JP5565952B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、光源とするＬＥＤチップの前方に配置されて配光を制御する照明器具に関する。

従来より、基板に複数のＬＥＤチップが実装されたＬＥＤユニットを備え、ＬＥＤチップの前方にサブレンズおよびメインレンズが配置されたレンズおよびレンズを用いた照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−９９４９２号公報（図８、段落００２７）

前述した特許文献１に記載されたレンズおよびレンズを用いた照明器具は、ＬＥＤチップからの光が、サブレンズにより道路長手方向に沿って拡がる扇形の集光光束に変換されて出射され、メインレンズによりサブレンズで集光された集光光束が照明領域に向けて出射される。これにより、ＬＥＤチップからの光の所定の方向への配光を制御できる。

ところで、図５に示すように、基板１０１に実装された光源であるＬＥＤチップ１０２の前方にレンズ１０３を備えた照明器具１００が提案されている。
このような従来の照明器具１００は、拡げた配光に制御する場合、ドーム形のレンズ１０３に、しぼ加工を施したり、拡散材を混ぜて成形したりして適用している。
しかし、このような従来の照明器具１００は、拡散した配光を制御する場合に、光の効率が低下する。

また、図６に示すように、このような従来の照明器具１００は、棚３００に有する天板３０１の下面に設置された場合に、棚３００の底板３０２および棚３００の奥の壁３０３への配光を得るに際し、照明器具１００を棚３００の奥方向へ向けて傾けなければ、ＬＥＤチップ１０２からの光を棚３００の奥方向へ向けることができず、所定の方向へ配光の制御が難しい。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光源からの光の所定の方向へ配光を制御できる照明器具を提供することにある。

本発明に係る照明器具は、被設置面に設置される器具本体と、光源としての発光素子のチップが実装されると共に、前記被設置面に対して傾斜した状態で前記器具本体に固定される基板と、前記光源の前方において、前記基板の傾斜に対応するように傾斜して配置されるレンズ本体と、前記レンズ本体の周囲に位置すると共に、前記レンズ本体の曲面の表面に連接する平坦面の表面を有する天板部と、を備え、前記天板部の平坦面の表面が、前記光源が発する光のうちの臨界角で入射する光を全反射して前記被設置面側に向かわせる光カット部として機能するレンズと、を備え、前記レンズ本体は、第１内径部および第１外径部からなる第１レンズ部と、第２内径部および第２外径部からなる第２レンズ部と、第３内径部および第３外径部からなる第３レンズ部と、を有し、前記第１レンズ部は、前記傾斜しているレンズ本体部における前記被設置面に近い側に位置する部分であり、かつ、前記第１内径部の曲率は、前記第１外径部の曲率よりも大きく設定されており、前記第２レンズ部は、前記傾斜しているレンズ本体部における前記被設置面から遠い側に位置する部分であり、かつ、前記第２内径部の曲率は、前記第２外径部の曲率よりも大きく設定されており、前記第３レンズ部は、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部との間に位置する部分であり、前記第１内径部、前記第２内径部および前記第３内径部の各表面は連続し、これによって凹状の曲面が形成されており、前記第１外径部、前記第２外径部および前記第３外径部の各表面は連続し、これによって凹状の曲面が形成されている。

本発明に係るレンズおよびレンズを用いた照明器具によれば、光源からの光の所定の方向へ配光を制御できるという効果を奏する。

本発明に係る第１実施形態のレンズおよびレンズを用いた照明器具における照明器具の垂直断面図 図１の照明器具におけるＬＥＤチップの光学的な特性図 図１の照明器具の要部拡大図 本発明に係る第２実施形態のレンズおよびレンズを用いた照明器具における照明器具の垂直断面図 従来の照明器具の垂直断面図 従来の照明器具の棚の下に設置した場合の配光の説明図

以下、本発明に係る複数の実施形態のレンズおよびレンズを用いた照明器具について図面を参照して説明する。
(第１実施形態)
図１に本発明に係る第１実施形態の照明器具１０の垂直断面図を示す。
図１に示すように、照明器具１０は、基板１１に実装された光源であるＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２の前方に配置されたレンズ１３とを備える。

