JP7553803B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置に関する。

店舗施設等の空間演出のために、店舗施設の壁面や床面、店舗施設に設けられた看板等への配光を制御する発光装置が知られている。また発光装置として、複数のＬＥＤ素子と、各ＬＥＤ素子の発する光を導光する複数のロッドとを備え、複数のロッドの出射面が近接、接触又は一体化されて一纏まりに配置されたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－０８８４１０号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、ＬＥＤ素子等の光源が発する光がロッド等の導光部材に入射する効率の低下を抑制しつつ、光源と導光部材との接触を防止することに改善の余地がある。

本開示は、導光部材への光入射効率の低下を抑制しつつ、光源と導光部材との接触を防止することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る発光装置は、光を発する光源と、前記光を導光する導光部材と、前記光源と前記導光部材における前記光が入射する光入射端面との間の距離を規定する規定部と、を有し、前記規定部は、前記光源と前記光入射端面との間で前記光を通過させる光通過部材と、前記光通過部材と前記光入射端面との間で前記光を透過させる光透過部材と、を有し、前記光源は前記光透過部材と離隔している。

本開示の一実施形態によれば、導光部材への光入射効率の低下を抑制しつつ、光源と導光部材との接触を防止できる。

実施形態に係る発光装置の全体構成例を示す図であり、図１（ａ）は光照射方向側から視た斜視図、図１（ｂ）は光照射方向とは反対側から視た斜視図である。 実施形態に係る発光装置の全体構成例を示す分解斜視図である。 実施形態に係る導光部材アレイの構成例を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は背面図である。 実施形態に係るホルダ部材の構成例を示す図である。 実施形態に係るＬＥＤ及びＬＥＤ実装基板の構成例を示す図である。 実施形態に係るＬＥＤ周辺の構成を示す断面図であり、図６（ａ）は第１例の図、図６（ｂ）は第２例の図である。 ホルダ部材、導光部材アレイ及び窓部材の分解斜視図であり、図７（ａ）は光照射方向側から視た図、図７（ｂ）は光照射方向とは反対側から視た図である。 ＬＥＤ実装基板、スペーサ、ガラス板及びホルダ部材の分解斜視図である。 実施形態に係るガラス板の作用例を示す図であり、図９（ａ）は比較例を示す図、図９（ｂ）は実施形態を示す図である。 実施形態に係る窓部材及び板バネの作用例を示す図である。 変形例に係る発光装置の構成例を示す分解斜視図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明では、複数の図面に表れる同一符号の部分は、同一もしくは同等の部分又は部材を示す。

また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

以下に示す図でＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向は、実施形態に係る発光装置が備える複数の光源が配列する配列平面内での所定方向を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は、配列平面内でＸ方向に直交する方向を示し、Ｚ軸に沿うＺ方向は、配列平面に直交する方向を示すものとする。

またＸ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記し、Ｚ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。実施形態では、発光装置は一例として＋Ｚ方向側に光を照射するものとする。但し、このことは、発光装置の使用時における向きを制限するわけではなく、発光装置の向きは任意である。

＜発光装置１の構成＞
まず、実施形態に係る発光装置１の構成について説明する。

（全体構成例）
図１は、発光装置１の全体構成の一例を説明する図であり、図１（ａ）は光照射方向（＋Ｚ方向）側から発光装置１を視た斜視図、図１（ｂ）は－Ｚ方向側から発光装置１を視た斜視図である。

図１に示すように、発光装置１は、光を透過する窓部材１６と、光が通過する開口部１０とを＋Ｚ方向側に有し、外形が略円柱状の形状に形成されている。開口部１０は、窓部材１６の内側（－Ｚ方向側）に設けられている。発光装置１は、駆動回路２からの駆動電圧の印加により発する光を開口部１０及び窓部材１６を通して＋Ｚ方向側に照射できる。

発光装置１は、例えば建物の壁又は天井に固定され、建物の内部又は外部の空間を照明する照明装置として使用される。或いは、店舗施設の壁又は天井に固定され、店舗施設を空間演出するためのダウンライトやスポットライト、間接照明等の用途に使用される。また発光装置１は、車両等の移動体に搭載され、移動体の周囲を照明するヘッドライト等の用途にも使用できる。

なお、図１では外形が略円柱状の発光装置１を例示したが、これに限定されるものではなく、角柱状等の任意の外形形状に発光装置１を形成可能である。

次に図２は、発光装置１の全体構成の一例を説明する分解斜視図である。図２に示すように、発光装置１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）実装基板１１と、規定部４０と、ホルダ部材１４と、導光部材アレイ１５と、窓部材１６と、板バネ１７とを有する。

発光装置１は、ＬＥＤ実装基板１１、スペーサ１２、ガラス板１３及びホルダ部材１４をＺ方向に沿ってこの順で重ね合わせ、ホルダ部材１４に設けられた雌ねじ孔に固定ネジ１９を螺合して固定する。

また発光装置１は、ホルダ部材１４、導光部材アレイ１５及び窓部材１６をＺ方向に沿ってこの順で重ね合わせ、窓部材１６における凸部１６１に設けられた雌ネジ孔１６１ａに、板バネ１７を介して固定ネジ１８を螺合して固定する。

ＬＥＤ実装基板１１は略正方形状の板状部材であり、ＬＥＤ等の光源や各種電気素子を実装可能な配線を備える基板である。ＬＥＤ実装基板１１には、例えばアルミニウムや銅等のメタルベースの２層プリント基板等を適用できる。紙エポキシ基板やガラスエポキシ基板等のメタルベース以外の基板も適用できるが、放熱性の点でメタルベース基板が好適である。

ＬＥＤ実装基板１１は、１８個のＬＥＤ１１１を備えている。なお、ＬＥＤ１１１は１８個のＬＥＤの総称表記である。各ＬＥＤ１１１は光を発する光源の一例であり、ＬＥＤ実装基板１１の＋Ｚ方向側の面である載置面１１２に実装される。

