照明装置および照明器具
【課題】光を適切に拡散させることが可能な照明装置および照明器具を提供する。
【解決手段】照明装置１０は、透光性のカバー部材１１、光源体１２、光拡散部材１３を具備する。光源体１２は、固体発光素子を有する発光部１２ｂが設けられ、カバー部材内に配設される。光拡散部材１３は、前記カバー部材よりも全光線透過率が高く、分散度が５〜３５％で構成され、前記カバー部材内で前記光源体の発光部側に配設される。
【解決手段】照明装置１０は、透光性のカバー部材１１、光源体１２、光拡散部材１３を具備する。光源体１２は、固体発光素子を有する発光部１２ｂが設けられ、カバー部材内に配設される。光拡散部材１３は、前記カバー部材よりも全光線透過率が高く、分散度が５〜３５％で構成され、前記カバー部材内で前記光源体の発光部側に配設される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光ダイオード等の固体発光素子を光源とする照明装置および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィラメント電球や蛍光ランプに代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない固体発光素子である発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称する）を光源として採用したＬＥＤランプ等の照明装置が商品化されている。これら照明装置においては、屋内外の照明器具に広く使用されている直管形の蛍光ランプに代えて使用することが可能な直管状をなすＬＥＤランプや灯具等の照明装置が提案され商品化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７７７０２号公報
【特許文献２】特開２０１１−０２９０５１号公報
【特許文献３】特開２００９−２６６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤは点光源であるため、直管形の蛍光ランプ形状に適合させて光源を配置すると、高輝度に光る輝点が直線状に並び眩しさを感じるため、ＬＥＤから放射される光を如何に適切に拡散させるかが重要な課題となっている。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、光を適切に拡散させることが可能な照明装置および照明器具を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態における照明装置は、透光性のカバー部材、光源体、光拡散部材を具備する。光源体は、固体発光素子を有する発光部が設けられ、カバー部材内に配設される。光拡散部材は、前記カバー部材よりも全光線透過率が高く、分散度が５〜３５％で構成され、前記カバー部材内で前記光源体の発光部側に配設される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光を適切に拡散させることが可能な照明装置および照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る照明装置を分解し、一部を切り欠いて示す斜視図。
【図２】同じく照明装置を示し、（ａ）は口金を外した状態で示す端面図、（ｂ）はカバー部材から光源体および放熱部材を引き出した状態を示す斜視図。
【図３】同じく照明装置の作用を示す図で、（ａ）は実施形態に係るＬＥＤ光源と母材の構成および作用を模式的に示す図、（ｂ）はＬＥＤ光源と従来の母材の構成および作用を模式的に示す図。
【図４】同じく照明装置の変形例を示し、（ａ）は第１の変形例を、口金を外した状態で示す端面図、（ｂ）は第２の変形例を、口金を外した状態で示す端面図。
【図５】同じく照明装置の変形例を示し、（ａ）は第３の変形例を、口金を外した状態で示す端面図、（ｂ）は第４の変形例を、口金を外した状態で示す端面図（ｃ）は第５の変形例を、口金を外した状態で示す断面斜視図。
【図６】同じく実施形態における照明装置を装着した照明器具を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、照明装置および照明器具の実施形態につき、図に従い説明する。
【００１０】
先ず、照明装置につき説明する。本実施形態の照明装置１０は、現行４０Ｗタイプの直管形蛍光ランプに相当する全長が約１２００ｍｍの直管形ＬＥＤランプを構成するもので、図１に示すように、透光性のカバー部材１１と、固体発光素子を有する発光部、例えば、ＬＥＤ１２ｂが設けられカバー部材１１内に配設される光源体１２と、前記カバー部材１１内で前記光源体１２の発光部側に配設される光拡散部材１３で構成する。
【００１１】
カバー部材１１は、図１、図２に示すように、厚さが１．０ｍｍ以下、分散度が５〜３５％で、全光線透過率が７０〜９５％のプラスチック製の母材で構成された透光性を有する部材、本実施形態では、有機高分子が添加されたポリカーボネート製で、断面が略円形で両端に開口１１ａ、１１ａを有する長尺の略直管状をなす筒形に構成される。なお、カバー部材１１は、後述する光源体１２を挿入し配設するための作業性を考慮すると、両端が開口されていることが好ましいが、いずれか一方の端部が閉口されたものであってもよい。
【００１２】
そして、カバー部材１１の内面には、支持部材１１ｂが形成される。支持部材１１ｂは、カバー部材１１の断面における円の中心Ｏより片方（図２（ａ）中、下方）に偏位した位置に対向して形成された一対の凸条片１１ｂ１からなる。この凸条片は、カバー部材１１の長手方向に沿い、一方の開口１１ａから他方の開口１１ａにわたって形成された長い一対の凸条片からなる。各凸条片１１ｂ１の先端部は、互いに対向して向き合うように略水平に位置して突出するように形成される。
【００１３】
これら支持部材１１ｂは、ポリカーボネートからなるカバー部材１１の樹脂成形時に、一体に押し出し成形によって形成される。なお、上記構成の支持部材１１ｂは、カバー部材１１とは別体に形成されたものであってもよい。また、凸条片１１ｂ１は、長手方向に切れ目なく連続して形成されていることが押し出し成形上からは好ましいが、例えば、ブロー成形等によって、連続せずに部分的に形成したものであってもよい。
【００１４】
光源体１２は、矩形状をなす基板１２ａと、基板の長手方向に沿って配設される複数個の固体発光素子を有する発光部１２ｂからなる。基板１２ａは、電気絶縁性の良好な部材、本実施形態では平板状の薄く細長い矩形状をなすガラスエポキシ樹脂からなる回路基板で構成され、その表面（図２（ａ）における上方の面）に銅箔で構成された配線パターンが形成され、この配線パターン上に複数個の発光部１２ｂが略直線状に一列に略等間隔に配設される。
【００１５】
発光部１２ｂは、固体発光素子、本実施形態では発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）で構成し、複数個のＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのＬＥＤからなり、これら各ＬＥＤ１２ｂおよび基板１２ａにより平板状の薄く細長い矩形状の光源体１２が構成される。なお、複数個の各ＬＥＤ１２ｂは直列に接続される。また、発光部は、基板に直接実装される複数個のＬＥＤチップおよびこのＬＥＤチップにより励起される蛍光体を含む樹脂で封止し、白色（昼白色、昼光色、電球色を含む）を発光するように構成されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプであってもよい。なお、光源体１２は、複数個の基板１２ａで構成してもよい。
【００１６】
光拡散部材１３は、光源体１２の各ＬＥＤ１２ｂから光軸ｘに沿って放射される光を拡散させるための機能を有するもので、カバー部材１１と同様の母材、すなわち、厚さが１．０ｍｍ以下、分散度が５〜３５％で、全光線透過率が７０〜９５％のプラスチック製の母材で構成された透光性を有する部材、本実施形態では、有機高分子が添加されたポリカーボネート製で、長尺の板状をなす形状に構成される。
【００１７】
