JP6763047B2 - Lighting device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、一般家庭、店舗、オフィスなどで使用する照明装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a lighting device used in a general home, a store, an office, or the like.
一般照明用のＬＥＤ照明装置には、白熱電球のような形状および光り方に近づけること（レトロフィット）が望まれる場合がある。特に、クリア型白熱電球（クリアガラスのグローブを用いた白熱電球）のように、グローブ内部の点光源から広配光（１／２配光角が約２７０°）に光ることへの要望は多い。 It may be desired that the LED lighting device for general lighting has a shape similar to that of an incandescent light bulb and a way of shining (retrofit). In particular, there are many demands for wide light distribution (1/2 light distribution angle of about 270 °) from a point light source inside the glove, such as a clear type incandescent light bulb (incandescent light bulb using a clear glass glove). ..
しかし、ＬＥＤをそのまま光源として用いると、配光角は狭くなり、１／２配光角は１２０°程度となる。 However, if the LED is used as a light source as it is, the light distribution angle becomes narrow and the 1/2 light distribution angle becomes about 120 °.
よって、レトロフィット感のある広配光な光を射出できる照明装置の開発が望まれている。 Therefore, it is desired to develop a lighting device capable of emitting a wide light distribution with a retrofit feeling.
実施形態に係る照明装置は、中心軸に対して回転対称形となる表面を有し、表面が、中心軸上の固定点を中心とした球面を含む透明なグローブと、固定点を囲むように配置された光を散乱させる散乱部、散乱部の外側に設けた透明部、および中心軸に沿った透明部の一端に設けた光入射面を有し、グローブ内に配置された透明な光学素子と、光学素子の光入射面に対向して配置された光源と、を有する。散乱部は、固定点に対向する位置に配置された中心軸と略平行な筒状の拡散面と、拡散面の中心軸に沿った光入射面側の一端に連続して中心軸に向けて収束した収束面と、を有する。透明部は、光入射面の外周縁から中心軸に沿った他端に向けて拡散面と略平行に延びた筒状の側面と、側面の光入射面と反対の他端に連続して中心軸に向けて傾斜した傾斜面と、を有する。グローブは、中心軸と直交する方向に拡散面を投影した領域に球面を有する。
Lighting device according to the embodiment has a surface to be rotationally symmetrical with respect to the central axis, surface, and including a transparent globe spherical around the fixed point on the central axis, so as to surround the fixed point It has a scattering part that scatters light arranged in, a transparent part provided outside the scattering part, and a light incident surface provided at one end of the transparent part along the central axis, and transparent optics arranged in the globe. It has an element and a light source arranged so as to face the light incident surface of the optical element. The scattering portion has a tubular diffusion surface substantially parallel to the central axis arranged at a position facing the fixed point, and one end on the light incident surface side along the central axis of the diffusion surface toward the central axis. It has a converged surface. The transparent portion is continuously centered on a tubular side surface extending substantially parallel to the diffusion surface from the outer peripheral edge of the light incident surface toward the other end along the central axis, and the other end opposite to the light incident surface on the side surface. It has an inclined surface that is inclined toward an axis. The glove has a spherical surface in the region where the diffusion surface is projected in the direction orthogonal to the central axis.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
（第１の参考例）
図１は、第１の参考例に係る照明装置１０を示す概略図である。
照明装置１０は、中心軸Ｃに対して回転対称形である。照明装置１０は、透明な一般電球型のグローブ２と、可視光に対して透明な材料（本参考例ではアクリル）により形成された光学素子４と、この光学素子４の後述する光入射面４ａに対向して配置された光源６と、を有する。また、照明装置１０は、光源６を備えた基板１１を支持した拡散部３と、グローブ２の開口端に接続した口金５と、を有する。光学素子４、光源６、基板１１、および拡散部３は、グローブ２内に配置される。
(First reference example )
FIG. 1 is a schematic view showing a lighting device 10 according to a first reference example .
The lighting device 10 is rotationally symmetric with respect to the central axis C. The lighting device 10 includes a transparent general light bulb-shaped glove 2, an optical element 4 formed of a material transparent to visible light (acrylic in this reference example ), and a light incident surface 4a of the optical element 4, which will be described later. It has a light source 6 arranged to face the light source 6. Further, the lighting device 10 has a diffusion unit 3 that supports a substrate 11 provided with a light source 6, and a base 5 that is connected to the open end of the glove 2. The optical element 4, the light source 6, the substrate 11, and the diffuser 3 are arranged in the globe 2.
グローブ２は、Ｒ曲面を含む表面を有する。Ｒ曲面とは、その曲面上の連続する各点からの距離が一定となる固定点を取ることができる曲面を意味する。ここでは、この固定点をグローブ２の中心とする。Ｒ曲面には球面が含まれても良いが、グローブ２の表面形状は球面のみに限らない。 The glove 2 has a surface including an R curved surface. The R curved surface means a curved surface that can take a fixed point at which the distance from each continuous point on the curved surface is constant. Here, this fixed point is the center of the glove 2. The R curved surface may include a spherical surface, but the surface shape of the glove 2 is not limited to the spherical surface.
