JP2008218238A - Luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LEDを用いた照明器具に関するものである。 The present invention relates to a lighting fixture using LEDs.
従来より、白色LEDを用いた照明器具があった。この照明器具で用いられるLEDは、LEDチップを覆うパッケージに蛍光体を保持させ、LEDチップから照射された光を蛍光体で白色光に色変換して外部に照射している。この照明器具では、LEDチップの光出力が高くなるにつれて、蛍光体での色変換の際の損失により発生する熱で蛍光体温度が上昇し、それに伴ってLEDチップの温度も上昇するため、LEDチップの出力効率が低下し十分な光出力が得られない場合があった。 Conventionally, there has been a lighting fixture using a white LED. In an LED used in this lighting fixture, a phosphor is held in a package that covers an LED chip, and light emitted from the LED chip is converted into white light by the phosphor and irradiated to the outside. In this luminaire, as the light output of the LED chip increases, the phosphor temperature rises due to the heat generated by the loss during color conversion in the phosphor, and the LED chip temperature also rises accordingly. In some cases, the output efficiency of the chip is lowered and sufficient light output cannot be obtained.
そこで、LEDチップの温度上昇を抑制するために、LEDチップの光の照射方向に拡散透過板を配置し、その内側面に蛍光体を塗布した照明器具が提案されている(例えば特許文献1参照)。この照明器具は、透明な電気絶縁体でそれぞれ覆われた複数のLEDチップを有しており、これらのLEDチップの光の照射方向には薄板状の拡散透過板がLEDチップとの間に所定の間隔を空けて配設されている。また、この拡散透過板においてLEDチップと対向する側の面には、LEDチップからの光を所望の色温度の光に色変換するための蛍光体が塗布されている。この照明器具では、蛍光体での色変換の際に発生する熱により蛍光体が温度上昇した場合でも、蛍光体がLEDチップから離れた位置に配設されているので、LEDチップの温度上昇を抑えることができる。
上述の特許文献1に示した照明器具では、LEDチップから照射された光は、蛍光体で色変換される際に同時に拡散され、さらに拡散透過板で拡散されるので、2重に拡散されることで十分な光出力が得られない場合があった。
In the lighting apparatus shown in
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、LED及び蛍光体で発生する熱の放熱性を向上させるとともに光出力を向上させた照明器具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a lighting apparatus that improves the heat dissipation of heat generated in the LED and the phosphor and improves the light output. It is in.
請求項1の発明は、LEDと、透明材料からなりLEDからの光の照射方向においてLEDと離間して配設されるパネルと、LED及びパネルが取着される器具本体と、パネルに保持されLEDの照射光のうち少なくとも一部を所望の色温度の光に色変換する蛍光体とを備えたことを特徴とする。
The invention of
請求項2の発明は、透明材料は、ガラスであることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明は、パネルにおけるLEDと反対側の表面に、光を偏光させる凹凸部を設けたことを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明は、パネルにおけるLEDと反対側の表面に、光を偏光させる偏光シートを設けたことを特徴とする。ここに、偏光シートとは、LEDから照射された光の視野角を狭めるものをいう。
The invention of
