(57)【要約】【課題】  本発明のＬＥＤ照明装置は、導光カバーの面上に均一な明領域を形成し、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性が良好なＬＥＤ照明装置の提供を目的とする。 【解決手段】  本発明のＬＥＤ照明装置は、前述の課題を解決すべく、本発明に係るＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを支持する基板と、前記複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状の内壁を設けた導光カバーとを有することを特徴とする。【選択図】  図１７
2010086677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤを支持する基板と、
前記複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状の内壁を設けた導光カバーとを有することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記導光カバーは、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記導光カバーは、拡散材を含有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記導光カバーは、発泡樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤは、砲弾型ＬＥＤ又は表面実装型ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記複数のＬＥＤは、白色、緑色、青色、赤色、橙色、及び桃色の中の一色、若しくはそれらの組み合わせからなるＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを設けた外形形状が蛍光灯型のＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光灯型のＬＥＤ照明装置においては、蛍光灯の外形形状を模した導光カバー内に、複数のＬＥＤを所定の間隔で軸方向に配列したＬＥＤアレイを光源として設けた構成が有る(例えば、特許文献１参照。)。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１-５２５０４号公報
【０００４】
しかしながら、蛍光灯からは全方位に均一な照射強度の光が発光されるのに対して、ＬＥＤからは方位角に依存した照射強度の光が発光される。具体的には、ＬＥＤは発光面の法線方向からの方位角が増すごとに光の照射強度が減衰する指向性を有する。
【０００５】
また、ＬＥＤを覆う導光カバーとＬＥＤ間の距離が十分でないと、導光カバーでの光の拡散が不十分となり、照明装置として必要な光の照射角度が確保できない。さらに、導光カバーの形状とＬＥＤ光の指向性が適合していないと、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域が明確に識別されてしまう。
【０００６】
特に、砲弾型ＬＥＤの光の照射角度は、蛍光灯照明器具に要求される光の照射角度と比較して狭いことから、拡散材を添加した円筒状の導光カバーにより、ＬＥＤの光の照射角度を拡大する構成が有る。しかし、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域は発生してしまう。
【０００７】
このため、砲弾型ＬＥＤに適合する２層構造の導光カバーと、該導光カバーに拡散剤を添加する構成により、ＬＥＤの光の照射角度を拡大して光の照射強度分布が一様になるようにすることで、導光カバーの面上で均一な明領域を形成する構成が有る(例えば、特許文献２参照。)。
【０００８】
【特許文献２】特開２００８-２１８１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に示された構成では、アクリル樹脂により形成された２層構造の導光カバーの重量が大きいことから、天井に配設された蛍光灯のソケットに装着して使用する場合に、天井の耐荷重値を超えてしまう問題が有った。また、２層構造の導光カバーは、構造上、材料費が掛かり、且つ量産性に劣る問題があった。さらに、ＬＥＤと導光カバー間の距離が近いため、放熱性が悪い問題が有った。
【００１０】
そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、導光カバーの面上に均一な明領域を形成し、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性が良好なＬＥＤ照明装置の提供を目的とする。 
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の課題を解決すべく、本発明に係るＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを支持する基板と、前記複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状の内壁を設けた導光カバーとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＬＥＤ照明装置によれば、導光カバーの面上に均一な明領域を形成でき、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性が良好である。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のＬＥＤ照明装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明のＬＥＤ照明装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１４】
［第１の実施形態］
まず、本実施形態のＬＥＤ照明装置１について、図１乃至図５を参照しながら具体的に説明する。図１にＬＥＤ照明装置１の斜視図を示し、図２にＬＥＤ照明装置１の断面図を示し、図３にＬＥＤ照明装置１の側面図を示す。また、図４にＬＥＤ照明装置１を構成する導光カバー２の断面図を示し、図５に導光カバー２の斜視図を示す。
【００１５】
ＬＥＤ照明装置１は、導光カバー２、口金３、給電ピン４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７から構成される。この様なＬＥＤ照明装置１は、蛍光灯のソケットに給電ピン４を接続して使用される。以下、ＬＥＤ照明装置１を構成する各構成部材について説明する。
【００１６】
ＬＥＤ照明装置１を構成する導光カバー２は、ＬＥＤ５から一定の範囲の方位角において発せられる光の光量が等しい等高線に相当する楕円形状の内壁を有し、複数のＬＥＤ５を配設したＬＥＤ基板６を覆うように配設される。この様な導光カバー２は、拡散材を含有したアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は超臨界状態で形成された発泡樹脂から成る。また、導光カバー２は、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄから形成される。以下、導光カバー２を構成する各部について説明する。
【００１７】
導光カバー２の楕円形状部２Ａは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の上方に位置する部位である。この様な楕円形状部２Ａの内壁に係る形状である楕円径Ｅ１は、長径２８．５ｍｍ及び短径２３．５ｍｍである。同様に、楕円形状部２Ａの外壁に係る形状である楕円径Ｅ２は、内壁の楕円形状と同一の中心におく、例えば長径３０．０ｍｍ及び短径２５．０ｍｍである。従って、楕円形状部２Ａの厚みは１．５ｍｍである。また、側面部２Ｂは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の側面に位置する部位である。この様な側面部２Ｂの外壁に係る形状である横幅Ｗ１は、例えば２５ｍｍである。同様に、側面部２Ｂの内壁に係る形状である横幅Ｗ２は、例えば２２ｍｍである。従って、側面部２Ｂの厚みＷ４は１．５ｍｍである。なお、側面部２Ｂの高さＨ３は、例えば９．８ｍｍである。
【００１８】
導光カバー２の後方部２Ｃは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の後方であって、側面部２Ｂの下方に位置する部位である。この様な後方部２Ｃの内壁に係る形状である内径Ｒ１は、例えば５ｍｍである。同様に、後方部２Ｃの外壁に係る形状である外径Ｒ２は、例えば６．５ｍｍである。従って、後方部２Ｃの厚みは１．５ｍｍである。また、固定部２Ｄは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の下方であって、後方部２Ｃに隣接する部位である。この様な固定部２Ｄの長さＷ３は、例えば４．８ｍｍである。同様に、固定部２Ｄの厚みＨ４は、例えば１．５ｍｍである。
【００１９】
導光カバー２に係る、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄを含めた外壁に係る高さＨ１は、例えば２６．３ｍｍである。同様に、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄを含めた内壁に係る高さＨ２は、例えば２３．３ｍｍである。また、導光カバー中心ＯＰから固定部２Ｄの端面までの空間に係る長さＷ５は、例えば６．２ｍｍである。また、導光カバー２の長さＬ１は、例えば３００ｍｍである。なお、導光カバー２の形状の算出については、図６乃至図１３を参照しながら後述する。また、導光カバー２に含有させる拡散材については、図１９を参照しながら後述する。
【００２０】
ＬＥＤ照明装置１を構成する口金３は、導光カバー２、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７を一体に支持し、且つ、給電ピン４を接続する固定部材であり、導光カバー２の両端部に対面同一に配設される。この様な口金３は、例えばアルミニウム又はプラスチックにより、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成される。なお、当該遮蔽された面に給電ピン４が接続される。また、導光カバー２にＬＥＤ基板６及びヒートシンク７が組み込まれた状態で、口金３が導光カバー２の両端部をそれぞれ覆うように対面同一に挿入して固定されることにより、ＬＥＤ照明装置１が一体として形成される。
【００２１】
ＬＥＤ照明装置１を構成する給電ピン４は、蛍光灯のソケットに接続して用いられる給電用の端子であり、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成された口金３の該遮蔽された面に、２つ接続される、この様な給電ピン４は、例えば磁性金属により円柱形状部から形成される。なお、給電ピン４は、市販されている一般的な蛍光灯に配設された給電ピンの仕様と同様である。
【００２２】
ＬＥＤ照明装置１を構成するＬＥＤ５は、発光ダイオード(ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)であり、長方形状の板状部から形成されるＬＥＤ基板６上に所定の間隔で配設される。この様なＬＥＤ５には、例えば砲弾型の白色ＬＥＤを用いる。具体的には、例えば日亜化学工業株式会社製で、品名が白色ＬＥＤ、及び型名がＮＳＰＷＲ７０ＣＳＳ−Ｋ１の砲弾型白色ＬＥＤを用いる。なお、砲弾型ＬＥＤは、表面実装であるチップ型ＬＥＤと比較して発熱量が少ない利点がある。また、隣接するＬＥＤ５の中心間距離は、例えば８．５ｍｍである。この様な隣接するＬＥＤ５の中心間距離は、複数のＬＥＤ５から形成されるＬＥＤアレイ光源において、隣接するＬＥＤからそれぞれ放射される光により均一になるように、ＬＥＤ５に印加する駆動電流及び熱抵抗等を考慮して決定する。また、複数のＬＥＤ５は、アノードとカソードがそれぞれ並列接続され、図示せぬ電源部から供給される所定の駆動電流により発光する。
【００２３】