またＬＥＤ実装基板１１は、電気ケーブルを介して駆動回路２と接続するためのコネクタ１１３を備えている。各ＬＥＤ１１１は、ＬＥＤ実装基板１１を介して駆動回路２に電気的に接続し、駆動回路２から印加される駆動電圧に応答して光を発する。

ＬＥＤ１１１は、例えば白色光を発するが、これに限定されるものではなく、単色光であってもよいし、また白色光の中でも電球色や昼白色、昼光色等の各種を選択可能である。

ＬＥＤ１１１として、例えば日亜化学工業（株）の製品番号ＮＦＳＷＥ１１Ａ等を適用できる。なお、導光部材アレイ１５への光の入射効率の点で、ＬＥＤ１１１から側面方向に向かう光を少なくすることが好ましい。

規定部４０は、スペーサ１２と、ガラス板１３とを有し、ＬＥＤ１１１と導光部材１５１との間の距離を規定する。

スペーサ１２は、ＬＥＤ１１１と、導光部材アレイ１５に含まれる導光部材１５１の光入射端面１５１ｉとの間でＬＥＤ１１１が発する光を通過させる光通過部材の一例である。スペーサ１２は、Ｚ方向において、ＬＥＤ１１１が載置される載置面１１２と、光入射端面１５１ｉとの間に設けられている。光入射端面１５１ｉは、ＬＥＤ１１１に対向して配置され、ＬＥＤ１１１が発する光が導光部材１５１内に入射する端面である。スペーサ１２の厚みは、ＬＥＤ１１１の厚みよりも大きいことが好ましい。

スペーサ１２は略矩形状の板状部材であり、ＬＥＤ実装基板１１と重ね合わせた際にＬＥＤ実装基板１１に実装された１８個のＬＥＤ１１１のそれぞれと１対１で対応する位置に、矩形状の孔である１８個のスペーサ貫通孔１２１を備えている。なお、スペーサ貫通孔１２１は１８個のスペーサ貫通孔の総称表記である。

スペーサ１２は、板状部材にレーザ加工法等でスペーサ貫通孔１２１を形成して製作できる。スペーサ１２の材質は特に制限されないが、空隙が経時変動しないように十分な強度があって、ＬＥＤ１１１の発熱に対する放熱性が高い点でアルミニウムが好適である。またフレア光又はゴースト光等を低減するために、スペーサ１２に黒染め等の表面処理を施すとより好適である。

スペーサ１２におけるスペーサ貫通孔１２１が形成された領域以外の平面領域の－Ｚ方向側は、ＬＥＤ実装基板１１のＬＥＤ１１１の載置側の面に接触し、該平面領域の＋Ｚ方向側はガラス板１３に接触する。この状態でＬＥＤ実装基板１１、スペーサ１２及びガラス板１３がホルダ部材１４に固定されることで、スペーサ貫通孔１２１を介して対向するＬＥＤ１１１と導光部材１５１との間の距離が所定距離に規定される。該所定距離はＬＥＤ１１１の発光面と導光部材１５１における光入射端面１５１ｉとの間の距離に対応する。スペーサ１２の板厚とガラス板１３の板厚に基づき、該所定距離が規定される。

ガラス板１３は、スペーサ１２と光入射端面１５１ｉとの間に設けられ、ＬＥＤ１１１が発する光を透過する光透過部材の一例である。ガラス板１３は、ＬＥＤ１１１が発する光に対して透過性を有するガラス材料を含んで構成された板状部材である。ガラス板１３の厚みは、薄ければ薄いほど入射効率が上がるが、強度を確保する必要もある。入射効率の低下を考慮すると、１．０ｍｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下である。一例として板厚は０．２１ｍｍである。ＬＥＤ１１１が発する光の反射を低減し、導光部材への入射効率を上げるために、ガラス板１３のＬＥＤ１１１側の面又はＬＥＤ１１１側の面および反対側の面の両方に反射防止（AR；Anti-Reflection）膜をコーティング等により設けることが好ましい。

ホルダ部材１４は、中空に形成され、＋Ｚ方向側が開放された箱状部材である。またホルダ部材１４は－Ｚ方向側の底面部に１８個の保持孔１４４を備えている。ホルダ部材１４は、導光部材アレイ１５に含まれる１８個の導光部材１５１の端部を、１対１で対応して１８個の保持孔１４４に挿入した状態で、導光部材アレイ１５を内側に保持する。また、ホルダ部材１４の＋Ｚ方向側に設けられた前面部には２個の嵌合貫通孔１４１が形成されている。なお、保持孔１４４については図４を参照して別途図示する。

ホルダ部材１４は、例えば樹脂材料を射出成形して製作される。ＬＥＤ１１１が発する光が発光装置１から外部に漏れ出したり、太陽光等の可視光が発光装置１の外部から内部に進入したりすることを防ぐために、ホルダ部材１４の樹脂材料は、ＬＥＤ１１１が発する光及び可視光に対して透過性を有さないことが好ましい。また、ＬＥＤ１１１が発する熱やＬＥＤ１１１が発する光の照射による熱変形を抑制する線膨張係数をもつ材料であることが好ましい。例えば樹脂材料には、熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイド（PPS； Poly Phenylene Sulfide）樹脂、ポリカーボネート（PC；Polycarbonate）樹脂、アクリル（PMMA；Poly Methyl Methacrylate）樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS；Acrylonitrile butadiene styrene)樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン（PEEK；Poly Ether Ether Ketone）樹脂等を適用できる。但し、樹脂に限定されるものではなく、アルミウム合金等の金属材料を用いてホルダ部材１４を構成してもよい。

導光部材アレイ１５は、配列平面内に２次元アレイ状に配列する１８個の導光部材１５１を備える。なお、導光部材１５１は１８個の導光部材の総称表記である。各導光部材１５１は、光入射端面１５１ｉに近づくにつれて細くなるテーパ形状を有し、導光部材１５１における導光方向に交差する断面は正方形状に形成されている。

