JP2012221847A

JP2012221847A - 照明装置

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Publication number: JP2012221847A
Application number: JP2011088497A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yamamoto; 昌史山本; Tadashi Natsume; 征夏目; Yoshiyuki Kitamura; 義之北村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-11-12
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Abstract

【課題】広い配光角により照明可能な照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１０は、ＬＥＤモジュール１４と、ＬＥＤモジュール１４を実装する実装部をＬＥＤモジュール１４の光出射方向に突出させて、ＬＥＤモジュール１４を保持する保持部材２２と、実装部と対向すべく設けられ、ＬＥＤモジュール１４からの出射光を入射し、その入射した光をＬＥＤモジュール１４の光出射方向側およびその光出射方向と反対側に出射する配光レンズ１２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、広い配光角により照明可能な照明装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）等の半導体発光素子は、電気エネルギーを直接光エネルギーに変換する。このため、ハロゲンランプ等の白熱球や蛍光灯に比し、高効率で、且つ、発光に際して発熱量が少ないという特徴を有する。白熱球は、電気エネルギーを一旦熱エネルギーに変換し、その発熱に伴う輻射を利用するものであり、その変換効率は原理的に低い。蛍光灯は、電気エネルギーが放電エネルギーに変換されており、こちらも同様に、その変換効率は低い。一方、ＬＥＤは、変換効率が高く、さらに、半永久的とも考え得る長寿命で、且つ、蛍光灯の光のようにちらつきの問題もない。

このように、ＬＥＤは長寿命、低消費電力といった長所を有している。近年、このようなＬＥＤの長所に着目し、白熱電球や蛍光灯の代わりに、ＬＥＤを光源として使用する照明装置が開発されて来ている。

例えば、特許文献１には、ＬＥＤを覆う透光性のグローブの外表面に拡散シートを被着させ、ＬＥＤからグローブに入射する光を拡散シートにより拡散させることにより、略均一な輝度を得るＬＥＤ電球が開示されている。

このＬＥＤ電球では、ＬＥＤの各々から放射される光が、上で述べたように、グローブに被着された拡散シートにより拡散される。この拡散により、グローブ上におけるそれぞれの拡散位置が新たな発光点として機能する。これにより、グローブの略全域で略均一な輝度が得られ、人に眩しさや不快感を与えにくくすることができる。

特開２００８−９１１４０号公報（２００８年４月１７日公開）

ところで、上で述べたような長所をＬＥＤは有するものの、これまで、ＬＥＤの応用は各種機器のコントロールパネルや、電光掲示板等の表示装置等のごく限られた範囲に限定され、照明装置に使用された例は少なかった。これは、ＬＥＤの輝度は極めて高いものの、１個のＬＥＤからの光の出射面積が非常に小さく、照明器具としての充分な配光特性を得られないことに起因する。

このため、ＬＥＤを光源とする照明装置には益々の配光特性の向上、すなわち、白熱電球や蛍光灯のような、広い配光角による照明の実現が潜在的に強く望まれている。

しかしながら、特許文献１に記載の照明装置では、拡散シートによりグローブ全域を略均一な輝度に発光させることは可能であるものの、ＬＥＤを実装する基板はグローブの口金側の開口部に対向する基台に取り付けられている。このような取り付けにより、指向性の強い光源であるＬＥＤからの光は全て口金と反対側の方向に放射されてしまい、口金側に放射される光は拡散シートにて拡散した光の一部のみとなる。このため、上記従来の照明装置では、口金側に放射される光はわずかであり、ＬＥＤの光出射方向と反対側の照明装置の後方にまで十分照明光を放射する、広い配光を得ることはできない。

上記課題に鑑み、本発明の目的は、発光素子の光出射方向と反対側にまで照明光を出射し、広い配光角により照明可能な照明装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、発光素子と、該発光素子を実装する実装部を上記発光素子の光出射方向に突出させて、上記発光素子を保持する保持部材と、上記実装部と対向すべく設けられ、上記発光素子からの出射光を入射して、該入射した光を上記光出射方向側および該光出射方向と反対側に出射する光学部材とを備える。

上記の構成によれば、発光素子から出射される光は、そのまま、光学部材の底面に入射する。発光素子は、例えば、ＬＥＤであり、その発光面の配光角は狭く、その光出射方向に沿って、光学部材の底面にほぼ直進する。光学部材の底面に入射した光は、光学部材の内部を進行し、底面に対向する天井面に到達する。

光学部材の底面および天井面は、光を透過や反射するものであり、各々に入射する光の入射角度により、光を透過したり反射したりする。光学部材は、このような光の透過や反射により、発光素子の光出射方向側、および、その光出射方向と反対側に、光を出射する。

ここで、「光出射方向と反対側」は、光出射方向と正反対の方向のみの意ではなく、照明装置の後方への配光を得ることができる程度であれば、正反対の方向から光出射方向側にずれた方向であっても含む意である。すなわち、「光出射方向と反対側」は、光学部材から見て、照明装置の後方とみなすことができる範囲に向かう方向のすべてを含む意である。

