JP2010225395A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来にない優れた効果を有するＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【解決手段】 光源にＬＥＤを使用した照明装置１０は、照明装置１０の光跡灯影反射面１１の辺の垂直始点を基準に光跡灯影反射面１１対し略垂直方向に光源ユニット３０を配置しつつ灯影反射面の辺を始点に鋭角な角度を設定して光跡灯影反射板１１に鈍角な角度で照射光２０を光跡灯影反射板１１の凹凸面１２に光跡灯影反射板１１の対峙する両辺から光跡灯影反射板１１に鈍角に照射して、正反射された光線に到達光反射カバー１４を設けることで正反射された光を、保護板１７または光跡灯影反射板１１に再反射することで、照射された光を最大限活用した大型の照明装置としている。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、ＬＥＤを使用する照明装置に関するものである。

ＬＥＤは、白熱電灯・蛍光灯と比較して省エネ化できる地球温暖化対策品としてＬＥＤを使用する照明装置が多く使用されている。
このうち、特許文献１は、発光素子の光出射側に形成された光出射部と第１の光出射部に隣接して形成された第２の光出射部と、第１の光出射部と第１の光出射部および第２の光出射部に対向するように配置された光出射部部と第１の光出射部および第２の光出射部と光反射部との間に形成された導光部とを備え、第１の光出射部は発光素子からの光の少なくとも一部を拡散する光拡散剤を備え、第１の光出射部の光拡散剤によって発光素子からの光の少なくとも一部が拡散されるので第１の光出射部の発光面における輝度を減少させるとともに、第２の光出射部の輝度を増加させることができ、均一な面発光をしている照明装置である。
この薄型化した照明装置を大型照明装置の背面底部に、配列して照明ユニットとすることも可能であるが、発光素子の配置する数が多くなり、省エネ化に適していない。

特許文献２は、導光板と導光板端面の光導入部に対峙して設置されるＬＥＤ光源に、加えて導光板の光出射面表面に設置されたプリズムシートで構成され、導光板導入部には導光板と一体に設けられ、ＬＥＤ光源が照射した光を拡散させるレンズを有し、導光板の光出射面を対向する面には、光導入部と平行に複数の溝からなるローレットが施され、プリズムシートには、導光板側に断面が略三角形の略角柱であって略三角形の一方の変が曲線から成るプリズム形状を、三角柱の柱方向が光導入部に平行な向きに複数個形成したプリズムシートの組み合わせとなって導光板における面発光を可能としている。
しかし、導光板方式においては、ＬＥＤから照射される光は拡散されるレンズにより横方向に広げ、導入部の陰影差を低減しているが、ＬＥＤ面は導光板導入部と平行に光を導入しているので、ＬＥＤおよび拡散レンズによる拡散照射であり、導光板に設けられている複数の溝の高さも低く、小型液晶画面には適しているが、大型するにはＬＥＤの数を多くして配置して照度を得る必要があり、大型化による導光板の厚みが増えるので、中型以上の照明ユニットには適していない。

特許文献３は前面が開放された箱体と、該箱体の側壁部と平行に互いに対抗して配置された少なくとも２枚の配線板と、該配線版に設置された複数の発光素子と、該箱体の底部に配置された光反射板と該箱体の前面開口部に設置された透光性の光拡散表面板からなるライトボックスであって、前記光反射版は前記箱体前面開口部に向かって突出した山型凸部を有し、前記箱体の底部前記発光素子の発光部の最低部との距離をｈ、前記箱体の底部を前記光拡散表面板との距離をｄ、前記箱体の底部と前記山型凸部の頂点との距離をＬ、とするとき「ｈ＜Ｌ≦（ｈ＋ｄ）／２」を満たすことを特徴とするライトボックスである。
砲弾型の円錐拡散反射をする発光素子を配列して使う、小型ライトボックスとしてはこの数式を当てはめた構造で可能であるが、砲弾型発光素子では光が拡散し到達距離が少なく大型化には適していない。

特許文献４は、ケースの底面に光反射部材を配置し、表面側に発光面部材を配置し、これら光反射部材面と発光面部材とで挟まれる空間を中空導光板領域とし、この中空導光板領域に隣接して、配線基板に多数個のＬＥＤを配置したＬＥＤ光源を配置し、ＬＥＤ光源からの光をユニットの厚み方向のＬＥＤ光軸上に対して平行になるように集光するＬＥＤコリメータをＬＥＤ光源の出射部にＬＥＤの配列平行に配置した中空式面照明装置であって、ＬＥＤコリメータにはＬＥＤの配列からの光を屈折させて体内に導入あるいは出射する屈折集光機能部と体内に導入した光を全反射させて中空導光領域に出射させる全反射集光機能部を設けた照明装置である。
導光板方式で、導光板のアクリル部が不要となった構造で、軽量化を実現しているが光は一体式のコリメータを使っているので、光導入部の陰影差は解消できるが、光を延伸する構造には適していない。
また、反射板が平滑なのでＬＥＤから照射される光は、全反射板の入光角と比例方向に照射されその陰影差を無くすために、レンズシート、プリズムシートを使い拡散調整しなければならない。

