JP2011060719A - Ｌｅｄを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】熱を持たない、電力消費量が少ない、寿命が長い等のＬＥＤの特長を生かしつつ、ＬＥＤが点光源のように見えず、ＬＥＤから離れたりＬＥＤの照射方向から角度的にずれたりしても、照度が急激に落ちてしまうことがない、複数のＬＥＤを有する照明器具を提供すること。
【解決手段】ＬＥＤ設置板の上に並置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ群を有し、該ＬＥＤ群の前面に、凸レンズの断面を有するシリンドリカルレンズである細長い第１光屈折体を、内管と一体となって又は内管の内側に、内管の軸方向に互いに隣接して密に複数個並列して、第１光屈折体とその第１光屈折体に最も近いＬＥＤとの距離が、該第１光屈折体の実質焦点距離よりも短い距離で有してなるものであって、上記ＬＥＤ群が、ＬＥＤ設置板の上にＬＥＤが１１９８ｍｍあたり２０個〜８００個並置され、汎用の直管型蛍光灯と実質的に等しい外形寸法を有することを特徴とする照明器具。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤを用いた照明器具に関し、更に詳しくは、複数のＬＥＤの前面に特定の構造の光屈折体を設けてなる照明器具に関するものである。

ＬＥＤを用いた照明器具については多く知られている（例えば、特許文献１〜４）。また、汎用の蛍光灯の代替品とするべく、汎用の蛍光灯用の点灯器具に装着して使用することができるように、蛍光灯と互換性を持たせ、外観を汎用の蛍光灯に模したものも知られている（例えば、非特許文献１〜２）。

これらＬＥＤを用いた照明器具は、蛍光灯や白熱灯に比べ、熱を持たない、電力消費量が少ない、寿命が長い等の特長がある反面、多くの問題点があった。例えば、複数のＬＥＤを並置しても照度が充分でない場合があり、照度を確保するために多くのＬＥＤを並置しても、ＬＥＤに近い場所での照度は充分でもＬＥＤから離れると（例えば１ｍ程度でも）、その地点の照度が急激に落ちてしまうという問題点があった。また、ＬＥＤの照射方向での照度は充分でも、ＬＥＤの照射方向から角度が少しでもずれた場所では、照度が急激に落ちてしまうという問題点もあった。

そして、そのような場所での照度を充分に確保するために更に多くのＬＥＤを並置すると、近くでは照度が上がり過ぎたり、照明器具全体として高価になったりするという問題点が生じていた。また、照明器具から離れた場所で照度が急激に落ちるので、従来のＬＥＤを用いた照明器具では、別途、スポットライト等を併用する必要があり、面倒でもありコスト的にも不利であった。

また、ＬＥＤが点光源であるために、照明器具としてたとえＬＥＤを複数個並置しても、１個のＬＥＤ自体を見つめると眩しかったり、照明器具として美観が損なわれたり、汎用の蛍光灯の代替品として使用する場合には、照明器具全体が光っている汎用の蛍光灯と外観が大きく異なるという問題点もあった。そして、これらを解決するために、磨りガラス（曇りガラス）で全体を覆う方法も考えられるが、それでもＬＥＤが点光源であることから生じる上記問題点を解決することはできなかった。

そのため、ＬＥＤを用いた照明器具は、上記多くの特長があるにもかかわらず、照明器具として汎用品とはなっておらず、況してや汎用の蛍光灯の代替品としては使用できるものではなかった。

省エネルギー、長寿命、良環境特性等の要求は、近年ますます高くなってきている。ＬＥＤはこのような要求に答えられるが、ＬＥＤを用いた照明器具は上記したように問題点があり、更なる改善の余地があった。

特開２００２−３０４９０４号公報 特開２００４−０３９５９４号公報 特開２００６−０２４３８１号公報 特開２００７−２２７２１０号公報

日本ユーザック株式会社商品カタログ（２００７年） 日本アドバンテージ株式会社商品カタログ（２００７年）

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、熱を持たない、電力消費量が少ない、寿命が長い等のＬＥＤの特長を生かしつつ、ＬＥＤが点光源のように見えず、ＬＥＤから離れたり、ＬＥＤの照射方向から角度的にずれたりしても、照度が急激に落ちてしまうことがない「複数のＬＥＤを有する照明器具」を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、並置された複数のＬＥＤの少なくとも前面に、凸レンズの断面を有するシリンドリカルレンズである細長い第１光屈折体を複数個並列させることによって、上記問題点と課題を解決し、発光するＬＥＤが点光源ではなく線光源や面光源のように見え、遠くまで照度が落ちず、また斜めの方向でも照度が落ちないことを見出して本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ＬＥＤ設置板の上に並置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ群を有し、かつ、該ＬＥＤ群の少なくとも前面に、凸レンズの断面を有するシリンドリカルレンズである細長い第１光屈折体を、内管と一体となって又は内管の内側に、内管の軸方向に互いに隣接して密に複数個並列して、第１光屈折体とその第１光屈折体に最も近いＬＥＤとの距離が、該第１光屈折体の実質焦点距離よりも短い距離で有してなるものであって、上記ＬＥＤ群が、ＬＥＤ設置板の上にＬＥＤが１１９８ｍｍあたり２０個〜８００個並置され、汎用の直管型蛍光灯と同じ外形寸法が得られるように並置されているものであり、汎用の直管型蛍光灯と実質的に等しい外形寸法を有することを特徴とする照明器具を提供するものである。

また、本発明は、上記ＬＥＤ群の少なくとも前面であり上記第１光屈折体の外側に、更に、上記第１光屈折体と実質的に直交させて、シリンドリカルレンズである細長い第２光屈折体を複数個並列して有してなる上記の照明器具を提供するものである。

本発明によれば、熱を持たないため効率的で、電力消費量が少ないため発電に必要な天然資源を削減でき、ＣＯ_２の排出削減が可能で環境に優しく、寿命が長い等のＬＥＤの特長を発揮しつつ、照明器具用としてはＬＥＤの欠点であった、ＬＥＤから距離が離れると急激に照度が落ちてしまう、ＬＥＤの照射方向から角度的にずれると急激に照度が落ちてしまう等という問題点を解決した照明器具を提供することができる。照明器具から離れた場所でも照度が高いので（又は照度の低下が低く抑えられるので）、別途、スポットライト等を併用する必要もない。

また、第１光屈折体を複数個並列して設けることによって、ＬＥＤが点光源ではなく、線光源のように見えるようになり、ＬＥＤのある場所を見つめたときに眩しさが軽減され、照明器具としての美観が損なわれず、全体が光る汎用の蛍光灯に外観を近づけることができる。

更に、第１光屈折体に直行して第２光屈折体を複数個並列して設けることによって、線光源のように見えていたＬＥＤが更に面光源のように見えるようになり、すなわち照明器具全体から光が照射されるようになり、発光するＬＥＤのある場所を見つめたときに眩しさがなくなり、照明器具として美観が損なわれず、照明器具全体から光が照射される汎用の蛍光灯に外観を更に近づけることができる。

そのため、光学的にも外観的にも汎用の蛍光灯と殆ど区別がつかず、汎用の蛍光灯用の点灯器具に装着して使用できるようにすれば、汎用の蛍光灯の代替として通用する照明器具を提供することができる。

