(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
<概要>
実施形態の一態様に係るLED照明装置は、ダクトレールに取り付けられる灯具を備えるLED照明装置において、前記灯具は、光源としてLEDの光を出射する発光部を有する光源モジュールと、前記光源モジュールを載置するための載置部材と、前記光源モジュールを覆う光学部材とを備え、前記光学部材は、同心楕円状の複数本の凸条部から構成されるフレネルレンズを内面に有すると共に前記発光部の光出射方向に突出する複数個の凸部を外面であって前記発光部の中心を通り前記発光部の光の主出射方向と平行な仮想線と交差する領域に有する。なお、ここでいう「楕円状」は、真円状及び楕円状を含む概念である。
実施形態の別態様に係るLED照明装置において、前記凸部は凸レンズにより構成されている。これにより、光学部材に入射した光は拡散されて、光学部材から出射される。
実施形態の別態様に係るLED照明装置において、前記複数個の凸部は同心楕円上に配されている。これにより意匠性を高めることができる。
【0009】
実施形態の別態様に係るLED照明装置において、前記凸部は光出射方向から見たときに円形状をし、当該凸部の突出先端部分の半径が0.3mm以上2.5mm以下である。これにより、光の拡散効果を高めることができる。
実施形態の別態様に係るLED照明装置において、前記複数本の凸条部の内、最内周に位置する凸条部の内側領域は前記発光部に向かって膨出する凸レンズを構成する。これにより、最内周の凸条部の内側領域に入射する光を集光しつつ拡散できる。
実施形態の別態様に係るLED照明装置において、前記外面の凸部が形成されている領域は円形状をし、前記内面の凸レンズは前記発光部から見たときに円形状をし、前記外面の凸部が形成されている領域の直径をD1とし、前記内面の凸レンズの直径D2とすると、0.9×D2≦D1の関係を満たす。これにより光の拡散効果を高めることができる。
実施形態の別態様に係るLED照明装置において、前記発光部は光出射方向から見たときに円形状をし、前記当該発光部の直径をD3とすると、0.7×D3≦D1≦3.5×D3の関係を満たす。これにより光の拡散効果を高めることができる。
【0010】
1.全体構成
本実施形態に係るLED照明装置1の概要について主に
図1及び
図2を用いて説明する。
ここでのLED照明装置1はダクトレール2に取り付けられてスポットライト的に使用される。例えば、店舗に陳列された商品を効果的に照射するのに利用される。LED照明装置1は、ダクトレール2に取り付けられる回路ボックス3と、光源として複数個のLEDを有する灯具4と、回路ボックス3と灯具4とを連結するアーム5とを有する。
換言すると、LED照明装置1は、
図2に示すように、光源モジュール40と光学部材41とを有する灯具4と、光源モジュール40を点灯させるための点灯回路31を有する回路ボックス3と、ダクトレール2に対して姿勢調整自在に灯具4と回路ボックス3とを機械的に連結すると共に灯具4と回路ボックス3とを電気的に接続するアーム5とを有する。
【0011】
ここで、ダクトレール2が配される設置面に対して直交する方向(
図1における「X」方向である。)を単に「表裏方向」とし、設置面に近づく側を裏側、設置面から離れる側を表側とする。また、ダクトレール2が延伸する方向と平行な方向(
図1における「Y」方向である。)を単に「長手方向」とし、表裏方向と長手方向とに直交する方向(
図1における「Z」方向である。)を単に「短手方向」とする。表裏方向は、LED照明装置1をダクトレール2に取り付ける方向及び取り外す方向と一致し、単に「取付方向」ともいう。
なお、ダクトレール2は、横断面形状が矩形状に近い形状をし、設置面と反対側の面に開口を有するT字状の固定溝21を有し、LED照明装置1へ給電を行うための一対の給電片22を固定溝21の内部に有している。給電片22は固定溝21の長手方向に沿って設けられている。
【0012】
アーム5は回路ボックス3に対して表裏方向を回転軸として回転自在に回路ボックス3に連結され、灯具4はアーム5に対して表裏方向と直交する面(長手方向と短手方向とから構成される面)内の任意の方向を回転軸として回転自在にアーム5に連結されている。
図1及び
図2で示すLED照明装置1の状態は、灯具4のアーム5に対する回転軸は短手方向と平行な方向であり、灯具4の中心軸は長手方向と平行となっている。つまり、LED照明装置1の光の主出射方向とダクトレール2の延伸方向とが一致している。この状態(この灯具4の姿勢)は一例であるが、明細書中ではこの状態を想定して説明する場合もある。
以下、LED照明装置1を構成する各部について説明する。
【0013】
2.回路ボックス
図1及び
図2を用いて説明する。
回路ボックス3はダクトレール2の長手方向に沿って移動可能に構成されている。回路ボックス3はLED点灯用電力を生成するための点灯回路31を回路ケース32の内部に有する。回路ボックス3は回路ケース32のダクトレール2側に電極プラグ33と固定プラグ34とを長手方向に並んで有している。
