(57)【要約】【課題】本発明は、良好な配光を確保しつつ、厚みを小さくすることができるＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】導光体４は、適切な配光が得られる仮想反射面の断面線７ａに、ＬＥＤ素子２の中心点から所定距離だけ離れた位置の点２から導光体４に向けて放射状に任意の角度の投射線９，９・・・を下ろして交差させた点で、断面線７ａを分割するとともに、該分割線のうち、入射光を全て入射できる厚み線間に収まっていない分割線を該厚み線間に収まるように相似拡大または縮小し、相似拡大または縮小された分割線間の接続を、該接続点を通る前記投射線と同じか該投射線より小さな角度の接続線で接続することにより、形成される曲線群を断面線７とする反射面を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を固定する少なくとも一つのＬＥＤモジュールと、該ＬＥＤモジュールのＬＥＤ素子側に対向するように並設された導光体とを備え、ＬＥＤモジュールのＬＥＤ素子から発光されて導光体内に伝搬された入射光を導光体の反射面で反射して前方に照射軸に沿って照射するよう構成されたＬＥＤ照明装置であって、
適切な配光が得られる導光体の仮想反射面の断面線に、ＬＥＤ素子の中心点から所定距離だけ離れた位置の任意点から導光体に向けて放射状に任意の角度の投射線を下ろして交差させた点で、断面線を分割するとともに、該分割線のうち、入射光を全て入射できる厚み線間に収まっていない分割線を該厚み線間に収まるように相似拡大または縮小し、相似拡大または縮小された分割線間の接続を、該接続点を通る前記投射線と同じか該投射線より小さな角度の接続線で接続することにより、形成される曲線群を断面線とする反射面を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記任意点は、ＬＥＤ素子の中心点から前記照射軸方向に設定されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記任意点は、前記照射軸方向において導光体の上面に対してＬＥＤ素子の中心点と対称位置に設定されることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記分割線は、投射線間に収まりつつ相似拡大または縮小されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記厚み線は、ＬＥＤモジュールの厚みに対応した線であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関し、特に、ＬＥＤを応用したＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、カメラ等の携帯電子機器にＬＥＤを応用したＬＥＤ照明装置が搭載されて、普及されている。
【０００３】
例えば、図５に示すように、ＬＥＤ照明装置１１は、電極パターンが形成された回路基板１２と、該回路基板１２上に実装され反射面を備えた筐体１３と、該筐体１３に固定される発光体としてのＬＥＤ素子１４と、筐体１３の上に設けられるレンズ体１５とで構成されている。
【０００４】
かかるＬＥＤ照明装置１１では、ＬＥＤ素子１４の上方側（照射対象側）に対向するようにレンズ体１５を配置することで、ＬＥＤ素子１４から発光された光が筐体１３の反射面によって反射されるとともに、上方へ放射された光がレンズ体１５によって集光されるため、良好な放射光量を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２７９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種のＬＥＤ照明装置１１では、発光面であるレンズ体１５をＬＥＤ素子１４の上方側に対向するように配置して配光を確保するため、ＬＥＤ照明装置１１自体の厚みが大きくなり、携帯電子機器等への搭載に対し問題となる場合がある。
【０００７】
また、このような問題を解決するために、例えば、液晶表示装置用照明装置のサイドライト型等に使用される導光体の採用が考えられる。但し、この種の導光体は、液晶パネルの側面側から直上の液晶パネルに均一に光を発光するためのものであり、携帯電話、カメラ等での撮影時の配光に対応していない。
【０００８】
そのため、良好な配光を確保しつつ、厚みを小さくすることができるＬＥＤ照明装置が望まれている。
【０００９】
