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JP2014182994A - Lighting device - Google Patents

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JP2014182994A
JP2014182994A JP2013058168A JP2013058168A JP2014182994A JP 2014182994 A JP2014182994 A JP 2014182994A JP 2013058168 A JP2013058168 A JP 2013058168A JP 2013058168 A JP2013058168 A JP 2013058168A JP 2014182994 A JP2014182994 A JP 2014182994A
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light source
light
lighting device
wedge
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JP2013058168A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Ono
修 小野
Hideo Ota
英男 太田
Masahiro Yokota
昌広 横田
Nobuo Kawamura
信雄 川村
Takeshi Takahashi
高橋  健
Takeshi Okawa
猛 大川
Shusuke Morita
修介 森田
Koji Nishimura
孝司 西村
Shuzo Matsuda
秀三 松田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device capable of controlling an irradiation region free from generation of multi-shadow.SOLUTION: The lighting device includes: a plurality of light sources 3 each having light distribution with strong directionality in a normal line and disposed side by side on a plane surface; a plurality of collimator lenses 4 each set opposite to the light source and focusing light emitted from the light sources; and a lens part 5 that emits the focused light toward more outside relative to the center of a light source group comprising the plurality of light sources as the distance from the center is larger.

Description

この発明の実施形態は、例えば発光ダイオード(LED)を用いたスポットライトやダウンライトのような照明装置に関する。   Embodiments of the present invention relate to a lighting device such as a spotlight or a downlight using a light emitting diode (LED), for example.

照明装置としては、比較的狭小なスペースを集光して照射するスポットライトや、天井から床を照射するダウンライトなどがある。このような照明装置をLED光源で実現する場合、一般的には必要な光量を得るためと照明装置を扁平にするために複数のLED光源を照明装置の実装面に格子状に平面配列させている。スポットライトのような集光タイプであれば、平面配列された個々のLED光源毎にコリメータレンズやリフレクタを設置し、あるいは複数のLED光源全体を一括集光するフレネルレンズやリフレクタを設置して集光している。ダウンライトのような集光機能をそれほど必要としないタイプであれば、上述した集光手段は搭載することなくそのまま照射している。   Illumination devices include spotlights that collect and irradiate a relatively small space, and downlights that irradiate the floor from the ceiling. When such an illuminating device is realized by an LED light source, in general, a plurality of LED light sources are arranged in a grid pattern on the mounting surface of the illuminating device in order to obtain a necessary light amount and flatten the illuminating device. Yes. In the case of a condensing type such as a spotlight, a collimator lens or reflector is installed for each LED light source arranged in a plane, or a Fresnel lens or reflector that collects all the LED light sources at once is installed. Is shining. In the case of a type that does not require a light collecting function as much as a downlight, the light collecting means described above is irradiated as it is without being mounted.

特許第5079635号公報Japanese Patent No. 5079635

従来のスポットライトやダウンライトでは、複数のLED光源が平面上に格子状に異なる位置に配置されているため、各LED光源毎に床面などに投影される影が複数の光源毎にずれて多重に映るいわゆるマルチシャドウが発生するという問題を有している。この問題は、光源をできるだけ小さい領域に集約して個々の影のずれが目立たないようにすることで緩和できるが、上述した光源毎の集光手段が配置できなくなったり、発熱の集中による投入電力の制約が出たりする問題があった。また、従来の照明装置は照射する領域が固定であり、たとえば集光度合いを制御したり、照射する領域に動きを持たせた制御が出来なかった。   In conventional spotlights and downlights, a plurality of LED light sources are arranged at different positions in a grid pattern on the plane, so the shadow projected on the floor surface for each LED light source is shifted for each of the plurality of light sources. There is a problem that so-called multi-shadows appear in multiple images. This problem can be alleviated by concentrating the light sources in as small an area as possible so that the deviation of individual shadows is not noticeable. There was a problem that there were restrictions. In addition, the conventional illumination device has a fixed irradiation area, and for example, it has not been possible to control the degree of light collection or control the movement of the irradiation area.

