JP5728440B2 - 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、白熱電球や蛍光灯とは異なり、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るため、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。   Unlike incandescent bulbs and fluorescent lamps, LEDs have problems such as directivity in light emission and generation of glare due to high-luminance light emitted from the LEDs. Further, since the LEDs have variations in light quantity and light color, there is a problem that non-uniform light is generated when a plurality of LEDs are used.

このため、例えば、特許文献1に示すようなLED照明装置が提案されている。このLED照明装置は、環状の導光体と、この導光体の長手方向両側面から導光体の内部に向かって光を照射する多数のLEDと、この導光体を収容するカバー体と、を備え、LEDの光を導光体内部で混光し、導光体の下面から照射するようにした構成である。このLED照明装置によれば、LEDからの光を導光体で混光させることにより、グレアの発生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ことができる。   For this reason, for example, an LED illumination device as shown in Patent Document 1 has been proposed. The LED illumination device includes an annular light guide, a number of LEDs that irradiate light from both side surfaces in the longitudinal direction of the light guide toward the inside of the light guide, and a cover that houses the light guide. The light of the LED is mixed inside the light guide and irradiated from the lower surface of the light guide. According to this LED illuminating device, the light from the LED is mixed by the light guide, thereby reducing the occurrence of glare and reducing variations in the light amount and the light color, thereby obtaining uniform light.

しかし、LEDからの光を導光体で混光させることで、被照射体に対し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できないという問題があった。   However, by mixing the light from the LED with the light guide, it is possible to uniformly irradiate the irradiated object, but the light emitted from the light guide only irradiates the lower surface, and the inspection object On the other hand, there is a problem that only a single focus can be made, and it cannot be applied to various inspection objects.

このため、本発明者は、入射部への入射光の光軸と混光部からの出射光の光軸を異ならせることが可能なLED照明装置を提案している(特願2011−234253)。このLED照明装置によれば、グレアや照度のムラあるいは不均一な照射と言った問題を解決できるとともに、出光の角度を変更可能なため、複数の焦点を作ることが出来、対象物(被照射体)に合った焦点を作ることが可能となる。 For this reason, the present inventor has proposed an LED illumination device capable of making the optical axis of the incident light to the incident part different from the optical axis of the outgoing light from the light mixing part (Japanese Patent Application No. 2011-234253). . According to this LED illumination device, it is possible to solve the problems such as glare, uneven illuminance or uneven irradiation, and the angle of light emission can be changed, so that a plurality of focal points can be created, and the object (irradiated object) It is possible to create a focus that matches the body.

特許第4659155号公報Japanese Patent No. 4659155

しかしながら、現在提案されているLED照明装置によれば、対象物(被照射体)に合った焦点を作ることができるという優れた利点を有するものの、異なる焦点距離を必要とする場合には、導光体の形状をそれぞれの対象物(被照射体)の焦点距離に合わせて変えなければならないという問題があった。この場合、複数の導光体の形状を揃えるとなるとコスト面からすると高コストにつながってしまう。   However, the currently proposed LED lighting device has an excellent advantage of being able to create a focal point that matches an object (object to be irradiated), but when a different focal length is required, the LED lighting device is introduced. There has been a problem that the shape of the light body has to be changed in accordance with the focal length of each object (object to be irradiated). In this case, if the shapes of the plurality of light guides are made uniform, this leads to high costs in terms of cost.

従って、本発明の目的は、それぞれの対象物(被照射体)の焦点距離に合わせて導光体の形状を変えることなく異なる焦点距離を低コストで実現可能なLED照明装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an LED lighting device capable of realizing different focal lengths at low cost without changing the shape of the light guide in accordance with the focal length of each object (irradiated body). is there.

