JP5600282B2 - Ｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤを光源として用いたＬＥＤ照明器具に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）は、エネルギー効率に優れているとともに長寿命であり、また、近年においては高輝度化が進んでいることにより、様々な照明光源として利用されている。例えば、複数のＬＥＤを配列し、蛍光灯ランプの代わりとして利用することが考えられている。

ここで、ＬＥＤは、蛍光灯と比べて光の指向性が強いため、複数のＬＥＤを配列して照射した場合に表面照度にムラが生じてしまう。そこで、複数のＬＥＤ間に平面反射板を配置し、それにより、表面照度のムラを低減する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−２０２７２５号公報

一般的に、ＬＥＤの照射角度は１２０度程度であるため、蛍光灯ランプのように１８０度の範囲を照射することは困難である。上記のように複数のＬＥＤ間に平面反射板を配置すれば、その反射光によって照射範囲を多少は広げることができるものの、平面反射板では、１８０度の範囲に光を反射させることはできず、照射範囲を大きく広げることはできない。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、ＬＥＤを光源として用いた場合にＬＥＤの照射角度に対してその照射範囲を大きく広げることができるＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
複数のＬＥＤが列をなして搭載された帯状の基板が、光を透過するとともに反射させる材料からなる筒状のケースに収容されてなるＬＥＤ照明器具において、
前記複数のＬＥＤは、前記基板上に複数列をなして搭載され、
前記複数のＬＥＤがそれぞれ表出するための複数の貫通孔を具備し、前記複数のＬＥＤのそれぞれが前記複数の貫通孔から表出するように前記基板上に配置された反射板を有し、
前記反射板は、前記ＬＥＤの複数列間に、当該ＬＥＤの列に沿って連続し、前記基板とは反対側に突出した凸部を有し、該凸部の前記基板上からの高さが前記ＬＥＤの基板上からの高さよりも高いことを特徴とする。

上記のように構成された本発明においては、帯状の基板に列をなして搭載された複数のＬＥＤから光が照射されると、その光は、ＬＥＤの照射角度の範囲に拡散しながら進行していき、帯状の基板が収容された筒状のケースにてその一部が透過するとともに一部が反射する。ここで、複数のＬＥＤは基板上に複数列をなして搭載されており、基板のＬＥＤが搭載された面のうちＬＥＤの複数列間には、凸状の反射板が設けられている。そのため、ＬＥＤから照射された光は、その一部がケースを透過するとともに、一部がケースと反射板にて反射していきながらケースを透過していくことになるが、反射板が凸状のものであることにより、反射光の進行方向をＬＥＤからの光の照射方向に対して垂直の方向に向かわせやすくなり、それにより、ＬＥＤの照射角度に対してその照射範囲が大きく広がることになる。

また、ケースの内面のうち基板のＬＥＤが搭載された面側に凹凸を有する構成とすれば、この凹凸によって光が乱反射して光の照射範囲がさらに広がりやすくなる。

以上説明したように本発明においては、複数のＬＥＤが複数列をなして搭載された帯状の基板が、光を透過するとともに反射させる材料からなる筒状のケースに収容されているとともに、基板のＬＥＤが搭載された面のうちＬＥＤの複数列間に、凸状の反射板が設けられているため、ＬＥＤから照射された光がケースと反射板にて反射していく際に、反射板にて反射した反射光の進行方向をＬＥＤからの光の照射方向に対して垂直の方向に向かわせやすくなり、それにより、ＬＥＤの照射角度に対してその照射範囲を大きく広げることができる。

また、ケースの内面のうち基板のＬＥＤが搭載された面側に凹凸を有するものにおいては、この凹凸によって光が乱反射して光の照射範囲をさらに広げることができる。

本発明のＬＥＤ照明器具の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部構造を示す斜視図、（ｃ）は輪切りにした断面図である。 図１に示したＬＥＤ照明器具の作用を説明するための図である。 本発明のＬＥＤ照明器具の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部構造を示す斜視図、（ｃ）は輪切りにした断面図である。 図３に示したＬＥＤ照明器具の作用を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明のＬＥＤ照明器具の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部構造を示す斜視図、（ｃ）は輪切りにした断面図である。

