(57)【要約】【課題】主照射面の照度の確保と、主照射面の周辺領域に生じうる照度ムラの低減と、を両立したＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明装置は、消費電力が０．７〜１．５ＷのＬＥＤ素子１０が複数配置されるＬＥＤ基板１と、ＬＥＤ基板１を覆い、ＬＥＤ素子１０からの光を拡散させつつ通過させる透光性カバー３と、透光性カバー３を通過した光の入口４０及び出口４１を有する筒状をなし、内周面が反射面４２に設定されている反射部材４と、を有する。透光性カバー３は、反射部材４の出口４１及び入口４０を介して見た場合に、中央領域ＡＲｃよりも周辺領域ＡＲｓの方が、通過光の拡散度合が高く設定されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消費電力が０．７〜１．５ＷのＬＥＤ素子が複数配置されるＬＥＤ基板と、
前記ＬＥＤ基板を覆い、前記ＬＥＤ素子からの光を拡散させつつ通過させる透光性カバーと、
前記透光性カバーを通過した光の入口及び出口を有する筒状をなし、内周面が反射面に設定されている反射部材と、を備え、
前記透光性カバーは、前記反射部材の前記出口及び前記入口を介して見た場合に、中央領域よりも周辺領域の方が、通過光の拡散度合が高く設定されている、ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記透光性カバーは、樹脂製であり、
前記中央領域と前記周辺領域は、シボ加工処理の度合いを異ならせてある、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記中央領域の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、２．０以上且つ６．０マイクロメートル以下であり、前記周辺領域の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、６．０以上且つ１２．０マイクロメートル以下である、請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記中央領域のヘイズ値は、１４％以上且つ２２％以下であり、前記周辺領域のヘイズ値は、２３％以上且つ３３％以下である、請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）素子を光源に使用したＬＥＤ照明装置が普及している。ＬＥＤ照明装置の一種として、天井に埋め込み設置されるＬＥＤダウンライトが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＬＥＤ素子が配置されるＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板を覆う透光性カバーと、透光性カバーを透過した光を反射させる筒状の反射部材と、を有するダウンライトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１３７０６号公報
【特許文献２】特開２００８−２７００９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ＬＥＤ素子の改良により、ハイパワー（消費電力が０．７Ｗ〜１．５Ｗ）のＬＥＤ素子は、広範囲に十分な輝度が確保されるように広角になってきている。
【０００６】
しかしながら、ハイパワーのＬＥＤは輝度が高いため、ハイパワーのＬＥＤが複数個実装されて形成されたＬＥＤ光源は、ＬＥＤが有る部分とＬＥＤが無い部分でＬＥＤ光源の輝度ムラが顕著に目立つようになってきた。このようなＬＥＤ光源の輝度ムラは、透光性カバー及び反射部材の影響を受け、光源で照らされる被照射面に照度ムラを発現させる場合がある。被照射面の照度ムラは、中央側よりも縁側に強く発現する。
【０００７】
このような輝度ムラを低減する手段として、例えば特許文献２には、透光性カバーに拡散処理を施すことが記載されている。しかしながら、ハイパワーのＬＥＤ素子の輝度ムラを低減するために透光性カバーに拡散処理を強く施すと、被照射面のうち明るく照らされる必要がある中央側の主照射面自体の照度が低下してしまう。
