JP6103881B2 - 照明器具 - Google Patents

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Description

本発明は、照明器具に関するものである。本発明は、特に、発光ダイオードを用いた照明器具に関するものである。
ディスプレイ装置等の照明器具の光源として発光ダイオードが用いられている(例えば、特許文献1)。
特開2009−187904号公報
発光ダイオードを用いた照明器具は、発光面(透過面)の明るさが不均一になるという課題がある。
本発明は、例えば、発光ダイオードを用いた照明器具の発光面における明るさの均一性を向上させることを主な目的とする。
本発明に係る照明器具は、
光を反射する反射面と、
光を透過する透過面と、
反射面と透過面との間に配置され透過面に向けて光を発光する複数の発光ダイオード(LED)と
を備え、
複数のLEDは光の発光方向から見てマトリクス状に配列され、
行方向及び列方向の少なくともいずれかの方向に隣り合うLEDの反射面からの高さが異なっており、
隣り合うLEDの間隔を、LED間隔X(m)とし、
反射面と透過面との間隔を、器具厚さK(m)とし、
反射面から離れて取り付けられた発光ダイオードの反射面からの高さを、LED高さL(m)とし、
器具厚さKに対するLED高さLの割合を、高さ比Yとした場合、
高さ比Y=LED高さL÷器具厚さK
であり、高さ比Yが、
Y≦−2.3333X+0.8
Y≧−0.1667X+0.1
ただし、X>0.1
の範囲にあることを特徴とする。
本発明に係る照明器具は、行方向及び列方向の少なくともいずれかの方向に隣り合うLEDの反射面からの高さを異ならせることにより、透過面の明るさの均一性を向上させることが可能である。
実施の形態1を示す図で、照明器具の構成の例を示す図。 実施の形態1を示す図で、LEDの指向特性を示す図。 実施の形態1を示す図で、LEDの高さを変えた照明器具の第1の例の構成を示す図。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例の反射面を示す図。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例のLEDの列と行とを示す図。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例の器具厚さKとLED高さLとを変化させた実験結果を示す図((a)は平均照度を示す図、(b)は光の均一性を示す図、(c)は判定結果を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.2mの場合の光の照射状態を示す図((a)は基準状態を示す図、(b)はLED70がLED高さL=0.08mに設置された状態を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.2mの場合の透過面における照射部分を示す図((a)は基準状態を示す図、(b)はLED70がLED高さL=0.08mに設置された状態を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例における距離E、距離F、距離Gの計算結果を示す図((a)は距離Eを示す図、(b)は距離Fを示す図、(c)は、距離Gを示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.3mの場合の光の照射状態を示す図((a)は基準状態を示す図、(b)はLED70がLED高さL=0.02mに設置された状態を示す図、(c)はLED70がLED高さL=0.08mに設置された状態を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.3mの場合の透過面における照射部分を示す図((a)は基準状態を示す図、(b)は偶数例のLED70が高く設置された状態を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.4mの場合の透過面における照射部分を示す図((a)は基準状態を示す図、(b)は偶数例のLED70が高く設置された状態を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第2の例の反射面を示す図。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第2の例の器具厚さKとLED高さLとを変化させた実験結果を示す図((a)は平均照度を示す図、(b)は光の均一性を示す図、(c)は判定結果を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第2の例における距離E、距離F、距離Gの計算結果を示す図((a)は距離Eを示す図、(b)は距離Fを示す図、(c)は、距離Gを示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第2の例における器具厚さK=0.4mの場合の光の照射状態を示す図((a)は基準状態を示す図、(b)はLED70がLED高さL=0.02mに設置された状態を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第3の例の反射面を示す図。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第3の例の器具厚さKとLED高さLとを変化させた実験結果を示す図((a)は平均照度を示す図、(b)は光の均一性を示す図、(c)は判定結果を示す図)。 実施の形態1を示す図で、照明器具の第2の例における距離E、距離F、距離Gの計算結果を示す図((a)は距離Eを示す図、(b)は距離Fを示す図、(c)は、距離Gを示す図)。 実施の形態1を示す図で、高さ比Yを示す図((a)は照明器具の第1の例において「OK」の範囲を示す図、(b)は、照明器具の第2の例において「OK」の範囲を示す図)。 実施の形態1を示す図で、LED間隔Xと高さ比Yとの関係を示す図。
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。
実施の形態1.
(照明器具の構成)
図1は、照明器具の構成の例を示す図である。
照明器具100は、反射面50と側面55と透過面60とを備える。
なお、図1は、透過面60と、側面55のうちの前面とを透視して示している(以降で説明の図3も同様)。照明器具100の前後は、説明の便宜上、図1に示す矢印の方向とする。
反射面50は光を反射し、透過面60は光を透過する。なお、透過面60は光の拡散性を有していてもよい。
反射面50と側面55と透過面60とは、ガラスや樹脂などである。また、反射面50と側面55とは金属であってもよい。
なお、照明器具100の側部(図1において側面55が有る部分)への光の漏れが不問である場合などは、反射面50と透過面60とは例えば柱のようなもので固定されていればよく、側面55は無くてもよい。
そして、本実施の形態においては、照明器具100が「器具長さU(m)」、「器具幅W(m)」、「器具厚さK(m)」を有する四角い箱状である例を説明するが、照明器具100の形状は限定されるものではない。例えば、照明器具100の形状は、反射面50と透過面60とが円形の円柱状や、反射面50と透過面60とが多角形の多角柱状などであってもよい。