特開２００５−１９７３２０号公報 特許第４０４４５１１号公報 特開２００６−２０２７２９号公報 特開２００８− ６００６１号公報

上記したようにＬＥＤを使用する照明装置は多くあるが、様々な課題も有している。まとめると次のようになる。
［直下型］
ＬＥＤを発光面直下に配列して目的照度は得られるものの、大型照明装置には大量のＬＥＤを使用することになり、ウォール構造を持つ立体反射板を設けても、蛍光灯と比較して十分な省エネ効果を得ることができない。高輝度ＬＥＤと反射板を使い拡散反射させて照射される方法も検討されているが、高輝度ＬＥＤの個数を多くつかうことから、低コスト化が実現できない。
［導光板］
導光板に使うアクリルのコストが高い・またアクリルの導光反射機能を有するために、アクリル板の受光反射部の形成加工または製造時の一体成型が必要で拡散シートやプリズムシートの部品点数も多く、インバーター仕様の蛍光灯代替照明と比較するとデザイン性は優れているもののイニシャルコストが大幅に高い。
［反射板］
フラットな反射板は、入光する光の光跡は出現するものの、鈍角で照射される光は、入光角に比例する同じ鈍角の角度方向に反射され、照明装置としては照度が不足する。ＬＥＤのみで照射する場合は、反射板の均一到達距離も短いので、長さが少ない。小型照明装置としては有効であるが、大型照明装置としては適していない。
［光水平照射式］
ＬＥＤの光を集光するレンズを使い、そのレンズ面を反射板に直角に設置して、レンズ自然拡散照射しても、ＬＥＤの特徴である直線で照射される中心部の光は、乱反射されることなく突き当たり対象物に到達するまで直進してしまい、突き当たりに反射板を設けても中型照明装置では、陰影差が非常に大きく反射板に対峙する面に拡散板を設けなければならない。
［反射部材の角度］
装置内に設ける灯影反射面の全体に角度を設けて、光跡灯影反射板に設けた凹凸の受光率を向上させる手法も検討できるが、正反射を抑制した凹凸形成が得られない反射部材は、光到達点が狭くなると正反射された光は拡散板と併用しないと、光が線反射方向に正反射され、光源ユニットの対峙する辺の周囲が明るくなり、均一な灯影面を形成することができない。

本願発明は以下の目的を達成するべく、本願発明者らによって完成されたものである。
（１）長尺の照明装置に対応できる。
（２）長尺を連続することで幅が広い大型照明装置に対応できる。
（３）ＬＥＤの数をできる限り減らすことができ省エネ化ができる。
（４）ＬＥＤの消費電流が少なくても高照度が得られるので省エネ化ができる。
（５）高輝度ＬＥＤの性能を低出力で使用し、高照度を得られるのでＬＥＤの寿命を延ばせる。
（６）既設の照明装置へ対応できる。
（７）軽量化できる。
（８）照明装置の構造部品点数が非常に少なく、装置の低コスト化ができる。
（９）ＬＥＤの高輝度化に対応できる。

第１の発明は、ＬＥＤが発光する点光源の光を面発光する照明装置において、光源となるＬＥＤと、このＬＥＤを点灯させるための回路を基板上に設けた基板回路部と、ＬＥＤから照射される光を太く変換する機能と光の拡散を抑制する機能を持つレンズまたはリフレクターからなる光源ユニットと、光源ユニットから照射された光の光跡を灯影するための光跡灯影反射板と、光跡灯影反射板周囲に設ける白色反射性または白色透過性を有する外周壁で囲われ、光源ユニットと光跡灯影反射板を保護するための光跡灯影反射板上面に設けた、光透過性を有する化粧板とからなり、前記光源ユニットは、光跡灯影反射板の一辺または複数辺の上部または近接する上部に、一個または一定間隔で配置された連続する光源ユニットとして、レンズまたはリフレクターの照射光線中心軸を、鈍角な角度で光跡灯影反射板に光源ユニットから照射された平行線を光跡灯影反射板に全体面に入光する角度で配置したことを特徴とするＬＥＤ照明装置。