電極プラグ33及び固定プラグ34は表裏方向を軸として回転自在に設けられ、レバー操作によりダクトレール2の固定溝21に係止する。これにより回路ボックス3がダクトレール2に取り外し自在に取り付けられる。
電極プラグ33はダクトレール2から受電する機能を有する。回路ボックス3は、電極プラグ33と電気的に接続する接続ユニット35を回路ケース32の内部に有する。なお、接続ユニット35と点灯回路31とは入力ケーブル(図示省略)により接続されている。
【0014】
点灯回路31は、電極プラグ33で受電した交流電力を直流電力に変換するためのAC回路部、変換された直流電力をLED点灯用の直流電力に変換するためのDC回路部等により構成される。ここでの点灯回路31は、点灯回路31を構成する複数個の回路部品が複数枚(2枚)の回路基板に実装されてなる。
回路ボックス3は、アーム5のケース側連結体52と連結するための連結体36を収容する。
【0015】
3.アーム
図1及び
図2を用いて説明する。
アーム5は、全体の形状として逆U字状(コの字状、V字状でも同様である。)をする。アーム5の内部は中空であり、灯具4に電力を供給するための出力ケーブル(図示省略)がアーム5の内部に配される。
アーム5は、中空状のアーム本体51と、回路ケース32と連結するためのケース側連結体52と、灯具4と連結するための一対の灯具側連結体と、アーム本体51内に配された金属製の補強アーム(図示省略)とを有している。
アーム本体51は外側部材53と内側部材54とから構成されている。ケース側連結体52と灯具側連結体の大部分がアーム本体51の内部に配されている。ケース側連結体52は、アーム本体51の貫通孔を利用して導出され、回路ケース32内の連結体36と連結する。灯具側連結体の一例であるねじは、アーム本体51の貫通孔を利用して導出され、灯具4の連結具453に螺合する。なお、灯具側連結体は、アーム本体51のキャップ51aにより覆われて外部に露出しないようになっている。
【0016】
4.灯具
(1)概略
主に
図2を用いて説明する。
灯具4は少なくとも光源モジュール40と光学部材41とを備える。ここでの灯具4は、光源モジュール40を載置する載置部材として機能する載置板42を備える。ここでの光源モジュール40はホルダ43を利用して載置板42に固定されている。光学部材41はホルダ43に固定されている。これにより、載置板42、光源モジュール40、光学部材41及びホルダ43が一体化される。
表面に光源モジュール40が載置される載置板42の裏面には点灯中の光源モジュール40の熱を放出するための1枚又は複数枚の放熱板44が取付けられている。なお、載置板42と放熱板44とが一体化されたものをヒートシンク45とする。
灯具4は、ヒートシンク45、光源モジュール40、光学部材41、ホルダ43を収容するためのケース本体46を備える。光学部材41から出射された光を所望の方向に反射させるフード47が設けられている。なお、ケース本体46とフード47とでケース48が構成される。ケース48には光学部材41とフード47との隙間に配されるレンズカバ49が設けられている。
ここでの灯具4は、
図3及び
図4に示すように、光源モジュール40と光学部材41の他、載置板42、ホルダ43、放熱板44、ケース本体46、フード47及びレンズカバ49を備えるが、目的によって、これらの部材を備えなくてもよいし、他部材を備えてもよい。
なお、灯具4において光源モジュール40の光が出射される側を前側(又は灯具4の表側)とし、出射されない側を後側(又は灯具4の裏側)とする。
【0017】
以下、各部材について詳細に説明する。
(2)光源モジュール
図2〜
図5、主に
図5を用いて説明する。
光源モジュール40は、基板401とLED(図示省略)と封止樹脂403とを備える。LEDは、複数個あり、基板401の表面の中央部に配されている。ここでのLEDは基板401に直接実装された、所謂、COB(Chip On Board)タイプであるが、本タイプに限定するものではない。
封止樹脂403は、LEDを封止し(覆い)、LEDから発せられた光を出射する。つまり、LEDと封止樹脂403とで発光部が構成される。封止樹脂403は、必要に応じて、LEDから発せられた光の波長を変換する波長変換体を有する。なお、ここでの封止樹脂403は光出射方向(被照射面側)から見たときに円形状をしている。また、発光部の符号に「403」を使用することもある。
【0018】
基板401の表面には受電用の接続端子405が設けられ、
図3及び
図4に示すケーブル407に接続される。なお、ケーブル407は回路ボックス3の点灯回路31に接続されている。
基板401は光出射方向から見たときに非円形状をしている。ここでは、正方形状に近い形状をしている。基板401は対向する1組の角部近傍に接続端子405を有し、基板401における他の対向する1組の角部が欠け部406となっている。欠け部406は、光源モジュール40を載置板42に載置する際の位置合わせの目安となる。なお、基板401の表面における欠け部406の近傍はホルダ43と当接する当接部となる。
