JP2017146139A - Ｌｅｄユニット、及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線、及び白色光を照射できるＬＥＤユニット、及び照明装置を提供すること。【解決手段】紫外線を放射する紫外線ＬＥＤ１０と、白色光を放射する白色光ＬＥＤ１２と、を備え、前記紫外線ＬＥＤ１０の発光部１０Ａからみて、当該紫外線ＬＥＤ１０の光軸Ａにおける光出射方向と逆の位置に前記白色光ＬＥＤ１２が配置されている構成とした。【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤユニット、及び照明装置に関する。

油膜に紫外線を照射し、油を構成する分子を励起して蛍光させ、これを撮影した画像に基づいて油膜を検知する油膜検知装置が知られており（例えば、特許文献１参照）、油膜検知装置は、例えば次の用途に用いられている。すなわち、海面、河川、又は湖沼などに流出した油の検出の用途である。また例えば、発電所内、或いは変電所内に設けられた排水ピットにおいて、外部（河川や海）に流出する可能性がある油を検出し、流出を防止する用途である。
一方、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと言う）を備えた各種のランプや照明装置が知られている（例えば、特許文献２、３、４、及び５参照）。

特開平１０−３１１７７１号公報 特開２００４−１０３４４３号公報 特開２０１１−４０７２４号公報 再公表２０１０−６１９１３号公報 特開２０１３−１６１９０９号公報

しかしながら、ＬＥＤを光源としたＬＥＤユニット、及び照明装置において、油膜を蛍光させるなどの用途に用いられる紫外線と、撮影などの用途に用いられる白色光とを照射できるものが無かった。
そこで、本発明は、紫外線、及び白色光を照射できるＬＥＤユニット、及び照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、紫外線を放射する紫外線ＬＥＤと、白色光を放射する白色光ＬＥＤと、を備え、前記紫外線ＬＥＤの発光部からみて、当該紫外線ＬＥＤの光軸における光出射方向と逆の位置に前記白色光ＬＥＤが配置されている、ことを特徴とするＬＥＤユニットである。

本発明は、前記紫外線ＬＥＤ、及び前記白色光ＬＥＤが載置されるヒートシンクを備え、前記ヒートシンクは、凹部を有し、前記凹部の中に前記白色光ＬＥＤが配置されていることを特徴とする。

本発明は、前記紫外線ＬＥＤ、及び前記白色光ＬＥＤが載置される実装基板を備え、前記実装基板には、前記紫外線ＬＥＤを、前記白色光ＬＥＤの発光部よりも突出した位置に配置する紫外線ＬＥＤ配置部材が設けられていることを特徴とする。

本発明は、上記のいずれかに記載のＬＥＤユニットを備えたことを特徴とする照明装置である。

本発明によれば、紫外線ＬＥＤと白色光ＬＥＤとを備えるので、紫外線、及び白色光を同時、或いは選択的に点灯して照明できる。

本発明の第１実施形態に係る照明装置の平面構成を模式的に示す図である。 図１のＩ−Ｉ断面線で切った断面図である。 第１実施形態の変形例に係る照明装置の構成を示す断面視図である。 本発明の第２実施形態に係る照明装置の構成を示す断面図である。 本発明の変形例に係る照明装置の構成を示す断面図である。 本発明の他の変形例に係る照明装置の平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は本実施形態に係る照明装置１の平面構成を模式的に示す図である。図２は図１のＩ−Ｉ断面線の断面を視た断面視図である。
照明装置１は、ＬＥＤを光源とし、かつ、紫外線、及び白色光を同時、又は選択的に放射し、周囲、又は対象物を照明する装置である。図１に示すように、照明装置１は、ケース２と、前面カバー４と、ケース２に収められたＬＥＤユニット６と、を備えている。また照明装置１は、図１に示すように、電気回路部５と、人感センサ９とを備えている。電気回路部５は、ＬＥＤユニット６に電力を供給する電源回路や、ＬＥＤユニット６を点灯する点灯回路、この点灯を制御する制御回路などの各種の電気回路を備えている。人感センサ９は、紫外線の照射範囲における人の侵入を検知する。これら電気回路部５、及び人感センサ９は、ケース２の内、及び外のいずれに配置されてもよい。

ケース２は、照明装置１の筐体を構成し、放熱性に優れ、かつ屋外での使用に適した高熱伝導性、及び耐食性を有した材料から形成されている。ケース２の前面には、紫外線、及び白色光を出射する出射開口８が形成されている。また、図２に示すように、ケース２の底面２Ａには、ＬＥＤユニット６が設けられている。
前面カバー４は、出射開口８を閉塞する、いわゆる板状のカバーであり、前面グローブとも称される。前面カバー４は、紫外線、及び白色光を透過し、かつ、例えば紫外線に対して耐光性を有した例えば石英ガラスなどの材料から形成されている。