上記した第１の発明は、ＬＥＤに通電させて発光するための基板回路あるいはアルミ板またはアルマイト処理したアルミ放熱板上に設けた基板回路上にＬＥＤを一個または複数個設けた基板回路部あるいはこの基板回路部に屋外使用に耐える防水・防滴機能を持たせた耐水基板回路部と、この発光基板部のＬＥＤ上に設ける、光を太く変換する機能と光の拡散を抑制する機能を持つレンズまたはリフレクターまたはその両方からなるいわゆる光源ユニットで、光源ユニットから照射された光の光跡を灯影するための、全反射率が５０％以上の反射率を有する鏡面または白色の光跡灯影反射板と、光跡灯影反射板周囲を囲む位置に設ける鏡面または白色の反射性能有する外周壁を兼ねる反射板、または白色透過性を有する外周壁を兼ねる保護板に囲われ、光源ユニットと光跡灯影反射板を保護するための光跡灯影反射板上面に設けた、光透過性を有する化粧板で構成されている。

前記光源ユニットは、光跡灯影反射板の一辺または複数の辺の上部または近接する上部に光跡灯影反射板の長手方向に手前から先端に至るよう光跡が筋となって現れる鈍角な角度で設ける、一個または広幅を有する場合は一定間隔で複数配置された連続する光源ユニットでレンズまたはリフレクターまたはその両方から照射される拡散率が少ない円錐光線の光跡を、自然拡散や乱反射では得ることができない強い光を筋として光跡灯影反射板に鈍角灯影し、太い線上になって光る光跡の明るさを面発光として変換した照射構造を持つＬＥＤ照明装置である。

また、光源ユニットを光跡灯影反射板に対して鈍角な角度を設けて照射する積極照射構造とすることで、灯影反射率を向上させた照明を可能としている。

第２の発明は、前記光源ユニットは、ＬＥＤが発光する点光源の光を、レンズ屈折透過・界面反射または鏡面反射あるいはリフレクター反射による、太い円錐または楕円円錐状の拡散を抑制した照射光線に変化させ、照射光線到達距離の延伸と光量の減衰防止を低減し、単独または一定間隔で配置される光源ユニットから照射される太い円錐状の受光する幅と長さを光跡灯影反射面としたことを特徴とした同ＬＥＤ照明装置である。

上記した第２の発明は、ＬＥＤから照射された拡散する点光源の光を、レンズまたはリフレクターまたはその両方を使い、光源ユニットに装着されているＬＥＤまたは高輝度ＬＥＤの発光する光の拡散を抑制した、円錐光または楕円円錐に変換し拡散を抑制した点発光から面発光に広げられた直線照射構造レンズとしている。そのレンズは、放物曲線反射レンズ、凸レンズ、フレネルレンズ、あるいは凸レンズとフレネルレンズを併用した薄型反射レンズにより（特開２００６−２０２７２９号公報）を使うことで太い面発光としている。

また、光源ユニットに組み込まれる個々のＬＥＤ上に装着されるレンズまたはリフレクターまたはその両方を使った照射部から照射される円錐光柱あるいは鋭角な三角推柱の直径が光跡灯影面の幅となり、光源ユニットの一定間隔の連続配置により、幅方向の大型化が可能となる。

また、レンズまたはリフレクターまたはその両方が組み込まれた光源ユニットを光跡灯影反射板の対峙する辺の両方あるいは複数の辺に設けることで、光源ユニットからの光を光跡灯影反射板に照射することにより、灯影照度と保護板から外周部に照射される外周照射照度を向上することができる。

第３の発明は、前記光跡灯影反射板は、光跡灯影反射板片面または両面に直線あるいは円弧を持つ辺または面で形成される点または点線あるいは線の凹凸を光跡灯影反射板全体に設け、この凹凸部に鈍角で照射される光源ユニットから照射される任意に制御された太い円錐または楕円円錐状の拡散を抑制した照射光線を受光して、光跡灯影反射させたことを特徴とした同ＬＥＤ照明装置である。