【0019】
(3)ヒートシンク
主に
図2〜
図4を用いて説明する。
ヒートシンク45は上述の載置板42と放熱板44とを備える。ここでは、放熱板44は、複数枚あり、平行な状態で載置板42に取り付けられている。ヒートシンク45は熱伝導性の良い金属製であることが望ましい。
【0020】
載置板42はここでは円板状に似た形状をし、アーム5により灯具4が固定される対向する2部位が欠けており、当該部位が略平行となっている。なお、光源モジュール40は円形の載置板42の中央領域に密着状態で配される。
載置板42の表面及び裏面は平坦状をしている。載置板42は、
図3に示すように、ホルダ43を固定するためのねじ孔421やフード47を固定するためのねじ孔423を複数個有している。載置板42はケーブル407を表側から裏側に通すためのブッシュ451用の欠け部425を有している。
【0021】
放熱板44は載置板42よりも薄い平板が利用されている。放熱板44は、例えば、平板の中央部を残して屈曲させた「コ」字状をし、中央部が固定手段より載置板42に固定されている。なお、固定手段には、例えば、スポット溶接が利用されるが、ねじやリベット等の固定具を利用してもよい。なお、放熱板は、例えば、平板の端部だけを屈曲させた「L」字状をし、屈曲部を載置板に固定するようにしてもよいし、これらを組み合わせてもよい。放熱板44と載置板42は一体成型で製作することもできる。
【0022】
ここでのヒートシンク45は、灯具4をアーム5に連結するための連結具453を例えば載置板42に備える。連結具453は
図3及び
図4に示すように「U」字状をし、複数枚の放熱板44を跨ぎ、外方に屈曲する端部が載置板42に固定されている。なお、連結具453の固定には例えばねじやリベット等の固定具が利用されている。また、連結具453は機械的強度の高い金属であることが望ましい。
【0023】
(4)ホルダ
図2〜
図4、
図6を用いて説明する。
ホルダ43は、
図2に示すように、光源モジュール40を載置板42に固定させるモジュール固定機能と、光源モジュール40から出射された光を前方へと通る通光機能とを有する。ホルダ43は光学部材41を固定する光学部材固定機能を有している。ホルダ43は当該ホルダ43を載置板42に固定させるホルダ固定機能を有する。ホルダ43はレンズカバ49を装着するカバ装着機能を有している。
ホルダ43は、
図6に示すように、平板部430、鍔部433及び延伸部435を有する。上記各機能は平板部430、鍔部433及び延伸部435を利用して構成される。
【0024】
(4−1)平板部
平板部430はここでは円板状に似た形状をしている。
平板部430は中央に貫通孔430aを有する。貫通孔430aの形状は光源モジュール40の基板401の形状に対応している。ここでは正方形をしている。この貫通孔430aに光源モジュール40の基板401が嵌る。これにより、光源モジュール40から出射された光は、ホルダ43に遮光されることなく光学部材41へと向かう。つまり、通光機能は平板部430の貫通孔430aにより構成される。
【0025】
平板部430は、貫通孔430aの周辺であって表側部分に貫通孔430aに張り出す張出部分430bを有している。張出部分430bは、正方形の貫通孔430aの対向する1組の角部に設けられている。張出部分430bは、光源モジュール40が貫通孔430aに嵌るように光源モジュール40を載置板42に当接させた際に、基板401の表面に当接する。つまり、張出部分430bは光源モジュール40の基板401と当接する当接部分でもある。
【0026】
貫通孔430aについて別の観点から説明する。平板部430は裏側に光源モジュール40の基板401を収容する収容凹部分(凹みの深さが基板の厚みよりも大である。)430hを有し、収容凹部分430hの底に少なくとも発光部403よりも大きい貫通孔430aが設けられている。収容凹部分430hは光源モジュール40の基板401に対応した形状をしている。貫通孔430aは発光部403と一対の接続端子405を含む領域に対応した形状をしている。収容凹部分430hの底(430b)は基板401の表面と当接する当接部分を構成する。この底(430b)は上記の張出部分430bに相当する。
【0027】
平板部430は貫通孔430aの周りであって周方向に間隔を置いて複数個の貫通孔430cを有している。貫通孔430cは固定具であるねじ61(
図3及び
図4参照)用である。このねじ61はホルダ43を載置板42に固定する。つまり、ホルダ固定機能は固定具であるねじ61と貫通孔430cとで構成される。
