JP2017108020A - レンズユニット、ｌｅｄモジュールおよびそれを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】より被照射面での色ムラを低減した光を放射させることができるレンズユニット、ＬＥＤモジュールおよびそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】レンズユニットは、複数のレンズ部１ｔと、複数のレンズ部１ｔを保持する本体部と、を備えている。複数のレンズ部１ｔは、発光色の異なるＬＥＤ２１と一対一に対応して備えられている。レンズ部１ｔそれぞれは、発光色の異なるＬＥＤ２１におけるＬＥＤチップ２１ａの発光面２１ａａからの距離が等しくなるように本体部に保持されている。【選択図】図５

Description

本発明は、レンズユニット、ＬＥＤモジュールおよびそれを用いた照明器具に関する。

近年、ＬＥＤ(light emitting diode)を光源とする照明器具が用いられている。

この種の照明器具としては、基板上にアレイ状に配置された複数の単位光源を有する構成が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。

特許文献１では、単位光源は、チップ状のＬＥＤ素子が光学樹脂レンズによりドーム状に覆われたＬＥＤの構造に形成されている。特許文献１は、光学樹脂レンズの高さが異なる複数種類の単位光源を所定のパターンで配置することによって、所定の配光を得ることができる、としている。特許文献１では、発光色の異なるＬＥＤごとに光学樹脂レンズの高さを異ならせることは開示されていない。

特開２０１１−２０４３９７号公報

ところで、照明器具では、発光色が異なる複数のＬＥＤを用いて混色光を放射させる場合、より被照射面での色ムラを低減した光を放射させることが求められており、単純に特許文献１を利用した構成だけでは十分ではなく、更なる改良が求められている。

本発明の目的は、より被照射面での色ムラを低減した光を放射させることができるレンズユニット、ＬＥＤモジュールおよびそれを用いた照明器具を提供することにある。

本発明のレンズユニットは、複数のレンズ部と、本体部と、を備えている。上記本体部は、上記複数のレンズ部を保持することができるように構成されている。上記複数のレンズ部は、発光色の異なるＬＥＤと一対一に対応して備えられている。上記レンズ部それぞれは、上記発光色の異なるＬＥＤにおけるＬＥＤチップの発光面からの距離が等しくなるように上記本体部に保持されていることを特徴とする。

本発明のＬＥＤモジュールは、複数のＬＥＤと、実装基板と、レンズユニットと、を備えている。上記実装基板は、上記複数のＬＥＤが実装面に実装される。上記レンズユニットは、上記実装基板を覆うように設けられる。上記複数のＬＥＤは、第１のＬＥＤと、第２のＬＥＤと、を少なくとも備えている。上記第２のＬＥＤは、上記第１のＬＥＤの発光色と異なる発光色の光を放射する。上記第１のＬＥＤは、発光層を備えた第１のＬＥＤチップを有している。上記第２のＬＥＤは、発光層を備えた第２のＬＥＤチップを有している。上記第１のＬＥＤチップと上記第２のＬＥＤチップとは、上記実装面から上記発光層における発光面までの高さが異なっている。上記レンズユニットは、複数のレンズ部と、本体部と、を備えている。上記本体部は、上記複数のレンズ部を保持することができるように構成されている。上記複数のレンズ部は、第１レンズ部と、第２レンズ部と、を少なくとも備えている。上記第１レンズ部は、上記第１のＬＥＤと対応して設けられている。上記第２レンズ部は、上第２のＬＥＤと対応して設けられている。上記第１レンズ部と上記第２レンズ部とは、第１距離と第２距離との差が、第１間隔と第２間隔との差よりも小さくなるように設けられていることを特徴とする。上記第１距離とは、上記第１のＬＥＤにおける発光面から上記第１レンズ部までの距離である。上記第２距離とは、上記第２のＬＥＤにおける発光面から上記第２レンズ部までの距離である。上記第１間隔は、上記実装面から上記第１レンズ部までの間隔である。上記第２間隔は、上記実装面から上記第２レンズ部までの間隔である。

本発明の照明器具は、上述の前記ＬＥＤモジュールと、当該ＬＥＤモジュールを保持する器具本体と、を備えたことを特徴とする。

本発明のレンズユニットは、より被照射面での色ムラを低減した光を放射させることができる。

本発明のＬＥＤモジュールは、より被照射面での色ムラを低減した光を放射させることができるレンズユニットを備えた構成とすることができる。

本発明の照明器具は、より被照射面での色ムラを低減した光を放射させることができるＬＥＤモジュールを備えた構成とすることができる。

実施形態のレンズユニットを用いたＬＥＤモジュールの要部を示す一部破断した断面図である。 実施形態のレンズユニットを示す正面図である。 実施形態のレンズユニットを示す背面図である。 実施形態のレンズユニットを示す背面側の斜視図である。 実施形態におけるＬＥＤモジュールの要部を示し、図５Ａは、第１レンズ部と第１のＬＥＤとの位置関係を説明する断面図、図５Ｂは、第２レンズ部と第２のＬＥＤとの位置関係を説明する断面図である。 実施形態におけるＬＥＤモジュールを説明する分解斜視図である。 実施形態におけるＬＥＤモジュールを用いた照明器具を示す正面側の斜視図である。 実施形態におけるＬＥＤモジュールを用いた照明器具を示す背面側の斜視図である。

以下では、本実施形態のレンズユニット１０について、図１ないし図５を参照して説明し、図１、図５および図６を参照してＬＥＤモジュール２０を説明し、図７および図８を参照して照明器具３０を説明する。図中において、同じ部材に対しては、同じ符号を付して重複する説明を省略する。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、本実施形態を構成する各要素は、複数の要素を一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、一の部材の機能を複数の部材で分担して実現してもよい。

本実施形態におけるＬＥＤモジュール２０は、図１および図６に示すように、複数のＬＥＤ２１と、実装基板２２と、レンズユニット１０と、を備えている。実装基板２２は、複数のＬＥＤ２１が実装面２２ａａに実装される。レンズユニット１０は、実装基板２２を覆うように設けられる。複数のＬＥＤ２１は、第１のＬＥＤ２１ｍと、第２のＬＥＤ２１ｎと、を少なくとも備えている。第２のＬＥＤ２１ｎは、第１のＬＥＤ２１ｍの発光色と異なる発光色の光を放射する。

