(57)【要約】【課題】発光ユニットに対して光学素子（レンズ）を着脱自在とし、光学特性の異なる任意の光学素子を組み合わせて配置することによって、被照射面を所望の状態に照明することができるLED照明器具を提供する。【解決手段】筐体１１と、筐体１１の内部に収容され、LED素子２１を封止してなる発光ユニット１２と、光学素子（レンズ）１３と、を有するLED照明器具１０であって、発光ユニット１２が具備する係受部２２は、光学素子１３の係合部２６と係合可能とされて、所望の光学素子１３が装着可能となっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、筐体の内部に収容され、LED素子を封止してなる発光ユニットと、光学素子と、を有するLED照明器具であって、
前記発光ユニットは、係受部を具備し、前記係受部は、前記光学素子の係合部と、係合可能に構成されたLED照明器具。
【請求項２】
請求項１に記載のLED照明器具であって、
前記筐体内に複数の発光ユニットが配設され、
前記発光ユニットごとに係受部を具備し、所望の光学素子を装着可能に構成されたＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
請求項１に記載のLED照明器具であって、
前記発光ユニットは、その周縁に円筒状の係受部を具備し、前記係受部に前記光学素子の係合部が係合されたLED照明器具。
【請求項４】
請求項１に記載のLED照明器具であって、
前記発光ユニットは、前記筐体内に２次元に配列されており、周縁部の発光ユニットと中心部の発光ユニットとで、異なる光学特性をもつ光学素子が配設され、被照射面上で光量が均一となるように配向方向が調整されたLED照明器具。
【請求項５】
請求項１に記載のLED照明器具であって、
前記発光ユニットは、前記筐体内に１次元に配列されており、周縁部の発光ユニットと中心部の発光ユニットとで、異なる光学特性をもつ光学素子が配設され、被照射面上で光量が均一となるように配向方向が調整されたLED照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はLED照明器具に係り、例えば、複数の発光ユニットのそれぞれに、異なる光学特性を持つ光学素子を装着可能とし、被照射面が任意の光量で照明されるように配向方向を調整することができるLED照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体発光素子（LED）チップを利用したLED照明器具が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１に記載のLED照明器具の製造方法は、実装基板を器具本体に対してボイドレスで固着することにより、歩留まりの向上を図った製造方法に関するものであり、実装基板上に実装したLEDチップをポッティングして封止部を形成した後、実装したレンズを覆うように色変換部材を装着し、更に配光レンズを固着してLED照明器具が製造される。また、特許文献２に記載のLED照明器具は、LEDチップを覆うように配置した集光レンズを、透明なレンズホルダおよび化粧板によって基板に固定して、集光レンズから漏れる光を透明なレンズホルダおよび化粧板から出射させて、照明とインテリアの両機能を有するLED照明器具としている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８７６６９号公報
【特許文献２】特開２００７−２２０４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１、および特許文献２に記載のLED照明器具は、いずれもレンズが固定された構造を有しており、照明部位に合わせて光学特性が異なる他のレンズなどに交換しようとしても、交換が困難であるという不都合があった。また、レンズと基板（LEDチップ）との相対位置が固定されているため、レンズ（光軸）の方向などを調整して照射状態を所望の状態に調整することができないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、発光ユニットに対して光学素子（レンズ）を着脱自在として、光学特性の異なる光学素子に交換して、あるいは光学素子を調整して、被照射面を所望の状態に照明することができるLED照明器具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】
上記目的を達成するため、本発明は、筐体と、筐体の内部に収容され、LED素子を封止してなる発光ユニットと、光学素子（レンズ）と、を有するLED照明器具であって、前記発光ユニットは、係受部を具備し、前記係受部は、前記光学素子の係合部と、係合可能に構成されたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、発光ユニットが具備する係受部が、光学素子の係合部と係合可能であるので、発光ユニットごとに任意の光学素子に付け替えることができ、これによって所望の照明状態を得ることができる。また、それぞれの発光ユニットごとに光学素子の付け替えが可能であるので、照明状態を変更するには、複数のレンズ部を有するレンズ板ごと交換しなければならなかった従来のLED照明器具と比較して、LED照明器具を小型化することができる。