上記した第３の発明は、５０％以上の正反射機能を有する光跡灯影反射板の片面または両面に凹凸形成する。凹凸形成方法は、反射性能を有するフィルム・シート・インクによる外部応力あるいは熱による立体凹凸成型、フィルム・シートによる打ち抜き立体成型、樹脂成型金型またはローラーによる反射材を混ぜた樹脂成型手法、樹脂成型したものに反射インクを塗布してなる立体物から凹凸形成する。
印刷手法においては、グラビア・スクリーン鏡面印刷をおこなったシートまたはロールを外部応力で形成する方法と紫外線硬化樹脂による凹凸形成手法がある。形状安定性の無いフィルム・シート・薄紙は、アルミ・鉄・ステンレス等の金属に貼り付けて、エンボス加工することで凹凸形成ができ、アルミ・鉄・ステンレスの両面に貼り付けることで、両面用反射部材として利用できる。
アルミ・ステンレスを使う場合は、素材を鏡面仕上げして反射部材として使うことも可能で、アルミにおいては、酸化劣化保護対策を行うことで、長時間の反射効率の低下を防止できる。
凹凸を直線あるいは円弧を持つ辺または面で形成される、頭頂部に正反射する辺または面が最小限で、凹となる底部には反射面形成ロスとなる辺または面が少ない状態が好ましい。

また、凹凸の配置構造は、点または点線あるいは線を直線・屈折線・曲線・傾斜線・交点を持つ前記の線を、光跡灯影反射板全体に密接形成することで、光源ユニットから照射される任意に制御された太い円錐または楕円円錐状の拡散を抑制した照射光線を、正反射を最小限とした凹凸に光が当たり、正反射率が少ない光跡灯影反射板に照射することで、強い光跡灯影反射が得られる構造としている。

また、光源ユニットから照射されるレンズまたはリフレクターあるいはその両方を経て照射された円錐光に鈍角の角度を設けて照射することで、自然拡散角度による凹凸頭頂部照射よりも凹凸の深い位置まで光を到達することができるので、強い光跡灯影反射を得ることができる。

また、凹凸の高さは、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以内で好ましくは０．３ｍｍから０．８ｍｍの密着された点または点線あるいは線を直線・屈折線・曲線・傾斜線・交点を持つ線の凹凸に直角方向から光源ユニットから照射することで灯影率が向上する。

また、光跡灯影反射板に形成する突起の受光辺形状を単一受光方向性とすることで当該単一方向からの受光、対峙する二方向対応の辺または面形状とすることで、当該二方向からの受光、凹凸の角錐・円錐の点形状とすることで、指定方向が無い任意の方向から光跡灯影反射できる多辺入光対応の高照度用光跡灯影反射板の提供が可能となる。

第４の発明は、前記光跡灯影反射板上に設けた、点または線・点線の平滑面が少ない凹凸の光跡灯影反射率を向上させるために、凹凸の突起中心点を非受光面側に移動させた非均等形状とし、受光時の凹凸の影になる辺の面積を少なくしたことを特徴とした同ＬＥＤ照明装置である。

上記した第４の発明は、一辺方向から照射する光源ユニットの場合、光跡灯影反射板上の片面または両面に形成する凸起または凹凸の、受光辺の反対側に生ずる陰影辺を少なくして灯影反射率を向上させるために、陰影辺または面を小さくし受光辺または面を大きくする構造としている。

第５の発明は、光源ユニットから照射されるＬＥＤの白色（クールホワイト）光を、光跡灯影反射板および光跡灯影反射板上面に設ける凹凸を着色することで、淡い着色色で光跡灯影することを特徴とした同ＬＥＤ照明装置である。

上記した第５の発明は、灯影反射を全反射率が５０％以上の着色されたフィルム・印刷物とすることで、光源ユニットから照射される光が白色においても、淡い印刷色で灯影反射する構造としている。

第６の発明は、光源ユニットから光跡灯影反射板に鈍角で照射された太い光線が、光跡灯影反射板上を正反射した非灯影光線を再利用させるために、光跡灯影反射板の光源ユニット設置辺に対峙する辺の先端部の正反射光灯火面を鈍角あるいは鋭角の角度を有する反射面を設けたことを特徴とした同ＬＥＤ照明装置である。

上記した第６の発明は、灯影反射に鈍角に照射する光源ユニットからの光が正反射されて到達する灯影反射先端部に到達する照射光を再反射させる構造として、灯影反射先端部に設ける直角壁を基準に、光跡灯影反射板側または保護板側に傾けた反射板または鏡面反射板を備えた構造としている。

上記第１の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）直線状に照射される円錐光線の９０％以上を面発光面となる光跡灯影反射板に照射できるので、ＬＥＤから照射される光を、無駄なく高効率での光の利用が可能となる。
（２）また、ＬＥＤから照射された光を面発光に変換し、この光を正反射が抑制された光跡灯影反射板に低位置から光跡灯影反射板に鈍角に照射することで、面発光の強い光が斜めに光跡灯影反射板に当たり、光跡灯影反射板に上に形成された凹凸の受光部に光跡を残し、この光跡が灯影反射された光が、照明装置の光として提供されて、非常に少ない電気消費量と、発光部となるＬＥＤの数が少なく、部品点数が少ない今までに無い、イニシャルコスト・ランニングコストともに低コストの照明ユニットが提供できる。

