(57)【要約】【課題】光源と反射鏡との間の絶縁耐圧を確保しつつ、光取出効率を向上した照明装置を提供する。【解決手段】照明装置10は、光源15と、筒状の反射鏡18と、導光柱20とを有する。反射鏡18は、一端側に光源15からの光が入射する入射開口30を備える。反射鏡18は、他端側に光が出射する出射開口31を備える。反射鏡18は、一端側と光源15との間に隙間19を介して配置される。導光柱20は、絶縁性を有し、光源15と反射鏡18の一端側との隙間19に少なくとも一部が介在される。導光柱20は、光源15からの光を反射鏡18の入射開口30に導く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と；
一端側に前記光源からの光が入射する入射開口を備えるとともに、他端側に光が出射する出射開口を備える筒状に形成され、前記一端側と前記光源との間に隙間を介して配置された集光器と；
絶縁性を有し、前記光源と前記集光器の一端側との隙間に少なくとも一部が介在され、前記光源からの光を前記集光器の入射開口に導く導光部と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源は、
発光素子と、
この発光素子を封止する封止樹脂とを備え、
前記導光部は、前記封止樹脂に一体に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記導光部は、レンズ状に形成され前記集光器の入射開口に挿入されたレンズ部を備えている
ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光部は、
外形が前記集光器の内面に沿って形成されこの集光器の内部に取り付けられた挿入部と、
この挿入部と別体で、前記集光器の一端側を支持する支持部とを備えている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、入射開口を備える一端側と光源との間に隙間を介して配置された集光器を備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、舞台やテレビスタジオ等の演出用の照明器具として、例えば、スポットライトがある。このようなスポットライトは、省エネや寿命の観点から、近年、光源として従来のハロゲンランプに代えて、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプに置き換えが進められている。
【０００３】
上記のスポットライトは、例えばＣＯＢ（Chip On Board）モジュール等の光源の近傍に、反射鏡等の集光部材を設けている。このとき、絶縁耐圧を確保するために、光源の導電部と、反射鏡との間に、３〜４ｍｍ程度の絶縁空間を設ける必要がある。この場合、絶縁空間を通じて光源からの光が反射鏡外部に漏れて光取出効率が低下しないようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９５３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、光源と集光器との間の絶縁耐圧を確保しつつ、光取出効率を向上した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】
【０００６】
実施形態の照明装置は、光源と、筒状の集光器と、導光部とを有する。集光器は、一端側に光源からの光が入射する入射開口を備える。また、集光器は、他端側に光が出射する出射開口を備える。そして、集光器は、一端側と光源との間に隙間を介して配置される。導光部は、絶縁性を有し、光源と集光器の一端側との隙間に少なくとも一部が介在される。そして、導光部は、光源からの光を集光器の入射開口に導く。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光源と集光器の一端側との間の隙間に少なくとも一部を介在させた絶縁性の導光部によって、絶縁耐圧を確保しつつ光源と集光器の一端側との間の隙間からの光漏れを抑制して、光取出効率を向上することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態を示す照明装置の断面図である。
【図２】同上照明装置の光源および導光部を示す斜視図である。
【図３】第２の実施形態を示す照明装置の断面図である。
【図４】同上照明装置の光源および導光部を示す斜視図である。
【図５】第３の実施形態を示す照明装置の断面図である。
【図６】同上照明装置の光源および導光部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、第１の実施形態を、図１および図２を参照して説明する。
