JP7149981B2 - lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、主として複数の光源色の光源と、光源色の混色に適したレンズを用いた照明装置に関する。 The present invention mainly relates to an illumination device using light sources of a plurality of light source colors and a lens suitable for mixing the light source colors.
小型のLEDを用いたLED照明の普及に伴い、2色あるいは3色のLEDを混色して自由に色を変化させる調色可能な照明装置が容易に実現できるようになった。調色可能な照明装置は、昼間は青空の青白い光、夕方は夕日の赤い光といった自然界の色の変化を模倣して、人間が本来有する生体リズムに合った光を作り出すことができるため、仕事の効率を向上させたり、リラックスさせたり、睡眠の質を向上させることに寄与し、ひいては人間の健康を向上させることに寄与しうると考えられている。 With the spread of LED lighting using small-sized LEDs, it has become possible to easily realize a lighting device that can freely change colors by mixing two or three colors of LEDs. Color-tunable lighting equipment mimics the changes in natural colors, such as the bluish-white light of the blue sky during the day and the red light of the setting sun in the evening, and can create light that matches the natural biorhythms of humans. It is thought that it can contribute to improving the efficiency of the body, relaxing, and improving the quality of sleep, which in turn contributes to improving human health.
このような複数の色の光源を用いてスポットライトやダウンライトとする場合、レンズを用いて配光特性を制御するとともに、複数の色のLEDが発する光を混色して均一な色の照明にする必要がある。しかし混色を優先した手法は光の利用効率を損なう場合が多い。 When spotlights and downlights are created using such light sources of multiple colors, a lens is used to control the light distribution characteristics, and the light emitted by the LEDs of multiple colors is mixed to achieve uniform illumination. There is a need to. However, methods that give priority to color mixture often impair the efficiency of light utilization.
レンズに関する先行技術として、特許文献1は、基板と、基板上に配置される複数の光色のLED素子と、回転体形状のレンズからなるレンズ付発光ユニットを開示している。このレンズは、出射面と、出射面から基板に向かって凸状に延びる反射面と、反射面の基板側から出射面に折り返す側方入射面と、側方入射面の前記反射面と接していない端部をつなぐ上方入射面と、を備え、所定の円の内部の出射面の拡散角を、所定の円の外部の出射面の拡散角よりも大きくしたものである。
As a prior art related to lenses,
また、特許文献2には、レンズ底部の中央部分に凹所が形成され、凹部の側面に凹凸構造が設けられたレンズが開示されている。
Further,
LEDに関する先行技術として、特許文献3に記載のCSP(Chip Scale Package)-LEDモジュールがある。従来の表面実装型白色LEDパッケージは、GaN系の青色LEDチップを黄色などの蛍光体粒子を含む蛍光体で封止したものであり、例えばLEDチップの一辺の長さが0.5mm、それを実装するパッケージの一辺の長さが3mmというようなものであった。CSPは文字通りチップスケールのパッケージであって、特許文献2に記載のCSP型LEDは、LEDチップ一辺の長さが1.0mmであるのに対し、それを実装するパッケージの一辺の長さが1.3mmとチップサイズに近いものであり、そのようなCSP(昼光色及び暖色)を24個配置したLEDモジュールが記載されている。
As a prior art related to LED, there is a CSP (Chip Scale Package)-LED module described in
調色に関する先行技術として、特許文献4のFIG.7には、3色のLED(BSY1,BSY2,R、ただしBSYはブルー・シフテッド・イエローの意味)によって囲まれた色度座標内を調色する照明装置が開示されている。 As a prior art related to toning, FIG. 7 discloses an illumination device for toning within chromaticity coordinates surrounded by three color LEDs (BSY1, BSY2, R, where BSY stands for blue-shifted-yellow).
本発明は、発光色の異なる複数のLEDを用いてレンズで配光する照明装置において、色ムラを抑制することを課題とする。 An object of the present invention is to suppress color unevenness in a lighting device that uses a plurality of LEDs with different emission colors to distribute light with a lens.
