JP2016110925A - Ｌｅｄ灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板を用いることなく、発光ダイオードの出射光を粒状に見え難くし得るＬＥＤ灯具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ灯具１０では、コサイン特性の影響が大きいＬＥＤチップ７３の近くを優先して基本曲線、相似曲線または変形曲線に倣った曲面を有する第１反射面３１でＬＥＤチップ７３の出射光をほぼ均一に開口部４２の方向に反射させる。コサイン特性の影響が小さいＬＥＤチップ７３から遠く離れた第２反射面３２を、開口部４２の開口幅に対するサイズ適合を優先させるように、基本曲線、相似曲線または変形曲線に倣った曲面と形状が異なる曲面もしくは平面に設定して、開口部４２を覆う。これにより、ＬＥＤチップ７３の出射光を比較的均一に開口部４２の方向に反射させることが可能になるとともに、開口部４２の全面を覆うことが可能になる。したがって、高価な導光板を用いることなく、ＬＥＤチップ７３の出射光を粒状に見え難くすることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、列状に並べられた複数の発光ダイオードの出射光を反射体に反射させて照明光として出射するＬＥＤ灯具に関するものである。

複数の発光ダイオードから出射される出射光が光の粒（輝点）として見えないように構成したＬＥＤ灯具として、例えば、下記特許文献１に開示される「照明装置」がある。この照明装置では、列状に並べられた複数の発光ダイオードを有する発光ユニットを本体ケース内に対向させるとともに、本体ケースの底面に反射板を取り付け、また照明光が出射される開口部を覆うレンズの裏面に光拡散フィルムとしてプリズムシートを取り付ける。これにより、本体ケース内の両側から出射される出射光が、光拡散フィルムの拡散効果と、光拡散フィルムと反射板の間に光が通ることで得られる導光効果と、によって本体ケース内をその長さ方向）および幅方向に拡がる。そのため、製品コストの上昇に繋がり得る高価な導光板を用いなくても、開口部を覆うレンズを面発光させることを可能にして、出射光が粒状に見え難くしている。

特開２０１１−１３４４８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される「照明装置」によると、照明光が出射される開口部には、ダイヤカット等が施されたレンズを用いる必要があり、またこのレンズの裏面には光拡散フィルムとしてプリズムシートを取り付ける必要がある。これらは、導光板に比べれば高価ではないものの、単なるガラス板やアクリル板に乳白色状の拡散フィルムを貼付した拡散板に比べると、コスト高の要因になり得る。また、発光ユニットを本体ケース内に対向させる構成を採るため、ある程度の照度を得るためには、これもコストの上昇を招き得る。

また、発光ダイオードから出射される出射光は、直進性が高いものの、発光ダイオードから離れるほど拡散する。そのため、発光ダイオードの出射光を粒状に見え難くするためには、例えば、発光ダイオードから拡散板までの離隔距離を大きくしたり、光学的な反射回数を増やしたりするなどして、発光ダイオードから拡散板までの光路長をある程度長くし得る構成が採られる。しかしこのような構成を採ると、ＬＥＤ灯具の厚さ（高さ）や奥行きなどの照明光が出射されない部分の大型化に繋がるため、小型軽量化の市場ニーズに応え難くなる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、導光板を用いることなく、発光ダイオードの出射光を粒状に見え難くし得るＬＥＤ灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、それぞれ発光方向が同方向になるように列状に並べられた複数の発光ダイオードを有しその列の並び方向に直線状に延びる発光ユニットと、前記発光ユニットを収容するとともに、前記複数の発光ダイオードの光軸に直交する方向に開口部を有するケースと、前記開口部の反対側に位置するように前記ケースに収容され前記発光ユニットの長手方向に延びて前記複数の発光ダイオードから出射される出射光を前記開口部の方向に反射する反射体と、を備えるＬＥＤ灯具であって、前記反射体は、前記出射光を反射する反射面として短手方向の断面形状に前記発光ダイオードの配光特性を表す曲線に倣った曲面を有することを技術的特徴とする。

なお、「発光ダイオードの配光特性」とは、光源としての発光ダイオード単体から出射される光の強さ（光度）の分布（光度分布）を表すものであり、配光分布や配光パターンと呼ばれることもある。角度に対する光度を表す点を繋げたものが「配光特性を表す曲線」であり、配光曲線とも呼ばれる。また、「発光ダイオードの光軸」とは、配光特性の中心軸のことをいい、光軸上では、発光ダイオード（光源）から等距離の位置において単位面積当たりの光束量がほぼ最大になる。

