JP2011082011A

JP2011082011A - 発光装置

Info

Publication number: JP2011082011A
Application number: JP2009233262A
Authority: JP
Inventors: Atsuji Nakagawa; 敦二中川; Tomihiko Ikeda; 富彦池田; Kana Watanabe; 加名渡邊
Original assignee: Helios Techno Holding Co Ltd
Current assignee: Helios Techno Holding Co Ltd
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-07
Also published as: JP4469411B1; US20110080728A1

Abstract

【課題】複数のＬＥＤ素子から放射された多量の光の出光方向を、反射鏡を用いて容易に制御することができるとともに、従来の発光装置と同様に円形の照射領域を有する発光装置を提供する。
【解決手段】焦点Ｆを有する椀状の反射鏡１２と、平面視四角形状のＬＥＤ素子２８および当該ＬＥＤ素子２８の背後に虚像Ｉを形成するレンズ３０を有する複数の発光体１４とを備える発光装置１０Ａにおいて、虚像Ｉの位置を、当該虚像Ｉを形成するレンズ３０から見て焦点Ｆよりも遠くに設定し、かつ、虚像Ｉと焦点Ｆとの距離をＡとし、ＬＥＤ素子２８の外周長をＢとしたとき、Ａ／Ｂの値が０．０８以上０．４２以下とすることで上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭や商業施設、展示施設等における一般照明あるいは光学機器の光源として用いられる発光装置に関する。

従来の白熱灯（例えば、ハロゲンランプ）に比べて、消費電力が低く、かつ、長寿命といった長所を有する発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）は、需要者のエコロジー意識の高まりとともに、省エネ対策のひとつとしてその使用範囲が急速に広まっており、とりわけ白熱灯の代替としてＬＥＤを使用したいという要望が高まっている。

これに対し、ＬＥＤは、１個当たりの光量が白熱灯と比べて少ないという課題を有していることから、これを補うために複数のＬＥＤを設けることによって多くの光量を出光することのできる発光装置が開発されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載された発光装置１は、図６に示すように、その内側に焦点Ｆを有する反射面２が形成された反射鏡３と、当該反射鏡３の内側において焦点Ｆを中心として放射状に収容された複数の発光体４とで構成されており、各発光体４は、反射面２に向けて光を放射するＬＥＤ素子５と、ＬＥＤ素子５および反射面２の間に配設され、対応するＬＥＤ素子５から放射された光を反射面２に向けて屈折させるとともに、ＬＥＤ素子５の背後に位置する焦点Ｆを中心として当該ＬＥＤ素子５の虚像Ｉを形成するレンズ６とを備えている。

この発光装置１では、各レンズ６によって形成された、対応する各ＬＥＤ素子５の虚像Ｉの中心は、すべて反射面２の焦点Ｆと一致するように設計されている。したがって、各ＬＥＤ素子５から放射され、対応するレンズ６で屈折されたすべての光は、あたかも虚像Ｉが位置する焦点Ｆを中心とした位置から放射されたような光路を進んで反射面２で反射された後、発光装置１から出光するようになる。これにより、複数のＬＥＤ素子５から放射される光を１つの光源から放射された光であるかのように扱うことができるので、複数のＬＥＤ素子５から放射された多量の光の出光方向を、反射鏡３を用いて容易に制御することができる。

特開２００５−１２３０６８号公報

しかしながら、大半のＬＥＤ素子５の外形は四角形状であり、発光装置１から出光した光の照射面には、このＬＥＤ素子５の形状が投影されることから、当該照射面における照射領域の形状は四角形となるが、照射領域の形状が四角形であると、多くの問題が生じることとなる。

