JPWO2015060450A1 - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光面の大きい面状光源を使用することができ、この場合でも発光面からの光を有効に平行光として反射させることができる照明器具を提供する。【解決手段】照明器具は、中心軸Ｃ１に直交する面状の発光面２０ｄを有する面状光源２０と、発光面２０ｄからの光を、中心軸Ｃ１を基準とした反射面で反射するリフレクター４０とを備え、反射面は、中心軸Ｃ１を対称軸とする第１の放物線Ｐｒ１の一部を、中心軸Ｃ１を中心に回転させて形成した放物面状の第１の反射面４１と、中心軸Ｃ１と平行な軸心Ｃ２を対称軸とする第２の放物線Ｐｒ２の一部を、中心軸Ｃ１を中心に回転させて形成した放物面状の第２の反射面４２とを有する。【選択図】図１４

Description

本発明は、面状光源及びリフレクターを有する照明器具、例えばダウンライト、スポットライト等に関する。

ダウンライト、スポットライト等の照明器具においては、光源から発生した光をリフレクターで反射させることで制御している。

特許文献１に開示された照明器具は、ＬＥＤ素子とリフレクターとハウジングとを有している。そして、リフレクターの反射面には、放物面等の曲面の凹部を有する複数の段差が配置されている。

この照明器具によると、段差のある反射面により、反射光の反射角分布に適度な広がりを持たせて、照射面における照度均一性を向上させることができる、とされている。さらに、数百メートル先の目標物に対して、均一な光量を照射することが可能である、とされている。

特開２０１３−１２７９４４号公報

しかしながら、特許文献１の発明によると、反射面の段差は、反射光の反射角分布が適度な広がりを持つように構成されているため、指向性の強い、光軸に平行な平行光の光量を増加させるには適していない。また、光源として面状の発光面を有する光源を使用し、さらに、その発光量を増加させるべく発光面の大きさが大きくなった場合に対応できるような構成にはなっていない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、発光面の大きい面状光源を使用することが可能で、この場合でも発光面からの光を有効に平行光として反射させることができる照明器具を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、照明器具において、中心軸に直交する面状の発光面を有する光源と、前記発光面からの光を、前記中心軸を基準とした反射面で反射するリフレクターと、を備え、前記反射面は、前記中心軸を対称軸とする第１の放物線の一部を、前記中心軸を中心に回転させて形成した放物面状の第１の反射面と、前記中心軸と平行な軸心を対称軸とする第２の放物線の一部を、前記中心軸を中心に回転させて形成した放物面状の第２の反射面と、を有する、ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る照明器具において、前記第１の反射面と第２の反射面とは、前記第２の反射面が前記光源に近い側に配設され、前記第１の反射面が前記光源から遠い側に配設されて、相互に連続している、ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る照明器具において、前記第２の放物線の焦点距離は、前記第１の放物線の焦点距離よりも短い、ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に係る照明器具において、前記第１の放物線の焦点及び前記第２の放物線の焦点が、前記発光面上に設定されている、ことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に係る照明器具において、前記第２の反射面は、前記発光面に対向する開口面を有し、前記開口面は、前記第１の反射面を前記発光面側へ延長した仮想延長部分と前記開口面とが交差して形成される仮想開口面よりも大きい、ことを特徴とする。

本発明によれば、リフレクターは、反射面が放物面状の第１の反射面と第２の反射面とを有しているので、例えば、反射面が放物面状の１つの反射面で構成されている場合と比較して、より大きい発光面を有する面状光源を使用することが可能である。この場合でも発光面からの光を有効に第１の反射面及び第２反射面で反射させて平行光とすることができる。

中心軸Ｃ１の上端Ｃａ側から見た、照明器具１の分解斜視図である。 中心軸Ｃ１の下端Ｃｂ側から見た、照明器具１の分解斜視図である。 （Ａ）は照明器具１の熱伝導を説明する平面図（上面図）であり、（Ｂ）は同じく（Ａ）中のIII −III 線矢視図である。 照明器具１の熱放射を説明する、図３（Ａ）中のIII −III 線矢視図である。 照明器具１の対流熱伝達を説明する、図３（Ａ）中のIII −III 線矢視図である。 面状光源２０及びコネクタ２１を説明する図である。 放物線の焦点ｆ及び焦点距離ｙを説明する図である。 焦点距離ｙが、５，１０，１５，２０ｍｍの放物線Ｐｒ５，Ｐｒ１０，Ｐｒ１５，Ｐｒ２０の開き具合（カーブの大きさ）を説明する図である。 ボディ３０の外形に合わせた放物線で形成したリフレクターＲａにおける開口部（光の入口）Ｋが小さくなる様子を説明する図である。 焦点距離ｙの大きな放物線で形成したリフレクターＲｂの高さＨが低くなる（長さが短くなる）様子を説明する図である。 リフレクターＲｃが、放物線以外の楕円である場合の光の反射を説明する図である。 リフレクター４０の反射面を、焦点距離ｙが異なる２つの放物線Ｐｒ１，Ｐｒ２からなる第１の反射面４１と第２の反射面４２を合成して形成した様子を説明する図である。 光源として、面状光源２０をランプ６２に替えた状態を説明する、図３（Ａ）中のIII −III 線矢視図に相当する図である。 第１の反射面４１と第２の反射面４２との合成を説明する図である。 開口面Ｋ２と発光面２０ｄとの大小関係を説明する図である。

