JP2015162334A - Ｌｅｄ光源ユニットおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力部、雄コネクタおよび雌コネクタを有する共通の基板を用いて、連結される両端側のＬＥＤモジュールが形成されるＬＥＤ光源ユニットおよびこのＬＥＤ光源ユニットを配設する照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ光源ユニット１は、連結される第１および第２のＬＥＤモジュール２，３が第１の基板５、第１および第２のＬＥＤ６，７を有してなる。第１の基板５は、その長手方向の一端側５ａに入力部８、他端側５ｂに雄コネクタ９および雌コネクタ１０を有する。そして、第１のＬＥＤモジュール２は、第１のＬＥＤ６が入力部８および雄コネクタ９に電気接続されるように、第２のＬＥＤ７が雌コネクタ１０に電気接続されるように第１の基板５に実装される。また、第２のＬＥＤモジュール３は、第２のＬＥＤ７が入力部８および雄コネクタ９に電気接続されるように、第１のＬＥＤ６が雌コネクタ１０に電気接続されるように第１の基板５に実装される。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、基板に複数列に実装された光源としてのＬＥＤを有するＬＥＤ光源ユニットおよびこのＬＥＤ光源ユニットを配設する照明装置に関する。

ＬＥＤ照明装置は、複数個のＬＥＤモジュールを連結して配設している。そして、ＬＥＤモジュールには、基板の両端側にそれぞれ雄コネクタおよび雌コネクタを配設しているものがある。隣り合うＬＥＤモジュール同士は、雄コネクタおよび雌コネクタを結合することにより、基板に実装されたＬＥＤが電気接続されている（例えば特許文献１参照。）。

ところで、ＬＥＤ照明装置には、照明光の色度が可変されるものがある。このＬＥＤ照明装置のＬＥＤモジュールは、基板に発光色の異なる複数種のＬＥＤが実装されている。ＬＥＤは、その種類毎に直列的に接続されて、供給される電流（電力）が可変されている。そして、当該ＬＥＤモジュールには、ＬＥＤが種類毎に基板の長手方向に沿って列状に設けられているものがあり、連結される両端側のＬＥＤモジュールには、基板の長手方向の一端側に入力コネクタが設けられ、長手方向の他端側に雄コネクタまたは雌コネクタが設けられている。

特許第５３９１４５１号公報（第５頁、第４図）

連結される両端側のＬＥＤモジュールは、中間のＬＥＤモジュールとの電気接続のために、一方に雄コネクタ、他方に雌コネクタを有する２個の基板が必要であった。このため、ＬＥＤモジュールの製造工程における基板の管理が必要であった。

本発明の実施形態は、入力部、雄コネクタおよび雌コネクタを有する共通の基板を用いて、連結される両端側のＬＥＤモジュールが形成されるＬＥＤ光源ユニットおよびこのＬＥＤ光源ユニットを配設する照明装置を提供することを目的とする。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニットは、第１のＬＥＤモジュールおよび第２のＬＥＤモジュールを有して構成される。第１のＬＥＤモジュールおよび第２のＬＥＤモジュールは、それぞれ第１の基板、複数個の第１のＬＥＤおよび複数個の第２のＬＥＤを有して形成される。第１のＬＥＤモジュールおよび第２のＬＥＤモジュールは、第１のＬＥＤおよび第２のＬＥＤの配置が異なる以外、共通に形成される。第１の基板は、その長手方向の一端側に入力部、他端側に雄コネクタおよび雌コネクタを有している。

そして、第１のＬＥＤモジュールは、複数個の第１のＬＥＤが第１の基板の一面側に第１の基板の長手方向に沿って列状に実装されるとともに入力部および雄コネクタに電気接続され、複数個の第２のＬＥＤが第１のＬＥＤに沿って第１の基板の一面側に列状に実装されるとともに雌コネクタに電気接続されるように形成されている。

