(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部、側面部、及び前記底部に対向する開口部を有する椀状の第１反射部と、
前記第１反射部の前記底部上に設けられた半導体発光装置と、
前記半導体発光装置の光軸上に設けられた第２反射部と、
前記第２反射部を前記半導体発光装置から離間して固定する固定部と、を有し、
前記固定部は、前記半導体発光装置の周囲に位置する環状部及び前記環状部から前記第２反射部の外側面に向かって延在する支柱により構成され、前記半導体発光装置の設置領域の周辺における前記第１反射部の底部と、前記第２反射部とを接続し、
前記第２反射部は、前記半導体発光装置から放出される光の一部を直接受けて、前記第１反射部に向けて反射し、
前記第１反射部は、前記半導体発光装置から放出される光の一部及び前記第２反射部において反射した光の全部又は一部を受けて、前記開口部に向けて反射し、
前記第１反射部において反射されて前記開口部から放射される光は、前記開口部から放射される全放射光の８０％以上であるスポット照明装置。
【請求項２】
前記半導体発光装置の発光面、前記第１反射部の反射面、及び前記第２反射部の反射面は、前記半導体発光装置の光軸に対して略回転対称であり、以下に定義する光漏出角度θtが、−７．０°以上１０．０°以下である請求項１に記載のスポット照明装置。
光漏出角度θt＝θ１（前記半導体発光装置の光軸を含む断面図において、前記半導体発光装置の発光面の外周部の１点及び第１反射部の外周部の１点を通る第１直線と、前記半導体発光装置の光軸とがなす角度）−θ２（前記半導体発光装置の光軸を含む断面図において、前記半導体発光装置の発光面の外周部の１点及び第２反射部の外周部の１点を通る第２直線と、半導体発光装置の光軸とがなす角度）
【請求項３】
先ず前記第２反射部、次に前記第１反射部の順序で反射されて前記開口部から放射される光は、前記開口部から放射される全放射光の５０％以上である請求項１又は２に記載のスポット照明装置。
【請求項４】
前記第１反射部及び前記第２反射部において反射されることなく、前記開口部から直接的に放射される光は、前記開口部から放射される全放射光の２０％以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項５】
前記半導体発光装置から放出される光のうち、前記開口部から放射されずに、前記スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合が１０％以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項６】
前記第１反射部は、対称軸を備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項７】
前記半導体発光装置は、前記光軸が前記第１反射部の対称軸に略一致するように設けられている請求項６に記載のスポット照明装置。
【請求項８】
底部、側面部、及び前記底部に対向する開口部を有する椀状の第１反射部と、
前記第１反射部の前記底部上に設けられた半導体発光装置と、
前記半導体発光装置の光軸上に設けられた第２反射部と、
前記第２反射部を前記半導体発光装置から離間して固定する固定部と、を有し、
前記第２反射部は、前記半導体発光装置から放出される光の一部を直接受けて、前記第１反射部に向けて反射し、
前記第１反射部は、前記半導体発光装置から放出される光の一部及び前記第２反射部において反射した光の全部又は一部を受けて、前記開口部に向けて反射し、
前記半導体発光装置の発光面、前記第１反射部の反射面、及び前記第２反射部の反射面は、前記半導体発光装置の光軸に対して略回転対称であり、以下に定義する光漏出角度θtが、４．０°以上１０．０°以下であるスポット照明装置。
光漏出角度θt＝θ１（前記半導体発光装置の光軸を含む断面図において、前記半導体発光装置の発光面の外周部の１点及び第１反射部の外周部の１点を通る第１直線と、前記半導体発光装置の光軸とがなす角度）−θ２（前記半導体発光装置の光軸を含む断面図において、前記半導体発光装置の発光面の外周部の１点及び第２反射部の外周部の１点を通る第２直線と、半導体発光装置の光軸とがなす角度）
【請求項９】
前記θ１が、４０．０°以上、７０．０°以下である請求項８に記載のスポット照明装置。
【請求項１０】
前記θ２が、４５．０°以上、６０．０°以下である請求項８又は９に記載のスポット照明装置。
【請求項１１】
前記開口部から放射される光の１／２ビーム角が、５°以上２５°以下である請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項１２】
前記開口部から放射される光のスポット照明装置の重量あたりの光束は、３．０lumen/ｇ以上である請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項１３】
前記第１反射部の前記側面部は、略回転放物面形状に形成されている請求項８乃至１２のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項１４】
前記第１反射部は、前記底部から前記側面部に向かって前記半導体発光装置から生じる熱を放熱する放熱経路を備える請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項１５】
前記第１反射部は、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料からなる請求項１４に記載のスポット照明装置。
【請求項１６】
前記第２反射部は、対称軸を備える請求項８乃至１５のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項１７】
前記半導体発光装置は、前記光軸が前記第２反射部の対称軸に略一致するように設けられている請求項１６に記載のスポット照明装置。
【請求項１８】
前記第２反射部の反射面は、前記半導体発光装置の光軸に対して傾斜し、且つ前記半導体発光装置の光軸となす角が鈍角である請求項８乃至１７のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【請求項１９】
前記固定部は、前記第１反射部の側面部と前記第２反射部と接続する請求項８乃至１８のいずれか１項に記載のスポット照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光装置を備えるスポット照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から一般な照明器具として、フィラメントを備えるハロゲン電球や当該ハロゲン電球を利用したスポット照明装置が普及していた。しかしながら、近年における省電力、小型化、及び長寿命化のニーズにともない、ＬＥＤ等の発光素子を光源として利用するＬＥＤ電球若しくはＬＥＤランプ、又はＬＥＤを用いたスポット照明装置の開発及び製造が行われ、当該ＬＥＤ電球等の普及が進んできている。また、このようなＬＥＤ電球等においても、従来の一般的な照明器具と同様にグレア防止が要求されており、グレア防止に関する様々な構造の開発及び研究が行われている。例えば、光源からの直接光によるグレアを低減するために、特許文献１はＬＥＤの光路上にリフレクタが設けられた照明装置が開示され、特許文献２にはＬＥＤの光路上に遮光板が設けられた照明装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている照明装置は、反射面を有する略筒状の主リフレクタと、主リフレクタの底部に設けられたＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源から放射された光を主リフレクタに向けて反射する副リフレクタと、を備えている。そして、当該特許文献１の照明装置においては、主リフレクタの開口径が比較的に大きく設定されており、ＬＥＤ光源から放射された光の大半が、主リフレクタ及び副リフレクタのいずれによっても反射されることなく、直接的に照明装置の外部に放射される。すなわち、当該特許文献１の照明装置は、照明装置から放射される光のビーム角を広角にするような構造が取られている。
【０００４】
特許文献２に開示されている照明装置は、底部及び側面部を有する椀状のコリメータと、当該コリメータ内の底部に設けられたＬＥＤ光源と、当該ＬＥＤ光源の光軸上に設けられて当該ＬＥＤ光源から放射された光を遮蔽する遮蔽板と、ＬＥＤ光源と遮蔽板との間に配置された導光部材と、を備えている。そして、当該特許文献２に開示されている照明装置は、ＬＥＤ光源から放射される光の大部分をコリメータの内壁（反射面）によって反射させて外部に放射することにより、照明装置から放射される光のビーム角を比較的に狭角にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６６３７９２１号明細書
【特許文献２】米国特許第８２５８５３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年においては、ＬＥＤを用いたスポット照明装置の普及に伴い、当該スポット照明装置に対して、グレア光を抑制しつつも、よりスポット的に被照射物を照らすことができ、且つ被照射物をより明るく照らすことが要求されている。しかしながら、特許文献１に開示されている照明装置においては、主リフレクタ、副リフレクタ及びＬＥＤ光源との構成によって光の狭角化が不十分となっており、特許文献２に開示されている照明装置においては、ＬＥＤ光源の光路上に遮蔽板を設けているため、光のロスが生じて照明装置の発光効率の向上を図ることができない。
【０００７】
また、ＬＥＤを用いたスポット照明装置においても、軽量化が要求されており、ヒートシンクの小型化又は除去によって軽量化に対応することができるとも考えられる。しかしながら、特許文献１及び２に開示されている照明装置では、ＬＥＤ光源で生じた熱を基板を介して放熱するため、ヒートシンクの小型化又は除去を行ってしまうと放熱が不十分となり、スポット照明装置自体の寿命が低下してしまう。すなわち、単なるヒートシンクの小型化等では、スポット照明装置の軽量化及び高寿命化を十分に図ることができない。
【０００８】
更に、天井に設置された従来のハロゲン電球型のスポット照明装置に代えて、ＬＥＤを用いたスポット照明装置を使用する要求が高まっているが、単に既存のＬＥＤを用いたスポット照明装置に代替することのみでは、市場の要求に的確に対応することができない。このような代替を行う場合には、スポット照明装置の交換態様、被照射物に対する光学特性、スポット照明装置自体の高寿命化が重要となる。すなわち、天井等の高い位置に簡単に多数のスポット照明装置を固定でき、狙った被照射物を大光束で照射し、最適な光学演出を行える高寿命のスポット照明装置が要求されることになる。しかしながら、このような多数の要求を同時に満足させるということが課題として取り上げられておらず、このような要求に対応するスポット照明装置は存在していない。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、照明装置の発光効率の向上を図りつつもスポット的な照明光を放射し、且つ、軽量化を図りつつも十分な放熱性を備えるスポット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】