以下、本発明を適用した実施形態を、図面に基づいて詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同一又は類似の構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。
＜実施形態１＞
図１〜図１５を参照して本発明を適用した実施形態１に係る照明器具１について説明する。

ここで、図１は、中心軸Ｃ１の上端Ｃａ側から見た、照明器具１の分解斜視図である。また、図２は、中心軸Ｃ１の下端Ｃｂ側から見た、照明器具１の分解斜視図である。さらに、図３（Ａ）は照明器具１の熱伝導を説明する平面図（上面図）であり、（Ｂ）は同じく（Ａ）中のIII −III 線矢視図である。
なお、以下では説明の便宜上、図１〜図３中における上側，下側が、それぞれ照明器具１の上側，下側に対応するものとして説明する。

照明器具１は、図１〜図３に示すように、中心軸Ｃ１に沿っての上端Ｃａ側から下端Ｃｂ側にかけて略順に配設されたソケットホルダー１０、面状光源（ＬＥＤモジュール）２０、ボディ３０、リフレクター４０、及びフード５０を備えている。以下、この順に説明する。

ソケットホルダー１０は、中心軸Ｃ１に配設されたヒートシンク１１と、ヒートシンク１１の外周面から放射状に延びる複数（多数）の放熱フィン１２，１２…と、放熱フィン１２，１２…の外周端を連結するように配設された略筒状の外周壁１３とを有している。これらヒートシンク１１、放熱フィン１２，１２…、及び外周壁１３は、例えば、アルミダイカストにより、一体形成されている。

ヒートシンク１１は、円板部１１ａと円錐部１１ｂと脚部１１ｃとを有していて、これらが一体に形成されている。円板部１１ａは、下面に平坦な、面状光源２０の取付面１１ｄを有している。また、円板部１１ａは、その外周面１１ｅの外径が、下端側から上端側に近づくほど小さくなっている。円錐部１１ｂは、頂部１１ｆから外周に向かってなだらかに下降する傾斜面１１ｇを有している。脚部１１ｃは、略筒状に形成されていて、上端が取付面１１１ｄの周縁部に連続しており、下端部ほど外周面１１ｈの直径が大きくなっている。脚部１１ｃの外周面１１ｈと上述の円板部１１ａの外周面１１ｅとは直線状に連続している。脚部１１ｃの外周面１１ｈにおける下端には、全周にわたり、外側に向かってフランジ部１１ｉが突設されている。

放熱フィン１２，１２…は、ヒートシンク１１の円板部１１ａの外周面１１ｅ、脚部１１ｃの外周面１１ｈ、及び円錐部１１ｂの傾斜面１１ｇから外側に向かって略放射状に延びるように形成されている。また、放熱フィン１２，１２…は、図３（Ａ）に示すように、上面視において、緩やかに湾曲している。これにより、表面積を大きくし、また、空気の流れを円滑にすることができるので、放熱効率が向上する。放熱フィン１２，１２…は、その下端１２ａがフランジ部１１ｉ近傍まで延び、上端１２ｂは、外側が外周壁１３の上端１３ｂまで延びるとともに内側が下方に傾斜して円錐部１１ｂの傾斜面１１ｇに交差している。各放熱フィン１２の厚さは、上端１２ｂ側が薄く、下端１２ａ側が厚く形成されている。

外周壁１３は、放熱フィン１２，１２…の外周端を連結するように、略円筒状に形成されている。外周壁１３は、内周面１３ｃの直径（内径）は下端１３ａ側から上端１３ｂ側に近づくほど大きくなり、外周面１３ｄの直径（外径）は、下端１３ａ側から上端１３ｂ側まで略一定となっている。このため、外周壁１３は、下端１３ａ側ほど肉厚が厚く、上端１３ｂ側ほど肉厚が薄くなっている。

