JP6827275B2 - Light source unit and lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、光源から出射された光の進行方向を制御する光源ユニット及び照明器具に関する。 The present invention relates to a light source unit and a luminaire that control the traveling direction of light emitted from a light source.
照明器具に用いられる光源として、発光ダイオードが知られている。発光ダイオードは、以下の説明において、LEDと呼称する。なお、LEDは、Light Emitting Diodeの略称である。LEDは、近年、発光効率及び光束が向上しているため、様々な照明器具の光源に使用されている。例えば、LED光源を列状に配置し、透光性を有する拡散カバーで覆った照明器具が知られている。また、特許文献1には、LEDの照射方向側に樋形状のカバーが配設された照明器具が開示されている。特許文献1のカバーは、LEDが配列された方向に対し直交する幅方向の両端部に、LEDから出射された光を側方及び天井側に配光する配光制御部であるプリズムを有している。
A light emitting diode is known as a light source used in a lighting fixture. The light emitting diode is referred to as an LED in the following description. LED is an abbreviation for Light Emitting Diode. In recent years, LEDs have been used as light sources for various lighting fixtures because of their improved luminous efficiency and luminous flux. For example, there is known a lighting fixture in which LED light sources are arranged in a row and covered with a light-transmitting diffusion cover. Further,
しかしながら、特許文献1に開示された照明器具は、カバーに設けられた配光制御部が肉厚のクサビ形状をなしている。このため、配光制御部と配光制御部以外の部分との材料の厚さの差が大きい。よって、カバーを製造する上で、成形し難い。また、材料の厚さが厚くなる分だけ、コストがかかる。
However, in the luminaire disclosed in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コストをかけずに容易に成形することができるカバーを備える光源ユニット及び照明器具を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a light source unit and a luminaire having a cover that can be easily molded at no cost.
本発明に係る光源ユニットは、光を出射する光源と、光源が実装された基板と、基板における光源の実装面の裏面が取り付けられた筐体と、筐体の前方に設けられ、光源から出射された光の進行方向を制御するカバーと、を備え、カバーは、光源から出射された光を、光源の光出射方向である第1方向側と、筐体側であって第1方向の反対側の第2方向側とに配光制御する制御凸部を有し、制御凸部は、入光した光を第1方向側に配光制御する第1の入光面と、第1の入光面から内側に向かって延びる第2の入光面と、第2の入光面から外側に向かって延び、第2の入光面に入光した光を正反射して第2方向側に配光制御する反射面と、を有し、第1の入光面が光軸に対し傾斜する角度である第1傾斜角は、第2の入光面が光軸に対し傾斜する角度である第2傾斜角よりも小さい。 The light source unit according to the present invention is provided in front of a light source that emits light, a substrate on which the light source is mounted, a housing on which the back surface of the mounting surface of the light source on the substrate is mounted, and emits light from the light source. A cover for controlling the traveling direction of the light is provided, and the cover provides light emitted from the light source on the first direction side, which is the light emission direction of the light source, and on the housing side, which is the opposite side of the first direction. The control convex portion has a control convex portion for controlling the light distribution on the second direction side of the above, and the control convex portion has a first light incoming surface for controlling the light distribution to the first direction side and a first incoming light. A second light incident surface extending inward from the surface and light extending outward from the second light input surface and entering light on the second light input surface are positively reflected and arranged on the second direction side. possess a reflecting surface for light control, the first inclination angle first light incident surface is an angle inclined with respect to the optical axis is an angle the second light incident surface is inclined with respect to the optical axis a 2 Less than the tilt angle .
本発明によれば、カバーは、第1方向側と第2方向側とに配光制御する制御凸部を有している。特に、制御凸部が第1の入光面と第2の入光面と反射面とを有する場合、制御凸部の厚みを抑えて且つ突出量が抑えられる。このため、カバーを、コストをかけずに容易に成形することができる。 According to the present invention, the cover has control protrusions for controlling light distribution on the first direction side and the second direction side. In particular, when the control convex portion has a first light incoming surface, a second light incoming surface, and a reflecting surface, the thickness of the control convex portion can be suppressed and the amount of protrusion can be suppressed. Therefore, the cover can be easily molded at no cost.