【００１０】
上記の目的を達成するべく、本発明の第１の態様は、底部、側面部、及び前記底部に対向する開口部を有する椀状の第１反射部と、前記第１反射部の前記底部上に設けられた半導体発光装置と、前記半導体発光装置の光軸上に設けられた第２反射部と、前記第２反射部を前記半導体発光装置から離間して固定する固定部と、を有し、前記固定部は、前記半導体発光装置の周囲に位置する環状部及び前記環状部から前記第２反射部の外側面に向かって延在する支柱により構成され、前記半導体発光装置の設置領域の周辺における前記第１反射部の底部と、前記第２反射部とを接続し、前記第２反射部は、前記半導体発光装置から放出される光の一部を直接受けて、前記第１反射部に向けて反射し、前記第１反射部は、前記半導体発光装置から放出される光の一部及び前記第２反射部において反射した光の全部又は一部を受けて、前記開口部に向けて反射し、前記第１反射部において反射されて前記開口部から放射される光は、前記開口部から放射される全放射光の８０％以上であるスポット照明装置である。
【００１１】
ここで、開口部から放射される全放射光の８０％以上とするために、例えば、第１反射部及び第２反射部の大きさ、配置関係、並びにこれらが備える反射面と半導体発光装置の光軸とのなす角度を調整してもよい。
【００１２】
本発明の第１態様に係るスポット照明装置においては、第１反射部において反射されて開口部から放射される光の割合が大きくなるため、よりスポット的である狭角の光を放射しつつ、かつ、第１反射部内に閉じ込められる光又は第１反射部の側方から漏れる光を減らして発光効率を向上することができる。
【００１３】
また、本発明に係るスポット照明装置においては、第１反射部の底部上に直接的に半導体発光装置が搭載されているため、半導体発光装置の駆動に伴って発生した熱は、第１反射部に沿って伝導し、他の構成部材に影響を与えることなく、第１反射部から放熱されることになる。これにより、スポット照明装置の放熱性が向上され、半導体発光装置及びその他の構成部材の故障を防止し、スポット照明装置自体の寿命を長くすることができる。
【００１４】
更に、上記の構成により、ヒートシンクを別途設けなくとも十分な放熱性を実現できるため、比較的に重量のあるヒートシンクがなくなり、スポット照明自体の軽量化が図られ、スポット照明装置を天井等の高い位置においても、容易且つ強固に設置することができる。
このような構成により、スポット照明装置の製造工程における製品ごとの位置ずれ、すなわち半導体発光装置と第２反射部との距離が製品ごとに異なることを防止することができる。また、このような構成により、物理的又は熱的衝撃に起因する、半導体発光装置と第２反射部との距離変動を防止することができる。更に、このような構成により、放射される光の配光性が一定となり、より安定した光を良好に照射することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、前記半導体発光装置の発光面、前記第１反射部の反射面、及び前記第２反射部の反射面は、前記半導体発光装置の光軸に対して略回転対称であり、以下に定義する光漏出角度θtが、−７．０°以上１０．０°以下であり、光漏出角度θt＝θ１（前記半導体発光装置の光軸を含む断面図において、前記半導体発光装置の発光面の外周部の１点及び第１反射部の外周部の１点を通る第１直線と、前記半導体発光装置の光軸とがなす角度）−θ２（前記半導体発光装置の光軸を含む断面図において、前記半導体発光装置の発光面の外周部の１点及び第２反射部の外周部の１点を通る第２直線と、半導体発光装置の光軸とがなす角度）である。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射し、照明光のムラをなくして優れた空間演出を行うことができる。
【００１６】
本発明の第３の態様は、上記第１又は２の態様において、先ず前記第２反射部、次に前記第１反射部の順序で反射されて前記開口部から放射される光が、前記開口部から放射される全放射光の５０％以上であることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射し、照明光のムラをなくして優れた空間演出を行うことができる。
【００１７】
本発明の第４の態様は、上記第１乃至３のいずれかの態様において、前記第１反射部及び前記第２反射部において反射されることなく、前記開口部から直接的に放射される光が、前記開口部から放射される全放射光の２０％以下である。このようにすることにより、開口部から直接的に放射される光である無制御光を低減し、よりスポット的である狭角の光を放射し、優れた空間演出を行うことができる。
【００１８】
本発明の第５の態様は、上記第１乃至４のいずれかの態様において、前記半導体発光装置から放出される光のうち、前記開口部から放射されずに、前記スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合が１０％以下である。ここで、スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合を１０％以下にするための手段として、例えば、光源である半導体発光装置と第２反射部とを離間し、第２反射部の反射面と半導体発光装置の光軸とのなす角を鈍角としてもよい。このようにすることにより、半導体発光装置から放出される光を効率よく第１反射部の外部に放射することができ、スポット照明装置自体の発光効率を向上することができる。
【００１９】
本発明の第６の態様は、上記第１乃至５のいずれかの態様において、前記第１反射部が、対称軸を備えることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射して優れた空間演出を行うとともに、スポット照明装置自体の美観も向上させることができる。
【００２０】
本発明の第７の態様は、上記第６の態様において、前記半導体発光装置が、前記光軸が前記第１反射部の対称軸に略一致するように設けられていることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射して優れた空間演出を行うとともに、スポット照明装置自体の美観も向上させることができる。
【００２１】
本発明の第８の態様は、上記第１乃至７のいずれかの態様において、前記第１反射部の前記側面部が、略回転放物面形状に形成されていることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射して優れた空間演出を行うとともに、スポット照明装置自体の美観も向上させることができる。
【００２２】
本発明の第９の態様は、上記第１乃至８のいずれかの態様において、前記第１反射部が、前記底部から前記側面部に向かって前記半導体発光装置から生じる熱を放熱する放熱経路を備えることである。このような構成により、スポット照明装置の放熱性を向上させ、信頼性の向上及び高寿命化を図ることができる。
【００２３】
本発明の第１０の態様は、上記第９の態様において、前記第１反射部が、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料からなることである。このような構成により、スポット照明装置の放熱性をより一層向上させ、信頼性の向上及び高寿命化を容易に図ることができる。
【００２４】
本発明の第１１の態様は、上記第１乃至１０のいずれかの態様において、前記第２反射部が、対称軸を備えることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射して優れた空間演出を行うとともに、スポット照明装置自体の美観も向上させることができる。
【００２５】
本発明の第１２の態様は、上記第１１の態様において、前記半導体発光装置が、前記光軸が前記第２反射部の対称軸に略一致するように設けられていることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射して優れた空間演出を行うとともに、スポット照明装置自体の美観も向上させることができる。
【００２６】
本発明の第１３の態様は、上記第１乃至１２のいずれかの態様において、前記第２反射部の反射面が、前記半導体発光装置の光軸に対して傾斜し、且つ前記半導体発光装置の光軸となす角が鈍角であることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射し、優れた空間演出を行うことができる。
【００２８】
本発明の第１５の態様は、上記第１乃至１３のいずれかの態様において、前記固定部が、前記第１反射部の側面部と前記第２反射部と接続することである。第１反射部の底部における固定部のためのスペースがないような場合であっても、第２反射部を強固に固定することができ、スポット照明装置の信頼性を高めることができる。
【００２９】
また、上記の目的を達成するべく、本発明の第１６の態様は、底部、側面部、及び前記底部に対向する開口部を有する椀状の第１反射部と、前記第１反射部の前記底部上に設けられた半導体発光装置と、前記半導体発光装置の光軸上に設けられた第２反射部と、前記第２反射部を前記半導体発光装置から離間して固定する固定部と、を有し、前記第２反射部は、前記半導体発光装置から放出される光の一部を直接受けて、前記第１反射部に向けて反射し、前記第１反射部は、前記半導体発光装置から放出される光の一部及び前記第２反射部において反射した光の全部又は一部を受けて、前記開口部に向けて反射し、前記半導体発光装置の発光面、前記第１反射部の反射面、及び前記第２反射部の反射面は、前記半導体発光装置の光軸に対して略回転対称であり、以下に定義する光漏出角度θtが、４．０°以上１０．０°以下であり、光漏出角度θt＝θ１（前記半導体発光装置の光軸を含む断面図において、前記半導体発光装置の発光面の外周部の１点及び第１反射部の外周部の１点を通る第１直線と、前記半導体発光装置の光軸とがなす角度）−θ２（前記半導体発光装置の光軸を含む断面図において、前記半導体発光装置の発光面の外周部の１点及び第２反射部の外周部の１点を通る第２直線と、半導体発光装置の光軸とがなす角度）とするスポット照明装置である。
【００３０】
本発明の第１６態様に係るスポット照明装置においては、第１反射部において反射されて開口部から放射される光の割合が大きくなるため、よりスポット的である狭角の光を放射しつつ、かつ、第１反射部内に閉じ込められる光又は第１反射部の側方から漏れる光を減らして発光効率を向上することができる。
【００３１】
また、本発明の第１６態様に係るスポット照明装置においては、第１反射部の底部上に直接的に半導体発光装置が搭載されているため、半導体発光装置の駆動に伴って発生した熱は、第１反射部に沿って伝導し、他の構成部材に影響を与えることなく、第１反射部から放熱されることになる。これにより、スポット照明装置の放熱性が向上され、半導体発光装置及びその他の構成部材の故障を防止し、スポット照明装置自体の寿命を長くすることができる。
