JP2016091855A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを光源とする照明器具において、天井面に設置した場合に高い床面照度を与える。
【解決手段】照明器具１は、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を覆うカバー３と、を備える。カバー３は、ＬＥＤ２１からの光を光軸Ａｘ方向に屈折するプリズム５１を含むプリズム部５２、５３と、プリズム５１を含まない非プリズム部５４と、を有する。プリズム部５２、５３は、カバー３の短手方向Ｓにおける両端部にそれぞれ設けられ、非プリズム部５４は、プリズム部５２、５３と連続してプリズム部５２、５３によって挟まれた領域に設けられている。この構成によれば、ＬＥＤ２１から光軸Ａｘ方向に出射した光は、非プリズム部５４を減衰少なく透過し、ＬＥＤ２１から器具側方に出射した光は、プリズム５１により光軸Ａｘ方向に屈折される。そのため、光軸Ａｘ方向に照射される光が多くなるので、天井面に設置した場合に高い床面照度を与えることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とする照明器具に関する。

ＬＥＤは、低電力で高輝度の発光が可能であり、しかも長寿命であることから、白熱灯や蛍光灯に代わる光源として注目されている。このようなＬＥＤを光源とする照明器具として、列状に配置された複数のＬＥＤと、これらＬＥＤを一括して覆う樋状のカバーと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記のような照明器具は、例えば、直管型蛍光灯を光源とするベースライトを代替するものであるが、ＬＥＤの発光部面積は、直管型蛍光灯の発光部面積に比べて小さい。そのため、ＬＥＤを光源とする照明器具を光照射面側から見ると、ＬＥＤの「粒感」が目立ち、直管型蛍光灯を光源とする照明器具とは光源の見え方が異なる。そこで、ＬＥＤの粒感を低減するために、カバーに光を拡散する拡散材を内含させ、ＬＥＤからの光を拡散させて外部に出射させることが考えられる。

特開２０１３−２０６８４９号公報

しかしながら、上述したような照明器具を天井面に設置した場合には、ＬＥＤからの光が種々の方向に拡散されるので、照明器具から壁面方向（器具側方）に照射される光が多くなって、床面方向（器具正面方向）に照射される光が少なくなる。そのため、高い床面照度を与えることができない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、天井面に設置した場合に高い床面照度を与えることができる照明器具を提供することを目的とする。

本発明は、列状に配置された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを一括して覆うカバーと、を備えた照明器具であって、前記カバーは、前記複数のＬＥＤが並ぶ方向に長尺となった樋状に形成され、前記ＬＥＤからの光を該ＬＥＤの光軸方向に屈折するプリズムを含むプリズム部と、前記プリズムを含まない非プリズム部と、を有し、前記プリズム部は、前記カバーの長手方向に亘って該カバーの短手方向における両端部にそれぞれ設けられ、前記非プリズム部は、前記カバーの長手方向に亘って前記プリズム部と連続して該プリズム部によって挟まれた領域に設けられていることを特徴とする。

本発明の照明器具によれば、ＬＥＤから光軸方向（器具正面方向）に出射した光は、非プリズム部を減衰少なく透過して外部へ照射され、ＬＥＤから器具側方に出射した光は、プリズムにより光軸方向に屈折されて外部へ照射される。そのため、器具正面方向に照射される光が多くなるので、天井面に設置した場合に高い床面照度を与えることができる。

本発明の一実施形態に係る照明器具の斜視図。 図１のＩ−Ｉ線断面図。 上記照明器具を構成するＬＥＤから出射した光の光路を示す図。 天井面に設置した上記照明器具から照射される光による床面照度分布を示す図。 第１の従来例に係る照明器具の断面図。 天井面に設置した上記第１の従来例に係る照明器具から照射される光による床面照度分布を示す図。 第２の従来例に係る照明器具の断面図。 天井面に設置した上記第２の従来例に係る照明器具から照射される光による床面照度分布を示す図。 （ａ）（ｂ）は、上記実施形態の第１の変形例に係る照明器具の断面図。 （ａ）（ｂ）は、上記実施形態の第２の変形例に係る照明器具の断面図。 （ａ）（ｂ）は、上記実施形態の第３の変形例に係る照明器具の断面図。 本発明の参考例に係る照明器具の断面図。 上記参考例に係る照明器具を構成するＬＥＤから出射した光の光路を示す図。 天井面に設置した上記参考例に係る照明器具から照射される光による床面照度分布を示す図。 第３の従来例に係る照明器具の断面図。 天井面に設置した上記第３の従来例に係る照明器具から照射される光による床面照度分布を示す図。 天井面に設置した上記第２の従来例に係る照明器具から照射される光による床面照度分布を示す図。 （ａ）（ｂ）は、上記参考例の第１の変形例に係る照明器具の断面図。 （ａ）（ｂ）は、上記参考例の第２の変形例に係る照明器具の断面図。