【００１０】
図１に、照明装置10として、例えばスタジオや舞台等で使用されるスポットライトの構成を示す。照明装置10は、光軸ｚを中心とする筒状の図示しない筐体内に光源部12が配置されている。また、筐体には、光源部12の前方にレンズが配置されていてもよいし、このレンズを光軸方向に移動させて照射角を調整する調整機構等が配置されていてもよい。
【００１１】
そして、筐体は、例えば金属製で、前面には光源部12から発せられてレンズで集光された所定の照射角の光を投光する開口部が形成されている。筐体の後部には、光源部12が配置され、この後部の上面、下面、背面および両側面のそれぞれに通気口が形成されていてもよい。各通気口は通気性を有する網等で覆われていてもよい。
【００１２】
光源部12は、光源15、光源15の後部側に配置されるヒートスプレッダ16および放熱器17、光源15とレンズとの間に配置される集光器である反射鏡18、および、光源15と反射鏡18との間の隙間19に配置された導光部としての導光柱20等を備えている。また、この光源部12には、放熱器17側の前側に遮光板が配置されていてもよいし、反射鏡18とレンズとの間に光拡散手段が配置されていてもよい。
【００１３】
光源15は、例えば平板状の基板22、およびこの基板22の前面に複実装された複数の発光素子23を備えており、光を出射する平面状の発光面24が形成されている。例えば、光源15は、平板状の基板22の前面に発光素子23としての複数のＬＥＤ素子が実装されるとともに、蛍光体を含有した透明な封止樹脂25で複数のＬＥＤ素子を一体に覆ったＣＯＢ（Chip On Board）モジュールで構成されている。封止樹脂25の周囲は、基板22の前面に突設された例えば円環状の土手部（バンク）26によって囲まれている。発光面24は、土手部26によって囲まれた封止樹脂25の前面で構成され、円形の外形状に形成されている。ＬＥＤ素子には青色光を発光する青色ＬＥＤ素子が用いられ、蛍光体には青色光によって励起して黄色光を発光する黄色蛍光体が用いられる。蛍光体には黄色光に加えて橙色光を発光する橙色発光体等を用いてもよい。
【００１４】
ヒートスプレッダ16は、光源15（発光素子23）から発生する熱を拡散するもので、例えばアルミニウム等の金属材料で形成されており、光源15の基板22を熱伝導可能に取り付ける平板状に形成されている。
【００１５】
放熱器17は、ヒートスプレッダ16を熱伝導可能に取り付ける例えば銅等の金属製のベース27を備えているとともに、このベース27の後側に配置される例えばアルミニウム等の金属材料で形成された平板状の複数の放熱フィン28を備えている。なお、光源15の充電部と放熱器17側とは電気的に絶縁されている。
【００１６】
複数の放熱フィン28は、上下方向に立てた状態で、かつ水平方向（光軸ｚ側から見て左右方向）に互いに間隔をあけた状態に並設されている。ベース27には、例えば複数本のヒートパイプ（図示せず）の一端が水平方向に沿って取り付けられ、各ヒートパイプの他端が放熱器17の側部を通って複数の放熱フィン28を貫通するとともに複数の放熱フィン28に熱伝導可能に接続されている。
【００１７】
放熱器17は、筐体に取り付けられている。放熱器17の上面、下面および背面に対応して筐体の上面、下面および背面の各通気口が配置されているとともに、放熱器17の両側部を通る複数本のヒートパイプの部分に対応して筐体の両側の通気口が配置され、放熱器17に対する良好な通気性が得られ、高い放熱性能が確保されている。
【００１８】
反射鏡18は、例えば金属製で、光軸ｚを中心とする筒状に形成され、光軸方向に開口されている。すなわち、反射鏡18は、円筒状であり、一端側である後側に発光面24から出射される光が入射する円形の入射開口30が形成され、他端側である前側に入射した光がレンズへ向けて出射する円形の出射開口31が形成されている。また、反射鏡18の内面には、光軸ｚを中心として双曲線の回転対称形状の反射面33が形成されている。さらに、反射鏡18の前側周囲にはフランジ部35が形成されている。反射鏡18は、例えばこのフランジ部35を利用した取付手段（図示せず）によって、一端側である入射開口30側が光源15（発光面24）との間に隙間19が形成されるように放熱器17に対して取り付けられている。
【００１９】
ここで、この反射鏡18と光源15（発光面24）との間の隙間19は、例えばアース電位の放熱器17に金属部材で支持されてアース電位となった反射鏡18と点灯電力が供給される充電部を有する光源15の発光面24との間の所定の空間絶縁距離を確保するため、あるいは、光源15に供給される所定の直流電源の電圧極側と０Ｖ極側とを反射鏡18によって短絡させないように所定の空間絶縁距離を確保するために、必要となるものである。
