JP5701675B2 - カバー及び当該カバーを備えた照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ等の光源を有する照明装置のカバー、及び当該カバーを備えた照明装置に関する。

ＬＥＤ（発光ダイオード）は、長寿命、低消費電力といった利点を有するため、照明装置の光源として採用されている。ＬＥＤを光源とする各種照明装置は、環境負荷が少なく、次世代の省エネルギー照明として注目されている。

ＬＥＤを光源とする電球型の照明装置（ＬＥＤ電球）は、図４に示すように、ＬＥＤ設置面をポリカードネート樹脂（ＰＣ）等のカバー１０１で覆い、カバー１０１にてＬＥＤ１０２からの光を拡散している。このような照明装置は、ＬＥＤ１０２の直進性が強く、カバー１０２の形状が半球であり、ＬＥＤ設置面が広いため、配光が狭く、口金１０３側に光が広がらない。中には、図５に示すように、ＬＥＤ１０２の上部に光を広げる光学レンズ１０４を配置し、この光学レンズ１０４にて広がった光をカバー１０２にて拡散することで、配光を広げる照明装置もある。しかし、それでも配光角は２００度程度にしかならない。また、光学レンズ１０４を用いることにより光束量が減衰する。

これらに対して、例えば特許文献１には、半球形の光透過性分割部材を結合させた球状のカバーを用いて、その中央に反射鏡を配置させる照明装置が開示されている。よって、特許文献１に開示された照明装置は、広い配光を有する構成となっている。

特開２０１０−１５７４５９号公報（２０１０年７月１５日公開）

しかしながら、特許文献１に開示された照明装置では、通常、光源の照射方向側の光透過性分割部材と照射方向と反対側の光透過性分割部材とで、光透過率を同一にする。しかし、透過率を同一にする場合、光透過率が高いと、光源の照射方向側にいる使用者に対してグレアが強くなる。反対に、光透過率が低いと、照射方向と反対側の光透過性分割部材から出射される光量が少なく、照射方向と反対側の被照射面が暗く感じる。

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源の照射方向側のグレアを抑制すると共に、光源の照射方向とは反対側の被照射面を明るく照射することが可能なカバー及びそのカバーを備えた照明装置を提供することにある。

本発明のカバーは、上記の課題を解決するために、照明装置に用いられ、光源の設置面を覆い当該光源からの光を透過させて外部に導くカバーにおいて、当該カバーを形成する複数の分割カバー部材を備え、上記光源からの光の照射方向と反対側に配置される上記分割カバー部材は、上記光源からの光の照射方向側に配置される上記分割カバー部材よりも光透過率が高いことを特徴としている。さらに、本発明のカバーは、上記複数の分割カバー部材同士を接合する接合部を備え、上記接合部の上記カバーで囲まれる空間側の端部は、少なくとも上記光源の配光の範囲に入っており、上記光源からの光の上記接合部による反射光が、上記光源からの光の照射方向と反対側に配置される上記分割カバー部材を透過することを特徴としている。

光源からの光の照射方向と反対側に配置される分割カバー部材（以下、反対側カバー部材と称する）は、光源からの照射光を直接透過するのではなく、カバー内部での反射光を透過させる。そのため、反対側分割カバー部材から出射される光束量は、光源からの光の照射方向側に配置される分割カバー部材（以下、照射方向側カバー部材と称する）から出射される光束量よりも少ない。よって、反対側カバー部材と照射方向側カバー部材とを同じ光透過率にした場合、光透過率が低いと、光源の発光時、反対側分割カバー部材から出射される光束量は少ないため、反対側カバー部材は、照射方向側カバー部材よりも暗くなり、使用者にとって、照射方向と反対側の被照射面が暗く感じる。

そこで、本発明の上記構成により、反対側カバー部材の光透過率を、照射方向側カバー部材の光透過率よりも高くすることで、反対側分割カバー部材から出射される光束量を多くすることができ、カバー全体としての光束量分布を均一に近づけることができる。さらに、上記接合部により、光源からの光を反射させて反対側カバー部材を透過させることで、反対側分割カバー部材から出射される光の量を増すことができ、当該カバーを備えた照明装置の配光角を増大することができる。

