(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-11
(45)【発行日】2024-09-20
(54)【発明の名称】照明装置
(51)【国際特許分類】
F21V 13/02 20060101AFI20240912BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240912BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20240912BHJP
F21V 17/00 20060101ALI20240912BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240912BHJP
F21Y 103/10 20160101ALN20240912BHJP
【ＦＩ】
F21V13/02 400
F21S2/00 230
F21V5/04 600
F21V17/00 200
F21Y115:10
F21Y103:10
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022108796
(22)【出願日】2022-07-06
(65)【公開番号】P2024007618
(43)【公開日】2024-01-19
【審査請求日】2023-07-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000140269
【氏名又は名称】株式会社遠藤照明
(72)【発明者】
【氏名】春田 昌也
(72)【発明者】
【氏名】青木 亮介
【審査官】塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０６７３６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２０５６３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２２９４７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１０７５９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１０８８４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３３２９８８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１７３００７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｖ １／００－ ８／００
Ｆ２１Ｖ ９／００－１５／０４
Ｆ２１Ｋ ９／００－ ９／９０
Ｆ２１Ｓ ２／００－４５／７０
Ｆ２１Ｖ １７／００－１７／２０
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
Ｆ２１Ｙ １０３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、前記光源から発する光を集光するレンズを備えた照明装置であって、前記光源は、少なくとも２列に配置され、
前記レンズは、前記光源の列に直交する断面において、前記光源から発した光が入射光として入射する光入射面と、前記入射光が出射する光出射面を備え、
前記レンズは、前記光入射面と前記光出射面との間隔が最も大きくなる位置をレンズの軸として、前記列の数と同じ数の前記レンズの軸を有し、
前記光源の２列の間隔をＬＡとし、前記光源に対応する前記レンズの軸の間隔をＬＢとし、Ｌ Ｂ ／Ｌ Ａ が１．０５以上１．２１以下である、
照明装置。
【請求項2】
前記レンズにおける複数の前記レンズの軸の間の外側に、前記入射光を前方に反射する全反射面を備える、請求項１に記載の照明装置。
【請求項3】
前記照明装置は、前記光源を実装する基板と、前記基板を固定する取付部材を備え、前記レンズが、前記取付部材に固定される、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項4】
前記照明装置は、さらに前記光源の前方と側方を覆うカバー部材を備え、前記レンズが、さらに前記カバー部材に支持される、請求項３に記載の照明装置。
【請求項5】
前記光出射面が、前記列の方向において同一の断面形状である、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項6】
前記光出射面が、前記列の方向において前記光源又は前記光源のグループに対応する凸部を有する、請求項１又は２に記載の照明装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＬＥＤを列状に配置した照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ＬＥＤを列状に配置した照明装置は、蛍光灯を置き換える技術として広く普及するに至っている。このような照明装置のうち、蛍光灯と同様に広範囲を照射することを念頭において開発されている場合、集光レンズ等を使わないものが一般的である。一方、特許文献１には、２列のＬＥＤに対応する２つの凸部を備えたレンズを用いた線状光源が開示されている。特許文献１の図７等を参照すると、ＬＥＤの中心軸と集光レンズの凸部の中心軸とが一致している。
