JP3694310B1 - 照明ユニット及びこれを備えた照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 省電力化を図りつつ、高い照度で一定の平坦照度分布の照明領域が得られ、照射距離を伸ばすことができる照明ユニット及びこれを備えた照明装置を提供する。
【解決手段】 発光ダイオード１７を発光光源とした照明ユニット１００であって、複数の発光ダイオード１７を基台１９に配設した発光部２１と、発光部２１の光出射側に複数の発光ダイオード１７それぞれに対応して設けられ、発光ダイオード１７からの光を光出射側に向けて略平行化して反射する第１反射部２５と、第１反射部２５のさらに光出射側に設けられ、第１反射部２５に入射しなかった発光ダイオード１７からの光を光出射側に向けて略平行化して反射する第２反射部２７と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とした照明ユニット及びこれを備えた照明装置に関する。

従来より、照明用の光源として発熱電球や蛍光灯等が広く一般的に使用されている。しかし、ＣＯ_２削減等の環境問題に配慮し、できるだけ消費電力の少ない光源が望まれている。このようなニーズから、近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）が、検査用光源等の特定利用分野から一般的な照明用光源として利用することが注目されている。ＬＥＤは、高輝度でありながら発熱量が少なく、省電力化に適した光源であるばかりか、紫外線や赤外線を殆ど含まないため、照射対象物を痛めることが殆どない利点がある。従来の照明装置の一例として、複数のＬＥＤにより構成した照明装置が例えば特許文献１に開示されている。

特開２０００−０２１２０９号公報

ところが、上記特許文献１のように、ＬＥＤを光源とした照明装置においては、ＬＥＤを単体或いは複数個をアレイ状として照明装置を構成した場合、ＬＥＤ自体の照度角が広いと照明光の照射領域が広がる反面、光源から離れるに従って照度が著しく低下し、照明装置としての性能を満足し得ない。その場合には、ＬＥＤ自体の発光を高輝度化すればよいが、装置の大型化と消費電力の増大による不利が避けられない問題となる。

図１５にＬＥＤ８１を反射板を設けることなく単体で発光させたときの所定距離を隔てた面上における照度分布を示した。図示のように、所定距離だけ離れた面上では、ＬＥＤ８１を単体で発光させた場合、低い照度でブロードな光量分布となる。一方、ＬＥＤ８１の光出射側に平板状の反射板を取り付けて、被照明物の方向とは異なる方向（光源側方等）に出射した光を被照明物側に偏向させて光を有効利用する方法がある。しかし、単に平板状の反射板をＬＥＤ８１に取り付けても、一旦拡散した光束を特定の領域に均一に集めることは困難で、また十分な照度を得ることができない。

一般に、照明用光源としては、高い照度でかつ平坦な照度分布を有する照明領域の得られる光源が求められている。そこで、図１５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ８１の側方（或いは背面側等）に凹面状の放物面を有する反射板８３を設けることにより、ＬＥＤ８１からの光を、この反射板８３によって平行光化して光束密度を上げることができる。また、この反射板８３により、光の到達距離をある程度伸ばすことができる。しかながら、ＬＥＤ８１の側方に出射した光成分８５は反射板８３により偏向されるが、反射板８３に照射しなかった光成分８６は拡散しながら光路前方に進む。このため、光源全体として照度分布は反射板８３により照度アップが図られるが、依然としてブロードな分布を呈したままとなり、照明に必要となる高照度で平坦照度分布の照明領域が十分に得られない。また当然ながら、ＬＥＤ８１が１０゜程度の小さな照度角である場合には、反射板８３にＬＥＤ８１からの出射光が照射されずに、実質的に偏向に寄与しない成分が多くなり、照度の向上は望めない。

また、光の到達距離を伸ばすには、レンズを用いることも考えられるが、レンズを配置することによる部品点数増加に伴うコストアップと、組み立て性の低下と、光軸調整等の余分な作業が必要になる点が問題となり、照明装置を低コストで実現するには課題が多い。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、省電力化を図りつつ、高い照度で一定の平坦照度分布の照明領域が得られ、照射距離を伸ばすことができる照明ユニット及びこれを備えた照明装置を提供することにある。