ねじ61が貫通孔430cを挿通して載置板420のねじ孔421に螺合することでホルダ43が載置板42に固定され、貫通孔430aに嵌合する光源モジュール40の基板401に張出部分430bが当接する。これにより、光源モジュール40が載置板42に当接状態で固定される。つまり、モジュール固定機能は、平板部430の張出部分430bと貫通孔430cと固定具(ねじ61)により構成される。
【0028】
平板部430は周縁から中心側に向かう欠け部430dを有している。欠け部430dは、ケーブル407を表側から裏側に通すためのブッシュ451用であり、載置板42の欠け部425に対応して設けられている。
平板部430の裏面には一対の溝430eを有している。一対の溝430eは、ケーブル407(
図3及び
図4参照)用であり、正方形状の貫通孔430aにおける張出部分430bが存在しない角部から欠け部430dに向かって円弧状に設けられている。
平板部430は溝内に張り出す張出片430fを裏面側に有している。張出片430fは溝430eに配されたケーブル407が溝430eから外れるのを防止するための押さえ片として機能する。
平板部430は裏面に凸部分430gを有している。凸部分430gは載置板42の穴(孔)426(
図3参照)と嵌合し、位置決め機能を有する。なお、凸部分430gは複数個あってもよい。
【0029】
(4−2)鍔部
鍔部433は円板状の平板部430の周縁から表側に筒状に張り出す。ホルダ43は、外周側から中心に向かって進入して鍔部433の一部が欠ける欠け部433aを有している。欠け部433aは鍔部433と平板部430とに跨るように設けられている。欠け部433aは、フード47を載置板42に固定するねじ62(
図3及び
図4参照)収容用である。
【0030】
(4−3)延伸部
ホルダ43は鍔部433の外周面から表側へと延伸する延伸部435を有している。延伸部435は
図6に示すように平板部430の貫通孔430cに対して平板部430の中心と反対側に位置している。延伸部435は、光出射方向に延伸する延伸部分435aと、延伸部分435aと鍔部433とを連結する連結部分435bとを有する。なお、延伸部435は周方向に間隔をおいて複数個(ここでは3個である。)設けられている。ここでの間隔は等間隔であるが、間隔は等間隔でなくてもよい。
延伸部435は、連結部分435bと延伸部分435aの一部とに跨る貫通孔435c,435dを周方向に複数個(ここでは、2個である)有する。貫通孔435dは貫通孔435cよりも延伸方向に長い。
延伸部435は、貫通孔435cにおける延伸先端側部分に内側に張り出す張出部分435eを有している。
【0031】
図10に示すように、延伸部435における貫通孔435cの裏側端面は光学部材41の鍔部415aの裏面に当接し、延伸部435における貫通孔435cの表側端面と張出部分435eの裏側端面とが光学部材41の鍔部415aの表面に当接(係合)する。
これにより、光学部材41はホルダ43に固定される。したがって、配光特性の異なる光学部材(41)をホルダを取り外すことなく、容易に交換できる。
このように、レンズ固定機能は、鍔部433と、延伸部435の貫通孔435cと張出部分435eとで構成される。なお、貫通孔435cの裏側端面はホルダ43の鍔部433の表面である。また、貫通孔435cは凹みにより構成することもできる。
【0032】
図11に示すように、延伸部435における貫通孔435dの裏側端面は光学部材41の鍔部415aの裏面に当接し、延伸部435における貫通孔435dの表側端面はレンズカバ49の突出部分493aの表側面に当接(係合)する。なお、レンズカバ49の突出部分493aの裏側面は光学部材41の鍔部415aの表面と当接する。このため、レンズカバ49は光学部材41をホルダ43の鍔部433(載置板42)に押圧するレンズ押圧部材とも言える。
これにより、レンズカバ49は光学部材41と共にホルダ43に固定される。つまり、カバ固定機能は、鍔部433と、延伸部435の貫通孔435dとで構成される。なお、貫通孔435dの裏側端面はホルダ43の鍔部433の表面である。また、貫通孔435dは凹みにより構成することもできる。
【0033】
延伸部435は、貫通孔435cと貫通孔435dとの間であって延伸部分435aの表側端から裏側に延伸する溝435fを有している。これにより、光学部材41とレンズカバ49の装着時に延伸部分435aが変形できる。
光学部材41がホルダ43に固定された状態を灯具4の中心軸と直交する方向から見ると、光源モジュール40の発光部403と光学部材41の端壁部417(
図7)の内面と間に空間が存在している。これにより、光源モジュール40の発光中の熱が光学部材41の端壁部417に伝わりにくく、点灯中の熱によるレンズのひずみを抑制できる。
【0034】
(5)光学部材
図3、
図4及び
図7を用いて説明する。
光学部材41は発光部403の光出射方向であって光源モジュール40と対向する部材である。光学部材41は、光源モジュール40の発光部403と対向する内面に形成されたフレネルレンズ411を有し、フレネルレンズ411と反対側の外面であって発光部403の中央の仮想線上を含む領域に複数の凸レンズ413を有する。なお、光学部材41は透光性樹脂により形成されている。
