(57)【要約】【課題】  より好適に照度ムラを低減させるとともに、照度低下を抑制することが可能な照明装置を提供すること。【解決手段】  ビーム角が中角である照明装置であって、ＬＥＤと、ＬＥＤからの光を反射させる反射面を内側に有するリフレクタとを有し、リフレクタは、ＬＥＤ側に入光側開口部を有するとともに、ＬＥＤとは反対側に出光側開口部を有しており、反射面の形状は、楕円を長径を軸として回転させた回転楕円体の一部であり、かつ、入光側開口部の直径をｘ（ｍｍ）、楕円の長径と短径との交点から入光側開口部までの距離をｙ（ｍｍ）としたときに、１２≦ｘ≦２０、６０≦ｙ≦１０５、及び、（２５ｘ／３）−（１７０／３）≧ｙ≧（２５ｘ／２）−１４０のすべてを満たす照明装置。【選択図】  図１
2018160438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム角が中角である照明装置であって、
ＬＥＤと、
前記ＬＥＤからの光を反射させる反射面を内側に有するリフレクタと
を有し、
前記リフレクタは、前記ＬＥＤ側に入光側開口部を有するとともに、前記ＬＥＤとは反対側に出光側開口部を有しており、
前記反射面の形状は、楕円を長径を軸として回転させた回転楕円体の一部であり、かつ、前記入光側開口部の直径をｘ（ｍｍ）、前記楕円の長径と短径との交点から前記入光側開口部までの距離をｙ（ｍｍ）としたときに、下記式（１）〜式（３）のすべてを満たすことを特徴とする照明装置。
１２≦ｘ≦２０    式（１）
６０≦ｙ≦１０５    式（２）
（２５ｘ／３）−（１７０／３）≧ｙ≧（２５ｘ／２）−１４０    式（３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）からの出射光を、リフレクタやレンズを用いて反射ないし屈折させ、光を照射する照明装置が用いられている。このような照明装置は、照射面での照度ムラ（光ムラ、照射ムラとも言う）が形成されるという問題があり、この照度ムラを抑えるための対策が種々検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、レンズの光出射面側に光拡散部を設けるとともに、光出射面側に凹部を形成して当該凹部の表面にも光拡散部を設けることによりＬＥＤからの出射光を均一に拡散させることで、照射面における照度ムラを低減させようとする技術が開示されている。
【０００４】
一方、一般的に照明分野においては、人の視角内に輝度の高い光があると眩しさを感じさせてしまい（このような現象を「グレア」という）、このようなグレアが多い環境では人に不快感を与えてしまうことから、このグレアの発生を抑える工夫が検討されている
【０００５】
特許文献２には、ダウンライト照明器具に関する技術が記載されており、グレアを抑えるためのガイド体（広角域の光を遮光する機構）が取り付けられている。これにより、人の視角内に入りやすい広角域の出射光を遮光してグレアの発生を抑えようとするものである。この遮光角を調節するためのガイド体としては、例えば、開口径が狭められたピンホール形状の遮光器具（以下、ピンホール器具という）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１６４０９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の照明装置は、図６に示すように、ＬＥＤ５１に対向配置された配光レンズ５２の光出射面側に光拡散部５３を設けるとともに、中央部に凹部５４を形成することで、光軸中央と周囲との間に段部を形成し、配光のバランスをとり、照射面における照度ムラを解消しようとするものである。
【０００８】
ところが、このような構成において、グレアの発生を抑えるために特許文献２に開示されたようなガイド体（ピンホール型等）６０を取り付けようとすると、折角照度ムラを解消した有効照射光の一部がカット（遮光）されてしまい、これにより照射面における配光バランスが崩れてしまって、再び照度ムラが形成されてしまう、という問題がある。
【０００９】
このようなガイド体の構成は、使用用途（必要とされる照射範囲のサイズ）や設置場所（設置上の制約等）に応じて適宜変更されるものであり、それに応じて照度ムラの程度も変わってしまうため、ガイド体の構成に合わせて、レンズの構成（光拡散部の程度や凹部形状）をその都度変更しなければ、照度ムラを抑えた良好な光照射が困難となる。また、ガイド体を取り付けることによって、部分的に光が遮光されてしまうため、照射面に照射される光の光量低下を招き、光の利用効率が悪化する。
【００１０】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より好適に照度ムラを低減させるとともに、照度低下を抑制することが可能な照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明者等は、下記の構成を採用することにより、前記の課題を解決できることを見出して本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明に係る照明装置は、ビーム角が中角である照明装置であって、
ＬＥＤと、
前記ＬＥＤからの光を反射させる反射面を内側に有するリフレクタと
