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JP5419852B2 - Lighting device - Google Patents

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JP5419852B2
JP5419852B2 JP2010265565A JP2010265565A JP5419852B2 JP 5419852 B2 JP5419852 B2 JP 5419852B2 JP 2010265565 A JP2010265565 A JP 2010265565A JP 2010265565 A JP2010265565 A JP 2010265565A JP 5419852 B2 JP5419852 B2 JP 5419852B2
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light
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led
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信高 小林
俊之 米田
健吾 石井
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Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Lighting Corp
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Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Lighting Corp
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Description

この発明は、発光ダイオードなどの光源を用いた間接照明方式の照明装置に関する。   The present invention relates to an indirect illumination type illumination device using a light source such as a light emitting diode.

蛍光灯や白熱電球などの従来光源に比べ、発光ダイオード(以下「LED」と呼ぶ。)は、長寿命である。LEDは、近年その発光効率や光束の向上に伴って、オフィスビル、商業施設や学校、病院などの公共施設でも、天井用照明装置の光源として用いられ始めている。通常、1つの照明装置に数1000[lm]の光束が求められるのに対し、LED1灯あたりの光束は100[lm]程度である。このため、1つの照明装置に複数灯のLEDが搭載される。
LEDは小型で発光面積が小さいため高輝度である。つまり、LEDは、眩しい。そこで、オフィス等の天井に用いる場合は、眩しさを軽減するために、LEDの正面に拡散性のカバーを設ける方式がある。カバーを通過する光が拡散されることで、LEDの眩しさが緩和される。
例えば、LEDからの光が入射する側の面、もしくは出射する側の面、あるいはその双方を梨地面としたカバーであれば、梨地面の面粗さをより粗くすることにより、カバーの拡散性を高めることができる。あるいは、拡散材を練り込んだカバーであれば、拡散材の濃度を高くすることにより、カバーの拡散性を高めることができる。これにより、LEDの眩しさをより軽減することができる。
あるいは、0.1Wクラスの低出力のLEDを多数アレイ状に並べることで、LED一個あたりの眩しさを低く抑える方式がある。
また、オフィス等で作業する人の眼に優しい、より好適な手法として、LEDが外部から直接見えない導光板を用いる方式や、LEDからの光を一度白色の板やシートに当てて拡散反射させ、散乱光により空間を柔らかく照らす間接照明方式がある。
Compared with conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps, light emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”) have a long life. In recent years, LEDs have begun to be used as light sources for ceiling lighting devices in public buildings such as office buildings, commercial facilities, schools, and hospitals as the luminous efficiency and luminous flux have improved. Usually, a luminous flux of several thousand [lm] is required for one lighting device, whereas the luminous flux per LED is about 100 [lm]. For this reason, a plurality of LEDs are mounted on one lighting device.
Since the LED is small and has a small light emitting area, it has high luminance. That is, the LED is dazzling. Therefore, when used on the ceiling of an office or the like, there is a method in which a diffusive cover is provided in front of the LED in order to reduce glare. As the light passing through the cover is diffused, the glare of the LED is alleviated.
For example, in the case of a cover in which the surface on which the light from the LED is incident, the surface on which the light is emitted, or both of them is a textured surface, the surface roughness of the textured surface is made rougher, thereby diffusing the cover. Can be increased. Or if it is a cover which knead | mixed the diffusion material, the diffusibility of a cover can be improved by making the density | concentration of a diffusion material high. Thereby, the glare of LED can be reduced more.
Alternatively, there is a method in which the dazzling per LED is kept low by arranging a large number of 0.1 W class low output LEDs in an array.
In addition, as a more suitable method that is friendly to the eyes of people working in offices, etc., a method using a light guide plate in which the LED is not directly visible from the outside, or light from the LED is once applied to a white plate or sheet to diffusely reflect it. There is an indirect illumination system that softly illuminates the space with scattered light.

特開2007−87658号公報JP 2007-87658 A 特開2009−252737号公報JP 2009-252737 A

拡散カバーを用いる方式において、LEDの眩しさを緩和するため、拡散カバーの拡散性を高めると、拡散カバーによってLED側へ後方散乱される光の割合が増加するため、光の取り出し効率が低下する。ここで、光の取り出し効率とは、(照明装置から出射される総光束)/(全LEDから出射される総光束)と定義する。
光の取り出し効率が低いと、求められる部屋内の明るさ、すなわち照度を満足するために、照明装置に搭載されるLEDの個数を増やさなければならない。現在、LEDは蛍光灯や白熱電球などの従来光源に比べ、得られる光束に対する価格がまだまだ高く、LEDの個数増加はコスト高になる。
低出力のLEDを多数アレイ状に並べる方式は、1Wクラス以上の高出力のLEDを使用する場合に比べ、同じ光束を得た時のLEDコストが2倍程もするため、相当なコスト高になる。
導光板を用いる方式は、一般に光の取り出し効率が約80%と低い。間接照明方式は、さらに取り出し効率が低い。やはりLEDの個数増加が必要になる。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、高い光の取り出し効率を有する間接照明方式の照明装置を提供することを目的とする。
In a method using a diffusion cover, if the diffusibility of the diffusion cover is increased in order to alleviate the glare of the LED, the ratio of the light back-scattered to the LED side by the diffusion cover increases, so the light extraction efficiency decreases. . Here, the light extraction efficiency is defined as (total luminous flux emitted from the illumination device) / (total luminous flux emitted from all LEDs).
If the light extraction efficiency is low, the number of LEDs mounted on the lighting device must be increased in order to satisfy the required room brightness, that is, illuminance. Currently, LEDs are still more expensive than the conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent bulbs, and the number of LEDs increases in cost.
The method of arranging a large number of low-power LEDs in an array form is considerably expensive because the LED cost for obtaining the same luminous flux is about twice that of using a high-power LED of 1W class or higher. Become.
The method using a light guide plate generally has a low light extraction efficiency of about 80%. The indirect illumination method has a lower extraction efficiency. Again, it is necessary to increase the number of LEDs.
The present invention has been made, for example, in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an indirect illumination type illumination device having high light extraction efficiency.

この発明にかかる照明装置は、
光源部と、屈折部と、拡散反射部とを有し、
上記光源部は、所定の配置方向に直線状に並んで配置された複数の光源を有し、
上記複数の光源のそれぞれは、上記配置方向に対して略垂直な所定の放射方向を中心とする所定の範囲へ向けて光を放射し、
上記屈折部は、略円柱状であり、上記光源部が放射した光を屈折透過し、上記配置方向に対して略平行に配置され、
上記拡散反射部は、表面を有する略平面状であり、上記屈折部が屈折透過した光を拡散反射し、上記配置方向と、上記略円柱状の屈折部の中心軸の方向と、及び上記放射方向に対して略平行に、かつ、上記表面の側に上記光源部と上記屈折部とが位置するように配置され、
上記中心軸は、
上記複数の光源のどの光源の上記放射方向よりも、上記拡散反射部の上記表面の方向へ偏芯することを特徴とする。
The lighting device according to the present invention includes:
A light source unit, a refraction unit, and a diffuse reflection unit;
The light source unit has a plurality of light sources arranged in a straight line in a predetermined arrangement direction,
Each of the plurality of light sources emits light toward a predetermined range centered on a predetermined radiation direction substantially perpendicular to the arrangement direction,
The refraction part is substantially cylindrical, refracts and transmits light emitted from the light source part, and is arranged substantially parallel to the arrangement direction.
The diffuse reflection portion has a substantially planar shape having a surface, diffuses and reflects the light refracted and transmitted by the refractive portion, the arrangement direction , the direction of the central axis of the substantially cylindrical refractive portion, and the radiation. Arranged so that the light source part and the refracting part are positioned substantially parallel to the direction and on the surface side ,
The central axis is
It is characterized by being decentered in the direction of the surface of the diffuse reflector from the radiation direction of any light source of the plurality of light sources .

この発明にかかる照明装置によれば、(1)人の眼に優しい間接照明を、(2)高い光の取り出し効率で、(3)安価簡便に実現することができる。   According to the illumination device according to the present invention, (1) indirect illumination friendly to human eyes can be realized (2) with high light extraction efficiency, and (3) inexpensive and simple.

実施の形態1におけるLED照明装置10の構造の一例を示す分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view showing an example of the structure of the LED lighting device 10 according to the first embodiment. 実施の形態1におけるLED照明装置10の短手方向Xの断面の一例を示す側面視断面図。FIG. 3 is a cross-sectional side view showing an example of a cross section in the short-side direction X of the LED lighting device 10 according to the first embodiment. 実施の形態1におけるLED1の放射した光がロッドレンズ3を透過する様子の一例を示す一部拡大側面視断面図。FIG. 4 is a partially enlarged side sectional view showing an example of a state in which light emitted from the LED 1 in the first embodiment is transmitted through a rod lens 3. 比較例のLED照明装置を示す側面視断面図。Side surface sectional drawing which shows the LED lighting apparatus of a comparative example. 実験により求めた距離sの必要最小値を表わすグラフ図。The graph figure showing the required minimum value of distance s calculated | required by experiment. ロッドレンズ3に入射した光が反射シート5に対して平行な方向へ出射する条件を説明するための図。The figure for demonstrating the conditions from which the light which injected into the rod lens 3 radiate | emits in the direction parallel to the reflective sheet. 出射点502の位置を変えてロッドレンズ3の出射する光が反射シート5に対して平行方向へ進むときの、入射点501における入射角511が変化する様子を説明するための図。The figure for demonstrating a mode that the incident angle 511 in the incident point 501 changes when the light which the rod lens 3 outputs changes in the position of the emission point 502, and advances to a parallel direction with respect to the reflective sheet 5. FIG. LED1の発光点503が満たすべきもう一つの条件を説明するための図。The figure for demonstrating another condition which the light emission point 503 of LED1 should satisfy | fill. 実施の形態2におけるリフレクタ4の形状の一例を示す一部拡大側面視断面図。FIG. 9 is a partially enlarged side sectional view showing an example of the shape of a reflector 4 in the second embodiment. 比較例のリフレクタ4の形状を示す一部拡大側面視断面図。The partially expanded side view sectional drawing which shows the shape of the reflector 4 of a comparative example. 式(11)より求めたθとθとの関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between (theta) 0 and (theta) 1 calculated | required from Formula (11). ロッドレンズ3の内側で一回反射してから出射される光の光路を説明するための図。The figure for demonstrating the optical path of the light radiate | emitted after reflecting once inside the rod lens 3. FIG. 図12において、放射角517を変えずに入射点501の位置を変化させた場合に照射点505の位置が変化する様子を説明するための図。FIG. 13 is a diagram for explaining how the position of the irradiation point 505 changes when the position of the incident point 501 is changed without changing the radiation angle 517 in FIG. 12. 放射角517と距離521との関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the relationship between the radiation angle 517 and the distance 521. FIG. 距離521が一定になる放射角517と入射点501の位置との関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the relationship between the radiation angle 517 where the distance 521 becomes constant, and the position of the incident point 501. LED1の発光点503の位置が満たすべき条件を説明するための図。The figure for demonstrating the conditions which the position of the light emission point 503 of LED1 should satisfy | fill. 偏芯量Δ及び距離Dと、光の取り出し効率との関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between eccentricity (DELTA) and distance D, and the extraction efficiency of light. 直径φ及び距離Dと、光の取り出し効率との関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between diameter (phi) and distance D, and the extraction efficiency of light. パラメータαと、光の取り出し効率との関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between parameter (alpha) and the extraction efficiency of light. パラメータαと、光の取り出し効率との関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between parameter (alpha) and the extraction efficiency of light. 反射シート5における反射点562と、光の取り出し効率との関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between the reflective point 562 in the reflective sheet 5, and the extraction efficiency of light. LED照明装置10の構造の別の例を示す側面視断面図。FIG. 4 is a side view sectional view showing another example of the structure of the LED lighting device 10. LED照明装置10の構造の更に別の例を示す側面視断面図。The side view sectional drawing which shows another example of the structure of the LED lighting apparatus 10. FIG. LED照明装置10の構造のまた更に別の例を示す側面視断面図。The side view sectional drawing which shows another example of the structure of the LED lighting apparatus 10. FIG.

