JP2004200177A - Light source using light emitting diode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明用や表示用に適した発光ダイオードを用いた光源に関するものである。 The present invention relates to a light source using a light emitting diode suitable for lighting and display.
従来から、導光板と、導光板の側面に対向して配置された長尺な基板と、導光板の側面に対向するように基板上の長尺方向に整列して載置された複数の発光ダイオードを設けた面照明装置が提供されている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の技術は、導光板の裏面に形成された凸部における平面状の大きさおよび断面状の先端の丸みの曲率半径の大きさによって定まる反射面の大きさを、発光ダイオードに遠いほど大きく設けることにより、均一照明が得られるというものである。ただし、発光色についてはとくに記載されていない。
The technique described in
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、比較的安価な面光源であって導光板の各領域の明るさに変化を付けることができる上に導光板の発光色を変えることができる発光ダイオードを用いた光源を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a relatively inexpensive surface light source that can change the brightness of each region of the light guide plate and also emits light from the light guide plate. It is an object of the present invention to provide a light source using a light emitting diode that can change the light source.
請求項1の発明は、板状体の周面から導入された光を表裏の少なくとも一面から漏光させる導光板と、導光板の周面に対向して複数個配列されかつ複数の発光色である発光ダイオード素子とを備えることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、導光板と発光ダイオード素子との組み合わせによって比較的安価な面光源を提供することができる上に、発光ダイオード素子の配置や点灯制御によって導光板の各領域の明るさに変化を付けることが可能になり、しかも発光ダイオード素子の発光色および配置に応じて導光板の発光色を変えることができる。 According to this configuration, a relatively inexpensive surface light source can be provided by a combination of the light guide plate and the light emitting diode element, and the brightness of each region of the light guide plate changes by the arrangement of the light emitting diode element and lighting control. Can be added, and the emission color of the light guide plate can be changed according to the emission color and arrangement of the light emitting diode elements.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記導光板の表裏の少なくとも一面に表示パターンを設けた照明装置に用いられ、表示パターンにおける透過光量の多い部位ほど導光板からの漏光量が多くなるように発光ダイオード素子を配列したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light guide plate is used for an illuminating device provided with a display pattern on at least one of the front and back surfaces of the light guide plate. Light emitting diode elements are arranged so as to increase the number.
この構成によれば、表示パターンにおいて透過光量の多い部分ほど導光板からの漏光量が多くなるようにしているから、表示パターンの明るい部分と暗い部分とのコントラストを強調して表示パターンが認識しやすくなる。 According to this configuration, since the amount of leakage light from the light guide plate is increased in a portion of the display pattern where the amount of transmitted light is large, the contrast between the bright and dark portions of the display pattern is emphasized so that the display pattern can be recognized. It will be easier.
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記導光板の表裏の少なくとも一面に表示パターンを設けた照明装置に用いられ、表示パターンにおける着色部の色と導光板から漏光する光色とを一致させるように複数の発光色の発光ダイオード素子を配列したことを特徴とする。
この構成によれば、着色された表示パターンにおいて色のコントラストを強調することができるから表示パターンが認識しやすくなる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light guide plate is used for an illuminating device provided with a display pattern on at least one of the front and rear surfaces of the light guide plate. Are arranged in such a manner that light emitting diode elements of a plurality of emission colors are arranged so as to match with each other.
According to this configuration, the color contrast can be emphasized in the colored display pattern, so that the display pattern can be easily recognized.
請求項4の発明は、請求項1の発明において、各前記発光ダイオード素子の光出力が調光手段により調光されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the light output of each of the light emitting diode elements is dimmed by dimming means.
この構成によれば、発光ダイオード素子の調光によって導光板の光量を調節することができる。 According to this configuration, the light intensity of the light guide plate can be adjusted by dimming the light emitting diode element.
請求項5の発明は、請求項1の発明において、複数の前記発光ダイオード素子が複数のグループを構成するように各発光ダイオード素子がグループごとに接続され、各発光ダイオード素子の点灯状態がグループごとに制御可能であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, each light emitting diode element is connected to each group such that the plurality of light emitting diode elements form a plurality of groups, and the lighting state of each light emitting diode element is set to each group. It is characterized by being controllable.
この構成によれば、グループごとに点灯や調光を行なうことによって、配光を変化させることが可能になる。 According to this configuration, it is possible to change the light distribution by performing lighting or dimming for each group.
