(57)【要約】【課題】本発明によれば、高い照度、さらに広い照射角度を得ることができる発光ダイオード式照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ素子から照射した光に光指向性を持たせてＬＥＤ照明管から管外に照射させるように延出して設けられた反射部材を設け、反射部材に前記ＬＥＤ素子から発光した光に光指向性をもたせて前記ＬＥＤ照明管から管外に導くための光指向性形成面と、基板に実装されたＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子を映し出す擬似ＬＥＤ素子形成面を備え、ＬＥＤ素子から照射した光を管内で閉じ込めた後に管外に照射するＬＥＤ照明装置。【選択図】図３
2017050265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるＬＥＤ照明管と、
前記ＬＥＤ照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたＬＥＤ素子と、
該ＬＥＤ素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える第１光反射部材と、
前記第１光反射部材は、前記ＬＥＤ素子の中心線に対して対称又は非対象に光の照射方向に向けて延出して配設され、
前記第１光反射部材の集光反射面は、前記ＬＥＤ素子から発光した光に光指向性を持たせてＬＥＤ照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
前記ＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子を映し出すための擬似ＬＥＤ素子形成面を備え、
前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第２光反射部材と、
前記第２反射部材は、第１反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、
前記前記ＬＥＤ素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び又は前記全光束透過板と前記第２光反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備え、
該光が照明管外へ照射されるに伴い前記基板に搭載された擬似ＬＥＤが前記擬似ＬＥＤ素子形成面に映し出される発光ダイオード式照明装置。
【請求項２】
光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるＬＥＤ照明管と、
前記ＬＥＤ照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたＬＥＤ素子と、
該ＬＥＤ素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える第１光反射部材と、
前記第１光反射部材は、前記ＬＥＤ素子の中心線に対して対称又は非対象に光の照射方向に向けて延出して配設され、
前記第１光反射部材の集光反射面は、前記ＬＥＤ素子から発光した光に光指向性を持たせてＬＥＤ照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
前記ＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子を映し出すための擬似ＬＥＤ素子形成面を備え、
前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第２反射部材と、
前記第２反射部材は、第１反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、
前記前記ＬＥＤ素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び又は前記全光束透過板と前記第２反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備え、
前記基板に配設されたＬＥＤ素子から照射される光の方向から該ＬＥＤ素子を見た際に、前記擬似ＬＥＤ形成面に前記基板に配設されたＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子が映って見える照度を備える発光ダイオード式照明装置。
【請求項３】
前記第１光反射部材と前記２光反射部材とを繋ぐ第３光反射部材を備えることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項４】
前記擬似ＬＥＤ素子形成面は、前記第１反射部材の全反射率と、前記第１反射部材の仰角と、前記ＬＥＤ素子の設置端と前記第１反射部材との間隔によって規定されて形成されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項５】
前記第１光反射板は、基板に対して仰角；５０度から７５度に設定されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項６】
前記ＬＥＤ素子の設置端と前反射部材の集光反射面との間隔長さは、０．１ｍｍから５．０ｍｍに、前記基板表面との仰角は、５０度から７５度に、かつ前記第１光反射板の高さをＬＥＤ素子の幅の５倍以上、好ましくは１０ｍｍから２０ｍｍに設定されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項７】
