JP5227944B2 - Lighting device - Google Patents
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本発明は、発光ダイオード(LED)を光源として用いた照明装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device using a light emitting diode (LED) as a light source.
LEDを光源として用いた面状あるいは線状に発光する照明装置が従来から提案されている。例えば特許文献1には、複数の点光源であるLEDを面状あるいは線状に配列し、各LEDの周囲に反射板を配置し、LEDの光出射方向側に透光性を有する板を配置したライトボックスが開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, illumination devices that emit light in a planar shape or linear shape using LEDs as light sources have been proposed. For example, in
特許文献1には、反射板及び透光性を有する板の材料については言及されているが、それらの材料の線膨張係数については言及されていない。また、光源となるLEDを搭載する実装基板の材質や、実装基板を固定する固定部材の材質や線膨張係数についても言及されていない。一般的にLEDを搭載する実装基板あるいは、実装基板を固定する固定部材の材料には、LEDの発熱を効率的に放熱するために金属材料が用いられる。この金属材料は、反射板や透光性を有する板に使用されるプラスチック材料と比較すると、線膨張係数差が2倍から差が大きいものになると20倍になる材料の組合せもある。
線膨張係数差により、LED点灯の際に発せられる熱によって、金属材料を用いた固定部材に比べ、プラスチック材料を用いた反射板の熱膨張が大きくなり、反射板に歪みが生じる。この反射板の歪みにより照明装置の総光量の低下や、配光形状の変化を招くことがある。 Due to the difference in coefficient of linear expansion, the thermal expansion of the reflector using the plastic material is larger than that of the fixing member using the metal material due to the heat generated when the LED is turned on, and the reflector is distorted. This distortion of the reflecting plate may cause a decrease in the total light amount of the lighting device and a change in the light distribution shape.
この歪みを緩和する方法として、反射板を熱膨張が大きく作用する向きに対して垂直方向に分割する方法がある。反射板を垂直方向に分割する構成の場合、反射板間に熱膨張を吸収するための隙間を設ける必要がある。 As a method of relieving the distortion, there is a method of dividing the reflector in the direction perpendicular to the direction in which the thermal expansion greatly acts. In the case of a configuration in which the reflector is divided in the vertical direction, it is necessary to provide a gap for absorbing thermal expansion between the reflectors.
この隙間を設けることで熱膨張による反射板の歪みを緩和することはできるが、LEDから発せられた光の一部は、透光性を有する板の表面で反射し、反射板間の隙間部に迷光として入り込む。この光は隙間部内で反射や減衰を繰り返し、透光性を有する板の表面より出射されなくなる。このため、透光性を有する板の表面側から見ると、隙間部に線状の影が生じるという問題点があった。 Although it is possible to reduce the distortion of the reflecting plate due to thermal expansion by providing this gap, a part of the light emitted from the LED is reflected by the surface of the light-transmitting plate, and the gap between the reflecting plates Enter as stray light. This light is repeatedly reflected and attenuated in the gap, and is no longer emitted from the surface of the translucent plate. For this reason, when viewed from the surface side of the translucent plate, there is a problem that a linear shadow is generated in the gap.
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、線膨張係数差により生じる反射板の歪みを緩和しながら、反射板と反射板との間に生じてしまう影を薄くすることができるLEDを光源とする照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to reduce the shadow that occurs between the reflecting plate and the reflecting plate while reducing the distortion of the reflecting plate caused by the difference in linear expansion coefficient. It aims at providing the illuminating device which uses LED which can be made as a light source.
本発明は、上記目的を達成するために、以下の照明装置を提供する。
(1)光源としての複数のLED、前記LEDを搭載する実装基板、および前記LEDを囲むように配置され前記LEDの光出射方向に広がる形状を有する反射板を備えた互いに隣接する複数の光源モジュールと、前記複数の光源モジュールの反射板を覆う透光性を有する板とを含む照明装置であって、隣接する二つの前記光源モジュールのうち、一方の光源モジュールの前記反射板がその外周部に平坦部を有し、他方の光源モジュールの前記反射板がその外周部に段差部を有し、前記平坦部と前記段差部とが重なり合うようにしたことを特徴とする照明装置。
(2)前記光源モジュールの隣接方向における前記反射板の長さをL、前記隣接方向における平坦部及び段差部の長さをΔL、前記反射板の材料の線膨張係数をα、使用時の温度上昇値をΔTとしたとき、前記平坦部及び段差部の長さΔLが
ΔL>L×α×ΔT
の関係式を満たすことを特徴とする上記(1)記載の照明装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following lighting device.
