JP2011228040A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体発光素子を用いた照明装置において、発生した熱の有効利用を図ることで付加価値を高める。
【解決手段】証明装置は、三色ＬＥＤ２２（半導体発光素子）を用いた光源２１と、光源２１の発光に伴って熱を発する半導体集積回路素子２８（発熱部）とを有する発光装置２０と、揮発性を有する芳香性液剤３４を保持可能な受け皿３１（液剤保持部）を有し、半導体集積回路素子２８から発した熱が受け皿３１に貯留されている芳香性液剤３４に伝達されるように配された芳香装置３０と、発光装置２０と芳香装置３０を収納する収容空間４１を有し、少なくとも一部が透光性を有しているとともに、収容空間４１内から外部に連通する通気孔４３（通気部）が形成されたランプシェード４０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体発光素子を用いた照明装置に関するものである。

特許文献１には、半導体発光素子（ＬＥＤ）を用いることで省電力化を図った照明装置が開示されている。半導体発光素子を用いた照明装置では、半導体発光素子や、半導体発光素子の点灯動作を制御するための半導体集積回路等の電子部品から発する熱を外部へ放散することが必要となる。この対策として、上記特許文献１では放熱フィンを設けて、熱を外部に逃がすようになっている。

特開２００６−３３９０６０号公報

特許文献１では、発生した熱を単に外部へ逃がすだけであり、熱エネルギーを有効利用するということに関しては、特に考慮されていなかった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、半導体発光素子を用いた照明装置において、発生した熱の有効利用を図ることで付加価値を高めることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、半導体発光素子を用いた光源と、前記光源の発光に伴って熱を発する発熱部とを有する発光装置と、揮発性を有する芳香性液剤を保持可能な液剤保持部を有し、前記発熱部から発した熱が前記液剤保持部に保持されている芳香性液剤に伝達されるように配された芳香装置と、前記発光装置と前記芳香装置を収納する収容空間を有し、少なくとも一部が透光性を有しているとともに、前記収容空間内から外部に連通する通気部が形成されたランプシェードとを備えているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記収容空間内には、前記収容空間内に前記通気部に向かう空気の流れを生成可能なファンが設けられているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記光源は、少なくとも１つの三色ＬＥＤ又は色の異なる複数の単色ＬＥＤを備えて構成され、前記発光装置は、前記光源から経時的に異なる色の光が発するように制御する制御部を備えているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記ランプシェードの表面が、複数の着色領域によって色分けされているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記ランプシェードが、地球を模した略球形をなしており、前記複数の着色領域によって陸地と海洋が区画されているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のものにおいて、前記ランプシェードは、３Ｄプリンタを用いて造形されたものであるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
光源が発光するに伴って発熱部から発せられた熱は、芳香装置の液剤保持部に保持されている芳香性液剤を気化させる。気化した芳香成分は、通気部を通してランプシェード外へ放出され、心身の健康増進やリラックス等のアロマセラピー効果を発揮する。本発明は、照明機能としての発光動作に伴って発した熱を、芳香性液剤を気化するための気化熱として有効活用することで、アロマセラピーの機能も発揮させるようにしているので、付加価値の高い照明装置となっている。

＜請求項２の発明＞
気化した芳香成分は、ファンによって生成される空気流に乗じて、効率的に通気部からランプシェードの外部へ放出される。

＜請求項３の発明＞
光源から発する色が経時的に変化するので、装飾効果に優れている。

＜請求項４の発明＞
ランプシェードの表面を複数の着色領域によって色分けしたので、装飾効果に優れている。

＜請求項５の発明＞
ランプシェードが地球儀としての機能を具備しているので、付加価値が更に高まっている。

＜請求項６の発明＞
既存の物体を忠実に模したランプシェードを成形することができるので、使用者の趣味、嗜好に対応することが可能である。

実施形態１の断面図 図１の部分拡大図 分解状態の斜視図 ランプシェードの底面図

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態の照明装置は、半導体発光素子を用いることで消費電力を抑えた省エネタイプのものであり、同時に、発光に伴って発生した熱の有効利用を図ることで付加価値を高めたものでもある。照明装置の電源（図示省略）としては、いわゆる家庭用電源に限らず、電池を用いることができる。電池は、一次電池（乾電池） と二次電池（蓄電池）のいずれを用いることもできる。また、電流種別に関しては、交流電源（ＡＣ電源）と直流電源（ＤＣ電源）のいずれを用いることもできる。照明装置は、ベース部材１０と、発光装置２０と、芳香装置３０と、ランプシェード４０とを備えて構成され、机上などに載置した状態で使用される。また、常夜灯としての利用も可能となっている。