【0003】
特許文献２においては、その図１を参照して、ＬＥＤ列３に対して円柱レンズ６、９を内側にＶ１、Ｖ２だけずらずことにより、ビーム角の集束が最適化される、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１０－６７３６７号公報
【文献】特表２０１５－５２３６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、ＬＥＤを用いた照明装置において、光量を増加させることと、狭角配光性・集光性を実現することを両立することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、光源と、前記光源から発する光を集光するレンズを備えた照明装置であって、前記光源は、２列以上の複数の列に配置され、前記レンズは、前記複数の列に直交する断面において、前記光源から発した光が入射光として入射する光入射面と、前記入射光が出射する光出射面を備え、前記レンズは、前記光入射面と前記光出射面との間隔が最も大きくなる位置をレンズの軸として、前記列の数と同じ数の前記レンズの軸を有し、前記光源の列の間隔をＬＡとし、前記レンズの軸の間隔をＬＢとし、Ｌ
Ｂ
／Ｌ
Ａ
が１．０５以上１．２１以下である。
【0007】
本発明において、前記レンズにおける複数の前記レンズの軸の間の外側に、前記入射光を前方に反射する全反射面を備えてもよい。
【0008】
本発明において、前記光源を実装する基板と、前記基板を固定する取付部材を備え、前記レンズが、前記取付部材に固定されてもよい。
【0009】
本発明において、さらに前記光源の前方と側方を覆うカバー部材を備え、前記レンズが、さらに前記カバー部材に支持されていてもよい。
【0010】
本発明において、さらに前記光出射面が、前記列の方向において同一の断面形状であってもよい。
【0011】
本発明において、さらに前記光出射面が、前記列の方向において前記光源又は前記光源のグループに対応する凸部を有していてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ＬＥＤを用いた照明装置において、ＬＥＤを複数列に配置することにより光量を増加させつつ、ＬＥＤ列間の距離と凸レンズの軸間の距離を異ならせることにより、狭角配光性・集光性を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施形態１の照明装置の外観斜視図。
【図2】実施形態１の照明装置の正面断面図。
【図3】実施形態１の照明装置の側面断面図。
【図4】実施形態１において、横軸をＬＢ／ＬＡ、縦軸を軸光度としたシミュレーションのグラフ。
【図5】実施形態１において、ＬＢ／ＬＡをパラメータとし、横軸を１／２照度角、縦軸を軸光度としたシミュレーションのグラフ。
【図6】実施形態１において、ＬＢ／ＬＡが１．１、１．２、１．３の場合の配光シミュレーション結果。
【図7】実施形態１に用いた各ＬＥＤの色度図。
【図8】実施形態１において３色のＬＥＤを用いた場合のＬＥＤの配置を示す、光源ユニットの正面図。
【図9】実施形態２の照明装置を天井に設置した場合の側面図。
【図10】実施形態２の照明装置の側面断面図。
【図11】実施形態２の照明装置の照度シミュレーション結果。
【図12】実施形態３の照明装置の側面断面図。
【図13】レンズ取付のバリエーションを示す、照明装置の側面断面図。
【図14】２色のＬＥＤを用いた場合のＬＥＤの配置を示す、光源ユニットの正面図。
【図15】１色のＬＥＤを用いた場合のＬＥＤの配置を示す、光源ユニットの正面図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
＜実施形態１＞
＜基本構成＞
本実施形態に係る照明装置３００は、器具本体・光源ユニット分離型照明装置である。これは、外観斜視図である図１に示すように、器具本体３１０が天井に直付けされ、光源ユニット３２０が器具本体３１０に取り付けされたものである。器具本体３１０と光源ユニット３２０が分離可能であるため、まず器具本体３１０を天井に取り付け、その時に用いたネジまたは吊ボルトを光源ユニット３２０によって隠すことができる。照明装置３００の幅は一例として５ｃｍ、長さは一例として１２０ｃｍである。
＜基本構成＞
本実施形態に係る照明装置３００は、器具本体・光源ユニット分離型照明装置である。これは、外観斜視図である図１に示すように、器具本体３１０が天井に直付けされ、光源ユニット３２０が器具本体３１０に取り付けされたものである。器具本体３１０と光源ユニット３２０が分離可能であるため、まず器具本体３１０を天井に取り付け、その時に用いたネジまたは吊ボルトを光源ユニット３２０によって隠すことができる。照明装置３００の幅は一例として５ｃｍ、長さは一例として１２０ｃｍである。
【0015】
器具本体３１０と光源ユニット３２０を分離した状態における断面図を図２に示す。器具本体３１０は下面が開口した箱状であり、バネ受け３１１及びコネクタ３１２を備える。
【0016】
