JP2012182255A

JP2012182255A - 照明装置

Info

Publication number: JP2012182255A
Application number: JP2011043304A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Yoshida; 尚史吉田; Hiromichi Ueji; 啓倫上路
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-09-20

Abstract

【課題】照明装置から出射される照明光の及ぶ範囲をより拡げる。
【解決手段】照明装置１００は、電源回路２を収納する本体１と、本体１に取り付けられる容器型の透光部材３と、本体１に対向する透光部材３の内壁面３ａ上に固定され、電源回路２から流れる電流により、本体１に向けて光を出射するＬＥＤパッケージ４と、ＬＥＤパッケージ４の出射面４ａに対向して配設され、ＬＥＤパッケージ４から出射される光を反射する反射板５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に関する。

発光素子の一種である発光ダイオード（Light Emitting Diode、以下、単に「ＬＥＤ」と略称する）を実装した照明装置は、電流によるＬＥＤ自身の発熱やＬＥＤの近くに配設された電源回路の発熱の影響で、ＬＥＤの発光効率が低下することがある。このため、この種の照明装置では、効率よく放熱が行われるようになっていることが望ましい。

特許文献１に開示された照明装置では、透光性基板上にＬＥＤが直接取り付けられる。このため、ＬＥＤを電源回路から離して設置することができるので、ＬＥＤが電源回路の発熱の影響をほとんど受けない。さらに、透光性基板は高い熱伝導性を有するため、ＬＥＤ自身の発熱を効率よく放熱できる。この照明装置では、透光性基板において照明光の出射面となる面の裏側にＬＥＤが取り付けられている。ＬＥＤの光は、照明装置内部で出射面とは逆向きに出射された後、反射板で反射され、透光性基板を透過し、出射面から照明光として出射される。

特開２００７−１４２１７３号公報

しかし、特許文献１に開示された照明装置では、反射板の反射面がＬＥＤを覆うように形成されているため、照明光の及ぶ範囲が制限されてしまう。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、照明光の及ぶ範囲をより拡げることができる照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、
電源回路を収納する本体と、
前記本体に取り付けられる容器型の透光部材と、
前記本体に対向する前記透光部材の内壁面上に固定され、前記電源回路から流れる電流により、前記本体に向けて光を出射する光源と、
前記光源の出射面に対向して配設され、前記光源から出射される光を反射する反射板と、
を備える。

本発明によれば、光源と反射板との間が透光部材で覆われているので、本体に対向する透光部材の内壁面上に固定された光源から本体に向けて出射された光、又は反射板で反射された光は、本体に対向する透光部材の内壁のみならず、側面も透過し、様々な方向に出射される。この結果、照明光の及ぶ範囲をより拡げることができる。

本発明の実施形態１に係る照明装置の構成を一部破砕して示す図である。図１に示す透光部材における可視光域の波長を有する光の透過率を示すグラフである。図１に示すＬＥＤパッケージの構成を示す図である。図１に示す照明装置の照明作用を示す図である。本発明の実施形態２に係る照明装置の構成を一部破砕して示す図である。本発明の実施形態３に係る照明装置の構成を一部破砕して示す図である。図６に示す照明装置の照明作用を示す図である。本発明の実施形態４に係る照明装置の構成を一部破砕して示す図である。図８に示す照明装置の照明作用を示す図である。本発明の実施形態５に係る照明装置の構成を一部破砕して示す図である。図１０に示す照明装置の照明作用を示す図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
まず、図１を参照して、実施形態１に係る照明装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、照明装置１００は、本体１と、電源回路２と、透光部材３と、ＬＥＤパッケージ４と、反射板５と、口金６とを備える。

本体１は、電源回路２を収納する。電源回路２は、所定電圧をＬＥＤパッケージ４に印加することによって、ＬＥＤパッケージ４に電流を流す。

透光部材３は、容器型であって、本体１に取り付けられる。透光部材３は、ＬＥＤパッケージ４が出射する光を透過させる。例えば、透光部材３は、セラミックスによって形成される。より好ましくは、透光部材３は、窒化アルミニウム、サファイアによって形成される。透光部材３における可視光域の波長を有する光の透過率は、セラミックスを用いることによって、５０％以上、かつ９５％以下とすることができ、より好ましくは、７０％以上となる。例えば、透光部材３は、図２に示すように、可視光域の波長（３５０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を有する光の透過率を７０％以上とすることができる。

透光部材３は、ＬＥＤパッケージ４から発生する熱を効率的に放熱するために、高い熱伝導性を有している。具体的には、透光部材３は、１０Ｗ／ｍ・ｋ以上、かつ２３０Ｗ／ｍ・ｋ以下の熱伝導率を有している。例えば、サファイアで透光部材３を形成することによって、透光部材３の熱伝導率を４０Ｗ／ｍ・ｋ程度にすることができる。また、窒化アルミニウムで透光部材３を形成することによって、透光部材３の熱伝導率を２３０Ｗ／ｍ・ｋ程度にすることができる。

