JP5738083B2 - LED light - Google Patents
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Description
本発明は、工場、倉庫、大型商店、展示場、体育館等における高天井、街灯、工事現場その他一般の照明に適応可能なLEDライトに関する。 The present invention relates to an LED light that can be applied to high ceilings, street lamps, construction sites, and other general lighting in factories, warehouses, large stores, exhibition halls, gymnasiums, and the like.
白熱灯や蛍光灯において、照度をあげるために傘形のリフレクターを用いることは一般的である。 In an incandescent lamp or a fluorescent lamp, it is common to use an umbrella-shaped reflector to increase the illuminance.
LEDは直進性があり、光の拡散が狭いためにリフレクターを用いてもその拡散効果が少ないという問題がある。 The LED has a straight traveling property and has a problem that its diffusion effect is small even if a reflector is used because light diffusion is narrow.
しかし、近時、LEDチップとレンズを一体に組み合わせた120°の配光角を有するLEDモジュールが開発され、このLEDを複数並べて光源となるLED光源モジュールが供給されるようになった(特許文献1)。 However, recently, an LED module having a light distribution angle of 120 ° in which an LED chip and a lens are integrally combined has been developed, and an LED light source module serving as a light source is provided by arranging a plurality of LEDs (Patent Literature). 1).
このような配光角が大きいLED光源モジュールによると使用に際してより照度をあげるためにリフレクターを用いることが有効となる。 According to such an LED light source module having a large light distribution angle, it is effective to use a reflector in order to increase the illuminance when used.
そこで、一般的な円錐台形のリフレクターを用いて高さ6mでのテストを行ったところ約2倍程度の照度を得ることができた。 Therefore, when a test was performed at a height of 6 m using a general frustoconical reflector, an illuminance of about twice was obtained.
しかしながら、2倍程度の照度では照度向上には不足がある。さらに照度を増すためにはLEDによる光源をハイパワーにする必要があるが、光源をハイパワーにすると発熱量が大きくなり、そのためにLED取り付け部の放熱構造が極めて大きくなって全体の構造が巨大化するという問題がある。 However, there is a lack of improvement in illuminance at twice the illuminance. In order to further increase the illuminance, it is necessary to make the light source by the LED high power. However, if the light source is made high power, the amount of heat generation becomes large. Therefore, the heat dissipation structure of the LED mounting part becomes extremely large and the whole structure is huge. There is a problem of becoming.
このような問題点を解決するために、さらなる照度の倍率を得るためのリフレクターの実験を重ねることにした。 In order to solve such problems, we decided to repeat the experiment of the reflector to obtain the magnification of further illuminance.
そこで本発明は、レンズを組み合わせたLEDチップを複数取り付けて90°以上の広配光角を有するLED光源モジュールを、多角錐台形の内面が鏡面による多面体とし、その多角錐台形の下側(狭い口側)の長さ(直径)と上側(広い口側)の長さ(直径)の差より長い寸法の高さとしたリフレクターを構成し、そのリフレクターの各鏡面の下端付け根部にLED光源モジュールの光の全景がそれぞれ写ることができる位置にLED光源モジュールを配置するようにしたことを特徴とする。 Therefore, the present invention provides an LED light source module having a wide light distribution angle of 90 ° or more by attaching a plurality of LED chips combined with a lens, and having a polygonal frustum-shaped inner surface as a polyhedron having a mirror surface, and a lower side (narrower) of the polygonal frustum shape. A reflector having a height that is longer than the difference between the length (diameter) of the mouth side and the length (diameter) of the upper side (wide mouth side) is configured, and the LED light source module is installed at the bottom base of each mirror surface of the reflector. The LED light source module is arranged at a position where an entire view of light can be captured.
本発明によると、上記多角面体のリフレクターに上記条件によりLED光源モジュールを使用した実験の結果、リフレクターを使用しない場合の照度より数倍大きな照度を得ることができた。 According to the present invention, as a result of an experiment using the LED light source module for the polygonal reflector according to the above conditions, it was possible to obtain an illuminance several times larger than the illuminance when the reflector was not used.
以下、図面を参照して本発明による実施例を説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は実施例1を示す斜視図、図2は断面説明図、図3は原理の一例を示す説明図である。 FIG. 1 is a perspective view showing Example 1, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view, and FIG. 3 is an explanatory view showing an example of the principle.
