JP2009032625A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを使用する際に必要な放熱性を有し、複雑な形状を実現することが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】柔軟性を有し、金属により構成されるベース部６１と、１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の熱伝導率を有する電気的絶縁層６２とを含み構成され、略長方形状であり、複数の固体発光素子３２を長辺方向に沿って少なくとも１列に保持する基板３３を備え、基板３３は、さらに、1列を構成する複数の固体発光素子３２のうち任意の２つの固体発光素子３２の間に、少なくとも１つの基板３３の短辺方向に平行な任意の軸ａに沿った所定形状に貫通された切りかき部６５と、１列を構成する複数の固体発光素子３２のうち所定の固体発光素子３２の、アノードが接合されるパッドであるアノードパッド部６６ａとカソードが接合されるパッドであるカソードパッド部６６ｂとが基板３３の短辺方向に平行な軸ｂ上の位置で具備されることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は照明装置に関し、特に、固体発光素子を光源とした照明装置に関する。

近年、環境への意識の向上が高まり、白熱電球、蛍光ランプ及び水銀ランプ等のランプ類に替わる新しい光源として、固体発光素子、特に発光ダイオードが注目を集めている。なぜなら、発光ダイオードは、上述したランプ類の光源と比較して長寿命な光源であり、また水銀及び鉛といった有害物質を含まない、すなわち、環境に優しい光源であるからである。

発光ダイオードの中でも、１Ｗ以上の入力容量を有するいわゆるハイパワー発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載。）は、発光強度が強く照明用途に最適である。また、ＬＥＤの光変換効率は年々向上しており、今後ＬＥＤを光源とした照明は、省エネルギー光源としての期待も高まっている。

ここで、ＬＥＤは、投入電力の一部がロスとして熱となる。この熱を適切に処理する必要がある。もし、この熱がＬＥＤの付近に蓄積したならば、ＬＥＤの有する特徴のひとつである長寿命性が失われ、最悪の場合その故障へとつながる。

このようなことを鑑みて、特許文献１に開示される照明装置では、ＬＥＤの実装基板として金属基板を使用する照明装置が開示されている。

金属基板は、熱伝導率が高くすばやくＬＥＤで発生した熱を拡散することができる。このことを利用し、熱の蓄積の問題を解消しようとするものである。

一方で、ＬＥＤを光源とした照明装置に対しては、環形など複雑な形状の照明装置の実現に対する要望もある。このことを鑑みて、特許文献２に開示される照明装置では、ＬＥＤを、ポリイミドなどを絶縁体とした柔軟性のあるフレキシブル基板に実装する。

このフレキシブル基板を、円筒形状の固定具に巻きつけることで、円筒形状の照明装置（複雑な形状の照明装置）が実現されるとされている。
特開２００６−２０２６１２号公報 特開２００６−１４７３２４号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示される照明装置は、以下の点で問題点があると考えられる。

特許文献１に用いられている金属基板は、柔軟性の有無について触れられていない。一般的に金属基板は、アルミ、銅などにより構成され、それらの厚みは１［ｍｍ］以上である。それ故、一般的に金属基板において、柔軟性は無いものと推定される。

したがって、基板を曲げることにより複雑な形状の照明装置に対応させることは、困難である。この問題を回避する方法としては、基板を細分化する、すなわち複数に分割することが考えられる。このようにすることにより、複雑な形状に対応することは可能であると考えられるが、部品点数（基板数）が増えてしまい、コスト増を招くことは避けられない。

以上により、複雑な形状の照明装置に特許文献１に開示される金属基板を適用することは困難であると考えられる。

一方特許文献２に開示されるポリイミドなどを絶縁体とした柔軟性のあるフレキシブル基板については、熱伝導性の点で実用性に問題がある。ポリイミドの熱伝導性は０．２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］程度であり、ＬＥＤで発生した熱の放熱が困難である。それ故、ＬＥＤの故障へとつながる可能性を否定できない。

本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであって、ＬＥＤを使用する際に必要な放熱性を有し、複雑な形状を実現することが可能な照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、複数の固体発光素子を発光させることによって照明する照明装置であって、柔軟性を有し、金属により構成されるベース部と、１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の熱伝導率を有する電気的絶縁層とを含み構成され、略長方形状であり、前記複数の固体発光素子を、長辺方向に沿った少なくとも１列の固体発光素子列として保持する保持手段を備え、前記保持手段は、さらに、前記固体発光素子列を構成する前記複数の固体発光素子のうち任意の２つの固体発光素子間に、少なくとも１つの該保持手段の短辺方向に平行な任意の軸に沿った所定形状に貫通された切りかき部と、前記固体発光素子列を構成する前記複数の固体発光素子のうち所定の固体発光素子の、アノードが接合されるパッドであるアノードパッド部と、前記所定の固体発光素子の、カソードが接合されるパッドであるカソードパッド部とを具備し、前記アノードパッド部と前記カソードパッド部とは、該保持手段の短辺方向に平行な所定の軸上に位置することを特徴としている。

この構成によれば、熱伝導性を確保した柔軟性を有する保持手段を用いることで、複雑な形状を有する照明装置を、コスト増を招くことなく実現することができる。前記保持手段は、切りかき部を有しており、この部分で曲げることにより、適切な曲げを行うことができる。

ここで、前記照明装置は、さらに、前記保持手段が配置される所定の取り付け面を有する筐体手段を備え、前記所定の取り付け面は、複数の平面より構成され、前記保持手段は、前記複数の平面と密着した状態で配置され、前記切りかき部は、前記複数の平面のうち、任意の隣り合う２つの面の境界上に位置するとしてもよい。

この構成によれば、保持手段と筐体手段を密着させることができる。そのため、固体発光素子で発生した熱を、筐体手段に迅速に伝熱することができる。

ここで、前記照明装置は、さらに、前記複数の固体発光素子から発せられる光を反射することで、前記複数の固体発光素子が発する光線方向を所定の方向に変更する反射手段を備えてもよい。

この構成によれば、固体発光素子から発せられる光を所望の方向に反射させ、所望の位置を照明できる照明装置とすることができる。

ここで、前記照明装置は、さらに、前記保持手段と前記複数の平面との間に接合手段を備え、前記接合手段は、基材なしの両面テープであってもよい。

この構成によれば、保持手段と、複数の平面との密着性をより高めることができる。なお、基材なしの両面テープを使用することにより、当該両面テープによる熱伝導性の劣化を防ぐことができる。

ここで、前記照明装置は、さらに、前記保持手段と前記複数の平面との密着状態を維持する維持手段を備えもよい。また、前記維持手段は、少なくとも一部が、前記複数の平面に対応する形状であってよい。

この構成によれば、複数の平面との密着性を維持することが容易となる。

ここで、前記筐体手段の所定の配置される第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子と、前記第１端子と前記第３端子とに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、前記複数の固体発光素子に供給する第１整流手段と、前記第２端子と前記第４端子とに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、前記複数の固体発光素子に供給する第２整流手段と、抵抗成分を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に接続される第１入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第１端子と前記第３端子との間に接続される第２入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第１端子と前記第４端子との間に接続される第３入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第２端子と前記第３端子との間に接続される第４入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第２端子と前記第４端子との間に接続される第５入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第３端子と前記第４端子との間に接続される第６入力回路のうち少なくとも一方を備え、前記第１整流手段は、アノードが前記第１端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第１ダイオードと、アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第１端子に接続される第２ダイオードと、アノードが前記第３端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第３ダイオードと、アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第３端子に接続される第４ダイオードとを備え、前記第２整流手段は、アノードが前記第２端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第５ダイオードと、アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第２端子に接続される第６ダイオードと、アノードが前記第４端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第７ダイオードと、アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第４端子に接続される第８ダイオードとを備えてもよい。

この構成によれば、蛍光ランプ用の器具を利用して本照明装置を点灯できるという効果がある。この場合において、蛍光ランプ用の器具には一切の改造を行う必要はなく、またその点灯方式に対しても制約はない。よって、本照明装置を手軽に導入できる。