上記第２の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）ＬＥＤの点光源の光をレンズまたはリフレクターまたはその両方により、レンズまたはリフレクターの太さで照射する円錐または楕円円錐状あるいは鋭角な三角推の拡散を抑制した光柱とすることで照射距離による照度減衰を最小限に抑制することができ、減衰率が少ない光で光到達距離を延伸することが可能となる。
（２）また、円錐または楕円円錐状あるいは鋭角な三角推の拡散を抑制した光柱を、光跡灯影反射板に対して鈍角の角度で入光させることで、灯影反射に光柱の光跡を入光辺から対峙する辺まで照射させることができるので、長手方向の大型化が容易となり、発光部を直列に一定間隔で並べることで、幅方向においても大型化が可能となる。
（３）また、凸レンズとフレネルレンズ機能を組み合わせた薄型のレンズを使うことで、光源ユニットのレンズ部分を薄くでき、光跡灯影反射板照明ユニットを小型化することができる。
（４）また、レンズまたはリフレクターまたはその両方を使った円錐または楕円円錐状あるいは鋭角な三角推で照射部から照射される光柱の太さは、照射口で１０ｍｍ径以上５０ｍｍ径以下が好ましく、この円錐または楕円円錐状あるいは鋭角な三角推を平行に連続して並べることで、円錐光の高輝度照射部の直径が光跡灯影面の幅となり、保護板を透過することで均一な発光面を提供できる。
（５）また、保護面から灯影される光の均一性を求めないで筋灯影でも可能な場合は、ＬＥＤおよびレンズ・リフレクターの設置間隔を広げることで、電気消費量を低減させた任意の発光面を得ることが可能となる。
（６）また、照明装置の厚さは、レンズまたはリフレクターまたはその両方を使った照射部のレンズまたはリフレクターの直径に依存しているので、１０ｍｍ程度の小径のレンズまたはリフレクターまたはその両方を使った照射口とすることで、照明装置として薄型化も可能となる。
（７）また、照射板の大型化において高照度を求める場合は、ＬＥＤの消費電流を増加させることで容易であるが、配列されたＬＥＤの間隔を詰める方法、対峙する辺さらには複数の辺から光跡灯影反射板に入光させることで、高照度を得ることができる。
（８）また、ＬＥＤによる省エネを最優先で検討する場合、四角の光跡灯影反射板に対して１辺に、光源ユニットを配置するが、さらなる明るさを求める場合は、対峙する辺または全ての辺に光源ユニットを配置して、光跡灯影反射板に向けて鈍角に受光するように照射することで、光跡光跡灯影反射板の灯影率を向上させることができる。このときの光跡灯影反射板の辺の形状は、三角・四角・それ以上の多角でも対応でき、光源ユニットおよび光源ユニットの光を反射する反射板を一定間隔で折り曲げることで、円周を持つ形状を灯影反射することができる。