【０００８】
また、本発明は上記LED照明器具において、前記筐体内に複数の発光ユニットが配設され、前記発光ユニットごとに係受部を具備し、所望の光学素子を装着可能に構成されたものを含む。
【０００９】
この構成によれば、複数の発光ユニットを備え、発光ユニットごとに所望の特性を有する光学素子を装着することができるので、発光ユニットごとに異なる配光特性を付与して被照射面を任意の照度で照明することができる。
【００１０】
また、本発明は上記LED照明器具において、前記発光ユニットは、その周縁に円筒状の係受部を具備し、前記係受部に前記光学素子の係合部が係合されたものを含む。
【００１１】
この構成によれば、発光ユニットは、その周縁に円筒状の係受部を具備しており、この係受部に光学素子の係合部が係合しているので、光学素子を微小角度回動させることができる。これによって、円筒状係受部の軸心に対して傾斜する光軸を有する光学素子を用いれば、光学素子を微小角度回動させることによって、発光ユニットからの出射光を、任意の方向に向けて照射するように調整することができる。従って、被照射面の任意の場所を、任意の照度で照明することができる。
【００１２】
また、本発明は上記LED照明器具において、前記発光ユニットは、前記筐体内に２次元に配列されており、周縁部の発光ユニットと中心部の発光ユニットとで、異なる光学特性をもつ光学素子が配設され、被照射面上で光量が均一となるように配向方向が調整されたものを含む。
【００１３】
この構成によれば、複数の発光ユニットが２次元に配列されており、周縁部の発光ユニットと中心部の発光ユニットとで、異なる光学特性を持つ光学素子が配設されているので、光学素子の配向方向を調整して被照射面上の光量が均一となるように調整することができ、むらのない照明を行うことができる。また、中心部の発光ユニットには、集光作用を持つ光学素子を配設して所定の部位を集中照射し、周縁部の発光ユニットには、光拡散作用を持つ光学素子を配設して周辺部位を拡散照射すれば、ほんのり明るい照射領域内に照度が高い光溜まりが形成された照明を行うことができる。これによって、演出効果の高い照明を行うことができる。
【００１４】
また、本発明は上記LED照明器具において、前記発光ユニットは、前記筐体内に１次元に配列されており、周縁部の発光ユニットと中心部の発光ユニットとで、異なる光学特性をもつ光学素子が配設され、被照射面上で光量が均一となるように配向方向が調整されたものを含む。
【００１５】
この構成によれば、１次元配列された複数の発光ユニットは、周縁部の発光ユニットと中心部の発光ユニットとで、異なる光学特性をもつ光学素子が配設され、被照射面上で光量が均一となるように配向方向が調整されているので、例えば、階段部分などの縦長の被照射面を均一の明るさで照明することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光ユニットが具備する係受部は、光学素子の係合部と係合可能であるので、発光ユニットごとに所望の光学特性を有する光学素子に付け替えて装着することができ、LED照明器具を小型化するとともに、被照射面を任意の照度で照明することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施の形態１）
以下、本発明に係る実施の形態１のLED照明器具を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１に係るLED照明器具の全体斜視図、図２は図１に示すLED照明器具の正面図、図３は図１に示すLED照明器具の縦断面図である。
【００１８】
図１乃至３に示すように、実施の形態１のLED照明器具１０は、筐体１１と、発光ユニット１２と、光学素子（レンズ）１３と、を備える。筐体１１は、略円形板状の底部１４と、この底部１４の周縁部から立設された円環状の側壁１５とを有し、例えば、合成樹脂などによって有底円筒状に形成されている。底部１４には、複数の照明窓１６が設けられている。図１および図2に示す本実施の形態のLED照明器具１０においては、中心部に形成された１個の照明窓１６と、その周囲に周方向に等間隔（６０°間隔）で６個の照明窓１６が形成されている。照明窓１６には、例えば、アクリル樹脂板などの透明板を装着してゴミなどが内部に侵入するのを防止することもできる。
【００１９】
また図３に示すように、筐体１１の深さ方向中間部には、円環状の側壁１５から中心側に向かって突出するリブ１７が設けられている。リブ１７には、後述する実装基板２０がねじなどによって固定される。筐体１１は、開口部が蓋体１８によって閉鎖されて、例えば、天井や壁（図示せず）などに固定される。
