(57)【要約】【課題】側面あるいは背面方向まで光を照射させることができるとともに製造が容易な照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、中心軸上に配設された基板５と、基板上に実装され、主たる光放出方向が中心軸に対し傾斜して設けられた光源６と、光源を覆う透光カバー４と、光源を覆って設けられ、前記中心軸を中心とする円周方向の光度分布が均一となるように、前期光源の位置に応じて透過率が変化した透過率制御部材４と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸上に配設された基板と、
前記基板上に実装され、主たる光放出方向が前記中心軸に対し傾斜して設けられた光源と、
前記光源を覆う透光カバーと、
前記光源を覆って設けられ、前記中心軸を中心とする円周方向の光度分布が均一となるように、前記光源の位置に応じて円周方向に透過率が変化した透過率制御部材と、
を備えている照明装置。
【請求項２】
前記透光カバーは、前記透過率制御部材を構成し、前記透光カバーは、前記光源に対向する部分の厚さが、前記光源に対向していない部分の厚さに比べ厚く形成されている請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記透過率制御部材は、前記透光カバーと前記光源の間に設けられ前記光源に対向する透過反射層を備え、前記透過反射層の前記光源に対向した部分の透過率が、前記光源に対向していない部分の透過率に比べて低い請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記基板上に１ないし４個の前記光源が実装されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
主たる光放出方向が前記中心軸に対し傾斜して設けられた光源と、主たる光放出方向が前記中心軸に沿って向くように配設された光源と、を備える請求項１ないし４のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような平面実装され指向性の強い光源を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置としては、フィラメントの熱による発光を利用した白熱電球や、紫外線励起の蛍光体発光による蛍光灯が広く用いられてきたが、短い寿命、赤外線放出（紫外線放出）、水銀使用問題、発光効率などの問題を抱えていた。
【０００３】
近年、これらの問題を解消する技術としてＬＥＤやエレクトロスミネッセンス(ＥＬ)光源が開発され、特にＬＥＤ光源は一般の照明装置への利用が加速度的に広がっている。
【０００４】
一般的な表面実装タイプのＬＥＤ光源は、ＬＥＤ光源の表面の法線方向に強く光を放出し、法線方向となす角度をθとするときｃｏｓθに比例して光度が減衰する指向性をもっている。このため、電球にＬＥＤ光源を用いた照明装置では、実装基板の法線方向の光が強く、側面方向から背面方向にかけては光がほとんど出ない配光分布となる。そのため、正面から背面までほぼ均一に照らす従来の電球と置き換えた場合、天井や壁の明るさが著しく変わってしまい、違った照度空間となってしまう問題があった。
【０００５】
ＬＥＤ光源を用いた照明装置で背面方向まで光を放出する技術としては、ＬＥＤを実装する平面を多面体として側面や背面方向を向けて配置するものが提案されている。この照明装置は、半球状の透光カバーと、その内部に横向きに２個配置されたＬＥＤを用いた光源とから構成され、光源からはその表面の法線方向に強い光が放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０７６３２９号公報
【特許文献２】特許第４２９０８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような照明装置では、背面方向には光が広く照射されるが、Φ方向の配光分布が著しく偏った分布となる。そのため、この照明装置を例えば室内で用いた場合、隣り合う壁面での照度が大きく異なってしまう問題が生じる。これを解決するためには、多数の光源を多面に配置することにより解消可能であると考えられるが、この場合、著しい製造コストの増大を招いてしまう。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その課題は、製造コストの増大を招くことなく、輝度均一性に優れた高品質な照明装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、照明装置は、中心軸上に配設された基板と、前記基板上に実装され、主たる光放出方向が前記中心軸に対し傾斜して設けられた光源と、前記光源を覆う透光カバーと、前記光源を覆って設けられ、前記中心軸を中心とする円周方向の光度分布が均一となるように、前期光源の位置に応じて透過率が変化した透過率制御部材と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った前記照明装置の断面図。
