JP2009129809A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で半導体発光素子の熱を効率よく放熱させる照明装置を提供する。
【解決手段】半導体発光素子１１と；半導体発光素子を支持する基板１２と；基板を支持する放熱体１３と；基板を放熱体と共に挟持して支持すると共に半導体発光素子の周囲に配置された放熱機能を有する反射体１４と；反射体に対向して開口部１５ｂを有し反射体および放熱体を支持する本体ケース１５と； を具備する照明装置を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光ダイオード等の半導体発光素子を光源とした照明装置に関する。

近年、フィラメント電球に代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない半導体発光素子である発光ダイオードが、ダウンライトや、店舗に陳列された商品を照明するスポットライト、さらには特許文献１に示されるように、自由に回転させ所望の角度で照明をすることができる読書灯など、各種の照明用の光源として採用されるようになっている。

一方、発光ダイオードは点灯時に発熱量が比較的多く、この温度上昇により発光効率が低下して光束の低下が生じ所定の照度が得難い問題がある。特に店舗の展示物を照明するスポットライトにおいては、光束の低下により初期の発光色が得られずに色ずれが生じて、展示物に対する所望の演出効果が得られなくなる。

これを解決するため、この種の発光ダイオードを光源とする照明装置においては、発光ダイオードの放熱特性を向上させ発光効率の低下を防止することが行われている。例えば、特許文献２には、反射板にヒートシンクの機能をもたせ反射板の裏面に複数の放熱フィンを一体に有するＬＥＤ照明器具が示されている。また、特許文献３には、複数の発光ダイオードが一方の面に配列された基板と、その基板を底部に取り付ける樹脂ケースを有し、発光ダイオードの基板が底部に放熱固定板を介して取り付けらたＬＥＤ照明装置が示されている。
特開２００３−２８１９０８号公報 特開２００４−１７９０４８号公報 特開２００２−２９９７００号公報

しかしながら、特許文献２に示される反射板で発光ダイオードの放熱を行うものは、反射板の反射面が基板の裏面に接合され、基板裏面からの熱を放熱するものである。このため、基板表面側の熱は反射体に伝達されず発光ダイオードの熱を十分に放熱することが難しく、さらなる放熱性能の向上が必要となる。

また、特許文献３に示されるＬＥＤ照明装置によれば、発光ダイオードが支持された基板の表面側に放熱カバーを設け、発光ダイオードで発生した熱を放熱カバーから基板裏面の放熱固定板に伝達し発光ダイオードの熱を表裏両面から放熱させるように構成している。

しかし、表面側の熱を放熱させるための放熱カバーを使用しなければならず、部品点数が増大し構造が複雑となり、また組立作業も煩雑となってコストアップの要因となる問題が生じる。また、この種の発光ダイオードを光源とする照明装置の小型・薄型化に支障をきたす問題も生じる。

特に、近年、発光ダイオードがますます高輝度、高出力化され、発生する熱がますます増大しており、この熱を放熱するために格別の部品を設けること、あるいは放熱部材を大型化することは、小形の光源である発光ダイオードを使用しながら照明装置全体が大形化してしまう問題が生じる。

このため、この種、発光ダイオード等の半導体発光素子を光源とする照明装置においては、簡易な構成で半導体発光素子の熱を効率よく放熱させて発光効率の低下を防止し、かつ小形化をなした照明装置を如何にして実現するかが重要な課題となっている。

本発明は、上記の問題、課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で半導体発光素子の熱を効率よく放熱させる照明装置を提供しようとするものである。

請求項１に記載の照明装置の発明は、半導体発光素子と；半導体発光素子を支持する基板と；基板を支持する放熱体と；基板を放熱体と共に挟持して支持すると共に半導体発光素子の周囲に配置された放熱機能を有する反射体と；反射体に対向して開口部を有し反射体および放熱体を支持する本体ケースと； を具備することを特徴とする。

本発明によれば、基板を放熱体と共に挟持して支持すると共に半導体発光素子の周囲に配置された放熱機能を有する反射体により、簡易な構成で半導体発光素子の熱を効率よく放熱させることができる。

