JP6695109B2 - 拡散カバー、照明ランプ、照明装置及び拡散カバーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光を拡散する拡散カバー、それを用いた照明ランプ、照明装置及びその拡散カバーの製造方法に関する。

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；以下、ＬＥＤと称す。）等の固体発光素子を光源とする照明ランプにおいて、例えば光源から出射された光を効率的に取り出して照明ランプから照射される光の全光束を向上させること、及び光を拡散させながら均等に照射させること等を目的とした種々の光拡散技術が提案されている。特許文献１には、金属酸化物からなる紫外線吸収剤が添加された光拡散膜を有する蛍光ランプが開示されている。また、特許文献２には、金属酸化物が添加されることによって拡散機能が付加された保護膜を有する蛍光ランプが開示されている。

特開平８−１７２２２号公報（請求項１、２） 特開２００８−１２３８１７号公報（段落［００３３］、［００３９］）

しかしながら、特許文献１、２に開示された蛍光ランプにおいては、いずれも主な光の拡散媒体として金属酸化物が使用されている。このため、コストが増加し、光の取り出し効率が低下するといった問題がある。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、コストを低減しつつ光の取り出し効率及び拡散性能を高める拡散カバー、それを用いた照明ランプ、照明装置及びその拡散カバーの製造方法を提供するものである。

本発明に係る拡散カバーは、光透過性のカバー本体と、カバー本体に設けられ、平均気泡径が可視光帯域の波長の光を反射または屈折させる寸法である微細気泡を含む拡散膜と、を備え、平均気泡径は、拡散膜が液状の状態における増粘剤として機能する寸法である。

本発明によれば、拡散膜は平均気泡径が可視光帯域の波長の光を反射または屈折させる寸法である微細気泡を有しているため、コストを抑えつつ光の取り出し効率及び拡散性能を高めることができる。

本発明の実施の形態１に係る照明ランプ１を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る照明ランプ１を示す周方向断面図である。 本発明の実施の形態１に係る照明ランプ１を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る照明ランプ１を示す軸方向断面図である。 本発明の実施の形態１に係る照明ランプ１の光の拡散性を示す軸方向断面図である。 本発明の実施の形態４に係る照明装置１００を示す斜視図である。 本発明の実施の形態５に係る照明ランプ２００を示す正面図である。 本発明の実施の形態６に係る照明装置３００を示す正面図である。 本発明の実施の形態７に係る照明装置４００を示す斜視図である。

以下、本発明に係る拡散カバー、照明ランプ、照明装置及び拡散カバーの製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明ランプ１を示す斜視図である。この図１に基づいて、照明ランプ１について説明する。図１に示すように、照明ランプ１は、光源モジュール１０と、給電口金１３と、支持口金１４と、拡散カバー２とを備えている。

（光源モジュール１０）
図２は、実施の形態１に係る照明ランプ１を示す周方向断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、光源モジュール１０は、発光部１１と、この発光部１１が設置される発光部取付体１２とを備えており、発光部１１は、例えば複数の発光素子１１ａと、一面に配線パターン（図示せず）が設けられ発光素子１１ａが実装された基板１１ｂとを備えている。このように、発光部１１は、複数の発光素子１１ａが基板１１ｂに面実装された面実装パッケージである。発光素子１１ａの照射方向は、照明ランプ１を取り付けるための照明器具（図示せず）側から遠ざかる方向である。即ち、発光部１１から光が照射される部分が照射側領域５１であり、それ以外の部分が器具側領域５２である。

（発光素子１１ａ）
本実施の形態１では、発光素子１１ａがＬＥＤの場合について説明する。上記のとおり、発光素子１１ａは基板１１ｂに実装されており、基板１１ｂの表面において、例えば、直線的に一列に配置されている。そして、発光素子１１ａと、基板１１ｂの一面に設けられた配線パターンとが接続されることによって、光源回路が形成されている。発光素子１１ａとしては、例えば、４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度の波長の青色光を発するＬＥＤチップ上に、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体を設けてパッケージ化された疑似白色ＬＥＤを用いることができる。これ以外に、紫外線を発するＬＥＤと、紫外線によって赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光体とを組み合せた白色ＬＥＤ、あるいは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤから白色を生成する白色ＬＥＤなどを用いることができる。

なお、ＬＥＤチップが基板１１ｂに直接実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）等を用いてもよい。また、発光素子１１ａの個数、配置または種類は、照明ランプ１の用途等に応じて、適宜変更することも可能である。更に、発光素子１１ａではなく、半導体レーザ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒ）または有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の発光素子（デバイス）を使用することもできる。発光素子１１ａとして、有機ＥＬ等を用いる場合、複数の発光素子１１ａを基板１１ｂに実装する代わりに、長手方向に延在した板状の１個の発光素子を、基板１１ｂに実装するようにしてもよい。