【００３２】
更に、上記の構成により、ヒートシンクを別途設けなくとも十分な放熱性を実現できるため、比較的に重量のあるヒートシンクがなくなり、スポット照明自体の軽量化が図られ、スポット照明装置を天井等の高い位置においても、容易且つ強固に設置することができる。
【００３３】
本発明の第１７の態様は、上記第１６の態様において、前記θ１が、４０．０°以上、７０．０°以下である。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射し、照明光のムラをなくして優れた空間演出を行うことができる。
【００３４】
本発明の第１８の態様は、上記第１６又は１７の態様において、前記θ２が、４５．０°以上、６０．０°以下である。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射し、照明光のムラをなくして優れた空間演出を行うことができる。
【００３５】
本発明の第１９の態様は、上記第１６乃至１８のいずれかの態様において、前記開口部から放射される光の１／２ビーム角が、５°以上２５°以下である。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射し、照明光のムラをなくして優れた空間演出を行うことができる。
【００３６】
本発明の第２０の態様は、上記第１６乃至１９のいずれかの態様において、前記開口部から放射される光のスポット照明装置の重量あたりの光束は、３．０lumen/ｇ以上である。このようにすることにより、今までに達成することができなかった、設置の容易性及び確実性、大光束によるスポット的な照射、最適な光学演出、並びに高寿命化というような複数の課題の同時達成を図ることができ、今までにない効果を発揮することができる。また、天井や柱に固定する際に、スポット照明装置自体の重さが負担とならず、必要な数量のスポット照明装置を安定的に設置することができる。更に、放射される光が狭角となるため、遠い位置、高い位置からでも、必要な照度で被照射物を照射することができる。
【００３７】
本発明の第２１の態様は、上記第１６乃至２０のいずれかの態様において、前記第１反射部の前記側面部が、略回転放物面形状に形成されていることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射して優れた空間演出を行うとともに、スポット照明装置自体の美観も向上させることができる。
【００３８】
本発明の第２２の態様は、上記第１６乃至２１のいずれかの態様において、前記第１反射部が、前記底部から前記側面部に向かって前記半導体発光装置から生じる熱を放熱する放熱経路を備えることである。このような構成により、スポット照明装置の放熱性を向上させ、信頼性の向上及び高寿命化を図ることができる。
【００３９】
本発明の第２３の態様は、上記第２２の態様において、前記第１反射部が、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料からなることである。このような構成により、スポット照明装置の放熱性をより一層向上させ、信頼性の向上及び高寿命化を容易に図ることができる。
【００４０】
本発明の第２４の態様は、上記第１６乃至２３のいずれかの態様において、前記第２反射部が、対称軸を備えることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射して優れた空間演出を行うとともに、スポット照明装置自体の美観も向上させることができる。
【００４１】
本発明の第２５の態様は、上記第２４の態様において、前記半導体発光装置が、前記光軸が前記第２反射部の対称軸に略一致するように設けられていることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射して優れた空間演出を行うとともに、スポット照明装置自体の美観も向上させることができる。
【００４２】
本発明の第２６の態様は、上記第１６乃至２５のいずれかの態様において、前記第２反射部の反射面が、前記半導体発光装置の光軸に対して傾斜し、且つ前記半導体発光装置の光軸となす角が鈍角であることである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射し、優れた空間演出を行うことができる。
【００４３】
本発明の第２７の態様は、上記第１６乃至２６のいずれかの態様において、前記固定部が、前記第１反射部の側面部と前記第２反射部と接続することである。第１反射部の底部における固定部のためのスペースがないような場合であっても、第２反射部を強固に固定することができ、スポット照明装置の信頼性を高めることができる。
【００４４】
更に、上記の目的を達成するべく、本発明の第２８の態様は、半導体発光装置と、前記半導体発光装置を底部に搭載し、且つ、前記半導体発光装置から放射された光の少なくとも一部を反射させて前記底部の反対側に位置する開口部から放射する反射構造体と、を有し、前記開口部から放射される光の１／２ビーム角は、５°以上３０°以下であり、前記開口部から放射される光のスポット照明装置の重量あたりの光束は、３．０ lumen/ｇ以上であるスポット照明装置である。
【００４５】
ここで、当該光束の数値は、半導体発光装置が備える口金の形状に起因して好ましい値が変動するものの、好ましくは４．０ lumen/ｇ以上、更に好ましくは５．０ lumen/ｇ以上である。
【００４６】
本発明の第２８態様に係るスポット照明装置においては、上述した構成及び設定により、今までに達成することができなかった、設置の容易性及び確実性、大光束によるスポット的な照射、最適な光学演出、並びに高寿命化というような複数の課題の同時達成を図ることができ、今までにない効果を発揮することができる。また、天井や柱に固定する際に、スポット照明装置自体の重さが負担とならず、必要な数量のスポット照明装置を安定的に設置することができる。更に、放射される光が狭角となるため、遠い位置、高い位置からでも、必要な照度で被照射物を照射することができる。
【００４７】
本発明の第２９の態様は、上記第２８の態様において、前記反射構造体が、前記半導体発光装置から放射された光の少なくとも一部を２回反射して前記開口部から放射することである。このようにすることにより、よりスポット的である狭角の光を放射し、優れた空間演出を行いつつ、スポット照明装置自体の発光効率をより向上することができる。
【００４８】
本発明の第３０の態様は、上記第２８又は２９の態様において、前記反射構造体が、前記半導体発光装置から生じる熱を直接的に放熱することである。このような構成により、スポット照明装置の放熱性を向上させ、信頼性の向上及び高寿命化を図ることができる。
【００４９】
本発明の第３１の態様は、上記第２８乃至３０のいずれかの態様において、前記反射構造体が、物理的又は熱的衝撃による前記半導体発光装置と前記反射構造体の反射面との距離変動を抑制することである。このようにすることにより、放射される光の配光性が一定となり、より安定した光を良好に照射することができる。
【発明の効果】
【００５０】
以上のことから、本発明によれば、発光効率の向上を図りつつもスポット的な照明光を放射し、且つ、軽量化を図りつつも十分な放熱性を備えるスポット照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態に係るスポット照明装置の斜視図である。
【図２】実施形態に係るスポット照明装置の正面図である。
【図３】実施形態に係るスポット照明装置の側面図である。
【図４】実施形態に係るスポット照明装置の底面図である。
【図５】図２の線V-Vに沿ったスポット照明装置の断面図である。
【図６】実施形態に係るスポット照明装置を構成する発光モジュールの正面図である。
【図７】実施形態に係るスポット照明装置を構成する発光モジュールの上面図である。
【図８】図７の線VIII-VIIIに沿った発光モジュールの断面図である。
【図９】図８に示された断面図の要部拡大図である。
【図１０】実施形態に係るスポット照明装置の動作を説明するための概略断面図である。
【図１１】図５と同様の実施形態における、実施例に係るスポット照明装置の断面図である。
【図１２】実施例及び比較例のシミュレーション評価結果を示す表である。
【図１３】実施例１及び比較例２に係るスポット照明装置の配光分布を示すグラフである。
【図１４】実施例２に係るスポット照明装置の配光分布を示すグラフである。
【図１５】実施例３に係るスポット照明装置の配光分布を示すグラフである。
【図１６】実施例４に係るスポット照明装置の配光分布を示すグラフである。
【図１７】比較例１に係るスポット照明装置の配光分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施形態に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施形態の説明に用いる図面は、いずれも本発明によるスポット照明装置及びその構造部材等を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略などを行っており、スポット照明装置及びその構造部材等の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施形態で用いる様々な数値及び数量は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて適宜変更することが可能である。
【００５３】
≪実施形態≫
以下において、図１乃至図９を参照しつつ、本発明の本実施形態に係るスポット照明装置及びその構成部材を説明する。図１は本実施形態に係るスポット照明装置の斜視図であり、図２は本実施形態に係るスポット照明装置の正面図あり、図３は本実施形態に係るスポット照明装置の側面図であり、図４は本実施形態に係るスポット照明装置の底面図であり、図５は図２の線V-Vに沿ったスポット照明装置の断面図である。また、図６は本実施形態に係るスポット照明装置を構成する発光モジュールの斜視図であり、図７は本実施形態に係るスポット照明装置を構成する発光モジュールの正面図であり、図８は図３の線VIII-VIIIに沿った発光モジュールの断面図であり、図９は図８に示された断面図の要部拡大図である。
【００５４】
＜スポット照明装置の構成＞
図１乃至図５から分かるように、本実施形態に係るスポット照明装置１は、ドライバ筐体２、光源として機能する発光モジュール（半導体発光装置）３、発光モジュール３が搭載される略椀状の第１反射部４、第１反射部４内であって発光モジュール３の光軸上に設けられた第２反射部５、第２反射部５を発光モジュール３から離間して固定する固定部６、第１反射部４に対する発光モジュール３の位置決めをなす位置決め部材７、及びドライバ筐体２に接続された口金８から構成されている。また、本実施形態においては、第１反射部４及び第２反射部５によって、発光モジュール３から出射した光の少なくとも一部をスポット照明装置１の外部に反射して放射するための反射構造体が形成されている。
【００５５】
