JP2015185367A

JP2015185367A - 照明装置

Info

Publication number: JP2015185367A
Application number: JP2014060705A
Authority: JP
Inventors: 真川越; Makoto Kawagoe
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2015-10-22
Also published as: CN204284979U

Abstract

【課題】混色性能を向上させることができる照明装置を提供する。【解決手段】実施の形態に係る照明装置は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子に配置された第１の波長変換層と、前記半導体発光素子に配置された第２の波長変換層とを備える第１発光モジュールと；前記半導体発光素子、前記第１の波長変換層及び前記第２の波長変換層を備え、前記第１の波長変換層及び前記第２の波長変換層の配置が前記第１発光モジュールと対称性を有する第２発光モジュールと；下面に光源取付部が設けられ、前記第１発光モジュール及び前記第２発光モジュールが前記光源取付部に交互に取付けられた器具本体と；前記第１発光モジュール及び前記第２発光モジュールから出射した光を制御する反射体と；を有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。

近年、例えば、ダウンライト等の照明装置では、電球等より寿命が長く、かつ消費電力の少ない半導体発光素子であるＬＥＤを、光源として基板に実装した発光モジュールを用いているものがある。この照明装置は、例えば、青色のＬＥＤと黄色の蛍光体と用いて白色の光を出射する複数の発光モジュールを周方向にしている。

このような照明装置において、例えば、複数の蛍光体を用いて異なる光色の光を出射する発光モジュールを用いた場合、発光モジュールの配置によっては、色むらが発生し、混色性能が下がる可能性がある。

特開２０１１−２０４６５５号公報

本実施形態は、混色性能を向上させることができる照明装置を提供することを目的とする。

実施形態に係る照明装置は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子に配置された第１の波長変換層と、前記半導体発光素子に配置された第２の波長変換層とを備える第１発光モジュールと；前記半導体発光素子、前記第１の波長変換層及び前記第２の波長変換層を備え、前記第１の波長変換層及び前記第２の波長変換層の配置が前記第１発光モジュールと対称性を有する第２発光モジュールと；下面に光源取付部が設けられ、前記第１発光モジュール及び前記第２発光モジュールが前記光源取付部に交互に取付けられた器具本体と；前記第１発光モジュール及び前記第２発光モジュールから出射した光を制御する反射体と；を有する。

実施形態によれば、混色性能を向上させることができる照明装置を提供することができる。

一実施の形態に係る照明装置の断面図である。光源配置の異なる発光モジュールの構成を示す図である。照明装置の器具本体に発光モジュールを配置した状態の底面図である。発光モジュールの断面図である。従来の光度分布と本実施の形態の光度分布とを説明するための図である。発光モジュールの他の例を説明するための図である。照明装置の他の例を説明するための図である。

また、実施形態に係る照明装置は、前記第１発光モジュール、及び、前記第２発光モジュールは、円環状に交互に配置される。

また、実施形態に係る照明装置は、前記第１発光モジュール、及び、前記複数の第２発光モジュールは、直線状に交互に配置される。

また、実施形態に係る照明装置は、取付け向きを変更可能な第３発光モジュールを複数有し、前記複数の第３発光モジュールは、交互に取り付け向きを変更して前記光源取付部に取付けられる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

まず、図１から図４に基づき、一実施の形態に係る照明装置の構成について説明する。図１は、一実施の形態に係る照明装置の断面図であり、図２は、光源配置の異なる発光モジュールの構成を示す図であり、図３は、照明装置の器具本体に発光モジュールを配置した状態の底面図であり、図４は、発光モジュールの断面図である。

図１から図４に示すように、照明装置１１は、ダウンライトであり、天井板などの天井部材に設けられた埋込孔に埋め込み設置される。

照明装置１１は、器具本体１２と、この器具本体１２の一面側である下面に配置される複数の発光モジュール１３ａ及び１３ｂと、これら発光モジュール１３ａ及び１３ｂの下側に配置されて器具本体１２に取り付けられた反射体１４と、この反射体１４の下側に取り付けられた透光性カバー１５と、反射体１４及び透光性カバー１５の周囲を覆って器具本体１２に取り付けられた反射枠１６とを備えている。さらに、天井部材上に配置されて発光モジュール１３ａ及び１３ｂに点灯電源を供給する電源ユニットを備えている。

