(57)【要約】【課題】ＬＥＤ照明装置の構成を薄型化し、ＬＥＤの光の配光を制御する光学部材の構成を簡単にすることで、かかる光学部材の成形を容易にするとともに、複数種の配光特性のバリエーションにより容易に対応することのできるＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明装置の製造方法を提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明装置はＬＥＤ光源とリフレクタとレンズを有している。また、レンズがプラスチックで構成され、レンズの外径Φが６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍである。さらに、ＬＥＤ光源が１０以上のＬＥＤを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ照明装置において、
前記ＬＥＤ照明装置はＬＥＤ光源とリフレクタとレンズを有し、
前記レンズがプラスチックで構成され、
前記レンズの外径Φが６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍであって、
前記ＬＥＤ光源が１０以上のＬＥＤを有することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ光源の面積Ｓが１２５６ｍｍ２≦Ｓ≦１１３０９ｍｍ２であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記レンズの少なくとも一方の光学面が球面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記レンズの少なくとも一方の光学面が非球面であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記レンズの少なくとも一方の光学面が平面であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記レンズの少なくとも一方の光学面が不連続な面であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記ＬＥＤ照明装置が拡散部を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記拡散部と前記レンズが一体であることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記拡散部が前記レンズの光学面に設けた粗面であることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記拡散部が前記レンズの光学面に設けたレンズアレイ形状であることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
前記拡散部と前記レンズが別体であることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
前記拡散部が光拡散シートであることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
前記拡散部がレンズアレイであることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
ＬＥＤ照明装置の製造方法において、
前記ＬＥＤ照明装置はＬＥＤ光源とリフレクタとレンズを有し、
前記レンズはプラスチックで構成され、
前記レンズの外径Φは６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍとされ、
前記ＬＥＤ光源は１０以上のＬＥＤで構成され、
一種類の前記リフレクタを用意するステップと、
複数種の前記レンズのなかから一種類のレンズを選択するステップと、
前記リフレクタと選択した前記レンズとを組み合わせて、ＬＥＤ照明装置を製造するステップとを有することを特徴とするＬＥＤ照明装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ照明装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白熱灯からＬＥＤへの置き換えが期待されている。しかし、ＬＥＤを照明装置として用いる場合、白熱灯・蛍光灯・ＨＩＤランプ等に比べ個々の照度が小さい。そのため照度をとるためには、ＬＥＤを複数個用いる必要がある。
【０００３】
一般的なＬＥＤ照明装置では、ＬＥＤからの発光の配光を制御するために、ＬＥＤの周りに配光を制御するための光学部材を用いているが、照明装置に複数のＬＥＤを搭載し、ＬＥＤを配置する面積が増える場合、かかる光学部材のサイズを大きくする必要が生じる。
【０００４】