第１のＬＥＤ２１ｍは、図５Ａに示すように、発光層２１ｇを備えた第１のＬＥＤチップ２１ｓを有している。第２のＬＥＤ２１ｎは、図５Ｂに示すように、発光層２１ｇを備えた第２のＬＥＤチップ２１ｔを有している。第１のＬＥＤチップ２１ｓと第２のＬＥＤチップ２１ｔとは、実装面２２ａａから発光層２１ｇにおける発光面２１ａａまでの高さが異なっている。図５Ａでは、第１のＬＥＤチップ２１ｓにおいて、実装面２２ａａから発光層２１ｇにおける発光面２１ａａまでの高さを距離Ｈ１で例示している。図５Ｂでは、第２のＬＥＤチップ２１ｔにおいて、実装面２２ａａから発光層２１ｇにおける発光面２１ａａまでの高さを距離Ｈ２で例示している。

レンズユニット１０は、複数のレンズ部１ｔと、本体部２と、を備えている。本体部２は、複数のレンズ部１ｔを保持することができるように構成されている。複数のレンズ部１ｔは、第１レンズ部１ｍと、第２レンズ部１ｎと、を少なくとも備えている。第１レンズ部１ｍは、第１のＬＥＤ２１ｍと対応して設けられている。第２レンズ部１ｎは、第２のＬＥＤ２１ｎと対応して設けられている。第１レンズ部１ｍと第２レンズ部１ｎとは、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との差が、第１間隔Ｄ１と第２間隔Ｄ２との差よりも小さくなるように設けられている。第１距離Ｌ１は、第１のＬＥＤ２１ｍにおける発光面２１ａａから第１レンズ部１ｍまでの距離である。第２距離Ｌ２は、第２のＬＥＤ２１ｎにおける発光面２１ａａから第２レンズ部１ｎまでの距離である。第１間隔Ｄ１は、実装面２２ａａから第１レンズ部１ｍまでの間隔である。第２間隔Ｄ２は、実装面２２ａａから第２レンズ部１ｎまでの間隔である。

実施形態におけるＬＥＤモジュール２０では、第１レンズ部１ｍと第２レンズ部１ｎとは、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との差が、第１間隔Ｄ１と第２間隔Ｄ２との差よりも、小さくなるように設けられることで、より被照射面での色ムラを低減した光を放射できる。

以下では、本実施形態のレンズユニット１０が用いられるＬＥＤモジュール２０および照明器具３０について、より詳細に説明する。ＬＥＤモジュール２０は、照明器具３０の光源を構成している。照明器具３０は、建物のライトアップなどで使用される投光器を構成している。

ＬＥＤモジュール２０は、さらに、図６に示すように、レンズユニット１０とＬＥＤ２１と実装基板２２とに加え、放熱部材２３と、遮光シート２４と、カバーブロック２５と、ケーブルグランド２７と、を備えている。

レンズユニット１０は、透光性を有している。レンズユニット１０は、図１ないし図４に示すように、レンズ部１ｔと本体部２とに加え、レンズ枠１ｓと、固定片３と、支持部４と、を備えている。

レンズ部１ｔは、レンズ枠１ｓを介して、本体部２に保持されている。レンズ枠１ｓとレンズ部１ｔとは、ＬＥＤ２１からの光を所定の配光特性が得られるようにするレンズ体１を構成している。レンズ体１は、ＬＥＤ２１に向かって突出する回転放物体形状をしている。レンズ体１は、回転放物体形状の仮想の回転軸１ｘｘに沿って、本体部２の外平面２ａａに沿った外出面１ａｂから円柱状に窪んだ第１凹所１ｃｃを有している。レンズ体１は、回転軸１ｘｘに沿って、回転放物体形状の先端部が窪んだ第２凹所１ｃｄを有している。レンズ部１ｔは、回転軸１ｘｘに沿った断面視において、第１凹所１ｃｃの内底面と対向し、第１凹所１ｃｃと反対側が凸状に突出している。レンズ部１ｔは、第１凹所１ｃｃの内底面が光出射面１ｃｅを構成している。レンズ部１ｔは、第２凹所１ｃｄの内底面が光入射面１ａａを構成している。レンズ部１ｔは、第１凹所１ｃｃの光出射面１ｃｅと、凸部の光入射面１ａａとの間で、平凸レンズを構成している。レンズ枠１ｓは、回転軸１ｘｘ周りにレンズ部１ｔの外周に沿って設けられている。

レンズ体１は、ＬＥＤ２１が第２凹所１ｃｄに収容できるように、レンズ枠１ｓとレンズ部１ｔとが形成されている。レンズ部１ｔは、ＬＥＤ２１から放射された光を光入射面１ａａで受けて、光出射面１ｃｅから放射できるように構成されている。レンズ体１では、ＬＥＤ２１から放射されレンズ部１ｔに入射された光の一部が、レンズ枠１ｓの放物曲面１ａｆで反射され、外出面１ａｂ側から放射できるように構成されている。

複数のレンズ体１は、異なる発光色のＬＥＤ２１に対応して、回転軸１ｘｘに沿った第１凹所１ｃｃの深さが異なるように形成されている。複数のレンズ体１は、回転軸１ｘｘに沿った外出面１ａｂから回転放物体形状の先端部までが異なるように形成されている。複数のレンズ体１は、回転軸１ｘｘに沿った第２凹所１ｃｄの深さが同じとなるように形成されている。複数のレンズ部１ｔそれぞれは、回転軸１ｘｘに沿った平凸レンズにおける光入射面１ａａと光出射面１ｃｅとの間の厚みが同じになるように形成されている。