そして、光拡散部材１３は、前記光源体１２の短手方向に対し、発光部、すなわち、ＬＥＤ１２ｂよりも広い幅寸法を有している。すなわち、図２に示すように、光拡散部材１３の幅寸法ｗ１は、各ＬＥＤ１２ｂの幅寸法ｗ２と等しいか広く形成する（ｗ１≧ｗ２）。また長さ寸法ｌ１は、光源体１２の両端部に位置するＬＥＤ間の寸法ｌ２と等しいか若干長く形成する（ｌ１≧ｌ２）。上記に構成された光拡散部材１３は、光源体１２におけるＬＥＤ１２ｂの発光側の表面に対して、所定の間隔寸法を長手方向に沿って略一定に確保するように支持される。
【００１８】
本実施形態においては、基板１２ａの表面と光拡散部材１３の裏面との間に長手方向に沿って設けられた複数個のスペーサ１２ｃによって、ＬＥＤ１２ｂの表面と光拡散部材１３の裏面との間の間隔寸法ｈ１を約４ｍｍに確保するように構成した。これにより、光拡散部材１３は、光源体１２の上面、すなわち、光源体の発光部側に、各ＬＥＤ１２ｂを略覆うようにして配設され、各ＬＥＤ１２ｂから所定の角度内に放射される光を捕捉できるように構成される。
【００１９】
スペーサ１２ｃは、透光性を有する部材、本実施形態では、透明なポリカーボネート製の細い円柱で構成し、複数個の円柱の両端部を、基板１２ａの表面と光拡散部材１３の裏面との間に介在させ、耐熱性および電気絶縁性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤を用いて強固に固着し、所定の間隔寸法ｈ１を一定に保持するようにした。この際、基板１２ａと光拡散部材１３は、それぞれの長手方向の軸線が略平行となるようにして配設される。
【００２０】
上記に構成された光源体１２と光拡散部材１３は、カバー部材１１の支持部材１１ｂによってカバー部材１１内に配設される。なお、図２（ａ）に示すように、上述した基板１２ａの幅寸法ｗ３は、一対の凸条片１１ｂ１の先端部間の寸法ｗ４より大きく形成する（ｗ３＞ｗ４）。
【００２１】
放熱部材１４は、点灯時に各ＬＥＤ１２ｂから発生する熱をカバー部材１１に伝達して外部に放熱させるための部材で、熱伝導性を有する金属、本実施形態では、アルミニウムの押し出し成形によって、長手方向に延在する細く長い形状に形成される。そして、放熱部材１４は、図２（ａ）に示すように、断面形状が円弧部１４ａと直線部１４ｂおよび円弧部と直線部を結ぶ両側面部からなり、この両側面部に嵌合溝１４ｃを一体に形成し、全体の断面形状が円弧状底面を有する略三日月状をなすように形成する。なお、放熱部材１４の円弧部１４ａの形状は、カバー部材１１における円弧の内面形状に合致するように形成する。
【００２２】
そして、直線部１４ｂを形成する表面側に、光源体１２が放熱部材１４の長手方向に沿い、かつ光源体１２および放熱部材１４におけるそれぞれの長手方向の軸線を合致させて載置される。放熱部材１４に載置された光源体１２は、電気絶縁性および熱伝導性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなるシートまたは接着剤を介してネジ等の固定手段によって放熱部材１４の表面側に固定される。なお、放熱部材１４は、アルミニウムの押し出し成形による長尺状をなし、カバー部材１２の長手方向に延在して補強材の作用をなすことから、長い照明装置の強度を強くすることが可能になる。また、放熱部材１４は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、軽量化、強度アップさらに材料費削減のために中空のパイプ状をなすように構成してもよい。さらには、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、放熱部材１４を設けずに構成してもよい。
【００２３】
上記のように構成された光源体１２、光拡散部材１３および放熱部材１４は、カバー部材１１に対して、次のようにして組み立てられる。先ず、スペーサ１２ｃによって、予め組み立てられた光源体１２、光拡散部材１３および放熱部材１４を一緒に、カバー部材１１の一方の開口１１ａから差し込む。この際、放熱部材１４の嵌合溝１４ｃに凸条片１１ｂ１を嵌合してガイドにしながらスライドさせて差し込む。そして、さらなる押し込み操作によって、カバー部材１１の他方の開口１１ａ近傍までスライドさせる。
【００２４】
これにより、図２（ａ）（ｂ）に示すように、光源体１２、光拡散部材１３および放熱部材１４が、カバー部材１１の長手方向に沿って挿入され内部に配設されるとともに、凸条片１１ｂ１の上面に基板１２ａの両側端部が載置される。そして、光拡散部材１３の短手方向が、ＬＥＤ１２ｂの光軸ｘに直交する線ｙ−ｙ上に略位置し、かつ、光拡散部材１３の長手方向がカバー部材１１の軸線ｚ−ｚ上に略位置して、換言すれば、光拡散部材１３の短手方向がカバー部材１１における断面の円の中心Ｏを通る水平な中心線ｙ−ｙ上に略位置して支持される。そして、光拡散部材１３がＬＥＤ１２ｂの表面に対して、間隔寸法ｈ１を有して配設される。これにより、基板１２ａの発光面、すなわち、各ＬＥＤ１２ｂが、カバー部材１１の断面における円の中心Ｏより片方（図２（ａ）中、下方）に偏位した位置に支持され、放熱部材１４の円弧部１４ａがカバー部材１１の内底面に密着して支持される。
【００２５】
ここで、上述したカバー部材１１およびカバー部材と同様の母材で構成した光拡散部材１３は、次のようにして構成した。すなわち、ポリカーボネートを母材とし、光の高透過と高拡散性を与えるための粒径１〜２００μｍの有機高分子から構成される粒子として、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のようなフッ素原子を主骨格に有する高分子ポリマー等を用いた。
【００２６】
また、難燃性を与えるための、金属水酸化物、例えば、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）や水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）等、およびシリコーン樹脂、例えば、ジメチルシリコーンやジフェニルシリコーン等から構成される複合難燃剤等の添加剤をポリカーボネート母材に加えた。
【００２７】
上記に構成された母材は、ＬＥＤが実装された基板の形状に応じた任意の形状に成形される。本実施形態では、ポリカーボネートチューブ、すなわち、断面が略円形で両端に開口を有する長尺の略直管状をなす筒形形状のカバー部材１１に成形し、さらに、光拡散構造体、すなわち、長尺の板状をなす形状の光拡散部材１３に成形した。
【００２８】
また、ポリカーボネートチューブと光拡散構造体の厚み、本実施形態では、カバー部材１１と光拡散部材１３の厚みは、直接使用するプラスチックや添加剤のコストに影響するため、望ましくは厚さ１．０ｍｍ以下の肉厚で成形するとよい。しかし、厚さを薄くすることで光透過率は向上するが、それに伴い拡散性は低下する。またチューブ自身や構造体自体の剛性が低下し撓みの原因となる恐れもあるため、好ましくは０．８〜１．０ｍｍの範囲内で成形する。
【００２９】
また、ポリカーボネートチューブ内部に設ける光拡散構造体、本実施形態では、カバー部材１１の内部に配設される光拡散部材１３は、ＬＥＤ光源の高輝度に光る輝点を抑えるために、最低でも実装されているＬＥＤモジュール、本実施形態ではＳＭＤタイプのモジュールの大きさと同一の幅を持つことが必要である。この光拡散構造体は、ＬＥＤ直上にＬＥＤを覆い隠すような形で搭載することで、ポリカーボネートチューブ単独で点灯させた場合より、ＬＥＤ点灯時における輝点の抑制に対し、より一層の効果を示すことが可能となる。
【００３０】
すなわち、カバー部材１１および光拡散部材１３を構成する共通の母材は、次のように作用する。すなわち、図３（ａ）に、ＬＥＤ光源Ａと母材Ｂの構成を模式的に示すように、光源Ａから放射されて光は、母材Ｂに分散させた有機ポリマーｐの効果によって、光を拡散（光ａ）、または、ポリマー自体を透過（光ｂ）することで、光の高透過と高拡散性を効果的に得ることが可能になる。
【００３１】
また、本実施形態において、光の高透過と高拡散性を与えるための粒径１〜２００μｍの有機高分子から構成される粒子は、ポリカーボネート母材に対し１〜５％（重量比）添加して構成した。これにより分散度が５〜３５％で、全光線透過率が７０〜９５％の、カバー部材と光拡散部材を構成することができた。なお、分散度が５％未満であると発光部の輝度を低下させることが難しくなり眩しさ感を感じやすくなり、分散度が３５％を越えると全光線透過率が７０％未満となり光の透過ロスが生じ易くなる。
