JP5496763B2 - 放熱機構を備える照明装置、照明機器 - Google Patents

Description

本発明は、ベアチップ状態のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を始めとする発光素子を実装する封止枠等で発光素子を制御すると共に、発光素子の実装によって生じる熱を、遠隔の位置に輸送して放出できる放熱機構を備える照明装置に関する。

従来の蛍光灯や白熱電球に代わる新しい光源としてＬＥＤを始めとする発光素子が照明装置に用いられることが多くなっている。ＬＥＤを始めとする半導体を利用した発光素子は、小型であること、消費電力が小さいことおよび発光色や発光パターンを容易に制御できること、などのメリットを提供できる。

従来においては、単数のＬＥＤであってパッケージに封止されたＬＥＤが、樹脂等で外形を施されて発光を制御することが行なわれている（例えば特許文献１参照）。加えて、液晶画面のバックライトに用いるＬＥＤを、液晶画面に集光させる技術を開示する文献もある（例えば、特許文献２参照）。

一方で、様々な発光色や発光パターンを容易に生成するためには、複数のＬＥＤをまとめて実装するほうが都合がよい。単数のＬＥＤを個々に封止した発光ユニットを配列する場合には、個々のＬＥＤの封止状態のばらつきによって、制御側が想定する通りの発光パターンや発光色が得られないデメリットがあるからである。

近年では、多くのＬＥＤを配列し、コンピュータープログラムによって複雑な発光色や発光パターンを制御することが行なわれており、個別にパッケージ化されて封止されたＬＥＤを配列する場合には、封止ばらつきによる悪影響が生じる。これらは、特に、信号装置などの分野で顕著である。

このため、複数のＬＥＤを実装し、実装された複数のＬＥＤをまとめて封止することおよび封止した複数のＬＥＤの発光を制御することが求められていた。特に、実装コストおよび封止コストを低減するために、複数のＬＥＤを封止すると共にＬＥＤの光を制御することを同時に実現することが求められていた。

このような状況下において、複数の発光素子を実装する技術が提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。

ここで、複数の発光素子を実装する場合には、十分な電力を発光素子に与えて、高い輝度による発光をさせたい。しかしながら、発光素子はその実装面において高い発熱を生じさせるので、十分な電力を発光素子に与えることができない。結果として、複数の発光素子を実装した照明装置は、高い輝度を発光することができない。このため、実装された発光素子の実装面から生じる熱を放出する機構が必要となる。このような放熱機構を有する照明装置についての提案がなされている（例えば、特許文献５、６参照）。

特開２００７−８８０９８号公報 特開２００６−１００５７５公報 特開平１１−１６２２３２号公報 特開２００７−２２７６７９号公報 特開２０１０−４９８３０号公報 特開２００５−３４００６５号公報

特許文献１、２は、単数のＬＥＤを封止する技術を開示する。特許文献１は、単数のＬＥＤを砲弾型のケースによって封止する技術を開示する。砲弾型のケースを樹脂やレンズを用いて構成する技術を開示するが、砲弾型ケースは単数のＬＥＤにしか適用できず、複数のＬＥＤの封止を行なうことは困難である。

また、特許文献２は、単数のＬＥＤの前方に凹レンズを設けて、ＬＥＤからの光を液晶画面に集光させる技術を開示する。この技術も、複数のＬＥＤを封止しつつ集光を制御することに適用することは困難である。

特許文献３は、複数のベアチップ状態であるＬＥＤを実装し、実装されたＬＥＤに樹脂の封止材とマイクロレンズを形成する技術を開示する。特許文献３は、樹脂による封止材で複数のＬＥＤを実装するとの解決と、複数のＬＥＤ素子のそれぞれに対応する位置に配置されるレンズ群（レンズ群がマイクロレンズとなる）を配置することで、個々のＬＥＤの発光を外部に導くという解決を図っている。

しかしながら、マイクロレンズの個々のレンズが複数のＬＥＤのそれぞれのＬＥＤに対応して光を制御するため、制御のばらつきが生じる問題がある。信号や集魚灯などのように、複数のＬＥＤ全体に基づく発光色や発光パターンを生成する必要性に対しては、個々のレンズのばらつきが悪影響を及ぼす問題がある。加えて、マイクロレンズを用いることでコストが上昇する問題がある。

特許文献３は、ＬＥＤを封止する機構と光を制御する機構とを別々に捉えており、光の制御のばらつきやコスト上昇といった問題に対処できない。

特許文献４は、複数のＬＥＤを封止する大型のレンズ板を基礎に、レンズ板の内部においてＬＥＤと接触する部分に樹脂を充填して、この樹脂がＬＥＤを保護する構成を開示する。

しかしながら、特許文献４の技術は、レンズ板を基準にして複数のＬＥＤを封止するので、ＬＥＤの発光制御がレンズ板の精度に依存する問題がある。加えて、ＬＥＤの封止もレンズ板の大きさや耐久性に依存する問題があり、多くのＬＥＤをまとめて封止しつつ発光を制御することには適していない問題がある。

特許文献５は、ＬＥＤが実装される実装基板が、放熱パターンを有したり、放熱フィンを備えたりする照明装置を開示する。このような放熱パターンや放熱フィンによって、ＬＥＤの実装面から生じる熱が放出される。

しかしながら、特許文献５に開示される照明装置は、ＬＥＤを実装する基板において熱を放出する構造しか有していない。このため、放熱フィンから放出された熱は、ＬＥＤの近傍に滞留し、ＬＥＤを実装している空間全体の温度が下がらないことになり、ＬＥＤに高い電力を与えられなくなる。特許文献５のように、単体のＬＥＤを実装するだけであればこのように実装基板に直に設けられた放熱フィンなどによる放熱でも足りるが、多くのＬＥＤを実装し、それぞれのＬＥＤに高い電力を与えたい場合には、特許文献５のような構成では、放熱能力が不十分である。

また、特許文献６は、複数の発光ダイオードが並んでいる基板を通じて、発光ダイオードが発する熱を輸送して送風ファンで放熱する照明装置を開示する。

しかしながら、特許文献６に開示される照明装置は、一列に並んだ発光ダイオードの熱を一方向に輸送するだけなので、多くの発光ダイオードが実装される場合には、熱の輸送は不十分である。特に、高い輝度を必要とする照明装置では、発光素子は、格子状に実装されやすく、一方向に輸送する構成だけでは十分な熱輸送ができない。また、特許文献６の照明装置のように通常の実装基板によって熱を輸送するだけでは、熱輸送が十分とはいえず、実装される発光素子が多くなる場合には不適である。加えて、平面において熱を輸送して送風ファンで放熱する構成であるので、発光ダイオードの実装基板付近に熱が滞留する問題もある。

すなわち、特許文献５、６の技術は、多数の発光素子を実装し、これらの熱を実装基板付近より十分に遠ざけた上で放出する、ことができない問題を有している。

以上のように、従来技術の照明装置は、複数のＬＥＤを封止する機構と光を制御する機構とを別々に構成しており、光の制御がばらついたりコストが上昇したりする問題を有している。特に、工事用照明装置、道路灯、トンネル内照明装置、信号装置や集魚灯などのように複数のＬＥＤ全体で照明を制御する場合には、複数のＬＥＤをまとめて封止しつつ複数のＬＥＤの発光をばらつきなく制御することが求められる。従来技術は、このような要請に対応できない問題がある。

また、複数の発光素子を封止して照明装置とする場合には、工事用照明装置、道路灯、トンネル内照明装置、信号装置や集魚灯などのように、高い輝度を必要とする装置に適用されることが求められる。すなわち、高い輝度を得るために、複数の発光素子に対して、高い電力を与える必要がある。

多くの発光素子に対して高い電力を与えると、発光素子は、高い熱を発する。照明装置は、これらの熱を、発光素子の周辺からより遠ざけて放出する必要がある。発光素子より熱を遠ざけて放出しなければ、発光素子周辺の温度が上昇して、発光素子に対して十分な電力を与えることができなくなるからである。

以上のように、従来技術の照明装置は、（１）多数の発光素子を低コストに実装する、（２）多数の発光素子に高い電力を与えて高い輝度で発光させる、（３）多数の発光素子から発せられる熱を、発光素子の実装空間より遠ざけた上で放出する、といったことを実現できない問題を有していた。

本発明は、以上の課題に鑑み、工事用照明装置、道路灯、トンネル内照明装置、信号装置や集魚灯などに最適であって、実装コストを下げつつ複数のＬＥＤの最適な発光制御を実現すると共に高い輝度で発光しても発光素子の熱を放出できる照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、平板状の実装基板と、前記実装基板の表面において格子状に実装される複数の発光素子と、前記実装基板の表面に設けられ、前記複数の発光素子の周囲を囲む封止枠と、前記封止枠内部に充填され、前記発光素子と接触しつつ前記発光素子を封止する封止材と、前記実装基板に含まれ、前記複数の発光素子の実装領域から周辺領域に、前記発光素子の熱を拡散する熱拡散部と、前記実装基板の裏面から前記実装基板に交差する方向に突出して、前記熱拡散部からの熱を、所定方向に輸送する熱輸送部と、前記熱輸送部によって輸送された熱を外部に放出する放熱部と、を備え、前記封止材は、透明もしくは半透明であると共にその上面は、凹形状および凸形状の少なくとも一つを有し、前記封止材は、前記発光素子の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行ない、前記熱拡散部は、前記実装基板の表面に沿った実装平面の方向に沿って、前記発光素子の熱を拡散し、前記熱輸送部は、前記周辺領域において前記熱拡散部と熱的に接触し、前記実装平面に交差する方向に沿って、前記熱拡散部からの熱を前記実装基板から離隔した領域に輸送する。

本発明の照明装置は、封止枠、封止材およびレンズ板によって、ベアチップ状態である発光素子を封止することと発光素子からの光を制御することとを両立させることができる。この結果、発光素子の実装コストを低減できる。封止に必要な要素と発光制御に必要な要素とを兼用したことによって、封止と発光制御を両立させつつコスト削減も実現できる。特に、実装工程が簡略化されるので、実装コスト削減が更に進む。

また、本発明の照明装置は、封止枠、封止材およびレンズ板によって、複数の発光素子の光を一体的に制御できるので、発光状態のばらつきを生じさせず、信号装置や集魚灯などに最適に適用できる。

