光源ユニット及び照明装置

【課題】対象物へ有効に光を照射することができるとともに、所期の配光が得やすく、目的外の漏れ光を抑制できる光源ユニット及び照明装置を提供すること目的とする。
【解決手段】本発明は、側壁４の内面に配設された発光素子５２と、この発光素子５２から出射された光が側壁４と平行方向に照射されるように、前記発光素子５２と対向し、照射方向に向かって拡開する曲面の一部によって形成された反射面３１と、前記発光素子５２と反射面３１における照射方向の端部とを結ぶ略直線上に一端が位置し、他端が照射方向に延出するように配設された遮光部材７とを備える光源ユニットである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、夜の景観を美しく演出するライトアップ等を行うのに適する光源ユニット及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置において、ランプから放射される光を反射する反射面の形状を放物線を回転させた回転放物面とし、この回転放物面の焦点にランプの光中心を配置するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これによって、反射面で反射された光は、略平行光となって照射される。したがって、例えば、対象物にスポットをあてて照明を行い、効果的に演出するには、特許文献１に示されたような構成によって、ランプの光中心を反射面の焦点に配置することが好適となる。
【０００３】
ところが、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いる場合、通常、ＬＥＤ等は基板に面実装等されて平板状をなしているため、ＬＥＤ等の光中心を例えば、回転放物面からなる反射面の焦点に高さ位置を調整して配置するのは困難となる。そのため、ビームの開きが大きくなったり、反射光が拡散したりして、対象物へ有効に光を照射できないという不具合が生じる。
そこで、側壁に発光素子を配設し、この発光素子から出射された光が側壁と平行方向に照射されるように反射面を形成した光源ユニットが開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１７５５８号公報（段落［００１６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記光源ユニットの場合、発光素子から出射される光のうち、反射面に反射されない直接光が目的外の漏れ光として照射される不具合が生じる。この漏れ光は、例えば、対象物へ有効に作用することなく、目的外の方向へ不必要に拡散したりする。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、対象物へ有効に光を照射することができるとともに、所期の配光が得やすく、目的外の漏れ光を抑制できる光源ユニット及びこの光源ユニットを用いた照明装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の光源ユニットは、側壁の内面に配設された発光素子と；この発光素子から出射された光が側壁と平行方向に照射されるように、前記発光素子と対向し、照射方向に向かって拡開する曲面の一部によって形成された反射面と；前記発光素子と反射面における照射方向の端部とを結ぶ略直線上に一端が位置し、他端が照射方向に延出するように配設された遮光部材と；を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の技術的意味及び解釈は次による。側壁は、独立した部材であっても、他の部材の一部であってもよく、要は、照射面に直交するように位置して配設される部分を意味する。
【０００９】
発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子である。発光素子の実装は、表面実装方式やチップ・オン・ボード方式によって配設されたものが好ましいが、本発明の性質上、実装方式は特に限定されるものではない。また、曲面に形成された反射面は、例えば、回転放物面や回転楕円面等に形成した反射面が含まれ、格別特定の形態に限定されるものではない。
【００１０】
遮光部材は、半円筒状に構成されることが好ましいが、その形状が特段限定されるものではない。例えば、平板状等であってもよい。また、「発光素子と反射面における照射方向の端部とを結ぶ略直線上」とは、幾何学的に厳密な関係を意味するものではない。
請求項２に記載の光源ユニットは、請求項１に記載の光源ユニットにおいて、前記遮光部材は、半円筒状に形成されていることを特徴とする。
この構成によって、遮光範囲の設定が容易になる。
【００１１】
請求項３に記載の光源ユニットは、請求項１又は請求項２に記載の光源ユニットにおいて、前記反射面は、照射方向に開口部を有しており、この開口部側には照射方向に突出する遮光体が設けられていることを特徴とする。
この構成によって、漏れ光の抑制の確実化が可能となる。遮光体としては、例えば、ルーバ状のものを適用できる。
請求項４に記載の照明装置は、本体と；この本体内に配設された複数の請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の光源ユニットを具備することを特徴とする。
この構成によって、目的とする照度に応じた光を照射できる
