JP2007305455A - Led lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源として複数個のLEDを用いたLED照明装置に関する。 The present invention relates to an LED illumination device using a plurality of LEDs as a light source.
例えば、劇場やテレビスタジオ等の照明用に使用されるスポットライトの光源として、複数個のLEDを用いたLED照明装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。すなわち、複数個のLEDを点光源に近似させるために、アパーチャに光ビームが向くように複数個のLEDをLED配列部に取り付けて、複数個のLEDの光ビームをアパーチャに集光させアパーチャを疑似光源として外部に光を射出するようにしている。また、導光管を用いて複数個のLEDの光ビームを導光管の出口開口部に導き、その導光管の出口開口部を疑似光源とし、複数個のLEDの光ビームを効率よく射出できるようにしている。 For example, an LED lighting device using a plurality of LEDs has been developed as a light source of a spotlight used for lighting in a theater or a television studio (see, for example, Patent Document 1). That is, in order to approximate a plurality of LEDs to a point light source, a plurality of LEDs are attached to the LED array portion so that the light beams are directed to the apertures, and the light beams of the plurality of LEDs are condensed on the apertures. Light is emitted to the outside as a pseudo light source. In addition, the light beam of a plurality of LEDs is guided to the exit opening of the light guide tube using a light guide tube, and the exit opening of the light guide tube is used as a pseudo light source to efficiently emit the light beam of the plurality of LEDs. I can do it.
このようなLED照明装置では、光源であるLEDを点消灯させる駆動回路や外部からの操作指令を入力する操作回路等を形成する回路基板は、装置本体の下部に実装するようにしている。
しかし、LED照明装置の回路基板を装置本体の下部に実装すると、装置本体から下方向にはみ出し構造となり、LED照明装置自体のサイズが大きくなる。一方、回路基板自体からも発熱があるので、LED光源部よりも下部に配置される回路基板からの熱がLED光源部に影響する虞があり、光学特性が低下する虞がった。 However, when the circuit board of the LED lighting device is mounted on the lower part of the device main body, the LED lighting device itself has a size that protrudes downward from the device main body, which increases the size of the LED lighting device itself. On the other hand, since the circuit board itself generates heat, the heat from the circuit board disposed below the LED light source unit may affect the LED light source unit, and the optical characteristics may be deteriorated.
本発明の目的は、小型化が可能でしかも回路基板の放熱も適正に行うことができるLED照明装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an LED lighting device that can be miniaturized and can also appropriately dissipate heat from a circuit board.
請求項1の発明に係わるLED照明装置は、複数のLEDの各々の光ビームがアパーチャに向くように複数のLEDを配列する光源ユニットと;前記光源ユニットからの光ビームをアパーチャに集光させる導光管と;前記光源ユニットおよび前記導光管を収納する灯体と;前記灯体の内面と前記導光管の外面とで形成される空間の前記光源ユニットから遠い位置に配置され、前記アパーチャ寄りほど高さ寸法の大きな部品が実装された回路基板と;を備えたことを特徴とする。 An LED illumination device according to a first aspect of the present invention is a light source unit that arranges a plurality of LEDs so that each light beam of the plurality of LEDs faces the aperture; and a guide that condenses the light beam from the light source unit on the aperture. A light tube that houses the light source unit and the light guide tube; a space formed by an inner surface of the lamp body and an outer surface of the light guide tube, the light tube being disposed at a position far from the light source unit; And a circuit board on which a component having a larger height dimension is mounted.
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。 In the present invention and the following inventions, definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
アパーチャとは光ビームが通る開口部をいい、入射する光ビームの通過可能範囲を定め、通過する光ビームの断面形状を定めたり制限したりするものである。アパーチャ形状は、使用目的に応じて、円形、矩形、楕円形、多角形等を使用することができる。これにより、光源の大きさや形状が定まる。 An aperture is an opening through which a light beam passes. The aperture defines a range in which an incident light beam can pass, and determines or restricts the cross-sectional shape of the light beam that passes through the aperture. As the aperture shape, a circle, a rectangle, an ellipse, a polygon, or the like can be used depending on the purpose of use. As a result, the size and shape of the light source are determined.
導光管は、光ビームを入口開口部から入射し出口開口部から出射するものであり、光源ユニットの複数個のLEDからの光ビームを出口開口部のアパーチャに導きアパーチャに集光させるものである。従って、導光管は複数個のLEDからアパーチャへ近づくほど径が小さくなる形状である。 The light guide tube is a light beam that enters from the entrance opening and exits from the exit opening. The light guide tube guides the light beams from the plurality of LEDs of the light source unit to the aperture of the exit opening and condenses them. is there. Therefore, the light guide tube has a shape in which the diameter decreases as it approaches the aperture from the plurality of LEDs.
