JP5565775B2 - LED lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、LED照明装置に関し、特に、組み立て及びメンテナンスが容易であり、照射する対象物に応じて焦点を作ることができるLED照明装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting device, and more particularly, to an LED lighting device that is easy to assemble and maintain and can be focused according to an object to be irradiated.
LEDは、白熱電球及び蛍光灯とは異なり、発光に指向性があること、また、LEDから高輝度の光が発せられることによりグレアが発生するといった問題がある。さらに、LEDには、光量及び光色のばらつきがあり、複数のLEDを用いる場合には、不均一な光が生じるといった問題がある。従って、反射板等を用いずに光を直接照射すると、光の不均一性が目立つという問題があった。 Unlike incandescent bulbs and fluorescent lamps, LEDs have a problem in that light emission has directivity and glare occurs due to high-luminance light emitted from the LEDs. Furthermore, there are variations in the amount of light and the light color of LEDs, and there is a problem that non-uniform light is generated when a plurality of LEDs are used. Therefore, when light is directly irradiated without using a reflector or the like, there is a problem that the non-uniformity of the light is conspicuous.
このような問題から、グレアを低減させると共に光量及び光色のばらつきを緩和して均一な光を得るために、LEDが発する光を直接照射せずに、反射板にて反射させて間接照射させる構成が求められる。 From such a problem, in order to reduce the glare and reduce the variation in the light amount and the light color to obtain uniform light, the light emitted from the LED is not directly irradiated but is reflected by the reflecting plate and indirectly irradiated. A configuration is required.
そこで、特許文献1には、グレアを低減すると共に光量及び光色のばらつきを緩和して均一な光を得るために、LEDが発する光を直接照射せずに、反射板にて反射させて間接照射する構成が開示されている。 Therefore, in Patent Document 1, in order to obtain a uniform light by reducing the glare and reducing the variation in the light amount and the light color, the light emitted from the LED is not directly irradiated but is reflected by the reflector and indirectly. A configuration for irradiating is disclosed.
しかしながら、特許文献1に開示された目視検査用ライトは、環状のカバー体の内側内周面に沿ってLEDが実装された基板を設置している。つまり、環状のカバー体の曲率に合わせて基板を湾曲させて取り付ける必要があり組立作業が困難である。
また、複数あるうちの1つのLEDが破損した場合には、破損したLEDが実装された基板をカバー体から取り外す必要があり、メンテナンスが煩雑になってしまう。
However, the visual inspection light disclosed in Patent Document 1 is provided with a substrate on which LEDs are mounted along the inner peripheral surface of the annular cover body. That is, it is necessary to bend and attach the substrate in accordance with the curvature of the annular cover body, which makes assembly work difficult.
Further, when one of the plurality of LEDs is damaged, it is necessary to remove the substrate on which the damaged LED is mounted from the cover body, which makes maintenance complicated.
また、LEDからの光を導光体で混光させることで検査体へ均一な照射をすることができるが、導光体からの出光は単に下面を照射するだけであり、検査体に対して単一の焦点しか作ることができず、様々な検査体に対応することが困難となる。 In addition, the light from the LED can be mixed with the light guide to uniformly irradiate the inspection body, but the light emitted from the light guide only irradiates the lower surface, Only a single focal point can be created, making it difficult to accommodate various inspection objects.
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、組み立て及びメンテナンスが容易であるとともに、照射する対象物の高さ等に応じた焦点を作ることができるLED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 such problems, and it is an object of the present invention to provide an LED lighting device that is easy to assemble and maintain and that can make a focal point corresponding to the height of an object to be irradiated. To do.