なお、テーパ形状とは、細長い部材の直径、幅又は厚み等が先細りになっている形状をいう。本実施形態では、光入射端面１５１ｉに近づくにつれて細くなる形状であれば、個々の導光部材１５１の側面部の傾きが導光部材１５１の中心軸に対して対称になっていなくてもテーパという。本実施形態では、個々の導光部材の中心軸に交差する断面は矩形状に形成されているが、矩形に限定されるものではなく、円形等の他の形状であってもよい。

光出射端面１５１ｏ側では隣接する導光部材１５１同士は繋がっており、１８個の光出射端面１５１ｏは発光装置１の開口部１０を構成する。導光部材アレイ１５の光入射端面１５１ｉ側では、隣接する導光部材１５１同士は分離しており、隣接する導光部材１５１同士の側面間の間隔は、光入射端面１５１ｉに近づくにつれて広くなる。なお、光入射端面１５１ｉは１８個の導光部材１５１における各光入射端面の総称表記であり、光出射端面１５１ｏは１８個の導光部材１５１における各光出射端面の総称表記である。

ＬＥＤ１１１が発する光は、光入射端面１５１ｉを通って導光部材１５１内に入射する。入射した光は、導光部材１５１のテーパ面である側面で全反射を繰り返しながら導光部材１５１内を導光され、光出射端面１５１ｏを通って出射する。

導光部材アレイ１５は、ＬＥＤ１１１が発する光に対して透過性を有する樹脂材料を射出成形することで、１８個の導光部材１５１を一体にして製作される。樹脂材料には、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂等を適用できる。

窓部材１６は、ＬＥＤ１１１が発する光に対して透過性を有する樹脂材料を含んで構成された板状部材である。窓部材１６は、導光部材１５１における光出射端面１５１ｏを押圧する押圧部材の一例である。窓部材１６は、ホルダ部材１４が備える２個の嵌合貫通孔１４１に対応する位置に２個の凸部１６１を有する。各凸部１６１は雌ネジ孔１６１ａを含んでいる。窓部材１６は、樹脂材料を射出成形して製作される。樹脂材料には、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等を使用できる。窓部材１６をガラス材料で構成することもできる。

窓部材１６は、導光部材アレイ１５を保持した状態のホルダ部材１４に対し、嵌合貫通孔１４１に凸部１６１が嵌合されるように取り付けられる。この状態で、凸部１６１の雌ネジ孔１６１ａに、板バネ１７を介して固定ネジ１８を螺合することで、ホルダ部材１４と窓部材１６が結合される。

窓部材１６は、ホルダ部材１４に結合し、光出射端面１５１ｏを押圧する。窓部材１６は、光出射端面１５１ｏを押圧しないようにホルダ部材１４に結合し、導光部材１５１が膨張した場合には、窓部材１６は光出射端面１５１ｏを押圧する。また窓部材１６は、ホルダ部材１４内へのゴミや埃等の侵入を防止し、また導光部材アレイ１５が外部の物体に直接ぶつかることを防ぐ保護部材としても機能する。

板バネ１７は、ステンレス等の金属材料を含んで構成される板状部材である。板バネ１７は薄板で弾性を有し、窓部材１６による光出射端面１５１ｏに対する押圧力を緩和させる弾性部材の一例である。

板バネ１７を介することでホルダ部材１４と窓部材１６との結合力が緩和され、板バネ１７を介さない場合と比較して、窓部材１６は＋Ｚ方向側に動きやすくなる。これにより、導光部材１５１が熱膨張等で＋Ｚ方向側に伸長した場合に、窓部材１６が光出射端面１５１ｏを－Ｚ方向側に押圧する押圧力が緩和されるようになっている。

なお、図２に示したＬＥＤ１１１、スペーサ貫通孔１２１及び導光部材１５１の個数又は配置、並びに各部材の外形形状等は一例であり、発光装置１の目的に応じてこれらを適宜選択できる。

（導光部材アレイ１５の構成例）
次に図３を参照して、導光部材アレイ１５の構成について説明する。図３は、導光部材アレイ１５の構成の一例を説明する図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は背面図である。

図３に示すように、導光部材アレイ１５は、光入射端面１５１ｉに沿った配列平面内に１８個の導光部材１５１を有する。各導光部材１５１は、光入射端面１５１ｉと、光出射端面１５１ｏとを有する。光入射端面１５１ｉは何れも一辺が２．２［ｍｍ］の略正方形、光出射端面１５１ｏは何れも一辺が１０．０［ｍｍ］の略正方形に形成されている。また導光部材アレイ１５の高さ（Ｚ方向の長さ）は３５［ｍｍ］である。

上述したサイズは一例であり、導光部材１５１の形状は、ＬＥＤ１１１の仕様と発光装置１の配光角の仕様に基づき決定される。ここで、発光装置１の配光角とは、発光装置１と照射パターンにおける中心位置とを結ぶ線と、発光装置１から照射パターンにおける照度が１／２となる位置とを結ぶ線とがなす角度の２倍の角度をいう。この配光角は、空間上での照射パターンにおける照度が１／２になる角度である「１／２ビーム角」に対応する。

例えば、光入射端面１５１ｉは、０．２［ｍｍ］四方以上２０［ｍｍ］四方以下とすることができ、ＬＥＤ１１１の出射面のサイズよりも大きいサイズであってもよい。また、光出射端面１５１ｏは０．２［ｍｍ］四方以上１００［ｍｍ］四方以下であってもよい。導光部材アレイ１５の高さ（Ｚ方向の長さ）は３［ｍｍ］以上４００［ｍｍ］以下であってもよい。発光装置１の配光角は、１／２ビーム角で２０度以上１２０度以下としてもよい。

図３（ａ）に示すように、導光部材アレイ１５の中央部には、Ｘ方向に沿って３個、Ｙ方向に沿って４個の合計１２個の導光部材１５１が行列配置されている。また＋Ｘ方向側の端部に３個の導光部材１５１がＹ方向に沿って配列し、－Ｘ方向側の端部に３個の導光部材１５１がＹ方向に沿って配列している。

