JP5717622B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の半導体発光装置を有する照明装置に関するものである。

近年、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源とする半導体発光装置を有する照明装置の開発が進められている（例えば、特許文献１、２を参照）。なお、複数の半導体発光装置を有した照明装置は、各半導体発光装置の発した光の指向性が優れているため、特に一点に光を集中させた場合は、各半導体発光装置の発した光同士が重なり合って光のにじみが出やすい。

特開平１０−１４９７０５号公報 特開２００５−３３１６２３号公報

本発明は、光のにじみを低減することが可能な照明装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る照明装置は、貫通孔を有するとともに、前記貫通孔を取り囲む、上面が開口した環状溝を有する筐体と、前記筐体の前記環状溝内に沿って設けられた環状の配線基板と、前記配線基板上に実装された複数の半導体発光装置と、前記環状溝内において前記配線基板の上方に設けられた、複数の前記半導体発光装置のそれぞれを取り囲む複数の導光孔を有するリフレクターと、を備え、前記導光孔は、横断面が楕円状であって、中心軸が上部から下部に向かって前記貫通孔側に傾いて形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、光のにじみを低減することが可能な照明装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る照明装置を斜め上方から斜め下方に見た概観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置を斜め下方から斜め上方に見た概観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る筐体を斜め上方から斜め下方に見た概観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置を示しており、図１のＸ−Ｘ’に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置を示しており、図４のＡ部分の拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置を示しており、図４のＢ部分の拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置のリフレクターを示しており、半導体発光装置の発した光の進行方向を説明する拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置のリフレクターを示しており、リフレクターの導光孔の拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の内部を示した断面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る半導体発光装置を示しており、図９のＹ−Ｙ’に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係るリフレクターを斜め上方から斜め下方に見た概観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るリフレクターを斜め下方から斜め上方に見た概観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るリフレクターを上方から下方に見た平面図である。 一変形例に係る光学部材の形状を示した断面図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る照明装置の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものである。

図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置の概観斜視図であって、筐体の環状溝からリフレクターが見えている状態を示している。図２は、照明装置の概観斜視図であって、筐体の裏面が見えている状態を示している。図３は、筐体の概観斜視図であって、リフレクター、半導体発光装置および配線基板を取り除いた状態を示している。図４は、図１に示した照明装置をＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。図５は、図４に示したＡ部分の拡大断面図である。図６は、図４に示したＢ部分の拡大断面図である。図７は、図５に示したリフレクターの拡大断面図である。なお、図７の矢印は光の進行方向を示している。図８は、リフレクターの拡大断面図であって、リフレクターの導光孔の横断面を示している。図９は、１つの半導体発光装置の内部を示した断面斜視図である。図１０は、図９に示した半導体発光装置のＹ−Ｙ’線に沿った断面図である。図１１は、リフレクターの概観斜視図であって、リフレクターの導光孔を示している。図１２は、リフレクターの概観斜視図であって、リフレクターの支持部が見えている状態を示している。図１３は、リフレクターの平面図であって、リフレクターの導光孔を示している。

＜照明装置の構成＞
照明装置１は、天井または壁等の室内または屋外に固定するか、例えば、顕微鏡や懐中電灯持ち運び可能な装置に用いるものである。そして、照明装置１から発せられる光は、所望する照射領域を照らすことができる。

照明装置１は、貫通孔Ｈを有するとともに、貫通孔Ｈを取り囲む、上面が開口した環状溝Ｇを有する筐体２と、筐体２の環状溝Ｇ内に沿って設けられた環状の配線基板３と、配線基板３上に実装された複数の半導体発光装置４と、環状溝Ｇ内において配線基板３の上方に設けられ、複数の半導体発光装置４のそれぞれを取り囲む複数の導光孔ｈを有するリフレクター５と、を備えている。また、導光孔ｈは横断面が楕円状であって、中心軸Ｃが上部から下部に向かって貫通孔Ｈ側に傾いて形成されている。