【００２０】
発光ユニット１２は、電力が供給されると光を放射するLED素子２１が、実装基板２０上に実装・封止されて配置されている。発光ユニット１２は、筐体１１の照明窓１６に対応する位置に配置されている。即ち、中心部に配置された１個と、その周縁部に配置された６個、合計７個の発光ユニット１２を有し、それぞれの照明窓１６から光を放射する。発光ユニット１２の周縁には、円筒状の係受部２２がLED素子２１を囲むようにして配設されている。係受部２２の外周面には、雄ねじ２３が形成されている。また、実装基板２０の裏面には、LED素子２１への給電および、点灯制御を行なう点灯回路２４が配置されている。
【００２１】
図４（ａ）乃至（ｄ）にも示すように、光学素子であるレンズ１３は、例えば、透明なシリコーン樹脂やアクリル樹脂などによって成形された円形レンズであり、発光ユニット１２から照射される光を集光し、あるいは拡散して所定の配光方向に照射する。レンズ１３の周縁部から立設されたリング部２５の内周面には、係合部である雌ねじ２６が設けられている。リング部２５の雌ねじ２６を、係受部２２の雄ねじ２３に螺合させることによって、レンズ１３が発光ユニット１２に装着される。
【００２２】
レンズ１３は、光軸と交差する面の形状によって種々の光学特性が付与される。レンズ１３の物理的軸（円形レンズの中心軸）と光軸とのなす光軸角度と、レンズ１３から放射される光の照射角度と、の組み合わせによって、多くの光学特性を有するレンズ１３が形成可能である。例えば、０°、１０°、２０°、３０°の４種類の光軸角度と、広角（例えば、４５°）、中角（例えば、３０°）、侠角（例えば、１５°）の３種類の照射角度と、の組み合わせによれば、１２種類のレンズ１３が得られる。また、これ以外の光学特性を有するレンズ１３、例えば、フルネルレンズとすることもできる。
【００２３】
図2および図3に示すように、本実施の形態のLED照明器具１０は、円形の実装基板２０の中央およびその周囲に６０°間隔で、合計７個の発光ユニット１２が実装・配置されている。この発光ユニット１２の係受部２２に設けられた雄ねじ２３に、レンズ１３の雌ねじ２６が螺合して、それぞれの発光ユニット１２にレンズ１３が装着されている。
【００２４】
それぞれの発光ユニット１２に装着される各レンズ１３の光学特性は、同一光学特性であっても、異なる光学特性であってもよく、任意の光学特性を有するレンズ１３を選択することができる。例えば、中央の発光ユニット１２には、光軸角度０°、照射角度侠角（例えば、１５°）のレンズ１３（１３Ａ）を装着し、周縁部の６個の発光ユニット１２には、光軸角度３０°、照射角度広角（例えば、４５°）のレンズ１３（１３Ｂ）を装着する。
【００２５】
このように組み付けられた実装基板２０は、発光ユニット１２と筐体１１の照明窓１６との位置を一致させた状態で、ねじなどによってリブ１７に固定され、筐体１１内に収容される。次いで、筐体１１の開口部が蓋体１８によって閉鎖されて、例えば、天井や壁（図示せず）などに固定される。
【００２６】
本実施の形態のLED照明器具１０の作用について、図４から図６を参照して説明する。図４は狭角レンズ１３Ａから広角レンズ１３Ｂへのレンズの交換の手順を示す縦断面図、図５はLED照明器具から照射される光の出射状態を示す図、図６（ａ）は照射範囲内の各部の照明状態を示す平面図、図６（ｂ）は各部の照度を示すグラフである。
【００２７】
上記したように、レンズ１３は、雌ねじ２６を発光ユニット１２の雄ねじ２３に螺合させて装着されているので、容易に着脱することができ、交換が可能である。即ち、装着されている狭角レンズ１３Ａ（図４（ａ）参照）から広角レンズ１３Ｂ（図４（ｄ）参照）に交換するには、図４（ｂ）に示すように、狭角レンズ１３Ａを左回転させて発光ユニット１２から外し、図４（ｃ）に示すように、広角レンズ１３Ｂを発光ユニット１２の雄ねじ２３に螺合させるだけで簡単に交換することができる。このように、任意の光学特性を有するレンズ１３を、任意の位置の発光ユニット１２に装着することができるので、被照射面の各部を所望の照度で照明するようにレンズ１３を組み合わせて設定することができる。
【００２８】
図５および図６に示すように、光軸角度０°、照射角度侠角（例えば、１５°）のレンズ１３（１３Ａ）を中央の発光ユニット１２に装着し、光軸角度３０°、照射角度広角（例えば、４５°）のレンズ１３（１３Ｂ）を周縁部の６個の発光ユニット１２に装着したLED照明器具１０によれば、照射範囲Ａの中央に照度の高いあかり溜りを設け、その周辺の照度を低くした演出効果の高い照明を行うことができる。このとき、周縁部の６個の発光ユニット１２に装着されているレンズ１３は、３０°の光軸角度を有するので、微小角度回転させることにより光の照射方向を微妙に調整することができ、周辺部の照度を調整することが可能となる。
【００２９】