【００２０】
そして、本実施形態において、反射鏡18は、入射開口30の内径よりも出射開口31の内径の方が大きく、また、入射開口30の内径よりも発光面24の外径の方が大きく、すなわち、出射開口31側（光軸方向）から見て入射開口30よりも発光面24の外形の方が大きい関係を有している。これにより、隙間19を通じて反射面33に非発光部が映り込む領域を生じさせず、この領域が光軸方向から見た場合に虚像に影となって現れて縞模様が生じないように、すなわち輝度むらが発生しないようにすることができる。
【００２１】
遮光板は、反射鏡18から出てもレンズに入射しない光が放熱器17を収納した筐体の通気口から漏れないようにするものである。
【００２２】
光拡散手段は、反射鏡18の出射開口31より大きく形成され、出射開口31から出射される光を入射し、拡散して透過させる。光拡散手段には、例えば、拡散板、フライアイレンズ等が用いられる。なお、光拡散手段は用いることが好ましいが、必須ではない。
【００２３】
レンズは、反射鏡18から出射される光を入射し、集光して筐体の開口部から前方へ投光する。レンズは、本実施形態ではフレネルレンズが用いられているが、凸レンズ等でもよい。なお、光拡散手段を用いている場合には、反射鏡18から出射されて光拡散手段を透過した光がレンズに入射する。
【００２４】
導光柱20は、光源15と反射鏡18との間の絶縁耐圧を確保するとともに、光源15（発光素子23）から出射した光を反射鏡18の入射開口30へと導いて入射させるものである。この導光柱20は、絶縁性、および、透光性を有する合成樹脂、あるいはガラス等の部材によって形成されている。この導光柱20は、例えば円柱状に形成されており(図２)、外径が、反射鏡18の入射開口30の開口径より大きく、かつ、反射鏡18の一端部（後端部）の外径と略同等となっている。この導光柱20は、扁平な、すなわち径寸法よりも厚み（軸方向寸法）が小さい円柱状となっており、一端側（後端側）が平面状の入射面40、他端側（前端側）が平面状の出射面41となっている。そして、この導光柱20は、光源15（発光面24）と反射鏡18との隙間19を埋めるように、光源15（発光面24）に入射面40が密着し、反射鏡18の一端部にて出射面41が密着して配置されている。発光面24と入射面40とは、入射ロスが少なければ必ずしも密着していなくてもよい。例えば、入射面40が土手部26と接触することで、発光面24と入射面40との間にわずかに空隙が生じていてもよい。さらに、この導光柱20の側面である外周面には、反射層43が設けられている。この反射層43は、例えば白色の合成樹脂等の高反射材料を導光柱20の外周面に塗布等することにより形成したものであり、導光柱20に入射した光を導光柱20の側方に漏らさないように、すなわち光を完全反射、または略完全反射させるように構成されている。
【００２５】
そして、照明装置10の点灯時、光源15（発光素子23）が点灯すると、発光素子23からの光とこの光により励起された封止樹脂25に含まれる蛍光体からの光とが混色して発光面24から出射する。この発光面24には、導光柱20の入射面40が密着していることにより、発光面24からの光は略全て導光柱20に入射する。この導光柱20に入射した光のうち、導光柱20の外周面に向かう光は、反射層43により反射されるため、導光柱20に入射した光は略全て出射面41から出射して、この出射面41に対向する反射鏡18の入射開口30から反射鏡18内に入射し、直接、または反射面33により反射されて出射開口31から出射する。
【００２６】
したがって、光源15と反射鏡18の一端側との間の隙間19に少なくとも一部を介在させた絶縁性の導光柱20によって、単に隙間19のみを設ける場合よりも絶縁耐圧を確保しつつ、光源15と反射鏡18の一端側との間の隙間19からの光漏れを抑制して、光取出効率を向上できる。例えば、光源15と反射鏡18との間に３〜４ｍｍ程度の絶縁空間を設けた従来の照明装置では、その絶縁空間により３０〜３５％の光が漏れ、ロスとなっていたが、この導光柱20によりそのロスを限りなく少なくすることができる。
【００２７】
特に、本実施形態では、輝度むらを抑制するために反射鏡18の入射開口30の内径よりも光源15の発光面24の外径を大きくしていることで、隙間19からの漏れ光が増加し易いので、光源15からの光を導光柱20によって反射鏡18の入射開口30に導くことで、隙間19からの漏れ光をより効果的に抑制できる。
【００２８】
