(57)【要約】【課題】発生する熱を低減し、消費電力を低減可能な、光源に固体発光素子を用いた照明装置を提供する。【解決手段】電圧を供給する電圧供給部と、電圧供給部から供給される電圧により光を発生する複数の固体発光素子３１とを備え、複数の固体発光素子３１は、直列に接続され、直列に接続された複数の固体発光素子３１には、電圧供給部からの供給電圧が印加され、その供給電圧は、前記複数の固体発光素子３１のそれぞれを流れる電流が、最大定格電流の１／Ｎ（Ｎは２以上の数）以下となる電圧に設定されていることを特徴とする。【選択図】図８
2008135359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体発光素子を発光させることによって照明する照明装置であって、
金属より構成され、前記複数の固体発光素子を１以上の列で保持する保持手段と、
金属より構成され、前記保持手段を内部に備える横長の立体形状の筐体部とを備え、
前記筐体部は、
前記筐体部の下部に位置し、中空構造をとり前記保持手段が配置される第１空間部と、
前記保持手段が配置される位置に対して、前記複数の固体発光素子の発光方向とは逆側である前記筐体部の上部に位置し、中空構造をとり長手方向に並行に配置される柱状の複数の第２空間部と、
前記各第２空間部は、筐体部の外部に連通し、空気の入口となる、当該筐体部の側面から長手方向に沿って形成される孔と、
前記筐体部の外部に連通し、空気の出口となる、前記筐体部の上面に長手方向に沿って形成される開口部とを有し、
前記保持手段は、直接又は熱伝導性を有する材料を介して前記筐体部に密着する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
当該第２空間部の前記複数の固体発光素子の発光方向の側の面及び反対の側の面の形状は、流線型である
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記孔と前記固体発光素子との距離は、前記開口部と該固体発光素子との距離より近い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記孔の当該第２空間部側から前記筐体部の表面側に至る向きと、前記開口部の前記筐体部の表面側から当該第２空間部側に至る向きとの角度は０度から９０度の範囲である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記筐体部の、前記開口部から前記孔までの上部外面の形状は、流線型である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記照明装置は、前記複数の固体発光素子に通電が行われている状態において、
前記複数の固体発光素子で発生した熱の一部を保持手段を介して前記筐体部に伝導し、
開口部及び孔を介して第２空間部を通り抜ける気流と、前記筐体部の側面に沿って発生する上昇気流とにより、筐体部に伝導された熱が排出される
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置に関し、特に、光源に発光ダイオードなどの固体発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置として、蛍光ランプが用いられている。蛍光ランプは、白熱電球に対して、効率、及び寿命などにおいて優れている。それ故、幅広く利用されている。
【０００３】
しかしながら、蛍光ランプには微量ではあるが水銀が使用されている。水銀は、一般の人が水銀を摂取した場合には、水俣病に代表されるような神経障害が発生する有害物質である。それ故、近年の環境意識の向上に基づいて、ヨーロッパではＲｏＨＳ（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｃｅｒｔａｉｎ  Ｈａｚａｒｄｏｕｓ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ｉｎ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）指令が発効され、水銀の使用が制限され始めている。
【０００４】
また、蛍光ランプは、白熱電球より寿命が長いものの、約６０００時間と、その寿命は必ずしも十分でない。また、その寿命特性にも大きなばらつきがある。これにより、しばしば、寿命の切れたランプを交換する必要がある。
【０００５】
このような状況を鑑みて、近年、光源に寿命の長い発光ダイオードを利用した照明装置が注目されている。発光ダイオードは、発光強度が初期時の８０％以下に低下するまでの時間が４００００時間以上と非常に長い。また、水銀も含まれておらずこの点でもメリットが大きい。
【０００６】
しかしながら、照明用途として用いられる発光ダイオードは、１個あたりの消費電力が１Ｗ以上のハイパワーダイオードである。発光ダイオードは、投入エネルギーの大多数（約８０％）がロスとして熱になるが、ハイパワー発光ダイオードは、消費電力が大きい分発生する熱量も多くなる。この熱が、発光ダイオードの近傍に蓄積すると、発光ダイオードの光度低下、及び寿命特性の劣化等を招いてしまう。最悪の場合、発光ダイオードの不点灯が発生する。
【０００７】
これに対して、発光ダイオードの発熱を効率よく放熱させて熱による発光ダイオードの劣化を防止することで、発光ダイオードの光度低下、及び寿命特性の劣化を防止する照明装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３０５９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の照明装置は、照明装置に用いる発光ダイオードの発熱を効率よく放熱させることで発光ダイオードの近傍に熱が蓄積するのを防止するに留まり、照明装置全体としてみた場合、それを構成する発光ダイオードから発生する熱の総量は低減されていない。すなわち、発光ダイオードの消費電力は大きいままである。本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、発生する熱を低減し、消費電力を低減可能な、光源に固体発光素子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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、電圧を供給する電圧供給手段と、前記電圧供給手段から供給される電圧により光を発生する複数の固体発光素子とを備え、前記複数の固体発光素子は、直列に接続され、前記直列に接続された複数の固体発光素子には、前記電圧供給手段からの供給電圧が印加され、前記供給電圧は、前記複数の固体発光素子のそれぞれを流れる電流が、最大定格電流の１／Ｎ（Ｎは２以上の数）以下となる電圧に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記最大定格電流の１／Ｎは、１／３であることを特徴としてもよい。
ところで、固体発光素子の発光効率は、印加電圧及び印加電流に応じて変化する。また、固体発光素子の定格電流での最大電流を最大定格電流とした場合には、最大定格電流より低い電流値で発光させるのが発光効率と熱の発生の抑制とを考慮した場合には望ましい。したがって、この構成によれば、照明装置を構成する各固体発光素子は、ロスとして発生する熱が低減できる低い電流値にて使用することができるので、熱の発生の低減を実現することができる。また、各固体発光素子が使用される低い電流値では、固体発光素子の発光効率も良いので、各固体発光素子の消費電力を低減することができる。したがって、固体発光素子で構成される照明装置の消費電力を低減することができる。
【００１１】
ここで、前記照明装置は、さらに、前記複数の固体発光素子と同数の固体発光素子が直列に接続される固体発光素子列を１つ以上備え、前記複数の固体発光素子と前記１つ以上の固体発光素子列とは並列に接続されることを特徴としてもよい。
【００１２】
この構成によれば、照明装置を構成する各固体発光素子の熱及び消費電力を低減しつつ、照明装置が要求される発光光量を実現することができる。
【００１３】
ここで複数の固体発光素子と、前記複数の固体発光素子を保持する保持手段と、前記保持手段が内側に配置される筐体部と、前記筐体部の長手方向の一端に配置される第１端子及び第２端子と、前記筐体部の長手方向の他端に配置される第３端子及び第４端子と、前記第１端子と前記第３端子とに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、前記複数の固体発光素子に供給する第１整流手段と、前記第２端子と前記第４端子とに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、前記複数の固体発光素子に供給する第２整流手段とを備えてもよい。
【００１４】
この構成によれば、第１整流手段又は第２整流手段により変換された直流電力により固体発光素子を駆動することができる。さらに、第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子のうちの２つの端子のいずれに外部から交流電力が供給されるかに応じて、第１整流手段と第２整流手段とが選択的に動作する。これにより、第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子のうち外部から交流電力が供給されていない２つの端子には、外部から供給された交流電力の影響が出ない。よって、本発明に係る照明装置は、グローランプ点灯方式、インバータ方式、及びラピッドスタート方式のいずれの方式の蛍光ランプ用の支持具においても、点灯時にグローランプ等が動作しないので、安定に動作することができる。すなわち、本発明に係る照明装置は、多種の方式の蛍光ランプ用の支持具に対して蛍光ランプに置き換えて使用することができる。
【００１５】
また、前記第１整流手段は、アノードが前記第１端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第１ダイオードと、アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第１端子に接続される第２ダイオードと、アノードが前記第３端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第３ダイオードと、アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第３端子に接続される第４ダイオードとを備え、前記第２整流手段は、アノードが前記第２端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第５ダイオードと、アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第２端子に接続される第６ダイオードと、アノードが前記第４端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第７ダイオードと、アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第４端子に接続される第８ダイオードとを備えてもよい。
【００１６】
この構成によれば、第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子のうちの２つの端子のいずれに外部から交流電力が供給されても、第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子のうち外部から交流電力が供給されていない２つの端子には、外部から供給された交流電力の影響が出ない。よって、本発明に係る照明装置は、グローランプ点灯方式、インバータ方式、及びラピッドスタート方式のいずれの方式の支持具においても、点灯時にグローランプ及びインバータ回路等が動作しないので、安定に動作することができる。
【００１７】
また、前記第１ダイオード、前記第２ダイオード、前記第３ダイオード、前記第４ダイオード、前記第５ダイオード、前記第６ダイオード、前記第７ダイオード、及び前記第８ダイオードは、少なくとも２０ｋＨｚの周波数に追従し動作できるダイオードであってもよい。
【００１８】
この構成によれば、第１整流手段及び第２整流手段は、インバータ方式の支持具において一般的に使用されている２０ｋＨｚ以上の周波数に対して、効率的に動作することができる。よって、本発明に係る照明装置は、インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具において、効率的に動作することができる。
【００１９】
また、前記筐体部は、金属により構成され、前記筐体部には、中空構造をとり、前記保持手段が配置される第１空間部と、中空構造をとる第２空間部と、前記第２空間部から前記筐体部の外部に至る孔であり、前記第２空間部の内部への空気の入口となる孔である１以上の第１開口部と、前記第２空間部から前記筐体部の外部に至る孔であり、前記第２空間部の内部からの空気の出口となる孔である１以上の第２開口部とが形成されてもよい。
【００２０】
この構成によれば、筐体部の熱伝導率が高くなる。これにより、固体発光素子においてロスとして発生した熱を効率的に放熱することができる。さらに、第２空間部を形成することにより、筐体部の表面積を増加することができる。さらに、第１開口部から第２空間部に流入した空気は、第２開口部より外部へ流出する。よって、本発明に係る照明装置は、周辺の空気の対流を利用し、効率的に照明装置内部で発生した熱を空気中に放出することができる。これにより、本発明に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。
【００２１】
また、前記第２空間部は、前記筐体部において、前記保持手段が配置される位置に対して、前記複数の固体発光素子の発光方向とは逆側に形成されてもよい。
【００２２】
この構成によれば、支持具に照明装置を設置した状態において、固体発光素子が配置される保持手段の上方に第２空間部が形成される。よって、熱により生じる対流を利用して、効率的に第２空間部に空気を流入することができる。これにより、本発明に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。
【００２３】
また、前記第２開口部は、前記筐体部の前記複数の固体発光素子の発光方向とは逆側に形成されてもよい。
【００２４】
この構成によれば、支持具に照明装置を設置した状態において、上側に第２開口部が形成される。これにより、第２空間部において熱せられた空気を第２開口部から効率的に外部に流出することができる。よって、本発明に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。
【００２５】
また、前記第１開口部は、前記筐体部の前記複数の固体発光素子の発光方向に対し側面に形成されてもよい。
【００２６】
