(57)【要約】【課題】放熱性を維持しながら原色に近い２種類以上の光を十分に混色させる。【解決手段】  実施形態の光源装置は、光源を収納する筐体３１と；前記筐体の開口部に配置され、前記光源からの光を拡散する全透過率が９５％以下の拡散部３３と；前記光源として発光色が異なる少なくとも２種類以上のＬＥＤを実装し前記筐体の底面に配置される基板４８と；を具備し、前記筐体は、前記ＬＥＤの出射面から前記拡散部までの距離を２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下とし、前記筐体の光軸方向の寸法を４０ｍｍ以下にするように構成されている；ことを特徴とする。【選択図】図１
2012084408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を収納する筐体と；
前記筐体の開口部に配置され、前記光源からの光を拡散する全透過率が９５％以下の拡散部と；
前記光源として発光色が異なる少なくとも２種類以上のＬＥＤを実装し前記筐体の底面に配置される基板と；
を具備し、
前記筐体は、前記ＬＥＤの出射面から前記拡散部までの距離を２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下とし、前記筐体の光軸方向の寸法を４０ｍｍ以下にするように構成されている；
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記拡散部は、拡散板により構成されるか又はマイクロホール方式により構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源は、２種類以上のＬＥＤにより構成することで、演色性及び色の鮮やかさのうちの少なくとも一方を向上させる機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの光源装置を用いたことを特徴とする照明装置。
【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：Light Emitting Diode）等を用いた光源装置及び光源装置を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤは、液晶ディスプレイ、携帯電話、情報端末のバックライト、屋内外広告などの用途として多方面への展開が飛躍的に進んでいる。またさらに、その長寿命、低消費電力、耐衝撃性、高速応答性、高純度表示色、軽薄短小化の実現等の特徴から、産業分野のみならず一般照明用としても脚光を浴びている。ＬＥＤを照明装置の白色光源として利用する場合には、複数のＬＥＤを組み合わせて用いることが一般的である。
【０００３】
ＬＥＤによって白色光源を構成する代表的な３方式は以下の通りである。
【０００４】
（１）Ｒ，Ｇ，Ｂ３原色のＬＥＤを用いた３ＬＥＤ方式
（２）青ＬＥＤ、黄色蛍光体（及び赤色蛍光体）を用いて、青色ＬＥＤによって黄色蛍光体を光らせる方式
（３）紫外ＬＥＤと、青、緑及び赤の蛍光体とを用いて、紫外ＬＥＤによって各色の蛍光体を光らせる方式
特に、上記（２）のように光源が青色ＬＥＤと黄色蛍光体とで構成される光源装置は、発光効率が高く、大きな光束が得られるため、白色光源の主流となっている。
【０００５】
ＬＥＤを用いた光源装置としては、パッケージ内にＬＥＤチップを配置しパッケージを基板に実装するものがある。例えば、パッケージの凹部にＬＥＤチップを配置し、凹部を蛍光体含有樹脂で充填した表面実装部品（SMD：Surface Mount Device）を採用したもの等である。また、ＬＥＤチップを直接基板に実装する、所謂ＣＯＢ（Chip On Board）実装することで構成された光源装置もある。この光源装置においても、ＬＥＤチップの周囲は樹脂含有蛍光体層で覆われる。
【０００６】
ところで、ＬＥＤを用いた光源装置は、例えば店舗等のディスプレイ照明等にも利用されるようになっている。このようなディスプレ照明等においては、演色性だけでなく商品の色の見え方（色域面積比Ｇａ）等を考慮した照明光が必要とされる。このため、照射物の色味と合わせ鮮やかさを際立たせること等のために、２種類以上のＬＥＤチップを組み合わせて構成されるＬＥＤユニットが求められている。