【０００８】
本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的では、主照射面の照度の確保と、主照射面の周辺領域に生じうる照度ムラの低減と、を両立したＬＥＤ照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。
【００１０】
すなわち、本開示のＬＥＤ照明装置は、消費電力が０．７〜１．５ＷのＬＥＤ素子が複数配置されるＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板を覆い、前記ＬＥＤ素子からの光を拡散させつつ通過させる透光性カバーと、前記透光性カバーを通過した光の入口及び出口を有する筒状をなし、内周面が反射面に設定されている反射部材と、を備え、前記透光性カバーは、前記反射部材の前記出口及び前記入口を介して見た場合に、中央領域よりも周辺領域の方が、通過光の拡散度合が高く設定されている。
【００１１】
拡散度合は、透光性カバーのヘイズ値または表面粗さなどで表すことができる。表面粗さは、透光性カバーの表面に施す粗面化処理（例えばシボ加工等）でコントロールできる。
【００１２】
反射部材を介さずに直接、被照射面のうち主照射面に照射される光（出射角度が光軸に近い光）が通過する中央領域は拡散度合が低いので高い照度が確保され、反射部材を介して主照射面の周辺領域に照射される光（光軸から大きな角度をもって出射され、反射部材で一回以上反射して被照射面に達した光）が通過する周辺領域は拡散度合が高いので、反射部材に焦点化作用があったとしても、照度ムラを低減又は防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態のＬＥＤ照明装置を示す斜視図。
【図２】ＬＥＤ照明装置を示す斜視図。
【図３】ＬＥＤ照明装置を構成する各部材を示す分解斜視図。
【図４】ＬＥＤ照明装置の縦断面図。
【図５】透光性カバーの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の一実施形態の照明装置について、図面を用いて説明する。
【００１５】
［基本構成］
図１〜４に示すように、ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）を用いたＬＥＤ素子１０が実装される基板１と、基板１が取り付けられる基台２と、基板１を覆う透光性カバー３と、透光性カバー３を通過した光を反射させる反射部材４と、基台２を支持する外筒５と、天井材の埋め込み孔に固定するための複数の固定バネ６と、を有する。ＬＥＤ照明装置は、図１及び図２に示すように、各部１〜５を組み付けた状態で全体として円柱状部と円筒状部を同軸に結合したような形状をなし、円筒状部が下方Ｘ２に開口するように天井材の埋め込み孔に埋め込まれ、円筒状部から光を照射する。なお、本明細書において理解を容易にするために、上方Ｘ１、下方Ｘ２は、天井材への設置状態での方向を意味する。
【００１６】
外筒５は、図１〜４に示すように、筒状の外筒本体５０と、外筒本体５０の下端に設けられ、天井材への設置状態で化粧枠となる化粧フランジ部５１と、を有する。本実施形態では、外筒５は、樹脂で形成されているが、金属などの任意の部材で形成してもよい。
【００１７】
複数の固定バネ６は、金属で形成されており、図１及び図２に示すように、外筒本体５０の外周面に軸回りに放射状に取り付けられている。本実施形態では、固定バネ６は４つ形成されているが、数は適宜変更可能であり、好ましくは３つ以上あればよい。固定バネ６は、外力を受けていない自然状態で外筒本体５０から径方向外側に延びている。設置前に、固定バネ６は、上方を向くように根本から曲げられ、天井材の埋め込み孔に外筒５と共に挿入される。ＬＥＤ照明装置が埋め込み孔の奥に進むにつれて、固定バネ６は蓄積した弾性反発力によって天井材の裏側にて径方向外側に開き、天井材に係わり合ってＬＥＤ照明装置を支持する。