光学部材にレンズのみを用いて配光を制御する方法として、特許文献１に記載のように、レンズに屈折面と反射面を設けて配光を制御する方法が知られている。しかし、このような複雑な形状を有するレンズの場合、レンズのサイズが大きくなるとレンズの成形がより困難になってしまう。とりわけ、レンズの材料にプラスチックを用いて成形を行う射出成形の場合には特に困難になってしまう。
【０００５】
一方、特許文献２に記載のように、光学部材にリフレクタのみを用いて、配光を制御する方法もあるが、配光角を狭く制御しようとした場合、リフレクタの形状を深くする必要が生じてしまい、ＬＥＤ照明装置の特徴の１つである薄型化のメリットが損なわれてしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４２１７８号公報
【特許文献２】特開２００８−１６４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、照明装置は使用する場所や用途によって必要となる配光特性が異なる。そのため、複数種の配光特性のバリエーションに容易に対応できることが好ましい。
【０００８】
特許文献１に記載されているようなレンズのみを用いて配光を制御する場合、レンズサイズの増大による成形の困難さが伴ううえに、複数種の配光特性のバリエーションに対応できるようにすると、さらなるの成形や設計の困難さを招いてしまう怖れがある。
【０００９】
一方、サイズが異なる複数のリフレクタを用いて複数種の配光特性のバリエーションに対応しようとすると、リフレクタだけでなく、結局レンズなどのリフレクタに当接して使用する光学部材のサイズも変更する必要が生じてしまう。
【００１０】
そこで、本願発明はかかる従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、照明装置の光源にＬＥＤを用いることで照明装置の構成を薄型化し、ＬＥＤの光の配光を制御する光学部材の構成を簡単にすることで、光学部材の成形を容易にするとともに、複数種の配光特性のバリエーションにより容易に対応することができるＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ光源とリフレクタとレンズを有し、前記レンズがプラスチックで構成され、前記レンズの外径Φが６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍであって、前記ＬＥＤ光源が１０以上のＬＥＤを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、ＬＥＤ照明装置がリフレクタとレンズを有することにより、配光制御をリフレクタとレンズとで行うことができるため、レンズの構成を簡単にすることができる。レンズの構成を簡単にできるので、１０以上のＬＥＤを有するためにレンズの外径Φが６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍのように大型化した場合であっても、レンズを容易に成形することが可能となる。また、レンズの構成を簡単にすることができるので、レンズの外径が６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍのように大型化した場合でも、レンズの材料にプラスチックを用いて射出成形することが可能となる。
【００１３】
また、ＬＥＤ照明装置がリフレクタとレンズを有することにより、配光制御をリフレクタとレンズとで行うことができるため、光の配光角を狭く制御するような場合であっても、リフレクタの形状を深くしすぎることがなくなるので、ＬＥＤ照明装置の利点である薄型化という特性を最大限活かすことができる。
【００１４】
さらには、レンズの構成を簡単にすることができるので、配光特性の異なる種々のレンズの成形を容易に行うことが可能となる。そのため、複数種の配光特性のバリエーションにより容易に対応することが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１に記載の発明において、前記ＬＥＤ光源の面積Ｓが１２５６ｍｍ２≦Ｓ≦１１３０９ｍｍ２であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記レンズの少なくとも一方の光学面が球面であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記レンズの少なくとも一方の光学面が非球面であることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記レンズの少なくとも一方の光学面が平面であることを特徴とする。レンズの少なくとも一方の光学面を平面とすることにより、レンズの成形をさらに容易にすることができる。また、レンズの少なくとも一方の光学面を平面とすることにより、レンズをリフレクタなどの他の光学部材に取り付けやすくすることができる。