ベース部材１０は、水平な場所に載置されるものであって、台座１１とスペーサ１６と底板１７とを備えて構成されている。台座１１の上板部には、上方に向かって縮径した円形の取付部１２が形成されている。取付部１２の上端縁は円形の取付孔１３となっており、取付孔１３の孔縁には、弧状をなす一対の切欠部１４が形成されている。上板部のうち取付部１２で囲まれた領域の中央位置には、取付部１２と同心の円形をなす貫通孔１５が貫通して形成されている。そして、貫通孔１５には、上下方向に貫通するスペーサ１６が取り付けられている。スペーサ１６は、取付部１２よりも上方へ突出されている。底板１７は、台座１１の底面の開放部を塞ぐものであり、底板１７には、操作部材等の機器１８が取り付けられるようになっている。

発光装置２０は、光源２１と、制御部２３と、発熱部として機能する半導体集積回路素子２８とを備えて構成されている。光源２１は、後述する第２回路基板２４Ｂに実装された高輝度タイプの２つの三色ＬＥＤ２２（半導体発光素子）からなる。この２つの三色ＬＥＤ２２は、互いに独立して発光するようになっているとともに、経時的に発光色を変化させることも可能となっている。三色ＬＥＤ２２は、砲弾状をなすピン挿入型のものであり、リードを第２回路基板２４Ｂのスルーホールに挿入することによって取り付けられている。第２回路基板２４Ｂは水平に配置されており、一方の三色ＬＥＤ２２は第２回路基板２４Ｂの上面側に固定して取り付けられ、他方の三色ＬＥＤ２２は第２回路基板２４Ｂの下面側に固定して取り付けられている。

制御部２３は、２つの三色ＬＥＤ２２の発光動作を制御するためのものであり、第１と第３の２つの回路基板２４Ａ，２４Ｃと、両回路基板２４Ａ，２４Ｃに実装された半導体電器部品２５，２８とを備えて構成されている。２つの回路基板２４Ａ，２４Ｃは、上記第２回路基板２４Ｂと共に、上下方向に長いビス２６を用いてスペーサ１６に固定されている。ビス２６には各回路基板２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃが貫通され、貫通された各回路基板２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、夫々、ロックナット２７により所定の高さに水平に固定されている。第１回路基板２４Ａは最も低い位置に固定され、第２回路基板２４Ｂは、第１回路基板２４Ａよも高い位置に固定され、第３回路基板２４Ｃは第２回路基板２４Ｂよりも高い位置に固定されている。

第２回路基板２４Ｂに取り付けられた２つの三色ＬＥＤ２２のうち一方の三色ＬＥＤ２２は、第１回路基板２４Ａと第２回路基板２４Ｂとの間の空間に位置し、主としてランプシェード４０の上半分領域に光を照射する。他方の三色ＬＥＤ２２は、第２回路基板２４Ｂと第３回路基板２４Ｃとの間の空間に位置し、主としてランプシェード４０の下半分領域に光を照射する。

最も高い位置の第３回路基板２４Ｃの上面には、多数の半導体からなる半導体集積回路素子２８が実装されている。半導体は熱の発生源となり得るため、多数の半導体を集積した半導体集積回路素子２８は、発熱量が多い。また、半導体集積回路素子２８は、集積度が増すほど回路間の距離が短くなってリーク電流が増大するため、リーク電流に起因する発熱量も多くなる。この点に着目し、半導体集積回路素子２８が発する熱を、後述する芳香装置３０において芳香性液剤３４を気化のための熱源として有効利用した。つまり、半導体集積回路素子２８は、光源２１の発光に伴って熱を発する発熱部として機能する。