灯体とは光源ユニットおよび導光管を収納する筐体をいう。また、回路基板とは、光源ユニットの複数個のLEDの点灯消灯または調光制御を行うための駆動回路、外部からの操作指令を入力する入力部、複数個のLEDの制御回路等を有する回路基板であって、一枚または複数枚によって形成されるものである。 The lamp means a housing that houses the light source unit and the light guide tube. The circuit board is a circuit having a drive circuit for performing lighting control or dimming control of a plurality of LEDs of the light source unit, an input unit for inputting an operation command from the outside, a control circuit for the plurality of LEDs, and the like. It is a board | substrate, Comprising: It forms by 1 sheet or several sheets.
灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間の光源ユニットから遠い位置とは、灯体内部のアパーチャよりの位置である。導光管の形状は、光源ユニットの複数個のLEDからアパーチャへ近づくほど径が小さくなる形状となっていることから、灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間は、アパーチャへ近づくほど大きくなっており、従って、アパーチャ寄りほど高さ寸法の大きな部品を回路基板に実装する。この場合、必ずしも寸法の高い順に配置されている必要はなく、高さ寸法の相違する部品が順不同で混在して配置されていてもよい。要するに、比較的高さ寸法の大きい部品がアパーチャ寄りに配置されていればよいものである。 The position far from the light source unit in the space formed by the inner surface of the lamp body and the outer surface of the light guide tube is a position from the aperture inside the lamp body. The shape of the light guide tube is such that the diameter becomes smaller as it approaches the aperture from the plurality of LEDs of the light source unit. Therefore, the space formed by the inner surface of the lamp body and the outer surface of the light guide tube is the aperture. Therefore, a component with a larger height dimension is mounted on the circuit board closer to the aperture. In this case, the parts need not necessarily be arranged in the descending order of the dimensions, and parts having different height dimensions may be arranged in a random order. In short, it suffices if parts having a relatively large height are arranged closer to the aperture.
請求項2の発明に係わるLED照明装置は、請求項1の発明において、前記回路基板のうち、前記光源ユニットを駆動する駆動回路基板と、外部からの操作指令を入力する操作回路基板とを前記灯体の別の側面に配置したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the LED lighting device according to the first aspect of the present invention includes the drive circuit board that drives the light source unit and the operation circuit board that inputs an operation command from the outside of the circuit board. It is arranged on another side of the lamp body.
光源ユニットを駆動する駆動回路基板は、光源ユニットの複数個のLEDの点灯消灯または調光制御を行うための半導体素子、例えば、FET(電界効果トランジスタ)やトランジスタ等を有した回路基板である。一方、外部からの操作指令を入力する操作回路基板は、外部からの操作指令を入力する回路基板である。そして、駆動回路基板と操作回路基板とは灯体の別の側面に配置する。操作回路基板は操作性を考慮に入れて灯体の外部に操作部や入力部が位置するように配置するのがよい。 The drive circuit board for driving the light source unit is a circuit board having semiconductor elements, for example, FETs (field effect transistors), transistors, etc., for performing lighting control or dimming control of a plurality of LEDs of the light source unit. On the other hand, an operation circuit board for inputting an operation command from the outside is a circuit board for inputting an operation command from the outside. The drive circuit board and the operation circuit board are arranged on different side surfaces of the lamp body. In consideration of operability, the operation circuit board is preferably disposed so that the operation unit and the input unit are located outside the lamp body.
請求項3の発明に係わるLED照明装置は、請求項2の発明において、前記駆動回路基板は、前記灯体の別の側面に分割して配置されたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the LED lighting device according to the second aspect of the present invention, the drive circuit board is divided and arranged on another side surface of the lamp body.
駆動回路基板は、複数個のLEDに供給する電力を制御するものであることから発熱を伴う。また、回路基板が大形化することもある。その場合には、駆動回路基板を分割して灯体の複数の側面に分散配置する。放熱をし易い部分である灯体の両側面に配置することが望ましい。 Since the drive circuit board controls power supplied to the plurality of LEDs, it generates heat. In addition, the circuit board may be enlarged. In that case, the drive circuit board is divided and distributed on a plurality of side surfaces of the lamp body. It is desirable to arrange the lamps on both side surfaces of the lamp body, which is a part that easily radiates heat.
