JP2012216314A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 直下照度の向上及び照度分布の良好なＬＥＤ照明装置を提供すること
【解決手段】 透明或いは半透明の筒状のランプケース１３と、そのランプケースの周面の一部に設けられた開口部１３ｂに装着される金属製の支持筐体１６と、そのランプケースの内部で支持筐体に実装される複数のＬＥＤ１４と、を備える。ランプケースの内部であって、ＬＥＤの外側に反射板としての傾斜片１６ｃを配置する。ＬＥＤから出射された光の一部は傾斜片１６ｃで反射されて中央側に進むため、直下照度が向上する。よって、照度分布を良好にするためにＬＥＤの位置を奥側（中心より上方）に移動しても充分な直下照度が得られる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＬＥＤを発光源としたＬＥＤ照明装置に関するもので、より具体的には、蛍光灯に変わる照明装置に関する。

近年、地球温暖化や環境破壊を抑制するために二酸化炭素量の低減が切に望まれている。照明装置においては、光源のエネルギー効率の高さや寿命の長さからＬＥＤ（発光ダイオード）を利用した照明の利用が推奨され、普及が進んでいる。特に、電球タイプのものは従来設置されている照明器具との置き換えが容易なことから、ＬＥＤを透明体の内部に設置して電球の形状にしたＬＥＤ照明装置が商品化されて普及しつつある。また、蛍光灯は、白熱電球に比べると寿命が長いものの長時間の使用に伴い、発光状態の劣化を生じる。発光状態の劣化は、発光量の低下であったり、点滅・ちらつきなどがあったりする。そこで、直管タイプの蛍光灯においてもＬＥＤを用いた照明装置が提案されている。

図１（ａ）は、この種のＬＥＤを用いた照明装置の一例を示している。図示するように、照明装置１は、ポリカーボネイト性の円筒状のランプケース２内に複数のＬＥＤ３を直線状に配列した実装基板４を挿入配置して構成される。この種の照明装置は、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されたた照明装置は、図１（ａ）に示す基本構成を前提とし、さらに実装基板４の裏面側に帯板状のアルミ板を貼り付ける。ランプケース２内の空間にシリコンを充填する。これにより、ＬＥＤ３から発生する熱は、アルミ板さらにはシリコン内を伝わり、外周囲に向けて拡散していく。

特開２００９−５４４０５号公報

図１（ａ）に示すように、ＬＥＤ３をランプケース２の中心（直径上）に配置した場合に従来の蛍光灯と同等の直下照度及び照度分布が得られるように設定し、その状態のままＬＥＤ３の位置を上下にずらすと以下のようになる。

まず、図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ３をランプケース２の中央部より下に設置すると光の利用効率自体が上昇し直下照度を上げることができる。しかし、光の出射範囲が狭くなり（光の広がりが少なくなり）、光源を直接見たときの眩しさ（ギラツキ）が増加して蛍光管の代替光源としては使いにくくなる。

一方、図１（ｃ）に示すように、ＬＥＤ３をランプケース２の中央部より上に設置すると光を全体的に広げることができるものの光の利用効率自体が低下し直下照度が低下する。よって、直下照度と照度分布は、一方を良くすると他方が悪くなると言うように二律背反の状況となり、両方とも向上させることはできなかった。

さらに、ＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤ配置の上下により照度特性が変化するのはランプケース２とＬＥＤ３の位置関係が変化してＬＥＤ３からの主な出射方向と範囲が変動するためである。しかし、この方法で制御できる幅は限られており、設置環境下へ十分に活用できるものではなかった。

また、ＬＥＤ素子は高い発光効率を持ち、発光面の面積あたりの明るさ（輝度）は高い。しかし、発光面の面積を大きくできないため、物を照らした時の明るさ（照度）は従来の白熱電球や蛍光灯に比べると一般的に低い。そのため、蛍光灯のような広範囲を恒常的に照らすことを目的とする器具では、複数のＬＥＤ素子を同時に点灯させるか、投入する電流を増加させて利用されることが殆どである。しかし、このような構成では、いずれもＬＥＤからの発熱量の増大を引き起こしてＬＥＤの温度を増加させてしまう。ＬＥＤは温度が上昇すると発光効率が低下するため、更なる出力の増大やＬＥＤの増加が必要になり好ましくない。