前記擬似ＬＥＤ素子形成面は、前記光反射面の全反射率と、前記第１光反射部材の仰角と、前記ＬＥＤ素子の設置端と前記反射部材の集光反射面との間隔長の少なくとも１つを可変することにより、前記擬似ＬＥＤ素子が擬似ＬＥＤ形成面に写し出される個数が可変して写し出されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項８】
前記第２反射部材、及び又は前記全光速透過板は、少なくとも１個の光閉込め用の凹所を備えることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項９】
前記全光速透過板は、全光速透過率９５％以上を備えることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項１０】
前記光反射部材の全反射率は、８０％以上により規定されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項１１】
前記第１反射部材の光反射面は、光指向性形成面と擬似ＬＥＤ素子形成面とで全反射率及び／又は形状を異にすることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項１２】
第１及び第２反射部材が、ヒートシンクを備えることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項１３】
前記発光ダイオード式照明装置は、直管形発光ダイオード式照明装置であることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか１項記載の発光ダイオード式照明装置は、電子装置に使用されることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、放熱・反射の構造に特徴を有する発光ダイオード式照明装置、特に直管形発光ダイオード式照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】ＬＥＤに発光原理は、半導体素子に電圧を加えた際に光るもので、素子を基板上に実装し、電気を通すことは周知であるが、電気をＬＥＤ素子に通す際に発生する熱を放熱するためにはヒートシンクが不可欠である。【０００３】ＬＥＤは、従来の照明器具と比較した場合、消費電力を減らして従来の白熱灯や蛍光灯と同程度の照度・光エネルギーを出すことが可能で、今後さらに普及していくことが期待されている。特に、蛍光灯の代替光源として、蛍光灯と同様な外観を有し、既設の蛍光灯器具にもそのまま取り付けることが可能な、直管型のＬＥＤ照明管はその代表的なＬＥＤ光源である。【０００４】一般的に、ＬＥＤ照明管は、一般照明用と植物栽培用に大別され、それぞれ半透明、あるいは透明のガラスや合成樹脂からなる発光面とＬＥＤ基板の放熱のためのヒートシンクからなる円筒状の管体である。管体の内部は、一方面にＬＥＤ素子が所定の間隔で実装されており、電流を通す回路基板を備えている。【０００５】ＬＥＤ照明管は、全体的に直管型の蛍光灯と同様の形状を有しており、管体の両側には口金が装着され、器具に接続するための端子が突出して形成されている。上記構造によりＬＥＤ照明管は新設は勿論既設の蛍光灯器具に取り付け可能な構成となっており、そこから電源供給を受けて管内のｌＥＤを発光させることができる、【０００６】このような直管型のＬＥＤ照明管に関する発明としては、例えば特許文献１にはポリカーボネート製の円筒状の管体と、その管体の周囲の一部に設けられた開口部に装着されるアルミニウム製のヒートシンクとその管体内に実装される複数のＬＥＤとを備えるＬＥＤ照明管が開示さている。【０００７】また、特許文献２には、半透明のケーシングとこのケーシングに結合された保持部を有する放熱板とにより内部空洞を有する環状構造を構成し、放熱板の保持部に熱伝導的に固定される回路基板と、その回路基板に取り付けられた１つ以上のＬＥＤ光源と、管状構造の両端部に適合してはめられた２つの端部キャップとを備えるＬＥＤ照明管が開示されている。特許文献２では、従来の蛍光灯に代わり蛍光灯器具に取り付けて使用することができ、広角度に均一に照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】  特開２０１１−１１３８７６号公報
【特許文献２】  特開２０１３−２１９００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】本発明は、従来の欠点を鑑みてなされたもので、その目的は１６０度から１８０度の広い照射角度で高い照度（全光束）をもって光源としてのＬＥＤ素子から発光した光を照射する発光ダイオード式照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】本発明に係る発光ダイオード式照明装置は、光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるＬＥＤ照明管と、
前記ＬＥＤ照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置された光源としてのＬＥＤ素子と、
該ＬＥＤ素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える第１光反射部材と、
前記第１光反射部材は、前記ＬＥＤ素子の中心線に対して対称又は非対象に光の発光方向に向けて延出して配設され、
前記第１光反射部材の集光反射面は、前記ＬＥＤ素子から発光した光に光指向性を持たせてＬＥＤ照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