実施の形態1.
以下、本発明に係る光源ユニット及び照明器具の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る光源ユニット100を示す斜視図であり、図2は、本発明の実施の形態1に係る光源ユニット100を示す分解斜視図である。図1及び図2に基づいて、光源ユニット100について説明する。図1及び図2に示すように、光源ユニット100は、発光部110と、筐体120と、カバー130と、端板部140とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the light source unit and the luminaire according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the
発光部110は、光源111と、基板112と、反射部113と、拡散部114とを有している。光源111は、光を出射する発光素子であり、例えばLEDである。光源111は、例えば波長が440nm〜480nm程度の青色光を発するチップと、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体とが樹脂パッケージの内部に設けられた素子としてもよい。この場合、光源111は、青色光と黄色光とが合成した白色光を発する発光素子である。なお、光源111は、表面実装タイプのLED素子でもよいし、COB型発光モジュールでもよいし、有機EL素子でもよいし、レーザーダイオードでもよい。
The
基板112は、例えば長手方向(矢印X方向)に延びる長方形状の板状の部材であり、複数の光源111が、一方の面に長手方向(矢印X方向)に沿って実装されている。また、基板112には、ダイオード等の回路素子(図示せず)及びコネクタ等の端子(図示せず)が実装されている。なお、基板112の表面に、白色レジスト等が塗布されることにより、光の反射率を高めることもできる。光の反射率を高めることによって、光源ユニット100の発光効率を高めることができる。
The
反射部113は、光源111及び基板112の前方において光源111を囲うように設けられ、光源111から光軸に対し広角の方向に出射された光を、前方に反射するものである。反射部113は、長手方向に延びており、両端面が開口されている。反射部113は、カバー130を支持するレール部と、筐体120を内包する内包部とを有している。拡散部114は、基板112の光源111が配置された側に設けられ、光源111及び基板112を覆う板状の部材である。拡散部114は、光源111から出射された光を拡散するものであり、光源111の配光特性によってカバー130に現れる粒々感を抑制することができる。
The reflecting
筐体120は、基板112が取り付けられる板状の取付部121と、取付部121の両側端部から基板112とは反対側に延びる側部122とを有している。取付部121には、接着剤等によって、光源111が実装された基板112における光源111の実装面の裏面が取り付けられている。光源111が発する熱は、基板112を介して、取付部121に伝わり、取付部121から側部122に伝わって、側部122から大気に放出される。このように、筐体120は、光源111が発する熱を放出する放熱板又はヒートシンクの機能を有している。
The
カバー130は、基板112の光源111が配置された側に設けられ、光源111の光軸の方向に延び、光源111から出射された光の進行方向を制御する配光制御の機能を有している。ここで、光軸とは、光源111から法線方向に出射される光の方向(矢印Z1方向)をいう。カバー130は、光源111に対向する正面部131と、正面部131の両側部122から基板112側に延びる側面部132とを有している。カバー130は、光軸を中心とした対称の形状である。なお、カバー130は、押出成形によって一体的に形成されてもよく、射出成形によって形成された各部材を接着剤で貼り付けることによって一体的に形成されてもよい。また、カバー130は、アクリルやポリカーボネート等の光を透過する透明な材料で形成されている。材料の屈折率は、例えば1.4以上1.7以下である。
The
端板部140は、2個設けられており、カバー130の長手方向の両端面及び反射部113の長手方向の両端面に接着されて取り付けられ、カバー130の長手方向の両端面及び反射部113の長手方向の両端面を塞ぐものである。
Two
図3は、本発明の実施の形態1に係る光源ユニット100を示す断面図であり、図1のA−A断面図である。次に、カバー130について詳細に説明する。図3に示すように、正面部131は、光源111から出射される光のうち、光軸に対する鉛直角が小さい光が入射して、屈折する平坦状の透過性の部材である。ここで、鉛直角とは、鉛直方向(矢印Z方向)である光軸に対して傾く角度をいう。正面部131は、光源111から出射された光を拡散する拡散凹部131aを有している。拡散凹部131aは、凹レンズの機能を有しており、光源111から出射された光の進行方向を所定の範囲に広げるように拡散させる。これにより、光源ユニット100は、光源111から出射された光が拡散されて、光源111の出射方向側の配光特性を均一化することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