いずれにしても、グローブ２は、その中心軸に対して回転対称形である。回転対称形とは、中心軸Ｃに対して対象物を回転させたとき、対象物がもとの形状に一致し、かつ中心軸Ｃ周りの回転角が３６０°未満となる形状を意味する。例えば、回転対称形の物体として、円柱、円錐、多角柱、多角錐などがある。 In any case, the glove 2 is rotationally symmetric with respect to its central axis. The rotationally symmetric shape means a shape in which when the object is rotated with respect to the central axis C, the object matches the original shape and the rotation angle around the central axis C is less than 360 °. For example, rotationally symmetric objects include cylinders, cones, prisms, and pyramids.
光学素子４は、中心軸Ｃに対して回転対称形であり、本参考例では略円柱形である。光学素子４の材料は、可視光に対して透明な材料であれば何でもよい。光学素子４は、アクリルの他に、例えば、ポリカーボネートやガラスなどによって形成することができる。光学素子４は、グローブ２と同軸に配置される。つまり、光学素子４の中心軸（第１の回転対称軸）とグローブ２の中心軸（第２の回転対称軸）は一致する。 The optical element 4 has a rotationally symmetric shape with respect to the central axis C, and is substantially a cylindrical shape in this reference example . The material of the optical element 4 may be any material as long as it is transparent to visible light. The optical element 4 can be formed of, for example, polycarbonate or glass in addition to acrylic. The optical element 4 is arranged coaxially with the globe 2. That is, the central axis of the optical element 4 (first rotational symmetry axis) and the central axis of the globe 2 (second rotational symmetry axis) coincide with each other.
光学素子４は、その内部に、上記透明な材料が存在しない空洞である散乱部８を備えている。この散乱部８も、中心軸Ｃに対して回転対称となる形状を有する。散乱部８は、光源６から離間した光学素子４の先端（図示上端）に開口部８ａを有する凹部である。散乱部８は、光学素子４の長手方向の全長の約半分ほどの長さを有する。散乱部８の光源６側（図示下端側）の底部は、中心軸Ｃに向けて徐々に収束して閉じている。散乱部８は、グローブ２内に配置される。 The optical element 4 includes a scattering portion 8 which is a cavity in which the transparent material does not exist. The scattering portion 8 also has a shape that is rotationally symmetric with respect to the central axis C. The scattering portion 8 is a recess having an opening 8a at the tip (upper end in the drawing) of the optical element 4 separated from the light source 6. The scattering unit 8 has a length of about half of the total length in the longitudinal direction of the optical element 4. The bottom portion of the scattering portion 8 on the light source 6 side (lower end side in the drawing) gradually converges and closes toward the central axis C. The scattering unit 8 is arranged in the globe 2.
散乱部８の内面は、光を拡散させる拡散面８ｂとなっている。拡散面８ｂは、散乱部８の内面に白色塗装したものであってもよい。或いは、拡散面８ｂは、散乱部８の内面を部分的にサンドブラスト処理した粗面であってもよい。また、拡散面８ｂを設ける代わりに、散乱部８内に、光を散乱させる散乱部材（図示せず）を充填してもよい。 The inner surface of the scattering unit 8 is a diffusion surface 8b that diffuses light. The diffusion surface 8b may be a white coating on the inner surface of the scattering portion 8. Alternatively, the diffusion surface 8b may be a rough surface in which the inner surface of the scattering portion 8 is partially sandblasted. Further, instead of providing the diffusion surface 8b, a scattering member (not shown) that scatters light may be filled in the scattering portion 8.
光学素子４は、散乱部８の開口部８ａから離れた基端部に、光入射面４ａを有する。本参考例では、光入射面４ａは、光学素子４の基端部から球面状に凹んだ凹部である。そして、この凹部４ａに光源６の発光面６ａが対向する。また、光学素子４は、先端に向けて徐々に縮径する外周面４ｂを有する。縮径した外周面４ｂは、光学素子４の先端で散乱部８の開口部８ａにつながっている。外周面４ｂは、鏡面である。 The optical element 4 has a light incident surface 4a at a proximal end portion away from the opening 8a of the scattering portion 8. In this reference example , the light incident surface 4a is a concave portion spherically recessed from the base end portion of the optical element 4. Then, the light emitting surface 6a of the light source 6 faces the recess 4a. Further, the optical element 4 has an outer peripheral surface 4b whose diameter is gradually reduced toward the tip end. The reduced diameter outer peripheral surface 4b is connected to the opening 8a of the scattering portion 8 at the tip of the optical element 4. The outer peripheral surface 4b is a mirror surface.