本発明に係る上記目的は下記構成により達成される。
（１） 発光ダイオードを光源とした照明ユニットであって、複数の発光ダイオードを基台に配設した発光部と、前記発光部の光出射側に前記複数の発光ダイオードそれぞれに対応して設けられ、前記発光ダイオードの発光面が焦点位置となる放物面からなる第１反射部と、前記第１反射部のさらに光出射側に、前記発光ダイオードを挟んで、前記発光ダイオードの並び方向に対して平行に一対配列され、前記発光ダイオードからの光を光出射側に向けて反射する平板状の反射面を有する第２反射部と、を備えたことを特徴とする照明ユニット。

この照明ユニットによれば、第１反射部が発光ダイオードからの光を光出射側に向けて反射させ、第２反射部が発光ダイオードからの光を光出射側に向けて反射させることにより、省電力でありながら、高い照度でかつ照度分布を均一にすることができ、照射距離を伸ばすことができる。
また、第１反射部の反射面が放物面であることにより、発光ダイオードからの光を反射した際に、高精度で平行光を生成することができる。これにより、照度を向上させることができる。
さらに、第２反射部の反射面が平板状であることにより、発光ダイオードからの光を反射した際に、その反射光の照射範囲の境界を明瞭にすることができる。
そして、平板状の反射面が発光ダイオードの配列方向とは直交する方向に第１反射部を挟んで一対設けることにより、双方の反射面からの光が集光されて照度が高められる。

（２） （１）記載の照明ユニットであって、前記第１反射部と前記第２反射部の反射面が、蒸着による鏡面のコーティング加工面であることを特徴とする照明ユニット。

この照明ユニットによれば、鏡面加工された反射面で発光ダイオードの光を反射させることができる。

（３） （１）記載の照明ユニットであって、前記第１反射部と前記第２反射部の少なくともいずれかの反射面が、なし地状に形成されたことを特徴とする照明ユニット。

この照明ユニットによれば、第１反射部と前記第２反射部の少なくともいずれかの反射面を、なし地状に形成することにより、光の拡散効果を持たせて、照射領域を広くかつ均一にできる。

（４） （１）〜（３）のいずれか１項記載の照明ユニットと、前記発光ダイオードを発光駆動するための電力を供給する駆動部と、を備えたことを特徴とする照明装置。

この照明装置によれば、駆動部による電力供給によって、省電力でありながら、高い照度でかつ照度分布を均一に照明することができ、照射距離を伸ばすことができる。

さらに、上記の照明ユニット及びこれを備えた照明装置において、前記第１反射部と前記第２反射部とを一体成形品とすることが好ましい。これによれば、樹脂材料を射出成形法により一体成形して、第１反射部及び第２反射部それぞれの形状を簡単にして高精度に形成することができる。また、相互の位置関係を設計通りに作り込むことができ、もって、発光ダイオードからの光を高精度で偏向できる。

また、発光ダイオードの配列が円環状であってもよい。これにより、広範囲な照射領域を確保しつつ照明ユニットを小型化できる。

本発明によれば、省電力化を図りつつ、高い照度で一定の平坦照度分布の照明領域が得られ、照射距離を伸ばすことができる。これにより、照明のエネルギ効率が向上して、ＣＯ₂排出削減等の環境問題に及ぼす影響を大きく削減することができる。

以下、本発明に係る照明ユニット及びこれを備えた照明装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明に係る照明装置の第１実施形態を示す全体構成図である。
本発明に係る第１実施形態の照明装置２００は、照明ユニット１００と、駆動部１１とを有して構成されている。
駆動部１１は、照明ユニット１００に発光駆動電力を供給するものであり、例えばフルレンジトランス等を用いることができる。駆動部１１は商用電源に接続し、商用電源からの例えばＡＣ１１０Ｖ〜２２０Ｖ、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ等の電力を、ＤＣ１２Ｖ（ＤＣ６ＶやＤＣ２４Ｖ等の任意の電圧、或いは交流であってもよい）の駆動電圧に変換して照明ユニット１００に供給する。

