WO2014080771A1 - 照明装置 - Google Patents

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英 椋本
孝夫 牛山
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Kowa Co Ltd
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    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/04—Lighting devices intended for fixed installation intended only for mounting on a ceiling or the like overhead structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces

Definitions

  • the present invention relates to an illuminating device that transmits irradiation light of a point light source element through a light guide and irradiates it as illumination light.
  • LED lighting with low power consumption and long life has attracted attention, and LED lighting for replacing existing light sources such as incandescent lamps and fluorescent lamps with LED light sources in combination with the improvement of the light emission luminance of LED light sources Various devices have been proposed.
  • the property of high brightness with a point light source that is one of the features of LED light sources is an element that makes the user uncomfortable as glare (glare, glare) when used in a lighting device.
  • glare glare
  • Patent Document 1 in the configuration of the light emitting unit of an LED lighting device that can be replaced with an incandescent light bulb or the like, the characteristic that the LED light source element is a point light source and emits illumination light only in the forward direction is relaxed and emitted from the LED.
  • Light beam control member composed of a combination of two upper and lower lens elements, and a simple structure using this light beam control member so that the emitted light can be diffused over a wide range not only in front of the lighting device but also to the side and rear A lighting device is disclosed.
  • a point light source such as an LED light source
  • one possible method is to direct the irradiation light toward the ceiling surface and indirectly illuminate the room with the reflected light. It is conceivable to take an illumination system.
  • the illumination light of the LED light source is irradiated from the side edge of the flat light guide member, or a diffuser plate or the like is further disposed under the light guide member to achieve surface emission. It is conceivable to constitute an illumination device. In such a configuration, the LED light source can be hidden outside the light guide member, and illumination light with less glare can be obtained by devising the light guide characteristics of the light guide member and the characteristics of the diffusion plate. Although it is easy to secure a relatively large area of the light emitting portion, it is not possible to obtain a light distribution that is relatively concentrated immediately below the lighting device, and it is not possible to obtain illuminance directly below.
  • the lens-type light flux control member (light guide member) as in Patent Document 1 not only increases the amount of reflected / diffused light to the side and rear of the lighting device, but also has a bolder shape due to the light guide member. By adopting, it is considered that there is a possibility that unique and good lighting characteristics that cannot be obtained by a conventional lighting device may be obtained.
  • an object of the present invention is to provide a unique and preferable illumination characteristic that cannot be obtained by a conventional illumination device depending on the shape of the light guide member and the arrangement of the light source in an illumination device using a point light source such as an LED light source and a light guide member. For example, a relatively large amount of indirect illumination light to the rear of the lighting device, a relatively concentrated light distribution just below (front) the lighting device, and less unpleasant glare and illumination.
  • An object of the present invention is to provide an illuminating device capable of securing a relatively large area at a substantial light emitting portion that emits light.
  • the light guide is composed of one part of an upper light guide, a middle light guide and a lower light guide
  • the upper light guide is formed in a hollow cylindrical shape
  • the point light source element is disposed on the upper end surface of the upper light guide and irradiates illumination light toward the inside of the wall surface of the upper light guide
  • the middle light guide that is continuous with the upper light guide shields illumination light that is irradiated from the point light source element and travels substantially straight inside the wall surface of the upper light guide, and in the outer circumferential direction of the upper light guide.
  • the lower light guide continuous to the middle light guide has a hollow flange shape extending in a substantially horizontal direction so as to be orthogonal to the upper light guide,
  • the illumination light emitted from the point light source element is irradiated to the inside and the outside of the light guide through a reflection, diffusion or transmission process generated at the bent portion.
  • the light guide is reflected, diffused, or transmitted through the outer peripheral edge of the illumination light irradiated from the point light source element and guided from the middle light guide.
  • the structure which irradiates to the lower side and upper side of was adopted.
  • a configuration is adopted in which a point light source element different from the point light source element arranged on the upper end surface of the upper light guide is arranged to irradiate illumination light toward the hollow portion of the light guide.
  • a diffusion member is disposed so as to cover the hollow portion of the lower light guide, and the diffusion light is diffused in the inner region of the hollow light guide by the diffusion member and irradiated in the lower direction of the light guide. Adopted the configuration.
  • the outer peripheral edge of the lower light guide is configured as an inclined surface that is oblique to the extending direction of the entire lower light guide, and the inclined surface is roughened.
  • the light guide is provided with a characteristic shape including the upper light guide, the middle light guide, and the lower light guide, and is particularly irradiated from the point light source element to the inside of the wall surface of the light guide. Since the illumination light is irradiated to the inside and outside of the light guide through the reflection, diffusion, or transmission process that occurs at the bent portion, indirect illumination light to the back of the illumination device (above the illumination device) can be obtained relatively abundantly. In addition, unpleasant glare can be reduced, and at the outer peripheral edge of the lower light guide, the illumination light irradiated from the point light source element and guided from the middle light guide is reflected, diffused or generated at the outer peripheral edge. Since it is irradiated to the lower side and the upper side of the light guide through the transmission process, it is possible to provide an excellent lighting device that can secure a relatively large area in a substantial light emitting portion that irradiates illumination light.
  • a point light source element different from the point light source element disposed on the upper end surface of the upper light guide body is disposed to irradiate illumination light toward the hollow portion of the light guide body, or further, the lower light guide body
  • the outer peripheral edge of the lower light guide is composed of an inclined surface that is oblique to the entire lower light guide and is roughened, thereby reducing glare at the outer peripheral edge and guiding the light.
  • Direct illumination light can be irradiated to the lower side of the body, and indirect illumination light to the upper side.
  • the specification regarding the light distribution characteristic of the light emitting unit can be determined as appropriate.
