JP2005044766A

JP2005044766A - Ｌｅｄランプ集合ライト体

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Publication number: JP2005044766A
Application number: JP2003302112A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Yanaka; 一郎谷中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】立体状の可視光線透過性カバー付きＬＥＤランプ集合ライト体において、最も簡便なＬＥＤランプ集合体の平面的配置のままで、前記カバーの胴部の輝度を天蓋部と同程度に高めて、白熱電灯の如き立体状ライト体として用いることができるＬＥＤランプ集合ライト体を提供する。
【解決手段】複数のＬＥＤランプ３の環状配置による発光面を形成し、その中央部に筒口部２７と、反り部２８を有する漏斗形の表面反射筒を設けて一体物とし、前記一体物を可視光線透過性カバー３５で覆う。天蓋部３６には複数のＬＥＤランプ３からの主として直射光が当たり、胴部３７には前記表面反射筒の反射光が当たり、天蓋部３６と胴部３７が同程度の輝度となる立体状ライト体構造とした。白熱電球などと同様な立体発光が必要な分野に使用できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード；ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ランプを利用したライト体に係わり、複数のＬＥＤ単体ランプの集合体として立体的に発光するライト体に係わる。

ＬＥＤチップは、赤色光を出すＧａＡｌＡＳ物質、グリーン色光を出すＧａＰ物質、高光度のＧａＮ物質の青色ＬＥＤランプなどが開発されている。
かかる開発にともなって、実用レベルの高光度単体ＬＥＤランプは、光度１０ｃｄ（カンデラ）程度まで開発されていて、自動車用の超光度のＬＥＤランプの例では、光度２２ｃｄ程度のクラスまで提供されているとの報告がある。
これら高光度のＬＥＤランプの開発にともなって、複数のＬＥＤ単体ランプ集合体として、交通信号や自動車の標識灯などの視認灯や、照明用などに用いられるようになった。
したがって、各々の目的や用途に適した形状、光度、輝度、あるいは適宜なサイズにするために、ＬＥＤ単体ランプを如何なる構造の集合体とするかが、一つの技術分野を形作っている。

特開平７−３０２９３１実用新案登録３０８１１８６日経産業新聞；２００２年６月１８日付け記事、「ＬＥＤ利用電球寿命５０倍」なお、引用文などの説明においては、前記引用文など、あるいはその説明を含めて前記引用文などの表現をそのまま用いるものとする。

「特許文献１」について。「特許文献１」は、ＬＥＤランプを用いた集合型ランプの形態に関する開示で、「特許文献１」の「段落番号０００４」に次の記載がある。
すなわち、「集合ランプはＬＥＤを用いたランプであるために配光特性として、ランプ正面の輝度は高くなるが、正面から外れた方向の輝度は低くなる。つまり正面以外の視認性は低下する」との開示である。
また、「特許文献１」の「段落番号０００６」に、前記正面以外の視認性を高める手段として、次の記載がある。すなわち、「少なくとも各色１個以上のＬＥＤを配列させて一つの表示単位とした集合型ランプにおいて、前記ＬＥＤの発光面が複数あって、該発光面の配光方向が異なる構成を有することである」との開示である。
また、「特許文献１」の「図１」には、前記ＬＥＤの発光面が断面において上下に二分していて、下側発光面が垂直方向で、上側発光面が垂直方向に対して下向きの角度である場合を描いている。
また、「特許文献１」の「図４」には、前記ＬＥＤの発光面が断面において左側、中央、右側に三分していて、中央の発光面に対して左側、右側がそれぞれ外向きの角度である場合を描いている。

「特許文献２」について。「特許文献２」は、光導入式携帯ライトに関する開示で、「特許文献２」の「段落番号０００９」に、「（前記光導体の）長手方向と実質的に直角方向に外周に沿って外周全部あるいは外周の一部に線状微小突起群を有する部分を設けることにより、該光導体端部に光線を導入したときに該突起群を有する恰もネジ状の外周部全体、あるいは恰もラック状の外周の一部が漏光部を形成して拡散発光する構造で」との開示である。
つまり、円筒状光導体の側面を発光させるために、砲弾型ＬＥＤランプなどのビーム性の放射光を円筒状光導体に外側から導入し、前記円筒状光導体にネジ状、あるいはラック状の突起群を設けることによって光導体の側面を発光させる仕組みが開示されている。

「非特許文献１」について。「非特許文献１」は、白熱電球の如きガラス球体中に複数のＬＥＤランプを全方向について外向きに配置して、立体発光体とする記載である。
すなわち、「光源として、一般的なタングステンフィラメントの代わりにＬＥＤを使用する。銅線に等間隔でＬＥＤを配置。銅線は全方向に光を照射するために、らせん状に加工したうえで電球内に入れる。」との開示である。