光学部材41は、表側に端壁(底に相当する)を有する有底筒状をしている。つまり、光学部材41は筒部415と端壁部417とを有する。
【0035】
(5−1)筒部
筒部415は、筒状、ここでは円筒状をしている。筒部415は、外周面であって裏側端部近傍に外側に延出する鍔部415aを有する。鍔部415aは、
図10や
図11に示すように、光学部材41をホルダ43に固定する際に利用される。つまり鍔部415aの表側面がホルダ43の延伸部435の貫通孔435c,435dに直接的又は間接的に係止される。
筒部415の裏側の端部は表側拡がりの段差415bとなっている。なお、表側拡がりは表側に移ると外方に広がる場合である。段差415bは、鍔部415aの裏側端面が利用されている。段差415bは、
図10及び
図11に示すように、ホルダ43の鍔部433の表側端部と嵌合する。これにより、光学部材41がホルダ43に対して位置決めされる。
【0036】
(5−2)端壁部
端壁部417は
図7に示すように表側に膨出する。断面形状は円弧状をしている。なお、端壁部417は表側に膨出しない平坦状であってもよいが、集光性を要する場合には表側に膨出する方がよい。
端壁部417は、同心円状に裏側に突出する複数の凸条部分417Aを内面に有する。凸条部分417Aにおける同心円の中心側に位置する面は発光部403の光の主出射方向と平行であり、凸条部分417Aの外面は表側拡がりに傾斜する。これにより、端壁部417の内面にフレネルレンズ411が形成される。なお、同心円状に突出する凸条部分417Aの中心は、発光部403の中心を通り且つ光の主出射方向と平行な仮想線上に位置する。また、主出射方向は発光部403を構成する基板401と直交する方向であって基板401を基準にして光学部材41が存在する側である。
【0037】
端壁部417の内面にフレネルレンズ411を形成することで、装置において発光部403から表側部分を薄肉化できる。また、フレネルレンズ411を利用することで、発光部403からフレネルレンズ411に向けて出射された光のうち、フレネルレンズ411の垂直面に向かう光は、垂直面で一部が反射され、他の光が垂直面から入射する。垂直面で反射された光は、反射された(一部の)光は、当該垂直面に対向する傾斜面で再び反射又は内部に入射する。垂直面から入射した光は光学部材41の外面に至り、照射領域に向けて出射する。このように複数回の反射、屈折(入射)を経て光が分散され、結果としてグレアが抑制される。
【0038】
最内周の凸条部分417aの内側領域は、発光部403に向かってドーム状に膨出する凸レンズ412となっている。
端壁部417の外面の複数個の凸レンズ413は同心円上に位置する。同心円の中心上には1個の凸レンズ413が位置する。この同心円の中心は、発光部403の中心を通り且つ光の主出射方向と平行な仮想線上に位置する。つまり、複数個の凸レンズ413が同心円上に形成される同心円の中心と、光学部材41の中心と、内面の凸レンズ412の中心と、発光部403の中心とが、発光部403の光の主出射方向と平行な1本の仮想線上又はその近傍に位置する。
【0039】
以下、主に
図7を用いて説明する。
凸レンズ413は球の一部を切断した球冠状をしている。凸レンズ413の球冠部分の半径は0.3[mm]以上2.5[mm]以下の範囲にあればよい。これにより、発光部403から入射した光を拡散できると共に集光できる。つまり、グレアを抑制しつつ効率よく集光できる。グレアを抑制するには光を拡散させればよいが、例えば光学部材41の外面にシボ等を設けて拡散させると広散乱角で光が分散(広角分散)して光のロスが多い。これに対し、多数の上記範囲の半径を有するマイクロレンズ(凸レンズ)を使用すると、広角分散による光のロスを抑えることができ、所定の範囲に光を分散(配光)させることができ、照射領域への出光効率が高くなる。ここで、半径が0.3[mm]より小さいと光の拡散効果が薄くなり(シボと同じになる)、2.5[mm]より大きいと意匠性が悪くなる。
【0040】
凸レンズ413のピッチは、0.5[mm]以上4.0[mm]以下の範囲にあればよい。これにより、発光部403から入射した光を拡散できる。なお、0.5[mm]より小さいと光の拡散効果が薄くなり、4.0[mm]より大きいと意匠性が悪くなる。また、集光機能が発揮され、グレアを抑制しつつ光のロスを抑えることができる。
なお、凸レンズ413の先端部分が球冠状をしている場合、凸レンズ413の突出方向から当該凸レンズ413を見ると、凸レンズ413の直径はレンズの半径の2倍よりも小さい。このため、凸レンズ413のピッチがレンズの半径の2倍よりも小さくなることがある。この場合、目的の集光機能を持たせた複数個の凸レンズ413を高密度に設けることができる。
【0041】
