(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップを光源として備える直方体状のＬＥＤパッケージと、
ＬＥＤパッケージが配置され、底面側へ向かうに従って徐々に狭径となる円錐台状に形成された凹部を有して、ＬＥＤパッケージの光軸上に配置されるレンズとを少なくとも備え、
レンズの凹部の内周面には、ＬＥＤパッケージの角部が面接触してＬＥＤチップの光軸とレンズの光軸とが一致するようにＬＥＤパッケージとレンズとを位置決めする四面体状の切り欠き部を設けていることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを光源として用いるＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から提供されているＬＥＤ照明器具としては、ＬＥＤチップを光源として備えるＬＥＤパッケージと、ＬＥＤパッケージが実装される配線基板と、配線基板を収納する器具本体と、ＬＥＤチップに対応して設けられる光制御用のレンズとを備えたものがあり、このようなＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤチップの光軸とレンズの光軸とのずれに起因する配光や照射パターンのばらつきを低減するために種々の工夫が為されている。
【０００３】
例えば、レンズ保持部材を用いてレンズをＬＥＤパッケージに固定することで、ＬＥＤチップの光軸とレンズの光軸とを一致させるようにしたＬＥＤ照明器具が提供されている（特許文献１）。
【０００４】
また、特許文献１には、上記のようなレンズ保持部材を設ける代わりに、レンズの下端に位置決め用の部位としてガイド部を突設するとともに、ＬＥＤパッケージの上面外周に段差を設けたＬＥＤ照明器具が開示されており、この例では、レンズの下端に突設したガイド部とＬＥＤパッケージの段差とを凹凸嵌合させた状態で、レンズとＬＥＤパッケージとを接着剤により固定することで、ＬＥＤチップの光軸とレンズの光軸とを一致させるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１５８９６３号公報（第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前者のＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤチップとレンズとを位置決めできるものの、新たにレンズ保持部材を設けているのでレンズ保持部材用の材料費が必要となり、またレンズ保持部材を介してＬＥＤチップとレンズとが間接的に嵌合されるのでレンズ保持部材の成形誤差等の影響を受けてしまうという問題があった。さらには、レンズを透過した光がレンズ保持部材により反射されて再びレンズを透過した際に、光が意図しない方向へ進んで照射ムラが生じる（出射配光がいびつになる）という問題が生じていた。
【０００６】
後者のＬＥＤ照明器具では、レンズ保持部材を用いずに、レンズの下端を延長してなるガイド部とＬＥＤパッケージに設けた段差とでＬＥＤチップとレンズとの位置決めを行うので、新たにレンズ保持部材を設ける場合に比べて材料費を削減でき、またレンズとＬＥＤパッケージとが直接的に嵌合されるので、前者の問題を解決できるとともに、位置決め精度の向上を図ることができていた。
【０００７】
しかしながら、後者の場合、レンズの下端に突設したガイド部は、ＬＥＤパッケージとの嵌合用の部位であるために、ＬＥＤチップの光の配光には寄与せず、このようなレンズのガイド部に入射した光は無駄になるので、光の利用効率が悪くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、レンズとＬＥＤパッケージの位置決めを行え、且つ光の利用効率を向上できるＬＥＤ照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１のＬＥＤ照明器具の発明では、ＬＥＤチップを光源として備える直方体状のＬＥＤパッケージと、ＬＥＤパッケージが配置され、底面側へ向かうに従って徐々に狭径となる円錐台状に形成された凹部を有して、ＬＥＤパッケージの光軸上に配置されるレンズとを少なくとも備え、レンズの凹部の内周面には、ＬＥＤパッケージの角部が面接触してＬＥＤチップの光軸とレンズの光軸とが一致するようにＬＥＤパッケージとレンズとを位置決めする四面体状の切り欠き部を設けていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、レンズの凹部の内周面に、ＬＥＤパッケージの縁部と嵌合する切欠部を設けているので、ＬＥＤパッケージとレンズとの位置ずれを防止して、ＬＥＤチップの光軸とレンズの光軸とが一致した状態を保持することができるという効果があり、しかも、ＬＥＤパッケージとレンズとの位置決めを、ＬＥＤパッケージの縁部とレンズに設けた切欠部とで行うから、従来のようにレンズに位置決め用の部位を突設する場合とは異なり、入射した光が無駄になる部位をレンズに設けなくて済み、これによりＬＥＤチップの光の利用効率を向上できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。尚、以下の説明では、図１（ａ）の上方をＬＥＤ照明器具の上方、図１（ａ）の下方をＬＥＤ照明器具の下方とする。