ＬＥＤユニット６は、紫外線、及び白色光を放射可能なＬＥＤ光源である。このＬＥＤユニット６は、図２に示すように、複数の紫外線ＬＥＤ１０と、複数の白色光ＬＥＤ１２と、紫外線ＬＥＤ１０が実装される紫外線ＬＥＤ実装基板１４と、白色光ＬＥＤ１２が実装される白色光ＬＥＤ実装基板１６と、ヒートシンク１８とを備えている。
紫外線ＬＥＤ１０は、紫外線を放射するＬＥＤである。白色光ＬＥＤ１２は、いわゆる白色光を放射するＬＥＤである。

これら紫外線ＬＥＤ１０、及び白色光ＬＥＤ１２のそれぞれは、図２に示すように、光軸Ａを出射開口８に向けて紫外線ＬＥＤ実装基板１４、及び白色光ＬＥＤ実装基板１６のそれぞれに配置され、上記電気回路部５によって点灯が制御される。この点灯制御によって、紫外線ＬＥＤ１０の点灯による紫外線照明、及び白色光ＬＥＤ１２の点灯による白色光照明が同時、又は選択的に行われる。
また少なくとも紫外線ＬＥＤ１０の点灯中において、電気回路部５は、人感センサ９の検出信号に基づき、紫外線の照射範囲内への人の侵入が検知された場合に、全ての紫外線ＬＥＤ１０を消灯する。したがって、例えば照明装置１が屋外に設置された場合に、紫外線の照射範囲に人が意図せず侵入したときでも、速やかに紫外線の照射を停止できる。

このように、この照明装置１は、紫外線ＬＥＤ１０と白色光ＬＥＤ１２とを備え、それぞれを同時、又は選択的に点灯できる。したがって、例えば、対象物に紫外線で照らしながら、白色光の点灯により対象物の周囲を明るくし、撮影カメラで撮影する、などの用途に照明装置１を好適に用いることができる。
また紫外線ＬＥＤ１０と白色光ＬＥＤ１２の種類や分光特性、及び白色光ＬＥＤ１２の色温度は、照明の用途に応じて適宜に選択可能である。
例えば、この照明装置１が水面の油膜を検知する油膜検知装置の照明用の装置に用いられる場合を説明する。この場合、白色光ＬＥＤ１２には、青色光によって蛍光する蛍光体を備え、当該蛍光体を蛍光させる青色発光スペクトル（ピーク波長４４０ｎｍ）と、当該蛍光体の発光スペクトル（ピーク波長約５４０ｎｍ）とが合成された分光分布を有し、色温度が５７００ＫのＬＥＤが好適に用いられる。また、紫外線ＬＥＤ１０には、励起された油の蛍光波長を検出するのに最適な３６５ｎｍにピークをもつＬＥＤが好適に用いられる。

紫外線ＬＥＤ実装基板１４、及び白色光ＬＥＤ実装基板１６は、それぞれ紫外線ＬＥＤ１０、及び白色光ＬＥＤ１２を実装した基板であり、ヒートシンク１８に載置されている。
白色光ＬＥＤ実装基板１６は、前掲図１に示すように、平面視略正方形状を成し、白色光ＬＥＤ１２が略格子状に配置されている。一方、紫外線ＬＥＤ実装基板１４は、白色光ＬＥＤ実装基板１６の周りを囲む矩形枠状（環状）を成し、紫外線ＬＥＤ１０が等間隔に配置されている。

ヒートシンク１８は、例えばアルミニウム等の高熱伝導性材料から形成され、ＬＥＤユニット６の発熱が伝えられる。ヒートシンク１８の裏面には放熱フィン形状部１９が設けられており、ＬＥＤユニット６から伝えられた熱は、一部が放熱フィン形状部１９などの接触箇所からケース２に伝えられて当該ケース２から外部に放熱される。また他の一部が放熱フィン形状部１９からケース２の中の雰囲気に放熱される。

