JP2012094320A - 電球型照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配光範囲が広く、かつ器具効率の高い、ＬＥＤ光源を有する電球型照明装置を実現する。
【解決手段】電球型照明装置１は、筐体４に設けられた固定台８上にＬＥＤモジュール２およびリフレクタ６を配置し、筐体４上に反射板７を支持している。この反射板７は、ＬＥＤモジュール２からの出射光の一部を、出射光の出射前方に透過させる透過部７２と、当該出射光の出射前方に対して垂直な方向またはこの垂直な方向よりも口金５側に傾斜した方向に反射させる傾斜部７１を有している。リフレクタ６や反射板７で反射された光は、グローブ３の拡散効果により、電球型照明装置１の後方側（口金５側）に出射される。
【選択図】図１

Description

本発明は、広範囲にＬＥＤ光源からの光を出射できるとともに器具効率の高い電球型照明装置に関するものである。

近年、環境問題への意識の高まりの中、白熱電球に代表される消費電力の高い光源から、消費電力の低い光源への見直しが活発になっている。ＬＥＤは、発光効率が高いため省エネルギー効果が高く、蛍光灯のように水銀を使用していないことから、環境にやさしい光源として注目されている。

図１３に示すように、白熱電球１００では、一般にガラスで作られた電球体１０１の一端に口金１０２が設けられ、電球体１０１の内部にフィラメント１０３が配置されている。フィラメント１０３の黒体輻射による発光は指向性がなく、図１４に示す配光曲線のように、口金１０２により光が遮られる部分を除き、ほぼ３６０度全周にわたって光が出射されるといった特徴を有している。

一方、ＬＥＤは、点光源であり、かつ指向性が高い光源である。このため、ＬＥＤは、図１３に示すような配光図（図示せず）において、出射側となる０°方向（以下、前方と称する）に最も強い光を発するが、配光図における９０°方向（以下、側方）や配光図における９０°より大きい方向（以下、後方と称する）へ出射する光が弱いといった特徴を有している。すなわち、一般に電球型照明装置で用いられるような高輝度ＬＥＤの配光分布は、ランバート分布であるため、半値角が６０°程度であり、前方の光が最も強く、側方に近づくほど光の強度が低下し、後方にはほとんど光が照射されない。このように、ＬＥＤを用いた電球型照明装置は、その配光範囲が白熱電球の配光と比較して狭い。

現在普及している照明器具は、一般に白熱電球を取り付けることを前提に設計されている。このため、照明器具において、白熱電球を上記のように配光範囲が狭い電球型照明装置に付け替えると、取り付け方によっては部屋の一部が暗くなってしまうなど、部屋の照明の様子が変わってしまうことがある。よって、電球型照明装置により白熱電球を置き換えるには、電球型照明装置の配光を白熱電球の配光に近づけることが課題となる。すなわち、側方や後方に出射される光の強度を強くする必要がある。

例えば、特許文献１には、筒状の外壁面に複数のＬＥＤモジュールを立体的に配置することが記載されており、この構成によって配光範囲を広げることが可能である。しかしながら、この電球では、ＬＥＤモジュールを実装する基板の構造が複雑になるためにコストが高くなるという不都合がある。そこで、このような不都合がなく、より簡易な構造により上記の課題を解決する手段として、例えば、下記の例が挙げられる。

第１の例は、グローブ材料として、９９％に近いヘーズ値を有し、分散度６０°程度（相対透過率が５０％になる角度）を有する拡散性の高い樹脂もしくはガラスを使用することである。この例では配光範囲を広げることができる。

第２の例は、側方に光を出射するように配置された小型のＬＥＤ光源を使用し、内部にドーム状のレンズ（ドーム型レンズ）を取り付けることである（例えば特許文献２）。この例では、ある程度側方に光を分散させてから、拡散性の高い樹脂またはガラスをグローブ材料として使用する。また、特許文献２に記載されているドーム型レンズ付きのＬＥＤは、砲弾型ＬＥＤを想定していると考えられるが、このようなＬＥＤの場合、放熱などの観点から、高輝度のＬＥＤでは実現できない。しかも、特許文献２の電球では、輝度の低いＬＥＤを用いるため、多数のＬＥＤを散在させることで側方にも光を出射するようにしている。しかしながら、価格やエネルギー効率の観点からは１つのＬＥＤモジュールで光を出力することが好ましい。

第３の例は、特許文献３に示すように、電球型照明装置のグローブ（光源カバー）内に、グローブの頂端部側に位置する反射面を形成した導光体を取り付けることである。ＬＥＤから出射された光は、導光体内に入射すると、導光体の側周面内面で全反射を繰り返して頂端部側に位置する反射板まで到達し、反射板付近の出射部から後方、すなわち口金方向に出射される。よって配光範囲を広げることができる。

第４の例は、特許文献４に示すように、複数のＬＥＤモジュールを実装した２つの搭載面を備えており、２つの搭載面の法線方向が互いに異なる方向を向いていることにより、より広い範囲を照らすことを可能にしている。

特開２００１−２４３８０７号公報（２００１年９月７日公開） 特開２００４−３４３０２５号公報（２００４年１２月２日公開） 特開２００９−２８９６９７号公報（２００９年１２月１０日公開） 特開２０１０−１３５３０８号公報（２０１０年６月１７日公開）