【００３２】
ここで、分散度とは、拡散板の評価基準として一般的に用いられる値である。この値は、ゴニオメーターにより求めることが可能である。測定方法としては、任意の形状と厚みをもった試験片に対して垂直に光を入射させる。そして入射角度を変化させ、輝度が半減する角度の値が分散度として定義される。例えば、入射角度の変化が５°で輝度が半減すれば、分散度の値は５％となる。
【００３３】
上記のように、本実施形態によれば、ＬＥＤ１２ｂから放射される光は、母材Ｂに分散させた有機ポリマーｐを有する光拡散部材１３によって拡散されるとともに、光拡散部材１３によって拡散された光が、母材Ｂに分散させた有機ポリマーｐを有するカバー部材１１によって、さらに拡散されることから、光の高透過と高拡散性をより効果的に得ることが可能になる。
【００３４】
この場合、ポリカーボネートチューブと光拡散構造体、本実施形態では、カバー部材１１と光拡散部材１３は、添加剤の比率を調節することが望ましい。例えば、ＬＥＤ１２ｂの直上に設置される光拡散部材１３は、ＬＥＤ光源の光の透過を防止することを目的として設置している。この厚さは０．５〜１．０ｍｍの範囲とし、全光線透過率９０〜９５％、分散度５〜１０％とする。また、素材に添加される有機高分子材料は、粒径５０〜１００μｍ、添加量１〜３％（重量比）の範囲とする。この目的は、ＬＥＤ光源から放射せられる光の直進を緩和させ、カバー部材１１内に拡散させることである。
【００３５】
次に、カバー部材１１側でさらに光の拡散を実施する。この場合、カバー部材１１の構成は、厚さ０．８〜１．０ｍｍ、全光線透過率は７０〜８５％、分散度２０〜３５％とする。添加剤については、粒径１〜１００μｍ、添加量１〜５％（重量比）の範囲とする。このように、ポリカーボネートチューブと光拡散構造体の添加成分を変えることで、光の高透過と高拡散性をより一層効果的に得ることが可能になる。換言すれば、照明装置におけるグレアを抑えながら、できるだけカバー部材外へ光を取り出すことが可能になる。
【００３６】
このように、好ましくは、粒径５０〜１００μｍまたは１〜１００μｍの有機高分子をポリカーボネート母材に対し、１〜３％または１〜５％（重量比）添加し、分散度が５〜１０％または２０〜３５％で、全光線透過率が９０〜９５％または７０〜８５％となるような部材を、複数組み合わせる構成とすることが好ましい。
【００３７】
因みに、従来における光の拡散方法としては、例えば、ガラスチューブの内壁面に酸化チタンやシリカに代表される白色金属酸化物粒子を拡散剤として塗布したり、ポリカーボネートのようなプラスチック素材中に直接拡散剤を混合して成形することが行われている。しかし、ガラスの場合だと衝撃が加わった際に割れたガラス片が飛散することが想定される。また、プラスチック中に拡散剤を添加する方法は、ガラスと異なりプラスチック片が飛散するリスクがない特徴を有する。
【００３８】
しかし、課題として拡散剤を直接プラスチック中に混合させるため、図３（ｂ）にＬＥＤ光源Ａと従来の拡散剤ｐ´を用いた母材Ｂ´の構成を模式的に示すように、ＬＥＤから放射される一部の光ｃは拡散剤ｐ´によって拡散されるが、他の光ｄは拡散剤ｐ´を透過することなく光源側にも反射される影響や、ＬＥＤ点灯時の輝点を目立たなくさせようと、拡散剤の分散度を増加させすぎるとＬＥＤからの全光線透過率が減少し、多数のＬＥＤが必要となり製品コストの削減が困難となる問題が生じる。
【００３９】
これに対し、本実施形態によれば、上記のように、母材Ｂに分散させた有機ポリマーｐの効果によって、光の高透過と高拡散性を効果的に得ることが可能になり、ＬＥＤ点灯時に生じる輝点を抑制することが可能になる。同時に、光源体１２に実装するＬＥＤ１２ｂの使用個数を削減することが可能になり、コスト削減が可能になる。
【００４０】
特に、本実施形態によれば、光源体１２をカバー部材１１の内面に支持するための支持部材１１ｂは、カバー部材と一体に、すなわち、カバー部材と同様の母材によって構成されるため、支持部材１１ｂにおいても、光の高透過と高拡散性を得ることができ、さらに、照明本来の目的である光の取り出し性を、支持部材１１ｂによってほとんど阻害することがない。
【００４１】
上記のように構成されたカバー部材１１、光拡散部材１３および放熱部材１４は、図１に示すように、カバー部材１１内に光源体１２、光拡散部材１３および放熱部材１４が挿入によって配設された状態で、カバー部材１１の両端の開口１１ａ、１１ａに対し、口金部材１４が嵌め込まれ両端の開口が塞がれる。口金部材１４は、耐熱性および電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施形態では、白色のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）で円形のキャップ状に形成され、キャップをカバー部材１１の両端の開口１１ａ、１１ａに被せ、放熱部材１４に対してネジ等の固定手段によって固定する。
【００４２】
また、一方の口金部材１４には、給電用の一対のＬ型の端子１４ａが設けられ、端子１４ａと光源体１２の入力端子が電気的に接続されて各ＬＥＤ１２ｂに電源が供給される。他方の口金部材１４にはアース端子１４ｂが設けられてＬ型口金付直管形ＬＥＤランプからなる照明装置１０が構成される。
【００４３】
本実施形態の照明装置は、全長が約１２００ｍｍ、カバー部材１１の外径が約２５．５ｍｍで、現行４０Ｗ形の直管形蛍光ランプに相当するＬ型口金付直管形ＬＥＤランプを構成した。なお、各ＬＥＤ１２ｂを点灯するための点灯装置は、上記に構成された照明装置１０が組み込まれる照明器具側に設けられる。そして、商用電源から器具内の点灯装置を介し、器具に装着された照明装置１０の端子１４ａから各ＬＥＤ１２ｂに供給され点灯制御される。なお、点灯装置は、照明装置１０に内蔵させるように構成してもよい。この場合、点灯装置を基板１２ａの裏側（発光面の裏側）に配設することによって、基板１２ａの面積、すなわち、発光面の面積を減少させることなく構成することが可能になる。
【００４４】
上記のように、本実施形態によれば、従来のプラスチックチューブ単独で用いた場合に比較して、光の高透過と高拡散性を有し、光を適切に拡散させることが可能な照明装置を提供することが可能になり、ＬＥＤ点灯時に生じる輝点を抑制することが可能になる。同時に、光源体に実装するＬＥＤの使用個数を削減することが可能になり、コスト削減が可能になる。特に、本実施形態によれば、カバー部材内部にも光の拡散構造を設けることによって、従来のプラスチックチューブ単独で用いた場合に比較して、ＬＥＤ点灯時に生じる輝点の抑制に一層の効果を発揮することが可能になる。
【００４５】
また、本実施形態においては、カバー部材１１および光拡散部材１３を構成する母材は、難燃性を得るために、例えば、金属水酸化物やシリコーンを含み、かつ有機ハロゲン化合物やリン化合物が添加されることがないため、難燃性規格ＵＬ−９４のうちＶ−０を満たし、従来のプラスチックチューブと同等の難燃性を確保することが可能な照明装置および照明器具を提供することが可能になる。
【００４６】
また、熱伝導性を有する放熱部材１４の円弧部１４ａが、カバー部材１１の円弧面に合致して密着し、熱的に結合された状態で支持され、各ＬＥＤ１２ｂで発生する熱を放熱部材１４からカバー部材１１に確実に伝達させ、外部に効果的に放熱させることができる。これにより、各ＬＥＤの温度上昇を防止して発光効率の低下を抑制することができ、また寿命の長い照明装置を提供することが可能になる。
【００４７】
以上、本実施形態において、カバー部材１１と光拡散部材１３は、同様の母材によって構成し、光拡散部材１３によって拡散された光を、カバー部材１１によってさらに拡散させるように構成したが、カバー部材１１は、従来における乳白色の半透明のプラスチック製のカバー部材、若しくはガラス製のカバー部材を用いて構成したものであってもよい。これによれば、光拡散部材１３によって拡散された光を乳白色のカバー部材でさらに拡散させることができ、従来のプラスチックチューブ若しくはガラスチューブ単独で用いた場合に比較して、光の高透過と高拡散性を有する直管形の照明装置の提供が可能になる。しかも、カバー部材は通常のプラスチックチューブやガラスを使用することができ、コスト的にも有利な照明装置および照明器具を構成することが可能になる。また、カバー部材１１は、青色や赤色等に着色したものであってもよい