また、発光素子から実装基板に発せられる熱は、熱拡散部によって発光素子の実装領域から周辺領域にかけて拡散され、拡散された熱が３次元方向に輸送されてから放熱される。このため、複数の発光素子が発する熱は、発光素子から離れた空間で放出されるので、発光素子およびその周囲での温度上昇が抑制される。この結果、発光素子に対して高い電力を与えることができるようになるので、照明装置は、高い輝度で光を照射できる。

加えて、本発明の照明装置は、発光素子が発光面に向けて生じさせる熱と発光素子が実装面に向けて生じさせる熱と、のそれぞれを３次元方向において放出できる。結果として、発光素子の近傍に熱を滞留させることが無くなり、発光素子の発熱が抑制され、発光素子は、高い電力を付与されることができる。

特に、高い輝度を必要とする信号装置、工事用照明装置、トンネル内照明装置、道路灯や集魚灯に最適に適用できる。

本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。 本発明の実施の形態１における照明装置の正面図である。 本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。 本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。 本発明の実施の形態１における照明装置の一部の側面図である。 本発明の実施の形態１における照明装置の正面図である。 本発明の実施の形態１における熱拡散部の側面分解図である。 本発明の実施の形態１における熱拡散部の内部正面図である。 本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。 本発明の実施の形態２における照明装置の側面図である。 本発明の実施の形態２における照明装置の側面図である。 本発明の実施の形態３における集魚灯の使用態様を示す模式図である。 本発明の実施の形態４における比較例に対応する照明装置モデルの模式図である。 本発明の実施の形態４における実施例に対応する照明装置モデルの模式図である。

本発明の第１の発明に係る照明装置は、平板状の実装基板と、前記実装基板の表面において格子状に実装される複数の発光素子と、前記実装基板の表面に設けられ、前記複数の発光素子の周囲を囲む封止枠と、前記封止枠内部に充填され、前記発光素子と接触しつつ前記発光素子を封止する封止材と、前記実装基板に含まれ、前記複数の発光素子の実装領域から周辺領域に、前記発光素子の熱を拡散する熱拡散部と、前記実装基板の裏面から前記実装基板に交差する方向に突出して、前記熱拡散部からの熱を、所定方向に輸送する熱輸送部と、前記熱輸送部によって輸送された熱を外部に放出する放熱部と、を備え、前記封止材は、透明もしくは半透明であると共にその上面は、凹形状および凸形状の少なくとも一つを有し、前記封止材は、前記発光素子の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行ない、前記熱拡散部は、前記実装基板の表面に沿った実装平面の方向に沿って、前記発光素子の熱を拡散し、前記熱輸送部は、前記周辺領域において前記熱拡散部と熱的に接触し、前記実装平面に交差する方向に沿って、前記熱拡散部からの熱を前記実装基板から離隔した領域に輸送する。

この構成により、照明装置は、低コストおよび簡易な構成で、複数の発光素子を実装しつつ、発光素子の温度上昇を抑制できる。結果として、照明装置は、高い輝度で光を照射できる。

この構成により、照明装置は、発光素子の熱を、３次元的に離隔した領域に輸送して放出できる。

本発明の第２の発明に係るヒートシンクでは、第１の発明に加えて、封止材の上層に積層されるレンズ板を更に備え、封止材およびレンズ板は、透明もしくは半透明であって、レンズ板が凸レンズである場合には、封止材およびレンズ板の積層は、光を集光し、レンズ板が凹レンズである場合には、封止材およびレンズ板の積層は、光を拡散する。

この構成により、レンズ板を備えることで照明装置は、発光素子からの光を確実に制御できる。

本発明の第３の発明に係る照明装置では、第１から第２のいずれかの発明に加えて、封止材は、発光素子および封止材の少なくとも一部からの熱を封止枠に伝導する熱伝導部材を更に備える。

この構成により、照明装置は、発光素子の発する熱の内、発光面に生じさせる熱を、外部に放出できる。

本発明の第４の発明に係る照明装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、封止枠は、その表面および側面の少なくとも一部に、放熱フィンを更に備え、放熱フィンは、熱伝導部材から伝導される熱を、外部に放出する。

この構成により、照明装置は、発光素子が発する熱の内、発光面に生じさせる熱を外部に効率的に放出できる。この結果、発光素子からの熱は、発光面に生じる熱も実装面に生じる熱も、いずれも照明装置は外部に放出できる。結果として、発光素子の温度上昇が抑制される。

本発明の第５の発明に係る照明装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、熱拡散部は、上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板と下部板との間に積層される単数または複数の中間板と、を備え、上部板、下部板および中間板によって形成される内部空間に冷媒が封止可能であり、中間板は、気化した冷媒を移動させる単数又は複数の蒸気拡散路と、凝縮した冷媒を移動させる単数又は複数の毛細管流路と、を形成する。

この構成により、熱拡散部は、発光素子の熱を、発光素子の実装平面に沿った方向に、効率的に拡散できる。

本発明の第６の発明に係る照明装置では、第５の発明に加えて、中間板は、蒸気拡散路を形成する切り欠き部と毛細管流路を形成する内部貫通孔を有し、切り欠き部は、熱拡散部の略中央から放射状に形成される。

この構成により、熱拡散部は、放射状に熱を拡散しやすくなる。

本発明の第７の発明に係る照明装置では、第５又は第６の発明に加えて、内部空間は、同一平面において、複数の蒸気拡散路のそれぞれが、複数の毛細管流路のそれぞれと隣接する。

この構成により、熱拡散部は、高い効率で熱を拡散できる。

本発明の第８の発明に係る照明装置では、第１から第７のいずれかの発明に加えて、熱輸送部は、熱拡散部の周辺において、熱拡散部と熱的に接触する。

この構成により、熱輸送部は、熱拡散部からの熱を効率的に受け取ることができる。

本発明の第９の発明に係る照明装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、熱輸送部は、冷媒を封止可能な内部空間を有し、内部空間は、気化した冷媒を移動させる蒸気通路と、凝縮した冷媒を移動させる毛細管流路と、を備える。

この構成により、熱輸送部は、所定方向に、熱を効率的に輸送できる。

本発明の第１０の発明に係る照明装置では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、熱拡散部を収容し、熱拡散部と熱輸送部とを熱的に接続する、装着部を更に備える。

この構成により、熱拡散部と熱輸送部とは、確実に熱的に接触される。

本発明の第１１の発明に係る照明装置では、第１０の発明に加えて、装着部は、熱拡散部を収容するソケット、台座およびクリップの少なくとも一つを有する。

この構成により、熱拡散部と熱輸送部との、熱的な接触が容易に実現できる。

本発明の第１２の発明に係る照明装置では、第１から第１１のいずれかの発明に加えて、放熱部は、ヒートシンク、冷却ファン、ペルチェ素子、放熱板および液冷ジャケットの少なくとも一つを有する。

この構成により、放熱部は、効率的に、熱輸送部からの熱を外部に放出できる。

（実施の形態１）

実施の形態１について説明する。

（全体概要）
まず、図１、図２を用いて、実施の形態１における照明装置の全体概要を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。図２は、本発明の実施の形態１における照明装置の正面図である。図１は、照明装置を側面から見た状態を示しており、封止枠や封止材の内部に存在する発光素子を可視状態にして示している。また、図２は、照明装置を上から見た状態を示しており、封止枠や封止材の内部に存在する発光素子を可視状態にして示している。

照明装置１は、実装基板２と、実装基板２にベアチップ状態で実装される複数の発光素子３と、複数の発光素子３の周囲を囲む封止枠４と、封止枠４内部で発光素子３と接触しつつ発光素子３を封止する封止材５と、を備える。加えて、照明装置１は、実装基板２に含まれる熱拡散部７と、熱拡散部７からの熱を所定方向に輸送する熱輸送部８と、熱輸送部８が輸送した熱を放出する放熱部９を備える。

また、封止材５は、透明もしくは半透明であって、封止材５の表面は、凹形状および凸形状の少なくとも一つを有する。この構成によって、封止材５は、発光素子３の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう。この構成によって、照明装置１は、発光素子３を封止する部材を活用して、ベアチップ状態で実装された複数の発光素子３が発する光を、適切に外部に照射できる。

複数の発光素子３は、実装基板２の実装面に実装されるが、図２に示されるように、マトリクス状に配置されて実装されることが好適である。このようなマトリクス状で実装されることで、照明装置１は、高い輝度および照射力によって、対象物を照射することができるからである。

（発光素子からの放熱）
また、複数の発光素子３を実装する実装基板２は、熱拡散部７を含んでいる。熱拡散部７は、実装基板２そのものが熱拡散部７であってもよいし（実装基板２と一体で形成される）、実装基板２内部に熱拡散部７が設けられてもよい。熱拡散部７は、発光素子３の実装面から発せられる熱を、複数の発光素子３の実装されている実装領域から周辺領域に拡散する。

熱拡散部７には、熱輸送部８と熱的に接続しているので、熱拡散部７が拡散した熱は、熱輸送部８に伝導する。熱輸送部８は、熱拡散部７より伝導した熱を、所定方向に輸送する。輸送された熱は、熱輸送部８に熱的に接触する放熱部９に到達し、放熱部９は、到達した熱を外部に放出する。

複数の発光素子３が、実装基板２に実装され、高い輝度で発光できるように高い電力が複数の発光素子３に与えられる場合には、複数の発光素子３は、実装基板２における実装面に対して高い熱を発することになる。この熱は、実装面から実装基板２に伝導するが、実装基板２は熱拡散部７を含むので、これらの熱は熱拡散部７によってまず周辺領域に拡散される。周辺領域に拡散されることで、発光素子３が実装されている領域（この領域には、発光素子３が発光している限りは、熱が発生する）の過大な発熱が抑えられる。加えて、拡散された熱は、熱輸送部８および放熱部９を通じて外部に放出されるので、発光素子３が生じさせる熱は、連続して放出される。

このように、実装基板２が熱拡散部７を含んでおり、熱拡散部７から発光素子３の発光方向と逆側に輸送されて外部に熱が放出されることで、発光素子３および発光素子３の周辺における熱の滞留を防止できる。この結果、発光素子３の過大な発熱を抑えることができるようになるので、発光素子３に対して高い電力を与えることができるようになり、発光素子３は、非常に高い輝度で発光できる。この結果、照明装置１は、高い輝度の光を照射できる。図１、図２に示される照明装置１は、複数の発光素子３を実装することおよび高い電力で生じる発光素子３から実装基板２に対する熱を、効率的に放出できるので、発光素子３への電力によって生じる熱の問題を解消できる。

