JP4744093B2 - LIGHTING UNIT AND LIGHTING DEVICE USING THE SAME - Google Patents
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本発明は照明ユニットおよびそれを用いた照明装置(または投光装置)に関する。
特に、本発明は、発光ダイオード素子(LED素子)を用いるLED照明ユニット(またはLED投光ユニット)とそれを用いた照明装置に関する。
The present invention relates to an illumination unit and an illumination device (or a light projection device) using the illumination unit.
In particular, the present invention relates to an LED illumination unit (or LED floodlight unit) using a light emitting diode element (LED element) and an illumination device using the same.
種々の照明装置(または投光装置、あるいは発光装置)が知られている。
照明装置(または投光装置あるいは発光装置)として、スピード違反した車両の車両番号を撮像手段で撮像可能なように光を投射する投光装置について述べる。
そのような投光装置は、夜間でも、たとえば、20メートル程度先の車両に撮像に必要が光を投光することが要望されている。つまり、そのような投光装置は、遠方まで必要な光を投光できるという条件が課せられている。
そのような条件を満たす投光装置としてはこれまで、たとえば、照度の高いハロゲンランプと集光レンズを組み合わせたものなどを用いたものが使用されてきた。
Various illumination devices (or light projecting devices or light emitting devices) are known.
A lighting device (or lighting devices or light emitting device), described light projecting device for projecting light vehicle number of a vehicle speeding to allow image shot with the imaging means.
Such a light projecting device is required to project light necessary for imaging even at night, for example, on a vehicle about 20 meters away. In other words, such a light projecting device is required to project the necessary light far away.
For example, a projector using a combination of a high-illuminance halogen lamp and a condensing lens has been used as a projector that satisfies such conditions.
そのような投光装置は、たとえば、道路の上部の支持機構などに取り付けて使用される場合が多く、遠方まで必要な光を投光できるという条件の他に、支持機構に取り付けるという観点から、小型であること、大きな駆動電源を必要としないこと、低消費電力であること、長寿命であること、保守点検の軽減が要請されている。
そのような要請に応える手段として、投光装置として発光ダイオード素子(LED素子)を用いる方法が考えられる。LED素子の寿命は半永久的であるし、LED素子個々は小型であり、消費電力も少なく、最近はかなり放射強度(輝度)の高いものも開発されてきている。
もちろん、1個のLED素子のみでは、夜間に車両の番号を撮像できる光を提供することは無理であるから、多数のLED素子を用い、かつ、集光レンズを用いることになる。
Such light emitting devices, for example, often used in mounting the like on top of the support mechanism of the road, the light required longer distance to other conditions that can light projection, from the viewpoint of giving up in the support mechanism it is small, it does not require a large driving power, it is low power consumption, it has a long life, reduced maintenance is requested.
As a means for meeting such a demand, a method using a light emitting diode element (LED element) as a light projecting device can be considered. The lifetime of LED elements is semi-permanent, each LED element is small, consumes little power, and recently has been developed that has a considerably high radiation intensity (luminance).
Of course, with only one LED element, it is impossible to provide light that can capture the vehicle number at night, so a large number of LED elements are used and a condensing lens is used.
実開平4−111769号公報(特許文献1)は、モジュールタイプのLED素子と、集光レンズとを対向させた表示装置を開示している。
特許第3319393号(特許文献2)は、LEDランプをリードフレームに搭載し、配光特性を改善した発光装置を開示している。
Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-111769 (Patent Document 1) discloses a display device in which a module type LED element and a condensing lens are opposed to each other.
Japanese Patent No. 3319393 (Patent Document 2) discloses a light emitting device in which an LED lamp is mounted on a lead frame and light distribution characteristics are improved.
実開平4−111769号公報に開示されている表示装置は、車両のテールランプ、方向指示灯などに使用することを主目的としている。
実開平4−111769号公報に開示されている表示装置を、上述した夜間、車両の番号を撮像するための照明装置(投光装置)として適用することを仮定すると、発光手段としてLED素子の輝度を高めるための改善、輝度の高い多数のLED素子が必要になるので集積の問題と放熱対策の問題の解決、遠方まで所定の輝度(照度)の光を提供するための工夫を種々行わなければならない。
したがって、実開平4−111769号公報に開示されている表示装置をそのまま投光装置には適用できない。
The display device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-111769 is mainly used for a tail lamp, a direction indicator lamp, or the like of a vehicle.
The display device disclosed in real-Open 4-111769 discloses the above-mentioned night, assuming the application of a lighting device for imaging the number of vehicles (light projecting device), the luminance of the LED elements as the light emitting means Improvements to increase the brightness, a large number of high-brightness LED elements are required, so there is a need for various solutions to solve the problem of integration and the problem of heat dissipation, and to provide light with a predetermined brightness (illuminance) far away Don't be.
Therefore, the display device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-111769 cannot be directly applied to the light projecting device.
特許第3319393号は1個のLED素子の配光特性を改善する技術を開示しているが、上述した夜間、車両の番号を撮像するための照明装置(投光装置)には適用するのには不向きである。その理由は、上述した照明装置(投光装置)には多数のLED素子が必要になるが、特許第3319393号に記載されている1個ごとパッケージされているLED素子を用いると、照明装置の寸法が非常に大きくなる。さらに、特許第3319393号に記載されている1個ごとパッケージされているLED素子には個別に給電線を設ける必要があり、事実上、配線することができない。また特許第3319393号に記載されているLED素子を沢山使用した場合には効果的な放熱対策をとることができない。 Japanese Patent No. 3319393 discloses a technique for improving the light distribution characteristics of one LED element, but is applied to the illumination device (light projector) for imaging the vehicle number at night described above. Is unsuitable. The reason is that a large number of LED elements are required for the lighting device (light projecting device) described above. However, when the LED elements packaged one by one described in Japanese Patent No. 3319393 are used, The dimensions become very large. Furthermore, it is necessary to provide a power supply line individually for each LED element described in Japanese Patent No. 3319393 and cannot be wired in practice. Moreover, when many LED elements described in Japanese Patent No. 3319393 are used, it is not possible to take effective heat dissipation measures.
照明装置(または投光装置)にLED素子を使用するという着想は容易であるが、投光装置として輝度を確保し、狭い範囲に多数かつ高い放射強度(輝度)とLED素子を配設するため放熱対策が必然となり、多数のLED素子への効果的な給電方式を考慮し、さらに光学条件を最適化して夜間でも遠方まで所定の放射強度の光を安定に提供できる投光装置の開発には種々の問題に遭遇している。 The idea of using an LED element for an illumination device (or a light projection device) is easy, but in order to ensure luminance as a light projection device and to arrange a large number of high radiation intensity (luminance) and LED elements in a narrow range. In order to develop a floodlighting device capable of providing light of a predetermined radiant intensity stably even at night by optimizing the optical conditions in consideration of an effective power supply method to a large number of LED elements, and heat dissipation measures are inevitable. Various problems have been encountered.
上述した例示は、スピード違反した車両の番号を夜間でも撮像可能にする照明装置に適用する投光装置について例示したが、所定の放射強度を必要とし、小型、軽量、低消費電力、保守性などが要望されている照明装置およびそれに使用する投光装置については、上記同様の課題に遭遇している。 The above-described example illustrates a projector that is applied to a lighting device that can capture the number of a vehicle whose speed has been violated even at night, but requires a predetermined radiation intensity, and is compact, lightweight, low power consumption, maintainability, etc. However, the same problem as described above has been encountered with respect to lighting devices and projectors used therefor.