次に図３（ｂ）を参照して、複数の導光部材１５１間の中心軸傾き及び距離を説明する。

導光部材１５１のうちの導光部材１５１ａは、光入射端面１５１ａｉと、光出射端面１５１ａｏとを有する。導光部材１５１ａは第１導光部材の一例である。導光部材１５１ａの中心軸１５１ａｃは、光入射端面１５１ａｉの中心と光出射端面１５１ａｏの中心の両方を通る軸である。

また導光部材１５１のうちの導光部材１５１ｂは、光入射端面１５１ｂｉと、光出射端面１５１ｂｏとを有する。導光部材１５１ｂは第２導光部材の一例である。導光部材１５１ｂの中心軸１５１ｂｃは、光入射端面１５１ｂｉの中心と光出射端面１５１ｂｏの中心の両方を通る軸である。

中心軸１５１ａｃはＺ方向に対して傾き角度θで傾いている。中心軸１５１ｂｃはＺ方向に対して傾いていない。従って、中心軸１５１ａｃと中心軸１５１ｂｃは、傾き角度θで傾いている。

また、軸間距離ｄｉは、光入射端面１５１ｉ側における中心軸１５１ａｃと中心軸１５１ｂｃの軸間距離である。軸間距離ｄｏは、光出射端面１５１ｏ側における中心軸１５１ａｃと中心軸１５１ｂｃの軸間距離である。軸間距離ｄｏは軸間距離ｄｉより長い。換言すると、中心軸１５１ａｃと中心軸１５１ｂｃとの軸間距離は、入射側よりも出射側の方が大きい。

この構成により、導光部材アレイ１５を有する発光装置１は、＋Ｚ方向に進むにつれて広がる発散光を照射することができる。

また、図３（ｃ）に示すように各導光部材１５１の中心軸１５１ｃ（総称表記）は、ランダムに異なる方向に傾いている。但し、図３に示す各導光部材１５１の中心軸１５１ｃの傾きは一例であって、各導光部材１５１の中心軸１５１ｃが任意の方向に傾くように導光部材アレイ１５を構成可能である。

なお、導光部材１５１の個数、配置、大きさ及び中心軸の傾き等は、上述したものに限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択可能である。また導光部材１５１として正方形状の断面形状を有するものと示したが、これに限定されるものではない。例えば、長方形状、多角形状、円形状又は楕円形状の断面形状を有するものであってもよい。スペーサ貫通孔１２１の断面形状及び保持孔１４４の断面形状においても同様である。

さらに、本実施形態では、光が導光部材１５１の側面で全反射することで導光部材１５１内を伝搬する例を示すが、これに限定されるものではない。導光部材１５１の側面に反射面等の偏向面を設け、光が導光部材１５１の側面で偏向することで導光部材１５１内を伝搬可能に構成することもできる。

（ホルダ部材１４の構成例）
次に図４は、ホルダ部材１４の構成の一例を説明する図である。図４は、ホルダ部材１４を＋Ｚ方向側から視た斜視図である。図４に示すように、ホルダ部材１４における＋Ｚ方向側に設けられた前面部１４２には、嵌合貫通孔１４１が形成されている。またホルダ部材１４における－Ｚ方向側に設けられた底面部１４３には、１８個の保持孔１４４が形成されている。なお、図１４では１８個の保持孔１４４のうちの一部は隠れて見えていない。

保持孔１４４は、断面が正方形状または長方形状の貫通孔である。導光部材１５１の光入射端面１５１ｉ側の端部が保持孔１４４に挿入されることで、保持孔１４４は該端部を保持できる。保持孔１４４は、導光部材１５１における光入射端面１５１ｉ側の端部を保持する保持部の一例である。

図３（ｃ）に示したように、光入射端面１５１ｉの中心は等間隔に配列していないため、光入射端面１５１ｉの位置に応じて保持孔１４４は非等間隔で配列している。

ここで、導光部材アレイ１５は軟質のシリコーン樹脂を含むため、光入射端面１５１ｉ側の細い部分は、衝撃等で動きやすくなる。この細い部分が動くと、導光部材１５１内を導光される光の導光状態が変化する場合がある。

本実施形態では、保持孔１４４のそれぞれで各導光部材１５１の光入射端面１５１ｉ側の端部を保持することで、導光部材１５１における光入射端面１５１ｉ側の細い部分の位置変動が抑制されるようになっている。

（ＬＥＤ１１１及びＬＥＤ実装基板１１の構成例）
次に図５を参照して、ＬＥＤ１１１及びＬＥＤ実装基板１１の構成について説明する。図５は、ＬＥＤ１１１及びＬＥＤ実装基板１１の構成の一例を説明する図である。

図５に示すように、ＬＥＤ１１１は、発光素子１１１ａと、蛍光体層１１１ｂと、フィレット１１１ｄと、一対の電極１１１ｅとを有するパッケージである。但し、ＬＥＤ１１１は、これら以外の構成を含んでもよい。

蛍光体層１１１ｂは、フィレット１１１ｄを接合部材として発光素子１１１ａに接合している。発光素子１１１ａの下面、側面及びフィレット１１１ｄは、光反射性粒子を含有する白樹脂２２により被覆されている。一方、蛍光体層１１１ｂの側面は白樹脂２２で被覆されていない。一対の電極１１１ｅは、白樹脂２２０から露出しており、ＬＥＤ実装基板１１の配線と接続している。

白樹脂２２に含有される光反射性粒子は、ＬＥＤ１１１が発光する光に対して光反射性を有する粒子であり、例えば白色の酸化チタン粒子、ガラスビーズ、炭酸カルシウム粒子、アルミニウム粉、マイカ粒子等である。

