(57)【要約】【課題】従来のＬＥＤランプは、直管内に支持板やヒートシンクを設ける構成が必須となるために、長尺となるとＬＥＤランプの重量が重くなり、蛍光灯の代替品として使用することが困難であった。【解決手段】内面に紫外線で光る蛍光物質を塗布した長尺ガラス管０３０１と、長尺ガラス管の横断面部に備えられ光軸が長尺ガラス管の長手方向中心軸と非平行とされた非平行紫外線ＬＥＤ素子０３０２と、からなる蛍光ＬＥＤランプを提供することにより、直管が長尺であっても軽量で、蛍光灯の代替品として使用可能であり、直管の長手方向中心軸に対して３６０度全面の発光を得られる蛍光ＬＥＤランプを提供することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に紫外線で光る蛍光物質を塗布した長尺ガラス管と、
長尺ガラス管の両管端の横断面部に備えられ光軸が長尺ガラス管の長手方向中心軸と非平行とされた非平行紫外線ＬＥＤ素子と、
前記非平行紫外線ＬＥＤ素子を設置する台座と、
前記台座の周囲に設けられた反射材と、
からなり、
対向する非平行紫外線ＬＥＤ素子の光軸は相互に一致しないように構成した蛍光ＬＥＤランプ。
【請求項２】
非平行紫外線ＬＥＤ素子は、その法線方向が長尺ガラス管の長手方向の中心軸と非平行となる面である非平行面に備えられ、前記台座は非平行面を構成している請求項１に記載の蛍光ＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記非平行面は互いに非平行である複数の面を含む請求項２に記載の蛍光ＬＥＤランプ。
【請求項４】
さらに長尺ガラス管の長手方向中心軸と平行な光軸を有する平行紫外線ＬＥＤ素子を有し、対向する平行紫外線ＬＥＤ素子の光軸は相互に一致しないように構成した請求項１から３のいずれか一に記載の蛍光ＬＥＤランプ。
【請求項５】
非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は長尺ガラス管の管央に備えられている請求項１から４のいずれか一に記載の蛍光ＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を発生する紫外線ＬＥＤ素子を備え、ガラス管の管内全面の発光を得られる蛍光ＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
「発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以後ＬＥＤと称する）」とは、ｐ型半導体とｎ型半導体で構成されるｐｎ接合を備え、当該接合に順方向バイアスを加えることにより発光を得られる電気素子である。ＬＥＤの発光を利用した照明であるＬＥＤランプは、フィラメントを用いた従来の蛍光灯と比較して長寿命かつ低消費電力で使用することができるというメリットがある。近年では、従来の蛍光灯灯具にそのまま接続可能なＬＥＤランプも開発されており、普及しつつある（特許文献１参照）。
【０００３】
蛍光灯の代用として従来開発されているＬＥＤランプ（図１（ｂ）参照）は、ＬＥＤランプの発光面全面が均一に発光するように、一定の間隔に並べられた複数のＬＥＤ素子が支持板に設置されており、支持板に敷設されるリード線を通してＬＥＤ素子へと電流が供給されることで発光が得られるような構成が広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１‐３５１４０２号公報
【特許文献２】特開２００４‐３３５４２６号公報
【特許文献３】特開２０１４‐１６４９７６号公報
【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、蛍光灯は蛍光管の側面が全面発光するのに対し、特許文献１に記載のようなＬＥＤランプはＬＥＤ素子が支持板に設置される構成が必要であるから、支持板の裏側を照らすことができなかった。
【０００６】
そこで、特許文献２及び特許文献３において、直管の長手方向中心軸に対して３６０度全方向の発光を得られるＬＥＤランプが開示されている。すなわち、特許文献２において、直管の中心軸方向に沿って直管内部に取り付けた基板の両面に、複数のＬＥＤ素子を設置したＬＥＤランプが開示されている。また、特許文献３において、複数のＬＥＤ素子が設置されたフレキシブル基板を円筒状のヒートシンクに貼り付けて直管内に設置したＬＥＤランプが開示されている。
【０００７】
しかしながら、上記先行文献に記載のＬＥＤランプの構成は、蛍光灯と比較して直管内部に基板やヒートシンクを設ける構成としているため、直管の長さが増加するとともにＬＥＤランプ自体の重量も大きく増加してしまう。すると、蛍光灯は主に管端の２点で支持されているが、上記文献のＬＥＤランプは直管が基板やヒートシンクの重みに耐えられず脆弱となる。また、ＬＥＤランプの重量が増加すると蛍光灯灯具の許容吊り下げ荷重を超えてしまい、蛍光灯灯具の故障を引き起こす恐れもあり、蛍光灯の代替品として用いることが困難であるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明者らは、従来のＬＥＤランプと比較してより単純な構成で蛍光灯と同様に直管の長手方向中心軸に対して３６０度全面の発光を得られ、長尺であっても蛍光灯の代替品として使用が可能である蛍光ＬＥＤランプを考案した。
