WO2016163532A1 - 発光ダイオード式照明装置 - Google Patents

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WO2016163532A1
WO2016163532A1 PCT/JP2016/061598 JP2016061598W WO2016163532A1 WO 2016163532 A1 WO2016163532 A1 WO 2016163532A1 JP 2016061598 W JP2016061598 W JP 2016061598W WO 2016163532 A1 WO2016163532 A1 WO 2016163532A1
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led element
reflecting member
led
tube
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英俊 三塚
小島 裕二郎
栗原 健一
和憲 小島
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Abram Corp
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    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/68Details of reflectors forming part of the light source
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources

Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting diode illuminating device characterized by a heat dissipation / reflection structure, and more particularly to a straight tube light-emitting diode illuminating device.
  • LEDs emit light when a voltage is applied to a semiconductor element. It is well known to mount an element on a substrate and conduct electricity, but dissipate the heat generated when electricity is passed through the LED element. To do so, a heat sink is essential.
  • LEDs can reduce power consumption and produce the same illuminance and light energy as conventional incandescent and fluorescent lamps, and are expected to become more popular in the future. Yes.
  • a straight tube type LED lighting tube that has the same appearance as a fluorescent lamp and can be directly attached to an existing fluorescent lamp fixture is a typical LED light source.
  • LED lighting tubes are roughly divided into those for general lighting and plant cultivation, each of which is a semi-transparent or cylindrical shape made up of a light emitting surface made of transparent glass or synthetic resin and a heat sink for heat dissipation of the LED substrate. It is a tube. Inside the tube body, LED elements are mounted on one surface at predetermined intervals, and a circuit board through which a current flows is provided.
  • the LED illuminating tube has a shape similar to that of a straight tube fluorescent lamp as a whole, and a base is mounted on both sides of the tube body, and terminals for connecting to the fixture are formed to protrude.
  • the LED lighting tube can be attached to an existing fluorescent lamp fixture as well as newly installed, and the LED in the tube can emit light by receiving power supply from the LED lighting tube.
  • Patent Document 1 a cylindrical tubular body made of polycarbonate and an aluminum attached to an opening provided in a part of the periphery of the tubular body are disclosed.
  • An LED illuminating tube comprising a heat sink made of metal and a plurality of LEDs mounted in the tube is disclosed.
  • an annular structure having an internal cavity is constituted by a translucent casing and a heat sink having a holding portion coupled to the casing, and is fixed in a heat conductive manner to the holding portion of the heat sink.
  • An LED lighting tube is disclosed that includes a circuit board, one or more LED light sources attached to the circuit board, and two end caps fitted to the ends of the tubular structure. In Patent Document 2, it can be used by attaching to a fluorescent lamp fixture instead of a conventional fluorescent lamp, and uniformly illuminates at a wide angle.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-113876 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-219004
  • the present invention has been made in view of the conventional drawbacks, and its object is to emit light emitted from an LED element as a light source with a wide irradiation angle of 160 to 180 degrees and high illuminance (total luminous flux). It is providing a type lighting device.
  • An LED illuminating tube comprising a total luminous flux transmissive plate disposed in the light irradiation direction; LED elements disposed on a substrate facing the total luminous flux transmitting plate in the LED illumination tube; A light reflecting member provided with a light reflecting surface disposed on the light emitting side of the LED element, and the light reflecting member is symmetrically or asymmetrically light with respect to the center line of the LED element.
  • the light reflecting and reflecting surface of the light reflecting member has a light directivity forming surface for irradiating the light emitted from the LED element to the outside of the tube through the total luminous flux transmitting plate by giving the light directivity to the light, Light for confining the light emitted from the LED element in the total luminous flux transmission plate and / or in the space between the total luminous flux transmission plate and the light reflecting member and irradiating the outside of the tube through the total luminous flux transmission plate
  • a containment means Light-emitting diode type lighting device.
  • An LED illuminating tube comprising a total luminous flux transmissive plate disposed in the light irradiation direction; LED elements disposed on a substrate facing the total luminous flux transmitting plate in the LED illumination tube; A light reflection member provided with a condensing reflection surface having a light reflection characteristic disposed on the light emitting side of the LED element; The light reflecting member is disposed to extend in the light irradiation direction symmetrically or asymmetrically with respect to the center line of the LED element, The light reflecting and reflecting surface of the light reflecting member has a light directivity forming surface for irradiating the light emitted from the LED element to the outside of the tube through the total luminous flux transmitting plate by giving the light directivity to the light, A pseudo LED element forming surface for projecting a pseudo LED element of the LED element, When the LED element is viewed from the direction of light emitted from the LED element disposed on the substrate, the pseudo LED element of the LED element disposed on the substrate appears on the pseudo LED formation surface. Diode-
  • An LED illuminating tube comprising a total luminous flux transmissive plate disposed in the light irradiation direction; LED elements disposed on a substrate facing the total luminous flux transmitting plate in the LED illumination tube; A light reflection member provided with a condensing reflection surface having a light reflection characteristic disposed on the light emitting side of the LED element;
  • the light reflecting member includes a first light reflecting member and a second light reflecting member,
  • the first light reflecting member includes a condensing reflection surface having a light reflection characteristic disposed on the light emitting side of the LED element,
  • the first light reflecting member is arranged to extend in the light irradiation direction symmetrically or asymmetrically with respect to the center line of the LED element,
  • the condensing reflection surface of the first light reflecting member has a light directivity forming surface for giving the light emitted from the LED element light directivity and irradiating the LED illumination tube outside the tube through the total luminous flux transmission plate,
  • An LED illuminating tube comprising a total luminous flux transmissive plate disposed in the light irradiation direction; LED elements disposed on a substrate facing the total luminous flux transmitting plate in the LED illumination tube; A light reflection member provided with a condensing reflection surface having a light reflection characteristic disposed on the light emitting side of the LED element;
  • the light reflecting member includes a first light reflecting member and a second light reflecting member,
  • the first light reflecting member includes a condensing reflection surface having a light reflection characteristic disposed on the light emitting side of the LED element,
  • the first light reflecting member is arranged to extend in the light irradiation direction symmetrically or non-target with respect to the center line of the LED element,
  • the condensing reflection surface of the first light reflecting member has a light directivity forming surface for giving the light emitted from the LED element light directivity and irradiating the LED illumination tube outside the tube through the total luminous flux transmission plate,
  • a pseudo LED element forming surface for projecting
  • the light emitting diode type illumination device is disposed at a position where it does not interfere with light emitted from the LED element.
  • the cylindrical tubular body includes a locking member that locks the light reflecting member.
  • the light reflecting member is made of a resin material.
  • a third light reflecting member that connects the first light reflecting member and the second light reflecting member is provided.
  • the pseudo LED element forming surface is defined and formed by the total reflectance of the first reflecting member, the elevation angle of the first reflecting member, and the distance between the LED element installation end and the first reflecting member. It is characterized by that.
  • the first light reflecting plate is characterized in that an elevation angle with respect to the substrate is set to 50 to 75 degrees.
  • the distance between the LED element installation end and the condensing reflection surface of the front reflecting member is 0.1 mm to 5.0 mm, the elevation angle with the substrate surface is 50 degrees to 75 degrees, and the first The height of the light reflecting plate is set to 5 times or more of the width of the LED element, preferably 10 mm to 20 mm.
  • the pseudo LED element forming surface is at least one of the total reflectance of the light reflecting surface, the elevation angle of the first light reflecting member, and the interval length between the LED element installation end and the condensing reflecting surface of the reflecting member.
  • the number of the pseudo LED elements projected on the pseudo LED forming surface is varied and projected by changing one of the two.
  • the second reflection member and / or the all-light transmission plate may include a light confinement recess.
  • the total light speed transmission plate has a total light speed transmittance of 95% or more.
  • the total reflectance of the light reflecting member is defined by 80% or more.
  • the light reflecting surface of the first reflecting member may be different in total reflectance and / or shape between the light directivity forming surface and the pseudo LED element forming surface.
  • the second light reflecting member includes a heat sink.
  • the light emitting diode type illumination device is a straight tube type light emitting diode type illumination device.
  • An electronic device including a light emitting diode illumination device.
  • a plant factory with light-emitting diode lighting equipment A plant factory with light-emitting diode lighting equipment.
  • An LED signboard provided with a light emitting diode illumination device.
  • an object of the present invention is to provide a light emitting diode illumination device capable of irradiating light emitted from an LED element with high illumination intensity (total luminous flux) at a wide irradiation angle of 160 to 180 degrees.
  • FIG. 5A shows a photograph irradiated from the illumination tube through the total luminous flux transmission plate from the state where the light emitted from the LED element is confined.
  • FIG. 5B shows a photograph irradiated from a state where light emitted from the LED element is not confined.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a light emitting diode illumination device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the straight tube type light emitting diode illumination device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the straight tube type light emitting diode illuminating device according to the first embodiment taken along a cross-sectional line AA shown in FIG.
  • the light emitting diode type illumination device includes an LED illumination tube including a total luminous flux transmission plate arranged in the light irradiation direction; LED element as a light source disposed on the substrate facing the total luminous flux transmitting plate in the LED illumination tube, A first light reflecting member provided with a condensing reflection surface having a light reflection characteristic disposed on the light emitting side of the LED element; The first light reflecting member is arranged to extend in the light emitting direction symmetrically or asymmetrically with respect to the center line of the LED element, The condensing reflection surface of the first light reflecting member has a light directivity forming surface for giving the light emitted from the LED element light directivity and irradiating the LED illumination tube outside the tube through the total luminous flux transmission plate, A second reflecting member comprising a pseudo LED element forming surface for projecting the pseudo LED element of the LED element, and a light reflecting surface disposed on the illumination tube and having a light reflecting property facing the total luminous flux transmitting plate;
  • the second reflecting member comprising
  • the first light reflecting member 191 is disposed symmetrically with respect to the center line of the LED element on both sides of the LED element, and the light emitted from the LED element has a light directivity to be connected to the outside of the LED illumination tube. It is provided to extend so as to be irradiated.
