JP2011134508A

JP2011134508A - 照明器具

Info

Publication number: JP2011134508A
Application number: JP2009291452A
Authority: JP
Inventors: Jin Kozakura; 仁小櫻
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-07-07

Abstract

【課題】ＬＥＤ素子を用いた照明器具において、照射範囲が略円形で照度が向上した照明器具を提供する。
【解決手段】ベース基板１と、ベース基板１上に配設されるＬＥＤ素子２１及びＬＥＤ素子２１に覆設される多角形状の蛍光体２２からなる発光体２と、透光性の樹脂からドーム状に形成され、発光体２に覆設されて２発光体から放射される光を拡散させるドーム部材３と、ドーム部材３を介して放射される発光体２の光の配光制御を行うレンズ４とを備え、前記発光体２は、ベース基板１上に略同心円状に複数配設され、少なくとも１つの発光体２が、他の発光体２とは配設方向が異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ素子を用いた照明器具に関するものである。

従来から、図６に示すように、略円板状に形成された基板５１と、基板５１上に配設されるＬＥＤ素子５２１及び矩形状に形成されてＬＥＤ素子５２１に覆設される蛍光体５２２からなる発光体５２と、発光体５２から放射される光の配光を制御するレンズ５３とから構成される照明器具が提供されている。

ＬＥＤ素子５２１は、例えば、青色光を放射するＧａＮ系のＬＥＤが用いられ、ＬＥＤ素子５２１から放射された青色光は蛍光体５２２によって波長変換されることで略白色光となる。つまり、発光体５２は、白色光を放射するＬＥＤとなっている。

レンズ５３は、透明樹脂やガラス等により、一端から他端にかけて拡径した略椀型に形成され、一端面５３ａ側に略円柱状の凹部５３１が形成されて当該凹部５３１の底面５３１ａは略凸レンズ状に形成され、他端面５３ｂは略円形となっている。なお、以下、レンズ５３の一端面５３ａを入射面５３ａ、他端面５３ｂを出射面５３ｂと称し、更に、凹部５３１の底面５３１ａを入射底面５３１ａ、凹部５３１の側面を入射側面５３１ｂと称す。

そして、発光体５２は、入射底面５３１ａに対向した状態で凹部５３１の開口に配設され、発光体５２から放射される光は、入射底面５３１ａ及び入射側面５３１ｂよりレンズ５３内に入射する。ここで、略凸レンズ状の入射底面５３１ａからレンズ５３内に入射した光は、入射底面５３１ａの凸レンズ効果によって結像して出射面５３ｂから出射した後に照射面に対して蛍光体５２２と略相似形（略矩形状）の照射範囲を形成する、
また、入射側面５３１ｂよりレンズ５３内に入射した光は、レンズ５３内において全反射を繰り返して出射面５３ｂより出射し、略円形の照射面を形成する。

ここで、ＬＥＤ素子５２１は、指向性が強いためＬＥＤ素子５２１から放射される光の多くは、入射底面５３１ａよりレンズ５３内に入射する。そのため、上記照明器具によって得られる照射範囲は、図７に示すように、略矩形状となっていた。また、照射範囲のシミュレーションにおいても、図８に示すような、略矩形状の照射範囲が得られるとの結果となっている。

また、図９に示すように、基板５１上に複数の発光体５２を略同心円状に配設し、各発光体５２から照射される光の配光を制御する略半球状のフレネルレンズ５４が発光体５２に覆設された照明器具があった。ここで、各発光体５２は、蛍光体５２２の長辺が互いに略平行となるように配設されており、フレネルレンズ５４は、上記レンズ５３と同様、各発光体５２から放射される光を結像させる。

上記照明器具によって形成される照射範囲は、各発光体５２から放射された光がフレネルレンズ５４を通ることによって形成される略矩形状の照射範囲を互いに重ね合わせたものとなることから略矩形状となっていた。

