(57)【要約】【課題】ＬＥＤによる眩しさを抑えて効率良く発光させる。【解決手段】照明装置１０を、発光パネル１１と導光体１２と取付部１３とから構成する。発光パネル１１を、基板２０と複数の砲弾形白色ＬＥＤ２１とから構成する。取付部１３を、放熱フィン１４とスクリューベース形の口金１５とＬＥＤの駆動ユニット１６とから構成する。導光体１２を、ＰＭＭＡによって円筒形状に成形する。導光体１２の端面１２ａにＬＥＤ２１が位置するように、取付部１３に導光体１２を取り付ける。ＬＥＤ２１の光を端面１２ａから導光体１２内に入射させ、内周面１２ｂ及び外周面１２ｃで反射させて、外周面１２ｃから外部へ放射する。導光体１２を介してＬＥＤ２１の光を放射するから、ＬＥＤ２１による眩しさが抑えられる。拡散板を用いないため、発光効率が低下することがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体、錐面体、略半球面体、有底筒体のいずれか一つからなる導光部材と、
前記導光部材の端面に臨む位置に取り付けられ導光部材に向けて光を照射する複数の半導体光源とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記半導体光源はＬＥＤであり、前記ＬＥＤを駆動する駆動部を備えることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記導光部材の内面に光反射部材を備える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】
前記導光部材の内部に光拡散体を有することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の照明装置。
【請求項５】
前記導光部材の外周面に光拡散部または光反射部を有することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の半導体光源を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の半導体光源は、近年の技術革新により発光効率が白熱灯を超え、蛍光灯に迫ってきている。これにより、白熱灯に代えてＬＥＤを用いた照明装置が種々提案されている。例えば、特許文献１では、次世代用の照明装置として、ハイパワーＬＥＤと、低電流電源と、放熱翼を組み合わせて従来の電球形状にしたものが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１６６５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの電球形の照明装置は、球状のバルブ内にＬＥＤを配置した構造となっており、しかもＬＥＤは点光源のため、眩しさを感じさせてしまうという問題がある。これに対しては、レンズと拡散板や拡散フィルムとを用いて出射方向を制御することにより、眩しさを低減することができるが、この場合には、拡散板などによって６０〜７０％の光損失が発生し、発光効率が低下するという問題がある。
【０００４】
本発明は、発光効率を低下させることなく眩しさを無くすようにした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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、筒体、錐面体、略半球面体、有底筒体のいずれか一つからなる導光部材と、前記導光部材の端面に臨む位置に取り付けられ導光部材に向けて光を照射する複数の半導体光源とを備えることを特徴とする。また、前記半導体光源はＬＥＤであり、前記ＬＥＤを駆動する駆動部を備える。そして、前記導光部材の内面に光反射部材を備える。さらには、前記導光部材の内部に光拡散体を有する。また、前記導光部材の外周面に光拡散部または光反射部を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の照明装置によれば、導光部材の端面に臨む位置に取り付けられ導光部材に向けて光を照射する複数の半導体光源を有し、この半導体光源から射出された光が、筒体、錐面体、略半球面体、有底筒体のいずれか一つからなる導光部材を介して、外部に放射されるため、従来のような拡散板などを用いることなく、光を拡散させることができる。したがって、発光効率を低下させることなく照明することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１に示すように、照明装置１０は、大きく分けて、発光パネル１１と、導光体１２と、取付部１３とから構成されている。取付部１３は、放熱フィン１４、スクリューベース形の口金１５、及びＬＥＤの駆動ユニット１６を備えている。
【０００８】
図２に示すように、発光パネル１１は、基板２０と複数の砲弾形白色ＬＥＤ２１とから構成されており、ＬＥＤ２１は所定のピッチで環状に配置されている。ＬＥＤ２１の配列ピッチや個数は必要とする光量、ＬＥＤ２１の輝度などに基づき適宜決定される。なお、符号２０ａは、導光体１２の取付用のネジ孔を示している。また、二点鎖線で導光体１２の取付位置を示している。
