JP2014056694A - Lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED及びこのLEDからの光を導光する面状導光体を備えた照明器具に関する。 The present invention relates to an illumination fixture including an LED and a planar light guide that guides light from the LED.
従来から、住宅等の天井に取り付けられる照明器具として、LEDを光源とする面光源の姿態で構成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。図5及び図6に示すように、このような照明器具10は、複数のLED210を有する複数の光源20と、これら光源20から出射された光を導光しつつ外部に導出する面状導光体30と、を備える。複数の光源20は、器具外周方向に光を出射するように器具中央位置に環状に配置され、面状導光体30は、これら光源20の周囲を囲むように配置されている。また、照明器具10は、その光出射面に光を拡散する拡散パネル60を備える。なお、図5では拡散パネル60の図示を省略している。
DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, what was comprised by the form of the surface light source which uses LED as a light source is known as a lighting fixture attached to ceilings, such as a house (for example, refer patent document 1). As shown in FIGS. 5 and 6, such a luminaire 10 includes a plurality of
各々の光源20から出射された光L(図6の拡大図において実線矢印で示す)は、面状導光体30の内部において全反射を繰り返しながら器具外周方向に向けて導光される。この際、光Lの一部は、面状導光体30に設けられた拡散構造350により種々の方向に拡散され、拡散パネル60の方向に拡散された拡散光S10(破線矢印で示す)や、拡散パネル60とは反対側の方向に拡散された拡散光S20(一点鎖線矢印で示す)となる。拡散光S10は、拡散パネル60により更に拡散されてから器具外部へ照射される。拡散光S20は、拡散構造350上に設けられた反射シート360により面状導光体30の方向に反射された後、拡散光S10と同様の経路をたどって器具外部へ照射される。
Light L emitted from each light source 20 (indicated by a solid arrow in the enlarged view of FIG. 6) is guided toward the outer periphery of the instrument while repeating total reflection inside the
しかしながら、上述したような照明器具10では、環状に配置された光源20が器具外周方向に光を出射するので、光源20よりも内側の器具中央位置における輝度が低くなり、器具正面位置において所望の机上面照度を得ることができない。
However, in the
本発明は、上記課題を解決するものであって、LEDを光源とする照明器具において器具中央位置における輝度が高く、器具正面位置において所望の机上面照度を得ることができる照明器具を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problem, and provides a lighting fixture that has high brightness at the center position of a fixture in a lighting fixture that uses LEDs as a light source, and can obtain a desired desk surface illuminance at the front position of the fixture. With the goal.
本発明の照明器具は、線状に配置された複数のLEDを有する線光源及びこの線光源から出射された光を導光しつつ外部に導出する面状導光体を備え、前記線光源は、前記面状導光体の外周に沿って配置され、該面状導光体に向けて光を出射し、前記面状導光体は、その外周に設けられ前記線光源からの光を導入するための導入面と、前記導入面から導入された光を器具中央方向に導光しつつ外部に導出するための導出面と、を有し、前記面状導光体の中央位置に、前記線光源から出射された光の導光方向と直交する方向に光軸が設定されたLEDを有する中央光源と、前記中央光源からの光を前記光軸方向に集光する集光レンズと、を更に備えることを特徴とする。 The luminaire of the present invention includes a linear light source having a plurality of LEDs arranged in a linear manner and a planar light guide that guides light emitted from the linear light source to the outside, and the linear light source includes: The light guide is disposed along the outer periphery of the planar light guide, emits light toward the planar light guide, and the planar light guide is provided on the outer periphery to introduce light from the line light source. And a lead-out surface for guiding the light introduced from the lead-in surface to the outside while guiding the light introduced from the lead-in surface toward the center of the instrument. A central light source having an LED whose optical axis is set in a direction orthogonal to the light guide direction of light emitted from the linear light source, and a condensing lens that condenses the light from the central light source in the optical axis direction. It is further provided with the feature.
