JP5499660B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤチップ等の半導体発光素子を有した発光装置を光源として備える投光器例えばスポットライト等の照明器具に関する。

従来、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として使用した照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この文献１に記載の照明装置では、裏面に放熱フィンが形成されたＬＥＤ装着体が照明装置の本体に取付けられ、このＬＥＤ装着体に、複数のＬＥＤユニットと、これらユニットの夫々装着されたレンズユニットが取付けられている。

ＬＥＤ装着体は、その内部にＬＥＤユニット及びレンズユニットが収められる有底筒状体からなる。このＬＥＤ装着体の底部は照明装置の光軸に直交している。この底部の中央部の周りに等間隔に設けられた複数のＬＥＤユニット嵌合部の夫々に、ＬＥＤユニットが嵌め込んで取付けられている。そのため、これらＬＥＤユニットは照明装置の光軸に沿って光を出射するように設けられている。又、各レンズユニットは、ＬＥＤユニットとの距離を調整するスペーサを介して各ＬＥＤユニットを個別に覆って配置され、或いはスペーサを用いることなく各ＬＥＤユニットを個別に覆って配置されている。更に、ＬＥＤ装着体の前面に透明カバーが取付けられ、このカバーで各レンズユニットの前端が保持されている。

特開２００７−２５８１１４号公報（段落0014−0025、図１−図１２）

従来技術では、対向して組み合わされたＬＥＤユニット及びレンズユニットからなる個々の発光部がかなり大きいので、これらが、照明装置の光軸に直交したＬＥＤ装着体の底部に展開するように並べられた発光部群も、当然に大きい。そのため、より大光量にして所望の明るさで照明するためには、ＬＥＤ装着体の径を大きくしなければならず、それに伴い照明装置を大形（大径）する必要がある。したがって、ＬＥＤ装着体の径の大きさが制限されている場合など、所定の大きさ内に必要数の発光部を配設することが困難となる。しかし、こうした大形（大径）化を招くことなく光量を増加させることが可能な高出力の照明装置の提供が望まれている。

更に、以上のように照明装置の光軸に直交したＬＥＤ装着体の底部に展開するように並べられた多数の発光部からなる発光部群が大きいので、照明装置から投光される光の1/2ビーム角が広くなることは避けられない。したがって、例えば投光される光が通る開口径が比較的小さく、かつ、1/2ビーム角を狭くすることが要請されるスポットライト等の照明器具には、特許文献１に記載の技術は適していない。

本発明は、以上の事情に基づきなされたもので、高出力でありながら開口径が小さく、かつ、1/2ビーム角を狭くできるコンパクトな照明器具を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明の照明器具は、光の出射方向に突出される受熱部を備え、かつ、この受熱部が光軸と平行な平面で形成された複数の受熱面を有している金属製のヒートシンクと；基板、この基板に実装された複数の半導体発光素子、及びこれら発光素子を覆って前記基板上に設けられるとともに前記半導体発光素子が発した光の一部で励起されてこの光とは異なる色の光を放射する蛍光体が混ぜられていて８１〜２２５ｍｍ^２の大きさに作られた透光性封止部材を備えるＣＯＢ型で、かつ、合計消費電力が２０〜１００Ｗである複数の発光装置であって、前記各受熱面の夫々に取付けられて前記光軸と直交する方向に光を出射する前記各発光装置と；これら発光装置からの入射光を反射させて１０〜３０°の1/2ビーム角で配光されるように前記受熱部の周りに前記発光装置と個別に対向して配置された複数の凹面鏡部材であって、これら凹面鏡部材の光出射側の縁が互いに連続するように設けられて略円形でかつ直径が９０〜１２０ｍｍである開口を形成して配設された前記複数の凹面鏡部材と；を具備することを特徴としている。

この発明及び以下の各発明で、受熱部はヒートシンクとは別に形成されたものであって、ヒートシンクにねじ止め等により連結して設けられていても、或いはヒートシンクと一体に形成されていてもよいとともに、この受熱面は、例えば平行な二面に限らず、三面（したがって受熱部が三角柱をなす。）、又は四面（したがって受熱部が四角柱をなす。）、或いは更に多く設けられていてもよい。

この発明及び以下の各発明で、ＣＯＢ（chip on board）型の発光装置は、受熱面と同数用いられるとともに、これらの装置が有する半導体発光素子には、例えばＬＥＤチップや有機ＥＬ等を用いることができる。

この発明及び以下の各発明で、光軸とは照明器具の光軸を指している。この発明及び以下の発明で、凹面鏡部材は発光装置と同数用いられるとともに、これら凹面鏡部材はその焦点が発光装置の封止部材により形成される発光部に結ぶように配置することが、凹面鏡部材に対する入射光を光軸と平行に光を反射させて1/2ビーム角を所望の狭角（１０〜３０°）とする上でより好ましい。

請求項１の発明では、合計消費電力が２０〜１００ＷのＣＯＢ型発光装置を複数用いるので、高出力を実現できる。そして、これら発光装置の発光部をなす封止部材の面積を２２５ｍｍ^２以下として、発光部面積を小さく制限するとともに、これら発光装置が発した光を、夫々の発光装置に対向した凹面鏡部材で光の利用方向に反射させ、各凹面鏡部材が作った開口から投光するので、各凹面鏡部材により光の出射方向が制御されて、１０〜３０°の狭い1/2ビーム角を得て照明することができる。しかも、各発光装置が光軸に直交する平面に配設されているのではなく、ヒートシンクが有する受熱部の光軸と平行な平面で形成された受熱面に配設されているので、各発光装置の配置が照明器具の径方向の大きさに影響することがなく、それにより、各凹面鏡部材が作る開口の直径を９０〜１２０ｍｍと小さくできる。又、点灯状態で、各発光装置に発生する熱は、ヒートシンクの受熱部に伝導され、更に、この受熱部以外のヒートシンク部位に伝導して大気中に放出される。この場合、光源である各発光装置の発光部をなす封止部材の大きさが８１ｍｍ^２以上であるので、複数の半導体発光素子が密に集中し過ぎた配置となって、各半導体発光素子の放熱が不足することがなく、それに伴い、各半導体発光素子の発光性能及び寿命の低下を抑制できる。

以上のように請求項１の発明によれば、高出力でありながら開口径が小さく、かつ、1/2ビーム角を狭くできるコンパクトなスポットライト等の照明器具を提供できる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記受熱部が有した受熱面が一対で互に平行であり、これら一対の受熱面が鉛直方向に沿っているとともに、前記一対の受熱面間の前記受熱部の厚みが、４〜１５ｍｍであることを特徴としている。この発明で、受熱部の厚みは、受熱部の材質に応じて選択することが好ましい。

受熱部をその厚み方向に挟持するように配設された一対の発光装置が、横置き状態でかつ上下方向に平行に並んで配置されている場合、下位置の発光装置の熱が上位置の放熱装置に波及して、上位置の発光装置の半導体発光素子の温度が下位置の発光装置の半導体発光素子の温度より高くなり易くなるので、上位置の発光装置の半導体発光素子の発光性能及び寿命が低下する恐れがある。しかし、請求項２の発明では、受熱部をその厚み方向に挟持するように配設された一対の発光装置が横置き状態でかつ上下に並ぶことがなく、縦置き状態で受熱部の厚み方向に並んで配置されているので、一方の発熱装置の熱で他方の発熱装置の温度が更に上昇されないようにできる。

