JP6432504B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
本開示は、複数の発光素子を整列させた基板を使用する照明装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する照明装置は、直管型あるいは円環型等の様々な形状の蛍光灯に代わって使用されている（例えば、特許文献１，２）。一例として、特許文献１には、発光素子が実装されたフレキシブルプリント基板をベース部材に固定する照明装置が提案されている。この照明装置は、一の方向を向いた一の面と他の方向を向いた他の面が交互に連なることによって階段状に形成されたベース部材と、前記ベース部材の一の面及び他の面それぞれに当接した状態で、その階段形状に沿って前記ベース部材に装着されたフレキシブルプリント基板と、を備えている。さらに、前記照明装置は、前記フレキシブルプリント基板上の前記ベース部材の一の面側には、発光素子が実装され、前記他の面側には、前記発光素子以外の他の部品が実装されている構成としている。
また、他の一例として、特許文献２には、銅箔パターン（導電体）をフィルムに一体化して形成したフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を、可撓性を有する金属製ベースに更に一体化して形成したメタルベースＦＰＣとし、そのメタルベースＦＰＣに発光素子と点灯制御回路を設けた照明装置が提案されている。前記照明装置は、メタルベースＦＰＣがランプボディから離間されながら屈曲し、メタルベースＦＰＣの端部をランプボディに取り付けるための少なくとも一以上の取付機構を設けた構成としている。なお、前記照明装置では、メタルベースＦＰＣが、階段状に形成された金属製ベースの形状に沿って一体化して形成されている。
しかしながら、前記した従来の照明装置では、ベース部材あるいは金属製ベースの階段状の形状に沿ってフレキシブルプリント基板に角度を付けるように折り曲げて固定するため、取付作業に手間がかかり、また、フレキシブルプリント基板内の配線が断線する可能性があった。
さらに、フレキシブルプリント基板の中心側に位置する発光素子を、段差が直角の階段状のベース部材あるいは金属製ベースの一の面の中心側に位置するように固定している。したがって、従来の照明装置では、光照射方向に対して一の面においてフレキシブルプリント基板の全体が露出する構成となるため、装置全体が大型化する。
さらに、フレキシブルプリント基板の中心側に位置する発光素子を、段差が直角の階段状のベース部材あるいは金属製ベースの一の面の中心側に位置するように固定している。したがって、従来の照明装置では、光照射方向に対して一の面においてフレキシブルプリント基板の全体が露出する構成となるため、装置全体が大型化する。
本開示の実施形態は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、基板の取付作業が容易で配線の断線する可能性が小さく、かつ、照明強度を維持して装置の小型化をすることができる照明装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために本開示の実施形態に係る照明装置は、複数の発光素子が実装された第１基板と、複数の発光素子が実装された第２基板と、前記第１基板を取り付けるための第１取付面及び前記第２基板を取り付けるための第２取付面を有するベース部材と、を備える照明装置であって、前記照明装置を発光面側から見たときに、前記第１取付面は、前記第２取付面よりも手前において前記第２取付面の一部と重なるように設けられ、前記第２取付面に配置された発光素子は、前記第２取付面のうち前記第１取付面の一部と重なる領域と異なる領域に配置されている構成とした。
本開示に係る照明装置によれば、以下の優れた効果を奏する。
照明装置は、長尺状の第１基板及び第２基板を第１取付面及び第２取付面に沿って固定するために基板を折り曲げることがなく、固定作業が簡易である。また、照明装置は、第１取付面が、第２取付面の一部に離間して重なることで、ベース部材が実質的に従来に比較して小さくでき、装置全体を小型化することが可能となる。
照明装置は、長尺状の第１基板及び第２基板を第１取付面及び第２取付面に沿って固定するために基板を折り曲げることがなく、固定作業が簡易である。また、照明装置は、第１取付面が、第２取付面の一部に離間して重なることで、ベース部材が実質的に従来に比較して小さくでき、装置全体を小型化することが可能となる。
以下、各実施形態に係る照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、各実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。さらに、各図において示す方向は、構成要素間の相対的な位置を示し、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る照明装置の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。
照明装置１は、図１及び図２に示すように、長尺状の複数の発光装置１０と、この発光装置１０を支持するベース部材２０と、を主に備えている。なお、照明装置１は、ここでは、ベース部材２０が発光装置１０の熱を放熱する放熱機構３０を有すると共に、発光装置１０の光照射面側を覆う保護カバー４０を有している。また、照明装置１のベース部材２０は、第１取付面及び第２取付面を、同じ取付面２２として接続面２３を介して繰り返して階段状に形成した構成として説明するが、第１取付面２２と、第２取付面２２とを接続面２３に接続するのみの構成であってもよい。
