JP2006019331A - Infrared illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、防犯カメラ、夜間観察カメラ、交通監視カメラ、駐車場監視カメラ等の赤外線カメラと組み合わせて使うのに好適な赤外線照明装置に関する。 The present invention relates to an infrared illumination device suitable for use in combination with an infrared camera such as a security camera, a night observation camera, a traffic monitoring camera, and a parking lot monitoring camera.
従来から、赤外線カメラと組み合わせて使う赤外線照明装置で、複数の赤外線LED(発光ダイオード;Light Emitting Diode)を光源とするものは知られている。特に多数のLEDを例えば、マトリクス状に配置したパネル状の光源は全体として大きな光量となることから、様々な照明として利用されている。高速道路において、図8に示すように走行中の自動車20を照明し、必要に応じてナンバープレートなどを撮影するために利用される光源10も、複数のLEDを、取付装置を用いて基板に縦横に整然と配列したものを使用している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an infrared illumination device used in combination with an infrared camera, which uses a plurality of infrared LEDs (light emitting diodes) as light sources, is known. In particular, a panel-shaped light source in which a large number of LEDs are arranged in a matrix, for example, has a large amount of light as a whole, and is used as various types of illumination. On the highway, as shown in FIG. 8, the
LEDは、LED素子を包覆した透光部材の球面あるいは非球面レンズ(頂部)が砲弾型をなしており、図7(a)にその配光特性を示している。図7(b)は、図7(a)の平面図である。図7(a)、(b)に示されるように、透光部材のLED11から放射された赤外光は、照射面12においてLDEチップの像を写すリング状の凹み12Aを持った配光特性を示す場合がある。このLEDの複数を、所定の基板に整然と集積してなるLEDユニットも、図7(c)に示したように、合成されて放射された赤外光は、照射面12において波形の配光特性を示す。
In the LED, a spherical or aspherical lens (top) of a translucent member covering the LED element has a bullet shape, and its light distribution characteristic is shown in FIG. FIG. 7B is a plan view of FIG. As shown in FIGS. 7A and 7B, the infrared light emitted from the
従って、このような従来のLEDユニットを、例えば、撮影用照明装置として使用した場合、配光特性が波の形状になっていることから、輝度むらが生じ所望の画質が得られないことがあるので好ましくない。輝度むらが生じないようにするには、複数のLEDから放射された光がなるべくフラットな形状の配光特性になることが望まれる。
複数のLEDを所定の基板に整然と並べたLEDユニットは、フラットな照明とすることができない。
また、光源から被写体までの距離が大きくなる程、照射光が拡散してしまい、光の強度が弱くなってしまうため、LED自体の発光強度を大きくしなければならない。しかし、LED自体の発光強度を大きくすると、LEDの発熱が大きくなり、LEDの寿命が短くなり、照明の消費電力が多くなる。
Therefore, when such a conventional LED unit is used as, for example, a photographing illumination device, the light distribution characteristic is in the shape of a wave, so that uneven brightness may occur and a desired image quality may not be obtained. Therefore, it is not preferable. In order to prevent unevenness in luminance, it is desirable that light emitted from a plurality of LEDs has a light distribution characteristic that is as flat as possible.
An LED unit in which a plurality of LEDs are arranged in an orderly manner on a predetermined substrate cannot be made into flat illumination.
Also, as the distance from the light source to the subject increases, the irradiation light diffuses and the light intensity decreases, so the light emission intensity of the LED itself must be increased. However, when the emission intensity of the LED itself is increased, the heat generation of the LED increases, the life of the LED is shortened, and the power consumption of the illumination is increased.