本体部２は、底板２ａと、周壁２ｂと、を有している。底板２ａは、矩形平板状の外形形状をしている。周壁２ｂは、底板２ａの外周縁に沿って、底板２ａの厚み方向に突出して設けられている。底板２ａには、実装基板２２に実装された複数のＬＥＤ２１と一対一に対応するように、複数のレンズ部１ｔが２次元アレイ状に設けられている。固定片３は、周壁２ｂの端縁から突出するように構成されている。固定片３は、側面視において、Ｌ字状の外形形状をしている。固定片３は、図２に示すように、平面視において、矩形の底板２ａにおける一辺に沿って、１つ設けられている。周壁２ｂには、平面視において、３つの固定片３が設けられている。固定片３は、平面視において、外部に向かって開口するＣ字形状の開口部３ｃｃが中央部に形成されている。支持部４は、矩形状の本体部２における四隅に設けられている。支持部４は、実装基板２２を覆うように底板２ａを配置させ、周壁２ｂと実装基板２２との間に隙間ができるように形成されている。

レンズユニット１０は、レンズ部１ｔとレンズ枠１ｓと本体部２と固定片３と支持部４とが一体的に形成されている。レンズユニット１０の材料は、たとえば、アクリル樹脂などの合成樹脂材料を用いることができる。レンズユニット１０は、たとえば、射出成形により形成することができる。レンズユニット１０は、レンズ体１と本体部２とが別体に形成され、レンズ体１が本体部２に取り付けられるように構成されてもよい。

ＬＥＤ２１それぞれは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ＬＥＤチップ２１ａと、基体２１ｂと、封止材２１ｃと、接続部材２１ｄと、を備えている。図５Ａでは、第１のＬＥＤ２１ｍの構造を例示しており、図５Ｂでは、第２のＬＥＤ２１ｎの構造を例示している。以下では、最初に、第１のＬＥＤ２１ｍと第２のＬＥＤ２１ｎとに共通する構成について説明する。

ＬＥＤチップ２１ａは、基板２１ｅと、第１導電型半導体層２１ｆと、発光層２１ｇと、第２導電型半導体層２１ｈと、を備えている。第１導電型半導体層２１ｆは、基板２１ｅ上に設けられている。第１導電型半導体層２１ｆは、たとえば、ｎ型半導体材料により形成される。発光層２１ｇは、第１導電型半導体層２１ｆにおける基板２１ｅとは反対側に設けられている。第２導電型半導体層２１ｈは、発光層２１ｇにおける第１導電型半導体層２１ｆと反対側に設けられている。第２導電型半導体層２１ｈは、たとえば、ｐ型半導体材料により形成される。

ＬＥＤチップ２１ａは、半導体発光素子であり、半導体のエピタキシャル成長や熱拡散などを行うことで製造される。発光層２１ｇは、たとえば、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＰやＧａＡｓＰなどの半導体材料によって形成されている。

基体２１ｂは、矩形平板状の外形形状をしている。基体２１ｂには、ＬＥＤチップ２１ａが実装されている。基体２１ｂの表面には、リード端子２１ｋが設けられている。リード端子２１ｋは、ＬＥＤチップ２１ａに給電できるように構成されている。基体２１ｂは、セラミック基板が用いられている。基体２１ｂは、セラミック基板だけに限られず、樹脂基板であってもよい。

封止材２１ｃは、ＬＥＤチップ２１ａを覆って封止できるように、基体２１ｂに設けられている。封止材２１ｃは、凸レンズを構成している。封止材２１ｃの材料としては、シリコーン樹脂が用いられている。封止材２１ｃの材料としては、シリコーン樹脂だけに限られず、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やガラスなどが用いられてもよい。ＬＥＤ２１は、凸レンズが設けられていることで、ＬＥＤチップ２１ａからの光を外部に効率よく取り出すことができる。すなわち、凸レンズは、ＬＥＤチップ２１ａからの光が直接的に照射される１次レンズを構成し、レンズユニット１０のレンズ体１は、ＬＥＤ２１における凸レンズから放射された光の配光制御を行う２次レンズを構成している。

接続部材２１ｄは、基体２１ｂに設けられたリード端子２１ｋと、ＬＥＤチップ２１ａとを電気的に接続する。接続部材２１ｄとしては、たとえば、金属バンプ２１ｄ１、導電性樹脂２１ｄ２、金属ワイヤ２１ｄ３などが挙げられる。金属バンプ２１ｄ１としては、半田バンプやボールバンプを用いることができる。導電性樹脂２１ｄ２としては、Ａｇペーストなどを用いて形成することができる。金属ワイヤ２１ｄ３としては、金線やアルミニウム線などを用いることができる。

ＬＥＤ２１のうち、第１のＬＥＤ２１ｍは、複数の金属バンプ２１ｄ１により基体２１ｂへの実装と電気的接続とが行われている。第１のＬＥＤ２１ｍでは、図５Ａに示すように、金属バンプ２１ｄ１を介して、ＬＥＤチップ２１ａにおける第１導電型半導体層２１ｆと、基体２１ｂに設けられた一対のリード端子２１ｋのうちの一方と、が電気的に接続されている。第１のＬＥＤ２１ｍでは、金属バンプ２１ｄ１を介して、ＬＥＤチップ２１ａにおける第２導電型半導体層２１ｈと、基体２１ｂに設けられた一対のリード端子２１ｋのうちの他方と、が電気的に接続されている。第１のＬＥＤ２１ｍでは、ＬＥＤチップ２１ａにおける基板２１ｅが透光性の絶縁材により形成されている。

ＬＥＤ２１のうち、第２のＬＥＤ２１ｎでは、図５Ｂに示すように、導電性樹脂２１ｄ２により、ＬＥＤチップ２１ａにおける導電性の基板２１ｅと、基体２１ｂに設けられた一対のリード端子２１ｋのうちの一方と、が電気的に接続されている。第２のＬＥＤ２１ｎでは、金属ワイヤ２１ｄ３を介して、ＬＥＤチップ２１ａにおける第２導電型半導体層２１ｈと、基体２１ｂに設けられた一対のリード端子２１ｋのうちの他方と、が電気的に接続されている。