【００１８】
基台２は、図３及び図４に示すように、ＬＥＤ基板１を取り付けるための基板取付面２０を有する円形板状部位を有し、円形板状部位から軸方向に沿って起立する複数の放熱フィン２１が形成されている。基台２は、放熱フィン２１を含め全体として円柱状に形成されている。基台２の一端面全体が基板取付面２０に設定されている。基台２は、ネジなどの締着具ｖによって外筒５の上端部に固定される。基台２は、熱伝導性を有する金属で形成され、外部に起立する放熱フィン２１が一体に形成されている。これにより、基台２は、ＬＥＤ基板１の熱を基板取付面２０で受けて放熱フィン２１を介して外部に放出する放熱部材としての役割を兼ねている。本実施形態では、基台２は、冷間鍛造によって形成されるが、これに限定されず、例えばダイキャストで製造されていてもよい。基台２は、アルミで構成されているが、熱伝導性を有する材料であれば、アルミに限定されない。
【００１９】
ＬＥＤ基板１は、絶縁性材料で形成され、図３〜５に示すように、複数のＬＥＤ素子１０が表面に実装されている。また、ＬＥＤ基板１の表面には、ＬＥＤ素子１０に電力を供給する電線が接続されている。電線は、ＬＥＤ照明装置の外に設けられた電源回路部（天井材の裏に設置される）から電力を受ける。本実施形態において、ＬＥＤ基板１は円形の板状をなしているが、これに限定されない。例えば、楕円状や矩形状でもよい。複数のＬＥＤ素子１０が格子状に配列されているが、これに限定されない。基板１の形状、ＬＥＤ素子１０の配列は適宜変更可能である。ＬＥＤ基板１は、基台２に対してネジなどの締着具ｖで取り付けられており、基板取付面２０に直接的又は間接的に密着し、基台２に熱を伝熱する。本実施形態では、ＬＥＤ基板１と基板取付面２０との間に、スクリーン印刷した伝熱グリス（熱伝導材）が塗布されているが、これに限定されない。例えば、両者の間に何も介在させずに直接密着させてもよく、また、伝熱シートを介在させてもよい。
【００２０】
図３及び図４に示すように、透光性カバー３（図３参照）は、樹脂で形成され、ＬＥＤ素子１０からの光を拡散させつつ透過させる。透光性カバー３は、ネジなどの締着具によってＬＥＤ基板１と共に基台２に取り付けられる。
【００２１】
反射部材４は、入口４０及び出口４１を有する筒状をなし、内周面が反射面４２に設定されている。反射部材４は、外筒５の内側に挿入され、ＬＥＤ基板１に接することなく外筒５にネジなどの締着具ｖによって固定される。反射部材４は、透光性カバー３を通過して入口４０に入った光が出口４１から出るまでの間に反射面４２により反射させる。本実施形態において、反射部材４は、樹脂で形成されているが、これに限定されず、金属で形成してもよい。
【００２２】
電線を介してＬＥＤ基板１に電力が供給されると、ＬＥＤ素子１０が発光する。ＬＥＤ素子１０からの光は、透光性カバー３を通過しつつ拡散され、反射部材４の入口４０に入る。反射部材４の入口４０に入った光は、一部が反射面４２で反射されながら出口４１から所望の照明対象エリアに向けて照射される。
【００２３】
［詳細な構成］
上記ＬＥＤ照明装置の基本構成に対し、本実施形態では更に以下の構成を有する。
【００２４】
ＬＥＤ素子１０には、消費電力が０．７以上且つ１．５Ｗであり、いわゆるハイパワーのＬＥＤ素子を用いている。
【００２５】
図４及び図５に示すように、透光性カバー３は、ＬＥＤ基板１にネジ止めされる環状の鍔部３０と、鍔部３０から反射部材４側へ盛り上がり、ＬＥＤ素子１０からの光を透過させる突出部３１とを有する。突出部３１は、取り付け状態で反射部材４の入口４０よりも反射部材４の内側へ入っている。反射部材４の出口４１及び入口４０を介して見た場合に、中央領域ＡＲｃよりも周辺領域ＡＲｓの方が、通過光の拡散度合が高く設定されている。
【００２６】
拡散度合は、透光性カバーのヘイズ値または表面粗さなどで表すことができる。表面粗さは、透光性カバーの表面に施す粗面化処理（例えばシボ加工等）でコントロールできる。
【００２７】