  • an illuminating device having unique and preferable illumination characteristics that cannot be obtained by the conventional illuminating device, in particular, indirect illumination light to the rear of the illuminating device can be obtained relatively frequently, and directly under the illuminating device (front).
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a central portion of a lighting device 100 employing the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view from above of the lighting device
  • FIG. 3 is a bottom view of the lighting device.
  • the lighting device 100 is configured on the assumption that it is installed on the ceiling in a form such as embedding or fishing through an unillustrated housing or installation tool (wire, chain, etc.).
  • reference numerals 131 and 132 are, for example, LED elements as point light source elements, and the illumination device 100 of the present embodiment can illuminate the illumination light of these LED elements 131, 132, for example, as a bell-type that is substantially hollow.
  • it can be irradiated as illumination light for indirect illumination in the upper part of the figure (behind the illuminating device 100; the ceiling surface where the illuminating device 100 is installed or the direction facing the interior).
  • the illuminating device 100 is mainly led almost in front of the illuminating device 100 by devising the arrangement of LED elements (131 and 132 below) as light sources and the shape of the light guide (110). Illumination light for indirect illumination in the upper part of FIG. 1 and FIG. 2 (behind the illuminating device 100) is more radiated than a conventional device having only light or diffusing means (for example, the device of the above-mentioned Patent Document 1). Thus, the glare perceived by the user can be reduced with respect to the light irradiated downward in FIGS. 1 and 2 (in front of the illumination device 100).
  • the illumination device 100 of the present embodiment can obtain a light distribution that is relatively concentrated immediately below (corresponding to the front of the illumination device 100 and the lower portion of the drawing), and in a substantial light emitting portion that irradiates illumination light.
  • a relatively large area can be secured and good illumination efficiency and illumination characteristics can be obtained.
  • the light guide body 110 of this embodiment is composed of three parts denoted by reference numerals 111, 113, and 114.
  • these three parts are referred to as an upper light guide 111, a middle light guide 113, and a lower light guide 114, respectively.
  • Each part 111, 113, 114 of these light guides 110 is constituted separately and may be fixed to each other by an appropriate method such as adhesion or fitting, but the light guide 110 is from top to bottom. Since it is necessary to efficiently guide the illumination light of the LED light source, it is preferable that the portions 111, 113, and 114 of the light guide 110 are integrally formed from a light guide material such as acrylic resin.
  • the upper light guide 111 has a hollow cylindrical shape, and a plurality of (eight in the present embodiment) LED elements 131 are arranged at equal intervals on the upper end surface thereof.
  • the recesses 115 that can accommodate the LED elements 131 are provided on the circumference of the upper end surface of the upper light guide 111, and a plurality of (eight) LED elements 131 are provided in each recess 115. Be contained.
  • the LED element 131 (and an LED element 132 described later) is mounted on a circuit board 130 that supplies a lighting current to each LED element, and the circuit board 130 has a diameter that is substantially equal to the outer peripheral size of the upper light guide 111, for example. It is configured in a disc shape and is mounted so as to cover the upper end portion of the upper light guide 111 (the fixing method is arbitrary such as using a screw or a positioning member not shown).
  • a plurality (four in this embodiment) of LED elements 132 are mounted at a position corresponding to the hollow portion of the upper light guide 111 at the center of the circuit board 130.
  • the arrangement positions of the LED elements 131 and 132 are selected, for example, such that the respective elements are substantially equidistant from each other.
  • the illumination light of the LED element 131 is incident on the inside of the wall surface of the light guide 110, while the illumination light of the LED element 132 is irradiated toward the air layer inside the hollow light guide 110. .
  • the optical behavior of the illumination light of the LED elements 131 and 132 will be described in detail later.
  • the circuit board 130 is not shown, and only the positions of the LED elements 131 and 132 are shown.
  • the light guide 110 has the following structure.
  • the lower part of the upper light guide 111 constituting the uppermost part of the light guide 110 is followed by a middle light guide 113 having a flared shape, and the lower part of the middle light guide 113 is a flange extending in the horizontal direction.
  • a shaped lower light guide 114 follows.
  • the entire light guide 110 including the upper part, the middle part, and the lower part 111, 113, 114 of the light guide 110 is integrally formed from a light guide material such as acrylic resin (the method is casting, or cutting and polishing).
  • a light guide material such as acrylic resin
  • the upper to middle to lower portions 111, 113, and 114 are configured with substantially the same thickness as shown in the figure.
  • the upper light guide 111 of the light guide 110 is formed in a cylindrical shape having substantially the same inner diameter and outer diameter from the upper end to the lower end.
  • the bottom of the upper light guide 111 is maintained with the appropriate curvature while maintaining the thickness of the upper portion 111. It continues to the middle light guide 113 formed to spread.
  • a stepped portion 112 at a continuous portion of the upper portion 111 and the middle portion 113 of the light guide 110, light leaking from the LED elements 131 and 132 to the outside of the light guide 110 is shielded, and glare is further reduced. It is also possible to install a diffusing member or a reflecting member.
  • the middle light guide 113 bends and faces the horizontal direction substantially perpendicular to the upper light guide 111, the middle light guide 113 continues to the flange-shaped lower light guide 114 extending in the horizontal direction. ing.
  • a portion of the outer peripheral edge of the lower light guide 114 is configured as a tapered inclined surface 116.
  • the inclined surface 116 has a shape that is oblique to the extending direction of the entire lower light guide 114, and in this embodiment, the upper surface of the end of the lower light guide 114 is cut obliquely.
  • the outer peripheral end surface of the lower light guide 114 can be considered to have a shape cut off in the vertical direction in the figure. In that case, however, the outer light is mainly caused by total reflection (for example, a thin and sharp circumferential shape)
  • an inclined surface 116 as shown in the figure is provided. Further, in this embodiment, the inclined surface 116 is further roughened 116b (so-called satin processing or blasting). Processing).