本発明において、半導体発光素子は、フィラメントを有しない半導体よりなる発光素子で、例えば発光ダイオードや半導体レーザなどが許容される。

半導体発光素子を支持する基板は、例えば、発光ダイオードを実装するための回路基板等が許容され、基板に支持される半導体発光素子は、１個でも複数個でもよい。

放熱体は、基板を反射体と共に挟持して支持し、主として基板の裏面側の熱を放熱させるヒートシンクとして構成されるもので、その材質は、アルミニウムやステンレス等の熱伝導性を有する金属が好適であるが、高熱伝導性樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。さらには、耐光性、耐熱性の良好なＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の合成樹脂の表面に、アルミニウム等の金属膜をコーティングして構成したものであってもよい。また、放熱性能を高めるために多数の放熱フィンを一体に形成したものであってもよい。放熱体は、本体ケースまたは反射体などと一体に形成されても、または別体に構成されていてもよい。

反射体は、基板を放熱体と共に挟持して支持し、主として基板の表面側の熱を放熱させる放熱機能を有しているもので、その材質は、アルミニウムやステンレス等の熱伝導性を有する金属が好適であるが、高熱伝導性樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。さらには、耐光性、耐熱性の良好なＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の合成樹脂の表面に、アルミニウム等の金属膜をコーティングして構成したものであってもよい。反射体の反射面は、鏡面または半鏡面加工等を施したり、例えば、前面に白色のメラニンフェノール等を塗布して光を拡散させるようにしたものであってもよい。反射体は、本体ケースまたは放熱体などと一体に形成されても、または別体に構成されていてもよい。

反射体は、半導体発光素子の周囲に配置され、半導体発光素子の光軸と反射体の光軸が略一致して配置されることが好ましいが、各光軸が一致していることは本発明の目的を達成するための必要条件ではなく、各光軸が一致していないものであってもよい。

反射体および放熱体を支持する本体ケースは、アルミニウムやステンレス等の熱伝導性を有する金属が好適であるが、高熱伝導性樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。さらには、耐光性、耐熱性の良好なＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の合成樹脂の表面に、アルミニウム等の金属膜をコーティングしたり、アルミニウム箔等を被覆したものなどでもよく、その材質は特定のものに限定されない。また、形状も平面視で長方形、正方形などの矩形状、さらに三角、六角等の多角形状等、さらには円盤状をなすものでもであってもよい。

本体ケースは、反射体および放熱体を組み込むことにより、半導体発光素子と反射体の光学軸を正確に位置出しするように構成しても、光学軸の位置出しは、本体ケースとは別途に構成した支持体により行い、支持体により位置出しされた部材を本体ケースに組み込んで構成してもよい。

本体ケースの開口部は、反射体に対向して設けられる貫通した透孔を設けて半導体発光素子の光を直接、外部に放射するようにしても、透孔からなる開口部に透明または半透明等の透光性を有する強化ガラスや合成樹脂などからなる透光体を設け、この透光体を介して光を間接的に外部に放射するように構成してもよい。透光体は、プリズムやレンズ体で構成して光を屈折または分散させるようにしてもよい。

請求項２に記載の照明装置の発明は、複数の半導体発光素子と；各半導体発光素子を支持する基板と；基板を支持する放熱体と；基板を放熱体と共に挟持して支持すると共に各半導体発光素子の周囲に配置された放熱機能を有する反射体と；反射体に対向して開口部を有し反射体および放熱体を支持する本体ケースと； を具備することを特徴とする。

本発明において、複数の半導体発光素子は、直線または曲線等をなして略線状に配列しても、複数個の半導体発光素子をマトリックス状に配列しても、さらには、複数個の半導体発光素子を楕円や長円形状になるように配列してもよく、個数および配列される形状は特に限定されない。また複数個の半導体発光素子は、同一機能、性能を有するものが好適であるが、機能、性能が異なる半導体発光素子で構成してもよい。

各半導体発光素子を支持する基板は、複数個の半導体発光素子に共通の基板として構成しても、１個ずつの半導体発光素子にそれぞれ対応した個別の基板で構成してもよい。

放熱体は、複数個の半導体発光素子に共通の放熱体として構成しても、１個ずつの半導体発光素子にそれぞれ対応した個別の放熱体で構成してもよい。また、複数の半導体発光素子に対応して設けられた、それぞれの放熱体は同一の材料で構成され、同一の放熱性能を有していても、別の材料で構成され、それぞれ、若しくは一部の放熱性能が異なるものでもよい。