側面部132は、光源111の光軸の方向に延び、入射面132aと媒質内部132cと出射面132bとを有する透過性の部材である。側面部132の先端部からは、互いに向き合う方向に延びる突出部が設けられている。突出部は、反射部113のレール部に係合することによって、カバー130が反射部113に取り付けられて支持される。入射面132aは、光源111から出射された光が入射する側面部132の内壁側に形成されたものであり、入射面132aには複数の制御凸部133が形成されている。媒質内部132cは、入射面132aから入射した光が進行するものである。出射面132bは、媒質内部132cと外部との境界面であって、入射した光をカバー130の外側に出射する側面部132の外壁側に形成されたものである。なお、図3に示すように、光源ユニット100は、側面部132と反射部113との境界線が天井面に沿うように、設置面である天井Cに設置される。
The
図4は、本発明の実施の形態1に係る光源ユニット100の光の進行方向を示す模式図である。次に、制御凸部133について説明する。図4に示すように、制御凸部133は、第1の入光面133aと、第2の入光面133bと、反射面133cとを有している。第1の入光面133aは、光軸に対し所定の第1傾斜角θaで傾斜した面であり、鉛直角θで拡散部114から出射して入光した光を第1方向側に配光制御するものである。ここで、第1方向とは、光源111の光出射方向であり、矢印Z1方向をいう。第1の入光面133aは、光源111から離れて正面部131に向かうに従って、第1傾斜角θaが小さくなり、長さが長くなる。即ち、第1の入光面133aは、光源111から離れて正面部131に向かうに従って、入射面132aに沿って形成される範囲Lが広くなる。
FIG. 4 is a schematic view showing the traveling direction of light of the
図5は、本発明の実施の形態1に係る光源ユニット100の光の進行方向を示す断面図である。図5に示すように、第2の入光面133bは、第1の入光面133aの正面部131側の一端部から内側に向かって延び、光軸に対し所定の第2傾斜角θbで傾斜した面である。ここで、第2傾斜角θbは、第1傾斜角θaより大きい。また、第2傾斜角θbは、それぞれの第2の入光面133bで略同一である。更に、第2の入光面133bの先端は、側面部132に平行の基準線からの高さHが略同一になるように形成されている。これにより、第2の入光面133bは、それぞれ略同一の形状をなしている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the traveling direction of light of the
ここで、第1の入光面133aに形成される入光領域I及び非入光領域Nについて説明する。図5に示すように、第1の入光面133aは、光源111から正面部131に向かうに従って、第1傾斜角θaが小さくなり、第2の入光面133bの基準線からの高さHが略同一であるため、第1の入光面133aの長さLが長くなる。第1の入光面133aには、入光領域Iと非入光領域Nとが形成されている。入光領域Iは、光源111から出射された光が入光する領域である。非入光領域Nは、入光領域の光源111側に隣接する領域であり、光源111から出射された光が入光しない領域である。
Here, the light input region I and the non-light input region N formed on the first
非入光領域Nは、光源111から出射された光のうち第2の入光面133bに入射した光が屈折して第1の入光面133aにまで届かないことに起因して生じる領域である。光源111から離れて正面部131に向かうほど、光源111から出射される光の鉛直角が小さくなるため、第1の入光面133aにおける非入光領域Nは大きくなる。一方、光源111から離れて正面部131に向かうほど、第1の入光面133aの長さが長くなる。このため、入光領域Iの長さも長くなる。従って、光源111から離れて正面部131に向かうほど、非入光領域Nが大きくなるものの、その分入光領域Iも大きくなるため、照射対象に対し、ムラがなく均一に光を照射することができる。
The non-light receiving region N is a region generated due to the light emitted from the
反射面133cは、第2の入光面133bから外側に向かって延びるものである。反射面133cは、第2の入光面133bの正面部131側の一端部と第1の入光面133aの光源111側の他端部とに接続され、第2の入光面133bに入光した光を正反射して第2方向側に配光制御するものである。ここで、第2方向とは、第1方向の反対側の方向であり、矢印Z2方向をいう。
The reflecting