【００１９】
請求項６に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記レンズの少なくとも一方の光学面が不連続な面であることを特徴とする。不連続な面として、例えば、フレネルレンズ形状にすることにより、レンズの光軸方向の厚さを薄くすることが可能になる。そのため、ＬＥＤ照明装置をさらに薄型化することが可能となる。
【００２０】
請求項７に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記ＬＥＤ照明装置が拡散部を有することを特徴とする。
【００２１】
ＬＥＤ照明装置に拡散部を設けることにより、ＬＥＤ光源に複数のＬＥＤを用いる場合であっても、照度を均一にすることができ、照度ムラを低減させることが可能となる。例えば、ＬＥＤ光源に１０以上のＬＥＤを用い且つ、配光角が２０度程度と狭い場合であっても、照度を均一にすることができ、照度ムラを低減させることが可能となる。また、ＬＥＤ照明装置に拡散部を設けることにより、ＬＥＤ光源の発光部が透けて見える現象を回避することができ、ＬＥＤが点状で視認されるのを防ぐことが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項７に記載の発明において、前記拡散部と前記レンズが一体であることを特徴とする。拡散部とレンズを一体とすることにより、ＬＥＤ照明装置に用いる部品点数を少なくすることが可能となるとともに、組立の工数を削減することが可能となる。
【００２３】
請求項９に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項８に記載の発明において、前記拡散部が前記レンズの光学面に設けた粗面であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項８に記載の発明において、前記拡散部が前記レンズの光学面に設けたレンズアレイ形状であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項７に記載の発明において、前記拡散部と前記レンズが別体であることを特徴とする。拡散部とレンズを別体とすることにより、レンズの構成を簡単にすることができるので、レンズの成形をより容易に行うことが可能となる。
【００２６】
請求項１２に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１１に記載の発明において、前記拡散部が光拡散シートであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１１に記載の発明において、前記拡散部がレンズアレイであることを特徴とする。
【００２８】
請求項１４に記載のＬＥＤ照明装置の製造方法は、ＬＥＤ照明装置の製造方法において、前記ＬＥＤ照明装置はＬＥＤ光源とリフレクタとレンズを有し、前記レンズはプラスチックで構成され、前記レンズの外径Φは６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍとされ、前記ＬＥＤ光源は１０以上のＬＥＤで構成され、一種類の前記リフレクタを用意するステップと、複数種の前記レンズのなかから一種類のレンズを選択するステップと、前記リフレクタと選択した前記レンズとを組み合わせて、ＬＥＤ照明装置を製造するステップとを有することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、ＬＥＤ照明装置がリフレクタとレンズを有することにより、配光制御をリフレクタとレンズとで行うことができるため、レンズの構成を簡単にすることができる。レンズの構成を簡単にできるので、１０以上のＬＥＤを有するためにレンズの外径が６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍのように大型化した場合であっても、レンズを容易に成形することが可能となる。また、レンズの構成を簡単にすることができるので、レンズの外径Φが６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍのように大型化した場合でも、レンズの材料にプラスチックを用いて射出成形することが可能となり、レンズをさらに容易に成形することが可能となる。
【００３０】