請求項5の発明は、器具本体においてパネルの取付部位以外の部位に、LEDの照射光の一部を外部に出射させるための光透過部を設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項1の発明によれば、パネルをLEDと離間した位置に配設し、且つこのパネルに蛍光体を保持させることによって、蛍光体における変換ロスで発生する熱によるLEDの温度上昇を招くことがなく、且つ蛍光体における変換ロスで発生する熱をパネルを介して外部に放熱できるので、放熱性を向上させてLEDの出力低下を抑えることができ、光出力を向上させた照明器具を提供することができるという効果がある。また、LEDから照射された光を蛍光体で色変換する際に同時に光を拡散させることができるので、別途拡散部材を設ける必要がなく、二重に拡散されないので、照明器具の出力効率をさらに向上させることができるという効果があり、所定の光出力に対して器具本体を小型化することができるという効果がある。また、パネルを交換することで色温度を変更することができるので、所望の色温度を容易に得ることができるという効果がある。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、透明材料がガラスであるので、透明材料が樹脂の場合に比べて放熱性が向上するという効果がある。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、パネルの表面に光を偏光させる凹凸部を設けることによって、LEDから照射された光の視野角を狭めることができるので、人が容易に見える視野角内の輝度を低下させることができ、グレアを防止することができるという効果がある。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、パネルの表面に光を偏光させる偏光シートを設けることによって、LEDから照射された光の視野角を狭めることができるので、人が容易に見える視野角内の輝度を低下させることができ、グレアを防止することができるという効果がある。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、LEDから照射された光の一部を光透過部を通してそのまま外部に出射させることにより、色変換されてない光を照射することができ、演色性を高めることができるという効果がある。特に、青色光を照射するLEDと蛍光体との組合せにより白色光を得る場合には、白色光に加えて青色光をそのまま照射することによって空間内にいる人をリラックスさせることができるとともに涼しさを演出することができ、さらに照明器具を小さく見せることができるという効果がある。
According to the invention of
(第1の実施形態)
第1の実施形態を図1〜図4及び図6に基づいて説明する。本実施形態の照明器具Aは、図1に示すように、例えば天井面(図示せず)に固定された支持具17、17に取付けられて配置される。尚、以下の説明では特に断りがない場合、図1に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、図1の正面を前面という。
(First embodiment)
1st Embodiment is described based on FIGS. 1-4 and FIG. As illustrated in FIG. 1, the lighting fixture A of the present embodiment is disposed and attached to support
照明器具Aは、図1及び図2に示すように、器具本体21と、複数のLED4が実装された基板2と、LED4から照射された光を透過させる透光パネル3と、透光パネル3に保持されLED4から照射された光を色変換する蛍光膜(蛍光体)5と、器具本体21に設けられ、LED4から照射された光の一部を外部に出射させる導光板(光透過部)14、15とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the lighting fixture A includes a fixture
まず、器具本体21について説明する。器具本体21は、上本体1と、枠体6と、導光板14、15と、中板16とで構成され、上本体1は横長の矩形板状の本体部1aを有し、本体部1aの中央位置には上方に突出する突出部1bが一体に設けられている。この突出部1bの上面には上方に突出する複数の放熱フィンからなる放熱部1eが一体に設けられ、突出部1bの下側には基板2が収納される基板収納凹部1cが形成されている。また、本体部1aの下面には、基板収納凹部1cの開口部の周りに取付ねじ(図示せず)を挿通させるための複数(図2では6個)の挿通部1dが一定間隔で下方に突設されている。
First, the
ここで、LED4について説明する。本照明器具Aは、LED4として例えば青色波長の光を照射するLEDを用い、LED4からの青色光の一部を蛍光膜5で黄色の光に変換し、青色光と黄色光を混色させて得た白色光を出力するものであり、複数のLED4が一定の取付ピッチで基板2に実装されている。この基板2は、矩形板状の取付板20に取付けられ、器具本体1の基板収納凹部1cに収納されている。尚、基板2は、支持具17内に挿通された電源線(図示せず)を介して商用電源に電気的に接続され、各LED4に電源を供給している。