本実施形態では、透光性カバー３が樹脂製であり、樹脂の金型のシボ加工処理の度合いを異ならせることで、中央領域ＡＲｃと周辺領域ＡＲｓの表面粗さを異ならせて、通過光の拡散度合を異ならせている。樹脂材料としては、ポリカーボネートなどが挙げられる。
樹脂材料は光透過性を有するものであればよく、これに限定されない。本実施形態では、金型表面にサンドブラスト処理を施しているが、これに限定されない。
【００２８】
中央領域ＡＲｃの（Ｒｚ）は、２．０以上且つ６．０マイクロメートル以下が好ましく、周辺領域ＡＲｓの（Ｒｚ）は、６．０以上且つ１２マイクロメートル以下が好ましい。周辺領域ＡＲｓは、ハイパワーのＬＥＤ素子１０がくっきりと見えないようにするために、（Ｒｚ）は、６．０以上且つ１２マイクロメートル以下が好ましい。
ここで、Ｒｚは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｂ０６０１）で定義された十点平均粗さである。
【００２９】
本実施形態では、中央領域ＡＲｃのヘイズ値は１８．６％であり、周辺領域ＡＲｓのヘイズ値は２８．２％であった。中央領域ＡＲｃのヘイズ値は、１４以上且つ２２％以下が好ましく、周辺領域ＡＲｓのヘイズ値は、２３以上且つ３３％以下が好ましい。計測は、透光性カバーをポリカーボネートで厚み４ｍｍとし、観測条件を２度視野、Ｃ光源を用いてスポットサイズをφ１５ｍｍとし、拡散面を積分球側にセットして測定した。値は自動三回測定の平均値である。なお、ヘイズ値は、次の式で算出可能である。ヘイズ値（％）＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００。Ｔｄは拡散透過率を表し、Ｔｔは全光線透過率を表す。
【００３０】
なお、本実施形態では、透光性カバー３を中央領域ＡＲｃと周辺領域ＡＲｓに区別して、拡散度合を異ならせているが、中央側から周辺へ向けて徐々に拡散度合が低くなるようにしてもよい。
【００３１】
以上のように、本実施形態のＬＥＤ照明装置は、消費電力が０．７〜１．５ＷのＬＥＤ素子１０が複数配置されるＬＥＤ基板１と、ＬＥＤ基板１を覆い、ＬＥＤ素子１０からの光を拡散させつつ通過させる透光性カバー３と、透光性カバー３を通過した光の入口４０及び出口４１を有する筒状をなし、内周面が反射面４２に設定されている反射部材４と、を備える。透光性カバー３は、反射部材４の出口４１及び入口４０を介して見た場合に、中央領域ＡＲｃよりも周辺領域ＡＲｓの方が、通過光の拡散度合が高く設定されている。
【００３２】
反射部材４を介さずに直接、被照射面のうち主照射面に照射される光（出射角度が光軸に近い光）が通過する中央領域ＡＲｃは拡散度合が低いので高い照度が確保され、反射部材４を介して主照射面の周辺に照射される光（光軸から大きな角度をもって出射され、反射部材で一回以上反射して被照射面に達した光）が通過する周辺領域ＡＲｓは拡散度合が高いので、反射部材４に焦点化作用があったとしても、照度ムラを低減又は防止することが可能となる。
【００３３】
なお、主照射面からＬＥＤ素子１０を視認した場合には、ＬＥＤ素子１０の輝度ムラが見えるが、ハイパワーのＬＥＤ素子１０を視認しようとする要求は少なく、弊害がない。
【００３４】
樹脂材料に拡散剤を混ぜて透光性カバー３の拡散度合を部位毎に異ならせるのは難しい。
【００３５】
そこで、本実施形態では、透光性カバー３は、樹脂製であり、中央領域ＡＲｃと周辺領域ＡＲｓは、シボ加工処理の度合いを異ならせてある。
【００３６】
このように、シボ加工であれば、金型へのシボ加工処理の度合いによって透光性カバー３の拡散度合をコントロールできるので、一般的な拡散剤を用いる場合に比べて製造が容易となる。
【００３７】
本開示は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１…ＬＥＤ基板
１０…ＬＥＤ素子
３…透光性カバー
４…反射部材
４０…入口
４１…出口
ＡＲｃ…中央領域
ＡＲｓ…周辺領域
【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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