JPWO2013046305A1 - 照明器具 - Google Patents

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Abstract

グレアを軽減できる発光装置及び照明器具を提供する。実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板の下面に搭載されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから見て下方及び一方の側方に配置され、他方の側方が開口し、前記ＬＥＤチップに対向した面が光反射面である光反射部材と、前記ＬＥＤチップから出射され前記光反射部材によって反射された光を下方に導く光学部材と、を備える。

Description

本発明の実施形態は、発光装置及び照明器具に関する。
近年、室内全体を照明するベースライトの発光素子に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）チップが使用されている。しかしながら、ＬＥＤチップは白熱電球及び蛍光管と比較して発光面積が小さく、輝度が高いため、使用者がグレア（眩輝）を感じる場合がある。
特開２００９−９９２７０号公報
本発明の目的は、グレアを軽減できる発光装置及び照明器具を提供することである。
実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板の下面に搭載されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから見て下方及び一方の側方に配置され、他方の側方が開口し、前記ＬＥＤチップに対向した面が光反射面である光反射部材と、前記ＬＥＤチップから出射され前記光反射部材によって反射された光を下方に導く光学部材と、を備える。
実施形態に係る照明器具は、発光装置と、前記発光装置の上面を覆うシャーシと、を備える。前記発光装置は、基板と、前記基板の下面に搭載されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから見て下方及び一方の側方に配置され、他方の側方が開口し、前記ＬＥＤチップに対向した面が光反射面である光反射部材と、を有する。そして、前記シャーシには、前記ＬＥＤチップの熱が熱伝導によって伝達される。
本発明によれば、グレアを軽減できる発光装置及び照明器具を実現することが可能となる。
第１の実施形態に係る照明器具を例示する斜視図である。 第１の実施形態に係る照明器具を設置した状態を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る照明器具を例示する平面図である。 図３に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 図３に示すＢ−Ｂ’線による断面図である。 第１の実施形態に係る発光装置を例示する斜視図である。 第１の実施形態に係る発光装置を例示する分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る照明器具の動作を例示する図である。 第１の実施形態の試験例のシミュレート結果を示す図である。 第１の実施形態の第１の変形例に係る照明器具を例示する一部拡大断面図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る照明器具を例示する一部拡大断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、照明器具を天井に取り付けた場合を例示する模式図であり、（ａ）は第１の実施形態を示し、（ｂ）は第１の実施形態の第２の変形例を示す。 第２の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。 第３の実施形態に係る発光装置を例示する断面図である。 第３の実施形態の変形例に係る発光装置を例示する模式的断面図である。 第４の実施形態に係る照明器具を例示する部分断面図である。 第５の実施形態に係る照明器具を例示する部分断面図である。 第６の実施形態に係る照明器具を例示する斜視図である。 第６の実施形態に係る照明器具を例示する模式的平面図である。 第７の実施形態に係る照明器具を例示する模式的平面図である。
後述する各実施形態に係る照明器具は、例えば、発光装置と、前記発光装置の上面を覆うシャーシと、を備える。前記発光装置は、基板と、前記基板の下面に搭載されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから見て下方及び一方の側方に配置され、他方の側方が開口し、前記ＬＥＤチップに対向した面が光反射面である光反射部材と、を有する。そして、前記シャーシには、前記ＬＥＤチップの熱が熱伝導によって伝達される。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
本実施形態は、発光素子としてＬＥＤチップを搭載した発光装置、及びこの発光装置を組み込んだ照明器具の実施形態である。
図１は、本実施形態に係る照明器具を例示する斜視図であり、
図２は、本実施形態に係る照明器具を設置した状態を例示する模式的断面図であり、
図３は、本実施形態に係る照明器具を例示する平面図であり、
図４は、図３に示すＡ−Ａ’線による断面図であり、
図５は、図３に示すＢ−Ｂ’線による断面図であり、
図６は、本実施形態に係る発光装置を例示する斜視図であり、
図７は、本実施形態に係る発光装置を例示する分解斜視図である。
なお、図示の便宜上、図３においては、制御ユニット及びカバーを省略している。