第１実施形態に係る照明装置の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。
照明装置１は、図１及び図２に示すように、長尺状の複数の発光装置１０と、この発光装置１０を支持するベース部材２０と、を主に備えている。なお、照明装置１は、ここでは、ベース部材２０が発光装置１０の熱を放熱する放熱機構３０を有すると共に、発光装置１０の光照射面側を覆う保護カバー４０を有している。また、照明装置１のベース部材２０は、第１取付面及び第２取付面を、同じ取付面２２として接続面２３を介して繰り返して階段状に形成した構成として説明するが、第１取付面２２と、第２取付面２２とを接続面２３に接続するのみの構成であってもよい。
発光装置１０は、長尺状の基板としての可撓性基板１１と、この可撓性基板１１に所定の間隔を空けて長手方向に複数実装された発光素子１２とを有している。なお、発光装置１０では、可撓性を備えていない基板であっても構わないが、ここでは、可撓性を備える可撓性基板１１を使用する構成として説明する。以下に示す可撓性基板１１について、複数の発光素子１２が実装された第１基板と、複数の発光素子が実装された第２基板とのそれぞれに可撓性基板１１を適用することができ、適用される場合は、第１基板は第１可撓性基板、第２基板は第２可撓性基板と称することができる。また各図において第２取付面の手前に第１取付面を有する構成を複数有しているが、第１取付面には第１基板が取り付けられ、第２取付面には第２基板が取り付けられている。
可撓性基板１１は、図４に示すように、柔軟性や可撓性を備える基材１３と、この基材１３に形成した配線パターンＰ１及び配線Ｐ２とを備えている。
基材１３は、樹脂フィルム等の柔軟性、可撓性に優れたものである。この基材１３は、長尺状であり、ここでは帯状に形成されている。基材１３の材料としては、例えば、ポリイミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）またはポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム状の絶縁材料を用いることができる。また、基材１３は、耐熱性であることが更に好ましい。そのため、基材１３は、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の有機絶縁物系のほかこれらを紙や布に含侵させた材料、さらにはポリエステルや、ポリエーテルイミド等のフレキシブル有機絶縁物系等が好ましく適用可能である。
可撓性基板１１は、図４に示すように、柔軟性や可撓性を備える基材１３と、この基材１３に形成した配線パターンＰ１及び配線Ｐ２とを備えている。
基材１３は、樹脂フィルム等の柔軟性、可撓性に優れたものである。この基材１３は、長尺状であり、ここでは帯状に形成されている。基材１３の材料としては、例えば、ポリイミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）またはポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム状の絶縁材料を用いることができる。また、基材１３は、耐熱性であることが更に好ましい。そのため、基材１３は、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の有機絶縁物系のほかこれらを紙や布に含侵させた材料、さらにはポリエステルや、ポリエーテルイミド等のフレキシブル有機絶縁物系等が好ましく適用可能である。
また、基材１３は、メラミン樹脂やアクリロニトリル−スチレン（ＡＳ）やポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等が採用可能であり、熱重合硬化樹脂や光重合硬化樹脂または電子線重合硬化樹脂が適用できる。さらに、基材１３は、フッ素樹脂フィルム（ＦＥＰ：４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂）などのフッ素系樹脂のフィルムを用いると金属基板等への熱圧着を簡便に行える利点もあり、その上、透光性フィルムであれば光取り出しの側面からも好ましい。そして、基材１３は、耐熱性繊維材や難燃性薄膜繊維材などを使用することもできる。なお、基材１３の形状、大きさおよび厚さは特に限定されず、当該可撓性基板１１上に設置（実装）される発光素子１２等の部材の数や大きさに応じて任意の形状、大きさおよび厚さで形成することができる。また、基材１３の表面には、ここでは、一例として白樹脂等の反射部材１４が設けられている構成としてもよい。
配線パターンＰ１は、図４に示すように、基材１３の一方の面に金属箔等の金属材料により形成され発光素子１２に電力を供給するものである。この配線パターンＰ１は、１つの発光素子１２に対してアノードとカソードとが一対として形成されている。なお、配線パターンＰ１は、実装される発光素子１２以外の例えばツェナーダイオード等の他の実装部品（図示せず）にも配線するように予め設定されている。また、配線パターンＰ１の長手方向の一端側には、外部の電源あるいは他の発光装置１０に電気的に接続するための配線Ｐ２を有している。この配線Ｐ２は、配線パターンＰ１と同じ金属材料で形成されている。
図２に示すように、発光素子１２は、可撓性基板１１の実装領域に設けた配線パターンＰ１上に実装され、可撓性基板１１の長手方向に所定間隔で配置されている。そして、発光素子１２は、図４に示すように、可撓性基板１１の幅方向における中心線ＣＬよりも一方の側端部に偏った領域に配置されている。この発光素子１２は、例えば、ＬＥＤチップ等の半導体素子であり、半導体層が発光部分を構成するものである。半導体層は、例えば、サファイア基板のＣ面（主面）上にバッファ層を介して形成されており、ｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層が下からこの順に積層された構造を有している。そして、活性層は、例えば井戸層（発光層）と障壁層とを有する量子井戸構造である。半導体層は、ＧａＮ，ＡｌＮもしくはＩｎＮ，またはこれらの混晶であるＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ，０≦Ｙ，Ｘ＋Ｙ≦１））から構成されることが好ましい。
