JP2014191921A

JP2014191921A - 照明装置

Info

Publication number: JP2014191921A
Application number: JP2013064623A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Kato; 光章加藤; Hiroshi Ono; 博司大野; Katsumi Kuno; 勝美久野; Masataka Shirato; 昌孝白土; Tomonao Takamatsu; 伴直高松; Tomoyuki Suzuki; 智之鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: US9442239B2; US20140293654A1; JP5993766B2

Abstract

【課題】器具効率を向上させ、かつ放熱性を向上させることが可能な照明装置を提供する
。
【解決手段】実施形態の発光装置は、光を発する光源と、光を射出する射出面、及び当該
射出面に対向する背面を有し、光源が発する光を射出面に向けて反射するための反射部を
背面に有する導光部と、導光部の背面に対向し、かつ背面に対して光の波長以上の間隔を
空けて設けられた伝熱部と、反射部と伝熱部の間に設けられ、導光部と伝熱部との間の間
隔を保つ支持部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。

ＬＥＤ光源を用いる照明装置には、ＬＥＤ光源からの光を、全反射を繰り返すことによ
り導光する導光部材を備えるものがある。導光部材は射出面を有する平板であって、この
射出面から光を外部に射出する。照明装置から射出する全光束の、光源の全光束に対する
割合を器具効率と呼ぶ。また、照明装置は、ＬＥＤ光源からの熱を受け取って表面から装
置の外部に熱を放出するための伝熱部材を備えている。このとき、伝熱部材の表面からの
放熱だけではなく、導光部材の表面からも放熱することが好ましい。そこで、導光部材に
熱を伝えるように伝熱部材が導光部材に接して設けられる。しかしながら、伝熱部材によ
って光の一部が吸収されてしまうことが知られている。この結果、照明装置の器具効率が
低減してしまう。

特開２０１０−１９８８０７号公報

器具効率を向上させ、かつ放熱性を向上させることが可能な照明装置を提供する。

実施形態の発光装置は、光を発する光源と、光を射出する射出面、及び当該射出面に対
向する背面を有し、光源が発する光を射出面に向けて反射するための反射部を背面に有す
る導光部と、導光体の背面に対向し、かつ背面に対して光の波長以上の間隔を空けて設け
られた伝熱部と、反射部と伝熱部の間に設けられ、導光部と伝熱部との間の間隔を保つ支
持部とを備える。

第一の実施形態に係る照明装置を示す図。第一の実施形態に係る光学計算の一例を示す図。第一の実施形態の第一の変形例に係る支持部材を示す図。第一の実施形態の第二の変形例に係る支持部材を示す図。第二の実施形態に係る照明装置を示す図。第二の実施形態に係る貫通孔を示す図。第二の実施形態の変形例に係る貫通孔を示す図。第三の実施形態に係る照明装置を示す図。第三の実施形態に係る照明装置を示す図。第三の実施形態の変形例に係る照明装置を示す図。

以下、図面を参照して、発明を実施するための実施形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は第一の実施形態に係る照明装置１００を示す図である。照明装置１００は、例え
ば屋内の照明として天井（ｘｙ平面）等に設けられる。このとき、屋内の床面から天井に
向かう方向をｚ軸正の方向とする。図１（a）は照明装置１００をｙ軸方向に見た図、図
１（b）は照明装置１００をｚ軸負の方向に見た図、図１（c）は図１（b）における照明
装置１００のA−A断面図である。

図１（a）に示すように、照明装置１００は、ＬＥＤ光源等の光源１０を接合部材２０
に載置している。光源１０は、図示しない電気配線により電源に接続されており、この電
源から給電されることで、ｘ軸方向（発光面に垂直な法線方向）へ向かう可視光を射出す
る。接合部材２０は、光源１０が発する熱を伝熱部材３０に伝える。