逆に、ＬＥＤの温度を減少させることは照明特性を向上し、エネルギー消費や製造コストの削減に貢献することとなる。また、動作時の温度はＬＥＤの使用寿命も左右する。従って、蛍光管からＬＥＤへの置換を実現するには、上述した設置環境下への適切な直下照度及び照度分布が得られるようにすることに加え、放熱対策を万全にする必要もある。特許文献１に開示された発明では、ＬＥＤから発せられた熱は、ランプケース２内に充填したシリコン内を外周囲に向けて拡散していくようにしている。しかし、外周囲は熱伝導率があまり高くないポリカーボネイトからなるランプケース２が位置しており、そのランプケース２の表面が放熱面となることから、効率的に放熱することができない。

また、実装基板４の裏面側（ＬＥＤ３の非装着面）側に熱伝導率の高いアルミ製のヒートシンクを設置することで、効率よく放熱する方式をとることが考えられる。係る構成を採ると、図２（ｂ）に示すようにＬＥＤ３の配置面を低下させると、実装基板４の上方空間も広がりヒートシンクの寸法形状も大きくできるため、放熱面積も増加して高い放熱効果が期待できる。しかし、図２（ｃ）に示すようにＬＥＤ３の配置面を上昇させると、実装基板４の上方空間も狭くなりヒートシンクの寸法形状ひいては放熱面積が小さくなって全体の電力効率が減少してしまう問題がある。

従って、放熱性と光の利用効率向上（直下照度の向上）としてはＬＥＤ３の配置面を低下させたい要望があり、一方、照明装置としての特性を向上する（照度分布を広くしたり、光のバラツキを抑制したりする）にはＬＥＤ３の配置面を上昇させる（奥側に移動させる）ことが必要であるという二律背反の状況に陥っているという課題がある。

上述した課題を解決するため、本発明のＬＥＤ照明装置は、（１）透明或いは半透明の筒状のランプケースと、そのランプケースの周面の一部に設けられた開口部に装着される金属製の支持筐体と、そのランプケースの内部で前記支持筐体に実装される複数のＬＥＤとを備え、前記ランプケースの内部であって、前記ＬＥＤの外側に反射板を傾斜配置するようにした。

ＬＥＤ照明装置内に反射板を取り付けることにより、要求される指向範囲より外側に進む光を反射板で中央側に集光させることができる。これにより、全体的な広がり（照度分布）は従来のＬＥＤ照明装置と比較して同等であり、直下照度のみ明るくさせることができる。ＬＥＤ照明装置内に反射板を取り付けるため、反射板を設けないＬＥＤ照明装置と比較して直下照度にて、約１５〜３２％向上させることができる。

すなわち、本発明ではＬＥＤの外側（側面）に反射体を設置しこの構成ではＬＥＤの出射光がランプケース内で拡散される前に出射光を制御できるため、光の制御性がより高く、大きな照度向上の効果が得られる。

また、反射板の光学特性や設置角度によって照明装置の配光性能を種々に変えることができ、要求される仕様に応じて最良の照度特性を持つ照明装置を提供できる。そしてその設計パラメータも反射板の角度とＬＥＤを設置する位置の二つであり、これらのパラメータは一定の手順に従って簡便に求められるため、設計・製造コストの増加を小さく抑えながら照明装置の直下照度を向上させることができる。

このように、本発明は、ＬＥＤ発光面の外側にある角度をもった反射板を追加することにより、それぞれのＬＥＤの設置する位置により異なる構造で最高の効果が得られる。このような構成を採用することで以下の優位性が現れる。第一に、光源装置内に反射板が搭載され、すでに配光特性が最適なものに制御されているので、光源を設置する筐体の反射器の構成に依らず安定した特性を有し、従来の蛍光灯で使用していた反射器具（埋め込み型・逆富士型・反射笠等）の設置する必要もなくなるため、器具を含めたトータル設置コストが低減できる。第二に、反射板の設置角度とＬＥＤの構成が単純で設計も容易なため、設計・製造コストを小さく抑えながら直下照度の向上させる効果がある。第三に、照射範囲内の全体的な照度は従来品（反射板なしのＬＥＤ照明装置）と同等で、特に直下照度を向上させたい場合は、もっとも有効な効果が得られる。