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、対象物へ有効に光を照射することができるとともに、所期の配光が得やすく、目的外の漏れ光を抑制できる光源ユニットを提供することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、遮光範囲を容易に設定できる光源ユニットを提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、目的外の漏れ光の抑制が一層確実となる光源ユニットを提供することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、上記各請求項に記載の発明の効果を奏し、また、複数の光源ユニットを有しているので目的とする照度に応じた光を照射できる照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源装置を示す斜視図である。
【図２】同光源ユニットの遮光部材の取付状態を示す斜視図である。
【図３】同分解斜視図である。
【図４】同平面図である。
【図５】同正面図である。
【図６】図４中、Ｙ−Ｙ線に沿って切断して示す断面図である。
【図７】同（ａ）遮光部材を設けない場合と、（ｂ）遮光部材を設けた場合の配光状態を示す模式的説明図である。
【図８】同照明装置を示す平面図である。
【図９】同照明装置を示す正面図である。
【図１０】同照明装置を示す側面図である。
【図１１】同照明装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光源装置を示す平面図である。
【図１３】図６に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図１０を参照して説明する。図１乃至図７は、主として光源ユニットを示し、図８乃至図１０は、この光源ユニットを適用した照明装置を示している。
【００１７】
図１乃至図６に示すように、光源装置本体１は、ベース２と、ベース２に対して立設するように配設された側壁としての基板取付け部材４とを備えている。また、ベース２には、反射体３が取付けられており、基板取付け部材４には、光源部５が取付けられている。
【００１８】
ベース２は、角部をカットした略矩形の板状をなし、アルミニウム材料で形成されており、後述する照明装置へ取付けるためのボルト孔や反射体３を固定するためのねじ孔等が形成されている（図３参照）。
【００１９】
ベース２には、全体形状が略直方体の反射体３が固定されている。反射体３は、アルミニウム等の金属によって一体に形成され、具体的には、ベース２の裏側からねじ止め等によって固定されている。そして、この反射体３の４つの側面部には、それぞれ外側に開放するような反射面３１が形成されている。この反射面３１は、曲面の一部から構成されており、例えば、放物線を半回転させた回転放物面として構成されている。したがって、図４に示すように、平面視においては、反射面３１の照射方向、すなわち、上端部には開口部３２が形成されており、その開口部３２が形成する外形は、内側に円弧状部が位置する半円形状となっており、４つの反射面３１は、９０°回転対称に配置されている。また、この反射面３１は、鏡面処理や白色塗装等が施され、反射率が高くなるように構成されている。
【００２０】
なお、反射面３１は、反射体３とは、別体の部材で構成するようにしてもよい。さらに、反射体３は、金属に限らず、合成樹脂等で形成するようにしてもよく、また、一体に形成せず、複数のブロックに分割して形成し、それを結合して一体化するようにしてもよい。
【００２１】
次に、側壁としての相対向する基板取付け部材４ａ、４ｂは、略長方形状の板状をなし、アルミニウム等の熱伝導性が良好な材料で形成されており、熱伝導部材としての機能を有している。そして、この基板取付け部材４ａ、４ｂの内面側には、光源部５がねじ止めによって取付けられている。
【００２２】
光源部５は、基板５１と、この基板５１に実装された発光素子としてのＬＥＤ５２とを備えている。基板５１は、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂の平板からなり、表面側には銅箔で形成された配線パターンが施されている。なお、基板５１の材料は、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。また、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。
【００２３】
ＬＥＤ５２は、表面実装型のＬＥＤパッケージであり、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。ＬＥＤチップは、青色光を発光する青色のＬＥＤチップである。モールド用の透光性樹脂は、ＬＥＤチップの発光を吸収して黄色系の光を発生する蛍光体を含有しており、ＬＥＤチップから出射される光は、ＬＥＤパッケージの透光性樹脂を経て白色や電球色等の白色系の発光色となって外部へ放射されるようになっている。なお、ＬＥＤは、チップ・オン・ボード方式で直接基板５１に実装するようにしてもよく、実装方式は、格別限定されるものではない。
【００２４】
このように光源部５が取付けられた基板取付け部材４ａ、４ｂは、反射体３の４つの側面部にねじ止め等によって、その両側が取付けられるようになっている。この基板取付け部材４ａ、４ｂが取付けられた状態では、図６に代表して示すように、側壁としての基板取付け部材４ａ、４ｂが反射面３１の照射方向と平行となるように配置されていて、ＬＥＤ５２は、放物線を半回転させた回転放物面の反射面３１に包囲されるように対向しており、ＬＥＤ５２は、反射面３１の放物面の焦点に配置されるようになっている。
