(57)【要約】【課題】  光量を高めることが可能なＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】  ＬＥＤ照明装置Ａ１は、複数のＬＥＤチップ３１を有するＬＥＤ発光部３と、ＬＥＤ発光部３を支持する主面２ａを有する基板２と、ＬＥＤ発光部３からの光を屈折させるレンズ４と、を備えており、レンズ４は、主面２ａに平行な内周端４１ａおよび外周端４１ｂを有する環状面４１と、環状面４１の内周端４１ａから凹み、かつＬＥＤ発光部３からの光が入射する入射凹部４２と、を有しており、ｚ方向視において、環状面４１の内周端４１ａが主面２ａ内に含まれており、かつＬＥＤ発光部３が環状面４１の内周端４１ａの内側に配置されており、主面２ａから環状面４１までの距離Ｈ０は、ＬＥＤ発光部３のうち主面２ａからもっとも離間した部位と主面２ａとの距離H2よりも小である。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤチップを有するＬＥＤ発光部と、
上記ＬＥＤ発光部を支持する主面を有する基板と、
上記ＬＥＤ発光部からの光を屈折させるレンズと、を備えており、
上記レンズは、上記主面に平行な内周端および外周端を有する環状面と、上記環状面の上記内周端から凹み、かつ上記ＬＥＤ発光部からの光が入射する入射凹部と、を有しており、
上記主面の法線方向視において、上記環状面の上記内周端が上記主面内に含まれており、かつ上記ＬＥＤ発光部が上記環状面の上記内周端の内側に配置されており、
上記主面から上記環状面までの距離は、上記ＬＥＤ発光部のうち上記主面からもっとも離間した部位と上記主面との距離よりも小であることを特徴とする、ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
上記環状面は、上記主面と平行である、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
上記ＬＥＤ発光部は、上記主面と平行な出射面を有しており、
上記主面から上記環状面までの距離は、上記主面から上記出射面までの距離よりも小である、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
上記環状面と上記主面との間には、隙間が設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
上記レンズは、上記ＬＥＤ発光部からの光を集光する、あるいは指向性を高める、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
上記レンズは、上記主面の法線方向において上記主面から遠ざかるほどこの法線方向と直角な方向において上記ＬＥＤ発光部から離間するように傾斜した反射傾斜面を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
上記反射傾斜面は、上記主面の法線方向において上記入射凹部と重なる、請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
上記基板は、セラミックスからなる基材を有する、請求項１ないし７のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
上記複数のＬＥＤチップは、上記基板に実装されている、請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
上記ＬＥＤ発光部は、上記複数のＬＥＤチップを囲む堰部と、
上記堰部に囲まれた領域に充填され、上記複数のＬＥＤチップを覆う封止樹脂と、を備える、請求項９に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
上記封止樹脂は、透明な樹脂と、上記ＬＥＤチップからの光によって励起されることにより、上記ＬＥＤチップからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、を含む、請求項１０に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
上記基板を支持するケースを備える、請求項１ないし１１のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
上記ケースは、アルミあるいはアルミ合金からなる、請求項１２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
上記ケースは、上記基板が固定された中板部を有する、請求項１２または１３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
上記中板部には、上記基板を固定するための基板凹部が形成されている、請求項１４に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１６】
上記レンズは、上記主面とは反対側を向く位置決め面を有しており、
上記ケースは、上記レンズの上記位置決め面と当接する当接面を有する、請求項１４または１５に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１７】
上記レンズには、上記主面の法線方向に対して直角な方向において、互いに反対側に突出する１対の係止片が形成されており、
上記１対の係止片を上記ケースの上記中板部に対して固定するレンズ固定片を有する１対の固定具を備える、請求項１６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１８】