筐体２は、内部に実装する部材を保護するものであって、部材同士を位置決めするものである。また、筐体２は、半導体発光装置４を保持する機能を有している。筐体２は、平面視して環状であって、貫通孔Ｈを有するとともに、貫通孔Ｈを取り囲む、上面が開口した環状溝Ｇが設けられている。そして、環状溝Ｇ内には、配線基板３、半導体発光装置４、リフレクター５および光学部材６が設けられる。なお、筐体２の一対の側壁によって環状溝Ｇが形成される。

筐体２は、例えばアルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチックまたは樹脂等の材料からなる。筐体２は、外壁面および内壁面の厚さが例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であって、外径が例えば５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であって、内径が例えば３０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下に設定されている。また、筐体２の外側に位置する側壁２ａの上下方向の長さは、例えば５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であって、筐体２の内側に位置する側壁２ｂの上下方向の長さは、例えば１０ｍｍ以上５０以下に設定されている。そして、筐体２の外側に位置する側壁２ａの上部の高さ位置が、筐体２の内側に位置する側壁２ｂの上部の高さ位置よりも低く設定されている。

筐体２の環状溝Ｇの底面には、凹部ｐが設けられている。また、凹部は、外径が例えば４６ｍｍ以上２９９ｍｍ以下であって、内径が例えば４２ｍｍ以上２９８ｍｍ以下に設定されており、外径と内径の間の長さが例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定されている。また、凹部ｐは、筐体２の平らな底面からの深さが、例えば０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されている。

筐体２の下部には、図２に示すように、環状の放熱部材７が設けられている。また、放熱部材７は、平面視して凹部ｐと重なる個所に設けられる。放熱部材７は、配線基板３または半導体発光装置４が発した熱を筐体２の下方に向かって熱引きするものである。なお、放熱部材７は、筐体２と一体であっても別体であってもよい。放熱部材７が筐体２と別体である場合は、放熱部材７は筐体２に対して螺子止め等によって固定され、用途に応じた形状の放熱部材７を取り付けることができる。例えば、放熱部材７にさらなる放熱性が求められる場合には、放熱部材７の外周面をフィン状に形成することにより、放熱部材７の放熱性を向上させることができる。

放熱部材７は、例えば、アルミニウム、銅またはステンレス等の金属材料からなる。放熱部材７は、外径が例えば４０ｍｍ以上２９０ｍｍ以下であって、内径が例えば３０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下に設定されている。また、放熱部材７の上下方向の長さは、例えば５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。また、放熱部材７の外周面は、フィン状に形成されてもよく、放熱部材７の放熱性を向上させることができる。

配線基板３は、筐体２の環状溝Ｇ内であって、筐体２の側壁２ａと側壁２ｂとで挟まれる個所に設けられる。配線基板３は環状であって、複数の半導体発光装置４が実装される。配線基板３は、絶縁性の基板であって、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料やプリント基板からなる。なお、配線基板３は、外径が例えば４２ｍｍ以上２９８ｍｍ以下であって、内径が例えば３２ｍｍ以上２８８ｍｍ以下に設定されている。配線基板３の上下方向の長さは、例えば０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定されている。

また、配線基板３は、例えば樹脂からなるプリント配線基板等の樹脂基板、或いはガラス基板、或いはアルミ基板等の金属板を用いることができる。なお、配線基板３は、筐体２に固定するための螺子孔が設けられている。そして、配線基板３と筐体２とを螺子等を介して固定することができる。

配線基板３は、配線基板３の内外を電気的に導通する配線導体が形成されている。配線導体は、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、配線基板３となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して一体焼成することにより得られる。なお、配線基板３の内外に露出する配線導体の表面には、酸化防止のためにニッケルまたは金等の鍍金層が形成されている。

半導体発光装置４は、配線基板３上に実装される。半導体発光装置４は、チップ実装基板４１と、チップ実装基板４１上に設けられる発光素子４２と、発光素子４２を取り囲む枠体４３と、枠体４３で囲まれる領域に設けられる封止部材４４と、枠体４３によって支持され、接着部材４５を介して枠体４３に接続される波長変換部材４６とを備えている。なお、発光素子４２は、例えば発光ダイオードであって、発光素子４２内のｐｎ接合中の電子と正孔とが再結合することによって、光が放出される。