この発光素子１２は、例えば、基板の一方の主面上に発光ダイオード構造を有する半導体層を備え、半導体層の一方の面側にｎ側電極及びｐ側電極を備えるフリップチップ型の実装に適した構造を有している。そして、発光素子１２は、例えば、バンプを介して、あるいは、異方性導電部材を介して実装領域の配線パターンＰ１に接続されることで、可撓性基板１１に実装される。なお、発光素子１２は、波長変換部材（図示せず）により被覆されるように構成されてもよい。波長変換部材は、発光素子１２からの照射光を異なる波長の光に変換するものである。波長変換部材は、一例として蛍光体の粒子であり、例えば、樹脂等のバインダーを介して発光素子１２を覆うように設けられている。波長変換部材は、例えば、発光素子１２として青色のＬＥＤを用いた場合、黄色に発光する蛍光体を用いることで、白色照明光を得ることができる。
前記した構成の発光装置１０は、ベース部材２０に取り付けられることで、所定の方向に光を照射するように整列されている。
ベース部材２０は、図２及び図３に示すように、階段状に形成された支持躯体２１と、この支持躯体２１の裏面側に設けられた放熱機構３０と、を備えている。なお、ベース部材２０は、支持躯体２１と放熱機構３０とをここでは一体に形成して備えるように構成されている。
支持躯体２１は、表面側に設けた複数の取付面（第１及び第２取付面）２２と、この取付面２２に所定の段差を有して接続する接続面２３と、取付面２２の周縁に設けられた縁部２５と、を備えている。ここで、接続面２３は、取付面２２，２２に亘って設けられている。そして、取付面２２及び接続面２３は、両者のなす角度が鋭角となるように設けられている。
ベース部材２０は、図２及び図３に示すように、階段状に形成された支持躯体２１と、この支持躯体２１の裏面側に設けられた放熱機構３０と、を備えている。なお、ベース部材２０は、支持躯体２１と放熱機構３０とをここでは一体に形成して備えるように構成されている。
支持躯体２１は、表面側に設けた複数の取付面（第１及び第２取付面）２２と、この取付面２２に所定の段差を有して接続する接続面２３と、取付面２２の周縁に設けられた縁部２５と、を備えている。ここで、接続面２３は、取付面２２，２２に亘って設けられている。そして、取付面２２及び接続面２３は、両者のなす角度が鋭角となるように設けられている。
取付面２２は、左右方向に延伸する平坦面を備えており、可撓性基板１１に角度が付くような折り曲げがされることなく、可撓性基板１１が平坦な状態で発光装置が取り付けられるように形成されている。この取付面２２は、発光装置１０の可撓性基板１１の幅と長さと同等もしくは同等以上の大きさの平坦面となるように形成されている。また、取付面２２は、接続面２３の一端に接続される取付面２２の一端上に離間して、接続面２３の他端に接続される取付面２２が存在するように設けられている。つまり、照明装置１を発光面側から見たときに、第１取付面となる取付面２２は、第２取付面となる取付面２２よりも手前において第２取付面となる取付面２２の一部と重なるように設けられている。言い換えると、取付面２２の接続面２３と接続する一端は、接続面２３の他端に接続される取付面２２に離間して対向する位置関係となるように設けられている。ここでは、取付面２２は、正面視において、前方から観察したときに、上方に位置する取付面２２により下方に位置する取付面２２の１０〜４０％の領域の範囲において、離間して覆うように接続面２３を介して設置されている。
接続面２３は、隣合う取付面２２，２２に亘って設けられている。接続面２３は、取付面２２，２２を互いに離間させて段差を形成するように配置させるものである。そして、接続面２３は、一端及び他端に接続される取付面２２との角度がベース部材２０側において鋭角となるように、取付面２２，２２の間に設置されている。この接続面２３は、取付面２２に対する角度と、長さを調整することにより、上方の取付面２２の一部が下方の取付面２２の一部を離間して覆う範囲の領域Ｌ１を設定することができる。接続面２３は、上方の取付面２２に対して鋭角に接続されることで、水平面よりも上方に向かって傾斜するように形成されている。また、ベース部材２０において、接続面２３が、取付面２２，２２の間で取付面２２，２２に対して鋭角に構成されているため、ベース部材２０は、最上位の取付面２２から最下位の取付面２２の前後方向の奥行きＤを従来の接続面が直角の構成のものと比較して小さくすることができる。なお、接続面２３は、取付面２２の上下方向の長さを１としたときに、その長さと同等あるいは同等未満とすることで、より小さく、かつ、正面方向に対する光照射量を増やすことができる。つまり、取付面２２，２２の間の接続面２３の長さを小さくすることで、次に位置する取付面２２がより前方に位置することになり、発光素子１２から直接正面側に照射される光の量を増やすことができる。したがって、取付面２２を１としたときに、接続面を０．７より小さい比率とした長さにすることが好ましい。また、接続面２３は、その表面側に、例えば、白樹脂等の反射部材２４を設ける構成としても構わない。なお、接続面２３は、前方に位置する取付面２２に対して面から面までの空間側の角度では、２７０度を越えて３６０度未満である。
