照明装置
【課題】組み立てが容易で広配光化が可能な照明装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る照明装置は、透光部を有する外囲器、外囲器内に設けられた矩形状の基板、および一対の支持部を有する。基板の一面には、その長手方向に沿った中心線より幅方向一側にずれたライン上に並んで複数の発光素子が実装され、このラインより基板の幅方向他側に外れた位置に電子部品が実装される。一対の支持部は、外囲器の内面に設けられ、基板の長手方向に沿った両端辺を支持する。
【解決手段】実施形態に係る照明装置は、透光部を有する外囲器、外囲器内に設けられた矩形状の基板、および一対の支持部を有する。基板の一面には、その長手方向に沿った中心線より幅方向一側にずれたライン上に並んで複数の発光素子が実装され、このラインより基板の幅方向他側に外れた位置に電子部品が実装される。一対の支持部は、外囲器の内面に設けられ、基板の長手方向に沿った両端辺を支持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体発光素子を光源として用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、細長い直管形の蛍光灯に変わる次世代の直管形ランプとして、複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）を細長い帯状の基板の中心線に沿って並べて実装した発光モジュールを透光性を有する円筒形の直管の中に収容配置した直管形ＬＥＤランプが普及されつつある。
【０００３】
円筒形の直管の中に帯板状の発光モジュールを取り付ける場合、例えば、直管の内面に延設した２本のレールに沿って直管の一端側からモジュール基板を差し込む。この取り付け方法を採用すると、直管に対する基板の位置決めや固定作業を容易にでき、モジュール基板の取り付け作業を容易にできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
円筒形の直管内に平らな帯板状の発光モジュールを取り付ける場合、基板の幅と直管の内径によって基板の取り付け位置はほぼ決まる。例えば、基板の幅が比較的広く直管の内径とほぼ等しいような場合には、この基板は直管の中心近くを通る位置に取り付けられる。一方、基板の幅が直管の内径より狭い場合には、直管の中心より内面に近付く方向に片寄って基板を取り付け可能である。
【０００６】
つまり、発光モジュールから放出される光の配光角を拡げるためには基板の幅をできるだけ狭くして基板の裏面を直管の内面に近づけることが有利である。
【０００７】
しかし、ＬＥＤ以外にコンデンサなどの他の電子部品を実装する場合、基板の狭幅化には限界がある。
【０００８】
通常、複数個のＬＥＤは基板の長手方向中心線に沿って並べて実装されるが、ＬＥＤ列に暗部を形成されることを抑制するため、このＬＥＤ列から外れた基板端辺側に片寄った位置に電子部品を実装することが好適である。
【０００９】
また、上述した様な実施形態であると、基板の長手方向に沿った両端辺を例えばレールで保持する構造の場合、基板の長手方向に沿った幅方向両端にレールで保持するための領域（電子部品を実装できない領域）が必要となるため、基板の幅を狭くすることは難しい。
【００１０】
よって、組み立てが容易で広配光化が可能な照明装置の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施形態に係る照明装置は、透光部を有する外囲器、外囲器内に設けられた矩形状の基板、および一対の支持部を有する。基板の一面には、その長手方向に沿った中心線より幅方向一側にずれたライン上に並んで複数の発光素子が実装され、このラインより基板の幅方向他側に外れた位置に電子部品が実装される。一対の支持部は、外囲器の内面に設けられ、基板の長手方向に沿った両端辺を支持する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の照明装置によると、組み立てを容易にでき広配光化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係る照明装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、図１の照明装置をＦ２で切断した断面図である。
【図３】図３は、図１の照明装置の回路構成を示す回路図である。
【図４】図４は、図１の照明装置に取り付けた直管形ランプに組み込まれた発光モジュールのモジュール列を光の取り出し側から見た平面図である。
【図５】図５は、図４のモジュール列のうち給電側に最も近い発光モジュールを拡大して示す平面図である。
【図６】図６は、図４のモジュール列の中間に配置される発光モジュールを拡大して示す平面図である。
【図７】図７は、図４のモジュール列のうち給電側から最も遠い発光モジュールを拡大して示す平面図である。
【図８】図８は、図４のモジュール列の配線図である。
【図９】図９は、図５の線Ｆ９−Ｆ９で発光モジュールを切断した断面図である。
【図１０】図１０は、図９の発光素子を実装するパッドを光の取り出し側から見た平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のパッドに発光素子を設けた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る照明装置１の外観斜視図であり、図２は、この照明装置１の断面図である。また、図３は、照明装置１の回路構成を示す配線図である。この照明装置１は、建物の天井Ｃに固設される器具本体２（以下、単に、本体２と称する）と、この本体２に着脱可能に取り付けられる直管形ランプ１０（以下、単に、ランプ１０と称する）と、を有する。
【００１５】
図１および図２に示すように、本体２は、天井Ｃに図示しないネジ等を用いて固定される細長い帯状のベース板３、このベース板３の長手方向中央に取り付けられた点灯装置４、ベース板３の長手方向両端に取り付けられた一対のソケット５ａ、５ｂ、および、点灯装置４や他の図示しない構成部品を覆ってベース板３の表面側に設けられた反射体６を有する。
【００１６】
ベース板３は、ランプ１０の管軸と略平行に延びた矩形帯状の金属板である。ベース板３には、天井裏から引き込まれた図示しない電源線を接続するための図示しない電源端子台、一対のソケット５ａ、５ｂを取り付けるための図示しない支持部材、および反射体６を締結固定するための図示しない支持金具などが取り付けられている。電源端子台は、図示しない配線を介して点灯装置４に接続されている。
【００１７】
図３に示すように、点灯装置４は、電源端子台に接続された電源線を介して商用交流電源１０１から入力される交流電流を直流電流に変換する。一対のソケット５ａ、５ｂは、それぞれ、ランプ１０の長手方向両端にあるピン１０ａ、１０ｂに接触する端子金具５ｃ、５ｄを有する。点灯装置４は、配線４ａを介して一方のソケット５ａの端子金具５ｃに接続され、直流電流を一方のソケット５ａを介してランプ１０の一端に給電する。ランプ１０の他端にあるピン１０ｂは、もう一方のソケット５ｂによって単に支持されているだけであり、電気的に接続されているものではない。
【００１８】
一対のソケット５ａ、５ｂは、ランプ１０の両端にある１３Ｇタイプの口金１１ａ、１１ｂに適合するものであり、上述したランプ１０の両端のピン１０ａ、１０ｂを差し込んでランプ１０を回転することでランプ１０が装着される。この状態で、本体２からランプ１０への給電が可能となる。言い換えると、ランプ１０は、回転することによって容易に器具本体２から取り外し可能である。
【００１９】