前記集光レンズは、前記中央光源から出射された光が入射する入射面と、前記入射面に対向して設けられ該入射面から入射した光が出射する出射面と、前記入射面及び出射面を連結する側面と、を有し、前記入射面が、フレネル構造を有することが好ましい。 The condenser lens includes an incident surface on which light emitted from the central light source is incident, an output surface that is provided opposite to the incident surface and emits light incident from the incident surface, and the incident surface and the output surface. It is preferable that the incident surface has a Fresnel structure.
前記面状導光体は、その中央に前記線光源からの光を前記集光レンズの側面に導入するための連結面を有することが好ましい。 It is preferable that the planar light guide has a connecting surface for introducing light from the line light source to the side surface of the condenser lens at the center thereof.
本照明器具は、前記面状導光体の中央位置に、自身を天井に取り付けるための器具側取付構造を更に備え、前記集光レンズは、面状導光体に対して着脱可能とされていることが好ましい。 The lighting fixture further includes a fixture-side mounting structure for attaching the lighting fixture to a ceiling at a central position of the planar light guide, and the condenser lens is detachable from the planar light guide. Preferably it is.
本発明によれば、器具外周に沿って配置された線光源からの光が面状導光体を介して外部に照射されるだけでなく、器具中央位置に配置された中央光源からの光が集光レンズにより集光されて器具正面方向に照射される。そのため、器具中央位置の輝度を高めることができ、また、器具正面位置において所望の机上面照度を得ることができる。 According to the present invention, the light from the line light source disposed along the outer periphery of the instrument is not only irradiated to the outside via the planar light guide, but also the light from the central light source disposed at the instrument central position. The light is condensed by the condenser lens and irradiated in the front direction of the instrument. Therefore, the brightness | luminance of an instrument center position can be raised and desired desk surface illumination intensity can be obtained in an instrument front position.
本発明の実施形態に係る照明器具について、図1及び図2を参照して説明する。照明器具1は、住宅等の天井Cに取り付けられる面状のシーリングライトである。なお、図1では、後述する拡散パネルの図示を省略している。
The lighting fixture which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG.1 and FIG.2. The
照明器具1は、線状に配置された複数のLED21を有する複数の線光源2と、これら線光源2から出射された光を導光しつつ外部に導出する面状導光体3と、を備える。図例では、面状導光体3は、平面視で八角形状とされ、線光源2は、面状導光体3の各々の辺(外周)に沿って配置されている。各々の線光源2において、複数のLED21は、互いに等間隔を置いて配置され、それぞれ面状導光体3に向けて光を出射する。面状導光体3は、その各辺に設けられ線光源2からの光を導入するための導入面31と、導入面31から導入された光を器具中央方向に導光しつつ外部に導出するための導出面32と、を有する。また、面状導光体3は、その中央に線光源2からの光を後述する集光レンズに導入するための連結面33を有する。連結面33は、平面視で八角形状とされ、その頂点部33aは、丸みを帯びた形状とされている(図1の拡大図参照)。
The
また、照明器具1は、面状導光体3の中央位置に、線光源2から出射された光の導光方向と直交する方向に光軸Axが設定されたLED41を有する中央光源4と、この中央光源4からの光を光軸Ax方向に集光する集光レンズ5と、を備える。LED41は、線光源2のLED21とは独立に点灯制御される。集光レンズ5は、中央光源4側が小径となった逆円錐台形状とされ、中央光源4側の面に中央光源4を収容する凹部51を有する(図2(c)参照)。凹部51は、中央光源4に相対して設けられ中央光源4から出射された光が入射する第1の入射面52と、凹部51の側面を構成して中央光源4から出射された光が入射する第2の入射面53と、を有する。また、集光レンズ5は、第1の入射面52に対向して設けられ第1の入射面52及び第2の入射面53から入射した光が出射する出射面54と、第2の入射面53及び出射面54を連結する側面55と、有する。側面55は、第2の入射面53に入射した光を出射面54方向に全反射する。
