JP2014110120A - Ｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】照射面における照射むらを抑制することが可能なＬＥＤ照明器具を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ１ａを有し可視光を発光するＬＥＤ光源部１と、ＬＥＤ光源部１の前方に配置されＬＥＤ光源部１からの可視光を屈折させるレンズ２とを備えている。レンズ２は、ＬＥＤ光源部１と対向しＬＥＤ光源部１からの可視光が入射する光入射面２ａａ側のスプレッドレンズ部位２ａと、光入射面２ａａ側と反対の光出射面２ａｂ側にありＬＥＤ光源部１からの可視光を集光する集光レンズ部位２ｂとを備えている。スプレッドレンズ部位２ａは、複数の突条部２ａ１を平行に備え、光出射面２ａｂに対し突条部２ａ１の長手方向と垂直な方向に沿って可視光を広げるものであり、突条部２ａ１は、突条部２ａ１の長手方向に沿って、可視光を拡散する複数の窪み部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤともいう）を用いたＬＥＤ照明器具に関する。

従来から、ＬＥＤを有するＬＥＤ光源部と、ＬＥＤ光源部からの可視光を配光制御するレンズとを備えたＬＥＤ照明器具が利用されている。

この種のＬＥＤ照明器具として、図２１に示す、ＬＥＤ１０２と対向する面の所定領域に複数の凸条を平行にならべたプリズム１０６を有し外側表面にフレネルレンズ１０８を形成するレンズ１０５を備えた照明装置が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。

特許文献１の照明装置は、ＬＥＤ光源部として、ＬＥＤ１０２と、ＬＥＤ１０２が搭載された基板１０１と、ＬＥＤ１０２上に配置された蛍光体樹脂層１０３とを有している。照明装置は、レンズ１０５と蛍光体樹脂層１０３との間に空気層１１１が介在している。

特許文献１の照明装置は、ＬＥＤ１０２から出射されプリズム１０６により二極化した光の一部およびプリズム１０６を通過していない光を、フレネルレンズ１０８により正面方向（軸上方向）に立ち上げて、ＬＥＤ１０２からの光の配光制御を行っている。

特開２０１１−４４６１０号公報

ところで、ＬＥＤ光源部のＬＥＤ１０２は、半導体発光素子であり、ＬＥＤ光源部からの光に出力むらが生じている場合がある。図２１のＬＥＤ照明器具では、レンズ１０５を用いてＬＥＤ光源部からの可視光を配光制御すると、ＬＥＤ照明器具の照射面において照射むらが顕在化する恐れがある。

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、照射面における照射むらを抑制することが可能なＬＥＤ照明器具を提供することにある。

本発明のＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤを有し可視光を発光するＬＥＤ光源部と、該ＬＥＤ光源部の前方に配置され上記ＬＥＤ光源部からの可視光を屈折させるレンズとを備えたＬＥＤ照明器具であって、上記レンズは、上記ＬＥＤ光源部と対向し上記ＬＥＤ光源部からの可視光が入射する光入射面側のスプレッドレンズ部位と、上記光入射面側と反対の光出射面側にあり上記ＬＥＤ光源部からの可視光を集光する集光レンズ部位とを備えており、上記スプレッドレンズ部位は、複数の突条部を平行に備え、上記光出射面に対し上記突条部の長手方向と垂直な方向に沿って可視光を広げるものであり、上記突条部は、上記突条部の上記長手方向に沿って、可視光を拡散する複数の窪み部を有することを特徴とする。

このＬＥＤ照明器具において、上記スプレッドレンズ部位は、上記突条部の長手方向と直交する方向に沿った断面視において、複数の上記突条部の一部は、他の上記突条部よりも突出する高さが高く且つ三角形状をしており、上記スプレッドレンズ部位の中心から偏った位置に設けていることが好ましい。

このＬＥＤ照明器具において、上記ＬＥＤ光源部は、上記ＬＥＤと、該ＬＥＤからの光を吸収し波長変換した蛍光を放出する蛍光体とを有し、上記ＬＥＤからの光と上記蛍光体からの蛍光との混色光である可視光を発光することが好ましい。

本発明のＬＥＤ照明器具は、照射面における照射むらを抑制することが可能になるという効果がある。

実施形態１のＬＥＤ照明器具の略断面図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の分解説明図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の要部を示す斜視図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の要部を示す背面図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の要部を示し、図４のＡＡ断面図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の要部を示す部分斜視図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の要部を示す部分背面図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の要部を示し、図７のＡＡ断面図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の要部を示し、図７のＢＢ断面説明図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の照射面における照度分布を示す模式図である。 実施形態１のＬＥＤ照明器具の照射面における照射むらの程度を測定した測定結果である。 実施形態１と比較のためのＬＥＤ照明器具の要部を示す斜視図である。 実施形態１と比較のためのＬＥＤ照明器具の要部を示す背面図である。 実施形態１と比較のためのＬＥＤ照明器具の要部を示し、図１３のＡＡ断面図である。 実施形態１と比較のためのＬＥＤ照明器具の照射面における照度分布を示す模式図である。 実施形態１と比較のためのＬＥＤ照明器具の照射面における照射むらの程度を測定した測定結果である。 実施形態２のＬＥＤ照明器具の略断面図である。 実施形態３のＬＥＤ照明器具の略断面図である。 実施形態３のＬＥＤ照明器具の要部を示す斜視断面図である。 実施形態３のＬＥＤ照明器具の要部を示す背面図である。 従来の照明器具の概略断面図である。

