| 【発明の名称】 |
ＬＥＤ照明装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山 本 豊
【氏名】柚 木 篤
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| 【要約】 |
【課題】少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子を使用して、棒状の照明表示用セグメントとしての利用と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棒状導光体と、この棒状導光体の上円下方形状端面に位置し、前記棒状導光体の上円下方形状端面から内部に光を放射するように配置された、少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子とを備えたＬＥＤ照明装置において、棒状導光体に、その軸心に対して適当な角度でフラットな傾斜面を形成し、この傾斜面から軸方向に向かって延びる多数の横断溝を形成し、各横断面の底部には、上円下方形状端面から照射された平行光線を、棒状導光体の軸心に直交する上円方向に反射する反射面を有することを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 透光性材料からなる棒状導光体と、前記棒状導光体の一端に配置されて前記棒状導光体内に光を放出する少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子とから構成され、棒状導光体の長手方向に沿って光導出部が設けられているＬＥＤ照明装置において、前記棒状導光体は、前記少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子からの光の方向に対して傾斜した状態で、前記導光体の長手方向に向けて延びる平面に光反射部を構成しており、該光反射部に対向する前記光導出部は、前記平面に対向する円周面を備えており、光反射部は、前記少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子からの光を前記円周面に向けて反射するための反射面を持った横断溝を前記長手方向に所要間隔で、形成したものであることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】 前記導光体は、その横断面が、前記平面と円周面とを含む方円形状であ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】 前記横断溝は、前記少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子が放射する光線が前記棒状導光体の前記円周面に向けて反射する反射面を、底面部に形成し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。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子を光源とする、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、光放出面から光が拡散せずに放出される、所謂、平行光線を出す。そのため、従来、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。
【０００３】特に、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消去のような、光源装置に組み込ませたものもある。この公知の光源装置では、一端にＬＥＤからの光を取り込む光源光取込部が、他端に反射面がそれぞれ設けられた円柱状の透明部材に、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が用いられる。
【０００４】
【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、広域に対する照明効果を得る構造には不向きである。
【０００５】本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子を光源とするが、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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するため、以下のような構成にする。即ち、請求項１に記載の発明は、透光性材料からなる棒状導光体と、前記棒状導光体の一端に配置されて前記棒状導光体内に光を放出する少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子とから構成され、棒状導光体の長手方向に沿って光導出部が設けられているＬＥＤ照明装置において、前記棒状導光体は、前記少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子からの光の方向に対して傾斜した状態で、前記導光体の長手方向に向けて延びる平面に光反射部を構成しており、該光反射部に対向する前記光導出部は、前記平面に対向する円周面を備えており、光反射部は、前記少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子からの光を前記円周面に向けて反射するための反射面を持った横断溝を前記長手方向に所要間隔で、形成したものであることを特徴とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、前記発明において、前記導光体の横断面が、前記平面と円周面とを含む方円形状であることを特徴とする。更に、請求項３に記載の発明は、前記発明において、前記横断溝が、前記少なくとも１つのダイオードからなるＬＥＤ素子が放射する光線が前記棒状導光体の前記円周面に向けて反射する反射面を、底面部に形成していることを特徴とする。
【０００８】
【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は棒状導光体、２は棒状導光体１の一端に接して設けられたＬＥＤ（発光ダイオード１つのダイオードからなる発光ダイオード）を示す。このＬＥＤ２は、透明な樹脂でモールドされ、２本のリード線１２を介して、外部電源に接続されるものである。ＬＥＤ２は、その発光光軸が棒状導光体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ＧａＡｓＸＰ１−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。一方、棒状導光体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もので、ＬＥＤ２からの光の方向に対して傾斜した状態で、導光体１の長手方向に向けて延びる平面に光反射部を構成しており、該光反射部に対向する前記光導出部は、前記平面に対向する円周面を備えており、光反射部は、ＬＥＤ２からの光を前記円周面に向けて反射するための反射面１１ａを持った、多数の横断溝１１を前記長手方向に所要間隔で、形成したものである。