本発明のＬＥＤ照明装置の製造方法は、一種類のリフレクタを用意するステップと、複数種のレンズのなかから一種類のレンズを選択するステップと、リフレクタとレンズを組み合わせて、ＬＥＤ照明装置を製造するステップとを有する。これにより、必要となる配光特性に合わせて、複数種のレンズのなかから一種類のレンズを選択することができるので、複数種の配光特性のバリエーションに対応することが可能なＬＥＤ照明装置の製造方法を提供することが可能となる。また、用意するリフレクタは一種類、つまり複数種のレンズに対して共通のリフレクタを用いるので、リフレクタに当接して使用するレンズの外径を共通化することができる。さらに、上述したように、ＬＥＤ照明装置がリフレクタとレンズを有するので、レンズの外径Φが６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍのように大型化した場合でもレンズの成形を容易にすることができる、つまり、必要となる配光特性を満足するようなレンズの成形を容易に行うことができるので、配光特性のバリエーションにさらに容易に対応することが可能となる。
【００３１】
本発明に係るＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）照明装置は、ＬＥＤ光源と、リフレクタと、レンズと、を有するものである。
（ＬＥＤ光源）
ＬＥＤ光源は、１０以上のＬＥＤを有する。また、ＬＥＤ光源は１００以下のＬＥＤを有することが好ましい。ＬＥＤ光源の面積Ｓは、１２５６ｍｍ２≦Ｓ≦１１３０９ｍｍ２であることが好ましい。より好ましくは、１２５６ｍｍ２≦Ｓ≦６３６１ｍｍ２であることが好ましい。ここでＬＥＤ光源の面積Ｓとは、図２に示すように、設置されたすべてのＬＥＤを取り囲むことのできる一つの円を作成した場合に、その円がとりうる最小面積のことである。ここで、最小面積となるような円の半径をｒとした場合、２０ｍｍ≦ｒ≦４５ｍｍであることが好ましい。
【００３２】
ここで、ＬＥＤの配光特性は、ＬＥＤ光源の面積Ｓに大きく依存するものと考えることができ、ＬＥＤ光源の面積Ｓが等しければ、ＬＥＤの配列はどのような配列であっても良い。例えば、図３と図４に示すように、ＬＥＤの配列やＬＥＤの数がそれぞれ異なっていたとしても、ＬＥＤ光源の面積ＳはそれぞれＳ１で等しくなっているので、同じリフレクタとレンズを用いれば、光量の違いを除けば同じ配光特性を得ることが可能である。
【００３３】
ＬＥＤ光源に用いられるＬＥＤとしては、様々なものを用いることが出来るが、照明用としては白色ＬＥＤを用いることが好ましい。白色ＬＥＤとしては、青色ＬＥＤチップと青色ＬＥＤチップから発せられた青色光線によって黄色に発光するＹＡＧ蛍光体等の蛍光体を組み合わせたものが好ましく用いられる。また、蛍光体を用いずに、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ及び赤色ＬＥＤチップを組み合わせて白色光を形成する白色ＬＥＤであっても良い。
（レンズ）
レンズはプラスチックで構成されている。レンズを構成するプラスチックとしては、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート等の熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチック、光硬化性プラスチック、ＵＶ硬化性プラスチックなどを用いることができる。環状ポリオレフィンやポリカーボネート等の熱可塑性プラスチックを用いる場合、射出成形により製造でき、製造コストを大幅に低減させることができるため、より好ましく用いることができる。特に、ポリカーボネートをより好ましく用いることができる。
【００３４】
レンズの外径Φは６０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍである。より好ましくは８０ｍｍ≦Φ≦１５０ｍｍであることが好ましい。ここでレンズの外径Φとは、レンズ全体における最大直径のことである。
【００３５】
レンズは、少なくとも一方の光学面が球面または非球面であることが好ましい。また、レンズの少なくとも一方の光学面が平面であることが好ましい。さらに、レンズの両方の光学面を球面または非球面にしても良い。また、球面及び非球面の形状としては、凸形状または凹形状のどちらであっても良い。特に、ＬＥＤ光源に近い方のレンズの光学面が平面で、ＬＥＤ光源から遠い方のレンズの光学面が球面または非球面であることが好ましい。また、レンズの少なくとも一方の光学面が不連続な面であっても良い。ここで、不連続な面としては、輪帯構造やフレネルレンズ形状等を挙げることができる。
（リフレクタ）
リフレクタは、ＬＥＤ光源を囲い、ＬＥＤから出射される光を反射するものである。
【００３６】
リフレクタの素材としては、アルミやスチール等の金属製の薄板を用いてもよいし、ガラスや、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート等の熱可塑性の樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、シリコン、セラミック等からなる基材の表面に、アルムニウムや銀等の金属を蒸着して反射面を形成するようにしてもよい。環状ポリオレフィンやポリカーボネート等の熱可塑性の樹脂を用いる場合、射出成形により製造できるため、製造コストを大幅に低減させることができる。