導光部材４０は、可視光に対して透明で、ｘｙ平面に沿った薄い面状の部材である。導
光部材４０の側面４０ａは、光源１０の発光面に側面４０aを対向させて設けられる。導
光部材４０は、側面４０aから入射した光をｘ軸方向に導光するとともに、射出面４０ｂ
から外部（ｚ軸負の方向）に射出する。このとき、射出面４０ｂ全体が発光するので、照
明装置１００ではこの光を照明光として用いることができる。

伝熱部材３０は、接合部２０と接合し、導光部材４０と同様にｘｙ平面に沿った薄い面
状の熱伝導性が高い部材である。支持部材５０は、伝熱部材３０と導光部材４０との間隔
ｄをほぼ一定に保つように設けられている。伝熱部材３０は、接合部２０から受け取った
熱を表面３０cから放出する。一部の熱は、さらに支持部材５０を介して導光部材４０に
伝わり、この導光部材の射出面４０ｂからも放出される。

図１（ｂ）に示すように、光源１０は、ｙ軸方向に沿って、１つまたは複数実装される
光源であり、例えば白色光等の可視光をｘ軸方向（射出方向）に射出する。一例として、
波長450nmの青色光を発生する発光素子を用いる場合、青色光を吸収して波長560nm近傍の
黄色光を発生する蛍光体を含む樹脂材等で発光素子を封止することにより、光源１０は白
色光を発生する。光源１０は、熱伝導性に優れるシートや粘着テープ、接着剤、サーマル
グリス（図示せず）を介して接するように接合部材２０の表面に設けられることが好まし
い。これは、後述するように、光源１０が発する熱を接合部材２０に伝えるためには、光
源１０と接合部２０との間の接触熱抵抗は小さいほど好ましいためである。なお、接合部
材２０としては、例えばアルミ、銅、鉄等を含む金属を用いることができる。少なくとも
導光部材４０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する部材であることが好ましく耐熱性の
高い樹脂やガラス等を用いることもできる。電気的な絶縁が必要な場合には、光源１０は
、電気絶縁性を有する素材（絶縁シート等）を介して接するように接合部材２０の表面に
設けられることが望ましい。

導光部材４０は、側面４０ａから入射した光を背面４０cと射出面４０bとの間で全反射
させながらｘ軸方向に導光（伝播）する。導光部材４０としては、例えばＰＭＭＡ、（屈
折率n≒1.5）ポリカーボネイト、シクロオレフィンポリマー等を用いることができる。導
光部材４０の背面４０cには、ｘｙ平面に沿った複数の位置に（図では４つ）反射部（凹
部）４１を有している。凹部４１が導光部材４０を伝播する光の一部を射出面４０ｂに向
けて反射することで、光を射出面４０ｂから外部に射出する。凹部４１は、例えば球冠の
形状を有している。また、凹部４１に入射する光が全反射条件を満たすように、導光部１
０が光を導光する方向と、球冠の側面の法線方向との成す角θが、次式で表される全反射
角θｃよりも大きい。ここで、光を導光する方向とは、ｘｚ平面で導光部材４０を切断し
た断面において、導光部材４０の背面４０cと射出面４０bとの間の中心を結ぶ線に沿った
方向である。本実施形態においては射出方向に一致する。これにより、光を射出面４０b
に向けて全反射することができ、拡散した光が伝熱部材３０に向かうことによる光のロス
を低減させることができる。なお、次式において、nは導光部材４０の屈折率、n_airは空
気の屈折率（例えば、１とする）である。

sinθc＝n_air／n ・・・（１）
なお、凹部４１は、光源１０から離れるに従って低下する光量を補うために、光源１０
から離れるに従い密度（単位面積あたりの凹部４１の個数）を単調に増加させて設けても
よい。また、光源１０と導光部材４０の間には、導光部材４０の熱膨張による接触を防ぐ
程度に間隔を設けるのが望ましい。

図１（ｃ）に示すように、伝熱部材３０の表面３０bと導光部材４０の背面４０cとの間
は、支持部材５０によって間隔ｄの隙間が設けている。この隙間は例えば空気層である。
支持部材５０は、複数の凹部４１のうち少なくとも一部の凹部４１と伝熱部材３０の間に
設けられる、例えば円柱状の部材である。

