(57)【要約】【課題】  発光効率を低下させることなく、かつ、ハロゲン電球と同様にランプの側面からも発光する、ハロゲン電球代替用の照明装置を提供する。【解決手段】  発光素子１１と、放熱器１２と、レンズ１３と、導光体１４とを含み、放熱器１２は、有底円筒状であり、発光素子１１は、放熱器１２内の底部１２１に配置され、レンズ１３は、放熱器１２の開口部１２３に配置され、導光体１４は、放熱器１２の外周に配置され、かつ、導光体１４の開口部１２３側の一端がレンズ１３の周縁部１３２と接触するように配置されていることを特徴とする照明装置１０。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、放熱器と、レンズと、導光体とを含み、
前記放熱器は、有底円筒状であり、
前記発光素子は、前記放熱器内の底部に配置され、
前記レンズは、前記放熱器の開口部に配置され、
前記導光体は、前記放熱器の外周に配置され、かつ、前記導光体の前記開口部側の一端が前記レンズの周縁部と接触するように配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記導光体は、前記放熱器の周方向に所定間隔をおいて複数が配置されている、請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記放熱器は、外側壁に、前記導光体が嵌合可能な溝を有している、請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光体は、前記放熱器の外周に嵌合可能な筒状部材である、請求項１記載の照明装置。
【請求項５】
前記導光体は、前記レンズと一体に形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記放熱器は、前記導光体が配置される領域の一部に、スリットを有している、請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記発光素子がＬＥＤ素子であり、
前記照明装置が、電球型ＬＥＤランプである、請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置として、ハロゲン電球は広く普及している。近年、照明分野でも、省電力化および電球の長寿命化のため、ハロゲン電球に代えて、例えば、ＬＥＤランプ等の省電力タイプの電球を用いることが検討されている。ハロゲン電球はレフの材料にガラスを用いているため反射膜を透過した光によりレフの部分も発光する。しかし、ハロゲン電球代替用の電球形ＬＥＤランプは、ハロゲン電球のレフにあたる部分に金属のヒートシンクが用いられているため、光が透過しない。そのため、電球形ＬＥＤランプでは、発光は前面のみからとなってしまい、ハロゲン電球のように側面からの発光が得られない。そこで、放熱器（ヒートシンク）の側壁部に、レンズ側面から漏れた光を外部に放出する窓部を設け、前記窓部に光を導光する導光部材をレンズ側面に設ける検討がなされている（例えば、特許文献１参照）。また、正面以外の方向に内部と外部を連通するスリットを有する筐体を備えたＬＥＤ電球も検討されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２８２６４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１の構成のＬＥＤランプでは、レンズ内において、本来であれば上（光の出射方向）に行くはずの光が、側面部の窓部（孔）方向に導光されるため、効率面で劣ることが懸念される。また、前記各特許文献の構成のＬＥＤランプでは、ヒートシンクや筐体に、孔やスリットを設ける必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は、発光効率を低下させることなく、かつ、ハロゲン電球と同様にランプの側面からも発光する、ハロゲン電球代替用の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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の照明装置は、発光素子と、放熱器と、レンズと、導光体とを含み、
前記放熱器は、有底円筒状であり、
前記発光素子は、前記放熱器内の底部に配置され、
前記レンズは、前記放熱器の開口部に配置され、