すなわち、従来の白熱灯における照射領域の形状は円形であったことから、既存の光学機器は、その大半が円形の照射領域を有する発光装置を用いることを前提として設計されており、このような既存の光学機器に対する交換用発光装置として上述の発光装置１を使用した場合、照射領域の形状が異なることに起因して所定の性能が発揮できなくなるおそれがある。また、一般照明の光源として発光装置１を使用した場合、円形の照射領域を有する既存の発光装置からの光に慣れたユーザーが四角形の照射領域に対して違和感を覚えてしまう。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、複数のＬＥＤ素子から放射された多量の光の出光方向を、反射鏡を用いて容易に制御することができるとともに、従来の発光装置と同様、その照射領域の形状が円形であることから、既存の光学機器に対する交換用発光装置として問題なく使用することができ、また、一般照明として用いた場合であっても、ユーザーに違和感を覚えさせることのない発光装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明は、
焦点Ｆを有する回転面で規定された反射面２０が内側に形成された椀状の反射鏡１２と、
前記反射鏡１２の内側において、前記焦点Ｆを中心として放射状に配設された複数の発光体１４とで構成されており、
前記発光体１４は、それぞれ、前記反射面２０に向けて光を放射する平面視四角形状のＬＥＤ素子２８と、
前記ＬＥＤ素子２８および前記反射面２０の間に配設され、対応する前記ＬＥＤ素子２８から放射された光を前記反射面２０に向けて屈折させるとともに、前記ＬＥＤ素子２８の背後に前記ＬＥＤ素子２８の虚像Ｉを形成するレンズ３０とを備えている発光装置１０Ａであって、
前記虚像Ｉの位置は、当該虚像Ｉを形成する前記レンズ３０から見て、前記焦点Ｆよりも遠くに設定されており、
前記虚像Ｉと前記焦点Ｆとの距離をＡとし、前記平面視四角形状のＬＥＤ素子２８の外周長をＢとしたとき、Ａ／Ｂの値が０．０８以上０．４２以下であることを特徴とする発光装置１０Ａである。

本発明の発光装置１０Ａでは、レンズ３０によって形成されるＬＥＤ素子２８の虚像Ｉの位置を、従来技術の発光装置１のように反射面２０の焦点Ｆに一致させるのではなく、当該焦点Ｆよりもレンズ３０から見て遠くにずらして照射面にＬＥＤ素子２８の輪郭形状が明瞭に投影されるのを避け、あえて不明瞭に投影することにより、照射領域を円形にしている。

しかしながら、単にＬＥＤ素子２８の虚像Ｉの位置を焦点Ｆよりも遠くに設定するだけでは、照射領域の形状が円形にならなかったり（四隅が丸くなっているものの、依然として四角形状として把握される）、あるいは照射領域における中心光度が低くなりすぎたりすることから、虚像Ｉと焦点Ｆとの距離Ａ［ｍｍ］を、ＬＥＤ素子２８の外周長Ｂ［ｍｍ］との関係において、Ａ／Ｂの値が０．０８以上０．４２以下であることと規定した。

なぜならば、Ａ／Ｂの値が０．０８よりも小さい場合には、上述のように照射領域の形状が円形として把握できるところまでには至らず、逆に、Ａ／Ｂの値が０．４２よりも大きい場合には、照射領域の中心における光度が、ＬＥＤ素子２８の虚像Ｉの位置を焦点Ｆに一致させた場合における照射領域の中心の光度を基準として、許容できる範囲である３％を超えて低下するからである。

なお、本発明において、焦点Ｆの位置は、反射鏡１２の内側において、反射面２０が反射鏡１２の内側に収容する発光体１４の大きさや個数等の要素に基づき、回転面である反射面２０の中心軸Ｌ上の適当な位置に設定される（発光体１４が大きく、あるいは発光体１４の個数が多い場合には、焦点Ｆの位置は反射面２０の底部からやや距離を置いて設定され、逆に、発光体１４が小さく、あるいは発光体１４の個数が少ない場合には、焦点Ｆの位置は反射面２０の底部寄りに設定されることになる。）ものであるが、反射面２０が回転楕円面や回転放物面である場合には、これらを規定する楕円や放物線の焦点が反射面２０の焦点Ｆとなる。

請求項２に記載した発明は、
焦点Ｆを有する回転面で規定された反射面２０が内側に形成された椀状の反射鏡１２と、
前記反射鏡１２の内側において、前記焦点Ｆを中心として放射状に収容された複数の発光体１４とで構成されており、
前記発光体１４は、それぞれ、前記反射面２０に向けて光を放射する平面視四角形状のＬＥＤ素子２８と、
前記ＬＥＤ素子２８および前記反射面２０の間に配設され、対応する前記ＬＥＤ素子２８から放射された光を前記反射面２０に向けて屈折させるとともに、前記ＬＥＤ素子２８の背後に前記ＬＥＤ素子２８の虚像Ｉを形成するレンズ３０とを備えている発光装置１０Ｂであって、
前記反射面２０には、凸湾曲面を有する平面視六角形状の微小反射面部２６が多数形成されており、
前記虚像Ｉの位置は、当該虚像Ｉを形成する前記レンズ３０から見て、前記焦点Ｆよりも遠くに設定されており、
前記虚像Ｉと前記焦点Ｆとの距離をＡとし、前記平面視四角形状のＬＥＤ素子２８の外周長をＢとしたとき、Ａ／Ｂの値が０．０５以上０．４２以下であることを特徴とする発光装置１０Ｂである。