前記ＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子を映し出すための擬似ＬＥＤ素子形成面を備え、
前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第２反射部材と、
前記第２反射部材は、第１反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、
前記前記ＬＥＤ素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び又は前記全光束透過板と前記第２反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備え、
該光が照明管外へ照射されるに伴い前記基板に搭載された擬似ＬＥＤが前記擬似ＬＥＤ素子形成面に映し出される。【００１１】本発明に係る発光ダイオード式照明装置は、光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるＬＥＤ照明管と、
前記ＬＥＤ照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置された光源としてのＬＥＤ素子と、
該ＬＥＤ素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える第１光反射部材と、
前記第１光反射部材は、前記ＬＥＤ素子の中心線に対して対称又は非対象に光の発光方向に向けて延出して配設され、
前記第１光反射部材の集光反射面は、前記ＬＥＤ素子から発光した光に光指向性を持たせてＬＥＤ照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
前記ＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子を映し出すための擬似ＬＥＤ素子形成面を備え、
前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第２反射部材と、
前記第２反射部材は、第１反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、
前記第１反射板を基板に対して仰角；５０度から７５度に設定して、前記ＬＥＤ素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び又は前記全光束透過板と前記第２反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備え、
前記基板に配設されたＬＥＤ素子から照射される光の方向から該ＬＥＤ素子を見た際に、前記擬似ＬＥＤ形成面に前記基板に配設されたＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子が映って見える照度；３０〜９０ｌｘ／ｗを備える。【００１２】前記第１光反射部材と前記２光反射部材とを繋ぐ第３光反射部材を備える。
ることを特徴とする。【００１３】前記疑似ＬＥＤ形成面は、第１反射部材の光反射面の全反射率、前記第１反射部材の仰角と、前記ＬＥＤ素子の配置端と前記第１反射部材との間隔長によって規定されて形成されることを特徴とする。【００１４】前記ＬＥＤ素子の設置端と前反射部材との間隔長さは、０．１ｍｍから５．０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍから２．０ｍｍに、前記第１反射部材の仰角は、５０度から７５度に、好ましくは５０度から６５度に、かつ前記反射板の高さをＬＥＤ素子の幅の５倍以上、好ましくは１０ｍｍから２０ｍｍに設定されることを特徴とする。【００１５】本発明に係る発光ダイオード式照明装置は、電源電圧；５Ｖ、１２Ｖ、２４Ｖのいずれかの単一の電源電圧で駆動する。
本発明に係る発光ダイオード式照明装置は、順方向電圧１．５Ｖ〜４．５Ｖで駆動する。
本発明に係る発光ダイオード式照明装置は、９０Ｖ〜２４０Ｖで駆動する。【００１６】前記擬似ＬＥＤ素子形成面は、前記光反射面の全反射率と、前記第１光反射部材の仰角と、前記ＬＥＤ素子の設置端と前記反射部材との間隔長の少なくとも１つを可変することにより、擬似ＬＥＤ形成面に写し出される個数が可変して写し出されることを特徴とする。【００１７】前記第２光反射部材、及び又は前記全光速透過板は、少なくとも１個の光閉込め用の凹所を備えることを特徴とする。【００１８】前記全光速透過板は、全光速透過率９５％以上を備えることを特徴とする。【００１９】前記光反射部材の全反射率は、８０％以上により規定されることを特徴とする。【００２０】前記第１反射部材の光反射面は、光指向性形成面と擬似ＬＥＤ素子形成面とで全反射率及び／又は形状を異にすることを特徴とする。【００２１】第１及び第２光反射部材は、ヒートシンク材を備えることを特徴とする。【００２２】前記発光ダイオード式照明装置は、直管形発光ダイオード式照明装置であることを特徴とする。【００２３】前記発光ダイオード式照明装置は、電子装置に使用される。
【発明の効果】
【００２４】本発明によれば、その目的は１６０度から１８０度の広い照射角で高い照度（全光束）をもってＬＥＤ素子から発光した光を照射することができる発光ダイオード式照明装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係わる直管形発光ダイオード照明装置の斜視図である。
【図２】図１に示す直管形発光ダイオード照明装置の分解斜視図である。
【図３】図１に示す断面線ＡーＡにおける第１実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。