ここで、前記第１整流手段及び前記第２整流手段はそれぞれ、全波整流機能を有してもよい。

この構成によれば、供給された交流電力を有効に利用できる。
ここで、前記第１ダイオード、前記第２ダイオード、前記第３ダイオード、前記第４ダイオード、前記第５ダイオード、前記第６ダイオード、前記第７ダイオード、及び前記第８ダイオードは、少なくとも２０ｋＨｚの周波数に追従し動作できるダイオードであってもよい。

この構成によれば、蛍光ランプ用の器具がインバータ方式の器具であっても、本照明装置を点灯できる。

ここで、前記筐体手段は、金属により構成され、前記筐体手段には、さらに、中空構造をとる空間部と、前記空間部から前記筐体手段の外部に至る孔であり、前記空間部の内部への空気の入口となる孔である１以上の第１開口部と、前記空間部から前記筐体部の外部に至る孔であり、前記空間部の内部からの空気の出口となる孔である１以上の第２開口部とが形成されてもよい。

この構成によれば、自然対流を利用して、放熱を行うことができる。
ここで、前記空間部は、前記照明装置の発光方向とは逆側に形成されてもよく、前記第２開口部は、前記照明装置の発光方向とは逆側に形成されてもよい。また、前記第１開口部は、前記照明装置の発光方向に対し側面に形成されてもよく、前記空間部の前記照明装置の発光方向と反対の側の面の形状は、流線型であってもよい。さらに前記第１開口部と前記所定の固体発光素子との距離は、前記第２開口部と前記所定の固体発光素子との距離より近いとしてよく、前記第１開口部の前記空間部側から前記筐体手段の表面側に至る向きと、前記第２開口部の前記筐体手段の表面側から前記空間部側に至る向きとの角度は０度から９０度の範囲であってよい。

この構成によれば、自然対流を効率よく実施できる。
ここで、前記筐体手段は、透光性を有し、前記照明装置の発光方向に形成される透光部を備えてもよい。

この構成によれば、固体発光素子を保護することができる。
ここで、前記照明装置は、ＪＩＳＣ７６１８−２「片口金蛍光ランプ（環形を含む）−第２部：性能規定」の２．３．１「データシートのリスト」に規定された環形蛍光ランプのいずれかと同一寸法であってよい。

この構成によれば、本照明装置を環形蛍光ランプ用の器具にて点灯できる。

本発明によれば、ＬＥＤを使用する際に必要な放熱性を有し、複雑な形状を実現することも可能な照明装置を提供することができる。

以下、本発明に係る照明装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る照明装置は、柔軟性を有しかつ、熱伝導率の高い基板を使用し、前記基板を照明装置の筐体に密着した状態で取り付けることで、ＬＥＤの放熱性を確保した上で、円形など複雑な形状の照明装置を実現する。また、２つのダイオードブリッジ回路を備えるので、外部から交流電力が供給されていない端子対には、外部から供給された交流電力の影響が出ない。これにより、多種の方式の蛍光ランプ用の支持具に対して蛍光ランプに置き換えて使用することができる。

まず、本発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の側面（図１に示すＡ方向）からの平面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の上面（図２に示すＢ方向）からの平面図である。図４は、図３に示すＣ１−Ｃ２面における照明装置１の構造を示す断面図である。図５は、照明装置１を環形蛍光ランプ用の支持具５１に取り付けた状態を示す図である。

図１、図２及び図３に示すように、照明装置１は、筐体部２と、端子部３と、端子ピン４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄと、保護用透光板３１とを備える。なお、端子ピン４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを特に区別しない場合には、端子ピン４と記す。

図４に示すように、照明装置１は、さらに、筐体部２の内部に、複数の固体発光素子３２と、基板３３と、固定具３４と、反射板３５とを備える。

照明装置１は、一般的な環形蛍光ランプと同寸法である。例えば、照明装置１は、ＪＩＳＣ７６１８−２「片口金蛍光ランプ（環形を含む）−第２部：性能規定」の２．３．１「データシートのリスト」に規定された環形蛍光ランプの何れかと同一寸法である。

筐体部２は、本発明の筐体手段であって、環形であり断面が略コの字形状に形成される。

また、筐体部２は、熱伝導率が高い金属（好ましくは、熱伝導率が２００［Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上］の金属）により構成される。例えば、筐体部２は、アルミニウムで構成される。筐体部２にアルミニウムを用いる理由としては、安価であること、成形が行いやすいこと、リサイクル性が良いこと、熱伝導率が２００［Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上］以上であること、及び、放熱特性が高いことなどが挙げられる。

なお、筐体部２は、アルミニウムで構成した後、アルマイト処理することが望ましい。アルマイト処理することによって、表面積が増加し、放熱効果が高まる。

保護用透光板３１は、本発明の透光部であって、透光性を有し、照明装置１の発光方向に配置される。保護用透光板３１は、例えば平板状に形成される。筐体部２と保護用透光板３１とを一体的に組み合わせることで、断面が略四角形状となる。なお、形状は平面状に限定されるものではなく、曲面を有する形状であってもよい。

保護用透光板３１は、透明なガラス、アクリル樹脂又はポリカーボネート等により形成される。保護用透光板３１の表面又は裏面には、表面処理により、微細な凹凸が不均一に形成される。この表面処理は、例えば、サンドブラスト法を適用することにより容易に行うことができる。保護用透光板３１は、照明装置１の内部に配置される固体発光素子３２などを保護する。また、保護用透光板３１は、固体発光素子３２から発せられた光を拡散する役目を担う。固体発光素子３２から発せられた光は、指向性が強いので、局所的に照射される傾向にある。固体発光素子３２から発せられた光を表面処理された保護用透光板３１により拡散することによって、光の指向性を弱め、広い面積に均一に光を照射することができる。

端子部３は、筐体部２の所定の位置に構成される。照明装置１は、上記のようにＪＩＳＣ７６１８−２「片口金蛍光ランプ（環形を含む）−第２部：性能規定」の２．３．１「データシートのリスト」に規定された環形蛍光ランプの何れかと同一寸法である。そのため、端子部３は、環形蛍光ランプと互換の取れる位置に設けられる。

端子ピン４は、端子部３に形成される。端子ピン４は、一般的な環形蛍光ランプに用いられている端子ピンと同機構かつ同寸法である。端子ピン４は、照明装置１の外部から内部へ電力を導入する。すなわち、照明装置１は、図５に示すように、一般的な環形蛍光ランプ用の支持具５１にそのまま取り付けて使用することができる。

基板３３は、本発明の保持手段であって、筐体部２と保護用透光板３１とにより形成される中空構造の内側に配置される。

また、基板３３は、略長方形状である。図６は、その一例であって、ベース部６１、絶縁層６２、配線層６３により構成される。ここで、ベース部６１は、柔軟性を有する金属板である。具体的には、ステンレス等の金属である。厚みは、柔軟性を確保できる範囲で任意であってよいが、発明者らの試験によれば、厚さ０．２［ｍｍ］が最適であった。

絶縁層６２も、柔軟性を有し、十分な絶縁耐圧（電気的絶縁性）を備える絶縁層である。

ここで、柔軟性を有する絶縁層としては、従来ポリイミド等が用いられてきた。しかしながら、このポリイミドの熱伝導率は、０．２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］程度である。この値は非常に小さい値であり、固体発光素子３２としてＬＥＤを使用する場合、その実装基板として用いることは適切ではない。ＬＥＤから発生した熱の放熱を行うことが困難となり、ＬＥＤの故障へとつながる可能性が危惧される。

発明者らが採用した絶縁層は、このポリイミドより高い熱伝導率を有するものであり、少なくとも１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の熱伝導率を有するものを採用した。この絶縁層には、熱伝導率を高めるためフィラーが添加されている。さらには、柔軟性、絶縁耐圧共に実用に耐えうる性能を有することを確認している。

配線層６３は、銅などの金属からなり、配線、素子の取り付け用パッド６６及び６７が形成される層である。配線層６３の厚みは任意であってよいが、数十［μｍ］であることが望ましい。このことにより、基板３３の柔軟性を阻害することは発生しない。

以上より、柔軟性を有し、かつ熱伝導率の高い基板３３を構成することができる。
ここで、基板３３は、固体発光素子３２を、基板３３の長手方向に沿った固体発光素子列６４を形成した状態で保持する。ここでは、固体発光素子列６４を２列としているが、これに限定されるものではない。固体発光素子列６４を構成する固体発光素子３２の数も、必要に応じて任意に設定してよい。

