ＬＥＤ照明装置

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【発明の名称】	ＬＥＤ照明装置
【発明者】	【氏名】山本豊
【要約】	【課題】点光源に近いＬＥＤを使用して、広い角度範囲を照射できるＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】透光性材料からなる円柱状の導光体と、この導光体の少なくとも一方の端面に位置し、前記導光体の内部に光を放射するように配置されたＬＥＤとを備えたＬＥＤ照明装置において、導光体の周面に、軸方向に沿って適当間隔で配置された、方形の横断面を有する複数の溝を形成したことを特徴とする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】透光性材料からなる円柱状の導光体と、この導光体の少なくとも一方の端面に位置し、前記導光体の内部に光を放射するように配置されたＬＥＤとを備え、前記導光体は、その周面に、軸方向に沿って適当間隔で配置された、方形の横断面を有する複数の溝を有していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】前記溝が、前記ＬＥＤが配置されている端面から適当な長さの範囲内のみに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】前記溝の間隔が、前記ＬＥＤが配置されている端面に近い部分では広く、前記端面から離れるにしたがって順次に狭くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤを光源とする、発光面積の広いＬＥＤ照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＥＤは、その特性上、光が拡散せずにスポット（点）で光る。そのため、従来は、ＬＥＤが使われる用途として、表示器やパイロットランプなど、ＬＥＤ自体の点灯で何かを表示し、その意味を認識させるという使い方が主であった。ＬＥＤの他の利用形態として、特開平９－１６３０８０号公報に記載されているように、ファクシミリの原稿読取り、あるいはＰＰＣ複写機における感光ドラム上の潜像の消去のような線光源装置に組み込まれて使用されることもある。この公知の線光源装置では、一端に光源光取込部が、他端に反射面が設けられた円筒状の透明部材に、二等辺三角形状のローレットカットによりレンズを形成した構造を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公報に記載された光源装置は、所定の一方向に幅が広くこれと直交する方向には幅が狭い略線状の照射光を生じるものであって、その利用形態は、ファクシミリの原稿読取り等の特殊なものに限られ、通常のランプのような照明効果を得るのには不向きである。
【０００４】本発明は、ＬＥＤを光源とする従来の光源装置とは異なり、広い範囲に光を照射することができるように改良したＬＥＤ照明装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、透光性材料からなる円柱状の導光体と、この導光体の少なくとも一方の端面に位置し、前記導光体の内部に光を放射するように配置されたＬＥＤとを備え、前記導光体は、その周面に、軸方向に沿って適当間隔で配置された、方形の横断面を有する複数の溝を有していることを特徴とする。請求項２に記載の発明は、前記溝が、前記ＬＥＤが配置されている端面から適当な長さの範囲内のみに設けられていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、前記溝の間隔が、前記ＬＥＤが配置されている端面に近い部分では広く、前記端面から離れるにしたがって順次に狭くなっていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１において、符号１は円柱状の導光体、２は導光体１の両端面に接して設けられたＬＥＤを示す。このＬＥＤ２は、発光ダイオードを透明な樹脂でモールドし、発光ダイオードの２本のリード線１２を外部に引き出した構造を有する、通常のＬＥＤである。各ＬＥＤ２は、その発光光軸が円柱状の導光体１の軸心と一致するように配置され、図示しない保持機構によってその位置に固定されている。ＬＥＤ２としては、ガリウム‐リンＧａＰ系の緑色ないし赤色ＬＥＤ、ガリウム‐ヒ素‐リンＧａＡｓ_ＸＰ_１－Ｘ系の赤色ＬＥＤ等の任意のＬＥＤを使用できるが、この実施の形態において使用されたＬＥＤ２は、直径５mmの超高輝度白色ＬＥＤである。