更に、請求項２の発明では、受熱部の厚みが４〜１５ｍｍであるので、各発光装置の熱を、ヒートシンクの受熱部位外の部分に受熱部を経由して十分に放出して、各発光装置が有する各半導体発光素子の温度が過度に上昇しないようにできる。しかも、受熱部の厚みが４〜１５ｍｍと薄いので、開口から投光される光のパターンの大きさであるスポット径を小さくすることが可能である。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記各凹面鏡部材の焦点に対して、前記発光装置の発光部をなした前記封止部材の中心が、前記光軸に沿って前記開口側に１〜２ｍｍずれているか、又は前記光軸に沿って前記開口と反対方向に位置する前記受熱部の突出基部側に１〜２.５ｍｍずれていることを特徴としている。

この発明では、発光する封止部材の中心と凹面鏡部材の焦点とが一致している場合に比較して、スポット光の中心光度が高められ、かつ、狭い1/2ビーム角を得ることができる。

請求項４の発明は、請求項１から３の内のいずれか一項の発明において、前記発光装置の発光部をなした前記封止部材の形状が、前記光軸に沿った方向に短く、かつ前記光軸に直交する方向に沿って長い略長方形であることを特徴としている。この発明で、発光部をなす蛍光体入りの封止部材の形状が略長方形であるとは、長方形、及びこれに近似する形状、例えば長方形の四隅の内の少なくとも一つの隅部（角部）が凹んでいる等の形状を含んでいる。

この発明では、発光装置の発光部をなす封止部材が正四角形で、これが傾かないように受熱部に発光装置が取付けられた場合に比較して、より狭い1/2ビーム角を得ることができる。

請求項５の発明は、請求項１から３の内のいずれか一項の発明において、前記発光装置の発光部をなした前記封止部材の形状が略正四角形状であり、この封止部材の一つの対角線が前記光軸と平行となるように前記発光装置が前記受熱部に取付けられていることを特徴としている。この発明で、発光部をなす蛍光体入りの封止部材の形状が略正方形であるとは、正方形、及びこれに近似する形状、例えば正方形の四隅の内の少なくとも一つの隅部（角部）が凹んでいる等の形状を含んでいる。

この発明では、発光装置の発光部をなす封止部材が正四角形で、これが傾かないように受熱部に発光装置が取付けられた場合に比較して、より狭い1/2ビーム角を得ることができる。

請求項６の発明は、請求項１から５の内のいずれか一項の発明において、前記各発光装置の発光中心位置が、互に前記光軸に沿ってずれていることを特徴としている。

ＣＯＢ型発光装置の点灯状態での温度分布は、発光部の中心位置に相当する部位が最も温度が高く、この部位より周囲側に遠ざかるほど温度が低くなる。このような発光装置が受熱部を間に置いて相対向するように配置されていて、それらの発光部中心が受熱部を間に置いて同様な位置にあると、最も温度が高い発光部中心の温度が互に干渉してヒートスポットが形成されてしまう。しかし、請求項６の発明では、前記各発光装置の発光中心位置が、互に前記光軸に沿ってずれていて、最も温度が高い発光部中心の温度が互に干渉することが抑制されるので、受熱部にヒートスポットが存在しないようにできる。

請求項１の発明によれば、高出力でありながら開口径が小さく、かつ、1/2ビーム角を狭くできるコンパクトな照明器具を提供できる、という効果がある。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、更に、受熱部をその厚み方向に挟持するように配設された一対の発光装置の内の一方の発熱装置の熱で、他方の発熱装置の温度が更に上昇されないようにできるとともに、一対の発光装置からヒートシンクへの放熱性能を満足できるとともに、スポット径を小さくすることが可能である、という効果がある。

請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明において、更に、封止部材の発光中心と凹面反射鏡の焦点とが一致している場合に比較して、スポット光の中心光度が高く、より狭い1/2ビーム角を得られる、という効果がある。

請求項４，５の発明によれば、請求項１から３のいずれかの発明において、更に、発光装置の発光部をなす封止部材が正四角形で、これが傾かないように受熱部に発光装置が取付けられた場合に比較して、より狭い1/2ビーム角を得られる、という効果がある。

請求項６の発明によれば、請求項１から５のいずれかの発明において、更に、各発光装置の最も温度が高い発光部中心の温度が互に干渉することが抑制されて、ヒートスポットが存在しないようにできる、という効果がある。

本発明の第１実施形態に係るスポットライトを示す斜視図である。 図１のスポットライトを示す正面図である。 図１のスポットライトを示す断面図である。 図１のスポットライトを分解して示す斜視図である。 図１のスポットライトが備える光源をなす発光装置を示す正面図である。 図１のスポットライトが備える発光装置を示す裏面図である。 図５の発光装置をＬＥＤチップが実装される前の状態で示す正面図である。 図５中矢印Ｆ８−Ｆ８線に沿う断面図である。 図５の発光装置が有するＬＥＤチップの配列パターンを示す平面図である。 図１のスポットライトで受熱部の材料を変えた場合それぞれの受熱部の板厚と発光装置の温度との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るスポットライトを示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るスポットライトを示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るスポットライトを示す断面図である。 第４実施形態のスポットライトでの凹面反射鏡の焦点に対する発光部中心のずれ量とビーム角との関係を示すグラフである。 第４実施形態のスポットライトでの凹面反射鏡の焦点に対する発光部中心のずれ量とスポットの中心光度との関係を示すグラフである。 本発明の第５実施形態に係るスポットライトを示す正面図である。 本発明の第６実施形態に係るスポットライトを示す断面図である。 本発明の第７実施形態に係るスポットライトを示す断面図である。 本発明の第８実施形態に係るスポットライトを示す正面図である。 第８実施形態に係るスポットライトを示す断面図である。

以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１０を参照して詳細に説明する。

図１〜図４中符号１は照明器具例えば投光器具体的にはスポットライトを示している。スポットライト１は、このライトの光源を形成し、かつ、好ましくはＬＥＤモジュール等からなる複数例えば一対の発光装置２と、突出された受熱部３５を有するヒートシンク３と、凹面反射鏡４をなす複数の凹面鏡部材４１と、鏡支持部材５を具備している。

各発光装置２は、ＣＯＢ（chip on board）型のものであって、図５〜図８に示すように基板１１と、複数の半導体発光素子例えばＬＥＤチップ２１と、枠部材２５と、透光性の封止部材２７等を具備している。

基板１１は例えばＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板からなる。具体的には、図８等に示すように基材１２と、正面金属部材１４と、給電部１６と、裏面金属部材１８を備えている。

基材１２は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡＬＮ、ＳｉＮ等のセラミックス材料の平板で形成されている。図５及び図７に示すように板状の基材１２は、その周部例えば四隅の内の二つの隅部に凹部１２ａを有している。これら一対の凹部１２ａは、１８０°隔たって基材１２の対角線上に設けられている。これとともに、一対の凹部１２ａは、基材１２の周部を切り欠くように設けられていて、基材１２の周面及び厚み方向に夫々開放されている。

図５に示すように基材１２の正面をなす一面はＬＥＤチップ２１が実装される実装面１２ｂであり、基材１２の裏面１２ｃは実装面１２ｂと反対側の他面からなり、これら両面は平行である。

正面金属部材１４及び給電部１６は基材１２に対してその正面側に配置されている。詳しくは、基材１２の実装面１２ｂにＤＣＢ法により正面金属部材１４及び給電部１６が直接接合されている。正面金属部材１４はＬＥＤチップ２１の放熱及びこのチップの光りを反射するために設けられている。