また、固体発光素子列６４内の隣り合う固体発光素子３２の間には、貫通孔であり、軸ａに沿った切りかき部６５が設けられる。なお、軸ａとは、基板３３の短辺方向に平行な軸である。

この切りかき部６５は、基板３３の曲げ部となる部分である。切りかき部６５が存在することにより、基板３３を所望の位置、かつ基板３３の短辺方向に平行に曲げることができる。

所望の位置で、かつ基板３３の短辺方向に平行に、基板３３の曲げを行うことは、後述する基板３３と、筐体部２とを密着させることと密接に関連するため重要である。

なお、切りかき部６５の数、及び、形状は、図示されるものに限定されるものではない。基板３３の短辺方向に平行な軸（ここでは、軸ａ）に沿ったものであれば、基板３３及び筐体部２の形状に合わせて、任意に設定してよい。

ここで、基板３３は、放熱性を高めるためベース部６１に金属を用いており、発明者らは、柔軟性に富んだ金属であるステンレス（厚さ０．２［ｍｍ］）を採用している。

ただし、ステンレスは、ばね性が強く、所望の位置で曲げることが難しい。

そのため、発明者らは、切りかき部６５を設けることで、基板３３においても所望の位置で曲げが行えるように工夫した。

また固体発光素子３２は、基板３３の短辺方向と平行な軸である軸ｂ上に、例えば、素子の取り付け用パッド６６にアノードパッド部６６ａ及びカソードパッド部６６ｂを設けて、それらに半田付け等により実装することが望ましい。なお、アノードパッド部６６ａ及びカソードパッド部６６ｂは、配線層６３の一部である。

ここで、基板３３の短辺方向と平行な軸上に、アノードパッド部６６ａ及びカソードパッド部６６ｂを設ける理由であるが、基板３３は、固体発光素子列６４内の隣り合う固体発光素子３２の間に設けられた切りかき部６５で曲げを行う。この曲げを行う軸は、前述のように基板３３の短辺方向と平行な軸である。

この際、アノードパッド部６６ａ及びカソードパッド部６６ｂも基板３３の短辺方向と平行な軸上に設けられているため、基板３３を曲げる際に、アノードパッド部６６ａ及びカソードパッド部６６ｂにおける固体発光素子３２を実装するために行われている半田付け部（不図示）に、負荷がかかることを防ぐことが可能となる。

仮に、半田付け部（不図示）に負荷がかかった場合、半田クラック等の発生が危惧される。そのため、発明者らはアノードパッド部６６ａ及びカソードパッド部６６ｂを、基板３３の短辺方向と平行な軸上に設けることで、アノードパッド部６６ａ及びカソードパッド部６６ｂにおける半田付け部（不図示）に負荷がかかることを防いだ。

ここで、基板３３は、筐体部２と密着させることが必要である。これは、固体発光素子３２で発生した熱を、基板３３を介して、筐体部２に伝熱し、筐体部２に伝熱した固体発光素子３２で発生した熱は、筐体部２より、大気中へ放熱するためである。

もし、基板３３と、筐体部２の密着性が低いのであれば、その間に空気が入り込んでしまう。空気の熱伝導率は低いため、基板３３から筐体部２への伝熱性が低下する。このことを避けるため、基板３３と筐体部２との間に、基材なしの両面テープ（不図示）などを挟みこみ、密着性を高めることが望ましい。

なお、両面テープを使用する場合には、基材を含まないものを選択することが肝要である。それは、基材は熱伝導率が低いので、基板３３から筐体部２への熱伝導が阻害されるためである。

ここで、基板３３は、筐体部２と保護用透光板３１とにより形成される中空構造の内側に配置されるが、この際、筐体部２の一部である、複数の平面７１上に密着した状態で配置される。図７はこのことを説明する図であって、図１をＢ'方向から見た平面図である。ここでは、説明のため保護用透光板３１、反射板３５を取り外した状態を示している。また、図８は、図７のＤ方向から見た図である。

なお、ここでは、基板３３を、環形を有する筐体部２の円心に近い側面に配置しているが、遠い側面に配置するとしてもよい。

ここで、もし平面７１が曲面として構成されたのであれば、基板３３と平面７１（すなわち筐体部２）とを密着することが不可能となる。これは、基板３３上には、前述のごとく固体発光素子３２が、アノードパッド部６６ａ、カソードパッド部６６ｂに半田付けにより実装されている。この半田付け部（不図示）には、柔軟性がないため曲げることが不可能であり、よって、その部分を曲面に密着させることは不可能である。以上より平面７１は、平面であることが必要である。

また、隣り合う平面７１の境界位置７２に切りかき部６５が位置するよう、基板３３を配置することが必要である。切りかき部６５は、上記のように基板３３の曲げを行う位置である。したがって、隣り合う平面７１の境界位置７２と、基板３３の曲げ位置が一致することとなる。このようにすることは、基板３３と、平面７１との密着性を高めることにつながる。

もし、隣り合う平面７１の境界位置７２と、基板３３の曲げ位置とにずれがあると、基板３３の曲げ位置が平面７１上に干渉してしまう。このことは、基板３３と平面７１との密着性を阻害する要因となる。

よって、隣り合う平面７１の境界位置７２上に切りかき部６５が位置するよう、基板３３を配置することは肝要なことである。

固定具３４は、本発明の維持手段であって、その形状が平面７１の形状と対応している。これは、例えばホースなどの固定用として用いられるホースクランプ（ホースバンド）と同様の機構となっており、平面７１に基板３３を押し付けるような力が働くこととなる。よって、基板３３と平面７１との密着性を維持することが可能となる。

なお、ここでは固定具３４は、上記に限定されるものではない。肝要なことは、平面７１に基板３３を押し付けるような力が働く機能を有するものとすることである。

反射板３５は、本発明の反射手段であって、固体発光素子３２から発せられた光を反射するものであり、これにより照明装置１の発光方向を図５に示す支持具５１に取り付けた際、図２の下方向とすることが可能となる。なお、反射板は、ミラーでもよく、プリズムなどの光学素子でもよい。

また、図７に示す、回路部３６は、図９で後述する照明装置１に用いられる入力回路１３４等が含まれるものである。

ここで、照明装置１を一般的な照明として使用する場合、使用する固体発光素子３２の発光色は、昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色などが好適である。具体的には、例えば、複数の固体発光素子３２は、ＪＩＳＺ９１１２「蛍光ランプの光源色及び演色性による区分」の４．２「色度範囲」に規定された昼光色、昼白色、白色、温白色又は電球色相当の光を発光する。

また、複数の固体発光素子３２は、ピーク波長が３８０〜５００ｎｍの光である青色光を発光してもよい。青色は、精神的興奮を抑える効果があるといわれている。そのため、青色光を発光する照明装置１は、防犯灯として好適である。

また、複数の固体発光素子３２は、直列に接続される。このとき、使用する固体発光素子３２の個数は、各固体発光素子３２の順方向電圧（Ｖｆ）の総和（ΣＶｆ）と、直流変換回路１３５から供給される電圧（Ｖ）とが、略等しくなるように選択される。例えば、直流変換回路１３５から供給される電圧（Ｖ）が１００Ｖ、固体発光素子３２の順方向電圧（Ｖｆ）が３．８Ｖであった場合には、固体発光素子３２の個数は２６個となる。このようにすることで、直流変換回路１３５から供給される電圧（Ｖ）と、各固体発光素子３２の順方向電圧の総和（ΣＶｆ）とがバランスし、別途直流電源等を具備する必要がなくなる。これにより、照明装置１のコストを低減することができる。

なお、照明装置１の光度をより高めるため、上記のように直列に接続した固体発光素子３２を複数列備え、直列に接続した固体発光素子３２を互いに並列接続してもよい。発明者らは、このことを鑑み直列に接続した固体発光素子３２を２列備え、直列に接続した固体発光素子３２を互いに並列接続した。

ここで、固体発光素子３２は、照明装置用途としてはハイパワー系の素子を使用することが好ましく、ハイパワー系のＬＥＤを使用している。ハイパワー系のＬＥＤは、消費電力が大きく、その分、熱として放出されるエネルギーも大きい。この熱が、ＬＥＤの近傍に蓄積すると、ＬＥＤの光度低下、及び、寿命特性の劣化等を招く。したがって、この熱を適切に処理することが肝要である。

