JP5816910B2 - 面照明器具及び面照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、指向性の強い点光源を用いた面照明器具及びその器具を用いた面照明装置に関する。

近年、各種表示装置や照明等の光源として、電力消費量や発熱が少なく寿命が長いことから、白熱電球や蛍光管に代えて、発光ダイオード(LED)やレーザーダイオードのような点光源が用いられるようになってきている。

点光源を用いた照明には様々なものがある。例えば建物の天井や壁に取り付けて室内の照明等に用いられている方形状や円形状の照明、屋外灯等に用いられている豆電球型の照明、蛍光灯と同様な線形状の照明などである。近年は、従来の白熱電球や蛍光灯に代えて使用できるように、白熱電球型や直線型蛍光灯、さらに環状型蛍光灯の形状としたLED照明装置が開発されている。

点光源から出た光を所定面で均一にする面照明装置には、照明面の背後に光源が相対して配置されたいわゆるバックライト型のもの、照明面と光源が直交しているいわゆるエッジライト型のものがある。エッジライト型面照明装置は一般的に導光板を使用しており、薄型化が可能であるが、照明面全体に導光板を設ける必要があるため重量が重くなり、製造コストも高くなる。一方、バックライト型面照明装置には導光板が必要のないものもあり、その場合は軽量化が可能であるので、軽量化が必要な箇所にはバックライト型面照明装置が使用されている。しかしながら、LEDやレーザーダイオードは指向性の強い点光源であるため、光軸方向に強い光、いわゆるグレア(glare、眩輝)が発生してしまう。このため、照明装置として広い面で均一な光量分布を得るためには、種々の工夫が必要とされている。

例えば、点光源を使用する蛍光灯形状のLED照明装置として、下記特許文献1(特開2008−77899号公報)には、直線状もしくは環状の一面が開口した断面コ字状の外郭ケース内に反射板を設け、反射板の底部にLEDを取り付け、外郭ケースの開口部付近に光を拡散する拡散シートを設けたLEDランプの技術が開示されている。

図19は下記特許文献1に記載されているLEDランプの断面図である。LEDランプ101は、断面コ字状の細長い外郭ケース102の開口部側に、開口部に向けて光が出るように反射板103が配置され、反射板103内にはLED105aを基板105bに取り付けたLEDモジュール105が複数個線状に設置されている。LEDモジュール105の周囲には開口部方向に効率よく光を反射させるように設計された樹脂または金属製のリフレクター105cが設けられる。外郭ケース102の開口部に光を拡散する拡散シート104を取り付けLEDの光を線状や全方向性の光源に変換する。この発明によれば、使用するLEDの数の少ない、直線状や環状の蛍光灯の代替品として使用できるLEDランプを提供することができる。

また、下記特許文献2(特開2005−251660号公報)には、図20に示したように、発光体210を配置する空間部211を有する外形が環状の金属基体209と、LED219を有し、金属基体209に接触して前記空間部211に配設される発光体210とを具備してなる環状光源202〜204と、前記環状光源の背面が底面部に接触するとともに、一方の環状光源の内周面が他方の環状光源の外周面に接触されるように配設されるか又は一方の環状光源が側面部229,230に接触するように配設される金属本体205を具備する環状光源を同心状に配置した照明装置201が開示されている。この環状光源202〜204は、空間部にLED219に対向し、LEDからの放射光を通過させることのできる孔227を有する金属からなるカバー206を配設している。

特開2008−77899号公報 特開2005−251660号公報

前述のように、上記特許文献1に開示されたLEDランプでは、外郭ケースの開口部に光を拡散する拡散シートを取り付け、LEDの光を線状や全方向性の光源に変換している。しかしながら、LEDモジュール105に個別につけた拡散シート104では均一な面照明光を得ることができない。また、特許文献2に開示されている照明装置では、環状光源は空間部にLEDに対向し、LEDからの放射光を通過させることのできる孔を有する金属からなるカバーを配設している。しかしながら、LEDは指向性が強く、光軸方向に強い光を発するため、上記特許文献1及び2に開示されている照明装置を直視すると、光軸方向に強い光が見えていわゆるグレアが発生してしまうという問題があった。また、上記特許文献1及び2に開示されている照明装置では、LEDの指向性が強いため、LEDの向いている方向にしか光が放射されず、側方には十分な光が出ないので、これらの照明装置では部屋全体を照らすことが難しいという問題があった。

また、上記特許文献2に開示されている環状面照明装置においては、中央部開口として残る点光源の空白部のために、均一な照度が得られなかった。さらに、上記特許文献2の照明装置では、放熱を良くするために、それぞれ金属基体209を具備する環状光源を複数個同心状に金属本体205に配置しているので照明装置の構造が複雑化し、特に重量の軽減ができなかった。

また、上記特許文献に開示された照明装置は、災害時の対策がなされていない。この照明装置が設置されている建物で火災が発生した場合、照明装置を構成している部材が燃えて溶けてしまい、溶けた部材が降りかかって火傷の原因となってしまう、などの二次災害が起きることがあった。