(1) A plurality of light source modules adjacent to each other, each including a plurality of LEDs as light sources, a mounting board on which the LEDs are mounted, and a reflecting plate that is disposed so as to surround the LEDs and has a shape that extends in the light emission direction of the LEDs. And a light-transmitting plate that covers the reflecting plates of the plurality of light source modules, and of the two adjacent light source modules, the reflecting plate of one of the light source modules is disposed on the outer periphery thereof. An illuminating device having a flat portion, wherein the reflector of the other light source module has a step portion on an outer peripheral portion thereof, and the flat portion and the step portion overlap each other.
(2) The length of the reflecting plate in the adjacent direction of the light source module is L, the length of the flat portion and the stepped portion in the adjacent direction is ΔL, the linear expansion coefficient of the material of the reflecting plate is α, and the temperature during use When the rising value is ΔT, the length ΔL of the flat portion and the step portion is ΔL> L × α × ΔT
The lighting device according to (1), wherein the relational expression is satisfied.
本発明によれば、LEDを光源とする照明装置において線膨張係数差により生じる反射板の歪みを緩和しながら、反射板と反射板との間に生じてしまう影を薄くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shadow which arises between a reflecting plate and a reflecting plate can be made thin, relieving the distortion of a reflecting plate which arises by the linear expansion coefficient difference in the illuminating device which uses LED as a light source.
以下、本発明に係る照明装置の実施例を説明するが、その前にまず本発明の構成を有しない照明装置について説明する。図中に記載する参照符号は以下に説明する各図において、全て共通符号とする。参照符号1は照明装置、2はLED、3は実装基板、4は固定部材、5は透光性を有する板、6は反射板、61は反射板の外周部に設けた平坦部、62は反射板の外周部に設けた段差部、7は光源モジュール、8は反射板間に生ずる隙間部である。
Hereinafter, examples of the lighting device according to the present invention will be described. Before that, a lighting device not having the configuration of the present invention will be described first. The reference numerals described in the drawings are all common numerals in the drawings described below.
図1は、本発明の構成を有しない照明装置の一例を示す斜視図であり、図2は、図1のA−A’断面図である。図示のように、照明装置1は、光源として複数のLED2を有する。LED2は実装基板3に電気的に接続され実装される。実装基板3は、LED2から発せられた熱を効率的に伝播させ放熱するための機能も有する。また実装基板3は、LED2から発せられた熱を照明装置1の外部に逃がすために固定部材4に固定される。このとき、実装基板3と固定部材4の間の空気層を減らすことを目的として、両者間に放熱グリースや放熱シート、あるいは放熱テープを介在させても良い。
前記LED2の光出射方向には、LEDの充電部やレンズ部、樹脂封止部に人が直接触れられないようにすること、及び埃や虫の侵入を妨げることを目的として、透光性を有する板5が配置される。
前記LED2から発せられた光の大部分は、透光性を有する板5を透過し、照明装置1より出射されるが、透光性を有する板5の表面あるいは内部で反射・屈折した光の一部は、実装基板3側に戻ってきてしまう。この戻ってきた光をさらに反射させ、透光性を有する板5を透過させて光を再利用することを目的として、LED2を囲むように反射板6が配置される。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a lighting device that does not have the configuration of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As illustrated, the
The light emitting direction of the
Most of the light emitted from the
固定部材4の材料としては、高熱伝導樹脂や金属、セラミックなどが挙げられるが、これらのうちでも機械的強度、放熱性、耐熱性、加工性が良好であることから、鋼板やアルミニウム板が好ましい。 Examples of the material of the fixing member 4 include highly heat conductive resins, metals, and ceramics. Among these, a steel plate and an aluminum plate are preferable because of their excellent mechanical strength, heat dissipation, heat resistance, and workability. .