このようなことを鑑み、ＬＥＤは表面実装型のものを使用する。表面実装型のＬＥＤは、自身の電極面積が大きく、故に基板３３に接触する面積が大きくなる。そのため、ＬＥＤで発生した熱を効率的に基板３３に拡散させることができる。ただし、基板３３が熱伝導性の良い材料で形成されてなければ、やはりＬＥＤの近傍に熱が蓄積してしまう。そこで、照明装置１では基板３３の材料としてステンレス等の金属を採用している。さらには、筐体部２もアルミニウムで形成している。金属は、熱伝導性がよく、そのためＬＥＤで発生した熱を、基板３３を介して筐体部２から大気中に効率的に放熱することができる。

ここで、筐体部２と基板３３とは、互いに接触させることが肝要である。なぜならば、筐体部２と基板３３との間に、空気が入ることにより、筐体部２から基板３３への熱伝導が阻害され、熱伝導が阻害されることにより効率的な熱処理ができなくなるためである。したがって、前述のように基板３３と、筐体部２（平面７１）を密着させる。

以下、図９を用いて、照明装置１の回路構成を説明する。図９は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の回路構成を示す図である。

入力回路１３４は、固定抵抗等により構成される。なお、入力回路１３４は、抵抗成分を有するものであればよく、例えば、サーミスタでもよい。入力回路１３４の抵抗値は、１ｋΩ〜１００ｋΩ程度が望ましい。入力回路１３４は、端子ピン４ａと端子ピン４ｂとの間に接続される。

なお、入力回路１３４は、端子ピン４ａと端子ピン４ｃとの間に接続されても、端子ピン４ａと端子ピン４ｄとの間に接続されても、端子ピン４ｂと端子ピン４ｃとの間に接続されても、端子ピン４ｂと端子ピン４ｄとの間に接続されても、端子ピン４ｃと端子ピン４ｄとの間に接続されてもよい。さらに、前記６つのうち任意の複数に入力回路が接続されてもよい。例えば、前記６つすべてに入力回路が接続されてもよい。

ここで、インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具の中には、端子ピン４ａと端子ピン４ｂとの間の導通をチェックするタイプのものがある。蛍光ランプの端子ピン４ａと端子ピン４ｂとの間には、ヒータが設けられている。インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具は、このヒータが正常か否かを確かめるため、導通チェックを行う。この導通チェックをパスしなかった場合、インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具は、蛍光ランプに電力を供給しない等の処理を行う。

この導通チェックへの対応として、入力回路１３４を設ける。入力回路１３４を設けることにより、インバータ方式の蛍光ランプ用の支持具による導通チェックをパスすることができる。これにより、照明装置１は、導通をチェックするタイプの蛍光ランプ用の支持具においても点灯することが可能となる。すなわち、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、導通をチェックするタイプの蛍光ランプ用の支持具に使用することができる。

直流変換回路１３５は、端子ピン４から供給された交流電力を全波整流し、直流電力に変換する。固体発光素子３２は直流駆動素子であるために、交流電力を直流電力に変換することが必要となる。直流変換回路１３５は、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６を備える。ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６は、交流電力を直流電力に変換する。ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６は、全波整流機能を有する、いわゆる全波整流回路である。

ダイオードブリッジ回路１５５は、端子ピン４ａと端子ピン４ｃの間に接続される。すなわち、端子ピン４ａ及び端子ピン４ｂは、ダイオードブリッジ回路１５５の入力端子に接続される。ダイオードブリッジ回路１５５は、端子ピン４ａと端子ピン４ｃとに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、複数の固体発光素子３２に供給する。

ダイオードブリッジ回路１５６は、端子ピン４ｂと端子ピン４ｄとの間に接続される。すなわち、端子ピン４ｂ及び端子ピン４ｄは、ダイオードブリッジ回路１５６の入力端子に接続される。ダイオードブリッジ回路１５６は、端子ピン４ｂと端子ピン４ｄとに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、複数の固体発光素子３２に供給する。

端子１５７及び端子１５８は、直流変換回路１３５の出力端子であって、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６の出力が並列に接続される。

ダイオードブリッジ回路１５５は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４を備える。ダイオードＤ１のアノードは端子ピン４ａに接続され、カソードは端子１５７に接続される。ダイオードＤ２のアノードは端子１５８に接続され、カソードは端子ピン４ａに接続される。ダイオードＤ３のアノードは端子ピン４ｃに接続され、カソードは端子１５７に接続される。ダイオードＤ４のアノードは端子１５８に接続され、カソードは端子ピン４ｃに接続される。

ダイオードブリッジ回路１５６は、ダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８を備える。ダイオードＤ５のアノードは端子ピン４ｂに接続され、カソードは端子１５７に接続される。ダイオードＤ６のアノードは端子１５８に接続され、カソードは端子ピン４ｂに接続される。ダイオードＤ７のアノードは端子ピン４ｄに接続され、カソードは端子１５７に接続される。ダイオードＤ８のアノードは端子１５８に接続され、カソードは端子ピン４ｄに接続される。

基板３３には、固体発光素子３２が実装されている（不図示）。直列に接続された固体発光素子３２のアノードは、調整回路１３６を介して、端子１５７に接続される。直列に接続された固体発光素子３２のカソードは、端子１５８に接続される。

調整回路１３６は、可変抵抗素子（不図示）を含む。調整回路１３６は、固体発光素子３２の順電圧（Ｖｆ）のばらつきを吸収するための回路である。具体的には、固体発光素子３２の順電圧（Ｖｆ）には、固体発光素子３２の製造時などにおいて、不可避的なばらつきが生じてしまう。そのため、固体発光素子３２の順電圧（Ｖｆ）の総和（ΣＶｆ）が変動してしまう。故に、総和（ΣＶｆ）と直流変換回路１３５から供給される電圧（Ｖ）とのバランスが崩れてしまう。このことを回避するために、調整回路１３６により補正を行う。調整回路１３６は、端子１５７と、直列に接続された固体発光素子３２のアノードとの間に接続される。

保護回路１３７は、万が一の擾乱により照明装置１の外部から瞬間的な高電圧が印加された際の保護回路である。保護回路１３７は、コンデンサ素子（不図示）を含む回路により構成される。保護回路１３７は、固体発光素子３２を保護する目的で備えられている。保護回路１３７は、直列に接続された固体発光素子３２のアノードとカソードとの間に並列に接続される。

なお、端子１５７及び端子１５８と、基板３３との接続は、直接的な接続であってもよいし、調整回路１３６等を介した、実質的な接続であってもよい。すなわち、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６の出力と、基板３３とは、直接接続されてもよいし、抵抗及びスイッチ等を介して接続されてもよい。

なお、回路部３６は、入力回路１３４、直流変換回路１３５、調整回路１３６及び保護回路１３７を備える。

次に、照明装置１の動作を説明する。
図１０は、図５に示すように照明装置１を支持具５１に取り付けた状態の回路構成の一例を示す図である。

支持具５１は、プラグ１６１と、スイッチ１６２と、安定器１６３と、グローランプ１６４とを備える。支持具５１は、端子ピン４ａ及び端子ピン４ｃを介して照明装置１に交流電力を供給する。

プラグ１６１は、例えば、商用電力が供給されるプラグである。スイッチ１６２は、プラグ１６１と安定器１６３との間に直列に接続される。

安定器１６３は、グローランプ１６４の動作により高電圧パルスを生成する。安定器１６３は、スイッチ１６２と端子ピン４ｃとの間に直列に接続される。

グローランプ１６４は、端子ピン４ｂと端子ピン４ｄとの間に接続される。
プラグ１６１に商用電力が供給された状態で、スイッチ１６２をオンにすると、安定器１６３を介して端子ピン４ａと端子ピン４ｃとの間に交流電圧が印加される。

まず、端子ピン４ａに＋電圧、端子ピン４ｃに−電圧が印加された場合の動作を説明する。端子ピン４ａに＋電圧、端子ピン４ｃに−電圧が印加された場合、電流は端子ピン４ａからダイオードＤ１、端子１５７、調整回路１３６、基板３３、端子１５８及びダイオードＤ４を順次流れ、端子ピン４ｃに流入する。このとき、ダイオードブリッジ回路１５６により、端子ピン４ｂ、グローランプ１６４及び端子ピン４ｄの経路に電流は流れない。よって、グローランプ１６４は動作しない。