実装基板２２は、図６に示すように、矩形状の平板の外形形状をしている。実装基板２２は、矩形状だけに限られず、円形状でも、楕円形状の外形形状に形成されていてもよい。実装基板２２は、実装面２２ａａにおいて、複数個のＬＥＤ２１が２次元アレイ状に配置されている。実装基板２２は、レセプタクルコネクタ２６が実装面２２ａａに実装されている。レセプタクルコネクタ２６は、実装基板２２に形成された配線用の導体を介して、複数のＬＥＤ２１と電気的に接続される。実装基板２２は、金属ベースプリント配線板を用いて形成されている。実装基板２２は、金属ベースプリント配線板だけに限らず、たとえば、セラミック基板やガラスエポキシ樹脂基板などであってもよい。

放熱部材２３は、図１、図６、図７および図８に示すように、ベース部２３ａと、複数枚の放熱板２３ｂと、縁部２３ｃと、を備えている。ベース部２３ａは、長尺の矩形平板状の外形形状をしている。ベース部２３ａは、実装基板２２が搭載される第１面２３ａａに複数の第１ねじ孔２３ｃｅが設けられている。第１ねじ孔２３ｃｅには、雌ねじが形成されている。ベース部２３ａは、厚み方向に貫通する第１挿通孔２３ｃｈが設けられている。第１挿通孔２３ｃｈは、長手方向の中央部において、ベース部２３ａの短手方向の一端側に設けられている。第１挿通孔２３ｃｈには、ケーブルグランド２７が取り付けられる。ベース部２３ａには、ケーブルグランド２７を介して、ＬＥＤ２１へ電力を給電する給電線が挿通される。

放熱板２３ｂは、ベース部２３ａの第１面２３ａａと反対の第２面２３ａｂから突出している。放熱板２３ｂは、矩形の平板状に形成されている。複数枚の放熱板２３ｂは、所定の間隔でベース部２３ａに設けられている。複数枚の放熱板２３ｂは、等間隔でベース部２３ａに配置されていてもよいし、隣接する放熱板２３ｂが異なる間隔で配置されていてもよい。放熱板２３ｂは、実装基板２２が搭載されたベース部２３ａにおける第２面２３ａｂ側からＬＥＤ２１の発する熱を効率よく放熱させることができる。

縁部２３ｃは、直方体状の外形形状をしている。縁部２３ｃは、平面視が長方形のベース部２３ａにおける長辺に沿って設けられている。縁部２３ｃは、ベース部２３ａに２個設けられている。２個の縁部２３ｃは、ベース部２３ａを介して、対向するように配置されている。縁部２３ｃは、ベース部２３ａの厚み方向において、ベース部２３ａの厚み寸法よりも大きい寸法で形成されている。縁部２３ｃは、ベース部２３ａの厚み方向に沿って、カバーブロック２５と結合される第１結合部２３ｃａを備えている。第１結合部２３ｃａは、第２ねじ孔により構成されている。第２ねじ孔には、雌ねじが形成されている。第１結合部２３ｃａは、縁部２３ｃの長手方向に沿って並ぶように複数設けられている。

縁部２３ｃは、ベース部２３ａの厚み方向と直交する縁部２３ｃの長手方向に沿って、他の部材に結合できる第２結合部２３ｃｂを備えていることが好ましい。第２結合部２３ｃｂは、第３ねじ孔により構成されている。第３ねじ孔には、雌ねじが形成されている。第２結合部２３ｃｂは、縁部２３ｃの長手方向の両端面にそれぞれ１つずつ設けられている。縁部２３ｃには、ベース部２３ａの厚み方向と縁部２３ｃの長手方向とに直交する方向に沿って、第３結合部２３ｃｃが設けられている。第３結合部２３ｃｃは、縁部２３ｃと他の部材との結合に利用することができるように形成されている。第３結合部２３ｃｃは、縁部２３ｃを貫通する第４ねじ孔で構成されている。第４ねじ孔には、雌ねじが形成されている。第３結合部２３ｃｃは、縁部２３ｃの長手方向に沿って、所定の間隔を空けて複数設けられている。

放熱部材２３は、金属材料により、ベース部２３ａと放熱板２３ｂと縁部２３ｃとが一体的に形成されている。放熱部材２３の材料としては、たとえば、アルミニウム合金や銅合金などの熱伝導性に優れた金属材料を用いることができる。

遮光シート２４は、矩形平板状の外形形状をしている。遮光シート２４は、レンズユニット１０に収容できるように、本体部２よりも若干小さく形成されている。遮光シート２４には、厚み方向に貫通する複数の孔部２４ａａが設けられている。孔部２４ａａには、レンズユニット１０のレンズ体１におけるレンズ枠１ｓが挿入できるように形成されている。遮光シート２４は、レンズ枠１ｓの放物曲面１ａｆから外部に漏れ出た光を吸収することで、レンズ部１ｔで配光制御できなかった光が被照射面側において筋状に照射されることを抑制することができる。遮光シート２４は、カーボンが含有された樹脂材料により形成することができる。遮光シート２４は、樹脂材料にカーボンが含有されることで、黒色に着色されている。

カバーブロック２５は、図６に示すように、カバー２５ａと、第１押板２５ｂと、第１スペーサ２５ｃと、第２押板２５ｄと、第２スペーサ２５ｅと、シール部材２５ｆと、を備えている。カバー２５ａは、カバー本体２５ａ１と、外鍔２５ａ２と、を有している。カバー本体２５ａ１は、有底角筒状の外形形状をしている。外鍔２５ａ２は、平面視において、矩形の環状の外形形状をしている。外鍔２５ａ２は、カバー本体２５ａ１の端縁から外方に突出するように形成されている。外鍔２５ａ２の四隅には、円形の嵌合孔２５ｃａが設けられている。外鍔２５ａ２では、長手方向に沿って、複数の第２挿通孔２５ｃｂが所定の間隔を空けて設けられている。外鍔２５ａ２では、短手方向に沿って、複数の第３挿通孔２５ｃｃが所定の間隔を空けて設けられている。図６では、３つの第３挿通孔２５ｃｃと、４つの第２挿通孔２５ｃｂと、が図示されている。カバー本体２５ａ１と外鍔２５ａ２とは、一体的に形成されている。カバー２５ａは、透光性を有している。カバー２５ａの材料は、たとえば、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂材料を用いることができる。