この構成によれば、支持具に照明装置を設置した状態において、側面に第１開口部が形成される。これにより、熱により生じる対流を利用して、効率的に第２空間部に空気を流入することができる。よって、本発明に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。
【００２７】
また、前記第２空間部の前記複数の固体発光素子の発光方向と反対の側の面の形状は、流線型であってもよい。
【００２８】
この構成によれば、第２空間部において空気がスムーズに流れるので、筐体部から空気中への放熱を効率的に行うことができる。よって、本発明に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。
【００２９】
また、前記第１開口部と前記固体発光素子との距離は、前記第２開口部と該固体発光素子との距離より近くてもよい。
【００３０】
この構成によれば、固体発光素子と第１開口部との距離が短くなる。これにより、固体発光素子から発生する熱を、固体発光素子の近傍から集中的に空気中に放出することができる。よって、本発明に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。
【００３１】
また、前記第１開口部の前記第２空間部側から前記筐体部の表面側に至る向きと、前記第２開口部の前記筐体部の表面側から前記第２空間部側に至る向きとの角度は０度から９０度の範囲であってもよい。
【００３２】
この構成によれば、照明装置周辺の暖められた空気を、第１開口部から第２空間部に効率的に流入することができる。また、第２空間部に流入された空気を効率的に外部に流出することができる。よって、本発明に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。
【００３３】
また、前記筐体部は、透光性を有し、前記複数の固体発光素子の発光方向に形成される透光部を備えてもよい。
【００３４】
この構成によれば、透光部により固体発光素子を保護することができる。
また、前記透光部は、表面又は裏面に凹凸が形成されてもよい。
【００３５】
この構成によれば、透光部の表面又は裏面に形成された凹凸により、固体発光素子から発光された光は拡散される。よって、本発明に係る照明装置は、固体発光素子から発光された光の指向性を弱め、広範囲を照明することができる。
【００３６】
また、前記凹凸の複数の凸部は、前記複数の固体発光素子の発光光軸上にそれぞれ形成されてもよい。
【００３７】
この構成によれば、透光部の表面又は裏面に形成された凸部により、光量の多い固体発光素子の発光光軸上の光が拡散される。これにより、本発明に係る照明装置は、固体発光素子から発光された光の指向性を弱め、広範囲を照明することができる。
【００３８】
なお、本発明は、装置として実現するだけでなく、その装置を構成するための設計処理をステップとする設計支援方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の通信媒体を介して配信してもよい。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明は、発生する熱を低減し、消費電力を低減可能な、光源に固体発光素子を用いた照明装置を提供することを目的とする照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係る照明装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の側面からの平面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の上面（図１に示すＡ方向）からの平面図である。図４は、図２に示すＢ１−Ｂ２面における照明装置１の構造を示す断面図である。図５は、照明装置１を直管蛍光ランプ用の支持具４１に取り付けた状態を示す図である。図６は、図５に示すＣ１−Ｃ２面における照明装置１及び支持具４１の構造を示す断面図である。
【００４３】
図１、図２及び図３に示すように、照明装置１は、筐体部２と、端子部３と、端子ピン４と、保護用透光板３３とを備える。また、照明装置１は、筐体部２の内部に、固体発光素子３１と、基板３２とを備える。
【００４４】
照明装置１は、一般的な直管蛍光ランプと同寸法である。例えば、照明装置１は、ＪＩＳＣ７９１７−２「直管蛍光ランプ−第２部：性能規定」の３３．１「データシートのリスト」に規定された直管蛍光ランプのいずれかと同一寸法である。
【００４５】
筐体部２は、その内部に固体発光素子３１と基板３２を備え、複数の流入口５と、複数の流出口２１と、中空部５１とが形成される。筐体部２の上側（図４における上側）における断面は、略半円形状である。
【００４６】
筐体部２は、熱伝導率が高い材料（好ましくは、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の金属）により構成される。例えば、筐体部２は、アルミニウムで構成される。筐体部２にアルミニウムを用いる理由としては、安価であること、成型が行いやすいこと、リサイクル性がよいこと、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上であること、及び放熱特性が良いことなどが挙げられる。
【００４７】
また、筐体部２は、アルミニウムで構成した後、アルマイト処理することが望ましい。アルマイト処理することによって、表面積が増加し、放熱効果が高まる。
【００４８】
ここで、筐体部２は、図３に示すように２つの部品３４、３５により構成される。筐体部２を２つの部品により構成する理由としては、筐体部２を一括で製造して構成する場合（単一の部品により構成の場合）と比べると部品３４、３５の２つの部品をそれぞれ製造してから構成する場合（２つの部品により構成の場合）の方が製造が容易であることが挙げられる。例えば、２つの部品３４、３５は、それぞれ引き抜き法あるいはプレス加工で形成した後、構成することにより筐体部２を形成される。なお、筐体部２は、必ずしも２つの部品３４、３５により構成される必要はなく、単一の部品又は、３つ以上の部品により構成されてもよい。製造にかかるコストと、組み立てにかかるコストを勘案して筐体部２を構成する部品の数を決定すればよい。
【００４９】
保護用透光板３３は、透光性を有し、筐体部２の固体発光素子３１の発光方向に配置される。保護用透光板３３は、平板状に形成される。筐体部２と保護用透光板３３とを一体的に組み合わせることで、断面が略四角形状となる。
【００５０】
保護用透光板３３は、透明なガラス、アクリル樹脂、又はポリカーボネート等により形成される。保護用透光板３３の表面又は裏面には、表面処理により微細な凹凸が不均一に形成される。この表面処理は、例えば、サンドブラスト法を適用することにより容易に行うことができる。なお、保護用透光板３３の表面の表面又は裏面には、光拡散シートを取り付けても良く、保護用透光板３３の透明なガラスやアクリル樹脂等に光拡散剤を添加しても良い。
【００５１】
保護用透光板３３は、照明装置１の内部に配置される固体発光素子３１などを保護する。また、保護用透光板３３は、固体発光素子３１から発せられた光を拡散する役目を担う。固体発光素子３１から発せられた光は、指向性が強く、局所的に照射される傾向にある。固体発光素子３１から発せられた光を表面処理された保護用透光板３３により拡散することによって、光の指向性を弱め、広い面積に均一に光を照射することができる。
【００５２】
端子ピン４は、端子部３に形成される。端子ピン４は、一般的な直管蛍光ランプに用いられている端子ピン４と同機構で同寸法である。端子ピン４は、照明装置１の外部から内部へ電力を導入する。また、端子ピン４は、照明装置１を図５に示すような支持具４１に固定する際の口金としても機能する。すなわち、照明装置１は、図５に示すように、一般的な直管蛍光ランプ用の支持具４１にそのまま取り付けて使用することができる。
【００５３】
基板３２は、筐体部２と保護用透光板３３とにより形成される中空構造の内側に配置される。基板３２は、中空構造の内側の保護用透光板３３に対向する面の表面に形成される。基板３２は、熱伝導率が高い金属（好ましくは、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の金属）により構成される。好ましくは筐体部２と同一材質により構成される。例えば、基板３２は、アルミニウムにより構成される。
【００５４】
複数の固体発光素子３１は、基板３２に配置される。複数の固体発光素子３１は、例えば、発光ダイオードである。固体発光素子３１は、１個当たりの消費電力が１Ｗ以上のいわゆるハイパワー発光ダイオードであり、表面実装型の発光ダイオードである。ハイパワー発光ダイオードは、光度が高く照明装置用途に好適である。照明装置１を一般的な照明として使用する場合、使用する固体発光素子３１の発光色は、昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色などが好適である。具体的には、例えば、複数の固体発光素子３１は、ＪＩＳＺ９１１２「蛍光ランプの光源色及び演色性による区分」の４．２「色度範囲」に規定された昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色の光を発光する。
【００５５】
また、複数の固体発光素子３１は、ピーク波長が３８０〜５００ｎｍの光である青色を発光してもよい。青色は、精神的興奮を抑える効果があるといわれている。そのため、青色を発光する照明装置１は、防犯灯として好適である。
【００５６】
ところで、固体発光素子３１に使用されるハイパワー発光ダイオードは、消費電力が大きく、その分、熱として放出されるエネルギーも大きい。そのため、この熱が、ハイパワー発光ダイオードの近傍に蓄積すると、光度低下や、寿命特性の劣化等を招く。したがって、この熱を適切に処理することが肝要である。
【００５７】
そこで、固体発光素子３１に使用されるハイパワー発光ダイオードは、表面実装型の発光ダイオードである。表面実装型の発光ダイオードを使用する理由としては、発光ダイオード自身の電極面積が大きく、故に基板３２に接触する面積が大きくなる。すなわち、表面実装型の発光ダイオードでは、発生した熱を効率的に基板３２に熱伝導することができる。
【００５８】
しかしながら、基板３２が熱伝導性の良い材料で形成されてなければ、やはりハイパワー発光ダイオードの近傍に熱が蓄積してしまう。そこで、照明装置１では、筐体部２及び基板３２を、上述したように熱伝導性がよいアルミニウムにより構成する。それにより、固体発光素子３１に使用されるハイパワー発光ダイオードで発生した熱を、基板３２を介して筐体部２全体に拡散することができる。
【００５９】
また、筐体部２と基板３２とは、筐体部２と、基板３２との間に、空気が入らないように可能な限り密着させることが肝要である。なぜなら、筐体部２と、基板３２との間に、空気が多く入ってしまうと、基板３２から筐体部２の熱伝導が空気により阻害されてしまうためである。そのため、筐体部２と基板３２の間には、接着性を有する材料（例えば、接着剤や基材なしの両面テープなど）を挟み込み、両者の密着性を高めることが好ましい。さらには、筐体部２と基板３２の間には、接着性を有する材料を挟み込んだ状態においてプレス加工を行い、より両者の密着性を高めるとさらに好ましい。
【００６０】
また、基板３２を複数個に分割することも好ましい。なぜなら、筐体部２と基板３２との線膨張係数が異なる場合に、照明装置１の温度が上昇した際に、筐体部２と基板３２の密着性が悪化することを防ぐためである。基板３２を分割し、その長手方向の長さを短くすることで、その１枚あたりの膨張量が小さくすることができる。それにより、接着性を有する材料で筐体部２と基板３２の膨張の違いを吸収しやすくなり、筐体部２と基板３２の密着性を維持しやすくなる。この基板３２を分割する手法は、照明装置１の長手方向の長さが長い場合に特に有効である。
【００６１】
以上により、固体発光素子３１に用いられるハイパワー発光ダイオードにおいて発生した熱を筐体部２全体に効率よく拡散することができる。
【００６２】
また、照明装置１の筐体部２に中空構造（中空部５１、流出口２１および流入口５）を形成することにより、周辺の空気の対流を利用し、効率的に照明装置１の内部で発生した熱を空気中に放出することができる。以下、図を用いて説明する。
【００６３】
図６に示すように、照明装置１は地表方向（ここで地表方向とは、室内であれば床面方向、野外であれば地面方向を意味する。）に向けて発光が行われるように支持具４１に取り付けられている。
【００６４】
中空部５１は、筐体部２の長手方向に柱状に形成される中空構造である。中空部５１は、筐体部２の内部の、基板３２が配置される位置に対して、固体発光素子３１の発光方向とは逆側に２箇所形成される。すなわち、中空部５１は、照明装置１の発光方向（図６の下方向）を下側とした場合の、固体発光素子３１及び基板３２の上側に形成される。中空部５１それぞれの下側の面は略平面状であり、中空部５１の上側の面は、略平面状の断面形状である。また、中空部５１は、流入口５及び流出口２１を介して、照明装置１の外部とつながっている。
【００６５】
流出口２１は、中空部５１の上側の面から、筐体部２の上面の外部に至る貫通孔である。流出口２１は、中空部５１の内部からの流体（空気）の出口となる孔である。複数の流出口２１は、筐体部２の長手方向に沿って形成される。複数の流出口２１は、筐体部２の固体発光素子３１の発光方向とは逆側の位置に直列状に等間隔で形成される。また、照明装置１は、流出口２１が支持具４１に対向するように、支持具４１に取り付けられる。すなわち、照明装置１が支持具４１に取り付けられた状態において、流出口２１は、略上空方向（好ましくは上空方向に対して０度から３０度の範囲内。また、上空方向とは、室内であれば天井方向、野外であれば天空方向を意味する。）に向いた状態となる。
【００６６】
流入口５は、中空部５１から筐体部２の両側面の外部に至る貫通孔である。流入口５は、中空部５１の内部への流体（空気）の入口となる孔である。複数の流入口５は、筐体部２の固体発光素子３１の発光方向に対し両側面に形成される。筐体部２の各側面に形成される複数の流入口５は、筐体部２の長手方向に直列状に配置される。また、流入口５の筐体部２の側表面における位置は、中空部５１より下側（固体発光素子３１の発光方向）に形成される。すなわち、流入口５の筐体部２の表面から中空部５１に至る向きは、斜め上空方向（図６における斜め上方向）である。例えば、流入口５の中空部５１側から筐体部２の表面側に至る向きと、流出口２１の筐体部２の表面側から中空部５１側に至る向きとの角度は４５度である。
【００６７】
なお、中空部５１の断面形状は、上述の形状に限定されず、その一部の形状が流線型であればよい。好ましくは、中空部５１の固体発光素子３１の発光方向と反対側の面（図６の上方向）の形状が流線型であればよい。ここで言う流線型とは、空気がその表面をスムーズに移動可能な形状を指す。中空部５１の固体発光素子３１の発光方向と反対側の面の形状が流線型にすることにより、中空部５１において空気がスムーズに流れるので、筐体部２から空気中への放熱を効率的に行うことができる。
