WO2012073556A1

WO2012073556A1 - 照明装置

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Publication number: WO2012073556A1
Application number: PCT/JP2011/068175
Authority: WO
Inventors: 信雄川村; 横田　昌広; 修小野; 高橋　健; 大川　猛; 修介森田; 西村　孝司; 松田　秀三
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-06-07
Also published as: JP4945690B1; KR20130056291A; KR101490065B1; JP2012134115A

Abstract

　照明装置は、基材（２）と、可視光線を放出する光源（６）と、光源の少なくとも前面を覆い、光源から放出された光を外部に放出する透光領域を有する透光カバー（４）と、を備えている。光源は、基材の前面平坦部（２ａ）に配置され、光源から放出される光の光度は、前面平坦部の法線方向で強く、背面側で零となる指向性を有している。透光カバーは、光源の配置された高さより高い位置に最大径部（４ｂ）をもつ膨らんだ形状であり、光源と対向する領域の透過率が６０％以下である。

Description

照明装置

　本発明の実施形態は、白色ＬＥＤのように平面実装された狭い配光分布を持つ光源を用いた照明装置に関する。

　照明装置としては、フィラメントの熱による発光を利用した白熱電球や、紫外線励起の蛍光体発光による蛍光灯が広く用いられてきたが、短い寿命、赤外線放出（紫外線放出）、水銀使用問題、発光効率などの問題を抱えていた。

　近年、これらの問題を解消する技術として、ＬＥＤ光源やＥＬ光源が開発され、特にＬＥＤ光源は一般の照明装置への利用が加速度的に広がっている。

　しかしながら、一般的な表面実装タイプのＬＥＤ光源は、実装基板の法線方向に強く光を放出し、実装基板の法線方向となす角度をθとするとき、ｃｏｓθに比例して光度が減衰する指向性を有している。これは、一般的なＬＥＤ光源の構造が、１次光線を放出するＬＥＤチップを、１次光線から２次光線に変換する蛍光体を含んだ保護層で面状に覆った構成としているためである。このため、電球や蛍光灯にＬＥＤ光源を用いた照明装置は、実装基板の法線方向の光が強く、実装基板の側方から背面方向にかけては光がほとんど出ない光度分布となる。従って、正面から背面までほぼ均一な光度分布をもつ従来の白熱電球あるいは蛍光灯と、ＬＥＤ光源を用いた照明装置とを置き換えた場合、天井や壁の明るさが著しく変わってしまい、違った照度空間となってしまう。

　ＬＥＤ光源を用いた照明装置で背面方向まで光を放出する技術としては、ＬＥＤを実装する平面を多面体にして側面や背面方向を向いて配置する技術がある。また、別の技術として、ＬＥＤ光源の光により励起する蛍光体を透光カバーの内面に塗布し、透光カバー自体が光るようにした照明装置がある。

特許第４０７６３２９号公報特許第４２９０８８７号公報特開２０１０－２７２８２号公報特開２００５－０５５４６号公報

　ＬＥＤ光源を側面あるいは背面に向けて実装した場合、照明装置の製造組立が煩雑になるとともに、機械強度や放熱性の設計困難さが増大してしまう問題がある。また、透光カバーに蛍光体を塗布した場合も、同様に照明装置の製造組立が煩雑になる問題がある。

　この発明は以上の点を鑑みてなされたもので、その課題は、側面あるいは背面方向まで光を照射させることができるとともに製造が容易な照明装置を提供することにある。

　実施形態によれば、照明装置は、基材と、可視光線を放出する光源と、前記光源の少なくとも前面を覆い、前記光源から放出された光を外部に放出する透光領域を有する透光カバーと、を備え、前記光源は、前記基材の前面平坦部に配置され、前記光源から放出される光の光度は、前記前面平坦部の法線方向で強く、背面側で零となる指向性を有し、前記透光カバーは、前記光源の配置された高さより高い位置に最大径をもつ膨らんだ形状であり、前記光源と対向する領域の透過率が６０％以下である。