【００３７】
リフレクタは、ＬＥＤ光源から出射された光を反射する反射面を有することが好ましい。リフレクタの反射面としては、例えば以下の２種類の例を挙げることが出来る。１）当該反射面が、曲面からなるもの。２）当該反射面が、複数の平面の組み合わせからなるもの。
【００３８】
ＬＥＤ光源から射出される光には、光軸に対してほぼ垂直方向に射出される光も存在する。その様な光を光軸方向に近づけるように反射することで、光の利用効率を向上させることができるため好ましい。尚、光軸とは、便宜上、ＬＥＤ光源のＬＥＤの平面に対して垂直な線としてよい。
【００３９】
光軸方向から見たリフレクタの形状は、円状又は楕円状に反射面を設けるような形状が好ましいが、これに限られず、多角形であってもよい。この場合、リフレクタの本体を含め、全面にアルミニウムや銀を蒸着してもよいし、円状または楕円状の反射面部分にのみ、アルミニウムや銀を蒸着してもよい。また、リフレクタの光軸直交方向の断面形状は、円形や楕円形が好ましいが、これに限られず、多角形でもよい。
【００４０】
リフレクタは、光の出射方向に向かって拡大するテーパ形状であることが好ましい。また、リフレクタは光の入射側及び出射側にそれぞれ開口を有していることが好ましい。特に、リフレクタの入射側及び出射側の開口としては、円形の形状であることが好ましい。このとき、リフレクタの入射側の開口部の直径、換言すると、リフレクタの入射側の内径Ｄ１は２０ｍｍ≦Ｄ１≦６０ｍｍであることが好ましく、リフレクタの出射側の開口部の直径、換言すると、リフレクタの出射側の内径Ｄ２は６０ｍｍ≦Ｄ２≦１２０ｍｍであることが好ましい。
【００４１】
リフレクタはＬＥＤ光源の発光部を完全に囲うことが好ましいが、一部隙間があってもよい。ＬＥＤ光源を囲うためには、リフレクタの反射面の近接端が、ＬＥＤ光源の発光点に対し光軸直交方向外側に位置すれば足り、発光点と近接端との距離は問わない。又、リフレクタは、ＬＥＤ光源の発光部毎に筒状に形成されていても良い。リフレクタは、単一の部材からなっていても、複数の部材を合わせてなっていてもよい。リフレクタが単一の部材からなる場合、反射面を蒸着等で設ける際に、高さが高いリフレクタであると蒸着が行いにくくなるため、リフレクタの高さを低くすることが好ましい。但し、リフレクタを分割した状態で形成し、複数の部材を組み合わせて形成しても良い。
【００４２】
また、リフレクタを二重にしても良い。ここで、リフレクタを二重にするとは、ＬＥＤ光源を囲むように第１のリフレクタを配置し、第１のリフレクタを囲むように第２のリフレクタを配置することである。このように、第２のリフレクタが第１のリフレクタを包囲するように配置され、即ち二重のリフレクタとすることにより、ＬＥＤ光源の中央付近で発光した光線を反射するために外側のリフレクタを高くする必要がなくなり、リフレクタの高さを低減でき、ＬＥＤの薄さという利点を活かした薄い照明装置を得ることが可能となる。また、リフレクタの反射面を、アルミニウムや銀等を蒸着して形成する場合、リフレクタの高さを低減できるため蒸着が行ないやすいという利点もある。更に、ＬＥＤ光源の一部から出射した光が第１のリフレクタで反射され、ＬＥＤ照明装置から直接出射される光を減少させることによって、良好な配光特性を確保することができる。また、第１のリフレクタと第２のリフレクタのそれぞれの配光を制御できるため、配光制御の自由度が増す。特に配光角度が狭い場合に有利である。配光制御の自由度が増すことに伴い、ＬＥＤ光源の配置の自由度も向上する。
（拡散部）
ＬＥＤ照明装置は拡散部を有することが好ましい。ここで、拡散部とはＬＥＤ光源から出射される光を拡散する作用を有するものである。ＬＥＤ照明装置に拡散部を設けることにより、ＬＥＤ光源に複数のＬＥＤを用い且つ、配光角が２０度程度と狭い場合であっても、照度を均一にすることができ、照度ムラを低減させることが可能になる。例えば、ＬＥＤ光源に１０以上のＬＥＤを用いるような場合であっても、照度を均一にすることができ、照度ムラを低減させることが可能となる。また、ＬＥＤ照明装置に拡散部を設けることにより、ＬＥＤ光源の発光部が透けて見える現象を回避することができ、ＬＥＤが点状で視認されるのを防ぐことが可能となる。
【００４３】
拡散部としては、拡散部とレンズが一体であっても良い。拡散部とレンズを一体にすることにより、ＬＥＤ照明装置の部品点数を少なくすることが可能となる。例えば、拡散部がレンズの光学面に設けた粗面であっても良い。ここで粗面とは、例えば微小な凹凸を有し、鏡面に対して表面粗度が高くなっており、光を散乱させやすい構造をいう。また、拡散部がレンズの光学面に設けたレンズアレイ形状であっても良い。ここでレンズアレイ形状とは、例えば、単レンズを複数配列した形状である。ここで、レンズの出射側の光学面に、粗面やレンズアレイ形状を形成することが好ましいが、レンズの入射側の光学面に形成することもできる。また、拡散部とレンズを一体にする方法としては、レンズの樹脂に光を拡散する樹脂材料を用いることもできる。