本発明は、放射強度の高いLED素子を用い、そのようなLED素子を用いた照明ユニットの小型化を図り、限られた範囲に多数のLED素子を効果的に密集させて配設し、そのような場合に問題となる放熱を効果的に行い、多数のLED素子への効果的な給電方式を見いだし、全体として、小型かつ軽量で、低消費電力で、寿命が長く、保守性に優れ、夜間でも遠方まで所定の放射強度の光を提供可能な発光ダイオード照明ユニットを提供することを目的とする。 The present invention uses LED elements with high radiation intensity, and reduces the size of an illumination unit using such LED elements, and effectively arranges a large number of LED elements in a limited range. In such cases, effective heat dissipation is found, and an effective power supply method to a large number of LED elements is found.As a whole, it is small and lightweight, with low power consumption, long life, and excellent maintainability. An object of the present invention is to provide a light emitting diode illumination unit capable of providing light having a predetermined radiation intensity even at night.
本発明はまた、そのような発光ダイオード照明ユニットを使用して、夜間でも、効果的に、遠方まで所定の放射強度の光を提供可能な照明装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide an illuminating device that can use such a light-emitting diode illumination unit to effectively provide light having a predetermined radiation intensity even at night.
本発明によれば、第1基板と、前記第1基板に接して配設された第1絶縁性接着層と、前記第1基板および前記第1絶縁性接着層に形成された、複数の円筒形の開口と、前記複数の開口の頭部に下部の一部が挿入されて配設された、球形または準球形の複数のレンズと、前記第1絶縁性接着層に接して配設された、第2基板と、前記第2基板の前記第1基板側の面に、電気的に分離されて形成された、導電機能と熱伝導機能を有する、第2基板上第1導電・放熱層および第2基板上第2導電・放熱層と、前記第2基板の前記第1基板側と対向する面に、電気的に分離されて形成された、導電機能と熱伝導機能を有する、第2基板下第1導電・放熱層および第2基板下第2導電・放熱層と、前記第2基板の、前記第1絶縁性接着層の前記開口が形成されていない部分に形成された第1ビアホールの側壁に形成され、前記第2基板上第1導電・放熱層と第2基板下第1導電・放熱層とに接続された、導電機能と熱伝導機能を有する、第2基板側壁第1導電・放熱層と、前記第2基板の、前記第1絶縁性接着層の前記開口が形成されていない部分に形成された第2ビアホールの側壁に形成され、前記第2基板上第2導電・放熱層と第2基板下第2導電・放熱層とに接続された、導電機能と熱伝導機能を有する、第2基板側壁第2導電・放熱層と、前記第2基板の上にまたは前記第2基板上第1導電・放熱層の上に、前記第1基板および第1絶縁性接着層に形成された各開口の頭部に配設された前記各レンズの光軸に一致して配設され、アノードが前記第2基板上第1導電・放熱層に接続され、カソードが配線を介して前記第2基板上第2導電・放熱層に接続されている、複数の発光ダイオード素子と、前記第2基板に接して配設された第2絶縁性接着層と、前記第2絶縁性接着層に接して配設された、第3基板と、前記第3基板の前記第2基板側の面に形成され、電気的に分離されている、導電機能と熱伝導機能を有する、第3基板上第1導電・放熱層および第3基板上第2導電・放熱層と、前記第3基板の前記第1基板側と対向する面に形成され、電気的に分離されている、導電機能と熱伝導機能を有する、第3基板下第1導電・放熱層および第3基板下第2導電・放熱層と、前記第2絶縁性接着層および前記第3基板に形成された第3ビアホールの側壁に形成され、前記第3基板上第1導電・放熱層と第3基板下第1導電・放熱層とに接続された、導電機能と熱伝導機能を有する、第3基板側壁第1導電・放熱層と、前記第2絶縁性接着層および前記第3基板に形成された第4ビアホールの側壁に形成され、前記第3基板上第2導電・放熱層と第3基板下第2導電・放熱層とに接続された、導電機能と熱伝導機能を有する、第3基板側壁第2導電・放熱層とを有し、
前記開口の頭部に配設された前記レンズと開口の接触部分を樹脂で封止し、前記開口内を機密封止し、前記第3基板下第1導電・放熱層、前記第3基板側壁第1導電・放熱層、前記第3基板上第1導電・放熱層、前記第2基板下第1導電・放熱層、前記第2基板側壁第1導電・放熱層、前記第2基板上第1導電・放熱層を含む、前記発光ダイオード素子のカソードまたはアノードに給電する、第1給電経路が形成されており、
前記第3基板下第2導電・放熱層、前記第3基板側壁第2導電・放熱層、前記第3基板上第2導電・放熱層、前記第2基板下第2導電・放熱層、前記第2基板側壁第2導電・放熱層、前記第2基板上第2導電・放熱層を含む、前記発光ダイオード素子のアノードまたはカソードに給電する、第2給電経路が形成されており、
前記複数のレンズと対応する前記複数の発光ダイオード素子とは、直径が異なる同心円の複数のリングに、かつ、各リングの円周に沿って配設されており、前記複数のレンズと対応する前記複数の発光ダイオード素子は、前記直径が異なる各同心円に配設された前記複数のレンズから射出した光が前方の1点に収束するように、前記各リングの位置に応じて同心円の中心軸に対して光の角度を異ならせて、前記レンズと、これに対応する前記LED素子との位置関係は、前記同心円の中心から離れるに従い、対応する前記レンズの光軸の中心からより多く離れた位置に前記LED素子が配設されている、
照明ユニットが提供される。
According to the present invention, a first substrate, a first insulating adhesive layer disposed in contact with the first substrate, and a plurality of cylinders formed on the first substrate and the first insulating adhesive layer. A plurality of spherical or quasi-spherical lenses arranged with a portion of the lower part inserted into the heads of the plurality of openings, and the first insulating adhesive layer. A first conductive / heat dissipating layer on the second substrate having a conductive function and a heat conductive function, which are electrically separated and formed on the second substrate and the surface of the second substrate on the first substrate side; A second substrate having a conductive function and a heat conductive function formed on the second substrate on the second conductive / heat dissipating layer and a surface of the second substrate facing the first substrate, which are electrically separated from each other. The lower first conductive / heat dissipating layer and the second substrate lower second conductive / heat dissipating layer, and the opening of the first insulating adhesive layer of the second substrate Conductive function and heat formed on the side wall of the first via hole formed in the portion not formed and connected to the first conductive / heat dissipation layer on the second substrate and the first conductive / heat dissipation layer below the second substrate. A second substrate sidewall having a conductive function, and a first conductive / heat dissipating layer, and a second via hole formed in a portion of the second substrate where the opening of the first insulating adhesive layer is not formed. A second substrate side wall second conductive / heat dissipating layer connected to the second conductive / heat dissipating layer on the second substrate and the second conductive / heat dissipating layer below the second substrate and having a conducting function and a heat conducting function; The top of each opening formed in the first substrate and the first insulating adhesive layer is disposed on the second substrate or on the first conductive / heat dissipating layer on the second substrate. Arranged in line with the optical axis of each lens, the anode is connected to the first conductive and heat dissipation layer on the second substrate. A plurality of light emitting diode elements having cathodes connected to the second conductive / heat dissipating layer on the second substrate via wiring, a second insulating adhesive layer disposed in contact with the second substrate, A conductive function and a heat conductive function formed on the second substrate side surface of the third substrate and the third substrate disposed in contact with the second insulating adhesive layer, and electrically separated. The first conductive / heat dissipation layer on the third substrate and the second conductive / heat dissipation layer on the third substrate are formed on the surface of the third substrate facing the first substrate, and are electrically separated. The first conductive / heat radiation layer under the third substrate and the second conductive / heat radiation layer under the third substrate, the second insulating adhesive layer, and the third substrate having a conductive function and a heat conductive function. A first conductive / heat dissipating layer on the third substrate and a first conductive / radiating layer under the third substrate are formed on a side wall of the third via hole. Side wall of third substrate side wall first conductive / heat dissipating layer connected to the heat layer and having a conductive function and a heat conduction function, the second insulating adhesive layer and the fourth via hole formed in the third substrate. The third substrate side wall second conductive / heat dissipated and connected to the second conductive / heat dissipating layer on the third substrate and the second conductive / heat dissipating layer below the third substrate. And having a layer
The contact portion between the lens and the opening disposed at the head of the opening is sealed with resin, the inside of the opening is sealed, the first conductive / heat radiation layer under the third substrate, and the side wall of the third substrate First conductive / heat dissipating layer, first conductive / heat dissipating layer on the third substrate, first conductive / heat dissipating layer under the second substrate, second substrate side wall first conductive / heat dissipating layer, first on the second substrate A first power supply path is formed to supply power to the cathode or anode of the light emitting diode element, including a conductive / heat dissipation layer,
The second conductive / heat dissipation layer under the third substrate, the second conductive / heat dissipation layer on the third substrate side wall, the second conductive / heat dissipation layer on the third substrate, the second conductive / heat dissipation layer under the second substrate, the second A second power supply path for supplying power to the anode or the cathode of the light emitting diode element, including a second conductive / heat dissipation layer on the second substrate side wall and a second conductive / heat dissipation layer on the second substrate;
The plurality of light emitting diode elements corresponding to the plurality of lenses are disposed on a plurality of concentric rings having different diameters and along the circumference of each ring, and correspond to the plurality of lenses. The plurality of light emitting diode elements are arranged on a central axis of the concentric circle according to the position of each ring so that the light emitted from the plurality of lenses arranged in the concentric circles having different diameters converges to one point in front. by varying the angle of the light for the said lens, the positional relationship between the LED elements corresponding thereto, in accordance with distance from the center of the concentric circles, many away from the center of the optical axis of the corresponding lens The LED element is disposed on
A lighting unit is provided.
