JP2007273213A - 光源体及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な光量及び照度を確保し、長寿命化を図ると共に、放熱性能を高め、省エネルギー化及び省スペース化を図る。
【解決手段】本発明は、複数の発光素子２２が表面に配列された基板２３と、表面側を開放した状態で基板２３を保持するフレーム３４と、発光素子２２に電力を供給する配線２６とを備えた光源体３であって、基板２３の裏面には、両側端部のうちの少なくともいずれか一方側の端部と、両側端部間の少なくとも一箇所とに、配線２６を接続する電極端子３０が設けられており、基板２３の裏面とフレーム３４との間には、電極端子３０への配線２６を収容するための配線スペース３１が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の発光素子が配列された光源体、及び該光源体を備えた照明装置に関する。

従来、広告用のライトパネルや液晶表示装置のバックライトとして、導光板を使用した照明装置が知られている。この種の照明装置には、導光板の側面側から光を入射させるため細長い光源体が設けられており、この光源体としては、一般に、蛍光管が使用されている。

しかしながら、蛍光管を光源体として使用した照明装置では、蛍光管のエネルギー効率が良くないため、省エネルギー化が図り難いといった問題があった。また、寿命が短いため、交換作業が煩雑に必要となり、メンテナンスコストが高くなるといった問題もあった。さらに、蛍光管の口径に制約を受けて薄型化への対応が難しいといった問題や、製作可能な蛍光管の長さに限界があるため、その限界を超えるサイズの光源体を製造できないといった問題もあった。

そこで、これらの問題を解決するため、最近では、蛍光管の代わりに発光ダイオード（英語名：Light-Emitting Diode、略称：ＬＥＤ）を光源体として使用した照明装置も提案されており、この場合の光源体は、基板上に複数のＬＥＤが所定間隔で配設されて構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１９２９９号公報

しかしながら、上記した特許文献１に開示された照明装置では、基板上にＬＥＤが５〜１０ｃｍ間隔で配設されるようになっているため、連続的な線光源とならず、明暗の斑がはっきりと表れてしまうといった問題がある。また、十分な光量を確保することができず、所定の照度を確保するのが難しいといった問題もある。

一方、これらの問題点を解決するため、ＬＥＤの配設間隔を狭くしたり、或いは、高容量のＬＥＤを使用し、高電流を流したりすることも考えられるが、そのような場合には、光源体からの発熱量が増大するため、光源体の寿命が短くなるといった問題がある。さらに、増大した発熱量を処理するための放熱対策が必要となるため、省エネルギー化や省スペース化が図り難くなり、ＬＥＤを採用するメリットが薄れてしまうといった問題もある。

本発明は、上記した課題を解決すべく成されたものであり、十分な光量及び照度を確保し、長寿命化を図ると共に、放熱性能を高め、省エネルギー化及び省スペース化を図ることのできる光源体及び照明装置を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、複数の発光素子が表面に配列された基板と、前記基板の表面側を開放した状態で該基板を保持するフレームと、前記発光素子に電力を供給する配線とを備えた光源体であって、前記基板の裏面には、両側端部のうちの少なくともいずれか一方側の端部と、両側端部間の少なくとも一箇所とに、前記配線を接続する電極端子が設けられており、前記基板の裏面と前記フレームとの間には、前記電極端子への配線を収容するための配線スペースが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、基板の長さを、両側端部の電極端子同士を接続することにより長くしたり、基板を切断することにより短くしたりすることができるため、各種用途や要求等に容易に対応することができる。また、両側端部間に設けられた電極端子に配線を接続することによって接続部分における配線の折れ曲がりによる断線を防止することができる。さらに、基板の裏面とフレームとの間に電極端子への配線を収容するための配線スペースを設けることにより省スペース化を図ることもできる。

そして、前記基板は、前記発光素子を所定数ずつ実装した複数のブロックにより形成されており、該ブロック内の発光素子間は直列回路により接続され、前記それぞれのブロック同士は並列回路により接続されていることが好ましい。

このように構成することにより、低電圧で低電流のバランスの取れた回路設計を行うことができる。

また、前記基板の裏面と前記フレームの間には、放熱部材が設けられており、前記配線スペースは、該放熱部材と前記基板と前記フレームとに囲まれて形成されていることが好ましい。