第２のＬＥＤモジュールは、複数個の第２のＬＥＤが第１の基板の一面側に第１の基板の長手方向に沿って列状に実装されるとともに入力部および雄コネクタに電気接続され、複数個の第１のＬＥＤが第２のＬＥＤに沿って第１の基板の一面側に列状に実装されるとともに雌コネクタに電気接続されるように形成されている。

第１のＬＥＤモジュールおよび第２のＬＥＤモジュールは、連結されて、雄コネクタおよび雌コネクタ同士が電気接続される。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニットによれば、入力部、雄コネクタおよび雌コネクタを有する共通の第１の基板を用いて、第１および第２のＬＥＤモジュールが形成されるので、連結される基板の種類の削減が期待できる。

本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ光源ユニットの概略上面図である。 同上、ＬＥＤ光源ユニットのレジストを透視した概略上面図である。 本発明の第２の実施形態を示す照明装置であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は一部切り欠き概略側面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１は、図１に示すように、第１のＬＥＤモジュール２、第２のＬＥＤモジュール３および第３のＬＥＤモジュール４を有して構成されている。第１および第２のＬＥＤモジュール２，３は、第３のＬＥＤモジュール４の長手方向の両端側４ａ，４ｂに連結される。第３のＬＥＤモジュール４は、図１中、１個が用いられているが、これに限らず、ＬＥＤ光源ユニット１の全長に応じて複数個が連結して設けられる。

第１および第２のＬＥＤモジュール２，３は、それぞれ第１の基板５、複数個の第１のＬＥＤ６および複数個の第２のＬＥＤ７を有して形成されている。また、第３のＬＥＤモジュール４は、第２の基板１６、複数個の第１のＬＥＤ６および複数個の第２のＬＥＤ７を有して形成されている。第１および第２のＬＥＤ６，７は、ＬＥＤ光源ユニット１の長手方向に沿って直列の列状であって略等間隔に設けられている。

また、第１および第２のＬＥＤモジュール２，３は、入力部としての入力コネクタ８、それぞれ１個の雄コネクタ９および１個の雌コネクタ１０を有して形成されている。第３のＬＥＤモジュール４は、２個の雄コネクタ９および２個の雌コネクタ１０を有して形成されている。雄コネクタ９および雌コネクタ１０は、第１〜第３のＬＥＤモジュール２〜４の第１のＬＥＤ６同士および第２のＬＥＤ７同士を電気接続している。そして、第１のＬＥＤモジュール２において、入力コネクタ８は、第１のＬＥＤ６に電気接続され、第２のＬＥＤモジュール３において、入力コネクタ８は、第２のＬＥＤ７に電気接続されている。入力コネクタ８，８には、不図示の点灯装置の出力線が接続されている。

そして、第１〜第３のＬＥＤモジュール２〜４は、入力コネクタ８、雄コネクタ９および雌コネクタ１０を除いて、第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７が露出するようにしてレジスト１１が塗布されている。

図２において、第１の基板５は、合成樹脂例えばガラスエポキシ材からなり、一面５ｅおよび他面（図示しない。）が平面状である長尺の長方形に形成されている。第１の基板５は、例えば、長手寸法が２８０〜６００ｍｍ、短手（幅）寸法が１５〜３０ｍｍである。また、第１の基板５は、その板厚が０．５〜１．８ｍｍのものが用いられており、本実施形態では１．０ｍｍのものが使用されている。

第１の基板５は、その長手方向の一端側５ａであって短手（幅）方向の中央部に入力コネクタ８を実装し、長手方向の他端側５ｂであって短手方向の一端側５ｃに雄コネクタ９を実装し、同じく短手方向の他端側５ｄに雌コネクタ１０を実装している。

そして、第１のＬＥＤモジュール２は、第１の基板５の短手方向の一端側５ｃの一面５ｅ側において、複数個の第１のＬＥＤ６が第１の基板５の長手方向に沿って略等間隔に直列状に実装されている。そして、複数個の第１のＬＥＤ６は、配線パターン１２により、直列接続されて、入力コネクタ８および雄コネクタ９に電気接続されている。入力コネクタ８および雄コネクタ９間には、第１のＬＥＤ６に電流を流すための配線パターン１３が第１の基板５の一面５ｅ側に形成されている。