また、光拡散部材１３は、図４（ａ）に示すように、カバー部材１１の内面側に一体に形成してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、カバー部材１１の内面側に一体に形成した凹溝からなる支持部材１１ｂに対して、別体に構成した光拡散部材１３を嵌合させて支持するように構成してもよい。
【００４８】
また、光拡散部材１３は、図５（ａ）に示すように、断面形状が山形をなすように構成しても、図５（ｂ）に示すように、カバー部材１１の内面形状に略沿うような蒲鉾形をなすように構成してもよい。さらには、図５（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ１２ｂ個々に対してキャップ状の光拡散部材１３を被せるように構成してもよい。また、基板１２ａの表面と光拡散部材１３の裏面との間に介在させるスペーサ１２ｃも、カバー部材１１および光拡散部材１３と同様の母材で構成してもよい。これによれば、スペーサ１２ｃによって、各ＬＥＤ１２ｂから光拡散部材１３を通過せずに漏れた光を拡散させることが可能になる。なお、変形例を示す図４、図５には、図１〜図３と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。
【００４９】
次に、上記実施形態にかかる照明装置１０を用いた照明器具の構成を説明する。本実施形態の照明器具２０は、店舗、オフィスなど施設・業務用のベースライト等の照明器具を構成したもので、図６に示すように、器具本体２１と、器具本体に装着される上述の照明装置１０で構成される。
【００５０】
器具本体２１は、白色の塗装鋼板等で構成された長尺の矩形箱状をなすベース部２１ａと、ベース部の下面に設けられた逆富士形をなす一対の反射板２１ｂ、２１ｂで構成され、ベース部２１ａに点灯装置２１ｃが内蔵されている。点灯装置２１ｃは、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖ程度に変換して照明装置１０の各ＬＥＤ１２ｂに定電流を供給する点灯回路で構成されている。
【００５１】
各反射板２１ｂには、照明装置１０に設けられた口金部材１４が装着される一対のソケット２１ｄ、２１ｄが設けられている。そして、一対のソケット２１ｄ、２１ｄに対し、上述した構成の２本の照明装置１０が装着され、照明器具２０が構成される。上記に構成された照明器具２０は、商用電源に配線され部屋の天井Ｘ等に直付けされて設置される。
【００５２】
設置された照明器具２０を点灯すると、商用電源から点灯装置２１ｃ、ソケット２１ｄ、２１ｄから照明装置１０の口金部材１４、１４を介して各ＬＥＤ１２ｂに電源が供給され白色の光を放射し部屋の照明を行う。
【００５３】
この際、カバー部材１１および光拡散部材１３を構成する母材に分散させた有機ポリマー、すなわち、拡散剤の効果によって、光の高透過と高拡散性を効果的に得ることが可能になり、明るく、しかもＬＥＤ点灯時に生じる輝点を抑制し、眩しさ感を減じた照明を行うことができ、光を適切に拡散させることが可能な照明器具を提供することができる。
【００５４】
特に、光源体１２は、カバー部材１１の円の中心Ｏから偏位した位置に設けられているので、光が１８０°を越えた角度で放射されるので、一層広範囲にわたって光を拡散させた照明を行うことが可能になる。なお、本実施形態において、照明器具は、上記に例示した店舗やオフィスなど施設・業務用等に限らず、住宅用の各種の照明器具、さらには防犯灯・街路灯・道路灯など屋外用の各種照明器具を構成してもよい。
【００５５】
以上、本実施形態において、一般の直管形蛍光ランプに代えることが可能な直管形の照明装置を構成したが、その他各種の外観形状、用途をなす照明装置、例えば、環状形をなす照明装置に適用することができる。また、口金付の照明装置を構成したが、口金を有さない、例えば、器具へ直接組み込まれる口金を有さない照明装置に適用されてもよい。また、本実施形態では、全長が約１２００ｍｍの照明装置を構成したが、全長が約６００ｍｍ、さらには、約２４００ｍｍの照明装置を構成し、用途に合わせた長さの各種の照明装置を構成するようにしてもよい。さらに、管外径の細い照明装置を構成してもよい。
【００５６】
発光部を構成する固体発光素子は、例えば、青色を発光する窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなるＬＥＤチップで構成されることが好適であるが、半導体レーザ、有機ＥＬなどを発光源とした固体発光素子が許容される。また、白色で発光するようにしたが、照明装置の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。また、発光部を構成する固体発光素子は、矩形状の基板に直線状をなすように１列に実装したが、多数の固体発光素子をマトリックス状に配置したものや、千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が面状に配置され実装されたものであってもよい。
【００５７】
さらに、発光部を構成する固体発光素子は、ＳＭＤタイプでもＣＯＢタイプでもよく、ＳＭＤタイプの場合は、複数個の固体発光素子で構成されていることが好ましいが、照明の用途に応じて必要な個数は選択され、例えば、４個程度の素子群を構成し、この群１個、若しくは複数の群をなすように構成してもよい。さらには、１個の固体発光素子で構成されたものであってもよい。
【００５８】
基板の形状は、直管形の照明装置を構成するために、長方形や正方形などの矩形状をなしていることが好ましいが、六角形や八角形などの多角形状、さらには、円形や楕円形状等をなすものを直線状に配設したものであってもよい。
【００５９】
カバー部材は、配光特性向上のため内面の一部に反射膜等の反射手段が形成されていてもよい。また、カバー部材は、発光部を実質的に密閉する外囲器を構成することが好ましいが、完全に密閉することが条件ではなく、光学的に密閉していればよく、例えば、一部に小さな通気用の孔等を形成したものであってもよい。
【００６０】
口金部材は、一般の直管形蛍光ランプで使用されるピン形の端子でも、例えば、白熱電球や電球形蛍光ランプ等に用いられているエジソンタイプのＥ１７やＥ２６等の口金であってもよい。さらに、フラットな薄型構造のランプに用いられるＧＸ５３口金でもよく、特定の口金には限定されない。また、固体発光素子を点灯制御するための点灯装置は、固体発光素子を調光するための調光回路や調色回路等を有するものであってもよい。
【００６１】
放熱部材は、固体発光素子の放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくとも一種を含む金属で形成することが好ましいが、この他に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料で構成してもよい。さらに、高熱伝導樹脂で構成してもよい。さらに、外周面には放熱性能をより高めるために一端部側から他端部側に向かい放射状に突出する多数の放熱フィンや、放射方向に突出する放熱ピン等を一体に形成してもよい。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 照明装置
１１ カバー部材
１２ 光源体
１２ｂ 発光部
１３ 光拡散部材
２０ 照明器具
２１ 器具本体
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光ダイオード等の固体発光素子を光源とする照明装置および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィラメント電球や蛍光ランプに代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない固体発光素子である発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称する）を光源として採用したＬＥＤランプ等の照明装置が商品化されている。これら照明装置においては、屋内外の照明器具に広く使用されている直管形の蛍光ランプに代えて使用することが可能な直管状をなすＬＥＤランプや灯具等の照明装置が提案され商品化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７７７０２号公報