チップ実装基板４１は、配線基板３上に設けられる。配線基板３とチップ実装基板４１とは、例えば半田または導電性接着剤を介して電気的に導通されるように接合される。チップ実装基板４１は、例えばアルミナ、ムライトまたはガラスセラミック等のセラミック材料、或いはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から構成することができる。また、チップ実装基板４１は、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。

チップ実装基板４１の表面が拡散面である場合は、発光素子４２から発せられる光が、チップ実装基板４１の表面に照射されて拡散反射される。そして、発光素子４２が発する光を拡散反射によって多方向に放射し、発光素子４２から発せられる光が特定箇所に集中するのを抑制することができる。

ここで、チップ実装基板４１には、配線導体が設けられており、配線導体を介して配線基板３に電気的に接続されている。配線導体は、例えばタングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えばタングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、チップ実装基板４１に所定パターンで印刷することにより得られる。

発光素子４２は、チップ実装基板４１上に実装される。発光素子４２は、チップ実装基板４１上に形成される配線導体上に、例えば半田または導電性接着剤等の接着材料、或いはボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。

発光素子４２は、例えばサファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等の基体に有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、半導体層を成長させることによって作製される。なお、発光素子４２の厚みは、例えば３０μｍ以上１０００μｍ以下である。

発光素子４２は、第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えばIII族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウムヒ素等のIII−Ｖ族半導体、あるいは窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体
などを用いることができる。なお、第１半導体層の厚みは、例えば１μｍ以上５μｍ以下である。発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された発光素子４２では、例えば３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することができる。

チップ実装基板４１上には、発光素子４２を取り囲むように枠状の枠体４３が設けられている。枠体４３は、チップ実装基板４１上に例えば半田または接着剤を介して接続される。枠体４３は、セラミック材料であって、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の多孔質材料からなる。枠体４３は、多孔質材料
からなり、枠体４３の表面は微細な孔が多数形成される。

枠体４３は、発光素子４２と間を空けて、発光素子４２の周りを取り囲むように形成されている。また、枠体４３は、傾斜する内壁面が下端から上端に行く従って外方に向かって広がるように形成されている。そして、枠体４３の内壁面が、発光素子４２から発せられる励起光の反射面として機能する。また、枠体４３の内壁面が拡散面である場合には、発光素子４２から発せられる光が、枠体４３の内壁面にて拡散反射する。そして、発光素子４２から発せられる光は、特定箇所に集中されず、上方に向かって光を進行させることができる。

また、枠体４３の傾斜する内壁面は、例えばタングステン、モリブデン、銅または銀等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成る鍍金金属層を形成してもよい。この鍍金金属層は、発光素子４２の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体４３の内壁面の傾斜角度は、チップ実装基板４１の上面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。

枠体４３で囲まれる領域には、封止部材４４が充填されている。封止部材４４は、発光素子４２を封止するとともに、発光素子４２から発せられる光が透過する機能を備えている。封止部材４４は、枠体４３の内方に発光素子４２を収容した状態で、枠体４３で囲まれる領域であって、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂や透光性の絶縁ガラスを用いることができる。

波長変換部材４６は、枠体４３に支持されるとともに、発光素子４２と間を空けて対向するように設けられる。また、波長変換部材４６は、発光素子４２を封止する封止部材４４と空隙を介して枠体４３に設けられる。

波長変換部材４６は、接着部材４５を介して枠体４３に接合されている。接着部材４５は、波長変換部材４６の下面の端部から波長変換部材４６の側面、さらに波長変換部材４６の上面の端部にかけて被着している。

接着部材４５は、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、接着部材４５は、例えばポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。

接着部材４５の材料は、枠体４３の熱膨張率と波長変換部材４６の熱膨張率との間の大きさの熱膨張率の材料を選択される。接着部材４５の材料としてこのような材料を選択することで、枠体４３と波長変換部材４６とが熱膨張するときに、両者の熱膨張率の差に起因して両者が剥離しようとするのを抑制することができ、両者を良好に繋ぎ止めることができる。

