(57)【要約】【課題】光のロスを抑制して出射された光の有効な利用を図ることができる照明装置を提供すること。【解決手段】本発明は、基板４１と、この基板４１に実装された少なくとも前方及び側方に光を出射する複数の発光素子４２と、前記基板４１の前面側に配設されるとともに、前記複数の発光素子４２ごとにそれぞれ対向して基板４１に当接又は近接する複数の開口部５ｉと、この開口部５ｉから前面側へ向けて拡開するように形成された反射面５ｆとを備えた反射体５と、前記複数の発光素子４２ごとにそれぞれ対応して接続されるとともに、前記反射体５の開口部５ｉと位置をずらせて反射体５の背面側へ位置するように前記基板４１に実装された回路部品４３とを備える照明装置１である。【選択図】図１１
2012256572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
この基板に実装された少なくとも前方及び側方に光を出射する複数の発光素子と；
前記基板の前面側に配設されるとともに、前記複数の発光素子ごとにそれぞれ対向して基板に当接又は近接する複数の開口部と、この開口部から前面側へ向けて拡開するように形成された反射面とを備えた反射体と；
前記複数の発光素子ごとにそれぞれ対応して接続されるとともに、前記反射体の開口部と位置をずらせて反射体の背面側へ位置するように前記基板に実装された回路部品と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子は、半径の異なる略同心円の周上に実装され、前記回路部品は、周上の外周側に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記回路部品は、バイパス用コンデンサであることを特徴とする請求項１又は請求項２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、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、光源としてＬＥＤ等の発光素子を基板に複数実装して所定の光量を得るようにする照明装置が開発されている。この照明装置は、例えば、天井面に埋め込んで使用されるダウンライトとして用いられている。
【０００３】
この種、照明装置においては、図１３に示すように、基板の前面側に反射体が設けられる場合がある。この反射体は、ＬＥＤ等の発光素子のそれぞれに対応する反射面を有していて、発光素子から出射される光を個別に配光制御する機能を有している。この反射面は、前面側へ向けて拡開する形状をなしており、その背面側、すなわち、発光素子側には、やや拡大した開口が形成されている。
【０００４】
そして、この開口の外周側に拡大した窪み部分に、基板に実装された小形の回路部品、例えば、発光素子の破壊やダメージを防止するためのチップコンデンサが配置されるようになっている。このため、回路部品は、前面側から隠れて視認しにくくなっている。
【０００５】
一方、発光素子は、表面実装式のＬＥＤパッケージが用いられており、このＬＥＤパッケージは、概略的にはセラミックスで形成されたキャビティー内に配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。キャビティーの内面はリフレクタの機能を有しており、前面側へ向けてテーパ状に広がった形態をなしている。
【０００６】
したがって、図１４に示すように、ＬＥＤチップから出射される光は、主として直接前方へ照射され、また、一部の光は、反射面に反射されて前方へ照射される。
【０００７】
ところで、ＬＥＤ等の発光素子において、キャビティーを省略することで、光の出射の効率を高め、配光範囲を広くすることが可能なＬＥＤパッケージが開発されている。このＬＥＤパッケージは、例えば、ＬＥＤチップの略全周がモールド用の透光性樹脂で被覆されていて、ＬＥＤチップから出射される光は、ＬＥＤパッケージの略全周から出射されて、前方のみならず側方へも照射されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような発光素子を用いた場合、図１５に示すように、ＬＥＤパッケージの側方へ出射された光は、回路部品や上記開口の外周側に拡大した窪み部分に照射され、多重反射してこれらが障害物となってロスが発生し、出射された光が有効に利用されないという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、少なくとも前方及び側方に光を出射する発光素子を用いた場合において、光のロスを抑制して出射された光の有効な利用を図ることが可能な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】