本願発明者は、上記の問題を解決すべく種々検討を行った結果、本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は、いわゆるグレアが発生しない、光源からの光を高い効率で利用しながら、放射面から所定の距離離れた面において均一な照明光を得ることのできる、指向性の強い点光源の光を使用する面照明器具、面照明装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、LEDの向いている方向だけでなく側方にも十分な光を照射させることができ、面照明器具全体に均一な照明光を得られることが容易な、指向性の強い点光源の光を使用する面照明器具、面照明装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、照明装置の構造を単純化できるものを提供すること、さらにまた、中央部開口として残るような点光源の空白部のない、全面で均一な照度が得られる、指向性の強い点光源の光を使用する面照明器具、面照明装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、照明装置の設置された建物で災害が発生した場合に、本照明装置によって二次災害が起こらない面照明器具、面照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。すなわち、本発明の第1の形態の面照明器具は、指向性の強い点光源の光を面照明へと変換する面照明光源装置と、前記面照明光源装置を保持する照明器具本体とを備えた面照明器具において、前記面照明光源装置は、前記面照明光源装置が前記照明器具本体に取り付けられ、前記点光源が設置される平板部と前記平板部から立設された外側側板部及び内側側板部とを有し前記平板部に対向する面は開口しているケーシングと、前記平板部に配設された複数個の前記点光源と、前記開口を塞ぐ光導通反射板とで構成されており、前記ケーシングおよび前記光導通反射板は、光反射率が95〜98%、光透過率が2〜5%である部材で形成され、前記点光源は前記点光源の光軸が前記光導通反射板と垂直となるよう設置され、前記外側側板部の高さは前記内側側板部の高さよりも低く形成され、前記光導通反射板は、前記点光源の各々に対応する領域に分けられ、前記各領域はそれぞれ対応する前記点光源からの距離が遠くなるに従って光反射率が低くなり、かつ、光透過率が高くなるよう形成されていることを特徴とする。

また、本発明の第2の形態によれば、第1の形態の面照明器具において、前記ケーシングおよび前記光導通反射板は、環状に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の第3の形態によれば、第1の形態の面照明器具において、前記ケーシングおよび前記光導通反射板は、円板状に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の第4の形態によれば、第1〜3のいずれかの形態の面照明器具において、前記ケーシングは、前記点光源を区画する前記平板部から垂直に立設された仕切り板を備え、前記仕切り板によって前記ケーシング内は小室に仕切られていることを特徴とする。

また、本発明の第5の形態によれば、第4の形態の面照明器具において、前記各小室の大きさ、形状は同一に形成されたことを特徴とする。

また、本発明の第6の形態によれば、第1の形態の面照明器具において、前記ケーシングおよび前記光導通反射板の表面には、難燃性光透過材が塗布されていることを特徴とする。

また、本発明の第7の形態によれば、第2の形態の面照明器具において、前記面照明光源装置が複数個同心状に配置されたことを特徴とする。

また、本発明の第8の形態によれば、第2又は第7の形態の面照明器具において、前記照明器具本体に配置された前記面照明光源装置の前記ケーシングの中心開口部に、点光源用の点灯装置が取り付けられていることを特徴とする。

また、本発明の第9の形態によれば、第1の形態の面照明器具において、前記ケーシング及び前記光導通反射板は超微細発泡光反射部材で形成されていることを特徴とする。

また、本発明の第10の形態によれば、第1の形態の面照明器具において、前記面照明光源装置は、前記ケーシング及び前記光導通反射板が環状に形成されたものと円盤状に形成されたものとの両者を備えていることを特徴とする。

また、本発明の第11の形態によれば、第1の形態の面照明器具において、前記側板部から垂直に所定の高さ立設された光遮蔽板を有していることを特徴とする。

また、本発明の第12の形態によれば、第11の形態の面照明器具において、前記光遮蔽板と前記側板部との間には所定幅の隙間が設けられていることを特徴とする。

更に、本発明の第13の形態の面照明装置によれば、第1〜第12の何れかの形態の面照明器具と、前記面照明器具の前面に配置された拡散板と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の第14の形態によれば、第13の形態の面照明装置において、前記面照明器具の背面に配置されたカバーを備えることを特徴とする。

また、本発明の第15の形態によれば、第13又は第14の形態の面照明装置において、前記拡散板の前面に配置されたパネルを備えることを特徴とする。

本発明の面照明器具によれば、ケーシングおよび光導通反射板は、光反射率が高く、かつ、光透過率の低い部材で形成され、光導通反射板は前記点光源の各々に対応する領域に分けられ、前記各領域はそれぞれ対応する各点光源からの距離が遠くなるに従って光反射率が低くなり、かつ、光透過率が高くなるよう形成されているので、光源としてLED等の指向性の強い点光源を用いても、光の放射方向のグレア発生を防止しながら、点光源からの光を高い効率で利用して、点光源の放射面から所定の距離離れた面において均一な照明光を得られる面照明器具を安価に提供することができるようになる。

また、本発明の面照明器具によれば、ケーシングおよび光導通反射板が環状に形成された上記効果を奏する環状の面照明器具を提供することができる。

また、本発明の面照明器具によれば、ケーシングおよび光導通反射板が円盤状に形成された上記効果を奏する円盤型の面照明器具を提供できる。

また、本発明の面照明器具によれば、ケーシングおよび光導通反射板の表面に、難燃性光透過材が塗布されているので、面照明器具を設置している建物内で火災などが発生した場合に、容易に燃えることがなくなり、二次災害の発生を防止することができる。

さらに、本発明の面照明器具によれば、環状の面照明光源装置を複数個、同心状に配置することができ、上記効果を奏すると共に、用途に応じて輝度を変えることができ、面照明の幅を広げることができる。

また、本発明の面照明器具によれば、環状の面照明器具と円盤状の面照明器具とを組み合わせることによって、上記効果を奏すると共に、中央部に点光源の空白部分のない、より大きな円盤型の面照明器具を得ることができる。また、ケーシングが軽量であるので、大型の面照明器具であっても、軽量化することができる。

更に、本発明の面照明器具によれば、ケーシングの光導通反射板側に光遮蔽板を取り付けることで照明範囲を制限し、照明したい範囲のみを照明することができ、照射面を直視することが減るので、光による眼への負担を軽減することができる。