裏面金属部材１８は基材１２に対してその裏面１２ｃ側に配置されている。詳しくは、基材１２の裏面１２ｃにＤＣＢ法により裏面金属部材１８が直接接合されている。正面金属部材１４、給電部１６、及び裏面金属部材１８はいずれも銅板である。

ＤＣＢ法による直接接合では、銅板の一面に酸化銅被膜を形成し、この酸化銅被膜をセラミックス製の基材１２に向けて基材１２に前記銅板を配置し、加熱炉において銅板の溶融温度より低く酸化銅被膜の溶融温度より高い温度で加熱することにより、銅板とセラミックス製の基材１２の接合界面に共晶溶融物を形成して、この共晶溶融物により前記銅板を基材１２の実装面１２ｂ又は裏面１２ｃに接合する。

実装面１２ｂに直接接合された正面金属部材１４は、マトリクス状に分割された複数のパターン部１４ａからなる。図９に示すように各パターン部１４ａは複数のＬＥＤチップ２１の実装位置に対応して縦横に間隔的に並べられ既述のようにマトリクス状に配設されている。

実装面１２ｂに直接接合された給電部１６は、パターン部１４ａの配列方向（例えば図９において左右方向）にこれらパターン部１４ａを間に置いて、これらパターン部１４ａの両側に隣接して配置されている。これら一対の給電部１６の一端部が実装面１２ｂに直接接合されていて、パターン部１４ａの配列方向の端に配置されたパターン部１４ａに夫々隣接して設けられている。

各給電部１６の他端部は、給電端部１６ａとして用いられ、基材１２の周部から基材１２外に向けて真っ直ぐに突出されている。給電端部１６ａはその高さ位置を変えることなく例えば実装面１２ｂと平行に設けられている。しかし、この給電端部１６ａは、実装面１２ｂから離れる方向に折れ曲がってから、更に実装面１２ｂと平行になるように折れ曲がることによって、基材１２の周部から突出されていてもよい。給電部１６は基材１２の中心に対し点対称に設けられているとともに、その給電端部１６ａは図５及び図７に示すように基材１２の凹部１２ａに対してずれて配置されている。給電端部１６ｂには図示しない給電用の絶縁被覆電線が接続される。

なお、図９に示すようにＬＥＤチップ２１を一方の配列方向毎に直列に接続したＬＥＤ直列回路を複数設けたので、ＬＥＤ直列回路毎に給電をする給電部１６が既述のように左右に一対形成されている。しかし、全てのＬＥＤチップ２１を直列に接続して給電する場合には、直列接続の両端位置のパターン部１４ａに隣接して給電部１６を形成すれば良い。

正面金属部材１４及び給電部１６の表面には、これら正面金属部材１４及び給電部１６より遥かに薄い図示しない金属層が積層されている。この金属層は、前記表面に例えば略３μｍの厚みでメッキされたニッケルメッキ層等からなる下地メッキ層と、この上に例えば略０.３μｍの厚みでメッキされた表層メッキ層とからなり、表層メッキ層は例えば銅又は銀或いは金等のメッキ層からなる。表層メッキ層を銀メッキ層で形成することは、正面金属部材１４をなす各パターン部１４ａでの光反射性能を高く確保できる点で好ましい。

基材１２の実装面１２ｂに正面金属部材１４及び給電部１６を所定のパターンで配設するには、所定厚みを有する一枚の金属材例えば銅板を、打ち抜きプレス機の金型等で所定のパターンに打ち抜き形成したものを実装面１２ｂに直接接合し、メッキ処理を施した後、実装面１２ｂに接合されている銅板からなる金属材の内で、必要な部位同士を接続していたブリッジ部の不要な部分を切除することによって実現できる。或いは、所定の厚みを有しかつ所定の大きさに形成された一枚の銅板からなる金属材を、基材１２の実装面１２ｂに直接接合した後、エッチングによって不要な部位を野祖いて所定のパターンに形成し、その後、残った必要部分、つまり、正面金属部材１４及び給電部１６に対してメッキ処理を施すことで実現可能である。

基材１２の裏面１２ｃにＤＣＢ法により直接接合された裏面金属部材１８は、基板１１の反り防止及び放熱等のために設けられていて、好ましくは図６に示すように基材１２の裏面１２ｃの略全域を覆っている。この裏面金属部材１８は、平板であるとともに、図５〜図７に示すように複数例えば２箇所に固定部１８ａを一体に有している。

固定部１８ａは、基材１２の周部より突出されていて、この基材１２の前記凹部１２ａに基材１２の裏側から臨んでいる。この固定部１８ａにねじ通し部例えばねじ通孔１９が形成されている。ねじ通し部は切り欠き状の凹みで形成することもできる。

板状の金属素材を材料として基材１２に接合された正面金属部材１４、給電部１６、及び裏面金属部材１８の厚みは、これらが基材１２に直接接合して設けられることにより所望の厚みとすることができ、例えば２００μｍ〜５００μｍの範囲で選択される。この厚みは金属メッキ層に比較して遥かに厚く、そのために、機械的強度を確保できる。

更に、裏面金属部材１８の厚みは、正面金属部材１４の給電部１６の厚みより薄い。この裏面金属部材１８の厚みは、ＤＣＢ法による基板１１の製造での直接接合後に常温まで温度降下する場合、正面金属部材１４側が凸となり裏面金属部材１８側が凹となるように基板１１が反ることを抑制できるように、正面金属部材１４のパターンに応じて定められている。

各ＬＥＤチップ２１には例えば青色発光をするＬＥＤチップが用いられている。これらのＬＥＤチップ２１は、図８に示すようにサファイア等からなる素子基板２１ａ上に単色の青色発光をする半導体発光層２１ｂが積層され、この半導体発光層２１ｂ上に正負一対の素子電極２１ｃが互いに配置された半導体ベアチップである。

ＬＥＤチップ２１は、その半導体発光層２１ｂと反対側に位置する素子基板２１ａの裏面をダイボンド材２２で各パターン部１４ａに夫々固定することによって基材１２の実装面１２ｂ上に実装されている。ダイボンド材２２は、銀ベースト又は樹脂接着剤例えば透明シリコーン樹脂等からなる。

各ＬＥＤチップ２１の実装は約３００℃の温度をかけながら行われる。この場合、正面金属部材１４及び給電部１６が基材１２の実装面１２ｂに占める面積と、裏面金属部材１８が基材１２の裏面１２ｃに占める面積との差、言い換えれば、これらの面積と厚みを元に換算が可能な基材表裏面での金属材のボリューム差に基づいて、基材１２の実装面１２ｂ側が凸となり裏面１２ｃ側が凹となるように基材１２が反ることを、正面金属部材１４及び給電部１６の厚みより裏面金属部材１８の厚みが薄いことにより抑制できる。

なお、ＬＥＤチップ２１の実装工程で前記反りが過大に発生すると、ダイボンド材２２の厚みを適正に管理することが難しくなる。このようになった場合、ダイボンド材２２によりＬＥＤチップ２１の実装不良を生じる恐れがあるとともに、点灯時のＬＥＤチップ２１の発熱をパターン部１４ａにダイボンド材２２を介して放出する性能が低下し、ＬＥＤチップ２１の発光性能及び寿命の低下がもたらされる恐れがある。更に、点灯時における前記反りの発生により、基板１１の中央部が後述の受熱面から離れ、それを原因とするヒートスポットが形成され、それによるＬＥＤチップ２１の発光性能及び寿命の低下がもたらされる恐れがある。

