JP2016171033A - レンズおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個別に配光の制御が可能であるとともに、汎用性が向上し、輝度むらの発生を低減できるレンズを提供する。
【解決手段】レンズ45は、環状レンズ部46c、および複数の個別レンズ部46bを備える。環状レンズ部46cは、周方向に沿って環状に設けられる。複数の個別レンズ部46bは、環状レンズ部46cの内径側に周方向に沿って所定の間隔をあけて個別に設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、配光を制御するレンズ、およびこのレンズを用いた照明装置に関する。

従来、例えばシーリングライト等の照明装置では、器具本体の下面に発光モジュールが環状に配置され、この発光モジュールが環状の透光カバーで覆われ、さらに、器具本体の下面側がセードで覆われている。

発光モジュールは、基板に複数の発光素子を実装して構成されている。透光カバーは、発光素子からの光の配光を制御するためのレンズの機能を備えている。

レンズは、発光素子からの光の配光を個別に制御するために、全ての発光素子の１個ずつに個別にレンズ部を設けたものがある。

しかしながら、全ての発光素子の１個ずつに個別にレンズ部を設けたレンズの場合、発光素子の個数や配置の違いに対応できないため、汎用性が低く、また、個別のレンズ部からの個別の光によって輝度むらが発生しやすく、この輝度むらがセードに映り込みやすくなる。

特開２０１４−１４６４２９号公報

本発明が解決しようとする課題は、個別に配光の制御が可能であるとともに、汎用性が向上し、輝度むらの発生を低減できるレンズおよび照明装置を提供することである。

実施形態のレンズは、環状レンズ部、および複数の個別レンズ部を備える。環状レンズ部は、周方向に沿って環状に設けられる。複数の個別レンズ部は、環状レンズ部の内径側に周方向に沿って所定の間隔をあけて個別に設けられる。

本発明によれば、個別に配光の制御が可能であるとともに、汎用性が向上し、輝度むらの発生を低減することが期待できる。

一実施形態を示すレンズの正面図である。 同上レンズの背面図である。 同上レンズの個別レンズ部の正面図である。 同上レンズの径方向の断面図である。 同上レンズの個別レンズ部の周方向の断面図である。 同上照明装置の斜視図である。

以下、一実施形態を、図１ないし図６を参照して説明する。

図６に示すように、照明装置10は、天井面に設置されている引掛シーリングボディにアダプタ11を介して取り付けられる円形のシーリングライトである。

照明装置10は、器具本体15を備えるとともに、この器具本体15の下面側（表面側）にそれぞれ配設される発光モジュール16、透光カバー（光源カバー）17およびセード18等を備えている。

そして、器具本体15は、金属製で円盤状に形成されている。器具本体15の下面中央域に環状の突出部21が突設され、突出部21の周囲に環状の基板取付部22が形成され、基板取付部22の周囲に環状の凹部23が形成され、凹部23の周囲に環状の外周部24が形成されている。

突出部21の中央には開口部25が形成され、開口部25の内側にアダプタ11に取り付けられる器具取付部としての筒状のアダプタガイド26が配置されている。すなわち、器具本体15の中央に器具取付部が設けられている。

基板取付部22は、平面状に形成されている。基板取付部22の外周部には、発光モジュール16の基板を位置決めするための複数の位置決め突起27が突設されている。

凹部23には、セード18を器具本体15に対して回動させて着脱可能に取り付ける複数のセード取付金具28が取り付けられている。

また、発光モジュール16は、基板33、この基板33の表面に実装された複数の発光素子34およびコネクタ35を備えている。本実施形態では、発光モジュール16は周方向に２分割され、２つの発光モジュール16を器具本体15に配置することによって環状に組み合わされるように構成されている。

基板33は、例えば金属材料をベースとするかまたは絶縁材料によって半環状に形成されている。基板33の表面に配線パターンが形成され、この配線パターン上に複数の発光素子34およびコネクタ35が実装されている。基板33の外周部は多角形状に形成され、この基板33の外周部には器具本体15の複数の位置決め突起27にそれぞれ嵌り込む位置決め孔36が形成されている。また、基板33には、配線パターンによって、異なる径位置で小径側から順に同心円状に並ぶ第１、第２および第３の実装領域37a，37b，37cがそれぞれ環状に形成されている。

発光素子34は、例えば面実装タイプのＳＭＤパッケージ式のＬＥＤが用いられている。複数の発光素子34が基板33の第１、第２および第３の実装領域37a，37b，37cに沿ってそれぞれ実装されている。すなわち、複数の発光素子34は、異なる径で同心円状に配列される複数の発光素子列38a，38b，38cに沿って基板33に実装されるものであって、異なる径で小径側から順に同心円状に並ぶ第１、第２および第３の発光素子列38a，38b，38cに沿ってそれぞれ基板33に実装されている。第１、第２および第３の発光素子列38a，38b，38cの発光素子34は、それぞれ周方向に沿って所定の間隔をあけて配列されている。