外面の複数個の凸レンズ413が形成されている凸レンズ領域417bは、光学部材41の最内周の凸条部分417aの内側領域と略同じ大きさである。外面の凸レンズ領域417bは発光部403と略同じ又は少し小さい。つまり、凸レンズ領域417b(最外周の凸レンズ413の中心を通る)の直径を「D1」とし、最内周の凸条部分417aの内周の直径を「D2」とすると、
0.9×D2 ≦ D1
となっている。
これにより、発光部403から当該発光部403に対向する最内周の凸条部分417aの内側部分に直接入射する照射光が凸レンズ領域417bに存在する複数の凸レンズ413により効果的且つ確実に拡散(分散)され、グレアが抑制される。また、発光部403から最内周の凸条部分417aの外側部分に入射する照射光はフレネルレンズ411により所望の方向に出射される(光学部材41の厚みが薄い)ため、光学部材41による光の吸収ロスを少なくすることができ、照射領域への出光効率を高めることができる。
また、発光部403の直径を「D3」とすると、
0.7×D3 ≦ D1 ≦3.5 ×D3
となっている。これにより、発光部403から当該発光部403に対向する部分に直接入射する照射光が凸レンズ領域417bに存在する複数の凸レンズ413により効果的且つ確実に拡散(分散)され、グレアが抑制される。
【0042】
(6)ケース
図3及び
図4を用いて説明する。
ケース48は上述のようにケース本体46とフード47とにより構成される。ここではケース本体46とフード47とは別体であるが、ケース本体とフードとが一体で構成されてもよい。
(6−1)ケース本体
ケース本体46は表側が開口する有底筒状をしている。ケース本体46は筒部461と底部463とを有する。筒部461は、円筒状をし、表側がテーパ筒部分461aとなっており、裏側がストレート筒部分461bとなっている。
テーパ筒部分461aはヒートシンク45の連結具453とアーム5との連結用の貫通孔461cを有している。テーパ筒部分461a及び底部463は、光源モジュール40の点灯中の熱を放出するための貫通孔461d,463aを複数個有している。
【0043】
(6−2)フード
図3、
図4及び
図8を用いて説明する。
フード47は、光学部材41から出射された光を所望の方向に誘導する光誘導機能を有する。ここでのフード47は光源モジュール40が載置される載置板42に固定具を利用して固定される。フード47は、発光部403から光の主出射方向を管軸とする筒部471と、筒部471における裏側端から管軸に向かって張り出す鍔部473とを有する。ここでのフード47は、筒部471と鍔部473との間の外面側に段差部475を有している。
【0044】
筒部471は円筒状をしている。筒部471は、例えば、管軸上を裏側から表側に移るにしたがって、拡径するテーパ状をしてもよいし、径が変化しないストレート状をしてもよい。筒部471の内周面は発光部403からの光を反射させる反射面となっている。これにより発光部403から出射された光を効率よく被照射面側に誘導できる。筒部471は表側に延伸する縦リブ471aをうら裏側端に有している。縦リブ471aは周方向に間隔を置いて複数個ある。
【0045】
鍔部473は、
図8の(b)に示すように、裏面は全体として平坦面となっている。周方向に第1鍔部分473aと第2鍔部分473bとを有している。第1鍔部分473aと第2鍔部分473bは、周方向に交互に存在し、それぞれ3個ある。
【0046】
第1鍔部分473aにおけるフード47の管軸方向への張り出しは第2鍔部分473bより小さく、第1鍔部分473aの内側にホルダ43の延伸部435が配される。第1鍔部分473aは、上述のように裏面は平坦状となっており、表面は内周端部分を除いて裏側に移るにしたがってフード47の管軸に近づく傾斜面となっている。なお、表面の内周端部分はフード47の管軸と直交する平坦面となっている。
【0047】
第2鍔部分473bは、筒部471における裏側端から管軸に向かって延伸した後裏側へと延伸している。具体的には、第2鍔部分473bは、管軸と直交する直交領域473dと、直交領域473dの内周端から裏側方向であって管軸と平行な方向に延伸する平行領域473eとを備え、断面形状が「L」状をしている。
第2鍔部分473bは円周方向に沿って存在し、円周方向の一方端に凹入領域473fを有している。凹入領域473fの底473gには貫通孔473hが形成されている。貫通孔473hには、
図3及び
図4に示す、固定具であるねじ62が挿通し、ねじ62が載置板42のねじ孔423に螺合する。これにより、フードが載置板42に固定される。なお、第2鍔部分473bの凹入領域473fにはホルダ43の欠け部433aが配される。
【0048】
鍔部473は、3個の内の1つである第1鍔部分473Aと第2鍔部分473bとの間に、第1鍔部分473Aよりも張り出しが少ない第3鍔部分473cを有している。フード47が載置板42に固定される際、第3鍔部分473cに載置板42に取り付けられているブッシュ451が配される。
【0049】