実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図8を用いて説明する。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、この実施の形態におけるLED照明装置10の構造の一例を示す分解斜視図である。
図2は、この実施の形態におけるLED照明装置10の短手方向Xの断面の一例を示す側面視断面図である。
LED照明装置10(照明装置)は、2枚の基板2と、2本のロッドレンズ3と、2個のリフレクタ4と、反射シート5と、ケース6と、筐体7とを有する。
基板2(光源部)には、複数のLED1が実装されている。それぞれのLED1(光源)は、基板2に対してほぼ垂直な正面方向(所定の放射方向)を中心とする範囲(所定の放射範囲)へ向けて光を放射する。LED1は、例えば、光が実際に放射される方向と正面方向とのなす角度が90度未満の範囲へ向けて光を放射し、角度が大きくなるほど、光が弱くなる配光特性を有する。複数のLED1は、例えば、直線状かつ等間隔に配列・実装されている。
基板2は、例えば、アルミニウムなどの金属や、ガラスエポキシ樹脂やセラミックなどの板材により形成されている。基板2の表面には、LED1を実装するための回路パターンがプリントされている。なお、基板2上に設けられている回路パターンや、LED1に電力を供給するためのコネクタなどは、図示を省略している。基板2は、LED1が配列されている方向が、LED照明装置10の長手方向Yとほぼ一致する向きに配置され、例えばケース6に固定されている。すなわち、複数のLED1は、LED照明装置10の長手方向Yと一致する方向(所定の配置方向)に並んで配置されている。2枚の基板2は、向かい合わせに配置されている。2枚の基板は、ほぼ平行に配置されている。一方の基板2に実装されたLED1の正面方向と、他方の基板2に実装されたLED1の正面方向とは、ちょうど逆方向であり、一方の基板2に実装されたそれぞれのLED1のほぼ正面に、他方の基板2に実装されたそれぞれのLED1が位置する。
ロッドレンズ3(屈折部)は、アクリルやポリカーボネートなどの透明樹脂やガラスなどLED1が放射した光を透過する透明な材料で形成されている。ロッドレンズ3の材料の屈折率は、例えば1.4以上1.7以下である。ロッドレンズ3は、円柱状である。ロッドレンズ3の円筒面3A(側面)は、鏡面状に加工されていて、光を正透過する。ロッドレンズ3の両端面3B(底面)は、鏡面状もしくは梨地面状に加工されていて、光を正透過あるいは拡散透過する。2本のロッドレンズ3は、2枚の基板2にそれぞれ対応し、対応する基板2に近接して配置されている。ロッドレンズ3の中心軸3Cは、LED1の配置方向とほぼ平行に配置されている。ロッドレンズ3は、LED1の真正面に位置するのではなく、中心軸3Cが反射シート5側(ケース6の底面6A側)へシフトしている。すなわち、ロッドレンズ3は、LED1の光軸に対して、偏芯している。
リフレクタ4は、例えば、白色のポリカーボネートなど、光を拡散反射する樹脂によって形成されている。リフレクタ4の表面は、梨地面状もしくは鏡面状に加工されている。リフレクタ4は、基板2のLED1が実装されている面の側に配置されている。リフレクタ4には、それぞれのLED1に対応する開口4Aが設けられている。リフレクタ4は、開口4Aの出光側に、傾斜面4B・4C、内筒面4D・4E、庇4Fを備える。内筒面4D・4Eの形状は、ロッドレンズ3の円筒面3Aに沿った曲面である。傾斜面4Bは、ロッドレンズ3の円筒面3Aに接し、内筒面4Dから連続した平面である。傾斜面4Cは、ロッドレンズ3の円筒面3Aに接し、内筒面4Eから連続した平面である。傾斜面4B,4Cは、LED1の放射した光がロッドレンズ3に入射するのを遮らない位置に配置されている。傾斜面4B,4Cは、LED1が放射した光のうち、ロッドレンズ3に直接入射しない方向に放射された光を拡散反射して、ロッドレンズ3に入射させることにより、LED照明装置10の発光効率を高める。庇4F(外側遮光部)は、ロッドレンズ3の上に張り出している。ロッドレンズ3は、庇4Fと、反射シート5との間に位置する。
また、リフレクタ4は、両端に、環状部4Gが設けられている。環状部4Gは、円環状であり、内側にロッドレンズ3を保持する。なお、環状部4Gの形状は、ロッドレンズ3を保持できれば他の形状であってもよい。また、リフレクタ4を射出成形により製造できるようにするため、環状部4Gをリフレクタ4から切り離した別部材とする構成であってもよい。あるいは、リフレクタ4がロッドレンズ3を保持するのではなく、筐体7の端面7Bとロッドレンズ3の端面3Bをネジ止め等で固定するなど、他の構成によりロッドレンズ3を保持する構成であってもよい。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of the structure of the LED lighting device 10 according to this embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional side view showing an example of a cross section in the lateral direction X of the LED lighting device 10 in this embodiment.
The LED illumination device 10 (illumination device) includes two substrates 2, two rod lenses 3, two reflectors 4, a reflection sheet 5, a case 6, and a housing 7.
A plurality of LEDs 1 are mounted on the substrate 2 (light source unit). Each LED 1 (light source) emits light toward a range (predetermined emission range) centered on a front direction (predetermined emission direction) substantially perpendicular to the substrate 2. The LED 1 emits light toward a range where the angle between the direction in which light is actually emitted and the front direction is less than 90 degrees, for example, and has a light distribution characteristic that the light becomes weaker as the angle increases. The plurality of LEDs 1 are arranged and mounted in a straight line at equal intervals, for example.
The substrate 2 is formed of, for example, a metal such as aluminum, or a plate material such as glass epoxy resin or ceramic. A circuit pattern for mounting the LED 1 is printed on the surface of the substrate 2. In addition, the circuit pattern provided on the board | substrate 2, the connector for supplying electric power to LED1, etc. are abbreviate | omitting illustration. The substrate 2 is arranged in a direction in which the direction in which the LEDs 1 are arranged substantially coincides with the longitudinal direction Y of the LED lighting device 10, and is fixed to the case 6, for example. That is, the plurality of LEDs 1 are arranged side by side in a direction (predetermined arrangement direction) that coincides with the longitudinal direction Y of the LED lighting device 10. The two substrates 2 are arranged facing each other. The two substrates are arranged substantially in parallel. The front direction of the LED 1 mounted on the one substrate 2 and the front direction of the LED 1 mounted on the other substrate 2 are just opposite directions, and almost in front of each LED 1 mounted on the one substrate 2. Each LED 1 mounted on the other substrate 2 is located.
The rod lens 3 (refractive part) is formed of a transparent material that transmits light emitted from the LED 1, such as a transparent resin such as acrylic or polycarbonate, or glass. The refractive index of the material of the rod lens 3 is, for example, not less than 1.4 and not more than 1.7. The rod lens 3 has a cylindrical shape. The cylindrical surface 3 </ b> A (side surface) of the rod lens 3 is processed into a mirror shape and transmits light in the forward direction. Both end surfaces 3B (bottom surfaces) of the rod lens 3 are processed into a mirror surface shape or a satin surface shape, and transmit light in a regular or diffuse manner. The two rod lenses 3 respectively correspond to the two substrates 2 and are arranged close to the corresponding substrates 2. The central axis 3C of the rod lens 3 is arranged substantially parallel to the arrangement direction of the LEDs 1. The rod lens 3 is not located in front of the LED 1 but the center axis 3C is shifted to the reflection sheet 5 side (the bottom surface 6A side of the case 6). That is, the rod lens 3 is eccentric with respect to the optical axis of the LED 1.
The reflector 4 is formed of a resin that diffuses and reflects light, such as white polycarbonate. The surface of the reflector 4 is processed into a matte surface shape or a mirror surface shape. The reflector 4 is disposed on the side of the surface of the substrate 2 where the LED 1 is mounted. The reflector 4 is provided with openings 4A corresponding to the respective LEDs 1. The reflector 4 includes inclined surfaces 4B and 4C, inner cylindrical surfaces 4D and 4E, and a flange 4F on the light output side of the opening 4A. The shapes of the inner cylindrical surfaces 4D and 4E are curved surfaces along the cylindrical surface 3A of the rod lens 3. The inclined surface 4B is a flat surface in contact with the cylindrical surface 3A of the rod lens 3 and continuous from the inner cylindrical surface 4D. The inclined surface 4C is a flat surface in contact with the cylindrical surface 3A of the rod lens 3 and continuing from the inner cylindrical surface 4E. The inclined surfaces 4B and 4C are disposed at positions that do not block the light emitted from the LED 1 from entering the rod lens 3. The inclined surfaces 4 </ b> B and 4 </ b> C diffuse and reflect light emitted from the LED 1 in a direction not directly incident on the rod lens 3, and enter the rod lens 3, whereby the luminous efficiency of the LED illumination device 10. To increase. The flange 4F (outer light shielding portion) projects over the rod lens 3. The rod lens 3 is located between the flange 4F and the reflection sheet 5.
Moreover, the reflector 4 is provided with annular portions 4G at both ends. The annular portion 4G has an annular shape and holds the rod lens 3 inside. The shape of the annular portion 4G may be other shapes as long as the rod lens 3 can be held. Further, the annular portion 4G may be a separate member separated from the reflector 4 so that the reflector 4 can be manufactured by injection molding. Alternatively, the reflector 4 does not hold the rod lens 3, but the rod lens 3 is held by another configuration, such as fixing the end surface 7B of the housing 7 and the end surface 3B of the rod lens 3 with screws or the like. May be.

ケース6は、例えば鋼板やアルミニウムなどの平面板状の部材を折り曲げてコの字形にした形状であり、底面6Aと、2つの端面6Bとを有する。端面6Bは、底面6Aの短手方向両端に位置し、底面6Aに対してほぼ垂直である。2つの端面6Bは、互いにほぼ平行である。
LED1が実装された基板2・ロッドレンズ3・リフレクタ4の3つは組であり、ケース6の左右両側にそれぞれ1組ずつ対向して配置される。基板2及びリフレクタ4は、例えば、ケース6の端面6Bにネジ止めなどにより取り付けられる。
ケース6をアルミニウムなど熱伝導率の高い材料で形成することにより、放熱板としての役割を持たせ、LED1で発生した熱を逃がす構成としてもよい。
The case 6 has a U-shape formed by bending a flat plate-like member such as a steel plate or aluminum, and has a bottom surface 6A and two end surfaces 6B. The end surface 6B is located at both ends in the short side direction of the bottom surface 6A and is substantially perpendicular to the bottom surface 6A. The two end faces 6B are substantially parallel to each other.
The substrate 2, the rod lens 3, and the reflector 4 on which the LED 1 is mounted are a set, and one set is disposed on the left and right sides of the case 6 so as to face each other. The board | substrate 2 and the reflector 4 are attached to the end surface 6B of the case 6 by screwing etc., for example.
The case 6 may be made of a material having high thermal conductivity such as aluminum so as to have a role as a heat radiating plate and to release heat generated in the LED 1.

反射シート5は、例えば白色シートなどであり、光を高い反射率で拡散反射する。反射シート5は、ケース6の底面6Aに設置されている。反射シート5は、例えば、接着やネジ止めなどにより、ケース6に固定される。反射シート5は、長手方向Yの端部が筐体7の端面7Bに沿うように折られている。反射シート5は、ケース6と同じくコの字形をしているが、そのコの字形の方向はケース6に直交する方向である。
筐体7は、例えば直方体箱状であり、一方の面が開口している。筐体7は、LED1、基板2、ロッドレンズ3、リフレクタ4、反射シート5を搭載したケース6や、LED1を点灯する電力を供給する電源(図示省略)などを収納する。なお、ケース6の上面部分、LED照明装置10から出光される開口部10Aには、内部の汚れを防止し清掃を容易にするための透明なカバーを被せる構成であってもよい。
The reflection sheet 5 is, for example, a white sheet, and diffuses and reflects light with a high reflectance. The reflection sheet 5 is installed on the bottom surface 6 </ b> A of the case 6. The reflection sheet 5 is fixed to the case 6 by, for example, adhesion or screwing. The reflection sheet 5 is folded so that the end in the longitudinal direction Y is along the end surface 7 </ b> B of the housing 7. The reflection sheet 5 has a U-shape, similar to the case 6, but the direction of the U-shape is a direction orthogonal to the case 6.
The housing 7 has, for example, a rectangular parallelepiped box shape, and one surface is open. The housing 7 houses a case 6 on which the LED 1, the substrate 2, the rod lens 3, the reflector 4, and the reflection sheet 5 are mounted, a power supply (not shown) that supplies power for turning on the LED 1, and the like. Note that the upper surface portion of the case 6 and the opening 10 </ b> A emitted from the LED lighting device 10 may be configured to cover a transparent cover for preventing internal dirt and facilitating cleaning.

次に、LED照明装置10における光線の振る舞いについて説明する。   Next, the behavior of light rays in the LED lighting device 10 will be described.

図3は、この実施の形態におけるLED1の放射した光がロッドレンズ3を透過する様子の一例を示す一部拡大側面視断面図である。   FIG. 3 is a partially enlarged side sectional view showing an example of a state in which light emitted from the LED 1 in this embodiment is transmitted through the rod lens 3.

LED1の発光面1Aのサイズは、例えば数mm程度である。発光面1Aの任意の点より発せられた光線群は、ロッドレンズ3がLED1に対して偏芯しているため、反射シート5の方向へ屈折する。この図では、発光面1Aの両端の2点より発せられた光線群を描いている。   The size of the light emitting surface 1A of the LED 1 is, for example, about several mm. A light ray group emitted from an arbitrary point on the light emitting surface 1A is refracted in the direction of the reflection sheet 5 because the rod lens 3 is eccentric with respect to the LED 1. In this figure, a group of light rays emitted from two points on both ends of the light emitting surface 1A are drawn.

この図に示したように、ロッドレンズ3から直接開口部10Aを通過して外部へ出射される光線はほとんどない。LED1が放射した光線は、一度反射シート5で拡散反射されるため、オフィス等で作業する人からLED1が直接見えることはない。これにより、散乱光により空間を柔らかく照らす間接照明が実現される。   As shown in this figure, there is almost no light emitted from the rod lens 3 directly to the outside through the opening 10A. Since the light beam emitted from the LED 1 is once diffusely reflected by the reflection sheet 5, the LED 1 is not directly visible to a person working in an office or the like. Thereby, the indirect illumination which softly illuminates space with scattered light is implement | achieved.

図4は、比較例のLED照明装置を示す側面視断面図である。
なお、この実施の形態におけるLED照明装置10と共通する部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional side view showing an LED lighting device of a comparative example.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in the LED lighting apparatus 10 in this embodiment, and description is abbreviate | omitted.

比較例として、ロッドレンズ3を設けない場合の例を示す。LED1の光が開口部10Aより直接出射しては間接照明にならないので、LED1の光を遮光するためリフレクタ4の庇4Fを長くする必要がある。このため、開口部10Aが狭くなっている。これにより、LED1が放射した光の多くが、庇4Fと傾斜面4Cおよび反射シート5の間で反射を繰り返し、減衰するので、光の取り出し効率は70%程度になる。   As a comparative example, an example in which the rod lens 3 is not provided is shown. Since the light of the LED 1 is directly emitted from the opening 10A and does not become indirect illumination, it is necessary to lengthen the flange 4F of the reflector 4 in order to shield the light of the LED 1. For this reason, the opening 10A is narrowed. Thereby, most of the light emitted by the LED 1 is repeatedly reflected and attenuated between the ridge 4F, the inclined surface 4C, and the reflection sheet 5, so that the light extraction efficiency is about 70%.

これに対し、この実施の形態におけるLED照明装置10は、前述したとおり偏芯したロッドレンズ3が、LED1からロッドレンズ3へ入射した光を反射シート5の方向へ屈折させる。このため、庇4Fの部分を短くすることができ、開口部10Aを広くすることができる。これにより、庇4Fと反射シート5の間の繰り返し反射が抑えられ、85%以上の高い光の取り出し効率を得ることができる。   In contrast, in the LED illumination device 10 according to this embodiment, the eccentric rod lens 3 refracts the light incident on the rod lens 3 from the LED 1 in the direction of the reflection sheet 5 as described above. For this reason, the portion of the flange 4F can be shortened, and the opening 10A can be widened. Thereby, the repetitive reflection between the ridge 4F and the reflection sheet 5 is suppressed, and a high light extraction efficiency of 85% or more can be obtained.

なお、ロッドレンズ3は断面が円形であり、片側平面・片側凸面のシリンダーレンズよりも焦点距離が短い。焦点距離が短いということは、すなわちレンズの屈折力が高いということであり、LED1とレンズの間隔が狭くても、LED1からの光を反射シート5の方へと屈折させることができる。したがって、断面が円形のロッドレンズ3は、LED1に接するほど近くに配置することができる。このため、シリンダーレンズを用いる場合に比べ、ロッドレンズ3におけるLED1からの光の取り込み角が大きくなる。これにより、高い光の取り出し効率を実現することができる。   The rod lens 3 has a circular cross section, and has a shorter focal length than the one-side flat and one-side convex cylinder lens. The short focal length means that the refractive power of the lens is high, and even if the distance between the LED 1 and the lens is narrow, the light from the LED 1 can be refracted toward the reflecting sheet 5. Therefore, the rod lens 3 having a circular cross section can be disposed as close to the LED 1 as possible. For this reason, compared with the case where a cylinder lens is used, the taking-in angle of the light from LED1 in the rod lens 3 becomes large. Thereby, high light extraction efficiency can be realized.

なお、断面が円形のロッドレンズ3に代えて、焦点距離が短く、屈折力が高い他の形状のレンズを用いる構成であってもよい。例えば、扁平率が小さく円形に近い楕円形状の断面を持つレンズを用いる構成であってもよいし、断面が略円形の両側凸面のレンズを用いる構成であってもよい。   Instead of the rod lens 3 having a circular cross section, a lens having a short focal length and a high refractive power may be used. For example, a configuration using a lens having an elliptical cross section with a small flatness and a nearly circular shape may be used, or a configuration using both convex lenses having a substantially circular cross section may be used.

