(57)【要約】【課題】水中ライトを水中で使用した場合に発光色の異なる複数のＬＥＤ素子を用いた場合に生じる色ムラを生じる問題点を解決して、導光部材を用いて複数のＬＥＤ素子からの照射光の混色性を高め、放熱性を向上させる。【解決手段】  筐体内に、白色発光のＬＥＤ素子２１と、橙色発光のＬＥＤ素子２２とを基盤１１上に搭載し、その前方に導光枝部３１，３２を有する導光部材３０を設ける。ＬＥＤ素子２１からの照射光およびＬＥＤ素子２２からの照射光は、それぞれに対応する導光枝部３１，３２を通った後、導光幹部３５に導かれ、導光幹部３５内にて内面反射を繰り返すことで合成され、て混色し、混色された光を照射する水中ライトとする。【選択図】  図２
2012119265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、電池により点灯する複数の発光ダイオード素子を用いた光源と、光源の照射方向前方に配設した導光部材と、光源を収容する筐体とを有する水中ライトであって、
前記光源は、少なくとも第１の発光色を発光する半導体発光層を備えた第１の発光ダイオード素子と、第１の発光ダイオード素子とは異なる色を発光する第２の半導体発光層を備えた第２の発光ダイオード素子が隣接して配設されたＬＥＤ素子群を有し、
前記導光部材は、棒状の導光幹部と、導光幹部の一方の端部に接続する導光分岐部と、導光分岐部に接続する第１の導光枝部および第１の導光枝部を備え、
前記第１の発光ダイオード素子および第２の発光ダイオード素子は、同じ出射方向を向いて基盤上に搭載され、前記第１の発光ダイオード素子の照射方向前方に前記第１の導光枝部の入射面が対向し、前記第２の発光ダイオード素子の照射方向前方に前記第２の導光枝部の入射面が対向しており、
前記導光幹部の他方の端部は出射面と、側面の繰り返し反射面を備え、該導光幹部の中心軸に対し前記第１の導光枝部および第２の導光枝部の中心軸が傾斜しており、
前記基盤の背面には、一部が前記筐体に近接する放熱部材が近接して設けられていることを特徴とする水中ライト。
【請求項２】
前記導光幹部の出射面前方には、配光制御レンズが設けられ、
配光制御レンズは、前記導光幹部よりも大径の凹部を有するプリズム部と、非平坦出射面を備え、前記凹部の底面が前記導光幹部出射面と対向する入射面とされ、プリズム部側方の外周面は、非平坦出射面側を大径とした円錐面としたことを特徴とする請求項１に記載の水中ライト。
【請求項３】
前記基盤上には、少なくとも３組のＬＥＤ素子群を備え、
各ＬＥＤ素子群には、赤色または橙色を発光する半導体発光層を備えた発光ダイオード素子と青色を発光する半導体発光層を備えた発光ダイオード素子が配設されていることを特徴とする請求項１また請求項２に記載の水中ライト。
【請求項４】
前記筐体の側面には、複数の凹凸溝を備えており、
前記基盤が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）またはこれらの金属材料を主成分とする合金からなるベース金属層と、絶縁層および配線層を有する積層構造した金属ベース基板であり、
前記放熱部材が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）またはこれらの金属材料を主成分とする合金からなり、
前記放熱部材は、前記基盤および筐体と直接または高熱伝導性材料を介して当接していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水中ライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中で使用するライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの次世代照明として、白熱電球に換えて発光ダイオードを光源とした照明装置が多く実用化されてきており、携帯式のライトの光源としてＬＥＤを用いたものも実用化されている。また、防水性能を高めて水中での使用を想定したライトも知られている。
【０００３】