透光部材３は、漏電を防止するために、高い絶縁性を有している。

ＬＥＤパッケージ４は、本体１に対向する透光部材３の内壁面３ａ上に固定され、本体１に向けて光を出射する。

図３に示すように、ＬＥＤパッケージ４は、ＬＥＤチップ１１と、パッケージ基板１２と、電極１３と、導線１４と、蛍光体１５とを備える。ＬＥＤチップ１１は、半導体発光素子であって、例えば、青色光を出射する青色ＬＥＤチップである。ＬＥＤチップ１１は、透明な固定材（クリアペースト）等（不図示）でパッケージ基板１２に密着して固着される。

パッケージ基板１２は、電極１３を備え、電極１３とＬＥＤチップ１１とが導線１４を介して電気的に接続される。

電極１３と電源回路２とは、２本の配線（不図示）を介して電気的に接続される。配線での電流の損失を極力防止し、透光部材３を透過する光量を低下させないために、電極１３と電源回路２とを接続する配線は、最短になるように設けられるのが好ましい。

蛍光体１５は、ＬＥＤチップ１１の上に搭載される。蛍光体１５は、ＬＥＤチップ１１から出射される青色光に励起されて黄色光を出射する。このため、蛍光体１５から出射される黄色光とＬＥＤチップ１１から出射される青色光とが合成されて、ＬＥＤパッケージ４の出射面４ａから白色光が出射される。

図１に戻り、反射板５は、ＬＥＤパッケージ４の出射面４ａに対向して配設され、ＬＥＤパッケージ４から出射される光を反射する。内壁面３ａに対向する側の反射板５の表面には、反射面が形成されている。反射面は、反射膜のスパッタリング、反射膜の塗布、反射シートの貼付、メッキ等により形成される。

口金６は、電源回路２との間に配線（不図示）がなされている。口金６は、外部のソケットに嵌められて、外部電源（不図示）と電源回路２とを電気的に接続する。

次に、実施形態１に係る照明装置１００の動作について説明する。

電源回路２によって所定電圧が印加されたＬＥＤパッケージ４に電流が流れると、ＬＥＤパッケージ４から白色光が出射される。この白色光が最終的に透光部材３を透過して照明光として周囲を照らす。図４に示すように、照明装置１００から出射される光には、直接、透光部材３の側面を透過する光と、反射板５で反射されて本体１に対向する透光部材３の内壁を透過する光と、反射板５に反射されて側面を透過する光とがある。すなわち、照明装置１００は、様々な方向に光を出射する。

（実施形態２）
図５に示すように、透光部材３は、内壁面３ａ上に電極１３を備える。ＬＥＤチップ１１は、内壁面３ａ上に固定される。ＬＥＤチップ１１は、導線１４を介して電極１３と接続される。電極１３と電源回路２とは、２本の配線（不図示）を介して電気的に接続される。

ＬＥＤチップ１１は、パッケージ基板１２を介さずに高い熱伝導性を有する透光部材３の内壁面３ａに直接固定されるため、ＬＥＤチップ１１から発生する熱をより効率的に放熱することができる。

（実施形態３）
図６に示すように、透光部材３は、本体１から離れるにつれて細くなるように形成される。

外形が本体１から離れるにつれて細くなるように透光部材３を形成することによって、図７に示すように、透光部材３の側面を透過する光の比率を増やして、上記実施形態１に係る照明装置に対して照明効果を変更することができる。このように、透光部材３は、照明の目的や周囲の環境に合わせて様々な形状にすることができる。これにより、照明装置１００のデザイン性を高めることができる。

（実施形態４）
反射板５は、その反射面に起伏が設けられてもよい。例えば、図８に示すように、反射板５を円錐状や切妻形状に形成することによって、反射面を山型にすることができる。

反射板５の反射面を山型に形成することによって、図９に示すように、透光部材３を透過する光をより広い範囲に向けることができる。特に、ＬＥＤパッケージ４から出射される光の指向性が強い場合には、照明光の及ぶ範囲を拡げるのに有効である。

（実施形態５）
反射板５の反射面に起伏を設けるために、反射板５を波板状に形成したり、複数の円錐をマトリクス状に配列して反射板５を形成したりしてもよい。このようにすることで、図１０に示すように、反射板５の反射面を波型にすることができる。反射板５の反射面を波型に形成することによって、図１１に示すように、透光部材３を透過する光を広い範囲により均一に出射させることができる。さらに、波の数や波の高さを適切に決定することで、照明光の及び範囲を照明の目的や周囲の環境に応じたものとすることができる。

以上説明したように、上記各実施形態によれば、ＬＥＤパッケージ４又はＬＥＤチップ１１と反射板５との間が透光部材３で覆われているので、本体１に対向する透光部材３の内壁面３ａ上に固定されたＬＥＤパッケージ４又はＬＥＤチップ１１から本体１に向けて出射された光、又は反射板５で反射された光は、本体１に対向する透光部材３の内壁のみならず、側面も透過し、様々な方向に出射される。この結果、照明光の及ぶ範囲をより拡げることができる。

