JP3192795U - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指向性の高い光の照明対象領域への照射を防ぐ照明装置を提供する。
【解決手段】天井面等の設置面に設けられる発光ダイオード素子２２を光源とした照明装置であって、上記発光ダイオード素子は、その主指向方向の光が上記設置面に沿うように配置されるとともに、該発光ダイオード素子の光をガイドする導光パネル２４が設けられ、上記導光パネルは、上記設置面側に反射体２６が形成され、上記設置面と反対の照明対象領域側に光拡散体２７が形成されていることを特徴とする照明装置。
【選択図】図２

Description

本考案は、半導体発光素子である発光ダイオード素子（ＬＥＤ）を発光源として用いた照明装置に関する。

半導体発光素子である発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）は、各種の照明装置や表示装置の光源として使用されている。特許文献１には、このＬＥＤを用いた照明装置の一形態が開示されている。

特許文献１に係る従来のＬＥＤ素子を用いた照明装置の概略構成が示されている。図示のように、特許文献１に係る照明装置では、天井面に略ドーナッツ型のシャーシ（５）が設けられ、このシャーシ（５）に取り付けられた放熱板（４）を介してＬＥＤ（３）が配置されている。このタイプの照明装置では、ＬＥＤ（３）の主指向方向、すなわち、部屋内に向かう方向上に拡散板としての機能を果たすシェード（１２）が設けられている。このようなＬＥＤ照明装置の場合、主指向方向へ向かう光量が他の方向に比べて多い（すなわち主指向性が高い）ため、シェード（１２）を介して光を拡散させることで、室内全域の照明を実現するようにしている。

特開２００１−２４７２５１号公報

しかしながら、ＬＥＤの指向性はかなり高いため、上記従来の照明装置においてシェード（１２）を設けても、ＬＥＤの光の全方位への拡散が十分ではなく、ＬＥＤの光が特定方向（すなわち主指向方向）において強くなるという問題があった。また、このような主指向方向の強い光は、室内にいる者の目にもやさしくなく、この光の強い部分を受けると、室内にいる者の目に大きな負担を与える。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、指向性の高い光の照明対象領域への照射を防ぐ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に、請求項１に記載の考案は、天井面等の設置面に設けられる発光ダイオード素子を光源とした照明装置であって、上記発光ダイオード素子は、その主指向方向の光が上記設置面に沿うように配置されるとともに、該発光ダイオード素子の光をガイドする導光パネルが設けられ、上記導光パネルは、上記設置面側に反射体が形成され、上記設置面と反対の照明対象領域側に光拡散体が形成されていることを特徴とする。

なお、ここで、「天井面等」とは、天井面のみならず、壁面や床面等の照明装置を設置することが想定される任意の面を含む概念である。

また、「主指向方向」とは、発光ダイオード素子を光源とする光が最も強い強度を持って進行する方向を意味する。従って、発光ダイオード素子を光源とする光は、「主指向方向」以外の方向にも進行する成分を有する。

さらに、請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の照明装置において、上記発光ダイオード素子が、上記主指向方向に対して所定角度を為す発光面を有する面発光素子として構成されるとともに、所定間隔毎に複数個並列に配置されたことを特徴とする。ここで、「上記主指向方向に対して所定角度を為す発光面を有する面発光素子」とは、例えば略かまぼこ型形状、略部分球形状、略三角錐形状、及び略三角柱形状等の、主指向方向以外の上記設置面や上記照明対象領域側に向かう方向に向いた発光面を有する素子を意味する。

また、請求項３に記載の考案は、請求項１又は２に記載の照明装置において、上記導光パネルが、略矩形状フラットパネルとして形成され、上記発光ダイオード素子は、その主指向方向が上記矩形状フラットパネルの短尺辺部と略平行となるように、上記矩形状フラットパネルの長尺辺部分に並列配置されたことを特徴とする。

さらに、請求項４に記載の考案は、請求項１又は２に記載の照明装置において、上記導光パネルが、略矩形状フラットパネルとして形成され、上記発光ダイオード素子は、その主指向方向が上記矩形状フラットパネルの長尺辺部と略平行となるように、上記矩形状フラットパネルの短尺辺部分に並列配置されたことを特徴とする。

また、請求項５に記載の考案は、請求項３又は４に記載の照明装置において、インバータ及び安定器を含む電源ユニットが、上記矩形状フラットパネルにおける上記設置面側に設けられたことを特徴とする。