この発明は以上の点を鑑みてなされたもので、その課題は、マルチシャドウを大幅に軽減し、照射領域を制御可能とした照明装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points. An object of the present invention is to provide an illuminating device that can significantly reduce multi-shadows and control an irradiation area.

実施形態によれば、照明装置は、それぞれ法線方向への指向性が強い配光を有し、平面上に並んで配置された複数の光源と、それぞれ前記光源に対向して設けられ、前記光源から出射された光線を集光する複数のコリメータレンズと、前記複数の光源からなる光源郡の中心からの距離が大きいほど、前記集光された光線を前記中心に対してより外側に向けて出射するレンズ部と、を備えている。   According to the embodiment, each of the lighting devices has a light distribution having a strong directivity in the normal direction, and is provided with a plurality of light sources arranged side by side on a plane, respectively, facing the light sources, A plurality of collimator lenses that collect light rays emitted from a light source and a distance from the center of a light source group composed of the plurality of light sources is larger, and the collected light rays are directed outward with respect to the center. And a lens unit that emits light.

図1は、第1の実施形態に係る照明装置を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing an illumination apparatus according to the first embodiment. 図2は、前記照明装置の基材を省略して底面側を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing the bottom surface side with the base material of the illumination device omitted. 図3は、前記照明装置のコリメータレンズおよび光源を拡大して示す断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a collimator lens and a light source of the illumination device. 図4は、前記照明装置の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the lighting device. 図5は、第2の実施形態に係る照明装置を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing an illumination apparatus according to the second embodiment. 図6は、図4の線A−Aに沿った第2の実施形態に係る照明装置の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the illumination device according to the second embodiment along the line AA in FIG. 4. 図7は、第2の実施形態に係る照明装置を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing an illumination apparatus according to the second embodiment. 図8は、第3の実施形態に係る照明装置を示す斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing an illumination device according to a third embodiment. 図9は、第3の実施形態に係る照明装置を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a lighting device according to a third embodiment.

以下、図面を参照しながら、種々の実施形態に係る照明装置について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る照明装置1を示す斜視図、図2は、LED光源、コリメータレンズ、およびウェッジレンズを基板側から見た平面図、図3はコリメータレンズの作用を示す断面図、図4の照明装置の断面図である。
Hereinafter, illumination devices according to various embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an illumination device 1 according to the first embodiment, FIG. 2 is a plan view of an LED light source, a collimator lens, and a wedge lens as viewed from the substrate side, and FIG. 3 shows the operation of the collimator lens. It is sectional drawing and sectional drawing of the illuminating device of FIG.

図1、図2、および図4に示すように、照明装置10は、例えば、円板形状の基板2と、基板の一平坦面上に実装された複数のLED光源3と、各LED光源3上に設けられた複数のコリメータレンズ4と、コリメータレンズ4上に配置されコリメータレンズ4と一体に接合されたウェッジレンズ5と、を備えている。レンズの周囲には、例えば、金属からなる円筒形状の支持フレーム6が装着され、基板2の外周部およびウェッジレンズ5の外周は、支持フレーム6に支持されている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the lighting device 10 includes, for example, a disk-shaped substrate 2, a plurality of LED light sources 3 mounted on one flat surface of the substrate, and each LED light source 3. A plurality of collimator lenses 4 provided above, and a wedge lens 5 disposed on the collimator lens 4 and integrally joined to the collimator lens 4 are provided. A cylindrical support frame 6 made of, for example, metal is mounted around the lens, and the outer periphery of the substrate 2 and the outer periphery of the wedge lens 5 are supported by the support frame 6.

また、照明装置10は、基板2の背面側には筺体や駆動回路を有しているが、これらは様々な形態があるため図示していない。筺体は、基板2からの熱を放熱したり、天井や壁に固定する機能を有し、駆動回路は、商用電力からLED光源3を駆動する電力を変換供給している。   Moreover, although the illuminating device 10 has a housing and a drive circuit in the back side of the board | substrate 2, since these have various forms, they are not illustrated. The casing has a function of radiating heat from the substrate 2 or fixing it to the ceiling or wall, and the drive circuit converts and supplies power for driving the LED light source 3 from commercial power.

