JP2008277174A

JP2008277174A - 発光装置及び装着用フレーム

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Publication number: JP2008277174A
Application number: JP2007120356A
Authority: JP
Inventors: Suekichi Daimon; Hidetoshi Kanazawa; 末吉大門; 英俊金澤
Original assignee: Litehouse Technologies Corp; ライトハウステクノロジーズ株式会社
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】利用目的に応じた十分な明るさで全体を均一に発光させるとともに、照度の調整が可能であり、温度上昇の抑制及び消費電力の削減が可能な発光装置及び装着用フレームを提供する。
【解決手段】発光装置１０のフレーム１２は、平面部１８と、光の照射側へ突出した装着部１４により形成される。前記装着部１４は、発光基板２２Ａ〜２２Ｄを個別に着脱可能な略レール状のホルダ１４Ａ〜１４Ｄにより多面のトンネル状に形成されている。前記発光基板２２Ａ〜２２Ｄは、平面状に展開したときに略千鳥状となるように配置された複数のＬＥＤを備えている。これらＬＥＤは、電極パターン及びリード線を介して電源３８に接続される。前記ＬＥＤを点灯すると、装着部１４全体を利用目的に応じた明るさで均一に発光させることができる。また、発光基板２２Ａ〜２２Ｄを個別に装脱着することにより照度の調整が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置及び装着用フレームに関し、更に具体的には、多方向に光を照射するようにした発光装置及び装着用フレームに関するものである。

近年、消費電力や照明効率に着目し、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を利用した照明器具などが多数提案されている。例えば、下記特許文献１には、数少ない発光ダイオードによって、比較的均一に照射面を照射することができる照明装置が開示されている。また、下記特許文献２には、ＬＥＤの照明板自体を凸型または凹型の曲率を有する面、あるいは多面体状とすることで、離れた場所からの視認性を向上するとともに、広範囲な場所を明るく照らすようにしたＬＥＤを用いた照明装置が開示されている。
特開２００３−７７３１２公報特開２００６−３１０２３８公報

しかしながら、以上のような背景技術には次のような不都合がある。まず、一般的に、ＬＥＤを使用した照明器具では、白熱球などと比べて光量が不足する傾向にあり、照明器具の設置場所や利用場所によっては、目的に応じた十分な明るさを得ることができない場合がある。特に、単一のＬＥＤを使用した照明器具では、器具の形状がライン状（直線状）である場合は、一般に、光源に近い部分は明るく、遠い部分になるほど暗くなり、器具全体として照射する明るさにムラがでる傾向が強い。このため、上述した特許文献１においても、一方向に複数の発光ダイオードを配置するとともに、反射手段（反射部材）を備える構成となっている。

ところが、前記特許文献１に示すような一般的な砲弾型ＬＥＤを使用する場合、長手方向に光の帯を作ろうとすると、個々のＬＥＤの間隔をおかずに配置し、ある程度の照射距離（例えば、約３００ｍｍ程度）保たなければならない。これは、前記ＬＥＤがあくまでも光の点でしかないからである。従って、上述した技術で十分な明るさで光の帯を作ろうとすると、更に多数のＬＥＤが必要になることから、消費電力の削減を図ることができず、サイズやコストの面でも不都合が生じる。リング状や平面状などの他の形状についても同様であり、前記特許文献２では、凸型または凹型、あるいは多角面状に形成した面に取り付けるＬＥＤの個数を増やして照射範囲を広げることとしている。

また、前記特許文献２では、照射範囲の増減をすることができないため、状況に応じて照度を調整して消費電力の節約を図ることができないという不都合がある。更に、上述したように、多数のＬＥＤを使い続けると、白熱球や蛍光灯と比べれば温度上昇の度合いは低いものの、ある程度の温度上昇を免れることはできない。

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、利用目的に応じた十分な明るさで全体を均一に発光させるとともに、必要に応じて照度の調整が可能であり、温度上昇の抑制及び消費電力の削減を図ることができる発光装置及び装着用フレームを提供することである。

