(57)【要約】【課題】  ＬＥＤの取付密度を高めることができ、かつ、その密度も自由に調整できると共に、光源としてのコンパクト性も確保でき、さらに高光度の光源にすることができ、また演色性に優れた擬似白色を作ることができるＬＥＤを用いた光源及びこれを用いた照明装置を提供すること。【解決手段】  光源１は、円筒部としての円柱体２と、この円柱体２の円柱面２０に設けられた６角形状の、且つ、６段の発光ダイオード基板部３と、この発光ダイオード基板部３に配置され、且つ、それぞれ発光部４０が前記円柱体２の底面２１に向けられて配置される複数の発光ダイオード（ＬＥＤともいう）４と、これらの発光ダイオード４の発光を拡散させるために前記底面２１に設けられた拡散板５と、前記発光ダイオード４の発光を制御するために頂面２２に配置される制御回路基板６とを有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部と、
この筒状部の筒状面に設けられる発光ダイオード基板部と、
この発光ダイオード基板部に配置され、且つ、それぞれ発光部が前記筒状部の底面に向けられて配置される複数の発光ダイオードを備えた光源。
【請求項２】
反射鏡と、
この反射鏡の光軸を中心軸とする筒状部と、
この筒状部の筒状面に設けられる発光ダイオード基板部と、
この発光ダイオード基板部に配置され、且つ、それぞれの発光部が前記反射鏡の反射面に向けて配置される複数の発光ダイオードを備えた光源。
【請求項３】
前記発光ダイオード基板部には、照射目的に応じて、可視光を発光する発光ダイオード、紫外線を発光する発光ダイオード又は赤外線を発光する発光ダイオードが取捨選択して取付けられることを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項４】
前記発光ダイオード基板部には、照射目的に応じて、可視光を発光する発光ダイオード、紫外線を発光する発光ダイオード又は赤外線を発光する発光ダイオードが取捨選択して取付けられることを特徴とする請求項２に記載の光源。
【請求項５】
請求項１の光源を用いた照明装置。
【請求項６】
請求項２の光源を用いた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ／ＬＥＤ）を用いた光源及びこれを利用した照明装置に関し、特にＬＥＤを高密度に取付けることができる光源及びこれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを高密度に取付けて、それらの光を筐体の発光面から放出する照明装置として、特許文献１に開示されている「発光ダイオード集合体ランプ」、特許文献２に開示されている「高密度ＬＥＤ発光表示器」等がある。
これらの照明装置に共通する構成は、発光面にＬＥＤを高密度に取付けている点である。
【０００３】
しかし、上記特許文献１及び特許文献２に開示されている照明装置には次のような問題点を指摘できる。
即ち、上記照明装置では発光面にＬＥＤを高密度に取付けていることから、ＬＥＤの取付密度が発光面の面積に規制されてしまう点である。理論的には発光面の面積を広くすればＬＥＤの取付密度も大きくすることができるが、照明装置の性質上、発光面の面積の拡大には限界がある。
【０００４】
一方、ＬＥＤが発光する光を反射鏡で反射させて反射光を得る照明装置として、特許文献３に開示されている「ＬＥＤ照明装置」、特許文献４に開示されている「照明器具」等がある。
しかし、これらの照明装置については、次のような問題点を指摘できる。
特許文献３の「ＬＥＤ照明装置」では、その図３に図示されているように紫外ＬＥＤモジュール２０が反射鏡３０の開口部３２の中央に配置され、その図１０では、ＵＶカットフィルタ３４を反射鏡３０の開口部３２の中央に置いて、紫外ＬＥＤモジュール２０をドーナッツ状に配置している。よって、ＬＥＤモジュール２０が反射鏡３０の開口部３２に配置されている構造であり、ＬＥＤの取付密度を高度のものにすることは難しく、ＬＥＤモジュール２０が反射光の光路を妨げてしまうことにもなっている。
【０００５】
また特許文献４の「照明器具」では、赤色、青色、緑色に発光する複数の発光ダイオード１が球面状の基台５に配置されており、ＬＥＤの取付密度を高めることはできるが、反射鏡２に対する基台５の取付構造が必ずしも明確ではなく、コンパクト性に欠ける。
【特許文献１】特開２００６−８００９５
【特許文献２】特開平７−９８５６９
【特許文献３】特開２００６−５９６２５