芳香装置３０は、受け皿３１（本発明の構成要件である液剤保持部）と、ファン３２とを備えて構成されている。受け皿３１は、熱伝導率の高い材料からなり、発熱部である半導体集積回路素子２８の上面（即ち、熱を発する面）に、熱伝導率の高い材料からなる固定部材３３を介して載置された状態で固定して取り付けられている。尚、受け皿３１は、半導体集積回路素子２８の上面に直接接した状態で取り付けてもよい。

この受け皿３１には、揮発性を有する芳香性液剤３４が貯留（保持）されるようになっている。そして、上記の半導体集積回路素子２８から発した熱は、受け皿３１に貯留されている芳香性液剤３４に伝達されるようになっている。尚、揮発性を有する芳香性液剤３４としては、植物由来の天然有機化合物である精油（エッセンシャルオイル）、精油をアルコールやキャリアオイルで希釈したものであるアロマオイル、合成香料を鉱物油やアルコールや溶剤で希釈したものであるポプリオイルなどを用いることができる。

ファン３２は、気化した芳香性成分をランプシェード４０外へ積極的に放出するためのものであって、後述するランプシェード４０の収容空間４１内に通気孔４３に向かう空気の流れを生成する。ファン３２は、最も低い位置に固定されている第１回路基板２４Ａよりも更に低い位置に配置され、ビス２６に貫通させた状態でロックナット２７により固定されている。ファン３２を駆動すると、ベース部材１０内の空気が、貫通孔１５とスペーサ１６の中空内を通って、ファン３２に導入され、上向きの空気流が生成される。

ランプシェード４０は、全体として概ね球形をなし、その内部には、発光装置２０と芳香装置３０を収納する収容空間４１が形成されている。ランプシェード４０の下端部には、円形の開口部４６と、開口部４６の開口縁に沿って下方へ突出した円筒部４７とが形成されている。円筒部４７の外周には、一対の円弧状をなす拡径部４８が形成されている。ランプシェード４０をベース部材１０に取り付ける際には、拡径部４８を切欠部１４に整合させた状態で円筒部４７を上から取付孔１３内に嵌合し、取付孔１３の開口縁に載置し、その後で所定角度だけ回転させる。ベース部材１０にランプシェード４０を取り付けた状態では、発光装置２０と芳香装置３０が覆われる。

ランプシェード４０は、石膏を材料として、３Ｄプリンタを用いて造形されたものである。本実施形態では、ランプシェード４０の直径は約３０ｃｍであり、ランプシェード４０の肉厚は、約２ｍｍであって、全体に亘って均一の厚さである。この厚さ設定により、ランプシェード４０のうちベース部材１０の上面から露出している部分の全領域が、三色ＬＥＤ２２から発する光を透過することが可能な透光領域となっている。ランプシェード４０における透光領域の表面（外面）と内面には大きな凹凸はなく、ランプシェード４０における透光領域の表面は、その全体に亘って一定の曲率である。また、ランプシェード４０は石膏を材料としているので、独特の質感がある。

３Ｄプリンタは、通常の紙に平面的に印刷するプリンタに対抗して、立体つまり三次元のオブジェクトを造型するプリンタであり、三次元造型機の中でも小型で後処理が少ない装置を示す。３Ｄプリンタの具体例としては、石膏のパウダーを使用した粉末固着方式のＺ社のＺＰｒｉｎｔｅｒ（登録商標）がある。これ以外の３Ｄプリンタとしては、熱可塑性樹脂を材料としたＳｔｒａｔａｓｙｓ社製のＦＯＲＴＵＳ造型機（登録商標）などがある。尚、ランプシェード４０を３Ｄプリンタを用いて造形することは、既存の物体を忠実に模したランプシェード４０を成形できることを意味するので、使用者の趣味、嗜好に対応することが可能である。

ランプシェード４０の上端位置（頂上位置）には、円形をなす通気孔４３（本発明の構成要件である通気部）が貫通して形成されている。この通気孔４３の直径は、ランプシェード４０の直径に比べて十分に小さく、通気孔４３を通しても、ランプシェード４０内の発光装置２０や芳香装置３０は容易に目視できないようになっている。したがって、発光装置２０や芳香装置３０が露出することに起因して美観が低下する虞はない。