第１および第３の発光素子列38a，38cの発光素子34は第１の発光スペクトルの光を発光する第１の発光素子34Hであり、第２の発光素子列38bの発光素子34は第１の発光スペクトルの光と異なる第２の発光スペクトルの光を発光する第２の発光素子34Lである。第１の発光スペクトルおよび第２の発光スペクトルは共に白色である。第１の発光スペクトルは例えば６５００Ｋ、第２の発光スペクトルは例えば２０００Ｋであり、第１の発光スペクトルは第２の発光スペクトルよりも相関色温度が高い関係を有している。第１の発光スペクトルの光を発光する第１の発光素子34Hの数は、第２の発光スペクトルの光を発光する第２の発光素子34Lの数よりも多い。例えば、第１の発光スペクトルの光を発光する第１の発光素子34Hの数は７８個、第２の発光スペクトルの光を発光する第２の発光素子34Lの数は４８個である。なお、第１および第３の発光素子列38a，38cの全てが同じ発光スペクトルの光を発光する発光素子34であってもよい。

コネクタ35は、基板33の表面の両端部で配線パターン上に実装されている。

また、図１、図２および図６に示すように、透光カバー17は、透明な樹脂製で、中央に開口部41が開口する環状に形成されている。透光カバー17は、基板33を器具本体15との間に挟み込んでその基板33全体を覆うことが可能な大きさに形成された環状で平板状のカバー部42を有している。

カバー部42の内周部および外周部には、透光カバー17を器具本体15にねじ止めするための複数の取付孔43が形成されている。カバー部42の内周部には、基板33のコネクタ35付近に配線空間を形成する配線部44が設けられている。

さらに、透光カバー17には、レンズ45が一体に形成されている。レンズ45は、第１、第２および第３の発光素子列38a，38b，38cの発光素子34にそれぞれ対向して形成された内径側の環状レンズ部46a、複数の個別レンズ部46bおよび外径側の環状レンズ部46cを備えている。すなわち、レンズ45は、内径側の環状レンズ部46aおよび外径側の環状レンズ部46cを備えるとともに、これら内径側の環状レンズ部46aと外径側の環状レンズ部46cとの間に複数の個別レンズ部46bを備えている。

環状レンズ部46a，46cは、透光カバー17の中心に対して異なる径で同心円状に配列されるようにそれぞれ環状に形成されている。図４に示すように、環状レンズ部46a，46cの裏面側には環状の凹部47が形成されているとともにこの凹部47の内面に環状の入射面48が形成され、環状レンズ部46a，46cの表面側には断面凸状の出射面49が環状に形成されている。

図１に示すように、複数の個別レンズ部46bは、周方向に沿って所定の間隔をあけて個別に設けられている。図１ないし図５に示すように、個別レンズ部46bの裏面側には凹部50が形成されているとともにこの凹部50の内面に入射面51が形成され、個別レンズ部46bの表面側には断面凸状の出射面52が形成されている。

個別レンズ部46bの凹部50すなわち入射面51は、長軸が周方向ｘに、短軸が径方向ｙにそれぞれ沿うように断面楕円形に形成されているとともに、入射面51の中央の頂部からカバー部42の裏面に開口する開口端までが曲面状に形成されている。

個別レンズ部46bの出射面52は、周方向ｘよりも径方向ｙに長い略長方形に形成されているとともに、中央領域のカバー部42からの突出高さが最も高く、中央領域から周辺領域に亘ってカバー部42からの突出高さが低くなるように曲面状に形成されている。

したがって、個別レンズ部46bは、径方向ｙの肉厚が周方向ｘの肉厚よりも厚く、出射面52から出射する光の径方向ｙへの広がり方が周方向ｘへの広がり方よりも広くなるような配光特性を有している。

また、セード18は、透光性を有する乳白色の樹脂製で、上面側が開口され、上面側の内周縁部に各セード取付金具28に取り付けられる取付段部が形成されている。器具本体15に取り付けられるセード18により、器具本体15の下面、発光モジュール16および透光カバー17等が覆われる。

また、器具本体15内には、電源回路55が収容されている。電源回路55の出力部から引き出された配線が２つの基板33の一端側のコネクタ35にそれぞれ電気的に接続され、２つの基板33の他端側のコネクタ35同士が別の配線によって電気的に接続されている。したがって、電源回路55の出力部に、第１、第２および第３の発光素子列38a，38b，38cの発光素子34がそれぞれ接続されている。