更に、本発明の面照明装置によれば、上記面照明器具の効果を奏することができる面照明装置が得られる。

図1Aは本発明の第1の実施形態における面照明装置の外観斜視図であり、図1Bは図1AのIB−IB線での断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る面照明光源装置の表面側から見た外観斜視図である。 図2の面照明光源装置の分解斜視図である。 図4Aは図3のIV部分の拡大平面図であり、図4Bは図4AのIVB−IVB線における断面図である。 図5は、本発明の第1の実施形態に係る変形例の面照明光源装置を用いた面照明装置の平面図である。 図5の光導通反射板の一部拡大平面図である。 本発明の第2の実施形態に係る面照明光源装置の表面側から見た外観斜視図である。 図7の面照明光源装置の分解斜視図である。 図9は、本発明の第3の実施形態に係る面照明光源装置の平面図である。 図9の面照明光源装置における光導通反射板の一部拡大平面図である。 本発明の第3の実施形態に係る面照明光源装置の変形例の平面図である。 図11の面照明光源装置における光導通反射板の一部拡大平面図である。 図13は第4の実施形態における面照明光源装置の外観斜視図、図13Bは図13AのXIIIB−XIIIB線における断面図、図13Cは変形例における断面図である。 本発明の第4の実施形態に係る面照明光源装置の平面図である。 図14の面照明光源装置の小室部分の一部拡大斜視図である。 図15の小室の分解斜視図である。 図17Aは、図15のXVI−XVI線における断面図、図17Bは変形例における断面図である。 図15の面照明光源装置の光導通反射板の平面図である。 LEDを用いた従来の照明装置の平面図である。 LEDを用いた他の従来の照明装置の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の各種実施形態を詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための照明器具及び照明装置を例示するものであって、本発明をこれらの照明器具や照明装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。

[第1の実施形態]
図1を参照して本発明第1の実施形態における面照明装置の概要について説明する。なお、図1Aは本発明の実施の一形態である家庭用の吊下げ型面照明装置の外観図である。面照明装置1は、面照明器具3と、面照明器具3を上方から覆うように面照明器具3に取り付けられている傘型の照明カバー2と、照明カバー2の開口部を塞ぐ拡散板4を有する。照明カバー2は、球面の一部を切り取った形状で、切り口部分である開口部を閉塞するように円形の拡散板4が取り付けられている。また、照明カバー2には、電源接続用アダプタ(図示省略)や吊下げコード5が取り付けられ、面照明器具3を天井から吊下げるとともに面照明光源装置6に電力を供給する。

図1Bは、図1AのIB−IB線での断面図であり、面照明光源装置6が点光源36と、点光源36を配設してあるケーシング30と、ケーシング30の開口部を塞ぐ光導通反射板40と、これらの構成部材を保持する照明器具本体41から構成されていることを示している。照明器具本体41の中央部には、面照明光源装置6の点光源36を駆動させる点灯回路50が取り付けられている。

すなわち、第1の実施形態の面照明器具3は、指向性の強い点光源36の光を面照明へと変換する面照明光源装置6と、面照明光源装置6を保持する照明器具本体41とを備えている。

次に、図2、図3を参照して面照明光源装置6について説明する。図2はこの第1の実施形態における面照明光源装置6を、図1において取り付けた状態とは天地逆として表面側からみた外観斜視図を示し、図3は図2における面照明光源装置6の内部を示す分解斜視図である。なお、点灯回路50は、図示を省略してある。

面照明光源装置6は、指向性の強い複数個の点光源36と、点光源36を取り付けたケーシング30と、光導通反射板40とで構成されている。ケーシング30は、平板部35とその平板部35から立設された側板部、すなわち平板部35から垂直に立設されている外側側板部33及び内側側板部32を有し、仕切り板34を備えていて、平板部35に対向する面は開口している。平板部35には、点光源36を配置するための孔が設けてある。ケーシング30の開口部は、光導通反射板40で塞がれている。光導通反射板40は、ケーシングの外側側板部33、内側側板部32、および仕切り板34によって支持され、ケーシングの開口部を閉塞するよう取り付けられている。面照明光源装置6は、図1に示したように、ケーシング30の平板部35によって照明器具本体41に取り付けられ面照明器具3を構成する。

点光源36は、指向性の強い点光源である発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)が使用される。発光ダイオードやレーザーダイオードは、単体のものまたは複数集合したものが用いられている。

点光源36は基板37(図1参照)に設置され、モジュール化されている。点光源が設置されている基板37は、点光源36に熱がこもらないよう熱伝導性の高い素材、例えばアルミニウムなどで構成されている。第1の実施形態で用いられている基板37は、アルミニウムの表面に絶縁材を施し、絶縁材の表面に銅箔によって電気接続部が構成されたアルミニウム基板を用いている。これ以外に、アルミニウム板にフレキシブルプリント基板を貼り付けたものなどでもよい。

ケーシング30は、ケーシング30内に取り付けられた複数の点光源36を区画するように、平板部35から垂直に立設された仕切り板34を備えている。仕切り板34によってケーシング30内は小室301〜312に仕切られ、各小室の大きさ、形状は同一に形成される。なお、以下の図面において、各小室は符号の記載を省略する場合がある。

ケーシング30の各小室301〜312には、点光源36が一つずつ配置されている。点光源36は各小室の中心部に配置されているが、各小室の中心部から内側側板部32に近い位置に配置してもよい。内側側板部32に近い位置に配置することによって、光が円環状照明器具の点光源を備えていない円環の内側にも届きやすくなり、照明範囲全体をより均一に照明することができる。

ケーシング30の具体的寸法の一例を示すと、その平板部35の形状は、外周の一辺の長さが3cmである正24角形の多角形の内部から、縮小した相似形状である一辺の長さが1.7cmの正24角形を同心状にくりぬいた、いわゆるドーナツ形状である。ドーナツ形状の外側には高さ1cmの外側側板部33が垂直に立設され、内側には高さ1cmの内側側板部32が垂直に立設されている。また、ケーシング30内を12等分するように、仕切り板34がケーシング30内を横断して、平板部35から垂直に立設されている。仕切り板34の高さも外側側板部33、内側側板部32同様に1cmである。この外側側板部33、内側側板部32、および仕切り板34によって、ケーシング30には小室301〜312が形成される。仕切り板34は上縁に鉤爪部(図示省略)を有し、光導通反射板40に設けられた光透過率を調整するための開口に嵌め込まれることにより、光導通反射板40と機械的に連結される。

