JP2007258089A - Light source device and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘導灯や標識灯などの光源としてLEDを使用した光源装置及び表示装置に関する。 The present invention relates to a light source device and a display device that use an LED as a light source such as a guide light or a marker lamp.
誘導灯や標識灯などの表示装置は、器具本体の正面に配置された表示板の背面から光を出射して表示板を照明するように構成されている。通常、このような表示装置の表示板は平面的であるので、平面的な拡がりを持った光で表示板を照明することが必要である。 A display device such as a guide light or a marker light is configured to emit light from the back surface of a display plate arranged in front of the instrument body to illuminate the display plate. Usually, the display plate of such a display device is flat, and it is necessary to illuminate the display plate with light having a flat spread.
例えば、光源として直線状に複数のLEDを配置してLED基板を形成し、光が入射する入射面とほぼ直交して出射面を形成した導光板を設け、この導光板にLED基板の複数のLEDからの光を入射して平面的な拡がりを持った光を得るようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかし、このようなLEDを光源とし導光板を有した表示装置では、LED基板が導光板の上部に位置し、器具本体の外形寸法の関係からLED基板のLEDの発熱を放熱するための必要な伝導面積を確保し難い。すなわち、光源カバーが周囲雰囲気と光源カバー内の雰囲気とを遮断していることから、光源であるLEDから発生する熱が光源カバー内部に蓄積される。これにより、LEDの劣化が促進される光束が低下するだけでなく、LED基板に反りが発生することがある。 However, in such a display device using an LED as a light source and having a light guide plate, the LED substrate is positioned above the light guide plate, and is necessary for dissipating the heat generated by the LED on the LED substrate due to the external dimensions of the fixture body. It is difficult to secure a conductive area. That is, since the light source cover blocks the ambient atmosphere and the atmosphere in the light source cover, heat generated from the LED as the light source is accumulated inside the light source cover. Thereby, not only the luminous flux that promotes the deterioration of the LED is lowered, but also the LED substrate may be warped.
LED基板のLEDの実装側はLEDの発熱により温度が上昇し、その反対側は実装側より低温度であるので、LED基板のLEDの実装側とその反対側で熱膨張が異なりLED基板に反りが発生する。LED基板に反りが発生すると、LED基板に悪影響を与えるだけでなく、LEDの光束の向きが変化することになるので、表示板の表示面の照明にムラが生じることになる。 The temperature of the LED mounting side of the LED board rises due to the heat generated by the LED, and the temperature on the opposite side is lower than that of the mounting side. Occurs. When the LED substrate is warped, it not only adversely affects the LED substrate, but also changes the direction of the luminous flux of the LED, resulting in unevenness of illumination on the display surface of the display panel.
本発明の目的は、LED基板の反りによる悪影響を抑制でき、光源カバー内部の熱を効率よく放熱できる光源装置及び表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a light source device and a display device that can suppress adverse effects due to warpage of an LED substrate and can efficiently dissipate heat inside the light source cover.
請求項1の発明に係わる光源装置は、複数個のLEDを配列し前記LEDの実装側が凹面に形成されたLED基板と;前記LED基板の前記LEDの実装側を開口させて前記LED基板を覆うように取り付けられる光源カバーと;を備えたことを特徴とする
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。
A light source device according to a first aspect of the present invention includes: an LED substrate in which a plurality of LEDs are arranged and the LED mounting side is formed in a concave surface; and the LED mounting side of the LED substrate is opened to cover the LED substrate In the present invention and the following invention, the definition and technical meaning of terms are as follows unless otherwise specified.
複数個のLEDを配列しとは、一直線状に配置することはもちろん千鳥配置した場合も含み、要は縦長または横長に複数個のLEDを配列することをいう。LEDの実装側とはLEDの発光部が取り付けられた側である。凹面に形成されたとは、両端部がほぼ同位置で中央部が凹んだ弓形状をいう。弓形状の中央部の凹みの程度は、望ましくは、LEDの連続点灯状態のときに、LED基板のLEDの実装側とその反対側での熱膨張の相違によりLED基板が反り返り、LED基板が平坦になる程度とする。これにより、LEDの連続点灯状態のときにはLED基板は平坦に維持される。 Arranging a plurality of LEDs includes arranging them in a straight line as well as a staggered arrangement, and in short, means arranging a plurality of LEDs vertically or horizontally. The LED mounting side is the side where the light emitting part of the LED is attached. Being formed in a concave surface means an arc shape in which both end portions are substantially at the same position and the central portion is recessed. The degree of the dent in the center of the bow shape is preferably such that when the LED is continuously lit, the LED substrate warps due to the difference in thermal expansion between the LED mounting side and the opposite side of the LED substrate, and the LED substrate is flat. It will be about. As a result, the LED substrate is kept flat when the LEDs are continuously lit.