上記１対の係止片は、上記環状面の上記外周端から突出している、請求項１７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１９】
上記１対の係止片は、上記主面の法線方向視において上記基板の外側に位置する、請求項１８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２０】
上記１対の固定具の一方は、上記基板を上記ケースの上記中板部に対して固定する基板固定片を有する、請求項１７ないし１９のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２１】
上記１対の固定具の上記レンズ固定片は、上記主面の法線方向に対して直角である第１方向において上記ＬＥＤ発光部を挟んで離間配置されており、かつ上記第１方向に対して直角である第２方向において互いに反対側に延びている、請求項２０に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２２】
上記ＬＥＤ発光部に繋がる発光側ケーブルを備えており、
上記基板は、上記基材上に形成され、上記複数のＬＥＤチップと導通し、上記発光側ケーブルの２つの先端部が各別に接合された２つのパッド部を有する配線パターンを有しており、
上記２つのパッド部は、上記レンズの上記外周端の外側に配置されている、請求項２１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２３】
上記２つのパッド部は、上記１対の固定具のうち上記基板固定片を有するものとは反対側に設けられている、請求項２２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２４】
上記中板部には、上記発光側ケーブルを挿通させるケーブル孔が形成されている、請求項２３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２５】
上記ケースの外部に配置された電源部と、この電源部から延びる電源側ケーブルとを備えており、
上記電源側ケーブルには、電源側コネクタが取り付けられており、
上記発光側ケーブルには、上記電源側コネクタに接続される発光側コネクタが取り付けられている、請求項２４に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２６】
上記ケーブル孔は、上記発光側コネクタが通過可能な大きさである、請求項２５に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２７】
上記１対の固定具のうち上記基板固定片を有さないものは、上記主面の法線方向視において上記ケーブル孔を内包している、請求項２６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２８】
上記ケースは、上記中板部から上記基板とは反対側に延びる複数のフィンを有する、請求項１ないし２７のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項２９】
上記ケースは、上記主面の法線方向と直角な方向から上記複数のフィンを覆う傘部を有する、請求項２８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３０】
上記複数のフィンと上記傘部とは、離間している、請求項２９に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のＬＥＤチップを光源として用いたＬＥＤ照明装置が開示されている。このＬＥＤ照明装置は、いわゆるスポットライトとして用いられることが意図されている。複数のＬＥＤチップは、マトリクス状に配置されている。これらのＬＥＤチップに対向する位置にこれらのＬＥＤチップと略平行な姿勢で、アレイレンズが離間配置されている。また、アレイレンズの出射側には、集光レンズおよび照射角制御レンズがそれぞれ離間して配置されている。複数のＬＥＤチップから発せられた光は、アレイレンズ、集光レンズおよび照射角制御レンズによって集光され、あるいは指向性が高められる。これにより、所望の限定された領域に選択的に光を照射することが可能とされている。
【０００３】
しかしながら、複数のＬＥＤチップから発せられる光は、アレイレンズに向かう方向だけでなく、アレイレンズに向かう方向に対して傾斜した方向、あるいは直角な方向にも進行する。このため、複数のＬＥＤチップとアレイレンズとの間から、一部の光が漏れてしまうことが避けられない。また、アレイレンズと集光レンズとの間、あるいは集光レンズと照射角制御レンズとの間からも、光が漏れてしまう。このため、複数のＬＥＤチップからの光の指向性を高める一方で、漏光による光量不足が問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５２９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、光量を高めることが可能なＬＥＤ照明装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供されるＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤチップを有するＬＥＤ発光部と、上記ＬＥＤ発光部を支持する主面を有する基板と、上記ＬＥＤ発光部からの光を屈折させるレンズと、を備えており、上記レンズは、上記主面に平行な内周端および外周端を有する環状面と、上記環状面の上記内周端から凹み、かつ上記ＬＥＤ発光部からの光が入射する入射凹部と、を有しており、上記主面の法線方向視において、上記環状面の上記内周端が上記主面内に含まれており、かつ上記ＬＥＤ発光部が上記環状面の上記内周端の内側に配置されており、上記主面から上記環状面までの距離は、上記ＬＥＤ発光部のうち上記主面からもっとも離間した部位と上記主面との距離よりも小であることを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記環状面は、上記主面と平行である。