(57)【要約】【課題】器具効率を向上できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置10は、発光モジュール29、プリズムシート14および反射鏡50を備える。プリズムシート14は、発光モジュール29からの光が入射する入射面45、および入射面45から入射する光の入射角に応じた屈折角の光が出射する出射面46を有する。反射鏡50は、発光モジュール29とプリズムシート14との間に配置され、発光モジュール29からの光をプリズムシート14へ向けて反射させるとともにプリズムシート14への光の入射角を制御する鏡面51aを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と；
前記光源からの光が入射する入射面、および前記入射面から入射する光の入射角に応じた屈折角の光が出射する出射面を有するプリズムシートと；
前記光源と前記プリズムシートとの間に配置され、前記光源からの光を前記プリズムシートへ向けて反射させるとともに前記プリズムシートへの光の入射角を制御する鏡面を有する反射手段と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記プリズムシートは、光の入射角に応じて光が出射可能な屈折角の範囲を有し、
前記反射手段は、前記プリズムシートに入射した光の屈折角が前記プリズムシートの出射可能な屈折角の範囲に収まるように、前記プリズムシートへの光の入射角を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源、前記プリズムシートおよび前記反射手段がそれぞれ取り付けられた器具本体を具備する
ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源は、発光素子を有し、
前記光源を光拡散カバーで覆う
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プリズムシートを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、開口を有する器具本体内に光源を配置し、器具本体の開口にプリズムシートを配置した照明装置がある。プリズムシートは、光源から入射する光の入射角に応じた屈折角の光とし、照明装置の配光を制御するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０５５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プリズムシートを用いた照明装置では、プリズムシートに入射する光の入射角が無制御であると、光の入射角によってはプリズムシート内で全反射して出射面から出射されず、器具効率が低下する問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、器具効率を向上できる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の照明装置は、光源、プリズムシートおよび反射手段を備える。プリズムシートは、光源からの光が入射する入射面、および入射面から入射する光の入射角に応じた屈折角の光が出射する出射面を有する。反射手段は、光源とプリズムシートとの間に配置され、光源からの光をプリズムシートへ向けて反射させるとともにプリズムシートへの光の入射角を制御する鏡面を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、反射手段の鏡面で光源からの光をプリズムシートへ向けて反射させ、プリズムシートに入射する光の入射角を制御するため、プリズムシートから出射する光が増加し、器具効率が向上することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態を示す照明装置の断面図である。
【図２】同上照明装置の分解状態の斜視図である。
【図３】同上照明装置の斜視図である。
【図４】同上照明装置のプリズムシートの断面図である。
【図５】同上プリズムシートのプリズム角と入射角および屈折角との関係を示す表である。
【図６】同上照明装置、比較例１および２について器具光束を測定した結果を示す表である。
【図７】同上プリズムシートおよび鏡面反射の場合の配光図である。
【図８】同上プリズムシートおよび白色反射の場合の配光図である。
【図９】同上プリズムシートのみの場合の配光図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施形態を、図１ないし図９を参照して説明する。
【００１０】
図１ないし図３に照明装置を示す。照明装置10は、例えば天井側からワイヤ等で吊下げる吊下げ形器具である。なお、天井等に直付けする直付け形器具であってもよい。
【００１１】