まず、第１の例では、グローブの拡散性により、例えば半値角８０°程度まで配光範囲は広がるものの、側方または後方までは広げることは難しい。また、分散度の高い材質を用いると、分散度の低い材質と比較して全光線透過率が低く吸収率が高い傾向にある。したがって、このような材質をグローブに用いると、一層配光範囲は広がるものの器具効率（光利用効率）の低下が著しく、例えば８０％程度になってしまう。すなわち、拡散性の高い材質で作製したグローブを付けることにより光束の損失が２０％程度生じてしまい、光源の明るさの割に照明器具として十分な明るさが得られない。

また、グローブ材料の拡散性のみにより配光範囲の拡大を実現しようとすると、特に光を後方に出射するためには、グローブを大型化し、球形に近づけなければならない。また、電球型照明装置の熱設計において、一般にアルミニウムなどの材料からなる筐体部からの熱放射が重要である。しかしながら、高輝度のＬＥＤモジュールを用いた電球型照明装置においては、放熱効果を高めるために筐体部の表面積も大きくする必要があり、グローブの大型化と両立することが難しい。

第２の例では、第１の例と比較して、グローブが小型でも配光範囲を広げることができる。その一方、複数のＬＥＤの配光の調整が難しい上に、第１の例と同様、器具効率が低いといった欠点がある。

第３の例では、反射面が筐体部（カバー）とグローブの頂端部との中間面よりグローブの頂端部側に位置する必要がある。すなわち、反射面と筐体部との距離が短いと、反射面で反射した光が筐体部によって遮られてしまう範囲が大きい。このため、口金方向に出射した光が筐体部で遮られないようにするためには、反射面を筐体部から離して、十分な距離を確保しなければならない。一方、導光体は、その内部が中空ではなく中実なものであるため、筐体部から十分な距離を確保しようとすると導光体の重量が大きくなってしまう。全反射の繰り返しにより反射面に導光する導光体の部分は、口金方向に光を出射し配光範囲を広げることに寄与しない。よって、導光体は体積が大きいが光学的には効果がない部分が大きいため、配光範囲を拡張するのに効率が良い方法であるとは言えない。

また、一般的に導光板として用いられる透明アクリル樹脂では、厚み１５ｍｍで透過率は９２％程度である。すなわち、８％程度の光は取り出されず損失となってしまう。これらの光の損失は、導光体に光が入射せずに反射してしまったり、導光体内部に入射した後、導光体内部を全反射して進む間に吸収されてしまったりしたものである。反射面を筐体部から離して設置することが必要になると、光が導光体内部を進む距離が長くなり、光の透過率は一層低下してしまう。よって、第３の例では、広い配光範囲と高い器具効率を両立することが難しい。

第４の例では、多数のＬＥＤモジュールが必要であることから高コストになることが避けられない。また、ＬＥＤモジュールを搭載するためのフレキシブル基板も、多数のＬＥＤを実装するため、大面積が必要でありコストが高くなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、白熱電球のように配光範囲が広く、かつ、器具効率の高い、ＬＥＤ光源を有する電球型照明装置を安価に実現することである。

本発明に係る電球型照明装置は、光源としてのＬＥＤモジュールと、当該ＬＥＤモジュールを固定する固定台と、当該固定台を保持する筐体と、前記ＬＥＤモジュールを覆うように前記筐体に取り付けられるグローブと、当該グローブと反対側で前記筐体に取り付けられる口金とを備えた電球型照明装置において、上記の課題を解決するために、ＬＥＤモジュールからの出射光の一部を、出射光の出射前方（前方）に対して垂直な方向（側方）または当該垂直な方向よりも口金側に傾斜した方向（後方）に導く反射手段を備えていることを特徴としている。

上記の構成では、反射手段によってＬＥＤモジュールからの出射光の一部が側方または後方に導かれるので、より広い範囲に光を照射することができる。

反射手段は円板形状に形成されていることが好ましい。これにより、電球型照明装置の設置方向によらず、電球型照明装置の照度を一様にすることができる。

また、反射手段は、ＬＥＤモジュールからの出射光の一部を透過させ、当該出射光の一部を反射させることが好ましい。

反射手段は、ＬＥＤモジュールに対応するように配置されて、前方全面を覆うと、側方や後方は照度が高くなるが、前方の照度が著しく低下してしまう。そこで、反射手段が、入射した全ての光を反射するのではなく、一部の光を透過することにより、電球型照明装置の配光特性を白熱電球に近づけることができる。

反射手段において、出射光の一部を透過させるためには、反射手段が、その中心部に形成された透過部を有することが好ましい。この透過部を透過した光は、前方に出射するため、前方の照度低下が緩和される。光は、反射手段の透過部以外の部分によって反射して側方または後方に出射される。よって、加工が容易でコストがかからない方法で、配光範囲が広い電球型照明装置を実現することができる。反射手段の透過部がある位置とない位置とで、グローブ表面に輝度ムラが生じてしまうが、密閉器具など電球型照明装置を直接視認しない設置方法で使用する場合は問題とならない。

あるいは、反射手段において、出射光の一部を透過させるためには、反射手段が、出射光の一部を透過させるために前記反射手段のほぼ全体に形成された多数の微小孔を有することが好ましい。光が微小孔を透過することで、前方の広い範囲にも光が照射されるため、前方の照度低下が緩和される。よって、上記の透過部を有する反射手段と比べて配光範囲が広くなるので、照度が一様な電球型照明装置を実現することができる。