【特許文献２】特開２０１１−０２９０５１号公報
【特許文献３】特開２００９−２６６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤは点光源であるため、直管形の蛍光ランプ形状に適合させて光源を配置すると、高輝度に光る輝点が直線状に並び眩しさを感じるため、ＬＥＤから放射される光を如何に適切に拡散させるかが重要な課題となっている。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、光を適切に拡散させることが可能な照明装置および照明器具を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態における照明装置は、透光性のカバー部材、光源体、光拡散部材を具備する。光源体は、固体発光素子を有する発光部が設けられ、カバー部材内に配設される。光拡散部材は、前記カバー部材よりも全光線透過率が高く、分散度が５〜３５％で構成され、前記カバー部材内で前記光源体の発光部側に配設される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光を適切に拡散させることが可能な照明装置および照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る照明装置を分解し、一部を切り欠いて示す斜視図。
【図２】同じく照明装置を示し、（ａ）は口金を外した状態で示す端面図、（ｂ）はカバー部材から光源体および放熱部材を引き出した状態を示す斜視図。
【図３】同じく照明装置の作用を示す図で、（ａ）は実施形態に係るＬＥＤ光源と母材の構成および作用を模式的に示す図、（ｂ）はＬＥＤ光源と従来の母材の構成および作用を模式的に示す図。
【図４】同じく照明装置の変形例を示し、（ａ）は第１の変形例を、口金を外した状態で示す端面図、（ｂ）は第２の変形例を、口金を外した状態で示す端面図。
【図５】同じく照明装置の変形例を示し、（ａ）は第３の変形例を、口金を外した状態で示す端面図、（ｂ）は第４の変形例を、口金を外した状態で示す端面図（ｃ）は第５の変形例を、口金を外した状態で示す断面斜視図。
【図６】同じく実施形態における照明装置を装着した照明器具を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、照明装置および照明器具の実施形態につき、図に従い説明する。
【００１０】
先ず、照明装置につき説明する。本実施形態の照明装置１０は、現行４０Ｗタイプの直管形蛍光ランプに相当する全長が約１２００ｍｍの直管形ＬＥＤランプを構成するもので、図１に示すように、透光性のカバー部材１１と、固体発光素子を有する発光部、例えば、ＬＥＤ１２ｂが設けられカバー部材１１内に配設される光源体１２と、前記カバー部材１１内で前記光源体１２の発光部側に配設される光拡散部材１３で構成する。
【００１１】
カバー部材１１は、図１、図２に示すように、厚さが１．０ｍｍ以下、分散度が５〜３５％で、全光線透過率が７０〜９５％のプラスチック製の母材で構成された透光性を有する部材、本実施形態では、有機高分子が添加されたポリカーボネート製で、断面が略円形で両端に開口１１ａ、１１ａを有する長尺の略直管状をなす筒形に構成される。なお、カバー部材１１は、後述する光源体１２を挿入し配設するための作業性を考慮すると、両端が開口されていることが好ましいが、いずれか一方の端部が閉口されたものであってもよい。
【００１２】
そして、カバー部材１１の内面には、支持部材１１ｂが形成される。支持部材１１ｂは、カバー部材１１の断面における円の中心Ｏより片方（図２（ａ）中、下方）に偏位した位置に対向して形成された一対の凸条片１１ｂ１からなる。この凸条片は、カバー部材１１の長手方向に沿い、一方の開口１１ａから他方の開口１１ａにわたって形成された長い一対の凸条片からなる。各凸条片１１ｂ１の先端部は、互いに対向して向き合うように略水平に位置して突出するように形成される。
【００１３】
これら支持部材１１ｂは、ポリカーボネートからなるカバー部材１１の樹脂成形時に、一体に押し出し成形によって形成される。なお、上記構成の支持部材１１ｂは、カバー部材１１とは別体に形成されたものであってもよい。また、凸条片１１ｂ１は、長手方向に切れ目なく連続して形成されていることが押し出し成形上からは好ましいが、例えば、ブロー成形等によって、連続せずに部分的に形成したものであってもよい。
【００１４】
光源体１２は、矩形状をなす基板１２ａと、基板の長手方向に沿って配設される複数個の固体発光素子を有する発光部１２ｂからなる。基板１２ａは、電気絶縁性の良好な部材、本実施形態では平板状の薄く細長い矩形状をなすガラスエポキシ樹脂からなる回路基板で構成され、その表面（図２（ａ）における上方の面）に銅箔で構成された配線パターンが形成され、この配線パターン上に複数個の発光部１２ｂが略直線状に一列に略等間隔に配設される。
【００１５】
発光部１２ｂは、固体発光素子、本実施形態では発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）で構成し、複数個のＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのＬＥＤからなり、これら各ＬＥＤ１２ｂおよび基板１２ａにより平板状の薄く細長い矩形状の光源体１２が構成される。なお、複数個の各ＬＥＤ１２ｂは直列に接続される。また、発光部は、基板に直接実装される複数個のＬＥＤチップおよびこのＬＥＤチップにより励起される蛍光体を含む樹脂で封止し、白色（昼白色、昼光色、電球色を含む）を発光するように構成されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプであってもよい。なお、光源体１２は、複数個の基板１２ａで構成してもよい。
【００１６】
光拡散部材１３は、光源体１２の各ＬＥＤ１２ｂから光軸ｘに沿って放射される光を拡散させるための機能を有するもので、カバー部材１１と同様の母材、すなわち、厚さが１．０ｍｍ以下、分散度が５〜３５％で、全光線透過率が７０〜９５％のプラスチック製の母材で構成された透光性を有する部材、本実施形態では、有機高分子が添加されたポリカーボネート製で、長尺の板状をなす形状に構成される。
【００１７】
そして、光拡散部材１３は、前記光源体１２の短手方向に対し、発光部、すなわち、ＬＥＤ１２ｂよりも広い幅寸法を有している。すなわち、図２に示すように、光拡散部材１３の幅寸法ｗ１は、各ＬＥＤ１２ｂの幅寸法ｗ２と等しいか広く形成する（ｗ１≧ｗ２）。また長さ寸法ｌ１は、光源体１２の両端部に位置するＬＥＤ間の寸法ｌ２と等しいか若干長く形成する（ｌ１≧ｌ２）。上記に構成された光拡散部材１３は、光源体１２におけるＬＥＤ１２ｂの発光側の表面に対して、所定の間隔寸法を長手方向に沿って略一定に確保するように支持される。
【００１８】
本実施形態においては、基板１２ａの表面と光拡散部材１３の裏面との間に長手方向に沿って設けられた複数個のスペーサ１２ｃによって、ＬＥＤ１２ｂの表面と光拡散部材１３の裏面との間の間隔寸法ｈ１を約４ｍｍに確保するように構成した。これにより、光拡散部材１３は、光源体１２の上面、すなわち、光源体の発光部側に、各ＬＥＤ１２ｂを略覆うようにして配設され、各ＬＥＤ１２ｂから所定の角度内に放射される光を捕捉できるように構成される。
【００１９】
スペーサ１２ｃは、透光性を有する部材、本実施形態では、透明なポリカーボネート製の細い円柱で構成し、複数個の円柱の両端部を、基板１２ａの表面と光拡散部材１３の裏面との間に介在させ、耐熱性および電気絶縁性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤を用いて強固に固着し、所定の間隔寸法ｈ１を一定に保持するようにした。この際、基板１２ａと光拡散部材１３は、それぞれの長手方向の軸線が略平行となるようにして配設される。
【００２０】
上記に構成された光源体１２と光拡散部材１３は、カバー部材１１の支持部材１１ｂによってカバー部材１１内に配設される。なお、図２（ａ）に示すように、上述した基板１２ａの幅寸法ｗ３は、一対の凸条片１１ｂ１の先端部間の寸法ｗ４より大きく形成する（ｗ３＞ｗ４）。