を有し、
前記リフレクタは、前記ＬＥＤ側に入光側開口部を有するとともに、前記ＬＥＤとは反対側に出光側開口部を有しており、
前記反射面の形状は、楕円を長径を軸として回転させた回転楕円体の一部であり、かつ、前記入光側開口部の直径をｘ（ｍｍ）、前記楕円の長径と短径との交点から前記入光側開口部までの距離をｙ（ｍｍ）としたときに、下記式（１）〜式（３）のすべてを満たすことを特徴とする。
１２≦ｘ≦２０    式（１）
６０≦ｙ≦１０５    式（２）
（２５ｘ／３）−（１７０／３）≧ｙ≧（２５ｘ／２）−１４０    式（３）
【００１３】
前記構成によれば、前記ｘが１２〜２０であり、前記ｙが６０〜１０５であるため、ＬＥＤから出射した光は、リフレクタによって反射されて、一旦、その前方の焦点位置に集光し、その後、拡開して照射面に照射される（以下、このような一旦照射面の手前で集光させた後に照射面に拡開照射する照射をクロス照射ともいう）。従って、グレア防止のために焦点位置の近傍にピンホールが位置するようにピンホール器具を配置しても、集光されている光がピンホールを通過するので、有効光が遮蔽され難い。その結果、ピンホール器具の有無に拘わらず、照射面での照射ムラや照度低下といった不具合を抑制することができる。
また、前記ｘを１２〜２０とし、前記ｙを６０〜１０５とすれば、レンズを用いなくても、クロス照射が可能となる。従って、レンズを用いることによる照射ムラは生じ得ない。
また、上記式（３）を満たすため、ビーム角が中角となり、且つ、照射強度を高く維持することが可能となる。
なお、本発明者らのこれまでの検討では、ＬＥＤを光源に使用した中角タイプの照明装置においては、ＬＥＤからの光は、レンズを用いてリフレクタへ導かなければ、クロス照射にすることができなかった。そのため、レンズの形状を特殊な形状にして、照射ムラを低減する改良をこれまでに行ってきた。一方、上述の特殊なレンズを用いる場合には、不所望な照射ムラを発生させやすい。
本発明は、本発明者らが鋭意検討した結果、レンズを用いずに、リフレクタの形状を上記のような特殊な形状とすることにより、クロス照射できることを見出し、完成するに至ったものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より好適に照度ムラを低減させるとともに、照度低下を抑制することが可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る照明装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示した照明装置の横断面図である。
【図３】図１に示した照明装置の底面図である。
【図４】リフレクタの反射面の形状を説明するための横断面図である。
【図５】図１に示した照明装置のＬＥＤから出射される光の光路を説明するための図である。
【図６】従来の照明装置の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態に係る照明装置について、図面を参酌しつつ、説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る照明装置を模式的に示す斜視図であり、図２は、その横断面図、図３は、その底面図である。図１〜図３に示すように、本実施形態に係る照明装置１０は、光源ユニット２０と、その後方に設けられた円柱状のヒートシンク３０と、筐体４０とを備える。
【００１８】
光源ユニット２０は、ＬＥＤ２２と、ＬＥＤ２２の前方に設けられたリフレクタ２４とを備える。
【００１９】
ＬＥＤ２２は、枠体２６に取り付けられた基板２８に実装されている。本実施形態では、ＬＥＤ２２は、複数のＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子を覆うように設けられた蛍光体とで構成され、ＬＥＤ素子からの光と蛍光体からの光とにより白色光（擬似白色光）を出射する。なお、蛍光体は、ＬＥＤ素子からの光（励起光）により、ＬＥＤ素子の光とは異なる色の光を発する。ただし、本発明においてＬＥＤは、少なくともＬＥＤ素子を備えていればよく、ＬＥＤ素子の個数も特に限定されない。また、複数のＬＥＤ素子を用いる場合、すべて同じ色を発するＬＥＤ素子としてもよく、異なる色を発するＬＥＤ素子を含むこととしてもよい。なお、本発明のＬＥＤから出射される光は、白色（擬似白色）であることが好ましいが、これに限定されない。
【００２０】
リフレクタ２４は、ＬＥＤ２２側に入光側開口部２４ａを有するとともに、ＬＥＤ２２とは反対側に出光側開口部２４ｂを有している。また、リフレクタ２４は、ＬＥＤ２２からの光を反射させる反射面２４ｃを内側に有している。反射面２４ｃには、本実施形態のようにファセットが形成されていてもよく、形成されていなくてもよい。
【００２１】
筐体４０は、円筒状であり、内周面がヒートシンク３０のフィンが形成されていない側の外周面に当接するように、ヒートシンク３０の一部に嵌め込まれている。また、筐体４０の内部には、基板２８がヒートシンク３０に接するように光源ユニット２０が設けられている。
【００２２】
次に、リフレクタ２４の反射面２４ｃの形状について詳細に説明する。
【００２３】
