(57)【要約】【課題】色ムラや照度ムラの問題を解決し、ロスが少なく効率の高いＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】少なくとも１つのＬＥＤ光源２と、該ＬＥＤ光源２から出射する光を反射させるリフレクタ４を備えるＬＥＤ照明装置１において、前記リフレクタ４の反射面４Ａを、複数の凸曲面４ａで構成するとともに、前記ＬＥＤ光源２を囲んで該ＬＥＤ光源２からの光出射方向に広がる回転曲面状に形成し、その寸法をＬＥＤ光源２からの光が各凸曲面４ａで１回だけ反射するよう設定する。又、前記複数の凸曲面４ａを曲率が異なる球面の一部で構成する。更に、前記複数の凸曲面４ａの曲率半径を前記ＬＥＤ光源２から遠ざかるに連れて大きく設定する。【選択図】図１
2011253694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＬＥＤ光源と、該ＬＥＤ光源から出射する光を反射させるリフレクタを備えるＬＥＤ照明装置において、
前記リフレクタの反射面を、複数の凸曲面で構成するとともに、前記ＬＥＤ光源を囲んで該ＬＥＤ光源からの光出射方向に広がる回転曲面状に形成し、その寸法をＬＥＤ光源からの光が各凸曲面で１回だけ反射するよう設定したことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記複数の凸曲面を曲率が異なる球面の一部で構成したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記複数の凸曲面の曲率半径を前記ＬＥＤ光源から遠ざかるに連れて大きく設定したことを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤ光源を複数備え、前記リフレクタの反射面の正面視における外縁を、各ＬＥＤ光源を中心とする複数の円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた形状としたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源から出射する光をリフレクタによって反射させて照明に供するＬＥＤ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばスポットライト等の照明装置の光源として、近年は従来の白熱電球や蛍光灯等に代えて消費電力が低くて耐久性の高いＬＥＤ光源が使用される傾向にあるが、ＬＥＤ光源は、点灯駆動時に出射する光の輝度が高い反面、照明装置の光源として用いるには照度が低いという欠点を有している。
【０００３】
そこで、特許文献１には、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を白色の基板上に配置するとともに、そのうちの１つをリフレクタ（鏡面部）の光軸上に配置することによって照度を高めたライトが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０１６８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１において提案されたライトにおいては、リフレクタ（鏡面部）の反射面が１枚で構成されているため、ＬＥＤ特有の色ムラや照度ムラが生じるという問題がある。具体的には、ＬＥＤが有する光学特性から、図１２に示すような構成のＬＥＤ光源２であれば、光軸に対して直交に近い角度方向に出射する光ほど蛍光体２ｂ内を通過する光路長が長いために黄色に近い光となる。尚、図１２において、２ａはＬＥＤチップである。
【０００６】
又、ライトの照度向上策として、各ＬＥＤ光源に対してリフレクタが配置されていないため、制御可能な光が少なく、結果としてロスが多いという問題がある。そして、複数のＬＥＤを使用すると、影が多重になってしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、色ムラや照度ムラの問題を解決し、ロスが少なく効率の高いＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、少なくとも１つのＬＥＤ光源と、該ＬＥＤ光源から出射する光を反射させるリフレクタを備えるＬＥＤ照明装置において、前記リフレクタの反射面を、複数の凸曲面で構成するとともに、前記ＬＥＤ光源を囲んで該ＬＥＤ光源からの光出射方向に広がる回転曲面状に形成し、その寸法をＬＥＤ光源からの光が各凸曲面で１回だけ反射するよう設定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の凸曲面を曲率が異なる球面の一部で構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記複数の凸曲面の曲率半径を前記ＬＥＤ光源から遠ざかるに連れて大きく設定したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記ＬＥＤ光源を複数備え、前記リフレクタの反射面の正面視における外縁を、各ＬＥＤ光源を中心とする複数の円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた形状としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び２記載の発明によれば、リフレクタの反射面を複数の凸曲面、例えば曲率が異なる球面の一部で構成したため、複数の凸曲面で反射する光を或る範囲内で散らし、光軸上の光からこれに直交する方向の光までを混ぜ合わせることによって、ＬＥＤの光学特性に起因して従来発生していた色ムラや照度ムラの問題を解決することができる。又、ＬＥＤ光源からの光はリフレクタの反射面の各凸曲面で１回だけ反射し、リフレクタの反射面で再び反射することがないため、光のロスが低く抑えられ、光の利用効率が高められて当該ＬＥＤ照明装置の照度が高められる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、リフレクタの反射面に形成された複数の凸曲面の曲率半径をＬＥＤ光源から遠ざかるに連れて大きく設定したため、色ムラや照度ムラの発生を一層効果的に防ぐことができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、複数のＬＥＤ光源に対してそれぞれ設けられたリフレクタの反射面の正面視における外縁を、各ＬＥＤ光源を中心とする複数の円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた形状としたため、ＬＥＤ光源の照度向上による色ムラや照度ムラの発生を抑えつつ、多重影の問題も同時に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置の側面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置のリフレクタの斜視図、（ｂ）は同リフレクタの反射面の一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置のリフレクタでの光の反射を示す側断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置のリフレクタでの光の反射を示す側断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置のリフレクタでの光の反射を示す側断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置のリフレクタでの光の反射を示す側断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明装置の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明装置の正面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明装置の側面図である。