In addition, the
集光レンズ5は、その側面55が面状導光体3の連結面33と隣接するように配置されている。これにより、線光源2から出射されて面状導光体3により導光されてきた光は、面状導光体3の連結面33から導出された後、側面55から集光レンズ5に導入される。
The
また、照明器具1は、面状導光体3の導出面32に相対して設けられ光を拡散する拡散パネル6と、拡散パネル6を保持すると共に上述した線光源2、面状導光体3、中央光源4及び集光レンズ5を収容する筐体7と、を備える。筐体7は、線光源2を保持する保持構造71を有し、樹脂や金属により構成される。また、筐体7の天井Cと相対する面の中央位置には、照明器具1を天井Cに取り付けるための器具側取付構造8が設けられている。
The
器具側取付構造8は、天井Cに設けられた天井側取付構造9に取り付けられる。天井側取付構造9は、商用電源に接続された端子受け部(不図示)を有し、この端子受け部に器具側取付構造8に設けられた電極端子(不図示)が係合することで、天井側取付構造9と器具側取付構造8とが機械的及び電気的に接続される。また、器具側取付構造8は、商用電源からLED21、41への電力供給を調整することで、これらLED21、41を互いに独立にオンオフ制御及び調光制御する制御回路(不図示)を有する。
The appliance
各々の線光源2のLED21は、それぞれ白色光を発する白色LEDにより構成されている。これらLED21は、配線基板22上に実装され、配線基板22は、配電線(不図示)を介して器具側取付構造8の制御回路に接続されている。中央光源4のLED41も、LED21と同様に白色LEDにより構成されている。LED41は、器具側取付構造8上に設けられた配線基板42上に実装されており、配線基板42は、器具側取付構造8の制御回路と接続されている。
The
導光板3は、透光性材料により構成され、図示しない保持構造によって筐体7に保持されている。導光体3を構成する材料は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はガラスであり、この中でもコスト及び導光効率の観点からアクリル樹脂が特に好ましい。導光板3は、その導出面32とは反対側の面34に形成され光を拡散する拡散構造35と、拡散構造35上に設けられ光を反射する反射シート36と、を有する。拡散構造35は、例えば、微細プリズム加工、シルク印刷、又はレーザードット加工により形成される。拡散構造35の密度は、線光源2に近い器具外周領域では低く、線光源2から離れた器具中央領域では高くなるように構成されている。反射シート36は、高い光反射率及び光拡散性を有する薄いシートにより構成されている。
The
拡散パネル6は、透光性材料、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂により構成される。拡散パネル6には、酸化チタンや炭酸カルシウム等をベースにした粒子から成る光拡散材が分散されている。拡散パネル6は、導光板3から導出された光及び集光レンズ5から出射した光を種々の方向に拡散することで照射光の輝度むらを低減する。
The
上記のように構成された照明器具1において、図2(b)に示すように、線光源2のLED21から出射された光L1(実線矢印で示す)は、面状導光体3の導入面31から面状導光体3に導入される。その後、光L1は、面状導光体3の内部で全反射を繰り返しながら器具中央方向へ導光される。このとき、面状導光体3の面34に達した光L1の一部は、拡散構造35により種々の方向に拡散され、拡散パネル6の方向に拡散される拡散光S1(破線で示す)や、反射シート36の方向に拡散される拡散光S2(一点鎖線矢印で示す)となる。拡散光S1は、面状導光体3の導出面32から導出された後、拡散パネル6によって更に拡散されてから照明器具1の外部へ照射される。拡散光S2は、反射シート36により反射されて再び面状導光体3に入射し、その後、拡散光S1と同様の経路をたどって照明器具1の外部へ照射される。
In the
図2(c)に示すように、光L1の一部(実線矢印で示す)は、面状導光体3の連結面33から導出されて、集光レンズ5の側面55から集光レンズ5に入射する。このような光L1及び中央光源4のLED41から出射されて集光レンズ5に入射した光L2(破線矢印で示す)は、集光レンズ5により光軸Ax方向に集光されて、照明器具1の中央位置から器具正面(器具直下)方向に照射される。
As shown in FIG. 2C, a part of the light L <b> 1 (indicated by a solid line arrow) is led out from the
本実施形態の照明器具1によれば、器具外周に沿って配置された線光源2からの光が面状導光体3を介して外部に照射されるだけでなく、器具中央位置に配置された中央光源4からの光が集光レンズ5により集光されて器具直下方向に照射される。そのため、器具中央位置の輝度を高めることができ、また、器具直下位置において所望の机上面照度を得ることができる。
According to the
また、線光源2及び中央光源4の両方を点灯すれば、照射空間全体を照らして明るさ感を確保でき、中央光源4のみを点灯すれば、集光レンズ5により集光されたスポットライトのような光を照射でき、シーンに応じて照射光パターンを使い分けることができる。
Further, if both the line