（実施形態１）
以下、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０全体を図１および図２に基づいて説明し、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０の要部を図３ないし図９に基づいて説明する。なお、図中において同じ部材に対しては、同じ番号を付している。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、図１および図２に示すように、ＬＥＤ１ａを有し可視光を発光するＬＥＤ光源部１と、ＬＥＤ光源部１の前方に配置されＬＥＤ光源部１からの可視光を屈折させるレンズ２とを備えている。レンズ２は、ＬＥＤ光源部１と対向しＬＥＤ光源部１からの可視光が入射する光入射面２ａａ側のスプレッドレンズ部位２ａと、光入射面２ａａ側と反対の光出射面２ａｂ側にありＬＥＤ光源部１からの可視光を集光する集光レンズ部位２ｂとを備えている。スプレッドレンズ部位２ａは、複数の突条部２ａ１を平行に備えている。スプレッドレンズ部位２ａは、光出射面２ａｂに対し突条部２ａ１の長手方向と垂直な方向に沿って可視光を広げる。突条部２ａ１は、突条部２ａ１の長手方向に沿って、可視光を拡散する複数の窪み部２ａ２を有する（図４、図６ないし図９を参照）。

これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、照射面における照射むらを抑制することが可能になる。

より具体的には、スポットライトなどとして利用することができる図１および図２に示す本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、有底円筒状の筐体４を備えている。筐体４は、円筒状の筒状部４ａと、筒状部４ａの端部を閉塞する底部４ｂとを備えている。筐体４は、複数（ここでは、７個）の平行なフィン４ｃを底部４ｂから突出して設けている。フィン４ｃは、平板状の外形形状をしており、筒状部４ａ内に配置している。筐体４は、フィン４ｃと反対側の底部４ｂから突出する複数（ここでは、３個）の突周部４ｄを備えている。複数個の突周部４ｄは、全体として円環状であって、各突周部４ｄは、円環の一部を構成している（図２を参照）。筐体４は、複数個の突周部４ｄで囲まれた底部４ｂにＬＥＤ光源部１を配置している。ＬＥＤ光源部１は、矩形平板状の実装基板３を備えている。ＬＥＤ光源部１は、複数個のＬＥＤ１ａを実装基板３の一表面３ａａ上に備えている。複数個のＬＥＤ１ａは、実装基板３の一表面３ａａにおいて、仮想の円形の範囲内に配置している。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ光源部１を筐体４側に固定する固定板３ａを備えている。固定板３ａは、外形形状がＣ字状であり、Ｃ字状の内側にＬＥＤ光源部１の実装基板３を収容可能に構成している。固定板３ａは、ＬＥＤ光源部１の実装基板３を収容した状態で、実装基板３を筐体４側に押し圧可能としている。固定板３ａは、固定螺子３ｂにより筐体４の螺子孔（図示していない）に螺子合いして固定している。

ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ光源部１の実装基板３上に複数個のＬＥＤ１ａを備えている。ＬＥＤ１ａは、青色光が発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体を備えた青色ＬＥＤチップを用いている。ＬＥＤ光源部１は、青色ＬＥＤチップを被覆する透光性のシリコーン樹脂を有している。ＬＥＤ光源部１は、青色ＬＥＤチップを被覆する透光性のシリコーン樹脂中に、青色ＬＥＤチップからの青色光を吸収し波長変換した黄色の蛍光を放出する粒子状の蛍光体を含有している。蛍光体は、たとえば、Ｅｕで付活された（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４を用いることができる。ＬＥＤ光源部１は、青色ＬＥＤチップからの光と、蛍光体からの蛍光との混色光である白色光を発光する。言い換えれば、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０では、ＬＥＤ光源部１は、ＬＥＤ１ａと、ＬＥＤ１ａからの光を吸収し波長変換した蛍光を放出する蛍光体とを有している。ＬＥＤ光源部１は、ＬＥＤ１ａからの光と蛍光体からの蛍光との混色光である可視光を発光する。

ＬＥＤ光源部１は、実装基板３の一表面３ａａと反対の他表面３ａｂ側を筐体４の底部４ｂに当接している。筐体４は、筐体４の材料として、たとえば、アルミニウム材料を用いて形成することができる。筐体４は、ＬＥＤ光源部１の点灯時に生ずるＬＥＤ光源部１側からの熱を、複数のフィン４ｃによりＬＥＤ照明器具１０の外部に放熱できるように構成している。

ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ光源部１を覆うように、有底円筒状のホルダ５を備えている。ホルダ５は、筒状部位５ａと、筒状部位５ａの端部を閉塞するように設けられる底部位５ｂとを備えている。ホルダ５は、ＬＥＤ光源部１からの可視光を外部に出射する開口部位５ｂａを底部位５ｂに備えている。ホルダ５は、筐体４の底部４ｂから突出する突周部４ｄの外周面より、筒状部位５ａの内周面を若干大きくしている。

ＬＥＤ照明器具１０は、筐体４側とホルダ５側との間に、ＬＥＤ光源部１から照射される可視光を反射する円筒状の反射部６を設けている。反射部６は、筐体４側からホルダ５側に向かって開口径が広がる筒形状としている。反射部６は、筐体４とは反対の反射部６における一開口端側に透光性の円板６ａを備えている。なお、図２中において、ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ光源部１の外観を把握できるように、反射部６を除いて図示している。