前記目的を達成するため、本発明の装着用フレームは、取付用の平面部と、光の照射側へ向けて突出するように複数の面で略トンネル状に形成された装着部が連続形成されており、前記装着部は、少なくとも一つ以上の光源が表面に設けられた複数の発光基板を、各発光基板の表面が異なる方向を向くように並べて保持するとともに、前記複数の発光基板を個別に着脱可能であることを特徴とする。主要な形態の一つは、前記装着部がレール状のホルダを複数備えており、該ホルダに沿って、前記発光基板がスライド式に着脱することを特徴とする。

本発明の発光装置は、請求項１又は２記載の装着用フレームと、表面に少なくとも一つ以上の光源が配置されており、前記装着用フレームの装着部に着脱可能に装着される複数の発光基板，を備えたことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記複数の発光基板が、それぞれ複数の光源を備えているときに、該光源を前記発光基板の長さ方向に所定間隔で配置したことを特徴とする。他の形態は、前記複数の発光基板を平面状に展開したときに、前記光源が略千鳥状の配置となることを特徴とする。

更に他の形態は、前記装着部の外側を、透光性を有する拡散部材で覆ったことを特徴とする。更に他の形態は、前記装着用フレームが、放熱性を有することを特徴とする。更に他の形態は、前記装着用フレームの平面部の表面に、白色層を設けたことを特徴とする。更に他の形態は、前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明は、取付用の平面部よりも光の照射側へ向けて突出するように複数の面で略トンネル状に形成された装着部によって、少なくとも一つ以上の光源が表面に設けられた複数の発光基板を、各発光基板の表面が異なる方向を向くように並べて保持するとともに、前記複数の発光基板を個別に着脱可能とした。このため、利用目的に応じた十分な明るさで均一に発光させるとともに、必要に応じて照度の調整を行うことができる。また、温度上昇抑制及び消費電力の削減を図ることができるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１〜図４(A)を参照しながら、本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の発光装置及びフレームを示す外観斜視図である。図２(A)は、前記図１(B)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図２(B)は装着部を展開した状態のＬＥＤの配置を示す平面図である。図３(A)は、本実施例の電極パターンの一例を示す平面図，図３(B)は前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，(C)は回路図である。図４(A)は、本実施例の変形例を示す平面図である。本実施例は、本発明を、各種用途に用いられるライン状の照明器具に適用したものである。発光装置１０は、フレーム１２と、該フレーム１２の装着部１４に着脱可能に装着される複数（図示の例では４つ）の発光基板２２Ａ〜２２Ｄにより構成されている。

まず、前記フレーム１２は、発光装置１０を天井や壁などの取付面５０（図２(A)参照）に取り付けるための平面部１８と、該平面部１８よりも光の照射側に突出した装着部１４が連続形成した形状となっている。前記平面部１８は、前記装着部１４の両側に設けられている。また、前記装着部１４は、複数の面によって多面の略トンネル状に形成されており、前記平面部１８を、前記取付面５０に取り付けることにより、図４(A)に示すように、溝部１６を、配線５２，５４，５６などの収納に利用することが可能となっている。また、前記装着部１４の表面側には、後述する発光基板２２Ａ〜２２Ｄをスライド式に着脱するための４つのレール状のホルダ１４Ａ〜１４Ｄが、略平行に設けられている。これらホルダ１４Ａ〜１４Ｄの一端側には、チューブ３４Ａ〜３４Ｄを通すための開口部２０Ａ〜２０Ｄが形成されている。このようなフレーム１２としては、例えば、放熱性，加工性に優れた軽量素材であるアルミニウム板などが利用される。

次に、発光基板２２Ａ〜２２Ｄについて、図３も参照して説明する。発光基板２２Ａは、略帯状の基板２４上に形成された電極パターン２６Ａ〜２６Ｈに跨るように、複数（本実施例では１２個）のＬＥＤ（発光ダイオード）２８Ａ〜２８Ｌが、長さ方向に略等間隔で配置されており、電極パターン２６Ａ及び２６Ｈの端部には、それぞれリード線３０，３２が接続されている。前記電極パターン２６Ａ〜２６Ｈとしては、例えば、銅が用いられ、予め前記基板２４に印刷されている。前記基板２４としては、例えば、耐熱性に優れたガラスコンポジット（ＦＲ−４やＣＥＭ３）などが用いられる。

