JP2011175805A - Ｌｅｄ照射ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】大型化や高コスト化を招くことなく、広範囲の照射を行うことができるＬＥＤ照射ユニットを提供すること。
【解決手段】基板１の一面１ａ上に複数のＬＥＤ素子２を所定の列設方向に沿って列設したＬＥＤ照射ユニットにおいて、少なくとも一対の隣接するＬＥＤ素子２の照射方向Ｌが互いに異なることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）を光源とするＬＥＤ照射ユニットに関するものである。

従来から、図４（ａ），図４（ｂ）に示すようなＬＥＤ照射ユニットを用いたＬＥＤランプが提案されている（特許文献１参照）。このＬＥＤ照射ユニットは、基板１の一面１ａ上に複数のＬＥＤ素子２を所定の列設方向（方向Ｘ）に沿って列設したものから構成される。それぞれのＬＥＤ素子２は、基板１の一面１ａが正対する方向Ｚと同じ方向を照射方向Ｌとするように基板１の一面１ａ上に取り付けられていて、その照射方向Ｌを中心とした所定の照射範囲Ｓの照射を行う。

特開２００９−２７７４８３号公報

このように所定の列設方向（方向Ｘ）に沿って複数のＬＥＤ素子２を列設したＬＥＤ照射ユニットであっては、所定の列設方向（方向Ｘ）に広い範囲の照射を行うことができても、所定の列設方向（方向Ｘ）に直交する方向（方向Ｙ）に広い範囲の照射を行うことができないという問題があった。

これに対し、多くのＬＥＤ素子２を基板１の一面１ａ上に広範囲に配置させれば、広い範囲の照射を行うことができるが、それでは大型化や高コスト化を招いてしまうという問題があった。

本発明は前記事情に鑑みて発明したものであって、大型化や高コスト化を招くことなく、広範囲の照射を行うことができるＬＥＤ照射ユニットを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、基板の一面上に複数のＬＥＤ素子を所定の列設方向に沿って列設したＬＥＤ照射ユニットにおいて、少なくとも一対の隣接する前記ＬＥＤ素子の照射方向が互いに異なることを特徴とする。

また、前記一対の隣接するＬＥＤ素子は、一方に対して他方の照射方向を、前記列設方向と直交する方向に傾けて設けたものであることが好ましい。

また、前記複数のＬＥＤ素子の照射方向は、前記基板が正対する方向から前記列設方向と直交する方向の片側に傾いた方向と、前記基板が正対する方向から前記列設方向と直交する方向のもう片側に傾いた方向と、を有することが好ましい。

また、前記複数のＬＥＤ素子の照射方向は、前記基板が正対する方向を更に有することが好ましい。

本発明のＬＥＤ照射ユニットは、大型化や高コスト化を招くことなく、広範囲の照射を行うことができる。

本発明の一実施形態のＬＥＤ照射ユニットの構造を示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施形態のＬＥＤ照射ユニットの構造を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態のＬＥＤ照射ユニットを用いたＬＥＤランプの一例を示し、（ａ）は側面断面図であり、（ｂ）は要部側面図であり、（ｃ）は正面図である。 従来のＬＥＤ照射ユニットの構造を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面断面図である。

本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

本発明の一実施形態のＬＥＤ照射ユニットは、図１（ａ）に示すように、長矩形状の基板１と、ＬＥＤ素子２を備えた複数のＬＥＤモジュール５と、から主体が構成される。複数のＬＥＤモジュール５は、基板１の一面１ａ上に、所定の列設方向に沿って、一列に列設されている。なお、所定の列設方向とは、基板１の長手方向に沿った方向である。

ここで、基板１の長手方向を方向Ｘとし、短手方向を方向Ｙとし、基板１の一面１ａが正対する方向を方向Ｚとする。すなわち、所定の列設方向が、方向Ｘであり、その所定の列設方向に直交する方向を、方向Ｙとする。なお、方向Ｙは、方向Ｘ及び方向Ｚの両方に直交する方向である。

