(57)【要約】【課題】角部を有する照明空間を効率よく照明できる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置13は、複数の半導体発光素子23、および配光制御手段24を備える。配光制御手段24により、複数の半導体発光素子23毎の単配光56によって合成配光57を形成するとともに、合成配光57の外縁部の少なくとも１箇所には所定の明るさ以上でかつ角部を有する角部合成配光部58を形成する。【選択図】図１
2012204206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体発光素子と；
複数の半導体発光素子毎の単配光によって合成配光を形成するとともに、合成配光の外縁部の少なくとも１箇所には所定の明るさ以上でかつ角部を有する角部合成配光部を形成する配光制御手段と；
を具備していることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
光を照射する照射面に対する合成配光の向きを回転させる回転手段を具備している
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
器具本体と；
器具本体に配置される請求項１または２記載の光源装置と；
外部電源により光源装置を点灯させる常用点灯回路と；
バッテリ、外部電源によりバッテリを充電する充電回路、バッテリの電源により光源装置を点灯させる非常用点灯回路を有する非常用電源部と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光素子を用いた光源装置、およびこの光源装置を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源としてＬＥＤ素子を用い、通常時にＬＥＤ素子を商用交流電源などの外部電源で点灯させ、外部電源の停電時などの非常時にバッテリの電源によりＬＥＤ素子を点灯させるようにした非常灯対応の照明装置がある。
【０００３】
このような非常灯対応の照明装置では、非常点灯時の床面照度を所定の明るさ以上とすることが規定されている。そこで、床面に対して所定の明るさ以上でかつ均等な明るさを確保するために、床面に照射する光の配光形状を丸形としていることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７３０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、例えば部屋などを照明する場合、照明空間は立方体形状であることが多く、直角となる隅部、すなわち角部が存在する。通常時に、床面の角部まで所定の明るさ以上の光が照射されるようにするには、丸形配光の円弧部分を床面の角部に合わせて照明装置を設置する必要があるが、そのようにすると、床面の角部を形成する両側の壁面に対して丸形配光の周辺部の光が照射され、床面の照射範囲が狭くなってしまう。このような場合、照明装置の設置数を増やすなどの対応が必要となることがあり、角部を有する照明空間を効率よく照明することができない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、角部を有する照明空間を効率よく照明できる光源装置、およびこの光源装置を用いた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】
【０００７】
実施形態の光源装置は、複数の半導体発光素子、および配光制御手段を備える。配光制御手段により、複数の半導体発光素子毎の単配光によって合成配光を形成するとともに、合成配光の外縁部の少なくとも１箇所には所定の明るさ以上でかつ角部を有する角部合成配光部を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の半導体発光素子毎の単配光によって合成配光を形成し、この合成配光の少なくとも１箇所に所定の明るさ以上でかつ角部を有する角部合成配光部を形成するため、角部を有する照明空間を効率よく照明することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態を示す光源装置の配光を説明する説明図である。
【図２】同上光源装置を用いた照明装置の断面図である。
【図３】同上照明装置の底面図である。
【図４】同上照明装置のブロック図である。
【図５】第２の実施形態を示す光源装置の１つの配光制御手段による単配光を説明する説明図である。