照明ユニット１００は、後板１５と、多数個のＬＥＤ１７を基台である配線基板１９上に直線的に配設した発光部２１と、反射鏡部材２３とを有して構成されている。後板１５は、反射鏡部材２３との間に配線基板１９を挟み込んで反射鏡部材２３に着脱自在に組み付けられる。

図２に照明ユニットの側面図（ａ）、下面図（ｂ）、図３に照明ユニットの分解斜視図を示した。
照明ユニット１００は、図２（ａ）に示すように、反射鏡部材２３に後板１５を組み付けた状態で高さＨを有する。高さＨは、本実施形態においては概ね２０ｍｍ程度であり、発熱電球や蛍光灯等を光源として用いた場合と比較して大幅に薄型化されている。なお、高さＨは、小さすぎると反射鏡部材２３の偏向特性が損なわれ、大きすぎると設置スペースを要して本照明ユニット１００の配置自由度が高められない。そのため、１５〜３０ｍｍ程度、特に２０〜２３ｍｍ程度が望ましい。

反射鏡部材２３は、図２（ｂ）に示すように、長尺板状の取付基部２４（図３参照）と、取付基部２４に接続され、中心位置に開口を有し光出射側が解放側となる放物面からなる反射面（放物面鏡）２５ａを複数個（本実施形態においては合計１６個）形成した第１反射部２５と、第１反射部２５のさらに光出射側に設けられ、放物面鏡２５ａの並び方向に平行な平板状の反射面（平面板鏡）２７ａを形成した第２反射部２７とを一体に有する。第２反射部２７は、放物面鏡２５ａの並び方向とは直交する方向に平面板鏡２７ａが一対形成されたもので、並び方向両脇は、第１反射部２５の放物面鏡を延長した放物面壁２７ｂで接続されている。反射鏡部材２３は、射出成形により一体成形された樹脂成形品であって、少なくとも第１反射部２５と第２反射部２７の光反射面にはアルミ蒸着等による鏡面のコーティング加工が施されている。また、光反射面としては、これに限らず、他の常套手段が利用可能である。

後板１５は、図３に示すように、縦断面が“く”の字状の傘部２９と、傘部２９の内側面に配線基板１９の背面側を支持するリブ３０と、傘部２９の長手方向の複数箇所（本実施形態においては５箇所）に反射鏡部材２３と係合するロック爪３１が配設されてなる。ロック爪３１は、図中上下一対の縦断面が“コ”の字状のフック形状に形成されている。

配線基板１９は、例えばプリント基板であり、反射鏡部材２３側に長手方向に沿って個々の放物面鏡２５ａに対応して複数個（ここでは１６個）のＬＥＤ１７が直線状に実装されている。そして、配線基板１９の一端側からはリード線３３が引き出され、駆動部１１（図１参照）に接続されている。配線基板１９は、片面実装モジュールのために、障害発生時に問題点を発見し易く、メンテナンス性に優れた安全なモジュールである。

反射鏡部材２３は、長尺平板状に形成された取付基部２４の両端に照明ユニット１００の固定用のブラケット３７が形成されており、取付基部２４の図３における上下方向に、後板１５のロック爪３１が係合する係合部３９を設けてある。係合部３９は、配線基板１９を後板１５とで挟み込み、後板１５のロック爪３１とのスナップアクションにより脱着自在に組み合わせられる。

反射鏡部材２３、配線基板１９、後板１５を組み合わせたとき、第１反射部２５の放物面鏡２５ａの焦点位置にＬＥＤ１７の発光面が位置することになる。これはつまり、反射鏡部材２３には、配線基板１９表面に当接する面が離散的に配置されており、この当接面を、ＬＥＤ１７の発光面が放物面鏡２５ａの焦点位置となる高さに形成している。また、配線基板１９が反射鏡部材２３に形成された基板収容位置に納まる際、後板１５のリブ３０は、この当接面に配線基板１９を押圧するようにその高さが設定されている。