【００２１】
放熱部材１４は、点灯時に各ＬＥＤ１２ｂから発生する熱をカバー部材１１に伝達して外部に放熱させるための部材で、熱伝導性を有する金属、本実施形態では、アルミニウムの押し出し成形によって、長手方向に延在する細く長い形状に形成される。そして、放熱部材１４は、図２（ａ）に示すように、断面形状が円弧部１４ａと直線部１４ｂおよび円弧部と直線部を結ぶ両側面部からなり、この両側面部に嵌合溝１４ｃを一体に形成し、全体の断面形状が円弧状底面を有する略三日月状をなすように形成する。なお、放熱部材１４の円弧部１４ａの形状は、カバー部材１１における円弧の内面形状に合致するように形成する。
【００２２】
そして、直線部１４ｂを形成する表面側に、光源体１２が放熱部材１４の長手方向に沿い、かつ光源体１２および放熱部材１４におけるそれぞれの長手方向の軸線を合致させて載置される。放熱部材１４に載置された光源体１２は、電気絶縁性および熱伝導性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなるシートまたは接着剤を介してネジ等の固定手段によって放熱部材１４の表面側に固定される。なお、放熱部材１４は、アルミニウムの押し出し成形による長尺状をなし、カバー部材１２の長手方向に延在して補強材の作用をなすことから、長い照明装置の強度を強くすることが可能になる。また、放熱部材１４は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、軽量化、強度アップさらに材料費削減のために中空のパイプ状をなすように構成してもよい。さらには、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、放熱部材１４を設けずに構成してもよい。
【００２３】
上記のように構成された光源体１２、光拡散部材１３および放熱部材１４は、カバー部材１１に対して、次のようにして組み立てられる。先ず、スペーサ１２ｃによって、予め組み立てられた光源体１２、光拡散部材１３および放熱部材１４を一緒に、カバー部材１１の一方の開口１１ａから差し込む。この際、放熱部材１４の嵌合溝１４ｃに凸条片１１ｂ１を嵌合してガイドにしながらスライドさせて差し込む。そして、さらなる押し込み操作によって、カバー部材１１の他方の開口１１ａ近傍までスライドさせる。
【００２４】
これにより、図２（ａ）（ｂ）に示すように、光源体１２、光拡散部材１３および放熱部材１４が、カバー部材１１の長手方向に沿って挿入され内部に配設されるとともに、凸条片１１ｂ１の上面に基板１２ａの両側端部が載置される。そして、光拡散部材１３の短手方向が、ＬＥＤ１２ｂの光軸ｘに直交する線ｙ−ｙ上に略位置し、かつ、光拡散部材１３の長手方向がカバー部材１１の軸線ｚ−ｚ上に略位置して、換言すれば、光拡散部材１３の短手方向がカバー部材１１における断面の円の中心Ｏを通る水平な中心線ｙ−ｙ上に略位置して支持される。そして、光拡散部材１３がＬＥＤ１２ｂの表面に対して、間隔寸法ｈ１を有して配設される。これにより、基板１２ａの発光面、すなわち、各ＬＥＤ１２ｂが、カバー部材１１の断面における円の中心Ｏより片方（図２（ａ）中、下方）に偏位した位置に支持され、放熱部材１４の円弧部１４ａがカバー部材１１の内底面に密着して支持される。
【００２５】
ここで、上述したカバー部材１１およびカバー部材と同様の母材で構成した光拡散部材１３は、次のようにして構成した。すなわち、ポリカーボネートを母材とし、光の高透過と高拡散性を与えるための粒径１〜２００μｍの有機高分子から構成される粒子として、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のようなフッ素原子を主骨格に有する高分子ポリマー等を用いた。
【００２６】
また、難燃性を与えるための、金属水酸化物、例えば、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）や水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）等、およびシリコーン樹脂、例えば、ジメチルシリコーンやジフェニルシリコーン等から構成される複合難燃剤等の添加剤をポリカーボネート母材に加えた。
【００２７】
上記に構成された母材は、ＬＥＤが実装された基板の形状に応じた任意の形状に成形される。本実施形態では、ポリカーボネートチューブ、すなわち、断面が略円形で両端に開口を有する長尺の略直管状をなす筒形形状のカバー部材１１に成形し、さらに、光拡散構造体、すなわち、長尺の板状をなす形状の光拡散部材１３に成形した。
【００２８】
また、ポリカーボネートチューブと光拡散構造体の厚み、本実施形態では、カバー部材１１と光拡散部材１３の厚みは、直接使用するプラスチックや添加剤のコストに影響するため、望ましくは厚さ１．０ｍｍ以下の肉厚で成形するとよい。しかし、厚さを薄くすることで光透過率は向上するが、それに伴い拡散性は低下する。またチューブ自身や構造体自体の剛性が低下し撓みの原因となる恐れもあるため、好ましくは０．８〜１．０ｍｍの範囲内で成形する。
【００２９】
また、ポリカーボネートチューブ内部に設ける光拡散構造体、本実施形態では、カバー部材１１の内部に配設される光拡散部材１３は、ＬＥＤ光源の高輝度に光る輝点を抑えるために、最低でも実装されているＬＥＤモジュール、本実施形態ではＳＭＤタイプのモジュールの大きさと同一の幅を持つことが必要である。この光拡散構造体は、ＬＥＤ直上にＬＥＤを覆い隠すような形で搭載することで、ポリカーボネートチューブ単独で点灯させた場合より、ＬＥＤ点灯時における輝点の抑制に対し、より一層の効果を示すことが可能となる。
【００３０】
すなわち、カバー部材１１および光拡散部材１３を構成する共通の母材は、次のように作用する。すなわち、図３（ａ）に、ＬＥＤ光源Ａと母材Ｂの構成を模式的に示すように、光源Ａから放射されて光は、母材Ｂに分散させた有機ポリマーｐの効果によって、光を拡散（光ａ）、または、ポリマー自体を透過（光ｂ）することで、光の高透過と高拡散性を効果的に得ることが可能になる。
【００３１】
また、本実施形態において、光の高透過と高拡散性を与えるための粒径１〜２００μｍの有機高分子から構成される粒子は、ポリカーボネート母材に対し１〜５％（重量比）添加して構成した。これにより分散度が５〜３５％で、全光線透過率が７０〜９５％の、カバー部材と光拡散部材を構成することができた。なお、分散度が５％未満であると発光部の輝度を低下させることが難しくなり眩しさ感を感じやすくなり、分散度が３５％を越えると全光線透過率が７０％未満となり光の透過ロスが生じ易くなる。
【００３２】
ここで、分散度とは、拡散板の評価基準として一般的に用いられる値である。この値は、ゴニオメーターにより求めることが可能である。測定方法としては、任意の形状と厚みをもった試験片に対して垂直に光を入射させる。そして入射角度を変化させ、輝度が半減する角度の値が分散度として定義される。例えば、入射角度の変化が５°で輝度が半減すれば、分散度の値は５％となる。
【００３３】
上記のように、本実施形態によれば、ＬＥＤ１２ｂから放射される光は、母材Ｂに分散させた有機ポリマーｐを有する光拡散部材１３によって拡散されるとともに、光拡散部材１３によって拡散された光が、母材Ｂに分散させた有機ポリマーｐを有するカバー部材１１によって、さらに拡散されることから、光の高透過と高拡散性をより効果的に得ることが可能になる。
【００３４】
この場合、ポリカーボネートチューブと光拡散構造体、本実施形態では、カバー部材１１と光拡散部材１３は、添加剤の比率を調節することが望ましい。例えば、ＬＥＤ１２ｂの直上に設置される光拡散部材１３は、ＬＥＤ光源の光の透過を防止することを目的として設置している。この厚さは０．５〜１．０ｍｍの範囲とし、全光線透過率９０〜９５％、分散度５〜１０％とする。また、素材に添加される有機高分子材料は、粒径５０〜１００μｍ、添加量１〜３％（重量比）の範囲とする。この目的は、ＬＥＤ光源から放射せられる光の直進を緩和させ、カバー部材１１内に拡散させることである。
【００３５】