【００１１】
本発明の実施形態による照明装置は、基板と、この基板に実装された少なくとも前方及び側方に光を出射する複数の発光素子とを備えている。
【００１２】
また、前記基板の前面側に配設されるとともに、前記複数の発光素子ごとにそれぞれ対向して基板に当接又は近接する複数の開口部と、この開口部から前面側へ向けて拡開するように形成された反射面とを備えた反射体を有している。
【００１３】
また、前記複数の発光素子ごとにそれぞれ対応して接続されるとともに、前記反射体の開口部と位置をずらせて反射体の背面側へ位置するように前記基板に実装された回路部品を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、光のロスを抑制して出射された光の有効な利用を図ることが可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【図２】同照明装置における器具本体を分解して示す斜視図である。
【図３】同照明装置における一部を図４のＣ−Ｘ線に沿って切断して示す側面図である。
【図４】同照明装置における器具本体を前面側から見た平面図である。
【図５】同照明装置の基板を示す斜視図である。
【図６】同照明装置の基板の配線パターン層を示す平面図である。
【図７】同照明装置の基板の配線パターン層と、発光素子及び回路部品との配置関係を示す平面図である。
【図８】同照明装置の反射体の前面側を示す斜視図である。
【図９】同照明装置の反射体の背面側を示す斜視図である。
【図１０】同照明装置における反射体と、発光素子及び回路部品との配置関係を示す平面図である。
【図１１】同じく、照明装置における反射体と、発光素子及び回路部品との配置関係を示し、図４のＹ−Ｙ線に沿って切断して示す断面図である。
【図１２】図１１中の一部を拡大して示す模式的説明図である。
【図１３】従来例を示す図１１に相当する断面図である。
【図１４】従来例の一部を拡大して示す模式的説明図である。
【図１５】従来例の一部を拡大して示す模式的説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る照明装置について図１乃至図１２を参照して説明する。なお、各図において、同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１７】
図は、照明装置として天井Ｃに埋め込んで使用されるダウンライト１を示している。図１乃至図３に示すように、ダウンライト１は、装置本体２と、この装置本体２に連結された電源ユニット２０とを有している。
【００１８】
装置本体２は、熱伝導性を有して略筒状に形成されている。この本体２は、配光部材３と、光源部４と、反射体５と、カバー６とを備えている。また、本体２の外周側の３個所には、取付け用板ばね７が装着されている。
【００１９】
本体２は、内周面が前面側、すなわち、下方に向かって広がる傾斜状に形成されている。本体２は、熱伝導性の良好な材料、例えば、アルミニウム合金製のダイカストで形成されている。本体２の外面は、白色のメラミン樹脂系塗料によって焼付塗装されている。なお、熱伝導性を確保できれば、本体２は、他の材料で形成してもよい。また、本体２の外面には、鉛直方向に延びる複数の放熱フィン２１が形成されている。さらに、本体２は、光源部４が密着して配設される円形状の平坦面を有している。
【００２０】
配光部材３は、本体２の内周面に沿うように形成されている。つまり、本体２の内周面と同様に、前面側に向かって広がる傾斜状に形成されている。配光部材３は、熱伝導性を有する例えば、鉄板等の金属材料で形成されている。配光部材３の内周面は、白色のメラミン樹脂系塗料によって焼付塗装されている。配光部材３には、前面側に向かうに従い広がった略円形の開口端部に、化粧枠として外周方向に延びる環状のフランジ３１が一体に形成されている。
【００２１】
このように構成された配光部材３は、光源部４の周囲を囲むように配設されている。配光部材３は、前面側に向かって広がる傾斜状の形態によって、光源部４から出射される光を配光制御する機能を有する。例えば、グレアを抑制する機能を有する。
光源部４は、図５乃至図７に示すように、基板４１と、この基板４１に実装された複数の発光素子４２とを備えている。
【００２２】