図１は、第１の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。図２は、第１の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置を示す断面図。図３は、ＬＥＤ光源の法線方向に対する角度と光度との関係を示す図。図４は、前記照明装置の透光カバーの透過率と半値配光角２θ・１／２と効率との関係を示す図。図５は、前記電球型の照明装置における光線の進み方を模式的に示す照明装置の断面図。図６は、前記電球型の照明装置において、透光カバーの膨らみを種々変えた場合の面積比を比較して示す図。図７は、前記透光カバーの膨らみを種々変えたそれぞれの照明装置について、透光カバーの透過率と半値配光角２θ・１／２と効率との関係を示す図。図８は、前記透光カバーの膨らみを種々変えたそれぞれの照明装置について、透光カバーの透過率と効率との関係を示す図。図９は、前記透光カバーの膨らみを種々変えたそれぞれの照明装置について、面積比と半値配光角２θ・１／２との関係を示す図。図１０は、前記透光カバーの膨らみを種々変えたそれぞれの照明装置について、面積比と効率との関係を示す図。図１１は、透過率の異なる種々の透光カバーについて、面積比と半値配光角との関係を示す図。図１２は、第２の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。図１３は、第２の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置を示す断面図。図１４は、第３の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。図１５は、第３の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置を示す断面図。図１６は、第３の実施形態に係る電球型の照明装置の変形例を示す断面図。図１７は、第３の実施形態に係る照明装置における、ＬＥＤ光源の法線方向に対する角度と光度との関係を示す図。図１８は、第４の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。図１９は、第４の実施形態に係る照明装置において、透光カバーを構成する乳白樹脂材の透過率を変えたときの光度分布を示すレーダーチャート。図２０は、第５の実施形態に係る照明装置を示す断面図。図２１は、第６の実施形態に係る電球型の照明装置を示す断面図。図２２は、第３の実施形態に係る電球型の照明装置の基台および光源を示す平面図。図２３は、第６の実施形態に係る電球型の照明装置において、光源の偏心量を変えた時の透光カバー接線とのなす角度と半値配光角２θ・１／２および効率との関係を示す図。図２４は、第６の実施形態に係る電球型の照明装置において、透光カバーの透過率と、半値配光角２θ・１／２および効率との関係を示す図。図２５は、第６の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置を示す断面図。図２６は、第６の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置の基台および光源を示す平面図。図２７は、第６の実施形態に係る蛍光型の照明装置において、光源の偏心量を変えた時の透光カバー接線とのなす角度と半値配光角２θ・１／２および効率との関係を示す図。

　以下、図面を参照しながら、種々の実施形態に係る照明装置について詳細に説明する。　
（第１の実施形態）　
　図１は、第１の実施形態に係る電球型の照明装置としてＬＥＤ電球１を示し、図２は、第１の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置としてＬＥＤ蛍光灯１１の断面を示している。ＬＥＤ電球１は、中心軸に対して回転対象の形状を有し、ＬＥＤ蛍光灯１１は直線状に引き伸ばした棒状の立体形状、あるいは、曲線状に引き伸ばした環状を有している。

　ＬＥＤ電球１およびＬＥＤ蛍光灯１１は、前面平坦部２ａを有する基材２と、基板５に実装されたＬＥＤから成る光源６と、透光カバー４と、を備えている。光源６が実装された基板５および透光カバー４は、基材２の前面平坦部２ａに支持されている。光源６としてのＬＥＤは、このＬＥＤから放出される光の光度が、前面平坦部２ａの法線方向で強く、背面側で零となる指向性を有している。

　ＬＥＤ電球１の透光カバー４は、例えば、断面がほぼ円形の一部を切除した形状に形成され、その開口端４ａが前面平坦部２ａに固定されている。また、ＬＥＤ蛍光灯１１の透光カバー４は、断面が例えば、球の一部を切除した形状の細長い筒状に形成され、その開口端４ａが前面平坦部２ａに固定されている。これにより、透光カバー４は、光源６の前面側および側面側を覆っている。

