高輝度の光を出す発光ダイオードの照明装置と照光方法

【課題】単位面積あたりの輝度を上げ、発光ダイオ−ド素子の熱を効率的、効果的に実用的に放熱する。
【解決手段】発光ダイオード１の発光部６に樹脂等の導光体４を接続し、接続された導光体４の先を集光部７に密集させることにより照明装置８の照光部を形成する。集光部７（照光部）に対して発光ダイオード１および導電部と一体となった放熱部３を効率的に配置することで、発っせられる熱に関係なく集光部７の単位面積当たりの輝度を上げる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として発光ダイオードの照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの照明において単位面積当たりの輝度をあげようとした場合、発光ダイオード素子から発せられる熱が増大し、発せられる熱により発光ダイオードの寿命が非常に短くなるという欠点がある。現状では、発光ダイオードから発せられる熱を放熱する為に発光ダイオードをある間隔以上空けなければならない。従って発光ダイオードを密集させて配置できないことにより、単位面積あたりの輝度を上げることができないという問題がある。
【０００３】
この問題の解決方法として、放熱性の向上および集光方法として特開２００７−１３４６２１号広報等の方法が開示されている。
【０００４】
前記出願の放熱方法および集光方法をとることは可能であるが、商品化の為の実用性に欠けているため、商品化なされていない。
【０００５】
かつ、導電体である光ファイバーケーブルを発光ダイオードの発光部に直接接着しているが、この方法では光ファイバーケーブルが熱で溶解するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３４６２１号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の第一の目的は、以上の欠点を解消すること、すなわち、発光ダイオード素子から発せられる熱を効率的、効果的また実用的な状態で放熱することで、発光ダイオードの寿命が短くなることを防ぐことにある。
【０００８】
また、樹脂等の導光体４と発光ダイオードの発光部との距離を離すことにより放熱される熱により導光体が溶融することがなく、さらに、一定距離を保つことで光を効果的に集光することができる。
【０００９】
さらに発光ダイオードを密集させて配置させ、単位面積当たりの発光輝度を上げることにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、以上の欠点を解決することで、樹脂等の導光体による集光方式の発光ダイオードの照明装置を実用可能なものとし、普及させ、一般街灯照明に必要な電力量の低減および、光源の交換頻度を少ない照明装置を提供することにもある。

【課題を解決するための手段】
【００１１】
発光ダイオード１は放熱部３と一体となった導電部２に配設され、発光ダイオード１の発光部６には樹脂等の導光体４の一方の先と近接させ接続されている。接続された樹脂等の導光体４の他方の先は、発光ダイオード１の発光部６より離れた位置において複数の樹脂等の導光体４を集合させた状態で集光し集光部７を形成している。放熱性を有する放熱部３と一体となった導電部２は、多面体状あるいは同心円状の殻体の形状を有している。
【００１２】
発光ダイオード１の熱を放熱するために、発光ダイオード１の配設する導電体を多面体状あるいは同心円状の殻体の状態で形成することにより、効果的に発光ダイオード１から発せられる熱を放熱すると同時に、発光された光を、樹脂等の導光体４を利用し離れた位置で集光部７を形成することにより、発光ダイオード１の光を密集させ、単位面積あたりの輝度を増し、高輝度の光を出す状態を実現する。
【００１３】
導電部２は金属製基板が利用可能であり、アルミ合金基板、アルミ基板である。
【００１４】
導電部２に配設された発光ダイオード１と樹脂等の導光体４を一定の距離を離して接続および固定するために、保持部５にはベークライトを使用できる。さらに、樹脂等の導光体４を貫通させるための開口部分を発光ダイオード１側が広くなった形状をラッパ型に加工することにより効率的に集光し一定距離を保つ近接した接合を実現した。
【００１５】
樹脂等の導光体４は光ファイバーケーブル、アクリルケーブル、ファイバーセンサーケーブルを使うことにより効率的に光を導光させることを実現する。
【００１６】
密集させて取り付けた場合であっても、効果的に発光ダイオード１より発生する熱を放熱することにより、発せられる熱により発光ダイオード１の寿命が短くなっている現状を解決させる。
【００１７】
放熱部３には、熱同率の高い金属製放熱フィンを使用し、さらに殻体状に取り付けることにより効果的な放熱を実現した。
【００１８】
発光ダイオード１の発光部６と近接して接続されている樹脂等の導光体４の先との距離を0.1mmから３．０mmとすることで発光ダイオード１の熱による樹脂等の導光体４の溶解等問題を解決し、効率的に発光ダイオード１の光を導光体４で導光することを実現する。
【００１９】
樹脂等の導光体４で導光され、導光体４を集合させて集光部７を形成する為、集光部７は本来の発光ダイオード１の配置等にかかわりなく円形や星形等の自由な形状にすることが出来るため、さまざまな光源の形状、状態を作ることができる。