このように構成することにより、基板からの発熱を効率良く外部に放熱させることができると共に光源体の小型化を図ることができる。

さらに、前記基板の表面及び裏面の略全面に伝熱部が形成されていることが好ましい。

このように構成することにより、熱伝導性能を一層高めることができるため、放熱性能を一段と向上させることができる。

また、本発明は、上記した光源体を備えていることを特徴とする照明装置であることが好ましい。

さらに、本発明は、前記発光素子から発せられた光を側面側から内部に入射させて前面から出射させる導光板を備えた照明装置であることが好ましい。

このように、本発明を照明装置に適用することにより、光の斑を低減した連続的な線光源を高効率で実現することができると共に、十分な光量及び照度を確保することができる。

本発明によれば、基板の長さを、両側端部の電極端子同士を接続することにより長くしたり、基板を切断することにより短くしたりすることができるため、各種用途や要求等に容易に対応することができる。また、両側端部間に設けられた電極端子に配線を接続することによって接続部分における配線の折れ曲がりによる断線を防止することができる。さらに、基板の裏面とフレームとの間に電極端子への配線を収容するための配線スペースを設けることにより省スペース化を図ることもできる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明を、棚板に取り付けるタイプの照明装置に適用した場合について例示して説明する。ここで、図１は本実施の形態に係る照明装置を示す背面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は本実施の形態に係る光源体を示す平面図、図４は図３のＢ−Ｂ矢視図、図５は光源体の側面図、図６は光源体の基板を示す背面図、図７は光源体の基板を拡大して示す背面図、図８は光源体の回路図、図９は光源体の基板を示す平面図、図１０は本実施の形態に係る照明装置を棚板に取り付けた状態を示す斜視図である。

本発明の実施の形態に係る照明装置１は、図１および図２に示すように横長形状の本体ベース２と、本体ベース２の上部及び下部において本体ベース２の長手方向に沿って取り付けられる２つの光源体３とを備えている。

本体ベース２は、アルミニウム製で、上部には、本体ベース２の長手方向に沿って光源体上方収容部４が形成されており、光源体上方収容部４内には、後方に傾斜した姿勢で光源体固定部５が形成されている。光源体固定部５の上方後側には上方開口部６が傾斜して形成されており、上方開口部６の上方及び下方に差込み溝７が形成されている。そして、差込み溝７には、透明なカバーシート８が挿入されていると共に、カバーシート８の上方において外側に凸状に湾曲するように拡散部材９が挿入されている。

また、本体ベース２の下部には、本体ベース２の長手方向に沿って光源体下方収容部１０が形成されており、光源体下方収容部１０内には、前方に傾斜した姿勢で光源体固定部１１が形成されている。光源体固定部１１の下方後側には下方開口部１２が傾斜して形成されており、この下方開口部１２の上方及び下方に差込み溝１３が形成されている。そして、差込み溝１３には、透明なカバーシート１４が挿入されている。

本体ベース２の後面側には、本体ベース２の長手方向に沿って、略コの字状断面の凹部１５が形成されており、凹部１５には、上下一対の挟持部１６，１７が対向して形成されている。そして、下方側の挟持部１７には弾性体嵌合部１８が形成されており、弾性体嵌合部１８の両側に、それぞれ、円筒チューブ状を成す弾性体１９が嵌合している。

また、本体ベース２の両側端部には開口が形成されており、この開口を閉塞するようにキャップ２０が装着されている。そして、このキャップ２０には、リード線取出し用の欠込み部２１が形成されている。

光源体３は、図３、図４、図５に示すように発光素子であるＬＥＤ２２が表面に多数配列された細長形状の基板２３と、基板２３の表面側を開放した状態で基板２３を保持するフレーム２４と、基板２３の裏面とフレーム２４との間に介装された放熱部材２５と、ＬＥＤ２２に電力を供給する配線２６とを備えている。

ＬＥＤ２２は、面実装型で、その幅の１．５〜３倍のピッチで基板２３に直線状に配列されている。基板２３は、ガラスエポキシ基板で、基板２３の表面及び裏面の伝熱部２９の表面は、シルク印刷又は白レジストにより白色に着色されている。このように基板２３の表面を白色に着色することにより、ＬＥＤ２２からの光の反射率を高め、ＬＥＤ２２の光量ロスを低減することができるため、十分な光量及び照度を確保することができる。なお、基板２３は、上記したガラスエポキシ基板に限定されるものではなく、鉄板基板であってもよい。

また、基板２３は、図８及び図９に示すようにＬＥＤ２２を所定数ずつ実装した複数のブロック２７により形成されており、各ブロック２７内のＬＥＤ２２間は直列回路により接続され、それぞれのブロック２７同士は並列回路により接続されている。これにより、基板２３をブロック２７単位で切断することができるため、用途や要求等に合わせて基板２３の長さを任意に調整することができる。