ここで、間隔ｄとしては、光源１０が射出する光の波長λよりも大きくなるように設定
される。また、同時に間隔ｄとしては、後述のように伝熱部材３０から導光部材４０へ熱
を伝え易くするためには、凹部４１、支持部材５０等の加工上の精度において許容し得る
範囲で、小さくなるように0.01〜1.0mm程度に設定することが好ましい。図２は、導光
部材４０をアクリルとし、伝熱部材３０をアルミとした場合に、導光部材４０内を入射角
４５°で全反射する際、ｄ／λと反射率（Reflection）の関係を示した図である。この図
２によれば、ｄ／λ＞１、すなわちｄ＞λの場合、反射率は１００％に近く、一方、ｄ／
λ＜１、すなわちｄ＜１の場合には、伝熱部材３０により光が吸収されて、ｄ＝０に近づ
くにつれ反射率は低減することがわかる。したがって、図１の照明装置１００では、伝熱
部材３０の表面３０bと導光部材４０の背面４０cの間に間隔ｄの隙間を設けることで、導
光部材４０内を導光する光の反射率を１００％に近くすることができる。すなわち、導光
部材４０内を導光する光のほとんどを照明光として射出面４０bから取り出すことができ
、伝熱部材３０が光を吸収することによる光のロスを低減することができる。これは、つ
まり、エバネッセント波によって光が伝熱部材３０に伝搬するのを防ぎ、それによりロス
を低減できることを意味する。

伝熱部材３０は、側面３０aを接合部材２０に接している。この場合、光源１０からの
熱が伝熱部材３０に伝われば良く、伝熱部材３０と接合部材２０とが直接に接する場合に
加え、伝熱部材３０と接合部２０とを接合するために他の部材を介しても良い。例えば、
伝熱部材３０と接合部材２０とは、熱伝導性に優れるサーマルグリスや粘着テープ、接着
材、ネジ等により接合することができる。これにより、光源１０からの熱を接合部材２０
を介して伝熱部材３０に伝えることができる。伝熱部材３０としては、例えばアルミ、銅
、鉄等を含む金属や、セラミックス、ガラス等を用いることができる。

支持部材５０は、伝熱部材３０の表面３０bに接しており、かつ凹部４１の側面の一部
において直線状に接することで、伝熱部材３０と導光部材４０の間の間隔ｄを一定に保つ
。このように、図１の照明装置１００では、支持部材５０を設けることで、伝熱部材３０
と導光部材４０との間の隙間が僅かであっても、熱膨張や撓みの影響で両者が接してしま
うことを防ぐことができる。また、支持部材５０は、凹部４１の側面の一部に接している
ために、支持部材５０と導光部材４０との接触面積を極力少なくすることができる。これ
により、伝熱部材３０が光を吸収することによる光のロスを低減することができ、照明装
置１００の器具効率（照明装置から射出する全光束の，光源の全光束に対する割合）を向
上させることができる。

支持部材５０としては、例えばアルミ、銅、鉄等を含む金属や、セラミックス、ガラス
等を用いることができる。このように熱伝導性を有する部材を用いているので、伝熱部材
３０と導光部材４０の間、及び、凹部４１内の等価熱伝導率を高くすることができ、伝熱
部材３０から導光部材４０に熱を伝え易くすることができる。なお、ここでの等価熱伝導
率は、空気層の熱伝導率をka、支持部材５０の熱伝導率をks、z軸と垂直な空気層の断面
積をAa、支持部材５０の断面積をAs、とした場合、(Aa×ka＋As×ks)／(Aa＋As)と表せる
。

さらに、支持部材５０として、熱伝導性を有する部材を用いているので、例えば伝熱部
材３０と導光部材４０の背面４０cの間に支持部材５０を設けた場合と比較すると、伝熱
部材３０と凹部４１の間に設けた場合では、接触面積が一定であっても支持部材５０の体
積を増やすことができる。これにより、凹部４１を有する導光部材４０と伝熱部材３０の
間の隙間（空気層及び支持部材５０を含む）の等価熱伝導率を高くすることができ、伝熱
部材３０から導光部材４０に熱を伝え易くすることができる。