なお、光源15で発生する熱は、ヒートスプレッダ16により拡散され、さらに放熱器17のベース27から複数本のヒートパイプを経て複数の放熱フィン28に伝わる。放熱器17は、筐体内に配置されていて、放熱器17の上面、下面および背面に対応して筐体の上面、下面および背面の各通気口が配置されているとともに、放熱器17の両側部を通る複数本のヒートパイプの部分に対応して筐体の両側の通気口が配置され、放熱器17の放熱フィン28に対する良好な通気性が得られ、高い放熱性能が得られる。
【００２９】
次に、第２の実施形態を図３および図４を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図３および図４に示す第２の実施形態は、上記第１の実施形態の導光柱20が支持部45と挿入部46とに２分割されているものである。
【００３１】
支持部45は、反射鏡18の一端側を支持する部分である。この支持部45は、例えば円柱状に形成されており、外径が、反射鏡18の入射開口30の開口径および反射鏡18の一端部（後端部）の外径よりも大きくなっている。この支持部45は、扁平な、すなわち径寸法よりも厚み（軸方向寸法）が小さい円柱状となっており、一端側（後端側）が平面状の入射面48、他端側（前端側）が平面状の支持面49となっている。また、この支持部45は、光源15（発光面24）と反射鏡18との隙間19を埋めるように、光源15（発光面24）に入射面48が密着し、反射鏡18の一端部にて支持面49が密着して配置されている。さらに、この支持部45の支持面49の外縁部には、反射鏡18の一端部の外周面の少なくとも一部を保持するための保持部50が突設されている。そして、この支持部45の側面である外周面に反射層43が設けられている。
【００３２】
保持部50は、反射鏡18の一端部の外周面に対向する内側が前方に向かって、反射鏡18の外周面に沿って徐々に拡開するように傾斜している。このため、保持部50は、後側から前側へと徐々に厚みが薄くなるよう設けられている。
【００３３】
一方、挿入部46は、反射鏡18の内部に挿入される部分である。この挿入部46は、円柱状に形成され、外形すなわち外周面51が光軸ｚを中心として双曲線の回転対称形状に形成されて、この外周面51が反射面33と略隙間なく密着している。また、この挿入部46は、一端側（後端側）が、支持部45の支持面49と密着する平面状の被支持面52、他端側（前端側）が、光が出射する出射面53となっている。そして、この挿入部46の外周面51は、支持部45の保持部50に対して光軸ｚ側に間隔をあけて配置され、この保持部50との間に、反射鏡18の一端部が嵌合保持される保持溝54を形成している。
【００３４】
照明装置10を組み立てる際には、挿入部46を反射鏡18の出射開口31から反射鏡18の内部に挿入し、被支持面52を反射鏡18の入射開口30と略面一とする。この状態で、挿入部46の外周面51が反射鏡18の一端側の反射面33に密着する。そして、この挿入部46を挿入した反射鏡18を、光源15の発光面24に入射面48を密着させた支持部45の支持面49上に重ね、挿入部46の被支持面52と支持部45の支持面49とを接着することにより挿入部46と支持部45とで一体の導光柱20を構成する。この状態で、反射鏡18は、一端部が保持溝54に嵌合して導光柱20により保持される。
【００３５】
そして、照明装置10の点灯時、光源15（発光素子23）が点灯して発光面24から出射すると、この発光面24に密着する入射面48から略全ての光が導光柱20に入射する。この導光柱20に入射した光のうち、導光柱20（支持部45）の外周面に向かう光は、反射層43により反射され、反射鏡18の入射開口30から挿入部46へと略全て入射し、この挿入部46の出射面53および外周面51から出射して、直接、または反射面33により反射されて出射開口31から出射する。
【００３６】
このように、導光柱20は、反射鏡18の内面である反射面33に沿う外周面51を備える挿入部46を反射鏡18の内部に取り付けているので、隙間19からの光漏れを抑制して、光源15から導光柱20に入射した光を、反射鏡18の入射開口30へとより効率よく入射させることができるとともに、反射鏡18の反射面33へと、より効率よく導くことができるように光学制御できる。
【００３７】
また、導光柱20を、反射鏡18の一端側を支持する支持部45と反射鏡18の内部に取り付けられる挿入部46とに分割し、これら支持部45と挿入部46とを一体に固定することで構成したので、反射鏡18の一端部を保持する保持構造（保持溝54）を支持部45と挿入部46との間に容易に構成できる。なお、挿入部46の一部を反射鏡18の入射開口30から外部に突出させた突出部を形成し、支持部45にはその突出部を収容する凹部を形成して、それら突出部と凹部を係合させるようにしてもよい。