この発光装置１０Ｂの反射面２０には、凸湾曲面を有する平面視六角形状の微小反射面部２６（いわゆる「ファセット」）が多数形成されており、各ＬＥＤ素子２８から放射された光（その光束の断面形状は略四角形である。）はこの微小反射面部２６で反射して略六角形状に拡散され、照射領域におけるＬＥＤ素子２８の輪郭形状はさらに円形に近づくことから、請求項１の発光装置１０Ａに比べて、虚像Ｉと焦点Ｆとの距離Ａがより近い状態（＝照射領域におけるＬＥＤ素子２８の輪郭形状が明瞭になって、その照射領域の形状が四角形として認識されやすい状態）から照射範囲の形状を円形にすることができる。

したがって、請求項２では、［虚像Ｉと焦点Ｆとの距離Ａ］／［ＬＥＤ素子２８の外周長Ｂ］の値を、請求項１よりも小さい（すなわち、虚像Ｉと焦点Ｆとの距離Ａが近い）「０．０５以上」として規定することができる。

本発明によれば、複数のＬＥＤ素子から放射された多量の光の出光方向を、反射鏡を用いて容易に制御することができるとともに、従来の発光装置と同様、その照射領域の形状が円形であることから、既存の光学機器に対する交換用発光装置として問題なく使用することができ、また、一般照明として用いた場合であっても、ユーザーに違和感を覚えさせることのない発光装置を提供することができた。

本発明にかかる発光装置を示す側面断面図である。本発明にかかる発光装置を示す正面図である。平面視形状が四角形のＬＥＤ素子の例である。レンズのバリエーションを示す図である。六角形の微小反射面部を有する反射鏡を示す図である。従来技術を示す図である。

以下、本発明が適用された発光装置について図面を用いて説明する。最初に第１実施例として、反射鏡の反射面に凸湾曲面を有する平面視「四角形」状の微小反射面部が形成された発光装置１０Ａについて説明し、次に、第２実施例として、反射鏡の反射面に凸湾曲面を有する平面視「六角形」状の微小反射面部を形成された発光装置１０Ｂについて説明する。なお、第２実施例の説明における第１実施例で説明した内容と共通する部分については当該先の説明を援用してその説明を省略する。

（第１実施例）
第１実施例に係る発光装置１０Ａは、図１および図２に示すように、大略、椀状の反射鏡１２と、４つの発光体１４およびこれら発光体１４を所定の位置で保持する発光体保持部材３４を有する発光ユニット１５と、ホルダー１６と、給電ピン１８とで構成されている。

反射鏡１２は、その内側に形成された反射面２０と、反射面２０で反射された光を反射鏡１２から出光する出光開口２２と、出光開口２２に対向する位置で反射面２０の底部中央に設けられ、ホルダー１６に嵌め込まれる略円筒状の中央取付筒部２４とを有している。また、反射鏡１２の中心を通り、出光開口２２に直交する直線を反射鏡１２（および反射面２０）の中心軸Ｃとする。反射鏡１２の材質としては、ガラスあるいはアルミニウム等が使用され、アルミニウムの場合は、反射面２０に金属蒸着がなされ、ガラスの場合は、金属蒸着の他、赤外線透過型反射被膜の反射面２０が傘状の本体部分１３の内表面に形成される。とりわけ、発光装置１０Ａでは、後述するように、ＬＥＤ素子２８からの熱が発光体保持部材３４によって効率的に放熱されることから、ガラスやアルミニウム等に比べて熱に弱い「樹脂」も、反射鏡１２の材質として使用することができる。なお、本実施例では、反射鏡１２の出光開口２２を覆う、ポリカーボネート製（もちろん、透明材料であればガラス等他の材料を用いることができる。）の前面カバー１９が取り付けられているが、当該前面カバー１９は、発効装置１０Ａの必須構成要素ではない。