従って、反射鏡部材２３、配線基板１９、後板１５を単に組み合わせるだけで、放物面鏡２５ａの焦点位置とＬＥＤ１７の発光面の位置が簡単にして高精度で一致することになる。この構成により、例えばねじ等の締結手段を用いることなく簡単に組み付けでき、部品点数を減らして、組立や調整のための工程を軽減でき、生産性の向上が図られる。

次に、上記構成の照明ユニット１００に対する光学的特性について説明する。
図４は図２に示す照明ユニットのＡ−Ａ断面図である。
照明ユニット１００の反射鏡部材２３は、第１反射部２５と第２反射部２７とが連続して形成されており、第１反射部２５の基端部には、ＬＥＤ１７の発光面を放物面鏡２５ａの焦点位置に配置させるための開口４１が設けてある。第１反射部２５の放物面鏡２５ａは、ＬＥＤ１７の発光面を焦点位置とする放物面からなる反射面を有しており、ＬＥＤ１７からの光を光出射側に向けて略平行化して反射する。

また、第２反射部２７は、第１反射部２５のさらに光出射側に設けられ、放物面鏡２５ａの配列方向、即ち、ＬＥＤ１７の配列方向に対して平行に配置された平板状の平面板鏡２７ａを有している。そして、第１反射部２５に照射されなかったＬＥＤ１７からの光を受けて、光出射側に向けて略平行化して反射する。第１反射部２５は、予め定められた反射面領域Ｍ１を有し、第２反射部２７は、反射面領域Ｍ１に連続して予め定められた反射面領域Ｍ２を有するために、第１，第２反射部２５，２７によって反射された光は、大きな光量の平行光となって被照明物に照射されることになる。

平面板鏡２７ａのＬＥＤ１７の光軸に対する傾斜角度は、第１反射部２５に照射されなかったＬＥＤ１７からの光束が平行光化する角度に設定される。本実施形態の場合は、ＬＥＤ１７の光軸に対して２０゜〜２７゜の範囲で傾斜角度が設定されている。

ここで、ＬＥＤ１７は、例えば１２０°等の広い照度角を有しており、出射した光のうち、側方へ向いて出射した光成分が増加しても、第１反射部２５、第２反射部２７に捕らえられて、平行光化に寄与する割合が高くなる。これにより、照度分布の均一化効果が一層高められる。

次に、照明ユニット１００による照度分布について説明する。
図５は上記構成の照明ユニットによる照度分布を示すグラフである。
図５に示すように、ＬＥＤ１７から直接的に照射される光成分と、第１反射部２５、第２反射部２７による反射を伴って到達した光成分からなる範囲Ｗ１における光量は、他の領域と比較して、その境界が明瞭に現れている。これは、範囲Ｗ１内に集光されて、かつ光束が略平行光とされ、放射照度が高い状態になっているためである。

図６はＬＥＤの点灯時に反射鏡部材を光出射側から見た状態を示す説明図である。
図６に示すように、ＬＥＤ１７の発光面１７ａは、ＬＥＤ１７の素子の中央部であり、この発光面１７ａは、第１反射部２５の放物面鏡２５ａの全面に像を映出する。また、第２反射部２７の双方の平面板鏡２７ａ，２７ａにも発光面１７ａの像を映出する。つまり、第１反射部２５だけではＬＥＤ１７からの直接照射される光の成分が拡散により広がってしまうが、第２反射部２５の平面板鏡２７ａにより、拡散して広がる光成分を偏向して平行光化する。この作用により、得られる光束の放射照度が高くなり、範囲Ｗ１内の照度分布を高く均一にすることができ、その結果、範囲Ｗ１の境界が明瞭に見えることになる。

次に、照明ユニット１００の光到達距離について説明する。
図７は本実施形態における照明ユニットによる光源の放射輝度と光源からの距離との関係を、反射面の有無やその種類に応じて調べた概念的なグラフである。
照明装置の用途として、街路灯等の光源から長い距離を隔てて被照明物が存在する場合、或いは、工事警告灯等の遠方に向けて光源位置を知らせる場合には、光の到達距離が照明装置の性能を左右する。そこで一例として、図７に光源からの光が反射面によって到達距離に差が生じる例を示した。