特許文献１によれば、高い防水性を確保しながら電源スイッチを操作できる水中ライトが提案されている。また、光源は、電池ケースに回動可能に取り付ける光源ケース内に収容した発光ダイオードを用いており、発光ダイオード前方に設けた凸状レンズを介して照射する（特許文献１、図１および図２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１００２９号公報（特に、図２）
【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、発光ダイオードは水中ライトの中心軸上に設けた１個の発光ダイオードを光源とするものであって、複数の発光ダイオードを用いる点については考慮されていない。また、発光色の異なる発光ダイオードを用いて混色を行なう点についても考慮されていない。単に、異なる発光色の発光ダイオードの複数個を光源としたのみでは、混色性が悪い。特に、水中で使用した場合に色ムラを生じる問題点がある。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、異なる発光色の発光ダイオードを用いた水中ライトの混色性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明によれば、
電池と、電池により点灯する複数の発光ダイオード素子を用いた光源と、光源の照射方向前方に配設した導光部材と、光源を収容する筐体とを有する水中ライトであって、
前記光源は、少なくとも第１の発光色を発光する半導体発光層を備えた第１の発光ダイオード素子と、第１の発光ダイオード素子とは異なる色を発光する第２の半導体発光層を備えた第２の発光ダイオード素子が隣接して配設されたＬＥＤ素子群を有し、
前記導光部材は、棒状の導光幹部と、導光幹部の一方の端部に接続する導光分岐部と、導光分岐部に接続する第１の導光枝部および第１の導光枝部を備え、
前記第１の発光ダイオード素子および第２の発光ダイオード素子は、同じ出射方向を向いて基盤上に搭載され、前記第１の発光ダイオード素子の照射方向前方に前記第１の導光枝部の入射面が対向し、前記第２の発光ダイオード素子の照射方向前方に前記第２の導光枝部の入射面が対向しており、
前記導光幹部の他方の端部は出射面と、側面の繰り返し反射面を備え、該導光幹部の中心軸に対し前記第１の導光枝部および第２の導光枝部の中心軸が傾斜しており、
前記基盤の背面には、一部が前記筐体に近接する放熱部材が近接して設けられていることを特徴とする水中ライトにより上記した目的が達成される。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、異なる発光色の発光ダイオードを用いた水中ライトの混色性を高めることができる。また、ＬＥＤ素子による発熱の放熱性を高めることができる、という利点がある。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の水中ライトは、
前記導光幹部の出射面前方には、配光制御レンズが設けられ、
配光制御レンズは、前記導光幹部よりも大径の凹部を有するプリズム部と、非平坦出射面を備え、前記凹部の底面が前記導光幹部出射面と対向する入射面とされ、プリズム部側方の外周面は、非平坦出射面側を大径とした円錐面としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、配光制御用レンズによりより広い発光面とすることができ、被照射面を広くすることができる、という利点がある。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の水中ライトは、
前記基盤上には、少なくとも３組のＬＥＤ素子群を備え、
各ＬＥＤ素子群には、赤色または橙色を発光する半導体発光層を備えた発光ダイオード素子と青色を発光する半導体発光層を備えた発光ダイオード素子が配設されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、水中での減衰率の高い赤色系統の光を補うことで、より一層演色性を高めることができる、という利点がある。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の水中ライトは、
