(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、
実装面となる一方の面に発光光を所定の配光特性で出射する複数のＬＥＤが実装され、前記ベース部に固定されるＬＥＤ実装基板と、
前記複数のＬＥＤの各ＬＥＤに対応すると共に、入射した光を対応する前記ＬＥＤの前記配光特性よりも狭配光となる狭配光特性で出射させるレンズ機能部が形成された対向面を持ち、それぞれの前記レンズ機能部が、対応する前記ＬＥＤに対向するように前記ＬＥＤ実装基板の前記実装面に対向して前記ベース部に固定されるレンズアレイと、
前記レンズアレイに対して前記ＬＥＤ実装基板の反対側で前記ベース部に固定され、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズ機能部から出射する光を透過し拡散する透光性光拡散部材と
を備え、
前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズ機能部は、
前記レンズアレイの前記ＬＥＤ実装基板の前記実装面に対向する側に湾曲する凸部が形成され、
前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズ機能部は、
前記ＬＥＤ実装基板側の前記対向面の法線方向に焦点を有し、
前記ＬＥＤ実装基板に実装されたそれぞれの前記ＬＥＤは、
対応する前記レンズ機能部の前記凸部の山頂と、ＬＥＤ発光面との前記対向面の前記法線方向の距離が、対応する前記レンズ機能部の前記焦点の焦点距離よりも短いことを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記ＬＥＤ実装基板は、
前記複数のＬＥＤとして、拡散性配光特性の発光光を出射する略平坦で、かつ、前記実装面に略平行なＬＥＤ発光面を有する複数のＬＥＤが実装されることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
それぞれの前記レンズ機能部の前記凸部は、
前記対向面から盛り上がりはじめる根元部分における前記対向面に平行な面での断面が、略円形の円形断面をなし、
前記複数のＬＥＤの各ＬＥＤ発光面は、
前記実装面の法線方向から前記レンズアレイと前記ＬＥＤ実装基板とを重ねて見ると、対応する前記レンズ機能部の前記根元部分の前記円形断面の内部に含まれることを特徴とする請求項２記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記ＬＥＤ実装基板の導電パターンは、
前記ＬＥＤが実装される前記ＬＥＤごとのＬＥＤ実装部と、抵抗器が実装可能な抵抗実装部とを並列して設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記レンズアレイは、
組み立てと分解とに応じて、取付と取り外しとが可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記透光性光拡散部材は、
前記ＬＥＤ実装基板の前記実装面の法線方向であって、前記ＬＥＤ実装基板から前記レンズアレイに向かう前記法線方向に向かって凸に湾曲する湾曲形状に形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記複数のＬＥＤのうち少なくとも前記ＬＥＤ実装基板の端部から最短距離に配置されたＬＥＤに対応する前記レンズ機能部は、
前記実装面の法線方向から前記レンズアレイと前記ＬＥＤ実装基板とを重ねて見ると、前記ＬＥＤのＬＥＤ発光面が、対応する前記レンズ機能部の前記根元部分の前記円形断面の内部において、前記円形断面の円周の近傍に偏って位置することを特徴とする請求項３記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記ＬＥＤ実装基板は、
実装される前記複数のＬＥＤのうちの少なくともの複数のＬＥＤが前記実装面において略同心円上に実装され、
前記実装面において前記略同心円上に実装されたそれぞれの前記ＬＥＤは、
前記実装面の法線方向から前記レンズアレイと前記ＬＥＤ実装基板とを重ねて見ると、前記ＬＥＤ発光面が、対応する前記レンズ機能部の前記根元部分の前記円形断面の内部において、前記同心円の一方の円周方向に偏って位置することを特徴とする請求項３記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記レンズアレイは、
前記レンズ機能部の前記凸部の前記山頂を含む山頂領域に、光を拡散する微細な凹凸が形成されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項１０】
前記光源ユニットは、さらに、
前記ＬＥＤ実装基板と前記レンズアレイとの間と、前記レンズアレイと前記透光性光拡散部材との間とのいずれかに，前記レンズアレイに対向して配置され、入射した光の波長を変換して出射する波長変換機能部を有する波長変換部材を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項１１】
前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズ機能部は、
前記ＬＥＤ実装基板側の前記対向面から前記ＬＥＤ実装基板の方向に向かう前記法線方向に焦点を有し、
前記凸部の山頂と、ＬＥＤ発光面との前記対向面の前記法線方向の距離が、
２ｍｍ〜４ｍｍの範囲であり、
前記焦点の焦点距離は、
９ｍｍ〜１５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の光源ユニットを備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ・Ｅｍｉｔｔｉｎｇ・Ｄｉｏｄｅ）などの半導体発光素子を光源とした照明装置、またそれに組込み可能な光源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置の被照明範囲（照明面積）の調整や制限を目的として、反射板やレンズ系を用い、配光角やビーム角を制御する構造提案が数多くなされている。そのうち小型、長寿命といった特徴を持つＬＥＤを光源に用いた先行技術例が、例えば特許文献１〜３に示されている。
【０００３】
特許文献１は、各ＬＥＤの周囲に設けた複数の反射凹部にレンズ体を選択装着することにより、例えば目的とする配光特性を容易に作り出す効果が得られるとしている。
【０００４】
特許文献２は、集光機能を有する複数のＬＥＤと、ＬＥＤ対向側が平面となるように配置される凸レンズアレイを備えた照明装置を示す。この照明装置は、ＬＥＤからの光が相互に重ね合わされるように同一箇所へと導かれるため、所定の空間領域を極めて高輝度に照明できる効果を有するとしている。
【０００５】