また、微小孔は、前記反射手段の中心に近いほど径が小さく（例えば最小径０．１ｍｍ）、前記反射手段の外周部に近いほど径が大きい（例えば最大径１．０ｍｍ）ことが好ましい。ＬＥＤモジュールの発光強度の分布に応じて、ＬＥＤモジュールの発光強度が大きいＬＥＤモジュール直上では孔径を小さく、発光強度が小さい外周部では孔径を大きくすることにより、微小孔群を通して反射手段を透過する光束が位置によらず均一に近づく。これにより、グローブ表面の輝度ムラが目立たなくなるので、電球型照明装置を直接視認できるような設置方法で使用する場合も美観を損ねない。

反射手段において、ＬＥＤモジュールに対向する側にＬＥＤモジュールからの出射光を反射するように傾斜した傾斜部を設けることが好ましい。この傾斜部の傾斜角度を適宜設定することにより、配光範囲を容易に調整することができる。

傾斜部は、直線状に傾斜するように形成されていることが好ましい。これにより、反射率や反射特性に応じて輝度ムラが生じるものの、単一の傾斜角度のみの簡易な設計で広配光を実現することができる。したがって、この傾斜部を有する反射手段は、輝度を均一にすることをそれ程重視しない場合に適している。

あるいは、傾斜部は、反射手段の中心部に近いほど急峻に傾斜し、反射手段の外周部に近いほど緩やかに傾斜するような曲線状に形成されていることが好ましい。これにより、曲線の設計が難しくなるものの、反射率や反射特性に応じて傾斜部における各点の傾斜角度を適正に設計することにより、輝度ムラを軽減することができる。したがって、この傾斜部を有する反射手段は、輝度を均一にすることを重視する場合に適している。

ＬＥＤモジュールは、筐体に対してできるだけ高い位置に設けられていることが好ましく、例えば固定台の所定の高さの頂部上に配置されていることが好ましい。これにより、固定台上のＬＥＤモジュールからの出射光を反射する反射手段がより高い位置に設けられる。これにより、反射手段によって反射された後方への光が筐体などにより遮られる範囲を大幅に減少させることができる。それゆえ、電球型照明装置の器具効率をさらに向上させることができる。

また、固定台は、筐体と比較して径が小さく、所定の高さの頂部を有しており、ＬＥＤモジュールは、頂部上に配置されていることが好ましい。これにより、反射板にて反射され後方へ出射された光が筐体などにより遮られる範囲を大幅に減少させることができる。

さらに、反射手段は、ほぼ球状のグローブ内の領域の中心より高い位置に配置されていることが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュールと反射手段との距離が近づき、出射光のうち反射手段により反射される光の割合が大きくなる。

このように、ＬＥＤモジュールおよび反射手段を筐体に対して高い位置に配置することにより、電球型照明装置の配光範囲を広げるとともに、電球型照明装置の器具効率を向上させることができる。

反射手段は、当該反射手段の筐体側に伸びる柱状の固定部を有しており、当該固定部は、前記筐体に設けられた穴に差し込まれていることが好ましい。これにより、反射手段を筐体に強固に固定するとともに、量産において反射手段を取り付けるときの位置決めを容易にすることができる。

反射手段は、固定台側に伸びる柱状の固定部を有しており、当該固定部は、前記固定台の前記頂部に設けられた穴に差し込まれていることが好ましい。これにより、反射手段を固定台に強固に固定するとともに、量産において反射手段を取り付けるときの位置決めを容易にすることができる。また、固定台上に反射手段を支持するので、筐体上に反射手段を支持する構造と比べて、固定部の長さを短くすることができ、反射手段をより安定して支持することができる。

反射手段を支持する手段としては、上記の固定部以外の手段を用いることができる。例えば、反射手段はグローブに固定されていてもよい。これにより、固定部が不要となるので、固定部によって光が遮られることがなくなる。したがって、輝度がほぼ均一になり、光利用効率も向上する。また、反射手段は、グローブに固定できれば、ＰＥＴ素材の反射シートなど、強度はないが、薄くて軽い素材を使用することができ、反射手段の重量を支える固定部のように剛性の高い素材を用いる必要がない。さらに、グローブに爪などを設けて反射手段をグローブに係止させる構造を用いることで固定部を穴に挿し込む構造と比較して、組立性が良い。

また、グローブは、透明な樹脂またはガラスからなることが好ましい。これにより、反射板で反射されグローブに入射した光がグローブ外部に透過する際の光の損失を低減することができる。それゆえ、器具効率をより一層高めることができる。

あるいは、グローブは、９９％のヘーズ値を有する光拡散性の樹脂またはガラスからなることが好ましい。あるいは、透明なガラスの表面にマイクロメートルオーダーのランダムな表面加工を施すことにより、表面構造の屈折作用により光を拡散させてもよい。これにより、反射板から側方または後方に出射される光をグローブによって、一層広範囲に拡散させることができる。