  • the first light reflecting member 19 is integrally provided on the substrate 17.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an optical path of light emitted from a light source that is an LED element in the light-emitting diode type illumination device of FIG.
  • the elevation angle of the first reflecting member with respect to the substrate is set to 50 to 75 degrees, preferably 50 to 65 degrees, and the second reflecting member is moved from the end of the first reflecting member.
  • the light emitted from the LED element goes straight in the internal space of the first reflecting member from directly below the light source of the LED element.
  • the total luminous flux transmission plate preferably has a curved surface.
  • the light emitted from the LED element is confined in the light flux confining means provided in the total light flux transmitting plate and / or in the space between the total light flux transmitting plate and the second reflecting member.
  • the light emitted from the confined LED element is irradiated outside the tube through the total luminous flux transmitting plate.
  • the second reflecting member and / or the total light flux transmitting plate include at least one recess for confining light.
  • the light emitted from the LED element through the translucent cover including the total luminous flux transmission plate is preferably irradiated with an irradiation angle: 120 to 180 degrees, a total luminous flux: 2000 to 3000 lm.
  • the elevation angle of the first light reflecting plate is changed from 50 degrees to 75 degrees, the distance between the arrangement end of the LED element and the first light reflecting plate is set to 0.1 to 5.0 mm, and the height of the first light reflecting plate is set to LED.
  • the width By setting the width to 5 times or more of the element width, preferably 10 mm to 20 mm, it is possible to eliminate the loss of light amount over a wide irradiation angle, and to improve the illuminance and PPFD.
  • the illuminance irradiated by the LED light source is preferably 1.5 to 2.0 times. Note that the elevation angle of the first reflecting member with respect to the substrate, the distance between the LED element end portion and the reflecting plate, and the height of the reflecting plate may be varied according to the size of the LED lighting device such as the diameter.
  • FIG. 5A shows the total luminous flux transmission plate from the state in which the light emitted from the LED element is confined in the total luminous flux transmission plate as the light confinement means and / or in the space between the total luminous flux transmission plate and the second reflecting member. The figure irradiated through is shown.
  • FIG. 5B shows a view irradiated from an unconfined state, respectively. From the figure, it can be seen that the light irradiated through the total luminous flux transmission plate from the state where the light is confined is irradiated almost uniformly over the entire total luminous flux transmission plate.
  • the light irradiated from the unconfined state has a bright central area where the LED elements are arranged, and its peripheral area has lower illuminance than the central area, and the central area and the peripheral area of the total luminous flux transmission plate. And the illuminance looks uneven.
  • FIG. 5A shows a color temperature of 3000K, total light transmittance: 60 to 70% (ML7500 series manufactured by Teijin Ltd .; milk white cover), and
  • FIG. 5B shows a color temperature of 3000K, total light transmittance: 89% (Teijin Chemicals).
  • a total luminous flux transmission plate of MN4800 series (transparent cover) clear plate) was used.
  • FIG. 6 shows that the pseudo LED element 13a of the LED element 13 mounted on the substrate is first reflected when the LED element is viewed from the direction in which the light emitted from the LED element disposed on the substrate is irradiated.
  • the photograph seen on the pseudo LED formation surface of a member is shown.
  • the illuminance of the LED element at that time is preferably 30 to 80 lx / w.
  • the pseudo LED element forming surface is defined and formed by the total reflectance of the first light reflecting surface, the elevation angle of the first light reflecting member, and the distance between the LED element installation end and the light reflecting surface of the reflecting member. It is preferable.
  • the total luminous flux transmission plate preferably has a total luminous flux transmittance of 95% or more.
  • the total reflectance of the reflecting member is preferably defined by 80% or more.
  • the light reflecting surface of the first light reflecting member according to the present invention preferably has different total reflectance and / or shape between the light directivity forming surface and the pseudo LED element forming surface.
  • the pseudo LED element forming surface varies at least one of the total reflectance of the light reflecting surface, the elevation angle of the first light reflecting member, and the distance between the LED element end and the reflecting member. It is preferable that the number of the pseudo LED elements projected on the pseudo LED forming surface is varied and projected.
  • FIG. 7 shows a schematic view in which the light reflecting member 19 is attached to the cylindrical tube body 10.
  • the cylindrical tubular body 10 includes a locking portion that locks the upper end portion 71 of the light reflecting member 19.
  • the locking portion includes a first locking portion and a second locking portion 72 for locking the upper end portion 71 of the light reflecting member 19 to the cylindrical tubular body 10.
  • the upper end portion 71 of the light reflecting member 19 is sandwiched between the first locking portion 70 and the second locking portion 72.
  • the upper end portion 71 of the light reflecting member 19 only needs to be locked to the first locking portion 70 or 72.
  • the cylindrical tube body 10 includes a locking portion that locks the substrate support member 17. Both ends of the substrate support member 17 are held between the third locking portion 74 and the fourth locking portion 76.
  • the substrate support member 17 only needs to be locked to the fourth locking portion 74 or 76.
  • the substrate support member 17 and the light reflecting member 19 are integrally formed. However, the substrate supporting member 17 and the light reflecting member 19 are confined in the light reflecting portion light confining space 62, and the confined light is irradiated from the total light flux transmitting plate 31 to the outside of the tube. It is preferred that The material 19 and the substrate support member 17 may be configured separately.
  • the light reflecting member 19 and the substrate support member 17 are fixed to each other with screws or an adhesive.
  • the light reflecting member 19 including the substrate support member 17 may be detachably attached from the locking portion.
  • the light reflecting member 19 and the substrate support member 17 may be separately attached to the locking portion so as to be removable.
  • the light directivity forming surface and the pseudo LED forming surface have different shapes.
  • the light directivity forming surface and the pseudo LED forming surface have at least a part of a shape other than a straight line and a straight line, for example, a curved surface, an unevenness, a saw shape, a combination of these shapes, and the pitch can be changed by these shapes. Alternatively, it may be formed in combination.
  • the light directivity forming surface and the pseudo LED forming surface may have the same shape.
  • the total reflectance may be different between the light directivity forming surface and the pseudo LED forming surface.
  • the total reflectance may be different in the range of 80% to 95%.
  • the first light reflecting member includes a light directivity forming surface for directing light emitted from the LED element to irradiate the LED illumination tube outside the tube, and a condensing reflection surface on the side facing the LED element. And a pseudo LED element forming surface for projecting the pseudo LED element of the mounted LED element.
  • the pseudo LED element forming surface may form a light directivity forming surface.
  • the light-emitting diode type illumination device When the light-emitting diode type illumination device is a straight tube type light-emitting diode type illumination lamp, it has a length and a diameter that can replace a conventional fluorescent tube in a fluorescent lamp fixture.
  • the total length of the straight tube type light emitting diode type illumination lamp is the same as that of a conventional straight tube type fluorescent lamp, and can be appropriately set to, for example, 300 mm to 2400 mm depending on the application.
  • the diameter is substantially the same as that of a conventional straight tube fluorescent lamp, and it is preferable that the overall shape and appearance are substantially the same as those of a straight tube fluorescent lamp.
  • the tube of the light emitting diode illumination device is a member having a substantially semi-cylindrical cross-sectional shape.
  • the tube of the light emitting diode illumination device can be formed of a material such as glass or synthetic resin, for example.
  • a member integrally formed so as to be a long semi-cylinder made of a material having predetermined elasticity such as polycarbonate resin may be used.
  • the whole or a part of the tube of the light emitting diode type illumination lamp has translucency, and may be formed of a transparent, translucent, and colored transparent material as long as it can transmit light.
  • an electronic component such as an AC power source for driving the light emitting diode type illumination device is provided in the LED illumination tube, and is mounted on the substrate in a position and wiring manner that does not interfere with the light emitted from the LED light source. It is preferable.
  • the illuminance projected by the pseudo LED element is not limited as long as the LLD element emits light, but preferably includes at least 30 lx / w to 80 lx / w.
  • the LED illuminance was measured by applying an alternating current of 100 V 50 Hz to the light emitting diode illumination device.
  • a general form AA illuminance form defined in JIS C1609 was used.
  • the measurement distance was set to 1 m between the front surface of the light source of the LED element and the illuminance-type measurement reference plane.
  • the light source was measured by lighting vertically downward.
  • the measurement results are as follows.
  • the power consumption (W) of the LED element is 19.5W. Measurement result 1; 724 (lx) 37.1 lx / w Measurement result 1; 870 (lx) 44.6 lx / w Measurement result 1; 1556 (lx) 79.8 lx / w
  • a power source that is a driving device for driving an LED element as a light source is (1) a single power source of 5V, 12V, or 24V, or (2) at least a forward voltage of 1.5V to 4.5V, or (3 ) It is preferable to drive with any voltage of 90V to 240V.
  • the power source is preferably disposed at a position where it does not interfere with light emitted from the LED element.
  • a power source for driving the LED element is disposed on the bottom of the tube below the substrate on which the LED element is mounted.
  • a power source for driving the LED element is mounted on the substrate on the opposite side of the first light reflecting member facing the LED element.
  • the LED element is a surface-mounted white LED that emits white light when the above-described predetermined voltage is applied. It is preferable that the LED elements are arranged at regular intervals so as to form a line along the longitudinal direction of the substrate 12 at the center position in the width direction on the surface side of the substrate. The LED elements may be arranged in a plurality of rows along the longitudinal direction of the substrate 12.
  • the reflective member preferably includes a heat sink member such as an Al material.
  • a heat sink member such as an Al material.
  • the distance between the heat sink part directly under the substrate on which the LED element is mounted and the heat sink part touched by the human body is set to be two to three times longer than the conventional heat sink. This improves the heat conduction efficiency and enhances the heat dissipation effect of the heat generated when the LED element is energized.
  • the heat sink structure directly under the substrate on which the LED element is mounted is not a semi-cylindrical structure and the distance from the LED element directly below and the heat sink that touches the human body is short, but the distance from directly below the LED element to the heat sink that touches the human body is increased. Therefore, it is preferable to adopt an M-type structure to increase the heat conduction efficiency and further promote heat dissipation.
