(57)【要約】【課題】複数のＬＥＤ発光部から発せられた照射光を、光損失を低減して、効率良く所定の形状に集光させることができる集光装置およびそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】集光装置２０Ａは、ＬＥＤ発光部３０の照射方向に取り付けられる筒状の筐体部２１Ａと、筐体部２１Ａの照射方向側端部を覆うエンドキャップ２２Ａと、を有する。筐体部２１Ａは、外周壁２４と、ＬＥＤ発光部３０の各々に対応して外周壁２４の内部を外周壁２４に沿って区画する内壁２５Ａと、を有する。エンドキャップ２２Ａは、筐体部２１Ａの内壁２５Ａによって区画された区画部２６Ａに対応した開口２２３Ａを有する。従って、ＬＥＤ発光部３０からの光は、区画部２６Ａを通過して、エンドキャップ２２Ａの開口２２３Ａを通過することにより、エンドキャップ２２Ａの開口２２３Ａを内包する形状で、照射される。これにより、ＬＥＤ発光部３０からの光ＬＢ１を、光損失を低減して、集光効率を向上させて照射することができる。【選択図】図２
2014044827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ発光部を有する照明器具の照射開口に取り付けられる集光装置であって、
前記ＬＥＤ発光部の照射方向に向かって突出するように取り付けられる筒状の筐体部と、
前記筐体部の照射方向側端部を覆うエンドキャップと、を備え、
前記筐体部が、
前記複数のＬＥＤ発光部を内包する外周壁と、
前記ＬＥＤ発光部の各々に対応して前記外周壁の内部を区画する内壁と、を有し、
前記エンドキャップが、前記内壁によって区画された区画部ごとに、前記各々のＬＥＤ発光部から発せられる光を出射する開口を有する集光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の集光装置において、
前記開口の径方向の中心が、前記ＬＥＤ発光部の光軸上に配置されている集光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の集光装置において、
前記筐体部は、前記ＬＥＤ発光部の設置面に対して平行に切断した断面形状が、前記照明器具の照射開口と略同等である集光装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の集光装置において、
前記複数のＬＥＤ発光部が、前記照明器具の径方向の中心に位置する第一のＬＥＤ発光部と、前記第一のＬＥＤ発光部を取り囲むように配置された第二のＬＥＤ発光部を備える場合、前記第一のＬＥＤ発光部の区画部の形状が、正多角形である集光装置。
【請求項５】
少なくとも請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の集光装置と、
複数のＬＥＤ発光部と、を備える照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ発光部を有する照明器具の照射開口に取り付けられる集光装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明器具の照射方向に取り付けて、照明を制御する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図９に示すように、ＬＥＤ１０４を用いた集光形のスポットライト（照明器具）１００の前方（図９において左方）には、照明を制御する装置としてフード１０１が取り付けられている。
【０００３】
フード１０１は、透光性を有する軟質弾性材で中空形状に形成されており、挿入側フード端部１０２を備えている。
挿入側フード端部１０２は、所定の長さＬの中空形状をなすと共に、外側の形状がスポットライト１００の照射口１０３の内側の形状に合致している。
従って、フード１０１の挿入側フード端部１０２を、中空形状の照射口１０３の内側に挿入することにより、取り付けられる。
なお、挿入側フード端部１０２の肉厚は挿入方向Ｘに向かうに従って、厚く形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６４３２５号公報（第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したような特許文献１に記載のフード（集光装置）１０１においては、ＬＥＤ１０４からの光を長いフード１０１を通して照射することにより、室内等における照明範囲を制御している。