ＬＥＤ照明装置１を構成するＬＥＤ基板６は、複数のＬＥＤ５を所定の間隔により配設するための支持部材であり、長方形状の板状部から形成される。この様なＬＥＤ基板６には、例えばガラス繊維を編んだ布にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板を用いる。なお、ＬＥＤ基板６には、複数のＬＥＤ５のリードフレームを貫通させて半田固定するための穴が所定の位置に設けられている。また、複数のＬＥＤ５を並列接続するための回路が、ガラエポキシ基板上にＣｕパターンで形成される。さらに、ＬＥＤ基板６の両端部には、給電ピン４とＬＥＤ５とを電気的に接続するための図示せぬリード線が設けられており、リード線の一端に形成されたソケット又は半田固定により、リード線が給電ピン４に接続される。
【００２４】
ＬＥＤ照明装置１を構成するヒートシンク７は、ＬＥＤ５に駆動電流を印加して発光させることによりＬＥＤ５から発生した熱を、ＬＥＤ５が実装されたＬＥＤ基板６を経て放熱させるための金属板であり、ＬＥＤ基板６と導光カバー２の間に配設される。この様なヒートシンク７は、熱伝導率が高く軽量である例えばアルミニウムを用いる。また、ヒートシンク７の上部をＬＥＤ基板６の両端部に密着させた状態で接合し、且つ、ヒートシンク７の下部を導光カバー２と口金３の隙間に接合する。なお、ＬＥＤ照明装置１の重量、及びＬＥＤ基板６を貫通するように配設されたＬＥＤ５のリードフレームを考慮して、ＬＥＤ基板６下方の中央部が中空になるように、ヒートシンク７の外形を形成する。
【００２５】
次に、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データに基づいた導光カバーの最適化について、図６乃至図１３を参照しながら具体的に説明する。
【００２６】
まず、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データの方位角を変換する。具体的には、方位角(°)に対する相対強度(ａｕ)のデータを、方位角ｘ(ｒａｄ)に対する相対強度ｙ(ａｕ)のデータに変換する。図６に変換されたＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データの一例を示す。また、該ＬＥＤの照射強度に係る指向性データに基づいて近似多項式を導出する。なお、数１に近似多項式を示し、表１に近似多項式の係数の一例を示す。
【００２７】
【数１】
2010086677.tif 000003
【００２８】
【表１】
2010086677.tif 000004
【００２９】
導出した近似多項式を社内製の光学設計ソフトに入力して、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性特性を計算する。具体的には、ＬＥＤの発光点中心から半径ｒ、及びＬＥＤの発光点中心上の法線方向から角度ωを成す任意のＰ点における光強度I (ω，ｒ) は、数２により算出される。その後、極座標(ω，ｒ)をＺ-Ｘ座標に変換することで、図７に示すように、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性特性図が生成される。
【００３０】
【数２】
2010086677.tif 000005
【００３１】
導光カバーの表面におけるＬＥＤ光源の照度分布を算出する。なお、まず１個のＬＥＤ光源による光の照度分布を求める。図８に示すように、導光カバーを長径：２ＲＬ及び短径：２ＲＳの楕円形状に設定する。ここで、ＬＥＤ光源の発光点を、導光カバーの導光カバー中心Ｏから距離Ｚｄ離れたＬＥＤ発光中心位置Ｏ'に設定する。なお、距離Ｚｄは光学設計ソフトの運用者が任意に設定する。数２を用いて、導光カバーの任意のＰ点における光強度I (ω，ｒ)が算出される。また、図９に示すように、Ｐ点での導光カバーの法線(Ｐ−Ｐ')と入射光との成す角度θを求め、Ｐ点での照度Ｉ'が数３により算出される。なお、ＬＥＤ発光中心位置Ｏ'に位置する単一光源から光が到達する範囲内において、導光カバー面上の全ての点における照度Ｉ'が計算される。
【００３２】
【数３】
2010086677.tif 000006
【００３３】
１つのＬＥＤ光源が配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を、図１０に示す。なお、図１０の縦軸は図８に示したＹｔであり、図１０の横軸は図９に示した導光カバー面上の指向性特性を求めるための方位角φzである。また、複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を、図１１に示す。
【００３４】
導光カバー形状は楕円形状であるため、図１０及び図１１に示した平板形状の導光カバーによる照度分布が、図１２と数４に基づいて楕円座標に変換されることにより、楕円形状の導光カバーによる照度分布が算出される。
【００３５】
【数４】
2010086677.tif 000007
【００３６】
導光カバーをＬＥＤ光源の方位角φｚから見た場合における、楕円形状の導光カバー面上の照度を、図１３に示す。なお、図１２中のＰ１点及びＰ２点における照射分布を計算し、方位角φｚに基づいて導光カバー面上の平均照度を導出し、表２に示すように方位角０°の基準照度に対する、導光カバー面上の各方位角における指向性特性が算出される。
【００３７】
【表２】
2010086677.tif 000008
【００３８】
次に、導光カバー形状、ＬＥＤ仕様、及びＬＥＤ配置位置の各条件による、導光カバー面上における照度分布に係るシミュレーション結果について、図１４乃至図１７を参照しながら具体的に説明する。
【００３９】
図１４に導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が短い場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１５に導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１６に導光カバー形状が最適形状、ＬＥＤ仕様が表面実装型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１７に本発明に係る実施形態における、導光カバー２形状が最適設計された楕円形状、ＬＥＤ５仕様が砲弾型、ＬＥＤ５と導光カバー２の距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。
【００４０】
図１４においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が５ｍｍと不十分であることから、導光カバーでの光の拡散が不十分である。また、必要な光の照射角度が確保できていないため、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域が明確に現れている。また、図１５においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離は１７．７ｍｍと適正ではあるものの、導光カバー形状とＬＥＤ光の指向性が適合していないことから、特に導光カバーの広角部分の面上において光の明領域と暗領域が現れている。図１６においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が２０．１ｍｍと適正で、導光カバー形状が最適形状であることから、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域の差が小さく、良好な照明特性が得られている。
【００４１】
本発明に係る実施形態に係る図１７においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が１６．５ｍｍと適正、導光カバー形状が最適設計された楕円形状、及びＬＥＤ仕様が発熱量が少ない砲弾型としていることから、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域の差が小さく、良好な照明特性が得られている。また、導光カバーの形状を最適設計していることから、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れている。
【００４２】
次に、上述した社内製の光学設計ソフトの解析精度の検証結果について、図１８を参照しながら具体的に説明する。図１８にプリカーボネート製、直径３０ｍｍ、及び高拡散材が含有された導光カバーに係る照射強度の測定値とシミュレーション値を示す。
【００４３】
プリカーボネート製、直径３０ｍｍ、及び高拡散材が含有された導光カバーに係る照射強度の測定値とシミュレーション値は、ＬＥＤが砲弾型及び表面実装型によらず、実用上問題無い誤差内で一致している。なお、図１８に示した各測定値及びシミュレーション値を表３に示す。また、ＬＥＤの光の指向角は製造誤差により個体差を有する。
【００４４】
【表３】
2010086677.tif 000009
【００４５】
次に、導光カバー２に添加する拡散材の濃度設定の検証結果について、図１９を参照しながら具体的に説明する。図１９に拡散材の濃度を変化させた導光カバーの各透過率に対する光の指向性を示す。
【００４６】
導光カバー２に添加する拡散材の濃度設定により、ＬＥＤ照明装置１の使用用途に応じた最適な指向性が得られる。なお、図１９に示す各測定値を表４に示す。また、指向性の測定は、導光カバー２から１．５ｍの距離で行った。各測定において、ＬＥＤ５に印加した駆動電流は同一である。図１９及び表４に示すように、導光カバー２に添加する拡散材の量を増やすと、照射強度は低下するものの、指向性が小さくなる。具体的には、例えば、導光カバー２に添加する拡散材が相対的に少ない、透過率が８０％の導光カバー２においては、０°の指向角における透過率を１００％とした場合、±６７．５°の指向角では透過率が３９．１％に減衰する。しかし、導光カバー２に添加する拡散材が相対的に多い、透過率が２０％の導光カバー２においては、０°の指向角における透過率を１００％とした場合、±６７．５°の指向角でも５２．７％の透過率を有する。すなわち、導光カバー２に添加する拡散材の量を調整することにより、指向角度の依存性を制御することができる。
【００４７】
【表４】
2010086677.tif 000010
【００４８】
以上、第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１によれば、複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状の内壁を設けた導光カバー２により、導光カバー２の面上に均一な明領域を形成でき、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性を良好にできる。
【００４９】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について説明する。第２の実施形態においては、光照射強度分布特性に大きく律速する導光カバーの内壁形状については第１の実施形態と同一とし、導光カバーの外壁形状は既存の蛍光灯に合わせて円筒形状にすることに特徴を有する。なお、それ以外のＬＥＤ照明装置に係る構成は、第１の実施形態で述べたＬＥＤ照明装置１の構成と同様である。そこで、本実施形態においては、第１の実施形態と異なる構成を中心にして具体的に説明する。
【００５０】
第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図２０乃至図２２を参照しながら具体的に説明する。図２０にＬＥＤ照明装置の断面図を示し、また、図２１にＬＥＤ照明装置を構成する導光カバー８の断面図を示し、図２２に導光カバー８の斜視図を示す。
【００５１】
ＬＥＤ照明装置は、第２の実施形態に特有の構成部材である導光カバー８、及び口金９に加えて、第１の実施形態と同様の給電ピン４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７から構成される。この様なＬＥＤ照明装置１は、蛍光灯のソケットに給電ピン４を接続して使用される。以下、第２の実施形態に特有の構成部材である導光カバー８、及び口金９について説明する。
【００５２】