本発明の照明器具の一例の概略全体斜視図である。 本発明の照明器具におけるＬＥＤの並置の一例を示す平面図である。 本発明の照明器具の一例の拡大斜視図である。 図３のＶ−Ｖ矢視断面図であり、本発明の照明器具の一例の断面全体図である。 本発明の照明器具の一例であり、第１光屈折体と第２光屈折体の両方を用いたものの斜視図である。 図５と図７のＶIII−ＶIII矢視断面図であり、本発明の照明器具の一例であり、第１光屈折体と第２光屈折体の両方を用いたものの縦断面図である。 （ａ）断面全体図 （ｂ）断面全体図（ａ）の四角で囲った部分の拡大断面図 図５と図６のIＸ−IＸ矢視断面図であり、本発明の照明器具の一例であり、第１光屈折体と第２光屈折体の両方を用いたものの断面図である。 本発明の照明器具における、ＬＥＤと第１光屈折体の位置関係を示し、本発明の効果を説明する図である。 ＬＥＤと第１光屈折体の好ましくない位置関係を示し、本発明の効果を示さないことを説明する図である。 実施例で照度を測定した各地点の場所を示す図である。

以下、本発明を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に示す具体的形態のみに限定されるものではなく、技術的思想の範囲内で任意に変形することができる。

＜第１光屈折体を用いたものの全体説明＞
本発明の照明器具１は、以下の（１）〜（４）を全て満たすことを特徴とする。
（１）ＬＥＤ設置板の上に並置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ群を有し、かつ、
（２）（ａ）該ＬＥＤ群の少なくとも前面に、
（ｂ）凸レンズの断面を有するシリンドリカルレンズである細長い第１光屈折体を、
（ｃ）内管と一体となって又は内管の内側に、内管の軸方向に互いに隣接して密に複数個並列して、
（ｄ）第１光屈折体と「その第１光屈折体に最も近いＬＥＤ」との距離が、該第１光屈折体の実質焦点距離よりも短い距離で有してなるものであって、
（３）上記ＬＥＤ群が、ＬＥＤ設置板の上にＬＥＤが１１９８ｍｍあたり２０個〜８００個並置され、汎用の直管型蛍光灯と同じ外形寸法が得られるように並置されているものであり、
（４）汎用の直管型蛍光灯と実質的に等しい外形寸法を有する
ことを特徴とする。

隣り合うＬＥＤ２の発光点（中心部）間の距離は１ｍｍ〜１００ｍｍが好ましく、２ｍｍ〜３０ｍｍがより好ましく、３ｍｍ〜１０ｍｍが特に好ましい。かかる距離が短過ぎて密度が大き過ぎるときは、熱が発生したり、電力消費量が多くなったりして、ＬＥＤの特長が生かせない場合がある。また、汎用の蛍光灯より明るくなり、またコストアップになる場合がある。一方、かかる距離が長過ぎて密度が小さ過ぎるときは、照明器具として充分に明るくならない場合がある。また、本発明における第１光屈折体や第２光屈折体（以下、総称して「光屈折体」と略記する場合がある）を用いても、点光源として見えてしまい、線光源や面光源のように見えず本発明の効果を奏さない場合がある。

ＬＥＤ２は、汎用のものが何れのものも使用でき、市販品が好適に用いられる。例えば、Ｃｒｅｅ社製ＬＥＤ等が挙げられる。汎用の蛍光灯の完全代替を目的にする場合は、汎用の蛍光灯に近い色を有する白色系のものが好ましい。白色系のうちでも色温度４５００Ｋ〜５５００Ｋのものが特に好ましい。また、複数種類のＬＥＤを用いることもできる。

第１光屈折体３は、凸レンズのシリンドリカルレンズの効果を有するものである。第１光屈折体３は、凸レンズの断面を有するシリンドリカルレンズであって細長いものであることが好ましい。

第１光屈折体３、すなわち第１光屈折体群４は、「ＬＥＤや照明器具から距離が離れても照度が落ちない」、「ＬＥＤの照射方向から角度的にずれても照度が落ちない」、「ＬＥＤが点光源ではなく線光源のように見える」という本発明の前記効果を得るために設けられる。

第１光屈折体３の形状は上記効果を奏するようなものであるならば特に限定はないが、凸レンズの効果を持たせるため中心線に向かって全体として膨らんでいることが必須である。中心線に向かって全体として膨らんでいればよく、第１光屈折体３の下面（ＬＥＤ側の面、照明器具の内側）や上面（前面、光が照射される方向、照明器具の外側）は、それ自身は凹面でも平面でもよい。ただ、第１光屈折体３の下面（ＬＥＤ側の面）は凸面になっていることが好ましく、上面（前面）は平面又は凸面になっていることが好ましい。上面（前面）は、本発明の照明器具の最も外側の面になる場合があるので、ゴミや汚れが付き難く、掃除もし易いように、平面又は略平面であることが好ましい。図３及び図４は、照明器具全体として最も外側の面は、照明器具自身の形成する円弧になっているが、個々の第１光屈折体３としては、上面（前面）は曲率半径の大きい凸面又は略平面である。

第１光屈折体３は、正確な実像又は虚像を形成することが目的ではないので、単に上記した「凸レンズのシリンドリカルレンズの効果」を有すればよく、すなわち、第１光屈折体３の場所によって凸レンズとしての焦点距離が異なるようなものでもよく、歪みがあっても収差があってもよい。収差は、球面収差、コマ収差、非点収差、像面収差及び歪曲収差といったザイデル収差の如何なるものであってもよい。従って、後述する虚像２”としては完全に一か所に形成される必要はなく、少なくとも第１光屈折体３から一定距離範囲に形成されればよい。第１光屈折体３は、凸レンズの断面を有するシリンドリカルレンズであることが好ましい。

本発明の上記効果を奏するように構成されていれば、第１光屈折体３は複数個が互いに離れて並列して第１光屈折体群４を構成していてもよいが、本発明の上記効果を得るためには、第１光屈折体３は互いに隣接して密に並列していることが好ましい。

ＬＥＤの列数に対する第１光屈折体の個数については前記本発明の効果を奏するように定められるが、ＬＥＤ１列に対する第１光屈折体の個数は、１〜１０個が好ましく、２〜６個がより好ましく、２．５〜４個が特に好ましい。ＬＥＤ１列に対する第１光屈折体の個数が多過ぎても少な過ぎても前記の本発明の効果が得られない場合があり、また、第１光屈折体の実質的焦点距離ｆ１を後記する好適な範囲に設定できない場合がある。

本発明においては、第１光屈折体３とＬＥＤ２との距離に関し、第１光屈折体３と「その第１光屈折体に最も近いＬＥＤ２」との距離ａが、該第１光屈折体３の実質焦点距離ｆ１よりも短いことが必須である。このような配置であることによって、「ＬＥＤや照明器具から距離が離れても照度が落ちない」、「ＬＥＤの照射方向から角度的にずれても照度が落ちない」、「ＬＥＤが点光源ではなく線光源のように見える」という本発明の前記効果を顕著に得ることができる。なお、「実質焦点距離ｆ１」は、第１光屈折体３に収差等があり、第１光屈折体３の場所によって焦点距離が異なる場合は、平均的な像を結ぶ機能を考慮して定義される。

図８に、ＬＥＤ２を示す模式的矢印２’と、第１光屈折体３の実質焦点Ｆ１との関係を示す。図８の右側が前面（光が照射される方向、照明器具の外側）である。図８において、「ＬＥＤとそのＬＥＤに最も近い第１光屈折体との実質距離」ａは、ＬＥＤの発光している点と第１光屈折体３の厚さ方向の実質的な中点との距離である。「第１光屈折体の実質焦点」Ｆ１は、第１光屈折体の透過する光量で重みを付けて平均化した凸レンズとしての平均の焦点をいう。−ｂ（ｂ＜０なので、−ｂは正の値）は、第１光屈折体と第１光屈折体により形成されたＬＥＤの虚像２”との実質距離である。図８は、第１光屈折体３と「その第１光屈折体３に最も近いＬＥＤ２を示す模式的矢印２’」との距離ａが、該第１光屈折体の実質焦点距離ｆ１よりも短いという本発明の形態を示している。