本明細書においては、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を採用する。「＋Ｘ方向」と「−Ｘ方向」は相互に反対の方向であり、総称して「Ｘ方向」ともいう。「Ｙ方向」及び「Ｚ方向」についても同様である。「＋Ｚ方向」は、本実施形態に係る発光装置及び照明器具が、全体として光を照射する方向である。また、各図においては、図を見やすくするために、「＋Ｚ方向」が図示の上方向になるように図を配置しているが、照明器具が天井に取り付けられる場合には、「＋Ｚ方向」は、重力の方向、すなわち下方になる。本実施形態に係る照明器具は、主として部屋の天井に取り付けられることを想定しているため、「＋Ｚ方向」を「下」ともいい、「−Ｚ方向」を「上」ともいう。但し、これらの「下」及び「上」等の表現、並びに図示の方向は、重力の方向との関係を規定するものではない。
図１に示すように、本実施形態に係る照明器具１においては、薄い直方体のトレイ状のシャーシ１１が設けられている。シャーシ１１の形状は、主面の１つである＋Ｚ方向側の面が開口され、他の５面が長方形の板によって構成された容器状である。また、シャーシ１１は、アルミニウム等の金属、又は、伝熱性が高い樹脂によって形成されている。シャーシ１１の長手方向はＹ方向であり、幅方向はＸ方向であり、厚さ方向はＺ方向である。一例では、シャーシ１１におけるＹ方向の長さは１２００ｍｍ程度であり、Ｘ方向の長さは２３０〜２４０ｍｍ程度である。
シャーシ１１の内部には、２つの発光装置１０が収納されている。これらの発光装置１０はＸ方向に沿って配列されている。シャーシ１１は、発光装置１０の−Ｚ方向側の面、及び相互に連結された側面以外の側面を覆っている。発光装置１０同士の結合部分から見て＋Ｚ方向側には、発光装置１０に電力を供給して動作を制御する制御ユニット１２が設けられている。制御ユニット１２から見て＋Ｚ方向側には、制御ユニット１２を覆うカバー１３が設けられている。制御ユニット１２及びカバー１３は、２つの発光装置１０の端部間にわたって配置されており、発光装置１０に取り付けられている。
図２に示すように、照明器具１においては、シャーシ１１の外部に、電源ユニット１４が設けられている。電源ユニット１４はソケット１５を介して商用の１００Ｖの交流電流が供給される一次側電源であり、制御ユニット１２は電源ユニット１４から電力の供給を受けてＬＥＤチップを制御する二次側電源である。制御ユニット１２は電源ユニット１４に、配線１６によって接続されている。配線１６は、例えば、シャーシ１１の−Ｚ方向側の面に形成された孔１１ａ内を通過するように引き回されている。そして、照明器具１を部屋１０１の天井１０２に取り付ける場合には、電源ユニット１４は例えば天井裏１０３に設置される。
次に、本実施形態に係る発光装置１０の構成について説明する。
図１に示すように、照明器具１を構成する２つの発光装置１０の構成は相互に同じであり、ＹＺ平面に関して対称になるように配置されている。以下、＋Ｘ方向側に配置された発光装置１０を例に挙げて説明する。
図３〜図７に示すように、発光装置１０においては、光拡散反射板としての白色ミラー板２１、基板２２、複数個のＬＥＤチップ２３、光反射部材としての鏡面ミラー部材２４及びプリズム板２５が設けられている。このうち、ＬＥＤチップ２３を除く部品、すなわち、白色ミラー板２１、基板２２、鏡面ミラー部材２４及びプリズム板２５の形状は、概ね、Ｙ方向を長手方向とし、Ｘ方向を幅方向とし、Ｚ方向を厚さ方向とする略板状である。また、各部品のＸＺ断面の形状は、Ｙ方向において同一である。以下、各部品について詳細に説明する。
白色ミラー板２１は、白色の材料、例えば、白色の樹脂からなり、その形状はＸ方向に沿って厚さが連続的に変化した板状である。白色ミラー板２１の−Ｚ方向側の面は、ＸＹ平面に対して平行であり、発光装置１０の−Ｚ方向側の面を構成しており、シャーシ１３に接している。一方、白色ミラー板２１の＋Ｚ方向側の面（下面）は、入射した光を拡散させて反射する白色面２１ａであり、＋Ｘ方向側の端部は、−Ｘ方向側の端部よりも＋Ｚ方向側（下方）に位置している。より具体的には、白色面２１ａにおける−Ｘ方向側の端部を除く領域は、＋Ｘ方向に向かうほど＋Ｚ方向に変位した傾斜面であり、例えば、凹曲面である。このため、白色ミラー板２１は、−Ｘ方向側の端部、すなわち、もう１つの発光装置１０と連結された端部において最も薄く、＋Ｘ方向に向かう途中から厚くなり始め、＋Ｘ方向側の端部において最も厚い。
基板２２は、白色ミラー板２１の−Ｘ方向側の端部、すなわち、厚さが均一な薄板部分の＋Ｚ方向側に配置されている。基板２２はガラスエポキシ樹脂等の樹脂又はアルミニウム等の金属によって形成されており、その形状は、Ｙ方向に延びる帯状である。また、基板２２の＋Ｚ方向側の面（下面）には、プリント配線（図示せず）が形成されると共に、白色の被覆層が形成されており、チップ搭載面２２ａとなっている。基板２２の−Ｚ方向側の面（上面）は、白色ミラー板２１の＋Ｚ方向側の面（下面）に接している。
複数個のＬＥＤチップ２３は、基板２２のチップ搭載面２２ａに搭載されている。すなわち、各ＬＥＤチップ２３は、基板２２に対して固定されると共に、基板２２のプリント配線（図示せず）に接続されている。ＬＥＤチップ２３はトップビュー型のチップであり、その発光面２３ａ（図８（ａ）参照）は＋Ｚ方向側の面である。これらのＬＥＤチップ２３は、Ｙ方向に沿って一列に配列されている。例えば、白色の光を出射するＬＥＤチップ２３と、電球色の光を出射するＬＥＤチップ２３とが、交互に配置されている。