光導通反射板40について、図3、図4を参照して説明する。なお、図4Aは第1の実施形態における光導通反射板40の一部拡大図であり、図3において円で囲まれた一領域IV、すなわち光導通反射ユニット40Uの拡大平面図、図4Bは図4AのIVB−IVB線における断面図である。

光導通反射板40は、前述したように、ケーシング30の外側側板部33、内側側板部32および仕切り板34とで支持されている。ケーシング30の開口部を塞ぐように取り付けられた光導通反射板40は、点光源36が配置された各小室301〜312に対応して、一枚の光導通反射板40が点光源の各々に対応する領域に分けられ、各領域はそれぞれ対応する各点光源からの距離が遠くなるに従って光反射率が低くなり、かつ、光透過率が高くなるよう形成されている。第1の実施形態では、光の透過のための開口が同じパターンで設けられた光導通反射ユニット40Uを1領域とする401〜412の12領域が連接されて構成されている。なお、以下の図面において、各領域は符号の記載を省略する場合がある。

光導通反射ユニット40Uには、点光源36の真上部分を中心として同心状に溝が切られている弧状溝で構成された中央反射部39とその周辺の円形孔が形成された外方反射部38とが設けられている。弧状溝や円形孔は、打ち抜きやカッティングプロッタによって形成される。光導通反射ユニット40Uに設けられた開口の大きさは、中心から離れるに従って、所定領域に対する開口の面積の割合が大きくなるように設定される。点光源36の真上部分付近に設けられた弧状溝は非貫通にしてもよい。点光源36の真上部分付近に設けられた弧状溝を非貫通にすることによって、点光源36からの直接光が面照明器具から出て行かなくなり、直接光を直視することがなくなる。外方反射部38の外側には、仕切り板34の上縁に設けられている鉤爪部(図示省略)が嵌め込まれる開口Sが設けられていて、仕切り板を固定連結する。

弧状溝の幅、長さと円形孔の大きさは、詳しくは、所定領域に対する開口面積の割合をA、光導通反射ユニット40Uの中心からの距離をxとし、bおよびcを定数とすると、概略
A=bx+c (1)
の関係式を満たすように設定される。
また、中央反射部39の中心部分の溝などを非貫通孔とすることにより、点光源36からの光が直接出てこなくなり、いわゆるグレアの発生が防止できる。また、弧状溝は弧状である必要はなく、(1)式を満たす幅、長さであれば、同心の多角形状の溝などであってもよい。さらに、外方側板部33に設けられている円形孔は円形である必要はなく、(1)式を満たす大きさであれば三角形や四角形、星型など、どんな形状であってもよい。

なお、第1の実施形態では光導通反射板40に設ける開口の配置を平面視で俵積み状に互い違いに配置したが、直交格子状や、六方格子状に配置してもよい。各開孔の配置は、種々選択することができる、

ところで、ケーシング30の平板部35、外側側板部33、内側側板部32及び仕切り板34と、光導通反射板40には光反射率が高く、かつ、光透過率が低い部材を用いるのが望ましい。例えば光反射率が高くかつ光透過率が低い性質を有する超微細発泡性樹脂で形成された超微細発泡光反射板(MCPET:光反射率98%、光透過率1%、光吸収率1%)、チタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したもの、ポリテトラフロロエチレン(poly fluoro carbon)の微粒子のいずれか、またはこれらの組み合わせたものなどである。部材の反射率としては95〜98%、光透過率が2〜5%であることが好ましい。

また、光導通反射板40の表面には、難燃性光透過材43が満遍なく塗布されている。光導通反射板40に用いられている超微細発泡性樹脂は燃えやすいため、火災などが発生した場合の二次災害発生の原因となってしまうことがある。第1の実施形態の面照明器具3においては、難燃性光透過材43が表面に塗布されているため、火災などが発生した場合でも容易に燃えてしまうことがなくなり、二次災害の発生を防止することができる。また、この難燃性光透過材43は、ケーシング30の平板部35、外側側板部33、内側側板部32及び仕切り板34にも同様に塗布されている。

難燃性光透過材43に用いられている部材は、燃えにくく、高光反射率を有する部材であり、例えばパラキシリレン樹脂や、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などがある。難燃性光透過材43は、スプレーによる塗布、樹脂への漬け浸しなどの方法で行われる。難燃性光透過材43を厚く塗布してしまうと、光導通反射板40の光学特性が変化してしまい、均一な照度が得られなくなってしまうので、なるべく薄く塗布するのが好ましい。本実施形態では10ミクロン程度である。

第1の実施形態の面照明器具3においては、面照明光源装置6の円環状のケーシング30が配置された照明器具本体41の中心開口部にそのスペースを利用して、AC−DC変換回路や電圧調整回路などを具備した点光源用の点灯装置50を取り付けることができる。この場合には、面照明器具3及び面照明装置1を平盤型でコンパクトなものにすることができる。

なお、仕切り板34は、必ずしも各領域を仕切る必要は無く、何個かの点光源36ごとに設けてもよいし、あるいは、省略してもよい。

[変形例1]
図5により、上に説明した本発明の第1の実施形態に係る変形例1を説明する。本変形例1の面照明器具においては、直径の異なる環状面照明光源装置6が複数個、同心状に配置されている。なお、図における環状面照明光源装置6はケーシングの配置を以って示してある。すなわち、この例では面照明装置1は二つの環状面照明光源装置6A,6Bを二重円環にして配置したものであり、このような構造にすれば、面照明装置の面積を広げることができる。外側の環状面照明光源装置6Aは、16の小室313〜328に分けられ、各部屋に1個ずつの点光源36aが設けられている。内側の環状面照明光源装置6Bは、8の小室に分けられ各部屋329〜336に1個ずつの点光源36bが設けられているが、点光源36bの設置された位置は、平面板ではなく内側側面板32bである。しかしながら、点光源36a、36bの設置位置は、平面板35a、35bや内側側面板32a、32bに限られず、外側側面板33a、33bであってもよい。なお、照明器具本体41の図示は省略した。