反射体は、出射光を反射する反射面として短手方向の断面形状に発光ダイオードの配光特性を表す曲線に倣った曲面を有するので、複数の発光ダイオードから出射される出射光は、開口部に向けて、当該発光ダイオードの配光特性を表す曲線に倣った曲面で反射される。反射体は、開口部の反対側に位置する。即ち、発光ダイオードの光軸に直交する方向に反射体が位置するため、発光ダイオードの出射光は反射体に対して斜めに入射する。特に、発光ダイオードの出射光は直進性が高いことから、反射体に入射して反射する光は、斜入射光学特性（コサイン特性）に支配され易い。そのため、斜入射光学特性（コサイン特性）を持つ発光ダイオードの配光特性を表す曲線に倣った曲面に当該発光ダイオードの出射光を反射させることで、ほぼ均一に反射光を開口部の方向に反射させることが可能になる。

また、本発明のＬＥＤ灯具は、請求項１に記載のＬＥＤ灯具において、前記反射体は、前記出射光を反射する反射面として、前記曲線に倣った曲面に代えて、前記曲線を、前記発光ダイオードの光軸に直交する方向に圧縮変形させた曲線に倣った曲面を有することを技術的特徴とする。これにより、発光ダイオードの光軸に直交する方向（例えば、ケースの厚さ方向）に寸法上の制限がある場合においては、同方向における反射体の寸法を制限範囲内に収まるように設定しても、発光ダイオードの出射光をほぼ均一に開口部の方向に反射させることが可能になる。

さらに、本発明のＬＥＤ灯具は、請求項１または２に記載のＬＥＤ灯具において、前記反射体は、前記出射光を反射する反射面として、前記複数の発光ダイオードに近い側に位置する前記反射面の一部に前記曲面を有し、前記複数の発光ダイオードに遠い側に位置する前記反射面の残部に前記曲面と形状が異なる曲面もしくは平面を有し、前記反射面の残部が前記複数の発光ダイオードから離れる方向に延びて前記開口部を覆うことを技術的特徴とする。複数の発光ダイオードに近い側や遠い側は、例えば、前記反射面の凹形状の最深部を境界に定められる。また、反射板の短手方向幅の中心を境界に定められる。これらの境界から、複数の発光ダイオードに対する離隔距離が小さい方が「近い側」であり、同離隔距離が大きい方が「遠い側」である。

例えば、反射体の反射面のすべてを、発光ダイオードの配光特性を表す曲線に倣った曲面、または発光ダイオードの光軸に直交する方向に圧縮変形させた曲線に倣った曲面にすると、当該反射面の端部が発光ダイオードから最も離れた開口部の端部に到達せず開口部を覆いきれない場合には、斜入射光学特性（コサイン特性）の影響が大きい発光ダイオードの近くを優先して前記曲面を有する反射面で発光ダイオードの出射光をほぼ均一に開口部の方向に反射させる。また斜入射光学特性（コサイン特性）の影響が小さい発光ダイオードの遠くを前記曲面と形状が異なる曲面もしくは平面で開口部を覆う。これにより、このような場合においても、反射面の全面が前記曲面を有しないものに比べて、発光ダイオードの出射光を比較的均一に開口部の方向に反射させることが可能になる。

さらにまた、本発明のＬＥＤ灯具は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＥＤ灯具において、前記開口部は、前記反射面に反射された反射光または前記複数の発光ダイオードから出射された出射光を光学的に拡散して透過させる拡散板により覆われていることを技術的特徴とする。これにより、反射光または出射光が拡散板により光学的に拡散されるため、拡散板を介した照明光はさらに均一になり発光ダイオードの出射光が粒状に見え難くなる。

本発明のＬＥＤ灯具では、斜入射光学特性（コサイン特性）を持つ発光ダイオードの配光特性を表す曲線に倣った曲面に当該発光ダイオードの出射光を反射させる。そのため、ほぼ均一に反射光を開口部の方向に反射させることが可能になるので、導光板を用いることなく、発光ダイオードの出射光を粒状に見え難くすることができる。

本発明の一実施形態に係るＬＥＤ灯具の使用状態を示す説明図である。 本実施形態のＬＥＤ灯具の一端側を示す正面図であり、部分的にカバーを除いたものである。 図２に示すIII−III切断線による断面図である。 ＬＥＤチップの配光特性の例を示す説明図である。 図５(A)は、本実施形態のＬＥＤ灯具の反射面の構成例を示す説明図であり、図５(B)および図５(C)は、反射面の他の構成例を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ灯具の構成例を示す断面図である。

