(57)【要約】      （修正有）【課題】実効的な発光効率を高めたＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】所定の面パターンをなすＬＥＤ光源１３３、ＬＥＤ光源１３３が配置される配置台１３４、並びにその内部にＬＥＤ光源１３３及び配置台１３４が格納されるとともにＬＥＤ光源１３３からの光を透過する透過窓が設けられた筐体部１３２を有する発光モジュールを備える。配置台１３４のＬＥＤ光源１３３が配置される主面と透過窓がなす平面とを交差させる。【選択図】図３
0003155958.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
所定の面パターンをなすＬＥＤ光源、前記ＬＥＤ光源が配置される配置台、並びにその内部に前記ＬＥＤ光源及び前記配置台が収納されるとともに前記ＬＥＤ光源からの光を透過する透過窓が設けられた筐体部を有する発光モジュールを備え、
前記配置台の前記ＬＥＤ光源が配置される主面と前記透過窓がなす平面とが交差している、ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ光源及び前記配置台の組み合わせを複数有し、
複数の前記組み合わせの全部又は一部における、前記配置台の前記平面の角度が互いに異なっている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
複数の前記組み合わせの全部又は一部における、それぞれの前記配置台の前記平面の角度は、前記筐体部の平面と直交する任意の一つの直線又は平面に向かう仰角である、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記配置台の前記平面の角度は調整可能である、請求項２又は３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記発光モジュールの前記透過窓には、前記ＬＥＤ光源からの光に対し、透過、拡散及び屈折のいずれか少なくとも一つの作用を与える光学部材が設けられている、請求項１から４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記発光モジュールを格納する格納容器と、
前記格納容器内であって、前記格納容器の内底と前記発光モジュールの底面との間に設けられた放熱部材とを更に備え、
前記格納容器は、前記発光モジュールの前記透過窓に対向する位置に開口を有する、請求項１から５のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記放熱部材に対向して設けられた送風口を有するとともに前記発光モジュールに隣接して配置された送風部を更に備えた、請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ＬＥＤを光源として利用したＬＥＤ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、環境問題を考慮して従来の白色電球の代替となる蛍光灯光源の普及が進んでいるが、近年では、消費電力及び光量において蛍光灯光源よりさらに優れたＬＥＤ（発光ダイオード）を利用したＬＥＤ光源が普及し始めている。
ＬＥＤ光源は、複数のＬＥＤをアレイ状又は放射状等に平面上に配列することにより仮想的な面発光を実現し、大きな発光面積を確保するとともに均一な光を得るよう構成されている（例えば特許文献１，図１を参照）。
ＬＥＤ光源の具体的な態様としては、蛍光灯光源が既成の白色電球の規格に対応した形状を有するのと同様に、既成の白色電球又は蛍光灯の規格に対応するように、当該電球又は蛍光灯の外形を模して作成された筐体内に配置されたものが大部分を占める。
一方で、既成光源の規格と違えて独自の形状としたＬＥＤ光源は、外形の制約を受けずに高性能化を図ることができる。その例として、ＬＥＤとその上部に設けられた遮蔽層を用いて発射光を回折させることにより、その照射面積を拡大する技術が知られている（例えば特許文献２、図３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９９９８０号公報
【特許文献２】特開２００６−３５２０８６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術によるＬＥＤ光源は、平面上に配列されたＬＥＤを一定形状の筐体内に配置して用いられるものであるが、その構成は白熱電球等の既成光源の形状の制約を受けており、面発光というＬＥＤ光源の特性を十分生かしたものとは言えなかった。又、上記特許文献２におけるＬＥＤ光源は、あくまで光源を構成する個別のＬＥＤの発光効率に着目したものであって、平面上に配列された素子からなるＬＥＤ光源全体の発光効率に対する省察を含むものではなかった。
すなわち、本願考案者は、ＬＥＤ照明装置において、面発光するＬＥＤ光源の特性を十分に考慮した技術が従来より存在しないことを見いだした。