前記導光体は、前記放熱器の外周に配置され、かつ、前記導光体の前記開口部側の一端が前記レンズの周縁部と接触するように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、レンズから放出されずに失われていた光線を有効に使用することができるため、発光効率を低下させることなく、かつ、ハロゲン電球と同様にランプの側面からも発光する、ハロゲン電球代替用の照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の照明装置の一例である、ハロゲン電球代替用電球形ＬＥＤランプの一例（実施形態１）の構成を示す図である。図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ方向に見た断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。
【図２】図２は、実施形態１のハロゲン電球代替用電球形ＬＥＤランプにおける、放熱器の構成を示す図である。図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は上面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に見た断面図、図２（ｄ）は図２（ｂ）のＩＶ−ＩＶ方向に見た断面図である。
【図３】図３は、実施形態１のハロゲン電球代替用電球形ＬＥＤランプにおける、レンズおよび導光体の構成を示す図である。図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は上面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＶ−Ｖ方向に見た断面図である。
【図４】図４は、本発明の照明装置の一例である、ハロゲン電球代替用電球形ＬＥＤランプの他の例（実施形態２）の構成を示す図である。図４（ａ）は放熱器の構成を示す側面図、図４（ｂ）は同上面図、図４（ｃ）は前記電球形ＬＥＤランプの構成を示す斜視図、図４（ｄ）は図４（ｃ）のＶＩ−ＶＩ方向に見た断面図である。
【図５】図５は、本発明の照明装置の一例である、ハロゲン電球代替用電球形ＬＥＤランプのさらにその他の例（実施形態３）の構成を示す図である。図５（ａ）は放熱器の構成を示す斜視図、図５（ｂ）はレンズおよび導光体の構成を示す斜視図、図５（ｃ）は前記電球形ＬＥＤランプの構成を示す斜視図、図５（ｄ）は図５（ｃ）のＶＩＩ−ＶＩＩ方向に見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の照明装置において、前記導光体は、前記放熱器の周方向に所定間隔をおいて複数が配置されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の照明装置において、前記放熱器は、外側壁に、前記導光体が嵌合可能な溝を有していることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の照明装置において、前記導光体は、例えば、前記放熱器の外周に嵌合可能な筒状部材であってもよい。
【００１２】
本発明の照明装置において、前記導光体は、前記レンズと一体に形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の照明装置において、前記放熱器は、例えば、前記導光体が配置される領域の一部に、スリットを有していてもよい。
【００１４】
本発明の照明装置において、前記発光素子がＬＥＤ素子であり、前記照明装置が、電球型ＬＥＤランプであることが好ましい。
【００１５】
以下、本発明の照明装置について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。なお、以下の図１から図５において、同一部分には、同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。
【００１６】
［実施形態１］
本実施形態の照明装置は、ハロゲン電球代替用の電球型ＬＥＤランプの一例である。図１に、本実施形態のハロゲン電球代替用の電球型ＬＥＤランプの構成を示す。図１（ａ）は、前記電球型ＬＥＤランプの構成を示す斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す前記電球型ＬＥＤランプのＩ−Ｉ方向に見た断面図、図１（ｃ）は同じくＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。図２に、前記電球型ＬＥＤランプにおける放熱器の構成を示す。図２（ａ）は、前記放熱器の構成を示す側面図、図２（ｂ）は、同上面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す前記放熱器のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に見た断面図、図２（ｄ）は同じくＩＶ−ＩＶ方向に見た断面図である。図３に、前記電球型ＬＥＤランプにおけるレンズおよび導光体の構成を示す。図３（ａ）は、前記レンズおよび前記導光体の構成を示す側面図、図３（ｂ）は、同上面図、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す前記レンズおよび前記導光体のＶ−Ｖ方向に見た断面図である。
