JP2002352603A - Led照明装置 - Google Patents

Led照明装置

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JP2002352603A
JP2002352603A JP2001152478A JP2001152478A JP2002352603A JP 2002352603 A JP2002352603 A JP 2002352603A JP 2001152478 A JP2001152478 A JP 2001152478A JP 2001152478 A JP2001152478 A JP 2001152478A JP 2002352603 A JP2002352603 A JP 2002352603A
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light guide
light
led
shaped
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JP2001152478A
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Yutaka Yamamoto
本 豊 山
Atsushi Yunoki
木 篤 柚
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Stec KK
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Stec KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/72Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも1つのダイオードからなるLED
素子を使用して、棒状の照明表示用セグメントとしての
利用と広い角度範囲を照射できるLED照明装置を提供
する。 【解決手段】 透光性材料からなる棒状導光体と、この
棒状導光体の上円下方形状端面に位置し、前記棒状導光
体の上円下方形状端面から内部に光を放射するように配
置された、少なくとも1つのダイオードからなるLED
素子とを備えたLED照明装置において、棒状導光体
に、その軸心に対して適当な角度でフラットな傾斜面を
形成し、この傾斜面から軸方向に向かって延びる多数の
横断溝を形成し、各横断面の底部には、上円下方形状端
面から照射された平行光線を、棒状導光体の軸心に直交
する上円方向に反射する反射面を有することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも1つの
ダイオードからなるLED素子を光源とする、発光面積
の広いLED照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】LEDは、その特性上、光放出面から光
が拡散せずに放出される、所謂、平行光線を出す。その
ため、従来、LEDが使われる用途として、表示器やパ
イロットランプなど、LED自体の点灯で何かを表示
し、その意味を認識させるという使い方が主であった。
【0003】特に、LEDの他の利用形態として、特開
平9−163080号公報に記載されているように、フ
ァクシミリの原稿読取り、あるいは、PPC複写機にお
ける感光ドラム上の潜像消去のような、光源装置に組み
込ませたものもある。この公知の光源装置では、一端に
LEDからの光を取り込む光源光取込部が、他端に反射
面がそれぞれ設けられた円柱状の透明部材に、二等辺三
角形状のローレットカットによりレンズを形成した構造
が用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載された光源装置は、所定の一方向に幅が広く、
これと直交する方向には幅が狭い略線状の照射光を生じ
るものであって、その利用形態は、ファクシミリの原稿
読取り等の特殊なものに限られ、通常のランプのよう
な、広域に対する照明効果を得る構造には不向きであ
る。
【0005】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、少なくとも1つのダイ
オードからなるLED素子を光源とするが、従来の光源
装置とは異なり、広い範囲に光を照射することができる
ように改良したLED照明装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、以下のような構成にする。即ち、請求項1
に記載の発明は、透光性材料からなる棒状導光体と、前
記棒状導光体の一端に配置されて前記棒状導光体内に光
を放出する少なくとも1つのダイオードからなるLED
素子とから構成され、棒状導光体の長手方向に沿って光
導出部が設けられているLED照明装置において、前記
棒状導光体は、前記少なくとも1つのダイオードからな
るLED素子からの光の方向に対して傾斜した状態で、
前記導光体の長手方向に向けて延びる平面に光反射部を
構成しており、該光反射部に対向する前記光導出部は、
前記平面に対向する円周面を備えており、光反射部は、
前記少なくとも1つのダイオードからなるLED素子か
らの光を前記円周面に向けて反射するための反射面を持