ところで、複数のLEDを基板に配置しフラットな配光特性を得るようにしたLED赤外線照明装置は公知である(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特許文献1の照明装置は、反射形LEDを使用し、これらを基板に集積してなるLEDユニットの照射角度を、基板の直角軸に対してそれぞれ傾斜させたものである。また、特許文献2の照明装置は、複数のLEDユニットの内、内側のLEDユニットに、外側のLEDユニットより小さい値の定電流を供給するようにしたものである。
By the way, LED infrared illuminating devices in which a plurality of LEDs are arranged on a substrate to obtain flat light distribution characteristics are known (see, for example,
The illuminating device of
上記の従来の技術には次のような解決すべき課題がある。
特許文献1の照明装置は、反射形LEDを使用しているために、光の指向性が大きく中心輝度が大きくなる。このため、反射形LEDを集合し面発光のLEDユニットを形成した場合、光の干渉によりLEDユニット自体も中心輝度が大きくなる。
このことから、LEDユニットを平面に並べて面発光体を形成し、フラットな形状の配光特性を得ようとした場合、LEDユニットを集光方向に向けることができず、LEDユニットを分散方向に傾ける必要があり、光の集光効率が悪くなるものと考える。
The above conventional techniques have the following problems to be solved.
Since the illumination device of
From this, when the LED units are arranged in a plane to form a surface light emitter and an attempt is made to obtain a flat light distribution characteristic, the LED units cannot be directed in the condensing direction, and the LED units are arranged in the dispersion direction. It is necessary to tilt, and the light collection efficiency is considered to deteriorate.
特許文献2の照明装置は、LEDユニット毎に流す電流値と時間を調整しフラットな配光特性を得るものであるが、次の問題があると考える。すなわち、
・LED自体が持つ仕様特性を充分に発揮できない。
・外側のLEDユニットほど、流す電流、時間が大きくなる傾向がある。
・電気回路が複雑になる。
The illuminating device of Patent Document 2 adjusts the current value and time passed for each LED unit to obtain a flat light distribution characteristic, but is considered to have the following problems. That is,
-The specification characteristics of the LED itself cannot be fully exhibited.
-The outer LED unit tends to increase the current and time to flow.
・ Electric circuit becomes complicated.
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、簡易な構造でフラットな形状の配光特性を得ることができる赤外線照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above points, and an object of the present invention is to provide an infrared illumination device capable of obtaining a flat shape light distribution characteristic with a simple structure.
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成1〉
複数の赤外線LEDを基板に装着してなるLEDユニットと、上記赤外線LEDを駆動するためのLED駆動回路と、上記LED駆動回路に上記赤外線LEDを駆動するための電力を供給する電源とを備え、上記複数の赤外線LEDの全部又は一部を、各赤外線LEDの発光面を上記基板面に対してそれぞれ傾斜させて配置したことを特徴とする赤外線照明装置。
The present invention adopts the following configuration in order to solve the above points.
<
An LED unit having a plurality of infrared LEDs mounted on a substrate; an LED driving circuit for driving the infrared LEDs; and a power source for supplying power for driving the infrared LEDs to the LED driving circuit; An infrared illumination device, wherein all or a part of the plurality of infrared LEDs are arranged such that a light emitting surface of each infrared LED is inclined with respect to the substrate surface.
個々の赤外線LEDの発光面の向きをそれぞれ異ならせることにより、赤外線LED単体から発射される不均一な照射面が合成されて全体的に均一な明るさの照射面、さらには拡張された照射面が得られる。 By varying the direction of the light emitting surface of each infrared LED, the non-uniform irradiation surface emitted from the infrared LED alone is synthesized, and the irradiation surface of uniform brightness as a whole, and also the extended irradiation surface Is obtained.
〈構成2〉
構成1記載の赤外線照明装置において、上記基板の、上記赤外線LEDを配置した面に、複数の突起を設け、上記複数の赤外線LEDの各発光部の底面を、上記複数の突起のいずれかに当接させて上記赤外線LEDの各発光面を、上記基板面に対してそれぞれ傾斜させたことを特徴とする赤外線照明装置。
<Configuration 2>
In the infrared illumination device according to
1つの赤外線LEDに対して1つの突起を使用して、各赤外線LEDの発光面を所定の角度で傾斜させるものである。
各突起は、その位置と大きさが予め使用する各赤外線LEDの発光性能等に応じてコンピュータ等を利用し計算して決定され、基板の所定面に設計どおりに設けられる。
One projection is used for one infrared LED, and the light emitting surface of each infrared LED is inclined at a predetermined angle.
