JP2010161328A - 発光ダイオード光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】発光を均一化することができる発光ダイオード光源ユニットを提供する。
【解決手段】発光ダイオード光源ユニット１００は、導光部材１０２と、導光部材１０２へ光線をガイドする発光ダイオードモジュールと、導光部材１０２と連続するように接続された反射部材１０４とを備える。導光部材１０２と反射部材１０４との接合面１０５は、二色成形法、インサート成形法または射出成形法により成形された光反射面である。
【選択図】図１１

Description

本発明は光源ユニットに関し、特に、発光ダイオード光源ユニットに関する。

近年、発光ダイオードは、各照明分野への応用が盛んに行われている。しかし、発光ダイオードモジュールは、アレイ状に配列された点光源であるものが多いことから、均一な光源が必要とされる多くの分野では、発光ダイオードを光源として用いた場合、ニーズを満たすことができないことがあった。そのため、発光を均一化することが可能な発光ダイオード光源ユニットが求められていた。

本発明の目的は、発光を均一化することが可能な発光ダイオード光源ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、導光部材と、前記導光部材へ光線をガイドする発光ダイオードモジュールと、前記導光部材と連続するように接続された反射部材と、を備え、前記導光部材と前記反射部材との接合面は、二色成形法、インサート成形法または射出成形法により成形された光反射面である発光ダイオード光源ユニットが提供される。

また、前記接合面の断面は、直線状、半円状、孤線状または錐状であることが好ましい。

また、前記導光部材と前記反射部材との間に形成され、前記接合面の両側に設けられた１組の隙間をさらに有することが好ましい。

また、前記反射部材は、両方の端部から中間部にかけて次第に大きくなる長尺状であり、前記発光ダイオードモジュールは、前記導光部材の両方の端部にそれぞれ配置されていることが好ましい。

また、前記反射部材は、一方の端部から他方の端部にかけて次第に大きくなる断面を有する長尺状であり、前記導光部材は、前記反射部材の断面部分が小さい方の端部に発光ダイオードモジュールが配置され、前記反射部材の断面部分が大きい方の端部に発光ダイオードモジュールが配置されていないことが好ましい。

以上の説明から明らかなように、本発明の発光ダイオード光源ユニットは、導光部材により発光ダイオードの発光を均一化させることができるため、従来の蛍光灯管および直線状または面状の光学部材を代替し、様々な分野で利用することができる。

本発明の一実施形態による発光ダイオード光源ユニットを示す分解斜視図である。 本発明の他の実施形態による発光ダイオード光源ユニットを示す分解斜視図である。 図２の発光ダイオード光源ユニットを組み立てたときの状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による反射部材を示す斜視図である。 図３の反射部材を示す平面図である。 本発明の他の実施形態による反射部材を示す平面図である。 本発明の他の実施形態による反射部材を示す斜視図である。 図６の反射部材を示す平面図である。 本発明の他の実施形態による反射部材を示す斜視図である。 図８の反射部材を示す平面図である。 本発明の一実施形態による発光ダイオード光源ユニットを示す断面図である。 本発明の他の実施形態による発光ダイオード光源ユニットを示す断面図である。 本発明の他の実施形態による発光ダイオード光源ユニットを示す断面図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１を参照する。図１は、本発明の一実施形態による発光ダイオード光源ユニット１００を示す分解斜視図である。発光ダイオード光源ユニット１００は、主に長尺状の導光部材１０２と、両方の端部および側面に他の部材が配置された反射部材１０４と、からなる。導光部材１０２と反射部材１０４とは、プラスチック射出成形により接続される。導光部材１０２と反射部材１０４とがインサート成形法、二色成形法または射出成形法により成形された場合、互いに連続するように接続されるため、導光部材１０２と反射部材１０４との間の接合面１０３，１０５，１０６（図１０〜図１２を参照）に接着剤を使用しなくともよい。これにより、接合面１０３に反射率が高い反射面を形成させることができる。導光部材１０２および反射部材１０４は、熱可塑性または熱硬化性のプラスチックからなってもよい。導光部材１０２は、透光性に優れた材料を使用してもよい。反射部材１０４は、反射率が高いプラスチック（例えば、白色またはその他反射率が高い色を有するプラスチック）または化学材料からなってもよい。図１０〜図１２に示すように、接合面の断面は、例えば、直線状（図１０を参照）、孤線状、半円状（図１１を参照）または錐状（図１２を参照）でもよい。図１２は、断面が鐘状である導光部材１０２を示している。接合面１０３が直線状である場合、発光ダイオード光源ユニット１００の光は、単一方向に放射される。図１１および図１２に示すように、接合面１０５，１０６が孤線状、半円状または錐状であるとき、発光ダイオード光源ユニット１００の光は、広角度で放射される。さらに、接合面の両側には、隙間が設けられている。例えば、接合面１０３の両側には、隙間１０３ａ，１０３ｂが設けられ、接合面１０５の両側には、隙間１０５ａ，１０５ｂが設けられ、接合面１０６の両側には、隙間１０６ａ，１０６ｂが設けられている。上述の隙間には、それぞれ空気が収納され、導光部材１０２と隙間との界面には、反射面が設けられずに、導光部材１０２と空気との界面が形成されている。上述の構造を有する光源ユニットは、光の均一性、方向性および輝度を向上させることができる。