なお、端板部140の内面には、カバー130の制御凸部133に連続するように端板凸部141が形成されている。端板凸部141の形状は、制御凸部133と同様である。
An end plate
次に、制御凸部133に入光する光の進行方向について説明する。図4において、第1の入光面133aに入光する光の光路を光路Aとし、第2の入光面133bに入光する光の光路を光路Bとする。先ず、光路Aの光について説明する。第1の入光面133aに到達した光は、屈折してカバー130内に進入し、媒質内部132cを進行する。媒質内部132cを進行する光は、媒質内部132cと外部との境界面である出射面132bで屈折して、出射面132bから離れて且つ第1方向側に出射される。このとき、出射面132bから出射する光の鉛直角は、第1の入光面133aに入光する光の鉛直角よりも小さい。即ち、第1の入光面133aに入光した光は、所定の照射範囲に制御される。
Next, the traveling direction of the light entering the control
図6は、本発明の実施の形態1に係る光源ユニット100の光の進行方向を示す断面図である。次に、光路Bの光について説明する。第2の入光面133bに到達した光は、反射面133c側に屈折してカバー130内に進入し、媒質内部132cに進行する。媒質内部132cを進行する光は、反射面133cで正反射され、出射面132bに向かい、出射面132bで屈折して、出射面132bから離れて且つ第2方向側に出射される。これにより、図6に示すように、光源ユニット100は、光源ユニット100の設置面である天井C又は壁等を照射することができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the traveling direction of light of the
なお、複数の第2の入光面133bは、第2傾斜角θbが略同一である。このため、第2の入光面133bが正面部131側に近づくに従って、第2の入光面133bに入光して反射面133cで正反射した光は、設置面である天井Cのうち光源ユニット100から離れた位置を照射する。このように、光源ユニット100は、設置面である天井Cを広範囲に明るくすることができる。
The plurality of second light
図7は、本発明の実施の形態1に係る光源ユニット100の光の配光分布を示すグラフである。前述の如く、制御凸部133は、第1の入光面133aが光源111から出射された光を出射面132bから第1方向側に出射させ、第2の入光面133bが光源111から出射された光を出射面132bから第2方向側に出射させる。これにより、図7に示すように、第1の入光面133aに入光した光が曲線Aで示す配光分布となる。曲線Aは、鉛直角が0°〜40°の範囲の光を示す。また、第2の入光面133bに入光した光が曲線Bで示す配光分布となる。曲線Bは、鉛直角が90°〜100°の範囲の光を示す。このように、光源ユニット100は、異なる二方向に照射することができる。また、光源ユニット100は、二方向に配光制御することによって、曲線Aと曲線Bとの間において、光が照射されない非照射領域である領域Cが形成される。領域Cは、鉛直角が50°〜90°の範囲の光を示す。領域Cは、グレア光となり得る領域である。このように、光源ユニット100は、グレアの発生を抑制することができる。
FIG. 7 is a graph showing the light distribution of light of the
本実施の形態1によれば、カバー130は、第1方向側と第2方向側とに配光制御する制御凸部133を有している。特に、制御凸部133が第1の入光面133aと第2の入光面133bと反射面133cとを有しているため、制御凸部133の厚みを抑えて且つ突出量が抑えられる。このため、カバー130を、コストをかけずに容易に成形することができる。また、制御凸部133は複数設けられているため、制御凸部1331つ当たりの突出量を抑えることができる。このため、成形性を向上させることができる。
According to the first embodiment, the
また、制御凸部133は、入光した光を第1方向側に配光制御する第1の入光面133aと、第1の入光面133aから内側に向かって延びる第2の入光面133bと、第2の入光面133bから外側に向かって延び、第2の入光面133bに入光した光を正反射して第2方向側に配光制御する反射面133cと、を有する。これにより、第1方向と第2方向との二方向に配光制御をすることができる。また、第1の入光面133aが光軸に対し傾斜する角度である第1傾斜角θaは、第2の入光面133bが光軸に対し傾斜する角度である第2傾斜角θbよりも小さい。このため、第2の入光面133bに入光した光は、出射面132bではなく反射面133c側に向かう。これにより、第2の入光面133bに入光した光は、第1方向側ではなく第2方向側に出射される。
Further, the control
また、カバー130の内壁には制御凸部133が形成され、カバー130の外壁は平面状に形成されている。このため、光源ユニット100が設置面等に取り付けられる際、制御凸部133に汚れが付着すること及び傷がつくことが抑制される。また、光源ユニット100が使用される際、制御凸部133に塵埃が蓄積することが抑制される。