光学部材は、発光素子から入射された光をこのような光出射方向と反対側に出射させることにより、発光素子から出射される光の光出射方向とは異なる方向に光を配光する。

一方、発光素子は、発光素子の光出射方向に突出する、保持部材の実装部に実装されている。

ここで、「発光素子の光出射方向に突出させて」とあるのは、保持部材の周縁部に対し、突出させるとの意である。例えば、保持部材は、凸状部とその凸状部を囲む周縁部とに区分した場合、凸状部の頂面が実装部である。実装部に発光素子が実装されており、その発光素子の光出射方向に凸状部を周縁部から突出させる。この場合、実装部は、周縁部に対して発光素子の光出射方向に突出させると言える。

このため、発光素子から出射され、光学部材により配光される光のうち、発光素子の光出射方向と反対側に向かう光において、保持部材の周縁部で遮られる割合を低減でき、保持部材に遮られること無く、照明装置の外部に出射される光の割合を増加させることができる。

したがって、上記の構成によれば、ＬＥＤといった発光素子から出射される光を効率よく照明装置の後方に配光し、広い配光角により照明可能な照明装置を実現することができる。

上記光学部材は、上記保持部材の周縁部に向かって、上記入射した光を出射することが好ましい。

上記の構成によれば、光学部材から出射された光を保持部材の周縁部に向かわせることができる。それゆえ、発光素子から出射される光を効率よく照明装置の後方に配光し、広い配光角により照明可能な照明装置を実現することができる。

上記発光素子、上記保持部材および上記光学部材を覆うようにして配置され、且つ、上記発光素子から出射された光を透過するカバー部材をさらに備え、上記カバー部材の、上記発光素子の光出射方向に対して垂直方向の径の最大値が、上記保持部材の周縁部の径よりも大きいことが好ましい。

上記の構成において、カバー部材は、発光素子の光出射方向に対して垂直方向の、最大径を含む平面を境界とし、発光素子の光出射方向側の部分である上半分と、発光素子の光出射方向側と反対側の部分である下半分とに区分することができる。この下半分は、保持部材側の部分であり、その径の範囲に保持部材の周縁部の径が含まれる。

ここで、上記最大径が保持部材の周縁部の径よりも大きければ、カバー部材の下半分が上半分の下側、言い換えれば、発光素子の出射方向側と反対側に、回り込ませることができる。

それゆえ、上記の構成によれば、カバー部材の下半分で拡散した光により、発光素子の光出射方向と反対側まで照明されて、広い配光が得られる。

上記カバー部材は、上記発光素子側に設けられる第１の曲面と、該第１の曲面に対して上記発光素子の光出射方向側と反対側に並設され、上記第１の曲面より小さい曲率半径により規定される第２の曲面と、を備えることが好ましい。

上記の構成において、カバー部材は、発光素子側に設けられる第１の曲面と、第１の曲面に対して発光素子の光出射方向側と反対側に並設される第２の曲面とに区分することができる。

ここで、第２の曲面が、第１の曲面より小さい曲率半径により規定されることにより、第２の曲面が第１の曲面の下側、言い換えれば、発光素子の出射方向側と反対側に、回り込ませることができる。

上記保持部材には、上記カバー部材で反射された上記発光素子からの光を反射する反射部材が配置されていることが好ましい。

上記の構成によれば、カバー部材を透過することなく、反射する光は反射部材により再び反射され、カバー部材に向かう。それゆえ、光学部材により配光された光をさらに、様々な角度に向かわせることができ、より広い配光角により照明可能な照明装置を実現することができる。

上記発光素子は、ＬＥＤであることが好ましい。

上記の構成によれば、さらに、長寿命で低消費電力の照明装置を実現することができる。

本発明によれば、発光素子から出射される光を発光素子の光出射方向と反対側に配光し、広い配光角により照明可能な照明装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る照明装置の概略構成を示す断面図である。上記照明装置の外観図である。上記照明装置の分解斜視図である。上記照明装置の配光レンズの断面図である。配光レンズの鳥瞰図である。グローブカバー、配光レンズ、ＬＥＤモジュール、放熱シート部材、および、保持部材の配置構成を示す模式図である。上記配光レンズの第１変形例の断面図である。上記配光レンズの第１変形例の鳥瞰図である。上記配光レンズの第２変形例の断面図である。上記配光レンズの第２変形例の鳥瞰図である。上記保持部材の第１変形例の断面図である。上記保持部材の第１変形例の鳥瞰図である。上記保持部材の第２変形例の断面図である。上記保持部材の第２変形例の鳥瞰図である。上記配光レンズの第３変形例の断面図である。上記配光レンズの第３変形例の鳥瞰図である。上記グローブカバーの効果を説明するための図であり、（ａ）は、上記グローブカバーの比較例に対応するものであり、（ｂ）は、上記グローブカバーに対応するものである。

以下図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置の概略構成を示す断面図であり、図２は、図１に示す照明装置をその外部から見た外観図である。また、図３は、図１に示す照明装置の概略構成を示す分解斜視図である。

（照明装置１０）
本発明の一実施形態に係る照明装置１０は、図２に示すように、発光部１と、支持部２と、絶縁リング３と、口金４と、を備えている。具体的には、照明装置１０は、図１および図３に示すように、発光部１、支持部２、絶縁リング３、および、口金４がこの順に接続されている。なお、以下、便宜上、発光部１側を照明装置１０の前方側と呼び、口金４側を照明装置１０の後方側と呼ぶ場合がある。