特に、広い範囲の色度を照射できるよう、色度の離れた複数のLEDを用いる場合、色ムラが目立ちやすい。光源の間隔を狭くするか、レンズを大きくすることによって色ムラは低減するが、照明装置を小型化するためには、単色光源用レンズより大きいレンズを用いるのは避けたい。色ムラを低減するためにレンズにおける拡散を多くすると、例えば狭角といった所望の配光特性が得られにくかったり、発光効率(投入電力(W)当たりの光束(lm))が低下したりする。本発明は、これらの副作用を最小限に抑えつつ、色ムラを抑えることを課題とする。 In particular, when a plurality of LEDs with different chromaticities are used so as to irradiate a wide range of chromaticities, color unevenness is likely to be conspicuous. Color unevenness can be reduced by narrowing the distance between the light sources or enlarging the lens. If diffusion in the lens is increased to reduce color unevenness, it becomes difficult to obtain desired light distribution characteristics such as a narrow angle, and luminous efficiency (luminous flux (lm) per input power (W)) decreases. An object of the present invention is to suppress color unevenness while minimizing these side effects.
本発明は、光源から発する光をレンズで配光する照明装置であって、前記光源は、複数の発光色のLEDを備え、前記レンズは、入射側面及び入射底面を備えた入射穴、反射側面、出射上面を備え、前記入射側面には、スパイラル状の凸状筋部または凹状筋部を備える、照明装置である。
The present invention is a lighting device for distributing light emitted from a light source with a lens, wherein the light source comprises LEDs of a plurality of emission colors, the lens comprises an entrance hole with an entrance side surface and an entrance bottom surface, a reflector An illumination device comprising a side surface, an exit top surface, and a spiral convex or concave stripe on the incident side surface.
本発明において、前記光源は、3色の発光色のLEDを備えることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the light source includes LEDs emitting light of three colors .
本発明は、前記光源が、同じ発光色のLEDが3個以上直線状に並ぶ部分を備えることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the light source has a portion in which three or more LEDs of the same emission color are arranged in a straight line.
本発明は、前記光源が、前記複数の発光色のLEDとして、基板上にCSP型LEDを配置した光源であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the light source is a light source in which CSP-type LEDs are arranged on a substrate as the LEDs of the plurality of emission colors.
本発明は、前記出射上面が、不等辺多角形で覆われたシボ構造を備えることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the light emitting upper surface has a textured structure covered with scalene polygons.
本発明は、前記入射底面が、不等辺多角形で覆われたシボ構造を備えることが好ましい、 In the present invention, the incident bottom surface preferably has a textured structure covered with scalene polygons.
本発明によれば、複数の発光色のLEDを用いた照明装置において、所望の配光特性や良好な発光効率を保ちつつ、色ムラを抑えることができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to suppress color unevenness while maintaining desired light distribution characteristics and good luminous efficiency in a lighting device using LEDs of a plurality of luminescent colors.