【特許文献４】特開２００５−３８６０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本願発明は、上記各特許文献から明らかとなった課題を解決するもので、発光面のサイズが限定される条件において、発光ダイオードの取付密度を高めることができ、かつ、発光面の機能を害することなく発光ダイオードの取付密度も自由に調整できる光源を提供すること、コンパクト性も確保できる光源を提供すること、発光ダイオードの高光度の光源を提供すること、また演色性に優れた擬似白色を作ることができる光源を提供すること及びこれらの光源を用いた照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの目的を達成するため、筒状部と、この筒状部の筒状面に設けられる発光ダイオード基板部と、この発光ダイオード基板部に配置され、且つ、それぞれ発光部が前記筒状部の底面に向けられて配置される複数の発光ダイオードを備えた光源とした（請求項１に記載の発明）。
【０００８】
また、反射鏡と、この反射鏡の光軸を中心軸とする筒状部と、この筒状部の筒状面に設けられる発光ダイオード基板部と、この発光ダイオード基板部に配置され、且つ、発光部が前記反射鏡の反射面に向けられて配置される複数の発光ダイオードを備えた光源とした（請求項２に記載の発明）。
【０００９】
本発明においては、発光面となる筒状部の底面の面積を一定にしつつ、発光ダイオード基板部に取付ける発光ダイオードの取付密度を高めることで高い光度の光源を得ることができる。
また発光ダイオードの取付密度の調整により光度の調整も容易である。即ち、発光ダイオードの取付密度は、同一の発光面の面積を前提にすれば、発光ダイオード基板部を設ける筒状面の面積に比例させることができる。
【００１０】
上記発明において、前記発光ダイオード基板部には、照射目的に応じて可視光を発光する発光ダイオード、紫外線を発光する発光ダイオード又は赤外線を発光する発光ダイオードを取捨選択して取付可能であることを特徴とする光源とする（請求項３又は請求項４に記載の発明）。
照射目的が植物の光合成作用を増進させるためか、害虫駆除の目的か、広告やディスプレイ用の光源にもちいるものか、舞台照明に用いるものか、人体の健康増進に用いるのか、殺菌作用に用いのか、加熱、乾燥用に用いるのか等、照射目的に応じて各種発光ダイオードを取捨選択して取付可能である。
特に、擬似白色を得たい場合には、赤色、青色、緑色の発光ダイオードを中心に取り付けばよい。
【００１１】
上記光源を用いて擬似白色を照射する照明装置、例えば手術灯を構成することができる（請求項５及び６に記載の発明）。
なお、本発明における照明装置とは、可視光による照明に限定されるものではなく、広く本発明による光源の光を用いた照明装置の意味であり、よって紫外線、赤外線の光を用いた照明装置も含まれる。
【発明の効果】
【００１２】
Ａ．  発光面が限定される条件のもとにおいて、発光ダイオードの取付密度を高めることができ、またその密度調整が自由自在である。
Ｂ．  発光ダイオードの取付密度を高めることができるので、高光度の強い光源にすることができる。
Ｃ．  発光ダイオードが筒状部の筒状面に沿って配置されているので、各発光ダイオードの各発光がカクテルされて、拡散及び調光の効果を得ることができる。
Ｄ．  同程度の照度を持つ白熱灯よりも発熱量が極めて少なく、省電力化を実現でき、また長寿命の光源となる。
Ｅ．  演色性に優れた擬似白色を作ることができるので、この光源を用いた照明装置が例えば手術灯である場合には、肌合い、血管、臓器等の色合いを自然光に近い形で見ることができる。また、発熱の少ない高照度の手術灯となり、術者の発汗を押させることができる。さらに、無影灯に近い照明が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る光源の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は第１実施形態の光源の概略斜視図、縦断面図及び横断面図であり、図４〜図６は第２実施形態の光源の概略斜視図、縦断面図及び横断面図である。
これらの各図及び以下に説明する各図において、同一の構成は同一の符号又は字句を付して、詳細な説明を省略する。
【００１４】
第１実施形態の光源１は、図１に示したように円筒部としての円柱体２と、この円柱体２の円柱面２０に設けられた６角形状の、且つ、６段の発光ダイオード基板部３と、この発光ダイオード基板部３に配置され、且つ、それぞれ発光部４０が前記円柱体２の底面２１に向けられて配置される複数の発光ダイオード（ＬＥＤともいう）４と、これらの発光ダイオード４の発光を拡散させるために前記底面２１に設けられた拡散板５と、前記発光ダイオード４の発光を制御するために頂面２２に配置される制御回路基板６とを有する。