取付面２２の周縁には、取付面２２よりも前方に突出して縁部２５が形成されている。この縁部２５は、発光素子１２及び可撓性基板１１を粉塵から保護するための保護カバー４０を取り付けるためのものである。縁部２５は、保護カバー４０が取り付けられたときに、発光素子１２からの距離が保護カバー４０まで一定となる高さに形成されている。縁部２５は、保護カバー４０と当接する端面が保護カバー４０を接着剤等の接合手段で取り付けられるように同一平面となる高さに形成されることが好ましい。
以上の構成を備える支持躯体２１は、取付面２２のそれぞれに発光装置１０の可撓性基板１１を接着剤等により取り付けると、図１及び図３に示すように照明装置１を発光面側から見たときに、手前にある取付面２２は、奥にある取付面２２の一部と重なるように設けられる。つまり、上方に位置する取付面２２の一部により可撓性基板１１の上方の領域Ｌ２の範囲が覆われそれ以外の領域Ｌ１が正面側から露出することになる。また、発光素子１２の光軸Ｈｃが正面視において上方の取付面２２に重なることなく露出するようになる。
したがって、発光面Ｆｍの全長Ｌ０における発光素子１２の単位面積あたりの数を、段差が直角となる従来の照明装置と比較した場合に、実質的に増加させることが可能となる。そして、発光装置１０において、発光素子１２が可撓性基板１１の幅における中心線ＣＬ（図３参照）よりも下方に配置されているため、発光素子１２から接続面２３に照射される光量を低減して直接的に正面方向に出射する光量を多くすることができる。さらに、支持躯体２１は、取付面２２に発光装置１０を平坦な状態で取り付けられるため、発光素子１２から接続面２３に可撓性基板１１の角張るような折り曲げをする必要がなく取付操作が容易となる。
したがって、発光面Ｆｍの全長Ｌ０における発光素子１２の単位面積あたりの数を、段差が直角となる従来の照明装置と比較した場合に、実質的に増加させることが可能となる。そして、発光装置１０において、発光素子１２が可撓性基板１１の幅における中心線ＣＬ（図３参照）よりも下方に配置されているため、発光素子１２から接続面２３に照射される光量を低減して直接的に正面方向に出射する光量を多くすることができる。さらに、支持躯体２１は、取付面２２に発光装置１０を平坦な状態で取り付けられるため、発光素子１２から接続面２３に可撓性基板１１の角張るような折り曲げをする必要がなく取付操作が容易となる。
図２及び図３に示すように、放熱機構３０は、支持躯体２１の裏面に設けられ、発光素子１２の発光することで生じる熱を大気に放出するものである。この放熱機構３０は、支持躯体２１の階段状の裏面に連続して薄板状のフィン３１を支持躯体２１の後方に突出させ、そのフィンが所定間隔で左右方向に複数設けるように構成されている。この放熱機構３０は、従来の直角の接続面を有する構成と比較してフィン３１との接触面積を大きくすることができ放熱性を向上することができる。
図２に示すように、保護カバー４０は、発光装置１０を屋内あるいは屋外で使用する場合に、粉塵や雨水等から保護するためのものである。この保護カバー４０は、光を透過するガラスや樹脂等の光透過性部材で形成されている。また、保護カバー４０は、発光素子１２からの光を拡散する曇りガラスや樹脂であってもよい。なお、保護カバー４０は、同一厚みとして図面上は表示しているが表面あるいは裏面に凹凸が列方向あるいは行方向又は行列方向に形成されている構成であってもよい。なお、凹凸を保護カバー４０に設ける場合には、その凹あるいは凸がレンズの役割を果たすように構成しても構わない。
以上のように構成された照明装置１は、同じ数の発光素子１２を配置する場合に、従来の接続面が直角に形成された装置と正面から見た面積を比較すると、１０〜６０％前後の小型にすることが可能となる。また、支持躯体２１の接続面２３の取付面２２に対する鋭角の角度を目的に合せて調整することで、発光面Ｆｍの大きさを目的とする大きさに対応させることが可能となり、設計の自由度を広げることができる。さらに、照明装置１は、従来の接続面が直角に形成された装置と比較して、前後方向の寸法（奥行きＤ）についても小さくすることができる。そして、接続面２３が取付面２２に対して鋭角であることで、照明装置１の下方側についても接続面２３で、あるいは接続面２３及び取付面２２で反射した光を送ることができる。
次に、図５及び図６を参照して、第２実施形態に係る照明装置１Ｂについて説明する。なお、既に説明した同じ構成は同じ符号を付して適宜説明を省略する。
図５に示すように、照明装置１Ｂは、レンズ５０を発光装置１０に設ける構成としている。この照明装置１Ｂは、長尺状の複数の発光装置１０と、この発光装置１０を支持するベース部材２０と、発光装置１０に設置したレンズ５０と、を主に備えている。なお、照明装置１Ｂは、ここでは前記した照明装置１と同様に、ベース部材２０が発光装置１０の熱を放熱する放熱機構３０を有すると共に、発光装置１０の光照射面側を覆う保護カバー４０を有している。
図５に示すように、照明装置１Ｂは、レンズ５０を発光装置１０に設ける構成としている。この照明装置１Ｂは、長尺状の複数の発光装置１０と、この発光装置１０を支持するベース部材２０と、発光装置１０に設置したレンズ５０と、を主に備えている。なお、照明装置１Ｂは、ここでは前記した照明装置１と同様に、ベース部材２０が発光装置１０の熱を放熱する放熱機構３０を有すると共に、発光装置１０の光照射面側を覆う保護カバー４０を有している。
レンズ５０は、発光装置１０の発光素子１２を覆うように設けられ、発光素子１２からの光を特定の方向に導くようにするものである。このレンズ５０は、一例として発光装置１０ごとに設置されており、可撓性基板１１の長手方向に沿って形成されている。レンズ５０は、凸レンズ（シリンドリカルレンズ）として作用するように構成されたものがここでは使用され、発光素子１２から照射された光を平行光にするように屈折させて出力させている。レンズ５０は、発光素子１２を覆う光屈折部５１と、この光屈折部５１の一方の周縁側（上端側）に連続して形成した第１係合部５２と、光屈折部５１の他方の周縁側（下端側）に連続して形成した第２係合部５３とを備えている。