以上のように、この実施の形態におけるLED照明装置10によれば、直線状に配列されたLED1の正面に、LED1の光軸に対して偏芯したロッドレンズ3を設けることにより、光の取り出し効率の高い間接照明を実現できる。   As described above, according to the LED illumination device 10 in this embodiment, the light extraction is performed by providing the rod lens 3 that is eccentric with respect to the optical axis of the LED 1 on the front surface of the LEDs 1 that are linearly arranged. Highly efficient indirect lighting can be realized.

また、この実施の形態におけるLED照明装置10は、ロッドレンズ3として、透明樹脂やガラスにより形成された丸棒材を用いるので、安価かつ簡便に製造することができる。ロッドレンズ3は断面が円形であるから回転対称形状である。したがって、シリンダーレンズなどの回転対称でないレンズと異なり、組み立て時に角度管理をする必要がない。これにより、LED照明装置10を容易に製造することができ、製造コストを低く抑えることができる。
また、光の取り出し効率が高いので、LED照明装置10に搭載されるLED1の個数が少なくても、必要な明るさを得ることができる。LED1の個数を抑えることができるので、更に製造コストを低くすることができ、省エネルギーを実現することができる。
この実施の形態におけるLED照明装置10によれば、(1)人の眼に優しい間接照明を、(2)高い光の取り出し効率で、(3)安価簡便に実現することができる。
Moreover, since the LED illuminating device 10 in this embodiment uses the round bar material formed with transparent resin or glass as the rod lens 3, it can be manufactured cheaply and simply. Since the rod lens 3 has a circular cross section, it has a rotationally symmetric shape. Therefore, unlike a lens that is not rotationally symmetric, such as a cylinder lens, it is not necessary to manage the angle during assembly. Thereby, the LED lighting apparatus 10 can be manufactured easily and manufacturing cost can be suppressed low.
Moreover, since the light extraction efficiency is high, the necessary brightness can be obtained even if the number of LEDs 1 mounted on the LED lighting device 10 is small. Since the number of the LEDs 1 can be suppressed, the manufacturing cost can be further reduced and energy saving can be realized.
According to the LED illumination device 10 in this embodiment, (1) indirect illumination that is kind to human eyes can be realized (2) with high light extraction efficiency, and (3) inexpensive and simple.

次に、ロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量について説明する。   Next, the amount of eccentricity of the rod lens 3 with respect to the LED 1 will be described.

図3に示したように、LED1からの光を反射シート5の方へ屈折させるため、ロッドレンズ3をLED1の真正面に配置するのではなく、反射シート5側へ偏芯させる。この偏芯量Δが小さすぎると、ロッドレンズ3を透過したLED1の光が直接開口部10Aを通過して外部へ出射されるので、偏芯量Δには、間接照明が実現されるための必要最小値が存在する。   As shown in FIG. 3, in order to refract the light from the LED 1 toward the reflection sheet 5, the rod lens 3 is not arranged in front of the LED 1 but is eccentric to the reflection sheet 5 side. If the amount of eccentricity Δ is too small, the light of the LED 1 that has passed through the rod lens 3 directly passes through the opening 10A and is emitted to the outside. Therefore, the amount of eccentricity Δ is used to realize indirect illumination. A necessary minimum value exists.

ここで、偏芯量Δは、LED1の光軸L(図3参照)と、ロッドレンズ3の中心軸3Cを通り光軸Lに平行な平面(水平面H)(図3参照)との間の距離である。また、ロッドレンズ3の直径をφ、LED1の発光面1Aの幅をd、発光面1Aからロッドレンズ3までの間隔をt、発光面1Aの反射シート5側端部から水平面Hまでの距離をsとする。なお、幅dは、反射シート5に対して垂直な方向における発光面1Aの幅(図3参照)である。反射シート5に対して水平な方向における発光面1Aの幅は、幅dと同じでもよいし、異なっていてもよい。   Here, the amount of eccentricity Δ is between the optical axis L (see FIG. 3) of the LED 1 and a plane (horizontal plane H) (see FIG. 3) passing through the central axis 3C of the rod lens 3 and parallel to the optical axis L. Distance. Further, the diameter of the rod lens 3 is φ, the width of the light emitting surface 1A of the LED 1 is d, the distance from the light emitting surface 1A to the rod lens 3 is t, and the distance from the end of the light emitting surface 1A on the reflecting sheet 5 side to the horizontal plane H is Let s. The width d is the width of the light emitting surface 1A in the direction perpendicular to the reflection sheet 5 (see FIG. 3). The width of the light emitting surface 1A in the horizontal direction with respect to the reflection sheet 5 may be the same as or different from the width d.

図3に示した実線の光線と破線の光線とを比べても分かるように、偏芯量Δの必要最小値は、発光面1Aの反射シート5側端部から発せられた光がロッドレンズ3を透過後に反射シート5の方へ進むかどうかで決まる。偏芯量Δの必要最小値は、φやtに応じて値が変化する。偏芯量Δは、Δ=s+d/2と表わすことができ、dは固定値であるから、実際はsが必要最小値を持っている。   As can be seen from the comparison between the solid line and the broken line shown in FIG. 3, the necessary minimum value of the eccentricity Δ is that the light emitted from the end of the light emitting surface 1 </ b> A on the reflection sheet 5 side is the rod lens 3. It is determined by whether or not it proceeds toward the reflective sheet 5 after passing through. The required minimum value of the eccentricity Δ varies depending on φ and t. The amount of eccentricity Δ can be expressed as Δ = s + d / 2, and since d is a fixed value, s actually has a necessary minimum value.

ロッドレンズ3の材料として屈折率1.49のアクリルを用いて、発光面1Aからロッドレンズ3までの間隔tと、ロッドレンズの直径φを変化させて、実験を行い、発光面1Aの反射シート5側の端部から水平面Hまでの距離sの必要最小値を求めた。   Using an acrylic material with a refractive index of 1.49 as the material of the rod lens 3, the distance t from the light emitting surface 1 </ b> A to the rod lens 3 and the diameter φ of the rod lens are changed to perform an experiment, and the reflecting sheet of the light emitting surface 1 </ b> A The required minimum value of the distance s from the end on the 5 side to the horizontal plane H was determined.

図5は、実験により求めた距離sの必要最小値を表わすグラフ図である。
このように、φが大きく、あるいはtが狭くなるに伴い、sの必要最小値は、大きくなる。そして、その関係はおよそ直線的である。この図より、近似的に次の関係式(1)を得た。
FIG. 5 is a graph showing a necessary minimum value of the distance s obtained by experiments.
Thus, the necessary minimum value of s increases as φ increases or t decreases. And the relationship is approximately linear. From this figure, the following relational expression (1) was approximately obtained.

(sの必要最小値)=0.09×φ−0.56×t+0.1・・・(1)   (Required minimum value of s) = 0.09 × φ−0.56 × t + 0.1 (1)

すなわち、以下の式(2)に表すように、偏芯量Δが、上記sの必要最小値にd/2を足した値以上であれば、LED1の光が直接開口部10Aを通過して外部へ出射されず、間接照明が実現される。   That is, as shown in the following formula (2), if the amount of eccentricity Δ is equal to or greater than a value obtained by adding d / 2 to the necessary minimum value of s, the light from the LED 1 passes directly through the opening 10A. Indirect illumination is realized without being emitted to the outside.

Δ≧d/2+0.09×φ−0.56×t+0.1・・・(2)   Δ ≧ d / 2 + 0.09 × φ−0.56 × t + 0.1 (2)

この式(2)を満たすよう、ロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量Δを設定すれば、間接照明を実現することができる。   If the amount of eccentricity Δ of the rod lens 3 with respect to the LED 1 is set so as to satisfy this equation (2), indirect illumination can be realized.

図6は、ロッドレンズ3に入射した光が反射シート5に対して平行な方向へ出射する条件を説明するための図である。
光が入射点501でロッドレンズ3に入射する入射角511をθ、ロッドレンズ3の屈折率(空気に対する比屈折率)をn、入射点501における屈折角512をθとすると、スネルの法則より、sin(θ)=n・sin(θ)である。
ロッドレンズ3は円柱形状なので、出射点502における入射角513は、入射点501における屈折角512と等しく、θである。また、スネルの法則より、出射点502における屈折角514は、θである。
ロッドレンズ3の中心軸3Cから見た出射点502の方向と、反射シート5に平行な平面522(水平面H)とのなす角515が、出射点502における屈折角514と等しいθであれば、ロッドレンズ3が出射する光は、反射シート5に対して平行な方向へ進む。このとき、ロッドレンズ3の中心軸3Cから見た入射点501の方向と、反射シート5に平行な平面522(水平面H)とがなす角516は、2θ−θになる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the conditions under which light incident on the rod lens 3 is emitted in a direction parallel to the reflection sheet 5.
When the incident angle 511 at which the light is incident on the rod lens 3 at the incident point 501 is θ i , the refractive index of the rod lens 3 (relative refractive index to air) is n, and the refractive angle 512 at the incident point 501 is θ t , Snell's From the law, sin (θ i ) = n · sin (θ t ).
Since the rod lens 3 is a cylindrical shape, the incident angle 513 at the exit point 502 is equal to the refraction angle 512 at the incident point 501, a theta t. Further, according to Snell's law, the refraction angle 514 at the exit point 502 is θ i .
If the angle 515 formed by the direction of the exit point 502 viewed from the central axis 3C of the rod lens 3 and the plane 522 (horizontal plane H) parallel to the reflective sheet 5 is θ i equal to the refraction angle 514 at the exit point 502. The light emitted from the rod lens 3 travels in a direction parallel to the reflection sheet 5. At this time, an angle 516 formed by the direction of the incident point 501 viewed from the center axis 3C of the rod lens 3 and the plane 522 (horizontal plane H) parallel to the reflection sheet 5 is 2θ t −θ i .

入射点501に入射する光の入射角511がθである場合、ロッドレンズ3が出射する光は、反射シート5に対して平行な方向へ進むので、反対側のロッドレンズ3に当たり、LED照明装置10の外に直接出射されることはない。これに対して、入射点501に入射する光の入射角511がθより大きい場合、ロッドレンズ3が出射する光は、反射シート5から離れる方向へ進む。したがって、LED1の発光点が、斜線で示した領域531のなかにある場合、LED1の放射した光が、LED照明装置10の外に直接出射される可能性がある。 When the incident angle 511 of the light incident on the incident point 501 is θ i , the light emitted from the rod lens 3 travels in a direction parallel to the reflecting sheet 5, and therefore strikes the rod lens 3 on the opposite side, and LED illumination It is not emitted directly out of the device 10. On the other hand, when the incident angle 511 of the light incident on the incident point 501 is larger than θ i , the light emitted from the rod lens 3 travels away from the reflection sheet 5. Therefore, when the light emitting point of the LED 1 is in the area 531 indicated by hatching, the light emitted from the LED 1 may be directly emitted outside the LED lighting device 10.

図7は、出射点502の位置を変えてロッドレンズ3の出射する光が反射シート5に対して平行方向へ進むときの、入射点501における入射角511が変化する様子を説明するための図である。
上述したように、ロッドレンズ3の出射する光が反射シート5に対して平行方向へ進むときの、入射点501における入射角511は、出射点502の位置によって変化し、それに伴って、領域531も変化する。斜線で示した領域532は、領域531の和集合である。すなわち、領域532に含まれる点は、いずれかの出射点502における領域531に含まれる。LED1の発光点が領域532のなかにある場合、LED1の放射した光が、LED照明装置10の外に直接出射される可能性がある。したがって、LED1の発光点は、包絡線541よりも上側の領域に存在することが必要である。
FIG. 7 is a diagram for explaining how the incident angle 511 at the incident point 501 changes when the light emitted from the rod lens 3 travels in the direction parallel to the reflecting sheet 5 by changing the position of the emission point 502. It is.
As described above, the incident angle 511 at the incident point 501 when the light emitted from the rod lens 3 travels in the direction parallel to the reflective sheet 5 varies depending on the position of the incident point 502, and accordingly, the region 531. Also changes. A hatched area 532 is a union of the areas 531. That is, the points included in the region 532 are included in the region 531 at any emission point 502. When the light emitting point of the LED 1 is in the region 532, the light emitted from the LED 1 may be directly emitted outside the LED lighting device 10. Therefore, the light emitting point of the LED 1 needs to exist in a region above the envelope 541.

屈折率nが1.49の場合における包絡線541を求めると、上記した実験結果と合致する。   When the envelope 541 in the case where the refractive index n is 1.49 is obtained, it matches the above experimental result.

屈折率nが1.45〜1.65の範囲において、包絡線541を近似する曲線Cは、例えば、次の方程式(3)〜(6)によって表わすことができる。   In the range where the refractive index n is 1.45 to 1.65, the curve C approximating the envelope 541 can be represented by the following equations (3) to (6), for example.

C:Y=a/(X+a)+a/(X+a・・・(3)
= 0.5560−1.287(n−1.5)+1.944(n−1.5)−6.43(n−1.5)・・・(4)
=−0.1215+0.425(n−1.5)−0.374(n−1.5)+1.212(n−1.5)・・・(5)
= 0.0959−0.628(n−1.5)+1.864(n−1.5)−3.70(n−1.5)・・・(6)
ただし、Yは、距離sの必要最小値をロッドレンズ3の直径φで割った商である。Xは、距離tをロッドレンズ3の直径φで割った商である。a,a,aは、曲線Cのパラメータである。nは、ロッドレンズ3の屈折率である。
C: Y = a 1 / (X + a 0 ) + a 2 / (X + a 0 ) 2 (3)
a 0 = 0.5560-1.287 (n-1.5 ) +1.944 (n-1.5) 2 -6.43 (n-1.5) 3 ··· (4)
a 1 = −0.1215 + 0.425 (n−1.5) −0.374 (n−1.5) 2 +1.212 (n−1.5) 3 (5)
a 2 = 0.0959-0.628 (n-1.5 ) +1.864 (n-1.5) 2 -3.70 (n-1.5) 3 ··· (6)
However, Y is a quotient obtained by dividing the necessary minimum value of the distance s by the diameter φ of the rod lens 3. X is a quotient obtained by dividing the distance t by the diameter φ of the rod lens 3. a 0 , a 1 , and a 2 are parameters of the curve C. n is the refractive index of the rod lens 3.

この曲線Cを用いると、ロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量Δが満たすべき条件は、次の式(7)で表わすことができる。   When this curve C is used, the condition that the eccentricity Δ of the rod lens 3 with respect to the LED 1 should be satisfied can be expressed by the following equation (7).