<実施形態1>
<基本構成>
本実施形態に係る照明装置300の正面図及び断面図を、それぞれ図1(a)、(b)に示す。照明装置300はダウンライトであって、ヒートシンク310、灯体315(内部に複数のCSP型LEDを並べた光源320及びレンズ330を備える)、コーン340、3本の取付バネ350を備える。
<
<Basic configuration>
A front view and a cross-sectional view of a
照明装置300は、図示しない電源360より駆動電力の供給を受け、電源360は図示しない制御装置370によって調光調色制御される。電源360は本実施形態における3色のLEDをそれぞれ制御するための3chの駆動出力を備える。制御装置370としては照明制御ソフトをインストールしたスマートホン、タブレット又はPCが用いられ、制御信号が無線により電源360に接続された受信装置に伝送され、受信装置が制御信号を電源360に伝送することによって、電源360の3chの駆動出力がそれぞれ制御される。
The
<CSP型LED光源>
本実施形態に用いる光源320の平面図(図1に示した通常の配置状態における光源320の下方向から見た図だが、光源及びCSPの説明ではこの面を上面とする)を図2に示す。光源320は、基板322上に、3色のCSP型LED323A、323B、323C各22個を図2のように配置し、基板内部の配線で直列に接続したものである。光源320は取付穴325を備え、取付穴325にネジを通してヒートシンク310に締結する。光源320は配線端子326A(CSP型LED323A用)、326B(CSP型LED323B用)、326C(CSP型LED323C用)、326P(共通端子)を備え、3つの出力を有する電源360に接続され、各CSPの発光が調光調色制御される。
<CSP type LED light source>
FIG. 2 shows a plan view of the
この場合のCSPの配列は、CSP型LED323A・B・Cの数を同数としつつ偏らない配置としている。つまり同じ行または列において「AAAA」と並ばないようにしている。ただし斜め方向に、323AXに示す「AAA」というCSP型LEDの3個以上の並びが生じることがある。この光源320では、単純な格子状配列とせずに、CSP型LEDの左側に記載した一部の行、つまり図における+1・0・-1行目(0行目は「BACBACBACB」配列)を、他の行、つまり+4・+3・+2行目及び-2・-3・-4行目に対して半個ずらした配置としている。光源領域の径(0行目の左端から右端まで)は13mmである。これにより、図における水平方向、垂直方向、左上から右下方向においては同じ色のLEDが並ばないが、右上から左下にかけては、例えば323AXに示すように、同じ色のLEDが並ぶことがある。
In this case, the arrangement of the CSPs is such that the numbers of the
<CSP型LEDの色度>
本実施形態に用いるCSP型LEDパッケージ323A、B、Cとしては、青白色LED「Bw」、赤色LED「R」、黄白色LED「Yw」のいずれかを用いる。なお、Ywは色度図上では黄色に近い色だが、他のBw・Rを同時に点灯させると緑色に近い色にも見える。図3は、これらのLEDの色度を説明するための色度図(CIE1931色度座標図)であり、参考のために各色温度における黒体輻射の色度を結ぶ線を点線で示している。
<Chromaticity of CSP type LED>
As the CSP
青白色LEDであるBwは、図4の色度座標において、(0.336、0.24)、(0.352、0.44)、(0.15、0.2)、(0.2、0.1)で囲まれる範囲の色度で発光し、一例として(0.23、0.26)である。 Bw, which is a blue-white LED, is (0.336, 0.24), (0.352, 0.44), (0.15, 0.2), (0.2) in the chromaticity coordinates of FIG. , 0.1), for example (0.23, 0.26).
赤色LEDであるRは、図4の色度座標において、(0.66、0.23)、(0.423、0.355)、(0.5,0.5)と色度境界線Eで囲まれる範囲の色度で発光し、一例として(0.60.0.38)である。一般的な赤色の定義とは同じでないので注意されたい。 R, which is a red LED, is (0.66, 0.23), (0.423, 0.355), (0.5, 0.5) and the chromaticity boundary line E The light is emitted with a chromaticity in the range enclosed by (0.60.0.38) as an example. Note that it is not the same as the general definition of red.
黄白色LEDであるYwは、図4の色度座標において、(0.5,0.5)、(0.423、0.355)、(0.342,0.312)、(0.352、0.44)、(0.37、0.63)及び色度境界線Eで囲まれる範囲の色度で発光し、一例として(0.44、0.47)である。
Yw, which is a yellow-white LED, is (0.5, 0.5), (0.423, 0.355), (0.342, 0.312), (0.352) in the chromaticity coordinates of FIG. , 0.44), (0.37, 0.63) and chromaticity in the range surrounded by the chromaticity boundary line E, for example (0.44, 0.47).
Ywの色度範囲内のうち、各色温度における黒体輻射の色度を結ぶ線からduvがプラスの範囲内が好適であり、duvがプラス0.03から0が特に好適である。 Within the chromaticity range of Yw, a range in which d uv is positive from a line connecting the chromaticity of black body radiation at each color temperature is preferable, and a range in which d uv is plus 0.03 to 0 is particularly preferable.
