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発明の名称 光源装置及び表示装置
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2007−258089(P2007−258089A)
公開日 平成19年10月4日(2007.10.4)
出願番号 特願2006−83468(P2006−83468)
出願日 平成18年3月24日(2006.3.24)
代理人 【識別番号】100100516
【弁理士】
【氏名又は名称】三谷 惠
発明者 井上 優 / 松野 将 / 佐藤 公仁 / 渡邉 智 / 辻 俊雄 / 田野 紀貴 / 熊谷 昌俊
要約 課題
LED基板の反りによる悪影響を抑制でき、光源カバー内部の熱を効率よく放熱できる光源装置及び表示装置を提供することである。

解決手段
光源装置は、複数個のLED13を配列してLED13の実装側が凹面に形成されたLED基板と、光源カバー12は、LED基板11のLED13の実装側を開口させてLED基板11を覆うように取り付けられた光源カバー12とを備える。また、表示装置は、そのように構成された光源装置を器具本体の背面板に取り付け、光源装置のLED基板のLEDからの光の入射面が出射面の背面側に形成された導光板を通して表示板に光を出射する。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数個のLEDを配列し前記LEDの実装側が凹面に形成されたLED基板と;
前記LED基板の前記LEDの実装側を開口させて前記LED基板を覆うように取り付けられる光源カバーと;
を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項2】
複数個のLEDを配列したLED基板と;
前記LED基板の前記LEDの実装側を開口させて前記LED基板を覆うように取り付けられるとともに上部に放熱通気穴を有した光源カバーと;
を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項3】
前記LED基板の凹面に対応して中央部が凹面に形成された放熱シートを設け、前記光源カバーは前記放熱シートを介して前記LED基板を覆うように取り付けられたことを特徴とする請求項1記載の光源装置。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれか一記載の光源装置と;
前記光源装置のLED基板のLEDからの光の入射面が出射面の背面側に形成された導光板と;
前記LEDを点灯制御する点灯ユニットを収納するとともに前記光源装置を内部で保持する器具本体と;
前記器具本体の前面部に形成され前記導光板の出射面に設けられた表示板と;
を備えたことを特徴とする表示装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、誘導灯や標識灯などの光源としてLEDを使用した光源装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
誘導灯や標識灯などの表示装置は、器具本体の正面に配置された表示板の背面から光を出射して表示板を照明するように構成されている。通常、このような表示装置の表示板は平面的であるので、平面的な拡がりを持った光で表示板を照明することが必要である。
【0003】
例えば、光源として直線状に複数のLEDを配置してLED基板を形成し、光が入射する入射面とほぼ直交して出射面を形成した導光板を設け、この導光板にLED基板の複数のLEDからの光を入射して平面的な拡がりを持った光を得るようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−265813号公報(図5)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、このようなLEDを光源とし導光板を有した表示装置では、LED基板が導光板の上部に位置し、器具本体の外形寸法の関係からLED基板のLEDの発熱を放熱するための必要な伝導面積を確保し難い。すなわち、光源カバーが周囲雰囲気と光源カバー内の雰囲気とを遮断していることから、光源であるLEDから発生する熱が光源カバー内部に蓄積される。これにより、LEDの劣化が促進される光束が低下するだけでなく、LED基板に反りが発生することがある。
【0005】
LED基板のLEDの実装側はLEDの発熱により温度が上昇し、その反対側は実装側より低温度であるので、LED基板のLEDの実装側とその反対側で熱膨張が異なりLED基板に反りが発生する。LED基板に反りが発生すると、LED基板に悪影響を与えるだけでなく、LEDの光束の向きが変化することになるので、表示板の表示面の照明にムラが生じることになる。
【0006】
本発明の目的は、LED基板の反りによる悪影響を抑制でき、光源カバー内部の熱を効率よく放熱できる光源装置及び表示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】