本形態は図１に示すように、光を透過するとともに反射させる材料であるポリカーボネートからなる筒状の外郭ケース２の両端部に口金３が嵌め込まれて構成されている。この外郭ケース２の内部には、一方の面に複数のＬＥＤ１１が搭載された帯状のＬＥＤ基板１０と、このＬＥＤ基板１０上に搭載された反射板２０とを有している。

ＬＥＤ基板１０は、その一方の面上に、複数のＬＥＤ１１が２列をなして搭載されており、複数のＬＥＤ１１が列をなす方向に沿う端部が外郭ケース２の内側面に設けられた溝２ａに嵌め込まれて固定されている。

反射板２０は、ＬＥＤ基板１０上におけるＬＥＤ１１の配置ピッチと同一のピッチで複数の貫通孔２１が２列をなして設けられているとともに、少なくとも一方の面が鏡面等の反射機能を有し、２列をなす貫通孔２１の列間にてその面側に突出した断面が三角形となる凸部２２が設けられている。そして、凸部２２が突出した側がＬＥＤ基板１０とは反対側となるように、かつ、複数のＬＥＤ１１のそれぞれが貫通孔２１から表出するようにＬＥＤ基板１０上に搭載され、複数の貫通孔２１が列をなす方向に沿う端部が外郭ケース２の内側面に設けられた溝２ａに嵌め込まれて固定されている。つまり、外郭ケース２の内側面に設けられた溝２ａは、ＬＥＤ基板１０と反射板２０の厚さを合わせた幅となっている。

このように、反射板２０が、凸部２２が突出した側がＬＥＤ基板１０とは反対側となるように、かつ、複数のＬＥＤ１１のそれぞれが貫通孔２１から表出するようにＬＥＤ基板１０上に搭載されることにより、反射板２０は、ＬＥＤ基板１０上に搭載された２列のＬＥＤ１１の列間に凸部２２が設けられた状態となる。

外郭ケース２の両端部に嵌め込まれた口金３には、それぞれ２本の口金ピン３ａ，３ｂが設けられている。ＬＥＤ基板１０に搭載されたＬＥＤ１１は直流電源で駆動するため、４本の口金ピン３ａ，３ｂのうち、２本の口金ピンがＬＥＤ基板１０に接続され、これら２本の口金ピンのうち一方にプラスの電位が印加され、他方にＧＮＤ電位が印加されることにより、ＬＥＤ１１に直流電源が供給される。本形態においては、外郭ケース２の両端部に嵌め込まれた口金３のうち、一方の口金３に設けられた２本の口金ピン３ａ，３ｂにプラス、ＧＮＤ電位がそれぞれ印加され、他方の口金３に設けられた２本の口金ピンはダミーとなっている。

以下に、上記のように構成されたＬＥＤ照明器具１の作用について説明する。

図２は、図１に示したＬＥＤ照明器具１の作用を説明するための図であり、図１に示したＬＥＤ照明器具１を輪切りにした方向から見た図である。

図１に示したＬＥＤ照明器具１においては、口金ピン３ａ，３ｂを介して直流電源が供給されると、ＬＥＤ基板１０に搭載された複数のＬＥＤ１１がそれぞれ発光し、ＬＥＤ１１から光が照射される。そして、ＬＥＤ１１から照射された光は、ＬＥＤ１１の照射角度の範囲に拡散しながら進行していく。

すると、図２に示すように、ＬＥＤ１１から照射された光の一部の成分Ｌ₁が反射板２０の凸部２２にて反射し、その反射光Ｌ₂が外郭ケース２に向かって進行していく。そして、反射光Ｌ₂が外郭ケース２に到達すると、反射光Ｌ₂の一部が透過光Ｌ₃として外郭ケース２を透過していくとともに、反射光Ｌ₂の一部が反射光Ｌ₄として外郭ケース２にて反射する。

外郭ケース２にて反射した反射光Ｌ₄は、反射板２０の凸部２２に再び照射され、凸部２２にて反射してその反射光Ｌ₅が外郭ケース２に向かって進行していく。

また、ＬＥＤ１１から照射された光の一部の成分Ｌ₆が外郭ケース２に向かって進行していき、外郭ケース２に到達すると、光の成分Ｌ₆の一部が透過光Ｌ₇として外郭ケース２を透過していくとともに、光の成分Ｌ₆の一部が反射光Ｌ₈として外郭ケース２にて反射する。

