TWI548837B

TWI548837B - 照明器具

Info

Publication number: TWI548837B
Application number: TW102111029A
Authority: TW
Inventors: 河野誠; 佐佐木淳
Original assignee: 東芝照明技術股份有限公司
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2016-09-11
Also published as: TW201402992A; JP5846383B2; JP2014017194A; CN103542339B; CN103542339A

Description

照明器具

本發明的實施方式涉及一種使用半導體發光元件的照明器具。

在例如吸頂燈(ceiling light)等照明器具中，在器具本體的下表面配置多個發光二極體(Light Emitting Diode，LED)元件，並以燈罩(shade)覆蓋該器具本體的下表面側。

一般來說，在器具本體的中央，利用器具本體本身或另外的外罩(cover)等而設置著從器具本體的下表面突出的突出部。在該突出部中，設置著用來安裝於天花板插座的安裝構造，或收容有對LED元件供給點燈電力的點燈電路。因此，在突出部的周圍多個LED元件沿圓周方向配置在器具本體的下表面。

背景技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2011-134684號公報

然而，因為突出部從器具本體的下表面的中央突出，且在該突出部的周圍LED元件沿圓周方向配置在器具本體的下表面，所以存在如下問題：從LED元件朝向器具本體的中央側的光被突出部遮擋，從而遮擋光的突出部的影子容易映射在燈罩的中央部分。

本發明所要解決的問題在於，提供一種可防止突出部的影子映射在燈罩上的照明器具。

實施方式的照明器具包含器具本體、半導體發光元件及燈罩。器具本體具有從器具本體的一面的中央突出的突出部。半導體發光元件在突出部的周圍沿圓周方向配置在器具本體的一面上。燈罩覆蓋器具本體的一面側。與器具本體的中央相對向的燈罩的中央部分配置在比交點的位置更背離器具本體側的位置上，該交點是從圓周上的半導體發光元件起與突出部的周邊部相接的假想線在器具本體的中央側交叉的交點。

根據本發明，與器具本體的中央相對向的燈罩的中央部分配置在比交點的位置更背離器具本體側的位置上，所述交點是從圓周上的半導體發光元件起與突出部的周邊部相接的假想線在器具本體的中央側交叉的交點，由此，可防止突出部的影子映射在燈罩上。

10‧‧‧照明器具

11‧‧‧器具本體

12‧‧‧基板

13‧‧‧透光外罩

14‧‧‧燈罩

14a‧‧‧中央部分

15‧‧‧框體

16‧‧‧盒體

17‧‧‧接合器導件

18‧‧‧點燈電路

21‧‧‧突出部

22‧‧‧基板配置部

23‧‧‧凸緣部

24、42‧‧‧凹部

25、39‧‧‧開口部

26‧‧‧窗孔

27‧‧‧爪插通孔

28‧‧‧安裝孔

29‧‧‧台部

30‧‧‧凸部

31‧‧‧燈罩安裝配件

34‧‧‧嵌合孔

35‧‧‧作為半導體發光元件的LED元件

35a‧‧‧中心

36‧‧‧反射面

40‧‧‧外罩部

41‧‧‧配光控制體

41a‧‧‧入射面

41b‧‧‧出射面

43‧‧‧基準軸

44‧‧‧爪部

46‧‧‧螺釘插通孔

48‧‧‧假想線

50‧‧‧感測器用窗孔

53‧‧‧側壁部

54‧‧‧收容空間

55‧‧‧緩衝材料

58‧‧‧長明燈

59‧‧‧遙控編號切換開關部

63‧‧‧照度感測器

65‧‧‧感測器盒體

P‧‧‧交點

圖1(a)、圖1(b)表示一實施方式，且是在圖1(a)、圖1(b)中表示突出部從器具本體的突出高度不同的照明器具的剖視圖。

圖2是同上照明器具的分解狀態的立體圖。

圖3是同上照明器具的配光控制體的剖視圖。

圖4是利用同上配光控制體的配光圖。

以下，參照圖1至圖4說明一實施方式。

如圖1及圖2所示，照明器具10為圓形吸頂燈，其經由接合器(adapter)而安裝於設置在天花板面上的天花板插座。此外，將自照明器具10照射光的方向稱為前面側，將相對於前面側為相反側的一側稱為背面側，所述前面側及背面側與設置狀態的照明器具10的下表面側及上表面側相對應。

照明器具10包含器具本體11，在該器具本體11的下表面側安裝有發光模組(module)的基板12、透光外罩13及燈罩14，在器具本體11的上表面側安裝有框體15及盒體(case)16。在盒體16中安裝著作為器具安裝部的接合器導件(adapter guide)17及點燈電路18等。