本実施例では、図３(A)に示すように、ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｃが電極パターン２６Ａ及び２６Ｂに跨り、ＬＥＤ２８Ｄ〜２８Ｆが電極パターン２６Ｃ及び２６Ｄに跨り、ＬＥＤ２８Ｇ〜２８Ｉが電極パターン２６Ｅ及び２６Ｆに跨り、ＬＥＤ２８Ｊ〜２８Ｌが電極パターン２６Ｇ及び２６Ｈに跨っている。そして、ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｃの一方の電極パターン２６Ｂを、ＬＥＤ２８Ｄ〜２８Ｆの他方の電極パターン２６Ｃに接続して、図３(C)の回路図に示すように、並列接続されたＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｃと、ＬＥＤ２８Ｄ〜２８Ｆを直列接続する。同様に、ＬＥＤ２８Ｄ〜２８Ｆの一方の電極パターン２６Ｄを、ＬＥＤ２８Ｇ〜２８Ｉの他方の電極パターン２６Ｅと接続し、前記ＬＥＤ２８Ｇ〜２８Ｉの一方の電極パターン２６Ｆを、ＬＥＤ２８Ｊ〜２８Ｌの他方の電極パターン２６Ｇに接続し、これらを直列接続する。このような接続とすると、並列接続された３つのＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｃ中のいずれかが点灯不良であったとしても、残りのＬＥＤが点灯を続けるため、光量不足が目立たないという効果がある。他のＬＥＤ２８Ｄ〜２８Ｆ，ＬＥＤ２８Ｇ〜２８Ｉ，ＬＥＤ２８Ｊ〜２８Ｌについても同様である。また、前記発光基板２２Ａは、縦方向に連結することにより自由にその長さを調節することができ、かつ、連結することによる供給電圧の変更が、不要な回路となっている。他の発光基板２２Ｂ〜２２Ｄについても、基本的に前記発光基板２２Ａと同様の構成となっている。

図３(C)に示すように、前記発光基板２２Ａ〜２２Ｄの一方のリード線３０は、フレーム１２の外部に設けられた電源３８に接続され、更に、電源３８の他方の端子に接続されたリード線は、スイッチ４０を介して、前記発光基板２２Ａ〜２２Ｄの他方のリード線３２に接続されている。そして、前記スイッチ４０のＯＮ／ＯＦＦの切り替えにより、ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌの点灯及び消灯を切り替えることができる。なお、発光基板２２Ａ〜２２Ｄのリード線３０及び３２は、図１(B)に示すように、それぞれチューブ３４Ａ〜３４Ｄに覆われた状態で、開口部２０Ａ〜２０Ｄを通り、更に、他のチューブ３６で一つにまとめられて前記電源３８に接続されている。また、前記電極パターン２６Ａ〜２６Ｈは、図３(B)に示すように、保護や絶縁のために、必要に応じてレジスト２７で覆われる。本実施例では、発光基板２２Ａ〜２２Ｄの表面で光が乱反射するように、前記レジスト２７として白色のものを用いている。

以上のような構成の発光基板２２Ａ〜２２Ｄは、前記フレーム１２のホルダ１４Ａ〜１４Ｄに、スライド式に着脱可能となっている。本実施例では、前記発光基板２２Ａ〜２２Ｄは、図２(B)に示すように、平面状に展開したときに、これらの表面に設けられたＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌが略千鳥状となるように配置されている。このように、隣接する発光基板のＬＥＤの位置がずれるように配置することによって、少ない数のＬＥＤで装着部１４の全体を均一に発光させることができる。また、必要に応じて、前記装着部１４に、図１(B)に示すプリズムシート４２などの拡散シートや板を設けるようにすると、更に、光を均一に照射することが可能となる。

次に、本実施例の作用を説明する。図２(A)に示すように、発光装置１０は、装着部１４が照射側を向くようにして、天井や壁などの取付面５０に、平面部１８を適宜手段で固定して配置される。そして、前記スイッチ４０をＯＮにして、電源３８から発光基板２２Ａ〜２２Ｄに設けられたＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌに電気を供給して通電し、ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌを点灯させ、外部に向けて光を照射する。ここで、前記発光基板２２Ａ〜２２Ｄの表面がそれぞれ異なる角度を向いているため、前記ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌから照射された光は、外側へ向けて多方向に照射される。また、発光基板２２Ａ〜２２Ｄの表面に形成された白色のレジスト２７で乱反射するとともに、フレーム１２の平面部１８で反射するため、前記発光装置１０を外部から見ると、装着部１４が長さ方向に均一に明るく発光しているように見える。なお、照度の調整が必要なときには、全ての発光基板２２Ａ〜２２Ｄをフレーム１２に装着せずに、発光基板２２Ａ〜２２Ｄのうちの必要なもののみを装着するようにすれば、無駄な照明を省き、消費電力の低減を図ることができる。ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌの点灯により生じた熱は、放熱性に優れたフレーム１２によって放熱される。

このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)光の照射側へ向けて突出するように複数の面で略トンネル状に形成された装着部１４によって、ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌが表面に設けられた発光基板２２Ａ〜２２Ｄを、それぞれの表面が異なる方向を向くように並べて保持するとともに、前記発光基板２２Ａ〜２２Ｄを個別に着脱可能とした。このため、利用目的に応じた十分な明るさで均一に発光させることができる。また、発光基板２２Ａ〜２２Ｄのうちの必要なもののみを装着することで、照度の調整が可能になるとともに、無駄な照明を省いて消費電力の削減を図ることができる。

(2)前記発光基板２２Ａ〜２２Ｄを平面状に展開したときに、これらの上に設けられたＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌが千鳥状になるように配置したので、少ない数のＬＥＤで全体を均一に発光させることができる。
(3)ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌを光源として用いることとしたので、高い照明効率を維持しながら消費電力を削減し、ランニングコストの低減を図ることができる。また、白熱灯や蛍光ランプを利用した場合と比べて温度上昇を抑制することができる。
(4)前記発光基板２２Ａ〜２２Ｄの表面を白色のレジスト２７で覆うこととしたので、電極パターン２６Ａ〜２６Ｈの保護や絶縁を図るとともに、光を乱反射させることができる。

(5)前記装着部１４を、略トンネル状に形成することとしたので、裏側の溝部１６を配線５２〜５６などの収納に利用することができる。
(6)フレーム１２としてアルミニウム板を利用することとしたので、放熱効果を高めるとともに、全体の軽量化を図ることができる。
(7)必要に応じて装着部１４にプリズムシート４２を被せることとしたので、光の散乱を促進することができる。
(8)並列接続したＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｃ，２８Ｄ〜２８Ｆ，２８Ｇ〜２８Ｉ，２８Ｊ〜２８Ｌを直列に接続することとしたので、並列接続されたＬＥＤ中のいずれかのＬＥＤが点灯不良であったとしても、残りのＬＥＤが発光するため光量不足が目立たない。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，大きさは一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更可能である。例えば、前記実施例で示したＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌの数は一例であり、必要に応じて適宜増減してよい。また、装着部１４に設けるホルダの数も一例であり、図４(C)に示すように、６つのホルダ１４Ａ〜１４Ｆを設けた６面体構造とするなど、装着部１４を構成する面の数は必要に応じて適宜増減してよい。

(2)光源としては、ＬＥＤ以外の他の光源，例えば、冷陰極管などを用いてもよいが、消費電力の点を考慮すると、ＬＥＤが最も好適である。
(3)ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌは、単色発光のものを利用してもよいし、多色発光のものを利用してもよい。
(4)前記実施例に示したＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌの千鳥配置も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。
(5)前記実施例１の発光装置１０は、屋内外の単なる照明として用いるだけでなく、各種ディスプレイや看板などを照らす用途に用いてもよい。

(6)前記実施例１で示した回路構成も一例であり、必要に応じて適宜設計変更可能である。例えば、ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌを並列に接続するようにしてもよいし、ＬＥＤ２８Ａ〜２８Ｌを一つずつ直列に接続するようにしてもよい。また、ソーラーや風力などの自立電源と組み合わせることにより、ランニングコストの低減を図るとともに、環境にも優しい照明を実現することも可能である。むろん、前記実施例に示したスイッチ４０も必要に応じて設けるようにすればよく、このほかにも光センサを利用してＬＥＤの点灯／消灯を切り替えるようにしてもよい。