段差部475は表側から裏側に移るにしたがって縮径する裏側細り(表側拡がり)の段差である。段差部475の小径部475aはケース本体46の表側端に挿入される(内嵌する)。小径部475aの縮径率を少なくし、且つ内嵌長を長くすることにより、フード47とケース本体46とのつなぎ目からの漏れ光を防止できる。段差部475の大径部(筒部471の裏側端部である)はケース本体46の筒部461の表側端と同じ直径である。これにより、ケース48の意匠性を高めることができる。
【0050】
(7)レンズカバ
主に
図3、
図4及び
図9を用いて説明する。
レンズカバ49は環状をしている。ここではレンズカバ49は円環状をしている。レンズカバ49における周方向と直交する横断面形状は裏側が開放する「コ」字状をしている。
レンズカバ49は、表壁491と、表壁491の内周端から裏側に円筒状に延伸する内壁493と、表壁491の外周端から裏側に円筒状に延伸する外壁495とを備える。レンズカバ49は補強用のリブ497を有している。リブ497は、表壁491、内壁493及び495を内部連結する。リブ497は周方向に間隔をおいて複数個設けられている。
【0051】
レンズカバ49がホルダ43に装着された状態では、
図10及び
図11に示すように、内壁493の裏側端が光学部材41の鍔部415aに当接する。内壁493は、外壁495と対向する内面に外壁495に向かって突出する突出部分493aを有する。突出部分493aは周方向に間隔をおいて複数個ある。なお、突出部分493aは裏側端に設けられている。突出部分493aは、
図11に示すように、ホルダ43の延伸部435の貫通孔435dに係合する。
【0052】
外壁495は裏側端から表側に延伸する溝495aを有している。溝495aは周方向に間隔をおいて複数個ある。この溝495aにはフード47の筒部471の縦リブ471aが嵌合し(
図8の(a)参照)、レンズカバ49が周方向に回転ブレするのを抑止する。レンズカバ49は内壁493と外壁495との間であって突出部分493aの近傍に中間壁498を有する。中間壁498の周方向の一端がリブ497に、他端がリブ499にそれぞれ接続されている。
レンズカバ49をホルダ43に装着する際には、
図10に示すように、中間壁498と内壁493の間にホルダ43の延伸部435が位置する。これにより、延伸部435の外周側への変形が抑制される。したがって、長期にわたり、レンズカバ49がホルダ43から外れるのを抑制できる。
【0053】
レンズカバ49は、少なくとも内壁493の内面(中心側に位置する面)は反射面となっている。ホルダ43に光学部材41とレンズカバ49とが取り付けられた状態では、レンズカバ49の内壁493の裏側端は光学部材41の筒部415の裏側端に近い部位に存在する鍔部415aに当接する。なお、内壁493は、表側に移るにしたがって拡径する傾斜面となっている。
このため、例えば、光学部材41の筒部415を通過した光のほとんどがレンズカバ49の内壁493で表側へと反射される。これにより、光源モジュール40で発せられた光の取り出し効率を高めることができる。
【0054】
以上、実施形態を説明したが、この実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のような変形例であってもよい。また、実施形態と変形例、変形例同士を組み合わせたものであってよい。
また、実施形態や変形例に記載していていない例や、要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
【0055】
<変形例>
1.LED照明装置
本発明はダクトレールに取り付けられる例えばスポットライト等のLED照明装置に関するものである。これは、灯具を被照射位置(例えば商品の陳列位置)に向けてその姿勢を調整自在としているため、特にグレアの課題が生じやすいからである。しかしながら、設置面に埋め込まれて使用されるダウンライトにおいてもグレアの課題は生じ得る。つまり、内面にフレネルレンズが形成された光学部材を備えるLED照明装置においてグレアは起こり得る課題であり、ダクトレールに取り付けられるLED照明装置以外のLED照明装置を発明の対象としてもよい。
本発明はグレアの課題を解決するものであるが、上記実施形態で説明したグレア以外の課題を解決する効果・その構成については、ダクトレールに取り付けて使用されるLED照明装置に限定するものでなく、場合によっては、ダウンライト、シーリングライト、直管状ベースライト等のLED照明装置を発明の対象とできる。
【0056】
2.光源モジュール
光源モジュールは、所謂COBタイプを利用したが、他のタイプを利用してもよい。発光部403は円形状をしているが、正方形等の他の形状であってもよい。基板401は正方形状をしているが、円形状等の他の形状であってもよい。
発光部は、基板401の中央に存在していたが、照明装置の中心軸上に存在していればよく、基板の端寄りに存在してもよい。
光源モジュールは、ホルダ43を利用して載置板42に固定されているが、例えばねじ等の固定具により直接載置板に固定されてもよい。