ホルダ５は、反射部６の一開口端側を保持可能な円環状の保持枠５ｃを備えている。保持枠５ｃは、断面視において、Ｅ字状形状としている。ホルダ５は、筒状部位５ａを貫通する螺子５ｄにより、保持枠５ｃを押圧して反射部６の一開口端側を保持枠５ｃとともに保持している。ＬＥＤ照明器具１０は、ホルダ５の開口部位５ｂａを覆うようにレンズ２をホルダ５と反射部６との間に備えている。

レンズ２は、レンズ２の外形形状を円盤状に形成しており、外周部に鍔部２ｃを有している。レンズ２は、レンズ２の材料として、たとえば、透光性のアクリル樹脂材料で形成することができる。レンズ２は、ＬＥＤ光源部１の前方に配置されている。ＬＥＤ照明器具１０は、ホルダ５の底部位５ｂと、保持枠５ｃとで、レンズ２の鍔部２ｃを保持している。レンズ２は、ＬＥＤ光源部１と対向しＬＥＤ光源部１からの可視光を入射する光入射面２ａａ側に、複数（ここでは、１１個）の突条部２ａ１を平行に備えている。レンズ２は、複数の突条部２ａ１により、光入射面２ａａの表面が全体として波状の曲面を構成している。

レンズ２は、光入射面２ａａ側における複数の平行な突条部２ａ１が、突条部２ａ１の長手方向と垂直な方向（図１の紙面の左右方向）に沿ってＬＥＤ光源部１からの可視光を広げることができるスプレッドレンズ部位２ａとして機能する。また、レンズ２は、スプレッドレンズ部位２ａにより広がった可視光を集光する集光レンズ部位２ｂをレンズ２の光入射面２ａａ側とは反対の光出射面２ａｂ側に備えている。集光レンズ部位２ｂは、レンズ２の光入射面２ａａ側に、複数のレンズ面を有しレンズ面それぞれにおける光軸がレンズ２の厚さ方向（図１の紙面の上下方向）に対して斜交するフレネルレンズを構成している。フレネルレンズは、複数（ここでは、３個）の輪帯状のレンズ部位を備えており、同じ焦点距離の凸レンズを備えたものと比較して、レンズ２全体の厚みを薄くすることが可能となる。本実施形態のＬＥＤ照明器具１０におけるレンズ２では、スプレッドレンズ部位２ａは、突条部２ａ１の長手方向に沿って複数の突条部位２ｂ１を備えている（図４、図６、図７および図９を参照）。レンズ２では、スプレッドレンズ部位２ａは、突条部２ａ１の長手方向に沿って、且つ突条部位２ｂ１の長手方向に沿って複数の窪み部２ａ２を有している。窪み部２ａ２は、平面視において円形であり、突条部位２ｂ１の表面から窪んだ曲面により構成している。言い換えれば、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、複数の窪み部２ａ２をスプレッドレンズ部位２ａ側のレンズ面に有している。なお、複数の窪み部２ａ２は、突条部２ａ１の長手方向に、隣接する窪み部２ａ２同士を連接して形成している。

ＬＥＤ照明器具１０は、ホルダ５がレンズ２と反射部６を保持した状態で、筐体４とホルダ５とを、螺子７により固定している。筐体４は、筐体４の筒状部４ａから外方へ突出する外鍔部４ｅを有している。筐体４は、外鍔部４ｅを切り欠いた切欠部４ｅ１を有している。また、ホルダ５は、ホルダ５の筒状部位５ａにおける筐体４側に螺子孔５ａ１を設けている。ＬＥＤ照明器具１０は、筐体４の切欠部４ｅ１に挿通して、ホルダ５の螺子孔５ａ１に螺子７を螺子合いしている。

ＬＥＤ照明器具１０は、図示していないが外部の電源（たとえば、商用電源）と電気的に接続された点灯回路部を備えている。ＬＥＤ照明器具１０は、点灯回路部と、ＬＥＤ光源部１のＬＥＤ１ａとを電気的に接続している。ＬＥＤ光源部１は、ＬＥＤ１ａ側へ給電するためのプラグ８ａを有している。また、筐体４は、点灯回路部側と電気的に接続するコネクタ８ｂを有している。コネクタ８ｂは、プラグ８ａを挿抜自在に差し込みして接続することが可能に構成している。ＬＥＤ照明器具１０は、プラグ８ａをコネクタ８ｂに差し込むことで、プラグ８ａとコネクタ８ｂとを接続し外部の電源から給電を受けることにより、点灯回路部がＬＥＤ光源部１の点灯を制御可能としている。なお、点灯回路部は、たとえば、外部の電源から供給される交流電流を整流した後に、平滑化して直流電流を出力する整流平滑部と、整流平滑部からの直流電流を一定の電流としてＬＥＤ１ａ側に供給する定電流電源部とを有する構成とすることができる。

次に、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０と、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０と比較する比較例１および比較例２のＬＥＤ照明器具とを比べて説明する。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、レンズ２を用いることにより、ＬＥＤ光源部１からの可視光を照射面において、図１０に示すように、照射面の中心から外側に向かって、楕円状に徐々に暗くなる楕円配光とすることが可能となる。なお、図１０では、外側の楕円ほど明るさが暗いことを模式的に図示している。

ここで、比較例１のＬＥＤ照明器具（図示していない）は、図１に示す本実施形態のＬＥＤ照明器具１０におけるレンズ２の代わりに、図１２ないし図１４のレンズ２０を用いた以外は同様にしてＬＥＤ照明器具を構成している。また、比較例２は、比較例１のレンズ２０の光出射面２０ａｂ側に拡散パネル（図示していない）を配置させた以外は同様に構成している。なお、拡散パネルは、たとえば、拡散パネルを構成するアクリル樹脂材料中にＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの拡散材を含有させることで形成することができる。また、拡散パネルは、シボ加工などにより、拡散パネルの表面に凹凸を備えたものでもよい。