外郭ケース２にて反射した反射光Ｌ₈は、反射板２０の凸部２２に照射され、凸部２２にて反射してその反射光Ｌ₉が外郭ケース２に向かって進行していく。

このように、ＬＥＤ１１から照射された光は、ＬＥＤ１１の照射角度の範囲に拡散しながら進行していき、その一部が外郭ケース２を透過するとともに、一部が外郭ケース２と反射板２０の凸部２２にて反射していきながら外郭ケース２を透過していくことにより、反射光の進行方向がＬＥＤ１１からの光の照射方向に対して垂直の方向に向かいやすくなり、それにより、ＬＥＤ１１の照射角度に対してその照射範囲が大きく広がることになる。

ここで、凸部２２の高さ及び表面の起立角度を、ＬＥＤ１１と凸部２２との距離や外郭ケース２の大きさに応じて設定することにより、上述したように、ＬＥＤ１１から照射された光の一部の成分Ｌ₁が凸部２２にて反射し、その反射光Ｌ₂の一部が外郭ケース２にて反射し、その反射光Ｌ₄が凸部２２にて反射した反射光Ｌ₅が、図２に示したように、ＬＥＤ１１からの照射方向に対して垂直の方向に進んだり、ＬＥＤ１１から照射された光の一部の成分Ｌ₆が外郭ケース２にて反射し、その反射光Ｌ₈が凸部２２にて反射した反射光Ｌ₉が、図２に示したように、ＬＥＤ１１からの照射方向に対して垂直の方向に進んだりするようにすることができ、それにより、ＬＥＤ１１を用いたＬＥＤ照明器具１において、１８０度の角度を照射することができるようになる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明のＬＥＤ照明器具の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部構造を示す斜視図、（ｃ）は輪切りにした断面図である。

本形態は図３に示すように、第１の実施の形態にて示したものに対して、反射板１２０に設けられた凸部１２２が、その断面が半円状となるものであるとともに、外郭ケース１０２の内面のうち、ＬＥＤ基板１０のＬＥＤ１１が搭載された面側に、断面が半円状の複数の山が連なることによって形成される凹凸１０２ｂが設けられている点のみが異なるものである。

以下に、上記のように構成されたＬＥＤ照明器具１０１の作用について説明する。

図４は、図３に示したＬＥＤ照明器具１０１の作用を説明するための図であり、図３に示したＬＥＤ照明器具１０１を輪切りにした方向から見た図である。

図３に示したＬＥＤ照明器具１０１においては、第１の実施の形態にて示したものと同様に、口金ピン３ａ，３ｂを介して直流電源が供給されると、ＬＥＤ基板１０に搭載された複数のＬＥＤ１１がそれぞれ発光し、ＬＥＤ１１から光が照射される。そして、ＬＥＤ１１から照射された光は、ＬＥＤ１１の照射角度の範囲に拡散しながら進行していく。

すると、図４に示すように、ＬＥＤ１１から照射された光の一部の成分Ｌ₁が反射板１２０の凸部１２２にて反射し、その反射光Ｌ₂が外郭ケース１０２に向かって進行していく。そして、反射光Ｌ₂が外郭ケース１０２に到達すると、反射光Ｌ₂の一部が透過光Ｌ₃として外郭ケース１０２を透過していくとともに、反射光Ｌ₂の一部が外郭ケース１０２の内面に設けられた凹凸１０２ｂにて乱反射し、その一部の反射光Ｌ₄が反射板２０の凸部１２２に再び照射される。

外郭ケース１０２の凹凸１０２ｂにて反射した反射光Ｌ₄が凸部１２２に照射されると、反射光Ｌ₄が凸部１２２にて反射してその反射光Ｌ₅が外郭ケース１０２に向かって進行していく。

また、ＬＥＤ１１から照射された光の一部の成分Ｌ₆が外郭ケース１０２に向かって進行していき、外郭ケース２に到達すると、光の成分Ｌ₆の一部が透過光Ｌ₇として外郭ケース１０２を透過していくとともに、光の成分Ｌ₆の一部が外郭ケース１０２の内面に設けられた凹凸１０２ｂにて乱反射する。

外郭ケース１０２の凹凸１０２ｂにて乱反射した光の一部となる反射光Ｌ₈は、反射板１２０の凸部１２２に照射され、凸部１２２にて反射してその反射光Ｌ₉が外郭ケース１０２に向かって進行していく。