【００１７】
図１〜３に示すように、本実施形態の電球型ＬＥＤランプ１０は、ＬＥＤ素子１１と、放熱器１２と、レンズ１３と、導光体１４とを主要な構成要素として含む。放熱器１２は、底部１２１および側壁部１２２を有する有底円筒状であり、上部開口（開口部１２３）を有する。本実施形態の放熱器１２は、外径の広がり方が、開口部１２３に向かって、最初は大きく、だんだん一定になっていく椀状である。放熱器１２の側壁部１２２の外側壁には、周方向に等間隔で複数の溝部１２４が、放熱器１２の上下方向（開口部１２３側から底部１２１に向かう方向）に設けられている。レンズ１３の光出射面１３１の周縁部１３２には、周方向に等間隔で複数の導光体１４が、開口部１２３側の一端がレンズ１３の周縁部１３２と接触するように配置され、レンズ１３と導光体１４とは、光学的に接続されている。導光体１４は、光出射面１３１の面方向に対して垂直な方向に突起している、突起部材である。導光体１４は、前記突起の突出方向において、その先端部がレンズ１３の光出射面１３１の中心側に傾斜しており、放熱器１２の側壁部１２２の傾斜と略同一である。ＬＥＤ素子１１は、放熱器１２内の底部１２１に配置されている。レンズ１３は、その光出射面１３１が放熱器１２の開口部１２３に位置し、ＬＥＤ素子１１を覆うように配置されている。導光体１４は、放熱器１２の側壁部１２２を囲むように配置され、放熱器１２の溝部１２４に嵌合した状態で、放熱器１２の外側に配置されている。放熱器１２における溝部１２４を除く側壁部１２２表面の高さと、導光体１４の外側表面の高さとは、略同一となっている。
【００１８】
ＬＥＤ素子１１は、特に制限されず、例えば、公知のＬＥＤ素子を使用できる。ＬＥＤ素子１１は、例えば、放熱器１２の底部１２１において、熱導電率の優れた基板（図示せず）に形成された配線パターン上に実装されている。本実施形態の電球型ＬＥＤランプでは、前記ＬＥＤ素子は、例えば、シリコーン樹脂等に内包されてもよく、前記シリコーン樹脂中に黄色蛍光体粒子を分散させ、前記ＬＥＤ素子を青色発光ダイオードとすることで、例えば、白色光が得られる。また、青色ＬＥＤと赤・緑蛍光体との組み合わせ、近紫外ＬＥＤと赤・緑・青蛍光体との組み合わせによっても、白色光を得ることができる。
【００１９】
放熱器１２は、非透光性の放熱材料から形成されている。前記放熱材料は、例えば、金属材料、セラミックス材料、樹脂材料、グラファイトなどの炭素系材料またはこれらの材料の組み合わせ等があげられる。前記金属材料は、例えば、アルミニウム、マグネシウム、銅等があげられる。前記セラミックス材料は、例えば、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素等があげられる。前記樹脂材料は、例えば、ポリカーボネート、ナイロン、ＰＰＳ等があげられる。放熱器１２は、例えば、前述の放熱材料から形成された多層構造を有するものでもよい。一般的には、前述の樹脂材料は、前述の金属材料またはセラミックス材料と比較すると熱伝導率が低いが、例えば、ＬＥＤ素子１１の発熱量が比較的少なければ、放熱材料として十分利用可能である。また、前述の樹脂材料の中でも、高熱伝導性樹脂がより好ましい。前記高熱伝導性樹脂は、例えば、熱伝導性の高いフィラーを混合した樹脂、等があげられる。放熱器１２は、例えば、その内周面が光の反射面となっており、反射鏡として兼用されてもよい。放熱器１２の寸法は、特に制限されず、例えば、既存の反射鏡付きハロゲン電球と同程度であるか、または、それより小さい。具体には、反射鏡の開口径が５０［ｍｍ］から７０［ｍｍ］程度のハロゲン電球を代替する場合には、例えば、放熱器１２の開口径を５０［ｍｍ］から７０［ｍｍ］程度とするか、または、それよりも小さくすればよい。電球型ＬＥＤ電球１０では、放熱器１２の底部１２１の外側に、その内部に点灯回路等が収容されたケースが固定されているが、本発明は、この例には限定されない。
【００２０】
レンズ１３は、透光性材料から形成されている。前記透光性材料は、例えば、樹脂材料、ガラス、セラミックス等があげられる。前記樹脂材料は、例えば、ポリカーボネート、アクリル等があげられる。レンズ１３の形成方法は、特に制限されず、例えば、前述の形成材料を使用して、公知の方法を適用できる。
【００２１】
導光体１４は、透光性材料から形成されている。前記透光性材料は、レンズ１３で説明したのと同様のものがあげられる。レンズ１３と導光体１４とは、一体に形成されていることが好ましく、より好ましくは、レンズ１３と導光体１４とは、同一の形成材料で一体に形成されていることが好ましい。この場合の形成材料は、ポリカーボネート、アクリル、ポリシクロオレフィン等が特に好ましい。
