JP5713780B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

この発明は、照明装置に関する。

光源が発した光を直接放射するのではなく、拡散反射面などに反射させ、拡散反射した光を放射する照明装置がある。

特開２０１０−１７０８６８号公報

照明装置が複数の光源を有する場合、それぞれの光源が発した光が別々に見え、グレアや色むらが生じる場合がある。
光源が発した光を拡散反射面などに反射させることにより、グレアや色むらは、ある程度抑えられるが、光の損失が生じる。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、光の損失を抑えつつ、複数の光源が発した光を混ぜ合わせることにより、グレアや色むらを低減することを目的とする。

この発明にかかる照明装置は、略中央に略円形の開口を有する板状の基板と、上記基板の一方の面に実装され、上記開口を囲む位置に配置された複数の光源と、略トーラス形状で、上記複数の光源が発した光を屈折するレンズと、上記基板に対向して配置され、上記レンズが屈折した光を反射して、上記基板の開口から外部に放射させる反射部とを有することを特徴とする。

この発明にかかる照明装置によれば、光の損失を抑えつつ、複数の光源が発した光を混ぜ合わせることができるので、グレアを低減することができ、光源の粒々感や色むらを低減することができる。

実施の形態１における照明装置１００を示す正視図及び断面図及び一部拡大断面図。 実施の形態１におけるレンズ１７０を示す平面図及び断面図。 実施の形態１における光源モジュール１４０を示す平面図。 実施の形態１におけるカバー１６０を示す平面図。 実施の形態１における光源１４２が発した光の経路を示す図。 実施の形態１における光源１４２の１つが発した光によって照射される底面部１８１上の照度分布を示す図。 実施の形態１における同種の複数の光源１４２が発した光によって照射される底面部１８１上の照度分布を示す図。 実施の形態２における照明装置１００を示す断面図。 実施の形態２における光源１４２の１つが発した光によって照射される反射部１８０上の照度分布を示す図。 実施の形態２における同種の複数の光源１４２が発した光によって照射される反射部１８０上の照度分布を示す図。 実施の形態３における照明装置１００を示す底面図及び断面図。 実施の形態４における照明装置１００を示す底面図及び断面図。

実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図７を用いて説明する。

図１は、この実施の形態における照明装置１００を示す正視図及び断面図及び一部拡大断面図である。
照明装置１００は、例えば、室内の天井面などに埋め込んで使用する照明器具（いわゆるダウンライト型）である。照明装置１００は、例えば、本体１５０と、枠１１０と、放熱フィン１３０と、電源装置１２０と、光源モジュール１４０と、カバー１６０と、レンズ１７０とを有する。
本体１５０（照明器具本体）は、略円筒状である。本体１５０は、天井面に埋め込まれる部分である。本体１５０は、光源モジュール１４０などを内蔵する。
枠１１０は、略円板状である。枠１１０は、天井面から室内に露出する部分である。枠１１０は、本体１５０の下底面に当たる位置に設けられている。枠１１０の半径は、本体１５０の半径よりも大きい。枠１１０は、略中央に、開口部１１１を有する。開口部１１１は、略円形である。開口部１１１は、照明装置１００が放射する光が出てくる部分である。
放熱フィン１３０は、本体１５０の上底面の上に、本体１５０と一体に設けられている。放熱フィン１３０は、光源モジュール１４０などで発生した熱を外部に放熱する。放熱フィン１３０は、例えば、アルミニウムなど熱伝導率の高い材料で形成されている。
電源装置１２０は、本体１５０の上側、放熱フィン１３０に囲まれた位置に取り付けられている。電源装置１２０は、商用電源などから供給される電力（例えば交流電力）を、光源１４２を点灯するための電力（例えば直流電力）に変換する。電源装置１２０は、変換した電力を、光源モジュール１４０に対して供給する。
光源モジュール１４０（円盤状ＬＥＤモジュール）は、枠１１０の裏側に位置する。光源モジュール１４０は、基板１４１と、光源１４２とを有する。基板１４１は、例えばプリント配線板である。光源１４２は、例えばＬＥＤパッケージである。光源１４２は、はんだ付けなどにより基板１４１に固定されている。光源モジュール１４０には、基板１４１に設けられたプリント配線などにより、電源装置１２０から供給された電力を光源１４２に供給するための光源回路が形成されている。
カバー１６０は、光源モジュール１４０を覆って、通電部分への接触を防ぐ。また、カバー１６０は、レンズ１７０を支え、位置決めする。カバー１６０は、凹部１６１と、孔部１６２とを有する。凹部１６１は、レンズ１７０と係合する形状である、孔部１６２は、光源１４２が発した光がレンズ１７０に入射するよう、光源１４２に対応する位置に設けられている。
レンズ１７０（ドーナツ型リング）は、略環状であり、例えば略トーラス形状（ドーナツ形状）である。レンズ１７０は、例えばアクリルやガラスなど、可視光を透過し、屈折率が１よりの材料で形成されている。レンズ１７０は、光を屈折透過する。レンズ１７０は、光源１４２が発した光を屈折して、反射部１８０の底面部１８１の略中央方向へ向かって集光する。
本体１５０の内面は、反射部１８０を形成している。反射部１８０（円柱状反射板）は、光を拡散反射する。反射部１８０は、レンズ１７０が屈折した光を反射して、開口部１１１から照明装置１００の外部に放射させる。反射部１８０は、例えば、底面部１８１と、側面部１８２とを有する。底面部１８１は、本体１５０の上底面の内側に当たり、略円形である。底面部１８１は、枠１１０と略平行である。側面部１８２は、本体１５０の側面の内側に当たり、枠１１０に対して略垂直である。

