JP2014086339A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置において、雪や氷が付着する状況でも、付着した雪や氷を排除する。
【解決手段】透光性を有し、外面１０ａおよび内面１０ｂがいずれも曲面で形成された保護カバー１０（カバー）と、実装面２１ａ（他方の面）にＬＥＤ素子２２（発光体）が実装され、配線面２１ｂ（一方の面）が保護カバー１０の内面１０ｂに接して設けられた基板２１を有する電気回路２０（回路）と、実装面２１ａに対向する側に配置され、ＬＥＤ素子２２から出射した光Ｌを保護カバー１０の側に反射するリフレクタ８０（反射部材）とを備え、保護カバー１０の内面１０ｂのうち、基板２１が接する部分に、基板２１の配線面２１ｂの面に沿った平坦な底面１０ｆ（平坦な面）の溝１０ｅが形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明はＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などの発光体を用いた発光装置に関し、詳細には、発光体から出射された光を反射部材で反射させて発光体の背面方向（光の出射方向とは反対の方向）に出射するようにした反射型の発光装置の改良に関する。

従来、発光装置として、ＬＥＤ素子の発光面に対向させて反射部材（リフレクタ）を配置し、ＬＥＤ素子から出射した光（出射光）をリフレクタで反射させ、その反射した光（反射光）をＬＥＤ素子の背面方向に出射させる、いわゆる反射型のものが開発されている（特許文献１）。

この反射型の発光装置は、ＬＥＤ素子からの出射光を高い効率で外部に出射することができるため、高い輝度が求められる発光装置では特に有用である。

特開平１０−３３５７０６号公報

ここで、発光装置は種々のものに用いられているが、白熱灯などと比較してＬＥＤ素子は伝熱量が少ないために、例えば降雪などに晒される状況で交通信号灯の灯火部として用いられているものでは、灯火部の最前面に設けられた保護カバーに付着した雪が溶けにくく、その付着した雪によって灯火部の発光状態の視認性が低下する虞がある。

なお、上述した問題は、発光装置が、交通信号灯に用いられた場合だけでなく、降雪や着氷の虞がある街路灯や照明器具、電光看板等に用いられた場合も同様に生じうる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、雪や氷が付着する状況下においても、これら付着した雪や氷を排除することができる発光装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る発光装置は、発光体が実装された基板がカバーに接して設けられていることで、カバーに雪や氷が付着した場合であっても、基板の熱によって、カバーに付着した雪や氷を溶かすものである。

しかも、本発明に係る発光装置は、カバーの内面のうち基板が接して設けられる部分が平坦な面に形成されていることで、柔軟性を有しない安価な基板を用いることができ、発光装置の全体のコストが上昇するのを防止するものである。

すなわち、本発明に係る発光装置は、透光性を有し、外面および内面がいずれも曲面で形成されたカバーと、一方の面が前記カバーの内面に接して設けられ、他方の面に発光体が実装された基板を有する回路と、前記他方の面に対向する側に配置され前記発光体から出射した光を前記カバーの側に反射する反射部材とを備え、前記カバーの内面のうち、前記基板が接する部分は、前記基板の他方の面に沿った平坦な面に形成されていることを特徴とする。

本発明に係る発光装置によれば、雪や氷が付着する状況下においても、これら付着した雪や氷を排除することができる。

本発明の発光装置の一実施形態としてのＬＥＤ光源ユニットを備えた交通信号灯を示す模式図である。 図１に示したＬＥＤ光源ユニットの外観を示す斜視図である。 図２に示したＬＥＤ光源ユニットの分解斜視図である。 保護カバーを示す斜視図である。 図４におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す断面図である。 電気回路を実装面側から見た平面図である。 電気回路を配線面側から見た平面図である。 保護カバーの内面に電気回路が接して設けられた状態を示す平面図である。 各ＬＥＤ素子に対応したｚ軸方向の座標位置によって溝の概略輪郭を示したグラフである。 電気回路の回路図である。 電気回路の駆動回路の部分を実装面側から見た平面図である。 電気回路の駆動回路の部分を配線面側から見た平面図である。 １段目のＬＥＤブロックにおける配線面の電源配線を示す平面図である。 ２段目のＬＥＤブロックにおける配線面の電源配線を示す平面図である。 断熱カバーのおもて面側を主に示す斜視図である。 断熱カバーの各凹部が、対応するＬＥＤ素子を囲んでいる状態を示す要部断面図である。 二点鎖線で示した断熱カバーの凹み部に対応する一部範囲に、３個の駆動部品と１１個のＬＥＤ素子とが含まれる様子を示す模式図である。 保護カバーの内面と断熱カバーのおもて面との間の隙間に、駆動部品とＬＥＤ素子とが閉じ込められた様子を示す要部断面図である。 リフレクタのおもて面に形成された凹反射面を示す斜視図である。 ＬＥＤ素子から出射した光が凹反射面で反射する様子を示す断面模式図である。 保護カバーの内面に、平坦な面として堤状の部分の上面が形成された他の実施形態を示す、図５相当の断面図である。 凹み部に凹部が形成されている状態における、図１４相当の要部断面図である。

