JP6286114B2

JP6286114B2 - Light emitting device

Info

Publication number: JP6286114B2
Application number: JP2014216225A
Authority: JP
Inventors: 吉典辻
Original assignee: ヨーホー電子株式会社
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2018-02-28
Anticipated expiration: 2034-10-23
Also published as: JP2016086016A

Description

本発明は、発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device.

近年、白色の発光ダイオードの普及が進むにつれて、従来は蛍光灯などが光源として用いられていた電飾看板の分野などにも白色の発光ダイオードが用いられるようになった。このような分野では、広い面積を均一に照明する光源が求められ、蛍光灯などに較べて指向性が高い発光ダイオードの出力光をレンズなどで拡散して用いる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。 In recent years, with the spread of white light emitting diodes, white light emitting diodes have come to be used in the field of electric signboards where fluorescent lamps and the like have conventionally been used as light sources. In such a field, a light source that uniformly illuminates a large area is required, and a technique of diffusing the output light of a light emitting diode having higher directivity than a fluorescent lamp with a lens or the like is known (for example, patents). Reference 1).

特開２０１４−５６８４２号公報JP 2014-56842 A

発光ダイオードの出力光をレンズなどで拡散すると、拡散後の光が特定の色味を帯びる場合が有り、このような色味を帯びると電飾看板などの光源としては望ましくない。
本発明は、出力光の色味が抑えられた発光装置を提供することを目的とする。 When the output light of a light emitting diode is diffused by a lens or the like, the diffused light may have a specific color, and such a color is not desirable as a light source for an electric signboard or the like.
An object of the present invention is to provide a light emitting device in which the color of output light is suppressed.

上記目的を達成する本発明の発光装置は、
白色光源と、該白色光源の光を拡散させるレンズとを備え、該レンズを経て出射される出射光が白色以外の色味を帯びている本体と、
前記本体内に前記白色光源と並べて配備される、前記出射光が帯びている色味と同系色の有色体と、
を備えたことを特徴とする。 The light emitting device of the present invention that achieves the above object is
A main body having a white light source and a lens that diffuses the light of the white light source, and the emitted light emitted through the lens has a color other than white,
A colored body of the same color as the color of the emitted light, which is arranged in parallel with the white light source in the main body,
It is provided with.

例えば特開２００２−１８９４２５号公報に開示の技術では、白色発光体３０を液晶表示器１０と組み合わせた表示が一般に青色を帯びる傾向があるとして、そのような青色傾向を補正するために、白色発光体３０の近傍に、青色の補色関係にある黄色の反射層６０が設けられている。また、例えば特開２００５−２０２３１７号公報に開示の技術では、発光ダイオードの発光色が青色に偏ることを避けるために、発光ダイオード内の反射層として、青色よりも黄色で反射率が高い反射層が用いられている。このように従来は、出力光が色味を帯びた場合には、その色味とは補色関係にある光を反射する反射物を光源内に組み込んで色味を補正するという考え方が技術常識であった。
これに対して本願発明の発明者らは、レンズを用いて白色光源の光を拡散させる構造の発光装置では、出力光の色味と同系色の有色体を白色光源と並べて配備することで色味が補正されることを見いだした。本願発明は、このような発見的事実に基づく発明である。 For example, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-189425, it is assumed that a display in which the white light emitter 30 is combined with the liquid crystal display 10 generally tends to have a blue color. In the vicinity of the body 30, a yellow reflective layer 60 having a blue complementary color relationship is provided. Further, in the technique disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-202317, in order to avoid the emission color of the light emitting diode from being biased to blue, the reflective layer in the light emitting diode is yellow and has a higher reflectance than blue. Is used. Thus, conventionally, when the output light is tinted, the concept of correcting the tint by incorporating a reflector that reflects light that is complementary to the tint into the light source is common technical knowledge. there were.
On the other hand, the inventors of the present invention, in a light-emitting device having a structure that diffuses the light of a white light source using a lens, arranges a colored body having a color similar to the color of the output light side by side with the white light source. I found that the taste was corrected. The present invention is an invention based on such heuristic facts.