なお、この支持部材５０は、伝熱部材３０と一体の部材として設けることもできる。ま
た、接合部材２０は、伝熱部材３０と一体の部材として設けることもできる。
ここで、例えば導光部材４０の熱抵抗をR_gとすると、伝熱部材３０と導光部材４０間の
熱抵抗R_cgは R_cg≦R_gとする。このとき、導光部材４０の厚さl＝1.5mm、表面積A＝0.01m²
の場合、ポリカーボネイトやアクリル、シクロオレフィンポリマー（k_g≒0.2W／mK）であ
れば熱抵抗R_gは約0.75K／Wとなる。また、空気層の熱伝導率をk_air≒0.03W／mK、支持部
材５０の材質をアルミ(k_c≒120W／mK)、伝熱部材３０と導光部材４０間の支持部材５０の
占有比率を0.1%、空気層の占有比率を99.9%とすると、熱抵抗R_cgが0.75K／Wとなる厚さd_c
_gは約1.2mmとなる。

以下、照明装置１００の作用について詳細に説明する。
例えば室内の電源等により光源１０に対して給電されると、光源１０は光を射出する。
光源１０から射出される光は、導光部材４０の側面４０aから導光部材４０に入射する
。このうち全反射条件（反射角θ＞臨界角θｃ）を満たす光は、導光部材４０内を空気層
との間で全反射を繰り返しながら導光（伝播）していく。

導光部材４０内を導光する光の一部は、凹部４１により射出面４０bの方向に反射され
ることで、導光部材４０内で全反射することなく、射出面４０bから導光部材４０の外部
へ射出される。これにより、導光部材４０の射出面４０bが発光し、照明装置１００は照
明として機能する。

また、光源１０には、発光素子の発光に伴い熱が発生する。この熱は、光源１０から接
合部材２０に伝わって、接合部材２０内を一様に伝わっていく。さらに、接合部材２０か
ら伝熱部材３０に伝わって、伝熱部材３０内を一様に伝わっていく。伝熱部材３０内を伝
わる熱の一部は、対流及び輻射により伝熱部材３０の表面３０cから外部に放出される。
図１の照明装置１００では、さらに、支持部材５０を設けることで、伝熱部材３０と導光
部材４０の間の隙間の熱伝導率を高くしているので、伝熱部材３０から導光部材４０に熱
が伝わる。そして、対流及び輻射により導光部材４０の照射面４０bから外部に放出され
る。このように、伝熱部材３０及び導光部材４０の両者から熱が外部に放出されるので、
照明装置１００の放熱性を向上させることができる。

本実施形態の照明装置１００によれば、以上説明したように、伝熱部材３０と導光部材
４０の間に僅かな隙間を空け、かつ伝熱部材３０と凹部４１の間に支持部材５０を設ける
ことで、照明装置１００の器具効率を向上させ、かつ放熱性を向上させることが可能とな
る。

なお、光源１０と導光体４０の間には、柔軟性を有する透明樹脂等を挟んでもよい。こ
れにより、例えば光源１０と導光体４０の間の熱抵抗を減少させることができ、光源１０
から導光部材４０に直接熱を伝えることができる。

また、光源１０から離れるに従って凹部４１の傾斜角θが臨界角θｃに近づくと共に、
前記光源１０に近づくに従って凹部４１の密度、または径が増加しても良い。これにより
、光源１０近傍の光は導光部材４０内に拡散され、光源１０近傍のグレア感を低減させる
ことができる。

また、導光部材４０は、内部に散乱体を含んでも良い。この場合、射出面４０bの面内
における輝度分布をより均一に近づけることができる。また、導光部材４０の背面４０c
に散乱マーク（白色ドット、ブラスト処理等）を設けても良い。この場合、凹部４１と組
み合わせることで、導光部材４０の射出面４０bの面内における輝度分布の自由度が向上
する。