光屈折部５１は、可撓性基板１１の複数の発光素子１２を連続して覆うように設置されるために、ここでは、可撓性基板１１の長手方向に沿って同一の断面形状が連続するように形成されている。この光屈折部５１は、光入射側となる凹面で囲む空間内に発光素子１２と非接触で設置できるように形成されている。また、光屈折部５１は、光出力側となる凸面側は発光素子１２から入射した光を平行光として出力するように凸レンズとしての曲率で形成されている。そして、光屈折部５１の凹面の周囲で可撓性基板１１に対面する部分は、平担に形成され可撓性基板１１に当接するように形成されている。そして、光屈折部５１の一方及び他方である上方及び下方となる周縁側には、他のレンズ５０との係合及び可撓性基板１１との係合を可能とする第１係合部５２及び第２係合部５３が光屈折部５１と一体に形成されている。
第１係合部５２は、光屈折部５１の上方（他方）の端部において長手方向（左右方向）に連続して形成されている。この第１係合部５２は、ベース部材２０の取付面２２に対して直交する方向（前方）に突出して壁面状に形成され、その壁面の上部側面に断面が三角形の溝部が形成されている。第１係合部５２の溝部は、取付面２２の長手方向に沿って連続して形成されている。そして、第１係合部５２は、上方に位置する他のレンズ５０の第２係合部５３の溝部に入り込んで嵌め込まれると共に、ベース部材２０の段差の下端となる角部を断面が三角形の溝部に嵌め込むことで、ベース部材２０に係合する。
第２係合部５３は、光屈折部５１の下方（一方）の端部において取付面２２の長手方向に沿って（左右方向）連続して形成されている。この第２係合部５３は、レンズ５０の側端及びベース部材２０の取付面２２に向かって開口する断面が矩形の溝部が長手方向に連続して形成されている。第２係合部５３は、下方に位置する他のレンズ５０の第１係合部５２の先端部を溝部内に嵌め込むことで、第１係合部５２と係合している。
以上のように構成されたレンズ５０は、ベース部材２０の複数の取付面２２に発光装置１０が設置された後に、上方側あるいは下方側に位置する発光装置１０に対応するものから順番に設置される。例えば、レンズ５０を、ベース部材２０の下方側に位置する発光装置１０に対応するものから順に上方に向かって設置する場合は、光屈折部５１の凹面を発光素子１２に対面して配置し、上方に位置する取付面２２の下端となる部分を、第１係合部５２の溝部内に嵌め込むようにして設置される。そして、次のレンズ５０は、先に設置したレンズ５０の第１係合部５２の先端部分を、第２係合部５３の溝部内に嵌め込むようにすると共に、対応する発光装置１０の発光素子１２に光屈折部５１の凹面を対面させ、かつ上方に位置する取付面２２の下端となる部分を、第１係合部５２の溝部内に嵌り込ませることで設置する。以下、同様の操作を全ての取付面２２に設けた発光装置１０に対して行うことで、レンズ５０を設置している。なお、レンズ５０は、例えば、光屈折部５１の周縁で可撓性基板１１と対面する位置、あるいは、第１係合部５２の溝部内に接着剤を塗布することでベース部材２０側に取り付ける構成とすることができる。
なお、ベース部材２０は、発光素子１２にレンズ５０を設置しても、縁部２５に取り付けられる保護カバー４０とレンズ５０とが離間して接触することがないように縁部２５の高さが設定されている。
以上のように構成された照明装置１Ｂは、発光素子１２が点灯すると、照射光はレンズ５０を介して出力され保護カバー４０を透過して外部に光を照射する。そして、照明装置１Ｂは、レンズ５０が設置されていることで、光の出射方向を調整することができ、配向特性の設計の自由度を広げることが可能となる。
以上のように構成された照明装置１Ｂは、発光素子１２が点灯すると、照射光はレンズ５０を介して出力され保護カバー４０を透過して外部に光を照射する。そして、照明装置１Ｂは、レンズ５０が設置されていることで、光の出射方向を調整することができ、配向特性の設計の自由度を広げることが可能となる。
次に、図７及び図８を参照して、第３実施形態に係る照明装置１Ｃについて説明する。なお、既に説明した同じ構成は同じ符号を付して適宜説明を省略する。
照明装置１Ｃは、ベース部材２０Ｃが前方に向かって凸状に湾曲した構成となり、そのベース部材２０Ｃに合わせて他の構成が湾曲するようになっていることが、図１で説明した照明装置１と異なる部分である。以下、異なる部分を中心に照明装置１Ｃを説明する。
図７及び図８に示すように、照明装置１Ｃは、長尺状の発光装置１０と、この発光装置１０を湾曲した状態で支持するベース部材２０Ｃと、を主に備え、発光装置１０の光照射面側を覆う保護カバー４０Ｃを取り付けている。
照明装置１Ｃは、ベース部材２０Ｃが前方に向かって凸状に湾曲した構成となり、そのベース部材２０Ｃに合わせて他の構成が湾曲するようになっていることが、図１で説明した照明装置１と異なる部分である。以下、異なる部分を中心に照明装置１Ｃを説明する。
図７及び図８に示すように、照明装置１Ｃは、長尺状の発光装置１０と、この発光装置１０を湾曲した状態で支持するベース部材２０Ｃと、を主に備え、発光装置１０の光照射面側を覆う保護カバー４０Ｃを取り付けている。
ベース部材２０Ｃは、その一部又は全部に曲面的に折り曲げた曲面状の支持躯体２１ｃとして、構成されている。なお、このベース部材２０Ｃは、ここでは放熱機構を設けない構成として説明する。また、ベース部材２０Ｃは、第１実施形態と同様に、第１取付面２２ｃ及び第２取付面２２ｃを接続面２３ｃを介して繰り返して階段状に形成した構成として説明するが、第１取付面２２ｃと、第２取付面２２ｃとを接続面２３ｃに接続するのみの構成であってもよい。