図７に示すように、光源位置を確認できる放射輝度の限界範囲が図中斜線部で示す範囲である場合、反射鏡を備えない場合には距離Ｌnを超えると輝度不足となる。放物面鏡のみ備えた場合には、距離Ｌnでは許容内の放射輝度を有しているが、距離Ｌpを超えると輝度不足となる。一方、本発明のような放物面鏡２５ａと平面板鏡２７ａとを共に備えた場合には、距離Ｌn、Ｌpから大きく隔てた距離Ｌppまで輝度不足を生じない。このように、本発明に係る構成の場合、光到達距離を、放物面鏡２５ａと平面板鏡２７ａとの相乗効果により、飛躍的に伸ばすことができる。例えば、光源の全光束を４２．８ｌｍとした場合、距離Ｌnが１５ｃｍで１２００ ｌｘ、距離Ｌpが３０ｃｍで１０００ ｌｘとなり、さらに、距離が３０ｍであっても２ ｌｘが得られる。

以上説明したように、本実施形態に係る照明ユニット１００及びこれを備えた照明装置２００によれば、第１反射部２５がＬＥＤ１７からの光束を光出射側に向けて略平行化して反射し、第２反射部２７が第１反射部２５に入射しなかったＬＥＤ１７からの光束を光出射側に向けて略平行化して反射することにより、照度分布を均一にすることができる。また、放射照度が高いために光照射距離を伸ばすことができる。そして、光源となるＬＥＤ１７自体が安価に供給されているため、照明装置全体を低コストで作製することができ、光源の消費電力が白熱電球や蛍光灯等と比較して大幅に低いため、ランニングコストも低減できる。具体的には、第１，第２反射部２５，２７による照度、照射距離向上の有効性は、同一照度下において、ＬＥＤ１７は、消費電力がネオン灯の１／６であり、蛍光灯の１／８である。このことは、照明のエネルギ効率を向上させ、ＣＯ₂排出削減等の環境問題に及ぼす影響を削減することに寄与することになる。

また、ＬＥＤ１７が低電圧駆動のために、ショックハザード等の設置後のトラブルが起こり難く、さらに、紫外線や赤外線を殆ど含まないために、照射対象物を傷めることがない。

照明ユニット１００は、ＬＥＤ１７の光出射側に第１，第２反射部２５，２７からなる反射鏡を設けているために、ＬＥＤ１７の背面側に設ける場合と比較して、光源ユニットの厚みを薄く構成することができる。これは、ショーケース等の設置スペースの限られた部位へ収納する際に特に有利となる。

なお、ＬＥＤ１７は、多数個を１ユニットとしたアレイ状として発光部２１を構成したが、所望の輝度が得られればＬＥＤが１個の単体構成であってもよい。また、第１反射部２５の放物面鏡２５ａの反射面は、厳密に放物面でなくともよく、例えば双曲線であってもよい。いずれにせよ、放物面に近似した曲面であれば良く、微細な平面鏡が全体として放物面状に形成したものであってもよい。

次に、本発明に係る照明ユニットの第１変形例を説明する。
なお、以下の各態様においては、既に説明した部材と同様な構成・作用を有する部材については、同一の符号を付与することでその説明を簡略化する。
本変形例における照明ユニット１２０は、前述の照明ユニット１００の構成と略同様であるが、鏡面反射部材の反射面をなし地状に荒らしている点のみ異なる。

図８に反射面をなし地状として構成した照明ユニットによる照度分布を表す説明図を示した。
この構成によれば、図５に示す場合と比較して最大照度が若干低下するが、照度が均一となる範囲Ｗ２が広くなり、一台の照明ユニット１２０によって、より広範囲の照明を行うことが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る照明ユニットの第２実施形態について説明する。
本実施形態においては、広範囲の照明を行うための構成としている。
図９に本実施形態に係る照明ユニットと、この照明ユニットによる照度分布を表す説明図である。