  • the portion of the inclined surface 116 that has been roughened (116b) the diffusion, reflection, or randomness of the illumination light is enhanced, and indirect illumination light is irradiated from the portion of the inclined surface 116 to the rear of the apparatus.
  • the portion of the inclined surface 116 constitutes the outermost ring-shaped illumination portion (116 a in FIG. 3) of the lighting device 100.
  • a rough surface processing 114c may be provided on the upper surface of the lower light guide 114 as in the case of the inclined surface 116, which will be described later.
  • a circular notch 114a is provided on the inner periphery of the opening portion of the lower light guide 114, and a disk-shaped diffusing member 120 having a size substantially matching the inner periphery of the notch 114a is provided in the lower light guide. 114 is mounted so as to cover the hollow portion.
  • the diffusion member 120 can be fixed by any method such as adhesion and screwing.
  • the diffusion member 120 is made of a material such as milky white acrylic resin.
  • the diffusing member 120 may have a simple disk shape with an equal thickness, but in this embodiment, the diffusing member 120 is formed in a convex lens-like cross-sectional shape in which the central upper portion is slightly raised on the dome.
  • the diffusing member 120 diffuses the illumination light irradiated from the LED element 132 to the hollow portion inside the light guide 110 and irradiates it in front of the apparatus (in the direction of the work surface) (arrow C in FIG. 1).
  • the illumination light totally reflected by the convex inner surface 113a and the illumination light emitted from the LED element 131 emitted from the inner surface 113a of the middle light guide 113 are diffused and irradiated forward (in the direction of the work surface) of the apparatus (arrow in FIG. 1). D) Yes.
  • Illumination light emitted from the LED element 131 to the inside of the wall surface of the light guide 110 travels straight from the upper end of the upper light guide 111 or repeats total reflection, and repeats from the upper light guide 111 toward the middle light guide 113. Proceed (arrows A and B in FIG. 1).
  • the portion of the middle light guide 113 has a path for illumination light that travels (almost) straight from the LED element 131 as indicated by an arrow A within the wall surface of the upper light guide 111.
  • the upper light guide 110 is bent so as to be blocked and spread in the outer peripheral direction.
  • the illumination light of the LED element 131 is transmitted through the inside of the light guide 110 via the inner surface 113a (arrow D), and refracted, totally reflected (for example, arrow H) or diffused.
  • the light is irradiated from the outer surface of the middle light guide 113 to the outside of the middle light guide 113, to the side of the lighting device 100, and to the rear (arrow G).
  • the middle light guide 113 illumination light mainly originating from the LED element 132 that is reflected on the upper surface of the diffusion member 120 or irregularly reflected on the hollow portion of the light guide 110 is reflected on the middle light guide 113.
  • the inner light guide is introduced into the inside, and a part thereof is irradiated from the outer surface of the middle light guide 113 to the side and rear of the lighting device 100, or total reflection is repeated inside the middle light guide 113. The process proceeds from 113 to the lower light guide 114.
  • Illumination light that travels in the (substantially) horizontal direction inside the lower light guide 114 finally reaches the inclined surface 116 that has been roughened (116 b) at the outer peripheral end of the lower light guide 114.
  • Irradiated irregularly at the site and irradiated as indirect illumination light to the side and rear of the apparatus (arrow F), and illumination light reflected (diffusely) at the site of the inclined surface 116 is irradiated toward the front of the apparatus (in the direction of the work surface). (Arrow I).
  • the illumination device 100 includes the light guide 110 in the hollow cylindrical upper light guide 111 through the middle light guide 113 that spreads outward in a flared manner and the flange-like lower portion extending in the horizontal direction.
  • the LED element 131 disposed on the edge of the upper light guide 111 irradiates illumination light into the wall surface of the light guide 110 and has a hollow interior of the light guide 110 from the LED element 132.
  • Characteristic structures such as irradiating illumination light, covering the hollow portion of the bottom of the light guide 110 with the diffusing member 120, and forming the edge of the lower light guide 114 as the inclined surface 116 which is roughened (116b). have.
  • illumination light for indirect illumination from the bent portion of the middle light guide 113 and the inclined surface 116 subjected to the rough surface processing (116b) of the edge of the lower light guide 114 to the rear of the illumination device 100 is abundant. As a result, it is possible to reduce the glare perceived by the user with respect to the light emitted to the front of the lighting device 100.
  • the illuminating device 100 obtains a relatively concentrated light distribution distribution immediately below it (corresponding to the front of the illuminating device 100 and the lower portion of the figure). It is done.
  • the inclined surface 116 subjected to the rough surface processing (116 b) of the edge of the lower light guide 114 can function as a ring-shaped light emitting unit that mainly emits illumination light forward of the illumination device 100.
  • a relatively large area can be secured in a substantial light emitting portion that irradiates the light, and good illumination efficiency and illumination characteristics can be obtained.
  • FIG. 3 shows the lighting device 100 from the bottom, and this state corresponds to a state in which the lighting device 100 installed on the ceiling of the room is viewed from the user. Is composed of a circular light emitting surface (120a) of a diffusing member 120 that mainly irradiates scattered light in the front (indoor) direction of the lighting device 100 as shown in the figure.
  • the periphery of the circular diffusing member 120 (120a) is surrounded by a horizontal portion 114b of the lower light guide 114.
  • this portion 114b the light is emitted from the lower light guide 114 itself toward the work surface.
  • the amount of illumination light to be applied is quite small, and there may be a difference in brightness between the three portions 120a, 114b, and 116a shown concentrically in FIG. 3.
  • FIG. 3 By applying the rough surface processing 114c similar to that of the inclined surface 116 to the upper surface of the surface to make a diffusing surface, it is possible to transmit light in the direction of the work surface (indoor) with the reflection characteristics at this portion.
