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

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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. 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. 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。
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