支持躯体２１ｃは、取付面２２ｃと、この取付面２２に接続され取付面２２とのなす角度が鋭角になるように接続する接続面２３ｃと、取付面２２の周縁となる一部に設けられた縁部２５ｃとを備えている。そして、支持躯体２１ｃは、取付面２２ｃと接続面２３ｃとが階段状になるように複数形成されている。この支持躯体２１ｃは、左右方向において、一端側から他端側に向かって緩やかに湾曲して左右方向の中心を越えた後（図面では３／４を越えた後）に大きく凸状に湾曲する曲面形状に形成されている。支持躯体２１ｃの湾曲形状は、左右方向について、前方に凸状に湾曲している。さらに、支持躯体２１ｃの湾曲形状は、左右方向の一端部では、曲率が大きく、中央部及び左右方向の他端部では曲率が小さくなるように形成されている。また、支持躯体２１ｃの湾曲形状は、ここでは上下方向については湾曲しないように形成されている。
取付面２２ｃは、一端側から他端側に向かって緩やかに湾曲させかつ左右方向の中心を越えた後（図面では３／４を越えた後）に大きく湾曲した曲面に形成されている。取付面２２ｃは、支持躯体２１ｃの湾曲形状に沿って形成されている。また、取付面２２ｃは、発光装置１０の可撓性基板１１の幅と同等あるいは幅以上で、可撓性基板１１の長さと同等あるいは同等以上となるように形成されている。取付面２２ｃは、上下方向における一端と他端とが接続面２３ｃに接続されている。さらに、接続面２３ｃの一端に接続される取付面２２ｃの一端上には、接続面２３ｃの他端に接続される取付面２２ｃが離間（対向）して存在するように設けられている。つまり、取付面２２ｃが上方に位置する取付面２２ｃの一部により下方に位置する取付面２２ｃの一部を離間して覆うように接続面２３ｃを介して設置されている。ここでは、取付面２２ｃは、上方に位置する取付面２２ｃにより下方に位置する取付面２２ｃの１０〜４０％の領域範囲において離間して覆われるように接続面２３ｃを介して設置されている。
接続面２３ｃは、取付面２２ｃに沿って湾曲して形成されると共に、隣合う取付面２２ｃの間に亘って、かつ、取付面２２ｃに対して鋭角な角度となるように形成されている。接続面２３ｃは、上方の取付面２２ｃに対して９０度よりも小さい鋭角となることで、水平面よりも上方に向かって傾斜するように形成されている。この接続面２３ｃは、取付面２２ｃとの間隔および湾曲形状が上下方向において一定となるように取付面２２に沿って湾曲して形成されている。
複数の取付面２２ｃの全体における周縁となる４辺において、その内の下辺を除く３辺に縁部２５ｃが形成されている。この縁部２５ｃは、取付面２２ｃの短手方向において上方の周縁となる辺の第１の位置と、取付面２２ｃの長手方向の両端となる周縁の対向する２つの辺の第２の位置及び第３の位置とに形成されている。第１の位置の縁部２５ｃは、取付面２２ｃの湾曲した曲面に沿って長手方向に取付面２２ｃよりも前方に突出する位置となるように、かつ、取付面２２とのなす角度が鈍角となるように傾斜して形成されている。また、第２の位置及び第３の位置の縁部２５ｃは、取付面２２ｃの長手方向において一端側あるいは他端側となる辺で、取付面２２ｃから外側に向かう方向に傾斜して取付面２２ｃよりも前方に突出する位置となるように形成されている。この縁部２５ｃは、保護カバー４０Ｃに形成されたカバー縁部４１ｃと併せて取付面２２の周縁を覆い保護するように構成されている。支持躯体２１ｃの周縁において縁部２５ｃが形成されていない他の１つの辺は、最下端の取付面２２ｃの下端が支持躯体２１Ｃの端部となっている。
保護カバー４０Ｃは、支持躯体２１ｃの形状に沿って湾曲して形成されている。この保護カバー４０Ｃは、周囲となる４辺のうちの１辺にカバー縁部４１ｃが形成されている。カバー縁部４１ｃは、支持躯体２１ｃの縁部２５ｃと併せて、支持躯体２１ｃの四周側面を囲うように構成されている。カバー縁部４１ｃは、保護カバー４０Ｃの周縁が縁部２５ｃに当接したときに、支持躯体２１ｃの周縁に当接する高さに形成されている。なお、保護カバー４０Ｃは、支持躯体２１ｃに接着剤等の接合手段により設置される。
以上のように構成された照明装置１Ｃは、湾曲した取付面２２ｃに垂直な方向に向かって、発光装置１０から光が照射されることになる。したがって、照明装置１Ｃからの光は、取付面２２ｃの発光素子１２が配置された位置において発光素子１２の光軸がそれぞれの方向に向くように設定されることになる。また、発光装置１０は、取付面２２ｃの形状が湾曲されていても、その取付面２２ｃの長手方向に沿って、可撓性基板１１が倣って取り付けられるため設置作業が容易で極端な角度の折り曲げやスリットを必要としないので回路パターンの劣化も少ない。
なお、以上説明した第１実施形態から第３実施形態において、発光素子１２の位置が可撓性基板１１の中心線ＣＬよりも一側端に偏った配置の構成として説明したが、例えば、図９及び図１０に示すように、発光装置１０Ｄのように発光素子１２を、可撓性基板１１の幅方向の中心に設置される構成としても構わない。なお、発光装置１０Ｄは、正面視において、取付面２２（２２ｃ）に取り付けた際に、上方の取付面２２（２２ｃ）で覆われる可撓性基板１１の上方の領域Ｌ２が中心線ＣＬよりも上方であればよい。このような発光装置１０Ｄを照明装置１，１Ｂ，１Ｃに使用する場合には、発光素子１２から照射されて接続面２３（２３ｃ）に向かう光は、反射部材２４（２４ｃ）で反射されて可撓性基板１１に向かい、更に、可撓性基板１１で反射されて保護カバー４０（４０Ｃ）を通って出力される。この発光装置１０Ｄと、発光装置１０とでは、例えば、同じベース部材２０に使用したときに、配向特性が異なるようになるため、使用目的に合わせて選択して用いられる。
また、以上説明した第１実施形態から第３実施形態において、ベース部材２０は、支持躯体２１と放熱機構３０とを一体に形成した例として説明したが、支持躯体２１と放熱機構３０とを別体に形成して接続する構成としても構わない。