ＬＥＤ照明装置を構成する導光カバー８は、ＬＥＤ５から一定の範囲の方位角において発せられる光の光量が等しい等高線に相当する楕円形状の内壁と、既存の蛍光灯に合わせた円筒形状の外壁とを有し、複数のＬＥＤ５を配設したＬＥＤ基板６を覆うように配設される。この様な導光カバー８は、拡散材を含有したポリカーボネート、又は超臨界状態で形成された発泡樹脂から成る。また、導光カバー８は、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄから形成される。以下、導光カバー８を構成する各部について説明する。
【００５３】
導光カバー８の楕円形状部８Ａは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の上方に位置する部位である。この様な楕円形状部８Ａの内壁に係る形状である楕円径Ｅ１は、例えば長径２８．５ｍｍ及び短径２３．５ｍｍである。なお、楕円径Ｅ１の導光カバー中心ＯＰは、ＬＥＤ５の発光中心に相当する。同様に、楕円形状部８Ａの外壁に係る形状である外径Ｒ４は、例えば半径１５ｍｍである。また、側面部８Ｂは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の側面に位置する部位である。この様な側面部８Ｂの外壁に係る形状である直径Ｗ６は、例えば３０ｍｍである。同様に、側面部８Ｂの内壁に係る形状である横幅Ｗ７は、例えば２２ｍｍである。なお、側面部８Ｂの高さＨ７は、例えば９．８ｍｍである。
【００５４】
導光カバー８の固定部８Ｄは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の下方であって、側面部８Ｂに隣接する部位である。この様な固定部８Ｄの長さＷ８は、例えば４．８ｍｍである。同様に、固定部８Ｄの厚みＨ８は、例えば１．５ｍｍである。また、導光カバー８に係る、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄを含めた外壁に係る高さＨ５は、例えば２６．３ｍｍである。同様に、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄを含めた内壁に係る高さＨ６は、例えば２３．３ｍｍである。また、導光カバー中心ＯＰから固定部８Ｄの端面までの空間に係る長さＷ１０は、例えば６．２ｍｍである。なお、導光カバー８の側面部の厚みＷ９は、例えば４ｍｍである。また、導光カバー８の長さＬ１は、例えば３００ｍｍである。
【００５５】
ＬＥＤ照明装置を構成する口金３は、導光カバー８、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７を一体に支持し、且つ、給電ピン４を接続する固定部材であり、導光カバー８の両端部に対面同一に配設される。この様な口金３は、例えばアルミニウム又はプラスチックにより、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成される。該円筒形状部の内径は、導光カバー８の外径Ｒ４に対応する。なお、当該遮蔽された面に給電ピン４が接続される。また、導光カバー８にＬＥＤ基板６及びヒートシンク７が組み込まれた状態で、口金３が導光カバー８の両端部をそれぞれ覆うように対面同一に挿入して固定されることにより、ＬＥＤ照明装置１が一体として形成される。
【００５６】
以上、第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置によれば、導光カバー８による光照射強度分布特性に大きく律速する導光カバーの内壁形状については第１の実施形態と同一とし、導光カバー８の外壁形状は既存の蛍光灯に合わせて円筒形状にすることにより、蛍光灯を使用していたユーザに違和感を感じさせないようにすることができる。
【００５７】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、導光カバー２及び導光カバー８を発泡樹脂により形成することで、拡散による光ロスの少ない、軽量なカバーが実現できる。例えば、株式会社カワタの超臨界不活性ガスを用いたマイクロセルラー発泡プロセスを用いる。該発泡プロセスによれば、プラスチック内に二酸化炭素ガスを一定量挿入した後、圧力と温度等を高速で制御することにより、微細な気泡の生成することができ、且つ、気泡密度すなわち透過率を制御することができる。
【００５８】
また、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、ＬＥＤ５を砲弾型の白色ＬＥＤとしたが、表面実装型の白色ＬＥＤを用いても良い。また、複数のＬＥＤ５は白色ＬＥＤに限定されるものではなく、白色、緑色、青色、赤色、橙色、及び桃色の中の一色、若しくはそれらの組み合わせから成る構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係るＬＥＤの照射強度の指向性データを示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係るＬＥＤの照射強度の指向性特性を示す模式図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る１つのＬＥＤ光源が配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を示す模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを楕円形状に設定するための基準座標を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバーをＬＥＤ光源の方位角φｚから見た場合における、楕円形状の導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図１４】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が短い場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が最適形状、ＬＥＤ仕様が表面実装型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が楕円形状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る照射分布の測定値とシミュレーション値の比較を示す図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る拡散材の濃度を変化させた導光カバーの各透過率に対する光の指向性を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す断面図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ＬＥＤ照明装置
２  導光カバー
２Ａ  楕円形状部
２Ｂ  側面部
２Ｃ  後方部
２Ｄ  固定部
３  口金
４  給電ピン
５  ＬＥＤ
６  ＬＥＤ基板
７  ヒートシンク
８  導光カバー
８Ａ  楕円形状部
８Ｂ  側面部
８Ｄ  固定部
９  口金
ＯＰ  導光カバー中心
Ｏ  導光カバー中心
Ｏ'  ＬＥＤ発光中心位置
Ｚｄ  距離
Ｅ１，Ｅ２  楕円径
Ｒ１，Ｒ３  内径
Ｒ２，Ｒ４  外径
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ７  横幅
Ｗ３，Ｗ５，Ｗ８，Ｗ１０  長さ
Ｗ４，Ｗ９  厚み
Ｗ６  直径
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７  高さ
Ｈ４，Ｈ８  厚み
Ｌ１  長さ
【図１】
2010086677.tif 000011
【図２】
2010086677.tif 000012
【図３】
2010086677.tif 000013
【図４】
2010086677.tif 000014
【図５】
2010086677.tif 000015
【図６】
2010086677.tif 000016
【図７】
2010086677.tif 000017
【図８】
2010086677.tif 000018
【図９】
2010086677.tif 000019
【図１０】
2010086677.tif 000020
【図１１】
2010086677.tif 000021
【図１２】
2010086677.tif 000022
【図１３】
2010086677.tif 000023
【図１４】
2010086677.tif 000024
【図１５】
2010086677.tif 000025
【図１６】
2010086677.tif 000026
【図１７】
2010086677.tif 000027
【図１８】
2010086677.tif 000028
【図１９】
2010086677.tif 000029
【図２０】
2010086677.tif 000030
【図２１】
2010086677.tif 000031
【図２２】
2010086677.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月15日(2009.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
ＬＥＤ照明装置１を構成するＬＥＤ５は、発光ダイオード(ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)であり、長方形状の板状部から形成されるＬＥＤ基板６上に所定の間隔で配設される。この様なＬＥＤ５には、例えば砲弾型の白色ＬＥＤを用いる。具体的には、例えば日亜化学工業株式会社製で、品名が白色ＬＥＤ、及び型名がＮＳＰＷＲ７０ＣＳＳ−Ｋ１の砲弾型白色ＬＥＤを用いる。なお、砲弾型ＬＥＤは、表面実装であるチップ型ＬＥＤと比較して発熱量が少ない利点がある。また、隣接するＬＥＤ５の中心間距離は、例えば８．５ｍｍである。この様な隣接するＬＥＤ５の中心間距離は、複数のＬＥＤ５から形成されるＬＥＤアレイ光源において、隣接するＬＥＤ５からそれぞれ放射される光により均一になるように、ＬＥＤ５に印加する駆動電流及び熱抵抗等を考慮して決定する。また、複数のＬＥＤ５は、アノードとカソードがそれぞれ並列接続され、図示せぬ電源部から供給される所定の駆動電流により発光する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
次に、上述した社内製の光学設計ソフトの解析精度の検証結果について、図１８を参照しながら具体的に説明する。図１８にポリカーボネート製、直径３０ｍｍ、及び高拡散材が含有された導光カバーに係る照射強度の測定値とシミュレーション値を示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ポリカーボネート製、直径３０ｍｍ、及び高拡散材が含有された導光カバーに係る照射強度の測定値とシミュレーション値は、ＬＥＤが砲弾型及び表面実装型によらず、実用上問題無い誤差内で一致している。なお、図１８に示した各測定値及びシミュレーション値
を表３に示す。また、ＬＥＤの光の指向角は製造誤差により個体差を有する。
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤを支持する基板と、
前記基板を覆うように配設される導光カバーとを有し、
前記導光カバーは、内壁の形状を、以下の数式
【数１】
2010086677.tif 000033
(φzは方位角、RLは楕円形状の長半径、RSは楕円形状の短半径を示す。)
にて表され、前記複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状としたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記導光カバーは、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記導光カバーは、拡散材を含有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記導光カバーは、発泡樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤは、砲弾型ＬＥＤ又は表面実装型ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記複数のＬＥＤは、白色、緑色、青色、赤色、橙色、及び桃色の中の一色、若しくはそれらの組み合わせからなるＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを設けた外形形状が蛍光灯型のＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光灯型のＬＥＤ照明装置においては、蛍光灯の外形形状を模した導光カバー内に、複数のＬＥＤを所定の間隔で軸方向に配列したＬＥＤアレイを光源として設けた構成が有る(例えば、特許文献１参照。)。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１-５２５０４号公報