しかし、既述のように正面金属部材１４及び給電部１６の厚みより裏面金属部材１８の厚みを薄くして、ＬＥＤチップ２１の実装時及び点灯時等における前記反りを抑制できるので、以上説明した不具合を改善できて、品質を高めることができる。

更に、スポットライト１の点灯に伴い、既述の基材表裏面での金属材のボリューム差に基づいて、基材１２の実装面１２ｂ側が凸となり裏面１２ｃ側が凹となるように基材１２が反ることを、正面金属部材１４及び給電部１６の厚みより裏面金属部材１８の厚みが薄いことにより抑制できる。そのため、前記反りを原因として、基板１１の中央部が後述の受熱面から浮くように離れることを原因とするヒートスポットが形成されないようにできる。

図８及び図９に示すように各ＬＥＤチップ２１の素子電極２１ｃとパターン部１４ａ及び給電部１６とはボンディングワイヤ２３によって電気的に接続されている。この場合、一方の極の素子電極２１ｃは、この電極を有したＬＥＤチップ２１が実装されたパターン部１４ａにボンディングワイヤ２３によって接続され、他方の極の素子電極２１ｃは、電極を有したＬＥＤチップ２１が実装されたパターン部１４ａに隣接した他のパターン部１４ａにボンディングワイヤ２３によって接続されている。

更に、こうして直列接続されたＬＥＤチップ列の一端に位置したＬＥＤチップ２１の素子電極２１ｃが、一方の電極部１６にボンディングワイヤ２３によって接続され、前記ＬＥＤチップ列の他端に位置したＬＥＤチップ２１が実装されたパターン部１４ａが、他方の電極部１６にボンディングワイヤ２３によって接続されている。これにより、各ＬＥＤチップ列は、その列が延びる方向の両側に位置された給電部１６間に直列接続されている。

図５及び図８に示すように枠部材２５は、略正四角の枠をなしていて、その内側に給電部１６の一部及び各ＬＥＤチップ２１を納めて、基板１１の実装面１２ｂ上に接着により取付けられている。

この枠部材２５の内側に封止部材２７が充填されていて、この封止部材２７で各ＬＥＤチップ２１が覆われていて、好ましくは、封止部材２７は各ＬＥＤチップ２１を埋設している。封止部材２７は、透明樹脂、例えば透明なシリコーン樹脂製で、この内部に図示しない蛍光体が混入されている。蛍光体は、青色発光をするＬＥＤチップ２１が発する光の一部により励起されて所定の色の光を放射するものであり、例えば青色光に対して黄色光、赤色光、或いは緑色光を夫々放射する黄色蛍光体、赤色蛍光体、或いは緑色蛍光体が、予め設定された所定の配合比で配合されている。

前記構成の光源である各発光装置２の発光部は封止部材２７が形成している。この封止部材（発光部）２７の大きさは、８１〜２２５ｍｍ^２の面積を有した大きさであり、例えば発光部が正方形の形状である場合、縦横９〜１５ｍｍの大きさである。

封止部材２７の大きさが８１ｍｍ^２未満である場合、複数のＬＥＤチップ２１を実装しし難くなるとともに、各ＬＥＤチップ２１が密に集中し過ぎた配置となって、各ＬＥＤチップ２１の放熱が不足する恐れがある。放熱が不足すると、各ＬＥＤチップ２１の発光性能及び寿命が低下する。しかし、こうした不具合を以上の大きさの封止部材（発光部）２７としたことにより解消できる。

又、封止部材２７の大きさが２２５ｍｍ^２を超える場合、光源が大形となるにしたがい、スポットライト１の1/2ビーム角がより大きく広がるようになるので、所望の配光、つまり、1/2ビーム角を１０〜３０°の角度とすることが困難となる。しかし、こうした不具合は、以上の大きさの封止部材（発光部）２７としたことにより改善でき、所望の配光を得ることができる。

又、本発明で、発光装置２の発光部は、その大きさが前記数値範囲であれば、長方形又正方形等の四角形、円形、若しくはこれらに近似した形状とすることができる。更に、このスポットライト１は高出力であり、そのために、各発光装置２の合計消費電力を２０〜１００Ｗとしてある。この消費電力とすることにより、各発光装置２の光束を１５００〜１２０００ｌｍとすることができる。

なお、前記発光装置２の基板１１には、ＤＣＢ基板以外に、ＤＢＡ（Direct Brazing Aluminum）基板、又はＡＭＣ（Active Metal Brazed Copper）基板等を用いることができる。ＤＢＡ基板は、セラミックス基材に金属部材としてアルミニウム板を蝋着して形成されたものである。ＡＭＣ基板は、セラミックス基材に金属部材として銅板を蝋着して形成されたものである。

又、発光装置２の給電部１６は、セラミックス等の基材１２の周部から外側に突出していても、或いは、こうした突出状態に設けられるのではなく、基材１２の一部に孔又は溝等からなる取付け部を設け、この取付け部から突出された状態に設けられていてもよい。

更に、発光装置２の裏面金属部材１８の周部全体が、セラミックス等の基材１２の周部より突出されている場合、この周部に形成されたねじ通孔（ねじ通し部）１９がある部位を固定部として用いることができる。又、裏面金属部材１８は、その固定部を除いた領域を基材１２と略同じ大きさとして、固定部のみが基材１２の周部から突出されるようにしてもよい。更に、裏面金属部材１８は、孔や切り欠きがない平板に限らず、例えば、正面金属部材１４のパターンに応じて、このパターンに粗密がある場合等には、密度が相対的に高い部位に対応して孔や切り欠きを設けることも可能である。

以上の構成の発光装置２はヒートシンク３に取付けられている。

すなわち、図３及び図４に示すようにヒートシンク３は、例えばヒートシンク本体３１と、受熱部３５とを備えている。ヒートシンク本体３１は、例えばアルミニウムのダイカスト製であり、略円板状のベース部３２の裏面に板状の放熱フィン３３を複数突設して形成されている。各放熱フィン３３は互に略平行である。

受熱部３５は、ヒートシンク本体３１と同種又は異種の金属製で、略長四角形状をなしている。前記異種の金属としてＣｕ（銅）を挙げることができ、又、前記同種の金属として「Ａ５０５２」と通称されるアルミニウム、又は「ＡＤＣ１２」と通称されるアルミニウムを挙げることができる。第１実施形態では受熱部３５がこの、例えばヒートシンク本体３１とは別体であるので、受熱部３５の後側面をベース部３２の表面（正面）に接触させて、ヒートシンク本体３１の裏側から挿入された複数のねじ等の連結具３４（図３参照）によってベース部３２に連結されている。

なお、受熱部３５がヒートシンク本体３１と同じ金属である場合には、ベース部３２に受熱部３５を一体に成形することも可能である。ベース部３２からスポットライト１の光の出射方向に突設された受熱部３５は、ベース部３２の中心を通ってこのベース部３２の径方向に延びていて、かつ、放熱フィン３３と平行に設けられている。図４中符号３２ａは連結具３４が通る連結孔を示している。

受熱部３５は、受熱面をなす複数の側面３５ｃ、例えば対をなして互に平行な一対の側面を有している。これら互に平行な側面（受熱面）３５ｃは、鉛直方向に沿っているとともに、これら側面（受熱面）３５ｃ間の受熱部３５の厚みｔ（図２参照）は４〜１５ｍｍである。

