説明

発光ダイオード照明装置

【課題】出射された青色光と白色光の混色が抑制された発光ダイオード照明装置を提供する。
【解決手段】青色光源領域と白色光源領域が長手方向に順次定義された搭載面を有する支持体と、青色光源領域に配置され、青色光を出射する発光ダイオードを有する青色光源と、白色光源領域に配置され、白色光を出射する発光ダイオードを有する白色光源と、搭載面を覆って支持体上に配置され、長手方向に延伸し短手方向に沿った断面が波形形状である複数の溝301が搭載面と対向する入射面に形成された照明カバーとを備え、青色光源及び白色光源から出射された光が、入射面から照明カバーに入射し、照明カバーを透過して出力される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光ダイオードを光源とする発光ダイオード照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、陰極放電管(蛍光灯)に代えて発光ダイオード(LED)を光源とする発光ダイオード照明装置の実用化が進められている。LEDを光源とすることにより、陰極放電管を使用する場合に比べて長寿命、省エネルギー等の効果が得られる。
【0003】
例えば、青色LEDと白色LEDを用いた発光ダイオード照明装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)。これは、青色の照射光に防犯効果があるため防犯灯として青色LEDを使用することが有効である一方、歩行者や走行車両が道路を安全に通行するためには白色LEDの照射光が有効であるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4210707号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、白色LEDと青色LEDとを領域を分けて発光ダイオード照明装置に搭載しても、発光ダイオード照明装置の外部において青色光と白色光の境界で色が混じってしまい、きれいな青色光が照射されないという問題があった。
【0006】
上記問題点に鑑み、本発明は、出射された青色光と白色光の混色が抑制された発光ダイオード照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様によれば、(イ)青色光源領域と白色光源領域が長手方向に順次定義された搭載面を有する支持体と、(ロ)青色光源領域に配置され、青色光を出射する発光ダイオードを有する青色光源と、(ハ)白色光源領域に配置され、白色光を出射する発光ダイオードを有する白色光源と、(ニ)搭載面を覆って支持体上に配置され、長手方向に延伸し短手方向に沿った断面が波形形状である複数の溝が搭載面と対向する入射面に形成された照明カバーとを備え、青色光源及び白色光源から出射された光が、入射面から照明カバーに入射し、照明カバーを透過して出力される発光ダイオード照明装置が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、出射された青色光と白色光の混色が抑制された発光ダイオード照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置の構成を示す模式図である。
【図2】図2(a)は本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置の平面図であり、図2(b)は図1のII−II方向に沿った断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置の照明カバーを透過する光の進行方向を説明するための模式図である。
【図4】比較例の発光ダイオード照明装置の照明カバーを透過する光の進行方向を説明するための模式図である。
【図5】本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置の他の構成を示す模式図である。
【図6】本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置の他の構成を示す模式図である。
【図7】本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置を防犯灯に使用した例を示す模式図である。
【図8】本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置の光源に使用されるレンズの例を示す模式図である。
【図9】図8に示したレンズの模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各部の長さの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【0011】
又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【0012】
本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置1は、図1〜図2に示すように、青色光源領域101と白色光源領域102が長手方向に順次定義された搭載面100を有する支持体10と、青色光源領域101に配置され、青色光を出射する発光ダイオードを有する青色光源21と、白色光源領域102に配置され、白色光を出射する発光ダイオードを有する白色光源22と、搭載面100を覆って支持体10上に配置され、長手方向に延伸し短手方向に沿った断面が波形形状である複数の溝301が搭載面100と対向する入射面300に形成された照明カバー30とを備える。青色光源領域101と白色光源領域102との境界線は搭載面100の短手方向に平行である。
【0013】
ここで、搭載面100の長手方向を単に「長手方向」といい、搭載面100の短手方向を単に「短手方向」という(以下において同様。)。図1は長手方向に沿った断面図であり、図2(b)は短手方向に沿った断面図である。つまり、図1は図2(b)のI−I方向に沿った断面であり、図2(b)は図1のII−II方向に沿った断面である。図2(a)では、照明カバー30を透視して搭載面100に搭載された青色光源21及び白色光源22を表示している。