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤ発光部は、上記主面と平行な出射面を有しており、上記主面から上記環状面までの距離は、上記主面から上記出射面までの距離よりも小である。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記環状面と上記主面との間には、隙間が設けられている。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズは、上記ＬＥＤ発光部からの光を集光する、あるいは指向性を高める。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズは、上記主面の法線方向において上記主面から遠ざかるほどこの法線方向と直角な方向において上記ＬＥＤ発光部から離間するように傾斜した反射傾斜面を有する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射傾斜面は、上記主面の法線方向において上記入射凹部と重なる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、セラミックスからなる基材を有する。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤチップは、上記基板に実装されている。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤ発光部は、上記複数のＬＥＤチップを囲む堰部と、上記堰部に囲まれた領域に充填され、上記複数のＬＥＤチップを覆う封止樹脂と、を備える。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記封止樹脂は、透明な樹脂と、上記ＬＥＤチップからの光によって励起されることにより、上記ＬＥＤチップからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、を含む。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板を支持するケースを備える。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、アルミあるいはアルミ合金からなる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記基板が固定された中板部を有する。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中板部には、上記基板を固定するための基板凹部が形成されている。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズは、上記主面とは反対側を向く位置決め面を有しており、上記ケースは、上記レンズの上記位置決め面と当接する当接面を有する。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズには、上記主面の法線方向に対して直角な方向において、互いに反対側に突出する１対の係止片が形成されており、上記１対の係止片を上記ケースの上記中板部に対して固定するレンズ固定片を有する１対の固定具を備える。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の係止片は、上記環状面の上記外周端から突出している。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の係止片は、上記主面の法線方向視において上記基板の外側に位置する。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の固定具の一方は、上記基板を上記ケースの上記中板部に対して固定する基板固定片を有する。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の固定具の上記レンズ固定片は、上記主面の法線方向に対して直角である第１方向において上記ＬＥＤ発光部を挟んで離間配置されており、かつ上記第１方向に対して直角である第２方向において互いに反対側に延びている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤ発光部に繋がる発光側ケーブルを備えており、上記基板は、上記基材上に形成され、上記複数のＬＥＤチップと導通し、上記発光側ケーブルの２つの先端部が各別に接合された２つのパッド部を有する配線パターンを有しており、上記２つのパッド部は、上記レンズの上記外周端の外側に配置されている。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つのパッド部は、上記１対の固定具のうち上記基板固定片を有するものとは反対側に設けられている。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中板部には、上記発光側ケーブルを挿通させるケーブル孔が形成されている。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースの外部に配置された電源部と、この電源部から延びる電源側ケーブルとを備えており、上記電源側ケーブルには、電源側コネクタが取り付けられており、上記発光側ケーブルには、上記電源側コネクタに接続される発光側コネクタが取り付けられている。