接着部材４５が、波長変換部材４６の下面の端部にまで被着することで、接着部材４５が被着する面積を大きくし、枠体４３と波長変換部材４６とを強固に接続することができる。その結果、枠体４３と波長変換部材４６の接続強度を向上させることができ、波長変換部材４６の撓みが抑制される。そして、発光素子４２と波長変換部材４６との間の光学距離が変動するのを効果的に抑制することができる。

波長変換部材４６は、発光素子４２から発せられる励起光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体が励起されて、光を発するものである。ここで、波長変換部材４６には、
例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性樹脂、あるいは透光性ガラスから成り、その透光性樹脂中もしくは透光性ガラス中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体が含有されている。なお、蛍光体は、波長変換部材４６中に均一に分散するように含有されている。なお、波長変換部材４６の厚みは、例えば０．５以上３ｍｍ以下に設定されている。

また、波長変換部材４６の端部の厚みは一定に設定されている。波長変換部材４６の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。ここで、厚みが一定とは、波長変換部材４６の厚みの誤差が０．１ｍｍ以下のものを含む。波長変換部材４６の厚みを一定にすることにより、波長変換部材４６にて励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部材４６における輝度むらを抑制することができる。

次に、半導体発光装置４上に設けられるリフレクター５について説明する。リフレクター５は、筐体２の環状溝Ｇ内に設けられ、環状に形成されている。リフレクター５は、半導体発光装置４が発する光を反射するものであって、例えばアルミ二ウム、銅またはステンレス等の金属材料、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料から構成されている。なお、リフレクター５は、金型によって成型されたポリカーボネート樹脂から成るリフレクター５の内壁面に、アルミニウムを蒸着することによって構成されてもよい。

リフレクター５は、外径が例えば４２ｍｍ以上２９８ｍｍ以下であって、内径が例えば３２ｍｍ以上２８８ｍｍ以下に設定されている。リフレクター５の上下方向の長さは、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されている。また、リフレクター５は、各半導体発光装置４を取り囲む態様で配置されている。なお、リフレクター５の熱伝導率は、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下で設定されている。

リフレクター５は、環状の部材に上下方向に貫通する複数の導光孔ｈと、下方に突出した支持部５ｓが設けられている。また、支持部５ｓは、リフレクター５の下面から下方に向かって突出した長さが、例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。

リフレクター５は、配線基板３および半導体発光装置４上に設けられる。リフレクター５は、複数の導光孔ｈのそれぞれが、複数の半導体発光装置４のそれぞれに対応して配置されている。各半導体発光装置４から発せられた光は、その上方に位置するリフレクター５の導光孔ｈを通って光学部材６に集められる。

導光孔ｈは、図８に示すように、上端の横断面および下端の横断面が楕円状であって、上端の横断面における楕円の中心Ｃ１と、下端の横断面における楕円の中心Ｃ２とがずれて設定されている。そして、下端の横断面における楕円の中心Ｃ２は、上端の横断面における楕円の中心Ｃ１からリフレクター５の内側の方向にずれて設定されている。これによって、導光孔ｈの中心軸Ｃが上部から下部に向かって貫通孔Ｈ側に傾いて形成されている。さらに、下端の横断面における楕円の長軸方向と、上端の横断面における楕円の長軸方向は、リフレクター５の中心とリフレクター５の外壁面とを結ぶ放射状の仮想線と一致するように設定されている。そして、下端の横断面における楕円の中心Ｃ２と半導体発光装置４の中心とを重なるように配置することで、導光孔ｈにて反射された、半導体発光装置４から筐体２の外側に放射される光は、半導体発光装置４の光軸方向に向けられて、半導体発光装置４から筐体２の外側に放射される光は、筐体２の外側に向かって広がるようにすることができる。なお、導光孔ｈの上端における楕円の長径は、例えば５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であって、導光孔ｈの下端における楕円の短径は、例えば３ｍｍ以上４８ｍｍ以
下に設定されている。なお、導光孔ｈの上端の横断面における楕円の中心Ｃ１と、導光孔ｈの下端の横断面における楕円の中心Ｃ２とのずれＳは、例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。