特許文献３は、特許文献２同様、集光機能を有する複数ＬＥＤと凸レンズアレイを備えた照明装置である。この照明装置では、レンズ凸面がＬＥＤに対向して配置された例が示されており、テールランプ及びストップランプとしての規定の配光特性を満足するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９８２６号公報
【特許文献２】特許第４４８８１８３号（特開２００５−２８５６９７号）
【特許文献３】特願平２−２１４０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１においては、複数の凹部を有する反射体を備えているため、ＬＥＤの利用個数に限界があり、とくに大光束化の必要性が生じた場合に容易にＬＥＤの個数調整（とくに増）に対応できない。また、ＬＥＤの配置位置も反射体凹部位置に限られ、ＬＥＤ個数に合わせ任意に調整できないといった課題があった。さらにこの反射凹部が装置のコストアップに繋がっていた。
【０００８】
一方、特許文献２は特許文献１の構成に比較すればＬＥＤ個数調整への対応はしやすい。しかし、装置表面側に凸レンズアレイの凸部を向けることから、装置発光面を見込んだ場合に複数凸面の陰影が出やすく光むらに見えてしまうという課題があった。また、凸部間に粉塵がたまりやすく、細めに清掃が必要となるなど意匠性や保守性の面で課題があった。
【０００９】
また、特許文献２及び３は集光機能を有する砲弾型のような樹脂モールドＬＥＤを用いているため、装置厚みが厚くなるとともに、そのようなＬＥＤをさらに凸レンズアレイで集光するため、一般照明用途で用いる際には不快グレア（非常に眩しい）や、大きな輝度むら（あるいは照度むら）も発生しやすいという欠点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、ＬＥＤの個数変更を容易にでき、さらに用途に応じた光束調整が必要となる場合に、ＬＥＤの個数変更により柔軟に対応でき、さらに、意匠性や保守性に優れた薄型で安価な配光制御照明装置を得ることを目的としている。なお装置の配光については、光学部品（レンズアレイ）の着脱のみでビーム角でおよそ４０〜６０度程度の低グレアで輝度むらの少ない緩やかに狭められた配光と、それより広角の拡散性配光を切換えて実現することも目的としている。以下の実施の形態で説明するビーム角度は、装置中心方向の光度の１／２光度となる照射角（中心を跨ぐ両角）としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の光源ユニットは、
ベース部と、
実装面となる一方の面に発光光を所定の配光特性で出射する複数のＬＥＤが実装され、前記ベース部に固定されるＬＥＤ実装基板と、
前記複数のＬＥＤの各ＬＥＤに対応すると共に、入射した光を対応する前記ＬＥＤの前記配光特性よりも狭配光となる狭配光特性で出射させるレンズ機能部を有するものであって、それぞれの前記レンズ機能部が、対応する前記ＬＥＤに対向するように前記ＬＥＤ実装基板の前記実装面に対向して前記ベース部に固定されるレンズアレイと、
前記レンズアレイに対して前記ＬＥＤ実装基板の反対側で前記ベース部に固定され、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズ機能部から出射する光を透過し拡散する透光性光拡散部材）と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光源ユニットによれば、レンズアレイで集光化し、さらにレンズアレイから出射した光を拡散性光透過部材を透過させるので、光ノイズが少なく色むらの少ない、狭まった配光特性を有する光源ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の光源ユニット１０を用いた、照明装置１００を示す図。
【図２】実施の形態１の光源ユニット１０の正面図、断面図等を示す図。
【図３】実施の形態１の光源ユニット１０の基本構成を示す図。
【図４】実施の形態１の透光性光拡散部材６の湾曲を示す図。
【図５】実施の形態１の光源ユニット１０（レンズアレイ４あり）及び光源ユニット１０を用いた照明装置の断面図。
【図６】実施の形態１の光源ユニット１０（レンズアレイ４あり）及び光源ユニット１０を用いた照明装置の断面図。
【図７】実施の形態１の光源ユニット１０に対するシミュレーションモデルを示す図。
【図８】実施の形態１の光源ユニット１０に対するシミュレーションモデルを示す図。
【図９】実施の形態１の光源ユニット１０のシミュレーションに使用したＬＥＤの配光特性を示す図。
【図１０】実施の形態１の「ＬＥＤ基板２」のみ、及び「ＬＥＤ基板２＋レンズアレイ４」の構成条件のシミュレーションモデルの断面図。
【図１１】実施の形態１の「ＬＥＤ基板２＋レンズアレイ４＋透光性光拡散部材６」、及び「ＬＥＤ基板２」＋透光性光拡散部材６」の構成条件のシミュレーションモデルの断面図。
【図１２】図１０、図１１の構成の違いによるシミュレーション結果を示す図。
【図１３】実施の形態１の焦点距離Ｆ’が異なる構成条件のシミュレーションモデルの断面図。
【図１４】図１３の焦点距離Ｆ’の違いによるシミュレーション結果を示す図。
【図１５】実施の形態１のＬＥＤ発光面とレンズ機能部５の山頂との距離ｄが異なる構成条件のシミュレーションモデルの断面図。
【図１６】図１５の距離ｄが異なるシミュレーション結果。
【図１７】実施の形態２のＬＥＤ間引き状態を示す図。
【図１８】実施の形態２の間引き部分を示す図。
【図１９】図１８の破線枠５１の導電パターンを示す図。
【図２０】実施の形態３の色変換部材１８の取付位置を示す断面図。
【図２１】実施の形態３の色変換部材１８の取付位置を示す別の断面図。
【図２２】実施の形態３の色変換部材１８の取付位置を示すさらに別の断面図。
【図２３】実施の形態３の色変換部１９による色変換（波長変換）の特性を示す図。
【図２４】実施の形態４のレンズ機能部５を半径方向にずらす場合を示す図。
【図２５】実施の形態４のレンズ機能部５を左右方向にずらす場合を示す図。
【図２６】実施の形態４の略同心円上の実装されたＬＥＤに対して、レンズアレイ４を同心円の円周方向に回転させて固定する場合を示す図。
【図２７】実施の形態４のＬＥＤ（日亜化学工業製ＮＳ６Ｗ１８３）の発光角度方向と色温度とを示す図。
【図２８】実施の形態４のレンズアレイ４のレンズアレイ固定部７を示す図。
【図２９】実施の形態４の色ずれの他の縮小手段を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
まず、図１〜図１６を参照して実施の形態１を説明する。
【００１５】