光源ユニット３２０は、取付部材３２１、基板３２２、光源であるＬＥＤ３２３、レンズ３２４、カバー部材３２５、電源３２６、ワイヤレスモジュール３２７、取付バネ３２８、コネクタ３２９を備え、カバー部材端面（カバー部材左端面３２５Ｌ及びカバー部材右端面３２５ｒ）も備える（以下、断りなくカバー部材３２５と呼ぶときはカバー部材端面を含まないこととする）。カバー部材端面が光るため、複数の光源ユニット３２０をカバー部材端面同士が向き合うように並べて、複数の光源ユニット３２０全体を、連続した長い光源とすることができる。
【0017】
図１に示すように、照明装置３００は制御装置３７０によって制御可能である。制御装置３７０は例えばタブレット、スマートフォン又はＰＣであって、照明制御ソフトウエア３７１（図示せず）がインストールされている。制御装置３７０における照明制御ソフトウエア３７１によって、制御装置３７０から調光調色信号（無線）が送信される。図２を参照して、調光調色信号（無線）は照明装置３００内におけるワイヤレスモジュール３２７に受信される。ワイヤレスモジュール３２７は、制御信号を電源３２６に伝え、電源３２６は制御信号により制御された駆動電力を光源であるＬＥＤ３２３に供給する。
【0018】
照明制御は、照明条件を変更したいときに制御装置３７０を用いて変更してもよいが、照明制御ソフトウエア３７１においてスケジュールをあらかじめ設定し、例えば夕方になったら照明装置３００の輝度を落とすとともに色温度を低下させる、といった自動制御を行うことができる。
【0019】
＜レンズと光学系＞
図１における下方向を光源の前方、左・右方向を光源の側方、他の部分より側方にある部分を外側の部分と呼ぶこととする。前方に向かう光とは、真下方向に対してプラスマイナス４５°方向の光、あるいはカバー部材前面部３２５Ｍから散乱される光を含む。
図１における下方向を光源の前方、左・右方向を光源の側方、他の部分より側方にある部分を外側の部分と呼ぶこととする。前方に向かう光とは、真下方向に対してプラスマイナス４５°方向の光、あるいはカバー部材前面部３２５Ｍから散乱される光を含む。
【0020】
レンズ３２４を含む光学系を説明するため、列状に配置される光源の列方向に直交する断面、つまり図２における側面側から光源ユニット３２０を見た場合の断面図を図３に示す。第１の列の光源であるＬＥＤ３２３－１と第２の列の光源である３２３－２が光源の光軸Ａ１・光軸Ａ２の間隔である列間隔ＬＡ（例えば１０ｍｍ）をあけて配置され、その下側にレンズ３２４が配されている。レンズ３２４は、軸Ｂ０に対して左右対称であり、光源から発した光が入射する光入射面である３２４Ｓと、その光が出射する光出射面である３２４Ｔ１、３２４Ｔ２を備える。光入射面３２４Ｓは平面でなくてもよいが、平面の場合には、レンズ３２４は断面視において２つの平凸レンズが合体したものである。光入射面３２４ＳとＬＥＤ３２３－１（又はＬＥＤ３２３－２）の表面の距離をｄとする。ｄは例えば４．４ｍｍである。２つの凸レンズの軸を、レンズ３２４の光入射面と光出射面の間隔が最も大きくなる位置（ただし図３における上下方向）における軸Ｂ１及び軸Ｂ２とし、軸Ｂ１及び軸Ｂ２の間隔（レンズ中心間隔）をＬＢ（例えば１１ｍｍ）とする。レンズにおける軸の数は光源の列と同じである。レンズ３２４の軸Ｂ０から光出射面３２４Ｔ１の端部までの幅をレンズ径Ｗ、軸Ｂ１におけるレンズの高さをＨとする。レンズ径Ｗは例えば１．４６ＬＡである。軸光度を上げるためにはレンズ径は広い方がいいが、レンズ径が大きくなると光源に対応するレンズ以外に向かう成分が増えるため、レンズ径ＷはＬＡの１．４倍以上１．６倍以下が好ましい。
【0021】
レンズ３２４は、図３の紙面の奥行方向（光源の列方向、図２における左右方向）において同一形状である。そのため、レンズ３２４は２連シリンドリカルレンズ（２連円柱レンズ）とも言える。ただし「円柱」と言ってもここでは断面外形が厳密な円形であることを意味しておらず、断面外形が非球面などであってもよい。
【0022】
カバー部材３２５は、カバー部材前面部３２５Ｍ、カバー部材側面３２５Ｙ５、３２５Ｙ６、カバー部材側面３２５Ｙ５、３２５Ｙ６につながるカバー部材固定部３２５Ｅ５、３２５Ｅ６を有する。取付部材３２１は、基板３２２を取り付けるための取付固定部３２１Ｅ５、３２１Ｅ６を有する。レンズ３２４は、カバー部材固定部３２５Ｅ５、３２５Ｅ６と、取付固定部３２１Ｅ５、３２１Ｅ６によって固定される。カバー部材３２５は透明であってもよいが、拡散材を分散させて少し光拡散性を持たせてもよい。以下のシミュレーション結果では、カバー部材３２５の光拡散性を考慮していない。
【0023】
＜ＬＥＤと光線＞
ＬＥＤ３２３としてＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ、表面実装デバイス）型ＬＥＤパッケージを用いる場合、ＬＥＤ３２３から発する光の配光は、光軸Ａ１あるいは光軸Ａ２から角度θ方向の相対光度がほぼｃｏｓθとなる、いわゆるランバーシアン配光に近くなる。ここでＬＥＤの軸は、後述する青色ＬＥＤチップ又は赤色ＬＥＤチップの位置を含むものとする。図３の断面において青色ＬＥＤチップが２つ以上含まれるＬＥＤを用いる場合は、青色ＬＥＤチップの光出力を加味した加重平均的な位置を軸の位置としてもよい。