Further, a control
また、カバー130は、意匠性を確保するために、制御凸部133同士の間隔が所定の入光領域Iを確保することができないほど狭くなる場合もある。このような場合でも、本実施の形態1では、正面部131に拡散凹部131aを有しているため、光源ユニット100からの光の照射を均一化することができる。
Further, in order to ensure the design of the
図8は、本発明の実施の形態1に係る照明器具1を示す斜視図である。図8に示すように、光源ユニット100は、器具本体10に取り付けられることによって、照明器具1を構成する。器具本体10は、例えば直方体状の箱体であり、底部11が開口している。器具本体10は、底部11から両幅方向(矢印Y方向)に延びるフランジ部12を有している。器具本体10は、例えば天井Cに形成された穴に挿入される。その際、フランジ部12は、天井面に当たり、器具本体10が天井Cに取り付けられる。また、器具本体10は、開口に連通する中空部11aを有しており、中空部11aは、開口から挿入される光源ユニット100の一部が収容されるものである。
FIG. 8 is a perspective view showing the
実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2に係る照明器具2を示す斜視図である。本実施の形態2は、カバー230の外郭形状が実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
FIG. 9 is a perspective view showing a
図9に示すように、照明器具2は、天井Cに取り付けられる器具本体20と、器具本体20に取り付けられる光源ユニット200とを備えている。
As shown in FIG. 9, the
図10は、本発明の実施の形態2に係る光源ユニット200を示す断面図であり、図9のB−B断面図である。図10に示すように、光源ユニット200は、光源211と基板212とからなる発光部210と、筐体220と、カバー230とを備えている。光源211、基板212及び筐体220は、実施の形態1と共通する。カバー230は、正面部231がドーム形状を有しており、側面部232には制御凸部233が設けられている。制御凸部233は、実施の形態1の制御凸部133と同様である。このため、実施の形態1と同様の効果を奏する。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the
1 照明器具、2 照明器具、10 器具本体、11 底部、11a 中空部、12 フランジ部、100 光源ユニット、20 器具本体、110 発光部、111 光源、112 基板、113 反射部、114 拡散部、120 筐体、121 取付部、122 側部、130 カバー、131 正面部、131a 拡散凹部、132 側面部、132a 入射面、132b 出射面、132c 媒質内部、133 制御凸部、133a 第1の入光面、133b 第2の入光面、133c 反射面、140 端板部、141 端板凸部、200 光源ユニット、210 発光部、211 光源、212 基板、220 筐体、230 カバー、231 正面部、232 側面部、233 制御凸部、C 天井。 1 Lighting equipment, 2 Lighting equipment, 10 Equipment body, 11 Bottom, 11a Hollow part, 12 Flange part, 100 Light source unit, 20 Equipment body, 110 Light emitting part, 111 Light source, 112 Board, 113 Reflecting part, 114 Diffusing part, 120 Housing, 121 mounting part, 122 side part, 130 cover, 131 front part, 131a diffusion recess, 132 side part, 132a incident surface, 132b exit surface, 132c medium inside, 133 control convex part, 133a first light incoming surface , 133b Second entrance surface, 133c Reflection surface, 140 end plate part, 141 end plate convex part, 200 light source unit, 210 light emitting part, 211 light source, 212 board, 220 housing, 230 cover, 231 front part, 232 Side part, 233 control convex part, C ceiling.