【０００９】
すなわち、第一の発明として、内面に紫外線で光る蛍光物質を塗布した長尺ガラス管と、長尺ガラス管の横断面部に備えられ光軸が長尺ガラス管の長手方向中心軸と非平行とされた非平行紫外線ＬＥＤ素子と、からなる蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１０】
また、第二の発明として、非平行紫外線ＬＥＤ素子は、その法線方向が長尺ガラス管の長手方向の中心軸と非平行となる面である非平行面に備えられた第一の発明に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１１】
また、第三の発明として、前記非平行面は互いに非平行である複数の面を含む第二の発明に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１２】
また、第四の発明として、さらに長尺ガラス管の長手方向中心軸と平行な光軸を有する平行紫外線ＬＥＤ素子を有する第一から第三の発明のいずれか一に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１３】
また、第五の発明として、非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は長尺ガラス管の管端に備えられている第一から第四の発明のいずれか一に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１４】
また、第六の発明として、非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は長尺ガラス管の管央に備えられている第一から第五の発明のいずれか一に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１５】
また、第七の発明として、長尺ガラス管の管端には従来の蛍光灯に用いられていると同規格の口金が備えられている第一から第六の発明のいずれか一に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１６】
また、第八の発明として、長尺ガラス管は管長が２メートル以上である請求項１から７のいずれか一に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１７】
また、第九の発明として、非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は、１ワット以上である第一から第八の発明のいずれか一に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１８】
また、第十の発明として、非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は従来の蛍光灯に用いられていると同規格の口金から給電され、当該口金は灯具から直流電力を受電する第七の発明、第七の発明に従属する第八又は第九の発明に記載の蛍光ＬＥＤランプを提供する。
【００１９】
また、第十一の発明として、非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子素子は、長尺ガラス管の両管端に備えられている請求項５又は請求項５に従属する請求項６から１０のいずれか一に記載の蛍光LEDランプを提供する。
【００２０】
また、第十二の発明として、対向する非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子の光軸は相互に一致しない請求項１１に記載の蛍光LEDランプを提供する。
【発明の効果】
【００２１】
以上のような構成をとることにより、直管が長尺であっても軽量で、蛍光灯の代替品として使用可能であり、直管の長手方向中心軸に対して３６０度全面の発光を得られる蛍光ＬＥＤランプを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の蛍光灯やＬＥＤランプと本件発明の蛍光ＬＥＤランプの発光方法の概要を示す図
【図２】ＬＥＤ素子の一例を示す概要図
【図３】実施形態１の蛍光ＬＥＤランプの一例を示す概要図
【図４】ＬＥＤ素子の配置とＬＥＤランプの発光の関係について示す図
【図５】台座と台座上への非平行紫外線LED素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子の設置の一例を示す概要図
【図６】非平行紫外線LED素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子の長尺ガラス管内における配置の一例を示す図
【図７】長尺ガラス管側面の各位置における紫外線の照度について示す図
【図８】本件発明の蛍光ＬＥＤランプの別の一例を示す図
【図９】本件発明の蛍光ＬＥＤランプの別の一例を示す図
