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発明の名称 照明装置
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2007−115577(P2007−115577A)
公開日 平成19年5月10日(2007.5.10)
出願番号 特願2005−307102(P2005−307102)
出願日 平成17年10月21日(2005.10.21)
代理人
発明者 高田 豊
要約 課題
LEDの輝度むらおよび指向性の問題を解消し、長時間安定して十分な輝度を保つ照明装置を提供する。

解決手段
基板1には光源となるLED2が基板1の表面から照射するように多数搭載されており、基板1は複数の凹凸が連続した波板形状で全体として表面側が凹型になるように湾曲した形状となっている。又、基板1の背面には、全面に沿ってLED2の熱を放出させるための放熱用部材4が密着して設けられており、この放熱用部材4は熱伝導率の高い物質からなっている。
特許請求の範囲
【請求項1】
基板には光源となるLEDが基板の表面から照射するように多数搭載されており、基板は複数の凹凸が連続した波板形状であることを特徴とする照明装置。
【請求項2】
基板の背面には、LEDの熱を放出させるための放熱用部材が設けられていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
【請求項3】
放熱用部材は熱伝導率の高い物質からなっており、基板の背面の全面に沿って密着して設けられていることを特徴とする請求項2記載の照明装置。
【請求項4】
基板は全体として表面側が凹型になるように湾曲した形状となっていることを特徴とする請求項1〜3いずれか一項記載の照明装置。
【請求項5】
基板に搭載されたLEDは発光色の異なる複数種のLEDであることを特徴とする請求項1〜4いずれか一項記載の照明装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は卓上照明や室内照明等の照明器具の発光部に用いられるものであって、光源としてLEDを用いた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、特開2002−367406号公報(特許文献1)に示されるように、LEDを光源に用いた照明装置は知られている。この照明装置は図5に示されるように、表面に複数のLED2が搭載された水平な基板1と、ほぼ半円形の断面形状をした拡散板5を有しており、拡散板5は、その湾曲状内周面にLED2からの光が直接に照射するように配置されている。この場合、LED2からの光を拡散板5に照射することで、各LED2の輝度むらを補完すると共にLED2の指向性を抑制することができ、照明対象の空間を全体として均一に照明できる。
【0003】
また、特開2002−8414号公報(特許文献2)に示された照明装置は、図6に示されるように、照射方向に対して単純な凹型の曲面が向けられた基板1の表面に多数のLED2が搭載されている。この場合は、多数のLED2から出射された光が混合されることで、輝度むらおよび指向性の問題を解消することができる。
【特許文献1】特開2002−367406号公報
【特許文献2】特開2002−8414号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記、特許文献1の従来例においては、水平な基板を用いているためLEDの実装密度が低いことに加えて、拡散板を用いているため出射光の輝度が低下し、照明の光源として十分な輝度が得られないという問題がある。
【0005】
又、上記、特許文献2の従来例においては、単純な凹型の基板に多数のLEDを搭載したことで、LEDから発生した熱が凹型の内側にこもりやすくなり、LEDの温度特性により出力が発光時間とともに低下し、長時間安定した輝度が得られないという問題がある。
【0006】
本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、LEDの輝度むらおよび指向性の問題を解消し、長時間安定して十分な輝度を保つ照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本願請求項1記載の発明では、基板には光源となるLEDが基板の表面から照射するように多数搭載されており、基板は複数の凹凸が連続した波板形状であることを特徴としている。
【0008】