本考案に係る照明装置によれば、発光ダイオード素子が、その主指向方向が天井面等の設置面に沿うように配置されており、最も強度の高い主指向方向の光は、照明対象領域である室内等に向けられておらず、従って、このような強度の高い光が照射されることによる室内にいる者への負担を大きく軽減することができる。そして、発光ダイオード素子の光を導光する導光パネルが具備され、この導光パネルには、上記設置面側に反射体が形成されており、上記設置面と反対の照明対象領域側に光拡散体が形成されているので、発光ダイオード素子を光源とする光であって、その主指向方向以外の比較的強度の低い光を照明対象領域に照射することができ、所望の照明効果を得ることができる。

本実施の形態にかかる照明装置の構成を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、及び（ｄ）は右側面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図、及びその要部断面図である。 ＬＥＤの配置態様を説明する図である。 本実施の形態にかかる照明装置の照射態様について説明する図である。

以下、本考案に係る照明装置の構成の一例について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる照明装置の構成を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、及び（ｄ）は右側面図であり、図２には、図１におけるＡ−Ａ線断面図、及びその要部断面図が示されている。

図示のように、照明装置１０は、ガラスやアクリル樹脂等で形成された略矩形のフラットパネル１２の周囲に、断面コ字状のアルミ製等の支持フレーム１４を設けられた構成を有している。なお、図においては、フラットパネル１２の長手方向をＸ方向及びこれに直交するフラットパネル１２の短尺方向をＹ方向として示している。

具体的には、フラットパネル１２は、設置面側パネル１２ａ及び照明対象領域側パネル１２ｂを構成する２枚のパネルの間に照明装置のための構成を挟むサンドウィッチ構造を有している。そして、この２枚のパネル１２ａ、１２ｂが、上述の支持フレーム１４のコ字状部分の凹部に嵌め込まれることで支持フレーム１４による支持構造が得られている。

支持フレーム１４は、一方側（図１（ａ）における上側）の長尺部分を形成する支持フレーム長尺部１４ａと、一方側（図１（ａ）における左側）の短尺部分を形成する支持フレーム短尺部１４ｂと、他方側（図１（ａ）における下側）の長尺部分を形成する支持フレーム長尺部１４ｃと、一方側（図１（ａ）における右側）の短尺部分を形成する支持フレーム短尺部１４ｄと、をそれぞれ、四隅の角連結部１７において連結することで構成されている。

ここで、設置面側パネル１２ａにおける長手方向の中央部分には、支持フレーム長尺部１４ａと支持フレーム長尺部１４ｃを跨るように安定器１６が配置されている。この安定器１６は、図示しない電源部から供給される交流電源を所定の電圧の直流電源に変換する等の後述するＬＥＤ素子への電力供給を制御する機器である。なお、この機器の構成自体は既に知られているものであるので、その説明を省略する。本実施の形態においては、この安定器１６が設けられている設置面側パネル１２ａが、天井面等の設置面Ｃに設置される側の面である。

この安定器１６の支持フレーム長尺部１４ｃ側の一方端部には、該安定器１６からＬＥＤへ電源供給を行うための電線１８が設けられており、電線１８は支持フレーム１４の長尺部分１４ｃに伸びている。

図３には、ＬＥＤ素子の配置態様が概略的に示されている。当図に示されているように、支持フレーム長尺部１４ｃのコ字状部分の内部には、該支持フレーム長尺部１４ｃの伸長方向に沿って長尺の基板２０が設置されており、基板２０の伸長方向に沿って略かまぼこ型形状のＬＥＤ素子２２が複数個所定間隔をおいて設けられている。従って、このＬＥＤ素子２２は、フラットパネル１２の設置面側パネル１２ａと照明対象領域側パネル１２ｂとの間に挟み込まれた状態となっている。なお、図１及び２においては、図面の簡略化のため、ＬＥＤ素子２２はかまぼこ型ではなく、矩形状に示している。

さらに、図２に示されているように、これらパネル間においては、ＬＥＤ素子２２の光をガイドする導光板２４が設けられている。導光板２４には、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透光性の樹脂が用いられる。ここで、本実施の形態では、導光板２４の一端にＬＥＤ素子２２が当接した構造となっている。