リフレクター５の導光孔ｈは、半導体発光装置４から導光孔ｈの出射口に向かうにつれて広がって形成されている。導光孔ｈの内周面で囲まれる領域が、導光孔ｈの出射口に向かうにつれて大きくなることで、リフレクター５によって半導体発光装置４の発する光を遮りにくくすることができ、半導体発光装置４の発する光の照射面積を広くすることができる。つまり、導光孔ｈは、導光孔ｈの内周面で囲まれる横断面の領域は、下部から上部に向かって広がるように形成されている。そして、導光孔ｈの下方に位置する半導体発光装置４が発する光を、導光孔ｈを通して、導光孔ｈの内壁面にて反射させて、上方に向かって進行させて、広がるように出射することができる。

リフレクター５は、上下が光学部材６と配線基板３で挟まれて、側面が筐体２の内壁面にて挟まれて、固着されずに位置決めされることで、周囲から加わる熱応力を緩和することができる。その結果、リフレクター５は、半導体発光装置４に対して、リフレクター５が位置ずれしたり、歪んだり、反ったりするのを抑制することができ、半導体発光装置４が発する光を効果的に反射して、外部に取り出すことができる。

リフレクター５は、支持部５ｓのみが配線基板３と当接するだけであって、リフレクター５の下面の多くが、半導体発光装置４が実装されている配線基板３と間を空けて設けられている。そのため、リフレクター５は、半導体発光装置４に入力される電力の一部が熱になって配線基板３を介してリフレクター５に伝わりにくくすることができる。その結果、リフレクター５が熱によって変形して、半導体発光装置４から放射される光が所望するように反射されなくなるのを効果的に抑制することができたり、リフレクター５の反射率が熱によって低下し、半導体発光装置４から放射される光が所望する出力で放射されなくなるのを効果的に抑制することができたりする。

本実施形態に係る照明装置１は、各半導体発光装置４に対して各導光孔ｈのそれぞれが、導光孔ｈの中心が上部から下部に向かって筐体２の内側に位置ずれして形成されることで、導光孔ｈを介して下方から上方に向かって進行する光が外方に広がって放射される。そして、複数の半導体発光装置４を用いた環状に配置した照明装置１であっても、各半導体発光装置４が発した光が、照明装置１からの光で環状に照射される照射面の中央部において重なりにくくすることができ、光のにじみや照度分布のムラ、照射面に生じる照度の差を低減することができる。即ち、図７に示すように、リフレクター５は、半導体発光装置４から筐体２の内側に放射される光は、配線基板３に対する角度が大きく設定される筐体２の内側方向の反射面で半導体発光装置４の直上および筐体２の外側方向に反射される。また、半導体発光装置４から筐体２の外側に放射される光は、配線基板３に対する角度が小さく設定される筐体２の外側方向の反射面で筐体２の外側方向に反射される。結果、照明装置１からの光で環状に照射される照射面の中央部における光の重なりが低減されることにより、照明装置１の中央部の照度が大きくなり、中央部の周辺の照度が小さくなるといった照度分布のムラ、即ち照射面に生じる照度の差を低減することができる。

筐体２の外側に位置する側壁２ａの上部の高さ位置が、筐体２の内側に位置する側壁２ｂの上部の高さ位置よりも低く設定することで、内側から外側に向かって広がるように出射された光を筐体２の側壁２ａで遮りにくくするとともに、筐体２の側壁２ｂで光を反射して光を外側に向かわせることができ、照明装置１の照射面を環状かつ一様に照射することができる。

光学部材６は、筐体２の内側に位置する側壁２ｂと重ならず、筐体２の外側に位置する
側壁２ａと重なるように配置されている。即ち、光学部材６から内側方向に放射される光は、側壁２ｂによって外側に反射される。また、光学部材６から外側方向に放射される光は、側壁部２ａで遮られることなく外側方向に放射される。結果、光学部材６を筐体２の内側よりも外側に配置することで、下方から上方に向かって進行する光を外側に広がるように進めることができる。