【００３１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケーブル孔は、上記発光側コネクタが通過可能な大きさである。
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記１対の固定具のうち上記基板固定片を有さないものは、上記主面の法線方向視において上記ケーブル孔を内包している。
【００３３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記中板部から上記基板とは反対側に延びる複数のフィンを有する。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記主面の法線方向と直角な方向から上記複数のフィンを覆う傘部を有する。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のフィンと上記傘部とは、離間している。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、上記ＬＥＤ発光部から発せられた光のほとんどを、上記入射凹部に入射させることができる。したがって、上記ＬＥＤ発光部からの光が漏れてしまうことを抑制可能であり、上記ＬＥＤ照明装置の光量を高めることができる。。
【００３７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ照明装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＬＥＤ照明装置を示す側面図である。
【図３】図１のＬＥＤ照明装置を示す要部平面図である。
【図４】図４のＩＶ−ＩＶ線に沿う要部断面図である。
【図５】図１のＬＥＤ照明装置を示す要部拡大断面図である。
【図６】図１の照明装置に用いられるケースを示す平面図である。
【図７】図１の照明装置に用いられるケースを示す底面図である。
【図８】図１の照明装置に用いられる基板およびＬＥＤ発光部を示す平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】図１のＬＥＤ照明装置の組立工程を示す要部平面図である。
【図１１】図１のＬＥＤ照明装置の組立工程を示す要部拡大断面図である。
【図１２】図１の照明装置に用いられるレンズを示す斜視図である。
【図１３】図１の照明装置に用いられるレンズを示す正面図である。
【図１４】図１の照明装置に用いられるレンズを示す平面図である。
【図１５】図１の照明装置に用いられるレンズを示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００４０】
図１〜図５は、本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤ照明装置を示している。本実施形態のＬＥＤ照明装置Ａ１は、ケース１、基板２、ＬＥＤ発光部３、レンズ４、固定具５Ａ，５Ｂおよび電源部６を備えている。本実施形態のＬＥＤ照明装置Ａ１は、いわゆるスポットライトとして、たとえば衣服や食料品などを照らす用途に好適に用いられる。
【００４１】
図１は、ＬＥＤ照明装置Ａ１の斜視図であり、図２は、側面図である。図３は、ケース１、基板２およびＬＥＤ発光部３を実線で表し、レンズ４の一部を想像線で表す要部平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿うｙｚ平面における要部断面図であり、図５は、要部拡大断面図である。
【００４２】
ケース１は、基板２、ＬＥＤ発光部３およびレンズ４を収容しており、たとえばアルミあるいはアルミ合金などの金属からなる。ケース１は、中板部１１、筒状部１２、複数のフィン１３および傘部１４を有している。なお、図６は、単体のケース１を示す平面図であり、図７は、背面図である。
【００４３】
中板部１１は、ｘｙ平面に平行に広がる板状部分であり、本実施形態においては、円形状である。中板部１１は、基板凹部１１ａ、ケーブル孔１１ｂ、２つのケーブル溝１１ｃ、複数の突起１１ｄおよびボルト穴１１ｅを有する。
【００４４】
基板凹部１１ａは、基板２を固定するためのものであり、ｚ方向に凹む比較的浅い凹みである。本実施形態においては、基板凹部１１ａは、ｚ方向視においてｘ方向およびｙ方向に沿った四辺を有する略矩形状とされている。
【００４５】
ケーブル孔１１ｂは、中板部１１を貫通している。ケーブル孔１１ｂは、基板凹部１１ａに対してｙ方向に若干離間した位置に設けられており、本実施形態においては、ｚ方向視において矩形状である。ケーブル孔１１ｂは、後述する発光側ケーブル７２を挿通させるためのものであり、本実施形態においては、後述する発光側コネクタ７２ａを通過さることが可能な大きさとされている。
【００４６】
２つのケーブル溝１１ｃは、ケーブル孔１１ｂを挟んでｘ方向に離間配置されている。各ケーブル溝１１ｃは、基板凹部１１ａの隅部からケーブル孔１１ｂの側方へと延びている。
【００４７】
複数の突起１１ｄは、固定具５を取り付けるためのものである。本実施形態においては、基板凹部１１ａを挟んでｙ方向両側方に２つずつの突起１１ｄが配置されている。複数のボルト穴１１ｅは、固定具５Ａ，５Ｂを取り付けるためのものである。本実施形態においては、基板凹部１１ａを挟んでｙ方向両側方に１つずつのボルト穴１１ｅが配置されている。
【００４８】
筒状部１２は、中板部１１に繋がっており、ｚ方向を軸方向とする略円柱状である。筒状部１２は、レンズ４を収容する。筒状部１２のｚ方向上端付近には、当接面１２ａが形成されている。当接面１２ａは、ｚ方向において筒状部１２が開口する側を向いており、本実施形態においては、円環状である。
