(57)【要約】【課題】器具光束または器具効率の低下を招かずに不快グレアを低減できる照明装置を提供する。【解決手段】基板２と；この基板にマトリクス状に配列されて実装された複数の発光素子３，３，…と；を具備している。前記マトリクス配列の一方向において隣り合う発光素子同士の間隔がそれぞれ３ｍｍ以下である。【選択図】  図１
2011034892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
この基板にマトリクス状に配列されて実装された複数の発光素子と；
を具備し、
前記マトリクス配列の少なくとも一方向において隣り合う発光素子同士の間隔がそれぞれ３ｍｍ以下であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記発光素子は、一方向のピッチの方が前記一方向に直交する方向のピッチよりも小さく、
前記発光素子の一方向で隣り合う列同士の間の前記基板に配設されたルーバ、
を具備していることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記基板の発光素子実装面上に透光性樹脂カバーを密着させて配設したことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】
前記透光性樹脂カバーの厚さは、前記ルーバの高さ寸法よりも厚く形成されていることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子として発光ダイオードを用いた照明装置の一例としては、基板に複数の発光ダイオードをマトリクス状に配設し、これら複数の発光ダイオードを１個ずつ収容する複数の凹部を有する反射体を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この照明装置によれば、ルーバを用いずに、反射体により遮光角を設定でき、しかも、その遮光角を、発光ダイオードを被覆する樹脂表面の深さを調整することで調整と設定を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６６１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１記載の照明装置では、基板上に、反射体を格子状に配設して複数の凹部を形成し、これら各凹部内に、発光ダイオードを１個ずつ配置することにより、発光ダイオードを反射体により１個ずつ囲むので、隣り合う発光ダイオード同士の間隔が大きい。このために、この照明装置をその遮光角の内側で見たときには、発光ダイオードは発光部が小さく、高輝度であるために、ボツボツ感（粒々感）を与え、局所的に高輝度が発生するので、不快グレアを生じ易い、という課題がある。特に、この不快グレアは、従来の平均輝度に基づいて規定したグレアでなく、発光ダイオードの輝度むらに起因する新たな不快グレアである。
【０００６】
そこで、このような不快グレアを低減する方法としては、拡散性の高い乳白色カバーを用いる方法が考えられる。この方法によれば、発光ダイオードの発光を乳白色カバーにより拡散して局所的な高輝度を低下させることにより、ボツボツ感を軽減できる。また、乳白色カバーにより反射された光により白色反射シートが擬似発光して輝度が向上する効果により、乳白色カバー上の輝度むらが緩和されて不快グレアを低減できる。
【０００７】
しかし、このような乳白色カバーを用いた場合は、透明カバーを用いた場合に比して例えば１０％程度の器具光束または器具効率の低下を招くという課題がある。
【０００８】
また、器具面積が小形化した場合は、平均輝度が高くなり過ぎて、照明器具の輝度規制値をオーバーしてしまうため容易に小形化が図れないという課題もある。
【０００９】
この課題を解決するためには、蛍光灯器具で用いられる遮光ルーバの併用が考えられるが、遮光ルーバを用いると、器具開口部の構造が複雑になり、清掃や光源の交換等のメンテナンス性が著しく低下する、という新たな課題を発生させる。
【００１０】
また、放熱の観点では、器具本体の天井に対向する対向面側を放熱面としているために、薄型の天上面直付け器具を実現できないという課題もある。
【００１１】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、器具光束または器具効率の低下を招かずに不快グレアを低減できる照明装置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】
【００１２】