下記式（１）において、ａ＜ｆ１であれば、ｂがマイナスの値になり、すなわち、図８に示したように、ＬＥＤ２’の虚像２”が第１光屈折体３から見てＬＥＤ２’の後ろ側にできることになる。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ１ （１）

そして、倍率Ｙは下記式（２）で表わされるから、１＜Ｙとなり、前面から見て隣同士のＬＥＤが接近して線光源のように見えるに十分な程、ＬＥＤが大きく見えるようになる。そのようなとき、レンズから（すなわち照明器具から）離れたところでも照度が落ちないようになる。
Ｙ＝（ＬＥＤ２’の虚像２”の大きさ）／（ＬＥＤ２’の大きさ）
＝（−ｂ）／ａ （２）

一方、本発明ではなく、本発明の効果を示さない「ＬＥＤとそのＬＥＤに最も近い第１光屈折体との位置関係」を図９に示す。図８と同様に、図９の右側が前面（光が照射される方向、照明器具の外側）である。図９では、第１光屈折体３と「その第１光屈折体３に最も近いＬＥＤ２を示す模式的矢印２’」との距離ａが、該第１光屈折体の実質焦点距離ｆ１よりも長い。そのようなとき、上記倍率ＹはＹ＜１となり、レンズから（すなわち照明器具から）離れたところでは照度が急激に落ちてしまう。

作用・原理は上記に限定されるわけではないが、かかる作用・原理によって、「ＬＥＤから距離が離れても照度が落ちない」、「ＬＥＤの照射方向から角度的にずれても照度が落ちない」、「ＬＥＤが点光源ではなく線光源のように見える」という本発明の効果が得られるようになったと考えられる。

＜第１光屈折体を用いた蛍光灯代替品の説明＞
本発明の照明器具１は汎用の直管型蛍光灯とほぼ同じ光度と照度を有しつつ、同じ外形寸法にすることができる。すなわち、十分な数のＬＥＤ２を並置させ、更にＬＥＤ用の各種電気配線をするための配線スペース８を設けても、後述する内管５又は外管１５の外形寸法を汎用の直管型蛍光灯と同じにすることができる（例えば、図３〜７参照）。従って、本発明の照明器具１は、汎用の直管型蛍光灯と実質的に等しい外形寸法を有する。ここで、「実質的に等しい外形寸法」とは、汎用の直管型蛍光灯と全く同じ外形寸法であることには限定されず、汎用蛍光灯のソケット等に問題なく適用できる程度に近い外形寸法であることをいう。

図１は、本発明の照明器具のうち直管型の汎用蛍光灯に代替できるものの概略全体斜視図である。ＬＥＤ板６の上にＬＥＤ２が並置され、それを内管５が覆っている。両端には汎用の蛍光灯用の器具に取り付けて電流が取れるようにピン２１が取り付けられている。ＬＥＤ板６は、単にＬＥＤ２を固定するものであっても、配線基板としての役割を兼用しているものであってもよいが、ＬＥＤ２を点灯させるための種々の素子を配線スペース８側に取り付けられるように、また省スペースのために配線基板としての役割を有していることが好ましい。

本発明の照明器具を汎用の直管型蛍光灯の代替用途に用いる場合も、当然、上記した本発明の態様、好ましい範囲、効果、作用・原理等が当てはまる（適用される）が、以下に更に詳しく説明する。

図２は、直管型の汎用蛍光灯に代替できるもののＬＥＤの並置の例を示す平面図である。ＬＥＤ板６の上のＬＥＤ２の並置の形態は特に限定はなく、図２（ａ）のように千鳥に並置しても、図２（ｂ）又は図３のように複数の列をなすように並べても、図２（ｃ）のように１列に並べてもよい。列をなすように並べた場合、その列数は特に限定はないが、直管型の汎用蛍光灯に照度等を近づけるため、ＬＥＤが縦方向に１個〜５個（１列〜５列）がより好ましく、縦方向に２個〜４個（２列〜４列）が特に好ましく、縦方向に２個（２列）又は図３に示すように縦方向に３個（３列）が更に好ましい。

また、ＬＥＤ２同士の間の距離は特に限定はないが、１ｍｍ〜１００ｍｍが好ましく、２ｍｍ〜３０ｍｍがより好ましく、３ｍｍ〜１０ｍｍが特に好ましい。距離が開き過ぎると、ＬＥＤ２の個数が少ないことになるので照度を充分に確保することができず、汎用の蛍光灯の代替にはならない場合がある。一方、距離が近過ぎると、コスト的に不利になり、また、照度が大きくなり過ぎて汎用の蛍光灯の代替にはならない場合がある。

例えば、汎用の蛍光灯の４０型（長さ１１９８ｍｍ）の代替品とすることを例にとれば、ＬＥＤ２は、１１９８ｍｍあたり全部で２０〜８００個の範囲で並置されていることが好ましい。照明器具のコスト、汎用の蛍光灯と同じような適度の照度を与える等の点で、全部で５０〜６００個の範囲がより好ましく、１００〜５００個の範囲が特に好ましく、２３０〜３５０個の範囲が更に好ましい。例えば、３列に並置させた場合は、長手方向に（すなわち１列あたり）１０〜３００個が好ましく、２０〜２５０個がより好ましく、８０〜２００個が特に好ましく、８０〜１２０個が最も好ましい。４０型（長さ１１９８ｍｍ）以外の他の型（長さの）蛍光灯に代替する場合も、かかる個数範囲を比例的に増減した個数範囲が好ましい。

すなわち総合的には、本発明の照明器具１は、上記ＬＥＤ群が、ＬＥＤが縦方向（長手方向とは直角の方向）に１個〜５個（１列〜５列）、全体で１１９８ｍｍあたり２０個〜８００個並置されたものであり、汎用の直管型蛍光灯と同じ外形寸法が得られるように並置されているものが好ましい。

図３は、直管型の汎用蛍光灯に代替できる本発明の照明器具１の一例である。本発明の照明器具１の最も外側に内管５が設けられている。内管５は内部を保護するため、外観を汎用の蛍光灯に似せるため、その内側に第１光屈折体３を付けるため、ピン２１を取り付ける側面板をその両端に固定するため等に設けられている。内管５の厚さ、材質等には特に限定はなく、上記効果が得られるように選択される。

図３に示したように、内管５の内側には第１光屈折体３が設けられている。内管５と第１光屈折体３は、別々になっていて互いに密着されていても、一体となっていてもよいが、１体となっている方が、成型し易い、耐久性がある等の点で好ましい。内管５のＬＥＤ設置板６より下は光が照射されないので、透明でも不透明でもよいが、ＬＥＤ設置板６より前面又は第１光屈折体３を見込む角αより前面（第１光屈折体３が設けられている部分）は透明である必要がある。内管５は、光の全部が透過しても一部が透過してもよく、特定の波長が透過し難くてもよく、入射した光の一部が散乱してもよい。すなわち、透過率、ヘイズ、色には特に限定はない。ただ、内管５の前面は、無色透明であることが好ましい。

図３と図４に示したように、本発明の照明器具１には、内管５と一体となって又は内管５の内側に第１光屈折体３が必須である。第１光屈折体３について、第１光屈折体３とＬＥＤ２との個数関係や位置関係等については、前記したところと同様である。