反射体は、複数個の半導体発光素子に共通の反射体として構成しても、１個ずつの半導体発光素子にそれぞれ対応した個別の反射体で構成してもよい。また、複数の半導体発光素子に対応して設けられた、それぞれの反射体は同一の材料で構成され、同一の反射性能を有していても、別の材料で構成され、それぞれ、若しくは一部の反射性能が異なるものでもよい。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の照明装置において、前記反射体は、略錐形をなし光軸に略直交する方向に複数の段部を形成した反射面を有することを特徴とする。

本発明において、略錐形をなす反射体は、例えば、三角錘や四角錘等の角錐形、さらには、回転放物面を有する円錐や楕円錐など、半導体発光素子の光を所定の方向に向けて放射することが可能な全ての錐形をなす反射体が許容される。

反射面に形成される段部は、反射体の光軸に略直交する方向に形成されるが、幾何学的に厳密に光軸と直交している必要はなく、反射性能に支障を来たさない範囲で光軸と多少ずれたものであってもよい。

段部は、反射面全体に均一に形成されていることが好ましいが、例えば、その密度を光源側と開放側で異ならせてもよく、さらに光軸方向、すなわち光源側から開放側に向けて連続して形成しても、一部に段部がない部分を有していてもよい。さらに、錐形をなす内周面の周方向、すなわち、光軸と直交する方向に連続して形成しても、一部に段部がない部分を有していてもよい。

反射体をアルミダイカスト等の金属で構成した場合、段部に白色のメラニンフェノール等を塗布し光をさらに拡散させるように構成してもよい。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３いずれか一に記載の照明装置において、前記放熱体、反射体および本体ケースは、熱伝導性を有する金属で構成したことを特徴とする。

本発明において、熱伝導性を有する金属は、アルミニウム（Ａｌ）が好適であるが、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）および、これら金属の少なくとも一種を含む金属などで構成してもよい。

請求項１の発明によれば、基板を放熱体と共に挟持して支持すると共に半導体発光素子の周囲に配置された放熱機能を有する反射体により、簡易な構成で半導体発光素子の熱を効率よく放熱させることが可能な照明装置を提供することができる。

請求項２の発明によれば、複数の半導体発光素子と、基板を放熱体と共に挟持して支持すると共に各半導体発光素子の周囲に配置された放熱機能を有する反射体により、放熱体に加えて反射体からも半導体発光素子の熱を効率よく放熱させることができる。これにより、複数の半導体発光素子の熱は略均等に放熱され、各半導体発光素子の出力が均一化され、発光面の全面にわたり均一に発光させることが可能な照明装置を提供することができる。

請求項３の発明によれば、反射体は、略錐形をなし光軸に略直交する方向に複数の段部を形成した反射面を有するので、段部により反射体の放熱面積が増大し、より効果的に半導体発光素子の熱を放熱することができる。同時に段部により光が拡散され眩しさを感じ難くした照明装置を提供することができる。

請求項４の発明によれば、放熱体、反射体および本体ケースは、熱伝導性を有する金属で構成したので、比較的入手し易いエンジニアリング材料を用いて、効果的に半導体発光素子の熱を放熱することができ、量産に適した照明装置を提供することができる。

以下、本発明に係る照明装置の実施形態について、その構成を図１〜図６に従い説明する。

本実施例の照明装置は、店舗の展示物を照明したり、壁面等を照明するスポットライトとして構成されたもので、照明装置１０は、半導体発光素子１１、半導体発光素子を支持する基板１２、基板１２を支持する放熱体１３、基板１２を支持すると共に放熱機能を有する反射体１４、これら基板１２、反射体１４および放熱体１３を支持する本体ケース１５で構成する。