光源６は、基板１１の表面１１ａに実装した図示しないＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子を基板１１の表面１１ａに封止した封止樹脂１２と、を有する。基板１１の表面１１ａには、光を拡散反射させるため、白色塗装が施されている。封止樹脂１２は、略半球状であり、その表面が発光面６ａとして機能する。光源６は、基板１１の裏面１１ｂを拡散部３で支持せしめることで、拡散部３に取り付けられる。この状態で、発光面６ａは、光学素子４の光入射面４ａに対向する。 The light source 6 has an LED element (not shown) mounted on the surface 11a of the substrate 11 and a sealing resin 12 in which the LED element is sealed on the surface 11a of the substrate 11. The surface 11a of the substrate 11 is painted white in order to diffuse and reflect light. The sealing resin 12 has a substantially hemispherical shape, and its surface functions as a light emitting surface 6a. The light source 6 is attached to the diffuser 3 by supporting the back surface 11b of the substrate 11 with the diffuser 3. In this state, the light emitting surface 6a faces the light incident surface 4a of the optical element 4.
拡散部３は、金属材料により形成されており、基板１１の裏面１１ｂに熱的に接触する。つまり、拡散部３は、基板１１を介して光源６と熱的に接触し、光源６の熱を拡散させて放熱する。また、拡散部３は、光を拡散反射させるように表面処理された表面３ａを有する。例えば、拡散部３の表面３ａには白色塗装が施されている。 The diffusion portion 3 is made of a metal material and is in thermal contact with the back surface 11b of the substrate 11. That is, the diffusion unit 3 thermally contacts the light source 6 via the substrate 11 to diffuse the heat of the light source 6 and dissipate heat. Further, the diffusing portion 3 has a surface 3a surface-treated so as to diffusely reflect light. For example, the surface 3a of the diffuser 3 is painted white.
本参考例では、散乱部８は、グローブ２の中心Ｒに対して、光源６と反対側にレイアウトされている。好ましくは、散乱部８は、図２に示すように、その光源６側の端部がグローブ２の中心Ｒに位置するようにレイアウトされている。散乱部８の中心軸Ｃに沿った位置は、例えば、拡散部３の軸方向の長さを調節することで変更できる。 In this reference example , the scattering portion 8 is laid out on the side opposite to the light source 6 with respect to the center R of the globe 2. Preferably, as shown in FIG. 2, the scattering unit 8 is laid out so that the end portion on the light source 6 side is located at the center R of the globe 2. The position of the scattering unit 8 along the central axis C can be changed, for example, by adjusting the axial length of the diffusion unit 3.
以下、上述した照明装置１０を点灯させた場合における光の拡がり方について説明する。
発光面６ａを介して光源６から発光された光線群は、光学素子４の光入射面４ａに入射する。光入射面４ａを介して光学素子４へ入射された光は、光学素子４を介して導光され、散乱部８で拡散反射される。散乱部８で拡散反射された光は、略全方向に拡がり、屈折透過によって光学素子４の外部へと射出される。このように、光学素子４から射出された光の多くは、グローブ２を透過して照明光として利用される。
Hereinafter, how the light spreads when the above-mentioned lighting device 10 is turned on will be described.
The group of light rays emitted from the light source 6 via the light emitting surface 6a is incident on the light incident surface 4a of the optical element 4. The light incident on the optical element 4 via the light incident surface 4a is guided through the optical element 4 and diffusely reflected by the scattering unit 8. The light diffusely reflected by the scattering unit 8 spreads in substantially all directions and is emitted to the outside of the optical element 4 by refraction transmission. In this way, most of the light emitted from the optical element 4 passes through the globe 2 and is used as illumination light.
一方、光学素子４から射出された光の一部は、グローブ２の内面で反射される。このとき、光の反射はフレネル反射であり、グローブ２の内面に対する光の入射角が大きいほど反射される光が多くなる。ここで言う光の入射角とは、グローブ２の内面に光が入射する点を通る法線Ｈと、その点に入射する光線と、の間の角度である。 On the other hand, a part of the light emitted from the optical element 4 is reflected on the inner surface of the globe 2. At this time, the reflection of light is Fresnel reflection, and the larger the incident angle of light with respect to the inner surface of the globe 2, the more light is reflected. The incident angle of light referred to here is an angle between a normal line H passing through a point where light is incident on the inner surface of the globe 2 and a light ray incident on that point.
例えば、図１において破線矢印で示す光線Ｌ１は、散乱部８のうち光源６から遠い端部によって散乱された光線を示し、グローブ２の内面で反射されて基板１１や拡散部３に向かう。つまり、この場合、光線Ｌ１が反射される方向は、グローブ２の中心Ｒより口金５に近い方向である。言い換えると、この場合、光線Ｌ１が反射される方向は、グローブ２の口金５から最も遠い頂部に向かう方向とは逆方向となる。この方向に反射された光線Ｌ１は、基板１１や拡散部３の表面でさらに反射され、照明光を広配光にする光成分となる。 For example, the light ray L1 indicated by the broken line arrow in FIG. 1 indicates a light ray scattered by an end portion of the scattering portion 8 far from the light source 6, and is reflected by the inner surface of the globe 2 toward the substrate 11 and the diffusing portion 3. That is, in this case, the direction in which the light ray L1 is reflected is a direction closer to the base 5 than the center R of the glove 2. In other words, in this case, the direction in which the light ray L1 is reflected is opposite to the direction toward the top farthest from the base 5 of the glove 2. The light beam L1 reflected in this direction is further reflected on the surface of the substrate 11 and the diffusing portion 3, and becomes a light component that widens the illumination light.
