JP2012234724A - Led light source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED光源装置に関する。 The present invention relates to an LED light source device.
長方形の基板の表面に、長手方向に沿って多数のLED発光素子をライン状に配置したLED光源装置が知られている。この種のLED光源装置は、LED発光素子の寿命が長いためにLED光源装置自体の寿命も長いという長所や、基板の短手方向の長さを比較的短くできるので電気機器の狭い筺体内にも容易に収納可能であるといった長所を有している。また、上記長所を有することから、エッジライト方式の液晶テレビジョン受像装置のバックライトとして多く用いられている。 There is known an LED light source device in which a large number of LED light emitting elements are arranged in a line along the longitudinal direction on the surface of a rectangular substrate. This type of LED light source device has the advantage that the life of the LED light source device is long because of the long life of the LED light emitting element, and the length in the short direction of the substrate can be made relatively short. Has the advantage that it can be easily stored. Further, since it has the above advantages, it is often used as a backlight of an edge light type liquid crystal television receiver.
上記LED光源装置100の構成について、図6を参照して説明する。LED光源装置100は、樹脂製の細長い基板101の表面に、多数のLED発光素子102が、基板101の長手方向に沿ってライン状に配置して実装されている。LED発光素子102は、複数個ずつが直列に接続されて4つの光源ユニット103、104、105、106を構成している。各光源ユニット103、104、105、106のアノード側端子103a、104a、105a、106a、及びカソード側端子103b、104b、105b、106bは、それぞれ基板101に形成された配線パターンを介して、外部の電圧源(不図示)が接続されるコネクタ107に接続されている。
The configuration of the LED
具体的には、アノード側端子103a、104a、105a、106aが、それぞれ給電線路203、204、205、206を介してコネクタ107に接続され、カソード側端子103b、104b、105b、106bが、共通の線路(アース線路)207を介してコネクタ107に接続されている。コネクタ107に電圧が印加されると、各アノード側端子103a、104a、105a、106aに一定の正電圧が印加され、各LED発光素子102に所定の駆動電圧が供給されて、LED発光素子102が、その特性に応じた輝度で発光する。
Specifically, the
1つの光源ユニットとして直列に接続するLED発光素子102の個数は、図6では7個で示しているが、用途の違いに応じて任意の個数とすることができる。但し、1つの光源ユニットとして直列接続するLED発光素子102の数が少なすぎると、給電線路の本数が増加して基板101上の配線が密集することから、1つの光源ユニットとして直列に接続するLED発光素子102の個数は、実際には10〜15個程度である。
Although the number of LED
なお、基板上にLED発光素子を2列に配置して、ライティングデスクの読書灯を構成するようにした照明装置(例えば、特許文献1参照)や、LED発光素子が配置された基板の端部をコネクタ形状に構成して、円筒形の蛍光灯器具に容易に組み込むことができるようにしたLED照明アセンブリが知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the lighting device (for example, refer to Patent Document 1) in which LED light emitting elements are arranged in two rows on a substrate to constitute a reading light of a writing desk, or an end portion of the substrate on which the LED light emitting elements are disposed. There is known an LED illumination assembly in which a connector is configured so that it can be easily incorporated into a cylindrical fluorescent lamp fixture (see, for example, Patent Document 2).
上記図6に示されるLED光源装置100は、上記のように、各光源ユニット103〜106のアノード側端子103a〜106aに個別に給電線路203〜206を接続し、それぞれに同一の正電圧が印加されるようにして、各LED発光素子102の輝度に、極力ばらつきが生じないように図っている。従って、長尺の基板101上に、さらに多くのLED発光素子102を配置する場合には、光源ユニットの数が増加する。
In the LED
ところで、コネクタ107は、通常、図6に示すように、基板101の端部に配置されることから、コネクタ107に最も近い位置のアノード側端子103aの給電線路203と、最も遠い位置のアノード側端子106aの給電線路206とでは、長さが大きく異なり(図6では約4倍)、インピーダンス損失に差が生じ、アノード側端子103a、106aに印加される電圧に僅かな差が生じる。これによって、両端に位置する光源ユニット103、106では、印加される駆動電圧に有意な差が生じ、この電圧の差がLED発光素子102を流れる電流量の差になり、発光輝度に微妙に違いが生じるという不具合があった。具体的には、給電線路206が長い光源ユニット106のLED発光素子102の方が、給電線路203が短い光源ユニット103のLED発光素子102よりも、輝度が低くなるという問題があった。
By the way, since the
上記輝度の違いは、光源ユニット間の距離が大きく給電線路の長さの差が大きいほど大きくなることから、特に長尺の基板101における両端の光源ユニットのLED発光素子102において顕著になる。