【図４】図１の発光ダイオード式照明装置におけるＬＥＤ素子である光源から発光された光の光路を説明する概略図である。
【図５（ａ）】ＬＥＤ素子から発光した光が閉じ込められた状態から全光束透過板を介して照明管から照射された写真を示す。
【図５（ｂ）】ＬＥＤ素子から発光した光が閉じ込められてない状態から照射された写真を示す。
【図６】基板に実装されているＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子が第１反射部材の擬似ＬＥＤ形成面に映って見える写真を示す。
【図７】図１に示す断面線ＡーＡにおける第２実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。
【図８】図１に示す断面線ＡーＡにおける第３実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。
【図９】図１に示す断面線ＡーＡにおける第４実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。
【図１０】図１に示す断面線ＡーＡにおける第５実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】以下、本発明に係る発光ダイオード式照明装置、特に直管形発光ダイオード式照明装置を以下に詳述する。図１は、本発明に係る発光ダイオード式照明装置を示す概略図である。図２は、図１に示す直管形発光ダイオード照明装置の分解斜視図である。図３は、図１に示す断面線ＡーＡにおける第１実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。
【００２７】発光ダイオード式照明装置は、光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるＬＥＤ照明管と、
前記ＬＥＤ照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置された光源としてのＬＥＤ素子と、
該ＬＥＤ素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える第１光反射部材と、
前記第１光反射部材は、前記ＬＥＤ素子の中心線に対して対称又は非対象に光の発光方向に向けて延出して配設され、
前記第１光反射部材の集光反射面は、前記ＬＥＤ素子から発光した光に光指向性を持たせてＬＥＤ照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、前記ＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子を映し出すための擬似ＬＥＤ素子形成面を備え、前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第２反射部材と、前記第２反射部材は、第１反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、を備えることが好ましい。
【００２８】第１光反射部材１９は、ＬＥＤ素子の両側に前記ＬＥＤ素子の中心線に対して対称に配設され、かつ該ＬＥＤ素子から発光した光に光指向性を持たせてＬＥＤ照明管から管外に照射されるように延出して設けられている。第１光反射部材１９は、基板上に設けられている。
【００２９】図４は、図１の発光ダイオード式照明装置におけるＬＥＤ素子である光源から発光された光の光路を説明する概略図である。図４に示すように、第１反射部材を基板に対して仰角を５０度から７５度に、好ましくは５０度から６５度に設定し、かつ前記第２反射部材を第１反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設することにより、ＬＥＤ素子から発光された光は、▲１▼ＬＥＤ素子の光源直下から第１反射部材の内部空間を直進して全光束透過板から管体の外に照射される、さらに▲２▼第１反射部材の集光反射面で反射して第１反射部材の内部空間を通って全光束透過板から管体の外に照射される、さらに▲３▼第１反射部材の集光反射面で反射して第１反射部材の内部空間を通って全光束透過板に到達した光がさらに第２反射部材で反射して光閉じ込め手段を介して全光束透過板から管体の外に照射される。なお、全光束透過板は、曲面を備えることが好ましい。
【００３０】ここで、前記前記ＬＥＤ素子から発光した光は、前記全光束透過板に及び又は前記全光束透過板と前記第２反射部材との間の空間に設けられた光閉じ込め手段に閉じ込められる。そして前記閉じ込められたＬＥＤ素子から発光した光は、前記全光束透過板を通して管体の外に照射される。前記第２反射部材、及び又は前記全光束透過板は少なくとも１個の光閉込め用の凹所を備えることが好ましい。
【００３１】ＬＥＤ素子から全光束透過板を備える透光性カバーを通して照射される光は、照射角度；１２０度から１８０度、全光束；２０００〜３０００ｌｍをもって照射されることが好ましい。
【００３２】第１光反射板の仰角を５０度から７５度に、さらにＬＥＤ素子の配置端と第１光反射板との間隔を０．１〜５．０ｍｍに、第１光反射板の高さをＬＥＤ素子の幅の５倍以上、好ましくは１０ｍｍ〜２０ｍｍに設定することにより、広い照射角度で光量のロスを無くし、照度やＰＰＦＤを向上させることができる。
ＬＥＤ光源により照射される照度は、１．５〜２．０倍を得ることが好ましい。
なお、第１反射部材を基板に対して仰角、ＬＥＤ素子端部と反射板との間隔、反射板の高さは、ＬＥＤ照明装置の直径等のサイズに応じて可変されてもよい。