また、ＬＥＤパッケージ４は、高い熱伝導性を有する透光部材３に固定されるため、ＬＥＤパッケージ４から生じる熱を効率よく放熱することができる。これにより、熱によるＬＥＤパッケージ４の発光効率の低下を防止することができる。さらに、ＬＥＤパッケージ４が固定される透光部材３の内壁面３ａは、電源回路２から離れているので、ＬＥＤパッケージ４と電源回路２を離すことができる。このため、電源回路２から発生する熱によるＬＥＤパッケージ４の発光効率の低下を防止することができる。

なお、ＬＥＤパッケージ４から出射される光をさらに拡散させるために、ＬＥＤパッケージ４の出射面４ａにレンズ等を取り付けてもよい。

なお、ＬＥＤチップ１１は、赤、緑、青の３色のＬＥＤを同時に発光させることによって２５０ｎｍ以上、かつ５００ｎｍ以下の波長の光を含む白色光を出射する多色混合型のＬＥＤチップであってもよい。

また、ＬＥＤパッケージ４は、ＬＥＤチップ１１が４００ｎｍから５００ｎｍの間に発光ピーク波長を有する青色ＬＥＤチップであって、蛍光体１５が、ＬＥＤチップ１１から出射される光に励起されて黄色、緑色、赤色の光を出射する蛍光体であってもよい。また、ＬＥＤパッケージ４は、ＬＥＤチップ１１が２５０ｎｍから４００ｎｍの間に発光ピーク波長を有する紫外ＬＥＤチップであって、蛍光体１５が、ＬＥＤチップ１１から出射される光に励起されて黄色、緑色、赤色の光を出射する蛍光体であってもよい。

なお、ＬＥＤパッケージ４、又はＬＥＤチップ１１は、赤色、黄色、緑色、青色等の光を出射するようにしてもよい。また、上記各実施形態では、ＬＥＤパッケージ４、又はＬＥＤチップ１１を用いたが、例えば、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）等の発光素子を用いてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で実施形態及び図面に変更を加えることができるのはもちろんである。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
電源回路を収納する本体と、
前記本体に取り付けられる容器型の透光部材と、
前記本体に対向する前記透光部材の内壁面上に固定され、前記電源回路から流れる電流により、前記本体に向けて光を出射する光源と、
前記光源の出射面に対向して配設され、前記光源から出射される光を反射する反射板と、
を備える照明装置。

（付記２）
前記光源は、
ＬＥＤチップである、
ことを特徴とする付記１に記載の照明装置。

（付記３）
前記光源は、
前記ＬＥＤチップを実装するＬＥＤパッケージである、
ことを特徴とする付記１に記載の照明装置。

（付記４）
前記ＬＥＤチップは、
２５０ｎｍ以上、かつ５００ｎｍ以下の発光波長の光を出射する、
ことを特徴とする付記２又は３に記載の照明装置。

（付記５）
前記透光部材は、
可視光域の光の透過率が５０％以上、かつ９５％以下である、
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の照明装置。

（付記６）
前記透光部材は、
熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、かつ２３０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である、
ことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の照明装置。

（付記７）
前記透光部材は、
セラミックスで形成される、
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の照明装置。

（付記８）
前記セラミックスは、
窒化アルミニウム、あるいはサファイアである、
ことを特徴とする付記７に記載の照明装置。

（付記９）
前記透光部材は、
前記本体から離れるにつれて細くなっている、
ことを特徴とする付記１乃至８のいずれかに記載の照明装置。

（付記１０）
前記反射板は、
その反射面に起伏が設けられている、
ことを特徴とする付記１乃至９のいずれかに記載の照明装置。

（付記１１）
前記起伏は、
山型、又は波型である、
ことを特徴とする付記１０に記載の照明装置。

１本体
２電源回路
３透光部材
３ａ内壁面
４ＬＥＤパッケージ
４ａ出射面
５反射板
６口金
１１ＬＥＤチップ
１２パッケージ基板
１３電極
１４導線
１５蛍光体
１００照明装置

Claims

電源回路を収納する本体と、
前記本体に取り付けられる容器型の透光部材と、
前記本体に対向する前記透光部材の内壁面上に固定され、前記電源回路から流れる電流により、前記本体に向けて光を出射する光源と、
前記光源の出射面に対向して配設され、前記光源から出射される光を反射する反射板と、
を備える照明装置。
前記光源は、
ＬＥＤチップである、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記光源は、
前記ＬＥＤチップを実装するＬＥＤパッケージである、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記ＬＥＤチップは、
２５０ｎｍ以上、かつ５００ｎｍ以下の発光波長の光を出射する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の照明装置。
前記透光部材は、
可視光域の光の透過率が５０％以上、かつ９５％以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
前記透光部材は、
熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、かつ２３０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明装置。
前記透光部材は、
セラミックスで形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
前記セラミックスは、
窒化アルミニウム、あるいはサファイアである、
ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
前記透光部材は、
前記本体から離れるにつれて細くなっている、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明装置。
前記反射板は、
その反射面に起伏が設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明装置。