【０００４】
しかしながら、蛍光灯からは全方位に均一な照射強度の光が発光されるのに対して、ＬＥＤからは方位角に依存した照射強度の光が発光される。具体的には、ＬＥＤは発光面の法線方向からの方位角が増すごとに光の照射強度が減衰する指向性を有する。
【０００５】
また、ＬＥＤを覆う導光カバーとＬＥＤ間の距離が十分でないと、導光カバーでの光の拡散が不十分となり、照明装置として必要な光の照射角度が確保できない。さらに、導光カバーの形状とＬＥＤ光の指向性が適合していないと、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域が明確に識別されてしまう。
【０００６】
特に、砲弾型ＬＥＤの光の照射角度は、蛍光灯照明器具に要求される光の照射角度と比較して狭いことから、拡散材を添加した円筒状の導光カバーにより、ＬＥＤの光の照射角度を拡大する構成が有る。しかし、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域は発生してしまう。
【０００７】
このため、砲弾型ＬＥＤに適合する２層構造の導光カバーと、該導光カバーに拡散剤を添加する構成により、ＬＥＤの光の照射角度を拡大して光の照射強度分布が一様になるようにすることで、導光カバーの面上で均一な明領域を形成する構成が有る(例えば、特許文献２参照。)。
【０００８】
【特許文献２】特開２００８-２１８１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に示された構成では、アクリル樹脂により形成された２層構造の導光カバーの重量が大きいことから、天井に配設された蛍光灯のソケットに装着して使用する場合に、天井の耐荷重値を超えてしまう問題が有った。また、２層構造の導光カバーは、構造上、材料費が掛かり、且つ量産性に劣る問題があった。さらに、ＬＥＤと導光カバー間の距離が近いため、放熱性が悪い問題が有った。
【００１０】
そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、導光カバーの面上に均一な明領域を形成し、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性が良好なＬＥＤ照明装置の提供を目的とする。 
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の課題を解決すべく、本発明に係るＬＥＤ照明装置は、
複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤを支持する基板と、
前記基板を覆うように配設される導光カバーとを有し、
前記導光カバーは、内壁の形状を、以下の数式
【数１】
2010086677.tif 000034
(φzは方位角、RLは楕円形状の長半径、RSは楕円形状の短半径を示す。)
にて表され、前記複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＬＥＤ照明装置によれば、導光カバーの面上に均一な明領域を形成でき、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のＬＥＤ照明装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明のＬＥＤ照明装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１４】
［第１の実施形態］
まず、本実施形態のＬＥＤ照明装置１について、図１乃至図５を参照しながら具体的に説明する。図１にＬＥＤ照明装置１の斜視図を示し、図２にＬＥＤ照明装置１の断面図を示し、図３にＬＥＤ照明装置１の側面図を示す。また、図４にＬＥＤ照明装置１を構成する導光カバー２の断面図を示し、図５に導光カバー２の斜視図を示す。
【００１５】
ＬＥＤ照明装置１は、導光カバー２、口金３、給電ピン４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７から構成される。この様なＬＥＤ照明装置１は、蛍光灯のソケットに給電ピン４を接続して使用される。以下、ＬＥＤ照明装置１を構成する各構成部材について説明する。
【００１６】
ＬＥＤ照明装置１を構成する導光カバー２は、ＬＥＤ５から一定の範囲の方位角において発せられる光の光量が等しい等高線に相当する楕円形状の内壁を有し、複数のＬＥＤ５を配設したＬＥＤ基板６を覆うように配設される。この様な導光カバー２は、拡散材を含有したアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は超臨界状態で形成された発泡樹脂から成る。また、導光カバー２は、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄから形成される。以下、導光カバー２を構成する各部について説明する。
【００１７】
導光カバー２の楕円形状部２Ａは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の上方に位置する部位である。この様な楕円形状部２Ａの内壁に係る形状である楕円径Ｅ１は、長径２８．５ｍｍ及び短径２３．５ｍｍである。同様に、楕円形状部２Ａの外壁に係る形状である楕円径Ｅ２は、内壁の楕円形状と同一の中心におく、例えば長径３０．０ｍｍ及び短径２５．０ｍｍである。従って、楕円形状部２Ａの厚みは１．５ｍｍである。また、側面部２Ｂは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の側面に位置する部位である。この様な側面部２Ｂの外壁に係る形状である横幅Ｗ１は、例えば２５ｍｍである。同様に、側面部２Ｂの内壁に係る形状である横幅Ｗ２は、例えば２２ｍｍである。従って、側面部２Ｂの厚みＷ４は１．５ｍｍである。なお、側面部２Ｂの高さＨ３は、例えば９．８ｍｍである。
【００１８】
導光カバー２の後方部２Ｃは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の後方であって、側面部２Ｂの下方に位置する部位である。この様な後方部２Ｃの内壁に係る形状である内径Ｒ１は、例えば５ｍｍである。同様に、後方部２Ｃの外壁に係る形状である外径Ｒ２は、例えば６．５ｍｍである。従って、後方部２Ｃの厚みは１．５ｍｍである。また、固定部２Ｄは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の下方であって、後方部２Ｃに隣接する部位である。この様な固定部２Ｄの長さＷ３は、例えば４．８ｍｍである。同様に、固定部２Ｄの厚みＨ４は、例えば１．５ｍｍである。
【００１９】
導光カバー２に係る、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄを含めた外壁に係る高さＨ１は、例えば２６．３ｍｍである。同様に、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄを含めた内壁に係る高さＨ２は、例えば２３．３ｍｍである。また、導光カバー中心ＯＰから固定部２Ｄの端面までの空間に係る長さＷ５は、例えば６．２ｍｍである。また、導光カバー２の長さＬ１は、例えば３００ｍｍである。なお、導光カバー２の形状の算出については、図６乃至図１３を参照しながら後述する。また、導光カバー２に含有させる拡散材については、図１９を参照しながら後述する。
【００２０】
ＬＥＤ照明装置１を構成する口金３は、導光カバー２、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７を一体に支持し、且つ、給電ピン４を接続する固定部材であり、導光カバー２の両端部に対面同一に配設される。この様な口金３は、例えばアルミニウム又はプラスチックにより、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成される。なお、当該遮蔽された面に給電ピン４が接続される。また、導光カバー２にＬＥＤ基板６及びヒートシンク７が組み込まれた状態で、口金３が導光カバー２の両端部をそれぞれ覆うように対面同一に挿入して固定されることにより、ＬＥＤ照明装置１が一体として形成される。
【００２１】
ＬＥＤ照明装置１を構成する給電ピン４は、蛍光灯のソケットに接続して用いられる給電用の端子であり、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成された口金３の該遮蔽された面に、２つ接続される、この様な給電ピン４は、例えば磁性金属により円柱形状部から形成される。なお、給電ピン４は、市販されている一般的な蛍光灯に配設された給電ピンの仕様と同様である。
【００２２】
ＬＥＤ照明装置１を構成するＬＥＤ５は、発光ダイオード(ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)であり、長方形状の板状部から形成されるＬＥＤ基板６上に所定の間隔で配設される。この様なＬＥＤ５には、例えば砲弾型の白色ＬＥＤを用いる。具体的には、例えば日亜化学工業株式会社製で、品名が白色ＬＥＤ、及び型名がＮＳＰＷＲ７０ＣＳＳ−Ｋ１の砲弾型白色ＬＥＤを用いる。なお、砲弾型ＬＥＤは、表面実装であるチップ型ＬＥＤと比較して発熱量が少ない利点がある。また、隣接するＬＥＤ５の中心間距離は、例えば８．５ｍｍである。この様な隣接するＬＥＤ５の中心間距離は、複数のＬＥＤ５から形成されるＬＥＤアレイ光源において、隣接するＬＥＤ５からそれぞれ放射される光により均一になるように、ＬＥＤ５に印加する駆動電流及び熱抵抗等を考慮して決定する。また、複数のＬＥＤ５は、アノードとカソードがそれぞれ並列接続され、図示せぬ電源部から供給される所定の駆動電流により発光する。
【００２３】
ＬＥＤ照明装置１を構成するＬＥＤ基板６は、複数のＬＥＤ５を所定の間隔により配設するための支持部材であり、長方形状の板状部から形成される。この様なＬＥＤ基板６には、例えばガラス繊維を編んだ布にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板を用いる。なお、ＬＥＤ基板６には、複数のＬＥＤ５のリードフレームを貫通させて半田固定するための穴が所定の位置に設けられている。また、複数のＬＥＤ５を並列接続するための回路が、ガラエポキシ基板上にＣｕパターンで形成される。さらに、ＬＥＤ基板６の両端部には、給電ピン４とＬＥＤ５とを電気的に接続するための図示せぬリード線が設けられており、リード線の一端に形成されたソケット又は半田固定により、リード線が給電ピン４に接続される。
【００２４】
ＬＥＤ照明装置１を構成するヒートシンク７は、ＬＥＤ５に駆動電流を印加して発光させることによりＬＥＤ５から発生した熱を、ＬＥＤ５が実装されたＬＥＤ基板６を経て放熱させるための金属板であり、ＬＥＤ基板６と導光カバー２の間に配設される。この様なヒートシンク７は、熱伝導率が高く軽量である例えばアルミニウムを用いる。また、ヒートシンク７の上部をＬＥＤ基板６の両端部に密着させた状態で接合し、且つ、ヒートシンク７の下部を導光カバー２と口金３の隙間に接合する。なお、ＬＥＤ照明装置１の重量、及びＬＥＤ基板６を貫通するように配設されたＬＥＤ５のリードフレームを考慮して、ＬＥＤ基板６下方の中央部が中空になるように、ヒートシンク７の外形を形成する。
【００２５】
次に、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データに基づいた導光カバーの最適化について、図６乃至図１３を参照しながら具体的に説明する。
【００２６】