鏡面ミラー部材２４は、基板２２の＋Ｚ方向側に配置されている。鏡面ミラー部材２４は、ＸＹ平面を主面とする板状部分２４ａと、板状部分２４ａの＋Ｘ方向側の端部に一体的に結合された三角柱部分２４ｂとから構成されている。板状部分２４ａの＋Ｚ方向に向いた面及び三角柱部分２４ｂの＋Ｚ方向に向いた面は、連続したＸＹ平面を構成している。三角柱部分２４ｂの３つの側面は、＋Ｚ方向に向いた面、−Ｘ方向に向いた面、＋Ｘ−Ｚ方向に向いた面である。＋Ｘ−Ｚ方向に向いた面は、ＬＥＤチップ２３に対向し、入射した光を反射する鏡面２４ｃとなっている。鏡面２４ｃには、例えばアルミニウムが蒸着されている。また、鏡面２４ｃは凹曲面であり、例えば、各ＬＥＤチップ２３の発光面２３ａ内の一点を焦点とした放物線柱面である。
鏡面ミラー部材２４の三角柱部分２４ｂは、ＬＥＤチップ２３に覆いかぶさるように配置されている。すなわち、三角柱部分２４ｂは、ＬＥＤチップ２３から見て＋Ｚ方向及び−Ｘ方向に配置されている。このため、発光装置１０を＋Ｚ方向側から見ると、ＬＥＤチップ２３は鏡面ミラー部材２４によって隠されている。一方、ＬＥＤチップ２３から見て＋Ｘ方向及びＹ方向には鏡面ミラー部材２４は配置されておらず、開口されている。
プリズム板２５は、白色ミラー板２１、基板２２、ＬＥＤチップ２３及び鏡面ミラー部材２４から見て＋Ｚ方向側に配置されている。プリズム板２５の−Ｘ方向側の端部には、ネジ穴２５ａが形成されており、プリズム板２５は、ネジ穴２５ａを介して、鏡面ミラー部材２４にネジ止めされている。一方、プリズム板２５の＋Ｘ方向側の端部は、白色ミラー板２１の＋Ｘ方向側の端部に接触している。
プリズム板２５の−Ｚ方向側の面（上面）は、ＬＥＤチップ２３から出射した光が照射される光入射面２５ｂである。光入射面２５ｂには、複数本の三角プリズムが周期的に形成されている。各三角プリズムはＹ方向に延びており、−Ｘ−Ｚ方向に向いた斜面２５ｃ及び＋Ｘ−Ｚ方向に向いた斜面２５ｄによって形成されている。ＸＹ平面に対する斜面２５ｃの傾斜角は斜面２５ｄの傾斜角よりも大きく、斜面２５ｃの幅は斜面２５ｄの幅よりも細い。一方、プリズム板２５の＋Ｚ方向側の面（下面）は、光を出射する光出射面２５ｅである。光出射面２５ｅは、ＸＹ平面に対して平行である。
そして、白色ミラー板２１の白色面２１ａ、基板２２のチップ搭載面２２ａの＋Ｘ方向側の部分、鏡面ミラー部材２４の鏡面２４ｃ、及びプリズム板２５の光入射面２５ｂにより、空洞２６が区画されている。ＬＥＤチップ２３は空洞２６の内部に配置されている。
次に、本実施形態に係る照明器具１の動作について説明する。
図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る照明器具の動作を例示する図である。
照明器具１のスイッチをオンにすることにより、ソケット１６を介して、１００Ｖの交流電流が電源ユニット１４に供給される。電源ユニット１４は、この１００Ｖの交流電流を所定の電圧の直流電流に変換して、配線１５を介して制御ユニット１２に供給する。そして、制御ユニット１２は、基板２２を介して、各ＬＥＤチップ２３に電力を供給して制御する。これにより、各ＬＥＤチップ２３の発光面２３ａが発光する。
図８（ａ）に示すように、各ＬＥＤチップ２３から出射した光のうち、＋Ｘ方向側に出射した光Ｌ１は、プリズム板２５の光入射面２５ｂに照射され、主として斜面２５ｃを介して、プリズム板２５内に入射する。このとき、斜面２５ｃは−Ｘ−Ｚ方向側に向いているため、ＬＥＤチップ２３から出射された光Ｌ１の入射角は小さく、光Ｌ１が斜面２５ｃにおいて反射されることが少ない。そして、光Ｌ１はプリズム板２５内を伝播して、光出射面２５ｅから照明器具１の外部に向けて出射される。このとき、プリズム板２５においては、−Ｘ方向側の部分ほど、ＬＥＤチップ２３に近いため、光入射面２５ｂに入射する光Ｌ１の量が多く、従って、光出射面２５ｅから出射する光Ｌ１の量も多い。
図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、各ＬＥＤチップ２３から出射した光のうち、−Ｘ方向側に出射した光Ｌ２は、鏡面ミラー部材２４の鏡面２４ｃに対して照射される。鏡面２４ｃは＋Ｘ−Ｚ方向に面した凹曲面であるため、光Ｌ２は、鏡面２４ｃにより反射されることによって＋Ｘ方向側に向かうと共に、進行方向が揃う。特に、鏡面２４ｃが放物線柱面であって、その焦点付近にＬＥＤチップ２３の発光面２３ａが位置する場合には、光Ｌ２の進行方向を揃える効果が高い。なお、実際のＬＥＤチップ２３においては、発光面全体から光が出射され、その配向特性も製品によって異なるが、鏡面２４ｃを放物線柱面に近い形状とすることにより、一定の効果を得ることができる。
また、白色ミラー板２１の白色面２１ａは、＋Ｘ方向に向かうほど＋Ｚ方向に変位しているため、鏡面２４ｃによって反射された光Ｌ２は、Ｘ方向に引き延ばされて、白色面２１ａに照射される。そして、光Ｌ２は、白色面２１ａによって反射されると共に拡散されて、＋Ｚ方向側に向かい、プリズム板２５を介して照明器具１の外部に向けて出射される。このように、白色ミラー板２１は、ＬＥＤチップ２３から出射され鏡面ミラー部材２４によって反射された光Ｌ２を＋Ｚ方向に導く光学部材である。
鏡面２４ｃによって反射された光Ｌ２が均一な平行光であるとすると、図８（ｂ）に示すように、白色面２１ａが平坦な傾斜面であると、白色面２１ａには均一に光が照射される。一方、図８（ｃ）に示すように、白色面２１ａが凹曲面であると、＋Ｘ方向側の部分ほど、ＸＹ平面に対する傾斜角が大きいため、照射される光Ｌ２の量が多く、従って、反射される光Ｌ２の量が多くなる。この場合は、図８（ａ）に示す光Ｌ１の強度分布、すなわち、−Ｘ方向側の強度が高くなるような強度分布を補い、発光装置１０から出射される光Ｌ１及びＬ２の合計の強度を均一化することができる。
このようにして、発光装置１０のプリズム板２５の光出射面２５ｅから、光が略均一に、広い角度で出射される。これにより、照明器具１全体については、２つの発光装置１０のプリズム板２５に相当する２ヶ所の発光領域から、光が略均一に出射される。一方、カバー１３に相当する領域は非発光領域となる。