図１０はスポットライト１で受熱部３５を形成する金属材料を変えた場合それぞれの材料の板厚と発光装置２の温度との関係を示すグラフである。このグラフにより、受熱部３５が「Ａ５０５２」と通称されるアルミニウム製である場合が、発光装置２の温度が最も低く、したがって、発光装置２から受熱部３５ヘの放熱性が最も高く、又、受熱部３５が銅製である場合が、発光装置２から受熱部３５ヘの放熱性が次に高く、受熱部３５が「ＡＤＣ１２」と通称されるアルミニウムである場合が、前記三種の金属の中では最も放熱性が低いことが分かる。更に、受熱部３５の厚みｔが４ｍｍ以上であれば、発光装置２の温度を略１７３度以下にでき、過度に発光装置２の温度が上がらないことが分かる。

すなわち、受熱部３５の厚みｔを４〜１５ｍｍとすることで、各発光装置２の熱を、ヒートシンク３の受熱部３５を経由させてヒートシンク本体３１に十分に放出して、各発光装置２が有する各ＬＥＤチップ２１の温度が過度に上昇しないようにできる。しかも、受熱部３５の厚みが１５ｍｍ以下と薄いので、スポットライト１の後述する開口から投光される光のパターンの大きさであるスポット径を小さくし、かつ、そのパターンを真円に近似させることが可能であるとともに、受熱部３５の厚みｔが目立ち難くなり、スポットライト１の体裁を向上できる点でも好ましい。

受熱部３５の突出基部は、それより前側（光出射側）に位置されて発光装置２が取付けられた発光装置取付け部位より幅が広く、言い換えれば、受熱部３５の厚み方向の断面積が大きくなるように形成されている。そのために、前記受熱部３５の各側面３５ｃに受熱面に夫々連続したフィン状の放熱凸部３５ｂ（図２及び図３参照）が受熱部３５と一体に形成されている。

この放熱凸部３５ｂは例えば先細り状であるが、そうでなくても良い。なお、放熱凸部３５ｂは受熱部３５の両側面３５ｃに連続するだけではなく、受熱部３５の突出基部を連続して一回り囲むように設けることも可能である。これとともに、受熱部３５とは同種又は異種の金属で受熱部３５とは別体に形成した放熱凸部３５ｂを突出基部に装着することも可能である。

こうした放熱凸部３５ｂを受熱部３５が有することによって、受熱部３５からヒートシンク本体３１のベース部３２への接合面積、言い換えれば、伝熱面積を大きく確保できる。そのため、受熱部３５を経由したヒートシンク本体３１への発光装置２の放熱性能を向上できる。それに伴い、受熱部３５の厚みｔを極力薄くしつつ所定の放熱特性を満たし、かつ、スポットライト１の後述する開口から投光される光のパターンの大きさであるスポット径を小さくする上で好適である。

受熱部３５の受熱面をなす両側面３５ｃに夫々発光装置２が固定されている。これら発光装置２は、裏面金属部材１８を受熱部３５に向けるとともに、この裏面金属部材１８と受熱部３５の側面３５ｃとの間に伝熱シート３６（図４等参照）を挟んで固定されている。この固定は、前記固定部１８ａのねじ通孔１９を通って受熱部３５にねじ込まれる図示しないねじで行なわれている。

なお、図４中符号３５ａは受熱部３５の両側面３５ｃに夫々形成された逃げ溝を示し、この逃げ溝３５ａに給電部１６が対向して配置されている。又、逃げ溝３５ａには、給電部１６の給電端部１６ａに接続される図示しない絶縁被覆電線が配線されるようになっている。

伝熱シート３６は熱伝導性が良いシリコン樹脂製であり、軟質である。そのため、基板１１が温度変化等で多少反ることがあっても、受熱部３５の側面３５ｃと基板１１の裏面金属部材１８との間に隙間が形成されないようにこれらの間に充填状態に挟まれて、前記受熱面に対する発光装置２の放熱面である裏面金属部材１８からの伝熱性を向上できるようになっている。

発光装置２の被取付け部材であるヒートシンク３の受熱部３５にねじ止めされる発光装置２の基板１１は、ＤＣＢ基板であり、既述のようにセラミックス製の基材１２の裏面に直接接合により被着された裏面金属部材１８を備えているので、この裏面金属部材１８には厚みが例えば２００μｍ〜５００μｍの銅板を用いることができる。

そのため、この裏面金属部材１８と一体でかつねじ通孔１９が形成された固定部１８ａは、受熱部３５に基板１１をねじ止めするに足る十分な強度を有している。そして、この固定部１８ａは、基材１２の周部から外れた位置、つまり、基材１２の周りにこの基材１２の周部から突出されているので、セラミックス製の基材１２にねじを通すことなく、固定部１８ａのねじ通孔１９にねじを通して発光装置２の基板１１を受熱部３５に取付けることができる。

しかも、ねじ通し部例えばねじ通孔１９が形成された固定部１８ａは、既述のようにＤＣＢ基板からなる基板１１の裏面金属部材１８と一体であるから、こうした固定部１８ａに相当する別部品を要しない。そのため、部品点数の増加がなく既述のねじ止めができ、コスト的に有利である。

更に、発光装置２の基板１１を受熱部３５に固定するねじが、既述のようにセラミックス製の基材１２を通らないので、ねじの締め付けトルクによって基材１２が破損しないようにできる。

図１〜図４に示すように凹面反射鏡４はアルミニウム等により作られた一対の凹面鏡部材４１からなる。各凹面鏡部材４１の反射面は、放物面で形成されているとともに、鏡面に仕上げられている。更に、凹面鏡部材４１は、その光出射側に位置された半円弧状の縁４１ａと、この縁４１ａに対して反対側の奥まった端部に平坦な座面部４１ｂを有している。これとともに、座面部４１ｂに切り欠き４１ｃ（図４参照）が形成されている。

これら凹面鏡部材４１は、その座面部４１ｂをヒートシンク本体３１のベース部３２の正面に接触させた状態で、切り欠き４１ｃを通ってベース部３２にねじ込まれたねじ４２によって、ベース部３２に固定されている。図４中符号３２ｃはねじ４２がねじ込まれるベース部３２の固定孔を示している。ベース部３２への一対の凹面鏡部材４１のねじ止めは、ベース部３２の受熱部３５が連結される前に行われる。

こうしてヒートシンク本体３１のベース部３２にその正面側から固定された一対の凹面鏡部材４１は、受熱部３５の両側に、この受熱部３５を境に線対称に配置されている。そのため、これら凹面鏡部材４１の放物面からなる反射面に、発光装置２の発光部、つまり、蛍光体入りの封止部材２７が対向されている。発光装置２から放射された光をスポットライト１の光軸Ｌ（図３参照）に平行に反射させるために、発光装置２の発光部の中心Ｐ（図９参照）は、凹面鏡部材４１の焦点位置に配置されている。

図９に示すようにＬＥＤチップ２１は発光装置２の発光部の中心Ｐにからずれて配置されている。言い換えれば、ＬＥＤチップ２１の真上に凹面鏡部材４１の焦点が位置しないように凹面鏡部材４１が配設されている。こうした配置とすることで、ＬＥＤチップ２１の発光色（青色）の光が、投光されたパターンの中央部でその周りより強くなる色むら、所謂「青抜け」となることを抑制できる。

受熱部３５の長手方向両端部には、正面側から鏡押え４５が夫々ねじ止めされている。これら鏡押さえ４５は、取付け片部４５ａとこれから折れ曲がった塞ぎ片部４５ｂとを有している。

