JP6251081B2 - 反射ユニット、及びｌｅｄモジュール - Google Patents

Description

本発明は、反射ユニット、及びＬＥＤモジュールに関する。

近年、ＬＥＤ等の発光素子は高出力化、及び高輝度化が進み、照明器具の光源に用いられるようになっている。
しかしながら、発光素子が高輝度化するほど、発光素子の直射光はグレア源となり、人間の目に入ると不愉快な感情を抱かせる。
一方、グレアを抑制する技術としては、高輝度な光源の光軸上に反射面を対面配置し、この反射面が光源の側に光を反射することで、光源の直射光が外部に照射されないようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−８４８０５号公報

しかしながら、単純に光源に反射面を対面配置すると、器具効率の低下に繋がるという問題がある。特に、グレア防止用の反射面は、光源に比較的近い位置に配置されることから、この反射面では光度が高い直射光が反射されている。このような高い光度の直射光が反射によってロスされると、器具効率の低下に大きな影響を与える。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、器具効率の低下を抑えつつ、グレアの防止を図ることができる反射ユニット、及びＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の発光素子を基板上に配置したＬＥＤパッケージが底部に配置される凹形状反射面を有し、当該凹形状反射面は入射する光を当該凹形状反射面の先端開口に向けて反射する反射ユニットにおいて、前記ＬＥＤパッケージの発光面中心軸上に、前記発光面の中心から縁部の側に外れた位置に焦点を持つ放物面からなる補助反射面を備え、前記補助反射面は、凹形状反射面内に配置され、前記先端開口の側からみた前記補助反射面の径は、前記凹形状反射面の前記先端開口の径よりも小さく、前記ＬＥＤパッケージの発光面の径よりも大きいことを特徴とする。

また本発明は、上記反射ユニットにおいて、前記凹形状反射面は、前記底部の側に、前記補助反射面から入射される反射光を二次反射する二次反射領域を有し、前記先端開口の側の前記補助反射面の上端部を、前記二次反射領域の上端部の境界の高さに合わせたことを特徴とする。

また本発明は、上記反射ユニットにおいて、前記凹形状反射面の先端開口に設けられる透明性のカバー部材と、前記補助反射面が前記ＬＥＤパッケージを覆っている領域内で前記カバー部材から延びて当該補助反射面を支持する支持部材と、を備えることを特徴とする。

また本発明は、上記目的を達成するために、前記ＬＥＤパッケージと、前記ＬＥＤパッケージの熱を放熱する放熱部材と、上記のいずれかに記載の反射ユニットと、を備え、前記ＬＥＤパッケージの発光面の中心軸上に配置され、当該発光面の径よりも小さな径の開口が設けられた、光を拡散する拡散性の絶縁材と、を備えることを特徴とするＬＥＤモジュールを提供する。

本発明によれば、ＬＥＤパッケージの直射光が補助反射面によって反射されるため直射光によるグレアを抑制できる。これに加え、この補助反射光は、凹形状反射面により先端開口に向けて反射されて出射されるのでグレア抑制のロスを抑え有効に利用することで器具効率の低下が抑制できる。

本発明の実施形態に係るＬＥＤモジュールの構成を示す斜視図である。 ＬＥＤモジュールの構成を示す六面図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は背面図、（Ｅ）左側面図、（Ｆ）は右側面図である。 図２（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。 ＬＥＤモジュールの分解斜視図である。 ＬＥＤパッケージの構成を模式的に示す図である。 反射ユニットの配光制御を説明する説明図である。 本発明の変形例に係る反射ユニットの断面図である。 本発明の応用例に係るＬＥＤモジュールの斜視図である。 同応用例に係るＬＥＤモジュールの設置例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係るＬＥＤモジュール１の構成を示す斜視図である。図２はＬＥＤモジュール１の構成を示す六面図であり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は底面図、図２（Ｃ）は正面図、図２（Ｄ）は背面図、図２（Ｅ）左側面図、図２（Ｆ）は右側面図である。また図３は、図２（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。図４はＬＥＤモジュール１の分解斜視図である。なお、図１、及び図２では、後述する前面カバー４２を外した状態を示している。
ＬＥＤモジュール１は、発光素子を光源に備えたモジュール体であり、投光器や照射器、照明器具などの各種の光照射用の器具の器具本体に内蔵されて、当該器具の光源として使用される。このＬＥＤモジュール１は、それ単体で、放射光の配光制御の機能、及び放熱の機能を備え、光照射用の器具への組み込みが容易となっている。