（発光部１）
先ず、発光部１は、グローブカバー（カバー部材）１１と、配光レンズ（光学部材）１２と、反射部材１３と、ＬＥＤモジュール１４と、放熱シート部材１５と、を有している。

（グローブカバー１１）
グローブカバー１１は、例えば半球形状やドーム形状といった曲面形状を有している。グローブカバー１１は、配光レンズ１２、反射部材１３、ＬＥＤモジュール１４、および、放熱シート部材１５を、その内部に配置し、それらを覆いつつ支持部２に装着されている。

また、グローブカバー１１は、ＬＥＤモジュール１４に実装されている１つまたは複数のＬＥＤを外圧や外力から保護する。

さらに、グローブカバー１１は、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光を透過させるとともに、その一部の光を拡散や散乱させる。また、グローブカバー１１は、ＬＥＤから出射される光の一部を再び、その内部に向かって反射する。グローブカバー１１は、例えば、ガラスや合成樹脂を用いることができる。そして、上で述べたように、ＬＥＤから出射される光が透過、拡散、散乱、反射するように、例えば、グローブカバー１１の内側の面である内面にカルシウムを主剤とした拡散材を塗布しておけばよい。その塗布量の調節により、グローブカバー１１の光の透過率や拡散度合いを最適化することができる。

もちろん、照明装置１０は、グローブカバー１１によるこのような光の拡散を用いて、照明装置１０の後方への広い配光角による配光を達成するものではない。確かに、拡散材の塗布量を増やせば増やすほど、拡散や散乱する光の量が増え、照明装置１０の後方へ出射される光は増える。しかし、逆に、ＬＥＤモジュール１４から出射される光がグローブカバー１１により反射し、再び、グローブカバー１１の内側に戻る光の量を増やすことにもなる。すなわち、拡散材の量が多いグローブカバー１１ではＬＥＤモジュール１４からの出射光は内部反射を多く繰り返し、グローブカバー１１の内側に戻った光がＬＥＤモジュール１４や反射部材１３により吸収されるため、グローブカバー１１の透過率が低下する。このことは、照明装置１０から照射される光束の減少につながるものである。

そこで、照明装置１０は、後述するように、照明装置１０の後方への配光を増やすための構造（以下、「後方配光構造」と呼ぶ場合もある）を備えることにより、グローブカバー１１の透過率の低下による光束の減少を最小限に抑え、照明装置１０の後方への配光を増大させ、広い配光角による照明を実現するものである。

なお、ＬＥＤモジュール１４は、そのＬＥＤの点灯時の発熱量が比較的多い。このため、グローブカバー１１は、耐熱性材料を用いることが好ましい。そのような耐熱性材料は、例えば、乳白色のポリカーボネート樹脂である。このポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性、耐熱性、光拡散性に優れており、グローブカバー１１に用いるのに好適である。

（配光レンズ１２）
配光レンズ１２は、ＬＥＤモジュール１４を覆いつつ反射部材１３に装着されている。配光レンズ１２は、図１に示すように、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光の出射方向に配置されており、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光がそのまま入射される。

配光レンズ１２は、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射された光の波長に対し、透明の固体からなり、照明装置１０が後述する後方配光構造を備えるために要求されるレンズ機能を持つ。このレンズ機能により、配光レンズ１２は、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光の進行方向を、照明装置１０の前方のみならず、その後方、つまりＬＥＤモジュール１４からのＬＥＤから出射される光の出射方向と反対側へも向かわせることができる。

また、配光レンズ１２は、ＬＥＤモジュール１４の近傍に配置されている。ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光は、外気である空気中をほとんど進行することなく、配光レンズ１２に入射する。すなわち、ＬＥＤモジュール１４から配光レンズ１２までの光路は短く、その光路における光束の減少が抑制される。このような配置により、配光レンズ１２にＬＥＤモジュール１４から多くの光束の光が入射されることになり、その結果、多くの光の進行方向をＬＥＤモジュール１４の光出射方向と反対側である照明装置１０の後方へ向かわせることができる。

（反射部材１３）
反射部材１３は、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光のうち、グローブカバー１１により拡散や散乱、反射される光の進行方向を再び、グローブカバー１１側に向かわせるためのものである。反射部材１３によるこのような光の反射により、照明装置１０の後方へ配光される光の量を増加させることができる。

反射部材１３は、反射率の高い樹脂材料を用いることができる。このような樹脂材料は通常、安価であり、反射部材１３を低コストで作製することができる。

なお、反射部材１３は、Ａｌ、真鍮、ステンレス等の金属を図１および図３に示す形状に旋盤・フライス盤等を用いて研削加工、若しくはプレス加工機等により成型加工し、その後、その表面を研磨し、形成すれば良い。さらに、これらの表面にニッケル（Ｎｉ）鍍金や金（Ａｕ）鍍金を施せば反射率が向上するので好ましい。安価、且つ簡便な方法としては、Ａｌ薄膜等の反射率の高い金属薄膜を接着した構造でもかまわない。あるいは、熱可塑性樹脂を押出成形若しくは射出成形により図１および３に示す形状に加工し、この表面にＡｌ箔等の反射率の高い金属薄膜や誘電体多層膜を真空蒸着やスパッタリングで堆積した構造、若しくは高反射性ポリエステル白色フィルム等を接着した構造でもかまわない。

