JP2019067601A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】平行光を照射可能であり、かつ、小型化可能な照明器具を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、照明器具は、凹面である第１の反射面、及び、凸面に形成され、焦点が前記第１の反射面の焦点と同位置に配置された第２の反射面を具備した光学制御部材と；前記第１の反射面の頂点、及び前記第２の反射面の間に配置された光源と；を備える。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、照明器具に関する。

天井に埋め込んで設置される照明器具として、所謂ダウンライトが知られている。この種の照明器具は、ＬＥＤ等の半導体光素子及びこの半導体光素子が搭載された基板を有する光源、並びに、光源からの光を反射して室内に照射する筒状に形成された反射板を有している。光源は反射板の一端側に配置されている。反射板の他端は天井に形成された孔を通して室内に向いている。

特開２００９−６４７８１号公報

本発明が解決しようとする課題は、小型化可能な照明器具を提供することである。

実施形態によれば、照明器具は、凹面である第１の反射面、及び、凸面に形成され、焦点が前記第１の反射面の焦点と同位置に配置された第２の反射面を具備した光学制御部材と、前記第１の反射面の頂点、及び前記第２の反射面の間に配置された光源と、を備える。

本発明によれば、平行光を照射可能であり、かつ、小型化可能な照明器具を提供することが可能となる。

図１は、第１の実施形態に係る照明器具を示す断面図である。 図２は、第２の実施形態に係る照明器具を示す断面図である。

照明器具１０は、図１に示すように、凹面である内周面５５、及び、凸面に形成され、焦点が内周面５５の焦点と同位置に配置された外周面５４を備えた光学制御部材５０と；内周面５５の頂点Ｃ、及び外周面５４の間に配置された光源２０と；を備える。光学制御部材５０は、内周面５５が第１の反射面を構成する第１の反射部材５１と；外周面５４が第２の反射面を構成する２の反射部材５３と；を備える。

照明器具１０Ａは、図２に示すように、外周面６４、及び、凸面に形成され、焦点が外周面の焦点と同位置に配置された内面６８を備えたレンズ６０と；外周面６４の頂点Ｆ、及び内面６８の間に配置された光源２０と；を備える。レンズ６０は、外周面６４により第１の反射面を形成し、端面に内面６８が形成されたレンズである。

第１の実施形態に係る照明器具１０を、図１を用いて説明する。
図１は、照明器具１０を示す断面図である。図１は、照明器具１０に用いられる反射板４０の中心線Ｃ１に沿って照明器具１０を切断した状態を示している。

図１に示すように、照明器具１０は、一例として、天井１に設けられるダウンライトである。天井１は、照明器具１０が設置される壁部の一例である。天井面２は、一例として、白色である。天井１には、照明器具１０の下端部が配置される孔３が形成されている。なお、照明器具１０の設置場所は、天井１に限定されるものではない。照明器具１０は、例えば、部屋を構成する側壁に設けられてもよい。

照明器具１０は、光源２０、光源２０の熱を放熱する放熱部３０、反射板４０、並びに、光源２０からの光を平行光にする光学制御部材５０を有している。また、照明器具１０は、照明器具１０を天井１に取り付ける、図示しない取り付け具を有している。また、照明器具１０は、電力供給用の配線に接続される、図示しない端子を有している。電力供給用の配線は、天井１の裏に配されている。照明器具１０は、この端子を介して、後述する光源２０の基板に電力が供給される。

取り付け具は、例えば、反射板４０の外周面側に、複数設けられた、板部材を湾曲することにより形成された取り付けばねである。取り付け具は、その湾曲部が、反射板４０及び孔３の縁の間に配置される。取り付け具の湾曲部は、反射板４０及び孔３の縁に挟持されることにより、圧縮されて変位する。取り付け具は、弾性により元の形状に復帰しようとする。この弾性により、照明器具１０が、孔３に保持される。なお、取り付け具は、照明器具１０の天井１への取り付け手段の一例であり、これに限定されるものではない。

光源２０は、光学制御部材５０の後述する第１の反射部材５１内に配置されている。光源２０は、例えば、半導体発光素子２１、及び、半導体発光素子が搭載された基板２２を有している。なお、光源２０は、半導体発光素子２１を有して発光可能に構成されることに限定されない。光源２０は、発光可能であればよい。光源２０は、反射板４０と例えば同軸に配置されている。すなわち、反射板４０の中心線Ｃ１は、光源２０の中心を通る。光源２０の中心とは、光源２０が１つの発光素子を有する場合は、この発光素子の中心である。光源２０が複数の発光素子を有する場合は、これら複数の発光素子を１つの発光体としてみたときの中心である。

放熱部３０は、例えば複数の放熱フィン３１を有している。放熱部３０は、光源２０の制御基板に接触している。放熱部３０は、光源２０からの熱を大気に放出する。放熱部３０は、光源２０に接続されることから、その一部が、第１の反射部材５１内に配置されている。