ＬＥＤ３２３としてＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ、表面実装デバイス）型ＬＥＤパッケージを用いる場合、ＬＥＤ３２３から発する光の配光は、光軸Ａ１あるいは光軸Ａ２から角度θ方向の相対光度がほぼｃｏｓθとなる、いわゆるランバーシアン配光に近くなる。ここでＬＥＤの軸は、後述する青色ＬＥＤチップ又は赤色ＬＥＤチップの位置を含むものとする。図３の断面において青色ＬＥＤチップが２つ以上含まれるＬＥＤを用いる場合は、青色ＬＥＤチップの光出力を加味した加重平均的な位置を軸の位置としてもよい。
【0024】
レンズ３２４で集光可能な光線のうち最も左側の光線として、一例として光軸から左側５５度の角度であるＬＥＤ出射角度θ１１方向に向かう光線Ｐ１、すなわちＬＥＤから光入射面３２４Ｓまでの光線Ｐ１１、レンズ３２４中の光線Ｐ１２、光出射面３２４Ｔ１からカバー部材３２５までの光線Ｐ１３、カバー部材３２５より外側の光線Ｐ１４を考える。カバー部材３２５での拡散を無視すると、ＬＥＤ出射角度θ１１が、集光された外部出射角度θ１４になり、光源ユニット３２０Ｃの前方（斜め前方を含む）に出射する。
【0025】
光軸から右側の角度であるＬＥＤ出射角度θ２１方向に向かう光線Ｐ２１は、光出射面３２４Ｔ１を出射する光線Ｐ２４となり、その外部出射角度θ２４は、角度θ２１よりも小さい。つまり光線Ｐ２１はレンズ３２４により集光されている。
【0026】
ＬＥＤ出射角度θ１１と同じ左側のＬＥＤ出射角度θ３１方向に向かう光線Ｐ３１を考えると、光出射面３２４Ｔ２から出射するため、光源の光軸方向とは異なる方向、具体的には最大光度の１／５ビーム角外に出射する光線となる。図示では、たまたま角度θ３４＜角度θ３１となっているが、ＬＥＤ出射角度がθ２１以上θ３１以下の光線の外部出射角度は、光出射面３２４Ｔ２において光線が通過する場所によるため、集光する場合も集光しない場合もある。
【0027】
＜配光のシミュレーション＞
本発明者らは、まず、光の利用効率に着目し、利用できるＬＥＤ出射角度θ１１を大きくすることを考え、図３におけるＬＥＤ出射角度θ１１を５５°とし、ＬＥＤ出射角度θ１１を広げる方法として、レンズ中心間隔ＬＢを広げることを考えた。ここで、レンズの中心間隔を広げると、光源の列と異なるレンズ列を通る光の影響が大きくなるため、悪い結果しか得られない可能性が高いことを承知の上で、軸光度・１／２照度角など配光のシミュレーションを行うこととした。
本発明者らは、まず、光の利用効率に着目し、利用できるＬＥＤ出射角度θ１１を大きくすることを考え、図３におけるＬＥＤ出射角度θ１１を５５°とし、ＬＥＤ出射角度θ１１を広げる方法として、レンズ中心間隔ＬＢを広げることを考えた。ここで、レンズの中心間隔を広げると、光源の列と異なるレンズ列を通る光の影響が大きくなるため、悪い結果しか得られない可能性が高いことを承知の上で、軸光度・１／２照度角など配光のシミュレーションを行うこととした。
【0028】
図４は、横軸をレンズ中心間隔ＬＢの列間隔ＬＡに対する比であるＬＢ／ＬＡ、縦軸を軸光度としたシミュレーションのグラフである。ただし、軸光度は仮に光源の光束を１０００ｌｍとした場合のｃｄである。このように、ＬＢ／ＬＡが１．０５以上１．２１以下の場合に、軸光度が高くなることがわかった。
【0029】
図５は、ＬＢ／ＬＡをパラメータとし、横軸を集光の指標である１／２照度角、縦軸を軸光度（光源光束を１０００ｌｍとした場合のｃｄ）としたシミュレーションのグラフである。グラフ中に記載した数値が各店のＬＢ／ＬＡである。１／２照度角を考慮しても、ＬＢ／ＬＡが１．０５から１．２１、特に１．１や１．２の場合に、１／２照度角が高く軸光度が高いという結果が得られることがわかった。
【0030】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれＬＢ／ＬＡが１．１、１．２、１．３の場合の配光シミュレーション結果を極座標系で示したものである（カバー部材３２５が透明の場合）。ビーム強度を表す軸のスケールは図６（ａ）、（ｂ）と（ｃ）とで異なる。ＬＡが１．１、１．２、１．３の場合の１／２照度角は、それぞれ１２°、１４°、３９°となり、ＬＡが１．１、１．２、１．３の場合は狭角配光が実現できている。一方、ＬＢ／ＬＡが１．３の場合は、配光が２つに分かれてしまい、「集光」の目的の場合においては適していないことがわかる。
【0031】
色ムラや配光ムラを低減するため、カバー部材３２５に拡散性を持たせることにより、１／２照度角が例えば２５°～５０°の照明器具を実現することができる。
【0032】
＜ＬＥＤの構造と色＞
実施形態１に用いるＬＥＤ３２３は、凹部を有するＳＭＤ型パッケージの底面に、発光層がＩｎＧａＮからなる青色ＬＥＤチップを実装し、青色ＬＥＤチップの上面及び側面が蛍光体含有樹脂で覆われるようにパッケージの凹部を蛍光体入りの封止樹脂で封止したものである。ＬＥＤの幅は約３ｍｍ程度である。
実施形態１に用いるＬＥＤ３２３は、凹部を有するＳＭＤ型パッケージの底面に、発光層がＩｎＧａＮからなる青色ＬＥＤチップを実装し、青色ＬＥＤチップの上面及び側面が蛍光体含有樹脂で覆われるようにパッケージの凹部を蛍光体入りの封止樹脂で封止したものである。ＬＥＤの幅は約３ｍｍ程度である。
【0033】
ＬＥＤ３２３としては、３色のＬＥＤ３２３Ｂｗ、ＬＥＤ３２３Ｒ、ＬＥＤ３２３Ｙｗを用いる。なお、図３ではＬＥＤ３２３－１、ＬＥＤ３２３－２という符号を用いているが、これはＬＥＤの列を区別するためのものであり、ＬＥＤの色とは別の概念である。