以下、本発明に係る発光装置の実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態は、本発明に係る発光装置を図１に示した交通信号灯２００の各色（赤色、橙色、青緑色）にそれぞれ対応したＬＥＤ光源ユニット１００（発光装置）に適用した例である。なお、交通信号灯の色は、赤、黄、青と表現することがある。

（構成）
図１に示した交通信号灯２００は、中空角柱状の本体ケース１５０に、灯火部である３つのＬＥＤ光源ユニット１００，１００，１００が鉛直方向に並んで配置され、各ＬＥＤ光源ユニット１００の上縁に沿って庇１６０が設けられている。

本実施形態の交通信号灯２００は、図１に示したように、３つのＬＥＤ光源ユニット１００が縦に並んだものであるが、３つのＬＥＤ光源ユニット１００が横に並んだものであってもよい。

ただし、積雪地向けの交通信号灯２００としては、図示のように、ＬＥＤ光源ユニット１００が縦に並んだ縦型のものの方が着雪は少なく、雪害対応の観点で有利である。

各ＬＥＤ光源ユニット１００は、図２，３に示すように、略円板皿状に形成された保護カバー１０（カバー）と、渦巻き状に形成された電気回路２０（回路）と、断熱カバー７０と、光を反射させるリフレクタ８０（反射部材）と、ゴムパッキン９０とを備えている。

保護カバー１０は、例えばポリカーボネートにより形成されていて、後述するＬＥＤ素子２２（発光体：図６等参照）から出射された光Ｌを透過させる透光性を有している。

この保護カバー１０は、厚さが略均一で、外面１０ａが緩やかな凸の曲面（例えば球面）で形成され、内面１０ｂは緩やかな凹の曲面（例えば球面）に形成されている。

外面１０ａが曲面で形成されていることにより、太陽光などの強い光が保護カバー１０に照射されたときであっても、外面１０ａで反射した光が、平面の場合のように外面１０ａの全面に亘って反射し、その反射光の向きが特定の一方向に揃うのを防ぐことができる。

この結果、どこから交通信号灯２００を見ても、太陽光が映り込むことによる強い反射光の影響でＬＥＤ光源ユニット１００から発光した光Ｌの全てを視認できなくなるのを防止することができる。つまり、太陽光が映り込んでいない部分でＬＥＤ光源ユニット１００から発光した光Ｌを視認することができる。

一方、保護カバー１０自体の厚さは略均一であることが、後述する熱の伝達の観点から好ましいため、内面１０ｂも緩やかな曲面となっているが、この内面１０ｂには、後述の電気回路２０の基板２１が接して設けられるため、基板２１が接する部分には、図４，５に示すように、底面１０ｆが平坦な面の、渦巻き状に延びた溝１０ｅが形成されている。

電気回路２０は、図６に示すように、渦巻き状に形成された基板２１の実装面２１ａ（他方の面）に、３６個のＬＥＤ素子２２（発光体）と、ＬＥＤ素子２２を定電流で発光させるために駆動する３個の駆動部品２５（高発熱体）とが実装されている。

実装面２１ａに実装された３６個のＬＥＤ素子２２は、それぞれＬＥＤチップがパッケージ実装されたものであり、３個の駆動部品２５は、例えばそれぞれトランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）である。なお、駆動部品２５は、ＬＥＤ素子２２よりも、伝熱量が格段に大きい高発熱体である。

これら３６個のＬＥＤ素子２２および３個の駆動部品２５は、渦巻き状の基板２１が延びる方向に沿って一列に、略等間隔で分布して設けられている。

基板２１の、実装面２１ａの裏面（一方の面）には、図７に示すように、実装された駆動部品２５に交流の商用電源で電力を供給する、銅箔等による電源配線２６ｂが形成されている。以下、この電源配線２６ｂが形成された面を配線面２１ｂという。