また、例えば、図１において実線矢印で示す光線Ｌ２は、散乱部８うち光源６に近い端部によって散乱された光線を示し、グローブ２の内面で反射されて光学素子４に向かう。この場合においても、光線Ｌ２が反射される方向は、グローブ２の中心Ｒより口金５に近い方向となる。この方向に反射された光線Ｌ２は、光学素子４の表面で反射され、あるいは光学素子４を透過される。 Further, for example, the light ray L2 indicated by the solid arrow in FIG. 1 indicates a light ray scattered by the end portion of the scattering portion 8 close to the light source 6, and is reflected by the inner surface of the globe 2 toward the optical element 4. Even in this case, the direction in which the light beam L2 is reflected is closer to the base 5 than the center R of the glove 2. The light beam L2 reflected in this direction is reflected on the surface of the optical element 4 or transmitted through the optical element 4.
すなわち、本参考例のように、散乱部８をグローブ２の中心Ｒに対して光源６と反対側に配置すると、光線Ｌ１や光線Ｌ２は、グローブ２の中心Ｒより口金５に近い方向に反射され、光学素子４、基板１１、拡散部３のうちのいずれかに当たる。そして、基板１１や拡散部３に到達した光線は、口金５に向かう方向に拡散反射される。 That is, when the scattering portion 8 is arranged on the side opposite to the light source 6 with respect to the center R of the globe 2 as in this reference example , the light rays L1 and the light rays L2 are reflected in the direction closer to the base 5 than the center R of the globe 2. Then, it hits any one of the optical element 4, the substrate 11, and the diffuser 3. Then, the light rays that have reached the substrate 11 and the diffusing portion 3 are diffusely reflected in the direction toward the base 5.
これに対し、仮に、光学素子４を設けない場合、光源６から射出された光線群は、グローブ２の頂部へと向かう。つまり、光源６のＬＥＤ素子が指向性の強い光を射出するため、光学素子４が無い場合、光源６からの光は、グローブ２の頂部に向かう。このため、光学素子４が無いと、グローブ２からは狭配光成分が多く射出されることになる。 On the other hand, if the optical element 4 is not provided, the group of light rays emitted from the light source 6 heads toward the top of the globe 2. That is, since the LED element of the light source 6 emits light having strong directivity, the light from the light source 6 goes to the top of the globe 2 in the absence of the optical element 4. Therefore, without the optical element 4, a large amount of narrow light distribution components are emitted from the globe 2.
すなわち、本参考例のように、光学素子４を備えることで、光源６から射出された光線群を散乱部８によって散乱させることができ、広配光成分を生成でき、グローブ２から射出される照明光を広配光にできる。このように広配光な照明光を射出するための条件は、グローブ２内に散乱部８を設けることである。 That is, as in this reference example , by providing the optical element 4, the light group emitted from the light source 6 can be scattered by the scattering unit 8, a wide light distribution component can be generated, and the light is emitted from the globe 2. The illumination light can be widely distributed. The condition for emitting such a wide light distribution illumination light is to provide the scattering portion 8 in the globe 2.
さらに、本参考例では、グローブ２の中心Ｒに対して光源６と反対側に散乱部８をレイアウトしたため、グローブ２を透過されずにグローブ２の内面でフレネル反射された光成分は、口金５の方向に向かうことになる。また、グローブ２の内面で反射された光の一部は、基板１１や拡散部３の表面でさらに反射されて、最終的に広配光成分となって、グローブ２より射出される。このため、これらの光成分は照明光を広配光にする光成分となる。 Further, in this reference example , since the scattering portion 8 is laid out on the side opposite to the light source 6 with respect to the center R of the glove 2, the light component that is Fresnel-reflected on the inner surface of the glove 2 without being transmitted through the glove 2 is the base 5. Will be heading in the direction of. Further, a part of the light reflected on the inner surface of the glove 2 is further reflected on the surface of the substrate 11 and the diffusing portion 3, and finally becomes a wide light distribution component, which is emitted from the glove 2. Therefore, these light components are light components that make the illumination light widely distributed.
