４〜図５に基づいて説明する。
電源ユニット１０３（図１参照）が商用電源を直流電源に変換してＬＥＤユニット１０に給電することにより、図４に示すように、ＬＥＤ光源１４から発光光３１を発する。発光光３１は、ある程度広がりを持って拡散される。

拡散された発光光３１が空間凹部２２に入射し、入射した発光光３１のうち殆どの光が照射面２１の平坦部２１ｂから出射される。
また、入射した発光光３１のうち残りの光が、半球突部１９のレンズ外郭１９ａで反射して凸曲部２４まで導かれる。

図５に示すように、凸曲部２４まで導かれた発光光３１が、拡散部位２５でレンズ１６の内側（すなわち、照射面２１側）に拡散光３１ａとして拡散する。
これにより、照射面２１において発光光３１の照射領域の縁（照射面２１の周辺２１ａ）に配光むらが生じることを防止できる。

さらに、レンズ１６の照射面２１を平坦とし、照射面２１の周辺２１ａに凸曲部２４を設けるだけの簡単な構成で、照射領域の縁（照射面２１の周辺２１ａ）に配光むらが生じることを防止できるので、ＬＥＤユニット１０の簡素化を図ることができる。

加えて、照射面２１の周辺２１ａに凸曲部２４を設けたレンズ１６が適用されたＬＥＤユニット１０を照明器具１００（図１参照）に装備した。
これにより、照射面２１において発光光３１の照射領域の縁（照射面２１の周辺２１ａ）に配光むらが生じることを防ぐことができる照明器具１００を提供できる。

つぎに、第２実施形態のＬＥＤユニット４０を図６〜図７に基づいて説明する。なお、図６〜図７に示す第２実施形態において第１実施形態のＬＥＤユニット１０と同一類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。

（第２実施形態）
図６に示すように、本発明の第２実施形態のＬＥＤユニット４０は、第１実施形態の凸曲部２４を凸曲部４２に代えたもので、その他の構成は第１実施形態のＬＥＤユニット１０と同じである。

凸曲部４２は、照射面２１の周辺２１ａに沿って環状に形成され、レンズ１６の軸線１６ａ（図２参照）側の部位（以下、「内側拡散部位」という）４３が下方に向けて（すなわち、照射面２１から離れる方向に向けて）凸状に形成され、レンズ１６の軸線１６ａの外側の部位（以下、「外側拡散部位」という）４４が下方に向けて（すなわち、照射面２１から離れる方向に向けて）凸状に形成されている。

すなわち、凸曲部４２は、内側拡散部位４３および外側拡散部位４４を有している。
ここで、凸曲部４２は、断面中央部４２ａが凸状に形成されている。よって、内側拡散部位４３の面積Ｓ１は、外側拡散部位４４の面積Ｓ２に対して略同じ大きさに形成されている。

これにより、図７に示すように、凸曲部４２は、発光光３１を内側拡散部位４３でレンズ１６の内側に内側拡散光３１ｂとして拡散するとともに、外側拡散部位４４でレンズ１６の外側に外側拡散光３１ｃとして拡散できる。

発光光３１を内側拡散部位４３でレンズ１６の内側に内側拡散光３１ｂとして拡散することで、発光光３１の照射領域の縁（照射面２１の周辺２１ａ）に配光むらが生じることを防止できる。
さらに、発光光３１を外側拡散部位４４でレンズ１６の外側に外側拡散光３１ｃとして拡散することで、発光光３１の照射領域の縁（照射面２１の周辺２１ａ）をグラデーション状にぼかして照明効果をさらに高めることができる。

なお、本発明に係るＬＥＤユニット１０および照明器具１００は、前述した第１実施形態および第２実施形態に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、第１実施形態および第２実施形態では、ＬＥＤパッケージ１３としてＬＥＤ基板１５の中心位置に１個、その周囲に例えば５個のＬＥＤ光源１４を実装した例について説明したが、ＬＥＤ基板１５に実装するＬＥＤ光源１４の個数は適宜変更が可能である。

また、前記第１実施形態および第２実施形態で使用したＬＥＤ光源１４、レンズ１６、照射面２１、空間凹部２２、凸曲部２４，４２、拡散部位２５および内側拡散部位４３などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

１０，４０ＬＥＤユニット
１４ＬＥＤ光源
１６レンズ
１６ａレンズの軸線
２１照射面
２１ａ照射面の周辺
２２空間凹部
２４，４２凸曲部
２５拡散部位（レンズの軸線側の部位）
３１発光光（光）
４３内側拡散部位（レンズの軸線側の部位）
１００照明器具

Claims

ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源からの光を制御するためのレンズと、
を備え、
前記レンズは、
外郭表面が、前記レンズの光軸に対して回転対称である曲面であり、
光照射面としての底面が、前記レンズの光軸を中心とする円形の平面であり、
前記光照射面としての底面とは反対側に凹部を有し、かつ、前記凹部の底部には、前記レンズの光軸に対して回転対称である凸曲面をもつ部分が設けられており、
前記ＬＥＤ光源は、前記レンズにおける前記凹部の内部空間で、前記ＬＥＤ光源の光軸が前記レンズの光軸と同軸となるように、かつ、前記凹部の底部における前記凸曲面に対峙するように配置されており、
前記レンズの、前記光照射面としての底面の縁部には、前記ＬＥＤ光源から離れる方向に突出すると共に、前記レンズの光軸に近い側の内湾曲面と、前記レンズの光軸から遠い側の外湾曲面と、を有する凸曲部が環状に設けられている、
ことを特徴とするＬＥＤユニット。
請求項１に記載のＬＥＤユニットを装備したことを特徴とする照明器具。