Here, the
続けて、枠体6について説明する。枠体6は、横長の矩形板状に形成され、枠体6の中央には基板2の下側位置に、基板2と略同じ大きさの開口面積の開口部6aが設けられており、枠体6の上面には器具本体1の各挿通部1dに挿通された取付ねじが螺合するねじ部(図示せず)が各挿通部1dに対応する部位にそれぞれ設けられている。
Next, the
さらに、導光板14、15について説明する。導光板14、15は、例えばアクリル樹脂製であって、横長の矩形板状に形成され、導光板14の中央位置には枠体6の開口部6aと連通し開口部6aよりも開口面積の大きい開口部14aが設けられている。また、導光板15の中央位置には、枠体6の開口部6a及び導光板14の開口部14aと連通し開口部14aよりも開口面積の大きい開口部15aが設けられ、横長の矩形板状の中板16の中央位置には導光板15の開口部15aと略同じ開口面積の開口部16aが設けられている。ここに、導光板とは、端面から入射した光を均一に面発光させるものをいう。
Further, the
ここで、透光パネル3について図2及び図6に基づいて説明する。尚、図6は後述する第2の実施形態の要部詳細図であるが、本実施形態において透光パネル3は同様のものを用いているので、図6を参照して説明する。透光パネル3は、横長板状であって、例えば透明なガラスで形成されている。尚、透光パネル3をガラスで形成することで、樹脂で形成した場合に比べて放熱性が向上する。この透光パネル3の上面の外縁には、上方に突出する突出部3aが全周に渡って一体に設けられ、突出部3aの内側には蛍光体収納凹部3bが形成されている。この蛍光体収納凹部3bには、例えばLED4から照射された青色光の一部を黄色光に色変換する蛍光体を塗布することで蛍光膜5が形成されている。尚、本実施形態では、蛍光体を塗布して蛍光膜5を形成しているが、透光パネル3に保持されるものであれば、シート状に形成された蛍光体を透光パネル3に密着させるようにしてもよい。この透光パネル3は、枠体6の開口部6aを塞ぐようにして適宜の方法で枠体6の上側面に取着されている。
Here, the
次に、照明器具Aを組立てる手順について説明する。まず、基板2が取付けられた取付板20をLED4側を下方に向けた状態で上本体1の基板収納凹部1cに収納する。次に、上から導光板14、中板16、導光板15、透光パネル3が取着された枠体6の順に配置し、取付ねじを上本体1の挿通部1dに挿通して枠体6のねじ部に螺合させると、照明器具Aの組み立てが完了する。この状態において、透光パネル3は、基板2に実装された隣接するLED4の取付ピッチと略同じ距離だけLED4から離れた位置に配置されている。尚、LED4に対する透光パネル3の位置は、隣接するLED4の取付ピッチと略同距離離すことが望ましいが、LED4から離れた位置に蛍光膜5を配置することでLED4の光出力を高くすることができ、且つLED4から照射された光を蛍光膜5で拡散させることでパネル面での輝度むらを抑えることができるので、LED4と透光パネル3との距離がLED4の取付ピッチよりも小さくてもよく、照明器具Aを薄くすることができる。
Next, the procedure for assembling the lighting fixture A will be described. First, the mounting
次に、照明器具Aの動作について説明する。LED4を点灯させると、LED4から照射された青色光のうち透光パネル3に向かう光は、その一部が蛍光膜5で黄色光に色変換され、青色光との混色により得られた白色光が透光パネル3を透過して下方に照射される。また、導光板14、15に向かう青色光は、開口部14a、15aの端面から導光板14、15内に入射し、反射を繰り返して導光板14、15の外側端面から青色光のまま均一に外部に照射される。
Next, operation | movement of the lighting fixture A is demonstrated. When the
この照明器具Aでは、透光パネル3をLED4と離れた位置に配設し、且つこの透光パネル3に蛍光膜5を形成することによって、蛍光膜5における変換ロスで発生する熱によるLED4の温度上昇を招くことがなく、且つ蛍光膜5における変換ロスで発生する熱を透光パネル3を介して外部に放熱できるので、放熱性を向上させてLED4の出力低下を抑えることができ、光出力を向上させた照明器具Aを提供することができる。また、LED4から照射された光の一部を蛍光膜5で黄色光に色変換する際に、同時に光を拡散させることができるので、別途拡散部材を設ける必要がなく、二重に拡散されないので、照明器具Aの出力効率をさらに向上させることができ、所定の光出力に対して器具本体を小型化することができる。
In this luminaire A, the