本発明に係る電球型照明装置は、以上のように、ＬＥＤモジュールからの出射光の一部を、当該出射光の出射前方に対して垂直な方向（側方）または当該垂直な方向よりも口金側に傾斜した方向（後方）に導くために、ＬＥＤモジュールの周囲にリフレクタと、ＬＥＤモジュールに対向した位置に反射板を備えていることにより、反射板の位置や設置角度を適宜設定することで、配光範囲を広げるとともに、筐体などで遮られる出射光を減少させて器具効率の向上を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る電球型照明装置の構造を示す側面図である。 上記電球型照明装置におけるＬＥＤモジュールの配置を拡大して示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。 電球型照明装置１における反射板７の固定部取り付け側と反対側の構成を拡大して示す平面図である。 上記電球型照明装置のＬＥＤ単体での配光を示す配光図である。 上記電球型照明装置においてＬＥＤモジュールおよび光拡散性のグローブを設けた状態（反射板なし）の配光図である。 上記電球型照明装置においてＬＥＤモジュール、光拡散性のグローブおよび反射板を設けた状態の配光図である。 実施の形態１の変形例に係る反射板の構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電球型照明装置の構造を示す側面図である。 図９の電球型照明装置における反射板の固定部取り付け側と反対側の構成を拡大して示す平面図である。 実施の形態２の変形例に係る反射板の構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る電球型照明装置の構造を示す側面図である。 従来の白熱電球の構造を示す側面図である。 上記白熱電球の配光を示す配光図である。

〔実施の形態１〕
本発明の実施形態について図１〜図８に基づいて説明すると以下の通りである。

（電球型照明装置の構成）
図１は、本実施形態に係る電球型照明装置１を一部断面にて示している。図２は、電球型照明装置１におけるＬＥＤモジュール２、反射板７および固定台８の配置を拡大して示している。図３は、電球型照明装置１における反射板７および固定台８の構成を図２のＡ−Ａ線矢視断面にて示している。図４は、電球型照明装置１における反射板７の固定部取り付け側と反対側の構成を拡大して示している。

図１および図２に示すように、電球型照明装置１は、ＬＥＤモジュール２と、グローブ３と、筐体４と、口金５と、リフレクタ６と、反射板７と、固定台８とを備えている。

グローブ３は、ＬＥＤモジュール２を覆って保護するとともに、ＬＥＤモジュール２からの光を透過させる。グローブ３は、球面状または略球面状をなしている。このグローブ３は、透明な樹脂またはガラスからなることが好ましい。これにより、高い器具効率を確保することができる。

あるいは、グローブ３は、９９％のヘーズ値を有する光拡散性の樹脂からなることが好ましい。あるいは、グローブ３は、その表面にマイクロメートルオーダーのランダムな表面加工を施すことにより、表面構造の屈折作用により光を拡散させてもよい。これらにより、高い光拡散性を確保し、広い範囲に光を照射することができる。

筐体４は、ＬＥＤモジュール２を駆動するための複数の駆動回路部品（図示せず）や、駆動回路部品に与える直流電圧を生成する電源（図示せず）を収容している。また、筐体４は、固定台８を配置するための円形をなす平坦面を有しており、この平坦面の外周端部にグローブ３が取り付けられている。また、筐体４は、ＬＥＤモジュール２や、その駆動回路部品や、電源で発生する熱を伝導し、その表面から放射する放熱機能を有している。

口金５は、駆動回路部品に電気的に接続されるとともに、外部電源に接続されるソケットに螺合するようなネジ構造を有している。この口金５は、筐体４の一端部側（細く形成されている側）に取り付けられている。

固定台８は、筐体４の他端側（口金５が取り付けられる側に対する反対側）に設けられている。この固定台８は、円柱状に形成されており、ＬＥＤモジュール２およびリフレクタ６が配置される領域として、所定の高さの平坦な頂部を有している。固定台８は、筐体４の平坦面の径より小さい径となるように形成されている。

光源となるＬＥＤモジュール２は、基板２１と、発光部２２と、電極２３とを有している。また、ＬＥＤモジュール２は、図１に示すように、筐体４に対してグローブ３の頂部が高い位置にある状態で、グローブ３内の領域の中心Ｏより低い位置（中心Ｏに対して筐体４側）に配置されている。

基板２１は、矩形状に形成されており、固定台８上に固定されている。この基板２１上の中央部分には発光部２２が形成されている。発光部２２には、複数のＬＥＤチップ（図示せず）が互いに間隔をおいて実装されている。発光部２２には、電極２３を通じて電流が供給される。

リフレクタ６は、グローブ３や反射板７により固定台８側に反射されたＬＥＤモジュール２の出射光を反射するために設けられている。このリフレクタ６は、ネジ（図示せず）によって固定台８上に固定されている。また、リフレクタ６は、基板２１の上面を露出させるように、中央部に基板２１の上面よりやや大きく形成された矩形状の開口部６１を有している。さらに、リフレクタ６は、開口部６１の２つの対角の付近に基板２１側に突出する２つの保持爪６２を有している。これにより、ＬＥＤモジュール２がリフレクタ６によって固定されるので、様々な向きで設置される電球型照明装置１において、ＬＥＤモジュール２の浮きや位置ずれを防止することができる。

リフレクタ６には、光の吸収などによる光束の損失が小さく反射率が高い（例えば、ＬＥＤモジュール２の発光波長域において反射率９５％以上）樹脂材料あるいはインク反射材を塗布した金属材料を用いることが好ましい。これにより、電球型照明装置１の器具効率を向上させることができる。

ＬＥＤモジュール２は、この保持爪６２によって基板２１が保持されることにより、固定台８の頂部上に固定されている。これにより、ＬＥＤモジュール２がリフレクタ６によっても保持される。したがって、ＬＥＤモジュール２が横向きや下向きになるように配置されることの多い電球型照明装置１において、ＬＥＤモジュール２の位置ずれや浮きを防止することができる。