また、反対側カバー部材と照射方向側カバー部材とを同じ光透過率にした場合、反対に、光透過率が高いと、光源の発光時、光源の照射方向側にいる使用者に対してグレアが強くなる。

そこで、本発明の上記構成により、照射方向側カバー部材の光透過率を反対側カバー部材の光透過率よりも低くすることができるので、照射方向側にいる使用者の目に届く光を抑えることができ、グレアを低減させることができる。

これらからわかるように、上記構成により、光源の照射方向側のグレアを抑制すると共に、光源の照射方向とは反対側の被照射面を明るく照射することが可能なカバーを提供することができる。上記構成のカバーの備えた照明装置は、配光が広く、使い勝手のよいものとなる。

ここで、光透過率は、分割カバー部材同士において、一方が決まれば他方が決まるというように、相対的に決まるものではない。反対側カバー部材においては、カバー全体としての光束量分布を考慮し、また、照射方向側カバー部材においては、グレアを考慮して決定する必要がある。

なお、光透過率は、例えば、分割カバー部材の材料の変更、あるいは厚さの変更によって、変更することができる。

本発明のカバーは、上記構成に加え、上記分割カバー部材同士を接合する接合部を備え、上記接合部は、光の進行方向を変更させる光学部材にて形成され、該光学部材は、当該カバーで囲まれる空間の内部から当該カバーの外側面に光を導く導光部材を有していてもよい。

上記構成によると、光の進行方向を変更させる光学部材にて分割カバー部材同士を接合して、カバーを組み立てることができる。また、光学部材が導光部材を有していることで、光源の発光時、接合部を通して外部に導かれる光束を増やすことができる。接合部から直接光が出射されるので、カバーの外側から見た場合に、光源の点灯時におけるカバーと接合部との明暗の差異が低減され、接合部を目立ちにくくすることができる。

本発明のカバーでは、上記構成に加え、上記導光部材の、当該カバーで囲まれる空間側の端面は、上記光源側に傾斜して設けられていてもよい。

上記構成により、導光部材の、カバーで囲まれる空間側の端面は、光源側に傾斜して設けられると、光源から直接出射された光が上記端面にて全反射せずに導光部材に入射する割合を増加することができ、光源からの光を効率よく導光部材に導くことができる。よって、光源からの光を、効果的にカバーの外側面に導くことができる。

本発明のカバーは、上記構成に加え、上記接合部における当該カバーの外側面側の端部には、光を散乱させる加工が施されていてもよい。

上記構成により、接合部におけるカバーの外側面側の端部に、光を散乱させる加工がされていると、接合部におけるカバーの外側面側の端部の表面から出射する光を散乱させて均一に発光させることができ、よりカバーとの明暗の差異を目立ちにくくすることができるため、外部から接合部の存在を認識されにくくすることができる。

本発明のカバーは、上記構成に加え、外形は球形を成し、上記複数の分割カバー部材は、２つの半球状部材から形成されていてもよい。

上記の構成によると、簡易に、電球形状の照明装置のカバーを形成することができる。ただし、外形は、球形に限らず、直管形または環形であってもよい。これらの形状であっても、カバーが光源の設置面を覆い、複数の分割カバー部材に分割されるものであれば、本発明を適用できる。また、カバーは、２つ以上に分割されていてもよい。また、分割方向も限定されない。

本発明の照明装置は、上記いずれかの本発明のカバーと、光源と、を備えたことを特徴としている。

上記の構成によれば、光源の照射方向側のグレアを抑制すると共に、光源の照射方向とは反対側の被照射面を明るく照射することが可能な照明装置を提供することができる。

さらに、本発明のカバーでは、上記構成に加え、上記接合部は、当該カバーで囲まれる空間の内部から当該カバーの外側面まで延設されていてもよい。

上記構成によると、光学部材は、カバーで囲まれる空間の内部からカバーの外側面まで延設されているため、分割カバー部材の接合面全体で光学部材を挟むことになる。従って、光学部材を容易に安定してカバーに固定することができる。また、分割カバー部材の接合面全体で光学部材を挟むため、カバーの組立性もよい。