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、該入射部に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、前記出光面が直線状に形成されており前記混光部で混光された光を該出光面から外部に出光する出光部とからなり、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であって前記入射光の光軸に対して傾斜している第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の反射面を有し、前記出光部は、前記出光面に対して脱着可能なフレネルレンズを有する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an LED lighting device of the present invention includes a substrate on which a plurality of LEDs are mounted, a light guide that is provided on the other surface of the substrate and emits incident light from the LED from a light emitting surface. In the LED lighting device, the light guide includes an incident portion that makes incident light from the LED enter the light guide body, and reflects the incident light incident on the incident portion in the light guide body. A light mixing portion for mixing light, and a light output portion for forming light emitted from the light output surface to the outside. A first reflecting surface which is smooth and reflects the incident light from the LED to the light mixing portion and is inclined with respect to the optical axis of the incident light; and The light that is provided at the opposite position and reflected by the first reflecting surface is different from the optical axis of the incident light. A second reflecting surface having a substantially circular cross section that emits light from the light emitting surface, and light reflected by the first reflecting surface provided at a position facing the first reflecting surface. And a third reflecting surface that is reflected in the light guide body, wherein the light output section has a Fresnel lens that is detachable from the light output surface.

本発明のLED照明装置は、前記入射部は、前記LEDの形状よりも大きい開口の凹部を有し、該凹部は前記LEDを囲むように配置されることを特徴とする。   The LED illumination device according to the present invention is characterized in that the incident portion has a concave portion having an opening larger than the shape of the LED, and the concave portion is disposed so as to surround the LED.

本発明のLED照明装置は、前記凹部の凹形状の内壁面には、反射塗料が塗布されていることを特徴とする。   The LED lighting device of the present invention is characterized in that a reflective paint is applied to the concave inner wall surface of the concave portion.

本発明のLED照明装置は、前記第2の反射面は、該混光部を形成する略球形状の上面及び/又は側面に形成されていることを特徴とする。   The LED lighting device according to the present invention is characterized in that the second reflecting surface is formed on a substantially spherical upper surface and / or side surface forming the light mixing portion.

本発明によれば、複数のLEDが実装される基板と、前記LEDの発光光を入射する入射部と、該入射部から入射した光を反射させ混光する混光部と、該混光部で混光された光を外部に出光する出光部とを有する導光体と、前記出光部に設けられるフレネルレンズと、を備えるようにしたので、導光体の形状を変えることなく、対象物(被照射体)の焦点距離に合わせて異なる焦点距離を低コストで実現可能となる。   According to the present invention, a substrate on which a plurality of LEDs are mounted, an incident part that receives light emitted from the LEDs, a light mixing part that reflects and mixes light incident from the incident part, and the light mixing part Since a light guide having a light output portion for emitting light mixed in the outside to the outside and a Fresnel lens provided in the light output portion are provided, the object without changing the shape of the light guide Different focal lengths can be realized at low cost in accordance with the focal length of the (irradiated body).

目視検査用ライトの断面図である。It is sectional drawing of the light for visual inspection. 目視検査用ライトの構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the light for visual inspection. LEDが実装された基板の下面側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the lower surface side of the board | substrate with which LED was mounted. LEDが実装された基板の変形例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the modification of the board | substrate with which LED was mounted. 図4のAA断面を示した図である。It is the figure which showed the AA cross section of FIG. LEDが実装された基板の変形例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the modification of the board | substrate with which LED was mounted. 図6のBB断面を示した図である。It is the figure which showed the BB cross section of FIG. LEDが実装された基板の上面側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the upper surface side of the board | substrate with which LED was mounted. 放熱板の構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the heat sink. 導光体の構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the light guide. 導光体の構造及び基板への設置状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the light guide, and the installation state to a board | substrate. 導光体の構造及び基板への設置状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the light guide, and the installation state to a board | substrate. 導光体の構造及び基板への設置状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the light guide, and the installation state to a board | substrate. フレネルレンズシートの構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the Fresnel lens sheet. 図13(a)〜図13(c)は、導光体内での光の挙動を示した図である。FIGS. 13A to 13C are diagrams showing the behavior of light in the light guide. 導光体の変形例を示した図である。It is the figure which showed the modification of the light guide.

以下、図面を参照しながら、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、この目視検査用ライト100の構成を示した図である。
Hereinafter, with reference to the drawings, the LED illumination device according to the present embodiment will be described using a visual inspection light as an example.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the visual inspection light 100.