【図３】図３は、前記照明装置のθ方向の配光分布を示す図。
【図４】図４は、前記照明装置のΦ方向の配光分布を示す図。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。
【図６】図６は、図５の線Ｂ−Ｂに沿った前記照明装置の断面図。
【図７】図７は、第３の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。
【図８】図８は、図７の線Ｃ−Ｃに沿った前記照明装置の断面図。
【図９】図９は、第４の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。
【図１０】図１０は、図９の線Ｄ−Ｄに沿った前記照明装置の断面図。
【図１１】図１１は、第５の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。
【図１２】図１２は、図１１の線Ｅ−Ｅに沿った前記照明装置の断面図。
【図１３】図１３は、第６の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。
【図１４】図１４は、図１３の線Ｆ−Ｆに沿った前記照明装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、種々の実施形態に係る照明装置について詳細に説明する。  
（第１の実施形態）  
図１および図２は、第１の実施形態に係る電球型の照明装置１の縦断面および横断面をそれぞれ示している。
【００１２】
図１および図２に示すように照明装置１は、基材２と、基材２上に配置された実装基板５と、実装基板５の対向した２つの側面に実装されたＬＥＤから成る光源６と、透光カバー４とを備え、基材２と透光カバー４により照明装置１の外殻が構成されている。
【００１３】
基材２は、例えば、切頭円錐形状に形成され、大径側の端が平坦な前面部２ａを形成している。基材２は、これに限らず、円柱形状あるいは断面半円形状に形成してもよい。前面部２ａと反対側の基材２の端に口金３が設けられている。また、基材２内に、光源６を駆動する駆動回路１２が収納されている。電源供給側の端子である口金３から供給された電力を駆動回路１２に供給し、この駆動回路１２により光源６を点灯させる。基材２は光源６で発生する熱を逃がす役割も果たしており、一般的には熱容量の大きい金属部品で構成されている。
【００１４】
実装基板５は、例えば角柱形状に形成され、基材２の前面部２ａにほぼ垂直に立設されている。実装基板５は、照明装置１の中心軸Ｃ上に配置されている。実装基板５の対向する２つの側面上に、光源６がそれぞれ実装されている。これにより、２つの光源６は、指向性の強い方向、つまり、主たる光放出方向が、照明装置１の中心軸Ｃに対し透光カバー４の側面方向に傾斜して、ここでは、ほぼ９０度傾斜して設けられている。これにより、２つの光源６は、指向性の強い方向がそれぞれ前面部２ａと平行で互いに１８０度、異なる方向を向き、かつ、それぞれ側面方向に向いて設けられている。
【００１５】
透光カバー４は、ほぼ球状の断面形状に形成され、断面の中間部分が外側に膨らんだ形状を有している。透光カバー４は、開口した下端が基材２の前面部２ａに固定されている。これにより、透光カバー４は、光源６の前面側および側面側を覆っている。透光カバー４は、例えば、厚さ１ｍｍの透過率が９０％となる樹脂材料で形成され、その全域が光を透過可能な透光領域を形成している。
【００１６】
本実施形態によれば、透光カバー４は、光源６に対向する両側面部４ａの厚さが、光源６に対向していない他の部分の厚さ１ｍｍに比べ最大で４ｍｍと厚く形成されている。すなわち、図２に示すように、透光カバー４は、２つの光源６の向きに応じて、中心軸Ｃに垂直な面で厚さが変化している。
【００１７】
透光カバー４をこのような形状とすることにより、厚い部分の透過率は低く、薄い部分の透過率は高く設定することが出来る。この結果、透光カバー４において、光源６に対向する光度が大きい側面部４ａの透過率が低くなり、効率よくこの部分の光度を下げることができる。逆に、光源６と対向していない、光度が小さい部分の透光カバー４の透過率が高くなり、効率よくこの部分の光度を上げることができる。このように、透光カバー４は、中心軸Ｃに垂直な面での光度ムラ、つまり、中心軸Ｃを中心とする円周方向の光度ムラ、を補償するように透過率が変化している。このように、透光カバー４は、それ自体で、透過率制御部材を構成している。
