リング状ＬＥＤ照明装置

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【発明の名称】	リング状ＬＥＤ照明装置
【発明者】	【氏名】植木公夫【氏名】後藤真一
【要約】	【課題】照明領域を均一にむらなく全体的に照明でき、ＬＥＤ発熱に起因する照度変動も抑制可能なリング状ＬＥＤ照明装置を提案すること。【解決手段】リング状ＬＥＤ照明装置１は、ほぼ半円形断面のリング状拡散板３を備え、このリング状拡散板３の内周面３３に対して、リング状に蜜な状態で隙間無く配列したＬＥＤ６からの光が直接に照射される。ＬＥＤ６が実装されているＬＥＤ基板５は熱伝導性のよいアルミニウム製のリング状本体板２の表面に密着状態で取り付けられている。半円形断面のリング状拡散板の外周曲面の全体が発光体として機能して全方向に光を放出するので、照明対象領域の全体をむらなく均一に照明できる。ＬＥＤ６の発熱はＬＥＤ基板５からアルミニウム製のリング状本体板２を介して外部に効率良く放出されるので、ＬＥＤ６が過熱することに起因した照度変動も抑制できる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】リング状発光源と、ほぼ半円形の断面形状をしたリング状拡散板とを有し、前記リング状発光源はリング状に配列した複数個のＬＥＤを備えており、前記リング状拡散板は、その湾曲状内周面に前記リング状発光源からの光が直接に照射するように配置されていることを特徴とするリング状ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】請求項１において、前記リング状発光源はリング状ＬＥＤ基板を備え、このリング状ＬＥＤ基板の表面に、前記ＬＥＤが所定の間隔で、半径方向および円周方向に配列されていることを特徴とするリング状ＬＥＤ照明装置。
【請求項３】請求項１または２において、放熱性のリング状本体板を有し、前記リング状ＬＥＤ基板はその裏面に導電性パターンが除去された露出部分を備え、この露出部分が前記リング状本体板に密着した状態で、前記リング状ＬＥＤ基板は当該リング状本体板に取り付けられていることを特徴とするリング状ＬＥＤ照明装置。
【請求項４】請求項３において、前記リング状本体板は、前記リング状ＬＥＤ基板が取り付けられているリング状端板部分と、このリング状端板部分の内周縁および外周縁部分から垂直に起立している内周側板部分および外周側板部分とを備えており、これら内周側板部分および外周側板部分のリング状先端面に、前記リング状拡散板の内周縁部分および外周縁部分が取り付けられていることを特徴とするリング状ＬＥＤ照明装置。
【請求項５】請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、前記リング状拡散板は乳白色をしたアクリル樹脂成形品であることを特徴とするリング状ＬＥＤ照明装置。
【請求項６】請求項３ないし５のうちのいずれかの項において、前記リング状本体板はアルミニウム製であることを特徴とするリング状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、画像処理装置などにおける対象物を照明するためのリング状ＬＥＤ照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】画像処理装置などの照明光源として使用されているリング状照明装置には、代表的なものとして、リング型蛍光灯および、ＬＥＤを環状に配置し対象物との間に平板状の拡散板を取り付けた構成の照明装置が知られている。
【０００３】ここで、リング型蛍光灯による照明では、蛍光管の全周からすべての方向に光が放出されるので、画像処理の対象物のみならず、対象物の周囲をまんべんなく明るくすることができる。このため、対象物の一部に光が集中しないので、対象物の全景を撮像できる。また、ガラス管内周面に塗布されている蛍光粉体により、光の拡散効果が高く、均一な照明効果が得られる。
【０００４】しかしながら、リング型蛍光灯は次のような欠点がある。まず、リング状の蛍光管の内部に電極を配置するために、蛍光管の円周方向の一部に光の発生しない暗部が必ず発生する。このために、対象物が部分的に暗くなり、画像処理上都合の悪い場合がある。また、寿命が短いという問題点がある。さらに、蛍光管はガラス製であるので、振動に弱く、壊れやすいという欠点がある。さらにまた、対象物に合わせて光の波長をコントロールできないという欠点もある。