而且，器具本體11為金屬制且形成為圓盤狀。在器具本體11的一面，即下表面上，圓形的突出部21在中央區域一體地突出，在突出部21的周圍形成有環狀的作為半導體發光元件配置部的基板配置部22，且在基板配置部22與周邊部的凸緣(flange)部23之間形成有環狀的凹部24。

在突出部21的中央形成有供接合器導件17嵌入的開口部25，在開口部25的側部形成有窗孔26，且在周邊部作為被安裝部而形成有多個在圓周方向上較長的長孔狀的爪插通孔27及一個用於旋緊固定的安裝孔28。

在基板配置部22中，用來安裝盒體16的環狀的台部29突出形成在器具本體11的上表面側。在基板配置部22的周邊部突出設置著多個半球狀的凸部30並且形成有多個在圓周方向上較長的長孔狀的爪插通孔27。

在凹部24內安裝著多個燈罩安裝配件31，這些燈罩安裝配件31是通過使燈罩14相對於器具本體11旋動而可裝卸地安裝燈罩14。燈罩安裝配件31並未從基板配置部22突出，而是收容在凹部24內。

另外，發光模組的基板12形成為半環狀，通過將一對基板12配置在器具本體11的基板配置部22而將一對基板12組合成環狀。基板12是由例如金屬、陶瓷(ceramics)及樹脂等材料形成。在基板12的周邊部形成著多個與各凸部30凹凸嵌合的嵌合孔34。

在基板12的前表面上形成有配線圖案，例如包含LED元件或有機電致發光(Electro-Luminescence，EL)等的多個半導體發光元件連接於該配線圖案且在同心圓上安裝有多行。在實施方式中，作為半導體發光元件，使用面安裝型的表面安裝器件(Surface Mount Device，SMD)封裝(package)式的LED元件35，所述多個LED元件35在基板12上沿圓周方向呈等間隔排列並且在同心圓上配置有2行。LED元件35的發光部朝向相對於基板12為相反方向且在照明器具10的設置狀態下為正下方向。進而，在基板12的前表面上形成有覆蓋配線圖案且具有高反射率特性的反射面36。

另外，透光外罩13由具有透光性及導光性的透明樹脂製造，且形成為在中央開設有開口部39的環狀。透光外罩13為形成為可將基板12覆蓋在與器具本體11之間的大小的環狀，且具有平板狀的外罩部40。

在該外罩部40中，分別與在同心圓上排列成2行的LED元件35相對向地在同心圓上形成有2行環狀的配光控制體41，該環狀的配光控制體41控制LED元件35所發出的光的配光。如圖3所示，配光控制體41形成為具有收容LED元件35的凹部42的山形，形成有面向凹部42而供來自LED元件35的光入射的入射面41a，且形成有供入射至配光控制體41內的光向外表面出射的出射面41b。

配光控制體41以基準軸43為中心而形成為在器具本體11的中央側方向與相反的外側方向上軸對稱的剖面形狀，並且基準軸43位於比LED元件35的發光部的中心35a更靠器具本體11 的外側方向。換言之，LED元件35的發光部的中心35a位於比配光控制體41的基準軸43更靠器具本體11的中央側方向。

在配光控制體41的比基準軸43更靠外周側的入射面41a及出射面41b中的至少一者中，形成有例如利用凹凸圖案的光擴散面。進而，該光擴散面的擴散特性是以擴散度隨著從器具本體11的中央側方向朝向外側方向逐漸增大的方式形成。另外，同心圓上的多行配光控制體41中，外周側的配光控制體41與內周側的配光控制體41相比以光擴散面的擴散度變大的方式形成。

如圖2所示，在透光外罩13的背面側，多個可插通於器具本體11的各爪插通孔27中的爪部44一體地突出形成在內周側及外周側。所述多個爪部44朝向透光外罩13的圓周方向的一方，即安裝旋動方向，而形成為大致L字形。而且，通過將各爪部44插通於器具本體11的各爪插通孔27中並使透光外罩13向安裝旋動方向旋動，而使各爪部44的前端乘坐上器具本體11的背面側並將透光外罩13朝向器具本體11牽引，並且各爪部44卡在器具本體11的背面側，從而以將基板12夾持在器具本體11與透光外罩13之間的狀態來固定器具本體11與透光外罩13。

在透光外罩13的內周部的一個部位設置著螺釘插通孔46。通過將螺釘穿過螺釘插通孔46並旋入器具本體11的安裝孔28中，而限制透光外罩13向相對於安裝旋動方向相反的拆卸旋動方向旋動。