なお、実装面２１ａにも、ＬＥＤ素子２２同士やＬＥＤ素子２２と駆動回路とを接続する銅箔等によるＬＥＤ間信号線２６ｃが形成されている。

基板２１は、例えば、５０〜４００［μｍ］程度の厚さで形成され基材ＦＲ４（Flame Retardant Type 4）に銅箔で電源配線２６ｂおよびＬＥＤ間信号線２６ｃを形成し、透明なレジストを塗布したガラスエポキシ基板であり、基材の部分は光Ｌを含めて可視光線をある程度透過するが、電源配線２６ｂおよびＬＥＤ間信号線２６ｃの部分は光Ｌを透過しない。ここで、基板２１の基材はガラスエポキシ基板に限定するものではなく、光学透過特性を有するものとして耐熱透明フィルム、例えば透明ポリイミドフィルムが望ましい。

なお、ガラスエポキシ製の基板２１は、一般的にリジッド基板と言われているように、柔軟性がなく、実装面２１ａ、配線面２１ｂともに略平坦な面となっている。

ただし、基板２１は上述したように薄く形成されているため、基板２１が渦巻き状に延びた方向については、上下方向（基板２１の厚さ方向に沿った方向）に僅かな量の変形が可能となっている。この場合であっても、基板２１の幅方向（渦巻き状に延びた方向に対して直交する方向）に沿っては、略平坦な面が維持されている。

電気回路２０は、その外径が保護カバー１０の内面１０ｂの直径よりもわずかに小さい程度に形成されていて、図８に示すように、基板２１の配線面２１ｂが保護カバー１０の内面１０ｂに形成された溝１０ｅの底に接して設けられている。保護カバー１０に対する基板２１の接着は、例えば、熱伝導性の良い接着剤や両面テープ等が用いられている。

そして、電気回路２０が保護カバー１０に接着された状態で、３６個のＬＥＤ素子２２は、保護カバー１０の内面１０ｂの全面に亘る領域（特定の領域）内で、おおよそ均一に分布した配置となる。

ここで、保護カバー１０の内面１０ｂに形成された溝１０ｅは、この溝１０ｅの底面１０ｆに接着された状態の電気回路２０の各ＬＥＤ素子２２にそれぞれ対応した底面１０ｆの、上下方向（ｚ軸方向）の座標位置が、図９に示すような位置となるように形成されている。

すなわち、図９における横軸は、図８における電気回路２０の外周側の端部に実装されたＬＥＤ素子２２から、基板２１の渦巻き状に延びた方向に沿った順のＬＥＤ素子２２の番号（１，２，…，３６）であり、縦軸は、図５に示した、保護カバー１０の中心軸Ｃと内面１０ｂとの交点を０（ゼロ）として、中心軸Ｃに沿ったｚ軸方向の座標位置を示すものである。

なお、ｚ軸方向の座標位置のうち、内面１０ｂから外面１０ａに向かう方向を負とし、内面１０ｂからリフレクタ８０に向かう方向を正とする。

このグラフに示すように、溝１０ｅは、基板２１の延びた方向に沿って互いに隣り合う２つのＬＥＤ素子２２，２２間のｚ軸方向の座標位置の差が、１．２［ｍｍ］以下となるように形成されている。

また、この溝１０ｅは、基板２１の延びた方向に沿って互いに隣り合う２つのＬＥＤ素子２２，２２間のｚ軸方向の座標位置の差の変化量の絶対値が、０．３［ｍｍ］以下となるように形成されている。

３個の駆動部品２５は、３６個のＬＥＤ素子２２が分布して配置された領域のうちの一部である、図８における下部の領域１０ｄに集中して設けられている。ここで、駆動部品２５は、スルーホールを介して、基板２１の配線面２１ｂに設けた信号線により駆動回路と接続されている。これによって駆動部品２５は実装面２１aの任意の場所に配置することができる。

基板２１の配線面２１ｂが保護カバー１０の内面１０ｂに接着されていることで、実装面２１ａの各ＬＥＤ素子２２から出射された光Ｌは、リフレクタ８０に向かう方向に進む。

基板２１に実装された３６個のＬＥＤ素子２２と３個の駆動部品２５および駆動回路と電源配線２６ｂおよびＬＥＤ間信号線２６ｃとによって構成された電気回路は、図１０に示すものとなっている。

基板２１に実装された３６個のＬＥＤ素子２２のうち、図６に示した基板２１の渦巻きの外周部分に配置されている１７個のＬＥＤ素子２２は、図１０の回路図における１段目のＬＥＤブロック２２Ａに対応し、残りの１９個のＬＥＤ素子２２は、図１０の回路図における２段目のＬＥＤブロック２２Ｂに対応している。

電気回路２０の実装面２１ａのうち、各駆動部品２５が実装されている部分には、図１１に示すように、ＬＥＤ間信号線２６ｃに比べて広い面積の銅箔２７（高熱伝導率部材）が貼られている。

