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発明の名称 LED照明器具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−53027(P2007−53027A)
公開日 平成19年3月1日(2007.3.1)
出願番号 特願2005−237837(P2005−237837)
出願日 平成17年8月18日(2005.8.18)
代理人 【識別番号】100087767
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清
発明者 後藤 芳朗
要約 課題
従来例に比較して薄型化を図ったLED照明器具を提供する。

解決手段
球面平凸レンズ55aの中央に球面凹レンズ55bを組み合わせた非球面レンズからなるレンズ部55が、ハウジング5の前壁部50における各発光ダイオード3との対向位置に設けられている。故に、レンズ部55が集光レンズで構成されていた従来例に比較して同一距離における光の照射範囲が広くなる。その結果、ハウジング5の前壁部50と被照射物、例えば、前壁部50の前方に配置された発光ダイオード3の光を拡散させる平板状のパネル(拡散パネル)などとの間の距離を従来例よりも小さくできるから、被照射物(拡散パネルなど)を含めたLED照明器具の厚みを相対的に小さくして薄型化を図ることができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
光源として発光ダイオードを用いるLED照明器具であって、複数個の発光ダイオードと、当該発光ダイオードが表面に実装されるプリント配線板と、透光性を有する材料によって箱形に形成され内部にプリント配線板が収納されるハウジングと、当該ハウジングが取り付けられる基台とを備え、
ハウジングは、発光ダイオードが実装されているプリント配線板の表面と対向する前壁部を有し、該前壁部における各発光ダイオードと対向する位置に発光ダイオードの光の照射範囲を拡大するための複数のレンズ部が設けられ、
該レンズ部は、球面平凸レンズの中央に球面凹レンズを組み合わせた非球面レンズからなることを特徴とするLED照明器具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、光源として発光ダイオードを用いるLED照明器具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、発光ダイオードの低消費電力・長寿命という特徴を生かして、白熱灯や蛍光灯の代わりに発光ダイオードを光源とするLED照明器具が普及してきている。例えば、本出願人は、複数の発光ダイオードが実装されたプリント配線板と、透光性を有する樹脂により形成され、各発光ダイオードに対応する部位に各発光ダイオードからの光の配光を制御するレンズ部が一体に形成されたレンズ体とを備え、このレンズ体が、各レンズ部と対応する発光ダイオードとの位置を合わせてプリント配線板の前面に対向して配置されたLED照明器具を既に提案している(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2002−304903号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、特許文献1に開示されている上記従来例ではレンズ体に設けられる各レンズ部が集光レンズ(フレネルレンズや球面凸レンズ)で構成されており、レンズ体の前方に拡散パネル等の被照射物を配置したときに当該被照射物に均一に光を照射するためには、隣り合う発光ダイオード同士の距離(ピッチ)に比してレンズ体と被照射物との間をかなりの距離だけ離す必要があった。その結果、レンズ体と被照射物との間の距離によってLED照明器具の厚み寸法が大きくなってしまっていた。
【0004】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来例に比較して薄型化を図ったLED照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、光源として発光ダイオードを用いるLED照明器具であって、複数個の発光ダイオードと、当該発光ダイオードが表面に実装されるプリント配線板と、透光性を有する材料によって箱形に形成され内部にプリント配線板が収納されるハウジングと、当該ハウジングが取り付けられる基台とを備え、ハウジングは、発光ダイオードが実装されているプリント配線板の表面と対向する前壁部を有し、該前壁部における各発光ダイオードと対向する位置に発光ダイオードの光の照射範囲を拡大するための複数のレンズ部が設けられ、該レンズ部は、球面平凸レンズの中央に球面凹レンズを組み合わせた非球面レンズからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
請求項1の発明によれば、球面平凸レンズの中央に球面凹レンズを組み合わせた非球面レンズからなるレンズ部が、ハウジングの前壁部における各発光ダイオードとの対向位置に設けられているので、レンズ部が集光レンズで構成されていた従来例に比較して同一距離における光の照射範囲が広くなり、その結果、ハウジングの前壁部と被照射物との間の距離を従来例よりも小さくして薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0008】
本実施形態は、図2に示すように矩形平板状の取付台1と、取付台1の前面に取り付けられる4つの光源ユニット2とで構成される。取付台1は、矩形の金属板からなり、四隅には平面視略円形の突部1aが背面側へそれぞれ突設され、各辺の中央と中心との間には平面視略短冊形の突台部1bが背面側へそれぞれ突設されている。また突台部1bの底面には取付台1を壁面や床面などの施工面に固定するための固定ねじ(図示せず)を挿通するねじ挿通孔1cが貫設されている。
【0009】
光源ユニット2は、複数個(図示例では9個)の発光ダイオード3が実装されたプリント配線板4と、プリント配線板4が内部に収納されるハウジング5と、プリント配線板4から引き出されたリード線6とで構成される。