（２）前記反射板は、前記ＬＥＤの発光面の両側に配置されるようにするとよい。このようにすると、より効率よく対称的に光を中央に集めることができ、直下照度を向上させることができる。

（３）前記反射板は拡散型とすることができる。（４）また、前記反射板は鏡面型とすることもできる。

（５）前記反射板は、熱を拡散することのできる熱伝導経路を構成するとよい。このようにすると、放熱性能も向上し、ＬＥＤを効率よく発光させることができる。

（６）前記反射板は、前記支持筐体と一体に形成されるようにするとよい。支持筐体は金属製であるため、当該部位でもヒートシンク機能を発揮して放熱する。そこで、反射板を支持筐体と一体化することで放熱性能を向上させることができる。しかも、支持筐体は、例えばアルミニウムを押出し成型で製造できるため、反射板を設けても反射板なしの場合と製造コストはあまり変わらないですむ。

（７）前記ＬＥＤは、前記ランプケースの中心位置或いは中心よりも奥側（実施形態の上側）に位置させるとよい。このようにすると、奥側に移動して照度分布を広くするとともに光のバラツキを抑制しつつ、直下照度を高くすることができる。

本発明は、反射板（拡散型または鏡面型）を設置することにより、光高拡散機能を付加させることが可能となり、ＬＥＤ照明の低消費電力化及びＬＥＤ数量を削減可能なＬＥＤ照明装置を提供することができる。

（ａ）は従来例を示し、（ｂ），（ｃ）は従来例に基づいて変形した例を示す断面図である。 （ａ）は本発明に係るＬＥＤ照明装置の第一実施形態示す一部破断正面図であり、（ｂ）はその一部破断平面図であり、（ｃ）はその側面図である。 （ａ）は本発明に係るＬＥＤ照明装置の第１実施形態を示す断面図であり、（ｂ）はその変形例を示す断面図である。 パラメータとなる角度を説明するための模式図である。 照度分布の一例を示す図である。 照度分布の一例を示す図である。 （ａ）は本発明に係るＬＥＤ照明装置の第２実施形態を示す断面図であり、（ｂ）はその変形例を示す断面図である。 照度分布の一例を示す図である。 照度分布の一例を示す図である。 （ａ）は本発明に係るＬＥＤ照明装置の第３実施形態を示す断面図であり、（ｂ）はその変形例を示す断面図である。

［第１実施形態］
図２及び図３（ａ）は、本発明に係るＬＥＤ照明装置の第１実施形態を示している。この照明装置１０は、両端が開口した円筒状の管体１１と、その管体１１の両端に装着して閉塞する口金１２と、管体１１内に実装されるＬＥＤ１４を取り付けた帯板状の実装基板１５と、を備えている。

管体１１は、断面略Ｃ字状に形成された本体１３ａを備えたランプケース１３と、そのランプケース１３の本体１３ａの円周の一部が切断されて形成される開口部１３ｂに装着される金属製の支持筐体１６とからなる。ランプケース１３は、透明或いは半透明のポリカーボネイト製であって、開口部１３ｂに臨む本体１３ａの先端部１３ｃは、やや内側に曲げられた形状となる。図３（ａ）に示す断面形状のものが、軸方向に伸びるように形成される。

支持筐体１６の外周面１６ａは円弧状に形成されており、その外周面１６ａの曲率半径と、ランプケース１３の本体１３ａの半径は略一致させている。これにより、ランプケース１３の開口部１３ｂに支持筐体１６を取り付けた状態では、本体１３ａの外周面と支持筐体１６の外周面１６ａは同一の円周面上に位置し、管体１１は、１本の円筒管となる。よって、本実施形態の照明装置１０は、従来の蛍光灯と同様の外観となり、ユーザに違和感を与えない態様となる。

支持筐体１６は、円弧状の外周面１６ａの内側に、平面状のベース部１６ｂを設けている。このベース部１６ｂの両端は、外周面１６ａの両端よりも内側に位置する。そして、外周面１６ａのうち、ベース部１６ｂより外側の先端部分は円弧状の凸片１６ｄとなる。このベース部１６ｂの外周面１６ａとの非対向側の中央に、実装基板１５が貼り付けられる。取り付け構造については、詳細は後述する。