これらの銅箔２７は、対応する駆動部品２５の放熱電極が発する高熱を広い範囲に拡散させるものであり、熱伝導率の高い材質であれば、銅箔２７に限らず、銀箔、金箔、アルミ箔等を種々のものを適用することができる。また、導電性銀ペーストをスクリーン印刷したパターンを適用することもできる。

さらに、基板２１のうち、駆動部品２５の放熱電極に近接した部分には、銅箔２７，２８も含めて、実装面２１ａから配線面２１ｂに貫通する複数のスルーホール２９ａ（高熱伝導率部材）が形成されている。

なお、基板２１の実装面２１ａに貼られた銅箔２７および配線面２１ｂに貼られた銅箔２８（図１２参照）には、互いに重なる位置に実装面２１ａの側から配線面２１ｂの側に向けて光Ｌを透過させる透過孔２９ｂが多数形成されている。

本実施形態における電気回路２０は、１段目のＬＥＤブロック２２Ａと２段目のＬＥＤブロック２２Ｂとにグループ分けした構成としたことにより、配線面２１ｂにおける電源配線２６ｂは、１段目のＬＥＤブロック２２Ａに属するＬＥＤ素子２２の部分では、図１３に示すように２本の配線となり、２段目のＬＥＤブロック２２Ｂに属するＬＥＤ素子２２の部分では、図１４に示すように１本の配線となる。

なお、実装面２１ａに配線されるＬＥＤ間信号線２６ｃは、配線面２１ｂの電源配線２６ｂとそれぞれ重なるように配置されていて、基板２１のうち電源配線２６ｂおよびＬＥＤ間信号線２６ｃが貼られていない部分の領域を広くしている。

各ＬＥＤ素子２２にはダイヒートシンクが備えられていて、基板２１のうち、ＬＥＤ素子２２のダイヒートシンクの近傍には、実装面２１ａから配線面２１ｂに貫通する複数のスルーホール２９ａ（高熱伝導率部材）が形成されている。

断熱カバー７０は、保護カバー１０と同様に光Ｌを透過する透光性を有し、基板２１上のＬＥＤ素子２２に対向する、図１５に示したおもて面７０ａは、保護カバー１０の内面１０ｂの曲面に略沿うような曲面で形成されている。

そして、このおもて面７０ａには、３６個の凹んだ凹部７１が形成されている。これら３６個の凹部７１は、保護カバー１０に接着された電気回路２０の３６個のＬＥＤ素子２２の位置にそれぞれ対応した位置に形成されていて、図１６に示すように、各凹部７１が対応するＬＥＤ素子２２の周囲を囲み、保護カバー１０と断熱カバー７０とによって、各ＬＥＤ素子２２の周囲を小さい空間に仕切っている。

また、断熱カバー７０は、３個の駆動部品２５が集中して配置されている領域（図８における下部の領域１０ｄ）に対応した範囲を囲む、輪郭形状が例えば概略扇形状の凹み部７２が形成されている。

この凹み部７２においては、断熱カバー７０のおもて面７０ｂが、他の部分におけるおもて面７０ａよりも低く形成されていて、下部の領域１０ｄに集中して配置されている３個の駆動部品２５を一体的に囲んでいる。

また、凹み部７２には、図１７に示すように、３個の駆動部品２５の他に１１個のＬＥＤ素子２２も含まれ、これら３個の駆動部品２５および１１個のＬＥＤ素子２２は、図１８に示すように、保護カバー１０と断熱カバー７０とによって囲まれ、保護カバー１０の内面１０ｂと断熱カバー７０のおもて面７０ａとの間に形成された隙間７３および１１個の凹部７１からなる単一の空間７４内に閉じこめられている。

リフレクタ８０は、電気回路２０および断熱カバー７０を挟んで、保護カバー１０とは反対の側に、電気回路２０の実装面２１ａに対向して配置されている。

リフレクタ８０の、断熱カバー７０に対向したおもて面８０ａには、図１９に示すように、３６個の凹反射面８１が形成されている。これら３６個の凹反射面８１は、保護カバー１０に接着された電気回路２０の３６個のＬＥＤ素子２２の位置にそれぞれ対応した位置に形成されている。

各凹反射面８１はそれぞれ、図２０に示すように、対応するＬＥＤ素子２２から出射され、断熱カバー７０を透過して入射した光Ｌを、保護カバー１０に向けて反射させる。

凹反射面８１で反射され、保護カバー１０に向かった光Ｌは、その一部が、保護カバー１０に接着された電気回路２０の、駆動部品２５や銅箔の電源配線２６ｂ、ＬＥＤ間信号線２６ｃなどによって遮られるが、残りの大部分の光Ｌは電気回路２０が接着されている部分以外の部分、基板２１のスルーホール２９ａおよび透過孔２９ｂ、並びに基板２１の電源配線２６ｂやＬＥＤ間信号線２６ｃが貼られていない部分などを通って保護カバー１０を透過し、外部に出射される。