複数のLED光源3は、基板2の一平坦面に六方格子状に配列され、ほぼ全面に亘って分散して配置されている。複数のLED光源3は、基板2の中心に設けられた光源と、この中心光源から基板2の外周縁に向かって、徐々に離れて配置された複数の光源と、を含んでいる。   The plurality of LED light sources 3 are arranged in a hexagonal lattice pattern on one flat surface of the substrate 2 and are distributed over almost the entire surface. The plurality of LED light sources 3 include a light source provided at the center of the substrate 2 and a plurality of light sources arranged gradually away from the central light source toward the outer peripheral edge of the substrate 2.

図4に示すように、各LED光源3は、基板2の法線方向、すなわち、基板2の中心軸Cと平行な方向に強い光を照射し、法線方向からの角度をθとするとき、cosθに比例して側面方向への光度が弱くなっていく指向性を有している。従って、コリメータレンズ4が無い場合は、中央光度に対して半値となる角度の2倍、すなわち2θ・1/2が120度となり、広がった配光分布となっている。   As shown in FIG. 4, each LED light source 3 emits strong light in the normal direction of the substrate 2, that is, in a direction parallel to the central axis C of the substrate 2, and the angle from the normal direction is θ. , Directivity in which the luminous intensity in the side surface direction becomes weaker in proportion to cos θ. Accordingly, when the collimator lens 4 is not provided, the angle is twice the half value, that is, 2θ · 1/2 is 120 degrees with respect to the central luminous intensity, and the light distribution is widened.

図2ないし図4に示すように、コリメータレンズ4は、ポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂により形成されている。コリメータレンズ4は、下側中央部に形成されLED光源3からの光を入光する凹部4aと、入光した光の一部を上面に向けて反射する曲面状の外側壁面4bと、これらの光を上方に向けて出射する平坦な外側上面(出射面)4cとを有している。そして、各コリメータレンズ4は、凹部4a内にLED光源3が位置するように、LED光源3に被せて基板2上に載置されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the collimator lens 4 is formed of a transparent resin such as polycarbonate or acrylic. The collimator lens 4 includes a concave portion 4a that is formed at the lower center portion and receives light from the LED light source 3, a curved outer wall surface 4b that reflects a part of the incident light toward the upper surface, and these And a flat outer upper surface (emission surface) 4c that emits light upward. Each collimator lens 4 is placed on the substrate 2 so as to cover the LED light source 3 so that the LED light source 3 is positioned in the recess 4a.

このように構成されたコリメータレンズ4は、図3に示すように、LED光源3から出射した光をコリメートする、つまり、基板2に対して法線方向の平行光に集光する。本実施形態において、コリメータレンズ4は、2θ・1/2が約20度となるように設定されている。   As shown in FIG. 3, the collimator lens 4 configured in this manner collimates the light emitted from the LED light source 3, that is, condenses it into parallel light in the normal direction with respect to the substrate 2. In the present embodiment, the collimator lens 4 is set so that 2θ · 1/2 is about 20 degrees.

図1および図4に示すように、レンズ部を構成するウェッジレンズ5は、ポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂により形成されている。ウェッジレンズ5は、コリメータレンズ4から出射した光を入光する平坦な下面(入射面)5aと、円筒形状の外周面5bと、入光した光が出射する球面状に窪んだ上面(出射面)5bとを有する薄い円板状の回転対称形に形成されている。そして、ウェッジレンズ5は、その下面5aがコリメータレンズ4の上面4cに接触した状態で、複数のコリメータレンズ4上に配置され、複数のコリメータ郡および基板2と同軸的に配置されている。すなわち、ウェッジレンズ5は、複数の光源全域を滑らかに覆う凹レンズを構成している。ウェッジレンズ5は、コリメータレンズ4と別体に形成したものをコリメータレンズ上に固定配置しても、あるいは、本実施形態のように、複数のコリメータレンズ4と一体に成形してもよい。   As shown in FIGS. 1 and 4, the wedge lens 5 constituting the lens unit is formed of a transparent resin such as polycarbonate or acrylic. The wedge lens 5 includes a flat lower surface (incident surface) 5a for receiving the light emitted from the collimator lens 4, a cylindrical outer peripheral surface 5b, and a spherical upper surface (exit surface) from which the incident light is emitted. ) 5b and a thin disk-like rotationally symmetric shape. The wedge lens 5 is disposed on the plurality of collimator lenses 4 with the lower surface 5 a in contact with the upper surface 4 c of the collimator lens 4, and is disposed coaxially with the plurality of collimator groups and the substrate 2. That is, the wedge lens 5 constitutes a concave lens that smoothly covers the entire plurality of light sources. The wedge lens 5 may be formed separately from the collimator lens 4 on the collimator lens, or may be formed integrally with the plurality of collimator lenses 4 as in this embodiment.

