JP2012048881A

JP2012048881A - Lens and lighting fixture using the same

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Publication number: JP2012048881A
Application number: JP2010187947A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Goto; 芳朗後藤
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-03-08
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: JP5565952B2

Abstract

【課題】光源からの光の所定の方向へ配光を制御できるレンズおよびレンズを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具１０のレンズ１３は、光源１２の前方に配置され、内径の曲率が外径の曲率よりも大きい。
【選択図】図１A lens capable of controlling light distribution in a predetermined direction of light from a light source and a lighting fixture using the lens are provided.
A lens 13 of a luminaire 10 is disposed in front of a light source 12 and has an inner diameter greater than an outer diameter.
[Selection] Figure 1

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レンズおよびレンズを用いた照明器具に関する。 The present invention relates to a lens that is disposed in front of an LED chip serving as a light source and controls light distribution, and a luminaire using the lens.

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）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a lighting device using a lens and a lens that includes an LED unit in which a plurality of LED chips are mounted on a substrate and in which a sub lens and a main lens are arranged in front of the LED chip is known (for example, Patent Documents). 1).

特開２００９−９９４９２号公報（図８、段落００２７）JP 2009-99492 A (FIG. 8, paragraph 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。 The lens and the luminaire using the lens described in Patent Document 1 described above, the light from the LED chip is converted into a fan-shaped condensed light beam that spreads in the longitudinal direction of the road by the sub-lens and emitted, and the main lens Thus, the condensed light beam condensed by the sub lens is emitted toward the illumination area. Thereby, the light distribution in the predetermined direction of the light from the LED chip can be controlled.

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。 By the way, as shown in FIG. 5, the lighting fixture 100 provided with the lens 103 in front of the LED chip 102 which is the light source mounted in the board | substrate 101 is proposed.
Such a conventional lighting fixture 100 is applied by applying a squeezing process to the dome-shaped lens 103 or by mixing and forming a diffusing material when controlling to an expanded light distribution.
However, such a conventional luminaire 100 has low light efficiency when controlling the diffused light distribution.

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。 Further, as shown in FIG. 6, when the conventional lighting device 100 is installed on the lower surface of the top plate 301 included in the shelf 300, the bottom plate 302 of the shelf 300 and the back wall 303 of the shelf 300 are connected. When obtaining the light distribution, if the lighting fixture 100 is not tilted toward the back of the shelf 300, the light from the LED chip 102 cannot be directed toward the back of the shelf 300, and the light distribution is controlled in a predetermined direction. difficult.

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レンズおよびレンズを用いた照明器具を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lens that can control light distribution in a predetermined direction of light from a light source and a lighting fixture using the lens. .

本発明に係るレンズは、光源の前方に配置され、内径の曲率が外径の曲率よりも大きい。 The lens according to the present invention is disposed in front of the light source, and the curvature of the inner diameter is larger than the curvature of the outer diameter.

本発明に係るレンズは、周囲に、平面または外形よりも径の大きい光カット部を有する。 The lens according to the present invention has a light cut portion having a diameter larger than that of a flat surface or an outer periphery.

本発明に係るレンズは、一部において内径の曲率が外径の曲率よりも大きく、他において内径の曲率が外径の曲率よりも小さいまたは同等である。 In some lenses according to the present invention, the curvature of the inner diameter is larger than the curvature of the outer diameter, and in others, the curvature of the inner diameter is smaller than or equivalent to the curvature of the outer diameter.

本発明に係る照明器具は、レンズを用いた。 The lighting fixture according to the present invention uses a lens.

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。 According to the lens and the lighting fixture using the lens according to the present invention, there is an effect that light distribution can be controlled in a predetermined direction of light from the light source.

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1 is a vertical sectional view of a lighting fixture in a lighting fixture using a lens and a lens according to a first embodiment of the present invention. 図１の照明器具におけるＬＥＤチップの光学的な特性図Optical characteristic diagram of LED chip in lighting apparatus of FIG. 図１の照明器具の要部拡大図Enlarged view of the main part of the lighting apparatus of FIG. 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Vertical sectional view of a lighting fixture in a lighting fixture using a lens and a lens according to a second embodiment of the present invention 従来の照明器具の垂直断面図Vertical sectional view of a conventional lighting fixture 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Illustration of light distribution when installed under the shelf of a conventional lighting fixture

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。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention and a lighting fixture using the lens will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a vertical sectional view of a lighting apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the luminaire 10 includes an LED chip 12 that is a light source mounted on a substrate 11, and a lens 13 disposed in front of the LED chip 12.