なお、この凹反射面８１は、ＬＥＤ素子２２の発光点を焦点とする略放物面で形成されていて、反射した光Ｌを略平行光にする。

ここで、各凹反射面８１の中心部分、すなわち、ＬＥＤ素子２２の発光点の鉛直下方の部分は、略円錐状に盛り上がって形成されている。

この盛り上がった円錐の斜面８１ａは、ＬＥＤ素子２２の発光点から鉛直下方に出射した光ＬをＬＥＤ素子２２に反射させないように形成されている。

つまり、凹反射面８１が単なる放物面の場合、鉛直下方に出射し放物面で反射した光Ｌは、ＬＥＤ素子２２にそのまま戻るため、反射した光ＬはＬＥＤ素子２２自体により遮光されて外部に出射されなくなる。

しかし、本実施形態における凹反射面８１のように、略円錐状に突出した部分が形成されていると、ＬＥＤ素子２２の発光点から鉛直下方に出射した光Ｌは、その円錐の斜面８１ａで反射し、凹反射面８１の他の部分でさらに反射して、ＬＥＤ素子２２に戻らず、外部に出射される。

したがって、ＬＥＤ素子２２自体による遮光を減らすことができる。

また、リフレクタ８０の周縁の枠部８２には、電気回路２０に外部の制御機器から商用電源等の電力を供給するための電力線が接続されるコネクタ８８が形成されている。

コネクタ８８と電気回路２０の電極２６ａ，２６ａとは、図示を省略した電線によって接続されていて、その電線は、リフレクタ８０および断熱カバー７０を貫いて配線されている。

ゴムパッキン９０は、保護カバー１０、断熱カバー７０およびリフレクタ８０の周縁に密着して、これら保護カバー１０、断熱カバー７０およびリフレクタ８０を、図２に示すように一体化して保持し、保護カバー１０とリフレクタ８０とで仕切られた内部の空間に雨や雪などが侵入するのを阻止している。

（作用、効果）
以上のように構成された本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００によれば、コネクタ８８を通じて供給された電力により、電気回路２０の各駆動部品２５が駆動され、各駆動部品２５の駆動によって、各ＬＥＤ素子２２から、リフレクタ８０に向けて光Ｌが出射される。

各ＬＥＤ素子２２から出射した光Ｌは、断熱カバー７０を透過してリフレクタ８０の、各ＬＥＤ素子２２に対応する凹反射面８１で反射され、この凹反射面８１で平行光とされ、断熱カバー７０および保護カバー１０を透過して、外部に出射される。

外部に出射された光Ｌは、自動車等の運転者や歩行者などによって視認され、交通信号灯２００のＬＥＤ光源ユニット１００としての機能を発揮する。

なお、既述したように、保護カバー１０に太陽光などの強い光が照射されていても、保護カバー１０の外面１０ａは曲面であるため、外部において、ＬＥＤ光源ユニット１００から出射した光Ｌの全てが、強い光の反射光によって遮られることはなく、光Ｌの少なくとも一部は視認可能となっている。

保護カバー１０には電気回路２０が接着されているが、電気回路２０の各駆動部品２５は、定電流駆動のためのトランジスタであり、そのトランジスタによる伝熱量が大きいため、非常に高温となる。

この駆動部品２５が発した熱は、基板２１を介して保護カバー１０に熱伝達により直接伝達し、保護カバー１０を温める。

これにより、保護カバー１０の外面１０ａに雪や氷などが付着した場合であっても、この駆動部品２５から保護カバー１０に伝達された熱によって、付着した雪や氷を溶かすことができ、付着した雪や氷によって光Ｌが遮られるのを防止することができる。

また、本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、保護カバー１０の内面１０ｂに形成された溝１０ｅの底面１０ｆが平坦な面に形成されているため、平坦な面に形成されている基板２１の配線面２１ｂが底面１０ｆに接して配置された状態で、保護カバー１０と基板２１との密着性が高められ、両者の接触を安定させることができる。

したがって、例えば、柔軟性の高いポリイミドなどの高価な材料を用いずに、ガラスエポキシ製等の、柔軟性を欠いたり柔軟性の低いリーズナブルな価格の基板をも用いることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。

そして、保護カバー１０と基板２１との密着性が高められることで、基板２１が保護カバー１０から脱落するのを防ぐとともに、基板２１から保護カバー１０へ、熱を効率よく伝達させることができる。