図３では、第１光屈折体３は、照明器具１の内側（ＬＥＤ側）に向かって凸になっている。照明器具の外観形状を蛍光灯に近づける、汚れが付き難い、掃除がし易い等の効果があるためである。第１光屈折体３の個数は特に限定はないが、前記本発明の効果を好適に得るためには、ＬＥＤの照射領域に、３〜２０個が好ましく、５〜１５個がより好ましく、８〜１０個が特に好ましい。すなわち、本発明の照明器具１は、照明器具１の長手方向に細長い第１光屈折体３を、長手方向とは直交する縦方向に３個〜２０個並列して有してなるものが好ましい。図３と図４では、照明器具の長手方向（図３の横方向）に合わせて長さを調節した細長い第１光屈折体が、ＬＥＤの照射領域に、縦方向（図３の縦方向）に９個並列している。ここで、「ＬＥＤの照射領域」とは、ＬＥＤの前面をいい、更に詳しくは、下記αを用いて、ＬＥＤの真正面から、±（９０°−α）の範囲の領域である。

第１光屈折体３の１個の大きさについては、長さは代替する汎用の蛍光灯と等しく、幅は、照明器具１の太さ（周長）を用いて、「ＬＥＤの照射領域に入る個数」を基に、計算して得られたものが好ましい。当然、照明器具１の太さ（周長）は、代替する汎用の市販蛍光灯（例えば、直管の４０型等）とほぼ同じである。

前記したように、ＬＥＤ２と第１光屈折体３の位置関係は、第１光屈折体３の実質焦点距離ｆ１に依存して決められるが、凸レンズとしての実質焦点距離ｆ１は、第１光屈折体３の中心部の厚さｄ１、幅Ｌ１、第１光屈折体３の凸レンズとして曲率半径ｒ、第１光屈折体３の材質の屈折率ｎ等に依存する。従って、第１光屈折体３の厚さｄ１と幅Ｌ１は、汎用の蛍光灯とほぼ同じ外形寸法にすることを絶対条件に、本発明における「ＬＥＤ２と第１光屈折体３の位置関係」がとれるように（内部にうまく納まるように）決定される。ｄ１は第１光屈折体３の屈折率にも依るが、２〜１０ｍｍが好ましく、２．５〜７ｍｍがより好ましく、３〜５ｍｍが特に好ましい。Ｌ１は、第１光屈折体３の屈折率にも依るが、３〜１５ｍｍが好ましく、４〜１０ｍｍがより好ましく、５〜６ｍｍが特に好ましい。

「曲率半径、屈折率」と実質焦点距離との関係は、以下の（３）式で表される。
ｆ１＝１／［（ｎ−１）（１／ｒ_１−１／ｒ_２）］ （３）
［式（３）中、ｆ１は第１光屈折体の実質焦点距離、ｎは第１光屈折体の屈折率、ｒ_１及びｒ_２は、それぞれ第１光屈折体の凸レンズとしての内面と外面曲率半径である。］
本発明においては、第１光屈折体と「その第１光屈折体に最も近いＬＥＤ」との距離ａが、該第１光屈折体の実質焦点距離ｆ１よりも短いことが必須である。

ＬＥＤ２が第１光屈折体３を見込む角から求めた「図３における角度α」は、０〜３０°が好ましく、５〜２０°がより好ましく、１０〜１５°が特に好ましい。αが小さ過ぎるところまで第１光屈折体３を設けておくことは光がそもそも来ないので不要であり、αが大き過ぎると、第１光屈折体３を透過しない光があることになり、本発明の効果が得られない照射方向が生じてしまう場合がある。ただし、成型や組み立ての容易さ、コスト等を考慮して、円周の全面に第１光屈折体３を設けてもよい。すなわち、ＬＥＤ群の少なくとも前面に細長い第１光屈折体３を有することが必須である。

第１光屈折体３は、入射した光の実質的に全部が透過しても、入射した光の一部が透過してもよく、入射した光の一部の特定の波長が透過し難くてもよく、入射した光の一部が散乱してもよい。すなわち、第１光屈折体３の透過率やヘイズには特に限定はない。材質は、無色透明でも、着色していても、磨りガラス状のものでもよいが、無色透明であることが光量を無駄にしない、吸収光によって熱を発生させない等の点で好ましい。また、光の波長やスペクトルをより汎用の蛍光灯からの光に近づけたり、自然光に近づけたりするために着色されていることも好ましい。

第１光屈折体３の材質は特に限定はなく、ガラス、石英等の無機物；（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等のビニル系樹脂；ポリエステル系樹脂；ポリカーボネート系樹脂等の有機高分子化合物等の何れでもよい。第１光屈折体３の材質は、光学特性、屈折率、強度、耐久性、コスト、加工性等を考慮して選択される。屈折率（従って材質）は、第１光屈折体３の実質焦点距離ｆ１を調節して好ましい位置関係を得ることを目的として決められることもある。

＜第１光屈折体と第２光屈折体を用いたものの全体説明＞
本発明の照明器具１は、前記したＬＥＤ群の少なくとも前面であり、上記第１光屈折体３の外側に、更に、上記第１光屈折体３と実質的に直交させて、シリンドリカルレンズの効果を有する細長い第２光屈折体１３を複数個並列して有してなるものであることが、前記本発明の効果を更に得るために好ましい。

図５は、上記態様の一例であり、第１光屈折体３と第２光屈折体１３の両方を用いたものの概略図である。図３で示した、第１光屈折体３のみを用いたものの外側に、更に、それと直交させて複数の第２光屈折体１３からなる第２光屈折体群１４が設けられている。第２光屈折体群１４を更に設けることによって、「ＬＥＤや照明器具から距離が離れても照度が落ちない」、「ＬＥＤの照射方向から角度的にずれても照度が落ちない」という本発明の前記効果をより顕著に得ることができる。また、第１光屈折体３のみを用いたものでは、ＬＥＤ２が線光源のように見えていたものが面光源のように見え、より眩しくなくなり、また汎用の蛍光灯に外観がより近づく。

第２光屈折体１３の形状は、シリンドリカルレンズの効果を有する細長いものであるならば特に限定はないが、凸レンズの効果を持たせるため中心線に向かって全体として膨らんでいることが必須である。図５〜７では何れも、第２光屈折体１３の下面（ＬＥＤ側の面）は凸面になっており、上面（前面）は平面になっているが、上面、下面とも、凸面でも凹面でも平面でもよく、全体として中心線に向かって膨らんでいることが必須である。全体としてカマボコレンズのような形状をしていてもよい。ただし、上面（前面）は、本発明の照明器具１の最も外側の面になる場合があるので、ゴミや汚れが付き難く、掃除もし易いように、図５〜７のように、照明器具１自体の曲率半径を持った面であることが好ましい。

第２光屈折体１３は、正確な実像又は虚像を形成することが目的ではないので、単に上記した「凸レンズの断面を有するシリンドリカルレンズ」であればよく、すなわち、第２光屈折体１３の場所によって凸レンズとしての焦点距離が異なるようなものでもよく、歪みがあっても収差があってもよい。

図５ないし図７では何れも、第２光屈折体１３は互いに隣接して密に複数個並列して第２光屈折体群１４を構成しているが、本発明の上記効果を奏するように構成されていれば、第２光屈折体１３は複数個が互いに離れて並列して第２光屈折体群１４を構成していてもよい。本発明の上記効果を得るためには、第２光屈折体１３は互いに隣接して密に並列していることが好ましい。