前記筐体の側面には、複数の凹凸溝を備えており、
前記基盤が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）またはこれらの金属材料を主成分とする合金からなるベース金属層と、絶縁層および配線層を有する積層構造した金属ベース基板であり、
前記放熱部材が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）またはこれらの金属材料を主成分とする合金からなり、
前記放熱部材は、前記基盤および筐体と直接または高熱伝導性材料を介して当接していることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、筐体の側面を介して放熱することで、より一層水中での放熱性を高めることができる、という利点がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、演色性に優れ、色ムラの少ない水中ライトを提供することができる。
【００１６】
また、水中での放熱性に優れた水中ライトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る実施の形態である水中ライトの概略斜視図である。
【図２】図２は、図１の水中ライトの概略断面図である。
【図３】図３は、図１の水中ライトの基盤の正面図である。
【図４】図４は、図１の水中ライトの導光部材を示す斜視図である。
【図５】図５は、図１の水中ライトの導光部材を説明する図で、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【図６】図６は、図４の導光部材の入射面とＬＥＤ素子の要部を示す模式的断面図である。
【図７】図７は、図１の水中ライトの配光制御用レンズの斜視図である。
【図８】図８は、図７と反対側の面側の配光制御用レンズの斜視図である。
【図９】図９は、他の実施の形態の導光部材を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、他の実施の形態のＬＥＤ群を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態である水中ライトについて図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施態様に係る水中ライト１の構成の一例を示す斜視図、図２は図１の水中ライト１のＡ−Ａ線および中心軸を通る平面で切断した断面図である。水中ライト１は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）を光源とした照明装置であり、防水性を確保した装置本体内部に光源および電池を内蔵して携帯可能とされている。
【００２０】
本発明に係る水中ライト１は、照射方向の内径を大きくした略円筒状の筐体４０と筐体４０の前面に設けた前面カバー４３と筐体４０の後面に設けた蓋部４５と備え、これらを防水構造で一体化している。筐体内部には、光源２０と光源の照射方向前方に設けた導光部材３０および配光制御用レンズ６０と、光源２０の後方に位置する電気エネルギーを供給する電池１０が収納されている。光源２０は、筐体の断面形状と略一致する円形状の基盤１１上に搭載した複数のＬＥＤ素子を用いている。基盤１１の背面には放熱部材５０が設けられ、電池１０は放熱部材と蓋部４５の間の空間に配設されている。筐体４０の外部側面には、光源２０を点灯するためのスイッチ４７が防水構造で設けられており、また、複数の溝からなる凹凸領域４１，４２も形成されている。
【００２１】
図３は、光源２０を搭載した基盤１１を水中ライトの照射方向、すなわち、図２の紙面左手側からみた基盤正面図である。基盤１１は，その外周部が筐体４０の内部側壁に当接するように、筐体４０内の取付位置の断面形状と略一致する形状とした金属ベース基盤からなる。本実施の形態においては、円形状としている。基盤１１のライト照射方向側となる表面側に複数のＬＥＤ素子２１，２２，２３を搭載したＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）構造を構成する。