また図５に示すように、ＬＥＤ実装基板１１は、ベース基板１１ａａ上に第１絶縁層１１ｂ、第１銅箔１１ｃ、第２絶縁層１１ｄ、第２銅箔１１ｅ及び第３絶縁層１１ｆ等をこの順に積層している。第１銅箔１１ｃと、第２銅箔１１ｅとは銅メッキ１１ｇを介して導通している。

（ＬＥＤ１１１周辺の構成例）
次に図６を参照して、ＬＥＤ１１１周辺の構成について説明する。図６は、ＬＥＤ１１１周辺の構成を示す断面図である。図６（ａ）は第１例を示し、図６（ｂ）は第２例を示す。なお、図６は、発光装置１における各部材を結合後のＬＥＤ１１１周辺の構成を示している。また、図６（ａ）の第１例と、図６（ｂ）の第２例では、白樹脂２０のＺ方向における高さ（厚み）のみが異なっている。

図６に示すように、発光装置１は、ＬＥＤ実装基板１１における載置面１１２上にＬＥＤ１１１を有する。また発光装置１は、ＬＥＤ１１１の周囲に、白樹脂２０と、スペーサ１２と、ガラス板１３と、ホルダ部材１４の底面部１４３と、導光部材１５１における光入射端面１５１ｉ側の端部とを配置している。ＬＥＤ１１１はスペーサ１２におけるスペーサ貫通孔１２１が設けられた位置に配置されている。

本実施形態に係る載置面１１２に対する白樹脂２０の高さは、載置面１１２に対するオーバーコート層１１１ｃの高さより高く、載置面１１２に対するスペーサ１２の高さ以下である。蛍光体層１１１ｂの上面は、光源の発光面に対応する。

図６（ａ）は、載置面１１２に対する白樹脂２０の高さｈ１が載置面１１２に対するＬＥＤ１１１の発光面である蛍光体層１１１ｂの高さｈ２より高い場合を例示している。図６（ｂ）は、載置面１１２に対する白樹脂２０の高さｈ１'が載置面１１２に対するスペーサ１２の高さｈ３と等しい場合を例示している。

ここで、ＬＥＤ１１１から発せられる光の一部は、ＬＥＤ１１１の側面方向に伝搬する場合がある。このような光の多くは、導光部材１５１に入射しないため、ＬＥＤ１１１から導光部材１５１への光の入射効率が低下する。

本実施形態では、白樹脂２０を設けることで、ＬＥＤ１１１の側面方向に伝搬する光をＬＥＤ１１１の中心に向けて反射させる。これにより、ＬＥＤ１１１の側方に向かって伝搬する光を光入射端面１５１ｉに導いて入射させることができ、光の入射効率の低下を抑制できるようになっている。図６（ａ）に示す伝搬光２１と、図６（ｂ）に示す伝搬光２１'は、ＬＥＤ１１１の側方に向かって伝搬し、白樹脂２０で反射されて、光入射端面１５１ｉに導かれる光の一例を示している。

なお、本実施形態では白樹脂２０を設けているが、白樹脂２０を設けることは必須ではなく、白樹脂２０の高さｈ１は、蛍光体層１１１ｂの高さｈ２より低くてもよい。

また、図６に示すように、ガラス板１３は、－Ｚ方向側の面をスペーサ１２の＋Ｚ方向側の面に接触している。またガラス板１３は、＋Ｚ方向側の面を導光部材１５１の光入射端面１５１ｉに接触している。

光入射端面１５１ｉとスペーサ１２との間にガラス板１３が設けられることで、光入射端面１５１ｉがＬＥＤ１１１側に移動することを防ぎ、ＬＥＤ１１１と導光部材１５１との間の距離変動を抑制できるようになっている。ＬＥＤ１１１と導光部材１５１との間の距離はスペーサ１２とガラス板１３の厚みによって規定される。

＜各部材の結合例＞
次に、図７及び図８を参照して、各部材の結合の様子について説明する。図７は、ホルダ部材１４、導光部材アレイ１５及び窓部材１６が結合される様子を説明する分解斜視図である。図７（ａ）は＋Ｚ方向側から視た図、図７（ｂ）は－Ｚ方向側から視た図である。また図８は、ＬＥＤ実装基板１１、スペーサ１２、ガラス板１３及びホルダ部材１４が結合される様子を説明する分解斜視図である。

図７（ａ）に示すように、ホルダ部材１４が内部に導光部材アレイ１５を収容して保持した後、凸部１６１が嵌合貫通孔１４１に嵌合されるようにして、窓部材１６がホルダ部材１４に取り付けられる。

その後、図７（ｂ）に示すように、嵌合貫通孔１４１に嵌合された状態の凸部１６１と固定ネジ１８との間に板バネ１７を配置し、凸部１６１の雌ねじ孔１６１ａに固定ネジ１８を螺合することで、ホルダ部材１４、導光部材アレイ１５及び窓部材１６が結合される。

また、図８に示すように、ＬＥＤ実装基板１１、スペーサ１２及びガラス板１３は、この順で重ね合わされた状態で、ホルダ部材１４の底面部１４３の－Ｚ方向側の面に接触される。この際に、ホルダ部材１４に設けられた位置決め凸部１４５が、スペーサ１２の位置決め貫通孔１２２と、ＬＥＤ実装基板１１の位置決め貫通孔１１４に挿入されるようにする。

これにより、導光部材１５１とＬＥＤ１１１がスペーサ貫通孔１２１を介して対向するように、配列平面内での位置合わせがなされる。なお、位置決め凸部１４５、位置決め貫通孔１２２及び位置決め貫通孔１１４からなる組は少なくとも２組以上が設けられると好適である。