【００４４】
拡散部としては、拡散部とレンズが別体であっても良い。例えば、別体として用いる拡散部としては、光拡散シートやレンズアレイなどが挙げられる。ここで、光拡散シートはレンズの光学面に張り付けて使用することができることが好ましい。また、レンズとＬＥＤ光源の間に配置される種々の光学部材に光拡散シートを張り付けて使用することもできる。光拡散シートとしては、プラスチックフィルムの表面に薬剤による化学的加工やサンドブラストなどの物理的加工を施して光拡散性をもつ微細な凹凸を形成したものを用いることができる。また、別体の拡散部として用いるレンズアレイとしては、レンズアレイを有する光学部材をレンズとＬＥＤ光源の間に配置して用いることが好ましい。
【００４５】
別体の拡散部をレンズとＬＥＤ光源の間に配置する場合、かかる拡散部はリフレクタの断面形状に合致して形成され、リフレクタの内壁面に密着して固定されることが好ましい。これにより、ＬＥＤ光源から放出される光のすべてが拡散部を通過するようにすることが可能となる。
（ＬＥＤ照明装置の用途）
ＬＥＤ照明装置を搭載した照明器具としては、室内や室外で用いられる、一般照明用器具、住宅用照明器具、オフィス用照明器具、店装・展示用照明器具、街路灯用照明器具、誘導灯器具及び信号装置、広告塔、照明用ポール、水中照明用ライト、ストロボ用ライト、スポットライト、ダウンライト、懐中電灯、電光掲示板、調光器、自動点滅器、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、照光式スイッチ、光センサ、医療用ライト、車載ライト等が挙げられる。
（ＬＥＤ照明装置の製造方法）
以下に、ＬＥＤ照明装置の製造方法を説明する。本発明のＬＥＤ照明装置の製造方法は、一種類のリフレクタを用意するステップを有する。ここで用意する一種類のリフレクタとしては、上述した種々のリフレクタを用いることができる。
【００４６】
また、本発明のＬＥＤ照明装置の製造方法は、複数種のレンズのなかから一種類のレンズを選択するステップを有する。ここで、複数種のレンズとしては、上述した種々のレンズを用いることができる。また、複数種のレンズとしては、配光特性のバリエーションに対応できるようにするためにも、それぞれ形状の異なるレンズであることが好ましい。ただし、複数種のレンズ全てが一種のリフレクタに対応して用いられるため、複数種のレンズの外径は同一であることが好ましい。また、一種類のレンズを選択する際は、必要な配光特性に合わせてレンズを選択することが好ましい。
【００４７】
さらに、本発明のＬＥＤ照明装置の製造方法は、リフレクタと選択したレンズとを組み合わせて、ＬＥＤ照明装置を製造するステップを有する。ＬＥＤ照明装置を製造するステップは、回路基板にＬＥＤを実装する工程を有していてもよい。また、ＬＥＤ照明装置を製造するステップは、回路基板に、用意した一種類のリフレクタを取り付ける工程を有していることが好ましい。回路基板にリフレクタを取り付ける工程としては、接着剤を使用して取り付けることもできるし、リフレクタに形成された凸凹構造と回路基板に形成された凹凸構造とを嵌合して固定することもできる。
【００４８】
ＬＥＤ照明装置を製造するステップは、リフレクタにレンズを取り付ける工程を有していることが好ましい。リフレクタにレンズを取り付ける工程としては、レンズの外径とリフレクタの出射側開口の内径の形状を合致させ、リフレクタの内壁面にレンズを密着して取り付けることもできる。また、レンズの外径をリフレクタの出射側開口の内径よりも大きくし、リフレクタの上端部でレンズを支持するように取り付けることもできる。また、レンズをリフレクタに取り付けるのではなく、レンズを保持する保持部材を別途用意し、その保持部材にレンズを取り付けることもできる。
【００４９】
ＬＥＤ照明装置を製造するステップは、拡散部をＬＥＤ照明装置に取り付ける工程を有していてもよい。拡散部とレンズが一体である場合は、レンズの取り付けにより拡散部の取り付けも同時に行われる。一方、拡散部とレンズが別体である場合、拡散部をレンズの光学面に取り付けることもできるし、リフレクタ内の内壁面に密着して固定させるようにリフレクタ内に取り付けることもできる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、照明装置の光源にＬＥＤを用いることで照明装置の構成を薄型化し、ＬＥＤの光の配光を制御する光学部材の構成を簡単にすることで、光学部材の成形を容易にするとともに、複数種の配光特性のバリエーションにより容易に対応することができるＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るＬＥＤ照明装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】ＬＥＤ光源を光軸方向出射側からみた図の一例である。