上記目的を達成するために、本発明のLED照明装置は、複数のLEDが実装された基板と、該基板と同一形状であって該基板の一面に設けられ該基板に実装されたLEDから発生する熱を放熱する放熱板と、該基板の他面に設けられ該LEDからの入射光を出光面から出光させる導光体と、からなるLED照明装置において、前記導光体は、前記LEDからの入射光を前記導光体内へ入射させる入射部と、該入射部から入射された入射光を該導光体内で反射させて混光させる混光部とからなり、前記入射部は、前記LEDからの入射光を前記混光部へ反射させる平滑状の第1の反射面を有し、前記混光部は、前記出光面と対向する位置に設けられ前記第1の反射面で反射された光を該入射光の光軸と異ならせて前記出光面から出光させる断面略円形状の第2の反射面と、前記第1の反射面に対向する位置に設けられ前記第1の反射面に反射した光を前記第2の反射面とともに前記導光体内で反射させる第3の反射面を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an LED lighting device of the present invention is generated from a substrate on which a plurality of LEDs are mounted, and an LED having the same shape as the substrate and provided on one surface of the substrate and mounted on the substrate. In the LED lighting device, comprising: a heat radiating plate that dissipates heat to be emitted; and a light guide that is provided on the other surface of the substrate and emits incident light from the LED from the light output surface. Of the incident light into the light guide, and a light mixing part that reflects and mixes the incident light incident from the incident part in the light guide. The first light-reflecting surface has a smooth shape that reflects incident light from the light-mixing portion, and the light-mixing portion is provided at a position facing the light-emitting surface and reflected by the first light-reflecting surface. The light is emitted from the light exiting surface different from the optical axis of the incident light. A second reflection surface having a substantially circular shape and a second reflection surface that is provided at a position facing the first reflection surface and reflects the light reflected by the first reflection surface in the light guide body together with the second reflection surface. 3 reflective surfaces .
また、前記導光体は、凸状の前記入射部と前記混光部とが一体となって形成されていることを特徴とする。
The front Kishirubekotai has a convex of the incident portion and the front Symbol light mixing section is characterized by being formed in an integrated manner.
また、前記第2の反射面は、該混光部の上面及び/又は側面に形成されていることを特徴とする。
The front Stories second reflective surface, characterized in that it is formed on the top and / or sides of該混light unit.
本発明によれば、導光体と、基板と、放熱板とが順に積層して組み立てることができるLED照明装置であることから、組み立て及びメンテナンスが容易である。また、導光体内でLEDからの入射光が混光されるために、LED照明装置からの照度にムラがなく、対象物へ均一に照射することができる。さらに、第1の反射面の傾斜角度によって導光体からの出光の角度を変えることができるため複数の焦点を作ることができる。よって、対象物に合った焦点を自在に作ることができる。 According to the present invention, since the light guide, the substrate, and the heat radiating plate can be stacked and assembled in order, assembly and maintenance are easy. Moreover, since the incident light from the LED is mixed in the light guide, the illuminance from the LED illumination device is uniform, and the object can be irradiated uniformly. Furthermore, since the angle of light output from the light guide can be changed by the inclination angle of the first reflecting surface, a plurality of focal points can be formed. Therefore, the focus suitable for the object can be freely created.
次に、図面を参照して本実施形態に係る発明について説明する。
本実施形態におけるLED照明装置について、目視検査用ライトを例に挙げて説明する。
図1は、目視検査用ライトの構成を示した図である。
Next, the invention according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
The LED illumination device in the present embodiment will be described by taking a visual inspection light as an example.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a visual inspection light.
図示するように、目視検査用ライトとして使用するLED照明装置100は、ルーペライトに適用し、検査体に光を照射するとともに拡大鏡で検査体を拡大して見ることができるようにしたものである。このLED照明装置100は、上面及び下面に開口部101a,101bを有する金属性のカバー101と、カバー101の内部に収容されるLED201が実装された基板200と、LED201から発生する熱を放熱させるための放熱板300と、透光性を有する素材で形成されたリング状の導光体400とから構成されている。
As shown in the figure, the
図2は、この目視検査用ライトを下方から見た図である。
図示するように、この目視検査用ライトはリング状に構成されるものであり、開口部101aには、拡大鏡(図示せず)が配置される。
FIG. 2 is a view of the visual inspection light as viewed from below.