（ＬＥＤモジュール１４）
ＬＥＤモジュール１４（発光素子）は、複数のＬＥＤと、それら複数のＬＥＤが実装されたセラミック基板と、を有している。ＬＥＤモジュール１４に実装されるＬＥＤは、種々の色（波長）のＬＥＤが使用可能である。ただし、照明目的のためには、白色ＬＥＤが人間の目には自然であるので好ましい。

白色ＬＥＤとしては、種々の構造のものが使用できる。例えば、蛍光を発する蛍光材を青色や紫外光等のＬＥＤで励起するタイプが使用可能である。また、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および、青（Ｂ）の３つのＬＥＤを点光源と見なせるほど隣接させ、配置してもよい。あるいは、赤、緑、および、青の３つのＬＥＤを縦に積層し、配置してもよい。

（放熱シート部材１５）
放熱シート部材１５は、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから発生する熱を放熱部材２３に伝導する。放熱シート部材１５は、例えば、富士高分子工業株式会社製高熱伝導・難燃性シリコーンゲルシート製品名「サーコン」（熱伝導率６．０Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いることができる。

（支持部２）
支持部２は、照明装置１０の本体部であり、化粧リング２１と、保持部材２２と、放熱部材２３と、電源モジュール２５と、ホルダ２６と、を有している。

（化粧リング２１）
化粧リング２１は、発光部１と支持部２とを仕切る円環状の部材である。化粧リング２１は、例えば、樹脂材料を用いることができ、その形状や模様、色彩等を工夫することにより照明装置１０を眺める利用者に美感を起こさせるものである。

また、化粧リング２１は、上記樹脂に代えて、金属等の高熱伝導性材料を用いることもできる。この場合、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから発生する熱を、外部に放熱したり、放熱部材２３に伝導したりすることができる。

化粧リング２１の上面には、ネジ２４により保持部材２２が固定される。また、化粧リング２１の上面の外縁部にはフランジが形成されており、グローブカバー１１が装着される。

（保持部材２２）
保持部材２２は、ＬＥＤモジュール１４を配置し、保持するためのものである。具体的には、保持部材２２は、そのグローブカバー１１側の面であるＬＥＤ保持面上において、放熱シート部材１５を挟むようにしてＬＥＤモジュール１４が配置され、反射部材１３を挟むようにして配光レンズ１２が配置されている。

具体的には、保持部材２２は、そのＬＥＤ保持面上に、照明装置１０が後述の後方配光構造を備えるために要求される、後述の凸状部を持つ。すなわち、保持部材２２は、グローブカバー１１側に突起する凸状部を備えている。この凸状部はその頂面上に、ＬＥＤモジュール１４を配置し、保持する。凸状部の頂面は、ＬＥＤモジュール１４を安定的に保持することができるよう、例えば、単一の平面であることが好ましい。この頂面は、ＬＥＤモジュール１４が実装される場所であり、それゆえ、ＬＥＤモジュール１４の実装部であると言える。

保持部材２２は、このような凸状部を持つことにより、配光レンズ１２により照明装置１０の後方へ向かわされた光を発光部１の外部に、効率よく出射させることができる。

保持部材２２の材質としては、例えば、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）やマグネシア（ＭｇＯ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、スピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）、鉄（Ｆｅ）等を用いることができる。このような材質であれば、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤからの発熱を効率よく逃がすことができる。

保持部材２２は、上記の凸状部を除き、折れ曲がりのない板状のものであってもよいし、折れ曲がった部分や湾曲した部分を有していてもよい。

保持部材２２の厚みは、１．０ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下が好ましい。１．０ｍｍよりも薄いとＬＥＤモジュール１４を保持する上でその耐久性を十分にできず、ＬＥＤモジュール１４を長期にわたって保持することができない可能性がある。また、３．０ｍｍを超えるような厚みにすると、重量が増え、コストアップに繋がる可能性がある。

（放熱部材２３）
放熱部材２３は、筒状の中空部材であり、電源モジュール２５が保持されたホルダ２６を内部に収容する。放熱部材２３は、ＬＥＤモジュール１４や電源モジュール２５等の熱源からの熱を放熱する。例えば、放熱部材２３は、支持部２内で発生した熱を外部に放熱する。放熱部材２３の上面の外縁部には、Ｏリング（図示省略）が設けられている。これにより、化粧リング２１が、放熱部材２３の上面に密着して嵌合するようになっている。一方、放熱部材２３の下端部には、絶縁リング３が装着されている。

なお、放熱部材２３は、いずれも放熱を目的としているため、熱伝導性の良好な金属から構成することが好ましい。例えば、放熱部材２３は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属またはこれらの合金から構成することが好ましい。また、放熱部材２３は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコーンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料から構成しても、高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。