なお、本実施形態に係るＬＥＤ光源ユニット１００における保護カバー１０は、基板２１が接する平坦な面を、保護カバー１０の内面１０ｂよりも凹んだ位置に平坦な底面１０ｆが形成された溝１０ｅによって構成されたものであるが、本発明に係る発光装置におけるカバーの内面に形成された平坦な面は、この実施形態のものに限定されるものではない。

例えば、図２１に示すように、基板２１が接する平坦な面を、保護カバー１０の内面１０ｂよりも盛り上がった位置に平坦な上面１０ｈが形成された堤状の部分１０ｇによって構成されたものによっても、底面１０ｆを有する溝１０ｅと同様の作用、効果を得ることができる。

ただし、堤状の部分１０ｇよりも溝１０ｅの方が、平坦な面（堤状の部分１０ｇの場合は上面１０ｈ、溝１０ｅの場合は底面１０ｆ）から外面１０ａまでの距離が短くなるため、基板２１から外面１０ａの熱抵抗は小さくなり外面１０ａの表面温度を上げることができる。

したがって、本発明に係る発光装置においては、堤状の部分１０ｇよりも溝１０ｅによって、平坦な面を形成するものの方が、保護カバー１０の外面１０ａへの熱の伝達が良好になる点で、好ましい。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、３個の駆動部品２５が、ＬＥＤ素子２２が略均一に分布している、保護カバー１０の内面１０ｂの全体領域（特定の領域）よりも小さい、図８における下部の領域１０ｄ（小領域）に纏められて配置されているため、個々の駆動部品２５によって雪や氷などがそれぞれ溶かされた領域同士が繋がり、溶かされた領域は一つの大きな領域となる。

つまり、３個の駆動部品２５が分散して配置されているものでは、個々の駆動部品２５の発熱によって、駆動部品２５のそれぞれに対応した領域において雪や氷などは溶かされるが、その溶かされる個々の領域は極めて小さい。

したがって、雪や氷が溶かされた個々の領域から外部に出射される光Ｌは、外部への出射領域がそれぞれ狭いため、外部からその光Ｌを視認する場合、小さな面積で発光するものとなり、視認性は必ずしも高くはない。

特に、ＬＥＤ光源ユニット１００からの距離が遠く離れた外部から視認する場合には、小さい面積で発光する光Ｌと、この光Ｌ以外の自然光や高い建物等からの光などとの識別が困難になり、場合によっては、光Ｌそのものを視認できないことも起こり得る。

これに対して、本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００によれば、３個の駆動部品２５が、３６個のＬＥＤ素子２２が分散して配置されている範囲よりも狭い領域に纏められて配置されていることにより、その一つに纏まった領域に対応する雪や氷等を溶かすことができ、雪や氷等で遮光されずに外部に出射する光Ｌの出射面の面積が大きくなる。

したがって、交通信号灯２００の外部からその光Ｌを視認する場合、光Ｌの視認性を向上させることができるとともに、その光Ｌが交通信号灯２００によるものであることも認識させ易くなる。

また、交通信号灯２００からの距離が遠く離れている場合であっても、ＬＥＤ光源ユニット１００から出射した光Ｌとその他の光との識別性も向上させることができる。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、３つの駆動部品２５が、保護カバー１０および断熱カバー７０によって、断熱カバー７０の凹み部７２に対応した単一の空間７４内に閉じこめられている。

各駆動部品２５から発せられた熱の一部は、前述したように、駆動部品２５が接している保護カバー１０に熱伝導により直接伝達するが、その熱伝達形式以外でも、空間７４内の空気等を介した対流熱伝達によって保護カバー１０に熱伝達される。勿論、熱放射により断熱カバー７０に熱伝達し、さらに空間７４内の空気等を介した対流熱伝達によって保護カバー１０に熱伝達される。

そして、本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００においては、３個の駆動部品２５から発せられた熱は、周囲の空気に熱が伝達されるが、３個の駆動部品２５は単一の空間７４内に閉じこめられているため、その単一の空間７４に閉じこめられている空気の熱は単一の空間７４の外部に拡散することがない。

つまり、単一の空間７４に閉じ込められた空気は、その単一の空間７４内だけで対流するため、単一の空間７４に閉じ込められた空気の熱は外部に拡散せず、単一の空間７４を仕切っている保護カバー１０や断熱カバー７０にのみ伝達され、熱を保護カバー１０に効率よく伝達することができる。

このように、保護カバー１０は、接触による熱の伝達に加えて、空気の対流による熱伝達も受けることで、保護カバー１０の温度はより一層高められ、保護カバー１０における、凹み部７２に対応した領域の雪や氷等を溶かす性能を向上させることができる。