（基板１１ｂ）
基板１１ｂは、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に延びた形状を有する。前述の如く、この基板１１ｂには、その長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って、複数の発光素子１１ａが実装されている。また、基板１１ｂには、ダイオード、ヒューズまたは抵抗等からなり、発光素子１１ａを点灯させるための点灯回路素子（図示せず）も実装されている。そして、基板１１ｂは、その一端部において、給電口金１３の給電端子１３ａと電気的に接続されており、本実施の形態では照明ランプ１の外部に配置された電源から給電端子１３ａを介して、基板１１ｂの点灯回路素子に給電される。これにより、発光素子１１ａは点灯電力が供給されて点灯する。

基板１１ｂの材料としては、ガラスエポキシ材料、紙フェノール材料、コンポジット材料またはアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料等が、部品の配置、放熱性、材料コストを考慮して選定され、使用されている。基板１１ｂの寸法として、厚さは、例えば１ｍｍ程度であるが、１ｍｍより厚くても薄くてもよい。なお、基板１１ｂの表面には、発光素子１１ａから出射される光の利用効率を向上させるために、塗布、印刷または蒸着等の方法を用いて、反射材料が形成されてもよい。この場合、基板１１ｂにおける発光素子１１ａが実装された表面に、反射材料が形成されることにより、更に光の利用効率を向上させることができる。そして、基板１１ｂは、粘着テープまたは接着剤等の接着部材１２ｅ等を用いて、発光部取付体１２に接着固定されている。

（発光部取付体１２）
発光部取付体１２は、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に延在し、熱伝導性を備えた熱伝導部材であり、発光部１１から発生する熱を放熱するヒートシンクとしての機能を有する。この発光部取付体１２は、平坦な反射面１２ａと円弧状の円弧面１２ｂとを有する。反射面１２ａは、拡散カバー２の内部空間２ａに露出しており、滑らかな平面となっている。なお、反射面１２ａは、滑らかな曲面となっていてもよい。このように、反射面１２ａが滑らかな面であることによって、拡散されて反射面１２ａに入射した光を均一に反射させることができる。反射面１２ａには、別途、塗布、印刷または蒸着等の方法を用いて反射材料を設けてもよい。反射面１２ａに反射材料が形成されることにより、更に光の利用効率を向上させることができる。

反射面１２ａは、中央が凹状に切り欠かれており、その切り欠かれた部分が光源取付部１２ｃとなっている。この光源取付部１２ｃに、接着部材１２ｅを用いて、基板１１ｂが接着固定されている。具体的には、発光部１１の基板１１ｂの長手方向（矢印Ｙ方向）が、発光部取付体１２の光源取付部１２ｃの長手方向（矢印Ｙ方向）に対し平行に載置されている。また、光源取付部１２ｃの両側端部には、溝部１２ｄが形成されており、溝部１２ｄは、余分になった接着部材１２ｅを捕捉し、基板１１ｂに実装された発光素子１１ａ側にはみ出すことを抑制するものである。乾燥後の接着部材１２ｅは、発光部取付体１２から剥離し難い形状で硬化する。なお、発光素子１１ａは、発光部取付体１２に直接実装されてもよい。

円弧面１２ｂは、拡散カバー２の内壁面３ａに沿うように形成されており、例えば接着部材１２ｆを用いて、円筒状の拡散カバー２の器具側領域５２の内壁面３ａに接着された面である。接着部材１２ｆは、粘着テープまたは接着剤等が用いられる。このように、発光部取付体１２は、発光部１１の基板１１ｂと拡散カバー２とを接続するものであり、これにより、発光部取付体１２は、発光素子１１ａから発生する動作熱を、拡散カバー２に伝達して、照明ランプ１の外に放熱する。また、反射面１２ａと円弧面１２ｂとの間は、ねじ固定部１２ｇとなっており、ねじ固定部１２ｇの中央にはねじ孔１２ｈが形成されている。ねじ孔１２ｈは、給電口金１３、支持口金１４を発光部取付体１２に取り付けるためのねじ１５が挿入される。なお、ねじ孔１２ｈは、複数形成されていてもよい。

なお、発光部取付体１２は、照明ランプ１の長手方向（矢印Ｙ方向）を支持するために必要な剛性を備えており、線膨張係数が小さいことが好ましい。また、発光部取付体１２は、金属材料を押出成形加工して形成してもよいが、押出成形以外の方法で形成してもよい。この金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）または鉄（Ｆｅ）等を用いることができる。なお、発光部取付体１２は、金属材料ではなく、セラミックでもよいし、熱伝導性を備えるフィラが添加された高熱伝導性樹脂としてもよい。

（給電口金１３）
給電口金１３は、図１に示すように、拡散カバー２の一端部に取り付けられ、拡散カバー２の一端部を覆って塞ぐ。給電口金１３は、導電性を有する一対（図示せず）の給電端子１３ａと、給電端子１３ａが埋め込まれた有底円筒状の給電口金筐体１３ｂとを備えている。給電端子１３ａは、照明器具１２０の給電ソケット１２３（いずれも後述）に取り付けられて、照明ランプ１を照明器具１２０に固定するものである。給電端子１３ａは熱伝導性を有するので、給電端子１３ａが差し込まれた支持ソケットを経由して照明ランプ１から照明器具側に放熱することができる。前述の如く、基板１１ｂの一端部と電気的に接続されており、照明器具１２０の給電ソケット１２３（いずれも後述）に取り付けられて、照明ランプ１を照明器具１２０に固定すると共に、給電ソケット１２３を介して、例えば照明器具１２０が備える外部電源と接続されることにより、基板１１ｂの点灯回路素子に給電される。