【００４９】
複数のフィン１３は、ＬＥＤ発光部３からの熱を外部に放散するためのものである。複数のフィン１３は、各々が板状であり、中板部１１に筒状部１２とは反対側に繋がっている。複数のフィン１３は、各々がｙｚ平面に平行であり、ｘ方向に略等ピッチで配置されている。
【００５０】
傘部１４は、中板部１１に複数のフィン１３と同じ側に繋がっており、ｚ方向に延びる湾曲した板状部材である。図７によく表れているように、傘部１４は、ｚ方向視において中心角が１８０度程度の円弧形状である。傘部１４は、の複数のフィン１３に対してｙ方向に離間配置されている。傘部１４のｘ方向寸法は、複数のフィン１３がｘ方向において占める長さよりも大である。また、図２によく表れているように、傘部１４のｚ方向寸法は、複数のフィン１３のｚ方向寸法よりも大である。
【００５１】
基板２は、ＬＥＤ発光部３を支持するものである。図８は、基板２を含む平面図であり、図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿うｚｘ平面における断面図である。なお、図９においては、配線パターン２２を省略している。本実施形態においては、基板２は、基材２１および配線パターン２２を有する。
【００５２】
基材２１は、たとえばアルミナなどのセラミックスからなり、本実施形態においては、ｘ方向およびｙ方向に沿う四辺を有する矩形状である。基板２は、主面２ａを有している。主面２ａは、基材２１のうちＬＥＤ発光部３が配置された面である。本実施形態においては、主面２ａの法線方向をｚ方向として定義している。
【００５３】
配線パターン２２は、基材２１上に形成されており、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕなどの金属からなる。配線パターン２２は、後述するＬＥＤ発光部３の複数のＬＥＤチップ３１に導通している。配線パターン２２は、２つのパッド部２２ａを有している。図８によく表れているように、２つのパッド部２２ａは、基材２１のうちｙ方向一方側に位置する２つの隅部に近接した位置に設けられている。
【００５４】
ＬＥＤ発光部３は、ＬＥＤ照明装置Ａ１の発光部分であり、基板２の略中央に配置されている。本実施形態においては、ＬＥＤ発光部３は、複数のＬＥＤチップ３１、堰部３２および封止樹脂３３を有する。
【００５５】
複数のＬＥＤチップ３１は、たとえばＧａＮ系半導体層を有しており、本実施形態においては、青色光を発する。複数のＬＥＤチップ３１は、基板２の配線パターン２２に直接実装されており、マトリクス状あるいは千鳥状に配置されている。
【００５６】
堰部３２は、複数のＬＥＤチップ３１を囲んでおり、本実施形態においては、ｚ方向視円形状である。堰部３２は、たとえばシリコーン樹脂からなり、特に白色のシリコーン樹脂からなるものが好ましい。図９に示すように堰部３２は、基板２の主面２ａからｚ方向に若干隆起した形状とされている。堰部３２のｚ方向高さは、たとえば０．４〜１．０ｍｍ程度である。
【００５７】
封止樹脂３３は、堰部３２によって囲まれた領域に充填されており、複数のＬＥＤチップ３１を覆っている。封止樹脂３３は、たとえば透明なシリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂に蛍光材料が混入された材質からなる。この蛍光材料は、たとえばＬＥＤチップ３１からの青色光によって励起されることにより、黄色光を発する。あるいは、上記蛍光材料として、ＬＥＤチップ３１からの青色光によって励起されることにより、緑色光を発するものと、赤色光を発するものとを混ぜて用いてもよい。
【００５８】
封止樹脂３３に混入する上記蛍光材料を適宜設定することにより、ＬＥＤ発光部３からは、色温度が異なる白色光を発することが可能である。本実施形態においては、複数種類の封止樹脂３３によって、色温度がたとえば３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋの白色光を発する構成を実現しうる。
【００５９】
封止樹脂３３は、出射面３３ａを有している。出射面３３ａは、ｚ方向を向く面であり、基板２の主面２ａと略平行である。上述した白色光は、出射面３３ａから出射される。主面２ａから出射面３３ａまでのｚ方向距離は、堰部３２のｚ方向高さと略同じか若干小である。
【００６０】
レンズ４は、ＬＥＤ発光部３からの光を入射させ、集光し、あるいは指向性を高めて出射するものである。レンズ４は、透明な樹脂からなり、その材質としては、ＰＭＭＡ樹脂（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）、ＰＳ樹脂（ポリスチレン樹脂）などが挙げられる。本実施形態のレンズ４は、環状面４１、入射凹部４２、出射面４３、出射凹部４４、反射傾斜面４５、鍔部４６および２つの係止片４７を有する。図１２〜図１５は、レンズ４を示す斜視図、正面図、平面図および底面図である。
【００６１】
環状面４１は、ｚ方向において基板２の主面２ａと反対側を向いており、内周端４１ａおよび外周端４１ｂを有している。本実施形態においては、環状面４１は、円環状であるが、これに限定されず、楕円環状、矩形環状など、内周端４１ａおよび外周端４１ｂを有しうる環状であればよい。なお、図３においては、環状面４１、内周端４１ａおよび外周端４１ｂを想像線で示している。
【００６２】
図３に示すように、環状面４１は、ｚ方向視において、基板２とその一部が重なる配置とされている。内周端４１ａは、環状面４１の内方の端縁である。内周端４１ａは、ｚ方向視において、基板２の主面２ａ内に含まれている。また、ｚ方向視において、ＬＥＤ発光部３は、内周端４１ａの内側配置されている。本実施形態においては、ＬＥＤ発光部３の外形と内周端４１ａとは同心円状である。