【0010】
プリント配線板4は略矩形平板状であって、四隅と中心と各辺の中央とに各々1個ずつで合計9個の発光ダイオード3が表面に実装され、商用電源を整流平滑して発光ダイオード3に直流電圧を印加するための回路素子(トランジスタや抵抗など)が裏面に実装されている。また商用電源と接続するためのリード線6や送り配線用のリード線6がプリント配線板4から引き出されており、リード線6の先端には他の光源ユニット2のリード線6と接続するためのコネクタ8,9が取り付けられている(図2参照)。ここで、プリント配線板4に実装された9個の発光ダイオード3は、縦横に隣り合うもの同士の間隔(ピッチ)が等しくなっており、また、取付台1に取り付けられた状態では隣り合う他の光源ユニット2の発光ダイオード3とも同一ピッチで配置されるようになっている。なお、プリント配線板4には多数の切り欠き4aが周縁に設けられるとともに平面視略円形の複数の貫通孔4bが全体に設けられており、後述するように封止材料を充填する際にプリント配線板4とハウジング5の前壁部50との間の空気を切り欠き4aや貫通孔4bから抜くことで気泡が残るのを防いでいる。
【0011】
ハウジング5は、図3に示すようにアクリル樹脂等の透光性を有する(透明な)合成樹脂材料により、平面視略矩形の前壁部50並びに前壁部50の周囲を囲む周壁部51を有し且つ背面が開口した扁平な矩形箱状に形成されている。周壁部51は対角線上に位置する一対の角部分において内向きに屈曲され、これら一対の角部分には開口端縁から延設された平坦なねじ止め部52が一体に形成されている。2つのねじ止め部52には取付ねじ7を挿通するねじ挿通溝52aが形成されている。またハウジング5は、前壁部50の各辺の中央並びに四隅において前壁部50並びに周壁部51に跨って突設された複数(図示例では11個)の第1のリブ53と、対向する一対の周壁部51より突設された複数(図示例では2個)の第2のリブ54とを具備している。第1のリブ53は、図3(e)に示すように薄肉の矩形板状に形成されてプリント配線板4の表面に当接する。また第2のリブ54は、図3(e)に示すように前壁部50に近づくにつれて周壁部51からの突出量が増加する幅細の四角錐状に形成されている。すなわち、発光ダイオード3が実装された面(表面)を前壁部50に対向させる形でプリント配線板4をハウジング5内に押し込めば、第2のリブ54の傾斜面に摺接しながらプリント配線板4が撓み、やがて第2のリブ54を乗り越えるとプリント配線板4の表面に第1のリブ53が当接するとともにプリント配線板4の裏面に第2のリブ54が当接し、プリント配線板4が第1及び第2のリブ53,54の間に狭持されることになる。なお、プリント配線板4が固定されたハウジング5の内部には透光性を有する封止材料(例えば、シリコーン樹脂)が充填される。
【0012】
また、前壁部50における各発光ダイオード3と対向する位置に発光ダイオード3の光の照射範囲を拡大するための複数(本実施形態では9個)のレンズ部55が設けられている。これらのレンズ部55は、図1に示すように球面平凸レンズ55aの中央に球面凹レンズ55bを組み合わせた非球面レンズからなり、ハウジング5に一体成形されている。ここで、シミュレーションにより得たレンズ部55の配光特性(鉛直配光曲線)を図4に実線イで示す。図4の配光特性(実線イ)から明らかなように、球面平凸レンズ55aの中央に設けられている球面凹レンズ55bによりレンズ部55中央の光束を周囲に屈折させることで光の照射範囲が拡がっている。図示は省略するが、従来例のようにレンズ部が球面平凸レンズのみで構成されている場合、中央(角度が90度付近)の光度が高くなる分だけ周囲の光度が低下するために光の照射範囲が相対的に狭くなってしまう。
【0013】
上述のように本実施形態では、球面平凸レンズ55aの中央に球面凹レンズ55bを組み合わせた非球面レンズからなるレンズ部55が、ハウジング5の前壁部50における各発光ダイオード3との対向位置に設けられているので、レンズ部55が集光レンズで構成されていた従来例に比較して同一距離における光の照射範囲が広くなる。その結果、ハウジング5の前壁部50と被照射物、例えば、図5(a)(b)に示すように前壁部50の前方に配置され、発光ダイオード3の光を拡散させる平板状のパネル(拡散パネル)60との間の距離d1を、図5(c)に示すようにレンズ部55を有しない従来の光源ユニット2’における距離d2よりも小さくできるから(d1<d2)、被照射物(拡散パネル60など)を含めたLED照明器具の厚みを相対的に小さくして薄型化を図ることができる。しかも、前壁部50にレンズ部55を設けることにより、前壁部50の前面が平坦な場合(レンズ部55が設けられていない場合)に比較して全反射する光の割合が減るために発光効率が向上するという利点もある。なお、図5における70は、拡散パネル60を支持する矩形枠状の器具本体であって光源ユニット2を覆うようにして取付台1に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態を示し、(a)はレンズ部の正面図、(b)はレンズ部の斜視図、(c)はレンズ部の側面図である。
【図2】同上を示し、(a)は正面図、(b)は下面図である。
【図3】同上におけるハウジングを示し、(a)は正面図、(b)は同図(a)のB−B’線断面矢視図、(c)は右側面図、(d)は同図(a)のA−A’線断面矢視図、(e)は要部の断面図である。
【図4】同上におけるレンズ部の配光特性を示す図である。
【図5】(a)は同上の器具本体を含む正面半断面図、(b)は同上の器具本体を含む下面半断面図、(c)はレンズ部を有しない従来構成の下面半断面図である。
【符号の説明】
【0015】
2 光源ユニット
3 発光ダイオード
5 ハウジング
50 前壁部
55 レンズ部
55a 球面平凸レンズ
55b 球面凹レンズ




 

 


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