本実施形態に係るスポット照明装置１においては、外部から供給される電力が口金８を介して発光モジュール３に給電されると、発光モジュール３が駆動して光を出射し、当該出射した光は、基本的に、第１反射部４によって１度のみ反射して外部に放射されるか、第２反射部５で反射した後に第１反射部４によって反射（合計２回の反射）して外部に放射され、第１反射部４及び第２反射部５の配置関係等に応じて、更に第１反射部４及び第２反射部５のいずれによっても反射することなく直接的に外部に放射される場合もある。そして、上述した構成から、本実施形態に係るスポット照明装置１は、ＡＲ１１１型照明装置として機能することができる。
【００５６】
（ドライバ筐体）
スポット照明装置１のドライバ筐体２は、図３及び図５から分かるように、その外形が略円柱状となっており、その内部には種々の部品を内蔵するための空洞２ａが形成されている。ここで種々の部品としては、図５に示すように、発光モジュール３を点灯するためのドライバ回路を含む回路基板９がある。また、ドライバ筐体２は、外力によって破損等が生じることがない、比較的に強固な材料から形成されている。更に、ドライバ筐体２の材料としては、熱伝導性の比較的低い材料を用いることが好ましい。これは、発光モジュール３において生じる熱がドライバ筐体２側に伝導されることを抑制し、ドライバ筐体２内に設けられた部品の故障を防止するためである。ドライバ筐体２の材料として、例えば、樹脂、セラミック、金属等の材料を用いることができるが、特に熱放熱性、熱伝導性、耐久性等の観点から、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン等の樹脂が好ましい。
【００５７】
なお、ドライバ筐体２の形状は上述したものに限定されることなく、スポット照明装置１が設置されるべき環境、並びに内蔵する部品の寸法及び数量等の諸条件に応じて適宜変更することができる。例えば、ドライバ筐体２の外形を略角柱状、又は略錐台状にしてもよい。
【００５８】
（発光モジュール）
図５に示すように、発光モジュール３は、第１反射部４の底部４ａの中央部分に搭載されている。また、発光モジュール３は、モジュール本体３ａと、モジュール本体３ａ内に格納された波長変換部材３ｂを有している。モジュール本体３ａは、外部から加えられる衝撃等から波長変換部材３ｂを保護するために設けられており、モジュール本体３ａの材質は比較的硬い金属等の材料（例えば、鉄、アルミニウム、銅、セラミック）が用いられる。更に、本実施形態において、モジュール本体３ａは、位置決め部材７によって第１反射部４の底部４ａ上に固定されているが、ネジ等の接合部材又は接着材料等を用いて底部４ａ上に固定されてもよい。接着剤は放熱接着剤を用いることが好ましい。そして、モジュール本体３ａには、光が出射するための円形の開口が設けられており、例えば当該開口から内部で白色化を完了した光を取り出すことが可能である。このような発光モジュール３の構成により、本実施形態においては、発光モジュール３の発光面は、発光モジュール３の光軸に対して略回転対称となっている。
【００５９】
一方、別の場合には、当該開口にガラス板等が設置され、当該ガラス面のモジュール内部側に蛍光体を塗布し、この部分で白色化を行って光を取り出すようにすることもできる。なお、当該開口は、円形に限られることなく、長方形等の多角形又はその他の形であってもよい。すなわち、当該開口の形状は、要求される発光モジュール３の光出射面の形状に合わせて、適宜変更することができる。
【００６０】
図６乃至図８から分かるように、モジュール本体３ａは、配線基板として機能する平板部１１と、平板部１１のチップ実装面１１ａ上に位置し、形状が円筒状の側壁部１２と、から構成されている。また、図６及び図７から分かるように、平板部１１のチップ実装面１１ａ上であって側壁部１２の内側には、１２個の半導体発光素子であるＬＥＤチップ１３が規則的に配列されている。具体的には、平板部１１の中央部に４個のＬＥＤチップ１３が等間隔で配置され、当該４個のＬＥＤチップ１３の四方を囲むように８個のＬＥＤチップ１３が配置されている。そして、中央部に配置された４個のＬＥＤチップ１３のそれぞれは、平板部１１の中心から等しい距離だけ離間した位置に配置され、同様に、四方を囲むように配置された８個のＬＥＤチップ１３のそれぞれは、平板部１１の中心から等しい距離だけ離間した位置に配置されている。すなわち、当該４個のＬＥＤチップ１３及び当該８個のＬＥＤチップのそれぞれが同心円状に配置され、１２個のＬＥＤチップ１３全体として、略円形のＬＥＤチップ実装領域を形成している。なお、図６乃至図８には示していないが、平板部１１には、これらのＬＥＤチップ１３のそれぞれに電力を供給するための配線パターンが形成されている。
【００６１】
本実施形態において、ＬＥＤチップ１３には、４５０ｎｍのピーク波長を有した青色光を発するＬＥＤチップを用いる。具体的には、このようなＬＥＤチップとして、例えばＩｎＧａＮ半導体が発光層に用いられるＧａＮ系ＬＥＤチップがある。なお、ＬＥＤチップ１３の種類や発光波長特性はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々なＬＥＤチップなどの半導体発光素子を用いることができる。本実施形態においてＬＥＤチップ１３が発する光のピーク波長は、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲内にあることが好ましく、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長範囲内にあることがより好ましい。
【００６２】
なお、モジュール本体３ａの材質は、上述したものに限定されるものではなく、例えば、電気絶縁性に優れた材料として、樹脂、ガラスエポキシ、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いてもよい。或いは、平板部１１のチップ実装面１１ａにおける光の反射性を良好にして波長変換部材３ｂの発光効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いることが好ましい。より優れた放熱性を得るため、モジュール本体３ａをアルミニウム等の金属から構成してもよく、当該アルミニウム等の金属の上に樹脂等の層間絶縁膜を形成し、平板部１１の配線パターンなどを金属製の本体から電気的に絶縁してもよい。
【００６３】
図９に示すように、ＬＥＤチップ１３の平板部１１側に向く面には、ｐ電極１４とｎ電極１５とが設けられている。ＬＥＤチップ１３においては、平板部１１のチップ実装面１１ａに形成されている配線パターン１６にｐ電極１４が接合されると共に、同じくチップ実装面１１ａに形成された配線パターン１７にｎ電極１５が接合されている。これらｐ電極１４及びｎ電極１５の配線パターン１６及び配線パターン１７への接続は、図示しない金属バンプを介し、または、ハンダ付けによって行っている。図示されていない他のＬＥＤチップ１３も、それぞれのＬＥＤチップ１３に対応して平板部１１のチップ実装面１１ａに形成された配線パターン１６及び配線パターン１７に、ｐ電極１４及びｎ電極１５が同様にして接合されている。
【００６４】
なお、ＬＥＤチップ１３の平板部１１への実装方法は、これに限定されるものではなく、ＬＥＤチップ１３の種類や構造などに応じて適切な方法を選択可能である。例えば、ＬＥＤチップ１３を平板部１１の所定位置に接着固定した後、各ＬＥＤチップ１３の２つの電極をワイヤボンディングで対応する配線パターンに接続してもよいし、一方の電極を上述のように対応する配線パターンに接合すると共に、他方の電極をワイヤボンディングで対応する配線パターンに接続するようにしてもよい。
【００６５】
図６乃至図８から分かるように、側壁部１２によって囲まれた内部領域には、ＬＥＤチップ１３から出射した青色光を波長変換する波長変換部材３ｂが設けられている。本実施形態に係る発光モジュール３においては、ＬＥＤチップ１３から放射された青色光と、当該青色光が波長変換部材３ｂによって波長変換されて出射される光とを合成し、当該合成光をモジュール本体３ａの開口から出射している。なお、波長変換部材３ｂは、モジュールの格納ケースの開口にガラス板等が設置され、当該ガラス面のモジュール内部側に塗布され、この部分で白色化を行って光を取り出すようにすることもできる。
【００６６】
また、図９に示すように、波長変換部材３ｂは、ＬＥＤチップ１３から入射する青色光の少なくとも一部を吸収し、当該青色光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体１８と、蛍光体１８を保持する母材１９とから構成されている。本実施形態に係る波長変換部材３ｂにおいては、青色光を放射するＬＥＤチップ１３を半導体発光素子として使用しているため、当該青色光の一部を黄色光に波長変換して白色光を合成可能である。従って、本実施形態における蛍光体１８は、青色光を吸収して励起し、基底状態に戻る際に青色光とは異なる波長の光を発する黄色蛍光体が用いられる。
【００６７】
具体的な黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５３０ｎｍ以上、好ましくは５４０ｎｍ以上、より好ましくは５５０ｎｍ以上で、通常は６２０ｎｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは５８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、黄色蛍光体として例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ［ＹＡＧ蛍光体］、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２：Ｅｕ、α−サイアロン、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ（但し、その一部がＣａやＯで置換されていてもよい）が好ましい。
【００６８】
母材１９には、樹脂又はガラス等の透光性を備える材料を用いることができ、本実施形態においては、樹脂を使用した。本実施形態において、波長変換部材３ｂは、樹脂である母材１９に蛍光体１８を練り込むことにより形成されている。
【００６９】
具体的な樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂）、アクリル系樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂）、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、及びシリコーン系樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂は、ＬＥＤチップから放出される光（例えば、紫外光、近紫外光、又は青色光等）、または、波長変換部材から放出される可視光を吸収しないことが好ましい。更には、ＬＥＤチップ１３から発せられる青色光に対して十分な透明性と耐久性とを有していることが好ましい。
【００７０】