また、ＬＥＤチップ２３は基板２２に搭載されており、基板２２の−Ｚ方向側の面は白色ミラー板２１の＋Ｚ方向側の面に接しており、白色ミラー板２１の−Ｚ方向側の面はシャーシ１１に接している。これにより、ＬＥＤチップ２３において発生した熱は、基板２２及び白色ミラー板２１を介してシャーシ１１に熱伝導により伝達され、照明器具１の外部に放熱される。
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る照明器具１においては、鏡面ミラー部材２４がＬＥＤチップ２３から見て＋Ｚ方向に配置されている。このため、照明器具１を＋Ｚ方向から見たときに、ＬＥＤチップ２３が鏡面ミラー部材２４によって隠され、直接視認されることがない。これにより、ＬＥＤチップ２３から出射した光が、使用者の目に直接到達することがなく、使用者が感じるグレアを軽減することができる。
また、本実施形態においては、ＬＥＤチップ２３から出射された光が、鏡面ミラー部材２４によって＋Ｘ方向に向けて反射され、白色ミラー板２１の白色面２１ａにおけるＸ方向に延びた領域に照射される。そして、白色面２１ａの各点において、照射された光を＋Ｚ方向に向けて反射する。これにより、各ＬＥＤチップ２３から出射した光を、Ｘ方向に引き延ばした上で、＋Ｚ方向に向けて出射させることができる。この結果、ＬＥＤチップ２３をそのまま用いる場合と比較して、発光面積を増やし、輝度を低下させることができる。これによっても、グレアを軽減することができる。
更に、本実施形態においては、複数個のＬＥＤチップ２３をＹ方向に沿って配列させているため、上述の各ＬＥＤチップ２３から出射された光をＸ方向に引き延ばす効果と合わせて、Ｘ方向及びＹ方向に拡がった面光源を実現することができる。
更にまた、本実施形態においては、鏡面ミラー部材２４において光が照射される面（鏡面２４ｃ）が鏡面であるため、ＬＥＤチップ２３から出射した光を、効率よく＋Ｘ方向に向けて反射することができる。また、白色ミラー板２１において光が照射される面（白色面２１ａ）が、光を反射させて拡散させる白色面であるため、ＬＥＤチップ２３から出射され鏡面ミラー部材２４によって反射された光を、白色面２１ａの各点において拡散させることができる。これにより、均一な発光面を得ることができる。これによっても、グレアを軽減することができる。
また、本実施形態においては、白色ミラー板２１によって光を拡散させているため、光を拡散させてグレアを軽減するために、透過拡散板を設ける必要がない。透過拡散板によって光を十分に拡散させるためには、透過拡散板を厚くする必要があるが、そうすると、発光装置が厚くなると共に、光の利用効率が低下してしまう。本実施形態においては、透過拡散板を設ける必要がないため、発光装置１０の薄型化及び高効率化を図ることができる。光の利用効率が高いと、ＬＥＤチップ２３の個数及び出力を低減することができるため、発光装置のコスト及び消費電力が低減可能となる。
更に、本実施形態においては、鏡面ミラー部材２４の鏡面２４ｃが放物線柱面であって、その焦点にＬＥＤチップ２３の発光面２３ａの一点が位置しているため、ＬＥＤチップ２３から出射した光を精度良く平行光化することができる。また、白色ミラー板２１の白色面２１ａが凹曲面であるため、＋Ｘ方向側の領域において、より多くの光を反射させることができる。これにより、ＬＥＤチップ２３からプリズム板２５に直接入射した光が−Ｘ方向側の領域からより多く出射される不均一性を補い、発光装置１０全体として、光を均一に出射させることができる。
更にまた、本実施形態においては、プリズム板２５の光入射面２５ｂにプリズムが形成されているため、光入射面２５ｂには、ＬＥＤチップ２３から出射された光が入射する際の入射角が小さい斜面２５ｃが存在する。これにより、光を効率的にプリズム板２５内に導入することができる。この結果、光の利用効率が向上する。
更にまた、本実施形態に係る照明器具１においては、シャーシ１１の主面（＋Ｚ方向側の面）は白色ミラー板２１の一方の主面（−Ｚ方向側の面）に接し、白色ミラー２１の他方の主面（＋Ｚ方向側の面）は基板２２の主面（−Ｚ方向側の面）に接している。これにより、ＬＥＤチップ２３において発生した熱を、熱伝導によって効率よくシャーシ１１に伝達させることができる。この結果、照明器具１は放熱性が高い。
また、シャーシ１１は発光装置１０を収納するように設けられているため、照明器具１におけるシャーシ１１内に収納された部分の剛性を高めることができる。シャーシ１１を金属によって形成すれば、放熱性及び剛性をより一層高めることができる。一方、シャーシ１１を熱伝導性が優れた樹脂によって形成すれば、放熱性を確保しつつ、シャーシ１１の軽量化を図ることができる。これにより、シャーシ１１の自重による変形を抑制できる。
更にまた、本実施形態に係る照明器具１１においては、２つの発光装置１０に共通の制御ユニット１２が設けられている。これにより、制御ユニット１２の数を減らすことができると共に、電源ユニット１４、ソケット１５及び配線１６も共通化することができるため、部品点数を大幅に低減できる。また、照明器具１を天井等に取り付ける場合に、天井裏に設置する部分を小型化できると共に、取り付ける部品の点数が少なくなるため、工事が簡単になる。この結果、照明器具１１自体の製品コストを低減できると共に、取り付けコストも低減できる。
また、制御ユニット１２を発光装置１０の非発光領域に配置することにより、発光装置１０の発光領域を遮ることなく、制御ユニット１２をシャーシ１１と一体化することができる。これにより、各発光装置１０に対して電力を供給することが容易になる。また、制御ユニット１２をシャーシ１１の外部に配置する必要がなくなる。この結果、例えば、照明器具１を天井に取り付ける際に、制御ユニット１２を天井裏に固定する必要がなくなり、工事が簡単になる。