【０００５】これに対して、環状に配置したＬＥＤからなる照明の場合には、寿命が長く、メンテナンスフリーであり、耐震性が高く、壊れにくく、しかも、ＬＥＤの配列を工夫することで蛍光管のような暗部の発生を回避できるという利点がある。さらには、対象物に合わせて、ＬＥＤの発光色（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ）を選択でき、最適な波長で対象物に光を照射できるという利点がある。これに加えて、ＬＥＤの光は単波長であり指向性が高く、対象物に対して、局所的に光を照射できるという利点もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の環状のＬＥＤ照明装置には次のような解決すべき課題がある。まず、ＬＥＤ照明装置では光源が複数のＬＥＤの集合体であるので、輝度むらが起きる。この輝度むらを補間するために平板状の拡散板を用いているが、ＬＥＤは指向性があるので、局所照明となってしまう。このため、対象物が存在している空間全体を均一に明るく照明することができない。
【０００７】また、蛍光灯ほどではないにしても、発熱により照度が変動するので、継続使用した場合に照度を一定に保持することが困難になる。
【０００８】さらに、高輝度ＬＥＤは単価が高いので、廉価なリング状ＬＥＤ照明装置を製造することが困難である。
【０００９】本発明の課題は、このような点に鑑みて、従来のリング型蛍光灯およびリング状のＬＥＤ照明装置のそれぞれの利点を併せ持ったリング状ＬＥＤ照明装置を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、本発明のリング状ＬＥＤ照明装置は、リング状発光源と、ほぼ半円形の断面形状をしたリング状拡散板とを有し、前記リング状発光源はリング状に配列した複数個のＬＥＤとを備えており、前記リング状拡散板は、その湾曲状内周面に前記リング状発光源からの光が直接に照射するように配置されていることを特徴としている。
【００１１】本発明では、拡散板としてほぼ半円形の断面形状をしたものを用いると共に、この内周面に直接にＬＥＤからの光を照射しているので、各ＬＥＤの輝度むらを補間できると共にＬＥＤの指向性を抑制することができる。よって、照明対象の空間を全体として均一に照明できる。
【００１２】ここで、前記リング状発光源はリング状ＬＥＤ基板を備え、このリング状ＬＥＤ基板の表面に、前記ＬＥＤが所定の間隔で、半径方向および円周方向に配列された構成を採用すれば、従来の蛍光灯を用いたリング状照明装置のような蛍光灯電極部分に発生するような暗部が生ずることを回避できる。
【００１３】また、放熱性のリング状本体板を有し、前記リング状ＬＥＤ基板の裏面に導電性パターンを除去した露出部分を形成し、この露出部分が前記リング状本体板に密着した状態となるようにリング状ＬＥＤ基板を前記リング状本体板に取り付けた構成を採用すれば、ＬＥＤの発熱を当該リング状本体板を介して外部に効率良く放出できる。この結果、ＬＥＤの発熱に起因するＬＥＤ自体の照度むらの発生を抑制することができる。
【００１４】本発明において、前記リング状拡散板を乳白色をしたアクリル樹脂成形品とすることができる。また、前記リング状本体板をアルミニウム製とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を適用したリング状ＬＥＤ照明装置の実施例を説明する。
【００１６】図１は本例のリング状ＬＥＤ照明装置の側面図および正面図である。この図に示すように、本例のリング状ＬＥＤ照明装置１は、リング状本体板２と、ここに取り付けられたリング状拡散板３とを有し、リング状本体板２の外周面からは給電用ケーブル４が引き出されている。リング状本体板２は放熱性の高いアルミニウム製であり、リング状拡散板３は乳白色のアクリル樹脂成形品である。
【００１７】図２はリング状ＬＥＤ照明装置１のＡ－Ａ’線で切断した部分の断面図である。この図から分かるように、リング状本体板２は、リング状端板部分２１と、この表面２２の内外周縁から僅かに内側に入った位置から垂直に起立している内周側板部分２３および外周側板部分２４とを備えた断面形状をしている。これら側板部分２３、２４の間の表面２２の部分にリング状ＬＥＤ基板５が密着状態で取り付けられており、このリング状ＬＥＤ基板５の表面に多数個のＬＥＤ６が実装されている。
【００１８】リング状本体板２の内周側板部分２３および外周側板部分２４の内側および外側には、ビス７によってリング状内カバー８およびリング状外カバー９がそれぞれ固定されている。ビスなどの締結金具を用いる代わりに、一方の側に雄ねじ部を形成し、他方の側に雌ねじ部を形成しておき、ねじ込み式により、リング状本体板２に対してリング状内カバー８およびリング状外カバー９を固定するようにしてもよいことは勿論である。