また、第１のＬＥＤモジュール２は、第１の基板５の短手方向の他端側５ｄの一面５ｅ側において、複数個の第２のＬＥＤ７が第１の基板５の長手方向に沿って略等間隔に直列状に実装されている。そして、複数個の第２のＬＥＤ７は、配線パターン１４，１５により、直列接続されて、雌コネクタ１０に電気接続されている。第２のＬＥＤ７の実装数および実装間隔は、第１のＬＥＤ６と同等となっている。すなわち、第２のＬＥＤ７は、第１のＬＥＤ６に沿って第１の基板５の一面５ｅ側に実装されている。

配線パターン１２〜１５は、それぞれ例えば厚さ３５μｍの金属層、例えば銅（Ｃｕ）、この銅（Ｃｕ）の表面にニッケル（Ｎｉ）メッキされ、さらに銀（Ａｇ）メッキされた導電材料からなっている。また、第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７は、それらの実装数が多数個のときには、直列接続に限らず、直並列接続することもできる。雄コネクタ９および雌コネクタ１０は、互いに結合して電気接続するものであればよい。

第１および第２のＬＥＤ６，７は、第１の基板５の一面５ｅ側に実装されたＬＥＤチップおよびこのＬＥＤチップを覆うように塗布された透光性樹脂により形成されている。透光性樹脂には、放射光の発光色に対応する蛍光体粒子が混合されている。第１のＬＥＤ６は、例えば白色光を放射し、第２のＬＥＤ７は、例えば赤色光を放射する。なお、第１および第２のＬＥＤ６，７は、異なる発光色の色光を放射するものに限らず、同発光色の色光を放射するものであってもよい。また、第１および第２のＬＥＤ６，７は、面実装形やＣＯＢ形であってもよい。こうして、第１のＬＥＤモジュール２が形成されている。

第２のＬＥＤモジュール３は、第１の基板５の短手方向の一端側５ｃの一面５ｅ側において、複数個の第２のＬＥＤ７が第１の基板５の長手方向に沿って略等間隔に直列状に実装されている。そして、複数個の第２のＬＥＤ７は、配線パターン１２により、直列接続されて、入力コネクタ８および雄コネクタ９に電気接続されている。入力コネクタ８および雄コネクタ９間には、第２のＬＥＤ７に電流を流すための配線パターン１３が第１の基板５の一面５ｅ側に形成されている。

また、第１の基板５の短手方向の他端側５ｄの一面５ｅ側において、複数個の第１のＬＥＤ６が第１の基板５の長手方向に沿って略等間隔に直列状に実装されている。そして、複数個の第１のＬＥＤ６は、配線パターン１４，１５により、直列接続されて、雌コネクタ１０に電気接続されている。第１および第２のＬＥＤ６，７のそれぞれの実装数および実装間隔は、同等となっている。第１および第２のＬＥＤ６，７は、互いに沿うようにして第１の基板５の一面５ｅ側に実装されている。こうして、第２のＬＥＤモジュール３が形成されている。第１のＬＥＤモジュール２および第２のＬＥＤモジュール３は、第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７が互いに入れ替わって実装されている以外、同等に形成されている。

第１のＬＥＤモジュール２および第２のＬＥＤモジュール３は、それらの第１の基板５，５の長手方向の他端側５ｂ，５ｂにおいて連結される。このとき、第１のＬＥＤモジュール２の雄コネクタ９が第２のＬＥＤモジュール３の雌コネクタ１０に装着されて電気接続され、第２のＬＥＤモジュール３の雄コネクタ９が第１のＬＥＤモジュール２の雌コネクタ１０に装着されて電気接続される。第１のＬＥＤ６は、第１のＬＥＤモジュール２の入力コネクタ８に点灯装置から電流が供給されることにより、電流が流れて点灯する。また、第２のＬＥＤ７は、第２のＬＥＤモジュール３の入力コネクタ８に点灯装置から電流が供給されることにより、電流が流れて点灯する。

