照明器具的制作方法
【專利摘要】照明器具中，使對來自LED的光進行配光控制的光學(xué)部件對應(yīng)于設(shè)定榻榻米數(shù)的變化，且不易產(chǎn)生照度不均而實現(xiàn)美觀。照明器具（1）具備器具主體（2）、將多個LED（3）以圓環(huán)狀配置而成的LED組（3a～3c）、控制從LED（3）出射的光的配光的光學(xué)部件（4）。LED組（3a～3c）設(shè)為以器具主體（2）的中央部為中心的同心圓狀，光學(xué)部件（4）具有將構(gòu)成LED組（3a，3b）的LED（3）一并覆蓋的管狀透鏡（4a）和將構(gòu)成一個LED組（3c）的LED（3）分別單獨覆蓋的多個單透鏡（4b），它們按LED組的列單位有選擇地設(shè)置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在設(shè)有管狀透鏡（4a）的LED組中能改變LED（3）的個數(shù)從而能應(yīng)對設(shè)定榻榻米數(shù)的變化，在設(shè)有單透鏡（4b）的LED組中不易發(fā)生照度不均從而實現(xiàn)美觀。
【專利說明】照明器具【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用發(fā)光二極管(LED)作為光源的照明器具。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(以下稱為LED)能夠以低功耗進行高亮度的發(fā)光，并且壽命長，因此作為代替白熾燈或熒光燈等的照明器具用的光源而受到關(guān)注。作為將LED用于光源的照明器具，例如普及了安裝在天花板等上的吊燈(ceiling light)。在這樣的吊燈中，替換以往的環(huán)狀的熒光燈而將多個LED配置為環(huán)狀，通過對各LED的點亮狀態(tài)進行適當(dāng)?shù)乜刂?，能夠使照明光的明亮度、照射范圍可變?br> [0003]但是，LED的出射光的指向性較強，因此在將LED作為吊燈的光源使用的情況下，顆粒感明顯，亮度容易變得不均勻。因此，已知使用了使來自LED的出射光擴散到大范圍中的光學(xué)部件的照明器具(例如參照專利文獻I)。此外，一般來說，單體LED的發(fā)光光束比熒光燈低，因此在照明器具用的光源中使用多個LED。例如，上述專利文獻I所記載的照明器具中，將多個LED配置為環(huán)狀而成的LED組以同心圓狀配置成2列。
[0004]此外，上述照明器具的光學(xué)部件使用了將一個LED組所含的多個LED —并覆蓋的管狀(日語:樋狀)透鏡。一般來說，以LED為光源的吊燈中，根據(jù)設(shè)定榻榻米數(shù)(設(shè)置照明器具的房間的大小)來改變LED的個數(shù)從而設(shè)定光亮。在使用了上述那樣的LED組的吊燈中，通過不改變LED組的列數(shù)而改變一個LED組所含的LED的個數(shù)，能夠設(shè)定與所使用的設(shè)定榻榻米數(shù)相應(yīng)的光亮。此外，由于光學(xué)部件設(shè)為管狀，因此即使LED的個數(shù)改變，也能夠使用同一形狀的管狀透鏡，能夠通過部件的共通化來提高成品率。 [0005]專利文獻1:日本特開2012-104476號公報