また、照明器具の照射範囲を円形にしたいという要望があったことから、当該要望を実現するために、発光体５２を基板上に略同心円状に複数配置し、各発光体５２の配置方向をそれぞれ異なるものとした照明器具が提供されていた（例えば特許文献１参照）。つまり、各発光体５２が、蛍光体５２２の長辺を上記同心円の中心に向けて配設されて、各発光体５２における蛍光体５２２の長辺が互いに平行とならないように配設することで、照明器具の照射範囲を円形に近づけようとしていた。

特開２００２−３０４９０３号公報

しかしながら、上記特許文献１の照明器具によって形成される照射範囲は、完全な円に近づけることはできず、照射範囲をより円形に近づけたいという要望があった。

そこで、照射範囲を更に円形に近づける方法として、フレネルレンズ５４の出射面と対向する箇所に拡散部が形成された図示しない前面パネルを設ける方法と、フレネルレンズ５４の出射面に拡散部を形成する方法とが知られているが、いずれの方法においても照度が低下するといった問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＬＥＤ素子を用いた照明器具において、照射範囲が略円形で照度が向上した照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、基板と、基板上に配設されるＬＥＤ素子、及びＬＥＤ素子にそれぞれ覆設される多角形状の蛍光体からなる発光体と、透光性の樹脂からドーム状に形成され、発光体に覆設されて発光体から放射される光を拡散させるドーム部材と、ドーム部材を介して放射される発光体の光の配光制御を行うレンズとを備え、前記発光体は、基板上に略同心円状に複数配設され、少なくとも１つの発光体が、他の発光体とは配設方向が異なることを特徴とする。

この発明によれば、ドーム部材が設けられることで、各発光体に対応した略多角形状の照射範囲の輪郭がぼやけ、更に、各発光体の配設方向が互いに異なることで、輪郭のぼやけた略多角形状の照射範囲が、互いに角度を異ならせて重ね合わされて、照明器具全体として略円形の照射範囲が形成される。

加えて、レンズの出射面に対向する箇所に拡散部が形成された前面パネルが設けられることがなく、レンズの出射面に拡散部が形成されることもないことから、照度を向上させることができる。

以上説明したように、本発明では、ＬＥＤ素子を用いた照明器具において、照射範囲が略円形で照度が向上した照明器具を提供することができるという効果がある。

本発明の実施形態における照明器具の正面図を示す。同上における照明器具の断面図を示す。同上における照明器具の照射範囲を示す。同上における照明器具によって得られる照射範囲のシミュレーション図を示す。同上における照明器具の別形態における照射範囲を示す。従来例における照明器具の断面図を示す。同上における照明器具によって得られる照射範囲の実測図を示す。同上における照明器具によって得られる照射範囲のシミュレーション図を示す。同上において複数の発光体を備えた照明器具の正面図を示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の照明器具について図１、２を用いて説明を行う。

本実施形態の照明器具は、図１に示すように、略円板状に形成されたベース基板１と、ベース基板１に実装されて光を放射する複数の発光体２と、各発光体２に各々覆設されて発光体２から放射される光を拡散するドーム部材３と、ドーム部材３を介して放射される発光体２の光の配光を制御するレンズ４とから構成される。

発光体２は、ＬＥＤ素子２１と、ＬＥＤ素子２１に覆設する蛍光体２２とから構成され
ＬＥＤ素子２１は、例えば、ＩｎＧａＮ系の材料からなり青色光を発する青色ＬＥＤ素子が用いられ、ベース基板１表面に形成される凹部１ａの底面に実装される。

また、蛍光体２２は、例えば、（Ｖ，Ｇｄ）_３（Ａｌ、Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋系蛍光体から一面が開口した矩形箱型に形成され、当該一面にＬＥＤ素子２１が覆設される。なお、蛍光体２２は、ＬＥＤ素子２１表面に積層されるものであってもよい。