本実施形態の照明ユニット３００は、前述の第１実施形態に示した照明ユニット１００を複数個、並列に配置して構成している。各照明ユニット１００の配置間隔は、隣接する照明ユニット１００からの照射光の強度を合わせた全照度分布（図中一点鎖線で示す）が平坦となるように設定される。
この構成によれば、照明ユニット１００を複数アレイ化することで、照度が均一となる範囲を拡大することができ、照明する領域を、照度の低下を生じさせることなく広げることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る照明ユニットの第３実施形態について説明する。
本実施形態においては、照明ユニットを円環状に構成している。
図１０に円環状の照明ユニットの断面図（ａ）、下面図（ｂ）を示した。
本実施形態の照明ユニット４００は、円環状或いは円板状等に形成された配線基板１９上に複数（本実施形態では１２個）のＬＥＤ１７が円周方向に沿って配設されており、第１反射部２５が、各ＬＥＤ１７に対応した数だけそれぞれ個別に配設されている。また、第２反射部２７が第１反射部２５のさらに光出射側に、内周側と外周側との円環状に形成されて第１反射部２５を覆って一体に連続して形成されている。

本構成の照明ユニット４００によれば、全体が円環形状に形成されているために、照度が均一となる範囲が円環状に現れ、照明ユニット４００のサイズが小さくても、広い範囲にわたって均一な照度を得ることができる。また、この照明ユニット４００を直径サイズの異なるもの同士を組み合わせることで、同心円状に複数の照明ユニットを配列することもでき、小型でありながら広い範囲にわたって均一な照度が得られる構成にできる。

（他の実施形態）
以上説明した各実施形態に共通の断面構造を有する反射鏡部材は、その構造に限らず、適宜な変更が可能である。
図１１は他の断面構造を有する反射鏡部材の構成例を示す断面図である。
図示するように、本構成においては、光源であるＬＥＤ１７の光路前面に凸面鏡４７を配設し、ＬＥＤ１７からの出射光の殆どが凸面鏡４７に照射される。凸面鏡４７に照射され反射した光は第１反射部２５の放物面鏡２５ａにより平行光化され、或いは第２反射部２７の平面板鏡２７ａにより平行光化される。また、凸面鏡４７に照射されなかった一部の光は第２反射部２７の平面板鏡２７ａにより平行光化される。これにより、ＬＥＤ１７から出射された光は、必ず第１反射部２５又は第２反射部２７による偏向を受けて平行光化され、放射照度が高い状態となって光路前方に向かうことになる。

上記例のように、反射鏡部材の構造は適宜変更可能であり、その他にも、次のような変更があってもよい。
ＬＥＤ１７の配列は、一直線上に並ぶ１列であったが、２列や３列以上の多数列であってもよく、千鳥配置や不規則な配置として構成としてもよい。また、第２反射部２７の平面板鏡２７ａは曲面鏡として、所定距離で集光（結像）させる構成としてもよい。また、平面板鏡２７ａのＬＥＤ１７の光軸に対する開き角度θ（図８参照）を変更することで、光の偏向状態を調整することができる。つまり、開き角度θを大きくして照明範囲を広げたり、開き角度θを小さくして特定位置に集光させることが可能となる。その場合には、第１反射部と第２反射部とを一体構成とせずに個別に設け、平面板鏡の開き角度θを調整自在にした構成とすることが好ましい。

また、ＬＥＤ１７の駆動電圧は、１２Ｖや２４Ｖに代えて、６Ｖであってもよい。駆動電圧を６Ｖとすることにより、パソコン等に使用されるＵＳＢ規格の端子に接続することで、ＵＳＢ端子から駆動電圧を直接得ることができる。これにより、例えばバッテリー駆動されるパソコンを暗い環境下で使用する場合に、省電力であるためにバッテリーに多大な負荷をかけずに手元を明るく照明することができる。
また、駆動電圧を１２Ｖとすることにより、太陽電池による発電器の端子（１２Ｖが規格）に照明ユニットの電源ラインを単純に接続することで、照明ユニットが広範囲で利用可能となる。さらに、固定電話通信線の電圧−４８Ｖを駆動電圧としてもよい。この場合には、電話通信線の端子に接続することにより、例えば災害時等の非常用灯としての利用が可能となり、利便性が高まる。