本発明のカバーでは、上記構成に加え、上記光学部材は、反射部材を有していてもよい。

上記構成によると、反射部材にて光を反射させることができるので、光源の発光時、カバーの光源の光出射方向と反対側から外部に導く光束量を増やすことができる。つまり、カバーが用いられる照明装置の配光角を増すことができる。ここで、反射部材により、光が光源側に反射される場合には、光源付近の分割カバー部材から外部に導く光束量を増やすことができる。反対に、反射部材により、光源の設置面と対向する分割カバー部材側に反射される場合には、光源と対向する分割カバー部材から外部に導く光束量を増やすことができる。

本発明のカバーでは、上記構成に加え、上記接合部は、透明材料にて形成されていてもよい。

上記の構成により、接合部が透明材料から形成されていると、接合部を、カバーの外部から認識されにくくすることができる。よって、全体として一体感のあるカバーを提供することができる。

以上のように、本発明のカバーでは、上記光源からの光の照射方向と反対側に配置される上記分割カバー部材は、上記光源からの光の照射方向側に配置される上記分割カバー部材よりも光透過率が高い。よって、光源の照射方向側のグレアを抑制すると共に、光源の照射方向とは反対側の被照射面を明るく照射することが可能にすることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態のカバーを有する照明装置の概略構成を示す断面図である。 上記カバーの飾りリング付近の拡大図である。 上記飾りリングの別の構成を示す図である。 従来の照明装置の一例を示す断面図である。 従来の照明装置の別の例を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。

（照明装置）
図１は、本実施形態の照明装置１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、照明装置１は、口金２、絶縁部３、内部に電源回路７が配置される放熱部４、発光部５、およびカバー６が、この順に配置されている。以下の説明では、便宜上、口金２側を下側（下方）、カバー６側を上側（上方）、として説明する。

口金２は、外部接続用の金具である。例えば、一般的なＥ２６型の金具である。すなわち、口金２は、外部電源（図示せず）からの電力を、放熱部４内部に設置された電源回路７に供給する。口金２の外側面には、ネジ山が形成されている。これにより、照明装置１は、照明器具等のソケットに螺合して装着可能となっている。

絶縁部３は、電気絶縁材料から形成されており、口金２と放熱部４とを絶縁するものである。

電源回路７は、発光部５に電力を供給する回路である。また、電源回路７は、ＬＥＤの点灯状態（発光色、発光量等）を制御する制御回路としての機能も担っている。本実施形態では、電源回路７は、放熱部４内部に収容される。電源回路７は、回路基板と、回路基板に実装された複数の電子部品とから構成されている。

回路基板は、配線を有するプリント基板である。回路基板は、放熱性を高めるために、熱伝導性の良好な基材で構成されることが好ましく、ガラスエポキシ材等の非金属性の部材で構成されていても、セラミックスで構成されていてもよい。電子部品は、ＬＥＤの点灯制御、調光、または調色するための回路部品である。具体的には、電子部品は、コンデンサ、トランジスタ、ＲＥＣ（整流素子、ダイオードブリッジ）、抵抗、スイッチング素子などである。

電源回路７は、リード線等により口金２に電気的に接続しており、口金２を介して、外部電源からの電力が電源回路７に供給される。また、電源回路７は、リード線等により発光部５と電気的に接続しており、発光部５に電力を供する。

放熱部４は、筒状の中空部材４ａと中空部材の上端を覆う板状部材（設置面）４ｂとを有し、その内部に電源回路７を収容する。板状部材の上には、発光部５が固定される。放熱部４は、発光部５や電源回路７等の熱源からの熱を放熱する。放熱部４は、放熱を目的としているため、熱伝導性の良好な金属から構成することが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属またはこれらの合金から構成することが好ましい。また、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコーンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料から構成しても、高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。