請求項4の発明に係わるLED照明装置は、請求項1または2の発明において、前記導光管により光ビームが集光するアパーチャの周辺部に形成され、前記アパーチャに集光された光を拡散する拡散フィルタを保持するとともに、前記アパーチャ近傍の熱を放熱するフランジを備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the LED lighting device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the LED illumination device is formed in a peripheral portion of the aperture where the light beam is collected by the light guide tube, and diffuses the light condensed on the aperture. And a flange for radiating the heat in the vicinity of the aperture.
フランジとは導光管の出口開口部におけるアパーチャの周辺部に形成された鍔状の縁部である。拡散フィルタとは複数個のLEDからの光を拡散したり色を混ぜたりするものである。フランジは拡散フィルタを保持するとともにアパーチャ近傍の熱を導光管に伝達して放熱を促進する役目をする。 The flange is a bowl-shaped edge formed at the periphery of the aperture at the outlet opening of the light guide tube. The diffusion filter diffuses light from a plurality of LEDs or mixes colors. The flange holds the diffusion filter and also serves to promote heat dissipation by transferring heat near the aperture to the light guide tube.
請求項1の発明によれば、灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間に回路基板を配置するので、LED照明装置の小型化が図れる。また、回路基板にはアパーチャ寄りほど背の高い部品を実装するので、灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間への配置が容易に行える。さらに、灯体の内面と導光管の外面とで形成される空間の光源ユニットから遠い位置に回路基板を配置するので、光源ユニットの複数のLEDからの発熱の影響を受けることが少ない。 According to the first aspect of the present invention, since the circuit board is disposed in the space formed by the inner surface of the lamp body and the outer surface of the light guide tube, the LED lighting device can be reduced in size. In addition, since a component that is taller toward the aperture is mounted on the circuit board, it can be easily arranged in a space formed by the inner surface of the lamp body and the outer surface of the light guide tube. Furthermore, since the circuit board is disposed at a position far from the light source unit in the space formed by the inner surface of the lamp body and the outer surface of the light guide tube, it is less likely to be affected by heat generated from the plurality of LEDs of the light source unit.
請求項2の発明よれば、駆動回路基板と操作回路基板とを灯体の別々の領域に配置するので、灯体の小形化が図れる。また、駆動回路基板の裏面側の側面には放熱部材を対向して配置できるので放熱作用を促進できる。一方、操作回路基板は灯体の外部に操作部や入力部が位置するように配置できるので、操作性が確保できる。 According to the invention of claim 2, since the drive circuit board and the operation circuit board are arranged in different regions of the lamp body, the lamp body can be miniaturized. Further, since the heat radiating member can be arranged opposite to the side surface on the back side of the drive circuit board, the heat radiating action can be promoted. On the other hand, since the operation circuit board can be disposed so that the operation unit and the input unit are located outside the lamp body, operability can be ensured.
請求項3の発明よれば、駆動回路基板を灯体の別の側面に分割して配置するので、駆動回路基板が大形化した場合であっても灯体の小型化を図ることができる。また、灯体の両側面に配置した場合には放熱作用の均一化が図れるので、放熱作用の偏りがなく効率的に放熱できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、拡散フィルタの熱をフランジから吸収して導光管に伝達し導光管全体で放熱するので、アパーチャ近傍の熱を効率よく放熱できる。従って、アパーチャ近傍に設置される拡散フィルタの熱による劣化を防止できる。 According to the fourth aspect of the present invention, the heat of the diffusion filter is absorbed from the flange and transmitted to the light guide tube and radiated by the entire light guide tube, so that the heat in the vicinity of the aperture can be efficiently radiated. Accordingly, it is possible to prevent deterioration of the diffusion filter installed in the vicinity of the aperture due to heat.