レンズ１３は、透光性を有するアクリル樹脂等を用いて成形されている。レンズ１３は、ＬＥＤチップ１２の光軸の前方に配置されたレンズ本体１４と、レンズ本体１４の側部に配置された天板１５と、天板１５の外縁部に接続された側板１６とを有する。
レンズ本体１４は、第１内径部１７と第１外径部１８とを有し、第１内径部１７の曲率が第１外径部１８の曲率よりも大きく設定されている。天板１５は、レンズ本体１４の周囲に配置されており、レンズ本体１４の外径よりも径の大きい光カット部１９を有する。光カット部１９はＬＥＤチップ１２の発光面に対して水平に近い角度を有する。そのため、光カット部１９は、光出力の低下を抑え、色むらを少なくできる。
なお、光カット部１９には、しぼ加工を施したり、拡散材を混ぜて成形したりしてもよい。

図２に照明器具１０におけるＬＥＤチップ１２の光学的な特性を示す。
図２に示すように、ＬＥＤチップ１２が白系の発光ＬＥＤである場合、図２中の垂直方向であるレンズ本体１４に向かう方向に青色Ｂが強調され、図２中の水平方向に近づくほど黄色Ｙが強調されてイエローリングを生ずる場合がある。

図３に照明器具１０の要部拡大図を示し、照明器具１０の光学的な特性について説明する。
なお、図３においては図６の符号を参照して説明する。

図３に示すように、照明器具１０は、棚３００に有する天板３０１の下面に設置される。基板１１に有する不図示のプリント回路が同じく不図示の電源装置に電気的に接続される。電源回路からの給電によりＬＥＤチップ１２が発光される。
ＬＥＤチップ１２からの光のうち、レンズ本体１４の中央部に向けて出射された光成分Ｌ１は、レンズ本体１４の第１内径部１７において屈折してからレンズ本体１４内を導光された後に第１外径部１８において屈折して照明器具１０の真下の底板３０２に対して斜めの方向に出射される。

ＬＥＤチップ１２からの光のうち、レンズ本体１４の側部に向けて出射された光成分Ｌ２は、レンズ本体１４の第１内径部１７において屈折してからレンズ本体１４内を導光された後に第１外径部１８において屈折して棚３００の奥の壁３０３の方向に出射される。
従って、照明器具１０は、ＬＥＤチップ１２からの光がＬＥＤチップ１２の発光形状よりも拡がって壁３０３に向かう配光を制御できる。

このとき、図１を参照して、ＬＥＤチップ１２からの光のうち、レンズ本体１４の端部に向けて出射された光成分Ｌ３、すなわち、イエローリングを生成する成分を含む光成分Ｌ３は、レンズ本体１４の周囲の天板１５に有する光カット部１９により制御される。
従って、照明器具１０は、ＬＥＤチップ１２からの光のうち、基板１１の水平方向に近い方向に生ずるイエローリングが光カット部１９により臨界角で反射されることにより、イエローリングが目立たない。
このように、ＬＥＤチップ１２からの光は、第１内径部１７の曲率が第１外径部１８の曲率よりも大きく設定されたレンズ本体１４のプリズム効果により、色のシフトが逆の屈折になるために、発光している色の変化を低減できる。

以上、説明した第１実施形態のレンズ１３によれば、ＬＥＤチップ１２の前方に配置され、第１内径部１７の曲率が第２外径部１８の曲率よりも大きいため、ＬＥＤチップ１２からの光がＬＥＤチップ１２の発光形状よりも拡がる配光を制御できる。

また、レンズ１３によれば、レンズ本体１４の周囲に、レンズ本体１４の外径よりも径の大きい光カット部１９を有するため、ＬＥＤチップ１２からの光のうち、基板１１の水平方向に近い方向に生ずるイエローリングが光カット部１９により臨界角で反射され、これによりイエローリングが目立たない。

そして、照明器具１０によれば、レンズ１３を用いたため、ＬＥＤチップ１２からの光がＬＥＤチップ１２の発光形状よりも拡がる配光を制御できる。

(第２実施形態)
次に、本発明に係る第２実施形態のレンズおよびレンズを用いた照明器具について説明する。
なお、以下の第２実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図４に本発明に係る第２実施形態の照明器具３０の垂直断面図を示す。
図４に示すように、照明器具３０は、器具本体３１に有するレンズ取付部３２に、基板１１に実装されたＬＥＤチップ１２を有していてＬＥＤチップ１２の前方に配置されたレンズ３３が取り付けられている。レンズ取付部３２は、照明器具３０が、棚（図６参照）３００の奥の壁３０３に向くように傾斜されている。

レンズ３３は、レンズ本体３４に、第１内径部３５および第１外径部３６からなる第１レンズ部３７と、第２内径部３８および第２外径部３９からなる第２レンズ部４０と、第３内径部４１および第３外径部４２からなる第３レンズ部４３とを有する。
第１レンズ部３７は、棚３００の壁３０３側に配置される。第１レンズ部３７は、第１内径部３５の曲率が第１外径部３６の曲率よりも大きく設定されている。