以下、本発明のＬＥＤ灯具の実施形態を各図に基づいて説明する。まず、ＬＥＤ灯具１０の構成概要を図１〜図３を参照して説明する。なお、図１には、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ灯具１０の使用状態を示す説明図が図示されている。また、図２には、ＬＥＤ灯具１０の一端側１０ａを表す正面図であり、部分的にカバーを除いたものが図示されている。また、図３には、図２に表されるIII−III切断線による断面図が図示されている。

図１に示すように、本実施形態のＬＥＤ灯具１０は、例えば、鉄道車両や路線バス等の乗合車両の客室内の天井２００や壁等に形成される凹部２０１に組み付けられて使用される室内照明装置である。本実施形態では、ＬＥＤ灯具１０は、長手方向（図１に示す座標系のＸ軸方向）の一端側１０ａおよび他端側１０ｂにおいて、図略の固定金具等により乗合車両に取り付けられている。ＬＥＤ灯具１０は、照明光源として、発光ユニット７０を内蔵している（図３参照）。この発光ユニット７０から出射される出射光を、後述する反射板３０に反射させて拡散板５０を介して照射方向（客室方向）に照明光を向ける間接照明機器である。

なお、反射板３０および発光ユニット７０は、いずれも本体ケース２０に内蔵されておりカバー４０に隠れている。そのため、図１においては図示されてないことに注意されたい。また、図１に示すＬＥＤ灯具１０は、構成を理解し易く表現するために単体のＬＥＤ灯具１０を図示しており、実際の乗合車両では、車両の前後方向に複数のＬＥＤ灯具１０を直線状に連ねて設置していることが多い。なお、図１に表す符号４８は、本体ケース２０の両端（一端側１０ａ、他端側１０ｂ）を覆うサイドカバーを示している。また、図１に示す座標系のＸ軸方向は、ＬＥＤ灯具１０の長手方向（長さ方向）を示す。同座標系のＹ軸方向は、ＬＥＤ灯具１０の短手方向（幅方向）を示す。同座標系のＺ軸方向は、ＬＥＤ灯具１０の高さ方向を示す。図２等の他の図に示す座標系についても同様である。

図２および図３に示すように、ＬＥＤ灯具１０は、主に、本体ケース２０、反射板３０、カバー４０、拡散板５０、回路ユニット６０、発光ユニット７０等により構成されている。なお、図２に示す一点鎖線からＸ軸の矢印方向においては、ＬＥＤ灯具１０の中央部および他端側１０ｂが省略されていることに注意されたい。また、同図においては、本体ケース２０の内部が見えるようにカバー４０の一部の記載が省略されていることにも注意されたい。

本体ケース２０は、例えば、アルミニウム等の金属材からなり、内側には曲面部２１とユニット収容部２８が形成され、また外側（裏側）には平坦部２５が形成されている。これらを含めて本体ケース２０は、押出または切削加工により長尺状に一体に形成されている。本体ケース２０にアルミニウム等の金属材を用いるのは、樹脂材に比べて不燃性に優れており、また熱伝導特性が良いためである。

曲面部２１は、本体ケース２０の短手方向においては、同方向のほぼ中央から一端側（図２，３に示す座標系のＹ軸の矢印根元側）に片寄って湾曲凹部の開口がカバー４０の正面パネル４１の方向（より具体的には、開口部４２の方向）を向くように位置している。本実施形態では、後述する理由から、凹状の湾曲形状を成す曲面部２１は、第１曲面部２１ａおよび第２曲面部２１ｂにより構成されている。第１曲面部２１ａと第２曲面部２１ｂは、湾曲凹部の最深部Ｋを境界に接続されて曲面部２１を構成している。曲面部２１は、本体ケース２０の一端側から他端側まで連続して同様の湾曲形状に形成されている。なお、曲面部２１の短手方向幅の中心位置を境界に定めて第１曲面部２１ａと第２曲面部２１ｂを接続してもよい。

第１曲面部２１ａの先端側には、線状凹部２２、側端部２４およびねじ穴溝２７が形成されている。線状凹部２２は、反射板３０の一端部３３を挟み込むための溝である。側端部２４は、カバー４０の側壁４４に当接するとともに図略の雌ねじ穴を形成してカバー４０をねじ止め可能にする厚肉の板壁である。また、ねじ穴溝２７は、サイドカバー４８をねじ止め可能にする雌ねじ穴を構成可能な円筒溝である。これに対して、第２曲面部２１ｂの先端部２３は、カバー４０の正面パネル４１方向に向けて開口部４２の長手方向縁部に達し得る程度に延びている。なお、本体ケース２０は、各部が一体に成形されているため、第１曲面部２１ａと第２曲面部２１ｂの境界には、繋ぎ目は存在しない。

