JP2003016808A - 照明装置 - Google Patents
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- F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
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- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 色むらが発生するのを防止し、よって均一光
が得られる照明装置を提供する。 【解決手段】 基板８上に実装された複数の発光ダイオ
ード９と、複数の発光ダイオード９の前方に、または複
数の発光ダイオード９を覆うように配置されたレンズ部
１０とを備え、複数の発光ダイオード９からの放射光は
レンズ部１０内に入射された後、レンズ部１０の内面で
全反射されてレンズ部１０の所定部分へ集光され、その
後、このレンズ部１０の所定部分からレンズ部１０の外
部へ放射される。
が得られる照明装置を提供する。 【解決手段】 基板８上に実装された複数の発光ダイオ
ード９と、複数の発光ダイオード９の前方に、または複
数の発光ダイオード９を覆うように配置されたレンズ部
１０とを備え、複数の発光ダイオード９からの放射光は
レンズ部１０内に入射された後、レンズ部１０の内面で
全反射されてレンズ部１０の所定部分へ集光され、その
後、このレンズ部１０の所定部分からレンズ部１０の外
部へ放射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、従来の電球や蛍光ランプ等に代わ
る次世代光源として、高効率で長寿命な発光ダイオード
を用いた照明装置が注目を浴びている。
る次世代光源として、高効率で長寿命な発光ダイオード
を用いた照明装置が注目を浴びている。
【０００３】そして、発光ダイオード単体の光出力は低
いので、発光ダイオードを照明用途として用いるために
は、例えば特開昭６１−２３７３０１号公報等に記載さ
れているように、複数の発光ダイオード（ＬＥＤチッ
プ）を集積化するとともに、発光ダイオードからの放射
光を効率よく前方へ取り出すために反射板やレンズを設
ける必要があった。レンズには複数の凸状レンズ部が形
成されており、各レンズ部には発光ダイオードが一つ一
つ配置されている。
いので、発光ダイオードを照明用途として用いるために
は、例えば特開昭６１−２３７３０１号公報等に記載さ
れているように、複数の発光ダイオード（ＬＥＤチッ
プ）を集積化するとともに、発光ダイオードからの放射
光を効率よく前方へ取り出すために反射板やレンズを設
ける必要があった。レンズには複数の凸状レンズ部が形
成されており、各レンズ部には発光ダイオードが一つ一
つ配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の照明装置では、高照度化が実現できる一方、
複数の発光ダイオードを用いた結果、照射面に色むらが
生じるという問題があった。
うな従来の照明装置では、高照度化が実現できる一方、
複数の発光ダイオードを用いた結果、照射面に色むらが
生じるという問題があった。
【０００５】つまり、設計上、同一色として作製した発
光ダイオードであっても、作製した各発光ダイオードの
発光色を比較すると、各々の発光ダイオードの発光色は
製造上の品質のばらつきによって目視で認識できる程度
にわずかに異なっている。そのため、各発光ダイオード
からの放射光は、その特性として指向性を有することも
加わって、レンズ部を透過した後、隣接する発光ダイオ
ードからの放射光とほとんど混色することなく、照射面
に現れる。よって、照射面に色むらが生じてしまうので
ある。
光ダイオードであっても、作製した各発光ダイオードの
発光色を比較すると、各々の発光ダイオードの発光色は
製造上の品質のばらつきによって目視で認識できる程度
にわずかに異なっている。そのため、各発光ダイオード
からの放射光は、その特性として指向性を有することも
加わって、レンズ部を透過した後、隣接する発光ダイオ
ードからの放射光とほとんど混色することなく、照射面
に現れる。よって、照射面に色むらが生じてしまうので
ある。
【０００６】そして、このような色むらが発生する問題
は、特に、発光色の異なる複数の発光ダイオードを用い
た場合に顕著に現れ、各発光色を混色して例えば白色光
を得ようとしても、十分に混光することができず、色む
らが著しく生じるという問題があった。
は、特に、発光色の異なる複数の発光ダイオードを用い
た場合に顕著に現れ、各発光色を混色して例えば白色光
を得ようとしても、十分に混光することができず、色む
らが著しく生じるという問題があった。
【０００７】本発明は、色むらが発生するのを防止する
ことができ、よって均一光を得ることができる照明装置
を提供することを目的とする。
ことができ、よって均一光を得ることができる照明装置
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
照明装置は、基板上に実装された複数の発光ダイオード
と、前記複数の発光ダイオードの前方に、または前記複
数の発光ダイオードを覆うように配置されたレンズ部と
を備え、前記複数の発光ダイオードからの放射光は前記
レンズ部内に入射された後、前記レンズ部の内面で全反
射されて前記レンズ部の所定部分へ集光され、その後、
このレンズ部の所定部分から前記レンズ部の外部へ放射
される構成を有している。
照明装置は、基板上に実装された複数の発光ダイオード
と、前記複数の発光ダイオードの前方に、または前記複
数の発光ダイオードを覆うように配置されたレンズ部と
を備え、前記複数の発光ダイオードからの放射光は前記
レンズ部内に入射された後、前記レンズ部の内面で全反
射されて前記レンズ部の所定部分へ集光され、その後、
このレンズ部の所定部分から前記レンズ部の外部へ放射
される構成を有している。
【０００９】これにより、複数の発光ダイオードからの