発光部５は、照明装置１の光源であり、本実施形態ではＬＥＤがＬＥＤ基板に実装されて形成されている。本実施形態では、セラミック基板等からなるＬＥＤ基板の中央にＬＥＤが配置されているものとする。しかしこの配置に限定されず、例えば、複数のＬＥＤが、ＬＥＤ基板に均等に配置されて形成されていてもよい。

カバー６は、発光部５が設置される板状部材４ｂを覆うものであり、本実施形態では球形に形成されている。カバー６は、発光部５が発する光を透過及び拡散させて外部に導く機能を有する。さらに、カバー６は、発光部５を保護する機能も有する。カバー６は、例えば、ガラスあるいは合成樹脂から形成することができる。ＬＥＤ素子は点灯時の発熱量が比較的多いため、カバー６は、耐熱性材料から形成することが好ましい。例えば、乳白色にしたポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性、耐熱性、光拡散性に優れているため、カバー６の構成材料として好適である。カバー６の詳細については後述する。

以上の構成により、照明装置１は、口金２を照明器具等のソケット等に螺合して取り付けられると、外部電源から口金２を介して電源回路７に電力が供給される。そして、電源回路７から発光部５に、適切な電圧が印加される。これにより、照明装置１が点灯する。照明装置１は、ＬＥＤを光源として備えるため、長寿命および低消費電力を実現することができる。

（カバー）
カバー６は、カバー６の外形を成す上カバー（分割カバー部材）６１と下カバー（分割カバー部材）６２とに分割されており、上カバー６１と下カバー６２とは、飾りリング（接合部）６３によって接合されている。

飾りリング６３は、光の進行方向を変更させる光学部材から成り、図１に示すように、カバー６で囲まれる空間の内部からカバー６の外周面まで延設されている。以下で、飾りリング６３において、カバー６の外周面に延設されて外部に露出する部分を、外縁部６４と称する。

飾りリング６３が、カバー６で囲まれる空間の内部からカバー６の外周面まで延設されているため、上カバー６１と下カバー６２の接合面全体で飾りリング６３を挟んでいる。従って、光の進行方向を変更させる光学部材である飾りリング６３にて、上カバー６１と下カバー６２とを接合できると共に、飾りリング６３を容易に安定して固定することができる。また、上カバー６１と下カバー６２の接合面全体で飾りリング６３を挟むため、飾りリング６３のカバー６の外周面に延設された外縁部６４によって、上カバー６１及び下カバー６２が整合する位置決めが成されるので、カバー６の組立性もよい。なお、図１は照明装置１の断面を示している。照明装置１を外側から見ると、カバー６の略中央部を飾りリング６３が取り囲んでいるように見える。

本実施形態では、飾りリング６３は、図２に示すように、反射部材６３ａを有している。反射部材６３ａにより、発光部５の照射方向に出射された光を反射させて照射方向と反対側、つまり下カバー６２側に光を出射させることができるので、発光部５の発光時、下カバー６２から外部に導く光束量を増やすことができる。つまり、照明装置１の配光角を増すことができる。

図２では、反射部材６３ａは、飾りリング６３の下面と上面とに設けられており、下面の反射部材６３ａにより、下カバー６２から外部に導く光束量を増やすことができる。上面の反射部材６３ａにより、上カバー６１から外部に導く光束量を増やすことができる。

反射部材６３ａを有する飾りリング６３は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等から成る基材に、鏡面塗装を施して形成してもよい。あるいは、基材自体を高反射樹脂で形成して、飾りリング６３と反射部材６３ａとを一体に形成してもよい。あるいは、反射部材６３ａを有する飾りリング６３を、ハーフミラーで形成してもよい。

このような反射部材６３ａを有する飾りリング６３を備えていることで、照明装置１の配光角は３００度程度となる。なお、図１に示す照明装置１と同じ構造で、かつ、飾りリング６３がない照明装置であると、配光角は２８０度程度となる。以上から、飾りリング６３によって配光を広げることができることがわかる。