  • an M-shaped heat sink (cross section) structure that condenses and reflects light at a constant angle reflects light emitted from the LED element, directs it in a predetermined direction, and improves illuminance.
  • the heat sink (cross section) of the M-shaped structure it is preferable to treat the heat sink surface on the LED element side with silver coating, plating or chrome treatment with high reflection efficiency.
  • the heat sink cover be of a diffusion type or a prism type.
  • the light emitting diode illumination device 1 has a length and a diameter that can replace a conventional fluorescent light tube in a fluorescent lamp fixture.
  • the total length of the light emitting diode illumination device is the same as that of a conventional straight tube fluorescent lamp, and can be appropriately set to, for example, 300 mm, 450 mm, 600 mm, 900 mm, 1200 mm, 1800 mm, 2400 mm, etc. according to the application.
  • the tube diameter of the light-emitting diode illuminating device is substantially the same as that of a conventional straight tube fluorescent lamp, and preferably has the same outer shape and appearance as a straight tube fluorescent lamp as a whole.
  • the light-emitting diode illuminating device 1 is provided in a cylindrical tube body 10 including a translucent cover 31 and a tube member 15 including a total luminous flux transmission plate, and the cylindrical tube body 10.
  • the LED element 13 as the light source, the substrate 12 on which the LED element 13 is mounted, the substrate support member 17, the light reflecting member 19, the LED controller 22, and the end cap 50 are provided.
  • the light reflecting member 19 includes a first light reflecting member 191, a second light reflecting member 193, and a third light reflecting member 195.
  • the tube member 15, the substrate support member 17, the first light reflecting member 191, the second light reflecting member 193, and the third light reflecting member 195 are made of a heat-resistant material such as aluminum, copper, or plastic.
  • the substrate support member 17 and the first light reflecting member 191 are preferably formed integrally. Further, it is preferable that the first light reflecting member 191, the second light reflecting member 193, and the third light reflecting member 195 are integrally formed. Furthermore, it is preferable that the substrate support member 17, the first light reflecting member 191, the second light reflecting member 193, and the third light reflecting member 195 are integrally formed. If plastic is used for these members 17, 191, 193, 195, these members can be easily formed integrally. The substrate support member 17, the first light reflecting member 191, the second light reflecting member 193, and the third light reflecting member 195 are individually formed, and then these members are selected and bonded with an adhesive, screws, or the like. May be.
  • a heat sink for these members 15, 17, 191, 193, and 195, a high heat dissipation effect can be obtained.
  • the heat sink is made of aluminum, the heat of the part touched by the human body is kept at a safe temperature, for example, It can be 40 degreeC.
  • the heat sink material is generally aluminum or copper, which is excellent in heat conduction efficiency.
  • the heat sink surface temperature which is the biggest problem of LED straight tubes (fluorescent lamp type) and LEDs, can be kept at a safe temperature (about 40 ° C.) even when touched by a human body.
  • the illuminance can be equivalent to or better than that of a fluorescent lamp.
  • the substrate 12 is accommodated and supported in a longitudinal internal space (closed space) of the substrate support member 17.
  • the LED element 13 is disposed in a stripe-like opening formed on the side of the translucent cover 31 of the substrate support member 17 with the light emitting surface facing the translucent cover 31.
  • the substrate 12 preferably has conductivity.
  • substrate support member 17 receives the heat
  • the first light reflecting member 191 is extended from one end serving as a coupling portion with the substrate support member 17 toward the translucent cover 31.
  • the LED element 13 is disposed on the center line 61 of the translucent cover 31 along the cross section in the cross section of the closed space of the light emitting diode lighting device 1.
  • the translucent cover 31 is preferably a total luminous flux transmission plate having a total luminous flux transmittance of 95% or more.
  • the total luminous flux transmission plate preferably has a total luminous flux transmittance of 95 (%) or more.
  • As the translucent cover 33 a resin-made ML series that is a high diffusion type manufactured by Teijin Limited was used.
  • the total luminous flux transmittance (%) is represented by the total luminous flux when the test piece is placed / total luminous flux when the test piece is not placed ⁇ 100.
  • the LED elements 13 mounted on the substrate 12 may be arranged in one row or in a plurality of rows with a predetermined interval in the longitudinal direction of the substrate. As shown in FIG. 2, a plurality of LED elements 13 are mounted on the substrate 12 at equal intervals along the longitudinal direction.
  • An LED controller 21 is disposed at the end of the substrate 12.
  • the first light reflecting member 191 is disposed symmetrically or asymmetrically with respect to the center line of the LED element on both sides of the LED element with a distance (S) from the LED element, and is directed to the light emitted from the LED element. It is provided to extend so that light is emitted from the LED illumination tube to the outside of the tube.
  • the length of the first reflecting member is preferably 5 times or more the width of the LED element, preferably about 10 mm to 20 mm from the substrate.
  • the first light reflecting member 191 preferably includes a condensing reflection surface 19a on the LED element side.
  • the condensing / reflecting surface 19a preferably includes a pseudo LED element forming surface 20b that reflects a pseudo LED element of the LED element mounted on the light directing surface 20a and the light reflecting surface facing the LED element.
  • the distance (S) between the LED element end and the condensing reflection surface of the first reflecting member 19 is 0.1 mm to 5.0 mm, preferably 0.5 mm to 2.0 mm. It is preferable that the elevation angle ⁇ of 19 is defined as 50 to 75 degrees, preferably 50 to 65 degrees, and the total reflectance of the reflecting member is set to 80% or more. The interval may be zero if an electrical insulating material is provided on a part of the condensing reflection surface.
  • FIG. 6 shows a diagram in which the pseudo LED element is projected on the condensing reflection surface 19a of the first reflecting member 19 when the lower side of the LED element mounted on the substrate is viewed from the irradiation direction of the LED element.
  • the end cap 50 is fitted into two end portions of a tubular structure constituted by the tubular member 15 and the translucent bar 31.
  • the end cap 50 is provided with a power supply pin 51.
  • the first light reflecting member 191 includes a condensing / reflecting surface 19a at an extending portion 23 that extends toward the translucent cover 31 in a direction in which light emitted from the LED element mounted on the substrate travels.
  • the extending portion 23 is disposed symmetrically or asymmetrically with respect to the center line of the LED element on both sides of the LED element in a direction in which light emitted from the LED element mounted on the substrate travels.
  • the extending part 23 is preferably arranged in a posture in which the light from the light emitting element 13 is directed to the translucent cover 31.
  • the first light reflecting member 19 extends along a curved shape of the first light reflecting member 191 extending at a predetermined elevation angle; an angle of 50 to 75 degrees toward the translucent cover 31 and the translucent cover 31.
  • a second light reflecting member 193 that is bent and a third light reflecting member 195 that connects the first light reflecting member 191 and the second light reflecting member 193 are provided.
  • the light reflecting member 19 is not limited to the structure of the first light reflecting member 191, the second light reflecting member 193, and the third light reflecting member 195, and may be configured in a multistage structure by connecting the light reflecting members.
  • the second light reflecting member 193 and the third light reflecting member 195 preferably include light reflecting surfaces 193a and 195a having light reflecting characteristics on the side facing the translucent cover 31, respectively.
  • the pseudo LED element forming surface is defined by at least one of the total reflectance of the light reflecting surface, the elevation angle of the first light reflecting member, and the distance between the LED element installation end and the light reflecting surface of the previous reflecting member. Preferably it is formed.
  • the total luminous flux transmission plate preferably has a total luminous flux transmittance of 95% or more.
  • the total reflectance of the reflecting member is preferably defined by 80% or more.
  • the total reflectance of the condensing reflection surface of the first light reflecting member is 80% or more.
  • silver plating, silver coating, chrome plating, or the like is preferably applied to the condensing reflection surface 19a. The illuminance at this time is determined based on the light brightness theorem that “the brightness is inversely proportional to the square of the distance between the light source and the irradiation surface”.
  • the light emitted from the LED element irradiates the outside of the tube through the total luminous flux transmission plate 31 through the light reflecting member 19.
  • the light emitted from the LED element is arranged corresponding to the light reflecting surface 193a of the second light reflecting member 193 when irradiating the tube through the total light flux transmitting plate 31 via the first light reflecting member 191. It is confined in the provided total light flux transmission plate 31 and / or confined in the light confinement path 60 formed between the total light flux transmission plate 31 and the second light reflecting member 193, and further provided in the light confinement path 60. It is preferable that the light confined and confined in the confined light confinement space 62 is irradiated from the total light flux transmission plate 31 to the outside of the tube.
  • the light emitted from the LED element is transmitted through a light reflecting member, preferably the first light reflecting member 191, and is confined in the light confining space 62, and the confined light is transmitted from the total light flux transmitting plate 31 to the tubular body. It is preferable to irradiate outside.
  • the first light reflecting member 191 has an elevation angle with respect to the substrate; 50 From 75 to 75 degrees, preferably from 50 to 65 degrees, the distance (S) between the LED element end and the first light reflecting member: 0.5 to 5.0 mm, the height of the reflector; the width of the LED element It is preferably set to 5 times or more, preferably 10 to 20 mm.
  • the light beam is confined in the total light beam transmission plate 31 disposed corresponding to the reflection surface of the second light reflection member 20, and / or in the space between the total light beam transmission plate and the second light reflection member. It is preferable that the confined light confined in the formed light confinement path 60 is radiated from the total luminous flux transmission plate 31 to the outside of the tube.
  • the light confinement path 60 formed in the space between the total light flux transmitting plate and the second light reflecting member is preferably formed by fitting the end of the second light reflecting member to the total light flux transmitting plate.
  • the second reflecting member and / or the total light flux transmitting plate preferably includes at least one light confinement recess 62.
  • the light emitted from the LED element to the outside of the tube through the total luminous flux transmitting plate is irradiated at an irradiation angle: 120 degrees to 180 degrees, a total luminous flux total luminous flux: 2000 to 3000 lm.