【図１０】本件発明の蛍光ＬＥＤランプの別の一例を示す図
【図１１】本件発明の蛍光ＬＥＤランプの別の一例を示す図
【図１２】本件発明の蛍光ＬＥＤランプの別の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の各実施形態について図面と共に説明する。なお、本発明は本明細書の記載に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、様々な態様で実施しうる。
＜＜実施形態１＞＞
＜概要＞
【００２４】
本実施形態は、紫外線を発生する紫外線ＬＥＤ素子を備え、ガラス管の管内全面の発光を得られる蛍光ＬＥＤランプに関する。
【００２５】
図１に従来の蛍光灯やＬＥＤランプと本件発明の蛍光ＬＥＤランプの発光方法の概要を示す。従来の水銀を用いた蛍光灯（ａ）では、管端の電極０１０１が電流を流すことにより加熱されると電極から電子０１０２が放出され、２つの電極間に電圧がかかると電子が一方の電極から他方の電極へと移動する。その際に、蛍光灯内部に封入された水銀原子０１０３と電子が衝突すると、水銀原子から紫外線０１０４が放射される。この放射された紫外線がガラス管内面に塗布された蛍光物質０１０５に当たると、蛍光物質から可視光０１０６が放射される。なお、（ａ）に示す蛍光灯にはエンドキャップ０１０７、口金０１０８が設けられている。本方法を用いた蛍光灯は広く普及しているが、蛍光管内に人体に有害な水銀が封入されていること、また後述するＬＥＤを用いた蛍光灯と比べて寿命が短く消費電力が大きいという問題点がある。
【００２６】
一方従来のＬＥＤランプ（ｂ）では、ＬＥＤランプ内部の支持板０１１１に設置されている複数のＬＥＤ素子０１１２に電流が供給され、複数のＬＥＤ素子から可視光０１１３が放射される。また、図示しないが、支持板の両面にＬＥＤ素子を設置する構成とすると、蛍光灯と同様に直管の長手方向中心軸に対してほぼ３６０度全面の発光を得られる。しかしながら、従来のＬＥＤランプの構成は、直管内部にＬＥＤランプを設置する支持板や、ＬＥＤランプから発生する熱を放熱するためのヒートシンク等を設ける必要が生じるため、直管が長尺になるとＬＥＤランプ自体の重量も大きく増加してしまう。すると、長尺のＬＥＤランプを従来の蛍光灯の灯具に接続しようとすると、ＬＥＤランプの管端の２点のみではＬＥＤランプを支えることができないため、蛍光灯の代替品として使用できないという問題点がある。
【００２７】
なお、図示しないが、ＬＥＤランプの別の例として、例えば、国際公開第２００９／００１４７８号公報において、従来の蛍光灯に用いられるガラス蛍光管の両端に紫外線を発生するＬＥＤを設置し、蛍光管の内部にＬＥＤから発生する紫外線を拡散又は散乱する光散乱部材を導入することにより、蛍光管全面の発光を高効率で得られるＬＥＤランプが開示されている。また、特開２０１１‐２４３５４９号公報において、ＬＥＤから発生した紫外線を導光体に通して蛍光管内に拡散することにより、蛍光管全面の発光を得られるＬＥＤランプが開示されている。しかしながら、蛍光管内に紫外線透過材料（石英等）からなる光散乱部材や導光体を導入する必要があるため、本件発明の蛍光ＬＥＤランプと比較してコストが大きく、また（ｂ）に示すＬＥＤランプと同様に直管が長尺になるとＬＥＤランプ自体の重量も大きく増加し、蛍光灯の代替品として使用できないという問題点がある。
【００２８】
さらに、ＬＥＤランプの別の例として、特開２０１１‐５４４２１号公報において、円筒状に形成されたエンベロープ部の内部にエンベロープ部の軸方向に沿った支持軸部が設けられ、リング状基板の周方向に沿って複数のＬＥＤを実装した発光基板を支持軸部の軸方向に所定間隔おきに装着されたＬＥＤランプが開示されている。本ＬＥＤランプも蛍光灯と同様に直管の長手方向中心軸に対してほぼ３６０度全面の発光を得られるが、（ｂ）に示す従来のＬＥＤランプと同様に、直管が長尺になると支持軸部も長尺となるため、ＬＥＤランプ自体の重量も大きく増加してしまい、蛍光灯の代替品として使用できないという問題点がある。
【００２９】
本件発明である（ｃ）の蛍光ＬＥＤランプは、台座０１２１に設置された非平行紫外線ＬＥＤ素子０１２２へと電流が供給され、非平行紫外線ＬＥＤ素子から紫外線０１２３が放出される。すると、放出された紫外線がガラス管内面に塗布された蛍光物質０１２４に当たり、蛍光物質から可視光０１２５が放射される。すなわち、本件発明の蛍光ＬＥＤランプの発光原理は、（ａ）の蛍光灯において紫外線を発生させる水銀の代わりに紫外線ＬＥＤ素子を用いている。本構成を採用するメリットに関しては、下記において説明する。
【００３０】
図２はＬＥＤ素子の一例を示す概要図である。ＬＥＤ素子は、（ａ）に示す砲弾型と、（ｂ）に示す表面実装型の主に２種類に分類される。ＬＥＤ素子は砲弾型であっても表面実装型であっても良いし、例えば（ｃ）に示すように凹レンズ０２０８を用いてＬＥＤチップから放出される光を広角に発散させて用いるような型式であっても良い。なお、本件発明において「ＬＥＤ素子」とは、例えば図（ａ）に示す砲弾型であればＬＥＤチップ０２０１、レンズ０２０２、リードフレーム０２０３、ボンディングワイヤー０２０４等を、図（ｂ）に示す表面実装型であればＬＥＤチップ、ボンディングワイヤー、基板０２０５、電極０２０６、反射板０２０７等を含むパッケージとしてのＬＥＤ素子について示す。