　透光カバー４は、その断面の中間部分が外側に膨らんだ形状を有している。透光カバー４は、基材２の前面平坦部２ａに固定されている開口端４ａの径あるいは幅よりも大きい径あるいは幅に形成された最大径部４ｂあるいは最大幅部４ｂを有する形状に形成されている。すなわち、透光カバー４は、光源６の配置された高さよりも高い位置に最大径部４ｂをもつ膨らんだ形状に形成されている。

　ＬＥＤ電球１の透光カバー４は、ポリカーボネート製の樹脂に光を散乱する散乱材を混ぜた材料で射出成型により形成されている。透光カバー４は、最大径部４ｂを例えば６０ｍｍとする厚さ１ｍｍの球状で、背面側端部（開口端）４ａの径を４２ｍｍとし、最大径部４ｂから背面側端部４ａまでの高さを約２７ｍｍとする膨らんだ形状を有している。また、透光カバー４は、透過率が約５０％となるように厚さと散乱材の濃度を設計している。

　ＬＥＤ蛍光灯１１の透光カバー４は、ポリカーボネート製の樹脂に光を散乱する散乱材を混ぜた材料で押出成型により形成されている。この透光カバー４は、最大径部４ｂを例えば２２ｍｍとする厚さ１ｍｍの円筒状で、背面側端部（開口端）４ａの径を約１４．６ｍｍとする膨らんだ形状を有している。また、透光カバー４は、透過率が約５０％となるように厚さと散乱材の濃度を設計している。　
　なお、基材２の前面平坦部２ａの径あるいは幅は、透光カバー４の開口端４ａの径あるいは幅とほぼ等しく形成されている。

　透光カバー４は、光源６の少なくとも前面を覆い光源から放出された光を外部に放出する透光領域を有している。本実施形態において、透光カバー４は、その全域が光を透過可能な透光領域を形成している。なお、実施形態において、前面平坦部２ａに垂直な上方向（法線方向）を前面方向、前面平坦部２ａと平行な方向を側面方向、前面平坦部２ａに垂直な下方向を背面方向としている。

　ＬＥＤ電球１では、基材２の背面側端に、電源供給側の端子である口金３が取付けられている。基材２の内部に、光源６を駆動する駆動回路７が設けられている。口金３から駆動回路７に電力が供給され、この駆動回路７により光源６を点灯する。基材２は光源６で発生する熱を逃がす役割も有し、例えば、熱容量の大きい金属材料で構成されている。

　ＬＥＤ蛍光灯１１では、駆動回路が照明装置とは別に設けられている。そのため、基材２はアルミニウム製の基板５と兼用の一体部材として構成してもよい。ＬＥＤ蛍光灯１１は、図２に示す断面を１．２ｍ程度に引き伸ばした形状を有している。光源６は表面実装タイプのＬＥＤを、基材２の前面平坦部２ａ上に直線上に複数並べて構成されている。

　透光カバーの透過率は、従来は８０～９０％、あるいは、透明としているのに対して、第１の実施形態によれば、透光カバー４の透過率は、約５０％と低く設定している。

　図３は、ＬＥＤ電球１において、透光カバー４の透過率を８９～３２％まで変えたときの配光分布を示す図であり、縦軸は光度、横軸は前面平坦部２ａの法線方向を０度とする方位角度である。図４は、図３に示した透光カバー４の透過率変動による半値配光角（２θ・１／２）と効率との関係を示し、縦軸は左に光度が半減する角度範囲（半値配光角）を、右にＬＥＤ電球１の照明効率をそれぞれ示し、横軸は透光カバー４と同じ材質、板厚の板片にてＪＩＳ－Ｋ－７３６１に記載された全光線透過率測定に基づく透過率を示している。

