JP5416268B1 - High-reflection reflector light source - Google Patents
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Abstract
【課題】光源と光拡散板との間隔を狭くし、装置の薄型化を図った場合においても、輝度ムラおよび色度ムラが発生しにくい照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源を得る。
【解決手段】LEDからなる点状光源112を搭載した基板111を実装した底面と、該底面から所定の角度で傾斜して点状光源からの光を上面に照射する反射面114とを備え、かつ前記底面の点状光源上には複数の脚部117に支持され、脚部117間を光が通過できるようにした反射板116を配置し、反射板116が点状光源112からの光を反射して、その光は複数本の脚部117の間から反射板116の外に放射されるようにした単位ハウジング102を複数併設し、各単位ハウジング102上に所定間隔をおいて光拡散板118を取り付けた。
【選択図】図4A surface-emitting display device for an illumination type switch or amusement device that is less likely to cause luminance unevenness and chromaticity unevenness even when the distance between a light source and a light diffusion plate is narrowed to reduce the thickness of the device. Obtain a highly reflective reflector light source to be used.
A bottom surface on which a substrate 111 on which a point light source 112 made of LEDs is mounted is mounted, and a reflection surface 114 that is inclined at a predetermined angle from the bottom surface and irradiates light from the point light source on the top surface. In addition, a reflector 116 supported by a plurality of legs 117 and allowing light to pass between the legs 117 is disposed on the point light source on the bottom surface, and the reflector 116 transmits light from the point light source 112. A plurality of unit housings 102 are provided so that the reflected light is radiated to the outside of the reflecting plate 116 from between the plurality of leg portions 117, and the light diffusing plate is provided on each unit housing 102 at a predetermined interval. 118 was attached.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置の発光面直下に光源を配置する直下型のLED照明装置に使用する光高反射リフレクター光源に関する。さらに詳しくは、W(白色)、R(赤色)、G(緑色)およびB(青色)等の単色光を発するLED(発光ダイオード)などの点状光源単体、あるいは複数の点状光源の組合せを用いる照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置の発光面直下に光源を配置する直下型のLED照明装置に使用する光高反射リフレクター光源に関する。 The present invention relates to a highly reflective reflector light source used in a direct type LED illumination device in which a light source is disposed directly under a light emitting surface of a surface emitting display device for an illumination type switch or an amusement device. More specifically, a point light source such as an LED (light emitting diode) that emits monochromatic light such as W (white), R (red), G (green), and B (blue), or a combination of a plurality of point light sources. The present invention relates to a highly reflective reflector light source used in a direct type LED illumination device in which a light source is disposed directly under a light emitting surface of a light emitting surface used for an illumination type switch or an amusement device.
従来のLED照明装置としては、特開2004−311353号公報(特許文献1参照)の面状光源装置を点状光源(LED)と光拡散板とのあいだに第2の反射板を配置し、第2の反射板のうち少なくとも筐体の底面に配設された第1の反射板に相対する反射面の面積が前記筐体の底面の面積より小さくしたものが知られている。
また特開2004−6317号公報(特許文献2参照)には、光源の前方へ半透明の拡散パネルを配置し、この拡散パネルを光源の光で面発光させるようにした直下型の表示装置において、前記光源としてLEDを用い、このLEDの光を反射するリフレクターと、LED及び拡散パネルの間に配置される光制御手段とを備えるとともに、この光制御手段は、前記LEDの光を反射及び透過し、かつ前記LEDの中心部に対応する位置に設けられて光の透過量よりも反射量を多くする反射主体部と、その周囲に設けられて前記反射主体部よりも光の透過量を多くした反射透過部を備える面発光装置が記載されている。
As a conventional LED lighting device, a planar light source device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-313153 (see Patent Document 1) is arranged between a point light source (LED) and a light diffusion plate, 2. Description of the Related Art Among the second reflecting plates, one in which the area of the reflecting surface facing at least the first reflecting plate disposed on the bottom surface of the casing is smaller than the area of the bottom surface of the casing is known.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-6317 (see Patent Document 2) discloses a direct-type display device in which a translucent diffusion panel is disposed in front of a light source and the diffusion panel is surface-emitted with light from the light source. The light source includes an LED, a reflector that reflects the light of the LED, and a light control unit disposed between the LED and the diffusion panel. The light control unit reflects and transmits the light of the LED. And a reflection main part that is provided at a position corresponding to the central part of the LED to increase the reflection amount more than the light transmission amount, and that is provided around the reflection main part to increase the light transmission amount more than the reflection main part. A surface light-emitting device having a reflection / transmission unit is described.