【００１５】
筒状部は円柱体２として構成されているが、多角形体でもよい。
前記円柱体２には底面２１と頂面２２とこれらの母線が形成する円柱面２０があるが、本実施形態では円柱面２０にＬＥＤ４を配置して、ＬＥＤ４の取付密度の高度化を図ると共に、その密度調整を自由自在なものとしている。
【００１６】
前記底面２１には所定角度に光を拡散させる乳白色の拡散板５が取付けられており、面発光の構成となっている。
図示は省略するが前記頂面２２に設けられている制御回路基板６は、中央制御装置（ＣＰＵ）と、このＣＰＵに制御されて前記発光ダイオード４の発光を行うドイラバＩＣと、これらに電力を供給する電源装置を備えている。
【００１７】
発光ダイオード基板部３は、円柱体２の中心軸２３方向に沿って、６角、且つ、６段に形成されている。
各段に取付けられる各発光ダイオード４は、各発光部４０が前記拡散板５に向けられて配置される。
各段の６角の各辺にはそれぞれ１２個の発光ダイオード４が配置され、各段に７２個（１２個×６辺）のＬＥＤが配置され、６段で合計４３２個（７２個×６段）のＬＥＤを配置可能である。
発光ダイオード基板部３の構成は、６角、且つ、６段に限定されるものではなく、円に近い多角形のもの、三角形のものでもよい。
また、少なくとも１段のものから前記円柱面２０に沿って積重ね可能な段数のものまで構成することができる。
【００１８】
発光ダイオード基板部３を作製するには、フェノール樹脂（ベークライト基板）のような硬質樹脂基板を組み立てる構成、フレキシブル基板を用いる構成のほか、耐熱性、絶縁性を備えた素材、例えば合成樹脂を一体成形する等でもよい。
【００１９】
前記ＬＥＤ４としては、可視光を発光する発光ダイオード、紫外線を放射する発光ダイオード、赤外線を放射する発光ダイオードを、光源の照射目的に応じて取捨選択して取り付ける。
例えば、ディスプレイ用の光源として、擬似白色を得る場合の配置方法としては、発光ダイオード基板部３の各段に、赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード等を三角形状に配置する。また、１段目に赤色発光ダイオードを、２段目に青色発光ダイオードを、３段目に青色発光ダイオードを配置する等でもよい。
その他、各段の各辺に赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードを交互に配置してもよい。
なお、ＬＥＤ４の発光色の調光は、前記制御回路基板６により行われる。
【００２０】
この第１実施形態の光源１によれば次ぎのような作用効果を奏する。
１．  前記円柱体２の底面２１に形成され、面積が限定される発光面に対し、ＬＥＤを高密度（例えば光源１の場合には約４３２個）に取り付けることができる。
２．  光源の使用目的に応じて、可視光を発光する発光ダイオード、紫外線を放射する発光ダイオード、赤外線を放射する発光ダイオード等を取捨選択して取付けることができる。
３．  赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード等によるＲＧＢ調光を行うことで、演色性にすぐれた擬似白色を作ることができ、あたかも太陽の自然光線のような光を対象物に照射することができる。
【００２１】
次ぎに第２実施形態の光源１Ａの構成例を説明する。
この光源１Ａは、図４〜図６に示したように第１実施形態の光源１を構成する前記発光ダイオード基板部３の端部に反射鏡７を配置したものである。
即ち、光源１Ａは、凹状の反射面を有する反射鏡７と、この反射鏡７の光軸７０を中心軸２３とする円筒部としての円柱体２と、この円柱体２の円柱面２０に設けられた６角形状の、且つ、６段の発光ダイオード基板部３と、この発光ダイオード基板部３に配置された複数の発光ダイオード４と、この発光ダイオード４の反射光を拡散する拡散板５と、前記発光ダイオード４の発光を制御する制御回路基板６とを有する。
【００２２】
前記反射鏡７として、凹面反射鏡（放物線反射鏡）を用いるが、球面鏡（球心から同一半径の曲率のもの）でもよい。
反射鏡７の反射面７１は、鏡面仕上げとしてもよく、また、反射面７１の表面に凹凸を設けて拡散面を形成してもよい。
【００２３】
前記発光ダイオード基板部３の各段の発光ダイオード４は、概ね、各発光部４０が前記反射鏡７の頂点（極）に向けられて配置される。