【図６】第３の実施形態を示す光源装置の配光制御手段としてのレンズの固定構造を示し、(a)はレンズを接着によって固定した断面図、(b)はレンズを固定部材によって固定した断面図である。
【図７】第４の実施形態を示す光源装置の配光制御手段としてのレンズの構造を示す側面図である。
【図８】第５の実施形態を示す光源装置の配光制御手段の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１の実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。
【００１１】
図２および図３において、11は非常灯対応の照明装置で、部屋などの照明空間の天井に埋め込み設置するダウンライトなどの埋込形照明器具である。
【００１２】
この照明装置11は、器具本体12、この器具本体12内に配置された光源装置13および点灯装置14を備えている。
【００１３】
器具本体12は、下面を開口した円筒状に形成されており、設置部材としての天井部材17に形成された埋込孔18に挿入されるとともに、器具本体12の側面に取り付けた複数の取付ばね19によって天井部材17に取り付けられている。
【００１４】
また、光源装置13は、基板22、この基板22に実装された複数の半導体発光素子23、および半導体発光素子23の光を照射する配光を制御する配光制御手段24を有している。
【００１５】
基板22は、例えば円板状に形成され、半導体発光素子23を実装する面は反射率の高い反射面となるように例えば白色塗装などの処理が施されている。
【００１６】
半導体発光素子23は、例えばＬＥＤ素子やＥＬ素子などのいずれを用いてもよく、本実施形態では４つのＬＥＤ素子23aが用いられている。ＬＥＤ素子23aを用いる場合、例えば、ＬＥＤ素子23aが搭載された接続端子付きのＳＭＤ（Surface Mount Device）パッケージを基板22に実装する方式を用いてもよいし、基板22上にＬＥＤ素子23aを実装するＣＯＢ（Chip On Board）方式を用いてもよい。基板22上の４つのＬＥＤ素子23aの配列は、基板22の中心部を中心とする円周上に等間隔に配置され、すなわち、正方形の４つの角部に対応する位置に配置されている。
【００１７】
配光制御手段24は、各ＬＥＤ素子23a毎に独立して設けられたレンズ27を備えている。このレンズ27は、透明な樹脂製あるいはガラス製で、一面に基板22に取り付けられる平坦な取付面28が形成され、この取付面28の中央にＬＥＤ素子23aを収容する凹部29が形成されている。そして、レンズ27の凹部29の内面がＬＥＤ素子23aの光がレンズ27内に入射する入射面であり、レンズ27の外面がレンズ27内に入射した光が出射する出射面であり、ＬＥＤ素子23aの光を照射する配光を制御する。なお、図２および図３にはレンズ27の外形を半球形に記載しているが、実際には制御しようとする配光に応じた形状に形成されている。
【００１８】
なお、配光制御手段24のレンズ27が樹脂製の場合には、例えば器具本体12の下面開口を不燃材料または難燃材料の透光性カバーで覆い、照明装置11が高温雰囲気にさらされた場合に樹脂製のレンズ27やＬＥＤ素子23aを熱から保護するようにする。また、レンズ27がガラス製の場合には、ガラスは不燃材料であるため、透光性カバーは用いなくてもよい。
【００１９】
光源装置13は回転手段32によって器具本体12に支持されている。この回転手段32は、器具本体12に取り付けられた固定部33に対して回転可能な回転部34を有し、この回転部34の下面に基板22が取り付けられている。したがって、天井部材17に設置された器具本体12に対して基板22とともにＬＥＤ素子23aおよびレンズ27を回転させることができ、レンズ27による配光の向きを任意に回転調整することができる。また、回転手段32は、回転調整後に回転部34を固定部33に対してロックするロック機構（図示せず）を具備している。このロック機構は、例えば、回転部34の周囲に所定角度毎に凹部を設けて、この凹部に板ばねなどが係合し、各凹部と板ばねとの係合状態を板ばねの弾性で保持するようにしてもよい。
【００２０】
また、図４に示すように、点灯装置14は、端子台40を通じて外部電源としての商用交流電源が供給されるもので、供給される商用交流電源によりＬＥＤ素子23aを点灯させる常用点灯回路41、非常時にＬＥＤ素子23aを点灯させる非常用電源部42、停電を検出する停電検出回路43、およびこの停電検出回路43の検出に応じて常用点灯回路41によるＬＥＤ素子23aの点灯制御と非常用電源部42によるＬＥＤ素子23aの点灯制御とを切り換える点灯制御部44などを備えている。