本発明の一実施形態に係る照明器具について図１乃至図４を参照して説明する。図１に示すように、照明器具１は、光源部２と、光源部２からの光を透過させるカバー３と、光源部２及びカバー３を保持する筐体４と、を備える。

光源部２は、複数のＬＥＤ２１と、これらＬＥＤ２１を実装する配線基板２２と、ＬＥＤ２１への給電を制御する回路部２３と、を有する。複数のＬＥＤ２１は、互いの光軸Ａｘを所定の向き（図例では上向き）に揃えた状態で、所定間隔毎に一列に配置されている。ＬＥＤ２１は、例えば、青色光を出射するＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止する封止材と、この封止材中に分散され青色光を黄色光に変換する蛍光体と、を有し、青色光と黄色光とを互いに混色させることで白色光を出射する白色ＬＥＤにより構成される。

配線基板２２は、ＬＥＤ２１が並ぶ方向Ｌに沿って長尺となった矩形状に形成され、その一面（図例では上面）にＬＥＤ２１を実装している。配線基板２２は、各々のＬＥＤ２１と接続された配線パターン（不図示）を有し、これら配線パターンは、回路部２３と接続されている。回路部２３は、配線基板２２においてＬＥＤ２１を実装した面とは反対側の面に配置され、商用電源からＬＥＤ２１への給電を制御する種々の回路素子（不図示）を有する。

カバー３は、方向Ｌに沿って長尺となった樋状に形成され、その湾曲面の頂部３１が光軸Ａｘと交差した状態で複数のＬＥＤ２１を一括して覆っている。カバー３は、ＬＥＤ２１からの光を拡散させずに透過させる透明な材料、例えば、透明アクリル樹脂や透明ポリカーボネート樹脂により構成されている。

筐体４は、図例では、カバー３の短手方向Ｓにおける両端部の各々において（長手）方向Ｌに亘って設けられた一対のレール４１を有する。レール４１は、照明器具１を天井面や壁面等の施工面に取り付けるための取付構造（不図示）を有する。

図２に示すように、カバー３の短手方向Ｓにおける断面において、カバー３は、ＬＥＤ２１からの光を光軸Ａｘ方向に屈折するプリズム５１を含むプリズム部５２、５３と、プリズム５１を含まない非プリズム部５４と、を有する。プリズム部５２、５３は、カバー３の長手方向Ｌ（紙面の手前側から奥側に伸びる方向）に亘ってカバー３の短手方向Ｓにおける両端部にそれぞれ設けられている。プリズム５１は、ＬＥＤ２１からの光を光軸Ａｘ方向に屈折する。

非プリズム部５４は、長手方向Ｌに亘ってプリズム部５２、５３に連続してプリズム部５２、５３によって挟まれた領域に設けられている。非プリズム部５４は、光軸Ａｘと交差して設けられ、プリズム５１を含んでいない分だけプリズム部５２、５３に比べて平均肉厚が肉薄になっている。

非プリズム部５４の一方の端部５４ａとＬＥＤ２１とを結ぶ線Ｌ１が、非プリズム部５４の他方の端部５４ｂとＬＥＤ２１とを結ぶ線Ｌ２と成す角度をθ１とする。また、線Ｌ１が、カバー３の一方の端部３ａとＬＥＤ２１とを結ぶ線Ｌ３と成す角度をθ２とし、線Ｌ２が、カバー３の他方の端部３ｂとＬＥＤ２１とを結ぶ線Ｌ４と成す角度をθ３としたときに、θ１＜θ２＝θ３となっている。θ１の大きさは、照明器具１が設置される部屋の大きさによって調整すればよい。例えば、壁面からＬＥＤ２１までの距離を２．６６メートルとして照明器具１を天井面に設置する場合には、床面から天井面までの高さが８メートルであればθ１＝約４０度とし、θ２＝θ３＝約７０度とすれば、床面を高照度且つ均一に照明することができる。

図３に示すように、ＬＥＤ２１から光軸Ａｘ方向（器具正面方向）に出射した光（一点鎖線矢印で示す）は、非プリズム部５４を透過して外部へ照射される。このとき、ＬＥＤ２１からの光は、非プリズム部５４がプリズム部５２、５３に比べて平均肉厚が肉薄になっているので減衰し難い。一方、ＬＥＤ２１から器具側方に出射した光（二点鎖線矢印で示す）は、プリズム５１により光軸Ａｘ方向に屈折されて外部へ照射される。これにより、照明器具１によれば、器具正面方向に照射される光を多くすることができる。