ウェッジレンズ5による光線への作用について説明する。図4に示すように、LED光源3から出射されコリメータレンズ4によりコリメートされた光線は、ウェッジレンズ5の下面5aより入光され、上面5cにより形成された凹レンズにより発散作用を受け、発散されて出射する。本実施形態のウェッジレンズ5においては、凹状の上面5cは、傾斜角がウェッジレンズ5の中心から離れるほど大きくなるよう形成されている。そのため、ウェッジレンズ5は、中心から離れる部位ほど発散作用を強めることができる。すなわち、照明装置10の中心から外側に位置するLED光源3ほど、出射した光線が光源群の中心に対してより外側に曲げられるため、基板2に実装された面では拡がりのあるLED光源3の配列となっているが、ウェッジレンズ5の作用により実質的に基板2の平面より奥側に配置された点光源からの照射と同等となっている。   The action on the light beam by the wedge lens 5 will be described. As shown in FIG. 4, the light beam emitted from the LED light source 3 and collimated by the collimator lens 4 is incident on the lower surface 5a of the wedge lens 5 and is diverged and diverged by the concave lens formed by the upper surface 5c. Exit. In the wedge lens 5 of the present embodiment, the concave upper surface 5 c is formed so that the inclination angle increases as the distance from the center of the wedge lens 5 increases. Therefore, the wedge lens 5 can strengthen the diverging action as the part is farther from the center. That is, as the LED light source 3 located on the outer side from the center of the illuminating device 10, the emitted light beam is bent outward with respect to the center of the light source group, and thus the LED light source 3 that is spread on the surface mounted on the substrate 2. Although it is an array, it is substantially equivalent to irradiation from a point light source disposed behind the plane of the substrate 2 by the action of the wedge lens 5.

本実施形態において、複数のLED光源3で構成される光源群の中心(中心軸C上に位置するLED光源)から各LED光源3までの距離をLi、各LED光源3から出射した光線がウェッジレンズ5により曲げられた傾角をθiとすると、Li/tanθiがほぼ一定の値になるようウェッジレンズ5の発散作用、すなわち凹状の上面5cの形状が設定されている。これにより、複数のLED光源3から出射した光線は点光源化される。従って、LED光源3から出射した光線による照射領域と各々のLED光源3とが1対1に対応することとなり、マルチシャドウの発生を抑えることができる。また、照明装置全体を薄く構成し、出射光を有効に利用することができる。
本実施例では、2θ・1/2が20度となる同一仕様のコリメータレンズ4をLED光源3毎に設置し、これら全体を覆うように発散角度15度の凹レンズ状のウェッジレンズ5を配置し、照明装置として2θ・1/2が40度の集光タイプの照明装置を実現している。
In this embodiment, the distance from the center of the light source group (LED light source located on the central axis C) composed of the plurality of LED light sources 3 to each LED light source 3 is Li, and the light emitted from each LED light source 3 is a wedge. When the inclination angle bent by the lens 5 is θi, the diverging action of the wedge lens 5, that is, the shape of the concave upper surface 5 c is set so that Li / tan θi becomes a substantially constant value. Thereby, the light rays emitted from the plurality of LED light sources 3 are converted into point light sources. Therefore, the irradiation area by the light emitted from the LED light source 3 and each LED light source 3 have a one-to-one correspondence, and the occurrence of multi-shadows can be suppressed. Further, the entire illumination device can be made thin so that the emitted light can be used effectively.
In this embodiment, a collimator lens 4 having the same specifications with 2θ · 1/2 of 20 degrees is installed for each LED light source 3, and a concave lens-shaped wedge lens 5 with a divergence angle of 15 degrees is disposed so as to cover the whole. As a lighting device, a condensing type lighting device with 2θ · 1/2 of 40 degrees is realized.