【０００７】
また、ＬＥＤ光源装置は、今後更に大光量化が進み、高効率なＨＩＤ（High Intensity Discharge）化が進められると予想される。小型化や大光量化のためには、良好な反射特性及び放熱性を満足する必要があり、更に使用環境の多様化にも対応するために、金属を用いるメタル基板やセラミックス基板又は両者の複合基板が用いられている。
【０００８】
しかしながら、２種類以上のＬＥＤチップを採用した場合、単に基板材料を変えただけでは、放熱性を維持しながら原色に近い２種類以上の光を十分に混色させることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１０−１２９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、放熱性を維持しながら原色に近い２種類以上の光を十分に混色させることができる光源装置及び光源装置を用い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】
【００１１】
実施形態に係る光源装置は、光源を収納する筐体と；前記筐体の開口部に配置され、前記光源からの光を拡散する全透過率が９５％以下の拡散部と；前記光源として発光色が異なる少なくとも２種類以上のＬＥＤを実装し前記筐体の底面に配置される基板と；を具備し、前記筐体は、前記ＬＥＤの出射面から前記拡散部までの距離を２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下とし、前記筐体の光軸方向の寸法を４０ｍｍ以下にするように構成されている；ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一形態によれば、放熱性を維持しながら原色に近い２種類以上の光を十分に混色させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の断面図、
【図２】照明装置のソケット装置とランプ装置の分解状態の斜視図である。
【図３】ＬＥＤモジュール基板４８の配置の状態を説明するための平面図。
【図４】実験により確実な混色が可能であることを説明するための図表。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
実施形態に係る光源装置は、光源を収納する筐体と；前記筐体の開口部に配置され、前記光源からの光を拡散する全透過率が９５％以下の拡散部と；前記光源として発光色が異なる少なくとも２種類以上のＬＥＤを実装し前記筐体の底面に配置される基板と；を具備し、前記筐体は、前記ＬＥＤの出射面から前記拡散部までの距離を２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下とし、前記筐体の光軸方向の寸法を４０ｍｍ以下にするように構成されている；ことを特徴とする。
【００１６】
また、前記拡散部は、拡散板により構成されるか又はマイクロホール方式により構成されることを特徴とする。
【００１７】
また、前記光源は、２種類以上のＬＥＤにより構成することで、演色性及び色の鮮やかさのうちの少なくとも一方を向上させる機能を有することを特徴とする。
【００１８】
本実施の形態に係る照明装置は、上記光源装置を用いたことを特徴とする。
【００１９】
図１および図２に第１の実施の形態を示し、図１は照明装置の断面図、図２は照明装置のソケット装置とランプ装置の分解状態の斜視図である。
【００２０】
照明装置１１は、例えばダウンライトであり、器具本体１２、この器具本体１２に取り付けられたソケット装置１３、およびこのソケット装置１３に着脱可能なランプ装置１４を備えている。
【００２１】
器具本体１２は、金属製で、反射体が一体に形成されており、円形の平板部１７、およびこの平板部１７の周辺部から下方へ湾曲状に折り曲げられた反射板部１８を有している。反射板部１８は、下側に向かうにしたがって拡径されている。平板部１７が図示しない天井等に取り付けられる。
【００２２】