ＬＥＤランプの種類には、砲弾型ＬＥＤランプ、ディスプレイ用の角型ＬＥＤランプ、エンボステーピング包装した表面実装型、あるいはディスプレイ用角型ＬＥＤランプを縦横に並べて一体化したパネルディスプレイユニットなどがある。
このうち高輝度の視認用や照明用ＬＥＤランプの殆どは、砲弾型ＬＥＤランプである。
砲弾型ＬＥＤランプの一例として、緑色光でその発光光度が２ｃｄ（カンデラ）程度の場合、砲弾形の縦方向長が１５ｍｍ程度、断面円形として直径が１０ｍｍ程度のものから、同程度の光度のＬＥＤランプで前記長さが３．５ｍｍ程度、前記直径が３ｍｍ程度の小さなものもある。

砲弾型ＬＥＤランプにおいて、透明エポキシ樹脂などに封止されたＬＥＤチップに、アノード（陽極）から順電圧を印加すると、ｐｎ接合部の活性層で発光し、前記ＬＥＤチップの表面から光線が放射される。
前記光線は、カソード（陰極）兼用のコーン型の反射皿によって前方に放射され、砲弾形先端の半球形樹脂レンズを通過して、ビーム状光線としてＬＥＤランプ前方に放射する。
放射光の指向特性は、ＬＥＤチップの形状、カソード兼用反射皿の形状、ＬＥＤランプ先端の半球状樹脂レンズの形状、前記ＬＥＤチップから前記半球状樹脂レンズまでの距離などによって決まる。

一般に、ＬＥＤランプの指向特性座標として、光線のビームの指向性、広がりの特性を示し、ＬＥＤチップの真正面を０度、左右各真横を９０度としてその光度相対値などで示すことが行われている。
図６は、砲弾型ＬＥＤランプ３において、前記ランプ内部のＬＥＤチップ２の光線路４と、前記ランプ外部の光線路５の縦断面略図を例示している。
すなわち、ＬＥＤチップ２の表面を区切って、各区切り部から出る光線路４およびを光線路５を、コンピュータによってシュミレーションして表示した一例である。
このようにＬＥＤランプ３からの放射光は、ＬＥＤランプ３の軸線方向、つまり図６の右側方向にビーム光線的な円錐形の末広がり状の光路を示す。
したがって、ＬＥＤランプの対向面６には、図６において左側から対向面６を見ると、対向面６に照射光輪が描かれ、ＬＥＤランプ３の側面方向には光線は殆ど放射されない。

視認性を目的とする一つの表示単位としての砲弾型ＬＥＤランプ（以降、ＬＥＤランプという）集合体において、ＬＥＤ単体ランプの先端を平面状に揃えて配列して発光面を大きくし、前記発光面に対してほぼ直交方向からの視認性を高めることが行われている。
かようなＬＥＤランプ集合体は、前記した配光特性があるので、ＬＥＤランプ正面の輝度は高くなるが、正面から外れた方向の輝度は低いという特性を有する。

道路や鉄道線路などの恒設信号器などの場合には、視認すべき人の視線が前記発光面にほぼ直交方向であり、前面の発光視認性こそ必要で、側面方向の発光視認性は特には必要ない。
したがって、前記発光面の直交方向に概ね沿った光線を放射するＬＥＤ単体ランプの複数個を平面的配置して、発光面の面積を大きくすれば十分視認性を高めることができる。

一方、自動車の側面部に設置する方向指示灯や車幅灯など、工事現場の夜間の危険防止用標識ライト、あるいはイルミネーション用ライトなど、伏せ椀形ライト、あるいは半球形ライトなどにおいて、天蓋部および胴部双方の視認性があるところの、白熱電球の如き立体状発光体が必要な場合がある。
なお、本発明において、おのおのその境界は定かでないが、天蓋部とは、白熱電球で云えば口金の対向する外側部、胴部とはこれに隣接する外周胴部を指すものとする。

その一つの構造として、「特許文献１」に開示があるように、ＬＥＤ発光面が複数あって、該発光面の配光方向が異なる構造があるが、前記天蓋部と胴部とに区別できるほどＬＥＤ発光面の多角面の隣接面相互の角度を大きくする、例えば直角などの角度とするには裏側に配線された発光体の構造が複雑になるなどの問題点がある。

また、「特許文献２」に開示があるように、ＬＥＤ単体ランプなどのビーム性の放射光を円筒状光導体の端部に導入し、前記円筒状光導体の外周を発光させる構造は、間接照明の如き拡散光であるので、外周の高輝度発光を得るには限界がある。
ＬＥＤ単体ランプ集合灯において、白熱電球の如き立体状発光体が必要な場合には、多数のＬＥＤ単体ランプを、例えば「非特許文献１」に開示されているように、外向きに放射状に配置する方法などがあるが、構造が複雑になる欠陥がある。
かように、ＬＥＤランプ集合体を立体発光体とする従来の方法は、立体発光性が不十分なものか、あるいは複雑な構造が伴うものであった。