上述のヒートシンク１１と放熱フィン１２，１２…と外周壁１３とを有するソケットホルダー１０において、フランジ部１１ｉと外周壁１３の下端１３ａとの間には、環状の空気取入口Ａ１が形成されている。この空気取入口Ａ１は、外周壁１３の下端１３ａの内側の傾斜面１３ｅと、後述するボディ３０の上端３０ａの傾斜面３０ｂとの間に形成されている。また、傾斜面１３ｅ，３０ｂは同じ向きに傾斜していて、これらの間を外側から内側に流れる空気は、これら傾斜面１３ｅ，３０ｂに沿ってヒートシンク１１の脚部１１ｃの外周面１１ｈの下端に向かって流れるようになっている。また、隣接する２枚の放熱フィン１２，１２と、ヒートシンク１１の外周面１１ｅ，１１ｈ及び傾斜面１１ｇと、外周壁１３の内周面１３ｃとによって囲まれた領域（空間）には、上下方向に長い、放熱フィン１２，１２…と同数の空気の流路Ａ２，Ａ２…が形成されている。これら流路Ａ２，Ａ２…は、下側から上側に向かうほど、水平方向の断面の面積が増加する。つまり、上側に向かうに連れて、徐々に広くなっている。これら流路Ａ２，Ａ２…は、それぞれの下端が、上述の環状の空気取入口Ａ１に連通している。
なお、次に説明する面状光源２０の発光によって発生された熱の移動、すなわち、熱伝導、対流熱伝達、熱放射については、後にまとめて詳述する。
図６は、面状光源２０及びコネクタ２１を下方から見た図である。

面状光源２０としては、例えば、小さな多数のＬＥＤ素子が面状に整列されて構成された、いわゆる（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ：チップ・オン・ボード）タイプのＬＥＤモジュールを使用することができる。このものは、例えば、図１，図２，図６に示すように、正方形のアルミニウム基板２０ａ上の２つの角部にそれぞれアノード（正電極）２０ｂとカソード（負電極）２０ｃを有している。そして、中央には多数（例えば、１００〜２００個）のＬＥＤ素子を円形に実装した発光面（発光エリア）２０ｄが形成され、さらに発光面２０ｄの表面を蛍光体を含むシリコーン樹脂で封止して構成されている。各ＬＥＤ素子からは、例えば、１２０°の照射角度を持って光が発光される。

面状光源２０は、例えば、長方形の板状のコネクタ２１によって、上述のヒートシンク１１の円板部１１ａの取付面１１ｄに下方から固定される。コネクタ２１は、図１に示すように、中央に、面状光源２０の発光面２０ｄに対応する透孔２１ａ、及び面状光源２０が係合される凹部２１ｂが形成されている。面状光源２０は、発光面２０ｄを下方に向けた姿勢で、凹部２１ｂに係合されている。面状光源２０は、さらに、コネクタ２１の４箇所のうち２箇所の角部をねじ止めすることにより、アルミニウム基板２０ａをヒートシンク１１の円板部１１ａの取付面１１ｄに密着された状態で固定されている。ここで、ヒートシンク１１の取付面１１ｄは略平面状に形成されているため、大きさの異なる面状光源２０に対しても比較的容易に対応することができる。また、面状光源２０は、取付面１１ｄに取り付けられた状態において、発光面２０ｄが中心軸Ｃ１に対して直交している。

なお、面状光源２０としては、上述のＬＥＤモジュールの外、例えば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）や、複数（例えば、十数個）のＬＥＤランプを面状に配列したもの等も含むものとする。

ボディ３０は、例えば、アルミダイカストにより、略円筒状に形成されている。ボディ３０の上端３０ａには、内周側に対して外周側が低く傾斜した傾斜面３０ｂを有している。この傾斜面３０ｂは、上述のソケットホルダー１０の外周壁１３の下端１３ａの傾斜面１３ｅに対面していて、これら傾斜面１３ｅ，３０ｂ間に、上述の環状の空気取入口Ａ１が形成されている。傾斜面３０ｂの上端には、内側に向かってフランジ部３０ｃが形成されている。このフランジ部３０ｃは、上述のヒートシンク１１の脚部１１ｃの下端のフランジ部１１ｉに対応している。

ボディ３０は、フランジ部３０ｃをヒートシンク１１側のフランジ部１１ｉに下方から密着させた状態で、ねじ止めされている。このように、ヒートシンク１１とボディ３０とは、それぞれのフランジ部１１ｉ，３０ｃを介して、つまり、相互に接触面積を広く確保した状態で連結されているため、後述するように、ヒートシンク１１側の熱を、ボディ３０側に有効に伝達させることができる。
次に、リフレクター４０について説明する。リフレクター４０は、例えば、アルミニウムを、放物線を基本とするなだらかな湾曲形状に形成している。