【０００５】
本考案はこのような課題に鑑みてなされたものであり、面発光するＬＥＤ照明装置の実効的な発光効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本考案の第１の側面は、所定の面パターンをなすＬＥＤ光源、前記ＬＥＤ光源が配置される配置台、並びにその内部に前記ＬＥＤ光源及び前記配置台が収納されるとともに前記ＬＥＤ光源からの光を透過する透過窓が設けられた筐体部を有する発光モジュールを備え、前記配置台の前記ＬＥＤ光源が配置される主面と前記透過窓がなす平面とが交差したＬＥＤ照明装置であることを特徴とする。
【０００７】
又、本考案の第２の側面は、前記ＬＥＤ光源及び前記配置台の組み合わせを複数有し、複数の前記組み合わせの全部又は一部における、前記配置台の前記平面の角度が互いに異なっていることを特徴とする。
【０００８】
又、本考案の第３の側面は、複数の前記組み合わせの全部又は一部における、それぞれの前記配置台の前記平面の角度は、前記筐体部の平面と直交する任意の一つの直線又は平面に向かう仰角であることを特徴とする。
【０００９】
又、本考案の第４の側面は、前記配置台の前記平面の角度は調整可能であることを特徴とする。
【００１０】
又、本考案の第５の側面は、前記発光モジュールの前記透過窓には、前記ＬＥＤ光源からの光に対し、透過、拡散及び屈折のいずれか少なくとも一つの作用を与える光学部材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
又、本考案の第６の側面は、前記発光モジュールを格納する格納容器と、前記格納容器内であって、前記格納容器の内底と前記発光モジュールの底面との間に設けられた放熱部材とを更に備え、前記格納容器は、前記発光モジュールの前記透過窓に対向する位置に開口を有することを特徴とする。
【００１２】
又、本考案の第７の側面は、前記放熱部材に対向して設けられた送風口を有するとともに前記発光モジュールに隣接して配置された送風部を更に備えたことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１３】
以上のような本考案によれば、面発光するＬＥＤ照明装置の実効的な発光効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置の構成を示す平面図である。
【図３】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置の構成を示す模式的断面図である。
【図４】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置の構成を示す模式的透視図である。
【図５】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置の構成を示す模式的断面図である。
【図６】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置のＬＥＤモジュールの構成を示す模式的分解斜視図である。
【図７】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤモジュール内のＬＥＤ光源及び配置台の構成を示す模式的分解斜視図である。
【図８】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置のＬＥＤモジュールの他の構成例を示す模式的分解斜視図である。
【図９】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤモジュール内のＬＥＤ光源のレイアウトの他の構成例を示す図である。
【図１０】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤモジュール内のＬＥＤ光源のレイアウトの他の構成例を示す図である。
【図１１】本考案の実施の形態にかかるＬＥＤモジュール内の配置台の他の構成例を示す模式的分解斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下、本考案の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本考案の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置の斜視図であり、図２は、同平面図である。各図に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１は、略長方形の外形を有するステンレス製の格納容器１００、及び格納容器１００内に収納された、ＬＥＤにより発光する発光モジュール１３０から構成される。
【００１６】
