CN102252221A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用了LED的照明装置。来自LED的照明光向导光板内前进并在内部表面被反射而通过漫射片向外部进行照射。设置色相不同的多个LED，LED驱动器部控制发光的色温，生成例如橙色那样的温和颜色的照明光。LED驱动器部通过切换发光的区域，能够产生独特的照明效果，并且也能够将照明装置作为通宵灯使用。导光板被固定在反射片的相反侧，由此固定用部件不会妨碍光的均匀性。根据本发明，能够提高照明光的均匀性，能够选择色温和要发光的区域。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及照明装置，尤其涉及能够对照明光的色温、发光的位置以及面积进行控制的照明装置。

背景技术

LED(Light Emitting Diode)与现有的白炽灯和荧光管等相比功耗小，因此LED作为照明用的发光元件已经开始普及。

在专利文献1中公开有在具备配置有多个LED元件的面光源组件的照明设备中容易进行配光特性的控制的技术。此外，在专利文献2中公开有抑制对上方和下方这双方进行照明的LED组件的发光效率的降低的技术。

专利文献1：日本特开2010-49865号公报

专利文献2：日本特开2009-231028号公报

发明内容

LED以往被用作液晶显示装置的背光源，但应用液晶显示装置的背光源结构的平面型照明装置目前正在开发中。然而，其作为照明装置已被指出了有待进一步改善之处。例如，液晶显示装置的背光源需要发出色温高的白色光，但在用作照明装置的光时白色光未必合适。色温稍低的例如橙色光形成柔和的气氛，因此受到许多用户青睐。

此外，为了取代现有的照明装置而成为新型的照明装置，期待开发出利用了液晶显示装置的背光源特有构造的新照明功能。

鉴于上述问题，本发明目的在于提供能够控制照明光的色温、发光的位置以及面积的照明装置。

为了解决上述问题，本发明采用一种照明装置，其具有LED作为发光元件，其特征在于，包括：保持上述照明装置的基底盘(basechassis)；安装在上述基底盘上的LED基板；安装在上述LED基板上的多个LED；将从上述多个LED中的预定数量的LED发出的光作为照明光而对上述照明装置的外部进行照射的多个导光板；以及对上述多个LED进行点亮控制的控制部，上述控制部进行控制，以选择与上述多个导光板中的使上述照明光进行照射的导光板对应的LED来进行点亮。

此外，本发明采用一种照明装置，其具有LED作为发光元件，其特征在于，包括：保持上述照明装置的基底盘；安装在上述基底盘上的LED基板；安装在上述LED基板上、并且将以彼此不同的色相进行发光的LED作为一个LED组的多个LED组；将从上述多个LED组发出的光作为照明光而对上述照明装置的外部进行照射的多个导光板；以及对上述多个LED组进行点亮控制的控制部，上述控制部对上述LED进行点亮控制，以根据预定的照明光的色相按不同的亮度来点亮以上述LED组包含的彼此不同的色相发光的LED。

根据本发明，具有以下效果：能够提供对照明光的色温、发光的位置以及面积进行控制的照明装置，能够提供与用户的节能化方针相应的新型照明装置。

附图说明

图1是本发明的一实施例中的照明装置的分解图。

图2A是本发明的一实施例中的导光板的外观图。

图2B是本发明的一实施例中的导光板的剖视图。

图2C是本发明的一实施例中的导光板的剖视图。

图3是本发明的一实施例中的照明装置的分解图。

图4A是本发明的一实施例中的照明装置的内部的局部剖视图。

图4B是本发明的一实施例中的照明装置的内部的局部剖视图。

图4C是本发明的一实施例中的照明装置的内部的局部剖视图。

图5是本发明的一实施例中的照明装置的剖视图。

图6是本发明的一实施例中的照明装置的电路框图。

图7是本发明的一实施例中的照明装置的LED周边的电路图。

图8是表示本发明的一实施例中的照明装置的点亮状态的主视图。

图9是表示本发明的一实施例中的照明装置的另一点亮状态的主视图。

标号说明

1 照明装置

11 基底盘

12 LED基板

13 导光板

14 漫射片

22 粘接剂

23 安装螺钉

121 LED

131 导光板子块

320 发送部

322 受光部

323 控制部

324 LED驱动器IC

具体实施方式

以下使用附图说明本发明的实施例。

图1是本发明的一实施例中的照明装置1的分解图。图1中主要示出发光部的周边，省略了例如电路部分等。此外，图1示出了将各构成要素相互拆开而隔开高度方向的位置的状态，但实际上在作为照明装置而工作时，如下面图5所示那样，许多构成要素在接近或接触的状态下安装。