又、本願請求項2記載の発明では、上記請求項1記載の照明装置において、基板の背面には、LEDの熱を放出させるための放熱用部材が設けられていることを特徴としている。
【0009】
又、本願請求項3記載の発明では、上記請求項2記載の照明装置において、放熱用部材は熱伝導率の高い物質からなっており、基板の背面の全面に沿って密着して設けられていることを特徴としている。
【0010】
又、本願請求項4記載の発明では、上記請求項1〜3いずれか一項記載の照明装置において、基板は全体として表面側が凹型になるように湾曲した形状となっていることを特徴としている。
【0011】
又、本願請求項5記載の発明では、上記請求項1〜4いずれか一項記載の照明装置において、基板に搭載されたLEDは発光色の異なる複数種のLEDであることを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
本願請求項1記載の発明の照明装置においては、波板形状の基板に多数のLEDを搭載することで、多数のLEDからの出射光が混合され、各LEDの輝度むらを補完すると共にLEDの指向性を抑制することができ、照明対象の空間を全体として均一に照明できる。又、凹凸が連続した波板形状の基板にすることで基板の表面積が増え、LEDの実装密度を高めることができ、照明としての十分な輝度を得ることができる。更に、基板の表面積が増えることで、LEDから発生した熱は外部に放出されやすい構造となるため、LEDの温度特性による出力低下といった影響を受けにくくなり、長時間安定した輝度を保つこができる。
【0013】
本願請求項2記載の発明の照明装置においては、基板の背面に放熱用部材を設けることで、放熱用部材によってもLEDの熱を放出させることができ、より放熱の効果が高められるものである。
【0014】
本願請求項3記載の発明の照明装置においては、熱伝導率の高い放熱用部材を基板の背面の全面に沿って密着して設けているため、LEDから基板に伝わった熱は、基板の広範囲から放出させることができる。
【0015】
本願請求項4記載の発明の照明装置においては、波板形状の基板を凹型に湾曲させることでさらに出射光がよく混合され、より輝度むらのない均一な照明が得られる。又、基板は全体として凹型であるが、表面は単純な曲面ではなく複数の凹凸が連続した波形状であるため、LEDから発生した熱が凹型の内側にこもりにくくなるものである。
【0016】
本願請求項5記載の発明の照明装置においては、特に発光色の異なる複数種のLEDを混色させて一定の色で発光させる場合に、混色性がよく色むらの少ない照明が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
図1、2は、本願請求項1〜5全てに対応した第一の実施形態である照明装置を示している。この照明装置は、図1に示すように、基板1には光源となるLED2が基板1の表面から照射するように多数搭載されており、基板1は複数の凹凸が連続した波板形状で全体として表面側が凹型になるように湾曲した形状となっている。又、基板1の背面には、全面に沿ってLED2の熱を放出させるための放熱用部材4が密着して設けられており、この放熱用部材4は熱伝導率の高い物質からなっている。更に、この基板1に搭載されているLED2は発光色の異なる複数種のLED2である。
【0018】
以下、この実施形態の照明装置3を、より具体的詳細に説明する。この照明措置は、図1に示すように、基板1、LED2、放熱用部材4、反射板6からなっている。基板1は凹凸が連続して設けられた波板を、凹凸が連続する方向において湾曲させ、全体として凹型とした波板形状である。この基板1の材料は高熱伝導率の樹脂あるいは、熱伝導セラミックス等を用いている。
【0019】
LED2は赤色、緑色、青色の三種類の発光色を持つものであり、基板1の表面に多数搭載されている。LED2の具体的な搭載位置は、奥行方向にLED2が等間隔に十個並べられており、このLED2の列が波形状の各凹部の中心に一列、中心から左右に2列ずつ均等に搭載されている。なお、LED2を凸部の頂上に搭載した場合、その出射光は混色性が悪くなるため、凸部の頂上にはLED2は搭載されていない。
【0020】
放熱用部材4は基板1の背面に密着して設けられている。この放熱用部材4の材料は熱伝導率の比較的高い物質、例えば、アルミニウムや銅の金属あるいは窒化ケイ素や窒化アルミニウム等の熱伝導セラミックス等を用いている。
【0021】