基板１は、表面に絶縁層（図示せず）と絶縁層の上に形成された配線パターン（図示せず）とを備えている。配線パターンは、複数のＬＥＤ素子２にそれぞれ電気的に接続されていて、ＬＥＤ素子２には配線パターンを介して電力供給部（図示せず）から照射するための電力が供給される。

ＬＥＤ素子２を備えたＬＥＤモジュール５は、ＬＥＤ素子２と、反射板５ａと、樹脂パッケージ５ｂとから構成され、全体としては肉厚の正方形状となっている。反射板５ａは中央が一段低い正方形状の底面部５ａ１となっていて、その底面部５ａ１の４つの端辺から外側に行くほど徐々に高くなる傾斜部５ａ２がそれぞれ形成されている。ＬＥＤ素子２は、その反射板５ａの底面部５ａ１の中央に取り付けられていて、このＬＥＤ素子２を取り付けた反射板５ａが透光性の樹脂パッケージ５ｂに覆われている。

ＬＥＤ素子２から照射される光は、４つの傾斜部５ａ２で反射して、ＬＥＤ素子２が正対する方向、すなわち照射方向Ｌを中心とした所定の照射範囲Ｓの照射を行う。ここで、所定の照射範囲Ｓは、１８０度未満となっている。なお、反射板５ａの形状は前記の形状に限定されない。

本実施形態のＬＥＤ照射ユニットは、隣接する一対のＬＥＤモジュール５のＬＥＤ素子２からの照射方向Ｌが、互いに異なるように形成されている。さらに詳しく説明すると、一方のＬＥＤモジュール５は、ＬＥＤ素子２からの照射方向Ｌを、基板１が正対する方向Ｚから、該方向Ｚに直交する方向Ｙの片側に傾くように基板１の一面１ａ上に取り付けられている。また、他方のＬＥＤモジュール５は、ＬＥＤ素子２からの照射方向Ｌを、基板１が正対する方向Ｚから、該方向Ｚに直交する方向Ｙのもう片側に、同じ角度分傾くように基板１の一面１ａ上に取り付けられている。ここで、両方のＬＥＤモジュール５の照射方向Ｌは、方向Ｙと方向Ｚの成分だけを有し、方向Ｘの成分は有さない。このように傾かせて取り付けた一対のＬＥＤモジュール５が、方向Ｘに沿って、基板１の一面１ａ上に連続している。なお、ＬＥＤモジュール５は、後述する支持構造６によって、その傾斜角度が維持される。

また、図１（ｂ）に示すように、隣接する一対の正方形状のＬＥＤモジュール５は、基板１の短手方向（方向Ｙ）の両端部に、一端が位置するように取り付けられている。また、基板１の短手方向（方向Ｙ）の中央を通る、基板１に垂直な仮想面Ｍに対して、隣接する一対のＬＥＤモジュール５は、方向Ｘから視て、互いに対称な方向に傾いて交差するように取り付けられている。このように対称に傾けて取り付けることで、列設方向（方向Ｘ）に対して直交する方向（方向Ｙ）の片側ともう片側を照射する照度に偏りが出にくくなっている。ここで、両ＬＥＤモジュール５の照射範囲Ｓ，Ｓが一部重なると共に、両ＬＥＤモジュール５の照射範囲Ｓ，Ｓが基板１にぎりぎり掛からないように傾けて取り付けた状態が、両ＬＥＤモジュール５の照射範囲Ｓ，Ｓを合わせたものである複合照射範囲Ｓ´が方向Ｙに幅広く確保される設置状態である。なお、それぞれのＬＥＤモジュール５の照射範囲Ｓが、基板１に掛かるように傾けて取り付けても構わない。また、隣接するＬＥＤモジュール５の傾斜角度を調整し、両ＬＥＤモジュール５，５の照射範囲Ｓ，Ｓを所定の範囲で重なるようにして、所定の範囲だけ照度が高くなるようにしてもよい。