基板４１は、略円形の板状をなし、表面側には、光源となる発光素子４２が複数個実装されている。具体的には、中央部に４個、その周囲に８個、さらに最外周に１４個の合計２６個が実装されている。つまり、発光素子４２は、半径の異なる略同心円の複数の周上（内側、中間、外側）に並べられて実装されている。また、基板４１は、本体２と熱的に結合されるようになっている。
【００２３】
基板４１には、各発光素子４２の放熱性を高めるうえで、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた金属材料をベース板として適用するのが好ましい。このような基板４１として、アルミニウム製のべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板が用いられている。なお、ベース板の材料は、絶縁材とする場合には、ガラスエポキシ樹脂（ＦＲ−４）やガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）等の合成樹脂材料を適用できる。
【００２４】
発光素子４２は、ＬＥＤであり、表面実装型のＬＥＤパッケージである。このＬＥＤパッケージは、アノード側端子及びカソード側端子を有する素子基板にＬＥＤチップが配設され、その略全周がモールド用の透光性樹脂で被覆されて構成されている。したがって、ＬＥＤチップから出射される光は、ＬＥＤパッケージの略全周から出射されて、前方のみならず側方へも照射されるようになっていて、配光範囲が広いものとなっている。
【００２５】
ＬＥＤチップは、青色光を発光するＬＥＤチップである。透光性樹脂には、蛍光体が混入されており、白色光を出射できるようにするために、青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。
なお、本実施形態のＬＥＤパッケージには、１つのＬＥＤパッケージに８個のＬＥＤチップが配設されたものを用いている。
【００２６】
また、基板４１の表面側には、複数の発光素子４２にそれぞれ対応して回路部品としてコンデンサ４３が実装されている。このコンデンサ４３は、対応する発光素子４２の外周側に配置されており、電気的には、各発光素子４２に並列に接続されるようになっている。したがって、コンデンサ４３は、配置的には、半径の異なる略同心円の周上に並べられて実装された各発光素子４２の外周側に実装されている。具体的には、内側の周上、中間の周上、外側の周上に実装された各発光素子４２に対応して、各発光素子４２の外側に配置されるようになっている。
【００２７】
コンデンサ４３は、ノイズに対してインピーダンスが低くなるバイパス素子として機能するバイパス用コンデンサであり、セラミックチップコンデンサを用いている。具体的には、例えば、電源ラインにノイズが重畳した場合に、このノイズは発光素子４２には流れず、コンデンサ４３を流れてバイパスされるようになる。したがって、ノイズに起因する発光素子４２の破壊や誤点灯を防止することが可能となる。
【００２８】
図５及び図６に示すように、基板４１は、ベース板の一面に絶縁層が積層され、その上に配線パターン層４１ａが積層され、さらに、その上に反射層４１ｂが積層されて形成されている。
【００２９】
図６は、基板４１における配線パターン層４１ａを示している。配線パターン層４１ａは、略中央部に円形状をなすように銅箔のパターンがエッチングによって形成されている。なお、配線パターン層４１ａの領域の外周には熱伝導パターン層４１ｃが配線パターン層４１ａと同時に銅箔によって形成されており、絶縁層上は、配線パターン層４１ａ及び熱伝導パターン層４１ｃによって略全面が覆われている。
【００３０】
配線パターン層４１ａの領域は、発光素子４２の実装個数に対応して複数のブロックに区画されていて、発光素子４２のアノード側端子及びカソード側端子がブロックを跨って接続されるようになっている。また、同様に、コンデンサ４３がブロックを跨って接続されるようになっている。
【００３１】
配線パターン層４１ａは、発光素子４２から発生する熱を拡散するヒートスプレッダとしての機能を有している。したがって、配線パターン層４１ａは、各発光素子４２が発生した熱を放熱させた場合に、基板４１上の温度分布がだいたい均一になるように各ブロックの面積が設定されている。
【００３２】
熱伝導パターン層４１ｃは、配線パターン層４１ａの円形状の領域の外周に沿うように形成されている。また、絶縁距離を確保するため、配線パターン層４１ａの領域とは、所定の距離を空けて形成されている。前記配線パターン層４１ａは、発光素子４２が接続され電気的に導通されるパターン層であるのに対し、この熱伝導パターン層４１ｃは、電気的には接続されない非導通のパターン層である。
