JP2010153048A

JP2010153048A - 光源ユニット及び照明器具

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Publication number: JP2010153048A
Application number: JP2008326715A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Watanabe; 博明渡邉; Keiichi Shimizu; 恵一清水; Akimichi Takahashi; 章道高橋; Kozo Ogawa; 光三小川; Erika Takenaka; 絵梨果竹中; Shinji Nogi; 新治野木; Shinichi Kamishiro; 真一神代
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2028-12-23
Also published as: JP5245806B2

Abstract

【課題】発光素子から出射される光軸方向と直交する方向の光を有効に利用し、所定の光量を確保しつつ、グレアを抑制できる照明器具を提供すること目的とする。
【解決手段】本発明は、基板３１と、この基板３１に実装され、少なくとも光軸方向及び光軸方向と直交する方向に光を出射する発光素子３２と、前記光軸方向へ出射される光を配光制御する配光制御手段３３と、前記光軸方向と直交する方向に出射される光を透過させて外部への放射を許容する透光性領域３４、１０とを備える光源ユニット３である。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いる光源ユニット及び照明器具に関する。

近年、光源としてＬＥＤ等の発光素子を基板に複数配設して所定の光量を得るようにする照明器具が開発されている。また、従来、基体に複数のＬＥＤを配置した照明基板を取付けて蛍光灯型ＬＥＤランプを構成し、この蛍光灯型ＬＥＤランプを取付けてなる蛍光灯型照明器具が提案されている（特許文献１参照）。さらに、基板に多数の高輝度ＬＥＤを列設した蛍光灯互換タイプのＬＥＤ蛍光灯が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００７−１２２９３３号公報特開２００８−１３０５３５号公報

しかしながら、これら従来のものにおいて、光源の光量をさらに増やす場合には、ＬＥＤ素子の数を増加したり、ＬＥＤ素子に流れる電流値を増加させたりする方法が採られるが、前者では、コストアップの要因となり、また、後者では、グレアが生じ易いという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、発光素子の特性に着目し、発光素子から出射される光軸方向と直交する方向の光を有効に利用し、所定の光量を確保しつつ、グレアを抑制できる照明器具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光源ユニットは、基板と；この基板に実装され、少なくとも光軸方向及び光軸方向と直交する方向に光を出射する発光素子と；前記光軸方向へ出射される光を配光制御する配光制御手段と；前記光軸方向と直交する方向に出射される光を透過させて外部への放射を許容する透光性領域と；を具備することを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子である。また、発光素子の実装個数には特段制限はない。配光制御手段には、反射体や遮光カバー、制光体、透光性カバー等と指称されるものが含まれる。透光性領域は、光を透過させる部分であり、空間部や透光性のカバー等で構成できる。

請求項２に記載の光源ユニットは、請求項１に記載の光源ユニットにおいて、前記透光性領域は、配光制御手段と発光素子との間に形成された空間部によって構成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の光源ユニットは、請求項１に記載の光源ユニットにおいて、前記透光性領域は、基板を発光素子を含めて覆う透光性のカバーによって構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の照明器具は、器具本体と；この器具本体に組込まれた請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の光源ユニットと；を具備することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、発光素子から出射される光軸方向と直交する方向の光を有効に利用でき、所定の光量を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、透光性領域を空間部によって構成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、透光性領域を透光性のカバーによって構成し基板を覆うようにしたので、発光素子を保護することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、上記各請求項に記載の光源ユニットが奏する効果が得られる照明器具を提供することができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係る光源ユニット及び照明器具について図１及び図２を参照して説明する。図１は、照明器具を示す底面図、図２は、図１のＹ−Ｙ線に沿って切断して示す断面図である。

図は、天井埋込み形の照明器具を示し、器具本体１は、略直方体形状をなしている。器具本体１は、一面が開口した直方体形状の筐体２と、この筐体２に取付けられた光源ユニット３、放熱部材４、点灯回路５とを備えている。筺体２は、板金製であり開口縁には、天井Ｃの埋込み穴に係止されるフランジ２１が形成されている。

光源ユニット３は、基板３１と、この基板３１に実装された複数の発光素子としてのＬＥＤ３２と、ＬＥＤ３２から出射される光を配光制御する配光制御手段としての反射体３３とを備え、基板３１と反射体３３との間に透光性領域として空間部３４を形成して構成されている。

基板３１は、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂の略長方形状の平板からなり、表面側には銅箔で形成された配線パターンが施されている。また、適宜レジスト層が施されるようになっている。なお、基板３１の材料は、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。また、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。