以上のことから、本実施形態によれば、マルチシャドウの発生がない、配光角が狭い狭角配光用の照明装置を提供することができる。   From the above, according to the present embodiment, it is possible to provide a lighting device for narrow-angle light distribution that does not generate multi-shadow and has a narrow light distribution angle.

また、本発明は、従来必ずしも集光手段を用いていなかったダウンライトなどの照明装置にも適用することができる。すなわち、個々のコリメータレンズ4の集光を緩めにして、かつウェッジレンズ5の発散作用を強めにしてやれば、照明装置10の照射領域を広げつつ、マルチシャドウの発生を抑制することができる。   The present invention can also be applied to an illuminating device such as a downlight, which conventionally does not necessarily use the light collecting means. That is, if the condensing of each collimator lens 4 is loosened and the diverging action of the wedge lens 5 is strengthened, the generation of multi-shadows can be suppressed while expanding the irradiation area of the illumination device 10.

また、図4に示すように、本発明の実施形態では個々のLED光源3が照射する領域が照明装置10が照射する領域の一部分となっているため、個々のLED光源を個別に駆動制御することで照射領域を制御することが出来る。すわなち、中心に配置したLED光源3のみを駆動すれば2θ・1/2が20度の集光照射となり、他のLED光源3も適時駆動することで2θ・1/2を20〜40度の範囲で制御することができる。また、LED光源3を時間に対して駆動制御することで、揺らいだ木漏れ日のような照射や、スキャンするような照射が可能である。   Also, as shown in FIG. 4, in the embodiment of the present invention, the area irradiated by the individual LED light sources 3 is a part of the area irradiated by the illumination device 10, and therefore the individual LED light sources are individually driven and controlled. Thus, the irradiation area can be controlled. In other words, if only the LED light source 3 arranged at the center is driven, 2θ · 1/2 is condensed by 20 degrees, and the other LED light sources 3 are also driven in a timely manner to reduce 2θ · 1/2 to 20-40. It can be controlled within a range of degrees. Further, by driving and controlling the LED light source 3 with respect to time, it is possible to perform irradiation such as a swaying tree leak or irradiation that scans.

なお、本実施形態では、光をコリメートするためのレンズとしては上述した形状のコリメータレンズ4を用いているが、このレンズ4は、光をコリメートさえできればよく、特に上記の形状に限定されるものではない。また、複数のLED光源および複数のコリメータレンズ4は、六方格子状の配列に限らず、基板2の形状に応じて種々の配列が可能である。例えば、複数のLED光源および複数のコリメータレンズ4を、同芯の複数の円上に並べて配置してもよく、あるいは、三角形状、四角形状、その他の多角形状に配列してもよい。   In this embodiment, the collimator lens 4 having the above-described shape is used as a lens for collimating light. However, the lens 4 only needs to be able to collimate light, and is particularly limited to the above-described shape. is not. The plurality of LED light sources and the plurality of collimator lenses 4 are not limited to a hexagonal lattice arrangement, and various arrangements are possible depending on the shape of the substrate 2. For example, a plurality of LED light sources and a plurality of collimator lenses 4 may be arranged side by side on a plurality of concentric circles, or may be arranged in a triangular shape, a quadrangular shape, or other polygonal shapes.

また、実施例ではコリメータレンズ4をLED光源3毎に個別に設置し、かつ、ウェッジレンズ5もコリメータレンズと別に部品形成したが、これはコリメータレンズ4やウェッジレンズ5の機能を後から置換え可能とするためである。これらは組立の簡易化の観点より適時一体化してよい。すなわち、複数のコリメータレンズ4を一体化し、かつウェッジレンズも一体化した1つのカバー部材としてもよい。   In the embodiment, the collimator lens 4 is individually installed for each LED light source 3, and the wedge lens 5 is formed as a separate component from the collimator lens, but this can replace the functions of the collimator lens 4 and the wedge lens 5 later. This is because. These may be integrated in a timely manner from the viewpoint of simplification of assembly. That is, a plurality of collimator lenses 4 may be integrated, and a single cover member may be integrated with a wedge lens.