反射体６は、図２に断面を示すように、ベース板３から下方に離間した位置でベース板３と略平行に延びた矩形帯状の底板部６ａ、およびこの底板部６ａの長手方向に沿った両端辺からベース板３の長手方向に沿った両端辺の外側に向けて広がるように傾斜した一対の矩形帯状の側板部６ｂを有する。一対の側板部６ｂの天井Ｃまで延びた端辺は、ベース板３の端辺に向けて内側に折り曲げられている。本実施形態では、底板部６ａと一対の側板部６ｂは、１枚の金属板を折り曲げて形成されている。
【００２０】
底板部６ａの長手方向両端には、ソケット５ａ、５ｂを通す孔が設けられている。また、底板部６ａ、および一対の側板部６ｂの長手方向両端には、一対の端板部６ｃが設けられている。一対の端板部６ｃは、底板部６ａ、一対の側板部６ｂ、およびベース板３で囲まれた空間の長手方向両端を塞ぐように設けられている。
【００２１】
底板部６ａと一対の側板部６ｂは、表面が白色系のカラー鋼板によって形成されている。このため、底板部６ａの表面および一対の側板部６ｂの表面は、光の良好な反射面として機能する。なお、この反射体６は、化粧ネジ７をベース板３の図示しない支持金具に螺合することで締結固定される。一対のソケット５ａ、５ｂは、底板部６ａの長手方向両端にある孔を介してベース板３から離れる方向（図示下方）に突出する。
【００２２】
ランプ１０は、透光性の樹脂により形成された細長い円筒形の直管１２（外囲器）、この直管１２の長手方向両端に取り付けられた上述した一対の口金１１ａ、１１ｂ、および４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄを有する。発光モジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、給電側の口金１１ａから他方の口金１１ｂに向かって、この順番で並んで直管１２内に収容配置される。以下、図４に示すように、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄを挿入順に一列につなげた構造をモジュール列１３と称する。
【００２３】
図１および図２に示すようにランプ１０を本体２に取り付けた状態で、図３に示すスイッチ１０２をＯＮにすると、ランプ１０から放出された光の多くの部分は図示下方（光の取り出し側）に向かい、逆方向、すなわち天井Ｃに向かう光の一部が反射体６の底板部６ａおよび一対の側板部６ｂによって反射される。つまり、本実施形態の照明装置１は、室内を直接照明する光に加え天井Ｃを含む部屋全体を照明する全方向の光を放出することができる。
【００２４】
ランプ１０の直管１２は、好ましくは、光の拡散材が混ぜられたポリカーボネート樹脂により形成される。直管１２は、少なくとも光出射方向に透光部を有する構造であれば良い。直管１２の透光部の拡散透過率は、好ましくは、９０％〜９５％である。直管１２の内面には、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄをスライドさせて案内するとともに直管１２内の所定位置に位置決め配置するための２本のレール１４ａ、１４ｂが突設されている。レール１４ａ、１４ｂは、管軸に沿って連続して真っ直ぐに延設されている。
【００２５】
４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄは、予め図４に示すように細長く連結された状態（モジュール列１３の状態）で、直管１２の一端側から挿通され、一対のレール１４ａ、１４ｂ（一対の支持部）によってその長手方向に沿った両端辺が案内されて、直管１２内に挿入配置される。このように、レール１４ａ、１４ｂに沿って直管１２内にモジュール列１３を挿通配置することで、ランプ１０の組み立てを容易にできる。
【００２６】
このように、円筒形の直管１２の内部に平らな帯板状のモジュール列１３を取り付ける場合、モジュール列１３の長手方向と直交する方向の幅、および直管１２の内径によって、モジュール列１３の取り付け位置がほぼ決まる。つまり、モジュール列１３の幅を狭くすることで、管軸中心からより離れた位置にモジュール列１３を取り付けることができ、その分、ランプ１０の高配光化に有利となる。
【００２７】
反面、モジュール列１３の幅を単純に狭くすると、発光素子や電子部品の実装スペースが狭くなってしまう。特に、本実施形態のようにモジュール列１３の幅方向両端をレール１４ａ、１４ｂで支持する構造を採用した場合、モジュール列１３の幅方向両端にレール１４ａ、１４ｂで支持するための領域が必要となり、この領域に電子部品を実装することができなくなる。
【００２８】
よって、本実施形態では、直管１２内にレール１４ａ、１４ｂを突設した構造を採用して発光モジュール１３ａ〜１３ｄの取り付けを容易にした上で、ランプ１０の高配光化を達成できるようにした。以下、主に、図４〜図１１を参照して、狭幅化が可能な発光モジュール１３ａ〜１３ｄ（モジュール列１３）の詳細な構造について説明する。
【００２９】
図４は、上述したモジュール列１３を光の取り出し側から見た平面図であり、図５は、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄのうち給電側に最も近い発光モジュール１３ａを拡大して示す平面図であり、図６は、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄのうち中間にある２つの同じ形の発光モジュール１３ｂ、１３ｃを拡大して示す平面図であり、図７は、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄのうち給電側から最も遠い発光モジュール１３ｄを拡大して示す平面図である。
【００３０】
図５〜図７に示した発光モジュール１３ａ〜１３ｄ、およびこれら発光モジュール１３ａ〜１３ｄを一列につなげた図４に示したモジュール列１３は、それぞれ、複数個の発光素子２０の中心が、モジュール基板の中心線Ｌより幅方向一側（図示下側）に片寄った架空のラインＬ’上に並ぶようにオフセットしたレイアウトを採用したことを特徴としている。また、これに伴い、複数個のコンデンサ１５（電子部品）を複数の発光素子２０を実装したラインＬ’より幅方向他側（図示上側）に外れた位置に実装したことを特徴としている。このような部品実装レイアウトを採用したことで、モジュール列１３の幅方向両端にレール１４ａ、１４ｂで基板を支持する非実装スペースを確保した上で、モジュール基板の幅を狭幅化できた。
【００３１】
モジュール列１３の長手方向両端にある発光モジュール１３ａ（図５）および発光モジュール１３ｄ（図７）は、それぞれ、その長手方向に沿って５つの基板領域Ｅ１〜Ｅ５を有する。また、モジュール列１３の中間にある発光モジュール１３ｂ、１３ｃ（図６）は、その長手方向に沿って６つの基板領域Ｅ１〜Ｅ６を有する。最も給電側に近い発光モジュール１３ａは、その給電側に最も近い基板領域Ｅ1に部品実装領域１３ｅを含む以外、給電側から最も離れた発光モジュール１３ｄと略同じ構造を有する。
【００３２】
給電側に最も近い発光モジュール１３ａは、部品実装領域１３ｅを含む基板領域Ｅ１に９個の発光素子２０を備え、他の基板領域Ｅ２〜Ｅ５にそれぞれ８個の発光素子２０を備えている。また、中間に位置する発光モジュール１３ｂ、１３ｃは、各基板領域Ｅ１〜Ｅそれぞれに８個の発光素子２０を備えている。さらに、給電側から最も遠い発光モジュール１３ｄは、給電側から最も離れた基板領域Ｅ５に９個の発光素子２０を備え、他の基板領域Ｅ１〜Ｅ４にそれぞれ８個の発光素子２０を備えている。つまり、ランプ１０の両端に位置した基板領域に実装した発光素子２０の数だけが、他の基板領域の発光素子２０の数より１つ多くなっている。
【００３３】
モジュール列１３の長手方向に沿って点在したコンデンサ１５は、各発光モジュール１３ａ〜１３ｄそれぞれの各基板領域Ｅ１〜Ｅ５（Ｅ６）毎にそれぞれ１つずつ設けられている。図８にモジュール列１３の配線図を示す。これによると、各コンデンサ１５は、それぞれの基板領域に実装されている８個或いは９個の発光素子２０のＬＥＤチップ２１の組と並列接続されている。
【００３４】