図１は、実施の形態１の光源ユニット１０を用いた、照明装置１００を示す。実施の形態１で説明する光源ユニット１０は、ＬＥＤ基板２（ＬＥＤ実装基板）、反射性固定部材３（ベース部）、レンズアレイ４、透光性光拡散部材６から構成される。図１の照明装置１００は、光源ユニット１０と外側反射筐体８とを備えた構成である。図１の（ａ）は、照明装置１００の分解斜視図である。図１の（ｂ）は、ＬＥＤ基板２に反射性固定部材３を組合せた状態を、上面（ＬＥＤの実装面２ａ側）から見た図である。図１の（ｃ）は、反射性固定部材３に対するレンズアレイ４の位置ずれを防ぐように、周囲に、破線で示す４つのレンズアレイ固定部７を設けた構成を示す。レンズアレイ固定部７によって、レンズアレイ４は、反射性固定部材３に嵌合される構成である。
【００１６】
図２は、光源ユニット１０の構成を示す。図２の（ａ）は、光源ユニット１０を上方（図１のＸ方向）から見込んだ図である。
図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。図２の（ｃ）は、光源ユニット１０のレンズアレイ４の上面図（図１の図１のＸ方向矢視）である。
図２ｂの（ｂ）では、以下で述べる実施の形態における光源ユニット１０の大半の使用形態に合わせ、発光面を下向きとして描いている。なお、光源ユニット１０の発光面、あるいは照明装置１００の発光面というときの「発光面」は、透光性光拡散部材６の表面（光が出射する側）を意味する。なお機能的に光源ユニット１０自体を照明装置と考えてもよいが、以下の実施の形態では、光源ユニット１０という名称を用い説明を行う。すなわち、以下の実施の形態で「光源ユニット１０」というときには、図１で示した、光源ユニット１０（ＬＥＤ基板２、反射性固定部材３、レンズアレイ４、透光性光拡散部材６から構成）を意味する。また、以下の実施の形態で「照明装置１００」という場合は、図１で示したように、光源ユニット１０に、さらに外側反射筐体８を備えた装置をいう。
【００１７】
図１、図２に示すように、光源ユニット１０は、ＬＥＤ１を複数実装したＬＥＤ基板２と、その周囲上部（上部、あるいは上側方向とは、実装されたＬＥＤの光の出射方向側であって、実装面２ａの法線２Ｌ（図３、図４に示した）の方向をいう）にＬＥＤ基板２を固定するように配置される反射性固定部材（ベース部）３、反射性固定部材３の内側でＬＥＤアレイ発光面側（ＬＥＤ基板の実装面２ａ側）に対向配置されるレンズアレイ４、さらに、レンズアレイ４の発光面側に距離を置いて配置される透光性光拡散部材６を備えた構成である。
【００１８】
図３は、光源ユニット１０の構成を簡略した図である。光源ユニット１０の構成の狙いは、光７１をレンズアレイ４のレンズ機能部５で一度狭配光化（出射光７２）を行い、さらに透光性光拡散部材６を透過させることで、やや広配光（出射光７３）に戻すことにある。これにより、レンズアレイ４の装着時に、とくに広角側に生じる光ノイズを打ち消し、さらに光源ユニット１０の輝度むらやグレア抑制を行う特徴的機能を得ようとするものである。
【００１９】
（光源ユニット１０の基本構成）
図１〜図３に示すように、光源ユニット１０は、反射性固定部材３、ＬＥＤ基板２、レンズアレイ４、透光性光拡散部材６を備えている。ＬＥＤ基板２は、実装面２ａ（図１）となる一方の面に発光光を所定の配光特性で出射する複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が実装されている。ＬＥＤ基板２は、反射性固定部材３に固定される。レンズアレイ４は、複数のＬＥＤの各ＬＥＤに対応すると共に、入射した光を対応するＬＥＤの配光特性よりも狭配光となる狭配光特性で出射させるレンズ機能部５を有する板状体である。図２（ｂ）のように、レンズアレイ４は、各レンズ機能部５が、対応するＬＥＤに対向するようにＬＥＤ基板２の実装面２ａに対向して反射性固定部材３に固定される。透光性光拡散部材６は、図２（ｂ）のように、レンズアレイ４に対してＬＥＤ基板２の反対側で反射性固定部材３に固定される。透光性光拡散部材６は、レンズアレイ４の各レンズ機能部５から出射する光を透過し拡散する機能を有する。
また、後述のように、レンズ機能部５のＬＥＤ基板２側の焦点の焦点距離Ｆ’とした場合、焦点距離Ｆ’と、ＬＥＤの発光面１ａとこのＬＥＤに対応するレンズ機能部５の凸部４ｂの山頂４ｃとの距離ｄとについては、
Ｆ’＜ｄ
の条件で構成する。
【００２０】
（ＬＥＤ１）
ＬＥＤ１は、例えば市販の薄い表面実装型ＬＥＤである。ＬＥＤ１は、電極を備えたＬＥＤパッケージ材料内に青色ＬＥＤチップを実装し、さらにその青色光に励起する蛍光体混合樹脂で表面封止した構成のもので白色光を放つようなものである。
【００２１】
（ＬＥＤ基板２）
また、ＬＥＤ基板２はＬＥＤの温度上昇による発光効率低下を抑える目的で、例えばアルミや銅などをベースとした金属基板、あるいはセラミック基板などで構成する。ＬＥＤ温度上昇幅がさほど大きくない場合には、ＬＥＤ基板２としては、コスト面を考慮しガラスエポキシ基板やガラスコンポジット基板等の材料を用いて構成してもよい。それら基板の表面は光源ユニット１０内の光利用効率を高めるため、高反射性白色塗料等を用いて表面加工したものを利用するとよい。
【００２２】
（反射性固定部材３）
反射性固定部材３は、ＬＥＤ基板２を固定し、さらにレンズアレイ４や透光性光拡散部材６の位置決めの役割も有する。反射性固定部材３は、その部材内側斜面に光が入射するため、少なくともその表面が高反射性を有するように構成する。例えば樹脂材料で構成しその表面に高反射性塗料を塗布したり、高反射性光学シートを装着するなどして構成する。あるいは金属体で構成し表面めっきあるいは金属薄膜を蒸着させてもよい。また高反射ポリカーボネートのような樹脂材料で一体成形し表面を磨いて用いるなどしてもよい。
【００２３】
（レンズアレイ４）
次にレンズアレイ４であるが、ＬＥＤ１の発光光に対して集光効果を与えるレンズ機能部５を個々のＬＥＤ１に対向配置するようにし、かつ、その複数レンズ機能部５をアレイとして備えた一つのレンズアレイ４の部材として構成としている。レンズアレイ４はガラス材料でもアクリルなどの透明樹脂材料でもよい。上記レンズ機能部５は集光機能を有するものであれば狭配光化機能の役割をなすが、目的により、例えばレンズアレイ４自体の薄型化に重点を置く場合にはフレネルレンズ形状、あるいは成形性やコスト面に重点を置く場合には凸レンズ形状を選択して用意することができる。
【００２４】
本実施の形態１では、安価な光源ユニットあるいは照明装置を得ることを目的としていることもあり、レンズ用金型製造費が比較的安価であるレンズ機能部５を凸レンズとした場合を中心に説明する。また光源ユニット１０の光特性面での主たる目的は、レンズ機能部５により集光を行い、レンズアレイ４の装着時にビーム角でおよそ４０〜６０度程度の緩やかな配光を実現することにある。したがってレンズ機能部５には極端に大きな集光効果を与えることはせず、光源ユニット１０の薄型化も考慮するため、レンズ機能部５の厚みを薄く抑えて狭配光化を行おうとするものである。
【００２５】
（レンズ機能部５の凸部４ｂ）