その後、固定ネジ１９を雌ネジ孔１４６に螺合することで、ＬＥＤ実装基板１１、スペーサ１２及びガラス板１３はホルダ部材１４に結合される。

＜ガラス板１３、窓部材１６及び板バネ１７の作用＞
次に、図９及び図１０を参照して、ガラス板１３、窓部材１６及び板バネ１７の各作用について説明する。まず、図９は、ガラス板１３の作用の一例を説明する図である。図９（ａ）は比較例に係るガラス板１３を設けない場合を説明する図、図９（ｂ）は本実施形態に係るガラス板１３を設けた場合を説明する図である。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、Ｚ方向に長さＬを有する導光部材１５１と、ＬＥＤ１１１の周辺の構成を示している。また図９（ａ）及び図９（ｂ）は、発光装置の発熱や発光装置周辺の温度上昇等で膨張し、導光部材１５１がＺ方向に沿って伸び量ΔＬだけ伸長した場合を例示している。なお、導光部材１５１は、導光部材アレイ１５に含まれる導光部材１５１のうちの１つのみを表示している。

図９（ａ）では、ガラス板１３が設けられていないため、太線で示す光入射端面１５１ｉが－Ｚ方向側に伸び量ΔＬだけ移動している。これにより、伸長していない場合に対して光入射端面１５１ｉとＬＥＤ１１１との距離が伸び量ΔＬだけ短くなる。

光入射端面１５１ｉとＬＥＤ１１１との距離の変動により、ＬＥＤ１１１の発光面である蛍光体層１１１ｂと導光部材１５１の光入射端面１５１ｉが接触すると、蛍光体層１１１ｂと光入射端面１５１ｉとの間に空気層が介在しなくなる。その結果、空気層との界面でＬＥＤ１１１側に反射されて蛍光体層１１１ｂに再入射する光成分が減少し、発光装置１が照射する光の色味が青色側（[0]高色温度側）にシフトする場合がある。

また、例えば熱の影響により導光部材１５１が膨張して光入射端面１５１ｉがＬＥＤ１１１に接触すると、照射光の色味が変化するだけでなく、接触によりＬＥＤ１１１が故障する場合がある。一方で、接触を回避するために、光入射端面１５１ｉとＬＥＤ１１１との間の距離を予め大きくすると、光入射端面１５１ｉへの光の入射効率が低下する。

換言すると、入射効率の観点では、ＬＥＤ１１１の蛍光体層１１１ｂと光入射端面１５１ｉはできるだけ近づけるほうが、入射効率が向上するため好ましい。しかし、近づけすぎると導光部材１５１が膨張した際に蛍光体層１１１ｂと光入射端面１５１ｉとが接触し、発光装置１が照射する光の色味が変化したり、ＬＥＤ１１１が故障したりする場合がある。

一方で、オーバーコート層１１１ｃと光入射端面１５１ｉとの距離を予め大きくすると、ＬＥＤ１１１が発する光の光入射端面１５１ｉへの入射効率が低下する。

本実施形態では、ガラス板１３を設けているため、光入射端面１５１ｉがＬＥＤ１１１側に移動せず、スペーサ１２とガラス板１３で規定する光入射端面１５１ｉとＬＥＤ１１１との距離が維持される。これにより、光入射端面１５１ｉとオーバーコート層１１１ｃとの接触を防止することができる。これにより、発光装置１が照射する光の色味変化を抑制可能になっている。接触によりＬＥＤ１１１が故障することも抑制可能である。

また光入射端面１５１ｉとＬＥＤ１１１との距離を予め大きくすることなく、光入射端面１５１ｉとＬＥＤ１１１との距離を最小限に規定できるため、光入射端面１５１ｉへの光の入射効率を大きく低下させることなく、光入射端面１５１ｉとＬＥＤ１１１との接触を防止可能になっている。

また、オーバーコート層１１１ｃとガラス板１３が接触した場合にも、オーバーコート層１１１ｃとガラス板１３の間に空気層を介在しないため、同様に色味変化が生じる場合がある。これに対し、オーバーコート層１１１ｃとガラス板１３との間にスペーサ１２を設けることで、オーバーコート層１１１ｃとガラス板１３の間の空気層を確保する。これにより、色味変化や接触による故障等を抑制可能になっている。

なお、図９（ｂ）では、太線で示す光出射端面１５１ｏをＺ方向に伸縮可能とし、光出射端面１５１ｏを＋Ｚ方向側に伸び量ΔＬだけ伸長させる例を示したが、光出射端面１５１ｏを窓部材等で押圧して導光部材１５１の＋Ｚ方向への伸長を抑制するように構成することもできる。

また図９では中心軸がＺ方向に平行な導光部材１５１を例示したが、中心軸がＺ方向に対して傾いている導光部材１５１においても同様の作用が得られる。

次に図１０は、窓部材１６及び板バネ１７の作用の一例を説明する図である。図１０は、導光部材アレイ１５に含まれる導光部材１５１のうちの１つの導光部材１５１のみを表示している。

ここで、光出射端面１５１ｏ側を伸縮可能にすることもできるが（図９（ｂ）参照）、光出射端面１５１ｏの移動により照射光の特性が変化する場合があるため、光出射端面１５１ｏの移動も抑制した方がより好ましい。しかし、移動を抑制するために光出射端面１５１ｏを押圧すると、伸び量が大きくなった場合等に導光部材１５１に応力が加わる。この応力により、導光部材１５１の形状が変化し、照射光の向き等が変わることで配光状態が変化する場合がある。

そのため、本実施形態では、窓部材１６を光出射端面１５１ｏに接触させ、伸長する光出射端面１５１ｏを押圧することで光出射端面１５１ｏの移動を抑制する。また伸び量が大きくなった場合には板バネ１７の作用で窓部材１６による押圧力を緩和する。

図１０において、導光部材１５１が熱膨張等で伸長すると、光出射端面１５１ｏが窓部材１６を力Ｔ１で押し、窓部材１６は力Ｔ１の反力となる押圧力Ｔ２で光出射端面１５１ｏを押圧する。窓部材１６は押圧力Ｔ２により光出射端面１５１ｏの移動を抑制できる。

