JP6601653B2 - Lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、光の一部の波長成分をカットするフィルタ素子を備える照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device including a filter element that cuts a part of wavelength components of light.
照明装置が発する光の見え方を向上するための様々な取り組みが行われている。例えば、特許文献1には、演色性などを高めるためのフィルタ(フィルタ素子)を備える照明装置が開示されている。 Various efforts have been made to improve the appearance of the light emitted by the lighting device. For example, Patent Literature 1 discloses an illumination device including a filter (filter element) for improving color rendering properties and the like.
上記のようなフィルタ素子を備える照明装置においては、フィルタ素子の劣化を抑制することが課題である。 In an illuminating device provided with the above filter elements, it is a subject to suppress degradation of a filter element.
そこで、本発明は、フィルタ素子の劣化を抑制することができる照明装置を提供する。 Therefore, the present invention provides an illumination device that can suppress deterioration of the filter element.
本発明の一態様に係る照明装置は、光源と、前記光源からの光の一部の波長成分をカットするフィルタ素子と、前記光源と前記フィルタ素子との間に設けられたレンズとを備え、前記光源と前記フィルタ素子との間の距離は、8mm以上100mm以下である。 An illumination device according to one embodiment of the present invention includes a light source, a filter element that cuts a part of a wavelength component of light from the light source, and a lens provided between the light source and the filter element. The distance between the light source and the filter element is 8 mm or more and 100 mm or less.
本発明によれば、フィルタ素子の劣化を抑制することができる照明装置が実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illuminating device which can suppress deterioration of a filter element is implement | achieved.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily illustrated strictly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same structure, and the overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified.
(実施の形態1)
[構成]
以下、実施の形態1に係る照明装置の構成について説明する。図1は、実施の形態1に係る照明装置を備える照明器具の外観斜視図である。
(Embodiment 1)
[Constitution]
Hereinafter, the configuration of the lighting apparatus according to Embodiment 1 will be described. 1 is an external perspective view of a lighting fixture including the lighting device according to Embodiment 1. FIG.
図1に示される照明器具10は、天井面に取り付けられる平面視形状が円形の照明器具(シーリングライト)である。照明器具10は、本体部11の外縁部分に等間隔に配置された3つの照明装置100を備える。
A
照明装置100は、照明器具10の本体部11が照明する室内を、さらに局所的に照明するためのスポットライトである。照明装置100は、本体部11から供給される直流電力により発光する。
The
次に、照明装置100の構成について説明する。図2は、照明装置100の外観斜視図である。図3は、照明装置100を下側から見た分解斜視図であり、図4は、照明装置100を上側から見た分解斜視図である。なお、以下の説明では、図中のZ軸+側を「上側」、図中のZ軸−側を「下側」と表現する。なお、「下側」は、光出射側とも記載される。
Next, the configuration of the
図2〜図4に示されるように、照明装置100は、筐体保持部110と、筐体120(第一筐体120a及び第二筐体120b)と、発光モジュール130と、筒体140と、レンズ150と、フィルタ素子160とを備える。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