図８は、ＬＥＤ単体ランプ（以降、ＬＥＤランプという）集合体の拡大略図で、拡大平面略図１０、ならびに拡大平面略図１０のＡ−Ａの拡大断面略図１１を示し、作図法は三角法による。
図８の拡大断面略図１１において、複数のＬＥＤランプ３の先端部は、その集合体としての発光面１２を形成している。
かようなＬＥＤランプ集合体は、このままでは配光特性として、発光面の正面からの輝度は高くなるが、前記正面から外れた方向の輝度は低い。

一般的に立体的発光を得るためには、図８の拡大断面略図１１に、伏せ椀形あるいは半球形などの可視光線透過性カバーを覆って、前記カバー内面の乱反射性を利用して、ＬＥＤランプ集合体を立体発光体とする方法がとられている。
図９は、ＬＥＤランプ集合体の拡大断面略図で、図８の拡大断面略図１１に示す部分を、伏せ椀形の可視光線透過性カバー１６で覆って、立体発光ライト体としている例である。
かかる構造は形状が単純であり、ＬＥＤランプ集合体を容易に立体発光化できるが、前記カバーの内面の乱反射性を利用しているだけであるので、天蓋部の輝度は高いが、胴部の輝度はかなり低いという難点がある。

白熱電灯、蛍光灯などの放電灯などは、そのまま無意識に用いてもそれ自体が立体発光体である。したがって、保護目的などで単に伏せ椀形、あるいは半球形などの可視光線透過性カバーで覆えば、前記天蓋部、前記胴部ともほぼ同様な輝度で発光する。
ＬＥＤランプ集合ライト体において、ＬＥＤランプの先端を平面状に揃えて配列するという、単純で形成しやすい平面状発光面をベースとして、伏せ椀形あるいは半球形などの可視光線透過性カバーで覆ったときに、天蓋部の輝度と同様な胴部の輝度が得られる立体発光ライト体の提供が望まれているところである。

本発明は上記課題を考慮して、伏せ椀形あるいは半球形などの可視光線透過性カバー付きライト体において、前記複数のＬＥＤランプ先端部で形成された平面的な発光面のままで、前記胴部を前記天蓋部と同様な輝度とし、白熱電球の如き基礎ライト体として用いることができる、ＬＥＤランプ集合立体ライト体を提供することを目的とする。

発明者は、上記課題を達成すべく鋭意検討の結果、次に示す発明に到達した。
すなわち、ＬＥＤランプ集合ライト体において、図１の拡大平面略図２３に示す如く、複数のＬＥＤランプ３の環状配置によって、図１の拡大側面断面略図２４に示す発光面１２を実質的に形成していて、前記複数のＬＥＤランプの環状配置の中央部に表面反射筒２６を設ける。
表面反射筒２６は、外面が実質的に表面反射性の漏斗（ろうと）形で、前記漏斗形の外面は、発光面１２と実質的に直交方向の筒口部２７と、反り部２８を有する。
拡大平面略図２３の直交方向からの正射影において、前記反り部の最外周２９は、前記ＬＥＤランプの環状配置の最外周３０より内側である位置関係の一体物であって、図２の断面拡大略図に示す如く、前記一体物が可視光線透過性カバー３５で覆われていることを特徴とするＬＥＤランプ集合ライト体の発明に至った。

また、表面反射筒２６において、筒口部２７および反り部２８の横断面外周が円形であることを特徴とする、ＬＥＤランプ集合ライト体の発明である。
また、表面反射筒２６において、筒口部２７の横断面外周が多面形であって、前記多面形の各面は平面形、あるいは凹面形であることを特徴とする、ＬＥＤランプ集合ライト体の発明である。

前記可視光線透過性カバーにおいて、胴部および天蓋部、あるいは前記胴部または前記天蓋部の、一部あるいは全部に、図５に例示す如き、ネジ状の線状微小突起群を設けてあることを特徴とする、ＬＥＤランプ集合ライト体の発明である。

本発明は、前記課題を解決するための手段で構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。

（１）ＬＥＤランプ集合ライト体を構成する形式として、ＬＥＤランプ群を最も単純な平面に環状に並べる方式をベースとして、この並べた環状の中央部に漏斗形表面反射筒を設けることで、可視光線透過性カバーの胴部の輝度を高め、前記胴部の輝度を天蓋部とほぼ同等の輝度にすることができる。
この手段によれば、複数のＬＥＤランプの複雑な配置なしに、ＬＥＤランプの単純な配置で、ＬＥＤランプ集合体の立体的な高輝度ライト体が得られる。
したがって、堅牢で耐久性の高い立体発光するＬＥＤランプ集合ライト体が、簡便に低コストで得られる。
（２）ＬＥＤランプは、通常の白熱電球の大凡５０倍ほどの寿命があり、消費電力も大凡１／３０程度で、振動にも強く、発熱も少ない。
近年ますます高光度のＬＥＤランプが開発されているが、ＬＥＤランプは配光性において前方へのビーム的光線である特性から、ＬＥＤランプ集合体として白熱電球の如き立体的発光ライト体とするには、複雑な構造にせざるを得なかった。
本発明のＬＥＤランプ集合ライト体は、極めて簡単な構造で、堅牢であり、基礎発光ライト体として用いることができ、立体発光体である白熱電球、あるいは蛍光灯などの放電灯と同様な分野で用いることができる。
（３）従来、視認体として、また照明体として、立体発光体の必要な産業分野に、白熱電球、蛍光灯などの放電灯などが使われていたが、複雑で繊細な構造であるための制約を受けることが多かった。
本発明のＬＥＤランプ集合ライト体の提供によって、かかる分野にＬＥＤランプの使用が可能になり、ＬＥＤランプの用途の飛躍的な拡大が期待できる。したがって省エネルギにつながりその経済的効果は極めて大きい。