Δ≧d/2+φ・[a/(t/φ+a)+a/(t/φ+a]・・・(7) Δ ≧ d / 2 + φ · [a 1 / (t / φ + a 0 ) + a 2 / (t / φ + a 0 ) 2 ] (7)

図8は、LED1の発光点503が満たすべきもう一つの条件を説明するための図である。
発光点503から放射される光は、光が放射される方向と光軸Lとのなす放射角517が大きくなるほど弱くなる。そこで、LED1の配光特性に基づいて、角度θを設定する。θは、放射角517がθよりも大きい方向に光が放射されない、もしくは放射される光が弱くて無視できる角度である。
発光点503から放射角517がθで放射された光が、ロッドレンズ3により屈折して、反射シート5に対して平行な方向へ進む位置に、発光点503が存在する場合、発光点503から放射角517がθより大きい方向に放射される光は、ロッドレンズ3の球面収差により屈折して、反射シート5から離れる方向へ進み、LED照明装置10の外に直接出射される可能性がある。しかし、上述したように、発光点503から放射角517がθより大きい方向に放射される光は、存在しないか、あるいは無視できる。したがって、発光点503から放射された光は、LED照明装置10の外に直接出射されない。これに対し、発光点503が斜線で示した領域533のなかに存在する場合、発光点503から放射された光が、LED照明装置10の外に直接出射される可能性がある。したがって、発光点503は、領域533の外(図中では領域533の左上の範囲)に存在することが必要である。
FIG. 8 is a diagram for explaining another condition that the light emitting point 503 of the LED 1 should satisfy.
The light emitted from the light emitting point 503 becomes weaker as the radiation angle 517 between the direction in which the light is emitted and the optical axis L increases. Therefore, the angle θ 0 is set based on the light distribution characteristics of the LED 1. θ 0 is an angle at which the emission angle 517 is not emitted in a direction larger than θ 0 or the emitted light is weak and can be ignored.
When the light emitting point 503 exists at a position where the light emitted from the light emitting point 503 at a radiation angle 517 of θ 0 is refracted by the rod lens 3 and travels in a direction parallel to the reflecting sheet 5, the light emitting point 503 is present. The light emitted in the direction in which the radiation angle 517 is larger than θ 0 is refracted by the spherical aberration of the rod lens 3, travels away from the reflection sheet 5, and may be emitted directly out of the LED illumination device 10. There is. However, as described above, the light emitted from the light emitting point 503 in the direction in which the emission angle 517 is larger than θ 0 does not exist or can be ignored. Therefore, the light emitted from the light emitting point 503 is not directly emitted outside the LED lighting device 10. On the other hand, when the light emitting point 503 is present in the hatched region 533, the light emitted from the light emitting point 503 may be directly emitted outside the LED illumination device 10. Therefore, the light emitting point 503 needs to exist outside the region 533 (the upper left range of the region 533 in the drawing).

この条件からロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量Δが満たすべき条件を導くと、次の式(8)で表わすことができる。   From this condition, a condition to be satisfied by the amount of eccentricity Δ of the rod lens 3 with respect to the LED 1 can be expressed by the following equation (8).

(2t+φ)・sin(θ)−(2Δ−d)・cos(θ)≦φ・sin(θ)・・・(8) (2t + φ) · sin (θ 0 ) − (2Δ−d) · cos (θ 0 ) ≦ φ · sin (θ i ) (8)

上述したように、入射点501における入射角511と、出射点502における屈折角514とは、ともにθであり、入射点501における屈折角512と、出射点502における入射角513とは、ともにθである。また、角515はθに等しく、角516は2θ−θに等しい。したがって、放射角517は、2θ−2θになる。
そこで、放射角517がθである場合に、入射点501における入射角511がθになる条件は、次の式(9)で表わすことができる。
As described above, the incident angle 511 at the incident point 501 and the refraction angle 514 at the exit point 502 are both θ i , and the refraction angle 512 at the incident point 501 and the incident angle 513 at the exit point 502 are both θ t . Also, the angle 515 is equal to θ i , and the angle 516 is equal to 2θ t −θ i . Therefore, the radiation angle 517 is 2θ i −2θ t .
Therefore, when the radiation angle 517 is θ 0 , the condition that the incident angle 511 at the incident point 501 becomes θ i can be expressed by the following equation (9).

sin(θ)=n・sin(θ/2)/√[1+n+2n・cos(θ/2)]・・・(9) sin (θ i) = n · sin (θ 0/2) / √ [1 + n 2 + 2n · cos (θ 0/2)] ··· (9)

したがって、ロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量Δが満たすべき条件は、次の式(10)で表わすことができる。   Therefore, the condition to be satisfied by the eccentricity Δ of the rod lens 3 with respect to the LED 1 can be expressed by the following equation (10).

Δ≧d/2+(2t+φ)・tan(θ)−φ・n・sin(θ/2)/{cos(θ)・√[1+n+2n・cos(θ/2)]}・・・(10) Δ ≧ d / 2 + (2t + φ) · tan (θ 0) -φ · n · sin (θ 0/2) / {cos (θ 0) · √ [1 + n 2 + 2n · cos (θ 0/2)]} · (10)

領域532にも領域533にも発光点が入らない位置にLED1を配置することにより、LED1の放射した光がLED照明装置10の外に直接出射されるのを防ぎ、反射シート5に当たって拡散反射された光による間接照明を実現することができる。   By arranging the LED 1 at a position where neither the region 532 nor the region 533 has a light emitting point, the light emitted from the LED 1 is prevented from being directly emitted to the outside of the LED lighting device 10, and hits the reflection sheet 5 to be diffusely reflected. Indirect illumination with bright light can be realized.

この実施の形態におけるLED照明装置10は、LED1の正面に断面が略円形のロッドレンズ3を備える。
前記ロッドレンズ3の中心が前記LED1の光軸上になく、偏芯している。
前記ロッドレンズ3の中心が偏芯している側に、前記LED1の光を拡散反射する反射材(反射シート5)を設けている。
The LED lighting device 10 in this embodiment includes a rod lens 3 having a substantially circular cross section in front of the LED 1.
The center of the rod lens 3 is not on the optical axis of the LED 1 but is eccentric.
On the side where the center of the rod lens 3 is eccentric, a reflective material (reflective sheet 5) that diffusely reflects the light of the LED 1 is provided.

これにより、高い光の取り出し効率を有する間接照明方式のLED照明装置を実現することができる。   Thereby, the LED illumination device of the indirect illumination system which has high light extraction efficiency can be realized.

この実施の形態におけるLED照明装置10は、前記ロッドレンズ3の直径をφ、前記LED1の発光面1Aの幅をd、前記LED1の発光面1Aからロッドレンズ3までの間隔をt、前記ロッドレンズ3の中心(中心軸3C)を通り、前記LED1の光軸Lに平行な面をHとし、前記LED1の光軸Lと前記面Hとの距離で定義されるロッドレンズの偏芯量Δが、Δ≧d/2+0.09×φ−0.56×t+0.1の関係を満たす。   In this embodiment, the LED illumination device 10 has a diameter of the rod lens 3, φ, a width of the light emitting surface 1A of the LED 1, d, a distance from the light emitting surface 1A of the LED 1 to the rod lens 3, and the rod lens. 3 and the surface parallel to the optical axis L of the LED 1 is H, and the eccentric amount Δ of the rod lens defined by the distance between the optical axis L of the LED 1 and the surface H is , Δ ≧ d / 2 + 0.09 × φ−0.56 × t + 0.1 is satisfied.

これにより、ロッドレンズ3で屈折したLED1からの直接光が照明装置外へ出射されるのを防ぐことができる。   Thereby, it is possible to prevent the direct light from the LED 1 refracted by the rod lens 3 from being emitted outside the lighting device.

実施の形態2.
実施の形態2について、図9〜図16を用いて説明する。
なお、実施の形態1と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, about the part which is common in Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図9は、この実施の形態におけるリフレクタ4の形状の一例を示す一部拡大側面視断面図である。
この実施の形態におけるリフレクタ4は、傾斜面4C(内側遮光部)が、ロッドレンズ3の円筒面3Aに接する平面ではなく、内筒面4Eとの間に、所定の角度を有する稜線(交線)が形成されている。傾斜面4Cと内筒面4Eとがなす稜線は、ロッドレンズ3の中心軸3Cと平行であり、例えば、ロッドレンズ3の中心軸3Cを通り反射シート5に平行な面(水平面H)上に位置する。
また、リフレクタ4は、庇4F(外側遮光部)の短手方向Xの先端位置が、円筒面3Aの開口部10A側の端部、すなわち円筒面3Aと水平面Hとが開口部10A側で交差する位置まで伸びている。すなわち、反射シート5に対して垂直な方向から見ると、ロッドレンズ3がほぼ完全に見えない位置まで庇4Fが張り出している。
FIG. 9 is a partially enlarged side sectional view showing an example of the shape of the reflector 4 in this embodiment.
In the reflector 4 in this embodiment, the inclined surface 4C (inner light shielding portion) is not a plane in contact with the cylindrical surface 3A of the rod lens 3, but a ridge line (intersection line) having a predetermined angle with the inner cylindrical surface 4E. ) Is formed. The ridgeline formed by the inclined surface 4C and the inner cylindrical surface 4E is parallel to the central axis 3C of the rod lens 3, for example, on a surface (horizontal plane H) that passes through the central axis 3C of the rod lens 3 and is parallel to the reflection sheet 5. To position.
Further, in the reflector 4, the front end position of the flange 4F (outer light shielding portion) in the short direction X is such that the end of the cylindrical surface 3A on the opening 10A side, that is, the cylindrical surface 3A and the horizontal plane H intersect on the opening 10A side. It extends to the position to do. That is, when viewed from a direction perpendicular to the reflection sheet 5, the flange 4F projects to a position where the rod lens 3 is almost completely invisible.

図10は、比較例のリフレクタ4の形状を示す一部拡大側面視断面図である。   FIG. 10 is a partially enlarged side sectional view showing the shape of the reflector 4 of the comparative example.

実施の形態1では、LED1が放射する光のうち、放射角がθより大きい方向に放射される光は、存在しない、もしくは無視できるものとして条件を設定し、LED1を配置している。しかし、LED1の配光特性によっては、θが大きく、実施の形態1で述べた式(10)が表わす条件を満たす位置にLED1を配置できない場合がある。その場合、光路Pとして示したように、ロッドレンズ3の円筒面3Aに対し浅い角度で入射し、反射シート5に対して平行な方向(水平方向)に近い浅い角度の方向で出射される光が、LED照明装置10の外部に出射する可能性がある。
また、光路Qとして示したように、ロッドレンズ3の円筒面3Aの内面側で一度反射したのち、ロッドレンズ3から出射する光も存在する。このような光は、反射シート5の垂直方向(LED照明装置10の正面方向)に近い方向へ向かって進むので、庇4Fが短いと、LED照明装置10の外部に出射する可能性がある。
In the first embodiment, among the light emitted from the LED 1, the light emitted in the direction with the radiation angle larger than θ 0 does not exist or can be ignored, and the LED 1 is arranged. However, depending on the light distribution characteristics of LED 1, θ 0 may be large, and LED 1 may not be placed at a position that satisfies the condition represented by Equation (10) described in Embodiment 1. In this case, as indicated by the optical path P, light is incident on the cylindrical surface 3A of the rod lens 3 at a shallow angle and emitted in a direction with a shallow angle close to a direction parallel to the reflecting sheet 5 (horizontal direction). However, there is a possibility that the light is emitted to the outside of the LED lighting device 10.
Further, as indicated by the optical path Q, there is also light emitted from the rod lens 3 after being once reflected on the inner surface side of the cylindrical surface 3A of the rod lens 3. Since such light travels in a direction close to the vertical direction of the reflection sheet 5 (the front direction of the LED lighting device 10), if the ridge 4F is short, it may be emitted to the outside of the LED lighting device 10.

光路Pや光路Qを辿る光線は、一度も反射シート5に当たることなく、開口部10Aから外部へ出射される。光路Pや光路Qを辿る光線は、一度もリフレクタ4や反射シート5で拡散反射されていないため、LED1からの直接光と言える。このため、LED照明装置10を浅い角度から眺めた場合、円筒面3Aの下縁部に光路Pによる明るい輝点が見え、LED照明装置10を正面方向より眺めた場合、円筒面3Aの縁に光路Qによる輝点が見える場合がある。   The light beam that follows the optical path P and the optical path Q is emitted to the outside from the opening 10 </ b> A without hitting the reflection sheet 5. Since the light beam that follows the optical path P and the optical path Q has never been diffusely reflected by the reflector 4 or the reflection sheet 5, it can be said to be direct light from the LED 1. For this reason, when the LED illumination device 10 is viewed from a shallow angle, a bright bright spot due to the optical path P is seen at the lower edge of the cylindrical surface 3A, and when the LED illumination device 10 is viewed from the front, the edge of the cylindrical surface 3A is observed. A bright spot due to the optical path Q may be visible.

これに対し、この実施の形態におけるLED照明装置10では、ロッドレンズ3において、水平面Hより反射シート5側の円筒面3Aに入射する光線を、傾斜面4Cが遮光し、拡散反射することにより、LED1の放射した光が、光路Pのような光路を辿ることを防ぐ。また、庇4Fが、LED照明装置10の正面に近い方向へ出射される光路Qのような光路を辿る光線を遮光して、拡散反射する。   On the other hand, in the LED illumination device 10 in this embodiment, in the rod lens 3, the light incident on the cylindrical surface 3A on the reflective sheet 5 side from the horizontal plane H is shielded by the inclined surface 4C and diffusely reflected. The light emitted from the LED 1 is prevented from following an optical path such as the optical path P. Further, the ridge 4F blocks and diffusely reflects a light beam that follows an optical path such as an optical path Q emitted in a direction close to the front of the LED lighting device 10.

このように、リフレクタ4の断面形状を、傾斜面4Cと内筒面4Eとの交点が、ロッドレンズ3の中心軸3Cを通る水平面H(平面522)上に位置し、庇4Fの短手方向Xの先端位置が、円筒面3Aと水平面Hとが開口部10A側で交差する位置まで延長した形状にすることにより、LED1からの直接光を防ぐことができる。   Thus, the cross-sectional shape of the reflector 4 is such that the intersection of the inclined surface 4C and the inner cylindrical surface 4E is located on the horizontal plane H (plane 522) passing through the central axis 3C of the rod lens 3, and the lateral direction of the flange 4F Direct light from the LED 1 can be prevented by making the tip position of X extend to a position where the cylindrical surface 3A and the horizontal plane H intersect on the opening 10A side.

図8を参照して、傾斜面4Cと内筒面4Eとの交線の位置について説明する。   With reference to FIG. 8, the position of the intersection line between the inclined surface 4C and the inner cylindrical surface 4E will be described.