  • the horizontal portion 114b (FIG. 3) of the lower light guide 114 is perceived by the user as, for example, a white light emitting portion.
  • the periphery of the horizontal portion 114b of the lower light guide 114 is an inclined surface 116 at the edge of the lower light guide 114, and this portion is also improved in diffusion and reflection characteristics by the rough surface processing (116b) described above. Therefore, it is perceived by a user in the room as a white light emitting part.
  • the lower light guide 114 can be used if the amount of illumination light transmitted through the horizontal portion 114b of the lower light guide 114 is low.
  • the part (116a) of the inclined surface 116 at the edge is perceived as a ring-shaped white light emitting part that is concentrically surrounded by the outer periphery of the diffusion member 120.
  • the rough surface processing 114c is provided on the upper surface of the lower light guide 114, the amount of indirect illumination light irradiated through the horizontal portion 114b of the lower light guide 114 due to reflection and diffusion at this portion is reduced.
  • the difference in brightness between the portions 120a, 114b, and 116a shown concentrically in FIG. 3 can be made inconspicuous.
  • the specification regarding the reflection or diffusion characteristics in this portion is provided by providing or not providing the rough surface processing 114c on the upper surface of the lower light guide 114 according to the use and demand, or by adjusting the roughness of the rough surface processing 114c. 3 is appropriately determined, it is possible to give a distinct difference in brightness to the respective portions 120a, 114b, and 116a shown concentrically in FIG. 3, and constitute an illumination device having a unique light emitting portion shape. In addition, these portions can function as one light emitting surface having a uniform light emission amount with little difference in brightness.
  • the illumination device gives the characteristic shape including the upper portion 111, the middle portion 113, and the lower portion 114 as described above to the arrangement of the LED elements 131 and 132 as light sources and the light guide 110.
  • the diffusion member 120 is provided so as to cover the center of the bottom surface of the hollow light guide 110, and the inclined surface 116 that is roughened (116b) is disposed on the outer peripheral edge of the light guide 110.
  • the lighting device has unique and favorable lighting characteristics that cannot be obtained by the conventional lighting device, for example, relatively indirect illumination light to the rear of the lighting device can be obtained and compared with the lighting device directly below (front) Provided an excellent lighting device that can obtain a light distribution that is centrally concentrated, has less unpleasant glare, and can secure a relatively large area in a substantial light emitting portion that emits illumination light It is possible.