Bw、Rの色度範囲内のうち、各色温度における黒体輻射の色度を結ぶ線からduvがプラス0.03からマイナス0.03の範囲内が特に好適である。 Among the chromaticity ranges of Bw and R, a range of +0.03 to -0.03 in duv from the line connecting the chromaticities of blackbody radiation at each color temperature is particularly preferable.
なお、各LEDの色度を、CIE1931における色度座標(x,y)でなくCIE1976における色度座標(u‘,v’)で表示することもでき、両者はu’=4x/(-2x+12y+3),v’=9y/(-2x+12y+3)という変換式で相互に変換可能である。その他の色度座標系で表示してもよい。 It should be noted that the chromaticity of each LED can be represented by chromaticity coordinates (u', v') in CIE1976 instead of chromaticity coordinates (x, y) in CIE1931, and both are u'=4x/(-2x+12y+3 ) and v′=9y/(−2x+12y+3). It may be displayed in another chromaticity coordinate system.
<CSP型LEDの構造>
実施形態に用いるCSP型LED323A、B、Cは、発光層がInGaNからなる青色LEDチップの底面にアノード電極とカソード電極を備え、青色LEDチップの上面及び側面が蛍光体含有樹脂で覆われ、青色LEDチップのこれらの電極を基板322上の端子に接続したものである。CSP型LEDの幅は約1mm程度である。
<Structure of CSP type LED>
The CSP-
Bw(例えば323Cとするが、323A又は323Bでもよい)は、InGaN系青色LEDチップの上面及び側面が緑色系蛍光体粒子又は黄色系蛍光体を含む樹脂で覆われたものである。また、さらに赤色系蛍光体粒子を含んでいてもよい。 Bw (for example, 323C, but may be 323A or 323B) is an InGaN blue LED chip whose upper and side surfaces are covered with resin containing greenish phosphor particles or yellowish phosphor. Moreover, red phosphor particles may be further included.
Yw(例えば323Bとするが、323A又は323Cでもよい)は、Bwと同様に、パッケージ底部にInGaN系青色LEDチップを配置し、InGaN系青色LEDチップの上面及び側面が緑色系蛍光体粒子又は黄色系蛍光体を含む樹脂で覆われたものであるが、蛍光体の濃度がBwよりも濃い。また、さらに赤色系蛍光体粒子を含んでいてもよい。 Yw (for example, 323B, but may be 323A or 323C) is similar to Bw in that an InGaN-based blue LED chip is placed at the bottom of the package, and the top and side surfaces of the InGaN-based blue LED chip are coated with green phosphor particles or yellow. It is covered with a resin containing a system phosphor, but the concentration of the phosphor is higher than that of Bw. Moreover, red phosphor particles may be further included.
また、R(例えば323Aとするが、323B又は323Cでもよい)は、InGaN系青色LEDチップの上面及び側面が赤色系蛍光体粒子を含む樹脂で覆われたものである。 R (for example, 323A, but may be 323B or 323C) is an InGaN blue LED chip whose top and side surfaces are covered with resin containing red phosphor particles.
Rとしては、InGaN系青色LEDチップに代えてAlGaInP系LEDチップを用い、蛍光体を含まない樹脂で覆ったものでもよい。RとしてAlGaInP系LEDチップを用いたLEDパッケージとすると、発光スペクトルに青色を含まないという点で好ましいが、BwやYwとは駆動電圧が異なるため駆動回路が複雑になる。Rとして青色LEDチップと赤色蛍光体を組み合わせたLEDパッケージの場合は、発光スペクトルに含まれる青色を減らす処理が必要になる。例えば赤色蛍光体の濃度を高くして青色LEDチップからの光が外部に放射される割合を小さくすることが好ましいが、青色を吸収するフィルタを用いてもよい。 As for R, an AlGaInP-based LED chip may be used in place of the InGaN-based blue LED chip and covered with a resin containing no phosphor. An LED package using an AlGaInP-based LED chip as R is preferable in that the emission spectrum does not include blue, but the drive circuit is complicated because the drive voltage is different from Bw and Yw. In the case of an LED package in which a blue LED chip and a red phosphor are combined as R, a process for reducing the blue color included in the emission spectrum is required. For example, it is preferable to increase the concentration of the red phosphor to reduce the ratio of light emitted from the blue LED chip to the outside, but a filter that absorbs blue may be used.