ランプシェード４０の表面のデザインは地球を模したものである。ランプシェード４０の表面は、主として２つの着色領域４４，４５によって色分けされている。即ち、陸地４４と海洋４５が、互いに異なる色に着色されており、この色の違いによって陸地４４と海洋４５が区画されている。このように、照明装置は、地球儀としての機能も兼ね備えているので、付加価値が高い。尚、色分けの仕方としては、陸地４４を砂漠とそれ以外の地域とに区画することもできる。また、衛星写真のように、陸地４４と海洋４５を問わず、白色の雲を適宜に配してもよい。

本実施形態の照明装置の電源を入れると、制御部２３において予め設定された制御プログラムにしたがって、２つの三色ＬＥＤ２２が、個別に色を経時的に変化させながら発光を続けたり、発光と消光を繰り返す。これにより、ランプシェード４０は種々に色が変化する光を放ち、高い照明効果を奏する。発光制御の具体的な形態としては、２つの三色ＬＥＤ２２の発光色の組み合わせを変えることにより、ランプシェード４０から放たれる光を例えば７色（白色、水色、黄色、赤色、青色、緑色、紫色）に変化させることが可能である。また、使用者が、特定の色、又は任意の複数の色の組み合わせを選択できるようにすることも可能である。

また、三色ＬＥＤ２２（光源２１）の発光動作に伴い、制御部２３の半導体集積回路素子２８から発した熱が、芳香装置３０の受け皿３１に貯留されている芳香性液剤３４を気化させる。気化した芳香成分は、通気孔４３を通ってランプシェード４０外へ放出され、心身の健康増進やリラックス等のアロマセラピー効果を発揮する。本実施形態の照明装置は、照明機能としての発光動作に伴って発した熱を、芳香性液剤３４を気化するための気化熱として有効活用することで、アロマセラピーの機能も発揮させるようにしているので、付加価値の高いものとなっている。

また、ランプシェード４０内の収容空間４１には、収容空間４１内に通気孔４３に向かう空気の流れを生成可能なファン３２が設けられている。ファン３２で生成された空気流は、第１回路基板２４Ａの下面に当たってその周囲に拡散し、ランプシェード４０の内面に沿って上方へ転向し、受け皿３１の近傍を通過して、通気孔４３からランプシェード４０外へ流出する。これにより、受け皿３１で気化した芳香成分は、ファン３２の空気流に乗じて通気孔４３からランプシェード４０外へ効率的に放散される。したがって、気化した芳香成分がランプシェード４０の内部に溜まったままになる虞がない。