【００３３】
反射層４１ｂは、各発光素子４２、各コンデンサ４３が実装され端子が接続される部分やコネクタが接続される部分を除いて略全面に亘って形成されている。反射層４１ｂは、具体的には、白色のフォトソルダータイプのレジストインキ材料を用いて形成したものであり、光の反射率が良好な白色のレジスト層である。このレジスト層は、複数回塗布されて膜厚寸法が約４０μｍに形成されている。
【００３４】
図７は、配線パターン層４１ａと発光素子４２及びコンデンサ４３との位置関係を示すため、説明上、発光素子４２及びコンデンサ４３破線で示している。発光素子４２及びコンデンサ４３は、配線パターン層４１ａのブロック間に跨って半田付けされて接続されている。
【００３５】
基板４１の表面側には、白色のポリカーボネートやＡＳＡ樹脂等によって形成された反射体５が配設されている。反射体５は、発光素子４２から放射される光を発光素子４２ごとに個別に配光制御し、効率的に照射する機能をなしている。
【００３６】
図８、図９及び図１１に代表して示すように、反射体５は、円板状をなし、各隔壁５ｓの稜線部によって複数の開口部として入射開口５ｉが形成されている。具体的には、発光素子４２と対向して２６個の入射開口５ｉが形成されている。反射体５の外周にはリング状に外周縁部５ｂが形成されている。中央部には４個の入射開口５ｉ、その周囲には８個の入射開口５ｉ、さらにその周囲の最外周には１４個の入射開口５ｉが形成されている。
【００３７】
さらに、図９に示すように、入射開口５ｉ、すなわち、開口部の背面側には、基板４１の表面側に当接又は近接されるリング状の対接部５ｃが形成されており、これら開口部の相互の間には、所定のスペースＳが形成されるようになっている。
【００３８】
また、反射体５には、入射開口５ｉを通過した光が出射する出射開口５ｏが形成されている。入射開口５ｉから出射開口５ｏにわたる各隔壁５ｓによって、略椀状の反射面５ｆが形成されている。この反射面５ｆは、入射開口５ｉから出射開口５ｏ、すなわち、入射開口５ｉから前面側へ向かって拡開しており、各入射開口５ｉごとにひとつの反射面５ｆを構成している。
【００３９】
カバー６は、透光性を有し円形状に形成されている。このカバー６は、反射体５の前面側に配設され、反射体５を覆うようになっている。なお、カバー６は、透光性を有していれば、白色、半透明又は拡散性を有するものを適用できる。
次に、主として図１０及び図１１を参照して、基板４１と反射体５との組み合わせ状態について説明する。
【００４０】
まず、図１０に示すように、基板４１の前面側に反射体５が配置され、反射体５の入射開口５ｉに対応して各発光素子４２が配置されるようになる。また、回路部品としてのコンデンサ４３（破線で示す）は、入射開口５ｉからずれて配置され、反射体５の背面側へ位置されるようになる。したがって、コンデンサ４３は、反射体５の背面側に隠れるようになり、前面側から視認されることはない。
【００４１】
より詳しくは、図１１に示すように、開口部である入射開口５ｉの背面側に形成された対接部５ｃが基板４１の表面側に当接されている。この状態においては、各発光素子４２は、その略全周囲が反射面５ｆに包囲されるようになる。
一方、発光素子４２ごとに対応して実装されたコンデンサ４３は、反射体５の背面側のスペースＳに配置されるようになる。
【００４２】
なお、開口部における対接部５ｃは、基板４１の表面側に当接される場合が好ましいが、これに限らず、近接するような場合であってもよい。要は、発光素子４２の略全周囲が反射面５ｆに包囲されるような状態になればよい。
【００４３】
また、一般に発光素子４２のバイパス素子として用いられるコンデンサ４３は、発光素子４２に比べて小形であり、本実施形態のコンデンサ４３は基板の実装面からの高さ寸法が発光素子４２よりも低い。
【００４４】
図１及び図３に示すように、電源ユニット２０は、電源回路２１、電源端子台２２及びアーム状の取付部材２３を備えている。取付部材２３は、前記装置本体２へ取付けられる固定部２３ａと、この固定部２３ａにヒンジ２３ｃを介して連結された取付部２３ｂとから構成されている。この取付部２３ｂの下面側には、電源回路基板を含む電源回路２１が取付けられている。
【００４５】
電源回路基板には、制御用ＩＣ、トランス、コンデンサ等の電気部品が実装されている。電源回路基板は、発光素子４２が実装された基板４１に電気的に接続されている。電源回路基板の電源回路２１によって発光素子４２は点灯制御される。また、取付部２３ｂの下面側後部には、商用電源に接続され電源回路２１に給電する電源端子台２２が取付けられている。取付部材２３の固定部２３ａは、前記装置本体２の上部にねじ等の固定手段によって取付けられている。