すなわち、複数の発光素子３は、ある平面に沿った実装平面（実装基板２によって形成される平面である）において実装され、熱拡散部７は、この実装平面に沿って、複数の発光素子３の熱を拡散し、熱輸送部８は、この実装平面に交差する方向に沿って、熱拡散部７からの熱を輸送し、放熱部９が、外界に放出する。このように、照明装置１は、実装平面に実装された複数の発光素子３の熱を、３次元的な方向への輸送によって放出できる。この結果、複数の発光素子３の周囲に、熱を滞留させることがなくなり、発光素子３へ高い電力を与えることが容易となる。

特に、発光素子３からの熱は、その多くが実装面に（すなわち実装基板２に）生じる。熱拡散部７、熱輸送部８および放熱部９によって、この実装面に生じる熱が、発光素子３より３次元的に離隔した領域で、外部に放出される。この結果、発光素子３および発光素子３の近傍に熱が滞留しにくくなり、発光素子３の温度上昇が抑制される。この抑制の結果、発光素子３は高い電力を付与されることができ、照明装置１は、高い輝度で光を照射できる。

（照明装置による光の照射）
発光素子３の発光と照明装置１による光の照射について説明する。

複数の発光素子３は、実装基板２にワイヤボンディングやボールグリッドによって実装されている。この実装によって、発光素子３には、電力が供給される。この供給される電力によって、発光素子３は、発光する。また、複数の発光素子３のそれぞれは、青色、赤色、緑色などの固有色を有している。それぞれの固有色を有する発光素子３に電力が供給されることで、複数の発光素子３は、青色、赤色、緑色、混合色の光を発する。

複数の発光素子３の周囲には封止枠４が設けられており、この封止枠４内部には樹脂などを素材とする封止材５が充填される。封止材５は、複数の発光素子３の表面や側面と接触した上で、複数の発光素子３を封止する。この封止によって、封止材５は、発光素子３を保護する。また、封止枠４が設置された上で、封止材５が充填されるので、封止材５は、封止枠４の形状、大きさに応じた形状や大きさを有する。

封止材５の表面（上面）は、凹形状および凸形状の少なくとも一つを有することで、複数の発光素子３からの光を集光および拡散の少なくとも一方を行ないながら、外部に発する。すなわち、封止材５は、発光素子３の発光制御機能を発揮して、発光素子３からの光を外部に照射する。

封止枠４、封止材５は、例えばベアチップ状態である発光素子３を外部露出から保護するための封止機能を持っており、本来的には、この封止機能が封止枠４などの役割である。しかし、封止枠４や封止材５は、封止機能に加えて、封止枠４、封止材５は、複数の発光素子３が発する光の集光や拡散を制御する機能を備える。

すなわち、余分な部材を追加することなく、封止と発光を実現できるので、照明装置１は、余分なコストを必要としない。加えて、照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて封止した上で発光を制御できるので、発光素子３毎に発光や封止のばらつきが生じない。加えて、封止と発光制御とが同時に同一の部材で実現できるので、封止と発光制御とがアンバランスになることが無くなり、発光のばらつきも防止される。特に、複数の発光素子３をまとめて封止することがそのまま発光制御につながるので、照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて発光させた上で集光や拡散を実現できる。

（レンズ板の積層）
また、照明装置１は、封止材５の上にレンズ板６を積層する構成を有してもよい。レンズ板６を有することで、封止材５とレンズ板６とが、より確実に複数の発光素子３からの光を集光したり拡散したりできるようになる。結果として、照明装置１は、複数の発光素子３による外部への照射をより確実に制御できる。

図３、図４は、本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。図３、図４は、封止材５の上にレンズ板６が積層されている構成を示している。

図３、図４に示されるようにレンズ板６は、封止材５の上に積層される。レンズ板６は、凸レンズや凹レンズ形状を有しており、封止材５の積層面において、レンズ板６のカーブに応じた形状で積層される。封止材５は、封止枠４に充填される際には、溶融樹脂などであるので、レンズ板６の形状に応じて、封止材５の積層面の形状が容易に対応できる。この結果、封止材５とレンズ板６とは、スムーズな曲面で接触する。

図３では、封止材５の表面が凹状の曲面を有しており、封止材５の上に積層されるレンズ板６は、凸レンズである。一方、図４では、封止材５の上に積層されるレンズ板６は、凹レンズである。

封止材５およびレンズ板６は、半透明もしくは透明であって、発光素子３からの光を透過させる。このとき、封止材５およびレンズ板６が形成する屈折カーブに従って、発光素子３は、発する光を外部に照射する。このとき、封止材５およびレンズ板６は、カーブ形状に従って、発光素子３の光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう。すなわち照明装置１は、複数の発光素子３の光を一つの集光機能や拡散機能によってまとめた上で、外部に照射する。

すなわち、封止材５とレンズ板６とが合わさって、複数の発光素子３の光を制御して外部に照射させる。封止材５だけの場合よりも、レンズ板６が合わさることで、より精細な発光制御が可能となる。

加えて、レンズ板６が封止材５の上層に積層されることで、レンズ板６は、封止材５を保護する役割も果たす。これらの結果、封止材５およびレンズ板６によって、照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて封止すると共にまとめて発光制御して、外部へ光を照射できる。

図２を用いて、照明装置１の上面（正面）から見た状態での照明装置１による光の照射を説明する。図２は、照明装置を上から見た状態を示しており、封止枠４や封止材４の内部に存在する発光素子３を可視状態にして示している。

図２に示される照明装置１では、封止枠４が複数の発光素子３を一体とした周囲を囲む。ここで、封止枠４は、上面から見た際に略円形を有している。略円形の封止枠４の内部に複数の発光素子３が実装されているので、複数の発光素子３が発する光は、略円形から拡散したり集光したりすることになり、照明装置１は、発光方向や発光角度を調整しやすくなる。もちろん、封止枠４は、略楕円形状や多角形状を有していてもよい。

また、上面から見た場合には、レンズ板６、封止材５、発光素子３の順に積層されているが、レンズ板６および封止材５が半透明若しくは透明であるので、発光素子３が透過して見える。この結果、発光素子３の発する光は、レンズ板６および封止材５を透過して外部に照射される。このとき、レンズ板６および封止材５によって形成されるカーブによって、発光素子３の発する光は拡散したり集光したりする。

このとき、図３に示されるようにレンズ板６が凸レンズである場合には、凸レンズの屈折によって、発光素子３の光は対象に対して集光されるように照射される。これは、矢印Ａに示されるとおりである。封止材５とレンズ板６とは、矢印Ａに沿って発光素子３からの光を外部に照射する。レンズ板６が凸レンズである場合は、遠方より照明を視認したい場合に有効である。

一方、図４に示されるようにレンズ板６が凹レンズである場合には、凹レンズの屈折によって、発光素子３の光は対象に対して拡散されるように照射される。これは、矢印Ｂに示されるとおりである。封止材５とレンズ板６とは、矢印Ｂに沿って発光素子３からの光を外部に照射する。レンズ板６が凹レンズである場合は、広い範囲に渡って一様に照射したい場合に有効である。

このように、封止材５の表面の形状（カーブ）およびレンズ板６の形状によって、照明装置１は、発光素子３の光を集光したり拡散したりして、外部を照射する。

また、実装基板２に封止枠４からレンズ板６までが実装された状態で照明装置１が構成されるので、照明装置１は、可搬性に優れており、一つのユニットとして様々な機器に組み込まれる。照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて封止すると共にまとめてその発光を制御するので、信号装置、集魚灯、トンネル内の照明装置、道路灯などのように、高い発光量を必要とする機器に最適に組み込まれる。

以上のように、実施の形態１の照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて一つの封止枠４内部に封止することで、封止における発光素子３ごとのばらつきを防止できる。また、封止枠４内部に封止材５とレンズ板６とが積層されることで、複数の発光素子３の発する光をまとめて制御できる。特に、封止枠４、封止材５およびレンズ板６と、がそれぞれ接触した（物理的に厳密な接触を必要とするのではなく、明らかに離隔している状態ではないことを示す）状態であることによって、封止枠４、封止材５およびレンズ板６は、複数の発光素子３を封止するという機能と発光を制御するという機能を両立させる。

以上より、照明装置１は、発光素子３の封止機能と発光制御機能を、少ない部材で実現できる。結果としてコストも低減できる。

なお、図１〜図４においては、図の明瞭を確保するために、複数の発光素子のうち一つの発光素子に符号「３」を付しているが、他の発光素子も同様の符号によって把握される。

（発光素子から発光面への熱の制御）
次に、照明装置１における発光素子３から発光面に伝わる熱の放出について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態１における照明装置の一部の側面図である。

照明装置１は、高い輝度を必要とする工事用照明装置、道路灯、トンネル内照明装置、信号装置や集魚灯などに適用されることが求められる。このため、発光素子３が高い輝度で発光を行なうために、発光素子３には、高い電流値や高い電圧値が付与される。このような高い輝度での発光によって、発光素子３は、高い熱を発生させる。ここで、複数の発光素子３は、実装面、発光面および側面から、熱を発する。

発光素子３が発するこれらの熱の内、実装面から発せられる熱は、熱拡散部７によって拡散されて、熱輸送部８を介して、放熱部９から外部に放出される。この熱の放出は、上述の通りである。

一方、発光素子３が発するこれらの熱の内、発光面および側面から発する熱は、封止材５に伝導する。封止材５は、発光素子３の発光面および側面を封止することで、発光素子３の発光面および側面と熱的に接触するからである。このため、封止材５は、発光素子３からの熱を受けることになる。

また、封止材５は、発光素子３を封止する目的上、溶融樹脂などが用いられる。溶融樹脂などは、金属などに比較して熱伝導性が悪いので、封止材５は、発光素子３からの熱を蓄積してしまうことが多い。封止材５が発光素子３からの熱を蓄積してしまうと、照明装置１は、誤動作を生じさせたり、損傷や故障を生じさせたりする。このような問題を回避するためには、発光素子３へ与える電流値や電圧値を下げる必要がある。しかし、発光素子３へ与える電流値や電圧値を下げると、発光素子３の発光輝度が低くなり、照明装置１を、高い輝度を必要とする工事用照明装置、道路灯、トンネル内照明装置、信号装置や集魚灯などに適用することが難しくなる。