そのため、図４に示すように、照明器具１を縦２０メートルｘ横３２メートルの天井面に４ｘ６のマトリクス状に配置した場合に得られる床面照度は、広い領域（ドットで示す）において＞３００ルクスとなる。このとき、表１に示すように、床面の平均照度は２７７ルクスであり、平均照度に対する最小照度の比で表される照度ムラＧ１は０．３５１で、最大照度に対する最小照度の比で表される照度ムラＧ２は０．２７６であり、光取り出し効率は９９％であった。ここで、光取り出し効率は、後述する従来の照明器具１０ａの光取り出し効率を１００％として算出している。

一方、図５に示すように、カバー３０にプリズムが設けられておらず、カバー３０が光を拡散する拡散材４０を内含している照明器具１０ａが従来から知られている。このような照明器具１０ａでは、器具側方に照射される光（一点鎖線矢印で示す）が多く、器具正面方向に照射される光（二点鎖線矢印で示す）が少ない。そのため、図６に示すように、照明器具１０ａを天井面に設置した場合には、床面照度が３００ルクス以上となる領域（ドットで示す）が小さくなる。表２に示すように、このときに得られる床面の平均照度は２４６ルクスであり、照度ムラＧ１、Ｇ２はそれぞれ０．４０７、０．３１７であり、光取り出し効率は１００％であった。このように、従来の照明器具１０ａでは、本発明の照明器具１ほどの床面照度を与えることができない。

また、図７に示すように、カバー３０の全体にプリズム５０が設けられた照明器具１０ｂも知られている。このような照明器具１０ｂでは、プリズム５０が設けられた分だけカバー３０が肉厚になるので、照射光が、カバー３０を透過する際に減衰し易くなる。そのため、図８に示すように、照明器具１０ｂを天井面に設置した場合には、床面照度が３００ルクス以上となる領域（ドットで示す）が、上述した照明器具１０ａの場合より大きくなるものの、照明器具１の場合ほどは大きくならない。表３に示すように、このときに得られる床面の平均照度は２６８ルクスであり、従来の照明器具１０ｂでは本発明の照明器具１ほどの床面照度を与えることができなかった。また、照度ムラＧ１、Ｇ２は、それぞれ０．３４２、０．２４９であり、照明器具１０ｂから照射される光の均斉度は、照明器具１から照射される光の均斉度よりも低かった。照明器具１０ｂの光取り出し効率は、９７％であった。

次に、上記実施形態の第１の変形例に係る照明器具について図９（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図９（ａ）に示すように、照明器具１ａでは、θ１＝θ２＝θ３（＝６０度）となっている。このようにθ１、θ２、θ３を設定することで、床面から天井面までの高さが５メートルの部屋において壁面からＬＥＤ２１までの距離が２．６６メートルとなるように照明器具１ａを天井面に設置すれば、床面を高照度且つ均一に照明することができる。また、図９（ｂ）に示すように、照明器具１ｂでは、θ１＞θ２＝θ３となっている。このようにθ１、θ２、θ３を設定することで、床面から天井面までの高さが５メートルよりも低い部屋において壁面からＬＥＤ２１までの距離が２．６６メートルとなるように照明器具１ｂを天井面に設置すれば、床面を高照度且つ均一に照明することができる。

次に、上記実施形態の第２の変形例に係る照明器具について図１０（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本変形例の照明器具では、θ２よりもθ３の方が大きく構成されることで、非プリズム部５４が、カバー３の中心からずれて配置されている。図１０（ａ）に示すように、照明器具１ｃでは、非プリズム部５４が、光軸Ａｘと交差した状態で光軸Ａｘの一方側に偏っている。また、図１０（ｂ）に示すように、照明器具１ｄでは、非プリズム部５４が、光軸Ａｘと交差していない。このような照明器具１ｃ、１ｄによれば、非プリズム部５４を透過して外部に出射した照度の高い光（一点鎖線矢印で示す）が、光軸Ａｘに対して角度を隔てた方向に強く照射される。このように、非プリズム部５４の位置を調整することで、照射光の配光を任意に調整することができる。