また本発明によれば、上記照明ユニットと、該照明ユニットに駆動電力を提供し、制御する電源制御ユニットとを有する照明装置が提供される。
電源制御ユニットは、与えられる外部トリガ信号の立ち上がりまたは立ち下がりのどららかをスイッチにより選択する選択回路と、前記選択回路が選択した信号を所定時間遅延する遅延調整回路と、前記遅延調整回路で遅延した信号に基づいて、所定時間、前記複数の発光ダイオード素子を点灯させる信号を出力する、点灯パルス幅調整回路と、前記点灯パルス幅調整回路から出力された信号に基づいて前記複数の発光ダイオード素子を駆動する電流を出力する駆動回路とを有する。
Moreover, according to this invention, the illuminating device which has the said illumination unit and the power supply control unit which provides drive electric power to this illumination unit and controls is provided.
The power supply control unit includes a selection circuit that selects a rising edge or a falling edge of an external trigger signal to be applied by a switch, a delay adjustment circuit that delays a signal selected by the selection circuit for a predetermined time, and the delay adjustment circuit. A lighting pulse width adjusting circuit that outputs a signal for lighting the plurality of light emitting diode elements for a predetermined time based on the delayed signal, and the plurality of light emitting diodes based on the signal output from the lighting pulse width adjusting circuit And a drive circuit for outputting a current for driving the element .
本発明の照明ユニットは、小型かつ軽量であり、低消費電力で、放熱対策が十分であり、寿命が長く、保守性に優れ、遠方まで所定の放射強度の光を提供可能である。 The lighting unit of the present invention is small and lightweight, has low power consumption, has sufficient heat dissipation measures, has a long life, has excellent maintainability, and can provide light with a predetermined radiation intensity far away.
本発明の照明装置は、瞬間的かつ長時間にわたる電力消費が少なく、必要な光量の光を安定して提供できる。 The illuminating device of the present invention consumes little electric power instantaneously for a long time and can stably provide a necessary amount of light.
第1実施の形態
図1〜図7を参照して、本発明の照明装置およびその照明装置に用いる照明ユニットの第1実施の形態について述べる。
図1は本発明の第1実施の形態の照明装置の適用例を示す図である。
本発明の第1実施の形態の照明装置1は、発光ダイオード(LED)素子を用いた照明ユニット10と、電源制御ユニット20とを有する。
照明装置1の適用例として車両の番号を撮影する場合の照明手段として用いられる場合を想定すると、照明ユニット10からその前方に位置する領域3に所定の放射強度の光を照射(投光)可能である。領域3には、たとえば、移動している車両が位置し、夜間でも照明ユニット10からの光で撮像装置2がその車両の番号を撮像可能にしている。
LED照明ユニット10から領域3までの距離Dは、たとえば、15〜25メートル程度である。
1st Embodiment With reference to FIGS. 1-7, 1st Embodiment of the illuminating device of this invention and the illuminating unit used for the illuminating device is described.
FIG. 1 is a diagram showing an application example of the illumination device according to the first embodiment of the present invention.
The
Assuming that the
The distance D from the
電源制御ユニット20は図示しない装置からDC電圧と撮像タイミングを示す外部トリガ信号TSを受けて、照明ユニット10に給電して照明ユニット10から領域3に光を照射(投光)させる。
撮像装置2が、領域3を移動する車両の番号を撮像する時間は短時間であるから、電源制御ユニット20は照明ユニット10を撮像装置2の撮像トリガ信号TSに合わせて短時間パルス状に駆動する。これによっても、照明ユニット10の消費電力を大幅に低減することができる。
撮像装置2は、領域3に照明ユニット10から光が投光されている期間に撮像を行い、たとえば、領域3を走行している車両の番号を撮像する。
電源制御ユニット20の駆動方法の詳細は後述する。
The power
Since the
Details of the driving method of the power
照明ユニット
上述した光を提供する照明ユニット10の詳細について述べる。
図2は図1に図解した照明装置1における第1実施の形態の照明ユニット10を図解する図であり、図2(A)は正面図であり、図2(B)は裏面図であり、図2(C)は外形断面図である。
図2に図解した照明ユニット10は、上述した15〜25mの前方における走行する車両の番号を、夜間でも撮像装置2で撮像可能な光、たとえば、近赤外線光を提供できる能力を持つものとして製造した場合について例示している。
図2(A)に図解したように、照明ユニット10は、たとえば、横10cm×縦10cmの寸法の基板13に、横15個×縦15個、合計225個のLED素子およびレンズLSを有する。隣接するLED素子およびレンズLSの間隔は、たとえば、6mm程度である。
たとえば、特許第3319393号に開示されているLED素子、あるいは、通常単体で使用するためのパッケージされたLED素子は、このような短い間隔では集積できない。
換言すれば、本実施の形態のLED素子は高い集積度で基板13に平面的に密集して搭載されている。
また、図2(C)に図解した照明ユニット10の高さ(厚さ)tについて例示すると、基板13の厚さが約3.6mmであり、レンズLSの突出高さが約4.3mmであり、合計すると、8mm程度であり、照明ユニット10の厚さも薄い。
Details will be described of the
2 is a diagram illustrating the
The
As illustrated in FIG. 2A, the
For example, the LED element disclosed in Japanese Patent No. 3319393 or a packaged LED element for normal use alone cannot be integrated at such a short interval.
In other words, the LED elements of the present embodiment are mounted densely on the
Further, when the height (thickness) t of the
図2(B)に図解したように、225個のLED素子に対して、裏面に設けられた4個×5個の電極J1〜J20で外部から給電を行う。
電極J1〜J20から給電された電力が、225個のLED素子にいかる給電されるかについての詳細は後述するが、留意すべきは、照明ユニット10において、各LED素子への給電用配線は設けていないことである。
As illustrated in FIG. 2B, power is supplied to the 225 LED elements from the outside by 4 × 5 electrodes J1 to J20 provided on the back surface.
