WO2013118495A1 - Led照明器具 - Google Patents

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高明 片岡
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パナソニック株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/04Lighting devices intended for fixed installation intended only for mounting on a ceiling or the like overhead structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/12Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the geometrical disposition of the light-generating elements, e.g. arranging light-generating elements in differing patterns or densities

Definitions

  • the present invention relates to an LED lighting apparatus in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are mounted on a substrate.
  • LEDs light emitting diodes
  • the LED lighting fixture 101 has a circular or rectangular appearance.
  • a plurality of LEDs 104 are arranged substantially parallel to the external shape of the LED lighting apparatus 101.
  • the LEDs 104 are arranged in a circular shape in FIG. 4A and in a rectangular shape in FIG. Moreover, in the arrangement
  • the conventional LED lighting fixture 101 Although several LED104 is arranged, especially the arrangement
  • This invention is made
  • the objective is to provide the LED lighting fixture which prescribed
  • the LED lighting device of the present invention includes a plurality of LEDs arranged on at least two or more substantially parallel rows, a substrate on which the plurality of LEDs are mounted, a device main body for fixing the substrate, and the device main body.
  • the LED is located closer to the center of the instrument body than the outer array located outside the instrument body.
  • the distance between the individual LEDs in the central array is shorter than the distance between the individual LEDs in the outer array.
  • the central array is composed of at least two, and the distance between the individual arrays of the central array is the inter-array distance with the outer array. Shorter than that.
  • the central array is composed of LEDs having different color temperatures.
  • the amount of light at the center of the LED lighting apparatus can be secured.
  • the perspective view which shows one Embodiment of the LED lighting fixture which concerns on this invention The partially expanded view which showed LED arrangement of the LED lighting fixture which concerns on this invention
  • sequence of the LED lighting fixture which concerns on this invention is shown, (a) is a partially expanded view of a modification, (b) is a partially expanded view of another modification.
  • the conventional LED lighting fixture is shown, (a) is a top view of an example, (b) is a top view of another example.
  • the LED lighting device 1 includes a device body 2, a substrate 3 fixed to the device body 2, a plurality of LEDs 4 that are light sources mounted on the substrate 3, and a lens 5 that collects or diffuses light from the LEDs 4. And a cover 6 that covers the instrument body 2.
  • a waterproof rubber packing 7 is provided between the instrument body 2 and the lens 5. The cover 6 is detachably attached to the instrument main body 2 and covers the substrate 3, the LED 4, the lens 5, and the like.
  • the LED lighting apparatus 1 has a substantially circular appearance, and the apparatus main body 2, the substrate 3, the lens 5, and the cover 6 are also substantially circular in accordance with the LED lighting apparatus 1.
  • the instrument body 2 is made of a metal such as aluminum having high heat dissipation and is formed by a die casting method.
  • a light receiving part 21 that also serves as a nightlight and a wiring instrument 22 such as a ceiling or a rosette are provided.
  • the outer shape is substantially circular, but may be rectangular, and is not particularly limited to the outer shape.
  • the substrate 3 is composed of a plurality of substrates 3 a, 3 b,... Arranged on the instrument body 2 in a concentric manner.
  • a metal plate such as aluminum having high thermal conductivity can be used as the substrate 3, and a circuit for mounting the LED 4 is formed on an insulating film formed on the metal plate.
  • the circuit is, for example, a metal film such as titanium (Ti), gold (Au), or copper (Cu), and is electrically connected to the LED 4.
  • substrate 3 the heat_generation
  • the plurality of LEDs 4 are mounted on the substrate 3 and modularized.
  • a COB (Chip-on-Board) module in which LED elements are directly mounted on a pattern on the substrate 3 and sealed with a resin.
  • the LED 4 may be, for example, a white LED, not limited to a white light emission color, but may be a combination of a red LED, a green LED, and a blue LED.
  • the quantity of the LEDs 4 can be appropriately set according to the specifications of the LED lighting fixture 1.
  • a large number of small output LEDs 4 are mounted.
  • the small output LED 4 for example, 80 lm or less
  • a blue chip for example, a blue chip (less than 0.5 mm square or the like) is sealed with a phosphor by an SMD (Surface Mounted Device) method, and a 50 lm LED with white light can be used.