格納容器１００は、その上面１１２に発光モジュール１３０の上面と連通する開口１１０が設けられており、図２に示すように、開口１１０と上面１１２との間には、上面１１２に対してそれぞれ斜交する斜面１１１ａ及び１１１ｃ、並びに上面１１２に対してそれぞれ直交する壁面１１１ｂ及び１１１ｄの各面から構成されるフード部１１１が設けられている。
又、図２に示すように、開口１１０からは、発光モジュール１３０の上面をなす、透明で平板状の透過板１３１が露出している。後述するＬＥＤ光源により発光モジュール１３０内部から発せられた光は、透過板１３１を介し、フード部１１１により導光されながら外部へ投射される。
【００１７】
次に、図３〜図５を参照して、ＬＥＤ照明装置１の内部構成について説明する。ただし、図３はＬＥＤ照明装置１の長手方向、図２のａ−ａ´線における模式的断面図、図４はＬＥＤ照明装置１を平面から見た模式的部分透視図、及び図５はＬＥＤ照明装置１の短手方向、図２のｂ−ｂ´線における模式的断面図である。
【００１８】
図３に示すように、発光モジュール１３０はＬＥＤ照明装置１の長手方向においてほぼ中央に、又、図４及び図５に示すように、ＬＥＤ照明装置１の短手方向において中央から奥向きにシフトした位置に配置されている。
又、図３に示すように、発光モジュール１３０は、その内部にＬＥＤ光源１３３及び配置台１３４を収納する解放箱形状の筐体部１３２と、筐体部１３２の開放部分を封止するように配置された、透明で平板状の透過板１３１とを備えている。なお、発光モジュール１３０の詳細な構成については後述する。
【００１９】
再び図３及び図５を参照して説明を行う。発光モジュール１３０の下方には、アルミ等の金属板を板金加工等として作成されたダクトが位置している。ダクトを構成する壁部１５１ａ〜１５１ｃにより囲まれる内部空間には、図３に示すように長手方向に間隙１４１ａ、又、図５に示すように短手方向に間隙１４１ｃをおいてアレイ状に離隔配置された複数のフィン１４１ｂを備えたヒートシンク１４１が設けられており、発光モジュール１３０は、例えばアルミ製の金属板からなる載置テーブル１４０ａ及び１４０ｂを介してヒートシンク１４１と面接触している。
図３に示すように、ヒートシンク１４１の間隙１４１ａ及び１４１ｃ、並びにダクトの内部空間１５０ａ〜１５０ｄは連通しており、ダクトの内部空間１５０ｂは外部に解放されている。又、図４に示すように、内部空間１５０ａは、縦列配置された一対のシロッコファン１３０ａ及び１３０ｂの送風口に接続している。
したがって、図３に示すように、シロッコファン１３０ａ及び１３０ｂを駆動させることにより、ダクト内には図中矢印Ａにより示す空気の流れが発生し、これにより発光モジュール１３０の発熱により生じた熱はヒートシンク１４１を介して外部へ放熱される。
一方、発光モジュール１３０の上部、フード部１１１の上方開口端は、透過板１３１と同様の材質の透過板１２２が設けられており、これにより、フード部１１１内への水分や塵芥の進入を防ぐようにしている
【００２０】
次に、図６及び図７を参照して、発光モジュール１３０の詳細な構成について説明を行う。ただし、図６は発光モジュール１３０の構成を示す模式的分解斜視図であり、図７は発光モジュール１３０内のＬＥＤ光源１３３及び配置台１３４の構成を示す模式的分解斜視図である。
【００２１】
上述したように、発光モジュール１３０は、一対のＬＥＤ光源１３３及び配置台１３４を収納する解放箱形状の筐体部１３２、及び筐体部１３２の開口１３２ａを封止するように配置された、透過板１３１とから構成される。ここでの透過板１３１には、透明、すなわち透光性の他、絶縁性、防水性及び一定の耐熱性を備えた強化ガラスを用いている。
【００２２】
図６に示すように、図中上方に開口１３２ａを有する筐体部１３２の内部空間は外形同様の直方体形状であって、透過板１３１と実質平行をなす底面１３２ｃ上に、配置台１３４が固定される。なお配置台１３４と底面１３２ｃとの固定は、別部材による係合、ねじ止め、接着材による接合等の、任意の周知技術を用いてよい。
又、筐体部１３２はアルミ等の金属を鋳造又は切削加工等することで製作され、透過板１３１はガラスの他、光透過性のポリカーボネート等の樹脂等により製作されるが、これら各部の材質、製法も他の任意の周知技術を用いてもよい。
【００２３】
筐体部１３２の上面であって、透過板１３１の縁部と面接触する部分には、筐体部１３２の開口部分を取り巻くようにゴム製又はシリコン製のパッキン１３２ｄが埋設されている。透過板１３１は、その縁部に開口された貫通孔１３１ａ、及び筐体部１３２の縁部に開口されたビス穴１３２ｂに、ビス１３５を挿入、ねじ止め固定することにより、開口１３２ａを覆うとともに筐体部１３２と接合される。透過板１３１及び筐体部１３２の間で圧接されたパッキン１３２ｄが開放部分の周縁を密閉封止することにより、筐体部１３２内部に配置されたＬＥＤ光源１３３及び配置台１３４は、外部の水分や塵芥の流入から保護される。
【００２４】