　図３および図４から、透光カバー４の透過率を低くしていくと効率は劣化していくものの、配光角が拡がっていくことが判る。これは、指向性の強い光源６を用いる場合、透光カバー４を直接透過する光を制限し、透光カバー４の内部で光を反射拡散させて出すことであたかも透光カバー４自体が光源のように振舞うためである。具体的には、透光カバー４の透過率が６０％以上では指向性の強い光が透光カバー４を透けてしまい、透光カバー４の透過率が４０％以下では配光角の拡がりは飽和して単に効率が劣化するだけとなる。従って、透光カバー４の透過率は４０％～６０％に設定するのが望ましい。これにより、図１に示した膨らんだ形状の透光カバー４を有するＬＥＤ電球１では、光度が半減する範囲を従来の１２０度から２９０度に拡大することができる。同様に、図２に示した膨らんだ透光カバー４を有するＬＥＤ蛍光灯１１では、光度が半減する範囲を従来の１２０度から２２０度に拡大することができる。すなわち、ＬＥＤ電球１およびＬＥＤ蛍光灯１１によれば、光度の高い角度範囲を広げることができ、前面平坦部２ａの側面側にも強い光を照射することが可能となる。

　また、透光カバー４の透過率が６０％以下になると、上述した通り、透光カバー４内部での反射散乱光により透光カバー４自体が全域でほぼ同じ輝度で輝くため、第１の実施形態のように球状で均一厚さとした透光カバー４では極めてムラの無い配光分布と輝度分布を実現することができる。特に、従来の高い透過率の透光カバーを用いたＬＥＤ電球と比べると、ＬＥＤ光源に対応する透光カバー４上の極めて高い輝度部分を無くし、透光カバー４全域を低めの同輝度で輝かせることが出来る。そのため、眩しさを大幅に軽減させることができる。結果として、第１の実施形態で示したような膨らんだ形状を有し均一厚さで、低い透過率の透光カバー４を用いることにより、従来の白熱電球や蛍光灯に近い照明装置を実現することができる。

　図５ないし図１１を用いて、第１の実施形態の詳しい作用を説明する。　
　図５は、図１に示したＬＥＤ電球１の光線の進み方を示した図である。図中の光線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、光源６から放出され透光カバー４に至る途中の光線であり、破線の矢印と円は透光カバー４で反射散乱される２次光線を示している。前述したように、第１の実施形態において、２次光線は透光カバー４内部の拡散材により十分に拡散されるため、透光カバー４の表面の法線方向からなす角度をθとしたとき、ｃｏｓθに従う配光分布で光を放出する。図中の円は、このｃｏｓ分布に従う拡散光線の光度を模式的に示し、最も長い破線矢印は透光カバー４の表面の法線方向を向いている。

　図５に示すように、第１の実施形態では、透光カバー４の全ての領域が光源６からの光を受ける構成であることが判る。また、透光カバー４から反射散乱されて外部に放出される光線は、全て透光カバー４の法線方向を主方向とするｃｏｓ分布であり、球状の膨らんだ形状が広く自然な配光分布を実現していることが判る。特に、背面方向への照射に関しては、光線Ｄの軌跡で示すように、膨らんだ透光カバー４の背面側（光源側）球状領域が強く関与しており、この領域を大きくすることでより強く背面方向へ光を照射できることがわかる。

　図６、図７、図８、図９、図１０は、前述の効果を検証した結果を示している。　
　図６（ａ）ないし（ｄ）は、最大径部４ｂを６０ｍｍとして各種膨らみを変えた球状の透光カバー４を用いたＬＥＤ電球１を示している。膨らみを数値化するため、背面方向からみたＬＥＤ電球の最大面積をＡ、背面方向からみたＬＥＤ電球の透光領域面積をＢとし、Ｂ／ＡをΔＳとしてパーセント表記している。検証したＬＥＤ電球ではΔＳを０、１７、２９、３８％としているが、第１の実施形態のＬＥＤ電球１ではΔＳは５１％である。

　図７および図８は、図６（ａ）ないし（ｄ）に示したＬＥＤ電球について、横軸を透過率とした場合の半値配光角と効率の影響をそれぞれ示している。透過率が６０％以下で配光分布が拡がること、透過率が４０％以上で効率劣化が顕著にならないことは図４で説明した通りである。ΔＳに着目すると、ΔＳが０％（すなわち、半球形状の透光カバー４では配光分布の広がりや効率損失抑制の効果は極めて小さく、ΔＳが大きいほど効果が顕著に現れることが判る。