なお、器具厚さKは、反射面50と透過面60との間隔である。
また、照明器具100の具体的な応用例としては看板などのディスプレイ装置である。
照明器具100が看板である場合は、透過面60が看板面に対応し、透過面60の外側の面(以降、透過面60の外側の面を「透過面60の外側面」と称する)に絵柄や文字などが描かれる。
ここで、「外側」とは、照明器具100の外側を示し、内側とは照明器具100の内側を示す(以降の説明においても同様)。
更に、照明器具100は、反射面50と透過面60との間に配置され透過面60に向けて光を発光する複数のLED70を備える。
LED70は、モジュール化された例えば看板用LEDモジュールであってもよい。
複数のLED70は光の発光方向から見て(透過面60側から反射面50を見て)マトリクス状に配列される。すなわち、複数のLED70は複数の行と複数の列とに配置される。
図1の例では、LED70が、4列×4行で配置されている。
照明器具100が看板である場合は、LED70から発光された光と、LED70から発光された光が反射面50で反射された光とが看板面である透過面60を照らす。
透過面60の内側の面に照射された光は、透過面60を透過する。この際、透過面60が光の拡散性を有していれば、個々のLED70から発光された光は拡散され、個々のLED70の光として(粒状の光として)視認されなくなる。
そして、透過面60の外側面が発光面(照射面)となり、透過した光により透過面60の外側面が明るくなる。
以降、透過面60の明るさ(透過面60の照度)とは、透過面60の外側面の明るさ(透過面60の外側面の照度)を示す。
なお、照明器具100は、内側に光源(LED70)を有し、光源の光が照射され、照射された光が透過することにより明るくなる透過面60(発光面)を有する構造であればよく、看板などのディスプレイ装置に限定されるものではない。
(LEDの配向角)
図2は、LEDの指向特性を示す図である。
本実施の形態の照明器具100は、図2の指向特性を有するLED70を備える。
なお、相対照度が0.5になる角度を配向角と称するが、LED70は、図2に示すように、中心(0度)に対して片側60度、すなわち中心(0度)に対して両側で120度の配向角を有する。
LED70は、例えば日亜化学工業株式会社製のNS6W083である。
(照明器具の第1の例)
図3は、LEDの高さを変えた照明器具の第1の例の構成を示す図である。
照明器具100の第1の例は、図1と同様に4列×4行でLED70が配置されている。すなわち、LED70は16個配置されている。
そして、例えば、2列目と4列目(偶数列)のLED70を反射面50から離れて取り付ける。つまり、図示するように、偶数列のLED70の反射面50からの高さを、LED高さL(m)とする。
そして、1列目と3列目(奇数列)のLED70は反射面50に取り付ける。
ここで、LED高さとは、LED70の発光面(発光部分)の高さである。換言すると、LED高さとは、反射面50から透過面60へと向かう方向におけるLED70の発光面(発光部分)の反射面50からの長さである。
例えば、LED70の筺体自体に高さが有り、LED70の実装面(取り付け面)の高さとLED70の発光面の高さとに高低差がある場合は、LED70の実装面に当該高低差を加えたものがLED高さとなる。
一方、本実施の形態のLED70は面実装部品であり、部品自体の高さは例えば0.001m程度である。そして、LED70自体の高さは、器具厚さK(例えば0.1m〜0.4m)やLED高さL(例えば0.02m〜0.08m)に比べ、非常に小さい。また、LED70の発光面は部品内部に有るため、LED70の実装面の高さとLED70の発光面の高さとの高低差は、部品自体の高さよりも更に小さくなる。
その為、LED70が面実装部品である場合は、LED70の実装面の高さをLED高さとしてもよい。
例えば、奇数列のLED70は、反射面50の上に取り付けられるが、奇数列のLED70の反射面50からの高さ(LED高さL)は、0m(ゼロメートル)としてよい。
図4は、照明器具の第1の例の反射面を示す図である。
図4は、反射面50を平面視した図である。
器具長さUと器具幅Wとは、1.0mである。すなわち、反射面50は正方形である。
そして、隣り合うLED70の間隔であるLED間隔Xは、0.3mである。
また、反射面50の辺と最外のLED70との距離Dは、0.05mである。
図5は、照明器具の第1の例のLEDの列と行とを示す図である。
前述の通り、2列目と4列目(偶数列)のLED70を反射面50から離れて取り付ける(かさ上げする)。そして、1列目と3列目(奇数列)のLED70は反射面50に取り付ける。
すなわち、列方向の隣り合うLED70の反射面50からの高さを異ならせる。
なお、2行目と4行目(偶数行)のLED70を反射面50から離れて取り付けても、2列目と4列目(偶数列)のLED70を反射面50から離れて取り付けた場合と同様である。この場合、1行目と3行目(奇数行)のLED70は反射面50に取り付ける。
すなわち、行方向の隣り合うLED70の反射面50からの高さを異ならせる。
つまり、行方向及び列方向の少なくともいずれかの方向に隣り合うLED70の反射面50からの高さを異ならせればよい。そして、行方向及び列方向の少なくともいずれかの方向に隣り合う一方のLED70が反射面50に取り付けられ、他方のLED70が反射面50から離れて取り付けられればよい。
例えば、1列目および3列目(奇数列)のLED70を反射面50から離れて取り付け、2列目および4列目(偶数列)のLED70は反射面50に取り付けてもよい。
更に、1行目および3行目(奇数行)のLED70を反射面50から離れて取り付け、2行目および4行目(偶数行)のLED70は反射面50に取り付けてもよい。
そして、照明器具100の第1の例(LED間隔X=0.3m)では、器具厚さK=0.3mの場合、例えば偶数列のLED70がLED高さL=0.02mで取り付けられる。また、器具厚さK=0.4mの場合、例えば偶数列のLED70がLED高さL=0.02m〜0.04mで取り付けられる。
なお、前述の通り、奇数列もしくは偶数行もしくは奇数行のLED70がLED高さLで取り付けられてもよい。
このLED高さLの設定根拠となる実験結果を次に説明する。
図6は、照明器具の第1の例の器具厚さKとLED高さLとを変化させた実験結果を示す図である。図6(a)は平均照度を示す図、図6(b)は光の均一性を示す図、図6(c)は判定結果を示す図である。
前述の通り、照明器具100の第1の例は、LED間隔Xが0.3mである。
また、反射面50の反射率は80%であり、透過面60の反射率は20%である。
そして、側面55は光の反射がない開放状態である。照明器具100において、前述の通り実際に側面55は無くてもよいし、例えば側面55は光を反射しない材料や、光を反射しない加工(例えば、光を反射しない塗料の塗布など)がされていてもよい。
図6(a)は、器具厚さKを0.1m〜0.4mまで変化させ、2行目と4行目のLED70のLED高さLを0m〜0.08mまで変化させた場合の透過面60における照度(lx:ルクス)の平均値(平均照度)を示している。
同じLED高さLで比較した場合(例えば、LED高さLが0mの場合)、器具厚さKが薄い方が、LED70が透過面60に近づく為、平均照度は上昇する。
ここで、LED高さLが0mの場合、すなわち、全てのLED70が反射面50に取り付けられている状態における平均照度を基準値としている。
