JP5623977B2 - スポット用光源 - Google Patents
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Description
一方、照明分野でも省電力化および長寿命化が重要視されており、LEDを具備する照明装置(以下、LED照明装置という)を従来の電球に代替させる技術が研究・開発されている。反射鏡付きハロゲン電球に関しても例外ではなく、反射鏡付きのLED照明装置が数多く提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
そこで、本発明は、漏れ光を積極的に利用するような形態において従来のハロゲン電球に代替することができるスポット用光源を提供することを目的とする。
この場合において、前記側面部はセラミックスとするのが好ましく、具体的には、前記セラミックスは炭化珪素、窒化アルミニウム、サファイア、アルミナ、ベリリア、チタニア、イットリア、窒化珪素、窒化ホウ素、ジルコニア、マグネシア及びシリカのうち、少なくともひとつ、又は2つ以上の混合体を主成分とすれば良い。
また、前記側面部は、希土類元素を多結晶の状態で含んでおり、前記発光素子の出射光によって発色するとすれば、所望の光色の漏れ光を発生させることができる。
また、前記側面部の外周にはシリコンカーバイドの被膜が形成されているとすれば、シリコンカーバイドは高い導熱性を有しているので、放熱器の放熱効率を向上させることができる。
また、発光素子を支持する支持部材を備え、格納器は底部を有し、発光素子は、前記支持部材を介して、格納器の底部に取着されていても良い。
また、底部と側面部とを一体形成すれば、スポット用光源の組立ての手間を軽減し、かつ光学系の組立て精度を向上させることができる。
図1は、本発明の実施形態に係るスポット用光源の構成を示す一部切欠き図である。
スポット用光源1は、主たる構成として、ケース11、放熱器12および発光部18を備えている。まずこれらの概略構成を説明し、次いで放熱器12の詳細構成について説明する。
<概略構成>
ケース11は、セラミックス等の絶縁材料からなり、円筒部11aとこの円筒部11aの一端から延設された突出部11bとにより構成されている。円筒部11aの内部空間には点灯回路17が収容されている。突出部11bの外周面には金属製のシェル15が設けられ、突出部11bの先端部には金属製のアイレット16が設けられている。シェル15およびアイレット16は何れも配線により点灯回路17に接続されており、外部電源から電力の供給を受ける給電端子となっている。
<放熱器の詳細構成>
放熱器12の側面部12bを構成する光透過性材料は、例えば、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)、サファイア(Al2O3)、焼結アルミナ(Al2O3)、焼結ベリリア(BeO)、焼結カルシア(CaO)、焼結マグネシア(MgO)、焼結ムラライト(Al2O3・SiO2)、焼結チタニア(TiO2)、焼結イットリア(Y2O3)、溶融シリカ(SiO2)、窒化珪素(Si3N4)、窒化ホウ素(BN)、ジルコニア(ZrO2)及びステアタイト(MgO・SiO2)の何れかを主成分とするセラミックスやこれら材料の混合体を用いたセラミックスを用いれば良い。また、樹脂製であっても良い。なお、セラミックスは樹脂より高い熱伝導性を有し、また、金属よりも高い光透過性を有するので特に好適である。
また、放熱器12の外周面にはシリコンカーバイドが薄く、例えば、厚さ数μm程度で塗布されている。シリコンカーバイドは高い熱伝導性を有するので、放熱器12の放熱効率を向上させることができる。
図2は、側面部12bの全光線透過率を解説する図である。図2に示されるように、全光線透過率は、スポット用光源1のランプ前面(放熱部前面)に光線が完全に遮蔽され、かつ、光が全反射する白色のカバーを装着した際の全光束値Bの当該カバーを装着しない状態での全光束値Aに対する比によって定義される。この場合において、光束値は何れも球面光束計を用いて測定される。なお、カバーを白色にするためには、例えば、硫酸バリウム(BaSO4)をカバー表面に塗布すれば良い。