【００６８】
また、中空部５１の下面の形状は、平面状でなくてもよい。なお、中空部５１の下面の形状を平面状にすることにより、固体発光素子３１から中空部５１までの距離を均一にすることができる。また、中空部５１を容易に形成することができる。
【００６９】
また、筐体部２には、１つの中空部５１が形成されてもよいし、筐体部２の長手方向に列状に配置される複数の中空部５１が形成されてもよい。
【００７０】
また、筐体部２の外側の形状は、上述した断面形状に限定されるものではない。例えば、筐体部２と保護用透光板３３とは、それぞれ略ハーフパイプ形状であり、筐体部２と保護用透光板３３とを一体的に組み合わせることで、断面が円筒形状となってもよい。また、筐体部２の上側の表面形状は、中空部５１の上面の形状と同様であるが、異なる形状であってもよい。
【００７１】
なお、筐体部２の上側の表面形状は、流線型であることが好ましい。これにより、筐体部２の上面において空気がスムーズに流れるので、筐体部２から空気中への放熱を効率的に行うことができる。
【００７２】
また、流入口５及び流出口２１の形状、及び個数は１例であって、これに限定されるものではない。加工コスト等を考慮し、流入口５及び流出口２１の形状、及び個数任意に決定してよい。
【００７３】
例えば、流出口２１は、１つの間隙が筐体部２の長手方向に沿って形成されるとしたが、複数の間隙が筐体部２の長手方向に列状に配置されてもよい。また、流出口２１の形状は、矩形に限定されるものではなく、円形及び楕円形等の任意の形状でよい。
【００７４】
また、流入口５の個数は、任意の数でよい。例えば、流出口２１と同形状の流入口５が筐体部２の両側面にそれぞれ形成されてもよい。また、流入口５の形状は、上述に限定されるものではなく、楕円や矩形等の任意の形状でよい。
【００７５】
また、流入口５の中空部５１側から筐体部２の表面側に至る向きと、流出口２１の筐体部２の表面側から中空部５１側に至る向きとの角度は４５度に限定されるものではない。流入口５の中空部５１側から筐体部２の表面側に至る向きと、流出口２１の筐体部２の表面側から中空部５１側に至る向きとの角度は０度から９０度の範囲で照明装置１の形状等に合わせて任意に設定されてよい。これにより、照明装置周辺の暖められた空気を、流入口５から中空部５１に効率的に流入することができる。また、中空部５１に流入された空気を効率的に外部に流出することができる。
【００７６】
次に、照明装置１の放熱機構について説明する。
図７は、照明装置１に通電した状態における、空気の流れを示す図である。なお、図７は、図６と同様に図５のＣ１−Ｃ２図における照明装置１及び支持具４１の構造を示す断面図である。
【００７７】
固体発光素子３１で発生した熱は、基板３２を介して、筐体部２全体に拡散される。筐体部２に拡散された熱は、対流を効果的に利用して空気に放出される。
【００７８】
具体的には、まず、筐体部２の周辺の空気は、筐体部２に拡散された熱により熱せられ上昇気流となる。この上昇気流となった空気の一部は、筐体部２の外部表面６１の表面を流れる。この空気は、外部表面６１の熱を受取りながら上昇する。すなわち、外部表面６１から空気への熱の放出が行われる。
【００７９】
また、上昇気流となった空気の別の一部は、流入口５から中空部５１に流入する。この流入した空気は内部表面６２の熱を受取りながら、流出口２１より再び中空部５１の外部に流出する。この空気は、内部表面６２の熱を受取りながら上昇する。すなわち、内部表面６２から空気への熱の放出が行われる。この際、中空部５１の形状の一部が流線型であることにより、よりスムーズに空気が流れる。そのため、熱の放出に係る効率がさらに高まる。
【００８０】
このように、照明装置１は、空気を熱することによる上昇気流、すなわち対流の効果を効率的に利用することができる。また、照明装置１は、外部表面６１のみならず、内部表面６２からも放熱できる。また、照明装置１は、広い面積で放熱を行えるため、固体発光素子３１で発生され筐体部２全体に拡散された熱を効果的に空気中へ放出できる。
【００８１】
なお、照明装置１を、地表方向以外に向けて発光が行われるように支持具４１に取り付けた場合においても、空気を熱することによる上昇気流は当然に発生し、取り付け状態に対応した放熱が行われることは言うまでもない。
【００８２】
次に、本発明の照明装置１の回路構成について、以下に説明する。
図８は、本発明装置の照明装置１の回路構成図である。
【００８３】
交流電源７１は、照明装置１に電力を供給する外部の交流電源である。
変換回路７２は、交流電力を直流電力に変換する回路であり、例えばダイオードブリッジ回路により構成される。変換回路７２は、交流電源７１から供給された交流電力を直流電力に変換し、例えば、１００Ｖの電圧Ｖ71を供給する。
【００８４】
固体発光素子３１は、本発明に係る固体発光素子に相当し、前記電圧供給手段から供給される電圧により光を発生する。具体的には、固体発光素子３１は、１個当たりの消費電力が１Ｗ以上のいわゆるハイパワー発光ダイオードであり、供給される電圧により光を発生する表面実装型の発光ダイオードである。
【００８５】
固体発光素子列７３は、本発明に係る前記直列に接続された複数の固体発光素子に相当し、前記電圧供給手段からの電圧が印加される。具体的には、固体発光素子列７３は、複数の固体発光素子３１（Ｍ個の固体発光素子とする。）を直列に接続したものである。固体発光素子列７３には、交流電源７１からの電圧Ｖ71が印加されている。
【００８６】
固体発光素子列７３のＭ個の固体発光素子３１それぞれに印加される順方向電圧Ｖfは、交流電源７１からの電圧Ｖ71の１／Ｍの大きさの電圧である。
【００８７】
言い換えると、固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数Ｍは、交流電源７１から供給され変換回路７２により出力される電圧Ｖ71を、固体発光素子３１の順方向電圧Ｖfにより割った値と略等しい。
【００８８】
また、固体発光素子列７３のＭ個の固体発光素子３１それぞれは、固体発光素子３１の最大定格電流の１／３以下の電流となるような電圧Ｖ31が印加されるのが好ましい。
【００８９】
その理由を説明する。図９は、固体発光素子３１の動作点Ｐに対する順方向電圧Ｖfをプロットした特性情報の１例である。ここで、動作点Ｐとは、固体発光素子３１に電流Ｉを流した際に発生する順方向電圧Ｖfに基づき、電流Ｉと順方向電圧Ｖfの積により算出される。また、固体発光素子３１の最大定格電流Ｉmaxにおける動作点Ｐを特に最大動作点Ｐmaxと呼ぶものとする。ここで、固体発光素子３１の最大定格電流Ｉmaxとは、固体発光素子３１に印加できる規格で定められた定格電流での最大電流である。図９において、動作点Ｐは任意単位として表示しており、各々最大動作点Ｐmaxを１として規格化している。図９より、動作点Ｐの上昇とともに、順方向電圧Ｖfも増加するのがわかる。
【００９０】
図１０は、図９における固体発光素子３１の動作点Ｐに対する発光効率ηの特性を示す特性情報である。ここで、発光効率ηは動作点Ｐとその動作点における発光光量の割合、すなわち（発光光量／動作点）から算出される。図１０では、最大動作点Ｐmaxにおける発光効率ηを１として規格化している。図１０より、発光効率ηは最大動作点Ｐmaxで最小値を取り、動作点Ｐが低くなるにつれ、上昇することがわかる。
【００９１】
以上より、固体発光素子３１を効率よく動作する、言い換えればロスとして発生する熱を低減するためには、固体発光素子３１を低い動作点Ｐで動作させることが肝要である。また、固体発光素子３１を低い動作点Ｐで動作させる方が、発光効率も良い。以上から、固体発光素子３１は、最大動作点Ｐmaxより低い位置（好ましくは、最大動作点Ｐmaxの１／３以下の位置）で動作させることが好ましい。これを関係式で示すと以下のようになる。
【００９２】
Ｖf＝  １／Ｍ×Ｖ71  ≦  Ｖ31
Ｖ31 ≦  Ｐmax／（１／３×Ｉmax）
【００９３】
照明装置１は、複数の固体発光素子列７３から構成され、複数の固体発光素子列７３は並列接続される。なお、図９において固体発光素子列７３が５個並列接続されているが、これに限定されるものではない。照明装置１を構成する並列接続される複数の固体発光素子列７３の並列の個数は（以下、Ｓ個と表記する。）、照明装置１が要求される発光光量（以下、発光光量ＬＴと呼ぶ。）にしたがい決定される。つまり、固体発光素子３１それぞれに順方向電圧Ｖfが印加された際の発光光量（以下、発光光量Ｌ１と呼ぶ。）のＭ倍が固体発光素子列の１列あたり発光光量（以下、発光光量Ｌ２と呼ぶ。）となる。照明装置１を構成する並列接続される複数の固体発光素子列７３の並列の個数は、照明装置１が要求される発光光量ＬＴを固体発光素子列の１列あたりの発光光量Ｌ２で割った値と略等しくなる。
【００９４】
これを関係式で示すと以下のようになる。
Ｌ２  ＝  Ｌ１×Ｍ
ＬＴ  ＝  Ｌ２×Ｓ
【００９５】
次に、照明装置１が要求される性能と、固体発光素子３１の特性情報とから、照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定する処理について以下に説明する。
【００９６】
図１１は本発明の実施の形態１における照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定する処理を説明するためフローチャートである。
【００９７】
まず、照明装置１に要求される性能としての照明装置１に印加される電圧を決定する（Ｓ１０１）。
【００９８】
次に、固体発光素子３１の特性情報を取得する（Ｓ１０２）。例えば、図９及び図１０で示した動作点における固体発光素子３１の順方向電圧Ｖfや、動作点における固体発光素子３１の発光効率等の情報を取得する。
【００９９】
次に、取得した固体発光素子３１の特性情報から、固体発光素子３１に印加すべき電圧を決定する（Ｓ１０３）。
【０１００】
次に、直列に接続する固体発光素子３１の個数を決定する（Ｓ１０４）。
以上のような処理手順に従って、照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定することができる。
【０１０１】
以下、具体例を示しながら、本発明の実施の形態１をさらに詳しく説明する。
１例として、変換回路７２から出力される電圧Ｖを１００［Ｖ］、動作点を０．３［ａ．ｕ．］とする際の固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を算出する。ここで、動作点が０．３［ａ．ｕ．］であるのは、前述したように、固体発光素子３１に印加される順方向電圧Ｖfが、固体発光素子３１を流れる電流が固体発光素子３１の最大定格電流の１／３以下の電流となるように設定するためである。
【０１０２】
図１２Ａは、本発明の実施の形態１における照明装置１に要求される性能を示す図である。
【０１０３】
図１２Ｂは、本発明の実施の形態１における照明装置１の構成に用いられる固体発光素子３１の特性情報と、その特性情報を用いて照明装置１に用いられる固体発光素子３１の個数を決定されることを説明する図である。
【０１０４】
まず、照明装置１に要求される性能として照明装置１に印加される電圧は、図１２Ａより１００［Ｖ］と決定される。
【０１０５】
次に、固体発光素子３１の特性情報を取得する。ここで、取得した固体発光素子３１の特性情報は図１２Ｂの左側に示されている。
【０１０６】
次に、取得した固体発光素子３１の特性情報から、固体発光素子に印加すべき電圧を決定する。ここでは、前述したように、固体発光素子３１に印加される順方向電圧Ｖfが、固体発光素子３１を流れる電流が固体発光素子３１の最大定格電流の１／３以下の電流となるように決定する。また、固体発光素子３１の最大定格電流Ｉmaxにおける動作点Ｐは、最大動作点Ｐmaxであり  １［ａ．ｕ．］で示される。したがって、固体発光素子３１の動作点を０．３［ａ．ｕ．］と決定すると、固体発光素子３１の順方向電圧Ｖfの値は、図１２Ｂに基づき３．２［Ｖ］となる。
【０１０７】
次に、直列に接続する固体発光素子３１の個数を決定する。ここでは、電圧Ｖ＝１００［Ｖ］を、順方向電圧Ｖf＝３．２［Ｖ］で割った値である３１．３から、固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数は３１個と算出される。
【０１０８】
以上のように、照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定することができる。
【０１０９】
また、さらに、照明装置１を構成する並列接続される複数の固体発光素子列７３の並列の個数Ｓを算出する。前述したように、照明装置１が要求される発光光量ＬＴにしたがい決定される。具体的には、照明装置１を構成する並列接続される複数の固体発光素子列７３の並列の個数Ｓは、照明装置１が要求される発光光量ＬＴを固体発光素子列の１列あたりの発光光量Ｌ２で割った値と略等しくなる。
【０１１０】
まず、照明装置１に要求される性能として発光光量ＬＴを決定する。ここでは、図１２Ａに示すように総発光光量２００［ａ．ｕ．］と決定される。
【０１１１】
次に、固体発光素子列７３の１列に含まれる固体発光素子３１の個数から、固体発光素子列７３の１列あたりの発光光量Ｌ２を算出する。ここでは、図１２Ｂより、発光光量Ｌ２は１４．４［ａ．ｕ．］と算出される。具体的には、固体発光素子列７３の１列あたりの総エネルギー消費量は、固体発光素子３１の個数３１個に、動作点０．３［ａ．ｕ．］を乗じることにより９．３［ａ．ｕ．］と算出される。また、固体発光素子列７３の１列あたりの総発光光量は、動作点０．３［ａ．ｕ．］での発光効率１．５５に、総エネルギー消費量９．３［ａ．ｕ．］を乗じることにより、１４．４［ａ．ｕ．］と算出される。
【０１１２】
次に、照明装置１に必要な並列に接続される固体発光素子列７３の並列の個数を決定する。固体発光素子列７３の１列あたりの総発光光量は１４．４［ａ．ｕ．］であるため、照明装置１に必要な並列に接続される固体発光素子列７３の並列の個数は、１４個と決定される。
【０１１３】
ここで、照明装置１の総エネルギー消費量は、１２９［ａ．ｕ．］となる。照明装置１の総エネルギー消費量は、固体発光素子列７３の１列あたりの総エネルギー消費量９．３［ａ．ｕ．］に照明装置１に必要な並列に接続される固体発光素子列７３の個数１４を乗じることで算出される。
【０１１４】
以上より、照明装置１に備える並列接続された複数の固体発光素子列７３の並列の個数Ｓを算出することができる。
【０１１５】
一方、変換回路７２から出力される電圧Ｖを同条件の１００［Ｖ］で、固体発光素子３１の動作点を０．８［ａ．ｕ．］とした場合には、図１２Ｂに基づき、固体発光素子の順方向電圧はＶf＝３．８［Ｖ］となる。よって、固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数は２６個と算出される。したがって、この場合の固体発光素子列７３の１列あたりの総エネルギー消費量は、固体発光素子３１の個数２６個に、動作点０．８［ａ．ｕ．］を乗じることにより２０．８［ａ．ｕ．］と算出される。また、固体発光素子列７３の１列あたりの総発光光量は、動作点０．８［ａ．ｕ．］での発光効率１．１３に、総エネルギー消費量２０．８［ａ．ｕ．］を乗じることにより、２３．５［ａ．ｕ．］と算出される。また、固体発光素子列７３の１列あたりの総発光光量は２３．５［ａ．ｕ．］であるため、照明装置１に必要な固体発光素子列７３の個数は８．５個と決定される。このとき、照明装置１の総エネルギー消費量は、１７６．８［ａ．ｕ．］となる。