また、伝熱部材３０が、導光部材４０の全面を覆う例を説明したが、導光部材４０の一
部を覆う構成であってもよい。この場合には、伝熱部材３０の表面３０cと導光部材４０
の射出面４０bからの放熱に加え、伝熱部材３０の表面３０bから直接放熱することができ
る。

また、伝熱部材３０から放熱が行われる例を説明したが、伝熱部材３０が断熱されてい
てもよい。この場合には、導光部材４０の射出面４０ｂから放熱することができる。

また、伝熱部材３０の表面３０ｂ表面に高反射率の塗装がなされていてもよい。この場
合には、金属表面での光の吸収を抑えることができる。
また、伝熱部材３０の表面３０ｂ表面に高反射率のシートを貼り付けてもよい。この場
合には、金属表面での光の吸収を抑えることができる。
また、反射部４１としては、例えば白インク等の散乱パターンであってもよい。この場
合には、支持部材５０は白インクの領域の一部に接することにより、伝熱部材３０と導光
部材４０の間の間隔を一定に保つことができる。

（第一の実施形態の変形例）
図３（a）は第一の変形例に係る照明装置１００をｚ軸負の方向に見た図、図３（b）は
図３（a）における照明装置１００のB−B断面図である。図３に示す支持部材５０は、円
錐状の部材である。支持部材５０は、円錐の頂点を凹部４１の側面の一部（z軸方向の最
も下部）に接している。このように凹部４１の側面に対して点状に接することで、図１に
示す支持部材５０のように線状に接するよりもさらに支持部材５０と導光部材４０との接
触面積を少なくすることができる。これにより、伝熱部材３０が光を吸収することによる
光のロスを低減することができ、照明装置１００の器具効率をさらに向上させることがで
きる。

また、図４（a）は第二の変形例に係る照明装置１００をｚ軸負の方向に見た図、図４
（b）は図４（a）における照明装置１００のC−C断面図である。ここで、凹部４１のｘｙ
平面における中心を通り、かつ射出方向に垂直な面で凹部４１を分割したとき、光源１０
に近い側を前面、遠い側を後面とする。図４に示す支持部材５０は、前面には接触せずに
、後面に接触する部材である。これにより、凹部４１における支持部材５０の充填率（支
持部材５０の凹部４１に含まれる部分の体積／凹部４１の体積）を大きくすることができ
、伝熱部材３０と導光部材４０の間の隙間の等価熱伝導率を向上させることができる。ま
た、凹部４１の側面のうち後面に対して面状に接することで、支持部材５０から導光部材
４０へ伝わる熱量を増加させることができる。この結果、照明装置１００の放熱性を向上
させることができる。

なお、このとき、支持部材５０は、凹部４１の前面には接触しないので、凹部４１の前
面に入射する光を吸収することによる光のロスを低減させることができ、照明装置１００
の器具効率を向上させることができる。

（第二の実施形態）
図５は、第二の実施形態に係る照明装置２００を示す図である。図５（a）は照明装置
２００をｙ軸方向に見た図、図５（b）は照明装置２００をｚ軸負の方向に見た図、図５
（c）は図５（b）における照明装置２００のD−D断面図である。

照明装置２００は、導光部材４０を貫通する貫通孔４２、及び伝熱部材３０を貫通する
貫通孔４３を有する点で、第一の実施形態の照明装置１００とは異なる。なお、第一の実
施形態の照明装置１００と同一の構成については同一の符号を付すことで説明を省略する
。

貫通孔４２は、射出面４０bから背面４０cに向けて導光部材４０を貫通するように設け
られる。また、貫通孔４３は、表面３０bから表面３０cに向けて伝熱部材３０を貫通する
ように設けられる。貫通孔４２及び貫通孔４３は、中心軸に垂直な方向（側面の法線方向
）と射出方向との成す角（傾斜角）θが臨界角θｃよりも大きい斜円柱の形状を有する。
図５に示す例では、貫通孔４２及び貫通孔４３の中心軸は一致している。