通常の蛍光ランプを使用した際には、グローランプ１６４の動作により安定器１６３は高電圧パルスを生成する。一方、本発明の実施の形態１に係る照明装置１を使用した場合にはグローランプ１６４は動作しないため、安定器１６３は高電圧パルスを生成しない。安定器１６３が高電圧パルスを生成した場合、固体発光素子３２にダメージを与えてしまう。本発明の実施の形態１に係る照明装置１を使用した場合においては、安定器１６３は高電圧パルスを発生しないので、固体発光素子３２を安定に駆動することができる。

次に、端子ピン４ａに−電圧、端子ピン４ｃに＋電圧が印加された場合の動作を説明する。端子ピン４ａに−電圧、端子ピン４ｃに＋電圧が印加された場合、電流は端子ピン４ｃからダイオードＤ３、端子１５７、調整回路１３６、基板３３、端子１５８及びダイオードＤ２を順次流れ、端子ピン４ａに流入する。このとき、ダイオードブリッジ回路１５６により、端子ピン４ｂ、グローランプ１６４及び端子ピン４ｄの経路に電流は流れない。よって、グローランプ１６４は動作しない。

以上より、図１０に示すように照明装置１が支持具５１に取り付けられた際、グローランプ１６４が動作しないので、照明装置１は安定に動作することができる。なお、照明装置１は、端子ピン４ｂと端子ピン４ｄとの間にプラグ１６１、スイッチ１６２及び安定器１６３が接続され、端子ピン４ａと端子ピン４ｃとの間にグローランプ１６４が接続された場合にも、前述と同様に、安定に動作することができる。

次に、照明装置１が支持具５１に取り付けられた状態で、端子ピン４ａと端子ピン４ｄとに交流電圧が印加される場合について説明する。

支持具５１は、端子ピン４ａ及び端子ピン４ｄを介して照明装置１に交流電力を供給する。

プラグ１６１に商用電力が供給された状態で、スイッチ１６２をオンにすると、安定器１６３を介して端子ピン４ａと端子ピン４ｄとの間に交流電圧が印加される。

まず、端子ピン４ａに＋電圧、端子ピン４ｄに−電圧が印加された場合の動作を説明する。端子ピン４ａに＋電圧、端子ピン４ｄに−電圧が印加された場合、電流は端子ピン４ａからダイオードＤ１、端子１５７、調整回路１３６、基板３３、端子１５８及びダイオードＤ８を順次流れ、端子ピン４ｄに流入する。このとき、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６により、端子ピン４ｃ、グローランプ１６４及び端子ピン４ｂの経路に電流は流れない。よって、グローランプ１６４は動作しない。

次に、端子ピン４ａに−電圧、端子ピン４ｄに＋電圧が印加された場合の動作を説明する。端子ピン４ａに−電圧、端子ピン４ｄに＋電圧が印加された場合、電流は端子ピン４ｄからダイオードＤ７、端子１５７、調整回路１３６、基板３３、端子１５８及びダイオードＤ２を順次流れ、端子ピン４ａに流入する。このとき、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６により、端子ピン４ｂ、グローランプ１６４及び端子ピン４ｃの経路に電流は流れない。よって、グローランプ１６４は動作しない。よって、固体発光素子３２を安定動作することができる。

以上より、照明装置１が支持具５１に取り付けられた際、グローランプ１６４が動作しないので、照明装置１は、安定に動作することができる。なお、照明装置１は、端子ピン４ｂと端子ピン４ｃとの間にプラグ１６１、スイッチ１６２及び安定器１６３が接続され、端子ピン４ａと端子ピン４ｄとの間にグローランプ１６４が接続された場合にも、前述と同様に、安定に動作することができる。

また、照明装置１は、端子ピン４ａと端子ピン４ｂとの間にプラグ１６１、スイッチ１６２及び安定器１６３が接続され、端子ピン４ｃと端子ピン４ｄとの間にグローランプ１６４が接続された場合にも、前述と同様に、安定に動作することができる。さらに、照明装置１は、端子ピン４ｃと端子ピン４ｄとの間にプラグ１６１、スイッチ１６２及び安定器１６３が接続され、端子ピン４ａと端子ピン４ｂとの間にグローランプ１６４が接続された場合にも、前述と同様に、安定に動作することができる。

以上により、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、一般的な蛍光ランプ用の支持具５１になんら改造を加えることなく使用することができる。よって、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、支持具５１を改造することなく使用できるため、付帯的なコストを発生させず、簡便に固体発光素子３２として使用したＬＥＤの特徴を生かした照明を利用することができる。

なお、上記説明において、支持具５１は、グローランプ点灯方式の支持具であったが、照明装置１は、インバータ方式及びラピッドスタート方式の支持具にも、照明装置１及びそれら支持具共に、なんら改造を加えることなく使用することができる。これは、上述したように、本発明の実施の形態１に係る照明装置１では、一方の端子の組（例えば図９における端子ピン４ｂ及び端子ピン４ｄ）に、他方の端子の組（端子ピン４ａ及び端子ピン４ｃ）に供給された電力による影響が現れないためである。

ここで、従来の固体発光素子を用いた照明装置では、グローランプ点灯方式の支持具に対しては、グローランプを支持具より物理的に外すことで、安定に動作させることができる。しかしながら、従来の固体発光素子を用いた照明装置では、グローランプを物理的に外す必要があり、手間がかかるという問題がある。また、インバータ方式及びラピッドスタート方式の支持具に対しては、蛍光ランプを駆動するための回路が内蔵されており、グローランプのように、容易に取り外しを行うことができない。インバータ方式及びラピッドスタート方式の支持具に対して従来の固体発光素子を用いた照明装置を使用した場合、高電圧等が照明装置に印加され、固体発光素子等の劣化又は破損を引き起こす。すなわち、従来の固体発光素子を用いた照明装置は、インバータ方式及びラピッドスタート方式の支持具に対して、使用することができない。

一方、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、一方の端子の組に、他方の端子の組に供給された電力による影響が現れないので、グローランプ点灯方式の支持具のみならず、インバータ方式やラピッドスタート方式の支持具においても従来の蛍光ランプに置き換えて使用することができる。

なお、インバータ方式の支持具を使用し照明装置１を動作させる場合、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６に含まれるダイオードＤ１〜Ｄ８には、高速応答タイプのダイオードを使用することが好ましい。これにより、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６は、インバータ方式の支持具に使用されているインバータから出力される電圧の周波数に追従して動作することができる。

具体的には、インバータ方式の支持具に用いられるインバータは、可聴領域（２０ｋＨｚ以下）の周波数を避けるため、かつ効率等を考慮して１００ｋＨｚ以上の周波数を発生するように設計される。よって、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６に含まれるダイオードＤ１〜Ｄ８は、少なくとも２０ｋＨｚ以上、好ましくは２００ｋＨｚ以上の周波数に追従し動作できるダイオードを使用することが好ましい。このようにすることにより、直流変換回路１３５は、高周波の交流電力を直流電力に効率よく変換することができる。

また、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、入力回路１３４を備えることにより、導通チェックを行うタイプの蛍光ランプ用の支持具にも使用することができる。

また、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、固体発光素子３２に消費電力が１Ｗ以上のＬＥＤを用いる。これにより、照明装置として実用的な照度を得ることができる。

また、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、例えば、特開２００６−１０００３６号公報に記載の照明装置等の従来の照明装置に用いられている定電流制御回路及び点灯制御回路を使用しない。これにより、構造を簡略化でき、かつコスト低下を実現することができる。

また、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、全波整流回路を用いて交流電力を直流電力に変換することにより、ロスの少ない変換を行うことができる。

また、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、ダイオードブリッジ回路１５５及び１５６を備えることにより、端子ピン４ａ、端子ピン４ｂ、端子ピン４ｃ及び端子ピン４ｄのうち何れか２つに交流電力が供給された場合に、交流電力が供給されていない２つの端子ピンに供給された交流電力の影響があらわれない。すなわち、照明装置１が支持具５１にどの向きで接続された場合にも正常に動作することができる。さらに、照明装置１は、端子ピン４ａと端子ピン４ｂとに交流電力が供給される場合、及び、端子ピン４ｃと端子ピン４ｄとに交流電力が供給される場合にも正常に動作することができる。