光源カバーは、LED基板のLEDの実装側が開口している。これは、LEDの発光部からの出射光を通過させるためである。そして、この光源カバーは、LED基板を表示装置の器具本体に組み込んだ際にLED基板が直接露出しないように覆い、LED基板を埃や衝撃などから保護する。 The light source cover is open on the LED mounting side of the LED substrate. This is for allowing the emitted light from the light emitting part of the LED to pass through. The light source cover covers the LED substrate so that the LED substrate is not directly exposed when the LED substrate is incorporated into the instrument body of the display device, and protects the LED substrate from dust and impact.
請求項2の発明に係わる光源装置は、複数個のLEDを配列したLED基板と;前記LED基板の前記LEDの実装側を開口させて前記LED基板を覆うように取り付けられるとともに上部に放熱通気穴を有した光源カバーと;を備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a light source device comprising: an LED substrate on which a plurality of LEDs are arranged; and an LED substrate mounting side of the LED substrate that is open so as to cover the LED substrate and a heat radiation vent hole at an upper portion. And a light source cover having a light source cover.
複数個のLEDを配列しとは、請求項1と同様に、一直線状に配置することはもちろん千鳥配置した場合も含み、要は縦長にまたは横長に複数個のLEDを配列することをいう。光源カバーの上部とは、LED基板のLEDの発熱により熱せされた空気が上昇する方向であり、放熱通気穴はこの空気を外部に放出する穴である。この放熱通気穴には必要に応じて外部からの塵埃の混入を防ぐための庇部を設けてもよい。 Arranging a plurality of LEDs, as in claim 1, includes a case where they are arranged in a straight line as well as a staggered arrangement, and the point is that a plurality of LEDs are arranged vertically or horizontally. The upper part of the light source cover is the direction in which the air heated by the heat generated by the LEDs on the LED substrate rises, and the heat radiation vent hole is a hole for releasing this air to the outside. The heat radiating vent hole may be provided with a flange for preventing dust from entering from the outside as necessary.
請求項3の発明に係わる光源装置は、請求項1の発明において、前記LED基板の凹面に対応して中央部が凹面に形成された放熱シートを設け、前記光源カバーは前記放熱シートを介して前記LED基板を覆うように取り付けられたことを特徴とする。 A light source device according to a third aspect of the present invention is the light source device according to the first aspect, wherein a heat radiating sheet having a concave portion at the center is provided corresponding to the concave surface of the LED substrate, and the light source cover is interposed through the heat radiating sheet. The LED board is attached so as to cover it.
本発明は、請求項1の発明に対し、LED基板の凹面に対応して中央部が凹面に形成された放熱シートを設け、放熱シートを介してLED基板を覆うように光源カバーを取り付けたものである。 According to the present invention, in contrast to the invention of claim 1, a heat radiation sheet having a concave portion formed in the center corresponding to the concave surface of the LED substrate is provided, and a light source cover is attached so as to cover the LED substrate via the heat radiation sheet. It is.
請求項4の発明に係わる光源装置は、請求項1ないし3のいずれか一記載の光源装置と;前記光源装置のLED基板のLEDからの光の入射面が出射面の背面側に形成された導光板と;前記LEDを点灯制御する点灯ユニットを収納するとともに前記光源装置を内部で保持する器具本体と;前記器具本体の前面部に形成され前記導光板の出射面に設けられた表示板と;を備えたことを特徴とする。 A light source device according to a fourth aspect of the present invention is the light source device according to any one of the first to third aspects; the light incident surface from the LED of the LED substrate of the light source device is formed on the back side of the output surface. A light guide plate; housing a lighting unit for controlling the lighting of the LED and holding the light source device therein; and a display plate formed on a front surface portion of the fixture body and provided on an output surface of the light guide plate It is characterized by comprising;
導光板は光源装置のLED基板のLEDからの光を入射し、表示板の背面側に導き出射するものであり、導光板の入射面は出射面の背面側に形成される。つまり、導光板は入射面と出射面とが同じ向きに形成される。また、器具本体の前面部に形成される表示板は導光板の出射面に設けられるので、導光板の入射面に光を入射する光源装置は器具本体内の表示板の背面側に位置し、器具本体の背面に取り付けられる。従って、LEDの発熱を放熱するための必要な伝導面積として器具本体の背面側を確保できる。 The light guide plate receives light from the LEDs on the LED substrate of the light source device, and guides and emits the light to the back side of the display plate. The incident surface of the light guide plate is formed on the back side of the output surface. That is, the light guide plate is formed so that the incident surface and the output surface are in the same direction. In addition, since the display plate formed on the front surface of the instrument body is provided on the exit surface of the light guide plate, the light source device that enters the light on the incident surface of the light guide plate is located on the back side of the display plate in the instrument body, Attached to the back of the instrument body. Therefore, the back side of the instrument body can be secured as a necessary conductive area for radiating heat generated by the LED.