また、この導光板２４における天井面側には、例えばガラス等の反射素材で形成される反射フィルム２６が設けられている。さらに、導光板２４における照明対象領域側の面には、拡散板２７が設けられている。拡散板は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の基材フィルム上に微粒子を含んだバインダー層をコーティングすることにより形成される。

なお、コ字状支持フレーム１４の間の部分においては、基板２０及びＬＥＤ素子２２を包むように、放熱性材料で形成された充填材を詰め、ＬＥＤ素子２２の発熱による温度上昇を抑えるようにしても良い。

以上説明した構成を有する本発明に係るＬＥＤ照明装置１０における照明の原理について説明する。

図４は、本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置における光の進行メカニズムの概要を説明する図である。当図においては、図面の簡略化及び説明の明確化のために、基板２０、ＬＥＤ素子２２、導光板２４、反射フィルム２６、及び拡散板２７のみを示している。
図示のように、本実施の形態において、ＬＥＤ素子２２から発せられた光の内、主指向方向の光Ｌ１は、導光板２４の長手方向を一端側２４ａから進行し、他端２４ｂに照射されることとなる。すなわち、最も強度の高い主指向方向の光Ｌ１は、照明対象領域Ｒへ照射されない。

ＬＥＤ素子２２から発せられた光には、主指向方向成分Ｌ１以外にも、反射板２６の方向へ進行する成分Ｌ２と拡散板２７の方向に進行する成分Ｌ３が存在する。なお、図において、成分Ｌ２由来の光を２点鎖線で示しており、成分Ｌ３由来の光を破線で示している。そして、図から容易に理解されるように、成分Ｌ３は、拡散板２７に進行し、境界Ｂ１において一部は反射板２６の方向へ反射されて残りは拡散板２７にて拡散され（図では２方向に拡散）室内Ｒに照射されることとなる。その後、反射板２６の方向へ反射された光は、当該反射板２６の部分で反射されて再び、拡散板２７側へ進行して同様の過程を繰り返すこととなる。

一方で成分Ｌ２は、反射板２６の方向へ進行し、該反射板２６においてほぼ全てが反射されて拡散板２７方向に進行する。そして、成分Ｌ２が境界Ｂ１に到達すると、成分Ｌ３と同様に一部が反射され、残りが拡散板２７において拡散される。その後も、成分Ｌ３と同様の過程を繰り返すこととなる。

以上の過程を経て、相対的に強度の低い成分Ｌ２及び成分Ｌ３の光により、拡散板２７を介して照明対象である照明対象領域Ｒを照明することができ、所望の照明効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、上記主指向方向（Ｌ１の方向）に対して所定角度を為す発光面（すなわち、Ｌ２やＬ３の方向に向く発光面）を有するかまぼこ型ＬＥＤ２２が採用されているので、上記主指向方向以外の方向の光成分であって、実際に照明対象領域Ｒに照射される光の成分Ｌ２及びＬ３を、従来のチップ型ＬＥＤと比較して強くすることができる。

以上のように、本実施の形態に係る照明装置１０によれば、ＬＥＤ素子２２は、その主指向方向が天井面Ｃ等の設置面に沿うように配置されているので、最も強度の高い主指向方向の光Ｌ１は、室内等の照明対象領域Ｒに照射されない。従って、このような強度の高い主指向方向の光Ｌ１が照射されることによる室内にいる者への負担を大きく軽減することができる。

また、本実施の形態では、ＬＥＤ素子２２の光を導光する導光板２４が具備され、この導光板２４には、上記設置面Ｃ側に反射フィルム２６が設けられており、上記設置面Ｃと反対の照明対象領域Ｒ側に拡散板２７が形成されているので、ＬＥＤ素子２２を光源とする光であって、その主指向方向以外の比較的強度の低い方向Ｌ２及びＬ３光を照明対象領域Ｒに照射することができるので、室内等の照明対象領域Ｒにいる者に大きな負担を与えることなく所望の照明効果を得ることができる。

特に、本実施の形態では、ＬＥＤ素子２２は、その主指向方向が天井面Ｃに沿うように、フレーム長尺部分１４ｃに沿ってのみ設けられているので、この部分以外のパネル１２の中央部分などにＬＥＤ素子２２が設けられていないので、パネル１２部分をより薄型に構成することができる。