レンズ２０は、レンズ２０の外形形状を円盤状に形成しており、外周部に鍔部２０ｃを備えている。レンズ２０は、ＬＥＤ光源部１と対向しＬＥＤ光源部１からの可視光が入射する光入射面２０ａａ側にスプレッドレンズ部位２０ａを備え、光入射面２０ａａ側とは反対の光出射面２０ａｂ側に光を集光する集光レンズ部位２０ｂを備えている。集光レンズ部位２０ｂは、凸レンズを構成している（図１２を参照）。スプレッドレンズ部位２０ａは、複数の突条部２０ａ１を平行に備えている（図１３および図１４を参照）。ＬＥＤ照明器具は、図１２に示すレンズ２０を用いる場合、ＬＥＤ光源部１からの可視光を屈折させることで、ＬＥＤ照明器具の照射面において、図１５に示すように、照射面の中心から外側に向かって、楕円状に徐々に暗くなる楕円配光とすることが可能となる。なお、図１５では、外側の楕円ほど明るさが暗いことを模式的に図示している。

ところで、ＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ光源部１におけるＬＥＤ１ａの構造や配置、ＬＥＤ１ａと蛍光体との相対的な距離、蛍光体の配置状態などにより、ＬＥＤ光源部１からの光に出力むらが生ずる場合がある。ＬＥＤ照明器具は、図１２に示すレンズ２０を備える場合、ＬＥＤ光源部１からの光に出力むらに起因して、ＬＥＤ照明器具の照射面において色むらや輝度むらなどの照射むらが生ずることがある。特に、ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ光源部１がＬＥＤ１ａからの青色光と蛍光体からの補色となる黄色光との混色により白色光を出射する場合、照射面において、複数の黄色い筋状の領域Ｒ（図１５の破線で囲まれた領域Ｒを参照）が色むらとして顕在化する傾向にある。

ＬＥＤ照明器具は、レンズ２０の光入射面２０ａａ側または光出射面２０ａｂ側に、ＬＥＤ１ａの出力むらを低減する拡散パネルを備えることにより、ＬＥＤ照明器具の照射面における照射むらを抑制することができると考えられる。

以下に、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０と、図１２を示すレンズ２０を備えた比較例１のＬＥＤ照明器具と、比較例１のレンズ２０の光出射面２０ａｂ側に拡散パネルを配置する比較例２のＬＥＤ照明器具の光学特性について説明する。本実施形態のＬＥＤ照明器具１０、比較例１のＬＥＤ照明器具および比較例２のＬＥＤ照明器具それぞれの光学特性をシミュレーションした結果を表１に示す。

なお、シミュレーション結果において、１／２ビーム角とは、水平面に垂直にＬＥＤ照明器具からの可視光を照射させたとき、直下照度が１／２の照度になる位置の開き角度を示している。

また、図１１には、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０の照射面における照射むらの程度を示しており、図１０における最も照度の高い中心Ｏから破線に沿った任意の距離（ｍ）の各位置におけるＣＩＥ色度図の色度座標（ｘ，ｙ）それぞれを測定した結果を示している。同様に、図１６には、比較例２のＬＥＤ照明器具の照射面における照射むらの程度を示しており、最も照度の高い中心Ｏから破線に沿った任意の距離（ｍ）の各位置におけるＣＩＥ色度図の色度座標（ｘ，ｙ）それぞれを測定した結果を示している。図１１および図１６における破線で囲まれた領域の大きさは、照射むらが顕在化する領域を表している。本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、比較例２のＬＥＤ照明器具と比較して、照射面における照度むらが、より少ないことがわかる。

上述の拡散パネルを備えた比較例２のＬＥＤ照明器具は、拡散パネルにおけるＬＥＤ光源部１からの可視光の透過率に起因して、照射面での光束が低下する。ＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤ光源部１からの可視光が拡散パネルを透過することにより、たとえば、約５％以上、さらには、約１０％以上にも光束の低下が生ずる場合がある。また、ＬＥＤ照明器具は、拡散パネルを用いることで、ＬＥＤ照明器具の照射面における照射むらを低減させることは可能なものの、光束が低下するだけでなく、レンズ２０で配光制御することが難しくなるという問題がある。そのため、ＬＥＤ照明器具は、単純に、レンズ２０を介したＬＥＤ光源部１からの可視光を、光拡散効果を有する拡散パネルを介して照射する構成とするだけでは、十分ではない。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、複数の突条部２ａ１を平行に備えることにより、突条部２ａ１の長手方向と垂直な方向に沿ってＬＥＤ光源部１からの可視光を広げることが可能となる。また、ＬＥＤ照明器具１０は、突条部２ａ１の長手方向に沿って、複数の窪み部２ａ２を形成することにより、レンズ２の配光特性への影響を抑制しつつ、ＬＥＤ光源部１からの可視光（図８の破線の矢印を参照）を拡散させることが可能となる。したがって、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、比較例１のＬＥＤ照明器具と比較して、図１５に示すごとき、筋状の領域Ｒだけを消すことが可能となる。また、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、照射面における照射むらを抑制することが可能となる。さらに、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、拡散パネルを備えた比較例２のＬＥＤ照明器具と比較して、光束の低下や１／２ビーム角が広がることを抑制することも可能となる。

