JP2014203761A - Led照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)は、本発明のLED照明装置の構成を示した斜視図であり、図1(b)は、図1(a)に示すAA’断面を示した図であり、図1(c)は、導光体の断面拡大図であり、図2は、LED照明装置の上面図である。
まず、図1(a)及び図1(b)に示すように、LED照明装置1は、導光体10と、導光体10を支持する枠体20と、枠体20内に配置されるLED31が複数実装されたLEDユニット30と、導光体10の下面に配置される反射シート40とを具備する。
導光体10は、ガラスあるいはアクリルなどの透光性材料を用いてやや厚みのある方形平板状に形成されており、上面が出光面11、下面が反出光面12、対向する側面が入射面13となっている。また、特定の波長域の光を発光するLED31に合わせて、特定の波長域の光のみを透過させる導光体10を採用することができる。また、出光面11及び反出光面12には、凹形状14,15が形成されており、LED31から導光体10内へ導かれた光は、導光体10内で凹形状14,15に対して反射を繰り返しながら出光面11から出光する。また、同じように反出光面12からも光は出光するが、出光した光は、反出光面12の直下に配置されている反射シート40に反射して、再び導光体10内に入射し、反射を繰り返して出光面11から出光する。これにより、LEDユニット30からの光をもれなく導光体10の出光面11から出光させることができる。
また、図1(c)に示すように、出光面11に形成されている凹形状14と、反出光面12に形成されている凹形状15とは互いに向き合うことなく、ずれるように配置されている。出光面11に形成されている凹形状14は光が透過できる透過部14aと、光が透過できない非透過部14bとから構成されている。透過部14aは、凹形状14の上面及び壁面部分であり、非透過部14bは、凹形状14の底面である。また同様に、反出光面12に形成されている凹形状15も透過部15aと非透過部15bとから構成されている。透過部15aは、凹形状15の底面と壁面部分であり、非透過部15bは、上面部分である。このような構成により、導光体10内へ入射された光は、透過部14a,15aから透過して出光し、非透過部14b,15bに対しては反射する。
図示するように、凹形状14は、導光体10の両端から中央付近にかけて隣り合う凹形状14の間隔を変えながら形成されている。入射面13付近では、凹形状14同士の間隔が広くなっており、導光体10の中央付近になるにつれて凹形状14同士の間隔が狭くなっている。これにより、LEDユニット30から導光体10内へ導かれた光が中央付近まで届くため、導光体10の全面から均一に出光させることができる。
なお、LED照明装置1の使用目的に応じて、特定の波長(可視光、紫外線、赤外線)を発光させるLED31を備えたLEDユニット30に容易に交換することができる。
図3は、LEDの点灯による光の挙動を示した図である。
外部の電源から電源供給されたLEDユニット30の各LED31を点灯させると、導光体10の入射面13から光が導光体10内へ入射される。導光体10内へ入射された光は、光aのように、出光面11に形成された凹形状14の透過部14aから出光する。また、光bのように、凹形状14もしくは凹形状15の非透過部14b,15bに反射して導光体10の幅方向に進み、やがて透過部14aを通過して出光する。光cは、反出光面12の凹形状15の透過部15aを通過して反射シート40に反射し、再び、透過部15aを通過して導光体10内へ進入する。
このように、導光体10内に導かれた光は、凹形状14,15の非透過部14b,15bに繰り返し反射しながら導光体10内を進み、出光面11から出光する。
また、LED31が発光する特定の波長によっては、非透過部14b,15bでも光は反射だけでなく透過もする。特に、紫外線の場合は、非透過部14b,15bで反射するだけでなく透過もする。
図示するように、導光体10の入射面13が凹形状13aに形成されている。この凹形状13a内にLED31が嵌るように設置することでLED31からの光を漏れなく導光体10内へ導くことができる。これにより、LED31の発光による光のロスを限りなく少なくすることができる。
また、導光体10の周囲をLEDユニット30が実装された枠体20で囲む構成であることから、軽量化を図ることができるLED照明装置1を提供することができる。
図5は、本発明の第2の実施形態に係るLED照明装置の構成を示した図であり、図6(a)は、各LED照明装置のUV強度を示した表であり、図6(b)は、LED照明装置を積層させた場合におけるUV強度の合計を示した図である。
一般的に、光を増幅するには光増幅器を用いて増幅を行うが、第2の実施形態では、上記したLED照明装置を積層することによって、光の強度を加算するようにしたものである。即ち、図5に示すように、LED照明装置を積層させ、下層のLED照明装置の下面に反射シートを配置させる。積層させるLED照明装置を上から順にA、B、Cとし、LED照明装置A〜Cのそれぞれの導光体10から出光する光が、導光体10内で反射を繰り返し、かつ、反射シート40に反射して、LED照明装置Aの導光体10から強度が加算された光を出光することができる。
図6(a)に示すように、LED照明装置AのUV強度は89MW/cmであり、LED照明装置BのUV強度は70MW/cmであり、LED照明装置CのUV強度は79MW/cmである。
図6(b)に示すように、上記したLED照明装置A〜Cのそれぞれを組み合わせて積層し、UV強度の値を測定したものを示す。
LED照明装置AとLED照明装置Bとを積層させた場合におけるUV強度の合計は、157MW/cmである。LED照明装置AのUV強度は89MW/cmで、LED照明装置BのUV強度は70MW/cmであり、それぞれのUV強度を加算すると、159MW/cmであるが、積層した場合との差は2MW/cmである。
また、LED照明装置AとLED照明装置Cとを積層させた場合におけるUV強度の合計は、167MW/cmである。LED照明装置A及びLED照明装置CのそれぞれのUV強度は、89MW/cmと79MW/cmであり、両者の合計は、168MW/cmであり、積層した場合との差は、1MW/cmである。
また、LED照明装置BとLED照明装置Cとを積層させた場合におけるUV強度の合計は、148MW/cmである。LED照明装置B及びLED照明装置CのそれぞれのUV強度は、70MW/cmと79MW/cmであり、両者の合計は、149MW/cmであり、積層した場合との差は、1MW/cmである。
10 導光体
11 出光面
12 反出光面
13 入射面
13a 凹形状
14、15 凹形状
14a、15a 透過部
14b、15b 非透過部
20 枠体
21 枠部材
21a 底部
30 LEDユニット
31 LED
Claims (6)
- 透明材料からなる方形平板状の導光体と、
該導光体の側面にそれぞれ対向して配置されるLEDと、
前記導光体の一方の面に配置され導光体内に入光し、導光体から出光りした光を反射させる反射部材と、を有し、
前記導光体は、前記出光面及び前記反出光面に複数の凹部を有することを特徴とするLED照明装置。 - 前記複数の凹部は、光を透過させる透過部と、光を透過させない非透過部とから形成されていることを特徴とする請求項1記載のLED照明装置。
- 前記凹部は、隣り合う該凹部との間隔パターンを変えて形成されていることを特徴とする請求項2記載のLED照明装置。
- 前記LEDは、紫外線発光LEDであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のLED照明装置。
- 前記導光体は、特定の波長のみを透過させることができる透明材料から形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のLED照明装置。
- 請求項1〜4に記載のLED照明装置を積層させ、各LED照明装置からの発光する光を同一方向から出光させることにより、出光の光量を加算することができることを特徴とするLED照明装置。
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