取付け片部４５ａが受熱部３５にねじ止めされることにより、塞ぎ片部４５ｂが、受熱部３５の厚みに相当して隔てられている一対の凹面鏡部材４１にわたってこれらの間の隙間を塞ぐように配置されている。これにより、図１及び図２に示すように塞ぎ片部４５ｂの先端縁４５ｃと一対の凹面鏡部材４１の縁４１ａとが円形に近似した形状に連続されている。この円形に近似した開口の径Ｄ（図２及び図３参照）は９０〜１２０ｍｍ例えば１００ｍｍである。又、この開口から凹面鏡部材４１が固定されたヒートシンク本体３１までの深さＭ（図３参照）は４０〜８０ｍｍである。

凹面反射鏡４のカバーを兼ねる鏡支持部材５は、円筒形の基部５ａとこの一端から折れ曲がった支え部５ｂとからなる。支え部５ｂは基部５ａより大径なテーパ形状をなし、正面視円環形である。鏡支持部材５は、その基部５ａをベース部３２の正面に接触させるとともに、支え部５ｂを凹面反射鏡４の周部裏面に接触させて、これらベース部３２と凹面反射鏡４の周部との間に挟設されていて、凹面反射鏡４をその裏側から支持している。

この鏡支持部材５の挟み込みは、予めベース部３２の正面側に鏡支持部材５を配置した状態で、ベース部３２に一対の凹面鏡部材４１をねじ止めすることで行われる。鏡支持部材５が有した支え部５ｂの開口縁５ｃは、凹面鏡部材４１の縁４１ａ及びこれに連続した鏡押さえ４５の先端縁４５ｃよりも前側、つまり、光出射側に位置されている。したがって、図３に示すように凹面反射鏡４及び鏡押え４５は鏡支持部材５内に収容されている。なお、図１及び図４中符号５ｄは通線孔を支援し、この通線孔５ｄには給電部１６に至る図示しない絶縁被覆電線が通される。

前記構成のスポットライト１は、ＣＯＢ型の発光装置２を光源として複数用いるので、合計消費電力が２０〜１００Ｗの高出力を実現できる。このスポットライト１が点灯されると、各発光装置２の各ＬＥＤチップ２１が発光する。これとともに、蛍光体入り封止部材（発光部）２７が白色に発光し、この発光は、発光部に対向している凹面鏡部材４１に入射される。

そのため、この入射光は、発光部が対向している凹面鏡部材４１で光の利用方向に反射されて、凹面鏡部材４１の縁４１ａ及びこれに連続した鏡押さえ４５の先端縁４５ｃがなす略円形の開口を通って、図示しない照射対象に向けて出射される。この場合、一対の凹面鏡部材４１で反射された光の投射パターンは略円形であり、かつ、これらのパターンは、スポットライト１に対して十分遠方に位置する照射対象上において略合致される。

このように各発光装置２が発した光を、既述のように夫々の発光装置２に対向した個々の凹面鏡部材４１で光の利用方向に反射させることで1/2ビーム角を制御して、各凹面鏡部材４１が作った開口から投光するので、各凹面鏡部材４１により光の出射方向と投射パターンが制御されて、１０〜３０°の狭い1/2ビーム角を得て照明することができる。

ちなみに、第１実施形態のように一対の発光装置２の発光部が略正方形であり、これら発光装置２が発光する光束（モジュール光束）が２５００ｌｍ（従って、スポットライト１全体では５０００ｌｍ）の場合、このスポットライト１の中心光度は３８７８９ｃｄ、1/2ビーム角は16.2°であった。

しかも、各発光装置２の発光部をなす封止部材２７の面積が２２５ｍｍ^２以下であり、発光部の面積が小さく制限されている。これとともに、各発光装置２は、光軸Ｌに直交する平面に配設されているのではなく、ヒートシンク３が有する受熱部３５の光軸Ｌと平行な平面で形成された側面（受熱面）３５ｃに配設されている。それにより、所望の高出力を得る上で、各発光装置２の配置がスポットライト１の径方向の大きさに影響することがないため、各凹面鏡部材４１により作られた凹面反射鏡４の開口の径Ｄ（図２及び図３参照）を９０〜１２０ｍｍと小さくでき、したがって、コンパクトなスポットライト１を構成できる。

又、点灯状態で、各発光装置２に発生する熱は、ヒートシンク３の受熱部３５に伝導され、更に、この受熱部３５からヒートシンク本体３１に伝導して大気中に放出される。この場合、各発光装置２の発光部をなす封止部材２７の大きさが８１〜２２５ｍｍ^２であるので、複数のＬＥＤチップ２１が密に集中し過ぎた配置となって、各ＬＥＤチップ２１の放熱が不足することがない。したがって、各ＬＥＤチップ２１の発光性能及び寿命の低下を抑制できる。

以上のように前記第１実施形態のスポットライト１は、２０〜１００Ｗの高出力でありながら開口径Ｄが９０〜１２０ｍｍと小さくコンパクトであり、かつ、1/2ビーム角を１０〜３０°と狭くできる。

更に、前記スポットライト１の受熱部３５が有した一対の側面（受熱面）３５ｃは、互に平行で鉛直方向に沿って設けられている。そのため、受熱部３５をその厚み方向に挟持するように配設された一対の発光装置２が、横置き状態でかつ上下に並ぶことがなく、縦置き状態で受熱部３５の厚み方向に並んで配置されて、一方の発熱装置２の熱で他方の発熱装置２の温度が更に上昇されないようにできる。

これに対して、受熱部３５をその厚み方向に挟持するように配設された一対の発光装置２が横置き状態でかつ上下方向に平行に並んで配置されている場合、下位置の発光装置の熱が上位置の放熱装置に波及して、上位置の発光装置２のＬＥＤチップ２１の温度が下位置の発光装置のＬＥＤチップ２１の温度より高くなり易く、それにより、上位置の発光装置のＬＥＤチップ２１の発光性能及び寿命が低下する恐れがある。

又、スポットライト１の点灯と消灯に伴いその発光装置２の基板１１の温度は変化する。スポットライト１の点灯時、各ＬＥＤチップ２１の発熱により基板１１及び受熱部３５は温度上昇する。この場合、受熱部３５の熱膨張の方が、基板１１のセラミック製の基材１２の熱膨張より大きいので、この熱膨張差により基板１１は受熱部３５の側面（受熱面）３５ｃで押されてこの受熱面から離れる方向に凸となるように変形する。これとともに、基材１２の裏面に直接接合されている銅製の裏面金属部材の熱膨張の方が、セラミック製の基材１２の熱膨張より大きいので、この熱膨張差により基板１１が受熱部３５の側面（受熱面）３５ｃから離れる方向に凸となるように変形する。

それにも拘らず、既述のように基材１２にねじを通すことなく、固定部１８ａのねじ通孔１９にねじを通して発光装置２の基板１１が受熱部３５に取付けられているので、ねじ止め部を原因としてセラミック製の基材１２に負荷が掛かることがなく、それにより、基材１２が破損しないようにできる。

以下、図１１〜図２０を参照して第２〜第８の各実施形態を説明する。これらの実施形態において、第１実施形態と同一構成については、第１実施形態と同一符号を付してその説明を省略し、以下、第１実施形態とは異なる事項を説明する。

図１１に示した本発明の第２実施形態では、受熱部３５をはさむようにその側面（受熱面）３５ｃに夫々取付けられた各発光装置２の発光部をなした封止部材２７の形状を略長方形としてある。この略長方形の封止部材（発光部）２７は、スポットライト１の光軸（図１１では図示しないが、図３中符号Ｌ参照）に沿った方向に短く、光軸に直交する方向に沿って長く形成されている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じである。