  • the lens 5 is made of a translucent member, and is provided with a lens step and a textured process for condensing or diffusing the light emitted from the LED 4.
  • the translucent member is, for example, a synthetic resin having excellent optical characteristics such as acrylic or polycarbonate.
  • the cover 6 is made of a translucent member, and is molded from a milky white synthetic resin so that the light transmitted through the lens 5 is diffused so that the lens and the instrument body cannot be seen from the outside.
  • a milky white coating may be applied to a transparent synthetic resin.
  • the translucent member is, for example, a synthetic resin such as acrylic or polycarbonate.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of the substrate 3.
  • the LEDs 4 are mounted and arranged on the substrate 3 in parallel with the external shape of the LED lighting device 1 or the device body 2.
  • the LED lighting fixture 1 and the fixture main body 2 have a substantially circular appearance, and the LED 4 is also annular.
  • the LED 4 has two arrays.
  • the array positioned from the outside of the instrument body 2 is the outer array 4a of the LED 4
  • the array positioned from the center of the instrument body 2 is the center side array 4b of the LED 4
  • the outer array 4a and the center side array 4b are substantially parallel to each other. It extends.
  • the central array 4b is denser than the outer array 4a.
  • dense means that the distance L2 between the individual LEDs 4 in the central array 4b is shorter than the distance L1 between the individual LEDs 4 in the outer array 4a (L1> L2). is there.
  • the light quantity in the center part of LED lighting fixture 1 is securable by the above-mentioned composition.
  • the amount of light tends to be insufficient, but this can be solved by the present invention.
  • luminance (luminance unevenness) by the irradiation light from the outside and the irradiation light from the center can be provided.
  • the distance between the LEDs 4 may be shortened sequentially from the outer array 4a toward the center array 4b.
  • FIG. 3A shows an example in which there are three arrays of LEDs 4. That is, the outer side array 4a is in one row, but the center side array 4b is in two rows. Of the central array 4b, the one closer to the outer array 4a is referred to as a first array 4b1, and the array closer to the center of the instrument body 2 is referred to as a second array 4b2.
  • the inter-array distance between the outer array 4a and the first array 4b1 is D1.
  • the inter-array distance between the first array 4b1 and the second array 4b2 is D2.
  • the central array 4b is denser than the outer array 4a. In the embodiment of FIG. 3 (a), dense means that the inter-array distance D2 of the central array 4b is shorter (D1> D2) than the inter-array distance D1 with the outer array 4a.
  • This modification is suitable for the LED lighting apparatus 1 having a high luminous flux in which a large number of LEDs 4 need to be arranged.
  • the central array 4b is a plurality of arrays, and the distance between the arrays is shorter than that of the outer array 4a. The amount of heat generated from the LEDs 4 can be adjusted by adjusting the distance between the arrangement and the arrangement of the LEDs 4.
  • the light emitted from the LED 4 can ensure substantially uniform irradiation light through the cover 6, and the LED lighting apparatus 1 with less luminance unevenness due to the irradiation light from the outside and the irradiation light from the center can be provided.
  • 3 (b) is an example in which there are three arrays of LEDs 4 as in FIG. 3 (a).
  • the relationship in which D2 is shorter than D1 (D1> D2) is also the same as that in FIG.
  • the color temperature of the LEDs 4 arranged in the first array 4b1 is different from the color temperature of the LEDs 4 arranged in the second array 4b2.
  • the color temperature of the first array is 5000K
  • the color temperature of the second array is 3000K.
  • LEDs 4 having different color temperatures are suitable for arranging LEDs 4 having different color temperatures. Compared to the case where LEDs 4 having different color temperatures are alternately arranged in the same array, a larger number of LEDs 4 having the same color temperature can be arranged. In addition, the amount of heat generated by the LED 4 can be easily calculated, and the design can be simplified. Furthermore, luminance unevenness due to a change in color temperature during dimming of the LED lighting device 1 can be eliminated.
  • the number of arrays is two or three, but the increase in the number of arrays can be appropriately changed according to the size of the LED lighting apparatus 1 and the required brightness.
  • the present invention it is possible to provide an LED lighting apparatus with little luminance unevenness due to irradiation light from the outside and irradiation light from the center.
  • LED lighting fixture 2 fixture body 3: substrate 4: LED 4a: Outer array 4b: Center side array 5: Lens 6: Cover