  • the pseudo LED is preferably projected on the first light reflecting member.
  • the translucent cover 31 can be passed.
  • the treatment for increasing the reflection efficiency of the present embodiment is silver coating, silver plating, or a coating equivalent thereto.
  • the total reflectance can be improved to 90%.
  • the light-emitting diode illumination device 1 uses a light reflecting member having the shape shown in FIGS. 2 and 3 so that the distance between the LED element and the outer peripheral surface of the light-emitting diode illumination device 1 (the part touched by the human body) is a conventional structure. Can be made longer (more than twice as long).
  • the illuminance distribution can be wide angle (140 degrees or more), and the performance (illuminance and light distribution) of the conventional fluorescent lamp is 50% of the power consumption of the fluorescent lamp.
  • the power consumption can be reduced to about 12 to 13 compared to the fluorescent lamp, and the illuminance / PPFD can be increased to 2 to 3 times (compared to the conventional LED). Contributes to safety and security without generating high heat like fluorescent tubes.
  • pipe type light emitting diode type illumination lamp 1 can be 500 g or less.
  • FIG. 8 is a cross section of the straight tube type light emitting diode illumination device of the present embodiment taken along the cross-sectional line AA shown in FIG.
  • the condensing reflection surface 19 a on the LED element side of the first light reflecting member 191 constituting the light reflecting member 19 has light reflecting characteristics and is concave with respect to the center line 61.
  • the curvature of the curved surface is appropriately determined according to the required optical characteristics.
  • the condensing reflection surface 19 a may be formed in a curved surface that is convex toward the center line 61.
  • the curvature of the curved surface is appropriately determined according to the required light directivity.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the light-emitting diode illuminating device of the present embodiment taken along a cross-sectional line AA shown in FIG.
  • the whole or a part of the condensing reflection surface 219a on the LED element 13 side of the first light reflection member 191 has light reflection characteristics, and a large number of irregularities are formed.
  • the shape, size, interval, and number of the unevenness are appropriately determined according to required optical characteristics.
  • FIG. 10 is a cross section of the straight tube type light emitting diode illumination device of the present embodiment taken along the cross-sectional line AA shown in FIG.
  • the condensing reflection surface 19 a on the LED element 13 side of the first light reflecting member 19 is formed only on one of the center lines 61.
  • the light emitting diode type illumination device of the present embodiment is disposed at the end when a plurality of light emitting diode type illumination lamps are installed in parallel. In the present embodiment, the amount of light can be increased in one direction.
  • Fifth embodiment is a cross section of the straight tube type light emitting diode illumination device of the present embodiment taken along the cross-sectional line AA shown in FIG.
  • the condensing reflection surface 19 a on the LED element 13 side of the first light reflecting member 19 is formed only on one of the center lines 61.
  • the light emitting diode type illumination device of the present embodiment is disposed at the end when a plurality of light emitting diode type illumination lamps are installed in parallel. In
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the light-emitting diode type illumination device of the present embodiment taken along the cross-sectional line AA shown in FIG.
  • a space is formed between the light reflecting surface 293a of the second light reflecting member 293 facing the light transmitting cover 31 of the first light reflecting member 191 and the light transmitting cover 31.
  • the light reflecting surface 293a of the second light reflecting member 293 may be provided in contact with the inner surface of the translucent cover 31, as shown in the drawing. According to the said structure, it can suppress effectively that water flows in from the mounting part 83 in which the tubular member 33 and the translucent cover 31 are joined at the time of mounting
  • a frame member 40 that forms a space for accommodating the power supply 65 of the light emitting diode 13 is provided.
  • the drive apparatus provided with a power supply is arrange
  • the power supply 50 is installed at the position of the bottom of the frame member 40. Further, the power source 50 may be disposed on the base portion 17 in the space of the elevation angle ⁇ of the reflecting member 191.
  • a forward voltage for driving the LED element of the light emitting diode type illumination device at least 1.5V to 4.5V.
  • the forward voltage of one chip of the LED element emitting white light is, for example, 1.8V to 2.3V, 2.4V to 3.3V, 2.8V to 3.2V, 3.2V to 3.6V. 3.6V to 4.03V.
  • the LED lighting device of this example used a universal power source. 100 LED elements (chips) were connected.
  • the AC type input voltage (AC) is 20 W, 90 V to 264 Vac.
  • the power source can be driven using a battery.
  • the LED lighting device can be driven by a single power source such as 5V.
  • the driving power source may be a battery; 1.5V ⁇ n. Even if such a power source is used, the light emitted from the LED element has directivity, and the light directing surface 20b for irradiating the light from the LED illumination tube to the outside of the tube, and the side facing the LED element A pseudo LED element forming surface 20a for projecting the pseudo LED element of the mounted LED element on the condensing reflection surface can be provided.
  • a driving device such as an AC power source is preferably provided in the LED illumination tube and disposed at a position that does not interfere with light emitted from the LED light source.
  • electronic parts such as a power source other than the LED light source, all or a part thereof may be arranged on the back surface side instead of the front surface side of the substrate. Can be arranged on the back side, and the internal space on the surface side of the substrate can be widened.
  • a driving device such as an AC power source is preferably disposed below the substrate on which the LED elements in the LED lighting tube are mounted, or on the back side of the condensing reflection surface of the reflecting member.
  • a forward voltage for driving the LED element of the light emitting diode type lighting device at least 1.5V to 4.5V is applied to the LED element to drive the light emitting diode type lighting device, and the LED element mounted on the substrate
  • the pseudo LED element is displayed on the pseudo LED formation surface.
  • the pseudo LED element preferably projects the pseudo LED element on the pseudo LED formation surface if the LED element emits light.
  • the driving voltage is preferably driven by a single power source. Seventh embodiment
  • two light emitting diodes 13-1 and 13-2 may be provided in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the number of light emitting diodes 13 provided in the orthogonal direction may be three or more.
  • the light emitting diode 13-1 is sandwiched between the light reflecting member 19-1 and the light reflecting member 19-2, and the light reflecting member 19-1 and the light reflecting member 19-2 on the light emitting diode 13a side have reflection characteristics.
  • the light emitting diode 13-2 is sandwiched between the light reflecting member 19-2 and the light reflecting member 19-3, and the light reflecting member 19-2 and the light reflecting member 19-3 on the light emitting diode 13a side have reflection characteristics.
  • the two light emitting diodes 13-1 and 13-2 are arranged so as to be inclined so as to emit light in different directions toward the outside of the illumination device.
  • two light emitting diodes 13-1 and 13-2 may be provided in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the number of light emitting diodes 13 provided in the orthogonal direction may be three or more.
  • the light emitting diode 13-1 is sandwiched between the light reflecting member 19-1 and the light reflecting member 19-2, and the light reflecting member 19-1 and the light reflecting member 19-2 on the light emitting diode 13a side have reflection characteristics. Yes.
  • the light emitting diode 13-2 is sandwiched between the light reflecting member 19-2 and the light reflecting member 19-3, and the light reflecting member 19-2 and the light reflecting member 19-3 on the light emitting diode 13a side have reflection characteristics. Yes.
  • the light-emitting diode illumination device according to the present invention is preferably a straight tube light-emitting diode illumination device.
  • the light emitting diode type illumination device according to the present invention may be used for a light source of an electronic device, for example, a backlight of a liquid crystal device.
  • the present invention is applicable to light emitting diode type illumination lamps, electronic devices, plant factories, and LED signboards.