これらの樹脂は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの樹脂の共重合体であってもよく、２種類以上を積層して使用してもよい。
【００７１】
なお、樹脂としては、ポリカーボネート樹脂が、透明性、耐熱性、機械的特性、難燃性に優れる点で、最も好ましく使用できる。
【００７２】
また、発光モジュール３から出射される光も白色光に限られることなく、青色光、赤色光、黄色光等の有色光を出射するようにしてもよい。
【００７３】
更に、本実施形態においては、複数のＬＥＤチップ１３を備えるチップ・オン・ボード（ＣＯＢ：Chip On Board）タイプの発光モジュール３を半導体発光装置として第１反射部４に固定していたが、半導体発光装置は上述したようなＣＯＢに限定されることはない。例えば、ＬＥＤチップを波長変換部材内に埋設したようなパッケージタイプのＬＥＤパッケージ装置を半導体発光装置として用いてもよい。或いは、波長変換部材が第１反射部４の底部４ａ上に配置され、ＬＥＤチップが当該波長変換部材上に配設された構造を有する半導体発光装置を用いてもよい。このような場合には、ＬＥＤチップ及び波長変換部材は、上述したものに限定されることなく、公知の様々なものを使用することができる。
【００７４】
そして、スポット照明装置１の光源として、半導体レーザ及び当該半導体レーザのレーザ光の少なくとも一部を波長変換する波長変換部材からなる半導体発光装置を用いてもよい。このような場合には、例えば、当該波長変換部材を第１反射部４の底部４ａに配置し、当該半導体レーザをドライバ筐体２側向けて突出した底部４ａによって形成される収納空間に配置するようにしてもよい。
【００７５】
（第１反射部）
図１乃至図５から分かるように、第１反射部４は、底部４ａ、側面部４ｂ、及び縁部４ｃから構成され、その外形が略椀状となっている。ここで、第１反射部４は対称軸を備えている。また、側面部４ｂは、当該対称軸を中心として軸対照に形成されるとともに、略回転放物面形状に形成されている。更に、第１反射部４の対称軸は、発光モジュール３の光軸Ｚに一致している。換言すると、発光モジュール３の光軸Ｚが第１反射部４の当該対称軸に略一致するように、発光モジュール３が配置されていることになり、第１反射部４の反射面として機能する側面部４ｂが発光モジュール３の光軸に対して略回転対称となっている。
【００７６】
また、第１反射部４には、発光モジュール３及び第２反射部５を配設することができる空洞４ｄが形成され、更には発光モジュール３から出射された光をスポット照明装置１の外部に放射する開口部４ｅが形成されている。ここで、開口部４ｅは、底部４ａに対向している。すなわち、第１反射部４は、底部４ａ及び側面部４ｂによって発光モジュール３及び第２反射部５を囲むように形成され、開口部４ｅを介して、発光モジュール３及び第２反射部５を視認することができるような構造となっている。例えば、開口部４ｅの開口径は、１０３ｍｍである。
【００７７】
更に、第１反射部４は、底部４ａの発光モジュール３が搭載された面とは反対側面に、回路基板９が搭載されるとともに、ドライバ筐体２が固着されている。そして、第１反射部４の縁部４ｃは、側面部４ｂに向けて折り曲がった形状を有している。このような縁部４ｃに形状により、天井等の設置場所に設けられた照明装置の取り付け機構部分にスポット照明装置１を引っ掛けることができ、スポット照明装置１を天井等に強固に固定することができる。
【００７８】
本実施形態において、第１反射部４には、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料が選択されている。例えば、第１反射部４は、好ましくは金属、更に好ましくはアルミニウム又はアルミニウムの合金から構成されていてもよい。このような材料によって第１反射部４が構成されることにより、第１反射部４は、発光モジュール３から生じる熱を底部４ａから側面部４ｂに向かって放熱するための放熱経路を備えることになる。そして、当該放熱経路が形成されることにより、発光モジュール３から生じた熱を良好に外部へ放熱することができるため、発光モジュール３及びドライバ筐体２内の回路基板９等を当該熱から保護することができ、スポット照明装置１の高寿命化を図ることができる。
【００７９】
また、本実施形態おいて、第１反射部４の側面部４ｂの内側面４ｆには、所望の表面処理が施されており、当該内側面４ｆは、発光モジュール３から出射した光を反射することができる反射面として機能する。表面処理としては、例えば、鏡面加工、ダイヤモンドカット加工、シボ加工、又はファセット加工等の各種の表面加工から選択することができる。
【００８０】
このような第１反射部４の構成により、第１反射部４は、発光モジュール３から放出される光の一部及び第２反射部５において反射した光の全部又は一部を受けて、開口部４ｅに向けて反射することができる。
【００８１】
なお、本実施形態において、第１反射部４は１つの材料から一体的に形成されているが、底部４ａ、側面部４ｂ及び縁部４ｃを別々な材料から形成し、接着材等を用いて各部を接続して第１反射部４を形成してもよい。このような場合には、スポット照明装置１の要求仕様等の条件に応じて、底部４ａ、側面部４ｂ及び縁部４ｃを構成する材料の熱伝導率を適宜変更することができ、スポット照明装置１のより最適化（軽量化や放熱性の向上）及びコスト低減を図ることができる。
【００８２】
また、第１反射部４の側面部４ｂの形状は、上述した形状に限定されることなく、スポット照明装置１に要求される光学特性を満足することができれば、適宜変更することができる。すなわち、第１反射部４の側面部４ｂの形状は、要求される光の配光形状に合わせて、適宜変更することができる。より具体的には、第１反射部４の側面部４ｂにおける放物曲面の曲率を適宜変更することができ、又は側面部４ｂを湾曲させることなく平坦にしてもよい。
【００８３】
更に、発光モジュール３の設置領域の周辺に対応する第１反射部４の底部４ａ（すなわち、底部４ａの縁部分）を、発光モジュール３の設置領域に対応する第１反射部４の底部４ａ（すなわち、底部４ａの中央部分）に対してドライバ筐体２側に下げてもよい。すなわち、底部４ａにおいて、発光モジュール３が設置される領域を開口部４ｅ側に突出させ、発光モジュール３が設置されない領域を凹ませてもよい。例えば、底部４ａをその中央部が突出するように湾曲させてもよく、その中央部が突出するように段差を設けてもよい。このような底部４ａの形状の調整により、発光モジュール３の設置領域の周辺における光の反射に起因する、スポット照明装置１の配光分布の劣化（具体的には、当該反射による光が配光分布の裾に現れてビーム角が広がること）を防止することができる。
【００８４】
（第２反射部）
図１、図２、及び図５から分かるように、第２反射部５は、外形が円錐状であってその内部に空洞５ａが形成された形状（いわゆる、中空円錐形状）を有している。ここで、第２反射部５は対称軸を備えており、当該対称軸は発光モジュール３の光軸Ｚに一致している。
【００８５】
また、第２反射部５の外側面５ｂには、所望の表面処理が施されており、当該外側面５ｂは、発光モジュール３から出射した光を反射することができる反射面として機能する。表面処理としては、例えば、鏡面加工等の表面処理を用いることできる。
【００８６】
更に、反射面である外側面５ｂは、発光モジュール３の光軸Ｚに対して傾斜しており、外側面５ｂと光軸Ｚとのなす角は鈍角となっている。すなわち、第２反射部５は、円錐の頂点が発光モジュール３の搭載側に位置するとともに、発光モジュール３の光軸Ｚ上に位置していることになる。換言すると、発光モジュール３の光軸Ｚが第２反射部５の当該対称軸に略一致するように、発光モジュール３が配置されていることになり、第２反射部５の反射面として機能する外側面５ｂが発光モジュール３の光軸に対して略回転対称となっている。
【００８７】
そして、第２反射部５は、光を透過しない材料（光非透過性の材料）から構成され、発光モジュール３から出射された光であって第２反射部５の外側面５ｂに到達した光を全反射することが好ましい。すなわち、第２反射部５の反射率は、好ましくは８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上である。また、第２反射部５は、鏡面反射を行い得ることが好ましい。例えば、第２反射部５は、アルミニウムなどの金属系素材、反射膜コーティングされた樹脂系素材から構成されている。このように、第２反射部５の反射率が高ければ高いほど、スポット照明装置１自体の発光効率が増加して好ましくなる。なお、第２反射部５は、全反射特性を有することが必須ではなく、グレアによる問題が生じない範囲において、少量の光を透過するような光透過性を有していてもよい。
【００８８】
このような第２反射部５の構成により、第２反射部５は、発光モジュール３から放出される光の一部を直接受けて（すなわち、レンズ等の光学部材を通さずに受けて）、第１反射部４に向けて反射することができる。
【００８９】
なお、第２反射部５の形状は中空円錐形状に限定されることはなく、スポット照明装置１に要求される光学特性を満足することができれば、種々の形状とすることができる。すなわち、第２反射部５の形状は、要求される光の配光形状に合わせて、適宜変更することができる。より具体的には、外側面５ｂが凸状又は凹状に湾曲していてもよく、或いは空洞５ａを有さない単なる円錐であってもよい。更には、第２反射部５の形状は、角錐状、又は角錐の内部に空洞が形成された形状（いわゆる、中空角錐状）であってもよい。
【００９０】
（固定部）
図１及び図５から分かるように、固定部６は、発光モジュール３及び位置決め部材７の周囲に位置する環状部６ａ、及び環状部６ａから第２反射部５の外側面５ｂに向かって延在する支柱６ｂから構成されている。このような構成により、固定部６は、発光モジュール３の設置領域の周辺から屹立し、発光モジュール３の設置領域の周辺における第１反射部４の底部４ａと第２反射部５の外側面５ｂとを強固に接続している。
【００９１】
固定部６は、例えば、光透過性を備える樹脂から構成されている。固定部６が光透過性を備えることにより、発光モジュール３から出射した光の吸収を防止し、照明装置の発光効率の向上及びスポット照明装置１から放射する光の光学的特性を設計通りに維持することができる。なお、固定部６が光透過性を有することなく、光反射性を有していてもよい。
【００９２】
このような固定部６を用いて第２反射部５を第１反射部４に固定することにより、スポット照明装置１の製造工程における製品ごとの位置ずれ、すなわち発光モジュール３と第２反射部５との距離が製品ごとに異なること（いわゆる製品ばらつき）を防止することができる。また、このような強固な固定により、物理的又は熱的衝撃に起因する、発光モジュール３と第２反射部５との距離変動を防止することができる。そして、本実施形態に係るスポット照明装置１は、放射される光の配光性が一定となり、より安定した光を良好に照射することができる。
【００９３】