【図１２】ＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源の側断面図である
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置の斜視図、図２は同ＬＥＤ照明装置の正面図、図３は同ＬＥＤ照明装置の側面図、図４（ａ）はリフレクタの斜視図、図４（ｂ）は同リフレクタの一部を示す斜視図、図５〜図８はリフレクタでの光の反射を示す側断面図である。
【００１８】
本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１は、光源として単一のＬＥＤ光源２を備えるスポットライトであって、図１〜図３に示すように、有底筒状のハウジング３には円形ドーム状のリフレクタ４が収容され、該リフレクタ４の表面は透明又は半透明な不図示のレンズによって覆われている。
【００１９】
上記リフレクタ４の中心部には円形に窪んだ反射面４Ａが形成されており、この反射面４Ａの底部中央には１つの前記ＬＥＤ光源２が配置されている。又、リフレクタ４の反射面４Ａの周囲にはリング状の凸曲面を成す装飾部４Ｂが形成されている。本実施の形態では、リフレクタ４の全体は樹脂にて一体成形され、その表面に塗装やアルミ蒸着等の反射処理が施されている。尚、リフレクタ４を反射率の高い金属で一体成形しても良い。
【００２０】
ここで、リフレクタ４の反射面４Ａは、ＬＥＤ光源２を囲んで該ＬＥＤ光源２からの光出射方向に沿って広がるＬＥＤ光源２の光軸を中心軸とした回転曲面（例えば回転楕円面）で構成されており、図４（ａ）に示すように、反射面４Ａには球面の一部で構成された多数の微小な凸曲面４ａが形成されている。具体的には、図４（ｂ）に示すような上下方向に放射状に延びる帯状反射体４Ａ−１を図４（ａ）に示すように周方向に複数配置することによってテーパ状の回転曲面から成る反射面４Ａが形成されており、各帯状反射体４Ａ−１を構成する複数の凸曲面４ａは、その曲率半径がＬＥＤ光源２から遠ざかるに連れて（つまり、上方に向かうに従って）大きく設定されている。尚、本実施の形態では、リフレクタ４の反射面４Ａに曲率半径が異なる複数の凸曲面４ａを形成したが、全ての凸曲面４ａを同じ曲率半径の球面の一部又は他の曲面で構成しても良い。
【００２１】
以上のように構成されたＬＥＤ照明装置１において、ＬＥＤ光源２に給電がなされると、該ＬＥＤ光源２のＬＥＤチップ２ａ（図１２参照）が発光するが、その光は、リフレクタ４の反射面４Ａで反射し、不図示のレンズを通過して前方（図２の手前側、図５〜図８の上方）へと出射して前方の照明に供される。
【００２２】
ここで、リフレクタ４の反射面４Ａの各領域において光が反射する様子を図５〜図８にそれぞれ示すが、本実施の形態では、反射面４Ａに多数の微小な凸曲面４ａを形成したため、多数の凸曲面４ａで反射する光を或る範囲内で散らすことができ、光軸上の光からこれに直交する方向の光までを混ぜ合わせることによって、ＬＥＤの光学特性に起因して従来発生していた色ムラや照度ムラの問題を解決することができる。特に、本実施の形態では、複数の凸曲面４ａの曲率半径をＬＥＤ光源２から遠ざかるに連れて大きく設定したため、色ムラや照度ムラの発生を一層効果的に防ぐことができる。
【００２３】
又、本実施の形態では、リフレクタ４の反射面４Ａの寸法（図８に示す最大径Ｘ１と最小径Ｘ２及び高さＹ）をＬＥＤ光源２から光が各凸曲面４ａで１回だけ反射するよう設定している。例えば、図８に示すように、光軸に対して最大角度θで反射する光であっても反射面４Ａで再度反射することがないよう該反射面４Ａの寸法が設定されている。このようにＬＥＤ光源２から光はリフレクタ４の反射面４Ａの各凸曲面４ａで１回だけ反射し、リフレクタ４の反射面４Ａで再び反射することがないため、光のロスが低く抑えられ、光の利用効率が高められて当該ＬＥＤ照明装置１の照度が高められる。
【００２４】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図９〜図１１に基づいて説明する。
【００２５】
図９は実施の形態２に係るＬＥＤ照明装置の斜視図、図１０は同ＬＥＤ照明装置の正面図、図１１は同ＬＥＤ照明装置の側面図であり、これらの図においては図１〜図８に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００２６】
本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１’においては、光源として３つのＬＥＤ光源２が使用され、リフレクタ４に各ＬＥＤ光源２に対して前記実施の形態１と同様の反射面４Ａがそれぞれ形成されている。そして、リフレクタ４の各反射面４Ａの正面視における外縁は、各ＬＥＤ光源２を中心とする円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた花弁状の形状とされている。
【００２７】
而して、本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１’によっても前記実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置１によって得られたと同様の効果が得られるが、リフレクタ４の３つの反射面４Ａの正面視における外縁を、各ＬＥＤ光源２を中心とする円周のうち、隣り合う円周と重なる部分を取り除いた花弁状の形状としたため、多重影の問題を解決することができるという効果が得られる。
【００２８】
尚、以上は本発明をスポットライトに適用した形態について説明したが、本発明は、ＬＥＤ光源の数に関わらず他の任意のＬＥＤ照明装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１’  ＬＥＤ照明装置
２        ＬＥＤ光源
３        ハウジング
４        リフレクタ
４Ａ      リフレクタの反射面
４Ａ−１  反射面の帯状反射体
４ａ      反射面の凸曲面
４Ｂ      リフレクタの装飾部
【図１】
2011253694.tif 000003
【図２】
2011253694.tif 000004
【図３】
2011253694.tif 000005
【図４】
2011253694.tif 000006
【図５】
2011253694.tif 000007
【図６】
2011253694.tif 000008
【図７】
2011253694.tif 000009
【図８】
2011253694.tif 000010
【図９】
2011253694.tif 000011
【図１０】
2011253694.tif 000012
【図１１】
2011253694.tif 000013
【図１２】
2011253694.tif 000014