また、光源２１を２つの三色ＬＥＤ２２によって構成し、発光装置２０に設けた制御部２３により、光源２１から経時的に異なる色の光が発するようにしたので、装飾効果に優れている。さらに、ランプシェード４０の表面を、２つの着色領域（陸地４４と海洋４５）によって色分けしているので、この点においても、装飾効果に優れている。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、光源として、砲弾状をなすピン挿入型（リードを回路基板のスルーホールに挿入して取り付けるタイプ）のＬＥＤを用いたが、これに替えて、チップ状をなすピン挿入型のＬＥＤや、チップ状をなす表面実装型（回路基板の表面にハンダ付けにより取り付けたタイプ）のＬＥＤや、ＬＥＤ電球（電球ソケットに取り付けることを可能としたタイプのもの）等を光源として用いることができる。
（２）上記実施形態では、光源を固定して設けたが、光源は、発光しながら移動するようにしてもよい。
（３）上記実施形態では、光源を、経時的に発光色を変化させることが可能な三色ＬＥＤとしたが、光源は、単色ＬＥＤであってもよい。この場合、色の異なる複数の単色ＬＥＤを設けることにより、光源から複数の色を発色させることが可能である。
（４）上記実施形態では、独立して発光する複数の光源を設けたが、光源は１つだけであってもよい。
（５）上記実施形態では、芳香性液剤を気化する手段として、光源以外の電子部品（半導体集積回路素子）が発する熱のみを利用したが、これに替えて、光源が発する熱のみを利用してもよく、光源が発する熱と光源以外の電子部品が発する熱の両方を利用してもよい。
（６）上記実施形態では、芳香装置の液剤保持部を皿状としたが、液剤保持部は、スポンジや綿花等のように液体を吸収した状態で保持可能な多孔質材であってもよい。
（７）上記実施形態では、気化した芳香性成分をランプシェード外へ積極的に放出するためのファンを設けたが、このようなファンは設けなくてもよい。
（８）上記実施形態では、通気部が１つだけであったが、通気部は異なる複数の位置に形成されていてもよい。
（９）上記実施形態では、通気部をランプシェードにおける最も高い位置に配置したが、通気部は、ランプシェードにおける最も高い位置よりも低い位置に形成されていてもよい。
（１０）上記実施形態では、通気部を円形に開口させたが、通気部の開口形状は、円形に限らず、種々の形状であってもよい。
（１１）上記実施形態では、ランプシェードの材料を石膏としたが、石膏以外の材料（合成樹脂、和紙、ガラスなど）を用いてランプシェードを成形してもよい。
（１２）上記実施形態では、ランプシェードが地球を摸したものであったが、ランプシェードは、地球以外の既存の物体等を摸したものであってもよく、独自にデザインされたものであってもよい。
（１３）上記実施形態では、ランプシェードを概ね球形としたが、ランプシェードの形状は、卵形、円筒形、ドーム形、ピラミッド型、方形など、種々の形状とすることができる。
（１４）上記実施形態では、ランプシェードのうちベース部材の上面から露出している部分の全領域を透光領域としたが、透光領域は、ランプシェードのうちベース部材の上面から露出している部分のうちの一部だけとしてもよい。
（１５）上記実施形態では、ランプシェードにおける透光領域を全体に亘って均一の厚さとしたが、透光領域の厚さは均一でなくてもよい。厚さが不均一な形態の例としては、例えば、陸地と海洋との境界線を厚く又は薄くする、国境線を厚く又は薄くする、等の形態が可能である。
（１６）上記実施形態では、ランプシェードにおける透光領域の表面を全体に亘って一定の曲率の球面としたが、透光領域の表面に、実際の地球と同様に陸地の高さや海洋の深さに対応するような凹凸を形成してもよい。
（１７）上記実施形態では、ランプシェードにおける透光領域を色の異なる複数の着色領域によって色分けしたが、透光領域は、全体に亘って同じ色に着色されていてもよい。
（１８）上記実施形態では、ランプシェードを３Ｄプリンタを用いて造形したが、ランプシェードは、他の方法によって製造されたものであってもよい。
（１９）上記実施形態では、１つのベース部材に１つのランプシェードを取り付けたが、１つのベース部材に複数のランプシェードを取り付けてもよい。
（２０）上記実施形態では、ベース部材を水平な場所に載置して用いるようにしたため、ランプシェードをベース部材の上面に取り付けるようにしたが、ベース部材が壁面や天井面に固定される場合には、ベース部材の側面や下面にランプシェードを取り付けるようにすることができる。

２０…発光装置
２１…光源
２２…三色ＬＥＤ（半導体発光素子）
２３…制御部
２８…半導体集積回路素子（発熱部）
３０…芳香装置
３１…受け皿（液剤保持部）
３２…ファン
３４…芳香性液剤
４０…ランプシェード
４１…収容空間
４３…通気孔（通気部）
４４…陸地（着色領域）
４５…海洋（着色領域）

Claims (6)

1. 半導体発光素子を用いた光源と、前記光源の発光に伴って熱を発する発熱部とを有する発光装置と、
   揮発性を有する芳香性液剤を保持可能な液剤保持部を有し、前記発熱部から発した熱が前記液剤保持部に保持されている芳香性液剤に伝達されるように配された芳香装置と、
   前記発光装置と前記芳香装置を収納する収容空間を有し、少なくとも一部が透光性を有しているとともに、前記収容空間内から外部に連通する通気部が形成されたランプシェードとを備えていることを特徴とする照明装置。
2. 前記収容空間内には、前記収容空間内に前記通気部に向かう空気の流れを生成可能なファンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記光源は、少なくとも１つの三色ＬＥＤ又は色の異なる複数の単色ＬＥＤを備えて構成され、
   前記発光装置は、前記光源から経時的に異なる色の光が発するように制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明装置。
4. 前記ランプシェードの表面が、複数の着色領域によって色分けされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記ランプシェードが、地球を模した略球形をなしており、
   前記複数の着色領域によって陸地と海洋が区画されていることを特徴とする請求項４記載の照明装置。
6. 前記ランプシェードは、３Ｄプリンタを用いて造形されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。