さらに、LED4から照射された青色光の一部を導光板14、15を通してそのまま外部に出射させることにより、青色光を照射することができ、演色性を高めることができる。また、導光板14、15を通して青色光を外部に照射することによって空間内にいる人をリラックスさせることができるとともに涼しさを演出することができ、さらに照明器具Aを小さく見せることができる。
Further, by emitting a part of the blue light emitted from the
次に、本実施形態の他の例を図3に基づいて説明する。図3に示す照明器具Aは、透光パネル3と導光板14のみが上本体1と枠体6の間に配置され、枠体6が取付ねじ18を用いて上本体1に取付けられている。また、上下方向において基板2と導光板14の間には、斜め上方に突設された反射板8が配置されている。それ以外の構成については図1に示す照明器具Aと同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
Next, another example of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the luminaire A shown in FIG. 3, only the
ここで、この照明器具Aの動作について説明する。LED4を点灯させると、LED4から照射された青色光のうち直接透光パネル3に向かう光及び反射板8で反射されて透光パネル3に向かう光は、その一部が蛍光膜5で黄色光に色変換され、青色光との混色により得られた白色光が透光パネル3を透過して下方に照射される。また、導光板14に向かう青色光は、開口部14aの端面から導光板14内に入射し、反射を繰り返して導光板14の外側端面から青色光のまま均一に外部に照射される。
Here, operation | movement of this lighting fixture A is demonstrated. When the
この照明器具Aでは、基板2と導光板14の間に反射板8を設け、透光パネル3に向かう光量を増加させることで、出力効率の低下を抑制することができる。また、用いる導光板を一枚とすることで照明器具Aの厚みを薄くすることができる。
In this luminaire A, a reduction in output efficiency can be suppressed by providing the
さらに、図4に示すように、導光板を用いずに上本体1と枠体6の間に開口部(光透過部)を設け、開口部を通して青色光を外部に照射するように構成してもよい。この照明器具Aは、枠体6が挿通部1dの高さ分の間隔を空けた状態で上本体1に取付けられ、挿通部1dを除く全周に渡って開口部が形成されている。それ以外の構成は図1に示す照明器具Aと同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
Further, as shown in FIG. 4, an opening (light transmission part) is provided between the upper
この照明器具Aでは、LED4から照射された青色光を開口部を通して外部に照射することができるので、青色光を照射することができ、演色性を高めることができる。尚、上本体1の側面に、スリットや孔を設けて青色光を外部に照射させてもよい。
In this lighting fixture A, since the blue light irradiated from LED4 can be irradiated outside through an opening part, blue light can be irradiated and color rendering property can be improved. In addition, you may provide a slit and a hole in the side surface of the upper
また、上本体1の上面に開口部を設けてもよく、蛍光膜5により反射された光が開口部を通して外部に照射される。尚、上方より漏れる光は、透光パネル3からの光よりも色温度の高い(青色寄りの)光となる。
Moreover, an opening may be provided on the upper surface of the upper
(第2の実施形態)
第2の実施形態を図5及び図6に基づいて説明する。本実施形態の照明器具Aは、図5に示すように天井材11に設けた埋込孔11aに埋込配設される。尚、器具本体の取り付け以外の構成は第1の実施形態と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the lighting fixture A of the present embodiment is embedded in an embedded
この照明器具Aは、照明器具Aは、器具本体21と、複数のLED4が実装された基板2と、LED4から照射された光を透過させる透光パネル3と、透光パネル3に保持されLED4から照射された光を色変換する蛍光膜5とを備えている。
The luminaire A includes a