そして、ＬＥＤ光源ユニット１の全長に応じて、第１および第２のＬＥＤモジュール２，３の間に第３のＬＥＤモジュール４が介在して、第１および第２のＬＥＤモジュール２，３に連結される。第３のＬＥＤモジュール４は、ＬＥＤ光源ユニット１の全長に応じて、１個または複数個が設けられる。

第３のＬＥＤモジュール４は、それぞれ２個の雄コネクタ９および雌コネクタ１０を有する第２の基板１６、第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７を有して形成されている。第２の基板１６は、長尺の長方形に形成され、材質、短手（幅）寸法および厚さが第１の基板５と同等である。第２の基板１６の長手寸法は、第１の基板５と同等であってもよく、異なっていてもよい。

第２の基板１６は、その長手方向の一端
側１６ａであって短手方向の一端側１６ｃに雌コネクタ１０を実装し、同じく短手方向の他端側１６ｄに雄コネクタ９を実装している。また、長手方向の他端側１６ｂであって短手方向の一端側１６ｃに雄コネクタ９を実装し、同じく短手方向の他端側１６ｄに雌コネクタ１０を実装している。

そして、第３のＬＥＤモジュール４は、第２の基板１６の短手方向の一端側１６ｃの一面１６ｅ側において、複数個の第１のＬＥＤ６が第２の基板１６の長手方向に沿って略等間隔に直列状に実装されている。そして、複数個の第１のＬＥＤ６は、配線パターン１２により直列接続されて、一端側１６ａの雌コネクタ１０および他端側１６ｂの雄コネクタ９に電気接続されている。当該雌コネクタ１０および雄コネクタ９間には、第１のＬＥＤ６に電流を流すための配線パターン１３が第２の基板１６の一面１６ｅ側に形成されている。

また、第２の基板１６の短手方向の他端側１６ｄの一面１６ｅ側において、複数個の第２のＬＥＤ７が第２の基板１６の長手方向に沿って略等間隔に直列状に実装されている。そして、複数個の第２のＬＥＤ７は、配線パターン１４により直列接続されて、一端側１６ａの雄コネクタ９および他端側１６ｂの雌コネクタ１０に電気接続されている。当該雄コネクタ９および雌コネクタ１０間には、第２のＬＥＤ７に電流を流すための配線パターン１５が第２の基板１６の一面１６ｅ側に形成されている。第２の基板１６に実装された第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７の実装間隔は、第１および第２のＬＥＤモジュール２，３における実装間隔と同等となっている。こうして、第３のＬＥＤモジュール４が形成されている。

第３のＬＥＤモジュール４は、第２の基板１６の長手方向の一端側１６ａが第１のＬＥＤモジュール２の第１の基板５の他端側５ｂに連結され、第２の基板１６の長手方向の他端側１６ｂが第２のＬＥＤモジュール３の第１の基板５の他端側５ｂに連結される。このとき、第３のＬＥＤモジュール４は、その一端側１６ａの雌コネクタ１０および雄コネクタ９が第１のＬＥＤモジュール２の雄コネクタ９および雌コネクタ１０に電気接続され、その他端側１６ｂの雄コネクタ９および雌コネクタ１０が第２のＬＥＤモジュール３の雌コネクタ１０および雄コネクタ９に電気接続される。

ＬＥＤ光源ユニット１は、第１および第２のＬＥＤモジュール２，３の第１の基板５および第３のＬＥＤモジュール４の第２の基板１６が放熱板（ヒートシンク）や装置本体などに取り付けられる。例えば、第１の基板５および第２の基板１６に形成された不図示の取付け孔を通したねじにより取り付けられ、また、第１の基板５および第２の基板１６が挟持部材により挟持されて取り付けられる。そして、本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１は、照明装置の他、直管形ランプに用いることができる。