次に、他の実施形態に係る照明装置について説明する。後述する他の実施形態において、前述した第1の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に詳細に説明する。   Next, a lighting device according to another embodiment will be described. In other embodiments to be described later, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different parts are mainly described in detail.

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る照明装置10を示す平面図、図6は、図5の線A−Aに沿った照明装置の断面図、図7は、照明装置を示す斜視図である。
第2の実施形態において、照明装置1の基本的な構成は第1の実施形態と同じであり、ウェッジレンズ5の構成が一部相違している。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a plan view showing the lighting device 10 according to the second embodiment, FIG. 6 is a sectional view of the lighting device along line AA in FIG. 5, and FIG. 7 is a perspective view showing the lighting device. is there.
In the second embodiment, the basic configuration of the illumination device 1 is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the wedge lens 5 is partially different.

図5ないし図7に示すように、第2の実施形態によれば、レンズ部を構成するウェッジレンズ5は、複数の別個のウェッジレンズで構成され、コリメータレンズ4上に個別に配置されている。各ウェッジレンズ5は、コリメータレンズ4の上面(出射面)4cに面接する平坦な下面(入射面)5aと、コリメータレンズ4の上面4cに対して傾斜した上面(出射面)5cと、を有している。複数のウェッジレンズ5は、レンズ郡の中心から外側に離れて位置するウェッジレンズ程、上面5cの傾斜角が大きくなるように形成されている。更に、複数のウェッジレンズ5は、傾斜した上面5cがレンズ郡の中心方向を向くように配置されている。複数のウェッジレンズ5は、光源群の中心に近いほど薄い楔状に形成されている。なお、コリメータレンズ郡の中心に位置するコリメータレンズ4上には、ウェッジレンズ5を設けていない。   As shown in FIGS. 5 to 7, according to the second embodiment, the wedge lens 5 constituting the lens unit is composed of a plurality of separate wedge lenses and is individually arranged on the collimator lens 4. . Each wedge lens 5 has a flat lower surface (incident surface) 5a that is in contact with the upper surface (exit surface) 4c of the collimator lens 4 and an upper surface (exit surface) 5c that is inclined with respect to the upper surface 4c of the collimator lens 4. doing. The plurality of wedge lenses 5 are formed such that the inclination angle of the upper surface 5c becomes larger as the wedge lens is located farther outward from the center of the lens group. Further, the plurality of wedge lenses 5 are arranged so that the inclined upper surface 5c faces the center direction of the lens group. The plurality of wedge lenses 5 are formed in a wedge shape that is thinner toward the center of the light source group. The wedge lens 5 is not provided on the collimator lens 4 located at the center of the collimator lens group.

以上のように構成された第2の実施形態に係る照明装置10によれば、第1の実施形態と同様に、照明装置の外側に位置するLED光源3ほど、出射した光線が光源群の中心に対して外側に曲げられるため、照明装置が点光源化され、マルチシャドウの発生を抑えることができる。また、本実施形態においては、LED光源3を個々に点灯制御可能であり、マルチシャドウ抑制効果をより大きくすることできる。
なお、複数のウェッジレンズ5は、それぞれコリメータレンズ4と一体に成形してもよく、こうすることで余分なフレネル反射界面を解消させて効率を向上させるとともに、組立を簡易化することができる。また、複数のLED光源3毎のレンズを互いに連結し、一体に形成するようにしてもよい。
According to the illuminating device 10 according to the second embodiment configured as described above, the emitted light beam is the center of the light source group in the LED light source 3 located outside the illuminating device, as in the first embodiment. Therefore, the lighting device can be converted to a point light source, and the occurrence of multi-shadows can be suppressed. In the present embodiment, it is possible to individually control the lighting of the LED light sources 3 and to further increase the multi-shadow suppression effect.
The plurality of wedge lenses 5 may be formed integrally with the collimator lens 4, thereby eliminating the excess Fresnel reflection interface and improving the efficiency and simplifying the assembly. Further, the lenses for each of the plurality of LED light sources 3 may be connected to each other and integrally formed.