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Abstract

 LED素子から照射した光に光指向性を持たせてLED照明管から管外に照射させるように延出して設けられた反射部材を設け、反射部材に前記LED素子から発光した光に光指向性をもたせて前記LED照明管から管外に導くための光指向性形成面と、基板に実装されたLED素子の擬似LED素子を映し出す擬似LED素子形成面を備え、LED素子から照射した光を管内で閉じ込めた後に管外に照射するLED照明装置。

Description

発光ダイオード式照明装置
本発明は、放熱・反射の構造に特徴を有する発光ダイオード式照明装置、特に直管形発光ダイオード式照明装置に関する。
LEDに発光原理は、半導体素子に電圧を加えた際に光るもので、素子を基板上に実装し、電気を通すことは周知であるが、電気をLED素子に通す際に発生する熱を放熱するためにはヒートシンクが不可欠である。
LEDは、従来の照明器具と比較した場合、消費電力を減らして従来の白熱灯や蛍光灯と同程度の照度・光エネルギーを出すことが可能で、今後さらに普及していくことが期待されている。特に、蛍光灯の代替光源として、蛍光灯と同様な外観を有し、既設の蛍光灯器具にもそのまま取り付けることが可能な、直管型のLED照明管はその代表的なLED光源である。
一般的に、LED照明管は、一般照明用と植物栽培用に大別され、それぞれ半透明、あるいは透明のガラスや合成樹脂からなる発光面とLED基板の放熱のためのヒートシンクからなる円筒状の管体である。管体の内部は、一方面にLED素子が所定の間隔で実装されており、電流を通す回路基板を備えている。
LED照明管は、全体的に直管型の蛍光灯と同様の形状を有しており、管体の両側には口金が装着され、器具に接続するための端子が突出して形成されている。上記構造によりLED照明管は新設は勿論既設の蛍光灯器具に取り付け可能な構成となっており、そこから電源供給を受けて管内のLEDを発光させることができる。
このような直管型のLED照明管に関する発明としては、例えば特許文献1にはポリカーボネート製の円筒状の管体と、その管体の周囲の一部に設けられた開口部に装着されるアルミニウム製のヒートシンクとその管体内に実装される複数のLEDとを備えるLED照明管が開示さている。
また、特許文献2には、半透明のケーシングとこのケーシングに結合された保持部を有する放熱板とにより内部空洞を有する環状構造を構成し、放熱板の保持部に熱伝導的に固定される回路基板と、その回路基板に取り付けられた1つ以上のLED光源と、管状構造の両端部に適合してはめられた2つの端部キャップとを備えるLED照明管が開示されている。特許文献2では、従来の蛍光灯に代わり蛍光灯器具に取り付けて使用することができ、広角度に均一に照射している。
特許文献1 特開2011-113876号公報
特許文献2 特開2013-219004号公報
本発明は、従来の欠点を鑑みてなされたもので、その目的は160度から180度の広い照射角度、かつ高い照度(全光束)をもって光源としてのLED素子で発光した光を照射する発光ダイオード式照明装置を提供することにある。
光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたLED素子と、
該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える光反射部材とを有し、記光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に光の照射方向に向けて延出して配設され、
前記光反射部材の集光反射面は、前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
前記LED素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び又は前記全光束透過板と前記光反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備える、
発光ダイオード式照明装置。
光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたLED素子と、
該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える光反射部材とを有し、
前記光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に光の照射方向に向けて延出して配設され、
前記光反射部材の集光反射面は、前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
前記LED素子の擬似LED素子を映し出すための擬似LED素子形成面を備え、
前記基板に配設されたLED素子から照射される光の方向から該LED素子を見た際に、前記擬似LED形成面に前記基板に配設されたLED素子の擬似LED素子が映って見える発光ダイオード式照明装置。
光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたLED素子と、
該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える光反射部材とを有し、
該光反射部材は、第1光反射部材と第2光反射部材とを備え、
該第1光反射部材は、該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備え、
前記第1光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に光の照射方向に向けて延出して配設され、
前記第1光反射部材の集光反射面は、前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
前記LED素子の擬似LED素子を映し出すための擬似LED素子形成面を備え、
前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第2光反射部材と、
前記第2反射部材は、第1反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、
前記LED素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び又は前記全光束透過板と前記光反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備え、
該光が照明管外へ照射されるに伴い前記基板に搭載された擬似LEDが前記擬似LED素子形成面に映し出される発光ダイオード式照明装置。
光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたLED素子と、
該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える光反射部材とを有し、
該光反射部材は、第1光反射部材と第2光反射部材とを備え、
該第1光反射部材は、該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備え、
前記第1光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対象に光の照射方向に向けて延出して配設され、
前記第1光反射部材の集光反射面は、前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
前記LED素子の擬似LED素子を映し出すための擬似LED素子形成面を備え、
前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第2反射部材を有し、
前記第2反射部材は、第1反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、
前記LED素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び又は前記全光束透過板と前記反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備え、
前記基板に配設されたLED素子から照射される光の方向から該LED素子を見た際に、前記擬似LED形成面に前記基板に配設されたLED素子の擬似LED素子が映って見える発光ダイオード式照明装置。
前記発光ダイオード式照明装置は、前記LED素子から発光される光と干渉しない位置に配設されることを特徴とする。
前記円筒状管体は、光反射部材を係止する係止部材を備えることを特徴とする。
前記光反射部材は、樹脂材から作られていることを特徴とする。
前記第1光反射部材と前記2光反射部材とを繋ぐ第3光反射部材を備えることを特徴とする。
前記擬似LED素子形成面は、前記第1反射部材の全反射率と、前記第1反射部材の仰角と、前記LED素子の設置端と前記第1反射部材との間隔によって規定されて形成されることを特徴とする。
前記第1光反射板は、基板に対して仰角が50度から75度に設定されることを特徴とする。
前記LED素子の設置端と前反射部材の集光反射面との間隔長さは、0.1mmから5.0mmに、前記基板表面との仰角は、50度から75度に、かつ前記第1光反射板の高さをLED素子の幅の5倍以上、好ましくは10mmから20mmに設定されることを特徴とする。
前記擬似LED素子形成面は、前記光反射面の全反射率と、前記第1光反射部材の仰角と、前記LED素子の設置端と前記反射部材の集光反射面との間隔長の少なくとも1つを可変することにより、前記擬似LED素子が擬似LED形成面に写し出される個数が可変して写し出されることを特徴とする。
前記第2反射部材、及び又は前記全光速透過板は、光閉込め用の凹所を備えることを特徴とする。
前記全光速透過板は、全光速透過率95%以上を備えることを特徴とする。
前記光反射部材の全反射率は、80%以上により規定されることを特徴とする。
前記第1反射部材の光反射面は、光指向性形成面と擬似LED素子形成面とで全反射率及び/又は形状を異にすることを特徴とする。
第2光反射部材が、ヒートシンクを備えることを特徴とする。
前記発光ダイオード式照明装置は、直管形発光ダイオード式照明装置であることを特徴とする。
発光ダイオード式照明装置を備える電子装置。
発光ダイオード式照明装置を備える植物工場。
発光ダイオード式照明装置を備えるLED看板。
本発明によれば、その目的は160度から180度の広い照射角で高い照度(全光束)をもってLED素子から発光した光を照射することができる発光ダイオード式照明装置を提供することにある。
本実施形態に係わる直管形発光ダイオード照明装置の斜視図である。 図1に示す直管形発光ダイオード照明装置の分解斜視図である。 図1に示す断面線AーAにおける第1実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。 図1の発光ダイオード式照明装置におけるLED素子である光源から発光された光の光路を説明する概略図である。 図5AはLED素子から発光した光が閉じ込められた状態から全光束透過板を介して照明管から照射された写真を示す。図5BはLED素子から発光した光が閉じ込められてない状態から照射された写真を示す。 基板に実装されているLED素子の擬似LED素子が第1反射部材の擬似LED形成面に映って見える写真を示す。 管体部材に係止部を設けた直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。 図1に示す断面線AーAにおける第2実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。 図1に示す断面線AーAにおける第3実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。 図1に示す断面線AーAにおける第4実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。 図1に示す断面線AーAにおける第5実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。 電源を内蔵した直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。 本発明の実施形態に関わるLED素子の他の配置例を説明するための図である。 本発明の実施形態に関わるLED素子のその他の配置例を説明するための図である。
 第1実施形態
以下、本発明に係る発光ダイオード式照明装置、特に直管形発光ダイオード式照明装置を以下に詳述する。図1は、本発明に係る発光ダイオード式照明装置を示す概略図である。図2は、図1に示す直管形発光ダイオード照明装置の分解斜視図である。図3は、図1に示す断面線AーAにおける第1実施形態に係る直管形発光ダイオード照明装置の断面図である。
図3において、発光ダイオード式照明装置は、光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置された光源としてのLED素子と、
該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える第1光反射部材と、