また、固体発光素子３２として使用したＬＥＤは、発光強度が初期時の７０％以下に低下するまでの時間が４００００時間以上と非常に長い。本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、光源に固体発光素子３２を用いることにより、蛍光ランプ１８１の寿命（６０００時間）に比べ、長寿命を実現することができる。照明装置１は、光源に固体発光素子３２を用いることにより、蛍光ランプ１８１（寿命６０００時間）と比較して長寿命を実現することができる。そのため、本発明に係る照明装置１を用いることで、照明装置を取り替える頻度を減少させることができる。特に、工場などの産業利用施設においては、支持具５１が取り付けられている天井は、概して非常に高い。すなわち、照明装置の交換に係るコスト、及び、作業危険性が高い。すなわち、工場などの産業利用施設において、本発明に係る照明装置１を用いることにより、照明装置の交換に係るコスト、及び、作業に伴う危険性を低減することができる。

また、固体発光素子３２は水銀を使用しないので、水銀が含まれる蛍光ランプ１８１と比較して、環境負荷の小さい照明装置１を提供することができる。なぜなら、水銀は胎児、及び、成人の神経系に重大な悪影響を及ぼすためである。

また、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の寸法は、一般的な環形蛍光ランプと同寸法であるので、一般的な蛍光ランプ用の支持具に取り付けることができる。よって、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、特別な、支持具を必要としないため実用性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の性能と、蛍光ランプの性能とを比較した結果を示す。

図１１は、蛍光ランプ１８１の性能の測定状況を模式的に示す図である。図１２は、本発明の実施の形態１に係る照明装置１の性能の測定状況を模式的に示す図である。

図１１に示すように蛍光ランプ１８１を支持具５１に取り付けて、蛍光ランプ１８１の直下の点Ｐ１〜Ｐ４における照度を測定した。同様に、図１２に示すように照明装置１を支持具５１に取り付けて、照明装置１の直下の点Ｐ１〜Ｐ４における照度を測定した。ここで、蛍光ランプ１８１及び照明装置１から点Ｐ１までの距離は５０ｃｍであり、蛍光ランプ１８１及び照明装置１から点Ｐ２までの距離は１００ｃｍであり、蛍光ランプ１８１及び照明装置１から点Ｐ３までの距離は１５０ｃｍであり、蛍光ランプ１８１及び照明装置１から点Ｐ４までの距離は２００ｃｍである。また、蛍光ランプ１８１及び照明装置１を取り付けた支持具５１は同一性能であり、蛍光ランプ１８１と照明装置１との消費電力は同一である。

表１は、図１１及び図１２に示す状態で、点Ｐ１〜Ｐ４の各点における、照明装置１及び蛍光ランプ１８１から発せられる光の照度を測定した結果を示す表である。なお、表１における各値は、点Ｐ４における蛍光ランプ１８１により発せられる光の照度を１．０として規格化したものである。

表１に示すように、本発明の実施の形態１に係る照明装置１では、２００ｃｍ離れた点Ｐ４で蛍光ランプ１８１の１．８倍の照度を得ることができる。また、点Ｐ１〜Ｐ３においても、蛍光ランプ１８１の１．９〜２．４倍程度の照度を得られることが分かる。このように、本発明の実施の形態１に係る照明装置１は、蛍光ランプ１８１の代替光源として十分な照度を得ることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る照明装置は、筐体部に中空構造を形成することにより、周辺の空気の対流を利用し、効率的に照明装置内部で発生した熱を空気中に放出する。これにより、本発明の実施の形態２に係る照明装置は、放熱効果を向上することができる。

上述したように、本発明の実施の形態１に係る照明装置１では、十分な照度を得るために、固体発光素子３２としてＬＥＤを使用している。ＬＥＤは、投入エネルギーの大多数（約８０％）がロスとして熱になる。ＬＥＤは、消費電力が大きく、その分、熱として放出されるエネルギーも大きい。この熱が、ＬＥＤの近傍に蓄積すると、ＬＥＤの光度低下、及び、寿命特性の劣化等を招く。最悪の場合、ＬＥＤの不点灯が発生する。したがって、この熱を適切に処理することが肝要である。

まず、本発明の実施の形態２に係る照明装置の構成を説明する。
図１３は、本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１の外観を示す斜視図である。図１４は、本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１の側面（図１３に示すＥ方向）からの平面図である。図１５は、本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１の上面（図１４に示すＦ方向）からの平面図である。図１６は、図１５に示すＧ１−Ｇ２面における照明装置２０１の構造を示す断面図である。図１７は、照明装置２０１を環形蛍光ランプ用の支持具５１に取り付けた状態を示す図である。図１８は、図１７に示すＨ１−Ｈ２面における照明装置２０１及び支持具５１の構造を示す断面図である。

なお、図１〜図１２と同様の要素には同一の符号を付しており、説明は省略する。
実施の形態２に係る照明装置２０１が、上述した実施の形態１に係る照明装置１と異なる点は、筐体部２が筐体部２０２に変更されている点である。

筐体部２０２の上側（図１６における上側）における断面は、略半円形状である。筐体部２０２には、複数の流入口２０３と、流出口２１１と、中空部２３１とが形成される。

筐体部２０２は、熱伝導率が高い金属（好ましくは、熱伝導率が２００［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の金属）により構成される。例えば、筐体部２０２は、アルミニウムで構成される。筐体部２０２にアルミニウムを用いる理由としては、安価であること、成形が行いやすいこと、リサイクル性が良いこと、熱伝導率が２００［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上であること、及び、放熱特性が高いことなどが挙げられる。

また、筐体部２０２は、アルミニウムで構成した後、アルマイト処理することが望ましい。アルマイト処理することによって、表面積が増加し、放熱効果が高まる。

図１７に示すように、照明装置２０１は地表方向（ここで地表方向とは、室内であれば床面方向、野外であれば地面方向を意味する。）に向けて発光が行われるように支持具５１に取り付けられる。

中空部２３１は、筐体部２０２の形状に沿って形成される中空構造である。中空部２３１の断面は、略半円形状である。中空部２３１は、照明装置２０１の発光方向に対して逆側に形成される。すなわち、中空部２３１は、照明装置２０１の発光方向（図１７の下方向）を下側とした場合の、固体発光素子３２及び基板３３より上方に形成される。中空部２３１の下側の面は平面状であり、中空部２３１の上側の面は、略半円形状の断面形状である。また、中空部２３１は、流入口２０３及び流出口２１１を介して、照明装置２０１の外部とつながっている。

流出口２１１は、中空部２３１の上側の面から、筐体部２０２の上面の外部に至る貫通孔である。流出口２１１は、中空部２３１の内部からの流体（空気）の出口となる孔である。流出口２１１は、筐体部２０２の形状に沿って形成される。流出口２１１は、筐体部２０２の照明装置２０１の発光方向とは逆側の位置に形成される。また、照明装置２０１は、流出口２１１が支持具５１に対向するように、支持具５１に取り付けられる。すなわち、照明装置２０１が支持具５１に取り付けられた状態において、流出口２１１は、略上空方向（好ましくは上空方向に対して０度から３０度の範囲内。また、上空方向とは、室内であれば天井方向、野外であれば天空方向を意味する。）に向いた状態となる。

流入口２０３は、中空部２３１から筐体部２０２の両側面の外部に至る貫通孔である。流入口２０３は、中空部２３１の内部への流体（空気）の入口となる孔である。複数の流入口２０３は、照明装置１の発光方向に対し側面に形成される。この際、少なくとも固体発光素子３２が設置される側の側面に形成する。なお、反対側の側面にも設けてもよい。この複数の流入口２０３は、筐体部２０２の側面に直列状に等間隔で配置される。

また、流入口２０３の筐体部２０２の側表面における位置は、中空部２３１より下側（照明装置１の発光方向）に形成される。すなわち、流入口２０３の筐体部２０２の表面から中空部２３１に至る向きは、斜め上空方向（図１８における斜め上方向）である。例えば、流入口２０３の中空部２３１側から筐体部２０２の表面側に至る向きと、流出口２１１の筐体部２０２の表面側から中空部２３１側に至る向きとの角度は４５度である。