【００２１】
非常用電源部42は、バッテリ45、このバッテリ45を外部電源で充電する充電回路46、およびバッテリ45を電源としてＬＥＤ素子23aを点灯させる非常用点灯回路47を備えている。
【００２２】
停電検出回路43に点検回路48が接続され、この点検回路48に照明装置11の外部から操作可能な点検ボタン49が接続されている。点検ボタン49の操作により、点検回路48から、外部電源停電を擬似した停電擬似信号を停電検出回路43に与え、非常用電源部42によってＬＥＤ素子23aを点灯させ、その点灯が規定時間継続するか点検することができる。
【００２３】
次に、図１は、例えば四角形状の部屋の照明空間を平面的に示しているものであって、51は照射面としての床面、52は直角に交わる壁、53は直角に交わる壁52と壁52との間で形成される角部53である。この角部53を含む照明空間の上方である天井部に照明装置11が設置されている。
【００２４】
そして、照明装置11の光源装置13において、各レンズ27により各ＬＥＤ素子23aの光を照射する配光が制御されている。各レンズ27により制御される配光は、床面51において所定の明るさ以上となる配光範囲が略三角形状となる単配光56に制御されている。すなわち、各レンズ27により、基板22上の各レンズ27の位置から基板22の中心に対して反対側となる外側方向へ向けて、各ＬＥＤ素子23aの光が広がるように制御することにより、各レンズ27を頂点とする略三角形状の単配光56に制御されている。
【００２５】
これら４つの単配光56が合成されることによって床面51において所定の明るさ以上の合成配光57が形成されている。この合成配光57は、４つの略三角形状の単配光56が四角形状であって正方形の各辺毎に配置されることにより合成されて形成されている。合成配光57の４つの角部には、所定の明るさ以上でかつ直角配光となる角部合成配光部58が形成されている。この角部合成配光部58は、完全な直角配光に限らず、角部分が曲面状となっている直角に近似した配光でもよく、例えば丸形配光とは明らかに異なるものであり、このような直角に近似した配光も含まれる。また、角部合成配光部58は、角部が直角よりも鋭角や鈍角となっている配光でも良い。
【００２６】
なお、合成配光57の所定の明るさ以上とは、例えば、非常用電源部42によりバッテリ45を電源として各ＬＥＤ素子23aを点灯させる非常点灯時において、床面照度として規定されている１ｌｘ以上である。また、通常点灯時は、非常点灯時の１ｌｘより明るい値となる。
【００２７】
そして、この角部合成配光部58が床面51の角部53に合致され、四角形状の合成配光57の略直線状の辺部分が壁52と平行となるように、合成配光57の向きが調整されている。合成配光57の向きを調整するには、回転手段32により、器具本体12に対して基板22とともにＬＥＤ素子23aおよびレンズ27を回転させて調整することができる。調整後は、回転手段32をロック機構によってロックし、振動などによって合成配光57の向きががずれるのを防止する。
【００２８】
したがって、照明装置11の点灯時には、合成配光57の角部合成配光部58によって床面51の角部53まで所定の明るさ以上に照明できるとともに、壁52への光の照射を抑制することが可能となって、床面51の広い範囲を所定の明るさ以上に照明できる。そのため、角部53を有する照明空間を効率よく照明することができる。
【００２９】
さらに、合成配光57が四角形状であるため、壁52への光の照射を抑制することができ、その分光を有効に利用して床面51の広い範囲を所定の明るさ以上に照明できる。
【００３０】
また、非常灯対応の照明装置11では、商用交流電源が供給されている通常時には、点灯制御部44がＬＥＤ素子23aの点灯を常用点灯回路41に切り換えており、この常用点灯回路41によってＬＥＤ素子23aを点灯させるとともに、充電回路46によってバッテリ45を充電する。一方、商用交流電源の停電時には、停電検出回路43が停電を検知し、点灯制御部44がＬＥＤ素子23aの点灯を非常用電源部42に切り換え、この非常用電源部42の非常用点灯回路47がバッテリ45を電源としてＬＥＤ素子23aを点灯させる。
【００３１】
この非常灯対応の照明装置11では、非常点灯時の床面照度を所定の明るさ以上とすることが規定されているが、複数の単配光56を合成して四角形状の合成配光57を形成することにより、従来のような丸形でなくても、床面51に対して所定の明るさ以上でかつ均等な明るさを確保することができる。