上記第３の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）光跡灯影反射板に凹凸を形成することで、凹凸の受光面が灯影反射されて、光源ユニットから照射される光の正反射を防止できる。
（２）また、選別が難しいＬＥＤ自身の色温度（ケルビン）の違いによる色見が異なるＬＥＤを光源ユニット上に配列しても、本願発明の光跡灯影反射方式とすることで、保護板から視認する照度は色温度の差は視認できなくなり、ＬＥＤの厳選された選別が不要になり、均一な光を提供することができる。また、選別が不要となることでコストを低減することができる。
（３）また、凹凸の頭頂部は、平滑面または緩やかな曲面を持たないできるだけ尖鋭構造とすることで、正反射鏡面の形成を防止することで、灯影反射効果率を向上させることができる。
（４）また、両面に５０％以上の反射機能を有する反射面を設けた反射板に外部応力で凹凸面を形成した場合あるいは両面に５０％以上の反射機能を有する凹凸を印刷・インジェクション・キャスティング形成することで、光源ユニットを各面ごとに設置して、それぞれの両面を光跡灯影反射することができる。
（５）また、自然拡散角度による受光方法でも、光跡灯影反射することはできるが、反射板に直角に設けられたレンズまたはリフレクターの中心光は、対峙する辺に照射され反射板に直角に設けられた反射材により入光方向に向かい反射されてしまうのに対して、光源ユニットから照射されるレンズまたはリフレクターあるいはその両方を経て照射された円錐光を光跡灯影反射板に受光面に対して鈍角の角度を設けて照射することで、光跡灯影反射板上に設ける凹凸辺または面の深くまで受光でき、光源ユニットから照射される光の無駄無く光跡灯影反射できる。
（６）また、凹凸の配置構造は、点または点線あるいは線を直線・屈折線・曲線・傾斜線・交点を持つ線を、光跡灯影反射板全体に密接間隔で立体形成し灯影する辺または面の数を増やすこと、あるいは立体形成する辺または面に受光する光の灯影反射量を増やすことで灯影反射率が向上する。
（７）凹凸の形状は、直線あるいは円弧を持つ辺または面で形成される突起または窪みを持つ構造体で、光跡灯影反射するための受光面が構成される。凹凸の高さは、鈍角で受光する凹凸の深さに関係し、深い構造が好ましいものでなはく、光の受光面の大きさと多さが光跡灯影反射を有効とする。しかし、導光板のようにＬＥＤ配置ごと、レンズの配列ごとに光跡灯影反射板を作製するのは、製造上・在庫の問題が発生するので、汎用の光跡灯影反射板により都度光跡灯影反射板の大きさに影響されることなく同時に光跡灯影反射面を設計しなくても各照明装置に対応できる尖鋭凹凸構造体としている。
（８）また、７００ｍｍ×４５０ｍｍ×７０ｍｍｔの照明ユニットで明るさを３０００Ｌｘで灯影する場合、７００ｍｍ光跡灯影反射板に対し、１辺の光源ユニットからの照射で対応できる。このときの消費電流は、順電流が１ＡのＬＥＤを１２個配置した場合、電流値は２５０ｍＡで消費電流は、９．１２ｗである。ＬＥＤの数を８個と少なくした場合、電流値は４００ｍＡで消費電流は、１４．６ｗで、非常に少ない消費電流で灯影できる照明装置である。順電流が１ＡのＬＥＤを半分以下の電流値で使用することで、電気消費量の削減はもとより、ＬＥＤ自身の点灯寿命も大幅に伸びる。また低電流での使用は、放熱基板の使用条件も緩和され、ＬＥＤの個数削減とともに大幅なコスト削減が可能な照明装置が提供できる。
（９）また、一般家庭・オフィス用照明で利用する場合、１００００Ｌｘ程度の最低の明るさを求める場合は、前記の寸法の場合、対峙する２辺に光源ユニットを設け電流値を５００ｍＡとすることで可能となる。これ以上の明るさを求める場合は、放熱基板を用いることで電流値を７５０ｍＡとすることで、照度は向上するが、インバーター付き蛍光灯との差が少なくなってくるので、導入コストとイニシャルコストの格差は、早い段階で解消できる。

上記第４の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）光源ユニットの光を光跡灯影反射板の１辺のみの単一方向から照射する場合は、凹凸の突起部分の辺または面の受光部と陰影部の比率を、受光部の辺または面の面積を多くする形状とすることで、光跡灯影反射の受光面積が多くすることができる。

上記第５の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）ＬＥＤの素子で明るさを求める場合、光束（ルーメン）数値の高いＬＥＤ・色温度（ケルビン）数値の高いＬＥＤを選定する。しかし、これら高い数値のＬＥＤを選定した場合、ＬＥＤ特有の白色光となり、蛍光灯で見慣れている視覚とでは、冷たい白色光と視認することから、光跡灯影反射板をたとえばアイボリー色に着色することで、光源ユニットから照射された高い光束と色温度のＬＥＤでも、光跡灯影反射板の色が灯影されて白色の透過性を有する保護板から視認される光は、暖色光（ウォームホワイト）の色で灯影され、蛍光灯代替照明器具に使用した場合、仕様のＬＥＤの冷たい感じを防止できる。

上記第６の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）光源ユニットから照射される光は、光跡灯影反射板により鈍角に照射される光の正反射を防止するが、その反射は凹凸の頭頂部を尖鋭にしない限りは防止することができないので、本願発明においては、その入光角と比例角度で反射される光および乱反射で光源ユニットと対峙する辺に到達する光を、鏡面部材または白色鏡面部材を光跡灯影反射板または保護板方向に角度を設けて再反射することで、光源ユニットから照射される光が到達距離により減衰した明るさに対し光量を加算することで、光跡灯影反射板の全体の明るさを均一にしている。
（２）また、設定する角度の灯影反射側に鈍角で入光する角度で設定して、光跡灯影反射板の凹凸の背面に照射する方式と、保護板に鈍角で直接反射させて、保護板自身を発光させることができ、保護板の輝度差を低減させるために、光跡灯影反射板の大きさによる明るさのバランスから配慮した、最適な角度として、反射による第二の光源としている。