以下、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０の各構成について、より具体的に詳述する。

ＬＥＤ光源部１は、ＬＥＤ１ａを少なくとも備えるものである。ＬＥＤ光源部１は、複数個のＬＥＤ１ａを備えてもよいし、１個でもよい。ＬＥＤ光源部１は、配線パターン(図示していない)を有する実装基板３の一表面３ａａ側にＬＥＤ１ａを好適に備えて構成することができる。ＬＥＤ光源部１は、実装基板３の一表面３ａａに実装される複数個のＬＥＤ１ａと、蛍光体が含有された透光性材料により複数個のＬＥＤ１ａを各別に封止する封止部材とを備えて構成することができる。ＬＥＤ１ａは、矩形平板の実装基板３における一表面３ａａ上の中央部に、仮想の円形の範囲内で略等間隔に並べればよい。ＬＥＤ光源部１は、ＬＥＤ１ａから放射される光が蛍光体で波長変換され、波長変換された蛍光を放射することができる。

ＬＥＤ１ａは、給電により光を放射することが可能な半導体発光素子である。ＬＥＤ１ａは、たとえば、発光層に青色光が放射可能なＩｎＧａＮなどの窒化ガリウム系化合物半導体を用いた青色ＬＥＤチップを用いることができる。ＬＥＤ光源部１の封止部材は、たとえば、青色光を吸収して補色となる黄色光などを放射する蛍光体を用いることができる。蛍光体は、希土類でドープされた珪酸塩系の蛍光体であるＥｕで付活された（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４だけに限られない。蛍光体は、希土類でドープされたアルミネート系の蛍光体であるＣｅで付活されたＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２やＣｅで付活されたＴｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２などを用いることもできる。封止部材は、蛍光体を含有可能なシリコーン樹脂、エポキシ樹脂やガラスなどの透光性材料を用いることができる。これにより、ＬＥＤ光源部１は、たとえば、ＬＥＤ１ａからの青色光と、封止部材に含有された蛍光体からの黄色光との混色により、白色光などを放射させることができる。なお、ＬＥＤ１ａは、青色光を放射するものだけに限られず、たとえば、紫外線を放射するものでもよい。この場合、蛍光体は、青色光を吸収して黄色光を放射するものの代わりに、紫外線を吸収し、たとえば、青色光を放射する青色蛍光体、緑色光を放射する緑色蛍光体および赤色光を放射する赤色蛍光体を用いることができる。

また、ＬＥＤ光源部１は、蛍光体を含有する封止部材を用いる代わりに、蛍光体を含有しない透光性材料の封止部材を用いた構成でもよい。蛍光体を含有しない透光性材料の封止部材を用いる場合、ＬＥＤ光源部１は、たとえば、封止部材で、赤色光を発光する赤色ＬＥＤチップ、緑色光を発光する緑色ＬＥＤチップおよび青色光を発光する青色ＬＥＤチップを覆う構成とすることができる。さらに、ＬＥＤ光源部１は、青色ＬＥＤチップから放射され蛍光体を備えていない封止部材を透過した光によって励起され、青色ＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する蛍光体を含有した透光性材料により、ドーム状に形成された色変換部材を備えるものでもよい。

ＬＥＤ１ａは、リフロー半田付けなどにより、実装基板３の一表面３ａａの配線パターンに表面実装するとともに電気的に接続させることができる。ＬＥＤ１ａは、ベアチップとなるＬＥＤチップでもよいし、ＬＥＤチップを合成樹脂などのパッケージで被覆させ外部に給電のためのリード端子が設けられた表面実装型発光ダイオードなどを用いてもよい。ＬＥＤ１ａは、所望に応じて実装基板３の一表面３ａａ上に複数個設けることができ、各ＬＥＤ１ａを実装基板３の一表面３ａａ側の配線パターンを用いて電気的に直列接続、並列接続や直並列接続させてもよい。ＬＥＤ１ａは、平面視において、円形状に配置するものだけに限られず、マトリックス状や千鳥状など適宜に配置させることができる。

レンズ２は、ＬＥＤ光源部１を覆う円盤状に形成している。レンズ２は、平面視の形状が円形のものだけに限られず、楕円形状や矩形形状など適宜の形状とすることができる。レンズ２は、レンズ材料として、たとえば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂などの透光性を有する樹脂材料やガラスにより形成することができる。レンズ２は、樹脂材料を用いて形成する場合、射出成形などにより形成することができる。レンズ２は、ＬＥＤ光源部１と対向するスプレッドレンズ部位２ａを有している。ここで、レンズ２は、ＬＥＤ光源部１と対向するレンズ２の光入射面２ａａ側に、複数の突条部２ａ１を有している。また、レンズ２は、レンズ２の光出射面２ａｂ側に集光レンズ部位２ｂを有している。集光レンズ部位２ｂは、フレネルレンズだけに限られず、凸レンズで構成してもよい。レンズ２は、たとえば、スプレッドレンズ部位２ａと、集光レンズ部位２ｂと、鍔部２ｃとを備えて円盤状に形成することができる。レンズ２は、スプレッドレンズ部位２ａと、集光レンズ部位２ｂと、鍔部２ｃとを一体成形により形成することができる。

レンズ２は、複数の突条部２ａ１が、ＬＥＤ光源部１と対向するレンズ２の光入射面２ａａ側に形成されていることにより、光出射面２ａｂに対し突条部２ａ１の長手方向と垂直な方向に沿ってＬＥＤ光源部１からの可視光を広げることができる。また、レンズ２は、レンズ２の光出射面２ａｂ側に集光レンズ部位２ｂが形成されていることにより、ＬＥＤ光源部１からの可視光を集光レンズ部位２ｂで集光して放射することができる。これにより、ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ光源部１からの可視光を照射面において、照射面の中心から外側に向かって、楕円状に徐々に暗くなる楕円配光とすることが可能となる。なお、ＬＥＤ照明器具１０は、レンズ２に形成された突条部２ａ１の数を特に限定するものではなく、ＬＥＤ１ａからの光の指向性を緩和させ、より均一な光を放射できるように適宜に調整すればよい。