次に本レンズアレイ４の配置の向きについて説明する。レンズ機能部５を湾曲凸形状にする際、レンズアレイ４を発光面側（透光性光拡散部材６側）に凸面を向け配置する場合と、装置内側（ＬＥＤ発光部側）に向け配置する場合が考えられる。前者の配置では後者の配置に比較して相対的にレンズ凸部４ｂによる光の陰影が外部から光むらとなって観察されやすい。このため、本実施の形態１では後者のレンズ配置とした。また、構成上、装置発光面側（透光性光拡散部材６側）を平坦面にできるため、装置発光面（透光性光拡散部材６の光の出射面）を外側から観察した場合に、レンズによる凹凸が目立ちにくく、意匠性に優れた構成であるといえる。また、表面が平坦であるため照明装置１００の外部からの粉塵がたまりにくく、さらに照明装置１００の清掃を行う場合には表面が平坦であるため清掃性がよいといった利点も有する。
【００２６】
すなわちレンズ凸面を装置内側（ＬＥＤ基板２側）に配置することで、意匠性、保守性が高く集光効果を有する照明装置とすることができる。さらに後述するように平坦面を利用し、必要に応じ光制御部材（実施の形態３で述べる色変換部材）を装着しやすいといった利点も得られる。このように、例えば図３に示すように、レンズアレイ４のレンズ機能部５は、板状体であるレンズアレイ４のＬＥＤ基板の実装面２ａに対向する側の対向面４ａから山状に山頂４ｃに向かって盛り上がり、対応するＬＥＤの発光面１ａに対向する。
【００２７】
（ＬＥＤの配光特性）
この際、適用するＬＥＤをそれ自体に集光効果を持つようなＬＥＤ（例えば砲弾型）を用いると、レンズアレイ４による更なる集光効果が加わり、かなりの狭配光装置となる。さらに集光作用により各ＬＥＤ光軸方向の放射量が極めて高くなり、深いグレアや輝度むら（照度むら）を生み出す傾向にある。さらに集光効果を生み出すためのレンズモールド厚みが大きくなり（光源としては背の高いものになってしまい、光源ユニット１０自体が厚いものになる欠点がある。したがって、本光源ユニット１０のように、薄型でかつ柔らかい集光効果を目的とする光源ユニットでは発光面が略平坦状で、拡散配光特性を有するＬＥＤが望ましい。
【００２８】
（透光性光拡散部材６）
次に透光性光拡散部材６の機能を説明する。本実施の形態１のようにＬＥＤ基板２上に本レンズアレイ４を配置した構成では、レンズが無い場合に対し、狭配光化を実現することができる。しかし、得られるビーム角がかなり目標値より小さくなる場合や、また配光面では後述するように広角方向にノイズ成分を生じる場合が多い。そのため光源ユニット１０では、それらの対策としてレンズアレイ４の発光面側の上部にさらに拡散性を有する透光性光拡散部材６を配置する構成としている。透光性光拡散部材６は例えばプラスチック樹脂（アクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴなど）の表面をシボやサンドブラストの加工を行ったもの、あるいは樹脂内に拡散性フィラーを混合させたような材料で構成する。
【００２９】
透光性光拡散部材６は広配光化の役割と、各ＬＥＤの光軸方向の光度を抑制し、装置発光面（透光性光拡散部材６の表面）の輝度むら抑制、あるいはグレア低減といった役割を担う。
透光性光拡散部材６は、全光線透過率とヘーズ値（曇り値）が高い材料が望ましい。実際に本装置の試作品では透明性や耐熱性、耐候性を考慮して表面シボ加工を施したアクリル樹脂を用いた。
【００３０】
図４は、透光性光拡散部材６の断面形状を示す。光源ユニット１０の透光性光拡散部材６は、上記の輝度むら抑制、グレア低減という目的では、例えば図４に示したように透光性光拡散部材６の中央部を湾曲状に膨らむ形状としてもよい。装置中心部での透光性光拡散部材６とレンズアレイ４からの距離を離すことで、装置外部からみた各々のＬＥＤ光源と陰影（輝度むら）を抑制することができ、意匠性を高めつつグレア低減（眩しさ抑制）も行うことができる。実際、本光源ユニット１０の試作では湾曲した効果も持たせており、約φ８５ｍｍのユニット発光面に図４の透光性光拡散部材６の中央部深さｈを、
ｈ≒５ｍｍ
とした表面シボ加工を施したアクリル部材を用い、輝度むらが大きく低減することを確認した。このように、透光性光拡散部材６は、ＬＥＤ基板２の実装面２ａの法線２Ｌ（図４に示した）の方向であって、ＬＥＤ基板２からレンズアレイ４に向かう法線２Ｌ方向に向かって凸に湾曲する湾曲形状に形成されている。
【００３１】
（レンズアレイ４の着脱）
また、この透光性光拡散部材６を光源ユニット１０に常備するような構成としておき、レンズアレイ４を着脱可能とする構成とする。この構成によって、後述するように、レンズアレイ４の非装着時には拡散性が高くビーム角が広い広配光照明を実現できる。一方、レンズアレイ４の装着時には、やや配光を狭めたビーム角が約４０〜６０度程度の狭配光照明を実現することができる。したがって照明用途に応じてレンズアレイ４の着脱のみにより配光角を切り換え照明することができ、光源ユニット１０の用途範囲が一段と拡大する。
【００３２】
図５、図６は、図１の光源ユニット１０を用いた照明装置１００の、各部材を組合せた際の断面図を示す。
図５、図６は、それぞれレンズアレイ４を装着した場合、非装着の場合を示している。レンズアレイ４は、反射性固定部材３に設けられたレンズアレイ設置段（図示していない）の位置に設置される。図１で述べたように、照明装置１００は、光源ユニット１０の発光面（透光性光拡散部材６）を囲むように、内側が拡散あるいは鏡面状の、高反射性の外側反射筐体８を備え持つ。
【００３３】
照明装置１００は、例えばダウンライトとして、外側反射筐体８の発光面側の縁が天井面位置になるように天井開口部に組み込まれて用いられる。照明装置１００の配光特性は、光源ユニット１０の構成による配光が支配的となって現れるが、外側反射筐体８は広角側に出た光りを効率的に照明に用いるように、また、遠めから照明装置１００を見込んだ際に直接発光面を目立たなくするような役割も持ち合わせる。本実施の形態１では、上記理由で光源ユニット１０を薄型化できるため、照明装置１００を天井面へ埋め込む際、天井裏側へ突出する領域が低く、したがって天井裏の高さ方向のスペースが狭い場合にも十分装着可能な装置を得ることができる。またその他、光源ユニット１０を用いた照明装置自体を薄型にできるため、例えば天井面直下付け装置として用いた場合でも、薄くできるので意匠性がよく、また、照明空間の演出効果の幅を高めることができる。
【００３４】
図７〜図１５を参照して、光源ユニット１０を対象とするシミュレーション結果を説明する。以下では光源ユニット１０の構成による配光制御効果を確認するため、光源ユニット１０をモデル化し、照明解析シミュレーションを実施した結果を説明する。
図７、図８はＣＡＤで作成した装置外観モデルを示した。
図７の（ａ）は、モデルの斜視図（レンズアレイ４、透光性光拡散部材６なし）を示す。
図７の（ｂ）は、正面図（レンズアレイ４、透光性光拡散部材６なし）を示す。
図８の（ａ）は、モデル斜視図（レンズアレイあり）を示す。