【００１８】
図３は、照明装置１のθ方向の配光分布を示し、図４は、照明装置１のΦ方向の配光分布を示している。図３に示したように、照明装置１は、背面方向にまで光が広く照射されることがわかる。また、図４に示したように、Φ方向については、光度ムラのないほぼ均一な配光分布が得られていることがわかる。この結果、照明装置１を例えば室内に設置した場合、照明装置１により部屋全体に亘って明るくほぼ均一な照度を得ることができ、クオリティーの高い照明空間を形成することできる。  
以上のことから、光源を多数設ける必要がなく、製造コストを低減し、輝度均一性に優れた高品質な照明装置が得られる。
【００１９】
次に、他の実施形態に係る照明装置について説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、上述した第１の実施形態と同一構成部分は、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００２０】
（第２の実施形態）  
図５および図６は、第２の実施形態に係る電球型の照明装置１の縦断面および横断面をそれぞれ示している。  
第２の実施形態によれば、実装基板５はほぼ正方形の底面をもつ四角柱形状に形成され、基材２の前面部２ａ上に、中心軸Ｃに沿って立設されている。実装基板５の４つの側面は、それぞれ中心軸Ｃと平行に延在している。ＬＥＤから成る４つの光源６が実装基板５の４面にそれぞれ実装されている。
【００２１】
これにより、４つの光源６は、指向性の強い方向、つまり、主たる光放出方向が、照明装置１の中心軸Ｃに対し透光カバー４の側面方向に傾斜して、ここでは、ほぼ９０度傾斜して設けられている。４つの光源６は、指向性の強い方向がそれぞれ前面部２ａと平行で互いに９０度、異なる方向に向き、かつ、それぞれ透光カバー４の側面方向に向いて設けられている。
【００２２】
透光カバー４は、ほぼ球状の断面形状に形成され、４つの光源６の前面側および側面側を覆っている。透光カバー４は、４つの光源６にそれぞれ対向する４箇所の側面部４ａの厚さが、光源６に対向していない他の部分の厚さに比べ厚く形成されている。すなわち、図６に示すように、透光カバー４は、４つの光源６の向きに応じて、中心軸Ｃに垂直な面で厚さが変化している。照明装置１の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。
【００２３】
上記のように構成された照明装置１によれば、第１の実施形態と同様の作用効果により、部屋全体に亘って明るくほぼ均一な照度を得られる。また、透光カバー４による配光分布の補正が少なくてすむため、効率の高い照明装置を提供することが出来る。
【００２４】
なお、上記第１および第２の実施形態は、光源６を２面もしくは４面に配置した場合を示したが、例えば３面に配置した場合でもよく、さらに５面以上に配置してもよい。ただし、あまり多くの光源を配置した場合、製造コストの増大を招き、また、透過率制御部材による補償効果も小さくなる。従って、光源の配置は、４面以下の場合がコストパフォーマンスに優れている。
【００２５】
（第３の実施形態）  
図７および図８は、第３の実施形態に係る電球型の照明装置１の縦断面および横断面をそれぞれ示している。  
第３の実施形態によれば、透過率制御部材として機能する透光カバー４は、光源６に対向する側面部分が光源６側に凹こみ凹所４ｂを形成している。照明装置１の他の構成は前述した第１の実施形態と同一である。
【００２６】
照明装置１をこのような構成とすることにより、光源６から出射した光線がこの凹所４ｂを通過する際、透光カバー４の面に対して光線が斜めに入射するため、その光路長が他の部分を通過する光線の光路長さよりも長くなる。従って、この凹所４ｂ部分の透過率は低く抑えられることとなり、第１の実施形態と同じ効果が得られる。これにより、Φ方向について光度ムラのないほぼ均一な配光分布が得られ、部屋全体に亘って明るくほぼ均一な照度で照明することが可能な照明装置が得られる。
【００２７】
（第４の実施形態）  
図９および図１０は、第４の実施形態に係る電球型の照明装置１の縦断面および横断面をそれぞれ示している。  
第４の実施形態によれば、透光カバー４は、全域に亘って均一な厚さで形成されている。透光カバー４の内側に、ほぼドーム状の樹脂製の透明シート２０が配置され、光源６を覆っている。透明シート２０において、それぞれ光源６に対向する部分に、光の一部を反射する透過反射層２２が形成されている。これら透明シート２０および透過反射層２２は、透過率制御部材を構成している。照明装置１の他の構成は前述した第１の実施形態と同一である。