また、本実施の形態においては、ＬＥＤ素子２２が、かまぼこ型形状のＬＥＤ素子２２であり、上記主指向方向Ｌ１と直交するフレーム長尺部分１４ｃの延在方向において所定間隔毎に複数個配置されている。これにより、照明装置の照明対象領域側パネル１２ｂの面領域全体に対して一様に、方向Ｌ２及びＬ３の光を照射することができるので、照明対象領域Ｒにおいて十分な照明効果を得ることができる。特に、本考案者の鋭意研鑽により、このようなかまぼこ型形状のＬＥＤ素子２２はその発熱量が少ないことも発見されている。

さらに、本実施の形態に係る照明装置１０においては、略矩形状フラットパネルが採用されており、ＬＥＤ素子２２は、その主指向方向Ｌ１が上記フラットパネル１２の短尺辺部１４ｂ、１４ｄと略平行となるように、フラットパネル１２の長尺辺部分１４ａ、１４ｃの部分に配置されている。これにより、光Ｌ２及びＬ３を届かせる領域の長さが、支持フレーム短尺部１４ｂ、１４ｄの長さ程度となるので、上記境界面Ｂ１や反射フィルム２６における光の透過や反射回数を極力少なくすることができる。これにより、照明対象領域Ｒへの照射するべき光の強度の極端な低下やムラを防止することができる。

また、本実施の形態では、インバータ及び安定器を含む電源ユニット１６が、上記矩形状フラットパネル１２の長尺辺部１４ａ、１４ｃの略中央位置に設けられている。これにより、各ＬＥＤ素子２２の基板２０に確実に直流電源を供給できるだけでなく、パネル全体の外観において高い意匠性が確保され、さらには、天井面等の設置面Ｃに凹部を設けて、照明装置１０を設置面Ｃに取付けた状態で電源ユニット１６をその凹部に収容するなどすることによって、外部に電源ユニット１６が露出することにより美感を損ねるという事態を防止することができる。

なお、本考案は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態においては、略矩形状フラットパネルが採用されており、ＬＥＤ素子２２は、その主指向方向が上記フラットパネル１２の短尺辺部１４ｂ、１４ｄと略平行となるように、フラットパネル１２の長尺辺部分１４ａ、１４ｃの部分に配置されているが、これとは逆に、ＬＥＤ素子２２を、その主指向方向Ｌ１が上記フラットパネル１２の長尺辺部分１４ａ、１４ｃと略平行となるように、フラットパネル１２の短尺辺部１４ｂ、１４ｄの部分に配置するようにしても良い。また、照明装置のパネルの形状は、矩形状に限られるものではなく、設置面の態様や照明対象領域の状況等の種々の要素に応じて他の任意の形状を採用するようにしても良い。さらに、ＬＥＤ素子２２の形状も、上記かまぼこ型に限定されるものではなく、略部分球形状、略三角錐形状、及び略三角柱形状等の、主指向方向以外の上記設置面や上記照明対象領域側に向かう方向に向いた発光面を有する素子や、場合によりチップ型ＬＥＤを用いても良い。

１０ 照明装置
２２ ＬＥＤ（発光ダイオード素子）
２４ 導光パネル
２６ 反射フィルム
２７ 拡散板

Claims (5)

1. 天井面等の設置面に設けられる発光ダイオード素子を光源とした照明装置であって、
   上記発光ダイオード素子は、その主指向方向の光が上記設置面に沿うように配置されるとともに、該発光ダイオード素子の光をガイドする導光パネルが設けられ、
   上記導光パネルは、上記設置面側に反射体が形成され、上記設置面と反対の照明対象領域側に光拡散体が形成されていることを特徴とする照明装置。
2. 上記発光ダイオード素子が、上記主指向方向に対して所定角度を為す発光面を有する面発光素子として構成されるとともに、所定間隔毎に複数個並列に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 上記導光パネルが、略矩形状フラットパネルとして形成され、
   上記発光ダイオード素子は、その主指向方向が上記矩形状フラットパネルの短尺辺部と略平行となるように、上記矩形状フラットパネルの長尺辺部分に並列配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 上記導光パネルが、略矩形状フラットパネルとして形成され、
   上記発光ダイオード素子は、その主指向方向が上記矩形状フラットパネルの長尺辺部と略平行となるように、上記矩形状フラットパネルの短尺辺部分に並列配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
5. インバータ及び安定器を含む電源ユニットが、上記矩形状フラットパネルにおける上記設置面側に設けられたことを特徴とする請求項３又は４に記載の照明装置。

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