本実施の形態の場合、ＬＥＤ２２は、幅が２ｍｍであって、基板２３への配列ピッチ（ＬＥＤ２２同士の間隔）が３ｍｍに設定され、合計で１４７個設けられており、基板２３は、幅が８ｍｍ、長さが４４１ｍｍに設定されている。また、各ブロック２７は、それぞれ、７個のＬＥＤ２２から成り、長さが２１ｍｍに設定されており、基板２３の裏面には、各ブロック２７に１個ずつ抵抗２８が取り付けられている。なお、各ブロック２７を構成するＬＥＤ２２の数は、使用するＬＥＤ２２の仕様及び供給電源電圧により決定され、本実施の形態のように、ＬＥＤ２２が３Ｖ仕様で、供給電圧が２４Ｖの場合には、８個以下のＬＥＤ２２で構成され、例えば、ＬＥＤ２２の仕様が同じ（３Ｖ）で、供給電圧が１５Ｖの場合には、５個以下のＬＥＤ２２で構成されることになる。

また、図７及び図９に良く示されているように、基板２３の表面及び裏面の略全面には、伝熱部２９が形成されており、具体的には、本形態の場合、基板２３の表面及び裏面の面積の８０％程度が銅箔部からなる伝熱部２９により覆われるように、回路パターンが形成されている。これにより、熱伝導性を高めることができ、ＬＥＤ２２から発生した熱を効率良く外部に放出することができる。

さらに、基板２３の裏面には、図６に示すように両側端部４１ａ，４１ｂのうちの少なくともいずれか一方側の端部と、両側端部４１ａ，４１ｂ間の少なくとも一箇所とに、配線２６を接続する電極端子３０が形成されており、本実施の形態の場合、電極端子３０は、両側端部４１ａ，４１ｂ及びその間の２箇所の合計４ヶ所に形成されている。そして、複数の基板２２の両側端部４１ａ，４１ｂまたはいずれか一方の端部の電極端子３０同士を接続することにより、基板２２の長さを長くすることができ、用途や要求等に合わせて任意に基板２３の長さを設定することができる。また、両側端部４１ａ，４１ｂ間の内部の電極端子３０は基板２２に対して電源を供給するために使用され、この電極端子３０に配線２６を半田付けすることにより、半田付け部分における配線の折れ曲がりによる断線を防止することができる。

フレーム２４は、断面がコの字状のアルミニウム押し出し加工品であり、本実施の形態の場合、長さが４４１ｍｍ、幅が１０ｍｍ、高さが６．５ｍｍ、肉厚が約１ｍｍに設定されている。

放熱部材２５は、シリコーンゴム系の樹脂からなるシート状を成し、基板２３及びフレーム２４に対して例えばシリコーン系の接着剤などにより密着固定されている。これにより、基板２３においてＬＥＤ２２から発生した熱を放熱部材２５からフレーム２４を介して外部に効率良く放出することができると共に、放熱部材２５は緩衝部材としても機能するため、外部から基板２３に加わる衝撃を緩和することができ、衝撃による配線２６の断線やＬＥＤ２２の破損等を防止することができる。

また、本実施の形態の光源体３は、例えば、図４に示すように放熱部材２５の両側に沿って、放熱部材２５と基板２３の裏面とフレーム２４とに囲まれるように、配線２６を収容するための配線スペース３１が形成されている。この配線スペース３１に配線２６を通すことにより、内部の電極端子３０に半田付けされた配線２６を基板２３の端部から外部に引き出すことができる。

このような構成からなる光源体３を備えた図１および図２に示す照明装置１を多段複数列（図１０では３段２列）に渡って配置された棚板３６に並設する場合、各照明装置１の凹部１５をそれぞれ各段各列の棚板３６の前端部３７に挿入する。そうすると、弾性体１９の弾性力により、棚板３６は上下挟持部１６，１７により挟み込まれた状態となり、各照明装置１はそれぞれ各段各列の棚板３６に水平に固定される。

次いで、左右に隣接する棚板３６にそれぞれ固定された照明装置１，１を互いに対向するキャップ２０の欠込み部２１から取り出した配線２６同士をコネクタ接続することにより連結すると共に、一方（図１０では左方）の照明装置１の他方の欠込み部２１から取り出した配線２６を電源（図示省略）に接続する。

このように照明装置１を各棚板３６にセットした状態において電源を入れると、光源体上方収容部４に収容された光源体３のＬＥＤ２２からは上方後側に向かって光が発せられ、この光は拡散部材９を透過することにより拡散される。この時、拡散部材９が外側上方に凸状に湾曲して形成されており、ＬＥＤ２２と拡散部材９との間には十分な距離が確保されているため、ＬＥＤ２２から発せられた光は十分に拡散され、棚板３６上の商品を前方下側から広範囲に照射することができる。また、基板２３の表面上においてＬＥＤ２２は狭ピッチで配列されているため、各ＬＥＤ２２から点状に発せられた光は互いに干渉し合うと共に拡散部材９を通過することにより連続した線状の光となる。