The difference in luminance becomes more significant as the distance between the light source units is larger and the difference in the length of the feeder line is larger, so that the difference in luminance is particularly remarkable in the LED
なお、1つの光源ユニットとして構成する(直列接続する)LED発光素子102の数を増やして光源ユニットの数を減らし、コネクタ107から最も遠い光源ユニットと、最も近い光源ユニットとの間の距離を実質的に短縮し、給電線路の長さの差が大きくならないようにすることが考えられる。ところが、この場合には、光源ユニットとして直列に接続するLED発光素子102の個数が多くなることから、光源ユニット内の各LED発光素子102間における輝度のばらつきが大きくなる。
Note that the number of LED light-
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、基板上に、複数のLED発光素子が直列に接続されて成る複数の光源ユニットを備え、該光源ユニットが基板の長手方向に沿ってライン状に配置されたLED光源装置において、各光源ユニットへの給電線路の長さが大きく異ならないようにして、光源ユニットごとの輝度の違いを極力小さくすることができるLED光源装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the above-described problem, and includes a plurality of light source units formed by connecting a plurality of LED light emitting elements in series on a substrate, and the light source units are lined along the longitudinal direction of the substrate. To provide an LED light source device capable of minimizing the difference in luminance for each light source unit as long as the length of the power supply line to each light source unit is not greatly different. Objective.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、長方形の基板の表面に、該基板の長手方向に沿ってライン状に配置され、複数のLED発光素子が直列に接続されて成る複数の光源ユニットと、前記基板上に設けられ、前記LED発光素子の駆動電圧源としての外部電圧源に接続されるコネクタと、前記コネクタと前記光源ユニットのアノード側とを接続する給電線路と、を備えるLED光源装置において、前記給電線路は、前記光源ユニットのラインの中央寄りに位置する光源ユニットについての線路長さが最も短く、前記光源ユニットのラインの端に向かうほど線路長さが順に長くなるように形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載の発明において、前記光源ユニットのラインの中央を挟んで対称位置にある一対の光源ユニットについての線路長さが同じであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the line lengths of a pair of light source units at symmetrical positions across the center of the line of the light source units are the same.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記コネクタが前記光源ユニットのラインの端部に対向して設けられ、前記光源ユニットの各々についての給電線路が、前記光源ユニットのラインの中央に位置する結線部を経由して前記コネクタに接続されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記コネクタが前記光源ユニットのラインの中央部に対向して設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the connector is provided so as to face a central portion of a line of the light source unit.
請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載された発明において、前記給電線路が、前記基板の表面に形成された配線パターンであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the feed line is a wiring pattern formed on a surface of the substrate.
請求項1の発明によれば、基板上にライン状に配置された複数の光源ユニットに電圧を供給する給電線路を、ラインの中央寄りに位置する光源ユニットについての線路長さが最も短く、ラインの端に向かうほど線路長さが順に長くなるように形成するので、図6に示されるように、各光源ユニットについての給電線路の線路長さがラインの一端から他端に向かうにつれて順に長くなるようにした場合に比べて、各光源ユニットについての給電線路の長さの差が大きくならず、輝度の違いを極力小さくすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the power supply line for supplying voltage to the plurality of light source units arranged in a line on the substrate has the shortest line length for the light source unit located near the center of the line. Since the line length increases in order toward the end of the line, the line length of the power supply line for each light source unit increases in order from one end of the line to the other end, as shown in FIG. Compared with the case where it does in this way, the difference in the length of the feeder line about each light source unit does not become large, and the difference in brightness can be made as small as possible.