図３に示すように、反射板７（反射手段）は、ＬＥＤモジュール２からの出射光の一部を所定の方向に反射させるために設けられており、傾斜部７１と、透過部７２と、固定部７３とを有している。反射板７は、円板形状に形成されており、より具体的には円錐台状に形成されている。

反射板７は、その頂部がＬＥＤモジュール２の発光部２１に対向し、底部がグローブ３の頂部側に対向するように配置されている。また、反射板７は、図１に示すように、筐体４に対してグローブ３の頂部が高い位置にある状態で、前述の中心Ｏより高い位置（中心Ｏに対してグローブ３の頂部側）に配置されている。これにより、ＬＥＤモジュール２と反射板７との距離が近づき、ＬＥＤモジュール２からの出射光のうち反射板７により反射される光の割合が大きくなる。

反射板７には、光の吸収などによる光束の損失が小さく反射率が高い（例えば、ＬＥＤモジュールの発光波長域において反射率９８％以上）反射材料を用いることが好ましい。ＬＥＤモジュール２から出射された光は、ＬＥＤモジュール２と対向して設置された反射板７で反射した後、その一部はＬＥＤモジュール２の周囲に設置したリフレクタ６との間で何度か反射しながら、グローブ３の側方または後方に出射する。したがって、反射率が高い反射材料を反射板７に用いることで、光の損失が小さくなり、器具効率が高い電球型照明装置１を実現することができる。

また、反射板７に用いる材料は、ＬＥＤモジュール２の発光波長域において拡散反射する材料（例えば、微細発泡ＰＥＴ樹脂、微細発泡ポリカーボネート樹脂、硫酸バリウムを塗布した金属など）であることが好ましい。これにより、反射面が鏡面で正反射成分が大きい材料（例えば、表面を研磨した金属や、樹脂に銀を蒸着した反射材など）である場合と比較して、配光範囲が広い電球型照明装置１を実現することができる。

傾斜部７１は、ＬＥＤモジュール２に対向する側に設けられた、円錐台における外周の曲面の部分である。この傾斜部７１は、円錐台の頂部から底部にかけて直線状に傾斜するように形成されている。また、傾斜部７１は、ＬＥＤモジュール２からの出射光の一部を、当該出射光の出射前方となる直進方向に対して垂直な方向(側方)またはこの垂直な方向よりも口金５側に傾斜した方向(後方)に反射させるような傾斜角度を有するように設計されている。

透過部７２は、ＬＥＤモジュール２からの出射光の一部を透過させるために設けられている。この透過部７２は、円錐台の頂部から底部にかけて円錐台の頂部の径を有する円筒状に形成されている。透過部７２の直径は６ｍｍ程度が好ましい。透過部７２は、空洞、すなわち穴として形成されてもよいが、透過性の高い材料からなる中実の部分として形成されていてもよい。ＬＥＤモジュール２からの出射光の一部が透過部７２を透過することにより、前方の照度が著しく低下することを防止できる。

固定部７３は、反射板７を筐体４上に支持する支持部材であり、反射板７を筐体４に固定し、かつ位置決めするために設けられている。この固定部７３は、図２および図４には４本、図３では２本現れているが、反射板７に等間隔で３本以上設けられていれば良い。各固定部７３は、一端が反射板７に取り付けられており、他端（先端部）が筐体４側に伸びるように柱状に形成されている。各固定部７３の他端が、筐体４に設けられた固定穴４１に差し込まれることにより、反射板７を筐体４に強固に固定するとともに、量産時に反射板７を筐体４に取り付けるときの位置決めを容易にすることができる。

なお、固定部７３は、筐体４の代わりに、固定台８に固定するように配置されていても良い。この構成では、固定台８の頂部に固定穴４１と同様な固定穴が形成されており、固定部７３の他端が、その固定穴に差し込まれる。また、固定部７３は、他端が固定台８側に伸びるように、筐体４に取り付けられる場合より、互いの間隔が狭く配置される。これにより、反射板７を固定台８に強固に固定するとともに、量産時に反射板７を固定台８に取り付けるときの位置決めを容易にすることができる。また、反射板７を固定台８上に支持する構造は、反射板７を筐体４上に支持する構造と比べて、固定部７３の長さを短くすることができ、反射板７をより安定して支持することができる。

（電球型照明装置による実現事項）
上記のように構成される電球型照明装置１では、ＬＥＤモジュール２の発光部２２から、光の出射前方を中心として全方向に光が発せられ、前方に進む光（直進光）の光強度が最も高く、前方に対して垂直の方向（側方）に近づくほど光の強度が低下する。

ＬＥＤモジュール２から出射された光は、一部が透過部７２を透過して出射されるが、残りは傾斜部７１で反射されて、前方に垂直な方向またはこの垂直な方向よりも口金５側に傾斜した方向に導かれる。さらに、反射板７から出射された光の一部は、グローブ３の拡散効果により、さらに後方にも出射される。

また、ＬＥＤモジュール２は、固定台８上に設けられ、筐体４上に設けられる場合と比較して反射板７との距離が近いため、ＬＥＤモジュールを出射した光のうち、傾斜部７１で反射される光の割合を大きくすることができる。また、固定台８は筐体４よりその径が小さいため、傾斜部７１で反射された光が固定台８によって遮られる範囲を減少させ、側方または後方に出射される光の割合を大きくすることができる。