本実施形態のＬＥＤ照射ユニットは、複数のＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）を基板１の一面１ａ上に所定の列設方向（方向Ｘ）に沿って列設し、少なくとも一対の隣接するＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の照射方向Ｌが互いに異なっている。このように、ＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）を所定の列設方向（方向Ｘ）に沿って基板１の一面１ａ上に列設することで、複数のＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の複合照射範囲Ｓ´を、所定の列設方向（方向Ｘ）に広い範囲となるように拡げることができる。そのうえ、少なくとも一対の隣接するＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）が互いに異なる照射方向Ｌを中心とした照射範囲Ｓをそれぞれ照射することで、従来例と比べて、広範囲の照射を行うことができる。よって、このＬＥＤ照射ユニットは、大型化や高コスト化を招くことなく、広範囲の照射を行うことができる。

また、前記一対の隣接するＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）は、一方に対して他方の照射方向Ｌを、列設方向（方向Ｘ）と直交する方向（方向Ｙ）に傾けてある。このような構成とすることで、一対の隣接するＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の複合照射範囲Ｓ´を、ＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の列設方向（方向Ｘ）に広い範囲となるように拡げたうえで、列設方向（方向Ｘ）に対して直交する方向（方向Ｙ）に広い範囲となるように拡げることができる。

また、前記した複数のＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の照射方向は、基板１が正対する方向（方向Ｚ）から列設方向（方向Ｘ）と直交する方向（方向Ｙ）の片側に傾いた方向と、基板１が正対する方向（方向Ｚ）から列設方向（方向Ｘ）と直交する方向（方向Ｙ）のもう片側に傾いた方向と、を有している。このような構成とすることで、一対の隣接するＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の複合照射範囲Ｓ´を、ＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の列設方向（方向Ｘ）に広い範囲となるように拡げたうえで、列設方向（方向Ｘ）に対して直交する方向（方向Ｙ）に更に広い範囲となるように拡げることができる。

なお、ＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の照射方向Ｌは、本実施形態では、Ｙ方向とＺ方向の成分だけ持つように傾けて基板１に取り付けるとしたが、Ｘ方向の成分を更に持つように傾けて基板１に取り付けても構わない。また、本実施形態においては、上述のように仮想面Ｍに対して、隣接する一対のＬＥＤモジュール５は、互いに対称な方向に傾いて取り付けられているとしたが、対称でなくても構わない。

次に、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す他の実施形態のＬＥＤ照射ユニットの構成について説明する。なお、上記一実施形態と同じ構成については、同じ符号を付けて説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

本実施形態においては、連続する３つのＬＥＤモジュール５は、基板１の長手方向（方向Ｘ）に沿って、照射方向Ｌが、列設方向（方向Ｘ）に直交する方向（方向Ｙ）の片側、基板１が正対する方向（方向Ｚ）、列設方向（方向Ｘ）に直交する方向（方向Ｙ）のもう片側の３方向にそれぞれ向けて、基板１の一面１ａ上に取り付けられている。このように取り付けられる一組のＬＥＤモジュール５が、方向Ｘに沿って、基板１の一面１ａ上に連続している。

なお、列設方向（方向Ｘ）に直交する方向（方向Ｙ）の片側、又は列設方向（方向Ｘ）に直交する方向（方向Ｙ）のもう片側に照射方向Ｌが向くように取り付けられる肉厚の正方形状のＬＥＤモジュール５は、側面部（肉厚部分）が基板１に固定されている。また、基板１が正対する方向（方向Ｚ）に照射方向Ｌが向くように取り付けられるＬＥＤモジュール５は、裏面部（ＬＥＤ素子２を取り付けていない側の面）が基板１に固定されている。このような構成とすることで、本実施形態においては、一定の傾斜角度を維持する支持構造６を別途設けなくてもよい。