[0006]但是，上述專利文件I中記載的照明器具所使用的管狀透鏡雖然能夠?qū)钠骶咧行钠鸱派浞较蛏系钠拭娴呐涔饪刂茷榇蠼嵌?，但不能控制與上述放射方向正交的方向上的剖面的配光。因此，例如在一個LED組所含的LED的個數(shù)少、各LED的配置間隔寬的情況下，有可能在沿著圓環(huán)的方向上出射的光的配光不被控制成大角度、在來自管狀透鏡的出射光產(chǎn)生的照射面上發(fā)生照度不均。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題，其目的在于提供一種照明器具，該照明器具能夠使對來自LED的光的配光進行控制的光學(xué)部件對應(yīng)于設(shè)定榻榻米數(shù)的變化而使用，不易發(fā)生照度不均并且美觀。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的特征在于，具備:器具主體；在上述器具主體上將多個LED以圓環(huán)狀配置而成的LED組；以及光學(xué)部件，設(shè)置在上述LED的光出射方向，控制從該LED出射的光的配光；上述LED組以將上述器具主體的中央部作為中心的同心圓狀被設(shè)置多列；上述光學(xué)部件具有:管狀透鏡，將構(gòu)成一個LED組的多個LED —并覆蓋；以及多個單透鏡，將構(gòu)成一個LED組的多個LED分別單獨地覆蓋；上述管狀透鏡及上述多個單透鏡相對于上述LED組按列單位有選擇地設(shè)置。
[0009]優(yōu)選的是，在上述照明器具中，上述光學(xué)部件形成得能夠?qū)纳鲜鯨ED出射的光在大角度上配光。
[0010]優(yōu)選的是，上述LED組設(shè)有3列以上，上述管狀透鏡設(shè)置于由最內(nèi)周側(cè)的LED組及最外側(cè)的LED組夾持的LED組的某一個。
[0011]優(yōu)選的是，上述單透鏡設(shè)置于多列上述LED組中的最外周側(cè)的LED組。
[0012]優(yōu)選的是，上述管狀透鏡設(shè)置于多列上述LED組中的最內(nèi)周側(cè)的LED組，該管狀透鏡的出射面的形狀構(gòu)成為，比上述LED的光軸方向靠上述器具主體的內(nèi)周方向的剖面形狀在上述內(nèi)周方向上為凸形狀。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，在作為光學(xué)部件而設(shè)置管狀透鏡的LED組中，能改變LED的個數(shù)，因此能夠與設(shè)定榻榻米數(shù)的變化相對應(yīng)，此外，在設(shè)有單透鏡的LED組中，不易發(fā)生照度不均，因此能夠?qū)崿F(xiàn)美觀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一實施方式的照明器具的分解立體圖。
[0016]圖2是上述照明器具的一部分的側(cè)剖面圖。
[0017]圖3 Ca)是表示上述照明器具所使用的光學(xué)部件的一例的正面圖，圖3 (b)是表示上述光學(xué)部件的另一例的正面圖。
[0018]圖4是與圖3 (a)的A-A線、B-B線、C-C線、C’ -C’線的任一個都對應(yīng)的剖面圖。
[0019]圖5是表示上述剖面的配光曲線的圖。
[0020]圖6 Ca)是表示上述照明器具所使用LED的配置的一例的正面圖，圖6 (b)是表示上述LED的配置的另一例的正面圖。
[0021]圖7是上述實施方式的變形例的照明器具中的光學(xué)部件的側(cè)剖面圖。
[0022]圖8是表示上述剖面的配光曲線的圖。
[0023]圖9是上述照明器具的一部分的側(cè)剖面圖。
【具體實施方式】
[0024]參照圖1?圖6說明本發(fā)明的一實施方式的照明器具。如圖1及圖2所示，本實施方式的照明器具I具備:器具主體2 ;以器具主體2的中央部為中心的配置為環(huán)狀的多個固體發(fā)光元件(以下是LED) 3 ;以及設(shè)置在LED3的光出射方向、對從LED3出射的光的配光進行控制的光學(xué)部件4。此外，照明器具I具備擴散部件(罩)5，其設(shè)置在從光學(xué)部件4的光出射方向，使從光學(xué)部件4出射的光擴散并放射。本實施方式中，將多個LED3配置為環(huán)狀而成的LED組3a、3b、3c以同心圓狀配置為3列。照明器具I作為住宅用照明器具，適合用作安裝在天花板上等的吊燈。