本実施形態において、固定部６が環状部６ａを含んでいることにより、環状部６ａによって発光モジュール３に対する第２反射部５の設置を容易に行うことができる。すなわち、環状部６ａは、第２反射部５の位置決め部材としても機能している。なお、発光モジュール３に対する第２反射部５の設置を的確に行うことができれば、環状部６ａを設けることなく、支柱６ｂを直接的に第１反射部４の底部４ａに固着してもよい。
【００９４】
固定部６の構成は、上述した内容に限定されることなく、円筒状又は多角形の筒状の外形を備えていてもよい。このような場合には、固定部６は、光透過性を備える材料から構成されることになり、当該筒状に形成された固定部６の一端を発光モジュール３の外周を囲むように配置し、他端を第２反射部５の外側面５ｂに接続してもよい。
【００９５】
また、本実施形態においては、同一部材からなる環状部６ａ及び支柱６ｂを一体的に成形して固定部６を構成しているが、環状部６ａと支柱６ｂとを異なる材料から構成し、接着剤等によって接合してもよい。このような場合には、スポット照明装置１の要求仕様等の条件に応じて、環状部６ａ及び支柱６ｂを構成する材料を適宜変更することができ、スポット照明装置１のより最適化及びコスト低減を図ることができる。
【００９６】
更に、本実施形態においては、固定部６によって第１反射部４の底部４ａと第２反射部５の外側面５ｂとを接続しているが、第１反射部４の側面部４ｂの内側面４ｆと第２反射部５の外側面５ｂとを接続してもよい。このような接続方法は、第１反射部４の底部４ａにおける固定部６との接触スペースを確保できない場合に、第２反射部５を第１反射部４に対して確実に固定することができる。
【００９７】
（位置決め部材）
図１及び図５から分かるように、位置決め部材７は、略環状に形成されており、発光モジュール３の周囲を囲むように配置されている。また、位置決め部材７は、発光モジュール３の平板部１１のチップ実装面１１ａと部分的に接触し、発光モジュール３を第１反射部４と挟むようにして固定している。すなわち、位置決め部材７は、発光モジュール３の固定部材としても機能している。
【００９８】
また、図１に示すように、位置決め部材７にはネジ穴７ａが形成されている。当該ネジ穴７ａは、第１反射部４の底部４ａに形成されたネジ穴（図示せず）と連通することとなり、当該ネジ穴７ａにネジ（図示せず）を螺合することにより、位置決め部材７を第１反射部４に強固に固定させつつ、発光モジュール３も同時に第１反射部４に強固に固定することができる。
【００９９】
位置決め部材７は、例えば樹脂又は金属等の材料から構成されている。ここで、第１反射部４及び第２反射部５によって反射した光を吸収することなく、第１反射部４又は第２反射部５に向かって光を反射することができる材料又は表面加工が施されていることが好ましい。
【０１００】
（口金）
図３乃至図５から分かるように、口金８は、天井等のスポット照明装置１の設置場所に設けられた照明装置の給電機構（図示せず）に嵌挿することができるように、平板状であってＬ型に形成されている。また、口金８は、ドライバ筐体２に内蔵された回路基板９と配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。更に、口金８は、ネジ２０によってドライバ筐体２に固定されている。このような構造から、口金８を照明装置の給電機構に嵌挿すると、給電機構から口金８及び当該配線を経由して回路基板９に所望の電力が供給されることになる。
【０１０１】
なお、口金８は、図１に示すようなＬ型の平板状に限定されることなく、給電機構の形状に合わせて適宜変更することができる。例えば、給電ソケットが日本における一般的な螺合型のソケットである場合、口金８の形状は、ドライバ筐体２の略四角柱状の部分と同等の寸法であって、その表面がねじ切られた形状であってもよい。このような場合には、口金８が当該給電ソケットに螺合することによって着脱自在となっている。
【０１０２】
（発光モジュール、第１反射部、第２反射部の配置関係）
本実施形態においては、スポット照明装置１から良好なスポット光を照射するために、発光モジュール３、第１反射部４、及び第２反射部５の配置関係について、所望の関係が成立するように調整されている。具体的には、発光モジュール３から放出した光が第１反射部４及び第２反射部５によって反射することなく第１反射部４の開口部４ｅから直接放出されることを示す光漏出角度θtを−７．０°以上１０．０°以下としている。好ましくは当該光漏出角度θtを０°以上７．０°以下とし、更に好ましくは４．０°以上７．０°以下としてもよい。
【０１０３】
ここで、当該光漏出角度θtは、図５において（すなわち、発光モジュール３の光軸を含む断面図において）、発光モジュール３の発光面の外周部の点ａ及び第１反射部４の外周部の点ｂを通る第１直線ｃ（矢印で示す）と点ａを通るように発光モジュール３の光軸Ｚを平行移動した軸ｆ（矢印で示す）とのなす角度θ１、並びに発光モジュール３の発光面の外周部の点ａ及び第２反射部５の外周部の点ｄを通る第２直線ｅ（矢印で示す）と軸ｆとのなす角度θ２を用いて、以下の数式（１）によって定義される。
【０１０４】
θt＝θ１−θ２        （１）
【０１０５】
ここで軸ｆは光軸Ｚと平行であるため、上述した角度θ１は、第１直線ｃと発光モジュール３の光軸Ｚとのなす角度と実質的に同一である。また、上述した角度θ２も、第２直線ｅと、発光モジュール３の光軸Ｚとのなす角度と実質的に同一である。
【０１０６】
本実施形態においては、当該角度θ１を４０°．０以上７０°.０以下となるように、発光モジュール３、第１反射部４、及び第２反射部５の配置関係を調整することが好ましい。また、当該角度θ２を４５°．０以上６０°.０以下となるように、発光モジュール３、第１反射部４、及び第２反射部５の配置関係を調整することが好ましい。
【０１０７】
ここで、スポット照明装置１の光漏出角度θｔ、θ１、θ２の値は、スポット照明装置１の実物をそのまま直接測定することにより特定することができるが、そのまま直接測定することが困難な場合にはスポット照明装置１を分解して測定しても良いし、実物で直接測定できない時は、実物から図面（断面図）を起こして測定することによって求めても良い。
【０１０８】
なお、光漏出角度θt、角度θ１、及び角度θ２を、上述した数値範囲内にする理由としては、発光モジュール３から放射する光の光学経路及び当該光学経路を経由する光の割合を制御することができ、スポット照明装置１から良好なスポット光を照射することが可能になるからである。なお、後述する実施例と比較例との比較の説明の際に合わせて、当該内容をより詳しく説明するものとする。
【０１０９】
＜スポット照明装置の動作＞
次に、本実施形態に係るスポット照明装置１の動作及び動作時における光の放射について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、実施形態に係るスポット照明装置の動作を説明するための図であって、発光モジュール３、第１反射部４、及び第２反射部５のみを記載した概略断面図である。
【０１１０】
先ず、天井等に設置されている照明システムの給電機構（図示せず）に口金８を嵌挿し、第１反射部４の縁部４ｃを天井の設置場所に設けられた取り付け機構部分に引っ掛け、スポット照明装置１を天井に強固に取り付ける。このような状態において、照明システムの給電スイッチをオン状態に移行させ、スポット照明装置１に電力を供給する。当該電力は口金８及び回路基板９等を介して発光モジュール３に供給され、発光モジュール３のＬＥＤチップ１３が発光して、発光モジュール３から所望の光が出射される。
【０１１１】
発光モジュール３から放射した光が、スポット照明装置１の開口部４ｅから放出される光学経路には、図１０に示すように、主に３つのパターンがある。第１のパターンは、発光モジュール３から放射した光が、第１反射部４及び第２反射部５のいずれによっても反射されることなく、第１反射部４と第２反射部５の隙間を縫って、直接的に開口部４ｅから放射される光学経路Ａ（破線で示す）である。第２のパターンは、発光モジュール３から放射した光が、先ず第１反射部４の内側面４ｆによって１回反射し、その後に開口部４ｅから放射される光学経路Ｂ（一点鎖線で示す）である。第３のパターンは、発光モジュール３から放射した光が、直接的に、又は、第１反射部４の内側面４ｆによって反射した光（図示せず）が、第２反射部５の外側面５ｂによって反射され、その後に第１反射部４の内側面４ｆによって反射し、合計２回以上の反射を経て開口部４ｅから放射される光学経路Ｃ（２回反射の場合を二点鎖線で示し、３回以上の反射は図示せず）である。また、発光モジュール３から放射した光の一部については、スポット照明装置１内で反射を繰り返し、開口部４ｅから放射されずにスポット照明装置１内に閉じ込められる場合もある（図示せず）。
【０１１２】
本実施形態においては、スポット照明装置１から良好なスポット光を照射するために、第１反射部４において反射されて開口部４ｅから放射される光を、開口部４ｅから放射される全放射光の８０％以上としている。すなわち、光学経路Ｂを経て放射される光及び光学経路Ｃ（第１反射部４及び第２反射部５によって合計３回以上の反射を経て開口部４ｅから放射される光を含む）を経て放射される光の合計が、開口部４ｅから放射される光（光学経路Ａ、光学経路Ｂ、光学経路Ｃ（第１反射部４及び第２反射部５によって合計３回以上の反射を経て開口部４ｅから放射される光を含む）の合計）の８０％以上となっている。ここで、より良好なスポット光を照射するためには、光学経路Ｂ及びＣ（第１反射部４及び第２反射部５によって合計３回以上の反射を経て開口部４ｅから放射される光を含む）を経て放射される光の割合（すなわち、上記数値）を、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上としてもよい。
【０１１３】
ここで、光学経路Ｂ及びＣを経て放射される光の合計を、開口部から放射される全放射光の８０％以上とするために、発光モジュール３、第１反射部４、及び第２反射部５の各寸法、各形状、並びにこれらの位置関係が調整されている。特に、第１反射部４及び第２反射部５の大きさ、配置関係、並びにこれらが備える反射面と半導体発光装置の光軸とのなす角度を調整してもよく、更に、第１反射部４の側部の形状、開口部４ｅの開口径、発光モジュール３に対する第２反射部５の寸法、発光モジュール３と第２反射部５との距離を調整してもよい。
【０１１４】
実物の照明装置の光学経路の割合（例えば、第１反射部４において反射されて開口部４ｅから放射される光が、開口部４ｅから放射される全放射光の８０％以上であること）は、実物から３Ｄ図面を起こし、半導体発光装置から放射される光の光学経路をシミュレーションすることによって求める。シミュレーションの計算条件として反射率と反射しない光の取り扱いを設定することが必要である。反射率は反射部の材料によって異なるので、実物の材料に合わせた数値を入力する。反射しない光は吸収として取り扱う。シミュレーション方法自体はどのような方法でも良いが、代表的なシミュレーション用ソフトとしては、Trace Pro（Lambda Research Corporation社製）が挙げられる。本明細書の実施例等のシミュレーションにおいては、全て当該ソフトを用いて計算した。
【０１１５】