ユニット収容部２８は、曲面部２１の第２曲面部２１ｂの裏側にあたる本体ケース２０の他端側（図２，３に示す座標系のＹ軸の矢印先端側）に設けられている。このユニット収容部２８には、回路ユニット６０が収容されている。本実施形態では、電気的な絶縁性を確保するため、回路ユニット６０とユニット収容部２８との間には、絶縁板２９が介在している。回路ユニット６０は、発光ユニット７０にそれに適した駆動電力を供給するためのＬＥＤ電源装置であり、例えば、電源回路を構成する電子部品６３を実装した回路基板６１である。ユニット収容部２８には、外部に配線される電気配線が通る図略の配線穴が形成されており、この配線穴を通る電気配線が回路ユニット６０の回路基板６１に電気的に接続されている。

ユニット収容部２８の曲面部２１の側には、第２曲面部２１ｂとの接続部が形成されており、この接続部にはねじ穴溝２７が設けられている。このねじ穴溝２７も円筒溝であり、サイドカバー４８をねじ止め可能にする雌ねじ穴が形成されている。これに対して、ユニット収容部２８の反対側には、側端部２６が形成されている。この側端部２６は、カバー４０の側壁４５に当接するとともに図略の雌ねじ穴を形成してカバー４０をねじ止め可能にする厚肉の板壁である。

反射板３０は、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）やポリカーボネート等の合成樹脂からなる板厚の薄い合成樹脂板であり、例えば、表面がつや消しの白色を呈している。本実施形態では、第１曲面部２１ａおよび第２曲面部２１ｂに密着して曲面部２１の湾曲凹部の全面を覆うことが可能な長尺の短冊形状に形成されている。本実施形態では、反射板３０の短手方向一端側の一端部３３が本体ケース２０の線状凹部２２に挿入され、また同短手方向他端側の他端部３４が第２曲面部２１ｂの先端部２３に貼付されて、反射板３０が曲面部２１を覆うように固定される。反射板３０は板厚が薄い。そのため、反射板３０は、曲面部２１の湾曲凹部の表面に密着する程度に馴染んで変形して、第１反射面３１および第２反射面３２を構成する。

即ち、第１曲面部２１ａに密着する反射板３０が第１反射面３１を構成し、また第２曲面部２１ｂに密着する反射板３０が第２反射面３２を構成する。これにより、第１反射面３１は発光ユニット７０に近い側に位置し、また第２反射面３２は発光ユニット７０から離れた側（発光ユニット７０に遠い側）に位置する。第２反射面３２の他端部３４は、後述するように、カバー４０の線状凸部４３と第２曲面部２１ｂの先端部２３との間に挟まれて両者間で狭持される。そのため、前述した本体ケース２０の線状凹部２２と相俟って、反射板３０は、曲面部２１に密着可能にその両端部３３，３４が保持される。

なお、図２に表した矢印Ｋで指す一点鎖線は、第１反射面３１と第２反射面３２の境界を明示するために作図上便宜的に表現したものであり、両者の境界にこのような線が現れるわけではない。また、図３においては、第１反射面３１と第２反射面３２の区別を明確にするため、第２反射面３２を示す実線を便宜的に灰色に着色していることに注意されたい。

カバー４０は、例えば、アルミニウム等の金属板からなり、短手方向の端面形状または断面形状がコ字状になるように、正面パネル４１を中心にその両側に側壁４４，４５が形成されている。側壁４４，４５は、例えば、正面パネル４１の両側を折り曲げて形成される。正面パネル４１は、図１を参照すると解るように、当該ＬＥＤ灯具１０の正面外観形状を構成する部分であり、周囲部分の矩形範囲を除いてそのほぼ全面に開口部４２が形成されている。この開口部４２は、照明光を出射するための窓である。カバー４０にアルミニウム等の金属板を用いるのは、樹脂材に比べて不燃性に優れており、また熱伝導特性が良いためである。

本実施形態では、正面パネル４１の内側には、開口部４２の長手方向縁部に沿って、溝部４３ａを有するリブのような線状凸部４３が形成されている。これにより、本体ケース２０にカバー４０を取り付けた状態においては、この線状凸部４３の溝部４３ａに、前述した第２曲面部２１ｂの先端部２３が当接する。そのため、曲面部２１に取り付けられる反射板３０は、前述したように、その他端部３４がカバー４０の線状凸部４３と第２曲面部２１ｂの先端部２３との間に狭持されて保持される。