【００１９】本例では、リング状内カバー８の先端には半径方向の外方に僅かに突出したリング状フランジ８１が形成されており、リング状外フランジ９の先端にも半径方向の内方に僅かに突出したリング状フランジ９１が形成されている。リング状拡散板３の内周縁部分３１および外周縁部分３２は、それぞれ、内周側板部分２３の先端面２３ａとリング状フランジ８１の間、および、外周側板部分２４の先端面２４ａとリング状フランジ９１の間に挟み込まれ、これによって、リング状拡散板３がリング状本体板２の側に取り付け固定されている。
【００２０】なお、リング状拡散板をリング状本体板２に取り付ける構造もねじ込み式とすることも可能である。
【００２１】図３は、リング状拡散板３を示す平面図、側面図および断面図である。本例のリング状拡散板３は、円筒断面の管を半割り状態にした断面形状をしている。すなわち、ほぼ半円形の断面形状をしている。この形状のリング状拡散板３は、例えば、半透明の乳白色のアクリル平板を真空成形することにより得ることができ、この場合には、約１００℃の耐熱性が得られる。また、リング状拡散板３の湾曲内周面３３には表面処理を施して粗面として拡散効果を高めることが望ましい。
【００２２】次に、図４はリング状ＬＥＤ基板５に実装されたＬＥＤ６の配列状態を示す説明図である。この図に示すように、多数個のＬＥＤ６が円周方向に向けて同心円状に一定の間隔で密な状態で３列形成されている。図において最も外側の列は回路抵抗８の列である。このようにＬＥＤ６を配列することにより、リング状拡散板３のリング状内周面３３の全体にＬＥＤからの出射光を均一に照射できるので、部分的に暗部が発生することがない。
【００２３】ここで、本例では、リング状ＬＥＤ基板５の裏面５２、すなわち、ＬＥＤ実装面５１（図２参照）の反対側の面から、導電性のパターンを排除した構成としてある。そして、露出した状態のリング状ＬＥＤ基板の裏面５２を熱伝導性の高いアルミニウム製のリング状本体板２の表面２１に密着状態に取り付け、ＬＥＤ６で発生した熱をＬＥＤ基板５からアルミニウム製のリング状本体板２に効率良く伝達し、当該リング状本体板２から外部に放出できるようにしている。
【００２４】このように構成した本例のリング状ＬＥＤ照明装置１では、図５（ａ）に示すように、半円形断面のリング状拡散板３の内周面３３に隙間無く密に配列されている複数個のＬＥＤ６からの光が直接照射する。この結果、リング状拡散板３によって各ＬＥＤの光の輝度むらが補間されると共に、拡散板そのものを発光体の状態とすることができる。この発光体は図に示すように半円形の外周曲面を備えているので、照明方向（図における下側）の全方向に対して均一に光を放射することができる。
【００２５】また、上記のように、多数個のＬＥＤ６をリング状に隙間無く密に配列してあるので、リング状拡散板の内周面全体にＬＥＤ光を照射できるので、蛍光灯電極部分に発生するような光源暗部が生ずることを回避できる。
【００２６】次に、発熱源であるＬＥＤ６は、自身の発熱により照度が安定しない特性を持っており、本例ではリング状本体板２、そこに取り付けたリング状ＬＥＤ基板５およびリング状拡散板３によってＬＥＤ６が密封された構造となっている。従って、内部空間の温度が上昇して、発光源であるＬＥＤ６の照度を一定に保持することが困難になるおそれがある。
【００２７】しかしながら、本例では上記のようにリング状ＬＥＤ基板５の裏面を露出させて、これを直接に熱伝導性の高いアルミニウム製の本体板２に密着させる構成を採用している。従って、図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ６で発生した熱は、ＬＥＤ基板５から本体板２を通り、外部に効率良く放出される。従って、ＬＥＤ６の照度を一定に保持することが容易になる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のリング状ＬＥＤ照明装置では、従来のリング状ＬＥＤ照明装置の欠点を解消して、照明領域を均一にむらなく全体的に照明することができ、また、ＬＥＤの発熱を効率良く外部に放出できるのでＬＥＤの照度変動を抑制することができる。また、全体として従来に比べて廉価な照明装置を実現できる。

【出願人】	【識別番号】５００１８４６２６【氏名又は名称】株式会社アルゴル
【出願日】	平成１３年６月５日（２００１．６．５）
【代理人】	【識別番号】１０００９０１７０【弁理士】【氏名又は名称】横沢志郎
【公開番号】	特開２００２－３６７４０６（Ｐ２００２－３６７４０６Ａ）
【公開日】	平成１４年１２月２０日（２００２．１２．２０）
【出願番号】	特願２００１－１６９３１６（Ｐ２００１－１６９３１６）