請求項1の発明に係わる光源装置は、複数個のLEDを配列し前記LEDの実装側が凹面に形成されたLED基板と;前記LED基板の前記LEDの実装側を開口させて前記LED基板を覆うように取り付けられる光源カバーと;を備えたことを特徴とする
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。
【0008】
複数個のLEDを配列しとは、一直線状に配置することはもちろん千鳥配置した場合も含み、要は縦長または横長に複数個のLEDを配列することをいう。LEDの実装側とはLEDの発光部が取り付けられた側である。凹面に形成されたとは、両端部がほぼ同位置で中央部が凹んだ弓形状をいう。弓形状の中央部の凹みの程度は、望ましくは、LEDの連続点灯状態のときに、LED基板のLEDの実装側とその反対側での熱膨張の相違によりLED基板が反り返り、LED基板が平坦になる程度とする。これにより、LEDの連続点灯状態のときにはLED基板は平坦に維持される。
【0009】
光源カバーは、LED基板のLEDの実装側が開口している。これは、LEDの発光部からの出射光を通過させるためである。そして、この光源カバーは、LED基板を表示装置の器具本体に組み込んだ際にLED基板が直接露出しないように覆い、LED基板を埃や衝撃などから保護する。
【0010】
請求項2の発明に係わる光源装置は、複数個のLEDを配列したLED基板と;前記LED基板の前記LEDの実装側を開口させて前記LED基板を覆うように取り付けられるとともに上部に放熱通気穴を有した光源カバーと;を備えたことを特徴とする。
【0011】
複数個のLEDを配列しとは、請求項1と同様に、一直線状に配置することはもちろん千鳥配置した場合も含み、要は縦長にまたは横長に複数個のLEDを配列することをいう。光源カバーの上部とは、LED基板のLEDの発熱により熱せされた空気が上昇する方向であり、放熱通気穴はこの空気を外部に放出する穴である。この放熱通気穴には必要に応じて外部からの塵埃の混入を防ぐための庇部を設けてもよい。
【0012】
請求項3の発明に係わる光源装置は、請求項1の発明において、前記LED基板の凹面に対応して中央部が凹面に形成された放熱シートを設け、前記光源カバーは前記放熱シートを介して前記LED基板を覆うように取り付けられたことを特徴とする。
【0013】
本発明は、請求項1の発明に対し、LED基板の凹面に対応して中央部が凹面に形成された放熱シートを設け、放熱シートを介してLED基板を覆うように光源カバーを取り付けたものである。
【0014】
請求項4の発明に係わる光源装置は、請求項1ないし3のいずれか一記載の光源装置と;前記光源装置のLED基板のLEDからの光の入射面が出射面の背面側に形成された導光板と;前記LEDを点灯制御する点灯ユニットを収納するとともに前記光源装置を内部で保持する器具本体と;前記器具本体の前面部に形成され前記導光板の出射面に設けられた表示板と;を備えたことを特徴とする。
【0015】
導光板は光源装置のLED基板のLEDからの光を入射し、表示板の背面側に導き出射するものであり、導光板の入射面は出射面の背面側に形成される。つまり、導光板は入射面と出射面とが同じ向きに形成される。また、器具本体の前面部に形成される表示板は導光板の出射面に設けられるので、導光板の入射面に光を入射する光源装置は器具本体内の表示板の背面側に位置し、器具本体の背面に取り付けられる。従って、LEDの発熱を放熱するための必要な伝導面積として器具本体の背面側を確保できる。
【発明の効果】
【0016】
請求項1の発明によれば、予めLED基板を凹面となるように形成しておくので、LEDの連続点灯状態のときに、LED基板の反りを吸収できる。従って、表示板の視認性が良好な照明を行うことができる。
【0017】
請求項2の発明によれば、LED基板を覆っている光源カバーの上部に放熱通気穴を設けているので、LED基板付近に蓄積している熱を放熱させることができる。すなわち、LEDの発熱により熱せられた空気は上方へ移動するので、光源カバーの上部の放熱通気穴から効率的に放出することができる。
【0018】
請求項3の発明によれば、予め凹面となるように形成されたLED基板にLED基板の凹面に対応して中央部が凹面に形成された放熱シートを設けるので、LED基板の熱を効率よく放熱させることができる。
【0019】
請求項4の発明によれば、光源装置のLED基板のLEDからの光は、入射面が出射面の背面側に形成された導光板の入射面に入射されるので、光源装置は器具本体内の表示板の背面側に位置することになる。従って、表示板の上部に光源カバーを設ける必要がなくなり、また、LEDの発熱を放熱するための必要な伝導面積として器具本体の背面側を確保できる。これにより、視認性が良好でかつLEDの放熱を効率よく行える表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係わる光源装置の一部切欠斜視図であり、図1(a)は光源カバーへのLED基板の装着前の状態を示す斜視図、図1(b)は光源カバーへのLED基板の装着後の状態を示す斜視図である。