図に示すように、目視検査用ライト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。この目視検査用ライト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導光体400と、導光体400の下面に設けられたシート状のフレネルレンズ500とから構成されている。   As shown in the figure, the visual inspection light 100 is applied to a loupe light so that the inspection object can be irradiated with light and the inspection object can be enlarged and viewed with a magnifying glass. The visual inspection light 100 dissipates heat generated from the LED 201, a metallic cover 101 having openings 101a and 101b on the upper and lower surfaces, a substrate 200 on which the LED 201 housed in the cover 101 is mounted. And a light guide 400 formed of a light-transmitting material, and a sheet-like Fresnel lens 500 provided on the lower surface of the light guide 400.

ここで、LED201は、赤色LEDと緑色LEDと、青色LEDとで構成されているものとする。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。そして、各色の発光を調整することにより、検査体を観察するのに適した色の光を発光させることができる。また、このLED201の発光する光は熱を帯びることがないため検査体が生物の場合であっても、生物を傷めることなく観察することができる。   Here, it is assumed that the LED 201 includes a red LED, a green LED, and a blue LED. Note that a three-color LED in which a red LED, a green LED, and a blue LED are integrated in one package may be used. Then, by adjusting the light emission of each color, it is possible to emit light of a color suitable for observing the inspection object. Moreover, since the light emitted from the LED 201 does not take heat, even if the specimen is a living thing, it can be observed without damaging the living thing.

図2は、この目視検査用ライト100を下方から見た図である。
図に示すように、この目視検査用ライト100はリング状に構成されている。開口部101a、101bを有する金属性のカバー101の開口部101a部分には、図示しないが拡大鏡が配置される。また、フレネルレンズ500は導光体400の下面略全体を覆うように設けられている。
FIG. 2 is a view of the visual inspection light 100 as viewed from below.
As shown in the figure, the visual inspection light 100 is configured in a ring shape. Although not shown, a magnifying glass is disposed in the opening 101a portion of the metallic cover 101 having the openings 101a and 101b. Further, the Fresnel lens 500 is provided so as to cover substantially the entire lower surface of the light guide 400.

図3は、LED201が実装された基板200の下面側を示す斜視図である。
図に示すように、基板200は平板状でリング状に構成されており、LED201は、基板200の下面側の外周に沿うようにして等間隔で実装されている。この基板200の外周側には、導光体400を下面側に設置し固定するための金具202と、LED201の点灯制御を行う制御基板203と、が設けられている。
FIG. 3 is a perspective view showing the lower surface side of the substrate 200 on which the LEDs 201 are mounted.
As shown in the figure, the substrate 200 is formed in a flat plate shape in a ring shape, and the LEDs 201 are mounted at equal intervals along the outer periphery of the lower surface side of the substrate 200. On the outer peripheral side of the substrate 200, a metal fitting 202 for installing and fixing the light guide 400 on the lower surface side and a control substrate 203 for performing lighting control of the LED 201 are provided.

図4は、LED201が実装された基板200の第1の変形例を示した図であり、図5は、図4に示すA−A’線断面図である。
図3と同一の内容については同一の符号を付したので重複する説明は省略するが、図に示すように、基板200の下面側には、基板200の幅方向略中央部に孔部20が等間隔で外周と同心的に穿設されており、この孔部20にLED201が実装されている。この孔部20は、図5に示すように、LED201を実装できる深さを有し、その壁面には反射塗料21が塗布されている。この塗布された反射塗料21によって、LED201が発光した光を反射させ、漏れなく導光体400へ入射させる。
4 is a diagram showing a first modification of the substrate 200 on which the LEDs 201 are mounted, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ shown in FIG.
Since the same reference numerals are given to the same contents as those in FIG. 3, the overlapping description is omitted. However, as shown in the figure, a hole 20 is formed at a substantially central portion in the width direction of the substrate 200 on the lower surface side of the substrate 200. It is drilled concentrically with the outer periphery at equal intervals, and the LED 201 is mounted in the hole 20. As shown in FIG. 5, the hole 20 has a depth at which the LED 201 can be mounted, and a reflective paint 21 is applied to the wall surface thereof. The applied reflective paint 21 reflects the light emitted from the LED 201 and enters the light guide 400 without leakage.