以上の各CSP型LEDにおいて、黄色系蛍光体粒子としては、例えば(Y1-xGdx)3Al5O12:Ce2+(0≦x≦1)を、緑色系蛍光体粒子としては、例えばLu3Al5O12:Ce2+を、赤色系蛍光体としては例えばSrxCa1-xAlSiN3:Eu3+(0≦x≦1)蛍光体、Sr[LiAl3N4]:Eu2+やK2SiF6:Mn4+蛍光体を好適に用いることができる。量子ドットも好適に用いることができる。 In each of the CSP-type LEDs described above, the yellow phosphor particles are, for example, (Y 1−x Gd x ) 3 Al 5 O 12 :Ce 2+ (0≦x≦1), and the green phosphor particles are, For example, Lu 3 Al 5 O 12 :Ce 2+ , Sr x Ca 1−x AlSiN 3 :Eu 3+ (0≦x≦1) phosphor, Sr[LiAl 3 N 4 ]:Eu 2+ as a red phosphor. or K 2 SiF 6 :Mn 4+ phosphor can be preferably used. Quantum dots can also be suitably used.
<レンズ>
本発明においては、上述の色の異なる複数のCSP型LEDを用いても、色ムラが実用上生じることなく、また光の損失を極力抑えたレンズを開発した。
<Lens>
In the present invention, a lens has been developed in which even if a plurality of CSP-type LEDs having different colors are used, color unevenness does not occur practically and light loss is suppressed as much as possible.
側面方向の断面図である図4に示すように、レンズ330は、下面334(光源320に向き合う側)の中央部に入射穴331があり、入射穴331は、入射底面332及び入射側面333を備える。入射穴331の下面側の径は14.7mmである。レンズ330は、反射側面335及び出射上面339を備える。出射上面339の中心部には出射穴336があり、出射穴336は出射底面337及び出射側面338を備える。出射上面339の径(レンズとして機能する部分)は70mm、レンズの高さは光源320の中央部から49.3mmである。
As shown in FIG. 4, which is a cross-sectional view in the side direction, the
入射穴331の入射底面332及び入射側面333、出射上面339には、入射光の方向に対する出射光の方向を複雑に変化させるためのシボ加工(面を凸状または凹状の領域で分割する加工)が施されている。反射側面335にも、全反射の機能を損なわない程度のファセット加工が施されている。
The
図4に、光源320の中心Pを発した光線の例を示す(ただしシボ加工の影響を受けない場合)。点Pから入射側面333の点Qに入射し、反射側面335の点Rで全反射され,出射上面339より外部に出射し、光軸方向の光線となる。線分PQの長さは11.06mm、線分QRの長さは10.9mmである。線分PQに対し線分QRの長さを例えば90%以上と長くすると、後述する反射側面335による拡散効果を増大させることができるが、反射側面335による拡散効果は放射角の広がりにつながりにくいため狭い放射角を維持しつつ色ムラを抑制するのに好都合である。入射側面333の下面334に対する内側の角度θは78°であり、この角度が大きい方が色ムラを抑制できる傾向があるため、70°以上100°以下が好適であり、75°以上88°以下がさらに望ましい。
FIG. 4 shows an example of rays emitted from the center P of the light source 320 (when not affected by texturing). The light is incident on the
入射穴331の入射側面333に形成された拡散構造について、図4のA-A方向断面図である図5に基づいて説明する。333Gは底部から上面方向に向けてスパイラル状に形成された凸状筋部333Gであり、この凸状筋部333Gはさらにファセット333Fが底部から上面方向にスパイラル状に連なったものである。凸状筋部333Gは、光線を図における円周方向cに拡散する構造である。そのため、レンズ330から出射する光の放射角をあまり広げずに光を拡散させることができる。