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Abstract

　ＬＥＤ素子１３１の照射光を上部導光体１１１、中部導光体１１３および下部導光体１１４から構成された導光体１１０を介して導光し、照射する。上部導光体１１１は中空円筒状であり、上端面には該上部導光体の壁面内部に向かって照明光を照射するＬＥＤ素子１３１が配置される。中部導光体１１３はＬＥＤ素子１３１から照射され上部導光体１１１の壁面内部をほぼ直進する照明光を遮るよう、また上部導光体の外周方向に広がるように屈曲した裾広がりな中空形状を有する。下部導光体１１４は上部導光体１１１と直交するようほぼ水平方向に伸びる中空なフランジ形状を有する。

Description

照明装置
　本発明は点光源素子の照射光を導光体を介して伝達し照明光として照射する照明装置に関するものである。
　近年、低消費電力で寿命が長いＬＥＤ照明が注目されており、ＬＥＤ光源の発光輝度の向上も相俟って、既設の白熱灯や蛍光灯などの光源をＬＥＤ光源に置換するためのＬＥＤ照明装置が種々提案されている。
　ＬＥＤ光源の特徴の一つである点光源で輝度が高い性質は、照明装置に用いる場合、グレア（ギラつき、まぶしさ）としてユーザを不快にさせる要素となる。たとえば下記の特許文献１では、白熱電球などに置換可能なＬＥＤ照明装置の発光部の構成において、ＬＥＤ光源素子が点光源で前方向のみにしか照明光を照射しない特性を緩和し、ＬＥＤから出射された光を照明装置の前方だけではなく側方や後方へ広範囲に拡散することができるよう、上下２枚のレンズ素子を組み合わせて成る光束制御部材、およびこの光束制御部材を用いた簡単な構造の照明装置を開示している。
特開２０１２－１６３６０２号公報
　たとえば、ＬＥＤ光源のような点光源を用いて、グレアの少ない照明特性を得ようとする場合、考えられる１つの方法は、照射光を天井面に向け、その反射光で室内を照らすような間接照明方式をとることが考えられる。
　この間接照明方式は、照明光のうち相当の量、たとえばほぼ全てを天井面に向けるような構造とし、ＬＥＤ光源ないしその周辺部をユーザから視認できないように構成すれば、グレアを感じさせないで済む有効な手法となり得るが、そのような構成では結果として実際に照明光が必要な照射範囲に向かう光量が格段に落ちるため実用上効率が良いとはいえない。
　また、グレアの少ない照明特性を得るには、平板状の導光部材の側縁からＬＥＤ光源の照明光を照射し、あるいはさらに導光部材の下部に拡散板などを配置することにより面発光の照明装置を構成することが考えられる。このような構成では、ＬＥＤ光源を導光部材の外側に隠すこともでき、また導光部材の導光特性や拡散板の特性を工夫することによりグレアの少ない照明光を得ることができ、さらに比較的大きな発光部の面積を確保することも容易であるが、照明装置の直下に比較的集中した配光分布が得られず、直下照度が得られない。
　ここで、近年のＬＥＤ光源を用いた照明装置の技術動向につき考えると、白熱電球や蛍光灯などの光源を用いた旧来の照明装置に近い特性を得るべく発想された構成が多く、逆にＬＥＤ光源や導光部材を用いることでしか得られない独特の照明装置に関する発想が少ない、ということに気付く。
　たとえば、上記特許文献１におけるようなレンズ型の光束制御部材（導光部材）により単純に照明装置の側方や後方への反射／拡散光量を増大させるだけではなく、導光部材により大胆な形状を採用することにより、旧来の照明装置では得られない独特かつ良好な照明特性を得られる可能性がある、と考えられる。
　そこで、本発明の課題は、ＬＥＤ光源のような点光源および導光部材を用いた照明装置において、導光部材の形状や光源の配置によって、旧来の照明装置では得られない独特かつ好ましい照明特性を有する照明装置、たとえば比較的ふんだんに照明装置後方への間接照明光を得られるとともに、照明装置直下（前方）に比較的集中した配光分布を得られ、しかも不快なグレアが少なく、かつ、照明光を照射する実質的な発光部位に比較的大きな面積を確保できる照明装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明においては、点光源素子の照射光を導光体を介して伝達し照射する照明装置において、
　前記導光体は上部導光体、中部導光体および下部導光体の１つの部位から構成され、
　前記上部導光体は中空円筒状に形成され、該上部導光体の上端面に配置され該上部導光体の壁面内部に向かって照明光を照射する前記点光源素子が配置され、
　前記上部導光体に連続する前記中部導光体は、前記点光源素子から照射され前記上部導光体の壁面内部をほぼ直進する照明光を遮るよう、かつ前記上部導光体の外周方向に広がるように屈曲した裾広がりな中空形状を有し、
　さらに前記中部導光体に連続する前記下部導光体は上部導光体と直交するようほぼ水平方向に伸びる中空なフランジ形状を有し、
　前記中部導光体の屈曲部位において、前記点光源素子から照射された前記照明光が該屈曲部位で生じる反射、拡散ないしは透過過程を介して前記導光体の内側および外側へと照射されるとともに、
　前記下部導光体の外周縁においては、前記点光源素子から照射され前記中部導光体から導光された前記照明光が該外周縁で生じる反射、拡散ないしは透過過程を介して前記導光体の下側および上側へと照射される構成を採用した。
　あるいはさらに、前記導光体の中空部位に向けて照明光を照射すべく、前記上部導光体の上端面に配置された前記点光源素子とは異なる点光源素子が配置される構成を採用した。
　あるいはさらに、前記下部導光体の中空部位を覆うよう拡散部材が配置され、該拡散部材により中空の前記導光体の内側領域において照明光を拡散して前記導光体の下部方向に照射する構成を採用した。
　あるいはさらに、前記下部導光体の外周縁が前記下部導光体全体の伸びる方向に対して斜交する傾斜面として構成され、かつ該傾斜面に粗面加工が施されている構成を採用した。
　あるいはさらに、前記下部導光体の上面に粗面加工が施されている構成を採用した。