給電端子１３ａは、熱伝導性を有する例えば金属材料で形成されており、また、給電口金筐体１３ｂは、絶縁性を有する例えば樹脂材料で形成されている。給電口金筐体１３ｂは、難燃性または不燃性を有するようにしてもよい。そして、給電端子１３ａと給電口金筐体１３ｂとは、インサート成形等で一体的に形成されている。

給電口金筐体１３ｂは、管周壁部１３ｃと底壁部１３ｄとを有している。管周壁部１３ｃは、拡散カバー２の外壁面３ｂに沿うように形成されており、拡散カバー２の外壁面３ｂとの隙間は封止されてもよい。これにより、照明ランプ１は、防水及び防塵の効果を奏する。底壁部１３ｄには、給電端子１３ａが中央から垂直方向（矢印Ｙ方向）に延びており、給電端子１３ａと一体的に設けられている。なお、底壁部１３ｄと給電端子１３ａとは、インサート成形で形成されてもよく、別部材の組み合わせで形成されてもよい。

底壁部１３ｄの中央下部には、ねじ孔１３ｅが形成されており、発光部取付体１２のねじ孔１３ｅに対応する位置に設けられている。ねじ孔１３ｅは、複数形成されていてもよく、発光部取付体１２のねじ孔１３ｅに対応する数だけ形成されていてもよい。そして、給電口金１３は、発光部取付体１２に固定される。なお、給電口金１３は、例えばＧＸ１６タイプの口金を用いることができるが、そのほかの種類の口金、例えばＧ１３タイプ等の口金を用いてもよい。

（支持口金１４）
支持口金１４は、図１に示すように、拡散カバー２の他端部に取り付けられ、拡散カバー２の他端部を覆って塞ぐ。支持口金１４は、導電性を有する支持端子１４ａと、支持端子１４ａが埋め込まれた有底円筒状の支持口金筐体１４ｂとを備えている。支持端子１４ａは、照明器具１２０の支持ソケット１２４（いずれも後述）に取り付けられて、照明ランプ１を照明器具１２０に固定するものである。支持端子１４ａは熱伝導性を有するので、支持端子１４ａが差し込まれた支持ソケット１２４を経由して照明ランプ１から照明器具１２０側に放熱することができる。なお、照明ランプ１は支持端子１４ａを経由して電気的に接地される構造としてもよく、あるいは照明ランプ１は接地される構造とせず、支持口金１４は照明ランプ１を照明器具１２０の支持ソケット１２４に固定する手段としてのみ使用されてもよい。

支持端子１４ａは、導電性及び熱伝導性を有する例えば金属材料で形成されており、また、支持口金筐体１４ｂは、絶縁性を有する例えば樹脂材料で形成されている。支持口金筐体１４ｂは、難燃性または不燃性を有するようにしてもよい。そして、支持端子１４ａと支持口金筐体１４ｂとは、インサート成形等で一体的に形成されている。

支持口金筐体１４ｂは、管周壁部１４ｃと底壁部１４ｄとを有している。管周壁部１４ｃは、拡散カバー２の外壁面３ｂに沿うように形成されており、拡散カバー２の外壁面３ｂとの隙間は封止されてもよい。これにより、照明ランプ１は、防水及び防塵の効果を奏する。底壁部１４ｄには、支持端子１４ａが中央から垂直方向（矢印Ｙ方向）に延びており、支持端子１４ａと一体的に設けられている。なお、底壁部１４ｄと支持端子１４ａとは、インサート成形で形成されてもよく、別部材の組み合わせで形成されてもよい。

底壁部１４ｄの中央下部には、ねじ孔１４ｅが形成されており、発光部取付体１２のねじ孔１４ｅに対応する位置に設けられている。ねじ孔１４ｅは、複数形成されていてもよく、発光部取付体１２のねじ孔１４ｅに対応する数だけ形成されていてもよい。そして、支持口金１４は、発光部取付体１２に固定される。なお、支持口金１４は、例えばＧＸ１６タイプの口金を用いることができるが、そのほかの種類の口金、例えばＧ１３タイプ等の口金を用いてもよい。

（拡散カバー２）
拡散カバー２は、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に延在した円筒状の部材であり、この場合、外管バルブ、筒管または直管とも呼称される。この拡散カバー２は、内部空間２ａに発光部１１が収容されるものである。図３は、実施の形態１に係る照明ランプ１を示す側面図である。図３に示すように、拡散カバー２は、カバー本体３と、このカバー本体３に設けられた拡散膜４とを備えている。