　図９および図１０は、図７および図８のグラフの横軸をΔＳに変えたグラフを示している。これらの図から、透過率が４０～６０％の範囲では、ΔＳを大きくすると配光分布が拡がるとともに、効率損失が軽減することがわかる。光源６の背面側まで十分に光を照射しようとすれば、半値配光角は１８０度以上であることが望ましく、この場合、ΔＳは２０％以上とすればよい。透光カバー４の透過率は４０～６０％が望ましく、６０％以上の高い透過率では光源６からの光線が透光カバー４を透けてしまい配光が拡がらず、４０％以下の低い透過率では透光カバー４を光線が抜けにくくなり効率が大きく劣化する。

　図１１は、図２に示したＬＥＤ蛍光灯１１について同様の検証を行った結果を示している。ＬＥＤ蛍光灯１１も同様に、透光カバー４の膨らみ（面積比）ΔＳは２０％以上、透過率は４０～６０％が最適な特性を得られる範囲となる。

　次に、他の実施形態に係る照明装置について説明する。後述する他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

　（第２の実施形態）　
　図１２は、第２の実施形態に係る電球型の照明装置としてＬＥＤ電球１を示し、図１３は、第２の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置としてＬＥＤ蛍光灯１１の断面を示している。ＬＥＤ電球１は、中心軸に対して回転対象の形状を有し、ＬＥＤ蛍光灯１１は、図示の断面を直線状に引き伸ばした棒状の立体形状、あるいは、図示の断面をサークル状に引き伸ばした円環状を有している。

　図１２および図１３に示すように、第２の実施形態によれば、透光カバー４は、光源６よりも高い位置で膨らんだ形状を有し、その厚さは、前面側の部分で厚く、背面側の部分で薄く形成している。透光カバー４の材料は、前述した第１の実施形態と同じであるが、透光カバー４の厚さは、例えば、前面側の最厚部分で４ｍｍの厚さとし、背面側端部の厚さが０．８ｍｍとなるよう徐々に薄くしている。このように、透光カバー４の厚さを前面領域で厚く、側面あるいは背面側で徐々に薄くすることにより、前面側の透光カバー４の輝度が低く背面側で高くなるムラを生じるが、透光カバー４の形状で達成できる配光分布よりも、一層、背面側の光度を上げることができる。

　なお、第２の実施形態のように透光カバー４の透過率が部分的に異なる場合でも、第１の実施形態で説明した配光角拡大効果により、光源に対向する透光カバー４の透過率は６０％以下であることが望ましい。

　（第３の実施形態）
　図１４は、第３の実施形態に係る電球型の照明装置としてＬＥＤ電球１を示し、図１５は、第４の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置としてＬＥＤ蛍光灯１１の断面を示している。ＬＥＤ電球１は、中心軸に対して回転対象の形状を有し、ＬＥＤ蛍光灯１１は直線状に引き伸ばした棒状の立体形状、あるいは、円環状を有している。

　第３の実施形態によれば、透光カバー４は、開口端４ａよりも径あるいは幅の大きい最大径部４ｂあるいは最大幅部４ｂを有する膨らんだ形状に形成されている。また、透光カバー４は、最大径部４ｂあるいは最大幅部４ｂを境に、前面側と背面側の上下２つに分割され、前面側部分８ａおよび背面側部分８ｂの２つの部分で構成されている。これら前面側部分８ａおよび背面側部分８ｂは、最大径部４ｂあるいは最大幅部４ｂで互いに連結されているが、それぞれに同じ厚さで透過率の異なる材料で形成されている。背面側部分８ｂの透過率は、前面側部分８ａの透過率よりも高く設定されている。例えば、透光カバー４の前面側部分８ａは透過率５３％、背面側部分８ｂは透過率８６％に形成されている。