Abstract

 LED照明器具1は、器具本体2と、器具本体2に固定される基板3と、基板3上に実装される光源である複数のLED4と、LED4からの光を集光又は拡散させるレンズ5と、器具本体2を覆うカバー6と、を備えている。LED4は、LED照明器具1又は器具本体2の外観形状に平行して基板3上に実装配列されている。器具本体2の外側よりに位置する配列をLED4の外側配列4aとし、器具本体2の中央よりに位置する配列をLED4の中央側配列4bとする。そして中央側配列4bが、外側配列4aより密である。

Description

LED照明器具
 本発明は、基板上に複数の発光ダイオード(LED)が実装されたLED照明器具に関する。
 従来のLED照明器具の一例を図4(特許文献1参照)に基づいて説明する。
 図4に示すように、LED照明器具101は、外観形状が円形又は矩形を成している。複数のLED104が、LED照明器具101の外観形状とほぼ平行に配列されている。図4(a)では円形状に、図4(b)では矩形状に、それぞれLED104が配列されている。また、配列においては、LED照明器具1の外側よりの配列104aと中央よりの配列104bとが開示されている。
 ところで、従来のLED照明器具101においては、複数のLED104が配列されているが、特に個々のLED104同士の配列状態について言及はされていない。しかしながら、小出力のLED104を多数配置する場合、LED104の配置位置を考慮しないと光の輝度ムラが発生してしまう可能性がある。また、集積されるLED104からの熱による給電部の不具合も避ける必要がある。このような問題を従来のLED照明器具101では解決できないという欠点があった。
日本国特開2010-277826号公報
 本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、LEDの配置位置を規定して、輝度ムラを解消して外観意匠を向上させたLED照明器具を提供することにある。
 本発明のLED照明器具は、少なくとも2つ以上の略平行の列上に配列された複数のLEDと、前記複数のLEDが実装された基板と、前記基板を固定する器具本体と、前記器具本体を覆うカバーと、を備え、前記器具本体の中央よりに位置する前記LEDの中央側配列が、前記器具本体の外側よりに位置する外側配列より密である。
 本発明のLED照明器具において、前記中央側配列における個々のLED間距離が前記外側配列における個々のLED間距離に比べ短いのが好ましい。
 本発明のLED照明器具において、少なくとも3つ以上の前記配列を備え、前記中央側配列は少なくとも2つ以上からなり、前記中央側配列の個々の配列間距離が、前記外側配列との配列間距離に比べ短いのが好ましい。
 本発明のLED照明器具において、前記中央側配列はそれぞれ色温度の異なるLEDからなることが好ましい。
 本発明によれば、LED照明器具の中央部における光量を確保することができる。また、LEDから出射した光がカバーを通して略均一な照射光が確保され、外側よりの照射光と中央よりの照射光による輝度ムラの少ないLED照明器具を提供できる。
本発明に係るLED照明器具の一実施形態を示す斜視図 本発明に係るLED照明器具のLED配列を示した一部拡大図 本発明に係るLED照明器具のLED配列を示し、(a)は変形例の一部拡大図、(b)は他の変形例の一部拡大図 従来のLED照明器具を示し、(a)は一例の平面図、(b)は他の一例の平面図
 以下、本発明に係るLED照明器具の好適な実施形態を、図1~図3に基づいて詳述する。
 図1に基づいて、本発明のLED照明器具における一実施形態について説明する。
 LED照明器具1は、器具本体2と、器具本体2に固定される基板3と、基板3上に実装される光源である複数のLED4と、LED4からの光を集光又は拡散させるレンズ5と、器具本体2を覆うカバー6と、を備えている。器具本体2とレンズ5との間には防水用のゴム製のパッキング7が設けられている。カバー6は、器具本体2に着脱可能に取り付けられ、基板3、LED4、レンズ5等も覆っている。