しかしながら、より狭い範囲を照明するために効率よくさらに照射範囲を絞った状態で光を照射することができる、集光性の高い集光装置およびそれを用いた照明器具の提供が望まれている。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、複数のＬＥＤ発光部から発せられた照射光を、光損失を低減して、効率良く所定の形状に集光させることができる集光装置およびそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の集光装置は、複数のＬＥＤ発光部を有する照明器具の照射開口に取り付けられる集光装置であって、前記ＬＥＤ発光部の照射方向に向かって突出するように取り付けられる筒状の筐体部と、前記筐体部の照射方向側端部を覆うエンドキャップと、を備え、前記筐体部が、前記複数のＬＥＤ発光部を内包する外周壁と、前記ＬＥＤ発光部の各々に対応して前記外周壁の内部を区画する内壁と、を有し、前記エンドキャップが、前記内壁によって区画された区画部ごとに、前記各々のＬＥＤ発光部から発せられる光を出射する開口を有する。
【０００８】
さらに、本発明の集光装置は、開口の径方向の中心が、ＬＥＤ発光部の光軸上に配置されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の集光装置は、筐体部は、ＬＥＤ発光部の設置面に対して平行に切断した断面形状が、照明器具の照射開口と略同等であることが好ましい。
【００１０】
加えて、本発明の集光装置は、複数のＬＥＤ発光部が、照明器具の径方向の中心に位置する第一のＬＥＤ発光部と、第一のＬＥＤ発光部を取り囲むように配置された第二のＬＥＤ発光部を備える場合、第一のＬＥＤ発光部の区画部の形状が、正多角形である、ことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の照明器具は、少なくとも上記いずれかひとつに記載の集光装置と、複数のＬＥＤ発光部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、複数のＬＥＤ発光部から発せられた照射光を、光損失を低減して、効率良く所定の形状に集光させることができるという効果を有する集光装置を得ることができる。また、この集光装置と複数のＬＥＤ発光部とを組み合わせることで、集光性の高い照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は本発明に係る第１実施形態の集光装置およびそれを用いた照明器具側面図および断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中Ｂ方向から見た底面図
【図２】照明器具および照明器具に装着される集光装置の分解斜視図
【図３】ＬＥＤ発光部の断面図
【図４】筐体部に取り付けられた取付部の断面図
【図５】区画部の内部を通過する照射光の説明図
【図６】（Ａ）はエンドキャップの底面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す開口に対応した照射形状を示す平面図
【図７】（Ａ）は本発明に係る第２実施形態の集光装置の先端部の分解斜視図であり、（Ｂ）は照射形状を示す斜視図
【図８】（Ａ）は別の例のエンドキャップの底面図および照射形状の平面図であり、（Ｂ）はさらに別の例のエンドキャップの底面図および照射形状の平面図であり、（Ｃ）はさらに別の例のエンドキャップの底面図および照射形状の平面図
【図９】従来の照明器具の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態の集光装置およびそれを用いた照明器具について、図面を用いて説明する。
図１（Ａ）に示すように、本発明に係る第１実施形態の集光装置２０Ａは、照明器具１０の器具本体１１における照射開口１２に取り付けられる。
なお、以後の説明において、照明器具１０の照射方向を下方（下側）といい、照射方向と反対方向を上方（上側）と言うこととする。
【００１５】
器具本体１１は、照明器具１０を構成する部材の一部であり、光源が備えられる。第１実施形態において、器具本体１１は円筒形状を呈しており、照射方向側端部に照射開口１２を有する。ただし、本発明において、器具本体１１の形状は特に限定されない。
また、器具本体１１には、外側に向かってブラケット１３が設けられている。ブラケット１３の先端には取付板１４が設けられており、取付板１４を被取付部である壁面Ｗに取り付けることにより、壁面Ｗに照明器具１０が取り付けられる。
【００１６】