まず、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データの方位角を変換する。具体的には、方位角(°)に対する相対強度(ａｕ)のデータを、方位角ｘ(ｒａｄ)に対する相対強度ｙ(ａｕ)のデータに変換する。図６に変換されたＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データの一例を示す。また、該ＬＥＤの照射強度に係る指向性データに基づいて近似多項式を導出する。なお、数１に近似多項式を示し、表１に近似多項式の係数の一例を示す。
【００２７】
【数２】
2010086677.tif 000035
【００２８】
【表１】
2010086677.tif 000036
【００２９】
導出した近似多項式を社内製の光学設計ソフトに入力して、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性特性を計算する。具体的には、ＬＥＤの発光点中心から半径ｒ、及びＬＥＤの発光点中心上の法線方向から角度ωを成す任意のＰ点における光強度I (ω，ｒ) は、数２により算出される。その後、極座標(ω，ｒ)をＺ-Ｘ座標に変換することで、図７に示すように、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性特性図が生成される。
【００３０】
【数３】
2010086677.tif 000037
【００３１】
導光カバーの表面におけるＬＥＤ光源の照度分布を算出する。なお、まず１個のＬＥＤ光源による光の照度分布を求める。図８に示すように、導光カバーを長径：２ＲＬ及び短径：２ＲＳの楕円形状に設定する。ここで、ＬＥＤ光源の発光点を、導光カバーの導光カバー中心Ｏから距離Ｚｄ離れたＬＥＤ発光中心位置Ｏ’に設定する。なお、距離Ｚｄは光学設計ソフトの運用者が任意に設定する。数２を用いて、導光カバーの任意のＰ点における光強度I (ω，ｒ)が算出される。また、図９に示すように、Ｐ点での導光カバーの法線(Ｐ−Ｐ’)と入射光との成す角度θを求め、Ｐ点での照度Ｉ'が数３により算出される。なお、ＬＥＤ発光中心位置Ｏ’に位置する単一光源から光が到達する範囲内において、導光カバー面上の全ての点における照度Ｉ'が計算される。
【００３２】
【数４】
2010086677.tif 000038
【００３３】
１つのＬＥＤ光源が配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を、図１０に示す。なお、図１０の縦軸は図８に示したＹｔであり、図１０の横軸は図９に示した導光カバー面上の指向性特性を求めるための方位角φzである。また、複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を、図１１に示す。
【００３４】
導光カバー形状は楕円形状であるため、図１０及び図１１に示した平板形状の導光カバーによる照度分布が、図１２と数４に基づいて楕円座標に変換されることにより、楕円形状の導光カバーによる照度分布が算出される。
【００３５】
【数１】
2010086677.tif 000039
【００３６】
導光カバーをＬＥＤ光源の方位角φｚから見た場合における、楕円形状の導光カバー面上の照度を、図１３に示す。なお、図１２中のＰ１点及びＰ２点における照射分布を計算し、方位角φｚに基づいて導光カバー面上の平均照度を導出し、表２に示すように方位角０°の基準照度に対する、導光カバー面上の各方位角における指向性特性が算出される。
【００３７】
【表２】
2010086677.tif 000040
【００３８】
次に、導光カバー形状、ＬＥＤ仕様、及びＬＥＤ配置位置の各条件による、導光カバー面上における照度分布に係るシミュレーション結果について、図１４乃至図１７を参照しながら具体的に説明する。
【００３９】
図１４に導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が短い場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１５に導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１６に導光カバー形状が最適形状、ＬＥＤ仕様が表面実装型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１７に本発明に係る実施形態における、導光カバー２形状が最適設計された楕円形状、ＬＥＤ５仕様が砲弾型、ＬＥＤ５と導光カバー２の距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。
【００４０】
図１４においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が５ｍｍと不十分であることから、導光カバーでの光の拡散が不十分である。また、必要な光の照射角度が確保できていないため、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域が明確に現れている。また、図１５においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離は１７．７ｍｍと適正ではあるものの、導光カバー形状とＬＥＤ光の指向性が適合していないことから、特に導光カバーの広角部分の面上において光の明領域と暗領域が現れている。図１６においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が２０．１ｍｍと適正で、導光カバー形状が最適形状であることから、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域の差が小さく、良好な照明特性が得られている。
【００４１】
本発明に係る実施形態に係る図１７においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が１６．５ｍｍと適正、導光カバー形状が最適設計された楕円形状、及びＬＥＤ仕様が発熱量が少ない砲弾型としていることから、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域の差が小さく、良好な照明特性が得られている。また、導光カバーの形状を最適設計していることから、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れている。
【００４２】
次に、上述した社内製の光学設計ソフトの解析精度の検証結果について、図１８を参照しながら具体的に説明する。図１８にポリカーボネート製、直径３０ｍｍ、及び高拡散材が含有された導光カバーに係る照射強度の測定値とシミュレーション値を示す。
【００４３】
ポリカーボネート製、直径３０ｍｍ、及び高拡散材が含有された導光カバーに係る照射強度の測定値とシミュレーション値は、ＬＥＤが砲弾型及び表面実装型によらず、実用上問題無い誤差内で一致している。なお、図１８に示した各測定値及びシミュレーション値を表３に示す。また、ＬＥＤの光の指向角は製造誤差により個体差を有する。
【００４４】
【表３】
2010086677.tif 000041
【００４５】
次に、導光カバー２に添加する拡散材の濃度設定の検証結果について、図１９を参照しながら具体的に説明する。図１９に拡散材の濃度を変化させた導光カバーの各透過率に対する光の指向性を示す。
【００４６】
導光カバー２に添加する拡散材の濃度設定により、ＬＥＤ照明装置１の使用用途に応じた最適な指向性が得られる。なお、図１９に示す各測定値を表４に示す。また、指向性の測定は、導光カバー２から１．５ｍの距離で行った。各測定において、ＬＥＤ５に印加した駆動電流は同一である。図１９及び表４に示すように、導光カバー２に添加する拡散材の量を増やすと、照射強度は低下するものの、指向性が小さくなる。具体的には、例えば、導光カバー２に添加する拡散材が相対的に少ない、透過率が８０％の導光カバー２においては、０°の指向角における透過率を１００％とした場合、±６７．５°の指向角では透過率が３９．１％に減衰する。しかし、導光カバー２に添加する拡散材が相対的に多い、透過率が２０％の導光カバー２においては、０°の指向角における透過率を１００％とした場合、±６７．５°の指向角でも５２．７％の透過率を有する。すなわち、導光カバー２に添加する拡散材の量を調整することにより、指向角度の依存性を制御することができる。
【００４７】
【表４】
2010086677.tif 000042
【００４８】
以上、第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１によれば、複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状の内壁を設けた導光カバー２により、導光カバー２の面上に均一な明領域を形成でき、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性を良好にできる。
【００４９】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について説明する。第２の実施形態においては、光照射強度分布特性に大きく律速する導光カバーの内壁形状については第１の実施形態と同一とし、導光カバーの外壁形状は既存の蛍光灯に合わせて円筒形状にすることに特徴を有する。なお、それ以外のＬＥＤ照明装置に係る構成は、第１の実施形態で述べたＬＥＤ照明装置１の構成と同様である。そこで、本実施形態においては、第１の実施形態と異なる構成を中心にして具体的に説明する。
【００５０】
第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図２０乃至図２２を参照しながら具体的に説明する。図２０にＬＥＤ照明装置の断面図を示し、また、図２１にＬＥＤ照明装置を構成する導光カバー８の断面図を示し、図２２に導光カバー８の斜視図を示す。
【００５１】
ＬＥＤ照明装置は、第２の実施形態に特有の構成部材である導光カバー８、及び口金９に加えて、第１の実施形態と同様の給電ピン４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７から構成される。この様なＬＥＤ照明装置１は、蛍光灯のソケットに給電ピン４を接続して使用される。以下、第２の実施形態に特有の構成部材である導光カバー８、及び口金９について説明する。
【００５２】
ＬＥＤ照明装置を構成する導光カバー８は、ＬＥＤ５から一定の範囲の方位角において発せられる光の光量が等しい等高線に相当する楕円形状の内壁と、既存の蛍光灯に合わせた円筒形状の外壁とを有し、複数のＬＥＤ５を配設したＬＥＤ基板６を覆うように配設される。この様な導光カバー８は、拡散材を含有したポリカーボネート、又は超臨界状態で形成された発泡樹脂から成る。また、導光カバー８は、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄから形成される。以下、導光カバー８を構成する各部について説明する。
【００５３】
導光カバー８の楕円形状部８Ａは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の上方に位置する部位である。この様な楕円形状部８Ａの内壁に係る形状である楕円径Ｅ１は、例えば長径２８．５ｍｍ及び短径２３．５ｍｍである。なお、楕円径Ｅ１の導光カバー中心ＯＰは、ＬＥＤ５の発光中心に相当する。同様に、楕円形状部８Ａの外壁に係る形状である外径Ｒ４は、例えば半径１５ｍｍである。また、側面部８Ｂは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の側面に位置する部位である。この様な側面部８Ｂの外壁に係る形状である直径Ｗ６は、例えば３０ｍｍである。同様に、側面部８Ｂの内壁に係る形状である横幅Ｗ７は、例えば２２ｍｍである。なお、側面部８Ｂの高さＨ７は、例えば９．８ｍｍである。
【００５４】
導光カバー８の固定部８Ｄは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の下方であって、側面部８Ｂに隣接する部位である。この様な固定部８Ｄの長さＷ８は、例えば４．８ｍｍである。同様に、固定部８Ｄの厚みＨ８は、例えば１．５ｍｍである。また、導光カバー８に係る、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄを含めた外壁に係る高さＨ５は、例えば２６．３ｍｍである。同様に、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄを含めた内壁に係る高さＨ６は、例えば２３．３ｍｍである。また、導光カバー中心ＯＰから固定部８Ｄの端面までの空間に係る長さＷ１０は、例えば６．２ｍｍである。なお、導光カバー８の側面部の厚みＷ９は、例えば４ｍｍである。また、導光カバー８の長さＬ１は、例えば３００ｍｍである。