そして、基準値よりも平均照度の値が上昇しているのが、図6(a)の太枠内である。
すなわち、器具厚さKが0.1m〜0.4mの範囲であって、LED高さLが0.02m〜0.08mの範囲であれば、平均照度の値は基準値よりも上昇する。
図6(b)は、器具厚さKを0.1m〜0.4mまで変化させ、2行目と4行目のLED70のLED高さLを0m〜0.08mまで変化させた場合の透過面60における照度(lx:ルクス)の標準偏差(光の均一性)を示している。
同じLED高さLで比較した場合(例えば、LED高さLが0mの場合)、器具厚さKが薄い方が、LED70が透過面60に近づく為、透過面60における個々のLED70の照度が高くなる。そして、透過面60が光の拡散性を有していても、個々のLED70の光として視認されやすくなり、標準偏差(光の均一性)が悪化する。
一方、器具厚さKが厚い方が、LED70が透過面60から遠くなる為、個々のLED70の光が個別に視認されにくくなり、標準偏差(光の均一性)が向上する。すなわち、器具厚さKによって、標準偏差(光の均一性)は変化する。
ここで、LED高さLが0mの場合、すなわち、全てのLED70が反射面50に取り付けられている状態における照度の標準偏差を基準値としている。
そして、基準値よりも照度の標準偏差が小さくなっている、すなわち光の均一性が向上しているのが、図6(b)の太枠内である。
すなわち、器具厚さKが0.3mの場合は、LED高さLが0.02mであれば、光の均一性が向上する。また、器具厚さKが0.4mの場合は、LED高さLが0.02m〜0.04mの範囲であれば、光の均一性が向上する。
図6(c)は、器具厚さKを0.1m〜0.4mまで変化させ、2行目と4行目のLED70のLED高さLを0m〜0.08mまで変化させた場合に、平均照度と光の均一性とが基準値よりも改善したものを「OK」として示している。一方、平均照度と光の均一性との少なくともいずれかが基準値よりも悪化したものを「NG」として示している。
図6(c)において、太枠内が「OK」である。
すなわち、照明器具100の第1の例において、器具厚さKが0.3mの場合は、LED高さLが0.02mであれば、「OK」である。また、器具厚さKが0.4mの場合は、LED高さLが0.02m〜0.04mの範囲であれば、「OK」である。
換言すると、LED間隔X=0.3m(照明器具100の第1の例)の場合は、照明器具100の器具厚さKは0.3mとし、LED高さLは0.02mとすればよい。
あるいは、LED間隔X=0.3m(照明器具100の第1の例)の場合は、照明器具100の器具厚さKは0.4mとし、LED高さLは0.02m≦LED高さL≦0.04mとすればよい。
なお、LED間隔X=0.3m(照明器具100の第1の例)の場合、平均照度を向上させる為には、器具厚さKは0.3mとし、LED高さLは0.02mとするのが好適である。
一方、LED間隔X=0.3m(照明器具100の第1の例)の場合、光の均一性を向上させる為には、照明器具100の器具厚さKは0.4mとし、LED高さLは0.02m≦LED高さL≦0.04mとするのが好適である。更には、器具厚さK=0.4m、かつ、0.02m≦LED高さL≦0.04mの条件のうち、平均照度がより向上するLED高さL=0.04mがより望ましい。
図7は、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.2mの場合の光の照射状態を示す図である。図7(a)は基準状態を示す図、図7(b)はLED70がLED高さL=0.08mに設置された状態を示す図である。
図7は、図5のA−A断面を示している。すなわち図7には、行方向における光の照射状態が示されている。また、図7の透過面60に示す数字は、透過面60に照射されている光の発光源であるLED70の数を意味する。
そして、図7(a)は、LED70が反射面50に取り付けられている状態、すなわち、LED高さLが0mの状態(基準状態)である。この状態における平均照度が照明器具100の第1の例における平均照度の基準値となり、この状態における光の均一性が照明器具100の第1の例における光の均一性の基準値となる。
図7(a)の場合、図6(b)に示すように、光の均一性(標準偏差)は、80ルクスである。
前述の通り、器具厚さKによって、標準偏差(光の均一性)は変化する。
一方、同じ器具厚さKで比較した場合、LED高さLにより標準偏差(光の均一性)は変化する。
図7(a)に示すように、LED70が反射面50に取り付けられている状態において、透過面60には、1個のLED70から光が照射されている部分と、0個のLED70から光が照射されている部分、すなわち、光が照射されていない部分とが存在する。
当然ながら、1個のLED70から光が照射されている部分が明るく、光が照射されていない部分が暗い。
そして、この明暗により、照度が不均一になる(照度の標準偏差が悪化する)。
ここで、1個のLED70による照射部分とは、1個のLED70の所定の放射角による照射部分である。換言すると、1個のLED70による照射部分とは、1個のLED70の所定の放射角の光が、透過面において照射されている円形部分である。
そして、所定の放射角は、60度(LED70の中心に対して片側30度)とする(以降の説明においても同様)。
そして、図7(b)に示すように、例えば偶数列のLED70をLED高さLとし、透過面60に近づけると、照射部分が小さくなり、光が照射されていない部分の範囲が広がる。なお、図7(b)においては、LED高さL=0.08mの場合を図示しているが、LED高さL=0.02m〜0.06mにおいても光が照射されていない部分の範囲が広がる傾向は同様である。更に、偶数列のLED70が透過面60に近づくことにより、偶数列のLED70の光が個々のLED70の光として視認されやすくなる。その為、光の均一性が悪化し、図6(b)に示す通り標準偏差は、280ルクスになる(奇数列のLED70をLED高さLとした場合も同様である)。
すなわち、器具厚さK=0.2mの場合は、LED高さLを変えても光の均一性は悪化する。器具厚さK=0.1mの場合も同様。
なお、図7においては、行方向(図5のA−A断面)のみを説明したが、次に、列方向、更には、マトリクス状の対角方向についても説明を行う。
図8は、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.2mの場合の透過面における照射部分を示す図である。図8(a)は基準状態を示す図、図8(b)はLED70がLED高さL=0.08mに設置された状態を示す図である。
図8は、光の発光方向(図7(a)に示す透過面60の外側)から透過面60を見た図である。なお、実線の円が、LED70の所定の放射角による照射部分を示し、点線の円が、透過面60の内側に設置されているLED70を示す(後述の図11、図12も同様)。
そして、図5に示すLED70a〜LED70dによる照射部分を例に説明を進める。
ここで、例えば、LED70aとLED70bとは、行方向に隣り合うLEDの一例である。また、LED70aとLED70cとは、列方向に隣り合うLEDの一例である。更に、LED70aとLED70dとは、マトリクス状の対角方向に隣り合うLEDの一例である。
そして、図8(a)に示す通り、基準状態(LED高さL=0m)で、行方向、列方向、マトリクス状の対角方向のいずれにも光が照射されていない部分が存在する。