器具本体１２は、発光モジュール１３ａ及び１３ｂが発する熱を放熱する放熱部材を兼ねるために、熱伝導性および放熱性に優れた例えばアルミダイカスト等の金属やセラミックス等の材料にて形成され、円形の基板部２１を有し、この基板部２１の周辺部から下方へ拡開開口するように円筒状の筒部２２が形成され、この筒部２２の内側に発光モジュール１３や反射体１４等を収容する収容部２３が形成され、この収容部２３の下面つまり器具本体の下面に照射開口２４が形成されている。

図１及び図３に示すように、基板部２１の下面の周辺部には、発光モジュール１３ａ及び１３ｂを配置する複数であって６つの発光モジュール配置部２５が周方向に並んで形成されている。発光モジュール配置部２５は基板部２１の下面に形成された窪み部２６によって形成されている。この窪み部２６の窪み寸法は、発光モジュール１３の基板の厚み寸法と同じとされている。

基板部２１の中央には基板部２１を貫通する配線孔２９が形成され、基板部２１の上側には複数の放熱フィン３０が放射状に形成されている。

また、各発光モジュール１３ａ及び１３ｂは、熱伝導性に優れた例えばアルミニウムなどの金属あるいはセラミックスなどの材料で略矩形状に形成された基板３４を有する。この基板３４の一面である表面に複数の半導体発光素子としてのＬＥＤ素子３５がマトリクス状に配列されて実装されるとともにこれら複数のＬＥＤ素子３５が基板３４に形成された配線パターンあるいはワイヤボンディングによって給電可能に接続されている。複数のＬＥＤ素子３５の周囲を囲むように土手状の囲み部３６が形成され、この囲み部３６の内側に複数のＬＥＤ素子３５を封止するように覆う蛍光体層３７ａ及び３７ｂが形成されている。すなわち、発光モジュール１３ａ及び１３ｂは、ＣＯＢ（Chip On Board）モジュールで構成されている。

ＬＥＤ素子３５は、例えば青色光を発し、第１の波長変換層としての蛍光体層３７ａは、ＬＥＤ素子３５が発した青色光によって励起されて主に黄色光を発する蛍光体であり、蛍光体層３７ａと、ＬＥＤ素子３５が発した青色光によって変換され、これにより色温度６０００ｋ〜８０００ｋの白色光（昼光色）の光が出射される。

また、ＬＥＤ素子３５からの出射光は、第２の波長変換層としての蛍光体層３７ｂによって変換され、色温度２０００ｋ〜３０００ｋの電球色の光が第２の波長変換層から出射される。

これら第１および第２の波長変換層としての蛍光体３７ａ及び３７ｂによって波長変換される白色および電球色の光は、同一基板に交互に設けられ、さらに第１および第２の発光モジュール１３ａ及び１３ｂは対称性を有するよう器具本体１２に取り付けられているので、均一に混ざり合い色むらを低減することができる。

なお、発光モジュール１３ａ及び１３ｂは、青色光を発するＬＥＤ素子３５、蛍光体層３７ａ、３７ｂにより、白色及び電球色の光を出射する例に説明しているが、他の色の光を発するＬＥＤ素子、他の色の蛍光体を用いて白色及び電球色とは異なる色の光を出射してもよい。また、発光モジュール１３ａ及び１３ｂは、白色及び電球色の２色の光を出射する例に説明しているが、３色以上の光を出射する発光モジュールを用いるようにしてもよい。