ベース部１６ｂの実装基板１５（ＬＥＤ１４）の取付面側には、実装基板１５の両側縁近傍から外側に向けて傾斜状に伸びる傾斜片１６ｃを備える。この傾斜片１６ｃの先端と、凸片１６ｄの間に所定の空隙が形成される。この空隙内に、ランプケース１３の本体１３ａの先端部１３ｃが挿入される。これにより、ランプケース１３は、支持筐体１６に固定される。

そして上記の形状からなる支持筐体１６は、アルミニウムを押し出し形成して図３（ａ）に示す断面形状のものが軸方向に伸びるように形成される。すなわち、本実施形態の支持筐体１６は、上述したように、ランプケース１３や実装基板１５（ＬＥＤ１４）を支持・固定するためのベース部材となるが、さらに熱伝導率の良好な金属（ここではアルミニウム）で形成するため、ヒートシンクとしての放熱機能も備えている。この放熱機能については後述する。

一方、実装基板１５は、ガラスエポキシ基板により構成され、その表面には、所定のプリント配線が形成される。実装基板１５の所定位置には、多数のＬＥＤ１４が装着され、ＬＥＤ１４のハンダ付けリードとプリント配線とがハンダ付け等で接続される。ＬＥＤ１４は、一定のピッチで一列に配置しているが、そのレイアウトは任意である。また、本実施形態の照明装置１０は、実装基板１５にガラスエポキシ基板を用いることで、軽量化を図っている。実装基板１５上のＬＥＤ１４の実装ピッチ及びランプケース１３の光透過率を適正化することにより、ＬＥＤ１４のギラツキを防止する。

実装基板１５の裏面、すなわち、ＬＥＤ１４の非装着面は、熱伝導性の良好な放熱シート１７を装着し、その放熱シート１７を支持筐体１６に装着する。放熱シート１７は、ある程度の弾力性を有し、接触する相手の接触面の形状に合わせて変形して密着する。よって、実装基板１５の裏面に直接支持筐体１６を接触させる場合、互いの接触面が鏡面ではないので、微視的に見ると非接触の部分が存在するが、本実施形態では放熱シート１７の両面がそれぞれ密着することから熱伝導の効率は高くなる。放熱シート１７に替えて、熱伝導の良好な樹脂層を設けても良い。

放熱シート１７は、本実施形態では、実装基板１５の裏面側全面に設けているが、一部分に設けるようにしても良い。その場合、発熱源となるＬＥＤ１４からの発熱を効率よく支持筐体１６側に伝えるために、少なくともＬＥＤ１４の実装部分の裏面側領域及びその周辺に配置すると良い。

放熱シート１７と実装基板１５との間、並びに放熱シート１７と支持筐体１６との間の接合は、接着剤等を用いて接着することにより行うことができる。また、例えば、放熱シート１７を間に挟んだ状態で実装基板１５と支持筐体１６とをボルト・ナット等で連結しても良い。もちろんそれ以外の各種の手法を採ることができる。

上述したように支持筐体１６は、平板状のベース部１６ｂと湾曲した外周面１６ａとを備え、両者の間には所定の空間が確保された中空に形成されている。このように空間が設けられているので、軽量化が図れる。支持筐体１６を中空構造とし、支持筐体１６の部分の重量が軽量化できたので、本実施形態のように、支持筐体１６を管体１１内に納めることができる。よって、その外形状は、上述したように、通常の蛍光灯と同様の形態となり、例えば、既存の一般の蛍光管に対し、本実施形態のＬＥＤ照明装置を交換するだけで設置できる。そして、装置全体の重量も軽いので、口金１２に設けた端子１２ａを既存の照明器具のソケットに取り付けたとしても、落下等のおそれもない。

本実施形態では、支持筐体１６が、ヒートシンクとしての放熱機能を発揮する。すなわち、ＬＥＤ１４から発せられた熱は、実装基板１５から放熱シート１７を経由し支持筐体１６に伝わり、支持筐体１６の外部に露出している外周面１６ａから放熱するようになる。