また、拡散構造35の密度が、器具外周領域では低く、器具中央領域では高くなっているので、LED21に近くて光量の高い器具外周領域では光L1が主に器具中央方向に導光され、光量が低くなりがちな器具中央領域では光L1が主に拡散される。これにより、器具外周領域に比べて、器具中央領域において照明器具1から照射される光の割合を増やすことができるので、器具中央領域における照射光輝度を向上して照射光の輝度均斉度を高めることができる。また、拡散構造35により拡散されて拡散パネル6とは反対側に向かう光を反射シート36により反射して再び拡散パネル6の方向に向かわせることができるので、照明光に寄与しない光が低減されて照明効率が向上する。
Further, since the density of the diffusing
また、平面視で面状導光体3の連結面33の頂点部33aが丸みを帯びた形状とされているので、面状導光体3から集光レンズ5に入射する光L1の急激な光線方向変化が抑制され、これにより、照明器具1から照射される光の輝度むらが低減される。
Further, since the
次に、上記実施形態の第1の変形例に係る照明器具について図3を参照して説明する。照明器具11は、上述の照明器具1とは集光レンズ5の構造が異なり、照明器具11の集光レンズ5は、中央光源4のLED41と相対する入射面56にフレネル構造を有する。また、照明器具11の集光レンズ5は、その側面55が面状導光体3の連結面33と融合した状態で、面状導光体3と一体成型されている。
Next, the lighting fixture which concerns on the 1st modification of the said embodiment is demonstrated with reference to FIG. The luminaire 11 is different from the
本変形例の照明器具11によれば、入射面56をフレネル構造としたので、集光レンズ5の光軸方向における厚みを薄くして、上述の照明器具1に比べて、器具を薄型化することができる。また、面状導光体3と集光レンズ5とが互いに一体成型されているので、照明器具1に比べて、部材点数を減らして組み立て効率を向上することができる。また、面状導光体3の連結面33と集光レンズ5の側面55とが互いに融合しているので、線光源2から出射され面状導光体3により導光されてきた光L1(図3の拡大図において実線矢印で示す)を、漏れなく確実に集光レンズ5に入射させることできる。これにより、照明器具1に比べて、照明効率を向上することができる。
According to the lighting fixture 11 of this modification, since the
次に、上記実施形態の第2の変形例に係る照明器具について図4を参照して説明する。照明器具12は、上述の照明器具11を基に、集光レンズ5を面状導光体3に対して着脱可能としたものである。本変形例の照明器具12によれば、集光レンズ5を取り外せば直接に器具側取付構造8にアクセスすることが可能となるので、器具側取付構造8を天井側取付構造9に取り付ける操作がやり易くなって操作性が向上する。
Next, the lighting fixture which concerns on the 2nd modification of the said embodiment is demonstrated with reference to FIG. The
なお、本発明に係る照明器具は、上記実施形態及びその変形例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、面状導光体は、必ずしも連結面を有する必要はなく、線光源から出射され面状導光体により導光されてきた光が集光レンズに入射しない構成とされてもよい。また、線光源及び中央光源のLEDは、白色LEDに限定されず、他色の光を出射するLEDにより構成されていてもよい。また、線光源を構成するLEDは1種類である必要はなく、例えば、昼白色の光を発するLEDと電球色の光を発するLEDとを交互に配置し、これら2種類のLEDを互いに独立に点灯制御可能な構成としてもよい。 In addition, the lighting fixture which concerns on this invention is not limited to the said embodiment and its modification, A various deformation | transformation is possible. For example, the planar light guide does not necessarily have a connection surface, and may be configured such that light emitted from a linear light source and guided by the planar light guide does not enter the condenser lens. Moreover, LED of a line light source and a center light source is not limited to white LED, You may be comprised by LED which radiate | emits the light of another color. Further, the LED constituting the line light source does not need to be one type. For example, LEDs that emit daylight white light and LEDs that emit light bulb color light are alternately arranged, and these two types of LEDs are independent of each other. It is good also as a structure in which lighting control is possible.