図において、1は、傘型のリフレクターであり、鏡面2が8面ある8角錐台形の八面体である。
In the figure, reference numeral 1 denotes an umbrella-type reflector, which is an octagonal pyramidal octahedron having eight
本実施例では、図3に示す如く、このリフレクターの傘型の角度が片側で20°、両側で40°の角度とした。この角度は、実験の結果、この数値より大きすぎても小さすぎても照度が下がる傾向がみられ、±1°変わっても照度の低下がみられた。本実施例では図3に示す40°の角度が良好な照度が得られた。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the angle of the umbrella shape of the reflector is 20 ° on one side and 40 ° on both sides. As a result of the experiment, there was a tendency for the illuminance to decrease if the angle was too large or too small, and a decrease in illuminance was seen even if this angle changed ± 1 °. In the present example, a good illuminance was obtained at an angle of 40 ° shown in FIG.
また、リフレクター1の高さは、8角錐台形の下側(狭い口側)の鏡面2が対向する長さ(直径)と上側(広い口側)の鏡面2が対向する長さ(直径)の差より長い寸法の高さとする。本実施例では、図3に示す如く、下側の長さが160mm、上側の長さが305mm、高さ165mmである。なお、上記角度による角錐台形は、下側の長さを小さくすると上側の長さも当然小さくなり、高さの寸法も含めてどれかの値を定めることにより上記の寸法と同じ割合で各寸法は決定される。
The height of the reflector 1 is such that the length (diameter) that the lower (narrow mouth side)
なお、リフレクターの高さも最高の照度を得る必要がない場合には上記の条件より低い値としてもよく、その値を小さくした量だけうすいリフレクターとすることができ、現場への設置条件の制限を少なくすることができる。 In addition, when it is not necessary to obtain the highest illuminance, the height of the reflector may be set to a value lower than the above condition, and the reflector can be made a thin reflector by an amount smaller than that, thereby limiting the installation conditions on the site. Can be reduced.
このリフレクターは上記では8角錐台形としたが、6角錐台形から16角錐台形の間ならどの角数でも所望する範囲の照度の向上はあるが、実験によると、8角錐台形が光の品質を含め最良の結果が得られた。 Although this reflector is an octagonal frustum in the above description, there is an improvement in illuminance in a desired range for any number of angles between the hexagonal frustum and the sixteenth pyramid, but according to experiments, the octagonal frustum includes the light quality. The best results were obtained.
その理由は、照明は、明るさだけでなく光の質も要求されるもので、角錐台形のリフレクターによる反射光においては、角錐の内角(入り隅)の線が縞模様となって反射光に現れるもので、角数が増えると照度は大きくなるが、その内角の線の縞が多くなり、照明光全体の光の品質が低下することになる。また、角数が少なくなると照度の倍率は小さくなる。 The reason for this is that lighting requires not only brightness but also quality of light. In the reflected light from a pyramidal trapezoidal reflector, the inner corner (entrance corner) of the pyramid is striped to create reflected light. As it appears, the illuminance increases as the number of corners increases, but the stripes of the inner corners increase, and the light quality of the entire illumination light decreases. Also, the illuminance magnification decreases as the number of corners decreases.
実験によると、照度(単位Lx)は、角錐台形の面の数×リフレクター面の反射率であり、本実施例の場合、リフレクター面の反射率は0.95のものを用いたことにより、8×0.95=7.6である。つまり、リフレクターのない場合の7.6倍の照度となった。実験では、6m直下の照度を測定した。 According to the experiment, the illuminance (unit Lx) is the number of pyramidal trapezoidal surfaces × reflectance of the reflector surface. In this embodiment, the reflectance of the reflector surface is 0.95, × 0.95 = 7.6. In other words, the illuminance was 7.6 times that without the reflector. In the experiment, the illuminance immediately below 6 m was measured.
3は、LED光源モジュールであり、図4に示す如く、LEDチップにレンズを組み合わせた広配光角のLED4を複数並べて構成してある。本実施例では台湾、国格金属科技股▲分▼有限公司製の広配光角のLEDを用いたで60WのLED光源モジュール(KG70A 配光角120°)を使用した。なお、実験によると配光角は90°以上のLED光源モジュールであると上記リフレクターによる所望照射面積の拡大効果が得られた。
上記LED光源モジュール3を、放熱機能を有するヒートシンク5に取り付ける。このヒートシンク5をリフレクター1の下側(狭い口側)の開口部に設置する。なお、実際の製品では、リフレクター1の外側にカバー6を設け、そのカバー6にリフレクター1およびヒートシンク5を取り付けて全一体とする。なお、このLED光源モジュールは各種配光角のものが、ヒートシンクへの取り付け構造の規格を同一にして製造することにより、ヒートシンクへの交換取り付けが可能としてある。
The LED
上記LED光源モジュール3のリフレクター1への設置位置は、下側(狭い口側)の開口部であるが、図5に示す如く、LED光源モジュール3の光3Aが8角錐台形の各面の下端付け根部に光の全景がそれぞれ写ることができる位置に配置する。
The installation position of the LED
以上のLEDライトによると、リフレクターにより、LED光源モジュールの照度の大幅な向上が得られることから、多角錐台形によるリフレクターを用いることにより小さな光源で大きな照度が得られることができ、LED光源の発熱量が大きくなることがなく、小さなLED光源装置で大きな照度と広い照射面積を同時に得ることができることになった。 According to the above LED light, since the illuminance of the LED light source module can be greatly improved by the reflector, a large illuminance can be obtained with a small light source by using the reflector of the polygonal frustum shape, and the heat generation of the LED light source The amount does not increase, and it is possible to simultaneously obtain a large illuminance and a wide irradiation area with a small LED light source device.