また、側面部12bは、着色してもよい。従来のハロゲン電球では反射鏡にダイクロイックフィルタを利用したものがあり、これを点灯させた場合には漏れ光の色味が特定色(例えば赤色)となる場合がある。そこで、この特定色を再現するように側面部12bを着色することにより、スポット用光源1のハロゲン電球への代替性をより高めることができる。
なお、従来のハロゲン電球では反射鏡により配光が制御されているのに対し、スポット用光源1では主にレンズ18dにより配光が制御されている。そのため、スポット用光源1では、発光部18からの直接光がスポットライトに大きく寄与し、放熱器12の内周面での反射光の寄与はわずかである。したがって、放熱器12の側面部12bを光透過性にしても、スポットライトの明るさにはほとんど影響することはない。
<変形例>
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
本発明に係るスポット用光源に用いることができるレンズは、砲弾型の他、反射型レンズや凸レンズ、フレネルレンズを用いても良い。また、凸レンズやフレネルレンズを砲弾型レンズと組み合わせて用いても良いし、凸レンズやフレネルレンズを反射型レンズと組み合わせて用いても良い。
図4は、スポット用光源3のLED素子の配置を示す平面図であって、(a)から(c)はそれぞれLED素子の数が3つ、4つ及び6つの場合である。スポット用光源3においては、配光の偏りを防止するために、3つのLED素子はそれぞれ正三角形の各頂点の位置となるように配置されている(図4(a))。
図5は、LED素子を1つ備え、反射型レンズを用いたスポット用光源の構成を示す断面斜視図である。図5に示されるように、スポット用光源5は、砲弾型レンズに代えて反射型レンズ38を備えている。LED素子18bの出射光は反射型レンズ38によって主にスポット用光源5の前方へ導かれる一方、一部は側面部12bへ向かって漏れ光となる。
図8、9は、何れもLED素子と反射型レンズとを3つずつ備えたスポット用光源の構成を示す断面斜視図である。図8に示されるスポット用光源19は、3つのLED素子18bごとに反射型レンズ43を備えている。また、図9に示されるスポット用光源20は、3つのLED素子18bごとに備える反射型レンズ44が前面硝子13と一体になっている。
図16、17は、砲弾型レンズと凸レンズとを組み合わせて用いたスポット用光源の構成を示す断面斜視図であって、図16はLED素子を1つ備える構成を示し、図17はLED素子を3つ備える構成を示す。砲弾型レンズ18dと凸レンズ45とを組み合わせて用いれば、砲弾型レンズ18dの集光力を低減させて側面部12bへ向かう光量を増加させる一方、凸レンズ45によってスポット用光源27、28の前方への集光力を補うことができるので、高い装飾性と集光力とを両立させることができる。
(2) 上記実施の形態においては、特に言及しなかったがE口金を備える場合について説明した。しかしながら、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、E口金以外の口金を適用してもよい。例えば、図26の一部切欠き図に示されるように、ピン口金を備えた構成のスポット用光源であっても本発明の効果は同じである。
(6) 上記実施の形態においては、放熱器12の開口部に前面ガラス13が金具14で取り付けられる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、金具に代えて接着剤やネジなどで固定しても良い。
(7) 上記実施の形態においては、レンズ等の光制御部材を備える場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、光制御部材の有無に関わらず、側面部に希土類元素を多結晶の状態で含むセラミックスを用いれば、点灯時と消灯時とで側面部の色を変化させることができるので、高い装飾性を実現することができる。
11……………………………………………………ケース
11a…………………………………………………円筒部
11b…………………………………………………突出部
12……………………………………………………放熱器
12a…………………………………………………底部
12b…………………………………………………側面部
13……………………………………………………前面ガラス
14……………………………………………………金具
15……………………………………………………シェル
16……………………………………………………アイレット