その為、例えば、図8(b)に示す通り、LED70bとLED70dとのLED高さL=0.08mとすると、LED70bとLED70dとの照射部分が小さくなり、光が照射されていない部分の範囲が広がる。なお、前述の通り、LED高さL=0.02m〜0.06mにおいても同様である。
すなわち、前述の通り、器具厚さK=0.2mの場合は、LED高さLを変えても光の均一性は悪化する。器具厚さK=0.1mの場合も同様。
ここで、図8(b)に示す通り、LED高さL=0mに設置されたLED70による照射部分の半径を「A」、LED高さLを所定の高さにした場合のLED70による照射部分の半径を「B」とする。
そして、行方向に隣り合うLEDによる照射部分間の距離を「E」とすると、「距離E=LED間隔X−(A+B)」となる。
なお、行方向に隣り合うLEDの照射部分が重なる場合、距離Eはマイナスの値となる。一方、行方向に隣り合うLEDの照射部分間に光が照射されていない部分が有る場合、距離Eはプラスの値となる。
そして、列方向に隣り合うLEDによる照射部分間の距離を「F」とすると、「距離F=LED間隔X−(B+B)」となる。距離Eと同様に、列方向に隣り合うLEDの照射部分が重なる場合、距離Fはマイナスの値となる。一方、列方向に隣り合うLEDの照射部分間に光が照射されていない部分が有る場合、距離Fはプラスの値となる。
更には、マトリクス状の対角方向に隣り合うLEDによる照射部分間の距離を「G」とすると「距離G=(√2)×LED間隔X−(A+B)」となる。ここで「√2」は、2の平方根(ルート2)を意味する。距離E及び距離Fと同様に、対角方向に隣り合うLEDの照射部分が重なる場合、距離Gはマイナスの値となる。一方、対角方向に隣り合うLEDの照射部分間に光が照射されていない部分が有る場合、距離Gはプラスの値となる。
器具厚さK=0.2mにおいて、距離E、距離F、距離Gを計算した結果を説明する。
図9は、照明器具の第1の例における距離E、距離F、距離Gの計算結果を示す図である(図9(a)は距離Eを示す図、図9(b)は距離Fを示す図、図9(c)は、距離Gを示す図)。
図9における太枠は、図6(c)において、「OK」を示す太枠と同じである。
器具厚さK=0.2mにおいて、図8(a)に示す基準状態(LED高さL=0m)の場合、距離E=0.07m、距離F=0.07m、距離G=0.19mである。すなわち、行方向と列方向と対角方向とのいずれにおいても、隣り合うLEDの照射部分間に光が照射されていない部分が有る。
そして、前述の通り、LED高さLを変えても(大きくしても)、距離E、距離F、距離Gは広がる。そして、図8(b)に示すLED高さL=0.08mの状態では、距離E=0.12m、距離F=0.16m、距離G=0.24mまで広がる為、光の均一性は悪化する。
次に、LED高さLを変えると、光の均一性が改善するケースを説明する。
(光の均一性が改善される第1の例)
図10は、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.3mの場合の光の照射状態を示す図である。図10(a)は基準状態を示す図、図10(b)はLED70がLED高さL=0.02mに設置された状態を示す図、図10(c)は、LED70がLED高さL=0.08mに設置された状態を示す図である。
図10も図7と同様に、図5のA−A断面を示す。
図10(a)に示すように、LED70が反射面50に取り付けられている状態において、透過面60には、1個のLED70から光が照射されている部分と、2個のLED70から照射された光が重なる部分、すなわち、2個のLED70の照射部分が重なる部分とが存在する。以下、2個のLED70の照射部分が重なる部分を「重複部分」と称する。
1個のLED70から光が照射されている部分よりも2個のLED70から光が照射されている部分の方が明るく、この明るさの差により、光が不均一になる(照度の標準偏差が悪化する)。
ただし、図10(a)の例では、2個のLED70から光が照射されている部分の面積が微小である為、照度の標準偏差は顕著に悪化しておらず、図6(b)に示す通り、標準偏差は、72ルクスである。
図10(b)に示すように、例えば偶数列のLED70をLED高さL=0.02mとし、透過面60に近づけると、重複部分が少なくなる。そして、図6(b)に示す通り、標準偏差は、71ルクスとなり、光の均一性が改善する。
この場合、偶数列のLED70が透過面60に近づくことに起因する光の均一性の悪化よりも、重複部分が少なくなることに起因する光の均一性の改善の効果の方が大きい。
なお、奇数列のLED70をLED高さLとした場合も同様である。この場合、偶数列のLED70のLED高さを0mとする。
そして、図示は省略するが、例えば偶数列のLED70をLED高さL=0.02mよりも高くしていくと、重複部分が消滅する。この重複部分が消滅し、1個のLEDによる照射部分が、均一に透過面60に現れる場合が、光の均一性が改善する。
しかし、重複部分が消滅した状態から、更に、LED高さLを高くすると、光が照射されていない部分が生じ、光の均一性が悪化する。
例えば、図10(c)に示すように、例えば偶数列のLED70をLED高さL=0.08mとし、偶数列のLED70を透過面60に近づけると、光が照射されていない部分が生じると共に、偶数列のLED70の光が個々のLED70の光として視認されやすくなる。そして、図6(b)に示す通り、標準偏差は93ルクスとなり、光の均一性が悪化する。図示は省略するが、LED高さL=0.04m〜0.06mも同様。
すなわち、光の均一性を改善するためには、改善器具厚さK=0.3mの場合、図6(b)に示すように、LED高さL=0.02mが最適である。
このように、器具厚さKに応じてLED高さLを最適化することで、光の均一性に優れた照明器具100が得られる。
なお、図10においては、行方向(図5のA−A断面)のみを説明したが、次に、列方向、更には、マトリクス状の対角方向についても説明を行う。
図11は、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.3mの場合の透過面における照射部分を示す図である。図11(a)は基準状態を示す図、図11(b)は偶数例のLED70が高く設置された状態を示す図である。
器具厚さK=0.3mの場合、図11(a)に示す通り、基準状態において、行方向に隣り合う2つのLED70aとLED70bとにより、重複部分が生じている。また、行方向に隣り合う2つのLED70cとLED70dとにより、重複部分が生じている。
更には、列方向に隣り合う2つのLED70aとLED70cとにより、重複部分が生じている。また、列方向に隣り合う2つのLED70bとLED70dとにより、重複部分が生じている。
一方、対角方向に隣り合うLEDの照射部分間には、光が照射されていない部分が有る。
その為、図9に示す通り、距離E=−0.05m、距離F=−0.05m、距離G=0.08mである。
そして、図11(b)に示す通り、LED高さL=0.04mの時には、列方向に隣り合う2つのLEDによる重複部分が消滅し、図9(b)に示す通り、距離Fの値がプラスになっている。なお、図9においては小数点第3位以下の図示を省略している為、ゼロとなっているが、正確にはプラスの数値である(以下の説明においても同様)。