ここで、図７は、放物線の焦点ｆ及び焦点距離ｙを説明する図である。また、図８は、焦点距離ｙが、５，１０，１５，２０ｍｍのときの放物線Ｐｒ５，Ｐｒ１０，Ｐｒ１５，Ｐｒ２０の開き具合（カーブの大きさ）を説明する図である。ただし、それぞれの放物線Ｐｒ５，Ｐｒ１０，Ｐｒ１５，Ｐｒ２０は、それぞれの焦点ｆを一致させて図示している。また、図９は、ボディ３０の外形に合わせた放物線で形成したリフレクターＲａにおける開口部（光の入口）Ｋが小さくなる様子を説明する図である。また、図１０は、焦点距離ｙの大きな放物線で形成したリフレクターＲｂの高さＨが低くなる（長さが短くなる）様子を説明する図である。また、図１１は、放物線のリフレクターＲに対し、リフレクターＲｃが、放物線以外の楕円である場合の光の反射を説明する図である。そして、図１２は、リフレクター４０の反射面を、焦点距離ｙが異なる２つの放物線Ｐｒ１，Ｐｒ２からなる第１の反射面４１と第２の反射面４２とを合成して形成した様子を説明する図である。
以上の図７〜図１２を参照して、リフレクター４０、特にその形状について詳述する。

図７に示すように、放物線の原点をＯ、焦点をｆ、原点Ｏと焦点ｆとの距離を焦点距離ｙとする。リフレクターＲを放物線で形成した場合、焦点ｆに点光源を置くと、焦点ｆから発光された光は、放物線で反射されて、すべて、中心軸Ｃ１と平行な平行光となる。放物線の形状は、原点Ｏ、焦点ｆ、焦点距離ｙによって決まる。

図８に、４本の放物線Ｐｒ５，Ｐｒ１０，Ｐｒ１５，Ｐｒ２０を示す。焦点ｆの位置が同じで、焦点距離ｙが、この順に、５，１０，１５，２０ｍｍとなっている。同図から分かるように、放物線は、焦点距離ｙが大きいほど、大きなカーブ（下端側の開きが大きいカーブ）となる。

一般に、ダウンライト、スポットライト等の照明器具においては、グレアを低減するためには、カットオフアングルを深く（例えば、３０°以上）取ることが好ましいとされている。このためには、図９に示すように、リフレクターＲの開口部（光の出口）Ｒ１の直径Ｄを小さくし、かつ、リフレクターＲの高さ（長さ）Ｈを長くとることが望ましい。さらに、リフレクターＲの高さＨを長くとることにより、面状光源２０から出た光の光量のうち、リフレクターＲに当たる光量を増加させることができる。つまり、光の制御性を高めることができる。

ここで、光源が点光源の場合には、上述の条件を容易に満たすことができるが、本実施形態のように、光源が平面状（本実施形態では円形）に広がった発光面２０ｄを有する場合、上述の条件を満たすことが難しい。すなわち、条件を満たそうとすると、リフレクターＲの開口部Ｋが小さくなり、発光面２０ｄのうちの外側の部分から発光される光をリフレクターＲ内に取り込むことができず、これらの光を有効に利用することができない。

一方、図１０に示すように、リフレクターＲとして、焦点距離ｙが大きな放物線を採用すると、開口部（光の入口）Ｒ２は大きくすることができる。しかし、この場合、ボディ３０の外径に基づいて、開口部Ｒ１の直径Ｄが制約を受けるため、リフレクターＲの放物線の高さＨが低く（短く）なってしまい、下側は、放物線ではなく、例えば、円筒状にせざるを得ない。このため、有効利用できる光が少なくなる。

この対処策として、例えば、放物線のリフレクターＲに代えて、楕円曲線のリフレクターＲｃとした場合を図１１に示す。この場合、リフレクターＲｃの開口部Ｒ１の直径Ｄ、開口部Ｒ２の大きさ、リフレクターＲの高さＨについては、条件をクリアできるものの、発光面２０ｄから発光された光を平行光とすることができない。

そこで、本実施形態では、図１２に示すように、リフレクター４０の反射面を１つの放物面で形成するのではなく、それぞれカーブの形状（焦点距離ｙ）の異なる複数（本実施形態では２つ）の第１の反射面４１と第２の反射面４２とを組み合わせて構成した。

リフレクター４０は、内側の反射面を、円形の水平な境界線Ｓ１を境として、これよりも下側（面状光源２０から遠い側）を第１の反射面４１で形成し、上側（面状光源２０に近い側）を第２の反射面４２で形成した。第１の反射面４１の上端と第２の反射面４２の下端とは境界線Ｓ１で連続している。