なお、各ＬＥＤ素子２２は、駆動部品２５よりも伝熱量は小さいものの、熱は発するため、本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、各ＬＥＤ素子２２の設置されている位置に対応した保護カバー１０の部分についても、ＬＥＤ素子２２が発する熱は、接触する保護カバー３０に熱伝導により直接伝達して、雪や氷等を溶かすことができる。

また、各ＬＥＤ素子２２もそれぞれ、断熱カバー７０の凹部７１に閉じ込められているため、ＬＥＤ素子２２から発せられた熱が、凹部７１に閉じ込められている空気に対流熱伝達され、この閉じこめられている空気を介して対流熱伝達により、保護カバー１０や断熱カバー７０に伝えられる。

したがって、保護カバー１０は、熱伝達に加えて、対流による熱の伝達も受けることで、保護カバー１０の温度をより一層高めることができ、雪や氷等を溶かす性能を向上させることができる。

なお、断熱カバー７０に形成された凹部７１はＬＥＤ素子２２を個別に仕切って、ＬＥＤ素子２２からの対流熱伝達により温められた空気の拡散を抑制するものであるが、凹み部７２においては、３個の駆動部品２５とともに含まれるように単一の空間７４で一体的に仕切っていて、ＬＥＤ素子２２を個別に仕切っていないため、凹部７１を必ずしも形成する必要はない。

しかし、凹み部７２において凹部７１が形成されていないものでは、凹部７１が無いことで、おもて面７０ｂが滑らかな曲面または平面となり、ＬＥＤ素子２２から出射した光Ｌが、その平滑なおもて面７０ｂで反射され易くなって、光Ｌがリフレクタ８０へ適切に導かれないおそれがある。

これに対して、本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、図２２に示すように、凹み部７２においても各ＬＥＤ素子２２に対応する凹部７１がそれぞれ形成されていることで、ＬＥＤ素子２２から出射した光Ｌを、リフレクタ８０へ適切に導くことができる。

また、電気回路２０の実装面２１ａに、広い面積で貼られた銅箔２７が、駆動部品２５が発する高熱を広い範囲に拡散させることで、各駆動部品２５の発熱によって雪や氷等を溶かすことのできる領域を拡げることができる。

さらに、配線面２１ｂに広い面積で貼られた銅箔２８も、配線面２１ｂの側で、各駆動部品２５で発生した熱を広く拡散させることができる。

しかも、実装面２１ａから配線面２１ｂに貫通して形成された複数のスルーホール２９ａは、実装面２１ａと配線面２１ｂとの間での熱の伝達性を高めることになるため、実装面２１ａの側に配設されている各駆動部品２５の放熱電極で発せられた熱を、スルーホール２９ａを通じて、配線面２１ｂの側に、効率よく伝達させることができ、電気回路２０から保護カバー１０への熱の伝達性を一層向上させることができる。

なお、リフレクタ８０で反射した光Ｌが銅箔２７，２８に照射されても、その照射された光Ｌの一部は、銅箔２７，２８に形成されている透過孔２９ｂを透過するため、銅箔２７，２８によって駆動部品２５の発熱の拡散性を向上させるとともに、透過孔２９ｂによって、外部に出射される光Ｌの光量が低下するのを抑制することができる。

また、電気回路２０における２段目のＬＥＤブロック２２Ｂは、１段目のＬＥＤブロック２２Ａよりも電源配線２６ｂの数が少ないため、２段目のＬＥＤブロック２２Ｂにおける基板２１の幅Ｗを、１段目のＬＥＤブロック２２Ａにおける基板２１の幅Ｗよりも細くすることができる。

したがって、２段目のＬＥＤブロック２２Ｂでは、１段目のＬＥＤブロック２２Ａよりも、電源配線２６ｂによる遮光量を低減することができる。

なお、実装面２１ａに配線されるＬＥＤ間信号線２６ｃは、配線面２１ｂの電源配線２６ｂに重なるように配置されることにより、基板２１のうち電源配線２６ｂおよびＬＥＤ間信号線２６ｃが貼られていない部分を広く確保することができ、この電源配線２６ｂおよびＬＥＤ間信号線２６ｃが貼られていない部分に光Ｌを透過させることで、光Ｌの透過光量が低下するのを抑制することができる。