また窓部材１６はホルダ部材１４との間に板バネ１７を介在させて固定ネジ１８により固定される。板バネ１７は弾性部材で変形しやすいため、導光部材１５１の伸び量が大きくなり、力Ｔ１が大きくなると、板バネ１７が変形する。この板バネ１７の変形により、窓部材１６による押圧力が緩和される。

このようにして、導光部材１５１の伸び量が大きくなった場合等に導光部材１５１に加わる応力を抑制し、導光部材１５１内を導光される光５０の状態変化を抑え、発光装置１による照射光の配光状態の変化が抑制されるようになっている。

なお、窓部材１６が光出射端面１５１ｏの移動を抑えながら、導光部材１５１に加わる応力を抑制できるように、導光部材１５１に加わる応力の許容量等に応じて板バネ１７のばね定数を予め決定すると好適である。

＜発光装置１の効果＞
以上説明したように、本実施形態では、ＬＥＤ１１１（光源）とＬＥＤ１１１からの光が入射する導光部材１５１の光入射端面１５１ｉとの間で光を通過させるスペーサ１２（光通過部材）と、スペーサ１２と光入射端面１５１ｉとの間で光を透過させるガラス板１３（光透過部材）とを有する規定部４０を設けている。ＬＥＤ１１１と光入射端面１５１ｉはスペーサ１２及びガラス板１３を介して離隔している。これにより、導光部材への光入射効率の低下を抑制しつつ、光源と導光部材との接触を防止することができる。

ガラス板１３が光入射端面１５１ｉのＬＥＤ１１１側への移動を抑制するため、熱膨張等で導光部材１５１が伸長する場合にも、ＬＥＤ１１１のオーバーコート層１１１ｃと光入射端面１５１ｉとの接触を防止できる。これにより、発光装置１が照射する光の色味等の特性が該接触に伴って変化することを防止でき、また該接触によるＬＥＤ１１１の故障を防止できる。

さらに、オーバーコート層１１１ｃと光入射端面１５１ｉとの接触防止のために両者の距離を大きくしなくてもよいため、ＬＥＤ１１１が発する光の光入射端面１５１ｉへの入射効率の低下も抑制できる。

また本実施形態では、光反射性粒子を含有する白樹脂２０（樹脂層）を載置面１１２上でＬＥＤ１１１の外周に沿って設けている。載置面１１２に対する白樹脂２０の高さは、載置面１１２に対するＬＥＤ１１１のオーバーコート層１１１ｃの高さより高く、載置面１１２に対するスペーサ１２の高さ以下である。

この構成により、ＬＥＤ１１１からＬＥＤ１１１の側面方向に伝搬する光は、白樹脂２０によりＬＥＤ１１１の中心に向けて反射される。これにより、ＬＥＤ１１１の側面方向に伝搬する光を光入射端面１５１ｉに導いて導光部材１５１に入射させることができ、光の入射効率の低下を抑制することができる。

また本実施形態では、保持孔１４４（保持部）は導光部材１５１の光入射端面１５１ｉ側の端部を保持する。これにより、導光部材１５１における光入射端面１５１ｉ側の細い部分の位置変動を抑制し、発光装置１による照射光の特性を安定化させることができる。

また本実施形態では、窓部材１６（押圧部材）は導光部材１５１における光出射端面１５１ｏを押圧する。これにより光出射端面１５１ｏの移動による照射光の特性変化を抑制することができる。

また本実施形態では、板バネ１７（弾性部材）は、窓部材１６による導光部材１５１への押圧力を緩和させる。これにより、導光部材１５１の伸び量が大きくなった場合等に導光部材１５１に加わる応力を抑え、導光部材１５１内を導光される光５０の状態変化を抑制でき、発光装置１による照射光の配光状態等の特性変化を抑制することができる。

なお、光出射端面１５１ｏと窓部材１６が接触しないように配置することで、導光部材１５１における光出射端面１５１ｏ側の端部が光出射端面１５１ｏに交差する方向に伸縮する余地を設けてもよい。つまり、導光部材１５１は、光出射端面１５１ｏ側の端部が光出射端面１５１ｏに交差する方向に伸縮可能であってもよい。このような構成でも、導光部材１５１の伸び量が大きくなった場合等に導光部材１５１に加わる応力を抑え、導光部材１５１内を導光される光５０の状態変化を抑制でき、発光装置１による照射光の配光状態の変化を抑制することができる。

また本実施形態では、導光部材１５１は、光入射端面１５１ｉに近づくにつれて細くなるテーパ形状を有する。

また導光部材１５１は、光入射端面１５１ｉに沿った配列平面内に、導光部材１５１ａ（第１導光部材）と、導光部材１５１ｂ（第２導光部材）とを含み、導光部材１５１ａの中心軸１５１ａｃは、導光部材１５１ｂの中心軸１５１ｂｃに対して傾きを有する。

また、導光部材１５１ａの中心軸１５１ａｃと、導光部材１５１ｂの中心軸１５１ｂｃとの軸間距離は、入射側よりも出射側の方が大きい。

これらの構成により、発光装置１による照射光を所望の状態に発散させることができる。

発光装置１は、複数のＬＥＤ１１１の発光を個別に制御して、発光装置１による光照射位置、光照射方向又は光照射範囲等を自在に変更できる。

＜変形例＞
次に、変形例に係る発光装置１ａについて説明する。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成部には、同じ部品番号を付し、重複する説明を適宜省略する。

上述した実施形態では、導光部材１５１における光入射端面１５１ｉ側の端部を保持する保持部の一例としての保持孔１４４をホルダ部材１４が備える構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ホルダ部材１４とは別部材に設けた保持部により、導光部材１５１における光入射端面１５１ｉ側の端部を保持することもできる。

図１１は、このような変形例に係る発光装置１ａの構成の一例を説明する分解斜視図である。図１１に示すように、発光装置１ａは、ＬＥＤ実装基板１１ａと、スペーサ１２ａと、ガラス板１３と、保持部材３０と、導光部材アレイ１５ａとを有する。