なお、中空部２３１の断面形状は、略半円形状に限定されず、その一部の形状が流線型であればよい。好ましくは、中空部２３１の照明装置１の発光方向と反対側の面（図１６の上方向）の形状が流線型であればよい。ここでいう流線型とは、空気がその表面をスムーズに移動可能な形状を指す。中空部２３１の固体発光素子３２の発光方向と反対側の面の形状を流線型にすることにより、中空部２３１において空気がスムーズに流れるので、筐体部２０２から空気中への放熱を効率的に行うことができる。

また、中空部２３１の下面の形状は、平面状でなくてもよい。
また、筐体部２０２には、１つの中空部２３１が形成されてもよいし、筐体部２０２の形状に沿って列状に配置される複数の中空部２３１が形成されてもよい。

なお、筐体部２０２の上側の表面形状は、流線型であることが好ましい。これにより、筐体部２０２の上面において空気がスムーズに流れるので、筐体部２０２から空気中への放熱を効率的に行うことができる。

また、流入口２０３及び流出口２１１の形状及び個数は一例であって、これに限定されるものではない。加工コスト等を考慮し、流入口２０３及び流出口２１１の形状及び個数任意に決定してよい。

例えば、流出口２１１は、１つの間隙が筐体部２０２の形状に沿って形成されるとしたが、複数の間隙が筐体部２０２の形状に列状に配置されてもよい。また、流出口２１１の形状は、円形及び楕円形等の任意の形状でよい。

また、流入口２０３の個数は、任意の数でよい。例えば、流出口２１１と同形状の流入口２０３が筐体部２０２の側面に形成されてもよい。また、流入口２０３の形状は、矩形等の任意の形状でよい。

また、流入口２０３の中空部２３１側から筐体部２０２の表面側に至る向きと、流出口２１１の筐体部２０２の表面側から中空部２３１側に至る向きとの角度は４５度に限定されるものではない。流入口２０３の中空部２３１側から筐体部２０２の表面側に至る向きと、流出口２１１の筐体部２０２の表面側から中空部２３１側に至る向きとの角度は０度から９０度の範囲で照明装置２０１の形状等に合わせて任意に設定されてよい。これにより、照明装置周辺の暖められた空気を、流入口２０３から中空部２３１に効率的に流入することができる。また、中空部２３１に流入された空気を効率的に外部に流出することができる。

次に、照明装置２０１の放熱機構について説明する。
図１９は、照明装置２０１に通電した状態における、空気の流れを示す図である。なお、図１９は、図１８と同様に、図１７に示すＨ１−Ｈ２面における照明装置２０１及び支持具５１の構造を示す断面図である。

固体発光素子３２で発生した熱は、基板３３を介して、筐体部２０２全体に拡散される。筐体部２０２に拡散された熱は、対流を効果的に利用して空気中に放出される。

具体的には、まず、筐体部２０２の周辺の空気は、筐体部２０２に拡散された熱により熱せられ上昇気流となる。この上昇気流となった空気の一部は、筐体部２０２の外部表面２４１を流れる。この空気は、外部表面２４１の熱を受取りながら上昇する。すなわち、外部表面２４１から空気への熱の放出が行われる。

また、上昇気流となった空気の別の一部は、流入口２０３から中空部２３１に流入する。この流入した空気は筐体部２０２の内部表面２４２の熱を受取りながら、流出口２１１より再び中空部２３１の外部に流出する。この空気は、内部表面２４２の熱を受取りながら上昇する。すなわち、内部表面２４２から空気への熱の放出が行われる。この際、中空部２３１の形状の一部が流線型であることにより、よりスムーズに空気が流れる。そのため、熱の放出に係る効率がさらに高まる。

このように、本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１は、空気を熱することによる上昇気流、すなわち対流の効果を効率的に利用することができる。また、照明装置２０１は、外部表面２４１のみならず、内部表面２４２からも放熱できる。すなわち、照明装置２０１は、広い面積で放熱を行えるため、固体発光素子３２で発生され筐体部２０２全体に拡散された熱を効果的に空気中へ放出できる。

ここで、固体発光素子３２が配置される側の側面に設けられる流入口２０３と、固体発光素子３２とは、可能な範囲内で近接した位置に配置することが望ましい（好ましくは、直線距離で２０ｍｍ以下）。例えば、流入口２０３と固体発光素子３２との距離が、流出口２１１と固体発光素子３２との距離より近くなるように、流入口２０３が形成される。これは、固体発光素子３２で発生した熱を、筐体部２０２全体に拡散しているものの若干の温度勾配は当然あり、それ故固体発光素子３２近傍は高温となるためである。流入口２０３と固体発光素子３２とを近接配置することにより、筐体部２０２の高温となる部分からの空気への熱の放出を促進することが可能となる。

なお、照明装置２０１を、地表方向以外に向けて発光が行われるように支持具５１に取り付けた場合においても、空気を熱することによる上昇気流は当然に発生し、当該取り付け状態に対応した放熱が行われることは言うまでもない。

ここで、従来の放熱効果を向上させる技術として特開２００１−３０５９７０号公報に記載されている技術がある。特開２００１−３０５９７０号公報には、空気の流れ（対流）を発生すべく対流穴を有する発光ダイオードを使用した広告器が開示されている。これは、該広告器の上部と下部とに孔を設けることにより対流を発生させ、もって発光ダイオードで発生する熱を取り去ろうとするものである。

しかしながら、該広告器においては、対流する空気を直接発光ダイオードに触れさせることにより、熱を空気に放出させようとするものであるが、開示されている方法では、対流が実際に発生するか否かに疑問が残る。また対流が発生したとしても、発光ダイオード表面は十分な面積はなく、よって効率よい空気への熱放出が行われる保証はない。さらには、発光ダイオードが取り付けられる基板についても、プラスチック又はガラスとされている。これらの材料は熱伝導率が低く、発光ダイオードで生じた熱を拡散することはできない。すなわち、基板を介した放熱も期待できないものと思われる。

以下、本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１の放熱性能と、従来の照明装置の放熱性能とを比較した結果を示す。一例として、上述した実施の形態１に係る照明装置１と、照明装置１に放熱フィンを取り付けた照明装置３０１と、実施の形態２に係る照明装置２０１との放熱性能を比較する。

図２１は、照明装置１に放熱フィンを取り付けた照明装置３０１の側面からの平面図である。図２１は、図２０に示すＩ１−Ｉ２面における照明装置３０１の構造を示す断面図である。

図２０及び図２１に示すように、照明装置３０１は、筐体部２の上方（発光方向を下方向とした場合の上方）に形成される放熱フィン３０２を備える。放熱フィン３０２は、複数の凹凸を有する断面形状を有する。放熱フィン３０２は、複数の凹凸を有することで、表面積が増加する。これにより、空気中への放熱効果を向上させることができる。

表２は、実施の形態１に係る照明装置１と、放熱フィン３０２を備える照明装置３０１と、実施の形態２に係る照明装置２０１との放熱性能の比較結果を示す表である。なお、表２に示す温度低下量は、コンピュータシミュレーションソフトにより、算出した値である。また、照明装置１、照明装置３０１及び照明装置２０１に与えられる熱量は、一定である。また、表２に示す温度低下量は、照明装置１における最高温度点の温度を基準温度としている。そして、表２に示す温度低下量は、照明装置３０１及び照明装置２０１における最高温度点の温度が基準温度に対して何度低くなったかを示している。

表２に示すように、照明装置２０１は、照明装置１及び照明装置３０１に対して、大きな温度の低下を実現することができる。また、発明者らは、実際の装置を用いた実験においても、同様の温度低下が現れることを確認している。

したがって、本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１は大きな放熱効果が得られることが明確となった。すなわち、本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１は固体発光素子３２の特性をフルに発揮できるものであるといえる。

なお、本発明の照明装置２０１は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で自由に変形して実施することができる。