(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LED照明装置の外観図、図2は図1のA−A線断面部での上面図、図3は図1のB−B線断面部での側面図、図4は図1のC−C線断面部での正面図である。図1に示すように、灯体11の背面部には光源ユニット12が収納されて配置され、灯体11の前面部にはレンズユニット13が設けられている。そして、レンズユニット13から外部に照明光が出射される。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external view of an LED lighting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of the cross section along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross section along line BB in FIG. FIG. 4 is a front view taken along the line CC of FIG. As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、灯体11の内部には導光管14が収納され、背面部に光源ユニット12が収納される。光源ユニット12は複数のLED15を有し、背面には放熱フィン16が設けられている。複数のLED15で発熱した熱は、この放熱フィン16で灯体11の外部に放熱される。
As shown in FIG. 2, the
また、光源ユニット12の複数のLED15は、各々の光ビームがアパーチャ17に向くように配列されており、導光管14は複数のLED15の光ビームを入口開口部から入射し、入射した光ビームを出口開口部のアパーチャ17に向けて集光しアパーチャ17で疑似光源を形成する。導光管14は光ビームを通す光路であり、光ビームが外部に漏れないようにする役割とともにアパーチャ17に向けて光ビームを集光する役割を有し、さらに、灯体11内の配線ケーブルが光路内に入り込まないようにする役割も有する。
The plurality of
また、疑似光源はアパーチャを通過する光ビームを光源として見立てた場合の光源であり、実際の光源は光源ユニットに配列された複数個のLEDであるが、複数のLEDの各々の光ビームをアパーチャに向けて配列し、アパーチャで集光することによって疑似光源を作る。この疑似光源からの光はレンズユニット13の投影レンズ24a、24bを通って外部に出射される。
The pseudo light source is a light source when a light beam passing through the aperture is regarded as a light source, and the actual light source is a plurality of LEDs arranged in the light source unit, but each light beam of the plurality of LEDs is apertured. A pseudo light source is made by arranging the light beams toward the center and condensing them with an aperture. The light from the pseudo light source is emitted to the outside through the
このように、導光管14は光ビームをアパーチャ17に向けて集光するものであるので、光源ユニット12の方向からアパーチャ17へ近づくほど径が小さくなる形状をしている。従って、灯体11の内面と導光管14の外面とで形成される空間Spは、逆に、光源ユニット12の方向からアパーチャ17へ近づくほど大きな空間となる。この空間Spに回路基板18を収納する。
Thus, since the
図5は本発明の第1の実施の形態における回路基板18の側面図である。回路基板18には、高さ寸法の大きな部品19a、高さ寸法の小さな部品19b、その中間の高さの部品19cが実装されるが、回路基板18を収納する空間Spは、光源ユニット12の方向からアパーチャ17へ近づくほど大きな空間であるので、アパーチャ17寄りほど高さ寸法の大きな部品19aを実装する。また、光源ユニット12の複数個のLED15は発熱するので、その熱の影響を受けないように、回路基板18は空間Spのうち光源ユニット12から遠い位置に配置する。
FIG. 5 is a side view of the
LED照明装置の回路基板18には、図2および図3に示すように、光源ユニット12の複数個のLED15の点灯消灯または調光制御を行うための駆動回路を形成した駆動回路基板18a1、18a2、外部からの操作指令を入力する操作回路を形成した操作回路基板18b、複数個のLED15の制御回路等を形成した制御回路基板18cがある。
As shown in FIGS. 2 and 3, drive circuit boards 18a1 and 18a2 are formed on the
光源ユニット12を駆動する駆動回路基板18aは、複数個のLED15に供給する電力を制御するものであることから比較的大きな回路基板となり発熱を伴う。1個の回路基板で形成したときには、大きな回路基板となり空間Spに入らないので2分割して形成し、図2に示すように、2分割した駆動回路基板18a1、18a2を灯体11の両側面に配置する。
The
ここで、灯体11の側面の一方に2分割した駆動回路基板18aの一つを収納し、2分割した駆動回路基板18aの他の一つを灯体11の上面部に配置することも可能であるが、バランスおよび放熱を考慮して灯体11の両側面に配置する。すなわち、2分割した駆動回路基板18a1、18a2を灯体11の両側面に配置した場合には、図4に示すように、灯体11の両側面に放熱フィン20を設けることができる。
Here, it is also possible to store one of the
外部からの操作指令を入力する操作回路を形成した操作回路基板18bは、図3に示すように、灯体11の上面部に配置する。操作回路基板18bは、LED照明装置の各部に操作指令を与えるものであり、比較的小さな回路基板であるからである。また、外部からの操作性も考慮に入れるためである。操作回路基板18bを灯体11の上面部に配置することにより外部からの操作性が向上する。
The
また、複数個のLED15の制御回路等を形成した制御回路基板18cは、図3に示すように、灯体11の下面部に配置する。これは、外部とのインターフェースが不要であり、発熱部品が少なく、かつ、温度特性の高い部品が実装されているため放熱する必要がないからである。なお、灯体11の下面部には点灯用電源21が配置されている。
Further, the