反射面２０は、中心軸Ｃを中心とする回転面で規定されており、反射鏡１２の内側における当該中心軸Ｃ上に焦点Ｆが設定されている。この焦点Ｆの位置は反射鏡１２の内側に収容する発光体１４の大きさや個数等の要素に基づいて最適な位置に設定される（発光体１４が大きく、あるいは発光体１４の個数が多い場合には、焦点Ｆの位置は反射面２０の底部からやや距離を置いて設定され、逆に、発光体１４が小さく、あるいは発光体１４の個数が少ない場合には、焦点Ｆの位置は反射面２０の底部寄りに設定されることになる。）ものであるが、反射面２０が回転楕円面や回転放物面である場合には、これらを規定する楕円や放物線の焦点が反射面２０の焦点Ｆとなる。

また、反射面２０には、凸湾曲面２６ａを有する平面視四角形状の微小反射面部２６が多数形成されている（図２（ｂ）参照）。本実施例において、反射面２０は、図２（ａ）に示すように、出光開口２２から反射鏡１２の底部を見たとき、中心軸Ｃを中心として周方向に多数に分割され、さらに、中心軸Ｃを同一中心として互いに半径が異なる同一中心円によって径方向に多段に四角形の区画に分割されており、このように多列多段に分割された各四角形区画の表面に微小反射面部２６が形成されている。

微小反射面部２６は、図２（ｂ）に示すように、所定の半径の凸湾曲面２６ａを有しており、反射面２０上の形状（＝平面視形状）は、殆ど矩形に近いやや台形（いずれにしても「四角形」）である。

なお、この第１実施例においては、上記微小反射面部２６を平面視三角形状で構成してもよいし、あるいは微小反射面部２６を形成せず、反射面２０を回転面のみでその表面が滑らかに規定してもよい。

発光ユニット１５は、上述のように４つの発光体１４とこれら発光体１４を所定の位置で保持する発光体保持部材３４とで構成されている。なお、発光体１４の数は４つに限られるものではなく、発光体１４を２つ以上用いることにより、本発明の効果を奏することができる。

発光体１４は、ＬＥＤ素子２８と、レンズ３０と、レンズ保持体３２とで構成されており、本実施例では、このような発光体１４が４つ使用されており、４つの発光体１４が反射面２０の底部から中心軸Ｃ上を延びる四角柱状の発光体保持部材３４の先端部において、それぞれ反射面２０の焦点Ｆを中心として周方向に均等間隔で放射状に配設されている。

ＬＥＤ素子２８は、所定の電流を流すことにより、例えば１２０°の光放射角（光放射角θはもちろんこれに限られない。）で光を放射する電子部品であり、一般に市販されているＬＥＤ素子２８のほとんどは、図３に例示するように、その平面視形状が四角形となっている。また、このような平面視形状が四角形のＬＥＤ素子２８の外周長（すなわち、図３に示す４つの辺の長さの合計（Ｉ＋ＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ））をＢとする。なお、ＬＥＤ素子２８は、正方形のものが一般的であるが、正方形に近い（つまり縦横比が１：１に近い）長方形のＬＥＤ素子２８を使用することもできる。

レンズ３０は、ＬＥＤ素子２８および反射面２０の間においてＬＥＤ素子２８に対向離間して配設されたポリカーボネート製（もちろん、ＬＥＤ素子２８からの熱に耐えられる透明材料であればガラス等といった他の材料を使用することもできる。）の凸メニスカスレンズ（略短冊状の断面を有し、一方の面が凸面となっており、これに対向する他方の面が凹面となっているレンズ。図４（ａ）参照）であり、ＬＥＤ素子２８から放射された光を反射面２０に向けて屈折させるとともに、ＬＥＤ素子２８の背後にＬＥＤ素子２８の虚像Ｉを形成する光学部品である。なお、凸メニスカスレンズの他に、平凸レンズ（図４（ｂ））や両凸レンズ（図４（ｃ））を使用することもできるが、レンズ３０の左右端部に入光するＬＥＤ素子２８からの光Ｍ（つまり、レンズ３０の入光面に対して浅い角度で入光する光）がレンズ３０の入光面で反射して迷光Ｍとなり易いという点から、凸メニスカスレンズを用いるのが好適である。