すなわち、LED高さL=0.02mよりも大きく、LED高さL=0.04m未満のLED高さLにおいて、列方向に隣り合う2つのLEDによる重複部分が最初に消滅している。そして、LED高さL=0.04mにおいては、列方向に隣り合うLEDの照射部分間に光が照射されていない部分が生じている。
また、図11(b)の一点鎖線は、LED高さL=0.08mの場合を示すが、この場合、行方向に隣り合う2つのLEDによる重複部分も列方向に隣り合う2つのLEDによる重複部分の次に消滅している。
このように、基準状態において、重複部分であった部分が、光が照射されていない部分になると、光の均一性が悪化する。そして、重複部分が複数有る場合に、いずれかの重複部分が、光が照射されていない部分になることにより、光の均一性が悪化する。
その為、LED高さLは、重複部分のいずれかが最初に消滅する高さ以下に設定される必要がある。ここで、「重複部分が消滅する」とは、LED高さLが高くなることにより、重複部分が減少し、隣り合うLEDの照射部分同士がちょうど接する状態である。そして、隣り合うLEDの照射部分同士がちょうど接する状態から、更に、LED高さLが高くなると、距離E、距離F、距離Gのいずれかがマイナスの値からプラスの値となる。すなわち、列方向に隣り合うLEDの照射部分間に光が照射されていない部分が生じてしまう。
器具厚さK=0.3mの場合、重複部分が最初に消滅する高さは、前述の通り、LED高さL=0.02mよりも大きく、LED高さL=0.04m未満のLED高さLである。すなわち、LED高さLは、重複部分のいずれかが最初に消滅する高さ以下であるLED高さL=0.02mに設定される必要がある。
ここで、図11(a)において、LED70aとLED70bとLED70dとに着目すると、これらは行方向と列方向とマトリクス状の対角方向とに隣り合う3つのLEDである。そして、3つのLEDにより、透過面60において2つの重複部分が生じている。
そして、図11(b)において、3つのLEDのうち2つのLED(LED70b及びLED70d)の高さが反射面50から高くなっている。そして、この2つのLED(LED70b及びLED70d)の高さがLED高さL=0.02mに設定される必要がある。
すなわち、3つのLEDのうちの2つのLEDの高さは、当該2つのLEDの高さを反射面50から高くすることにより重複部分のいずれかが最初に消滅する高さ以下に設定される。
(光の均一性が改善される第2の例)
図12は、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.4mの場合の透過面における照射部分を示す図である。図12(a)は基準状態を示す図、図12(b)は偶数例のLED70が高く設置された状態を示す図である。
図12を用いて、器具厚さK=0.4mの場合の行方向、列方向、マトリクス状の対角方向の照射状態について説明を行う。
なお、図が分かりづらくなる為、LED70bの照射部分とLED70cの照射部分とを破線で示しているが、LED70aの照射部分もしくはLED70dの照射部分と特に区別されるものではない。
器具厚さK=0.4mの場合、図12(a)に示す通り、図11(a)と同様に、基準状態において、行方向に隣り合う2つのLED70aとLED70bとにより、重複部分が生じている。また、行方向に隣り合う2つのLED70cとLED70dとにより、図11(a)と同様に、重複部分が生じている。
更には、列方向に隣り合う2つのLED70aとLED70cとにより、図11(a)と同様に、重複部分が生じている。また、列方向に隣り合う2つのLED70bとLED70dとにより、図11(a)と同様に、重複部分が生じている。
なお、図12(a)において、図が分かりづらくなる為、図11(a)と同様の重複部分については、引き出し線を用いての説明を省略している。
一方、図11(a)とは異なり、図12(a)において、対角方向に隣り合うLED70aとLED70dとにより、重複部分が生じている。また、対角方向に隣り合うLED70bとLED70cとにより、重複部分が生じている。
図9に示す通り、距離E=−0.16m、距離F=−0.16m、距離G=−0.04mと全てマイナスの値である。
そして、図9(c)に示す通り、LED高さL=0.06mの時に、距離Gの値がプラスになる。更に、LED高さL=0.08mの時の時には、図12(b)に示す通り、対角方向に隣り合うLEDによる重複部分が、光が照射されていない部分に変化している。
すなわち、LED高さL=0.04mよりも大きく、LED高さL=0.06m未満のLED高さLにおいて、対角方向に隣り合う2つのLEDによる重複部分が最初に消滅している。そして、LED高さL=0.08mにおいては、対角方向に隣り合うLEDの照射部分間に光が照射されていない部分が生じている。
前述の通り、重複部分が、光が照射されていない部分になることにより、光の均一性が悪化する。
その為、LED高さLは、重複部分のいずれかが最初に消滅する高さ以下に設定される必要がある。
器具厚さK=0.4mの場合、重複部分が最初に消滅する高さは、前述の通り、LED高さL=0.04mよりも大きく、LED高さL=0.06m未満のLED高さLである。すなわち、LED高さLは、重複部分のいずれかが最初に消滅する高さ以下であるLED高さL=0.04mに設定される必要がある。
ここで、図12(a)において、LED70aとLED70cとLED70dとに着目すると、これらは行方向と列方向とマトリクス状の対角方向とに隣り合う3つのLEDである。そして、3つのLEDにより、透過面60において3つの重複部分が生じている。
ここで、3つの重複部分とは、LED70aとLED70cとによる重複部分、LED70cとLED70dとによる重複部分、LED70aとLED70dとによる重複部分である。
そして、図12(b)において、3つのLEDのうち1つのLED(LED70d)の高さが反射面50から高くなっている。そして、この1つのLED(LED70d)の高さがLED高さL=0.04mに設定される必要がある。
すなわち、3つのLEDのうちの1つのLEDの高さは、当該1つのLEDの高さを反射面50から高くすることにより重複部分のいずれかが最初に消滅する高さ以下に設定される。
(照明器具の第2の例)
次に、照明器具100の第2の例を説明する。なお、照明器具100の第1の例と同じ部分については説明を省略する。
図13は、照明器具の第2の例の反射面を示す図である。
照明器具100の第2の例は、5列×5行でLED70が配置されている。すなわち、LED70は25個配置されている。
そして、2列目および4列目(偶数列)のLED70を反射面50からの高さがLED高さL(m)になるように、反射面50から離れて取り付ける。
そして、1列目および3列目および5列目(奇数列)のLED70は反射面50に取り付ける。
なお、2行目および4行目(偶数行)のLED70を反射面50から離れて取り付けてもよい。この場合、1行目および3行目および5行目(奇数行)のLED70は反射面50に取り付ける。
更に、奇数列のLED70を反射面50から離れて取り付け、偶数列のLED70は反射面50に取り付けてもよい。また、奇数行のLED70を反射面50から離れて取り付け、偶数行のLED70は反射面50に取り付けてもよい。
LED70の間隔であるLED間隔Xは、0.2mである。
また、反射面50の辺と最外のLED70との距離Dは、0.1mである。