ＬＥＤ３２は、表面実装型のＬＥＤパッケージであり、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。ＬＥＤ３２は、基板３１に実装された状態では基板３１の実装面から高さ方向に突出しており、光を放射状に出射するようになっている。したがって、光を光軸方向Ｖばかりではなく、光軸方向と直交する方向Ｈにも出射するようになっており、このようなＬＥＤ３２は、基板３１にライン状に２列に亘って複数個実装されている。

反射体３３は、ＬＥＤ３２から放射される光を効率的に配光制御する機能を有し、略長方形状で白色のポリカーボネートやＡＳＡ樹脂等からなり、この反射体３３には、断面が光軸方向に拡開する放物線状をなす反射面３３ａが形成されている。反射面３３ａの一端側には、入射開口３３ｂが形成され、他端側には、出射開口３３ｃが形成されており、入射開口３３ｂは、ライン状に配列されたＬＥＤ３２と対向するように配置されている。加えて、反射体３３の裏面側には取付ボス３３ｄが形成されており、反射体３３は、放熱部材４を介して、基板３１を貫通するねじ等の固定手段により、共締めされて基板３１と一体化されている。この状態においては、反射体３３の入射開口３３ｂ側と基板３１の実装面側との間には、ＬＥＤ３２の突出高さ寸法より大きな隙間が設けられ、ＬＥＤ３２から出射される光軸方向と直交する方向Ｈの光が外部に放射可能な空間部３４が形成されるようになっている。

基板３１の裏面側には、前記のように基板３１と密着するように放熱部材４が配設されている。放熱部材４は、例えば、アルミダイカスト等の熱伝導性を有する金属製であり、基板３１が取付けられる接合面とは反対側の面には、放熱表面積を増大するため、多数の放熱フィン４１が形成されている。

さらに、放熱部材４の背面側には、点灯回路５が設けられている。点灯回路５は、ＬＥＤ３２を点灯制御するものであり、その回路基板には、コンデンサやスイッチング素子としてのトランジスタ等の部品が実装されている。また、この点灯回路５からは、図示しないリード線が導出されており、ＬＥＤ３２が実装された基板３１や商用電源と電気的に接続されている。なお、点灯回路５は、器具本体１外に設け、別置形として構成してもよい。

このように構成された照明器具の作用を説明する。まず、商用電源から点灯回路５に通電されると、点灯回路５が動作して基板３１に電力が供給され、ＬＥＤ３２が発光する。ＬＥＤ３２から放射された光は、主として光軸方向Ｖに直進し、反射体３３の入射開口３３ｂから出射開口３３ｃを通過して外部へ放射される。また、一部の光は、反射体３３の反射面３３ａに反射されて出射開口３３ｃを通過して外部に放射される。さらに、一部の光は、横方向、すなわち、光軸方向と直交する方向Ｈに放射され、空間部３４を通過して外部に放射される。この光は、天井面等に照射されため、この照射により照明空間の明るさを高めることが可能となる。

一方、ＬＥＤ３２の発光に伴い発生する熱は、主として、基板３１の裏面の略全面から放熱部材４へ伝わり、放熱フィン４１を介して放熱される。また、空間部３４の存在により、反射体３３の出射開口３３ｃから入射開口３３ｂを経て空間部３４へ空気の対流が生じ、このため、ＬＥＤ３２は、冷却され、温度上昇を抑制することが可能となる。

以上のように本実施形態によれば、光軸方向と直交する方向に出射されるＬＥＤ３２からの光を透過させて外部への放射を許容する空間部３４を形成したので、当該光を有効に利用することができ、所定の光量を確保することができる。また、この空間部３４が存在することによって生じる対流により、ＬＥＤ３２の温度上昇を抑制することができ、所定の寿命や光出力を確保することが可能となる。

上記実施形態の照明器具においては、器具本体１は、略直方体形状のものについて説明したが、図３に示すように、略短円筒形状に構成してもよい。反射体３３、基板３１等を円形状に構成するものである。なお、上記実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し説明は省略する。

次に、本発明の第２の実施形態に係る光源ユニット及び照明器具について図４を参照して説明する。図４は、照明器具を示す断面図である。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態と第１の実施形態とでは、反射体３３の構成が異なるものである。本実施形態では、反射体３３の入射開口３３ｂをＬＥＤ３２側に向けて拡開するように形成したものである。したがって、反射面３３ａは、全体としては光軸方向に拡開し、入射開口３３ｂの部分においてＬＥＤ３２側に拡開した形態をなしている。

以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果に加え、反射体３３の入射開口３３ｂがＬＥＤ３２側に拡開しているので、反射体３３の出射開口３３ｃから入射開口３３ｂを経て空間部３４へ空気の対流が促進される効果を奏する。