【００６３】
外周端４１ｂは、環状面４１の外方の端縁である。外周端４１ｂは、ｚ方向視においてｙ方向両端寄り部分が基板２の主面２ａからはみ出している。このため、環状面４１のｙ方向両端寄り部分が基板２の主面２ａからはみ出している。
【００６４】
図４および図５に示すように、環状面４１は、その一部が基板２の主面２ａと対向している。本実施形態においては、環状面４１と主面２ａとの距離Ｈ０が、たとえば０．１ｍｍ程度に設定されている。堰部３２の主面２ａからの高さである距離Ｈ２が、０．４〜１．０ｍｍ程度であるため、この距離Ｈ０は、距離Ｈ２よりも小である。距離Ｈ２は、ＬＥＤ発光部３のうちｚ方向において主面２ａからもっとも離間した部位の高さである。また、距離Ｈ０は、出射面３３ａの主面２ａからの距離Ｈ１よりも小である。
【００６５】
入射凹部４２は、環状面４１の内周端４１ａからｚ方向に凹んでおり、図４および図５に示すようにＬＥＤ発光部３を収容する、あるいはＬＥＤ発光部３を覆う配置とされている。入射凹部４２は、たとえば円錐台形状であり、ｚ方向視において環状面４１およびＬＥＤ発光部３と同心円状である。ＬＥＤ発光部３から発せられた光は、入射凹部４２に入射する。
【００６６】
出射面４３は、環状面４１とは反対側を向く面であり、入射凹部４２から入射した光が出射する面である。出射面４３の外形は、円形状とされている。出射凹部４４は、出射面４３の中央からｚ方向に凹んでおり、たとえば円錐台形状である。ｚ方向視において出射凹部４４は、入射凹部４２と重なっており、互いに同心円状である。入射凹部４２と出射凹部４４とが設けられることにより、レンズ４は、ｘ方向およびｙ方向における中心付近部分が薄肉となっている。
【００６７】
反射傾斜面４５は、環状面４１の外周端４１ｂ付近と出射面４３の外周端付近を繋ぐように形成されており、ｚ方向において主面２ａから遠ざかるほどｘ方向またはｙ方向においてＬＥＤ発光部３の中心からの距離が大となるように傾斜している。反射傾斜面４５と入射凹部４２とは、ｚ方向において互いに重なっている。
【００６８】
入射凹部４２に入射した光のうち、略ｚ方向に沿って進行する光は、出射凹部４４から出射する。一方、入射凹部４２に入射した光のうち、ｚ方向に対して一定以上傾いた方向に進行する光は、反射傾斜面４５によって反射された後に、出射面４３から出射する。
【００６９】
鍔部４６は、出射面４３の外周端縁付近に形成されており、ｘｙ平面に沿って突出する円環状の部位である。鍔部４６には、位置決め面４６ａが形成されている。位置決め面４６ａは、主面２ａとは反対側を向き、環状面４１と同じ側を向いており、本実施形態においては、円環状の面である。
【００７０】
２つの係止片４７は、環状面４１の外周端４１ｂからｘｙ平面に沿って外方に突出している。２つの係止片４７は、互いに反対側に突出しており、図３に示すようにケース１にレンズ４が取り付けられた状態においては、ｙ方向に突出している。また、この状態においては、２つの係止片４７は、ｚ方向視において基板２の主面２ａの外側に位置している。
【００７１】
２つの固定具５Ａ，５Ｂは、レンズ４をケース１に対して固定するためのものである。また、固定具５Ａは、基板２をケース１に対して固定する機能を果たす。２つの固定具５Ａ，５Ｂは、良好な強度と適度な弾性変形を許容する材料からなり、たとえば金属あるいは樹脂などからなる。
【００７２】
固定具５Ａは、本体部５１，レンズ固定片５２および２つの基板固定片５３を有している。本体部５１は、固定具５Ａの大部分を占める部位であり、図３に示すように、ケース１の中板部１１において基板凹部１１ａに対してｙ方向一方側（図中下方側）に取り付けられている。固定具５Ａの中板部１１への取り付けは、固定具５Ａに設けられた孔を通してボルト５５を上述したボルト穴１１ｅに締結することによりなされる。また、固定具５Ａに設けられた他の２つの孔には、中板部１１の２つの突起１１ｄが嵌めこまれる。
【００７３】
レンズ固定片５２は、本体部５１のｙ方向一端部から段差部を介してｘ方向左方に延びており、本体部５１よりもｚ方向において若干高い位置にある。２つの基板固定片５３は、本体部５１のｘ方向両端部からｙ方向に向かって延びており、その先端が基板凹部１１ａのｙ方向中央付近に到達している。
【００７４】
固定具５Ｂは、本体部５１およびレンズ固定片５２を有している。本体部５１は、固定具５Ｂの大部分を占める部位であり、図３に示すように、ケース１の中板部１１において基板凹部１１ａに対してｙ方向他方側（図中上方側）に取り付けられている。固定具５Ｂの中板部１１への取り付けは、固定具５Ｂに設けられた孔を通してボルト５５を上述したボルト穴１１ｅに締結することによりなされる。また、固定具５Ｂに設けられた他の２つの孔には、中板部１１の２つの突起１１ｄが嵌めこまれる。
【００７５】
レンズ固定片５２は、本体部５１のｙ方向一端部から段差部を介してｘ方向右方に延びており、本体部５１よりもｚ方向において若干高い位置にある。
【００７６】
基板２は、固定具５Ａの２つの基板固定片５３によって中板部１１の基板凹部１１ａの底面に押し付けられることによってケース１に対して固定されている。図９には、理解の便宜上、基板２およびＬＥＤ発光部３とともに、２つの基板固定片５３を示している。各基板固定片５３には、突起５３ａが形成されている。突起５３ａは、たとえば基板固定片５３の先端付近の一部を押し出し変形させることによって形成されている。この突起５３ａが基板２の主面２ａに当接すると、突起５３ａの高さ分だけ基板固定片５３が撓む。この撓みによって生じる弾性力が、基板２をケース１に対して固定する保持力となる。
【００７７】
