JP4982557B2 - 照明装置および照明ユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する照明装置および照明ユニットに関するものである。

近年、例えば発光ダイオード素子などの発光素子を用いた照明装置の開発が進められている。発光素子を用いた照明装置は、低消費電力化および長寿命化の観点において有利なものであり、従来の照明装置に代わって普及することが求められている。関連技術として、特開２００７−５９９３０号公報がある。
従来の照明装置は、一般的に、単一の光源を有している。この単一の光源によって発生された光は、リフレクタなどによって所定領域に照射される。しかしながら、現在開発が進められている発光素子を用いた照明装置においては、複数の光源が用いられており、この複数の光源によって発生された光を所定の領域に導く必要がある。このように、今後の普及が求められている発光素子を用いた照明装置においては、従来の照明装置において考慮されていなかった技術的課題を解決する必要がある。

本発明の一つの態様によれば、照明装置は、複数の反射ユニットおよび複数の光源を有している。複数の反射ユニットは、各々、第１の反射面および複数の第２の反射面を含んでいる。複数の第２の反射面の各々は、第１の反射面の周囲に配置されており、第１の反射面とは異なる形状を有している。複数の光源は、第１の反射面および第２の反射面内に配置されており、各々半導体材料からなる発光素子を含んでいる。
本発明の他の態様によれば、照明装置は、複数の反射ユニットおよび複数の光源を有している。複数の反射ユニットは、各々反射軸を定める複数の反射面を含んでおり、反射軸の方向を変えることができる。複数の光源は、複数の反射面内に配置されており、各々半導体材料からなる発光素子を含んでいる。
本発明の一つの態様によれば、照明ユニットは、基体および複数の発光素子を有している。照明ユニットは、第１および第２の反射面をさらに有している。複数の発光素子は、半導体材料からなり、基体上に平面的に配置されている。第１の反射面は、複数の発光素子のうち基体の中央領域に位置する発光素子を囲んでいる。第２の反射面は、非回転対称な形状を有しており、複数の発光素子のうち基体の周囲領域に位置する発光素子を囲んでいる。
本発明の一つの態様によれば、照明装置は、第１の反射面の周囲に配置されているとともに、第１の反射面とは異なる形状を有している第２の反射面を含んでいる。照明装置は、このような構成により、発光特性が向上されている。
本発明の他の態様によれば、照明装置は、各々反射軸を定める複数の反射面を含んでおり、反射軸の方向を変えることができる複数の反射ユニットを有している。照明装置は、このような構成により、発光特性が向上されている。
本発明の一つの態様によれば、照明ユニットは、非回転対称な形状を有しており、複数の発光素子のうち基体の周囲領域に位置する発光素子を囲む第２の反射面を有している。照明ユニットは、このような構成により、発光特性が向上されている。

本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本発明の一つの実施形態に係る照明装置１００を示している。 照明装置１００を示している。 照明装置１００の照明ユニット１００ｕを示している。 反射ユニット１２の反射軸１２ａｘを示している。 反射ユニット１２の第１の反射面１２ａを示している。 第１の反射面１２ａの平面視を示している。 第１の反射面１２ａの配光１２ＬＤを示している。 反射ユニット１２の第２の反射面１２ｂを示している。 第２の反射面１２ｂの平面視を示している。 第２の反射面１２ｂを示している。 第１の反射面１２ａおよび第２の反射面１２ｂの配置を示している。 光源１３を示している。 照明ユニット１００ｕを示している。