また、ＬＥＤ素子２２のダイヒートシンクの近傍に形成されたスルーホール２９ａは、実装面２１ａと配線面２１ｂとの間での熱の伝達性を高めることになるため、実装面２１ａの側に配設されている各ＬＥＤ素子２２のダイヒートシンクに伝達された熱を、スルーホール２９ａを通じて、配線面２１ｂの側に、効率よく伝達させることができ、電気回路２０から保護カバー１０への熱の伝達性を向上させることができる。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、渦巻き状の基板２１にＬＥＤ素子２２や駆動部品２５を実装したものであるが、本発明に係る発光装置における回路は、この実施形態のものに限定されるものではなく、少なくとも、ＬＥＤ素子２２が実装されたものであればよく、基板２１上に駆動部品２５を備えないものであってもよい。

また、本発明に係る発光装置における回路は、少なくとも発光体が実装される部分についてのみ基板２１を有し、電源配線２６ｂおよびＬＥＤ間信号線２６ｃに形成される部分については基板２１を有しないものであってもよい。

この場合、保護カバー１０の内面１０ｂに形成される溝１０ｅは、その基板２１に対応する部分にのみ形成されていればよく、電源配線２６ｂおよびＬＥＤ間信号線２６ｃは、保護カバー１０の内面１０ｂに直接接着されていればよい。

また、基板２１の形状は、渦巻き状のものに限定されるものではなく、１つ以上のＬＥＤ素子２２を実装したものであれば、いかなる形状のものであってもよく、同心円状の複数の環状のものや、複数の放射線状のものなど、反射光Ｌを可能な限り遮らないものであれば、如何なる形状のものであってもよい。

上述した実施形態は、本発明に係る発光装置を交通信号灯２００のＬＥＤ光源ユニット１００に適用した例であるが、本発明に係る発光装置は、この実施形態に限定されるものではなく、街路灯や照明器具、電光看板等に適用することができる。

また、反射型の発光装置である本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、ＬＥＤ素子２２からの出射光Ｌを高い効率で外部に出射することができるため、従来の非反射型ＬＥＤの交通信号灯の灯火部に比べて、ＬＥＤ素子２２の数量を大幅に低減することができ、コストを低減することができる。

例えば、従来の、非反射型の交通信号灯のＬＥＤ光源ユニットは、百数十個から四百数十個のＬＥＤ素子を用いているが、本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、わずか３６個のＬＥＤ素子２２によって、従来の非反射型のＬＥＤ光源ユニットと同程度またはそれ以上の視認性を得ることができる。

しかも、まぶしさ（グレア）を軽減させることができるため、車両の運転者が直視するものである交通信号灯２００のＬＥＤ光源ユニット１００として好適なものとなる。

また、非反射型のＬＥＤ光源ユニットを用いた従来の交通信号灯では、ＬＥＤ素子による粒状感が顕著であり、一方、ＬＥＤ素子の数を減らして粒状感を緩和する場合であっても、本実施形態のもののように、ＬＥＤ素子の数を数十個程度まで減らすと、交通信号灯の光として必要な円形状を表せなくなるが、本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は粒状感を軽減しつつ、略面発光を実現できるので、わずかな数のＬＥＤ素子２２を用いて、従来の発光装置と同程度またはそれ以上の視認性を得ることができる。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、駆動部品２５からの発熱を対流による伝達としても有効に利用するために、断熱カバー７０を備えたものであるが、本発明に係る発光装置は、この実施形態のものに限定されるものでなく、断熱カバーを備えないものであってもよい。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１００は、高発熱体として、ＬＥＤ素子２２の駆動部品２５、具体的にはＭＯＳ−ＦＥＴを適用したものであるが、本発明は、この実施形態のものに限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ素子２２に対して直列に接続される順電圧調整用の抵抗などを高発熱体として適用することもできる。

１０ 保護カバー（カバー）
１０ａ 外面
１０ｂ 内面
１０ｅ 溝
１０ｆ 平坦な底面（平坦な面）
２０ 電気回路（回路）
２１ 基板
２１ａ 実装面（他方の面）
２１ｂ 配線面（一方の面）
２２ ＬＥＤ素子（発光体）
７０ 断熱カバー
８０ リフレクタ（反射部材）
１００ ＬＥＤ光源ユニット（発光装置）
２００ 交通信号灯
Ｌ 光

Claims (2)

1. 透光性を有し、外面および内面がいずれも曲面で形成されたカバーと、一方の面が前記カバーの内面に接して設けられ、他方の面に発光体が実装された基板を有する回路と、前記他方の面に対向する側に配置され前記発光体から出射した光を前記カバーの側に反射する反射部材とを備え、
   前記カバーの内面のうち、前記基板が接する部分は、前記基板の他方の面に沿った平坦な面に形成されていることを特徴とする発光装置。
2. 前記平坦な面は、前記カバーの内面よりも凹んだ位置に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。