JP5954663B2 - lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子から導入した光を伝播しつつ外部に導出する導光板を備えた照明器具に関する。 The present invention relates to a luminaire including a light guide plate that propagates light introduced from a light emitting element and guides the light to the outside.
従来の照明器具の構成を図7及び図8に示す。その照明器具100は、ライン状に並んだLED101を有し八角環状に配置された8つのLEDラインユニット(以下、単にLEDユニットという)102と、LEDユニット102を囲うように配設された環状の導光板103とを備える。LEDユニット102は、導光板103の内周面に向かって光を出射する。導光板103は、その内周面に、LEDユニット102にそれぞれ対向する複数の入射面104を有する。導光板103は、LEDユニット102により出射された光を入射面104から導入し、その光を導光板103の外周方向に伝播しつつ、外部に放射する。
The structure of the conventional lighting fixture is shown in FIG.7 and FIG.8. The
上述した照明器具100における導光板103の輝度分布について説明する。ここで、導光板103がアクリルにより構成され、屈折率が1.49であるとする。その場合、上記図8に示されるように、導光板103の入射面104から入射する光について、入射角をθ1、屈折角をθ2とすると、スネルの法則により下記の式(1)が成り立つ。
The luminance distribution of the
上記の式(1)によれば、入射角θ1が最大であって90度の場合、屈折角θ2は略42度になる。従って、各LEDユニット102の光放射強度分布がランバート分布と称される広角の分布であったとしても、各入射面104から入射した光は、入射面104と直交する方向に対して最大で略42度の方向までしか拡がらない。そのため、配光が挟角になって、光が狭い領域に集まり、輝度が高くなる。その結果、上記図7に示されるように、隣り合う入射面104から入射した光の伝播領域A1’のうち、互いに重なり合う領域A2’とそれ以外の領域A3’との間の輝度差が大きくなる。従って、それらの領域A2’、A3’の境界が明確になり、輝度むらが目立ってしまう。
According to the above formula (1), when the incident angle θ 1 is the maximum and 90 degrees, the refraction angle θ 2 is approximately 42 degrees. Therefore, even if the light radiation intensity distribution of each
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、複数の発光素子から導入した光を伝播しつつ外部に導出する導光板を備えた照明器具において、導光板の輝度むらを抑制することができる照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and suppresses uneven luminance of a light guide plate in a lighting fixture including a light guide plate that propagates light introduced from a plurality of light emitting elements and derives the light to the outside. It is an object of the present invention to provide a lighting device that can be used.
上記目的を達成するために本発明の照明器具は、多角環状に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子を囲うように配設され、該複数の発光素子からの光を導入し、その導入した光を伝播しつつ、外部に導出する環状の導光板と、を備えた照明器具において、前記導光板は、前記複数の発光素子の光を該導光板の内周面から導入し、その導入した光を該導光板の外周方向に伝播しつつ、外部に導出するように構成され、前記導光板の内周面は、前記複数の発光素子により形成された多角環の辺毎に該発光素子と対向し該発光素子の光が入射する一連の複数の入射面を有し、前記導光板における隣り合う前記入射面の連接部分には、その隅を埋めるようにコーナ部材が該導光板と一体的に形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a lighting fixture of the present invention is arranged so as to surround a plurality of light emitting elements arranged in a polygonal ring and the plurality of light emitting elements, and introduces light from the plurality of light emitting elements. The light guide plate includes an annular light guide plate that propagates the introduced light and leads out to the outside, and the light guide plate introduces light of the plurality of light emitting elements from an inner peripheral surface of the light guide plate. The introduced light is configured to be guided to the outside while propagating in the outer peripheral direction of the light guide plate, and the inner peripheral surface of the light guide plate is provided for each side of the polygonal ring formed by the plurality of light emitting elements. There is a series of a plurality of incident surfaces that face the light emitting elements and on which light from the light emitting elements is incident, and a corner member is guided to fill the corners of the connecting portions of the incident surfaces adjacent to each other in the light guide plate. It is formed integrally with the light plate.
前記コーナ部材の表面は、R形状に形成されていることが好ましい。 The surface of the corner member is preferably formed in an R shape.
前記コーナ部材の表面は、その表面から前記導光板に入射する光を拡散させるように形成されていることが好ましい。 It is preferable that the surface of the corner member is formed to diffuse light incident on the light guide plate from the surface.
前記複数の発光素子の配置形状は、正多角環状であることが好ましい。 The arrangement shape of the plurality of light emitting elements is preferably a regular polygonal ring.