【0034】
ＬＥＤ３２３Ｂｗは、蛍光体として緑色系蛍光体粒子又は黄色系蛍光体を用いたものである。また、さらに赤色系蛍光体粒子を含んでいてもよい。
【0035】
ＬＥＤ３２３Ｙｗは、蛍光体として緑色系蛍光体粒子又は黄色系蛍光体を用いたものである。また、さらに赤色系蛍光体粒子を含んでいてもよい。一般に蛍光体の濃度がＢｗよりも高い。
【0036】
ＬＥＤ３２３Ｒは、ＩｎＧａＮ系青色ＬＥＤチップを用い、蛍光体として赤色系蛍光体粒子を用いたものである。なお、ＬＥＤ３２３Ｒとしては、ＩｎＧａＮ系青色ＬＥＤチップに代えて赤色ＬＥＤチップ、例えばＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤチップを用い、蛍光体を含まない樹脂で覆ったものでもよい。ＬＥＤ３２３ＲとしてＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤチップを用いたＬＥＤとすると、発光スペクトルに青色を含まないという点で好ましいが、ＢｗやＹｗとは駆動電圧が異なるため駆動回路が複雑になる。ＬＥＤ３２３Ｒとして青色ＬＥＤチップと赤色蛍光体を組み合わせたＬＥＤの場合は、発光スペクトルに含まれる青色を減らす処理として、例えば赤色蛍光体の濃度を高くして青色ＬＥＤチップからの光が外部に放射される割合を小さくしたり、青色を吸収するフィルタを用いることが好ましい。
【0037】
以上の各ＳＭＤ型ＬＥＤにおいて、黄色系蛍光体粒子としては、例えば（Ｙ１－ｘＧｄｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ２＋（０≦ｘ≦１）を、緑色系蛍光体粒子としては、例えばＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ２＋を、赤色系蛍光体としては例えばＳｒｘＣａ１－ｘＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ３＋（０≦ｘ≦１）蛍光体、Ｓｒ［ＬｉＡｌ３Ｎ４］：Ｅｕ２＋やＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋蛍光体を好適に用いることができる。量子ドットも好適に用いることができる。
【0038】
＜ＬＥＤの色度＞
本実施形態に用いるＬＥＤ３２３Ｂｗを青白色ＬＥＤ、ＬＥＤ３２３Ｒは赤色ＬＥＤ、ＬＥＤ３２３Ｙｗは黄白色ＬＥＤと呼ぶ。なお、Ｙｗは色度図上では黄色に近い色だが、他のＢｗ・Ｒを同時に点灯させると緑色に近い色にも見える。図７は、これらのＬＥＤの色度を説明するための色度図（色度座標図）であり、参考のために各色温度における黒体輻射の色度を結ぶ線を点線で示している。
本実施形態に用いるＬＥＤ３２３Ｂｗを青白色ＬＥＤ、ＬＥＤ３２３Ｒは赤色ＬＥＤ、ＬＥＤ３２３Ｙｗは黄白色ＬＥＤと呼ぶ。なお、Ｙｗは色度図上では黄色に近い色だが、他のＢｗ・Ｒを同時に点灯させると緑色に近い色にも見える。図７は、これらのＬＥＤの色度を説明するための色度図（色度座標図）であり、参考のために各色温度における黒体輻射の色度を結ぶ線を点線で示している。
【0039】
青白色ＬＥＤであるＬＥＤ３２３Ｂｗは、図７のＣＩＥ１９３１色度座標において、（０．３３６，０．２４）、（０．３５２，０．４４）、（０．１５，０．２）、（０．２，０．１）で囲まれる範囲の色度で発光し、一例として（０．２３，０．２６）である。
【0040】
赤色ＬＥＤであるＬＥＤ３２３Ｒは、図７の色度座標において、（０．６６，０．２３）、（０．４２３，０．３５５）、（０．５，０．５）と色度境界線Ｅで囲まれる範囲の色度で発光し、一例として（０．６０，０．３８）である。一般的な赤色の定義とは同じでないので注意されたい。
【0041】
黄白色ＬＥＤであるＬＥＤ３２３Ｙｗは、図７の色度座標において、（０．５，０．５）、（０．４２３，０．３５５）、（０．３４２，０．３１２）、（０．３５２，０．４４）、（０．３７，０．６３）及び色度境界線Ｅで囲まれる範囲の色度で発光し、一例として（０．４４，０．４７）である。
【0042】
Ｙｗの色度範囲内のうち、各色温度における黒体輻射の色度を結ぶ線からｄｕｖがプラスの範囲内が好適であり、ｄｕｖがプラス０．０３から０が特に好適である。
【0043】
Ｂｗ、Ｒの色度範囲内のうち、各色温度における黒体輻射の色度を結ぶ線からｄｕｖがプラス０．０３からマイナス０．０３の範囲内が特に好適である。
【0044】
なお、ｄｕｖの値の１０００倍をＤｕｖ（最初のｄを大文字にする）と呼ぶことがある。
【0045】
なお、ＣＩＥ１９３１における色度座標（ｘ，ｙ）でなくＣＩＥ１９７６における色度座標（ｕ‘，ｖ’）で表示することもでき、両者はｕ’＝４ｘ／（－２ｘ＋１２ｙ＋３），ｖ’＝９ｙ／（－２ｘ＋１２ｙ＋３）という変換式で相互に変換可能である。その他の色度座標系で表示してもよい。
【0046】
＜ＬＥＤの配列＞
図８（ａ）は、実施形態１において３色のＬＥＤを用いた場合のＬＥＤの配置を示す、光源ユニットの正面図、つまり図２における光源ユニット３２０を下から見た場合におけるＬＥＤ配列を説明する図であって、説明に不要な部分の記載を省略している。