図6は、LED201が実装された基板200の第2の変形例を示した図であり、図7は、図6に示すB−B’線断面図である。
図3および図4と同一の内容については同一の符号を付したので重複する説明は省略するが、図示するように、基板200の下面側には、基板200と同心円状の溝部30が形成されており、この溝部30の底面に等間隔でLED201が実装されている。この溝部30は、図7に示すように、LED201を実装できる深さを有する。
6 is a view showing a second modification of the substrate 200 on which the LEDs 201 are mounted, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ shown in FIG.
3 and 4 are given the same reference numerals and redundant description is omitted, but as shown in the figure, a groove portion 30 concentric with the substrate 200 is formed on the lower surface side of the substrate 200. The LEDs 201 are mounted on the bottom surface of the groove 30 at equal intervals. As shown in FIG. 7, the groove 30 has a depth at which the LED 201 can be mounted.

図8は、LED201が実装された基板200の上面側、即ち、図3,図4および図6に示された側とは反対側、の斜視図である。
図に示すように、基板200の上面側には金具202が設けられている。この金具202は、上述したように基板200の下面側にも連設されており、下面側では導光体400を固定し、上面側では基板200をカバー101に固定するものである。
FIG. 8 is a perspective view of the upper surface side of the substrate 200 on which the LED 201 is mounted, that is, the side opposite to the side shown in FIGS. 3, 4, and 6.
As shown in the figure, a metal fitting 202 is provided on the upper surface side of the substrate 200. As described above, the metal fitting 202 is also connected to the lower surface side of the substrate 200. The light guide 400 is fixed on the lower surface side, and the substrate 200 is fixed to the cover 101 on the upper surface side.

図9は、放熱板300の構成を示した斜視図である。
図に示すように、放熱板300は平板状でリング状に構成されており、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、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り、基板200の上面側に設置される。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. 9 is a perspective view showing the configuration of the heat sink 300.
As shown in the figure, the heat radiating plate 300 has a flat plate shape and a ring shape, and is configured to be substantially the same as the outer diameter and inner diameter of the substrate 200. The heat radiating plate 300 is for radiating heat generated by driving the LED 201, and is installed on the upper surface side of the substrate 200. In addition, the heat sink 300 is formed with a metal (for example, aluminum etc.) with high heat conductivity.

図10は、導光体400を上面側から見た斜視図である。
図に示すように、導光体400は、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略環球形状に形成されている。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。
FIG. 10 is a perspective view of the light guide 400 as seen from the upper surface side.
As shown in the drawing, the light guide 400 is a material having heat resistance, insulation, and light transmission, and is formed in a substantially ring-shaped shape using, for example, an acrylic resin or a polycarbonate resin. In addition, a reflection film for reflecting light emitted by the LED 201 is formed on a part of the light guide 400.

図11〜図13は、導光体400の構造及び基板への設置状態を示す断面図である。
図に示すように、導光体400は、LED201からの光を入射させる入射部401と、入射した光を混光させる混光部402と、から構成されている。
11 to 13 are cross-sectional views showing the structure of the light guide 400 and the state of installation on the substrate.
As shown in the drawing, the light guide 400 includes an incident portion 401 that allows light from the LED 201 to enter, and a light mixing portion 402 that mixes incident light.