また、図１に示すように、各発光体１４のレンズ３０によって形成されるＬＥＤ素子２８の虚像Ｉは、当該虚像Ｉを形成するレンズ３０から見て、焦点Ｆよりも遠くに位置し、かつ、当該虚像Ｉと焦点Ｆとの距離Ａを平面視四角形状のＬＥＤ素子２８の外周長Ｂで除した（＝Ａ／Ｂ）値が０．０８以上０．４２以下となるように設定されている。この条件を満足する位置に虚像Ｉを設定する手段として、レンズ３０の屈折率を調整することによって光学的に虚像Ｉの位置を調整してもよいし、発光体保持部材３４の断面寸法を調整することによって物理的に虚像Ｉの位置を調整してもよい（発光体保持部材３４の断面寸法を小さくしていくと虚像Ｉの位置は焦点Ｆから遠ざかるようになり、逆に、断面寸法を大きくしていくと虚像Ｉの位置は焦点Ｆに近づくようになる。）。もちろん、両者を併用してもよい。

レンズ保持体３２は、金属や不透明樹脂等、あるいは透光性樹脂で形成された筒状体であり、ＬＥＤ素子２８を囲繞するようにして、その一方端が発光体保持部材３４の表面に取り付けられるとともに、他方端部にはレンズ３０が嵌め込まれている（あるいは一体的に形成されている）。レンズ保持体３２が金属や不透明樹脂で形成されている場合は、ＬＥＤ素子２８から放射される光のすべてがレンズ３０を通過して出光され、透光性樹脂で形成されている場合は、大部分がレンズ３０を通過して出光されるが、一部は透光性樹脂製のレンズ保持体３２を通って出光される。

発光体保持部材３４は、上述したように、反射面２０の底部から中心軸Ｃ上を延びるアルミニウム製（熱伝導性の高い材料であれば他の材料を使用してもよい。）の四角柱材（例えば、発光体１４の数が３つであれば三角柱材を用い、５つであれば五角柱材を用いるのが好適である。）であり、その先端部において、４つの発光体１４がそれぞれ反射面２０の焦点Ｆを中心として周方向に均等間隔で放射状に配設されている。このように発光体保持部材３４は、熱伝導性の高いアルミニウムで形成されていることから、ＬＥＤ素子２８が発光すると同時に発生する熱を発光体１４から素早く受け取ることができるようになっている。つまり、発光体保持部材３４は、単にＬＥＤ素子２８やレンズ３０を保持するだけでなく、ＬＥＤ素子２８の放熱板としての役割も有している。また、発光体保持部材３４の他方端部は、反射鏡１２の中央取付筒部２４に挿入された後、シリコン系接着剤等によって反射鏡１２に接着されている（取り付けの詳細については後述する）。

発光体保持部材３４における４つの面にはそれぞれＬＥＤ素子２８に給電するための給電ライン３６が設けられており（図１）、この給電ライン３６を通じてＬＥＤ素子２８に電力が供給されるようになっている。本実施例では、発光体保持部材３４がアルミニウム製であることから、発光体保持部材３４と給電ライン３６との間を絶縁する必要がある。なお、給電ライン３６への給電は、給電ピン１８からリード線４４を介して行われる。また、リード線を用いてＬＥＤ素子２８に給電するようにしてもよい。

ホルダー１６は、セラミック等の耐熱性材料によって形成された略円筒状の部材であり、ホルダー１６には、その一方端面に反射鏡１２の中央取付筒部２４が嵌め込まれる反射鏡取付凹所３７が設けられている。また、ホルダー１６の他方端面には、給電ピン１８が嵌め込まれる給電ピン取付孔３８と、リード線４４（後述）を挿通させるリード線挿通孔４０とが設けられている。また、反射鏡取付凹所３７とリード線挿通孔４０とを互いに連通する連通孔４２が設けられており、発光体保持部材３４の表面に設けられた給電ライン３６にリード線４４を接続できるようになっている。さらに、反射鏡１２および給電ピン１８は、それぞれホルダー１６に嵌め込まれた後、シリコン系接着剤あるいは無機接着剤等によってホルダー１６に接着されている。なお、無機接着剤としては、アルミナ−シリカ（Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）系、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）系あるいは炭化ケイ素（ＳｉＣ）系の無機接着剤を用いることができる。また、発光時におけるＬＥＤ素子２８の温度が比較的低温である場合には、接着剤としてエポキシ樹脂を用いてもよい。