このような形状及び配置の発光部を有した発光装置２を備えた第２実施形態によれば、第１実施形態のように発光部が略正四角形で、これが傾かないように発光装置２が受熱部３５に取付けられた構成に比較して、より狭い1/2ビーム角を得ることができる。

ちなみに、第２実施形態でその一対の発光装置２が発光する光束（モジュール光束）が２５００ｌｍ（従って、スポットライト１全体では５０００ｌｍ）の場合、このスポットライト１が投光したスポット光のパターンの中心光度は３８８１３ｃｄ、1/2ビーム角は12.3°であった。このように中心光度を向上でき、かつ、1/2ビーム角を狭くできた。

なお、この第２実施形態に対して、略長方形の封止部材２７を、スポットライト１の光軸に沿った方向に長く、光軸に直交する方向に沿って短く形成することは好ましくなかった。つまり、この比較例（なお、前記条件以外の発光面積等は第１実施形態と同条件）の中心光度と1/2ビーム角を測定したところ、中心光度は１９４１１ｃｄと減少し、1/2ビーム角は19.7°と広がることが測定された。

更に、他の比較例として、第１実施形態で説明した発光面積を満たした円形の封止部材（発光部）２７を有した発光装置を作成し、これを受熱部に装着した他の比較例を作成して、その中心光度と1/2ビーム角を測定したところ、中心光度は３８８６９ｃｄ、1/2ビーム角は16.1°と、第１実施形態のものと略同じであった。

図１２に示した本発明の第３実施形態では、各発光装置２の発光部をなした封止部材２７の形状は略正四角形であるが、この封止部材２７の一つの対角線が、スポットライト１の光軸（図１２では図示しないが、図３中符号Ｌ参照）と平行となるように各発光装置２が受熱部３５の側面（受熱面）３５ｃに夫々取付けられている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じである。

このような形状及び配置の発光部を有した発光装置２を備えた第３実施形態によれば、第１実施形態のように略正四角形で、これが傾かないように発光装置２が受熱部３５に取付けられた構成に比較して、より狭い1/2ビーム角を得ることができる。

ちなみに、第３実施形態でその一対の発光装置２が発光する光束（モジュール光束）が２５００ｌｍ（従って、スポットライト１全体では５０００ｌｍ）の場合、このスポットライト１の中心光度は３７８７３ｃｄと第１実施形態と比較して多少下がるものの、1/2ビーム角は11.4°と、より狭くできた。

図１３〜図１５に示した本発明の第４実施形態では、各発光装置２の発光部をなした封止部材２７の中心（なお、図９中の符号Ｐ参照）が、各凹面鏡部材４１の焦点に対して光軸Ｌに沿ってずらされている。この場合のずれ方向は、スポットライト１の開口側（言い換えれば、光の出射側）であっても、この開口とは反対方向に位置された受熱部３５の突出基部側（言い換えれば、光の反出射側）にずれていてもよい。

前者のように開口側にずらす場合には１〜２ｍｍ焦点からずらせばよく、後者のように受熱部３５の突出基部側にずらす場合には１〜２.５ｍｍ焦点からずらせばよい。なお、図１３中は後者のようにずらした例であり、符号Ａは各発光装置２の発光部をなした封止部材２７の中心を通る直線を指しており、符号Ｂは各凹面鏡部材４１の焦点を通る直線を示しており、符号Ｃはずれ量を示している。なお、その他の構成は第１実施形態と同じである。

この第４実施形態によれば、第１実施形態のように前記ずれがない構成に比較して、1/2ビーム角をより狭めることができるとともに、中心光度を向上させることができる。

ちなみに、第４実施形態でその一対の発光装置２が発光する光束（モジュール光束）が２５００ｌｍ（従って、スポットライト１全体では５０００ｌｍ）の場合、前記ずれ量Ｃを光の出射側にしたスポットライト１の形態では、その1/2ビーム角が図１４の右側に示すように狭くなるとともに、中心光度が図１５の右側に示すようにピーク的に高くなることが測定され、前記ずれ量Ｃを光の反出射側にしたスポットライト１の形態でも、その1/2ビーム角が図１４の左側に示すように狭くなるとともに、中心光度が図１５の左側に示すようにピーク的に高くなることが測定された。なお、図１４及び図１５において、光軸Ｌに沿うずれ量Ｃがプラスの範囲は光の出射側へのずれ量を示し、光軸Ｌに沿うずれ量Ｃがマイナスの範囲は光の反出射側へのずれ量を示している。

図１６に示した本発明の第５実施形態では、受熱部３５の両側に取付けられた一対の発光装置２に個別に対向した一対の凹面鏡部材４１が、受熱部３５を境に非線対称の配置で設けられている。例えば、図１６において右側の凹面鏡部材４１が左側の凹面鏡部材４１より下がって受熱部３５に固定されている。それにより、一対の凹面鏡部材４１の焦点は、図１６において受熱部３５の長手方向（上下方向）にずれている。このずれ量を符号Ｅで示す。

これとともに、受熱部３５の両側に取付けられた一対の発光装置２も、受熱部３５を境に非線対称の配置で設けられている。例えば、図１６において右側の発光装置２が左側の発光装置２がより下がって受熱部３５に固定されている。そのため、一対の発光装置２の発光部の中心位置も、図１６において受熱部３５の長手方向（上下方向）に前記ずれ量Ｅと同じにずれている。又、このずれに応じて隣接する凹面鏡部材４１の縁４１ａにわたる鏡押さえ５の先端部地４５ｃは、斜めに形成されている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じである。

又、この第５実施形態で、一対の凹面鏡部材４１は、図１６において相対的に高さ位置が異なれば、受熱部３５の高さ方向の１/２の点を中心とする点対称に設けられていても良く、同様に、一対の発光装置２の発光部の中心位置も、図１６において相対的に高さ位置が異なれば、受熱部３５の高さ方向の１/２の点を中心とする点対称に設けられていても良く。

この第５実施形態によれば、発光部の中心位置に起因するヒートスポットが受熱部３５にできることを防止できる。

つまり、複数のＬＥＤチップ２１（図９参照）が配列されたＣＯＢ型発光装置２の点灯状態での温度分布は、発光部の中心Ｐ（図９参照）の位置に相当する部位が最も温度が高く、この部位より周囲側に遠ざかるほど温度が低くなる。このような温度特性を有する発光装置２が受熱部３５を間に置いて相対向するように配置されていて、それらの発光部の中心Ｐが受熱部３５を間に置いて同様な位置にあると、最も温度が高い発光部中心の温度が互に干渉して受熱部３５にヒートスポットが形成されてしまう。このヒートスポットの形成は、受熱部３５が薄くなるほど顕在化する。

しかし、第５実施形態では、対応する一対の発光装置２の発光部の中心Ｐの位置が、図１６において上下方向、言い換えれば、スポットライト１の光軸に直交する方向に沿って、ずれている。そのため、最も温度が高い発光部中心の温度が互に干渉することが抑制されて、受熱部３５にヒートスポットが存在しないようにできる。それに伴い、受熱部３５の薄肉化を図ることも可能である。したがって、受熱部３５からヒートシンク本体３１への放熱を良好にでき、それに伴い発光装置２の温度を下げ得る点で好ましい。なお、対応する一対の凹面反射鏡４がずれていることにより配光特性への影響は実質的に無視できる程度である。