【００３３】図５（ａ）は、光閉じ込め手段である全光束透過板に及び又は前記全光束透過板と前記第２反射部材との間の空間にＬＥＤ素子から発光した光が閉じ込められた状態から全光束透過板を介して照射された図を示す。図５（ｂ）は、閉じ込められてない状態から照射された図をそれぞれ示す。該図より、光が閉じ込められた状態から全光束透過板を介して照射された光は、全光束透過板の全体にわたりほぼ均一に照射していることがわかる。
一方閉じ込められてない状態から照射された光は、ＬＥＤ素子が配設されたほほ中央の領域が明るく、その周辺領域は、中央に比べて照度が低く、全光束透過板の中央領域と周辺領域とで照度が不均一に見える。
ここで、図５（ａ）は、色温度３０００Ｋ、全光線透過率；６０〜７０％（帝人社製ＭＬ７５００シリーズ；乳白カバー）を、図５（ｂ）は、色温度３０００Ｋ、全光線透過率；８９％（帝人化成社製ＭＮ４８００シリーズ；透明カバー）クリア板）の全光束透過板を使用した。
【００３４】図６は、前記基板に配設されたＬＥＤ素子から発光した光が、照射される方向からＬＥＤ素子を見た際に、基板に実装されているＬＥＤ素子１３の擬似ＬＥＤ素子１３ａが第１反射部材の擬似ＬＥＤ形成面に映って見える写真を示す。
その時のＬＥＤ素子の照度は、３０〜８０ｌｘ／ｗを備えることが好ましい。
【００３５】擬似ＬＥＤ素子形成面は、第１光反射面の全反射率と、第１光反射部材の仰角と、ＬＥＤ素子の設置端と前記反射部材の光反射面との間隔長によって規定されて形成されることが好ましい。
【００３６】前記第１光反射部材と前記２光反射部材とを繋ぐ第３光反射部材を備えることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式照明装置。
【００３７】前記全光束透過板は、全光束透過率９５％以上を備えることが好ましい。
反射部材の全反射率は、８０％以上により規定されることが好ましい。
【００３８】本発明に係る第１光反射部材の光反射面は、光指向性形成面と擬似ＬＥＤ素子形成面とで全反射率及び／又は形状を異にすることが好ましい。
【００３９】擬似ＬＥＤ素子形成面は、前記光反射面の全反射率と、前記第１光反射部材の仰角と、前記ＬＥＤ素子の設置端と前記反射部材との間隔長の少なくとも１つを可変することにより、前記擬似ＬＥＤ素子が擬似ＬＥＤ形成面に写し出される個数が可変して写し出されることが好ましい。
【００４０】本発明に係る前記発光ダイオード式照明装置は、直管形発光ダイオード式照明装置であることが好ましい。
本発明に係る発光ダイオード式照明装置は、電子装置の光源、例えば液晶装置のバックライトに使用してもよい。
【００４１】さらに、光指向性形成面と擬似ＬＥＤ形成面とは異なる形状を備えることが好ましい。光指向性形成面と擬似ＬＥＤ形成面は、少なくとも一部の形状を直線と直線以外の形、例えば、曲面、凹凸、ノコギリの形状、さらにはこれら形状の組み合わせ、またこれらの形状でピッチを可変したに組み合わせ等で形成してもよい。また、光指向性形成面と擬似ＬＥＤ形成面とは同じ形状であってもよい。
【００４２】さらに、光指向性形成面と擬似ＬＥＤ形成面とで全反射率を異にしてもよい。
全反射率は、８０％〜９５％の範囲で異にしてもよい。
【００４３】また、第１光反射部材は、ＬＥＤ素子から発光した光に指向性をもたせてＬＥＤ照明管から管外に照射するための光指向性形成面と、ＬＥＤ素子に面する側の集光反射面に前記実装されたＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子を映し出す擬似ＬＥＤ素子形成面とを備える。なお、擬似ＬＥＤ素子形成面は、光指向性形成面を形成していてもよい。
【００４４】発光ダイオード式照明装置が直管形発光ダイオード式照明灯においては、蛍光灯取り付け具における従来の蛍光管の代わりとなる長さ及び直径を備える。直管形発光ダイオード式照明灯の全長は、従来の直管形の蛍光灯と同様であり、その用途に応じて例えば３００ｍｍから２４００ｍｍ等に適宜設定できる。また、その直径は、従来の直管形の蛍光灯とほぼ同様であり、全体として直管形の蛍光灯と略同様な外形及び外観を有している。
【００４５】なお、発光ダイオード式照明装置の管体は、略半円筒状の断面形状を有する部材である。発光ダイオード式照明装置の管体は、例えば、ガラスや合成樹脂等の材料で形成することができる。例えば、ポリカーボネート樹脂等の所定の弾性を有する材料により長尺の半円筒となるように一体成形した部材でもよい。
また、発光ダイオード式照明灯の管体の全体又は一部は、透光性を有しており、透光可能な限りにおいて透明、半透明、有色透明の材料で形成されていてもよい。
【００４６】また、発光ダイオード式照明装置を駆動するためのＡＣ電源等の電子部品は、ＬＥＤ照明管内に設けられ、ＬＥＤ光源から放射される光と干渉しない位置及び配線態様で基板に配置して実装しることが好ましい。
【００４７】本発明のＬＥＤ照明装置において疑似ＬＥＤ素子が、映し出される照度は、ＬＬＤ素子が発光していればよいが、少なくとも３０ｌｘ／ｗ〜８０ｌｘ／ｗを備えことが好ましい。ここで、ＬＥＤ照度は、発光ダイオード式照明装置に交流１００Ｖ５０Ｈｚで印加して測定した。測定にはＪＩＳ  Ｃ１６０９に規定された一般形ＡＡ級の照度形を用いた。測定距離は、ＬＥＤ素子の光源の前面と照度形の測定基準面との距離を１ｍとした。光源は、鉛直下向きで点灯して測定した。
測定結果は、以下の通りである。ＬＥＤ素子の消費電力（Ｗ）は、１９．５Ｗである。
測定結果１；７２４（ｌｘ）  ３７．１  ｌｘ／ｗ
測定結果１；８７０（ｌｘ）  ４４．６  ｌｘ／ｗ
測定結果１；１５５６（ｌｘ）７９．８  ｌｘ／ｗ