【０００９】
導光体１２は、本実施形態では透明樹脂、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を真空成形、圧空成形、型成形などの成形法によって、円筒形状に成形している。そして、一方の端面１２ａが前記環状に配置された各ＬＥＤ２１を覆うように配置されて、取付部１３に取付リング２３及び取付ビス２４により固定される。なお、導光体１２の取付部１３への取付方法は、リングなどを用いる他に、嵌合方式やねじ込み方式などでもよい。
【００１０】
導光体１２の内周面１２ｂに近接させて反射シート２６が配置されている。反射シート２６は、導光体１２の内周面１２ｂから出た光を反射させて、導光体１２内に戻す。この反射シート２６は、導光体１２の内周面１２ｂに密着、または離間して配置される。反射シート２６は光を反射するものであればよく、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂シートが用いられる。
【００１１】
基板２０に接触する部分で取付部１３には、アルミ製の放熱フィン１４が設けられている。放熱フィン１４は円盤状に形成されており、この放熱フィン１４によりＬＥＤ２１からの熱が外部に放出される。
【００１２】
また、取付部１３内には駆動ユニット１６が内蔵されている。駆動ユニット１６は、口金１５から交流電圧が印加されると、各ＬＥＤ２１に電流を流して、各ＬＥＤ２１を発光させる。
【００１３】
次に、本実施形態の作用を説明する。駆動ユニット１６により発光パネル１１の各ＬＥＤ２１が点灯されると、ＬＥＤ２１からの光は、導光体１２内に入射される。導光体１２内に入射された光は、その内周面１２ｂ及び外周面１２ｃで反射を繰り返しつつ、外周面１２ｃから外部に向けて放射される。これにより、ＬＥＤ２１を用いた円筒状の照明装置１０を構成することができる。
【００１４】
本実施形態では、光源としてＬＥＤ２１を用い、導光体１２の端面１２ａからＬＥＤ２１の光を導入させて、外周面１２ｃから光を照射するようにしたので、ＬＥＤ２１を光源として用いた照明装置にありがちな眩しさを無くすことができる。しかも、拡散板を用いるものと異なり、発光効率が低下することがない。
【００１５】
図３は、他の実施形態における導光体４１〜４４を示している。なお、図１に示す実施形態と同一構成部材には同一符号を付している。（Ａ）に示す導光体４１は、内周面４１ａを上方に向うに従い次第に拡開するようにしたものであり、この拡開傾斜面からなる内周面４１ａによって、ＬＥＤ２１の光が効率良く外部に放射される。また、（Ｂ）に示す導光体４２は、（Ａ）の導光体４１と同形状の内周面に対して微細な凹凸４２ａを形成して、この内周面で乱反射させるようにしたものである。微細な凹凸４２ａはサンドブラストなどの粗面化処理によって形成することができる。凹凸４２ａのサイズや凹凸量を調節することにより、導光体４２の外周面から略一様に光を放射させたり、導光体４２の一部から多めに光を放射させたりすることができる。なお、微細な凹凸４２ａを拡開傾斜面とした内周面に形成しているが、これに代えて、図１に示すような、外周面と平行に形成された内周面に対して、微細な凹凸を形成してもよい。
【００１６】
図３（Ｃ）の導光体４３は、微細な凹凸面による反射光量の調節に代えて、導光体４３内に光を散乱させる微粒子４３ａを混入させている。なお、微粒子４３ａは均一に混入させる他に、放射光量を部分的に調節するために、密度やサイズなどをエリア毎に変えるようにしてもよい。微粒子４３ａとしては、光を散乱させるものであればよく、特に材質は限定されない。
【００１７】
図３（Ｄ）に示す導光体４４は、（Ｃ）に示す導光体４３の外周面の直径を先端に向うに従い次第に小さくした傾斜外周面４４ａを備えており、且つ導光体４４の内部には光拡散用の微粒子４４ｂが混入されている。これら導光体４１〜４４の内周面には、反射シート４５，４６や反射層４７が形成されるが、これら反射シート４５，４６や反射層４７は省略してもよい。
【００１８】
図４は、導光体を筒状のものに代えて、有底筒状や錐面体状、半球や略球状に形成した別実施形態の導光体５１〜５４を示している。（Ａ）に示す導光体５１は、有底円筒体状に形成したものであり、底に相当する上端部５１ａの上面５１ｂが断面円弧状の湾曲面とされている。また、上面５１ｂと外周面５１ｃとの連続部分には、上端部５１ａに向けてＬＥＤ２１の光を導くための導光反射部５１ｄが形成されている。この導光反射部５１ｄは、外側に突出した断面湾曲面により形成しているが、筒部５１ｅを通過した光が上面５１ｂに効率良く導かれるものであれば、いずれの形状をとってもよい。また、導光反射部５１ｄに代えて、この部分に反射面を形成してもよい。反射面は反射シートの貼り付けや金属層の蒸着などによって形成される。また、上端部５１ａは、厚みを均一に構成する他に、厚みを次第に変化させてもよい。
【００１９】
（Ｂ）に示す導光体５２は半球状のドーム型としたものであり、（Ｃ）に示す導光体５３は円錐面体状に形成されている。また、（Ｄ）に示す導光体５４は略球状のドーム型に形成されている。これら導光体５２〜５４の内周面には、反射層５５〜５７や反射シート５８が必要に応じて形成される。なお、導光体の形状は円筒に限られず、三角形、四角形、五角形などの断面が多角形の筒体や、これらに底を設けた有底筒体であってもよい。また、錐面体も円錐に限られず、三角錐、四角錐、五角錐などの多角錐面体であってもよい。