発明の実施の最良の形態を、実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＬＥＤランプ集合ライト体の、可視光線透過性カバーを取り除いた内部の拡大略図である。
図１において、拡大平面略図２３、および同図のＢ−Ｂ断面である拡大断面略図２４をそれぞれ示す。
図１の拡大平面略図２３において、複数のＬＥＤランプ３が環状配置され、複数のＬＥＤランプ３の頭部によって形成され、拡大断面略図２４に示すところの発光面１２を形成していている。

図１の拡大平面略図２３において、前記複数のＬＥＤランプの環状配置の中央部に表面反射筒２６を設けてある。
表面反射筒２６は、外面が実質的に表面反射性の漏斗（ろうと）形で、前記漏斗形外面において、発光面１２と実質的に直交方向を軸線とする筒口部２７と反り部２８を有する。
図１の拡大断面略図２４に示すように、筒口部２７は一般の漏斗より太く、筒口部２７の表面は反射性とし、反り部２８の表面も同じく反射性であり、本発明においては前記表面反射筒の形状については「漏斗形」と称する。

本発明においては、前記表面反射性の「反射性」とは、鏡面反射性、および拡散反射性の双方が含まれる。
図１の拡大断面略図２４の発光面１２と直交する方向からの正射影で、図１の拡大平面略図２３において、表面反射筒２６の最外周円２９は、複数のＬＥＤランプの環状配置の外接周３０より内側で、ＬＥＤランプ３の頭部の一部が現れていて、表面反射筒２６と複数のＬＥＤランプ３の環状配置とは一体物である。

図２は、本発明のＬＥＤランプ集合立体ライト体の一態様を拡大断面略図で示す。
図２は、図１の拡大断面略図２４の右側部分に、可視光線透過性の伏せ椀形カバー３５を被せた状態の拡大断面略図で、図を見やすくするために反時計方向に９０度回転し、伏せ椀形カバー３５が図の上部に位置するようにした拡大断面略図である。
図２において、伏せ椀形カバー３５は、その境界は定かでないが天蓋部３６と胴部３７からなる。
なお、本発明において、「可視光線透過性」とは、透視した場合に被透視側の形が確認できる透明透過性、および擦りガラスの如き拡散透過性の双方をいう。

図２の右側内部に描く、ＬＥＤチップ２の発光によるＬＥＤランプ３からの光線を矢印３８、３９、４０で示している。
図２において、伏せ椀形カバー３５の天蓋部３６には、矢印３８で描くように前記光線が直接照射され、天蓋部３６の発光となる。
図２において、伏せ椀状カバー３５の胴部３７の上部には、矢印３９で描くように漏斗形の表面反射筒２６の筒口部２７の表面に反射して、胴部３７の上部に照射して胴部３７の発光となる。
図２において、伏せ椀状カバー３５の胴部３７の下部には、矢印４０で描くように漏斗形の表面反射筒２６の反り部２８の表面に反射して、胴部３７の下部に照射して胴部３７の発光となる。

このように、複数のＬＥＤランプ３の環状配置の中央部に漏斗形の表面反射筒２６を設けることにより、伏せ椀形カバー３５の天蓋部３６および胴部３７が、あたかも白熱電球の如く万遍なく発光し、立体発光するＬＥＤランプ集合ライト体となる。
前記ＬＥＤランプ集合ライト体は、それ自体を視認体や照明灯などとして利用してもよいが、白熱電球や蛍光ランプなどの放電灯の如く、発光基礎体としても利用可能である。

図３は、表面反射筒の形状について斜視略図で三例を示す。
図３において、（Ｃ）は横断面が円形の表面反射筒であって、全体が漏斗形で、その筒口部２７の表面、および反り部２８の横断面外周が円形である場合である。