半導体発光装置４の中心は、導光孔ｈの上部の中心よりも導光孔ｈの下部の中心に近くなるように設定されている。半導体発光装置４を導光孔ｈの下部の中心位置に合わせるようにすることで、半導体発光装置４の発した光の多くを導光孔ｈに通すことができるとともに、導光孔ｈの上部の中心と下部の中心、および半導体発光装置４の中心位置を結ぶ仮想線に対して線対称の光をリフレクター５より照射することができ、照明装置１の照射面における照度分布のムラ、即ち照射面に生じる照度の差を低減することができる。

また、本実施形態に係る照明装置１によれば、配線基板３および半導体発光装置４の発した熱の伝熱しやすい方向が、筐体２の凹部ｐによって調整され、配線基板３および半導体発光装置４の発する熱を筐体２の内側に位置する側壁２ｂに伝わり難くしつつ、放熱部材７側に伝わりやすくすることができる。そして、筐体２の内側が高温になるのを抑制することができ、筐体２の内側に位置する部材に熱を伝わりにくくすることができ、筐体２の内側に位置する部材が熱によって、変色したり熱変形したりして劣化するのを抑えることができる。

また、図５に示すように、凹部ｐが配線基板３の内側の側面と側壁２ｂに近接して形成されるとともに、リフレクター５における下端の横断面における楕円の中心が上端の横断面における楕円の中心より筐体２の内側に配置され、半導体発光装置４がリフレクター５の下端の横断面における楕円の中心と半導体発光装置４の中心とが重なるように配置される場合には、半導体発光装置４は配線基板３の中央部より筐体２の内側に配置される。結果、半導体発光装置４と側壁２ｂとの距離が短くなり、半導体発光装置４からの熱が側壁２ｂに伝わり易くなる。よって、凹部ｐが形成されることにより、半導体発光装置４からの熱は側壁２ｂに伝わり難くなり、側壁２ｂの温度上昇が抑制される。結果、半導体発光装置４からリフレクター５や光学部材６への熱の伝わりが抑制され、熱による変形や反射率の低下および透過率の低下を抑制することができる。

また、凹部ｐは、上視平面において放熱部材７と重なる位置に形成されことにより、半導体発光装置４から放熱部材７に伝わる熱を調整することができる。即ち、半導体発光装置４からの熱による影響に応じて、側壁２ｂや放熱部材７、リフレクター５や光学部材６に伝わる熱を調整できる。結果、半導体発光装置４からの熱を筐体２や放熱部材７によって大気中に放熱しつつ、リフレクター５や光学部材６の変形や反射率および透過率の低下を抑制することができる。

また、配線基板３の内側の側面は、筐体２の内側の凹部ｐと重なっていることで、配線基板３と凹部ｐとの距離を短くし、配線基板３の熱を効果的に放熱部材７に向かって熱引きすることができる。

また、半導体発光装置４を取り囲むリフレクター５の支持部５ｓのみが配線基板３の上面と当接することで、半導体発光装置４から直接的にリフレクター５に伝わる熱を低減することができ、リフレクター５が熱によって温度が上昇し、半導体発光装置４から位置ずれするのを抑制することができたり、リフレクター６の反射率が熱によって低下することを抑制することができたりする。その結果、リフレクター５が半導体発光装置４の熱によって熱変形しにくくすることができるとともに反射率の低下を抑制することができ、所望する照射領域を照らし続けることが可能な照明装置１を提供することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、図１３に示すように、環状部材６ａと、環状部材６ａ上に設ける複数のレンズ部６ｂを有した光学部材６としてもよい。レンズ部６ｂは、導光孔ｈのそれぞれに対応するように設けられる。そして、レンズ部６ｂを環状部材６ａの中心よりも筐体２の内側に位置する側壁２ｂから離れた場所に設けてもよい。レンズ部６ｂを筐体２の外側に設けることで、導光孔ｈを通った光をさらにレンズ部６ｂを介して外方に向かって進行させることができる。