次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。

ＬＥＤ光源ユニット１の第１のＬＥＤ６は、第１のＬＥＤモジュール２の入力コネクタ８に点灯装置から電流が供給されると、電流が流れて点灯し、例えば白色光を放射する。また、第２のＬＥＤ７は、第２のＬＥＤモジュール３の入力コネクタ８に点灯装置から電流が供給されることにより、電流が流れて点灯し、例えば赤色光を放射する。第１のＬＥＤ６から放射された白色光および第２のＬＥＤ７から放射された赤色光が混合した照明光がＬＥＤ光源ユニット１の前面側に出射される。

そして、第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７にそれぞれ流れる電流を可変することにより、第１のＬＥＤ６から放射される白色光の光量および第２のＬＥＤ７から放射される赤色光の光量が変化する。これにより、白色光および赤色光の混合割合および全光量が変化して、色度の異なる照明光が出射される。

そして、第１および第２のＬＥＤモジール２，３は、入力コネクタ８、雄コネクタ９および雌コネクタ１０を有する共通の第１の基板５に第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７を実装して製造されるので、連結される基板の種類の管理数が削減されることにより、それぞれ安価に形成可能である。

本実施形態のＬＥＤ光源ユニット１によれば、入力部としての入力コネクタ８、雄コネクタ９および雌コネクタ１０を有する共通の第１の基板５を用いて、第１および第２のＬＥＤモジュール２，３が形成されるので、連結される基板の種類を削減することができて、ＬＥＤ光源ユニット１を安価に製造できるという効果を有する。

また、第３のＬＥＤモジュール４を第１および第２のＬＥＤモジュール２，３の間に介在して第１および第２のＬＥＤモジュール２，３に連結することにより、ＬＥＤ光源ユニット１の全長を適宜に設定できるという効果を有する。

なお、第１および第２の基板５，８は、ガラスエポキシ材などの合成樹脂に限らず、高熱伝導性を有する金属板やセラミックス板であってもよい。金属板の場合、第１および第２の基板５，１６の一面５ｅ，１６ｅ側に絶縁層が形成されて、配線パターン１２〜１５などが形成される。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

本実施形態の照明装置２１は、図３に示すように構成される。なお、図１および図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

照明装置２１は、天井面に直付けされるシーリングライトであり、図３（ｂ）に示すように、装置本体２２、図１に示すＬＥＤ光源ユニット１および点灯装置２３を有して構成されている。装置本体２２は、例えば冷間圧延鋼板によって、４辺に背丈の低い起立部２２ａを有する長方形の板状に形成されている。そして、装置本体２２は、図３（ａ）に示すように、短手方向中央部に長手方向に亘ってＶカバー２４を配設し、このＶカバー２４の両側に長手方向に亘って拡散カバー２５を配設している。

Ｖカバー２４は、薄鋼板により略Ｖ形の筒状に形成され、外表面２４ａが白色に形成されている。また、拡散カバー２５は、例えば透光性のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂により略凹形の筒状に形成されている。Ｖカバー２４の長手方向両端には、端板２６，２６が取り付けられ、拡散カバー２５の長手方向両端には、キャップ２７，２７が取り付けられている。端板２６およびキャップ２７は、それぞれポリカーボネート樹脂により形成されている。

ＬＥＤ光源ユニット１は、図３（ｂ）に示すように、拡散カバー２５内において、装置本体２２に固定されている取付け板２８に不図示のねじにより取り付けられている。各拡散カバー２５内に、ＬＥＤ光源ユニット１が設けられている。ＬＥＤ光源ユニット１および拡散カバー２５は、装置本体２２に容易に着脱可能に取り付けられている。そして、ＬＥＤ光源ユニット１は、不図示のリード線により点灯装置２３に接続されている。