放射光全てがレンズ部の所定部分に集中的に集光され、
その所定部分から外部へ放射されるため、各々の発光ダ
イオードの発光色がわずかに異なっていても、各発光ダ
イオードからの放射光を共通のレンズ部内で十分混色さ
せることができ、その結果、照明装置の照射面に色むら
が発生するのを防止することができ、よって均一光を得
ることができる。特に、発光色の異なる複数の発光ダイ
オードからの各々の放射光を混色させる場合において
は、色むらの発生を著しく低減することができる。
放射光全てがレンズ部の所定部分に集中的に集光され、
その所定部分から外部へ放射されるため、各々の発光ダ
イオードの発光色がわずかに異なっていても、各発光ダ
イオードからの放射光を共通のレンズ部内で十分混色さ
せることができ、その結果、照明装置の照射面に色むら
が発生するのを防止することができ、よって均一光を得
ることができる。特に、発光色の異なる複数の発光ダイ
オードからの各々の放射光を混色させる場合において
は、色むらの発生を著しく低減することができる。
【００１０】なお、本発明でいう「全反射」するとは、
発光ダイオードからの放射光のごく一部が前記レンズの
内面を反射せず、透過する場合も含むものとする。
発光ダイオードからの放射光のごく一部が前記レンズの
内面を反射せず、透過する場合も含むものとする。
【００１１】また、本発明の請求項２記載の照明装置
は、前記レンズ部の所定部分が曲面を有している。
は、前記レンズ部の所定部分が曲面を有している。
【００１２】これにより、レンズ部の所定部分から放射
される光をあらゆる方向に拡散させることができ、照明
装置の照射面に照度むらが発生するのを防止することが
できる。
される光をあらゆる方向に拡散させることができ、照明
装置の照射面に照度むらが発生するのを防止することが
できる。
【００１３】また、本発明の請求項３記載の照明装置
は、前記レンズ部の所定部分が略球体形状になっている
構成を有している。
は、前記レンズ部の所定部分が略球体形状になっている
構成を有している。
【００１４】これにより、レンズ部の所定部分から放射
される光をあらゆる方向に一層拡散させることができ、
照明装置の照射面に照度むらが発生するのを一層防止す
ることができる。
される光をあらゆる方向に一層拡散させることができ、
照明装置の照射面に照度むらが発生するのを一層防止す
ることができる。
【００１５】また、本発明の請求項４記載の照明装置
は、前記レンズ部は略円錐形形状または略角錐形形状を
有しており、前記複数の発光ダイオードからの放射光
は、前記レンズ部の底面部から前記レンズ部内に入射さ
れた後、前記レンズ部の内面で全反射されて前記レンズ
部の頂点部へ集光され、その後、前記レンズ部の頂点部
から前記レンズ部の外部へ放射される構成を有してい
る。
は、前記レンズ部は略円錐形形状または略角錐形形状を
有しており、前記複数の発光ダイオードからの放射光
は、前記レンズ部の底面部から前記レンズ部内に入射さ
れた後、前記レンズ部の内面で全反射されて前記レンズ
部の頂点部へ集光され、その後、前記レンズ部の頂点部
から前記レンズ部の外部へ放射される構成を有してい
る。
【００１６】これにより、複数の発光ダイオードからの
放射光全てがレンズ部の所定部分に集中的に集光され、
その所定部分から外部へ放射されるため、各々の発光ダ
イオードの発光色がわずかに異なっていても、各発光ダ
イオードからの放射光を共通のレンズ部内で十分混色さ
せることができ、その結果、照明装置の照射面に色むら
が発生するのを防止することができ、よって均一光を得
ることができる。特に、発光色の異なる複数の発光ダイ
オードからの各々の放射光を混色させる場合において
は、色むらの発生を著しく低減することができる。
放射光全てがレンズ部の所定部分に集中的に集光され、
その所定部分から外部へ放射されるため、各々の発光ダ
イオードの発光色がわずかに異なっていても、各発光ダ
イオードからの放射光を共通のレンズ部内で十分混色さ
せることができ、その結果、照明装置の照射面に色むら
が発生するのを防止することができ、よって均一光を得
ることができる。特に、発光色の異なる複数の発光ダイ
オードからの各々の放射光を混色させる場合において
は、色むらの発生を著しく低減することができる。
【００１７】また、本発明の請求項５記載の照明装置
は、前記レンズ部が光透過性および熱伝導性を有する第
一部材で覆われている構成を有している。
は、前記レンズ部が光透過性および熱伝導性を有する第
一部材で覆われている構成を有している。
【００１８】これにより、発光ダイオードから発生した
熱を、レンズ部を介して第一部材へ放熱させることがで
きるので、発光ダイオードが異常に加熱されるのを抑制
することができ、その結果、発光ダイオードの発光効率
が低下するのを防止することができるとともに、発光ダ
イオードの短寿命化を防止することができる。また、レ
ンズ部の表面に傷等が付かないように保護することがで
きるので、発光ダイオードからの放射光がレンズ部の内
面で全反射されず、途中で透過してしまうのを防止する
ことができる。
熱を、レンズ部を介して第一部材へ放熱させることがで
きるので、発光ダイオードが異常に加熱されるのを抑制
することができ、その結果、発光ダイオードの発光効率
が低下するのを防止することができるとともに、発光ダ
イオードの短寿命化を防止することができる。また、レ
ンズ部の表面に傷等が付かないように保護することがで
きるので、発光ダイオードからの放射光がレンズ部の内
面で全反射されず、途中で透過してしまうのを防止する
ことができる。
【００１９】また、本発明の請求項６記載の照明装置
は、前記複数の発光ダイオードと前記レンズ部との間に
配置され、かつ前記複数の発光ダイオードを覆う光透過
性および熱伝導性を有する第二部材を備え、前記複数の
発光ダイオードからの放射光は、前記第二部材を透過し
て前記レンズ部に入射される構成を有している。
は、前記複数の発光ダイオードと前記レンズ部との間に
配置され、かつ前記複数の発光ダイオードを覆う光透過