前記第1光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に光の発光方向に向けて延出して配設され、
前記第1光反射部材の集光反射面は、前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、前記LED素子の擬似LED素子を映し出すための擬似LED素子形成面を備え、前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第2反射部材と、前記第2反射部材は、第1反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、を備えることが好ましい。
第1光反射部材191は、LED素子の両側に前記LED素子の中心線に対して対称に配設され、かつ該LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から管外に照射されるように延出して設けられている。第1光反射部材19は、基板17上に一体して設けられている。
図4は、図1の発光ダイオード式照明装置におけるLED素子である光源から発光された光の光路を説明する概略図である。図4に示すように、第1反射部材を基板に対して仰角を50度から75度に、好ましくは50度から65度に設定し、かつ前記第2反射部材を第1反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設することにより、LED素子から発光された光は、(1)LED素子の光源直下から第1反射部材の内部空間を直進して全光束透過板から管体の外に照射される、さらに(2)第1反射部材の集光反射面で反射して第1反射部材の内部空間を通って全光束透過板から管体の外に照射される、さらに(3)第1反射部材の集光反射面で反射して第1反射部材の内部空間を通って全光束透過板に到達した光がさらに第2反射部材で反射して光閉じ込め手段を介して全光束透過板から管体の外に照射される。なお、全光束透過板は、曲面を備えることが好ましい。
ここで、前記LED素子から発光した光は、前記全光束透過板に及び又は前記全光束透過板と前記第2反射部材との間の空間に設けられた光閉じ込め手段に閉じ込められる。そして前記閉じ込められたLED素子から発光した光は、前記全光束透過板を通して管体の外に照射される。前記第2反射部材、及び又は前記全光束透過板は少なくとも1個の光閉込め用の凹所を備えることが好ましい。
LED素子から全光束透過板を備える透光性カバーを通して照射される光は、照射角度;120度から180度、全光束;2000~3000lmをもって照射されることが好ましい。
第1光反射板の仰角を50度から75度に、さらにLED素子の配置端と第1光反射板との間隔を0.1~5.0mmに、第1光反射板の高さをLED素子の幅の5倍以上、好ましくは10mm~20mmに設定することにより、広い照射角度で光量のロスを無くし、照度やPPFDを向上させることができる。LED光源により照射される照度は、1.5~2.0倍を得ることが好ましい。なお、第1反射部材を基板に対して仰角、LED素子端部と反射板との間隔、反射板の高さは、LED照明装置の直径等のサイズに応じて可変されてもよい。
図5Aは、光閉じ込め手段である全光束透過板に及び又は前記全光束透過板と前記第2反射部材との間の空間にLED素子から発光した光が閉じ込められた状態から全光束透過板を介して照射された図を示す。図5Bは、閉じ込められてない状態から照射された図をそれぞれ示す。該図より、光が閉じ込められた状態から全光束透過板を介して照射された光は、全光束透過板の全体にわたりほぼ均一に照射していることがわかる。
一方閉じ込められてない状態から照射された光は、LED素子が配設されたほほ中央の領域が明るく、その周辺領域は、中央に比べて照度が低く、全光束透過板の中央領域と周辺領域とで照度が不均一に見える。
ここで、図5Aは、色温度3000K、全光線透過率;60~70%(帝人社製ML7500シリーズ;乳白カバー)を、図5Bは、色温度3000K、全光線透過率;89%(帝人化成社製MN4800シリーズ;透明カバー)クリア板)の全光束透過板を使用した。
図6は、前記基板に配設されたLED素子から発光した光が、照射される方向からLED素子を見た際に、基板に実装されているLED素子13の擬似LED素子13aが第1反射部材の擬似LED形成面に映って見える写真を示す。
その時のLED素子の照度は、30~80lx/wを備えることが好ましい。
擬似LED素子形成面は、第1光反射面の全反射率と、第1光反射部材の仰角と、LED素子の設置端と前記反射部材の光反射面との間隔長によって規定されて形成されることが好ましい。
前記第1光反射部材と前記2光反射部材とを繋ぐ第3光反射部材を備えることが好ましい。
前記全光束透過板は、全光束透過率95%以上を備えることが好ましい。
反射部材の全反射率は、80%以上により規定されることが好ましい。
本発明に係る第1光反射部材の光反射面は、光指向性形成面と擬似LED素子形成面とで全反射率及び/又は形状を異にすることが好ましい。
擬似LED素子形成面は、前記光反射面の全反射率と、前記第1光反射部材の仰角と、前記LED素子の設置端と前記反射部材との間隔長の少なくとも1つを可変することにより、前記擬似LED素子が擬似LED形成面に写し出される個数が可変して写し出されることが好ましい。
図7は、光反射部材19を円筒状管体10に取り付けた概略図を示す。円筒状管体10は、光反射部材19の上端部71を係止する係止部を備える。係止部は、光反射部材19の上端部71を円筒状管体10に係止するための第1係止部と第2係止部72を備える。光反射部材19の上端部71は、第1係止部70と第2係止部72で挟持されている。光反射部材19の上端部71は、第1係止部70又は72に係止されていればよい。円筒状管体10は、基板支持部材17を係止する係止部を備える。基板支持部材17の両端は、第3係止部74と第4係止部76で挟持されている。基板支持部材17は、第4係止部74又は76に係止されていればよい。基板支持部材17と光反射部材19とは、一体に形成されているが、光反射部光閉じ込め空間62に閉じ込められて、そして閉じ込められた光が全光束透過板31から管体の外に照射されることが好ましい。材19と基板支持部材17は、個別に構成してもよい。光反射部材19と基板支持部材17は、にねじや接着材で固定される。基板支持部材17を備えた光反射部材19は、係止部から取り外し可能に取り付けられてもよい。光反射部材19と基板支持部材17とは、係止部から別々に取りは外し可能に取り付けられていてもよい。
さらに、光指向性形成面と擬似LED形成面とは異なる形状を備えることが好ましい。光指向性形成面と擬似LED形成面は、少なくとも一部の形状を直線と直線以外の形、例えば、曲面、凹凸、ノコギリの形状、さらにはこれら形状の組み合わせ、またこれらの形状でピッチを可変したに組み合わせ等で形成してもよい。また、光指向性形成面と擬似LED形成面とは同じ形状であってもよい。
さらに、光指向性形成面と擬似LED形成面とで全反射率を異にしてもよい。
全反射率は、80%~95%の範囲で異にしてもよい。
また、第1光反射部材は、LED素子から発光した光に指向性をもたせてLED照明管から管外に照射するための光指向性形成面と、LED素子に面する側の集光反射面に前記実装されたLED素子の擬似LED素子を映し出す擬似LED素子形成面を備える。なお、擬似LED素子形成面は、光指向性形成面を形成していてもよい。
発光ダイオード式照明装置が直管形発光ダイオード式照明灯においては、蛍光灯取り付け具における従来の蛍光管の代わりとなる長さ及び直径を備える。直管形発光ダイオード式照明灯の全長は、従来の直管形の蛍光灯と同様であり、その用途に応じて例えば300mmから2400mm等に適宜設定できる。また、その直径は、従来の直管形の蛍光灯とほぼ同様であり、全体として直管形の蛍光灯と略同様な外形及び外観を有していることが好ましい。
なお、発光ダイオード式照明装置の管体は、略半円筒状の断面形状を有する部材である。発光ダイオード式照明装置の管体は、例えば、ガラスや合成樹脂等の材料で形成することができる。例えば、ポリカーボネート樹脂等の所定の弾性を有する材料により長尺の半円筒となるように一体成形した部材でもよい。また、発光ダイオード式照明灯の管体の全体又は一部は、透光性を有しており、透光可能な限りにおいて透明、半透明、有色透明の材料で形成されていてもよい。
また、発光ダイオード式照明装置を駆動するためのAC電源等の電子部品は、LED照明管内に設けられ、LED光源から放射される光と干渉しない位置及び配線態様で基板に配置して実装しることが好ましい。
本発明のLED照明装置において疑似LED素子が、映し出される照度は、LLD素子が発光していればよいが、少なくとも30lx/w~80lx/wを備えことが好ましい。ここで、LED照度は、発光ダイオード式照明装置に交流100V50Hzで印加して測定した。測定にはJIS C1609に規定された一般形AA級の照度形を用いた。測定距離は、LED素子の光源の前面と照度形の測定基準面との距離を1mとした。光源は、鉛直下向きで点灯して測定した。
測定結果は、以下の通りである。LED素子の消費電力(W)は、19.5Wである。
測定結果1;724(lx) 37.1 lx/w       
測定結果1;870(lx) 44.6 lx/w
測定結果1;1556(lx)79.8 lx/w
光源としてのLED素子を駆動する駆動装置である電源は、(1)5V、12V又は24Vのいずれかの単一電源、又は(2)少なくとも順方向電圧1.5V~4.5V、又は(3)90V~240Vのいずれかの電圧で駆動することが好ましい。
前記電源は、前記LED素子から発光される光と干渉しない位置に配設されることが好ましい。LED素子を駆動する電源は、LED素子を搭載した基板の下方で管体の底上に配設されている。LED素子を駆動する電源は、第1光反射部材のLED素子に面する反対側で基板の上に搭載されている。
LED素子は、上述した所定の電圧を印加すると白色に発光する表面実装型の白色LEDである。このLED素子が、基板の表面側の幅方向中央位置に基板12の長手方向に沿って一列となるように一定間隔で配置されていることが好ましい。LED素子は、基板12の長手方向に沿って複数列となるように配置してもよい。
前記反射部材は、Al材等のヒートシンク部材を備えることが好ましい。
本実施形態の直管形発光ダイオード式照明灯では、LED素子が実装される基板直下のヒートシンク部分と、人体が触れるヒートシンク部分との距離を従来のヒートシンクの2~3倍以上の長さにすることにより熱伝導効率が良くなり、LED素子が通電される際に発生する熱の放熱効果を高める。
本実施形態ではLED素子が実装される基板直下のヒートシンク構造を半円筒でかつLED素子直下と人体に触れるヒートシンクまでの距離が短い構造ではなく、LED素子直下から人体に触れるヒートシンクまでの距離を長くするため、M形構造とし、熱伝導効率を高め、より放熱を促進する構造とすることが好ましい。
本実施形態の構造では一定の角度で集光反射させるM形ヒートシンク(断面)構造としたことで、LED素子から発光する光を反射して所定の方向に指向し、かつ照度向上を図る。また、M形構造のヒートシンク(断面)の配光角度を広角にするために、LED素子側のヒートシンク面を反射効率の高い銀塗装、メッキあるいはクロム処理することがこのましい。また、同様に配光角度を広角にするためにヒートシンクカバーを拡散対応あるいはプリズムタイプとすることが好ましい。
本発明は、上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲又はその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、組み合わせ、代替を行なってもよい。
発光ダイオード式照明装置1は、蛍光灯取り付け具における従来の蛍光ライト管の代わりとなるような長さ及び直径となっている。発光ダイオード式照明装置の全長は、従来の直管形の蛍光灯と同様であり、その用途に応じて例えば300mm、450mm、600mm、900mm、1200mm、1800mm、2400mm等に適宜設定できる。発光ダイオード式照明装置の管径は、従来の直管形の蛍光灯とほぼ同様であり、全体として直管形の蛍光灯と略同様な外形及び外観を有していることが好ましい。
図3に示すように、発光ダイオード式照明装置1は、全光束透過板を備える透光性カバー31及び管体部材15を備える円筒状管体10と、円筒状管体10の内部に配設された光源としてのLED素子13と、LED素子13が実装された基板12と、基板支持部材17と、光反射部材19と、LED制御器22と、端部キャップ50とを備える。さらに、光反射部材19は、第1光反射部材191と、第2光反射部材193と、第3光反射部材195とを備える。ここで、管体部材15と、基板支持部材17と、第1光反射部材191と、第2光反射部材193と、第3光反射部材195は、アルミや、銅、プラスチック等のヒートシクン材で作られることが好ましい。また、本実施形態において、基板支持体部材17と第1光反射部材191は一体成形して作られることが好ましい。また、第1光反射部材191と、第2光反射部材193と、第3光反射部材195とを一体成形して作られることが好ましい。さらに、基板支持部材17、第1光反射部材191と、第2光反射部材193と、第3光反射部材195とは一体成形して作られることが好ましい。これら部材17、191、193、195にプラスチックを使用すれば、これら部材を一体成形することが容易にできる。基板支持部材17、第1光反射部材191と、第2光反射部材193と、第3光反射部材195を、それぞれ個別に形成して、その後これら部材を選択して接着剤やネジ等で接合してもよい。