そして、蛍光体２２は、ＬＥＤ素子２１から発せられる青色光に対して波長変換を行うことで、青色光を白色光に変換する。つまり、発光体２は、白色ＬＥＤとなっている。

そして、各発光体２は、ベース基板１上に略同心円状に配設され、各発光体２における蛍光体２２の長辺が、互いに平行とならないように発光部２の配設方向が設定されている。具体的に説明すると、本実施形態では、４つの発光体２が、ベース基板１の外周部に略同心円状に９０度ずつずらして配設され、各発光体２における蛍光体２２の長辺が、ベース基板１の中心に向けてそれぞれ配設されている。

なお、本実施形態では、各発光体２における蛍光体２２の長辺が互いに平行とならないように各発光部２の配設方向が設定されているが、複数の発光体２の内で少なくとも１つの発光体２が他の発光体２と蛍光体２２の長辺が略平行とならないように設定されていればよい。

ドーム部材３は、透明樹脂材料から略半球状に形成され、外周部がベース基板１における凹部１ａの開口周縁に固定されて発光体２に覆設される。

レンズ４は、例えばシリコーン樹脂を略半球状に成型してなるフレネルレンズが用いられ、平面状の入射面４１と凸面状の出射面４２とが形成されている。そして、入射面４１の外周部が、ベース基板１の周縁部に突設される略円環状の壁部１ｂ上に固定されて、入射面４１がドーム部材３に対向する。ここで、レンズ４の中心軸は、ベース基板１の中心を通るように設定されている。

上記構成からなる照明器具において、各発光体２から放射された光は、ドーム部材３を透過することによって拡散され、その後に、レンズ４に入射面４１から入射して当該レンズ４を透過し、照射面に輪郭のぼやけた略矩形状の照射範囲を形成する。

また、４つの発光体２は、上記の通り、矩形状の蛍光体２２の長辺が互いに平行とならないように同心円状に配設されていることから、照明器具全体としては、図３に示すように各発光体２に対応する略矩形状の照射範囲Ａ１〜Ａ４が、互いに角度を異ならせて重ね合わされることで、輪郭がぼやけた略円形の照射範囲Ａ０が形成される。

従って、本実施形態における照明器具の照射範囲は、従来例における照明器具の照射範囲に比べてより円形に近いものとなる。なお、照射範囲のシミュレーションにおいても、図４に示すような、略円形の照射範囲が得られるとの結果となっている。

また、本実施形態では、発光体２から照射された光は、ドーム部材３によって拡散されるが、拡散された光はベース基板１とレンズ４とで囲まれた空間に出射されるため、拡散された光のほぼ全てがレンズ４を通って照射面に照射される。

一方、レンズ４の出射面４２に対向する箇所に拡散部が形成された前面パネルを設けた場合や、レンズ４の出射面４２に拡散部が形成された場合には、拡散部を通った光は、照射面以外の箇所にも多く照射され、照射面に照射される光の割合が少なくなる。

従って、本実施形態の照明器具では、レンズ４を通った光のほぼすべてが照射面に照射されることから照度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、蛍光体２２を略矩形状としていたが、蛍光体２２の形状は略矩形状に限定されず、略多角形状であればよい。ここで、例えば、蛍光体２２が正方形であった場合、照射範囲は、蛍光体２２が略矩形状である場合と同様、図５に示すように略円形となる。

１ベース基板
２発光体
３ドーム部材
４レンズ
２１ＬＥＤ素子
２２蛍光体

Claims

基板と、
基板上に配設されるＬＥＤ素子、及びＬＥＤ素子に覆設される多角形状の蛍光体からなる発光体と、
透光性の樹脂からドーム状に形成され、発光体に覆設されて発光体から放射される光を拡散させるドーム部材と、
ドーム部材を介して放射される発光体の光の配光制御を行うレンズとを備え、
前記発光体は、基板上に略同心円状に複数配設され、少なくとも１つの発光体が、他の発光体とは配設方向が異なることを特徴とする照明器具。