図８（ａ）は、実施形態１において３色のＬＥＤを用いた場合のＬＥＤの配置を示す、光源ユニットの正面図、つまり図２における光源ユニット３２０を下から見た場合におけるＬＥＤ配列を説明する図であって、説明に不要な部分の記載を省略している。
【0047】
第１の列におけるＬＥＤをＬＥＤ３２３－１、第２の列におけるＬＥＤをＬＥＤ３２３－２とする。これらは基板３２２に実装されている。基板の上側（図２の設置状態では基板の下側）にレンズ３２４が設置されている。レンズ３２４の軸Ｂ１、軸Ｂ２は、先述の通りＬＥＤ３２３の位置から少しずれている。レンズ３２４の上をカバー部材３２５が覆っている。カバー部材左端面３２５Ｌ、カバー部材右端面３２５ｒは、カバー部材３２５側から基板方向に伸びている。
【0048】
ＬＥＤとしては３色のＬＥＤを用い、ＬＥＤ３２３Ｂｗ、ＬＥＤ３２３Ｒ、ＬＥＤ３２３Ｙｗを接近させてＬＥＤのグループＬＥＤ３２３－１（Ｇ１）、ＬＥＤ３２３－２（Ｇ１）などとしている。このように色の異なるＬＥＤを接近させることにより、色むらを低減させることができる。ただし、放熱の点では不利になるので、色むらが大きくなければＬＥＤの配置間隔を同じにしてもよい。
【0049】
さらに、端面における色むらを低減するために、第１列の左端ではＬＥＤ３２３Ｂｗ、第２列の左端ではＬＥＤ３２３Ｙｗと異なる種類のＬＥＤを配置し、色を平均化している。また、カバー部材左端面３２５Ｌ近傍に目立つ色であるＬＥＤ３２３Ｒを持ってこないことにより、カバー部材左端面３２５Ｌが赤く光ることを防止している。
【0050】
このＬＥＤの配列は、他の実施形態においても共通である。なお、２色のＬＥＤ、１色のＬＥＤを用いる場合については、別途説明する。
【0051】
【0052】
図８（ｃ）は、レンズ３２４のバリエーションであるレンズ３２４Ｇを示している。ＬＥＤ側におけるグループＬＥＤ３２３－１（Ｇ１）の位置Ｇ１やグループＬＥＤ３２３－１（Ｇ２）の位置Ｇ２に対応した凸部３２４Ｇ１、３２４Ｇ２が設けられ、図８（ｃ）の左右方向においても集光性を持たせている。
【0053】
なお、図８（ｃ）では、レンズ３２４Ｇは左右方向において分離していないが、凸部３２４Ｇ１、３２４Ｇ２が分離してもよい。
【0054】
＜実施形態２＞
実施形態２は、実施形態１におけるレンズ３２４をレンズ３２４Ｂに変え、その他の部材は実施形態１に用いたものを使っている。それに伴い光源ユニット３２０を光源ユニット３２０Ｂ、照明装置３００を照明装置３００Ｂとしたが、その他の部材の名称・符号は実施形態１に用いた部材名称・符号を流用する。実施形態３の基本設計は、ＬＢ／ＬＡ＝１．１など、実施形態１と同じであるが、実施形態１に対して、レンズの高さＨを大きくするとともに、ＬＥＤ・レンズ間の距離ｄを小さくしたこと、さらにＬＥＤのレンズ側の光入射面３２４ＢＳ１、３２４ＢＳ２を凹面とし、集光される光を増加したことが特徴である。
実施形態２は、実施形態１におけるレンズ３２４をレンズ３２４Ｂに変え、その他の部材は実施形態１に用いたものを使っている。それに伴い光源ユニット３２０を光源ユニット３２０Ｂ、照明装置３００を照明装置３００Ｂとしたが、その他の部材の名称・符号は実施形態１に用いた部材名称・符号を流用する。実施形態３の基本設計は、ＬＢ／ＬＡ＝１．１など、実施形態１と同じであるが、実施形態１に対して、レンズの高さＨを大きくするとともに、ＬＥＤ・レンズ間の距離ｄを小さくしたこと、さらにＬＥＤのレンズ側の光入射面３２４ＢＳ１、３２４ＢＳ２を凹面とし、集光される光を増加したことが特徴である。
【0055】
＜設置状態＞
図９は、照明装置３００Ｂを天井３９０における埋込穴に設置した場合の、照明装置の側面方向から見た側面図である。埋込穴は、埋込側面３９４と埋込底面３９５からなる。照明装置３００Ｂの器具本体３１０（実施形態１に用いたものと同じ）を埋込底面３９５に設置し、光源ユニット３２０Ｂを取り付ける。これにより、光源ユニット３２０の側面が、埋込側面３９４に覆われることになる。
図９は、照明装置３００Ｂを天井３９０における埋込穴に設置した場合の、照明装置の側面方向から見た側面図である。埋込穴は、埋込側面３９４と埋込底面３９５からなる。照明装置３００Ｂの器具本体３１０（実施形態１に用いたものと同じ）を埋込底面３９５に設置し、光源ユニット３２０Ｂを取り付ける。これにより、光源ユニット３２０の側面が、埋込側面３９４に覆われることになる。
【0056】
＜ＬＥＤと光線＞
レンズ３２４Ｂを含む光学系を説明するため、列状に配置される光源の列方向に直交する断面から光源ユニット３２０を見た場合の断面図を図１０に示す。
レンズ３２４Ｂを含む光学系を説明するため、列状に配置される光源の列方向に直交する断面から光源ユニット３２０を見た場合の断面図を図１０に示す。
【0057】
レンズ３２４Ｂで集光可能な光線のうち、一例として光軸から左側８０度の角度であるＬＥＤ出射角度θ１１方向に向かう光線Ｐ１、すなわちＬＥＤから光入射面３２４ＢＳ１までの光線Ｐ１１、レンズ３２４Ｂ中の光線Ｐ１２、光出射面３２４ＢＴ１からカバー部材３２５までの光線Ｐ１３、カバー部材３２５より外側の光線Ｐ１４を考える。カバー部材３２５での拡散を無視すると、ＬＥＤ出射角度θ１１が、より集光された外部出射角度θ１４になる。
【0058】