第１の反射面４１は、中心軸Ｃ１を対称軸（基準）とする第１の放物線Ｐｒ１の一部を、中心軸Ｃ１を中心に回転させた放物面状に形成されている。一方、第２の反射面４２は、中心軸Ｃ１と平行な軸心Ｃ２を対称軸とする第２の放物線Ｐｒ２の一部を、中心軸Ｃ１を中心に回転させた放物面状に形成されている。

ここで、中心軸Ｃ１と発光面２０ｄとの交点をＴ１とし、また、軸心Ｃ２と発光面２０ｄとの交点をＴ２とする。上述の第１の反射面４１の基となる第１の放物線Ｐｒ１の焦点ｆ１は、交点Ｔ１に設定され、また、第２の反射面４２の基となる第２の放物線Ｐｒ２の焦点ｆ２は、交点Ｔ２に設定されている。つまり、焦点ｆ１，ｆ２は、発光面２０ｄ上に設定されている。さらに、第２の放物線Ｐｒ２の焦点距離ｙは、第１の放物線Ｐｒ１の焦点距離ｙよりも、短く設定されている。
図１４を参照して、さらに詳述する。ここで、図１４は、第１の反射面４１と第２の反射面４２との合成を説明する図である。

本実施形態においては、図１４に示すように、第２の反射面４２は、間隙Ｇを介して、面状光源２０の発光面２０ｄに対向する開口面Ｋ２を有している。ここで、第１の反射面４２を発光面２０ｄ側へ延長した仮想延長部分Ｍ１と開口面Ｋ２とが交差して形成される面を仮想開口面Ｋ１とすると、上述の開口面Ｋ２は、仮想開口面Ｋ１よりも大きくなるように構成されている。これにより、発光量を増加させるべく、発光面２０ｄがより大きい面状光源２０を取り付けることができ、この場合、発光面２０ｄの外周縁近傍から発光された光を有効に第２の反射面４２で反射させることが可能となる。

ここで、交点Ｔ２の位置としては、例えば、中心の交点Ｔ１から発光面２０ｄの外周縁２０ｅまでの半径をｒとしたときに、その半分の半径ｒ／２となる点とすることができる。この場合、第２の反射面４２は、発光面２０ｄのうちの交点Ｔ１を中心とした半径ｒ／２となる円周上に位置するＬＥＤ素子から発光された光の反射光を平行光とすることができる。
ここで、図１５を参照して、開口面Ｋ２と発光面２０ｄの大小関係について説明する。

同図に示すように、面状光源２０の発光面２０ｄと、リフレクター４０の開口面Ｋ２との間には、間隙Ｇが設けてある。これは、面状光源２０に電力を供給するためのリード線を配線するために、あるいは法令等の要求に基づいて設けたりするものである。

同図では、直径（外周縁２０ｅの直径）が異なる大中小の３つの発光面２０ｄを図示している。なお、以下の説明では、これら３つの面状光源２０は、発光面２０ｄが円形で、その中心が発光面２０ｄと中心軸Ｃ１との交点Ｔ１と一致するものとする。また、発光面２０ｄを構成するＬＥＤ素子の照射角度をθ（例えば、１２０度）とする。大中小の発光面２０ｄは、その直径がこの順に、２ｒ３，２ｒ２，２ｒ１となっていいて、２ｒ３＞２ｒ２＞２ｒ１である。

さらに、直径２ｒ２の発光面２０ｄの外周縁２０ｅから照射角度θで出た光Ｌ２は、第２の反射面４２の上端４２ａに当たるものとする。これに従うと、直径２ｒ３の発光面２０ｄの外周縁２０ｅから照射角度θで外側に向かう光Ｌ３は、第２の反射面４２には当たらずに、反射面４２の外側を通過する。一方、直径２ｒ１の発光面２０ｄの外周縁２０ｅから照射角度θで外側に向かう光Ｌ１は、第２の反射面４２のうちの上端４２ａよりも下側に当たる。このため、第２の反射面４２のうちの、上端４２ａ側には、発光面２０ｄからの光が当たらない部分４２ｂが形成されてしまう。
ここで、開口面Ｋ２の直径を２ｒｋとすると、直径２ｒ２は、以下の式で求められる。
２ｒ２＝２ｒｋ−２｛Ｇｔａｎ（θ／２）｝…（１）