まず、器具本体21について説明する。器具本体21は、上本体1と、枠体6とで構成され、上本体1は薄板状に形成されており、上本体1の上面にはLED4で発生する熱を放熱するための複数の放熱フィンからなる放熱部9、9が取付けられている。また、上本体1の下面には、基板2が取付板20に保持された状態で取付けられている。さらに、上本体1の左右方向両端には、L字状の取付金具7が取付ねじ19を用いてそれぞれ取付けられ、各取付金具7には取付ばね10がそれぞれ取付けられている。
First, the
ここで、LED4について説明する。本照明器具Aは、LED4として例えば青色波長の光を照射するLEDを用い、LED4からの青色光の一部を蛍光膜5で黄色の光に色変換し、青色光と黄色光を混色させて出力するものであり、複数のLED4が一定の取付ピッチで基板2に実装されている。この基板2は、LED4を実装した面が下向きとなるように取付板20に保持された状態で上本体1の下面に取付けられている。
Here, the
続けて、枠体6について説明する。枠体6は、基板2の下側位置に基板2と略同じ大きさの開口面積の開口部6aが設けられ、枠体6の外縁には鍔部6bが一体に形成されており、下側から上本体1に取付けられている。また、上下方向においてこの枠体6と基板2の間には、斜め上方に傾斜する反射板8が配置されている。ここに、照明器具Aは、上本体1側を埋込孔11aを通して天井裏に配置し、枠体6の鍔部6bと各取付ばね10とで天井材11を挟持させることで天井面に取付けられる。
Next, the
次に、透光パネル3について図6に基づいて説明する。透光パネル3は、例えば透明なガラスで形成され、透光パネル3の上面の外縁には上方に突出する突出部3aが全周に渡って一体に設けられており、突出部3aの内側には蛍光体収納凹部3bが形成されている。この蛍光体収納凹部3bには、例えばLED4から照射された青色光の一部を黄色光に色変換する蛍光体を塗布することで蛍光膜5が形成されている。この透光パネル3は、枠体6の開口部6aを塞ぐようにして適宜の方法で枠体6の上側面に取着されている。
Next, the
ここで、この照明器具Aの動作について説明する。LED4を点灯させると、LED4から照射された青色光のうち直接透光パネル3に向かう光及び反射板8で反射して透光パネル3に向かう光は、その一部が蛍光膜5で黄色光に色変換され、青色光との混色により得られた白色光が透光パネル3を透過する。
Here, operation | movement of this lighting fixture A is demonstrated. When the
(第3の実施形態)
第3の実施形態について図5及び図7〜図9に基づいて説明する。本実施形態では、第2の実施形態の照明器具Aにおいて、人が容易に見える視野角内の輝度を低下させてグレアを防止するために、透光パネル3を透過する白色光を偏光させる凹凸部3cを透光パネル3の下面(表面)に設けている。それ以外の構成については第2の実施形態と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 7 to 9. In the present embodiment, in the lighting fixture A of the second embodiment, the unevenness that polarizes white light transmitted through the
透光パネル3は、図7に示すように例えば透明なガラスで形成され、透光パネル3の上面の外縁には上方に突出する突出部3aが全周に渡って一体に設けられており、突出部3aの内側には蛍光体収納凹部3bが形成されている。この蛍光体収納凹部3bには、例えばLED4から照射された青色光の一部を黄色光に色変換する蛍光体を塗布することで蛍光膜5が形成されている。また、透光パネル3の下面(表面)には、プリズムを構成する凹凸部3cが全面に渡って形成され、この凹凸部3cにより器具本体21の長手方向(紙面に直交する方向)を法線方向とする平面内で透光パネル3を透過して外部に照射される光の視野角を狭めている。尚、透光パネル3をガラスで形成することに加え、表面に凹凸部3cを設けることで、蛍光膜5での変換ロスにより発生する熱をさらに効率よく放熱させることができる。
The
ここで、この照明器具Aの動作について説明する。LED4を点灯させると、LED4から照射された青色光のうち直接透光パネル3に向かう光及び反射板8で反射して透光パネル3に向かう光は、その一部が蛍光膜5で黄色光に色変換され、青色光との混色により白色光が得られる。その後、白色光が透光パネル3の表面に到達すると、遮光角が所定角(例えば、30°)以下の光は、透光パネル3を透過する際に表面に設けた凹凸部3cにより遮光され、それ以外の光は下方に照射される。従って、透光パネル3を透過して照射される光の視野角を狭めることができるので、人が容易に見える視野角内の輝度を低下させることができ、一方向(例えば、図5中の左右方向)から照明器具Aを見た際のグレアを防止することができる。