【０１１６】
以上より、照明装置１において、固体発光素子３１の動作点が０．８［ａ．ｕ．］の場合における総エネルギー消費量１２９［ａ．ｕ．］と、固体発光素子３１の動作点が０．３［ａ．ｕ．］の場合における総エネルギー消費量１７６．８［ａ．ｕ．］とを比べると、同一の総発光光量を維持したまま、約３０［％］の総エネルギー消費量の削減が可能になる。つまり、固体発光素子３１の動作点を下げることで、照明装置１を構成する固体発光素子３１から発生する熱を低減できるだけでなく、照明装置１の総エネルギー消費量を削減することができる。さらにまた、前述したように、照明装置１における対流を利用した放熱機構により、照明装置１を構成する固体発光素子３１から発生する熱を低減することができる。それにより、固体発光素子３１の特徴である長寿命性を最大限享受できることにもつながる。そのため、固体発光素子３１の数を多く用いた照明装置１における、コスト的なデメリットもないと言える。
【０１１７】
本発明の実施の形態１における固体発光素子３１として使用したハイパワー発光ダイオードの発光効率は、年々改善が進み、現時点で蛍光ランプとほぼ同等の効率が達成されているものもある。
【０１１８】
しかしながら、本発明で実現できる総エネルギー消費量の削減は、いわゆる省エネ化を実現するものであり、本発明により、固体発光素子３１として使用したハイパワー発光ダイオードの発光効率をさらに高め使用することができ、蛍光ランプと比較して真に省エネ化を実現できる照明装置１を提供することが可能となる。
【０１１９】
なお、本発明の実施の形態１において、固体発光素子３１に印加される順方向電圧Ｖfが、固体発光素子３１を流れる電流が固体発光素子３１の最大定格電流の１／３以下の電流となるように決定する例を説明したが、固体発光素子３１を流れる電流が固体発光素子３１の最大定格電流の１／２以下あるいは１／４以下の電流でもよく、固体発光素子３１を流れる電流が固体発光素子３１の最大定格電流の１／Ｎ（Ｎは２以上の数）以下の電流となるように固体発光素子３１に印加される順方向電圧Ｖfを決定すれば良い。
【０１２０】
また、本発明の照明装置１は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で自由に変形して実施することができる。本実施例においては、照明装置１を一般の蛍光ランプ用の支持具４１に適用できるタイプとしたが、専用の器具を使用するタイプ、あるいは器具を使用せず直接商用電力の供給を受け動作するタイプとして実現しても良い。
【０１２１】
また、筐体部２や保護用透光板３３を円環状に形成することにより、照明装置１を環形のものとしても良い。
【０１２２】
（変形例）
次に、照明装置１に要求される性能と、固体発光素子３１の特性情報とから、照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定する処理についての変形例を説明する。
【０１２３】
実施の形態１では、固体発光素子３１の特性情報から、固体発光素子３１に印加すべき電圧を決定し、効率よく固体発光素子列７３の個数を算出した。本変形例では、コンピュータなどの設計支援装置を用いることで、固体発光素子３１の特性情報に基づいて、固体発光素子列７３の個数及びエネルギー量を幾通りか算出し、その算出結果から最適な固体発光素子列７３の個数を決定する。
【０１２４】
図１３は、本発明の実施の形態１の変形例における照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定する処理を説明するためフローチャートである。
【０１２５】
まず、照明装置１に要求される性能を決定する（Ｓ２０１）。ここで、照明装置１に要求される性能とは、例えば、照明装置１に印加される電圧や、照明装置１に要求される総発光光量すなわち明るさ等である。
【０１２６】
次に、照明装置１に使用できる固体発光素子３１の最大個数を算出する（Ｓ２０２）。ここでは、照明装置１に固体発光素子３１が物理的に何個まで入るかを算出する。例えば、固体発光素子３１のサイズと照明装置１のサイズから、照明装置１に使用できる固体発光素子３１の最大個数を決定する。
【０１２７】
次に、固体発光素子３１の特性情報を取得する（Ｓ２０３）。例えば、図９及び図１０で示されるように動作点における固体発光素子３１の順方向電圧Ｖfや、動作点における固体発光素子３１の発光効率の情報を取得する。
【０１２８】
次に、取得した固体発光素子３１の特性情報に基づいて、固体発光素子列７３が備える固体発光素子３１の個数と固体発光素子３１の個数に対応する固体発光素子列７３の総発光光量を算出した表を作成する（Ｓ２０４）。ここで、固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数に応じた固体発光素子列７３の総エネルギー消費量発光光量を算出しても良い。
【０１２９】
次に、並列に接続される固体発光素子列７３の個数（以下、並列数と記載する。）と、固体発光素子列７３の並列数に対応する固体発光素子３１の総数を算出した表を作成する（Ｓ２０５）。ここで、固体発光素子列７３の並列数に対応する照明装置１のエネルギー消費量を算出しても良い。
【０１３０】
次に、固体発光素子列７３の並列数に対応する固体発光素子３１の総数を算出した表から、算出した照明装置１に使用できる固体発光素子３１の最大個数以下の範囲で、固体発光素子列７３の並列数に対応する固体発光素子３１の最も多い総数を決定する（Ｓ２０６）。
【０１３１】
以上のような処理手順に従って、照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定することができる。
【０１３２】
図１４Ａは、本発明の実施の形態１の変形例における照明装置１に要求される性能を示す図である。
【０１３３】
図１４Ｂは、本発明の実施の形態１の変形例における、固体発光素子３１の特性情報と、その特性情報を用いて照明装置１に用いられる固体発光素子３１の個数が決定されることを説明する図である。
【０１３４】
まず、図１４Ａより、照明装置１に要求される性能を決定する。ここでは、照明装置１に印加される電圧は、１００［Ｖ］と、照明装置１に要求される総発光光量は２００［ａ．ｕ．］と決定される。
【０１３５】
次に、照明装置１に使用できる固体発光素子３１の最大個数を算出する。ここでは、上限を５００と算出されたとする。
【０１３６】
次に、固体発光素子３１の特性情報を取得する。ここで、取得した固体発光素子３１の特性情報が図１４Ｂの左側に示されている。
【０１３７】
次に、取得した固体発光素子３１の特性情報に基づいて、固体発光素子列７３が備える固体発光素子３１の個数と固体発光素子３１の個数に対応する固体発光素子列７３の総発光光量を算出した表を作成する。ここでは、図１４Ｂの固体発光素子列７３についての項目表に示されるように固体発光素子列７３が備える固体発光素子３１の個数に対応する固体発光素子列７３の総エネルギー消費量発光光量も同時に算出している。
【０１３８】
次に、並列に接続される固体発光素子列７３の並列数と、固体発光素子列７３の並列数に対応する固体発光素子３１の総数を算出した表を作成する。ここでは、図１４Ｂの照明装置１についての項目表に示されるように、固体発光素子列７３の並列数に対応する照明装置１のエネルギー消費量も同時に算出している。
【０１３９】
次に、算出した照明装置１に使用できる固体発光素子３１の最大個数５００個以下の範囲で、固体発光素子列７３の並列数に対応する固体発光素子３１の最も多い総数を図１４Ｂの表を用いて決定する。その結果、固体発光素子３１の動作点は０．３［ａ．ｕ．］、固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数は３１個及び固体発光素子列７３の個数は１４個と決定される。
【０１４０】
以上のような処理手順に従って、照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３の並列数１４と、照明装置１を構成する固体発光素子３１の個数である４３０を決定することができる。
【０１４１】
以上より、図１４Ｂの表を用いることにより、照明装置１において、例えば、固体発光素子３１の動作点が０．３［ａ．ｕ．］の場合における総エネルギー消費量１２９［ａ．ｕ．］と、固体発光素子３１の動作点が０．８［ａ．ｕ．］の場合における総エネルギー消費量１７６．８［ａ．ｕ．］とを比べることができる。その結果、同一の総発光光量を維持したまま、約３０［％］の総エネルギー消費量の削減が可能になるのがわかる。したがって、固体発光素子３１の動作点を下げることで、照明装置１を構成する固体発光素子３１から発生する熱を低減できるだけでなく、照明装置１の総エネルギー消費量を削減することができる。さらにまた、前述したように、照明装置１における対流を利用した放熱機構により、照明装置１を構成する固体発光素子３１から発生する熱を低減することができる。
【０１４２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る照明装置は、２つのダイオードブリッジ回路を備えることにより、外部から交流電力が供給されていない端子対には、外部から供給された交流電力の影響が出ない。これにより、本発明の実施の形態２に係る照明装置は、多種の方式の蛍光ランプ用の支持具に対して蛍光ランプに置き換えて使用することができる。
【０１４３】
まず、本発明の実施の形態２に係る照明装置の構成を説明する。
図１５は、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の外観を示す斜視図である。図１６は、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の側面（図１５に示すＡ方向）からの平面図である。図１７は、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の上面（図１５に示すＢ方向）からの平面図である。図１８は、図１７に示すＣ１−Ｃ２面における照明装置１０１の構造を示す断面図である。図１９は、照明装置１０１を直管蛍光ランプ用の支持具１４１に取り付けた状態を示す図である。
【０１４４】
図１５、図１６及び図１７に示すように、照明装置１０１は、筐体部１０２と、端子部１０３と、端子ピン１０４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄと、保護用透光板１３３とを備える。なお、端子ピン１０４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを特に区別しない場合には、端子ピン１０４と記す。
【０１４５】
図１８に示すように、照明装置１０１は、さらに、筐体部１０２の内部に、複数の固体発光素子１３１と、基板１３２と、入力回路１３４と、直流変換回路１３５と、調整回路１３６と、保護回路１３７とを備える。
【０１４６】
照明装置１０１は、一般的な直管蛍光ランプと同寸法である。例えば、照明装置１０１は、ＪＩＳＣ７６１７−２「直管蛍光ランプ−第２部：性能規定」の２．３．１「データシートのリスト」に規定された直管蛍光ランプのいずれかと同一寸法である。
【０１４７】
筐体部１０２は、断面が略コの字形状に形成される。筐体部１０２は、熱伝導率が高い金属（好ましくは、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の金属）により構成される。例えば、筐体部１０２は、アルミニウムで構成される。筐体部１０２にアルミニウムを用いる理由としては、安価であること、成型が行いやすいこと、リサイクル性が良いこと、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上であること、及び放熱特性が高いことなどが挙げられる。
【０１４８】
また、筐体部１０２は、アルミニウムで構成した後、アルマイト処理することが望ましい。アルマイト処理することによって、表面積が増加し、放熱効果が高まる。
【０１４９】
保護用透光板１３３は、透光性を有し、固体発光素子１３１の発光方向に配置される。保護用透光板１３３は、平板状に形成される。筐体部１０２と保護用透光板１３３とを一体的に組み合わせることで、断面が略四角形状となる。
【０１５０】
保護用透光板１３３は、透明なガラス、アクリル樹脂、又はポリカーボネート等により形成される。保護用透光板１３３の表面又は裏面には、表面処理により、微細な凹凸が不均一に形成される。この表面処理は、例えば、サンドブラスト法を適用することにより容易に行うことができる。保護用透光板１３３は、照明装置１０１の内部に配置される固体発光素子１３１などを保護する。また、保護用透光板１３３は、固体発光素子１３１から発せられた光を拡散する役目を担う。固体発光素子１３１から発せられた光は、指向性が強く、局所的に照射される傾向にある。固体発光素子１３１から発せられた光を表面処理された保護用透光板１３３により拡散することによって、光の指向性を弱め、広い面積に均一に光を照射することができる。
【０１５１】
端子部１０３は、筐体部１０２の長手方向の両端に形成される。
端子ピン１０４は、端子部１０３に形成される。端子ピン１０４は、一般的な直管蛍光ランプに用いられている端子ピンと同機構で同寸法である。端子ピン１０４は、照明装置１０１の外部から内部へ電力を導入する。また、端子ピン１０４は、照明装置１０１を図５に示すような支持具１４１などに固定する際の口金としても機能する。すなわち、照明装置１０１は、図５に示すように、一般的な直管蛍光灯ランプ用の支持具１４１にそのまま取り付けて使用することができる。
【０１５２】
端子ピン１０４ａ及び端子ピン１０４ｂは、筐体部１０２の長手方向の一端に形成される。端子ピン１０４ｃ及び端子ピン１０４ｄは、筐体部１０２の長手方向の他端に形成される。
【０１５３】
基板１３２は、筐体部１０２と保護用透光板１３３とにより形成される中空構造の内側に配置される。基板１３２は、中空構造の内側の保護用透光板１３３に対向する面の表面に形成される。基板１３２は、熱伝導率が高い金属（好ましくは、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の金属）により構成される。好ましくは筐体部１０２と同一材質により構成される。例えば、基板１３２は、アルミニウムにより構成される。
【０１５４】