＜照明装置の製造方法＞
ここで、図１に示す照明装置の製造方法を説明する。まず、複数の半導体発光装置４を準備する。チップ実装基板４１および枠体４３が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウムの原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。

チップ実装基板４１は、混合物がシート状のセラミックグリーンシートに成形され、枠体４３は、型枠内に混合物が充填されて乾燥され、焼結前のチップ実装基板４１および枠体４３が取り出される。

また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、取り出したチップ実装基板４１となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層するとともに焼成され、所定の形状に切断される。また、枠体４３は、所望の温度で焼結されることによって形成される。

次に、チップ実装基板４１上の配線パターンに発光素子４２を半田を介して電気的に実装した後、発光素子４２を取り囲むように枠体４３を基板上にアクリル樹脂等の接着剤を介して接着する。そして、枠体４３で囲まれた領域に、例えばシリコーン樹脂を充填して、このシリコーン樹脂を硬化させることで、封止部材４４を形成する。

次に、波長変換部材４６を準備する。波長変換部材４６は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えばドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて、作製することができる。例えば、波長変換部材４６は、未硬化の波長変換部材４６を型枠に充填し、硬化して取り出すことによって、得ることができる。

そして、準備した波長変換部材４６を枠体４３上に、例えば樹脂からなる接着部材４５を介して接着することで、半導体発光装置４を作製することができる。

さらに、環状の配線基板３を準備する。配線基板３は、例えばプリント配線基板を用いることができる。そして、配線基板３に複数の半導体発光装置４を半田を介して電気的に実装する。

次に、筐体２、リフレクター５および光学部材６を準備する。筐体２およびリフレクター５は、例えば、押出成形法によって一体に成形されている。しかしながら、必ずしも一体成形で形成する必要はなく、各部材を別個に製造して、これらを螺子等の締結手段で締結してもよく、また、各部材を接着剤で接着して一体化させてもよい。なお、リフレクター５には、例えばアルミニウム材料を用いて蒸着を行うことで、リフレクター５の表面を光が反射しやすい反射面にすることができる。

光学部材６は、例えば、光学部材６の型枠にアクリル樹脂を溶かして注入し、冷却することで作製することができる。そして、半導体発光装置４を実装した配線基板３を筐体２の環状溝Ｇ内に収容し、その配線基板３上にリフレクター５をはめ込む。さらに、リフレクター５上に光学部材６を位置決めし、螺子を用いて光学部材６を筐体２に螺子止めすることで、照明装置１を作製することができる。

１ 照明装置
２ 筐体
２ａ 側壁
２ｂ 側壁
３ 配線基板
４ 半導体発光装置
４１ チップ実装基板
４２ 発光素子
４３ 枠体
４４ 封止部材
４５ 接着部材
４６ 波長変換部材
５ リフレクター
５ｓ 支持部
６ 光学部材
７ 放熱部材
Ｈ 貫通孔
Ｇ 環状溝
ｈ 導光孔
Ｃ 中心軸
ｐ 凹部

Claims (3)

1. 貫通孔を有するとともに、前記貫通孔を取り囲む、上面が開口した環状溝を有する筐体と、
   前記筐体の前記環状溝内に沿って設けられた環状の配線基板と、
   前記配線基板上に実装された複数の半導体発光装置と、
   前記環状溝内において前記配線基板の上方に設けられた、複数の前記半導体発光装置のそれぞれを取り囲む複数の導光孔を有するリフレクターと、を備え、
   前記導光孔は、横断面が楕円状であって、中心軸が上部から下部に向かって前記貫通孔側に傾いて形成されていることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置であって、
   前記筐体は、前記環状溝の内面が上方に延在された一対の側壁を有しており、
   前記筐体の前記貫通孔から遠い側壁の上部の高さ位置が、前記筐体の前記貫通孔から近い側壁の上部の高さ位置よりも低いことを特徴とする照明装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の照明装置であって、
   平面視して前記半導体発光装置の中心は、前記導光孔の上部の中心よりも前記導光孔の下部の中心に近いことを特徴とする照明装置。