次に、上記実施形態の第３の変形例に係る照明器具について図１１（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本変形例の照明器具では、非プリズム部５４が、光を拡散する拡散部６を更に有する。図１１（ａ）に示すように、照明器具１ｅでは、拡散部６が、非プリズム部５４の内面（光入射面）へのシボ加工又は光を拡散する拡散材を含んだ塗料の塗布により形成されている。一方、図１１（ｂ）に示すように、照明器具１ｆでは、拡散部６が、非プリズム部５４に拡散材６１を内含させることで形成されている。このように拡散部６を設けることで、ＬＥＤ２１から光軸Ａｘ方向に出射した高輝度光が拡散部６により種々の方向に拡散されるので、非プリズム部５４から出射する光によるグレアの発生を防止することができる。また、ユーザが、照明器具１ｅ、１ｆのカバー３を見たときにＬＥＤ２１の粒感を感じ難くなるので、照明器具１ｅ、１ｆの見栄えを良くすることができる。

次に、本発明の参考例に係る照明器具について図１２乃至図１４を参照して説明する。図１２に示すように、照明器具１ｇでは、カバー３の全面にプリズム５１が設けられ、且つカバー３の一部に拡散部６が設けられている。拡散部６は、図例では、上述した照明器具１ｅ（図１１（ａ）参照）の場合と同様に、カバー３の内面へのシボ加工又は光を拡散する拡散材を含んだ塗料の塗布により形成され、光軸Ａｘと交差して設けられている。

拡散部６の一方の端部６ａとＬＥＤ２１とを結ぶ線Ｌ５が、拡散部６の他方の端部６ｂとＬＥＤ２１とを結ぶ線Ｌ６と成す角度をθ４とし、線Ｌ５が線Ｌ３と成す角度をθ５とし、線Ｌ６が線Ｌ４と成す角度をθ６としたときに、θ４＜θ５＝θ６となっている。θ４の大きさは、照明器具１ｇが設置される部屋の大きさによって調整すればよい。例えば、壁面からＬＥＤ２１までの距離を２．６６メートルとして照明器具１ｇを天井面に設置する場合には、床面から天井面までの高さが８メートルであればθ４＝約４０度とし、θ５＝θ６＝約７０度とすれば、床面を高照度且つ均一に照明することができる。

図１３に示すように、ＬＥＤ２１から光軸Ａｘ方向に出射した高輝度光（一点鎖線で示す）は、拡散部６により拡散されて外部へ照射される。これにより、グレアの発生を防止することができる。一方、ＬＥＤ２１から側方に出射した光（二点鎖線矢印で示す）は、カバー３のプリズム５１により屈折され、拡散することなく光軸Ａｘ方向に照射される。このように、照明器具１ｇによれば、ＬＥＤ２１から光軸Ａｘ方向に出射した高輝度光によるグレアを防止しつつ、ＬＥＤ２１から側方に出射した光を効率良く光軸Ａｘ方向に照射することができる。

そのため、図１４に示すように、このような照明器具１ｇを天井面に４ｘ６のマトリクス状に配置した場合には、グレアを防止しつつ、全体的に高い床面照度を与えることができる。表４に示すように、このときの床面の平均照度は３１３ルクスであり、照度ムラＧ１、Ｇ２はそれぞれ０．３３４、０．２４５であった。

一方、図１５に示すように、カバー３０の全面にプリズム５０が形成され、且つ照明器具１ｇの拡散部６のような構造体を有さない照明器具１０ｃが従来から知られている。図１６に示すように、このような照明器具１０ｃを天井面に設置した場合には、グレアの発生を十分に防止することができず、本発明の照明器具１ｇよりも４００ルクス以上の床面照度を与える領域が大きくなった。表５に示すように、このときに得られる床面の平均照度は３２７ルクスであり、照度ムラＧ１、Ｇ２はそれぞれ０．３０１、０．２０５であった。このように、従来の照明器具１０ｃから照射される光の均斉度は、照明器具１ｇから照射される光の均斉度よりも低かった。

また、図１７に示すように、上述した照明器具１０ｂ（図７参照）を天井面に設置した場合には、カバー３０が拡散材４０を内含しているので、ＬＥＤ２０からの光が拡散されて床面以外にも照射され、その結果、床面照度が低くなる。表６に示すように、このときに得られる床面の平均照度は３００ルクスであり、照度ムラＧ１、Ｇ２はそれぞれ０．３６４、０．２８１であった。このように、従来の照明器具１０ｂでは照明器具１ｇほどの床面照度を与えることができなかった。なお、表６の値と表３の値とが互いに異なるのは、試験条件の違いに依るものである。