另外，燈罩14由具有透光性的乳白色的樹脂製造，上表面側開口，且在上表面側的內周緣部形成有安裝於各燈罩安裝配件31的安裝臺階部。利用安裝在器具本體11上的燈罩14，而覆蓋器具本體11的下表面、基板12及透光外罩13等。

如圖1(a)所示，與器具本體11的中央相對向的燈罩14的中央部分14a配置在比交點P的位置更背離器具本體11側的位置上，該交點P是從圓周上的各LED元件35起與突出部21的周邊部相接而延伸的切線，即假想線48，在器具本體11的中央側交叉的交點。

另外，如圖2所示，框體15由具有透光性的樹脂製造且形成為環狀，且內周側緣部安裝在器具本體11的上表面側周緣部。在框體15的下表面的一個部位形成著一對感測器(sensor)用窗孔50。

另外，盒體16由金屬製造，在周邊部形成有向下表面側突出的側壁部53，該側壁部53安裝在器具本體11的台部29上。在盒體16內形成有收容空間54，該收容空間54是在與器具本體11的上表面之間收容接合器導件17及點燈電路18而安裝。在盒體16的上表面上安裝著多個緩衝材料(cushion material)55，其中這些緩衝材料55在將照明器具10設置於天花板面上時，在與天花板面之間被壓縮，而防止照明器具10的晃動或防止照明器具10旋轉。

另外，接合器導件17形成為筒狀，通過嵌入到安裝於設置在天花板面上的天花板插座的接合器中，而可裝卸地安裝于接合器。在接合器導件17中配置著從器具本體11的窗孔26面向下表面側的長明燈58及遙控編號切換開關部59等。此外，長明燈58及遙控編號切換開關部59等也可以配置在點燈電路18的基板上。

另外，點燈電路18包含電路基板62，該電路基板62配置在接合器導件17的周圍且固定在盒體16側，在該電路基板62上安裝著構成點燈電路18的各種電子零件。在點燈電路18的電源輸入側經由接合器及天花板插座而輸入商用交流電源，點燈電路18的電源輸出側通過基板12的配線圖案而連接於多個LED元件35。而且，點燈電路18使交流電源整流平滑，並轉換為規定的直流電源而供給至LED元件35。

再者，點燈電路18利用照度感測器63檢測設置有照明器具10的照明空間的亮度，並具有自動地調整LED元件35的輸出的功能。

照度感測器63收容在感測器盒體65中，此感測器盒體65安裝於器具本體11及框體15的上表面，且照度感測器63與框體15的感測器用窗孔50相對向地配置。

接著，在組裝照明器具10時，將安裝有接合器導件17及點燈電路18等的盒體16安裝在器具本體11的上表面。而且，將框體15安裝在器具本體11的上表面，將照度感測器63電性連接於點燈電路18，並且將用以保持照度感測器63的感測器盒體65安裝在器具本體11及框體15的上表面。

在使器具本體11的基板配置部22以朝向上方的方式上下反轉的狀態下，在基板配置部22上載置各基板12，使基板12的各嵌合孔34凹凸嵌合於基板配置部22的各凸部30。由此，基板12沿器具本體11的基板配置部22的面的方向(水平方向)上的位置得以定位保持。進而，進行兩基板12間或基板12與點燈電路18之間的配線。

一面以覆蓋基板12的方式罩上透光外罩13，一面使透光外罩13的各爪部44插通於器具本體11的各爪插通孔27中，並使透光外罩13向安裝旋動方向進行旋動，由此使各爪部44的前端乘坐上器具本體11的背面側並將透光外罩13朝向器具本體11牽引。此時，透光外罩13抵接於基板12，而將基板12按壓在器具本體11上。而且，當各爪部44卡在器具本體11的背面側時，以將基板12夾持在器具本體11與透光外罩13之間的狀態來固定器具本體11與透光外罩13。

將螺釘穿過透光外罩13的螺釘插通孔46並旋入到器具本體11的安裝孔28中而固定，從而限制透光外罩13向相對於安裝旋動方向相反的拆卸旋動方向旋動。

以覆蓋基板12及透光外罩13等的方式將燈罩14罩在器具本體11上，並使燈罩14向規定的安裝旋動方向旋動，由此將燈罩14安裝在燈罩安裝配件31上。

此外，照明器具10的組裝順序並不限定於所述順序。

然後，在設置照明器具10時，將預先卸除了燈罩14的照明器具10的接合器導件17安裝在接合器上，該接合器安裝在天花板面的天花板插座上。將從接合器導出的配線與點燈電路18側連接，從而將天花板插座與點燈電路18電性連接。將燈罩14安裝在器具本體11上。

