JP2020035594A - 光源基板及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】消費電力が異なる二つの照明装置のいずれに対しても用いることができる光源基板を提供する。【解決手段】本発明の光源基板1は、複数の発光素子2が実装される第1面11及び第2面12の二つの面を備える。第1面11には第1照明装置用の第1配線パターンが形成されており、第2面12には第1照明装置とは消費電力が異なる第2照明装置用の第2配線パターンが形成されている。第1照明装置が、光源基板1を単独で使用する照明装置、又は、複数枚の光源基板1を電気的に接続して使用する照明装置であり、第2照明装置が、第1照明装置とは異なる枚数の光源基板1を電気的に接続して使用する照明装置であってもよく、第1配線パターンに含まれる複数の発光素子実装用ランド112が、第2配線パターンに含まれる複数の発光素子実装用ランド122にほぼ背向する位置に設けられていてもよい。【選択図】図4
Description
本発明は、複数の発光素子を実装して、照明装置の光源部に用いられる光源基板に関する。また、本発明は、光源基板に複数の発光素子を実装してなる光源実装基板を備えた照明装置に関する。
近年、白熱電球や蛍光灯に替わるものとして、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)等の発光素子を光源として用いる照明装置が普及している。このような照明装置のうち、例えばベースライトや直管型照明装置のような長尺形状を有する照明装置では、長尺状の基板に複数のLEDを実装した光源実装基板が用いられる。
ベースライトや直管型照明装置のような長尺形状を有する照明装置には、大きく分けて、長さが約1.2mの40W(ワット)形照明装置と、長さが約2.4mの110W形照明装置とがあり、40W形照明装置には長さ約60cmの光源基板が2枚連結されて使用され、110W形照明装置には長さ約60cmの光源基板が4枚連結されて使用されることが一般的である。例えば特許文献1には、2枚のLED基板を連結した状態で、光拡散性を有するチューブ内に収容して構成された直管型照明装置が開示されている。なお、ここでいう「40W形」、「110W形」というのは光源が蛍光灯であった時代の消費電力に基づく呼び名であり、LEDを光源とする照明装置の実際の消費電力とは異なっているが、「40W形照明装置」、「110W形照明装置」のように慣用的に用いることにする。
40W形照明装置と110W形照明装置とは、消費電力が異なるため、それぞれに合わせた回路設計が必要となる。つまり、40W形照明装置と110W形照明装置とでは光源基板上に形成される配線パターンが異なるため、照明装置に応じて二種類の光源基板を作り分ける必要があり、製造コストが増加するという問題がある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、消費電力が異なる二つの照明装置のいずれに対しても用いることができる光源基板を提供することを目的とする。また、そのような光源基板を用いた照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、第一に、複数の発光素子が実装される第1面及び第2面の二つの面を備えた光源基板であって、前記第1面には第1照明装置用の第1配線パターンが形成されており、前記第2面には前記第1照明装置とは消費電力が異なる第2照明装置用の第2配線パターンが形成されていることを特徴とする、光源基板を提供する(発明1)。
上記発明(発明1)によれば、光源基板が第1照明装置用の第1配線パターンが形成されている第1面と、第1照明装置とは消費電力が異なる第2照明装置用の第2配線パターンが形成されている第2面を有しているため、消費電力が異なる二つの照明装置のいずれに対しても同じ光源基板を用いることができる。また、一方の面の配線パターンに含まれる発光素子実装用のランドに発光素子を実装した場合に、他方の面の配線パターンに含まれる発光素子実装用のランドが、発光素子を駆動させるときに生じる熱を放熱する働きを持つため、光源基板の放熱性が向上する。
上記発明(発明1)においては、前記第1照明装置が、前記光源基板を単独で使用する照明装置、又は、複数枚の前記光源基板を電気的に接続して使用する照明装置であり、前記第2照明装置が、前記第1照明装置とは異なる枚数の前記光源基板を電気的に接続して使用する照明装置であることが好ましい(発明2)。