性および熱伝導性を有する第二部材を備え、前記複数の
発光ダイオードからの放射光は、前記第二部材を透過し
て前記レンズ部に入射される構成を有している。
【００２０】これにより、発光ダイオードから発生した
熱を第二部材へ放熱させることができるので、発光ダイ
オードが異常に加熱されるのを抑制することができ、そ
の結果、発光ダイオードの発光効率が低下するのを防止
することができるとともに、発光ダイオードの短寿命化
を防止することができる。また、特に、発光色の異なる
複数の発光ダイオードからの各々の放射光を混色させる
場合においては、各発光ダイオードからの放射光をまず
第二部材内で混色させることができるので、色むらの発
生を一層防止することができ、より均一な光を得ること
ができる。
熱を第二部材へ放熱させることができるので、発光ダイ
オードが異常に加熱されるのを抑制することができ、そ
の結果、発光ダイオードの発光効率が低下するのを防止
することができるとともに、発光ダイオードの短寿命化
を防止することができる。また、特に、発光色の異なる
複数の発光ダイオードからの各々の放射光を混色させる
場合においては、各発光ダイオードからの放射光をまず
第二部材内で混色させることができるので、色むらの発
生を一層防止することができ、より均一な光を得ること
ができる。
【００２１】また、本発明の請求項７記載の照明装置
は、前記第二部材中には光拡散物質が添加されている構
成を有している。
は、前記第二部材中には光拡散物質が添加されている構
成を有している。
【００２２】これにより、特に、発光色の異なる複数の
発光ダイオードからの各々の放射光を混色させる場合に
おいて、各発光ダイオードからの放射光を第二部材内で
より一層混色させることができ、色むらの発生をより一
層防止することができ、より一層均一な光を得ることが
できる。
発光ダイオードからの各々の放射光を混色させる場合に
おいて、各発光ダイオードからの放射光を第二部材内で
より一層混色させることができ、色むらの発生をより一
層防止することができ、より一層均一な光を得ることが
できる。
【００２３】さらに、本発明の請求項８記載の照明装置
は、前記基板が樹脂、セラミックスまたは金属製の筐体
内に配置されており、前記第一部材または前記第二部材
と前記筐体とは熱的に接続されている構成を有してい
る。
は、前記基板が樹脂、セラミックスまたは金属製の筐体
内に配置されており、前記第一部材または前記第二部材
と前記筐体とは熱的に接続されている構成を有してい
る。
【００２４】これにより、発光ダイオードから発生した
熱を、第一部材または第二部材、および筐体を介して外
部へ放熱させることができるので、発光ダイオードが異
常に加熱されるのを一層抑制することができ、その結
果、発光ダイオードの発光効率が低下するのを一層防止
することができるとともに、発光ダイオードの短寿命化
を一層防止することができる。
熱を、第一部材または第二部材、および筐体を介して外
部へ放熱させることができるので、発光ダイオードが異
常に加熱されるのを一層抑制することができ、その結
果、発光ダイオードの発光効率が低下するのを一層防止
することができるとともに、発光ダイオードの短寿命化
を一層防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
て、図面を用いて説明する。
【００２６】本発明の第１の実施の形態である照明装置
は、図２に示すように、全長Ｌが７５ｍｍ、最大外径Ｒ
が９０ｍｍであり、一端部に直径８５ｍｍの開口部１を
有し、かつ外形形状が略漏斗形状をしたガラス製、セラ
ミック製または金属製の筐体２と、この筐体２の他端部
に取り付けられたＥ形口金３と、筐体２内の空間をその
中心軸Ｘ（図２参照）に対して垂直に仕切って第一空間
４および第二空間５の二つの空間を形成するように配置
された発光ユニット６とを備えている。
は、図２に示すように、全長Ｌが７５ｍｍ、最大外径Ｒ
が９０ｍｍであり、一端部に直径８５ｍｍの開口部１を
有し、かつ外形形状が略漏斗形状をしたガラス製、セラ
ミック製または金属製の筐体２と、この筐体２の他端部
に取り付けられたＥ形口金３と、筐体２内の空間をその
中心軸Ｘ（図２参照）に対して垂直に仕切って第一空間
４および第二空間５の二つの空間を形成するように配置
された発光ユニット６とを備えている。
【００２７】筐体２の開口部１には、図示していないが
必要に応じて透光性の前面カバーを設けてもよい。前面
カバーは着色されていてもよく、またレンズ効果を有し
ていてもよい。
必要に応じて透光性の前面カバーを設けてもよい。前面
カバーは着色されていてもよく、またレンズ効果を有し
ていてもよい。
【００２８】第一空間４側の筐体２の内面には、例えば
白色塗装された反射面７が形成されている。反射面７の
形状には、必要に応じて種々の形状を用いることができ
るが、例えば回転放物面や回転楕円面等の二次曲面を用
いることが好ましい。
白色塗装された反射面７が形成されている。反射面７の
形状には、必要に応じて種々の形状を用いることができ
るが、例えば回転放物面や回転楕円面等の二次曲面を用
いることが好ましい。
【００２９】発光ユニット６は、外周部が筐体２の内面
に設置されている直径５０ｍｍの円板状の樹脂製基板８
と、筐体２の第一空間４側に面する基板８の表面上にマ
トリックス状に実装された発光色の異なる複数の発光ダ
イオード９と、この発光ダイオード９を覆うように配置
された底面の直径２ｍｍ、高さ２．５ｍｍの略円錐形形
状を有した複数のレンズ部１０と、筐体２の第二空間５
側に面する基板８の表面上に配置され、かつ発光ダイオ
ード９を駆動するための駆動回路１１とを有している。
に設置されている直径５０ｍｍの円板状の樹脂製基板８
と、筐体２の第一空間４側に面する基板８の表面上にマ
トリックス状に実装された発光色の異なる複数の発光ダ
イオード９と、この発光ダイオード９を覆うように配置
された底面の直径２ｍｍ、高さ２．５ｍｍの略円錐形形
状を有した複数のレンズ部１０と、筐体２の第二空間５