（電源モジュール２５）
電源モジュール２５は、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤに電力を供給する電源回路部である。また、電源モジュール２５は、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤの点灯状態（発光色、発光量等）を制御する制御回路部でもある。電源モジュール２５は、ホルダ２６内に装着され、放熱部材２３に収容される。電源モジュール２５は、電源回路基板と、電源回路基板の両面に実装された複数の電子部品とから構成されている。

電源回路基板は、配線を有するプリント基板である。電子部品はＬＥＤモジュール１４のＬＥＤの点灯を制御する回路部品である。電源回路基板は放熱性を高めるために、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成されることが好ましい。また、電源回路基板はガラスエポキシ材等の非金属性の部材で構成されていても、セラミックスで構成されていてもよい。

電子部品は、例えば、ＬＥＤの点灯制御、調光、または調色するための回路部品である。具体的には、電子部品は、電解コンデンサ、セラミックコンデンサ、カレントトランス、フィルムコンデンサ、ＲＥＣ（整流素子、ダイオードブリッジ）、抵抗、トランジスタ、スイッチング素子などである。

（ホルダ２６）
ホルダ２６は、内部に電源モジュール２５を保持する。すなわち、ホルダ２６は、ＰＣＢホルダである。ホルダ２６の側面には開口が形成されており、この開口に上記の電子部品を対向させて電源モジュール２５が配置される。これにより、電子部品で発生した熱が、開口を介して効率よく放熱部材２３に伝導される。ホルダ２６の一方の端部は化粧リング２１に固定され、ホルダ２６の他方の端部は絶縁リング３に固定される。ホルダ２６は、放熱部材２３に被覆されている。ホルダ２６は、電気絶縁性および熱伝導性を有する材料から形成されていることが好ましい。例えば、ホルダ２６は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂等から形成することができる。

なお、支持部２と絶縁リング３とにより形成される内部空間にポッティング樹脂部を充填してもよい。これにより、電源モジュール２５が電気的に絶縁されると共に、放熱部材２３内に固定される。また、このポッティング樹脂部は、支持部２内で発生した電源モジュール２５からの熱、および、ＬＥＤモジュール１４からの熱を放熱部材２３に伝導する。このため、ポッティング樹脂部は、熱伝導性の高い樹脂から形成されていることが好ましい。例えば、ポッティング樹脂部は、熱伝導性が良好で電気絶縁性を有する耐熱性のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の合成樹脂から形成することができる。

（絶縁リング３）
絶縁リング３は、電気絶縁材料から形成されている。絶縁リング３の上端部は、放熱部材２３の下端部に装着される。また、絶縁リング３は、外側面にはねじ山が形成されており、口金４の内部に螺合して接続される。

（口金４）
口金４は、外部接続用の金具であり、例えば、一般的なＥ２６型の金具である。すなわち、口金４は、外部電源（図示せず）からの電力を、電源モジュール２５に供給する。口金４の内側面には、絶縁リング３の外側面に形成されたねじ山に係合するねじ山が形成されている。これにより、絶縁リング３が螺合して接続される。つまり、口金４の内側面に形成されたねじ山は、口金４を絶縁リング３に螺合して接続するための螺合機構である。

口金４の外側面にもねじ山が形成されている。これにより、照明装置１０が天井等に設けられたソケットに螺合して装着可能となっている。

（後方配光構造）
次に、本発明の特徴部分である、照明装置１０が備える後方配光構造について、図４、図５および図６を参照しつつ説明する。図４は、配光レンズ１２の断面図、図５は、配光レンズ１２の鳥瞰図、図６は、グローブカバー１１、配光レンズ１２、ＬＥＤモジュール１４、放熱シート部材１５、および、保持部材２２の配置構成を示す模式図である。なお、図６は模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。

この後方配光構造においては、図６に示すように、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射された光は、そのまま、配光レンズ１２の、ＬＥＤモジュール１４に対向する面である光入射面（底面）１２１に入射する。光入射面１２１に入射した光は、配光レンズ１２の内部をそのまま進行し、配光レンズ１２の光配光面（天井面）１２２に向かう。この光配光面１２２は、光入射面１２１に対向する面であり、光入射面１２１から入射した光を配光する。

光配光面１２２は、例えば、図６中Ａで示す矢印で進行する光は、光入射面１２１から配光レンズ１２に入射し、その進行方向を維持しつつ光配光面１２２を透過する。すなわち、このＡで示す矢印で進行する光は、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光の出射方向に沿って、配光レンズ１２から出射される。

また、図中Ｂで示す矢印で進行する光は、光入射面１２１から配光レンズ１２に入射し、そのまま出射方向に沿って、光配光面１２２に到達する。このＢで示す矢印で進行する光は、光配光面１２２を透過することなく、反射している。なお、図中Ｂ´で示す矢印で進行する光、つまり、光配光面１２２に到達し、光配光面１２２で反射することなく、透過する光も存在することは言うまでも無い。

同様に、図中Ｃで示す矢印で進行する光は、光入射面１２１から配光レンズ１２に入射し、そのまま光出射方向に沿って、光配光面１２２に到達する。このＣで示す矢印で進行する光は、光配光面１２２を透過することなく、反射する。ここでも、図中Ｃ´で示す矢印で進行する光、つまり、光配光面１２２に到達し、光配光面１２２で反射することなく、透過する光も存在する。