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、良好な配光を確保しつつ、厚みを小さくすることができるＬＥＤ照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子を固定する少なくとも一つのＬＥＤモジュールと、該ＬＥＤモジュールのＬＥＤ素子側に対向するように並設された導光体とを備え、ＬＥＤモジュールのＬＥＤ素子から発光されて導光体内に伝搬された入射光を導光体の反射面で反射して前方に照射軸に沿って照射するよう構成されたＬＥＤ照明装置であって、適切な配光が得られる導光体の仮想反射面の断面線に、ＬＥＤ素子の中心点から所定距離だけ離れた位置の点から導光体に向けて放射状に任意の角度の投射線を下ろして交差させた点で、断面線を分割するとともに、該分割線のうち、入射光を全て入射できる厚み線間に収まっていない分割線を該厚み線間に収まるように相似拡大または縮小し、相似拡大または縮小された分割線間の接続を、該接続点を通る前記投射線と同じか該投射線より小さな角度の接続線で接続することにより、形成される曲線群を断面線とする反射面を備えることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、適切な配光が得られる導光体の仮想反射面の断面線に、ＬＥＤ素子の中心点から所定距離だけ離れた位置の点から導光体に向けて放射状に任意の角度の投射線を下ろして交差させた点で、断面線を分割するとともに、該分割線のうち、入射光を全て入射できる厚み線間に収まっていない分割線を該厚み線間に収まるように相似拡大または縮小し、相似拡大または縮小された分割線間の接続を、該接続点を通る前記投射線と同じか該投射線より小さな角度の接続線で接続することにより形成される曲線群を断面線とする反射面を備えているため、ＬＥＤ素子から発光されて導光体内を伝搬された光を全て導光体の反射面によって反射させ、照射軸方向の照射対象に照射することができ、ＬＥＤ素子からの光を有効に利用できるとともに、良好な配光を確保することができる。また、従来のＬＥＤ照明装置のように発光面であるレンズ体をＬＥＤ素子の上方側に対向するように配置する場合に比し、厚みを小さくすることができる。つまり、本来であれば、厚みが大きくなってしまう仮想反射面を適宜分割し、所定の厚み範囲内に収まるようにそれぞれを相似拡大または縮小することにより、良好な配光を確保しつつ（仮想反射面の反射特性を実現しつつ）、厚みを小さくすることができる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明において、前記任意点は、ＬＥＤ素子の中心点から前記照射軸方向に設定されることが好ましい。
【００１３】
また、請求項３記載の発明において、前記任意点は、前記照射軸方向において導光体の上面に対してＬＥＤ素子の中心点と対称位置に設定されることが好ましい。
【００１４】
また、請求項４記載の発明において、前記分割線は、投射線間に収まりつつ相似拡大または縮小されることが好ましい。
【００１５】
また、請求項５記載の発明において、前記厚み線は、ＬＥＤモジュールの厚みに対応した線であることが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、導光体の厚みをＬＥＤモジュールの厚み範囲内に収めて小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
これにより、良好な配光を確保するとともに、小型化可能なＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置の構成を示す図であって、（ａ）はＬＥＤ照明装置の断面図、（ｂ）は、ＬＥＤ照明装置の斜視図
【図２】同ＬＥＤ照明装置の説明図であって、（ａ）は、仮想反射面を示す図、（ｂ）は、仮想反射面が分割されて相似縮小される様子を示す図、（ｃ）は、仮想反射面が相似縮小された状態を示す断面図
【図３】第二の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤ素子と導光体とが一体化した構成を示す断面図
【図４】本実施形態にかかるＬＥＤ照明装置が複数並設された図であって、（ａ）は２つのＬＥＤ照明装置の各導光体が対向するように並設された構成の斜視図、（ｂ）は２つのＬＥＤ照明装置の各ＬＥＤモジュールが対向するように並設された構成の斜視図、（ｃ）は、２つのＬＥＤ照明装置の各導光体が対向するように並設され導光体が一体化された構成の斜視図、（ｄ）は複数のＬＥＤ照明装置が並列に配置されるとともに並列に配置されたＬＥＤ照明装置の各導光体が対向するように配置された構成の斜視図
【図５】従来のＬＥＤ照明装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第一の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置について、添付図面を参照して説明する。
（第一の実施形態）