ＬＥＤの列数に対する第２光屈折体の個数については前記本発明の効果を奏するように定められるが、ＬＥＤ１列に対する第２光屈折体の個数は、１〜２０個が好ましく、２〜１５個がより好ましく、２．５〜１０個が特に好ましい。ＬＥＤ１列に対する第２光屈折体の個数が多過ぎても少な過ぎても前記の本発明の効果が得られない場合があり、また、第２光屈折体の実質的焦点距離ｆ２を好適な範囲に設定できない場合がある。

本発明においては、第２光屈折体１３とＬＥＤ２との距離に関して限定はないが、第２光屈折体１３と「第１光屈折体によってできた最も近いＬＥＤの虚像２”」との距離ａ’が、該第２光屈折体１３の実質焦点距離ｆ２よりも長いことが、「ＬＥＤや照明器具から距離が離れても照度が落ちない」、「ＬＥＤの照射方向から角度的にずれても照度が落ちない」、「ＬＥＤが面光源のように見える」という本発明の前記効果をより顕著に得るために好ましい。なお、「実質焦点距離ｆ２」は、第２光屈折体１３に収差等があり、第２光屈折体１３の場所によって焦点距離が異なる場合は、平均的な像を結ぶ機能を考慮して定義される。

＜第１光屈折体と第２光屈折体を用いた蛍光灯代替品の説明＞
図５〜７に、第１光屈折体３と第２光屈折体１３の両方を用い、直管型の汎用蛍光灯に代替できる本発明の照明器具の一例を示す。第１光屈折体３と第２光屈折体１３の両方を用いても、汎用の蛍光灯と同じ外形寸法にすることができる（図５〜７）。従って、本発明の照明器具１は、第１光屈折体と第２光屈折体の両方を用いた場合も、汎用の直管型蛍光灯と実質的に等しい外形寸法を有するものであることが好ましい。

第１光屈折体３と第２光屈折体１３の両方を用いた本発明の照明器具１を汎用の直管型蛍光灯の代替用途に用いる場合も、当然、上記した本発明の態様、好ましい範囲、効果、作用・原理等が当てはまる（適用される）が、以下に更に詳しく説明する。

図５〜７は、直管型の汎用蛍光灯に代替できる本発明の照明器具１の一例である。本発明の照明器具１の最も外側に外管１５が設けられている。外管１５は内部を保護するため、外観を汎用蛍光灯に似せるため、その内側に第２光屈折体１３を付けるため、ピン２１を取り付ける側面板をその両端に固定するため等に設けられている。外管１５の厚さ、材質等には特に限定はなく、上記効果が得られるように選択される。

図５〜７に示したように、外管１５の内側には第２光屈折体１３が設けられている。図５では、図面が煩雑になるので、第２光屈折体１３は２個だけ記載してあるが、実際は左端から右端まで隙間なく複数個が並列されている。外管１５と第２光屈折体１３は、別々になっていて互いに密着されていても、一体となっていてもよいが、図５〜７に示したように一体となっている方が、成型し易い、耐久性がある、スペースをとらない等の点で好ましい。外管１５のＬＥＤ設置板６より下は光が照射されないので、透明でも不透明でもよいが、ＬＥＤ設置板６より前面又は角度αより前面（第１光屈折体３が設けられている部分）は透明であることが好ましい。外管１５は、光の全部が透過しても一部が透過してもよく、特定の波長が透過し難くてもよく、入射した光の一部が散乱してもよい。すなわち、透過率、ヘイズ、色には特に限定はない。ただ、外管１５の前面は、無色透明であることが好ましい。

図５〜７に示したように、本発明の照明器具１には、外管１５と一体となって又は外管１５の内側に第２光屈折体１３が設けられていることが好ましい。第２光屈折体１３について、第２光屈折体１３とＬＥＤ２との個数関係や位置関係等については、前記したところと同様である。

図５〜７では、第２光屈折体１３は、照明器具の内側（ＬＥＤ側）に向かって凸になっている。照明器具の外観形状を蛍光灯に近づける、汚れが付き難い、掃除がし易い等の効果があるためである。

第２光屈折体１３の凸レンズとしての実質焦点距離ｆ２は、第２光屈折体１３の中心部の厚さｄ２と幅Ｌ２に依存する。従って、第２光屈折体３の厚さｄ２と幅Ｌ２は、汎用の蛍光灯と同じ外形寸法にすることを絶対条件に、好ましい「ＬＥＤ２と、第１光屈折体３や第２光屈折体１３の位置関係」がとれるように（内部にうまく納まるように）決定される。ｄ２は第２光屈折体１３の屈折率にも依るが、１〜７ｍｍが好ましく、１．５〜５ｍｍがより好ましく、２〜３ｍｍが特に好ましい。Ｌ２は、１〜７ｍｍが好ましく、１．５〜５ｍｍがより好ましく、２〜３ｍｍが特に好ましい。

第２光屈折体１３は、少なくともＬＥＤ２からの光が照射される部分にあればよいが、すなわち、ＬＥＤ群の少なくとも前面に細長い第２光屈折体１３があればよいが、成型や組み立ての容易さ、コスト等を考慮して、円周の全面に第２光屈折体１３を設けてもよい。また、照明器具１の円周上に螺旋状に細長い第２光屈折体１３が巻きつけられたような形状でもよい。その場合、第２光屈折体１３は一見１本であるが、並列して複数本があるので、本発明の「細長い第２光屈折体を複数個並列して有してなる」に含まれる。

第２光屈折体１３の光学物性、材質等は、その好ましい範囲も含めて、第１光屈折体３の箇所に記載したことと同様である。第２光屈折体１３の材質は、光学特性、屈折率、強度、耐久性、コスト、加工性等を考慮して選択される。

＜照明器具＞
本発明の照明器具１の形状は特に限定はなく、管状（円柱状）、平面状等何れでもよい。また、管状のものは、真直ぐの棒状になっていてもよいし（直管型）、管状のものが輪状になっていても（丸型）、螺旋状になっていても、折り畳まれていても（Ｕ型等）よい。また、平面状のものは、平たい（高さの低い）円柱状、角柱状等何れでもよい。

本発明は、前記した効果により、汎用の蛍光灯の代替にすることが可能なので、本発明の照明器具１の形状は、汎用の蛍光灯の規格の形状であることが特に好ましい。１０型、１５型、２０型、３０型、４０型（長さ１１９８ｍｍ）、５０型（長さ２３６７ｍｍ）等、何れでも好ましいが、本発明の前記効果を奏するためにも、４０型（１１９８ｍｍ）以上の汎用蛍光灯と同じような形状、外観を有するものが特に好ましい。一般に長い照明器具の場合は、離れた場所での高い照度を期待されているので、遠くの地点でも、ずれた角度の方向の地点でも照度が大きいという本発明の照明器具の効果をより発揮できる。

本発明の照明器具１は、既にある蛍光灯ソケット等の蛍光灯用点灯器具に対し、機械的な工事なしで適用できる。また、必ずしも必須ではないが、光度を向上させるためにインバーターへの配線を切るだけで、既にある蛍光灯用点灯器具に対し、極めて簡単な電気的な工事のみで適用できる。従って、本発明の照明器具１は、汎用の蛍光灯用の点灯器具に装着して使用することが好ましい。そのためにも、蛍光灯ソケットに差し込むピン２１の形態や性能も汎用の蛍光灯と同等になっていることが好ましい。また、単に既存の蛍光灯ソケットに差し込んでそのまま使用できるように照明器具１の内部電気配線ができていることが好ましい。

本発明の照明器具１が代替できる又は代替する「汎用の蛍光灯」としては、手動スタート方式、点灯管方式（ＦＬ）、ラピッドスタート方式（ＦＬＲ）、高周波点灯方式（Ｈｆ、ＦＨＦ）等が挙げられる。高周波点灯方式の「汎用の蛍光灯」に代替するときは、一部の器具を外せばよい。