さらに、前記した取付面２２は、平担面として説明したが、可撓性基板１１の発光素子１２の光軸の方向が２方向、３方向、あるいは４方向に向くように緩やかに凹凸が連続する傾斜面を形成する構成としてもよい。取付面２２に穏やかに傾斜面を形成する場合には、上下方向に傾斜する構成とすることや、あるいは左右方向に傾斜する構成とすること等であってもよい。
なお、支持躯体２１は、ここでは、縁部２５，２５ｃを有する構成として説明したが、縁部２５，２５ｃを別体として構成することや、保護カバー４０，４０Ｃ側に全て設ける構成としても構わない。
さらに、前記した取付面２２は、平担面として説明したが、可撓性基板１１の発光素子１２の光軸の方向が２方向、３方向、あるいは４方向に向くように緩やかに凹凸が連続する傾斜面を形成する構成としてもよい。取付面２２に穏やかに傾斜面を形成する場合には、上下方向に傾斜する構成とすることや、あるいは左右方向に傾斜する構成とすること等であってもよい。
なお、支持躯体２１は、ここでは、縁部２５，２５ｃを有する構成として説明したが、縁部２５，２５ｃを別体として構成することや、保護カバー４０，４０Ｃ側に全て設ける構成としても構わない。
また、保護カバー４０，４０Ｃは、接着剤等により取り付けられることとして説明したが、支持躯体２１，２１ｃ及び保護カバー４０，４０Ｃのそれぞれに係合機構を設けることで着脱自在に取り付けられることとしてもよい。
また、照明装置１Ｃでは、ベース部材２０Ｃの形状に対応する放熱機構（図示せず）を一体あるいは別体として接続して、ベース部材２０Ｃの裏面側に設置する構成としても構わない。
さらに、発光装置１０の可撓性基板１１が角度が形成されるような折り目が付くことなく取付面に取り付けられる構成であれば、ベース部材を例えば、円環状に形成すること等、ベース部材の形状を限定するものではない。
また、照明装置１Ｃでは、ベース部材２０Ｃの形状に対応する放熱機構（図示せず）を一体あるいは別体として接続して、ベース部材２０Ｃの裏面側に設置する構成としても構わない。
さらに、発光装置１０の可撓性基板１１が角度が形成されるような折り目が付くことなく取付面に取り付けられる構成であれば、ベース部材を例えば、円環状に形成すること等、ベース部材の形状を限定するものではない。
また、第１実施形態から第３実施形態において、接続面の構成は、前記した図１〜図１０に示すような構成で有ること以外、例えば、図１１及び図１２で示す構成であっても構わない。
つまり、図１１に示すように、接続面１２３は、一方（上方）の取付面２２の一端に接続されると共に、他端が他方（下方）の取付面２２の上端に接続され、２カ所の曲折部を介して設けられるように構成されてもよい。この接続面１２３は、取付面２２の一端に接続する第１水平部１２３ａと、この第１水平部１２３ａに曲折部を介して連続する垂直部１２３ｂと、この垂直部１２３ｂに曲折部を介して連続する第２水平部１２３ｃとを有している。この接続面１２３の構成により、接続面１２３の一端に接続される取付面２２の一端上には、接続面１２３の他端に接続される取付面２２が離間して存在するように設けられる。このような曲折部を介して接続面１２３を構成することで、上方の取付面２２に重なる部分の領域Ｌ２と重ならない部分の領域Ｌ１との割合を、垂直部１２３ｂの長の調整により、奥行方向の調整とは切り離して単独で行うことができる。また、第１水平部１２３ａ及び第２水平部１２３ｃの長さを調整することで、奥行きＤの調整を、前記した領域Ｌ２，Ｌ１の調整とは別に単独で行うことが可能となる。
つまり、図１１に示すように、接続面１２３は、一方（上方）の取付面２２の一端に接続されると共に、他端が他方（下方）の取付面２２の上端に接続され、２カ所の曲折部を介して設けられるように構成されてもよい。この接続面１２３は、取付面２２の一端に接続する第１水平部１２３ａと、この第１水平部１２３ａに曲折部を介して連続する垂直部１２３ｂと、この垂直部１２３ｂに曲折部を介して連続する第２水平部１２３ｃとを有している。この接続面１２３の構成により、接続面１２３の一端に接続される取付面２２の一端上には、接続面１２３の他端に接続される取付面２２が離間して存在するように設けられる。このような曲折部を介して接続面１２３を構成することで、上方の取付面２２に重なる部分の領域Ｌ２と重ならない部分の領域Ｌ１との割合を、垂直部１２３ｂの長の調整により、奥行方向の調整とは切り離して単独で行うことができる。また、第１水平部１２３ａ及び第２水平部１２３ｃの長さを調整することで、奥行きＤの調整を、前記した領域Ｌ２，Ｌ１の調整とは別に単独で行うことが可能となる。
さらに、図１２に示すように、接続面２２３は、一方（上方）の取付面２２の一端に接続されると共に、他端が他方（下方）の取付面２２の上端に接続され、１つの曲折部を介して設けられるように構成されてもよい。この接続面２２３は、取付面２２の一端に接続する第１傾斜面２２３ａと、この第１傾斜面２２３ａに曲折部を介して連続する第２傾斜面２２３ｂとを有している。この接続面２２３の構成により、接続面２２３の一端に接続される取付面２２の一端上には、接続面２２３の他端に接続される取付面２２が離間して存在するように設けられる。このような曲折部を介して接続面２２３を構成することで、上方の取付面２２に重なる部分の領域Ｌ２と重ならない部分の領域Ｌ１との割合を、第１傾斜面２２３ａ又は第２傾斜面２２３ｂのいずれか一方の長さあるいは角度の調整により、奥行方向の調整とは切り離して単独で行うことができる。さらに、第１傾斜面２２３ａ又は第２傾斜面２２３ｂのいずれか一方の長さあるいは角度の調整により、奥行きＤの調整を、前記した領域Ｌ２，Ｌ１の調整とは別に単独で行うことが可能となる。なお、第２傾斜面２２３ｂは、隣り合うものも含めて直線上に配置される傾斜角度にここでは設定されている。このように第２傾斜面２２３ｂが直線上に揃うように構成することで、金型等で形成するときに製造し易くなる。なお、第１傾斜面２２３ａ及び第２傾斜面２２３ｂは、所定の角度で設定することができるものである。