複数の固体発光素子１３１は、基板１３２に配置される。複数の固体発光素子１３１は、例えば、発光ダイオードである。固体発光素子１３１は、１個当たりの消費電力が１Ｗ以上のいわゆるハイパワー発光ダイオードであり、表面実装型の発光ダイオードである。ハイパワー発光ダイオードは、光度が高く照明装置用途に好適である。照明装置１０１を一般的な照明として使用する場合、使用する固体発光素子１３１の発光色は、昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色などが好適である。具体的には、例えば、複数の固体発光素子１３１は、ＪＩＳＺ９１１２「蛍光ランプの光源色及び演色性による区分」の４．２「色度範囲」に規定された昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色の光を発光する。
【０１５５】
また、複数の固体発光素子１３１は、ピーク波長が３８０〜５００ｎｍの光である青色光を発光してもよい。青色は、精神的興奮を抑える効果があるといわれている。そのため、青色光を発光する照明装置１０１は、防犯灯として好適である。
【０１５６】
また、複数の固体発光素子１３１は、直列に接続される。このとき、使用する固体発光素子１３１の個数は、各固体発光素子１３１の順方向電圧（Ｖｆ）の総和（ΣＶｆ）と、直流変換回路１３５から供給される電圧（Ｖ）とが、略等しくなるように選択される。発明者らが実験を行った際の条件は、直流変換回路１３５から供給される電圧（Ｖ）が１００Ｖ、固体発光素子１３１の順方向電圧（Ｖｆ）が３．８Ｖであった。故に、本実施の形態２では、固体発光素子１３１の個数は２６個となる。このようにすることで、直流変換回路１３５から供給される電圧（Ｖ）と、各固体発光素子１３１の順方向電圧の総和（ΣＶｆ）とがバランスし、別途直流電源等を具備する必要がなくなる。これにより、照明装置１０１のコストを低減することができる。
【０１５７】
なお、照明装置１０１の光度をより高めるため、上記のように直列に接続した固体発光素子１３１を複数列備え、直列に接続した固体発光素子１３１を互いに並列接続してもよい。発明者らは、このことを鑑み直列に接続した固体発光素子１３１を２列備え、直列に接続した固体発光素子１３１を互いに並列接続した。
【０１５８】
入力回路１３４は、固定抵抗等により構成される。なお、入力回路１３４は、抵抗成分を有するものであればよく、例えば、サーミスタでもよい。入力回路１３４の抵抗値は、１ｋΩ〜１００ｋΩ程度が望ましい。
【０１５９】
ここで、インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具の中には、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｂとの間の導通をチェックするタイプのものがある。蛍光ランプの端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｂとの間には、ヒータが設けられている。インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具は、このヒータが正常か否かを確かめるため、導通チェックを行う。この導通チェックをパスしなかった場合、インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具は、蛍光ランプに電力を供給しない等の処理を行う。
【０１６０】
この導通チェックへの対応として、入力回路１３４を設ける。入力回路１３４を設けることにより、インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具による導通チェックをパスすることができる。これにより、照明装置１０１は、導通をチェックするタイプの蛍光灯ランプ用の支持具においても点灯することが可能となる。すなわち、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、導通をチェックするタイプの蛍光灯ランプ用の支持具に使用することができる。なお、入力回路１３４は、端子ピン１０４ｃと端子ピン１０４ｄ間に設けてもよいし、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｂの間と、端子ピン１０４ｃと端子ピン１０４ｄとの間との両方に入力回路１３４を設けてもよい。
【０１６１】
直流変換回路１３５は、端子ピン１０４から供給された交流電力を全波整流し、直流電力に変換する。固体発光素子１３１は直流駆動素子であるために、交流電力を直流電力に変換することが必要となる。
【０１６２】
調整回路１３６は、可変抵抗素子（不図示）を含む。調整回路１３６は、固体発光素子１３１の順電圧（Ｖｆ）のばらつきを吸収するための回路である。具体的には、固体発光素子１３１の順電圧（Ｖｆ）には、固体発光素子１３１の製造時などにおいて、不可避的なばらつきが生じてしまう。そのため、固体発光素子１３１の順電圧（Ｖｆ）の総和（ΣＶｆ）が変動してしまう。故に、総和（ΣＶｆ）と直流変換回路１３５から供給される電圧（Ｖ）とのバランスが崩れてしまう。このことを回避するために、調整回路１３６により補正を行う。
【０１６３】
保護回路１３７は、万が一の擾乱により照明装置１０１の外部から瞬間的な高電圧が印加された際の保護回路である。保護回路１３７は、コンデンサー素子（不図示）を含む回路により構成される。保護回路１３７は、固体発光素子１３１を保護する目的で備えられている。
【０１６４】
ここで、固体発光素子１３１は、照明装置用途としてはハイパワー系の素子を使用することが好ましく、前述のようにハイパワー発光ダイオードを使用している。ハイパワー発光ダイオードは、消費電力が大きく、その分、熱として放出されるエネルギーも大きい。この熱が、発光ダイオードの近傍に蓄積すると、発光ダイオードの光度低下、及び寿命特性の劣化等を招く。したがって、この熱を適切に処理することが肝要である。
【０１６５】
このようなことを鑑み、発光ダイオードは表面実装型のものを使用する。表面実装型の発光ダイオードは、自身の電極面積が大きく、故に基板１３２に接触する面積が大きくなる。そのため、発光ダイオードで発生した熱を効率的に基板１３２に拡散させることができる。ただし、基板１３２が熱伝導性の良い材料で形成されてなければ、やはり発光ダイオードの近傍に熱が蓄積してしまう。そこで、照明装置１０１では基板１３２の材料としてアルミニウムを採用している。さらには、筐体部１０２もアルミニウムで形成している。アルミニウムは、熱伝導性がよく、そのため発光ダイオードで発生した熱を、基板１３２を介して筐体部１０２から大気中に効率的に放熱することができる。
【０１６６】
ここで、筐体部１０２と基板１３２とは、互いに接触させることが肝要である。なぜならば、筐体部１０２と基板１３２との間に、空気が入ることにより、筐体部１０２から基板１３２への熱伝導が阻害され、熱伝導が阻害されることにより効率的な熱処理ができなくなるためである。すなわち、筐体部１０２と基板１３２とを同じ材質により構成することにより、筐体部１０２と基板１３２との密着性を高めることが好ましい。さらに、プレス加工を行い、筐体部１０２と基板１３２との密着性をより高めることが好ましい。
【０１６７】
上記プレス加工を行う際には、筐体部１０２と基板１３２との間に、接着性を有する材料（例えば、接着剤又は基材なしの両面テープなど）（不図示）を挟み込み、両者の密着性を高めることが好ましい。
【０１６８】
なお、両面テープを使用する場合には、基材を含まないものを選択することが肝要である。それは、基材は熱伝導率が低いので、筐体部１０２から基板１３２への熱伝導が阻害されるためである。
【０１６９】
また、基板１３２を複数個に分割することも好ましい。これは、筐体部１０２と基板１３２との線膨張係数が異なる場合において、照明装置１０１の温度が上昇した際に、筐体部１０２と基板３２との密着性が悪化することを防ぐためである。基板１３２を分割することにより、基板１３２の１枚あたりの長手方向の長さが短くなる。これにより、基板１３２の１枚あたりの膨張量が小さくなる。よって、接着性を有する材料で筐体部１０２と基板１３２との膨張の違いを吸収しやすくなるので、筐体部１０２と基板１３２との密着性を維持しやすくなる。この基板１３２を分割する手法は、特に照明装置１０１の長手方向の長さが長い場合に有効である。
【０１７０】
なお、上記説明において、筐体部１０２と保護用透光板１３３とを一体的に組み合わせることで、照明装置１０１の断面が略四角形状となる例について述べたが、照明装置１０１の断面形状は、これに限定されるものではない。例えば、筐体部１０２と保護用透光板１３３とは、それぞれ略ハーフパイプ形状であり、筐体部１０２と保護用透光板１３３とを一体的に組み合わせることで、照明装置１０１の断面が円筒形状となってもよい。
【０１７１】
図２０は、照明装置１０１の回路構成を示す図である。
入力回路１３４は、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｂとの間に接続される。なお、入力回路１３４は、端子ピン１０４ｃと端子ピン１０４ｄとの間に接続されてもよい。さらに、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｂとの間に接続される入力回路と、端子ピン１０４ｃと端子ピン１０４ｄとの間に接続される入力回路との２つの入力回路が形成されてもよい。
【０１７２】
直流変換回路１３５は、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６を備える。ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６は、交流電力を直流電力に変換する。ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６は、全波整流機能を有する、いわゆる全波整流回路である。
【０１７３】
ダイオードブリッジ回路１５５は、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｃの間に接続される。すなわち、端子ピン１０４ａ及び端子ピン１０４ｂは、ダイオードブリッジ回路１５５の入力端子に接続される。ダイオードブリッジ回路１５５は、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｃとに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、複数の固体発光素子１３１に供給する。
【０１７４】
ダイオードブリッジ回路１５６は、端子ピン１０４ｂと端子ピン１０４ｄとの間に接続される。すなわち、端子ピン１０４ｂ及び端子ピン１０４ｄは、ダイオードブリッジ回路１５５の入力端子に接続される。ダイオードブリッジ回路１５６は、端子ピン１０４ｂと端子ピン１０４ｄとに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、複数の固体発光素子１３１に供給する。
【０１７５】
端子１５７及び端子１５８は、直流変換回路１３５の出力端子であって、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６の出力が並列に接続される。
【０１７６】
ダイオードブリッジ回路１５５は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４を備える。ダイオードＤ１のアノードは端子ピン１０４ａに接続され、カソードは端子１５７に接続される。ダイオードＤ２のアノードは端子１５８に接続され、カソードは端子ピン１０４ａに接続される。ダイオードＤ３のアノードは端子ピン１０４ｃに接続され、カソードは端子１５７に接続される。ダイオードＤ４のアノードは端子１５８に接続され、カソードは端子ピン１０４ｃに接続される。
【０１７７】
ダイオードブリッジ回路１５５は、ダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８を備える。ダイオードＤ５のアノードは端子ピン１０４ｂに接続され、カソードは端子１５７に接続される。ダイオードＤ６のアノードは端子１５８に接続され、カソードは端子ピン１０４ｂに接続される。ダイオードＤ７のアノードは端子ピン１０４ｄに接続され、カソードは端子１５７に接続される。ダイオードＤ８のアノードは端子１５８に接続され、カソードは端子ピン１０４ｄに接続される。
【０１７８】
基板１３２には、固体発光素子１３１が直列に２６個実装されている（不図示）。直列に接続された固体発光素子１３１のアノードは、調整回路１３６を介して、端子１５７に接続される。直列に接続された固体発光素子１３１のカソードは、端子１５８に接続される。
【０１７９】
調整回路１３６は、端子１５７と、直列に接続された固体発光素子１３１のアノードとの間に接続される。
【０１８０】
保護回路１３７は、直列に接続された固体発光素子１３１のアノードとカソードとの間に並列に接続される。
【０１８１】
なお、端子１５７及び端子１５８と、基板１３２との接続は、直接的な接続であってもよいし、調整回路１３６等を介した、実質的な接続であってもよい。すなわち、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６の出力と、基板１３２とは、直接接続されてもよいし、抵抗及びスイッチ等を介して接続されてもよい。
【０１８２】
次に、照明装置１０１の動作を説明する。
図２１は、図１９に示すように照明装置１０１を支持具１４１に取り付けた状態の回路構成の１例を示す図である。
【０１８３】
支持具１４１は、プラグ１６１と、スイッチ１６２と、安定器１６３と、グローランプ１６４とを備える。支持具４１は、端子ピン１０４ａ及び端子ピン１０４ｃを介して照明装置１０１に交流電力を供給する。
【０１８４】
プラグ１６１は、例えば、商用電力が供給されるプラグである。スイッチ１６２は、プラグ１６１と安定器１６３との間に直列に接続される。
【０１８５】
安定器１６３は、グローランプ１６４の動作により高電圧パルスを生成する。安定器１６３は、スイッチ１６２と端子ピン１０４ｃとの間に直列に接続される。
【０１８６】
グローランプ１６４は、端子ピン１０４ｂと端子ピン１０４ｄとの間に接続される。
プラグ１６１に商用電力が供給された状態で、スイッチ１６２をオンにすると、安定器１６３を介して端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｃとの間に交流電圧が印加される。
【０１８７】
まず、端子ピン１０４ａに＋電圧、端子ピン１０４ｃに−電圧が印加された場合の動作を説明する。端子ピン１０４ａに＋電圧、端子ピン１０４ｃに−電圧が印加された場合、電流は端子ピン１０４ａからダイオードＤ１、端子１５７、調整回路１３６、基板１３２、端子１５８、及びダイオードＤ４を順次流れ、端子ピン１０４ｃに流入する。このとき、ダイオードブリッジ回路１５６により、端子ピン１０４ｂ、グローランプ１６４、及び端子ピン１０４ｄの経路に電流は流れない。よって、グローランプ１６４は動作しない。
【０１８８】