側に面する基板８の表面上に配置され、かつ発光ダイオ
ード９を駆動するための駆動回路１１とを有している。
【００３０】発光ユニット６からの放射光は、筐体の開
口部１から直接光と筐体２の反射面７に反射した反射光
との合成光となって放射される。
口部１から直接光と筐体２の反射面７に反射した反射光
との合成光となって放射される。
【００３１】発光ダイオード９には、ベアチップを用い
た。
た。
【００３２】レンズ部１０は、例えばアクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ガラス等からなる。
ポキシ樹脂、ガラス等からなる。
【００３３】また、レンズ部１０は、図１に示すよう
に、その屈折率をｎ1、その中心軸Ｙを含む断面の頂角
をθ、レンズ部１０を覆っている物質の屈折率をｎ2と
した場合、ｃｏｓθ／２＞ｎ2／ｎ1なる関係を満たして
いる。つまり、レンズ部１０内に入射された各発光ダイ
オード９からの放射光は、レンズ部１０の内面で全反射
されてレンズ部１０の頂点部１２へ集光され、その後、
レンズ部１０の頂点部１２からレンズ部１０の外部へあ
らゆる方向に放射される。
に、その屈折率をｎ1、その中心軸Ｙを含む断面の頂角
をθ、レンズ部１０を覆っている物質の屈折率をｎ2と
した場合、ｃｏｓθ／２＞ｎ2／ｎ1なる関係を満たして
いる。つまり、レンズ部１０内に入射された各発光ダイ
オード９からの放射光は、レンズ部１０の内面で全反射
されてレンズ部１０の頂点部１２へ集光され、その後、
レンズ部１０の頂点部１２からレンズ部１０の外部へあ
らゆる方向に放射される。
【００３４】なお、本実施の形態では、レンズ部１０を
覆っている物質は空気であり、したがってその屈折率ｎ
2は１である。
覆っている物質は空気であり、したがってその屈折率ｎ
2は１である。
【００３５】なお、図１中、矢印は光の進行方向を示
す。
す。
【００３６】本実施の形態においては、図３に示すよう
に、赤色（図中、記号「Ｒ」で示す）、緑色（図中、記
号「Ｇ」で示す）、青色（図中、記号「Ｂ」で示す）、
および黄色（図中、記号「Ｙ」で示す）の４個の発光ダ
イオード９が一つのユニットを形成して、共通のレンズ
部１０で覆われている。そして、発光色の異なる各々の
発光ダイオード９からの放射光はレンズ部１０内で混色
され、白色光としてレンズ部１０の外部へ放射される。
に、赤色（図中、記号「Ｒ」で示す）、緑色（図中、記
号「Ｇ」で示す）、青色（図中、記号「Ｂ」で示す）、
および黄色（図中、記号「Ｙ」で示す）の４個の発光ダ
イオード９が一つのユニットを形成して、共通のレンズ
部１０で覆われている。そして、発光色の異なる各々の
発光ダイオード９からの放射光はレンズ部１０内で混色
され、白色光としてレンズ部１０の外部へ放射される。
【００３７】なお、５個以上の発光ダイオード９、例え
ば図４に示すように赤色、緑色、青色、および黄色の４
個の発光ダイオード９からなるユニットが４つ、共通の
レンズ部１０に覆われていてもよい。また、照明装置の
使用目的に応じて各色の発光ダイオード９を自由に組み
合わせることができ、例えば単色光が必要であれば同一
色の発光ダイオード９を複数個用いてもよい。
ば図４に示すように赤色、緑色、青色、および黄色の４
個の発光ダイオード９からなるユニットが４つ、共通の
レンズ部１０に覆われていてもよい。また、照明装置の
使用目的に応じて各色の発光ダイオード９を自由に組み
合わせることができ、例えば単色光が必要であれば同一
色の発光ダイオード９を複数個用いてもよい。
【００３８】以上のような本発明の第１の実施の形態に
かかる照明装置の構成によれば、複数の発光ダイオード
９からの放射光が全てレンズ部１０の頂点部１２に集中
的に集光され、その頂点部１２から外部へ放射されるた
め、各々の発光ダイオード９の発光色がわずかに異なっ
ていても、各発光ダイオード９からの放射光を共通のレ
ンズ部１０内で十分混色させることができ、その結果、
照明装置の照射面に色むらが発生するのを防止すること
ができ、よって均一光を得ることができる。特に、発光
色の異なる複数の発光ダイオード９からの各々の放射光
を混色させる場合においては、色むらの発生を著しく低
減することができる。
かかる照明装置の構成によれば、複数の発光ダイオード
９からの放射光が全てレンズ部１０の頂点部１２に集中
的に集光され、その頂点部１２から外部へ放射されるた
め、各々の発光ダイオード９の発光色がわずかに異なっ
ていても、各発光ダイオード９からの放射光を共通のレ
ンズ部１０内で十分混色させることができ、その結果、
照明装置の照射面に色むらが発生するのを防止すること
ができ、よって均一光を得ることができる。特に、発光
色の異なる複数の発光ダイオード９からの各々の放射光
を混色させる場合においては、色むらの発生を著しく低
減することができる。
【００３９】次に、本発明の第２の実施の形態である照
明装置は、図５および図６に示すように、レンズ部１３
が底面２ｍｍ×２ｍｍ、高さ２．５ｍｍの略四角錐形状
を有している点を除いて本発明の第１の実施の形態であ
る照明装置と同じ構成を備えている。
明装置は、図５および図６に示すように、レンズ部１３
が底面２ｍｍ×２ｍｍ、高さ２．５ｍｍの略四角錐形状
を有している点を除いて本発明の第１の実施の形態であ
る照明装置と同じ構成を備えている。
【００４０】レンズ部１３は、図５に示すように、その
屈折率をｎ1、その中心軸Ｙ（図５参照）を含む任意の
断面の頂角をθ、レンズ部１３を覆っている物質の屈折
率をｎ2とした場合、ｃｏｓθ／２＞ｎ2／ｎ1なる関係
を満たしている。つまり、レンズ部１３内に入射された
発光ダイオード９からの放射光は、レンズ部１３の内面
で全反射されてレンズ部１３の頂点部１４へ集光され、
その後、レンズ部１３の頂点部１４からレンズ部１３の
外部へあらゆる方向に放射される。
屈折率をｎ1、その中心軸Ｙ（図５参照）を含む任意の
断面の頂角をθ、レンズ部１３を覆っている物質の屈折
率をｎ2とした場合、ｃｏｓθ／２＞ｎ2／ｎ1なる関係