ＬＥＤモジュール１は、大別すると、モジュール本体２と、反射ユニット４と、放熱ユニット６とを備えている。
モジュール本体２は、光源たる発光素子を備え、かつ、反射ユニット４、及び放熱ユニット６の組み付けベースを構成するものである。このモジュール本体２は、図３、及び図４に示すように、ＬＥＤパッケージ１０と、このＬＥＤパッケージ１０の基板取付部材たるベースユニット１２と、ＬＥＤ押え部材１４と、を備えている。
ＬＥＤパッケージ１０は、発光素子たる複数のＬＥＤ９を備えた高出力型のパッケージの一例である。すなわち、ＬＥＤパッケージ１０は、図４、及び図５に示すように、多数のＬＥＤ９をＬＥＤ基板１１の上に密集配置して、半径Ｄ（図６）の平面視略円形（四角形も有り得る）の面状の発光面１１Ａを形成したチップオンボード（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ：ＣＯＢ）構造の発光デバイスである。ＬＥＤパッケージ１０は、多数のＬＥＤが密集配置されていることから大光量化、及び高輝度化な光源が得られる。

また、このＬＥＤパッケージ１０には、白色光を出力する白色ＬＥＤが用いられている。すなわち、図５に示すように、ＬＥＤ９には青色ＬＥＤが用いられ、黄色蛍光体を分散させた蛍光体樹脂１３によって、これらのＬＥＤ９を封止して発光面１１Ａが構成されている。これにより、ＬＥＤ９の発光色である青色と黄色蛍光体の蛍光色である黄色とを混色した白色光が発光面１１Ａから出力されることとなる。

ベースユニット１２は、ＬＥＤパッケージ１０が直接的に取り付けられる基板取付部材であり、例えばアルミニウムといった金属材等の高熱電導性材から形成されている。ベースユニット１２は、略板状に形成され、その表面１２Ａの中央にＬＥＤ載置部１６が設けられており、このＬＥＤ載置部１６に上記ＬＥＤパッケージ１０のＬＥＤ基板１１が直接載置されている。
なお、ＬＥＤパッケージ１０からＬＥＤ載置部１６への伝熱を促進するために、両者の接触面に熱伝導グリス等を塗布したり熱伝導シートを介在させて両者間の熱抵抗を小さくしても良い。

このＬＥＤモジュール１では、ＬＥＤパッケージ１０がＬＥＤ載置部１６に他の基板を介在することなく直接載置されることから、ＬＥＤパッケージ１０を駆動するための回路基板３０は、このＬＥＤパッケージ１０を覆うように上側に設けられている。具体的には、上記ＬＥＤ載置部１６は凸状に形成され、回路基板３０の外形は、このＬＥＤ載置部１６の凸状に嵌り込み、ＬＥＤパッケージ１０に上側から当接するように形成されている。この回路基板３０の中央部には発光面露出開口３２が形成され、この発光面露出開口３２からＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａが露出している。

ベースユニット１２の縁部には、表裏に貫通する配線引込孔部３６が設けられ、この配線引込孔部３６に電線ブッシュ３５が嵌め込まれ、当該電線ブッシュ３５を通じて、回路基板３０に接続された複数本の電線３７（電力線や各種信号線）が外部に引き出される。

ＬＥＤ押さえ部材１４は、ＬＥＤ押さえ板１８と、このＬＥＤ押さえ板１８を支持する環状枠体２０とを備え、これらが例えば樹脂材等の電気絶縁材から一体に形成されている。環状枠体２０は、ベースユニット１２と略径に形成され、このベースユニット１２にネジ止め固定される。このネジ止めに伴い、ＬＥＤ押さえ板１８がＬＥＤパッケージ１０のＬＥＤ基板１１を上側から押し付けて固定し、ＬＥＤパッケージ１０の固定に加え、ＬＥＤパッケージ１０とＬＥＤ載置部１６の密着性が高められている。このＬＥＤ押さえ板１８には、略中央部に、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａよりも大きな寸法形状の発光面露出開口２２が形成され、この発光面露出開口２２から発光面１１Ａが反射ユニット４の側に露出している。