通常の蛍光ランプを使用した際には、グローランプ１６４の動作により安定器１６３は高電圧パルスを生成する。一方、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１を使用した場合にはグローランプ１６４は動作しないため、安定器１６３は高電圧パルスを生成しない。安定器１６３が高電圧パルスを生成した場合、固体発光素子１３１にダメージを与えてしまう。本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１を使用した場合においては、安定器１６３は高電圧パルスを発生しないので、固体発光素子１３１を安定に駆動することができる。
【０１８９】
次に、端子ピン１０４ａに−電圧、端子ピン１０４ｃに＋電圧が印加された場合の動作を説明する。端子ピン１０４ａに−電圧、端子ピン１０４ｃに＋電圧が印加された場合、電流は端子ピン１０４ｃからダイオードＤ３、端子１５７、調整回路１３６、基板１３２、端子１５８、及びダイオードＤ２を順次流れ、端子ピン１０４ａに流入する。このとき、ダイオードブリッジ回路１５６により、端子ピン１０４ｂ、グローランプ１６４、及び端子ピン１０４ｄの経路に電流は流れない。よって、グローランプ１６４は動作しない。
【０１９０】
以上より、図２１に示すように照明装置１０１が支持具１４１に取り付けられた際、グローランプ１６４が動作しないので、照明装置１０１は、安定に動作することができる。なお、照明装置１０１は、端子ピン１０４ｂと端子ピン１０４ｄとの間にプラグ１６１、スイッチ１６２、及び安定器１６３が接続され、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｃとの間にグローランプ１６４が接続された場合にも、前述と同様に、安定に動作することができる。
【０１９１】
次に、照明装置１０１が支持具１４１に取り付けられた状態で、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｄとに交流電圧が印加される場合について説明する。
【０１９２】
図２２は、照明装置１０１を支持具１４１に取り付けた状態の回路構成の１例を示す図である。なお、図２１と同様の要素には、同一の符号を付している。
【０１９３】
支持具１４１は、端子ピン１０４ａ及び端子ピン１０４ｄを介して照明装置１０１に交流電力を供給する。
【０１９４】
プラグ１６１に商用電力が供給された状態で、スイッチ１６２をオンにすると、安定器１６３を介して端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｄとの間に交流電圧が印加される。
【０１９５】
まず、端子ピン１０４ａに＋電圧、端子ピン１０４ｄに−電圧が印加された場合の動作を説明する。端子ピン１０４ａに＋電圧、端子ピン１０４ｄに−電圧が印加された場合、電流は端子ピン１０４ａからダイオードＤ１、端子１５７、調整回路１３６、基板１３２、端子１５８、及びダイオードＤ８を順次流れ、端子ピン１０４ｄに流入する。このとき、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６により、端子ピン１０４ｃ、グローランプ１６４、及び端子ピン１０４ｂの経路に電流は流れない。よって、グローランプ１６４は動作しない。
【０１９６】
次に、端子ピン１０４ａに−電圧、端子ピン１０４ｄに＋電圧が印加された場合の動作を説明する。端子ピン１０４ａに−電圧、端子ピン１０４ｄに＋電圧が印加された場合、電流は端子ピン１０４ｄからダイオードＤ７、端子１５７、調整回路１３６、基板１３２、端子１５８、及びダイオードＤ２を順次流れ、端子ピン１０４ａに流入する。このとき、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６により、端子ピン１０４ｂ、グローランプ１６４、及び端子ピン１０４ｃの経路に電流は流れない。よって、グローランプ１６４は動作しない。よって、固体発光素子１３１を安定動作することができる。
【０１９７】
以上より、図２２に示すように照明装置１０１が支持具１４１に取り付けられた際、グローランプ１６４が動作しないので、照明装置１０１は、安定に動作することができる。なお、照明装置１０１は、端子ピン１０４ｂと端子ピン１０４ｃとの間にプラグ１６１、スイッチ１６２、及び安定器１６３が接続され、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｄとの間にグローランプ１６４が接続された場合にも、前述と同様に、安定に動作することができる。
【０１９８】
以上により、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、一般的な蛍光ランプ用の支持具１４１になんら改造を加えることなく使用することができる。よって、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、支持具１４１を改造することなく使用できるため、付帯的なコストを発生させず、簡便に固体発光素子１３１として使用した発光ダイオードの特徴を生かした照明を利用することができる。
【０１９９】
なお、上記説明において、支持具１４１は、グローランプ点灯方式の支持具であったが、照明装置１０１は、インバータ方式及びラピッドスタート方式の支持具にも、照明装置１０１、及びそれら支持具共に、なんら改造を加えることなく使用することができる。これは、上述したように、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１では、一方の端子の組（例えば図２０における端子ピン１０４ｂ及び端子ピン１０４ｄ）に、他方の端子の組（端子ピン１０４ａ及び端子ピン１０４ｃ）に供給された電力による影響が現れないためである。
【０２００】
ここで、従来の固体発光素子を用いた照明装置では、グローランプ点灯方式の支持具に対しては、グローランプを支持具より物理的に外すことで、安定に動作させることができる。しかしながら、従来の固体発光素子を用いた照明装置では、グローランプを物理的に外す必要があり、手間がかかるという問題がある。また、インバータ方式及びラピッドスタート方式の支持具に対しては、蛍光灯ランプを駆動するための回路が内蔵されており、グローランプのように、容易に取り外しを行うことができない。インバータ方式及びラピッドスタート方式の支持具に対して従来の固体発光素子を用いた照明装置を使用した場合、高電圧等が照明装置に印加され、固体発光素子等の劣化又は破損を引き起こす。すなわち、従来の固体発光素子を用いた照明装置は、インバータ方式及びラピッドスタート方式の支持具に対して、使用することができない。
【０２０１】
一方、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、一方の端子の組に、他方の端子の組に供給された電力による影響が現れないので、グローランプ点灯方式の蛍光ランプ用灯具のみならず、インバータ方式やラピッドスタート方式の蛍光ランプ用灯具においても従来の蛍光ランプに置き換えて使用することができる。
【０２０２】
なお、インバータ方式の支持具を使用し照明装置１０１を動作させる場合、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６に含まれるダイオードＤ１〜Ｄ８には、高速応答タイプのダイオードを使用することが好ましい。これにより、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６は、インバータ方式の支持具に使用されているインバータから出力される電圧の周波数に追従して動作することができる。
【０２０３】
具体的には、インバータ方式の支持具に用いられるインバータは、可聴領域（２０ｋＨｚ以下）の周波数を避けるため、かつ効率等を考慮して１００ｋＨｚ以上の周波数を発生するように設計される。よって、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６に含まれるダイオードＤ１〜Ｄ８は、少なくとも２０ｋＨｚ以上、好ましくは２００ｋＨｚ以上の周波数に追従し動作できるダイオードを使用することが好ましい。このようにすることにより、直流変換回路１３５は、高周波の交流電力を直流電力に効率よく変換することができる。
【０２０４】
また、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、入力回路１３４を備えることにより、導通チェックを行うタイプの蛍光ランプ用の支持具にも使用することができる。
【０２０５】
また、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、固体発光素子１３１に消費電力が１Ｗ以上のハイパワー発光ダイオードを用いる。これにより、照明装置として実用的な照度を得ることができる。
【０２０６】
また、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、例えば、特許文献２記載の照明装置に用いられている定電流制御回路及び点灯制御回路を使用しない。これにより、構造を簡略化でき、かつコスト低下を実現することができる。
【０２０７】
また、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、全波整流回路を用いて交流電力を直流電力に変換することにより、ロスの少ない変換を行うことができる。
【０２０８】
また、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６を備えることにより、端子ピン１０４ａ、端子ピン１０４ｂ、端子ピン１０４ｃ及び端子ピン１０４ｄのうちいずれか２つに交流電力が供給された場合に、交流電力が供給されていない２つの端子ピンに供給された交流電力の影響があらわれない。すなわち、照明装置１０１が支持具１４１にどの向きで接続された場合にも正常に動作することができる。さらに、照明装置１０１は、端子ピン１０４ａと端子ピン１０４ｂとに交流電力が供給される場合、及び端子ピン１０４ｃと端子ピン１０４ｄとに交流電力が供給される場合にも正常に動作することができる。
【０２０９】
また、固体発光素子１３１として使用した発光ダイオードは、発光強度が初期時の７０％以下に低下するまでの時間が４００００時間以上と非常に長い。本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、光源に固体発光素子１３１を用いることにより、蛍光ランプ１８１の寿命（６０００時間）に比べ、長寿命を実現することができる。照明装置１０１は、光源に固体発光素子１３１を用いることにより、蛍光ランプ１８１（寿命６０００時間）と比較して長寿命を実現することができる。そのため、本発明に係る照明装置１０１を用いることで、照明装置を取り替える頻度を減少させることができる。特に、工場などの産業利用施設においては、支持具１４１が取り付けられている天井は、概して非常に高い。すなわち、照明装置の交換にかかるコスト、及び作業危険性が高い。すなわち、工場などの産業利用施設において、本発明に係る照明装置１０１を用いることにより、照明装置の交換にかかるコスト、及び作業に伴う危険性を低減することができる。
【０２１０】
また、固体発光素子１３１は水銀を使用しないので、水銀が含まれる蛍光ランプ１８１と比較して、環境負荷の小さい照明装置１０１を提供することができる。なぜなら、水銀は胎児、及び成人の神経系に重大な悪影響を及ぼすためである。
【０２１１】
また、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の寸法は、一般的な直管蛍光ランプと同寸法であるので、一般的な蛍光ランプ用の支持具に取り付けることができる。よって、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、特別な、支持具を必要としないため実用性を向上させることができる。
【０２１２】
以下、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の性能と、蛍光ランプの性能とを比較した結果を示す。
【０２１３】
図２３は、蛍光ランプの性能の測定状況を模式的に示す図である。図２４は、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の性能の測定状況を模式的に示す図である。
【０２１４】
図２３に示すように蛍光ランプ１８１を支持具１４１に取り付けて、蛍光ランプ１８１の直下の点Ｐ１〜Ｐ４における照度を測定した。同様に、図２４に示すように照明装置１０１を支持具１４１に取り付けて、照明装置１０１の直下の点Ｐ１〜Ｐ４における照度を測定した。ここで、蛍光ランプ１８１及び照明装置１０１から点Ｐ１までの距離は５０ｃｍであり、蛍光ランプ１８１及び照明装置１０１から点Ｐ２までの距離は１００ｃｍであり、蛍光ランプ１８１及び照明装置１０１から点Ｐ３までの距離は１５０ｃｍであり、蛍光ランプ１８１及び照明装置１０１から点Ｐ４までの距離は２００ｃｍである。また、蛍光ランプ１８１及び照明装置１０１を取り付けた支持具１４１は同一性能であり、蛍光ランプ１８１と照明装置１０１との消費電力は同一である。
【０２１５】
表１は、図２３及び図２４に示す状態で、点Ｐ１〜Ｐ４の各点における、照明装置１０１及び蛍光ランプ１８１から発せられる光の照度を測定した結果を示す表である。なお、表１における各値は、点Ｐ４における蛍光ランプ１８１により発せられる光の照度を１．０として規格化したものである。
【０２１６】
【表１】
2008135359.tif 000003
【０２１７】
表１に示すように、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１では、２００ｃｍ離れた点Ｐ４で蛍光ランプ１８１の１．６倍の照度を得ることができる。また、点Ｐ１〜Ｐ３においても、蛍光ランプ１８１の１．７〜２．３倍程度の照度を得られることがわかる。このように、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１は、蛍光ランプ１８１の代替光源として十分な照度を得ることができる。
【０２１８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る照明装置は、筐体部に中空構造を形成することにより、周辺の空気の対流を利用し、効率的に照明装置内部で発生した熱を空気中に放出することができる。これにより、本発明に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。
【０２１９】
上述したように、本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１では、十分な照度を得るために、固体発光素子１３１としてハイパワー発光ダイオードを使用している。発光ダイオードは、投入エネルギーの大多数（約８０％）がロスとして熱になる。ハイパワー発光ダイオードは、消費電力が大きく、その分、熱として放出されるエネルギーも大きい。この熱が、発光ダイオードの近傍に蓄積すると、発光ダイオードの光度低下、及び寿命特性の劣化等を招く。最悪の場合、発光ダイオードの不点灯が発生する。したがって、この熱を適切に処理することが肝要である。