【００２２】
電球型ＬＥＤランプ１０は、発光効率を低下させることなく、かつ、ハロゲン電球と同様にランプの側面からも発光できる。このような効果は、以下のようにして得られる。すなわち、電球型ＬＥＤランプ１０において、ＬＥＤ素子１１から発せられた光は、レンズ１３により集光されて、レンズ１３の光出射面１３１から電球型ＬＥＤランプ１０の外部へ放出される。ここで、レンズ１３に入射された光には、例えば、全反射等により電球型ＬＥＤランプ１０の外部へ放出されないものが存在しており、従来の電球型ＬＥＤランプ（例えば、特開２０１１−２２８２６４号公報、特開２０１１−１４５０５号公報等に記載の電球型ＬＥＤランプ）では、この光が利用できていなかった。本発明における電球型ＬＥＤランプ１０では、レンズ１３の周縁部１３２に、前述のように導光体１４が配置されている。このため、レンズ１３から外部に放出されない光は、レンズ１３の周縁部１３２から、導光体１４に入射され、導光体１４内を導かれる。このように、導光体１４内に、レンズ１３から外部に放出されない光が導かれることにより、例えば、放熱器に窓部等を設ける等をすることなく、電球型ＬＥＤランプ１０では、非透光性の放熱器１２の側面からも、ハロゲン電球と同様に発光できる。そして、前記側面の発光に使用される光は、レンズから放出されずに失われていた光であり、このような光を有効利用するため、発光効率を低下させることもない。
【００２３】
また、電球型ＬＥＤランプ１０では、前述のように、放熱器１２の溝部１２４は、放熱器１２の上下方向（開口部１２３側から底部１２１に向かう方向）に設けられている。このため、電球型ＬＥＤランプ１０の製造時において、レンズ１３および導光体１４を放熱器１２に取り付ける際に、溝部１２４は、例えば、導光体１４を適切な位置に配置するためのガイドレールとしての機能を果たす。このため、このような構成であれば、例えば、製造効率の向上、または製造の自動化等が可能である。
【００２４】
また、電球型ＬＥＤランプ１０では、前述のように、放熱器１２における溝部１２４を除く側壁部１２２表面の高さと、導光体１４の外側表面の高さとは、略同一である。このため、導光体１４において、放熱器１２の側壁部１２２から突出した部分がなく、例えば、導光体１４の破損等が起こりにくい。なお、本発明は、この例に限定されず、例えば、前記導光体の表面は、前記放熱器の溝部から突出していてもよいし、前記放熱器に溝部が設けられておらず、前記放熱器の外側壁面上に、前記導光体が設けられていてもよい。
【００２５】
なお、電球型ＬＥＤランプ１０では、導光体１４は、レンズ１３の光出射面１３１の面方向に対して垂直な方向に等間隔で設けられているが、本発明は、この例には限定されない。前記導光体は、所望の光の取り出し位置に応じて形状等を適宜設計でき、例えば、前記放熱器の開口部側から底部側に向かって斜めまたは曲線状に設けられていてもよいし、網目（格子）状に設けられていてもよく、等間隔に設けられていなくてもよい。また、本実施形態では、導光体１４は、放熱器１２の上下方向全長にわたって設けられているが、本発明は、この例には限定されず、例えば、放熱器１２の上下方向の途中まで設けられていてもよい。前記導光体の設計により、例えば、ランプ後方に光を取り出すこともできる。本発明では、前述の導光体の形状に合わせて、前記放熱器の溝部を同様のパターンで配置するのが好ましい。
【００２６】
［実施形態２］
本実施形態の照明装置は、ハロゲン電球代替用の電球型ＬＥＤランプの一例である。図４に、本実施形態のハロゲン電球代替用の電球型ＬＥＤランプの構成を示す。図４（ａ）は、前記電球型ＬＥＤランプにおける放熱器の構成を示す側面図、図４（ｂ）は、同上面図、図４（ｃ）は、前記電球型ＬＥＤランプの構成を示す斜視図、図４（ｄ）は、図４（ｃ）に示す前記電球型ＬＥＤランプのＶＩ−ＶＩ方向に見た断面図である。
【００２７】
図４に示すように、本実施形態の電球型ＬＥＤランプ２０は、放熱器１２に代えて、放熱器２２を含むこと以外は、図１〜３に示す電球型ＬＥＤランプ１０と同様の構成を有する。
【００２８】
放熱器２２は、放熱器１２における溝部１２４に代えて、スリット２２４が設けられていること以外は、放熱器１２と同様の構成を有する。具体的には、放熱器２２の側壁部１２２には、周方向に等間隔で複数のスリット２２４が、放熱器２２の上下方向（開口部１２３側から底部１２１に向かう方向）に設けられている。このような構成でも、図１〜３に示す電球型ＬＥＤランプ１０と同様に、前述の本発明の効果が得られる。
【００２９】
電球型ＬＥＤランプ２０において、放熱器２２のスリット２２４は、前記実施形態１における前記放熱器の溝部と同様に、例えば、電球型ＬＥＤランプ２０の製造時のガイドレールとしての機能を果たす。このため、スリット２２４の幅は、ガイドレールとしての機能を果たす範囲で、狭いのが好ましい。具体的には、スリット２２４の幅は、０．５〜１０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜５ｍｍの範囲である。