図３において、（Ｄ）は横断面が多面形の表面反射筒であって、全体が漏斗形で、その筒口部２７、および反り部２８が多面形であり、前記多面形の各面４５が平面状である場合である。
図３において、（Ｅ）は漏斗形筒口部の横断面が多面形の表面反射筒であって、全体が漏斗形であって、その筒口部２７の各面４６が凹面状である場合である。
図３の（Ｄ）、（Ｅ）の如き多面形の表面反射筒を用いることにより、本発明のＬＥＤランプ集合立体ライト体の発光をクリスタルガラスを通した如き優雅な輝きとすることができる。
以上、図３においては表面反射筒の形状の三例を示したが、本発明の表面反射筒は、実質的に漏斗形であれば如何なる形状でもよく、その横断面において真円形でなく、楕円形などでも良い。

図４は、図３に示すところの各面４６が凹面状の多面形表面反射筒（Ｅ）における、多面形表面反射筒２６と、複数のＬＥＤランプ３の配置関係の一例の斜視略図である。
図４に描くように、各面４６が凹面状の多面形表面反射筒（Ｅ）の場合において、多面形の各面の数は、前記環状配置の前記複数のＬＥＤランプの数に等しく、かつ、前記多面形の各面４６は、前記複数の各ＬＥＤランプ３と相対していている場合を示していて、かような配置関係とすれば納まりがよい。
また、各面が平面状の多面形表面反射筒（Ｄ）の場合も同様である。
しかしながら、前記多面形表面反射筒を用いる場合、多面形の各面の数は、必ずしも前記環状配置の前記複数のＬＥＤランプの数に等しくなくてもよく、前記多面形の各面は必ずしも、前記複数のＬＥＤ単体ランプの各ＬＥＤランプと相対してなくてもよい。

表面反射筒の材料はガラス、セラミック、合成樹脂、あるいは金属などの何れでもよいが、その表面が高度な鏡面反射性（正反射性）、あるいは高度な拡散反射性であることがその要件である。
表面反射筒の表面が鏡面反射性の場合の鏡面光沢度は、ＪＩＳＺ８７４１（４５度法）で、９０％程度以上であることが望ましい。
鏡面反射性の表面反射筒の場合、ガラスの場合は鏡材そのもの、セラミックの場合は素焼き材の表面に薄いガラス質の釉薬処理した材、合成樹脂の場合はメタライジング樹脂材など、金属の場合はＣｒ（クロム）メッキ材、Ｎｉ（ニッケル）メッキ材などが適用できる。
前記メタライジング樹脂材の場合は、ＰＥＴ（ポリエステル）、ＡＢＳ、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などの合成樹脂材に、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉなどの金属を真空蒸着、メッキ、あるいはスパッタリングしたものが適用できるが、安価であることからＡｌ真空蒸着樹脂材が妥当性のある一つの材料である。

マイルドな発光を得るために、表面反射筒の表面を拡散反射性にしてもよく、前記拡散反射性の場合の前記鏡面光沢度は５０％程度以上であることが望ましい。
なお、前記鏡面光沢度は特定角度の反射性を示す値で、拡散反射性材料の前記鏡面光沢度の５０％程度以上という値は、鏡面反射の場合とは異なり、全ての角度の拡散反射を捉えればかなり高い反射性を示す値であることを付記する。
表面反射筒の表面が拡散反射性の場合、前記鏡面反射性の表面をエンボス法、サンドブラスト法などの梨地加工したものが適用できるが、セラミック材などの場合は素焼きの陶磁器表面も適用できる。

本発明のＬＥＤランプ集合立体ライト体のカバーは、可視光線透過率の高い材料であることが要件で、かつ内部に収容する前記ＬＥＤランプ、前記表面反射筒を保護する役割を担う。
前記カバーの材料は、透明性材料としては、ガラス、ＰＭＭＡなどの透明性合成樹脂材などが適用できる。
前記カバーは、艶消しなどと呼ばれる眩しさを防ぐ拡散透過性材料でもよく、擦りガラス、白色塗装ガラス、あるいは前記透明透過性樹脂材にＴｉＯ_２（二酸化チタン）微粒子などを添加した拡散透過性（マット）とした合成樹脂材でもよく、かような拡散透過性材料を用いればマイルドな発光となる。
本発明のＬＥＤランプ集合立体ライト体の前記カバー材の可視光線透過率は、波長７８０〜３８０ｎｍ（ナノメータ）の可視光線に対し、その平均値が大凡８０％程度以上、望ましくは９０％程度以上が好ましい。

本発明のＬＥＤランプ集合立体ライト体は、可視光線透過性の伏せ椀形、あるいは半球形などのカバーが、艶消し白熱電球の如く何れの部分も一様に発光することが望ましい。
その一つの態様として、前記カバーの乱反射性を高める方法がある。
前記カバーにおいて、胴部および天蓋部、あるいは前記胴部または前記天蓋部の、一部あるいは全部に、図５に例示す如き、ネジ状の線状微小突起群を設ける。