本発明によれば、多角環状の各辺に配置された発光素子の光は、導光板の内周面に在る各入射面とその両側のコーナ部材の表面とから導光板に入射する。両側のコーナ部材の表面から入射する光は、それらの表面で、導光板による光伝播方向に対して両側方に、より大きな角度で進むように屈折する。そのため、導光板における各辺の発光素子の光の伝播領域が拡がり、各伝播領域の輝度が低くなる。その結果、隣り合う伝播領域のうち、重なる領域と重ならない領域との間の輝度差が小さくなり、輝度むらを抑制することができる。 According to the present invention, light from the light emitting elements arranged on each side of the polygonal ring enters the light guide plate from each incident surface on the inner peripheral surface of the light guide plate and the surfaces of the corner members on both sides thereof. Light incident from the surfaces of the corner members on both sides is refracted on those surfaces so as to travel at a larger angle to both sides with respect to the light propagation direction by the light guide plate. Therefore, the light propagation region of the light emitting element on each side of the light guide plate is expanded, and the luminance of each propagation region is lowered. As a result, a luminance difference between an overlapping region and a non-overlapping region among adjacent propagation regions is reduced, and uneven luminance can be suppressed.
本発明の一実施形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。図1及び図2は、本実施形態の照明器具の構成を示す。この照明器具1は、住宅又はオフィス等の天井に設置され室内空間を照明する全般照明に好適である。照明器具1は、多角環状に配置された複数のLED2(発光素子)と、それらのLED2を囲うように配設された環状の導光板3とを備える。LED2は、導光板3に向かって光を出射するように配置されている。導光板3は、LED2の光を導光板3に導入する内周面31を有し、その内周面31から導入した光を導光板3の外周方向に伝播しつつ、外部に導出するように構成されている。導光板3の内周面31は、LED2により形成された多角環の辺毎にLED2と対向する一連の複数の入射面32を有し、それらの入射面32には、入射面32にそれぞれ対向するLED2の光が入射する。
The lighting fixture which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG.1 and FIG.2 shows the structure of the lighting fixture of this embodiment. The
また、照明器具1は、LED2が実装された複数の基板4と、上記の各部品を収納するケース5とを備える。ケース5は、ケース本体51と、ケース本体51に着脱自在に取り付けられるカバー52とを有する。
Moreover, the
LED2の配置形状は、正多角環状であって、例えば正八角環状であり、LED2は、正八角形の外郭に沿うように配列されている。LED2の配置数は、図示された数に限定されない。LED2は、LED2により形成される正八角環の辺毎に、1枚の基板4に等間隔に実装され、1つのLEDラインユニット(以下、単にLEDユニットという)20を構成する。
The arrangement shape of the
各LED2は、例えば、SMD(Surface Mount Device)タイプの白色LEDにより構成されるが、これに限定されない。各LED2は、青色LEDチップであってもよく、その場合、LEDユニット20は、青色LEDチップが基板4に直接的に実装され、青色LEDチップ上に、青色光を黄色光に変換する蛍光体が設けられたCOB(Chip on Board)タイプとする。
Each
導光板3は、上述した入射面32に加え、入射面32から入射した光を導光板3の外周方向に反射する上底面33と、上底面33による反射光及び内周面31から入射し直接的に到来する光を外部に出射する下底面34と、外周面35とを有する。
In addition to the
入射面32は、LED2の配置形状が正八角環状であることから、その配置形状に対応して8面設けられ、導光板3を平面視した状態で正八角形を形成している。上底面33は、ケース本体51側に在り、下底面34は、カバー52側に在る。不図示であるが、上底面33には、表面加工が施されており、この表面加工は、内周面31から導光板3に入射した光を反射し拡散させて下底面34から面状に均一に出射させるための加工である。この表面加工の種類としては、微細プリズム形成、ドットのシルク印刷、又はレーザによるドット形成等が挙げられ、用途に応じて選択される。上記プリズム又はドットの密度分布は、下底面34の輝度分布が一様分布となるように設計されている。また、上底面33には、上底面33における光反射効率及び光拡散効率を向上させるため、反射拡散シート6が設けられている。反射拡散シート6は、光反射性及び光拡散性の高いシートであり、導光板3の上底面33から外部に出ようとする光を導光板3の内部に戻すように反射し拡散させる。