拡散板５０は、カバー４０の開口部４２を覆う乳白色の透光板である。本実施形態では、例えば、ガラス板５１の全面に乳白色の拡散シート５３を貼付することにより構成している。拡散板５０は、拡散シート５３が貼付された面を本体ケース２０の内側に向けて（拡散シート５３が貼付されていない面を開口部４２に向けて）カバー４０に組み付けられる。カバー４０に対する拡散板５０の組み付けは、例えば、拡散板５０の拡散シート５３が貼付されていない面の外周縁部と、カバー４０の開口部４２の内側周縁面と、を両面テープにより貼付することにより行われる。また、一対のサイドカバー４８に形成される拡散板保持構造により、拡散板５０の長手方向端部が両側のサイドカバー４８に保持されて本体ケース２０内に固定される。

発光ユニット７０は、それぞれ発光方向が同方向になるように列状に並べられた複数のＬＥＤチップ７３を備える光源装置である。本実施形態では、例えば、１０個のＬＥＤチップ７３を一列に実装したＬＥＤ基板７１を、電気的に直列に１０枚接続して構成している。発光ユニット７０は、ＬＥＤチップ７３の列がＬＥＤ灯具１０の長手方向に延びるように、カバー４０の側壁４４に固定されている。例えば、両面テープをＬＥＤ基板７１の裏面（非部品面）に貼付することにより発光ユニット７０が側壁４４に固定される。これにより、例えば、本実施形態では、１００個のＬＥＤチップ７３がＬＥＤ灯具１０の長手方向に一列に並んで、それぞれのＬＥＤチップ７３の光軸に直交する方向に、カバー４０の開口部４２と本体ケース２０の曲面部２１が位置する。

ここで、反射板３０が密着するように取り付けられる曲面部２１の第１曲面部２１ａと第２曲面部２１ｂの構成について、図３および図４を参照して説明する。図４には、発光ユニット７０を構成するＬＥＤチップ７３の配光特性（発光ダイオードの配光特性）の例を示す説明図が図示されている。図５(A)には、ＬＥＤ灯具１０の反射板３０の構成例を示す説明図が図示されており、また図５(B)および図５(C)は、他の構成例として反射板３０’，３０”の例を示す説明図が図示されている。

なお、「発光ダイオードの配光特性」とは、光源Ｐとしての発光ダイオード単体から出射される光の光度分布を表すものである。角度に対する光度を表す点を繋げたものが「配光特性を表す曲線」または「配光曲線」である。また「光軸」とは、配光特性の中心軸のことをいい、光軸上では、発光ダイオードから等距離の位置において単位面積当たりの光束量がほぼ最大になる。配光曲線は、一般に斜入射光学特性（コサイン特性）を持つ。

発光ユニット７０に実装されている複数のＬＥＤチップ７３は、それ単体で図４に示すような配光特性を有する。ＬＥＤ灯具１０においては、発光ユニット７０は、ＬＥＤ灯具１０の短手方向（Ｙ軸方向）に出射するようにカバー４０の側壁４４に取り付けられる。そのため、図４においては、ＬＥＤ灯具１０の短手方向（Ｙ軸方向）に向けた光源ＰとしてのＬＥＤチップ７３の光軸Ｊを０度として、反射板３０や拡散板５０が存在しないＬＥＤ灯具１０の高さ方向（Ｚ軸方向）に分布する光の強さ（光度）を表す。つまり、ＬＥＤチップ７３から出射される出射光のみのＺ軸方向の光度分布を表したものが図４に示す配光曲線になる。

本実施形態では、この図４に示す配光曲線を基本曲線αとして、基本曲線αの上側（ＬＥＤ灯具１０の高さ方向（Ｚ軸方向）うち、ＬＥＤチップ７３の光軸Ｊに対して反射板３０が存在する方向（図４に示す角度θが−（マイナス）になる方向）のこと）に倣った第１反射面３１で反射板３０を構成する。即ち、図５(A)に示すように、反射板３０のうち、発光ユニット７０（ＬＥＤチップ７３）に近い側を構成する第１反射面３１の曲面Ｙ１を可能な限り基本曲線αに近づける。なお、図５(A)〜図５(C)に示すＬＥＤチップ７３の位置が、図４における光源ＰとしてのＬＥＤチップ７３の位置よりもＹ軸の矢印先端方向に前進している。これは、配光曲線である基本曲線αは、ＬＥＤチップ７３に接するような近傍からスタートする一方で、ＬＥＤ灯具１０においては、図３に示すように、反射板３０の一端部３３とＬＥＤチップ７３との間に所定の隙間が存在しこの隙間が無くなるように一端部３３をＬＥＤチップ７３に接するような位置関係に配置することが困難だからである。