図４は、リフレクタの反射面の形状を説明するための横断面図である。入光側開口部２４ａの形状は、楕円Ｓを、長径を軸として回転させた回転楕円体と、前記回転楕円体の軸に垂直な第１の面との交差部分で規定され、平面視で円である。また、出光側開口部２４ｂの形状は、前記回転楕円体と、前記軸に垂直な第２の面との交差部分で規定され、平面視で円である。反射面２４ｃは、前記回転楕円体のうち、入光側開口部２４ａと出光側開口部２４ｂとで挟まれた部分である。
【００２４】
ここで、入光側開口部２４ａの直径をｘ（ｍｍ）、前記楕円の長径と短径との交点ａから入光側開口部２４ａまでの距離をｙ（ｍｍ）としたとき、前記ｘは、１２〜２０であり、前記ｙは、６０〜１０５である。前記ｘは、好ましくは、１４〜１８である。また、前記ｙは、好ましくは、６０〜８５である。なお、前記ｘと前記ｙとを前記数値範囲内で決定すれば、反射面２４ｃの形状は一義的に決定される。
【００２５】
図５は、図１に示した照明装置のＬＥＤから出射される光の光路を説明するための図である。前記ｘ及び前記ｙを前記数値範囲内とした場合、ＬＥＤ２２の出射光は、リフレクタ２４の反射面２４ｃによって反射されて、その前方の焦点位置Ｆに集光し、その後拡開して照射面Ｑに照射（クロス照射）される。つまり、前記ｘを１２〜２０とし、前記ｙを６０〜１０５とすれば、レンズを用いず、クロス照射が可能となる。
【００２６】
照明装置１０は、ビーム角が中角である。ビーム角には大きく分けて、狭角、中角、広角の三つがあり、狭角、中角、広角の順に光の広がり方が大きくなる。本明細書において、ビーム角が中角であるとは、ビーム角が１５〜２９°にあることをいう。
【００２７】
照明装置１０は、下記式（３）を満たす。
（２５ｘ／３）−（１７０／３）≧ｙ≧（２５ｘ／２）−１４０    式（３）
【００２８】
上記式（３）を満たすため、実施例からも明らかな通り、ビーム角が中角となり、且つ、照射強度を高く維持することが可能となる。
【００２９】
光側開口部２４ａと出光側開口部２４ｂとの距離（リフレクタ高さ）は、特に限定されないが、ＬＥＤ２２からの光を反射できる程度の距離があればよい。なお、前記ｘ及び前記ｙを決定した場合、反射面２４ｃのカーブは決定されるため、前記リフレクタ高さを変更しても、焦点位置Ｆは変更されない。前記リフレクタ高さとしては、例えば、２７．５ｍｍが好ましく、２７．５〜３０ｍｍが好ましい。２７．５ｍｍ以上とすることにより、ＬＥＤ２２からの光を好適に反射することができる。また、３０ｍｍ以下とすることにより、天井等に配置した場合に、飛び出す等して見栄えが悪くなることを防止できる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３１】
＜準備＞
表１に示すように、ｘとｙとを変更したリフレクタを準備した。リフレクタ高さは、すべて２７．５ｍｍとした。また、出光側開口部の直径は、すべて４０ｍｍとした。また、ＬＥＤとしてシチズン製のＣＬＵ７１０を準備した。
【００３２】
＜ビーム角、及び、中心光度評価＞
ＬＥＤの発光面から２．５ｍｍに光側開口部がくるように、準備したリフレクタを順次設置し、５５０ｍＡの電流を印加して、ビーム角と中心光度を測定した。ビーム角は照度計と配光測定装置を用いて光源部を回転させるようにして測定した。また、中心光度は、照度計を用いて、配光角０°の時の１ｍ照度を測定した。
【００３３】
ビーム角が２０°以上２３°以下であり、かつ、中心光度が８０００カンデラ（ｃｄ）以上である場合を〇、それ以外の場合を×として評価した。結果を表１に示す。
【００３４】
評価基準として、ビーム角が２０°以上２３°以下とした理由は、当該ビーム角であれば、中角用の照明装置として使用できるからである。また、評価基準として、中心光度が８０００カンデラ（ｃｄ）以上とした理由は、本実施例で行った実験系においては、中心光度が８０００カンデラ（ｃｄ）以上なければ、製品としての光量が確保できないからである。
【００３５】
上記評価結果において、〇となるｘとｙの組み合わせは、いずれも下記式（３）を満たす。
（２５ｘ／３）−（１７０／３）≧ｙ≧（２５ｘ／２）−１４０    式（３）
【００３６】
すなわち、上記式（３）を満たす場合は、ビーム角が中角となり、且つ、照射強度を高く維持することが可能となることがわかる。
【００３７】
なお、上記実施例において、下記式（１）及び式（２）を満たすものは、クロス照射が実現されていることを確認した。
１２≦ｘ≦２０    式（１）
６０≦ｙ≦１０５    式（２）
【００３８】
【表１】
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【符号の説明】
【００３９】
１０  照明装置
２０  光源ユニット
２２  ＬＥＤ
２４  リフレクタ
２４ａ  光側開口部
２４ｂ  出光側開口部
２４ｃ  反射面
２６  枠体
２８  基板
３０  ヒートシンク
４０  筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018160438.tif 000006
【図４】
2018160438.tif 000007
【図５】
2018160438.tif 000008
【図６】
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