本実施形態にかかるＬＥＤ照明装置１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子２を固定するＬＥＤモジュール３と、該ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子２側に対向するように並設された導光体４とを備えている。ＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内に伝搬された光（入射光）を導光体４の反射面７で反射して前方に照射軸に沿って（図１における矢印方向に向けて）照射するよう構成されている。
【００２０】
ＬＥＤモジュール３は、略直方体形状をなしており、電極パターンが形成された回路基板５と、該回路基板５上に実装される実装体６と、該実装体６の内面に固定される発光体としてのＬＥＤ素子２とを備える。本実施形態において、実装体６の厚み（照射軸方向における厚み）は約０．４ｍｍであり、回路基板５の厚みは、約０．１ｍｍである。
【００２１】
導光体４は透明樹脂によって形成され、ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子２から発光された入射光が導光体４内を屈折しながら伝搬するように構成されている。導光体４の厚みは、ＬＥＤモジュール３の厚みと略同じ大きさになるように形成されている。また、導光体４の幅（照射軸方向と直交する方向における幅）は、ＬＥＤモジュール３（筐体６及び回路基板５）の高さと略同じ大きさになるように形成されている。
【００２２】
導光体４の下面には、ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内に伝搬された入射光を反射させるための反射面７が形成され、反射面７によって反射された光は、照射軸(図１の矢印方向)に沿って照射対象に照射されるように構成されている。また、反射面７には反射膜が被膜されている。反射面７は金属膜や多層膜によって構成されている。
【００２３】
次に、この反射面７の設計思想について説明する。
【００２４】
図２（ａ）は、ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内に伝搬された入射光の適切な配光が得られる導光体４の仮想反射面の断面線８を示す。図２（ｂ）に示す点２は、ＬＥＤ素子２の中心点１から所定距離だけ離れた位置（本実施形態では、導光体４の照射軸方向の上面に対して点１と対称位置）であって、ＬＥＤ素子２の中心点１から照射軸方向に設定されている。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、仮想反射面の断面線７に向けて、点２から導光体４に向けて放射状に任意の角度の投射線９，９・・・を下ろして交差させた点で、断面線８を分割する。そして、該分割線のうち、入射光を全て入射できる厚み線間、すなわち、ＬＥＤモジュール３の上面と下面との間（図２（ｂ）中のａ−ｂ間）、に収まっていない分割線を、該厚み線間（ａ−ｂ間）に収まるように相似縮小する。なお、分割線は、投射線９，９間に収まりつつ相似縮小される。そして、相似縮小された分割線間の接続を、該接続点を通る投射線９と同じか、該投射線９が導光体４に向けて照射軸と交わる角度より小さな角度の接続線９ａで接続することにより、形成される曲線群を断面線とする反射面７を形成する。
【００２６】
このような構成によって、図２（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内を伝搬された入射光の適切な配光が得られる導光体４の仮想反射面の断面線８が、導光体４に向けて照射軸と交わる任意の角度に放射状に放射された投射線９，９・・・によって分割された分割線となり、該分割線間が接続線９ａによって接続されて、ａ−ｂ間において形成される曲線群を断面線とする反射面７が形成される。
【００２７】
このようにして、ＬＥＤ素子２から発光された入射光を全て照射軸方向の照射対象に照射可能となるように、導光体４の反射面７が形成されている。これにより、ＬＥＤ素子２から発光された入射光を全て導光体４の反射面７によって反射させ、照射軸方向の照射対象に照射することができ、良好な配光を確保することができる。また、従来のＬＥＤ照明装置のように発光面であるレンズ体をＬＥＤ素子２の上方側（照射対象側）に対向するように配置する場合に比し、厚みを小さくすることができるＬＥＤ照明装置を得ることができる。
【００２８】
以上のように本実施形態によれば、本実施形態にかかるＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤ素子２を固定する少なくとも一つのＬＥＤモジュール３と、該ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子２側に対向するように並設された導光体４とを備えている。ＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内に伝搬された入射光を導光体４の反射面７で反射して前方に照射軸に沿って照射するよう構成されている。