第１押板２５ｂは、長尺に形成されており、外鍔２５ａ２における長手方向よりも若干短い長さに形成されている。第１押板２５ｂは、第１主片２５ｂ１と、第１側片２５ｂ２と、第１端片２５ｂ３と、を有している。第１主片２５ｂ１は、長尺の板状の外形形状をしている。第１主片２５ｂ１は、厚み方向に貫通する第４挿通孔２５ｃｄが長手方向の両端部と中央部側に設けられている。第１側片２５ｂ２は、第１主片２５ｂ１の長手方向に沿った一端縁から第１主片２５ｂ１と直交する向きに延びるように設けられている。第１端片２５ｂ３は、第１主片２５ｂ１の長手方向に沿った一端縁と反対の他端縁から第１主片２５ｂ１と直交する向きに延びるように設けられている。第１端片２５ｂ３は、第１主片２５ｂ１を介して、第１側片２５ｂ２と反対側に配置されている。第１押板２５ｂは、第１主片２５ｂ１と第１側片２５ｂ２と第１端片２５ｂ３とが、一体的に形成されている。第１押板２５ｂは、金属板の打ち抜き加工および折り曲げ加工を施すことにより形成されている。第１押板２５ｂの材料としては、たとえば、ステンレスなどの金属材料を用いることができる。

第１スペーサ２５ｃは、長尺の板状の外形形状をしている。第１スペーサ２５ｃは、第１押板２５ｂの第１主片２５ｂ１よりも若干小さい形状に形成されている。第１スペーサ２５ｃは、第１主片２５ｂ１と外鍔２５ａ２との間に挟まれるように構成されている。第１スペーサ２５ｃは、厚み方向に貫通され、第１押板２５ｂの第４挿通孔２５ｃｄに対応して連なるように設けられた第１貫通孔２５ｃｅを有している。

第２押板２５ｄは、長尺に形成されており、外鍔２５ａ２における短手方向よりも若干短い長さに形成されている。第２押板２５ｄは、第２主片２５ｄ１と、第２側片２５ｄ２と、第２端片２５ｄ３と、を有している。第２主片２５ｄ１は、長尺の板状の外形形状をしている。第２主片２５ｄ１は、第５挿通孔２５ｄｅが設けられている。第２側片２５ｄ２は、第２主片２５ｄ１の長手方向に沿った一端縁から第２主片２５ｄ１と直交する向きに延びている。第２端片２５ｄ３は、第２主片２５ｄ１の長手方向に沿った一端縁と反対の他端縁から第２主片２５ｄ１と直交する向きに延びている。第２端片２５ｄ３は、第２主片２５ｄ１を介して、第２側片２５ｄ２と反対側に突出している。第２押板２５ｄは、第２主片２５ｄ１と第２側片２５ｄ２と第２端片２５ｄ３とが、一体的に形成されている。第２押板２５ｄは、金属板の打ち抜き加工および折り曲げ加工を施すことにより形成されている。第２押板２５ｄの材料としては、たとえば、ステンレスなどの金属材料を用いることができる。

第２スペーサ２５ｅは、長尺の板状の外形形状をしている。第２スペーサ２５ｅは、第２押板２５ｄの第２主片２５ｄ１よりも若干小さい形状に形成されている。第２スペーサ２５ｅは、第２主片２５ｄ１と外鍔２５ａ２との間に挟まれるように構成されている。第２スペーサ２５ｅは、厚み方向に貫通され、第２押板２５ｄの第５挿通孔２５ｄｅに対応して連なるように設けられた第２貫通孔２５ｅｅを有している。

シール部材２５ｆは、矩形の枠状の外形形状に形成されている。シール部材２５ｆは、カバー２５ａにおける外鍔２５ａ２と同等の大きさに形成されている。シール部材２５ｆは、突起２５ｆ１が四隅に設けられている。突起２５ｆ１は、カバー２５ａの嵌合孔２５ｃａに嵌め合すことができるように形成されている。シール部材２５ｆは、厚み方向に貫通する第６挿通孔２５ｆｃを備えている。第６挿通孔２５ｆｃは、シール部材２５ｆの各辺に沿って複数設けられている。シール部材２５ｆは、たとえば、シリコーン樹脂により形成することができる。

ケーブルグランド２７は、ケーブルグランド本体２７ａと、キャップ２７ｂと、取付ねじ２７ｃと、を備えている。キャップ２７ｂは、ケーブルグランド本体２７ａを覆うことができるように構成されている。取付ねじ２７ｃは、ケーブルグランド本体２７ａおよびキャップ２７ｂを、ベース部２３ａに取り付ける。ケーブルグランド２７は、挿入された給電線を締め付けることができるように構成されている。

以下では、本実施形態におけるＬＥＤモジュール２０において、より被照射面での色ムラを低減した光を放射させることができることについて説明する。

本実施形態におけるＬＥＤモジュール２０では、ＬＥＤ２１として、赤色光を放射する赤色ＬＥＤと、緑色光を放射する緑色ＬＥＤと、青色光を放射する青色ＬＥＤとが用いられている。ＬＥＤモジュール２０では、赤色ＬＥＤからの赤色光と、緑色ＬＥＤからの緑色光と、青色ＬＥＤからの青色光とを混色させて、白色光を放射させることができる。

ＬＥＤ２１におけるＬＥＤチップ２１ａでは、放射する光エネルギに対応したバンドギャップの半導体材料により、発光層２１ｇが形成されている。赤色ＬＥＤでは、たとえば、ピーク発光波長が６２０ｎｍの赤色光を発光させるため、発光層２１ｇの材料にＡｌＩｎＧａＰが用いられている。緑色ＬＥＤでは、たとえば、ピーク発光波長が５２５ｎｍの緑色光を発光させるため、発光層２１ｇの材料にＩｎＧａＮが用いられている。青色ＬＥＤでは、たとえば、ピーク発光波長が４７５ｎｍの青色光を発光させるため、緑色ＬＥＤの発光層２１ｇよりもＩｎの含有量が少ないＩｎＧａＮが用いられている。