これにより、各コンデンサ１５は、並列接続した複数のＬＥＤチップ２１のバイパス素子として機能し、後述する配線パターン３１、３２に重畳されたノイズ成分がＬＥＤチップに不所望な電流を流すことを防止する。例えば、照明装置１のスイッチ１０２（図３）をＯＦＦにした状態で、ノイズ電流がＬＥＤチップ２１に流れることが防止され、いわゆるランプ１０の暗点灯を防止することができる。また、例えば、何らかの要因によって配線パターンに過大な電流が流れた場合であっても、この過電流がＬＥＤチップ２１に流れて破壊するような不具合を防止することができる。
【００３５】
また、各基板領域Ｅ１〜Ｅ５（Ｅ６）の８個或いは９個のＬＥＤチップ２１を並列接続することで、１つのＬＥＤチップ２１が通電不良により発光しない場合であっても、残りのＬＥＤチップ２１を発光させることができ、ランプ１０の１つの基板領域全てのＬＥＤチップ２１（発光素子２０）が点灯しなくなる不具合を防止できる。
【００３６】
なお、給電側に最も近い発光モジュール１３ａの給電側端部にある部品実装領域１３ｅには、入力コネクタ１６、抵抗１７、および整流用ダイオード１８が実装されている。部品実装領域１３ｅには、発光素子２０が配置されていない。このため、これら部品実装領域１３ｅの電子部品１６〜１８のレイアウトは自由であり、本実施形態では、発光モジュール１３ａの中心線上にレイアウトされている。
【００３７】
このうち、抵抗１７、および整流用ダイオード１８は、通電によって発熱する。このため、これら電子部品１７、１８の熱が基板領域Ｅ１に実装された発光素子２０に伝わることを抑制すべく、整流用ダイオード１８と最も給電側に近い発光素子２０との間には、発光モジュール１３ａの幅方向に延びて貫通した長孔１９が設けられている。この長孔１９は、幅方向に分割して複数設けられても良い。この長孔１９は、発光モジュール１３ａの基板の短手方向に沿った断面積を小さくするために設けられており、それにより、この部分での熱の伝わりを抑制している。
【００３８】
図８に示すように、入力コネクタ１６は、給電側の発光モジュール１３ａの配線パターン３１、３２に接続されている。また、入力コネクタ１６は、ランプ１０の給電側の口金１１ａのピン１０ａに接続されている。そして、９個の発光素子２０のＬＥＤチップ２１、およびコンデンサ１５が、配線パターン３２の途中で並列接続されている。
【００３９】
同様に、他の発光モジュール１３ｂ〜１３ｄも、８個或いは９個のＬＥＤチップ２１およびコンデンサ１５を並列接続するための配線パターン３１、３２を有する。そして、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄは、連結されてモジュール列を構成する際に、モジュール間で配線パターン３１、３２同士がコネクタ線３３によって接線される。これにより、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄも電気的に接続され、全ての発光素子２０がコンデンサ１５（および他の電子部品１６〜１８）とともに給電可能となる。
【００４０】
以下、図９乃至図１１を参照して、発光モジュール１３ａの詳細な構造について発光素子２０の実装構造とともに説明する。４つの発光モジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの基本構造は略同じであるため、ここでは給電側に最も近い発光モジュール１３ａについて代表して説明する。図９は、図５の線Ｆ９−Ｆ９に沿って発光モジュール１３ａを切断した断面図であり、図１０は、発光素子２０を実装するパッド４１、４２を光の取り出し側から見た平面図であり、図１１は、図１０のパッド４１、４２に発光素子２０を設けた状態の平面図である。
【００４１】
図９に示すように、発光モジュール１３ａは、帯状の平らな基板２２、配線パターン３１、３２、保護層２３、複数個のＬＥＤチップ２１、ボンディングワイヤ２４、２５、封止部材２６、および各種電子部品１５、１６、１７、１８を有する。ＬＥＤチップ２１は、後述するパッド４１上に取り付けられて、ボンディング接続された後、透光性を有する封止部材２６によって基板２２の表面に封止される。
【００４２】
基板２２は、ベース層２２ａ、金属層２２ｂ、およびカバー層２２ｃを積層した三層構造を有する。最も厚さのあるベース層２２ａは、樹脂、例えばガラスエポキシ樹脂により形成されている。このガラスエポキシ樹脂製のベース層２２ａは、熱伝導性が良く比較的安価である。ベース層２２ａは、ガラスコンポジット材料またはその他の合成樹脂材料によって形成することもできる。
【００４３】
金属層２２ｂは、ベース層２２ａの裏面に積層された例えば銅箔であり、ベース層２２ａより一回り小さく、その周辺が金属層２２ｂの周辺まで達していない。また、カバー層２２ｃは、ベース層２２ａの裏面が露出した周辺部、および金属層２２ｂの裏面を覆うように積層されている。カバー層２２ｃは、絶縁材料、例えば合成樹脂製のレジスト層である。基板２２は、ベース層２２ａの裏面に積層された金属層２２ｂおよびカバー層２２ｃによって補強され、反りが防止されている。
【００４４】
配線パターン３１、３２は、例えば、Ｃｕ層３４、Ｎｉ層３５、およびＡｇ層３６を基板２２のベース層２２ａの表面（すなわち基板２２の表面）に順に積層した３層構造を有する。つまり、配線パターン３１、３２の表面は、銀により形成されており、光を良好に反射する反射面として機能し、その全光線反射率は９０％以上である。
【００４５】
保護層２３は、電気絶縁性の合成樹脂を主成分とした例えば白色のレジスト層であり、一方の配線パターン３２の一部を露出させることで図１０に示すようなパッド４１、４２を形成している。配線パターン３２は、発光素子２０の数に応じた複数のパッド４１を接続するパターン部分３２ａと、同じ数のパッド４２を接続するパターン部分３２ｂと、を有する。これら２つのパターン部分３２ａ、３２ｂは互いに電気的に分割されており、いずれか１組のパッド４１、４２を接続すると電気的に導通する。
【００４６】
保護層２３は、パッド４１、４２の領域を除いて、基板２２の表面の大部分を覆うように設けられる。つまり、パッド４１、４２は、配線パターン３２のＡｇ層３６の表面が露出したものである。なお、保護層２３は、白色レジストで形成したため、光を良好に反射する光反射層として機能する。パッド４１、４２は、発光素子２０の実装箇所に設けられ、基板２２の長手方向に沿って並べられている。
【００４７】
ＬＥＤチップ２１は、ＬＥＤのベアチップであり、例えば、青色の光を発光するタイプのものが用いられる。このベアチップは、サファイア製の素子基板の一面に発光層を備えており、矩形ブロック状の外形を有する。そして、このＬＥＤチップ２１は、素子基板の他方の面をパッド４１上に接着剤２７を用いて接着することで、パッド４１の上に実装される。パッド４１から離間した発光層の表面には、アノード電極２１ａおよびカソード電極２１ｂがＬＥＤチップ２１の長手方向に離間して設けられている。
【００４８】
ＬＥＤチップ２１のアノード電極２１ａは、ボンディングワイヤ２４を介して、ＬＥＤチップ２１を実装した比較的大きなパッド４１に接続され、カソード電極２１ｂは、ボンディングワイヤ２５を介して、比較的小さなパッド４２に接続される。つまり、電気的に分離されている２つのパッド４１、４２は、ボンディングワイヤ２４、２５を用いてＬＥＤチップ２１を接続することで通電可能となる。ボンディングワイヤ２４、２５は、金属の細線、例えば金の細線であり、図示しないボンディングマシーンを用いて接線される。
【００４９】
封止部材２６は、透光性を有する樹脂に蛍光体およびフィラーを混合したものである。封止部材２６の樹脂は熱可塑性を有する。例えば、この樹脂として、レジン系シリコーン樹脂を用いることが好ましい。レジン系シリコーン樹脂は、三次元架橋された組織を有するため、透光性のシリコーンゴムより硬い。蛍光体は、青色光を吸収して励起されて青色と補色の関係にある黄色光を発光する。
【００５０】