特開2004−311353号公報(特許文献1参照)の複数の点状光源(LED)の上に棒状あるいは板状の第2の反射板を配置する面状光源装置では、光源と第2の反射板との間隔を正確に保持することが難しく、使用中に輝度ムラが生じたり、点状光源(LED)の熱による変形等が発生するという問題もある。 In a planar light source device in which a rod-like or plate-like second reflector is arranged on a plurality of point light sources (LEDs) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-313153 (see Patent Document 1), the light source and the second reflection are provided. There is also a problem that it is difficult to accurately maintain the distance from the plate, luminance unevenness occurs during use, and deformation of the point light source (LED) due to heat occurs.
また特開2004−6317号公報(特許文献2参照)に記載されたLED及び拡散パネルの間に配置される光制御手段は、前記LEDの光を反射及び透過し、かつ前記LEDの中心部に対応する位置に設けられて光の透過量よりも反射量を多くする反射主体部と、その周囲に設けられて前記反射主体部よりも光の透過量を多くした反射透過部を備えるものであるが、特殊な光制御手段を使用するためにコストがかかり、筒状のホルダ部を介して光源部分に装着するものであるため、点状光源(LED)の熱による変形等が発生したり、点状光源(LED)の放熱が不十分であるという問題点があった。 Moreover, the light control means arrange | positioned between Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-6317 (refer patent document 2) and the diffusion panel reflects and permeate | transmits the light of the said LED, and is in the center part of the said LED. A reflection main body provided at a corresponding position to increase the reflection amount than the light transmission amount, and a reflection transmission portion provided around the reflection main portion to increase the light transmission amount than the reflection main portion. However, since it is costly to use a special light control means and is attached to the light source part via the cylindrical holder part, deformation due to heat of the point light source (LED) occurs, There was a problem that the heat radiation of the point light source (LED) was insufficient.
また、上述のような反射板を用いない場合、均一な照光を得るために点状光源と発光面が離れることとなり、したがって照度が不足し、それを補うためにより多くの光量や点状光源を必要となる。そのため、放熱対策も大掛かりなものになり、コスト高の原因ともなっている。
ちなみに、上述のような反射板を用いない一般的なLEDを用いた面発光表示装置の光の分布強度を図8に示す。図8に示すように、LED光源の中心における光密度が極端に高いものとなっていて、輝度ムラが発生しやすくなっている。
In addition, when the reflection plate as described above is not used, the point light source is separated from the light emitting surface in order to obtain uniform illumination. Therefore, the illuminance is insufficient, and more light quantity or point light source is used to compensate for it. Necessary. For this reason, heat dissipation measures are also large-scale, which causes high costs.
Incidentally, FIG. 8 shows the light distribution intensity of a surface-emitting display device using a general LED that does not use a reflector as described above. As shown in FIG. 8, the light density at the center of the LED light source is extremely high, and uneven brightness tends to occur.
この発明は、前記従来例のかかる課題を解決するためになされたもので、光源と光拡散板との間隔を狭くし、装置の薄型化を図った場合においても、輝度ムラが発生しにくい照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源を得るものであり、この光高反射リフレクター光源を用いることにより各種の面発光照明を好適に提供できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the conventional example. The illumination is less likely to cause uneven brightness even when the distance between the light source and the light diffusion plate is narrowed to reduce the thickness of the device. To obtain a highly reflective reflector light source for use in a surface emitting display device for an electronic switch or amusement equipment, and to provide various surface emitting illuminations suitably by using this highly reflective reflector light source With the goal.
従来例の上記課題を解消するため、この発明の光高反射リフレクター光源は、LEDからなる点状光源を搭載した基板を実装した底面と、該底面から所定の角度で傾斜して点状光源からの光を上面に照射する傾斜面とを備え、かつ前記底面の点状光源上には複数の脚部に支持され、前記脚部間を光が通過できるようにした円形の反射板を配置し、該反射板が点状光源からの光を反射して、その光は前記複数本の脚部の間から前記反射板の外に放射されるようにした単位ハウジングを複数併設し、前記各ハウジング上に所定間隔をおいて光拡散パネルを取り付けたことを特徴とする。 In order to eliminate the above-mentioned problems of the conventional example, the light reflection reflector light source of the present invention is a bottom surface on which a substrate on which a point light source consisting of LEDs is mounted is mounted, and a point light source inclined at a predetermined angle from the bottom surface. A circular reflector that is supported by a plurality of legs on the point light source on the bottom surface and allows light to pass between the legs. And a plurality of unit housings that reflect the light from the point light source so that the light is radiated from between the plurality of leg portions to the outside of the reflecting plate. A light diffusing panel is attached on the top at a predetermined interval.