（カバー本体３）
カバー本体３は、光透過性、特に透明性を有するものであり、例えばガラスを用いて形成することができる。ガラス製カバーは、以下のような特徴を有している。
（１）耐候性、耐久性が高い。
（２）自重、動作温度の影響による変形（収縮、反り等）が生じ難い。
（３）（２）より、止水性が高い。
（４）材料コストが安い。

なお、カバー本体３は、ポリカーボネートまたはアクリル等の樹脂材料を用いて形成されてもよい。樹脂製カバーは、以下のような特徴を有している。
（１）軽量である。
（２）成形性に優れるため、加工の自由度が高い。
（３）衝撃に強く、破損しても破片が飛散し難い。

なお、従来から使用されている蛍光灯のカバー本体を使用してもよい。そして、このカバー本体３における内壁面３ａと外壁面３ｂとのうち、内壁面３ａの全面に拡散膜４が形成されている。なお、カバー本体３には光拡散処理が施されていないが、光拡散処理が施されてもよい。

（拡散膜４）
図４は、実施の形態１に係る照明ランプ１を示す軸方向断面図であり、図３の破線で囲まれた部分の拡大図である。図４に示すように、拡散膜４は、第１の化合物６と第２の化合物７と微細気泡８とが添加された基材５で構成されており、平均厚さは１０μｍ〜３０μｍである。また、拡散膜４には、空洞９が形成されている。なお、拡散膜４は、カバー本体３における外壁面３ｂに形成されてもよい。また、拡散膜４は、光源モジュール１０が配置される器具側領域５２には、設けなくともよい。更に、拡散膜４には、波長を変換する機能を付加させてもよい。

（基材５）
基材５は、バインダとしての機能を有し、例えば、水溶性熱硬化樹脂であり、アクリルを使用することができる。基材５は、拡散膜４における体積含有率が、３０％〜９０％である。なお、基材５は、アクリルに限らず、ポリカーボネート、エポキシ等の樹脂とすることができるが、そのほかの透明な樹脂としてもよい。また、基材５は、樹脂に限らず、低融点ガラスとしてもよい。また、基材５には、シランカップリング剤等の架橋材（図示省略）が添加されてもよい。これにより、拡散膜４の強度が向上する。

（第１の化合物６）
第１の化合物６は、拡散膜４における光学的な拡散機能を担う光拡散媒体であり、発光部１１から出射された光を拡散するものである。実施の形態１では、第１の化合物６の第１の平均粒子径は、概ね２．０μｍ〜２５．０μｍの範囲である。また、実施の形態１では、第１の平均粒子径は、拡散膜４の平均厚さよりも小さいが、拡散膜４の平均厚さよりも大きくてもよい。ここで、第１の平均粒子径は、光を反射させたり屈折させたりすることができる寸法である。第１の化合物６全体における平均粒子径５．０μｍ〜１０．０μｍの範囲にある第１の化合物６の体積含有率が９０％の程度である場合に、光を反射させたり屈折させたりする作用効果が最大となる。

第１の化合物６は、拡散膜４における第１の体積含有率は、製品仕様に基づく光拡散性、光透過性、均一性を有するように決定される。具体的には、分散度（相対透過率％＝受光角度θ度の透過光量／受光角度０度の透過光量）と粒状度とのバランスに配慮しながら拡散膜４における第１の化合物６の体積含有率は決定される。本実施の形態では、第１の化合物６の形状は、円形（球体）、楕円形（楕円体）、多面体、その他の形状を選択できる。本実施の形態１では、第１の化合物６は、シリカであるが、チタニア、アルミナ、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウムを用いてもよく、シリカ、チタニア、アルミナ、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウムのうち少なくとも１つを含むものであればよい。

なお、第１の化合物６として、そのほかの無機系材料または有機系材料が選択されてもよい。無機系材料としては、例えば、ピロリン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、窒化アルミニウム、雲母、二酸化ケイ素、フッ化カリウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ホウ素、ガラス等を用いることができる。また、有機系材料としては、例えば、スチレン系材料、アクリル系材料、シリコーン系材料、シロキサン系材料等を用いることができる。

（第２の化合物７）
第２の化合物７は、光学的機能を有さず、粘度調整機能を有するパウダー状の増粘剤であり、第１の化合物６及び第２の化合物７が基材５に添加された混合液（混濁液）の粘度（粘性）を調整するものである。混合液の粘度は、拡散膜４の平均厚さ、拡散膜４の厚さの均一性、拡散膜４の形成時間に影響を及ぼす。実施の形態１では、第２の化合物７の第２の平均粒子径は第１の平均粒子径よりも小さい。また、第２の平均粒子径は、拡散膜４の平均厚さ寸法よりも小さい。また、第２の平均粒子径は、光を反射させたり屈折させたりしない（光を略１００％直線透過させる）寸法であり、増粘剤として機能する寸法である。