図８の（ｂ）は、ＬＥＤ１とレンズ機能部５との配置関係を示す図である。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、このモデルでは、ＬＥＤ１を１２個、ＬＥＤ基板２の上に配置し、さらにその周囲を反射性固定部材３を配置したものである。図７、図８のＬＥＤ部品単体は、図９（ａ）で示す外観のものを用いた。図７の（ａ）は、ＬＥＤ１の外観である。ＬＥＤ１自体特にレンズ機能を有するものではなく、ＬＥＤ封止樹脂部分が略平坦のものであり、発光面１ａは、拡散性配光特性の発光光を出射する略平坦で、かつ、ＬＥＤ基板２のＬＥＤ実装面２ａに略平行である。ＬＥＤ１ａのＬＥＤ配光特性は、図９（ｂ）に示したように、ほぼ完全拡散発光のものである（図９（ａ）には、ＬＥＤ上部にシミュレータ上の発光領域を示す線１ｚを示す）。
【００３６】
（ＬＥＤ１）
ここでＬＥＤ１は、図９の（ａ）、（ｂ）に示したように、日亜化学工業製ＮＳ６Ｗ１８３の外寸仕様（５×５×１．３５ｍｍ）とし、ほぼ、その配光特性に同じ拡散配光特を与えた。
【００３７】
（ＬＥＤ基板２）
またＬＥＤ基板２は、およそ反射率８５％の拡散性処理を施したもの、さらに反射性固定部材３は反射率約９６％で内側側面が緩やかに湾曲した拡散性材料として与えた。反射性固定部材３の内径（ＬＥＤ基板露出部直径）は、約５５ｍｍとし、また外径（装置表面開口直径）は約８２ｍｍとした。ＬＥＤ基板２表面からレンズ機能部５の頂点までの距離は約１０ｍｍとしている。
【００３８】
（レンズアレイ４）
レンズアレイ４は、アクリル材料とし、凸面を各ＬＥＤ１の発光面側に対向させるように配置した。レンズアレイ４のレンズ機能部５の直径は、ＬＥＤ発光部直径（図９（ａ）の表面で約４．５ｍｍ）よりも大きく、かつ、後述する図１７の（ａ）に示す「ＬＥＤを最大数高密度実装」する際にも隣り合うレンズ凸部４ｂで重なりが生じないように、φ８ｍｍとした。
図３のように、それぞれのレンズ機能部５の凸部４ｂは、対向面４ａから盛り上がりはじめる根元部分４ｄにおける対向面４ａに平行な面での断面が、略円形の円形断面をなす（図１（ｃ）に円形断面４ｅに相当する部分を示した）。図２（ａ），図３のように、複数のＬＥＤの各発光面１ａは、実装面２ａの法線２Ｌ（図３に示した）の方向からレンズアレイ４とＬＥＤ基板２とを重ねて見ると（図２（ａ））、対応するレンズ機能部５の根元部分４ｄの円形断面４ｅの内部に含まれる。
図７、図８に示したＬＥＤは、図９（ｂ）のように、ＬＥＤ自体が拡散配光性を有す（レンズ機能を有する砲弾型形状でもよいが本装置では表面輝度むらが出やすい）。このため、レンズアレイ４のレンズ機能部５は、ＬＥＤ発光部直径よりやや大きめの直径とすることで、レンズ機能部５の配置密度をある程度高めつつ、ＬＥＤ発光光に対するレンズ効果を十分持たせることができる。
【００３９】
（透光性光拡散部材６）
また、透光性光拡散部材６として、およそ、きもと社製拡散部材ライトアップＬＳＥ１００の有する散乱特性を与えた（全光線、ヘーズはそれぞれ弊社内測定で両者約９０％以上の特性）。
【００４０】
ここで、各ＬＥＤ１に対向するように湾曲凸形状のレンズ機能部５を持たせたレンズアレイ４を、反射性固定部材３の深さ内に配置し、レンズ機能部５の直径を固定（８ｍｍ）しレンズ後方焦点距離をパラメータとして基礎試算を行った。ここでレンズアレイ４の平面部分の厚みは１ｍｍとした。結果的に装置薄型化と配光の広がりを意識し基礎計算を行い、一例ではあるが薄型化の面から、
焦点距離Ｆ’＝１０ｍｍ
とし、目的の配光領域となるようにＬＥＤ表面とレンズ凸面との間隔ｄを調整した。
結果的に目的の配光領域を実現する条件として、
ｄ≧Ｆ’
ではなく、
ｄ＜Ｆ’
の条件で配光特性が良好となることがわかった。
例えば、図１２はｄ＝３ｍｍの条件とし、ｄ＜Ｆ’を採用しており、構成としては以下の様である。
レンズアレイ４のそれぞれのレンズ機能部５は、ＬＥＤ基板２側の対向面４ａの法線４Ｌの方向に焦点を有する。ＬＥＤ基板２に実装された各ＬＥＤ１は、対応するレンズ機能部５の凸部４ｂの山頂４ｃと、発光面１ａとの対向面４ａの法線４Ｌ方向の距離ｄが、対応するレンズ機能部５のＬＥＤ基板２側の焦点の焦点距離Ｆ’よりも短くした。
【００４１】
図１０〜図１２は、そのような設定（ｄ＝３ｍｍ）の光源ユニット１０内の光制御部材（レンズアレイ４、透光性拡散部材６）の有無による配光特性変化の図を示したものである。なお、反射性固定部材３は装着している。図１０の（ａ）は、「ＬＥＤ基板２＋反射性固定部材３」（タイプＡ）を示す。図１０の（ｂ）は、「ＬＥＤ基板２＋レンズアレイ４＋反射性固定部材３」（タイプＢ）の場合を示す。図１１の（ａ）は、「ＬＥＤ基板２＋レンズアレイ４＋透光性光拡散部材６＋反射性固定部材３」（タイプＣ）の場合を示す。図１１の（ｂ）は、「ＬＥＤ基板２＋透光性光拡散部材６＋反射性固定部材３」（タイプＤ）の場合を示す。
それぞれの光学部材の構成の段階での試算を行い、上記Ａ〜Ｄの４つタイプの装置構成による配光制御効果を確認した。
図１２は、上記Ａ〜Ｄの４タイプの確認結果を示す。
図１２の横軸は光源ユニット１０の中心軸を基準とし、ある角度方向の相対光度を示したものである。縦軸は相対光度である。
【００４２】
その結果、“ＬＥＤ基板２のみ”（タイプＡ）はほぼ拡散状に発光しており、その上にレンズアレイ４を配置した“ＬＥＤ＋レンズ”（タイプＢ）の場合には、その集光効果により±２０度の間で発光成分が鋭くなっていることがわかる。この時点でグラフからは両角３０〜６０付近の広角方向で小さく飛び出る光ノイズが発生している。さらにその上に表面拡散板を配置した”ＬＥＤ＋レンズ＋拡散板”（タイプＣ）の構成では光ノイズが大幅低減し、中央方向の光度を抑えビーム角で約５５ｄｅｇとなり本装置の狙いとする配光特性が得られた。
【００４３】
したがって光源ユニット１０の構成のように一度レンズアレイ４で集光化し、さらに透光性光拡散部材６を設ける構成では、光ノイズが少ないやや狭まった配光特性を有する光源ユニット１０や、それを用いた照明装置を得ることができる。なお、図１２で、“ＬＥＤ基板２のみ”の場合の光束に対して、“ＬＥＤ＋レンズ”（タイプＢ）の構成、“ＬＥＤ＋レンズ＋拡散板”（タイプＣ）の構成での光束比はそれぞれ９６％、８１％であり、光利用効率面でも部材装着をした場合に良好な状態であることがわかった。
【００４４】
（タイプＤ）
また、レンズアレイ４を配置せずに、ＬＥＤ基板２上に透光性光拡散部材６を配置した「ＬＥＤ＋拡散板」（タイプＣ）の構成での結果は、光ノイズが無い状態でとくに集光効果を持たない拡散性の強い照明光となっている。したがって、ＬＥＤ基板２、レンズアレイ４、透光性光拡散部材６からなる構成（タイプＣ）の光源ユニット１０において、レンズアレイ４を用途に応じ着脱可能とすることにより、広配光の照明と、やや狭配光の照明とを切り替えて実現することが可能である。すなわち、光源ユニット１０を組み立てと分解との交互の繰り返しが可能に構成する。そして、レンズアレイ４は、組み立てと分解とに応じて、取付・取り外しを可能にする。よって、多用途向けとして本光源ユニット１０を用いることができる。また、この構成での“ＬＥＤのみ”の場合に比較した光束比は約８６％であり、光利用効率面ではやはり良好な状態で用いることができる。