図５は、伏せ椀形カバーの胴部の内周に、ナットの如き雌ネジ形の線状微小突起群を設けた例であるが、前記カバー胴部の外側にボルトの如く、また天蓋部の内側あるいは外側にレコ−ド溝の如く線状微小突起群を設けてもよい。
前記ネジ形は、ネジ山断面が三角形、あるいはネジ山断面が矩形で、その突起のピッチが大凡０．７〜１．１ｍｍ程度、前記突起の高さが大凡０．３〜０．６ｍｍ程度が好ましい。
なお、前記カバーの前記ネジ形は、前記胴部や前記天蓋部において、内面あるいは外面全体に前記線状微小突起群がネジ状、あるいは螺旋状に連続してあってもよく、また、一部分にラック状に前記線状微小突起群があってもよい。
また、前記線状微小突起群はネジ状や螺旋状でなく、線状微小突の一個一個が独立した輪状の線状微小突起群でもよい。

ところで、微小な発光部であるＬＥＤチップ２からの放射光の指向特性は、ＬＥＤチップの形状、カソード兼用反射皿の形状、ＬＥＤランプ先端の半球状樹脂レンズの形状、前記ＬＥＤチップから前記半球状樹脂レンズまでの距離などによって決まる。
しかしながら、ＬＥＤランプ先端は凸レンズゆえ、ＬＥＤランプからは図６に描くようにビーム状の光線を発する。
一方、本発明の本発明のＬＥＤランプ集合立体ライト体は、カバーの何れの部分も一様に発光することが望ましい。

したがって、ＬＥＤランプからのカバー天蓋部と胴部への、前記ビーム状の光線の配分が重要な特性となる。
本発明のＬＥＤランプ集合ライト体は、図１の拡大平面略図２３において、表面反射筒２６の最外周円２９は、複数のＬＥＤランプの環状配置の外接周３０より内側で、発光面１２の直交方向からの正射影において、ＬＥＤランプ３の頭部の一部が現れている構造である。
図２は、図１の断面略図２４に可視光線透過性の伏せ椀形カバーを被せた形態で、本発明のＬＥＤランプ集合立体ライト体の拡大断面略図である。

図２の左側に示すように、カバー３５の天蓋部３６に至る光線の殆どは、ＬＥＤランプ３からの直接光線であり、他はカバー３５内部の乱反射光線である。
したがって、カバー３５の天蓋部３６に至る光線量比率を大きくするには、図１の拡大平面略図２３で説明すれば、前記正射影においてＬＥＤランプ３について、表面反射筒２６の最外周２９からの露出比率を高くすことによって得られる。

図２の左側に示すように、カバー３５の胴部３７至る光線の大部分は、表面反射筒２６の反り部２８の表面に反射した光線であり、他はカバー３５内部の乱反射光である。
したがって、カバー３５の胴部３７に至る光線量比率を大きくするには、図１の拡大平面図２３で説明すれば、ＬＥＤランプ３について、前記正射影において、表面反射筒２６の最外周２９からの露出比率を小さくすることによって得られる。
加えて、図３におけるＬＥＤランプの配光特性との兼ね合いで、反り部の角度Ｆ、反り長さなどを定め、表面反射筒２６のカバー胴部３７への反射効率を上げることによって得られる。

ＬＥＤランプにおいて、ランプ長手方向のＬＥＤチップの位置、発光光度、ビーム光線の配光特性などはＬＥＤランプの種類によって大きく異なる。
また、カバーの形状や発光特性、天蓋部の直径、胴部の縦長さなどは、本発明のＬＥＤランプ集合ライト体の使用目的によって異なる。
したがって、本発明のＬＥＤランプ集合ライト体においては、使用ＬＥＤランプの種類、使用個数、光度、配光特性などをベースにして、カバーの形状との兼ね合いで、天蓋部、胴部の発光特性や輝度を定め、前記に述べた仕組みを勘案して表面反射筒の形状を定めるべきであり、定型的なことは云い得ない。

図１の拡大平面略図２３、拡大断面略図２４に、図２に描く可視光線透過性の伏せ椀形カバー３５を被せた如きＬＥＤランプ集合立体ライト体を試作した。
試作仕様については、図１および図２を援用して説明する。
使用したＬＥＤランプは、φ５Ｒｏｕｎｄｔｙｐｅ、Ｖｉｅｗｉｎｇａｎｇｌｅ４５°、グリーン（豊田合成株式会社製）を用いた。
ＬＥＤランプの仕様は、形状が砲弾形、断面円形で直径５ｍｍ、長さ７．５ｍｍ、配光特性４５度、発光光度１．５〜２．０ｃｄである。
試作ＬＥＤランプ集合ライト体の外形のサイズは、図２において、Ｇが４０ｍｍ、Ｈが３５ｍｍである。