照明装置10は、器具本体11、光源ユニット12、電源ユニット13、プリズムシート14および反射ユニット15等を備えている。照明装置10は細長く形成されており、照明装置10の両端の方向を長手方向、この長手方向に対して直交する両側の方向を幅方向と呼ぶ。
【００１２】
そして、器具本体11は、細長い箱形に形成され、下面に開口部18が形成されている。器具本体11は、下側および長手方向の両端が開口された細長い本体部19、およびこの本体部19の両端に取り付けられた端板20を有している。
【００１３】
本体部19および端板20は、例えばアルミニウム等の金属材料あるいは樹脂材料によって形成されている。本体部19は、例えば押出成形によって形成されている。
【００１４】
本体部19は、上面部21および幅方向両側の側面部22を有している。上面部21の下面には、電源ユニット13を取り付けるための取付部23が突設されている。両側の側面部22の内面には、光源ユニット12、反射ユニット15およびプリズムシート14をそれぞれ取り付けるための取付部24，25，26が突設されている。
【００１５】
また、光源ユニット12は、光源としての発光モジュール29、この発光モジュール29を覆う光拡散カバー30、これら発光モジュール29および光拡散カバー30を支持する支持板31を備えている。
【００１６】
発光モジュール29は、細長い基板32、この基板32の実装面に長手方向に沿って実装された複数の発光素子33を備えている。発光素子33は、例えばＬＥＤ素子である。なお、有機ＥＬ等の発光素子を用いてもよい。
【００１７】
光拡散カバー30は、光透過性および光拡散性を有している。光拡散カバー30は、発光モジュール29の全体を覆って支持板31に取り付けられている。光拡散カバー30には、発光素子33に対向して幅方向に断面円弧状の光拡散部34が形成されている。
【００１８】
支持板31は、例えば金属板を折り曲げて一体に形成されている。支持板31には、発光モジュール29および光拡散カバー30を取り付ける平板状の支持部35が形成されているとともに、この支持部35の幅方向の両側から縁部36が突設されている。両側の縁部36の先端には器具本体11の取付部24に当接する当接部37が形成されている。両側の縁部36には、長手方向の複数個所に、器具本体11の取付部24に取り付けるための取付部材38が固定されている。取付部材38は、例えば板ばねで構成され、一端がねじ39によって縁部36に取り付けられている。取付部材38の他端側は、自由端であり、器具本体11から突出する取付部24に引っ掛かる引掛り部40が形成されている。本実施形態では、引掛り部40は、内側に突出するようにＬ字形に折曲されており、取付部24の先端に弾性に当接して支持板31の当接部37を取付部24の下面に当接する方向に付勢している。
【００１９】
また、電源ユニット13は、器具本体11の取付部23に取り付けられ、器具本体11内の上部側に収容されている。電源ユニット13の入力側には器具本体11の外部から内部に挿通された電源線が電気的に接続され、電源ユニット13の出力側には基板32と電気的に接続する出力線が接続されている。そして、電源ユニット13は、例えば商用交流電源を所定の直流電源に変換して基板32の複数の発光素子33に供給し、複数の発光素子33を点灯させる。
【００２０】
また、プリズムシート14は、光透過性を有する材料で形成されている。材料には樹脂やガラスが用いられる。本実施形態では屈折率１．５８５のポリカーボネートが用いられている。
【００２１】
プリズムシート14は、器具本体11の開口部18を閉塞するように配置されている。プリズムシート14は、平板状のシート部42、およびこのシート部42の幅方向の両側から立ち上げられた取付縁43を備えている。両側の取付縁43の外面には、取付部24上に引っ掛かる突起44が突設されている。突起44は、取付縁43の長手方向の全域に形成されている。
【００２２】
シート部42の上面は、発光モジュール29に対向して発光モジュール29からの光が入射する入射面45である。入射面45に対して反対側となるシート部42の下面は、入射した光が出射する出射面46である。出射面46には複数のプリズム47が形成されている。プリズム47は、図４に示すように、断面三角形状で、頂点を有する円錐形または角錐形に形成されている。プリズム47には、頂点に向けて傾斜するプリズム面47aが形成されている。プリズム47は、出射面46の全域に形成されている。
【００２３】
また、反射ユニット15は、発光モジュール29とプリズムシート14との間に配設されている。反射ユニット15は、反射手段としての反射鏡50を備えている。反射鏡50は、幅方向の両側の反射板51、および長手方向の両端の反射板52を有し、上下に開口した長方形枠状に形成されている。各反射板51，52の内面は鏡面51a，52aに形成されている。両側の反射板51は、発光モジュール29側からプリズムシート14側へ向けて拡開するとともに鏡面51aが凹となる曲面状に形成されており、発光モジュール29からの光をプリズムシート14へ向けて反射させ、プリズムシート14への光の入射角を制御する。両側の反射板51の上端には光源ユニット12の支持板31に当接する当接部53が形成されている。