【００４６】
ダウンライト１は、図３に破線で示す天井面Ｃの埋込み穴に電源ユニット２０側から挿入される。そして、天井面Ｃの裏側に埋込まれた状態で、取付け用板ばね７の弾性力を伴って支持される。この場合、配光部材３の環状のフランジ３１は、天井面Ｃの埋込み穴より大径である。それゆえダウンライト１が天井面Ｃに設置された状態で埋込み穴の周縁に下方から引っ掛かるようになっている。なお、取付部材２３の後端側には支持脚２３ｄが設けられている。この支持脚２３ｄは天井面Ｃの裏面に当接して取付部材２３を支える。
【００４７】
以上のような構成において、電源ユニット２０に通電されると、電源回路２１が動作する。基板４１に電力が供給されることによって、複数の発光素子４２が発光する。
【００４８】
図１２に示すように、発光素子４２から出射される光は、発光素子４２の略全周に亘って照射される。したがって、発光素子４２から出射される光は、直接前方へ照射され、また、発光素子４２は、その略全周囲が反射面５ｆに包囲されるようになっているので、側方に向かう一部の光は、反射体５の各反射面５ｆでいったん反射されることによって配光制御され、前方へ照射される。さらに、側方に向かう一部の光は、基板４１の表面方向、つまり、後方に向かい反射層４１ｂに反射されて前方へ照射されるようになる。
したがって、発光素子４２から出射される光のロスを抑制して出射された光を利用方向に向けることができ、光の有効な利用を図ることが可能となる。
これらの光は、透光性のカバー６を透過して前方に照射される。さらに、この前方に照射された光は、配光部材３によって全体的に配光制御されて照射される。
【００４９】
発光素子４２の発光中は、熱が発生する。発光素子４２から発生する熱は、主として基板４１の裏面側から本体２へ伝わる。この熱は、本体２の端の方まで全体へ伝導されるとともに、伝導する過程で放熱フィン２１から放熱される。配光部材３は、基板４１の周縁部と熱的に結合されており、配光部材３は、熱伝導性を有する金属材料で形成されているので、基板４１の周縁部から熱が良好に伝導される。
【００５０】
また、この場合、基板４１の熱は、中央部が高くなる傾向にあるが、コンデンサ４３は、半径の異なる略同心円の周上に並べられて実装された各発光素子４２の外周側に実装されているので、温度が高温になる中央部から離れる方向に配置されることになり、コンデンサ４３の温度による寿命等の影響を軽減することが可能となる。
【００５１】
以上のように本実施形態によれば、少なくとも前方及び側方に光を出射する発光素子４２を用いた場合において、光のロスを抑制して出射された光の有効な利用を図ることが可能な照明装置を提供することができる。また、コンデンサ４３は、出射された光の障害物となることがなく、反射体５の背面側に位置させることができる。
【００５２】
本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。上記実施形態においては、発光素子として、略全周がモールド用の透光性樹脂で被覆されて構成され、全周方向に光を出射できる表面実装型のＬＥＤパッケージを適用した場合について説明したが、この形式に限定されるものではない。例えば、ＬＥＤチップを配設するキャビティーを深さの浅い形態として、ＬＥＤチップからの光を前方及び側方へ出射できる形式のＬＥＤパッケージを適用するようにしてもよい。
【００５３】
また、基板の形状は、円形状や四角形等の多角形状に形成できる。さらに、上記実施形態においては、装置本体と電源ユニットとをそれぞれ別に構成し、両者を連結する形態について説明したが、装置本体と電源ユニットとは、一体化するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・照明装置（ダウンライト）、２・・・装置本体、
３・・・配光部材、４・・・光源部、
４１・・・基板、４２・・・発光素子（ＬＥＤ）、
４３・・・回路部品（コンデンサ）、
５・・・反射体、５ｉ・・・開口部（入射開口）、
５ｆ・・・反射面、６・・・カバー
【図１】
2012256572.tif 000003
【図２】
2012256572.tif 000004
【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】
2012256572.tif 000016
【図１５】
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