給電ピン１８は、外部から電力を受け入れるための電極部材であり、その端部にはそれぞれリード線４４の一方端が電気的に接続されており、リード線４４の他方端は、ホルダー１６のリード線挿通孔４０および連通孔４２を通って、発光体保持部材３４に設けられた給電ライン３６に電気的に接続されている。

この発光装置１０Ａは、一例を示せば以下の手順で製造される。発光体保持部材３４に接着した後、ＬＥＤ素子２８と給電ライン３６との電気的接続を行うことによって実装した４つの発光体１４を反射鏡１２の中央取付筒部２４に挿入し、所定の位置においてシリコン系接着剤等で固定する。また、他方端面に給電ピン１８を取り付けたホルダー１６を用意する。そして、給電ピン１８と発光体保持部材３４との間にリード線４４を電気的に接続した後、中央取付筒部２４をホルダー１６に固定する。

このようにして製造した発光装置１０Ａの給電ピン１８に通電すると、リード線４４および発光体保持部材３４に形成された給電ライン３６を介してＬＥＤ素子２８に通電され、ＬＥＤ素子２８が光を放射する。ＬＥＤ素子２８から放射された光は、レンズ３０で屈折されて、あたかも虚像Ｉを中心として放射されたかのような光路を進み、それぞれ反射面２０で反射された後、出光開口２２を通って発光装置１０Ａから出光される。

第１実施例に係る発光装置１０Ａの具体的な実施例として、表１に示すような２種類の発光装置１０Ａを作成し、各発光体１４のレンズ３０によって形成されるＬＥＤ素子２８の虚像Ｉと反射面２０の焦点Ｆとの距離Ａを変化させることにより、照射範囲の形状、反射面２０の中心軸Ｃを延長した仮想線と照射面との交点（すなわち、照射領域の中心）における光度、およびＬＥＤ素子２８のジャンクション温度がどのように変化するかを調べ、それぞれ表２および表３にまとめた。なお、距離Ａは、発光体保持部材３４の断面寸法を変えることによって物理的に調整した。また、発光装置１０Ａから照射面までの距離は２ｍとした。

表２および表３に示すように、Ａ／Ｂの値が０．０８よりも小さい場合には、照射面における照射範囲の形状がＬＥＤ素子２８の形状である四角形として認識され、０．０８以上の場合において当該形状が円形として認識された。

また、Ａ／Ｂの値が０．４２よりも大きくなると、照射領域の中心における光度は、ＬＥＤ素子２８の虚像Ｉの位置を焦点Ｆに一致させた場合における照射領域の中心の光度（すなわち、Ａ＝０のとき）を基準として、許容できる範囲である３％を超えて低下している。したがって、Ａ／Ｂの値が０．４２以下であれば、照射領域の中心における光度は許容範囲内にあるといえる。

なお、ＬＥＤ素子２８のジャンクション温度は、Ａ／Ｂの値が０．０８以上０．４２以下であれば、上限値である１５０℃を下回っていることが確認された。また、発光装置１０Ａから出光する光の配光角は、距離Ａの値を変化させてもほとんど変化せず、ほぼ設計どおりの配光角（実施例１であれば２０°、実施例２であれば３０°）が得られた。

（第２実施例）
第２実施例に係る発光装置１０Ｂは、第１実施例の発光装置１０Ａと同様、反射鏡１２と、４つの発光体１４およびこれら発光体１４を所定の位置で保持する発光体保持部材３４を有する発光ユニット１５と、ホルダー１６と、給電ピン１８とで構成されており、（１）反射鏡１２の反射面２０に形成された微小反射面部２６が、図５に示すように、平面視六角形状であること、これに伴い、（２）各発光体１４のレンズ３０によって形成されるＬＥＤ素子２８の虚像Ｉと焦点Ｆとの距離Ａを平面視四角形状のＬＥＤ素子２８の外周長Ｂで除した（＝Ａ／Ｂ）値が０．０５以上０．４２以下となるように設定されていることが第１実施例の発光装置１０Ａと相違する。