図１に示すように、本実施形態では、導光部材１０２および反射部材１０４の端部に、リフレクタ１１２および発光ダイオードモジュール１１４が配置されている。リフレクタ１１２は、導光部材１０２および反射部材１０４それぞれの端部の取り付け孔１０４ａ内に配置され、反射率が高い反射面である内表面により、光を導光部材１０２にガイドする。発光ダイオードモジュール１１４は、リフレクタ１１２に固着させるために用いるパッド１１４ａを側面に有する。反射部材１０４の他方の端部には、導光部材１０２内に光を反射させるために用いる反射断面１０４ｂが設けられている。この反射断面１０４ｂは、適宜な化学材料からなる。

図２を参照する。図２は、本発明の他の実施形態による発光ダイオード光源ユニット２００を示す分解斜視図である。この発光ダイオード光源ユニット２００は、蛍光灯管の替わりに用いることができる。発光ダイオード光源ユニット２００は、主に長尺状の導光部材２０２および反射部材２０４からなり、両方の端部および側面に他の部材が配置されている。導光部材２０２と反射部材２０４とは、インサート成形法、二色成形法または射出成形法によって成形され、互いに連続するように接続されている。導光部材２０２と反射部材２０４との接合構造は、図１の実施形態と略同じである。

図２に示すように、本発明の他の実施形態では、導光部材２０２および反射部材２０４の両方の端部に、放熱ブロック２１０、発光ダイオードモジュール２１２、リフレクタ２１４、駆動回路２１６、筐体２１８および接続ピン２２０が配置されている。リフレクタ２１４は、導光部材２０２上の高反射率を有する反射面に貼着されている。リフレクタ２１４は、発光ダイオードモジュール２１２の複数の発光ダイオード点光源２１２ａから放射された光を透過させるために用いる複数の貫通孔２１４ａを有する。放熱ブロック２１０は、発光ダイオードモジュール２１２上に貼着され、伝熱管２０８を挿着する接続孔２１０ａを有する。一般の交流電流を直流電流に変換する駆動回路２１６により、発光ダイオードモジュール２１２を駆動し、発光ダイオード点光源２１２ａを発光させる。中空の筐体２１８は、放熱ブロック２１０、発光ダイオードモジュール２１２、リフレクタ２１４、駆動回路２１６等の部材を覆うために用い、導光部材２０２および反射部材２０４の両方の端部に入れ子式で接続されている。接続ピン２２０は、筐体２１８の貫通孔２１８ａに貫設され、駆動回路２１６に接続されている。接続ピン２２０は、従来の蛍光灯が有する接続ピンとサイズが同じである。反射部材２０４の側面には、放熱効率を高めるために放熱シート２０６ａ，２０６ｂおよび伝熱管２０８が配置されている。また、放熱効率をさらに高めるために、伝熱管２０８は、端部が放熱ブロック２１０の接続孔２１０ａに接続され、他の部分が放熱シート２０６ａ，２０６ｂ間に挟接されている。発光ダイオードモジュール２１２が発生させる熱は、放熱ブロック２１０により放熱させたり、伝熱管２０８を介して放熱シート２０６ａ，２０６ｂへ伝熱させたりして放熱を行ってもよい。図２Ｂは、上述の各部材を組み立てたときの状態を示す。