この発明の光高反射リフレクター光源において、前記LEDからなる点状光源を搭載した基板を実装した底面は、あらかじめ基板実装用の開口部を形成されており、かつ前記基板への配線をガイドする溝が裏面に形成されていることをも特徴とするものである。 In the highly reflective reflector light source of the present invention, the bottom surface on which the substrate on which the point light source composed of the LED is mounted is formed with an opening for mounting the substrate in advance, and a groove for guiding the wiring to the substrate Is also formed on the back surface.
この発明の光高反射リフレクター光源において、前記各ハウジングは、前記傾斜面と傾斜面との各接合部分に、仕切り壁が立設してあることをも特徴とするものである。 In the highly reflective reflector light source of the present invention, each housing is characterized in that a partition wall is erected at each joint portion between the inclined surface and the inclined surface.
この発明の光高反射リフレクター光源において、前記単位ハウジングを複数併設した光高反射リフレクター光源は、真空成形や射出成形を含む成形手段により所定の形状に成形されていることをも特徴とするものである。 The light high reflection reflector light source according to the present invention is characterized in that the light high reflection reflector light source provided with a plurality of the unit housings is molded into a predetermined shape by a molding means including vacuum molding and injection molding. is there.
この発明は以上説明したように、開口部に設置された基板に実装された点状光源と、これと所定の間隔で配置された光拡散板等の発光面との間に、複数本の脚部を介して反射板を配置したものであり、点状光源と発光面との照射距離を大幅に縮めることが可能となる。
また、点状光源と発光面との間に円形の反射板を介在させたので、点状光源による光の集中(目玉化、図8参照)をさけて大幅に分散させることができ、点状光源の光量を落とすことなく広域光源に切り替えることが可能である。その際の光の分布強度を図6に示す。
もちろん、前記シャーシの開口部を囲む位置に取り付けた複数本の脚部を、真空成形や射出成形を含む成形手段によって前記シャーシとともに一体的に形成したり、あるいはそれぞれ別体に形成され、後工程で接着剤や熱融着等の手段で一体化することにより、寸法精度が良好で大幅なコスト削減を図ることが可能である。
As described above, the present invention provides a plurality of legs between a point light source mounted on a substrate installed in an opening and a light emitting surface such as a light diffusing plate arranged at a predetermined interval. The reflector is arranged through the section, and the irradiation distance between the point light source and the light emitting surface can be greatly reduced.
In addition, since a circular reflector is interposed between the point light source and the light emitting surface, the light can be greatly dispersed by avoiding the concentration of light by the point light source (referring to FIG. 8). It is possible to switch to a wide area light source without reducing the light quantity of the light source. The distribution intensity of light at that time is shown in FIG.
Of course, a plurality of legs attached at positions surrounding the opening of the chassis are integrally formed with the chassis by molding means including vacuum molding and injection molding, or are formed separately from each other, and the post process. Thus, by integrating by means such as an adhesive or heat fusion, it is possible to achieve a good dimensional accuracy and a significant cost reduction.
またこの発明は、LEDからなる点状光源を搭載した基板を実装した底面と、該底面から所定の角度で傾斜して点状光源からの光を上面に照射する傾斜面とを備えた単位ハウジングを複数併設しているので、点状光源による光の集中(目玉化、図8参照)をさけて大幅に分散させた図7に示す状態の光の分布強度を並設させた光高反射リフレクター光源を得ることができる。 Further, the present invention provides a unit housing comprising a bottom surface on which a substrate on which a point light source made of LEDs is mounted is mounted, and an inclined surface that is inclined at a predetermined angle from the bottom surface and irradiates light from the point light source on the upper surface. A plurality of light reflecting reflectors in which light distribution intensities in the state shown in FIG. 7 are dispersed in parallel to avoid the concentration of light by a point-like light source (focusing, see FIG. 8). A light source can be obtained.