要は、光配光面１２２は全反射面として機能するものではなく、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光を反射したり、屈折させたり、透過させたりする機能を有する。

ここで、保持部材２２は、上述したように、凸状部３１を持っており、この凸状部３１の頂面（言い換えれば、実装部）３２上にＬＥＤモジュール１４４が配置されている。このため、上記のＢおよびＣで示す矢印で進行する光は、保持部材２２に遮られることなく、発光部１の外部に出射される。

すなわち、仮に、保持部材２２がこのような凸状部３１を持たず、単なる平板形状を持つ部材であった場合、上記のＢおよびＣで示す矢印で進行する光は、保持部材２２に遮られることになる。このため、配光レンズ１２により照明装置１０の後方へ光を配光させることができたとしても、発光部１の外部にその光を出射させることは困難となる。

このようにして、照明装置１０の後方配光構造によれば、保持部材２２の凸状部３１の頂面上にＬＥＤモジュール１４を配置することにより、配光レンズ１２により照明装置１０の後方に配光される光を効率よく発光部１の外部に出射させることができる。

言い換えれば、この後方配光構造によれば、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤの光出射方向に沿って進行する光、すなわち、照明装置１０の前方に向かって進行する光を、照明装置１０の後方に向かわせることができるレンズ機能を持つ、配光レンズ１２を効果的に利用することが可能となる。

ここで、凸状部３１の高さ、言い換えれば、凸状部３１の保持部材２２からの突出量は、配光レンズ１２のレンズ機能の度合いから決定すべきものである。つまり、配光レンズ１２のレンズ機能により照明装置１０の後方に向かう光が、保持部材２２に遮られること無く、発光部１の外部に出射される程度の高さ（突出量）であればよい。すなわち、配光レンズ１２から照明装置１０の後方に向かう光が保持部材２２の周縁部３３よりも外側を通過することができればよい。

そうすることにより、必要以上に凸状部３１を高くする必要が無くなり、ＬＥＤモジュール１４の配置の安定化を図ることができる。

また、配光レンズ１２とグローブカバー１１とが必要以上に近づくこともない。配光レンズ１２の光配光面１２２は、照明装置１０の外部から見た場合、発光点とみなすことができる。光配光面１２２から多様な方向への光の配光が行なわれるからである。このため、配光レンズ１２がグローブカバー１１に近づくということは、発光点がグローブカバー１１に近づくことを意味する。一般に、発光点がグローブカバー１１に近づくと、グローブカバー１１に縞状の模様が映し出され、照明装置１０を遠くから眺める利用者にしてみれば非常に目障りなものとなる。

照明装置１０の後方配光構造では、保持部材２２における段差部分や傾斜部分となる凸状部３１を設けている。この凸状部３１を設けることにより、グローブカバー１１と配光レンズ１２との距離を上記縞状の模様が生じない程度に維持しつつ、配光レンズ１２に対して保持部材２２の周縁部を口金側に位置させることができる。このため、グローブカバー１１と配光レンズ１２とを必要以上に近づけること無く、照明装置１０の後方へ配光を広げることが可能である。したがって、上記縞状の模様が映し出されることは無い。

つまり、照明装置１０によれば、図６に示すように、配光レンズ１２により、発光点としての光配光面１２２が実装部３２よりもＬＥＤの光出射方向側に位置し、さらに、光配光面１２２からＬＥＤの光出射方向と反対方向に光が出射される。このため、保持部材２２の周縁部３３より外側の口金４側に出射される光の割合を増大させることができ、照明装置１０の後方にまで光を出射する広い配光を得ることが可能である。

また、実装部３２が保持部材２２の周縁部３３に対して上記光出射方向側に突出することで、光配光面１２２の位置をさらに光出射方向側、つまり、保持部材２２の周縁部３３から離隔する方向側へ位置させることができるので、より保持部材２２の内側で遮蔽される光の割合を低減することが可能である。

さらにまた、照明装置１０においては、発光点としての光配光面１２２をより上記光出射方向側に位置させるために、実装部３２を保持部材２２の周縁部３３に対して突出させている。このため、配光レンズ１２の光出射方向の高さを増大することなく、配光レンズ１２を透過する光の透過距離を短くすることができる。したがって、配光レンズ１２を透過することによる光束の減衰を低減することが可能であり、より光利用効率を向上させることができる。

なお、照明装置１０の後方配光構造には、次のような効果も得ることができる。

配光レンズ１２の光配光面１２２により透過、反射された光は、いずれにせよ、グローブカバー１１に向かって進行し、グローブカバー１１に到達することになる。例えば、図６に示すように、図中Ｄで示す矢印で進行する光は、グローブカバー１１を透過し、発光部１の外部に出射されることになる。

また、図中Ｅで示す矢印で進行する光は、グローブカバー１１を透過する際、拡散され、その進行方向が変化している。もちろん、この進行方向の変化によっても、照明装置１０の配光特性の向上は見込まれる。