The position and size of each protrusion are determined by calculation using a computer or the like according to the light emission performance of each infrared LED used in advance, and are provided on a predetermined surface of the substrate as designed.
〈構成3〉
構成1又は2記載の赤外線照明装置において、上記複数の赤外線LEDは、複数のグループに分けられ、各グループ毎に異なる角度で傾斜されて上記基板上に配置されたことを特徴とする赤外線照明装置。
<Configuration 3>
The infrared illuminating device according to
各グループは一纏まりになっていなくともよく、ばらばらに位置していてもよい。なお、照明装置から所定の照射面までの距離が5〜10mもあるので、照明装置の赤外線LED単体どうしの位置関係は実質上、無視できる。 Each group does not need to be grouped and may be located apart. Since the distance from the illumination device to the predetermined irradiation surface is 5 to 10 m, the positional relationship between the single infrared LEDs of the illumination device can be substantially ignored.
〈構成4〉
構成2記載の赤外線照明装置において、上記突起を、硬化性樹脂により上記基板上に形成したことを特徴とする赤外線照明装置。
<Configuration 4>
The infrared illumination device according to Configuration 2, wherein the protrusion is formed on the substrate with a curable resin.
突起を、エポキシ樹脂のような絶縁性、接着性を有する硬化性樹脂により基板上にランダムに高さが0.2mm程度になるように形成したものである。多数のLEDを、自動機を用いて基板に自動実装しても、基板表面が多数の突起により凹凸しているので、各LEDをばらばらに傾いた状態で実装できる。 The protrusions are formed on a substrate with a curable resin having insulating properties and adhesive properties such as an epoxy resin so that the height is randomly about 0.2 mm. Even if a large number of LEDs are automatically mounted on a substrate using an automatic machine, the surface of the substrate is uneven due to a large number of protrusions, so that each LED can be mounted in a state of being tilted apart.
〈構成5〉
構成2ないし4のいずれかに記載の赤外線照明装置において、上記突起を、印刷により前記基板上に形成したことを特徴とする赤外線照明装置。
<Configuration 5>
5. The infrared illumination device according to any one of configurations 2 to 4, wherein the protrusion is formed on the substrate by printing.
突起を、例えば、基板にシルク印刷により50〜100μm程度の厚さで印刷することにより形成したものである。赤外線LEDの外径が約5mmなので、50〜100μm程度の厚さの突起で、LEDの軸を基板に対して1度程度傾けることができる。印刷により、任意の位置に所定形状の突起を容易に形成できる。また、基板の傾きを調整することなく照明エリアを広げることができる。上記シルク印刷では、傾きが不足する場合には、基板へのエポキシ樹脂等の印刷が有効である。 The protrusions are formed by, for example, printing on a substrate with a thickness of about 50 to 100 μm by silk printing. Since the outer diameter of the infrared LED is about 5 mm, the LED shaft can be tilted about 1 degree with respect to the substrate by a protrusion having a thickness of about 50 to 100 μm. By printing, a protrusion having a predetermined shape can be easily formed at an arbitrary position. In addition, the illumination area can be expanded without adjusting the tilt of the substrate. In the silk printing, when the inclination is insufficient, printing of an epoxy resin or the like on the substrate is effective.
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using specific examples.
図1は、実施例1の赤外線照明装置の構成を示す説明図である。
図1において、この赤外線照明装置は、基板13に複数の赤外線LED11を装着してなるLEDユニット15を備えている。このLEDユニット15の赤外線LED11の全部又は一部は、各赤外線LEDの発光面を基板上面に対してそれぞれ傾斜させて配置されている。またLEDユニット15には、図2に示すように、複数の赤外線LED11を点灯駆動させる回路が接続されている。この回路は、LEDユニット15とLED駆動回路16と電源17と備えている。基板13に装着された全ての赤外線LED11に対して、LED駆動回路16から所定の電流が供給される。これによって、それぞれ赤外線LED11が赤外線を照射する。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the infrared illumination device according to the first embodiment.