【００３０】
電球型ＬＥＤランプ２０では、導光体１４は、放熱器２２のスリット２２４内に配置された状態で、放熱器２２の外側に設けられているが、本発明は、この例には限定されない。例えば、前記導光体を断面Ｔ字状とすれば、例えば、前記放熱器のスリットを製造時のガイドレールとして機能させることができ、さらに、スリット幅より広い幅の導光体とすることができるため、例えば、前記放熱器側面の発光量を多くする等の調整ができる。
【００３１】
電球型ＬＥＤランプ２０では、放熱器２２のスリット２２４は、放熱器２２の上下方向全長にわたって設けられているが、本発明は、この例には限定されず、例えば、前記放熱器のスリットは、前記放熱器の上下方向の途中まででもよい。また、放熱器の側壁部には、例えば、前記放熱器の上下方向にわたって、前記スリットと前記溝部とが組み合わせられて設けられてもよい。具体的には、例えば、前記放熱器の上側から途中までスリットが設けられ、前記途中から下側まで溝部が設けられてもよい。
【００３２】
［実施形態３］
本実施形態の照明装置は、ハロゲン電球代替用の電球型ＬＥＤランプの一例である。図５に、本実施形態のハロゲン電球代替用の電球型ＬＥＤランプの構成を示す。図５（ａ）は、前記電球型ＬＥＤランプにおける放熱器の構成を示す斜視図、図５（ｂ）は、前記電球型ＬＥＤランプにおけるレンズおよび導光体の構成を示す斜視図、図５（ｃ）は、前記電球型ＬＥＤランプの構成を示す斜視図、図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示す前記電球型ＬＥＤランプのＶＩＩ−ＶＩＩ方向に見た断面図である。
【００３３】
図５に示すように、本実施形態の電球型ＬＥＤランプ３０は、ＬＥＤ素子１１と、放熱器３２と、レンズ１３と、導光体３４とを主要な構成要素として含む。放熱器３２は、底部３２１および側壁部３２２を有する有底円筒状であり、上部開口（開口部３２３）を有する。本実施形態の放熱器３２は、外径が、開口部３２３に向かって、途中までは拡大し、あとは一定になっている形状である。レンズ１３の光出射面１３１の周縁部には、導光体３４が配置されている。導光体３４は、放熱器３２の外周に嵌合可能な筒状部材である。筒状の導光体３４の内径と、筒状の放熱器３２の側壁部３２２の外径とは、略同一である。ＬＥＤ素子１１は、放熱器３２内の底部３２１に配置されている。レンズ１３は、その光出射面１３１が放熱器３２の開口部３２３に位置し、ＬＥＤ素子１１を覆うように配置されている。導光体３４は、放熱器３２の側壁部３２２の外側を囲むように同軸的に配置されている。このような構成でも、図１〜３に示す電球型ＬＥＤランプ１０と同様に、前述の本発明の効果が得られる。また、導光体３４が放熱器３２の側壁部３２２の外側全体に設けられているため、例えば、放熱器３２の側壁部３２２全体から発光できる。
【００３４】
前記実施形態１〜３では、前記発光素子がＬＥＤ素子である、ハロゲン電球代替用の電球型ＬＥＤランプを例として、本発明を説明したが、本発明において、前記発光素子は、前記ＬＥＤ素子のみに限定されない。前記発光素子は、前記放熱器により放熱を必要とする発光素子であればよく、例えば、有機ＥＬ、無機ＥＬ等があげられる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、発光効率を低下させることなく、かつ、ハロゲン電球と同様にランプの側面からも発光する、ハロゲン電球代替用の照明装置を提供することができる。また、例えば、導光体の設計に応じてランプ後方に光を取り出すことができるなど、光の取り出し位置の設計が容易であり、本発明の照明装置は、幅広い用途に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０、２０、３０    電球型ＬＥＤランプ（照明装置）
１１    ＬＥＤ素子（発光素子）
１２、２２、３２    放熱器
１３    レンズ
１４、３４    導光体
１２１  放熱器１２の底部
１２２  放熱器１２の側壁部
１２３  放熱器１２の開口部
１２４  放熱器１２の溝部
１３１  レンズ１３の光出射面
１３２  レンズ１３の周縁部
２２４  放熱器２２のスリット
３２１  放熱器３２の底部
３２２  放熱器３２の側壁部
３２３  放熱器３２の開口部
【図１】
2013206785.tif 000003
【図２】
2013206785.tif 000004
【図３】
2013206785.tif 000005
【図４】
2013206785.tif 000006
【図５】
2013206785.tif 000007