次に、本実施形態の試験例について説明する。
図９は、本試験例のシミュレート結果を示す図である。
図９に示すように、本試験例においては、本実施形態に係る照明装置１０について、ＬＥＤチップ２３から出射された光の軌跡をシミュレートした。但し、鏡面２４ｃによって反射される光は、＋Ｘ方向に向かう１本の光線として表し、白色面２１ａの一点における拡散反射挙動をシミュレートした。
この結果、ＬＥＤチップ２３からプリズム板２５に直接入射した光の大部分は、プリズム板２５から概ね＋Ｘ＋Ｚ方向に向けて出射された。また、ＬＥＤチップ２３から出射され、鏡面２４ｃにおいて反射され、白色面２１ａにおいて拡散反射された光は、プリズム板２５を介して広い角度で出射された。実際には、白色板２１ａの全領域に光が照射されることを考慮すると、発光装置１０からは、＋Ｚ方向側の全方位に向けて略均一に光が出射するものと考えられる。
なお、本実施形態においては、発光装置１０にプリズム板２５を設ける例を示したが、プリズム板２５は必ずしも設けなくてもよい。また、プリズム板２５の替わりに、透明平板又は薄い拡散板を設けてもよい。
更に、基板２２及び鏡面ミラー部材２４を一体化して、１つの部品としてもよい。
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。
図１０は、本変形例に係る照明器具を例示する一部拡大断面図である。
図１０に示すように、本変形例に係る照明器具１ａは、前述の第１の実施形態に係る照明器具１（図４参照）と比較して、鏡面ミラー部材３４が透明材料によって形成されており、鏡面３４ｃがハーフミラーである点が異なっている。これにより、ＬＥＤチップ２３から出射され、鏡面３４ｃに到達した光のうち、大部分の光Ｌ３は鏡面３４ｃによって−Ｘ方向に向けて反射されるが、一部の光Ｌ４は鏡面３４ｃを介して鏡面ミラー部材３４を透過し、照明器具１ａの外部に向けて放射される。また、カバー１３を透明又は半透明な材料によって形成すれば、鏡面ミラー部材３４及びカバー１３を透過した光も、照明器具１ａから放射される。
本変形例によれば、プリズム板２５の他に鏡面ミラー部材３４の一部からも光が出射されるため、＋Ｚ方向から見て、発光領域が広くなる。これにより、輝度が低下し、グレアがより一層軽減される。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。
図１１は、本変形例に係る照明器具を例示する一部拡大断面図であり、
図１２（ａ）及び（ｂ）は、照明器具を天井に取り付けた場合を例示する模式図であり、（ａ）は第１の実施形態を示し、（ｂ）は本変形例を示す。
なお、図１２（ａ）及び（ｂ）においては、発光する領域を薄い灰色で示している。
図１１に示すように、本変形例に係る照明器具１ｂは、前述の第１の実施形態に係る照明器具１（図４参照）と比較して、シャーシ３１のＸ方向側の側面部の高さが低くなっており、プリズム板２５におけるＬＥＤチップ２３から遠い側の側面が照明器具１ｂの外部に露出している点が異なっている。これにより、プリズム板２５内を伝播した光Ｌ５の一部が、プリズム板２５におけるＬＥＤチップ２３から遠い側の側面、例えば、図１１に示すプリズム板２５においては＋Ｘ方向側の側面２５ｆから、照明器具１ｂの外部に出射される。
図１２（ａ）に示すように、前述の第１の実施形態に係る照明器具１を天井１０２に取り付けた場合は、各発光装置１０のプリズム板２５に相当する領域が発光領域ＲＬとなり、鏡面ミラー部材２１及びカバー１３等に相当する領域が非発光領域ＲＢとなる。このように、照明器具１全体としては、Ｘ方向中央部に非発光領域ＲＢが配置され、Ｘ方向両端部に発光領域ＲＬが配置される。
これに対して、図１２（ｂ）に示すように、本変形例に係る照明器具１ｂを天井１０２に取り付けた場合は、天井１０２における照明器具１ｂから見てＸ方向側の２ヶ所の領域１０４に側面２５ｆから出射された光が照射されて、この領域１０４が明るくなる。これにより、上述の発光領域ＲＬの他に、領域１０４も間接的な発光領域となる。この結果、見かけの発光面積が増大し、グレアをより一層軽減することができる。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第２の実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。
なお、図１３に示す補助線２００は、ＸＺ平面に対して平行であり、ＬＥＤチップ２３の発光面２３ａの一点から放射状に延びた直線である。
図１３に示すように、本実施形態に係る発光装置は、前述の第１の実施形態に係る発光装置１０（図４参照）と比較して、プリズム板３５の形状が異なっている。
プリズム板３５も、第１の実施形態におけるプリズム板２５（図７参照）と同様に、光入射面３５ｂに複数本の三角プリズムが形成されており、各三角プリズムはＹ方向に延びている。また、各三角プリズムは、ＬＥＤチップ２３側に向いた斜面３５ｃと、ＬＥＤチップ２３の反対側に向いた斜面３５ｄとから構成されている。
但し、プリズム板３５においては、プリズム板２５とは異なり、ＬＥＤチップ２３から遠いプリズム、すなわち図１３に示す例では、＋Ｘ方向側に位置するプリズムほど、幅Ｗが広い。幅Ｗとは、Ｘ方向における斜面３５ｃ及び３５ｄの合計の長さである。また、プリズム板３５においては、ＬＥＤチップ２３から遠いプリズムほど、形成高さＨが高い。形成高さＨとは、Ｚ方向における斜面３５ｃの長さである。更に、プリズム板３５においては、ＬＥＤチップ２３から遠いプリズムほど、ＬＥＤチップ２３側の斜面３５ｃの傾斜角θが大きい。傾斜角θとは、斜面３５ｃとＸＹ平面とがなす角度である。