次に、上記参考例の第１の変形例に係る照明器具について図１８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図１８（ａ）に示すように、照明器具１ｈでは、θ４＝θ５＝θ６（＝６０度）となっている。このようにθ４、θ５、θ６を設定することで、床面から天井面までの高さが５メートルの部屋において壁面からＬＥＤ２１までの距離が２．６６メートルとなるように照明器具１ｈを天井面に設置すれば、床面を高照度且つ均一に照明することができる。また、図１８（ｂ）に示すように、照明器具１ｉでは、θ４＞θ５＝θ６となっている。このようにθ４、θ５、θ６を設定することで、床面から天井面までの高さが５メートルよりも低い部屋において壁面からＬＥＤ２１までの距離が２．６６メートルとなるように照明器具１ｂを天井面に設置すれば、床面を高照度且つ均一に照明することができる。

次に、上記参考例の第２の変形例に係る照明器具について図１９（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本変形例の照明器具では、θ５よりもθ６の方が大きく構成されることで、拡散部６が、カバー３の中心からずれて配置されている。図１９（ａ）に示すように、照明器具１ｊでは、拡散部６が、光軸Ａｘと交差した状態で光軸Ａｘの一方側に偏っている。また、図１９（ｂ）に示すように、照明器具１ｋでは、拡散部６が、光軸Ａｘと交差していない。このようにすることで、照射光の配光を任意に変化させることができる。

なお、本発明に係る照明器具は、上記実施形態及びその変形例に限定されず種々の変形が可能である。例えば、プリズムは、カバーの内面（光入射面）に設けられていてもよい。また、拡散部は、カバーの外面（光出射面）に設けられていてもよいし、光を拡散する拡散材を内含していてもよい。

１、１ａ乃至１ｋ 照明器具
２１ ＬＥＤ
３ カバー
５１ プリズム
５２、５３ プリズム部
５４ 非プリズム部
５４ａ 非プリズム部の一方の端部
５４ｂ 非プリズム部の他方の端部
６ 拡散部
６１ 拡散材
Ａｘ （ＬＥＤの）光軸
Ｌ 長手方向
Ｓ 短手方向

Claims (8)

1. 列状に配置された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを一括して覆うカバーと、を備えた照明器具であって、
   前記カバーは、前記複数のＬＥＤが並ぶ方向に長尺となった樋状に形成され、前記ＬＥＤからの光を該ＬＥＤの光軸方向に屈折するプリズムを含むプリズム部と、前記プリズムを含まない非プリズム部と、を有し、
   前記プリズム部は、前記カバーの長手方向に亘って該カバーの短手方向における両端部にそれぞれ設けられ、
   前記非プリズム部は、前記カバーの長手方向に亘って前記プリズム部と連続して該プリズム部によって挟まれた領域に設けられていることを特徴とする照明器具。
2. 前記非プリズム部は、前記ＬＥＤの光軸と交差して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記カバーの短手方向における断面において、
   前記非プリズム部の一方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ１が、前記非プリズム部の他方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ２と成す角度をθ１とし、
   前記線Ｌ１が、前記カバーの一方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ３と成す角度をθ２とし、
   前記線Ｌ２が、前記カバーの他方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ４と成す角度をθ３としたときに、
   θ１＜θ２＝θ３となっていることを特徴とする請求項２に記載の照明器具。
4. 前記カバーの短手方向における断面において、
   前記非プリズム部の一方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ１が、前記非プリズム部の他方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ２と成す角度をθ１とし、
   前記線Ｌ１が、前記カバーの一方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ３と成す角度をθ２とし、
   前記線Ｌ２が、前記カバーの他方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ４と成す角度をθ３としたときに、
   θ１＞θ２＝θ３となっていることを特徴とする請求項２に記載の照明器具。
5. 前記カバーの短手方向における断面において、
   前記非プリズム部の一方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ１が、前記非プリズム部の他方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ２と成す角度をθ１とし、
   前記線Ｌ１が、前記カバーの一方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ３と成す角度をθ２とし、
   前記線Ｌ２が、前記カバーの他方の端部と前記ＬＥＤとを結ぶ線Ｌ４と成す角度をθ３としたときに、
   θ１＝θ２＝θ３となっていることを特徴とする請求項２に記載の照明器具。
6. 前記非プリズム部は、光を拡散する拡散部を有し、
   前記プリズム部は、透明な材料により構成されて光を拡散しないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明器具。
7. 前記拡散部は、前記非プリズム部へのシボ加工又は光を拡散する拡散材を含んだ塗料の塗布により形成されることを特徴とする請求項６に記載の照明器具。
8. 前記拡散部は、前記非プリズム部に光を拡散する拡散材を内含させることで形成されることを特徴とする請求項６に記載の照明器具。