【0057】
3.光学部材
光学部材41は内面に同心のフレネルレンズ様の凸条(光源側に向けて突出した)パターンを有している。本発明は、フレネルレンズを使用した場合の課題を解決するものであるが、他の課題に着目する発明において、レンズ体は内面のフレネルレンズや外面の凸レンズ領域の一方又は両方を有しなくてもよい。
光学部材41の端壁部417は表側に膨出している。しかしながら、端壁部は、裏側に膨出してもよいし、平坦であってもよい。光学部材は、ホルダ43に固定されているが、他の部材、例えば載置板に固定されてもよい。
光学部材は、筒部415と端壁部417とを有していたが、筒部を有しない構造であってもよく、端壁部をホルダ等に固定してもよい。
光学部材41の内面の凸レンズ412はフレネルレンズ411の最内周の凸条部分417aの径が小さい場合(発光部の直径の約半分程度)、なくてもよい。
【0058】
光学部材41の外面の凸レンズ領域417bに形成されている複数個の凸レンズは、
図7や
図12の(a)に示すようにすべて同じ構造(大きさ)の凸レンズ413,1413でも良いし、複数の種類のレンズであってもよい。例えば、直径が異なる2種類の凸レンズを利用する場合、径の小さい凸レンズを中央に配し、その外周側に径の大きい凸レンズを配してもよいし、
図12の(b)に示すように、径の大きい凸レンズ2413Aを中央に配し、その外周側に径の小さい凸レンズ2413Bを配してもよい。なお、
図12の(a)に示す光学部材1041は配向が30[°]以上の広角配向タイプであり、
図12の(b)に示す光学部材2041は配向が10[°]以上、30[°]未満の挟角配向タイプや中角配向タイプである。
【0059】
凸レンズ領域417bの複数個の凸レンズは、すべて同じピッチで配されてもよいし、異なるピッチで配されてもよい。外面の複数個の凸部(413)は同心の円周上に配されていたが、他のパターンで配されてもよい。例えば、複数個の凸部を、格子状に配してもよいし、互い違い状に配してもよい。ここでの互い違い状には、複数個の凸部を直線上に配し、当該直線上に配された凸部に対して前記直線方向にズレた状態で複数個の凸部を前記直線と平行な直線上に配するような場合も含む。
【0060】
光学部材の形状及び構造は実施形態の光学部材41に限定するものでない。例えば、
図12の(b)に示すように光学部材2041の膨出半径が光学部材41の膨出半径より小さくても良いし、大きくてもよい。また、フレネルレンズ411を構成する垂直面のピッチも実施形態に限定するものでない。例えば、
図12の(a)に示すようにフレネルレンズ1411における垂直面のピッチが小さくてもよいし、
図12の(b)に示すようにフレネルレンズ2411における垂直面のピッチが大きくてもよい。また、垂直面のピッチは、一定でもよいし、一定でなくてもよい。
【0061】
フレネルレンズ411の(最内周の直径D2)と凸レンズ領域417b(の直径D1)との関係は、上述のように、0.9×D2≦ D1 にあればよく、その上限は特に限定するものではない。例えば、
図12の(a)に示すようにフレネルレンズ1411の中心から半径の1/3までの領域が凸レンズ領域1417bであってもよいし、
図12の(b)に示すようにフレネルレンズ2411の中心から半径の1/2までの領域が凸レンズ領域2417bであってもよいし、光学部材の外面の全領域が凸レンズ領域であってもよい。
【0062】
4.ホルダ
ホルダ43は光学部材41を固定する固定機能(延伸部435)を有している。しかしながら、ホルダは、光源モジュールを固定できればよく、光学部材固定機能を有しなくてもよい。ただし、ホルダは、光源モジュールの光を通す通光機能を有する必要がある。
【0063】
5.ケース
ケースは、ケース本体46とフード47とを別体で備えていたが、ケース本体とフードとを一体で備えてもよい。LED照明装置は、ケース(ケース本体)を備えていたが、設置面の形態やLED照明装置のタイプ(用途)によっては、ケース(ケース本体)を備えなくてもよい。ケース(ケース本体)を備えない例としてはフードが設置面の開口に固定されるようなダウンライトがある。なお、ケース本体を有しないケースは存在しないものとして説明している。
ケース本体は、テーパ筒部分461aとストレート筒部分461bとを有しているが、ケース本体の形状をこれに限定するものでない。また、ケース本体は、貫通孔461d,463aを有しているが、ヒートシンク45を必要としない場合貫通孔を有しなくてもよい。
フードは、載置板42に固定されているが、例えばホルダに固定されてもよい。フード47は白色系の樹脂により構成されているが、筒部の内周面に反射用の塗料を塗布してもよいし、メッキを施してもよい。
【0064】
6.その他
レンズカバは、光学部材41と共にホルダ43に装着されているが、フードに装着されてもよい。ヒートシンク45は、光源モジュール40の発熱量が少ない場合は、備えなくてもよい。