【００２４】
反射鏡50には、長手方向の複数個所、反射鏡50を器具本体11に取り付けるための取付部材54が取り付けられている。取付部材54は、例えば板ばねで構成され、上端が当接部53にねじ55で固定されている。取付部材54の下端は、自由端であり、器具本体11から突出する取付部25に引っ掛かる引掛り部56が形成されている。本実施形態では、引掛り部56は、外側に突出するようにＬ字形に折曲され、取付部25上に弾性に当接して反射板51の当接部53を支持板31の下面に当接する方向に付勢している。なお、支持板31には、ねじ55との干渉を避けるための切欠部57が形成されている。
【００２５】
なお、反射鏡50の出射側（プリズムシート14側）の開口幅がプリズムシート14の幅より小さすぎると、プリズムシート14の縁に光が入射せず、暗くなるため、反射鏡50の出射側（プリズムシート14側）の開口幅は、プリズムシート14の幅に近い方が好ましい。
【００２６】
次に、照明装置10を組み立てるには、電源ユニット13を器具本体11内に挿入し、電源ユニット13を取付部23にねじ止めする。
【００２７】
続いて、光源ユニット12を器具本体11内に挿入し、両側の取付部材38を互いに内側に弾性変形させながら両側の取付部24の間に挿入する。これにより、取付部材38の引掛り部40が取付部24の先端に弾性に当接して支持板31の当接部37を取付部24の下面に当接する方向に付勢し、光源ユニット12が器具本体11に取り付けられる。
【００２８】
続いて、反射ユニット15を器具本体11内に挿入し、両側の取付部材54を互いに内側に弾性変形させながら両側の取付部25間に挿入する。これにより、取付部材54の引掛り部56が取付部25上に弾性に当接して反射板51の当接部53を支持板31の下面に当接する方向に付勢し、反射ユニット15が器具本体11に取り付けられる。
【００２９】
続いて、プリズムシート14を器具本体11の開口部18に挿入し、両側の取付縁43を互いに内側に弾性変形させながら両側の取付部26間に挿入する。これにより、取付縁43の突起44が取付部26上に当接し、プリズムシート14が器具本体11に取り付けられる。
【００３０】
そして、組み立てられた照明装置10において、電源ユニット13から複数の発光素子33に直流電源を供給することにより、複数の発光素子33が点灯する。複数の発光素子33が発する光は、光拡散カバー30を透過し、拡散されて反射鏡50の内側空間に放出される。光拡散カバー30を透過した一部の光はプリズムシート14に直接入射し、他の一部の光は反射鏡50の鏡面51a，52aで反射してプリズムシート14に入射する。プリズムシート14に入射した光は、入射角に応じた屈折角の光となって、プリズムシート14の出射面46すなわち各プリズム47のプリズム面47aから照明空間に出射される。
【００３１】
ここで、図４を参照して、プリズムシート14での光の入射角、屈折角（出射角）との関係を説明する。なお、入射角および屈折角は、プリズムシート14の表面（入射面45）に垂直な方向に対する角度であり、垂直方向が０°、垂直方向に対して直交する方向が９０°となる。
【００３２】
プリズム47の頂点へ向けて右側から左側へむけて傾斜するプリズム面47aのある点において、その点より左側（０〜９０°）から入射する光をＢ、その点より左側（０〜−９０°）から入射する光をＡとする。この場合、光Ｂの入射角はθB1、屈折角はθB2であり、光Ａの入射角はθA1、屈折角はθA2である。光Ｂについては入射角θB1が大きくなってもプリズム面47aから出射されるが、光Ａについては入射角θA1が大きくなると（光Anを参照）プリズム面47aで全反射して出射されなくなる。
【００３３】
図５の表には、プリズム47のプリズム角θpに対する入射角θA1、屈折角θB2およびθA2の関係を測定した結果を示す。プリズム角θpはプリズム47の頂点を結ぶ仮想線に対するプリズム面47aの角度である。入射角θA1、屈折角θB2およびθA2はそれぞれ最大値である。屈折角θB2は入射角θB1を８９°に固定した場合の値である。
【００３４】
図５の表から分かるように、プリズム角θpにより、最大屈折角θB2およびθA2が決まる。最大屈折角θB2およびθA2以上の方向には光が出射されないので、プリズム角θpが大きくなると、プリズム47による遮光範囲が大きくなり、グレアの抑制効果が高くなる。例えば、プリズム角２０°では最大屈折角６５°以上に出射する光が抑制されるが、プリズム角３５°では最大屈折角４８°以上に出射する光が抑制される。
【００３５】