続いて、本発明の第３の実施形態に係る光源ユニット及び照明器具について図５を参照して説明する。図５は、照明器具を示す断面図である。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態では、空間部３４を側方から覆うような透光性のカバー６を設けたものである。したがって、光軸方向と直交する方向に出射されるＬＥＤ３２からの光を透過させて外部への放射を許容する透光性領域は、空間部３４と透光性のカバー６とによって構成されている。なお、透光性のカバー６は、白色、半透明又は拡散性を有するものであってもよい。また、反射体３３の出射開口３３ｃ側を覆うように透光性のカバーを設けるようにしてもよい。

本実施形態によれば、空気の対流効果は減少するが、光軸方向と直交する方向に出射されるＬＥＤ３２の光を有効に利用することができるとともに、ＬＥＤ３２の側方がカバーされているのでＬＥＤ３２及び基板３１の配線パターン等を保護することができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る光源ユニット及び照明器具について図６及び図７を参照して説明する。図６は、照明器具を示す断面図、図７は、透光性のカバーを示す部分斜視図である。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態では、基板３１の実装面側にこれを覆うように透光性のカバー１０を設けたものである。このカバー１０は、アクリル樹脂等から形成されており、ＬＥＤ３２と対向する部分には、ＬＥＤ３２のライン状の配列に沿って、ＬＥＤ３２の外周面を覆うような溝状の凹部１１が形成されている。そして、カバー１０は、放熱部材４を介して、基板３１を貫通するねじ等の固定手段により、共締めされて基板３１と一体化されている。

このような構成によれば、ＬＥＤ３２から出射される光は、カバー１０を透過して外部に放射される。この場合、ＬＥＤ３２は凹部１１によって覆われているので、ＬＥＤ３２から出射される光は、凹部１１の界面で屈折、拡散し配光制御されて外部へ放射される。したがって、この凹部１１は配光制御手段としての機能も有している。また、ＬＥＤ３２の側面側もカバー１０の凹部１１によって光が透過するように覆われているので、横方向、すなわち、光軸方向と直交する方向に放射される光もカバー１０を透過して外部に放射される。よって、光軸方向と直交する方向に出射されるＬＥＤ３２からの光を透過させて外部への放射を許容する透光性領域は、カバー１０によって構成されているものである。そして、当該光は、天井面等に照射され照明空間の明るさを高めることが可能となる。また、基板３１の実装面がカバー１０によって覆われているのでＬＥＤ３２及び配線パターン等を保護することができる。

なお、透光性のカバー１０は、図８に示すように、ＬＥＤ３２と個別に対応してＬＥＤ３２をすっぽりと覆うような複数の凹部１２を形成して構成してもよい。この場合にもＬＥＤ３２から光軸方向と直交する方向に放射される光は、カバー１０を透過して外部に放射される。また、凹部１１、１２には、ＬＥＤ３２から出射される光が拡散するように拡散処理を施すようにしてもよい。さらに、透光性のカバー１０は、基板３１をＬＥＤ３２を含めて覆うように構成されていればよく、ＬＥＤ３２に対応するような凹部１１、１２を形成することは必ずしも必要ではない。凹部を形成しない場合にも、光軸方向と直交する方向に放射される光はカバー１０を透過して外部に放射させることができる。また、ＬＥＤ３２からの光は、透光性のカバー１０の界面で屈折や拡散されるので、透光性のカバー１０は、配光制御手段としての機能をなすこととなる。

以上のように本実施形態によれば、光軸方向と直交する方向に出射されるＬＥＤ３２の光を有効に利用することができるとともに、ＬＥＤ３２及び配線パターン等を保護することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明器具を示す底面図である。同断面図である。他の実施形態に係る照明器具を示す底面図である。本発明の第２の実施形態に係る照明器具を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る照明器具を示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係る照明器具を示す断面図である。同透光性のカバーを示す部分斜視図である。同透光性のカバーの他の実施形態を示す部分斜視図である。

符号の説明

１・・・照明器具本体、３・・・光源ユニット、１０、３４・・・透光性領域、
１０・・・透光性のカバー、３１・・・基板、３２・・・発光素子（ＬＥＤ）、
３３・・・配光制御手段（反射体）、３４・・・空間部

Claims

基板と；
この基板に実装され、少なくとも光軸方向及び光軸方向と直交する方向に光を出射する発光素子と；
前記光軸方向へ出射される光を配光制御する配光制御手段と；
前記光軸方向と直交する方向に出射される光を透過させて外部への放射を許容する透光性領域と；
を具備することを特徴とする光源ユニット。
前記透光性領域は、配光制御手段と発光素子との間に形成された空間部によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
前記透光性領域は、基板を発光素子を含めて覆う透光性のカバーによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
器具本体と；
この器具本体に組込まれた請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の光源ユニットと；
を具備することを特徴とする照明器具。