請求項1の発明によれば、予めLED基板を凹面となるように形成しておくので、LEDの連続点灯状態のときに、LED基板の反りを吸収できる。従って、表示板の視認性が良好な照明を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, since the LED substrate is formed to be concave in advance, it is possible to absorb the warpage of the LED substrate when the LED is continuously lit. Therefore, illumination with good visibility of the display board can be performed.
請求項2の発明によれば、LED基板を覆っている光源カバーの上部に放熱通気穴を設けているので、LED基板付近に蓄積している熱を放熱させることができる。すなわち、LEDの発熱により熱せられた空気は上方へ移動するので、光源カバーの上部の放熱通気穴から効率的に放出することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the heat radiation vent hole is provided in the upper portion of the light source cover covering the LED substrate, the heat accumulated in the vicinity of the LED substrate can be radiated. That is, since the air heated by the heat generated by the LED moves upward, it can be efficiently discharged from the heat radiating vents at the top of the light source cover.
請求項3の発明によれば、予め凹面となるように形成されたLED基板にLED基板の凹面に対応して中央部が凹面に形成された放熱シートを設けるので、LED基板の熱を効率よく放熱させることができる。 According to the invention of claim 3, since the heat radiation sheet having the concave portion formed in the center portion corresponding to the concave surface of the LED substrate is provided on the LED substrate formed to be concave in advance, the heat of the LED substrate is efficiently obtained. Heat can be dissipated.
請求項4の発明によれば、光源装置のLED基板のLEDからの光は、入射面が出射面の背面側に形成された導光板の入射面に入射されるので、光源装置は器具本体内の表示板の背面側に位置することになる。従って、表示板の上部に光源カバーを設ける必要がなくなり、また、LEDの発熱を放熱するための必要な伝導面積として器具本体の背面側を確保できる。これにより、視認性が良好でかつLEDの放熱を効率よく行える表示装置を提供できる。 According to the invention of claim 4, the light from the LED of the LED substrate of the light source device is incident on the incident surface of the light guide plate whose incident surface is formed on the back side of the output surface. It is located on the back side of the display board. Therefore, it is not necessary to provide a light source cover on the upper part of the display board, and the back side of the instrument body can be secured as a necessary conductive area for dissipating heat generated by the LEDs. Thereby, it is possible to provide a display device that has good visibility and can efficiently dissipate heat from the LED.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係わる光源装置の一部切欠斜視図であり、図1(a)は光源カバーへのLED基板の装着前の状態を示す斜視図、図1(b)は光源カバーへのLED基板の装着後の状態を示す斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a light source device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a perspective view showing a state before an LED substrate is mounted on a light source cover. b) is a perspective view showing a state after the LED substrate is mounted on the light source cover.