すなわち、開口面Ｋ２の直径２ｒｋ、間隙Ｇ、及び照射角度θが決まれば、この直径２ｒ２を求めることができる。こうして求められた直径２ｒ２の発光面２０ｄの外周縁２０ｅ近傍から出た光は、図１５から明らかなように、第２の反射面４２から外れて無駄になることがなく、かつ第２の反射面４２に光が当たらない部分４２ｂを形成することがない。つまり、直径が２ｒｋの開口面Ｋ２に対しては、上述の式１を満たす直径２ｒ２の発光面２０ｄを有する面状光源２０を配設することが好ましい。

これに対し、直径がこれよりも大きい、直径２ｒ３の発光面２０ｄの外周縁２０ｅ近傍から出た光は、一部、第２の反射面４２に当たらないで無駄になるが、第２の反射面４２に光が当たらない部分４２ｂは形成されない。つまり、発光面２０ｄからの光は一部無駄にはなるが、第２の反射面４２の略全体が有効利用されることになる。

一方、直径がそれよりも小さい、直径２ｒ１の発光面２０ｄの外周縁２０ｅ近傍から出た光は、第２の反射面４２に当たらないで無駄になるものは内が、第２の反射面４２の一部に光が当たらない部分４２ｂが形成されてしまう。つまり、発光面２０ｄからの光は無駄にはならないが、第２の反射面４２の一部が利用されないことになる。

以上説明したように、発光面２０ｄの直径は、上述の式（１）を満たす２ｒ２に設定することが好ましいが、例えば、発光面２０ｄの直径を段階的にしか選択できないために、満たすことができない場合がある。このような場合には、第２の反射面４２による制御光を多くしたい場合には、２ｒ２よりも大きく、また、発光面２０ｄからの光の無駄を抑制したい場合には、２ｒ２よりも小さくすればよい。

上述の境界線Ｓ１の位置については、交点Ｔ１から照射角度１２０°を持って照射された光が、リフレクター４０と交差する高さよりも低い位置に設定するとよい。

なお、交点Ｔ２の位置は、上述の例よりも外側でもあるいは内側であってもよい。また、上述では、リフレクター４０の反射面を、第１の反射面４１と第２の反射面４２とを組み合わせて構成する例を説明した。これに代えて、例えば、交点Ｔ１と交点Ｔ２との間に交点Ｔ３を設定し、この交点Ｔ３を焦点ｆ３として、第２の反射面４２と同様にして形成した第３の反射面を設け、これら第１の反射面４１、第２の反射面４２、第３の反射面を組み合わせて構成するようにしてもよい。この場合には、発光面２０ｄから発光される光の反射光をさらに細かく制御することが可能となる。なお、この場合、第３の反射面の焦点距離は、第１の反射面４１の焦点距離ｙよりも小さく、第２の反射面４２の焦点距離ｙよりも大きいものとする。この場合、リフレクターは、上から順に、第２の反射面４２、第３の反射面、第１の反射面４１となる。つまり、新たに設けた第３の反射面は、第２の反射面４２と第１の反射面４１との間に位置することになる。

図１２に示すリフレクター４０は、例えば、第２の反射面４２における境界線Ｓ２（二点鎖線参照）よりも上側に位置する部分の内面側に、例えば、ファセット加工を施してもよい。また、境界線Ｓ２よりも、下側に位置する部分の内面側には、第１の反射面４１の内面側も含めて鏡面加工するようにしてもよい。このように、反射光にエッジが付きやすい部分にファセット加工を施すことにより、エッジを補正ことができる。

なお、ファセット加工は、上述の第１の反射面４１と第２の反射面４２とを有するリフレクター４０に限らず、１つの放物線に基づいて形成されたリフレクターに対して、同様に有効である。ＣＯＢタイプの面状光源２０は、発光面２０ｄが面状に広がりを有していて、リフレクターによる光の制御は、点光源の場合よりも困難で、きめ細かい制御が必要となるが、ファセット加工は、きめ細かい制御のための有効な手段となり得る。

図１２に示すように、リフレクター４０は、第２の反射面４２をヒートシンク１１の脚部１１ｃの内側に挿入して、開口部Ｒ２を面状光源２０の発光面２０ｄに近接させている。さらに、リフレクター４０は、第１の反射面４１をボディ３０の内側に収納した状態で、リング状のリフレクター固定金具５１をボディ３０の下端部３０ｅの内側に係合させることで、位置決めされている。このため、リフレクター４０の交換が容易である。上述の面状光源２０を、発熱量の異なるものに交換する際には、それに伴って、リフレクター４０も交換することになるが、その交換が容易である。

フード５０は、円筒状に形成されていて、ボディ３０の下端部３０ｅの外周面に螺合されることで固定されている。この際、リフレクター４０の開口部Ｒ１と、フード５０の上端との間には、種々の機能を有する１枚又は２枚以上のフィルタ（不図示）を取り付けることができる。これらフィルタは、ボディ３０に対するフードの着脱によって簡単に交換することができる。