以上の説明では、操作回路基板18bを灯体11の上面部に設け、駆動回路基板18aを灯体11の両側面に設けたものを示したが、図6に示すように、駆動回路基板18aを灯体11の上面部に設け、操作回路基板18bを側面に設けるようにしてもよい。そして、上面部に設けられた駆動回路基板18aの裏面側に放熱フィン20を設けるようにしてもよい。
In the above description, the
第1の実施の形態によれば、光源ユニット12の複数のLED15からの光ビームを導光管14でアパーチャ17に導き集光し、光源ユニット12および導光管14を収納する灯体11の内面と導光管14の外面とで形成される空間Spに回路基板18を配置するので、LED照明装置の小型化が図れる。また、回路基板にはアパーチャ17寄りほど背の高い部品19aを実装するので、灯体11の内面と導光管14の外面とで形成される空間Spへの配置が容易に行える。さらに、灯体11の内面と導光管14の外面とで形成される空間Spの光源ユニット12から遠い位置に回路基板18を配置するので、光源ユニット12の複数のLED15からの発熱の影響を受けることが少なく、回路基板18の放熱も適正に行うことができる。
According to the first embodiment, the light beam from the plurality of
また、光源ユニット12を駆動する駆動回路基板18aは灯体11の両側面に配置するので、灯体11の側面部に放熱フィン20を設けて駆動回路基板18aの放熱を容易に行うことができる。また、光源ユニット12を駆動する駆動回路基板18aを灯体11の両側面に分割して配置するので、駆動回路基板18aが大形化した場合であっても灯体11の小型化を図ることができる。また、放熱作用の均一化が図れるので放熱作用の偏りがなく効率的に放熱できる。
Further, since the
一方、外部からの操作指令を入力する操作回路基板18bは灯体11の上面部に配置するので、外部からの操作が容易に行える。さらに、複数個のLED15の制御回路等を形成した制御回路基板18cは、灯体11の下部に設けられた点灯用電源21近傍の灯体11の下面部に配置するので、灯体11の内面と導光管14の外面とで形成される空間Spを有効利用できる。
On the other hand, since the
(第2の実施の形態)
図7は本発明の第2の実施の形態に係わるLED照明装置の縦断面部での側面図である。図3に示した第1の実施の形態に対し、導光管14の出口開口部にフランジ22を追加して設けたものである。図3と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 7: is a side view in the longitudinal cross-section part of the LED lighting apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. In contrast to the first embodiment shown in FIG. 3, a
フランジ22は導光管14の出口開口部のアパーチャ17の周辺部に鍔状の縁部として形成され、このフランジ22で拡散フィルタ23を保持する。拡散フィルタ23は複数個のLED15からの光を拡散し、レンズユニット13に出射する。レンズユニット13には投影レンズ24a、24bが内蔵されており、アパーチャ17で得られた光を疑似光源とし、外部に照明光として出射する。
The
また、拡散フィルタ23は複数個のLED15からの照射光により熱を持つことになるので、その熱をフランジ22を介して導光管14に伝達し、導光管14により放熱する。
Further, since the
第2の実施の形態によれば、複数個のLED15からの照射光によりアパーチャー17に集光された照射光により拡散フィルタ23に蓄積される熱をフランジ22で吸収して導光管14に伝達し導光管14全体で放熱するので、アパーチャ17近傍の熱を効率よく放熱できる。従って、アパーチャ17近傍に設置される拡散フィルタ23の熱による劣化を防止できる。
According to the second embodiment, the heat accumulated in the
11…灯体、12…光源ユニット、13…レンズユニット、14…導光管、15…LED、16…放熱フィン、17…アパーチャ、18…回路基板、19…部品、20…放熱フィン、21…点灯用電源、22…フランジ、23…拡散フィルタ、24…投影レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光源ユニットからの光ビームをアパーチャに集光させる導光管と;
前記光源ユニットおよび前記導光管を収納する灯体と;
前記灯体の内面と前記導光管の外面とで形成される空間の前記光源ユニットから遠い位置に配置され、前記アパーチャ寄りほど高さ寸法の大きな部品が実装された回路基板と;
を備えたことを特徴とするLED照明装置。 A light source unit that arranges the plurality of LEDs so that each light beam of the plurality of LEDs faces the aperture;
A light guide tube for condensing the light beam from the light source unit on the aperture;
A lamp housing the light source unit and the light guide tube;
A circuit board that is disposed at a position far from the light source unit in a space formed by the inner surface of the lamp body and the outer surface of the light guide tube, and on which a component having a larger height is mounted closer to the aperture;
An LED lighting device comprising:
The light guide tube includes a flange that is formed in a peripheral portion of the aperture that collects the light beam, holds a diffusion filter that diffuses the light collected by the aperture, and dissipates heat in the vicinity of the aperture. The LED lighting device according to claim 1 or 2, wherein
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