Since the arrangement shape of the
また、導光板3は、LED2により形成される正八角環と同心状に配置されるようにケース本体51に取り付けられている。導光板3の外周形状は、外周面35から出射される光量を各方向間で略等しくするため、例えば円状とされている。導光板3は、透明樹脂又は透明ガラス等により構成される。透明樹脂としては、アクリル、ポリカーボネート又はシクロオレフィン系等を用いることができるが、製造コスト及び光伝播効率の観点から、アクリルが望ましい。
The
基板4は、リジッド基板、フレキシブル基板又はリジッドフレキシブル基板により構成される。リッジド基板の場合、その材料として、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、ガラスエポキシ、テフロン(登録商標)、アルミナ、低温同時焼成セラミックス、コンポジット又はハロゲンフリーが用いられる。フレキシブル基板の場合、その材料として、ポリイミド又はポリエステルが用いられる。基板4には、LED2の熱を外部に逃がすための放熱板が取り付けられていてもよい。
The
ケース本体51は、樹脂又は金属等により構成され、天井等に設置される。カバー52は、アクリル又はポリカーボネード等の透明樹脂に光拡散材を分散させたものであって、透光性及び光拡散性を有し、導光板3による導出光を透過し、拡散させる。上記光拡散材としては、例えば、酸化チタン又は炭酸カルシウム等を材料とした粒子が用いられる。
The
図3及び図4は、導光板3における隣り合う入射面32の連接部分32aの構成を示す。連接部分32aには、その連接部分32aの隅32b(図4参照)を埋めるようにコーナ部材36が導光板3と同一の材料により導光板3と一体的に形成されている。コーナ部材36の表面は、平面である。その平面は、両側の入射面32をそれぞれ含む2つの平面(破線で示す)に対して、互いに略等しい傾斜角θ3の傾きを持つ。入射面32は正八角形状に配設されており、連接部分32aの隅32bの角度は略135度であることから、傾斜角θ3は略22.5度である。コーナ部材36は、入射面32におけるLED2との対向箇所よりも隅32b側に配設されている。
3 and 4 show the configuration of the connecting
LEDユニット20の光は、そのLEDユニット20に対向する入射面32と、その入射面32の両側に在るコーナ部材36の表面とから導光板3に入射する。この入射した光の導光板3内での拡がり方について、上記図4を参照して説明する。
The light of the
LEDユニット20の光のうち、端の方の光は、コーナ部材36の表面から導光板3に入射する。ここで、コーナ部材36の表面から入射する光について、入射角をθ4とし、屈折角をθ5とし、導光板3がアクリル(屈折率:1.49)により構成されるとする。その場合、スネルの法則により、下記の式(2)が成り立つ。
Out of the light from the
コーナ部材36の表面から入射する光のうち、最大の入射角θ4で入射する光は、入射面32と略平行に進む光である。その光の入射角θ4は、傾斜角θ3に基づいて求めると、略67.5度である。この入射角θ4の値を上記の式(2)に代入すると、屈折角θ5は略38.3度になる。この屈折角θ5は、コーナ部材36の表面と直交する方向に対する角度であり、この角度を、傾斜角θ3に基づいて、入射面32と直交する方向に対する角度θ6に換算すると、その角度θ6は略60.8度になる。一方、入射面32から入射する光の最大の屈折角θ2は、上記の通り、略42度である。この角度は、入射面32と直交する方向に対する角度であり、角度θ6(≒61度)よりも小さい。
Of the light incident from the surface of the
従って、入射面32及びその両側のコーナ部材36の表面から入射した光は、全体として、入射面32と直交する方向に対して最大で略61度の角度を持ち、かつ導光板3による光伝播方向に対して両側方に拡がるように伝播する。その結果、従来のようにコーナ部材36が無く、光が最大で略42度の角度で拡がる場合と比べ、配光が広角になる。
Accordingly, the light incident from the surfaces of the
上記実施形態においては、各LEDユニット20の光が、導光板3の内周面31に在る各入射面32とその両側のコーナ部材36の表面とから導光板3に入射する。両側のコーナ部材36の表面から入射する光は、それらの表面で、導光板3による光伝播方向に対して両側方に、より大きな角度で進むように屈折する。そのため、導光板3における各LEDユニット20の光の伝播領域A1が従来の伝播領域A1’よりも拡がり、特に各伝播領域A1の両端付近で輝度が低くなる(図3を再び参照)。その結果、隣り合う伝播領域A1うち、重なる領域A2と重ならない領域A3との間の輝度差が小さくなる。従って、それらの領域A2、A3の境界を目立ち難くすることができ、導光板3の輝度むらを抑制することができる。
In the above embodiment, the light of each
また、各LEDユニット20は正多角環状に配置されることから、各LEDユニット20の寸法又はLED設置数等の構成を互いに同じとして各LEDユニット20の共通化を図ることができる。従って、製造コストを削減することができる。
Moreover, since each
次に、上記実施形態の各種変形例に係る照明器具1について図面を参照して説明する。上記実施形態と同一の構成部材には同一の符号を付す。また、上記実施形態と相違する点についてのみ説明する。
(第1の変形例)
図5は、第1の変形例に係る照明器具1のコーナ部材36の構成を示す。本変形例の照明器具1におけるコーナ部材36の表面は、R形状に、かつ凹むように形成されている。
Next, the
(First modification)
FIG. 5 shows a configuration of the