また、平板部１７に取り付けられたソケット装置１３は、絶縁性を有する合成樹脂製の円筒状のソケット装置本体２１を有し、このソケット装置本体２１の中央には嵌合孔２２が上下方向に貫通形成されている。
【００２３】
光源装置としてのランプ装置１４は、ソケット装置本体２１の嵌合孔２２に嵌め合わされるランプ装置本体３１を有する。ランプ装置本体３１は、開口端側が広径に形成された広径部４４と、底面側が狭径に形成された口金部３５との２段の円柱形状を有する。底面側の狭径の口金部３５がソケット装置本体２１の嵌合孔２２に嵌め合わされるように構成される。ランプ装置本体３１の口金部３５と広径部４４との間の環状の当接面４３は、口金部３５を嵌合孔２２に嵌め合わせた状態でソケット装置本体２１の下面に対向する。なお、口金部３５は例えば、ＧＸ５３型である。
【００２４】
ソケット装置本体２１の下面には、一対のソケット部２４が形成されている。これらソケット部２４には、接続孔２５が形成されているとともに、この接続孔２５の内側に電源供給する図示しない受金が配置されている。接続孔２５は、ソケット装置本体２１の中心に対して回転対称に位置する円弧状の溝部であり、この円弧状の溝部の一端には拡径部２６が形成されている。
【００２５】
一方、ランプ装置本体３１の当接面４３には、導電性を有する金属製の一対のランプピン４５が絶縁材４６を介して突出されている。これらランプピン４５の先端部には径大部４７が形成されている。そして、各ランプピン４５の径大部４７がソケット装置１３の各接続孔２５の拡径部２６から挿入され、ランプ装置１４の回動によりランプピン４５が接続孔２５に移動することにより、ランプピン４５がソケット装置１３の受金に電気的に接触されるとともに、径大部４７が接続孔２５の縁部に引っ掛かって、ランプ装置１４をソケット装置１３に保持するように構成されている。
【００２６】
ランプ装置本体３１には、広径部４４の先端開口を閉塞するように、拡散部３３が取り付けられている。拡散部３３は、開口端部に設けた係合部３３ａと広径部４４の先端に設けた係合部４９とを係合させることで、ランプ装置本体３１に取り付けられるようになっている。
【００２７】
拡散部３３は、透光性を有する透明あるいは光拡散性を有するガラスや合成樹脂により形成されている。本実施の形態においては、拡散部３３として、全透過率が９５％以下のものを採用する。混光の観点からは、拡散部３３の全透過率はなるべく低い方が望ましい。しかし、全透過率が低いほど照明が暗くなる。全透過率が９５％以上とすると、今回の提案のＳＭＤサイズでは、各色の混色は難しくなる。
【００２８】
本実施の形態においては、ランプ装置本体３１の口金部３５の底面に、直接密着状態で、ＬＥＤモジュール基板４８が熱伝導可能に取り付けられている。ＬＥＤモジュール基板４８上には、複数のＬＥＤ３２ａ，３２ｂ（以下、代表してＬＥＤ３２という）が搭載されており、各ＬＥＤ３２は、金属製のＬＥＤモジュール基板４８に形成された図示しない配線パターンに接続されている。各ＬＥＤ３２には複数種類のＬＥＤが含まれており、各ＬＥＤ３２から出射される複数種類の色光は、拡散部３３によって拡散されるようになっている。
【００２９】
なお、ランプ装置１４をソケット装置１３に装着することにより、ランプ装置１４の口金部３５は器具本体１２に熱伝導可能に密着接触するように構成されている。ランプ装置本体３１は、全体が放熱性に優れたアルミニウムなどの金属によって形成されたものであって、例えばアルミダイカスト製である。口金部３５は、底面を構成する板状部分の全域が器具本体１２の平板部１７に密着する構造である。これにより、ＬＥＤモジュール基板４８に発生した熱は、口金部３５及び器具本体１２に効率的に伝導し、器具本体１２から極めて効率的に放熱される。従って、ＬＥＤ３２の温度上昇を抑制することができ、ＬＥＤ３２の発光効率を高い状態に維持することができる。例えば、本実施の形態においては、ＬＥＤモジュール基板４８の基板温度と、口金部３５の底面における温度との差を２０℃以下にすることが可能である。
【００３０】