また、第２の化合物７の拡散膜４における第２の体積含有率は、拡散膜４の平均厚さ、拡散膜４の厚さの均一性、拡散膜４の形成時間に影響を及ぼす。本実施の形態では、第２の化合物７の第２の体積含有率は、製品仕様に基づく光拡散性及び光透過性には影響を及ぼすことはない。第２の化合物７の形状は、円形（球体）、楕円形（楕円体）、多面体、その他の形状を選択できる。実施の形態１では、第２の化合物７は、第１の化合物６と同様にシリカであるが、チタニア、アルミナ、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウムを用いてもよく、シリカ、チタニア、アルミナ、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウムのうち少なくとも１つを含むものであればよい。

なお、第２の化合物７として、そのほかの無機系材料または有機系材料が選択されてもよい。無機系材料としては、例えば、ピロリン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、窒化アルミニウム、雲母、二酸化ケイ素、フッ化カリウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ホウ素、ガラス等を用いることができる。また、有機系材料としては、例えば、スチレン系材料、アクリル系材料、シリコーン系材料、シロキサン系材料等を用いることができる。

（微細気泡８）
微細気泡８は、拡散機能を有し、空気、酸素または炭酸ガス等の気体によって構成されている。微細気泡８の平均気泡径は適宜調整することができる。なお、平均気泡径は、光を拡散する作用効果を得る、第１の化合物６の第１の平均粒子径と同一としてもよいし、また、増粘剤としての作用効果を得る第１の化合物６の第１の平均粒子径よりも小さい寸法としてもよいし、いずれの作用効果も得る寸法としてもよい。

また、微細気泡８は、拡散膜４における気泡体積含有率は適宜調整することができる。そして、第１の化合物６の第１の体積含有率は、微細気泡８の気泡体積含有率よりも小さい。また、第１の化合物６の光吸収率は、微細気泡８の光吸収率よりも大きい。微細気泡８の形状は、円形（球体）、楕円形（楕円体）、多面体、その他の形状としてもよい。微細気泡８は第１の化合物６とともに拡散媒体を構成してもよいし、微細気泡８のみで拡散媒体を構成してもよい。そして、微細気泡８は第２の化合物７とともに増粘剤を構成してもよいし、微細気泡８のみで増粘剤を構成してもよい。

（空洞９）
空洞９は、基材５との屈折率の差により、光を拡散する拡散媒体となっており、照明ランプ１の製造工程において拡散膜４の内部に残留した空気である。空洞９の大きさ、数等は、光の拡散性等を考慮した上で、混合液の生成、塗布、乾燥、加熱等の条件を調整して適宜変更可能である。

（製造方法）
次に、本実施の形態１に係る照明ランプ１の製造方法について説明する。先ず、溶剤で液状化された基材５に、第１の化合物６、第２の化合物７及び微細気泡８が混合されて混合液（混濁液）が生成される。その際、混合液は、第１の化合物６同士、微細気泡８同士、第１の化合物６と微細気泡８とが接触しないように、例えば攪拌して混合される。また、拡散膜４の強度を向上させることを目的として、架橋材（図示省略）が添加されてもよい。次に、混合液が、カバー本体３の表面に塗布される。実施の形態１では、カバー本体３の内壁面３ａの全面に拡散膜４が塗布される。その後、加熱されることにより、混合液は乾燥及び硬化され拡散膜４に変成する。このようにして、カバー本体３に、第１の化合物６、第２の化合物７及び微細気泡８を備えた拡散膜４が形成される。なお、微細気泡８は、化学反応または結晶の隙間から気泡を析出させる等の薬品を用いた方法、微細気泡８の基となる気体を基材５に加圧溶解させる方法、液状化された基材５を攪拌して生成する方法等によって生成させることができる。

また、混合液を加熱する工程において、混合液が硬化する過程で基材５の内部に溶解している気体（空気）が凝集して空洞９が生成する反応が起きる。この反応によって拡散膜４（基材５）の内部に空洞９が生成される。なお、混合液を加熱する工程において、加熱時間、過熱温度を調整することによって、拡散膜４（基材５）の内部に形成される空洞９の大きさまたは数を制御することができる。これにより、カバー本体３に、第１の化合物６、第２の化合物７、微細気泡８及び空洞９を備えた拡散膜４が形成され、拡散カバー２が製造される。そして、この拡散カバー２の内部空間２ａに発光部１１が収容されて、照明ランプ１が製造される。

次に、本実施の形態１に係る照明ランプ１の光の拡散性について説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る照明ランプ１の光の拡散性を示す軸方向断面図であり、図４の破線で囲まれた部分の拡大図である。なお、図５は説明のために主要構成を模式的に記載したものであり、構成要素の形状および構成要素どうしの大きさの関係は限定されない。

図５に示すように、発光素子１１ａから拡散膜４に向けて出射された光は、第１の化合物６に照射されると第１の化合物６の外表面で反射または屈折する。また、発光素子１１ａから出射された光は、微細気泡８または空洞９に照射されると、それぞれ透過率が異なる基材５と空気との境界面である外表面で反射または屈折する。第１の化合物６、微細気泡８、空洞９のいずれかの外表面で反射または屈折を繰り返して拡散した拡散光は基材５を通過して、拡散膜４から出射される。このように、発光素子１１ａから照射された光は、第１の化合物６、微細気泡、及び空洞９のいずれかによって拡散される。なお、第２の化合物７は、第１の化合物６、微細気泡８、空洞９に対して平均粒子径が小さく光を透過するので、光の拡散には寄与しない。