【0021】
図1(a)、図1(b)に示すように、光源装置はLED基板11と光源カバー12とから構成される。LED基板11は、その端部にLED基板11のLED13を点灯ユニットに接続するコネクタ14を有している。このコネクタ14からの配線15で点灯ユニットに接続され、点灯ユニットからLED13の点灯用電力の供給を受ける。
【0022】
LED基板11は複数個のLED13を配列して、LED13の実装側が凹面に形成されている。つまり、LED基板11はほぼ中央部が凹面となるように弓形状に形成されている。図1(a)、図1(b)では複数個のLED13がLED基板11上に一直線状に配置された場合を示しているが、縦長または横長に複数個のLED13を千鳥配置するようにしてもよい。
【0023】
一方、光源カバー12はLED基板11のLED13が装着される部分が開口しており、LED基板11が装着される部分には、LED基板11の弓形状に合わせて、中央部が凹面である放熱シート16が設けられている。LED基板11は、LED13が開口部の外側に向くように、放熱シート16の上部に配置されて光源カバー12に装着される。
【0024】
図2は図1(b)のX−X線での断面図であり、図2(a)は光源装置の製作時の断面図、図2(b)は光源装置のLED13の連続点灯状態のときの断面図である。
【0025】
図2(a)に示すように、LED基板11は、製作時においてLED13の実装側のほぼ中央部が凹面となるように弓形状に形成されている。すなわち、LED基板11の両端部がほぼ同位置に保って、LED13の発光部が取り付けられた側を凹面に形成する。また、光源カバー12側のLED基板11が装着される部分には、弓形状に形成されたLED基板11に対応して、中央部が凹面に形成された放熱シート16が設けられている。放熱シート16は弾力性及び伸縮性を有する材質のものを用いる。
【0026】
次に、LED基板11の中央部の凹みの程度は、LED13の連続点灯状態のときに、図2(b)に示すようにLED基板11が平坦になる程度とする。これは、LED13の連続点灯状態のときには、LED13の発熱によりLED基板11のLEDの実装側の熱膨張が大きくなり、LEDの実装側の反対側よりLED基板11が伸張するからである。つまり、LED基板11のLEDの実装側とその反対側での熱膨張の相違により、LED基板11にはLEDの実装側の反対側方向に反り返るようになるので、その反り返り分だけ予めLED基板11をLEDの実装側方向に反らせておくためである。
【0027】
また、LED基板11と放熱シート16との接合は中央部の凹面部で接着させ、LED基板11の端部では非接着としておく。これにより、LED13の連続点灯状態のときに、LED基板11の反り返しにより、LED基板11が平坦になったときは、放熱シート16の中央部はLED基板11の反り返しに従って伸張して平坦形状を維持し、LED基板11の端部でLED基板11の伸張を吸収する。
【0028】
第1の実施の形態によれば、LEDの連続点灯状態のときに、LED基板11のLED13の実装側とその反対側での熱膨張の相違によりLED基板11が反り返り分だけ、予めLED基板11を凹面となるように形成しておくので、LEDの連続点灯状態のときにはLED基板が平坦となる。従って、LEDの連続点灯状態においてLEDの光束の向きが変化することがないので、表示板の視認性が良好な照明を行うことができる。
【0029】
(第2の実施の形態)
図3は本発明の第2の実施の形態に係わる光源装置の光源カバーの外観斜視図である。この第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、光源カバー12の上部に放熱通気穴17を設けたものである。
【0030】
図3において、光源カバー12の上部には放熱のための放熱通気穴17が設けられている。この放熱通気穴17には庇部18が設けられ、外部から光源カバー12内部への塵埃の混入を防ぐようにしている。いま、光源カバー12の左側面に、LED基板のLEDからの光を出射させるための開口部が形成されているとする。その場合、矢印方向にLED基板のLEDからの光が出射される。LEDが点灯すると発熱する。そのLEDの発熱により熱せされた空気は上昇する方向に流れる。この発熱により熱せされた空気を放熱通気穴17から外部に放出する。
【0031】
以上の説明では、LED13の実装側が凹面に形成されたLED基板11を収納する第1の実施の形態の場合について説明したが、LED基板11が平板である場合にも適用できることはいうまでもない。
【0032】
第2の実施の形態によれば、LED基板11のLED12の発熱により熱せされた空気を光源カバー12の上部に設けられた放熱通気穴17から外部に放出するので、効率的に光源カバー12内の熱を放出することができる。
【0033】
(第3の実施の形態)