を満たしている。つまり、レンズ部１３内に入射された
発光ダイオード９からの放射光は、レンズ部１３の内面
で全反射されてレンズ部１３の頂点部１４へ集光され、
その後、レンズ部１３の頂点部１４からレンズ部１３の
外部へあらゆる方向に放射される。
【００４１】なお、本実施の形態では、レンズ部１３を
覆っている物質は空気であり、したがって屈折率ｎ2は
１である。
覆っている物質は空気であり、したがって屈折率ｎ2は
１である。
【００４２】以上のような本発明の第２の実施の形態に
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果と同様に、発光ダイオ
ード９からの放射光がレンズ部１３の頂点部１４に集中
的に集光され、その頂点部１４から外部へ放射されるた
め、各々の発光ダイオード９の発光色がわずかに異なっ
ていても、各発光ダイオード９からの放射光を共通のレ
ンズ部１３内で十分混色させることができ、その結果、
照明装置の照射面に色むらが発生するのを防止すること
ができ、よって均一光を得ることができる。特に、発光
色の異なる複数の発光ダイオード９からの各々の放射光
を混色させる場合においては、色むらの発生を著しく低
減することができる。
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果と同様に、発光ダイオ
ード９からの放射光がレンズ部１３の頂点部１４に集中
的に集光され、その頂点部１４から外部へ放射されるた
め、各々の発光ダイオード９の発光色がわずかに異なっ
ていても、各発光ダイオード９からの放射光を共通のレ
ンズ部１３内で十分混色させることができ、その結果、
照明装置の照射面に色むらが発生するのを防止すること
ができ、よって均一光を得ることができる。特に、発光
色の異なる複数の発光ダイオード９からの各々の放射光
を混色させる場合においては、色むらの発生を著しく低
減することができる。
【００４３】なお、本実施の形態では、略四角錐形状の
レンズ部１３を用いた場合について説明したが、形状は
これに限らず、例えば略三角錐形状や略五角錐形状のレ
ンズ部を用いた場合でも上記と同様の効果を得ることが
できる。
レンズ部１３を用いた場合について説明したが、形状は
これに限らず、例えば略三角錐形状や略五角錐形状のレ
ンズ部を用いた場合でも上記と同様の効果を得ることが
できる。
【００４４】次に、本発明の第３の実施の形態である照
明装置は、図７に示すように、発光ダイオード９からの
放射光が集光するレンズ部１５の所定部分、すなわち頂
点部１６が例えば凸状の曲面を有している点を除いて本
発明の第１の実施の形態である照明装置と同じ構成を有
している。
明装置は、図７に示すように、発光ダイオード９からの
放射光が集光するレンズ部１５の所定部分、すなわち頂
点部１６が例えば凸状の曲面を有している点を除いて本
発明の第１の実施の形態である照明装置と同じ構成を有
している。
【００４５】以上のような本発明の第３の実施の形態に
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果に加えて、特に、レン
ズ部１５の頂点部１６から放射される光をあらゆる方向
に拡散させることができ、照明装置の照射面に照度むら
が発生するのを防止することができる。また、頂点部の
形状が鋭利な場合に比して、その成形がしやすい。
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果に加えて、特に、レン
ズ部１５の頂点部１６から放射される光をあらゆる方向
に拡散させることができ、照明装置の照射面に照度むら
が発生するのを防止することができる。また、頂点部の
形状が鋭利な場合に比して、その成形がしやすい。
【００４６】なお、本実施の形態では、略円錐形形状の
レンズ部１５の頂点部１６が凸状の曲面を有している場
合について説明したが、上記本発明の第２の実施の形態
で説明したような略角錐形形状のレンズ部の頂点部が例
えば凸状の曲面である場合においても、上記と同様の効
果を得ることができる。
レンズ部１５の頂点部１６が凸状の曲面を有している場
合について説明したが、上記本発明の第２の実施の形態
で説明したような略角錐形形状のレンズ部の頂点部が例
えば凸状の曲面である場合においても、上記と同様の効
果を得ることができる。
【００４７】次に、本発明の第４の実施の形態である照
明装置は、図８に示すように、発光ダイオード９からの
放射光が集光するレンズ部１７の所定部分、すなわち頂
点部１８が例えば半径０．８ｍｍの略球体形状を有して
いる点を除いて本発明の第１の実施の形態である照明装
置と同じ構成を有している。
明装置は、図８に示すように、発光ダイオード９からの
放射光が集光するレンズ部１７の所定部分、すなわち頂
点部１８が例えば半径０．８ｍｍの略球体形状を有して
いる点を除いて本発明の第１の実施の形態である照明装
置と同じ構成を有している。
【００４８】以上のような本発明の第４の実施の形態に
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果に加えて、特に、レン
ズ部１７の頂点部１８から放射される光をあらゆる方向
に一層拡散させることができ、照明装置の照射面に照度
むらが発生するのを一層防止することができる。
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果に加えて、特に、レン
ズ部１７の頂点部１８から放射される光をあらゆる方向
に一層拡散させることができ、照明装置の照射面に照度
むらが発生するのを一層防止することができる。
【００４９】なお、本実施の形態では、略円錐形形状の
レンズ部１７の頂点部１８が略球体形状を有している場
合について説明したが、上記本発明の第２の実施の形態
で説明したような略角錐形形状のレンズ部の頂点部が略
球体形状を有している場合においても、上記と同様の効
果を得ることができる。
レンズ部１７の頂点部１８が略球体形状を有している場