The diffusion structure formed on the
凸状筋部333Gを径方向に沿った拡散構造でなくスパイラル状にしている理由の説明のため、模式的に同じ発光色のCSP型LEDの並びである323AX‘(前述の323AXを説明のため模式化したもの)及び323BX’(CSP型LED323Bの並びを模式化したもの)を示す。各CSP型LEDよりそれぞれ同じ角度で平行に発した光は、異なる高さの凸状筋部333Gに当たって屈折するが、凸状筋部333Gがスパイラル状に形成されているため、一つのCSPから発した光は図の光線ra1、他のCSPから発した光は図の光線ra2のように屈折する(模式的な説明図なので光線の屈折をやや強調している)。一方、別の色のCSPである323BX’から発した光は光線rb1、rb2のように屈折する。例えば異なる色の光線ra1とrb2とが同じ方向に進むことにより混色し色ムラが改善する。このような構造により、線状に並んだ同じ色の323Aから発した光が、別の方向に導かれるため、混色性が良好となる。
For the purpose of explaining the reason why the
レンズ330の上面図を図6に示す。レンズの出射上面339は、図6に示すようなシボ構造(ウロコ状の凸部)で全面が覆われている。このウロコ状の凸部は、径方向に沿った構造とせず、さまざまな輪郭の不等辺多角形(不等辺四角形339(4)や不等辺六角形339(6)など)を渦巻き状に配置している。格子状・放射状といった規則的な並びとしないことによって、CSP型LEDの規則的な並びの影響を抑制し、色ムラ抑制を図っている。
A top view of
<放射パターン>
照明装置300は、1/2ビーム角が21°で色ムラがなく、被照射面の中央部から周辺部にかけてなだらかに照度が減少するパターンが得られた。ダウンライト設置位置の横に離れた壁面を拡大すると、わずかに色ムラが認められるが、器具の設置位置の正面における床面では色ムラは認められなかった。
<Radiation pattern>
The illuminating
<実施形態2>
<基本構成>
本実施形態に係る照明装置400(ダウンライト)は、照明装置300における光源320を光源420に置き換え、レンズ330をレンズ430に置き換えたものである。
<
<Basic configuration>
A lighting device 400 (downlight) according to the present embodiment is obtained by replacing the
<CSP型LED>
本実施形態に用いる光源420の上面図を図7に示す。光源420は、基板422上に、3色のCSP型LED423A、423B、423C各7個を図7のように配置し、基板内部の配線で直列に接続したものである。取付穴425を備え、取付穴425にネジを通してヒートシンク410(ヒートシンク310より小型のもの)に締結する。配線端子426A(CSP型LED423A用)、426B(CSP型LED423B用)、426C(CSP型LED423C用)、426P(共通端子)を備え、3つの出力を有する電源460(電源360とは定格出力が異なる)に接続され、各CSPの発光が調光調色制御される。
<CSP type LED>
FIG. 7 shows a top view of the
この場合のCSPの配列は、CSP型LED423A・B・Cの数を同数としつつ偏らない配置としている。つまり同じ行または列において「AAAA」と並ばないようにしている。ただし斜め方向に、423AXに示す「AAA」という3個以上のCPS型LEDの直線状の並びが生じることがある。この光源420では、+2行から-2行のすべてが格子状の配列としている。光源領域の径は8mmである。
In this case, the arrangement of the CSPs is such that the numbers of the
本実施形態に用いるCSP型LEDパッケージ423A、B、Cとしては、青白色LED「Bw」、赤色LED「R」、黄白色LED「Yw」のいずれかを用いる。
As the CSP
本実施形態には光源420に代えて光源520を用いることもできる。この上面図を図8に示す。光源520は、基板522上に、CSP型LED523A、523C各6個とCSP型LED523B7個を図8のように配置し、基板内部の配線で直列に接続したものである。取付穴525を備え、取付穴525にネジを通してヒートシンク410に締結する。配線端子526A(CSP型LED523A用)、526B(CSP型LED523B用)、526C(CSP型LED523C用)、526P(共通端子)を備え、3つの出力を有する電源460に接続され、各CSP型LEDの発光が調光調色制御される。
A