【００５５】
ＬＥＤ照明装置を構成する口金３は、導光カバー８、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７を一体に支持し、且つ、給電ピン４を接続する固定部材であり、導光カバー８の両端部に対面同一に配設される。この様な口金３は、例えばアルミニウム又はプラスチックにより、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成される。該円筒形状部の内径は、導光カバー８の外径Ｒ４に対応する。なお、当該遮蔽された面に給電ピン４が接続される。また、導光カバー８にＬＥＤ基板６及びヒートシンク７が組み込まれた状態で、口金３が導光カバー８の両端部をそれぞれ覆うように対面同一に挿入して固定されることにより、ＬＥＤ照明装置１が一体として形成される。
【００５６】
以上、第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置によれば、導光カバー８による光照射強度分布特性に大きく律速する導光カバーの内壁形状については第１の実施形態と同一とし、導光カバー８の外壁形状は既存の蛍光灯に合わせて円筒形状にすることにより、蛍光灯を使用していたユーザに違和感を感じさせないようにすることができる。
【００５７】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、導光カバー２及び導光カバー８を発泡樹脂により形成することで、拡散による光ロスの少ない、軽量なカバーが実現できる。例えば、株式会社カワタの超臨界不活性ガスを用いたマイクロセルラー発泡プロセスを用いる。該発泡プロセスによれば、プラスチック内に二酸化炭素ガスを一定量挿入した後、圧力と温度等を高速で制御することにより、微細な気泡の生成することができ、且つ、気泡密度すなわち透過率を制御することができる。
【００５８】
また、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、ＬＥＤ５を砲弾型の白色ＬＥＤとしたが、表面実装型の白色ＬＥＤを用いても良い。また、複数のＬＥＤ５は白色ＬＥＤに限定されるものではなく、白色、緑色、青色、赤色、橙色、及び桃色の中の一色、若しくはそれらの組み合わせから成る構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係るＬＥＤの照射強度の指向性データを示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係るＬＥＤの照射強度の指向性特性を示す模式図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る１つのＬＥＤ光源が配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を示す模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを楕円形状に設定するための基準座標を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバーをＬＥＤ光源の方位角φｚから見た場合における、楕円形状の導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図１４】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が短い場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が最適形状、ＬＥＤ仕様が表面実装型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が楕円形状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る照射分布の測定値とシミュレーション値の比較を示す図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る拡散材の濃度を変化させた導光カバーの各透過率に対する光の指向性を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す断面図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ＬＥＤ照明装置
２  導光カバー
２Ａ  楕円形状部
２Ｂ  側面部
２Ｃ  後方部
２Ｄ  固定部
３  口金
４  給電ピン
５  ＬＥＤ
６  ＬＥＤ基板
７  ヒートシンク
８  導光カバー
８Ａ  楕円形状部
８Ｂ  側面部
８Ｄ  固定部
９  口金
ＯＰ  導光カバー中心
Ｏ  導光カバー中心
Ｏ’  ＬＥＤ発光中心位置
Ｚｄ  距離
Ｅ１，Ｅ２  楕円径
Ｒ１，Ｒ３  内径
Ｒ２，Ｒ４  外径
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ７  横幅
Ｗ３，Ｗ５，Ｗ８，Ｗ１０  長さ
Ｗ４，Ｗ９  厚み
Ｗ６  直径
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７  高さ
Ｈ４，Ｈ８  厚み
Ｌ１  長さ
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月27日(2009.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤを支持する基板と、
前記基板を覆うように配設される導光カバーとを有し、
前記導光カバーは、円筒形に形成するとともに、その一端から他端までの軸直角方向における内壁の断面形状を、前記複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状としたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記導光カバーは、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記導光カバーは、拡散材を含有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記導光カバーは、発泡樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤは、砲弾型ＬＥＤ又は表面実装型ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記複数のＬＥＤは、白色、緑色、青色、赤色、橙色、及び桃色の中の一色、若しくはそれらの組み合わせからなるＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを設けた外形形状が蛍光灯型のＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光灯型のＬＥＤ照明装置においては、蛍光灯の外形形状を模した導光カバー内に、複数のＬＥＤを所定の間隔で軸方向に配列したＬＥＤアレイを光源として設けた構成が有る(例えば、特許文献１参照。)。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１-５２５０４号公報
【０００４】
しかしながら、蛍光灯からは全方位に均一な照射強度の光が発光されるのに対して、ＬＥＤからは方位角に依存した照射強度の光が発光される。具体的には、ＬＥＤは発光面の法線方向からの方位角が増すごとに光の照射強度が減衰する指向性を有する。
【０００５】
また、ＬＥＤを覆う導光カバーとＬＥＤ間の距離が十分でないと、導光カバーでの光の拡散が不十分となり、照明装置として必要な光の照射角度が確保できない。さらに、導光カバーの形状とＬＥＤ光の指向性が適合していないと、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域が明確に識別されてしまう。
【０００６】
特に、砲弾型ＬＥＤの光の照射角度は、蛍光灯照明器具に要求される光の照射角度と比較して狭いことから、拡散材を添加した円筒状の導光カバーにより、ＬＥＤの光の照射角度を拡大する構成が有る。しかし、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域は発生してしまう。
【０００７】
このため、砲弾型ＬＥＤに適合する２層構造の導光カバーと、該導光カバーに拡散剤を添加する構成により、ＬＥＤの光の照射角度を拡大して光の照射強度分布が一様になるようにすることで、導光カバーの面上で均一な明領域を形成する構成が有る(例えば、特許文献２参照。)。
【０００８】
【特許文献２】特開２００８-２１８１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に示された構成では、アクリル樹脂により形成された２層構造の導光カバーの重量が大きいことから、天井に配設された蛍光灯のソケットに装着して使用する場合に、天井の耐荷重値を超えてしまう問題が有った。また、２層構造の導光カバーは、構造上、材料費が掛かり、且つ量産性に劣る問題があった。さらに、ＬＥＤと導光カバー間の距離が近いため、放熱性が悪い問題が有った。
【００１０】
そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、導光カバーの面上に均一な明領域を形成し、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性が良好なＬＥＤ照明装置の提供を目的とする。 
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の課題を解決すべく、本発明に係るＬＥＤ照明装置は、
複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤを支持する基板と、
前記基板を覆うように配設される導光カバーとを有し、
前記導光カバーは、円筒形に形成するとともに、その一端から他端までの軸直角方向における内壁の断面形状を、前記複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＬＥＤ照明装置によれば、導光カバーの面上に均一な明領域を形成でき、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のＬＥＤ照明装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明のＬＥＤ照明装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１４】
［第１の実施形態］
まず、本実施形態のＬＥＤ照明装置１について、図１乃至図５を参照しながら具体的に説明する。図１にＬＥＤ照明装置１の斜視図を示し、図２にＬＥＤ照明装置１の断面図を示し、図３にＬＥＤ照明装置１の側面図を示す。また、図４にＬＥＤ照明装置１を構成する導光カバー２の断面図を示し、図５に導光カバー２の斜視図を示す。
【００１５】
ＬＥＤ照明装置１は、導光カバー２、口金３、給電ピン４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７から構成される。この様なＬＥＤ照明装置１は、蛍光灯のソケットに給電ピン４を接続して使用される。以下、ＬＥＤ照明装置１を構成する各構成部材について説明する。
【００１６】
ＬＥＤ照明装置１を構成する導光カバー２は、ＬＥＤ５から一定の範囲の方位角において発せられる光の光量が等しい等高線に相当する楕円形状の内壁を有し、複数のＬＥＤ５を配設したＬＥＤ基板６を覆うように配設される。この様な導光カバー２は、拡散材を含有したアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は超臨界状態で形成された発泡樹脂から成る。また、導光カバー２は、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄから形成される。以下、導光カバー２を構成する各部について説明する。