【0014】
青色光源21及び白色光源22から出射された光は、入射面300から照明カバー30に入射し、照明カバー30を透過して発光ダイオード照明装置1の外部に出力される。
【0015】
照明カバー30の入射面300には、長手方向に沿ってストライプ状の溝301が形成されている。このため、青色光源21及び白色光源22から出射されて入射面300に入射した光Lは、図3に示すように、照明カバー30を透過後の方向が変化する。即ち、入射面300に形成された溝301によって、入射面300に入射した光Lの長手方向の成分が減少し、短手方向の成分が増大する。
【0016】
つまり、発光ダイオード照明装置1では、入射面300に長手方向と平行な溝301を形成することによって照明カバー30にレンズ性能を持たせ、これにより照明カバー30に入射する光を短手方向に配光する。その結果、照明カバー30から出力される光の進行方向が短手方向に広げられ、長手方向に進行する光が抑制される。このため、青色光源21から出射される青色光と白色光源22から出射される白色光の境界が、発光ダイオード照明装置1の外部において明確になる。
【0017】
溝301の短手方向に沿った断面は、例えば三角形状であり、或いは頂点部が平らな略台形であってもよい。溝301の対向する側面が平行ではなく、底部方向に沿って徐々に幅が狭くなるテーパ形状の断面を有する。入射面300に入射する光の進行方向を変化させるためには、溝301の頂点部を挟んで対向する面の延長線が交わる角度θは90°〜150°程度であり、例えば120°程度が好ましい。
【0018】
一方、溝301が形成されていない照明カバー30Aを使用した場合の発光ダイオード照明装置1Aの照射光の状態を図4に示す。図4に示すように、青色光源21から出射されて長手方向に進行する青色光L1と、白色光源22から出射されて長手方向に進行する白色光L2とは、照明カバー30Aを透過した後に混ざる。このため、青色光L1がくっきりと見えない。
【0019】
これに対し、本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置1では、青色光源21及び白色光源22から出射されて照明カバー30を透過した光は、長手方向に進行することが抑制される。このため、青色光源21から出射された青色光と白色光源22から出射された白色光とが、照明カバー30を透過した後に混色することが抑制される。つまり、発光ダイオード照明装置1によれば、出射された青色光と白色光との混色が抑制された発光ダイオード照明装置を提供することができる。
【0020】
照明カバー30は、青色光源21や白色光源22などを保護すると共に、青色光源21及び白色光源22の出射光を拡散して発光ダイオード照明装置1の外部に出力する。照明カバー30には、青色光源21及び白色光源22の出射光が透過する材料を採用可能である。例えば、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透光性樹脂カバーを照明カバー30に使用できる。図2(b)では照明カバー30の断面が半円形である場合を例示的に示したが、照明カバー30の外形は種々の形状を採用可能である。
【0021】
青色光を出射する青色発光ダイオードが、青色光源21に1個又は複数個含まれる。同様に、白色光を出射する白色発光ダイオードが、白色光源22に1個又は複数個含まれる。青色光源21及び白色光源22に含まれる発光ダイオードの数に任意に設定できる。例えば、8〜10チップ程度の発光ダイオードを格納したマルチチップモジュール(MCM)を青色光源21や白色光源22として使用する。
【0022】
図1〜図2では、青色光源21が2個、白色光源22が8個の例を示したが、支持体10に搭載される光源の数は上記に限られるものではない。発光ダイオード照明装置1に要求される照明度などに応じて、青色光源21と白色光源22の個数は適宜設定される。
【0023】
ただし、白色光源22の個数は青色光源21の個数よりも多いことが好ましい。これは、青色光による防犯の効果と白色光による照明の効果のバランスを考慮したときに、青色による照明だけでは暗く、周囲を照らす照明の効果を十分に発揮するには白色光源22の数を多くした方がよいためである。防犯効果のためには、発光ダイオード照明装置1の周囲に青色が発光していることが分かる程度に青色光源21を使用すればよい。発明者らの検討によれば、白色光源22に対する青色光源21の個数の比は1/4程度が好ましい。
【0024】
また、図2(a)では青色光源21と白色光源22が1列に配置される例を示したが、支持体10に青色光源21と白色光源22をマトリクス状に配置してもよい。例えば図5に示すように、青色光源21と白色光源22を2列ずつ配置してもよい。
【0025】
なお、図1では1つの青色光源領域101と1つの白色光源領域102が長手方向に沿って定義された例を示したが、支持体10の搭載面100に定義される青色光源領域101と白色光源領域102の数は上記に限定されるものではない。青色光源領域101と白色光源領域102の数は任意に設定可能である。ただし、青色光源領域101と白色光源領域102は、支持体10の長手方向に交互に定義される。例えば図6に示すように、搭載面100の中央に白色光源領域102を定義し、両端部に青色光源領域101を定義する。
【0026】
図7に、図1に示した発光ダイオード照明装置1を支柱40に取り付けて、防犯灯を構成した例を示す。図7に示した防犯灯の支柱40は、照明カバー30が下方に向くように、支持体10を端部で固定する。そして、支持体10の支柱40に最も近い位置に白色光源領域102が定義され、支柱40から最も遠い位置に青色光源領域101が定義されている。
【0027】
図7に示したように、支柱40に近い位置に白色光源22を配置することにより、白色光源22から出射される白色光L2によって防犯灯の下方周辺が明るく照明される。これにより、防犯灯の下方を通行する歩行者や走行車両の安全が確保される。