った横断溝を前記長手方向に所要間隔で、形成したもの
であることを特徴とする。
【0007】また、請求項2に記載の発明は、前記発明
において、前記導光体の横断面が、前記平面と円周面と
を含む方円形状であることを特徴とする。更に、請求項
3に記載の発明は、前記発明において、前記横断溝が、
前記少なくとも1つのダイオードからなるLED素子が
放射する光線が前記棒状導光体の前記円周面に向けて反
射する反射面を、底面部に形成していることを特徴とす
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
面を参照して説明する。図1において、符号1は棒状導
光体、2は棒状導光体1の一端に接して設けられたLE
D(発光ダイオード1つのダイオードからなる発光ダイ
オード)を示す。このLED2は、透明な樹脂でモール
ドされ、2本のリード線12を介して、外部電源に接続
されるものである。LED2は、その発光光軸が棒状導
光体1の軸心と一致するように配置され、図示しない保
持機構によって、その位置に固定されている。LED2
としては、ガリウム‐リンGaP系の緑色ないし赤色L
ED、ガリウム‐ヒ素‐リンGaAs1−X系の赤
色LED等の、任意のLEDを使用できるが、この実施
の形態において使用されたLED2は、直径5mmの超
高輝度白色LEDである。一方、棒状導光体1は、図2
に示すように、良好な透光性を有する合成樹脂、例え
ば、硬質アクリル樹脂で構成されたもので、LED2か
らの光の方向に対して傾斜した状態で、導光体1の長手
方向に向けて延びる平面に光反射部を構成しており、該
光反射部に対向する前記光導出部は、前記平面に対向す
る円周面を備えており、光反射部は、LED2からの光
を前記円周面に向けて反射するための反射面11aを持
った、多数の横断溝11を前記長手方向に所要間隔で、
形成したものである。
【0009】導光体1は、その長手方向について、一方
の端の断面が上円下方形状で、他方の端の断面がほぼ半
円形状である、所謂、全体として、方円形状の断面を備
えたもので、両端間の長さの領域において、前述のよう
に、前記平面に横断溝11を形成している。また、LE
D2からの光を受ける反射面11aは、この面での光の
乱反射あるいは屈折を防止するために、できるだけ平滑
に仕上げられる。
【0010】この横断溝11は、図3(A)に示すよう
に、前記平面から棒状体1の長手方向と直交する方向に
切り込みを形成し、その切り込みが浅く、底面が、例え
ば、Rの付いた反射曲面や45度に傾斜する反射面11
aとなるように構成したものや、(B)に示すように、
溝の切り込みが深く、前記棒状体1の軸心近くに底面の
反射面11aを配置し、軸心近くの照度の明るい光線を
狙う構成のものもある。このような構成により、光反射
部に対応する光導出部は、前記棒状体1の、前記平面を
除く他の周面(主として、円周面)について機能し、こ
れが全体の約1/2に亘る大きさとなる。なお、このよ
うな形状の横断溝は、レーザー加工や、射出成形などで
製作すれば、容易にこの形状を得ることが可能である。
【0011】各横断溝11は、その間隔が棒状導光体1
の長手方向に関して一定であるが、間隔を変える場合
は、棒状導光体1の上円下方形状側の端面、すなわちL
ED2に近い側の横断溝よりLED2から離れるにした
がって、漸次小さくなるピッチで、配置されるように形
成される。また、各横断溝11の長さも、棒状導光体1
の長手方向に関して一定になるように、棒状体1の断面
形状を設定するとよい。
【0012】このように構成されたLED照明装置にお
いて、LED2が直流電流の供給を受けて発光すると、
LED2から出た光(平行光)は、棒状導光体1の上円
下方形状の端面からその内部に入り、対向端面に向けて
進行するが、その一部は横断溝11底部の反射面11a
に当たって反射し、光導出部の円周面を介して、棒状導
光体1の外部に放射される。横断溝11は、棒状導光体
1の長さ方向において、適当な長さの範囲(この実施の
形態では、ほぼ全長)に亘って形成されているので、こ
の領域では、複数の横断溝11の反射面11aからの光
が、光導出部を介して外部に放射されることになる。
(C)、(D)はそれぞれ棒状導光体1のX−X’線と
Y−Y’線における横断面図を示し、下方形状内の点線
は横断溝11の反射面11aを示し、ここで反射した光
線は垂直上方に透過し外部に放射して行く。この実施の
形態では、隣接する横断溝11同士の間隔は、一定にな
るように設定されているので、棒状導光体1の長さ方向
の全体に渡って均等な照度が得られる。
【0013】図4は、本発明に係わる他の実施の形態を
示す。この例では、複数のダイオードからなるLED2
2は棒状導光体1の上円下方形状の端部に設けられる。
棒状導光体1のフラットな傾斜面に形成された横断溝1
1は、その底部の反射面11aにおいて、前記複数のダ
イオードのLED22からの平行光線を反射して、棒状
導光体1の軸心と直角の周面方向に光を放射するのは、
前記1つのダイオードからなるLED2と同様である
が,この場合には、横断溝11の反射面が同一平面上に
ある図2の例と比較して、該横断溝11の反射面11a
で反射する光の照度が前記1つのダイオードからなるL
ED2と比較して、該LED22は複数のダイオードか
らなるので、ダイオードの個数倍の明るさになり、自動