【００２２】
基盤１１は、ベース金属１１ａの上に図示しない絶縁層および所定パターンとした導体配線層を積層した積層構造とされ、裏面にはベース金属１１ａが露出している。ベース金属１１ａは、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）またはこれらの金属材料を主成分とする合金から成る。これらの金属材料を用いることで熱伝導性を高めると共に、加工性を高めコストを低減できる。なお、熱伝導率（λＷ／（ｍ・Ｋ））は、純粋アルミニウムが２５６、鉄が７５、銅が３５０〜３７２であり、鋼（炭素鋼  ＳＣ）の４１に対し５倍以上の熱伝導率を有するアルミニウム（Ａｌ）および銅（Ｃｕ）が特に好適である。絶縁層は、金属ベース基板１０の表面に絶縁性高分子、例えばエポキシ樹脂を塗布して形成する。導体配線層は、絶縁層上に形成した銅パターンで、ＬＥＤ素子に給電するための配線パターンをなす。
【００２３】
基盤１１上には、複数のＬＥＤ素子２１，２２，２３が搭載固定され、導体配線層に電気的に接続されている。ＬＥＤ素子は、第１の発光ダイオード素子２１，第２の発光ダイオード素子２２および第３の発光ダイオード素子２３の３個で一つのＬＥＤ素子群２５を形成し、基盤１１上に３組のＬＥＤ素子群を搭載している。したがって、ＬＥＤ素子は合計９個が搭載されている。ＬＥＤ素子として面実装タイプのものを用い、ＬＥＤ素子２１，２２，２３の夫々と、対応する夫々の導体配線層とを半田にて接続している。面実装タイプのＬＥＤ素子として、例えばスタンレー電気株式会社から販売されているチップＬＥＤのＧＳＰＷ１６４３ＪＴＥ−５０Ｘなどを用いることができる。
【００２４】
第１のＬＥＤ素子２１は、白色発光のＬＥＤ素子を用いる。白色発光のＬＥＤ素子２１としてＩｎＧａＮ系の半導体発光層による青色発光のＬＥＤチップを搭載し、ＹＡＧ等の蛍光体を混ぜたモールド樹脂にて青色発光ＬＥＤチップを覆うことで半導体発光層からの青色光と蛍光体からの黄色光の合成にて白色光を照射するものを用いている。
【００２５】
第２のＬＥＤ素子２２は、橙色発光のＬＥＤ素子を用いる。橙色発光のＬＥＤ素子２２としてＡｌＧａＩｎＰ系の半導体発光層による橙色発光のＬＥＤチップを搭載し、モールド樹脂にて橙色発光ＬＥＤチップを覆った橙色光を照射するものを用いている。
【００２６】
第３のＬＥＤ素子２３は、第１のＬＥＤ素子２１と同一のものを用いる。すなわち、白色発光のＬＥＤ素子を用いる。白色発光のＬＥＤ素子２１としてＩｎＧａＮ系の半導体発光層による青色発光のＬＥＤチップを搭載し、ＹＡＧ等の蛍光体を混ぜたモールド樹脂にて青色発光ＬＥＤチップを覆うことで半導体発光層からの青色光と蛍光体からの黄色光の合成にて白色光を照射するものを用いている。
【００２７】
各ＬＥＤ素子群２５において、第１および第３のＬＥＤ素子２１，２３は基盤１１の外周側に配置し、第２のＬＥＤ素子２２は基盤の中心側に配置し、正三角形の頂点に各々のＬＥＤ素子が位置するようにする。また、３組のＬＥＤ素子群２５も、基盤１１上にて正三角形の頂点位置に夫々のＬＥＤ素子群２５が位置するように配置している。なお、図３において符号１１ｂで示すものは、白色絶縁膜であり、ＬＥＤ素子２１，２２，２３を搭載していない部分の図示しない導体配線層および絶縁層を覆い、基盤１１表面に届く迷光、すなわち導光部材３０表面や配光制御用レンズ６０表面での反射光および透過光など、を導光部材３０およびまたは前面カバー４３に向けて反射するようにしている。
【００２８】
図４および図５は、光源２０の照射方向前方に配設した導光部材３０を示す。導光部材３０は、円柱形状の導光幹部３５と、導光分岐部３４と、３つの導光枝部３１，３２，３３を有し、アクリル樹脂により一体に成形されている。導光枝部３１，３２，３３の端部が前記したＬＥＤ素子２１，２２，２３に対向する導光枝部入射面３６，３６，３６となり、導光幹部３５の端部が導光幹部出射面３７となり導光部材３０に入射したＬＥＤ素子２１，２２，２３の出射光を照射する。
【００２９】