また環状枠体２０の内周面には、ねじ込み穴２７が形成されており、このねじ込み穴２７に反射ユニット４の底部に設けられた係合片２５がねじ込まれて、当該反射ユニット４が着脱自在に取り付けられる。このねじ込み式構造により、反射ユニット４の交換が容易となっている。

ところで、ＬＥＤパッケージ１０には、ＬＥＤ９の発光色と蛍光色の混色により白色光を得る白色ＬＥＤが用いられていることから、混色のバランスが崩れた箇所で色ムラが生じるという問題がある。
具体的には、図５に示すように、蛍光体樹脂１３は、それぞれのＬＥＤ９を一定の厚みｄで封止するように構成されていることから、ＬＥＤ９からみて発光面中心軸Ｋに沿った方向Ｌと、発光面中心軸Ｋに対して傾斜する方向Ｍとでは、蛍光体樹脂１３を通過するときの光路長が相違し、混色のバランスが変化する。方向Ｍの光路長は、発光面中心軸Ｋに対する傾斜が大きくなるほど長くなり、これに応じて蛍光色がＬＥＤ９の発光色に対して強くなる。このため、発光面１１Ａの縁部１５から出射される光が蛍光色に偏るという色ムラが生じる。

この色ムラを有した放射光が、そのまま照射光として出射されるのを防止するために、このＬＥＤモジュール１では、図４に示すように、遮蔽シート３８が設けられている。遮蔽シート３８は、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａの縁部１５の全周を覆い、蛍光色に偏った光成分を遮蔽し、電気絶縁性を有した絶縁材である。すなわち、発光面１１Ａの寸法よりも当該縁部１５を遮蔽する分だけ小さくした開口３９を有し、この開口３９を、回路基板３０の発光面露出開口３２から露出した発光面１１Ａに重ねるようにして、ベースユニット１２のリブに位置決めされ、ＬＥＤ押さえ部材１４により、ＬＥＤパッケージ１０と回路基板３０とともにベースユニット１２に固定される。これにより、ＬＥＤパッケージ１０の放射光のうち、蛍光色に偏った光成分は遮蔽シート３８で遮蔽されるから、出射光の色ムラが抑制される。

なお、この遮蔽シート３８はＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａの縁部１５を覆える位置であれば任意の位置に配置可能であり、例えば回路基板３０とＬＥＤパッケージ１０の間に設けても良い。また回路基板３０の発光面露出開口３２の開口径を、遮蔽シート３８の開口３９と等しくすることで、この回路基板３０が発光面１１Ａの縁部１５の全周を覆い、遮蔽シート３８の機能を兼ねるようにもできる。

放熱ユニット６は、ＬＥＤパッケージ１０からベースユニット１２に伝えられた熱を放熱するユニットである。具体的には、放熱ユニット６は、複数枚の散熱フィン２４と、ベースユニット１２に伝えられたＬＥＤパッケージ１０の熱を散熱フィン２４に伝えるヒートパイプ２６とを備えている。
散熱フィン２４は、略矩形状の板材であり、熱伝導性に優れ軽量な金属材であるアルミニウム板で形成されている。多数枚の散熱フィン２４を上記ヒートパイプ２６が貫通し、これらの散熱フィン２４が互いに所定間隔をあけるように積層して一体に束ねられている。これら散熱フィン２４は、放熱ベース板２８によって、ベースユニット１２の裏面から垂直に真下に延びるように配置される。放熱ベース板２８は、図３に示すように、ベースユニット１２の裏面に密接状態で取り付けられる。
なお、ベースユニット１２から放熱ベース板２８への伝熱を促進するために、両者の接触面に熱伝導グリス等を塗布したり、熱伝導シートを介在させて両者間の熱抵抗を小さくしても良い。