封止材５は、その内部に熱伝導部材５０を備える。熱伝導部材５０は、封止材５内部の熱を受け取り、封止枠４に伝導する。このため、熱伝導部材５０は、熱伝導性の高い素材で形成された格子形状を有していることが好ましい。例えば、金属メッシュなどである。

熱伝導部材５０は、封止材５内部に設けられており封止枠４と熱的に接触する。このため、熱伝導部材５０は、封止材５からの熱を（すなわち発光素子３からの熱を）封止枠４に伝導できる。封止枠４は、外部に露出されており、熱伝導部材５０から受け取った熱を、外部に放出できる。特に、封止枠４は、金属、合金あるいは熱伝導性の高い樹脂などで形成されるので、封止枠４は、伝導された熱を外部、基板、筐体などに放出できる。この結果、発光素子３の発光面および側面の少なくとも一部から発せられる熱は、封止材５内部に蓄積することなく、熱伝導部材５０および封止枠４を経由して外部に放出される。

このように、熱伝導部材５０は、熱の溜まりやすい封止材５内部の熱を、効率的に外部に放出できる。

また、封止枠４が、その表面および側面の少なくとも一部に放熱フィンを有することで、熱伝導部材５０から伝導した熱を、外部に放出できる。図６は、本発明の実施の形態１における照明装置の正面図である。図６は、照明装置１の光を照射する方向から見た状態を示している。すなわち、透明もしくは半透明の封止材５を透視して、実装されている複数の発光素子３が見える状態を、図６は示している。

封止枠４は、その側面に放熱フィン４０を備えている。放熱フィン４０は、封止枠４の側面から延伸している。放熱フィン４０は、封止枠４と一体で形成されても良いし、別体で形成されて接着されても良い。この放熱フィン４０は、熱伝導部材５０から封止枠４に伝導した熱を、外部に放出する。すなわち、放熱フィン４０は、発光素子３が発光する際に発光面である封止材５に伝導させた熱を、外部に放出できる。

また、図６に示されるとおり、熱伝導部材５０は、実装された複数の発光素子３の実装位置に重複しないように格子形状を有している。このような格子形状によって、発光素子３の発光が阻害されないようになる。

（実装面への熱の放出と発光面への熱の放出）
以上のように、実施の形態１における照明装置１は、熱拡散部７、熱輸送部８および放熱部９の組み合わせによって、複数の発光素子３の発する熱の内、実装面に生じさせる熱を、発光素子３から離隔した領域において放出できる。すなわち、実装面に生じる熱は、３次元的に発光素子３から離隔した領域で放出される。加えて、封止材５に熱伝導部材５０が設けられる場合には、熱伝導部材５０、封止枠４および放熱フィン４０によって、複数の発光素子３の発する熱の内、発光面に生じさせる熱を、発光素子３から離隔した領域において放出できる。すなわち、発光面に生じる熱は、３次元的に発光素子３から離隔した領域で放出される。

図５では、矢印Ｇ、矢印Ｈによって、これらの熱の放出経路が示されている。発光素子３の発光面に生じる熱は、矢印Ｇに沿って外部へ放出され、発光素子３の実装面に生じる熱は、矢印Ｈに沿って外部へ放出される。これらの２系統の放熱によって、発光素子３の近傍には、熱が滞留しにくくなり、発光素子３および発光素子３の近傍の温度上昇が抑制される。すなわち、矢印Ｇおよび矢印Ｈによる混合された系統の放熱によって、発光素子３の温度上昇抑制が更に高まる。

このように、発光素子３の温度上昇が抑制されることで、発光素子３は、高い電力が付与できて、照明装置１は、高い輝度で光を照射できる。この高い輝度で光を照射できることで、照明装置１は、例えば、工事用照明装置、道路灯、トンネル内照明装置、信号装置や集魚灯などに好適に用いられる。

もちろん、熱伝導部材５０、封止枠４および放熱フィン４０による矢印Ｇに沿った経路の放熱は、必須の構成ではない。

次に、各部の詳細について説明する。

（実装基板）
まず、実装基板について説明する。
実装基板２は、複数の発光素子３を実装する。実装基板２は、ガラスエポキシ基板のように、汎用に電子部品や半導体集積回路を実装できる基板であって、電気信号のやり取りを行なえる配線層を備えているものであればよい。

実装基板２は、照明装置１として利用される複数の発光素子３のみを実装しても良いし、発光素子３以外の電子部品や半導体集積回路を実装しても良い。例えば、実装基板２は、制御機能やプロセッシング機能を有する半導体集積回路と必要な電子部品を実装しており、これ等以外の領域において複数の発光素子３を実装しても良い。

また、実装基板２は、発光素子３をワイヤボンディング、フリップチップあるいはボールグリッドなどによって電気的に実装し、実装基板２の内外に設けられる他の回路からの電気信号を、発光素子３に与えることができる。

すなわち、実装基板２は、照明装置１の基本形状を形成すると共に、複数の発光素子３に電気信号を与える。実装基板２の形状や大きさは、複数の発光素子３の個数に応じてもよいし、照明装置１として使用される状態に応じてもよい。また、実装基板２は、発光素子３に加えて封止枠４を実装できるような接着面を有していることも好適である。

また、実装基板２は、熱拡散部７を含んでいる。これは、例えば、実装基板２の内部に熱拡散部７が収納されていても良いし、実装基板２に熱拡散部７が積層されていても良いし、実装基板２そのものが電子部品等を実装可能な熱拡散部７となっていることでもよい。この場合には、熱拡散部７は、表面に発光素子３をはじめとする電子部品や電子素子を実装できる、配線層などを有していることがよい。

（発光素子）
次に、発光素子３について説明する。複数の発光素子３が実装基板２に実装されることで、照明装置１は、高い輝度で光を照射できる。複数の発光素子３のそれぞれに電力が供給されて発光し、複数の発光素子３のそれぞれが発光した光が集まって、高い輝度の光を、照明装置１は照射できる。

発光素子３は、電気信号を受けて光を発する素子である。電気信号を受けて発光する機能を有する素子であればなんでもよいが、実装や制御の容易性から、ＬＥＤが用いられるのが好適である。ＬＥＤは、付与される電気信号の電流・電圧によって、発光状態を制御でき、青色、赤色、緑色などの固有色を有することで、発光色のパターンを容易に制御できるメリットを有するからである。

複数の発光素子３が、実装基板２に実装される。発光素子３の個数は、照明装置１の仕様に応じて適宜定められれば良く、数個から数百個（あるいは数千個）の発光素子３が実装基板２に実装される。発光素子３は、実装基板２に対して、ワイヤボンディングやボールグリッドによって実装され、実装基板２に対して（更には、実装基板２に実装されている他の電子部品に対して）電気的に接続される。この電気的な接続によって、発光素子３は、電気信号を受けて発光する。

発光素子３は、受ける電気信号の電流値・電圧値や、信号の波形パターンに応じて発光し、発光素子３が備えている固有色に基づいた発光を行なう。これらの発光変化に基づいて、発光素子３は、種々の発光パターンを実現する。実装基板２もしくは実装基板２とは別に設けられた制御機能に基づいて、発光素子３は、色、発光レベル、発光間隔などの様々な基準に応じた発光を実現する。

発光素子３のそれぞれは、ベアチップ状態で実装基板２に実装されることも多い。ベアチップ状態で実装されることで、発光素子３のコストや体積が削減でき、照明装置１のコストや体積を削減できる。加えて、発光素子３がベアチップ状態で実装されることで、発光素子３の発する光を、封止材５およびレンズ板６が直接受け取ることができ、余分な発光制御が不要となる。このため、発光素子３は、ベアチップ状態で実装されることが好適である。

また、発光素子３がベアチップ状態であることで、発光素子３は、表面、裏面および側面を有することになる。裏面は、実装基板２との実装面になり、表面および側面の少なくとも一部から、光を発する。また、実装基板２に複数の発光素子３が実装されるので、発光素子３は、隣接する発光素子３との間での光の反射を生じさせることもある。

なお、発光素子３は、それぞれに固有色を有しており、加えられる電流値および電圧値に応じて発光する。固有色の同じ発光素子３がまとめられて配列されても良いし、異なる固有色毎に配列されても良い。また、複数の発光素子３のそれぞれは、並列接続されても良いし直列接続されても良い。もちろん、並列接続と直列接続とが混在した状態で、複数の発光素子３が電気的に接続されても良い。

（封止枠）
次に、封止枠４について説明する。

封止枠４は、実装基板２上において実装される複数の発光素子３の周囲を囲む。図２に示されるように、封止枠４は、実装される複数の発光素子３の周囲をぐるりと囲んでいる。封止枠４は、略円形、略楕円形を形成しつつ発光素子３の周囲を囲むことが好ましいが、方形や多角形を形成しつつ発光素子３の周囲を囲んでもよい。封止枠４は、複数の発光素子３の周囲を囲んで形成されるので、この封止枠４によって、照明装置１の光の照射を行う基本的な外形が形成される。

また、封止枠４の高さおよび開口面積の少なくとも一方は、発光素子３の個数に応じて定まる。発光素子３の個数が多ければ封止枠４の外周は大きくなるので、封止枠４の開口面積は大きくなる。加えて、発光素子３の個数が多ければ発光素子３からの発光量が多くなるので、多くの光を反射させるために封止枠４の高さが高くなる。

封止枠４には封止材５が充填されるので、封止枠４の外周は、閉鎖されていることが好ましい。封止材５は、溶融樹脂であることが多く、充填される溶融樹脂が封止枠４の外部にもれ出ることを防止するためである。このため、封止枠４は、枠材であって、この枠材が実装基板２上に設置されればよい。

封止枠４は、樹脂、金属、合金などで形成されれば良く、実装基板２上に接着あるいは溶着される。接着においては接着剤が用いられれば良い。封止枠４は、熱伝導部材５０から伝導される熱を外部に放出するので、熱伝導性の高い素材で形成されるのが好適である。

封止枠４は、透明もしくは半透明でも良いが、発光素子３からの光を封止材５やレンズ板６に反射させるために光を反射可能なように非透明であることも好ましい。封止枠４は、封止材５を充填する際の枠となると共に発光素子３が発する光の反射部位となるからである。