本発明の構成によれば、導光板と発光ダイオード素子との組み合わせによって比較的安価な面光源を提供することができる上に、発光ダイオード素子の配置や点灯制御によって導光板の各領域の明るさに変化を付けることが可能になり、しかも発光ダイオード素子の発光色および配置に応じて導光板の発光色を変えることができるという利点を有する。 According to the configuration of the present invention, a relatively inexpensive surface light source can be provided by the combination of the light guide plate and the light emitting diode element, and the brightness of each region of the light guide plate is controlled by the arrangement and lighting control of the light emitting diode element. And it is possible to change the light emission color of the light guide plate according to the light emission color and arrangement of the light emitting diode elements.
(実施形態1)
本実施形態は、主として表示用に用いるものであって、図1に示すように、平板状の導光板7の端面に対向するように複数個の発光ダイオード素子1r,1g,1bを配列してある。発光ダイオード素子1r,1g,1bとてしては赤色、緑色、青色のものを用いている。このように発光色の異なる発光ダイオード素子1r,1g,1bを用いることによって混色光がほぼ白色になるようにしてある。導光板7は透明板であって端面から導入された光の一部を反射させながら導光するとともに残りを表裏の少なくとも一面から漏光させるように形成されている。したがって、導光板7において漏光させる面には拡散透過性を有する拡散板を設けて漏光を補助し、漏光させない面には反射板を設けている。反射板は拡散反射性を有する小面積の小反射板の裏面側に鏡面を重ね合わせたものであり、小反射板は導光板7の場所によらずに漏光量がほぼ均一になるように面積および配置が考慮されている。要するに、発光ダイオード素子1r,1g,1bの近傍では単位面積当たりの小反射板の面積を小さくし、発光ダイオード素子1r,1g,1bからの距離が大きいほど単位面積当たりの小反射板の面積を大きくするのである。
(Embodiment 1)
This embodiment is mainly used for display. As shown in FIG. 1, a plurality of light emitting diode elements 1r, 1g, 1b are arranged so as to face an end face of a flat
図1に示した例では導光板7の端面に発光ダイオード素子1r,1g,1bを一列に配列しているが、図2のようにさらに多数の発光ダイオード素子1r,1g,1bを配列すれば、高輝度で発光させることができる。また、図3に示すように、導光板7のすべての端面に発光ダイオード素子1(1r,1g,1b)を配列することによって輝度を高めるとともに輝度の均一性を高めることができる。
In the example shown in FIG. 1, the light emitting diode elements 1r, 1g, and 1b are arranged in a line on the end face of the
本実施形態における発光ダイオード素子1r,1g,1bは、各発光色ごとにグループとして直列接続し、図4に示すように、各色の発光ダイオード素子1r,1g,1bの直列回路ごとにスイッチングトランジスタQr,Qg.Qbのコレクタ−エミッタ間に直列接続してある。スイッチングトランジスタQr,Qg.Qbは制御回路2により各別に制御される。したがって、スイッチングトランジスタQr,Qg.Qbのオン・オフのデューティを変化させることによって各発光ダイオード素子1r,1g,1bの輝度を調節することができる。つまり、各色の混色率を変化させて光色を変化させたり全体の輝度を変化させたりすることができる。つまり、制御回路2を調光手段および調色手段として用いることが可能である。
The light emitting diode elements 1r, 1g, 1b in the present embodiment are connected in series as a group for each light emitting color, and as shown in FIG. 4, a switching transistor Qr is provided for each series circuit of the light emitting diode elements 1r, 1g, 1b for each color. , Qg. It is connected in series between the collector and the emitter of Qb. Switching transistors Qr, Qg. Qb is individually controlled by the
(実施形態2)
実施形態1で説明した導光板7を用いて表示を行なうには、図5に示すように、表示パターンを設けた表示パネル8を導光板7に重ねて配置する。図5では導光板7を表示パネル8と反射板9とにより挟んである。反射板9は実施形態1で説明したものと同様である。
(Embodiment 2)
To perform display using the
本実施形態では表示パネル8を重ねた導光板7の一面が均一な明るさとなるように、発光ダイオード素子1を配置範囲の各領域で配列密度が変化するように正弦的規則で配列してある。つまり、導光板7の端面の長手方向における中央部での配置密度を周辺部よりも小さくしてある。このような構成を採用することによって、導光板7の表面の明るさの均一性を高めることが可能である。
In the present embodiment, the light
ここで、正弦的規則とは、発光ダイオード素子1の配置範囲の中心からの距離をxとするときに、発光ダイオード素子1の密度を、a+sin(x/b・π)が満たされるように設定することである。a,bは定数である。この場合の配光は図6の実線のようになる。図6は発光ダイオード素子1を配列した面に平行である照射面までの距離を単位距離とし、照射面内で発光ダイオード素子1の配置範囲の中心に対向する基準点からの距離を単位距離で除算して横軸に示したものである。