次に、本実施の形態１に係る照明ランプ１の作用について説明する。照明ランプ１において、拡散膜４は微細気泡８を有している。微細気泡８は、コロイド性を有するため、混濁液中に長時間留まって浮遊すると共に破裂し難い。このため、拡散膜４における微細気泡８の気泡体積含有率が、長期間維持される。また、微細気泡８は、相互に反発するため混濁液中で結合せず、また、拡散膜４として乾燥固化された後も、光の拡散機能が維持される。そして、微細気泡８は気体のみで形成されているため、軽量であり、また、光が吸収され難く光の利用効率を向上させることができる。本実施の形態１は、微細気泡８が拡散媒体として使用されているため、その分、拡散機能を有する第１の化合物６の使用量を抑制することができる。このため、材料コストを低減することができる。また、拡散膜４の形成工程が簡易であるため、製造コストを削減することができる。このように、照明ランプ１は、コストを抑えつつ光の取り出し効率及び拡散性能を高めることができる。

なお、混濁液の粘度は、カバー本体３の長手方向の長さに応じて調整され、また、カバー本体３の表面状態に応じて調整される。本実施の形態１では、混濁液は、円筒状のカバー本体３の内壁面３ａに塗布されるため、塗布作業に適した粘度に調整される。

本実施の形態１では、第１の化合物６と第２の化合物７とが、平均粒子径は異なるものの同じ成分（シリカ）であるため、混濁液を乾燥、硬化させる温度の調整が容易である。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る照明ランプ１について説明する。本実施の形態２は、拡散膜４における拡散媒体が、微細気泡８のみである。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏し、第１の化合物６が不要である分、更にコストを削減することができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る照明ランプ１について説明する。本実施の形態３は、拡散膜４において、拡散機能を有する微細気泡８とは別に、微細気泡８が増粘剤として使用されている。この場合、増粘剤として使用される微細気泡８の平均気泡径は、第１の化合物６の第１の平均粒子径よりも小さく、また、拡散機能を有する微細気泡８の平均気泡径よりも小さい。このように、微細気泡８が増粘剤として使用されることにより、第２の化合物７の使用量を低減することができる。このため、実施の形態１と同様の効果を得ることに加え、更にコストを低減することができる。

実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係る照明装置１００を示す斜視図である。本実施の形態４に係る照明装置１００は、実施の形態１に係る照明ランプ１を照明器具１２０に取り付けたものである。本実施の形態４では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

（照明器具１２０）
照明器具１２０は、例えば天井に取り付けられており、図６に示すように、器具本体１２１と、点灯装置１２２と、給電ソケット１２３と、支持ソケット１２４とを備えている。なお、照明器具１２０は、光を反射する反射板であるリフレクタが付加されてもよい。また、照明器具１２０は、天井に埋め込まれていてもよく、またペンダント型であってもよい。

（器具本体１２１）
器具本体１２１は、照明ランプ１の長手方向に平行の方向（矢印Ｙ方向）に延びる直方体状の箱体であり、天井等に取り付けられる。

（点灯装置１２２）
点灯装置１２２は、発光部１１に給電して、発光素子１１ａを点灯させるための点灯回路（電源回路）を収納する直方体状の金属箱体であり、器具本体１２１の内部に収納されている。点灯装置１２２は、例えば商用交流電力である外部電力を、発光素子１１ａを点灯させるために直流電力に変換して点灯電力とする定電流供給装置である。なお、点灯装置１２２は、調光及び調色等の機能を有するようにしてもよい。また、点灯装置１２２は、照明ランプ１の内部に備えられてもよい。

（給電ソケット１２３）
給電ソケット１２３は、器具本体１２１の一端部から下方に突出する半円柱状の部材であり、照明ランプ１の一端部に設けられた給電口金１３が装着されるものである。これにより、照明ランプ１が照明器具１２０に固定されると共に、給電ソケット１２３を介して照明ランプ１が照明器具１２０と電気的に接続される。給電ソケット１２３は、照明器具１２０に取り付けるために用いられる（標準規格に基づく）Ｇ１３、ＧＸ１６タイプ等の多様な構造（形状）の口金に対応している。

（支持ソケット１２４）
支持ソケット１２４は、器具本体１２１の他端部から下方に突出する半円柱状の部材であり、照明ランプ１の他端部に設けられた支持口金１４が装着されるものである。これにより、照明ランプ１が照明器具１２０に固定される。なお、これにより、照明ランプ１が接地されるが、接地されず、支持ソケット１２４を固定手段のみとして使用してもよい。支持ソケット１２４は、照明器具１２０に取り付けるために用いられる（標準規格に基づく）Ｇ１３、ＧＸ１６タイプ等の多様な構造（形状）の口金に対応している。