これら部材15、17、191、193、195にヒートシンクを使用することにより、高い放熱効果を得ることができ、例えばヒートシンクの素材をアルミニウムにした場合、人体の触れる部分の熱を安全な温度、例えば40℃とすることができる。ヒートシンクの素材は、熱伝導効率に優れているアルミニウムあるいは銅が一般的である。
これら部材17、191、193、195をアルマイトの金型引き抜き(押し出し)一体加工することで、製造工程がシンプルになり、コストダウンと工程短縮を図ることができる。
すなわち、発光ダイオード式照明装置1によれば、LED直管(蛍光灯タイプ)、LEDの最大の課題であるヒートシンク表面温度を人体が触れても安全な温度(約40℃)にすることができる上に、照度も蛍光灯と同等あるいは同等以上の性能を出すことが可能となる。
図3に示すように、基板12は、基板支持部材17の長手形状の内部空間(閉空間)内に収容され支持されている。また、LED素子13は、基板支持部材17の透光性カバー31側に形成されたストライブ状の開口部に発光面を透光性カバー31と対向させて配設される。
基板12は、伝導性を有していることが好ましい。基板支持部材17は、LED素子から発生した熱を基板12を介して受け、第1光反射部材に伝達される。
第1光反射部材191は、基板支持部材17との結合部となる一端から透光性カバー31に向けて延びて配説される。
図3に示すように、発光ダイオード式照明装置1の上記閉空間の横断面において、横断面に沿った透光性カバー31の中心線61上にLED素子13が配設される。透光性カバー31は、全光束透過率95%以上を有する全光束透過板であることが好ましい。全光束透過板は、全光束透過率95(%)以上を備えることが好ましい。透光性カバー33は、帝人社製の高拡散タイプである樹脂製のMLシリーズを用いた。ここで、全光束透過率(%)は、試験片を載せた時の全光束/試験片を載せない時の全光束×100で表される。
基板12に実装されたLED素子13は、基板の長手方向に所定の間隔をもって1列に、もしくは複数列に配設されてもよい。図2に示すように基板12上には長手方向に沿って等間隔に複数のLED素子13が実装されている。また、基板12の端部にはLED制御器21が配置されている。
第1光反射部材191は、LED素子と間隔(S)をもって該LED素子の両側に前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に配設され、かつ該LED素子から発光した光に光指向性を持たせて光をLED照明管から管外に照射させるように延出して設けられる。第1反射部材の長さは、LED素子の幅の5倍以上、好ましくは基板上から約10mm~20mmであることが好ましい。
ここで第1光反射部材191は、LED素子側に集光反射面19aを備えることが好ましい。集光反射面19aは、光指向形成面20a及LED素子に面する側の光反射面に実装されたLED素子の擬似LED素子を映し出す擬似LED素子形成面20bを備えることが好ましい。
前記LED素子端部と第1反射部材19の集光反射面との間隔長(S)は、0.1mmから5.0mmに、好ましくは0.5mmから2.0mmに、第1光反射部材19の仰角αは、50度から75度に、好ましくは50度から65度に、かつ前記反射部材の全反射率を80%以上に規定されていることが好ましい。上記間隔は、集光反射面の一部に電気絶縁材を設ければ、ゼロであってもよい。
基板に実装されたLED素子の疑似LED素子が、第1反射部材19の集光反射面19bに写し出される。LED素子の照射方向から基板に実装されたLED素子の下方を見た場合に、第1反射部材19の集光反射面19aに擬似LED素子が、写し出される図を図6に示す。
端部キャップ50は、管体部材15と透光性バー31とによって構成される管状構造の2つの端部にはめ込まれる。端部キャップ50には電源ピン51が設けられている。
第1光反射部材191は、基板に実装されたLED素子から発光する光が進行する方向で前記透光性カバー31に向けて延出する延出部23に集光反射面19aを備える。延出部23は、基板に実装されたLED素子から発光する光が進行する方向で、前記LED素子の両側で前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に配設されている。延出部23は、発光素子13からの光を透光性カバー31に指向する姿勢で配置されていることが好ましい。
第1光反射部材19は、透光性カバー31に向かって所定の仰角;50度から75度の角度で延出する第1光反射部材191と、透光性カバー31の湾曲形状に沿って屈曲して設けられている第2光反射部材193と 第1光反射部材191と第2光反射部材193とを繋ぐ第3光反射部材195とを備える。光反射部材19は、第1光反射部材191、第2光反射部材193、第3光反射部材195の構成に限らずに光反射部材を繋いでさらに多段構成にしてもよい。
第2光反射部材193及び第3光反射部材195は、透光性カバー31と対向する側に光反射特性を有する光反射面193a及び195aをそれぞれ備えることが好ましい。
擬似LED素子形成面は、光反射面の全反射率と、第1光反射部材の仰角と、LED素子の設置端と前期反射部材の光反射面との間隔長の少なくとも1つによって規定されて形成されることが好ましい。
前記全光束透過板は、全光束透過率95%以上を備えることが好ましい。
前記反射部材の全反射率は、80%以上により規定されることが好ましい。
すなわち、LED素子の発光照度を従来の蛍光管と同等あるいはそれ以上に指向させるため、第1光反射部材の集光反射面の全反射率を80%以上とすることが好ましい。具体的には集光反射面19aに、例えば銀メッキ、銀塗装、クロムメッキ等を施すことが好ましい。また、この時の照度は、「明るさは光源と照射面までの距離の二乗に反比例する」という、光の明るさの定理に基づき定められる。
前記LED素子から発光した光は、光反射部材19を介して全光束透過板31を通して管体の外に照射する。前記LED素子から発光した光は、第1光反射部材191を介して全光束透過板31を通して管体の外に照射する際に、第2光反射部材193の光反射面193aに対応して配設された全光束透過板31に閉じ込められ、及び又は前記全光束透過板31と前記第2光反射部材193との間に形成された光閉じ込め路60に閉じ込められ、さらに光閉じ込め路60に設けられた光閉じ込め空間62に閉じ込められて、そして閉じ込められた光が全光束透過板31から管体の外に照射されることが好ましい。また、前記LED素子から発光した光は、光反射部材、好ましくは第1光反射部材191を透過して光閉じ込め空間62に閉じ込められて、そして閉じ込められた光が全光束透過板31から管体の外に照射されることが好ましい。
さらに、前記LED素子から発光した光は、第1光反射部材191を介して全光束透過板を通して管体の外に照射する際に、第1光反射部材191は、基板に対して仰角;50度から75度に、好ましくは50度から65度、LED素子端部と第1光反射部材との間隔(S);0.5~5.0mm、反射板の高さ;LED素子の幅の5倍以上、好ましくは10~20mmに設定されることが好ましい。この設定により、第2光反射部材20の反射面に対応して配設された全光束透過板31に閉じ込められ、及び又は前記全光束透過板と前記第2光反射部材との間の空間に形成された光閉じ込め路60に閉じ込められて、閉じ込められた光が全光束透過板31から管体の外に照射されることが好ましい。
全光束透過板と第2光反射部材との間の空間に形成された光閉じ込め路60は、第2光反射部材の端部を全光束透過板に嵌合して形成されることが好ましい。
前記第2反射部材、及び又は前記全光束透過板は少なくとも1個の光閉込め用の凹所62を備えることが好ましい。
かくして、LED素子から全光束透過板を介して管外に照射される光は、照射角度;120度から180度、全光束全光束;2000~3000lmで照射される。この際に、擬似LEDが、第1光反射部材に映し出されることが好ましい。
第2光反射部材193の光反射面193aに光反射特性を持たせることでLED素子から光のうち、図4に示すように透光性カバー31の内面で反射された光を面で反射して透光性カバー31を通過させることができる。
本実施形態の反射効率を高める処理は、銀塗装、銀メッキあるいはこれに準ずる塗装であり、銀塗装の場合、全反射率を90%まで向上させることができる。
発光ダイオード式照明装置1は、図2及び図3に示す形状の光反射部材を用いることで、LED素子と発光ダイオード式照明装置1の外周面(人体が触れる部分)までの距離を従来の構造に長くできる(2倍以上に長くできる)。
直管形発光ダイオード式照明装置1によれば、照度分布を広角(140度以上)にすることが可能となり、従来の蛍光灯の性能(照度と配光)を蛍光灯の50%の消費電力で可能となり、省エネ照明光源を可能にする。具体的には、消費電力を蛍光灯に比べて12~13程度のでき、照度・PPFDを2から3倍(従来のLED比較)にできる。蛍光管のような高熱を発することがなく、安全と安心に寄与する。また、直管形発光ダイオード式照明灯1は、500g以下にできる。
以下、第1反射部材の集光反射面の形状の他の実施形態を説明する。
第2実施形態
図8は、図1に示す断面線A-Aにおける本実施形態の直管形発光ダイオード式照明装置の断面である。
図に示すように、本実施形態では、光反射部材19を構成する第1光反射部材191のLED素子側の集光反射面19aは、光反射特性を有し、中心線61に対して凹状の曲面になっている、当該曲面の曲率は、要求される光特性に応じて適宜決定される。集光反射面19aは、中心線61に向けて凸になる曲面に形成してもよい。当該曲面の曲率は、要求される光指向性に応じて適宜決定される。
第3実施形態
図9は、図1に示す断面線A-Aにおける本実施形態の発光ダイオード式照明装置の断面である。
図に示すように、本実施形態では、第1光反射部材191のLED素子13側の集光反射面219aの全体あるいは一部は、光反射特性を有し、多数の凹凸が形成されている。当該凹凸の形状、大きさ、間隔、数は要求される光特性に応じて適宜決定されることが好ましい。
第4実施形態
図10は、図1に示す断面線A-Aにおける本実施形態の直管形発光ダイオード式照明装置の断面である。
図に示すように、本実施形態では、第1光反射部材19のLED素子13側の集光反射面19aは、中心線61の一方にのみに形成される。
本実施形態の発光ダイオード式照明装置が、複数の発光ダイオード式照明灯を並列に並べて設置した場合に端部に配置される。本実施形態では、一方向に光量を高めることができる。
第5実施形態
図11は、図1に示す断面線A-Aにおける本実施形態の発光ダイオード式照明装置の断面である。
上述した第1本実施形態では、第1光反射部材191の透光性カバー31と対向する第2光反射部材293の光反射面293aと、透光性カバー31との間に空間を形成する場合を例示したが、本実施形態では、該図に示すように、第2光反射部材293の光反射面293aが、透光性カバー31の内面と接触して設けられてもよい。当該構成によれば、管体部材33と透光性カバー31とが装着時に接合される装着部83から水が流入することを効果的に抑制でき、屋外灯として利用できる。
第6実施形態
図12は、図3のLED照明装置1を構成と基本的には同じである。該図において、前記発光ダイオード13の電源65を収容する空間を形成する枠部材40を有する。
電源を備える駆動装置は、前記LED光源から発光される光と干渉しない位置に配設されていることが好ましい。例えば、電源50は、枠部材の40の底部の位置に設置される。また、電源50は、反射部材191の仰角αの空間で基部17上に配設されてもよい。
ここで、発光ダイオード式照明装置のLED素子を駆動する順方向の電圧;少なくとも1.5V~4.5VをLED素子を印加して発光ダイオード式照明装置を駆動することが好ましい。
ここで、LED素子に印加すると、所定の電圧以上から電流が流れはじめる。この電圧を順方向電圧と言う。LED素子の発光の明るさは、電流に比例する。
この時のアノードとカソード間の電圧が、順方向電圧である。
ここで、白色を発光するLED素子の1チップの順方向電圧は、例えば1.8V~2.3V、2.4V~3.3V、2.8V~3.2V、3.2V~3.6V、3.6V~4.03Vである。
本実施例のLED照明装置は、ユニバーサル電源を使用した。100個のLED素子(チップ)を100個接続した。ACタイプの入力電圧(AC)は、20W、90V~264Vacである。電源に電池を使用して駆動させることができる。また、LED照明装置は、5V等の単一電源で駆動させることはできる。駆動電源は、電池;1.5V×n個を用いてもよい。このような電源を用いても、LED素子から発光した光に指向性を持たせて該光をLED照明管から管外に照射させるための光指向形成面20bと、LED素子に面する側の前記集光反射面に前記実装されたLED素子の擬似LED素子を映し出す擬似LED素子形成面20aを備えることができる。