　このような構成においても、前述した第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。上記構成の場合、透光カバー４を構成する２部分８ａ，８ｂの境界で透光カバーの輝度ムラが生じる。このような輝度ムラを緩和するために、図１６に示すように、前面側部分８ａと背面側部分８ｂと境界９を、ＬＥＤ電球１の中心軸に対して斜めに形成し、２部分８ａ，８ｂをクサビ状に組み合わせてもよい。この場合、境界９において、前面側部分８ａおよび背面側部分８ｂが透光カバー４の径方向に重なって位置している。これにより、境界部分での見た目の輝度差を緩和し、輝度ムラを低減することが可能となる。

　図１７は、図１４に示したＬＥＤ電球１において、透光カバー４の背面側部分８ｂの透過率を各種変えたときの電球１の配光分布をそれぞれ示し、縦軸は光度、横軸は前面平坦部２ａの法線方向を０度とする方位角度である。この図から、配光分布としては、図１に示した均一透過率の透光カバー４（上５３％、下５３％）が最良であるが、側面方向に強い光度を出す特定用途では、第２および第３の実施形態で示した構成（上５３％、下８６％）（上５３％、下８９％）も有効であることがわかる。透光カバー４の上下部分で透過率を変えてもＬＥＤ電球１の配光分布を変えることができ、用途にあわせた配光分布を提供することができる。

　（第４の実施形態）　
　図１８は、第４の実施形態に係る電球型の照明装置としてＬＥＤ電球１を示している。ＬＥＤ電球１は、中心軸に対して回転対象の形状を有している。第４の実施形態に係るＬＥＤ電球１では、透光カバー４の上半部分（前面側部分）８ａを厚さ２．４ｍｍの半球形状とし、半球の下端円形部分から背面側に略円筒状で高さ約２０ｍｍの下半部分（背面側部分）８ｂを設けている。透光カバー４の下半部分８ｂは、その上端部は厚さ２．４ｍｍであるが、下方に向かって徐々に厚さが薄くなり、下端の開口端４ａでは厚さ０．８ｍｍに形成されている。

　透光カバー４の内面は、開口端４ａ側に向けて拡径するテーパ状に形成され、カバーの開口端４ａが最大内径を有している。ＬＥＤ電球１のその他の構成は前述した種々の実施形態と同一である。　
　このような構成によれば、透光カバー４を射出成型プロセスにて１部品で形成することができ、製造コストを低減することができる。

　図１９は、透光カバー４を構成する乳白樹脂材の透過率を変えたときの光度分布をレーダーチャートに示したものである。ＬＥＤ電球１の前面を上方向として各方位に向かう光度を示している。透過率は、透光カバー４の前面領域の厚さ２．４ｍｍの場合の透過率で示している。

　この図から、前面透過率で６０％以下の低透過率とすることで、急激に背面側への光度が強くなることが判る。本実施形態では、透光カバー４の形状が球から歪むため、側面方向の光度が強くなる分布となるが、射出成型によりグ透光カバー４を１部品として形成することができ、広配光と低コストを両立することができる。

　（第５の実施形態）
　図２０は、第５の実施形態に係るＬＥＤ蛍光灯１１を示している。前述した種々の実施形態に係る照明装置において、第８の実施形態に係る照明装置のように、ＬＥＤ基板５を基材２と兼用し、部品点数を削減してもよい。透光カバー４の最厚部が３ｍｍ以上になると、照明装置としての強度を透光カバー４で確保することが出来るため、強度的に透光カバーを基材として活用することができ、部品数削減が可能となる。

　前述した第１の実施形態ではＬＥＤ電球１あるいはＬＥＤ蛍光灯１１の構成を具体的に示したが、配光分布の効果は、膨らんだ形状、かつ、適切な範囲の透過率に設定された透光カバー４により発揮されるものであり、その他の構成は適時変形してもよい。