入射部401は、LED201の設置部位を囲む凹形状の凹部401aと、LED201の発光光を導光体400内に反射させる反射面401cと、からなる。この凹部401aの開口部はLED201よりも大きく、例えば、図3に示すような基板200上にLED201が実装されている場合には、基板200の下面に導光体400を設置したときに、当該開口部がLED201の真下に位置し、LED201を囲うようにして覆う状態となる(図11)。
また、図4に示すように基板200の孔部20の底面にLED201が実装されている場合に、凹部401aの開口部が孔部20の真下に位置した状態となり(図12)、孔部20の壁面21に塗布されている反射塗料にLEDの発光の光が反射して入射部401へ入射される。
さらに、図6に示すように基板200の溝部30の底面にLED201が実装されている場合に、溝部30の幅は凹部401aより大きいため、凹部401aが溝部30に嵌ることにより凹部401aの開口部がLED201の真下に位置し、LED201を囲うようにして覆う状態となる(図13)。
そして、凹部401aの内壁面にはLED201の発光光を反射させる反射塗料401bが塗布されており、LED201から発射される光がこの反射塗料401bで反射することで、LED201の発光光を漏れなく反射面401cに反射させることができる。
The incident portion 401 includes a concave portion 401 a that surrounds the installation site of the LED 201, and a reflective surface 401 c that reflects the light emitted from the LED 201 into the light guide 400. The opening of the recess 401a is larger than the LED 201. For example, when the LED 201 is mounted on the substrate 200 as shown in FIG. The opening is positioned directly below the LED 201 and covers the LED 201 (FIG. 11).
Further, as shown in FIG. 4, when the LED 201 is mounted on the bottom surface of the hole 20 of the substrate 200, the opening of the recess 401a is located directly below the hole 20 (FIG. 12). The light emitted from the LED is reflected by the reflective paint applied to the wall surface 21 and enters the incident portion 401.
Furthermore, as shown in FIG. 6, when the LED 201 is mounted on the bottom surface of the groove portion 30 of the substrate 200, the width of the groove portion 30 is larger than the concave portion 401 a, so that the concave portion 401 a fits into the groove portion 30, thereby opening the concave portion 401 a. Is located directly below the LED 201 and covers the LED 201 (FIG. 13).
A reflective paint 401b that reflects the light emitted from the LED 201 is applied to the inner wall surface of the recess 401a. The light emitted from the LED 201 is reflected by the reflective paint 401b, so that the light emitted from the LED 201 is reflected without omission. It can be reflected on the surface 401c.

反射面401cは、導光体400の内径側に向かって直線状に傾斜しており、この傾斜面に、白色の塗料が塗布され反射膜を形成している。この傾斜面の傾斜角度Rは30〜50°の範囲で変えることができ、この傾斜角度Rの変更により、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401c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 reflective surface 401c is linearly inclined toward the inner diameter side of the light guide 400, and a white paint is applied to the inclined surface to form a reflective film. The inclination angle R of the inclined surface can be changed within a range of 30 to 50 °, and the focal distance to the inspection object can be changed by changing the inclination angle R.
In addition, this reflective surface 401c may be arc-shaped, and its shape may be changed depending on the object to be irradiated.

混光部402は、断面形状において略円形状の上面であって反射塗料が塗布された反射面402aと直線状の側面であって反射塗料が塗布された反射面402bと、直線状の底面であって、混光部402内で混光された光を出光させる出光面402cとから形成されている。この出光面402cには、フレネルレンズ500が設けられている。   The light mixing section 402 has a substantially circular top surface in cross-sectional shape, a reflective surface 402a coated with a reflective paint, a straight side surface, a reflective surface 402b coated with a reflective paint, and a straight bottom surface. Thus, it is formed from a light exit surface 402 c that emits light mixed in the light mixing section 402. A Fresnel lens 500 is provided on the light exit surface 402c.

混光部402では、入射部401の反射面401cに反射したLED201の光が、上面402a及び側面402bの内壁に形成された反射膜に繰り返し反射し、混光部402内で混光し、混光された光はフレネルレンズ500を介して、導光体400の中心軸に向かって出光される。   In the light mixing unit 402, the light of the LED 201 reflected on the reflection surface 401c of the incident unit 401 is repeatedly reflected on the reflection film formed on the inner walls of the upper surface 402a and the side surface 402b, and is mixed in the light mixing unit 402 and mixed. The emitted light is emitted toward the central axis of the light guide 400 through the Fresnel lens 500.

図14は、フレネルレンズ500の構成を示した断面図である。
フレネルレンズ500は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等で形成されており、一方側の面に略平面状で導光体400の出光面402cと接着する接着面501を有し、他方側の面に複数の同心円状で略三角構造の断面のレンズ部502を有する。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the configuration of the Fresnel lens 500.
The Fresnel lens 500 is formed of an acrylic resin, a polycarbonate resin, or the like, and has an adhesive surface 501 that adheres to the light exit surface 402c of the light guide 400 in a substantially flat shape on one surface, and a plurality of surfaces on the other surface. And a lens portion 502 having a substantially triangular cross section.