【００４５】
レンズ機能部５の形状条件による配光制御効果、及び、レンズアレイ配置位置が配光に与える影響についても試算を行った。
図１３、図１４は、レンズ機能部５の形状に係わる後方焦点距離（図３参照）を変えた場合の配光試算を示す図である。ここではレンズ機能部５の焦点距離を３水準設定し、レンズアレイ４の配置位置を変えずに試算を実施した。試算ではレンズ部直径を８ｍｍ固定として、各レンズ形状（曲率）に反映させるように焦点距離をＦ’＝２０ｍｍ、１０ｍｍ、７ｍｍとしている。
図１３の（ａ）は、焦点距離Ｆ’＝２０ｍｍ（タイプＥ）を示す。
図１３の（ｂ）は、焦点距離Ｆ’＝１０ｍｍ（タイプＦ）を示す。
図１３の（ｃ）は、焦点距離Ｆ’＝７ｍｍ（タイプＧ）を示す。
【００４６】
図１４は、焦点距離を変えたときのシミュレーション結果を示す。
その結果、図１４のように、焦点距離が長くても小さくても集光効果が得られにくく、焦点距離Ｆ’＝１０ｍｍ（タイプＦ）で中央部に光が照射させる傾向を確認した。表面拡散板を装着する場合には中央部の集光効果が高いほど、光ノイズを取り除きながら柔らかい狭配光化を実現できるため、焦点距離Ｆ’＝１０ｍｍ（タイプＦ）程度が良好であることがわかった。
【００４７】
一方、そのような後方焦点距離Ｆ’＝１０ｍｍの条件で、レンズアレイ４の位置による効果を把握するため、図１５、図１６のように、レンズアレイ４の位置を３水準設定し試算を行った。レンズ頂点とＬＥＤ発光表面間距離をｄとして、ｄ＝０．６４ｍｍ、３ｍｍ、５．６４ｍｍとした。
図１５の（ａ），（ｂ）はそれぞれ、５．６４ｍｍ（タイプＨ），ｄ＝０．６４ｍｍ（タイプＩ）の場合を示した。
図１６はシミュレーション結果を示す。その結果、焦点距離が短すぎると装置として狭配光が得られにくく（タイプＩ）、一方距離が長すぎると狭配光効果は有するものの、広角ノイズ成分と中心配光成分との間の山谷の差が大きくなり、その上に拡散板を配置したとしてもノイズ成分が目立ちやすい傾向となる（タイプＨ）。
【００４８】
したがってビーム角４０〜５５度程度で、光ノイズの発生しにくい厚さ１０ｍｍ程度の薄型の照明ユニット、あるいはそれを備えた装置を得るためには、本試算結果より一条件例として、レンズアレイ４のＬＥＤに対向する湾曲凸レンズの後方焦点距離をおよそＦ’＝１０ｍｍとし、レンズ頂点とＬＥＤ発光表面間距離をｄとして、本レンズアレイ４をおよそｄ＝３ｍｍ（タイプＪ）の位置に配置することがよいことがわかった。また、同じくレンズ直径をφ８ｍｍとして他条件でも解析を進めた結果、上記からレンズ背面とＬＥＤ表面との間の距離ｄに対して焦点距離をＦ’＝９〜１５ｍｍ程度、ｄ≒２〜４ｍｍ程度にしても上述したような配光制御効果が得られることがわかった。
【００４９】
上記の試算結果をもって実際に試作評価を行ったところ、本試算結果とほぼ同様の傾向を持つ光特性を示し、実際の装置としても目的の機能を有することを確認できた。なおシミュレーションや試作ではＬＥＤ実装数な装置サイズなども幾つか試行しており、ほぼ同様の特性を示した。
【００５０】
実施の形態１の光源ユニット１０によれば、ＬＥＤ個数調整による装置光束変更に容易に対応でき、レンズ凸部による光の陰影が生じにくく、レンズ表面に粉塵が溜まりにくい意匠性、保守性にも優れた狭配光化照明装置を得ることができる。さらに、個々のＬＥＤを囲む反射体を必要とせず安価で、かつ、薄型の器具を提供できる。
【００５１】
実施の形態２．
図１７〜図１９を参照して実施の形態２を説明する。実施の形態２は、実装するＬＥＤの間引きに関する。光源ユニット１０の構成では、最大実装可能ＬＥＤの各々の配置に合わせ、レンズ機能部５の個数や位置を定めたレンズアレイ４とするように構成した。ここで「最大実装可能ＬＥＤ」とは、光源ユニット１０の設計上、例えば、最も明るいユニットとする場合の、ＬＥＤ基板２へのＬＥＤ１の実装の個数である。このような構成により、ＬＥＤ１の実装数限界を想定した上での個数調整が可能になる。したがって、光源ユニット１０を用いた照明装置を利用する照明空間に合わせ、照明装置の構成や周囲部品を変更することなく、ＬＥＤ実装数を変えることで、光束調整を簡単に行える特徴がある。また、この際レンズ機能部５は個々のＬＥＤに対して作用するため、ＬＥＤの数が変更になっても、間引かれたＬＥＤに対応するレンズ機能部５以外は依然として実装されているＬＥＤに対応している。よって、個々のＬＥＤ単位でみれば、いくつかのＬＥＤを間引いたとしても、実装数に関係ない配光特性を与えることができる。
【００５２】
図１７は、ＬＥＤの実装状態を示す図である。図１７の（ａ）は、上記シミュレーションで用いたモデル同様に、反射性固定部材３の内径約５５ｍｍ、また外径約８２ｍｍの条件で、上述したＬＥＤ１を最大実装数１９個のとした例である。図１７の（ｂ）、（ｃ）は、ＬＥＤ数の調整を場合を示す。図１７の（ｂ）、（ｃ）は、１９個のＬＥＤを、それぞれ４個、１０個、間引いた状態を示す。装置配光や外観を考慮し、ＬＥＤを中央部のみに配置（（ｃ）の９個）し、あるいは中央よりも周辺に多く実装配置（（ｂ）の１４個）するようなことが容易に実現できる。
ただし、実際にはＬＥＤ数の調整を行った場合でも、ＬＥＤへ問題なく電力供給する必要がある。
図１８、図１９は、それに対応するための例を示す。
【００５３】
ＬＥＤ基板２は電源供給部（図示していない）を備えている。それぞれのＬＥＤ１は、ＬＥＤ基板２上の電源供給線１５（導電パタン）上に直並列実装される。しかし、例えば、図１８のＬＥＤ間引き実装状態（破線枠５１で示した）にある場合にも、全ＬＥＤに電力供給できるようにする必要がある。
図１９は、図１８の破線枠５１内における、ＬＥＤ基板２の配線上の対策例を示している。図１８において、電源供給線１５には、ＬＥＤが実装されるＬＥＤ実装部５２と、チップ抵抗１７（抵抗器）が実装される抵抗実装部５３とが形成されている。このようにすることで、ＬＥＤ実装用パッド１６に並列に、チップ抵抗用パッド２１を備えるように構成した。ＬＥＤ１を実装しない部分は、装置全ＬＥＤへの電気供給を絶たないようにＬＥＤと同程度の負荷（ＬＥＤへの供給電流が変わらないもの）を実装する。このようにすることでＬＥＤの数によらず安定した電気供給を行うことができ、所望のＬＥＤ配置で必要な光束を得ることができる。よって通常、図１７の（ａ）のような個数を標準としておき、ニーズにあわせて図１７の（ｂ）や（ｃ）のように、ＬＥＤ配置（配光）や実装個数（光束）を簡単に調整することができる。
【００５４】
実施の形態３．
図２０〜図２３を参照して実施の形態３を説明する。
図２０は、色変換部材１８が、ＬＥＤ基板２とレンズアレイ４との間に配置される場合を示す。
図２１は、色変換部材１８が、レンズアレイ４と透光性光拡散部材６との間に配置される場合を示す。