ヒートパイプ２６は、内部に作動液を封入した管体であり、略コ字状に折り曲げ成形されている。すなわち、ヒートパイプ２６は、放熱ベース板２８の裏面に沿って延びる一端部２６Ａを有する。放熱ベース板２８の裏面には、パイプ溝２９が設けられており、このパイプ溝２９にヒートパイプ２６の一端部２６Ａが通されることで、放熱ベース板２８にヒートパイプ２６が入り込み、効率よく熱が回収され、散熱フィン２４から散熱されることとなる。

図６は、反射ユニット４の配光制御を説明する説明図である。
反射ユニット４は、モジュール本体２に設けられたＬＥＤパッケージ１０の放射光を配光制御するユニットであり、図３、及び図６に示すように、主反射鏡４０と、前面カバー４２と、補助反射鏡４４と、支持柱４６とを備え、主反射鏡４０がモジュール本体２にねじ込み式で着脱自在に取り付けられる。
主反射鏡４０は、配光制御の主たる配光を作る凹面鏡である。この凹面鏡の内面には、主たる配光制御のための凹形状の凹形状反射面４８が形成されている。この主反射鏡４０は、樹脂材を母材とし、その表面に反射材をコーティングすることで構成されており、金属材から形成する場合に比べて軽量化が図られている。

図６に示すように、主反射鏡４０の底部４０Ａには底部開口５０が設けられ、この底部開口５０を臨んでＬＥＤパッケージ１０が配置され、ＬＥＤパッケージ１０から放射された放射光が底部開口５０から凹形状反射面４８に入射し、当該凹形状反射面４８によって先端開口５２に向けて反射され、当該先端開口５２から出射される。この凹形状反射面４８は回転曲面であり、その回転の中心軸は、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａの中心Ｏから直上（すなわち、先端開口５２の側）に垂直に延びる発光面中心軸Ｋと同軸に配置されている。このＬＥＤパッケージ１０の光軸は発光面中心軸Ｋと平行である。
前面カバー４２は、透光性材から形成された、例えば樹脂材から成るカバー部材であり、主反射鏡４０の半径Ｑの先端開口５２に嵌め込まれ、当該先端開口５２を閉塞する。

補助反射鏡４４は、主反射鏡４０に収められ、グレアを防止する部材である。詳述すると、補助反射鏡４４は、ＬＥＤパッケージ１０の直上、すなわちＬＥＤパッケージ１０の発光面中心軸Ｋの上に配置される反射体であり、このＬＥＤパッケージ１０から主反射鏡４０の先端開口５２に向かう直射光成分の大部分を反射して凹形状反射面４８に入射する補助反射面４５を備える。この補助反射面４５は、先端開口５２の側から平面視したときに、半径が上記先端開口５２の半径Ｑよりも小さく、なおかつ、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａの上記半径Ｄよりも大きい半径Ｗの円形に形成されており、この半径Ｗは、発光面１１Ａの中心Ｏと先端開口５２とを結ぶ線Ａまでの発光面中心軸Ｋからの垂直距離に相当する。
これにより、ＬＥＤパッケージ１０の直射光の大部分が補助反射面４５で反射されることとなり、グレア源となる直射光が主反射鏡４０の先端開口５２から照射されることが無いためグレアが防止される。

支持柱４６は、補助反射鏡４４をＬＥＤパッケージ１０の発光面中心軸Ｋ上に位置するように支持する部材であり、前面カバー４２に一体に形成されている。具体的には、支持柱４６は、発光面中心軸Ｋの上に沿って延び下端部４６Ａに取付ネジ５３が設けられている。一方、補助反射鏡４４の上面４４Ａには、発光面中心軸Ｋと同軸にネジ穴５４が設けられ、このネジ穴５４に取付ネジ５３を挿入しネジ結合することで、支持柱４６に補助反射鏡４４が支持される。