図１３に示すように、本実施形態においては、ＬＥＤチップ２３から放射状に出射された光がプリズム板３５の複数の斜面３５ｃに入射する際の入射角度を、全ての斜面３５ｃにおいて小さくすることができる。これにより、ＬＥＤチップ２３から出射した光がプリズム板３５内に効率よく導入され、光の利用効率を向上させることができる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第３の実施形態について説明する。
図１４は、本実施形態に係る発光装置を例示する断面図である。
図１４に示すように、本実施形態に係る発光装置４０は、前述の第１の実施形態に係る発光装置１０（図４参照）と比較して、白色ミラー板４１の白色面４１ａがＸＹ平面に対して平行であり、その替わりに、プリズム板４５の−Ｚ方向側の面、すなわち、光入射面４５ｂにおいて、ＬＥＤチップ２３から遠い側の端部が、ＬＥＤチップ２３に近い側の端部よりも−Ｚ方向側に位置している点が異なっている。
すなわち、図１４に示す例では、光入射面４５ｂは、＋Ｘ方向に向かうほど、全体として−Ｚ方向に変位している。但し、光入射面４５ｂには、斜面４５ｃ及び４５ｄからなるプリズムが形成されているため、斜面４５ｄは＋Ｘ方向に向かうほど＋Ｚ方向に変位する場合もある。そして、プリズム板４５における＋Ｘ方向側の端部は、白色ミラー板４１に接している。一方、プリズム板４５における＋Ｚ方向に向いた光出射面４５ｅは、ＸＹ平面に対して平行である。
発光装置４０においては、ＬＥＤチップ２３から出射された光の一部は、プリズム板４５の光入射面４５ｂに直接入射する。また、ＬＥＤチップ２３から出射され鏡面ミラー部材２４の鏡面２４ｃによって＋Ｘ方向に向けて反射された光も、主としてプリズム板４５の光入射面４５ｂに入射する。そして、光入射面４５ｂに入射された光は、プリズム板４５内に伝播し、光出射面４５ｅから出射される。すなわち、発光装置４０においては、白色ミラー板４１ではなくプリズム板４５が、ＬＥＤチップ２３から出射され鏡面ミラー部材２４によって反射された光を＋Ｚ方向に導く光学部材として機能する。プリズム板４５の光入射面４５ｂにおいて反射された光、及び光出射面４５ｅによって内面反射され、光入射面４５ｂから−Ｚ方向に向けて出射した光は、白色ミラー板４１の白色面４１ａによって拡散反射され、再びプリズム板４５に入射する。
本実施形態においては、ＬＥＤチップ２３から出力された光の大部分を、直接又は鏡面ミラー部材２４を介してプリズム板４５によって捕捉し、＋Ｚ方向側に出射している。このように、本実施形態においては、光の主な経路に白色面４１ａが介在しないため、光の利用効率が高い。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第３の実施形態の変形例について説明する。
図１５は、本変形例に係る発光装置を例示する模式的断面図である。
本変形例は、前述の第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせた例である。
すなわち、図１５に示すように、本変形例に係る発光装置においては、前述の第３の実施形態と同様に、白色面４１ａがＸＹ平面に対して平行な白色ミラー板４１と、光入射面５５ｂにおける＋Ｘ方向側の端部が−Ｘ方向側の端部よりも−Ｚ方向側に位置しているプリズム板５５とが設けられている。そして、前述の第２の実施形態と同様に、プリズム板５５においては、ＬＥＤチップ２３から遠いプリズムほど、幅Ｗが広く、形成高さＨが高く、ＬＥＤチップ２３側の斜面５５ｃの傾斜角θが大きい。
本変形例によれば、鏡面ミラー部材２４によって反射された光の大部分をプリズム板５５によって捕捉するタイプの発光装置において、ＬＥＤチップ２３からプリズム板５５に直接入射する光の入射効率も高めることができる。これにより、光の利用効率をより一層高めることができる。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第３の実施形態と同様である。
なお、前述の第３の実施形態及び本変形例においても、前述の第１の実施形態の第２の変形例（図１１参照）と同様に、プリズム板におけるＬＥＤチップ２３から遠い側の側面を露出させ、この側面から光が出射されるようにしてもよい。これにより、図１２（ｂ）に示す効果と同様な効果を得ることができる。
次に、第４の実施形態について説明する。
図１６は、本実施形態に係る照明器具を例示する部分断面図である。
図１６に示すように、本実施形態に係る照明器具４においては、基板２２の＋Ｚ方向側の面上にＬ字アングル６７が設けられている。Ｌ字アングル６７は、Ｙ方向に延びるＸＺ断面がＬ字形の部材であり、ＸＹ平面に対して平行な板状部分６７ａと、ＹＺ平面に対して平行な板状部分６７ｂとから構成されている。そして、板状部分６７ａは、基板２２のチップ搭載面２２ａに取り付けられており、板状部分６７ｂはチップ搭載面２２ａから起立しており、板状部分６７ｂの＋Ｘ方向側の面にＬＥＤチップ２３が搭載されている。このため、ＬＥＤチップ２３の発光面２３ａは基板２２のチップ搭載面２２ａに対して交差しており、より具体的には、＋Ｘ方向に向いている。また、照明器具４においては、鏡面ミラー部材２４（図４参照）が設けられていない。そして、カバー１３の端部がＬＥＤチップ２３から見て＋Ｚ方向の位置に配置されている。カバー１３は、不透明な材料によって形成されている。
本実施形態においては、ＬＥＤチップ２３がＬ字アングル６７を介して基板２２に取り付けられているため、ＬＥＤチップ２３の発光面２３ａが＋Ｘ方向を向いており、主として＋Ｘ方向に向けて光を出射する。このため、鏡面ミラー部材２４が不要となる。
また、本実施形態においては、ＬＥＤチップ２３から見て＋Ｚ方向に相当する位置に、不透明なカバー１３の端部が配置されているため、＋Ｚ方向側から見て、ＬＥＤチップ２３はカバー１３によって隠される。このため、ＬＥＤチップ２３から＋Ｚ方向に漏れた光は、カバー１３によって遮られ、使用者の目に直接入射することがない。これにより、グレアを軽減することができる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。なお、カバー１３は、半透明な材料によって形成されていてもよい。