ここで、図２に示すように、この照明装置１では、紫外線ＬＥＤ１０の発光部１０Ａからみて当該紫外線ＬＥＤ１０の光軸Ａにおける光出射方向と逆の位置に白色光ＬＥＤ１２が配置されている。換言すれば、紫外線ＬＥＤ１０よりも出射開口８から後退した位置に白色光ＬＥＤ１２が配置されている。したがって、紫外線ＬＥＤ１０の近くに白色光ＬＥＤ１２が配置されていても、紫外線ＬＥＤ１０から放射された紫外線Ｈによって白色光ＬＥＤ１２が曝されることが抑制され、白色光ＬＥＤ１２の紫外線劣化が抑えられる。

この照明装置１では、図２に示すように、ヒートシンク１８の表面１８Ａに凹部２０が設けられ、この表面１８Ａに紫外線ＬＥＤ１０が配置され、また凹部２０の中に白色光ＬＥＤ１２が配置されている。したがって、紫外線ＬＥＤ１０の発光部１０Ａの水平位置Ｂよりも出射開口８から後退した位置に白色光ＬＥＤ１２が配置される。このとき、凹部２０は、少なくとも白色光ＬＥＤ１２の全体が紫外線ＬＥＤ１０の水平位置Ｂよりも下側（ケース２の底面２Ａの側、後退する側）に収まる深さＣを有する。この深さＣの中に白色光ＬＥＤ１２が収められることで、紫外線ＬＥＤ１０の発光部１０Ａの配光が水平方向（１８０度方向）にも紫外線Ｈを放射する特性を有した場合でも、この紫外線Ｈに白色光ＬＥＤ１２が曝されることがない。
このヒートシンク１８の構成においては、表面１８Ａから放熱フィン形状部１９までの厚みが、凹部２０を囲む周辺部２１で厚くなっているので、周辺部２１の熱容量が凹部２０よりも大きくなっている。そして、この周辺部２１の表面１８Ａに、発熱量が白色光ＬＥＤ１２よりも大きな紫外線ＬＥＤ１０が配置されるので、紫外線ＬＥＤ１０の温度が白色光ＬＥＤ１２に比べて過度に高くなることが抑制される。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
本実施形態の照明装置１では、ＬＥＤユニット６が紫外線ＬＥＤ１０と、白色光を放射する白色光ＬＥＤ１２と、を備えるので、紫外線、及び白色光を同時、或いは選択的に点灯して照明できる。
これに加え、この照明装置１では、紫外線ＬＥＤ１０の発光部１０Ａからみて、当該紫外線ＬＥＤ１０の光軸Ａにおける光出射方向と逆の位置に白色光ＬＥＤ１２が配置されている。
したがって、紫外線ＬＥＤ１０から放射された紫外線Ｈに白色光ＬＥＤ１２が曝されることが無く、白色光ＬＥＤ１２の紫外線劣化が抑えられる。

また本実施形態では、ヒートシンク１８の表面１８Ａに凹部２０を設け、表面１８Ａには紫外線ＬＥＤ１０を配置し、凹部２０の中に白色光ＬＥＤ１２を配置する構成とした。
したがって、表面１８Ａから裏面までの厚みが、凹部２０よりも厚く、この分、熱容量が大きな箇所に紫外線ＬＥＤ１０が配置されるので、紫外線ＬＥＤ１０の温度が白色光ＬＥＤ１２に比べて過度に高くなることが抑制される。

［第１実施形態の変形例］
第１実施形態の照明装置１、及びＬＥＤユニット６は、次のような変形が可能である。
図３は、本変形例に係る照明装置１０１の構成を示す断面視図である。なお、同図において、上述の実施形態で説明した部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
照明装置１０１では、図３に示すように、ヒートシンク１８の凹部２０の中に、凹部２０の側壁２０Ａに沿って配置され、凹部２０の中の白色光ＬＥＤ１２の各々を囲む反射面２２が設けられている。この反射面２２は、白色光ＬＥＤ１２から凹部２０の側壁２０Ａに入射する白色光を出射開口８の側に反射させる光学部品である。したがって、凹部２０によって白色光ＬＥＤ１２が遮蔽されることなく、効率を落とすことなく白色光の照射ができる。

なお、本変形例において、側壁２０Ａの表面を反射面２２にしてもよい。

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る照明装置２０１の構成を示す断面図である。なお、同図において、上述の実施形態で説明した部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態の照明装置２０１では、図４に示すように、ヒートシンク２１８の表面２１８Ａが全面に亘って平面であり、この表面２１８Ａには凹部２０が設けられていない。また、この表面２１８Ａには、実装基板２１５が載置され、この実装基板２１５には紫外線ＬＥＤ１０のみならず白色光ＬＥＤ１２も実装されている。
そして、この実装基板２１５には、紫外線ＬＥＤ１０のそれぞれを実装面２１５Ａから突出した位置に配置する紫外線ＬＥＤ配置部材２３０が設けられている。紫外線ＬＥＤ配置部材２３０は、紫外線ＬＥＤ１０を上部に固定した柱状の絶縁性材である。紫外線ＬＥＤ配置部材２３０の内部にはリード線２３１が延び、このリード線２３１を通じて紫外線ＬＥＤ１０と実装基板２１５の配線パターンとが電気的に接続される。