[0025]器具主體2是圓盤狀的構(gòu)造部件，在天花板等的施工面的相反側(cè)的面上配置LED3等。在器具主體2的中央部設(shè)有供電部(未圖示)，該供電部固定于在施工面上設(shè)置的供電連接器等。此外，在供電部的外周側(cè)，設(shè)有用于將LED3點亮驅(qū)動的點亮電路(未圖示)、和安裝LED3的基板21。器具主體2可以將具有規(guī)定的剛性的鋁板或鋼板等板材通過沖壓及切削加工而形成為上述形狀，在配置LED等的面上涂覆可見光的反射率高的白色涂料或蒸鍍反射性金屬材料。
[0026]供電部是通用的適配引導(dǎo)部(adapter guide),經(jīng)由供電連接器等連接到工頻交流電源。點亮電路具備用于將從供電部供給的交流電流變換及整流為適合于LED3的規(guī)定電壓的直流電流的變壓器、電容器及控制用IC等。
[0027]基板21由剛性基板、柔性基板或剛性柔性基板構(gòu)成。剛性基板的情況下，作為其材料而使用紙酚、紙環(huán)氧、玻璃復(fù)合材料、環(huán)氧玻璃、特氟龍(teflon)(注冊商標)、氧化鋁、低溫同時燒制陶瓷、復(fù)合材料或無鹵材料。在柔性基板的情況下，作為其材料而使用聚酰亞胺或聚酯。在由這樣的材料形成的基板21上，在安裝LED3的面上形成有規(guī)定的布線圖案。點亮電路構(gòu)成為，能夠基于用戶的操作而使各LED組3a?3c分別獨立地點亮。另外，可以構(gòu)成為，將各LED組3a?3c內(nèi)的各LED3以單個或多個的方式分組而能夠進行更細化的部分點売或間隔點売等。
[0028]LED3被將LED芯片的出射光的波長進行變換的波長變換部件所覆蓋，構(gòu)成LED封裝。LED芯片例如使用放射藍色光的GaN類藍色LED芯片，波長變換部件使用在密封用的透光性樹脂材料中混入了用于使得能夠出射日光白、溫暖色的光的熒光體而得到的材料。
[0029]光學(xué)部件4具有將構(gòu)成一個LED組3a、3b的多個LED3—并覆蓋的管狀透鏡4a、和將構(gòu)成一個LED組3c的多個LED3分別單獨地覆蓋的多個單透鏡4b。在本實施方式中，該管狀透鏡4a及多個單透鏡4b通過用于將光學(xué)部件4固定于器具主體2的基部40而相互連接。該基部40、管狀透鏡4a及單透鏡4b將丙烯酸樹脂或聚碳酸酯樹脂等透光性材料作為基材,通過注塑成型一體地形成。
[0030]罩5被做成將器具主體2的前表面覆蓋的穹頂形狀，例如由在丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂或環(huán)烯烴樹脂等透光性材料中添加了光擴散性粒子或顏料等而得到的樹脂材料形成。罩5也可以是代替上述光擴散性粒子或顏料等的添加而對透明的玻璃板或樹脂板的表面或背面施加噴砂處理而使其粗面化而得到的結(jié)構(gòu)、或施加表面毛化加工而得到的結(jié)構(gòu)
坐寸ο
[0031]管狀透鏡4a及多個單透鏡4b相對于LED組3a?3c按列單位有選擇地設(shè)置。具體而言，如圖3 (a)、( b )所示，管狀透鏡4a設(shè)置在由最內(nèi)周側(cè)的LED組3a及最外側(cè)的LED組3c所夾持的LED組3b處，并且，多個單透鏡4b設(shè)置在最外周側(cè)的LED組3c處。在最內(nèi)周側(cè)的LED組3a處，可以如圖3 (a)所示那樣設(shè)置管狀透鏡4a，也可以如圖3 (b)所示那樣設(shè)置多個單透鏡4b。