【００２０】
図５は、各種導光体の光導入端面に対面するように配列したＬＥＤ２１の配置例を示す他の実施形態における発光パネル６１〜６４である。図２に示すような単列配置の発光パネル１１に代えて、図５（Ａ）に示す発光パネル６１のように、ＬＥＤ２１を円状に複列配置したものでもよい。なお、二点鎖線は導光体１２の取付位置を示している。また、図５（Ｂ）に示すように、図４に示す導光体５２の導光端面に対面する位置のみならず、内側面にもＬＥＤ２１を配置してもよく、この場合には大光量の照明装置とすることができる。
【００２１】
また、導光体の端面が円形の他に、四角形の導光体６５の場合には、図５（Ｃ）に示すように４角形の各辺に沿ってＬＥＤ２１を配置した発光パネル６３を用いる。さらには、（Ｄ）のように三角形の導光体６６の場合には、三角形の各辺に沿ってＬＥＤ２１を配置した発光パネル６４を用いる。
【００２２】
図６は、高出力ＬＥＤを用いた照明装置の発光パネル７１の一例を示している。この場合には、基板７２に赤色ＬＥＤ７３、第１緑色ＬＥＤ７４、青色ＬＥＤ７５、第２緑色ＬＥＤ７６を交互に並べて単位ブロックとし、この単位ブロックを複数個配列して、導光体７７内でこれら赤色光、緑色光、青色光を混合し、白色化している。なお、緑色ＬＥＤ７４，７６を２個用いているが、これに限定されることなく、必要とする照明光質に応じて、各色ＬＥＤ７３〜７６の個数を適宜変更してよい。
【００２３】
図７は、高出力の各色ＬＥＤ７３〜７５の内、赤色ＬＥＤ７３をアルミ基板８０に実装する一例を示している。アルミ基板８０上には、ＬＥＤ７３の収納穴８１が形成されている。穴底８１ａには、プリプレグなどの絶縁性を有するノンフロータイプの接着剤、またはボンディングシート（以下、単に接着剤という。）８２を介してＬＥＤ７３が基板８０に接着されている。収納穴８１の側壁面８１ｂ及び穴縁部８１ｃには、回路パターン８３ａを有するエポキシ基板８３が形成されている。エポキシン基板８３の回路パターン８３ａは、ボンディングワイヤ８４によりＬＥＤ７３と電気的に接続されている。さらに、ＬＥＤ７３が取り付けられた収納穴８１内には、ＬＥＤ７３、ボンディングワイヤ８４、および回路パターン８３ａを覆うように、封止樹脂８５が充填されている。封止樹脂８５には、エポキシ樹脂あるいはシリコン樹脂などの透明樹脂が用いられる。
【００２４】
なお、半導体光源として、ＬＥＤ２１，７３〜７５を用いたが、これに限られず、例えば、有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子、半導体レーザー素子などの他の発光素子を用いてもよい。
【００２５】
導光体１２，４１〜４４，５１〜５４の材料としては、上記実施形態で挙げたＰＭＭＡの他に、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ベンジルメタクリレート、ＭＳ（メタクリルスチレン）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などを用いてもよい。また、導光体１２，４１〜４４，５１〜５４は、射出成形や注形重合法などにより作製してもよい。
【００２６】
反射シート２６，４５，４６，５８としては、上記実施形態で挙げた樹脂シートの他に、これら樹脂シートにアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミなどの金属箔やこれを担持した樹脂シート、更には金属薄板などが好ましく用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の照明装置を一部を切り欠いて示す正面図である。
【図２】導光体を外した発光パネルを示す平面図である。
【図３】他の実施形態における導光体を示す断面図である。
【図４】他の実施形態における導光体を示す断面図である。
【図５】他の実施形態における発光パネルを示す平面図である。
【図６】高出力ＬＥＤを用いた他の実施形態における発光パネルを示す平面図である。
【図７】高出力ＬＥＤの基板への取付状態を示す図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  照明装置
１１  発光パネル
１２  導光体
１２ａ  端面
１２ｂ  内周面
１２ｃ  外周面
１３  取付部
１４  放熱フィン
１５  口金
１６  駆動ユニット
２０  基板
２６  反射シート
４１〜４４  導光体
４２ａ  凹凸
４３ａ，４４ｂ  微粒子
５１〜５４  導光体
５１ｄ  導光反射部
８０  アルミ基板
８１  収納穴
８２  接着シート
８３  回路パターン
８４  ボンディングワイヤ
８５  封止樹脂
【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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