図1(a)、図1(b)に示すように、光源装置はLED基板11と光源カバー12とから構成される。LED基板11は、その端部にLED基板11のLED13を点灯ユニットに接続するコネクタ14を有している。このコネクタ14からの配線15で点灯ユニットに接続され、点灯ユニットからLED13の点灯用電力の供給を受ける。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the light source device includes an
LED基板11は複数個のLED13を配列して、LED13の実装側が凹面に形成されている。つまり、LED基板11はほぼ中央部が凹面となるように弓形状に形成されている。図1(a)、図1(b)では複数個のLED13がLED基板11上に一直線状に配置された場合を示しているが、縦長または横長に複数個のLED13を千鳥配置するようにしてもよい。
The
一方、光源カバー12はLED基板11のLED13が装着される部分が開口しており、LED基板11が装着される部分には、LED基板11の弓形状に合わせて、中央部が凹面である放熱シート16が設けられている。LED基板11は、LED13が開口部の外側に向くように、放熱シート16の上部に配置されて光源カバー12に装着される。
On the other hand, the
図2は図1(b)のX−X線での断面図であり、図2(a)は光源装置の製作時の断面図、図2(b)は光源装置のLED13の連続点灯状態のときの断面図である。
2 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1B, FIG. 2A is a cross-sectional view when the light source device is manufactured, and FIG. 2B is a state in which the
図2(a)に示すように、LED基板11は、製作時においてLED13の実装側のほぼ中央部が凹面となるように弓形状に形成されている。すなわち、LED基板11の両端部がほぼ同位置に保って、LED13の発光部が取り付けられた側を凹面に形成する。また、光源カバー12側のLED基板11が装着される部分には、弓形状に形成されたLED基板11に対応して、中央部が凹面に形成された放熱シート16が設けられている。放熱シート16は弾力性及び伸縮性を有する材質のものを用いる。
As shown in FIG. 2A, the
次に、LED基板11の中央部の凹みの程度は、LED13の連続点灯状態のときに、図2(b)に示すようにLED基板11が平坦になる程度とする。これは、LED13の連続点灯状態のときには、LED13の発熱によりLED基板11のLEDの実装側の熱膨張が大きくなり、LEDの実装側の反対側よりLED基板11が伸張するからである。つまり、LED基板11のLEDの実装側とその反対側での熱膨張の相違により、LED基板11にはLEDの実装側の反対側方向に反り返るようになるので、その反り返り分だけ予めLED基板11をLEDの実装側方向に反らせておくためである。
Next, the degree of depression at the center of the
また、LED基板11と放熱シート16との接合は中央部の凹面部で接着させ、LED基板11の端部では非接着としておく。これにより、LED13の連続点灯状態のときに、LED基板11の反り返しにより、LED基板11が平坦になったときは、放熱シート16の中央部はLED基板11の反り返しに従って伸張して平坦形状を維持し、LED基板11の端部でLED基板11の伸張を吸収する。
Further, the
第1の実施の形態によれば、LEDの連続点灯状態のときに、LED基板11のLED13の実装側とその反対側での熱膨張の相違によりLED基板11が反り返り分だけ、予めLED基板11を凹面となるように形成しておくので、LEDの連続点灯状態のときにはLED基板が平坦となる。従って、LEDの連続点灯状態においてLEDの光束の向きが変化することがないので、表示板の視認性が良好な照明を行うことができる。
According to the first embodiment, when the LED is continuously lit, the
(第2の実施の形態)
図3は本発明の第2の実施の形態に係わる光源装置の光源カバーの外観斜視図である。この第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、光源カバー12の上部に放熱通気穴17を設けたものである。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is an external perspective view of the light source cover of the light source device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, in contrast to the first embodiment shown in FIG. 1, a heat radiating
図3において、光源カバー12の上部には放熱のための放熱通気穴17が設けられている。この放熱通気穴17には庇部18が設けられ、外部から光源カバー12内部への塵埃の混入を防ぐようにしている。いま、光源カバー12の左側面に、LED基板のLEDからの光を出射させるための開口部が形成されているとする。その場合、矢印方向にLED基板のLEDからの光が出射される。LEDが点灯すると発熱する。そのLEDの発熱により熱せされた空気は上昇する方向に流れる。この発熱により熱せされた空気を放熱通気穴17から外部に放出する。
In FIG. 3, a heat
以上の説明では、LED13の実装側が凹面に形成されたLED基板11を収納する第1の実施の形態の場合について説明したが、LED基板11が平板である場合にも適用できることはいうまでもない。
In the above description, the case of the first embodiment in which the
第2の実施の形態によれば、LED基板11のLED12の発熱により熱せされた空気を光源カバー12の上部に設けられた放熱通気穴17から外部に放出するので、効率的に光源カバー12内の熱を放出することができる。
According to the second embodiment, the air heated by the heat generated by the
(第3の実施の形態)