また、封止枠４は、必要に応じて放熱フィン４０を備える。放熱フィン４０は、封止材５を介して（場合によっては、熱伝導部材５０を通じて）、発光素子３が発光面に対して生じさせる熱を、外部に放出する。放熱フィン４０は、封止枠４と一体に形成されても良いし、封止枠４に後から接着、接合等されてもよい。

（封止材）
封止材５は、封止枠４で囲まれた領域を充填する。封止材５は、溶融された樹脂などで構成されており、溶融された樹脂が流し込まれて凝固することで、封止枠４内部に封止材５が形成される。

例えば、封止枠４が設置された後で、溶融した樹脂が封止枠４の内部に流し込まれる。流し込みの際には、空気層や空気泡が生じないように、自動充填装置が用いられるのが好適である。流し込まれた後で、温度の低下によって、溶融した樹脂は凝固し、封止枠４の外形に合わせて固体の封止材５が形成される。

また、封止材５は、熱伝導部材５０が予め設置された後で、充填されてもよい。封止材５が、封止枠４に充填される溶融樹脂である場合には、予め熱伝導部材５０が設置された後で溶融樹脂が充填されれば、凝固することによって封止材５が発光素子３を封止すると共に熱伝導部材５０を封止するからである。

もちろん、熱伝導部材５０を封止した状態の封止材５を封止枠４内部に充填（あるいは設置）することで、封止材５が形成されても良い。

封止材５は単体でもしくは封止枠４およびレンズ板６と合わせて、発光素子３の光を集光したり拡散したりする。このため、封止材５は、発光素子３の光の集光や拡散をさせる基本的な部材となる。

封止材５は、透明もしくは半透明であり、透明もしくは半透明であることで、発光素子３が発する光を透過させる。透過した光は、後述のレンズ板６の集光もしくは拡散作用によって外部に放射され、複数の発光素子３からの光が外部に放射される。

封止材５は、凹形状もしくは凸形状の上面（表面）を有する。複数の発光素子３からの光を集光および拡散のいずれかを行なうためである。封止材５の上面が、凹形状である場合には、封止材５は、発光素子３の光を集光する。逆に、封止材５の上面が凸形状である場合には、封止材５は、発光素子３の光を拡散する。

あるいは、レンズ板６の形状に合わせて上層面の形状が定まってもよい。レンズ板６が封止材５の上層に積層される場合には、このレンズ板６の形状によって封止材５の上面形状が定まるからである。例えば、レンズ板６が凸レンズである場合には、封止材５の上層面は、凹形状のカーブを有し、レンズ板６が凹レンズである場合には、封止材５の上層面は、凸形状のカーブを有する。

（熱伝導部材）
次に、熱伝導部材５０について説明する。

熱伝導部材５０は、封止材５内部に設けられる。熱伝導部材５０は、発光素子３から封止材５に伝わる熱を、封止枠４に伝導させる。封止枠４に伝導した熱は、封止枠４から外部に放出される。

熱伝導部材５０は、封止材５内部に存在する熱を封止枠４に伝導するため、封止枠４と熱的に接触する。このため、例えば熱伝導部材５０の端部は、封止枠４と接触していることも好適である。熱伝導部材５０は、発光素子３から封止材５に伝わる熱を、封止枠４に伝導させるので、熱伝導性の高い素材で形成されることが好ましい。例えば、金属、合金などである。一例として、熱伝導部材５０は、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高いあるいは防錆性（あるいは耐久性）の高い金属で形成されることが好ましい。

また、熱伝導部材５０は、封止材５の熱を封止枠４に伝導する機能を担うが、発光素子３からの光が外部に照射されるのを阻害することは不都合である。このため、熱伝導部材５０は、図３に示されるように熱伝導性の素材で形成された格子形状を有することも好適である。例えば、熱伝導部材５０は、金属、合金もしくは熱伝導性の高い樹脂で形成されたメッシュ形状を有することでもよい。熱伝導部材５０が、格子形状を有することで、封止材５の熱を封止枠４に伝導できると共に発光素子３からの光を阻害することがない。発光素子３からの光は、格子形状の空き領域をもれ出て行くからである。特に、発光素子３に高い電流値や電圧値が付与されて、高い輝度で発光素子３が発光する場合には、格子形状の熱伝導部材５０は、発光における阻害とはなりにくい。特に、照明装置１が信号装置、工事用照明装置、トンネル内照明装置、道路灯および集魚灯などのように、輝度を要求するが高精細な発光や発色を要求しない機器に用いられる場合には、熱伝導部材５０は、発光素子３からの光の阻害要因とはなりにくい。

なお、熱伝導部材５０が格子形状を有する場合には、発光素子３の個数、発光素子３の配列間隔に合わせた格子形状を有すればよい。例えば、格子形状における空き領域の個数や面積は、発光素子３の配列間隔に合わせることも好適である。また、熱伝導部材５０は、方形の枠からなる格子形状以外であっても、円形、楕円形、多角形等の枠からなる格子形状を有してもよい。もちろん、封止材５の熱を伝導できると共に発光素子３からの光の照射を阻害しない形状であれば、どのような形状を有してもよい。

熱伝導部材５０は、封止材５内部に設けられれば良いが、封止材５において、発光素子３と上面との間のいずれかの位置において設けられればよい。例えば、発光素子３と上面とのおよそ中間位置において、熱伝導部材５０が封止材５内部において設けられればよい。

以上のように、熱伝導部材５０は、封止材５内部に設けられて、発光素子３および封止材５の少なくとも一部からの熱を、封止枠４に伝導する。封止枠４に伝導された熱は、封止枠４から外部に放出されると共に、封止枠４に設けられた放熱フィン４０からも外部に放出される。このように、熱伝導部材５０は、発光素子３が発光面に対して生じさせる熱を効率よく外部と接触する封止枠４に伝導させる。特に、封止材５内部に滞留しやすい熱を、封止枠４に伝導させるので、発光素子３の周辺に熱が滞留しにくくなる。

（レンズ板）
次に、レンズ板６について説明する。レンズ板６は、必要に応じて封止材５の上層に積層される。あるいは、レンズ板６は、封止材５の表面形状を形成するために、照明装置１の製造時に使用される。レンズ板６は、封止材５の上層に積層される。レンズ板６は、封止枠４および封止材５と合わせて、複数の発光素子３からの光を集光させたり拡散させたりする。レンズ板６の形状および構造が、発光素子３からの光を制御する。

レンズ板６は、ガラスや樹脂などで構成される。レンズ板６は、透明もしくは半透明であって、封止材５と共に、発光素子３の光を透過させる。この光の透過の過程において、封止材５およびレンズ板６の形状によって、照明装置１は、発光素子３の光を集光もしくは拡散させて外部に出力する。

レンズ板６は、封止枠４の外周に合わせた外周を有してもよいし、封止枠４の外周より小さい外周を有していてもよい。但し、レンズ板６は、封止枠４の外周に合わせた形状を有することで、封止材５は、封止枠４とレンズ板６とに封止されるので、照明装置１の耐久性や強度が向上するメリットがある。

レンズ板６は、封止材５の上層に積層されるので、レンズ板６の形状によって、封止材５の形状（封止材５のレンズ板６との積層面の形状）が定まる。また、レンズ板６と封止材５とが合わさった形状によって、複数の発光素子３の光は、集光されるか拡散されるかが決まる。レンズ板６の形状によって、封止材５の形状が決定されると共に、発光素子３からの光が集光されたり拡散されたりすることは、図３、図４を用いて説明した通りである。

照明装置１は、封止枠４、封止材５およびレンズ板６の積層のみで、低コストで多数の発光素子３を実装しつつ封止でき、加えて発光制御も行える。

（熱拡散部）
熱拡散部７は、実装基板２に含まれる。例えば、実装基板２そのものが熱拡散部７であってもよく（この場合には、熱拡散部７は、表面に発光素子３をはじめとする電子部品を実装できる構成を有する）、実装基板２の内部に熱拡散部７が収容されてもよく、実装基板２の底面に熱拡散部７が積層されても良い。

熱拡散部７は、発光素子３から実装面に伝導される熱を、周辺に向けて拡散する。このとき、複数の発光素子３が実装されている実装平面に略平行な平面に向けて、熱を拡散する。特に、発熱体３が実装されている実装領域から周辺領域に向けて、熱拡散部７は発光素子３からの熱を拡散する。複数の発光素子３は、一例として図２に示されるようにマトリクス状に実装される。マトリクス状に実装される場合には、実装されている領域（実装領域）に発光素子３からの熱が集中する。このため、熱拡散部７が、まずこの実装領域に集中する熱を周辺領域に拡散することで、発光素子３およびその実装領域における温度を低減できる。

熱拡散部７は、実装領域から周辺領域に向けて、熱を拡散できる部材であるので、例えば熱伝導性の高い銅、アルミニウムなどの金属・合金の板状部材を用いる。しかしながら、より効率的に熱を拡散するために、熱拡散部７は、平板形状のヒートパイプであることも好適である。

ヒートパイプは、周囲が遮蔽された内部空間に封止された冷媒の、気化と凝縮の繰り返しによって、発熱体の熱を奪って拡散する機能を有する。

ヒートパイプ構造を有する熱拡散部７の一例について説明する。例えば、熱拡散部７は、上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板と下部板との間に積層される単数または複数の中間板と、を備える。上部板、下部板および中間板によって形成される内部空間は、冷媒を封止可能であって、中間板が形成する蒸気拡散路において気化した冷媒が移動し、中間板が形成する毛細管流路において凝縮した冷媒が移動する。また、蒸気拡散路および毛細管流路が、熱拡散部の中央付近から放射状に、発光素子３の熱を拡散する。このとき、蒸気拡散路では、気化した冷媒が、水平方向および垂直方向の少なくとも一方に移動し、毛細管流路では、凝縮した冷媒が、水平方向および垂直方向の少なくとも一方に移動する。但し、内部空間は、上部板と下部板との積層によって形成された平板空間であるので、熱拡散部７は、実装平面に沿った方向に熱を拡散する。

図７、図８を用いて熱拡散部７の詳細を説明する。

図７は、本発明の実施の形態１における熱拡散部の側面分解図であり、図８は、本発明の実施の形態１における熱拡散部の内部正面図である。図７は、上部板、下部板および中間板のそれぞれを分離した状態で示しており、図８は、熱拡散部７の上部板を取り払って、内部が見えるように示している。