ところで、上記実施形態では、コーナ部材36の表面は平面であるので、その表面から入射する光について、入射位置が異なっていたとしても、光の進む方向が同じであれば、入射角は同じになる。そのため、屈折角も同じになる。
By the way, in the said embodiment, since the surface of the
一方、本変形例では、コーナ部材36の表面がR形状に凹んでいるので、その表面から入射する光について、入射位置が異なると、光の進む方向が同じであったとしても、入射角が異なる。そのため、屈折角も異なる。このようにして、コーナ部材36の表面に入射した光は、コーナ部材36の表面の曲率に応じて拡がるように屈折し、広角に配光される。従って、各LEDユニット20により出射され導光板3の入射面32及びコーナ部材36から入射する光について、光の伝播領域A1をさらに拡げることができ、特に伝播領域A1の端付近で輝度をさらに低下させることができる。
On the other hand, in the present modification, the surface of the
(第2の変形例)
図6は、第2の変形例に係る照明器具1のコーナ部材36の構成を示す。本変形例の照明器具1におけるコーナ部材36の表面は、その表面から導光板3に入射する光を拡散させるように形成されている。このような表面の形成方法としては、例えば、導光板3の作製後にサンドブラスト加工を施す方法がある。導光板3が金型による樹脂成形品である場合には、上記形成方法として、成形時に金型によって微細プリズムをコーナ部材36の表面に形成する方法もある。本変形例においては、コーナ部材36の表面から入射する光が拡散されるので、光の伝播領域A1をさらに拡げることができ、特に伝播領域A1の端付近で輝度をさらに低下させることができる。
(Second modification)
FIG. 6 shows a configuration of the
なお、本発明は、上記の実施形態及び各変形例の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、LED2の配置形状は、多角環状であればよく、正多角環状でなくても構わない。また、LED2は、砲弾タイプのLEDにより構成されていてもよい。また、導光板3の輝度むらをさらに減らすため、導光板3の下底面34に、透光性及び光拡散性を有する板状又はシート状の透光拡散部材を設けてもよい。
In addition, this invention is not limited to the structure of said embodiment and each modification, A various deformation | transformation is possible according to the intended purpose. For example, the
1 照明器具
2 LED(発光素子)
3 導光板
31 内周面
32 入射面
32a 連接部分
36 コーナ部材
1
3
Claims (4)
前記導光板は、前記複数の発光素子の光を該導光板の内周面から導入し、その導入した光を該導光板の外周方向に伝播しつつ、外部に導出するように構成され、
前記導光板の内周面は、前記複数の発光素子により形成された多角環の辺毎に該発光素子と対向し該発光素子の光が入射する一連の複数の入射面を有し、
前記導光板における隣り合う前記入射面の連接部分には、その隅を埋めるようにコーナ部材が該導光板と一体的に形成されていることを特徴とする照明器具。 A plurality of light emitting elements arranged in a polygonal ring, and disposed so as to surround the plurality of light emitting elements, introduce light from the plurality of light emitting elements, and propagate the introduced light to the outside while propagating the light. In a lighting fixture comprising an annular light guide plate,
The light guide plate is configured to introduce light from the plurality of light emitting elements from an inner peripheral surface of the light guide plate, and to guide the introduced light to the outside while propagating in the outer peripheral direction of the light guide plate.
The inner peripheral surface of the light guide plate has a series of a plurality of incident surfaces that face the light-emitting elements for each side of a polygonal ring formed by the plurality of light-emitting elements and on which light from the light-emitting elements is incident.
A corner fixture is integrally formed with the light guide plate so as to fill a corner at a connecting portion of the incident surfaces adjacent to each other in the light guide plate.
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