【００２９】
また、ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内に伝搬された入射光の適切な配光が得られる導光体４の仮想反射面の断面線８に向けて、ＬＥＤ素子２から所定距離だけ離れた点２から、導光体４に向けて照射軸と交わる任意の角度の投射線９，９・・・を、断面線８上において任意の方向に放射状に下ろして交差させた点で、断面線８を分割するとともに、該分割線のうち、入射光を全て入射できる厚み線間、すなわち、ＬＥＤモジュール３の上面と下面との間（図２（ｂ）中のａ−ｂ間）に収まっていない分割線を該厚み線間（ａ−ｂ間）に収まるように相似縮小する。そして、相似縮小された分割線間の接続を、該接続点を通る投射線９と同じか、該投射線９が導光体４に向けて照射軸と交わる角度より小さな角度の接続線９ａで接続することにより、形成される曲線群を断面線とする反射面７を形成する。
【００３０】
このようにして、ＬＥＤ素子２から発光された入射光を全て照射軸方向の照射対象に照射可能となるように、導光体４の反射面７が形成されている。これにより、ＬＥＤ素子２から発光された入射光を全て導光体４の反射面７によって反射させ、照射軸方向の照射対象に照射することができ、良好な配光を確保することができる。また、従来のＬＥＤ照明装置のように発光面であるレンズ体をＬＥＤ素子２の上方側（照射対象側）に対向するように配置する場合に比し、厚みを小さくすることができて小型化可能なＬＥＤ照明装置を得ることができる。
（第二の実施形態）
以下、本発明の第二の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置について、図３を用いて説明する。
【００３１】
本実施形態にかかるＬＥＤ照明装置１０は、図３に示すように、第一の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置１において、ＬＥＤ素子２を固定するＬＥＤモジュール３と、反射面７を有する導光体４とが、一体的に形成されている。このＬＥＤ照明装置１０では、導光体４の反射面７が、ＬＥＤモジュール３の側から導光体４側に向かって、ＬＥＤ素子４の発光面以外の面を囲うように配置されている。
【００３２】
このような構成により、本実施形態にかかるＬＥＤ照明装置１０は、ＬＥＤ素子２から発光されＬＥＤモジュール３内にもれた光も、導光体４の反射面７によって反射させることで集光効率を向上させることができ、さらに良好な配光特性を確保することができる。
【００３３】
また、従来のＬＥＤ照明装置のように発光面であるレンズ体をＬＥＤ素子２の上方側（照射対象側）に対向するように配置する場合に比し、厚みを小さくすることができて小型化可能なＬＥＤ照明装置を得ることができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更し得ることは勿論のことである。
【００３５】
第一の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置１では、入射光の適切な配光が得られる導光体４の仮想反射面の断面線８を、点２から放射状に投射された照射軸と任意の角度の投射線９，９・・・と交差させ、断面線８を投射線９，９・・・によって分割して分割線を形成し、該分割線のうち最遠側の分割線以外のものを相似縮小するようにしたが、これに限られず、任意の点から放射状に投射線を引くようにしてもよい。
【００３６】
例えば、点２は、ＬＥＤ素子２の照射軸方向の幅分だけ、前方の照射軸方向に沿って設定してもよい。要は、導光体４に向けて照射軸と交わる任意の角度で放射状におろした投射線９，９・・・によって、ＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内を伝搬された入射光のうち、適切な配光が得られる導光体４の仮想反射面の断面線８を、点２からの最遠側曲面（反射面７）の内側に収めるように分割して分割線を形成し、該分割線のうち最遠側の分割線以外のものを相似縮小し、分割線が接続線９ａによって接続されて、反射面７を形成することで、入射光が全て導光体４の反射面７によって反射され照射軸方向の照射対象に照射されることができるように、点２を設けるようにすればよい。
【００３７】
第一の実施形態においては、ＬＥＤ照明装置１が一つの場合における配光特性について説明したが、これに限られず、図４（ａ）乃至（ｄ）に示すように、ＬＥＤ照明装置１が複数配置されてもよい。
【００３８】