さらに本実施形態では、支持筐体１６にアルミニウムで一体的に形成された傾斜片１６ｃを設けたため、この傾斜片１６ｃは熱伝導板となり、伝導経路の増加による熱拡散性の増加により放熱機能の能力が向上する。すなわち、ＬＥＤ１４から発せられた熱は、熱伝導率の関係から金属筐体である支持筐体１６への熱拡散と筐体表面での冷却がメインの放熱経路となる。アルミニウムから形成される支持筐体１６の熱伝導性は良好であるため、特に重要となるのは筐体表面での放熱性であり、表面積が大きいほど放熱性能も高くなる。本実施形態では、ＬＥＤ１４の設置面（ベース部１６ｂの位置）を管体１１の中心よりも高くしたことに伴い、支持筐体１６の外周面１６ａの表面積が小さくなるが、傾斜片１６ｃを設けることで、その分、表面積が増大するため、十分な放熱効果が発揮する。また、傾斜片１６ｃは、管体１１の内部に存在しているため、照明装置１０の外観上は円筒形であり、見た目での違和感もない。

次に、本実施形態の照明装置１０における直下照度と照度分布を説明する。まずＬＥＤ１４の設置面を中心から上にずらすことで、図１（ｃ）と同様にＬＥＤ１４からの光の出射範囲が広くなるとともに、光源の眩しさを抑制することができる。よって、照度分布は良好になる。

一方、ＬＥＤ１４の設置面を高くした場合は光の利用効率が落ち、ＬＥＤ１４の表面から垂直方向に直接進む光に基づく直下照度は低下する。しかし、本実施形態では、ＬＥＤ１４の出射方向の両サイドに、アルミニウムで一体的に形成された傾斜片１６ｃを設けたため、係る傾斜片１６ｃが反射板として機能する。よって、係る傾斜片１６ｃの角度や位置を適宜に設定することで、光の利用効率を高めることができる。このような構成を採用することで、光の出射範囲、利用効率、眩しさ、放熱性能についてそれぞれ最大または最良の特性を維持することができる。

すなわち、ＬＥＤは面発光体であるため指向特性は一般的に１２０度程度である。但し、１２０度の外に放射される光がある。これらの光は、要求される指向特性（１２０度）から外れるもので、照射に有効に機能しない。特に、本実施形態のようにＬＥＤ１４の設置面を高くした場合には、係る外に放射される光が多くなる。これから光の利用効率の低下を招く。そこで、係る指向特性から外れる光を傾斜片１６ｃの表面で反射させて光路を変え、要求範囲の内側（ＬＥＤ１４の直下の中央領域）に放射される構成にする。そして、反射板を構成する傾斜片１６ｃの角度を変えることで、照明装置の配光性能を変えることができる。また、傾斜片１６ｃの表面での反射効率を高めるため、傾斜面１６ｃの表面を鏡面仕上げにするとより良くなる。

このように直下照度が向上するのは、要求させる指向特性から外れる光をあるいは比較的外側の領域に進む光を利用しているため、上述したように全体的な広がり（照度分布）は従来のＬＥＤ照明装置と比較して同等となる。よって、ＬＥＤ照明装置内に傾斜片１６ｃ（反射板）を設けることにより、全体的な広がり（照度分布）は従来のＬＥＤ照明装置と同様に良好にしつつ、直下照度も明るく良好なものにすることができるとともに、放熱効果も良好になる。

［第１実施形態の変形例］
＊変形例１
図３（ｂ）は第１実施形態の変形例１を示している。第１実施形態では、支持筐体１６の外周面１６ａを円弧状にするとともに、その外周面１６ａとベース部１６ｂの間に空間を形成したが、この変形例では、ベース部１６ｂの外側（実装基板１５の非取付面側）に複数の放熱フィン１６ｅを設けた。これにより支持筐体１６の表面積がさらに増大するため、放熱性能がさらに向上する。また、各放熱フィン１６ｅの先端は、管体１１の外周上に位置させ、通常の円筒形からなる蛍光灯と違和感がないようにしている。この変形例では、放熱性能が向上するが、直下照度と照度分布については、第１実施形態と同等である。なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した第１実施形態のものと同様であるので、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