光軸から右側のＬＥＤ出射角度θ２１方向に向かう光線Ｐ２１は、光出射面３２４ＢＴ１を出射する光線Ｐ２４となり、その外部出射角度θ２４は、ＬＥＤ出射角度θ２１よりも小さい。つまり光線Ｐ２１はレンズ３２４Ｂにより集光されている。
【0059】
光軸から右側８０度の角度であるＬＥＤ出射角度θ３１方向に向かう光線Ｐ３１を考えると、光出射面３２４ＢＴ２から出射するため、予期せぬ方向に出射する光線となる。図示では、たまたま角度θ３４＜角度θ３１となっているが、ＬＥＤ出射角度がθ２１以上θ３１以下の光線の外部出射角度は、光出射面３２４Ｔ２において光線が通過する場所によるため、集光する場合も集光しない場合もある。設置状態を示す図９において、カバー部材側面近傍に埋込側面３９４を設けているのは、カバー部材側面を出射する光線Ｐ３１を遮るためである。
【0060】
レンズ３２４Ｂは、支持突起３２４ＢＥ５、３２４ＢＥ５を備え、それらはカバー部材固定部３２５Ｅ５、３２５Ｅ６と、取付固定部３２１Ｅ５、３２１Ｅ６によって固定される。
【0061】
＜照度シミュレーション結果＞
実施形態２において光源の全光束を１０００ｌｍとした場合の照度シミュレーション結果を図１１に示す。縦軸は光源からの距離、横軸は光源直下からの距離である。光源直下１ｍにおける照度は１４８０ｌｘ、２ｍで３７０ｌｘ、３ｍで１６０ｌｘ、４ｍで９２ｌｘとなる。照度１０００、２００、５００、１０００ｌｘの位置も示している。１／２照度角は１４度となり、集光性が実現できている。ここで図の星印に示した部分は、例えば光線Ｐ３１のような成分からなる漏れ光に起因しており、不要な眩しさなどの原因となる。この照明器具の使用例として、図９のように光源ユニット３２０の側面が埋込側面３９４に覆われるようにしたのは、この漏れ光の対策のためである。
実施形態２において光源の全光束を１０００ｌｍとした場合の照度シミュレーション結果を図１１に示す。縦軸は光源からの距離、横軸は光源直下からの距離である。光源直下１ｍにおける照度は１４８０ｌｘ、２ｍで３７０ｌｘ、３ｍで１６０ｌｘ、４ｍで９２ｌｘとなる。照度１０００、２００、５００、１０００ｌｘの位置も示している。１／２照度角は１４度となり、集光性が実現できている。ここで図の星印に示した部分は、例えば光線Ｐ３１のような成分からなる漏れ光に起因しており、不要な眩しさなどの原因となる。この照明器具の使用例として、図９のように光源ユニット３２０の側面が埋込側面３９４に覆われるようにしたのは、この漏れ光の対策のためである。
【0062】
漏れ光対策としては、実施形態１と同じような天井直付にしつつ、側面３２５Ｙ６の拡散性を上げて光を散乱させてもよい。
【0063】
実施形態２において、Ｌ
Ｂ
／Ｌ
Ａ
依存性は、実施形態１と基本的には変わらないが、利用できる光線の角度範囲が広がったことにより、全体として光量が増加している。
【0064】
＜実施形態３＞
実施形態３は、実施形態１におけるレンズ３２４をレンズ３２４Ｃに変え、その他の部材は実施形態１に用いたものを使っている。それに伴い光源ユニット３２０を光源ユニット３２０Ｃ、照明装置３００を照明装置３００Ｃとしたが、その他の部材の名称・符号は実施形態１に用いた部材名称・符号を流用しており、実施形態３の基本設計は、ＬＢ／ＬＡ＝１．１など、実施形態１と同じである。
実施形態３は、実施形態１におけるレンズ３２４をレンズ３２４Ｃに変え、その他の部材は実施形態１に用いたものを使っている。それに伴い光源ユニット３２０を光源ユニット３２０Ｃ、照明装置３００を照明装置３００Ｃとしたが、その他の部材の名称・符号は実施形態１に用いた部材名称・符号を流用しており、実施形態３の基本設計は、ＬＢ／ＬＡ＝１．１など、実施形態１と同じである。
【0065】
＜ＬＥＤと光線＞
実施形態３においては、ＬＥＤ３２３－１から角度θ５方向に進む光線Ｐ５１、及びＬＥＤ３２３－２から角度θ６方向に進む光線Ｐ６１も、レンズの側方に設けられた部分における全反射を利用して前方に取り出すことができる。
実施形態３においては、ＬＥＤ３２３－１から角度θ５方向に進む光線Ｐ５１、及びＬＥＤ３２３－２から角度θ６方向に進む光線Ｐ６１も、レンズの側方に設けられた部分における全反射を利用して前方に取り出すことができる。
【0066】
レンズ３２４Ｂを含む光学系を説明するため、列状に配置される光源の列方向に直交する断面から光源ユニット３２０を見た場合の断面図を図１２に示す。
【0067】
光線Ｐ５１は、光入射面３２４ＣＳ５からレンズ３２４に入射して光線Ｐ５２１として進み、レンズ３２４における凸部の光出射面３２４ＣＴ１の左外側に設けられた全反射面３２４ＣＲ５で全反射されて光線Ｐ５２２として進み、光出射面３２４ＣＴ５から光線Ｐ５３として出射し、カバー部材３２５から光線Ｐ５４として出射する。
【0068】
光線Ｐ６１は、光入射面３２４ＣＳ６からレンズ３２４に入射して光線Ｐ６２１として進み、全反射面３２４ＣＲ６で全反射されて光線Ｐ６２２として進み、光出射面３２４ＣＴ６から光線Ｐ６３として出射し、カバー部材３２５から光線Ｐ６４として出射する。
【0069】
レンズ３２４Ｃは、支持突起３２４ＣＥ５、３２４ＣＥ５を備え、それらはカバー部材固定部３２５Ｅ５、３２５Ｅ６と、取付固定部３２１Ｅ５、３２１Ｅ６によって固定される。
【0070】
実施形態１で検討したＬ
Ｂ
／Ｌ
Ａ
依存性の傾向は、基本的には変わらないが、光線Ｐ５１、Ｐ５２が利用できることにより、全体として光量が増加している。