基板３４の表面には、複数のＬＥＤ素子３５に電気的に接続された電極パッド３８ａ、３８ｂ、３９ａ及び３９ｂが実装されている。各発光モジュール１３ａ及び１３ｂの電極パッド３８ａ、３８ｂ、３９ａ及び３９ｂには、配線孔２９を通じて器具本体１２内に引き込まれる電源ユニットからの電源ケーブルが接続され、電源ユニットから各発光モジュール１３ａ及び１３ｂに点灯電源を供給可能とする。

電極パッド３８ａ及び３８ｂは、蛍光体層３７ａの下に配置されたＬＥＤ素子３５に電源を供給し、電極パッド３９ａ及び３９ｂは、蛍光体層３７ｂの下に配置されたＬＥＤ素子３５に電源を供給する。これにより、発光モジュール１３ａ及び１３ｂは、白色、電球色、あるいは、白色及び電球色を発光することができる。

また、反射体１４は、絶縁性を有する合成樹脂製で、円板状の表面部４２、この表面部４２の上面周辺部から器具本体１２に配置される各発光モジュール１３ａ及び１３ｂの位置に対応して複数の反射筒部４３が突設されている。これら反射筒部４３は、下側の照射開口２４へ向けて拡開傾斜するように略円錐筒状に形成され、その内面にＬＥＤ素子３５からの光を下方の照射方向へ向けて反射させる反射面４４が形成されている。

反射面４４の上端側の先端部の内径寸法は発光モジュール１３ａ及び１３ｂの囲み部３６の外径寸法より大きく、発光モジュール１３ａ及び１３ｂの囲み部３６の周囲に反射面４４が対向して配置されている。すなわち、反射面４４の上端側の先端部が発光モジュール１３ａ及び１３ｂの発光面である蛍光体層３７ａ及び３７ｂの表面より上方に位置し、反射面４４が囲み部３６の周面に対向する位置まで設けられている。なお、少なくとも表面部４２の下面や反射面４４は、鏡面や白色面などの反射効率を高くする反射面処理が施されている。

また、透光性カバー１５は、光透過性および光拡散性を有するアクリル樹脂やガラスで、反射体１４の表面側全体を覆う大きさの円板状に形成されており、図示しない取付構造によって反射体１４に対して着脱可能に取り付けられる。

また、反射枠１６は、例えば金属または合成樹脂で、円筒状に形成され、器具本体１２の収容部２３の内壁面に沿って配置される反射面部５１、及び天井部材の下面に当接して図示しない取付ばねとの間で天井部材を保持するとともに埋込孔を覆う縁部５２を備えている。

そして、このように構成された照明装置１１において、電源ユニットから各発光モジュール１３ａ及び１３ｂに点灯電源を供給することにより、各発光モジュール１３ａ及び１３ｂのＬＥＤ素子３５が点灯し、蛍光体層３７ａ及び３７ｂの表面の発光面から光が放出される。この放出された光は、一部が透光性カバー１５へ直接向かい、一部が反射面４４で反射して透光性カバー１５へ向かい、透光性カバー１５を透過して照射開口２４から下方へ照射される。

各発光モジュール１３ａ及び１３ｂのＬＥＤ素子３５の点灯によって発生する熱は基板３４に熱伝導され、この基板３４から器具本体１２に熱伝導され、この器具本体１２の放熱フィン３０を含む外表面から空気中に放熱される。

この照明装置１１によれば、器具本体１２に複数の発光モジュール配置部２５を設けて複数の発光モジュール１３ａ及び１３ｂを配置し、反射体１４に各発光モジュール１３ａ及び１３ｂからの光を反射させる複数の反射面４４を設けたため、照明装置１１から放出される光量が増加して明るさを向上できる。

図２から図４に示すように、本実施の形態では、発光モジュール１３ａと発光モジュール１３ｂとにおいて、蛍光体層３７ａ及び３７ｂの配置が異なっている。具体的には、発光モジュール１３ａと発光モジュール１３ｂとにおいて、蛍光体層３７ａ及び３７ｂの配置が対称になっている。さらに、照明装置１１は、発光モジュール１３ａと発光モジュール１３ｂとを基板部２１の周方向に交互、より具体的には、それぞれ６０°の角度で円環状に略等間隔に交互に配置することで、照明装置１１から出射する光度分布が等しくなるようにしている。