ここで、飾りリング６３の、少なくともカバー６外側面側の端部を、上カバー６１及び下カバー６２と同じ色にしておくことで、カバー６外側から目立たなくすることができる。逆に目立たせたい場合には、上カバー６１及び下カバー６２とは異なる色にしておくのがよい。

また、飾りリング６３のカバー６で囲まれる空間側の端部は、少なくとも発光部５の配光の範囲に入っているのが好ましい。このようになっていると、発光部５からの直接光を反射でき、発光部５の照射方向と反対側、すなわち下カバー６２から出射される光の量を増すことができ、照明装置１の配光角を増大することができる。

なお、反射部材６３ａは、飾りリング６３の上面のみあるいは下面のみに設けられていてもよい。

さらに、飾りリング６３の他の形態を、図３に示す。この他の形態の飾りリング６３は、カバー６で囲まれる空間の内部からカバー６の外側面に光を導く導光部材６３ｂを有している。そのため、発光部５の発光時、接合部を通して外部に導かれる光束を増やすことができる。接合部から直接光が出射されるので、カバー６外側から見た場合に、発光部５（または照明装置１）の点灯時におけるカバー６と飾りリング６３との明暗の差異が低減され、飾りリング６３を目立ちにくくすることができる。

導光部材６３ｂの、カバー６で囲まれる空間側の端面が、発光部５側に傾斜して設けられていると、発光部５から直接出射された光が上記端面にて全反射せずに導光部材６３ｂに入射する割合を増加することができ、発光部５からの光を効率よく導光部材６３ｂに導くことができる。よって、発光部５からの光を、効果的にカバー６の外側面に導くことができる。この場合、飾りリング６３が、透明材料から形成されていると、カバー外部から認識されにくいため、全体として一体感のあるカバー６を提供することができる。さらに、飾りリング６３の外縁部６４には、光を散乱させる加工が施されている。これにより、外縁部６４の表面から出射する光を散乱させて均一に発光させることができ、よりカバー６との明暗の差異を目立ちにくくすることができるため、外部から飾りリング６３の存在を認識されにくくすることができる。光を散乱させる加工には、表面にシボを入れたり表面を荒らしたりする加工が挙げられる。

また、導光部材６３ｂのカバー６で囲まれる空間側の端部は、少なくとも発光部５の配光の範囲に入っているのが好ましい。このようになっていると、発光部５からの直接光を導光でき、それを外部に導くことができるので、導光部材６３ｂから外部へ導かれる光束量が多くなり、好ましい。

このような導光部材６３ｂを有する飾りリング６３を備えていると、照明装置１の配光を広げることが可能となる。

なお、導光部材６３ｂの上面、下面の少なくとも一方に反射部材６３ａが形成されていてもよい。

本実施形態では、飾りリング６３は、球形のカバー６の中央部に設けられているが、カバー６の形状と発光部５の配光とに合わせて、照明装置１の配光を広げるのに最適な位置に飾りリング６３が配置されるようにするのがよい。

上カバー６１及び下カバー６２を飾りリング６３にて接合するには、接着剤を用いてもよいし、嵌め殺し、ねじ込み等で、嵌合させて取り付けるようになっていてもよい。上カバー６１、下カバー６２、飾りリング６３の材質も考慮した上で、適切な方法や材料で取り付ける。

発光部５からの光の照射方向と反対側に配置される下カバー６２は、発光部５からの直接の照射光を透過しているのではなく、カバー内部での反射光を透過させている。そのため、下カバー６２と、発光部５からの光の照射方向側に配置される上カバー６１とを同じ光透過率とした場合、下カバー６２からの光束量は少ないため、発光部５の発光時、下カバー６２は、上カバー６１よりも暗く見え、口金２側の被照射面が暗くなる。そこで、本実施形態のカバー６では、下カバー６２の光透過率を、上カバー６１の光透過率よりも高している。このように下カバー６２の光透過率を高くすることで、口金２側の光束量を増大することができ、カバー６全体としての光束量分布を均一に近づけることができる。