上記発明(発明2)によれば、連結する光源基板の数を変えることにより、異なる寸法を有する二つの照明装置のいずれに対しても同じ光源基板を用いることができる。
上記発明(発明2)においては、前記第1照明装置が前記光源基板を単独で使用する照明装置である場合、前記第1面にのみ複数枚の前記光源基板を電気的に接続するための接続端子が設けられていることが好ましく(発明3)、また、前記第1照明装置が複数枚の前記光源基板を電気的に接続して使用する照明装置である場合、前記第1面及び前記第2面のそれぞれに前記光源基板を電気的に接続するための接続端子が設けられており、前記第1面に設けられている接続端子が、前記第2面に複数の発光素子が実装されたときに用いられるものであり、前記第2面に設けられている接続端子が、前記第1面に複数の発光素子が実装されたときに用いられるものであることが好ましい(発明4)。なお、本発明において「接続端子」とは、例えばワイヤーハーネスを用いて光源基板を電気的に接続させるハーネス接続用の接続端子や、それぞれの光源基板に設けられたコネクタ同士を接続させる基板間コネクタ接続用の接続端子等、複数の光源基板を電気的に接続するための端子を全て含む概念である。
上記発明(発明3,4)によれば、光源基板を連結して用いる場合に、二つの光源基板を電気的に接続するための接続端子が、発光素子が実装された面の裏側の面に配置されることにより、当該発光素子から発光される光を当該接続端子が遮ることがなくなるため、当該光源基板を用いた照明装置の照明むらの発生を抑制することができる。
上記発明(発明1〜4)においては、前記第1配線パターンに含まれる複数の発光素子実装用ランドが、前記第2配線パターンに含まれる複数の発光素子実装用ランドにほぼ背向する位置に設けられていることが好ましい(発明5)。
上記発明(発明5)によれば、一方の面の配線パターンに含まれる発光素子実装用のランドに発光素子を実装した場合に、他方の面の配線パターンに含まれる発光素子実装用のランドが、発光素子の実装されたランドのほぼ真裏に位置することとなり、発光素子を駆動させるときに生じる熱をより放熱し易くなるため、光源基板の放熱性をより向上させることができる。
本発明は、第二に、発明1〜5のいずれかの光源基板の前記第1面又は前記第2面に、複数の発光素子を実装してなる光源実装基板を備えた照明装置を提供する(発明6)。
本発明の光源基板によれば、消費電力が異なる二つの照明装置のいずれに対しても用いることができる。また、本発明の照明装置は、消費電力が異なる二つの照明装置のいずれに対しても用いることができる光源基板を用いた照明装置として提供される。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る光源基板1を示す説明図であり、図2は同実施形態に係る光源基板1の断面図である。光源基板1は、図1に示すように、約60cmの長さLを有する長尺状の基材10の両面に、複数のLED2(発光素子)が実装される第1面11及び第2面12の二つの面を備えたものである。基材10の材質としては、例えばガラスエポキシ樹脂にアルミナ等の無機充填材を添加した高熱伝導性樹脂が用いられる。
まず、本発明の第1実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る光源基板1を示す説明図であり、図2は同実施形態に係る光源基板1の断面図である。光源基板1は、図1に示すように、約60cmの長さLを有する長尺状の基材10の両面に、複数のLED2(発光素子)が実装される第1面11及び第2面12の二つの面を備えたものである。基材10の材質としては、例えばガラスエポキシ樹脂にアルミナ等の無機充填材を添加した高熱伝導性樹脂が用いられる。
光源基板1の第1面11の長手方向両端部には、図1(a)に示すように、複数の光源基板1を連結して使用する際に両者を電気的に接続するための接続端子111がそれぞれ二つずつ設けられている。また、第1面11の長手方向中心軸線上にはLED2を実装するための複数の銅製のランド112が等間隔に配置されている。第1面11の表面は、図2に示すように、例えばエポキシ樹脂等の白色樹脂製のレジスト膜13で覆われており、レジスト膜13の下には各ランド112を繋ぐ配線パターンが形成されている。ここで、第1面11側に形成された配線パターンは40W形照明装置用の配線パターンであり、本実施形態においては、図3(a)に示すように、30個のLED2を直列に繋ぐ配線が並列に2系統形成され、第1面11には合計60個のLED2が実装されるようになっている。