図２２は、図２１に対して、色変換部材１８の全部の領域が色変換機能を有する色変換部１９である場合を示す。
図２３は、色変換部１９による色変換（波長変換）の特性を示す図である。
実施の形態３は、光源ユニット１０に、色変換部材（波長変換部材）を用いる場合を説明する。
【００５５】
光源ユニット１０は、これまで述べたとおりレンズアレイ４により配光調整を行うことが可能であるが、色変換部材１８の装着により、相関色温度や色度を変えることも可能である。
図２０〜図２３には、色変換部材１８を光源ユニット１０内部に位置変えて配置した例を示した。
図２０（ａ）〜（ｃ）は、ＬＥＤ発光面側の近傍に色変換部材１８を配置した例である。すなわち色変換部材１８は、ＬＥＤ基板２とレンズアレイ４との間に配置した。色変換部材１８のうち色変換（波長変換）の機能を有する領域（色変換部１９）は、例えば無機蛍光体などの長寿命の色変換材料を用いた構成としている。そのような材料は、例えば図２３に示したように、昼白色ＬＥＤ（５０００Ｋ）の主に短波長側光を吸収し、長波長側へ波長変換する機能を有するため、結果照明色を白色光（４０００Ｋ）に色変換するような効果を有する。
【００５６】
本材料は、例えば色変換部材１８の主材を薄手のポリカーボシートやＰＥＴ、アクリル樹脂などとし、蛍光体をバインドした透光性材料を色変換部として印刷、塗布、貼り付けるなどして構成する。あるいは上記主材に開口部を開けその部分を埋める（嵌め込む）ように配置させる。図２１では、埋め込み加工の例で示している。
【００５７】
図２０の構成では、ＬＥＤ発光面にだけ色変換部材１８が配置され効率的に色温度変換を行うことができ、通常そのような色変換部を通った光は拡散性の強い光となるため、ＬＥＤ自体が拡散配光であればその色変換光も同様に拡散光となる。そのため色変換部材１８を可能な限り薄手なものとすれば、効率的な色変換機能を果たすことになる。結果その色変換光がレンズアレイ４をとおり配光調整されることになる。
【００５８】
上記のような構成の色変換部材１８は、例えば図２１のように、光がレンズアレイ４を透過した後となるレンズアレイ平坦部、あるいは図２２のように透光性光拡散部材６に接するような位置に設置してもよい。この場合は色変換部材１８が光を拡散させる性質があるため、透光性光拡散部材６を外して使用することも可能である。また、図２２のように、全体に色変換機能を持つ色変換部材１８としても色変換材料が無い場合と同様にやや狭配光化する集光効果を有し、光源ユニット１０で目的とするレベルのビーム角絞りを保った色変換部材１８として使用することができる。
【００５９】
以上のように光源ユニット１０は、ＬＥＤ基板２とレンズアレイ４との間と、レンズアレイ４と透光性光拡散部材６との間とのいずれかに、レンズアレイ４に対向して配置され、入射した光の波長を変換して出射する波長変換機能部を有する波長変換部材を備えた。
【００６０】
なお、光源ユニット１０の透光性光拡散部材６の表面または表面近傍等に、以上説明した色変換を行う色変換部材１８の他、プリズムシートやルーバなどの配光制御部材などの光学特性変換部材を設けることもでき、様々な照明シーンに対応させた照明演出効果を持たせることができる。
【００６１】
実施の形態４．
図２４〜図２９を参照して実施の形態４を説明する。実施の形態４は、対応するＬＥＤとレンズ機能部５どうしにおいて、ＬＥＤの光軸方向で、ＬＥＤの光軸（以下、ＬＥＤ光軸という）とレンズの光軸（以下、レンズ光軸という）とを、あえて、ずらす構成である。図２４は、レンズ機能部５を半径方向にずらす場合を示している。
図２５は、レンズ機能部５を左右方向にずらす場合を示している。
図２６は、略同心円上の実装されたＬＥＤに対して、レンズアレイ４を同心円の円周方向に回転させて固定する場合を示している。
図２７は、ＬＥＤ（日亜化学工業製ＮＳ６Ｗ１８３）の当方にて測定した発光角度方向に対する色温度を示している。
【００６２】
本構成は、とくに図２７のような構造の、例えば実施の形態１で示した製品型番（日亜化学工業製ＮＳ６Ｗ１８３）のＬＥＤを用いる際に有効である。ＬＥＤの構成は様々なものがある。そして、ＬＥＤのパッケージ形状、ＬＥＤベアチップ配置、蛍光体適用方法（ベアチップ上にコーティング、封止樹脂混合などがあり後者では均一拡散する方法や沈降させるような方法がある）により、ＬＥＤの発光角度（ＬＥＤを見込む角度）により発光スペクトル、色度、色温度などの色合いが大きく異なる場合がある。
【００６３】
図２７に示したＬＥＤでは、ＬＥＤパッケージ筐体３２に６つの青色ＬＥＤベアチップ３０が集中実装され、さらにそれに励起発光する蛍光体（主発光色は黄色味）が封止樹脂中でやや沈降気味に混入された構造となっている。実際にその型番の昼白色ＬＥＤの発光角度に対する色温度を測定したところ、およそ光軸を０度として、−８０〜＋８０度方向の色温度がおよそ昼白色領域にある。しかしながら、図２７に示したように、中心軸方向（０度方向）では青色チップ直上のため青味が強い約５３００Ｋと確認された。また、約７０度方向では青色ＬＥＤチップに励起した黄色味の光成分が強く４８００Ｋという数値であった。すなわち発光角度による色味に少なからず違いが確認された。
【００６４】
従って、そのようなＬＥＤを光源ユニット１０に適用した場合、レンズアレイ４のレンズ効果により集光させる際、ＬＥＤ光色や演色性などの種類によっては被照面の中心領域と周辺領域で色味が異なり色むらとして確認される場合がある。とくに光源ユニット１０をダウンライトなどの照明装置として用いる場合には、例えば照明装置が白色系の壁面付近に設置された場合、照明光が壁面に投光された際に、この色むら（青っぽい光と黄色っぽい光との色コントラスト）が現れることがある、このような色むらは、設置空間の雰囲気にマッチしないなどの違和感を与える場合がある。
【００６５】
そこで、そのような色むらを少なくする手段として、ＬＥＤ基板２上のＬＥＤ１のうち、少なくとも外側周囲（外郭）に実装されたＬＥＤ１のＬＥＤ光軸１ｃと、相対するレンズアレイ４のレンズ機能部５の中心軸（レンズ光軸５ｃ）とを、装置上面（図１のＸ方向）から見込んだ際に、ＬＥＤ発光領域がレンズ機能部５の領域からはみ出さない程度に意図的にずらすように構成する。このずらした軸間の距離はわずかＬＥＤベアチップの寸法程度、あるいはそれよりやや大きい程度の距離であるが、青色成分の発光が強いＬＥＤ光軸１ｃ直上の光をわずかに軸周辺に屈折させることができる。そのため、少なくとも上記のように照明装置１００の光が壁面に投光される場合にも、投光領域の中心領域と縁となる領域での光の混色度合いを高めることができる。このため、色温度の変化（色コントラスト）を小さくすることができる。
【００６６】