【００１７】
導光カバー２の楕円形状部２Ａは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の上方に位置する部位である。この様な楕円形状部２Ａの内壁に係る形状である楕円径Ｅ１は、長径２８．５ｍｍ及び短径２３．５ｍｍである。同様に、楕円形状部２Ａの外壁に係る形状である楕円径Ｅ２は、内壁の楕円形状と同一の中心におく、例えば長径３０．０ｍｍ及び短径２５．０ｍｍである。従って、楕円形状部２Ａの厚みは１．５ｍｍである。また、側面部２Ｂは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の側面に位置する部位である。この様な側面部２Ｂの外壁に係る形状である横幅Ｗ１は、例えば２５ｍｍである。同様に、側面部２Ｂの内壁に係る形状である横幅Ｗ２は、例えば２２ｍｍである。従って、側面部２Ｂの厚みＷ４は１．５ｍｍである。なお、側面部２Ｂの高さＨ３は、例えば９．８ｍｍである。
【００１８】
導光カバー２の後方部２Ｃは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の後方であって、側面部２Ｂの下方に位置する部位である。この様な後方部２Ｃの内壁に係る形状である内径Ｒ１は、例えば５ｍｍである。同様に、後方部２Ｃの外壁に係る形状である外径Ｒ２は、例えば６．５ｍｍである。従って、後方部２Ｃの厚みは１．５ｍｍである。また、固定部２Ｄは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の下方であって、後方部２Ｃに隣接する部位である。この様な固定部２Ｄの長さＷ３は、例えば４．８ｍｍである。同様に、固定部２Ｄの厚みＨ４は、例えば１．５ｍｍである。
【００１９】
導光カバー２に係る、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄを含めた外壁に係る高さＨ１は、例えば２６．３ｍｍである。同様に、楕円形状部２Ａ、側面部２Ｂ、後方部２Ｃ、及び固定部２Ｄを含めた内壁に係る高さＨ２は、例えば２３．３ｍｍである。また、導光カバー中心ＯＰから固定部２Ｄの端面までの空間に係る長さＷ５は、例えば６．２ｍｍである。また、導光カバー２の長さＬ１は、例えば３００ｍｍである。なお、導光カバー２の形状の算出については、図６乃至図１３を参照しながら後述する。また、導光カバー２に含有させる拡散材については、図１９を参照しながら後述する。
【００２０】
ＬＥＤ照明装置１を構成する口金３は、導光カバー２、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７を一体に支持し、且つ、給電ピン４を接続する固定部材であり、導光カバー２の両端部に対面同一に配設される。この様な口金３は、例えばアルミニウム又はプラスチックにより、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成される。なお、当該遮蔽された面に給電ピン４が接続される。また、導光カバー２にＬＥＤ基板６及びヒートシンク７が組み込まれた状態で、口金３が導光カバー２の両端部をそれぞれ覆うように対面同一に挿入して固定されることにより、ＬＥＤ照明装置１が一体として形成される。
【００２１】
ＬＥＤ照明装置１を構成する給電ピン４は、蛍光灯のソケットに接続して用いられる給電用の端子であり、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成された口金３の該遮蔽された面に、２つ接続される、この様な給電ピン４は、例えば磁性金属により円柱形状部から形成される。なお、給電ピン４は、市販されている一般的な蛍光灯に配設された給電ピンの仕様と同様である。
【００２２】
ＬＥＤ照明装置１を構成するＬＥＤ５は、発光ダイオード(ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)であり、長方形状の板状部から形成されるＬＥＤ基板６上に所定の間隔で配設される。この様なＬＥＤ５には、例えば砲弾型の白色ＬＥＤを用いる。具体的には、例えば日亜化学工業株式会社製で、品名が白色ＬＥＤ、及び型名がＮＳＰＷＲ７０ＣＳＳ−Ｋ１の砲弾型白色ＬＥＤを用いる。なお、砲弾型ＬＥＤは、表面実装であるチップ型ＬＥＤと比較して発熱量が少ない利点がある。また、隣接するＬＥＤ５の中心間距離は、例えば８．５ｍｍである。この様な隣接するＬＥＤ５の中心間距離は、複数のＬＥＤ５から形成されるＬＥＤアレイ光源において、隣接するＬＥＤ５からそれぞれ放射される光により均一になるように、ＬＥＤ５に印加する駆動電流及び熱抵抗等を考慮して決定する。また、複数のＬＥＤ５は、アノードとカソードがそれぞれ並列接続され、図示せぬ電源部から供給される所定の駆動電流により発光する。
【００２３】
ＬＥＤ照明装置１を構成するＬＥＤ基板６は、複数のＬＥＤ５を所定の間隔により配設するための支持部材であり、長方形状の板状部から形成される。この様なＬＥＤ基板６には、例えばガラス繊維を編んだ布にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板を用いる。なお、ＬＥＤ基板６には、複数のＬＥＤ５のリードフレームを貫通させて半田固定するための穴が所定の位置に設けられている。また、複数のＬＥＤ５を並列接続するための回路が、ガラエポキシ基板上にＣｕパターンで形成される。さらに、ＬＥＤ基板６の両端部には、給電ピン４とＬＥＤ５とを電気的に接続するための図示せぬリード線が設けられており、リード線の一端に形成されたソケット又は半田固定により、リード線が給電ピン４に接続される。
【００２４】
ＬＥＤ照明装置１を構成するヒートシンク７は、ＬＥＤ５に駆動電流を印加して発光させることによりＬＥＤ５から発生した熱を、ＬＥＤ５が実装されたＬＥＤ基板６を経て放熱させるための金属板であり、ＬＥＤ基板６と導光カバー２の間に配設される。この様なヒートシンク７は、熱伝導率が高く軽量である例えばアルミニウムを用いる。また、ヒートシンク７の上部をＬＥＤ基板６の両端部に密着させた状態で接合し、且つ、ヒートシンク７の下部を導光カバー２と口金３の隙間に接合する。なお、ＬＥＤ照明装置１の重量、及びＬＥＤ基板６を貫通するように配設されたＬＥＤ５のリードフレームを考慮して、ＬＥＤ基板６下方の中央部が中空になるように、ヒートシンク７の外形を形成する。
【００２５】
次に、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データに基づいた導光カバーの最適化について、図６乃至図１３を参照しながら具体的に説明する。
【００２６】
まず、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データの方位角を変換する。具体的には、方位角(°)に対する相対強度(ａｕ)のデータを、方位角ｘ(ｒａｄ)に対する相対強度ｙ(ａｕ)のデータに変換する。図６に変換されたＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性データの一例を示す。また、該ＬＥＤの照射強度に係る指向性データに基づいて近似多項式を導出する。なお、数１に近似多項式を示し、表１に近似多項式の係数の一例を示す。
【００２７】
【数１】
2010086677.tif 000043
【００２８】
【表１】
2010086677.tif 000044
【００２９】
導出した近似多項式を社内製の光学設計ソフトに入力して、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性特性を計算する。具体的には、ＬＥＤの発光点中心から半径ｒ、及びＬＥＤの発光点中心上の法線方向から角度ωを成す任意のＰ点における光強度I (ω，ｒ) は、数２により算出される。その後、極座標(ω，ｒ)をＺ-Ｘ座標に変換することで、図７に示すように、ＬＥＤの光照射分布強度に係る指向性特性図が生成される。
【００３０】
【数２】
2010086677.tif 000045
【００３１】
導光カバーの表面におけるＬＥＤ光源の照度分布を算出する。なお、まず１個のＬＥＤ光源による光の照度分布を求める。図８に示すように、導光カバーを長径：２ＲＬ及び短径：２ＲＳの楕円形状に設定する。ここで、ＬＥＤ光源の発光点を、導光カバーの導光カバー中心Ｏから距離Ｚｄ離れたＬＥＤ発光中心位置Ｏ’に設定する。なお、距離Ｚｄは光学設計ソフトの運用者が任意に設定する。数２を用いて、導光カバーの任意のＰ点における光強度I (ω，ｒ)が算出される。また、図９に示すように、Ｐ点での導光カバーの法線(Ｐ−Ｐ’)と入射光との成す角度θを求め、Ｐ点での照度Ｉ'が数３により算出される。なお、ＬＥＤ発光中心位置Ｏ’に位置する単一光源から光が到達する範囲内において、導光カバー面上の全ての点における照度Ｉ'が計算される。
【００３２】
【数３】
2010086677.tif 000046
【００３３】
１つのＬＥＤ光源が配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を、図１０に示す。なお、図１０の縦軸は図８に示したＹｔであり、図１０の横軸は図９に示した導光カバー面上の指向性特性を求めるための方位角φzである。また、複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を、図１１に示す。
【００３４】
導光カバー形状は楕円形状であるため、図１０及び図１１に示した平板形状の導光カバーによる照度分布が、図１２と数４に基づいて楕円座標に変換されることにより、楕円形状の導光カバーによる照度分布が算出される。
【００３５】
【数４】
2010086677.tif 000047
【００３６】
導光カバーをＬＥＤ光源の方位角φｚから見た場合における、楕円形状の導光カバー面上の照度を、図１３に示す。なお、図１２中のＰ１点及びＰ２点における照射分布を計算し、方位角φｚに基づいて導光カバー面上の平均照度を導出し、表２に示すように方位角０°の基準照度に対する、導光カバー面上の各方位角における指向性特性が算出される。
【００３７】
【表２】
2010086677.tif 000048
【００３８】
次に、導光カバー形状、ＬＥＤ仕様、及びＬＥＤ配置位置の各条件による、導光カバー面上における照度分布に係るシミュレーション結果について、図１４乃至図１７を参照しながら具体的に説明する。
【００３９】
図１４に導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が短い場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１５に導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１６に導光カバー形状が最適形状、ＬＥＤ仕様が表面実装型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。また、図１７に本発明に係る実施形態における、導光カバー２形状が最適設計された楕円形状、ＬＥＤ５仕様が砲弾型、ＬＥＤ５と導光カバー２の距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す。
【００４０】
図１４においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が５ｍｍと不十分であることから、導光カバーでの光の拡散が不十分である。また、必要な光の照射角度が確保できていないため、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域が明確に現れている。また、図１５においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離は１７．７ｍｍと適正ではあるものの、導光カバー形状とＬＥＤ光の指向性が適合していないことから、特に導光カバーの広角部分の面上において光の明領域と暗領域が現れている。図１６においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が２０．１ｍｍと適正で、導光カバー形状が最適形状であることから、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域の差が小さく、良好な照明特性が得られている。
【００４１】