＊変形例２
上述した第１実施形態並びに変形例１は、いずれも反射板となる傾斜片１６ｃを支持筐体１６と一体に形成したが、本発明はこれに限ることはなく、両者を別部材として形成してそれらを組み付けるようにしてもよい。かかる場合、反射板の材質は支持筐体１６と同じアルミニウムとしてもよいし、それ以外のものを用いてもよい。そして、第１実施形態等では反射板を傾斜片１６ｃとして支持筐体１６と一体に形成することで傾斜片１６ｃも熱伝導板となり、伝導経路の増加による熱拡散性の増加により放熱機能の能力の向上を図るようにしたが、別部材として形成する場合にはかかる放熱機能はなくても良い。つまり、少なくとも反射機能を備えれば良く、反射板の材質選択に自由度が増す。そして、反射機能としても、表面を鏡面加工した鏡面反射板でも良いし、光拡散性を有する拡散板（拡散反射板）でも良い。もちろん、反射板を支持筐体１６と別部材で構成した場合でも、反射板を熱伝導率の高い材質で製造するとともに熱拡散経路になるように構成することで、放熱機能を発揮させるようにしても良い。

［第１実施形態及び変形例の実施例・評価］
図４は、傾斜片の設置角度を説明する各実施形態並びに変形例共通の模式図を示している。ＬＥＤ１４の中心から傾斜片（反射板）１６ｃの先端を結ぶ線によって得られる角度範囲（ＬＥＤ放射角度）をＡとし、傾斜片１６ｃの傾斜角度（ベース部１６ｂの延長線と傾斜片１６ｃのなす角）をＢとする。

この時、角度範囲Ａが８０度とすると、直下照度がもっとも向上するのは、上記の第１実施形態並びに変形例に関係無く、角度Ｂが５０度〜７０度である。そして図１（ｃ）に示す反射板のないタイプの直下照度を１００とした場合、拡散反射板とした場合の直下照度は１２５、鏡面反射板とした場合の直下照度は１５４にあがる。

図５は、上記の角度Ａを８０度とした場合のＬＥＤ照明装置の照度分布を示している。ＬＥＤの真下の位置が照度もピークとなり、左右に離れるに従って照度は下がる。図５において、ａは鏡面反射板を使用した場合（角度Ｂ＝６０度）の照度分布であり、ｂは拡散反射板を使用した場合（角度Ｂ＝６０度）の照度分布であり、ｃは傾斜片を設けないタイプの照度分布である。また、グラフの目盛りは、横軸は１目盛が１ｍであり、縦軸は１目盛が５０ルクスである。そして、各軸の原点位置は、横軸は照度がピークとなっている中央が０（ＬＥＤの直下）であり、そこから１目盛あたり左右に１ｍずつ離れるようになり、縦軸は横軸と交わる一番下のラインが０ルクスとなる。周囲に広がる光が直下に集まるため、直下照度が高くなることが確認できる。

また、指向特性の要求範囲を１２０度とした場合は、角度範囲Ａは１１０度になり、角度Ｂは４０度〜６０度が理想的になる。そして、図１（ｃ）に示す反射板のないタイプの直下照度を１００とした場合、拡散反射板とした場合の直下照度は１１１、鏡面反射板とした場合の直下照度は１１８にあがる。

図６は、上記の角度Ａを１１０度とした場合のＬＥＤ照明装置の照度分布を示している。ＬＥＤの真下の位置が照度もピークとなり、左右に離れるに従って照度は下がる。図６において、ａは鏡面反射板を使用した場合（角度Ｂ＝５０度）の照度分布であり、ｂは拡散反射板を使用した場合（角度Ｂ＝５０度）の照度分布であり、ｃは傾斜片を設けないタイプの照度分布である。また、グラフの目盛りは、横軸は１目盛が１ｍであり、縦軸は１目盛が５０ルクスである。そして、各軸の原点位置は、横軸は照度がピークとなっている中央が０（ＬＥＤの直下）であり、そこから１目盛あたり左右に１ｍずつ離れるようになり、縦軸は横軸と交わる一番下のラインが０ルクスとなる。周囲に広がる光が直下に集まるため、直下照度が高くなることが確認できる。

さらに鏡面反射板を用いた場合は反射板を設けないタイプに比べて照度が向上する領域は狭いが直下照度の増加が大きいので、特に直下照度を向上させたい場合に有利となる。一方、拡散反射板を用いた場合は広い範囲で照度を向上できるため、照射の範囲を重視する場合に有利となる。