図１７に示した本発明の第６実施形態では、受熱部３５の両側に取付けられた一対の発光装置２４が、スポットライト１の光軸Ｌに沿って相対的にずれている。したがって、発光装置２の発光部の中心位置も、互に光軸Ｌに沿って相対的にずれている。そして、このずれを得るために、一対の発光装置２の発光部の中心位置は、図１７において光軸に沿う位置が相対的に異なるように、受熱部３５の高さ方向の１/２の点を中心とする点対称に設けられている。このずれ量を符号Ｆで示す。なお、その他の構成は第１実施形態と同じである。

この第６実施形態においても、第５実施形態と同様に、発光部の中心位置に起因するヒートスポットが受熱部３５にできることを防止できる。

つまり、複数のＬＥＤチップ２１（図９参照）が配列されたＣＯＢ型の発光装置２の点灯状態での温度分布は、発光部の中心Ｐ（図９参照）の位置に相当する部位が最も温度が高く、この部位より周囲側に遠ざかるほど温度が低くなる。このような温度特性を有する発光装置２が受熱部３５を間に置いて相対向するように配置されていて、それらの発光部の中心Ｐが受熱部３５を間に置いて同様な位置にあると、最も温度が高い発光部中心の温度が互に干渉して受熱部３５にヒートスポットが形成されてしまう。このヒートスポットの形成は、受熱部３５が薄くなるほど顕在化する。

しかし、第６実施形態では、対応する一対の発光装置２の発光部の中心Ｐの位置が、図１６において前後方向、言い換えれば、スポットライト１の光軸Ｌが延びる方向に沿って、ずれている。そのため、最も温度が高い発光部中心の温度が互に干渉することが抑制されて、受熱部３５にヒートスポットが存在しないようにできる。それに伴い、受熱部３５の薄肉化を図ることも可能である。したがって、受熱部３５からヒートシンク本体３１への放熱を良好にでき、それに伴い発光装置２の温度を下げ得る点で好ましい。

図１８に示した本発明の第７実施形態では、ヒートシンク本体３１のベース部３２が第１実施形態で説明した鏡支持部材を兼ねている。つまり、ベース部３２の前面は好ましくは抉られたような形状で放物面の一部をなしている伝熱接触面３２ｄで形成され、この伝熱接触面３２ｄは、アルミニウム等の金属製の各凹面鏡部材４１の裏面に面接触されている。なお、伝熱接触面３２ｄは、必ずしも放物面の一部をなす曲面で形成される必要はなく、要は、凹面反射鏡４をなす各凹面鏡部材４１に伝熱可能であれば、いかなる形状であってもよい。又、符号３２ｅは通線用の空隙を示している。この第７実施形態において凹面鏡部材４１はその板厚を厚くして形成することが好ましい。なお、その他の構成は第１実施形態と同じである。

この第７実施形態では、各発光装置２で発生して受熱部３５を経由してベース部３２に伝導した熱の一部を、このベース部３２の伝熱接触面３２ｄから各凹面鏡部材４１に伝導させて、これら凹面鏡部材４１から大気中に放出できる。

このように第７実施形態では、ベース部３２自体での放熱面積の増加に加えて各凹面鏡部材４１を放熱部材として利用することで更に放熱面積が増やされているので、各発光装置２の温度上昇を低く抑制できる。或いは、各発光装置２の温度上昇が同じであるならば、ヒートシンク本体３１の放熱フィン３３を短くできるに伴い、スポットライト１の小形化を図ることが可能である。

なお、この第７実施形態において、受熱部３５がベース部３２に一体に形成されている場合には、受熱部３５とベース部３２との界面がなく、この界面がある構成のように界面での熱抵抗が無いので、より効果的に放熱を促進できる。更に、ベース部３２の前面に抉るように形成された放物面を凹面反射鏡４として用いるようにすれば、より放熱性能を向上できるとともに、凹面反射鏡としての部品を省略でき、構成を簡素化できるとともに、コストを低減できる。なお、この場合、放物面に対して鏡面加工を施して実施することが好ましい。

図１９及び図２０に示した本発明の第８実施形態では、受熱部３５がヒートパイプ３８を備えている。ヒートパイプ３８は、受熱部３５に埋め込んで装着しても、或いは受熱部３５自体がヒートパイプ３８としての構造を有して構成されていても差し支えない。なお、その他の構成は第１実施形態と同じである。

この第８実施形態では、受熱部３５がヒートパイプ３８を備えていることで、この受熱部３５の各受熱面に取付けられた発光装置２が発する熱を、効率よくヒートシンク本体３１に伝達できるに伴い、発光装置２の放熱性を向上できる。そのため、受熱部３５を薄く形成することが可能である。それにより、受熱部３５が薄く形成される場合には、投光された光のパターンの大きさであるスポット径をより小さくすることが可能である。又、受熱部３５自体がヒートパイプ３８としての構造を有する場合には、部品点数を削減できる点で好ましい。

１…スポットライト（照明器具）、２…発光装置（光源）、３…ヒートシンク、４…凹面反射鏡、１１…基板、２１…ＬＥＤチップ（半導体発光素子）、２５…枠部材、２７…封止部材（発光部）、Ｐ…封止部材（発光部）の中心、３１…ヒートシンク本体、３５…受熱部、３５ｃ…受熱部の側面（受熱面）、４１…凹面鏡部材、Ｌ…光軸、Ｄ…開口径

Claims (5)

1. 光の出射方向に突出される受熱部を備え、かつ、この受熱部が光軸と平行な平面で形成された複数の受熱面を有しているヒートシンクと；
   基板、この基板に実装された複数の半導体発光素子、及びこれら発光素子を覆って前記基板上に設けられるとともに前記半導体発光素子が発した光の一部で励起されてこの光とは異なる色の光を放射する蛍光体が混ぜられていて８１〜２２５ｍｍ^２の大きさに作られた透光性封止部材を備えるＣＯＢ型で、かつ、合計消費電力が２０〜１００Ｗである複数の発光装置であって、前記各受熱面の夫々に取付けられて前記光軸と直交する方向に光を出射する前記各発光装置と；
   これら発光装置からの入射光を反射させて１０〜３０°の1/2ビーム角で配光されるように前記受熱部の周りに前記発光装置と個別に対向して配置された複数の凹面鏡部材であって、これらの凹面鏡部材の光出射側の縁が互いに連続するように設けられて略円形でかつ直径が９０〜１２０ｍｍである開口を形成して配設された前記複数の凹面鏡部材と；
   を具備し、
   前記複数の凹面鏡部材の焦点に対して、前記発光装置の発光部をなした前記封止部材の中心が、前記光軸に沿って前記開口側に１〜２ｍｍずれているか、又は前記光軸に沿って前記開口と反対方向に位置する前記受熱部の突出基部側に１〜２.５ｍｍずれていることを特徴とする照明器具。
2. 前記受熱部が有した受熱面が一対で互に平行であり、これら一対の受熱面が鉛直方向に沿っているとともに、前記一対の受熱面間の前記受熱部の厚みが、４〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記発光装置の発光部をなした前記封止部材の形状が、前記光軸に沿った方向に短く、かつ前記光軸に直交する方向に沿って長い略長方形であることを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。
4. 前記発光装置の発光部をなした前記封止部材の形状が略正四角形状であり、この封止部材の一つの対角線が前記光軸と平行となるように前記発光装置が前記受熱部に取付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。
5. 前記各発光装置の発光中心位置が、互に前記光軸に沿ってずれていることを特徴とする請求項１から４の内のいずれか一項に記載の照明器具。

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