基底盘11保持照明装置1的整体，也能够兼作封装。LED基板12通过例如螺旋夹固定在基底盘11上。在LED基板12上安装有多个发出照明光的发光二极管(LED)121。LED121以向图1的上方突出的方式安装。LED121以主要在与LED基板12平行的方向发出较强的照明光的方式确定了安装方向。

如下述那样，导光板13以将LED121嵌入各端部的孔部中的方式安装。在此，作为一例，以组合有4行2列共计8个导光板13来形成导光板13。LED121发出的照明光在导光板内部主要沿与LED基板12平行的方向前进，并且在导光板13的内部表面反复反射之后，入射到漫射片14。入射到漫射片14的照明光在漫射片14的内部提高了面方向的均匀性之后，主要朝向图1的上方照射。在将照明装置1用作顶棚灯时，使上下方向与图1相反地安装在天花板上。

图1中，LED121主要向与LED基板12平行的方向发光，由导光板13向与LED基板12大致垂直的方向反射的理由在于，与开始向垂直方向发光的情况相比，能够减小照明装置1的厚度。即，能够提高照明装置1在设计上的自由度。将此形式的发光机构称为串联式发光机构。

串联式发光机构也用于液晶显示装置的背光源。由于导光板13和漫射片14的作用，从漫射片14射出的照明光的均匀性较高，因此适用于大型显示装置的背光源，但对照明装置来说，照射的光的均匀性也是重要的要素，例如由白炽灯或荧光灯进行的照明即使罩上灯罩，也难以使其均匀，有时在注视时看到亮点会引起眼睛的疲劳。在本实施例中能够消除上述问题。此外，由于漫射片14均匀地发光，因此具有能够产生高质感这样的效果。

这样，本实施方式的照明装置构成为，将LED和导光板的组二维地(矩阵状)排列在多个基底盘11上。

此外，在液晶显示装置中，如众所周知那样，在图1的漫射片14的上侧安装具有液晶快门的液晶面板，将上述照明光作为背光源而显示例如电视广播等的图像。若在本实施例中也具有液晶面板、广播接收电路和液晶快门的驱动器等，则也能够作为液晶显示装置而工作，此外，能够兼作照明装置和显示装置。在此，公开作为照明装置的实施方式。

接着，对导光板13进行描述。

图2A是本发明的一实施例中的导光板13的外观图。将上下方向与图1相反地画出。导光板13是例如组合4个导光板子块131并以槽132为界线而一体化形成。当然，也可以不分成子块而从开始做成一体的导光板。导光板13形成截面为楔状的形状，以使与导光板13的面大致平行前进的照明光在内部表面朝向漫射片14反射。因此，作为照明装置观察时，内侧的表面(图2A的上侧)画成曲面。此外，在内侧面的一端设置有用于与相邻的导光板的一端重叠的切口133。

图2B和图2C是本发明的一实施例中的导光板的剖视图。示出在图2A的切口133附近沿图的纵向切断时的一个导光板子块131的截面。此外，图2B和图2C的上下方向与图2A相反，与图1相同。即，在各导光板子块131的一端设置有用于嵌入LED121的孔部131a～131c。

在上述的液晶显示装置的情况下，产生一个白色光(W)的LED位于图2B的孔部131a～131c中。与之相对，本实施例的照明装置的特征之一是，例如将三种LED位于图2B的孔部131a～131c中。例如，设为白色光(W)、红色光(R)以及蓝色光(B)三种，或者R、B以及绿色光(G)三种。或者，作为两种LED，例如可以具有W和R两种或者R和G两种。在任一种情况下，不仅能够得到白色光，还能够得到预定的色温的照明光。例如，若适当地设定多个LED的发光强度，则能够容易地实现色温较低、视觉上温和的橙色或灯泡色等。

在使用三种LED时，可以例如如图2C所示，孔部131a～131c分别具有3个切槽，使1个LED位于各切槽中。另外，以下，有时将位于导光板子块131的相同孔部中的彼此不同的色相的LED称为LED组。

此外，在图2B和图2C中，位于孔部131a～131c的LED可以主要向具有该孔部的导光板子块131照射照明光，此外也可以同时向相邻的导光板子块(位于图2B和图2C的近前侧的导光板子块)照射照明光。

图3是本发明的一实施例中的照明装置1的分解图。示出从图1的右侧观察LED基板12、LED121、导光板13、漫射片14时的位置关系。在此，LED121可以使用向与电极面平行的方向射出光的所谓的侧视型LED，还可以使用向与电极面正交的方向射出光的所谓的上视型LED。在图3的例子中，使用上视型LED作为LED121，为了将来自上视型LED的光向与LED基板12的面平行的方向射出，在LED基板12上安装有与该LED基板12正交的子基板122，在该子基板122上安装有上视型LED121。由此，在使用了上视型LED的情况下，能够使来自LED的射出光(光轴)的方向与LED基板12的面平行。在使用侧视型LED的情况下，能够在LED基板12上直接(不设置子基板122)安装LED，能够降低零部件数量。此外，以下将组合有LED121和子基板122的部件仅称为LED121。