以上のように、本参考例によると、グローブ内面におけるフレネル反射成分を広配光成分に変換できるため、より広配光のＬＥＤ電球を実現でき、レトロフィット感のある広配光な光を射出できる。なお、全てのフレネル反射成分を広配光成分に変換するためには、グローブ２の中心Ｒが、光学素子４の散乱部８の外部あるいは光源６に近い側の端部で、光学素子４の散乱部８と光源６を結ぶ線分内に位置する必要がある。 As described above, according to this reference example , since the Fresnel reflection component on the inner surface of the glove can be converted into a wide light distribution component, a wider light distribution LED bulb can be realized, and a wide light distribution light with a retrofit feeling is emitted. it can. In order to convert all Fresnel reflection components into wide light distribution components, the center R of the globe 2 is located outside the scattering portion 8 of the optical element 4 or at the end near the light source 6 of the optical element 4. It needs to be located within the line connecting the scattering unit 8 and the light source 6.
一方、基板１１や拡散部３による拡散反射の際、数％程度の吸収ロスが起こる。そこで、器具効率を考えると、フレネル反射はなるべく抑えたほうがよい。フレネル反射成分は、グローブ２の内面に対する入射角度が大きいほど増加する。そこで、入射角度をなるべく小さくするほうがよい。散乱部８で散乱される光線群のうち入射角度が最大となるのは、光線Ｌ１である。光線Ｌ１の入射角度が最小となるのは、グローブ２の中心Ｒが散乱部８の光源６に近い側の端部に位置するときである。つまり、このとき、器具効率が最大となる。 On the other hand, during diffuse reflection by the substrate 11 and the diffusion unit 3, an absorption loss of about several% occurs. Therefore, considering the efficiency of the equipment, it is better to suppress Fresnel reflection as much as possible. The Fresnel reflection component increases as the angle of incidence on the inner surface of the glove 2 increases. Therefore, it is better to make the incident angle as small as possible. Among the group of light rays scattered by the scattering unit 8, the light ray L1 has the largest incident angle. The incident angle of the light ray L1 is minimized when the center R of the globe 2 is located at the end of the scattering portion 8 on the side closer to the light source 6. That is, at this time, the instrument efficiency is maximized.
また、本参考例のように、グローブ２の回転対称軸と光学素子４の回転対称軸が一致するとき、グローブ２によって透過・反射される光成分は回転対称軸の方位方向に対して均一となる。そのため、均一な照明を演出できる。一方、両者の回転対称軸がずれていると、方位方向に対してムラが生じ、不均一な照明となる。 Further, as in this reference example , when the rotational symmetry axis of the globe 2 and the rotational symmetry axis of the optical element 4 coincide with each other, the light components transmitted and reflected by the globe 2 are uniform with respect to the orientation direction of the rotational symmetry axis. Become. Therefore, uniform lighting can be produced. On the other hand, if the axes of rotational symmetry of the two are deviated from each other, unevenness occurs in the azimuth direction, resulting in non-uniform illumination.
（第１の実施形態）
以下、図３を参照して第１の実施形態に係る照明装置２０について説明する。
本実施形態の照明装置２０は、中心軸Ｃに沿った散乱部８の位置を変更した以外、上述した第１の参考例の照明装置１０と同様の構造を有する。よって、ここでは、第１の参考例と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
(First Embodiment)
Hereinafter, the lighting device 20 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The lighting device 20 of the present embodiment has the same structure as the lighting device 10 of the first reference example described above, except that the position of the scattering portion 8 along the central axis C is changed. Therefore, here, components that function in the same manner as in the first reference example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の照明装置２０の散乱部８は、グローブ２の中心Ｒを含む位置にレイアウトされている。より好ましくは、散乱部８の中心がグローブ２の中心Ｒと重なるようにレイアウトされる。 The scattering portion 8 of the lighting device 20 of the present embodiment is laid out at a position including the center R of the globe 2. More preferably, it is laid out so that the center of the scattering portion 8 overlaps with the center R of the globe 2.
この照明装置２０を点灯させた場合、グローブ２の内面におけるフレネル反射成分は、光学素子４、基板１１、あるいは拡散部３によって数％程度吸収される。そこで、器具効率を考えると、フレネル反射はなるべく抑えたほうがよい。フレネル反射成分は、グローブ２の内面に対する光の入射角度が大きいほど増加する。そこで、入射角度をなるべく小さくするほうがよい。 When the lighting device 20 is turned on, the Fresnel reflection component on the inner surface of the globe 2 is absorbed by the optical element 4, the substrate 11, or the diffuser 3 by about several percent. Therefore, considering the efficiency of the equipment, it is better to suppress Fresnel reflection as much as possible. The Fresnel reflection component increases as the angle of incidence of light on the inner surface of the glove 2 increases. Therefore, it is better to make the incident angle as small as possible.