＜構成＞
【００３１】
図３は本実施形態の蛍光ＬＥＤランプの一例を示す概要図である。（ａ）は長尺ガラス管の長手方向中心軸に対して垂直方向から見た図を、（ｂ）は平行方向から見た図を示している。例えば本実施形態の蛍光ＬＥＤランプは、主に「長尺ガラス管」０３０１と、「非平行紫外線ＬＥＤ素子」０３０２と、から構成されることが考えられる。なお、図に示す例においては、「エンドキャップ」０３０５、「口金」０３０６が設けられている。ここで、「口金」とは従来の蛍光灯灯具に接続するために設けられるものであり、非平行紫外線ＬＥＤ素子への電流の供給は口金を通して行われなくてもよい。口金から給電が行われる場合には口金として導電性の材質のものを使用する必要があるが、口金以外から給電が行われる場合には、口金として非導電性の材質のものを使用しても良い。
【００３２】
「長尺ガラス管」０３０１は、内面に紫外線で光る蛍光物質０３０３が塗布されている。後述する非平行紫外線ＬＥＤ素子から放射された紫外光が蛍光物質に照射されることにより、蛍光灯と同様に直管の長尺方向中心軸に対して３６０度全面の発光を得られる。また、ＬＥＤ素子から放射される光は指向性が強いために、蛍光灯と比較して使用者が不快に感じる場合があったが、本件発明は従来の蛍光灯と同様の発光原理を用いているために、蛍光灯の代替品として用いた場合にも使用者に不快感を与えない発光を得ることができる。
【００３３】
「長尺」とは、特にガラス管の長さを指定するものではないが、従来の蛍光灯に用いられている管長と同一の長さとすると、本件発明の蛍光ＬＥＤランプを従来の蛍光灯の代用として用いることが可能となるため好適である。「紫外線で光る蛍光物質」としては特に限定しないものの、従来の蛍光灯の内面に塗布されているカロリン酸カルシウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸カルシウム等のうち一種類以上を用いることが可能である。すなわち、本件発明のＬＥＤランプの長尺ガラス管として、従来の蛍光灯に使用するガラス管と同様の製造方法を用いることが可能である。
【００３４】
なお、長尺ガラス管は管長が２メートル以上であっても良い。例えばトンネル内に設置される蛍光灯には、管長が長いものが用いられる。従来のＬＥＤランプの場合、管内に支持板やヒートシンクを設ける構成であったために、管長が増大するとＬＥＤランプの重量も大きく増加してしまい、管端の２点のみではＬＥＤランプを支えることができず従来の蛍光灯灯具に接続できない、もしくはＬＥＤランプを支える管端部分に不具合が生じやすいという問題点があった。しかしながら、本件発明において非平行紫外線ＬＥＤ素子は主に管端又は管央の横断面部に設置されるため、支持板やヒートシンクも管端又は管央の横断面部に設置される。すると、管長が長尺であったとしても蛍光ＬＥＤランプの重量が大きく増加することはなく、すなわち従来の蛍光灯灯具にも問題なく接続することができる。
【００３５】
また、従来のＬＥＤランプにおいて、ＬＥＤ素子の保護を目的として樹脂製の透明カバーが設けられている場合がある。しかし、樹脂製のカバーは外気温の変化やＬＥＤ素子からの発熱等により膨張・伸縮する。すると、管長が長くなればなるほどカバーの膨張・伸縮量は増大するが、カバーの管長の変化が大きくなればなるほど、ＬＥＤ照明灯からのカバーの脱落等の不具合が生じやすくなる。本件発明の蛍光ＬＥＤランプは長尺ガラス管で構成されているため、当該不具合の発生は問題とならない。
【００３６】
「非平行紫外線ＬＥＤ素子」０３０２は、長尺ガラス管の横断面部に備えられ光軸が長尺ガラス管の長手方向中心軸と非平行とされている。「紫外線ＬＥＤ素子」とは、電流の供給により紫外線を発生する素子のことを示し、非平行紫外線ＬＥＤ素子から紫外線が放射され、長尺ガラス管内面の蛍光物質に照射されることにより、蛍光灯と同様に直管の長尺方向中心軸に対して３６０度全面の発光を得られる。また、「光軸」とは紫外線ＬＥＤ素子から放射される紫外線の照射方向の中心方向を示しており、通常は紫外線ＬＥＤ素子の発光面に垂直な方向を示している。
【００３７】
図４はＬＥＤ素子の配置とＬＥＤランプの発光の関係について示す。（ａ）は従来のＬＥＤランプのように可視光線を放射するＬＥＤ素子の光軸が直管の長手方向０４０１の中心軸と垂直となるようなＬＥＤ素子の配置を、（ｂ１）は平行となるような配置をした際のＬＥＤランプの発光の様子について示している。また、（ｂ２）は紫外線を放射する紫外線ＬＥＤ素子の光軸が直管の長手方向中心軸と平行となるような配置を、（ｃ）は非平行となるような配置をした際のＬＥＤランプの発光の様子について示している。ＬＥＤ素子から放射される光の照射角は一般に大きくても１２０度程度であり、（ａ）のようにＬＥＤ素子の光軸０４０１が直管の長手方向中心軸と垂直となるように支持板０４０２にＬＥＤ素子０４０３を配置すると、１つのＬＥＤ素子により得られるＬＥＤランプの発光面０４０４は非常に小さくなってしまう。すると、蛍光灯のように長尺ガラス管の側面全面の発光を得ようとすると非常にたくさんのＬＥＤ素子が必要となる。