本発明に係る実施形態に係る図１７においては、ＬＥＤとＬＥＤを覆う導光カバーの距離が１６．５ｍｍと適正、導光カバー形状が最適設計された楕円形状、及びＬＥＤ仕様が発熱量が少ない砲弾型としていることから、導光カバーの面上において光の明領域と暗領域の差が小さく、良好な照明特性が得られている。また、導光カバーの形状を最適設計していることから、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れている。
【００４２】
次に、上述した社内製の光学設計ソフトの解析精度の検証結果について、図１８を参照しながら具体的に説明する。図１８にポリカーボネート製、直径３０ｍｍ、及び高拡散材が含有された導光カバーに係る照射強度の測定値とシミュレーション値を示す。
【００４３】
ポリカーボネート製、直径３０ｍｍ、及び高拡散材が含有された導光カバーに係る照射強度の測定値とシミュレーション値は、ＬＥＤが砲弾型及び表面実装型によらず、実用上問題無い誤差内で一致している。なお、図１８に示した各測定値及びシミュレーション値を表３に示す。また、ＬＥＤの光の指向角は製造誤差により個体差を有する。
【００４４】
【表３】
2010086677.tif 000049
【００４５】
次に、導光カバー２に添加する拡散材の濃度設定の検証結果について、図１９を参照しながら具体的に説明する。図１９に拡散材の濃度を変化させた導光カバーの各透過率に対する光の指向性を示す。
【００４６】
導光カバー２に添加する拡散材の濃度設定により、ＬＥＤ照明装置１の使用用途に応じた最適な指向性が得られる。なお、図１９に示す各測定値を表４に示す。また、指向性の測定は、導光カバー２から１．５ｍの距離で行った。各測定において、ＬＥＤ５に印加した駆動電流は同一である。図１９及び表４に示すように、導光カバー２に添加する拡散材の量を増やすと、照射強度は低下するものの、指向性が小さくなる。具体的には、例えば、導光カバー２に添加する拡散材が相対的に少ない、透過率が８０％の導光カバー２においては、０°の指向角における透過率を１００％とした場合、±６７．５°の指向角では透過率が３９．１％に減衰する。しかし、導光カバー２に添加する拡散材が相対的に多い、透過率が２０％の導光カバー２においては、０°の指向角における透過率を１００％とした場合、±６７．５°の指向角でも５２．７％の透過率を有する。すなわち、導光カバー２に添加する拡散材の量を調整することにより、指向角度の依存性を制御することができる。
【００４７】
【表４】
2010086677.tif 000050
【００４８】
以上、第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１によれば、複数のＬＥＤが発する光の等光照射強度形状に従って成型された楕円形状の内壁を設けた導光カバー２により、導光カバー２の面上に均一な明領域を形成でき、重量が軽く、材料費を抑制でき、量産性に優れ、且つ放熱性を良好にできる。
【００４９】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について説明する。第２の実施形態においては、光照射強度分布特性に大きく律速する導光カバーの内壁形状については第１の実施形態と同一とし、導光カバーの外壁形状は既存の蛍光灯に合わせて円筒形状にすることに特徴を有する。なお、それ以外のＬＥＤ照明装置に係る構成は、第１の実施形態で述べたＬＥＤ照明装置１の構成と同様である。そこで、本実施形態においては、第１の実施形態と異なる構成を中心にして具体的に説明する。
【００５０】
第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図２０乃至図２２を参照しながら具体的に説明する。図２０にＬＥＤ照明装置の断面図を示し、また、図２１にＬＥＤ照明装置を構成する導光カバー８の断面図を示し、図２２に導光カバー８の斜視図を示す。
【００５１】
ＬＥＤ照明装置は、第２の実施形態に特有の構成部材である導光カバー８、及び口金９に加えて、第１の実施形態と同様の給電ピン４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７から構成される。この様なＬＥＤ照明装置１は、蛍光灯のソケットに給電ピン４を接続して使用される。以下、第２の実施形態に特有の構成部材である導光カバー８、及び口金９について説明する。
【００５２】
ＬＥＤ照明装置を構成する導光カバー８は、ＬＥＤ５から一定の範囲の方位角において発せられる光の光量が等しい等高線に相当する楕円形状の内壁と、既存の蛍光灯に合わせた円筒形状の外壁とを有し、複数のＬＥＤ５を配設したＬＥＤ基板６を覆うように配設される。この様な導光カバー８は、拡散材を含有したポリカーボネート、又は超臨界状態で形成された発泡樹脂から成る。また、導光カバー８は、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄから形成される。以下、導光カバー８を構成する各部について説明する。
【００５３】
導光カバー８の楕円形状部８Ａは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の上方に位置する部位である。この様な楕円形状部８Ａの内壁に係る形状である楕円径Ｅ１は、例えば長径２８．５ｍｍ及び短径２３．５ｍｍである。なお、楕円径Ｅ１の導光カバー中心ＯＰは、ＬＥＤ５の発光中心に相当する。同様に、楕円形状部８Ａの外壁に係る形状である外径Ｒ４は、例えば半径１５ｍｍである。また、側面部８Ｂは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の側面に位置する部位である。この様な側面部８Ｂの外壁に係る形状である直径Ｗ６は、例えば３０ｍｍである。同様に、側面部８Ｂの内壁に係る形状である横幅Ｗ７は、例えば２２ｍｍである。なお、側面部８Ｂの高さＨ７は、例えば９．８ｍｍである。
【００５４】
導光カバー８の固定部８Ｄは、ＬＥＤ基板６に配設されたＬＥＤ５の下方であって、側面部８Ｂに隣接する部位である。この様な固定部８Ｄの長さＷ８は、例えば４．８ｍｍである。同様に、固定部８Ｄの厚みＨ８は、例えば１．５ｍｍである。また、導光カバー８に係る、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄを含めた外壁に係る高さＨ５は、例えば２６．３ｍｍである。同様に、楕円形状部８Ａ、側面部８Ｂ、及び固定部８Ｄを含めた内壁に係る高さＨ６は、例えば２３．３ｍｍである。また、導光カバー中心ＯＰから固定部８Ｄの端面までの空間に係る長さＷ１０は、例えば６．２ｍｍである。なお、導光カバー８の側面部の厚みＷ９は、例えば４ｍｍである。また、導光カバー８の長さＬ１は、例えば３００ｍｍである。
【００５５】
ＬＥＤ照明装置を構成する口金３は、導光カバー８、ＬＥＤ基板６、及びヒートシンク７を一体に支持し、且つ、給電ピン４を接続する固定部材であり、導光カバー８の両端部に対面同一に配設される。この様な口金３は、例えばアルミニウム又はプラスチックにより、一端を成す面が遮蔽された略円筒形状部から形成される。該円筒形状部の内径は、導光カバー８の外径Ｒ４に対応する。なお、当該遮蔽された面に給電ピン４が接続される。また、導光カバー８にＬＥＤ基板６及びヒートシンク７が組み込まれた状態で、口金３が導光カバー８の両端部をそれぞれ覆うように対面同一に挿入して固定されることにより、ＬＥＤ照明装置１が一体として形成される。
【００５６】
以上、第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置によれば、導光カバー８による光照射強度分布特性に大きく律速する導光カバーの内壁形状については第１の実施形態と同一とし、導光カバー８の外壁形状は既存の蛍光灯に合わせて円筒形状にすることにより、蛍光灯を使用していたユーザに違和感を感じさせないようにすることができる。
【００５７】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、導光カバー２及び導光カバー８を発泡樹脂により形成することで、拡散による光ロスの少ない、軽量なカバーが実現できる。例えば、株式会社カワタの超臨界不活性ガスを用いたマイクロセルラー発泡プロセスを用いる。該発泡プロセスによれば、プラスチック内に二酸化炭素ガスを一定量挿入した後、圧力と温度等を高速で制御することにより、微細な気泡の生成することができ、且つ、気泡密度すなわち透過率を制御することができる。
【００５８】
また、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、ＬＥＤ５を砲弾型の白色ＬＥＤとしたが、表面実装型の白色ＬＥＤを用いても良い。また、複数のＬＥＤ５は白色ＬＥＤに限定されるものではなく、白色、緑色、青色、赤色、橙色、及び桃色の中の一色、若しくはそれらの組み合わせから成る構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係るＬＥＤの照射強度の指向性データを示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係るＬＥＤの照射強度の指向性特性を示す模式図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る１つのＬＥＤ光源が配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを平板形状に設定して、照度分布を計算した結果を示す模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る複数のＬＥＤ光源が所定の間隔で配設された導光カバーを楕円形状に設定するための基準座標を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る導光カバーをＬＥＤ光源の方位角φｚから見た場合における、楕円形状の導光カバー面上の照度を示す模式図である。
【図１４】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が短い場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が円筒状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】ＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が最適形状、ＬＥＤ仕様が表面実装型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置に係る導光カバー形状が楕円形状、ＬＥＤ仕様が砲弾型、ＬＥＤと導光カバーの距離が適正な場合における、導光カバー面上での照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る照射分布の測定値とシミュレーション値の比較を示す図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーの光学設計に係る拡散材の濃度を変化させた導光カバーの各透過率に対する光の指向性を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を示す断面図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態のＬＥＤ照明装置を構成する導光カバーを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ＬＥＤ照明装置
２  導光カバー
２Ａ  楕円形状部
２Ｂ  側面部
２Ｃ  後方部
２Ｄ  固定部
３  口金
４  給電ピン
５  ＬＥＤ
６  ＬＥＤ基板
７  ヒートシンク
８  導光カバー
８Ａ  楕円形状部
８Ｂ  側面部
８Ｄ  固定部
９  口金
ＯＰ  導光カバー中心
Ｏ  導光カバー中心
Ｏ’  ＬＥＤ発光中心位置
Ｚｄ  距離
Ｅ１，Ｅ２  楕円径
Ｒ１，Ｒ３  内径
Ｒ２，Ｒ４  外径
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ７  横幅
Ｗ３，Ｗ５，Ｗ８，Ｗ１０  長さ
Ｗ４，Ｗ９  厚み
Ｗ６  直径
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７  高さ
Ｈ４，Ｈ８  厚み
Ｌ１  長さ