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。 The lens 13 is molded using a transparent acrylic resin or the like. The lens 13 includes a lens body 14 disposed in front of the optical axis of the LED chip 12, a top plate 15 disposed on a side portion of the lens body 14, and a side plate 16 connected to an outer edge portion of the top plate 15. Have.
The lens body 14 has a first inner diameter portion 17 and a first outer diameter portion 18, and the curvature of the first inner diameter portion 17 is set larger than the curvature of the first outer diameter portion 18. The top plate 15 is disposed around the lens body 14 and has a light cut portion 19 having a diameter larger than the outer diameter of the lens body 14. The light cut portion 19 has an angle close to the horizontal with respect to the light emitting surface of the LED chip 12. Therefore, the light cut unit 19 can suppress a decrease in light output and reduce color unevenness.
Note that the light cut portion 19 may be subjected to graining or may be molded by mixing a diffusing material.

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。 FIG. 2 shows optical characteristics of the LED chip 12 in the lighting fixture 10.
As shown in FIG. 2, when the LED chip 12 is a white light emitting LED, blue B is emphasized in the direction toward the lens body 14, which is the vertical direction in FIG. 2, and the yellow color approaches the horizontal direction in FIG. 2. Y may be emphasized to cause a yellow ring.

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。 The principal part enlarged view of the lighting fixture 10 is shown in FIG. 3, and the optical characteristic of the lighting fixture 10 is demonstrated.
3 will be described with reference to the reference numerals in FIG.

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。 As shown in FIG. 3, the lighting fixture 10 is installed on the lower surface of the top plate 301 included in the shelf 300. A printed circuit (not shown) provided on the substrate 11 is electrically connected to a power supply device (not shown). The LED chip 12 emits light by power feeding from the power supply circuit.
Of the light from the LED chip 12, the light component L1 emitted toward the center of the lens body 14 is refracted at the first inner diameter portion 17 of the lens body 14 and then guided through the lens body 14. The light is refracted at the first outer diameter portion 18 and emitted in an oblique direction with respect to the bottom plate 302 directly below the lighting fixture 10.

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。 Of the light from the LED chip 12, the light component L <b> 2 emitted toward the side of the lens body 14 is refracted at the first inner diameter portion 17 of the lens body 14 and then guided through the lens body 14. The light is refracted at the first outer diameter portion 18 and emitted toward the inner wall 303 of the shelf 300.
Therefore, the lighting fixture 10 can control the light distribution that the light from the LED chip 12 spreads more than the light emission shape of the LED chip 12 and travels toward the wall 303.

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。 At this time, referring to FIG. 1, among the light from the LED chip 12, the light component L3 emitted toward the end of the lens body 14, that is, the light component L3 including a component that generates a yellow ring, It is controlled by a light cut unit 19 provided on the top plate 15 around the lens body 14.
Therefore, in the lighting fixture 10, the yellow ring generated in the direction close to the horizontal direction of the substrate 11 out of the light from the LED chip 12 is reflected at the critical angle by the light cut portion 19, so that the yellow ring is not conspicuous.
As described above, the light from the LED chip 12 is refracted in the reverse color shift due to the prism effect of the lens body 14 in which the curvature of the first inner diameter portion 17 is set larger than the curvature of the first outer diameter portion 18. Therefore, it is possible to reduce the change in the emitted color.

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。 As described above, according to the lens 13 of the first embodiment described above, since the curvature of the first inner diameter portion 17 is larger than the curvature of the second outer diameter portion 18, it is arranged in front of the LED chip 12. It is possible to control the light distribution in which the light spreads beyond the light emission shape of the LED chip 12.

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。 Further, according to the lens 13, since the light cut portion 19 having a diameter larger than the outer diameter of the lens body 14 is provided around the lens body 14, the light from the LED chip 12 is close to the horizontal direction of the substrate 11. The yellow ring generated in the direction is reflected at the critical angle by the light cut portion 19, and the yellow ring is not conspicuous.

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。 And according to the lighting fixture 10, since the lens 13 was used, the light distribution from which the light from LED chip 12 spreads rather than the light emission shape of LED chip 12 is controllable.

(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。 (Second embodiment)
Next, the lens of 2nd Embodiment which concerns on this invention, and the lighting fixture using a lens are demonstrated.
Note that, in the following second embodiment, the same or equivalent components in the drawing are simplified or described for the same components or functionally similar components as those in the first embodiment described above. Omitted.