【００３２】
次に、第２の実施形態を、図５を参照して説明する。
【００３３】
各レンズ27により、基板22上の各レンズ27の位置から基板22の中心側を通る外側方向つまり対角方向へ向けて、各ＬＥＤ素子23aの光が広がるように制御することにより、各レンズ27を頂点とする略三角形状の単配光56に制御されている。
【００３４】
このように、各レンズ27によって対角方向に向けて光を照射する単配光56に制御することにより、合成配光57の中心部の明るさを向上できる。
【００３５】
次に、第３の実施形態を、図６を参照して説明する。
【００３６】
配光制御手段24のレンズ27が樹脂製の場合には、基板22などへのレンズ27の固定のためにレンズ27自体にリブや取付孔を容易に形成することができるが、レンズ27がガラス製の場合にはそのようなリブや取付孔を容易に形成することができず、基板22などへのレンズ27の固定が難しい。
【００３７】
そこで、レンズ27がガラス製の場合には、図６(a)に示すように、レンズ27の取付面28を平坦に形成し、このレンズ27の取付面28を接着剤61で基板22に接着固定するようにしてもよい。
【００３８】
また、図６(b)に示すように、例えば板ばねなどの金属製でリング状の固定部材62をレンズ27の外周に圧入固定し、この固定部材62によってレンズ27を基板22に固定するようにしてもよい。
【００３９】
次に、第４の実施形態を、図７を参照して説明する。
【００４０】
配光制御手段24のレンズ27をガラスで形成する場合、樹脂で形成する場合に比べて、所望の形状に製造するのが難しい。
【００４１】
そこで、レンズ27を構成する複数のレンズ部位毎に分割形成し、これら複数のレンズ部位を組み合わせてレンズ27を構成することにより、複雑な形状のレンズ27もガラスで形成することができる。
【００４２】
例えば、図７に示す例では、リング状のレンズ部位27aと半球状のレンズ部位27bとを分割形成し、これらレンズ部位27aとレンズ部位27bとを光透過性のよいジェルやシートを介して組み合わせてレンズ27を構成する。
【００４３】
次に、第５の実施形態を、図８を参照して説明する。
【００４４】
配光制御手段24のレンズ27の一部に例えばアルミ蒸着によって反射部64を形成し、ＬＥＤ素子23aの光を反射させてレンズ27の外面から所望の方向へ向けて出射するように構成することにより、所望の配光を効率よく得ることができる。
【００４５】
なお、基板22の表面も反射率の高い反射面に形成することにより、レンズ27の反射部64と協働してＬＥＤ素子23aの光を反射させてレンズ27の外面から所望の方向へ向けて出射するように構成することができる。
【００４６】
なお、前記実施形態では、複数の単配光56によって四角形状の合成配光57を形成し、合成配光57の四隅に所定の明るさ以上でかつ直角配光となる角部合成配光部58を形成したが、合成配光57の１箇所に角部合成配光部58が形成されれば床面51の角部53を照明することができる。したがって、合成配光57の１箇所に角部合成配光部58が形成されていれば他の箇所は丸形でもよい。
【００４７】
また、配光制御手段24のレンズ27は、各ＬＥＤ素子23a毎に設けていたが、複数のＬＥＤ素子23a毎に設けてもよい。
【００４８】
また、配光制御手段24は、レンズ27に限らず、反射体を用いてもよく、レンズと反射体とを組み合わせてもよい。
【００４９】
また、照明装置11は、埋込形照明器具に限らず、天井直付け形照明器具、吊下げ形照明器具でもよい。
【００５０】
また、照明装置11は、非常用電源部42を備えず、非常灯対応ではない通常点灯用の照明装置でもよい。
【００５１】
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】
【００５２】
11    照明装置
12    器具本体
13    光源装置
23    半導体発光素子
24    配光制御手段
32    回転手段
41    常用点灯回路
42    非常用電源部
45    バッテリ
46    充電回路
47    非常用点灯回路
56    単配光
57    合成配光
58    角部合成配光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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