そして、封止部材２６は、図１１に示すように、２つのパッド４１、４２をカバーする一回り大きな基板表面の領域に塗布されて、ＬＥＤチップ２１および２本のボンディングワイヤ２４、２５を封止する。
【００５１】
上記構成の発光素子２０を実装した発光モジュール１３ａに配線パターン３１、３２を介して通電すると、各ＬＥＤチップ２１のｐ−ｎ接合部分に順方向の電流が流れ、電気エネルギーを直接変換した青色光が発光される。青色光は、封止部材２６を透過して光の取り出し方向へ出射されるとともに、封止部材２６に混入された蛍光体を励起発光させる。蛍光体から発光された黄色光は、ＬＥＤチップ２１から出射された青色光と混ざって白色光として出射される。
【００５２】
以上述べた実施形態の直管形ランプ１０および照明装置１によれば、細長い帯状の基板を有する発光モジュール１３ａの中心線Ｌより幅方向一側にずれた架空の線Ｌ’上に複数の発光素子２０を配置し、且つ発光素子２０の列Ｌ’より幅方向他側に外れた位置にコンデンサ１５を配置したため、発光モジュール１３ａの幅を狭くすることができた。これに対し、例えば、同じ幅の基板の中心線上に発光素子２０を配置した場合を仮定すると、発光素子２０の幅方向両側のスペースが両方とも狭くなってしまい、コンデンサの実装スペースが無くなってしまう。また、発光素子列を中心にすると、基板の幅方向両端にレール１４ａ、１４ｂによる支持領域を設けることもできなくなる。つまり、発光素子２０を基板の中心線Ｌからずれた位置に配置することで、レール１４ａ、１４ｂによる支持構造を採用した上で、発光モジュール１３ａの狭幅化が可能となった。
【００５３】
以上のように、本実施形態によると、直管形ランプ１０内に収容配置する発光モジュール１３ａ〜１３ｄ（すなわち、モジュール列１３）の狭幅化が可能となったことから、直管１２の内面に突設した２本のレール１４ａ、１４ｂでモジュール列１３の幅方向両端を支持することができ、直管形ランプ１０の組み立てを容易にできた。その上、本実施形態によると、モジュール基板の幅を狭くできたため、その分、モジュール列１３を直管１２の中心から外側にずれた位置に片寄らせて配置することが可能となり、ランプ１０の高配光化が可能となった。
【００５４】
また、モジュール基板の幅を狭くすることで、基板２２の材料コストを低減できランプ１０の製造コストを低減でき、照明装置１の製造コストを低減できた。さらに、モジュール基板の幅を狭くすることで、発光モジュール１３ａ〜１３ｄ、すなわちモジュール列１３を軽くすることができ、ランプ１０の軽量化、および照明装置１の軽量化が可能となった。
【００５５】
特に、本実施形態のような発光素子２０のオフセンした（中心からずらした）レイアウトは、ＬＥＤチップ２１を基板表面に実装して封止部材２６で封止したチップオンボード（ＣＯＢ）タイプの発光モジュール１３ａ〜１３ｄにおいて効果を奏する。つまり、ＣＯＢタイプの発光素子２０は、発光素子２０の実装高さが比較的低く、隣接して背の高い素子を実装すると、その素子によって影を生じてしまう。このため、このタイプの発光モジュールでは、発光素子２０の列に他の電子部品を一直線に並べて実装すると、その部位で不所望な影を生じ易い。よって、本実施形態のように、ＣＯＢタイプの発光素子２０を有する発光モジュールを用いた場合、発光素子２０の列とは幅方向にずれた位置にコンデンサ１５を配置することが有効となる。
【００５６】
また、本実施形態のようにオフセンした発光素子２０の配置は、発光モジュール１３ａ〜１３ｄの製造工程においても以下のような効果を奏する。
一般に、発光素子列がオフセンしない従来の発光モジュールを製造する場合、複数枚の基板を幅方向に並べてつなげ、発光素子やコンデンサなどの電子部品を一斉に実装する。このとき、電子部品の実装工程において、複数枚つながった両端の基板の幅方向端辺からある一定距離の範囲内には、構造上、電子部品を取り付けることができない。つまり、この場合、基板の幅方向端辺から一定距離を超えた位置に電子部品を実装する必要があり、その分、基板の幅を広くする必要がある。その上、基板の中心に沿って発光素子を配置するためには、中心線の反対側でも同じ幅だけ基板領域を設ける必要があり、基板の狭幅化が難しい。このため、従来は、例えば、製品にする基板を１枚減らして、幅方向端部にダミー基板を設け、電子部品の実装位置の制約を無くす方法がとられていた。
【００５７】
これに対し、本実施形態の発光モジュール１３ａ〜１３ｄのように、基板の中心線Ｌから幅方向一側に片寄った位置に発光素子列を設けることで、基板の幅方向他側に比較的広い実装領域を確保することができ、上述した電子部品の実装位置の問題も解決できる。つまり、幅方向に複数枚つなげた基板に電子部品を実装するとき、発光素子列がオフセンして空いた幅方向他側の基板端辺から電子部品を実装することができる。この場合、基板の幅を広げる必要はなく、ダミー基板を設ける必要も無い。
【００５８】
よって、本実施形態によると、発光モジュールの製造工程において捨て基板が不要となり、材料コストを低減できる。
【００５９】
以上のように、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６０】
例えば、上述した実施形態では、器具本体２に１本のランプ１０を取り付けた照明装置１について説明したが、これに限らず、２本以上のランプを器具本体に取り付けた照明装置に本発明を適用しても良い。
【００６１】
また、上述した実施形態では、直管形ランプ１０を具備した照明装置１について説明したが、これに限らず、環状のランプやパイプ構造を持たないラインモジュールを具備した照明装置に本発明を適用することもできる。環状ランプの場合、円弧状に湾曲した複数枚のモジュール基板を連結させる構造となる。また、ラインモジュールを具備した照明装置では、光の取り出し方向（出射方向）に設けた透光性のカバーが外囲器として機能することになる。
【００６２】
また、上述した実施形態では、帯状の細長いモジュール基板を具備した照明装置について説明したが、これに限らず、モジュール基板の長さはいかなる長さであっても良く、帯状に限定されるものではない。
【００６３】
さらに、上述した実施形態では、ランプの内部で基板を支持する一対の支持部として、２本のレール１４ａ、１４ｂを用いた場合について説明したが、これに限らず、モジュール基板の長手方向に沿った両端辺を直管１２の内面にネジ等を用いて直接固定する構造であっても良く、基板の支持構造はいかなるものであっても良い。また、レールであっても、必ずしも連続している必要はなく、直管１２の長手方向に沿って分割された複数本のレールを用いても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１…照明装置、２…器具本体、３…ベース板、４…点灯装置、５ａ、５ｂ…ソケット、６…反射体、１０…直管形ランプ、１１ａ、１１ｂ…口金、１２…直管、１３…モジュール列、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ…発光モジュール、１４ａ、１４ｂ…レール、１５…コンデンサ、２０…発光素子、２１…ＬＥＤチップ、２２…基板、２３…保護層、２４、２５…ボンディングワイヤ、２６…封止部材、３１、３２…配線パターン、４１、４２…パッド、Ｃ…天井、Ｌ…中心線。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体発光素子を光源として用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、細長い直管形の蛍光灯に変わる次世代の直管形ランプとして、複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）を細長い帯状の基板の中心線に沿って並べて実装した発光モジュールを透光性を有する円筒形の直管の中に収容配置した直管形ＬＥＤランプが普及されつつある。
【０００３】