ところで、ＬＥＤチップ２１ａは、一般に有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）などにより形成されており、発光層２１ｇの半導体材料が異なれば、ＬＥＤチップ２１ａの基板２１ｅや半導体の積層構造などが異なる。ＬＥＤチップ２１ａでは、発光層２１ｇの半導体材料の違いに起因して、ＬＥＤチップ２１ａの厚み方向における発光面２１ａａの位置が異なる場合がある。ここでは、ＬＥＤチップ２１ａにおいて、レンズ部１ｔと対向しレンズ部１ｔに向けて光を放射する発光層２１ｇの面側を、発光面２１ａａと称している。

青色ＬＥＤチップや緑色ＬＥＤチップでは、発光層２１ｇの材料にＩｎＧａＮが用いられ、図５Ａに示す第１のＬＥＤ２１ｍの構造に形成されている。赤色ＬＥＤチップは、発光層２１ｇの材料にＡｌＩｎＧａＰが用いられ、図５Ｂに示す第２のＬＥＤ２１ｎの構造に形成されている。

また、ＬＥＤ２１では、様々な用途に使用されるため、ＬＥＤチップ２１ａから放射させる光を効率よく外部に放射させるレンズの外形寸法が、ＬＥＤチップ２１ａが発光する光色に係わらず、同様の外形形状に形成される傾向にある。ＬＥＤ２１では、発光色が異なれば、放射される光の配向特性が異なる場合がある。ＬＥＤモジュール２０では、実装基板２２の実装面２２ａａから赤色ＬＥＤにおける発光面２１ａａまでの距離Ｈ２が、実装基板２２の実装面２２ａａから緑色ＬＥＤもしくは青色ＬＥＤにおける発光面２１ａａまでの距離Ｈ１よりも長い。

そのため、ＬＥＤモジュールでは、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを用いて混色光を得る場合、実装面からレンズ部までの距離が全て等しければ、発光面の位置の違いに起因して、被照射面に照射された混色光に色ムラが生ずるおそれがある。

本実施形態のレンズユニット１０は、ＬＥＤ２１における発光面２１ａａからレンズ部１ｔまでの高さを異ならせて、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との差が、第１間隔Ｄ１と第２間隔Ｄ２との差よりも小さくなるようにしている。本実施形態のレンズユニット１０では、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との距離の差が小さいことが好ましく、差がない場合でもよい。

言い換えれば、本実施形態のレンズユニット１０は、図１ないし図４に示すように、複数のレンズ部１ｔと、本体部２と、を備えている。本体部２は、複数のレンズ部１ｔを保持することができるように構成されている。複数のレンズ部１ｔは、発光色の異なるＬＥＤ２１と一対一に対応して備えられている。レンズ部１ｔそれぞれは、発光色の異なるＬＥＤ２１におけるＬＥＤチップ２１ａの発光面２１ａａからの距離が等しくなるように本体部２に保持されている。

実施形態のレンズユニット１０では、レンズ部１ｔそれぞれが、発光色の異なるＬＥＤ２１におけるＬＥＤチップ２１ａの発光面２１ａａからの距離が等しくなるように本体部２に保持されることで、より被照射面での色ムラを低減した光を放射させることができる。

次に、ＬＥＤモジュール２０を組み立てる組立工程について、説明する。

ＬＥＤモジュール２０の組立工程では、放熱部材２３におけるベース部２３ａの第１面２３ａａ上に、予めＬＥＤ２１が実装された実装基板２２が載せ置かれる。組立工程では、先端にプラグコネクタが設けられた給電線を、ケーブルグランド２７を介して、ベース部２３ａの第１挿通孔２３ｃｈに挿通させる。組立工程では、レンズユニット１０が遮光シート２４を介して実装基板２２に被せられる。ＬＥＤモジュール２０では、ＬＥＤ２１が、レンズユニット１０のレンズ部１ｔと、一対一に対応するように配置される。

次に、組立工程では、ケーブルグランド２７に挿通された給電線の先端に設けられたプラグコネクタが、レセプタクルコネクタ２６に接続される。組立工程では、レンズユニット１０の支持部４が、放熱部材２３の第１面２３ａａに載せ置かれ、レンズユニット１０の周壁２ｂと実装基板２２との間に設けられた隙間を介して、レンズユニット１０の外に給電線が引き廻されるように配置させる。レンズユニット１０は、固定片３がベース部２３ａにねじ止めされる。組立工程では、固定片３のねじ止めに伴ってレンズユニット１０に歪みが生じない程度に、ねじ締めのトルクが設定されている。

次に、組立工程では、カバーブロック２５がベース部２３ａに取り付けられる。カバーブロック２５では、シール部材２５ｆの突起２５ｆ１を、カバー２５ａの嵌合孔２５ｃａに嵌め合わせられて、シール部材２５ｆがカバー２５ａに取り付けられる。組立工程では、シール部材２５ｆが取り付けられたカバー２５ａが、レンズユニット１０を覆うように放熱部材２３に配置される。組立工程では、第１スペーサ２５ｃを介して、第１押板２５ｂをカバー２５ａの外鍔２５ａ２に重ねて配置させる。第１押板２５ｂと第１スペーサ２５ｃとカバー２５ａとは、第１押板２５ｂの第４挿通孔２５ｃｄと、第１スペーサ２５ｃの第１貫通孔２５ｃｅと、カバー２５ａの第２挿通孔２５ｃｂと、が一致するように配置される。カバーブロック２５は、第１押板２５ｂの第４挿通孔２５ｃｄと、第１スペーサ２５ｃの第１貫通孔２５ｃｅと、カバー２５ａの第２挿通孔２５ｃｂと、シール部材２５ｆの第６挿通孔２５ｆｃと、に第２ねじ２５ｇが挿通される。