In FIG. 1, the infrared illumination device includes an
なお、LED駆動回路16の駆動電流は、例えば、赤外線LED11の状態によって、発光強度が安定するように制御される。このために、LED駆動回路16に制御回路が設けられている。また必要に応じて冷却ファンが設けられ、LEDユニット15に搭載された全ての赤外線LED11を風によって冷却する。電源17は、LED駆動回路16や制御回路等を動作させるための電源である。
The drive current of the
図3は、上記LEDユニット15の具体例を示す正面図である。
図3に示すように、基板13の、赤外線LED11を配置した面13Aに、複数の突起18が設けられ、赤外線LED11の各発光部の底面を当接させて赤外線LED11の発光面が基板面13Aに対して傾斜するようにされている。各突起18は、エポキシ樹脂のような絶縁性、接着性を有する硬化性樹脂により、高さが0.2〜0.5mm程度の山形に形成したものである。赤外線LED11は、2本のリードフレーム14を、基板13に穿ったスルーホール19に挿通し半田付けされて基板13に固定されている。
赤外線LED11に持たせる傾きに応じ、樹脂印刷の厚さ(高さ)をメタルマスク厚により、容易に制御できる。また、印刷する位置により、縦方向あるいは横方向の配光性能をある程度独立に制御することも可能である。
FIG. 3 is a front view showing a specific example of the
As shown in FIG. 3, a plurality of
The thickness (height) of the resin printing can be easily controlled by the metal mask thickness according to the inclination of the
図4は基板13の一部を示す平面図である。
図4において、基板13には、予め所定の配線パターンを形成する電路と、数百個の赤外線LED11を縦横に配列するために2本のリードフレーム14を挿通させる多数のスルーホール19と、多数の突起18とが設けられている。突起18は1個の赤外線LED11に対して1つずつ、各スルーホール19の周辺に設けられ、各赤外線LEDの発光面を所定の角度で傾斜させている。各突起は、位置と大きさが各赤外線LED11の発光性能等に応じてコンピュータ等で計算して決定され、基板の所定面にマスク印刷等の製造技術を利用して設計どおりに設けられる。
FIG. 4 is a plan view showing a part of the
In FIG. 4, a
複数の赤外線LED11は、複数のグループに分けられ、各グループ毎に異なる角度で傾斜されて基板13上に配置されてもよい。
例えば、LEDユニットを構成する100個の赤外線LEDを20個ずつの5グループに分けるとする。この内の第1グループは0度の傾斜角、すなわち傾斜しないものとする。そして、第2のグループは2度の傾斜角、第3のグループは3度の傾斜角、第4のグループは4度の傾斜角、第5のグループは5度の傾斜角でそれぞれ基板上に配置する。各グループは一纏まりになっていなくともよく、ばらばらに位置していてもよい。照明装置から所定の照射面までの距離が5〜10mもあるので、照明装置の赤外線LED単体どうしの位置関係は実質上、無視できる。
The plurality of
For example, it is assumed that 100 infrared LEDs constituting the LED unit are divided into 5 groups each having 20 pieces. Of these, the first group is assumed to have an inclination angle of 0 degree, that is, no inclination. The second group has a tilt angle of 2 degrees, the third group has a tilt angle of 3 degrees, the fourth group has a tilt angle of 4 degrees, and the fifth group has a tilt angle of 5 degrees. Deploy. Each group does not need to be grouped and may be located apart. Since the distance from the illumination device to the predetermined irradiation surface is 5 to 10 m, the positional relationship between the infrared LEDs alone of the illumination device can be substantially ignored.