半導体発光素子１１は、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）で構成し、同一性能を有する複数個、本実施例では８個のＬＥＤ１１が用意され、この各ＬＥＤは、青色ＬＥＤチップとこの青色ＬＥＤチップにより励起される黄色蛍光体により白色を発光する高輝度、高出力の白色ＬＥＤからなる。さらに、一方向、すなわちＬＥＤの光軸ｏ−ｏ方向に光線が主として放射される。ここで光軸ｏ−ｏは、ＬＥＤ１１が実装される基板１２の面に対して略鉛直方向のことである（図１）。

各ＬＥＤ１１は、細長い長方形状をなす２枚のプリント配線基板からなる基板１２に４個ずつが分配されて配設される。すなわち、１枚の基板の表面側に長手方向に沿って略等間隔に４個ＬＥＤのチップ素子を実装して支持する。このＬＥＤを実装した基板１２は、同様構成のものが２枚用意される。

放熱体１３は、ヒートシンクとして構成されるもので、アルミダイカスト製で略長方形の平板状をなす形状に構成され、平板の外面側には、断面が凸状をなし平板の長手方向に直線状に伸びる放熱フィン１３ａが一体に形成される。内面側には、周囲に鍔状の支持部１３ｂを一体に突設し、内面には平坦にした支持凹部１３ｃを一体に形成する（図２）。

放熱体１３における略長方形をなす形状の外形寸法は、ＬＥＤ１１を実装した２枚の基板１２が、支持凹部１３ｃ内に長手方向に併設して支持される大きさに構成し、合計８個のＬＥＤ１１に対して共通の放熱体として構成する。

すなわち、２枚の細長い基板１２が放熱体の支持凹部１３ｃに嵌め込まれ、基板１２の裏面側であるＬＥＤを実装していない面が支持凹部１３ｃの内面に密着して接合される。なお、支持凹部１３ｃと基板１２は、電気絶縁性、耐熱性および弾力性を有するシリコン樹脂等からなる熱伝導シート１３ｄを介して接合され、基板と放熱体の電気絶縁が図られる。なお、基板１２の外周の端面も熱伝導シート１３ｄで覆われ、端面と放熱体１３との間の電気絶縁が図られる。

反射体１４は、基板１２を放熱体１３と共に挟持して支持し、基板１２における表面側、すなわちＬＥＤを実装した面の熱を放熱させる機能を有しているもので８個の各ＬＥＤ１１に対応した８個の反射部２４で構成される。この反射部２４は、アルミダイカスト製で、横断面が略正方形で一端部に光を放射する開放部１４ａを、他端部に光源用の開口部１４ｂを形成し、反射面１４ｃとなる内面が略四角錘形状をなす形状に一体に形成される。光源用の開口部１４ｂは略四角錘形状の底部の中心に位置して形成され、反射面１４ｃには鏡面加工が施される。

また、反射部２４の裏面、すなわち、光源用の開口部１４ｂの裏面には、平坦に形成された支持部１４ｅを一体に形成し、さらに放熱体１３の鍔状の支持部１３ｂに対応する部分に平坦な接合面を有する嵌合凹部１４ｆを一体に形成する。

上記に構成された横断面が略正方形をなす反射部２４は、光源である８個のＬＥＤ１１に対応して８個が一体に形成されて反射体１４を構成し、細長い２枚の基板１２に対して４個ずつが略等間隔に均等に位置するように配設される。また、反射体１４は裏面に形成された嵌合凹部１４ｆに放熱体１３の鍔状の支持部１３ｂを嵌め込んで密着させて接合する。さらに、光源用の開口部１４ｂの裏面に形成された平坦な支持部１４ｅを基板１２の表面に密着して接合する。これにより、各ＬＥＤ１１が、各反射部２４の底部に形成された光源用の開口部１４ｂの中心に位置して配置される。

なお、反射体１４の支持部１４ｅと基板１２は、電気絶縁性、耐熱性および弾力性を有するシリコン樹脂等からなる熱伝導シート１４ｇを介して接合され、基板１２と反射体１４の電気絶縁が図られる。

また、略長方形をなす放熱体１３の外形寸法と、正方形をなす８個の反射部２４の外形寸法の関係は、正方形の反射部を細長い２枚の基板１２に対して４個ずつ略等間隔に均等に位置させた状態で放熱体１３の支持凹部１３ｃ内に配設できる寸法に設定し、配設した状態で各ＬＥＤ１１が反射体底部の開口部１４ｂの中心に臨むようにする。