透光性を有する板5の材料としては、光透過率の高いガラスやアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィンなどが好ましい。
As the material of the light-transmitting
透光性を有する板5は拡散性を持たせるために、片面あるいは両面にプリズム状の成形を施した物、レンズ状の成形を施した物、マット加工を施した物、または板材の内部に拡散性を高める微粒子を混ぜた物を使用することが好ましい。
In order to give diffusibility, the light-transmitting
反射板6の材料は、電気的配線パターンが施された実装基板3の表面に配置されることから、絶縁材料であり、また成形性が良好であることから、プラスチック材料が好ましい。
The material of the reflecting
反射板6の反射率を高めるために、反射板6の材料自体を高反射材料にするか、あるいは表面に高反射材料を塗装または蒸着することが好ましい。
In order to increase the reflectance of the reflecting
複数のLED2、実装基板3、および反射板6を備えて一つのモジュール7とし、このモジュール7を複数個並べた照明装置1を提供する場合、実装基板3を固定する固定部材4には例えば鋼板(線膨張係数α:約10×10−6/℃)やアルミニウム板(α:約24×10−6/℃)が用いられる。一方、反射板6はプラスチック材料(α:約50〜200×10−6/℃)が用いられるので、固定部材4と反射板6間の線膨張係数に2倍から20倍の差が生じる。反射板6の熱膨張が大きく、この熱膨張を考慮したモジュール7を設計する場合、モジュール間に隙間部8を設ける必要がある。この隙間部8に透光性を有する板5の表面で反射した一部の光9が隙間部8に迷光として入り込み、その光9の大部分が隙間部8内で反射や減衰を繰り返して有効に利用されなくなる。このため、透光性を有する板5の表面側から照明装置1を見ると、隙間部8に位置する部分が直線状の影となってしまう。
When a plurality of
図3は、本発明に係る照明装置の一実施例を示す斜視図であり、図4は、図3のB−B’断面図である。本実施例の照明装置1は、図示のように、光源としての複数のLED2、LED2を搭載する実装基板3、およびLED2を囲むように配置されLEDの光出射方向に広がる形状を有する反射板6を備えた互いに隣接する複数の光源モジュール7と、複数の光源モジュール7の反射板6を覆う透光性を有する板5とを含み、隣接する二つの光源モジュール7のうち、一方の光源モジュール7の反射板6がその外周部に平坦部61を有し、他方の光源モジュール7の反射板6がその外周部に段差部62を有し、平坦部61と段差部62とが重なり合うようにされる。平坦部61と段差部62を重ねることにより、反射板6の熱膨張による歪みを緩和すると共に、隙間部8に入り込む迷光を低減または無くすることができ、光源モジュール間の隙間部8にできる影を薄くすることができる。段差部62の段差寸法は、平坦部61の厚みと同等以上とすることが好ましい。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of a lighting device according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 3. As shown in the figure, the
図5は、図4の一部拡大図である。図示のように、光源モジュールの隣接方向における反射板6の長さをL、この隣接方向における平坦部61及び段差部62の長さをΔL、反射板6の材料の線膨張係数をα、使用時の温度上昇値をΔTとしたとき、平坦部61及び段差部62の長さΔLが
ΔL>L×α×ΔT
の関係式を満たすことが好ましい。また、各部品の加工公差が無視できない値の時には、その加工公差分の余裕を持った寸法設計とすることがより好ましい。
FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. As shown in the figure, the length of the reflecting
It is preferable that the relational expression is satisfied. Further, when the machining tolerance of each part is a value that cannot be ignored, it is more preferable that the dimension design has a margin for the machining tolerance.
図6は、本発明に係る照明装置の一例を示す全体斜視図である。本例は、正方形状の照明装置1の両側にモジュール7を直列に2つずつ配置したものであるが、照明装置1の形状や複数のモジュール7の配置はこれに限定されない。
FIG. 6 is an overall perspective view showing an example of a lighting device according to the present invention. In this example, two
1 照明装置
2 LED
3 実装基板
4 固定部材
5 透光性を有する板
6 反射板
61 平坦部
62 段差部
7 光源モジュール
8 隙間部
1
3 mounting substrate 4 fixing
Claims (2)
ΔL>L×α×ΔT
の関係式を満たすことを特徴とする請求項1記載の照明装置。 The length of the reflection plate in the adjacent direction of the light source module is L, the length of the flat portion and the step portion in the adjacent direction is ΔL, the linear expansion coefficient of the material of the reflection plate is α, and the temperature rise value during use is When ΔT, the length ΔL of the flat part and the step part is ΔL> L × α × ΔT
The lighting device according to claim 1, wherein the relational expression is satisfied.
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