図５は、従来の光度分布と本実施の形態の光度分布とを説明するための図である。図５（ａ）は、従来の照明装置の光度分布を示し、図５（ｂ）は、本実施の形態の照明装置の光度分布を示す。

蛍光体層の配置が同じ発光モジュールを配置した従来の照明装置は、図５（ａ）に示すように、特に、鉛直角度が２０度〜３０度付近において、白色及び電球色の光度が異なっている。

これに対し、蛍光体層３７ａ及び３７ｂの配置が異なっている発光モジュール１３ａ及び１３ｂを交互に配置した本実施の形態の照明装置１１は、図５（ｂ）に示すように、白色及び電球色の光度が同じになっている。

以上のように、本実施の形態の照明装置１１は、蛍光体層３７ａ及び３７ｂの配置に対称性を持たせた発光モジュール１３ａ及び１３ｂを基板部２１の周方向に交互に配置することで、より具体的には、発光モジュール１３ａ及び１３ｂを基板部２１の周方向に円環状に略等間隔に交互に配置することで、照明装置１１から出射する光度分布が等しくなるようにしている。

よって、本実施の形態の照明装置によれば、複数の光色を有する光源を複数備えていても、混色性能を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、蛍光体層３７ａ及び３７ｂの配置がことなる発光モジュール１３ａ及び１３ｂについて説明したが、これに限定されるものではない。

図６は、発光モジュールの他の例を説明するための図である。なお、図６において、図２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示す発光モジュール１３ｃは、基板３４の上側及び下側のそれぞれに電極パッド３８ａ、３８ｂ、３９ａ及び３９ｂを有し、取付け向きが変更できるようになっている。この発光モジュール１３ｃの上下を反転させて、基板部２１の周方向に交互に配置することで、蛍光体層３７ａ及び３７ｂの配置が異なる複数の発光モジュール１３ａ及び１３ｂを設けることなく、混色性能を向上させることができる。

また、本実施の形態では、発光モジュール１３ａ及び１３ｂを周方向に配置した照明装置１１について説明したが、これに限定されるものではない。

図７は、照明装置の他の例を説明するための図である。なお、図７において、図３と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、照明装置１１ａは、四角形の基板部２１ａに発光モジュール１３ａ及び１３ｂが直線状に、かつ、交互に配置している。このような照明装置１１ａにおいても、混色性能を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、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。これら新規な実施の形態は、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、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１１，１１ａ…照明装置、１２…器具本体、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…発光モジュール、１４…反射体、１５…透光性カバー、１６…反射枠、２１，２１ａ…基板部、２２…筒部、２３…収容部、２４…照射開口、２５…発光モジュール配置部、３０…放熱フィン、３４…基板、３５…ＬＥＤ素子、３７ａ，３７ｂ…蛍光体層、３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂ…電極パッド。

Claims

半導体発光素子と、前記半導体発光素子に配置された第１の波長変換層と、前記半導体発光素子に配置された第２の波長変換層とを備える第１発光モジュールと；
前記半導体発光素子、前記第１の波長変換層及び前記第２の波長変換層を備え、前記第１の波長変換層及び前記第２の波長変換層の配置が前記第１発光モジュールと対称性を有する第２発光モジュールと；
下面に光源取付部が設けられ、前記第１発光モジュール及び前記第２発光モジュールが前記光源取付部に交互に取付けられた器具本体と；
前記第１発光モジュール及び前記第２発光モジュールから出射した光を制御する反射体と；
を有することを特徴とする照明装置。
前記第１発光モジュール、及び、前記第２発光モジュールは、円環状に交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記第１発光モジュール、及び、前記複数の第２発光モジュールは、直線状に交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
取付け向きを変更可能な第３発光モジュールを複数有し、
前記複数の第３発光モジュールは、交互に取り付け向きを変更して前記光源取付部に取付けられることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。