ここで、この支持柱４６は、前面カバー４２のうち、ＬＥＤパッケージ１０を補助反射鏡４４が覆う領域、すなわち発光面中心軸Ｋを中心に半径Ｗの円の範囲から下方の補助反射鏡４４を支持するように延ばして設けられている。これにより、支持柱４６による光の遮蔽が抑えられ、器具効率（光源の光の利用効率）が高められる。
また、支持柱４６が発光面中心軸Ｋに沿って延び、この支持柱４６に補助反射鏡４４を支持する構成であるから、発光面中心軸Ｋに補助反射鏡４４を合わせて配置できる。特に、凹形状反射面４８の先端開口５２に固定される前面カバー４２に支持柱４６を一体に形成したから、前面カバー４２を先端開口５２に設けるだけで、当該支持柱４６を発光面中心軸Ｋに簡単に位置させることができ、補助反射鏡４４の位置合わせを正確、かつ容易に行うことができる。

ところで、この反射ユニット４において、補助反射面４５が、水平方向Ｈよりも下方のＬＥＤパッケージ１０の側に反射光を反射した場合、当該反射光が凹形状反射面４８ではなくＬＥＤパッケージ１０に入射したり、また凹形状反射面４８で二次反射した光が再度、補助反射鏡４４に入射する等して、器具効率の低下を招く。
そこで、この反射ユニット４では、補助反射面４５が、ＬＥＤパッケージ１０の放射光を、発光面中心軸Ｋと直交する方向である水平方向Ｈに反射して、凹形状反射面４８に入射し、当該凹形状反射面４８によって先端開口５２に向けて二次反射され、発光面中心軸Ｋの方向に導かれる。
これにより、補助反射面４５がＬＥＤパッケージ１０に入射することが無く、また凹形状反射面４８の二次反射光の補助反射面４５への再入射が抑制されるから、器具効率の低下が防止される。特に、高出力なＬＥＤパッケージ１０を光源に用いることで、例えばＨＩＤランプなどと同等な明るさであり、なおかつグレアを抑えたＬＥＤモジュール１が得られることとなる。
なお、補助反射面４５が水平方向Ｈよりも先端開口５２の側に向かう方向に光を反射し、凹形状反射面４８に入射しても良い。

かかる補助反射鏡４４の構成について詳述すると、この補助反射鏡４４は、上記半径Ｗを有する略円錐体に形成され、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａに近接した位置で頂点Ｐを発光面中心軸Ｋに一致させて上面４４Ａが支持柱４６に支持され、その側面に補助反射面４５が形成されている。この反射ユニット４では、補助反射鏡４４は、その頂点Ｐが凹形状反射面４８の底部開口５０に大凡一致するように配置されている。
補助反射面４５は、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａに焦点Ｆを有する放物面形状に形成され、ＬＥＤパッケージ１０の放射光を略平行光化して水平方向Ｈに反射する。この焦点Ｆは、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａの中心Ｏを外れ、当該中心Ｏから縁部１５の側に寄せた位置に設定されている。すなわち、補助反射面４５は、凹形状反射面４８に比べて、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａまでの距離が短い箇所に対面して配置されることから、発光面１１Ａが有する大きさの影響が大きくなる。このため、焦点Ｆを発光面１１Ａの中心に設定しても補助反射面４５の光制御に不正確さが生じ、この光制御の不正確さが光源近くで生じてしまうことで、器具効率を大きく低下させることになる。
これに対し、放物面たる補助反射面４５の焦点Ｆが、発光面１１Ａの中心Ｏから縁部１５の側に寄せた位置に設定されることで、発光面１１Ａの大きさの影響が焦点Ｆの周りで平均化され、器具効率の低下が抑えられることとなる。
放物面からなる補助反射面４５は、凹形状反射面と二次反射により制御するため、光制御の不正確さを低減するには、焦点Ｆの位置は発光面１１Ａの中心Ｏと縁部１５の間の略中央の位置が望ましい。

この補助反射面４５の表面は、光の配光を阻害しない程度に光を拡散するように粗く形成されて拡散面が形成されており、上記遮蔽シート３８の組付時の誤差等でＬＥＤパッケージ１０の放射光の色ムラが除去仕切れていない場合でも、反射光が拡散されることで照射光の色ムラが抑制される。特に、ＬＥＤパッケージ１０に近接した補助反射面４５に拡散面を設けることで、多少の粗さの拡散面加工でも色ムラを抑制するには十分な拡散効果を得ることができる。