本発明の発光装置によれば、出力光の色味が抑えられる。 According to the light emitting device of the present invention, the color of the output light can be suppressed.

本発明の発光装置の実施形態を示す上面図である。It is a top view which shows embodiment of the light-emitting device of this invention. 本発明の発光装置の実施形態を示す下面図である。It is a bottom view which shows embodiment of the light-emitting device of this invention. 本発明の発光装置の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the light-emitting device of this invention. 基板上の配置を示す配置図である。It is an arrangement drawing showing arrangement on a substrate. 実験の配置図である。It is a layout of the experiment. 実施例１における実験結果の正面スクリーン上での照明パターンを示す図である。It is a figure which shows the illumination pattern on the front screen of the experimental result in Example 1. FIG. 実施例１における実験結果の側面スクリーン上での照明パターンを示す図である。It is a figure which shows the illumination pattern on the side screen of the experimental result in Example 1. FIG. 実施例２における実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result in Example 2. FIG. 比較例１における実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result in the comparative example 1. 比較例２における実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result in the comparative example 2. 比較例３における実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result in the comparative example 3.

本発明の実施形態について以下図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明の発光装置の実施形態を示す図である。図１には上面図、図２には下面図、図３には断面図であり、図３に示す断面図は、図１および図２の上下方向に発光装置を切った断面を示している。
本実施形態の発光装置１００は、基板１２０の上面をトップケース１１０が覆った構造を有している。トップケース１１０は透明プラスチックで一体に形成されたものであり、レンズ部１１１とレンズ保持部１１２と配線カバー部１１３とねじ止め部１１４とを有している。また、基板１２０上には、発光ダイオード１２１と着色膜１２２が配備されている。トップケース１１０のレンズ部１１１が本発明にいうレンズの一例に相当し、発光ダイオード１２１が本発明にいう白色光源の一例に相当し、着色膜１２２が本発明にいう有色体の一例に相当する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1-3 is a figure which shows embodiment of the light-emitting device of this invention. 1 is a top view, FIG. 2 is a bottom view, and FIG. 3 is a cross-sectional view. The cross-sectional view shown in FIG. 3 shows a cross-section in which the light emitting device is cut in the vertical direction of FIGS. .
The light emitting device 100 of the present embodiment has a structure in which the top case 110 covers the upper surface of the substrate 120. The top case 110 is integrally formed of transparent plastic, and has a lens part 111, a lens holding part 112, a wiring cover part 113, and a screwing part 114. Further, a light emitting diode 121 and a colored film 122 are provided on the substrate 120. The lens portion 111 of the top case 110 corresponds to an example of a lens according to the present invention, the light emitting diode 121 corresponds to an example of a white light source according to the present invention, and the colored film 122 corresponds to an example of a colored body according to the present invention. .

レンズ部１１１は発光ダイオード１２１から発せられた光を拡散するレンズとして機能するものである。発光ダイオード１２１の出射光は、光軸方向（図１の紙面に垂直な方向）が強くて周辺が弱い指向性を有しており、レンズ部１１１による光の拡散によってそのような指向性が弱められる。その結果、電飾看板などの光源としてこの発光装置１００が用いられて平らな面を照明するような場合に均一な光度の照明が実現される。 The lens unit 111 functions as a lens that diffuses the light emitted from the light emitting diode 121. The light emitted from the light emitting diode 121 has a directivity that is strong in the optical axis direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 1) and weak in the periphery, and such directivity is weakened by the diffusion of light by the lens unit 111. It is done. As a result, when the light emitting device 100 is used as a light source such as an electric signboard to illuminate a flat surface, illumination with a uniform luminous intensity is realized.