図２は、この実施の形態におけるレンズ１７０を示す平面図及び断面図である。
レンズ１７０は、例えば、中心軸２７１から半径２７２だけ離れた位置を中心とする半径２７３の円を、中心軸２７１を中心として回転した回転体である。レンズ１７０の外半径２７４は、半径２７２と半径２７３とを合計した和である。レンズ１７０の内半径２７５は、半径２７２から半径２７３を差し引いた差である。内半径２７５は、枠１１０の開口部１１１の半径よりもやや大きい。

図３は、この実施の形態における光源モジュール１４０を示す平面図である。
基板１４１は、略円板状である。基板１４１は、略中央に、開口１４３を有する。開口１４３は、略円形であり、枠１１０の開口部１１１よりもやや大きい。
光源モジュール１４０は、複数の光源１４２を有する。複数の光源１４２は、基板１４１の開口１４３をぐるりと取り囲む略円形に、略等間隔に配置されている。光源１４２の中心点を結ぶ円の半径２４１は、レンズ１７０の外半径２７４よりも小さく、半径２７２よりも大きい。
光源１４２には、光源１４２ａと、光源１４２ｂとの２種類がある。２種類の光源１４２ａ，１４２ｂは、交互に並んで配置されている。
光源１４２ａと光源１４２ｂとは、例えば、主波長、色度座標、相関色温度などが異なる。照明装置１００は、２種類の光源１４２ａ，１４２ｂが発する光を混合した光を放射する。これにより、照明装置１００は、２種類の光源１４２ａ，１４２ｂが発する光の中間の色度座標や相関色温度を有する光を放射する。２種類の光源１４２ａ，１４２ｂそれぞれが発する光の強さは、あらかじめ定めた一定の強さであってもよいし、可変できる強さであってもよい。例えば、照明装置１００は、相関色温度を指示する色温度信号を入力し、入力した色温度信号にしたがって、２種類の光源１４２ａ，１４２ｂそれぞれに供給する電力を決定することにより、２種類の光源１４２ａ，１４２ｂが発する光の強さを変える。これにより、照明装置１００が放射する光の相関色温度が変化する。