図6は、図5の変形例1における光導通反射板40a、40bの一部平面図である。図6Aは外側の環状面照明光源装置6Aの一小室に対応するものであり、図6Bは内側の環状面照明光源装置6Bの一小室に対応するものである。小室に対応した扇形状の光導通反射ユニット40Uは、点光源が設置された位置によって光導通反射板40a、40bに設けられる光の透過のための開口が設けられたユニットのパターンが異なることが分かる。すなわち、平面板35aに点光源が設置された環状面照明光源装置6Aの場合は、点光源からの放射光が当たる中心部39aが非貫通孔で形成され、外方反射部38aは円形の貫通孔が形成されているが、内側側板部32bに点光源が設置された環状面照明光源装置6Bの場合は、光導通反射板40bの全面に円形の貫通孔38bが形成されている。この場合も、貫通孔38bは点光源36bの近くでは径が小さい。

なお、図5ではケーシング30の外郭を円環状に表しているが、実際の製造に当たっては、図3に示したような、多角形の、略円環に近い形で設計、製造されることが多く、第1の実施形態はそのような場合を含むものである。

第1の実施形態によれば、面照明光源装置6は、ケーシング30および光導通反射板40が、光反射率が高くかつ光透過率の低い部材で形成され、光導通反射板40は各点光源からの距離が遠くなるに従って光反射率が低くなり、かつ、光透過率が高くなるよう形成されているので、光の放射方向のグレア発生を防止しながら、点光源36からの光を高い効率で利用して、点光源の放射面から所定の距離離れた面において均一な照明光を得ることのできる面照明器具3を安価に提供することができる。

また、第1の実施形態によれば、ケーシングは、点光源を区画する平板部から垂直に立設された仕切り板を備え、その仕切り板によりケーシング内が小室に仕切られた場合には、ケーシングの構造が丈夫になるとともに各小室内の光の反射条件が向上し、また、均一な照明光を得ることができる。また、この場合に、各小室の大きさ、形状を同一に形成すると、面照明器具の光の放射条件が全面で略均一な照明光を得ることができる。

また、第1の実施形態によれば、面照明光源装置は、円環状に形成されたケーシングと光導通反射板とを有することにより、現在の円環形蛍光灯を用いる照明器具との置き換えが出来るとともに、新たなデザインを生み出せる可能性を有する。

また、第1の実施形態によれば、照明器具本体に配置された面照明光源装置の環状ケーシングの中心開口部に、点光源用の点灯装置が取り付けられるので、その場合には、面照明器具をコンパクトにまとめることができる。

また、第1の実施形態によれば、環状ケーシングを有する面照明光源装置が複数個同心状に配置されることができ、同心状に配置されることによって、面照明の幅を広げることができる。

また、第1の実施形態によれば、面照明器具において、ケーシング及び光導通反射板は超微細発泡光反射部材で形成されていることが、製造が容易で、軽量であり、反射性能のよい点で本発明の所期の効果を達成するために好ましい。

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態によれば、面照明器具3において、面照明光源装置6は外郭が円形をなすように形成された円形ケーシング30cと円形光導通反射板40cとを有する。以下、図7及び図8を参照して本発明の第2の実施形態における面照明光源装置6Cについて説明する。なお、図7は第2の実施形態における面照明装置1に用いる面照明光源装置6Cの外観斜視図、図8はその分解斜視図である。以下の説明においては、第1の実施形態と重複する点は簡略に説明する。

この第2の実施形態の面照明装置1は、指向性の強い点光源36の光を面照明へと変換する円形面照明光源装置6Cと、円形面照明光源装置6Cを保持する照明器具本体(図示省略)とを備えている。

円形面照明光源装置6Cは、指向性の強い複数個の点光源36cと、点光源36cを取り付けた円形ケーシング30cと、円形光導通反射板40cとで構成されている。円形ケーシング30cは、平板部35cとその平板部35cから立設された側板部すなわち平板部から垂直に立設されている外側側板部33cを有し、内部には仕切り板34cを備えていて、平板部35cに対向する面は開口している。平板部35cには、点光源36cを配置するための孔が設けてある。円形ケーシング30cの開口部は、円形光導通反射板40cで塞がれている。円形光導通反射板40cは、円形ケーシングの外側側板部33c及び仕切り板34cによって支持され、円形ケーシングの開口部を閉塞するよう取り付けられている。円形面照明光源装置6Cは、円形ケーシング30cの平板部35cによって照明器具本体41に取り付けられ面照明器具3を構成する。

点光源36cとしては、指向性の強い点光源である発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)が使用される。点光源36cは基板37に設置され、モジュール化されている。点光源が設置されている基板は、点光源36cに熱がこもらないよう熱伝導性の高い素材で構成されている。

円形ケーシング30cは、円形ケーシング30c内に各点光源36cを区画するように、平板部35cから垂直に立設された仕切り板34cを備えている。十字型の仕切り板34cによって、円形ケーシング30c内は小室337〜340に仕切られ、各小室の大きさ、形状は同一に形成されている。仕切り板34cは必ずしも必要ではないが仕切り板によって各小室内の照度が均一化され、また面照明光源装置6Cが構造的に強化される。

円形ケーシング30cの各小室337〜340には、点光源36cが一つずつ配置されている。点光源36cは各小室の中心部よりも円形面照明光源装置6Cの中心に近い位置に配置されている。円の中心部に近い位置に配置することによって、点光源の数を減らすことができ、光が円形ケーシング30cの点光源を備えていない円の外方向側にも届きやすくなり、照明範囲全体をより均一に照明することができる。