組立工程では、第２スペーサ２５ｅを介して、第２押板２５ｄをカバー２５ａの外鍔２５ａ２と重ねて配置させる。第２押板２５ｄと第２スペーサ２５ｅとカバー２５ａとは、第２押板２５ｄの第５挿通孔２５ｄｅと、第２スペーサ２５ｅの第２貫通孔２５ｅｅと、カバー２５ａの第３挿通孔２５ｃｃとが一致するように配置される。

カバーブロック２５は、第２押板２５ｄの第５挿通孔２５ｄｅと、第２スペーサ２５ｅの第２貫通孔２５ｅｅと、カバー２５ａの第３挿通孔２５ｃｃと、シール部材２５ｆの第６挿通孔２５ｆｃと、に第２ねじ２５ｇが挿通される。第２ねじ２５ｇは、ベース部２３ａにおける第１結合部２３ｃａの第２ねじ孔にねじ込みされる。カバーブロック２５は、第２ねじ２５ｇにより、放熱部材２３に固定される。

次に、本実施形態における照明器具３０について、図７および図８を参照して説明する。

照明器具３０は、ＬＥＤモジュール２０と、器具本体３１と、を備えている。器具本体３１は、ＬＥＤモジュール２０を保持することができるように構成されている。

照明器具３０は、ＬＥＤモジュール２０を１つ備えている。器具本体３１は、保持部３２と、配線ボックス３４と、ワイヤ３５と、ワイヤ受け３６と、を備えている。保持部３２は、アーム３２ａと、アーム取付部材３２ｂと、連結部材３２ｃと、を備えている。アーム３２ａは、一対のアーム取付部材３２ｂを介して、ＬＥＤモジュール２０を保持することができるように構成されている。

アーム３２ａは、固定板３２ａ１と、立ち上げ片３２ａ２と、支持片３２ａ３と、を備えている。アーム３２ａは、ＬＥＤモジュール２０を設置面５０ａａに対して所定の角度で保持できる構成とされている。固定板３２ａ１は、平板状の外形形状をしている。固定板３２ａ１は、設置面５０ａａに固定させるために用いられる。固定板３２ａ１は、図８に示すように、中心部に円形の固定孔３２ａａが貫通されている。固定板３２ａ１は、固定孔３２ａａを中心とする半円弧状の長孔３２ｃｃが設けられている。固定板３２ａ１は、固定孔３２ａａに挿通される第２ボルトと、長孔３２ｃｃに挿通される第３ボルトとで固定板３２ａ１が設置面５０ａａとなる投光器台などに固定される。立ち上げ片３２ａ２は、固定板３２ａ１の端部から立ち上がるように設けられている。立ち上がり片３２ａ２は、固定板３２ａ１を介して、対向するように、一対設けられている。支持片３２ａ３は、固定板３２ａ１から立ち上がる立ち上がり片３２ａ２の先端から延びるように設けられている。

アーム３２ａは、固定板３２ａ１と立ち上げ片３２ａ２と支持片３２ａ３とが一体的に形成されている。アーム３２ａの材料としては、たとえば、ステンレスなどの金属材料が用いられる。アーム３２ａは、金属板の打ち抜き加工および折り曲げ加工を施すことにより形成される。アーム３２ａは、固定板３２ａ１の長孔３２ｃｃに挿通される第３ボルトを緩めることで、アーム３２ａに保持されたＬＥＤモジュール２０の向きを、水平方向に沿って適宜に変更させることができるように構成されている。

アーム取付部材３２ｂは、固定部３２ｂ１と、取付部３２ｂ２と、軸受部３２ｂ３と、を有している。固定部３２ｂ１は、底壁３２ｂｓと、一対の側壁３２ｂｔと、を有している。底壁３２ｂｓは、矩形平板状に形成されている。一対の側壁３２ｂｔは、底壁３２ｂｓの長手方向に沿って、底壁３２ｂｓの短手方向の端縁から底壁３２ｂｓの厚み方向に突出するように形成されている。側壁３２ｂｔは、矩形平板状の外形形状に形成されている。固定部３２ｂ１は、底壁３２ｂｓと、一対の側壁３２ｂｔとにより、角樋状の外形形状に形成されている。固定部３２ｂ１は、ＬＥＤモジュール２０における縁部２３ｃと嵌め合すことができるように構成されている。アーム取付部材３２ｂは、固定部３２ｂ１を放熱部材２３の縁部２３ｃに嵌め合わせて取り付けられている。

一対の取付部３２ｂ２は、固定部３２ｂ１に設けられている。取付部３２ｂ２は、円錐台形状の外形形状をしている。取付部３２ｂ２は、底壁３２ｂｓの厚み方向に沿って、突出するように形成されている。取付部３２ｂ２の先端部には、雌ねじが形成されている。一対のアーム取付部材３２ｂうち、一方のアーム取付部材３２ｂには、目盛板３２ｂ５を有している。目盛板３２ｂ５は、図７に示すように、扇形の平板に形成されている。目盛板３２ｂ５には、設置面５０ａａに対するＬＥＤモジュール２０の角度を示すことができるように、目盛りが刻印されている。目盛板３２ｂ５は、一方のアーム取付部材３２ｂにおける軸受部３２ｂ３の先端部に連結されている。

軸受部３２ｂ３は、円筒状の外形形状をしている。軸受部３２ｂ３は、一対の取付部３２ｂ２の間に配置されている。軸受部３２ｂ３は、取付部３２ｂ２と、固定部３２ｂ１とを繋げるように構成されている。

連結部材３２ｃは、長尺の板状の外形形状をしている。連結部材３２ｃは、第１ボルト３２ｂ４により、取付部３２ｂ２に取り付けられている。連結部材３２ｃは、配線ボックス３４を保持できるように構成されている。連結部材３２ｃの材料としては、たとえば、ステンレスなどの金属材料を用いることができる。

アーム取付部材３２ｂは、固定部３２ｂ１と取付部３２ｂ２と軸受部３２ｂ３とが一体的に形成されている。固定部３２ｂ１と取付部３２ｂ２と軸受部３２ｂ３とは、たとえば、アルミダイカストによって形成されている。