【００３８】
次に、第３の実施形態を図５および図６を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
この第３の実施形態は、上記各実施形態の導光柱20に代えて、光源15の封止樹脂25に一体に導光部56が形成されているものである。
【００４０】
封止樹脂25は、絶縁性を有する合成樹脂により一体に形成され、土手部26内に位置する封止部57と、土手部26から前方に突出する絶縁部58と、この絶縁部58から前方に突出して反射鏡18の入射開口30に挿入されるレンズ状のレンズ部59とを備えている。
【００４１】
絶縁部58は、光源15と反射鏡18との間の絶縁耐圧を確保する部分である。この絶縁部58は、例えば円柱状に形成されており、外径が、反射鏡18の入射開口30の開口径および反射鏡18の一端部（後端部）の外径より大きくなっている。この絶縁部58は、扁平な、すなわち径寸法よりも厚み（軸方向寸法）が小さい円柱状となっており、前端側が平面状の支持面61となっている。さらに、この絶縁部58の支持面61の外縁部には、反射鏡18の一端部の外周面を保持するための保持部63が突設されている。そして、この絶縁部58は、光源15（発光面24）と反射鏡18との隙間19を埋めるように、反射鏡18の一端部にて支持面61が密着して配置されている。なお、絶縁部58の側面である外周面には、上記各実施形態の反射層43と同様の反射層を設けてもよい。
【００４２】
保持部63は、上記第２の実施形態の保持部50と同様に、反射鏡18の一端部の外周面に対向する内側が前方に向かって、反射鏡18の外周面に沿って徐々に拡開するように傾斜している。このため、保持部63は、後側から前側へと徐々に厚みが薄くなるよう設けられている。
【００４３】
また、レンズ部59は、反射鏡18の入射開口30から反射鏡18の内部に挿入される部分である。このレンズ部59は、丸型すなわち半球状（ドーム状）に形成され、発光面24となる外周面65が光軸ｚを中心とする回転対称形状に形成されている。また、このレンズ部59は、絶縁部58の保持部63に対して光軸ｚ側に間隔をあけて配置され、この保持部63との間に、反射鏡18の一端部が嵌合保持される保持溝66を形成している。
【００４４】
照明装置10を組み立てる際には、反射鏡18の一端側を光源15の封止樹脂25に対してレンズ部59が入射開口30に挿入されるように絶縁部58の支持面61に取り付ける。この状態で、反射鏡18は、一端部が保持溝66に嵌合して光源15により保持される。
【００４５】
そして、照明装置10の点灯時、光源15（発光素子23）が点灯すると、発光素子23からの光とこの光により励起された封止樹脂25に含まれる蛍光体からの光とが混色し、反射鏡18の入射開口30に挿入されたレンズ部59によって集光または拡散されて発光面24となる外周面65から出射して、反射鏡18の出射開口31から直接、または反射面33により反射されて出射する。
【００４６】
このように、封止樹脂25に導光部56を一体に設けたので、導光部を形成するための別部材が不要で、製造コストを抑制できる。
【００４７】
また、導光部56は、反射鏡18の入射開口30に挿入するレンズ部59を設けたので、隙間19からの光漏れを抑制して、光源15からの光を、反射鏡18の入射開口30へとより効率よく入射させることができるとともに、反射鏡18の入射開口30および反射面33に向かうように光学制御できる。
【００４８】
なお、上記各実施形態において、反射鏡18を金属材料に代えて絶縁材料で形成してもよい。この場合、反射鏡18の反射面33の領域には金属反射膜を蒸着することで高い反射率を確保できる。
【００４９】
また、照明装置は、スポットライトに限らず、光源15と反射鏡18を備える器具構造であれば、どのような照明装置にも適用できる。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
10    照明装置
15    光源
18    集光器である反射鏡
19    隙間
20    導光部としての導光柱
23    発光素子
25    封止樹脂
30    入射開口
31    出射開口
45    支持部
46    挿入部
56    導光部
59    レンズ部
【図１】
2017084446.tif 000003
【図２】
2017084446.tif 000004
【図３】
2017084446.tif 000005
【図４】
2017084446.tif 000006
【図５】
2017084446.tif 000007
【図６】
2017084446.tif 000008