そして、照明器具100の第2の例(LED間隔X=0.2m)では、器具厚さK=0.2mの場合、例えば偶数列のLED70がLED高さL=0.02m〜0.04mで取り付けられる。また、器具厚さK=0.3mの場合、例えば偶数列のLED70がLED高さL=0.02m〜0.08mで取り付けられる。
なお、前述の通り、奇数列もしくは偶数行もしくは奇数行のLED70がLED高さLで取り付けられてもよい。
このLED高さLの設定根拠となる実験結果を次に説明する。
図14は、照明器具の第2の例の器具厚さKとLED高さLとを変化させた実験結果を示す図である。図14(a)は平均照度を示す図、図14(b)は光の均一性を示す図、図14(c)は判定結果を示す図である。
照明器具100の第2の例では、器具厚さKが0.2mの場合は、LED高さLが0.02m〜0.04mの範囲であれば、「OK」である。また、器具厚さKが0.3mの場合は、LED高さLが0.02m〜0.08mの範囲であれば、「OK」である。
換言すると、LED間隔X=0.2m(照明器具100の第2の例)の場合は、照明器具100の器具厚さKは0.2mとし、LED高さLは0.02m≦LED高さL≦0.04mとすればよい。
あるいは、LED間隔X=0.2m(照明器具100の第2の例)の場合は、照明器具100の器具厚さKは0.3mとし、LED高さLは0.02m≦LED高さL≦0.08mとすればよい。
なお、LED間隔X=0.2m(照明器具100の第2の例)の場合、平均照度を向上させる為には、照明器具100の器具厚さKは0.2mとし、LED高さLは0.02m≦LED高さL≦0.04mとするのが好適である。更には、器具厚さK=0.2m、かつ、0.02m≦LED高さL≦0.04mの条件のうち、平均照度と光の均一性とがより向上するLED高さL=0.04mがより望ましい。
一方、LED間隔X=0.2m(照明器具100の第2の例)の場合、光の均一性を向上させる為には、照明器具100の器具厚さKは0.3mとし、LED高さLは0.02m≦LED高さL≦0.08mとするのが好適である。更には、器具厚さK=0.3m、かつ、0.02m≦LED高さL≦0.08mの条件のうち、平均照度と光の均一性とがより向上するLED高さL=0.08mがより望ましい。
図15は、照明器具の第2の例における距離E、距離F、距離Gの計算結果を示す図である(図15(a)は距離Eを示す図、図15(b)は距離Fを示す図、図15(c)は、距離Gを示す図)。
図15における太枠は、図14(c)において、「OK」を示す太枠と同じである。
照明器具の第2の例において、器具厚さK=0.1mの場合は、照明器具の第1の例における器具厚さK=0.1m〜0.2mの場合と同様であり、基準状態(LED高さL=0m)にて、距離E、距離F、距離Gのいずれもプラスである。その為、LED高さLを変えても光の均一性は改善しない。
また、照明器具の第2の例において、器具厚さK=0.2mの場合は照明器具の第1の例における器具厚さK=0.3mの場合と同様であり、列方向に隣り合うLEDによる重複部分が最初に消滅する。
ここで、図15(b)において、LED高さL=0.02mから0.04mの間で、重複部分が消滅しているが、判定結果は「OK」となっている。
器具厚さK=0.2mの場合、LED70と透過面60との距離が近く、透過面60におけるLED70の照度の絶対値が大きい。その為、放射角60度の光が照射されていない部分が小さい場合には、放射角60度以上の光(放射角60度以内の光よりも照度が弱い光)が当該放射角60度の光が照射されていない部分に照射されることで、光の均一性が保たれているものと考えられる。
そして、照明器具の第2の例において、器具厚さK=0.3mの場合は照明器具の第1の例における器具厚さK=0.4mの場合と同様であり、対角方向に隣り合うLEDによる重複部分が最初に消滅する。
なお、図14の実験結果では、LED高さL=0.08mで実験を打ち切っているが、図15(c)に示すように、LED高さL=0.10mまで対角方向の重複部分は存在する。
その為、器具厚さK=0.3mの場合、LED高さLは0.02m≦LED高さL≦0.08mとすればよい。
次に、照明器具の第2の例において、器具厚さK=0.4mの場合を説明する。
図16は、照明器具の第2の例における器具厚さK=0.4mの場合の光の照射状態を示す図である。図16(a)は基準状態を示す図、図16(b)はLED70がLED高さL=0.02mに設置された状態を示す図である。
図16は、図13のA−A断面を示している。
図16(a)に示すように、LED70が反射面50に取り付けられている状態において、透過面60には、1個のLED70による照射部分と、2個のLED70から光が照射されている部分(すなわち、2個のLED70による重複部分)と、3個のLED70から光が照射されている部分(すなわち、3個のLED70による重複部分)とが存在する。
当然ながら、1個のLED70から光が照射されている部分よりも2個のLED70から光が照射されている部分の方が明るく、2個のLED70から光が照射されている部分よりも3個のLED70から光が照射されている部分の方が明るい。そして、特に3個のLED70による重複部分が有ることにより、光が不均一になる(照度の標準偏差が悪化する)。
ここで、例えば、奇数列のLED70e、LED70g、LED70iが反射面50に取り付けられ、偶数列のLED70f、LED70hが反射面50からLED高さLだけ離れて取り付けられる。
そして、基準状態(LED高さL=0m)において、反射面50に取り付けられるLED70eとLED70gとにより重複部分が生じている。その重複部分にLED70fの光が照射されることで、3個のLED70による重複部分が生じている。
そして、図16(b)に示すように、例えば偶数列のLED70fをLED高さL=0.02mとし、透過面60に近づけても、反射面50に取り付けられたLED70eとLED70gとによる重複部分は変わらない。更に、LED70eとLED70gとによる重複部分にLED70fの光が照射され、3個のLED70による重複部分が生じている状態は変わらない。むしろ、LED70fが透過面60に近づくことにより、3個のLED70による重複部分の照度が増して、光の均一性が悪化する。
すなわち、基準状態(LED高さL=0m)において、反射面50に取り付けられるLED(例えばLED70eとLED70g)による重複部分が存在し、その重複部分に反射面50から離れて取り付けられるLED(例えばLED70f)により光が照射され、3個のLED70による重複部分が生じている場合は、LED高さLを変えても、光の均一性が改善しない。
一方、前述の図12(a)においても、基準状態(LED高さL=0m)において3個のLED70による重複部分、更には、4個のLED70による重複部分が存在する。しかし、図12(a)の場合は、反射面50に取り付けられたLED(例えば図16のLED70eに相当)と反射面50から離れて取り付けられるLED(例えば図16のLED70fに相当)とによる重複部分である。その為、図12(b)に示すようにLED高さLを変えることにより、3個のLED70による重複部分、更には4個のLED70による重複部分が減少(消滅)し、光の均一性が改善される。
(照明器具の第3の例)
次に、照明器具100の第3の例を説明する。なお、照明器具100の第1の例と同じ部分については説明を省略する。
図17は、照明器具の第3の例の反射面を示す図である。