一方、光源体下方収容部１０に収容された光源体３のＬＥＤ２２からは下方後側に向かって光が発せられ、光源体上方収容部４に収容された光源体３のＬＥＤ２２からの光と干渉し合い、棚板３６上の商品を前方上側から照射する。また、この時、基板２３のＬＥＤ２２から発生した熱は、放熱部材２５からフレーム２４に伝わり、外部に自然放出される。
（本実施の形態の主な効果）
上記したように本実施の形態に係る光源体３および照明装置１によれば、光源としてＬＥＤ２２を使用しているため、白熱灯や蛍光灯と比較して、省エネルギー化や長寿命化を図ることができる。また、細長い基板２３上に多数のＬＥＤ２２を狭ピッチで直線状に配列しているため、点光源のＬＥＤ２２を使用して、光の斑を低減した連続的な線光源を実現することができる。さらに、電極端子３０を基板２３の裏面に形成しているため、基板２３の表面に多くのＬＥＤ２２を効率的に配置することができ、十分な光量及び照度を確保することができる。また、配線２６の配線スペース３１を基板２３下に確保することにより、光源体３や光源体３を備えた照明装置１の小型化、薄型化を図ることができる。

また、基板２３の表面及び裏面の略全面に銅箔部からなる伝熱部２９を形成させると共に、フレーム２４の材質をアルミニウム製とし、フレーム２４と基板２３との間に放熱性及び密着性の高い放熱部材２５を介装しているため、ＬＥＤ２２の発光に伴って発生した熱を基板２３からフレーム２４に効率良く伝えて放熱させることができる。さらに、放熱させることによりＬＥＤ２２の寿命を延ばすことができるため、光源体３や光源体３を備えた照明装置１の寿命を延ばすこともできる。

さらに、直列回路で接続されたＬＥＤ２２を所定数ずつ実装した複数のブロック２７によって基板２３を構成すると共に、各ブロック２７同士を並列回路で接続することにより、低電圧で低電流のバランスの取れた回路設計を行うことができる。
（他の実施の形態）
なお、上記した実施の形態においては、本発明を棚板に取り付けるタイプの照明装置に適用した場合について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は、ＬＥＤ２２から発せられた光を側面側から内部に入射させて前面から出射させる導光板を備えたライトパネルやサインパネル等、他のタイプの照明装置にも適用可能である。

また、光源体３の発光素子としては、上記したＬＥＤ２２に限定されるものではなく、発光有機ＥＬ素子等、他の発光素子を使用してもよい。

本発明の実施の形態に係る照明装置を示す背面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の実施の形態に係る光源体を示す平面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視図である。 本発明の実施の形態に係る光源体を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る光源体の基板を示す背面図である。 本発明の実施の形態に係る光源体の基板を拡大して示す背面図である。 本発明の実施の形態に係る光源体の回路図である。 本発明の実施の形態に係る光源体の基板を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置を棚板に取り付けた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 照明装置
３ 光源体
２２ ＬＥＤ
２３ 基板
２４ フレーム
２５ 放熱部材
２６ 配線
２７ ブロック
２９ 伝熱部
３０ 電極端子
３１ 配線スペース

Claims (6)

1. 複数の発光素子が表面に配列された基板と、前記基板の表面側を開放した状態で該基板を保持するフレームと、前記発光素子に電力を供給する配線とを備えた光源体であって、
   前記基板の裏面には、両側端部のうちの少なくともいずれか一方側の端部と、両側端部間の少なくとも一箇所とに、前記配線を接続する電極端子が設けられており、前記基板の裏面と前記フレームとの間には、前記電極端子への配線を収容するための配線スペースが設けられていることを特徴とする光源体。
2. 前記基板は、前記発光素子を所定数ずつ実装した複数のブロックにより形成されており、該ブロック内の発光素子間は直列回路により接続され、前記それぞれのブロック同士は並列回路により接続されている請求項１に記載の光源体。
3. 前記基板の裏面と前記フレームの間には、放熱部材が設けられており、前記配線スペースは、該放熱部材と前記基板と前記フレームとに囲まれて形成されている請求項１又は２に記載の光源体。
4. 前記基板の表面及び裏面の略全面に伝熱部が形成されている請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の光源体。
5. 請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の光源体を備えていることを特徴とする照明装置。
6. 前記発光素子から発せられた光を側面側から内部に入射させて前面から出射させる導光板を備えている請求項５に記載の照明装置。
   

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