ここで、発光装置１ａでは、導光部材アレイ１５ａが備える導光部材１５１ａの個数、配置及び形状は、発光装置１における導光部材１５１と異なっているが、光を導光する機能は導光部材１５１と同様である。またＬＥＤ１１１ａの個数及び配置はＬＥＤ１１１とは異なっているが、光を発する機能はＬＥＤ１１１と同様である。さらにスペーサ貫通孔１２１ａの個数及び配置はスペーサ貫通孔１２１とは異なっているが、距離を規定する機能はスペーサ貫通孔１２１と同様である。従って、ここではこれらの重複する説明を省略する。

保持部材３０は、９個の導光部材１５１ａのそれぞれに１対１で対応して設けられた９個の保持孔３１を有する。保持孔３１は、導光部材１５１ａにおける光入射端面１５１ａｉ側の端部を保持する保持部の一例である。このように、ホルダ部材１４とは別部材に設けた保持孔３１により、導光部材１５１ａにおける光入射端面１５１ａｉ側の端部を保持し、保持孔１４４と同様の作用効果を得ることができる。

以上説明したように、変形例に係る発光装置１ａにおいても上述した実施形態と同様に、導光部材への光入射効率の低下を抑制しつつ、光源と導光部材との接触を防止することができる。ＬＥＤ１１１ａと導光部材１５１ａとの間の距離変動によるＬＥＤ１１１ａの発光面と導光部材１５１ａの光入射端面１５１ａｉの接触を防止でき、発光装置１ａが照射する光の色味変化等の特性変化やＬＥＤ１１１ａの故障等を抑制することができる。

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施形態では、発光装置が出射光の広がり角度等の導光特性が等しい導光部材を含む導光部材アレイを有する構成を例示したが、これに限定されるものではない。出射光の広がり角度が相対的に狭い挟角の導光部材を含む挟角導光部材アレイと、出射光の広がり角度が相対的に広い広角の導光部材を含む広角導光部材アレイとを用いて発光装置を構成してもよい。

また、出射光の広がり角度が３通り以上の導光部材アレイを用いて発光装置を構成してもよい。出射光の広がり角度以外の導光特性が異なる複数種類の導光部材アレイを用いて発光装置を構成してもよい。

１ 発光装置
１０ 開口部
１１ ＬＥＤ実装基板
１１１ ＬＥＤ（光源の一例）
１１１ｂ 蛍光体層（発光面の一例）
１１２ 載置面
１１３ コネクタ
１１４ 位置決め貫通孔
１２ スペーサ（光通過部材の一例）
１２１ スペーサ貫通孔
１２２ 位置決め貫通孔
１３ ガラス板（光透過部材の一例）
１４ ホルダ部材
１４１ 嵌合貫通孔
１４２ 前面部
１４３ 底面部
１４４ 保持孔（保持部の一例）
１４５ 位置決め凸部
１５ 導光部材アレイ
１５１ 導光部材
１５１ｉ 光入射端面
１５１ｏ 光出射端面
１５１ａ 導光部材（第１導光部材の一例）
１５１ａｃ 中心軸
１５１ｂ 導光部材（第２導光部材の一例）
１５１ｂｃ 中心軸
１６ 窓部材（押圧部材の一例）
１６１ 凸部
１７ 板バネ（弾性部材の一例）
１８、１９ 固定ネジ
２ 駆動回路
２０ 白樹脂（樹脂層の一例）
２１、２１'伝搬光
３０ 保持部材
３１ 保持孔
４０ 規定部
ｄｉ、ｄｏ 軸間距離
θ 傾き角度
ｈ１、ｈ１' 載置面１１２に対する白樹脂２０の高さ
ｈ２ 載置面１１２に対するオーバーコート層１１１ｃの高さ
ｈ３ 載置面１１２に対するスペーサ１２の高さ
Ｌ 長さ
ΔＬ 伸び量
Ｔ１ 力
Ｔ２ 押圧力

Claims (11)

1. 光を発する光源と、
   前記光を導光する導光部材と、
   前記光源と前記導光部材における前記光が入射する光入射端面との間の距離を規定する規定部と、を有し、
   前記規定部は、
   前記光源と前記光入射端面との間で前記光を通過させる光通過部材と、
   前記光通過部材と前記光入射端面との間で前記光を透過させる光透過部材と、を有し、
   前記光源は前記光透過部材と離隔している発光装置。
2. 前記光通過部材と前記光透過部材は接触している請求項１に記載の発光装置。
3. 前記光透過部材と前記光入射端面は接触している請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 光反射性粒子を含有し、前記光源が載置される載置面上で前記光源の外周に沿って設けられた樹脂層を有し、
   前記載置面に対する前記樹脂層の高さは、前記載置面に対する前記光源の発光面の高さより高く、前記載置面に対する前記光通過部材の高さ以下である請求項１乃至３の何れか１項に記載の発光装置。
5. 前記導光部材における前記光入射端面側の端部を保持する保持部を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の発光装置。
6. 前記導光部材における前記光が出射する光出射端面を押圧する押圧部材を有する請求項１乃至５の何れか１項に記載の発光装置。
7. 前記押圧部材による押圧力を緩和させる弾性部材を有する請求項６に記載の発光装置。
8. 前記導光部材は、前記導光部材における前記光が出射する光出射端面側の端部が前記光出射端面に交差する方向に伸縮可能である請求項１乃至５の何れか１項に記載の発光装置。
9. 前記導光部材は、前記光入射端面に近づくにつれて細くなるテーパ形状を有する請求項１乃至８の何れか１項に記載の発光装置。
10. 前記導光部材は、前記光入射端面に沿った平面内に、第１導光部材と、第２導光部材と、を含み、
    前記第１導光部材の中心軸は、前記第２導光部材の中心軸に対して傾きを有する請求項１乃至９の何れか１項に記載の発光装置。
11. 前記第１導光部材の中心軸と、前記第２導光部材の中心軸との軸間距離は、入射側よりも出射側の方が大きい請求項１０に記載の発光装置。

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