然後，通過將商用交流電源供給至點燈電路18，而從點燈電路18對多個LED元件35供給點燈電力，從而將多個LED元件35點亮。

多個LED元件35所產生的光由透光外罩13的配光控制體41控制配光而入射至燈罩14，並透過燈罩14而照射至照明空間。

另外，利用照度感測器63檢測設置有照明器具10的照明空間的亮度，且點燈電路18自動地調整LED元件35的輸出。

另外，LED元件35所產生的熱從基板12被導熱至器具本體11，並從器具本體11高效地散熱。另一方面，點燈電路18所產生的熱傳遞給盒體16，而從盒體16高效地散熱。因此，LED元件35所產生的熱與點燈電路18所產生的熱較少相互干涉，而可使各自產生的熱高效地散熱。

在以這種方式構成的照明器具10中，如圖1(a)所示，與器具本體11的中央相對向的燈罩14的中央部分14a配置在比交點P的位置更背離器具本體11側的位置上，該交點P是從圓周上的各LED元件35起與突出部21的周邊部相接而延伸的切線，即假想線48，在器具本體11的中央側交叉的交點。

假設在燈罩14的中央部分14a位於比交點P的位置更靠近器具本體11的位置上的情況下，來自LED元件35的光被突出部21遮擋而產生的影子會映射在燈罩14的中央部分14a，而使燈罩14的中央部分14a變暗。

通過將燈罩14的中央部分14a配置在比交點P的位置更背離器具本體11側的位置上，而可防止影子映射在燈罩14上，從而可使燈罩14整體的亮度均勻。

另外，在圖1(a)中表示了天花板面與LED元件35之間的距離較寬，且突出部21從器具本體11的下表面的突出量較小的照明器具10，而在圖1(b)中表示了天花板面與LED元件35之間的距離較窄，且突出部21從器具本體11的下表面的突出量較大的照明器具10。在圖1(b)所示的照明器具10的情況下，通過將燈罩14的中央部分14a配置在比交點P的位置更背離器具本體11側的位置上，也能夠防止影子映射在燈罩14上，從而可使燈罩14整體的亮度均勻。

另外，在LED元件35在同心圓上排列有多行的情況下，通過將從最內周行的LED元件35起與突出部21的周邊部相接的假想線48的交點P設為基準，而可防止影子映射在燈罩14上，從而可使燈罩14整體的亮度均勻

另外，配光控制體41以基準軸43為中心而形成為在器具本體11的中央側方向與相反的外側方向上軸對稱的剖面形狀，並且基準軸43位於比LED元件35的發光部的中心35a更靠器具本體11的外側方向。將利用該配光控制體41的配光圖示於圖4。在圖4中，0°為正下方向，正(plus)角度側為器具本體11的中央側方向，負(minus)角度側為器具本體11的外側方向。

由圖4可知，器具本體11的中央側方向的光度與外側方向的光度相比變大。其原因在於，因為LED元件35的發光部靠近配光控制體41的內周側，所以從配光控制體41的內周側出射的光變得多於從外周側出射的光。因為在器具本體11的中央設置著向天花板插座安裝的安裝構造或存在收容點燈電路18的突出部21，所以從配置在該突出部21的周圍的LED元件35起到燈罩14的中央部分14a之間的距離拉開，但通過具有這種配光特性，而使燈罩14的中央部分14a變亮，從而可使燈罩14整體的亮度均勻。

此外，使配光控制體41向器具本體11的中央側方向的配光的峰值(peak)與所述交點P一致。因此，可使燈罩14的中央部分14a變亮，從而可使燈罩14整體的亮度均勻。

另外，因為在配光控制體41的比基準軸43更靠外周側的入射面41a及出射面41b中的至少一者中形成有光擴散面，所以可減少燈罩14周邊部的亮度不均，從而可使燈罩14整體的亮度均勻。

進而，該光擴散面的擴散特性是以擴散度隨著從器具本體11的中央側方向朝向外側方向而逐漸增大的方式形成。另外，同心圓上的多行配光控制體41中，外周側的配光控制體41與內周側的配光控制體41相比以光擴散面的擴散度變大的方式形成。由此，使擴散特性的有無邊界不明顯，從而可使燈罩14整體的亮度均勻。

此外，照明器具並不限定於圓形的吸頂燈，也可以應用於四邊形或多邊形的照明器具。

對本發明的若干個實施方式進行了說明，但這些實施方式是作為例示而舉出，並非意欲限定發明的範圍。這些新穎的實施方式可通過其他各種形態實施，且可在不脫離發明的主旨的範圍內進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形包含在發明的範圍及主旨中，並且包含在權利要求所記載的發明及其均等的範圍內。