筐体保持部110は、筐体120を、当該筐体120の姿勢(照明装置100の光の照射方向)の変更が可能な状態で保持する部材である。筐体保持部110には、具体的には、略半球状の凹部111が設けられ、凹部111に筐体120の一部(主として第一筐体120a)を収容した状態で、筐体120を保持する。筐体保持部110は、例えば、樹脂によって形成されるが、金属などで形成されてもよい。なお、筐体保持部110は、照明装置100が本体部11に組み込まれた状態において本体部11の内部に位置し、外部からは視認できない。
The
筐体120は、発光モジュール130、筒体140、レンズ150、及びフィルタ素子160を収容する、外形が略球状の外郭筐体である。筐体120は、具体的には、第一筐体120a及び第二筐体120bからなる。
The
第一筐体120aは、筐体120のうち、発光モジュール130が接続(載置)される支柱121を有する部分である。第一筐体120aは、略半球状であり、アルミニウムなどの金属材料により形成される。第一筐体120aは、発光モジュール130のヒートシンクとしても機能するため、金属材料により形成されることが望ましいが、樹脂材料により形成されてもよい。なお、図示されないが、発光モジュール130と支柱121との間に放熱部材(放熱用のシリコーン及び放熱シートなど)が設けられてもよい。
The
第二筐体120bは、筐体120のうち、発光モジュール130からの光が出射される出射口122を有する部分である。第二筐体120bは、略半球状であり、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の絶縁性樹脂材料によって形成されるが、金属材料によって形成されてもよい。
The
出射口122は、円形の開口であり、第二筐体120bの内側からフィルタ素子160によって塞がれる。出射口122の径は、フィルタ素子160の径よりも小さい。
The
第二筐体120bの内側であって、出射口122の周囲には、出射口122を囲む環状の段差部127(図4に図示)が設けられる。段差部127は、レンズ150及びフィルタ素子160の位置規制用(配置)用の段差である。
An annular stepped portion 127 (shown in FIG. 4) surrounding the
第一筐体120aと第二筐体120bとは、上方(Z軸+側)から挿入されるネジによって固定される。具体的には、第一筐体120aのネジ挿通孔123aに挿通されたネジが第二筐体120bのボス124aにネジ止めされ、かつ、ネジ挿通孔123bに挿通されたネジが、ボス124bにネジ止めされることにより、第一筐体120aと第二筐体120bとが固定される。
The
発光モジュール130は、光源の一例であって、本体部11から供給される直流電力によって白色等の所定の色(波長)の光を発する。発光モジュール130から放出された光は、レンズ150及びフィルタ素子160をこの順に透過して照明装置100の外部に出射される。発光モジュール130は、具体的には、基板131と、発光部132とからなる。
The
基板131は、第一主面(Z軸−側の主面)を有し、当該第一主面に発光部132を構成するLED(発光素子)が複数実装された、略矩形の基板である。基板131の第一主面には、複数のLEDに電力を供給するための配線パターンが設けられる。基板131は、具体的には、例えば、セラミック基板、樹脂基板、またはメタルベース基板などである。
The
発光部132は、基板131に実装された複数のLEDと、当該複数のLEDを封止する封止部材とからなるCOB(Chip On Board)構造の発光部であり、白色光を発する。発光部132の平面視形状は、円形である。
The
発光部132を構成するLEDは、例えば、InGaN系の材料によって構成された、中心波長(発光スペクトルのピーク波長)が430nm以上480nm以下の窒化ガリウム系のLEDチップが採用される。つまり、発光部132を構成するLEDは、青色光を発する。
As the LED constituting the
また、詳細については図示されないが、発光部132を構成する複数のLEDは、主に、ボンディングワイヤによってChip To Chipで接続される。なお、ボンディングワイヤ、及び、上述の配線パターンの金属材料は、例えば、金(Au)、銀(Ag)、または、銅(Cu)等である。
Further, although not shown in detail, the plurality of LEDs constituting the
発光部132を構成する封止部材は、具体的には、波長変換材として黄色蛍光体粒子を含んだ透光性樹脂材料で構成される。透光性樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂が用いられるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などが用いられてもよい。また、黄色蛍光体粒子には、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系の蛍光体粒子が採用される。
Specifically, the sealing member constituting the
発光モジュール130においては、複数のLEDが発した青色光の一部は、封止部材に含まれる黄色蛍光体粒子によって黄色光に波長変換される。そして、黄色蛍光体粒子に吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体粒子によって波長変換された黄色光とは、封止部材中で拡散及び混合される。これにより、発光モジュール130(封止部材)からは、白色光が出射される。上記透光性樹脂材料には、演色性を高めることなどを目的として、黄色蛍光体粒子の他に、赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子などが含まれてもよい。
In the
なお、封止部材は、このような波長変換機能に加えて、複数のLED及びボンディングワイヤを、塵芥、水分、外力等から保護する機能も有する。 In addition to such a wavelength conversion function, the sealing member also has a function of protecting a plurality of LEDs and bonding wires from dust, moisture, external force, and the like.