【００３８】
そこで、（ｂ１）のようにＬＥＤ素子の光軸が直管の長手方向中心軸と平行となるようにＬＥＤ素子を台座０４１１上に設置すると、（ａ）と比較して１つのＬＥＤ素子により得られるＬＥＤランプの発光面は非常に大きくなる。しかしながら、ＬＥＤ素子から放射される光を直接照明光として使用する場合、光は直進するので、蛍光灯や（ａ）に示すＬＥＤランプのように直管の側面の法線方向に光を取り出すことができず、蛍光灯の代替として使用するのに好適でない。
【００３９】
一方、（ｂ２）のように光軸が直管の長手方向中心軸と平行となるように紫外線ＬＥＤ素子０４２１を台座上に設置するとともに、直管の内面に蛍光物質０４２２を塗布する構成とすると、紫外線ＬＥＤ素子から放射された紫外線は蛍光物質に照射され、蛍光物質から可視光が発光されることとなる。すると、（ｂ１）に示すＬＥＤランプと異なり、直管の側面の法線方向にも光を取り出すことができる。しかしながら、ＬＥＤ素子の発光の照射角は通常は１８０度未満であるため、ＬＥＤ素子を設置する横断面部付近の蛍光物質にはＬＥＤ素子からの光を照射することができず（０４０５）、すなわち直管の側面全面の発光を得ることができない。
【００４０】
本件発明において、非平行紫外線ＬＥＤ素子０４３１は（ｃ）に示すように、長尺ガラス管の横断面部に備えられ光軸が長尺ガラス管の長手方向中心軸と非平行とされている。すると、直管内面の蛍光物質全てに非平行紫外線ＬＥＤ素子の発光を照射することが可能となり、（ｂ）に示す非照射面の発生を防止し、すなわち長尺ガラス管の側面全体から発光を得られる蛍光ＬＥＤランプを提供することが可能となる。なお、通常「長尺ガラス管の横断面」とは、長尺ガラス管の長手方向に対して垂直な平面について示すものであるが、本件発明における「長尺ガラス管の横断面部」は、長尺ガラス管の長手方向に対しておよそ垂直な平面（例えば６０度ないし９０度）も含むものである。
【００４１】
また、本件発明の蛍光ＬＥＤランプは、対向する非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び後述する平行紫外線ＬＥＤ素子の光軸は相互に一致しないように構成することが好ましい。本構成をとることにより、それぞれの非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子から放射される紫外線の照射領域が重なるのを最小限にすることができ、すなわち非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子から放射される紫外線を効率よく蛍光ＬＥＤランプの発光に作用させることが可能となる。また、一方の非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子から放射された紫外線により、当該素子と対向する非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子が劣化する事態を防止することができる。
【００４２】
図５は台座と台座上への非平行紫外線ＬＥＤ素子の設置の一例を示す概要図である。非平行紫外線ＬＥＤ素子０５０１は、その法線方向が長尺ガラス管の長手方向の中心軸と非平行となる面である非平行面０５０２に備えられていても良い。非平行面は、例えば長尺ガラス管の横断面部に設けられた台座０５００の一面により構成される。なお、「台座」の材質は特に限定するものではないが、非平行紫外線ＬＥＤ素子への電流の供給は「台座」を通して行われても良く、例えば台座に電流を供給するためのリード線を敷設しても良い。その場合にはリード線の一端は非平行紫外線ＬＥＤ素子と接続され、他端は蛍光ＬＥＤランプが接続される蛍光灯灯具と口金等を通して電気的に接続される。
【００４３】
非平行面は互いに非平行である複数の面を含んでいることが好ましい。すなわち、それぞれの面に一つ又は複数の非平行紫外線ＬＥＤ素子が設置される構成が好ましい。なお、その際に複数の非平行面は長尺方向の中心軸に対して回転対称性を持つように設置すると、蛍光ＬＥＤランプからの発光が直管の長尺方向中心軸に対して３６０度全方向に均一とすることができるため、さらに好適である。例えば図５（ａ）に示す例は、台座を上面から見た際に正方形となるように構成し、当該中心軸に対して４回対称としている。なお、台座は図５（ｃ）に示すように上面から見た際に正三角形となるように構成しても、図５（ｅ）に示すように正五角形となるように構成しても良い。
【００４４】
なお、本件発明の蛍光ＬＥＤランプは、非平行紫外線ＬＥＤ素子の他に、長尺ガラス管の長手方向中心軸と平行な光軸を有する平行紫外線ＬＥＤ素子０５０３を有していても良く、図５（ｂ）や図５（ｄ）、図５（ｆ）はその一例を示す図である。平行紫外線ＬＥＤ素子はその法線方向が長尺ガラス管の長手方向の中心軸と平行となる面である平行面０５０４に備えられる。また、図５（ａ）から（ｆ）に示す台座は横断面部に対して凸型としているが、図５（ｇ）や（ｈ）に示すような凹型であっても良い。