(第3の実施形態)
図8は、第3の実施形態に係る狭角用の照明装置10を示す斜視図、図9は、照明装置10の断面図である。第3の実施形態において、照明装置1の基本的な構成は、第2の実施形態と同じであり、ウェッジレンズ5の構成が一部相違している。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a perspective view showing the narrow-angle illumination device 10 according to the third embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the illumination device 10. In the third embodiment, the basic configuration of the illumination device 1 is the same as that of the second embodiment, and the configuration of the wedge lens 5 is partially different.

図8および図9に示すように、第3の実施形態において、ウェッジレンズ5は、第2の実施形態と同様に、複数のコリメータレンズ4上に個別に配置されている。各ウェッジレンズ5の上面は、鋸歯状の断面形状を有し、ウェッジレンズ5をフレネルレンズ化している。複数のウェッジレンズ5は、レンズ郡の中心から外側に離れて位置するウェッジレンズ程、上面5cの鋸歯の傾斜角が大きくなるように形成されている。更に、複数のウェッジレンズ5は、傾斜した上面5cがレンズ郡の中心方向を向くように配置されている。なお、コリメータレンズ郡の中心に位置するコリメータレンズ4上には、ウェッジレンズ5を設けていないか、あるいは、平坦な上面を有するウェッジレンズを設ける。   As shown in FIGS. 8 and 9, in the third embodiment, the wedge lens 5 is individually disposed on the plurality of collimator lenses 4 as in the second embodiment. The upper surface of each wedge lens 5 has a sawtooth cross-sectional shape, and the wedge lens 5 is formed into a Fresnel lens. The plurality of wedge lenses 5 are formed such that the inclination angle of the sawtooth of the upper surface 5c increases as the wedge lens is located outward from the center of the lens group. Further, the plurality of wedge lenses 5 are arranged so that the inclined upper surface 5c faces the center direction of the lens group. The wedge lens 5 is not provided on the collimator lens 4 located at the center of the collimator lens group, or a wedge lens having a flat upper surface is provided.

以上のように構成された第3の実施形態に係る照明装置10によれば、前述した第2の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。更に、ウェッジレンズ5をフレネルレンズ化することにより、レンズ厚を薄くし、照明装置全体の薄型化を図ることが可能となる。   According to the illuminating device 10 according to the third embodiment configured as described above, it is possible to obtain the same functions and effects as those of the second embodiment described above. Furthermore, by making the wedge lens 5 into a Fresnel lens, it is possible to reduce the lens thickness and reduce the thickness of the entire lighting device.

なお、上述の実施形態では、LED光源3は六方格子状に配置しているが、本発明はLED光源配置に制約を受けるものではなく、例えば、正方格子状に配置したり、リング状に配置したりしても良く、さらには不規則な配置としても良い。   In the above-described embodiment, the LED light sources 3 are arranged in a hexagonal lattice shape, but the present invention is not limited by the LED light source arrangement, and for example, arranged in a square lattice shape or in a ring shape. Or may be irregularly arranged.

また、上述の実施形態では、各LED光源3から出射する光束量については特に明記していないが、各LED光源3の光束量を均一にしても不均一にしても良く、各LED光源3の光束量のよる制約を受けるものではない。例えば、LED光源郡の中心からの距離に応じてLED光源の光束量を変えることにより、照明装置の配光分布を制御するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the amount of light emitted from each LED light source 3 is not specified, but the amount of light emitted from each LED light source 3 may be uniform or non-uniform. It is not limited by the amount of light flux. For example, the light distribution of the lighting device may be controlled by changing the amount of light flux of the LED light source according to the distance from the center of the LED light source group.