上記に構成された反射体１４の光を放射する各開放部１４ａに対向して、１枚の透明な強化ガラスからなる透光体１６を臨ませて配設する。

上記により、各ＬＥＤ１１を実装した基板１２が、反射体１４と放熱体１３により挟持された状態に構成され、この状態で本体ケース１５に支持される。すなわち、本体ケース１５は、ステンレスからなる金属で、断面がコの字状をなす４本の枠体１５ａで額縁を構成する。４本の枠体１５ａのコの字状をなす枠部内に、上記に重ねられて構成された基板１２、反射体１４、放熱体１３および透光体１６を圧入して支持する。これにより基板、反射体、放熱体および透光体がそれぞれ緊密に密着して接合される。なお、４本の枠体１５ａのコの字状をなす枠部の内寸は、重ねられて構成された基板、反射体、放熱体および透光体の厚さ寸法より若干小さい寸法に構成し、さらに、２枚の熱伝導シート１３ｄ、１４ｇの弾力性を利用して圧入し、これにより各部品が圧縮されて挿入されるように構成する。

上記により、各ＬＥＤ１１を実装した基板１２が、反射体１４と放熱体１３により緊密に挟持された状態に構成され、基板１２の表面側が反射体１４の平坦な支持部１４ｅと緊密に密着して熱的に結合され、さらに基板１２の裏面側が放熱体１３の支持凹部１３ｃに緊密に密着して熱的に結合される。

さらに、反射体１４の裏面に形成された嵌合凹部１４ｆに放熱体１３の鍔状の支持部１３ｂが緊密に密着して熱的な結合がなされ、さらに放熱体１３の放熱フィン１３ａが外方に面した状態に構成される。同時に、各ＬＥＤ１１の光軸ｏ−ｏと各反射体の光軸ａ−ａが正確に一致し、光学軸の位置出しが行われる（図１）。

また、額縁状をなす本体ケース１５の一方の開放部が反射体１４に対向した光放射用の開口部１５ｂとなり、他方の開放部が放熱体支持用の開口部１５ｃとなり、各部品を圧入した状態で、額縁をなす４本の枠体１５ａは、それぞれがネジで着脱が可能に固定される。スポット溶接等の固着手段で固定してもよい。

図中１７は、支持金具で、一端が放熱体１３の略中央部にネジ結合され、他端がライティングレール用のプラグ１８に支持されたアーム１９とボールジョイント２０等の回動が可能な連結手段で連結される。これらの支持金具１７、ボールジョイント２０、アーム１９は熱伝導性の良好なアルミニウム等の金属で構成される。

また、８個のＬＥＤ１１は電気的に直列に接続され、そのリード線が支持金具１７からボールジョイント２０、さらに、アーム１９を介してプラグ１８内に収容された電源回路に接続され、スポットライトとしての照明装置が構成される。このスポットライトは、プラグ１８をライティングレールに設置することにより電源線に接続され照明を行うことができる。

上記に構成されたスポットライトの主な仕様は、次の通りである。本体の長さ寸法ｌが約１７０ｍｍ、幅寸法ｗが約７２ｍｍ、高さ寸法ｈが約１７ｍｍ、アームおよびプラグを含めた全長Ｌが約１２５ｍｍ、定格１００Ｖで消費電力が１０Ｗである。

次に、上記に構成した照明装置１０の作用につき説明する。まず、図４に示すように、照明装置を下向きにセットして店舗等における展示物を真上から照明する場合には、照明装置の光軸が略鉛直方向になるように設置する。これにより、展示物を略真上から照らして所望のスポット照明を行う。

この状態で、各ＬＥＤ１１から発生する熱は、次のようにして外部に効果的に放熱される。すなわち、各ＬＥＤ１１から基板１２の裏面側に伝達された熱は、基板１２裏面から熱伝導シート１３ｄを介して放熱体１３に伝達され放熱フィン１３ａから放熱される。