【図３】ＬＥＤ光源を光軸方向出射側からみた図の一例である。
【図４】ＬＥＤ光源を光軸方向出射側からみた図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００５３】
図１は、本実施の形態のＬＥＤ照明装置を光軸を含む断面で切断して示す図であり、図２は本実施の形態のＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源を光軸方向出射側からみた図である。本実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ光源とリフレクタ３とレンズ１を有している。
【００５４】
ＬＥＤ光源は、１３のＬＥＤ２から構成されている。それぞれのＬＥＤ２は回路基板５上に固定されて設けられている。また、ＬＥＤ２は白色ＬＥＤであって、青色ＬＥＤチップと青色ＬＥＤチップから発せられた青色光線によって黄色に発光するＹＡＧ蛍光体を組み合わせて構成されている。また、ＬＥＤ光源の面積Ｓは、Ｓ＝５０２６ｍｍ２となっている。
【００５５】
回路基板５には、リフレクタ３が取り付けられている。リフレクタ３は、上方に向かうにつれて拡径するテーパ形状となっていて、内側が反射面となっている。リフレクタ３の反射面の光軸方向断面は曲線状となっている。リフレクタ３の光軸直交方向断面は円形となっている。また、リフレクタ３は入射側の開口と出射側の開口を有しており、入射側の開口の内径Ｄ１はＤ１＝４２ｍｍであり、出射側の開口の内径Ｄ２はＤ２＝８６ｍｍとなっている。また、リフレクタ３は、樹脂の射出成形によって形成された後、反射面にアルミ蒸着を施して形成している。
【００５６】
リフレクタ３の出射側の開口にはレンズ１が取り付けられている。レンズ１はポリカーボネートで構成されており、レンズ１の外径ΦはΦ＝８５ｍｍとなっている。また、ＬＥＤ光源に近い方のレンズ１の光学面は平面となっており、ＬＥＤ光源から遠い方のレンズ１の光学面は、凸状の球面形状を有している。
【００５７】
また、拡散部４がレンズ１とＬＥＤ２の間でリフレクタ３に取り付けられている。拡散部４は、微細な単レンズが二次元に配列されたレンズアレイ形状を有している。
【００５８】
以下に、ＬＥＤ照明装置の製造方法の一例を示す。
【００５９】
まず、一種類のリフレクタ３を用意する。本実施の方法では、リフレクタ３として図１に示すように、上方に向かうにつれて拡径するテーパ形状のリフレクタ３を用意する。また、リフレクタ３は反射面を有している。
【００６０】
次に、回路基板５に１０以上のＬＥＤ２を実装する。次に、回路基板５に、用意した一種類のリフレクタ３を取り付ける。回路基板５とリフレクタ３は、回路基板５に形成された凹構造にリフレクタ３に形成された凸構造を嵌合させることで固定している。
【００６１】
次にリフレクタ３に拡散部４を取り付ける。本実施の形態では、リフレクタ３内の内壁面に拡散部４を密着して固定させることにより取り付けを行う。
【００６２】
次に、複数種のレンズのなかから一種類のレンズ１を選択する。ここでレンズ１はポリカーボネートで構成されており、レンズ１の外径ΦはΦ＝８５ｍｍとなっている。複数種のレンズとしては、それぞれ形状の異なる種々のレンズを用いることができるが、外径は統一されている。本実施の方法では、図１に示すようにレンズ１として、光源に近い方の光学面が平面であり光源に遠い方の光学面が凸状の球面となっているレンズ１を選択している。
【００６３】
次に、用意した一種類のリフレクタ３に、複数種のレンズのなかから選択した一種類のレンズ１を取り付ける。本実施の形態では、レンズ１の外径とリフレクタ３の出射側開口の内径の形状を合致させ、リフレクタ３の内壁面にレンズ１を密着させて、リフレクタ３にレンズ１を取り付けている。以上により、本実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置が製造される。
（産業上の利用可能性）
本発明のＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明装置の製造方法は、照明装置の光源にＬＥＤを用いることで照明装置の構成を薄型化し、ＬＥＤの光の配光を制御する光学部材の構成を簡単することで、光学部材の成形を容易にするとともに、複数種の配光特性のバリエーションにより容易に対応することができるので、ＬＥＤ照明装置の普及に寄与することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  レンズ
２  ＬＥＤ
３  リフレクタ
４  拡散部
５  回路基板
【図１】
2011181429.tif 000003
【図２】
2011181429.tif 000004
【図３】
2011181429.tif 000005
【図４】
2011181429.tif 000006