1、 11、12 照明器具
2 線光源
21 (線光源の)LED
3 面状導光体
31 (面状導光体の)導入面
32 (面状導光体の)導出面
33 (面状導光体の)連結面
4 中央光源
41 (中央光源の)LED
5 集光レンズ
52 (集光レンズの第1の)入射面
53 (集光レンズの第2の)入射面
54 (集光レンズの)出射面
55 (集光レンズの)側面
8 器具側取付構造
Ax 光軸
C 天井
1, 11, 12
3 planar light guide 31 (planar light guide) introduction surface 32 (planar light guide) lead-out surface 33 (planar light guide)
5 condensing lens 52 (first condensing lens) entrance surface 53 (condensing lens second) entrance surface 54 (condensing lens) exit surface 55 (condensing lens)
Claims (4)
前記線光源は、前記面状導光体の外周に沿って配置され、該面状導光体に向けて光を出射し、
前記面状導光体は、その外周に設けられ前記線光源からの光を導入するための導入面と、前記導入面から導入された光を器具中央方向に導光しつつ外部に導出するための導出面と、を有し、
前記面状導光体の中央位置に、前記線光源から出射された光の導光方向と直交する方向に光軸が設定されたLEDを有する中央光源と、前記中央光源からの光を前記光軸方向に集光する集光レンズと、を更に備えることを特徴とする照明器具。 A lighting device comprising a linear light source having a plurality of LEDs arranged in a linear manner and a planar light guide that guides light emitted from the linear light source to the outside,
The line light source is disposed along the outer periphery of the planar light guide, emits light toward the planar light guide,
The planar light guide is provided on the outer periphery thereof for introducing light from the line light source, and for guiding the light introduced from the introduction surface to the outside while guiding the light toward the center of the instrument. A derivation surface of
A central light source having an LED in which an optical axis is set in a direction orthogonal to a light guide direction of the light emitted from the linear light source at a central position of the planar light guide, and light from the central light source is the light An illumination fixture, further comprising a condensing lens that condenses in the axial direction.
前記入射面が、フレネル構造を有することを特徴とする請求項1に記載の照明器具。 The condenser lens includes an incident surface on which light emitted from the central light source is incident, an output surface that is provided opposite to the incident surface and emits light incident from the incident surface, and the incident surface and the output surface. And connecting side surfaces,
The lighting apparatus according to claim 1, wherein the incident surface has a Fresnel structure.
前記集光レンズは、前記面状導光体に対して着脱可能とされていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の照明器具。 In the center position of the planar light guide, further comprising a fixture side mounting structure for mounting itself to the ceiling,
The lighting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the condenser lens is detachable from the planar light guide.
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