請求項2の発明によれば、さらに、ラインの中央を挟んで対称位置にある一対の光源ユニットについての線路長さを同じにするので、請求項1の発明の効果に加えて、ラインの中央を挟んで対称位置にある光源ユニット同士の輝度に違いが生じないようにできる。
According to the invention of claim 2, since the line lengths of the pair of light source units at the symmetrical positions with respect to the center of the line are made the same, in addition to the effect of the invention of
請求項3の発明によれば、光源ユニットの各々についての給電線路を、ラインの中央に位置する結線部を経由してコネクタに接続するので、コネクタがラインの端部の対向位置に設けられていても、各光源ユニットについての給電線路の長さの差が大きくなることを抑えることができ、各光源ユニットについての輝度の違いを極力小さくすることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、コネクタをラインの中央部の対向位置に設けるので、各光源ユニットについての線路の長さを短くすることができ、インピーダンス損失を抑えて各光源ユニットのLED発光素子の輝度を高めることができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、給電線路を基板の表面に形成した配線パターンで構成するので、製造が容易である。
According to the invention of
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係るLED光源装置について、図1乃至図4を参照して説明する。本実施形態のLED光源装置1は、図1及び図2に示すように、エッジライト方式の液晶テレビジョン受像装置2のバックライトとして、箱状のリアフレーム3の下部に配置されている。LED光源装置1は、リアフレーム3の幅Wより僅かに短い長さの樹脂製基板4上に、基板4の長手方向に沿って多数のLED発光素子5を実装配置したものである。基板4の端部には、電源回路などの外部電圧源(不図示)に接続されるコネクタ6が設けられている。
(First embodiment)
Hereinafter, an LED light source device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the LED
LED発光素子5から上方へ向けて出射された光7は、導光板8により上方へ伝達され、さらに拡散パネル9によって拡散されて前方の液晶パネル11を照明するようになっている。
The light 7 emitted upward from the LED
リアフレーム3の下部隅であってコネクタ6に対向する位置には、開口部12が形成してあり、この開口部12を通じて外部電圧源から延びるフラットケーブル13を挿入し、コネクタ6の上面の挿入口に差し込んで接続するようになっている。コネクタ6が基板4の端部に設けられることから、開口部12が形成される位置もリアフレーム3の下部隅になり、開口部12からリアフレーム3の後方へ漏れ出る光の量が、開口部12がリアフレーム3の中央付近にある場合よりも少なくて済む。
An
また、液晶テレビジョン受像装置2の中央付近の明るさを向上させるために、LED発光素子5が基板4の中央付近ほど密集した状態になるように配置する場合があるが、その場合でも、コネクタ6が基板4の端部にあるので、基板4の中央付近の部品の密度や配線の密集度が過度に高まることを避けることができる。
Further, in order to improve the brightness near the center of the liquid crystal television receiver 2, the LED
LED光源装置1は、図3に示すように、長方形の基板4の表面に、多数のLED発光素子5が、7個ずつ直列に接続された光源ユニット14、15、16、17を構成するようにして、基板4の長手方向に沿ったライン状に配置されている。各光源ユニット14、15、16、17は、アノード側端子14a、15a、16a、17aが基板4の中央寄りになり、カソード側端子14b、15b、16b、17bが基板4の左右端寄りになるように配置されている。
As shown in FIG. 3, the LED
そして、各アノード側端子14a、15a、16a、17aとコネクタ6とを接続する給電線路18が、基板4の表面に配線パターンとして形成されており、各カソード側端子14b、15b、16b、17bとコネクタ6とを接続する線路(アース線路)19が、同様に配線パターンとして形成されている。
And the
給電線路18は、光源ユニットが並ぶラインの中央寄りの光源ユニット15、16への線路18a、18bの長さが互いに同じであり、ラインの中央を挟んで左右対称位置にある光源ユニット14、17への線路18c、18dの長さが互いに同じであって、かつ、線路18a、18bよりも長くなっている。
The
具体的には、コネクタ6に接続された共通の線路18eが、ラインの中央であって、光源ユニット15、16の間の中央位置まで延長させて形成してあり、結線部18fを経由して各アノード側端子14a、15a、16a、17aに接続してある。
Specifically, the
外部電圧源からコネクタ6に電圧が印加されると、給電線路18を通って各アノード側端子14a、15a、16a、17aに一定の正電圧が印加されて、LED発光素子5が発光する。このとき、給電線路18は、ラインの中央寄りほど短く、両端のものほど長いので、短い線路18a、18bと長い線路18c、18dとの長さの差は、図6に示した従来装置における、最も短い線路203と最も長い線路206との長さの差よりも確実に小さくなっている。
When a voltage is applied to the
具体的には、従来装置では、線路203と線路206との長さの差は、1つの光源ユニットの長さの約3倍であるが、本実施形態における線路18a、18bと線路18c、18dとの長さの差は、1つの光源ユニットの長さとほぼ同じである。
Specifically, in the conventional apparatus, the difference in length between the
これにより、アノード側端子15a、16aに印加される電圧と、アノード側端子14a、17aに印加される電圧との差も、従来装置におけるアノード側端子103aと、アノード側端子106aとの間の差に比べて小さく、光源ユニット15、16のLED発光素子5の輝度と、光源ユニット14、17のLED発光素子5の輝度との差も小さい。
Accordingly, the difference between the voltage applied to the