円筒形の直管の中に帯板状の発光モジュールを取り付ける場合、例えば、直管の内面に延設した２本のレールに沿って直管の一端側からモジュール基板を差し込む。この取り付け方法を採用すると、直管に対する基板の位置決めや固定作業を容易にでき、モジュール基板の取り付け作業を容易にできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
円筒形の直管内に平らな帯板状の発光モジュールを取り付ける場合、基板の幅と直管の内径によって基板の取り付け位置はほぼ決まる。例えば、基板の幅が比較的広く直管の内径とほぼ等しいような場合には、この基板は直管の中心近くを通る位置に取り付けられる。一方、基板の幅が直管の内径より狭い場合には、直管の中心より内面に近付く方向に片寄って基板を取り付け可能である。
【０００６】
つまり、発光モジュールから放出される光の配光角を拡げるためには基板の幅をできるだけ狭くして基板の裏面を直管の内面に近づけることが有利である。
【０００７】
しかし、ＬＥＤ以外にコンデンサなどの他の電子部品を実装する場合、基板の狭幅化には限界がある。
【０００８】
通常、複数個のＬＥＤは基板の長手方向中心線に沿って並べて実装されるが、ＬＥＤ列に暗部を形成されることを抑制するため、このＬＥＤ列から外れた基板端辺側に片寄った位置に電子部品を実装することが好適である。
【０００９】
また、上述した様な実施形態であると、基板の長手方向に沿った両端辺を例えばレールで保持する構造の場合、基板の長手方向に沿った幅方向両端にレールで保持するための領域（電子部品を実装できない領域）が必要となるため、基板の幅を狭くすることは難しい。
【００１０】
よって、組み立てが容易で広配光化が可能な照明装置の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施形態に係る照明装置は、透光部を有する外囲器、外囲器内に設けられた矩形状の基板、および一対の支持部を有する。基板の一面には、その長手方向に沿った中心線より幅方向一側にずれたライン上に並んで複数の発光素子が実装され、このラインより基板の幅方向他側に外れた位置に電子部品が実装される。一対の支持部は、外囲器の内面に設けられ、基板の長手方向に沿った両端辺を支持する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の照明装置によると、組み立てを容易にでき広配光化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係る照明装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、図１の照明装置をＦ２で切断した断面図である。
【図３】図３は、図１の照明装置の回路構成を示す回路図である。
【図４】図４は、図１の照明装置に取り付けた直管形ランプに組み込まれた発光モジュールのモジュール列を光の取り出し側から見た平面図である。
【図５】図５は、図４のモジュール列のうち給電側に最も近い発光モジュールを拡大して示す平面図である。
【図６】図６は、図４のモジュール列の中間に配置される発光モジュールを拡大して示す平面図である。
【図７】図７は、図４のモジュール列のうち給電側から最も遠い発光モジュールを拡大して示す平面図である。
【図８】図８は、図４のモジュール列の配線図である。
【図９】図９は、図５の線Ｆ９−Ｆ９で発光モジュールを切断した断面図である。
【図１０】図１０は、図９の発光素子を実装するパッドを光の取り出し側から見た平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のパッドに発光素子を設けた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る照明装置１の外観斜視図であり、図２は、この照明装置１の断面図である。また、図３は、照明装置１の回路構成を示す配線図である。この照明装置１は、建物の天井Ｃに固設される器具本体２（以下、単に、本体２と称する）と、この本体２に着脱可能に取り付けられる直管形ランプ１０（以下、単に、ランプ１０と称する）と、を有する。
【００１５】
図１および図２に示すように、本体２は、天井Ｃに図示しないネジ等を用いて固定される細長い帯状のベース板３、このベース板３の長手方向中央に取り付けられた点灯装置４、ベース板３の長手方向両端に取り付けられた一対のソケット５ａ、５ｂ、および、点灯装置４や他の図示しない構成部品を覆ってベース板３の表面側に設けられた反射体６を有する。
【００１６】
ベース板３は、ランプ１０の管軸と略平行に延びた矩形帯状の金属板である。ベース板３には、天井裏から引き込まれた図示しない電源線を接続するための図示しない電源端子台、一対のソケット５ａ、５ｂを取り付けるための図示しない支持部材、および反射体６を締結固定するための図示しない支持金具などが取り付けられている。電源端子台は、図示しない配線を介して点灯装置４に接続されている。
【００１７】
図３に示すように、点灯装置４は、電源端子台に接続された電源線を介して商用交流電源１０１から入力される交流電流を直流電流に変換する。一対のソケット５ａ、５ｂは、それぞれ、ランプ１０の長手方向両端にあるピン１０ａ、１０ｂに接触する端子金具５ｃ、５ｄを有する。点灯装置４は、配線４ａを介して一方のソケット５ａの端子金具５ｃに接続され、直流電流を一方のソケット５ａを介してランプ１０の一端に給電する。ランプ１０の他端にあるピン１０ｂは、もう一方のソケット５ｂによって単に支持されているだけであり、電気的に接続されているものではない。
【００１８】
一対のソケット５ａ、５ｂは、ランプ１０の両端にある１３Ｇタイプの口金１１ａ、１１ｂに適合するものであり、上述したランプ１０の両端のピン１０ａ、１０ｂを差し込んでランプ１０を回転することでランプ１０が装着される。この状態で、本体２からランプ１０への給電が可能となる。言い換えると、ランプ１０は、回転することによって容易に器具本体２から取り外し可能である。
【００１９】
反射体６は、図２に断面を示すように、ベース板３から下方に離間した位置でベース板３と略平行に延びた矩形帯状の底板部６ａ、およびこの底板部６ａの長手方向に沿った両端辺からベース板３の長手方向に沿った両端辺の外側に向けて広がるように傾斜した一対の矩形帯状の側板部６ｂを有する。一対の側板部６ｂの天井Ｃまで延びた端辺は、ベース板３の端辺に向けて内側に折り曲げられている。本実施形態では、底板部６ａと一対の側板部６ｂは、１枚の金属板を折り曲げて形成されている。
【００２０】
底板部６ａの長手方向両端には、ソケット５ａ、５ｂを通す孔が設けられている。また、底板部６ａ、および一対の側板部６ｂの長手方向両端には、一対の端板部６ｃが設けられている。一対の端板部６ｃは、底板部６ａ、一対の側板部６ｂ、およびベース板３で囲まれた空間の長手方向両端を塞ぐように設けられている。
【００２１】
底板部６ａと一対の側板部６ｂは、表面が白色系のカラー鋼板によって形成されている。このため、底板部６ａの表面および一対の側板部６ｂの表面は、光の良好な反射面として機能する。なお、この反射体６は、化粧ネジ７をベース板３の図示しない支持金具に螺合することで締結固定される。一対のソケット５ａ、５ｂは、底板部６ａの長手方向両端にある孔を介してベース板３から離れる方向（図示下方）に突出する。
【００２２】
ランプ１０は、透光性の樹脂により形成された細長い円筒形の直管１２（外囲器）、この直管１２の長手方向両端に取り付けられた上述した一対の口金１１ａ、１１ｂ、および４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄを有する。発光モジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、給電側の口金１１ａから他方の口金１１ｂに向かって、この順番で並んで直管１２内に収容配置される。以下、図４に示すように、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄを挿入順に一列につなげた構造をモジュール列１３と称する。