図4は本発明の第3の実施の形態に係わる表示装置の一部分解斜視図である。図4において、本発明の第3の実施の形態に係わる表示装置として、非常口への誘導を行う誘導灯である場合を示している。器具本体19にはLEDを点灯制御する点灯ユニット20やバッテリー21が収納されている。器具本体19の上面部及び背面部のほぼ中央には電源穴22や取付用穴23が設けられている。電源穴22を通して外部電源から電力を供給する電源線が器具本体19内に引き込まれる。器具本体19内に引き込まれた外部電源からの電源線は端子台24に接続され、この端子台24から器具本体19内の各要素、例えば点灯ユニット20やバッテリー21、さらには後述の光源部のLEDに電力が供給される。バッテリー21は通常時は外部電源からの電力を充電し、外部電源が停電したときには器具本体19内の各要素に電力を供給する。また、器具本体19内にはバッテリー21の充電状態やLEDの点灯状態を点検する点検スイッチ25が収納されている。
【0034】
器具本体19の前面部には、表示板26が前面枠27で支持されて配置される。そして、表示板26の背面部には、第1の実施の形態または第2の実施の形態の光源装置が装着される。すなわち、複数個のLEDが装着されたLED基板を収納する光源カバー12が装着され、LEDからの光を導光板28に入射し、導光板28により表示板26の背面に光を導き表示板26を照明する。これにより、表示板26に描かれた図形や文字等を照明表示することになる。図4では、表示板26に非常口に案内する図柄が描かれているものを示している。
【0035】
図5は表示板26の背面に設けられた導光板28と光源装置の断面図である。
【0036】
光源装置は、複数個のLED13が実装されたLED基板11と、LED基板11を収納する光源カバー12とから構成され、導光板28は、LED基板11のLED13からの光を表示板26に導くものである。
【0037】
導光板28は突起部29を有し、その突起部29に入射面30が設けられ、その入射面30の前面方向に出射面31が設けられている。また、導光板28の入射面31及び出射面31以外の面には反射シート29が設けられている。光源装置は導光板28の突起部29の入射面30の背面に配置され、光源装置の光源カバー12は器具本体19の背面板に取り付けられる。
【0038】
ここで、導光板28に突起部29を設けているのは、光の入射面30と光の出射面31との距離を所定長以上に保ち、光源装置のLED13の輝点が表示板26の表示面に表れないようにするためである。つまり、導光板28の突起部29の長さは、LED13の輝点が表示板26の表示面に表れない程度の長さとする。また、光源装置の光源カバー12を器具本体19の背面板に取り付けるのは、LEDの発熱による熱を光源カバー12を介して器具本体19の背面で放熱するためである。
【0039】
このように、導光板28の入射面30を出射面31の背面側に設け、この入射面30から器具本体19に取り付けられた光源装置のLED13からの光を入射し、導光板28内で全反射して出射面31から表示板26に出射する。これにより、LED基板11のLED13からの光を面光源として表示板26を照明するようにしている。
【0040】
第3の実施の形態によれば、光の入射面30を光の出射面31の背面側に所定長を保って設けた導光板28を形成し、導光板28内での全反射で出射面31に導き、出射面31に設けられた表示板26を光らせるので、LED13の輝点を気にする必要がなくなる。また、光源装置は表示板26の上部ではなく表示板26の背面の器具本体内で背面板に設けられるので、LEDの発熱を放熱するための必要な伝導面積として器具本体の背面側を確保できる。従って、放熱効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる光源装置の一部切欠斜視図であり、図1(a)は光源カバーへのLED基板の装着前の状態を示す斜視図、図1(b)は光源カバーへのLED基板の装着後の状態を示す斜視図。
【図2】図1(b)のX−X線での断面図であり、図2(a)は光源装置の製作時の断面図、図2(b)は光源装置のLED13の連続点灯状態のときの断面図。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係わる光源装置の光源カバーの外観斜視図。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係わる表示装置の一部分解斜視図。
【図5】本発明の第3の実施の形態における表示板の背面に設けられた導光板と光源装置の断面図。
【符号の説明】
【0042】
11…LED基板、12…光源カバー、13…LED、14…コネクタ、15…配線、16…放熱シート、17…放熱通気穴、18…庇部、19…器具本体、20…点灯ユニット、21…バッテリー、22…電源穴、23…取付用穴、24…端子台、25…点検スイッチ、26…表示板、27…前面枠、28…導光板、29…突起部、30…入射面、31…出射面




 

 


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