以下、本発明の実施形態が、図面を参照して説明されている。図１および図２に示されているように、照明装置１００は、複数の照明ユニット１００ｕを有している。複数の照明ユニット１００ｕは二次元に配置されている。図３に示されているように、複数の照明ユニット１００ｕは、各々、基体１１、反射ユニット１２および複数の光源１３を有している。基体１１は絶縁材料からなる。
反射ユニット１２は、基体１１上に設けられており、金属材料からなる。反射ユニット１２は、複数の反射面１２ａおよび１２ｂを有している。複数の反射面１２ａおよび１２ｂは、二次元に配置されている。すなわち、複数の反射面１２ａおよび１２ｂは、平面的に配置されている。
図４に示されているように、反射軸１２ａｘが、複数の反射面１２ａおよび１２ｂによって定められる。反射軸１２ａｘとは、複数の反射面１２ａおよび１２ｂが配置されている仮想の面１２ｐから所定距離（例えば、５０ｃｍ）だけ離れた仮想の面１２ｑにおいて最も光強度の大きい点１２ｊと面１２ｐとを結ぶ線のことをいう。反射軸１２ａｘを定めるとは、複数の反射面１２ａおよび１２ｂによって、反射軸１２ａｘの位置および方向が求められることをいう。さらに具体的には、複数の反射面１２ａおよび１２ｂの配置および各々の形状によって、反射軸１２ａｘの位置および方向が求められる。
複数の反射面は、第１の反射面１２ａおよび複数の第２の反射面１２ｂを含んでいる。図５に示されているように、第１の反射面１２ａは、仮想のｘｙｚ座標において、ｚ軸を中心に曲線を回転させた軸回転対称の形状を有している。軸回転対称の形状とは、仮想の座標において、図形を一つの軸を中心に回転させたときに、回転前および回転後において相違のない形状をいう。第１の反射面１２ａは、仮想のｘｙｚ座標において、ｚ軸を中心に放物線を回転させてできる放物面の一部分の形状を有している。
図６に示されているように、第１の反射面１２ａは、平面視において、回転対称な形状を有している。平面視とは、図５において、符号ｖで示されている視線による視野のことをいう。回転対称な形状とは、仮想のｘｙ座標において、図形を仮想のｘｙ座標の原点を中心に回転させたときに、回転前および回転後において相違のない形状をいう。第１の反射面１２ａは、平面視において、円形状を有している。光源１３は、仮想のｘｙ座標の原点に配置されている。
光源１３は、放物面である第１の反射面１２ａの焦点に配置されている。図７に示されているように、光源１３から放射された光の一部は、第１の反射面１２ａによって反射されて平行光１２ＰＬとして進む。第１の反射面１２ａにおける配光１２ＬＤを特定する光１２ＤＬが、光源１３から放射されて、第１の反射面１２ａによる反射が行われずに第１の反射面１２ａの外部へ出ていく。配光１２ＬＤとは、第１の反射面１２ａから出ている光の範囲を示すものである。配光を特定する光とは、この範囲を特定する光であり、光の範囲の縁に届いている光である。配光１２ＬＤは、回転対称な形状を有している。配光１２ＬＤの形状は円形状である。
第１の反射面１２ａは、反射ユニット１２の中央領域に配置されている。第１の反射面１２ａは、反射軸１２ａｘ上に配置されている。従って、照明ユニット１００ｕは、反射軸１２ａｘにおける光強度がより大きくなっている。
図８および図９に示されているように、複数の第２の反射面１２ｂの各々は、第１の反射面１２ａとは異なる形状を有している。図９に示されているように、第２の反射面１２ｂは、平面視において、非回転対称な形状を有している。平面視とは、図８において、符号ｖで示されている視線による視野のことをいう。非回転対称な形状とは、仮想のｘｙ座標において、原点を中心に図形を回転させたときに、回転前および回転後において一致しない形状をいう。
図１０に示されているように、第２の反射面１２ｂは、内側に位置する第１の部分１２ｂ−１と、外側に位置する第２の部分１２ｂ−２とを有する。第２の部分１２ｂ−２は、第１の部分１２ｂ−１と異なる形状を有している。
第１の部分１２ｂ−１は、光源１３から放射された光を、第１の反射面１２ａにおける配光を特定する光１２ＤＬの進行方向と平行な方向へ反射する。すなわち、第１の部分１２ｂ−１は、光源１３から放射された光を、照明ユニット１００ｕの中央領域の上方へ反射する。従って、照明ユニット１００ｕは、反射軸１２ａｘの周辺における光強度がより大きくなっている。
第２の部分１２ｂ−２は、光源１３から放射された光を反射軸１２ａｘの方向へ反射する。従って、照明ユニット１００ｕは、反射軸１２ａｘにおける光強度がより大きくなっている。
図１１に示されているように、複数の第２の反射面１２ｂの各々は、環状に配置されている。第２の反射面１２ｂは、内側輪郭１２ｂ−１および外側輪郭１２ｂ−２を有している。図７に示されているように、内側輪郭１２ｂ−１は、仮想のｘｙｚ空間において、第２の反射面１２ｂの下端である。外側輪郭１２ｂ−２は、仮想のｘｙｚ空間において、第２の反射面１２ｂの上端である。
図１１に示されているように、複数の第２の反射面１２ｂの各々は、第１の反射面１２ａの周囲に配置されている。内側輪郭１２ｂ−１は、複数の第２の反射面１２ｂの配置１２Ｂを基準に、外側輪郭１２ｂ−２内において外側に偏っている。従って、照明ユニット１００ｕは、反射軸１２ａｘにおける光強度がより大きくなっている。
図１２に示されているように、光源１３は、基体１３−１、発光素子１３−２および封入層１３−３を有している。光源１３は、発光部材１３−４をさらに有している。光源１３は、白色光を出射する発光ダイオードランプである。図１２において、光源１３は、仮想のｘｙｚ空間におけるｘｙ平面に実装されている。白色の出力光Ｄは、上方へ出射される。
基体１３−１は、絶縁材料からなる。絶縁材料の例はセラミックスである。絶縁材料の他の例は樹脂である。発光素子１３−２は、複数の半導体層を有する発光ダイオードである。発光素子１３−２は、基体１３−１上に実装されている。発光素子１３−２は、駆動電力によって第１次光を放射する。第１次光は青色領域または紫外領域に含まれる波長を有している。
封入層１３−３は、透光性材料からなる。封入層１３−３の透光性とは、発光素子１３−２から放射された第１次光の少なくとも一部が透過することをいう。封入層１３−３の材料の例は樹脂である。
発光部材１３−４は、第１次光に応じて第２次光を放射する。第２次光は、第１次光とは異なる波長を有する。第２次光の波長は、第１次光の波長より大きい。
発光部材１３−４は、マトリクス材料および蛍光材料を含んでいる。マトリクス材料は透光性を有している。マトリクス材料の透光性とは、発光素子１３−２から放射された第１次光の少なくとも一部が透過することをいう。マトリクス材料の例は樹脂である。蛍光材料から放射された光はマトリクス材料を透過する。蛍光材料は、第１次光によって励起される。
図１３に示されているように、複数の反射ユニット１００ｕは、可動式である。複数の反射ユニット１００ｕは、反射軸１２ａｘの方向を変えることができる。従って、照明装置１００は、光照射範囲または光照射強度などに関する自由度が向上されている。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