【００２３】
図１および図２に示すようにランプ１０を本体２に取り付けた状態で、図３に示すスイッチ１０２をＯＮにすると、ランプ１０から放出された光の多くの部分は図示下方（光の取り出し側）に向かい、逆方向、すなわち天井Ｃに向かう光の一部が反射体６の底板部６ａおよび一対の側板部６ｂによって反射される。つまり、本実施形態の照明装置１は、室内を直接照明する光に加え天井Ｃを含む部屋全体を照明する全方向の光を放出することができる。
【００２４】
ランプ１０の直管１２は、好ましくは、光の拡散材が混ぜられたポリカーボネート樹脂により形成される。直管１２は、少なくとも光出射方向に透光部を有する構造であれば良い。直管１２の透光部の拡散透過率は、好ましくは、９０％〜９５％である。直管１２の内面には、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄをスライドさせて案内するとともに直管１２内の所定位置に位置決め配置するための２本のレール１４ａ、１４ｂが突設されている。レール１４ａ、１４ｂは、管軸に沿って連続して真っ直ぐに延設されている。
【００２５】
４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄは、予め図４に示すように細長く連結された状態（モジュール列１３の状態）で、直管１２の一端側から挿通され、一対のレール１４ａ、１４ｂ（一対の支持部）によってその長手方向に沿った両端辺が案内されて、直管１２内に挿入配置される。このように、レール１４ａ、１４ｂに沿って直管１２内にモジュール列１３を挿通配置することで、ランプ１０の組み立てを容易にできる。
【００２６】
このように、円筒形の直管１２の内部に平らな帯板状のモジュール列１３を取り付ける場合、モジュール列１３の長手方向と直交する方向の幅、および直管１２の内径によって、モジュール列１３の取り付け位置がほぼ決まる。つまり、モジュール列１３の幅を狭くすることで、管軸中心からより離れた位置にモジュール列１３を取り付けることができ、その分、ランプ１０の高配光化に有利となる。
【００２７】
反面、モジュール列１３の幅を単純に狭くすると、発光素子や電子部品の実装スペースが狭くなってしまう。特に、本実施形態のようにモジュール列１３の幅方向両端をレール１４ａ、１４ｂで支持する構造を採用した場合、モジュール列１３の幅方向両端にレール１４ａ、１４ｂで支持するための領域が必要となり、この領域に電子部品を実装することができなくなる。
【００２８】
よって、本実施形態では、直管１２内にレール１４ａ、１４ｂを突設した構造を採用して発光モジュール１３ａ〜１３ｄの取り付けを容易にした上で、ランプ１０の高配光化を達成できるようにした。以下、主に、図４〜図１１を参照して、狭幅化が可能な発光モジュール１３ａ〜１３ｄ（モジュール列１３）の詳細な構造について説明する。
【００２９】
図４は、上述したモジュール列１３を光の取り出し側から見た平面図であり、図５は、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄのうち給電側に最も近い発光モジュール１３ａを拡大して示す平面図であり、図６は、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄのうち中間にある２つの同じ形の発光モジュール１３ｂ、１３ｃを拡大して示す平面図であり、図７は、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄのうち給電側から最も遠い発光モジュール１３ｄを拡大して示す平面図である。
【００３０】
図５〜図７に示した発光モジュール１３ａ〜１３ｄ、およびこれら発光モジュール１３ａ〜１３ｄを一列につなげた図４に示したモジュール列１３は、それぞれ、複数個の発光素子２０の中心が、モジュール基板の中心線Ｌより幅方向一側（図示下側）に片寄った架空のラインＬ’上に並ぶようにオフセットしたレイアウトを採用したことを特徴としている。また、これに伴い、複数個のコンデンサ１５（電子部品）を複数の発光素子２０を実装したラインＬ’より幅方向他側（図示上側）に外れた位置に実装したことを特徴としている。このような部品実装レイアウトを採用したことで、モジュール列１３の幅方向両端にレール１４ａ、１４ｂで基板を支持する非実装スペースを確保した上で、モジュール基板の幅を狭幅化できた。
【００３１】
モジュール列１３の長手方向両端にある発光モジュール１３ａ（図５）および発光モジュール１３ｄ（図７）は、それぞれ、その長手方向に沿って５つの基板領域Ｅ１〜Ｅ５を有する。また、モジュール列１３の中間にある発光モジュール１３ｂ、１３ｃ（図６）は、その長手方向に沿って６つの基板領域Ｅ１〜Ｅ６を有する。最も給電側に近い発光モジュール１３ａは、その給電側に最も近い基板領域Ｅ1に部品実装領域１３ｅを含む以外、給電側から最も離れた発光モジュール１３ｄと略同じ構造を有する。
【００３２】
給電側に最も近い発光モジュール１３ａは、部品実装領域１３ｅを含む基板領域Ｅ１に９個の発光素子２０を備え、他の基板領域Ｅ２〜Ｅ５にそれぞれ８個の発光素子２０を備えている。また、中間に位置する発光モジュール１３ｂ、１３ｃは、各基板領域Ｅ１〜Ｅそれぞれに８個の発光素子２０を備えている。さらに、給電側から最も遠い発光モジュール１３ｄは、給電側から最も離れた基板領域Ｅ５に９個の発光素子２０を備え、他の基板領域Ｅ１〜Ｅ４にそれぞれ８個の発光素子２０を備えている。つまり、ランプ１０の両端に位置した基板領域に実装した発光素子２０の数だけが、他の基板領域の発光素子２０の数より１つ多くなっている。
【００３３】
モジュール列１３の長手方向に沿って点在したコンデンサ１５は、各発光モジュール１３ａ〜１３ｄそれぞれの各基板領域Ｅ１〜Ｅ５（Ｅ６）毎にそれぞれ１つずつ設けられている。図８にモジュール列１３の配線図を示す。これによると、各コンデンサ１５は、それぞれの基板領域に実装されている８個或いは９個の発光素子２０のＬＥＤチップ２１の組と並列接続されている。
【００３４】
これにより、各コンデンサ１５は、並列接続した複数のＬＥＤチップ２１のバイパス素子として機能し、後述する配線パターン３１、３２に重畳されたノイズ成分がＬＥＤチップに不所望な電流を流すことを防止する。例えば、照明装置１のスイッチ１０２（図３）をＯＦＦにした状態で、ノイズ電流がＬＥＤチップ２１に流れることが防止され、いわゆるランプ１０の暗点灯を防止することができる。また、例えば、何らかの要因によって配線パターンに過大な電流が流れた場合であっても、この過電流がＬＥＤチップ２１に流れて破壊するような不具合を防止することができる。
【００３５】
また、各基板領域Ｅ１〜Ｅ５（Ｅ６）の８個或いは９個のＬＥＤチップ２１を並列接続することで、１つのＬＥＤチップ２１が通電不良により発光しない場合であっても、残りのＬＥＤチップ２１を発光させることができ、ランプ１０の１つの基板領域全てのＬＥＤチップ２１（発光素子２０）が点灯しなくなる不具合を防止できる。
【００３６】
なお、給電側に最も近い発光モジュール１３ａの給電側端部にある部品実装領域１３ｅには、入力コネクタ１６、抵抗１７、および整流用ダイオード１８が実装されている。部品実装領域１３ｅには、発光素子２０が配置されていない。このため、これら部品実装領域１３ｅの電子部品１６〜１８のレイアウトは自由であり、本実施形態では、発光モジュール１３ａの中心線上にレイアウトされている。
【００３７】
このうち、抵抗１７、および整流用ダイオード１８は、通電によって発熱する。このため、これら電子部品１７、１８の熱が基板領域Ｅ１に実装された発光素子２０に伝わることを抑制すべく、整流用ダイオード１８と最も給電側に近い発光素子２０との間には、発光モジュール１３ａの幅方向に延びて貫通した長孔１９が設けられている。この長孔１９は、幅方向に分割して複数設けられても良い。この長孔１９は、発光モジュール１３ａの基板の短手方向に沿った断面積を小さくするために設けられており、それにより、この部分での熱の伝わりを抑制している。