本実施の形態４は、給電ソケット１２３及び支持ソケット１２４が、一般的な照明器具に取り付けるために用いられる（標準規格に基づく）Ｇ１３、ＧＸ１６タイプ等の多様な構造（形状）の口金に対応している。そして、照明ランプ１における給電口金１３及び支持口金１４は、従来の直管蛍光ランプまたは従来の直管ＬＥＤランプ等を、一般的な照明器具に取り付けるために用いられる（標準規格に基づく）Ｇ１３、ＧＸ１６タイプ等の多様な構造（形状）から適宜選択されるものである。このため、照明ランプ１は、従来の照明器具に取付けることができる。このように、照明ランプ１は、汎用性が高く、また、容易に交換することができる。

実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５に係る照明ランプ２００を示す正面図である。本実施の形態５は、拡散カバー２０２が、電球のグローブの形状をなしており、電球形の照明ランプ２００である点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態５では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図７に示すように、照明ランプ２００は、拡散カバー２０２と、発光部（図示せず）と、筐体２３０と、口金部２４０とを備えている。

（拡散カバー２０２）
拡散カバー２０２は、カバー本体２０３と、このカバー本体２０３に設けられた拡散膜４とを備えている。カバー本体２０３は、電球のグローブの形状をなしている点で実施の形態１と相違するが、それ以外の点で実施の形態１と共通する。また、拡散膜４の構成も、実施の形態１と同様である。

（筐体２３０）
筐体２３０は、筒状の部材であり、一端部に発光部が設けられると共に拡散カバー２０２に接続されている。また、筐体２３０は、他端部に口金部２４０が接続されている。筐体２３０は、拡散カバー２０２側の金属筐体部２３１と、口金部２４０側の樹脂筐体部２３２とを備えている。

（金属筐体部２３１）
金属筐体部２３１は、熱伝導性と機械的強度に優れたアルミニウム等の金属材料を用いて形成されており、複数の放熱フィン２３１ａが設けられている。これにより、金属筐体部２３１は、発光部から発生する熱を放熱するヒートシンクとしての機能を有している。金属筐体部２３１は、型抜き製法等により、一体成形されている。なお、金属筐体部２３１は、セラミック材料に熱伝導性フィラが混合された材料等を用いて形成されてもよい。また、金属筐体部２３１の内部には、樹脂筐体部２３２の一部を収容する空洞が形成されている。

（樹脂筐体部２３２）
樹脂筐体部２３２は、内部に空洞が形成されており、空洞に点灯装置（図示せず）が設置されて、内部に点灯装置を内包するものである。樹脂筐体部２３２は、一端部が金属筐体部２３１の空洞に収容されており、他端部が外部に露出している。これにより、樹脂筐体部２３２は、金属筐体部２３１と口金部２４０とを電気的に絶縁している。なお、樹脂筐体部２３２の他端部には、口金部２４０が螺着される口金取付部（図示せず）が形成されている。

点灯装置は、例えば商用交流電力である外部電力を、発光素子（図示せず）を点灯させるために直流電力に変換して点灯電力とする定電流供給装置である。なお、点灯装置は、調光及び調色等の機能を有するようにしてもよい。また、点灯装置は、照明ランプ２００に設けなくともよい。

（口金部２４０）
口金部２４０は、Ｅ型の形状をなしており、樹脂筐体部２３２に螺着されているが、そのほかの形状でもよい。口金部２４０は、照明器具のソケット（図示せず）に取り付けられて、照明ランプ２００を照明器具に固定すると共に、照明器具の外部電源に接続されることにより、発光部に給電される。

本実施の形態５における拡散カバー２０２は、前述の如く、形状以外の構成が、実施の形態１と同様である。このため、本実施の形態５のような電球形の照明ランプ２００においても、実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態６．
図８は、本発明の実施の形態６に係る照明装置３００を示す正面図である。本実施の形態６に係る照明装置３００は、実施の形態５に係る照明ランプ２００を照明器具３２０に取り付けたものである。本実施の形態６では、実施の形態１、２、５と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１、２、５との相違点を中心に説明する。

（照明器具３２０）
図８に示すように、照明器具３２０は、器具本体３２１と、ソケット３２２と、リフレクタ３２３とを備えている。器具本体３２１は、天井に埋め込まれており、照明ランプ２００を内包するものである。ソケット３２２は、器具本体３２１から下方に突出しており、照明ランプ２００の口金部２４０が装着されるものである。これにより、照明ランプ２００が照明器具３２０に固定されると共に、ソケット３２２を介して照明ランプ２００が照明器具３２０と電気的に接続される。リフレクタ３２３は、器具本体３２１の内壁面に形成されており、ドーム状の形状をなしている。リフレクタ３２３は、照明ランプ２００から出射された光を反射するものである。

このように、本実施の形態６の照明ランプ２００は、天井に設置して天井用の照明装置３００として使用することが可能であるが、そのほかの照明装置３００として使用することも可能である。例えばデスクに設置してデスクを照らす照明装置３００として使用することもできる。