図７に示すように、一対の配置台１３４は、筐体部１３２と同様、金属板から作成され、一対の対辺同士が線接触することによりヘの字状の斜面１３４ａをそれぞれ有する。斜面１３４ａにはＬＥＤ光源１３３を固定するためのねじ穴１３４ｂが設けられている。
次に、ＬＥＤ光源１３３は、樹脂製の台座１３３ａ、アレイ状パターンを形成するように配列された複数のＬＥＤ１３３ｂ、及びＬＥＤ１３３ｂの表面を保護するための保護フィルム１３３ｃから構成される。保護フィルム１３３ｃは耐熱性及び光透過性を有する材料であれば周知の材料にて作成することができ、例えばポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂材料を用いることができる。
台座１３３ａにはＬＥＤ１３３ｂを埋設するための貫通孔１３３ａ１、及びＬＥＤ光源１３３をビス１３３ｄにより配置台１３４に固定するための貫通孔１３３ａ２がそれぞれ設けられており、貫通孔１３３ａ１に埋設されたＬＥＤ１３３ｂを全て覆うように保護フィルム１３３ｃが台座１３３ａに貼り付けられている。
なお、ＬＥＤ１３３ｂのアレイ状パターンは本考案の所定の面パターンの一例であるが、本実施形態の如き四角形ではなく例えば円形であってもよく、また放射状等、ＬＥＤ１３３ｂを面上に配置するものであれば任意のパターンであってよい。
また、「所定の面パターン」は、複数のＬＥＤの配列により実現されたものに限らず、単一のＬＥＤの形状により実現されたものであっても構わない。
【００２５】
なお、上記の説明においては、実際にはＬＥＤ１３３ｂ、並びにシロッコファン１３０ａ及び１３０ｂに電力を供給するトランス等の電源装置その他の電気回路が格納容器１００内には設けられているが、これらは周知技術であり、図示及び説明を省略する。
【００２６】
以上の構成において、発光モジュール１３０は本考案の発光モジュールに相当し、ＬＥＤ光源１３３は本考案のＬＥＤ光源に相当し、配置台１３４は本考案の配置台に相当する。又、開口１３２ａは本考案の透過窓に相当する。又、透過板１３１は本考案の光学部材に相当する。又、格納容器１００は本考案の格納容器に相当し、ヒートシンク１４１は本考案の放熱部材に相当し、開口１１０は本考案の開口に相当する。又、シロッコファン１３０ａ及び１３０ｂは本考案の送風部に相当する。
【００２７】
このような構成を有する、本考案の実施の形態のＬＥＤ照明装置１は、図３及び図６に示すように、発光モジュール１３０において、ＬＥＤ光源１３３が透過板１３１に対して平行ではなく交差するレイアウトで配置されていることを特徴とする。
特に図３に示すように、一対のＬＥＤ光源１３３は、への字型に傾斜した主面を有する配置台１３４にそれぞれ配置されることで、それぞれの光源から射出される光が、フード部１１１の側面に沿って発散し、これにより広範囲に渡って光を照射することができる。
ＬＥＤ光源１３３は複数のＬＥＤ１３３ｂをアレイ状に配列したことで面発光する特性を有するが、従来の照明装置は、面発光するＬＥＤ光源の装置内におけるレイアウトにまで着目したものはなかった。
これに対し、本願考案者は、ＬＥＤ照明装置内において面発光する光源の角度を開口に対して傾斜させることにより、ＬＥＤ照明装置自体の位置によらず、照射される光束を拡大させることを見いだした。すなわち、発光面積を生かしつつ発光角が広がることで実効的な発光効率を高めることができた。
【００２８】
以上述べたように、本考案の実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置１は、格納した発光モジュール１３０内において、ＬＥＤ光源１３３が透過板１３１に対して交差するレイアウトで配置したことにより、実効的な発光効率を高めることができる、という効果を有する。
【００２９】
なお、上記の説明においては、透過板１３１は透明な平板であるとして説明を行ったが、本考案の光学部材は、必ずしも平板でなくともよい。図８は、透過板１３１として、表面に同心円状の溝１３５を設けることにより、実質的にフレネルレンズ又は平板レンズとしての屈折機能を持たせた構成例である。これにより、光の収束度又は発散度をより高めることが可能となる。また、透過板１３１の表面を磨りガラス状に加工することにより射出される光を拡散するようにしてもよい。これらの場合、直射を避けることで光を和らげ、看者に与える印象をソフトなものにすることができる。
すなわち、本考案の光学部材は、透過させるＬＥＤ光源の光に対し、透過、拡散又は屈折のいずれか少なくとも一つの光学的作用を与えるものであれば、その形状、材質等によって限定されるものではなく、任意の形状、材質を用いてもよい。これは透過板１３１及び１２２の両方に共通である。
さらに、透過板１３１又は１２２のいずれか一方、設置場所によっては両方を省略した構成としてもよい。すなわち、本考案においては、図６に示すように、筐体部１３２の開口１３２ａによって形成される平面と、ＬＥＤ光源１３３が載置される主面とが交差するように配置台１３４が設計されていればよく、透過板１３１は必須の構成ではない。