As shown in the figure, this visual inspection light is configured in a ring shape, and a magnifying glass (not shown) is disposed in the opening 101a.
図3は、LEDが実装された基板の上面側を示す斜視図であり、図4は、LEDが実装された基板の下面側を示す斜視図である。
図3に示すように、基板200は平板状かつリング状に構成されており、LED201は、基板200の下面側の外周付近に等間隔で外周に沿うようにして実装されている。また、図4に示すように基板200の外周側には基板200をカバー101に固定するとともに、基板200の下面側に設置される導光体400を固定するための金具202が設けられている。また、これらLED201の点灯制御を行う制御基板203が基板200の外周側に設けられている。
FIG. 3 is a perspective view showing the upper surface side of the substrate on which the LEDs are mounted, and FIG. 4 is a perspective view showing the lower surface side of the substrate on which the LEDs are mounted.
As shown in FIG. 3, the
LED201は、赤色LEDと緑色LEDと、青色LEDとで構成されている。なお、赤色LED、緑色LED及び青色LEDが1つのパッケージに集積された3色LEDであってもよい。
The
図5は、放熱板の構成を示した斜視図である。
図示するように、放熱板300は平板状でかつリング状であり、基板200の外径及び内径と略同一に構成されている。この放熱板300は、基板200の上面側に設置され、LED201の駆動によって発生する熱を放熱させるためのものである。なお、放熱板300は、熱伝導性の高い金属(例えば、アルミニウム等)で形成されている。
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the heat sink.
As shown in the figure, the
図6は、導光体の構成を示した図であり、図7は、導光体の断面を示した図である。
図6に示すように、導光体400はリング状であって、耐熱性、絶縁性及び光透過性を有する素材で、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等で形成されている。また、導光体400の一部には、LED201による発光の光を反射させるための反射膜が形成されている。
なお、導光体400はリング状に限らず、アクリル樹脂等で使用態様によって任意の形状に形成することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the light guide, and FIG. 7 is a diagram illustrating a cross section of the light guide.
As shown in FIG. 6, the
Note that the
図7に示すように、導光体400はその断面において、一部が凸状に突出した断面略円形状に形成されている。この凸状部分はLED201からの光を入射させる入射部401であり、断面略円形状部分は入射した光を混光させる混光部402である。
As shown in FIG. 7, the
入射部401は、基板200の下面に導光体400を設置したときに、LED201の真下に位置する。入射部401は、LED201の発光による光を混光部402内へ反射させる反射面401aを有する。反射面401aは白色の塗料を塗布して反射膜が形成されており、導光体400の内径に向かって傾斜している。そして、この反射面の傾斜角度Rを30〜50°の範囲で変えることで検査体への焦点距離を変えることができる。
なお、この反射面401aは弧状でもよく、照射する対象物によってその形状を変えてもよい。
The
In addition, this
混光部402は、断面略円形状の上面及び直線状の側面に白色の塗料が塗布されて反射膜が形成された反射面402a,402b及び、混光部402内で混光された光を出光させる断面略円形状の出光面402cを有する。入射部401の反射面401aに反射した光は、混光部402の反射面402a,402bに繰り返し反射して混光させ、出光面402cから出光することでLED照明装置100の下面をムラなく照射することができる。また、出光面402cが、導光体400の中心軸に向かって光を出光させる構成になっており、出光面402cの曲率を変更することでLED照明装置100と検査体との距離に応じた焦点を作ることができる。
本実施形態のLED照明装置100は、カバー101と、基板200と、放熱板300と、導光体400とがそれぞれ別体となっているために、各部品の交換が容易である。例えば、LED201の1つが破損した場合でも、基板200をLED照明装置100から容易に分離することができるためLED201の交換が容易となる。
In the
次に、図8を参照して導光体400内での光の挙動について詳細に説明する。
図8(a)〜図8(c)は、導光体内での光の挙動を示した図である。
図示するように、LED201が発光による光が入射部401内に入射され、反射面401aに反射する(図8(a))。反射面401aに反射した光は、混光部402内に入り、混光部402の上面の反射面402a又は側面の反射面402cに反射する(図8(b))。混光部402内では、光が反射面402a,402bに繰り返し反射して、いわゆるポンピングにより、導光体400内を光が繰り返し往復し、混光される。そして、混光された光は、出光面402cから出光し、LED照明装置100の下面に照射される(図8(c))。この時、出光面402cが導光体400の中心軸に集光する構成になっているため、出光はその中心軸に集光して焦点を作ることができる。
さらに、LED201の発光による光が導光体400内で混光されることで、検査体に対して均一に照射することができ、照度ムラをなくすことができる。
Next, the behavior of light in the
Fig.8 (a)-FIG.8 (c) are the figures which showed the behavior of the light within a light guide.