同様に、光源基板1の第2面12の長手方向両端部には、図1(b)に示すように、複数の光源基板1を連結して使用する際に両者を電気的に接続するための接続端子121がそれぞれ二つずつ設けられている。また、第2面12の長手方向中心軸線上にはLED2を実装するための複数の銅製のランド122が等間隔に配置されている。第2面12の表面は、図2に示すように、レジスト膜13で覆われており、レジスト膜13の下には各ランド122を繋ぐ配線パターンが形成されている。ここで、第2面12側に形成された配線パターンは110W形照明装置用の配線パターンであり、本実施形態においては、図3(b)に示すように、60個のLED2を直列に繋ぐ配線が1系統のみ形成され、第2面12には合計60個のLED2が実装されるようになっている。
40W形照明装置と110W形照明装置とは消費電力が異なるために、それぞれに合わせた配線パターンが光源基板1の第1面11及び第2面12に形成されている。本実施形態では、第1面11側に実装されるLED2と第2面12側に実装されるLED2とは基本的に同じ種類のものを使用するが、第1面11側と第2面12側とに異なる種類のLEDを実装してもよい。
第1面11側に設けられている接続端子111と、第2面12側に設けられている接続端子121とは、いずれも複数の光源基板1を連結して使用する際に両者を電気的に接続するための接続端子であるが、第1面11側に設けられている接続端子111は第2面12側にLED2が実装されたときに用いられるものであり、第2面12側に設けられている接続端子121は第1面11側にLED2が実装されたときに用いられるものである。すなわち、第1面11側に設けられている接続端子111は第2面12側に形成された110W形照明装置用の配線パターンに繋がっており、第2面12側に設けられている接続端子121は第1面11側に形成された40W形照明装置用の配線パターンに繋がっている。このような構成とすることで、光源基板1を連結して用いる場合に、二つの光源基板1を電気的に接続するための接続端子111、121が、LED2が実装された面の裏側の面に配置されることにより、当該発光素子から発光される光を当該接続端子が遮ることがなくなるため、光源基板1を用いた照明装置の照明むらの発生を抑制することができる。
続いて、光源基板1を長さが約1.2mの40W形照明装置と、長さが約2.4mの110W形照明装置に光源基板1を用いるときの使用状態をそれぞれ説明する。光源基板1を40W形照明装置に用いる場合、図4(a)に示すように、光源基板1の第1面11側に配置されたランド112にのみLED2を実装するとともに、2枚の光源基板1を連結して使用する。第1面11側のランド112は40W形照明装置用の配線パターンで繋がれているため、2枚の光源基板1を連結することにより、40W形照明装置に適した長さL1が約1.2mのLED実装基板(光源実装基板)が形成される。このとき、2枚の光源基板1のそれぞれの第2面12側に設けられている接続端子121を接続することにより、2枚の光源基板1が電気的に接続される。40W形照明装置にはこのように2枚の光源基板1が用いられるため、1台の装置に全部で120個のLED2が使用されることとなる。
一方、光源基板1を110W形照明装置に用いる場合、図4(b)に示すように、光源基板1の第2面12側に配置されたランド122にのみLED2を実装するとともに、4枚の光源基板1を連結して使用する。第2面12側のランド122は110W形照明装置用の配線パターンで繋がれているため、4枚の光源基板1を連結することにより、110W形照明装置に適した長さL2が約2.4mのLED実装基板が形成される。このとき、4枚の光源基板1のそれぞれの第1面11側に設けられている接続端子111を接続することにより、4枚の光源基板1が電気的に接続される。110W形照明装置にはこのように4枚の光源基板1が用いられるため、1台の装置に全部で240個のLED2が使用されることとなる。