反射板４０は、筒状に形成されている。ここで言う筒状とは、周壁が周方向に連続する形状である。反射板４０は、本実施形態では一例として、内周面４１が円錐面となる筒状に形成されている。円錐面は、内周面が、光源２０側からの上端４２から下端４３へ向けて、反射板４０の中心線に直交する断面が漸次大きくなる形状の一例である。

反射板４０の内周面４１は、室内からの光を反射可能な反射面を構成している。すなわち、内周面４１全体が、反射面となっている。室内からの光とは、光源２０からの光が室内で反射して戻ってきた光、及び、室内に照明器具１０以外の照明器具があればその照明器具からの照射光を含んでいる。光源２０からの光に対する室内での反射光とは、床、室内に設置された机等による反射光である。

反射板４０は、例えば、その中心線（軸線）Ｃ１に対して線対称な筒形状を有している。反射板４０は、本実施形態では一例として、反射板４０の中心線Ｃ１に直交する断面に沿って切断したときに、内周面４１が円を形成する形状となる筒状に形成されている。反射板４０は、本実施形態では、一例として、内周面４１が反射板４０の上端４２から下端４３に向けて、内径が漸次拡径する円錐面に形成されている。反射板４０は、一端の開口を上端とし、他方の開口を下端とした姿勢で、設置される。また、反射板４０は、本実施形態では、一定の厚みを有している。この為、反射板４０の外観も、円錐状に形成されている。

照明器具１０の遮光角度は、本実施形態では、一例として、０度以上であって５０度以下の範囲に設定されている。遮光角度θとは、室内から照明器具１０を見たときに、観察者により、光源２０及びレンズ６０が見ない角度の最大値である。遮光角度θは、観察者の視線Ｌ１と天井面２とのなす角度である。

本実施形態では、照明器具１０は、一例として、反射板４０の下端部が孔３内に配置されており、反射板４０の下端が天井面２と面一である。この為、本実施形態では、遮光角度θは、反射板４０の中心線Ｃ１に沿う面で切断した状態では、反射板４０の中心線Ｃ１、反射板４０の内周面４１の上端、及び、内周面４１の下端を通る視線Ｌ１、及び、天井面２のなす角度となる。

反射板４０の内周面４１は、室内からの光に対する天井面２の光の輝度を１としたときに、室内からの光に対する内周面４１の光の輝度が、１／１０より大きく、かつ、１０より小さい範囲となる面に形成されている。室内からの光に対する天井面２の光とは、室内からの光を受けて天井面２が反射した光である。同様に、室内からの光に対する内周面４１の光とは、室内からの光を受けて内周面４１が反射した光である。

なお、天井面２の色が白であり、内周面４１が黒色である場合、室内からの光に対する天井面２の光の輝度を１としたとき、室内からの光に対する内周面４１の光の輝度は、１／１０となる。天井面２の色が白であり、内周面４１が鏡面である場合、室内からの光に対する天井面２の光の輝度を１としたとき、室内からの光に対する内周面４１の光の輝度は、１０となる。

すなわち、本実施形態では、一例として、内周面４１の色を、天井面２の色に対して同色系とすることにより、内周面４１を室内からの光に対する天井面２の光の輝度を１としたときに、室内からの光に対する内周面４１の光の輝度が、１／１０より大きく、かつ、１０より小さい範囲となる面に形成している。

さらに、内周面４１の色を、天井面２と同じ色にしてもよい。この場合、室内からの光に対する天井面２の光の輝度を１としたときに、室内からの光に対する内周面４１の光の輝度は、１となる。なお、ここで言う同色系とは、同じ色、及び、この同じ色に近い色を含んでいる。

光学制御部材５０は、光源２０からの光を、平行光にして出射可能に形成されている。光学制御部材５０は、本実施形態では反射板４０の中心線Ｃ１と平行な平行光にして射出する。光学制御部材５０は、内周面５５が凹面に形成された椀状の第１の反射部材５１、第１の反射部材５１の下端の開口５１ａに設けられたカバー部材５２、及び、外周面５４が凸面に形成された第２の反射部材５３を有している。

第１の反射部材５１は、開口５１ａを下方に向けた姿勢で、照明器具１０の例えば図示しないホルダに支持されている。ホルダは、反射板４０、第１の反射部材５１など、照明器具１０を一体物として保持する為のホルダである。

第１の反射部材５１は、本実施形態では、厳密には椀形状ではなく、上端部が切断された形状を有している。この為、第１の反射部材５１の上端には、開口５１ｂが形成されている。

第１の反射部材５１の内周面５５は、反射面を構成している。内周面５５は、第１の反射部材５１が上述のように上端部が切断された形状を有することから、厳密には連続した凹面ではなく、上端部に開口を有している。内周面５５は、内周面５５の焦点Ａが反射板４０の中心線状に配置される凹面に形成されている。