また、上カバー６１の光透過率を下カバー６２の光透過率よりも低くすることで、照射方向側にいる使用者の目に届く光を抑えることができ、グレアを低減させることができる。

ここで、光透過率は、上カバー６１と下カバー６２とにおいて、一方が決まれば他方が決まるというように、相対的に決まるものではない。下カバー６２は、カバー６全体としての光束量分布を考慮し、また、上カバー６１においては、グレアを考慮して決定する必要がある。なお、光透過率は、例えば、上カバー６１と下カバー６２とを違う材料で形成することで、あるいは同じ材料で形成する場合には厚さを変更することによって、変更することができる。

以上からわかるように、本実施形態のカバー６は、光源の照射方向側のグレアを抑制すると共に、光源の照射方向とは反対側の被照射面を明るく照射することが可能である。よって、このカバー６の備えた本実施形態の照明装置１は、配光が広く、使い勝手のよいものとなる。

また、本実施形態の照明装置１は、以上のような飾りリング６３を有するカバー６を備えているため、組立性がよく、光の進行方向を変更させる光学部材である飾りリング６３が安定して固定された照明装置を提供することができる。

なお、上記では、本実施形態のカバー６の外形は球形として説明した。しかし、カバーの外形は開示したボール型の球形に限定されない。例えば、一般白熱電球に近似した形状、円筒形、レフ形であってもよい。また、例えば、直管形、環形、であってもよい。これらの形状であっても、カバーが光源の設置面を覆い、複数の分割カバー部材に分割されるものであれば、本発明を適用できる。直管形、環形の場合には、照明装置において口金や放熱部等の構造が変わるが、カバー及び発光部の断面は、図１に示すものと同じ様になる。

また、上記では、本実施形態のカバー６は、上カバー６１と下カバー６２との２つの半球状部材から形成されているものとして説明した。しかし、２つ以上に分割されていてもよく、また、分割方向は上下だけでなく、例えば、左右に分割されていてもよい。

また、上記では、光源にはＬＥＤを用いるものとして説明した。しかし、ＬＥＤに限定されるものではなく、蛍光体、エレクトロルミネッセンス素子、半導体光源等の各種発光素子を用いてもよい。また、光源の色は任意に設定すればよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 照明装置
２ 口金
３ 絶縁部
４ 放熱部
４ａ 中空部材
４ｂ 板状部材（設置面）
５ 発光部（光源）
６ カバー
７ 電源回路
６１ 上カバー（分割カバー部材）
６２ 下カバー（分割カバー部材）
６３ 飾りリング（接合部、光学部材）
６３ａ 反射部材
６３ｂ 導光部材

Claims (7)

1. 照明装置に用いられ、光源の設置面を覆い当該光源からの光を透過させて外部に導くカバーにおいて、
   当該カバーを形成する複数の分割カバー部材と、
   上記複数の分割カバー部材同士を接合する接合部と、を備え、
   上記光源からの光の照射方向と反対側に配置される上記分割カバー部材は、上記光源からの光の照射方向側に配置される上記分割カバー部材よりも光透過率が高く、
   上記接合部の上記カバーで囲まれる空間側の端部は、少なくとも上記光源の配光の範囲に入っており、上記光源からの光の上記接合部による反射光が、上記光源からの光の照射方向と反対側に配置される上記分割カバー部材を透過することを特徴とするカバー。
2. 上記接合部は、上記カバーの外周面に延設されて外部に露出する外縁部を有することを特徴とする請求項１に記載のカバー。
3. 上記接合部は、光の進行方向を変更させる光学部材にて形成され、
   該光学部材は、当該カバーで囲まれる空間の内部から当該カバーの外側面に光を導く導光部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載のカバー。
4. 上記導光部材の、当該カバーで囲まれる空間側の端面は、上記光源側に傾斜して設けられていていることを特徴とする請求項３に記載のカバー。
5. 上記接合部の、当該カバーの外側面側の端部には、光を散乱させる加工が施されていることを特徴とする請求項３または４に記載のカバー。
6. 外形は球形を成し、
   上記複数の分割カバー部材は、２つの半球状部材から形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のカバー。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のカバーと、光源と、を備えたことを特徴とする照明装置。

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