散乱部８で散乱された光線群のうち、グローブ２の内面に対する入射角が最大となるのは、散乱部８の光源６から離間した端部で散乱された光線Ｌ１、あるいは散乱部８の光源６に近い端部で散乱された光線Ｌ２である。これらの光線Ｌ１、Ｌ２の入射角度の最大値が最も小さくなるのは、散乱部８の中心軸Ｃ方向に沿った長さを２等分した位置にグローブ２の中心Ｒが位置するときである。これにより、フレネル反射成分が最小になり、反射ロスを低減できる。 Among the group of light rays scattered by the scattering unit 8, the angle of incidence on the inner surface of the globe 2 is the largest when the light rays L1 scattered at the end of the scattering unit 8 away from the light source 6 or the light source of the scattering unit 8. It is a ray L2 scattered at an end close to 6. The maximum value of the incident angles of these light rays L1 and L2 is the smallest when the center R of the globe 2 is located at a position obtained by dividing the length of the scattering portion 8 along the central axis C direction into two equal parts. .. As a result, the Fresnel reflection component is minimized, and the reflection loss can be reduced.
以上のように、本実施形態によると、グローブ２の内面における反射ロスをできるだけ抑えた上で、口金５に向かう方向の光の成分を多くでき、レトロフィット感のある広配光な光を射出できる。 As described above, according to the present embodiment, while suppressing the reflection loss on the inner surface of the glove 2 as much as possible, it is possible to increase the amount of light components in the direction toward the base 5, and emit a wide light distribution with a retrofit feeling. it can.
（第２の参考例）
以下、図４を参照して第２の参考例に係る照明装置３０について説明する。
本参考例の照明装置３０は、中心軸Ｃに沿った散乱部８の位置を変更した以外、上述した第１の参考例の照明装置１０と同様の構造を有する。よって、ここでは、第１の参考例と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
( Second reference example )
Hereinafter, the lighting device 30 according to the second reference example will be described with reference to FIG.
The lighting device 30 of this reference example has the same structure as the lighting device 10 of the first reference example described above, except that the position of the scattering portion 8 along the central axis C is changed. Therefore, here, components that function in the same manner as in the first reference example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本参考例の照明装置３０の散乱部８は、グローブ２の中心Ｒより光源６側にレイアウトされている。より好ましくは、散乱部８の光源６と反対側の端部がグローブ２の中心Ｒに位置するようにレイアウトされる。 The scattering portion 8 of the lighting device 30 of this reference example is laid out on the light source 6 side from the center R of the globe 2. More preferably, the scattering portion 8 is laid out so that the end portion of the scattering portion 8 opposite to the light source 6 is located at the center R of the globe 2.
この照明装置３０を点灯させた場合、散乱部８で散乱された光線群のうち、グローブ２の内面に対する入射角が最大となるのは、散乱部８の光源６に近い端部で散乱された光線Ｌ２である。一方、グローブ２の内面に対する入射角が最小となるのは散乱部８の光源６から離間した端部で散乱された光線Ｌ１である。 When the lighting device 30 is turned on, among the light rays scattered by the scattering unit 8, the maximum incident angle with respect to the inner surface of the globe 2 is scattered at the end of the scattering unit 8 near the light source 6. The ray L2. On the other hand, the angle of incidence on the inner surface of the globe 2 is minimized by the light beam L1 scattered at the end of the scattering unit 8 separated from the light source 6.
これらの光線Ｌ１、Ｌ２のグローブ２の内面における反射成分は、すべてグローブ２の頂部の方向（つまり、光源６から離れる方向）に向かう。つまり、グローブ２の内面で反射された光線は、光学素子４、基板１１、或いは拡散部３に向かわない。これにより、狭角成分が増加し、グローブ２の頂部におけるテカリを演出できる。 The reflective components on the inner surface of the glove 2 of these light rays L1 and L2 are all directed toward the top of the glove 2 (that is, in the direction away from the light source 6). That is, the light rays reflected on the inner surface of the globe 2 do not go toward the optical element 4, the substrate 11, or the diffuser 3. As a result, the narrow angle component is increased, and the shine at the top of the glove 2 can be produced.
また、器具効率を考えると、フレネル反射成分が少ないほうがよく、グローブ２の中心Ｒが散乱部８の光源６から離れた端部にあるとよい。本参考例では、グローブ２の内面で反射した光線が光学素子４、基板１１、或いは拡散部３に向かわないため、光線が吸収されることがなくロスが少ない。 Further, considering the efficiency of the instrument, it is preferable that the Fresnel reflection component is small, and the center R of the globe 2 is located at the end of the scattering portion 8 away from the light source 6. In this reference example , since the light rays reflected on the inner surface of the globe 2 do not direct to the optical element 4, the substrate 11, or the diffusing portion 3, the light rays are not absorbed and the loss is small.
以上のように、本参考例によると、光学素子４、基板１１、或いは拡散部３における光線の吸収ロスを少なくでき、光学素子４によって広配光を保ちつつ、挟角成分を増加させ、グローブ２の頂部が明るい電球を実現できる。 As described above, according to this reference example , the absorption loss of light rays in the optical element 4, the substrate 11, or the diffusing portion 3 can be reduced, the optical element 4 maintains a wide light distribution, and the sandwich angle component is increased to increase the globe. A light bulb with a bright top of 2 can be realized.