また、線路18aと線路18bの長さが同じであるので、アノード側端子15aに印加される電圧とアノード側端子16aに印加される電圧が全く同じになり、光源ユニット15のLED発光素子5と、光源ユニット16のLED発光素子5との輝度が同じになる。同様に、線路18cと線路18dの長さが同じであるので、光源ユニット14のLED発光素子5と、光源ユニット17のLED発光素子5との輝度が同じになる。
Moreover, since the length of the
以上のように、本LED光源装置1は、ライン状に並ぶ光源ユニット14、15、16、17毎のLED発光素子5の輝度の違いが極力抑えられるので、液晶テレビジョン受像装置2のバックライトとして用いたときに、特に左右方向における輝度が均一なバックライト照明を得ることができる。
As described above, the LED
基板4がさらに長尺であって、基板4上に配置するLED発光素子5の数が増え、光源ユニットの数が増加する場合には、結線部を経由した線路を左右に延ばして各光源ユニットのアノード側端子へ接続する。
When the
光源ユニットの数が6の場合の変形例について、図4を参照して説明する。この場合の給電線路21は、コネクタ6から延びる共通の線路21aと、結線部21bを経由して各光源ユニット31〜36のアノード側端子31a〜36aへと延びる線路21cとから構成される。これにより、中央寄りの光源ユニット33、34についての線路長さが最も短く、ラインの端に近い光源ユニット32、35、31、36ほど線路長さが順に長くなる。カソード側端子31b〜36bは、共通の線路39に接続される。
A modification in the case where the number of light source units is six will be described with reference to FIG. In this case, the
なお、この変形例の場合には、コネクタ6を、光源ユニット31〜36が並ぶラインの中央部に対向して設けるので、共通の線路21aの長さが、図3に示したLED光源装置1における共通の線路18eよりも短くて済み、その分だけ給電線路21の全長を短くすることができ、インピーダンス損失を抑えて各LED発光素子5の輝度を高めることができる。
In the case of this modification, the
(第2の実施形態)
第2の実施形態のLED光源装置1について、図5を参照して説明する。第2の実施形態のLED光源装置1が、第1の実施形態に対して異なる点は、光源ユニット14、15、16、17を構成するLED発光素子5の向きが異なる点と、各光源ユニット14、15、16、17のアノード側端子14a、15a、16a、17aが、それぞれ個別の線路によってコネクタ6に接続されている点である。
(Second Embodiment)
The LED
具体的には、光源ユニット14、15、16、17は、全てアノード側端子14a、15a、16a、17aが基板4の一方端(図5の右方)に向き、カソード側端子14b、15b、16b、17bが基板4の他方端(図5の左方)に向くように配置されている。そして、コネクタ6が、光源ユニット14、15、16、17のラインの中央に対向した位置に設けてあり、給電線路41は、コネクタ6と、各アノード側端子14a、15a、16a、17aとを個別に接続する線路41a、41b、41c、41dから構成される。カソード側端子14b、15b、16b、17bは、共通の線路(アース線路)42によってコネクタ6に接続される。
Specifically, in the
線路41a、41b、41c、41d及び線路42の大部分は、基板4の表面に形成した配線パターンによって構成されるが、線路が交差する部分は、ジャンパー線、又はスルーホールを通じて基板4の裏面に形成した配線パターンを迂回することによって構成する。
Most of the
本実施形態のLED光源装置1においても、最も短い線路41bと、最も長い線路41dとの長さの差は、1つの光源ユニットの長さの約2倍に抑えられており、その分だけインピーダンス損失の差が小さく、光源ユニット毎のLED発光素子5の輝度の差を小さく抑えられる。
Also in the LED
また、コネクタ6がラインの中央に配置されるので、図4に示したLED光源装置1と同様に、給電線路41の全長を短くすることができ、全体のインピーダンス損失を抑えて各LED発光素子5の輝度を高めることができる。
Further, since the
1 LED光源装置
4 基板
5 LED発光素子
6 コネクタ
14、15、16、17 光源ユニット
14a、15a、16a、17a アノード側端子
18 給電線路
18a、18b、18c、18d 線路
18f 結線部
21 給電線路
21b 結線部
31、32、33、34、35、36 光源ユニット
31a、32a、33a、34a、35a、36a アノード側端子
41 給電線路
41a、41b、41c、41d 線路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板上に設けられ、前記LED発光素子の駆動電圧源としての外部電圧源に接続されるコネクタと、
前記コネクタと前記光源ユニットのアノード側とを接続する給電線路と、を備えるLED光源装置において、
前記給電線路は、前記光源ユニットのラインの中央寄りに位置する光源ユニットについての線路長さが最も短く、前記光源ユニットのラインの端に向かうほど線路長さが順に長くなるように形成されていることを特徴とするLED光源装置。 A plurality of light source units arranged in a line along the longitudinal direction of the substrate on the surface of the rectangular substrate, and a plurality of LED light emitting elements connected in series;
A connector provided on the substrate and connected to an external voltage source as a driving voltage source of the LED light emitting element;
In an LED light source device comprising: a power supply line that connects the connector and the anode side of the light source unit;
The feeder line is formed so that the line length of the light source unit located near the center of the line of the light source unit is the shortest, and the line length becomes longer in order toward the end of the line of the light source unit. An LED light source device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140805 |