集光装置２０Ａは、ＬＥＤ発光部３０の照射方向（下方）に向かって突出するように取り付けられた円筒形状の筐体部２１Ａを有する。
筐体部２１Ａの照射方向側端部（下端部）は、エンドキャップ２２Ａにより覆われる。また、筐体部２１Ａの上端部には、筐体部２１Ａを器具本体１１に取り付けるための取付部２３を有する。
【００１７】
筐体部２１Ａは、複数のＬＥＤ発光部３０の全てを内包するように形成された円筒形状の外周壁２４を有する。また、外周壁２４の内部は、内壁２５Ａによって区画されて区画部２６Ａが形成されている。
筐体部２１Ａの外周壁２４は、照明器具１０の照射開口１２に沿って配置されており、ＬＥＤ発光部３０が設置された照明器具１０の設置面に対して平行に切断した外周壁２４の断面形状は、照明器具１０の照射開口と略同等となっている。
【００１８】
筐体部２１Ａの材質は特に限定されず、例えばアルミダイカストや、板厚が薄い鋼板等を好適に利用することができる。ただし、照明器具１０自体の軽量化を考えると、密度の小さい材質が好適である。
【００１９】
区画部２６Ａは、ＬＥＤ発光部３０に対応し、個々のＬＥＤ発光部３０を内包するように設けられている。また、第１実施形態では、中央の区画部２６Ａが六角形に形成されており、周囲には、外周壁２４に沿って曲率を有する扇形状の区画部２６Ａが６個形成されている。
【００２０】
図２に示すように、エンドキャップ２２Ａは、筐体部２１Ａの下端面を覆う円板部２２１と、円板部２２１の外周縁から立設された筒部２２２とを有する。
筒部２２２の内径は外周壁２４の外径に対応しており、筒部２２２を外周壁２４の外側に嵌めることにより、エンドキャップ２２Ａを筐体部２１Ａの下端部に取り付ける。
エンドキャップ２２Ａは、外周壁２４に接着することができるが、例えば、ねじにより着脱可能に取り付けて、交換可能とすることもできる。
【００２１】
エンドキャップ２２Ａの円板部２２１には、筐体部２１Ａの区画部２６Ａに対応して開口２２３Ａが設けられている（図６（Ａ）も参照）。
開口２２３Ａは、エンドキャップ２２Ａを筐体部２１Ａに取り付けた状態で、筐体部２１Ａの区画部２６Ａの照射方向（下方）に位置する。
ここでは、六角形や扇型の区画部２６Ａに対して、より高い集光効率を得るために、開口２２３Ａの形状を、ＬＥＤ発光部３０の出射と相似形状である円形としている（図６（Ａ）参照）。
【００２２】
取付部２３は、筐体部２１Ａを照明器具１０へ取り付けるための部材である。第１実施形態の取付部２３は、筐体部２１Ａが取り付けられる側（図２の下側）に、筐体部２１Ａの上端が挿嵌されて接着剤等で接合される円筒形状の筐体取付部２３１を有し、さらに、筐体部２１Ａの取付位置とは反対側（図２の上側）に、器具本体１１に外嵌される円筒形状の器具取付部２３２を有する。
器具取付部２３２の径は筐体取付部２３１の径よりも大きく、器具取付部２３２と筐体取付部２３１とは、リング状の連結部２３３により連結されている。
器具取付部２３２の外周面には、複数のねじ孔２３４が貫通して設けられている。ここでは、例えば３個のねじ孔２３４が等間隔に設けられている（図１（Ｂ）参照）。
【００２３】
器具本体１１の照射開口１２の外周面には、集光装置２０Ａを取り付けるための取付溝１５が、全周にわたって設けられている。
また、器具本体１１の照射開口１２の内側には、複数のＬＥＤ発光部３０が実装された回路基板３１が取り付けられている。第１実施形態では、７個のＬＥＤ発光部３０が設けられており、円板状の回路基板３１の中心と、周囲を６等分するように配置されているが、本発明において、ＬＥＤ発光部３０の数、およびその配置パターン等は特に限定されず、必要な光束等に応じて、適宜調整すればよい。
【００２４】
図３に示すように、ＬＥＤ発光部３０は、回路基板３１に実装されたＬＥＤ３２と、ＬＥＤ３２の前方（下方）に設けられたレンズ３３を有する。
レンズ３３は、ＬＥＤ３２を内包して下方に凸の半球状をしており、先端（下端）には、凹部３３１を有する。レンズ３３は、例えば、アクリル製のものを用いることができる。従って、ＬＥＤ３２から発せられた照射光は、レンズ３３により集光されて下方に照射される。レンズ３３の種類および形状等は、特に限定されず、集光や拡散等の用途に応じて、適宜決定すればよい。ただし、集光効率をより高める観点からは、集光レンズを用いることが好ましい。
【００２５】
集光装置２０Ａを照明器具１０へ取り付ける方法について説明する。
まず、取付部２３の器具取付部２３２を照明器具１０の器具本体１１の下端部に外嵌して、器具本体１１の下端面を取付部２３の連結部２３３の内面（上面）に当接させる。