以下、この発明の照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
この発明の照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源の第1実施例を示す図1(a)ないし(c)において、該光高反射リフレクター光源101を構成する単位ハウジング102は、LEDからなる点状光源を搭載した基板を実装する底面113と、該底面113から所定の角度で傾斜して点状光源からの光を上面に照射する反射面114とを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a highly reflective reflector light source used in an illuminated switch and a surface emitting display device for amusement equipment according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
1 (a) to 1 (c) showing a first embodiment of a light high reflection reflector light source used in the illumination type switch and the surface emitting display device for amusement equipment of the present invention, the light high reflection
さらに、前記照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源101は、図3および図4に示すように、LEDからなる点状光源112を搭載したLED基板111と、反射面114を備えるとともに、底面113に前記点状光源用の開口部115を設けた単位ハウジング102と、該単位ハウジング102の前記開口部115を囲む位置に取り付けた複数本の脚部117を介して、前記単位ハウジング102の開口部115の上部に保持した円形の反射板116とを備えている。
そして、前記反射板116が点状光源112からの光を反射し、その光は前記単位ハウジング102の開口部115を囲む位置に取り付けた複数本の脚部117の間から前記反射板116の外に放射される。この脚部117の数は、2本以上であれば光の拡散に支障をきたさない限り、強度等を勘案して適宜の本数とすることができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 3 and 4, the light highly reflective
The
前記単位ハウジング102および前記反射板116の材料としては、ポリプロピレンその他の各種のプラスチック素材が望ましく、またプラスチックなどの表面に反射しやすい塗料を塗布したものでもよい。
As the material of the
前記複数本の脚部117の間から前記反射板116の外に放射された点状光源112からの光は、該点状光源112から所定間隔をおいて照明装置の単位ハウジング102の適所に配置された光拡散板118から、前記単位ハウジング102の外に照射される。
このような光の拡散を今までの直光型LEDパネルと比較した結果を図5(a),(b)に示す。このように、前記反射板116を用いた場合には、LEDパネルの厚さを飛躍的に縮小することができるのである。図5の例では従来の半分以下の厚さとすることができようになった。
前記光拡散板118は、ポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリカーボネート、ポリプロピレンなどからなり、斜め方向から入射した光でも表面であらゆる方向に均一に放射されるようにする機能を有するよう構成されている。
Light from the
FIG. 5A and FIG. 5B show the result of comparing such light diffusion with the conventional direct light LED panel. Thus, when the
The
図1に示すように、前記LEDからなる点状光源112を搭載した基板111を実装した底面113は、あらかじめ基板実装用の開口部115を形成されており、かつ前記基板111への配線をガイドする溝119が裏面に形成されている。
このように構成することにより、前記配線を光反射用の底面113から隠して光の反射効率を下げることがなく、しかも前記配線を手際より配線することができるようになるのである。
なお、このような構造の前記単位ハウジング102を複数併設した光高反射リフレクター光源101は、いわゆる真空成形や射出成形を含む成形手段によって所定形状に効率よく、また所定の寸法精度に成形することが可能である。
As shown in FIG. 1, an
By configuring in this way, the wiring is not hidden from the light reflecting
The light reflection
図2(a)ないし(c)はこの発明の光高反射リフレクター光源の他の実施例を示し、該光高反射リフレクター光源201は前記各単位ハウジング202において、底面203から傾斜して立ち上げた反射面204と反射面204との各接合部分に、仕切り壁205を立設した例を示すものである。
このように、前記各傾斜面204上に仕切り壁205を形成して前記光拡散板206を支持させることにより、光拡散板206を撓ませることなく平滑に前記各単位ハウジング202上面に搭載することができる。
2 (a) to 2 (c) show another embodiment of the light high reflection reflector light source according to the present invention. The light high reflection reflector
As described above, the
前記第1実施例の照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源において、前記点状光源112は、W(白色)、R(赤色)、G(緑色)およびB(青色)等の単色光を発するLED(発光ダイオード)などの点状光源単体、あるいは複数の点状光源の組合せであることが望ましい。
その上で、LED制御回路(図示せず)を用いてW(白色)、R(赤色)、G(緑色)およびB(青色)等の単色光を発するLED(発光ダイオード)などの点状光源単体、あるいは複数の点状光源の組合せのそれぞれの点灯のタイミングを調整することにより、白色光から赤色、緑色または青色の単色光はもちろん、それらの混色をも適宜照射したり、あるいは点滅させることができる。
In the highly reflective reflector light source used in the illuminated switch and the surface emitting display device for amusement equipment of the first embodiment, the point
In addition, a point light source such as an LED (light emitting diode) that emits monochromatic light such as W (white), R (red), G (green), and B (blue) using an LED control circuit (not shown). By adjusting the lighting timing of each single light source or a combination of multiple point light sources, it is possible to irradiate or blink a single color of white, red, green, or blue as well as their mixed color as appropriate. Can do.