【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例にかかる発光ダイオードの概略図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる発光ダイオード照明装置の正面外観図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる発光ダイオード照明装置の側面外観図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる発光ダイオード照明装置の拡大断面図である。
【図５】本発明他の実施例にかかる発光ダイオード照明装置の外観図である。
【図６】本発明の一実施例にかかる保持部の側面拡大図である。
【図７】本発明の一実施例にかかる保持部の側面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための発光ダイオード１の照明装置８を例示するものであって本発明を以下のものに特定しない。
【００２２】
さらにこの明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものではない。
【００２３】
図１の発光ダイオード１は放熱部３と一体となった導電部２に配設される。発光ダイオード１の発光部６には、一定距離を開けて樹脂等の導光体４の先が接続される。樹脂等の導光体４の他方の先は、発光ダイオード１の発光部６より離れた位置において複数の樹脂等の導光体４を集合させた状態で集光し集光部７を形成する。
【００２４】
図２、図３、図５で記される発光ダイオードの照明装置８は、発光ダイオード１が備えられる放熱部３と一体となった導電部２は、複数個でもって立体形成され、多面体状あるいは同心円状の殻体の形状をなすものである。
【００２５】
発光ダイオード１に通電し、発光させ発光部６に樹脂等の導光体４の先を接続することで導光され、樹脂等の導光体４の他方を集合させて集光部７を形成し、集合し形成された集光部７より高輝度の光を出す発光ダイオード１の照明装置８である。
【００２６】
放熱部３には高い放熱性を有するアルミ、アルミ合金を利用している。そのほかにも熱伝導性のある金属、熱伝導性を向上さす加工がなされた金属、加工物も利用できる。
【００２７】
放熱部３は放熱フィン状のものが効果的である。
【００２８】
放熱部３と一体となった導電部２は、必ずしも平面状ではなく、照明装置８の殻体を構成するうえで、要求される形状、たとえば、緩やかな弧を描かすことや球体、半球体にすることもできる。
【００２９】
放熱部３と導電部２との接合部分は熱伝導性の高い接合剤を用いて接合されている。
【００３０】
放熱部３と一体となった導電部２に配設された発光ダイオード１と樹脂等の導光体４との近接した接合部分は、一定の距離（０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ）の間隔がとられており、その樹脂等の導光体４を近接して保持するために保持部５をもち、保持部５は、布入りベークライト、紙入りベークライトを用いることができる。
【００３１】
放熱部３と一体となった導電部２に配設された発光ダイオード１と樹脂等の導光体４との近接した接合部分は、一定の距離（０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ）の間隔をとることができるが、理想的には０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。これは、発光ダイオード１の温度上昇状況によって、適正値が変動する。
【００３２】
樹脂等の導電体を近接して保持するための保持部５は、図６、図７に示すように発光ダイオード１側が広がったラッパ状にすることができ、効果的に集光できるよう加工することができる。
【００３３】
発光ダイオード１が配設された導電部２と集光部７の距離は必要な輝度及び放熱量により調整される。
【００３４】
樹脂等の導光体４を集合させて形成された集光部７の形状は、円形や星形等の自由な形状、自由な大きさにすることが出来きる。
【００３５】
さらに図示はしないが、集光部７より一定距離を離した部分にカバーを取付るようにし、集光部７に対して小さく開口部をもった大きさのカバーを着け、さらに輝度を上げることも可能であるし、大きな開口部にもった大きさのカバーを着け、光の変化をつけることができる。カバーをレンズにし、違う形の光を出すこともできる。
【００３６】
集光部７は、単数とは限らず、複数の集光部７をもつ形状にし、多様な光を演出する照明装置８を実現することができる。
【００３７】
発光ダイオード１は砲丸型発光ダイオードも利用可能である。
【００３８】
色調調整可能な発光ダイオード１の回路にし、電気的プログラムにおいて集光部７から発せられる光の色を変化させることができる。
【００３９】
また、複数の集光部７をもつ照明装置８とし、色調調整可能な発光ダイオード１の回路と電気的プログラムにおいて集光部７から発せられる光を個別もしくは周期的もしくは変則的に発光される色や発光させるタイミング変化させることができる照明装置８を実現する。
【００４０】
放熱部３は放熱フィン状には限定せず、発光ダイオード１の距離がある一定以上空け、効果的に放熱を行った場合、図５で示すようなプレート状でも可能である。
【００４１】
図５に記される照明装置は、筒状に殻体を形成し、通気口９を備えている。この通気口９は上昇気流等を利用し殻体内が空冷され、発光ダイオードの熱が放熱される。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・発光ダイオード
２・・・導電部
３・・・放熱部
４・・・導光体
５・・・保持部
６・・・発光部
７・・・集光部（照光部）
８・・・照明装置
９・・・通気口