【０２２０】
まず、本発明の実施の形態３に係る照明装置の構成を説明する。
図２５は、本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の外観を示す斜視図である。図２６は、本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の側面（図２５に示すＤ方向）からの平面図である。図２７は、本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の上面（図２５に示すＥ方向）からの平面図である。図２８は、図２６に示すＦ１−Ｆ２面における照明装置２０１の構造を示す断面図である。図２９は、照明装置２０１を直管蛍光ランプ用の支持具１４１に取り付けた状態を示す図である。図３０は、図２９に示すＧ１−Ｇ２面における照明装置２０１及び支持具１４１の構造を示す断面図である。
【０２２１】
なお、図１５〜図１９と同様の要素には同一の符号を付しており、説明は省略する。
実施の形態３に係る照明装置２０１が、上述した実施の形態２に係る照明装置１０１と異なる点は、筐体部１０２が筐体部２０２に変更されている点のみである。
【０２２２】
筐体部２０２の上側（図２８における上側）における断面は、略半円形状である。筐体部２０２には、複数の流入口２０３と、流出口２１１と、中空部２３１とが形成される。
【０２２３】
筐体部２０２は、熱伝導率が高い金属（好ましくは、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の金属）により構成される。例えば、筐体部１０２は、アルミニウムで構成される。筐体部１０２にアルミニウムを用いる理由としては、安価であること、成型が行いやすいこと、リサイクル性が良いこと、熱伝導率が２００Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上であること、及び放熱特性が高いことなどが挙げられる。例えば、筐体部２０２は、引き抜き法を活用し作成することができる。
【０２２４】
また、筐体部２０２は、アルミニウムで構成した後、アルマイト処理することが望ましい。アルマイト処理することによって、表面積が増加し、放熱効果が高まる。
【０２２５】
図２９に示すように、照明装置２０１は地表方向（ここで地表方向とは、室内であれば床面方向、野外であれば地面方向を意味する。）に向けて発光が行われるように支持具１４１に取り付けられる。
【０２２６】
中空部２３１は、筐体部２０２の長手方向に柱状に形成される中空構造である。中空部２３１の柱状の断面は、略半円形状である。中空部２３１は、筐体部２０２の内部の、基板１３２が配置される位置に対して、固体発光素子１３１の発光方向とは逆側に形成される。すなわち、中空部２３１は、照明装置２０１の発光方向（図３０の下方向）を下側とした場合の、固体発光素子１３１及び基板１３２の上側に形成される。中空部２３１の下側の面は平面状であり、中空部２３１の上側の面は、略半円形状の断面形状である。また、中空部２３１は、流入口２０３及び流出口２１１を介して、照明装置２０１の外部とつながっている。
【０２２７】
流出口２１１は、中空部２３１の上側の面から、筐体部２０２の上面の外部に至る貫通孔である。流出口２１１は、中空部２３１の内部からの流体（空気）の出口となる孔である。流出口２１１は、筐体部２０２の長手方向に沿って形成される。流出口２１１は、筐体部１０２の固体発光素子１３１の発光方向とは逆側の位置に形成される。また、照明装置２０１は、流出口２１１が支持具１４１に対向するように、支持具１４１に取り付けられる。すなわち、照明装置２０１が支持具１４１に取り付けられた状態において、流出口２１１は、略上空方向（好ましくは上空方向に対して０度から３０度の範囲内。また、上空方向とは、室内であれば天井方向、野外であれば天空方向を意味する。）に向いた状態となる。
【０２２８】
流入口２０３は、中空部２３１から筐体部２０２の両側面の外部に至る貫通孔である。流入口２０３は、中空部２３１の内部への流体（空気）の入口となる孔である。複数の流入口２０３は、筐体部２０２の固体発光素子１３１の発光方向に対し両側面に形成される。筐体部２０２の各側面に形成される複数の流入口２０３は、筐体部２０２の長手方向に直列状に等間隔で配置される。また、流入口２０３の筐体部２０２の側表面における位置は、中空部２３１より下側（固体発光素子１３１の発光方向）に形成される。すなわち、流入口２０３の筐体部２０２の表面から中空部２３１に至る向きは、斜め上空方向（図３０における斜め上方向）である。例えば、流入口２０３の中空部２３１側から筐体部２０２の表面側に至る向きと、流出口２１１の筐体部２０２の表面側から中空部２３１側に至る向きとの角度は４５度である。
【０２２９】
なお、中空部２３１の断面形状は、略半円形状に限定されず、その一部の形状が流線型であればよい。好ましくは、中空部２３１の固体発光素子１３１の発光方向と反対側の面（図２８の上方向）の形状が流線型であればよい。ここで言う流線型とは、空気がその表面をスムーズに移動可能な形状を指す。中空部２３１の固体発光素子１３１の発光方向と反対側の面の形状が流線型にすることにより、中空部２３１において空気がスムーズに流れるので、筐体部２０２から空気中への放熱を効率的に行うことができる。
【０２３０】
また、中空部２３１の下面の形状は、平面状でなくてもよい。なお、中空部２３１の下面の形状を平面状にすることにより、固体発光素子１３１から中空部２３１までの距離を均一にすることができる。また、中空部２３１を容易に形成することができる。
【０２３１】
また、筐体部２０２には、１つの中空部２３１が形成されてもよいし、筐体部２０２の長手方向に列状に配置される複数の中空部２３１が形成されてもよい。
【０２３２】
また、筐体部２０２の外側の形状は、上述した断面形状に限定されるものではない。例えば、筐体部２０２と保護用透光板１３３とは、それぞれ略ハーフパイプ形状であり、筐体部２０２と保護用透光板１３３とを一体的に組み合わせることで、断面が円筒形状となってもよい。また、筐体部２０２の上側の表面形状は、中空部２３１の上面の形状と同様であるが、異なる形状であってもよい。
【０２３３】
なお、筐体部２０２の上側の表面形状は、流線型であることが好ましい。これにより、筐体部２０２の上面において空気がスムーズに流れるので、筐体部２０２から空気中への放熱を効率的に行うことができる。
【０２３４】
また、流入口２０３及び流出口２１１の形状、及び個数は１例であって、これに限定されるものではない。加工コスト等を考慮し、流入口２０３及び流出口２１１の形状、及び個数任意に決定してよい。
【０２３５】
例えば、流出口２１１は、１つの間隙が筐体部２０２の長手方向に沿って形成されるとしたが、複数の間隙が筐体部２０２の長手方向に列状に配置されてもよい。また、流出口２１１の形状は、矩形に限定されるものではなく、円形及び楕円形等の任意の形状でよい。
【０２３６】
また、流入口２０３の個数は、任意の数でよい。例えば、流出口２１１と同形状の流入口２０３が筐体部２０２の両側面にそれぞれ形成されてもよい。また、流入口２０３の形状は、楕円に限定されるものではなく、矩形等の任意の形状でよい。
【０２３７】
また、流入口２０３の中空部２３１側から筐体部２０２の表面側に至る向きと、流出口２１１の筐体部２０２の表面側から中空部２３１側に至る向きとの角度は４５度に限定されるものではない。流入口２０３の中空部２３１側から筐体部２０２の表面側に至る向きと、流出口２１１の筐体部２０２の表面側から中空部２３１側に至る向きとの角度は０度から９０度の範囲で照明装置２０１の形状等に合わせて任意に設定されてよい。これにより、照明装置周辺の暖められた空気を、流入口２０３から中空部２３１に効率的に流入することができる。また、中空部２３１に流入された空気を効率的に外部に流出することができる。
【０２３８】
次に、照明装置２０１の放熱機構について説明する。
図３１は、照明装置２０１に通電した状態における、空気の流れを示す図である。なお、図３１は、図３０と同様に、図２９に示すＧ１−Ｇ２面における照明装置２０１及び支持具１４１の構造を示す断面図である。
【０２３９】
固体発光素子１３１で発生した熱は、基板１３２を介して、筐体部２０２全体に拡散される。筐体部２０２に拡散された熱は、対流を効果的に利用して空気中に放出される。
【０２４０】
具体的には、まず、筐体部２０２の周辺の空気は、筐体部２０２に拡散された熱により熱せられ上昇気流となる。この上昇気流となった空気の一部は、筐体部２０２の外部表面２４１を流れる。この空気は、外部表面２４１の熱を受取りながら上昇する。すなわち、外部表面２４１から空気への熱の放出が行われる。
【０２４１】
また、上昇気流となった空気の別の一部は、流入口２０３から中空部２３１に流入する。この流入した空気は筐体部２０２の内部表面２４２の熱を受取りながら、流出口２１１より再び中空部２３１の外部に流出する。この空気は、内部表面２４２の熱を受取りながら上昇する。すなわち、内部表面２４２から空気への熱の放出が行われる。この際、中空部２３１の形状の一部が流線型であることにより、よりスムーズに空気が流れる。そのため、熱の放出に係る効率がさらに高まる。
【０２４２】
このように、本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１は、空気を熱することによる上昇気流、すなわち対流の効果を効率的に利用することができる。また、照明装置２０１は、外部表面２４１のみならず、内部表面２４２からも放熱できる。すなわち、照明装置２０１は、広い面積で放熱を行えるため、固体発光素子１３１で発生され筐体部２０２全体に拡散された熱を効果的に空気中へ放出できる。
【０２４３】
ここで、流入口２０３と、固体発光素子１３１とは、可能な範囲内で近接した位置に配置することが望ましい（好ましくは、直線距離で２０ｍｍ以下）。例えば、流入口２０３と固体発光素子１３１との距離が、流出口２１１と固体発光素子１３１との距離より近くなるように、流入口２０３が形成される。これは、固体発光素子１３１で発生した熱を、筐体部２０２全体に拡散しているものの若干の温度勾配は当然あり、それ故固体発光素子１３１近傍は高温となるためである。流入口２０３と固体発光素子１３１とを近接配置することにより、筐体部２０２の高温となる部分からの空気への熱の放出を促進することが可能となる。
【０２４４】
なお、照明装置２０１を、地表方向以外に向けて発光が行われるように支持具１４１に取り付けた場合においても、空気を熱することによる上昇気流は当然に発生し、当該取り付け状態に対応した放熱が行われることは言うまでもない。
【０２４５】
ここで、従来の放熱効果を向上させる技術として特開２００１−３０５９７０号公報に記載されている技術がある。特開２００１−３０５９７０号公報には、空気の流れ（対流）を発生すべく対流穴を有する発光ダイオードを使用した広告器が開示されている。これは、該広告器の上部と下部とに孔を設けることにより対流を発生させ、もって発光ダイオードで発生する熱を取り去ろうとするものである。
【０２４６】
しかしながら、該広告器においては、対流する空気を直接発光ダイオードに触れさせることにより、熱を空気に放出させようとするものであるが、開示されている方法では、対流が実際に発生するか否かに疑問が残る。また対流が発生したとしても、発光ダイオード表面は十分な面積はなく、よって効率よい空気への熱放出が行われる保証はない。さらには、発光ダイオードが取り付けられる基板についても、プラスチック又はガラスとされている。これらの材料は熱伝導率が低く、発光ダイオードで生じた熱を拡散することはできない。すなわち、基板を介した放熱も期待できないものと思われる。
【０２４７】
以下、本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の放熱性能と、従来の照明装置の放熱性能とを比較した結果を示す。１例として、上述した実施の形態２に係る照明装置１０１と、照明装置１０１に放熱フィンを取り付けた照明装置５０１と、実施の形態３に係る照明装置２０１との放熱性能を比較する。
【０２４８】
図３２は、照明装置１０１に放熱フィンを取り付けた照明装置５０１の側面からの平面図である。図３３は、図３２に示すＨ１−Ｈ２面における照明装置５０１の構造を示す断面図である。
【０２４９】
図３２及び図３３に示すように、照明装置５０１は、筐体部１０２の上方（発光方向を下方向とした場合の上方）に形成される放熱フィン５０２を備える。放熱フィン５０２は、複数の凹凸を有する断面形状を有する。放熱フィン５０２は、複数の凹凸を有することで、表面積が増加する。これにより、空気中への放熱効果を向上させることができる。
【０２５０】
表２は、実施の形態２に係る照明装置１０１と、放熱フィン５０２を備える照明装置５０１と、実施の形態３に係る照明装置２０１との放熱性能の比較結果を示す表である。なお、表２に示す温度低下量は、コンピュータシミュレーションソフトにより、算出した値である。また、照明装置１０１、照明装置５０１及び照明装置２０１に与えられる熱量は、一定である。また、表２に示す温度低下量は、照明装置１０１における最高温度点の温度を基準温度としている。そして、表２に示す温度低下量は、照明装置５０１及び照明装置２０１における最高温度点の温度が基準温度に対して何度低くなったかを示している。
【０２５１】
【表２】
2008135359.tif 000004
【０２５２】
表２に示すように、照明装置２０１は、照明装置１０１及び照明装置５０１に対して、大きな温度の低下を実現することができる。また、発明者らは、実際の装置を用いた実験においても、同様の温度低下が現れることを確認している。
【０２５３】
したがって、本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１は大きな放熱効果が得られることが明確となった。すなわち、本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１は固体発光素子１３１の特性をフルに発揮できるものであるといえる。
【０２５４】
なお、本発明の照明装置２０１は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で自由に変形して実施することができる。
【０２５５】
例えば、上記説明において、照明装置１０１及び照明装置２０１を一般の蛍光ランプ用の支持具に適用できるタイプとしたが、専用の支持具を使用するタイプ、又は支持具を使用せず直接商用電力の供給を受け動作するタイプとして実現してもよい。
【０２５６】
また、上記説明では、保護用透光板１３３に微細な不均一な凹凸を形成することにより、固体発光素子１３１から発光された光の指向性を弱めるとしたが、保護用透光板１３３に凹凸を形成する代わりに、以下に示す３つの方法のいずれかを用いてもよい。
【０２５７】