ＬＥＤ照明装置の構造を示す概念図。 光跡光跡灯影反射板を外周壁に利用した照明部材の斜視図。 到達反射板と光源ユニットを対峙させた照明装置の斜視図。 片面灯影における照射角度固定状態における照明装置の説明図。 両面灯影における照明角度任意調整機構を組み込んだ照明装置の説明図。 比較表１。 実施例１を説明する説明図。

本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本願発明に関わる照明装置の構造を示す概念図である。
図１は、基本構造を示す。
光源にＬＥＤを使用した照明装置１０は、照明装置１０の光跡灯影反射面１１の辺の垂直始点を基準に光跡灯影反射面１１対し略垂直方向に光源ユニット３０を配置しつつ灯影反射面の辺を始点に鋭角な角度を設定して光跡灯影反射板１１に鈍角な角度で照射光２０を光跡灯影反射板１１の凹凸面１２に光跡灯影反射板１１の対峙する両辺から光跡灯影反射板１１に鈍角に照射して、正反射された光線に到達光反射カバー１４を設けることで正反射された光を、保護板１７または光跡灯影反射板１１に再反射することで、照射された光を最大限活用した大型の照明装置としている。

図２は、光跡灯影反射板１１を外周壁一体光跡灯影反射板１６を同じ凹凸面１２で形成し、外周壁１５を傾斜角とし、外周壁一体光跡灯影反射板１６の高さを低くして、透過性を有する保護板１７を通して、照明装置１０の周囲に光を灯影する構造をもつ照明装置としたものである。
外周壁と一体化することで、外部応力凹凸形成時に発生する歪み・反りは外周壁１５のベンダー（曲げ装置）による曲げ加工で解消し、強度も増すことから低コスト・大量生産が可能となる。
また、ＬＥＤ３１とレンズ３２を一個または二個の光源の幅で３００ｍｍ６００ｍｍ９００ｍｍで光跡灯影反射板１１を形成することで、蛍光灯代替照明装置として利用できる。

図３は、照明装置１０に設置する光源ユニット３０は、一方向から照射光２０を照射し、回路基板３５上に配置されたレンズ３２から照射された照射光２０は、光跡灯影反射板１１を灯影する一方で、正反射された光は、到達光反射板１３に反射されて保護板１７に再反射する構造の照明装置をしたものである。

図４は、片面灯影における常に同じ大きさの光跡灯影反射板１１の大きさが常に定められた大きさの照明装置１０であるとき、到達光反射板１３を光跡灯影反射板１１に傾けて再反射させつつ、光跡灯影反射板１１に照射する回路基板３５の角度は常に一定の場合、角度調整具を不要とした外周壁１５に回路基板３５を取り付けた構造をもつ照明装置としたものである。

図５は、両面灯影における照明装置の外形寸法が規定されない照明装置で、光跡灯影反射板１１の長さが常に異なる場合、回路基板３５の角度を任意で調整できる構造として、外周壁１５の辺を角度調整基準板３９として、回路基板３５と外周壁１５との間に角度調整スプリング３８を設けてレンズ３２から照射される照射光２０の角度を任意に調整できる照明装置としたものである。

図６に示す比較表１は、光跡灯影反射板に鈍角な角度を設けた場合と角度が無い場合の比較と、それぞれの角度条件で光跡を灯影するための凹凸を形成した場合の差を照度計にて測定した結果である。
ここで、上部反射とは、ＬＥＤ３１からレンズ３２を透過して照射された光が、光跡灯影反射板１１に当たる長５００ｍｍの中心部の光跡灯影反射板１１から５０ｍｍ上部で測定した数値である。
また、正反射とは、到達光反射板が無い状態で照度計を入光角と同じ５度に傾斜させて測定した数値で、レンズ３２からの直進光到達点での明るさを測定している。

図６に示す測定結果から読み取れる数値として、
（１）反射角の有無に対しては、反射角の０度は自然拡散で光が凹凸面に受光されても、上部方向への灯影が少ないことが測定値から読み取れ、角度を有する場合は、フラット面の比較で約２倍・凹凸形成面で約３倍の灯影性がある。
（２）正反射においては、レンズ部から拡散を抑制された光が直進しそのまま対峙面に到達しているので最大比で約３．５倍直進性が発生してしまう。
（３）凹凸形成の有無および形状においては、有無では上部反射で白色フラット面との比較で最大、２倍以上の上部灯影率が得られる。
（４）凹凸の形状においては、凹凸面の灯影辺が多い光跡光跡灯影反射板または凹凸の頭頂部が尖鋭の反射板は上部反射性能が優れている。
この結果から凹凸を形成する灯影反射面に鈍角な角度で照射することは、有効であることが、読み取れる。