また、ＬＥＤ照明器具１０は、レンズ２に形成された突条部２ａ１および窪み部２ａ２の形状を、ＬＥＤ１ａからの光の指向性を緩和させ、より均一な光を放射できるように、適宜に設定することもできる。

レンズ２は、スプレッドレンズ部位２ａの突条部２ａ１を、外側に向かって円弧状に湾曲して形状とすることができる（図６を参照）。これにより、レンズ２は、ＬＥＤ光源部１からレンズ２のスプレッドレンズ部位２ａに入射する可視光を、突条部２ａ１の長手方向と垂直方向に沿って屈折させてＬＥＤ照明器具１０から放射させることができる。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０では、突条部２ａ１をレンズ２の鍔部２ｃにまで形成していない。ＬＥＤ照明器具１０は、レンズ２の鍔部２ｃにまで突条部２ａ１を形成させたものと比較して、ＬＥＤ光源部１から放射された可視光が鍔部２ｃで広がることを抑制することができる。ＬＥＤ照明器具１０は、レンズ２の鍔部２ｃにまで突条部２ａ１を形成すると、ＬＥＤ光源部１からの可視光がＬＥＤ照明器具１０の外部に出射しがたくなる傾向にある。本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、レンズ２の特定部位に突条部２ａ１を形成することにより、ＬＥＤ光源部１から放射された可視光のうち有効に利用されない光を少なくすることが可能となる。

実装基板３は、ＬＥＤ１ａを実装する一表面３ａａ側に、ＬＥＤ１ａに電力を供給するための配線パターンを好適に形成することができる。実装基板３は、たとえば、アルミナセラミック基板や窒化アルミニウム基板などのセラミック基板からなる絶縁性基板上に、金属材料（たとえば、Ａｕなど）を用いた配線パターンが形成されたものを用いることができる。実装基板３は、セラミック基板だけでなく、ガラスエポキシ樹脂基板や金属ベース基板などを用いてもよい。実装基板３は、筐体４の底部４ｂ側に保持できればよい。したがって、実装基板３は、平面視において、円形状、楕円形状や多角形状など適宜の形状とすることができる。

実装基板３は、ＬＥＤ１ａを実装基板３の一表面３ａａ上に設けられた配線パターンの一部からなるダイパッド部にＡｕＳｎ、半田や銀ペーストなどの接合材料を用いて、ＬＥＤ１ａを接合することができる。実装基板３は、実装基板３の一表面３ａａ上に配線パターンを機械的に保護する絶縁性の保護膜を有していてもよい。保護膜は、光拡散材を含有する合成樹脂などにより形成することができる。実装基板３は、光拡散材を含有する保護膜により、ＬＥＤ１ａや蛍光体からの直接光を効率よく反射させることもできる。また、実装基板３は、保護膜により、レンズ２のスプレッドレンズ部位２ａからの反射光をレンズ２側に効率よく反射させることもできる。

筐体４は、金属材料（たとえば、アルミニウムやステンレスなど）や各種の樹脂材料で構成することができる。本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、筐体４が有底の円筒状に形成しているが、円筒状に限られず、有底の矩形筒状や椀形状であってもよい。筐体４は、ＬＥＤ光源部１側と電気的に接続するためのプラグ８ａを好適に取り付けている。

ホルダ５は、ＬＥＤ光源部１を保持する筐体４と、レンズ２とを、所定の間隔を空けて保持するために好適に用いられる。ホルダ５は、金属材料（たとえば、アルミニウムやステンレスなど）や各種の樹脂材料で構成することができる。ホルダ５は、たとえば、開口部位５ｂａの外周に沿って設けられた底部位５ｂを利用して、レンズ２の鍔部２ｃを保持することができる。ＬＥＤ照明器具１０は、ホルダ５と筐体４とを、螺子７により螺合することで固定することができる。

反射部６は、ＬＥＤ光源部１から側方に放射される光を、レンズ２のスプレッドレンズ部位２ａ側となる前方に反射させるため、好適に備えることができる。反射部６は、ＬＥＤ光源部１に対向する表面側がＬＥＤ１ａや蛍光体から放射される可視光を、効率よくレンズ２側へ反射する反射面を備えていればよい。

（実施形態２）
図１７に示す本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、図１に示す実施形態１におけるスポットライトの構造のＬＥＤ照明器具１０の代わりに、埋込型ダウンライトの構造とする点が主として相違する。実施形態１と同様の部材については同じ番号を付して重複する説明を省略する。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、有底円筒状の筐体４を備えている。筐体４は、円筒状の筒状部４ａと、筒状部４ａの内部に設けており筒状部４ａの内部を閉塞する底部４ｂとを備えている。筐体４は、外形が円筒状であって、筐体４の底部４ｂ上にＬＥＤ光源部１を実装可能としている。ＬＥＤ光源部１は、複数個のＬＥＤ１ａを矩形平板状の実装基板３の一表面３ａａに実装するとともに、実装基板３の一表面３ａａと反対の他表面３ａｂ側を筐体４の底部４ｂに当接させている。筐体４は、筒状部４ａ内にあって、底部４ｂにおいて実装基板３とは反対側に複数の平行なフィン４ｃを備えている。ＬＥＤ照明器具１０は、円筒状のホルダ５をＬＥＤ光源部１側の筒状部４ａに設けている。ホルダ５は、ＬＥＤ光源部１からの可視光を外部に出射する開口部位５ｂｂを備えている。ホルダ５は、ホルダ５の開口部位５ｂｂの開口縁から外方へ延設する外鍔部位５ｃを備えている。ホルダ５は、円筒状の筒状部位５ａの内壁面に、ＬＥＤ光源部１から照射される可視光を反射する反射鏡部５ｅを設けている。反射鏡部５ｅは、筐体４側からホルダ５側に向かって開口径が広がる筒形形状としている。