請求項１に係る照明装置は、基板と；この基板にマトリクス状に配列されて実装された複数の発光素子と；を具備し、前記マトリクス配列の少なくとも一方向において隣り合う発光素子同士の間隔がそれぞれ３ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１以下において、発光素子としては、基板上に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）チップを実装し、この基板上において、これら各ＬＥＤ上に蛍光体層をそれぞれ形成した基板一体型のものやＬＥＤチップに蛍光体層を予め形成してあるパッケージ形のＳＭＤ等でもよい。また、マトリクス配列の一方向列とは、例えば横並びの横列、または縦並びの縦列である。
【００１４】
請求項２に係る照明装置は、前記発光素子の一方向のピッチの方が前記一方向に直交する直交方向のピッチよりも小さく、前記発光素子の一方向で隣り合う列同士の間の前記基板に配設されたルーバ、を具備していることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る照明装置は、前記基板の発光素子実装面上に透光性樹脂カバーを密着させて配設されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る照明装置は、前記透光性樹脂カバーの厚さは、前記ルーバの高さ寸法よりも厚く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、発光素子のマトリクス配列の一方向、例えば横方向で隣り合う発光素子同士の間隔がそれぞれ３ｍｍ以下であるので、これら隣り合う発光素子同士が恰も結合して見える。このために、少なくとも一方向（例えば縦方向）に並ぶ複数の発光素子は見かけ上、線状光源に見える。このために、発光素子特有のボツボツ感が減少し、局所的な高輝度が緩和されるので、不快グレアを低減できる。
【００１８】
また、一方向及び一方向に直交する方向（例えば横方向）において、さらに隣り合う発光素子同士の間隔がそれぞれ３ｍｍ以下とすれば、これら隣り合う発光素子同士が横方向でも恰も結合して見え、横縦方向に並ぶ複数の発光素子も見かけ上は線状光源に見える。
【００１９】
したがって、複数の線状光源が恰も縦横に配列され、格子状に配列されているように見える。このために、不快グレアを一層低減できる。
【００２０】
請求項２に係る発明によれば、発光素子の一方向配列（例えば横方向列）のピッチを、その直交方向配列（例えば縦方向列）のピッチよりも大きくしたので、その分、所定大の基板上に実装される発光素子の個数を減少させて、発熱量を減少できる。また、発光素子の一方向列（例えば縦方向列）のピッチを、その直交方向列（例えば横方向列）のピッチよりも小さくしたので、その横方向の間隔を増大させることができる。そこで、この増大した横方向間隔にルーバを設けることができる。
【００２１】
このために、ルーバの遮光角により発光素子を遮蔽することができるので、発光素子のボツボツ感を低減するとともに、不快グレアを低減できる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、基板の発光素子実装面上に透光性樹脂カバーを密着させて配設したので、発光素子が空気層に直接接触することを防止できる。このために、発光素子が空気層に直接接触する場合に発生する反射ロスを低減し、発光効率を向上させることができる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、基板の実装面上に配設された透光性樹脂カバーの厚さ（高さ）がルーバの高さよりも高いので、この透光性樹脂カバーの外面上にルーバの一端が突出することを防止できる。このために、透光性樹脂カバーの外面が面一になるので、この外面の汚れを布等で拭き取る場合に、その外面に布をスムースに移動させ、浄化できる。また、透光性樹脂カバーの外面から放熱するので、放熱性を向上できる。このために、照明装置の薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の正面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の正面図。
【図３】図１，図２で示す照明装置を例えば天井に設け、これを、隣り合う発光素子同士間の間隔が３ｍｍ以下である行または列方向から見上げたときの模式図。
【図４】図１，図２で示す照明装置において隣り合う発光素子同士間の間隔が３ｍｍ以下にする根拠を説明するための説明図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る照明装置の正面図。