以上のような構成の発光モジュール130は、基板131の第二主面(Z軸+側の主面、第一主面と反対側の主面)において、第一筐体120aの内部に設けられた支柱121と接続される。なお、発光モジュール130への給電は、第一筐体120aに設けられたケーブル挿通孔125(図4に図示)に挿通されるケーブル(図示せず)により行われる。
The
筒体140は、筐体120の内部であって、発光モジュール130とレンズ150(フィルタ素子160)との間に配置された略円筒状の部材である。具体的には、筒体140は、発光モジュール130側に設けられた第一開口141と、第一開口141と連通する開口であって、レンズ150側に設けられた開口である第二開口142とを有する。なお、第一開口141の内径は、第二開口142の内径よりも小さい。発光モジュール130は、第一開口141を塞ぐように配置され、レンズ150は、第二開口142を塞ぐように配置される。筒体140は、具体的には、PBT等の樹脂材料によって形成されるが、金属材料によって形成されてもよい。
The
筒体140の外壁には、ネジ挿通孔144aを形成する取付部145aと、ネジ挿通孔144bを形成する取付部145bとが設けられる。筒体140は、下方(Z軸−側)から挿入されるネジによって第一筐体120aに取り付けられる。筒体140は、具体的には、ネジ挿通孔144aに挿通されるネジが第一筐体120aのネジ穴126aにネジ止めされ、かつ、ネジ挿通孔144bに挿通されるネジが第一筐体120aのネジ穴126bにネジ止めされることにより、第一筐体120aに取り付けられる。
On the outer wall of the
筒体140の第一開口141の内径は、発光部132の径よりもわずかに大きい。筒体140の第二開口142の内径(直径)は、レンズ150の直径よりも小さく、また、フィルタ素子160の直径よりもわずかに小さい。
The inner diameter of the
なお、以下の実施の形態では、発光モジュール130、筒体140、及びレンズ150により囲まれる空間を内部空間と記載する。内部空間は、言い換えれば、筒体140により囲まれる空間のうち、第一開口141と第二開口142との間に位置する空間である。
In the following embodiments, the
レンズ150は、特定の光学特性を有する光学部材であり、実施の形態1では、発光モジュール130からの光を拡散(または平行化)するための凸レンズ(フレネルレンズ)である。レンズ150の平面視形状は、略円形(一部が外周側から切り欠かれた円形)であり、レンズの入射面(Z軸+側の面)には、環状のプリズムが設けられる。
The
レンズ150は、例えば、アクリル(PMMA)やポリカーボネート(PC)等の樹脂材料により形成される。なお、レンズ150には、レンズ150から出射される光のムラを抑制するためのディンプルが設けられてもよい。この場合、ディンプルは、例えば、レンズ150の出射面(Z軸−側の面)に設けられる。
The
レンズ150は、発光モジュール130とフィルタ素子160との間に配置される。また、レンズ150は、第二筐体120bの段差部127に沿って配置される。レンズ150のX−Y平面上の位置は、段差部127によって規制される。
The
また、レンズ150は、筒体140の第二開口142を塞ぐように、筒体140の光出射側に配置される。レンズ150のZ軸方向の位置は、筒体140の第二開口142を形成する端部147が上側(Z軸+側)からレンズ150に当接することにより規制される。また、レンズ150は、発光モジュール130とフィルタ素子160との間に、発光部132と対向した状態で配置される。
Further, the
フィルタ素子160は、筐体120内の発光モジュール130と出射口122との間に設けられ、発光モジュール130からの光の一部の波長成分をカットする光学フィルタである。フィルタ素子160は、具体的には、出射口122を筐体120の内側から塞ぎ、発光モジュール130からの光の一部の波長成分を吸収する。フィルタ素子160は、一部が外周側から切り欠かれた円形板状であるが、矩形板状などその他の形状であってもよい。フィルタ素子160の径は、レンズ150の径よりも小さい。つまり、フィルタ素子160のレンズ150と対向する面の面積は、レンズ150のフィルタ素子160と対向する面の面積よりも小さい。
The
フィルタ素子160は、段差部127のうち、レンズ150が配置される段差よりも出射口122側に位置する段差に沿って配置される。つまり、フィルタ素子160は、レンズ150と出射口122との間に配置される。フィルタ素子160のX−Y平面上の位置は、段差部127によって規制され、フィルタ素子160のZ軸方向の位置は、レンズ150が上側(Z軸+側)からフィルタ素子160に当接することにより規制される。なお、レンズ150とフィルタ素子160との間の距離(あそび)は、約0.5mmである。
The
フィルタ素子160は、具体的には、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、及びコバルト(Co)などの金属元素を含むテトラアザポルフィリン系の色素を含有するアクリル樹脂により形成されており、うす紫色に見える。実施の形態1では、フィルタ素子160が含有する色素には、ニッケルが含まれる。
Specifically, the
また、フィルタ素子160は、このような色素により、主として585nm以上595nm以下の波長成分を吸収する特性を有する。図5は、フィルタ素子160の特性を示す図である。なお、図5の縦軸は光の透過率を示し、横軸は光の波長を示す。
Further, the
図5に示されるように、フィルタ素子160の、585nm以上595nm以下の波長成分の光に対する透過率は、50%以下である。このようなフィルタ素子160の特性により、照明装置100が発する光の、平均演色評価数Ra、肌色の好ましさを示す指数PS(Preference Index of Skin Color)、及び、色彩の鮮やかさを示す指数FCI(Feeling of Contrast Index)などを向上させることができる。
As shown in FIG. 5, the transmittance of the