Claims (12)

1. 第１の反射面および複数の第２の反射面を含んでおり、前記複数の第２の反射面の各々が前記第１の反射面の周囲に配置されている反射ユニットと、
   各々、半導体材料からなる発光素子を含んでおり、前記第１の反射面および前記第２の反射面内に配置された複数の光源と、を備え、
   前記複数の第２の反射面は、前記第１の反射面とは異なる形状を有し、前記第１の反射面の配光を特定する光の進行方向と平行な方向へ光を反射して、前記複数の光源から放射された光を前記複数の反射面によって定められる前記反射ユニットの反射軸の方向に向けて反射することを特徴とする照明装置。
2. 前記複数の第２の反射面の各々が、非回転対称な形状を有していることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記第１の反射面が、回転対称な形状を有していることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
4. 前記第１の反射面が、放物面の形状を有していることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
5. 前記反射ユニットを複数備え、前記複数の反射ユニットは、前記反射軸の方向を変えることができることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
6. 前記第１の反射面が、前記反射軸上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
7. 前記反射ユニットを複数備えることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
8. 各々、反射軸を定める複数の反射面を含んでおり、前記反射軸の方向を変えることができる複数の反射ユニットと、
   各々、半導体材料からなる発光素子を含んでおり、前記複数の反射面内に配置された複数の光源と、
   を備え、
   前記複数の反射ユニットのうち１つの反射ユニットにおいて、前記複数の反射面の各々は、環状に配置されているとともに、内側輪郭および外側輪郭を有しており、
   前記内側輪郭が、前記複数の反射面の配置を基準に、外側輪郭内において外側に偏って配置されていることを特徴とする照明装置。
9. 各々、反射軸を定める複数の反射面を含んでおり、前記反射軸の方向を変えることができる複数の反射ユニットと、
   各々、半導体材料からなる発光素子を含んでおり、前記複数の反射面内に配置された複数の光源と、
   を備え、
   前記複数の反射ユニットの各々において、前記複数の反射面の各々は、環状に配置されているとともに、外側輪郭を有しており、
   前記複数の光源が、前記複数の反射面の配置を基準に、外側輪郭内において外側に偏って配置されていることを特徴とする照明装置。
10. 基体と、
    半導体材料からなり、前記基体上に平面的に配置された複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子のうち前記基体の中央領域に位置する発光素子を囲む第１の反射面と、
    非回転対称な形状を有しており、前記複数の発光素子のうち前記基体の周囲領域に位置する発光素子を囲む第２の反射面と、
    を備え、
    前記第１の反射面および第２の反射面が、それぞれの反射面によって定められる反射軸を有しており、
    前記第２の反射面は、前記複数の発光素子から放射された光を該第２の反射面によって定められる反射軸の方向に向けて反射し、
    前記第２の反射面は、前記第１の反射面の配光を特定する光の進行方向と平行な方向へ光を反射することを特徴とする照明ユニット。
11. 前記第１の反射面が回転対称な形状を有していることを特徴とする請求項１０記載の照明ユニット。
12. 前記第１の反射面が放物面の形状を有していることを特徴とする請求項１１記載の照明ユニット。

Images