　（第６の実施形態）　
　図２１および図２２は、第６の実施形態に係る電球型の照明装置としてＬＥＤ電球１を示している。ＬＥＤ電球１は、中心軸に対して回転対象の形状を有している。第６の実施形態に係るＬＥＤ電球１の基本構成は第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態との違いは光源６が中心軸Ｃからｒ＝１４ｍｍだけ偏芯した周辺領域に配置されているところである。

　図２１、図２２に示すように、電球１は、例えば、ＬＥＤからなる複数の光源６を備え、これらの光源は、基材２の前面平坦部２ａ上において、中心軸Ｃを中心とする半径ｒ＝１４ｍｍの円上に互いに等間隔離間して配置されている。

　透光カバー４は、６０ｍｍの最大径部４ａをもつ膨らんだ形状で、厚さは１．５ｍｍ、透過率は５０％である。透光カバー４の最大径部４ｂと光源６が実装された前面平坦部２ａとの高さ方向（前面平坦部２ａに垂直な方向）の間隔は２０ｍｍ、前面平坦部２ａは４８ｍｍの最大径で、周辺で透光カバー４を支持している。

　このような構成とすることで、第１の実施形態のように光源６を基材２の中心に配置した構成に対して、効率は同等としつつ半値配光角を１７度拡大することができる。図２１の光線矢印は、光源６を周辺配置することによる半値配光角の拡大作用を模式的に説明したものである。光源６は、実装面である前面平坦部２ａの法線方向に最も強く光を放出するが、この最も強い法線方向の光は、光源６が偏芯しているために透光カバー４の傾斜した面に角度α（実施例では２９度）で入射する。透光カバー４は、入射した光を十分に反射散乱するように透過率６０％以下に設定されているため、透光カバー４から内外に反射散乱される２次光線（破線矢印）は、主方向がαだけ傾斜し、結果として配光を拡げる作用を発揮する。

　図２３は、図２１に示すＬＥＤ電球１において、光源６の偏芯量ｒを０～２１ｍｍに変えて、対向する透光カバー４と入射光との角度αを０～４７度に変動させたときの、半値配光角２θ・１／２、および効率の変動を示したものである。この図から、角度αが１６度を超えるあたりから急激に配光が拡がり、かつ、効率に殆ど影響しないことが判る。

　図２４は、光源６を中心軸Ｃから７ｍｍ（角度αで１４度）偏心した位置に配置したときの配光拡大作用と透光カバー４の透過率の関係を示したものである。縦軸のΔ２θ・１／２とΔ効率は、光源６をｒ＝７ｍｍ偏芯させたときの２θ・１／２および効率から、光源６を中央配置させたときの２θ・１／２および効率を差し引いたものである。

　図より、光源偏芯による２θ・１／２増大効果は、透光カバー４の透過率が６０％以下で顕著となることがわかる。これは、透過率が高いと光源６から出た光がそのまま透光カバー４をすり抜けてしまう割合が多くなるためである。よって、光源６は、極力透光カバー４に近くなるように配置して、光源６から出射された光が透光カバー４に斜めに入射するようにするとともに、透光カバー４は６０％以下の透過率として、光源６からの光を十分に反射拡散させることが望ましい。

　第６の実施形態では、光源６の配置と透光カバー４の透過率を設計的に変えているだけであり、簡単な構成で、生産上のコスト上昇を招くことなく配光分布を拡げることができる。第６の実施形態では、ＬＥＤ電球１としての見栄えを考慮して、透過カバー４を均一透過率で球状に構成しているが、本電球１は、光源６から出射され強い指向性を有する光を、対向する透光カバーの傾斜面に入射させることで側面方向へ偏向させるものであり、詳細な光源実装構造、透光カバー形状、材質、基材形状はこの形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。