　上記構成によれば、導光体に上部導光体、中部導光体、および下部導光体から成る特徴的な形状を付与し、特に点光源素子から導光体の壁面内部に照射された照明光が該屈曲部位で生じる反射、拡散ないしは透過過程を介して導光体の内側および外側へと照射されるため、比較的ふんだんに照明装置後方（照明装置上方）への間接照明光を得られるとともに、不快なグレアを低減させることができ、また、下部導光体の外周縁において、点光源素子から照射され中部導光体から導光された照明光が該外周縁で生じる反射、拡散ないしは透過過程を介して導光体の下側および上側へと照射されるため、照明光を照射する実質的な発光部位に比較的大きな面積を確保できる優れた照明装置を提供することができる。
　また、導光体の中空部位に向けて照明光を照射すべく、上部導光体の上端面に配置された点光源素子とは異なる点光源素子を配置し、あるいはさらに、下部導光体の中空部位を覆うよう拡散部材が配置され、該拡散部材により中空の導光体の内側領域において照明光を拡散して導光体の下部方向に照射する構成を採用することにより、照明装置直下（照明装置前方）に比較的集中した配光分布を得ることができる。
　また、下部導光体の外周縁を下部導光体全体に対して斜交し粗面加工が施された傾斜面で構成することにより、該外周縁部でのグレアを低減するとともに、導光体の下側へ直接照明光、上側へ間接照明光を照射することができる。
　あるいはさらに、前記下部導光体の上面に粗面加工を施すことにより、下部導光体の部位における照明装置の前方への発光量を増大させることができ、また粗面加工の粗さなどを調節することにより、発光部の配光特性に関する仕様を適宜決定することができる。
　以上のようにして、本発明によって旧来の照明装置では得られない独特かつ好ましい照明特性を有する照明装置、特に比較的ふんだんに照明装置後方への間接照明光を得られるとともに、照明装置直下（前方）にも比較的集中した配光分布を得られ、しかも不快なグレアが少なく、かつ、照明光を照射する実質的な発光部位に比較的大きな面積を確保できる優れた照明装置を提供することができる。
本発明を採用した照明装置の要部、特に中央部の断面構造を示した断面図である。 本発明を採用した照明装置を上方から示した斜視図である。 本発明を採用した照明装置を下方から示した底面図である。
　以下、図面に示す実施例に基づき本発明を実施するに好適な実施形態につき詳細に説明する。以下では天井埋め込みや釣り下げの形態で設置可能な照明器具を実施例として説明する。
　図１は本発明を採用した照明装置１００の中央部の断面図、図２は同照明装置の上方からの斜視図、図３は同照明装置の底面図である。
　本実施例の照明装置１００は、たとえば不図示の筐体や設置具（ワイヤやチェーンなど）を介して埋め込みないしは釣り下げなどの形式によって天井設置されることを想定して構成されている。
　図１および図２において、符号１３１および１３２は点光源素子としてのたとえばＬＥＤ素子であり、本実施例の照明装置１００はこれらＬＥＤ素子１３１、１３２の照明光を全体がほぼ中空のたとえばベル型ともいうべき形状を有する導光体１１０を用いて導光、反射、ないしは拡散し、図の下方（照明装置１００の前方。照明装置１００が設置される天井から室内のユーザの作業面を向く方向）に直接的な照明光として照射するとともに、図の上方（照明装置１００の後方。照明装置１００が設置される天井面ないしその内部に向く方向）へ間接照明のための照明光として照射できるよう構成されている。
　本実施例の照明装置１００は、光源としてのＬＥＤ素子（下記の１３１、１３２）の配置、および導光体（同１１０）の形状を工夫することによって、主に照明装置１００のほぼ前面における導光ないし拡散手段しか有していない従来装置（たとえば上述の特許文献１の装置）などよりもふんだんに図１、図２の上方（照明装置１００の後方）への間接照明のための照明光を照射でき、これにより図１、図２の下方（照明装置１００の前方）への照射光に関してはユーザに知覚されるグレアを低減できる。
　また、本実施例の照明装置１００はその直下（照明装置１００の前方、図の下方に相当）に比較的集中した配光分布を得られ、かつ、照明光を照射する実質的な発光部位に比較的大きな面積を確保でき良好な照明効率および照明特性を得られるよう構成されている。
　図１、図２において、本実施例の導光体１１０は符号１１１、１１３、１１４で示す３つの部位から構成されている。以下では、便宜上これら３つの部位をそれぞれ上部導光体１１１、中部導光体１１３、下部導光体１１４と称する。
　これら導光体１１０の各部位１１１、１１３、１１４は別体で構成し、接着や嵌合などの適当な方法で相互に固着することも考えられるが、導光体１１０は上部から下部へとＬＥＤ光源の照明光を効率よく導光できる必要があるため、導光体１１０の各部位１１１、１１３、１１４はアクリル樹脂などの導光材料から一体的に形成するのが好ましい。
　これらのうち上部導光体１１１は中空の円筒状であり、その上端面に円周状に複数（本実施例では８個）のＬＥＤ素子１３１が均等な間隔で配置される。本実施例では、上部導光体１１１の上端面の円周上にＬＥＤ素子１３１をそれぞれ収容可能な凹部１１５が設けられており、各凹部１１５には複数（８個）のＬＥＤ素子１３１がそれぞれ収容される。
　ＬＥＤ素子１３１（および後述のＬＥＤ素子１３２）は各ＬＥＤ素子に点灯電流を供給する回路基板１３０上に実装され、この回路基板１３０はたとえば上部導光体１１１の外周サイズとほぼ同等の直径を有する円盤状に構成され、上部導光体１１１の上端部に蓋をするよう装着される（固定方法は不図示のビスや位置決め部材を用いるなど任意である）。
　また、回路基板１３０の中央部で、上部導光体１１１の中空部位に相当する位置には複数（本実施例では４個）のＬＥＤ素子１３２が実装される。好ましくは、ＬＥＤ素子１３１および１３２の配置位置は、たとえばそれぞれの素子が相互にほぼ等間隔となるような位置に選ばれる。
　上記のＬＥＤ素子のうちＬＥＤ素子１３１の照明光は導光体１１０の壁面内部に入射され、一方、ＬＥＤ素子１３２の照明光は中空の導光体１１０の内側の空気層に向けて照射される。ＬＥＤ素子１３１、１３２の照明光の光学的な振舞いについては、後でより詳しく説明する。
　なお、図２では回路基板１３０の図示は省略されており、ＬＥＤ素子１３１、１３２の位置のみを示してある。
　導光体１１０は以下のような構造を有する。
　導光体１１０の最上部を構成する上部導光体１１１の下部には裾広がりな（フレア）形状を有する中部導光体１１３が続き、中部導光体１１３のさらに下部は水平方向に伸びるフランジ形状の下部導光体１１４が続く。