次いで、器具取付部２３２の外周面に設けられているねじ孔２３４に外側から取付ねじ２７をねじ込んで、取付ねじ２７の先端を器具本体１１の取付溝１５に挿入する。
同様にして複数の取付ねじ２７をねじ孔２３４にねじ込むことにより、取付ねじ２７の先端が取付溝１５によって係止されるので、集光装置２０Ａは確実に照明器具１０に取り付けられる。
【００２６】
図４に示すように、取付部２３を貫通するように筐体部２１Ａを設けて、集光装置２０Ａを照明器具１０に取り付けた際に、筐体部２１Ａの上端２１１がＬＥＤ発光部３０に接近するように設けることが好ましい。これにより、光の漏れを抑制しながら、照明器具１０へ筐体部２１Ａを取り付けることが可能である。また、上端２１１は、回路基板３１に接近するように設けてもよい（図５参照）。
【００２７】
図５に示すように、集光装置２０Ａの長手方向の高さ寸法Ｈ、および開口２２３Ａの直径寸法Ｄは、ＬＥＤ３２から発せられた光ＬＢ１が開口２２３Ａから出射された際に所望とするビーム角θの大きさに応じて、適宜決定すればよい。ここで、集光装置２０Ａの高さ寸法Ｈとは、照明器具１０に当接するＬＥＤ発光部３０の設置面から光が出射される開口２２３Ａが形成された面との最短距離を意味する。また、開口２２３Ａの直径寸法Ｄとは、開口２２３Ａの中心を通り、ＬＥＤ発光部３０と平行した面上に沿った開口２２３Ａの最短距離を意味する。
例えば、照明器具１０のビーム角θを１０度にしたい場合には、集光装置２０Ａの高さ寸法Ｈを、１２０ｍｍ＜Ｈ＜１３０ｍｍとし、開口２２３Ａの直径寸法Ｄを、φ１３ｍｍ程度とすることが好ましい。これにより、光の損失を抑制しながら出射光を得ることができる。
【００２８】
第１実施形態のように、集光性のあるレンズ３３を使用する場合は、ＬＥＤ発光部３０から発せられる光は、このレンズ３３で集光された後に、集光装置２０Ａ内部の区画部２６Ａに沿って進み、エンドキャップ２２Ａの開口２２３Ａから出射されるため、レンズ３３の集光率を加味してＨおよびＤを決定することが好ましい。
【００２９】
開口２２３Ａの大きさおよび形状は特に限定されず、各開口２２３Ａの大きさや形状は同等でもよいし、異なるものであってもよい。例えば、中心の六角形の区画部２６Ａが、周囲の扇型の区画部２６Ａよりも大きい場合には、エンドキャップ２２Ａの中心に設ける開口２２３Ａを、周囲の開口２２３Ａよりも大きくしてもよい。
ただし、より集光効率を高める観点からは、各開口２２３Ａの径方向の中心がＬＥＤ発光部３０の主光軸上に配置されていることが好ましい。本発明において、ＬＥＤ発光部３０の主光軸とは、ＬＥＤ発光素子から放出される光の方向のうち、ＬＥＤ発光素子の中心を通り、光の出射面に対して垂直方向に沿った光の軸をいう。
【００３０】
一方で、図６（Ｂ）に示すように、開口２２３Ａから出射された光ＬＢ１は、隣接する開口２２３Ａから出射された光ＬＢ１と重なり、照明器具１０全体の集光形状は、各開口２２３Ａの形状に依存する。例えば、円形状の開口２２３Ａを形成すると、光ＬＢ１が重なった結果、全体として、六角形に近い照射形状ＢＲ１を得ることができる。
【００３１】
本発明の集光装置２０Ａの作用効果について説明する。
図５に示すように、上記構成を採用した第１実施形態の集光装置２０Ａは、ＬＥＤ発光部３０からの光ＬＢ１が、各ＬＥＤ発光部３０を内包するように設けられた筐体部２１Ａの区画部２６Ａ内に照射される。そして、ＬＥＤ発光部３０から出射した光ＬＢ１は、長筒状の区画部２６Ａを通過しながら、開口２２３Ａを通じて出射されるが、区画部２６Ａは、各ＬＥＤ発光部３０を内包するように設けられているので、光ＬＢ１が外部へ漏れることが抑制される。また、ＬＥＤ発光部３０のビーム角度に応じて高さ、および開口２２３Ａ径の大きさが最適化された長筒状の区画部２６Ａを通過することで、集光効率を向上させて照射することも可能となる。
【００３２】
また、第１実施形態のように、筐体部２１Ａの外周壁２４を照明器具１０の照射開口１２に沿って配置し、ＬＥＤ発光部３０が設置された照明器具１０の設置面に対して平行に切断した外周壁２４の断面形状は、照明器具１０の照射開口と略同等となるように形成すると、ＬＥＤ発光部３０から照射された光が漏れることなく、筐体部２１Ａへ出光されるため、高い集光性を確保しつつ、光束の低下を抑制することができる。
【００３３】
集光効率を向上させる観点から、内壁２５Ａ（すなわち、区画部２６Ａの内面）に対し、光を反射するための加工が施されていることが望ましい。具体的には、反射率の高い金属を蒸着させたり、エンボス加工を施したりすることが挙げられるが、特に限定はされない。