【０００９】導光体１は、その長手方向について、一方の端の断面が上円下方形状で、他方の端の断面がほぼ半円形状である、所謂、全体として、方円形状の断面を備えたもので、両端間の長さの領域において、前述のように、前記平面に横断溝１１を形成している。また、ＬＥＤ２からの光を受ける反射面１１ａ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る。
【００１０】この横断溝１１は、図３（Ａ）に示すように、前記平面から棒状体１の長手方向と直交する方向に切り込みを形成し、その切り込みが浅く、底面が、例えば、Ｒの付いた反射曲面や４５度に傾斜する反射面１１ａとなるように構成したものや、（Ｂ）に示すように、溝の切り込みが深く、前記棒状体１の軸心近くに底面の反射面１１ａを配置し、軸心近くの照度の明るい光線を狙う構成のものもある。このような構成により、光反射部に対応する光導出部は、前記棒状体１の、前記平面を除く他の周面（主として、円周面）について機能し、これが全体の約１／２に亘る大きさとなる。なお、このような形状の横断溝は、レーザー加工や、射出成形などで製作すれば、容易にこの形状を得ることが可能である。
【００１１】各横断溝１１は、その間隔が棒状導光体１の長手方向に関して一定であるが、間隔を変える場合は、棒状導光体１の上円下方形状側の端面、すなわちＬＥＤ２に近い側の横断溝よりＬＥＤ２から離れるにしたがって、漸次小さくなるピッチで、配置されるように形成される。また、各横断溝１１の長さも、棒状導光体１の長手方向に関して一定になるように、棒状体１の断面形状を設定するとよい。
【００１２】このように構成されたＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤ２が直流電流の供給を受けて発光すると、ＬＥＤ２から出た光（平行光）は、棒状導光体１の上円下方形状の端面からその内部に入り、対向端面に向けて進行するが、その一部は横断溝１１底部の反射面１１ａに当たって反射し、光導出部の円周面を介して、棒状導光体１の外部に放射される。横断溝１１は、棒状導光体１の長さ方向において、適当な長さの範囲（この実施の形態では、ほぼ全長）に亘って形成されているので、この領域では、複数の横断溝１１の反射面１１ａからの光が、光導出部を介して外部に放射されることになる。（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ棒状導光体１のＸ−Ｘ’線とＹ−Ｙ’線における横断面図を示し、下方形状内の点線は横断溝１１の反射面１１ａを示し、ここで反射した光線は垂直上方に透過し外部に放射して行く。この実施の形態では、隣接する横断溝１１同士の間隔は、一定になるように設定されているので、棒状導光体１の長さ方向の全体に渡って均等な照度が得られる。
【００１３】図４は、本発明に係わる他の実施の形態を示す。この例では、複数のダイオードからなるＬＥＤ２２は棒状導光体１の上円下方形状の端部に設けられる。棒状導光体１のフラットな傾斜面に形成された横断溝１１は、その底部の反射面１１ａにおいて、前記複数のダイオードのＬＥＤ２２からの平行光線を反射して、棒状導光体１の軸心と直角の周面方向に光を放射するのは、前記１つのダイオードからなるＬＥＤ２と同様であるが，この場合には、横断溝１１の反射面が同一平面上にある図２の例と比較して、該横断溝１１の反射面１１ａで反射する光の照度が前記１つのダイオードからなるＬＥＤ２と比較して、該ＬＥＤ２２は複数のダイオードからなるので、ダイオードの個数倍の明るさになり、自動車道での表示板では、遠方からドライバーに指示する場合には向いている。
【００１４】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。
（１）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不要な商品を実現できる。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、公共電力源から離れた、林道などの照明としても活用できる。
（２）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。
（３）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も可能である。
（４）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。
（５）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。
（６）学習用電気スタンドなどに応用すれば、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。
（７）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。
【００１５】
【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、透光性材料からなる棒状導光体と、前記棒状導光体の一端に配置されて前記棒状導光体内に光を放出するＬＥＤとから構成され、棒状導光体の長手方向に沿って光導出部が設けられているＬＥＤ照明装置において、前記棒状導光体は、前記ＬＥＤからの光の方向に対して傾斜した状態で、前記導光体の長手方向に向けて延びる平面に光反射部を構成しており、該光反射部に対向する前記光導出部は、前記平面に対向する円周面を備えており、光反射部は、前記ＬＥＤからの光を前記円周面に向けて反射するための反射面を持った横断溝を前記長手方向に所要間隔で、形成したものであることを特徴とする。従って、点光源に近いＬＥＤからの光を、棒状導光体の長手方向に関して、これを所望の角度範囲で放射させることが可能である。これにより、一般の照明用光源と同様に、広範囲の照明が可能となり、しかも、一般光源に対して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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９３１６３１９５
【氏名又は名称】株式会社エステック
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| 【出願日】 |
平成１３年５月２２日（２００１．５．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９３３９９
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬谷 徹 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３５２６０３（Ｐ２００２−３５２６０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月６日（２００２．１２．６） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１５２４７８（Ｐ２００１−１５２４７８） |
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