【００４５】
さらに、一般にＬＥＤ素子は熱に弱いため、ＬＥＤ素子を蛍光ＬＥＤランプに用いる場合にはＬＥＤ素子から発生する熱を放熱する必要がある。そこで、例えば非平行紫外線ＬＥＤ素子が設置される非平行面及び平行紫外線ＬＥＤ素子が設置される平行面にヒートシンク等の放熱構造を設ける構成とすることが好ましい。
【００４６】
図６は非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子の長尺ガラス管内における配置の一例を示す図である。非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は長尺ガラス管の横断面部に備えられ、長尺ガラス管の管端に備えられていても（図６（ａ））、管央に備えられていても良い（図６（ｂ）、（ｃ））。その際に、長尺ガラス管の長手方向中央の横断面に対して左右対称となるように非平行紫外線LED素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子を配置するように構成すると、当該横断面に対して左右対称の発光を得られる蛍光ＬＥＤランプとなるため好ましい。
【００４７】
非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子が長尺ガラス管の両管端に備えられる構成とする場合、本件発明の蛍光ＬＥＤランプを従来の蛍光灯灯具に接続する際に蛍光灯灯具は長尺ガラス管の両管端で蛍光ＬＥＤランプを支持することとなり、蛍光ＬＥＤランプの支持点付近で非平行紫外線LED素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子を支えることができるため好ましい。
【００４８】
また、非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子が長尺ガラス管の両管端に備えられる構成とする場合、「管央」とは長尺ガラス管の管端を除く全てについて示しており、非平行紫外線LED素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は長尺ガラス管の長尺方向の中心の横断面部に設けられる構成としても良いし（図６（ｂ））、複数の横断面部に設けられる構成としても良い（図６（ｃ））。その際には、例えば長尺ガラス管の横断面部に支持板０６０１を設け、支持板上に台座を設置する構成としても良い。また、複数の横断面部が設けられる場合には、各横断面部間の長尺ガラス管の側面の発光を全て均一にするために、それぞれの横断面部間の距離を一定とすることが好ましい。
【００４９】
図７は長尺ガラス管側面の各位置における紫外線の照度について示す図である。図７（ａ）は長尺ガラス管の側線部における紫外線の照度について示している。図において、長尺ガラス管の一端の横断面に設置された非平行紫外線ＬＥＤ素子０７０１から放射される紫外線の照度０７０３は、長尺ガラス管の長手方向に沿って距離が増加するとともに減少していく。一方、もう一端の横断面に設置された非平行紫外線ＬＥＤ素子０７０２から放射される紫外線の照度０７０４も同様に、長尺ガラス管の長手方向に沿って距離が増加するとともに減少していく。本件発明の蛍光ＬＥＤランプにおいては、両端の非平行紫外線ＬＥＤ素子０７０１及び０７０２の両方からの紫外線の放射により、長尺ガラス管の側線部における紫外線の照度が長尺ガラス管のどの位置においてもほぼ均一とすることが望ましい。本構成とすると、蛍光ＬＥＤランプの発光を長尺ガラス管のどの位置においても均一とすることができる。なお、図に示す例は非平行紫外線ＬＥＤ素子が長尺ガラス管の両端に設置された場合であるが、例えば平行紫外線ＬＥＤ素子が設けられた場合や、非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子が管央に設けられた場合であっても同様である。
【００５０】
また、図７（ｂ）は長尺ガラス管の側面の周囲に沿った紫外線の照度について示している。図７（ａ）において説明したように、各非平行紫外線ＬＥＤ素子０７１１、０７１２、０７１３、０７１４から放射される紫外線の照度は距離の増加とともに減少する。しかし、本件発明の蛍光ＬＥＤランプにおいては、長尺ガラス管の側面の周囲に沿った紫外線の照度をほぼ均一とすることが好ましく、本構成をとることにより、長尺ガラス管の長手方向中心軸に対して３６０度全方向が均一に発光する蛍光ＬＥＤランプを得ることができる。
【００５１】
非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は１ワット以上であっても良い。従来のＬＥＤ照明灯は複数のＬＥＤ素子を用いるため、０．５ワット程度のものが主流であった。しかしながら、本件発明においては従来のＬＥＤランプに比べ比較的少数のＬＥＤ素子でＬＥＤランプを構成することが可能であり、１ワット以上の素子を用いても十分に低消費電力のＬＥＤランプを提供することが可能となる。なお、紫外線ＬＥＤ素子の消費電力量は任意に選択することが可能であり、例えば管長が短いものには消費電力量の小さいものを、管長が長いものには消費電力量が大きいものを使用する構成としても良い。また、紫外線ＬＥＤ素子に流す電流量を調整して蛍光ＬＥＤランプの発光量を制御する調光機能を有するような構成としても良い。