このように、図５の照明装置２００では、中心軸を一致させて貫通孔４２及び貫通孔４
３を設けることで、貫通孔４２及び貫通孔４３を空気が流通する。これにより、伝熱部材
３０の表面３０c及び導光部材４０の射出面４０bに加え、貫通孔４２及び貫通孔４３の内
面からも熱が放出されることで、照明装置２００の放熱性をさらに向上させることができ
る。なお、貫通孔４２と貫通孔４３の中心軸を適切にずらし、孔内部の温度境界層の発達
を阻止することで、放熱性をさらに向上させることもできる。また、電球等の照明のよう
に、伝熱部材３０が閉空間を構成する場合は、貫通孔４２によって閉空間内に空気が流通
することになり、閉空間に面する伝熱部材３０からの放熱を促進することができる。例え
ば、伝熱部材３０と導光部材４０が閉空間を形成せず平板であるとし、伝熱部材３０と導
光部材４０の温度分布は均一で60〜150℃とし、貫通孔４２と貫通孔４３は円柱状とし、
貫通孔４２と貫通孔４３の中心軸は互いに一致し、さらに重力方向とも一致するとし、貫
通孔４２と貫通孔４３の水力等価直径ｄ_mは等しいとし、貫通孔４２と貫通孔４３の内壁
と、孔内を流通する空気との熱抵抗をRとし、孔を充填した場合の、単位面積あたりの孔
全体での熱抵抗を凡そR×d_m ²とし、環境温度を0〜40℃とすると、導光体３０と導光部材
４０の厚さの合計が1mmの場合、熱抵抗R×d_m ²が最小となる水力等価直径は約2〜4mmとな
り、厚さの合計が20mmの場合、熱抵抗R×d_m ²が最小となる水力等価直径は約5〜8mmとなる
。よって、導光部材３０と伝熱部材４０が平板で、それらの厚さの合計が20mm以下の場合
、孔径は、光の波長λよりも大きく、10mm以下であることが望ましい。なお、ここでの水
力等価直径ｄ_mは、貫通孔の周長をs_m、断面積をA_mとした場合に、4A_m／s_mで表される。

また、貫通孔４２に入射するほとんどの光は全反射条件を満たすので、ほとんどの光を射
出面４０bに向けて反射することができ、反射した光が伝熱部材３０に向かうことによる
光のロスを低減させることができる。

図６に示すように、光源１０から離れるに従って、貫通孔４２の傾斜角が臨界角に近づ
くと共に、貫通孔４２及び貫通孔４３の密度、または径が増加しても良い。この場合、光
源１０から離れるに従い低下する光量を補い、導光部材４０の射出面４０b内の輝度分布
を均一にすることができる。また、光源１０近傍の光は導光体内に拡散され、光源１０近
傍のグレア感を低減させることができる。

（第二の実施形態の変形例）
図７（a）は変形例に係る照明装置２００をｚ軸負の方向に見た図、図７（b）は図７（
a）における照明装置２００のF−F断面図である。図７に示す貫通孔４２及び貫通孔４３
は、中心軸に垂直な方向（側面の法線方向）と射出方向との成す角θが臨界角θｃよりも
大きい円錐台の形状を有する。このように、導光部材４０の射出面４０bに対してテーパ
ーをつけることで、金型による製造が容易になる。

なお、中心軸に垂直な方向（側面の法線方向）と射出方向との成す角（傾斜角）が、貫
通孔４２と貫通孔４３とで異なっていても良い。例えば、貫通孔４２の傾斜角は、全反射
条件を満たす角度として、貫通孔４３の傾斜角は９０°、すなわち円柱状とすることで、
貫通孔４３の製造が容易になる。また、貫通孔の断面は円でなくてもよい。例えば楕円で
あれば、光の射出方向をより意図的に制御することができる。