As shown in the drawing, the light emitted from the
Further, the light emitted from the
次に、導光体400の変形例を示す。
図9は、導光体400の変形例を示した図である。
図示するように、入射部401の光の入射口401bがLED201の大きさよりもやや大きい凹状になっている。この凹状の入射口401bをLED201に被せるようにすることで、LED201の発光を漏れなく入射部401に入射させることができ、発光のロスを低減させることができる。
Next, a modified example of the
FIG. 9 is a view showing a modification of the
As shown in the drawing, the
図10は、導光体400の変形例を示した図である。
図示する導光体400は、LED照明装置100の照度を上げるために基板200の外周側及び内周側に実装されたLED201に対応したものである。
このような場合の導光体400は、外径側と内径側に入射部401を有する構成となっている。それぞれのLED201の発光による光は、それぞれの入射部401に入射し、反射面401aに反射して、混光部402に入る。混光部402内では、光は上面の反射面402aに反射して、前述したポンピングを繰り返し下面の出光部402cから出光する。
FIG. 10 is a view showing a modification of the
The illustrated
In such a case, the
なお、上記したLED照明装置100は、リング状に形成し、開口部101aに拡大鏡(図示せず)を配置したが、導光体400の形状はリング状に限定されず、方形状や蛍光灯のような直管型に形成してもよく、使用態様に応じて自由に設計することができる。
The
100 LED照明装置
101 カバー
101a、101b 開口部
200 基板
201 LED
202 金具
300 放熱板
400 導光体
401 入射部
401a、402a、402b 反射面
402 混光部
402c 出光面
DESCRIPTION OF
202 Metal fitting 300
Claims (3)
前記導光体は、前記LEDからの入射光を前記導光体内へ入射させる入射部と、該入射部から入射された入射光を該導光体内で反射させて混光させる混光部とからなり、
前記入射部は、前記LEDからの入射光を前記混光部へ反射させる平滑状の第1の反射面を有し、
前記混光部は、前記出光面と対向する位置に設けられ前記第1の反射面で反射された光を該入射光の光軸と異ならせて前記出光面から出光させる断面略円形状の第2の反射面と、前記第1の反射面に対向する位置に設けられ前記第1の反射面に反射した光を前記第2の反射面とともに前記導光体内で反射させる第3の反射面を有することを特徴とするLED照明装置。 A board on which a plurality of LEDs are mounted, a heat sink that has the same shape as the board and is provided on one surface of the board and dissipates heat generated from the LEDs mounted on the board, and is provided on the other surface of the board A light guide that emits incident light from the LED from the light exit surface, and an LED lighting device comprising:
The light guide includes an incident part that makes incident light from the LED enter the light guide, and a light mixing part that reflects and mixes the incident light incident from the incident part in the light guide. Become
The incident part has a smooth first reflecting surface that reflects incident light from the LED to the light mixing part,
The light mixing section is provided at a position facing the light exit surface, and has a substantially circular cross section in which the light reflected by the first reflection surface is made different from the optical axis of the incident light and is emitted from the light exit surface. A second reflecting surface and a third reflecting surface that is provided at a position facing the first reflecting surface and reflects the light reflected by the first reflecting surface together with the second reflecting surface within the light guide. An LED lighting device comprising:
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