図１３に示すように、上述の照明器具１は、面状光源２０に代えて、ランプ６２を使用することも可能である。リフレクター４０、面状光源２０、及びコネクタ２１を取り外し、ヒートシンク１１の取付面１１ｄに台座６０を固定して、コネクタ６１を取り付け、このコネクタ６１にランプ６２を装着する。さらに、ランプ６２を覆うように、リフレクター６３を取り付ける。さらに、ランプ６２からの直接光を防止するために、シールド６４を取り付ける。以上のように、ヒートシンク１１を含むソケットホルダー１０、ボディ３０、及びフード５０は、略そのまま流用することができ、また、ランプ６２への交換も容易である。
つづいて、図３〜図５を参照して、面状光源２０の発光に伴って発生された熱の伝達について説明する。

ここで、図３（Ａ）は、上述のように照明器具１の熱伝導を説明する平面図（上面図）であり、（Ｂ）は同じく（Ａ）中のIII −III 線矢視図である。また、図４は、照明器具１の熱放射（輻射）を説明する、図３（Ａ）中のIII −III 線矢視図である。また、図５は、照明器具１の対流熱伝達を説明する、図３（Ａ）中のIII −III 線矢視図である。
まず、図３を参照して、各部材中を熱が移動する熱伝導について説明する。

面状光源２０で発生した熱は、アルミニウム基板２０ａからヒートシンク１１に伝達され、さらに、ヒートシンク１１から図３に矢印で示すように、熱伝導される。すなわち、面状光源２０で発生した熱は、アルミニウム基板２０ａを介して、熱容量の大きなヒートシンク１１に吸い上げられ、主に、放熱フィン１２，１２…中を通って外周壁１３に伝導する。一方、一部は、脚部１１ｃを通って、フランジ部１１ｉ，３０ｃを通って、ボディ３０、フード５０に伝導する。このように、面状光源２０で発生した熱は、熱容量の大きいヒートシンク１１によって速やかに吸い上げられ、その後、各部材を介して、照明器具１の、リフレクター４０を除く、略全体にわたって拡散される。

次に、図４を参照して、各部材からの熱の放射について説明する。ヒートシンク１１、外周壁１３、ボディ３０、フード５０等に伝達された熱は、これらの部材の外周面が滑らかに形成されていること等に基づき、略外側に向かって、効率よく放射される。例えば、ヒートシンク１１の円錐部１１ｂの傾斜面１１ｇが外側に向かって下方に傾斜しているため、傾斜面１１ｇから直角に放射される熱は、中心から広がるように放射される。
次に、図５を参照して、対流による熱の移動について説明する。

熱伝導によって各部材に伝わった熱は、図５中の略下方から上方に向かう矢印で示す空気の流れによって移動される。この際、ボディ３０の外周面及び外周壁１３の外周面１３ｄが略同じ直径に形成されているため、空気は、これら外周面に沿って下方から上方に向かって円滑に流れる。また、ヒートシンク１１と外周壁１３との間の間隙（空間）には、相互に隣接する２つの放熱フィン１２，１２の間に、前後左右の四方を囲まれて、上下方向に貫通された流路Ａ２が形成される。このため、空気はこの流路Ａ２を下方から上方に向かって円滑に流れ、放熱フィン１２，１２…等から外部に熱を速やかに移動する。さらに、空気取入口Ａ１，Ａ１…が流路Ａ２，Ａ２…よりも狭く形成されているため、空気取入口Ａ１，Ａ１…における流速が増加し、外部への熱移動を促すとともに、これにより、流路Ａ２，Ａ２での空気の流れが円滑なものとなる。
ここで、上述の照明器具１の作用・効果を整理する。

（１）照明器具１は、光源として平面状の発光面２０ｄを有する面状光源２０を使用しているため、面状光源２０の発光に伴って発生した熱を、効率よく放熱して、面状光源２０の昇温を抑制することができる。すなわち、例えば、ＣＯＢタイプの面状光源２０は、ＬＥＤ素子をアルミニウム基板２０ａ上に実装していて、このアルミニウム基板２０ａを、直接、ヒートシンク１１の取付面１１ｄに密着させた状態で取り付けることができる。このため、面状光源２０の熱を、効率よく、速やかにヒートシンク１１に吸い取らせることができる。

（２）ヒートシンク１１の外周面１１ｅ，１１ｈ及び傾斜面１１ｇに、放射方向に向かう放熱フィン１２，１２…を多数設け、さらに、放熱フィン１２，１２…の外周端を連続するように円筒状の外周壁１３を設けることにより、これらの間に上下方向の空気の流路Ａ２，Ａ２…が形成されるので、空気の流れを円滑にして冷却効率を高めることができる。