（第三の実施形態）
図８及び図９は、第三の実施形態に係る照明装置３００を示す図である。なお、図８（
a）は、照明装置３００の外形図、図８（b）は、図８（a）における軸（G−G線）を通る
面で照明装置３００を切断したG−G断面図、図８（c）は、図８（a）における矢印Z方向
に照明装置３００を俯瞰した図である。また、図９は、図８（b）における破線で囲まれ
た領域（S１）の拡大図である。本実施形態では、例として室内の天井等に設けられたソ
ケットに照明装置３００が装着される場合を想定する。図８（a）の照明装置３００は
、照明装置３００が照明として機能する際に、表面から光が出射する導光部材４０と、照
明装置３００を、図示しないソケットに対して、例えば螺合等により固定する際に、電気
的かつ機械的な接続部分となる口金部６０を備える。なお、本実施形態においては、照明
装置３００は、軸（G−G線）を中心に対称形状を有する。以下では、軸（G−G線）を照明
装置３００の中心軸と呼ぶ。

図８に示すように、照明装置３００の中心軸方向と重力方向を一致させてソケットに装
着された状態では、照明装置３００は口金部６０が上側に位置し、導光部材４０、及び、
光源１０が下側に位置する。室内の電源等によりソケットに対して給電されると、導光部
材４０の表面から光が出射し、照明装置３００は照明として機能する。

照明装置３００は、図８（b）に示すように、中空の伝熱部材３０と、伝熱部材３０の
形状に沿って、空気層を介して伝熱部材３０を覆うように設けられる導光部材４０と、伝
熱部材３０と導光部材４０との間の一部に設けられる光源１０と、伝熱部材３０と光源１
０を接続する接合部材２０と、導光部材４０を介して光源１０に対向して設けられるカバ
ー８０を備えている。加えて、照明装置３００は図示しない電源回路を備える。

また、図９に示すように、導光部材４０の背面に設けられる反射部（凹部）４１と、伝
熱部材３０と口金部６０を接続する樹脂リング７０と、伝熱部材３０と導光部材４０の間
の一部に設けられる支持部材５０と、導光部材４０を貫通する孔（第１貫通孔）４２と、
伝熱部材３０を貫通する孔（第２貫通孔）４３を備える。

反射部（凹部）４１は、例えば球冠の形状を有している。また、凹部４１に入射する光
が全反射条件を満たすように、導光部１０が光を導光する方向と球冠の側面の法線方向と
の成す角θが、全反射角θｃよりも大きい。ここで、光を導光する方向とは、ｘｙ平面で
導光部材４０を切断した断面において、導光部材４０の背面４０cと射出面４０bとの間の
中心を結ぶ線に沿った方向である。本実施形態においては球冠の頂点における接線方向に
一致する。

室内の天井等に設けられるソケットに照明装置３００の口金部６０が装着された状態で
、室内の電源等によりソケットに対して給電されると、口金部６０を介して図示しない電
源回路に対して交流電圧が供給される。さらに、前記電源回路を介して光源１０に対して
定電流が供給される。これにより光源１０は光を照射する。

光源１０から照射される光は、光源１０に対向する位置に設けられる導光部材４０に入
射する。導光部材４０と外部空間、及び、伝熱部材３０と導光部材４０間の空気層との界
面における全反射条件（反射角θ＞臨界角θm）を満たす光は、導光部材４０と外部空間
との界面、及び導光部材４０と前記空気層の界面において全反射を繰り返しながら、導光
部材４０内を導光（伝播）していく。

導光部材に設けられた凹部４１、及び、貫通孔４２により散乱され、上記の全反射条件
を満たさない光は、導光部材４０と外部空間との界面において全反射することなく、導光
部材４０から外部空間へ射出される。これにより、導光部材４０の表面から光が射出され
る。

このとき、光源１０には発光素子の発光に伴い熱が発生する。この熱は、光源１０から
接合部材２０を介して伝熱部材３０に伝わる。そして、伝熱部材３０内を伝熱する。次に
、伝熱部材３０から支持部材５０、凹部４１、及び、その他の空気層を介して導光部材４
０に伝わる、この際、前述のように伝熱部材３０と導光部材４０との間に支持部材５０が
存在することにより、効率的に伝熱させることができる。また、伝熱部材３０の貫通孔４
３、及び、導光部材４０の貫通孔４２を介しても放熱が行われる。さらに、貫通孔４２、
貫通孔４３を通じて外気が伝熱部材４０で形成される閉空間内に導入されることにより、
伝熱部材内面３０cからも放熱が行われる。