第１の導光枝部３１、第２の導光枝部３２および第３の導光枝部３３は、夫々が一つのＬＥＤ素子群２５を構成する第１のＬＥＤ素子２１、第２のＬＥＤ素子２２および第３のＬＥＤ素子２３に対応するように形成されている。夫々の導光枝部の形状は、基本形状を円柱形状もしくは円錐台形状とし、導光分岐部３４から各々のＬＥＤ素子２１，２２，２３に向かって３方向に直線状に伸びて形成されている。
【００３０】
図６は、第１のＬＥＤ素子２１と、第１のＬＥＤ素子２１に対向する第１の導光枝部３１の要部を示す模式的断面図である。第１の導光枝部３１、第２の導光枝部３２および第３の導光枝部３３の夫々における導光分岐部３４と反対側の端部は、導光枝部入射面３６であり、対応する第１のＬＥＤ素子２１、第２のＬＥＤ素子２２および第３のＬＥＤ素子２３の照射方向前方に対向するように配設されている。３個の導光枝部３１，３２，３３の夫々の導光枝部入射面３６は、図６に示すように中心を凸としたサメ歯形状をなす。中央を凸形状として屈折方向を調整することで、入射面３６に入射した光を導光枝部３２内での内面反射数を少なくして進行させることができる。また、その周囲にサメ歯形状の反射プリズム部を形成することで、中央凸部の傾斜面のままでは反射光成分が多くなり内部取り込みが少なくなる問題を解消することができる。このようにすることで、入射面３６でのＬＥＤ素子２１，２２，２３の夫々の照射光を高い効率で導光部材３０内部に取り込むことができる。また、光の進行方向を夫々の導光枝部の中心軸方向に絞ることができ繰り返し反射の数を減じて反射による損失を低減することができる。
【００３１】
導光枝部入射面３６の形状について更に説明すると、図６に示したように、第１のＬＥＤ素子２１の中心から素子外周までに対応する第１の入射面３６ａと、第１の入射面３６ａより外周側の反射プリズム部からなる。第１の入射面３６ａは、ＬＥＤ素子２１の中心、すなわち光軸側がＬＥＤ素子２１に近い距離とされ、ＬＥＤ素子２１の外周側に向かうにしたがってＬＥＤ素子２１から離れた距離とする傾斜面である。この傾斜角度を適宜調整することで第１の入射面３６ａから入射する光の進行方向を調整する。本実施の形態では導光枝部３１の中心軸とほぼ平行に進む屈折角となるように傾斜角度が設定されている。反射プリズム部は第２の入射面３６ｂと傾斜反射面３６ｃからなる。第２の入射面３６ｂはＬＥＤ素子２１の光軸とほぼ平行とされ、ＬＥＤ素子２１からの直射光の一部および第１の入射面３６ａによる反射光の一部が入射する。傾斜反射面３６ｃは、第１の入射面３６ａと同様な傾き方向とした傾斜面とされている。第２の入射面３６ｂに入射した光は、傾斜反射面３６ｃに向かって進行し、傾斜反射面３６ｃにて、導光枝部３１の中心軸と平行な方向に向かって反射する反射面となる角度とする。傾斜反射面３６ｃはスネルの法則に基づく内面反射を利用する反射面とするのが好適であるが、表面に反射膜を設けてもよい。すなわち、導光枝部３１，３２，３３においては、できるだけ夫々の中心軸と平行に直進させることで内面反射が少なくなるようにしている。
【００３２】
導光枝部入射面３６から入射したＬＥＤ素子からの光は、夫々の導光枝部３１，３２，３３の内部を進んで導光分岐部３４に進む。導光分岐部３４は、３個の導光枝部３１，３２，３３を通ってきた光を合成する。導光幹部３５内は、導光分岐部３４にて合成された第１の導光枝部３１の中を通ってきた第１のＬＥＤ素子２１の光と、第２の導光枝部３２の中を通ってきた第２のＬＥＤ素子２２の光と、第３の導光枝部３３の中を通ってきた第３のＬＥＤ素子２３の光が合成して進行する。導光幹部３５の中心軸と、３個の導光枝部３１，３２，３３の夫々の中心軸は、平行ではなく所定の傾き角をもって一体化されている。したがって、導光幹部３５内においては、内面反射を繰返しながら進むことになる。これにより、３個のＬＥＤ素子２１，２２，２３の照射光は均一に混色される。
【００３３】
さらに、導光幹部３５は、その円柱形状の外径が、第１の導光枝部３１、第２の導光枝部３２および第３の導光枝部３３の夫々の外径よりも大きな大きさとしている。このようにすることで導光幹部３５内においては側面３８が内面反射を行なう繰り返し反射面としてより作用し、より一層混色するものとしている。したがって、側面３８で内面反射を繰返した各々ＬＥＤ素子２１，２２，２３の出射光は均一に混色された後、出射面３７から出射する。