よって、各ＬＥＤ４の発光は、前記反射面７１により反射されて拡散され、且つ、調光されて、前記拡散板５に進み、前記拡散板５を介して面発光となる。
従って、例えば発光ダイオード基板部３の各段に、赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード等を配置する場合には、擬似白色を得ることができる。
【００２４】
前記反射面７１により反射される反射光束は、前記底面２１方向に、平行光束として進行させることが望ましい。
そのためには、前記反射面７１の各反射点での入射角に影響を与える発光ダイオードの取付角度及びこの入射角に対応する反射角の調整が必要となる。
発光部４０にレンズ部を備えた発光ダイオード４の場合には、その光軸を前記反射鏡７の焦点に向ければ綺麗な平行光線が得られる。
その他の構成は、第１実施形態の光源１と同一の構成及び効果であり、詳細な説明は省略する。
【００２５】
この第２実施形態の光源１Ａによれば、前記光源１と同様に、１．限られた発光面に対し、ＬＥＤを高密度に取り付けることができる、２．光源の使用目的に応じて、各種発光ダイオードを取捨選択して取付けることができる、３．赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード等によるＲＧＢ調光を行うことで、演色性にすぐれた擬似白色を作ることができ、あたかも太陽の自然光線のような光を対象物に照射することができる、に加えて、
４．  反射鏡の反射面による反射光を利用しているので、反射面自体が拡散板となって調光が容易である、よって、底面２１の拡散板５の取付けは必須のものではなく、任意の構成である、
５．  反射鏡の反射面による反射光を平行光束に変換させることができる、等の効果を奏する。
【００２６】
さらに、図７に示したように前記発光ダイオード基板部３を円柱状に形成して、ＬＥＤ４を配置できるようにしてもよい。
【００２７】
次ぎに上記光源１又は１Ａを用いた照明装置の構成例を説明する。
この照明装置は、図８に示したような手術灯１００であって、この手術灯１００は、笠部１０１、カバー１０２及びハンドル１０３を備えると共に、前記カバー１０２に設けられた光源部１０４に前記光源１又は１Ａを、１０個、取付けたものである。
この手術灯１００によれば、演色性に優れた擬似白色を作ることができるので、肌合い、血管、臓器等の色合いを自然光に近い形で見ることができる。また、発熱の少ない高照度の手術灯となり、術者の発汗を押させることができる。さらに、無影灯に近い照明が可能となる。
【００２８】
その他、室内灯、道路灯等のあらゆる照明装置に光源１又は１Ａを用いても良く、また全体照明、局部照明にも適するものである。
さらに、照明装置としては、可視光による照明に限定されるものではなく、上記構成の光源１又は１Ａの光を用いるものであればよく、紫外線、赤外線の光を用いた照明装置も含まれる。例えば、動物飼育用の照明装置、植物育成用の照明装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る光源の概略斜視図、
【図２】同光源の縦断面図、
【図３】同光源の横断面図、
【図４】第２実施形態に係る光源の概略斜視図、
【図５】同光源の縦断面図、
【図６】同光源の横断面図、
【図７】別例による発光ダイオード基板部の斜視図、
【図８】同光源を利用した手術灯の斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  １Ａ  光源                          ２  円柱体
２０  円柱面                            ２１  底面
２２  頂面                              ２３  中心軸
３  発光ダイオード基板部
４  発光ダイオード                      ４０  発光部
５  拡散板                              ６  制御回路基板
７  反射鏡                              ７０  光軸
７１  反射面
【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】
2008016314.tif 000007
【図６】
2008016314.tif 000008
【図７】
2008016314.tif 000009
【図８】
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