角度を光跡灯影反射板の長さが２００ｍｍ・５００ｍｍ・１０００ｍｍの光跡灯影反射板において、平行光線の外周光が到達する角度において、凹凸形状として間隔を３ｍｍピッチで太さ１ｍｍの平らな四角柱を長さ５ｍｍで光跡灯影反射板上に直角に立て、光跡灯影反射板に対し鈍角に照射される光の光跡を求めた場合、図７に示すようになる。

しかし、２００ｍｍと１０００ｍｍの長さの光跡灯影反射板においては、光線の延伸による低下と２００ｍｍ光跡灯影反射板よりも光源ユニットの角度はさらに鈍角に設定されるので、光は確実に到達しているものの受光面積が少なくなるので、明るさが低下することから、この照度低下を防止する手法として、ＬＥＤ自身の通電電流値を上げて、発光量を増やす手法、またはＬＥＤ自身を高輝度化対応のＬＥＤに変更することで、明るさを確保した非直下式の大型照明装置が可能となる。

本願発明は、ＬＥＤを使用する照明装置に広く利用できるものである。

１０ 照明装置
１１ 光跡灯影反射板
１２ 凹凸面
１３ 到達光反射板
１４ 到達光反射カバー
１５ 外周壁（角度調整基準板３９）
１６ 外周壁一体光跡光跡灯影反射板
１７ 保護板
２０ 照射光
３０ 光源ユニット
３１ ＬＥＤ
３２ レンズ
３３ リフレクター
３４ 実装回路
３５ 回路基板
３６ 防水保護層
３７ 角度付き光源ユニット固定具
３８ 角度調整スプリング
４０ 光源ユニット固定穴

Claims (6)

1. ＬＥＤが発光する点光源の光を面発光する照明装置において、光源となるＬＥＤと、このＬＥＤを点灯させるための回路を基板上に設けた基板回路部と、ＬＥＤから照射される光を太く変換する機能と光の拡散を抑制する機能を持つレンズまたはリフレクターからなる光源ユニットと、光源ユニットから照射された光の光跡を灯影するための光跡灯影反射板と、光跡灯影反射板周囲に設ける白色反射性または白色透過性を有する外周壁で囲われ、光源ユニットと光跡灯影反射板を保護するための光跡灯影反射板上面に設けた、光透過性を有する化粧板とからなり、前記光源ユニットは、光跡灯影反射板の一辺または複数辺の上部または近接する上部に、一個または一定間隔で配置された連続する光源ユニットとして、レンズまたはリフレクターの照射光線中心軸を、鈍角な角度で光跡灯影反射板に光源ユニットから照射された平行線を光跡灯影反射板に全体面に入光する角度で配置したことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記光源ユニットは、ＬＥＤが発光する点光源の光を、レンズ屈折透過・界面反射または鏡面反射あるいはリフレクター反射による、太い円錐または楕円円錐状の拡散を抑制した照射光線に変化させ、照射光線到達距離の延伸と光量の減衰防止を低減し、単独または一定間隔で配置される光源ユニットから照射される太い円錐状の受光する幅と長さを光跡灯影反射面としたことを特徴とした請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記光跡灯影反射板は、光跡灯影反射板片面または両面に直線あるいは円弧を持つ辺または面で形成される点または点線あるいは線の凹凸を光跡灯影反射板全体に設け、この凹凸部に鈍角で照射される光源ユニットから照射される任意に制御された太い円錐または楕円円錐状の拡散を抑制した照射光線を受光して、光跡灯影反射させたことを特徴とした請求項１又は２記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記光跡灯影反射板上に設けた、点または線・点線の平滑面が少ない凹凸の光跡灯影反射率を向上させるために、凹凸の突起中心点を非受光面側に移動させた非均等形状とし、受光時の凹凸の影になる辺の面積を少なくしたことを特徴とした請求項１、２又は３記載のＬＥＤ照明装置。
5. 光源ユニットから照射されるＬＥＤの白色（クールホワイト）光を、光跡灯影反射板および光跡灯影反射板上面に設ける凹凸を着色することで、淡い着色色で光跡灯影することを特徴とした請求項１、２、３又は４記載のＬＥＤ照明装置。
6. 光源ユニットから光跡灯影反射板に鈍角で照射された太い光線が、光跡灯影反射板上を正反射した非灯影光線を再利用させるために、光跡灯影反射板の光源ユニット設置辺に対峙する辺の先端部の正反射光灯火面を鈍角あるいは鋭角の角度を有する反射面を設けたことを特徴とした請求項１、２、３、４又は５記載のＬＥＤ照明装置。

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