JP2014056694A

JP2014056694A - 照明器具

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Publication number: JP2014056694A
Application number: JP2012200486A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sekii; 広行関井; Tetsuya Nishi; 哲也西; Kyohei Nakamura; 恭平中村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP5967574B2

Abstract

【課題】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を高め、器具正面位置において所望の机上面照度を得る。
【解決手段】照明器具１は、器具外周に沿って配置されＬＥＤ２１を有する線光源２と、線光源２から出射された光を器具中央方向に導光しつつ外部に導出する面状導光体３と、を備える。また、照明器具１は、面状導光体３の中央位置に、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、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。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。
【選択図】図２

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。

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。

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。

特開２０１１−２２２４２０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施形態に係る照明器具を光照射面側から見た図。（ａ）は図１のＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は（ａ）に示した領域Ａの拡大図、（ｃ）は（ａ）に示した領域Ｂの拡大図。上記実施形態の第１の変形例に係る照明器具の断面図及びその一部拡大図。上記実施形態の第２の変形例に係る照明器具の断面図。従来の照明器具を光照射面側から見た図。図５のＩ−Ｉ線断面図及びその一部拡大図。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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た照明器具であって、
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。
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を特徴とする請求項１に記載の照明器具。
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を特徴とする請求項２に記載の照明器具。
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、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。