［第２実施形態及び変形例］
図７（ａ）は本発明の第２実施形態を示している。この図７（ａ）と図３（ａ）を比較すると明らかなように、本実施形態では、ＬＥＤ１４の設置面（ベース部１６ｂの位置）を管体１１の中心付近に設置した。これに伴い、支持筐体１６の外周面１６ａが管体１１の約半周に渡り形成されることになり、支持筐体１６の外周面１６ａの表面積が増加する。これに伴い放熱性能が向上する。一方、直下照度は第１実施形態と比較すると増加する（８％程度）が、照度が向上する範囲は狭くなる傾向にある。但し、図１（ａ）に示す反射板（傾斜片１６ｃ）を設けないタイプに比べると良好な結果が得られる。なお、その他の構成並び作用効果は第１実施形態と同様であるので、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

また、図７（ｂ）は第２実施形態の変形例１である。この図７（ｂ）と図３（ｂ）を比較すると明らかなように、本実施形態では、ＬＥＤ１４の設置面（ベース部１６ｂの位置）を管体１１の中心付近に設置した。これに伴い、支持筐体１６に設けた放熱フィン１６ｅが長くなり、上記と同様に放熱性能が向上する。その他の構成並び作用効果は、上述した実施形態並びに変形例と同様であるので、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

また、この第２実施形態をベースにしたものにおいても、上述した変形例２のように傾斜片を別部材からなる反射板で構成し、また、その反射板に放熱機能を持たせないようにする変形実施も可能である。

［第２実施形態及び変形例の実施例・評価］
この第２実施形態並びに変形例において、角度範囲Ａが８０度とすると、直下照度がもっとも向上するのは、上記の第２実施形態並びに変形例に関係無く、角度Ｂが５０度〜７０度である。そして図１（ａ）に示す反射板のないタイプの直下照度を１００とした場合、拡散反射板とした場合の直下照度は１１８、鏡面反射板とした場合の直下照度は１４９にあがる。

図８は、上記の角度Ａを８０度とした場合のＬＥＤ照明装置の照度分布を示している。ＬＥＤの真下の位置が照度もピークとなり、左右に離れるに従って照度は下がる。図８において、ａは鏡面反射板を使用した場合（角度Ｂ＝６０度）の照度分布であり、ｂは拡散反射板を使用した場合（角度Ｂ＝６０度）の照度分布であり、ｃは傾斜片を設けないタイプの照度分布である。また、グラフの目盛りは、横軸は１目盛が１ｍであり、縦軸は１目盛が６０ルクスである。そして、各軸の原点位置は、横軸は照度がピークとなっている中央が０（ＬＥＤの直下）であり、そこから１目盛あたり左右に１ｍずつ離れるようになり、縦軸は横軸と交わる一番下のラインが０ルクスとなる。周囲に広がる光が直下に集まるため、直下照度が高くなることが確認できる。

また、指向特性の要求範囲を１２０度とした場合は、角度範囲Ａは１１０度になり、角度Ｂは４０度〜６０度が理想的になる。そして、図１（ａ）に示す反射板のないタイプの直下照度を１００とした場合、拡散反射板とした場合の直下照度は１０８、鏡面反射板とした場合の直下照度は１１６にあがる。

図９は、上記の角度Ａを１１０度とした場合のＬＥＤ照明装置の照度分布を示している。ＬＥＤの真下の位置が照度もピークとなり、左右に離れるに従って照度は下がる。図９において、ａは鏡面反射板を使用した場合（角度Ｂ＝５０度）の照度分布であり、ｂは拡散反射板を使用した場合（角度Ｂ＝５０度）の照度分布であり、ｃは傾斜片を設けないタイプの照度分布である。また、グラフの目盛りは、横軸は１目盛が１ｍであり、縦軸は１目盛が６０ルクスである。そして、各軸の原点位置は、横軸は照度がピークとなっている中央が０（ＬＥＤの直下）であり、そこから１目盛あたり左右に１ｍずつ離れるようになり、縦軸は横軸と交わる一番下のラインが０ルクスとなる。周囲に広がる光が直下に集まるため、直下照度が高くなることが確認できる。