（第２および第３の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る照明装置４０を示す概略図であり、図６は、第３の実施形態に係る照明装置５０を示す概略図である。図５の照明装置４０は、いわゆるシャンデリア球型の電球であり、図６の照明装置５０は、いわゆるボール球型の電球である。
( Second and third embodiments)
FIG. 5 is a schematic view showing the lighting device 40 according to the second embodiment, and FIG. 6 is a schematic view showing the lighting device 50 according to the third embodiment. The lighting device 40 of FIG. 5 is a so-called chandelier spherical light bulb, and the lighting device 50 of FIG. 6 is a so-called ball-shaped light bulb.
上述した第１の実施形態では、いわゆる一般電球型の電球について説明したが、これらシャンデリア球型やボール球型の電球に本発明を適用することもできる。 In the first embodiment described above, the so-called general light bulb type light bulb has been described, but the present invention can also be applied to these chandelier bulb type and ball ball type light bulbs.
（光学素子の変形例）
図７は、上述した第１乃至第３の実施形態の照明装置、および上述した第１および第２の参考例の照明装置に組み込まれた光学素子４の変形例を示す概略図である。この変形例に係る光学素子６０は、平らな光入射面６１および回転楕円形の空洞である散乱部６２を有する以外、上述した光学素子４と同様の構造を有する。よって、ここでは光学素子４と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Modification example of optical element)
FIG. 7 is a schematic view showing a modified example of the optical element 4 incorporated in the lighting devices of the first to third embodiments described above and the lighting devices of the first and second reference examples described above . The optical element 60 according to this modification has the same structure as the above-mentioned optical element 4 except that it has a flat light incident surface 61 and a scattering portion 62 which is a rotating elliptical cavity. Therefore, here, the components having the same function as the optical element 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
散乱部６２の形状は、光学素子の先端に開口した凹部や回転楕円形に限らず、球形や光学素子の基端に開口した凹部など、種々の形状を選択することができる。いずれにしても、散乱部は、光学素子の中心軸に対して回転対称形であればよい。 The shape of the scattering portion 62 is not limited to the concave portion opened at the tip of the optical element and the rotary ellipse, and various shapes such as a spherical shape and a concave portion opened at the base end of the optical element can be selected. In any case, the scattering portion may be rotationally symmetric with respect to the central axis of the optical element.
いくつかの実施形態および参考例を説明したが、これらの実施形態および参考例は、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。これら実施形態および参考例は、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同様に、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ものである。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
グローブと、
内部に散乱部を備えた可視光に対して透明な光学素子と、
この光学素子の光入射面に対向して配置された光源と、を備え、
前記散乱部は、前記グローブ内に配置される、
照明装置。
［２］
前記光学素子は回転対称形であり、
前記グローブは回転対称形であり、
前記光学素子の第１の回転対称軸と前記グローブの第２の回転対称軸が一致する、
［１］の照明装置。
［３］
前記散乱部は、前記グローブの中心に対して、前記光源と反対側に位置する、
［１］の照明装置。
［４］
前記散乱部の前記光源側の端部は、前記グローブの中心に位置する、
［３］の照明装置。
［５］
前記散乱部は、前記グローブの中心を含む位置にある、
［１］の照明装置。
［６］
前記散乱部の中心が前記グローブの中心と一致する、
［５］の照明装置。
［７］
前記散乱部は、前記グローブの中心より前記光源側に位置する、
［１］の照明装置。
［８］
前記散乱部の前記光源と反対側の端部は、前記グローブの中心に位置する、
［７］の照明装置。
［９］
前記光源はＬＥＤ素子を含み、
前記光源の発光面が前記光学素子の前記光入射面に対向する、
［１］の照明装置。
［１０］
光を拡散反射するように表面処理され、前記光源と熱的に接続され、前記グローブ内に配置された拡散部をさらに有する、
［１］乃至［９］のいずれかの照明装置。
［１１］
前記グローブは一般電球型である、
［１］乃至［９］のいずれかの照明装置。
［１２］
前記グローブはシャンデリア球型である、
［１］乃至［９］のいずれかの照明装置。
［１３］
前記グローブはボール球型である、
［１］乃至［９］のいずれかの照明装置。
Although some embodiments and reference examples have been described, these embodiments and reference examples are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments and reference examples can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
Hereinafter, the inventions described in the claims at the time of filing the application of the present application will be added.
[1]
Gloves and
An optical element that has a scattering part inside and is transparent to visible light,
A light source arranged to face the light incident surface of this optical element is provided.
The scattering portion is arranged in the glove.
Lighting device.
[2]
The optical element is rotationally symmetric and has a rotational symmetry.
The glove is rotationally symmetric and
The first axis of rotational symmetry of the optical element coincides with the second axis of rotational symmetry of the glove.
The lighting device of [1].