【図６】図５で示す照明装置の要部拡大平面図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る照明装置の要部拡大平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。これら添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施形態に係る照明装置１の正面図である。この図１に示すように、照明装置１は、例えば矩形平板状の基板２の一面上に、複数の発光素子の一例である発光ダイオード３，３，…を例えば８行８列（８×８）のマトリクス状に配列した状態で実装している。
【００２７】
基板２は、プリント基板であって、放熱性および剛性を有するアルミニウムやニッケルなどの金属や、ガラスエポキシ樹脂などの樹脂により形成した基板本体の表面に、絶縁層を形成し、この絶縁層上に、発光ダイオード３，３，…を電気的に接続する回路パターンを銅箔等のプリントにより形成している。
【００２８】
発光ダイオード３，３，…は、例えば、サファイア基板上に発光ピークが、例えば４５０〜４６０ｎｍの青色の光を発光する窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体が積層された青色発光ダイオードチップと、これら発光ダイオードチップの上面上をそれぞれ個別に被覆する半球状の蛍光体層３ａ，３ａ，…を具備している。各発光ダイオード３は、光が表面側へ透過するとともに側面側や裏面側にも透過し、つまり全面から光が出る。
【００２９】
各蛍光体層３ａは、透光性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性透明樹脂に、各発光ダイオード３からの青色光で励起して黄色光を発光する黄色蛍光体を主体として配合したものである。蛍光体としては、黄色蛍光体が主体であるが、赤蛍光体なども配合されている。蛍光体層３ａは、発光ダイオードチップ全体を被覆して基板２上に形成されており、その蛍光体層３ａの樹脂表面が半球状の曲面に形状されている。
【００３０】
そして、照明装置１は、マトリクス状に配列された発光ダイオード３，３，…の一方向、例えば図１中、横方向の各横ピッチｐｈ１と、この横方向に直交する方向（図１では縦方向）の各縦ピッチｐｖ１とを、等しいピッチ（ｐｈ１＝ｐｖ１）にそれぞれ形成している。
【００３１】
また、図１中横方向でそれぞれ相互に隣り合う発光ダイオード３，３，…の各横間隔ｇｈ１と、縦方向でそれぞれ相互に隣り合う発光ダイオード３，３，…の縦間隔ｇｖ１は、それぞれ３ｍｍに形成されている。
【００３２】
これら縦，横間隔ｇｖ１，ｇｈ１の３ｍｍは、視力検査表の視力１．５を示すＣ字状ランドル環のＣ字状の切欠開口が３ｍｍであり、このランドル環を視力１．５以下の人が見ると、Ｃ字状開口が繋がっているように見える点に発想を得ている。
【００３３】
すなわち、図３，図４に示すように縦または横間隔３ｍｍを置いて隣り合う図中左右一対の発光ダイオード３，３，…の間隔中心に対し垂直方向に下ろした垂線Ｖに対し直交する水平線Ｈに対して６５°斜め下方から視力検査時の所定距離（例えば３．３１ｍ）離れた地点Ｐから照明装置１を視力１．５の人が見上げると、この人は図３で示すように３ｍｍの縦または横間隔ｇｖ１，ｇｈ１を置いて隣り合っている２つの発光ダイオード３，３，…が互いに繋がって見える。
【００３４】
したがって、視力１．５以下の人はこの照明装置１を見ると、複数の発光ダイオード３，３，…が縦と横方向にそれぞれ線状に繋がって見え、恰も線状光源が縦横に配列され、格子状に配設されているように見える。
【００３５】
このために、発光ダイオード３，３，…のボツボツ感は低減し、局所的高輝度が緩和するので、この局所的高輝度に起因する不快グレアを低減できる。
【００３６】
なお、図４中のＰ点は図３で示す垂線Ｖから図４中左方向へ２．６ｍ平行移動した後、図４中右方向へ１．２ｍ戻った地点に設定される。
【００３７】
図２は本発明の第２の実施形態に係る照明装置１Ａの正面図である。この照明装置１Ａは、発光ダイオード３，３，…のマトリクス配列の図２中横方向の配列ピッチｐｈ２を縦方向の配列ピッチｐｖ２よりも大きく（ｐｈ２＞ｐｖ２）形成した点に特徴があり、これ以外の構成は図１で示す照明装置１とほぼ同様である。
【００３８】
したがって、図２中、発光ダイオード３，３，…の縦方向の間隔ｇｖ２は図１の照明装置１の縦間隔ｇｖ１と同じ（ｇｖ１＝ｇｖ２）３ｍｍであるが、横間隔ｇｈ２は縦間隔ｇｖ２よりも大（ｇｈ２＞ｇｖ２）である。
【００３９】
このために、発光ダイオード３，３，…は、図２中横方向では離れて見えるが縦方向では互いに繋がって見える。したがって、発光ダイオード３，３，…の縦列は、見かけ上、線状光源に見える。このために、例えば４本の線状光源が横方向に所要の間隔を置いて並設されているように見える。
【００４０】
このために、その分、発光ダイオード３，３，…のボツボツ感を低減し、不快グレアを低減できる。