円形光導通反射板40cは、各小室337〜340の領域に対応する同じパターンの開口が設けられた光導通反射ユニット40Uが、4個連接されて構成されている。光導通反射ユニット40Uには、点光源36cの真上部分を中心として光導通反射板40cに貫通孔の無い中央反射部39cと、その外側に設けられ、貫通した微小な円形孔で構成された中間反射部42と、貫通した円形孔で構成された外方反射部38cとが設けられている。円形孔は打ち抜きやカッティングプロッタによって形成される。光導通反射ユニット40Uに設けられた開口の大きさは、点光源36に対向する中心部から離れるに従って、所定領域に対する開口の面積の割合が大きくなるように設定される。外方反射部38cの外側には、側板33cや仕切り板34に設けられている鉤爪部が嵌め込まれる開口S(図示省略)が設けられている。鉤爪部は、光導通反射板40cに設けられている開口に嵌め込まれることにより、光導通反射板40cと機械的に接合される。

すなわち、光導通反射ユニット40Uは、その円形孔の大きさが、所定領域に対する開口面積の割合をA、光導通反射ユニット40Uの中心からの距離をxとし、bおよびcを定数とすると、概略
A=bx+c (1)
の関係式を満たすように設定されるのは、第1の実施形態で述べたところと同様である。

また、光導通反射板40cの光導通反射ユニット40Uにおいて、中央反射部39cの中心部分を非貫通孔とすることにより、点光源36cからの光が直接出てこなくなり、いわゆるグレアの発生が防止できる。また、円形孔は円形である必要はなく、(1)式を満たす幅、長さを持つ、同心の多角形状の溝などであってもよい。(1)式を満たす大きさであれば三角形や四角形、星型など、どんな形状であってもよい。

面照明光源装置6Cのケーシング30cおよび光導通反射板40cは、光反射率が高くかつ光透過率の低い部材で形成されている。

この第2の実施形態によれば、本発明の面照明器具において、面照明光源装置は、外郭が円形をなすように形成されたケーシングと光導通反射板とを有するので、円盤型の面照明装置を提供できる。

[第3の実施形態]
次に、図9及び図10を参照して、第3の実施形態における面照明器具3について説明する。なお、図9はケーシングの配置を示し、図10は第3の実施形態における光導通反射板40d及び40fの一部平面図であり、図9の光導通反射ユニット40Uの平面図である。

本発明の第3の実施形態によれば、面照明器具3において、環状に形成された環状面照明光源装置6D、6Eと、円盤状に形成された円形面照明光源装置6Fと、それらの面照明光源装置を保持する円盤状照明器具本体(図示省略)とを備えており、円盤状に形成された円形面照明光源装置6Fと円環状に形成された環状面照明光源装置6D、6Eとを組み合わせることによって、中央部に点光源の空白部分がない、より大きな照光部を有する円盤型の面照明器具を得ることができる。

第3の実施形態の面照明器具3においては、複数個の直径の異なる環状面照明光源装置6D、6Eが同心状に配置されている。すなわち、この例では面照明装置1は二つの環状面照明光源装置6D、6Eを二重円環にして配置したものである。このような構造にすれば、面照明の面積を広げることができる。外側の環状面照明光源装置6Dは、第2の実施形態で使用されたものと同じで、16の小室313〜328に分けられ各部屋に1個ずつの点光源36が設けられている。内側の環状面照明光源装置6Eは、8の小室に分けられ各部屋337〜344に1個ずつの点光源36が設けられているが、点光源36の設置された位置はいずれも平面板35である。

第3の実施形態の面照明器具3においては、二つの環状面照明光源装置6D、6Eを、それらのケーシングが側面板32d、33eで相接する二重円環にして配置した面照明器具の中央の空白部分に、図7に示したような円盤型の円形面照明光源装置6Fをケーシングが側面板32e、33fで相接するように配置して、照明光の空白が無い円盤型の面照明器具3を構成したものである。

図10は、図9における光導通反射板40の一部拡大平面図である。図10Aの光導通反射板40dは、外側の環状面照明光源装置6Dの一小室に対応するものであり、図4と同様のものである。図示を省略したが、中間の環状面照明光源装置6Eの一小室に対応するものは、外側の環状面照明光源装置6Dの一小室に対応するものと類似の構成を有する。図10Bは内側の円形面照明光源装置6Fの一小室に対応する光導通反射板40fで、図8と同様のものである。すなわち、平面板35に点光源36が設置された環状面照明光源装置6D,6Eの場合は、点光源36からの放射光が当たる中央反射部39d、39fが非貫通孔で形成されている。外方反射部38d、38fは貫通した円形孔で構成されている。なお、側面板に点光源が設置される場合は、光導通反射板40のパターンは全面にわたり円形の貫通孔で形成されることができる。

[変形例2]
図11、図12により、上に説明した本発明の第3の実施形態に係る変形例2を説明する。なお、図11及び図12における環状面照明光源装置はケーシングの配置を以って示してある。本変形例の面照明器具3においては、直径の異なる3個の環状面照明光源装置6G,6H,6Jが、同心状に配置されている。すなわち、この例では、外側の環状面照明光源装置6Gは、16の小室357〜372に分けられ各部屋に1個ずつの点光源36が設けられている。中間の環状面照明光源装置6Hは、外側の小室よりやや広い8の小室に分けられ各部屋373〜380に1個ずつの点光源36が設けられている。さらに内側の環状面照明光源装置6Jは、8の小室に分けられ各部屋381〜388に1個ずつの点光源36が設けられている。点光源36の設置された位置は平面板35である。このように、面照明装置1は三つの環状面照明光源装置6F、6G、6Hを三重円環にして配置し、その中央部には円形面照明光源装置6Kを配置したものであり、このような構造にすれば、面照明の面積を広げることができ、明るさを種々変更できる。

図12は、図11における光導通反射板の一部平面図である。図12Aは、外側の環状面照明光源装置6Gの一小室に対応するものであり、図4と同様のものであり、中央反射部39gが非貫通孔で形成され、外方反射部38gは貫通した円形孔で形成されている。図示を省略したが、中間及び内側の環状面照明光源装置6H、6Jの一小室に対応するものは、外側の環状面照明光源装置6Gの一小室に対応するものと類似の構成を有する。図12Bは、中央部の円形面照明光源装置6Kに対応するもので、中心に配置された1個の点光源36に対応するパターンが形成されている。中央反射部39kは非貫通孔で形成され、外方反射部38kは貫通した円形孔で形成されている。