[3]
The scattering portion is located on the side opposite to the light source with respect to the center of the globe.
The lighting device of [1].
[4]
The end of the scattering portion on the light source side is located at the center of the glove.
The lighting device of [3].
[5]
The scattering portion is located at a position including the center of the glove.
The lighting device of [1].
[6]
The center of the scattering part coincides with the center of the glove,
The lighting device of [5].
[7]
The scattering portion is located on the light source side of the center of the globe.
The lighting device of [1].
[8]
The end of the scattering section on the opposite side of the light source is located in the center of the glove.
The lighting device of [7].
[9]
The light source includes an LED element.
The light emitting surface of the light source faces the light incident surface of the optical element.
The lighting device of [1].
[10]
It is surface-treated to diffuse and reflect light, is thermally connected to the light source, and further has a diffuser located within the glove.
The lighting device according to any one of [1] to [9].
[11]
The glove is a general light bulb type,
The lighting device according to any one of [1] to [9].
[12]
The glove is chandelier spherical,
The lighting device according to any one of [1] to [9].
[13]
The glove is ball-shaped,
The lighting device according to any one of [1] to [9].
２…グローブ、３…拡散部、３ａ…表面、４…光学素子、４ａ…光入射面、５…口金、６…光源、６ａ…発光面、８…散乱部、８ａ…開口部、８ｂ…拡散面、１０、２０、３０、４０、５０…照明装置、１１…基板、１１ａ…表面、１１ｂ…裏面、１２…封止樹脂、Ｈ…法線、Ｌ１、Ｌ２…光線、Ｒ…グローブの中心。 2 ... Globe, 3 ... Diffusing part, 3a ... Surface, 4 ... Optical element, 4a ... Light incident surface, 5 ... Mouthpiece, 6 ... Light source, 6a ... Light emitting surface, 8 ... Scattering part, 8a ... Opening, 8b ... Diffusing Surfaces, 10, 20, 30, 40, 50 ... Lighting equipment, 11 ... Substrate, 11a ... Front surface, 11b ... Back surface, 12 ... Encapsulating resin, H ... Normal, L1, L2 ... Rays, R ... Center of glove.
Claims (6)
前記固定点を囲むように配置された光を散乱させる散乱部、前記散乱部の外側に設けた透明部、および前記中心軸に沿った前記透明部の一端に設けた光入射面を有し、前記グローブ内に配置された透明な光学素子と、
前記光学素子の光入射面に対向して配置された光源と、を有し、
前記散乱部は、前記固定点に対向する位置に配置された前記中心軸と略平行な筒状の拡散面と、前記拡散面の前記中心軸に沿った前記光入射面側の一端に連続して前記中心軸に向けて収束した収束面と、を有し、
前記透明部は、前記光入射面の外周縁から前記中心軸に沿った他端に向けて前記拡散面と略平行に延びた筒状の側面と、前記側面の前記光入射面と反対の他端に連続して前記中心軸に向けて傾斜した傾斜面と、を有し、
前記グローブは、前記中心軸と直交する方向に前記拡散面を投影した領域に前記球面を有する、
照明装置。 Has a rotational symmetrical become surface with respect to the central axis, the surface is spherical and including a transparent globe and around the fixed point on the central axis,
It has a scattering portion that scatters light arranged so as to surround the fixed point, a transparent portion provided outside the scattering portion, and a light incident surface provided at one end of the transparent portion along the central axis. A transparent optical element arranged in the glove,
It has a light source arranged so as to face the light incident surface of the optical element.
The scattering portion is continuous with a tubular diffusion surface substantially parallel to the central axis arranged at a position facing the fixed point and one end of the diffusion surface on the light incident surface side along the central axis. Has a convergent surface that converges toward the central axis.
The transparent portion has a tubular side surface extending substantially parallel to the diffusion surface from the outer peripheral edge of the light incident surface toward the other end along the central axis, and the other side opposite to the light incident surface. continuously to the end have a, an inclined surface inclined toward the central axis,
The glove has the spherical surface in a region where the diffusion surface is projected in a direction orthogonal to the central axis.
Lighting device.
前記光源の発光面が前記光学素子の前記光入射面に対向する、
請求項１の照明装置。 The light source includes an LED element.
The light emitting surface of the light source faces the light incident surface of the optical element.
The lighting device according to claim 1.
請求項１又は請求項２の照明装置。 It is surface-treated to diffuse and reflect light, is thermally connected to the light source, and further has a diffuser located within the glove.
The lighting device according to claim 1 or 2 .
請求項１乃至請求項３のいずれか一項の照明装置。 The glove is a general light bulb type,
The lighting device according to any one of claims 1 to 3.
請求項１乃至請求項３のいずれか一項の照明装置。 The glove is chandelier spherical,
The lighting device according to any one of claims 1 to 3.
請求項１乃至請求項３のいずれか一項の照明装置。 The glove is ball-shaped,
The lighting device according to any one of claims 1 to 3.
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