この際、全てのＬＥＤを対象に、ＬＥＤ光軸１ｃと、レンズ機能部５のレンズ光軸５ｃとをずらすように構成してもよいが、基板中央側から発する光についてはレンズ効果による色むらがあったとしても、その外側（外郭）から発光する光と混光（混色）し、色むら自体が目立たなくなる傾向にある。すなわち、図２４（ｂ）の領域５５の内部に実装されるようなＬＥＤにおいては、色むらは目立にくい。したがって、少なくともＬＥＤ基板の外側ＬＥＤのＬＥＤ光軸１ｃと、そのＬＥＤに対応するレンズ機能部５のレンズ光軸５ｃとをずらすことで、とくに目立って現れやすい壁面の色むらを少なくすることができる。
【００６７】
上記のように図２４〜図２６にはその構成例を示しており、レンズ機能部５の配置位置を丸の点線で示している。図２４は、ＬＥＤに対応して対向配置するレンズ機能部５のうち、外側に配置するＬＥＤに対し、レンズ機能部５のレンズ光軸５ｃを放射状にずらした構成例である。
図２５は、ＬＥＤ配列の列単位でレンズ機能部５のレンズ光軸５ｃを左右にずらした構成例である。これらのように、レンズ機能部５の配置位置を規則的にずらしてもよいが、一方で、個々のレンズ機能部５のレンズ光軸５ｃが、それぞれ対向（対応）するＬＥＤ光軸１ｃに対し、ランダムに位置ずれするように構成してもよい。
【００６８】
図２４（ｂ）、図２５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ基板２は、実装される複数のＬＥＤのうちのさらに複数のＬＥＤが、周状につらなった周状配置１ｂで実装面２ａに実装される。また、ＬＥＤ基板２は、周状配置１ｂの外側の領域の実装面２ａにはＬＥＤは実装されず、周状配置１ｂの内側領域の実装面２ａには周状配置１ｂをなすＬＥＤとは別の少なくとも一つのＬＥＤが実装しても良い。そして、少なくとも周状配置１ｂをなす複数のＬＥＤの各ＬＥＤは、実装面２ａの法線２Ｌ方向からレンズアレイ４とＬＥＤ基板２とを重ねて見ると、発光面１ａが、対応するレンズ機能部５の根元部分４ｄの円形断面４ｅ（図２４、図２５の複数の破線の丸）の内部において、円形断面４ｅの円周の近傍に偏って位置する。
【００６９】
さらに、図２６は、図１７の（ａ）のＬＥＤに対向配置するレンズ機能部５を有するレンズアレイ４を、レンズアレイ４の中心の周りに回転方向５４へ若干回転させて反射性固定部材３に固定する構成である。このようにレンズアレイ４を回転させることでも、外側周辺（外郭）ＬＥＤと、それに対向するレンズ機能部５の光軸をずらすことができるため、目的とする被照面投影時の中心部とその周辺での色ずれの差を小さくすることができる。なお効果を試作により確認したところ、この際レンズ集光効果は若干弱くなる傾向にあるが、色ずれを縮小させる効果を持ちながら本装置の目的としているビーム角４０〜６０ｄｅｇ程度の配光を維持できることもわかった。すなわち、実装されるＬＥＤ側からみると次のようである。図２６に示すように、ＬＥＤ基板２は、実装される複数のＬＥＤのうちの少なくともの複数のＬＥＤが実装面２ａにおいて略同心円上に実装されている。そして、実装面２ａにおいて略同心円上に実装されたそれぞれのＬＥＤは、実装面２ａの法線方向からレンズアレイとＬＥＤ基板２とを重ねて見ると（図２６）、発光面１ａが、対応するレンズ機能部５の根元部分４ｄの円形断面４ｅの内部において、同心円の一方の円周方向に偏って位置する。
【００７０】
図２８は、レンズアレイ４のレンズアレイ固定部７が第１固定部７−１と、第２固定部７−２とを有する例を示す。反射性固定部材３への取付時に第１固定部７−１を用いる場合と、第２固定部７−２を用いる場合とで、回転方向５４へのレンズアレイ４の回転を変えることができるので色ずれ調整を２段階で行うことが可能となる。
【００７１】
（レンズ機能部５の微細凹凸）
図２９は、上記色ずれの他の縮小手段として他の構成を示している。レンズアレイ４のレンズ機能部５の凸部表面のうち、頂点（山頂）を含む一部表面領域の形状を微細な凹凸状にした。このことにより、ＬＥＤ光軸１ｃに沿ってレンズ機能部５に入射する青みの強い光を、レンズ機能部５を通した際、若干拡散気味に光を広げ、微細凹凸形状以外の領域のレンズ表面を透過する黄色味の強い光と混色させやすくする効果を有する。なお。本微細凹凸加工領域の広さや、凹凸の高さの値は、光源ユニット１０の発光特性を確認しながら定めることができる。そのため本構成の光源ユニット１０でも色ずれを縮小させる効果を持ちながら、光源ユニット１０の目的としているビーム角４０〜６０ｄｅｇ程度の配光を実現することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１  ＬＥＤ、１ａ  発光面、１ｂ  周状配置、１ｃ  ＬＥＤ光軸、２  ＬＥＤ基板、２ａ  実装面、２Ｌ  法線、３  反射性固定部材（ベース部）、４  レンズアレイ、４ａ  対向面、４ｂ  凸部、４ｃ  山頂、４ｄ  根元部分、４ｅ  円形断面、４Ｌ  法線、５  レンズ機能部、６  透光性光拡散部材、７  レンズアレイ固定部、８  外側反射筐体、１０  光源ユニット、１５  電源供給線（配線パターン）、１６  ＬＥＤ実装用パッド、１７  チップ抵抗、１８  色変換部材、１９  色変換部、２１  チップ抵抗用パッド、３０  ＬＥＤベアチップ、３１  蛍光体入り封止樹脂、３２  パッケージ筐体、３３  ＬＥＤ電極、４０  微細凹凸部、１００  照明装置。
【図１】
0005473966.tif 000002
【図２】
0005473966.tif 000003
【図３】
0005473966.tif 000004
【図４】
0005473966.tif 000005
【図５】
0005473966.tif 000006
【図６】
0005473966.tif 000007
【図７】
0005473966.tif 000008
【図８】
0005473966.tif 000009
【図９】
0005473966.tif 000010
【図１０】
0005473966.tif 000011
【図１１】
0005473966.tif 000012
【図１２】
0005473966.tif 000013
【図１３】
0005473966.tif 000014
【図１４】
0005473966.tif 000015
【図１５】
0005473966.tif 000016
【図１６】
0005473966.tif 000017
【図１７】
0005473966.tif 000018
【図１８】
0005473966.tif 000019
【図１９】
0005473966.tif 000020
【図２０】
0005473966.tif 000021
【図２１】
0005473966.tif 000022
【図２２】
0005473966.tif 000023
【図２３】
0005473966.tif 000024
【図２４】
0005473966.tif 000025
【図２５】
0005473966.tif 000026
【図２６】
0005473966.tif 000027
【図２７】
0005473966.tif 000028
【図２８】
0005473966.tif 000029
【図２９】
0005473966.tif 000030