しかも、傾斜部７１の傾斜角度を適宜設定することにより、配光範囲を容易に調整することができる。さらに、傾斜部７１によってＬＥＤモジュール２の周辺に反射された光をリフレクタ６によってさらに反射させることによって、電球型照明装置１からの出射光の損失を抑えることができる。

ところで、ＬＥＤモジュール２から出射された光は、傾斜部７１で反射して、一部がそのまま側方や後方に出射され、一部がリフレクタ６との間で反射を繰り返す。そこで、傾斜部７１の傾斜角度を適宜設定することによって、入射光の反射角を調整することがきる。これにより、側方や後方に向かう光の割合が多くなるので、反射板７とリフレクタ６と間での反射回数を減少させることができる。よって、光の損失が減り、器具効率が高い電球型照明装置を実現することができる。

（配光範囲の比較）
図５は、ＬＥＤ単体の配光範囲を示す。図６は、グローブ３だけの場合の配光範囲を示す。また、図７は、グローブ３および反射板７を両方採用した場合の配光範囲を示す。

拡散性のグローブ３に光を通すことにより、図６に示すように、図５の配光範囲と比較して、ＬＥＤモジュール２からの出射光のうち後方に出射される光の割合が大きくなることが分かる。それに加えて、反射板７を取り付けることにより、図７に示すように、前方に出射される光が減少し、側方や口金５側に出射される光がさらに増加することがわかる。

〔変形例〕
続いて、本実施の形態の変形例について図８に基づいて説明する。

図８は、本変形例に係る電球型照明装置１に用いられる反射板７の一部の構成を断面にて示している。

（電球型照明装置の構成）
本変形例では、図８に示すように、反射板７が、図１に示す傾斜部７１の代わりに傾斜部７４を有している。この傾斜部７４は、図８の断面形状からわかるように、円錐台の頂部に近いほど急峻に傾斜し、外周部に近いほど緩やかに傾斜するような曲線状に形成されている。

傾斜部７４の傾きは、光源の配光特性や反射板７の反射率や反射特性（正反射と拡散反射）を考慮して、側方または側方より後方（口金５方向）に出射される方向において、側方から側方より後方に向かうに連れて、光束が滑らかに減少するように設計されている。傾斜部７４の断面曲線は、例えばスプライン補間により滑らかに形成されている。これにより、反射光の角度を調整して、側方および後方における配光曲線を滑らかにすることができる。すなわち、傾斜部７４のそれぞれの位置において、入射角に応じて傾斜部７４の傾きが異なることにより反射角を制御するので、配光曲線を円形に近づけることができるのである。したがって、光を側方または後方に出射される光の割合をより一層効率良く大きくすることができる。その結果、グローブ３表面での輝度ムラを目立たなくすることができる。

なお、図８においては、便宜上、固定部７３の図示を省略している。

〔傾斜部の形状による比較〕
図３に示す傾斜部７１を有する反射板７を用いた場合、傾斜部７１が前述のように直線状に傾斜しているため、反射率や反射特性に応じて輝度ムラが生じる。しかしながら、拡散反射の成分が大きい反射素材を用いることにより、直線状の傾斜であっても広配光を実現することができる。したがって、図３に示す反射板７は、輝度を均一にすることをそれ程重視しない場合に、簡易な設計で広配光を実現することができる。

これに対し、図８に示す傾斜部７４を有する反射板７を用いた場合、前述のように傾斜部７４が前述のように曲線状に傾斜しているため、輝度ムラが軽減される。したがって、図８に示す反射板７は、設計が図３に示す反射板７に比べて難しくなるが、輝度を均一にすることを重視する場合に好適に用いることができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図９〜図１１に基づいて説明すると以下の通りである。

なお、本実施形態において、実施の形態１と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。

（電球型照明装置の構成）
図９は、本実施形態に係る電球型照明装置１１を一部断面にて示している。図１０は、電球型照明装置１１における反射板９の固定部取り付け側と反対側の構成を拡大して示している。

図９に示すように、本実施形態の電球型照明装置１１は、図１および図２に示す電球型照明装置１と同様、ＬＥＤモジュール２と、グローブ３と、筐体４と、口金５と、リフレクタ６と、固定台８とを備えているが、反射板７に代えて反射板９を備えている。

反射板９は、ＬＥＤモジュール２からの出射光の一部を所定の方向に反射させるために設けられており、傾斜部９１と、微小孔９２と、固定部９３とを有している。反射板９は、円錐台状に形成されており、その頂部がＬＥＤモジュール２の発光部２１に対向し、底部がグローブ３の頂部側に対向するように配置されている。また、反射板９は、図９に示すように、筐体４に対してグローブ３の頂部が高い位置にある状態で、前述の中心Ｏより高い位置（中心Ｏに対してグローブ３の頂部側）に配置されている。これにより、ＬＥＤモジュール２と反射板９との距離が近づき、ＬＥＤモジュール２からの出射光のうち反射板９により反射される光の割合が大きくなる。

傾斜部９１は、電球型照明装置１の反射板７に設けられる傾斜部７１と同様に円錐台状に形成されている。したがって、この傾斜部９１によっても、ＬＥＤモジュール２からの出射光の一部を、当該出射光の出射前方となる直進方向に対して垂直な方向(側方)またはこの垂直な方向よりも口金５側に傾斜した方向(後方)に反射させる。