図３を参照する。図３は、本発明の一実施形態による反射部材３０２を示す斜視図である。図４は、図３の反射部材３０２を示す平面図である。本発明の一実施形態による矩形状の断面を有する反射部材３０２は、発光ダイオード光源ユニット１００の発光を均一化させるために、両方の端部３０２ａから中間部３０２ｂにかけて次第に大きくなる断面部分を有する。つまり、反射部材３０２の中間部３０２ｂは、両方の端部３０２ａの幅Ｄ_１より大きい幅Ｄ_２を有する。角度Ａ_１の大きさは必要に応じて調整することができる。この構造は、反射部材３０２（発光ダイオードモジュールが導光部材１０２，２０２の両方の端部に配置された反射部材３０２）全体へ光線を均一に反射させるのに都合がよい。また、発光ダイオードモジュールを導光部材の一方の端部のみに配置させる場合（即ち、導光部材の他方の端部には、発光ダイオードモジュールを配置しない場合）、図５に示すような構造に形成してもよい。図５に示すように、この構造は、反射部材の断面部分が一方の端部から他方の端部にかけて次第に大きくなっている。つまり、反射部材の一方の端部の幅Ｄ_４は、他方の端部の幅Ｄ_３よりも大きい。角度Ａ_２の大きさは必要に応じて調整することができる。この導光部材では、反射部材の断面部分が小さい方の端部に発光ダイオードモジュールが配置され、反射部材の断面部分が大きい方の端部には発光ダイオードモジュールが配置されていない。

図６を参照する。図６は、本発明の他の実施形態による反射部材４０２を示す斜視図である。図７は、図６の反射部材４０２を示す平面図である。図７に示すように、略半円状の断面を有する反射部材４０２は、発光ダイオード光源ユニット１００の発光を均一化させるために、両方の端部４０２ａから中間部４０２ｂにかけて次第に大きくなった断面部分を有する。つまり、反射部材の中間部４０２ｂは、両方の端部４０２ａの幅Ｄ_５より大きい幅Ｄ_６を有する。角度Ａ_３の大きさは必要に応じて調整することができる。この構造は、反射部材４０２（導光部材１０２，２０２の両方の端部に発光ダイオードモジュールが配置された反射部材４０２）全体へ光線を均一に反射させるのに都合がよい。

図８を参照する。図８は、本発明の他の実施形態による反射部材５０２を示す斜視図である。図９は、図８の反射部材５０２を示す平面図である。本発明の他の実施形態による反射部材５０２は、発光ダイオード光源ユニット１００の光線を均一化させるために、反射部材５０２の断面が端部５０２ａから端部５０２ｂにかけて次第に大きくなっている。つまり、反射部材の一方の端部５０２ｂの幅Ｄ_８は、他方の端部５０２ａの幅Ｄ_７より大きい。角度Ａ_４の大きさは必要に応じて調整することができる。上述の構造は、反射部材５０２（導光部材１０２，２０２の両方の端部に発光ダイオードモジュールが配置された反射部材５０２）全体へ光線を均一に反射させるのに都合がよい。

上述したことから分かるように、本発明の発光ダイオード光源ユニットは、導光部材により発光ダイオードの発光を均一化させることができるため、従来の蛍光灯管および直線状または面状の光学部材を代替し、様々な分野で利用することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができることは当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００ 発光ダイオード光源ユニット、１０２ 導光部材、１０３ 接合面、１０３ａ 隙間、１０３ｂ 隙間、１０４ 反射部材、１０４ａ 取り付け孔、１０４ｂ 反射断面、１０５ 接合面、１０５ａ 隙間、１０５ｂ 隙間、１０６ 接合面、１０６ａ 隙間、１０６ｂ 隙間、１１２ リフレクタ、１１４ 発光ダイオードモジュール、１１４ａ パッド、２００ 発光ダイオード光源ユニット、２０２ 導光部材、２０４ 反射部材、２０６ａ 放熱シート、２０６ｂ 放熱シート、２０８ 伝熱管、２１０ 放熱ブロック、２１０ａ 接続孔、２１２ 発光ダイオードモジュール、２１２ａ 発光ダイオード点光源、２１４ リフレクタ、２１４ａ 貫通孔、２１６ 駆動回路、２１８ 筐体、２１８ａ 貫通孔、２２０ 接続ピン、３０２ 反射部材、３０２ａ 端部、３０２ｂ 中間部、４０２ 反射部材、４０２ａ 端部、４０２ｂ 中間部、５０２ 反射部材、５０２ａ 端部、５０２ｂ 端部、Ｄ_１〜８ 幅、Ａ_１〜４ 角度

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、導光部材と、前記導光部材へ光線を入射する発光ダイオードモジュールと、前記導光部材と連続するように接合された反射部材と、を備え、前記導光部材と前記反射部材との接合面は、二色成形法、インサート成形法または射出成形法により成形された光反射面である発光ダイオード光源ユニットが提供される。