 LED照明器具1は、略円形の外観形状であり、それに合わせて器具本体2、基板3、レンズ5、カバー6も略円形である。器具本体2は、例えば、放熱性の高いアルミ等の金属製からなりダイキャスト方法で成形する。器具本体2の中央部には、常夜灯を兼ねた受光部21やシーリングやローゼット等の配線器具22が設けられている。本実施形態では、外観形状が略円形であるが、矩形状でも良く、特に、外観形状に限定されるものではない。
 基板3は、複数に分割された基板3a、3b、・・から構成され、同心円状に器具本体2上に配置されている。基板3は、例えば、熱伝導性の高いアルミ等の金属板を用いることができ、金属板に被覆形成した絶縁膜上にLED4を実装するための回路が形成されている。回路は、例えば、チタン(Ti)や金(Au)、銅(Cu)などの金属膜であり、LED4と電気接続している。このような基板3を用いることにより、LED4からの発熱を効率よく器具本体2に伝導し、LED4の放熱特性を高めることができる。
 複数のLED4は、基板3上に実装されてモジュール化している。例えば、LED素子を直接基板3上のパターンに実装して樹脂封止したCOB(Chip on Board)モジュール等である。また、LED4は、例えば、白色LEDを用いてもよく、白色の発光色に限らず、赤色LEDや緑色LEDや青色LEDの組み合わせで等を用いても良い。LED4の数量は、LED照明器具1の仕様に応じて適宜設定可能である。
 本発明の実施形態では、多数の小出力LED4が実装されている。小出力LED4(例えば80lm以下)を用いることにより、カバー6を通して視認され易いLED4の1個、1個の光の粒を見えにくくすることができる。小出力LED4として、例えば、SMD(Surface Mounted Device)方法で青色チップ(0.5mm角未満等)を蛍光体で封止し、白色光で50lmのLEDを用いることが可能である。
 レンズ5は、透光性の部材からなり、LED4からの出射光を集光又は拡散するためのレンズステップやシボ加工等が設けられている。透光性の部材とは、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の光学特性の優れた合成樹脂である。
 カバー6は、透光性の部材からなり、レンズ5を透過した光が拡散しレンズや器具本体が外部から見えないよう乳白色を施された合成樹脂から成形されている。または、透明の合成樹脂に乳白色のコーティングが施されていても良い。透光性の部材とは、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の合成樹脂である。
 基板3の一部拡大図である図2に基づいてLED4の配列について説明する。
 LED4は、LED照明器具1又は器具本体2の外観形状に平行して基板3上に実装配列されている。本実施形態では、LED照明器具1及び器具本体2の外観形状は略円形であり、LED4の配列も環状である。また、LED4は2つの配列を備えている。器具本体2の外側よりに位置する配列をLED4の外側配列4aとし、器具本体2の中央よりに位置する配列をLED4の中央側配列4bとし、外側配列4aと中央側配列4bとは略平行に延びている。そして中央側配列4bが、外側配列4aより密である。密とは、図2の実施形態では、外側配列4aの個々のLED4の配置間距離L1よりも中央側配列4bの個々のLED4の配置間距離L2の方が短い(L1>L2)という意味である。
 上述の構成により、LED照明器具1の中央部における光量を確保することができる。LED照明器具1の中央近傍には、前述の通り、受光部21や配線器具22が設けられているため、光量が不足気味となり易いが、本発明ではそれを解消できる。そして、LED4から出射した光がカバー6を通して略均一な照射光が確保され、外側よりの照射光と中央よりの照射光による輝度の差(輝度ムラ)が少ないLED照明器具1を提供できる。
 配列が少なくとも3つ以上ある場合は、外側配列4aから中央側配列4bに向かって順次、LED4の配置間距離を短くすれば良い。