　これら導光体１１０の上部～中部～下部１１１、１１３、１１４から成る導光体１１０の全体は、アクリル樹脂などの導光材料から一体的に形成（その手法は注型、あるいは削り出しおよび研磨など任意である）され、本実施例の場合、上部～中部～下部１１１、１１３、１１４は図示のようにほぼ同じ厚みで構成されている。
　導光体１１０の上部導光体１１１は、上端から下端に渡って内径および外径がほぼ等しい円筒状に構成されており、その下端からたとえば上部１１１の厚みを保ったまま適当な曲率で裾広がりに形成された中部導光体１１３へと連続している。
　なお、導光体１１０の上部１１１および中部１１３の連続する部位には、段差部１１２を設けることにより、ＬＥＤ素子１３１、１３２から導光体１１０の外部に漏れる光を遮光し、さらにグレアを低減する拡散部材もしくは反射部材を設置することもできる。
　さらに、中部導光体１１３が屈曲してほぼ上部導光体１１１とは直交する水平方向を向くあたりで、中部導光体１１３は水平方向に伸びるフランジ形状の下部導光体１１４へと連続している。
　下部導光体１１４の外周縁の部位は、テーパ状の傾斜面１１６として構成されている。この傾斜面１１６は下部導光体１１４全体の伸びる方向に対して斜交するような形状を有し、本実施例では下部導光体１１４の端部上面を斜めにカットした形状である。
　下部導光体１１４の外周端面は、最も簡単な構造では図の垂直方向に断ち切った形状とすることが考えられるが、その場合、主に該端面で生じる全反射によって（たとえば細く鋭い円周状の）グレアを生じるおそれがあるため、本実施例では図示のような傾斜面１１６を設けるとともに、本実施例ではさらにこの傾斜面１１６に破線で示すような粗面加工１１６ｂ（いわゆる梨地加工やブラスト加工）を施してある。
　結果として、この粗面加工（１１６ｂ）された傾斜面１１６の部位では、照明光の拡散、反射、ないしは拡散のランダム性が高められ、傾斜面１１６の部位から装置後方へ間接照明光を照射させると同時に、装置前方（作業面方向）への照明光を照射させることができる。特に、室内からユーザが見上げた時には、傾斜面１１６の部位は、照明装置１００の最外周のリング状の照明部位（図３の１１６ａ）を構成することになる。
　なお、下部導光体１１４の上面にも傾斜面１１６の場合と同様に粗面加工１１４ｃを設けることもできるが、この点については後述する。
　一方、下部導光体１１４の開口部位の内周には円形の切り欠き部１１４ａが設けられ、この切り欠き部１１４ａの内周にほぼ一致するサイズの円盤形状の拡散部材１２０が下部導光体１１４の中空部位を覆うように装着されている。拡散部材１２０の固定方法は接着、ビス止めなど任意である。
　拡散部材１２０はたとえば乳白色アクリル樹脂などの材料から構成される。拡散部材１２０は均等な厚みの単純な円盤形状でもよいが、本実施例では中央上部がドーム上にわずかに盛り上がった凸レンズ状の断面形状に形成してある。
　拡散部材１２０は、ＬＥＤ素子１３２から導光体１１０内側の中空部位に照射された照明光を拡散して装置前方（作業面方向）へ照射（図１矢印Ｃ）するとともに、中部導光体１１３の凸状の内面１１３ａで全反射された照明光および中部導光体１１３の内面１１３ａから射出されるＬＥＤ素子１３１からの照明光を拡散して装置前方（作業面方向）へ照射（図１矢印Ｄ）する。
　以下では、特にＬＥＤ素子１３１から導光体１１０の壁面内部に照射された照明光の光学的な振舞いにつき、詳細に説明する。
　ＬＥＤ素子１３１から導光体１１０の壁面内部に照射された照明光は、上部導光体１１１の上端部から直進あるいは全反射を繰返して上部導光体１１１から中部導光体１１３の方向へと進む（図１矢印Ａ、Ｂ）。
　図１に示すように、中部導光体１１３の部位は、上部導光体１１１の壁面内部を矢印ＡのようにＬＥＤ素子１３１から（ほぼ）直進してくる照明光に対してはその進路を遮るよう、かつ上部導光体１１０の外周方向に広がるように屈曲している。
　したがって、中部導光体１１３の部位では、ＬＥＤ素子１３１の照明光はその内面１１３ａを介して導光体１１０内側を透過するとともに（矢印Ｄ）、屈折、全反射（たとえば矢印Ｈ）、ないしは拡散の過程を経て中部導光体１１３の外面から中部導光体１１３の外側、照明装置１００側方および後方へと照射される（矢印Ｇ）。
　また、中部導光体１１３の部位では、ＬＥＤ素子１３１の照明光の一部は全反射を繰返すなどして（矢印Ｈ）、さらに中部導光体１１３から下部導光体１１４へと導光体１１０の内部を進む（矢印Ｅ）。
　また、中部導光体１１３の屈曲部位では、拡散部材１２０の上面で反射されたり、導光体１１０の中空部で乱反射されたりした主にＬＥＤ素子１３２起源の照明光が中部導光体１１３の内部に導入され、その一部は中部導光体１１３の外面から照明装置１００側方および後方へと照射されるか、あるいは中部導光体１１３内部で全反射を繰返すなどして中部導光体１１３から下部導光体１１４方向に進むことになる。
　下部導光体１１４の内部を（ほぼ）水平方向に直進する照明光は最終的に下部導光体１１４の外周端部の粗面加工（１１６ｂ）された傾斜面１１６に達し、傾斜面１１６の部位で乱反射され、装置側方および後方へ間接照明光として照射される（矢印Ｆ）とともに、また傾斜面１１６の部位で（乱）反射された照明光は装置前方（作業面方向）へと照射される（矢印Ｉ）。
　以上のようにして、本実施例の照明装置１００は、導光体１１０を中空円筒状の上部導光体１１１～外側にフレア状に広がる中部導光体１１３～水平方向に伸びるフランジ状の下部導光体１１４から成る構造とし、上部導光体１１１端縁に配置したＬＥＤ素子１３１により導光体１１０の壁面内部に照明光を照射するとともに、ＬＥＤ素子１３２から導光体１１０の中空の内部に照明光を照射する、導光体１１０底部の中空部を拡散部材１２０で覆う、下部導光体１１４の端縁を粗面加工（１１６ｂ）された傾斜面１１６とする、といった特徴的な構造を有している。
　このため、中部導光体１１３の屈曲した部位、および下部導光体１１４端縁の粗面加工（１１６ｂ）された傾斜面１１６からふんだんに照明装置１００の後方への間接照明のための照明光を照射でき、これにより照明装置１００の前方への照射光に関してはユーザに知覚されるグレアを低減できる。
　また、ＬＥＤ素子１３２から照明装置１００の前方（作業面方向）に向かって導光体１１０の中空の内部に照射された照明光、あるいは中部導光体１１３の屈曲した部位から射出される照明光を導光体１１０底部の拡散部材１２０で拡散して照射することができるため、照明装置１００はその直下（照明装置１００の前方、図の下方に相当）に比較的集中した配光分布を得られる。