本発明に係る第１実施形態の照明装置２００の性状を以下に示す。
・ＬＥＤ数 １６個
・反射鏡部材２３の外形寸法
縦２３．８ｍｍ、横２６４ｍｍ、高さ１６．２５ｍｍ

上記構成の照明装置２００によれば、下記の基本特性が実験的に得られる。
・直線照射距離（光源位置から１ ｌｘ以上の照度が得られる位置までの最大距離） ３０ｍ以上
・光点直下照度（光点直下距離２ｍの地点における照度）
４８．５ ｌｘ／ｍ²
・電気的特性
１２Ｖ駆動時（ＡＣ／ＤＣ共通） ０．０９Ａ １．１ｗｈ／１本
２４Ｖ駆動時（ＡＣ／ＤＣ共通） ０．０８Ａ １．９２ｗｈ／１本
・光学的特性
全光束（１２Ｖ駆動時） １８．８ｌｍ
全光束（２４Ｖ駆動時） ４２．８ｌｍ

ここで、上記構成の照明ユニット１００の効果を確認するため、以下の条件で照度分布の試験を行った。
上記構成の照明ユニットを実施例１―１とし、上記構成の照明ユニットから鏡面反射部材を取り外し、発光部２１だけの構成としたものを比較例１−１とし、上記構成の照明ユニットの鏡面反射部材を第１反射部２５だけの構成としたものを比較例１−２とした。即ち、放物面鏡＋平板状鏡（実施例１−１）、放物面鏡のみ（比較例１−１）、反射鏡なし（比較例１−２）の３モデルとした。

照度測定に際しては、暗室内にて３０ｃｍ×３５ｃｍ×高さ４９ｃｍのボックスを用意し、このボックス内に上記３モデルの照明ユニットを載置し、予め設定した各測定位置の照度を照度測定装置（横河インスツルメンツ株式会社製 型名５１０ ０２）により測定した。
図１２に比較例１−１、図１３に比較例１−２、図１４に実施例１−１の照度分布測定結果を示す。
比較例１−１においては、図１２に示すように、ｌ００ｌｘ程度の低い照度の領域が広い角度範囲に亘って形成されて、最大照度も１１５ｌｘ程度であった。
比較例１−２においては、図１３に示すように、３６０〜４００ｌｘの照度を有する光の帯が形成され、その照射範囲も放物面鏡の解放側の幅と略同等の範囲になった。

これに対して実施例１−１は、図１４に示すように、９００ｌｘを超える略一定照度を有する強い光の帯が、平板状鏡の幅と略同等の範囲に形成され、この光の帯の外側は２００ｌｘ程度にまで急峻に照度が低下する結果となった。この実施例１−１の強い光の帯は、比較例１−２で現れた境界がはっきりしない光の帯とは明らかに異なり、光の帯の位置が明瞭に識別できるものとなった。

次に、本照明装置の消費電力の低減効果について比較した。
ここでは、蛍光灯や電球型蛍光ランプを利用した従来の照明装置を、照度が同等レベルになるように本願発明の照明装置に置き換えた場合について、双方の消費電力の差を比較した。

比較例２−１は、インバーター式チルドラインの蛍光灯（５６Ｗ×８本）を用いており、消費電力が４４８Ｗである。この比較例２−１の構成と同等レベルの照度を得るため、実施例２−１ではＤＣ２４Ｖ駆動の照明ユニット（ＬＥＤアレイ）と反射板とを組み合わせた第１実施形態同様の構成の照明ユニットを合計７０本用意した。駆動電圧はＤＣ２４Ｖで照明ユニット１本当たりの消費電力は１．９２Ｗであり、７０本分を纏めた消費電力は１３４Ｗとなる。つまり、従前の消費電力４４８Ｗの照明装置を本願発明の照明装置に変更することで、消費電力は０．３０倍の１３４Ｗにまで低減された。