【００５２】
非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子は従来の蛍光灯に用いられていると同規格の口金から給電され、当該口金は灯具から直流電力を受電しても良い。通常家庭の電源は交流であり、蛍光灯は交流電力をそのまま利用している。しかし、ＬＥＤ素子は交流では作動しないため、従来のＬＥＤランプを使用する場合には交流電力を直流電力へと変換する必要がある。「交流電力を直流電力へと変換する」には、ＡＣ／ＤＣコンバーターを用いることが考えられ、ＡＣ/ＤＣコンバーターを本件発明の蛍光ＬＥＤランプ内に儲ける構成としても良いが、ＬＥＤランプを接続する灯具にあらかじめＡＣ/ＤＣコンバーターが接続されており、灯具から口金を通して蛍光ＬＥＤランプへと直流電力が供給される構成としても良い。
＜別の構成＞
【００５３】
図８に本件発明の蛍光ＬＥＤランプの別の一例を示す。（ａ）は長尺ガラス管の長手方向中心軸に対して垂直方向から見た図を、（ｂ）は平行方向から見た図を示している。図８に示す蛍光ＬＥＤランプは、台座０８０１を巻貝の貝殻のように構成し、側面として渦巻き状の非平行面０８０２を設けて、当該非平行面に非平行紫外線ＬＥＤ素子０８０３を設置している。また、台座とモーター０８０４が接続されており、蛍光ＬＥＤランプを発光させる際にはモーターを高速に回転させる構成としている。本構成を採用すると、長尺ガラス管０８０５の内面に塗布された蛍光物質０８０６の全てに均一に非平行紫外線ＬＥＤから放射した紫外線を照射することができるため、蛍光ＬＥＤランプの側面全面の均一な発光を得られる。
【００５４】
また、図９に本件発明の蛍光ＬＥＤランプの別の一例を示す。（ａ）は長尺ガラス管の長手方向中心軸に対して垂直方向から見た図を、（ｂ）は平行方向から見た図を示している。図９に示す蛍光ＬＥＤランプは、台座０９０１の周囲に反射材０９０２を設けている。本構成をとることにより、非平行紫外線ＬＥＤ素子０９０３から放射される紫外線を反射材により反射することで効率よく利用して蛍光ＬＥＤランプの発光を得ることができる。
【００５５】
また、図１０に本件発明の蛍光ＬＥＤランプの別の一例を示す。（ａ）は長尺ガラス管の長手方向中心軸に対して垂直方向から見た図を、（ｂ）は平行方向から見た図を示している。図１０に示す蛍光ＬＥＤランプは、長尺ガラス管を長手方向中心軸に沿った横断面で分割した時の一方の長尺ガラス管の側面に赤色の発光を得られる赤色蛍光物質１００１を、もう一方に白色の発光を得られる白色蛍光物質１００２を塗布してある。また、固定されている口金やエンドキャップとは別に、長尺ガラス管は回転させることができる構成としている。本構成を取ると、単一の蛍光ＬＥＤランプであっても複数の発光色を得ることができる。なお、塗布する蛍光物質は３種類以上であってもよく、またその配置も特に限定するものではない。
【００５６】
また、図１１に本件発明の別の一例を示す。（ａ）は長尺ガラス管の長手方向中心軸に対して垂直方向から見た図を、（ｂ）は平行方向から見た図を示している。図１１に示す蛍光ＬＥＤランプは、非平行面に設置される非平行紫外線ＬＥＤ素子それぞれの紫外線の放射を制御できる構成としている。すなわち、電流を流して紫外線を放射させる電源Ｏｎ‐非平行紫外線ＬＥＤ素子１１０１と、電流を流さない電源Ｏｆｆ‐非平行紫外線ＬＥＤ素子１１０２とを、設置されている非平行紫外線ＬＥＤ素子を用いて自由に配置することが可能な構成としている。すると、電源Ｏｎ‐非平行紫外線ＬＥＤ素子から放射された紫外線が照射されている部分は可視光が発光される発光面１１０３となり、他の面は非発光面１１０４となる。
【００５７】
図１１（ｂ）において詳しく説明する。この例では、長尺ガラス管の蛍光面を断面視にて９０度づつ四分割してこれを各非平行紫外線ＬＥＤ素子に分担させる。つまり、非平行紫外線ＬＥＤ素子１１１１は主に１１２１部分を、１１１２は主に１１２２部分を、１１１３は主に１１２３部分を、１１１４は主に１１２４部分をそれぞれの素子の照射面とするように構成しておく。これによって各非平行紫外線ＬＥＤ素子の電源Ｏｎ、Ｏｆｆに対応して各四分割された長尺管内面の発光、非発光が制御される。図に示す例では１１１１と１１１３の非平行紫外線ＬＥＤ素子の電源をＯｎとしており、当該素子と対応する１１２１と１１２３部分の蛍光物質に紫外線が照射され、当該部分は発光することとなる。一方、１１１２と１１２４の非平行紫外線ＬＥＤ素子の電源はＯｆｆとしており、当該素子と対応する１１２２と１１２４部分の蛍光物質には紫外線が照射されず、当該部分は発光しない。本構成をとることにより、蛍光ＬＥＤランプの発光強度を自由に制御することが可能となるだけでなく、例えば電源Ｏｆｆ‐非平行紫外線ＬＥＤ素子と電源Ｏｎ‐非平行紫外線ＬＥＤ素子の配置に応じて発光面と非発光面を自由に制御することが可能となる。