なお、図11では、本変形例2の環状面照明光源装置は、ケーシングを円環状に表しているが、実際の製造に当たっては、図3に示したような、多角形の、略円環に近い形で設計、製造されることが多く、第3の実施形態はそのような場合を含むものである。無論、この場合には円形面照明光源装置6Kも外郭が多角形に形成される。

第3の実施形態において、面照明器具3のケーシング及び光導通反射板は、光反射率が高くかつ光透過率の低い部材で形成され、光導通反射板は各点光源からの距離が遠くなるに従って光反射率が低くなり、かつ、光透過率が高くなるよう形成されているので、光の放射方向のグレア発生を防止しながら、点光源からの光を高い効率で利用して、点光源の放射面から所定の距離離れた面において均一な照明光を得ることのできる、広い照光面積を有する面照明器具を提供することができる。

また、第3の実施形態によれば、環状面照明光源装置と円形面照明光源装置が組み合わせられることによって、広い照光面積を有する円盤型の面照明器具を提供することができる。

[第4の実施形態]
次に、図13を参照して、第4の実施形態における面照明光源装置について説明する。なお、図13は第4の実施形態における面照明光源装置の外観斜視図、図13Bは図13AのXIIIB−XIIIB線における断面図、図13Cは変形例における断面図である。

第4の実施形態の面照明光源装置6Jにおいては、内側側板部32及び外側側板部33それぞれから垂直に所定高さの光遮蔽板7が立設されている。光遮蔽板7を取り付けることにより、光導通反射板40から出た光の照射方向を光導通反射板40と対向する面のみに制限することができる。光遮蔽板7を取り付け、光照射方向を制限することにより、照明したい範囲のみを照明することができ、照射面を直視することが減るので、光による眼への負担を軽減することができる。

照明範囲の広さは光遮蔽板の高さによって決定される。本実施形態において、光遮蔽板7の高さは2cmとなっている。光遮蔽板7の高さは、面照明光源装置の平板部の長さの1/√3倍〜1倍であること、言い換えれば、光源装置の中心を通って側板部と平行な断面図において、側板部の一方端と他方端の側板部に立設されている光遮蔽板の上部とを繋ぐ直線と、光導通反射板とのなす角度θが30度〜45度であることが好ましい。これよりも高さが低いと、照射光の照射範囲を充分に制限することが出来ない。また、これよりも高さが高いと、光遮蔽板からの反射光の割合が増加し、照射方向を制御しづらくなってしまい、照明光の制限範囲が不明確となってしまう。

また、図13Cに示されるように、光遮蔽板7を内側側板部32及び外側側板部33から所定距離離して取り付けてもよい。光遮蔽板7を離して取り付けた場合、光遮蔽板7と各側板部との隙間から光が漏れることで間接照明となり、照明範囲を直接照明することなく、照度をあげることができる。また、光導通反射板40付近での光遮蔽板7による光の反射が起こらず、光の照射方向が拡がりにくくなる。

[第5の実施形態]
次に、図14〜18を参照して、第5の実施形態における面照明光源装置について説明する。なお、図14は第5の実施形態における面照明光源装置のケーシングの配置を示し、図15は小室の一部拡大斜視図であり、図16は図15の小室の分解斜視図であり、図17Aは図15のXVII−XVII線における断面図であり、図17Bはその変形例の断面図であり、図18は図15の光導通反射板の平面図である。

第5の実施形態の面照明光源装置においては、環状面照明光源装置6Lは、12の小室に分けられ、各部屋の内側側面板に1個ずつの点光源36cが設けられている。点光源36cの設置位置は、平面板や内側側面板に限られず、外側側面板であってもよい。また、点光源は1つの小室の内側側面板に複数設けられてもよく、さらにライン状のLEDを用いることもできる。なお、照明器具本体の図示は省略した。

本実施形態においては、ケーシングが外方に向かってその高さが徐々に低くなっており、さらに平面板は光導通反射板に対して平行ではなく、所定の角度傾いて設けられている。これにより、点光源から放射される光を平面板により光導通反射板側へ効率よく反射させることができる。なお、小室の仕切り板は省略することもできる。
また、本実施形態においては、外側側面板は平面板や内側側面板に比べ、光透過性の高い部材で作製されている。これにより、点光源から離れた外側側面板の外方においても暗くなりすぎることがない。

小室に対応した扇形状の光導通反射ユニットは、他の実施形態の光導通反射ユニットに設けられている光の透過のための開口と、光導通反射板40cに設けられている光の透過のための開口のパターンが異なる。すなわち、内側側板部に点光源が設置されているため、光導通反射板40cの全面に円形の貫通孔38cが形成されている。この貫通孔38cは同心円弧状に設けられており、点光源36の近くでは径が小さくなっている。これにより、照明範囲全体で均一な照明光を得ることができる。また、照明範囲において光導通反射板の点光源の光軸に対応する部分が明るくなってしまうことを防止するため、光導通反射板の光軸に対応する部分の開口を小さくしてもよい。

本実施形態の平板部35cは、点光源36cから離れるに従って、光導通反射板に近づくように形成されている。それにしたがい、内側側板部の高さHは2cm、外側側板部の高さhは1cmとなっている。光導通反射板と平行にせず、点光源から離れるに従って光導通反射板と平板部との距離が狭くなっている。このように形成することにより、点光源からの光が減衰することなく遠くまで届くようになり、全体の照度の均一化が図りやすくなる。また、光導通反射板と平板部との距離が零となってしまうと、うまく光が反射せず、暗くなってしまうので、最も距離が近くなる点でも光導通反射板と平板部との距離は2mm以上であるのが好ましい。