【００３４】
また、第１実施形態のように、光の照射方向に向かって突出するように形成された器具取付部２３２の外周面にねじ孔２３４を設け、さらには、光の照射方向とは略直交する筐体部２１Ａの径方向に対して平行となるように取付ねじ２７をねじ込むと、万一、取付ねじ２７が緩んだ場合でも、直接、取付ねじ２７が照明器具１０の下方へ落下する虞が軽減されるので、結果的に、照明器具１０から集光装置２０Ａが落下する虞を軽減することができる。
【００３５】
なお、第１実施形態では、器具取付部２３２を介して筐体部２１Ａを照明器具１０へ取り付ける形態を示したが、その取り付け方法は特に限定されない。例えば、照明器具１０の照射開口１２と筐体部２１Ａともに係合機構を設け、照明器具１０に直接、筐体部２１Ａを取り付けてもよい。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の集光装置について説明する。
なお、前述した第１実施形態の集光装置２０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【００３７】
図７（Ａ）に示すように、第２実施形態の集光装置２０Ｂでは、第１実施形態における区画部２６Ａ（図２参照）の形状と異なる区画部２６Ｂを有する。
すなわち、第１実施形態の区画部２６Ａは、薄板状の内壁２５Ａによって、六角形や扇形状に形成されていたが、第２実施形態の区画部２６Ｂは、内壁２５Ｂによって円形に形成されている。
筐体部２１Ｂは、アルミニウムダイキャストにより形成できるが、内壁２５Ｂが厚くなると集光装置２０Ｂの重量が増大するので、内壁２５Ｂの厚さをあまり大きくしないようにするのが望ましい。
これにより、区画部２６Ｂの形状が、ＬＥＤ発光部３０の形状に対応しているので、一層、光損失を低減して、集光効率を向上させることができる。
【００３８】
なお、エンドキャップ２２Ｂは第１実施形態のエンドキャップ２２Ａと同様に円形の開口２２３Ｂを有するので、照射形状ＢＲ２は第１実施形態の照射形状ＢＲ１と同様である（図７（Ｂ）参照）。
また、開口２２３Ｂの内径は、区画部２６Ｂの内径よりも大きいか等しい場合にはエンドキャップ２２Ｂの存在意義がないので、開口２２３Ｂの内径は区画部２６Ｂの内径よりも小さく設定する。
【００３９】
本発明の集光装置２０Ａ、２０Ｂは、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態においては、複数の円形を組み合わせた照射形状ＢＲ１、ＢＲ２を例示したが、このほかの照射形状も可能である。
【００４０】
すなわち、図８（Ａ）では、エンドキャップ２２Ｃの開口２２３Ｃを六角形に形成し、７個の開口２２３Ｃを内包するような照射形状ＢＲ３を得ている。
また、図８（Ｂ）では、エンドキャップ２２Ｄの開口２２３Ｄを三角形に形成し、７個の開口２２３Ｄを内包するような照射形状ＢＲ４を得ている。
また、図８（Ｃ）では、エンドキャップ２２Ｅの開口２２３Ｅを四角形に形成し、７個の開口２２３Ｅを内包するような照射形状ＢＲ５を得ている。
さらに、要求する照射形状に合わせて、開口の形状をその他の形状とすることも可能である。
【００４１】
なお、前述した各実施形態においては、区画部２６Ａ、２６Ｂの数およびエンドキャップ２２Ａ、２２Ｂ、…、２２Ｅの開口２２３Ａ、２２３Ｂ、…、２２３Ｅの数を７個としたが、個数を限定するものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１０  照明器具
１１  器具本体
１２  照射開口
２０Ａ、２０Ｂ  集光装置
２１  筐体部
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ  エンドキャップ
２２３Ａ、２２３Ｂ、２２３Ｃ、２２３Ｄ、２２３Ｅ  開口
２４  外周壁
２５Ａ、２５Ｂ  内壁
２６Ａ、２６Ｂ  区画部
３０  ＬＥＤ発光部
【図１】
2014044827.tif 000003
【図２】
2014044827.tif 000004
【図３】
2014044827.tif 000005
【図４】
2014044827.tif 000006
【図５】
2014044827.tif 000007
【図６】
2014044827.tif 000008
【図７】
2014044827.tif 000009
【図８】
2014044827.tif 000010
【図９】
2014044827.tif 000011