Here, the sinusoidal rule means that when the distance from the center of the arrangement range of the light
図6では発光ダイオード素子1の配置範囲を±2の範囲とし、a=1.5、b=4としている。このとき、±1.5の範囲では照度差が小さく、±2.5の範囲外では照度が急に減少することがわかった。つまり、照射面内で基準点からの距離が所定範囲内である場所では均一な照度を得ることができる。
In FIG. 6, the arrangement range of the light-emitting
比較例として、発光ダイオード素子1を一平面上に均一な密度で配列した場合の配光を図6に破線で示す。発光ダイオード素子1を上述の構成と同様に±2の範囲に配置したとき、上述の構成で±2.5の位置で得られた照度以上の照度は±3.5の範囲内で得られる。しかしながら、上述の構成に比較して距離による照度差が大きくなる。
As a comparative example, the light distribution when the light emitting
以上の説明から明らかなように、照射面の目的範囲内で均一な照度を得るためには、発光ダイオード素子1を正弦的規則に従って配列するのが望ましいと言える。
As is clear from the above description, it can be said that it is desirable to arrange the light emitting
また、発光ダイオード素子1を密接するように配置した場合には、発光ダイオード素子1の発熱により中央部の温度が周辺部よりも高くなる可能性があるが、中央部の配置密度を周辺部よりも小さくすることで中央部と周辺部とでの温度差を小さくすることができる。このような配列は上述のような正弦的規則でも得ることができる。しかして、発光ダイオード素子1は温度が上昇すると発光特性が変化したり、場合によっては破壊に至ることもあるが、上述のように配置範囲における中央部と周辺部との温度差を小さくすることにより発光特性のばらつきが少なくなり、また信頼性が高くなる。
Further, when the light emitting
発光ダイオード素子1は、複数のグループに分け、グループごとに点灯状態を制御してもよい。この場合には、導光板7の各領域の明るさに差を設けることができる。ここに、発光ダイオード素子1の点灯状態の制御には実施形態1の制御回路2と同様の構成を採用することで、制御回路2を調光手段として用いることができる。
The light emitting
なお、図7に示すように、蛍光灯と同様に配置した端子ピン5を設けることで、通常の蛍光灯用のソケットを用いることが可能になる。つまり、蛍光灯と導光板とを用いた表示装置に置き換えて使用することが可能になる。他の構成および動作は実施形態1と同様である。
As shown in FIG. 7, by providing the
(実施形態3)
実施形態2のように表示パネル8を設けているときに表示パターンをより認識させやすくするために、表示パターンのコントラストを高めることが考えられる。コントラストを高める技術としては、表示パターンにおいて透過光量の多い部位ほど導光板7からの漏光量が多くなるように発光ダイオード素子1を配列するのが望ましい。なお、漏光量の増減は反射板9によっても制御することが可能である。
(Embodiment 3)
In order to make the display pattern easier to recognize when the
また、図8に示すように、表示パターンが着色されている場合には(図示例では領域Dr,Dg,Dbがそれぞれ赤色、緑色、青色に着色されているものとする)、図9に示すように、各領域Dr,Dg,Dbの近傍にその領域Dr,Dg,Dbと同系色の発光色である発光ダイオード素子1r,1g,1bを配置するのが望ましい。この構成によって、表示パターンの着色部位の色が明確になり、色のコントラストが強調されて表示パターンの認識性を高めることができる。なお、この構成は必要に応じて適用すればよい。 When the display pattern is colored as shown in FIG. 8 (the regions Dr, Dg, and Db are colored red, green, and blue in the illustrated example, respectively), the display pattern is shown in FIG. As described above, it is desirable to arrange the light emitting diode elements 1r, 1g, and 1b, which emit light having colors similar to those of the regions Dr, Dg, and Db, in the vicinity of the regions Dr, Dg, and Db. With this configuration, the color of the colored portion of the display pattern is clarified, the color contrast is enhanced, and the recognizability of the display pattern can be improved. Note that this configuration may be applied as needed.
1 発光ダイオード素子
1r,1g,1b 発光ダイオード素子
2 制御回路
7 導光板
8 表示パネル
9 反射板
Dr,Dg,Db 領域
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
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JP2004025996A JP2004200177A (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Light source using light emitting diode |
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