Although details of whether the power supplied from the electrodes J1 to J20 is supplied to the 225 LED elements will be described later, it should be noted that in the
225個のLED素子への給電方法について述べる。
図3(A)、(B)は各LED素子への給電方法を例示した等価回路の概要を図解した図である。
図3(A)は、2個の電極J1、J2と2個の電極J3、J4との間に、図2(A)の第1列のLED1〜LED15を直列に接続した回路、第2列のLED16〜LED30を直列に接続した回路、第3列のLED31〜LED45を直列に接続し、かつ、第1列〜第3列の回路を並列に接続する回路を図解した図である。
図3(B)は、2個の電極J1、J2と2個の電極J3、J4との間に、第1列〜第3列のLED1〜LED45の全てを並列に接続する回路を図解した図である。
図3(A)に図解した回路構成の場合、電極J1、J2と電極J3、J4との間に流れる電流容量は少なくて済むが、1列の中に1個のLED素子にでも断線などの故障が発生すると、その列のLED素子全体が発光できなくなる可能性がある。
他方、図3(B)に図解した回路構成の場合、1列の中に1個のLED素子の断線などの故障でその列の他のLED素子の発光は影響されないが、電極J1、J2と電極J3、J4との間に流れる電流容量は多くなる。
本実施の形態においては、図3(A)の回路構成または図3(B)の回路構成、あるいは、他の回路構成のいずれでもよい。
本実施の形態では、このように、2個の電極J1、J2と2個の電極J3、J4とで、3列、45個のLED素子への給電を行う例を例示している。
2個の電極J1、J2と、2個の電極J3、J4とを用いているのは、多数のLED素子に流れる電流が多くなるため、十分な電流容量を確保するためである。
A method for supplying power to 225 LED elements will be described.
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating an outline of an equivalent circuit illustrating a method of supplying power to each LED element.
3A shows a circuit in which the first column LED1 to LED15 in FIG. 2A are connected in series between the two electrodes J1 and J2 and the two electrodes J3 and J4. It is the figure which illustrated the circuit which connected LED16-LED30 of this, the circuit which connects LED31-LED45 of the 3rd row in series, and connects the circuit of the 1st row-the 3rd row in parallel.
FIG. 3B illustrates a circuit in which all of the first to third rows of
In the case of the circuit configuration illustrated in FIG. 3A, the current capacity flowing between the electrodes J1 and J2 and the electrodes J3 and J4 can be small, but even one LED element in one row can be disconnected. When a failure occurs, there is a possibility that the entire LED elements in the row cannot emit light.
On the other hand, in the case of the circuit configuration illustrated in FIG. 3B, the light emission of other LED elements in one column is not affected by a failure such as disconnection of one LED element in one column, but the electrodes J1, J2 and The capacity of current flowing between the electrodes J3 and J4 increases.
In this embodiment, any of the circuit configuration in FIG. 3A, the circuit configuration in FIG. 3B, or another circuit configuration may be used.
In this embodiment, an example in which power is supplied to three rows and 45 LED elements by using two electrodes J1 and J2 and two electrodes J3 and J4 is described.
The reason why the two electrodes J1 and J2 and the two electrodes J3 and J4 are used is to secure a sufficient current capacity because a large amount of current flows through many LED elements.
他の電極の組、電極J5、J6と電極J7、J8、電極J9、J10と電極J11、12、電極J13、J14と電極J15、J16、電極J17、J18と電極J19、20についても同様である。 The same applies to the other electrode sets, electrodes J5 and J6 and electrodes J7 and J8, electrodes J9 and J10 and electrodes J11 and 12, electrodes J13 and J14 and electrodes J15 and J16, and electrodes J17 and J18 and electrodes J19 and 20. .
上述した回路構成を可能にし、多数のLED素子の放熱対策を講じ、かつ、レンズLSとLED素子との実装を効果的に行った照明ユニット10の詳細を図4を参照して述べる。
図4(A)〜(C)は照明ユニット10の部分、たとえば、図2(A)の第1列の一部の断面図である。
図4(A)に図解したように、複数のLED素子と複数のレンズLSが、図2(A)〜(C)に図解した基板13に搭載されている。
LED素子は、たとえば、近赤外線光を出射するLED素子を用いている。
レンズLSは、たとえば、ガラスレンズを用いている。
基板13は、第1基板131と、第2基板132と、第3基板133とを有する。これら基板131〜133は、絶縁性があり、耐熱性があり、強度に優れた材質、たとえば、ガラスエポキシ樹脂で形成されている。
第1基板131と第2基板132とが第1絶縁性接着層151で接着されており、第2基板132と第3基板133とが第2絶縁性接着層152で接着されている。
The details of the
4A to 4C are cross-sectional views of a part of the
As illustrated in FIG. 4A, a plurality of LED elements and a plurality of lenses LS are mounted on the
As the LED element, for example, an LED element that emits near-infrared light is used.
For example, a glass lens is used as the lens LS.
The
The
第1基板131には、レンズLSとLED素子とを収容するための開口が、図2(A)に例示した各列、レンズLSとLED素子の数だけ、たとえば、各列15個、かつ、図2(A)に例示した各行、たとえば、各行15個、設けられている。
第1基板131の開口を除く部分には、第1基板131の上面に第1基板上放熱層141U、第1基板131の下面に第1基板下放熱層141L、および、開口の内壁に第1基板壁放熱層141Wが形成されている。
これらの放熱層141U、141L、141Wは、熱伝導度の高い材質、たとえば、銅を用いた銅箔を70μmの厚さで形成されている。
これらの放熱層141U、141L、141Wは、本発明の実施の形態において必須ではないが、多数のLED素子を開口内のキャビティCV内に密閉状態で実装している本発明のLED照明ユニット10の放熱効果を促進するために設けている。
The
Except for the opening of the
These radiating
These radiating
第1基板131の開口の頭部にレンズLSを嵌め込み、第1基板131の表面を密閉樹脂層19で封止することにより、レンズLSを開口の頭部に固定し、さらに、開口内のキャビティCVを外部から封止している。
第1基板131の開口内のレンズLSの下部の第2基板132にはLED素子が配設されている。
開口内のキャビティCVがレンズLSと密閉樹脂層19とによって封止されていることにより、パッケージ無しのLED素子が外部から封止される構造となっている。換言すれば、第2基板132に配設され、開口内のキャビティCVに実装されたLED素子が、開口の内壁と、第2基板132と、レンズLSと、密閉樹脂層19とで規定される密閉空間内に機密封止されるから、単体で使用するLED素子のように、機密封止対策を講じたパッケージ処理をする必要がなく、LED素子単体を小型化できる。その結果、多数のLED素子を基板13に実装しても基板13の面積は小さくてよい。
The lens LS is fitted into the head of the opening of the
An LED element is disposed on the
By the arc cavity CV in the opening is sealed by a sealing
第1基板131の下部には第1絶縁性接着層151を挟んで第2基板132が配設されている。
第2基板132の上面、または、第2基板132の上面に形成された第2基板上第1導電・放熱層142U1の上に、LED素子が搭載されている。
レンズLSは図解したように、球形レンズまたは、破線で図解したように、下面が平坦な準球形レンズなどを用いることができる。レンズLSとして球形または準球形レンズを用いたのは、レンズLSとLED素子との距離が小さいからである。したがって、レンズLSとLED素子との距離に応じて、球形レンズまたは準球形レンズ以外のレンズを用いることもできる。
LED素子は、その上部に位置するレンズLSの焦点位置または焦点位置の近傍に配設されている。レンズLSとLED素子との位置は、第1基板131および第1基板上導電・放熱層141U、第1基板下導電・放熱層141Lの厚さ、または、第1基板131に形成された開口の直径の大きさを調整することにより、調整することができる。たとえば、第1基板131に形成する開口の直径を大きくすると、レンズLSは開口内に沈み、LED素子との距離が接近する。第1基板131の厚さを薄くしても同様である。
LED素子の光軸とレンズLSの光軸とは一致またはほぼ一致する。それにより、LED素子から出射した光はレンズLSを通過後、狭指向性の集光光となる。
A
The upper surface of the
As illustrated, the lens LS may be a spherical lens or a quasi-spherical lens having a flat bottom surface as illustrated by a broken line. The reason why the spherical or quasi-spherical lens is used as the lens LS is that the distance between the lens LS and the LED element is small. Therefore, a lens other than a spherical lens or a quasi-spherical lens can be used according to the distance between the lens LS and the LED element.