本実施形態のＬＥＤ照射ユニットは、基板１に取り付けられた複数のＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の照射方向が、基板１が正対する方向（方向Ｚ）から列設方向（方向Ｘ）と直交する方向（方向Ｙ）の片側に傾いた方向と、基板１が正対する方向（方向Ｚ）から列設方向（方向Ｘ）と直交する方向（方向Ｙ）のもう片側に傾いた方向と、更に基板１が正対する方向（方向Ｚ）と、を有している。このような構成とすることで、隣接するＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の複合照射範囲Ｓ´を、ＬＥＤモジュール５（ＬＥＤ素子２）の列設方向（方向Ｘ）に広い範囲となるように拡げたうえで、列設方向（方向Ｘ）に対して直交する方向（方向Ｙ）の片側からもう片側にかけての更に広い範囲で設定することができる。

上記の２つの実施形態で示したＬＥＤ照射ユニットは、図３（ａ）、図３（ｃ）に示すようなＬＥＤランプに用いられる。このＬＥＤランプは、例えば直管形蛍光ランプの代替として、一般用蛍光灯照明器具に取り付けられて用いられる。

このＬＥＤランプは、ＬＥＤ照射ユニット、支持構造６、放熱部材（図示せず）、口金３、および拡散パイプ４を備えており、全体として、方向Ｘに沿って長く延びる直管状に形成されている。

支持構造６は、図３（ｂ）に示すような、立方体の上面を斜めに傾斜させたような傾斜台となっている。なお、支持構造６は、傾斜角度を維持できるのであれば、突っ支い棒のような構造であっても構わない。上述したような支持構造６によって、複数のＬＥＤモジュール５は、それぞれ１つずつ傾斜角度が維持されている。なお、支持構造６は、全てのＬＥＤモジュール５を１つで支えるような、Ｘ方向に長い下向きに開口するコ字状の構造であっても構わない。また、これらの支持構造６が、ＬＥＤモジュール５の放熱部材を兼ねていても構わない。

また、ＬＥＤ照射ユニットの基板１の一面１ａの裏面は、放熱部材に固定されている。放熱部材は、表面積を増やして放熱しやすいような形状となっていることが好ましい。

口金３は、方向Ｘに沿って延びる円筒状に形成されており、２本の端子ピンを保持している。口金３は、基板１のＸ方向の両端部にそれぞれ取り付けられており、各端子ピンを、基板１上の配線パターンと電気的に接続されている。各端子ピンを蛍光灯照明器具のソケット差込口に嵌合させることにより、複数のＬＥＤ素子２に電力を供給し、ＬＥＤモジュール５に内蔵されたＬＥＤ素子２を発光させることができる。

拡散パイプ４は、複数のＬＥＤモジュール５が照射した光を拡散させるために設けられており、方向Ｘに長く延びる円筒状に形成されている。ＬＥＤ照射ユニットから広範囲に照射された光を、この拡散パイプ４でさらに拡散することで、より照度の偏りが少ないＬＥＤランプを提供することができる。

なお、上記実施形態では、複数のＬＥＤ素子２を略一列に取り付けたが、複数列となるように取り付けても構わない。また、上記実施形態のように交互または順番にＬＥＤモジュール５を傾けて取り付けるのではなく、間に同じ方向に傾くＬＥＤモジュール５を１つ又は複数挟んでも構わない。

以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更が可能である。

１ 基板
１ａ 基板の一面
２ ＬＥＤ素子
Ｌ 照射方向

Claims (4)

1. 基板の一面上に複数のＬＥＤ素子を所定の列設方向に沿って列設したＬＥＤ照射ユニットにおいて、少なくとも一対の隣接する前記ＬＥＤ素子の照射方向が互いに異なることを特徴とするＬＥＤ照射ユニット。
2. 前記一対の隣接するＬＥＤ素子は、一方に対して他方の照射方向を、前記列設方向と直交する方向に傾けて設けたものであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照射ユニット。
3. 前記複数のＬＥＤ素子の照射方向は、前記基板が正対する方向から前記列設方向と直交する方向の片側に傾いた方向と、前記基板が正対する方向から前記列設方向と直交する方向のもう片側に傾いた方向と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ照射ユニット。
4. 前記複数のＬＥＤ素子の照射方向は、前記基板が正対する方向を更に有することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照射ユニット。

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