放射角517がθである方向へ向けて発光点503から放射された光がロッドレンズ3に入射する入射点501について、ロッドレンズ3の中心軸3Cから見た方向と、反射シート5に平行な平面522とのなす角516がθである場合に、ロッドレンズ3から出射する光が反射シート5に対して平行な方向へ進むとする。
発光点が領域533のなかにある場合、放射角517がθである方向へ向けて放射された光がロッドレンズ3に入射する入射点は、入射点501よりも下になり、ロッドレンズ3の中心軸3Cから入射点を見た方向と、反射シート5に平行な平面522とがなす角は、θよりも大きくなる。その場合、放射角517がθである方向へ向けて放射された光は、反射シート5から離れる方向へ向けて、ロッドレンズ3から出射される。
したがって、傾斜面4Cは、発光点が領域533のなかにある場合に、放射角517がθである方向へ向けて放射された光を遮光して、ロッドレンズ3に入射しないようにすればよい。すなわち、傾斜面4Cと内筒面4Eとがなす稜線の位置は、角516がθ以下である入射点の位置であればよい。角516はθより小さくても構わないが、遮光する必要のない光も遮光することになる。したがって、傾斜面4Cと内筒面4Eとがなす稜線の位置が、角516がθである入射点の位置である構成とすれば、LED照明装置10の発光効率が最も高くなり、望ましい。
The incident point 501 where the light emitted from the light emitting point 503 enters the rod lens 3 toward the direction in which the radiation angle 517 is θ 0 is parallel to the reflecting sheet 5 and the direction viewed from the central axis 3C of the rod lens 3. It is assumed that the light emitted from the rod lens 3 travels in a direction parallel to the reflection sheet 5 when the angle 516 formed with the flat surface 522 is θ 1 .
When the emission point is in the region 533, the incident point where the light emitted toward the direction in which the emission angle 517 is θ 0 is incident on the rod lens 3 is lower than the incident point 501, and the rod lens 3 The angle formed between the direction in which the incident point is viewed from the central axis 3 </ b> C and the plane 522 parallel to the reflection sheet 5 is larger than θ 1 . In that case, the light emitted in the direction in which the radiation angle 517 is θ 0 is emitted from the rod lens 3 in the direction away from the reflection sheet 5.
Therefore, the inclined surface 4C blocks the light emitted in the direction in which the emission angle 517 is θ 0 when the emission point is in the region 533 so that it does not enter the rod lens 3. Good. That is, the position of the ridge line formed between the inclined surface 4C and the inner cylindrical surface 4E is the angular 516 may be a position of the incident point is theta 1 or less. Although the corner 516 may be less than theta 1, so that the light also to shield do not need to be shielded. Accordingly, the position of the ridge line formed between the inclined surface 4C and the inner cylindrical surface 4E is found with the configuration angle 516 is the position of the incident point is theta 1, the luminous efficiency of the LED illumination apparatus 10 is the highest, desirable.

角516は2θ−θに等しく、放射角517は2θ−2θに等しいので、放射角517をθとすると、θは、次の式(11)により求めることができる。 Since the angle 516 is equal to 2θ t −θ i and the radiation angle 517 is equal to 2θ i −2θ t , θ 1 can be obtained by the following equation (11) when the radiation angle 517 is θ 0 .

θ=θ−θ・・・(11)
ただし、θは、実施の形態1で説明した式(9)により求めた値である。
θ 1 = θ i −θ 0 (11)
However, (theta) i is the value calculated | required by Formula (9) demonstrated in Embodiment 1. FIG.

図11は、式(11)より求めたθとθとの関係を示すグラフ図である。
横軸は、θ[度]を表わす。縦軸は、θ[度]を表わす。nは、ロッドレンズ3の屈折率である。
この図に示すように、必要なθは、ロッドレンズ3の屈折率nや、LED1の配光特性によって定まる角度θによって変化する。ロッドレンズ3の屈折率nが大きいほど、必要なθは小さくなる。すなわち、傾斜面4Cが遮光する光を多くする必要がある。また、θが大きいほど、必要なθは小さくなる。例えば、ロッドレンズ3の屈折率が1.49で、θが83度である場合、必要なθは、約0度である。すなわち、傾斜面4Cと内筒面4Eとがなす稜線は、ロッドレンズ3の中心軸3Cから見て、反射シート5に対してほぼ平行な方向にあればよい。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between θ 0 and θ 1 obtained from equation (11).
The horizontal axis represents θ 0 [degrees]. The vertical axis represents θ 1 [degrees]. n is the refractive index of the rod lens 3.
As shown in this figure, the required θ 1 varies depending on the refractive index n of the rod lens 3 and the angle θ 0 determined by the light distribution characteristics of the LED 1 . As the refractive index n of the rod lens 3 is large, the required theta 1 is reduced. That is, it is necessary to increase the amount of light shielded by the inclined surface 4C. Also, the larger θ 0 is, the smaller the required θ 1 is. For example, when the refractive index of the rod lens 3 is 1.49 and θ 0 is 83 degrees, the necessary θ 1 is about 0 degrees. That is, the ridgeline formed by the inclined surface 4 </ b> C and the inner cylindrical surface 4 </ b> E may be in a direction substantially parallel to the reflection sheet 5 when viewed from the central axis 3 </ b> C of the rod lens 3.

図12は、ロッドレンズ3の内側で一回反射してから出射される光の光路を説明するための図である。
発光点503から放射された光が、入射点501でロッドレンズ3に入射して屈折し、反射点504で反射して、出射点502で屈折して出射し、照射点505で庇4Fに当たったとする。
反射点504における入射角518及び反射角519と、出射点502における入射角513は、入射点501における屈折角512と等しい。
また、出射点502における屈折角514は、入射点501における入射角511と等しい。
FIG. 12 is a diagram for explaining an optical path of light emitted after being reflected once inside the rod lens 3.
The light emitted from the light emitting point 503 is incident on the rod lens 3 at the incident point 501 and refracted, reflected at the reflecting point 504, refracted at the emitting point 502 and emitted, and hits the light 4F at the irradiation point 505. Suppose.
The incident angle 518 and the reflection angle 519 at the reflection point 504 and the incident angle 513 at the exit point 502 are equal to the refraction angle 512 at the incident point 501.
The refraction angle 514 at the exit point 502 is equal to the incident angle 511 at the entrance point 501.

入射点501における入射角511をθ、スネルの法則により定まる入射点501における屈折角512をθとする。ロッドレンズ3の中心軸3Cから見た入射点501の方向と反射シート5に対して平行な平面522とがなす角516をθ’、ロッドレンズ3の中心軸3Cから見た出射点502の方向と反射シート5に対して平行な平面522とがなす角515をθ’、とすると、4θ+θ’+θ’=180°である。発光点503から光が放射される方向と反射シート5に対して平行な光軸Lとがなす放射角517は、θ+θ’と等しい。また、照射点505に当たった光が来る方向と反射シート5に対して平行な方向とがなす照射角520は、θ+θ’と等しい。 The incident angle 511 at the incident point 501 is θ i , and the refraction angle 512 at the incident point 501 determined by Snell's law is θ t . An angle 516 formed by the direction of the incident point 501 viewed from the central axis 3C of the rod lens 3 and the plane 522 parallel to the reflecting sheet 5 is θ 1 ′, and the emission point 502 viewed from the central axis 3C of the rod lens 3 When an angle 515 formed by the direction and the plane 522 parallel to the reflection sheet 5 is θ 2 ′, 4θ t + θ 1 ′ + θ 2 ′ = 180 °. A radiation angle 517 formed by the direction in which light is emitted from the light emitting point 503 and the optical axis L parallel to the reflection sheet 5 is equal to θ i + θ 1 ′. Further, the irradiation angle 520 formed by the direction in which the light hitting the irradiation point 505 comes and the direction parallel to the reflection sheet 5 is equal to θ i + θ 2 ′.

庇4Fの内側(ロッドレンズ3に近い側)の面が、反射シート5に対して平行で、ロッドレンズ3の中心軸3Cから見て反射シート5に対して垂直な位置(接線506)でロッドレンズ3の円筒面3Aに接している場合、照射点505と接線506との間の距離521は、次の式(12)で表わすことができる。   The rod is located at a position (tangent line 506) in which the inner surface (side closer to the rod lens 3) of the flange 4F is parallel to the reflecting sheet 5 and perpendicular to the reflecting sheet 5 when viewed from the central axis 3C of the rod lens 3. When the lens 3 is in contact with the cylindrical surface 3A, the distance 521 between the irradiation point 505 and the tangent 506 can be expressed by the following equation (12).

x=φ/2・cos(θ’)+φ/2・[1−sin(θ’)]/tan(θ+θ’)・・・(12)
ただし、xは、照射点505と接線506との間の距離521を表わす。
x = φ / 2 · cos (θ 2 ′) + φ / 2 · [1-sin (θ 2 ′)] / tan (θ i + θ 2 ′) (12)
However, x represents the distance 521 between the irradiation point 505 and the tangent 506.

図13は、図12において、放射角517を変えずに入射点501の位置を変化させた場合に照射点505の位置が変化する様子を説明するための図である。
この図に示したように、入射点501の位置により、照射点505の位置は変化する。距離521が最大になる角516が存在する。
FIG. 13 is a diagram for explaining how the position of the irradiation point 505 changes when the position of the incident point 501 is changed without changing the radiation angle 517 in FIG. 12.
As shown in this figure, the position of the irradiation point 505 varies depending on the position of the incident point 501. There is an angle 516 where the distance 521 is maximum.

図14は、放射角517と距離521との関係の一例を示す図である。
横軸θ’は、放射角517を示す。縦軸xMAX/φは、距離521の最大値をロッドレンズ3の直径φで割った商を示す。nは、ロッドレンズ3の屈折率である。
この図に示したように、ロッドレンズ3の屈折率nによって、距離521の最大値は変化するが、いずれの場合も、放射角517が大きくなるほど距離521の最大値が大きくなる。したがって、LED1の配光特性によって定まる放射角517の最大値(それより大きい角度方向へは光が放射されないか、あるいは、無視できるほど弱い角度)について、距離521の最大値を求め、庇4Fをそれよりも長くすれば、LED1の位置にかかわらず、ロッドレンズ3の内側で一回反射した光が、LED照明装置10の外部に出射するのを防ぐことができる。
なお、放射角517の最大値は、実施の形態1で説明したθと同じ値であってもよいが、ロッドレンズ3の内側で一回反射する分、光が弱くなるので、実施の形態1で説明したθよりも小さい値であってもよい。
例えば、ロッドレンズ3の屈折率nが1.49、放射角517の最大値が75°である場合、距離521の最大値は、ロッドレンズ3の直径φの約半分になる。したがって、庇4Fの先端と接線506との間の距離を、ロッドレンズ3の半径φ/2と等しく設定すればよい。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the relationship between the radiation angle 517 and the distance 521.
The horizontal axis θ 0 ′ indicates the radiation angle 517. The vertical axis x MAX / φ represents the quotient obtained by dividing the maximum value of the distance 521 by the diameter φ of the rod lens 3. n is the refractive index of the rod lens 3.
As shown in this figure, the maximum value of the distance 521 varies depending on the refractive index n of the rod lens 3, but in any case, the maximum value of the distance 521 increases as the radiation angle 517 increases. Accordingly, the maximum value of the distance 521 is obtained for the maximum value of the radiation angle 517 determined by the light distribution characteristic of the LED 1 (light is not emitted in a larger angle direction or the angle is negligibly weak), and 4F is obtained. If the length is longer than that, it is possible to prevent light reflected once inside the rod lens 3 from being emitted to the outside of the LED lighting device 10 regardless of the position of the LED 1.
Note that the maximum value of the radiation angle 517 may be the same value as θ 0 described in the first embodiment, but the light is weakened by the amount of reflection once inside the rod lens 3. The value may be smaller than θ 0 described in 1.
For example, when the refractive index n of the rod lens 3 is 1.49 and the maximum value of the radiation angle 517 is 75 °, the maximum value of the distance 521 is about half of the diameter φ of the rod lens 3. Therefore, the distance between the tip of the flange 4F and the tangent 506 may be set equal to the radius φ / 2 of the rod lens 3.

また、上述したように、距離521は、放射角517が同じでも、入射点501の位置が変わると変化する。したがって、LED1の発光点503の位置によっては、庇4Fの長さをそれより短く設定してもよい。   Further, as described above, the distance 521 changes when the position of the incident point 501 changes even if the radiation angle 517 is the same. Therefore, depending on the position of the light emitting point 503 of the LED 1, the length of the ridge 4F may be set shorter than that.

図15は、距離521が一定になる放射角517と入射点501の位置との関係の一例を示す図である。
横軸θ’は、放射角517を示す。縦軸θ’は、ロッドレンズ3の中心軸3Cから見た入射点501の方向と反射シート5に平行な平面522とがなす角516を示す。nは、ロッドレンズ3の屈折率である。
曲線は、距離521がロッドレンズ3の半径φ/2と等しくなる、LED1の放射角517と角516との関係を示す。放射角517が大きいほど距離521は大きくなるから、この曲線より左側の領域では、距離521がロッドレンズ3の半径φ/2より小さく、右側の領域では、距離521がロッドレンズ3の半径φ/2より大きい。
例えば、ロッドレンズ3の屈折率nが1.49、LED1の放射角517の最大値が80°である場合、斜線で示した範囲551に入る放射角517と入射点501の位置との組み合わせに相当する光が、ロッドレンズ3に入射しない位置にLED1の発光点503があれば、距離521の最大値は、ロッドレンズ3の半径φ/2より短くなる。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the relationship between the radiation angle 517 at which the distance 521 is constant and the position of the incident point 501.
The horizontal axis θ 0 ′ indicates the radiation angle 517. The vertical axis θ 1 ′ represents an angle 516 formed by the direction of the incident point 501 viewed from the central axis 3C of the rod lens 3 and the plane 522 parallel to the reflection sheet 5. n is the refractive index of the rod lens 3.
The curve shows the relationship between the emission angle 517 and the angle 516 of the LED 1 where the distance 521 is equal to the radius φ / 2 of the rod lens 3. Since the distance 521 increases as the radiation angle 517 increases, the distance 521 is smaller than the radius φ / 2 of the rod lens 3 in the region on the left side of this curve, and the distance 521 is the radius φ / of the rod lens 3 in the region on the right side. Greater than 2.
For example, when the refractive index n of the rod lens 3 is 1.49 and the maximum value of the radiation angle 517 of the LED 1 is 80 °, the combination of the radiation angle 517 that falls within the hatched range 551 and the position of the incident point 501 If the light emission point 503 of the LED 1 is at a position where the corresponding light does not enter the rod lens 3, the maximum value of the distance 521 is shorter than the radius φ / 2 of the rod lens 3.

図16は、LED1の発光点503の位置が満たすべき条件を説明するための図である。
包絡線542と直線543とに挟まれた領域534は、図15の範囲551に相当する領域である。領域534のなかに発光点503が存在すると、照射点505が庇4Fの先端より先になり、LED照明装置10の外部に直接光が出射する可能性がある。
したがって、LED1の発光点503は、領域534の外にある必要がある。
FIG. 16 is a diagram for explaining a condition that the position of the light emitting point 503 of the LED 1 should satisfy.
A region 534 sandwiched between the envelope 542 and the straight line 543 is a region corresponding to the range 551 in FIG. If the light emitting point 503 exists in the region 534, the irradiation point 505 may be ahead of the tip of the ridge 4F, and light may be emitted directly to the outside of the LED lighting device 10.
Therefore, the light emitting point 503 of the LED 1 needs to be outside the region 534.