【００３８】
図８に示すように、入力コネクタ１６は、給電側の発光モジュール１３ａの配線パターン３１、３２に接続されている。また、入力コネクタ１６は、ランプ１０の給電側の口金１１ａのピン１０ａに接続されている。そして、９個の発光素子２０のＬＥＤチップ２１、およびコンデンサ１５が、配線パターン３２の途中で並列接続されている。
【００３９】
同様に、他の発光モジュール１３ｂ〜１３ｄも、８個或いは９個のＬＥＤチップ２１およびコンデンサ１５を並列接続するための配線パターン３１、３２を有する。そして、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄは、連結されてモジュール列を構成する際に、モジュール間で配線パターン３１、３２同士がコネクタ線３３によって接線される。これにより、４つの発光モジュール１３ａ〜１３ｄも電気的に接続され、全ての発光素子２０がコンデンサ１５（および他の電子部品１６〜１８）とともに給電可能となる。
【００４０】
以下、図９乃至図１１を参照して、発光モジュール１３ａの詳細な構造について発光素子２０の実装構造とともに説明する。４つの発光モジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの基本構造は略同じであるため、ここでは給電側に最も近い発光モジュール１３ａについて代表して説明する。図９は、図５の線Ｆ９−Ｆ９に沿って発光モジュール１３ａを切断した断面図であり、図１０は、発光素子２０を実装するパッド４１、４２を光の取り出し側から見た平面図であり、図１１は、図１０のパッド４１、４２に発光素子２０を設けた状態の平面図である。
【００４１】
図９に示すように、発光モジュール１３ａは、帯状の平らな基板２２、配線パターン３１、３２、保護層２３、複数個のＬＥＤチップ２１、ボンディングワイヤ２４、２５、封止部材２６、および各種電子部品１５、１６、１７、１８を有する。ＬＥＤチップ２１は、後述するパッド４１上に取り付けられて、ボンディング接続された後、透光性を有する封止部材２６によって基板２２の表面に封止される。
【００４２】
基板２２は、ベース層２２ａ、金属層２２ｂ、およびカバー層２２ｃを積層した三層構造を有する。最も厚さのあるベース層２２ａは、樹脂、例えばガラスエポキシ樹脂により形成されている。このガラスエポキシ樹脂製のベース層２２ａは、熱伝導性が良く比較的安価である。ベース層２２ａは、ガラスコンポジット材料またはその他の合成樹脂材料によって形成することもできる。
【００４３】
金属層２２ｂは、ベース層２２ａの裏面に積層された例えば銅箔であり、ベース層２２ａより一回り小さく、その周辺が金属層２２ｂの周辺まで達していない。また、カバー層２２ｃは、ベース層２２ａの裏面が露出した周辺部、および金属層２２ｂの裏面を覆うように積層されている。カバー層２２ｃは、絶縁材料、例えば合成樹脂製のレジスト層である。基板２２は、ベース層２２ａの裏面に積層された金属層２２ｂおよびカバー層２２ｃによって補強され、反りが防止されている。
【００４４】
配線パターン３１、３２は、例えば、Ｃｕ層３４、Ｎｉ層３５、およびＡｇ層３６を基板２２のベース層２２ａの表面（すなわち基板２２の表面）に順に積層した３層構造を有する。つまり、配線パターン３１、３２の表面は、銀により形成されており、光を良好に反射する反射面として機能し、その全光線反射率は９０％以上である。
【００４５】
保護層２３は、電気絶縁性の合成樹脂を主成分とした例えば白色のレジスト層であり、一方の配線パターン３２の一部を露出させることで図１０に示すようなパッド４１、４２を形成している。配線パターン３２は、発光素子２０の数に応じた複数のパッド４１を接続するパターン部分３２ａと、同じ数のパッド４２を接続するパターン部分３２ｂと、を有する。これら２つのパターン部分３２ａ、３２ｂは互いに電気的に分割されており、いずれか１組のパッド４１、４２を接続すると電気的に導通する。
【００４６】
保護層２３は、パッド４１、４２の領域を除いて、基板２２の表面の大部分を覆うように設けられる。つまり、パッド４１、４２は、配線パターン３２のＡｇ層３６の表面が露出したものである。なお、保護層２３は、白色レジストで形成したため、光を良好に反射する光反射層として機能する。パッド４１、４２は、発光素子２０の実装箇所に設けられ、基板２２の長手方向に沿って並べられている。
【００４７】
ＬＥＤチップ２１は、ＬＥＤのベアチップであり、例えば、青色の光を発光するタイプのものが用いられる。このベアチップは、サファイア製の素子基板の一面に発光層を備えており、矩形ブロック状の外形を有する。そして、このＬＥＤチップ２１は、素子基板の他方の面をパッド４１上に接着剤２７を用いて接着することで、パッド４１の上に実装される。パッド４１から離間した発光層の表面には、アノード電極２１ａおよびカソード電極２１ｂがＬＥＤチップ２１の長手方向に離間して設けられている。
【００４８】
ＬＥＤチップ２１のアノード電極２１ａは、ボンディングワイヤ２４を介して、ＬＥＤチップ２１を実装した比較的大きなパッド４１に接続され、カソード電極２１ｂは、ボンディングワイヤ２５を介して、比較的小さなパッド４２に接続される。つまり、電気的に分離されている２つのパッド４１、４２は、ボンディングワイヤ２４、２５を用いてＬＥＤチップ２１を接続することで通電可能となる。ボンディングワイヤ２４、２５は、金属の細線、例えば金の細線であり、図示しないボンディングマシーンを用いて接線される。
【００４９】
封止部材２６は、透光性を有する樹脂に蛍光体およびフィラーを混合したものである。封止部材２６の樹脂は熱可塑性を有する。例えば、この樹脂として、レジン系シリコーン樹脂を用いることが好ましい。レジン系シリコーン樹脂は、三次元架橋された組織を有するため、透光性のシリコーンゴムより硬い。蛍光体は、青色光を吸収して励起されて青色と補色の関係にある黄色光を発光する。
【００５０】
そして、封止部材２６は、図１１に示すように、２つのパッド４１、４２をカバーする一回り大きな基板表面の領域に塗布されて、ＬＥＤチップ２１および２本のボンディングワイヤ２４、２５を封止する。
【００５１】
上記構成の発光素子２０を実装した発光モジュール１３ａに配線パターン３１、３２を介して通電すると、各ＬＥＤチップ２１のｐ−ｎ接合部分に順方向の電流が流れ、電気エネルギーを直接変換した青色光が発光される。青色光は、封止部材２６を透過して光の取り出し方向へ出射されるとともに、封止部材２６に混入された蛍光体を励起発光させる。蛍光体から発光された黄色光は、ＬＥＤチップ２１から出射された青色光と混ざって白色光として出射される。
【００５２】
以上述べた実施形態の直管形ランプ１０および照明装置１によれば、細長い帯状の基板を有する発光モジュール１３ａの中心線Ｌより幅方向一側にずれた架空の線Ｌ’上に複数の発光素子２０を配置し、且つ発光素子２０の列Ｌ’より幅方向他側に外れた位置にコンデンサ１５を配置したため、発光モジュール１３ａの幅を狭くすることができた。これに対し、例えば、同じ幅の基板の中心線上に発光素子２０を配置した場合を仮定すると、発光素子２０の幅方向両側のスペースが両方とも狭くなってしまい、コンデンサの実装スペースが無くなってしまう。また、発光素子列を中心にすると、基板の幅方向両端にレール１４ａ、１４ｂによる支持領域を設けることもできなくなる。つまり、発光素子２０を基板の中心線Ｌからずれた位置に配置することで、レール１４ａ、１４ｂによる支持構造を採用した上で、発光モジュール１３ａの狭幅化が可能となった。
【００５３】