【００３４】
導光部材３０は保持部材１２に取付られている。図２に示すように、保持部材１２を筐体４０内に配設することで、ＬＥＤ素子２１，２２，２３の夫々に対し導光枝部入射面３６が所定の位置となるように配設される。
【００３５】
保持部材１２は、円板形状とされ、円板部１２ｂと、円板中心を通る法線方向に沿って後方に延びる位置決めピン１２ａと、円板部１２ｂの前方側表面の配光制御用レンズ保持部１２ｃを有する。位置決めピン１２ａは基盤１１の中央に設けた孔に一部が挿入して位置決めを行なう。このとき、導光枝部入射面３６の夫々と、ＬＥＤ素子２１，２２，２３の夫々が接触しないように高さ方向の位置を規制する。円板部１２ｂの一部には開口が設けられ、開口に導光幹部出射面３７が位置する。
【００３６】
図７および図８は配光制御用レンズ６０を説明するもので、図７が水中ライト１の照射方向斜め前方から観た斜視図、図８が水中ライト１の照射方向斜め後方から見た斜視図である。本実施の形態においては、３組のＬＥＤ素子群２５を設け、夫々のＬＥＤ素子群２５に対応して３個の導光部材３０を設けている。そこで、配光制御レンズ６０も、３個のプリズム部６３を有している。プリズム部６３は、配光制御レンズ６０の後方に突出する略円錐台形状をなす。円錐台形状の円錐斜面の外周面６４と、頂部に設けた凹部６１を有する。３個のプリズム部６３は、アクリル樹脂により成形され、別体に作製した白色樹脂からなる円板部６２の円形の開口に嵌合して固定することで一体化されている。円板部６２は、配光制御用レンズ保持部１２ｃに取り付けることで保持部材１２に固定されている。また、各々のプリズム部６３の凹部６１と反対側の出射面表面は波打ち面６５とされており、細かく波打った非平面とすることで、より一層ＬＥＤ素子群２５の混色度合いを高めている。
【００３７】
プリズム部６３と導光幹部出射面３７は適宜の距離を隔てて配設され、プリズム部６３は、導光幹部出射面３７から出射した光が略平行光線として波打ち面６５に向かうように設計されている。凹部６１は、導光幹部３５の外径よりも大きな内径とした井戸形状を形成する。凹部６１の内径を導光幹部出射面３７よりも大きくすることで、凹部６１の内側の側面および凹部底面が出射面３７から照射される光の主たる入射面となる。凹部底面は中央部を凸とした曲面である。凹部底面は、導光幹部出射面３７と互いの中心が対向するように配設し、出射面３７から出射した光が、凹部底面にて屈折して入光することで略平行光線としている。凹部側面は、出射面３７から出射した光が、凹部側面にて屈折して入射した後、外周面６４にて内面反射することで略平行光線としている。したがって、出射面３７の大きさを小さくすれば、配光制御レンズ６０との距離、レンズ径を小さくすることができる。
【００３８】
混色したいＬＥＤ素子間の距離を短くして近接配置すれば、照射光が混色されるまでの距離を短くすることができる。本実施の形態においては、面実装タイプのＬＥＤ素子を基盤１１上に搭載している。面実装タイプのＬＥＤ素子は小型ではあるものの、基盤１１上に実装する場合、隣接するＬＥＤ素子の発光中心間の距離は、反射枠や外部接続端子等を考慮して数ｍｍ程度離さなくてはならない。それゆえ隣接する導光枝部入射面３６間の距離も同様に離れる。前記配光制御レンズ６０を小さくする場合、換言すればプリズム部６３を小さくする場合、導光部材３０の出射面３７を小さくする必要がある。出射面３７を小さくすれば配光制御レンズ６０との距離、レンズ径（プリズム部６３の径）を小さくすることができる。
【００３９】
例えば、導光枝部３１の形状を円柱形状ではなく、ＬＥＤ素子２１側が大径で、導光分岐部３４側が小径の円錐状とした導光枝部を仮定した場合には、入射する光に対して出射面からでる光の量（効率）は入射面から出射面までの距離が１５ｍｍで６３％程度であり、２５ｍｍで６９％程度である。これは、内面で反射する光が反射するたびに反射角度が変化するため、出射面に到達した光が出射面で反射されて戻るってしまうため効率が低い。これに対し、本実施の形態の略円柱形状の導光枝部とした場合には、入射した光の角度が変化しない光が多くなる。それゆえ、入射面から出射面までの距離が１５ｍｍで７４％程度、２５ｍｍで８０％程度となり、高効率で利用することができる。よって、プリズム部６３および導光部材３０を小型化することができる。