比較例２−２は、遠藤照明製照明器具ＥＧ−９８１８に日立製作所製 蛍光ランプ ＥＦＤ９ＥＬ−Ｅ１７（９Ｗ×６０個）を用いており、消費電力が５４０Ｗである。実施例２−２では、これと同等レベルの照度を得るため、第１実施形態同様の照明ユニットを合計１３２本用意した。駆動電圧はＤＣ２４Ｖで照明ユニット１本当たりの消費電力は１．９２Ｗであり、１３２本分を纏めた消費電力は２５３Ｗとなる。つまり、この場合の消費電力は０．４７倍にまで低減された。

比較例２−３は、遠藤照明製照明器具ＥＧ−９８１８に日立製作所製 蛍光ランプ ＥＦＤ９ＥＬ−Ｅ１７（９Ｗ×３６個）を用いており、消費電力が３２４Ｗである。実施例２−３では、これと同等レベルの照度を得るため、第１実施形態同様の照明ユニットを合計８６本用意した。駆動電圧はＤＣ１２Ｖで照明ユニット１本当たりの消費電力は１．１Ｗであり、８６本分を纏めた消費電力は９４．６Ｗとなる。つまり、この場合の消費電力は０．２９倍にまで低減された。

本発明に係る照明装置の第１実施形態を示す全体構成図である。 照明ユニットの側面図（ａ）、下面図（ｂ）である。 照明ユニットの分解斜視図である。 図２に示す照明ユニットのＡ−Ａ断面図である。 照明ユニットによる照度分布を示すグラフである。 ＬＥＤの点灯時に反射鏡部材を光出射側から見た状態を示す説明図である。 照明ユニットによる光源の放射輝度と光源からの距離との関係を、反射面の有無やその種類に応じて調べた概念的なグラフである。 反射面をなし地状として構成した照明ユニットによる照度分布を表す説明図である。 本発明に係る第２実施形態の照明ユニットと、この照明ユニットによる照度分布を表す説明図である。 本発明に係る第３実施形態の円環状の照明ユニットの構成図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図である。 他の断面構造を有する反射鏡部材の構成例を示す断面図である。 比較例１−１に対する照度分布の測定結果を示す図である。 比較例１−２に対する照度分布の測定結果を示す図である。 実施例１−１に対する照度分布の測定結果を示す図である。 （ａ），（ｂ）は従来の照明装置の模式図である。

符号の説明

１１ 駆動部
１７ ＬＥＤ（発光ダイオード）
１９ 配線基板（基台）
２１ 発光部
２５ 第１反射部
２７ 第２反射部
４３ 第１反射面(反射面)
４５ 第２反射面（反射面）
１００，１２０，３００，４００ 照明ユニット
２００ 照明装置

Claims (4)

1. 発光ダイオードを光源とした照明ユニットであって、
   複数の発光ダイオードを基台に配設した発光部と、
   前記発光部の光出射側に前記複数の発光ダイオードそれぞれに対応して設けられ、前記発光ダイオードの発光面が焦点位置となる放物面からなる第１反射部と、
   前記第１反射部のさらに光出射側に、前記発光ダイオードを挟んで、前記発光ダイオードの並び方向に対して平行に一対配列され、前記発光ダイオードからの光を光出射側に向けて反射する平板状の反射面を有する第２反射部と、
   を備えたことを特徴とする照明ユニット。
2. 前記第１反射部と前記第２反射部の反射面が、蒸着による鏡面のコーティング加工面であることを特徴とする請求項１記載の照明ユニット。
3. 前記第１反射部と前記第２反射部の少なくともいずれかの反射面が、なし地状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の照明ユニット。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の照明ユニットと、
   前記発光ダイオードを発光駆動するための電力を供給する駆動部と、
   を備えたことを特徴とする照明装置。

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