また、本実施の形態においては、ＬＥＤモジュール基板４８を口金部３５の底面に取り付けたことから、各ＬＥＤ３２の出射面から拡散部３３までの距離ｈ１を、照明装置１１の光軸方向のユニットサイズｈ２に比べて、可能な限り大きくとることが可能である。これにより、複数種類のＬＥＤを用いた比較的薄型の照明装置１１において、確実な混色が可能である。
【００３１】
本実施の形態においては、距離ｈ１は２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であり、距離ｈ２は４０ｍｍ以下である。距離ｈ２が４０ｍｍ以上だとユニット重量が重くなり、保持と電気的接続が難しくなる。また、ＬＥＤならではのスリム形状もそがれる。
【００３２】
図３はＬＥＤモジュール基板４８の配置の状態を説明するための平面図であり、ランプ装置本体３１を拡散部３３側から見て示すものである。
【００３３】
口金部３５の底面に配置されたＬＥＤモジュール基板４８には、例えばＳＭＤによるＬＥＤ３２ａとＣＯＢによるＬＥＤ３２ｂとが実装されている。図３では、ＬＥＤモジュール基板４８の中央には、ＬＥＤ３２ｂが配置され、ＬＥＤ３２ｂの周囲に８個のＬＥＤ３２ａが配置された例を示している。なお、ＬＥＤモジュール基板４８に実装するＬＥＤとしては、図３のように構造上異なるＬＥＤを用いるだけでなく、同一構造のＬＥＤを採用してもよい。
【００３４】
本実施の形態においては、ＬＥＤモジュール基板４８には、２種類以上の光を出射するＬＥＤが実装されるようになっている。例えば、ＬＥＤ３２ａとして、青色ＬＥＤを緑色蛍光体で覆った青緑色光を出射するＬＥＤを採用し、ＬＥＤ３２ｂとして赤色光を出射するＬＥＤを採用してもよい。
【００３５】
本実施の形態においては、ＬＥＤモジュール基板４８上に２種類以上の光を出射するＬＥＤを実装する全てのＬＥＤ光源装置に適用することができ、各ＬＥＤが出射する色、各ＬＥＤの構造、各ＬＥＤの発光強度、種類毎のＬＥＤの数、各ＬＥＤの配置位置等は特に限定されるものではない。
【００３６】
（拡散部の変形例）
図１の例においては、拡散部３３はガラスや合成樹脂による拡散板により構成する例について説明したが、拡散部３３としては特許第４４６１１９７号に記載された拡散構造（以下、マイクロホール方式という）を採用することができる。
【００３７】
拡散部３３を特許第４４６１１９７号のマイクロホール方式で構成した場合には、拡散部３３は、例えば、第１導光層、第１反射層、第２導光層、第２反射層及び光拡散層の５層構造とすることができる。第１反射層は、第２導光層の表面上に印刷プロセスにより形成され、第２反射層は、光拡散層の表面上に印刷プロセスにより形成される。
【００３８】
第１及び第２反射層は、同ピッチの円形孔により構成され光の一部を透過する光透過孔と、光の一部を反射する反射領域とから構成される。そして、第１及び第２反射層の光透過孔は、ＬＥＤ３２から離れた部分に比べＬＥＤ３２の上部の孔径が小さく形成されている。つまり、第１及び第２反射層は、光源であるＬＥＤ３２から離れた部分に比べＬＥＤ３２の上部の光の透過割合が小さく形成されている。
【００３９】
これにより、第１及び第２反射層は、ＬＥＤ３２の上部の強い光を強く反射して、全体として輝度の均一性が得られるように調整されている。
【００４０】
第１及び第２導光層は、透明な樹脂により形成された母材に、母材と屈折率の異なる材料からなる光散乱粒子を分散させた構成を有している。ＬＥＤ３２から出射され、第１導光層に入射した光の大部分は、この光散乱粒子により適度に反射・散乱されて第１導光層の内部を広く伝播し、同様に、第２導光層内部でさらに伝播されるとともに、第１及び第２反射層の光透過孔を通して、輝度の均一性を確保した状態で前面に出射する。
【００４１】
このように構成された拡散部３３によれば、ＬＥＤ３２を点灯することにより、ＬＥＤ３２から出射された光は第１導光層に入光する。その光は第１及び第２導光層内を散乱し伝播した後、第２反射層から出射され、更に、光拡散層で拡散された後照射される。
【００４２】
次に図４を参照して照明装置１１において確実な混色が可能であることを説明する。
【００４３】
図４は実験により確実な混色が可能であることを説明するための図表である。
【００４４】