理想的には、図５(B)に示すように、反射板３０’の全体を基本曲線αに倣った曲面として、例えば、基本曲線αの相似形をなす相似曲線βに設定する。このような反射板３０’は、ＬＥＤチップ７３の光軸Ｊに直交する方向に位置する。そのため、ＬＥＤチップ７３の出射光は、反射板３０’に対して斜めに入射する。ＬＥＤチップ７３の出射光は直進性が高いことから、反射体３０’に入射して反射する光は、コサイン特性に支配され易い。そのため、コサイン特性を持つＬＥＤチップ７３の基本曲線αに倣った曲線として、基本曲線αの相似形である相似曲線βに倣った曲面の反射板３０’にＬＥＤチップ７３の出射光を反射させることで、ほぼ均一に反射光を開口部４２’の方向に反射させることが可能になる。

但し、図５(B)に示すように、相似曲線βに倣った曲面を持つ反射板３０’は、その湾曲の深さが大きい（深い）。そのため、カバー４０’の側壁４４’，４５’の高さが高くなりがちであり、ＬＥＤ灯具として大型化に繋がる。その一方で、図５(A)に示すカバー４０と比較すると、開口部４２’の開口幅は、開口部４２よりも狭いことがわかり、照明光を幅広く出射することが難しい。

そこで、相似曲線βをＬＥＤチップ７３の光軸Ｊに直交する方向、つまりＬＥＤ灯具の高さ方向に相似曲線βを潰すように圧縮すると、図５(C)に示すような変形曲線γが得られる。この変形曲線γは、基本曲線αと比べると、異なる形状を成すが、コサイン特性に準じた特性を持つ。そのため、変形曲線γに倣った曲面の反射板３０”にＬＥＤチップ７３の出射光を反射させても、ほぼ均一に反射光を開口部４２”の方向に反射させ得る。また、この図５(C)の構成では、反射板３０”は、その湾曲の深さが比較的小さい（浅い）。そのため、カバー４０”の側壁４４”，４５”の高さも高くなり難い。但し、図５(A)に示すカバー４０と比較すると、開口部４２”の開口幅は、依然として、開口部４２よりも狭い。つまり、カバー４０”の開口部４２”では、照明光を幅広く出射することが難しい。

本願発明者の実証実験によると、このような基本曲線α、相似曲線βおよび変形曲線γに倣った曲面は、反射板の全てに適用しなくても、その一部に当該曲面を持つ反射板であれば、ＬＥＤチップ７３の出射光をおおよそ均一に反射することが判明した。例えば、図５(A)に示すように、ＬＥＤチップ７３の出射光を反射する反射面として、複数のＬＥＤチップ７３に近い側に位置する第１反射面３１に変形曲線γに倣った曲面Ｙ１を有し、複数のＬＥＤチップ７３に遠い側に位置する第２反射面３２に変形曲線γと形状が異なる曲面Ｙ２を有するように、反射板３０を構成する。つまり上述したＬＥＤ灯具１０の反射板３０の構成である。このように反射板３０の曲面Ｙ１，Ｙ２を構成しても、ＬＥＤチップ７３に近い第１反射面３１は、変形曲線γに倣った曲面Ｙ１を有する。そのため、ＬＥＤチップ７３の出射光をおおよそほぼ均一に開口部４２の方向に反射させ得ることが解った。本実施形態では、第２反射面３２は、前述したように、ＬＥＤチップ７３から離れる方向に開口部４２の長手方向縁部に達し得る程度にほぼ直線状（平面状）に延びる。これにより、開口部４２の開口幅が広く設定されていても、その開口幅に適合するように第２曲面部２１ｂにより開口部４２を覆うことが可能になる。そのため、照明光を幅広く出射することができる。

なお、反射板３０のうち、ＬＥＤチップ７３に遠い側の第２反射面３２ではなく、近い側の第１反射面３１にコサイン特性を持つ曲面に倣った曲面Ｙ１を有するように設定するのは、ＬＥＤチップ７３に近いほどコサイン特性の影響が大きく作用するためである。即ち、図４に示すように、ＬＥＤチップ７３の配光曲線（基本曲線α）によると、ＬＥＤチップ７３からの離隔距離が離れるほどＬＥＤチップ７３の出射光の光度の角度に対する差が小さくなり、離隔距離が近いほどその差が大きい。そのため、コサイン特性の影響が小さい第２反射面３２については、それが曲面ではなく、例えば平面であったとしても反射光に与える影響は小さい。したがって、本実施形態では、ＬＥＤチップ７３の近くを優先して第１反射面３１にコサイン特性を持つ曲面を付与して、ＬＥＤチップ７３から離れた第２反射面３２には開口部４２の開口幅に対するサイズ適合を優先させる構成を採る。これにより、おおよそほぼ均一な反射光が得られるとともに照明光を幅広く出射することができる。つまり、第１反射面３１および第２反射面３２を有しない反射面に比べて、ＬＥＤチップ７３の出射光を比較的均一に開口部４２の方向に反射させることが可能になる。