照明器具100の第3の例は、10列×10行でLED70が配置されている。すなわち、LED70は100個配置されている。
そして、2列目および4列目および6列目および8列目および10列目(偶数列)のLED70を反射面50からの高さがLED高さL(m)になるように、反射面50から離れて取り付ける。
そして、1列目および3列目および5列目および7列目および9列目(奇数列)のLED70は反射面50に取り付ける。
なお、2行目および4行目および6行目および8行目および10行目(偶数行)のLED70を反射面50から離れて取り付けてもよい。この場合、1行目および3行目および5行目および7行目および9行目(奇数行)のLED70は反射面50に取り付ける。
更に、奇数列のLED70を反射面50から離れて取り付け、偶数列のLED70は反射面50に取り付けてもよい。また、奇数行のLED70を反射面50から離れて取り付け、偶数行のLED70は反射面50に取り付けてもよい。
LED70の間隔であるLED間隔Xは、0.1mである。
また、反射面50の辺と最外のLED70との距離Dは、0.05mである。
図18は、照明器具の第3の例の器具厚さKとLED高さLとを変化させた実験結果を示す図である。図18(a)は平均照度を示す図、図18(b)は光の均一性を示す図、図18(c)は判定結果を示す図である。
照明器具100の第3の例では、「OK」となる条件は無い。
図19は、照明器具の第2の例における距離E、距離F、距離Gの計算結果を示す図である(図19(a)は距離Eを示す図、図19(b)は距離Fを示す図、図19(c)は、距離Gを示す図)。
照明器具の第3の例において、器具厚さK=0.1mの場合、LED高さL=0.02mとすると、距離E及び距離Fの値がマイナスからプラスに変化する。すなわち、行方向と列方向の重複部分が消滅する。その為、LED高さLを変えても光の均一性は改善しない。
また、照明器具の第3の例において、器具厚さK=0.2m〜0.4mの場合は、照明器具の第2の例の器具厚さK=0.4mの場合と同様に反射面50に取り付けられたLEDによる重複部分が存在し、その重複部分に反射面50から離れて取り付けられるLEDにより光が照射され、3個のLEDによる重複部分が生じているので、LED高さLを変えても光の均一性は改善しない。
(照明器具の第1の例〜第3の例の実験結果のまとめ)
図20は、高さ比Yを示す図である。
図20(a)は、照明器具100の第1の例において、「OK」の範囲を示す図である。図20(a)の太枠内が照明器具100の第1の例において「OK」の範囲である。
図20(b)は、照明器具100の第2の例において、「OK」の範囲を示す図である。図20(b)の太枠内が照明器具100の第2の例において「OK」の範囲である。
なお、図20(a)と図20(b)との表内の数値は、同じである。
ここで、器具厚さKに対するLED高さLの割合を、高さ比Yとする。
すなわち、「高さ比Y=LED高さL÷器具厚さK」である。
例えば、器具厚さK=0.2(m)で、LED高さL=0.02(m)の場合、図20(a)と図20(b)とに示すように、「高さ比Y=0.02÷0.2=0.100」となる。
そして、照明器具100の第1の例において、「OK」なのは、前述した図6(c)に示す太枠の範囲であり、図20(a)の太枠の範囲に対応する。
例えば、図20(a)の「a」は、器具厚さK=0.4m、かつ、LED高さL=0.02mである。そして、図6(a)において、平均照度578ルクスを示し、図6(b)において、光の均一性66ルクスを示す箇所に対応する。
照明器具100の第1の例は、LED間隔X=0.3mであり、この場合、高さ比Yの最小値は「0.050」(図20(a)の「a」)、高さ比Yの最大値は「0.100」(図20(a)の「b」)となる。
また、照明器具100の第2の例において、「OK」なのは、前述した図14(c)に示す太枠の範囲に、図15に示す破線太枠の範囲を加えた範囲であり、図20(b)の太枠及び、破線太枠の範囲に対応する。
照明器具100の第2の例は、LED間隔X=0.2mであり、この場合、実験結果(太枠の範囲)において、高さ比Yの最小値は「0.067」(図20(b)の「c」)、高さ比Yの最大値は「0.267」(図20(b)の「d」)となる。また、計算による「OK」の範囲(破線太枠の範囲)も含めると、高さ比Yの最小値は「0.067」(図20(b)の「c」)、高さ比Yの最大値は「0.333」(図20(b)の「e」)となる。
図21は、LED間隔Xと高さ比Yとの関係を示す図である。
まず、照明器具100の第1の例は、LED間隔X=0.3mであり、この場合、高さ比Yの最小値「0.050」を示すプロットが「a」である。また、照明器具100の第1の例は、LED間隔X=0.3mであり、この場合、高さ比Yの最大値「0.100」を示すプロットが「b」である。
一方、照明器具100の第2の例は、LED間隔X=0.2mであり、この場合、高さ比Yの最小値「0.067」を示すプロットが「c」である。また、照明器具100の第2の例は、LED間隔X=0.2mであり、この場合、高さ比Yの最大値「0.267」を示すプロットが「d」である。更に、高さ比Yの最大値「0.333」を示すプロットが「d」である。
そして、照明器具100の第1の例の高さ比Yの最小値(プロット「a」)と照明器具100の第2の例の高さ比Yの最小値(プロット「c」)とを通る直線A(1次近似線)を求めると「Y=−0.1667X+0.1」となる。ここでYは高さ比、Xは、LED間隔である。
すなわち、直線Aは、「OK」となる高さ比Yの最小値を示している。
また、照明器具100の第1の例の高さ比Yの最大値(プロット「b」)と照明器具100の第2の例の高さ比Yの最大値(プロット「d」)とを通る直線B(1次近似線)を求めると「Y=−1.6667X+0.6」となる。ここでYは高さ比、Xは、LED間隔である。
すなわち、直線Bは、実験結果において「OK」となる高さ比Yの最大値を示している。
そして、直線Aにおいて、LED間隔X=0.1mの場合、高さ比Y=0.083となる。すなわち、図21に示す(X,Y)=(0.100,0.083)のプロットとなる。
また、直線Bにおいて、LED間隔X=0.1mの場合、高さ比Y=0.433となる。すなわち、図21に示す(X,Y)=(0.100,0.433)のプロットとなる。
更に、直線Aと直線Bとの交点は、図21に示す(X,Y)=(0.333,0.044)のプロットとなる。
つまり、前述の3点(0.100,0.083)、(0.100,0.433)、(0.333,0.044)で囲まれた範囲において、「OK」となる。すなわち、前述の3点で囲まれた範囲において、照明器具100の平均照度と光の均一性とが基準値よりも改善(向上)する。
ただし、LED間隔X=0.1mの場合は、「OK」となる条件が無いため、(0.100,0.083)と(0.100,0.433)とで結ばれる線上は除外される。
一方、照明器具100の第1の例の高さ比Yの最大値(プロット「b」)と照明器具100の第2の例の高さ比Yの最大値(プロット「e」)とを通る直線C(1次近似線)を求めると「Y=−2.3333X+0.8」となる。ここでYは高さ比、Xは、LED間隔である。
すなわち、直線Cは、計算において「OK」となる高さ比Yの最大値を示している。
そして、直線Cにおいて、LED間隔X=0.1mの場合、高さ比Y=0.567となる。すなわち、図21に示す(X,Y)=(0.100,0.433)のプロットとなる。直線Aにおいて、LED間隔X=0.1mの場合は、前述と同様に(X,Y)=(0.100,0.083)のプロットとなる。