上述の実施形態では、コリメータレンズ4やウェッジレンズ5については、レンズとしての作用が必要なため表面は鏡面仕上げをすることが一般的ではあり、この場合、影の輪郭が鋭くはっきりできる。一方、影の輪郭をぼかしたい場合には、コリメータレンズ4やウェッジレンズ5の表面にシボ加工を施せばよく、本発明はこれらレンズの表面状態の制約を受けるものではない。   In the above-described embodiment, since the collimator lens 4 and the wedge lens 5 need to act as a lens, the surface is generally mirror-finished. In this case, the outline of the shadow is sharp and clear. On the other hand, when it is desired to blur the outline of the shadow, the surface of the collimator lens 4 or the wedge lens 5 may be subjected to a graining process, and the present invention is not limited by the surface state of these lenses.

更に、上述の実施形態では、照射される光線を法線方向から曲げるレンズ部としてコリメータレンズの上面部4cにウェッジレンズを有する構成としたが、各コリメータレンズの側面部4bあるいは入光部4aに適時面を傾斜させることで法線方向から曲げるレンズ部を構成としてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, a wedge lens is provided on the upper surface portion 4c of the collimator lens as a lens portion that bends the irradiated light beam from the normal direction, but the side surface portion 4b or the light incident portion 4a of each collimator lens is provided. It is good also as a structure for the lens part bent from a normal line direction by inclining a timely surface.

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
上述した実施形態はLED電球あるいは蛍光体形の照明装置として説明したが、この発明に係る照明装置は、指向性のある光源とこの光源を囲う光学部材と透光カバーとの組み合わせであれば、街路灯照明等についても適用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
Although the above-described embodiment has been described as an LED bulb or a phosphor-type lighting device, the lighting device according to the present invention is a combination of a directional light source, an optical member surrounding the light source, and a translucent cover. The present invention can also be applied to street lighting.

2…基材、3…LED光源、4…コリメータレンズ、4a…凹部、
5…ウェッジレンズ、5c…上面、6…支持フレーム、10…照明装置、
2 ... base material, 3 ... LED light source, 4 ... collimator lens, 4a ... concave part,
5 ... wedge lens, 5c ... upper surface, 6 ... support frame, 10 ... lighting device,

Claims (7)

それぞれ法線方向への指向性が強い配光を有し、平面上に並んで配置された複数の光源と、
それぞれ前記光源に対向して設けられ、前記光源から出射された光線を集光する複数のコリメータレンズと、
前記複数の光源からなる光源郡の中心からの距離が大きいほど、前記集光された光線を前記中心に対してより外側に向けて出射するレンズ部と、
を備える照明装置。
A plurality of light sources each having a light distribution with a strong directivity in the normal direction, arranged side by side on a plane,
A plurality of collimator lenses that are respectively provided facing the light source and collect the light emitted from the light source;
A lens unit that emits the collected light rays toward the outer side with respect to the center, as the distance from the center of the light source group composed of the plurality of light sources is larger,
A lighting device comprising:
前記レンズ部は、前記複数の光源全域を覆う凹レンズを有する請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the lens unit includes a concave lens that covers the entire area of the plurality of light sources. 前記レンズ部は、前記複数の光源毎に覆うウェッジレンズを有する請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the lens unit includes a wedge lens that covers each of the plurality of light sources. 前記レンズ部は、前記コリメータレンズに組み込まれている請求項1に記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, wherein the lens unit is incorporated in the collimator lens. 前記レンズ部は、フレネルレンズである請求項2ないし4のいずれか1項に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 2, wherein the lens unit is a Fresnel lens. 前記レンズ部は、前記光源群の中心軸に対して回転対称形に形成されている請求項1に記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, wherein the lens unit is formed in a rotationally symmetrical shape with respect to a central axis of the light source group. 前記レンズ部から出射する光線の前記光源群の中心からの距離をLi、前記光源群の中心軸との成す角度をθiとすると、前記レンズ部から出射する光線は、Li/tanθiがほぼ一定となっている請求項1ないし6のいずれか1項に記載の照明装置。   When the distance from the center of the light source group of the light beam emitted from the lens unit is Li and the angle formed by the central axis of the light source group is θi, the light beam emitted from the lens unit has a substantially constant Li / tan θi. The lighting device according to any one of claims 1 to 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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