一方、図中Ｆで示す矢印で進行する光は、グローブカバー１１を透過することなく、反射する。この場合、この光は再び、グローブカバー１１の内部に向かうことになる。上述したように、保持部材２２のＬＥＤ保持面には反射部材１３が配置されている。グローブカバー１１により反射され、グローブカバー１１の内部に向かって再び進行する光は、例えば、この反射部材１３によってさらに再び反射され、グローブカバー１１に向かうことになる。

このような反射の繰り返しにより、配光レンズ１２により配光された光はさらに、様々な角度に向かうことになり、照明装置１０の配光特性の向上に寄与することになる。

また、グローブカバー１１は、ＬＥＤモジュール１４の光出射方向に対して垂直方向の径の最大値が、保持部材２２の周縁部３３の径よりも大きくなっていることが好ましい。この場合、グローブカバー１１は、ＬＥＤモジュール１４の光出射方向に対して垂直方向の、最大径を含む平面を境界とし、ＬＥＤモジュール１４の光出射方向側の部分である上半分と、ＬＥＤモジュール１４の光出射方向側と反対側の部分である下半分とに区分することができる。この下半分は、保持部材２２側の部分であり、その径の範囲に保持部材２２の周縁部３３の径が含まれる。

グローブカバー１１の上記最大径が保持部材２２の周縁部３３の径よりも大きければ、グローブカバー１１の下半分が上半分の下側、言い換えれば、発光素子の出射方向側と反対側に、回り込ませることができる。

したがって、グローブカバー１１の下半分で拡散した光により、ＬＥＤモジュール１４の光出射方向と反対側まで照明され、より広い配光が得られる。

（配光レンズ１２の変形例）
図７は、配光レンズ１２の第１変形例である配光レンズ１２ａの断面図であり、図８は、図７の配光レンズ１２ａの鳥瞰図である。この配光レンズ１２ａは、配光レンズ１２の光入射面１２１に対応する光入射面１２１ａと、配光レンズ１２の光配光面１２２に対応する光出射面１２２ａとを、有している。

配光レンズ１２ａが配光レンズ１２と異なる点は、光入射面１２１ａおよび光出射面１２２ａはいずれも、各々に対する光の入射角度が、各々に固有の角度を超えているか否かによって、入射する光を透過または反射する点にある。

すなわち、配光レンズ１２ａは、光入射面１２１ａおよび光出射面１２２ａの組み合わせにより、配光レンズ１２と同等のレンズ機能を実現するものである。

同様に、図９は、配光レンズ１２の第２変形例である配光レンズ１２ｂの断面図であり、図１０は、図９の配光レンズ１２ａの鳥瞰図である。この配光レンズ１２ｂは、配光レンズ１２の光入射面１２１に対応する光入射面１２１ｂと、配光レンズ１２の光配光面１２２に対応する光出射面１２２ｂとを、有している。

配光レンズ１２ｂも、配光レンズ１２ａと同様、光入射面１２１ｂおよび光出射面１２２ｂの組み合わせにより、配光レンズ１２と同等のレンズ機能を実現するものである。

（保持部材２２の変形例）
図１１は、保持部材２２の第１変形例である保持部材２２ａの断面図であり、図１２は、図１１の保持部材２２ａの鳥瞰図である。この保持部材２２ａは、保持部材２２の凸状部３１に対応する凸状部２２１ａを有している。保持部材２２ａ上には反射部材１３に対応する反射部材２２２ａが配置されている。

保持部材２２ａが保持部材２２と異なる点は、凸状部２２１ａの側面２２３ａが頂面２２４ａから底面２２５ａに向かうに沿って、凸状部２２１ａの内部に向かって傾斜している点である。保持部材２２では、凸状部３１の側面が底面から頂面３２に向かうに沿って、凸状部３１の内部に向かって傾斜している。

言い換えると、保持部材２２ａでは、凸状部２２１ａの、底面２２５ａの面積よりも頂面２２４ａの面積のほうが大きく、一方、保持部材２２では、凸状部３１の、底面の面積よりも頂面３２の面積のほうが小さくなっている。

このように、ＬＥＤモジュール１４を実装する頂面（実装部）２２４ａの面積を大きくすることで、頂面２２４ａで反射させて上方（ＬＥＤモジュール１４の光出射方向）へ向かう出射光の割合を増大することができる。

図１３は、保持部材２２の第２変形例である保持部材２２ｂの断面図であり、図１４は、図１３の保持部材２２ｂの鳥瞰図である。この保持部材２２ｂは、保持部材２２の凸状部３１に対応する凸状部２２１ｂを有している。保持部材２２ｂ上には反射部材１３に対応する反射部材２２２ｂが配置されている。

保持部材２２ｂが保持部材２２と異なる点は、凸状部２２１ｂの側面２２３ｂが頂面２２４ｂから底面２２５ｂに向かうに沿って、凸状部２２１ｂの内部に向かって傾斜していない点である。保持部材２２では、凸状部３１の側面が底面から頂面３２に向かうに沿って、凸状部３１の内部に向かって傾斜している。

言い換えると、保持部材２２ｂでは、凸状部２２１ｂの、底面２２５ｂの面積と頂面２２４ｂの面積は等しく、一方、保持部材２２では、凸状部３１の、底面の面積よりも頂面３２の面積のほうが小さくなっている。