また、本実施形態においては、スポット照明装置１からより良好なスポット光を照射するために、先ず第２反射部５、次に第１反射部４の順序で反射されて開口部４ｅから放射される光を、開口部４ｅから放射される全放射光の５０％以上としている。すなわち、光学経路Ｃ経て放射される光の合計）の５０％以上となっている。ここで、より良好なスポット光を照射するためには、光学経路Ｃを経て放射される光の割合（すなわち、上記数値）を、好ましくは５５％以上、より好ましくは６０％以上、特に好ましくは６５％以上としてもよい。
【０１１６】
ここで、先ず第２反射部５、次に第１反射部４の順序で反射されて開口部４ｅから放射される光を、開口部４ｅから放射される全放射光の５０％以上とするためにも、発光モジュール３、第１反射部４、及び第２反射部５の各寸法、各形状、並びにこれらの位置関係が調整されている。特に、第２反射部５の形状、発光モジュール３に対する第２反射部５の寸法、発光モジュール３と第２反射部５との距離を調整してもよい。
【０１１７】
更に、本実施形態においては、スポット照明装置１からより良好なスポット光を照射するために、第１反射部４及び第２反射部５において反射されることなく、開口部４ｅから直接的に放射される光を、開口部４ｅから放射される全放射光の２０％以下としている。すなわち、光学経路Ａ経て放射される光が、開口部４ｅから放射される光（光学経路Ａ、光学経路Ｂ、光学経路Ｃを経由して開口部４ｅから放射する光、及び第１反射部４及び第２反射部５によって合計３回以上の反射を経て開口部４ｅから放射される光の合計）の２０％以下となっている。ここで、より良好なスポット光を照射するためには、光学経路Ａを経て放射される光の割合（すなわち、上記数値）を、好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下としてもよい。
【０１１８】
ここで、第１反射部４及び第２反射部５において反射されることなく、開口部４ｅから直接的に放射される光を、開口部４ｅから放射される全放射光の２０％以下とするためにも、発光モジュール３、第１反射部４、及び第２反射部５の各寸法、各形状、並びにこれらの位置関係が調整されている。特に、発光モジュール３の発光面に対する第１反射部４の開口部４ｅの開口径、発光モジュール３に対する第２反射部５の寸法、発光モジュール３と第２反射部５との距離を調整してもよい。
【０１１９】
そして、本実施形態においては、スポット照明装置１からより良好なスポット光を照射して被照射物をより一層明るく照らすために（すなわち、スポット照明装置１の発光効率を向上させるために）、発光モジュール３から出射した光のうち、開口部４ｅから放射されずに、スポット照明装置１（第１反射部４）内に閉じ込められる光の割合を１０％以下としている。ここで、スポット照明装置１の発光効率をより一層向上させるためには、スポット照明装置１内に閉じ込められる光の割合（すなわち、上記数値）を、好ましくは７％以下、より好ましくは５％以下としてもよい。
【０１２０】
ここで、照明装置内に閉じ込められる光の割合を１０％以下とするためにも、発光モジュール３、第１反射部４、及び第２反射部５の各寸法、各形状、並びにこれらの位置関係が調整されている。特に、発光モジュール３と第２反射部５との距離、第２反射部５の反射面と発光モジュール３の光軸とのなす角を鈍角に調整してもよい。
【０１２１】
上述した光の放射により、本実施形態に係るスポット照明装置１は、光学経路Ｂ及びＣを経由する光を多くすることでよりスポット的である狭角の光を放射することができる。換言すると、スポット照明装置１によって約５０ｃｍ以上離間した被照射物に光を照射する場合、当該被照射物に環状の照射面が形成されず、円状の良好な照射面が形成されることになる。
【０１２２】
また、上述した光の放射により、本実施形態に係るスポット照明装置１は、第１反射部４及び第２反射部５を用いた反射によって第１反射部４内に閉じ込められる光又は第１反射部４の側方から漏れる光を減らし、発光効率を向上することができる。
【０１２３】
更に、本実施形態に係るスポット照明装置１においては、放熱経路を備える第１反射部４の底部４ａ上に直接的に（放熱グリース（例えば、ダウ・コーニング社製のSE4490CV）、放熱シート等の放熱材料を挟む場合を含む）、発光モジュール３が搭載されているため、発光モジュール３の駆動に伴って発生した熱は、第１反射部４の放熱経路に沿って伝導し、ドライバ筐体２の回路基板９に影響を与えることなく、第１反射部４から放熱されることになる。これにより、スポット照明装置１の放熱性が向上され、発光モジュール３及び回路基板９の故障を防止し、スポット照明装置１自体の寿命を長くすることができる。
【０１２４】
そして、本実施形態に係るスポット照明装置１においては、上述した放熱性の向上により、ヒートシンクを別途設けることなく、高い信頼性が実現されている。このため、比較的に重量のあるヒートシンクがなくなり、スポット照明装置１自体の軽量化が図られ、スポット照明装置１を天井等の高い位置においても、容易且つ強固に設置することができる。
【０１２５】
以上のことから、本実施形態に係るスポット照明装置１においては、天井等の高い位置に簡単に多数のスポット照明装置を固定でき、狙った被照射物を大光束で照射し、最適な光学演出を行い、高寿命化が図られている。すなわち、発光効率の向上を図りつつもスポット的な照明光を放射し、且つ、軽量化を図りつつも十分な放熱性を備えるスポット照明装置１が提供されることになる。
【０１２６】
本実施形態において、狭角の光とは光の１／２ビーム角が５°以上３０°以下であり、より好ましくは５°以上２５°以下である。ここで、光の１／２ビーム角とは、スポット照明装置１の最大光度に対し、スポット照明装置１の照度比が５０％になる２方向をビームの境としたビームのなす角度である。
【０１２７】
本実施形態において、１／２ビーム角の測定方法は、「ＪＩＳ Ｃ ８１０５−５」に規定されている「ビームの開きの測定手順」に従って行われる。具体的には、先ず、測定の原点の方向がスポット照明装置１の最大光度を含む方向と一致するように、スポット照明装置１を取り付ける。ただし、配光特性が複雑な場合には、このように取り付ける必要性はない。
【０１２８】
次に、水平角φ1を一定にし、鉛直角θを変化させて、それぞれのθ方向における光度Ｉｔ（θ，φ1）を測定する。ここで、Ｉｔ（θ，φ1）の測定方法としては、以下の手順をとることになる。具体的には、スポット照明装置１の測光中心と配光測定装置の回転中心とを一致させ、基準軸と測定の原点とも一致させる。なお、スポット照明装置１と配光測定装置の配置について他の条件（製造業者等の指定条件）がある場合には、当該他の条件に従うことになる。
【０１２９】
スポット照明装置１は、通常の使用条件によって点灯させるが、他の条件（製造業者等の指定条件）がある場合には、当該他の条件に従うことになる。また、スポット照明装置１及び配光測定装置は、予熱を十分に行い、安定したことを確認することが好ましい。スポット照明装置１及び配光測定装置が安定したことを確認するために、例えば、５分間隔で光度を測定し、連続した３回の光度の変化が１％以下となった場合に、安定したものと判断してもよい。
【０１３０】
次に、所定の測定角度範囲及び測定角度間隔に基づいて選択した各測定点（θ，φ1）における受光器の出力を記録する。モニタ用受光器がある場合には、各測定点の受光器の出力を、モニタ受光器の出力との比率で補正してもよい。また、温度によって受光器の出力に影響が生じる場合には、各測定点における温度も記録することが好ましい。スポット照明装置１の温度を測定する位置は、製造業者等が指定する位置で行い、指定がない場合には温度と測定結果との相関がある位置で行うことが好ましい。
【０１３１】
次に、記録した受光器の出力を用いて、測定点（θ，φ1）における光度Ｉｔ（θ，φ1）を算出する。具体的には、配光測定装置に対して光度の校正を用いた場合には、以下の数式（２）により、光度Ｉ（θ，φ1）が算出される。
【０１３２】
Ｉｔ（θ，φ1）＝ｋ×iｔ（θ，φ1）×Ｒ１      （２）
ここで、Ｉｔ（θ，φ1）が測定点（θ，φ1）の光度であり、ｋが色補正係数であり、iｔ（θ，φ1）が測定点（θ，φ1）における受光器の出力であり、Ｒ１が受光器の光度の換算係数である。
【０１３３】
一方、配光測定装置に対して照度の校正を用いた場合には、以下の数式（３）により、光度Ｉｔ（θ，φ1）が算出される。
【０１３４】
Ｉｔ（θ，φ1）＝ｋ×iｔ（θ，φ1）×ｄ２×ＲＥ      （３）
ここで、Ｉｔ（θ，φ1）が測定点（θ，φ1）の光度であり、ｋが色補正係数であり、iｔ（θ，φ1）が測定点（θ，φ1）における受光器の出力であり、ｄがスポット照明装置１の測定中心からの測光距離（ｍ）であり、ＲＥが受光器の光度の換算係数である。なお、測光距離は、スポット照明装置１の発光面の最大寸法の５倍以上が好ましい。例えば、本実施形態においては、第１反射部４の開口部４ｅの寸法が１０３ｍｍであるため、当該測光距離を１ｍとすれば十分となる。
【０１３５】
その後、上述した光度測定により得られたＩｔ（θ，φ1）から、水平角φにおける最大光度Ｉｔ，ｍａｘ（φ1）を算出する。そして、最大光度Ｉｔ，ｍａｘ（φ1）に対し、光度が５０％になる２方向をビームの境とし、ビーム境のなす角Ａ（φ1）を求め、ビームの開きとする。なお、平均のビームの開きを求める場合には、２方向以上の水平角φ1について、Ａ（φ1）を測定し、Ａ（φ）の平均値としてもよい。
【０１３６】
また、本実施形態において、スポット照明装置１の軽量化及び大光束による光の照射は、開口部４ｅから放射される光のスポット照明装置１の重量あたりの光束を３．０lumen/ｇ以上にすることによって実現される。
【０１３７】
以上のことから、開口部４ｅから放射される光の１／２ビーム角を５°以上３０°以下とし、開口部４ｅから放射される光のスポット照明装置１の重量あたりの光束を３．０lumen/ｇ以上にすることにより、今までに達成することができなかった、設置の容易性及び確実性、大光束によるスポット的な照射、最適な光学演出、並びに高寿命化というような複数の課題の同時達成を図ることができ、今までにない効果を発揮することができる。
【０１３８】
特に、本実施形態においては、発光モジュール３から放射された光の反射回数、及び反射される割合（すなわち、光学経路Ａ乃至Ｃを経する割合）を調整し、スポット照明装置１の要求仕様に応じて、光の１／２ビーム角を５°以上３０°以下の範囲内で調整して最適化を図ることになる。また、第１反射部４及び第２反射部５からなる反射構造体を利用し、発光モジュール３から出射された光の少なくとも一部を２回反射させて開口部４ｅから放射することにより、ビーム角の最適化を図ることになる。
【０１３９】
＜実施例と比較例との比較＞
