JP4218427B2

JP4218427B2 - Ｌｅｄ光源装置

Info

Publication number: JP4218427B2
Application number: JP2003158771A
Authority: JP
Inventors: 正志松本
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP2004362900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
複数のＬＥＤを並べたＬＥＤ光源装置に関し、特に、ＬＥＤを光源とした照明器具、産業用光源、その他文字や数字の表示板に使う光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般照明用や光学機器の光源として、ハロゲンランプや放電ランプが広く使われていた。
一方、最近は消費電力が小さい光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）が注目されている。このＬＥＤは、数Ｖ程度の低電圧と１０ｍＷ程度の小電力で十分な輝度を得ることができるとともに、応答速度も早く、発光も安定しており、さらに、長寿命であるという利点を有している。
【０００３】
また、ＬＥＤを大量に、例えば５００〜２０００個ぐらい並べることで、ハロゲンランプや放電ランプなみの光量を確保しようとする光源装置も注目されている。
しかし、このような光源装置の場合は温度の問題が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
たくさんのＬＥＤを並べたＬＥＤ光源装置において、温度の問題を良好に解決することの課題とする。
【０００５】
この発明のＬＥＤ光源装置は、複数のＬＥＤを並べた装置において、ＬＥＤが並べられた方向に伸びる冷却風用パイプと、この冷却風用パイプに各々のＬＥＤに対応するように設けられた冷却風用開口と、この冷却風用パイプの一端から冷却風を吹き込む冷却風源を有し、前記ＬＥＤは２次元的かつ平面状に配置されており、前記冷却用パイプはすべてのＬＥＤ列とＬＥＤ列の間に配置しており、前記冷却風によって、当該パイプ状に沿って配置されたＬＥＤがほぼ均等に冷却されることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２のＬＥＤ光源装置は、前記冷却風源に近い側が太く、冷却風源から離れるにつれて細いことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のＬＥＤ光源装置を模式化した図面である。
ＬＥＤ（発光ダイオード）１は、２次元的かつ平面状にベース板１０の上に並んでいる。これらＬＥＤ同士は数ミリ程度の至近距離で並んでおり、いわゆるＬＥＤドットマトリックスを形成している。図では、ＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃがそれぞれ矢印Ｘ方向に伸びる列を形成している。各ＬＥＤの列の間にはＬＥＤ列が伸びる方向に同様に伸びる冷却風用パイプ２０が配置される。図においては、ＬＥＤ列１ａと１ｂの間に、冷却風用パイプ２０ａが配置されている。
【０００８】
図２はＬＥＤ光源装置の説明用図面であって、（ａ）は図１の装置における矢印Ｘ方向から見た断面図であり、（ｂ）は同じく矢印Ｙ方向から見た図である。
ＬＥＤ１の端子は、ベース板１０の内部において固定されており、図示略の給電機構がそれぞれのＬＥＤの端子に接続されている。
【０００９】
ベース板１０の内部であって、各冷却用パイプ２０の一端には、ファンなどの冷却風源３０（３０ａ、３０ｂ・・・）が内蔵されている。この冷却風源３０から冷却風用パイプ２０の一端に冷却風が供給されて、各パイプの中を流れるようになっている。
冷却用パイプ２０は、並んでいるＬＥＤの各々に対応して冷却風用開口２１が設けられている。
従って、例えば、冷却風源３０ａから供給される冷却風は、冷却風用パイプ２０ａの中を流れ、ＬＥＤ１ａの列に並ぶＬＥＤの各々の冷却風用開口２１から冷却風が吹出して、各ＬＥＤを冷却することになる。
【００１０】
このように冷却風用パイプを使ってＬＥＤを冷却することで、大量のＬＥＤを密集状態で並べたＬＥＤ光源装置であっても、各々のＬＥＤを良好に冷却することができる。
なお、実施例では、一つの冷却風用パイプが、その両隣に並ぶＬＥＤ列に対して冷却風を供給する構成となっているが、一列ごとに専用の冷却風用パイプを配置する構成であってもかまわない。
また、冷却風用パイプはＬＥＤの発光部側に配置するのではなく、ベース板１０の内部、すなわち、ＬＥＤの端子側に配置することでもよい。この場合はＬＥＤの端子を有効に冷却できる。
【００１１】