以上の構成のLEDライトで室外灯および室内灯として十分に使用することができるが、上記の如く、リフレクターの反射光に8角錐台形による縞模様が発生する。この縞模様の存在があっても一般的な使用には差し支えないが、光の品質の向上を図るためにその縞模様を消したり薄くしたりしたい場合、さらに、LEDライトの特性として、照射面の輪郭が明確になってその縁を境に外側が急激に暗くなるが、その輪郭の縁が明確にならないようにする等によって光の品質を高めることが要求される場合がある。 The LED light having the above configuration can be sufficiently used as an outdoor lamp and an indoor lamp, but as described above, a stripe pattern with an octagonal pyramid shape is generated in the reflected light of the reflector. Even if this striped pattern exists, it can be used for general use. However, if you want to erase or thin the striped pattern in order to improve the light quality, you can also use the LED light as an irradiation surface. However, there is a case where it is required to improve the quality of the light by making the edge of the outline not clear.
そこで本実施例は、図6に示す如く、リフレクター1の上側(広い口側)の開口全体をレンズ拡散板7で覆った。本実施例ではカバー6の開口端にレンズ拡散板7を取り付けることによって覆った。なお、本実施例ではレンズ拡散板をアクリル板と一体にしてカバー6の開口端に取り付けた。
Therefore, in this embodiment, the entire upper opening (wide mouth side) of the reflector 1 is covered with a lens diffusion plate 7 as shown in FIG. In this embodiment, the
このレンズ拡散板7は本実施例では、米国、オプチィカル ソリューション(Oputical Solution)社製のものを用いた。 In this embodiment, the lens diffusing plate 7 is manufactured by Optical Solution, Inc., USA.
これにより、光源直下の照度は20%程低下するが、光がレンズ拡散板によって分散されるために縞模様の発生がなくなり、また、眩しさが軽減することにより違和感のない品質のよい光となる。 As a result, the illuminance directly under the light source is reduced by about 20%, but since the light is dispersed by the lens diffuser plate, the generation of the stripe pattern is eliminated, and the glare is reduced, so that the quality of the light is not uncomfortable. Become.
さらに、上記のリフレクターとLED光源モジュールとの構成により、配光角は約100度となるが、このレンズ拡散板7を取り付けたことにより、(リフレクターによる配光角)2+(レンズ拡散板の拡散角度)2の平方根が配光角となってレンズ拡散板のない場合よりさらに照明光は広がると共に照射面の輪郭線がなくなり、照射面の縁が明るくなって光の品質が大きく向上した。また、LEDライト特有のマルチシャドウ(複数の陰影)の発生を消滅させることができた。 Furthermore, the light distribution angle is about 100 degrees due to the configuration of the reflector and the LED light source module. However, by attaching the lens diffusion plate 7, (light distribution angle by the reflector) 2 + (the lens diffusion plate (Diffusion angle) The square root of 2 is the light distribution angle, and the illumination light is further spread and the contour line of the irradiated surface disappears, and the edge of the irradiated surface becomes brighter and the light quality is greatly improved. Moreover, the generation of multi-shadows (plural shadows) peculiar to LED lights could be eliminated.
これにより、例えば、上記60WのLED光源モジュールと8角錐台形のリフレクターを使用した場合、従来の水銀灯400Wと同等以上の照度と配光角を得ることができ、消費電力はその約1/7程度となり、電気エネルギーの節減効果が大きい。 Thereby, for example, when the 60 W LED light source module and the octagonal truncated pyramid reflector are used, the illuminance and light distribution angle equal to or higher than those of the conventional mercury lamp 400 W can be obtained, and the power consumption is about 1/7. Thus, the electrical energy saving effect is great.
また、配光角が広角になるために、広い面積を照射する場合に設置灯数が少なくてすむことになった(図7参照)。 In addition, since the light distribution angle is wide, the number of installed lamps can be reduced when a large area is irradiated (see FIG. 7).
1 リフレクター
2 鏡面
3 LED光源モジュール
3A LED光源モジュールの光
4 LED
5 ヒートシンク
6 カバー
7 レンズ拡散板
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