【００４８】光源としてのＬＥＤ素子を駆動する駆動装置は、▲１▼５Ｖ、１２Ｖ又は２４Ｖのいずれかの単一電源、又は▲２▼少なくとも順方向電圧１．５Ｖ〜４．５Ｖ、又は▲３▼９０Ｖ〜２４０Ｖのいずれかの電圧で駆動する。
【００４９】ＬＥＤ素子は、上述した所定の電圧を印加すると白色に発光する表面実装型の白色ＬＥＤである。このＬＥＤ素子が、基板の表面側の幅方向中央位置に基板１２の長手方向に沿って一列となるように一定間隔で配置されていることが好ましい。ＬＥＤ素子は、基板１２の長手方向に沿って複数列となるように配置してもよい。
【００５０】前記反射部材は、Ａｌ材等のヒートシンク部材を備えることが好ましい。
本実施形態の直管形発光ダイオード式照明灯では、ＬＥＤ素子が実装される基板直下のヒートシンク部分と、人体が触れるヒートシンク部分との距離を従来のヒートシンクの２〜３倍以上の長さにすることにより熱伝導効率が良くなり、ＬＥＤ素子が通電される際に発生する熱の放熱効果を高める。
【００５１】本実施形態ではＬＥＤ素子が実装される基板直下のヒートシンク構造を半円筒でかつＬＥＤ素子直下と人体に触れるヒートシンクまでの距離が短い構造ではなく、ＬＥＤ素子直下から人体に触れるヒートシンクまでの距離を長くするため、Ｍ形構造とし、熱伝導効率を高め、より放熱を促進する構造とした。
【００５２】本実施形態の構造では一定の角度で集光反射させるＭ形ヒートシンク（断面）構造としたことで、ＬＥＤ素子から発光する光を反射して所定の方向に指向し、照度向上を図る。また、Ｍ形構造のヒートシンク（断面）の配光角度を広角にするために、ＬＥＤ素子側のヒートシンク面を反射効率の高い銀塗装、メッキあるいはクロム処理する。また、同様に配光角度を広角にするためにヒートシンクカバーを拡散対応あるいはプリズムタイプとする。
【００５３】以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して具体的に説明する。
発光ダイオード式照明装置１は、蛍光灯取り付け具における従来の蛍光ライト管の代わりとなるような長さ及び直径となっている。発光ダイオード式照明装置の全長は、従来の直管形の蛍光灯と同様であり、その用途に応じて例えば３００ｍｍ、４５０ｍｍ、６００ｍｍ、９００ｍｍ、１２００ｍｍ、１８００ｍｍ、２４００ｍｍ等に適宜設定できる。発光ダイオード式照明装置の管径は、従来の直管形の蛍光灯とほぼ同様であり、全体として直管形の蛍光灯と略同様な外形及び外観を有している。
【００５４】図１〜図３に示すように、発光ダイオード式照明装置１は、全光束透過板を備える透光性カバー３１及び管体部材１５を備える円筒状管体１０と、円筒状管体１０の内部に配設された光源としてのＬＥＤ素子１３と、ＬＥＤ素子１３が実装された基板１２と、基板支持部材１７と、光反射部材１９と、ＬＥＤ制御器２２と、端部キャップ５０とを備える。さらに、光反射部材１９は、第１光反射部材１９１と、第２光反射部材１９３と、第３光反射部材１９５とを備える。ここで、管体部材１５と、基板支持部材１７と、第１光反射部材１９１と、第２光反射部材１９３と、第３光反射部材１９５は、アルミや、銅、プラスチック等のヒートシクン材で作られることが好ましい。また、本実施形態において、基板支持体部材１７と第１光反射部材１９１は一体成形して作られることが好ましいい。また、第１光反射部材１９１と、第２光反射部材１９３と、第３光反射部材１９５とを一体成形して作られることが好ましい。さらに、基板支持部材１７、第１光反射部材１９１と、第２光反射部材１９３と、第３光反射部材１９５とは一体成形して作られることが好ましい。これら部材１７、１９１、１９３、１９５にプラスチックを使用すれば、これら部材を一体成形することが容易にできる。
【００５５】これら部材１５、１７、１９１、１９３、１９５にヒートシンクを使用することにより、高い放熱効果を得ることができ、例えばヒートシンクの素材をアルミニウムにした場合、人体の触れる部分の熱を安全な温度、例えば４０℃とすることができる。ヒートシンクの素材は、熱伝導効率に優れているアルミニウムあるいは銅が一般的である。
【００５６】これら部材１７、１９１、１９３、１９５をアルマイトの金型引き抜き（押し出し）一体加工することで、製造工程がシンプルになり、コストダウンと工程短縮を図ることができる。
【００５７】すなわち、発光ダイオード式照明装置１によれば、ＬＥＤ直管（蛍光灯タイプ）、ＬＥＤの最大の課題であるヒートシンク表面温度を人体が触れても安全な温度（約４０℃）にすることができる上に、照度も蛍光灯と同等あるいは同等以上の性能を出すことが可能となる。
【００５８】図３に示すように、基板１２は、基板支持部材１７の長手形状の内部空間（閉空間）内に収容され支持されている。また、ＬＥＤ素子１３は、基板支持部材１７の透光性カバー３１側に形成されたストライブ状の開口部に発光面を透光性カバー３１と対向させて配設される。
【００５９】基板１２は、伝熱性を有している。基板支持部材１７は、ＬＥＤ素子から発生した熱を基板１２を介して受け、第１光反射部材に伝達される。
第１光反射部材１９１は、基板支持部材１７との結合部となる一端から透光性カバー３１に向けて延びて配説される。
【００６０】図３に示すように、発光ダイオード式照明装置１の上記閉空間の横断面において、横断面に沿った透光性カバー３１の中心線６１上にＬＥＤ素子１３が配設される。透光性カバー３１は、全光束透過率９５％以上を有する全光束透過板であることが好ましい。全光束透過板は、全光束透過率９５（％）以上を備えることが好ましい。透光性カバー３３は、帝人社製の高拡散タイプである樹脂製のＭＬシリーズを用いた。ここで、全光束透過率（％）は、試験片を載せた時の全光束／試験片を載せない時の全光束×１００で表される。