第１の方法として、光を拡散する拡散シートを保護用透光板１３３に貼付してもよい。すなわち、照明装置１０１及び照明装置２０１は、保護用透光板１３３の表面又は裏面に形成され、固体発光素子１３１により発光された光を拡散する拡散シートを備えてもよい。拡散シートは、固体発光素子１３１から発光された光を拡散する。よって、本発明に係る照明装置１０１及び２０１は、固体発光素子１３１から発光された光の指向性を弱め、広範囲を照明することができる。
【０２５８】
第２の方法として、保護用透光板１３３に、固体発光素子１３１から出射された光を拡散するための添加剤を添加してもよい。添加剤により、固体発光素子から発光された光は拡散される。よって、本発明に係る照明装置１０１及び２０１は、固体発光素子１３１から発光された光の指向性を弱め、広範囲を照明することができる。
【０２５９】
第３の方法として、保護用透光板１３３に凹凸を以下のように形成してもよい。
図３４は、実施の形態３に係る照明装置２０１の変形例である照明装置３０１の側面からの外観及び断面構成を示す図である。図３５は、図３４に示すＩ１−Ｉ２面における照明装置３０１の構造を示す断面図である。なお、図２５〜図２８と同様の要素には、同一の符号を付している。
【０２６０】
照明装置３０１は、照明装置２０１に対して、保護用透光板１３３の構成が異なる。照明装置３０１は、保護用透光板３３３を備える。なお、その他の構成要素は、照明装置２０１と同様であり、詳細な説明は省略する。
【０２６１】
図３４及び図３５に示すように保護用透光板３３３は裏面（図３４の上側の面）に、固体発光素子１３１に対応した凹凸形状を備える。具体的には、筐体部２０２の各固体発光素子１３１の発光光軸上に凸形状が形成される。固体発光素子１３１の光軸上では、固体発光素子１３１から保護用透光板３３３に到達する光量が多くなる。よって、凸形状より光を拡散し、光量を低下させる。
【０２６２】
一方、固体発光素子１３１の光軸から外れる部分については、固体発光素子１３１から保護用透光板３３３に到達する光量が少なくなる。よって、凹形状により光の拡散量を最小限にとどめる。
【０２６３】
以上より、照明装置３０１における長手方向（図３４における横方向）及び長手方向と垂直な方向（図３５における横方向）の光強度分布の均一性を向上することができる。これにより、本発明に係る照明装置３０１は、固体発光素子から発光された光の指向性を弱め、広範囲を照明することができる。なお、凹凸形状は、保護用透光板３３３の表面（図３４の下側の面）に形成されてもよい。
【０２６４】
さらに、上記第１〜第３の方法、及び保護用透光板１３３に微細な不均一な凹凸を形成する方法のうち２以上を用いて固体発光素子１３１から発光された光の指向性を弱めてもよい。
【０２６５】
また、固体発光素子１３１としてエレクトロルミネッセンスを使用してもよい。エレクトロルミネッセンスは、直流駆動素子であり本発明を適用することができる。エレクトロルミネッセンスは、発光ダイオードと同様に水銀レスであり、注目される光源の１つである。
【０２６６】
また、筐体部２０２及び保護用透光板１３３を円環状に形成することにより、照明装置２０１を環形蛍光ランプの代替光源とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０２６７】
本発明は、照明装置に適用でき、特に、光源に発光ダイオードなどの固体発光素子を用いた照明装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明装置１の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る照明装置１の側面からの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る照明装置１の上面からの平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る照明装置１の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る照明装置１を直管蛍光ランプ用の支持具４１に取り付けた状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る照明装置１を直管蛍光ランプ用の支持具４１に取り付けた状態を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る照明装置１における、空気の流れを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る照明装置１の回路構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る固体発光素子３１の、動作点Ｐに対する順方向電圧Ｖｆの変化を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る固体発光素子３１の、動作点Ｐに対する発光効率ηの変化を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定する処理を説明するためフローチャートである。
【図１２Ａ】本発明の実施の形態１における照明装置１に要求される性能を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施の形態１における照明装置１の構成に用いられる固体発光素子３１の特性情報と、その特性情報を用いて照明装置１に用いられる固体発光素子３１の個数を決定されることを説明する図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の変形例における照明装置１の並列に接続される各固体発光素子列７３を構成する固体発光素子３１の個数を決定する処理を説明するためフローチャートである。
【図１４Ａ】本発明の実施の形態１の変形例における照明装置１に要求される性能を示す図である。
【図１４Ｂ】本発明の実施の形態１の変形例における照明装置１の構成に用いられる固体発光素子３１の特性情報と、その特性情報を用いて照明装置１に用いられる固体発光素子３１の個数を決定されることを説明する図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の外観を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の側面からの平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の上面からの平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１を直管蛍光ランプ用の支持具１４１に取り付けた状態を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の回路構成を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１を支持具１４１に取り付けた状態の回路構成の１例を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１を支持具１４１に取り付けた状態の回路構成の１例を示す図である。
【図２３】蛍光ランプの性能の測定状況を模式的に示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態２に係る照明装置１０１の性能の測定状況を模式的に示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の外観を示す斜視図である。
【図２６】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の側面からの平面図である。
【図２７】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の上面からの平面図である。
【図２８】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１を直管蛍光ランプ用の支持具１４１に取り付けた状態を示す図である。
【図３０】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１を直管蛍光ランプ用の支持具１４１に取り付けた状態の断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１における、空気の流れを示す図である。
【図３２】放熱フィンを備える照明装置５０１の側面からの平面図である。
【図３３】放熱フィンを備える照明装置５０１の断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の変形例である照明装置３０１の外観及び断面構造を示す図である。
【図３５】本発明の実施の形態３に係る照明装置２０１の変形例である照明装置３０１の断面図である。
【符号の説明】
【０２６９】
１  照明装置
２  筐体部
３  端子部
４  端子ピン
５  流入口
２１  流出口
３１  固体発光素子
３２  基板
３３  保護用透光板
３４、３５  部品
４１  支持具
５１  中空部
６１  外部表面
６２  内部表面
７１  交流電源
７２  変換回路
７３  固体発光素子列
１０１、２０１、３０１、５０１  照明装置
１０２、２０２  筐体部
１０３  端子部
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ  端子ピン
１３１  固体発光素子
１３２  基板
１３３、３３３  保護用透光板
１３４  入力回路
１３５  直流変換回路
１３６  調整回路
１３７  保護回路
１４１  支持具
１５７、１５８  端子
１５５、１５６  ダイオードブリッジ回路
１６１  プラグ
１６２  スイッチ
１６３  安定器
１６４  グローランプ
１８１  蛍光ランプ
２０３  流入口
２１１  流出口
２３１  中空部
２４１  外部表面
２４２  内部表面
５０２  放熱フィン
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８  ダイオード
【図１】
2008135359.tif 000005
【図２】
2008135359.tif 000006
【図３】
2008135359.tif 000007
【図４】
2008135359.tif 000008
【図５】
2008135359.tif 000009
【図６】
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【図７】
2008135359.tif 000011
【図８】
2008135359.tif 000012
【図９】
2008135359.tif 000013
【図１０】
2008135359.tif 000014
【図１１】
2008135359.tif 000015
【図１２Ａ】
2008135359.tif 000016
【図１２Ｂ】
2008135359.tif 000017
【図１３】
2008135359.tif 000018
【図１４Ａ】
2008135359.tif 000019
【図１４Ｂ】
2008135359.tif 000020
【図１５】
2008135359.tif 000021
【図１６】
2008135359.tif 000022
【図１７】
2008135359.tif 000023
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2008135359.tif 000026
【図２１】
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【図２２】
2008135359.tif 000028
【図２３】
2008135359.tif 000029
【図２４】
2008135359.tif 000030
【図２５】
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【図２６】
2008135359.tif 000032
【図２７】
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【図２８】
2008135359.tif 000034
【図２９】
2008135359.tif 000035
【図３０】
2008135359.tif 000036
【図３１】
2008135359.tif 000037
【図３２】
2008135359.tif 000038
【図３３】
2008135359.tif 000039
【図３４】
2008135359.tif 000040
【図３５】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年6月20日(2007.6.20)
【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】
複数の固体発光素子を発光させることによって照明する照明装置であって、
金属より構成され、前記複数の固体発光素子を１以上の列で保持する保持手段と、
金属より構成され、前記保持手段を内部に備える横長の立体形状の筐体部とを備え、
前記筐体部は、
前記筐体部の下部に位置し、中空構造をとり前記保持手段が配置される第１空間部と、
前記保持手段が配置される位置に対して、前記複数の固体発光素子の発光方向とは逆側である前記筐体部の上部に位置し、中空構造をとり長手方向に並行に配置される柱状の複数の第２空間部と、
前記各第２空間部は、筐体部の外部に連通し、空気の入口となる、当該筐体部の側面から長手方向に沿って形成される孔と、
前記筐体部の外部に連通し、空気の出口となる、前記筐体部の上面に長手方向に沿って形成される開口部とを有し、
前記保持手段は、直接又は熱伝導性を有する材料を介して前記筐体部に密着し、
前記孔と前記固体発光素子との距離は、前記開口部と該固体発光素子との距離より近い
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
当該第２空間部の前記複数の固体発光素子の発光方向の側の面及び反対の側の面の形状は、流線型である
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記孔の当該第２空間部側から前記筐体部の表面側に至る向きと、前記開口部の前記筐体部の表面側から当該第２空間部側に至る向きとの角度は０度から９０度の範囲である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記筐体部の、前記開口部から前記孔までの上部外面の形状は、流線型である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記照明装置は、前記複数の固体発光素子に通電が行われている状態において、
前記複数の固体発光素子で発生した熱の一部を保持手段を介して前記筐体部に伝導し、
開口部及び孔を介して第２空間部を通り抜ける気流と、前記筐体部の側面に沿って発生する上昇気流とにより、筐体部に伝導された熱が排出される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。