焦点Ａは、本実形態では、開口５１ｂよりも下方に位置している。また、本実施形態では、内周面５５の頂点Ｃ、及び焦点Ａを通る線は、反射板４０の中心線Ｃ１と平行であって重なる。即ち、反射板４０の中心線Ｃ１は、焦点Ａ、及び頂点Ｃを通る。なお、本実施形態では、第１の反射部材５１の上端には開口５１ｂが形成されており、それゆえ、凹面に形成された内周面５５の頂点は、実在しない。ここで言う頂点Ｃは、内周面を上方に延長したときの仮想の頂点である。他の例では、内周面５５は、頂点Ｃが実在する面に形成されてもよい。

第１の反射部材５１の内周面５５は、内周面５５の頂点Ｃ、及び焦点Ａを通る線に直交する断面に沿って切断したときに、円を形成する。開口５１ｂの内径は、反射板４０の上端の内径よりも小さい。第１の反射部材５１は、反射板４０の上端と同位置、または、反射板４０より上方に配置されている。

カバー部材５２は、開口５１ａに設けられており、開口５１ａを閉塞している。カバー部材５２は、透明な材料で形成されている。カバー部材５２は、一定の厚みを有する円板である。

第２の反射部材５３は、その焦点Ｂが第１の反射部材５１の内周面５５の焦点Ａと一致する位置に配置されている。また、本実施形態では、焦点Ｂ、及び外周面５４の頂点Ｄが通る線は、第１の反射部材５１の焦点Ａ及び頂点Ｃを通る線に平行であって重なる。すなわち、第１の反射部材５１の焦点Ａ及び頂点Ｃを通る線は、焦点Ｂ、及び頂点Ｄを通る。第２の反射部材５３は、本実施形態では、カバー部材５２の上面に固定されている。第２の反射部材５３は、光源２０の半導体発光素子２１と対向している。

このように構成された光学制御部材５０では、光源２０は、内周面５５の頂点Ｃ、及び第２の反射部材５３の間に配置される。さらに、光源２０は、光源２０から照射した光の全てが、第２の反射部材５３の外周面５４に照射される。

このように構成された照明器具１０では、光源２０から照射された光の全ては、第２の反射部材５３の外周面５４で反射されて第１の反射部材５１の内周面５５に向かう。第２の反射部材５３の外周面５４で反射された光は、第１の反射部材５１の内周面５５で反射される。

外周面５４の焦点Ｂが内周面５５の焦点Ａと一致することから、第１の反射部材５１の内周面５５で反射された光は、平行光として出射される。本実施形態では、内周面５５の焦点Ａ及び頂点Ｃを通る線が、反射板４０の中心線と平行であり、かつ、重なることから、カバー部材５２を通して反射板４０側に出射された光は、反射板４０の中心線Ｃ１に平行な平行光となる。

このように構成された照明器具１０では、光源２０、及び放熱部３０の一部を第１の反射部材５１内に配置することにより、光源２０からの光を平行光にする光学制御部材５０及び光源２０の一体物を小型化することができる。この為、照明器具１０を、平行光を照射可能とし、かつ、小型化することができる。

さらに、光学制御部材５０により、光源２０からの光が反射板４０の内周面４１に直接照射されることが規制される。この為、天井面２及び内周面４１の輝度が大きく異なることを防止できる。この為、照明器具１０の点灯時に、天井面２に対して照明器具１０が目立つことを防止できる。

さらに、内周面４１は、室内からの光に対する天井面２の光（反射光）の輝度を１としたときに、室内からの光に対する内周面４１の光（反射光）の輝度が、１／１０より大きく、かつ、１０より小さい範囲の輝度となる面である。この為、天井面２に対して照明器具１０が目立つことを防止できる。この効果について、詳細に説明する。

上述のように、白色の輝度を１としたとき、黒色の輝度は１／１０であり、鏡面の輝度は１０となる。天井面は、一般に白色である（本実施形態では天井面２は白色である）。さらに、照明期限の反射板の内周面は、一般に、黒色、白色、または、鏡面である。天井面が白色であるときに、反射板の内周面が黒であると、天井面の輝度を１としたとき、反射板の内周面の輝度が１／１０となるので輝度の差が大きくなり、照明器具が目立つ。同様に、反射板の内周面が鏡面であると、天井面の輝度が１となり、反射板の内周面の輝度が１０となるので、輝度の差が大きくなり、照明器具が目立つ。

しかしながら、本実施形態では、室内からの光に対する天井面２の光の輝度を１としたときに、室内からの光に対する内周面４１の光の輝度は、１／１０より大きく、かつ、１０より小さい。この為、天井面２に対して照明器具１０が目立つことを防止できる。