熱拡散部７は、上部板７１、上部板７１と対向する下部板７２および上部板７１と下部板７２との間に積層される単数または複数の中間板７３とが、積層されて形成される。このとき、上部板７１、下部板７２および中間板７３と、が積層される際には、それぞれの接合部位に設けられた突起によって、それぞれの部材が接合される。この接合によって、熱拡散部７０は、内部空間７９を形成する。内部空間には、冷媒が封止される。例えば、注入口（図示せず）から内部空間７９に冷媒が注入されて、注入口が閉鎖されて冷媒が封止される。このとき、真空下もしくは減圧下において冷媒が注入されることで、冷媒が気化しやすくなり、熱拡散部７は、高い効率で熱を拡散できるようになる。

上部板７１、下部板７２および複数の中間板７３（図７では中間板７３は４枚である）のそれぞれが同一位置で重なるような位置関係に合わせられる。加えて、複数の中間板７３は、複数の中間板７３のそれぞれに設けられた内部貫通孔７６のそれぞれの一部のみが重なるような位置関係にあわせられる。

上部板７１、下部板７２および複数の中間板７３の少なくとも一つは、接合突起を有している。上部板７１、下部板７２、複数の中間板７３は、位置あわせされた上で積層され、ヒートプレスによって直接接合されて一体化される。このとき、各部材は、接合突起によって直接接合される。

ここで、直接接合とは、接合しようとする２つの部材の面を密着させた状態で加圧しつつ熱処理を加えることであって、面部の間に働く原子間力によって原子同士を強固に接合させることであり、接着剤を用いることなく、２つの部材の面同士を一体化しうる。このとき、接合突起が強固な接合を実現する。この結果、熱拡散部７が製造される。

また、中間板７３は、切り欠き部７４と内部貫通孔７６とを有する。図８において、放射状に切り取られた切り欠き部７４が示されると共に、切り欠き部７４以外の部材に設けられた内部貫通孔７６が示される。切り欠き部７４は、蒸気拡散路７５を形成し、内部貫通孔７６は、毛細管流路７７を形成する。蒸気拡散路７５は、熱拡散部７の略中央から放射状に形成されている。この放射状に形成される蒸気拡散路７５の残部が、毛細管流路７７を形成する領域となる。

このため、内部空間７９においては、内部空間７９の平面方向にそった平面において、複数の蒸気拡散路７５と複数の毛細管流路７７のそれぞれが、隣接する。特に、図８に示されるように、蒸気拡散路７５と毛細管流路７７とが、交互に隣接するように並ぶことも好適である。このように、熱拡散部７が熱を拡散する方向にそった平面において、複数の蒸気拡散路７５のそれぞれと複数の毛細管流路７７のそれぞれとが交互に隣接するように並ぶことで、熱拡散部７の略中央で気化した冷媒は、放射状に周辺領域に向けて移動し、熱拡散部７の周辺領域で凝縮した冷媒は、放射状に略中央に向けて移動する。この気化した冷媒と凝縮した冷媒の移動によって、熱拡散部７は、熱を放射状に拡散できる。

このとき、熱拡散部７の略中央に対向する位置は、発光素子３が実装される実装領域であるので、熱拡散部７は、発光素子３の実装されている実装領域から周辺領域に向けて、発光素子３の熱を拡散できることになる。

なお、図８に示される蒸気拡散路７５と毛細管流路７７との形状は一例であり、発光素子３の熱を拡散できる構成であれば他の構成であっても良い。また、実装の都合によって、発光素子３が熱拡散部７の端部に対向する領域に実装される場合には、この端部から周辺に向けて熱を拡散できるように、蒸気拡散路７５と毛細管流路７７とが形成されれば良い。

また、上部板７１および下部板７２の少なくとも一方は、蒸気拡散路７５および毛細管流路７７の少なくとも一方と連通する凹部７８を備えていることも好適である。凹部７８によって、気化した冷媒や凝縮した冷媒が蒸気拡散路７５から毛細管流路７７に移動しやすくなったり、毛細管流路７７の一部から他の領域へ移動しやすくなったりする。結果として、熱拡散部７は、高速に熱を拡散できる。

熱拡散部７を構成する各部の詳細について説明する。

（上部板）
上部板７１について説明する。上部板７１は、平板形状を有しており、熱拡散部７の外形形状に合わせた形状を有している。上部板７１は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高いあるいは防錆性（あるいは耐久性）の高い金属で形成されることが好ましい。

上部板７１は、下部板７２と共に内部空間７９を形成する。例えば、上部板７１や下部板７２は、その周縁に内部空間７９を形成するための凸部や壁材を有しており、上部板７１と下部板７２とが、これら凸部や壁材などを介して接合されることで上部板７１と下部板７２との間に内部空間７９が形成される。もちろん、中間板７３が積層されることで、この中間板７３によって生じる厚みが、内部空間７９を形成する。

また、上部板７１は、少なくとも内部空間７９に接する面（気化した冷媒や凝縮した冷媒と接する面）に、金属めっきを有していることも好適である。金属めっきが施されていることで、表面状態が改質され、気化した冷媒の移動を促進させるからである。金属めっきとしては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルトおよびこれらの合金などの金属から選ばれれば良い。勿論、単層めっき、多層めっき、電解めっき、非電解めっきのいずれでもよい。

上部板７１は、「上部」との呼称を有するが、物理的に上方に配置されなければならないわけではなく、便宜上の呼称である。発光素子３が実装される実装基板２は上部板７１に接してもよいし、下部板７２に接しても良い。あるいは、熱拡散部７に発光素子３が直接実装される場合には、上部板７１の表面もしくは下部板７２の表面に発光素子３が実装される。

（下部板）
下部板７２は、上部板７１と対向する部材であり上部板７１と同じ構造や形状を有する。このため、下部板７２も上部板７１と同様に平板形状を有し、熱拡散部７の外形形状に応じた形状を有する。また、上部板７１と同様の素材や構造を有する。また、下部板７２が上部板７１と同様に冷媒の注入口を備えていても良い。

下部板７１は、「下部」との呼称を有するが、物理的に下を向いていなければならないわけではなく、便宜上の呼称である。実装基板２は下部板７２に接してもよいし、上部板７１に接しても良い。

（中間板）
単数又は複数の中間板７３は、上部板７１と下部板７２の間に積層される。中間板７３は、上部板７１および下部板７２との間に積層されるので、上部板７１と同様に平板形状を有し、上部板７１と同様の素材で形成されることが適当である。また、積層されるので、上部板７１および下部板７２と同じサイズを有しているのが好適であるが、内部空間７９を形成するように若干小さいサイズであっても良い。

中間板７３は、切り欠き部７４と内部貫通孔７６とを備えている。切り欠き部７４は、上述の通り、空隙となって、気化した冷媒が移動する蒸気拡散路７５を形成する。内部貫通孔７６は、非常に小さな細孔であり、この細孔の組み合わせは、毛細管力を生じさせる。毛細管流路７７は、この毛細管力によって、凝縮した冷媒を移動させる。

ここで、切り欠き部７４が図８に示されるように放射状に形成されることで、蒸気拡散路７５も放射状に形成され、気化した冷媒は、放射状に移動する。当然ながら、凝縮した冷媒も放射状に移動する。切り欠き部７４の形状を変えれば、熱拡散部７は、気化した冷媒と凝縮した冷媒の移動方向を制御でき、発光素子３の熱の拡散方向を変えることができる。毛細管流路７７は、切り欠き部７４以外の部分に形成されるからである。

ここで、毛細管流路７７は、内部貫通孔７６によって形成されるので、中間板７３の積層状態によって、毛細管流路７７の構造が決定される。

例えば、中間板７３が単数の場合には、中間板７３に設けられている内部貫通孔７６がそのまま毛細管流路になる。

これに対して、中間板７３が複数である場合には、複数の中間板７３のそれぞれに設けられた内部貫通孔７６の一部のみが重なって、内部貫通孔７６の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路７７が形成される。このように、中間板７３が複数である場合には、内部貫通孔７７そのものの断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路７７が形成されるので、毛細管流路７７における凝縮した冷媒を、より効率的に移動できる。特に、複数の中間板７３が積層されることで内部貫通孔７６が熱拡散部７の厚み方向に内部貫通孔７６が重なっていく。この重なりによって、水平方向および垂直方向に沿った毛細管流路７７が形成されることになる。結果として、凝縮した冷媒は、毛細管流路７７に沿って、水平方向および垂直方向に移動できる。この結果、熱拡散部７は、高速に凝縮した冷媒を移動させる。

なお、ここで、中間板７３には、複数の内部貫通孔７６が設けられる。毛細管流路７７として機能するためには、内部貫通孔７６が複数であることが好ましいからである。

内部貫通孔７６は、中間板７３の表面から裏面にかけて貫通しており、その形状は円形でも楕円形でも方形でもよい。内部貫通孔７６の一部同士が重なって毛細管流路７７を形成することから、内部貫通孔７６は方形であることが適当である。これは製造上の容易性からも適当である。

内部貫通孔７６は、掘削、プレス、ウェットエッチング、ドライエッチングなどで形成されれば良いが、微小加工および加工精度の面から、ウェットエッチング、ドライエッチングなどのエッチング加工で形成されるのが適当である。

中間板７３が複数の場合には、内部貫通孔７６は、複数の中間板７３のそれぞれに設けられる。ここで、複数の中間板７３は、その内部貫通孔７６の一部同士のみがそれぞれ重なるように積層されるので、内部貫通孔７６の位置は、隣接する中間板７３毎にずれていることが適当である。例えば、ある中間板７３における内部貫通孔７３の位置と、この中間板７３と隣接する別の中間板７３における内部貫通孔７６の位置は、内部貫通孔７３の面積の一部ずつが重なるようにずれている。このように、隣接する中間板７３毎に内部貫通孔７６の位置がずれていることで、複数の中間板７３が積層された場合に、内部貫通孔７６の水平方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路７７が形成される。

なお、毛細管流路７７では、凝縮した冷媒が移動するが、気化した冷媒が移動こともありえる。

また、毛細管流路７７、凹部７８の角部や切り欠き部７４の角部は、面取りされていたり、Ｒが設けられていたりすることも好適である。毛細管流路７７の断面は、六角形、円形、楕円形、方形、多角形など様々な断面形状を有していて良い。毛細管流路７７の断面形状は、内部貫通孔７６の形状と、内部貫通孔７６同士の重ね合わせ方により定まる。また、断面積も同様に定まる。