レンズ４は、２つの係止片４７が固定具５Ａ，５Ｂのレンズ固定片５２に各別に係合することと、位置決め面４６ａがケース１の当接面１２ａに当接することとによってケース１に固定される。たとえば、ケース１に固定具５Ａ，５Ｂおよび基板２を固定した状態で、ケース１の筒状部１２の開口部からレンズ４をｚ方向に挿入する。この際、図１０に示すようにレンズ４の２つの係止片４７と固定具５Ａ，５Ｂのレンズ固定片５２とのｚ方向視位置をずれた状態としておく。そして、係止片４７のｚ方向における位置がレンズ固定片５２よりも中板部１１寄りとした後に、レンズ４全体を図１０の矢印方向に回転させる。
【００７８】
図１１は、この回転における係止片４７と固定具５Ａのレンズ固定片５２とを示す要部拡大断面図である。レンズ固定片５２には、突起５２ａが形成されている。突起５２ａは、ｚ方向下方に突出しており、たとえばレンズ固定片５２の先端寄り部分をｚ方向下方に押し出し変形することによって形成されている。一方、係止片４７には、面取り部４７ａが形成されている。面取り部４７ａは、係止片４７のうちｚ方向上方に位置する辺が、斜めに加工された部位である。面取り部４７ａは、上述した回転において回転方向前方に位置する。このため、係止片４７がレンズ固定片５２と中板部１１との間に進入しようとすると、面取り部４７ａが突起５２ａを持ち上げる格好となる。さらに、レンズ４を回転させると、係止片４７全体が突起５２ａを通過する。これにより、レンズ固定片５２が図示された姿勢となり、係止片４７がレンズ固定片５２によってｚ方向下方に押される状態となる。固定具５Ｂのレンズ固定片５２によるレンズ４のもう一方の係止片４７の固定もこれと同様に、かつ同時になされる。
【００７９】
レンズ４の２つの係止片４７が固定具５Ａ，５Ｂのレンズ固定片５２によってｚ方向下方に押さえられるものの、図４に示すようにレンズ４の位置決め面４６ａとケース１の当接面１２ａとが当接する。この当接によってレンズ４のｚ方向位置が決定されている。本実施形態においては、位置決め面４６ａと当接面１２ａとが当接した状態で、レンズ４の環状面４１と基板２の主面２ａとの距離Ｈ０が０．１ｍｍ程度となるように設定されている。
【００８０】
電源部６は、たとえば入力された商用交流１００Ｖ電力をＬＥＤ発光部３を発光させるのに適した直流電力に変換する機能を果たす。また、本実施形態においては、電源部６は、天井などに取り付けられる部位として用いられている。電源部６は、電源カバー６１、電源基板６２、および複数の電子部品６３を有する。
【００８１】
電源カバー６１は、電源基板６２および複数の電子部品６３を収容しており、本実施形態においては、金属板からなる、直方体形状の部材である。電源基板６２は、たとえば長矩形状のガラスエポキシ樹脂からなる配線基板である。複数の電子部品６３は、電源基板６２に実装されており、たとえばトランス、コイル、コンデンサ、抵抗器、ＩＣなどである。
【００８２】
本実施形態においては、電源部６とケース１とは、ステー８１によって連結されている。ステー８１は電源部６の一端付近とケース１の両側方とに取り付けられている。ステー８１は、電源部６に対して所定角度だけ回転可能であり、ケース１は、ステー８１に対して所定角度だけ回転可能である。
【００８３】
電源部６には、電源側ケーブル７１が接続されている。また、基板２には、ＬＥＤ発光部３に導通する発光側ケーブル７２が接続されている。電源側ケーブル７１には、電源側コネクタ７１ａが取り付けられており、発光側ケーブル７２には、発光側コネクタ７２ａが取り付けられている。電源側コネクタ７１ａと発光側コネクタ７２ａとは互いに嵌合し、これによって電源側ケーブル７１と発光側ケーブル７２とが導通する。
【００８４】
図３に示すように、本実施形態においては、発光側ケーブル７２は、いわゆる２芯線であり、ＬＥＤ発光部３側の先端が２本の先端部に分かれている。これらの先端部は、基板２の配線パターン２２の２つのパッド部２２ａに各別に接合されている。この接合は、たとえばハンダによってなされる。また、発光側ケーブル７２の２つの先端部は、中板部１１の２つのケーブル溝１１ｃ内に配置される。そして、発光側ケーブル７２は、中板部１１のケーブル孔１１ｂを貫通して、複数のフィン１３がある側に延びている。本実施形態においては、ケーブル孔１１ｂは、ｚ方向視において固定具５Ａの本体部５１によって覆われている。
【００８５】
次に、ＬＥＤ照明装置Ａ１の作用について説明する。
【００８６】
本実施形態によれば、図５に示すように、ＬＥＤ発光部３のうちｚ方向においてもっとも高い部位と主面２ａとの距離Ｈ２よりも、レンズ４の環状面４１と主面２ａとの距離Ｈ０の方が小さい。このため、ＬＥＤ発光部３から発せられた光のほとんどを、入射凹部４２に入射させることができる。したがって、ＬＥＤ発光部３からの光が漏れてしまうことを抑制可能であり、ＬＥＤ照明装置Ａ１の光量を高めることができる。
【００８７】
環状面４１が、主面２ａと平行であることにより、環状面４１の全体が主面２ａと距離Ｈ０をおいて位置することとなる。これにより、環状面４１の一部と主面２ａとの距離が不当に大きくなることを回避可能であり、漏光防止に好ましい。
【００８８】
また、ＬＥＤ発光部３の出射面３３ａから主面２ａまでの距離Ｈ１よりも距離Ｈ０が小であることにより、ＬＥＤ発光部３からの漏光をより好ましく防止することができる。
【００８９】
環状面４１と主面２ａとの間に隙間が設けられていることにより、レンズ４が基板２に当接することによって基板２が破損することを防止することができる。
【００９０】
反射傾斜面４５が、ｚ方向において入射凹部４２と重なることにより、ＬＥＤ発光部３からｚ方向に対して一定以上傾いた角度で進行した光が入射凹部４２に入射すると、この光を反射傾斜面４５によって反射できる可能性が高くなる。これは、ＬＥＤ照明装置Ａ１の光量増加に好ましい。
【００９１】