Claims (8)
前記光源が実装された基板と、
前記基板における前記光源の実装面の裏面が取り付けられた筐体と、
前記筐体の前方に設けられ、前記光源から出射された光の進行方向を制御するカバーと、を備え、
前記カバーは、
前記光源から出射された光を、前記光源の光出射方向である第1方向側と、前記筐体側であって前記第1方向の反対側の第2方向側とに配光制御する制御凸部を有し、
前記制御凸部は、
入光した光を前記第1方向側に配光制御する第1の入光面と、
前記第1の入光面から内側に向かって延びる第2の入光面と、
前記第2の入光面から外側に向かって延び、前記第2の入光面に入光した光を正反射して前記第2方向側に配光制御する反射面と、を有し、
前記第1の入光面が光軸に対し傾斜する角度である第1傾斜角は、
前記第2の入光面が光軸に対し傾斜する角度である第2傾斜角よりも小さい
光源ユニット。 A light source that emits light and
The board on which the light source is mounted and
A housing to which the back surface of the mounting surface of the light source on the substrate is attached, and
A cover provided in front of the housing and controlling the traveling direction of the light emitted from the light source is provided.
The cover is
A control convex portion that controls the light distribution of the light emitted from the light source to the first direction side, which is the light emission direction of the light source, and the second direction side, which is the housing side and is opposite to the first direction. Have,
The control convex portion is
A first light entry surface that controls the light distribution of the incoming light to the first direction side,
A second light entry surface extending inward from the first light entry surface, and
It has a reflecting surface that extends outward from the second light entering surface, specularly reflects the light that has entered the second light entering surface, and controls the light distribution toward the second direction side.
The first inclination angle, which is the angle at which the first light incoming surface is inclined with respect to the optical axis, is
A light source unit smaller than the second tilt angle, which is the angle at which the second light incoming surface is tilted with respect to the optical axis.
複数の前記第1の入光面は、
前記光源から離れるに従って、長さが長くなるように構成されている
請求項1記載の光源ユニット。 A plurality of the first light incoming surfaces are formed, and the first light receiving surface is formed.
The plurality of the first light receiving surfaces are
The light source unit according to claim 1, which is configured to increase in length as the distance from the light source increases.
複数の前記第2の入光面は、
略同一の形状をなしている
請求項1又は2記載の光源ユニット。 A plurality of the second light receiving surfaces are formed, and the second light receiving surface is formed.
The plurality of the second light receiving surfaces are
The light source unit according to claim 1 or 2, which has substantially the same shape.
前記光源から出射された光が入光する入光領域と、
前記光源から出射された光が入光しない非入光領域と、が形成されている
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光源ユニット。 On the first light receiving surface,
An incoming area where the light emitted from the light source enters, and
The light source unit according to any one of claims 1 to 3, wherein a non-light entry region in which light emitted from the light source does not enter is formed.
光軸の方向に延び、前記制御凸部を有する側面部と、
前記側面部に接続され、前記光源に対向する正面部と、を有する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光源ユニット。 The cover is
A side surface portion extending in the direction of the optical axis and having the control convex portion,
The light source unit according to any one of claims 1 to 4, further comprising a front surface portion connected to the side surface portion and facing the light source.
前記光源から出射された光を拡散する拡散凹部を有する
請求項5記載の光源ユニット。 The front part
The light source unit according to claim 5, further comprising a diffusing cavities you diffuses the light emitted from the light source.
前記光源を囲うように設けられ、前記光源から出射された光を反射する反射部と、を更に備える
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光源ユニット。 A diffusing portion provided on the side of the substrate on which the light source is arranged and diffusing the light emitted from the light source,
The light source unit according to any one of claims 1 to 6, further comprising a reflecting unit that is provided so as to surround the light source and reflects light emitted from the light source.
開口が形成され、前記開口に連通し前記開口から挿入される前記光源ユニットの一部が収容される中空部を有する器具本体と、
を備える照明器具。 The light source unit according to any one of claims 1 to 7.
An instrument body having a hollow portion in which an opening is formed and a part of the light source unit that communicates with the opening and is inserted through the opening is housed.
Lighting equipment equipped with.
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