AC電源等の駆動装置は、LED照明管内に設けられ、かつLED光源から放射される光と干渉しない位置に配設されることが好ましい。LED光源以外の電源等の電子部品については、その全部又は一部を基板の表面側でなく裏面側に配置してもよいが、基板12の表面側に備えれば、LED照明装置内で基板の設置位置をより裏側に配置することが可能となり基板の表面側の内部空間を広くとることができる。
AC電源等の駆動装置は、LED照明管内のLED素子を実装した基板の下方に、又は反射部材の集光反射面の裏側に配設されることが好ましい。
ここで、発光ダイオード式照明装置のLED素子を駆動する順方向電圧;少なくとも1.5V~4.5VをLED素子を印加して発光ダイオード式照明装置を駆動し、前記基板に実装されたLED素子から発光される光の方向から該基板に実装されたLED素子方法を見た際に、前記擬似LED形成面に擬似LED素子が映し出される。なお、擬似LED素子は、LED素子が発光すれば、前記擬似LED形成面に擬似LED素子が映し出されることが好ましい。前記駆動電圧は、単一電源で駆動することが好ましい。
第7実施形態
図13は、2つの発光ダイオード13-1、13-2を長手方向と直交する方向に設けてもよい。当該直交する方向に設ける発光ダイオード13の数は3以上でもよい。発光ダイオード13-1は、光反射部材19-1と光反射部材19-2とで挟まれ、光反射部材19-1および光反射部材19-2の発光ダイオード13a側は反射特性を有している。発光ダイオード13-2は、光反射部材19-2と光反射部材19-3とで挟まれ、光反射部材19-2および光反射部材19-3の発光ダイオード13a側は反射特性を有している。2つの発光ダイオード13-1、13-2は、それぞれ照明装置の外側に向けて異なる方向に光を出射するように傾斜して配置されている。
図14に示すように、2つの発光ダイオード13-1、13-2を長手方向と直交する方向に設けてもよい。当該直交する方向に設ける発光ダイオード13の数は3以上でもよい。発光ダイオード13-1は、光反射部材19-1と光反射部材19-2とで挟まれ、光反射部材19-1および光反射部材19-2の発光ダイオード13a側は反射特性を有している。発光ダイオード13-2は、光反射部材19-2と光反射部材19-3とで挟まれ、光反射部材19-2および光反射部材19-3の発光ダイオード13a側は反射特性を有している。
本発明に係る前記発光ダイオード式照明装置は、直管形発光ダイオード式照明装置であることが好ましい。
本発明に係る発光ダイオード式照明装置は、電子装置の光源、例えば液晶装置のバックライトに使用してもよい。
本発明は、発光ダイオード式照明灯、電子装置、植物工場、LED看板に適用可能である。
1 発光ダイオード式照明装置
10 円筒状管体
12 基板
13 LED素子
13a 疑似LED素子
15 管体部材
16 中心線
17 基板支持部材
19 光反射部材
191 第1光反射部材
19a 集光反射面
193 第2光反射部材
193a 光反射面
195 第3光反射部材
195a 光反射面
20a 光指向形成面
20b 疑似LED形成面
23 第1光反射部材の延出部
31 透光性カバー
50 端部キャップ
60 光閉込め路
62 光閉込め凹所
65 電源
70 第1係止部
72 第2係止部
74 第3係止部
76第4係止部
 

 

Claims (21)

  1. 光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
    前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたLED素子と、
    該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える光反射部材と
    を有し、
    前記光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に光の照射方向に向けて延出して配設され、
    前記光反射部材の集光反射面は、
    前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
    前記LED素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び又は前記全光束透過板と前記光反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備える、
    発光ダイオード式照明装置。
  2. 光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
    前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたLED素子と、
    該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える光反射部材と
    を有し、
    前記光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に光の照射方向に向けて延出して配設され、
    前記光反射部材の集光反射面は、
    前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
    前記LED素子の擬似LED素子を映し出すための擬似LED素子形成面を備え、
    前記基板に配設されたLED素子から照射される光の方向から該LED素子を見た際に、前記擬似LED形成面に前記基板に配設されたLED素子の擬似LED素子が映って見える発光ダイオード式照明装置。
  3. 光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
    前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたLED素子と、
    該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える光反射部材と
    を有し、
    該光反射部材は、第1光反射部材と第2光反射部材とを備え、
    該第1光反射部材は、該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備え、
    前記第1光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に光の照射方向に向けて延出して配設され、
    前記第1光反射部材の集光反射面は、
    前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
    前記LED素子の擬似LED素子を映し出すための擬似LED素子形成面を備え、
    前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第2光反射部材を有し、
     前記第2光反射部は、第1反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、
    前記LED素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び/又は前記全光束透過板と前記光反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備え、
    該光が照明管外へ照射されるに伴い前記基板に搭載された擬似LEDが前記擬似LED素子形成面に映し出される発光ダイオード式照明装置。
  4. 光の照射方向に配設された全光束透過板を備えるLED照明管と、
    前記LED照明管内に前記全光束透過板に対向して基板に配置されたLED素子と、
    該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備える光反射部材と
    を有し、
    該光反射部材は、第1光反射部材と第2光反射部材とを備え、
    該第1光反射部材は、該LED素子の発光側に配設された光反射特性を有する集光反射面を備え、
    前記第1光反射部材は、前記LED素子の中心線に対して対称又は非対称に光の照射方向に向けて延出して配設され、
    前記第1光反射部材の集光反射面は、
    前記LED素子から発光した光に光指向性を持たせてLED照明管から全光束透過板を通して管外に照射させるための光指向形成面と、
    前記LED素子の擬似LED素子を映し出すための擬似LED素子形成面を備え、
    前記照明管に配設され全光束透過板に対向して光反射特性を有する光反射面を備える第2反射部材と、
    前記第2反射部材は、第1反射部材の終端から全光束透過板の形状に沿って外方に向かって広角方向に配設され、
    前記LED素子から発光した光を前記全光束透過板に、及び/又は前記全光束透過板と前記反射部材との間の空間に閉じ込めて該全光束透過板を通して前記管外に照射するための光閉じ込め手段とを備え、
    前記基板に配設されたLED素子から照射される光の方向から該LED素子を見た際に、前記擬似LED形成面に前記基板に配設されたLED素子の擬似LED素子が映って見える発光ダイオード式照明装置。
  5. 前記発光ダイオード式照明装置は、前記LED素子から発光される光と干渉しない位置に配設されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の発光ダイオード式照明装置。
  6. 光反射部材を係止する係止部材を備える円筒状管体を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の発光ダイオード式照明装置。
  7. 前記光反射部材は、樹脂材から作られている請求項1から5のいずれか1項記載の発光ダイオード式照明装置。
  8. 前記第1光反射部材と前記2光反射部材とを繋ぐ第3光反射部材を備えることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  9. 前記擬似LED素子形成面は、前記第1反射部材の全反射率と、前記第1反射部材の仰角と、前記LED素子の設置端と前記第1反射部材との間隔によって規定されて形成されることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  10. 前記第1光反射板は、基板に対して仰角が50度から75度に設定されることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  11. 前記LED素子の設置端と前反射部材の集光反射面との間隔長さは、0.1mmから5.0mmに、前記基板表面との仰角は、50度から75度に、かつ前記第1光反射板の高さをLED素子の幅の5倍以上、好ましくは10mmから20mmに設定されることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  12. 前記擬似LED素子形成面は、前記光反射面の全反射率と、前記第1光反射部材の仰角と、前記LED素子の設置端と前記反射部材の集光反射面との間隔長の少なくとも1つを可変することにより、前記擬似LED素子が擬似LED形成面に写し出される個数が可変して写し出されることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  13. 前記第2反射部材、及び/又は前記全光速透過板は、光閉込め用の凹所を備えることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  14. 前記全光速透過板は、全光速透過率95%以上を備えることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  15. 前記光反射部材の全反射率は、80%以上により規定されることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  16. 前記第1反射部材の光反射面は、光指向性形成面と擬似LED素子形成面とで全反射率及び/又は形状を異にすることを特徴とする請求項3又は4記載の発光ダイオード式照明装置。
  17. 第2光反射部材が、ヒートシンクを備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の発光ダイオード式照明装置。
  18. 前記発光ダイオード式照明装置は、直管形発光ダイオード式照明装置であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の発光ダイオード式
    照明装置。
  19. 請求項1から18のいずれか1項記載の発光ダイオード式照明装置を備える電子装置。
  20. 請求項1から18のいずれか1項記載の発光ダイオード式照明装置を備える植物工場。
  21. 請求項1から18のいずれか1項記載の発光ダイオード式照明装置を備えるLED看板。
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