[0032]管狀透鏡4a及多個單透鏡4b都是為了將從LED3出射的光在大角度上配光而形成的。管狀透鏡4a能夠?qū)钠骶咧行钠鸱派浞较蛏系钠拭?圖3 Ca)的A-A剖面、B-B剖面)的配光控制為大角度，但不能控制與該放射方向正交的方向上的剖面的配光。另一方面，單透鏡4b是俯視呈圓形的透鏡，不僅能夠?qū)钠骶咧行钠鸱派浞较蛏系钠拭?圖3 (a)的C-C剖面)的配光控制為大角度，還能夠?qū)⑴c該放射方向正交的方向上的剖面(圖3 (a)的C’ -C’剖面)的配光控制為大角度。管狀透鏡4a及單透鏡4b的上述A-A線、B-B線、C-C線及C’-C’線剖面的形狀都為大致相同的形狀，將該形狀表示在圖4中。管狀透鏡4a及單透鏡4b在上述剖面中具有:覆蓋LED3的發(fā)光部并入射從LED3出射的光的穹頂狀的入射面41 ;傳輸從入射面41入射的光的介質(zhì)部42 ;以及出射在介質(zhì)部42中傳輸?shù)墓獾某錾涿?3。
[0033]出射面43的周圍形成為凸?fàn)?，使得LED3的光軸L (通過發(fā)光面的中心的法線)方向的周圍成為凹狀。根據(jù)該形狀，在出射面43的凹狀部位，使光折射而向外周方向擴散，在出射面43的凸?fàn)畈课唬构庹凵涠酃?。結(jié)果，如圖5所示，從管狀透鏡4a及單透鏡4b出射的光顯現(xiàn)出被稱為所謂的蝠翼(batwing)型的配光曲線。這樣，管狀透鏡4a及單透鏡4b能夠?qū)腖ED3出射的光在大角度上配光。
[0034]如上述那樣，照明器具I適合用作吊燈。這樣的吊燈例如以6榻榻米用~14榻榻米用這樣的不同的設(shè)定榻榻米數(shù)來實現(xiàn)部件的共通化并進行了產(chǎn)品開發(fā)，器具光束使作為光源的LED的個數(shù)變化而設(shè)定。在照明器具I中，通過使3列的LED組3a~3c中的中央的LED組3b的LED的個數(shù)變化，從而例如如圖6 (a)所示的6榻榻米用結(jié)構(gòu)及圖6 (b)所示的8榻榻米用結(jié)構(gòu)那樣，對應(yīng)于不同的設(shè)定榻榻米數(shù)。此時，如圖3 (a)、(b)所示那樣，由于將管狀透鏡4a用于LED組3b，因此能夠以相同形狀的光學(xué)部件4對應(yīng)于任意的設(shè)定榻榻米數(shù)，并且能夠使部件共通化從而使成品率良好。
[0035]此外，3列LED組3a~3c中最外周側(cè)的LED組3c的圓周的長度較長，各LED3的配置間隔易變寬。因此，對該LED組3c，設(shè)置多個單透鏡4b而不是管狀透鏡4a。這樣，在沿LED組3c的圓環(huán)的方向出射的光也被配光控制為大角度，因此與設(shè)有管狀透鏡4a的情況相比，在出射光的照射面上不易產(chǎn)生照度不均，能夠使照明器具I點亮?xí)r的美觀性良好。另外，3列LED組3a~3c中最內(nèi)周側(cè)的LED組3a的圓周的長度較短，各LED3的配置間隔易變窄，因此即使是管狀透鏡4a也不易產(chǎn)生照度不均。因而，如上述那樣，對LED組3a，可以設(shè)置管狀透鏡4a及多個單透鏡4b中的任一種。
[0036]接著，參照圖7至圖9說明本實施方式的變形例的照明器具及用于其的光學(xué)部件。該變形例中，如圖3 Ca)所示，假設(shè)管狀透鏡4a設(shè)置在多列LED組3a~3c中最內(nèi)周側(cè)的LED組3a處。而且，如圖7所示，管狀透鏡4a的出射面43的形狀構(gòu)成為:比LED3的光軸方向靠器具主體2的內(nèi)周方向的剖面形狀在內(nèi)周方向上成為凸形狀。另一方面，出射面43中的器具主體2的外周方向上的剖面形狀形成為平緩的橢圓形狀。此外，LED3相對于入射面41偏向器具內(nèi)周方向而配置。