また、各ＬＥＤ１１から基板１２の表面側に伝達された熱は、熱伝導シート１４ｇを介して反射体１４に伝達され、反射体の反射面１４ｃから効果的に放熱されると共に、反射体の嵌合凹部１４ｆと放熱体１３の鍔状の支持部１３ｂの密着した接合面を介して放熱体１３にも伝達され放熱フィン１３ａから外部に放熱される。これにより、各ＬＥＤ１１で発生した熱は基板１２の表面および裏面の２ルートを介して効果的に放熱される。

同時に、反射体１４および放熱体１３は、ステンレスからなる金属で構成された本体ケース１５の枠体１５ａに圧入され密着しているので、反射体１４および放熱体１３に伝達された熱は、本体ケース１５からも放熱される。さらに、放熱体１３に伝達された熱は、放熱体にネジ結合されアルミニウム等の金属で構成された支持金具１７を介してボールジョイント２０、さらに、アーム１９にも伝達され外部に放熱される。

次に、図５に示すように、照明装置を上向きにセットし下方から照明を行う場合、照明装置は上下逆にセットされ放熱体１３の放熱フィン１３ａが下方に向いた位置になる。熱は上にあがる特性から、放熱体１３による放熱効果が低下し、基板１２の反射体１４側に熱がこもり易くなる。しかし、本実施例における照明装置は、反射体１４に放熱機能をもたせているため、上方に向いて位置する反射体１４の反射面１４ｃからも効果的に放熱させることができる。同時に本体ケース１５からも放熱される。

さらに、図６に示すように、照明装置を斜めにセットし上方から壁面に向かいウォールウォッシャー照明を行う場合、放熱フィン１３ａが斜めに向いた位置になり放熱効果が低下し易くなる。しかし、本実施例における照明装置は、反射体１４に放熱機能をもたせているため、反射体の反射面１４ｃからも効果的に放熱させることができる。同時に本体ケース１５からも放熱される。

これらにより、いかなる方向にセットされた状態においても、効果的な放熱が行われ、各ＬＥＤ１１の温度上昇が抑制されて発光効率の低下を防止することができ、スポットライトとしての光束の減少を防ぐことができる。さらに光りの色ずれが生じることがなく、これらにより所望の演出効果をもって展示物の照明を行うことができる。

上記のように設置された照明装置１０を修理、点検等のために分解する場合には、ネジで着脱が可能に固定された本体ケース１５の４本の枠体１５ａを取り外せば、反射体１４、放熱体１３、基板１２さらに透光体１６が分離した状態となり修理、点検が可能となる。交換、修理が完了したら、上述の組み立て手順に従い組み立てればよい。

以上、本実施例において、８個のＬＥＤ１１を用いて照明装置を構成したが、４個、１０個など複数個で構成しても、さらには１個のＬＥＤで小型の照明装置を構成してもよい。さらに、これらの個数単位で構成した照明装置をユニット化し複数配列して、所望の大きさの発光面を有する照明装置を構成してもよい。

反射体１４は、８個の反射部２４を一体にして構成したが、反射部１個ずつを独立して形成し、略正方形をなす1個の反射体として構成し、ＬＥＤの個数に合わせて個々に組み合わせ、必要な個数の反射体を組み合わせて配設してもよい。反射体１４は、反射面に鏡面加工を施したが、白色のメラニンフェノール等を塗布するようにしてもよい。

各ＬＥＤ１１は白色で構成したが、照明装置の用途に応じ、赤色、黄色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。各ＬＥＤ１１は、光学軸ｏ−ｏに光線が主として放射される同種性能のもので構成したが、異なる性能を有するものであってもよい。

透光体１６を、無色透明の強化ガラスで構成したが、各種の色に着色したものでも、また完全な透明体でなく半透明でも、さらに材質としてはガラスに限らず透光性を有するアクリル等の合成樹脂で構成してもよい。また、透光体に多数の透孔からなる通気孔を形成し、放熱効果をさらに向上させるようにしてもよい。

基板１２と放熱体１３および反射体１４をシリコン樹脂からなる熱伝導シート１３ｄ、１４ｇで電気絶縁を図ったが、シリコン樹脂等の耐熱性を有する接着剤あるいは絶縁テープ等で電気絶縁を図ってもよい。