ＬＥＤ照明器具１０は、ホルダ５側と筐体４側との間に、ＬＥＤ光源部１から照射される可視光を反射する反射部６も設けている。反射部６は、筐体４側からホルダ５側に向かって開口径が広がる筒形部６ｂを備えている。反射部６は、筒形部６ｂの一端部から外方に延出する円環部６ｃを備えている。反射部６は、円環部６ｃの端部から筐体４側に延伸し、筐体４と当接する円筒状の支持部６ｄを備えている。支持部６ｄは、筒形部６ｂと円環部６ｃとを支持する。反射部６は、金属材料や樹脂材料などを用いて、筒形部６ｂ、円環部６ｃおよび支持部６ｄを一体として形成することができる。ＬＥＤ照明器具１０は、筒形部６ｂの他端部がＬＥＤ光源部１の実装基板３と接触しないように、反射部６の支持部６ｄと筐体４との位置関係を定めている。

ＬＥＤ照明器具１０は、反射部６の開口部６ａａを覆うように、ＬＥＤ光源部１からの可視光を配光制御するレンズ２を備えている。レンズ２は、レンズ２の外形形状を円盤状に形成しており、ＬＥＤ光源部１の前方に配置している。反射部６は、レンズ２の外周部を反射部６の円環部６ｃで保持している。ホルダ５は、たとえば、ホルダ５の筒状部位５ａの少なくとも一部に切欠部５ｄを備え、切欠部５ｄからレンズ２の外周部に部分的に設けられた突部２ｆを挿入して、レンズ２を固定している。

レンズ２は、ＬＥＤ光源部１と対向しＬＥＤ光源部１からの可視光を入射する光入射面２ａａ側にスプレッドレンズ部位２ａを備えている。スプレッドレンズ部位２ａは、複数の突条部２ａ１を平行に備えている。レンズ２は、光入射面２ａａ側における複数の平行な突条部２ａ１が、ＬＥＤ光源部１からの可視光を突条部２ａ１と垂直な方向に広げることができる。また、レンズ２では、スプレッドレンズ部位２ａは、複数の窪み部２ａ２を突条部２ａ１の長手方向に沿って設けている。さらに、レンズ２は、スプレッドレンズ部位２ａおよび窪み部２ａ２により広がった可視光を集光する集光レンズ部位２ｂをレンズ２の光入射面２ａａ側とは反対の光出射面２ａｂ側に備えている。集光レンズ部位２ｂは、光出射面２ａｂ側に複数のレンズ面を有するフレネルレンズを構成している。ＬＥＤ照明器具１０は、ホルダ５がレンズ２を挟んだ状態で、筐体４側に固定している。

ＬＥＤ照明器具１０は、外部の電源と電気的に接続する点灯回路部１１と、ＬＥＤ光源部１とを電気的に接続している。ＬＥＤ照明器具１０は、外部の電源から電力の供給を受けて、点灯回路部１１がＬＥＤ光源部１の点灯を制御する。点灯回路部１１は、平常時に外部の商用電源（図示していない）から供給される交流電流を整流した後に、平滑化して直流電流を出力する整流平滑部（図示していない）と、該整流平滑部からの直流電流を一定の電流としてＬＥＤ１ａ側に供給する定電流電源部（図示していない）とを備えた構成とすることができる。

ＬＥＤ照明器具１０は、筐体４の筒状部４ａの内部に、外部の電源から電力の供給を受ける電線（図示していない）と電気的に接続可能な端子台１２を好適に備えている。端子台１２は、ＬＥＤ光源部１のＬＥＤ１ａに電力を供給するため、点灯回路部１１を介してＬＥＤ光源部１と電気的に接続している。ＬＥＤ照明器具１０は、点灯回路部１１および端子台１２を覆って筐体４に固定する有底円筒状のカバー部１４を備えている。ＬＥＤ照明器具１０は、外部の電源と電気的に接続された電線を、カバー部１４に貫設された図示しない貫通孔を通して端子台１２に接続させている。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ照明器具１０を造営材たる天井材（図示していない）に固定する際に用いられる複数個（ここでは、２個）の板状の取付ばね１３，１３を、ホルダ５の筒状部位５ａに設けている。取付ばね１３は、取付ばね１３を挟持するホルダ５の筒状部位５ａに設けられた挟持部（図示していない）に、外形が外鍔部位５ｃ側に湾曲する取付ばね１３の一端部１３ａ側を係止している。ＬＥＤ照明器具１０は、天井材に貫設された取付孔に挿入し、複数個（ここでは、２個）の取付ばね１３，１３と、ホルダ５の外鍔部位５ｃとにより、天井材を挟持して固定する。

ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ照明器具１０の施工にあたり、端子台１２を上記電線と電気的に接続させた後、ホルダ５の筒状部位５ａに設けられた各取付ばね１３の他端部１３ｂを、筒状部位５ａ側に近づけるように押し倒した状態で、天井材の取付孔に挿入する。ＬＥＤ照明器具１０は、ホルダ５の外鍔部位５ｃが天井材の取付孔の周部に当接するまで取付孔に押し込むと、取付ばね１３，１３がホルダ５の筒状部位５ａから離れる方向に開く。ここで、ＬＥＤ照明器具１０は、取付ばね１３の他端部１３ｂが取付孔の周部に弾接し、取付ばね１３の他端部１３ｂと、ホルダ５の外鍔部位５ｃとで天井材を挟持することにより、天井材に取り付けられる。ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤ光源部１が発光した可視光を、レンズ２に入射し、レンズ２のレンズ効果により屈折することで、ＬＥＤ光源部１から照射された可視光の配光分布よりも、より広いＬＥＤ照明器具１０の配光分布に適した所定の広角な光を照射するように構成している。

なお、ＬＥＤ照明器具１０は、人の存在の有無を検知するための人体検知センサや周囲の明るさを検知する明るさセンサの出力に基づいてＬＥＤ１ａへの出力を制御してＬＥＤ１ａの点灯を制御する制御回路部を点灯回路部１１に備えた構成としてもよい。なお、制御回路部は、適宜の制御プログラムを搭載したマイクロコンピュータなどで構成すればよい。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、実施形態１のＬＥＤ照明器具１０と同様に、照射面における照射むらを抑制することが可能になる。

（実施形態３）
図１８に示す本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、図１に示す実施形態１とレンズ２におけるスプレッドレンズ部位２ａの形状の一部が異なる点が相違する。実施形態１と同様の部材については同じ番号を付して重複する説明を省略する。

本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、図１８に示すように、ＬＥＤ１ａを有し可視光を発光するＬＥＤ光源部１と、ＬＥＤ光源部１の前方に配置されＬＥＤ光源部１からの可視光を屈折させるレンズ２とを備えている。レンズ２は、ＬＥＤ光源部１と対向しＬＥＤ光源部１からの可視光が入射する光入射面２ａａ側のスプレッドレンズ部位２ａと、光入射面２ａａ側と反対の光出射面２ａｂ側にありＬＥＤ光源部１からの可視光を集光する集光レンズ部位２ｂとを備えている。スプレッドレンズ部位２ａは、複数の突条部２ａ１を平行に備えている。スプレッドレンズ部位２ａは、光出射面２ａｂに対し突条部２ａ１の長手方向と垂直な方向に沿って可視光を広げるものであり、突条部２ａ１は、突条部２ａ１の長手方向に沿って、可視光を拡散する複数の窪み部２ａ２を有する
また、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０では、図１９および図２０に示すように、スプレッドレンズ部位２ａは、突条部２ａ１の長手方向と直交する方向に沿った断面視において、複数の突条部２ａ１のうち、一部の突条部２ａ１ｂは、他の突条部２ａ１ａよりも突出する高さが高く且つ三角形状をしている。一部の突条部２ａ１ｂは、スプレッドレンズ部位２ａの中心から偏った位置に設けている。なお、レンズ２は、図示していないが、一部の突条部２ａ１ｂの表面にも複数の窪み部２ａ２を設けている。

これにより、本実施形態の本実施形態のＬＥＤ照明器具１０では、照射面における照射むらを抑制することが可能になる。また、本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、スプレッドレンズ部位２ａの中心から偏った位置に設けている突条部２ａ１ｂにより、他の突条部２ａ１ａと比較して、照射面における特定の領域の照度を下げる配光特性を得ることが可能となる。本実施形態のＬＥＤ照明器具１０は、病院で使用する処置灯、一般の寝室などで使用する照明灯や浴室灯などに利用することが可能となる。

１ ＬＥＤ光源部
１ａ ＬＥＤ
２ レンズ
２ａ スプレッドレンズ部位
２ｂ 集光レンズ部位
２ａａ 光入射面
２ａｂ 光出射面
２ａ１ 突条部
２ａ２ 窪み部
１０ ＬＥＤ照明器具

Claims (3)

1. ＬＥＤを有し可視光を発光するＬＥＤ光源部と、該ＬＥＤ光源部の前方に配置され前記ＬＥＤ光源部からの可視光を屈折させるレンズとを備えたＬＥＤ照明器具であって、
   前記レンズは、前記ＬＥＤ光源部と対向し前記ＬＥＤ光源部からの可視光が入射する光入射面側のスプレッドレンズ部位と、前記光入射面側と反対の光出射面側にあり前記ＬＥＤ光源部からの可視光を集光する集光レンズ部位とを備えており、
   前記スプレッドレンズ部位は、複数の突条部を平行に備え、前記光出射面に対し前記突条部の長手方向と垂直な方向に沿って可視光を広げるものであり、
   前記突条部は、前記突条部の前記長手方向に沿って、可視光を拡散する複数の窪み部を有することを特徴とするＬＥＤ照明器具。
2. 前記スプレッドレンズ部位は、前記突条部の長手方向と直交する方向に沿った断面視において、複数の前記突条部の一部は、他の前記突条部よりも突出する高さが高く且つ三角形状をしており、前記スプレッドレンズ部位の中心から偏った位置に設けていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
3. 前記ＬＥＤ光源部は、前記ＬＥＤと、該ＬＥＤからの光を吸収し波長変換した蛍光を放出する蛍光体とを有し、前記ＬＥＤからの光と前記蛍光体からの蛍光との混色光である可視光を発光することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。

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