また、本実施形態では、内周面４１の色を天井面２と同色となる白色とすることにより、照明器具１０が天井面２に対して目立つことを、より一層防止することができる。

なお、本実施形態では、反射板４０の内周面４１は、円錐面であるが、これ限定されない。反射板４０は、円筒に形成されてもよい。

次に、第２の実施形態に係る照明器具１０Ａを、図２を用いて説明する。なお、第２の実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
図２は、照明器具１０Ａを、後述する反射板４０の中心線Ｃ１に沿う断面で切断した断面図である。

照明器具１０Ａは、光源２０、放熱部３０、反射板４０、及びレンズ６０を有している。レンズ６０は、光源２０からの光を平行光にする光学制御部材の一例である。レンズ６０は、外周面６４が凸面に形成されたレンズである。

レンズ６０は、その上部に凹部６３を有している。凹部６３は、下方に向かって凹んでいる。凹部６３の上面６３ａは、凹面に形成されている凹部６３の頂点６３ｂは、反射板４０の中心線Ｃ１上に配置されている。上面６３ａは、光源２０からの光を、後述する凹部６７の内面６８に照射可能に集光する面を構成している。

レンズ６０の外周面６４は、反射面を構成している。レンズ６０の外周面６４は、外観が凸面に形成されている為、レンズ６０の内側から見ると、凹面に形成された反射面となる。

外周面６４の焦点Ｅは、反射板４０の中心線上に配置されている。レンズ６０の光軸は、反射板４０の中心線Ｃ１と同軸に配置されている。すなわち、外周面６４の頂点Ｆ、及び焦点Ｅを結ぶ線は、反射板４０の中心線Ｃ１と重なる。なお、本実施形態では、レンズ６０の上部に凹部６３が形成されることから、外周面６４の頂点Ｆは、実際には存在しない。ここで言う頂点Ｆは、外周面６４を上方に延長したときに形成される仮想の頂点である。なお、レンズ６０は、頂点Ｆが実在するレンズに形成されてもよい。

本実施形態では、外周面６４には、反射効率を向上する為に、例えば膜６５が形成されている。膜６５は、例えば銀色である。膜６５は、例えば蒸着により形成されている。

レンズ６０の下端面６６は、頂点Ｆ及び焦点Ｅを結ぶ線に直交する平面に形成されている。また、下端面６６の中心には、凹部６７が形成されている。下端面６６において、凹部６７の内面６８は、上方に向かって突出する凸面なる。

内面６８は、反射面である。内面６８には、反射効率を向上する為に、膜６５が形成されている。膜６５は、例えば、蒸着により形成されている。内面６８の焦点Ｇは、レンズ６０の外周面６４の焦点Ｅと同じ位置に配置されている。内面６８の頂点Ｈ及び焦点Ｆを結ぶ線は、レンズ６０の焦点Ｅ及び頂点Ｆを結ぶ線と平行であって重なる。

このように構成された照明器具１０Ａでは、光源２０から照射された光の全ては、内面６８に照射される。内面６８に照射された光は、レンズ６０内を通り、外周面６４に向かう。外周面６４に照射された光は、外周面６４で反射されて反射板４０の中心線に平行な平行光となり、下端面６６から出射される。

本実施形態では、光源２０は、レンズ６０の外周面６４の頂点Ｆ、及び内面６８の間に配置される。この為、照明器具１０Ａは、光源２０からの光を平行光にするレンズ６０及び光源２０の一体物を小型化することができる。この為、照明器具１０Ａを、平行光を照射可能とし、かつ、小型化することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…照明器具、１０Ａ…照明器具、２０…光源、３０…放熱部、４０…反射板、５０…光学制御部材、５１…第１の反射部材、５３…第２の反射部材、５４…外周面（第２の反射面）、５５…内周面（第１の反射面）、６０…レンズ（光学制御部材）、６２…反射部材、６４…外周面（第１の反射面）、６８…内面（第２の反射面）、Ａ…焦点、Ｂ…焦点、Ｃ…頂点、Ｄ…頂点、Ｅ…焦点、Ｆ…頂点、Ｇ…焦点、Ｈ…頂点。

Claims (3)

1. 凹面である第１の反射面、及び、凸面に形成され、焦点が前記第１の反射面の焦点と同位置に配置された第２の反射面を具備した光学制御部材と；
   前記第１の反射面の頂点、及び前記第２の反射面の間に配置された光源と；
   を具備した照明器具。
2. 前記光学制御部材は、
   内周面が前記第１の反射面を構成する第１の反射部材と：
   外周面が前記第２の反射面を構成する第２の反射部材と；
   を具備する請求項１に記載の照明器具。
3. 前記光学制御部材は、外周面により前記第１の反射面を形成し、かつ端面に前記第２の反射面が形成されたレンズである
   請求項１に記載の照明器具。