（第三の実施形態の変形例）
図１０（a）は変形例に係る照明装置３００をｚ軸負の方向に見た図、図１０（b）は図
１０（a）における照明装置３００のH−H断面図、図１０（c）は図１０（a）における照
明装置３００のI−I断面図である。図１０に示すフィン９０、及びその支持柱９１は伝熱
部材３０と熱的に接続される。このように、伝熱部材３０の内部にフィン９０、及びその
支持柱９１を配置することで、貫通孔４２、貫通孔４３を通じて流入する外気に対して、
貫通孔４２、貫通孔４３、及び、伝熱部材内面３０cだけでなく、フィン９０、支持柱９
１からも放熱が行われる。フィン９０としてはアルミ、銅、鉄等を含む金属等を、支持柱
９１としてはアルミ、銅、鉄等を含む金属や、ヒートパイプ等を用いることができる。少
なくとも導光部材４０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する部材であることが好ましく
耐熱性の高い樹脂やガラス等を用いることもできる。

なお、本実施形態では、光源１０が照明装置３００の先端に位置する構成を例に説明した
が、口金近傍など他の位置に存在していても良い。また、光源１０が１つの場合を記載し
たが、複数存在していてもよい。また、一般的な白熱電球と同一形状の灯具を例に説明し
たが、ボール電球、直管、シーリングライト、ダウンライトなど、各種の灯具に適用でき
る。

以上説明した少なくとも１つの実施形態の照明装置によれば、照明装置１００の器具効
率を向上させ、かつ放熱性を向上させることが可能となる。
これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図し
ていない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明
の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実
施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載され
た発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０・・・光源
２０・・・接合部材
３０・・・伝熱部材
４０・・・導光部材
４１・・・凹部
５０・・・支持部材
６０・・・口金部
７０・・・樹脂リング
９０・・・フィン
１００・・・照明装置

Claims

光を発する光源と、
光を射出する射出面、及び当該射出面に対向する背面を有し、前記光源が発する光を入
射し、入射した光を前記射出面に向けて反射するための反射部を前記背面に有する導光部
と、
前記導光部の前記背面に対向し、かつ前記背面に対して前記光の波長以上の間隔を空け
て設けられた伝熱部と、
前記反射部と前記伝熱部の間に設けられ、前記導光部と前記伝熱部との間の間隔を保つ
支持部と、
を備える発光装置。
前記反射部は凹部であり、
前記支持部は前記凹部の一部に接する、請求項１に記載の発光装置。
前記導光部は、前記射出面と前記背面の間で前記光を導光するものであって、前記導光
部が前記光を導光する方向と前記凹部の側面に垂直な法線方向との成す角が全反射の臨界
角よりも大きい、請求項２に記載の発光装置。
前記反射部を複数有し、
前記導光部の前記背面における前記反射部の単位面積あたりの個数が、前記光源から離
れるに従って増加する、請求項１乃至３いずれか１項に記載の発光装置。
前記光源を載置し、かつ前記伝熱部を接続するものであって、前記導光部の熱伝導率よ
りも高い熱伝導率を有する接合部を備える、請求項１乃至４いずれか１項に記載の発光装
置。
前記導光部を貫通する第１貫通孔を有し、
前記導光部が前記光を導光する方向と、前記第１貫通孔の側面に垂直な法線との成す角
が全反射の臨界角よりも大きい、請求項１乃至５いずれか１項に記載の発光装置。
前記第１貫通孔を複数有し、
前記導光部が前記光を導光する方向と、前記第１貫通孔の側面に垂直な法線との成す角
が、前記光源から離れるに従って、全反射の臨界角に近づくとともに、前記第１貫通孔の
単位面積あたりの個数が増加する、請求項６に記載の発光装置。
前記伝熱部を貫通する第２貫通孔を有する、請求項６または７に記載の発光装置。