なお、フィルタ素子160を構成するアクリル樹脂には、紫外線吸収剤(UVA:Ultraviolet Absorber)、光安定剤(HALS:Hindered Amine Light Stabilizer)などが含まれてもよい。また、フィルタ素子160を構成するアクリル樹脂には、アクリル樹脂の劣化を抑制するクエンチャーなどが含まれてもよい。また、フィルタ素子160は、ポリカーボネート樹脂等、他の樹脂材料により形成されてもよい。
The acrylic resin constituting the
[特徴構成]
照明装置100では、発光モジュール130が発する光に起因するフィルタ素子160の劣化を抑制するために、フィルタ素子160は、発光モジュール130から一定の距離以上離れた位置に配置されている。このような部品配置が照明装置100の特徴である。図6は、照明装置100の部品配置を説明するための断面図である。なお、図6では、筐体保持部110については図示が省略されている。
[Feature configuration]
In the
図6では、発光モジュール130とフィルタ素子160との間の距離は、L[mm]と記載されている。なお、長さLは、より正確には、発光モジュール130の下端(Z軸−側の端、光出射側の端)から、フィルタ素子160の上端(Z軸+側の端)までの長さである。
In FIG. 6, the distance between the light emitting
照明装置100では、具体的には、L=11[mm]であるが、Lは、少なくとも8mm以上であればよい。このように、発光モジュール130とフィルタ素子160との間の距離Lが8mm以上であれば、発光モジュール130が発する光に起因するフィルタ素子160の劣化を抑制することができる。
In the
なお、距離Lが大きいほど、フィルタ素子160の劣化を抑制する効果は高い。しかしながら、筐体の大きさが照明装置100よりも大きくなると考えられる屋外用のスポットライトにおいても、距離Lは、100mm以下になるものと考えられる。したがって、距離Lは、8mm以上100mm以下であればよい。
In addition, the effect which suppresses deterioration of the
また、通常の照明装置では、発光モジュール130とレンズ150との間にフィルタ素子160が設けられることが多い。しかしながら、照明装置100では、発光モジュール130とフィルタ素子160との間にレンズ150が配置されており、このような部品配置も照明装置100の特徴である。
In general lighting devices, a
発光モジュール130とフィルタ素子160との間にレンズ150が配置されると、フィルタ素子160に当たる光の照度を緩和することができる。以下、このような効果について説明する。図7は、レンズ150が設けられない場合にフィルタ素子160に照射される光の照度のシミュレーション結果を示す図である。図8は、レンズ150が設けられた場合にフィルタ素子160に照射される光の照度のシミュレーション結果を示す図である。図9は、照射位置ごとの照度の比(レンズ150がある場合の照度/レンズ150が無い場合の照度)のシミュレーション結果を示す図である。なお、図9の横軸が示す方向は、Y軸方向である。
When the
図7及び図8に示されるように、レンズ150の有無により、フィルタ素子160に照射される照度の分布は異なる。ここで、図9における照度比を示す点は、レンズがある場合に、レンズが無い場合よりも照度が高くなった(1以上となった)位置を示す。
As shown in FIGS. 7 and 8, the distribution of illuminance applied to the
図9で図示されない照度比が1未満の点も含めた照度比の平均値は、0.97であり、レンズ150がある場合、レンズ150が無い場合よりも照度が緩和されている。また、図9に示される照度比が1以上である点の全体に占める割合は、40%以下となっており、特に、照度比が1.5以上である点の全体に占める割合は、11%以下となっている。
The average value of the illuminance ratio including the point where the illuminance ratio is not shown in FIG. 9 is less than 1 is 0.97, and the illuminance is more relaxed when the
このように、発光モジュール130とフィルタ素子160との間にレンズ150が配置される場合には、フィルタ素子160に照射される光の照度が緩和され、発光モジュール130が発する光に起因するフィルタ素子160の劣化を抑制することができる。
As described above, when the
なお、発光モジュール130とフィルタ素子160との間にレンズ150が配置される場合、発光モジュール130からの光は、レンズ150によって広げられるため、フィルタ素子160の径が大きくなってしまう場合がある。
In addition, when the
そこで、照明装置100では、レンズ150とフィルタ素子160との間の距離を、極力短くすることにより、フィルタ素子160の小型化を図っている。
Therefore, in the illuminating
照明装置100においては、レンズ150とフィルタ素子160との間の距離は、具体的には、0.5mm以下であるが、0mm以上2mm以下であればよい。これにより、フィルタ素子160の小型化が可能であり、照明装置100では、フィルタ素子160の径は、レンズ150の径よりも小さくなっている。より詳細には、フィルタ素子160のレンズ150と対向する面の面積は、レンズ150のフィルタ素子160と対向する面の面積以下になっている。
In the illuminating
このようなフィルタ素子160の小型化により、照明装置100の製造コスト(フィルタ素子160の部品コスト)の低減が実現される。
By reducing the size of the
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment.