例えば、上記実施例においては、固体発光素子３２を、筐体部２と保護用透光板３１とにより形成される中空構造内の一方の側面のみに配置したが、両側面に配置してもよい。

また、筐体部２０２を樹脂コート（不図示）する、又は筐体部２０２に樹脂板（不図示）を貼り付けてもよい。このようにすることにより、万が一の大災害（大地震など）により、照明装置２０１が落下したとしても、前述の樹脂コート（不図示）、又は樹脂板（不図示）の緩衝作用により、照明装置２０１の周囲にいる人体、及び、物体への被害を最小限に抑えることが可能となる。

なお、樹脂コート（不図示）、又は樹脂板（不図示）の貼り付けにより放熱の効果が減少するが、その状態においても照明装置３０１より５〜１０度程度、温度が低下することが確認されている。

また、照明装置を環形に形成したが、これ以外の形状であってもよい。例えばＵ字型、円形などであってもよい。

本発明は、照明装置に適用でき、特に、光源にＬＥＤなどの固体発光素子を用いた照明装置に適用できる。

本発明の実施の形態１に係る照明装置１の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る照明装置１の側面からの平面図である。 本発明の実施の形態１に係る照明装置１の上面からの平面図である。 本発明の実施の形態１に係る照明装置１の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る照明装置１を環形蛍光ランプ用の支持具５１に取り付けた状態を示す図である。 基板３３の構造を示す図である。 基板３３と平面７１との配置を説明する平面図である。 基板３３と平面７１との配置を説明する側面図である。 本発明の実施の形態１に係る照明装置１の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る照明装置１を支持具５１に取り付けた状態の回路構成の一例を示す図である。 蛍光ランプの性能の測定状況を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１に係る照明装置１０１の性能の測定状況を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１の側面からの平面図である。 本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１の上面からの平面図である。 本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１を環形蛍光ランプ用の支持具５１に取り付けた状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１を環形蛍光ランプ用の支持具５１に取り付けた状態の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る照明装置２０１における、空気の流れを示す図である。 放熱フィンを備える照明装置３０１の側面からの平面図である。 放熱フィンを備える照明装置３０１の断面図である。

符号の説明

１、２０１、３０１ 照明装置
２、２０２ 筐体部
３ 端子部
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 端子ピン
３１ 保護用透光板
３２ 固体発光素子
３３ 基板
３４ 固定具
３５ 反射板
３６ 回路部
５１ 支持具
６１ ベース部
６２ 絶縁層
６３ 配線層
６４ 固体発光素子列
６５ 切りかき部
６６ａ アノードパッド部
６６ｂ カソードパッド部
７１ 平面
７２ 境界位置
１３４ 入力回路
１３５ 直流変換回路
１３６ 調整回路
１３７ 保護回路
１５５、１５６ ダイオードブリッジ回路
１５７、１５８ 端子
１６１ プラグ
１６２ スイッチ
１６３ 安定器
１６４ グローランプ
１８１ 蛍光ランプ
２０３ 流入口
２１１ 流出口
２３１ 中空部
２４１ 外部表面
２４２ 内部表面
３０２ 放熱フィン
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８ ダイオード

Claims (18)

1. 複数の固体発光素子を発光させることによって照明する照明装置であって、
   柔軟性を有し、金属により構成されるベース部と、１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の熱伝導率を有する電気的絶縁層とを含み構成され、
   略長方形状であり、前記複数の固体発光素子を、長辺方向に沿った少なくとも１列の固体発光素子列として保持する保持手段を備え、
   前記保持手段は、さらに、前記固体発光素子列を構成する前記複数の固体発光素子のうち任意の２つの固体発光素子間に、少なくとも１つの該保持手段の短辺方向に平行な任意の軸に沿った所定形状に貫通された切りかき部と、
   前記固体発光素子列を構成する前記複数の固体発光素子のうち所定の固体発光素子の、アノードが接合されるパッドであるアノードパッド部と、
   前記所定の固体発光素子の、カソードが接合されるパッドであるカソードパッド部と
   を具備し、
   前記アノードパッド部と前記カソードパッド部とは、該保持手段の短辺方向に平行な所定の軸上に位置する
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記照明装置は、さらに、前記保持手段が配置される所定の取り付け面を有する筐体手段を備え、
   前記所定の取り付け面は、複数の平面より構成され、
   前記保持手段は、前記複数の平面と密着した状態で配置され、
   前記切りかき部は、前記複数の平面のうち、任意の隣り合う２つの面の境界上に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記照明装置は、さらに、前記複数の固体発光素子から発せられる光を反射することで、前記複数の固体発光素子が発する光線方向を所定の方向に変更する反射手段を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記照明装置は、さらに、前記保持手段と前記複数の平面との間に接合手段を備え、
   前記接合手段は、基材なしの両面テープである
   ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
5. 前記照明装置は、さらに、前記保持手段と前記複数の平面との密着状態を維持する維持手段を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
6. 前記維持手段は、少なくとも一部が、前記複数の平面に対応する形状である
   ことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記筐体手段の所定の配置される第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子と、
   前記第１端子と前記第３端子とに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、前記複数の固体発光素子に供給する第１整流手段と、
   前記第２端子と前記第４端子とに外部から供給された交流電力を直流電力に変換し、前記複数の固体発光素子に供給する第２整流手段と、
   抵抗成分を有し、前記第１端子と前記第２端子との間に接続される第１入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第１端子と前記第３端子との間に接続される第２入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第１端子と前記第４端子との間に接続される第３入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第２端子と前記第３端子との間に接続される第４入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第２端子と前記第４端子との間に接続される第５入力回路、及び、抵抗成分を有し、前記第３端子と前記第４端子との間に接続される第６入力回路のうち少なくとも一方を備え、
   前記第１整流手段は、
   アノードが前記第１端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第１ダイオードと、
   アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第１端子に接続される第２ダイオードと、
   アノードが前記第３端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第３ダイオードと、
   アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第３端子に接続される第４ダイオードとを備え、
   前記第２整流手段は、
   アノードが前記第２端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第５ダイオードと、
   アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第２端子に接続される第６ダイオードと、
   アノードが前記第４端子に接続され、カソードが前記固体発光素子のアノードに接続される第７ダイオードと、
   アノードが前記固体発光素子のカソードに接続され、カソードが前記第４端子に接続される第８ダイオードとを備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
8. 前記第１整流手段及び前記第２整流手段はそれぞれ、全波整流機能を有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
9. 前記第１ダイオード、前記第２ダイオード、前記第３ダイオード、前記第４ダイオード、前記第５ダイオード、前記第６ダイオード、前記第７ダイオード及び前記第８ダイオードは、少なくとも２０ｋＨｚの周波数に追従し動作できるダイオードである
   ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
10. 前記筐体手段は、金属により構成され、
    前記筐体手段には、さらに、中空構造をとる空間部と、
    前記空間部から前記筐体手段の外部に至る孔であり、前記空間部の内部への空気の入口となる孔である１以上の第１開口部と、
    前記空間部から前記筐体手段の外部に至る孔であり、前記空間部の内部からの空気の出口となる孔である１以上の第２開口部とが形成される
    ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
11. 前記空間部は、前記照明装置の発光方向とは逆側に形成される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
12. 前記第２開口部は、前記照明装置の発光方向とは逆側に形成される
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の照明装置。
13. 前記第１開口部は、前記照明装置の発光方向に対し側面に形成される
    ことを特徴とする請求項１０、１１又は１２に記載の照明装置。
14. 前記空間部の前記照明装置の発光方向と反対の側の面の形状は、流線型である
    ことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の照明装置。
15. 前記第１開口部と前記所定の固体発光素子との距離は、前記第２開口部と前記所定の固体発光素子との距離より近い
    ことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の照明装置。
16. 前記第１開口部の前記空間部側から前記筐体手段の表面側に至る向きと、前記第２開口部の前記筐体手段の表面側から前記空間部側に至る向きとの角度は０度から９０度の範囲である
    ことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の照明装置。
17. 前記筐体手段は、
    透光性を有し、前記照明装置の発光方向に形成される透光部を備える
    ことを特徴とする請求項７〜１６のいずれか１項に記載の照明装置。
18. 前記照明装置は、ＪＩＳＣ７６１８−２「片口金蛍光ランプ（環形を含む）−第２部：性能規定」の２．３．１「データシートのリスト」に規定された環形蛍光ランプのいずれかと同一寸法である
    ことを特徴とする請求項７〜１７のいずれか１項に記載の照明装置。

Images