【００１２】
本実施形態のＬＥＤ照明器具は、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１０を光源として備えるＬＥＤパッケージ１と、該ＬＥＤパッケージ１を含む電子部品が実装されるプリント基板（図示せず）と、ＬＥＤパッケージ１が実装されたプリント基板を収納するとともに、ＬＥＤパッケージ１の光を外方へ出射させる開口を有する器具本体（図示せず）と、ＬＥＤパッケージ１が配置される凹部２０を有して、ＬＥＤパッケージ１の光軸Ｘ上に配置される配光用のレンズ２と、ＬＥＤパッケージ１に動作電源を供給するための電源装置（図示せず）等とを備えており、レンズ２の凹部２０の内周面には、ＬＥＤパッケージ１の縁部である角部１１ｂ…と凹凸嵌合してＬＥＤチップ１０の光軸Ｘとレンズの光軸Ｙとが一致するようにＬＥＤパッケージ１とレンズ２とを位置決めする切欠部２１…が設けられている。
【００１３】
ＬＥＤパッケージ１は、図１（ｂ）に示すように、主に、ＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０を収納するパッケージ本体１１とで構成され、この他、ＬＥＤチップ１０の光を拡散する光拡散部材（図示せず）や、ＬＥＤチップ１０の光を所定波長の光に変換する波長変換部材（図示せず）等が状況に応じてパッケージ本体１１内に収納される。
【００１４】
パッケージ本体１１は、セラミックスや合成樹脂等を用いて上面が開口した直方体の箱状に形成されており、内部１１ａにＬＥＤチップ１０が収納される。また、パッケージ本体１１は、ＬＥＤチップ１０の各極とそれぞれ電気的に接続される電極（図示せず）を備えており、これらの図示しない電極は、ＮｉやＡｕを用いて、パッケージ本体１１の内部１１ａ底面からパッケージ本体１１の外側面に亘るように形成されている。そして、このパッケージ本体１１の上面側の四方の角部１１ｂがレンズ２との位置決めに用いられる。
【００１５】
レンズ２は、例えば、エポキシ樹脂等の透光性樹脂を射出成形することにより略半球状に形成されており、その下端部にはＬＥＤパッケージ１が配置される凹部２０が設けられている。この凹部２０は、レンズ２の光軸Ｙを中心軸として上方へいくほど徐々に狭径となる円柱状の凹部であり、少なくともＬＥＤパッケージ１の上面側を収納できる程度の大きさに形成されている。そして、レンズ２の凹部２０の内周面において、パッケージ本体１１の四方の角部１１ｂ…にそれぞれ対応する部位には、角部１１ｂ…とそれぞれ凹凸嵌合してＬＥＤチップ１０の光軸Ｘとレンズの光軸Ｙとが一致するように、ＬＥＤパッケージ１とレンズ２とを位置決めするための略四面体状の切欠部２１…が設けられている。
【００１６】
本実施形態のＬＥＤ照明器具は、上記のＬＥＤパッケージ１とレンズ２とを備えており、これらＬＥＤパッケージ１とレンズ２とは、ＬＥＤパッケージ１の上面側をレンズ２の凹部２０内に配置するとともに、ＬＥＤパッケージ１の四方の角部１１ｂ…をレンズ２の４つの切欠部２１にそれぞれ凹凸嵌合させることで位置決めされ、ＬＥＤチップ１０の光軸Ｘとレンズ２の光軸Ｙとが一致した状態で保持されることになる。
【００１７】
以上述べたように、本実施形態のＬＥＤ照明器具によれば、レンズ２の凹部２０の内周面に、ＬＥＤパッケージ１の角部１１ｂと凹凸嵌合してＬＥＤチップ１０の光軸Ｘとレンズ２の光軸Ｙとが一致するようにＬＥＤパッケー１とレンズ２とを位置決めする切欠部２１を設けているので、ＬＥＤパッケージ１とレンズ２との位置ずれを防止して、ＬＥＤチップ１０の光軸Ｘとレンズ２の光軸Ｙとが一致した状態を保持することができる。加えて、ＬＥＤパッケージ１とレンズ２とが他の部材を介すことなく直接的に嵌合しているから、例えば、従来のようにレンズ保持部材や器具本体を介してレンズとＬＥＤパッケージとの位置決めを行う場合とは異なり、他の部材の成形誤差等の影響を受けることがないので、位置決め精度の向上を図ることができる。
【００１８】
さらに、本実施形態では、レンズ２に設けた切欠部２１によってＬＥＤパッケージ１とレンズ２との位置決めを行っているから、上記の従来例のようにレンズに位置決め用の部位であるガイド部等を突設する場合とは異なり、入射した光が無駄になる部位（上記の従来例における位置決め用の部位）をレンズ２に設けなくて済み、これによりＬＥＤチップ１０の光の利用効率の向上を図ることができる。しかも、ＬＥＤパッケージ１の角部１１ｂと凹凸嵌合する切欠部２１をレンズ２に設けることで、従来例のようにＬＥＤパッケージに段差等を形成する必要がなくなるので、従来から使用されているＬＥＤパッケージをそのまま用いることが可能になり、これにより製造コストの低減を図ることができる。
【００１９】
加えて、ＬＥＤパッケージ１の発光面となるパッケージ本体１１の上面から下方の部位でＬＥＤパッケージ１とレンズ２とが嵌合するように、切欠部２１の位置を設定しているので、ＬＥＤパッケージ１とレンズ２との嵌合部位によってＬＥＤチップ１０の光が遮られることがなくなり、これにより光の利用効率が悪化してしまうことを防止できる。
【００２０】