　図２５、図２６は、第２の実施形態に係る蛍光灯型の照明装置としてＬＥＤ蛍光灯１１を示している。ＬＥＤ蛍光灯１１の基本的な構成は第１の実施形態のＬＥＤ蛍光灯と同じであるが、光源６を２列に配置し、透光カバー４に近づけた位置に配置している。すなわち、板状の基材２は、透光カバー４の中心から７．７５ｍｍ外側に設置されている。光源６は、中心軸Ｃから偏芯した周辺領域に配置しており、その配置は幅１６ｍｍの前面平坦部２ａに対して中心軸Ｃからｒ＝６．５ｍｍ離れた位置に２列に並べている。透光カバー４は、Φ２５で厚さ１．０ｍｍの球状の乳白樹脂で形成され、その透過率は５０％と低く設定されている。

　　このような構成によれば、半値配光角を２４１度に拡げることができ、第１の実施形態のように１列の光源配置に対して相対的に１４度拡げることができる。図２７は、図２５に示したＬＥＤ蛍光灯１１において、光源６の偏芯量ｒを変えて、対向する透光カバー４と入射光との角度αを０～３４度に変動させたときの、光度が半減する角度範囲：２θ・１／２、および効率の変動を検証したものである。

　図より、αが１６度を超えるあたりから急激に２θ・１／２が増大し（光源６を中央配置した場合と比べて５度以上向上）、かつ、効率に殆ど影響しないことが判る。　
　以上詳述した各実施形態によれば、側面あるいは背面方向まで光を照射させることができるとともに安価に製造することが可能な照明装置を提供することができる。　
　本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

　１…ＬＥＤ電球、２…基材、２ａ…前面平坦部、３…口金、４…透光カバー、
　４ａ…開口端（背面側端部）、４ｂ…最大径部、最大幅部、５…ＬＥＤ基板、
　６…光源、７…駆動回路、８ａ…前面側部分（上半部分）、
　８ｂ…背面側部分（下半部分）、９…境界

Claims

　基材と、可視光線を放出する光源と、前記光源の少なくとも前面を覆い、前記光源から放出された光を外部に放出する透光領域を有する透光カバーと、を備え、
　前記光源は、前記基材の前面平坦部に配置され、前記光源から放出される光の光度は、前記前面平坦部の法線方向で強く、背面側で零となる指向性を有し、
　前記透光カバーは、前記光源の配置された高さより高い位置に最大径をもつ膨らんだ形状であり、前記光源と対向する領域の透過率が６０％以下である照明装置。
　前記透光カバーの平均した透過率が４０％以上である請求項１に記載の照明装置。
　前記光源の法線方向と、前記光源の法線が交差する前記透光カバーの面法線方向がなす角度をαとするとき、角度αが１６度以上となるように前記光源が中心軸から偏芯して配置されている請求項２に記載の照明装置。
　前記透光領域は、背面側から見た前記透光領域の面積が背面側から見た照明装置の面積に対して２０％以上である請求項１に記載の照明装置。
　前記光源の法線方向と、前記光源の法線が交差する前記透光カバーの面法線方向がなす角度をαとするとき、角度αが１６度以上となるように前記光源が中心軸から偏芯して配置されている請求項１に記載の照明装置。
　前記透光カバーは、前記透光領域の前記光源に対向する部分の透過率よりも、前記透光領域の背面側端部分の透過率のほうが高い請求項１に記載の照明装置。
　前記透光カバーは略一定の透過率の材料で形成され、前記透光領域の前記光源に対向する部分の前記透光カバーの厚さよりも、前記透光領域の背面側端部分の前記透光カバーの厚さの方が薄く形成されている請求項６に記載の照明装置。
　前記透光カバーが透過率の異なる複数の材料で形成され、前記透光領域の前記光源に対向する部分の材料透過率よりも、前記透光領域の背面側端部分の材料透過率の方が高くなっている請求項６に記載の照明装置。
　前記透光カバーは、最大径部から背面側に延びる背面側領域を有し、前記背面側領域の内径は、前記透孔カバーの開口端で最大となる電球型である請求項１に記載の照明装置。
　白熱電球を模擬したＬＥＤ光源を有する電球型の照明装置である請求項１ないし８のいずれか１項に記載の照明装置。
　蛍光灯を模擬したＬＥＤ光源を有する蛍光灯型の照明装置である請求項１ないし８のいずれか１項に記載の照明装置。