17……………………………………………………点灯回路
18……………………………………………………発光部
18a…………………………………………………金属基板
18b…………………………………………………LED素子
18c…………………………………………………シリコーン樹脂部材
18d…………………………………………………レンズ
38、39、43、44……………………………反射型レンズ
40、41……………………………………………反射面
42……………………………………………………出射面
45……………………………………………………凸レンズ
46……………………………………………………フレネルレンズ
47……………………………………………………レンズ
48……………………………………………………給電端子
Claims (17)
- 反射鏡付きハロゲン電球を代替するスポット用光源であって、
発光素子と、
発光素子を格納し、発光素子の出射光を通過させる開口を有する格納器と、
前記発光素子を点灯する回路を内蔵するベースと、
前記回路に給電する口金、を備え、
前記発光素子の上面にレンズを配置し、
前記格納器の発光素子を囲繞する側面部は、光透過性を有しており、
前記側面部は、希土類元素を多結晶の状態で含んでおり、
前記発光素子の出射光によって発色する
ことを特徴とするスポット用光源。 - 前記側面部はセラミックスからなっている
ことを特徴とする請求項1に記載のスポット用光源。 - 前記側面部は樹脂材料からなっている
ことを特徴とする請求項1に記載のスポット用光源。 - 前記セラミックスは炭化珪素、窒化アルミニウム、サファイア、アルミナ、ベリリア、チタニア、イットリア、窒化珪素、窒化ホウ素、ジルコニア、マグネシア及びシリカのうち、少なくともひとつ、又は2つ以上の混合体を主成分とする
ことを特徴とする請求項2に記載のスポット用光源。 - 格納器は底部を有し、
発光素子は、格納器の底部に取着されている
ことを特徴とする請求項1に記載のスポット用光源。 - 発光素子を支持する支持部材を備え、
格納器は底部を有し、
発光素子は、前記支持部材を介して、格納器の底部に取着されている
ことを特徴とする請求項1に記載のスポット用光源。 - 格納器は、底部と側面部とが一体形成されている
ことを特徴とする請求項5または6に記載のスポット用光源。 - 格納器は、椀状である
ことを特徴とする請求項1、5から7の何れかに記載のスポット用光源。 - 格納器は、反射鏡を兼ねる
ことを特徴とする請求項1、5から8の何れかに記載のスポット用光源。 - 反射鏡付きハロゲン電球を代替するスポット用光源であって、
発光素子と、
発光素子を格納し、発光素子の出射光を通過させる開口を有する格納器と、
前記発光素子を点灯する回路を内蔵するベースと、
前記回路に給電する口金、を備え、
前記発光素子の上面にレンズを配置し、
前記格納器の発光素子を囲繞する側面部は、光透過性を有しており、
前記側面部はセラミックスからなっており、
前記側面部の外周にはシリコンカーバイドの被膜が形成されている
ことを特徴とするスポット用光源。 - 前記側面部は樹脂材料からなっている
ことを特徴とする請求項10に記載のスポット用光源。 - 前記セラミックスは炭化珪素、窒化アルミニウム、サファイア、アルミナ、ベリリア、チタニア、イットリア、窒化珪素、窒化ホウ素、ジルコニア、マグネシア及びシリカのうち、少なくともひとつ、又は2つ以上の混合体を主成分とする
ことを特徴とする請求項10に記載のスポット用光源。 - 格納器は底部を有し、
発光素子は、格納器の底部に取着されている
ことを特徴とする請求項10に記載のスポット用光源。 - 発光素子を支持する支持部材を備え、
格納器は底部を有し、
発光素子は、前記支持部材を介して、格納器の底部に取着されている
ことを特徴とする請求項10に記載のスポット用光源。 - 格納器は、底部と側面部とが一体形成されている
ことを特徴とする請求項13または14に記載のスポット用光源。 - 格納器は、椀状である
ことを特徴とする請求項10、13から15の何れかに記載のスポット用光源。 - 格納器は、反射鏡を兼ねる
ことを特徴とする請求項10、13から16の何れかに記載のスポット用光源。
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