例えば、上記実施の形態では、照明装置100は、スポットライトであるとして説明された。しかしながら、本発明は、フィルタ素子を備える照明装置であれば、ダウンライトなどのスポットライト以外の照明装置にも適用可能である。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、発光モジュールは、COB構造の発光モジュールであったが、SMD(Surface Mount Device)型であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the light emitting module was a light emitting module of the COB structure, it may be a SMD (Surface Mount Device) type.
また、上記実施の形態では、発光モジュールには、発光素子としてLEDが用いられたが、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機EL(Electro Luminescence)または無機EL等の固体発光素子が用いられてもよい。 In the above embodiment, the light emitting module uses an LED as a light emitting element. However, a semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser, or a solid light emitting element such as an organic EL (Electro Luminescence) or an inorganic EL may be used. Good.
以上、一つまたは複数の態様に係る照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 As mentioned above, although the illuminating device which concerns on one or several aspects was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in this embodiment, and forms constructed by combining components in different embodiments are also within the scope of one or more aspects. May be included.
100 照明装置
120 筐体
122 出射口
130 発光モジュール(光源)
140 筒体
150 レンズ
160 フィルタ素子
DESCRIPTION OF
140
Claims (6)
前記光源からの光の一部の波長成分をカットするフィルタ素子と、
前記光源と前記フィルタ素子との間に設けられたレンズと、
前記光源からの光が出射される出射口を有し、前記光源、前記レンズ、及び前記フィルタ素子を収容する筐体と、
前記筐体の内部であって、前記光源と前記レンズとの間に配置された筒体とを備え、
前記光源と前記フィルタ素子との間の距離は、8mm以上100mm以下であり、
前記筐体は、前記フィルタ素子及び前記レンズの位置を規制する段差部を有し、
前記フィルタ素子は、前記出射口を前記筐体の内側から塞ぎ、
前記段差部は、前記フィルタ素子の径方向における、前記フィルタ素子及び前記レンズの位置を規制し、
前記筒体は、前記フィルタ素子の厚み方向における、前記フィルタ素子及び前記レンズの位置を規制する
照明装置。 A light source;
A filter element that cuts off a part of the wavelength component of light from the light source;
A lens provided between the light source and the filter element;
A housing that has an exit through which light from the light source is emitted, and that houses the light source, the lens, and the filter element ;
An inside of the housing, comprising a cylinder disposed between the light source and the lens ;
The distance between the light source and the filter element is 8 mm or more and 100 mm or less,
Wherein the housing, have a stepped portion for restricting the position of the filter element and the lens,
The filter element closes the emission port from the inside of the housing,
The step portion regulates the position of the filter element and the lens in the radial direction of the filter element,
The cylindrical body is an illumination device that regulates a position of the filter element and the lens in a thickness direction of the filter element .
請求項1に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein a distance between the lens and the filter element is 0 mm or more and 2 mm or less.
請求項1または2に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1 or 2, wherein an area of a surface of the filter element facing the lens is equal to or smaller than an area of a surface of the lens facing the filter element.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。 The illuminating device according to any one of claims 1 to 3, wherein a transmittance of the filter element with respect to light having a wavelength component of 585 nm to 595 nm is 50% or less.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the pigment contained in the filter element includes nickel.
前記環状のプリズムは、前記筒体の内側に位置する
請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明装置。 The lens has an annular prism on the light source side surface of the lens,
The annular prism, the illumination device according to any one of claims 1 to 5, positioned inside the tubular body.
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