図４は、この実施の形態におけるカバー１６０を示す平面図である。
カバー１６０は、光源モジュール１４０よりも一回り大きい略円板状である。カバー１６０は、略中央に開口１６３を有する。開口１６３は、略円形であり、光源モジュール１４０の開口１４３よりも一回り小さい。凹部１６１は、レンズ１７０の形状に合わせて円状である。光源モジュール１４０の光源１４２の数と同じ数の孔部１６２が、光源１４２の位置に対応する位置に設けられている。

図５は、この実施の形態における光源１４２が発した光の経路を示す図である。
光源１４２が発した光は、レンズ１７０を透過して屈折し、反射部１８０の底面部１８１の中心方向へ向かい、底面部１８１に当たって拡散反射する。これにより、２種類の光源１４２ａ，１４２ｂが発した光が混合する。底面部１８１に当たって拡散反射した光は、一部が開口部１１１から照明装置１００の外部へ直接放射され、他の一部が側面部１８２に当たって再拡散するなどして、開口部１１１から照明装置１００の外部へ放射される。

図６は、この実施の形態における光源１４２の１つが発した光によって照射される底面部１８１上の照度分布を示す図である。
なお、斜線の密度が濃いほど明るいことを表わす。
１つの光源１４２が発した光は、レンズ１７０を透過して屈折することにより、底面部１８１の中心付近を照射する。特に、開口部１１１の上に当たる部分を、最も明るく照射する。

図７は、この実施の形態における同種の複数の光源１４２が発した光によって照射される底面部１８１上の照度分布を示す図である。
この図において、左側の図は、光源１４２ａが発した光による照度分布を示す。右側の図は、光源１４２ｂが発した光による照度分布を示す。
それぞれの種類の光源１４２ａ，１４２ｂが発した光は、底面部１８１の中心付近に集中し、開口部１１１の上に当たる部分を最も明るく照射する。それぞれの種類の光が最も明るく照射する範囲がほぼ同じであるため、２種類の光を、色むらなく、混合することができる。

このように、レンズ１７０が底面部１８１の中心付近に集めた光を、反射部１８０が拡散反射することにより、光の損失を抑えつつ、複数の光源１４２が発した光を混ぜ合わせることができる。
なお、光源１４２の種類は、１種類であってもよいし、３種類以上でもあってもよい。
光源１４２の種類が１種類の場合、複数の光源１４２が発する光を混ぜ合わせることにより、グレアを低減することができ、例えばＬＥＤ光源の粒々感をなくすことができる。
また、光源１４２の種類が複数の場合、複数の光源１４２が発する光を混ぜ合わせることにより、グレアを低減するとともに、色むらを低減することができる。

実施の形態２．
実施の形態２について、図８〜図１０を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図８は、この実施の形態における照明装置１００を示す断面図である。
照明装置１００は、反射部１８０の形状が実施の形態１と異なる。
反射部１８０（ドーム状反射板）は、例えば回転放物面形状や球面形状など、中央部分が周辺部分よりも光源モジュール１４０から離れたドーム状（椀状）である。

図９は、この実施の形態における光源１４２の１つが発した光によって照射される反射部１８０上の照度分布を示す図である。
反射部１８０がドーム状なので、１つの光源１４２が発した光は、実施の形態１よりも狭い範囲を照射する。特に、反射部１８０の中心から遠い方向に照射される光は、反射部１８０のドーム状側面に当たるので、実施の形態１よりも反射部１８０の中心に近い位置を照射する。

図１０は、この実施の形態における同種の複数の光源１４２が発した光によって照射される反射部１８０上の照度分布を示す図である。
この図において、左側の図は、光源１４２ａが発した光による照度分布を示す。右側の図は、光源１４２ｂが発した光による照度分布を示す。
それぞれの種類の光源１４２ａ，１４２ｂが発した光は、底面部１８１の中心付近に集中し、開口部１１１の上に当たる部分を最も明るく照射する。それぞれの種類の光が最も明るく照射する範囲がほぼ同じであるため、２種類の光を、色むらなく、混合することができる。