そして、例えばプリズム角２５°の場合、入射角θA1が０°〜２３°までに入射する光は屈折角θA2が５７°以下の範囲に出射されるが、入射角θA1が２３°〜９０°までに入射する光はプリズム面47aで全反射して出射されない。
【００３６】
このように、プリズムシート14は、光が出射可能な屈折角の範囲（屈折角θA2が５７°以下の範囲）を有するため、反射鏡50では、プリズムシート14に入射した光の屈折角が、プリズムシート14の出射可能な屈折角の範囲内に収まるように、プリズムシート14への光の入射角を制御している。例えば、プリズム角２５°の場合、出射可能な屈折角θA2の範囲は５７°以下の範囲であるため、反射鏡50では、入射角θA1を０°〜２３°の範囲に制御する。
【００３７】
そして、図６には、プリズムシート14と鏡面51aを有する反射鏡50とを組み合わせた本実施形態、プリズムシート14と白色の反射面との組み合わせた比較例１、プリズムシート14のみを用い、反射鏡50は用いない比較例２について、器具光束を測定した結果を示す。なお、消費電力等の条件は共通である。
【００３８】
器具光束の測定の結果、本実施形態は１５７０．２lm、比較例１は１４４２．２lm、比較例２は１２５６．６lmであった。したがって、器具効率は、本実施形態を１００％とすると、比較例１は９２％、比較例２は８０％となった。
【００３９】
比較例２のように、プリズムシート14のみでは、プリズムシート14に入射する光の入射角が無制御であるため、光の入射角によってはプリズムシート14内で全反射して出射されず、器具効率が低くなった。
【００４０】
比較例１のように、プリズムシート14と白色の反射面との組み合わせた場合、比較例２に比べて器具効率を向上できた。しかし、白色の反射面では、反射する光の指向性が弱いため、反射する光が拡散しやすく、プリズムシート14に入射する光の入射角を十分に制御できない。
【００４１】
本実施形態のように、プリズムシート14と鏡面51aを有する反射鏡50とを組み合わせた場合、鏡面51aで反射する光の指向性が強く、プリズムシート14に入射する光の入射角を十分に制御でき、比較例１および２に比べて器具効率を向上できた。
【００４２】
さらに、図７ないし図９には、本実施形態、比較例１、比較例２について、配光を測定した配光図を示す。
【００４３】
図７の本実施形態では、屈折角３０°方向の光度を強めたバットウイング配光が可能となり、グレアを防止しながら広い配光が得られ、照射面の照度を均一化できる。
【００４４】
比較例１のようにプリズムシート14に白色の反射面を組み合わせた場合、および比較例２のようにプリズムシート14のみを用いた場合とも、バットウイング配光は困難であり、直下照度が高く、広い配光が得られない。
【００４５】
以上のように、本実施形態の照明装置10では、反射鏡50の鏡面51aで発光モジュール29からの光をプリズムシート14へ向けて反射させ、プリズムシート14に入射する光の入射角を制御するため、プリズムシート14から出射する光が増加し、器具効率を向上させることができる。
【００４６】
また、反射鏡50により、プリズムシート14に入射した光の屈折角がプリズムシート14の出射可能な屈折角の範囲に収まるように、プリズムシート14への光の入射角を制御するため、プリズムシート14から出射する光が増加し、器具効率を向上させることができる。
【００４７】
また、器具本体11に、発光モジュール29とともに、反射鏡50を取り付けるため、器具本体11を介して発光モジュール29と反射鏡50とが位置決めされ、反射鏡50によるプリズムシート14への光の入射角の制御を確実にできる。
【００４８】
また、指向性の強い光を発する発光素子33を用いる場合、光拡散カバー30を用いることにより、プリズムシート14に複数の発光素子33のイメージが映り込んで輝度むらが発生するのを防止することができる。
【００４９】
なお、光源としては、発光素子33を用いた発光モジュール29に限らず、直管形蛍光ランプ等のランプでもよい。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【００５１】
10    照明装置
11    器具本体
14    プリズムシート
29    光源としての発光モジュール
30    光拡散カバー
33    発光素子
45    入射面
46    出射面
50    反射手段としての反射鏡
51a   鏡面
【図１】
2015115220.tif 000003
【図２】
2015115220.tif 000004
【図３】
2015115220.tif 000005
【図４】
2015115220.tif 000006
【図５】
2015115220.tif 000007
【図６】
2015115220.tif 000008
【図７】
2015115220.tif 000009
【図８】
2015115220.tif 000010
【図９】
2015115220.tif 000011