图4A～图4C是本发明的一实施例中的照明装置1的内部的局部剖视图。与图1不同地示出了实际上作为照明装置组装时的LED基板12、LED121、导光板13的附近。图4A中，LED121位于导光板13的一端的孔部。此外，各导光板13在端部的切口部133与相邻的导光板重叠。在此，作为未在图1中示出的构成要素，示出了标记阴影而表示的反射片21。反射片21在导光板13的内侧(图中下侧)的内面高效率地反射照明光。

图4B相对于图4A，进一步示出了利用粘接剂(可以是两面粘接带)22将导光板13固定在LED基板12上的例子。此外，图4C相对于图4A，进一步示出了通过安装螺钉23将导光板13固定在LED基板12上的例子。在任一情况下，被设置成粘接剂22、安装螺钉23均位于反射片21的背面，因此用户从照明装置的正面侧、即从图的上方观察不到。因此，用于安装导光板13的构成要素不损坏照明光的均匀性，并且排除了能够观察到该构成要素的形状那样的视觉困扰。

图5是本发明的一实施例中的照明装置1的剖视图。与图1不同，该图是在实际上作为照明装置组装时沿图1的纵向切断时的剖视图。通过在标记阴影所示的基底盘11的一部分上设置突起部11a、11b，可以用与上述的粘接剂22、安装螺钉23不同的方法支承导光板13。此外，在图5中也示出了电路基板。在电源基板31上安装有用于生成向照明装置1的整体供电的电源、并通过驱动LED121来进行点亮控制的LED驱动电路。在微型机控制基板32上安装有例如接受来自远程控制装置的指令而对照明装置1进行动作控制的控制电路。当然这些部件也可以位于相同的基板上。

如上所述，在作为直接安装在天花板上的类型的照明装置而使用时，使上下方向与图5相反地安装在天花板上。本实施例那样的平面发光型照明装置容易设计成厚度薄的形状，因此也具有能够做成蓄积灰尘的部分少的容易清扫的照明装置的优点。

接着，使用附图对本实施例中的照明光的色温、发光的位置以及面积的控制方法进行说明。

图6是本发明的一实施例中的照明装置1的电路框图。用户例如操作照明装置附带的遥控器(remote controller)，从遥控器的发送部321对照明装置1进行包含动作指令的遥控器信号的发送。照明装置1的受光部322接受从上述发送部321发送来的例如基于红外线的指令信号，并发送到例如由微型计算机等构成的控制部323。控制部323根据由受光部322接受到的遥控器信号来分析来自用户的指令内容。此外，关于来自用户的动作指令，也可以不使用红外线，而在照明装置1中设置硬开关来预置动作。

在来自发送部321的动作指令中，除了使照明装置1点亮或熄灭的指令信号以外，在本实施例中还包括用于控制照明光的色温的信号、对发光的位置和面积进行控制的信号。即，在本实施例中具有用户能够选择照明光的色温和发光的区域的特征。由此，具有以下特征：用户能够从以橙色那样的色温低的光、红色或蓝色那样的基色光、白色光那样的色温高的光为首的多种色光中选择与要使用的状况相适应的色温的光。此外，也具有用户也能够选择要发光的区域的特征，使用图8和图9在下面对其进行说明。在此，各区域与各导光板子块及与其对应地设置的LED分别对应。

LED驱动器IC324接受受光部322的指令内容的分析结果，从多个LED121中选择预定的LED并进行控制以使将其点亮。从LED121发出的光在经过上述的过程之后作为照明装置1的照明光而输出。

图7是本发明的一实施例中的照明装置的LED121周边的电路图。多个LED121例如通过图示那样的电路连接而与LED驱动器IC324连接。图7中，No.1～No.N这N个LED组分别例如具有9个LED。各LED组位于图2B和图2C所示那样的1个导光板子块131的孔部131a～131c中。

例如，在记为No.1的LED组中，在图的纵向串联连接的3个LED为相同色相的LED，在横向并联连接的3列LED是互不相同的色相的LED。在此，作为一例，示出了具有R、G、B三色的LED、原理上能够以所有的色温进行发光的例子。在各色LED中，在图的纵向串联连接的3个中的最上方的LED位于图2B或图2C的孔部131a中，中央的LED位于孔部131b中，最下方的LED位于孔部131c中。如图2C那样，若各孔部具有3个切槽，则不同色的LED位于各切槽中。

LED驱动器IC322通过根据来自受光部322的控制信号对串联连接的3个的LED列别控制各自点亮的明亮度，当然照明光的色温能够通过仅选择照明装置1中的预定部分并使其点亮。