配線ボックス３４は、矩形箱状の外形形状に形成されている。配線ボックス３４は、内部に中継用の端子台が収納されている。配線ボックス３４では、外から引き込まれる電源ケーブルと、ＬＥＤモジュール２０の給電線と、を端子台により結線できるように構成されている。電源ケーブルは、配線ボックス３４の外に設置された電源装置と接続される。照明器具３０は、電源装置から配線ボックス３４の端子台を介してＬＥＤモジュール２０に電力が供給される。照明器具３０は、配線ボックス３４の外に電源装置を設置する構造だけには限られず、配線ボックス３４の内部に電源装置を収納するように構成する構造でもよい。配線ボックス３４の材料としては、たとえば、ステンレスなどの金属材料を用いることができる。

照明器具３０では、支持片３２ａ３に挿通した第４ボルト３２ａ５が、アーム取付部材３２ｂの軸受部３２ｂ３にねじ込まれる。照明器具３０では、第４ボルト３２ａ５が軸受部３２ｂ３に固定されることで、ＬＥＤモジュール２０を保持部３２で回転可能に保持することができる。照明器具３０では、アーム取付部材３２ｂに設けられた目盛板３２ｂ５により、第４ボルト３２ａ５を中心として、設置面５０ａａに対するＬＥＤモジュール２０の角度を表示することができる。照明器具３０は、図７に示すレバー３７を回転させることで、設置面５０ａａに対してＬＥＤモジュール２０を所定の角度に変えることができるように構成されている。

本実施形態の照明器具３０では、投光器台の設置面５０ａａに設置される場合、図７および図８に示すように、ワイヤ３５の両端をアーム取付部材３２ｂにねじ止めされている。ワイヤ３５は、設置面５０ａａに固定したワイヤ受け３６に支持される。照明器具３０では、アーム３２ａが設置面５０ａａから外れた場合でも、ワイヤ３５がアーム３２ａを支持することで照明器具３０の落下が防止される。

以下では、本実施形態の照明器具３０における組立工程について簡単に説明する。

照明器具３０の組立工程では、アーム取付部材３２ｂの固定部３２ｂ１と、ＬＥＤモジュール２０における放熱部材２３の縁部２３ｃとが嵌め合わせられる。照明器具３０の組立工程では、固定部３２ｂ１と、放熱部材２３の縁部２３ｃとがねじ止めされる。照明器具３０では、第５ボルト３２ｂ６が、固定部３２ｂ１の側壁３２ｂｔを介して、縁部２３ｃの第３結合部２３ｃｃにねじ止めされる。

次に、照明器具３０の組立工程では、第１ボルト３２ｂ４により、連結部材３２ｃと、アーム取付部材３２ｂにおける取付部３２ｂ２とが固定される。続いて、照明器具３０の組立工程では、連結部材３２ｃに配線ボックス３４が取り付けられる。照明器具３０では、配線ボックス３４が連結部材３２ｃに取り付けられた後、アーム取付部材３２ｂの取付部３２ｂ２に連結部材３２ｃを取り付けるようにして組み立てられても構わない。照明器具３０の組立工程では、配線ボックス３４を連結部材３２ｃに取り付けた後、電源ケーブルや給電線の結線作業が行われる。最後に、照明器具３０の組立工程では、支持片３２ａ３に挿通した第４ボルト３２ａ５を、アーム取付部材３２ｂの軸受部３２ｂ３に設けられている第５ねじ孔にねじ込むことで、アーム３２ａとアーム取付部材３２ｂとが取り付けられる。

Ｄ１ 第１間隔
Ｄ２ 第２間隔
Ｌ１ 第１距離
Ｌ２ 第２距離
１ｔ レンズ部
１ｍ 第１レンズ部
１ｎ 第２レンズ部
２ 本体部
１０ レンズユニット
２０ ＬＥＤモジュール
２１ ＬＥＤ
２１ａ ＬＥＤチップ
２１ａａ 発光面
２１ｇ 発光層
２１ｍ 第１のＬＥＤ
２１ｎ 第２のＬＥＤ
２１ｓ 第１のＬＥＤチップ
２１ｔ 第２のＬＥＤチップ
２２ 実装基板
２２ａａ 実装面
３０ 照明器具
３１ 器具本体

Claims (3)

1. 複数のレンズ部と、該複数のレンズ部を保持する本体部と、を備え、
   前記複数のレンズ部は、発光色の異なるＬＥＤと一対一に対応して備えられており、
   前記レンズ部それぞれは、前記発光色の異なるＬＥＤにおけるＬＥＤチップの発光面からの距離が等しくなるように前記本体部に保持されていることを特徴とするレンズユニット。
2. 複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤが実装面に実装される実装基板と、前記実装基板を覆うように設けられるレンズユニットと、を備え、
   前記複数のＬＥＤは、第１のＬＥＤと、該第１のＬＥＤの発光色と異なる発光色の光を放射する第２のＬＥＤとを少なくとも備えており、
   前記第１のＬＥＤは、発光層を備えた第１のＬＥＤチップを有し、前記第２のＬＥＤは、発光層を備えた第２のＬＥＤチップを有しており、前記第１のＬＥＤチップと前記第２のＬＥＤチップとは、前記実装面から前記発光層における発光面までの高さが異なっており、
   前記レンズユニットは、複数のレンズ部と、該複数のレンズ部を保持する本体部と、を備えており、
   前記複数のレンズ部は、第１レンズ部と、第２レンズ部と、を少なくとも備え、
   前記第１レンズ部は、第１のＬＥＤと対応して設けられ、第２レンズ部は、前記第２のＬＥＤと対応して設けられており、
   前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とは、前記第１のＬＥＤにおける発光面から前記第１レンズ部までの第１距離と、前記第２のＬＥＤにおける発光面から前記第２レンズ部までの第２距離との差が、前記実装面から前記第１レンズ部までの第１間隔と、前記実装面から前記第２レンズ部までの第２間隔との差よりも小さくなるように設けられていることを特徴とするＬＥＤモジュール。
3. 請求項２に記載された前記ＬＥＤモジュールと、該ＬＥＤモジュールを保持する器具本体と、を備えたことを特徴とする照明器具。

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