以上のように、熱拡散部７は、その略中央付近である実装領域に実装される発光素子３の熱を、周辺領域に向けて拡散する。拡散された熱は、熱的に接触している熱輸送部８に伝導される。

（熱輸送部）

熱輸送部８は、熱拡散部７から伝導された熱を、所定方向（図１では、Ｙ軸方向）に輸送する。熱拡散部７は、発光素子３が実装されている実装領域から周辺領域に向けて熱を拡散する。これは、発光素子３の温度上昇を抑制するために、発光素子３が発する熱を熱拡散部７が発光素子３から遠ざけることが重要だからである。このため、熱輸送部８は、熱拡散部７の周辺において、熱拡散部７と熱的に接触することが好ましい。

熱輸送部８は、所定方向に熱拡散部７から伝導された熱を輸送する。ここで、熱拡散部７は、実装平面に沿った方向に熱を拡散するので、熱輸送部８は、実装平面に交差する方向に沿って熱を輸送することが好ましい。図１に示されるとおり、熱拡散部７は、Ｘ軸方向に沿って熱を拡散し、熱輸送部８は、Ｙ軸方向に沿って熱を輸送する。このように、熱拡散部７と熱輸送部８とが交差する方向に熱を移動させることで、発光素子３の熱は、３次元的に移動される。この結果、発光素子３から熱が遠ざかりやすくなると共に、照明装置１は、例えばＸ軸方向のみに大きくなりすぎたり、Ｙ軸方向のみに大きくなりすぎたりすることがなくなる。

熱輸送部８は、例えば熱伝導性の高い金属や合金の棒状の部材であってもよい。このような棒状の部材によって、熱輸送部８は、熱拡散部７からの熱を所定方向に輸送できる。

あるいは、熱輸送効率を高めるために、熱輸送部８は、熱拡散部７と同様にヒートパイプ構造を有することも好適である。例えば、熱輸送部８は、図１に示されるように、棒状の形状を有する。この棒状の形状の内部は、冷媒を封止可能な内部空間を有し、内部空間は、気化した冷媒を移動させる蒸気通路と凝縮した冷媒を移動させる毛細管流路とを備える。特に、熱輸送部８は、Ｙ軸方向に沿って、蒸気通路と毛細管流路とを備えることで、Ｙ軸方向に沿って気化した冷媒と凝縮した冷媒を移動させることができる。

例えば、熱輸送部８の内部空間の中央に毛細管流路が設けられ、この周囲に蒸気通路が設けられても良いし、その逆でもよい。このように、熱輸送部８の内部空間は、蒸気通路と毛細管流路とに分けられることで、気化した冷媒と凝縮した冷媒の移動が生じ、熱輸送部８は、所定方向に熱を輸送できる。

（放熱部）
放熱部９について説明する。

放熱部９は、熱輸送部８と熱的に接触する部材であり、熱輸送部８が輸送した熱を外部に放出する。この放熱部９の放熱によって、発光素子３の発する熱の内実装面に伝導される熱が、外部に放出される。結果として、発光素子３の温度上昇が抑制される。

放熱部９は、外部に熱を放出できる構成を有していればなんでもよい。

例えば、放熱部９は、ヒートシンク、冷却ファン、ペルチェ素子、放熱板および液冷ジャケットの少なくとも一つを有する。これらの部材によって、熱輸送部８が輸送した熱を外部に放出する。図１では、例えば、放熱部９は、ヒートシンク９１を備えている。ヒートシンク９１は、熱輸送部８の底面から熱輸送部８の熱輸送方向と同じ方向（Ｙ軸）に沿って、熱を外部に放出できる。もちろん、ヒートシンク９１は、熱輸送部８に対して交差する方向に延伸してもよく、照明装置１の仕様や全体構造に応じてヒートシンク９１の構成が定まればよい。

また、図９に示されるように、放熱部９は、放熱板９２と冷却ファン９３との組み合わせを備えることも好適である。図９は、本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。

放熱部９は、放熱板９２を備える。放熱板９２は、熱輸送部８と熱的に接触し、熱輸送部８が輸送する熱を受け取る。冷却ファン９３は、この放熱板９２に風を送り、放熱板９２の内部に対流を生じさせて、放熱を促す。この結果、放熱板９２は、効率よく熱を排出できるようになる。

もちろん、放熱板９２ではなくヒートシンク９１に冷却ファン９３が組み合わされても良い。ペルチェ素子が用いられる場合には、ペルチェ素子の出力側に液冷ジャケットが設けられて、ペルチェ素子が移動させる熱を冷却させることも好適である。

このように、放熱部９が、様々な部材を備えることで、放熱部９は、熱輸送部８が輸送した熱を外部に放出できる。結果的に、発光素子３の発する熱を、外部に放出でき、発光素子３の温度上昇を抑制できる。抑制の結果、発光素子３には高い電力が供給でき、照明装置１は、高い輝度で光を照射できる。

以上のように、実施の形態１における照明装置１は、発光素子３の生じさせる熱の内、発光面に生じる熱および実装面に生じる熱のそれぞれを外部に放出できる。結果として発光素子３に高い電力を与えることが可能となり、照明装置１は、高い輝度で光を照射できる。このような照明装置１は、高い輝度の光を必要としていながら、温度の問題などで、ハロゲンランプや白熱灯を用いていた照明分野に、ＬＥＤなどの低電力かつ操作性の高い発光素子を用いることを可能とする。例えば、ＬＥＤなどの発光素子を用いた集魚灯、工事用照明装置、道路灯、トンネル内照明装置、信号装置や集魚灯などに、照明装置１は好適に用いられる。

（実施の形態２）

次に、実施の形態２について説明する。

実施の形態２は、熱拡散部７を収容し、熱拡散部７と熱輸送部８とを熱的に接続する装着部を更に備える照明装置について説明する。

図１０は、本発明の実施の形態２における照明装置の側面図である。なお、図１０では、照明装置１において、発光素子３の封止の構成を省略している。発光素子３の封止については、図１等で説明したのと同様である。装着部１０は、熱拡散部７を収容する。このため、装着部１０は、凹部１０１を有し、この凹部１０１に、熱拡散部７が収容される。熱拡散部７は、実装基板２に含まれたり、実装基板２と一体であったり、実装基板２に積層されたりするが、例えば熱拡散部７が図１０に示されるように、実装基板２に積層される場合もある。

このように、実装基板２に熱拡散部７が積層される場合には、熱拡散部７が外部に露出する。装着部１０は、この熱拡散部７を収容する。装着部１０が熱拡散部７を収容することで、熱拡散部７と熱輸送部８とが容易に接続される。

例えば、装着部１０は、凹部１０２を備えることで、この凹部１０２に棒状である熱輸送部８を収容する。このため、熱輸送部８は、予め装着部１０の凹部１０２に装着されていても良い。この熱輸送部８が装着された状態で、装着部１０が熱拡散部７を凹部１０１に装着すれば、装着部１０によって、熱輸送部８と熱拡散部７とが容易に接続される。この接続において、図１０のように熱拡散部７と熱輸送部８とが接触している場合には、熱拡散部７と熱輸送部８とは、装着部１０への装着によって、熱的に接触できる。あるいは、装着部１０の内部で熱拡散部７と熱輸送部８とが離隔している場合でも、装着部１０を介して熱拡散部７と熱輸送部８とが熱的に接触できる。この熱的な接触の結果、熱拡散部７から熱輸送部８に、効率的に熱が伝導される。

このように、装着部１０によって、熱拡散部７が装着されることで（更には、熱輸送部８が装着されることで）熱拡散部７と熱輸送部８とが、熱的に接触できるようになる。

装着部１０は、例えば、熱拡散部７を収容するソケット、台座およびクリップの少なくとも一つを有する。このような部材や構成を有することで、装着部１０は、容易に熱拡散部７を装着できる。

また、装着部１０は、図１１に示されるように、熱拡散部７を支えつつ熱輸送部８を装着する台座１０５を有していてもよい。図１１は、本発明の実施の形態２における照明装置の側面図である。台座１０５は、熱拡散部７から熱輸送部８へ熱を効率的に伝導させる。これは、台座１０５によって、熱拡散部７と熱輸送部８とが確実に熱的に接触するからである。図１１では、図１０の場合と異なり、実装基板２に熱拡散部７が含まれる場合を示している。この熱拡散部７を、台座１０５は、支えつつ、熱拡散部７と熱輸送部８とを熱的に接触させるようになる。

このように、装着部１０は、熱拡散部７から熱輸送部８への熱の伝導を効率化する。

実施の形態２の照明装置１は、熱拡散部７および熱輸送部８の装着や接続を容易にし、発光素子３の熱の輸送を効率化できる。

（実施の形態３）

実施の形態３は、実施の形態１、２で説明された照明装置を、筐体に組み込んで使用する照明機器について説明する。照明機器は、実施の形態１，２で説明された照明装置１と、この照明装置１を格納する筐体と、照明装置１に電力を供給する電力供給部を備えることで、照明機器は、必要に応じて光を照射できる。このような照明機器は、工事用照明装置、トンネル内照明装置、道路灯、信号装置および集魚灯などに用いられる。

図１２を用いて、照明機器が集魚灯に適用される場合について説明する。図１２は、本発明の実施の形態３における集魚灯の使用態様を示す模式図である。図１２は、船舶２０２よりワイヤなどで吊り下げられた集魚灯１１０が海中２００を照らしている状態を示している。

集魚灯１１０は、実施の形態１、２で説明した照明装置１を備えている。照明装置１は、複数の発光素子３を実装する実装基板に、発光素子３の熱を拡散する熱拡散部７等を備えている。熱拡散部７等は、実施の形態１、２で説明したように、発光素子３からの熱を拡散し、次いで輸送して放出する。

集魚灯１１０は、このような構成を有する照明装置１を筐体１１１内部に格納している。また、集魚灯１１０は、図１２に示されるように、海中２００に投入されることもあるので、筐体１１１は、防水加工が施されている。また、集魚灯１１０は、照明装置１（すなわち発光素子３）に発光に必要な電力を供給する電力供給部１１２を備えている。図１２においては、電力供給部１１２は、筐体１１の外側に設けられているが、内部に設けられても良い。あるいは、集魚灯１１０が電源コードによって船舶２０２に設置された電力供給部と接続されることで、集魚灯１１０は、電力を供給される。