合について説明したが、上記本発明の第２の実施の形態
で説明したような略角錐形形状のレンズ部の頂点部が略
球体形状を有している場合においても、上記と同様の効
果を得ることができる。
【００５０】次に、本発明の第５の実施の形態である照
明装置は、図９に示すように、レンズ部１０が光透過性
および熱伝導性を有する例えばアクリル樹脂、エポキシ
樹脂、またはシリコーン樹脂等からなる第一部材１９で
覆われている点を除いて本発明の第１の実施の形態であ
る照明装置と同じ構成を有している。
明装置は、図９に示すように、レンズ部１０が光透過性
および熱伝導性を有する例えばアクリル樹脂、エポキシ
樹脂、またはシリコーン樹脂等からなる第一部材１９で
覆われている点を除いて本発明の第１の実施の形態であ
る照明装置と同じ構成を有している。
【００５１】レンズ部１０の屈折率をｎ1、その頂角を
θ、第一部材１９の屈折率をｎ2とした場合、ｃｏｓθ
／２＞ｎ2／ｎ1なる関係を満たしている。
θ、第一部材１９の屈折率をｎ2とした場合、ｃｏｓθ
／２＞ｎ2／ｎ1なる関係を満たしている。
【００５２】筐体２（図９には図示せず）と第一部材１
９とは、熱的に接続されていることが好ましく、これに
よって発光ダイオード９から発生した熱を、筐体２およ
び第一部材１９を介して外部へ放熱させることができる
ので、発光ダイオード９が異常に加熱されるのを抑制す
ることができ、その結果、発光ダイオード９の発光効率
が低下するのを防止することができるとともに、発光ダ
イオード９の短寿命化を防止することができる。
９とは、熱的に接続されていることが好ましく、これに
よって発光ダイオード９から発生した熱を、筐体２およ
び第一部材１９を介して外部へ放熱させることができる
ので、発光ダイオード９が異常に加熱されるのを抑制す
ることができ、その結果、発光ダイオード９の発光効率
が低下するのを防止することができるとともに、発光ダ
イオード９の短寿命化を防止することができる。
【００５３】以上のような本発明の第５の実施の形態に
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果に加えて、特に、発光
ダイオード９から発生した熱を、レンズ部１０を介して
第一部材１９へ放熱させることができるので、発光ダイ
オード９が異常に加熱されるのを抑制することができ、
その結果、その異常加熱によって、発光ダイオード９の
発光効率が低下するのを防止することができるととも
に、発光ダイオード９の短寿命化を防止することができ
る。また、レンズ部１０の表面に傷等が付かないように
保護することができるので、発光ダイオード９からの放
射光がレンズ部１０の内面で全反射されず、途中で透過
してしまうのを防止することができる。
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果に加えて、特に、発光
ダイオード９から発生した熱を、レンズ部１０を介して
第一部材１９へ放熱させることができるので、発光ダイ
オード９が異常に加熱されるのを抑制することができ、
その結果、その異常加熱によって、発光ダイオード９の
発光効率が低下するのを防止することができるととも
に、発光ダイオード９の短寿命化を防止することができ
る。また、レンズ部１０の表面に傷等が付かないように
保護することができるので、発光ダイオード９からの放
射光がレンズ部１０の内面で全反射されず、途中で透過
してしまうのを防止することができる。
【００５４】次に、本発明の第６の実施の形態である照
明装置は、図１０に示すように、レンズ部１０が発光ダ
イオード９の前方に配置されているとともに、発光ダイ
オード９が発光ダイオード９とレンズ部１０との間に配
置された光透過性および熱伝導性を有する例えばアクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、またはシリコーン樹脂等からな
る第二部材２０で覆われている点を除いて本発明の第１
の実施の形態である照明装置と同じ構成を有している。
明装置は、図１０に示すように、レンズ部１０が発光ダ
イオード９の前方に配置されているとともに、発光ダイ
オード９が発光ダイオード９とレンズ部１０との間に配
置された光透過性および熱伝導性を有する例えばアクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、またはシリコーン樹脂等からな
る第二部材２０で覆われている点を除いて本発明の第１
の実施の形態である照明装置と同じ構成を有している。
【００５５】発光ダイオード９からの放射光は、第二部
材２０を透過した後、レンズ部１０内に入射される。
材２０を透過した後、レンズ部１０内に入射される。
【００５６】第二部材２０の厚みは、発光ダイオード９
からの全放射光をレンズ部１０内へ入射することができ
る程度の厚さにすることが好ましい。
からの全放射光をレンズ部１０内へ入射することができ
る程度の厚さにすることが好ましい。
【００５７】第二部材２０中には、光拡散物質として、
平均粒子径１０μｍ〜１．０ｍｍの有機物や無機物、例
えばシリカ（図示せず）が添加されていることが好まし
く、これによって各発光ダイオード９からの放射光を第
二部材２０内で混色させることができ、色むらの発生を
一層防止することができ、一層均一な光を得ることがで
きる。
平均粒子径１０μｍ〜１．０ｍｍの有機物や無機物、例
えばシリカ（図示せず）が添加されていることが好まし
く、これによって各発光ダイオード９からの放射光を第
二部材２０内で混色させることができ、色むらの発生を
一層防止することができ、一層均一な光を得ることがで
きる。
【００５８】また、筐体２（図１０には図示せず）と第
二部材２０とは、熱的に接続されていることが好まし
く、これによって発光ダイオード９から発生した熱を、
筐体２および第二部材２０を介して外部へ放熱させるこ
とができるので、発光ダイオード９が異常に加熱される
のを抑制することができ、その結果、発光ダイオード９
の発光効率が低下するのを防止することができるととも