このように、ＬＥＤ１１から照射された光は、ＬＥＤ１１の照射角度の範囲に拡散しながら進行していき、その一部が外郭ケース１０２を透過するとともに、一部が外郭ケース１０２と反射板１２０の凸部１２２にて反射していきながら外郭ケース１０２を透過していくことにより、反射光の進行方向がＬＥＤ１１からの光の照射方向に対して垂直の方向に向かいやすくなり、それにより、ＬＥＤ１１の照射角度に対してその照射範囲が大きく広がることになる。

ここで、凸部１２２の大きさ、並びに凹凸１０２ｂを構成する山の大きさを、ＬＥＤ１１と凸部１２２との距離や外郭ケース１０２の大きさに応じて設定することにより、上述したように、ＬＥＤ１１から照射された光の一部の成分Ｌ₁が凸部１２２にて反射し、その反射光Ｌ₂の一部が外郭ケース１０２にて反射し、その反射光Ｌ₄が凸部１２２にて反射した反射光Ｌ₅が、図４に示したように、ＬＥＤ１１に対して水平方向に進んだり、ＬＥＤ１１から照射された光の一部の成分Ｌ₆が外郭ケース１０２にて反射し、その反射光Ｌ₈が凸部１２２にて反射した反射光Ｌ₉が、図４に示したように、ＬＥＤ１１からの照射方向に対して垂直の方向に進んだりするようにすることができ、それにより、ＬＥＤ１１を用いたＬＥＤ照明器具１において、１８０度の角度を照射することができるようになる。

また、本形態においては、凸部１２２にて反射した反射光Ｌ₂や、ＬＥＤ１１から照射された光の成分Ｌ₆が、外郭ケース１０２の凹凸１０２ｂにて乱反射することにより、この凹凸１０２ｂによっても光の照射角度が広がり、乱反射した光の成分が凸部１２２にて反射することによってさらに光の照射範囲を広げることができる。

なお、上述した２つの実施の形態においては、複数のＬＥＤ１１が２列をなしてＬＥＤ基板１０上に搭載されたものを例に挙げて説明したが、本発明におけるＬＥＤ１１がなす列の数は複数であればこれに限らず、反射板２０，１２０の凸部２２，１２２は、このＬＥＤ１１の複数列間に設けられることになる。

また、上述した２つの実施の形態においては、複数のＬＥＤ１１が列をなして搭載されたＬＥＤ基板１０上に反射板２０，１２０を搭載し、この反射板２０，１２０のＬＥＤ１１の列間に、突出した凸部２２，１２２を設けているが、少なくともＬＥＤ１１の列間のみに凸状の反射板を設けておけば、上記同様の作用が生じることになる。また、凸部の形状については、上述した２つの実施の形態にて示したものに限らず、１枚の板状のもの等、ＬＥＤ１１から照射された光や、外郭ケース２，１０２にて反射した光を、ＬＥＤ１１からの光の照射方向に対して垂直な方向に向かわせやすいものであれば、様々な形状のものを用いることができる。

１，１０１ ＬＥＤ照明器具
２，２０２ 外郭ケース
２ａ 溝
３ 口金
３ａ，３ｂ 口金ピン
１０ ＬＥＤ基板
１１ ＬＥＤ
２０，１２０ 反射板
２１ 貫通孔
２２，１２２ 凸部
１０２ｂ 凹凸

Claims (2)

1. 複数のＬＥＤが列をなして搭載された帯状の基板が、光を透過するとともに反射させる材料からなる筒状のケースに収容されてなるＬＥＤ照明器具において、
   前記複数のＬＥＤは、前記基板上に複数列をなして搭載され、
   前記複数のＬＥＤがそれぞれ表出するための複数の貫通孔を具備し、前記複数のＬＥＤのそれぞれが前記複数の貫通孔から表出するように前記基板上に配置された反射板を有し、
   前記反射板は、前記ＬＥＤの複数列間に、当該ＬＥＤの列に沿って連続し、前記基板とは反対側に突出した凸部を有し、該凸部の前記基板上からの高さが前記ＬＥＤの基板上からの高さよりも高いことを特徴とするＬＥＤ照明器具。
2. 請求項１に記載のＬＥＤ照明器具において、
   前記ケースは、前記基板の前記ＬＥＤが搭載された面側の内面に凹凸を有するＬＥＤ照明器具。

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