【００４０】
また、導光幹部３５内で光は内面反射を繰り返し、入射面から入射した光を均一に混合する。このとき、混色の均一度合いについて、円柱部の長さは円柱の径によって決まり、径に対して長ければ長いほど均一になる。本発明者達の検討によれば、径に対して３倍以上の長さがあれば、水中においてもほぼ均一に混色されていた。
【００４１】
例えば、円柱の長さ（導光幹部３５の長さ）を２０ｍｍにした場合において、第１のＬＥＤ素子２１のみ点灯したときの導光部材３０、配光制御用レンズ６０を通した後の光度分布は、ビーム半値角１０°程度で均一な配光が形成されている。また、同じ導光部材３０、配光制御用レンズ６０を用いて、第２のＬＥＤ素子２２のみ点灯したときの光度分布は、第１のＬＥＤ素子２１のみを点灯させた場合とほぼ同じ配光が得られている。すなわち、第１のＬＥＤ素子２１による白色光と、第２のＬＥＤ素子２２による橙色の各々の光は、波打ち面６５を同一とし、それぞれの光の配光パターンも一致する。したがって、第１のＬＥＤ素子２１と第２のＬＥＤ素子２２の光源間の出力割合を変化させても照射面を色むらなく照射することが可能である。
【００４２】
また、本発明者達は、水中において行なう写真またはビデオ撮影用の光源としての利用を想定して、通常の撮影距離として１０ｍ以内、特に５ｍ以内における演色性および色ムラの評価を行なった。その結果、水中においては波長の違いによる減衰率が異なり、赤色が減衰し易い。そこで、赤色成分の光を混色性の高い状態で照射することが好適である。本実施の形態の水中ライトにおいては、蛍光体を用いた白色ＬＥＤに赤色光でなく橙色光を照射する第２のＬＥＤ素子２２を用いたほうが、赤色のＬＥＤ素子を用いた場合よりも距離による色変化の割合が小さかった。そこで、橙色のＬＥＤ素子を第２のＬＥＤ素子２２として用いて距離による色変化の度合いも小さくしている。
【００４３】
基盤１１の後面には、放熱部材５０がベース金属１１ａに取付けられている。放熱部材５０はアルミニウム（Ａｌ）からなり、基盤１１の外径と略一致する円板状のフランジ部と、基盤１１の中心の背面側において後ろ方向に伸びる中央部を備える。円板状のフランジ部の外周は、筐体４０内面に設けた段差部４９ａに当接して位置決めされている。筐体４０と放熱部材５０および基盤１１、放熱部材５０と基盤１１の夫々は、熱伝導グリースを塗布した後に取付固定されている。したがって、ＬＥＤ素子２１，２２，２３が点灯した際に生じる発熱は、基盤１１および放熱部材５０を介して外部に放熱される。
【００４４】
筐体４０の内面には２箇所の段差部４９ａ，４９ｂが形成されており、段差部４９ａが放熱部材５０と当接して位置決めを行ない、段差部４９ｂが保持部材１２と当接して位置決めを行なうものとされている。また、筐体４０の外周には、２箇所の凹凸領域４１，４２が形成されている。第１の凹凸領域４１は、段差部４９ａに対応する外周に設けられている。第１の凹凸領域４１は筐体４０に複数の溝を設けた外周リング形状をなし、基盤１１および放熱部材５０を通して筐体４０に移動した伝熱を効率よく放熱可能なものとしている。水中ライト１は、水中で使用するものであるため、溝中に周囲の水が入り込み、効率的に冷却することができる。なお、第２の凹凸領域４２は、段差部４９ｂに対応する外周と前面カバー４３の間の筐体外周に形成されており、基盤１１に当接している保持部材１２を伝わった熱を放熱する。筐体４０は、熱伝導性および放熱性と強度を考慮して、金属材料により形成している。
【００４５】
筐体４０の後ろ側には、蓋部４５が筐体４０の後ろ側内面と螺合してＯリング４８により防水構造で嵌合する。蓋部４５内面は電池１０を収容可能な大きさとされている。筐体４０の前側には、前面カバー４３がネジ４４および図示しないＯリングにて防水構造で筐体４０に取付られている。前面カバー４３はガラスまたはポリカーボネイトなどの透光性に優れた材料のものを用いる。前面カバー４３と配光制御用レンズ６０を一体に形成しても良い。
【００４６】
＜他の実施の形態＞