このように、各レンズ１３の光学特性を適宜選択して、適宜、発光ユニット１２に装着することにより、１台のLED照明器具１０によって、被照射面の各部を照度が異なる所望の状態で照明することができる。また、レンズ１３を微小角度回転させることによって照明状態を調整することができる。あるいは発光ユニット１２の雄ねじ２３と、レンズ１３の雌ねじ２６との螺合状態により、対象物の位置を調整することができ、光源からの光の拡散を調整することができる。
【００３０】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態１に係るLED照明器具を図面に基づいて詳細に説明する。図７は実施の形態２のLED照明器具の全体斜視図、図８は図７に示すLED照明器具の正面図、図９は図７に示すLED照明器具の縦断面図である。また、図１０は図７に示すLED照明器具によって照明される範囲を示す平面図、図１１は図７に示すLED照明器具によって階段部分が照明される状態を示す側面図である。本実施の形態のLED照明器具は、一次元実装の例を示すものであり、４個の発光ユニット１２が一列に配列され、所望の照度分布を得る個とが出来るように構成されている。
【００３１】
なお、実施の形態２のLED照明器具は、筐体および実装基板の形状、装着されるレンズの光学特性が、被照射部位に合わせて変更されている以外は、実施の形態１のLED照明器具と同様であるので、同一部分には同一符号または相当符号を付して説明を省略する。
【００３２】
図７から図９に示すように、実施の形態２のLED照明器具３０は、有底長方形の筐体３１と、発光ユニット１２と、光学素子（レンズ）１３と、を備える。筐体３１の底部１４には、４個の照明窓１６が一直線上に整列配置されて形成されている。
【００３３】
筐体３１内に収容される長方形の実装基板２０には、筐体３１の４個の照明窓１６に対応する位置に、それぞれ４個の発光ユニット１２が一列に配列されて実装されている。それぞれの発光ユニット１２の係受部２２に設けられた雄ねじ２３には、レンズ１３の雌ねじ２６が螺合して、発光ユニット１２にレンズ１３が装着されている。
【００３４】
各レンズ１３の光学特性は、実装基板２０の一端側（図９中右端）から光軸角度０°、照射角度侠角（例えば、１５°）のレンズ１３Ａ、光軸角度１０°、照射角度侠角（例えば、１５°）のレンズ１３Ｃ、光軸角度２０°、照射角度中角（例えば、３０°）のレンズ１３Ｄ、光軸角度３０°、照射角度広角（例えば、４５°）のレンズ１３Ｅ、となっている。
【００３５】
このようにレンズ１３Ａ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅが装着された実施の形態２のLED照明器具３０は、図１０に示すように、LED照明器具３０の長手方向の延長線に沿って、広い範囲Ｂを均一に照明することができる。従って、例えば、図１１に示すように、照明器具の取り付け位置が決まっているときに距離に依存することなく階段部分３２を均一に照明するのに好適に使用され、１台のLED照明器具３０によって階段３２に沿って広い範囲を効果的に照明することができる。
【００３６】
なお、本発明のLED照明器具は、前述した各実施の形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
【００３７】
例えば、前述した各実施の形態において、複数の発光ユニットが同心円上に、あるいは一直線上に配置されたLED照明器具を例示したが、これに限定されず被照明部位に合わせて任意位置に配置することができる。更に、光学特性の異なるレンズを適宜選択して発光ユニットに装着すれば、１台のLED照明器具によって効率的な、また効果的な照明を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るLED照明器具の全体斜視図
【図２】図１に示すLED照明器具の正面図
【図３】図１に示すLED照明器具の縦断面図
【図４】レンズの交換の手順を示す縦断面図
【図５】LED照明器具から照射される光の出射状態を示す図
【図６】（ａ）は照射範囲内の各部の照明状態を示す平面図、（ｂ）は各部の照度を示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態２に係るLED照明器具の全体斜視図
【図８】図７に示すLED照明器具の正面図
【図９】図７に示すLED照明器具の縦断面図
【図１０】図７に示すLED照明器具によって照明される範囲を示す平面図
【図１１】図７に示すLED照明器具によって階段部分が照明される状態を示す側面図
【符号の説明】
【００３９】
１０    LED照明器具
１１    筐体
１２    発光ユニット
１３    レンズ（光学素子）
２１    LED素子
２２    係受部
２６    雌ねじ（係合部）
３０    LED照明器具
３１    筐体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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