[0037]從LED3向比光軸L靠器具外周方向出射的光向光軸L折射后向出射面43導(dǎo)出。此外，由于出射面43是平緩的橢圓形狀，因此到達出射面43的光從出射面43以放射狀被出射。另一方面，從LED3向比光軸L靠器具外周方向出射的光在入射面41向器具內(nèi)周方向折射后向出射面43導(dǎo)出。此外，由于出射面43在內(nèi)周方向上為凸形狀，因此到達出射面43的光從出射面43聚光性地出射。結(jié)果，如圖8所示，在比光軸L靠器具外周方向上以窄角度出射低亮度的光，在比光軸L靠器具內(nèi)周方向上以大角度出射高亮度的光，整體上向器具內(nèi)周方向的光量變多。
[0038]因而，在將該管狀透鏡4a設(shè)置于最內(nèi)周側(cè)的LED組3a處時，如圖8所示，向器具內(nèi)周的光量變多。結(jié)果，在僅使內(nèi)周側(cè)的LED組3a點亮?xí)r，向罩5照射的光成為圓形，能夠以獨特的方式使照明器具I美觀。
[0039] 另外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式，能夠進行各種變形。例如，雖然在上述實施方式中示出了將環(huán)狀的LED組設(shè)置3列的結(jié)構(gòu)，但LED組也可以是2列，只要有選擇地對其一方設(shè)置管狀透鏡4a、對另一方設(shè)置多個單透鏡4b即可。此外，LED組也可以是4列以上。此外，可以對管狀透鏡4a及單透鏡4b的出射面43實施表面毛化加工等光擴散處理。這樣，能夠抑制以高亮度點亮LED3時在罩5上映出的顆粒感。
[0040]附圖標記說明
[0041]I 照明器具
[0042]2 器具主體
[0043]3 LED
[0044]3a, 3b, 3c LED 組
[0045]4 光學(xué)部件
[0046]4a 管狀透鏡
[0047]4b 單透鏡
[0048]43 出射面
【權(quán)利要求】
1.一種照明器具，其特征在于， 具備: 器具主體； 在上述器具主體上將多個LED以圓環(huán)狀配置而成的LED組；以及 光學(xué)部件，設(shè)置在上述LED的光出射方向，控制從該LED出射的光的配光， 上述LED組以將上述器具主體的中央部作為中心的同心圓狀被設(shè)置多列， 上述光學(xué)部件具有: 管狀透鏡，將構(gòu)成一個LED組的多個LED —并覆蓋；以及 多個單透鏡，將構(gòu)成一個LED組的多個LED分別單獨地覆蓋， 上述管狀透鏡及上述多個單透鏡相對于上述LED組按列單位有選擇地設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的照明器具，其特征在于， 上述光學(xué)部件形成得能夠?qū)纳鲜鯨ED出射的光在大角度上配光。
3.如權(quán)利要求1或2所述的照明器具，其特征在于， 上述LED組設(shè)有3列以上， 上述管狀透鏡設(shè)置于由最內(nèi)周側(cè)的LED組及最外側(cè)的LED組夾持的LED組的某一個。
4.如權(quán)利要求1或2所述的照明器具，其特征在于， 上述單透鏡設(shè)置于多列上述LED組中的最外周側(cè)的LED組。
5.如權(quán)利要求1或2所述的照明器具，其特征在于， 上述管狀透鏡設(shè)置于多列上述LED組中的最內(nèi)周側(cè)的LED組， 該管狀透鏡的出射面的形狀構(gòu)成為，比上述LED的光軸方向靠上述器具主體的內(nèi)周方向的剖面形狀在上述內(nèi)周方向上為凸形狀。
【文檔編號】F21Y101/02GK103982838SQ201410001163
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月13日
【發(fā)明者】中村恭平 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社