LED elements are disposed in the vicinity of the focal position or the focal position of the lens LS located thereon. The positions of the lens LS and the LED element are the thickness of the
The optical axis of the LED element and the optical axis of the lens LS match or substantially match. Thereby, the light emitted from the LED element becomes narrow-directional condensed light after passing through the lens LS.
第2基板132には、その水平面に対して垂直方向に、第2基板第1ビアホールVH21および第2基板第2ビアホールVH22が形成されている。
第2基板132の上面(第1基板131側の面)には第2基板上導電・放熱層142Uが形成されている(被着されている)。第2基板132の下面(第3基板133側の面)には第2基板下導電・放熱層142Lが形成されている。第2基板第1ビアホールVH21の内壁から第2絶縁性接着層152にかけて第2基板第1壁導電・放熱層142W1が形成されている。第2基板第2ビアホールVH22の内壁から第2基板下導電・放熱層142Lにかけて第2基板第2壁導電・放熱層142W2が形成されている。
In the
Upper surface of the second substrate 132 (the first surface of the
第2基板上導電・放熱層142Uは、図4(B)に図解したように、ギャップGを隔てて分離されている第2基板上第1導電・放熱層142U1と第2基板上第2導電・放熱層141U2とに分離されている。
図4(C)に図解したように、第2基板上第1導電・放熱層142U1にはLED素子が搭載され、かつ、第2基板上第1導電・放熱層142U1にはLED素子のアノードAが接続されており、第2基板上第2導電・放熱層141U2にはLED素子のカソードKが配線WRを介して接続されている。
なお、LED素子は、第2基板上第1導電・放熱層142U1に搭載されている必要はなく、第2基板132の上面に搭載されていてもよい。ただし、LED素子のアノードAは第2基板上第1導電・放熱層142U1に接続されている。
また、LED素子のアノードAとカソードKとが接続される対象(第2基板上第1導電・放熱層142U1と、配線WRを介して第2基板上第2導電・放熱層141U2)は、上述した第2基板上第1導電・放熱層142U1と第2基板上第2導電・放熱層141U2と逆でもよい。ただし、その場合は、後述する電極J1、2と、電極J3、4からの給電の向きは逆になる。
As illustrated in FIG. 4B, the second conductive / heat radiation layer 142U on the second substrate and the first conductive / heat radiation layer 142U1 on the second substrate separated by the gap G and the second conductive on the second substrate. -It is separated into a heat dissipation layer 141U2.
As illustrated in FIG. 4C, the LED element is mounted on the first conductive / heat dissipation layer 142U1 on the second substrate , and the anode A of the LED element is mounted on the first conductive / heat dissipation layer 142U1 on the second substrate. Are connected, and the cathode K of the LED element is connected to the second conductive / heat radiation layer 141U2 on the second substrate via the wiring WR.
The LED element does not need to be mounted on the first conductive / heat dissipation layer 142U1 on the second substrate, and may be mounted on the upper surface of the
In addition, the objects to which the anode A and the cathode K of the LED element are connected (the first conductive / heat dissipation layer 142U1 on the second substrate and the second conductive / heat dissipation layer 141U2 on the second substrate via the wiring WR) are described above. The first conductive / heat radiation layer 142U1 on the second substrate and the second conductive / heat radiation layer 141U2 on the second substrate may be reversed. However, in that case, the directions of power feeding from electrodes J1 and 2 and electrodes J3 and 4 described later are reversed.
図2(C)に図解した基板13の裏面(図4(A)に図解した第3基板133の下面)に設けられる電極J1〜J20から、LED素子への給電回路を形成するため、第2基板第1ビアホールVH21の内壁の第2基板第1壁導電・放熱層142W1を介して、第2基板上第1導電・放熱層142U1および後述する第3基板133の上面の第3基板上導電・放熱層143Uに接続されている。同様に、第2基板第2ビアホールVH22の内壁の第2基板第2壁導電・放熱層142W2を介して、第2基板上第2導電・放熱層141U2と第2基板132の下面の第2基板下導電・放熱層142Lに接続されている。
In order to form a power feeding circuit to the LED element from the electrodes J1 to J20 provided on the back surface of the
上述した、第2基板上第1導電・放熱層142U1と第2基板上第2導電・放熱層141U2とからなる第2基板上導電・放熱層142U、第2基板下導電・放熱層142L、第2基板第1壁導電・放熱層142W1および第2基板第2壁導電・放熱層142W2はそれぞれ、LED素子の給電用の導電体であるから、基本的に、導電性材質で形成される。
好ましくは、これらの層は、LED素子の放熱対策も考慮して、導電性かつ熱伝導度の高い材質で形成されることが好ましい。
そのような材質の例示としては、第1基板上導電・放熱層141U、第1基板下導電・放熱層141Lなどと同様、たとえば、70μmの厚さの銅箔で形成する。
The second conductive / heat dissipation layer 142U on the second substrate, which is composed of the first conductive / heat dissipation layer 142U1 on the second substrate and the second conductive / heat dissipation layer 141U2 on the second substrate, the second conductive /
Preferably, these layers are preferably formed of a material having high conductivity and heat conductivity in consideration of heat dissipation measures for the LED element.
As an example of such a material, it is formed of, for example, a copper foil having a thickness of 70 μm, similarly to the first substrate conductive /
第2基板132の下部には第2絶縁性接着層152を挟んで第3基板133が配設されているが、第3基板133には、垂直方向に、第3基板第1ビアホールVH31および第3基板第2ビアホールVH32が形成されている。
第3基板133の上面(第2基板132側の面)には第3基板上導電・放熱層143Uが形成されている(被着されている)。第3基板133の下面には第3基板下導電・放熱層143Lが形成されている。第3基板第1ビアホールVH31の内壁には第3基板第1壁導電・放熱層143W1が形成されている。第3基板第2ビアホールVH32の内壁には第3基板第2壁導電・放熱層143W2が形成されている。
第3基板下導電・放熱層143Lは、たとえば、図3(A)、(B)の回路例において、第1電極J1に接続されている第3基板下第1導電・放熱層143L1と、たとえば、第3電極J3に接続されている第3基板下第2導電・放熱層143L2とに分離されている。
The
Upper surface of the third substrate 133 (the second surface of the
The third substrate lower conductive / heat dissipation layer 143L is, for example, in the circuit example of FIGS. 3A and 3B, the third substrate lower conductive / heat dissipation layer 143L1 connected to the first electrode J1, for example, The second conductive / heat radiation layer 143L2 is separated from the third substrate connected to the third electrode J3.