【００６１】基板１２に実装されたＬＥＤ素子１３は、基板の長手方向に所定の間隔をもって１列に、もしくは複数列に配設されてもよい。図２に示すように基板１２上には長手方向に沿って等間隔に複数のＬＥＤ素子１３が実装されている。また、基板１２の端部にはＬＥＤ制御器２１が配置されている。
【００６２】第１光反射部材１９１は、ＬＥＤ素子と間隔（Ｓ）をもって該ＬＥＤ素子の両側に前記ＬＥＤ素子の中心線に対して対称又は非対象に配設され、かつ該ＬＥＤ素子から発光した光に光指向性を持たせて光をＬＥＤ照明管から管外に照射させるように延出して設けられる。第１反射部材の長さは、ＬＥＤ素子の幅の５倍以上、好ましくは基板上から約１０ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。
【００６３】ここで第１光反射部材１９１は、ＬＥＤ素子側に集光反射面１９ａを備えることが好ましい。集光反射面１９ａは、光指向形成面２０ａ及ＬＥＤ素子に面する側の光反射面に実装されたＬＥＤ素子の擬似ＬＥＤ素子を映し出す擬似ＬＥＤ素子形成面２０ｂを備えることが好ましい。
【００６４】前記ＬＥＤ素子端部と第１反射部材１９の集光反射面との間隔長（Ｓ）は、０．１ｍｍから５．０ｍｍに、好ましくは０．５ｍｍから２．０ｍｍに、第１光反射部材１９の仰角αは、５０度から７５度に、好ましくは５０度から６５度に、かつ前記反射部材の全反射率を８０％以上に規定されていることが好ましい。上記間隔は、集光反射面の一部に電気絶縁材を設ければ、ゼロであってもよい。
【００６５】基板に実装されたＬＥＤ素子の疑似ＬＥＤ素子が、第１反射部材１９の集光反射面１９ｂに写し出される。ＬＥＤ素子の照射方向から基板に実装されたＬＥＤ素子の下方を見た場合に、第１反射部材１９の集光反射面１９ａに擬似ＬＥＤ素子が、写し出される図を図６に示す。
【００６６】管体１０は、ＬＥＤ素子１３からの光を透光する透光性カバー３１と、管体部材１５とを備える。管体３１は、閉空間を備え、閉空間は、その内にＬＥＤ素子１３、基板１２、基板支持部材１７、第１光反射部材１９１、第２光反射部材１９３、第３光反射部材１９５を備え、これら各々は中心線６１に対して線対称の形状を有していることが好ましい。
【００６７】端部キャップ５０は、管体部材１５と透光性バー３１とによって構成される管状構造の２つの端部にはめ込まれる。端部キャップ５０には電源ピン５１が設けられている。
【００６８】第１光反射部材１９１は、基板に実装されたＬＥＤ素子から発光する光が進行する方向で前記透光性カバー３１に向けて延出する延出部２３に集光反射面１９ａを備える。延出部２３は、基板に実装されたＬＥＤ素子から発光する光が進行する方向で、前記ＬＥＤ素子の両側で前記ＬＥＤ素子の中心線に対して対称又は非対称に配設されている。延出部２３は、発光素子１３からの光を透光性カバー３１に指向する姿勢で配置されている。
【００６９】第１光反射部材１９は、透光性カバー３１に向かって所定の仰角；５０度から７５度の角度で延出する第１光反射部材１９１と、透光性カバー３１の湾曲形状に沿って屈曲して設けられている第２光反射部材１９３と  第１光反射部材１９１と第２光反射部材１９３とを繋ぐ第３光反射部材１９５とを備える。光反射部材１９は、第１光反射部材１９１、第２光反射部材１９３、第３光反射部材１９５の構成に限らずに光反射部材を繋いでさらに多段構成にしてもよい。
【００７０】第１光反射部材１９１は、ＬＥＤ素子１３側の面に光反射特性を有する集光反射面１９ａを延出部２３に備える。集光反射面１９ａは、中心線６１に向けて凸になる曲面になっていることが好ましい。当該曲面の曲率は、要求される光指向性に応じて適宜決定される。
【００７１】第２光反射部材１９３及び第３光反射部材１９５は、透光性カバー３１と対向する側に光反射特性を有する光反射面１９３ａ及び１９５ａをそれぞれ備えることが好ましい。
【００７２】擬似ＬＥＤ素子形成面は、光反射面の全反射率と、第１光反射部材の仰角と、ＬＥＤ素子の設置端と前期反射部材の光反射面との間隔長の少なくとも１つによって規定されて形成されることが好ましい。
【００７３】前記全光束透過板は、全光束透過率９５％以上を備えることが好ましい。
前記反射部材の全反射率は、８０％以上により規定されることが好ましい。
【００７４】すなわち、ＬＥＤ素子の発光照度を従来の蛍光管と同等あるいはそれ以上に指向させるため、第１光反射部材の集光反射面の全反射率を８０％以上とすることが好ましい。具体的には集光反射面１９ａに、例えば銀メッキ、銀塗装、クロムメッキ等を施すことが好ましい。また、この時の照度は、「明るさは光源と照射面までの距離の二乗に反比例する」という、光の明るさの定理に基づき定められる。
【００７５】前記ＬＥＤ素子から発光した光は、第１光反射部材１９１を介して全光束透過板３１を通して管体の外に照射する際に、第２光反射部材１９３の光反射面１９３ａに対応して配設された全光束透過板３１に閉じ込められ、及び又は前記全光束透過板３１と前記第２光反射部材１９３との間の空間に形成された光閉じ込め路６０に閉じ込められて、閉じ込められた光が全光束透過板３１から管体の外に照射されることが好ましい。
【００７６】さらに、前記ＬＥＤ素子から発光した光は、第１光反射部材１９１を介して全光束透過板を通して管体の外に照射する際に、第１光反射部材１９１は、基板に対して仰角；５０度から７５度に、好ましくは５０度から６５度、ＬＥＤ素子端部と第１光反射部材との間隔（Ｓ）；０．５〜５．０ｍｍ、反射板の高さ；ＬＥＤ素子の幅の５倍以上、好ましくは１０〜２０ｍｍに設定されることが好ましい。この設定により、第２光反射部材２０の反射面に対応して配設された全光束透過板３１に閉じ込められ、及び又は前記全光束透過板と前記第２光反射部材との間の空間に形成された光閉じ込め路６０に閉じ込められて、閉じ込められた光が全光束透過板３１から管体の外に照射されることが好ましい。