第２実施例に係る発光装置１０Ｂの具体的な実施例として、表４に示すような２種類の発光装置１０Ｂを作成し、各発光体１４のレンズ３０によって形成されるＬＥＤ素子２８の虚像Ｉと反射面２０の焦点Ｆとの距離Ａを変化させることにより、照射範囲の形状、反射面２０の中心軸Ｃを延長した仮想線と照射面との交点（すなわち、照射領域の中心）における光度、およびＬＥＤ素子２８のジャンクション温度がどのように変化するかを調べ、それぞれ表５および表６にまとめた。なお、距離Ａは、発光体保持部材３４の断面寸法を変えることによって物理的に調整した。また、発光装置１０Ａから照射面までの距離は２ｍとした。

表５および表６に示すように、Ａ／Ｂの値が０．０５よりも小さい場合には、照射面における照射範囲の形状がＬＥＤ素子２８の形状である四角形として認識され、０．０５以上の場合において当該形状が円形として認識された。

なお、ＬＥＤ素子２８のジャンクション温度は、Ａ／Ｂの値が０．０５以上０．４２以下であれば、上限値である１５０℃を下回っていることが確認された。また、発光装置１０Ａから出光する光の配光角は、距離Ａの値を変化させてもほとんど変化せず、ほぼ設計どおりの配光角（実施例１であれば２０°、実施例２であれば３０°）を得た。

上記第１および第２実施例によれば、複数のＬＥＤ素子から放射された多量の光の出光方向を容易に制御することができるとともに、従来の発光装置と同様、その照射領域の形状が円形であることから、既存の光学機器に対する交換用発光装置として問題なく使用することができ、また、一般照明として用いた場合であっても、ユーザーに違和感を覚えさせることのない発光装置を提供することができた。

１０…発光装置
１２…反射鏡
１３…（反射鏡の）本体部分
１４…発光体
１５…発光ユニット
１６…ホルダー
１８…給電ピン
１９…前面カバー
２０…反射面
２２…出光開口
２４…中央取付筒部
２６…微小反射面部
２６ａ…凸湾曲面
２８…ＬＥＤ素子
３０…レンズ
３２…レンズ保持体
３４…発光体保持部材
３６…給電ライン
３７…反射鏡取付凹所
３８…給電ピン取付孔
４０…リード線挿通孔
４２…連通孔
４４…リード線

Claims

焦点を有する回転面で規定された反射面が内側に形成された椀状の反射鏡と、
前記反射鏡の内側において、前記焦点を中心として放射状に配設された複数の発光体とで構成されており、
前記発光体は、それぞれ、前記反射面に向けて光を放射する平面視四角形状のＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子および前記反射面の間に配設され、対応する前記ＬＥＤ素子から放射された光を前記反射面に向けて屈折させるとともに、前記ＬＥＤ素子の背後に前記ＬＥＤ素子の虚像を形成するレンズとを備えている発光装置であって、
前記虚像の位置は、当該虚像を形成する前記レンズから見て、前記焦点よりも遠くに設定されており、
前記虚像と前記焦点との距離をＡとし、前記平面視四角形状のＬＥＤ素子の外周長をＢとしたとき、Ａ／Ｂの値が０．０８以上０．４２以下であることを特徴とする発光装置。
焦点を有する回転面で規定された反射面が内側に形成された椀状の反射鏡と、
前記反射鏡の内側において、前記焦点を中心として放射状に収容された複数の発光体とで構成されており、
前記発光体は、それぞれ、前記反射面に向けて光を放射する平面視四角形状のＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子および前記反射面の間に配設され、対応する前記ＬＥＤ素子から放射された光を前記反射面に向けて屈折させるとともに、前記ＬＥＤ素子の背後に前記ＬＥＤ素子の虚像を形成するレンズとを備えている発光装置であって、
前記反射面には、凸湾曲面を有する平面視六角形状の微小反射面部が多数形成されており、
前記虚像の位置は、当該虚像を形成する前記レンズから見て、前記焦点よりも遠くに設定されており、
前記虚像と前記焦点との距離をＡとし、前記平面視四角形状のＬＥＤ素子の外周長をＢとしたとき、Ａ／Ｂの値が０．０５以上０．４２以下であることを特徴とする発光装置。