ところで、本実施形態のＬＥＤ照明器具としては、図１（ａ），（ｂ）に示す例に限られるものではなく、例えば、図２（ａ），（ｂ）に示すように、レンズの凹部が切欠部を兼用するようにしてもよい。
【００２１】
すなわち、図２（ｂ）に示すレンズ３は、例えば、エポキシ樹脂等の透光性樹脂を射出成形することにより形成された平凸レンズであり、その平面部（下面部）にはＬＥＤパッケージ１のパッケージ本体１１の上面側と凹凸嵌合する直方体状の凹部３０が設けられている。このようなレンズ３と、上記のＬＥＤパッケージ１とは、図２（ａ）に示すように、ＬＥＤパッケージ１の上面側をレンズ３の凹部３０に嵌合させることで位置決めされ、ＬＥＤチップ１０の光軸Ｘとレンズ３の光軸Ｚとが一致した状態で保持されることになる。したがって、図２に示す例においても、上記の図１に示す例と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
一方、図３（ａ），（ｂ）に示すようなレンズ４とＬＥＤパッケージ５とを用いたＬＥＤ照明器具の例も考えられる。
【００２３】
この場合、レンズ４は、図３（ｂ）に示すように、エポキシ樹脂等の透光性樹脂を射出成形することにより略半球状に形成されており、その下端部にはＬＥＤパッケージ５が配置される凹部４０が設けられている。また、凹部４０は、レンズ４の光軸Ｙを中心軸として上方へいくほど徐々に狭径となる円柱状に形成されている。
【００２４】
ＬＥＤパッケージ５は、図３（ｂ）に示すように、主にＬＥＤチップ（図示せず）と、ＬＥＤチップを収納するパッケージ本体５０とで構成されている。パッケージ本体５０は、セラミックスや合成樹脂を用いて上面が開口した直方体の箱状に形成されており、内部５０ａにＬＥＤチップが収納される。また、パッケージ本体５０は、ＬＥＤチップの各極とそれぞれ電気的に接続される電極（図示せず）を備えており、これらの図示しない電極は、ＮｉやＡｕを用いて、パッケージ本体５０の内部５０ａ底面からパッケージ本体５０の外側面に亘るように形成されている。加えて、このパッケージ本体５０の上面部は、その略中央部にレンズ４の凹部４０と凹凸嵌合する略円柱状の嵌合部５０ｂを有するように、縁部が切り欠かれている。
【００２５】
そして、このようなレンズ４とＬＥＤパッケージ５とは、図３（ａ）に示すように、ＬＥＤパッケージ５の嵌合部５０ｂをレンズ４の凹部４０に嵌合させることで位置決めされ、ＬＥＤチップの光軸Ｘとレンズ４の光軸Ｙとが一致した状態で保持されることになる。
【００２６】
したがって、図３に示す例においても、図１に示す例と同様に、ＬＥＤパッケージ５とレンズ４との位置ずれを防止して、ＬＥＤチップの光軸Ｘとレンズ４の光軸Ｙとが一致した状態を保持することができる。しかもＬＥＤパッケージ５とレンズ４とが他の部材を介すことなく直接的に嵌合しているから、他の部材の成形誤差等の影響を受けることがなくなり、これにより位置決め精度の向上を図ることができる。
【００２７】
さらに、レンズ４の凹部４０と嵌合する嵌合部５０ｂをＬＥＤパッケージ５の上面部に設けることで、従来例のようにレンズに位置決め用のガイド部等を形成する必要がなくなるので、従来から使用されているレンズをそのまま用いることが可能になり、これにより製造コストの低減を図ることができる。また、入射した光が無駄になる部位（上記の従来例における位置決め用の部位）をレンズ４に設けなくて済むから、ＬＥＤチップの光の利用効率の向上を図ることができる。しかも、ＬＥＤパッケージ５の発光面となるパッケージ本体５０の上面から下方の部位でＬＥＤパッケージ５とレンズ４とが嵌合するようにしているので、このような嵌合部位によってＬＥＤチップの光が遮られることがなくなり、これにより光の利用効率が悪化してしまうことを防止できる。
【００２８】
尚、以上述べた図１〜図３の例では、ＬＥＤパッケージのパッケージ本体とレンズとを別体としているが、これらを連続一体に成形するようにしてもよく、パッケージ本体とレンズとを一体とすることで、製造コストの低減を図ることができる。
【００２９】
また尚、ＬＥＤパッケージやレンズの形状も上記の例に限られるものではなく、状況に応じて好適なものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は、本発明のＬＥＤ照明器具の一例の要部の斜視図であり、（ｂ）は、同上の分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明のＬＥＤ照明器具の他の例の要部の斜視図であり、（ｂ）は、同上の分解斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明のＬＥＤ照明器具のさらに他の例の要部の斜視図であり、（ｂ）は、同上の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    ＬＥＤパッケージ
１０  ＬＥＤチップ
１１  パッケージ本体
１１ｂ  角部
２    レンズ
２０  凹部
２１  切欠部
Ｘ，Ｙ  光軸
【図１】
0004696780.tif 000002
【図２】
0004696780.tif 000003
【図３】
0004696780.tif 000004