第２レンズ部４０は、棚３００の壁３０３とは反対側に配置される。第２レンズ部４０は、第２内径部３８の曲率が第２外径部３９の曲率よりも小さく設定されている。
第３レンズ部４３は、第１レンズ部３７と第２レンズ部４０との間に配置される。第３レンズ部４３は、第３内径部４１の曲率が、第１内径部３５の曲率から第２内径部３８の曲率に徐々に近づくように設定されており、第３外径部４２の曲率が、第１外径部３６の曲率から第２外径部３９の曲率に徐々に近づくように設定されている。

照明器具３０は、給電によりＬＥＤチップ１２が発光される。ＬＥＤチップ１２からの光のうちレンズ本体３４の第１レンズ部３７に向けて出射された光成分Ｌ４は、第１レンズ部３７の第１内径部３５において屈折してから第１レンズ部３７内を導光された後に第１外径部３６において屈折して棚３００の奥の壁３０３の方向に出射される。
ＬＥＤチップ１２からの光のうちレンズ本体３４の第２レンズ部４０に向けて出射された光成分Ｌ５は、第２レンズ部４０の第２内径部３８において屈折してから第２レンズ部４０内を導光された後に第２外径部３９において屈折して棚３００の底板３０２の方向に出射される。
ＬＥＤチップ１２からの光のうちレンズ本体３４の第３レンズ部４３に向けて出射された光成分Ｌ６は、第３レンズ４３の第３内径部４１において屈折してから第３レンズ部４３内を導光された後に第３外径部４２において屈折して棚３００の奥の壁３０３および棚３００の底板３０２の方向に出射される。

第２実施形態のレンズ３３は、第１レンズ部３７において第１内径部３５の曲率が第１外径部３６の曲率よりも大きく設定され、第２レンズ部４０において第２内径部３８の曲率が第２外径部３９の曲率よりも小さく設定され、第３レンズ部４３において第３内径部４１の曲率が第１内径部３５の曲率から第２内径部３８の曲率に徐々に近づくように設定され、第３外径部４２の曲率が第１外径部３６の曲率から第２外径部３９の曲率に徐々に近づくように設定されている。
従って、第２実施形態のレンズ３３によれば、ＬＥＤチップ１２からの光を、大きく拡がる配光に制御できるとともに大きく拡がらない配光に制御できる。

なお、本発明のレンズおよびレンズを用いた照明器具において基板，ＬＥＤチップ等は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。

１０，３０ 照明器具
１２ ＬＥＤチップ（光源）
１３，３３ レンズ
１７，３５ 第１内径部(内径)
１８，３６ 第１外径部(外径)
１９ 光カット部
３８ 第２内径部(内径)
３９ 第２外径部(外径)
４１ 第３内径部(内径)
４２ 第３外径部(外径)

Claims (1)

1. 被設置面に設置される器具本体と、
   光源としての発光素子のチップが実装されると共に、前記被設置面に対して傾斜した状態で前記器具本体に固定される基板と、
   前記光源の前方において、前記基板の傾斜に対応するように傾斜して配置されるレンズ本体と、前記レンズ本体の周囲に位置すると共に、前記レンズ本体の曲面の表面に連接する平坦面の表面を有する天板部と、を備え、前記天板部の平坦面の表面が、前記光源が発する光のうちの臨界角で入射する光を全反射して前記被設置面側に向かわせる光カット部として機能するレンズと、
   を備え、
   前記レンズ本体は、
   第１内径部および第１外径部からなる第１レンズ部と、
   第２内径部および第２外径部からなる第２レンズ部と、
   第３内径部および第３外径部からなる第３レンズ部と、を有し、
   前記第１レンズ部は、前記傾斜しているレンズ本体部における前記被設置面に近い側に位置する部分であり、かつ、前記第１内径部の曲率は、前記第１外径部の曲率よりも大きく設定されており、
   前記第２レンズ部は、前記傾斜しているレンズ本体部における前記被設置面から遠い側に位置する部分であり、かつ、前記第２内径部の曲率は、前記第２外径部の曲率よりも大きく設定されており、
   前記第３レンズ部は、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部との間に位置する部分であり、
   前記第１内径部、前記第２内径部および前記第３内径部の各表面は連続し、これによって凹状の曲面が形成されており、
   前記第１外径部、前記第２外径部および前記第３外径部の各表面は連続し、これによって凹状の曲面が形成されている照明器具。

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