本発明によれば、図１０において、照明器具１の中央Ｍから、光の照射される方向に１ｍの距離を隔てて存在する平面Ｐ上の照度において、該照明器具１の中央Ｍを通り、該照明器具１から該照明器具１と直角方向に伸びた直線Ｌが該平面Ｐとなす角が４５°の地点（ＢＬ、ＢＲ）の照度が、上記照明器具２の中央を通る直線と該平面のなす角が９０°の地点Ｈ（すなわち、上記照明器具１の中点Ｍから該平面Ｐに向けて垂直に下した地点Ｈ）の照度の１／４以上である照明器具を提供できる。すなわち、本発明は、図１０において、平面Ｐ上の点ＢＬ及び点ＢＲの照度が、点Ｈの照度の１／４以上の照明器具であることが好ましい。すなわち、上記照明器具１の中央から、光の照射される方向に１ｍの距離を隔てて存在する平面Ｐ上の照度において、上記照明器具１の中央を通り、上記照明器具１から直角に伸びた直線が該平面Ｐとなす角が４５°の地点（ＢＬとＢＲ）の照度が、上記照明器具１の中央Ｍを通る直線と該平面Ｐのなす角が９０°の地点Ｈの照度の１／４以上である上記照明器具が好ましい。

汎用の直管形蛍光灯では、どのメーカーの製品でも、点ＢＬ及び点ＢＲの照度は、点Ｈの照度の１／４以上であるが、現在知られているＬＥＤを用いた管状の照明器具では、点ＢＬ及び点ＢＲの照度は、点Ｈの照度の１／４未満である（例えば、非特許文献１、２）。すなわち、本発明によって、ＬＥＤを用いた照明器具において、光学特性が汎用の蛍光灯と同等のものが得られた。点ＢＬ及び点ＢＲの照度が、点Ｈの照度の１／３．５以上であることがより好ましく、１／３以上であることが特に好ましく、１／２．５以上であることが更に好ましい。

本発明によれば、図１０において、照明器具１の中央の点Ｍから、上記照明器具１と直角方向で光の照射される方向に１ｍ離れた地点Ｈの照度が、上記照明器具１の中央の点Ｍから、上記照明器具と直角方向で光の照射される方向に０．５ｍ離れた地点Ｈの照度の１／３以上である照明器具を提供できる。すなわち、本発明は、図１０において、１ｍ離れた平面上の点Ｈの照度が、０．５ｍ離れた平面上の点Ｈの照度の１／３以上の照明器具であることが好ましい。すなわち、上記照明器具１の中央の点Ｍから、上記照明器具１と直角方向で光の照射される方向に１ｍ離れた地点Ｈの照度が、上記照明器具の中央の点から、上記照明器具と直角方向で光の照射される方向に０．５ｍ離れた地点の照度の１／３以上である上記照明器具が好ましい。

汎用の直管形蛍光灯では、上記値は１／３以上であるが、現在知られているＬＥＤを用いた管状の照明器具では、約１／３．５程度かそれより悪いものである。すなわち、本発明によって、ＬＥＤを用いた照明器具において、光学特性が汎用の蛍光灯と同等のものが得られた。

本発明の照明器具が、ＬＥＤから距離が離れても照度が落ちず、ＬＥＤの照射方向から角度がずれても照度が落ちない作用・原理は明らかではないが、以下のことが考えられる。ただし、本発明は、以下の作用・原理が成り立つ範囲に限定されるわけではない。すなわち、凸レンズの効果を有する光屈折体によって、ＬＥＤ２の背後（図８において、ＬＥＤ２の矢印２’より左側）（式（１）において、ｂ＜０）に、ＬＥＤ２’より大きなＬＥＤの虚像２”が形成され（式（１）において、ａ＜ｆ）、そのために、ＬＥＤから離れても照度を維持できるものと考えられる。

また、この場合、１＜（−ｂ）／ａとなり、像が拡大されるため、隣同士のＬＥＤの虚像２”が繋がって、点光源が線光源や面光源になったものと考えられる。

また、光屈折体を光が通過することによって、ＬＥＤから照射される光の位相がずれて、互いに増幅しあうように波が重なり合うため、ＬＥＤから離れても照度を維持できたとも考えられる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１
汎用の蛍光灯４０型（長さ１１９８ｍｍ）と同じ大きさと外観を有する、図３及び図４に示した照明器具１を製作した。すなわち、ＬＥＤ２は図３及び図４に示したように３列であり、各列９６個ずつ計２８８個のＬＥＤ２を用いた。更に、図１に示すように、左端と右端に、汎用の蛍光灯用の点灯器具に装着できるようにピン２１を設け、汎用の蛍光灯用の点灯器具に適応するように電気的に配線をした。

ＬＥＤ２としては、クリー（ＣＲＥＥ）社製、白色ＬＥＤを使用した。第１光屈折体３と内管５は一体に製造した。第１光屈折体３の厚さｄ１は４ｍｍ、幅Ｌ１は５ｍｍ、内管５部分の厚さは１ｍｍであった。第１光屈折体３の内面（ＬＥＤ側の面）の曲率半径ｒは５ｍｍであり、外面の曲率半径は照明器具１自体の曲率半径に等しかった。また、前記定義による角度αは１３°であった。第１光屈折体３の個数は、図３及び図４に示したように９個であり、材質はアクリル樹脂であった。照明器具の直径は約２７ｍｍであった。

「曲率半径、屈折率」と実質焦点距離との関係である下記の（３）式に当てはめると、
ｆ１＝１／［（ｎ−１）（１／ｒ_１−１／ｒ_２）］ （３）
［式（３）中、ｆ１は第１光屈折体の実質焦点距離、ｎは第１光屈折体の屈折率、ｒ_１及びｒ_２は、それぞれ第１光屈折体の凸レンズとしての内面と外面曲率半径である。］
ｒ_１＝５ｍｍ、ｒ_２＝１３．５ｍｍ、ｎ＝１．４９であったので、ｆ１＝１６．２ｍｍとなり、ＬＥＤを第１光屈折体の実質焦点距離ｆ１の内側に置くことができた。すなわち、第１光屈折体と「その第１光屈折体に最も近いＬＥＤ」との距離ａを、該第１光屈折体の実質焦点距離ｆ１よりも短い位置に設定した。

このようにして、汎用のＬＥＤラピッドスタート方式（ＦＬＲ）に適応した照明器具が得られた。以下、この第１光屈折体３を有する本発明の照明器具を「照明器具Ａ」とする。照明器具Ａを蛍光灯用の点灯器具に装着して点灯したところ、外観上、汎用の蛍光灯と全く変わるところがなかった。また、図３の縦方向にＬＥＤ２の光源が繋がって線光源のように見え、ＬＥＤ１点から発光しているようには見えず眩しさもなかった。

また、照明器具Ａの消費電力は１３Ｗであった。一方、汎用の蛍光灯４０型は、実際は照明に３７Ｗ、安定器に６Ｗを消費しているので、合計４３Ｗである。従って、１３Ｗ／４３Ｗ＝０．３０≒１／３により、照明器具Ａの消費電力は同じ形状の蛍光灯の約１／３であった。また、寿命は１０倍以上あるはずである。

実施例２
汎用の蛍光灯４０型（長さ１１９８ｍｍ）と同じ大きさと外観を有する、図５〜７に示した照明器具１を製作した。すなわち、実施例１とほぼ同じでやや細めに製造した照明器具の外側に、図５〜７に示したように第２光屈折体１３を設けて、更にピン２１を設け、汎用の蛍光灯用の点灯器具に適応するように電気的に配線をして照明器具を製造した。