このように、光源基板1は、40W形照明装置用の配線パターンが形成されている第1面11と、110W形照明装置用の配線パターンが形成されている第2面12を有していることにより、消費電力が異なる二つの照明装置のいずれに対しても同じ光源基板1を用いることができるようになっている。また、連結する光源基板1の数を変えることにより、異なる寸法を有する二つの照明装置(すなわち、長さが約1.2mの40W形照明装置及び長さが約2.4mの110W形照明装置)のいずれに対しても同じ光源基板1を用いることができるようになっている。加えて、一方の面の配線パターンに含まれるランドにLED2を実装した場合に、他方の面の配線パターンに含まれるランドが、LED2を駆動させるときに生じる熱を放熱する働きを持つため、光源基板1の放熱性が向上している。
光源基板1にLED2を実装し、2枚又は4枚を連結して形成されたLED実装基板は、例えばアルミ製の長尺状のホルダ部材3に挿通されることにより取り付けられ、ホルダ部材3に保持された状態で照明装置に収容される。図5に、光源基板1を40W形照明装置に用いる場合に、光源基板1にLED2を実装し、ホルダ部材3に取り付けた状態の断面図を示す。光源基板1を40W形照明装置に用いる場合、LED2は第1面11側のランド112に実装されており、断面視C字形状のホルダ部材3の開口31側にLED2が位置するように、連結された2枚の光源基板1がホルダ部材3に挿通される。
本実施形態では、第1面11側の配線パターンと第2面12側の配線パターンとが異なるものの、第1面11側に配置された、40W形照明装置用の配線パターンに含まれるランド112と、第2面12側に配置された、110W形照明装置用の配線パターンに含まれるランド122とがほぼ背向する位置に設けられている。このような構成とすることで、第1面11側の配線パターンに含まれるランド112にLED2を実装した場合に、第2面12側の配線パターンに含まれるランド122が、LED2の実装されたランド112のほぼ真裏に位置することとなり、LED2を駆動させるときに生じる熱をより放熱し易くなるため、光源基板1の放熱性をより向上させることができる。これは、基本的には第1面11側に実装されるLED2の数と第2面12側に実装されるLED2の数とが同じであるため、ランド112及びランド122のそれぞれの配置間隔も同じになることを利用した設計であるが、40W形照明装置用の配線パターンと110W形照明装置用の配線パターンとが同じでない以上、厳密にランド112及びランド122を背向する位置に設けられない場合もある。その場合でも、各配線パターンを幅広にすることにより、ランド112及びランド122の周囲を含む基材10の表面上に多くの金属を配置することが可能となるので、光源基板1の放熱性を高めることは可能である。
[第2実施形態]
続いて、本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態の光源基板1Aは、長さLAが約120cmであること以外は第1実施形態の光源基板1とほぼ同じ構成を有している。そのため、共通する構成要素の符号は第1実施形態と同じものを使用し、それら構成要素の説明も省略する。
続いて、本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態の光源基板1Aは、長さLAが約120cmであること以外は第1実施形態の光源基板1とほぼ同じ構成を有している。そのため、共通する構成要素の符号は第1実施形態と同じものを使用し、それら構成要素の説明も省略する。
光源基板1Aは長さが約120cmであるため、長さが約2.4mの110W形照明装置に用いる場合は、光源基板1Aを2枚連結して使用する必要があるが、長さが約1.2mの40W形照明装置に用いる場合は、光源基板1Aを連結して使用する必要がない。そのため、図6(a)に示すように、第1面11側には第2面12側にLED2が実装されたときに用いられる接続端子111が第1実施形態同様に設けられているが、図6(b)に示すように、第2面12側には第1面11側にLED2が実装されたときに用いられる接続端子が設けられていない。なお、第1面11側に形成された配線パターンは40W形照明装置用の配線パターンであり、本実施形態においては、図7(a)に示すように、60個のLED2を直列に繋ぐ配線が並列に2系統形成され、第1面11には合計120個のLED2が実装されるようになっている。一方、第2面12側に形成された配線パターンは110W形照明装置用の配線パターンであり、本実施形態においては、図7(b)に示すように、120個のLED2を直列に繋ぐ配線が1系統のみ形成され、第2面12には合計120個のLED2が実装されるようになっている。