実施の形態３．
実施の形態３について、図１１を用いて説明する。
なお、実施の形態１または実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図１１は、この実施の形態における照明装置１００を示す底面図及び断面図である。
照明装置１００は、実施の形態１で説明した構成に加えて、更に、拡散板１９０を有する。

拡散板１９０（拡散透過部）は、略円板状である。拡散板１９０は、光を拡散透過する。拡散板１９０は、枠１１０の開口部１１１に嵌められている。拡散板１９０は、反射部１８０に当たって拡散反射し、開口部１１１を通って照明装置１００の外部に出る光を拡散させる。

このように、開口部１１１に拡散板１９０を設けることにより、照明装置１００が放射する光の色むらを更に低減することができ、グレアを低減することができる。

なお、反射部１８０の形状は、実施の形態２で説明した形状であってもよい。

実施の形態４．
実施の形態４について、図１２を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態３と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図１２は、この実施の形態における照明装置１００を示す底面図及び断面図である。
照明装置１００は、実施の形態１で説明した枠１１０を有さず、全体を天井面などに埋め込んで使用する照明器具（いわゆる小型シーリング型）である。
放熱フィン１３０は、本体１５０の上側ではなく、本体１５０の下側、実施の形態１で説明した枠１１０の位置に設けられている。放熱フィン１３０は、ネジ穴１３１と、円筒部１３２とを有する。ネジ穴１３１は、照明装置１００を天井面に固定するネジと螺合する。円筒部１３２は、枠１１０の開口部１１１に相当し、反射部１８０に当たって拡散反射した光を照明装置１００の外部に放射する。

このように、放熱フィン１３０を本体１５０の下側に設けることにより、光源モジュール１４０で発生した熱が、放熱フィン１３０に伝わりやすくなる。このため、光源モジュール１４０で発生した熱の放熱効率が高くなる。

なお、反射部１８０の形状は、実施の形態２で説明した形状であってもよい。

以上、各実施の形態で説明した構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、異なる実施の形態で説明した構成を組み合わせた構成であってもよいし、本質的でない部分の構成を他の構成で置き換えた構成であってもよい。例えば、照明装置１００は、天井面などから吊下げて使用する照明器具（いわゆるペンダント型）であってもよい。

１００ 照明装置、１１０ 枠、１１１ 開口部、１２０ 電源装置、１３０ 放熱フィン、１３１ ネジ穴、１３２ 円筒部、１４０ 光源モジュール、１４１ 基板、１４２ 光源、１４３，１６３ 開口、１５０ 本体、１６０ カバー、１６１ 凹部、１６２ 孔部、１７０ レンズ、１８０ 反射部、１８１ 底面部、１８２ 側面部、１９０ 拡散板、２４１，２７２，２７３ 半径、２７１ 中心軸、２７４ 外半径、２７５ 内半径。

Claims (6)

1. 略中央に略円形の開口を有する板状の基板と、
   上記基板の一方の面に実装され、上記開口を囲む位置に配置された複数の光源と、
   略環状で、上記複数の光源が発した光を屈折するレンズと、
   上記基板に対向して配置され、上記レンズが屈折した光を反射して、上記基板の開口から外部に放射させる反射部とを有し、
   上記複数の光源の中心点を結ぶ円の半径は、上記レンズの平面視外周の半径よりも小さく、上記レンズの平面視外周の半径から上記レンズの断面の半径を引いた長さよりも大きいことを特徴とする照明装置。
2. 上記レンズは、屈折した光を上記反射部の略中央方向へ向けて出射することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 上記反射部は、中央が上記基板から離れた椀状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
4. 上記複数の光源は、発する光の主波長及び色度座標及び相関色温度のうち少なくともいずれかが異なる複数種類の光源からなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明装置。
5. 上記複数の光源は、異なる種類の光源が交互に並んで配置されていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 略中央に上記開口よりも小さい略円形の開口を有するとともに、上記レンズを支える断面円弧状の凹部と、上記複数の光源に対応する位置に設けられた複数の孔部とを有し、上記基板を覆うカバー
   をさらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の照明装置。

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