に、発光ダイオード９の短寿命化を防止することができ
る。
二部材２０とは、熱的に接続されていることが好まし
く、これによって発光ダイオード９から発生した熱を、
筐体２および第二部材２０を介して外部へ放熱させるこ
とができるので、発光ダイオード９が異常に加熱される
のを抑制することができ、その結果、発光ダイオード９
の発光効率が低下するのを防止することができるととも
に、発光ダイオード９の短寿命化を防止することができ
る。
【００５９】以上のような本発明の第６の実施の形態に
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果に加えて、特に、発光
ダイオード９から発生した熱を第二部材２０へ放熱させ
ることができるので、発光ダイオード９が異常に加熱さ
れるのを一層抑制することができ、その結果、発光ダイ
オード９の発光効率が低下するのを一層防止することが
できるとともに、発光ダイオード９の短寿命化を一層防
止することができる。また、特に、発光色の異なる複数
の発光ダイオード９からの各々の放射光を混色させる場
合においては、各発光ダイオード９からの放射光をまず
第二部材２０内で混色させることができるので、色むら
の発生を一層防止することができ、より均一な光を得る
ことができる。
かかる照明装置の構成によれば、本発明の第１の実施の
形態にかかる照明装置の作用効果に加えて、特に、発光
ダイオード９から発生した熱を第二部材２０へ放熱させ
ることができるので、発光ダイオード９が異常に加熱さ
れるのを一層抑制することができ、その結果、発光ダイ
オード９の発光効率が低下するのを一層防止することが
できるとともに、発光ダイオード９の短寿命化を一層防
止することができる。また、特に、発光色の異なる複数
の発光ダイオード９からの各々の放射光を混色させる場
合においては、各発光ダイオード９からの放射光をまず
第二部材２０内で混色させることができるので、色むら
の発生を一層防止することができ、より均一な光を得る
ことができる。
【００６０】次に、本発明の効果を確認した実験例につ
いて説明する。
いて説明する。
【００６１】本発明の第１の実施の形態にかかる照明装
置（以下、「本発明品」という）において、照明装置の
照射面（開口部１の開口面）の色度分布を測定したとこ
ろ、次のとおりの結果が得られた。
置（以下、「本発明品」という）において、照明装置の
照射面（開口部１の開口面）の色度分布を測定したとこ
ろ、次のとおりの結果が得られた。
【００６２】なお、レンズ部１０には、屈折率ｎ1が
１．６１、頂角θが３０°のアクリル樹脂を用いた。
１．６１、頂角θが３０°のアクリル樹脂を用いた。
【００６３】また、比較のため、レンズ部に従来の砲弾
型のレンズを用いている点を除いて本発明の第１の実施
の形態である照明装置と同じ構成を有している照明装置
（以下、「比較品」という）についても、本発明品と同
じ条件で光の取り出し効率および照明装置の照射面の色
度分布を測定した。
型のレンズを用いている点を除いて本発明の第１の実施
の形態である照明装置と同じ構成を有している照明装置
（以下、「比較品」という）についても、本発明品と同
じ条件で光の取り出し効率および照明装置の照射面の色
度分布を測定した。
【００６４】なお、色度分布は、色彩輝度計（ＴＯＰＣ
ＯＮ製、ＢＭ−７）を用いて測定した。さらに、以下に
示す記号Δｘ、Δｙは色度ｘ、ｙの最大値と最小値との
差をそれぞれ表す。
ＯＮ製、ＢＭ−７）を用いて測定した。さらに、以下に
示す記号Δｘ、Δｙは色度ｘ、ｙの最大値と最小値との
差をそれぞれ表す。
【００６５】本発明品では、Δｘが０．１２２、Δｙが
０．１２５であった。一方、比較品では、Δｘが０．４
２０、Δｙが０．４０３であった。このように本発明品
におけるΔｘおよびΔｙは、比較品のΔｘおよびΔｙに
比して約７０％低減されることがわかった。
０．１２５であった。一方、比較品では、Δｘが０．４
２０、Δｙが０．４０３であった。このように本発明品
におけるΔｘおよびΔｙは、比較品のΔｘおよびΔｙに
比して約７０％低減されることがわかった。
【００６６】したがって、本発明品は、色むらの発生を
著しく低減することができることが確認された。
著しく低減することができることが確認された。
【００６７】なお、上記第２〜第６の実施の形態にかか
る照明装置についても、本発明品と同様の効果が得られ
た。
る照明装置についても、本発明品と同様の効果が得られ
た。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、色むら
が発生するのを防止することができ、よって均一光を得
ることができる照明装置を提供することができるもので
ある。
が発生するのを防止することができ、よって均一光を得
ることができる照明装置を提供することができるもので
ある。
【図１】本発明の第１の実施の形態である照明装置の要
部拡大図
部拡大図
【図２】同じく照明装置の一部切欠正面図
【図３】同じく照明装置の要部拡大図
【図４】同じく照明装置の要部拡大図
【図５】本発明の第２の実施の形態である照明装置の要
部拡大図
部拡大図
【図６】同じく照明装置の要部拡大図
【図７】本発明の第３の実施の形態である照明装置の要
部拡大図
部拡大図
【図８】本発明の第４の実施の形態である照明装置の要
部拡大図
部拡大図
【図９】本発明の第５の実施の形態である照明装置の要
部拡大図
部拡大図
【図１０】本発明の第６の実施の形態である照明装置の
要部拡大図
要部拡大図
１ 開口部
２ 筐体
３ 口金
４ 第一空間
５ 第二空間
６ 発光ユニット
７ 反射面
８ 基板
９ 発光ダイオード
１０，１３，１５，１７ レンズ部
１１ 駆動回路
１２，１４，１６，１８ 頂点部
１９ 第一部材
２０ 第二部材
フロントページの続き
(72)発明者 田村 哲志
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 清水 正則