電源回路55は、引掛シーリングボディおよびアダプタ11を通じて入力される交流電力を所定の直流電力に変換し、変換した直流電力を発光モジュール16の基板33を通じて複数の発光素子34に供給し、複数の発光素子34を点灯させる。電源回路55は、第１および第３の発光素子列38a，38cの発光素子34と、第２の発光素子列38bの発光素子34とをそれぞれ個別に調光可能としている。

そして、電源回路55からの直流電力を発光素子34に供給することにより、発光素子34が発光し、発光素子34の光がレンズ部46a，46b，46cに入射し、レンズ部46a，46b，46cで配光が制御された光がセード18を透過して照明空間に照射される。

環状レンズ部46a，46cに入射した複数の発光素子34からの光は、導光作用によって環状レンズ部46a，46c内を周方向にも広がり、環状レンズ部46a，46cの出射面49の周方向の全域から略均一に出射される。そして、セード18に最も近い位置に、外径側の環状レンズ部45cが配置されているため、セード18に輝度むらが発生するのを低減できる。

また、個別レンズ部46bは、発光素子34からの光の配光を個別に制御可能で、周方向にも光を出射させることができる。そのため、個別レンズ部46bを用いることにより、輝度むらの発生を抑制しながら、周方向における発光素子34のピッチを広くとることができる。

個別レンズ部46bを用いた場合、各個別レンズ部46bから外径方向から見て発光する発光素子34が点在して見えるような輝度むらが発生しやすく、この輝度むらがセード18に映り込みやすいが、個別レンズ部46bを外径側の環状レンズ部46cの内径側に配置しているため、個別レンズ部46bとセード18との間に環状レンズ部46cが存在するとともに、個別レンズ部46bがセード18から離れ、セード18での輝度むらの発生を低減することができる。

また、個別レンズ部46bの出射面52は、周方向よりも径方向に長く設けているため、出射する光を径方向に広げることができる。さらに、個別レンズ部46bの入射面51は、長軸が周方向ｘに、短軸が径方向ｙにそれぞれ沿うように断面楕円形に形成されているため、出射する光を径方向に広げることができる。したがって、これら入射面51および出射面52を備えた個別レンズ部46bは、入射面51および出射面52の相乗効果によって出射する光を径方向により広げることができる。

また、第１、第２および第３の発光素子列38a，38b，38cの発光素子34を全て発光させた場合、第１および第３の発光素子列38a，38cの第１の発光素子34Hからの第１の発光スペクトルである例えば６５００Ｋの光により、効率の良い照明ができるとともに、第２の発光素子列38bの第２の発光素子34Lからの第２の発光スペクトルである例えば２０００Ｋの光により、演色性を向上させることができる。

また、第１および第３の発光素子列38a，38cの第１の発光素子34Hのみを発光させた単色発光の場合、明るく、効率のよい照明ができる。

さらに、第２の発光素子列38bの第２の発光素子34Lのみを発光させた単色発光の場合、演色性の高い照明ができる。この場合、個別レンズ部46bとセード18との間に環状レンズ部46cが存在するとともに、個別レンズ部46bがセード18から離れていることにより、セード18での輝度むらの発生を低減することができる。

したがって、本実施形態のレンズ45および照明装置10によれば、個別に配光の制御が可能であるとともに、汎用性が向上し、輝度むらの発生を低減することが期待できる。

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とその均等の範囲に含まれる。

10 照明装置
15 器具本体
16 発光モジュール
18 セード
33 基板
34 発光素子
45 レンズ
46b 個別レンズ部
46c 環状レンズ部
51 入射面
52 出射面

Claims (4)

1. 周方向に沿って環状に設けられた環状レンズ部と；
   前記環状レンズ部の内径側に周方向に沿って所定の間隔をあけて個別に設けられた複数の個別レンズ部と；
   を具備することを特徴とするレンズ。
2. 前記個別レンズ部は、周方向よりも径方向に長く設けられた出射面を有する
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ。
3. 前記個別レンズ部は、断面楕円形状の凹状に設けられた入射面を有し、この入射面の長軸が周方向に沿って設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のレンズ。
4. 器具本体と；
   前記器具本体の表面側に配置される基板、およびこの基板の異なる３つの半径上に同心円状に実装された複数の発光素子を有する発光モジュールと；
   前記発光モジュールに対向された請求項１ないし３いずれか一記載のレンズと；
   前記器具本体の表面側を覆うセードと；
   を具備することを特徴とする照明装置。

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