光源基板1Aを長さが約1.2mの40W形照明装置と、長さが約2.4mの110W形照明装置に光源基板1を用いるときの使用状態をそれぞれ説明する。光源基板1Aを40W形照明装置に用いる場合、図8(a)に示すように、光源基板1Aの第1面11側に配置されたランド112にのみLED2を実装するとともに、光源基板1Aを単独で使用する。第1面11側のランド112は40W形照明装置用の配線パターンで繋がれており、光源基板1Aを連結することなく、そのまま長さLA(約1.2m)の、40W形照明装置に適したLED実装基板(光源実装基板)となる。
一方、光源基板1Aを110W形照明装置に用いる場合、図8(b)に示すように、光源基板1Aの第2面12側に配置されたランド122にのみLED2を実装するとともに、2枚の光源基板1Aを連結して使用する。第2面12側のランド122は110W形照明装置用の配線パターンで繋がれているため、2枚の光源基板1Aを連結することにより、110W形照明装置に適した長さL3が約2.4mのLED実装基板が形成される。このとき、2枚の光源基板1Aのそれぞれの第1面11側に設けられている接続端子111を接続することにより、2枚の光源基板1が電気的に接続される。
以上、本発明に係る光源基板について図面に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、種々の変更実施が可能である。例えば、光源基板の長さは約60cmや約120cmに限られるものではなく、光源基板の長さを約30cmとして、長さが約1.2mの40W形照明装置に用いる場合には4枚の光源基板を連結して使用し、長さが約2.4mの110W形照明装置に用いる場合には8枚の光源基板を連結して使用してもよい。また、照明装置の仕様に合わせて長さや連結枚数を適宜変更することも可能である。
1、1A 光源基板
10 基材
11 第1面
12 第2面
111、121 接続端子
112、122 ランド
13 レジスト膜
2 LED(発光素子)
3 ホルダ部材
10 基材
11 第1面
12 第2面
111、121 接続端子
112、122 ランド
13 レジスト膜
2 LED(発光素子)
3 ホルダ部材
Claims (6)
- 複数の発光素子が実装される第1面及び第2面の二つの面を備えた光源基板であって、
前記第1面には第1照明装置用の第1配線パターンが形成されており、
前記第2面には前記第1照明装置とは消費電力が異なる第2照明装置用の第2配線パターンが形成されていることを特徴とする、光源基板。 - 前記第1照明装置が、前記光源基板を単独で使用する照明装置、又は、複数枚の前記光源基板を電気的に接続して使用する照明装置であり、
前記第2照明装置が、前記第1照明装置とは異なる枚数の前記光源基板を電気的に接続して使用する照明装置であることを特徴とする、請求項1に記載の光源基板。 - 前記第1照明装置が前記光源基板を単独で使用する照明装置である場合、前記第1面にのみ複数枚の前記光源基板を電気的に接続するための接続端子が設けられていることを特徴とする、請求項2に記載の光源基板。
- 前記第1照明装置が複数枚の前記光源基板を電気的に接続して使用する照明装置である場合、前記第1面及び前記第2面のそれぞれに前記光源基板を電気的に接続するための接続端子が設けられており、
前記第1面に設けられている接続端子が、前記第2面に複数の発光素子が実装されたときに用いられるものであり、
前記第2面に設けられている接続端子が、前記第1面に複数の発光素子が実装されたときに用いられるものであることを特徴とする、請求項2に記載の光源基板。 - 前記第1配線パターンに含まれる複数の発光素子実装用ランドが、前記第2配線パターンに含まれる複数の発光素子実装用ランドにほぼ背向する位置に設けられていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光源基板。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源基板の前記第1面又は前記第2面に、複数の発光素子を実装してなる光源実装基板を備えた照明装置。
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