この図には、実施の形態1で説明した領域532を、合わせて示している。領域532も領域534と同様、LED1の発光点503が領域532のなかに存在すると、LED照明装置10の外部に直接光が出射する可能性がある領域である。
したがって、LED1は、例えば二点鎖線で示したように、発光点503が、領域532にも領域534にも入らない位置に配置する。
In this figure, the region 532 described in the first embodiment is also shown. Similarly to the region 534, the region 532 is a region in which light may be emitted directly to the outside of the LED lighting device 10 when the light emitting point 503 of the LED 1 exists in the region 532.
Therefore, the LED 1 is disposed at a position where the light emitting point 503 does not enter either the region 532 or the region 534 as indicated by a two-dot chain line, for example.

この実施の形態におけるLED照明装置10は、前記LED1に対応する開口を有すリフレクタ4を備える。
前記リフレクタ4は、前記開口より前記ロッドレンズ3側に向かって、前記反射材(反射シート5)側に傾斜面4Cと前記ロッドレンズ3の円筒面3Aにならう内筒面4Eを有する。
前記傾斜面4Cから前記内筒面4Eへ切り替わる前記傾斜面4Cと前記内筒面4Eの交線(稜線)が、前記面H上もしくは前記面Hより前記LED1の光軸L側にある。
The LED lighting device 10 in this embodiment includes a reflector 4 having an opening corresponding to the LED 1.
The reflector 4 has an inclined surface 4 </ b> C and an inner cylindrical surface 4 </ b> E following the cylindrical surface 3 </ b> A of the rod lens 3 on the reflective material (reflective sheet 5) side from the opening toward the rod lens 3 side.
An intersection line (ridge line) between the inclined surface 4C and the inner cylindrical surface 4E that switches from the inclined surface 4C to the inner cylindrical surface 4E is on the surface H or on the optical axis L side of the LED 1 from the surface H.

これにより、照明装置から浅い角度で出射される直接光を遮光することができる。   Thereby, the direct light emitted from the illumination device at a shallow angle can be shielded.

前記リフレクタ4は、前記ロッドレンズ3を間にして前記反射材(反射シート5)の反対側に庇4Fを備える。
前記庇4Fの前記LED1とは反対側の先端が、前記ロッドレンズ3の円筒面3Aと前記面Hとが交差する位置、もしくはその位置よりさらに前記LED1の反対側にある。
The reflector 4 includes a flange 4F on the opposite side of the reflector (reflective sheet 5) with the rod lens 3 therebetween.
The tip of the flange 4F opposite to the LED 1 is located at a position where the cylindrical surface 3A of the rod lens 3 intersects the surface H, or further on the opposite side of the LED 1 from that position.

これにより、照明装置から略正面方向に出射される直接光を遮光することができる。   Thereby, the direct light radiate | emitted from the illuminating device in a substantially front direction can be shielded.

実施の形態3.
実施の形態3について、図17〜図24を用いて説明する。
なお、実施の形態1及び実施の形態2と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
この実施の形態におけるLED照明装置10の構造(リフレクタ4の形状)は、実施の形態2で説明したものと同様である。
この実施の形態では、ロッドレンズ3の中心軸3Cと反射シート5の表面との間の距離Dの最適値について説明する。
Embodiment 3 FIG.
The third embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, about the part which is common in Embodiment 1 and Embodiment 2, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
The structure of LED lighting device 10 in this embodiment (the shape of reflector 4) is the same as that described in the second embodiment.
In this embodiment, an optimum value of the distance D between the central axis 3C of the rod lens 3 and the surface of the reflection sheet 5 will be described.

実験により、LED照明装置10の光の取り出し効率を測定した。実験に用いたLED照明装置10は、LED1の発光面1Aの幅dが4.3mm、対向するLED1の間の距離W(図2参照)が128mmである。傾斜面4Cと内筒面4Eとがなす稜線は、ロッドレンズ3の中心軸3Cから見て、反射シート5に対して平行な方向に位置する。庇4Fの先端は、ロッドレンズ3の円筒面3Aとの接線506から、ロッドレンズ3の半径φ/2の位置にある。ロッドレンズ3の屈折率nは、1.49である。LED1の発光面1Aからロッドレンズ3までの間隔tは、1mmである。
ロッドレンズ3は、直径φが14mm、16mm、18mm、20mmの4種類を用意した。ロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量Δは、3.5mm、4.5mm、5.5mm、6.5mmの4つの場合について実験した。ロッドレンズ3の中心軸3Cと反射シート5の表面との間の距離D(図2参照)を変化させて、LED照明装置10から出射される全光束を測定し、光の取り出し効率を求めた。
Through experiments, the light extraction efficiency of the LED lighting device 10 was measured. In the LED illumination device 10 used in the experiment, the width d of the light emitting surface 1A of the LED 1 is 4.3 mm, and the distance W (see FIG. 2) between the opposing LEDs 1 is 128 mm. A ridge line formed by the inclined surface 4C and the inner cylindrical surface 4E is located in a direction parallel to the reflection sheet 5 when viewed from the central axis 3C of the rod lens 3. The tip of the flange 4F is located at a radius φ / 2 of the rod lens 3 from a tangent 506 with the cylindrical surface 3A of the rod lens 3. The refractive index n of the rod lens 3 is 1.49. The distance t from the light emitting surface 1A of the LED 1 to the rod lens 3 is 1 mm.
Four types of rod lenses 3 having a diameter φ of 14 mm, 16 mm, 18 mm, and 20 mm were prepared. Experiments were conducted with respect to four cases of the eccentric amount Δ of the rod lens 3 with respect to the LED 1 of 3.5 mm, 4.5 mm, 5.5 mm, and 6.5 mm. The distance D (see FIG. 2) between the central axis 3C of the rod lens 3 and the surface of the reflection sheet 5 was changed, and the total luminous flux emitted from the LED illumination device 10 was measured to obtain the light extraction efficiency. .

図17は、偏芯量Δ及び距離Dと、光の取り出し効率との関係を示すグラフ図である。
横軸は、ロッドレンズ3の中心軸3Cと反射シート5の表面との間の距離Dを示す。縦軸は、LED照明装置10の光学系効率(光の取り出し効率)を示す。ロッドレンズ3の直径φは、20mmである。
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the eccentricity Δ and distance D and the light extraction efficiency.
The horizontal axis indicates the distance D between the central axis 3C of the rod lens 3 and the surface of the reflection sheet 5. The vertical axis represents the optical system efficiency (light extraction efficiency) of the LED illumination device 10. The diameter φ of the rod lens 3 is 20 mm.

図18は、直径φ及び距離Dと、光の取り出し効率との関係を示すグラフ図である。
横軸は、ロッドレンズ3の中心軸3Cと反射シート5の表面との間の距離Dを示す。縦軸は、LED照明装置10の光学系効率(光の取り出し効率)を示す。ロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量Δは、3.5mmである。
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the diameter φ and the distance D and the light extraction efficiency.
The horizontal axis indicates the distance D between the central axis 3C of the rod lens 3 and the surface of the reflection sheet 5. The vertical axis represents the optical system efficiency (light extraction efficiency) of the LED illumination device 10. The eccentric amount Δ of the rod lens 3 with respect to the LED 1 is 3.5 mm.

この実験結果より、距離Dによって光の取り出し効率が変化すること、光の取り出し効率が最大となる距離Dが存在すること、偏芯量Δが大きくなるに伴い、光の取り出し効率が最大となる距離Dも大きくなることが分かる。また、直径φが大きくなるに伴い、光の取り出し効率が最大となる距離Dは小さくなることが分かる。すなわち、光の取り出し効率は、距離Dや偏芯量Δ、直径φに依存して変化する。   From this experimental result, the light extraction efficiency is maximized as the light extraction efficiency varies depending on the distance D, the distance D at which the light extraction efficiency is maximum exists, and the eccentricity Δ increases. It can be seen that the distance D also increases. It can also be seen that the distance D at which the light extraction efficiency is maximized decreases as the diameter φ increases. That is, the light extraction efficiency varies depending on the distance D, the eccentricity Δ, and the diameter φ.

反射シート5に当たって拡散反射する光線のうち、短手方向Xの中央近傍で反射する光線の方が、ロッドレンズ3に近い領域で反射する光線よりも、開口部10Aを通過して外部へ出射される確率が高い。したがって、LED1が放射しロッドレンズ3により屈折した光線のうち、反射シート5の短手方向Xの中央近傍に向かって進み、拡散反射される光線が多ければ、高い光の取り出し効率を得ることができる。
例えば、図3において実線の光線と破線の光線とを比べても分かるように、偏芯量Δが大きくなった場合、ロッドレンズ3により屈折した光線のより多くは、反射シート5のロッドレンズ3に近い領域に向かって進む。このため、距離Dを大きくすれば光の取り出し効率が高まるという傾向を説明できる。
また、ロッドレンズ3の直径φが大きくなった場合、ロッドレンズ3の焦点距離が長くなり、屈折力が弱まる。このため、ロッドレンズ3により屈折された光線のより多くは、反射シート5のロッドレンズ3からより遠い領域、図2において対向するロッドレンズ3に近い領域に向かって進む。このため、距離Dを小さくすれば光の取り出し効率が高まるという傾向を説明できる。
Of the light rays that are diffusely reflected upon hitting the reflection sheet 5, the light rays that are reflected near the center in the short-side direction X are emitted through the opening 10 </ b> A to the outside rather than the light rays that are reflected near the rod lens 3. There is a high probability. Therefore, among the light rays radiated from the LED 1 and refracted by the rod lens 3, if there are many light rays that travel toward the center in the lateral direction X of the reflection sheet 5 and are diffusely reflected, a high light extraction efficiency can be obtained. it can.
For example, as can be seen from the comparison between the solid line and the broken line in FIG. 3, when the eccentricity Δ increases, more of the light refracted by the rod lens 3 is more than the rod lens 3 of the reflection sheet 5. Proceed toward the area close to. For this reason, if the distance D is increased, the tendency that the light extraction efficiency increases can be explained.
When the diameter φ of the rod lens 3 is increased, the focal length of the rod lens 3 is increased and the refractive power is weakened. For this reason, more of the light rays refracted by the rod lens 3 travel toward a region farther from the rod lens 3 of the reflection sheet 5, that is, a region near the opposite rod lens 3 in FIG. 2. For this reason, the tendency that the light extraction efficiency increases if the distance D is reduced can be explained.

そこで、高い光の取り出し効率を得るための簡易的な指標として、次の式(13)で表されるパラメータαを定義する。
α=(D×φ)/(Δ×W)・・・(13)
ただし、Dはロッドレンズ3の中心軸3Cと反射シート5の表面との間の距離、φはロッドレンズ3の直径、Δはロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量、Wは対向するLED1の間の間隔を示す。
Therefore, a parameter α represented by the following equation (13) is defined as a simple index for obtaining high light extraction efficiency.
α = (D × φ) / (Δ × W) (13)
Where D is the distance between the central axis 3C of the rod lens 3 and the surface of the reflection sheet 5, φ is the diameter of the rod lens 3, Δ is the amount of eccentricity of the rod lens 3 with respect to the LED 1, and W is between the opposing LEDs 1. Indicates the interval.

図19は、パラメータαと、光の取り出し効率との関係を示すグラフ図である。
横軸は、上述したパラメータαを示す。縦軸は、LED照明装置10の光学系効率(光の取り出し効率)を示す。ロッドレンズ3の直径φは、20mmである。この図は、図17の横軸を、パラメータαに置き換えたものである。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between the parameter α and the light extraction efficiency.
The horizontal axis indicates the parameter α described above. The vertical axis represents the optical system efficiency (light extraction efficiency) of the LED illumination device 10. The diameter φ of the rod lens 3 is 20 mm. In this figure, the horizontal axis in FIG. 17 is replaced with the parameter α.

図20は、パラメータαと、光の取り出し効率との関係を示すグラフ図である。
横軸は、上述したパラメータαを示す。縦軸は、LED照明装置10の光学系効率(光の取り出し効率)を示す。ロッドレンズ3のLED1に対する偏芯量Δは、3.5mmである。この図は、図18の横軸を、パラメータαに置き換えたものである。
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the parameter α and the light extraction efficiency.
The horizontal axis indicates the parameter α described above. The vertical axis represents the optical system efficiency (light extraction efficiency) of the LED illumination device 10. The eccentric amount Δ of the rod lens 3 with respect to the LED 1 is 3.5 mm. In this figure, the horizontal axis in FIG. 18 is replaced with the parameter α.

図19及び図20より、パラメータαがおよそ下記の式(14)で示す範囲にある場合、高い光の取り出し効率が得られることが分かる。
0.35<α<0.7・・・(14)
19 and 20, it can be seen that a high light extraction efficiency can be obtained when the parameter α is in the range indicated by the following equation (14).
0.35 <α <0.7 (14)

このように、簡易的な指標として定義したパラメータαが、この推奨範囲に入るようにすることにより、高い光の取り出し効率を得ることができる。   As described above, by setting the parameter α defined as a simple index within the recommended range, high light extraction efficiency can be obtained.

図21は、反射シート5における反射点562と、光の取り出し効率との関係を説明するための図である。   FIG. 21 is a diagram for explaining the relationship between the reflection point 562 in the reflection sheet 5 and the light extraction efficiency.

開口部10Aの短手方向Xの幅をω、開口部10Aと反射シート5との間の距離をhとすると、反射シート5上のある反射点562において反射した光が、開口部10AからLED照明装置10の外へ直接出射する条件は、次の式(15)で表わされる。
−(ω/2−χ)/h≦tanθ≦(ω/2+χ)/h・・・(15)
ただし、χは、反射シート5上における、開口部10Aを短手方向Xに二分する中心面561から反射点562までの距離である。θは、反射点562において反射した光の方向と、短手方向Xに垂直な平面とがなす角の角度である。
Assuming that the width in the short direction X of the opening 10A is ω and the distance between the opening 10A and the reflection sheet 5 is h, the light reflected at a certain reflection point 562 on the reflection sheet 5 is emitted from the opening 10A to the LED. The condition for direct emission to the outside of the illumination device 10 is expressed by the following equation (15).
− (Ω / 2−χ) / h ≦ tan θ ≦ (ω / 2 + χ) / h (15)
Here, χ is the distance from the center plane 561 that bisects the opening 10A in the short direction X on the reflection sheet 5 to the reflection point 562. θ is an angle formed by the direction of light reflected at the reflection point 562 and a plane perpendicular to the lateral direction X.

すなわち、反射点562が反射シート5の中心軸に近いほど(χの絶対値が小さいほど)、反射点562で反射した光のうち、開口部10AからLED照明装置10の外へ直接出射する光が多くなる。また、開口部10Aと反射シート5との間の距離hが小さいほど、反射点562で反射した光のうち、開口部10AからLED照明装置10の外へ直接出射する光が多くなる。   That is, as the reflection point 562 is closer to the central axis of the reflection sheet 5 (the smaller the absolute value of χ is), light that is directly emitted from the opening 10A to the outside of the LED lighting device 10 among the light reflected by the reflection point 562. Will increase. Further, the smaller the distance h between the opening 10A and the reflection sheet 5, the more light that is directly emitted from the opening 10A to the outside of the LED lighting device 10 out of the light reflected at the reflection point 562.