導光体400の出光面402cを略球面にし、球面の曲率を変えることで種々の検査体に応じた焦点距離を作り出すことができるが、そのためには、様々な曲率の球面を有する導光体400を用意する必要があり、コスト高の原因となる。また、出光面402cを略球面状に加工するにもコストが嵩むことから検査体に応じた焦点距離を作り出す導光体400を用意することは困難である。   The light exit surface 402c of the light guide 400 can be formed into a substantially spherical surface, and the focal length according to various inspection objects can be created by changing the curvature of the spherical surface. For this purpose, the light guide having a spherical surface with various curvatures. It is necessary to prepare 400, which causes high costs. In addition, it is difficult to prepare the light guide 400 that creates a focal length corresponding to the inspection object because the cost increases even when the light exit surface 402c is processed into a substantially spherical shape.

そこで、導光体400の出光面402cを略平面状にし、そこにフレネルレンズ500を貼り付けることで検査体に応じた焦点距離を作りだすことができる。このフレネルレンズ500は、上記したように一方側の面が接着面501となっており、導光体400の出光面402cに容易に接着したり剥がしたりすることができる。   Therefore, the light exit surface 402c of the light guide 400 can be made substantially planar, and the Fresnel lens 500 can be attached to the light exit surface 402c to create a focal length corresponding to the test object. As described above, the Fresnel lens 500 has an adhesive surface 501 on one side, and can be easily adhered to or removed from the light exit surface 402c of the light guide 400.

また、フレネルレンズ部502の略三角構造を変形させることで焦点距離を変えることができる。さらに、様々な焦点距離を作りだすことができるフレネルレンズ500を揃えることは、導光体400の出光面402cを略球面状に加工するよりも、コストを抑えることができる。 Further, the focal length can be changed by deforming the substantially triangular structure of the Fresnel lens portion 502. Furthermore, aligning the Fresnel lens 500 capable of creating various focal lengths can reduce costs compared to processing the light exit surface 402c of the light guide 400 into a substantially spherical shape.

従って、様々な焦点距離を作りだすことができるフレネルレンズ500を用意し、導光体400の出光面402cに検査体に応じた焦点距離を有するフレネルレンズ500を接着させることで、検査体に応じたLED照明装置を提供することができる。   Therefore, the Fresnel lens 500 capable of creating various focal lengths is prepared, and the Fresnel lens 500 having a focal length corresponding to the inspection object is adhered to the light output surface 402c of the light guide 400, so that it can correspond to the inspection object. An LED lighting device can be provided.

次に、図15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15(a)〜図15(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の発光による光が入射部401内に入射され、反射面401cに反射する(図15(a))。このとき、LED201の発光による光が入射部401の凹部401aの反射塗料が塗布されている壁面401bに反射することで漏れなく導光体400内へ入射させることができる。
Next, the behavior of light in the light guide 400 will be described in detail with reference to FIG.
Fig.15 (a)-FIG.15 (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 LED 201 enters the incident portion 401 and is reflected by the reflecting surface 401c (FIG. 15A). At this time, the light emitted from the LED 201 is reflected on the wall surface 401b on which the reflective paint of the concave portion 401a of the incident portion 401 is applied, so that the light can be incident into the light guide 400 without leakage.

反射面401c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に反射し、再度、反射面401cに反射する(図15(b))。混光部402内では、再度、反射面401cに反射した光が反射面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からフレネルレンズ500を介して出光し、LED照明装置100の下面に照射される(図15(c))。   The light reflected on the reflection surface 401c enters the light mixing portion 402, is reflected on the reflection surface 402a on the upper surface of the light mixing portion 402, and is reflected again on the reflection surface 401c (FIG. 15B). In the light mixing unit 402, the light reflected on the reflection surface 401c is again reflected on the reflection surfaces 402a and 402b, and the light is repeatedly reciprocated in the light guide 400 by so-called pumping to be mixed. Then, the mixed light exits from the light exit surface 402c via the Fresnel lens 500, and is irradiated on the lower surface of the LED illumination device 100 (FIG. 15C).