次に、第５の実施形態について説明する。
図１７は、本実施形態に係る照明器具を例示する部分断面図である。
図１７に示すように、本実施形態に係る照明器具５は、前述の第１の実施形態に係る照明器具１（図４参照）と比較して、トップビュー型のＬＥＤチップ２３の替わりに、サイドビュー型のＬＥＤチップ６３が設けられている点が異なっている。サイドビュー型のＬＥＤチップ６３においては、搭載面（−Ｚ方向側の面）に対して直交する面から光が出射される。図１７に示す例では、ＬＥＤチップ６３は、その発光面６３ａが＋Ｘ方向に向くように、基板２２上に配置されている。
また、前述の第４の実施形態と同様に、照明器具５においては、鏡面ミラー部材２４（図４参照）が設けられていない。更に、カバー１３の端部がＬＥＤチップ６３から見て＋Ｚ方向の位置に配置されている。カバー１３は、不透明な材料によって形成されている。
本実施形態においても、前述の第４の実施形態と同様に、ＬＥＤチップ６３は主として＋Ｘ方向に向けて光を出射する。このため、鏡面ミラー部材２４が不要となる。また、ＬＥＤチップ６３から見て＋Ｚ方向に相当する位置に、カバー１３の端部が配置されているため、＋Ｚ方向側から見て、ＬＥＤチップ６３はカバー１３によって隠される。更に、本実施形態においては、前述の第４の実施形態と比較して、Ｌ字アングル６７（図１６参照）が不要となる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第４の実施形態と同様である。
なお、前述の第４及び第５の実施形態において、プリズム板２５を固定するための支持部材を設けてもよい。支持部材を設ける場合、制御ユニット１２（図１参照）は、この支持部材に固定してもよい。また、支持部材におけるＬＥＤチップ２３に対向した面は、鏡面としてもよく、白色面としてもよく、それ以外でもよい。更に、支持部材を設けずに、例えばプリズム板２５の−Ｘ方向側の端部の形状を工夫することにより、プリズム板２５を白色ミラー板２１又は基板２２に対して固定できるようにしてもよい。更にまた、ＬＥＤチップを隠す部品はカバー１３には限定されず、他の何らかの部品の一部をＬＥＤチップから見て＋Ｚ方向に配置してもよい。
次に、第６の実施形態について説明する。
図１８は、本実施形態に係る照明器具を例示する斜視図であり、
図１９は、本実施形態に係る照明器具を例示する模式的平面図である。
なお、図１８においては、図示の便宜上、２つの発光装置１０のみを示し、シャーシ、制御ユニット及びカバー等は図示を省略している。
図１８に示すように、本実施形態に係る照明器具６は、前述の第１の実施形態に係る照明器具１（図６参照）と比較して、発光装置１０の配置が異なっている。発光装置１０の数及び構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
すなわち、照明器具６においては、照明器具１と同様に、２つの発光装置１０が設けられているが、照明装置１とは異なり、各発光装置１０におけるＬＥＤチップ２３及び鏡面ミラー部材２４が配置されていない側の端部同士が連結されている。
これにより、図１９に示すように、照明器具６全体としては、Ｘ方向両端部に非発光領域ＲＢが配置され、Ｘ方向中央部に発光領域ＲＬが配置される。この結果、１つの広い発光領域ＲＬを形成することができる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第７の実施形態について説明する。
図２０は、本実施形態に係る照明器具を例示する模式的平面図である。
本実施形態に係る照明器具７においては、図７に示す基板２２、基板２２に搭載された複数個のＬＥＤチップ２３、及び鏡面ミラー部材２４からなる光源構造体が４セット設けられており、矩形の枠状に連結されている。そして、４セットの光源構造体によって囲まれた矩形の領域に、白色ミラー板及びプリズム板が設けられている。
これにより、図２０に示すように、照明器具７においては、矩形の発光領域ＲＬが１ヶ所設けられており、その周囲に枠状の非発光領域ＲＢが設けられている。
本実施形態によっても、１つの広い発光領域を形成することができる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
以上説明した実施形態によれば、グレアを軽減できる発光装置及び照明器具を実現することができる。
以上、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及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
本発明の実施形態は、照明器具に関する。
本発明の目的は、グレアを軽減できる照明器具を提供することである。
実施形態に係る照明器具は、下面が第１方向に対して平行なシャーシと、前記シャーシの下面上に、前記第１方向に沿って配列された一対の基板と、各前記基板の下面に搭載されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから見て下方及び前記シャーシにおける前記第１方向中央部側に配置され、前記シャーシにおける前記第１方向端部側の側方が開口し、前記ＬＥＤチップに対向した面が光反射面である一対の光反射部材と、前記ＬＥＤチップから出射され前記光反射部材によって反射された光を下方に導く光学部材と、前記シャーシの下面側に設けられ、前記ＬＥＤチップを制御する制御ユニットと、前記制御ユニットの下方に設けられ、前記制御ユニットを覆うカバーと、を備える。