ここで、冷却風用パイプは冷却風源に近いほど管径が大きく、離れるほど管径を小さくできる。これにより冷却風源より遠いところまで効果的に冷却風を送ることができる。
また、冷却風源に近い冷却風用開口を小さくするとともに、遠くなるにしたがい大きくすることが有効である。同一のＬＥＤを一列に並べた場合などにおいて、冷却風源からの距離によらず、ＬＥＤを均等に冷却できるからである。
また、発熱量の異なる複数種類のＬＥＤを一つの列として並べた場合においても、発熱量の高いＬＥＤに対する冷却用開口を大きくしたりするなど冷却風を均等にするための構成を採用することができる。
【００１２】
さらに、端に位置するＬＥＤ列に対して、中央に位置するＬＥＤ列に冷却風を多く供給することも有効である。光源装置が全体として冷却されている場合などにおいて、中央に位置するＬＥＤ列は高温になりやすいからである。
【００１３】
冷却風源３０は、例えば、シロッコファンや軸流ファンなどの一般的に知られる送風用ファンを使うことができる。
実施例では、冷却風用パイプに対して一対一に対応するように冷却ファンを設けているが、一つの冷却ファンから複数の冷却風用パイプに冷却風を供給する構造であってもかまわない。
さらに、光源装置とは物理的に別体として、大型の冷却用ファンを一つ配置して、当該冷却ファンから光源装置まで送風するとともに、光源装置内で分岐管などを使って、各パイプに供給する構成であってもかまわない。この場合、冷却ファンをＬＥＤ光源装置から分離できるため、ＬＥＤ光源装置を小型化できるという利点があり、さらに、ＬＥＤ光源装置がファンの騒音の影響を受けないという利点も有する。
なお、本発明における「冷却風源」とは、冷却ファンの存在を意味するものではなく、冷却風用パイプに風を流す源であれば足りることになる。従って、前記実施例の場合は分岐管が冷却風源となる。
【００１４】
ＬＥＤは、発光色から見た分類として、白色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、紫外ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、フルカラーＬＥＤなど様々なＬＥＤを使うことができる。
また、形状からの分類として、いわゆる砲弾型ＬＥＤや表面実装型ＬＥＤなどを使うことができ、大きさは砲弾型ＬＥＤの場合、例えばφ３〜５ｍｍ程度であって、表面実装型ＬＥＤの場合は横３ｍｍ×縦２ｍｍ×高さ２ｍｍ程度のものが使われる。
ＬＥＤの数は、ドット数で２５６個（１６×１６）や５１２個（１６×３２）などが使われ、２０００個を超える大型のものも注目されている。
ＬＥＤのドットピッチは、例えば２〜４ｍｍ程度であり、密集状態で配置することが多い。
【００１５】
図３は５４０個のＬＥＤ１を平面状に並べたＬＥＤドットマトリックスを表す。３６個のＬＥＤにより一つの列が形成されて、全体で１５列配置している。各列の間には冷却風用パイプ２０が配置されている。
【００１６】
本発明のＬＥＤ光源装置は、様々な用途に活用できる。一例を挙げると、▲１▼．デパート、スーパー、各種店舗、ホテル、アミューズメント、競技場、劇場、イベント施設などの文字表示による広告、情報サービス関係、▲３▼．一般道路、高速道路、駐車場案内、信号機などの交通関係、▲４▼．一般家庭における照明器具、▲５▼．光ファイバや産業用光学機器の光源などである。
【００１７】
以上説明したように、この発明のＬＥＤ光源装置は、複数のＬＥＤを並べた装置において、各ＬＥＤの端子側には、当該ＬＥＤが並べられた方向に伸びる冷却風用パイプと、この冷却風用パイプ上であって各ＬＥＤに対応するように設けられた冷却風用開口と、この冷却風用パイプの一端から冷却風を吹き込む冷却風源を有し、前記冷却風用パイプによって、当該パイプに沿って配置されたＬＥＤを均等に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のＬＥＤ光源装置の概略図を示す。
【図２】この発明のＬＥＤ光源装置の説明用断面図を示す。
【図３】この発明のＬＥＤ光源装置の全体図を示す。
【符号の説明】
１ＬＥＤ
１０ベース板
２０冷却風用開口
３０冷却風源

Claims

複数のＬＥＤを並べたＬＥＤ光源装置において、
ＬＥＤが並べられた方向に伸びる冷却風用パイプと、この冷却風用パイプにＬＥＤの各々に対応するように設けられた冷却風用開口と、この冷却風用パイプの一端から冷却風を吹き込む冷却風源を有し、
前記ＬＥＤは２次元的かつ平面状に配置されており、前記冷却用パイプはすべてのＬＥＤ列とＬＥＤ列の間に配置しており、
前記冷却風によって、当該パイプに沿って配置されたＬＥＤがほぼ均等に冷却されることを特徴とするＬＥＤ光源装置。
前記パイプは、前記冷却風源に近い側が太く、冷却風源から離れるにつれて細いことを特徴とする請求項１のＬＥＤ光源装置。