図4は本発明の第3の実施の形態に係わる表示装置の一部分解斜視図である。図4において、本発明の第3の実施の形態に係わる表示装置として、非常口への誘導を行う誘導灯である場合を示している。器具本体19にはLEDを点灯制御する点灯ユニット20やバッテリー21が収納されている。器具本体19の上面部及び背面部のほぼ中央には電源穴22や取付用穴23が設けられている。電源穴22を通して外部電源から電力を供給する電源線が器具本体19内に引き込まれる。器具本体19内に引き込まれた外部電源からの電源線は端子台24に接続され、この端子台24から器具本体19内の各要素、例えば点灯ユニット20やバッテリー21、さらには後述の光源部のLEDに電力が供給される。バッテリー21は通常時は外部電源からの電力を充電し、外部電源が停電したときには器具本体19内の各要素に電力を供給する。また、器具本体19内にはバッテリー21の充電状態やLEDの点灯状態を点検する点検スイッチ25が収納されている。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a partially exploded perspective view of a display device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a case where the display device according to the third embodiment of the present invention is a guide light for guiding to an emergency exit. A
器具本体19の前面部には、表示板26が前面枠27で支持されて配置される。そして、表示板26の背面部には、第1の実施の形態または第2の実施の形態の光源装置が装着される。すなわち、複数個のLEDが装着されたLED基板を収納する光源カバー12が装着され、LEDからの光を導光板28に入射し、導光板28により表示板26の背面に光を導き表示板26を照明する。これにより、表示板26に描かれた図形や文字等を照明表示することになる。図4では、表示板26に非常口に案内する図柄が描かれているものを示している。
A
図5は表示板26の背面に設けられた導光板28と光源装置の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
光源装置は、複数個のLED13が実装されたLED基板11と、LED基板11を収納する光源カバー12とから構成され、導光板28は、LED基板11のLED13からの光を表示板26に導くものである。
The light source device includes an
導光板28は突起部29を有し、その突起部29に入射面30が設けられ、その入射面30の前面方向に出射面31が設けられている。また、導光板28の入射面31及び出射面31以外の面には反射シート29が設けられている。光源装置は導光板28の突起部29の入射面30の背面に配置され、光源装置の光源カバー12は器具本体19の背面板に取り付けられる。
The
ここで、導光板28に突起部29を設けているのは、光の入射面30と光の出射面31との距離を所定長以上に保ち、光源装置のLED13の輝点が表示板26の表示面に表れないようにするためである。つまり、導光板28の突起部29の長さは、LED13の輝点が表示板26の表示面に表れない程度の長さとする。また、光源装置の光源カバー12を器具本体19の背面板に取り付けるのは、LEDの発熱による熱を光源カバー12を介して器具本体19の背面で放熱するためである。
Here, the
このように、導光板28の入射面30を出射面31の背面側に設け、この入射面30から器具本体19に取り付けられた光源装置のLED13からの光を入射し、導光板28内で全反射して出射面31から表示板26に出射する。これにより、LED基板11のLED13からの光を面光源として表示板26を照明するようにしている。
In this way, the incident surface 30 of the
第3の実施の形態によれば、光の入射面30を光の出射面31の背面側に所定長を保って設けた導光板28を形成し、導光板28内での全反射で出射面31に導き、出射面31に設けられた表示板26を光らせるので、LED13の輝点を気にする必要がなくなる。また、光源装置は表示板26の上部ではなく表示板26の背面の器具本体内で背面板に設けられるので、LEDの発熱を放熱するための必要な伝導面積として器具本体の背面側を確保できる。従って、放熱効果が向上する。
According to the third embodiment, the
11…LED基板、12…光源カバー、13…LED、14…コネクタ、15…配線、16…放熱シート、17…放熱通気穴、18…庇部、19…器具本体、20…点灯ユニット、21…バッテリー、22…電源穴、23…取付用穴、24…端子台、25…点検スイッチ、26…表示板、27…前面枠、28…導光板、29…突起部、30…入射面、31…出射面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記LED基板の前記LEDの実装側を開口させて前記LED基板を覆うように取り付けられる光源カバーと;
を備えたことを特徴とする光源装置。 An LED substrate in which a plurality of LEDs are arranged and the mounting side of the LEDs is formed in a concave surface;
A light source cover attached so as to cover the LED substrate by opening the LED mounting side of the LED substrate;
A light source device comprising:
前記LED基板の前記LEDの実装側を開口させて前記LED基板を覆うように取り付けられるとともに上部に放熱通気穴を有した光源カバーと;
を備えたことを特徴とする光源装置。 An LED substrate on which a plurality of LEDs are arranged;
A light source cover attached to the LED substrate so as to cover the LED substrate by opening the LED mounting side;
A light source device comprising:
前記光源装置のLED基板のLEDからの光の入射面が出射面の背面側に形成された導光板と;
前記LEDを点灯制御する点灯ユニットを収納するとともに前記光源装置を内部で保持する器具本体と;
前記器具本体の前面部に形成され前記導光板の出射面に設けられた表示板と;
を備えたことを特徴とする表示装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 3;
A light guide plate in which an incident surface of light from the LED of the LED substrate of the light source device is formed on the back side of the emission surface;
An instrument body that houses a lighting unit that controls lighting of the LED and holds the light source device therein;
A display panel formed on the light emitting plate and formed on the front surface of the instrument body;
A display device comprising:
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