上述したような光学経路の調整がなされた、図１１に示すようなＡＲ１１１型のスポット照明装置（以下、「実施例」と称する）と、実施例のような光学経路の調整がされてない（すなわち、第１反射部及び第２反射部によって反射されることなく放射される光が多い）照明装置（以下、「比較例」と称する）として、例えば比較例２においては米国特許第６６３７９２１号の図５Ｂに示す照明装置と同様の構成のスポット照明装置について、そのビーム角をシミュレーションにより比較する。ここで、図１１は、図５と同様の実施形態における、実施例に係るスポット照明装置の断面図である。また、上述した実施例として、発光モジュール３の発光面の寸法、及び第２反射部５の寸法（すなわち、光漏出角度）の相違により、構成が若干異なる実施例１〜４を想定した（実施例４においては第２反射部の直径を実施例１〜３に比べて大きく設計することにより光漏出角度をマイナスの値になるまで小さくした。）。更に、比較例１については、発光モジュールの発光面の寸法の相違により、構成が若干異なる変形例を想定した。
【０１４０】
上述した実施例については、図１１からわかるように、上述した実施形態に係るスポット照明装置１（図１乃至図５に示す）と比較して、第２反射部５の形状及び配設位置、並びに支柱６ｂの長さが異なっているだけであり、その他の構成は同一である。より具体的に、実施例に係る第２反射部５は、外側面５ｂが湾曲して凹面状に形成されており、全体として略中空円錐状に形成されている。また、実施例に係る支柱６ｂは実施形態よりも短く設定されており、これによって第２反射部５が発光モジュール３により近づいて配設されている。
【０１４１】
また、第１反射部、第２反射部の反射率は、１００％（完全反射）として計算した。発光モジュールとしては、全光束が１０１９ lumenであるＣＯＢ（Chip On Board）タイプの発光モジュールを用いた。
【０１４２】
更に、光学経路を形成する第１反射部４及び第２反射部５については、実施例及び比較例ともに、第１反射部４をアルミニウム、第２反射部５を樹脂によって形成するものとした。
【０１４３】
そして、図５と同様に、光漏出角度θtは、図１１において（すなわち、発光モジュール３の光軸を含む断面図において）、発光モジュール３の発光面の外周部の点ａ及び第１反射部４の外周部の点ｂを通る第１直線ｃ（矢印で示す）と点ａを通るように発光モジュール３の光軸Ｚを平行移動した軸ｆ（矢印で示す）とのなす角度θ１、並びに発光モジュール３の発光面の外周部の点ａ及び第２反射部５の外周部の点ｄを通る第２直線ｅ（矢印で示す）と軸ｆとのなす角度θ２を用いて、上述した数式（１）によって定義することができる。
【０１４４】
図１２のシミュレーション評価結果に示すように、実施例１においては、発光モジュールから放射される全ての光に対する、光学経路Ａを経由する光の割合は１％、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は９６％となり、スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合（光学経路Ｄ）は３％となった。また、光学経路Ａ、Ｂ及びＣを経由する光（すなわち、第１反射部４の開口部４ｅから放射される光）に対する、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は９８．９７％となった。更に、光漏出角度（θ１−θ２）は０．６°となった。そして、開口部から放射される光の重量あたりの光束は、５．２ lumen/ｇとなった。
【０１４５】
実施例２においては、発光モジュールから放射される全ての光に対する、光学経路Ａを経由する光の割合は６％、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は８９％となり、スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合（光学経路Ｄ）は５％となった。また、光学経路Ａ、Ｂ及びＣを経由する光に対する、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は９３．６８％となった。更に、光漏出角度（θ１−θ２）は２．８°となった。
【０１４６】
実施例３においては、発光モジュールから放射される全ての光に対する、光学経路Ａを経由する光の割合は９％、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は８５％となり、スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合（光学経路Ｄ）は６％となった。また、光学経路Ａ、Ｂ及びＣを経由する光に対する、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は９０．４３％となった。更に、光漏出角度（θ１−θ２）は６．７°となった。
【０１４７】
実施例４においては、発光モジュールから放射される全ての光に対する、光学経路Ａを経由する光の割合は０％、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は９４％となり、スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合（光学経路Ｄ）は６％となった。また、光学経路Ａ、Ｂ及びＣを経由する光に対する、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は１００％となった。更に、光漏出角度（θ１−θ２）は、θ１よりもθ２が大きいため、−６．９°となった。
【０１４８】
一方、比較例１においては、発光モジュールから放射される全ての光に対する、光学経路Ａを経由する光の割合は２０％、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は７５％となり、スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合（光学経路Ｄ）は５％となった。また、光学経路Ａ、Ｂ及びＣを経由する光に対する、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は７８．９５％となった。更に、光漏出角度（θ１−θ２）は１９．５°となった。
【０１４９】
比較例２においては、発光モジュールから放射される全ての光に対する、光学経路Ａを経由する光の割合は３０％、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は６６％となり、スポット照明装置内に閉じ込められる光の割合は４％となった。また、光学経路Ａ、Ｂ及びＣを経由する光に対する、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合は６８．７５％となった。
【０１５０】
以上の結果から、θ１及びθ２を調整して光漏出角度θｔを−７．０°以上１０．０°以下にすると、光学経路Ａ、Ｂ及びＣを経由する光に対する、光学経路Ｂ及びＣを経由する光の割合を９０％以上にすることができ、良好なスポット光を照射することができる。一方、比較例１のような光漏出角度θｔが２０°近くになると、反射部によって反射されることなく直接的に外部に放射される光が多くなり、良好なスポット光を照射することができなくなる。
【０１５１】
また、実施例１及び比較例２の配光分布は、図１３に示すような結果が得られた。更に、実施例２の配光分布は図１４に示すような結果が得られ、実施例３の配光分布は図１５に示すような結果が得られ、実施例４の配光分布は図１６に示すような結果が得られた。そして、比較例１の配光分布は、図１７に示すような結果が得られた。ここで、図１３乃至図１７の横軸は出射角（単位：度（°））であり、縦軸は照度比である。
【０１５２】
図１２及び図１３に示すように、実施例１の配光分布（図１３において実線で示す）は、出射角が−１５°〜＋１５°の範囲において照度比が急峻に増加し、１／２ビーム角は１３°であった。一方、比較例２の配光分布（図１３において破線で示す）は、出射角が−５０°〜＋５０°の範囲において照度比がゆるやかに増加し、ビーム角は４０°以上であった。
【０１５３】
また、図１２及び図１４に示すように、実施例２の配光分布は、出射角が−２２°〜＋２２°の範囲において照度比が急峻に増加し、１／２ビーム角は２０°であった。更に、図１２及び図１５に示すように、実施例３の配光分布は、出射角が−２５°〜＋２５°の範囲において照度比が急峻に増加し、１／２ビーム角は２４°であった。そして、図１２及び図１６に示すように、実施例４の配光分布は、出射角が−１５°〜＋１５°の範囲において照度比が急峻に増加し、１／２ビーム角は１４°であった。一方、図１２及び図１７に示すように、比較例１の配光分布は、出射角が−４５°〜＋４５°の範囲において照度比が急峻に増加し、１／２ビーム角は３０°以上であった。
【０１５４】
以上の配光分布の結果により、実施例１乃至４においては、スポット照明装置として良好な狭角の光を放射することができるが、比較例１、２においては、実施例１乃至４のような狭角の光を放射することができず、照射範囲の比較的に広い広角の光を放射することになる。このような結果から、実施例１乃至４に係るスポット照明装置は、比較例１、２に係るスポット照明装置より、狭角の光の放射が可能となり、遠い位置、高い位置からでも、必要な照度で被照射物を照射することができる。
【０１５５】
また、図１２に示すように、実施例１乃至４に係るスポット照明装置は、シミュレーション検討において、狭角の光を放射しつつも、比較的に高い発光効率を備えることができ、更には照射面にムラが生じることがなかった。一方、比較例１に係るスポット照明装置は、発光効率は高いものの、全体的にぼやけた照射面を形成することになった（すなわち、鈍角の光であって照射面にムラが生じている）。
【０１５６】
そして、上述したシミュレーション結果自体が妥当であることを示すために、図１１に相当するＡＲ１１１型ＬＥＤスポット照明装置の実物を作成して、実物での実測値を測定した。ここで、半導体発光装置の発光面の直径は９ｍｍとし、光漏出角度θｔが、４．７°（θ１＝５５．１°、θ２＝５０．４°）となるように設計・作成した。その時の１／２ビーム角度は実測の結果、２１°であり、照射面のムラはなかった。これらの実測結果は、上記シミュレーションの結果と良く整合することが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１５７】
１    スポット照明装置
２    ドライバ筐体
２ａ    空洞
３    発光モジュール（半導体発光装置）
３ａ    モジュール本体
３ｂ    波長変換部材
４  第１反射部
４ａ    底部
４ｂ    側面部
４ｃ    縁部
４ｄ    空洞
４ｅ    開口部
４ｆ    内側面（反射面）
５    第２反射部
５ａ    空洞
５ｂ    外側面（反射面）
６    固定部
６ａ    環状部
６ｂ    支柱
７    位置決め部材
７ａ    ネジ穴
８    口金
９    回路基板
１１    平板部
１１ａ    チップ実装面
１２    側壁部
１３    ＬＥＤチップ
１４    ｐ電極
１５    ｎ電極
１６、１７    配線パターン
１８    蛍光体
１９    母材
２０    ネジ
Ｚ    光軸
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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