実施形態に係る照明器具は、第１方向に沿って配列された一対の発光装置と、前記一対の発光装置の上面を覆うシャーシと、前記シャーシにおける前記第１方向中央部の直下域に設けられ、前記発光装置を制御する制御ユニットと、前記制御ユニットの下方に設けられ、前記制御ユニットを覆うカバーと、を備える。前記発光装置は、それぞれ、基板と、前記基板の下面に搭載されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから見て下方及び前記シャーシの前記第１方向中央部側に配置され、前記シャーシの前記第１方向端部側の側方が開口し、前記ＬＥＤチップに対向した面が光反射面である光反射部材と、を有する。そして、前記シャーシには、前記ＬＥＤチップの熱が熱伝導によって伝達される。
本発明によれば、グレアを軽減できる照明器具を実現することが可能となる。
図１に示すように、本実施形態に係る照明器具１においては、薄い直方体のトレイ状のシャーシ１１が設けられている。シャーシ１１の形状は、主面の１つである＋Ｚ方向側の面が開口され、他の５面が長方形の板によって構成された容器状である。また、シャーシ１１は、アルミニウム等の金属、又は、伝熱性が高い樹脂によって形成されている。シャーシ１１の長手方向はＸ方向であり、幅方向はＹ方向であり、厚さ方向はＺ方向である。一例では、シャーシ１１におけるＸ方向の長さは１２００ｍｍ程度であり、Ｙ方向の長さは２３０〜２４０ｍｍ程度である。

Claims (20)

  1. 基板と、
    前記基板の下面に搭載されたＬＥＤチップと、
    前記ＬＥＤチップから見て下方及び一方の側方に配置され、他方の側方が開口し、前記ＬＥＤチップに対向した面が光反射面である光反射部材と、
    前記ＬＥＤチップから出射され前記光反射部材によって反射された光を下方に導く光学部材と、
    を備えた発光装置。
  2. 前記光学部材は、下面が光拡散反射面である光拡散反射板を有し、
    前記光反射部材によって反射された光の一部は、前記光拡散反射板の下面に照射される請求項１記載の発光装置。
  3. 前記光拡散反射板の下面における前記他方の側方側の端部は、前記一方の側方側の端部よりも下方に位置している請求項２記載の発光装置。
  4. 前記光拡散反射板の下面は凹曲面である請求項３記載の発光装置。
  5. 前記光拡散反射板の下面は白色面である請求項２記載の発光装置。
  6. 上面に複数本のプリズムが形成されたプリズム板をさらに備え、
    前記ＬＥＤチップから出射された光のうち、前記光反射部材に照射されなかった光の一部は前記上面に照射される請求項２記載の発光装置。
  7. 前記光学部材は、上面における前記他方の側方側の端部が前記一方の側方側の端部よりも上方に位置したプリズム板を有し、
    前記光反射部材によって反射された光は、前記プリズム板の上面に照射される請求項１記載の発光装置。
  8. 前記光反射部材の光反射面は、鏡面である請求項１記載の発光装置。
  9. 前記光反射部材の光反射面は、放物線柱面である請求項１記載の発光装置。
  10. 前記基板の形状は、前記一方の側方から前記他方の側方に向かう方向及び上下方向の双方に対して交差した方向に延びる帯状であり、
    複数個の前記ＬＥＤチップが、前記交差した方向に沿って配列されている請求項１記載の発光装置。
  11. 発光装置と、
    前記発光装置の上面を覆うシャーシと、
    を備え、
    前記発光装置は、
    基板と、
    前記基板の下面に搭載されたＬＥＤチップと、
    前記ＬＥＤチップから見て下方及び一方の側方に配置され、他方の側方が開口し、前記ＬＥＤチップに対向した面が光反射面である光反射部材と、
    を有し、
    前記シャーシには、前記ＬＥＤチップの熱が熱伝導によって伝達される照明器具。
  12. 前記基板の形状は、前記一方の側方から前記他方の側方に向かう方向及び上下方向の双方に対して交差した方向に延びる帯状であり、
    複数個の前記ＬＥＤチップが、前記交差した方向に沿って配列されている請求項１１記載の照明器具。
  13. 前記シャーシの形状はトレイ状であり、
    前記発光装置は前記シャーシの内部に配置されている請求項１１記載の照明器具。
  14. 前記発光装置を制御する制御ユニットと、
    前記シャーシの外部に配置され、前記制御ユニットに対して電力を供給する電源ユニットと、
    をさらに備えた請求項１３記載の照明器具。
  15. 前記制御ユニットは、前記光反射部材の下方に配置されている請求項１４記載の照明器具。
  16. 前記発光装置は複数設けられており、
    前記制御ユニットは、複数の前記発光装置に共通して設けられている請求項１４記載の照明器具。
  17. 前記発光装置は、前記ＬＥＤチップから出射され前記光反射部材によって反射された光を下方に導く光学部材をさらに有した請求項１１記載の照明器具。
  18. 前記光学部材は、下面が光拡散反射面である光拡散反射板を有し、
    前記光反射部材によって反射された光は、前記光拡散反射板の下面に照射され、
    前記基板は前記光拡散反射板に接し、
    前記光拡散反射板は前記シャーシに接している請求項１７記載の照明器具。
  19. 前記シャーシは金属により形成されている請求項１１記載の照明器具。
  20. 前記光学部材は、上面に複数本のプリズムが形成されたプリズム板を有し、
    前記ＬＥＤチップから出射された光のうち、前記光反射部材に照射されなかった光の一部は前記プリズム板の上面に照射され、
    前記プリズム板における前記他方の側方側の側面は、前記シャーシによって覆われておらず、外部に露出している請求項１７記載の照明器具。
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