【0071】
＜バリエーション＞
レンズ３２４等の取付方法として、レンズ３２４等が取付部材３２１に取り付けられるようにしてもよい。例えば図１３に示すように、光源ユニット３２０Ｎにおいて、取付部材３２１Ｎの取付固定部３２１ＮＥ５、３２１ＮＥ６の他にレンズ取付部材３２１ＮＦ５、３２１ＮＦ６を設け、レンズ３２４Ｎにこの部分と嵌合するレンズ取付部材３２４ＮＦ５、３２４ＮＦ６を設け、レンズ３２４Ｎを取り付けてもよい。
レンズ３２４等の取付方法として、レンズ３２４等が取付部材３２１に取り付けられるようにしてもよい。例えば図１３に示すように、光源ユニット３２０Ｎにおいて、取付部材３２１Ｎの取付固定部３２１ＮＥ５、３２１ＮＥ６の他にレンズ取付部材３２１ＮＦ５、３２１ＮＦ６を設け、レンズ３２４Ｎにこの部分と嵌合するレンズ取付部材３２４ＮＦ５、３２４ＮＦ６を設け、レンズ３２４Ｎを取り付けてもよい。
【0072】
ＬＥＤ３２３として、２色のＬＥＤ、１色のＬＥＤを用いてもよい。２色のＬＥＤとして、高色温度ＬＥＤ（例えば色温度６５００Ｋ）であるＬＥＤ３２３Ｗｃ、低色温度ＬＥＤ（例えば色温度２７００Ｋ）であるＬＥＤ３２３Ｗｗを用いた場合、ＬＥＤの配列を示す光源ユニットの正面図は、例えば図１４に示すようにしてもよい。また１色のＬＥＤとして白色ＬＥＤ３２３Ｗ（例えば色温度４０００Ｋ）を用いた場合のＬＥＤの配列は、例えば図１５のようにしてもよい。
【0073】
ＬＥＤ３２３として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のＬＥＤや、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ（白）の４色のＬＥＤを用いてもよい。
【0074】
ＬＥＤの列は２列に限られず、２列の間にさらに列を設けてもよい。その場合、ＬＡは最も離れた列の間隔、ＬＢは最も離れた列に対応するレンズの軸の間隔とする。ＬＥＤの列の数は、２列以上４列以下、好ましくは３列以下が適当である。
【0075】
レンズ３２４等は２つの凸レンズが合体したものとして説明したが、独立した２つ（あるいはＬＥＤ列数）のレンズであってもよい。
【0076】
レンズ３２４等の断面形状は図１３の奥行方向において同じ断面であってもよいが、例えば図１４におけるＬＥＤ３２３－１（Ｇ１）などの２個のグループに対応した凸部を有してもよく、また図１５におけるＬＥＤ３２３－１の１個ごとに対応した凸部を有してもよい。
【0077】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0078】
３００、３００Ｂ、３００Ｃ 照明装置
３１０ 器具本体
３１２ コネクタ
３２０、３２０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｎ 光源ユニット
３２１、３２１Ｎ 取付部材
３２１Ｅ５、３２１Ｅ６ 取付固定部
３２１ＮＥ５、３２１ＮＥ６ 取付固定部
３２１ＮＦ５、３２１ＮＦ６、３２４ＮＦ５、３２４ＮＦ６ レンズ取付部材
３２２ 基板
３２４、３２４Ｂ、３２４Ｃ、３２４Ｇ、３２４Ｎ レンズ
３２４ＢＥ５、３２４ＢＥ５、３２４ＣＥ５、３２４ＣＥ５ 支持突起
３２４ＢＳ１、３２４ＢＳ１、３２４ＢＳ２、３２４ＣＳ５、３２４ＣＳ６、３２４Ｓ 光入射面
３２４ＢＴ１、３２４ＢＴ２、３２４ＣＴ１、３２４ＣＴ５、３２４ＣＴ６、３２４Ｔ１、３２４Ｔ２ 光出射面
３２４ＣＲ５、３２４ＣＲ６ 全反射面
３２４Ｇ１、３２４Ｇ２ 凸部
３２５ カバー部材
３２５Ｅ５、３２５Ｅ６ カバー部材固定部
３２５Ｌ カバー部材左端面
３２５Ｍ カバー部材前面部
３２５Ｙ５、３２５Ｙ６ カバー部材側面
３２５ｒ カバー部材右端面
３２６ 電源
３２７ ワイヤレスモジュール
３２８ 取付バネ
３２９ コネクタ
３７０ 制御装置
３７１ 照明制御ソフトウエア
３９０ 天井
３９４ 埋込側面
３９５ 埋込底面
３１０ 器具本体
３１２ コネクタ
３２０、３２０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｎ 光源ユニット
３２１、３２１Ｎ 取付部材
３２１Ｅ５、３２１Ｅ６ 取付固定部
３２１ＮＥ５、３２１ＮＥ６ 取付固定部
３２１ＮＦ５、３２１ＮＦ６、３２４ＮＦ５、３２４ＮＦ６ レンズ取付部材
３２２ 基板
３２４、３２４Ｂ、３２４Ｃ、３２４Ｇ、３２４Ｎ レンズ
３２４ＢＥ５、３２４ＢＥ５、３２４ＣＥ５、３２４ＣＥ５ 支持突起
３２４ＢＳ１、３２４ＢＳ１、３２４ＢＳ２、３２４ＣＳ５、３２４ＣＳ６、３２４Ｓ 光入射面
３２４ＢＴ１、３２４ＢＴ２、３２４ＣＴ１、３２４ＣＴ５、３２４ＣＴ６、３２４Ｔ１、３２４Ｔ２ 光出射面
３２４ＣＲ５、３２４ＣＲ６ 全反射面
３２４Ｇ１、３２４Ｇ２ 凸部
３２５ カバー部材
３２５Ｅ５、３２５Ｅ６ カバー部材固定部
３２５Ｌ カバー部材左端面
３２５Ｍ カバー部材前面部
３２５Ｙ５、３２５Ｙ６ カバー部材側面
３２５ｒ カバー部材右端面
３２６ 電源
３２７ ワイヤレスモジュール
３２８ 取付バネ
３２９ コネクタ
３７０ 制御装置
３７１ 照明制御ソフトウエア
３９０ 天井
３９４ 埋込側面
３９５ 埋込底面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