更に、直線Aと直線Cとの交点は、図21に示す(X,Y)=(0.323,0.046)のプロットとなる。
つまり、前述の3点(0.100,0.083)、(0.100,0.567)、(0.323,0.046)で囲まれた範囲において、「OK」となる。すなわち、前述の3点で囲まれた範囲において、照明器具100の平均照度と光の均一性とが基準値よりも改善(向上)する。
ただし、LED間隔X=0.1mの場合は、「OK」となる条件が無いため、(0.100,0.083)と(0.100,0.567)とで結ばれる線上は除外される。
換言すると、直線Aと直線Cとに囲まれた範囲であって、LED間隔X=0.1mよりも大きい範囲において、照明器具100の平均照度と光の均一性とが基準値よりも改善(向上)する。そして、照明器具100は当該範囲において設計される。
すなわち、照明器具100は、高さ比Yが、
Y≦−2.3333X+0.8
Y≧−0.1667X+0.1
ただし、X>0.1
の範囲となる。
更には、直線Aと直線Bとに囲まれた範囲であって、LED間隔X=0.1mよりも大きい範囲において、照明器具100の平均照度と光の均一性とが基準値よりも改善(向上)する。そして、照明器具100は当該範囲において設計される。
すなわち、照明器具100は、高さ比Yが、
Y≦−1.6667X+0.6
Y≧−0.1667X+0.1
ただし、X>0.1
の範囲となる。
ここで、LED間隔X(m)は、照明器具100の第1の例と照明器具100の第2の例とで説明した範囲、すなわち、0.2m≦X≦0.3mであることが好ましい。
その場合、器具厚さKを、0.2m≦K≦0.4mとし、LED高さLを、0.02m≦L≦0.08mとすることが好ましい。
全てのLED70が反射面50に取り付けられている場合(反射面50に同じ高さで全てのLED70が設置されている場合)、透過面60(照射面)においてLED70の鉛直上が明るくなり、透過面60の光の均一性が悪い。
一方、本実施の形態の照明器具100は、LED70の一部を他と比べて高く設置することにより、光の均一性は良くなり、透過面60の明るさ(平均照度)も向上する。
すなわち、本実施の形態の照明器具100は、LED70の設置高さ調整により光の均一性と明るさが向上している。
本実施の形態では、行方向及び列方向のいずれかの方向に隣り合うLED70の反射面50からの高さを異ならせた例を説明したが、行方向と列方向との両方において隣り合うLED70の反射面50からの高さを異ならせてもよい。
例えば、図5の例において、LED70aとLED70dとを反射面50に取り付け、LED70bとLED70cとを反射面50から離して取り付けてもよい。
すなわち、奇数行でかつ奇数列のLED及び偶数行でかつ偶数列のLEDを反射面50に取り付け、偶数行でかつ奇数列のLED及び奇数行でかつ偶数列のLEDを反射面50から離して取り付けてもよい。逆に、奇数行でかつ奇数列のLED及び偶数行でかつ偶数列のLEDを反射面50から離して取り付け、偶数行でかつ奇数列のLED及び奇数行でかつ偶数列のLEDを反射面50に取り付けてもよい。
そして、本実施の形態では、配置されたLED70の行数と列数とが等しい場合を説明したが、配置されたLED70の行数と列数とは異なっていてもよい。
また、配置されたLED70の行数もしくは列数は、本実施の形態で説明した例に限定されない。
器具長さU及び器具幅W及び反射面50の辺と最外のLED70との距離Dも本実施の形態で説明した例に限定されない。
本発明は、実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
また、例えば、LED70や照明装置の製造バラツキにより、透過面60における照度も変化する。その為、本発明の実施の形態で説明した設計パラメータや数値(例えばLED高さL、器具厚さK、LED間隔X、LED70の配向角)は、±15%程度まで変化してもよい。
50 反射面、55 側面、60 透過面、70 LED、100 照明器具、K 器具厚さ、L LED高さ、U 器具長さ、W 器具幅、X LED間隔、Y 高さ比。

Claims (6)

  1. 光を反射する反射面と、
    光を透過する透過面と、
    反射面と透過面との間に配置され透過面に向けて光を発光する複数の発光ダイオード(LED)と
    を備え、
    複数のLEDは光の発光方向から見てマトリクス状に配列され、
    行方向及び列方向の少なくともいずれかの方向に隣り合うLEDの反射面からの高さが異なっており、
    隣り合うLEDの間隔を、LED間隔X(m)とし、
    反射面と透過面との間隔を、器具厚さK(m)とし、
    反射面から離れて取り付けられた発光ダイオードの反射面からの高さを、LED高さL(m)とし、
    器具厚さKに対するLED高さLの割合を、高さ比Yとした場合、
    高さ比Y=LED高さL÷器具厚さK
    であり、高さ比Yが、
    Y≦−2.3333X+0.8
    Y≧−0.1667X+0.1
    ただし、X>0.1
    の範囲にあることを特徴とする照明器具。
  2. 光を反射する反射面と、
    光を透過する透過面と、
    反射面と透過面との間に配置され透過面に向けて光を発光する複数の発光ダイオード(LED)と
    を備え、
    複数のLEDは光の発光方向から見てマトリクス状に配列され、
    行方向及び列方向の少なくともいずれかの方向に隣り合うLEDの反射面からの高さが異なっており、
    隣り合うLEDの間隔を、LED間隔X(m)とし、
    反射面と透過面との間隔を、器具厚さK(m)とし、
    偶数列の発光ダイオードの反射面からの高さを、LED高さL(m)とし、
    器具厚さKに対するLED高さLの割合を、高さ比Yとした場合、
    高さ比Y=LED高さL÷器具厚さK
    であり、高さ比Yが、
    Y≦−1.6667X+0.6
    Y≧−0.1667X+0.1
    ただし、X>0.1
    の範囲にあることを特徴とする照明器具。
  3. LED間隔Xを、0.2≦X≦0.3としたことを特徴とする請求項又は記載の照明器具。
  4. 反射面の反射率を80%とし、
    透過面の反射率を20%とし、
    側面を光の反射がない開放状態とし、
    LEDの配光角を120度とし、
    器具厚さKを、0.2≦K≦0.4とし、
    LED高さLを、0.02≦L≦0.08としたことを特徴とする請求項記載の照明器具。
  5. LED間隔X=0.2、
    器具厚さK=0.2、
    0.02≦LED高さL≦0.04
    としたこと、
    又は、
    LED間隔X=0.2、
    器具厚さK=0.3、
    0.02≦LED高さL≦0.08
    としたことを特徴とする請求項記載の照明器具。
  6. LED間隔X=0.3、
    器具厚さK=0.3、
    LED高さL=0.02
    としたこと、
    又は、
    LED間隔X=0.3、
    器具厚さK=0.4、
    0.02≦LED高さL≦0.04
    としたことを特徴とする請求項記載の照明器具。
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