　さらに、下部導光体１１４端縁の粗面加工（１１６ｂ）された傾斜面１１６を主に照明装置１００の前方への照明光を照射するリング状の発光部として機能させることができ、照明光を照射する実質的な発光部位に比較的大きな面積を確保でき良好な照明効率および照明特性を得ることができる。
　ここで図３は照明装置１００を底面から示しており、この状態は照明装置１００を室内の天井に設置された照明装置１００をユーザから見た状態に相当するが、照明装置１００の底面中央部は図示のように照明装置１００の前方（室内）方向へ主に散乱光を照射する拡散部材１２０の円形の発光面（１２０ａ）で構成されている。
　そして、円形の拡散部材１２０（１２０ａ）の周囲は下部導光体１１４の水平部分１１４ｂで囲まれた形になっているが、この部分１１４ｂでは下部導光体１１４それ自体から作業面方向へ射出される照明光の光量はかなり小さく、図３に同心円状に示した３つの部位１２０ａ、１１４ｂ、１１６ａで明暗の差が生じる可能性があるが、たとえば図１に示すように下部導光体１１４の上面に傾斜面１１６のものと同様の粗面加工１１４ｃを施し拡散面とすることで、この部分での反射特性を作業面（室内）方向に光を伝達させることができる。特に下部導光体１１４の上面に粗面加工１１４ｃを施した場合は、下部導光体１１４の水平部分１１４ｂ（図３）はユーザーからはたとえば白色の発光部位として知覚される。
　さらに、下部導光体１１４の水平部分１１４ｂの周囲は下部導光体１１４端縁の傾斜面１１６となっており、この部分も上述の粗面加工（１１６ｂ）によって拡散および反射特性が高められているため、室内のユーザからはたとえば白色の発光部位として知覚される。
　なお、たとえば下部導光体１１４の上面に粗面加工１１４ｃを設けない場合などにおいて下部導光体１１４の水平部分１１４ｂを透過して照射される照明光の光量が低ければ、下部導光体１１４端縁の傾斜面１１６の部位（１１６ａ）は拡散部材１２０の外周を離間して同心円状に囲むリング形状の白色の発光部位として知覚されることになる。
　一方、下部導光体１１４の上面に粗面加工１１４ｃを設けた場合には、この部分での反射および拡散により下部導光体１１４の水平部分１１４ｂを介して照射される間接照明光の光量が大きくすることができ、この場合には図３に同心円状に示した各部位１２０ａ、１１４ｂ、１１６ａの明暗の差異をそれほど目立たなくすることができる。
　したがって、用途や需要に応じて下部導光体１１４の上面に粗面加工１１４ｃを設けるか設けないか、あるいは粗面加工１１４ｃの粗さを調整することなどによってこの部分における反射ないしは拡散特性に関する仕様を適宜、決定しておくことにより、図３に同心円状に示した各部位１２０ａ、１１４ｂ、１１６ａに際立った明暗の差異を与えることができ、独特な発光部の形状を有する照明装置を構成するこができるし、また、これらの部位を明暗の差異の少ない一様な発光量を有する１つ発光面として機能させることもできる。
　以上のように、本実施例の照明装置は光源としてのＬＥＤ素子１３１、１３２の配置、および導光体１１０に上記のような上部１１１、中部１１３、下部１１４から成る特徴的な形状を付与し、また、中空の導光体１１０の底面中央部を覆うように拡散部材１２０を設け、導光体１１０外周端縁に粗面加工（１１６ｂ）された傾斜面１１６を配置する、といった特徴的な構造を採用しており、旧来の照明装置では得られない独特かつ好ましい照明特性を有する照明装置、たとえば比較的ふんだんに照明装置後方への間接照明光を得られるとともに、照明装置直下（前方）に比較的集中した配光分布を得られ、しかも不快なグレアが少なく、かつ、照明光を照射する実質的な発光部位に比較的大きな面積を確保できる優れた照明装置を提供することができる。
　１１０　導光体
　１１１　上部導光体
　１１２　段差部
　１１３　中部導光体
　１１４　下部導光体
　１１６　傾斜面
　１２０　拡散部材
　１３０　回路基板
　１３１、１３２　ＬＥＤ素子

Claims (5)

  1. 　点光源素子の照射光を導光体を介して伝達し照射する照明装置において、
    　前記導光体は上部導光体、中部導光体および下部導光体の１つの部位から構成され、
    　前記上部導光体は中空円筒状に形成され、該上部導光体の上端面に配置され該上部導光体の壁面内部に向かって照明光を照射する前記点光源素子が配置され、
    　前記上部導光体に連続する前記中部導光体は、前記点光源素子から照射され前記上部導光体の壁面内部をほぼ直進する照明光を遮るよう、かつ前記上部導光体の外周方向に広がるように屈曲した裾広がりな中空形状を有し、
    　さらに前記中部導光体に連続する前記下部導光体は上部導光体と直交するようほぼ水平方向に伸びる中空なフランジ形状を有し、
    　前記中部導光体の屈曲部位において、前記点光源素子から照射された前記照明光が該屈曲部位で生じる反射、拡散ないしは透過過程を介して前記導光体の内側および外側へと照射されるとともに、
    　前記下部導光体の外周縁においては、前記点光源素子から照射され前記中部導光体から導光された前記照明光が該外周縁で生じる反射、拡散ないしは透過過程を介して前記導光体の下側および上側へと照射されることを特徴とする照明装置。
  2. 　請求項１に記載の照明装置において、前記導光体の中空部位に向けて照明光を照射すべく、前記上部導光体の上端面に配置された前記点光源素子とは異なる点光源素子が配置されることを特徴とする照明装置。
  3. 　請求項１または２に記載の照明装置において、前記下部導光体の中空部位を覆うよう拡散部材が配置され、該拡散部材により中空の前記導光体の内側領域において照明光を拡散して前記導光体の下部方向に照射することを特徴とする照明装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の照明装置において、前記下部導光体の外周縁が前記下部導光体全体の伸びる方向に対して斜交する傾斜面として構成され、かつ該傾斜面に粗面加工が施されていることを特徴とする照明装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の照明装置において、前記下部導光体の上面に粗面加工が施されていることを特徴とする照明装置。
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