この時、フレネルレンズ500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。
At this time, since the Fresnel lens 500 is configured to condense on the central axis of the light guide 400, the emitted light can be focused on the central axis to form a focal point.
Further, the light emitted from the LED 201 is mixed in the light guide 400, so that the inspection object can be uniformly irradiated, and unevenness in illuminance can be eliminated.

図16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、目視検査用ライト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401c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フレネルレンズ500から出光する。
FIG. 16 is a view showing a modification of the light guide 400.
The illustrated light guide 400 corresponds to the LEDs 201 mounted on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the substrate 200 in order to increase the illuminance of the visual inspection light 100.
In such a case, the light guide 400 is configured to include the incident portions 401 on the outer diameter side and the inner diameter side. The light emitted from each LED 201 enters the respective incident portions 401, is reflected by the reflecting surface 401 c, and enters the light mixing portion 402. In the light mixing unit 402, the light is reflected by the reflection surface 402a on the upper surface, and is emitted from the Fresnel lens 500 on the lower surface by repeating the pumping described above.

なお、上記したLED照明装置の一例としての目視検査用ライト100は、基板や放熱板あるいは導光体をリング状(略環球形状)に形成し、開口部101aに拡大鏡(図示せず)を配置する構成であるが、これらの基板や放熱板あるいは導光体400の形状はリング状(略環球形状)に限定されるものではない。これを、例えば、直管型に形成すれば、LEDを用いた蛍光灯として提供することが可能となる。また、その他、使用態様に応じて自由に設計することができる。   In addition, the visual inspection light 100 as an example of the LED lighting device described above has a substrate, a heat sink, or a light guide formed in a ring shape (substantially ring-shaped), and a magnifying glass (not shown) in the opening 101a. Although it is the structure to arrange | position, the shape of these board | substrates, a heat sink, or the light guide 400 is not limited to a ring shape (substantially ring-ball shape). If this is formed, for example, in a straight tube type, it can be provided as a fluorescent lamp using LEDs. Moreover, it can design freely according to a use aspect.

100 目視検査用ライト(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 凹部
401b、401c 反射面
402a、402b 反射面
402c 出光面
402 混光部
500 フレネルレンズ

100 Light for visual inspection (LED lighting device)
101 Cover 101a, 101b Opening 200 Substrate 201 LED
202 Metal fitting 300 Heat sink 400 Light guide 401 Incident part 401a Concave part 401b, 401c Reflective surface 402a, 402b Reflective surface 402c Light exit surface 402 Light mixing part 500 Fresnel lens

Claims (4)

複数のLEDが実装された基板と、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、In an LED illumination device comprising: a substrate on which a plurality of LEDs are mounted; and a light guide that is provided on the other surface of the substrate and emits incident light from the LEDs from a light exit surface.
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、該入射部に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、前記出光面が直線状に形成されており前記混光部で混光された光を該出光面から外部に出光する出光部とからなり、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 on the incident part in the light guide, The light exit surface is formed in a straight line, and comprises a light exit portion that emits light mixed in the light blend portion to the outside from the light exit surface,
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であって前記入射光の光軸に対して傾斜している第1の反射面を有し、The incident part has a first reflecting surface that is smooth to reflect incident light from the LED to the light mixing part and is inclined with respect to the optical axis of the incident light,
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の反射面を有し、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. Have
前記出光部は、前記出光面に対して脱着可能なフレネルレンズを有する、The light exit portion has a Fresnel lens that is removable from the light exit surface.
ことを特徴とするLED照明装置。LED lighting device characterized by the above.
前記入射部は、前記LEDの形状よりも大きい開口の凹部を有し、該凹部は前記LEDを囲むように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。   The LED illumination device according to claim 1, wherein the incident portion has a concave portion having an opening larger than the shape of the LED, and the concave portion is disposed so as to surround the LED. 前記凹部の凹形状の内壁面には、反射塗料が塗布されていることを特徴とする請求項に記載のLED照明装置。 The LED lighting device according to claim 2 , wherein a reflective paint is applied to the concave inner wall surface of the concave portion. 前記第2の反射面は、該混光部を形成する略球形状の上面及び/又は側面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。   The LED lighting device according to claim 1, wherein the second reflecting surface is formed on a substantially spherical upper surface and / or side surface forming the light mixing portion.
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