さらに鏡面反射板を用いた場合は反射板を設けないタイプに比べて照度が向上する領域は狭いが直下照度の増加が大きいので、特に直下照度を向上させたい場合に有利となる。一方、拡散反射板を用いた場合は広い範囲で照度を向上できるため、照射の範囲を重視する場合に有利となる。

［第３実施形態及び変形例］
図１０（ａ）は本発明の第３実施形態を示しており、図１０（ｂ）はその変形例１を示している。本実施形態並びに変形例は、ＬＥＤ１４の設置面（ベース部１６ｂの位置）を管体１１の中心よりも下側（光の放射側）に設置した。これにより、支持筐体１６の表面積がさらに増えるため、放熱性能が向上する。そして直下照度は第１実施形態と比較すると増加する（８％程度）が、照度が向上する範囲は狭くなる傾向にある。なおその他の構成並び作用効果は、上述した各実施形態並びに変形例と同様であるので、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

また、この第３実施形態をベースにしたものにおいても、上述した変形例２のように傾斜片を別部材からなる反射板で構成し、また、その反射板に放熱機能を持たせないようにする変形実施も可能である。

［第３実施形態及び変形例の実施例・評価］
この第３実施形態並びに変形例において、角度範囲Ａが８０度とすると、直下照度がもっとも向上するのは、上記の第３実施形態並びに変形例に関係無く、角度Ｂが５０度〜７０度である。そして図１（ｂ）に示す反射板のないタイプの直下照度を１００とした場合、拡散反射板とした場合の直下照度は１１５、鏡面反射板とした場合の直下照度は１４０にあがる。

また、指向特性の要求範囲を１２０度とした場合は、角度範囲Ａは１１０度になり、角度Ｂは４０度〜６０度が理想的になる。そして、図１（ｂ）に示す反射板のないタイプの直下照度を１００とした場合、拡散反射板とした場合の直下照度は１０５、鏡面反射板とした場合の直下照度は１１０にあがる。

［その他］
このように、理想の照度特性を得るにはＬＥＤの放射角度Ａが重要になることが分かる。放射角度ＡはＬＥＤ出射光を反射させるか否かの切り分けを行っており、要求する指向特性に応じて最適なＡを選択することで理想の照度特性を得ることができる。すなわち、筐体の製造上もしくはその他の理由でＬＥＤの設置面、反射板の取り付け位置が決まっているとき、放射角度Ａが目的の値（要求指向特性１２０度ならＡ＝１１０度）となるように反射器の角度を決定すればよい。すなわち、本発明により、製造上の容易さや強度、放熱性などを有利になるような筐体構成を用いながら、適切な反射器角度を選択することで要求仕様に応じた最適な照度特性を持たせることができる。

なお、ヒートシンクとして機能させる材質は、アルミニウムに限ることはなく、銅、マグネシウム、鉄、などの各種の金属を用いることができる。但し、熱伝導性が良好なことと、軽量なことからアルミニウムが適しているので、上述した実施形態及び変形例ではアルミニウムを用いた。

本発明のＬＥＤ照明装置では、従来のＬＥＤ照明装置と比較し、直下照度が向上したものが設計可能となり、従来型の蛍光灯に代わる照明設備等の代替品として使用されることとなる。

１０ 照明装置
１１ 管体
１２ 口金
１３ ランプケース
１４ ＬＥＤ
１５ 実装基板
１６ 支持筐体
１６ｃ 傾斜片（反射板）
１７ 放熱シート

Claims (7)

1. 透明或いは半透明の筒状のランプケースと、そのランプケースの周面の一部に設けられた開口部に装着される金属製の支持筐体と、そのランプケースの内部で前記支持筐体に実装される複数のＬＥＤと、を備え、
   前記ランプケースの内部であって、前記ＬＥＤの外側に反射板を傾斜配置することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記反射板は、前記ＬＥＤの発光面の両側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記反射板は拡散型であ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。
4. 前記反射板は鏡面型であ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。
5. 前記反射板は、熱を拡散することのできる熱伝導経路を構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
6. 前記反射板は、前記支持筐体と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
7. 前記ＬＥＤは、前記ランプケースの中心位置或いは中心よりも奥側に位置させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。

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