微小孔９２は、反射板９の頂部から底部にかけて貫通するように多数形成されている。また、図１０に示すように、微小孔９２は、反射板９のほぼ全体に分布するように形成されており、反射板９の中心について点対称に大きさが異なっている。具体的には、微小孔９２は、光源であるＬＥＤモジュール２の直上に位置する反射板９の中心に近いほど径が小さく（例えば直径０.３ｍｍ）、外周部に近いほど径が大きい（例えば直径１.１ｍｍ）。微小孔９２の配置や径は、ＬＥＤモジュール２の配光特性、反射板７やリフレクタ６の反射率や反射特性（正反射と拡散反射）などを考慮し、各微小孔９２を通過する光束が反射板９の中心から外周にかけて緩やかに変化するように求める。

固定部９３は、反射板９を筐体４（あるいは固定台８）上に支持する支持部材である。また、固定部９３は、反射板９を筐体４（あるいは固定台８）に固定し、かつ位置決めするために設けられており、反射板７の固定部７３と同様の機能を有している。

（電球型照明装置による実現事項）
上記のように構成される電球型照明装置１１では、反射板９の傾斜部９１により、ＬＥＤモジュール２の発光部２２からの出射光の一部を反射させている。これにより、前述の実施の形態１の電球型照明装置１と同様、側方または側方より後方（口金５）に出射される光の割合を大きくすることができる。

また、電球型照明装置１１では、反射板９において、微小孔９２の径が中心部から外周にわたって徐々に大きくなっている。これにより、最も光強度の高い発光部２２からの直進光の透過率が最も低く、直進光から離れるほどに光の透過率が高くなっていく。したがって、反射板９を用いることにより、反射板９を透過する光の輝度を均一に近づけることができる。その結果、グローブ３表面での輝度ムラを低減することができる。

ところで、実施の形態１の電球型照明装置１では、ＬＥＤモジュール２の発光部２２からの出射光の一部を反射板７１の透過部７２を透過させている。これに対し、電球型照明装置１１では、反射板９の中心部における微小孔９１の径が小さいことから、反射板９の中心部における光の透過面積が反射板７の中心における光の透過面積よりも小さい。このため、反射板９は、反射板７に比べて、発光部２２からの直進光が透過する割合（光利用効率）が低くなる。これは、透過光の光量調節を目的としており、配光曲線の±３０°程度の範囲の光の強度を低下させている。

したがって、電球型照明装置１は、光利用効率を重視する用途、特に密閉器具内で用いるように外観を直視しない用途に適していると言える。これに対し、電球型照明装置１１は、グローブ３表面での輝度がほぼ均一になることから、美観を損ねないので、輝度ムラの低減を重視する用途、特に外観を直視する用途に適している。

〔変形例〕
続いて、本実施の形態の変形例について図１１に基づいて説明する。

図１１は、本変形例に係る電球型照明装置１１に用いられる反射板９の一部の構成を断面にて示している。

（電球型照明装置の構成）
本変形例では、図１１に示すように、反射板９が、図９に示す傾斜部９１の代わりに傾斜部９４を有している。この傾斜部９４は、図１１の断面形状からわかるように、円錐台の頂部に近いほど急峻に傾き、外周部に近いほど緩やかに傾くような曲線状に形成されている。

傾斜部９４の傾きは、図８に示す変形例の反射板７における傾斜部７４と同様に設計されている。これにより、光を側方または後方に出射される光の割合をより一層効率良く大きくすることができる。その結果、グローブ３表面での輝度ムラを目立たなくすることができる。

なお、図１１においては、便宜上、固定部９３の図示を省略している。

〔傾斜部の形状による比較〕
図９に示す傾斜部９１を有する反射板９を用いた場合、傾斜部９１が直線状に傾斜しているため、反射率や反射特性に応じて輝度ムラが生じる。しかしながら、拡散反射の成分が大きい反射素材を用いることにより、直線状の傾斜であっても広配光を実現することができる。したがって、図９に示す反射板９は、輝度を均一にすることをそれ程重視しない場合に、広配光を簡易な設計で実現することができる。

これに対し、図１１に示す傾斜部９４を有する反射板７を用いた場合、前述のように傾斜部９４が前述のように曲線線状に傾斜しているため、輝度ムラが軽減される。したがって、図１１に示す反射板９は、設計が図９に示す反射板９に比べて難しくなるが、輝度を均一にすることを重視する場合に好適に用いることができる。

〔実施の形態３〕
本発明の他の実施形態について図１２に基づいて説明すると以下の通りである。

なお、本実施形態において、実施の形態１と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。

（電球型照明装置の構成）
図１２は、本実施形態に係る電球型照明装置１２を一部断面にて示している。

図１２に示すように、本実施形態の電球型照明装置１２は、図１および図２に示す電球型照明装置１と同様、ＬＥＤモジュール２と、グローブ３と、筐体４と、口金５と、リフレクタ６と、反射板７と、固定台８とを備えているが、グローブ３および反射板７の構成が異なる。

具体的には、反射部７は、図１に示す固定部７３を有しておらず、グローブ３に固定されている。このため、グローブ３は溝３１および爪３２を有している。溝３１は、反射板７を固定する位置決めをするために、グローブ３の内壁面において反射板７の外周端部の形状に沿うように環状に形成されている。また、爪３２は、溝３１に配置された反射板７を保持するように、溝３１において所定の間隔をおいて数箇所形成されている。