車道での表示板では、遠方からドライバーに指示する場
合には向いている。
【0014】以上のように本発明のLED照明装置は、
熱の発生がなく、しかも低電圧、低電流で比較的高い照
度が得られるので、下記のような用途に有利に使用でき
る。 (1)看板・道路標識などの屋外照明に利用すれば、電
球交換も必要ないので、設置するだけで、あとのメンテ
ナンスも不要な商品を実現できる。またソーラーパネル
と組み合わせれば電源が不要であり、省電力照明として
地球環境に配慮した照明となるとともに、公共電力源か
ら離れた、林道などの照明としても活用できる。 (2)熱を発生しないので、冷蔵庫、冷凍庫の中の光源
として利用できる。また冷陰極管のように温度が下がる
と暗くなるということもない。 (3)ディスプレイ用飲食店のカウンターなどに埋め込
み、ディスプレイ用として使用する。電球交換などの必
要が無いため、自由にどこへでも埋め込むことができ
る。この場合は、赤・緑など他の色との併用も可能であ
る。 (4)施設用照明フットライトや階段などの誘導灯や、
非常灯などに利用すれば停電時などでも予備電源で長時
間の点灯が可能である。 (5)長寿命でメンテナンスが必要ないため、建造物な
どに埋め込むこともできる。 (6)学習用電気スタンドなどに応用すれば、螢光灯の
ようなちらつきが無いため、目にやさしく、近視になり
にくい。 (7)小型・軽量などの特長を生かし、たとえばダイビ
ング機材に組み込んで、ナイトダイビング時の認識用、
あるいは夜間ジョギング用の認識灯などへの応用が可能
である。
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように本発明のLED照
明装置は、透光性材料からなる棒状導光体と、前記棒状
導光体の一端に配置されて前記棒状導光体内に光を放出
するLEDとから構成され、棒状導光体の長手方向に沿
って光導出部が設けられているLED照明装置におい
て、前記棒状導光体は、前記LEDからの光の方向に対
して傾斜した状態で、前記導光体の長手方向に向けて延
びる平面に光反射部を構成しており、該光反射部に対向
する前記光導出部は、前記平面に対向する円周面を備え
ており、光反射部は、前記LEDからの光を前記円周面
に向けて反射するための反射面を持った横断溝を前記長
手方向に所要間隔で、形成したものであることを特徴と
する。従って、点光源に近いLEDからの光を、棒状導
光体の長手方向に関して、これを所望の角度範囲で放射
させることが可能である。これにより、一般の照明用光
源と同様に、広範囲の照明が可能となり、しかも、一般
光源に対してLEDが有している優位性を最大限に発揮
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるLED照明装置を
示す斜視図である。
【図2】図1に示したLED照明装置の棒状導光体のフ
ラットな傾斜面から見た図である。
【図3】図1に示したLED照明装置の棒状導光体の断
面を示し、(A)は横断溝が浅い場合の縦断面図、
(B)は横断溝が深い場合の縦断面図で、(C)は
(A)のX−X’線における横断面図で、(D)は
(A)のY−Y’線における横断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態である複数のダイオー
ドからなるLEDによるLED照明装置に適用された棒
状導光体のフラットな傾斜面から見た図である。
【符号の説明】
1 棒状導光体 2 LED(1ダイオード型) 11 横断溝 11a 反射面 12 リード線(1ダイオード型用) 22 LED(複数ダイオード型) 32 リード線(複数ダイオード型用)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性材料からなる棒状導光体と、前記
    棒状導光体の一端に配置されて前記棒状導光体内に光を
    放出する少なくとも1つのダイオードからなるLED素
    子とから構成され、棒状導光体の長手方向に沿って光導
    出部が設けられているLED照明装置において、前記棒
    状導光体は、前記少なくとも1つのダイオードからなる
    LED素子からの光の方向に対して傾斜した状態で、前
    記導光体の長手方向に向けて延びる平面に光反射部を構
    成しており、該光反射部に対向する前記光導出部は、前
    記平面に対向する円周面を備えており、光反射部は、前
    記少なくとも1つのダイオードからなるLED素子から
    の光を前記円周面に向けて反射するための反射面を持っ
    た横断溝を前記長手方向に所要間隔で、形成したもので
    あることを特徴とするLED照明装置。
  2. 【請求項2】 前記導光体は、その横断面が、前記平面
    と円周面とを含む方円形状であることを特徴とする請求
    項1に記載のLED照明装置。
  3. 【請求項3】 前記横断溝は、前記少なくとも1つのダ
    イオードからなるLED素子が放射する光線が前記棒状
    導光体の前記円周面に向けて反射する反射面を、底面部
    に形成していることを特徴とする請求項1または2に記
    載のLED照明装置。
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