【0028】
一方、防犯効果を発揮させるためには、防犯灯本体やその周辺が遠方から青色に視認されればよい。このため、青色光源21は支柱40から遠い先端部に配置される。青色光源21から出射される青色光L1は、白色光L2が照射される領域の外側に向けて照射される。
【0029】
更に、図7に示すように照明カバー30の先端部に透光性を持たせることが好ましい。照明カバー30の先端部から青色光L1を発光ダイオード照明装置1の外部に出力することによって、遠くからでも青色光L1が視認される。このため、発光ダイオード照明装置1の防犯効果を高めることができる。
【0030】
図8〜図9に、青色光源21及び白色光源22に使用されるレンズ50の例を示す。レンズ50は、2つのバルク型のレンズ本体51と、レンズ本体51同士を連結する連結部52からなる。レンズ50は、取り付け部53によって支持体10にねじ止めなどにより固定される。
【0031】
レンズ本体51は、発光ダイオード20の出射光が入射する入射面511、入射面511に対向する出射面512を有する。レンズ本体51に入射した発光ダイオード20の出射光は、出射面512からレンズ50の外部に出射される。凹部形状の出射面512の側壁は、入射面511に概して平行な面と垂直な面とで構成された階段形状である。このため、発光ダイオード20からの光は、レンズ50を透過することによって入射面511の上方に集光される。図8に示したようにレンズ本体51の長手方向をx方向、短手方向をy方向とするとき、x方向を搭載面100の長手方向とし、y方向を搭載面100の短手方向として、レンズ50を支持体10に搭載する。
【0032】
レンズ50を使用することによって、レンズ50の下方に配置された発光ダイオードから出射されて長手方向に進行する光は、発光ダイオードの上方に集光される。
【0033】
上記のように、発光ダイオードから出射されて長手方向に進行する光を抑制する構造のレンズを青色光源21及び白色光源22に使用することにより、青色光と白色光の境界を更にくっきりと見せることができる。
【0034】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る発光ダイオード照明装置1では、青色光源21と白色光源22を長手方向に並べて搭載面100上に配置し、且つ照明カバー30に長手方向と平行な溝301を形成したことにより、青色光と白色光との混色を抑制することができる。つまり、青色光と白色光との境界がくっきりした青色光を照射する発光ダイオード照明装置1を提供することができる。発光ダイオード照明装置1によれば、発光ダイオード照明装置1下方の道路などを安全な通行のために必要な白色光で照射すると共に、青色光と白色光の混色が抑制されたことによって、発光ダイオード照明装置1本体及びその周辺において防犯効果のある青色をきれいに発光させることができる。
【0035】
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【0036】
L1…青色光
L2…白色光
1…発光ダイオード照明装置
10…支持体
20…発光ダイオード
21…青色光源
22…白色光源
30…照明カバー
40…支柱
50…レンズ
100…搭載面
101…青色光源領域
102…白色光源領域
300…入射面
301…溝

【特許請求の範囲】
【請求項1】
青色光源領域と白色光源領域が長手方向に順次定義された搭載面を有する支持体と、
前記青色光源領域に配置され、青色光を出射する発光ダイオードを有する青色光源と、
前記白色光源領域に配置され、白色光を出射する発光ダイオードを有する白色光源と、
前記搭載面を覆って前記支持体上に配置され、前記長手方向に延伸し短手方向に沿った断面が波形形状である複数の溝が前記搭載面と対向する入射面に形成された照明カバーと
を備え、前記青色光源及び前記白色光源から出射された光が、前記入射面から前記照明カバーに入射し、前記照明カバーを透過して出力されることを特徴とする発光ダイオード照明装置。
【請求項2】
前記搭載面に前記青色光源領域と前記白色光源領域が一つずつ定義され、前記白色光源領域に搭載された前記白色光源の個数が前記青色光源領域に搭載された前記青色光源の個数よりも多いことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項3】
前記白色光源に対する前記青色光源の個数の比が1/4であることを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項4】
前記搭載面に前記青色光源領域と前記白色光源領域が長手方向に交互に定義されていることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項5】
前記支持体を端部で固定する支柱を更に備え、前記支持体の前記支柱に最も近い位置に前記白色光源領域が定義され、前記支柱から最も遠い位置に前記青色光源領域が定義されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光ダイオード照明装置。
【請求項6】
前記青色光源及び前記白色光源が、前記発光ダイオードから出射されて前記長手方向に進行する光を前記発光ダイオードの上方に集光するレンズを備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の発光ダイオード照明装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−62467(P2013−62467A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−201570(P2011−201570)
【出願日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【出願人】(000106276)サンケン電気株式会社 (982)
【Fターム(参考)】