以上説明したように、図５(B)に示す反射板３０’は、ＬＥＤチップ７３の出射光を反射する反射面としてＬＥＤチップ７３の配光曲線である基本曲線α相当の相似曲線βに倣った曲面を有するので、複数のＬＥＤチップ７３から出射される出射光は、開口部４２’に向けて、当該ＬＥＤチップ７３の配光曲線の相似曲線βに倣った曲面で反射される。この反射板３０’は、ＬＥＤチップ７３の光軸Ｊに直交する方向に位置するため、ＬＥＤチップ７３の出射光は反射板３０’に対して斜めに入射し、その反射光は、コサイン特性に支配され易い。そのため、コサイン特性を持つＬＥＤチップ７３の配光曲線に倣った曲面に当該ＬＥＤチップ７３の出射光を反射させることで、ＬＥＤチップ７３の出射光をほぼ均一に反射光を開口部の方向に反射させることが可能になる。したがって、高価な導光板を用いることなく、ＬＥＤチップ７３の出射光を粒状に見え難くすることができる。

また、図５(C)に示すように、基本曲線αまたはその相似曲線βをＬＥＤチップ７３の光軸Ｊに直交する方向に圧縮変形させて得られた変形曲線γに倣った曲面を反射板３０”に有するように構成してもよい。このような反射板３０”によっても、変形曲線γがコサイン特性に準じた特性を持つ。そのため、変形曲線γに倣った曲面の反射板３０”にＬＥＤチップ７３の出射光を反射させても、ほぼ均一に反射光を開口部４２”の方向に反射させ得る。これにより、ＬＥＤチップ７３の光軸Ｊに直交する方向（例えば、ＬＥＤ灯具の厚さ方向）に寸法上の制限がある場合においては、光軸Ｊに直交する方向における反射板３０”の寸法を制限範囲内に収まるように設定しても、ＬＥＤチップ７３の出射光をほぼ均一に開口部の方向に反射させることが可能になる。したがって、このような構成でも、高価な導光板を用いることなく、ＬＥＤチップ７３の出射光を粒状に見え難くすることができる。

さらに、図５(A)に示すように、反射板３０の反射面のうち、複数のＬＥＤチップ７３に近い側に位置する第１反射面３１が、基本曲線αもしくはその相似曲線β、またはこれらをＬＥＤチップ７３の光軸Ｊに直交する方向に圧縮変形させて得られた変形曲線γに倣った曲面を有するように設定し、複数のＬＥＤチップ７３に遠い側に位置する第２反射面３２が第１反射面３１の曲面と形状が異なる曲面もしくは平面を有するように設定してもよい。これにより、第２反射面３２については、例えば、ＬＥＤチップ７３から離れる方向に曲面状または平面状に延びて開口部４２を覆うように構成する。

例えば、反射体の反射面のすべてを、ＬＥＤチップ７３の基本曲線αもしくはその相似曲線βに倣った曲面、またはこれらをＬＥＤチップ７３の光軸Ｊに直交する方向に圧縮変形させた変形曲線γに倣った曲面に設定すると、当該反射面の端部がＬＥＤチップ７３から最も離れた開口部４２の端部に到達せず開口部４２を覆いきれない場合がある。このような場合においては、コサイン特性の影響が大きいＬＥＤチップ７３の近くを優先して基本曲線α、相似曲線βまたは変形曲線γに倣った曲面を有する第１反射面３１でＬＥＤチップ７３の出射光をほぼ均一に開口部４２の方向に反射させる。これに対して、コサイン特性の影響が小さいＬＥＤチップ７３から遠く離れた第２反射面３２を、開口部４２の開口幅に対するサイズ適合を優先させるように、基本曲線α、相似曲線βまたは変形曲線γに倣った曲面と形状が異なる曲面もしくは平面に設定して、開口部４２を覆う。これにより、このような場合においても、第１反射面３１および第２反射面３２を有しない反射面に比べて、ＬＥＤチップ７３の出射光を比較的均一に開口部４２の方向に反射させることが可能になる。したがって、高価な導光板を用いることなく、ＬＥＤチップ７３の出射光を粒状に見え難くすることができる。