次に、カバー部材１１側でさらに光の拡散を実施する。この場合、カバー部材１１の構成は、厚さ０．８〜１．０ｍｍ、全光線透過率は７０〜８５％、分散度２０〜３５％とする。添加剤については、粒径１〜１００μｍ、添加量１〜５％（重量比）の範囲とする。このように、ポリカーボネートチューブと光拡散構造体の添加成分を変えることで、光の高透過と高拡散性をより一層効果的に得ることが可能になる。換言すれば、照明装置におけるグレアを抑えながら、できるだけカバー部材外へ光を取り出すことが可能になる。
【００３６】
このように、好ましくは、粒径５０〜１００μｍまたは１〜１００μｍの有機高分子をポリカーボネート母材に対し、１〜３％または１〜５％（重量比）添加し、分散度が５〜１０％または２０〜３５％で、全光線透過率が９０〜９５％または７０〜８５％となるような部材を、複数組み合わせる構成とすることが好ましい。
【００３７】
因みに、従来における光の拡散方法としては、例えば、ガラスチューブの内壁面に酸化チタンやシリカに代表される白色金属酸化物粒子を拡散剤として塗布したり、ポリカーボネートのようなプラスチック素材中に直接拡散剤を混合して成形することが行われている。しかし、ガラスの場合だと衝撃が加わった際に割れたガラス片が飛散することが想定される。また、プラスチック中に拡散剤を添加する方法は、ガラスと異なりプラスチック片が飛散するリスクがない特徴を有する。
【００３８】
しかし、課題として拡散剤を直接プラスチック中に混合させるため、図３（ｂ）にＬＥＤ光源Ａと従来の拡散剤ｐ´を用いた母材Ｂ´の構成を模式的に示すように、ＬＥＤから放射される一部の光ｃは拡散剤ｐ´によって拡散されるが、他の光ｄは拡散剤ｐ´を透過することなく光源側にも反射される影響や、ＬＥＤ点灯時の輝点を目立たなくさせようと、拡散剤の分散度を増加させすぎるとＬＥＤからの全光線透過率が減少し、多数のＬＥＤが必要となり製品コストの削減が困難となる問題が生じる。
【００３９】
これに対し、本実施形態によれば、上記のように、母材Ｂに分散させた有機ポリマーｐの効果によって、光の高透過と高拡散性を効果的に得ることが可能になり、ＬＥＤ点灯時に生じる輝点を抑制することが可能になる。同時に、光源体１２に実装するＬＥＤ１２ｂの使用個数を削減することが可能になり、コスト削減が可能になる。
【００４０】
特に、本実施形態によれば、光源体１２をカバー部材１１の内面に支持するための支持部材１１ｂは、カバー部材と一体に、すなわち、カバー部材と同様の母材によって構成されるため、支持部材１１ｂにおいても、光の高透過と高拡散性を得ることができ、さらに、照明本来の目的である光の取り出し性を、支持部材１１ｂによってほとんど阻害することがない。
【００４１】
上記のように構成されたカバー部材１１、光拡散部材１３および放熱部材１４は、図１に示すように、カバー部材１１内に光源体１２、光拡散部材１３および放熱部材１４が挿入によって配設された状態で、カバー部材１１の両端の開口１１ａ、１１ａに対し、口金部材１４が嵌め込まれ両端の開口が塞がれる。口金部材１４は、耐熱性および電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施形態では、白色のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）で円形のキャップ状に形成され、キャップをカバー部材１１の両端の開口１１ａ、１１ａに被せ、放熱部材１４に対してネジ等の固定手段によって固定する。
【００４２】
また、一方の口金部材１４には、給電用の一対のＬ型の端子１４ａが設けられ、端子１４ａと光源体１２の入力端子が電気的に接続されて各ＬＥＤ１２ｂに電源が供給される。他方の口金部材１４にはアース端子１４ｂが設けられてＬ型口金付直管形ＬＥＤランプからなる照明装置１０が構成される。
【００４３】
本実施形態の照明装置は、全長が約１２００ｍｍ、カバー部材１１の外径が約２５．５ｍｍで、現行４０Ｗ形の直管形蛍光ランプに相当するＬ型口金付直管形ＬＥＤランプを構成した。なお、各ＬＥＤ１２ｂを点灯するための点灯装置は、上記に構成された照明装置１０が組み込まれる照明器具側に設けられる。そして、商用電源から器具内の点灯装置を介し、器具に装着された照明装置１０の端子１４ａから各ＬＥＤ１２ｂに供給され点灯制御される。なお、点灯装置は、照明装置１０に内蔵させるように構成してもよい。この場合、点灯装置を基板１２ａの裏側（発光面の裏側）に配設することによって、基板１２ａの面積、すなわち、発光面の面積を減少させることなく構成することが可能になる。
【００４４】
上記のように、本実施形態によれば、従来のプラスチックチューブ単独で用いた場合に比較して、光の高透過と高拡散性を有し、光を適切に拡散させることが可能な照明装置を提供することが可能になり、ＬＥＤ点灯時に生じる輝点を抑制することが可能になる。同時に、光源体に実装するＬＥＤの使用個数を削減することが可能になり、コスト削減が可能になる。特に、本実施形態によれば、カバー部材内部にも光の拡散構造を設けることによって、従来のプラスチックチューブ単独で用いた場合に比較して、ＬＥＤ点灯時に生じる輝点の抑制に一層の効果を発揮することが可能になる。
【００４５】
また、本実施形態においては、カバー部材１１および光拡散部材１３を構成する母材は、難燃性を得るために、例えば、金属水酸化物やシリコーンを含み、かつ有機ハロゲン化合物やリン化合物が添加されることがないため、難燃性規格ＵＬ−９４のうちＶ−０を満たし、従来のプラスチックチューブと同等の難燃性を確保することが可能な照明装置および照明器具を提供することが可能になる。
【００４６】
また、熱伝導性を有する放熱部材１４の円弧部１４ａが、カバー部材１１の円弧面に合致して密着し、熱的に結合された状態で支持され、各ＬＥＤ１２ｂで発生する熱を放熱部材１４からカバー部材１１に確実に伝達させ、外部に効果的に放熱させることができる。これにより、各ＬＥＤの温度上昇を防止して発光効率の低下を抑制することができ、また寿命の長い照明装置を提供することが可能になる。
【００４７】
以上、本実施形態において、カバー部材１１と光拡散部材１３は、同様の母材によって構成し、光拡散部材１３によって拡散された光を、カバー部材１１によってさらに拡散させるように構成したが、カバー部材１１は、従来における乳白色の半透明のプラスチック製のカバー部材、若しくはガラス製のカバー部材を用いて構成したものであってもよい。これによれば、光拡散部材１３によって拡散された光を乳白色のカバー部材でさらに拡散させることができ、従来のプラスチックチューブ若しくはガラスチューブ単独で用いた場合に比較して、光の高透過と高拡散性を有する直管形の照明装置の提供が可能になる。しかも、カバー部材は通常のプラスチックチューブやガラスを使用することができ、コスト的にも有利な照明装置および照明器具を構成することが可能になる。また、カバー部材１１は、青色や赤色等に着色したものであってもよい
また、光拡散部材１３は、図４（ａ）に示すように、カバー部材１１の内面側に一体に形成してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、カバー部材１１の内面側に一体に形成した凹溝からなる支持部材１１ｂに対して、別体に構成した光拡散部材１３を嵌合させて支持するように構成してもよい。
【００４８】
また、光拡散部材１３は、図５（ａ）に示すように、断面形状が山形をなすように構成しても、図５（ｂ）に示すように、カバー部材１１の内面形状に略沿うような蒲鉾形をなすように構成してもよい。さらには、図５（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ１２ｂ個々に対してキャップ状の光拡散部材１３を被せるように構成してもよい。また、基板１２ａの表面と光拡散部材１３の裏面との間に介在させるスペーサ１２ｃも、カバー部材１１および光拡散部材１３と同様の母材で構成してもよい。これによれば、スペーサ１２ｃによって、各ＬＥＤ１２ｂから光拡散部材１３を通過せずに漏れた光を拡散させることが可能になる。なお、変形例を示す図４、図５には、図１〜図３と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。
【００４９】
次に、上記実施形態にかかる照明装置１０を用いた照明器具の構成を説明する。本実施形態の照明器具２０は、店舗、オフィスなど施設・業務用のベースライト等の照明器具を構成したもので、図６に示すように、器具本体２１と、器具本体に装着される上述の照明装置１０で構成される。