点灯回路を有する電源部はプラグ１８内に設置して別置きとしたが、本体ケース１５内に直流電源及び点灯回路を収納して構成してもよい。

本実施例の照明装置は、スポットライトとして構成したが、ＬＥＤの使用個数を増減して、家庭用のダウンライト等、さらには店舗、施設、業務用等の各種の照明装置として構成してもよい。

以上、本実施例の照明装置によれば、反射体１４を熱伝導性の良好なアルミニウム等の金属で構成し放熱機能をもたせたので、放熱体１３による放熱作用とあいまって各ＬＥＤ１１の熱を効果的に放熱させることができ、各ＬＥＤの温度上昇が抑制されて発光効率の低下を防止することができる。特に、照明装置がいかなる方向にセットされた状態においても、効果的な放熱が行われ、スポットライト等に好適な照明装置を提供することができる。

さらに、放熱機能を有する反射体１４は、各ＬＥＤ１１を実装した基板１２を放熱体１３と共に挟持して支持するようにしたので、各ＬＥＤで発生した熱は基板１２の表面および裏面の２ルートを介して効果的に放熱される。放熱作用は、本体ケース１５、さらには、アルミニウム等の金属で構成された支持金具１７を介してボールジョイント２０、アーム１９にも伝達され一層効果的に行われる。

また、基板１２表面側の放熱は、従来の特許文献３に示されるように、格別の部品を用いることなく、反射体１４を利用して構成したので、部品点数が増大することなく構造が簡素化され、また組立作業も簡単になり、コスト的にも有利な照明装置を提供することができる。さらに、反射体１４を放熱部材として利用するため、放熱体１３を大型化することなく放熱効果を高めると共に、ＬＥＤを光源とする照明装置を小型・薄型化することができる。

複数の各ＬＥＤ１１の熱を、放熱体１３に加えて反射体１４からも効果的に放熱させることができるので、複数のＬＥＤの熱は略均等に放熱されて各ＬＥＤの出力が均一化され、発光面の全面にわたり均一な明るさをもって照明することができる。

照明装置の組み立ては、重ねられて構成された基板１２、反射体１４、放熱体１３および透光体１６を、額縁をなす本体ケース１５のコの字状をなす枠部内に、単に、２枚の熱伝導シート１３ｄ、１４ｇの弾力性を利用して圧入して支持され、これと同時に、各ＬＥＤ１１と各反射体１４の光学軸の位置出しが行われるので、組み立て作業が簡単になると共に、各ＬＥＤ１１を実装した基板１２、反射体１４、放熱体１３が緊密に密着して熱的に結合され、一層効果的な放熱を行うことができる。

この種、スポットライトなどの照明装置においては、照明装置のエイミングとライティングレールの使用により様々な照明空間を演出することが可能となる。一方、この種ＬＥＤ等の半導体発光素子による光は点光源となるために、反射体に局所的に輝度ムラが発生し、直視した際に眩しく不快感を与える恐れもあり、また空間照明の演出効果にも影響を与える。この輝度ムラを解消するためには、光源から反射体まである程度の距離が必要となり、器具が大きくなってしまい、ＬＥＤ等の半導体発光素子を光源とする照明装置の小型・薄型化に支障をきたす問題がある。

本実施例は、上記の問題を解決するためになされたもので、反射体の反射面に、筋上の複数の段部を形成して光を拡散させ反射体の輝度ムラを解消しようとするものである。

以下、図７〜図８に従いその構成を説明する。なお、図７〜図８には、実施例１における図１〜図６と同一部分に同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施例の照明装置１０は、実施例１における反射体１４を以下のように構成したものである。すなわち、反射体１４は、アルミダイカスト製で、横断面が略正方形で反射面１４ｃとなる内面が略四角錘形状をなす形状に一体に形成された反射部２４が８個配設されて構成される。

この８個の各反射部２４の反射面１４ｃには、錐形をなす内周面に複数の段部１４ｄが一体に形成され、複数の段部は、反射部２４の光軸ａ−ａに略直交する方向に連続し、かつ反射部２４の光軸方向に、段の幅が反射体の開口部１４ａに向かって徐々に狭くなるように、換言すれば、反射部の光源用の開口部１４ｂ側の段部の幅が広く、開口部１４ａ側の段部の幅が狭くなるように形成する。さらに、段部１４ｄに白色のメラニンフェノールが塗布されて反射体１４が構成される。反射体１４以外の他の構成は実施例１と同様である。