第２光屈折体１３と外管１５は一体に製造した。第２光屈折体１３の厚さｄ２は２．５ｍｍであり、幅Ｌ２は２．５ｍｍであった。第２光屈折体１３の材質はアクリル樹脂であった。

このようにして、汎用のＬＥＤラピッドスタート方式（ＦＬＲ）に適応した照明器具が得られた。以下、この第１光屈折体３と第２光屈折体１３とを有する本発明の照明器具を「照明器具Ｂ」とする。照明器具Ｂを蛍光灯用の点灯器具に装着して点灯したところ、外観上、汎用の蛍光灯と全く変わるところがなかった。また、ＬＥＤ２の光源が縦横全て繋がって面光源のように見え、ＬＥＤ１点から発光しているようには見えず眩しさもなく、発光の状態が面光源である汎用の蛍光灯とその点でも変わるところがなかった。

また、消費電力は実施例１と同様に、同じ形状の蛍光灯の約１／３であった。また、寿命は１０倍以上あるはずである。

比較例１
実施例１において、第１光屈折体３を設けない以外は実施例１と同様にして照明器具を得た。以下、この光屈折体を有さないＬＥＤ使用の照明器具を「照明器具Ｑ」とする。照明器具Ｑを蛍光灯用の点灯器具に装着して点灯したところ、第１光屈折体３を設けていないので、ＬＥＤ２がそのまま点光源として見え、ＬＥＤ２を見つめると眩しかった。また、そのため、汎用の蛍光灯とは外観が全く異なっていた。

実施例３
本発明の照明器具Ａを用い、照明器具Ａから離れた場所での照度、及び照明器具Ａの真下から照射角度がずれた場所での照度を、市販の蛍光灯及び照明器具Ｑと比較した。

図１０において、実施例１で得られた管状の照明器具１の中央Ｍから、光の照射される方向に１ｍの距離を隔てて存在する平面Ｐ上の照度を測定した。Ｍを通り、上記照明器具１から直角に伸びた直線Ｌが該平面Ｐとなす角が４５°の地点（図１０のＢＬとＢＲ）と、３０°の地点（図１０のＡＬとＡＲ）、及び、Ｍの真下、すなわちＭを通る直線と該平面Ｐのなす角が９０°の地点（Ｍから平面Ｐに下した垂線の足）（図１０のＨ）の照度を測定した。

また、照明器具１の左端から０．５ｍ横に真直ぐ離れた地点から、平面Ｐに下した垂線の足（図１０のＨ’）と、照明器具１の右端から０．５ｍ横に真直ぐ離れた地点から、平面Ｐに下した垂線の足（図１０のＨ'’）の地点の照度も測定した。照度の測定は、杭州遠方電子儀器公司製、照度計Ｐｈｏｔｏ−２０００を使用して、Ｄｉｇｉｔａｌ ＣＣ＆ＣＶＤＣ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙを用い常法に従って行った。

表１に、照度を測定した点が図１０のどの地点であるかを示した。表２に各地点の照度を示す。全ての表中の単位は「Ｌｕｘ」である。なお以下、［点ＢＬでの照度］／［点Ｈでの照度］等を、単に「ＢＬ／Ｈ」等と表わす場合がある。

比較例２
照明器具Ｑを実施例３と同様に照度を測定した。結果を以下の表３に示す。

参考例１
市販の４３Ｗ（照明に３７Ｗ、安定器に６Ｗを消費）のＬＥＤラピッドスタート方式の蛍光灯４０型（長さ１１９８ｍｍ）を用いて、実施例３と同様に照度を測定した。結果を表４に示す。

本発明の照明器具Ａは、表２の結果から分かるように、ＢＬの地点の照度は、Ｈの地点の照度に比べて、１３８／４６０＝１／３．３ であり、また、ＢＲの地点の照度は、Ｈの地点の照度に比べて、１２７／４６０＝１／３．６ であった。また、参考例１の照明器具（汎用の蛍光灯）も、表４の結果から分かるように、ＢＬ及びＢＲの地点の照度は、Ｈの地点の照度に比べて、７９／１６５＝１／２．１、８０／１６５＝１／２．１ であった。よって、照明器具Ａも照明器具（汎用の蛍光灯）も、角度がずれても照度が何れもあまり減少しなかった。

一方、照明器具Ｑは、表３の結果から分かるように、ＢＬ及びＢＲの地点の照度は、Ｈの地点の照度に比べて、何れも７７／６３０＝１／８．２ であり、何れも大きく照度が減少した。これより、第１光屈折体３がないと、照明器具の照射方向から角度的にずれた地点の照度が、著しく落ちることが分かった。第１光屈折体３を有する本発明の照明器具Ａでは、第１光屈折体３を有さない照明器具Ｑに比較して、照度の角度依存性が少ないものであり、この特性は汎用の蛍光灯に近いことが分かった。

また、表１〜４に示したように、±４５℃の地点に代えて、±３０℃の地点でも、同様の傾向を示す結果が得られた。これより、本発明の照明器具は、照明器具の照射方向から角度的にずれても汎用の蛍光灯と同様に照度が落ちないことが分かった。

また、照明器具Ａでは、表２に示したように、Ｈ’の照度／Ｈの照度＝３６７／４６０＝１／１．２５、Ｈ''の照度／Ｈの照度＝３７２／４６０＝１／１．２４ と大きかった。一方、汎用の蛍光灯でも、表４に示したように、Ｈ’の照度／Ｈの照度＝１２３／１６５＝１／１．３４、Ｈ''の照度／Ｈの照度＝１２２／１６５＝１／１．３５ であり、ほぼ同等の値であった。これより、第１光屈折体３を有する本発明の照明器具Ａは、横方向に対しても、汎用の蛍光灯と同様、照度に角度依存性が殆どないものであった。

実施例４
本発明の照明器具Ａを用い、平面Ｐの位置を１．０ｍ以外に、０．５ｍ、１．５ｍ、２．０ｍ、２．５ｍ、３．０ｍと変化させた以外は、実施例１と同様に評価した。表５に、照度を測定した点が図１０のどの地点であるかを示した。評価結果を１．０ｍの結果と併せて表６に示す。

参考例２
参考例１と同様の照明器具（汎用の蛍光灯）を用い、平面Ｐの位置を１ｍ以外に、０．５ｍ、１．５ｍ、２．０ｍ、２．５ｍ、３．０ｍと変化させた以外は、実施例１、４や参考例１と同様に評価した。結果を１．０ｍの結果と併せて表７に示す。

表７には示さなかったが、本発明の照明器具Ａでは、点Ｍと平面Ｐとの距離が１．０ｍの実施例３の場合と同様に、点Ｍと平面Ｐとの距離が０．５ｍ〜３．０ｍの範囲でも、ＢＬ／Ｈ、ＢＲ／Ｈ、ＡＬ／Ｈ、ＡＲ／Ｈの何れの値も十分に大きく、照射方向から角度的にずれた地点でも照度があまり落ちることがなく、たとえ落ちても汎用の蛍光灯とほぼ同程度の落ち方であった。

表６に示したように、本発明の照明器具Ａでは、点Ｍと平面Ｐとの距離が０．５ｍの真下の点の照度に対する、点Ｍと平面Ｐとの距離が１ｍの真下の点Ｈの照度に対する比は、４６０Ｌｕｘ／１３２０Ｌｕｘ＝１／２．９であった。一方、上記の参考例２の表７から分かるように、汎用の蛍光灯でも、１６５Ｌｕｘ／３２４Ｌｕｘ＝１／２．０であり、両者はほぼ同等であった。第１光屈折体３がある場合は、照明器具１から距離が離れても照度の低下する割合が小さいことが分かった。