なお、上述した実施形態のＬＥＤ灯具１０では、発光ユニット７０と反射板３０を組み合わせたものを１セットだけ備える構成にしたが、短手方向（Ｙ軸方向）の中心を対称軸にして２セットを左右対称に構成してもよい。即ち、図６に示すように、ＬＥＤ灯具１００は、反射板セット１３０を構成する反射板１３０ａと反射板１３０ｂを、それぞれの曲面部１２１ａ，１２１ｂが両者の先端部２３を突き合わせるように左右対称に構成する。曲面部１２１ａ，１２１ｂや平坦部１２５ａ，１２５ｂを含む本体ケース１２０は、上述したＬＥＤ灯具１０の本体ケース２０と同様に、押出または切削加工により長尺状に一体に形成される。これにより、前述したＬＥＤ灯具１０の開口部４２の約２倍の開口幅を有する開口部１４２を備えたＬＥＤ灯具１００が構成可能になる。そのため、照明光の出射範囲を大幅に拡大することができる。なお、この場合、カバー１４０の開口部１４２を覆う拡散板１５０や、幅広の両端部を覆う幅広のサイドカバー１４８が必要になる。また、回路ユニット６０は、本体ケース１２０の裏側を形成する平坦部１２５ａ，１２５ｂに設けられる。

また、これらの実施形態では、反射板３０を用いた構成を採ったが、反射板３０を使用することなく、ＬＥＤチップ７３から出射される出射光を曲面部２１に直接反射させてもよい。この場合、曲面部２１をつや消しの白色に塗装したり、曲面部２１の表面をつや消し加工（例えば、梨地処理）したりすることによって反射光が拡散し易くなる。そのため、出射光の輝点を目立ち難くすることが可能になる。また、反射板３０の使用を止めることにより部品点数の削減も可能になる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した具体例を様々に変形または変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。さらに、本明細書または図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つ。なお、[符号の説明]の欄における括弧内の記載は、上述した各実施形態で用いた用語と、特許請求の範囲に記載の用語との対応関係を明示するものである。

１０，１００…ＬＥＤ灯具
１０ａ…一端側
１０ｂ…他端側
２０…本体ケース
２１，１２１ａ，１２１ｂ…曲面部
２１ａ…第１曲面部
２１ｂ…第２曲面部
２８…ユニット収容部
２９…絶縁板
３０，１３０…反射板（反射体）
３０’…反射板（配光特性を表す曲線に倣った曲面を有する反射体）
３０”…反射板（圧縮変形させた曲線に倣った曲面を有する反射体）
３１…第１反射面（反射面の一部）
３２…第２反射面（反射面の残部）
４０，４０’，４０”，１４０…カバー（ケース）
４１…正面パネル
４２，４２’，４２”，１４２…開口部
４４，４４’，４４”，４５，４５’，４５”…側壁
４８，１４８…サイドカバー
５０，１５０…拡散板
５１…ガラス板
５３…拡散シート
６０…回路ユニット
７０…発光ユニット
７１…ＬＥＤ基板
７３…ＬＥＤチップ（発光ダイオード）
２００…天井
２０１…凹部
Ｊ…光軸
α…基本曲線（配光特性を表す曲線）
β…相似曲線（配光特性を表す曲線）
γ…変形曲線（圧縮変形させた曲線）

Claims (4)

1. それぞれ発光方向が同方向になるように列状に並べられた複数の発光ダイオードを有しその列の並び方向に直線状に延びる発光ユニットと、
   前記発光ユニットを収容するとともに、前記複数の発光ダイオードの光軸に直交する方向に開口部を有するケースと、
   前記開口部の反対側に位置するように前記ケースに収容され前記発光ユニットの長手方向に延びて前記複数の発光ダイオードから出射される出射光を前記開口部の方向に反射する反射体と、を備えるＬＥＤ灯具であって、
   前記反射体は、前記出射光を反射する反射面として短手方向の断面形状に前記発光ダイオードの配光特性を表す曲線に倣った曲面を有することを特徴とするＬＥＤ灯具。
2. 前記反射体は、前記出射光を反射する反射面として、前記曲線に倣った曲面に代えて、前記曲線を、前記発光ダイオードの光軸に直交する方向に圧縮変形させた曲線に倣った曲面を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ灯具。
3. 前記反射体は、前記出射光を反射する反射面として、前記複数の発光ダイオードに近い側に位置する前記反射面の一部に前記曲面を有し、前記複数の発光ダイオードに遠い側に位置する前記反射面の残部に前記曲面と形状が異なる曲面もしくは平面を有し、
   前記反射面の残部が前記複数の発光ダイオードから離れる方向に延びて前記開口部を覆うことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ灯具。
4. 前記開口部は、前記反射面に反射された反射光または前記複数の発光ダイオードから出射された出射光を光学的に拡散して透過させる拡散板により覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＥＤ灯具。