又、上記の説明においては、ＬＥＤ光源１３３及び配置台１３４は、この組み合わせが一対であるとしたが、当該組み合わせは一つであっても、３つ以上であってもよい。図９には例として、４つの組み合わせを示した。
【００３０】
図９の構成例はへの字状にレイアウトされた、つまり隣接する配置台１３４どうしで傾斜角が交互に反転する構成であるが、配置台１３４は、同一の向きの角度で傾斜したものが縦列配置される構成であってもよい。又、配置台１３４それぞれの角度は互いに異なっていてもよい。一部のみが異なっており、他の部分は同一であってもよい。要するに、ＬＥＤ光源１３３及び配置台１３４の組み合わせが複数ある場合、少なくとも一つの組み合わせについて、筐体部１３２の開口１３２ａによって形成される平面と、ＬＥＤ光源１３３が載置される主面とが交差する関係にあれば、本考案の範囲に含まれる。
【００３１】
更に、図１０に示すように、平面的にレイアウトした構成としてもよい。図１０に示す構成は、一対のＬＥＤ光源１３３及び配置台１３４の組み合わせが、互いに直交するように配置された構成例である。ここでは筐体部１３２の底面１３２ｃに直交する仮想的な直線Ｂに向かって、全ての配置台１３４が仰角θをもって傾斜するように配置されている。
配置台１３４の傾斜角は任意であってよいが、図１０又は図３に示すように、底面１３２ｃと直交する直線に対して仰角をなす角度となることがより好ましい。ＬＥＤ光源１３３からの光が発散光としてＬＥＤ照明装置１から照射されるためである。
又、上記の説明においては、一対の配置台１３４はへの字状の状態で筐体部１３２の底面１３２ｃに固定されるものであるとして説明を行ったが、固定前に角度を調整可能な構成であるとしてもよい。
【００３２】
図１１に示す構成例は、配置台１３４どうしを蝶番１３６にて接続する構成としたことにより、配置台１３４の開き角φを可変自在としている。このような構成とすることにより、配置台１３４の傾斜角を所望の値に調整することができ、光の発散度合いを最適化することが可能となる。なお、配置台１３４の傾斜角を変更するための機構は、蝶番の他に、ラック及びラックレールの組み合わせ等を用いてもよい。
【００３３】
さらに、上記の説明においては、格納容器１００は一つの開口１１０のみを有する構成として説明を行ったが、格納容器１００の他の面にも開口１１０を設けて、対応した発光モジュール１３０を更に設けた構成としてもよい。又、格納容器１００は直方体形状を有するものとして説明を行ったが、四面体、角柱、円柱形状等、任意の形状であるとしてもよい。
【００３４】
又、シロッコファン１３０ａ及び１３０ｂは省略した構成としてもよい。ヒートシンク１４１に換えてペルチェ素子等を設けて発光モジュール１３０を冷却する構成としてもよい。要するに、本考案は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、上記実施の形態に種々の変更を加えてもよい。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態のＬＥＤ照明装置１は、モジュール内部で照射角度を変化させるように載置台１３４を傾斜させた構成とすることにより、実効的な発光効率を高めることを実現している。
このようなＬＥＤ照明装置は、一般家庭向けの照明の他に、広告、作業用の屋外照明に好適である。特に作業用照明として用いた場合、従来の、外部発電機等を用いるハロゲン燈等と比較して、蓄電池、充電池によるバッテリー駆動が可能となり、好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のような本考案によれば、面発光するＬＥＤ照明装置の実効的な発光効率を高める顕著な効果を有し、一例としては、屋外の作業用、広告用照明に好適である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ＬＥＤ照明装置
１００  格納容器
１１０  （格納容器１００の）開口
１２２      透過板
１３０      発光モジュール
１３０ａ・１３０ｂ      シロッコファン
１３１      透過板（光学部材）
１３２      筐体部
１３２ａ      透過窓（筐体部１３２の開口）
１３２ｃ      底面
１３３      ＬＥＤ光源
１３４      配置台
【図１】
0003155958.tif 000003
【図２】
0003155958.tif 000004
【図３】
0003155958.tif 000005
【図４】
0003155958.tif 000006
【図５】
0003155958.tif 000007
【図６】
0003155958.tif 000008
【図７】
0003155958.tif 000009
【図８】
0003155958.tif 000010
【図９】
0003155958.tif 000011
【図１０】
0003155958.tif 000012
【図１１】
0003155958.tif 000013