上記に構成したスポットライトを点灯すると、各ＬＥＤ１１から放射された光が反射面１４ｃの段部１４ｄで主に光軸方向に対して直交する方向に拡散され、スポットライトを側方から視認したときの反射面１４ｃとＬＥＤ１１との輝度差が小さくなりグレアが低減される。これにより、反射面を直視しても眩しさを感じ難くなる。同時に反射面は白色に塗装されていることから光が拡散され反射面１４ｃの輝度ムラが一層均一化される。

また、スポットライトは、図８に示すように、照明装置をエイミングして斜め上方から照明するようにセットし、上方から壁面に向かうウォールウォッシャー的な照明を行う場合が多い。この場合は横方向からの反射面１４ｃの見え方が重要になる。すなわち、上記のようにセットした照明装置を見た場合、図８のように、反射面１４ｃにおいて、段部１４ｄの面が白色に光り、段部の複数の角部が暗い筋となり、全体として白色に光った面に複数の黒い筋が縞模様となって見え、眩しさを感じない間接照明的な高級感をもった光の造形模様として見ることができる。これは、直下方向にセットした場合にも、横方向から見た場合に同様の光の造形模様として見ることができる。

同時に、反射面１４ｃに複数の段部１４ｄを一体に形成したことにより、反射体１４の放熱面積が増大し、反射体を介して各ＬＥＤ１１から発生する熱を一層効果的に放熱することができる。

本実施例において、８個の反射部２４の反射面１４ｃ全てに段部１４ｄを形成したが、必要な箇所の反射部のみに段部１４ｄを形成するようにしてもよい。また、８個の反射部２４を一体にして構成したが、１個ずつを独立して形成し、略正方形をなす１個の反射体を段部があるものと、段部がないものの２種類を形成し、これら２種類の反射体を適宜組み合わせて、必要な個数と必要な反射性能を有する反射体を構成するようにしてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の縦断面図（図３Ａ−Ａ線に沿う断面図）。 同じく照明装置を分解して示す斜視図。 同じく照明装置の正面図。 同じく照明装置を下向きにセットした状態を示し、（ａ）は天井面にセットした状態を示す斜視図、（ｂ）はその状態における照明装置の縦断面図。 同じく照明装置を上向きにセットした状態を示し、（ａ）は壁面にセットした状態を示す斜視図、（ｂ）はその状態における照明装置の縦断面図。 同じく照明装置を斜めにセットした状態を示し、（ａ）は天井にセットした状態を示す斜視図、（ｂ）はその状態における照明装置の縦断面図。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置を示し、（ａ）は反射体の正面図、（ｂ）は縦断面図。 同じく照明装置における反射体を横方向から見た場合の反射面における光の造形模様を示す斜視図。

符号の説明

１０ 照明装置
１１ 半導体発光素子
１２ 基板
１３ 放熱体
１４ 反射体
１４ｃ 反射面
１４ｄ 段部
１５ 本体ケース
１５ｂ 開口部
ｏ−ｏ 半導体発光素子の光軸
ａ−ａ 反射体の光軸

Claims (4)

1. 半導体発光素子と；
   半導体発光素子を支持する基板と；
   基板を支持する放熱体と；
   基板を放熱体と共に挟持して支持すると共に半導体発光素子の周囲に配置された放熱機能を有する反射体と；
   反射体に対向して開口部を有し反射体および放熱体を支持する本体ケースと；
   を具備することを特徴とする照明装置。
2. 複数の半導体発光素子と；
   各半導体発光素子を支持する基板と；
   基板を支持する放熱体と；
   基板を放熱体と共に挟持して支持すると共に各半導体発光素子の周囲に配置された放熱機能を有する反射体と；
   反射体に対向して開口部を有し反射体および放熱体を支持する本体ケースと；
   を具備することを特徴とする照明装置。
3. 前記反射体は、略錐形をなし光軸に略直交する方向に複数の段部を形成した反射面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記放熱体、反射体および本体ケースは、熱伝導性を有する金属で構成したことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一に記載の照明装置。
   
   

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