Here, operation | movement of this lighting fixture A is demonstrated. When the
尚、透光パネル3の下面(表面)に凹凸部3cを設ける代わりに、図8に示すように光を偏光させる偏光シート12を透光パネル3の下面に設けてもよい。この場合も図7に示す照明器具Aと同様に、例えば偏光シート12の長手方向を法線方向とする平面内で透光パネル3を透過して照射される光の視野角を狭めることができるので、人が容易に見える視野角内の輝度を低下させることができ、一方向から照明器具Aを見た際のグレアを防止することができる。
Instead of providing the
さらに、図9に示すように偏光軸が偏光シート12の長手方向を法線方向とする平面と直交するように偏光シート13を配置させてもよい。この場合、偏光シート12で左右方向のグレアを防止することができ、偏光シート13で偏光シート13の短手方向を法線方向とする平面内でのグレアを防止することができるので、あらゆる方向から照明器具Aを見た際のグレアを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 9, the
また、図7に示す凹凸部3cの下側に、偏光軸が器具本体21の長手方向を法線方向とする平面と直交するように偏光シート12を設けてもよく、図9と同様にあらゆる方向から照明器具Aを見た際のグレアを防止することができる。
Further, the
尚、本実施形態では、遮光角が30°の場合を例に説明したが、遮光角は本実施形態に限定されるものではない。従って、異なる遮光角を有する複数種類の偏光シート12を用意し、設置場所等に応じて偏光シート12を交換することで、設置状況に適した遮光を実現することができ、確実にグレアを防止することができる。
In this embodiment, the case where the light blocking angle is 30 ° has been described as an example, but the light blocking angle is not limited to this embodiment. Therefore, by preparing multiple types of
尚、第1の実施形態で説明した照明器具(天井から吊下げるタイプ)Aの透光パネル3に光を偏光させる凹凸部3cや偏光シート12、13を設けてもよく、さらに第2、3の実施形態で説明した照明器具(天井埋め込みタイプ)Aに導光板14、15や開口部等を設けてもよい。
The
ところで、上述の実施形態1〜3では、青色発光のLEDを用い、蛍光体により黄色光に色変換された光と混色させることで白色光を得ているが、白色光を得る方法は本実施形態に限定されるものではなく、青色発光のLEDと、赤・緑色の蛍光体とを組合わせ、青色光と赤色光と緑色光の混色により白色光を得るようにしてもよいし、紫外発光のLEDとRGB蛍光体を組合わせて白色光を得るように構成してもよい。なお、青色発光のLEDと蛍光体の組合せでは、青色光をそのまま照射させることができるものの、LEDが消灯した状態において透光パネル3の表面が黄色く見える。一方、紫外発光のLEDと蛍光体の組合せでは白色であるため、違和感がないという利点がある。
By the way, in
さらに、各実施形態では、白色光を得る照明器具Aを例に説明したが、白色光を得るものに限定されるものではなく、所望の色温度に応じてLEDの発光色及び蛍光体を適宜選定すればよい。而して、異なる蛍光体を用いた複数種類の透光パネル3を用意し、用途に応じて透光パネル3を交換することで所望の色温度を容易に得ることができる。
Furthermore, although each embodiment demonstrated the lighting fixture A which obtains white light as an example, it is not limited to what obtains white light, The light emission color and fluorescent substance of LED are suitably selected according to desired color temperature. It only has to be selected. Thus, it is possible to easily obtain a desired color temperature by preparing a plurality of types of
さらに、透光パネル3の材料はガラスに限定されるものではなく、透明材料で光を透過させるものであればよい。
Furthermore, the material of the
3 透光パネル
4 LED
5 蛍光膜(蛍光体)
21 器具本体
A 照明器具
3
5 Fluorescent membrane (phosphor)
21 Appliance body A Lighting fixture
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