(7)前記実施例では、基板２４の表面に白色のレジスト２７を設けることとしたが、これに加えて、図４(B)に示すように、フレーム１２の平面部１８に白色層５８を設けて光を乱反射させるようにしてもよい。あるいは、基板２４の表面と前記平面部１８を黒色にすることによって、コントラストを出すようにしてもよい。むろん、これらは一例であり、前記レジスト２７や白色層５８は、必要に応じて設けるようにすればよい。
(8)本発明の発光装置及び装着フレームは、屋内外の照明，案内灯，表示灯，非常灯，各種検査用照明として用いるだけなく、発光装置を構成要素の一部として含む各種機器・装置全般に適用可能である。
(9)図５〜図９には、フレーム１２の意匠図面が示されている。図５(A)は正面図，同図(B)は背面図，図６は平面図，図７は底面図，図８(A)は右側面図，同図(B)は左側面図，図９は斜視図である。
＜意匠に係る物品の説明＞本物品は、電極パターンが形成された帯状の基板上に多数の発光ダイオードを配置した発光基板を、レール状のホルダにスライド式に着脱するためのものである。必要に応じて、リード線接続用の穴や、壁面などに取り付けるための穴が形成される。
＜意匠の説明＞背面図は正面図と同一にあらわれる。右側面図は左側面図と同一にあらわれる。

本発明によれば、取付用の平面部よりも光の照射側へ向けて突出するように複数の面で略トンネル状に形成された装着部によって、少なくとも一つ以上の光源を表面に備えた複数の発光基板を、各発光基板の表面が異なる方向を向くように並べて保持するとともに、前記複数の発光基板を個別に着脱可能としたので、発光装置の用途に適用できる。特に、照度の調整が必要な発光物に用いられる発光装置の用途に好適である。

本発明の実施例１の発光装置及びそのフレームを示す外観斜視図である。前記実施例１を示す図であり、(A)は前記図１(B)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，(B)はＬＥＤの配置を示す平面図である。前記実施例１を示す図であり、(A)は電極パターンを示す平面図，(B)は前記(A)を＃Ｂ―＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，(C)は回路図である。前記実施例１の変形例及び本発明の他の実施例を示す断面図である。 (A)はフレームの正面図，(B)は背面図である。フレームの平面図である。フレームの底面図である。 (A)はフレームの右側面図，(B)はフレームの左側面図である。フレームの斜視図である。

符号の説明

１０：発光装置
１２：フレーム
１４：装着部
１４Ａ〜１４Ｆ：ホルダ
１５：底面
１６：溝部
１８：平面部
２０Ａ〜２０Ｄ：開口部
２２Ａ〜２２Ｄ：発光基板
２４：基板
２６Ａ〜２６Ｈ：電極パターン
２７：レジスト
２８Ａ〜２８Ｌ：ＬＥＤ（発光ダイオード）
３０，３２：リード線
３４Ａ〜３４Ｄ，３６：チューブ
３８：電源
４０：スイッチ
４２：プリズムシート
５０：取付面
５２〜５６：配線
５８：白色層

Claims

取付用の平面部と、光の照射側へ向けて突出するように複数の面で略トンネル状に形成された装着部が連続形成されており、
前記装着部は、少なくとも一つ以上の光源が表面に設けられた複数の発光基板を、各発光基板の表面が異なる方向を向くように並べて保持するとともに、前記複数の発光基板を個別に着脱可能であることを特徴とする装着用フレーム。
前記装着部がレール状のホルダを複数備えており、該ホルダに沿って、前記発光基板がスライド式に着脱することを特徴とする請求項１記載の装着用フレーム。
請求項１又は２記載の装着用フレームと、
表面に少なくとも一つ以上の光源が配置されており、前記装着用フレームの装着部に着脱可能に装着される複数の発光基板，
を備えたことを特徴とする発光装置。
前記複数の発光基板が、それぞれ複数の光源を備えているときに、該光源を前記発光基板の長さ方向に所定間隔で配置したことを特徴とする請求項３記載の発光装置。
前記複数の発光基板を平面状に展開したときに、前記光源が略千鳥状の配置となることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
前記装着部の外側を、透光性を有する拡散部材で覆ったことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の発光装置。
前記装着用フレームが、放熱性を有することを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の発光装置。
前記装着用フレームの平面部の表面に、白色層を設けたことを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の発光装置。
前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の発光装置。