また、本発明の照明器具Ａでは、照明器具から３．０ｍ離れても、あまり照度の減少がなく、汎用の蛍光灯とほぼ同程度であることが分かった。

比較例３
照明器具Ｑを用いて、０．５ｍ離れた地点Ｈ（点Ｍと平面Ｐとの距離（ＭＨ）が０．５ｍ）、及び、１ｍ離れた地点Ｈ（点Ｍと平面Ｐとの距離（ＭＨ）が１ｍ）の照度を同様に測定した結果、それぞれ、２１６０Ｌｕｘ、６３０Ｌｕｘ（５８０／２０００＝１／３．４）であった。第１光屈折体３がないと、離れた地点で著しく照度が落ちることが分かった。

比較例４
第１光屈折体と「その第１光屈折体に最も近いＬＥＤ」との距離ａが、該第１光屈折体の実質焦点距離ｆ１よりも長い位置関係の照明器具Ｒを試作し、角度０°（真下）の照度（Ｌｕｘ）を測定した。すなわち、第１光屈折体の内面の曲率半径を十分に小さくした照明器具Ｒを作製し、角度０°（真下）の照度（Ｌｕｘ）を測定した。結果を表８に示す。

上記の実施例４の表６に既に記載の、第１光屈折体を有する照明器具Ａの、角度０°（真下）の照度（Ｌｕｘ）、及び、上記の比較例３の角度０°（真下）の照度（Ｌｕｘ）も合わせて、下記表８に示した。

表８中、上段は、照明器具の真下に所定の距離だけ離れた位置での照度（Ｌｕｘ）を示し、下段は、それぞれの距離における照度を０．５ｍの距離における照度（Ｌｕｘ）で割った値（照明器具から離れていったときの照度の低下率に該当）を示す。

表８によると、ＬＥＤが第１光屈折体の焦点の外側にある照明器具Ｒは、第１光屈折体がない比較例１〜３の照明器具Ｑより、かえって離れた場所での照度の低下の程度が大きかった。すなわち、曲率半径の小さい「断面が半円状の帯状突起」等は、存在すると逆に離れた場所での照度低下をもたらすと考えられた。従って、ＬＥＤが第１光屈折体の実質的焦点の内側にある実施例１、３、４の照明器具Ａに比べれば、離れた場所での照度の低下に関しては、はるかに劣っていた。

実施例５
照明器具Ａに代えて、実施例２で用いた照明器具Ｂを用いた以外は、実施例３及び実施例４と同様に評価したところ、点Ｍと平面Ｐとの距離が０．５ｍ〜３．０ｍの範囲で、上記した、ＢＬ／Ｈ、ＢＲ／Ｈ、ＡＬ／Ｈ、ＡＲ／Ｈ、Ｈ’／Ｈ、Ｈ''／Ｈ の値が十分に大きく、照射方向から角度的にずれた地点の照度は、実施例３とほぼ同等であり、ＢＬ、ＢＲの地点の照度は何れも、Ｈの地点の照度に比べて、１／３．３ であった。

また、点Ｍと平面Ｐとの距離が０．５ｍの真下の点の照度に対する、点Ｍと平面Ｐとの距離が１ｍの真下の点Ｈの照度に対する比は１／２．９であった。

また、照明器具Ｂから３．０ｍ離れても、照度の減少が照明器具Ａより更に小さく、汎用の蛍光灯とほぼ同等に小さく、総合的に汎用の蛍光灯と同程度のものであった。

本発明の「ＬＥＤを用いた照明器具」は、熱を持たない、電力消費量が少ない、環境に優しい、寿命が長い等のＬＥＤの特長をそのまま保持しつつ、ＬＥＤから離れても照度が落ちず、ＬＥＤの照射方向から角度的にずれても照度が落ちず、線光源・面光源のように見える、というように、「ＬＥＤを用いた照明器具」の欠点が解消されているため、汎用の蛍光灯に取って代わるものであるのみならず、照明が用いられるあらゆる分野に広く利用されるものである。

１ 照明器具
２ ＬＥＤ
２’ ＬＥＤの大きさと位置を示す模式的矢印
２” ＬＥＤの像（図８では虚像、図９では実像）を示す模式的矢印
３ 第１光屈折体
４ 第１光屈折体群
５ 内管
６ ＬＥＤ設置板
８ 配線スペース
１３ 第２光屈折体
１４ 第２光屈折体群
１５ 外管
２１ ピン
ｄ１ 第１光屈折体の中心部の厚さ
Ｌ１ 第１光屈折体の幅
ｄ２ 第２光屈折体の中心部の厚さ
Ｌ２ 第２光屈折体の幅
α ［１８０°−（中央のＬＥＤが第１光屈折体群を見込む角）］／２
Ｆ１ 第１光屈折体の実質的焦点
ｆ１ 第１光屈折体の実質的焦点距離
Ｆ２ 第１光屈折体の実質的焦点
ｆ２ 第１光屈折体の実質的焦点距離
Ｍ 照明器具の中点
Ｐ 照明器具から光の照射される方向に１ｍ離れた距離にある平面

Claims (7)

1. ＬＥＤ設置板の上に並置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ群を有し、かつ、該ＬＥＤ群の少なくとも前面に、凸レンズの断面を有するシリンドリカルレンズである細長い第１光屈折体を、内管と一体となって又は内管の内側に、内管の軸方向に互いに隣接して密に複数個並列して、第１光屈折体とその第１光屈折体に最も近いＬＥＤとの距離が、該第１光屈折体の実質焦点距離よりも短い距離で有してなるものであって、上記ＬＥＤ群が、ＬＥＤ設置板の上にＬＥＤが１１９８ｍｍあたり２０個〜８００個並置され、汎用の直管型蛍光灯と同じ外形寸法が得られるように並置されているものであり、汎用の直管型蛍光灯と実質的に等しい外形寸法を有することを特徴とする照明器具。
2. 上記ＬＥＤ群の少なくとも前面であり上記第１光屈折体の外側に、更に、上記第１光屈折体と実質的に直交させて、シリンドリカルレンズである細長い第２光屈折体を複数個並列して有してなる請求項１記載の照明器具。
3. 照明器具の長手方向に細長い第１光屈折体を、ＬＥＤの照射領域に、長手方向に直交する縦方向に３個〜２０個並列して有してなる請求項１又は請求項２記載の照明器具。
4. 更に、最も外側に、第１光屈折体と一体となった内管を有する請求項１又は請求項３記載の照明器具。
5. 更に、最も外側に、第２光屈折体と一体となった外管を有する請求項２又は請求項３記載の照明器具。
6. 上記照明器具の中央から、光の照射される方向に１ｍの距離を隔てて存在する平面上の照度において、上記照明器具の中央を通り、上記照明器具から直角に伸びた直線が該平面となす角が４５°の地点の照度が、上記照明器具の中央を通る直線と該平面のなす角が９０°の地点の照度の１／４以上である請求項１ないし請求項５の何れかの請求項記載の照明器具。
7. 上記照明器具の中央の点から、上記照明器具と直角方向で光の照射される方向に１ｍ離れた地点の照度が、上記照明器具の中央の点から、上記照明器具と直角方向で光の照射される方向に０．５ｍ離れた地点の照度の１／３以上である請求項１ないし請求項６の何れかの請求項記載の照明器具。

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