反射シート5が完全拡散の反射面であると仮定すると、θ方向に反射する光の強さは、余弦cosθに比例する。したがって、反射点で反射した光のうち、開口部10AからLED照明装置10の外へ直接出射する光の割合は、{(ω/2+χ)/√[h+(ω/2+χ)]+(ω/2−χ)/√[h+(ω/2−χ)]}/2である。
χが−ω/2以上ω/2以下である範囲についてこれを平均すると、[√(h+ω)−h]/ωとなる。
Assuming that the reflective sheet 5 is a perfectly diffusing reflective surface, the intensity of light reflected in the θ direction is proportional to the cosine cos θ. Therefore, of the light reflected at the reflection point, the ratio of the light directly emitted from the opening 10A to the outside of the LED lighting device 10 is {(ω / 2 + χ) 2 / √ [h 2 + (ω / 2 + χ) 2 ]. + (Ω / 2−χ) 2 / √ [h 2 + (ω / 2−χ) 2 ]} / 2.
When this is averaged over a range where χ is −ω / 2 or more and ω / 2 or less, [√ (h 2 + ω 2 ) −h] / ω is obtained.

したがって、距離h(距離D)が小さいほど、光の取り出し効率が高くなる。ただし、上述したように、距離Dが小さすぎると、ロッドレンズ3から出射した光がロッドレンズ3に近い位置で反射シート5に反射する(すなわち、χの絶対値が大きくなる)ので、逆に、光の取り出し効率が低くなる場合がある。   Therefore, the smaller the distance h (distance D), the higher the light extraction efficiency. However, as described above, if the distance D is too small, the light emitted from the rod lens 3 is reflected by the reflection sheet 5 at a position close to the rod lens 3 (that is, the absolute value of χ increases). In some cases, the light extraction efficiency is lowered.

図22は、LED照明装置10の構造の別の例を示す側面視断面図である。
この例において、リフレクタ4は、ロッドレンズ3と反射シート5との間の部分に、傾斜面4Hを有する。傾斜面4Hは、光を拡散反射する。傾斜面4Hは、法線が開口部10Aの中央に近い方向へ向いている。これにより、ロッドレンズ3から反射シート5に対して垂直に近い方向に出射された光が、傾斜面4Hにおいて拡散反射し、そのうちの多くの光が、開口部10AからLED照明装置10の外へ出射する。なお、傾斜面4Hは、平面であってもよいし、円筒面のように湾曲した曲面であってもよい。
FIG. 22 is a cross-sectional side view showing another example of the structure of the LED lighting device 10.
In this example, the reflector 4 has an inclined surface 4 </ b> H at a portion between the rod lens 3 and the reflection sheet 5. The inclined surface 4H diffuses and reflects light. The inclined surface 4H has a normal line that is close to the center of the opening 10A. As a result, the light emitted from the rod lens 3 in a direction perpendicular to the reflecting sheet 5 is diffusely reflected on the inclined surface 4H, and a lot of the light is emitted from the opening 10A to the outside of the LED illumination device 10. Exit. The inclined surface 4H may be a flat surface or a curved surface that is curved like a cylindrical surface.

図23は、LED照明装置10の構造の更に別の例を示す側面視断面図である。
この例において、反射シート5は、ロッドレンズ3に近い位置に、内側に向かう湾曲を持たせた曲面形状である。反射シート5の湾曲した部分が、上述した例における傾斜面4Hと同様の役割を果たす。なお、反射シート5は、複数の平面を組み合わせた形状であってもよい。
FIG. 23 is a side view sectional view showing still another example of the structure of the LED lighting device 10.
In this example, the reflection sheet 5 has a curved surface shape that is curved toward the inside at a position close to the rod lens 3. The curved portion of the reflection sheet 5 plays the same role as the inclined surface 4H in the above-described example. The reflective sheet 5 may have a shape in which a plurality of planes are combined.

図24は、LED照明装置10の構造のまた更に別の例を示す側面視断面図である。
この例において、リフレクタ4は、内側に湾曲した曲面形状の傾斜面4Hを有する。反射シート5は、中央付近が膨らんだ曲面形状である。これにより、反射シート5の中央付近で拡散反射した光は、反射点と開口部10Aとの間の距離が短いので、そのうちの多くの光が、開口部10AからLED照明装置10の外へ出射する。
FIG. 24 is a side cross-sectional view showing still another example of the structure of the LED lighting device 10.
In this example, the reflector 4 has a curved inclined surface 4H curved inward. The reflection sheet 5 has a curved surface shape that swells near the center. Thereby, since the light diffusely reflected near the center of the reflection sheet 5 has a short distance between the reflection point and the opening 10A, a lot of the light is emitted from the opening 10A to the outside of the LED illumination device 10. To do.

この実施の形態におけるLED照明装置10は、前記LED1と偏芯したロッドレンズ3との組と対称を成し、かつLED1同士が対向するように配置された、LED1と偏芯したロッドレンズ3の組をもう一組備える。
前記対向するLED1同士の間隔をW、前記面Hと前記反射材(反射シート5)との距離をDとし、前記ロッドレンズ3の偏芯量Δと、前記ロッドレンズ3の直径φによって、α=(D×φ)/(Δ×W)と定義されるパラメータαが、0.35<α<0.7の範囲内である。
The LED illuminating device 10 in this embodiment is symmetrical with the pair of the LED 1 and the eccentric rod lens 3 and is arranged so that the LEDs 1 face each other. Prepare another set.
The distance between the facing LEDs 1 is W, the distance between the surface H and the reflective material (reflective sheet 5) is D, and the amount of eccentricity Δ of the rod lens 3 and the diameter φ of the rod lens 3 The parameter α defined as = (D × φ) / (Δ × W) is in the range of 0.35 <α <0.7.

これにより、高い光の取り出し効率を得ることができる。   Thereby, high light extraction efficiency can be obtained.

以上、各実施の形態で説明した構成は一例であり、異なる実施の形態で説明した構成を組み合わせた構成としてもよいし、重要でない部分の構成を、他の構成で置き換えた構成としてもよい。   As described above, the configuration described in each embodiment is an example, and the configuration described in different embodiments may be combined, or the configuration of an unimportant part may be replaced with another configuration.

以上説明した照明装置(LED照明装置10)は、光源部(基板2)と、屈折部(ロッドレンズ3)と、拡散反射部(反射シート5)とを有する。
上記光源部(2)は、所定の配置方向(長手方向Y)に並んで配置された複数の光源(LED1)を有する。
上記複数の光源(1)のそれぞれは、上記配置方向に対して略垂直な所定の放射方向を中心とする所定の範囲へ向けて光を放射する。
上記屈折部(3)は、略円柱状であり、上記光源部(2)が放射した光を屈折透過し、上記配置方向(長手方向Y)に対して略平行に配置されている。
上記拡散反射部(5)は、略平面状であり、上記屈折部(3)が屈折透過した光を拡散反射し、上記配置方向及び上記放射方向に対して略平行に配置され、上記拡散反射部(5)と上記屈折部(3)の中心軸(3C)との間の距離が、上記拡散反射部(5)と上記複数の光源(1)との間の距離よりも短い。
The illuminating device (LED illuminating device 10) demonstrated above has a light source part (board | substrate 2), a refractive part (rod lens 3), and a diffuse reflection part (reflective sheet 5).
The light source unit (2) has a plurality of light sources (LEDs 1) arranged side by side in a predetermined arrangement direction (longitudinal direction Y).
Each of the plurality of light sources (1) emits light toward a predetermined range centered on a predetermined radiation direction substantially perpendicular to the arrangement direction.
The refraction part (3) is substantially cylindrical, refracts and transmits the light emitted from the light source part (2), and is disposed substantially parallel to the arrangement direction (longitudinal direction Y).
The diffuse reflection part (5) is substantially planar, diffusely reflects the light refracted and transmitted by the refraction part (3), and is arranged substantially parallel to the arrangement direction and the radiation direction. The distance between the part (5) and the central axis (3C) of the refraction part (3) is shorter than the distance between the diffuse reflection part (5) and the plurality of light sources (1).

これにより、屈折部は、光源部から放射された光を、拡散反射部の方へ屈折させるので、拡散反射部により拡散反射された光が、照明装置の外部へ出射され、良好な間接照明を得ることができる。   As a result, the refracting unit refracts the light emitted from the light source unit toward the diffuse reflection unit, so that the light diffused and reflected by the diffuse reflection unit is emitted to the outside of the illumination device, and good indirect illumination is performed. Can be obtained.

上記照明装置(10)は、次の式を満たす。
Δ≧d/2+0.09φ−0.56t+0.1
ただし、Δは上記拡散反射部(5)と上記複数の光源(1)との間の距離から上記拡散反射部(5)と上記屈折部(3)の中心軸(3C)との間の距離を差し引いた差(偏芯量)、dは上記複数の光源(1)それぞれの発光面の幅、φは上記屈折部(3)の上記中心軸(3C)に対して垂直な断面の直径、tは上記複数の光源(1)を通り上記放射方向に対して垂直な平面と上記屈折部(3)との間の距離を表わす。
The said illuminating device (10) satisfy | fills the following formula | equation.
Δ ≧ d / 2 + 0.09φ−0.56t + 0.1
However, Δ is the distance between the diffuse reflection part (5) and the central axis (3C) of the refraction part (3) from the distance between the diffuse reflection part (5) and the plurality of light sources (1). Is the difference (eccentricity), d is the width of the light emitting surface of each of the light sources (1), φ is the diameter of the cross section perpendicular to the central axis (3C) of the refracting part (3), t represents a distance between a plane passing through the plurality of light sources (1) and perpendicular to the radiation direction and the refracting portion (3).

これにより、光源部から放射された光のうち、拡散反射部から離れる方向へ向けて放射された光が、屈折部により屈折し、LED照明装置10の外部へ直接放射されるのを防ぐことができる。   This prevents light emitted from the light source unit in a direction away from the diffuse reflection unit from being refracted by the refracting unit and directly emitted to the outside of the LED lighting device 10. it can.

上記照明装置(10)は、更に、第二の光源部(2)と、第二の屈折部(3)とを有する。
上記第二の光源部(2)と上記第二の屈折部(3)とは、上記光源部(2)と上記屈折部(3)とに対して、上記屈折部(3)と上記第二の屈折部(3)とを内にして略対向に配置されている。
上記第二の光源部(2)は、上記光源部(2)に対して上記放射方向に位置し、上記配置方向(長手方向Y)に並んで配置された複数の第二の光源(1)を有する。
上記複数の第二の光源(1)のそれぞれは、上記放射方向と略反対の方向を中心とする所定の範囲へ向けて光を放射する。
上記第二の屈折部(3)は、略円柱状であり、上記第二の光源部(2)が放射した光を屈折透過し、上記配置方向(長手方向Y)に対して略平行に配置され、上記第二の屈折部(3)の中心軸(3C)と上記拡散反射部(5)との間の距離が上記複数の第二の光源(1)と上記拡散反射部(5)との間の距離よりも短い。
The illumination device (10) further includes a second light source part (2) and a second refracting part (3).
The second light source part (2) and the second refraction part (3) are different from the refraction part (3) and the second refraction part (3) with respect to the light source part (2) and the refraction part (3). Are disposed substantially opposite to each other with the refracting portion (3) inward.
A said 2nd light source part (2) is located in the said radial direction with respect to the said light source part (2), and several 2nd light source (1) arrange | positioned along with the said arrangement | positioning direction (longitudinal direction Y). Have
Each of the plurality of second light sources (1) emits light toward a predetermined range centering on a direction substantially opposite to the radiation direction.
The second refracting part (3) has a substantially cylindrical shape, refracts and transmits the light emitted from the second light source part (2), and is arranged substantially parallel to the arrangement direction (longitudinal direction Y). The distance between the central axis (3C) of the second refraction part (3) and the diffuse reflection part (5) is such that the plurality of second light sources (1) and the diffuse reflection part (5) Shorter than the distance between.

これにより、第二の屈折部は、第二の光源部から放射された光を、拡散反射部の方へ屈折させるので、拡散反射部により拡散反射された光が、照明装置の外部へ出射され、良好な間接照明を得ることができる。2つの光源部に対して、拡散反射部が1つでよいので、意匠性のよい照明装置を低コストで製造することができる。   As a result, the second refracting unit refracts the light emitted from the second light source unit toward the diffuse reflection unit, so that the light diffusely reflected by the diffuse reflection unit is emitted to the outside of the illumination device. Good indirect illumination can be obtained. Since only one diffuse reflection portion is required for the two light source portions, a lighting device with good design can be manufactured at low cost.

上記照明装置(10)は、上記光源部(2)及び上記屈折部(3)と、上記第二の光源部(2)及び上記第二の屈折部(3)とが面対称に配置されている。   In the illumination device (10), the light source unit (2) and the refraction unit (3), the second light source unit (2), and the second refraction unit (3) are arranged in plane symmetry. Yes.

これにより、拡散反射部の明るさが、光源部からの距離にかかわらず、平均化する。   Thereby, the brightness of the diffuse reflection part is averaged regardless of the distance from the light source part.

上記照明装置(10)は、次の式を満たす。
0.35<D・φ/(Δ・W)<0.7
0.35<D・φ/(Δ・W)<0.7
ただし、Dは上記拡散反射部(5)と上記屈折部(3)の中心軸(3C)との間の距離(D)、Dは上記拡散反射部(5)と上記第二の屈折部(3)の中心軸(3C)との間の距離(D)、φは上記屈折部(3)の上記中心軸(3C)に対して垂直な断面の直径、φは上記第二の屈折部(3)の上記中心軸(3C)に対して垂直な断面の直径、Δは上記拡散反射部(5)と上記複数の光源(1)との間の距離から上記距離Dを差し引いた差(偏芯量Δ)、Δは上記拡散反射部(5)と上記第二の複数の光源(1)との間の距離から上記距離Dを差し引いた差(偏芯量Δ)、Wは上記複数の光源(1)と上記複数の第二の光源(1)との間の距離を表わす。
The said illuminating device (10) satisfy | fills the following formula | equation.
0.35 <D 1 · φ 1 / (Δ 1 · W) <0.7
0.35 <D 2 · φ 2 / (Δ 2 · W) <0.7
However, D 1 is the refractive distance (D), D 2 is the diffuse reflection portion (5) and the second between the diffuse reflection portion (5) and the central axis of the refracting portion (3) (3C) part (3) central axis (3C) the distance between the (D), phi 1 is the central axis (3C) section perpendicular diameters with respect to the refracting portion (3), phi 2 is the second The diameter of the cross section perpendicular to the central axis (3C) of the refracting portion (3), Δ 1 is the distance D 1 from the distance between the diffuse reflection portion (5) and the plurality of light sources (1). the subtracted difference (eccentricity amount delta), delta 2 is a difference obtained by subtracting the distance D 2 from the distance between the diffuse reflection portion (5) and the second plurality of light sources (1) (eccentricity Δ) and W represent distances between the plurality of light sources (1) and the plurality of second light sources (1).

これにより、照明装置の光の取り出し効率を高くすることができる。   Thereby, the light extraction efficiency of the lighting device can be increased.