図４は本実施の形態における装置を用い、各種条件、即ち、ＬＥＤの種類、拡散部の種類、ＬＥＤの出射面から拡散部までの距離ｈ１を変化させた場合における視感拡散評価の評価結果を示している。図４の実験１〜８は本実施の形態における装置を用いた８種類の実験を示している。図４の丸印は各実験において採用した条件を示している。
【００４５】
図４では筐体材質をアルミニウムとし、厚みを１ｍｍとする。また、上述したように、本実施の形態においては、ＬＥＤ３２ａ，３２ｂとしては、ＣＯＢ及びＳＭＤ等のいずれを採用してもよく、各種色光を発生するＬＥＤを２種類以上用いた光源に適用できるが、図４では、青ＬＥＤ、緑ＬＥＤ、赤ＬＥＤ及び青ＬＥＤと蛍光体の組み合わせのうち、適宜選択した２種類以上を用いた例を示す。また、ＣＯＢは発光部が３０ｍｍ角、ＳＭＤは発光部が６×６ｍｍ角と３×５ｍｍ角との２つを用いた例を示す。口金部３５の底面の材質は放熱性の観点から、メタル（アルミニウム）としたが、口金部３５近傍に配置する図示しない点灯回路等の回路の絶縁性確保のために、回路下、または脇に絶縁シ−ト、または絶縁板をひいた。
【００４６】
図４の視感拡散評価は、×が不良、△がやや不良、○が良好、◎が極めて良好を示している。図４の実験１〜８における視感拡散評価によれば、距離ｈ１が１０ｍｍ以下では、十分な混光が得られていないことが分かる。距離ｈ１が１５ｍｍ以上になると、ＬＥＤの種類、拡散方式に拘わらず、比較的良好な混光が得られていることが分かる。特に、距離ｈ１が３０ｍｍになると、視感拡散評価として極めて良好な結果が得られることが分かる。
【００４７】
図４では示していないが、発光部の面積が十分に小さいＬＥＤのみを採用した場合には、ＬＥＤ３２の出射面から拡散部３３までの距離ｈ１が比較的小さい場合でも、十分な混色が得られる。しかしながら、発光部の面積が５×５ｍｍ角以上のＬＥＤを採用した場合には、距離ｈ１としてある程度以上の長さが必要であると考えられる。
【００４８】
本実施の形態においては、図４の実験結果から、距離ｈ１として２０ｍｍ以上を採用した。また、ランプ装置本体３１の光軸方向の一方端に口金部３５を配置し、他方端に拡散部３３を配置して、ＬＥＤモジュール基板４８を口金部３５の底面に配置するようにしたことから、距離ｈ１を２０ｍｍ以上とした場合でも、距離ｈ２を十分に小さくすることが可能であり、距離ｈ１を３０ｍｍ以下にすれば、例えば、距離ｈ２を４０ｍｍ以下とすることが可能である。これにより、小型薄型化を達成すると共に、確実な混光（混色）が可能である。
【００４９】
なお、図４においては、発光部のサイズが最大で３０ｍｍ角のＬＥＤまでしか使用していないが、発光部のサイズがこれ以上大きい場合でも、或いは、発光部同士を十分に離間させて配置した場合でも、同様の結果が得られる。
【００５０】
このように本実施の形態においては、種類が異なるＬＥＤを有するＬＥＤモジュール基板を、ＧＸ５３タイプの器具突出部（内部ソケット部分）である口金部の底面に配置することにより、基板から拡散カバーまでの距離が広がり、一般的な拡散カバーを用いても十分な拡散を可能とする。この場合において、本実施の形態においては、十分な混色を可能にすると共に、小型薄型化を達成する放熱構造及び光軸方向の寸法を規定しており、小型薄型化を達成しつつ、良好な放熱性能及び良好な混色性能を得る光源装置を構成することができる。
【００５１】
以上の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、前記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００５２】
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００５３】
１１…照明装置、
１２…器具本体、
１３…ソケット装置、
１４…ランプ装置、
３１…ランプ装置本体、
３２…ＬＥＤ、
３５…口金部、
４８…ＬＥＤモジュール基板。
【図１】
2012084408.tif 000003
【図２】
2012084408.tif 000004
【図３】
2012084408.tif 000005
【図４】
2012084408.tif 000006