すなわち、図４(ａ)では、２つのＬＥＤ照明装置１の各導光体４の反射面７が対向するように並設されており、図４(ｂ)では、２つのＬＥＤ照明装置１の各ＬＥＤモジュール２が対向するように並設されている。また、図４(ｃ)では、２つのＬＥＤ照明装置１の各導光体４が対向するように並設され、導光体４が一体化して形成されており、図４(ｄ)では、複数のＬＥＤ照明装置１が並列に配置されるとともに、向かい合う各ＬＥＤ照明装置１の各導光４体の反射面７が対向するように配置されている。要は、いずれの場合においても、ＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内を伝搬された入射光が、導光体４に向けて照射軸と交わる任意の角度で放射状におろした投射線９，９・・・によって、入射光の適切な配光が得られる導光体４の仮想反射面の断面線８を、点２からの最遠側曲面（反射面７）の内側に収めるように分割して分割線を形成し、該分割線のうち最遠側の分割線以外のものを相似縮小し、分割線が接続線９ａによって接続されて、反射面７を形成することで、入射光が全て導光体４の反射面７によって反射され照射軸方向の照射対象に照射されることができるような構成であればよい。
【００３９】
第一の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置１では、ＬＥＤモジュール２と導光体４とは照射軸方向において略同幅となるように形成されているが、これに限られず、導光体４の幅をＬＥＤモジュール２の幅に合わせる必要はない。要は、上述のように、ＬＥＤ素子２から発光されて導光体４内を伝搬された入射光が、導光体４に向けて照射軸と交わる任意の角度で放射状におろした投射線９，９・・・によって、入射光の適切な配光が得られる導光体４の仮想反射面の断面線８を、点２からの最遠側曲面（反射面７）の内側に収めるように分割して分割線を形成し、該分割線のうち最遠側の分割線以外のものを相似縮小し、分割線が接続線９ａによって接続されて、反射面７を形成することで、入射光が全て導光体４の反射面７によって反射され照射軸方向の照射対象に照射されることができるような構成であればよい。
【００４０】
第一の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置１では、ＬＥＤモジュール２のみが回路基板４上に実装されるような構成としたが、これに限られず、例えば、導光体４も回路基板５上に実装されるような構成であってもよい。このような構成によっても、良好な配光特性を確保することができるとともに、ＬＥＤ照明装置１を小型化することができる。
【００４１】
第二の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置では、一つのＬＥＤ照明装置１１によって構成されているが、これに限られず、上述のように、ＬＥＤ照明装置１１が複数配置されてもよい。要は、ＬＥＤ素子２の中心から発光され導光体４内を伝搬された入射光が、全て導光体４の反射面７によって反射され照射軸方向の照射対象に照射されることができるような構成であればよい。
【００４２】
また、第一の実施形態、第二の実施形態にかかるＬＥＤ照明装置では、断面線８を点２からの最遠側曲面（反射面７）の内側に収めるように分割して分割線を形成し、該分割線のうち最遠側の分割線以外のものを相似縮小したが、最近側の分割線のみを相似縮小し、その他の分割線を仮想反射面の最厚部よりも厚くならない範囲で相似拡大して接続線９ａによって接続しても良い。この場合導光体の長さを長くすることでＬＥＤ照明装置の配光を良好にしつつ厚みを小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかるＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子を固定する少なくとも一つのＬＥＤモジュールと、該ＬＥＤモジュールのＬＥＤ素子側に対向するように並設された導光体とを備え、導光体の下面には、導光体内を伝搬された光を全て反射させるための反射面が形成されていることによって、ＬＥＤ素子の中心点から発光され導光体内を伝搬された光（入射光）を全て導光体の反射面によって反射させ、照射軸方向の照射対象に照射することができ、良好な配光を確保するとともに、小型化することができ、携帯電話、カメラ等の携帯電子機器の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１，１０  ＬＥＤ照明装置
２  ＬＥＤ素子
３  ＬＥＤモジュール
４  導光体
５  回路基板
６  筐体
７  反射面
８  仮想反射面
９  投射線
９ａ，９ａ・・・  接続線
【図１】
2012059544.tif 000003
【図２】
2012059544.tif 000004
【図３】
2012059544.tif 000005
【図４】
2012059544.tif 000006
【図５】
2012059544.tif 000007