図１の拡大平面略図２３に示す複数のＬＥＤランプ３の如く、８個のＬＥＤランプ３をを真円形環状に配置し、前記環状配置のＬＥＤランプの外接周の直径は３０ｍｍで、前記環状の中央部に漏斗形の表面反射筒２６を据えた。
ライト体試料１において、表面反射筒２６は図３の（Ｃ）に示す如き断面円形で、筒口部２７の横断面の直径は１５ｍｍとし、反り部２８の最外周の直径を２６．６ｍｍとし、図２において、表面反射筒２６の高さＫを１１ｍｍ、反り部２８の表面角度Ｆを４５度とした。
表面反射筒２６の表面は、ＡＢＳ樹脂材にＡｌ蒸着した鏡面反射性とし、その前記鏡面光沢度は９０％であった。
カバーは伏せ椀形で図５に示す形状とし、透明透過性のＰＭＭＡ樹脂製とし、これをライト体試料１とした。なお、このカバーの前記可視光線透過率は平均値で９２％であった。

前記カバーを、ＴｉＯ_２微粉粒を添加して拡散透過性（マット）としたＰＭＭＡ樹脂材にした以外は、ライト体試料１と同様とし、この拡散反射性カバーを用いたライト体を、ライト体試料２とした。なお、このカバーの前記可視光線透過率は平均値で８２％であった。

また、前記表面反射筒について反り部２８の最外周の平均直径を２６．５ｍｍとし、カバーはライト体試料１と同様の、透明透過性のＰＭＭＡ樹脂材として、図３の（Ｄ）に描く横断面が多角形で、各面が平面形の場合のライト体を、ライト体試料３とした。
また、図３の（Ｅ）に描く横断面が多角形で各面が凹面形の場合で、ＬＥＤランプと多面形の各面との関係は図４の如く配置したライト体を、ライト体試料４とした。
また、反り部２８の最外周の直径を、２３．３ｍｍとした以外は、ライト体試料１と同様としたライト体を、ライト体試料５とした。

また、比較用ライト体として、中心部に表面反射筒がなく、代わりに１個のＬＥＤランプを配置して、その他の仕様はライト体試料１と同様とした比較用ライト体を、ライト体試料６とした。
すなわち、比較用ライト体試料６は、図８および図９に示す如き、８個のＬＥＤランプの環状配置で、中央部に表面反射筒がなく、代わりに１個のＬＥＤランプを配置し合計９個のＬＥＤランプ使用による、従来型のＬＥＤ集合ライト体である。
この各ライト体試料１〜６の、天蓋部と胴部の各々の平均輝度を測定し、その値と発光の所見を表１に示す。なお、輝度は長形光度計によって、光度（ｃｄ）を求め、各見かけの面積（正射影面積）で割った計算値（ｃｄ／ｃｍ^２）で示した。

表１のライト体試料６は、図９に描くように、複数のＬＥＤランプの平面状配置に、伏せ椀形カバーを被せた場合のライト体試料である。
かように、カバー内部の乱反射のみでは、天蓋部の輝度に対して胴部の輝度は１／１０程度で、極めてアンバランスであることが分かる。

これに対し、ライト体試料１〜４は、天蓋部と胴部とは何れもほぼ同程度の輝度で、立体的に均一なバランスのとれた発光体となることが分かった。
また、表面反射筒の断面が多面体の場合のライト体試料３、ライト体試料４は、目視による輝きの違いはあるが、天蓋部と胴部との各平均輝度は試料１と同様で、バランスしていることが分かった。
表１のライト体試料１〜４は、図２において、カバー３５の天蓋部３６に至るＬＥＤランプからの直接光線を、各ＬＥＤランプの光度の１／３程度、つまり図１の拡大平面略図２３の前記正射影において、表面反射筒２６の最外周２９からのＬＥＤランプ３の頭部の露出比率を１／３程度とした場合である。

これに対し、表１のライト体試料５は、図２において、カバー３５の天蓋部３６に至るＬＥＤランプからの直接光線を、各ＬＥＤランプの光度の２／３程度、つまり、図１の拡大平面略図２３の前記正射影において、表面反射筒２６の最外周２９からの、ＬＥＤランプ３の頭部の露出比率を２／３程度とした場合である。
この場合、天蓋部の輝度の方が胴部の輝度よりやや高くなったが、表面反射筒の効果はあることは確認された。

図７は、トラックの側面灯の光源として、本発明のＬＥＤランプ集合ライト体を用いた場合の応用例でり、前記側面灯の縦断面略図である。
対向車や歩行者などがトラックの車幅などを視認するための前記トラックの側面灯は、大型車両の側面に装着する視認灯であるので、ライト体の天蓋部と共に胴部の発光が必要である。
図７において、ＬＥＤランプ集合ライト体５１は、表１に示すライト体試料１と同様なＬＥＤランプ集合ライト体である。
ＬＥＤランプ集合ライト体５１を、着色した透明な外カバー５２の内部に使用し、ライト基礎発光体として、従来の白熱電球と同じように使用した。
外カバー５２は半球形で、裾根元部の直径は９５ｍｍ、前記裾根元部と天蓋部先端までの長さが８８ｍｍである。