点灯装置２３は、Ｖカバー２４内において、装置本体２２に取り付けられている。そして、点灯装置２３は、不図示の入力線が外部の商用交流電源に接続され不図示のリード線（出力線）が各拡散カバー２５内のＬＥＤ光源ユニット１に接続されている。点灯装置２３は、ＬＥＤ光源ユニット１に所定の電流を供給して第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７を点灯する既知の構成により形成されている。

照明装置２１は、点灯装置２３に外部の商用交流電源が投入されると、点灯装置２３が動作して、点灯装置２３からＬＥＤ光源ユニット１の入力コネクタ８，８に電流が供給される。第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７が点灯し、例えば白色光および赤色光が混合した照明光が放射される。照明光は、拡散カバー２５を透過して例えば床面側の空間を照明する。そして、照明装置２１は、点灯装置２３に調光信号を出力して、第１のＬＥＤ６および第２のＬＥＤ７にそれぞれ供給する電流を可変することにより、色度および光量が異なる照明光が得られる。

本実施形態の照明装置２１によれば、共通の第１の基板５を用いて第１および第２のＬＥＤモジュール２，３が形成されるＬＥＤ光源ユニット１を具備することにより、安価に提供できるという効果を有する。

なお、本発明の上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…ＬＥＤ光源ユニット、 ２…第１のＬＥＤモジュール、 ３…第２のＬＥＤモジュール、 ４…第３のＬＥＤモジュール、 ５…第１の基板、 ６…第１のＬＥＤ、 ７…第２のＬＥＤ、 ８…入力部としての入力コネクタ、 ９…雄コネクタ、 １０…雌コネクタ、 １６…第２の基板、 ２１…照明装置、 ２２…装置本体、 ２３…点灯装置

Claims (3)

1. 長手方向の一端側に入力部、他端側に雄コネクタおよび雌コネクタを有する第１の基板と、この第１の基板の一面側に前記第１の基板の長手方向に沿って列状に実装され前記入力部および前記雄コネクタに電気接続された複数個の第１のＬＥＤと、この第１のＬＥＤに沿って前記第１の基板の一面側に列状に実装され前記雌コネクタに電気接続された複数個の第２のＬＥＤとを有する第１のＬＥＤモジュールと； 前記第１の基板の一面側に前記第１の基板の長手方向に沿って列状に実装され前記入力部および前記雄コネクタに電気接続された複数個の前記第２のＬＥＤと、前記第２のＬＥＤに沿って前記第１の基板の一面側に列状に実装され前記雌コネクタに電気接続された複数個の前記第１のＬＥＤとを有する第２のＬＥＤモジュールと；を具備し、前記雄コネクタおよび前記雌コネクタ同士が電気接続されるように前記第１および第２のＬＥＤモジュールが連結されることを特徴とするＬＥＤ光源ユニット。
2. 長手方向の両端側にそれぞれ一対の前記雄コネクタおよび前記雌コネクタを有する第２の基板と、この第２の基板の一面側に前記第２の基板の長手方向に沿って列状に実装され前記第２の基板の長手方向の両端側において前記雄コネクタおよび前記雌コネクタに電気接続された複数個の前記第１のＬＥＤと、この第１のＬＥＤに沿って前記第２の基板の一面側に列状に実装され前記第２の基板の長手方向の両端側において前記雌コネクタおよび前記雄コネクタに電気接続された複数個の前記第２のＬＥＤとを有する第３のＬＥＤモジュールと；を具備し、前記雄コネクタおよび前記雌コネクタ同士が電気接続されるように前記第３のＬＥＤモジュールが前記第１および第２のＬＥＤモジュールの間に介在して前記第１および第２のＬＥＤモジュールに連結されることを特徴とするＬＥＤ光源ユニット。
3. 請求項１または２記載のＬＥＤ光源ユニットと； このＬＥＤ光源ユニットを配設している装置本体と； 前記第１および第２のＬＥＤを点灯する点灯装置と；を具備していることを特徴とする照明装置。

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