【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを備えた導電部と、導電部と一体となった放熱部を備え、発光ダイオードと樹脂等の導光体を近接して保持する保持部を備えており、発光ダイオードの発光部に樹脂等の導光体の一方の先を近接して接続させ、樹脂等の導光体の他方の先は発光ダイオードの発光部より離れた位置において複数の樹脂等の導光体を集合させた状態で集合させ集光部を形成したものであり
発光ダイオードが備えられる導電部および導電部と一体となった放熱部は、多面体状あるいは同心円状の殻体の形状を有したものであり
発光ダイオードを通電し、発光させ発光部に樹脂等の導光体を接続することで導光され、樹脂等の導光体を集合させて集光部を形成し、集光部より高輝度の光を出す発光ダイオードの照明装置

【請求項２】
発光ダイオードの発光部と接続されている樹脂等の導光体の先との距離を0.1mmから３．０mmとすることで効率的に発光ダイオードの光を樹脂等の導光体で導光する請求項１に記載される発光ダイオードの照明装置

【請求項３】
発光ダイオードの発光部より近接して接続することによって樹脂等の導光体で導光され、樹脂等の導光体を集合させて形成された集光部の形状が、円形や星形等の自由な形状にすることが出来る請求項１に記載される発光ダイオードの照明装置

【請求項４】
発光ダイオードを備えた導電部と、導電部と一体となった放熱部を備え、発光ダイオードと樹脂等の導光体を近接して保持する保持部を備えており、発光ダイオードの発光部に樹脂等の導光体の一方の先を近接して接続させ、樹脂等の導光体の他方の先は発光ダイオードの発光部より離れた位置において複数の樹脂等の導光体を集合させた状態で集合させ集光部を形成したものであり
発光ダイオードが備えられる導電部および導電部と一体となった放熱部は、多面体状あるいは同心円状の殻体の形状を有したものであり
発光ダイオードを通電し、発光させ発光部に樹脂等の導光体を接続することで導光され、樹脂等の導光体を集合させて集光部を形成し、集光部より高輝度の光を出す発光ダイオードの照光方法

【図１】