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。 FIG. 4 shows a vertical cross-sectional view of the lighting fixture 30 according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the lighting fixture 30 has the LED chip 12 mounted on the substrate 11 and the lens 33 disposed in front of the LED chip 12 attached to the lens mounting portion 32 of the fixture body 31. It has been. The lens mounting portion 32 is inclined so that the lighting fixture 30 faces the wall 303 at the back of the shelf (see FIG. 6) 300.

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。 The lens 33 includes a lens body 34, a first lens portion 37 including a first inner diameter portion 35 and a first outer diameter portion 36, and a second lens portion 40 including a second inner diameter portion 38 and a second outer diameter portion 39. A third lens portion 43 including a third inner diameter portion 41 and a third outer diameter portion 42.
The first lens unit 37 is disposed on the wall 303 side of the shelf 300. In the first lens portion 37, the curvature of the first inner diameter portion 35 is set larger than the curvature of the first outer diameter portion 36.

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。 The second lens unit 40 is disposed on the opposite side of the shelf 300 from the wall 303. In the second lens portion 40, the curvature of the second inner diameter portion 38 is set smaller than the curvature of the second outer diameter portion 39.
The third lens unit 43 is disposed between the first lens unit 37 and the second lens unit 40. The third lens portion 43 is set so that the curvature of the third inner diameter portion 41 gradually approaches the curvature of the second inner diameter portion 38 from the curvature of the first inner diameter portion 35, and the curvature of the third outer diameter portion 42. Is set so as to gradually approach the curvature of the second outer diameter portion 39 from the curvature of the first outer diameter portion 36.

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。 As for the lighting fixture 30, LED chip 12 is light-emitted by electric power feeding. Of the light from the LED chip 12, the light component L 4 emitted toward the first lens portion 37 of the lens body 34 is refracted at the first inner diameter portion 35 of the first lens portion 37 and then inside the first lens portion 37. After being guided, the light is refracted at the first outer diameter portion 36 and emitted toward the rear wall 303 of the shelf 300.
The light component L5 emitted from the LED chip 12 toward the second lens portion 40 of the lens body 34 is refracted at the second inner diameter portion 38 of the second lens portion 40, and then the light component L5 is refracted in the second lens portion 40. After being guided, the light is refracted at the second outer diameter portion 39 and emitted toward the bottom plate 302 of the shelf 300.
The light component L6 emitted from the LED chip 12 toward the third lens portion 43 of the lens body 34 is refracted at the third inner diameter portion 41 of the third lens 43 and then passes through the third lens portion 43. After being guided, the light is refracted at the third outer diameter portion 42 and emitted toward the inner wall 303 of the shelf 300 and the bottom plate 302 of the shelf 300.

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。 In the lens 33 of the second embodiment, the curvature of the first inner diameter portion 35 in the first lens portion 37 is set larger than the curvature of the first outer diameter portion 36, and the curvature of the second inner diameter portion 38 in the second lens portion 40. Is set to be smaller than the curvature of the second outer diameter portion 39 so that the curvature of the third inner diameter portion 41 gradually approaches the curvature of the second inner diameter portion 38 from the curvature of the first inner diameter portion 35 in the third lens portion 43. The curvature of the third outer diameter portion 42 is set so as to gradually approach the curvature of the second outer diameter portion 39 from the curvature of the first outer diameter portion 36.
Therefore, according to the lens 33 of the second embodiment, it is possible to control the light from the LED chip 12 to a light distribution that greatly spreads and to a light distribution that does not spread greatly.

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。 In addition, a board | substrate, LED chip, etc. in the lighting fixture using the lens and lens of this invention are not limited to embodiment mentioned above, A suitable deformation | transformation, improvement, etc. are possible.

１０，３０照明器具
１２ＬＥＤ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) 10, 30 Lighting equipment 12 LED chip (light source)
13, 33 Lens 17, 35 First inner diameter portion (inner diameter)
18, 36 First outer diameter part (outer diameter)
19 Light cut part 38 2nd inside diameter part (inside diameter)
39 Second outer diameter (outer diameter)
41 3rd inner diameter part (inner diameter)
42 Third outer diameter (outer diameter)

Claims

A lens that is placed in front of the light source and has a larger inside diameter curvature than the outside diameter curvature.

The lens of claim 1, wherein
A lens having a light cut portion with a diameter larger than that of a flat surface or an outer periphery.

The lens according to claim 1 or 2,
In some cases, the curvature of the inner diameter is greater than the curvature of the outer diameter, and in others, the curvature of the inner diameter is less than or equal to the curvature of the outer diameter.

The lighting fixture using the lens of any one of Claim 1 thru | or 3.