なお、保持部材２２の変形例は、上述したような、凸状部を必ずしも備える必要は無い。例えば、その縦断面が台形の形状である、円錐台の形状であってもよい。このような形状であっても、その頂面にＬＥＤモジュール１４を実装することにより、ＬＥＤモジュール１４をＬＥＤモジュール１４に光出射方向に突出させ、照明装置１０の後方へ光を向かわせることができる。

（配光レンズ１２の置き換え）
配光レンズ１２は、上述したように、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光の一部について、その進行方向を光出射方向から照明装置１０の後方に向かわせるレンズ機能を有するものであった。言い換えれば、ＬＥＤモジュール１４のＬＥＤから出射される光を多様な方向に拡散させることができる部材であれば、上記のレンズ機能の代替物として、用いることができる。

図１５および図１６は、公知のナツメ球に用いられる拡散カバーを示す図であり、図１５は、その断面図、図１６は、その鳥瞰図である。

このような拡散カバーを配光レンズ１２に置き換えることにより、配光レンズ１２が持つレンズ機能と同等の機能を実現することができる。すなわち、この拡散カバーとグローブカバー１１とを組み合わせることにより、指向性の強いＬＥＤモジュール１４からの光を２重に拡散させ、より広い配光を実現することができる。

但し、上記拡散カバーは、光を拡散することにより、その内部の電球が出射する光を多様な方向に向かわせるものである。このため、その拡散度合いによっては、光束を減少させることにつながる。

このため、配光レンズ１２に代えて、上記拡散カバーを用いる場合、その拡散度合いに留意すべきである。配光特性が向上しても、所望の光束を得ることができない場合、照明装置としての機能を果たすことができないからである。

（グローブカバー１１の効果）
図１７を用いて、グローブカバー１１の効果について説明する。図１７（ａ）は、グローブカバー１１の比較例に対応する図、図１７（ｂ）は、グローブカバー１１に対応する図である。

図１７（ｂ）に示すように、グローブカバー１１は曲面形状を有しており、特に、その曲面形状は、２つの曲率半径ＫおよびＬで規定される。すなわち、曲率半径Ｋにより規定される第１の曲面形状と、曲率半径Ｌにより規定される第２の曲面形状と、から構成されている。このような構成の効果は、図１７（ａ）に示す比較例との比較により、理解することができる。

図１７（ａ）に示す照明装置１００のグローブカバー１１０は、曲率半径Ｉにより規定される第１の曲面形状と、曲率半径Ｊにより規定される第２の曲面形状と、から構成されている。但し、曲率半径Ｉと曲率半径Ｊとは、曲率中心を同一とする、同一の曲率半径となっている。すなわち、グローブカバー１１０は、図１７（ａ）から明らかなように、ほぼ球形状を有している。

このような形状の違いは、次のような差異を２つの照明装置１０、１００にもたらすことになる。

一般に、照明装置の全長は規格等により予め定められており、自由に変更できるものではない。つまり、予め定められた全長内において、各部材の大きさが必然的に決まってしまう。

２つのグローブカバー１１、１１０を比較してみる。グローブカバー１１では２つの異なる曲率半径を用いることにより、グローブカバー１１０よりも、照明装置１０の全長において占める割合が小さくなっている。つまり、その分だけ、他の部材を大きくすることができると言える。

照明装置１０では、この点を生かし、放熱部材２３を大きくすることにより、照明装置１０の放熱効果の増大化を図っている。すなわち、照明装置１０の放熱部材２３（の長さＮ）は、照明装置１００の放熱部材２３０（の長さＭ）よりも大きくなっており、放熱効果の増大が見込まれる。

もちろん、ここでは、放熱部材２３を大きくすることを例に説明したが、もちろん、その他の部材を大きくする場合であっても構わない。

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。

３絶縁リング
４口金
１０照明装置
１１グローブカバー（カバー部材）
１２配光レンズ（光学部材）
１３反射部材
１４ＬＥＤモジュール（発光素子）
１５放熱シート部材
２１化粧リング
２２保持部材
２３放熱部材
２４ネジ
２５電源モジュール
２６ホルダ
３１凸状部

Claims

発光素子と、
該発光素子を実装する実装部を上記発光素子の光出射方向に突出させて、上記発光素子を保持する保持部材と、
上記実装部と対向すべく設けられ、上記発光素子からの出射光を入射して、該入射した光を上記光出射方向側および該光出射方向と反対側に出射する光学部材と
を備えることを特徴とする照明装置。
上記光学部材は、上記保持部材の周縁部に向かって、上記入射した光を出射することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
上記発光素子、上記保持部材および上記光学部材を覆うようにして配置され、且つ、上記発光素子から出射された光を透過するカバー部材をさらに備え、
上記カバー部材の、上記発光素子の光出射方向に対して垂直方向の径の最大値が、上記保持部材の周縁部の径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
上記カバー部材は、
上記発光素子側に設けられる第１の曲面と、
該第１の曲面に対して上記発光素子の光出射方向側と反対側に並設され、上記第１の曲面より小さい曲率半径により規定される第２の曲面と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
上記保持部材には、上記カバー部材で反射された上記発光素子からの光を反射する反射部材が配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の照明装置。
上記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。