なお、補助反射面４５に設けた拡散面を、凹形状反射面４８の適宜の箇所に、補助反射面４５の拡散面に代えて設け、或いは併用するように設けて、色ムラを防止しても良いことは勿論である。

ところで、この反射ユニット４の凹形状反射面４８には、上述の通り、ＬＥＤパッケージ１０の直射光Ｇａと、補助反射面４５で反射された一次反射光Ｇｂとが入射される。一次反射光Ｇｂは、凹形状反射面４８の全面ではなく、補助反射面４５の配光によって底部開口５０の側の所定の範囲（以下、二次反射領域と称し、符号４８Ｂを付す）に制限して入射される。
一方、補助反射面４５は、発光面１１Ａに近接して配置されることから、この補助反射面４５で反射された光の光度は比較的大きく、この反射光の配光を制御することで、当該反射ユニット４の全体の配光を効率よく可変できる。

そこで、この反射ユニット４では、図６に示すように、凹形状反射面４８のうち、補助反射面４５から入射される一次反射光Ｇｂを二次反射する上記の二次反射領域４８Ｂの配光を、この二次反射領域４８Ｂの上側に連設され、一次反射光Ｇｂが入射されない反射領域４８Ａの配光と分けて、互いに独立して制御する構成としている。
具体的には、直射光Ｇａが入射される反射領域４８Ａは、発光面１１Ａの中心Ｏに焦点を有する放物面に形成され、直射光Ｇａを平行光化して発光面中心軸Ｋの方向に出射する。
一方、反射領域４８Ａは、いわゆる鏡像を作る平面状の反射面であり、補助反射面４５で平行光化された一次反射光Ｇｂを、発光面中心軸Ｋとの間に所定の角度θ（図６の例ではθ＝０°）を有する方向に二次反射する。この反射領域４８Ａの反射面の角度αを変えることで、比較的大きな光度の二次反射光の方向を可変することができ、これにより、反射ユニット４の配光を効率よく変えることができる。
例えば、この反射ユニット４では、二次反射領域４８Ｂの角度αを変え、また、この変更に合わせて反射領域４８Ａの形状を変えることで、発光面中心軸Ｋに対するビーム拡がり角が１３°程度の狭角配光、２１°程度の中角配光、３６°程度の広角配光のそれぞれを簡単に得ることができる。

また補助反射面４５は、上端部４５Ａの底部開口５０からの高さ位置が、上記反射領域４８Ａと、二次反射領域４８Ｂの境界Ｅと同じ高さに合わせるように支持柱４６の支持によって位置決めされ、より高い精度で配光が制御されるようになっている。

また、凹形状反射面４８においては、図６に示すように、直射光Ｇａを反射する反射領域４８Ａの範囲Ｘと、一次反射光Ｇｂを反射する二次反射領域４８Ｂの範囲Ｙとを調整することで、範囲Ｘ、Ｙで配光される光量比を可変できる。
ただし、補助反射鏡４４がＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａから離れて先端開口５２に近づくほど範囲Ｙが拡がることから、より効果的に配光が制御できるものの、グレアを防止するために必要となる補助反射鏡４４の半径Ｗも大きくなることから、反射ユニット４の出射光の光束断面における遮光範囲も増大し、照射野の中心部が暗くなってしまう。
したがって、照射野に影響を与えない範囲で、上記範囲Ｘ，Ｙを調整することが好ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、補助反射面４５は、凹形状反射面４８内に配置され、先端開口５２の側からみた補助反射面４５の半径Ｗは、凹形状反射面４８の先端開口５２の半径Ｑよりも小さく、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａの半径Ｄよりも大きくした。
これにより、ＬＥＤパッケージ１０の直射光Ｇａが補助反射面４５によって反射されるため直射光によるグレアを抑制できる。これに加え、この補助反射面４５の反射光は、凹形状反射面４８により先端開口５２に向けて反射されて出射されるのでグレア抑制のロスを抑え有効に利用することで器具効率の低下が抑制できる。
また補助反射面４５は、ＬＥＤパッケージ１０の発光面中心軸Ｋ上に、発光面１１Ａの中心Ｏから縁部１５の側に外れた位置に焦点Ｆを持つ放物面からなるため、発光面１１Ａの中心Ｏに焦点Ｆを設定した場合に比べ、発光面１１Ａの大きさの影響が焦点Ｆの周りで平均化され、器具効率の低下が抑えられる。