【００２８】
上記構成の照明装置１によれば、第１の実施形態と同様に、透過反射層２２により、光源６に対向する部分の透過率が他の部分に比較して低く抑えられることとなり、光度ムラのないほぼ均一な配光分布が得られる。これにより、部屋全体に亘って明るくほぼ均一な照度で照明することが可能な照明装置を得ることができる。
【００２９】
（第５の実施形態）  
図１１および図１２は、第５の実施形態に係る電球型の照明装置１の縦断面および横断面をそれぞれ示している。  
第５の実施形態によれば、透光カバー４は、全域に亘って均一な厚さで形成されている。透光カバー４の内側に、ほぼドーム状の樹脂製の透明シート２０が配置され、光源６を覆っている。透明シート２０において、それぞれ光源６に対向する部分に、光の一部を反射する透過反射層２２が形成されている。これら透明シート２０および透過反射層２２は、透過率制御部材を構成している。更に、透明シート２０および透過反射層２２は、光源６に対向する部分が光源６側に凹こみ凹所を形成している。照明装置１の他の構成は前述した第１の実施形態と同一である。
【００３０】
上記構成の照明装置１によれば、第３および第４の実施形態と同様に、光源６から出射した光線が透過率制御部材の凹所を通過する際、その光路長が他の部分を通過する光線の光路長さよりも長くなる。従って、この凹所部分の透過率は低く抑えられることとなり、前述した他の実施形態と同様の効果が得られる。これにより、Φ方向について光度ムラのないほぼ均一な配光分布が得られ、部屋全体に亘って明るくほぼ均一な照度で照明することが可能な照明装置が得られる。
【００３１】
（第６の実施形態）  
図１３および図１４は、第６の実施形態に係る電球型の照明装置１の縦断面および横断面をそれぞれ示している。  
第６の実施形態によれば、実装基板５はほぼ正方形の底面をもつ角柱形状に形成され、基材２の前面部２ａ上に、中心軸Ｃに沿って立設されている。実装基板５の対向する２つの側面は、それぞれ中心軸Ｃに対して透光カバー４の側面側に傾斜して延びている。本実施形態では、これらの側面は、上端側が透光カバーに近くなるように、基材２の背面側に向かって傾斜している。ＬＥＤから成る光源６が実装基板５の上記傾斜した２つの側面および実装基板５の前面に実装されている。側面に設けられた２つの光源６の主たる光放出方向は、基材２の前面部２ａと平行な方向、つまり、真横方向、に対して、背面側に僅かに傾斜している。実装基板５の前面に設けられた光源６は、その主たる光放出方向が中心軸Ｃに沿った方向を向いて配置されている。照明装置１の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。
【００３２】
上記構成の照明装置１によれば、正面光度を大きくすることができる。側面に配置した光源６の傾斜度合いにもよるが、光源６を側面のみに配置し真横に向けた場合には若干正面の光度が小さくなる。本実施形態では、この正面光度の不足を追加した正面側に設けた光源６により補うことができ、θ方向の配光分布を改善することができる。これにより、部屋全体に亘って一層明るくほぼ均一な照度で照明することが可能な照明装置が得られる。
【００３３】
なお、前面に配置した光源６の光束量は、床面の照度を明るくしたい場合には側面に配置した光源６の光束量よりも大きくすればよく、逆に、天井面の照度を明るくしたい場合には、側面に配置した光源６の光束量よりも前面側の光源の光束量を小さすればよく、これら光源の光束量は用途により適宜調整すればよい。
【００３４】
上記実施形態では、側面側の光源６を背面側（下向き）に傾斜させる構成としたが、逆に、前面側（上向き）に傾斜して配置する構成としてもよい。上側に傾斜させた場合には床面の照度が上がり、下側に傾斜させた場合には天井面の照度が上がるため、光源６の向きは用途により調整すればよい。
【００３５】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、この発明に係る照明装置は、電球型の照明装置に限らず、蛍光灯型の照明装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…照明装置、２…基材、２ａ…前面部、３…口金、４…透光カバー、
４ａ…側面部、５…実装基板、６…光源、１２…駆動回路、
２０…透明シート、２２…透過反射層
【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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