この場合のCSPの配列は、CSP型LED523A・B・Cの数をほぼ同数としつつ偏らない配置としている。つまり同じ行または列において「AAAA」と並ばないようにしている。ただし斜め方向に、523BXに示す「BBB」という3個以上のCPS型LEDの直線状の並びが生じることがある。この光源520では、+2行、0行、-2行が格子状配置、+1行、-1行がそれと半個ずれた格子状配置をしている。また、全体として三角形の頂点に各CSP型LEDを配置している。光源領域の径は8mmである。
In this case, the arrangement of the CSPs is such that the numbers of the
本実施形態に用いるCSP型LEDパッケージ523A、B、Cとしては、青白色LED「Bw」、黄白色LED「Yw」、赤色LED「R」のいずれかを用いる。 As the CSP-type LED packages 523A, B, and C used in this embodiment, any one of blue-white LED "Bw", yellow-white LED "Yw", and red LED "R" is used.
<レンズ>
断面図である図9に示すように、レンズ430は、下面434(光源420に向き合う側)の中央部に入射穴431があり、入射穴431は、入射底面432及び入射側面433を備える。入射穴431の下面側の径は9mmである。レンズ430は、反射側面435及び出射上面439も備える。出射上面439に囲まれた中心部には出射凸部436がある。レンズ430は支持部438も備える。出射上面439の有効径de(レンズとして機能する部分)は20mm、支持部438を含む径は40mm、レンズの有効高さは光源420の中央部から15mmである。
<Lens>
As shown in FIG. 9 , which is a cross-sectional view, the
入射穴431の入射底面432及び入射側面433、出射上面439には、入射光の方向に対する出射光の方向を複雑に変化させるためのシボ加工(非平滑面加工)が施されている。具体的には、入射側面433にスパイラル状の凸状筋部433Gを設け、凸状筋部433Gにはさらにファセット433Fを設けている。また、反射側面435にもファセット加工が施されている。
The
入射側面433の下面434に対する内側の角度θは85°であり、この角度が大きい方が色ムラを抑制できる傾向があるため、70°以上100°以下が好適であり、75°以上88°以下がさらに望ましい。
The inner angle θ of the
入射穴431の入射側面433には、スパイラル状の凸状筋部433Gが形成され、これはさらにファセット433Fの連なりからできている。このように径方向に沿わない拡散構造により、CSPの並び423AXなどがあっても、効果的に色ムラを低減することができる。
An
レンズ430の上面図を図10に示す。レンズの出射上面439は、図10に示すようなシボ構造(ウロコ状の凸部)で全面が覆われている。このウロコ状の凸部は、さまざまな輪郭の不等辺多角形(不等辺五角形439(5)や不等辺六角形439(6)など)をおおよそ渦巻き状に配置した、径方向に沿わない拡散構造である。格子状・放射状といった規則的な並びとしないことによって、CSP型LEDの規則的な並びの影響を抑制し、色ムラ抑制を図っている。
A top view of
レンズ430の入射穴431を光源420の方向から眺めた図を図11に示す。レンズの入射底面432及び入射側面433は、図11に示すようなシボ構造(ウロコ状の凸部又は凹部)で全面が覆われている。入射底面432には、さまざまな輪郭の不等辺多角形(不等辺五角形432(5)や不等辺四角形432(4)など)を渦巻き状に配置している。格子状・放射状といった規則的な並びとしないことによって、CSP型LEDの規則的な並びの影響を抑制し、色ムラ抑制を図っている。
FIG. 11 shows an
<バリエーション>
(1)複数の発光色のLEDとして、3色のLEDの例を示したが、2色や4色以上であってもよい。例えば昼光色LEDと電球色LEDを組み合わせて調色を行うLEDであってもよい。
<Variation>
(1) Although three-color LEDs are shown as examples of LEDs with a plurality of emission colors, two colors, four colors or more may be used. For example, it may be an LED that performs toning by combining a daylight color LED and a light bulb color LED.