本発明に係る他の実施の形態として、例えば、次のような水中ライトも本発明に包含される。なお他の実施の形態においては、先の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付して説明し、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４７】
本発明に係る他の実施の形態として、各々のＬＥＤ素子群２５のＬＥＤ素子２１，２２，２３を、他の発光色のＬＥＤ素子とすることもできる。第１のＬＥＤ素子２１として青色発光を行なう半導体発光層を備えたＩｎＧａＮ系のＬＥＤチップを用い、第２のＬＥＤ素子２２として緑色発光を行なう半導体発光層を備えたＩｎＧａＮ系のＬＥＤチップを用い、第３のＬＥＤ素子２３として赤色発光を行なう半導体発光層を備えたＡｌＧａＡｓ系のＬＥＤチップを用いる。このように３原色の発光のＬＥＤ素子を用いて、混色表示にて白色を照射する水中ライトとすることもできる。
【００４８】
また、先の実施の形態の導光部材３０の代わりに基盤固定部を設けた導光部材を用いて光源２０との位置あわせ精度を向上させても良い。図９は、基盤固定部３０１を設けた導光部材３００を示す斜視図である。図９に示すように、導光枝部３１，３２，３３の夫々に基盤固定部３０１を一体に成形している。基盤固定部３０１は中央に基盤１１に固定するためのネジ孔が設けられており、ネジにて基盤１１に固定することで、導光枝部３１，３２，３３の夫々に対応するＬＥＤ素子２１，２２，２３の夫々との位置精度を向上させることができる。特に、本実施の形態においては、入射面３６の形状を、導光枝部の中心軸と略平行に向かって直進して進むような入射面形状としているので、入射面３６近傍に基盤固定部３０１を設けても、入射した光の損失を小さくすることができ好適である。
【００４９】
また、先の実施の形態では、ＬＥＤ素子２１，２２，２３として面実装タイプのものを用いたが、面実装タイプの替わりに、図１０に示すように、ＬＥＤチップを直接、基盤１１上に搭載したものを用いても良い。第１のＬＥＤ素子２２１としてＩｎＧａＮ系の青色発光のＬＥＤチップを用いＹＡＧ系の蛍光体を混合したモールド樹脂２３１にて被覆したものとし、第２のＬＥＤ素子２２２としてＡｌＧａＩｎＰ系の橙色発光または赤色発光のＬＥＤチップを配設し透明なモールド樹脂２３２にて覆ったものを用いる。導光枝部３１，３２の夫々は、対応するＬＥＤチップからなるＬＥＤ素子２２１およびＬＥＤ素子２２２に対向して設置する。なお、符号２４０は各々のＬＥＤ素子（ＬＥＤチップ）の周囲に設けた反射壁である。
【００５０】
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。例えば、４組以上のＬＥＤ素子群を設けたり、１組のＬＥＤ素子群のみとしたものも本発明に包含される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る水中ライトは、水中での写真撮影やビデオ撮影用の照明光源、水中でのダイビング活動用の照明光源などの用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１    水中ライト
１０    電池
１１    基盤
１２    レンズ保持部材
２０    光源
２１    第１の発光ダイオード素子
２２    第２の発光ダイオード素子
２３    第３の発光ダイオード素子
２５    ＬＥＤ素子群
３０    導光部材
３１    第１の導光枝部
３２    第２の導光枝部
３３    第３の導光枝部
３４    導光分岐部
３５    導光幹部
３６    導光枝部入射面
３７    導光幹部出射面
３８    導光幹部側面（繰り返し反射面）
４０    筐体
４３    前面カバー
４５    蓋部
４７    スイッチ
５０    放熱部材
６０    配光制御用レンズ
６３    プリズム部
６４    外周面
６５    波打ち面
【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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