【００２５】
また、基板取付け部材４ａ、４ｂは、ベース２に対して垂直方向に立設するような位置関係に配設され、ベース２とは反対側の面は、照射部６として構成されている。反射面３１は、発光素子としてのＬＥＤ５２から出射された光が基板取付け部材４ａ、４ｂと平行方向に照射されるように、前記ＬＥＤ５２と対向し、照射方向に向かって拡開する曲面の一部によって形成されている。
【００２６】
さらに、図５に示すように、相対向する一方の基板取付け部材４ａの下端部は、ベース２の上面に接触して熱的に結合されるようになっており、他方の基板取付け部材４ｂの下端部は、ベース２の下面と略同一の位置まで延出しており、後述する照明装置の筐体に接触して熱的に結合されるようになっている。
【００２７】
次に、光源部５の上方には、半円筒状の遮光部材７が設けられている。この遮光部材７は、合成樹脂又は金属製であり、図２に代表して示すように（図２においては、４つの遮光部材７のうち、１つの遮光部材７のみを示している。）、半円筒状の両側に取付フランジ７１を備えている。この取付フランジ７１が基板取付け部材４ａ、４ｂの内面側に接着や図示しないねじ等の固定手段により取付けられる。これによって、遮光部材７は基板取付け部材４ａ、４ｂの所定の位置に配設される。
【００２８】
図６に示すように、遮光部材７は、発光素子としてのＬＥＤ５２と反射面３１における照射方向の端部とを結ぶ略直線上Ｌに一端（下端）が位置し、他端（上端）が照射方向に反射面３１の上端部まで延出するように配設されている。
【００２９】
また、図４に示すように、反射面３１の上端部が形成する半円形状の円弧状部分Ｒ1と、遮光部材７が形成する半円形状の円弧状部分Ｒ2とは、ＬＥＤ５２を中心とする同心円状に形成されている。したがって、後述するように、漏れ光を遮光する調整が行いやすい利点を有する。
【００３０】
このような構成において、側壁である基板取付け部材４ａ、４ｂと、この基板取付け部材４ａ、４ｂに配設された発光素子であるＬＥＤ５２と、遮光部材７と、反射面３１とで光源ユニットが構成される。したがって、光源装置における複数の光源ユニット、具体的には、４つの光源ユニットは、反射面３１の曲面がベースの中心側に向くように照射方向から見て回転対称に配置され構成されている。
【００３１】
次に、以上のように構成された本実施形態の作用を主として図６及び図７を参照して説明する。電源を投入し、基板５１を介してＬＥＤ５２に通電すると、ＬＥＤ５２が発光し、その光は、主として反射面３１によって反射され、照射部６方向Ａへ向かって放射される。ここで、ＬＥＤ５２は、反射面３１の焦点に配置されているので、照射部６方向へ向かう光は、不用意にビームの開きが大きくなったり、拡散したりすることなく、平行光線となって放射されるようになる。したがって、対象物へスポットをあてて有効に光を照射することが可能となり、また、所期の配光設計の容易化が実現できる。
【００３２】
また、遮光部材７の一端は、ＬＥＤ５２と反射面３１における照射方向の端部とを結ぶ略直線上Ｌに位置しているので、例えば、ＬＥＤ５２から出射される光のうち、反射面３１に反射されない直接光Ｂは、遮光部材７によって遮られ漏れ光として外部に放射されるのを防止することができる。
【００３３】
このように遮光部材７の一端を略直線上Ｌに配置することにより、反射面３１によって反射される有効な光Ａを遮ることなく、不必要な漏れ光Ｂの外部への放射を抑制することができる。
【００３４】
その結果、図７（ｂ）に示すような配光状態が実現できる。図７は、配光状態の一断面を模式的に示したものであり、図７（ａ）は、遮光部材７を設けていない場合であり、図７（ｂ）は、遮光部材７を設けている場合である。遮光部材７を設けていない場合は、反射面３１によって反射された有効な光Ａの両側に漏れ光Ｂが生じるが、遮光部材７を設けている場合には、漏れ光Ｂは抑制されることとなる。
【００３５】
また、遮光部材７は、半円筒状に形成されているので、例えば、図６において、遮光部材７の取付位置を上下方向に調整して選択することにより、ＬＥＤ５２から出射される出射光の略全周にわたって遮光範囲を容易に設定できる。さらに、図４に示すように、反射面３１の円弧状部分Ｒ1と、遮光部材７の円弧状部分Ｒ2とは、ＬＥＤ５２を中心とする同心円状に形成されているので、同様に、遮光部材７の取付位置を上下方向に調整して選択することにより、反射面３１の円弧状部分Ｒ1との関係において、ＬＥＤ５２の出射光の遮光範囲を容易に設定できる。
次に、前記光源ユニットを有する光源装置を適用した照明装置の概略について図８乃至図１１を参照して説明する。
【００３６】
図は、照明装置として投光器１０を示している。投光器１０は、本体として箱状の筐体１１と、この筐体１１内に取付けられた複数の前記光源装置とを備えている。筐体１１は、前面側に開口部を有し、この開口部には、パッキンを介して透光性の前面カバー１２が装着されている。この前面カバー１２は、ポリカーボネートやガラスの材料によって構成できる。そして、筐体１１内の底面壁には、１０個の光源装置本体１が並んで配置され、取付けボルトＢ（図１、図５等に示す）によって取付けられている。
【００３７】
図１１に示すように、装置本体１が筐体１１の底面壁に取付けられた状態においては、光源装置のベース２は、筐体１１の底面壁に面接触するようになっている。また、基板取付け部材４ｂの下端部も筐体１１の底面壁に接触するようになっている。したがって、ベース２、基板取付け部材４ｂは、それぞれ筐体１１と熱的に結合されている。
