説明

LED照明装置

【課題】 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。
【解決手段】 複数のLEDが実装された基板と、該LEDからの入射光を導光体の出光面から出光させるLED照明装置において、前記導光体と、前記基板と、前記基板と同一形状の放熱板とが順に積層され、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、入射光を混光させて出光させる混光部とを有し、前記入射部への前記入射光の光軸と前記混光部からの出光する光軸とが異なることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第4659155号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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LEDからの入射光を導光体の出光面から出光させるLED照明装置において、前記導光体と、前記基板と、前記基板と同一形状の放熱板とが順に積層され、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混光させて出光させる混光部とを有し、前記入射部への前記入射光の光軸と前記混光部からの出光する光軸とが異なることを特徴とする。
【0010】
また、本発明のLED照明装置は、前記導光体は、凸状の前記入射部と略球形状の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。
【0011】
また、本発明のLED照明装置は、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第1の反射面を有することを特徴とする。
【0012】
また、本発明のLED照明装置は、前記入射部が有する前記第1の反射面は、前記入射光の光軸に対して傾斜していることを特徴とする。
【0013】
また、本発明のLED照明装置は、前記混光部は、前記第1の反射面に反射した光を反射させる第2の反射面を有することを特徴とする。
【0014】
また、本発明のLED照明装置は、前記混光部が有する前記第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。
【発明の効果】
【0015】
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。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図2は、目視検査用ライトの断面図である。
【図2】図1は、目視検査用ライトの構成を示した斜視図である。
【図3】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4】図3は、LEDが実装された基板の上面側を示す斜視図である。
【図5】図5は、放熱板の構成を示した斜視図である。
【図6】図6は、導光体の構成を示した図である。
【図7】図7は、導光体の断面を示した図である。
【図8】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9】図9は、導光体400の変形例を示した図である。
【図10】図10は、導光体400の変形例を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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略球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、球形部分は入射した光を混光させる混光部402である。
【0025】
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。
【0026】
混光部402は、略球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略球形状の出光面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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【符号の説明】
【0032】
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





【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のLEDが実装された基板と、該LEDからの入射光を導光体の出光面から出光させるLED照明装置において、
前記導光体と、前記基板と、前記基板と同一形状の放熱板とが順に積層され、
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混光させて出光させる混光部とを有し、
前記入射部への前記入射光の光軸と前記混光部からの出光する光軸とが異なることを特徴とするLED照明装置。
【請求項2】
前記導光体は、凸状の前記入射部と略球形状の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請求項1記載のLED照明装置。
【請求項3】
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第1の反射面を有することを特徴とする請求項1または2記載のLED照明装置。
【請求項4】
前記第1の反射面は、前記入射光の光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項3記載のLED照明装置。
【請求項5】
前記混光部は、前記第1の反射面に反射した光を反射させる第2の反射面を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のLED照明装置。
【請求項6】
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5記載のLED照明装置。





【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−93196(P2013−93196A)
【公開日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−234253(P2011−234253)
【出願日】平成23年10月25日(2011.10.25)
【出願人】(594051046)株式会社栗原工業 (13)
【Fターム(参考)】