上記照明装置(10)は、更に、内側遮光部(傾斜面4C)を有する。
上記内側遮光部(4C)は、上記複数の光源(1)を通り上記放射方向に対して垂直な平面と上記屈折部(3)との間に配置され、上記複数の光源(1)が放射した光のうち、上記屈折部(3)の中心軸(3C)を通り上記拡散反射部(5)に対して平行な平面(522)よりも上記拡散反射部(5)に近い位置で上記屈折部(3)に入射する方向へ放射された光を遮る。
The said illuminating device (10) has an inner side light-shielding part (inclined surface 4C) further.
The inner light-shielding portion (4C) is disposed between a plane that passes through the plurality of light sources (1) and is perpendicular to the radiation direction and the refracting portion (3), and the plurality of light sources (1) emit radiation. Of the reflected light, the light is refracted at a position closer to the diffuse reflection part (5) than a plane (522) passing through the central axis (3C) of the refractive part (3) and parallel to the diffuse reflection part (5). The light radiated in the direction incident on the part (3) is blocked.

これにより、光源部から放射された光のうち、拡散反射部に近づく方向へ向けて放射された光が、屈折部により屈折し、LED照明装置10の外部へ直接放射されるのを防ぐことができる。   This prevents light emitted from the light source unit in a direction approaching the diffuse reflection unit from being refracted by the refracting unit and directly emitted to the outside of the LED lighting device 10. it can.

上記内側遮光部(4C)は、遮った光を反射する。   The inner light shielding part (4C) reflects the shielded light.

これにより、内側遮光部が遮った光を有効に利用して、照明装置の光の取り出し効率を高めることができる。   Thereby, the light extraction efficiency of the illuminating device can be increased by effectively using the light blocked by the inner light shielding portion.

上記照明装置(10)は、更に、外側遮光部(庇4Fの内側)を有する。
上記外側遮光部(4F)は、略平面状であり、上記拡散反射部(5)に対して略平行であり、上記屈折部(3)を間にして上記拡散反射部(5)に対向する位置に配置され、上記屈折部(3)から上記拡散反射部(5)に対して略垂直な方向へ放射された光を遮る。
The said illuminating device (10) further has an outer side light-shielding part (inside of the eaves 4F).
The outer light-shielding portion (4F) has a substantially planar shape, is substantially parallel to the diffuse reflection portion (5), and faces the diffuse reflection portion (5) with the refraction portion (3) in between. It is arranged at a position and blocks light emitted from the refraction part (3) in a direction substantially perpendicular to the diffuse reflection part (5).

これにより、光源部から放射された光が、屈折部の内側で一回反射して、照明装置の外へ直接出射するのを防ぐことができる。   Thereby, it is possible to prevent the light emitted from the light source part from being reflected once inside the refracting part and directly emitted outside the illumination device.

上記外側遮光部(4F)の先端は、上記屈折部(3)の中心軸(3C)から見て上記放射方向に位置する上記屈折部(3)の表面に対し、上記拡散反射部(5)に対して略垂直な方向に位置する。   The front end of the outer light-shielding part (4F) has the diffuse reflection part (5) with respect to the surface of the refraction part (3) located in the radial direction when viewed from the central axis (3C) of the refraction part (3). It is located in a direction substantially perpendicular to the direction.

これにより、光源部から放射され屈折部の内側で一回反射した光が照明装置の外へ直接出射するのを、効率よく防ぐことができる。   Thereby, it is possible to efficiently prevent the light emitted from the light source unit and reflected once inside the refracting unit from being directly emitted outside the illumination device.

上記外側遮光部(4F)は、遮った光を反射する。   The outer light shielding part (4F) reflects the shielded light.

これにより、外側遮光部が遮った光を有効に利用して、照明装置の光の取り出し効率を高めることができる。   Thereby, the light extraction efficiency of the lighting device can be increased by effectively using the light blocked by the outer light shielding portion.

1 LED、1A 発光面、2 基板、3 ロッドレンズ、3A 円筒面、3B 端面、3C 中心軸、4 リフレクタ、4A 開口、4B,4C,4H 傾斜面、4D,4E 内筒面、4F 庇、4G 環状部、5 反射シート、6 ケース、6A 底面、6B 端面、7 筐体、7B 端面、10 LED照明装置、10A 開口部、501 入射点、502 出射点、503 発光点、504,562 反射点、505 照射点、506 接線、511,513,518 入射角、512,514 屈折角、515,516 角、517 放射角、519 反射角、520 照射角、521 距離、522 平面、531,532,533,534 領域、541,542 包絡線、543 直線、551 範囲、561 中心面。   1 LED, 1A emitting surface, 2 substrate, 3 rod lens, 3A cylindrical surface, 3B end surface, 3C central axis, 4 reflector, 4A opening, 4B, 4C, 4H inclined surface, 4D, 4E inner cylindrical surface, 4F 庇, 4G Annular part, 5 reflective sheet, 6 case, 6A bottom face, 6B end face, 7 housing, 7B end face, 10 LED lighting device, 10A opening, 501 incident point, 502 outgoing point, 503 luminous point, 504, 562 reflective point, 505 Irradiation point, 506 Tangent line, 511, 513, 518 Incident angle, 512, 514 Refraction angle, 515, 516 angle, 517 Radiation angle, 519 Reflection angle, 520 Irradiation angle, 521 Distance, 522 Plane, 531, 532, 533 534 region, 541, 542 envelope, 543 straight line, 551 range, 561 center plane.

Claims (10)

光源部と、屈折部と、拡散反射部とを有し、
上記光源部は、所定の配置方向に直線状に並んで配置された複数の光源を有し、
上記複数の光源のそれぞれは、上記配置方向に対して略垂直な所定の放射方向を中心とする所定の範囲へ向けて光を放射し、
上記屈折部は、略円柱状であり、上記光源部が放射した光を屈折透過し、上記配置方向に対して略平行に配置され、
上記拡散反射部は、表面を有する略平面状であり、上記屈折部が屈折透過した光を拡散反射し、上記配置方向と、上記略円柱状の屈折部の中心軸の方向と、及び上記放射方向に対して略平行に、かつ、上記表面の側に上記光源部と上記屈折部とが位置するように配置され、
上記中心軸は、
上記複数の光源のどの光源の上記放射方向よりも、上記拡散反射部の上記表面の方向へ偏芯することを特徴とする照明装置。
A light source unit, a refraction unit, and a diffuse reflection unit;
The light source unit has a plurality of light sources arranged in a straight line in a predetermined arrangement direction,
Each of the plurality of light sources emits light toward a predetermined range centered on a predetermined radiation direction substantially perpendicular to the arrangement direction,
The refraction part is substantially cylindrical, refracts and transmits light emitted from the light source part, and is arranged substantially parallel to the arrangement direction.
The diffuse reflection portion has a substantially planar shape having a surface, diffuses and reflects the light refracted and transmitted by the refractive portion, the arrangement direction , the direction of the central axis of the substantially cylindrical refractive portion, and the radiation. Arranged so that the light source part and the refracting part are positioned substantially parallel to the direction and on the surface side ,
The central axis is
The illuminating device, wherein the light source is decentered in the direction of the surface of the diffuse reflection section from the radiation direction of any light source of the plurality of light sources .
次の式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
Δ≧d/2+0.09φ−0.56t+0.1
ただし、Δは上記光源の上記放射方向と、上記屈折部の上記中心軸を通り上記光源の上記放射方向に平行な平面との間の距離であって、上記中心軸が上記光源の上記放射方向に対して上記拡散反射部の上記表面の方向へ偏芯する距離である偏芯量、dは上記複数の光源それぞれの発光面の幅、φは上記屈折部の上記中心軸に対して垂直な断面の直径、tは上記複数の光源を通り上記放射方向に対して垂直な平面と上記屈折部との間の距離を表わす。
The lighting device according to claim 1, wherein:
Δ ≧ d / 2 + 0.09φ−0.56t + 0.1
Where Δ is the distance between the radiation direction of the light source and a plane passing through the central axis of the refracting section and parallel to the radiation direction of the light source, and the central axis is the radiation direction of the light source. The amount of eccentricity, which is the distance eccentric to the direction of the surface of the diffuse reflector, d is the width of the light emitting surface of each of the light sources, φ is perpendicular to the central axis of the refractive part The diameter of the cross section, t, represents the distance between a plane passing through the plurality of light sources and perpendicular to the radiation direction and the refracting portion.
上記照明装置は、更に、第二の光源部と、第二の屈折部とを有し、
上記第二の光源部と上記第二の屈折部とは、上記光源部と上記屈折部とに対して、上記屈折部と上記第二の屈折部とを内にして略対向に配置されると共に、上記拡散反射部の上記表面の側に位置するように配置され、
上記第二の光源部は、上記光源部に対して上記放射方向に位置し、上記配置方向に直線状に並んで配置された複数の第二の光源を有し、
上記複数の第二の光源のそれぞれは、上記放射方向と略反対の方向を中心とする所定の範囲へ向けて光を放射し、
上記第二の屈折部は、略円柱状であり、上記第二の光源部が放射した光を屈折透過し、上記配置方向に対して略平行に配置され、
上記第二の屈折部の上記中心軸は、
上記複数の第二の光源のどの第二の光源の上記放射方向よりも、上記拡散反射部の上記表面の方向へ偏芯することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
The lighting device further includes a second light source unit and a second refracting unit,
It said a second light source portion and the second refracting portion for the above light source unit and the bent portion is disposed substantially opposite to the inner and the refractive portion and the second refracting portion Rutotomoni , Arranged to be located on the surface side of the diffuse reflection part,
The second light source unit has a plurality of second light sources positioned in the radial direction with respect to the light source unit and arranged in a straight line in the arrangement direction,
Each of the plurality of second light sources emits light toward a predetermined range centered on a direction substantially opposite to the radiation direction,
The second refracting portion is substantially cylindrical, refracts and transmits the light emitted by the second light source portion, and is arranged substantially parallel to the arrangement direction.
The central axis of the second refractive part is
3. The illumination device according to claim 1, wherein the illuminating device is decentered in the direction of the surface of the diffuse reflection portion from the radiation direction of any second light source of the plurality of second light sources. .
上記光源部及び上記屈折部と、上記第二の光源部及び上記第二の屈折部とが面対称に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 3, wherein the light source unit and the refraction unit, and the second light source unit and the second refraction unit are arranged in plane symmetry. 次の式のうち少なくともいずれかを満たすことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の照明装置。
0.35<D・φ/(Δ・W)<0.7
0.35<D・φ/(Δ・W)<0.7
ただし、D上記屈折部の上記中心軸から上記拡散反射部の上記表面に下ろした垂線の距離、上記第二の屈折部の上記中心軸から上記拡散反射部の上記表面に下ろした垂線の距離、φは上記屈折部の上記中心軸に対して垂直な断面の直径、φは上記第二の屈折部の上記中心軸に対して垂直な断面の直径、Δ上記光源の上記放射方向と、上記屈折部の上記中心軸を通り上記光源の上記放射方向に平行な平面との間の距離であって、上記中心軸が上記光源の上記放射方向に対して上記拡散反射部の上記表面の方向へ偏芯する距離である偏芯量、Δ上記第二の光源の上記放射方向と、上記第二の屈折部の上記中心軸を通り上記第二の光源の上記放射方向に平行な平面との間の距離であって、上記第二の屈折部の上記中心軸が上記第二の光源の上記放射方向に対して上記拡散反射部の上記表面の方向へ偏芯する距離である偏芯量、Wは上記複数の光源と上記複数の第二の光源との間の距離を表わす。
The lighting device according to claim 3 or 4, wherein at least one of the following expressions is satisfied.
0.35 <D 1 · φ 1 / (Δ 1 · W) <0.7
0.35 <D 2 · φ 2 / (Δ 2 · W) <0.7
However, D 1 is the distance of a perpendicular line to the surface of the diffuse reflection part from the central axis of the bending portion, D 2 is lowered to the surface of the diffuse reflection part from the central axis of the second refractive section The perpendicular distance , φ 1 is the diameter of the cross section perpendicular to the central axis of the refracting portion, φ 2 is the diameter of the cross section perpendicular to the central axis of the second refracting portion, and Δ 1 is the above-mentioned A distance between the radiation direction of the light source and a plane passing through the central axis of the refracting portion and parallel to the radiation direction of the light source, the central axis being the diffusion with respect to the radiation direction of the light source The amount of eccentricity, which is the distance of eccentricity in the direction of the surface of the reflecting part, Δ 2 is the radiation direction of the second light source and the central axis of the second refracting part, and the second light source The distance between the plane parallel to the radial direction and the central axis of the second refracting part is The amount of eccentricity, which is a distance that is eccentric to the surface direction of the diffuse reflection portion with respect to the radiation direction of the second light source, W is between the plurality of light sources and the plurality of second light sources Represents distance.
上記照明装置は、更に、内側遮光部を有し、
上記内側遮光部は、上記複数の光源を通り上記放射方向に対して垂直な平面と上記屈折部との間に配置され、上記複数の光源が放射した光のうち、上記屈折部の中心軸を通り上記拡散反射部に対して平行な平面よりも上記拡散反射部に近い位置で上記屈折部に入射する方向へ放射された光を遮ることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の照明装置。
The lighting device further includes an inner light shielding portion,
The inner light-shielding part is disposed between a plane passing through the plurality of light sources and perpendicular to the radiation direction and the refracting part, and has a central axis of the refracting part out of the light emitted by the plurality of light sources. The light radiated in the direction incident on the refracting portion at a position closer to the diffusing reflective portion than a plane parallel to the diffusing reflective portion is blocked. The lighting device described in 1.
上記内側遮光部は、遮った光を反射することを特徴とする請求項6に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 6, wherein the inner light shielding portion reflects the blocked light. 上記照明装置は、更に、外側遮光部を有し、
上記外側遮光部は、略平面状であり、上記拡散反射部に対して略平行であり、上記屈折部を間にして上記拡散反射部に対向する位置に配置され、上記屈折部から上記拡散反射部に対して略垂直な方向へ放射された光を遮ることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の照明装置。
The illumination device further includes an outer light shielding portion,
The outer light-shielding part is substantially planar, is substantially parallel to the diffuse reflection part, and is disposed at a position facing the diffuse reflection part with the refractive part in between, and the diffuse reflection from the refractive part. The lighting device according to claim 1, wherein light emitted in a direction substantially perpendicular to the portion is blocked.
上記外側遮光部は、上記放射方向に向かって延び、
上記屈折部の上記中心軸を通り上記放射方向に対して垂直な平面から、上記放射方向に延びる上記外側遮光部の先端までの距離は、
上記略円柱状の上記屈折部の上記中心軸に対して垂直な断面の半径以上の長さであることを特徴とする請求項8に記載の照明装置。
The outer light shielding portion extends in the radial direction,
The distance from the plane perpendicular to the radiation direction through the central axis of the refracting part to the tip of the outer light shielding part extending in the radiation direction is:
9. The illumination device according to claim 8, wherein the illumination device has a length equal to or longer than a radius of a section perpendicular to the central axis of the substantially cylindrical refraction part .
上記外側遮光部は、遮った光を反射することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 8 or 9, wherein the outer light shielding portion reflects the blocked light.
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