 次に、図3を用いて、本発明のLED照明器具1の変形例を説明する。図1および図2と同一構成については、説明を省略する。
 図3(a)は、LED4の配列が3つある例である。即ち、外側配列4aは一列であるが、中央側配列4bは二列である。そして、中央側配列4bの内、外側配列4aに近い方を第1配列4b1とし、器具本体2の中央により近い配列を第2配列4b2とする。外側配列4aと第1配列4b1との配列間距離をD1とする。また、第1配列4b1と第2配列4b2との配列間距離をD2とする。この実施形態においても中央側配列4bが、外側配列4aより密である。密とは、図3(a)の実施形態では、外側配列4aとの配列間距離D1よりも中央側配列4bの個々の配列間距離D2方が短い(D1>D2)という意味である。
 この変形例は、LED4を多数配置させる必要がある光束の高いLED照明器具1に適している。LED4の配置間距離を狭くしていくとLED4からの発熱量が増加し、LED4の寿命を短くする可能性がある。これを防止するために、中央側配列4bを複数の配列として、配列間距離を外側配列4aより短くしている。この配列とLED4の配置間距離の調整によりLED4からの発熱量を調整可能としている。そして、LED4から出射した光がカバー6を通して略均一な照射光が確保され、外側よりの照射光と中央よりの照射光による輝度ムラの少ないLED照明器具1を提供できる。
 図3(b)の実施形態も図3(a)と同様、LED4の配列が3つある例である。D1よりもD2方が短い(D1>D2)関係も図3(a)と同じである。図3(b)の実施形態では、第1配列4b1に配置するLED4の色温度と、第2配列4b2に配置するLED4の色温度が異なっている。例えば、第1配列の色温度が5000Kであり、第2配列の色温度が3000Kである。
 この他の変形例は、色温度の異なるLED4を配列する場合に適している。色温度の異なるLED4を同一配列内に交互に配置する場合に比べ、同一の色温度のLED4を多く配置できる。また、LED4の発熱量が計算し易くなり、設計の簡易化が図れることにもなる。更に、LED照明器具1の調光時の色温度変化による輝度ムラも解消可能となる。
 本発明の実施形態では、配列数を2つ又は3つとしたが、配列数の増加はLED照明器具1の大きさや求められる明るさ等により適宜変更可能である。
 尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
 本出願は、2012年2月10日出願の日本特許出願、特願2012-27575に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明によれば、外側よりの照射光と中央よりの照射光による輝度ムラの少ないLED照明器具を提供できる。
1:LED照明器具
2:器具本体
3:基板
4:LED
4a:外側配列
4b:中央側配列
5:レンズ
6:カバー

Claims (4)

  1.  少なくとも2つ以上の略平行の列上に配列された複数のLEDと、
     前記複数のLEDが実装された基板と、
     前記基板を固定する器具本体と、
     前記器具本体を覆うカバーと、を備え、
     前記器具本体の中央よりに位置する前記LEDの中央側配列が、前記器具本体の外側よりに位置する外側配列より密であるLED照明器具。
  2.  請求項1に記載のLED照明器具であって、
     前記中央側配列における個々のLED間距離が前記外側配列における個々のLED間距離に比べ短いLED照明器具。
  3.  請求項1に記載のLED照明器具であって、
     少なくとも3つ以上の前記配列を備え、前記中央側配列は少なくとも2つ以上からなり、前記中央側配列の個々の配列間距離が、前記外側配列との配列間距離に比べ短いLED照明器具。
  4.  請求項3に記載のLED照明器具であって、
     前記中央側配列はそれぞれ色温度の異なるLEDからなるLED照明器具。
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