LED素子への給電回路を形成するため、第3基板第1ビアホールVH31の内壁の第3基板第1壁導電・放熱層143W1を介して、第3基板133の上面の第3基板上導電・放熱層143Uと、第3基板133の下面の第3基板下第1導電・放熱層143L1とが接続されている。
同様に、第3基板第2ビアホールVH32の内壁の第3基板第2壁導電・放熱層143W2を介して、第2基板132の歌面の第2基板第2壁導電・放熱層142W2と、第3基板133の下面の第3基板下第2導電・放熱層143L2とが接続されている。
In order to form a power supply circuit to the LED element, the third substrate first conductive / heat radiation on the upper surface of the
Similarly, the second substrate second wall conductive / heat dissipating layer 142W2 on the singing surface of the
第3基板上導電・放熱層143Uと、第3基板下第1導電・放熱層143L1と第3基板下第2導電・放熱層143L2とからなる第3基板下導電・放熱層143Lと、第3基板第1壁導電・放熱層143W1と、第3基板第2壁導電・放熱層143W2はそれぞれ、LED素子の給電用の導電体であるから、基本的に、導電性材質で形成される。
好ましくは、これらの層は、LED素子の放熱対策も考慮して、導電性かつ熱伝導度の高い材質で形成されることが好ましい。
そのような材質の例示としては、第2基板上導電・放熱層142U、第2基板下導電・放熱層142Lなどと同様、たとえば、70μmの厚さの銅箔で形成する。
Third and the substrate over the conductive-radiating
Preferably, these layers are preferably formed of a material having high conductivity and heat conductivity in consideration of heat dissipation measures for the LED element.
As an example of such a material, it is formed of, for example, a copper foil having a thickness of 70 μm, similar to the second substrate conductive / heat dissipation layer 142U, the second substrate conductive /
図4(A)に例示した構成における回路構成について述べる。
LED素子のアノードAに給電を行う電極J1は、第3基板133の下面の第3基板下第1導電・放熱層143L1、第3基板第1壁導電・放熱層143W1、第3基板133の上面の第3基板上導電・放熱層143U、第2基板第1壁導電・放熱層142W1、第2基板132の上面の第2基板上第1導電・放熱層142U1を介してLED素子のアノードAに電流を供給することができる。またこれらの導電層は放熱層をも構成しており、これらの層を介して、LED素子の熱を照明ユニット10の外部に放出することもできる。
同様に、LED素子のカソードKに給電を行う電極J3は、第3基板133の下面の第3基板下第2導電・放熱層143L2、第3基板第2壁導電・放熱層143W2、第2基板132の下面の第2基板下導電・放熱層142L、第2基板第2壁導電・放熱層142W2、第2基板132の上面の第2基板上導電・放熱層141U2を介して、LED素子のカソードKに電流を供給することができる。またこれらの導電層は放熱層をも構成しており、これらの層を介して、LED素子の熱を照明ユニット10の外部に放出することもできる。
以上の回路構成により、基本的に、電極J1とJ3に電圧を印加するとLED素子に電流が流れ、LED素子が発光することか理解されよう。
また、これらの導電・放熱特性を有する給電経路および第1基板131の周囲の第1基板上導電・放熱層141U〜第1基板下導電・放熱層141Lなどを介して、キャビティCV内に実装されたLED素子の熱を照明ユニット10の外部に放出することができる。
A circuit configuration in the configuration illustrated in FIG.
The electrode J1 that feeds power to the anode A of the LED element includes a third substrate lower first conductive / heat dissipating layer 143L1, a third substrate first wall conductive / heat dissipating layer 143W1, and an upper surface of the
Similarly, the electrode J3 that supplies power to the cathode K of the LED element includes a second conductive / heat radiation layer 143L2 below the third substrate on the lower surface of the
With the circuit configuration described above, it will be understood that basically when a voltage is applied to the electrodes J1 and J3, a current flows through the LED element and the LED element emits light.
Further, via a feed path and a first substrate conductor, the
図3(A)または図3(B)に例示した回路構成にするには、第2基板132の下面の第2基板下導電・放熱層142L、および/または、第3基板133の上面の第3基板上導電・放熱層143Uを、図3(A)または図3(B)に例示した回路に対応した所定の回路パターンに加工する。
以上により、各LED素子に配線を用いて接続しないでも、図3(A)または図3(B)に例示した回路に対応した多数のLED素子に効果的に給電を行うことができる。
In order to achieve the circuit configuration illustrated in FIG. 3A or 3B, the second substrate lower conductive /
As described above, power can be effectively supplied to a number of LED elements corresponding to the circuit illustrated in FIG. 3A or FIG. 3B without connecting each LED element using a wiring.
図4(A)に図解したように、第1基板131の開口に配設された球形または準球形のレンズLSの光軸に一致するようにLED素子の光軸を一致させてLED素子を第2基板132の上に形成された第2基板上第1導電・放熱層142U1に配設する。
図5はLED照明ユニット10の部分光線軌跡を示す図である。
図5に図解したように、LED素子から射出した光が、レンズLSを通して狭指向性の集光光にされて、たとえば、領域3に向けて出射する。
図5は一部のLED素子とレンズLSの光線を示すが、本実施の形態においては、225個のLED素子からの光が225個のレンズLSで狭指向性の集光光にされて、225本の光を集合した光の束が領域3に向けて出射される。
4 as illustrated (A), the LED element by matching the optical axis of the LED element to match the optical axis of the lens LS of openings disposed a spherical or quasi spherical
FIG. 5 is a diagram showing a partial ray trajectory of the
As illustrated in FIG. 5, the light emitted from the LED element is converted into condensed light with a narrow directivity through the lens LS, and is emitted toward the
FIG. 5 shows the light rays of some LED elements and the lens LS. In this embodiment, light from 225 LED elements is condensed into narrow-directional light with 225 lenses LS. A bundle of 225 light beams is emitted toward the
図6は電源制御ユニット20の1例を示す図である。
電源制御ユニット20は、遅延回路21と、点灯パルス幅調整回路22と、電流駆動回路23とを有する。
図7に図解したように、遅延回路21は、外部トリガ信号TSの立ち上がりまたは立ち下がりのどちらかをスイッチにて選択し、それから、所定時間d、たとえば、7μs〜0.6ms遅延させて、点灯パルスを発生させて点灯パルス幅調整回路22に印加する回路である。
点灯パルス幅調整回路22は、所定時間p、たとえば、0.1ms〜6msの間、LED素子が点灯するように点灯パルス幅を調整する回路であり、撮像タイミングに合わせてパルス幅の調整を行う。
電流駆動回路23は、LED素子に一定の電流を印加し、光量の変動を抑制する回路である。また、高速に点灯をオン・オフ制御するためにトランジスタにてスイッチングを行い、LED素子における電力消費を低減させることができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the power
The power
As illustrated in FIG. 7, the
The lighting pulse
The
以上、具体例を参照して、本発明の第1実施の形態の照明ユニット10および電源制御ユニット20の例示を述べたが、本発明の照明装置および照明ユニットは、たとえば、図1を参照して上述した例示に限定されない。
The example of the
本発明の第1実施の形態の照明ユニットによれば、放射強度の近赤外線光線を出射するLED素子を用い、チップまたはパッケージなどに収容せずにそのようなLED素子の小型化を図り、限られた範囲に多数のLED素子を効果的に密集させて配設し、そのような場合に問題となる放熱を効果的に行い、多数のLED素子への効果的な給電方式により、全体として、小型かつ軽量で、低消費電力で、寿命が長く、保守性に優れ、夜間でも遠方まで所定の放射強度の光を提供可能な照明ユニットを実現できた。
また本発明の第1実施の形態の照明装置によれば、上記照明ユニットを電源制御ユニットで効果的に駆動して、さらに省電力を図ることができた。
According to the lighting unit of the first embodiment of the present invention, an LED element that emits near-infrared rays having radiant intensity is used, and the LED element is reduced in size without being housed in a chip or a package. A large number of LED elements are effectively densely arranged in a given range, and heat radiation that is a problem in such a case is effectively performed, and by an effective power supply method to a large number of LED elements as a whole, A compact, lightweight, low-power consumption, long-life, excellent maintainability, and capable of providing light with a predetermined radiation intensity even at night and far away.
Moreover, according to the illuminating device of 1st Embodiment of this invention, the said illuminating unit was driven effectively with the power supply control unit, and the power saving could be aimed at further.