実施の形態７．
図９は、本発明の実施の形態７に係る照明装置４００を示す斜視図である。本実施の形態７に係る照明装置４００は、拡散カバー４０２と、拡散カバー４０２に向けて光を照射する発光素子（図示せず）とを有する光源一体型照明装置である。拡散カバー４０２は、断面半円形状をなしている点で実施の形態１と相違するが、そのほかの点で実施の形態１と共通する。拡散カバー４０２は、両端部に端部カバー４４０が取り付けられており、端部カバー４４０が取り付けられた拡散カバー４０２は、天井に取り付けられた照明器具４２０に設置されている。このように、拡散カバー４０２の形状を適宜変更することによって、照明装置４００のような光源一体型照明装置とすることもできる。

なお、拡散膜４は、製品仕様に応じて、レベリング剤、沈降防止剤、帯電防止剤、分散剤、硬化触媒、増粘剤、造膜助剤等の添加剤が混合されてもよい。また、照明ランプ及び照明装置は、壁に設置される照明装置または卓上に設置される照明装置等に適用することもできる。

本発明における拡散は、可視光帯域の光が拡散することを含む。本発明における拡散は、照明ランプ１が備える光源から発せられた光が拡散することを含む。本発明における拡散は、光源から出射されて波長変換された光が拡散することを含む。

１ 照明ランプ、２ 拡散カバー、２ａ 内部空間、３ カバー本体、３ａ 内壁面、３ｂ 外壁面、４ 拡散膜、５ 基材、６ 第１の化合物、７ 第２の化合物、８ 微細気泡、９ 空洞、１０ 光源モジュール、１１ 発光部、１１ａ 発光素子、１１ｂ 基板、１２ 発光部取付体、１２ａ 反射面、１２ｂ 円弧面、１２ｃ 光源取付部、１２ｄ 溝部、１２ｅ、１２ｆ 接着部材、１２ｇ ねじ固定部、１２ｈ ねじ孔、１３ 給電口金、１３ａ 給電端子、１３ｂ 給電口金筐体、１３ｃ 管周壁部、１３ｄ 底壁部、１３ｅ ねじ孔、１４ 支持口金、１４ａ 支持端子、１４ｂ 支持口金筐体、１４ｃ 管周壁部、１４ｄ 底壁部、１４ｅ ねじ孔、１５ ねじ、５１ 照射側領域、５２ 器具側領域、１００ 照明装置、１２０ 照明器具、１２１ 器具本体、１２２ 点灯装置、１２３ 給電ソケット、１２４ 支持ソケット、２００ 照明ランプ、２０２ 拡散カバー、２０３ カバー本体、２３０ 筐体、２３１ 金属筐体部、２３１ａ 放熱フィン、２３２ 樹脂筐体部、２４０ 口金部、３００ 照明装置、３２０ 照明器具、３２１ 器具本体、３２２ ソケット、３２３ リフレクタ、４００ 照明装置、４０２ 拡散カバー、４２０ 照明器具、４４０ 端部カバー。

Claims (13)

1. 光透過性のカバー本体と、
   前記カバー本体に設けられ、平均気泡径が可視光帯域の波長の光を反射または屈折させる寸法である微細気泡を含む拡散膜と、
   を備え、
   前記平均気泡径は、
   前記拡散膜が液状の状態における増粘剤として機能する寸法であることを特徴とする拡散カバー。
2. 前記拡散膜は、
   平均気泡径が２．０μｍ〜２５．０μｍである微細気泡を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の拡散カバー。
3. 前記平均気泡径は、
   可視光を拡散する寸法であることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡散カバー。
4. 前記拡散膜は、
   第１の平均粒子径を有する第１の化合物をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の拡散カバー。
5. 前記平均気泡径は、
   前記第１の平均粒子径と同一であることを特徴とする請求項４に記載の拡散カバー。
6. 前記第１の平均粒子径は、
   光を拡散する寸法であることを特徴とする請求項４又は５に記載の拡散カバー。
7. 前記拡散膜における前記第１の化合物の第１の体積含有率は、前記拡散膜における前記微細気泡の気泡体積含有率よりも小さいことを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の拡散カバー。
8. 前記第１の化合物の光吸収率は、前記微細気泡の光吸収率よりも大きいことを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の拡散カバー。
9. 前記カバー本体は、ガラス製であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の拡散カバー。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の拡散カバーと、
    前記拡散カバーの内部に収容され、前記拡散カバーに向けて光を照射する発光素子を有する発光部と、を備えることを特徴とする照明ランプ。
11. 請求項１０に記載の照明ランプを備えた照明装置。
12. 請求項１から９のいずれかに記載の拡散カバーと、
    前記拡散カバーに向けて光を照射する発光素子と、を備える照明装置。
13. 平均気泡径が２．０μｍ〜２５．０μｍであり、コロイド性を有する微細気泡が基材に混合されて生成された混合液を、光透過性のカバー本体に塗布する工程と、
    前記混合液を乾燥及び硬化して、前記カバー本体に前記微細気泡を含む拡散膜を形成する工程と、を備え、
    平均気泡径は、
    拡散膜が液状の状態における増粘剤として機能する寸法である
    拡散カバーの製造方法。

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