前記第1実施例の照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源において、前記単位ハウジング102の開口部115を囲む位置には複数本の脚部117が取り付けられているが、この複数本の脚部117を真空成形や射出成形を含む成形手段やプレス加工などによって反射板116とともに成形し、これを後工程で接着剤や熱融着等の手段で前記単位ハウジング102に結合したり、ハウジング102,202と一体成形することにより、寸法精度の良好な製品を提供でき、かつ大幅なコスト削減を図ることが可能となる。
In the highly reflective reflector light source used in the illumination type switch and the surface-emitting display device for amusement devices of the first embodiment, a plurality of
前記第1実施例は以上説明したように、単位ハウジング102の開口部115に設置された点状光源112と、これと所定の間隔で配置された光拡散板118等の発光面との間に、複数本の脚部117を介して反射板116を配置したものであり、図5に示すように点状光源112と前記発光面との照射距離を大幅に縮めることが可能となる。
また前述のように、点状光源112と発光面との間に反射板116を介在させたので、点状光源112による光の集中をさけて大幅に分散させることができ、点状光源112の光量を落とすことなく広域光源に切り替えることが可能である。
以上の説明は当然、第2実施例にも適用されるものである。
In the first embodiment, as described above, the point
Further, as described above, since the
The above description naturally applies to the second embodiment.
図3および図4において、点状光源112から照射された光の経路を説明する。
まず点状光源112から照射されて円形の反射板116の裏面で反射した光は、前記単位ハウジング102の底部で反射して前記単位ハウジング102の開口部115を囲む位置に取り付けた複数本の脚部117の間から前記反射板116の外に放射される。
前記反射板116の反射率は光反射率の高い素材を使用し、かつ、平滑にも細かな凹凸のあるようにもできるため、光の質感をコントロールした、減衰の少ない周辺拡散が行われる。
その後、光は光拡散板118内を透過する光の成分と光拡散板118内の粒子で反射する光の成分に分かれる。そのうち、点状光源112側に反射した成分の光は、光拡散板118から正反射して、再度光拡散板118に入射する。また、光拡散板118に入射し透過した成分の光は、光拡散板118の外面であらゆる方向に均一に放射する。
3 and 4, the path of light emitted from the point
First, the light emitted from the point
The
Thereafter, the light is divided into a light component transmitted through the
従来の反射板を用いないLED照明装置(図8)における光はグレア(視界に強烈な光があるとまぶしく感じる、この現象をグレアという。)な光であって、しかも中心から周辺に向かって輝度が大きく異なった照光となる。
一方、この発明の照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源(図6および図7)における光は反射板116によって拡散された光であるためグレアな光となることはなく、しかも中心から周辺に向かって輝度がそれほど低下することがなく、したがって均一な輝度を有する照光となる。
もちろん、この発明の照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源(図6および図7)における光は全体としての照度の低下も少なく、しかも中心から周辺に向かって照度がそれほど低下しないで均一な輝度の照光となるため、仮に同じ面積を照らすのであれば、従来の反射板を用いないLED照明装置(図8)に比してこの発明の照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置に使用する光高反射リフレクター光源(図6および図7)の方が、点状光源112から光拡散板118までの距離が短くて済むこととなる。
The light in a conventional LED lighting device that does not use a reflector (FIG. 8) is glare (a glare is felt when there is intense light in the field of view, this phenomenon is called glare), and from the center toward the periphery. The brightness is greatly different.
On the other hand, since the light in the highly reflective reflector light source (FIGS. 6 and 7) used in the illuminated switch and the surface emitting display device for amusement devices of the present invention is light diffused by the
Of course, the light in the highly reflective reflector light source (FIGS. 6 and 7) used in the illumination type switch and the surface emitting display device for amusement devices of the present invention has little decrease in illuminance as a whole, and from the center to the periphery. The illumination switch of the present invention is compared with the conventional LED lighting device (FIG. 8) that does not use a reflector if the same area is illuminated because the illumination does not decrease so much toward the illumination. The distance between the point
この発明の光高反射リフレクター光源によれば、前述の照光式スイッチやアミューズメント機器類用の面発光表示装置のみならず、すぐれた表示特性を得ることができる自動車の計器盤や広告用照明パネル等、あるいはこの発明の趣旨を逸脱しない限り、その他さまざまなLEDを用いた照明装置に適用することができる。 According to the highly reflective reflector light source of the present invention, not only the above-described illuminated switch and surface emitting display device for amusement equipment, but also an automotive instrument panel and an advertising lighting panel that can obtain excellent display characteristics. As long as they do not depart from the spirit of the present invention, the present invention can be applied to other lighting devices using LEDs.
101 光高反射リフレクター光源
102 単位ハウジング
111 LED基板
112 点状光源
113 シャーシ
114 反射面
115 開口部
116 反射板
117 脚部
118 光拡散板
119 ガイド溝
201 光高反射リフレクター光源
202 単位ハウジング
203 底面
204 傾斜面
205 仕切り壁
206 光拡散板
101 Light
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