【００４１】
このように、一方向において発光ダイオード３，３，…同士の間隔を３ｍｍ以下とするので、発光ダイオード３，３，…のボツボツ感を低減するとともに、一方向に直交する方向のピッチを大きくしたので、放熱性能を確保することができる。
【００４２】
なお、これら照明装置１，１Ａは、基板２の発光ダイオード３，３，…の実装面２ａ上に、各発光ダイオード３の半球状に突出する蛍光体層３ａを密に嵌入させる半球状凹部をそれぞれ形成した図示省略の透光性樹脂カバーを発光ダイオード３の蛍光体層３ａの外面に密着させて被覆した状態で配設し、この透光性樹脂カバーの厚さを蛍光体層３ａの高さ以上等所要厚さで形成してもよい。これによれば、発光ダイオード３，３，…の半球状の蛍光体層３ａが空気層に直接接触しないので、直接接触する場合に空気層の界面で光が繰り返し反射することにより発生する反射ロスを低減し、発光効率を向上させることができる。
【００４３】
また、透光性樹脂カバーを蛍光体層３ａの高さ以上の厚さで形成する場合には、この透光性樹脂カバーの外面を面一に形成できるので、この透光性樹脂カバーの外面の汚れ等を布等で拭いて清掃する場合、その外面上で布をスムースに移動できるので、その清掃の容易性を向上できる。なお、上記発光ダイオード３，３…の縦，横間隔ｇｖ１，ｇｖ２、ｇｈ１，ｇｈ２は３ｍｍ以下でもよい。
【００４４】
図５は本発明の第３の実施形態に係る照明装置１Ｂの要部拡大平面図である。この照明装置１Ｂは、図２で示す照明装置１Ａにおいて、図２，図５中横方向で隣り合う縦列の発光ダイオード３，３，…同士の中間位置、すなわち、各横間隔ｇｈ２の等分位置において、図５中縦方向に長い細長平板状の縦ルーバ４をそれぞれほぼ平行に並設した点に特徴がある。これ以外の構成は図２で示す照明装置１Ａとほぼ同様である。
【００４５】
図６に示すように各縦ルーバ４は、その一端を基板２に固着し、発光ダイオード３の光軸（基板２に直交する方向）と発光ダイオード３と縦ルーバ４の他端を通る直線がなす角である。所定の遮光角（例えば６０°）を設定し得る高さにそれぞれ形成されている。
【００４６】
したがって、この照明装置１Ｂによれば、遮光角を超える方向からこの照明装置１Ｂを見たときには、発光ダイオード３，３，…が縦ルーバ４により遮蔽されるので、これら発光ダイオード３，３，…を隠蔽することができる。このために、その分、不快グレアを低減できる。
【００４７】
図７は本発明の第４の実施形態に係る照明装置１Ｃの要部拡大平面図である。この照明装置１Ｃは、図５，図６で示す照明装置１Ｂにおいて、基板２の発光ダイオード３，３，…の実装面上に、透光性樹脂カバー５を密着させて配設した点に特徴がある。これ以外の構成は照明装置１Ｂとほぼ同様である。
【００４８】
透光性樹脂カバー５は、各発光ダイオード３の半球状に突出する蛍光層３ａに密着するように形成している。透光性樹脂カバー５は、その厚さを、縦ルーバ４の高さ以上に形成しており、各発光ダイオード３の蛍光体層３ａの外面に空気層を介在させないように密着させると共に、その図中下面の照射面（前面）５ａを平面に形成している。
【００４９】
したがって、この照明装置１Ｃによれば、これを天井に直付けした場合には、その前面側の透光性樹脂カバー５の前面（図７では下面）５ａから外気へ放熱されるので、放熱性を向上できる。また、その分、照明装置１Ｃの薄型化を図ることができる。
【００５０】
さらに、各発光ダイオード３の蛍光体層３ａが透光性樹脂カバー５により全面的に被覆され、空気層とは直接接触しないので、各発光ダイオード３の半球状の蛍光体層３ａが空気層と直接接触した場合に、この蛍光体層３ａと空気層との界面での光の反射の繰り返しに起因する反射ロスを低減できる。このために器具効率を向上できる。
【００５１】
また、透光性樹脂カバー５は縦ルーバ４の高さを超える厚さに形成され、その前面５ａが一平面に形成されているので、この前面５ａの汚れ等を布等により拭き取る場合に、布が縦ルーバ４に引っ掛かることもなくスムースに移動できる。このためにメンテナンスの容易性を向上できる。
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…照明装置、２…基板、３…ＬＥＤ（発光ダイオード）、３ａ…蛍光体層、４…ルーバ、５…透光性樹脂カバー、ｐｈ１，ｐｈ２…横ピッチ、Ｐｖ１，Ｐｖ２…縦ピッチ、ｇｈ１，ｇｈ２…横間隔、ｇｖ１，ｇｖ２…縦間隔。
【図１】
2011034892.tif 000003
【図２】
2011034892.tif 000004
【図３】
2011034892.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011034892.tif 000008
【図７】
2011034892.tif 000009