【０００７】一方、導光体１は、図２に示すように、良好な透光性を有する合成樹脂、例えば硬質アクリル樹脂で構成された円柱体の形態を有するものである。そしてその周面には、一方の端面から適当な長さの領域において、多数の溝１１が形成されている。また、ＬＥＤ２に対面する端面は、この面での光の乱反射あるいは屈折を防止するために、できるだけ平滑に仕上げられていることが望ましい。この溝１１は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、直方形の横断面を有し、導光体１の軸心に垂直な平面に沿って、その周面の約１／２に渡って延びている。このような形状の溝は、レーザー加工によって容易に形成することが可能である。
【０００８】各溝１１の間隔は、導光体１の軸方向に関して一定であってもよいが、好ましくは、導光体１の端面、すなわちＬＥＤ２に近い側で最も広く、ＬＥＤ２から離れるにしたがって順次に狭くなるように配置される。また各溝１１の、導光体１の円周方向における長さも、導光体１の端面、すなわちＬＥＤ２に近い側で最も長く、ＬＥＤ２から離れるにしたがって順次に短くなるように設定されている。
【０００９】このように構成されたＬＥＤ照明装置において、各ＬＥＤ２が直流電流の供給を受けて発光すると、ＬＥＤ２から出た光は導光体１の端面からその内部に入り、対向端に向けて進行するが、その一部は溝１１の側面に当たって屈折し、導光体１の外部に放射される。溝１１は、導光体１の長さ方向において適当な長さの範囲に渡って形成されているので、この領域では複数の溝１１からの光が外部に放射されることになる。また、隣接する溝１１同士の間隔は、ＬＥＤ２に近い部分では広く、遠ざかるにしたがって狭くなるように設定されているので、ＬＥＤ２からの光の光量が多い位置では溝１１による光の屈折は少ないが、ＬＥＤ２から離れて光量が低下するにしたがって溝１１の数が多くなっているために、導光体１の長さ方向の全体に渡って均等な照度が得られる。
【００１０】なお、上記の実施の形態では、溝１１は円柱体の導光体１の周面の約１／２の長さで形成されているので、導光体１からの光で照明されるのは、導光体１の軸心を中心とする３６０度の範囲の約１／２であるが、溝１１を導光体１の全周面に渡って延びるように環状に形成した場合には、全方位に光を照射することが可能である。
【００１１】図４は、本発明の他の実施の形態を示す。この例では、ＬＥＤ２は導光体１の一方の端部のみに設けられ、導光体１の周面に形成された溝１１も、ＬＥＤ２が設けられている側の端部のみから適当な範囲に設けられているだけである。この構成のＬＥＤ照明装置は、照明すべき範囲が比較的狭い用途に適している。以上のように本発明のＬＥＤ照明装置は、熱の発生がなく、しかも低電圧、低電流で比較的高い照度が得られるので、下記のような用途に有利に使用できる。
【００１２】■ 看板・道路標識などの屋外照明に利用すれば、電球交換も必要ないので、設置するだけであとのメンテナンスもいらない商品を実現できる。またソーラーパネルと組み合わせれば電源が不要であり、省電力照明として地球環境に配慮した照明となるとともに、電源の無い林道などの照明としても活用できる。
■ 熱を発生しないので、冷蔵庫、冷凍庫の中の光源として利用できる。また冷陰極管のように温度が下がると暗くなるということもない。
■ ディスプレイ用飲食店のカウンターなどに埋め込み、ディスプレイ用として使用する。電球交換などの必要が無いため、自由にどこへでも埋め込むことができる。この場合は、赤・緑など他の色との併用でもよい。
■ 施設用照明フットライトや階段などの誘導灯や、非常灯などに利用すれば停電時などでも予備電源で長時間の点灯が可能である。
■ 長寿命でメンテナンスが必要ないため、建造物などに埋め込むこともできる。
■ 学習用電気スタンドなどに応用すれは、螢光灯のようなちらつきが無いため、目にやさしく、近視になりにくい。
■ 認識灯小型・軽量などの特長を生かし、たとえばダイビング機材に組み込んでナイトダイビング時の認識用、あるいは夜間ジョギング用の認識灯などへの応用が可能である。
【００１３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明のＬＥＤ照明装置は、周面の適当な箇所に溝を設けた円柱状の導光体の少なくとも一方の端面に対向してＬＥＤを設けたので、点光源に近いＬＥＤからの光を、導光体の軸方向の複数の箇所で屈折させ、これを所望の角度範囲内に放射させることが可能である。これにより、他の光源に対してＬＥＤが有している優位性を最大限に発揮することができる。

【出願人】	【識別番号】５９３１６３１９５【氏名又は名称】株式会社エステック
【出願日】	平成１３年２月１４日（２００１．２．１４）
【代理人】	【識別番号】１０００９３３９９【弁理士】【氏名又は名称】瀬谷徹（外２名）
【公開番号】	特開２００２－２４５８０６（Ｐ２００２－２４５８０６Ａ）
【公開日】	平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【出願番号】	特願２００１－３７２８１（Ｐ２００１－３７２８１）