また、図17Bに示されるように、平板部35cに点光源36を取り付けてもよい。この場合、点光源36から所定の範囲内を光導通反射板40cと平行とし、点光源36cから離れるに従って、光導通反射板に近づくように形成されている。

[第6の実施形態]
本発明の第6の実施形態によれば、図1Bに示したように、本発明の面照明器具において、面照明器具には拡散板4が設けられ、点光源36と拡散板4との間に光導通反射板40が配置されるように取付けられる。このようになされることによって、光導通反射板を通過した光がさらに拡散板により拡散されるので柔らかな光をもつ面照明効果が得られる。

[第7の実施形態]
本発明の第7の実施形態によれば、本発明の面照明器具を用いた面照明装置において、面照明器具の背面に笠などのカバーを取り付けたことによって、放射光を有効に利用し、全面に略均一な照明光を得ることができる面照明装置を提供できる。

[第8の実施形態]
本発明の第8の実施形態によれば、本発明の面照明器具を用いた面照明装置において、面照明器具の前面にパネルが取り付けられる。パネルは装飾的なものであってもよいし、拡散板と積層した拡散板の保護のためのものであってもよい。面照明器具の前面にパネルを取り付けたことによって、面照明器具を用いて、全面に略均一な照明光を得ることができる面照明装置を提供できる。

以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成を取ることができる。

例えば、光導通反射板の貫通孔の形状は、円形、楕円形もしくは三角形、長方形、六角形などの多角形や、円弧状、ジグザグ状などの幅が狭いものなどを選択することができる。その配置も、マトリクス状、俵積み状など必要に応じて各種のものを選ぶことができる。又、中央部の開口を非貫通孔、円弧状貫通孔、円形貫通孔その他の貫通孔のいずれで設定するかは、光導通反射板の輝度に応じて選択設定すればよい。

本発明によれば、環状面照明光源装置は、環状に形成されたケーシングと光導通反射板とを有することにより、現在の円環形蛍光灯を用いる照明器具との置き換えが出来るとともに、円形面照明光源装置との組み合わせにより新たなデザインを生み出せる可能性を有する。

1 面照明装置
2 照明カバー
3 面照明器具
4 拡散板
5 吊下げコード
6 面照明光源装置
6A、6B、6D、6E 環状面照明光源装置
6C、6F、6K 円形面照明光源装置
30 ケーシング
32、32a、32b・・内側側板部
33、33a、33b・・外側側板部
34 仕切り板
35、35a、35b・・平板部
36、36a、36b・・点光源
38、38a 外方反射部
39 中央反射部
40、40a、40b・・光導通反射板
40U 光導通反射ユニット
41 照明器具本体
50 点灯回路
30c 円形ケーシング
33c 外側側板部
34c 仕切り板
35c 平板部
38c 外方反射部
39c 中央反射部
40c 円形光導通反射板
42 中間反射部
7 光遮蔽板

Claims (15)

  1. 指向性の強い点光源の光を面照明へと変換する面照明光源装置と、前記面照明光源装置を保持する照明器具本体とを備えた面照明器具において、
    前記面照明光源装置は、前記面照明光源装置が前記照明器具本体に取り付けられ、前記点光源が設置される平板部と前記平板部から立設された外側側板部及び内側側板部とを有し前記平板部に対向する面は開口しているケーシングと、前記平板部に配設された複数個の前記点光源と、前記開口を塞ぐ光導通反射板とで構成されており、
    前記ケーシングおよび前記光導通反射板は、光反射率が95〜98%、光透過率が2〜5%である部材で形成され、
    前記点光源は前記点光源の光軸が前記光導通反射板と垂直となるよう設置され、
    前記外側側板部の高さは前記内側側板部の高さよりも低く形成され、
    前記光導通反射板は、前記点光源の各々に対応する領域に分けられ、前記各領域はそれぞれ対応する前記点光源からの距離が遠くなるに従って光反射率が低くなり、かつ、光透過率が高くなるよう形成されていることを特徴とする面照明器具。
  2. 前記面照明光源装置の前記ケーシングおよび前記光導通反射板は、環状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の面照明器具。
  3. 前記ケーシングおよび前記光導通反射板は、円板状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の面照明器具。
  4. 前記ケーシングは、前記点光源を区画する前記平板部から垂直に立設された仕切り板を備え、前記仕切り板によって前記ケーシング内は小室に仕切られていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の面照明器具。
  5. 前記各小室の大きさ、形状は同一に形成されたことを特徴とする請求項4に記載の面照明器具。
  6. 前記ケーシングおよび前記光導通反射板の表面には、難燃性光透過材が塗布されていることを特徴とする請求項1に記載の面照明器具。
  7. 前記面照明光源装置が複数個同心状に配置されたことを特徴とする請求項2に記載の面照明器具。
  8. 前記照明器具本体に配置された前記面照明光源装置の前記ケーシングの中心開口部に、点光源用の点灯装置が取り付けられていることを特徴とする請求項2又は7のいずれかに記載の面照明器具。
  9. 前記ケーシング及び前記光導通反射板は超微細発泡光反射部材で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の面照明器具。
  10. 前記面照明光源装置は、前記ケーシング及び前記光導通反射板が環状に形成されたものと円盤状に形成されたものとの両者を備えていることを特徴とする請求項1に記載の面照
    明器具。
  11. 前記側板部から垂直に所定の高さ立設された光遮蔽板を有していることを特徴とする請求項1に記載の面照明器具。
  12. 前記光遮蔽板と前記側板部との間には所定幅の隙間が設けられていることを特徴とする請求項11に記載の面照明器具。
  13. 請求項1〜12の何れかに記載の面照明器具と、前記面照明器具の前面に配置された拡散板と、を備えることを特徴とする面照明装置。
  14. 前記面照明器具の背面に配置されたカバーを備えることを特徴とする請求項13に記載の面照明装置。
  15. 前記拡散板の前面に配置されたパネルを備えることを特徴とする請求項13又は14に記載の面照明装置。
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