第2実施の形態
図8〜図12を参照して本発明の第2実施の形態の照明ユニットについて述べる。
図8(A)、(B)は、図2(A)、(B)に対応する第2実施の形態の照明ユニット10Aの正面図と裏面図である。
図8(A)は、基板13Aの正面側に複数のLED素子が同心円状に配設されている状態を示している。図8(B)は基板13Aの裏面側の電極J1〜J20の配置を示している。
第2実施の形態の照明ユニット10Aは、図9に断面図を示すように、焦点距離Fの収束光束を出力する照明ユニットである。
Second Embodiment A lighting unit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
8A and 8B are a front view and a back view of the
FIG. 8A shows a state in which a plurality of LED elements are concentrically arranged on the front side of the
The
図8(A)において、照明ユニット10Aは、図4を参照して述べた第1実施の形態の基板13と同様の構成を有する基板13Aに、図10(B)および図11(B)に図解したように、第1基板131の開口の頭部にレンズLSが配設され、レンズLSの下部の第2基板132にLED素子が配設されている。
図10(B)、図11(B)において、図解を簡単にするため、図4(A)に図解した、第1基板131と第2基板132との間に配設された第1絶縁性接着層151、第1基板131の周囲に形成された第1基板上導電・放熱層141U、第1基板下導電・放熱層141L、第1基板壁導電・放熱層141Wは図解していない。また、図10(B)、図11(B)において、図解を簡単にするため、図4(A)に図解した、第2基板132の上面の第2基板上第1導電・放熱層142U1と第2基板上第2導電・放熱層141U2は図解していないが、図4(B)と同様、図10(A)、図11(A)に、第2基板上第1導電・放熱層142U1と第2基板上第2導電・放熱層141U2とを図示している。
8A, the
In FIGS. 10B and 11B, in order to simplify the illustration, the first insulating property disposed between the
図10(B)、図11(B)において、図4(A)に図解した第2基板132より下部の構成は図解を省略している。
複数のLED素子およびレンズLSの集積方法、給電方式、放熱対策などは第1実施の形態と同様である。
10B and 11B , the illustration of the configuration below the
A method for integrating a plurality of LED elements and lenses LS, a power feeding method, a heat dissipation measure, and the like are the same as those in the first embodiment.
図9に図解した光束を出力させるため、照明ユニット10Aにおいては、LED素子とレンズLSとの関係をリングの位置に応じて異ならせる。
図8(A)の第1リングR1に位置するLED素子とレンズLSからは、図9の光軸中心に沿って光を出射させる。したがって、第1リングR1に位置するLED素子とレンズLSとは、図10(A)、(B)に図解したように、レンズLSとLED素子との光軸Oを一致させる。
第2リングR2〜第5リングR5に位置するLED素子とレンズLSとは、たとえば、図11(A)〜(C)に図解したように、リング位置に応じて、レンズLSとLED素子との位置をずらす。
レンズLSとLED素子との位置のずらしかたとしては、第1基板131の開口の頭部に装着されるレンズLSは固定とし、LED素子の位置を光軸Oの中心から角度αに相当する分だけずらして、第2基板132の上に搭載する。リング位置に応じたLED素子の位置は、たとえば、図12(A)〜(D)に例示したように、第2基板上第1導電・放熱層142U1に4個の三角マークをつけておき、リング位置に応じたマーク部分にLED素子を合わせればよい。
In order to output the luminous flux illustrated in FIG. 9, in the
Light is emitted along the center of the optical axis in FIG. 9 from the LED element and the lens LS located in the first ring R1 in FIG. Therefore, as illustrated in FIGS. 10A and 10B, the LED element and the lens LS positioned in the first ring R1 have the optical axes O of the lens LS and the LED element coincide with each other.
The LED element and the lens LS located in the second ring R2 to the fifth ring R5 are, for example, as illustrated in FIGS. 11A to 11C, between the lens LS and the LED element according to the ring position. Shift the position.
As a method of shifting the position of the lens LS and the LED element, the lens LS mounted on the head of the opening of the
給電方式、照明ユニット10Aの複数のLED素子の駆動方法は、第1実施の形態と同様に行うことができる。
The power feeding method and the driving method of the plurality of LED elements of the
第2実施の形態によれば、第1実施の形態のように平行光束ではなく断面が円形の収束光束を提供することができる。 According to the second embodiment, a convergent light beam having a circular cross section can be provided instead of a parallel light beam as in the first embodiment.
第1実施の形態および第2実施の形態から自明のように、本発明によれば、任意の光束を提供できる。
また照明ユニットに使用するLED素子は任意のものを用いることができる。
同様にレンズも、光学特性に則して任意のものを用いることができる。
As is obvious from the first embodiment and the second embodiment, according to the present invention, an arbitrary light beam can be provided.
Moreover, arbitrary LED elements can be used for the lighting unit.
Similarly lenses, can be used any with reference to the optical properties.
1・・照明装置
10、10A・・照明ユニット
13、13A・・基板
131〜133・・第1〜3基板
VH21・・第2基板第1ビアホール
VH22・・第2基板第2ビアホール
VH31・・第3基板第1ビアホール
VH32・・第3基板第2ビアホール
141U・・第1基板上導電・放熱層
141L・・第1基板下導電・放熱層
141W・・第1基板壁導電・放熱層
142U・・第2基板上導電・放熱層
142U1・・第2基板上第1導電・放熱層
142U2・・第2基板上第2導電・放熱層
142L・・第2基板下導電・放熱層
142W1・・第2基板第1壁導電・放熱層
142W2・・第2基板第2壁導電・放熱層
143U・・第3基板上導電・放熱層
143L・・第3基板下導電・放熱層
143L1・・第3基板下第1導電・放熱層
143L2・・第3基板下第2導電・放熱層
151、152・・第1、2絶縁性接着層
J1〜J20・・電極
19・・密閉樹脂層
CV・・キャビティ
20・・電源制御ユニット
21・・電源分配部、22・・タイミング制御回路
2・・撮像装置
3・・領域
1. ・
131-133 .. 1st-3rd board
VH21 ・ ・ Second substrate 1st via hole
VH22 ... Second board second via hole
VH31 ・ ・ 3rd substrate 1st via hole
VH32 ・ ・ 3rd substrate 2nd via hole
141U ・ ・ Conductive and heat dissipation layer on the first substrate
141L ・ ・ Conductive and heat dissipation layer under the first substrate
141W ・ ・ First board wall conductive ・ Heat dissipation layer
142U ・ ・ Conductive and heat dissipation layer on second substrate
142U1..First conductive / heat dissipation layer on second substrate
142U2 ... Second conductive / heat dissipation layer on second substrate
142L ... Conductivity / heat dissipation layer under the second substrate
142W1..Second substrate first wall conductive / heat radiation layer
142
143U · · Conductivity and heat dissipation layer on the third substrate
143L ・ ・ Conductive and heat dissipation layer under the third substrate
143L1..First conductive / heat radiation layer under third substrate
143L2 ・ ・ Second conductive / heat dissipation layer under third substrate
151, 152 .. First and second insulating adhesive layers J1 to J20 ..