この照明装置3は、まず、金属の押し出し成型品等からなる放熱用部材4の表面に樹脂を被覆することで絶縁処理をし、この樹脂の表面に配線と共にLED2を搭載する。その後、樹脂で再び被覆することにより配線を封止し、LED2を基板1の表面に固定する。ここでは、樹脂部分を基板1とするが、LED2は樹脂によって完全に埋め込まれていてもよい。最後に、基板1と放熱用部材4の奥行方向に垂直な側端面に反射板6を密着するように取り付け、全体として箱型の照明装置3とする。なお、放熱用部材4の表面に熱伝導セラミックスの粉末を添加することで絶縁処理をし、配線の封止および、LED2の固定をする樹脂と熱伝導セラミックスのセットで基板1としてもよい。更に、基板1と放熱用部材4が熱伝導セラミックス等の同じ材料からなっていてもよい。
【0022】
この照明装置3は一つ又は複数用いて照明器具の発光部となるものであって、例えば図2に示すように、ベース7の上面から伸びた支柱8の先端に取り付けられることで、卓上照明器具の発光部として用いられる。又、この照明装置3は主に、赤色、緑色、青色の三種類の出射光を混色させて白色照明を得るものであるが、各種LED2の構成比率および、配置によっては白色光に限らず、多種の発光色の照明を得られるものである。
【0023】
したがって、この実施形態の照明装置3においては、基板1は凹型の波板形状であり、表面に赤色、緑色、青色の三種類のLED2を多数搭載することで、多数のLED2からの出射光がよく混合され、各LED2の輝度むらを補完すると共にLED2の指向性を抑制することができ、照明対象の空間を全体として均一に照明でき、更に、三色の出射光がよく混色されることで、色むらの少ない照明が得られる。
【0024】
又、波板形状の基板1にすることで基板1の表面積が増え、LED2の実装密度を高めることができ、照明としての十分な輝度を得ることができる、更に、基板1の表面積が増えることにより、LED2から発生した熱は外部に放出されやすい構造となり、長時間安定した輝度を保つことができる。なお、基板1は全体として凹型であるが、表面は単純な曲面ではなく複数の凹凸が連続した波形状であるため、LED2から発生した熱は凹型の内側にこもりにくくなっている。
【0025】
又、基板1の材料として樹脂を用いることで、波板形状の成形やLED2および配線の封止が容易になり、更に、高熱伝導率の樹脂を用いることにより、LED2からの熱の放出の効果を高めることができる。なお、樹脂よりも熱伝導率の高い熱伝導セラミックスを樹脂と組み合わせて基板1の材料に用いる場合は、さらに放熱の効果を高めることができる。
【0026】
放熱用部材4は金属および熱伝導セラミックス等の熱伝導率の高い物質からなっており、基板1の背面の全面に沿って密着して設けることで、LED2から基板1に伝わった熱は、基板1の広範囲から放出させることができる。なお、放熱用部材4の材料として熱伝導セラミックスを用いる場合は、樹脂の被覆による絶縁処理が不要であり、放熱用部材4の表面に直接LED2を搭載することができるため、製造工程を短縮することができる。
【0027】
図3、4は、本願請求項1〜3、5に対応した第二の実施形態である照明装置を示している。なお、ここでは、上記第一の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項(構成、作用効果等)については、上記第一の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。この照明装置は図3に示されるように、基板1、LED2、放熱用部材4からなり、基板1は単純な波板形状である。また、この照明装置3は図4に示されるように、基板1の表面を覆うように拡散板5を設けてもよい。この場合、拡散板5によってさらにLED2の出射光がよく混合され、より輝度むらのない均一な照明が得られると共に、三色の出射光がよく混色されることで、色むらの少ない照明が得られる。なお、基板1は波板形状でLED2の実装密度を高めているため、拡散板5をつけても十分な輝度を確保できるものである。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本願発明の第一の実施形態である照明装置を示す斜視図。
【図2】同照明装置の使用例である照明器具を示す斜視図。
【図3】本願発明の第二の実施形態である照明装置を示す斜視図。
【図4】同照明装置を示す断面図。
【図5】従来例である照明装置を示す断面図。
【図6】従来例である照明装置を示す断面図。
【符号の説明】
【0029】
1 基板
2 LED
3 照明装置
4 放熱用部材
5 拡散板
6 反射板
7 ベース
8 支柱




 

 


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