【００３８】
なお、筐体１１は、仰角が変更可能、すなわち、光の照射方向が可変できるようにコ字状のアーム１３によって回動可能に支持されている。また、筐体１１の底面壁からはケーブルグランドを介して電源線１４が導出されている。この電源線１４は、光源装置に接続されるとともに、光源装置に電力を供給するため図示しない電源装置に接続されている。
【００３９】
このように構成された投光器１０は、アーム１３を例えば、構造物等に取付けて設置し、照射方向を対象物に向けて調整し、電源を投入して使用される。これにより、光源装置から出射される光は、前面カバー１２を透過して対象物に照射される。また、目的外の漏れ光は抑制される。
【００４０】
この場合、ＬＥＤ５２から熱が発生するが、その熱は、基板５１を通じて基板取付け部材４へ伝導され、一方の基板取付け部材４ａからの熱は、ベース２から筐体１１や反射体３へ伝わり、他方の基板取付け部材４ｂからの熱は、直接的に筐体１１へ伝わる。そして、筐体１１へ伝わった熱は、主として筐体１１の底面壁や側面壁の外周から放熱される。このとき、側面壁は、比較的高さ寸法が大きく形成されているので、表面積が大きくなっており、放熱作用が効果的に行われる。なお、筐体１１内に配設する光源装置の数を適宜選定することにより、目的とする照度により対象物を効果的に照射することが可能となる。
【００４１】
以上のように本実施形態によれば、対象物へ有効に光を照射することができるとともに、所期の配光が得やすく、目的外の漏れ光を抑制できる光源ユニット及び照明装置を提供することができる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態について図１２乃至図１３を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００４３】
本実施形態では、光源装置本体１の照射部６側、具体的には、反射面３１の開口部３２側に照射方向に突出する遮光体８を設けたものである。遮光体８は、ルーバで略十字状に形成されており、中央部の一端側に円形の取付板８１を有している。遮光体８は、この取付板８１を反射体３１の上面にねじ止めすることによって取付けられる。
【００４４】
この遮光体８の取付状態においては、図１２に示すように、各反射面３１は、遮光体８によって周囲が三角形状に囲まれた状態となる。また、図１３に示すように、遮光体８の高さ寸法Ｈは、ＬＥＤ５２と反射面３１における照射方向の端部とを結ぶ略直線上Ｌにおける延長線が遮光体８のルーバに衝突する位置Ｃよりも高い寸法となっている。
【００４５】
このように遮光体８を設けることにより、目的外の漏れ光の抑制が確実となる。つまり、前述のように漏れ光を抑制するには、遮光部材７を設けることが有効であるが、漏れ光を抑制する一方、有効な光を減少させないためには、遮光部材７の一端を略直線上Ｌに位置するように微妙な位置決めが必要となる。
【００４６】
しかしながら、遮光体８を設けることにより、仮に、遮光部材７では抑制しきれない漏れ光が生じたとしても、この遮光体８によって漏れ光を容易に、かつ確実に抑制することが可能となる。
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、漏れ光の抑制が一層確実となる光源ユニット及び照明装置を提供することができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、反射面は、回転放物面に限らず、回転楕円面等の曲面状に形成することができる。また、発光素子の発光色は、白色に限らず、赤色、緑色や青色の発光色にしたり、これらを混色して所望の発光色にしたり、また、可変色とするように構成してもよい。さらに、遮光部材の形状は、半円筒状が好適であるが、これに限らず、例えば、平板状のものを適用してもよい。
さらにまた、照明装置としては、投光器が好適であるが、屋内又は屋外で使用される各種照明器具に適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・光源装置本体、２・・・ベース、４・・・側壁（基板取付け部材）、
６・・・照射部、７・・・遮光部材、８・・・遮光体、１０・・・照明装置（投光器）、３１・・・反射面、３２・・・開口部、５２・・・発光素子（ＬＥＤ）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁の内面に配設された発光素子と；
この発光素子から出射された光が側壁と平行方向に照射されるように、前記発光素子と対向し、照射方向に向かって拡開する曲面の一部によって形成された反射面と；
前記発光素子と反射面における照射方向の端部とを結ぶ略直線上に一端が位置し、他端が照射方向に延出するように配設された遮光部材と；
を具備することを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記遮光部材は、半円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記反射面は、照射方向に開口部を有しており、この開口部側には照射方向に突出する遮光体が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
本体と；
この本体内に配設された複数の請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の光源ユニットを具備することを特徴とする照明装置。

【図１】