また本実施形態によれば、凹形状反射面４８は、底部開口５０の側に、補助反射面４５から入射される反射光を二次反射する二次反射領域４８Ｂを有し、先端開口５２の側の補助反射面４５の上端部４５Ａを、二次反射領域４８Ｂの上端部４５Ａの境界Ｅの高さに合わせる構成としたため、二次反射領域４８Ｂによる配光制御をより正確に行うことができる。

また本実施形態によれば、凹形状反射面４８の先端開口５２に設けられる透光性の前面カバー４２を備え、補助反射面４５がＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａを覆っている半径Ｗの領域内で前面カバー４２から延びて当該補助反射面４５を支持する支持柱４６を備える構成とした。
これにより、前面カバー４２を先端開口５２に取り付けるに伴い、凹形状反射面４８に対する補助反射面４５の正確な位置合わせが可能となり、また、支持柱４６による光の遮蔽も抑制されるので、質が高く、かつ効率の良い反射ユニット４が得られる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤパッケージ１０の発光面１１Ａの発光面中心軸Ｋ上に配置され、当該発光面１１Ａの半径Ｄよりも小さな径の開口が設けられた、光を拡散する拡散性の絶縁材たる遮蔽シート３８を備える構成とした。
これにより、ＬＥＤパッケージ１０が蛍光体樹脂１３でＬＥＤ９を封止した構成であっても、当該蛍光体樹脂１３の蛍光色による色ムラを防止し、また電気的絶縁を図ることもできる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。

例えば、上述した実施形態において、凹形状反射面４８のうち、補助反射面４５から入射される一次反射光Ｇｂを二次反射する二次反射領域４８Ｂを平面状の反射面（いわゆる、平面鏡）としたが、これに限らない。すなわち、補助反射面４５と、凹形状反射面４８との協同によって、所定の配光を得るための形状に変形しても良い。

また、上述した実施形態では、前面カバー４２から垂下した支持柱４６に補助反射面４５を支持する構成としたが、支持構造はこれに限らない。
例えば図７に示すように、凹形状反射面４８を、上記反射領域４８Ａ、４８Ｂで上下に分割するとともに、これらの間に透明な支持材６０を挟み込み、この支持材６０で補助反射面４５を支持する構成としても良い。支持材６０の形状は、補助反射面４５を支持する強度が確保できれば棒状であっても、板状であってもいずれでも良い。
また支持材６０が、発光面中心軸Ｋに垂直な方向（水平方向Ｈ）に延びて補助反射面４５を支持する構成とすることで、補助反射面４５の上端部４５Ａの高さ位置を、上記反射領域４８Ａと、二次反射領域４８Ｂの境界Ｅの底部開口５０からの高さに合わせることが容易になる。
またＬＥＤパッケージ１０は、基板の上に発光素子を密集配置して発光面を形成した発光素子パッケージの一態様であり、発光素子にＬＥＤ９ではなく、その他の任意の素子を用いた発光素子パッケージをＬＥＤパッケージ１０に代えて用いることもできる。

また、上述した実施形態で説明した放熱ユニット６は、あくまでも放熱部材の一例であり、ＬＥＤパッケージ１０の発熱を放熱できる部材やユニットであれば、任意のものを用いることができる。

なお、上述した放熱ユニット６は、図２、及び図３に示すように、散熱フィン２４に切欠部７０が設けられており、この切欠部７０を設けることで、ＬＥＤモジュール１の設置箇所に存在する他部材との干渉を切欠部７０で避けることができる。
例えばＬＥＤモジュール１の光軸方向を可変可能にアーム等の支持具に当該ＬＥＤモジュール１を支持してユニバーサルダウンライト器具を構成した場合に、光軸調整（エーミング）する際に、当該器具の構造物などに散熱フィン２４が干渉する箇所に切欠部７０を設けることで、これを簡単に避けることができる。