図１を参照する。図１は、本発明の一実施形態による発光ダイオード光源ユニット１００を示す分解斜視図である。発光ダイオード光源ユニット１００は、主に長尺状の導光部材１０２と、両方の端部および側面に他の部材が配置された反射部材１０４と、からなり、発光ダイオード光源ユニット１００の両方の端部および側面に他の部材が配置されている。導光部材１０２と反射部材１０４とは、プラスチック射出成形により接合される。導光部材１０２と反射部材１０４とがインサート成形法、二色成形法または射出成形法により成形された場合、互いに連続するように接合されるため、導光部材１０２と反射部材１０４との間の接合面１０３，１０５，１０６（図１０〜図１２を参照）に接着剤を使用しなくともよい。これにより、接合面１０３に反射率が高い反射面を形成させることができる。導光部材１０２および反射部材１０４は、熱可塑性または熱硬化性のプラスチックからなってもよい。導光部材１０２は、透光性に優れた材料を使用してもよい。反射部材１０４は、反射率が高いプラスチック（例えば、白色またはその他反射率が高い色を有するプラスチック）または化学材料からなってもよい。図１０〜図１２に示すように、接合面の断面は、例えば、直線状（図１０の接合面１０３を参照）、弧線状、半円状（図１１の接合面１０５を参照）または錐状（図１２の接合面１０６を参照）でもよい。図１２は、断面が鐘状である導光部材１０２を示している。接合面１０３が直線状である場合、発光ダイオード光源ユニット１００の光は、単一方向に放射される。図１１および図１２に示すように、接合面１０５が弧線状、または接合面１０６が半円状や錐状であるとき、発光ダイオード光源ユニット１００の光は、広角度で放射される。さらに、接合面の両側には、隙間が設けられている。例えば、接合面１０３の両側には、隙間１０３ａ，１０３ｂが設けられ、接合面１０５の両側には、隙間１０５ａ，１０５ｂが設けられ、接合面１０６の両側には、隙間１０６ａ，１０６ｂが設けられている。上述の隙間には、それぞれ空気が収納され、導光部材１０２と隙間との界面には、反射面が設けられずに、導光部材１０２と空気との界面が形成されている。

図１に示すように、本実施形態では、導光部材１０２および反射部材１０４の端部に、リフレクタ１１２および発光ダイオードモジュール１１４が配置されている。リフレクタ１１２は、導光部材１０２および反射部材１０４それぞれの端部の取り付け孔１０４ａ内に配置され、反射率が高い反射面である内表面により、光を導光部材１０２に入射する。発光ダイオードモジュール１１４は、リフレクタ１１２に固着させるために用いるパッド１１４ａを側面に有する。反射部材１０４の他方の端部には、導光部材１０２内に光を反射させるために用いる反射断面１０４ｂが設けられている。この反射断面１０４ｂは、適宜な化学材料からなる。

図２を参照する。図２は、本発明の他の実施形態による発光ダイオード光源ユニット２００を示す分解斜視図である。この発光ダイオード光源ユニット２００は、蛍光灯管の替わりに用いることができる。発光ダイオード光源ユニット２００は、主に長尺状の導光部材２０２および反射部材２０４からなり、両方の端部および側面に他の部材が配置されている。導光部材２０２と反射部材２０４とは、インサート成形法、二色成形法または射出成形法によって成形され、互いに連続するように接合されている。導光部材２０２と反射部材２０４との接合構造は、図１の実施形態と略同じである。

Claims (5)

1. 導光部材と、
   前記導光部材へ光線をガイドする発光ダイオードモジュールと、
   前記導光部材と連続するように接続された反射部材と、を備え、
   前記導光部材と前記反射部材との接合面は、二色成形法、インサート成形法または射出成形法により成形された光反射面である発光ダイオード光源ユニット。
2. 前記接合面の断面は、直線状、半円状、孤線状または錐状である請求項１に記載の発光ダイオード光源ユニット。
3. 前記導光部材と前記反射部材との間に形成され、前記接合面の両側に設けられた１組の隙間をさらに有する請求項１に記載の発光ダイオード光源ユニット。
4. 前記反射部材は、両方の端部から中間部にかけて次第に大きくなる長尺状であり、
   前記発光ダイオードモジュールは、前記導光部材の両方の端部にそれぞれ配置されている請求項１に記載の発光ダイオード光源ユニット。
5. 前記反射部材は、一方の端部から他方の端部にかけて次第に大きくなる断面を有する長尺状であり、
   前記導光部材は、前記反射部材の断面部分が小さい方の端部に前記発光ダイオードモジュールが配置され、前記反射部材の断面部分が大きい方の端部に前記発光ダイオードモジュールが配置されていない請求項１に記載の発光ダイオード光源ユニット。

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