本トラック側面灯は、図７の外カバー５２内部の光線路５３に描くように、その天蓋部と胴部に万遍なく光線が行きわたり、半球形外カバー５２全体が同じようにバランスした輝度となり、従来の白熱電球使用の場合とほぼ同様な立体的発光する側面灯が得られた。
以上、ＬＥＤランプ集合ライト体５１を、従来の白熱電球と同じように使用できた例である。

産業上の利用の可能性

自動車の側面部に設置する方向指示ライトや車幅灯など、工事現場の夜間の危険防止用標識ライト、あるいはイルミネーション用ライトなど、伏せ椀形ライト体、あるいは半球形ライト体などにおいて、天蓋部および胴部双方の発光性と視認性があるところの、白熱電球の如き立体状発光体が必要な場合が多々ある。
ＬＥＤランプは、通常の白熱電球に比較して寿命が長く、消費電力も低く、振動にも強く、発熱も少ない。
近年ますます高光度のＬＥＤランプが開発されているが、ＬＥＤランプは配光性において前方のビーム光線である特性から、白熱電球の如き立体的発光ライト体とするには、従来は複雑な構造にせざるを得なかった。

従来、視認体として、また照明体として、立体発光体の必要な産業分野には、複雑で繊細な構造である白熱電球、蛍光灯などの放電灯などを使用せざるを得なかった。
本発明によれば、極めて簡単な構造で、堅牢なＬＥＤランプ集合立体ライト体の提供ができた。
白熱電球、蛍光灯などの放電灯などの使用のための制限を受けることなしに、本発明のＬＥＤランプ集合ライト体の利用によって、ＬＥＤランプの使用が可能になった。
本発明のＬＥＤランプ集合立体ライト体の提供によって、ＬＥＤランプの用途を飛躍的に拡大が可能になった。

ＬＥＤランプ集合ライト体の内部構造の拡大略図ＬＥＤランプ集合ライト体の拡大断面略図表面反射筒の形状例の斜視略図各面が凹面形の多面形表面反射筒とＬＥＤランプの配置例カバー胴部内面に雌ネジ形の線状微小突起群を有するカバー断面略図ＬＥＤランプからの放射光線の縦断面模型図トラックの側面灯の光源に利用したＬＥＤランプ集合ライト体例の断面略図従来のＬＥＤランプ集合体の内部構造の拡大略図例従来のＬＥＤランプ集合体の拡大断面略図

符号の説明

１ＬＥＤランプの透明樹脂部
２ＬＥＤチップ
３ＬＥＤランプ
５光線路
１０拡大平面略図
１１拡大断面略図
１２発光面
１６伏せ椀形カバー
１７カバー天蓋部
１８カバー胴部
２３拡大平面略図
２４拡大断面略図
２６表面反射筒
２７漏斗形の筒口部
２８漏斗形の反り部
２９表面反射筒の最外周部
３０複数のＬＥＤランプ環状配置の外接周
３５可視光線透過性カバー
３６伏せ椀形カバーの天蓋部
３７伏せ椀形カバーの胴部
３８天蓋部への照射光
３９胴部上部への照射光
４０胴部下部への照射光
４５平面形の反射面
４６凹面形の反射面
５０線状微小突起群
５１ＬＥＤランプ集合ライト体
５２外カバー
５３光線路
（Ｃ）断面円形の表面反射筒
（Ｄ）各面が平面の断面多面形の表面反射筒
（Ｅ）各面が凹面の断面多面形の表面反射筒

Claims

ＬＥＤランプ集合ライト体において、複数のＬＥＤランプが環状配置していて、前記複数のＬＥＤランプの集合体の頭部が実質的に発光面を形成していて、
前記発光面方向の位置関係においては、前記複数のＬＥＤランプの前記環状配置の中央部に表面反射筒が設けられていて、
前記表面反射筒は、外面が実質的に表面反射性の漏斗（ろうと）形で、前記漏斗形の外面は、前記発光面と実質的に直交方向の筒口部と、反り部を有し、
前記発光面の直交方向の位置関係においては、前記複数のＬＥＤランプの前記環状配置が前記反り部に覆われるように下部にあり、
前記発光面の直交方向からの正射影において、前記反り部の最外周は、前記ＬＥＤランプの前記環状配置の外接周より内側である位置関係の一体物であって、
前記一体物が、可視光線透過性カバーで覆われていることを特徴とする、ＬＥＤランプ集合ライト体。
前記表面反射筒において、前記筒口部、および前記反り部の横断面外周が円形であることを特徴とする、請求項１に記載するＬＥＤランプ集合ライト体。
前記表面反射筒において、前記筒口部の横断面外周が多面形であって、前記多面形の各面は平面形、あるいは凹面形であることを特徴とする、請求項１に記載するＬＥＤランプ集合ライト体。
前記可視光線透過性カバーにおいて、胴部および天蓋部、あるいは前記胴部または前記天蓋部の、一部あるいは全部に、ネジ状の線状微小突起群を設けてあることを特徴とする、請求項１、２、および３に記載するＬＥＤランプ集合ライト体。