【００５０】
器具本体２１は、白色の塗装鋼板等で構成された長尺の矩形箱状をなすベース部２１ａと、ベース部の下面に設けられた逆富士形をなす一対の反射板２１ｂ、２１ｂで構成され、ベース部２１ａに点灯装置２１ｃが内蔵されている。点灯装置２１ｃは、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖ程度に変換して照明装置１０の各ＬＥＤ１２ｂに定電流を供給する点灯回路で構成されている。
【００５１】
各反射板２１ｂには、照明装置１０に設けられた口金部材１４が装着される一対のソケット２１ｄ、２１ｄが設けられている。そして、一対のソケット２１ｄ、２１ｄに対し、上述した構成の２本の照明装置１０が装着され、照明器具２０が構成される。上記に構成された照明器具２０は、商用電源に配線され部屋の天井Ｘ等に直付けされて設置される。
【００５２】
設置された照明器具２０を点灯すると、商用電源から点灯装置２１ｃ、ソケット２１ｄ、２１ｄから照明装置１０の口金部材１４、１４を介して各ＬＥＤ１２ｂに電源が供給され白色の光を放射し部屋の照明を行う。
【００５３】
この際、カバー部材１１および光拡散部材１３を構成する母材に分散させた有機ポリマー、すなわち、拡散剤の効果によって、光の高透過と高拡散性を効果的に得ることが可能になり、明るく、しかもＬＥＤ点灯時に生じる輝点を抑制し、眩しさ感を減じた照明を行うことができ、光を適切に拡散させることが可能な照明器具を提供することができる。
【００５４】
特に、光源体１２は、カバー部材１１の円の中心Ｏから偏位した位置に設けられているので、光が１８０°を越えた角度で放射されるので、一層広範囲にわたって光を拡散させた照明を行うことが可能になる。なお、本実施形態において、照明器具は、上記に例示した店舗やオフィスなど施設・業務用等に限らず、住宅用の各種の照明器具、さらには防犯灯・街路灯・道路灯など屋外用の各種照明器具を構成してもよい。
【００５５】
以上、本実施形態において、一般の直管形蛍光ランプに代えることが可能な直管形の照明装置を構成したが、その他各種の外観形状、用途をなす照明装置、例えば、環状形をなす照明装置に適用することができる。また、口金付の照明装置を構成したが、口金を有さない、例えば、器具へ直接組み込まれる口金を有さない照明装置に適用されてもよい。また、本実施形態では、全長が約１２００ｍｍの照明装置を構成したが、全長が約６００ｍｍ、さらには、約２４００ｍｍの照明装置を構成し、用途に合わせた長さの各種の照明装置を構成するようにしてもよい。さらに、管外径の細い照明装置を構成してもよい。
【００５６】
発光部を構成する固体発光素子は、例えば、青色を発光する窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなるＬＥＤチップで構成されることが好適であるが、半導体レーザ、有機ＥＬなどを発光源とした固体発光素子が許容される。また、白色で発光するようにしたが、照明装置の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。また、発光部を構成する固体発光素子は、矩形状の基板に直線状をなすように１列に実装したが、多数の固体発光素子をマトリックス状に配置したものや、千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が面状に配置され実装されたものであってもよい。
【００５７】
さらに、発光部を構成する固体発光素子は、ＳＭＤタイプでもＣＯＢタイプでもよく、ＳＭＤタイプの場合は、複数個の固体発光素子で構成されていることが好ましいが、照明の用途に応じて必要な個数は選択され、例えば、４個程度の素子群を構成し、この群１個、若しくは複数の群をなすように構成してもよい。さらには、１個の固体発光素子で構成されたものであってもよい。
【００５８】
基板の形状は、直管形の照明装置を構成するために、長方形や正方形などの矩形状をなしていることが好ましいが、六角形や八角形などの多角形状、さらには、円形や楕円形状等をなすものを直線状に配設したものであってもよい。
【００５９】
カバー部材は、配光特性向上のため内面の一部に反射膜等の反射手段が形成されていてもよい。また、カバー部材は、発光部を実質的に密閉する外囲器を構成することが好ましいが、完全に密閉することが条件ではなく、光学的に密閉していればよく、例えば、一部に小さな通気用の孔等を形成したものであってもよい。
【００６０】
口金部材は、一般の直管形蛍光ランプで使用されるピン形の端子でも、例えば、白熱電球や電球形蛍光ランプ等に用いられているエジソンタイプのＥ１７やＥ２６等の口金であってもよい。さらに、フラットな薄型構造のランプに用いられるＧＸ５３口金でもよく、特定の口金には限定されない。また、固体発光素子を点灯制御するための点灯装置は、固体発光素子を調光するための調光回路や調色回路等を有するものであってもよい。
【００６１】
放熱部材は、固体発光素子の放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくとも一種を含む金属で形成することが好ましいが、この他に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料で構成してもよい。さらに、高熱伝導樹脂で構成してもよい。さらに、外周面には放熱性能をより高めるために一端部側から他端部側に向かい放射状に突出する多数の放熱フィンや、放射方向に突出する放熱ピン等を一体に形成してもよい。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 照明装置
１１ カバー部材
１２ 光源体
１２ｂ 発光部
１３ 光拡散部材
２０ 照明器具
２１ 器具本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性のカバー部材と；
固体発光素子を有する発光部が設けられ、カバー部材内に配設される光源体と；
前記カバー部材よりも全光線透過率が高く、分散度が５〜３５％で構成され、前記カバー部材内で前記光源体の発光部側に配設される光拡散部材と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光拡散部材は、前記光源体の短手方向に対し、前記発光部よりも広い幅寸法を有していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記カバー部材は、分散度が５〜３５％で、全光線透過率が７０〜９５％のプラスチック製の母材で構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
器具本体と；
器具本体に装着される請求項１ないし３いずれか一に記載の照明装置と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
透光性のカバー部材と；
固体発光素子を有する発光部が設けられ、カバー部材内に配設される光源体と；
前記カバー部材よりも全光線透過率が高く、分散度が５〜３５％で構成され、前記カバー部材内で前記光源体の発光部側に配設される光拡散部材と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光拡散部材は、前記光源体の短手方向に対し、前記発光部よりも広い幅寸法を有していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記カバー部材は、分散度が５〜３５％で、全光線透過率が７０〜９５％のプラスチック製の母材で構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
器具本体と；
器具本体に装着される請求項１ないし３いずれか一に記載の照明装置と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２６８９２（Ｐ２０１２−２２６８９２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１８１２（Ｐ２０１１−９１８１２）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]