(2)3色のLEDとしては、R,Yw,Bwの例で説明したが、その他の3色のLEDであってもよい。例えば、R,Yw,B(色度座標がx≦0.2、y≦0.2のLED)を用いてもよい。R,G(色度座標がx≦0.35、y≧0.4にあるLED)、Bの3色のLEDを用いてもよい。R、G,Bと白(例えば昼白色LEDや昼光色LED)とを組み合わせてもよい。 (2) Although R, Yw, and Bw have been described as three-color LEDs, other three-color LEDs may be used. For example, R, Yw, and B (LEDs with chromaticity coordinates of x≦0.2 and y≦0.2) may be used. Three-color LEDs of R, G (LEDs with chromaticity coordinates x≦0.35 and y≧0.4) and B may be used. You may combine R, G, B and white (for example, daylight white LED or daylight LED).
(3)LEDの規則的配置として、格子状配置、一部の行をずらした格子状配置、三角形配置を示したが、同色のLEDを3つ以上用いる規則的な配置であれば、これに限られない。特に、本発明は3個以上のLEDが直線状に並ぶ配置を有する場合に色ムラ低減を効果的に行うことができる。 (3) As the regular arrangement of the LEDs, the lattice arrangement, the lattice arrangement in which some rows are shifted, and the triangular arrangement are shown. Not limited. In particular, the present invention can effectively reduce color unevenness when three or more LEDs are arranged in a straight line.
(4)照明器具としては、天井埋込型のダウンライトの例を示したが、スポットライトやユニバーサル(方向可変)ダウンライトであってもよい。 (4) As the lighting equipment, a ceiling-embedded downlight has been exemplified, but a spotlight or a universal (variable direction) downlight may be used.
(5)凸状筋部333G,433Gを「凹状筋部」に置き換えてもよく、いずれの構造でも、光線の向きを変えて色ムラ低減を図ることができる。
(5) The
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the above-described embodiment disclosed this time is an example in all respects and does not serve as a basis for restrictive interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not to be interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the claims. In addition, all changes within the meaning and range of equivalents to the scope of claims are included.
300、400 照明装置
310、410 ヒートシンク
315 灯体
320、420 光源
322、422 基板
323A、323B、323C、423A、423B、423C、523A、523B、523C CSP型LED
323AX、323AX‘、423AX、523BX CSP型LEDの並び
325、425 取付穴
326A、326B、326C、326P、426A、426B、426C、426P、526A、526B、526C、526P 配線端子
330、430 レンズ
331、431 入射穴
332、432 入射底面
333、433 入射側面
333G、433G 凸状筋部
333F,433F ファセット
334、434 下面
335、435 反射側面
336 出射穴
337 出射底面
338 出射側面
339、439 出射上面
340 コーン
350 取付バネ
360 電源
370 制御装置
438 支持部
429 端子
Bw 青白色LED
Yw 黄白色LED
R 赤色LED
300, 400
323AX, 323AX', 423AX, 523BX Rows of
Yw yellowish white LED
R Red LED
Claims (6)
前記光源は、複数の発光色のLEDを備え、
前記レンズは、入射側面及び入射底面を備えた入射穴、反射側面、出射上面を備え、
前記入射側面には、スパイラル状の凸状筋部または凹状筋部を備える、照明装置。 A lighting device that distributes light emitted from a light source with a lens,
The light source comprises LEDs of a plurality of emission colors,
the lens has an entrance hole with an entrance side and an entrance bottom, a reflective side, and an exit top;
The illumination device , wherein the incident side surface is provided with a spiral convex or concave muscle .
6. A lighting device according to any one of the preceding claims, wherein the entrance bottom surface comprises a textured structure covered with scalene polygons.
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