また例えば、散熱フィン２４の切欠部７０は、部材の干渉回避の他にも、部材の設置スペースとして利用することもできる。例えば、図２、及び図３に示すように、側面視Ｌ字状に散熱フィン２４を切り欠いて切欠部７０を形成した場合、この切欠部７０に、例えば図８に示すように、略直方体形状のボックス体７１の端部７１Ａを係合させて一体に取り付けることができる。このボックス体７１には、例えばＬＥＤモジュール１のＬＥＤパッケージ１０を点灯するための電源回路等の各種電気回路や、その他の任意の部材を内蔵できる。ボックス体７１に電源回路を内蔵して電源装置として構成することで、当該電源装置をＬＥＤモジュール１に対して位置決めし、反射ユニット４に近接させて配置させて、ＬＥＤパッケージ１０への電源の接続を容易にするとともに、ボックス体７１の併置後のＬＥＤモジュール１の外観寸法を抑えることができる。また、このボックス体７１は、図９に示すように、天井面等の設置面７２にＬＥＤモジュール１を支持するアーム７３の取付部としても用いることができる。

このように、この放熱ユニット６によれば、ＬＥＤモジュール１の裏面側から延びる複数枚の板状の散熱フィン２４を備え、これら散熱フィン２４に切欠部７０を設けたため、この切欠部７０がエーミングの際の他部材との干渉を回避し、或いは、電源回路等を収めたボックス体７１との係合構造を構成できる。なお、切欠部７０は、放熱ユニット６に要求される放熱性能が維持される範囲で適宜の形状、及び大きさで設けることができる。

１ ＬＥＤモジュール
２ モジュール本体
４ 反射ユニット
６ 放熱ユニット（放熱部材）
９ ＬＥＤ（発光素子）
１０ ＬＥＤパッケージ
１１ ＬＥＤ基板
１１Ａ 発光面
１５ 縁部
３８ 遮蔽シート（絶縁材）
４０ 主反射鏡
４０Ａ 底部
４２ 前面カバー（カバー部材）
４４ 補助反射鏡
４４Ａ 上面
４５ 補助反射面
４６ 支持柱（支持部材）
４８ 凹形状反射面
４８Ａ 反射領域
４８Ｂ 二次反射領域
５０ 底部開口
５２ 先端開口
６０ 支持材（支持部材）
Ｄ 発光面の半径
Ｆ 焦点
Ｇａ 直射光
Ｇｂ 一次反射光
Ｋ 発光面中心軸
Ｍ 先端開口の半径
Ｏ 発光面の中心
Ｗ 先端開口の側からみた補助反射面の半径

Claims (4)

1. 複数の発光素子を基板上に配置したＬＥＤパッケージが底部に配置される凹形状反射面を有し、当該凹形状反射面は入射する光を当該凹形状反射面の先端開口に向けて反射する反射ユニットにおいて、
   前記ＬＥＤパッケージの発光面中心軸上に、前記発光面の中心から縁部の側に外れた位置に焦点を持つ放物面からなる補助反射面を備え、
   前記補助反射面は、凹形状反射面内に配置され、
   前記先端開口の側からみた前記補助反射面の径は、前記凹形状反射面の前記先端開口の径よりも小さく、前記ＬＥＤパッケージの発光面の径よりも大きい
   ことを特徴とする反射ユニット。
2. 前記凹形状反射面は、
   前記底部の側に、前記補助反射面から入射される反射光を二次反射する二次反射領域を有し、
   前記先端開口の側の前記補助反射面の上端部を、前記二次反射領域の上端部の境界の高さに合わせたことを特徴とする請求項１に記載の反射ユニット。
3. 前記凹形状反射面の先端開口に設けられる透明性のカバー部材と、
   前記補助反射面が前記ＬＥＤパッケージを覆っている領域内で前記カバー部材から延びて当該補助反射面を支持する支持部材と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射ユニット。
4. 前記ＬＥＤパッケージと、
   前記ＬＥＤパッケージの熱を放熱する放熱部材と、
   請求項１〜３のいずれかに記載の反射ユニットと、を備え、
   前記ＬＥＤパッケージの発光面中心軸上に配置され、当該発光面の径よりも小さな径の開口が設けられた、光を拡散する拡散性の絶縁材と、
   を備えることを特徴とするＬＥＤモジュール。

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