例如，若期望上述的橙色光，则也可以使R和G的LED点亮，并且使G以比R弱的亮度点亮。

有时也不需要使照明装置1的整面发光。例如，以往夜晚的通宵灯多使用小型灯泡。如以下说明那样，在本实施例中，通过控制要点亮的面积，能够提供代替小型灯泡的照明装置，能够进一步降低功耗。

图8是表示本发明的一实施例中的照明装置1的点亮状态的主视图。即，通过LED驱动器IC324例如选择位于图中标记阴影的照明装置1的中央附近的区域的LED并使其点亮，从而能够提供光的均匀性优异的通宵灯。不限于照明装置1的中央附近的区域，也能够使其他区域作为通宵灯而点亮。

图9是表示本发明的一实施例中的照明装置1的另一点亮状态的主视图。即，如以图的箭头表示时间经过那样，例如也能够实施使以从左上方区域向右方前进而最后到达左下方区域这样的顺序依次点亮的区域移动那样的点亮方法。当然，要点亮区域的移动可以通过用户操作发送部321来实施，也可以是LED驱动器IC324按照预定的时间间隔来实施。由此，不仅能够得到新照明效果，也具有能够消除特定区域的LED快速老化的问题这样的效果。此外，在图9中，也可以边使点亮部分移动边变更点亮的面积。

此外，也可以在使照明装置1所有区域发出白色光的情况下，通过调整整体区域的LED的发光强度来控制光的强度。取而代之，也可以通过使发出白色光的区域变化来进行控制。例如，也可以在使照明装置1的明亮度降低的情况下，使与图8的外周20个区域对应的LED熄灭，仅使与中央12个区域对应的LED点亮成白色。反之，还可以使与中央12个区域对应的LED熄灭，使与外周20个区域对应的LED点亮成白色。此外，在照明装置1进行通常的照明时，例如与照明光的色温为9000K～10000K的白色相比，往往优选稍微混有黄色的低色温(6000～6500K左右)的日光色。若用户欲将照明光设置成日光色，则利用上述遥控器以降低色温的方式进行调整，通过控制部323控制LED，以按照该遥控器信号对所有区域使白色、绿色以及红色LED点亮。此时，绿色及红色LED的发光强度与白色相比，能够控制在百分之几～10％左右。当然，也可以不是所有区域，而仅对一部分区域以日光色进行照明。

在以上的说明中，例示了导光板包含8个导光板、一个导光板包含4个导光板子块、1个导光板子块使用3个系统的LED的例子，但这只是一例而已，并不是本实施例的限定条件。本发明能够包含这些数量不同的实施方式来考虑更多的变形例，它们均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种照明装置，其具有LED作为发光元件，其特征在于，包括：

用于保持上述照明装置的基底盘；

安装在上述基底盘上的LED基板；

安装在上述LED基板上的多个LED；

将来自上述多个LED中的预定数量的LED的光作为照明光来照射上述照明装置的外部的多个导光板；以及

对上述多个LED进行点亮控制的控制部，

上述控制部进行控制，以选择与上述多个导光板中的使上述照明光进行照射的导光板对应的LED来进行点亮。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

上述LED驱动部还具有使所有的上述LED点亮的点亮控制模式。

3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

上述LED驱动部根据用户的指示或时间的经过变更上述发光的LED来进行点亮控制。

4.一种照明装置，其具有LED作为发光元件，其特征在于，包括：

用于保持上述照明装置的基底盘；

安装在上述基底盘上的LED基板；

将被安装在上述LED基板上且以彼此不同的色相发光的LED作为一个LED组的多个LED组；

将来自上述多个LED组的光作为照明光来照射上述照明装置的外部的多个导光板；以及

对上述多个LED组进行点亮控制的控制部，

上述控制部对上述LED进行点亮控制，以根据预定的照明光的色相按不同的亮度来点亮上述LED组所包含的以彼此不同的色相发光的LED。

5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，

上述LED驱动部对上述LED组进行点亮控制，以选择发射照明光的LED组来进行点亮，其中该照明光由上述多个导光板所包含的预定数量的导光板引导。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

上述LED驱动部根据用户的指示或时间的经过变更上述发光的LED组来进行点亮控制。

7.根据权利要求1或权利要求4所述的照明装置，其特征在于，

上述导光板具有使与上述LED基板相对的表面反射上述照明光的反射构件，且以一个导光板的一部分与相邻的导光板的一部分隔着上述反射构件而对置的方式来重叠配置，

上述相邻的导光板在与上述一个导光板重叠的重叠部分，通过设置在上述一个导光板具有的反射构件与上述LED基板之间的固定构件而被安装在上述LED基板上。

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