なお、本例は四分割で示したが、これに限られず、長尺管の蛍光面を複数に分割し、各分割面にのみ紫外線を照射するように非平行紫外線ＬＥＤ素子を配置すれば各分割された蛍光面の発光、非発光を制御可能となる。これは非平行に各紫外線LED素子を配置したからこそ可能となる。なお、付言すると、図６の（ｂ）、（ｃ）で示した蛍光ＬＥＤランプの場合には長尺ガラス管の長手方向に対して二分割、三分割された長尺ガラス管の内面の蛍光物質はそれぞれの分割部分を担う非平行紫外線ＬＥＤ素子の電源のＯｎ、Ｏｆｆによってその発光、非発光が制御可能となる。この例でも二分割、三分割に限定されず何分割であってもよい。また同じ蛍光面を分担する非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子を複数とし、各非平行紫外線ＬＥＤ素子又は／及び平行紫外線ＬＥＤ素子の電源をＯｎ、Ｏｆｆすることで発光、非発光のみでなく発光強度を制御することが可能となる。
【００５８】
図１１（ｃ）において図１１（ｂ）についてさらに詳しく説明する。非平行紫外線ＬＥＤ素子１１３１から放射される紫外線は、光軸１１３２を中心として当該素子からの距離が増加するとともに拡散されていく。そこで長尺ガラス管１１３３が図のように配置されている場合に、（Ａ）位置と（Ｂ）位置の長尺ガラス管の内面への紫外線の照射面１１３４を一定とすることが可能となる。すなわち、上述したように非平行紫外線ＬＥＤ素子の配置により長尺ガラス管の蛍光面を分割し、各蛍光面の発光、非発光を制御可能となる。
【００５９】
また、図１２に本件発明の別の一例を示す。（ａ）は長尺ガラス管の長手方向中心軸に対して垂直方向から見た図を、（ｂ）は平行方向から見た図を示している。図１２に示す蛍光ＬＥＤランプは、長尺ガラス管１２０１と非平行紫外線ＬＥＤ素子や台座が設置されたエンドキャップ１２０２を分離可能としてある（ｃ）。本構成をとることにより、例えば蛍光ＬＥＤランプの輝度を増加させたい場合に、もともと長尺ガラス管に接続されていたエンドキャップに設置されていた非平行紫外線ＬＥＤ素子よりもワット数の大きい又は／及び素子数の多いエンドキャップへと交換することにより対応ができる。また、蛍光ＬＥＤランプの発光色を変更したい場合には、当該エンドキャップはそのまま用いるとして、もともと蛍光ＬＥＤランプに塗布されていた蛍光物質とは異なる発光色をもつ蛍光物質を塗布した長尺ガラス管へと交換することにより対応ができる。すなわち、従来よりも効率的にＬＥＤランプの各構成部品を利用することが可能となる。
＜使用方法＞
【００６０】
本件発明の蛍光ＬＥＤランプは種々の用途に用いることが可能であるが、例えば自動販売機や看板に用いられる電灯として好適である。例えば商品見本を二次元的でなく、三次元的に並べて見せる自動販売機などでは商品見本配列空間の全体が証明されなくてはいけないので本件発明の蛍光LEDランプを好適に利用できる。
【００６１】
また、そのような自動販売機は自動販売機の設置空間に対して照明効果が高いので、例えばそのような自動販売機の電源を停電時にも利用可能とし、停電時や災害時などの際の非常灯として利用することも考えられる。さらに、そのような自動販売機で販売する商品が例えば飲料品や食料品である場合には、金銭の投入を不要として災害時の非常食として活用できるようにすることも考えられる。例えば停電状態を検知することで金銭の投入を必要とせずに、選択ボタンを選択することで該当する商品を取り出せるようにするとよい。なお、このように構成すれば被災者によって自動販売機が破壊されることも防止できるのでかかる観点からも望ましい。
【００６２】
また、本件発明の蛍光ＬＥＤランプは前後方向から視認可能な看板、ないしは前後左右方向から視認可能な看板の背景照明としても好適に利用できる。例えば、円筒状の透明プラスティックからなるポスター貼り付け体の内部の円筒状のポスター貼り付け体の軸心部位に、本件発明の蛍光ＬＥＤランプを垂設することが考えられる。そのような構成とすると、ポスター貼り付け体の外周に沿って貼り付けられる透明薄厚プラスティック素材などに印刷された画像がポスター貼り付け体の全周から観察可能となる。なお、このような看板を前記自動販売機に設置することとしてもよい。
【００６３】
また、本件発明の蛍光ＬＥＤランプは、例えば医療用カメラ内に設置されても良い。胃カメラや内視鏡等の医療用カメラは、人体に挿入した際に３６０度全面を撮影できることが好ましい。その際には、３６０度全面を照らすことができる光源が必要となり、本件発明の蛍光ＬＥＤランプは好適に使用することができる。
＜効果＞
【００６４】
以上のような構成をとることにより、直管が長尺であっても軽量で、蛍光灯の代替品として使用可能であり、直管の長手方向中心軸に対して３６０度全面の発光を得られる蛍光ＬＥＤランプを提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
０３０１：長尺ガラス管
０３０２：非平行紫外線ＬＥＤ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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