紫外線ＬＥＤ配置部材２３０の高さＤは、少なくとも紫外線ＬＥＤ１０を白色光ＬＥＤ１２の発光部１２Ａよりも実装面２１５Ａから突出した位置に配置する高さである。
したがって、本実施形態の照明装置２０１においても、紫外線ＬＥＤ１０から放射された紫外線Ｈに白色光ＬＥＤ１２が曝されることが無く、白色光ＬＥＤ１２の紫外線劣化が抑えられる。

上述した第１実施形態、第２実施形態、及び変形例のそれぞれは、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の要旨の範囲において更なる変形、及び応用が可能である。

例えば紫外線ＬＥＤ１０、及び白色光ＬＥＤ１２の配置は任意である。例えば図５に示す照明装置３０１のように、紫外線ＬＥＤ１０、及び白色光ＬＥＤ１２が交互に配置されてもよい。この場合、ヒートシンク３１８の表面３１８Ａには、白色光ＬＥＤ１２の配置位置のそれぞれに上記凹部２０が設けられる。
また同図に示すように、ケース３０２が底面を有さず、すなわち、当該ケース３０２がヒートシンク３１８の側方を囲む形状であり、ヒートシンク３１８の放熱フィン形状部３１９が外部に露出している構成でもよい。

また図６に示すように、紫外線ＬＥＤ１０、及び白色光ＬＥＤ１２のそれぞれを円環状に配置したＬＥＤユニット４０６を有した照明装置４０１を構成することもできる。この場合、紫外線ＬＥＤ実装基板４１４、及び白色光ＬＥＤ実装基板４１６は、紫外線ＬＥＤ１０、及び白色光ＬＥＤ１２の円環状配置に合わせて平面視円環状とすることができる。また照明装置４０１では、第１実施形態と同様に、ヒートシンクの表面に紫外線ＬＥＤ実装基板４１４が載置され、ヒートシンクに形成された凹部に白色光ＬＥＤ実装基板４１６が配置されている。

上述した照明装置１、１０１、２０１、３０１、４０１は、紫外線の照射で油膜を蛍光させ、これを撮影して観察する技術における紫外線光源、及び白色光源として最適である。このような技術においては、従来、放電ランプであるブラックライトが用いられている。このようなブラックライトを用いる場合に比べ、照明装置１、１０１、２０１、３０１、４０１によれば、低消費電力、かつ、低発熱の装置が実現できる。

１、１０１、２０１、３０１、４０１ 照明装置
５ 電気回路部
６、４０６ ＬＥＤユニット
１０ 紫外線ＬＥＤ
１０Ａ 発光部
１２ 白色光ＬＥＤ
１２Ａ 発光部
１４、４１４ 紫外線ＬＥＤ実装基板
１６、４１６ 白色光ＬＥＤ実装基板
１８、２１８、３１８ ヒートシンク
１９、３１９ 放熱フィン形状部
２０ 凹部
２０Ａ 側壁
２１ 周辺部
２２ 反射面
２１５ 実装基板
２１５Ａ 実装面
２３０ 紫外線ＬＥＤ配置部材
Ａ 光軸
Ｈ 紫外線

Claims (4)

1. 紫外線を放射する紫外線ＬＥＤと、
   白色光を放射する白色光ＬＥＤと、を備え、
   前記紫外線ＬＥＤの発光部からみて、当該紫外線ＬＥＤの光軸における光出射方向と逆の位置に前記白色光ＬＥＤが配置されている、
   ことを特徴とするＬＥＤユニット。
2. 前記紫外線ＬＥＤ、及び前記白色光ＬＥＤが載置されるヒートシンクを備え、
   前記ヒートシンクは、凹部を有し、
   前記凹部の中に前記白色光ＬＥＤが配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
3. 前記紫外線ＬＥＤ、及び前記白色光ＬＥＤが載置される実装基板を備え、
   前記実装基板には、
   前記紫外線ＬＥＤを、前記白色光ＬＥＤの発光部よりも突出した位置に配置する紫外線ＬＥＤ配置部材が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤユニットを備えたことを特徴とする照明装置。

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