図5は、上記赤外線照明装置の配光特性を示している。図5に示されるように、LEDユニット15から放射された赤外光は、照射面16においてフラット形の配光特性を示す。複数のLEDを所定の基板に整然と並べたLEDユニットは、図7(b)に示すようにフラットな照明とすることができないが、複数のLEDをそれぞれ傾斜させて並べたことにより、赤外線LED単体から発射される不均一な照射面が合成されて全体的に均一な明るさの照射面、すなわちフラットな照明となる。従って、このようなLEDユニット15を、例えば、撮影用照明装置として使用した場合、配光特性がフラット形状になっていることから、輝度むらが生じることがなく、所望の画質が得られる。
FIG. 5 shows the light distribution characteristics of the infrared illumination device. As shown in FIG. 5, the infrared light emitted from the
また、図5に示すように、個々の赤外線LEDの発光面の向きをそれぞれ異ならせると共に、発光面の向きを加減することにより、全体的に均一な明るさの照射面で、かつ両側に所望の幅Hに拡張された照射面が得られる。すなわち、基板の傾きを調整することなく照明エリアを広げることができる。 Further, as shown in FIG. 5, the direction of the light emitting surface of each infrared LED is made different, and the direction of the light emitting surface is adjusted so that the irradiation surface has a uniform brightness as a whole and desired on both sides. The irradiation surface expanded to the width H of the first is obtained. That is, the illumination area can be expanded without adjusting the tilt of the substrate.
図6は、実施例2の赤外線照明装置の構成を示す図である。
図6に示されるように、この実施例では基板13に設けられた突起18Aが基板13の上面に、印刷、例えばシルク印刷により形成され、赤外線LED11に対応したものである。この突起18Aは、50〜100μm程度の厚さに形成される。赤外線LEDの外径が5mm程度なので、50〜100μmの高さの突起で、LED11の軸を基板13に対して1度程度傾けることができる。
突起18Aを印刷により構成したことを除いた他の構成は、実施例1と同一であるので、重複説明を省略する。
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the infrared illumination device according to the second embodiment.
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
Since the other configuration except that the protrusion 18A is configured by printing is the same as that of the first embodiment, a duplicate description is omitted.
11 赤外線LED
13 基板
14 リードフレーム
15 LEDユニット
16 LED駆動回路
17 電源
18 突起
19 スルーホール
11 Infrared LED
13
Claims (5)
前記赤外線LEDを駆動するためのLED駆動回路と、
前記LED駆動回路に前記赤外線LEDを駆動するための電力を供給する電源とを備え、
前記複数の赤外線LEDの全部又は一部を、各赤外線LEDの発光面を前記基板面に対してそれぞれ傾斜させて配置したことを特徴とする赤外線照明装置。 An LED unit formed by mounting a plurality of infrared LEDs on a substrate;
An LED drive circuit for driving the infrared LED;
A power supply for supplying power for driving the infrared LED to the LED drive circuit,
An infrared illumination device, wherein all or a part of the plurality of infrared LEDs are arranged such that a light emitting surface of each infrared LED is inclined with respect to the substrate surface.
前記基板の、前記赤外線LEDを配置した面に、複数の突起を設け、
前記複数の赤外線LEDの各発光部の底面を、前記複数の突起のいずれかに当接させて前記赤外線LEDの各発光面を、前記基板面に対してそれぞれ傾斜させたことを特徴とする赤外線照明装置。 The infrared illumination device according to claim 1,
A plurality of protrusions are provided on the surface of the substrate on which the infrared LED is disposed,
An infrared ray characterized in that a bottom surface of each light emitting portion of each of the plurality of infrared LEDs is brought into contact with any one of the plurality of protrusions so that each light emitting surface of the infrared LED is inclined with respect to the substrate surface. Lighting device.
前記複数の赤外線LEDは、複数のグループに分けられ、各グループ毎に異なる角度で傾斜されて前記基板上に配置されたことを特徴とする赤外線照明装置。 In the infrared illumination device according to claim 1 or 2,
The infrared illumination device according to claim 1, wherein the plurality of infrared LEDs are divided into a plurality of groups and are inclined on the substrate at different angles.
前記突起を、硬化性樹脂により前記基板上に形成したことを特徴とする赤外線照明装置。 The infrared illumination device according to claim 2,
An infrared illumination device, wherein the protrusion is formed on the substrate with a curable resin.
前記突起を、印刷により前記基板上に形成したことを特徴とする赤外線照明装置。 In the infrared illumination device according to any one of claims 2 to 4,
An infrared illumination device, wherein the protrusion is formed on the substrate by printing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004192820A JP2006019331A (en) | 2004-06-30 | 2004-06-30 | Infrared illumination device |
Applications Claiming Priority (1)
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Country Status (1)
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