（３）ヒートシンク１１の上端に円錐状の傾斜面１１ｇを設けることにより、ヒートシンク１１内における熱の移動距離のばらつきを少なくして、ヒートシンク１１内での、不要な方向への熱の移動を低減できるため、効率のよい熱伝導を実現することができる。

（４）各放熱フィン１２間の流路Ａ２に空気を導く空気取入口Ａ１を、ソケットホルダー１０に、ボディ３０を取り付けた際の両者の間隙に形成している。このため、特に、外周壁１３に透孔を開ける等して形成する必要がなく、簡単に空気取入口Ａ１を構成することができる。

（５）空気取入口Ａ１を流路Ａ２よりも狭く形成することで、空気取入口Ａ１を含むその近傍の空気の流速を速めることができるため、冷却用の空気の流れを円滑にすることができる。

（６）ヒートシンク１１とボディ３０との接続を、それぞれに形成したフランジ部１１ｉ，３０ｃで行っているため、両者の接触面積を増加させて、熱の移動を円滑にすることができる。

（７）リフレクター４０を第１の反射面４１と第２の反射面４２とによって形成している。このため、面状光源２０の発光面２０ｄの交点Ｔ１（中心）で発光される光はもちろん、交点Ｔ１から離れた交点Ｔ２で発光される光に対しても、反射後の光を中心軸Ｃ１に平行な、平行光とすることができる。このように、リフレクター４０によって、反射光の制御を細かく行うことにより、開口部Ｒ１の直径Ｄを小さくし、かつリフレクター４０の高さＨを高くして、グレアカットアングルを大きく確保することが可能となる。

（８）リフレクター４０の上端側（例えば、図１２における境界線Ｓ２の上側）の内面に、例えば、ファセット加工を施すことにより、エッジを低減して優しい光とすることができる。なお、これは第１の反射面４１，第２の反射面４２を有するリフレクター４０に限らず、例えば、面状光源２０と、１つ放物線に基づいて形成した一般的なリフレクターを用いた場合も同様である。

（９）リフレクター４０の反射面を、上述のような第１の反射面４１、第２の反射面４２で構成することにより、発光面２０ｄの大きい面状光源２０を使用することができ、この場合でも発光面２０ｄからの光を有効に平行光として反射させることができる

（１０）図１３に示すように、ヒートシンク１１の脚部１１ｃの内側の空間、及びボディ３０の内側の空間には、面状光源２０及びリフレクター４０を取り付けるための専用の（特別な）構造は、設けていない。このため、大きさの異なる面状光源２０や形状の異なるリフレクターと容易に交換することができる。さらには、図１３を参照して説明したように、光源としてのランプ６２や高さの低いリフレクター６３への交換も容易である。

１ 照明器具
２０ 面状光源（光源）
２０ｄ 発光面
４０ リフレクター
４１ 第１の反射面
４２ 第２の反射面
Ｃ１ 中心軸
Ｃ２ 軸心
ｆ１ 第１の放物線の焦点
ｆ２ 第２の放物線の焦点
Ｋ１ 開口面
Ｋ２ 仮想開口面
Ｐｒ１ 第１の放物線
Ｐｒ２ 第２の放物線
Ｍ１ 仮想延長部分
ｙ 焦点距離

Claims (5)

1. 中心軸に直交する面状の発光面を有する光源と、
   前記発光面からの光を、前記中心軸を基準とした反射面で反射するリフレクターと、を備え、
   前記反射面は、
   前記中心軸を対称軸とする第１の放物線の一部を、前記中心軸を中心に回転させて形成した放物面状の第１の反射面と、
   前記中心軸と平行な軸心を対称軸とする第２の放物線の一部を、前記中心軸を中心に回転させて形成した放物面状の第２の反射面と、を有する、
   ことを特徴とする照明器具。
2. 前記第１の反射面と第２の反射面とは、前記第２の反射面が前記光源に近い側に配設され、前記第１の反射面が前記光源から遠い側に配設されて、相互に連続している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記第２の放物線の焦点距離は、前記第１の放物線の焦点距離よりも短い、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明器具。
4. 前記第１の放物線の焦点及び前記第２の放物線の焦点が、前記発光面上に設定されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明器具。
5. 前記第２の反射面は、前記発光面に対向する開口面を有し、
   前記開口面は、前記第１の反射面を前記発光面側へ延長した仮想延長部分と前記開口面とが交差して形成される仮想開口面よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の照明器具。
   
   
   

Images