なお、取付面２２及び接続面２３（２３ｃ、１２３、２２３）は、連続して例えば樹脂で一体に形成されることや、あるいは、取付面２２及び接続面２３（２３ｃ、１２３，２２３）を１ユニットとして、接着剤で接着することで、階段状に連続するように形成することとしても構わない。また、図９及び図１０に示すように、発光装置１０Ｄのように発光素子１２を、可撓性基板１１の幅方向の中心に設置される構成を図１１及び図１２の取付面２２に用いても構わないことは勿論である。
１，１Ｂ，１Ｃ 照明装置
１０，１０Ｄ 発光装置
１１ 可撓性基板（第１基板、第２基板）
１２ 発光素子
１３ 基材
１４ 反射部材
２０，２０Ｃ ベース部材
２１，２１ｃ 支持躯体
２２，２２ｃ 取付面（第１取付面、第２取付面）
２３，２３ｃ，１２３，２２３ 接続面
２４，２４ｃ 反射部材
２５，２５ｃ 縁部
３０ 放熱機構
３１ フィン
４０、４０Ｃ 保護カバー
４１ｃ カバー縁部
５０ レンズ
５１ 光屈折部
５２ 第１係合部
５３ 第２係合部
ＣＬ 中心線
Ｆｍ 発光面
Ｈｃ 光軸
Ｐ１ 配線パターン
Ｐ２ 配線
１０，１０Ｄ 発光装置
１１ 可撓性基板（第１基板、第２基板）
１２ 発光素子
１３ 基材
１４ 反射部材
２０，２０Ｃ ベース部材
２１，２１ｃ 支持躯体
２２，２２ｃ 取付面（第１取付面、第２取付面）
２３，２３ｃ，１２３，２２３ 接続面
２４，２４ｃ 反射部材
２５，２５ｃ 縁部
３０ 放熱機構
３１ フィン
４０、４０Ｃ 保護カバー
４１ｃ カバー縁部
５０ レンズ
５１ 光屈折部
５２ 第１係合部
５３ 第２係合部
ＣＬ 中心線
Ｆｍ 発光面
Ｈｃ 光軸
Ｐ１ 配線パターン
Ｐ２ 配線
Claims (7)
- 複数の発光素子が長手方向に実装された第１基板と、複数の発光素子が長手方向に実装された第２基板と、前記第１基板を取り付けるための第１取付面及び前記第２基板を取り付けるための第２取付面を階段状に有するベース部材と、を備える照明装置であって、
前記照明装置を発光面側から見たときに、
前記第１取付面は、前記第２取付面よりも手前において前記第２取付面の一部と重なるように前記第２取付面と接続面を介して接続されて設けられ、
前記第２取付面に配置された発光素子は、前記第２取付面のうち前記第１取付面の一部と重なる領域と異なる領域に配置され、
前記接続面は、その表面側に反射部材を設け、
前記長手方向に直交する、前記接続面の幅方向において、前記第１取付面に接続される前記接続面の一端と前記第２取付面に接続される前記接続面の他端との間における前記接続面の長さは、前記第１取付面の前記長手方向に直交する幅方向の長さと同等又は同等未満であり、かつ、前記第２取付面の前記長手方向に直交する幅方向の長さと同等又は同等未満である照明装置。 - 前記接続面が、前記ベース部材側において前記第１取付面とのなす角度を鋭角となるように傾斜して設けられる請求項１に記載の照明装置。
- 前記発光素子は、前記第１基板及び前記第２基板の長手方向に直交する幅方向の中心よりも一側にずれた偏心位置に実装される請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
- 前記第１基板及び前記第２基板は、可撓性を有する基板である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記ベース部材は、前記第１取付面及び前記第２取付面が前記第１基板及び前記第２基板の長手方向に沿って湾曲して形成され、前記第１基板を前記第１取付面に沿って有すると共に前記第２基板を前記第２取付面に沿って有する請求項４に記載の照明装置。
- 前記発光素子に対向するようにレンズを有する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。
- 複数の発光素子が長手方向に実装された第１基板と、複数の発光素子が長手方向に実装された第２基板と、前記第１基板を取り付けるための第１取付面及び前記第２基板を取り付けるための第２取付面を階段状に有するベース部材と、前記ベース部材の裏面に設けた放熱機構と、を備える照明装置であって、
前記照明装置を発光面側から見たときに、
前記第１取付面は、前記第２取付面よりも手前において前記第２取付面の一部と重なるように前記第２取付面と接続面を介して接続されて設けられ、
前記第２取付面に配置された発光素子は、前記第２取付面のうち前記第１取付面の一部と重なる領域と異なる領域に配置され、
前記接続面は、その表面側に反射部材を設け、
前記長手方向に直交する、前記接続面の幅方向において、前記第１取付面に接続される前記接続面の一端と前記第２取付面に接続される前記接続面の他端との間における前記接続面の長さは、前記第１取付面の前記長手方向に直交する幅方向の長さと同等又は同等未満であり、かつ、前記第２取付面の前記長手方向に直交する幅方向の長さと同等又は同等未満であり、
前記放熱機構は、前記第１取付面及び前記第２取付面の長手方向に直交する方向に薄板
状のフィンを所定間隔で複数設けている照明装置。
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2015
- 2015-12-25 JP JP2015255396A patent/JP6432504B2/ja active Active
-
2016
- 2016-12-22 US US15/388,044 patent/US10215348B2/en active Active
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