Claims (1)
前記第1基板に接して配設された第1絶縁性接着層と、
前記第1基板および前記第1絶縁性接着層に形成された、複数の円筒形の開口と、
前記複数の開口の頭部に下部の一部が挿入されて配設された、球形または準球形の複数のレンズと、
前記第1絶縁性接着層に接して配設された、第2基板と、
前記第2基板の前記第1基板側の面に、電気的に分離されて形成された、導電機能と熱伝導機能を有する、第2基板上第1導電・放熱層および第2基板上第2導電・放熱層と、
前記第2基板の前記第1基板側と対向する面に、電気的に分離されて形成された、導電機能と熱伝導機能を有する、第2基板下第1導電・放熱層および第2基板下第2導電・放熱層と、
前記第2基板の、前記第1絶縁性接着層の前記開口が形成されていない部分に形成された第1ビアホールの側壁に形成され、前記第2基板上第1導電・放熱層と第2基板下第1導電・放熱層とに接続された、導電機能と熱伝導機能を有する、第2基板側壁第1導電・放熱層と、
前記第2基板の、前記第1絶縁性接着層の前記開口が形成されていない部分に形成された第2ビアホールの側壁に形成され、前記第2基板上第2導電・放熱層と第2基板下第2導電・放熱層とに接続された、導電機能と熱伝導機能を有する、第2基板側壁第2導電・放熱層と、
前記第2基板の上にまたは前記第2基板上第1導電・放熱層の上に、前記第1基板および第1絶縁性接着層に形成された各開口の頭部に配設された前記各レンズの光軸に一致して配設され、アノードが前記第2基板上第1導電・放熱層に接続され、カソードが配線を介して前記第2基板上第2導電・放熱層に接続されている、複数の発光ダイオード素子と、
前記第2基板に接して配設された第2絶縁性接着層と、
前記第2絶縁性接着層に接して配設された、第3基板と、
前記第3基板の前記第2基板側の面に形成され、電気的に分離されている、導電機能と熱伝導機能を有する、第3基板上第1導電・放熱層および第3基板上第2導電・放熱層と、
前記第3基板の前記第1基板側と対向する面に形成され、電気的に分離されている、導電機能と熱伝導機能を有する、第3基板下第1導電・放熱層および第3基板下第2導電・放熱層と、
前記第2絶縁性接着層および前記第3基板に形成された第3ビアホールの側壁に形成され、前記第3基板上第1導電・放熱層と第3基板下第1導電・放熱層とに接続された、導電機能と熱伝導機能を有する、第3基板側壁第1導電・放熱層と、前記第2絶縁性接着層および前記第3基板に形成された第4ビアホールの側壁に形成され、前記第3基板上第2導電・放熱層と第3基板下第2導電・放熱層とに接続された、導電機能と熱伝導機能を有する、第3基板側壁第2導電・放熱層と、
を有し、
前記開口の頭部に配設された前記レンズと開口の接触部分を樹脂で封止し、前記開口内を機密封止し、
前記第3基板下第1導電・放熱層、前記第3基板側壁第1導電・放熱層、前記第3基板上第1導電・放熱層、前記第2基板下第1導電・放熱層、前記第2基板側壁第1導電・放熱層、前記第2基板上第1導電・放熱層を含む、前記発光ダイオード素子のカソードまたはアノードに給電する、第1給電経路が形成されており、
前記第3基板下第2導電・放熱層、前記第3基板側壁第2導電・放熱層、前記第3基板上第2導電・放熱層、前記第2基板下第2導電・放熱層、前記第2基板側壁第2導電・放熱層、前記第2基板上第2導電・放熱層を含む、前記発光ダイオード素子のアノードまたはカソードに給電する、第2給電経路が形成されており、
前記複数のレンズと対応する前記複数の発光ダイオード素子とは、直径が異なる同心円の複数のリングに、かつ、各リングの円周に沿って配設されており、
前記複数のレンズと対応する前記複数の発光ダイオード素子は、前記直径が異なる各同心円に配設された前記複数のレンズから射出した光が前方の1点に収束するように、前記各リングの位置に応じて同心円の中心軸に対して光の角度を異ならせて、前記レンズと、これに対応する前記LED素子との位置関係は、前記同心円の中心から離れるに従い、対応する前記レンズの光軸の中心からより多く離れた位置に前記LED素子が配設され
ている、
照明ユニット。 A first substrate;
A first insulating adhesive layer disposed in contact with the first substrate;
A plurality of cylindrical openings formed in the first substrate and the first insulating adhesive layer;
A plurality of spherical or quasi-spherical lenses arranged with a portion of the lower part inserted into the heads of the plurality of openings;
A second substrate disposed in contact with the first insulating adhesive layer;
The second substrate first conductive / heat dissipating layer and the second substrate second formed on the surface of the second substrate on the first substrate side, which are electrically separated and have a conductive function and a heat conductive function. A conductive and heat dissipation layer;
A first conductive / heat dissipating layer under the second substrate and under the second substrate, which are electrically separated and formed on the surface of the second substrate facing the first substrate, and have a conductive function and a heat conductive function. A second conductive / heat dissipating layer;
A first conductive / heat dissipating layer on the second substrate and a second substrate formed on a sidewall of a first via hole formed in a portion of the second substrate where the opening of the first insulating adhesive layer is not formed. A second substrate side wall first conductive / heat dissipating layer connected to the lower first conductive / heat dissipating layer and having a conducting function and a heat conducting function;
A second conductive / heat dissipating layer on the second substrate and a second substrate formed on a side wall of a second via hole formed in a portion of the second substrate where the opening of the first insulating adhesive layer is not formed. A second substrate side wall second conductive / heat dissipating layer connected to the lower second conductive / heat dissipating layer and having a conductive function and a heat conductive function;
The respective units disposed on the heads of the openings formed in the first substrate and the first insulating adhesive layer on the second substrate or on the second conductive layer on the second substrate. An anode is connected to the first conductive / heat dissipation layer on the second substrate, and a cathode is connected to the second conductive / heat dissipation layer on the second substrate via wiring. A plurality of light emitting diode elements; and
A second insulating adhesive layer disposed in contact with the second substrate;
A third substrate disposed in contact with the second insulating adhesive layer;
A first conductive / heat dissipating layer on the third substrate and a second on the third substrate, which are formed on the surface of the third substrate on the second substrate side and are electrically separated and have a conductive function and a heat conductive function. A conductive and heat dissipation layer;
Formed on the surface of the third substrate facing the first substrate side and electrically separated, having a conductive function and a heat conductive function, below the third substrate, the first conductive / heat dissipating layer and below the third substrate A second conductive / heat dissipating layer;
Formed on sidewalls of the second insulating adhesive layer and a third via hole formed in the third substrate, and connected to the first conductive / heat dissipating layer on the third substrate and the first conductive / heat dissipating layer below the third substrate. Formed on the side wall of the third substrate side wall first conductive / heat dissipating layer having the conductive function and the heat conductive function, the second insulating adhesive layer and the fourth via hole formed in the third substrate, A third substrate side wall second conductive / heat dissipating layer connected to the second conductive / heat dissipating layer on the third substrate and the second conductive / heat dissipating layer below the third substrate;
Have
Sealing the contact portion of the lens and the opening disposed at the head of the opening with resin, and sealing the inside of the opening,
The first conductive / heat dissipating layer under the third substrate, the first conductive / heat dissipating layer on the third substrate side wall, the first conductive / heat dissipating layer on the third substrate, the first conductive / heat dissipating layer under the second substrate, the first A first power supply path for supplying power to a cathode or an anode of the light emitting diode element, including a first conductive / heat dissipating layer on two substrate side walls and a first conductive / heat dissipating layer on the second substrate;
The second conductive / heat dissipation layer under the third substrate, the second conductive / heat dissipation layer on the third substrate side wall, the second conductive / heat dissipation layer on the third substrate, the second conductive / heat dissipation layer under the second substrate, the second A second power supply path for supplying power to the anode or the cathode of the light emitting diode element, including a second conductive / heat dissipation layer on the second substrate side wall and a second conductive / heat dissipation layer on the second substrate;
The plurality of light emitting diode elements corresponding to the plurality of lenses are arranged on a plurality of concentric rings having different diameters and along the circumference of each ring,
The plurality of light emitting diode elements corresponding to the plurality of lenses are arranged at positions of the rings so that light emitted from the plurality of lenses arranged in the concentric circles having different diameters converges to one front point. Accordingly, the angle of light is made different from the central axis of the concentric circle, and the positional relationship between the lens and the LED element corresponding thereto is increased as the distance from the center of the concentric circle increases. The LED element is disposed at a position more distant from the center of
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