以上のように、本実施形態によると、直管形ランプ１０内に収容配置する発光モジュール１３ａ〜１３ｄ（すなわち、モジュール列１３）の狭幅化が可能となったことから、直管１２の内面に突設した２本のレール１４ａ、１４ｂでモジュール列１３の幅方向両端を支持することができ、直管形ランプ１０の組み立てを容易にできた。その上、本実施形態によると、モジュール基板の幅を狭くできたため、その分、モジュール列１３を直管１２の中心から外側にずれた位置に片寄らせて配置することが可能となり、ランプ１０の高配光化が可能となった。
【００５４】
また、モジュール基板の幅を狭くすることで、基板２２の材料コストを低減できランプ１０の製造コストを低減でき、照明装置１の製造コストを低減できた。さらに、モジュール基板の幅を狭くすることで、発光モジュール１３ａ〜１３ｄ、すなわちモジュール列１３を軽くすることができ、ランプ１０の軽量化、および照明装置１の軽量化が可能となった。
【００５５】
特に、本実施形態のような発光素子２０のオフセンした（中心からずらした）レイアウトは、ＬＥＤチップ２１を基板表面に実装して封止部材２６で封止したチップオンボード（ＣＯＢ）タイプの発光モジュール１３ａ〜１３ｄにおいて効果を奏する。つまり、ＣＯＢタイプの発光素子２０は、発光素子２０の実装高さが比較的低く、隣接して背の高い素子を実装すると、その素子によって影を生じてしまう。このため、このタイプの発光モジュールでは、発光素子２０の列に他の電子部品を一直線に並べて実装すると、その部位で不所望な影を生じ易い。よって、本実施形態のように、ＣＯＢタイプの発光素子２０を有する発光モジュールを用いた場合、発光素子２０の列とは幅方向にずれた位置にコンデンサ１５を配置することが有効となる。
【００５６】
また、本実施形態のようにオフセンした発光素子２０の配置は、発光モジュール１３ａ〜１３ｄの製造工程においても以下のような効果を奏する。
一般に、発光素子列がオフセンしない従来の発光モジュールを製造する場合、複数枚の基板を幅方向に並べてつなげ、発光素子やコンデンサなどの電子部品を一斉に実装する。このとき、電子部品の実装工程において、複数枚つながった両端の基板の幅方向端辺からある一定距離の範囲内には、構造上、電子部品を取り付けることができない。つまり、この場合、基板の幅方向端辺から一定距離を超えた位置に電子部品を実装する必要があり、その分、基板の幅を広くする必要がある。その上、基板の中心に沿って発光素子を配置するためには、中心線の反対側でも同じ幅だけ基板領域を設ける必要があり、基板の狭幅化が難しい。このため、従来は、例えば、製品にする基板を１枚減らして、幅方向端部にダミー基板を設け、電子部品の実装位置の制約を無くす方法がとられていた。
【００５７】
これに対し、本実施形態の発光モジュール１３ａ〜１３ｄのように、基板の中心線Ｌから幅方向一側に片寄った位置に発光素子列を設けることで、基板の幅方向他側に比較的広い実装領域を確保することができ、上述した電子部品の実装位置の問題も解決できる。つまり、幅方向に複数枚つなげた基板に電子部品を実装するとき、発光素子列がオフセンして空いた幅方向他側の基板端辺から電子部品を実装することができる。この場合、基板の幅を広げる必要はなく、ダミー基板を設ける必要も無い。
【００５８】
よって、本実施形態によると、発光モジュールの製造工程において捨て基板が不要となり、材料コストを低減できる。
【００５９】
以上のように、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６０】
例えば、上述した実施形態では、器具本体２に１本のランプ１０を取り付けた照明装置１について説明したが、これに限らず、２本以上のランプを器具本体に取り付けた照明装置に本発明を適用しても良い。
【００６１】
また、上述した実施形態では、直管形ランプ１０を具備した照明装置１について説明したが、これに限らず、環状のランプやパイプ構造を持たないラインモジュールを具備した照明装置に本発明を適用することもできる。環状ランプの場合、円弧状に湾曲した複数枚のモジュール基板を連結させる構造となる。また、ラインモジュールを具備した照明装置では、光の取り出し方向（出射方向）に設けた透光性のカバーが外囲器として機能することになる。
【００６２】
また、上述した実施形態では、帯状の細長いモジュール基板を具備した照明装置について説明したが、これに限らず、モジュール基板の長さはいかなる長さであっても良く、帯状に限定されるものではない。
【００６３】
さらに、上述した実施形態では、ランプの内部で基板を支持する一対の支持部として、２本のレール１４ａ、１４ｂを用いた場合について説明したが、これに限らず、モジュール基板の長手方向に沿った両端辺を直管１２の内面にネジ等を用いて直接固定する構造であっても良く、基板の支持構造はいかなるものであっても良い。また、レールであっても、必ずしも連続している必要はなく、直管１２の長手方向に沿って分割された複数本のレールを用いても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１…照明装置、２…器具本体、３…ベース板、４…点灯装置、５ａ、５ｂ…ソケット、６…反射体、１０…直管形ランプ、１１ａ、１１ｂ…口金、１２…直管、１３…モジュール列、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ…発光モジュール、１４ａ、１４ｂ…レール、１５…コンデンサ、２０…発光素子、２１…ＬＥＤチップ、２２…基板、２３…保護層、２４、２５…ボンディングワイヤ、２６…封止部材、３１、３２…配線パターン、４１、４２…パッド、Ｃ…天井、Ｌ…中心線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光部を有する外囲器と；
外囲器内に設けられた矩形状の基板と；
基板の一面の長手方向に沿った中心線より幅方向一側にずれたライン上に並んで実装される複数の発光素子と；
基板の一面側であって、複数の発光素子が並んで実装されたラインから基板の幅方向他側に外れた位置に実装される電子部品と；
外囲器の内面に設けられた基板の長手方向に沿った両端辺を支持する一対の支持部と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記発光素子は、上記基板の上記一面に実装したＬＥＤチップを透光性を有する材料で該一面に封止して設けられていることを特徴とする請求項１の照明装置。
【請求項３】
上記一対の支持部は、上記基板の上記一面と反対側の面を上記外囲器の内面に近付けて該基板を上記外囲器の中心からずれた位置に支持することを特徴とする請求項１または請求項２の照明装置。
【請求項１】
透光部を有する外囲器と；
外囲器内に設けられた矩形状の基板と；
基板の一面の長手方向に沿った中心線より幅方向一側にずれたライン上に並んで実装される複数の発光素子と；
基板の一面側であって、複数の発光素子が並んで実装されたラインから基板の幅方向他側に外れた位置に実装される電子部品と；
外囲器の内面に設けられた基板の長手方向に沿った両端辺を支持する一対の支持部と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記発光素子は、上記基板の上記一面に実装したＬＥＤチップを透光性を有する材料で該一面に封止して設けられていることを特徴とする請求項１の照明装置。
【請求項３】
上記一対の支持部は、上記基板の上記一面と反対側の面を上記外囲器の内面に近付けて該基板を上記外囲器の中心からずれた位置に支持することを特徴とする請求項１または請求項２の照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１１５００５（Ｐ２０１３−１１５００５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２６２６（Ｐ２０１１−２６２６２６）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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