集魚灯１１０は、海中２００もしくは海面２０１を照らす。図１２では、海中２００に、集魚灯１１０の一部が投入されており、発光素子３からの光は、矢印Ｍ、矢印Ｎに示されるように海中２００内部を照らしている。発光素子３が、海中２００を向くように集魚灯１１０が海中２００に投入されるからである。もちろん、海中２００に投入されずに、海面２０１を発光素子３が照らすように集魚灯１１０が固定されても良い。

発光素子３が発する熱は、熱拡散部７によって拡散される。熱拡散部７が拡散した熱は、熱輸送部８が所定方向に輸送する。熱輸送部８は、図１２より明らかな通り、海面２０１から遠ざかる方向に、熱を輸送する。熱輸送部８が、熱拡散部７が拡散する拡散方向に交差する方向であって、放熱部９への方向（熱源である発光素子３から遠ざかる方向）に、熱を輸送するからである。熱輸送部８が輸送した熱は、放熱部９（放熱フィン、冷却ファン、ヒートシンク、液冷ジャケット、ペルチェ素子などを備える）で放出される。放出される空間は、海中２００と逆側であって、放熱部９が放出する熱は、外気と間接的に接触できる。このため、放熱部９は、より効率的に熱を放出できる。もちろん、筐体１１１の構造によっては、放熱部９が放出する熱は、外気と直接的に接触したり、海水と接触したりできる。あるいは、筐体１１１の構造によって、海水を筐体１１１内部に取り込んで放熱部９が直接もしくは間接的に海水と接触することで、放熱部９は、効率よく熱を放出できる。

すなわち集魚灯１１０が海中２００を照らしたり海面２０１を照らしたりする場合には、発光素子３の熱は、海面２０１から遠い外気を通じて放出される。すなわち、集魚灯１１０は、発光素子３の熱を、発光側と逆側に放出できる。特に、海面２０１から遠ざかる外気空間は、温度が低いことが多く、放熱部９は効率的に熱を放出できる。このため、照明装置１は、発光素子３の熱を、効率的に外気へ放出できる。結果として、発光素子３の温度上昇が抑制されて、集魚灯１１０は、高い輝度で光を照射できる。

特に、集魚灯１１０は、長時間の使用を前提としているので、発光素子３の温度上昇が高くなりすぎると、発光素子３の輝度を抑えざるを得ない。しかしながら、実施の形態３の集魚灯１１０であれば、海中２００を照射側、外界を放熱側として使い分けることで、発光素子３の温度上昇を抑制できる。もちろん、放熱部９を含めて海中２００に投入される場合でも、海中２００の海水に対して放熱部９は、熱を放出できるので、効率的に熱を放出できる。

また、工事用照明装置、トンネル内照明装置、信号装置、道路灯であっても、同様である。

（実施の形態４）

実施の形態４では、実施の形態１〜３で説明した照明装置の放熱効果のシミュレーション結果を説明する。

発明者は、比較例と実施例のそれぞれについてモデルを作成し、モデルに従って熱源である発光素子に、発熱を仮定して、照明装置のそれぞれの部位での温度状態を計算した。

（比較例）

比較例は、図１３に示されるように、熱源３０１を実装する熱拡散部３０２と、熱拡散部３０２を支える台座３０３と、台座３０３から伸びる熱輸送部３０４とを備える照明装置３００を仮定している。図１３は、本発明の実施の形態４における比較例に対応する照明装置モデルの模式図である。図１３（ａ）は、照明装置３００を上斜めから見た状態を示しており、図１３（ｂ）は、照明装置３００を下斜めから見た状態を示している。図１３（ｂ）に示されるように、照明装置３００は裏面３０５を有する。

このようなシミュレーションモデルにおいて、熱源３０１が熱を発生している状態で、
（１）照明装置３００全体
（２）熱拡散部３０２表面
（３）台座３０３表面
（４）熱輸送部３０４
（５）裏面３０５
のそれぞれの位置で、最大値（ＭＡＸ）、平均値（ＴＹＰ）、最小値（ＭＩＮ）の３つの温度を測定した。測定された結果は（表１）の通りである。

（実施例）

一方、実施例は、図１４に示されるように、熱源３０１を実装する熱拡散部３０２と、熱拡散部３０２を支える台座３０３と、台座３０３から伸びる熱輸送部３０４と、放熱部３０６と、を備える照明装置３１０を仮定している。図１４は、本発明の実施の形態４における実施例に対応する照明装置モデルの模式図である。図１４では、実施例が放熱部３０６を備えていることを明確にするために、照明装置３１０を下斜めから見た状態が示されている。

図１４に示される実施例においても、比較例と同様に、
（１）照明装置３００全体
（２）熱拡散部３０２表面
（３）台座３０３表面
（４）熱輸送部３０４
（５）放熱部３０６
のそれぞれの位置で、最大値（ＭＡＸ）、平均値（ＴＹＰ）、最小値（ＭＩＮ）の３つの温度を測定した。測定された結果は（表２）の通りである。

ここで、表１と表２を見比べるとわかる通り、実施例は、比較例よりも熱源３０１によって生じる温度上昇を抑制できている。特に、放熱部３０６によって、温度上昇が抑制されていることが分かる。

このように、温度上昇を抑制できることで、実施の形態１〜３における照明装置は、発光素子の発熱を抑えることができることがわかる。結果として、発光素子に高い電力を付与することができ、照明装置は、高い輝度の光を照射できる。

以上、実施の形態１〜４で説明された照明装置および照明機器は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１ 照明装置
２ 実装基板
３ 発光素子
４ 封止枠
４０ 放熱フィン
５ 封止材
５０ 熱伝導部材
６ レンズ板
７ 熱拡散部
７１ 上部板
７２ 下部板
７３ 中間板
７４ 切り欠き部
７５ 蒸気拡散路
７６ 内部貫通孔
７７ 毛細管流路
７８ 凹部
７９ 内部空間
８ 熱輸送部
９ 放熱部
９１ ヒートシンク
９２ 放熱板
９３ 冷却ファン
１０ 装着部
１０１、１０２ 凹部
１０５ 台座
１１０ 集魚灯
１１１ 筐体
１１２ 電力供給部
２００ 海中
２０１ 海面
２０２ 船舶

Claims (14)

1. 平板状の実装基板と、
   前記実装基板の表面において格子状に実装される複数の発光素子と、
   前記実装基板の表面に設けられ、前記複数の発光素子の周囲を囲む封止枠と、
   前記封止枠内部に充填され、前記発光素子と接触しつつ前記発光素子を封止する封止材と、
   前記実装基板に含まれ、前記複数の発光素子の実装領域から周辺領域に、前記発光素子の熱を拡散する熱拡散部と、
   前記実装基板の裏面から前記実装基板に交差する方向に突出して、前記熱拡散部からの熱を、所定方向に輸送する熱輸送部と、
   前記熱輸送部によって輸送された熱を外部に放出する放熱部と、を備え、
   前記封止材は、透明もしくは半透明であると共にその上面は、凹形状および凸形状の少なくとも一つを有し、
   前記封止材は、前記発光素子の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行ない、
   前記熱拡散部は、前記実装基板の表面に沿った実装平面の方向に沿って、前記発光素子の熱を拡散し、
   前記熱輸送部は、前記周辺領域において前記熱拡散部と熱的に接触し、前記実装平面に交差する方向に沿って、前記熱拡散部からの熱を前記実装基板から離隔した領域に輸送する照明装置。
2. 前記封止材の上層に積層されるレンズ板を更に備え、
   前記封止材および前記レンズ板は、透明もしくは半透明であって、
   前記レンズ板が凸レンズである場合には、前記封止材および前記レンズ板の積層は、光を集光し、
   前記レンズ板が凹レンズである場合には、前記封止材および前記レンズ板の積層は、光を拡散する請求項１記載の照明装置。
3. 前記封止材は、前記発光素子および前記封止材の少なくとも一部からの熱を前記封止枠に伝導する熱伝導部材を更に備える請求項１または２記載の照明装置。
4. 前記封止枠は、その表面および側面の少なくとも一部に、放熱フィンを更に備え、前記放熱フィンは、前記熱伝導部材から伝導される熱を、外部に放出する請求項１から３のいずれか記載の照明装置。
5. 前記熱拡散部は、
   上部板と、
   前記上部板と対向する下部板と、
   前記上部板と前記下部板との間に積層される単数または複数の中間板と、を備え、
   前記上部板、前記下部板および前記中間板によって形成される内部空間に冷媒が封止可能であり、
   前記中間板は、気化した冷媒を移動させる単数又は複数の蒸気拡散路と、凝縮した冷媒を移動させる単数又は複数の毛細管流路と、を形成する請求項１から４のいずれか記載の照明装置。
6. 前記中間板は、前記蒸気拡散路を形成する切り欠き部と前記毛細管流路を形成する内部貫通孔を有し、
   前記切り欠き部は、前記熱拡散部の略中央から放射状に形成される、請求項５記載の照明装置。
7. 前記内部空間は、同一平面において、複数の前記蒸気拡散路のそれぞれが、複数の前記毛細管流路のそれぞれと隣接する、請求項５又は６に記載の照明装置。
8. 前記熱輸送部は、前記熱拡散部の周辺において、前記熱拡散部と熱的に接触する請求項１から７のいずれか記載の照明装置。
9. 前記熱輸送部は、冷媒を封止可能な内部空間を有し、
   前記内部空間は、気化した冷媒を移動させる蒸気通路と、凝縮した冷媒を移動させる毛細管流路と、を備える請求項１から８のいずれか記載の照明装置。
10. 前記熱拡散部を収容し、前記熱拡散部と前記熱輸送部とを熱的に接続する、装着部を更に備える請求項１から９のいずれか記載の照明装置。
11. 前記装着部は、前記熱拡散部を収容するソケット、台座およびクリップの少なくとも一つを有する請求項１０記載の照明装置。
12. 前記放熱部は、ヒートシンク、冷却ファン、ペルチェ素子、放熱板および液冷ジャケットの少なくとも一つを有する請求項１から１１のいずれか記載の照明装置。
13. 請求項１から１２のいずれか記載の照明装置と、
    前記照明装置を格納する筐体と、
    前記照明装置に電力を供給する電力供給部と、を備える照明機器。
14. 前記照明機器は、集魚灯であって、
    前記発光素子は、海面もしくは海中を照らし、前記放熱部は、海面もしくは海中と逆側に位置して、前記発光素子の熱を海面もしくは海中と逆側に放出する、請求項１３記載の照明機器。