反射板７は、上記のように固定されることにより、筐体４に対してグローブ３の頂部が高い位置にある状態で、前述の中心Ｏより高い位置（中心Ｏに対してグローブ３の頂部側）に配置されている。これにより、ＬＥＤモジュール２と反射板７との距離が近づき、ＬＥＤモジュール２からの出射光のうち反射板７により反射される光の割合が大きくなる。

なお、電球型照明装置１２においては、反射板７に代えて、実施の形態２の電球型照明装置１における反射板９がグローブ３に固定されていても良い。

（電球型照明装置による実現事項）
電球型照明装置１２では、上記のように、反射板７，９がグローブ３に直接固定されているので、次の利点を有するようになる。

まず、固定部７３，９３を省略することができる。これにより、固定部７３，９３によって光が遮られないので、輝度がほぼ均一になり、光利用効率も向上する。

また、固定部７３，９３は、光を遮らないように可能な限り細く形成されることが望ましい。しかしながら、固定部７３，９３は、反射板７，９の本体の重量を支え、かつ、本体と一体成型できるようにするには、反射グレードのポリカーボネート等の樹脂に素材が限定される。一方、反射板７，９は、グローブ３に直接固定できれば、ＰＥＴ素材の反射シートなど、強度はないが、薄くて軽い素材を使用することができる。

さらに、反射板７，９をグローブ３に固定するときには、外周端部を溝３１に当てて、爪３２に係止させるだけでよい。これにより、実施の形態１の電球型照明装置１において、固定部７３を固定穴４１に挿し込む場合と比較して、組立性が良い。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の電球型照明装置は、反射板によってＬＥＤモジュールの出射光を側方または側方より口金側へ導くことにより、電球型照明装置の側方より口金側への配光を、器具効率を高く維持した状態で実現することができるので、照明装置に好適に利用することができる。

１，１１，１２ 電球型照明装置
２ ＬＥＤモジュール
２１ 基板
２２ 発光部
２３ 電極
３ グローブ
３１ 溝
３２ 爪
４ 筐体
４１ 固定穴（穴）
５ 口金
６ リフレクタ
６２ 保持爪
７ 反射板（反射手段）
７１ 傾斜部
７２ 透過部
７３ 固定部
８ 固定台
９ 反射板（反射手段）
９１ 傾斜部
９２ 微小孔
９３ 固定部

Claims (16)

1. 光源としてのＬＥＤモジュールと、当該ＬＥＤモジュールを固定する固定台と、当該固定台を保持する筐体と、前記ＬＥＤモジュールを覆うように前記筐体に取り付けられるグローブと、当該グローブと反対側で前記筐体に取り付けられる口金とを備えた電球型照明装置において、
   前記ＬＥＤモジュールからの出射光の一部を、当該出射光の出射前方に対して垂直な方向または当該垂直な方向よりも前記口金側に傾斜した方向に導く反射手段を備えていることを特徴とする電球型照明装置。
2. 前記反射手段は円板形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電球型照明装置。
3. 前記反射手段は、前記ＬＥＤモジュールからの出射光の一部を透過させ、当該出射光の一部を反射させることを特徴とする請求項２に記載の電球型照明装置。
4. 前記反射手段は、出射光の一部を透過させるために前記反射手段の中心部に形成された透過部を有することを特徴とする請求項３に記載の電球型照明装置。
5. 前記反射手段は、出射光の一部を透過させるために前記反射手段のほぼ全体に形成された多数の微小孔を有することを特徴とする請求項３に記載の電球型照明装置。
6. 前記微小孔は、前記反射手段の中心に近いほど径が小さく、前記反射手段の外周部に近いほど径が大きいことを特徴とする請求項５に記載の電球型照明装置。
7. 前記反射手段は、前記ＬＥＤモジュールに対向する側に前記ＬＥＤモジュールからの出射光を反射するように傾斜した傾斜部を有することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の電球型照明装置。
8. 前記傾斜部は、直線状に傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の電球型照明装置。
9. 前記傾斜部は、前記反射手段の中心部に近いほど急峻に傾斜し、前記反射手段の外周部に近いほど緩やかに傾斜するような曲線状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の電球型照明装置。
10. 前記固定台は所定の高さの頂部を有しており、
    前記ＬＥＤモジュールは当該頂部上に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の電球型照明装置。
11. 前記反射手段は、当該反射手段の前記筐体側に伸びる柱状の固定部を有しており、当該固定部は、前記筐体に設けられた穴に差し込まれていることを特徴とする請求項１０に記載の電球型照明装置。
12. 前記反射手段は、前記固定台側に伸びる柱状の固定部を有しており、当該固定部は、前記固定台の前記頂部に設けられた穴に差し込まれていることを特徴とする請求項１０に記載の電球型照明装置。
13. 前記反射手段は、前記グローブに固定されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電球型照明装置。
14. 前記グローブは、透明な樹脂またはガラスからなることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の電球型照明装置。
15. 前記グローブは、９９％のヘーズ値を有する光拡散性の樹脂からなることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の電球型照明装置。
16. 前記グローブは、透明なガラスの表面にマイクロメートルオーダーのランダムな表面加工を施すことにより、表面構造の屈折作用により光を拡散させることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の電球型照明装置。

Images