【００７７】全光束透過板と第２光反射部材との間の空間に形成された光閉じ込め路６０は、第２光反射部材の端部を全光束透過板に嵌合して形成されることが好ましい。
【００７８】前記第２反射部材、及び又は前記全光束透過板は少なくとも１個の光閉込め用の凹所６２を備えることが好ましい。
【００７９】かくして、ＬＥＤ素子から全光束透過板を介して管外に照射される光は、照射角度；１２０度から１８０度、全光束全光束；２０００〜３０００ｌｍで照射される。この際に、擬似ＬＥＤが、第１光反射部材に映し出されることが好ましい。
【００８０】第２光反射部材１９３の光反射面１９３ａに光反射特性を持たせることでＬＥＤ素子から光のうち、図４に示すように透光性カバー３１の内面で反射された光を面で反射して透光性カバー３１を通過させることができる。
【００８１】本実施形態の反射効率を高める処理は、銀塗装、銀メッキあるいはこれに準ずる塗装であり、銀塗装の場合、全反射率を９０％まで向上させることができる。
【００８２】発光ダイオード式照明装置１は、図２及び図３に示す形状の光反射部材を用いることで、ＬＥＤ素子と発光ダイオード式照明装置１の外周面（人体が触れる部分）までの距離を従来の構造に長くできる（２倍以上に長くできる）。
【００８３】直管形発光ダイオード式照明装置１によれば、照度分布を広角（１４０度以上）にすることが可能となり、従来の蛍光灯の性能（照度と配光）を蛍光灯の５０％の消費電力で可能となり、省エネ照明光源を可能にする。具体的には、消費電力を蛍光灯に比べて１２〜１３程度のでき、照度・ＰＰＦＤを２から３倍（従来のＬＥＤ比較）にできる。蛍光管のような高熱を発することがなく、安全と安心に寄与する。また、直管形発光ダイオード式照明灯１は、５００ｇ以下にできる。
【００８４】以下、第１反射部材の集光反射面の形状の他の実施形態を説明する。
第２実施形態
図７は、図１に示す断面線Ａ−Ａにおける本実施形態の直管形発光ダイオード式照明装置の断面である。
図５に示すように、本実施形態では、光反射部材１９を構成する第１光反射部材１９１のＬＥＤ素子側の集光反射面１９ａは、光反射特性を有し、中心線６１に対して凹状の曲面になっている、当該曲面の曲率は、要求される光特性に応じて適宜決定される。
【００８５】第３実施形態
図８は、図１に示す断面線Ａ−Ａにおける本実施形態の発光ダイオード式照明装置の断面である。
図６に示すように、本実施形態では、第１光反射部材１９１のＬＥＤ素子１３側の集光反射面２１９ａの全体あるいは一部は、光反射特性を有し、多数の凹凸が形成されている。当該凹凸の形状、大きさ、間隔、数は要求される光特性に応じて適宜決定される。
【００８６】第４実施形態
図９は、図１に示す断面線Ａ−Ａにおける本実施形態の直管形発光ダイオード式照明装置の断面である。
図９に示すように、本実施形態では、第１光反射部材１９のＬＥＤ素子１３側の集光反射面１９ａは、中心線６１の一方にのみに形成される。
本実施形態の発光ダイオード式照明装置が、複数の発光ダイオード式照明灯を並列に並べて設置した場合に端部に配置される。本実施形態では、一方向に光量を高めることができる。
【００８７】第５実施形態
図１０は、図１に示す断面線Ａ−Ａにおける本実施形態の発光ダイオード式照明装置の断面である。
上述した第１本実施形態では、第１光反射部材１９１の透光性カバー３１と対向する第２光反射部材２９３の光反射面２９３ａと、透光性カバー３１との間に空間を形成する場合を例示したが、本実施形態では、該図に示すように、第２光反射部材２９３の光反射面２９３ａが、透光性カバー３１の内面と接触して設けられてもよい。当該構成によれば、管体部材３３と透光性カバー３１とが装着時に接合される装着部８３から水が流入することを効果的に抑制でき、屋外灯として利用できる。
【００８８】本発明は、上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲又はその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、組み合わせ、代替を行なってもよい。
【００８９】例えば、第１光反射部材の集光反射面の形状は、曲面形状、凹形状、凸形状、凹凸形状、ノコギリ形状等の形状を組み合わせて形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】本発明は、発光ダイオード式照明灯に適用可能である。
【符号の説明】
【００９１】１発光ダイオード式照明装置
１０円筒状管体
１２基板
１３ＬＥＤ素子
１３ａ疑似ＬＥＤ素子
１５管体部材
１６中心線
１７基板支持部材
１９光反射部材
１９１第１光反射部材
１９ａ集光反射面
１９３第２光反射部材
１９３ａ光反射面
１９５第３光反射部材
１９５ａ光反射面
２０ａ光指向形成面
２０ｂ疑似ＬＥＤ形成面
２３第１光反射部材の延出部
３１透光性カバー
５０端部キャップ
６０光閉込め路
６２光閉込め凹所
【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（ａ）】
2017050265.tif 000007
【図５（ｂ）】
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【図６】
2017050265.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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