基板２が、セラミックスからなる基材２１を有することにより、ＬＥＤ発光部３からの熱をより効率よくケース１へと伝えることができる。複数のＬＥＤチップ３１が、基板２に実装されていることにおり、伝熱効率をさらに高めることができる。
【００９２】
中板部１１に、基板凹部１１ａが形成されていることにより、基板２をより確実に固定することができる。
【００９３】
レンズ４の位置決め面４６ａとケース１の当接面１２ａとを当接させることにより、たとえば基板２を破損させること無く、ケース１に対してレンズ４のｚ方向位置を適切に決定することができる。
【００９４】
レンズ４の１対の係止片４７を１対の固定具５Ａ，５Ｂによって固定することにより、レンズ４をケース１に対して押し付けるように固定することができる。１対の係止片４７が、環状面４１の外周端４１ｂから突出し、ｚ方向視において基板２の外側に位置していることにより、仮に係止片４７が固定具５Ａ，５Ｂからの押圧力によって撓んでも、係止片４７が基板２に当接してしまうことを回避することができる。
【００９５】
固定具５Ａに基板固定片５３を設けることにより、レンズ４と基板２とを一括してケース１に固定することができる。また、レンズ４と基板２との相対位置が不当にずれてしまうことを防止することができる。図１０に示したように、レンズ４を回転させることによって１対の係止片４７を固定具５Ａ，５Ｂのレンズ固定片５２に係合させる構成は、レンズ４の固定を容易かつ確実に行えるという利点がある。また、集光の度合いが異なる狭角、中角、広角などのレンズ４を任意に取り替えることができる。
【００９６】
配線パターン２２の２つのパッド部２２ａは、基板固定片５３を有する固定具５Ａとｙ方向において反対側に配置されている。また、これらのパッド部２２ａにハンダ付けされた発光側ケーブル７２は、固定具５Ａとはｙ方向において反対側に設けられたケーブル孔１１ｂに挿通されている。このため、一旦完成した状態のＬＥＤ照明装置Ａ１からレンズ４を取り除くと、固定具５Ａ，５Ｂを外すこと無く基板２をケース１の中板部１１から外すことができる。また、ケーブル孔１１ｂは、発光側コネクタ７２ａが通過できる大きさである。したがって、基板２を取り外した後に、たとえば色温度が互いに異なる仕様のＬＥＤ発光部３が搭載された基板２に容易かつ確実に取り替えることができる。
【００９７】
このように、レンズ４および基板２の交換が容易であることは、レンズ４およびＬＥＤ発光部３の仕様が異なる複数種類の多数のＬＥＤ照明装置Ａ１を在庫として保有することが必ずしも必要ではないという利点がある。すなわち、レンズ４および基板２の取り付けが完成したＬＥＤ照明装置Ａ１、あるいはレンズ４および基板２の取り付けのみが未完である中間品を用意しておき、ユーザーなどのニーズに併せてレンズ４および基板２の交換あるいは取り付けを行えばよい。
【００９８】
複数のフィン１３が傘部１４によって覆われていることにより、複数のフィン１３に埃などが堆積することを防止することができる。複数のフィン１３に埃が堆積すると、清掃することが面倒であるが、傘部１４に堆積した埃は容易に取り除くことができる。これは、ＬＥＤ照明装置Ａ１をたとえば食料品の照明に用いるのに適している。
【００９９】
複数のフィン１３と傘部１４とが離間していることにより、複数のフィン１３の周囲の空気の流動を促進することが可能であり、ＬＥＤ発光部３からの放熱効率を向上させることができる。
【０１００】
本発明に係るＬＥＤ照明装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤ照明装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【０１０１】
本発明でいうＬＥＤ発光部は、基板に複数のＬＥＤチップが直接搭載された構成に限定されない。各々がＬＥＤチップを有する複数のＬＥＤモジュールが基板に搭載されることによってＬＥＤ発光部が構成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
Ａ１  ＬＥＤ照明装置
１      ケース
１１    中板部
１１ａ  基板凹部
１１ｂ  ケーブル孔
１１ｃ  ケーブル溝
１１ｄ  突起
１１ｅ  ボルト穴
１２    筒状部
１２ａ  当接面
１３    フィン
１４    傘部
２      基板
２ａ    主面
２１    基材
２２    配線パターン
２２ａ  パッド部
３      ＬＥＤ発光部
３１    ＬＥＤチップ
３２    堰部
３３    封止樹脂
３３ａ  出射面
４      レンズ
４１    環状面
４１ａ  内周端
４１ｂ  外周端
４２    入射凹部
４３    出射面
４４    出射凹部
４５    反射傾斜面
４６    鍔部
４６ａ  位置決め面
４７    係止片
４７ａ  面取り部
５Ａ    固定具
５Ｂ    固定具
５１    本体部
５２    レンズ固定片
５２ａ  突起
５３    基板固定片
５３ａ  突起
５５    ボルト
６      電源部
６１    電源カバー
６２    電源基板
６３    電子部品
７１    電源側ケーブル
７１ａ  電源側コネクタ
７２    発光側ケーブル
７２ａ  発光側コネクタ
８１    ステー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014229590.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014229590.tif 000012
【図１１】
2014229590.tif 000013
【図１２】
2014229590.tif 000014
【図１３】
2014229590.tif 000015
【図１４】
2014229590.tif 000016
【図１５】
2014229590.tif 000017