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 5F041 AA05 AA11 AA33 DA14 DA20
DC83 DC84 EE17 EE23 EE25
FF11
Claims (9)
- 【請求項１】 基板上に実装された複数の発光ダイオー
ドと、前記複数の発光ダイオードの前方に、または前記
複数の発光ダイオードを覆うように配置されたレンズ部
とを備え、前記複数の発光ダイオードからの放射光は前
記レンズ部内に入射された後、前記レンズ部の内面で全
反射されて前記レンズ部の所定部分へ集光され、その
後、このレンズ部の所定部分から前記レンズ部の外部へ
放射されることを特徴とする照明装置。 - 【請求項２】 前記レンズ部の所定部分は曲面を有して
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】 前記レンズ部の所定部分は略球体形状に
なっていることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の照明装置。 - 【請求項４】 前記レンズ部は略円錐形形状または略角
錐形形状を有しており、前記複数の発光ダイオードから
の放射光は、前記レンズ部の底面部から前記レンズ部内
に入射された後、前記レンズ部の内面で全反射されて前
記レンズ部の頂点部へ集光され、その後、前記レンズ部
の頂点部から前記レンズ部の外部へ放射されることを特
徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の照明装
置。 - 【請求項５】 前記レンズ部が光透過性および熱伝導性
を有する第一部材で覆われていることを特徴とする請求
項１〜請求項４のいずれかに記載の照明装置。 - 【請求項６】 前記複数の発光ダイオードと前記レンズ
部との間に配置され、かつ前記複数の発光ダイオードを
覆う光透過性および熱伝導性を有する第二部材を備え、
前記複数の発光ダイオードからの放射光は、前記第二部
材を透過して前記レンズ部に入射されることを特徴とす
る請求項１〜請求項５のいずれかに記載の照明装置。 - 【請求項７】 前記第二部材中には光拡散物質が添加さ
れていることを特徴とする請求項６記載の照明装置。 - 【請求項８】 前記基板が樹脂、セラミックスまたは金
属製の筐体内に配置されており、前記第一部材または前
記第二部材と前記筐体とは熱的に接続されていることを
特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の照明
装置。 - 【請求項９】 前記複数の発光ダイオードの発光色は異
なることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに
記載の照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001198186A JP4674418B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001198186A JP4674418B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 照明装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003016808A true JP2003016808A (ja) | 2003-01-17 |
| JP2003016808A5 JP2003016808A5 (ja) | 2008-09-11 |
| JP4674418B2 JP4674418B2 (ja) | 2011-04-20 |
Family
ID=19035675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001198186A Expired - Lifetime JP4674418B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4674418B2 (ja) |
Cited By (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1627178A2 (en) * | 2003-05-05 | 2006-02-22 | Gelcore LLC | Led-based light bulb |
| EP1693700A1 (en) * | 2005-02-16 | 2006-08-23 | Samsung Electronics Co, Ltd | Light emitting diode unit for a backlight device |
| EP1717792A2 (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Backlight unit for dynamic images and display device employing the same |
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| JP2007505448A (ja) * | 2003-09-09 | 2007-03-08 | コニンクリユケ フィリップス エレクトロニクス エヌ．ブイ． | フィードバック及びワイヤレス制御を有する統合型のランプ |
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| EP1949463A2 (en) * | 2005-11-04 | 2008-07-30 | The Regents of the University of California | High light extraction efficiency light emitting diode (led) |
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