レンズ部１１１の形状についてさらに説明すると、レンズ部１１１の上面１１１ａ（即ち出射面）は上方に突出した凸面となっており、レンズ部１１１の下面は、上方に凹んで下面側に開口した凹面１１１ｂと、その凹面の開口の周囲に平らに広がる底面１１１ｃがつながったものとなっている。発光ダイオード１２１の出射光は主に凹面１１１ｂの部分からレンズ部１１１に入射する。即ち、本実施形態は、本発明にいうレンズが、前記光源から光が入射する側が凹面で、光が出射する側が凸面である形態となっている。 The shape of the lens unit 111 will be further described. The upper surface 111a (that is, the emission surface) of the lens unit 111 is a convex surface protruding upward, and the lower surface of the lens unit 111 is recessed upward and opened to the lower surface side. And a bottom surface 111c that spreads flatly around the opening of the concave surface. The light emitted from the light emitting diode 121 is incident on the lens unit 111 mainly from the concave surface 111b. That is, in the present embodiment, the lens according to the present invention has a concave surface on the light incident side from the light source and a convex surface on the light emitting side.

レンズ保持部１１２は、レンズ部１１１の周囲に平らに広がる板状の部分であって、レンズ部１１１を、発光ダイオード１２１と光軸が重なり発光ダイオード１２１に対して適切な距離となる位置に保持するものである。
配線カバー部１１３は、レンズ保持部１１２よりも上面側に盛り上がった形状を有し、基板１２０と配線１３０との接続部分をカバーするものである。 The lens holding portion 112 is a plate-like portion that spreads flat around the lens portion 111, and holds the lens portion 111 at a position where the light axis overlaps with the light emitting diode 121 and at an appropriate distance from the light emitting diode 121. To do.
The wiring cover portion 113 has a shape raised above the lens holding portion 112 and covers the connection portion between the substrate 120 and the wiring 130.

ねじ止め部１１４は、レンズ保持部１１２よりも下面側に一段下がっていて貫通孔１１４ａを有し、その貫通孔１１４ａに通されたねじ１４０によって看板の筐体などにねじ止めされるものである。
トップケース１１０の下面側にはシーリング溝１１５が設けられており、このシーリング溝１１５に沿ってトップケース１１０と基板１２０との間にシーリング剤が充填されることで発光装置１００が封止されている。 The screwing portion 114 is one step lower than the lens holding portion 112 and has a through hole 114a. The screwing portion 114 is screwed to the housing of the signboard by a screw 140 passed through the through hole 114a. .
A sealing groove 115 is provided on the lower surface side of the top case 110, and the light emitting device 100 is sealed by filling a sealing agent between the top case 110 and the substrate 120 along the sealing groove 115. Yes.

図４は、基板上の配置を示す配置図である。
上述したように基板１２０上には発光ダイオード１２１と着色膜１２２が配備されている。発光ダイオード１２１は基板１２０の中央に固定されており、着色膜１２２は発光ダイオード１２１の周囲に円形に配備されている。即ち本実施形態は、本発明にいう有色体が、本発明にいう白色光源の周囲に配備された形態となっている。
発光ダイオード１２１は白色の出力光を発するものであり、青色の光を発するチップを、黄色の蛍光を発する樹脂が半球状に覆った構造を有している。チップが発する青色の光の一部が樹脂に含まれている蛍光物質によって黄色に変換されることにより、青色と黄色が混ざって白色化する。即ち、本実施形態は、本発明にいう白色光源が、第１の色を発し、該第１の色の一部が第２の色に変換されることで白色化されたものである形態となっている。 FIG. 4 is a layout diagram showing the layout on the substrate.
As described above, the light emitting diode 121 and the colored film 122 are provided on the substrate 120. The light emitting diode 121 is fixed to the center of the substrate 120, and the colored film 122 is arranged in a circle around the light emitting diode 121. That is, in this embodiment, the colored body according to the present invention is provided around the white light source according to the present invention.
The light emitting diode 121 emits white output light, and has a structure in which a chip emitting blue light is covered with a resin emitting yellow fluorescence in a hemispherical shape. A part of the blue light emitted from the chip is converted to yellow by the fluorescent material contained in the resin, so that blue and yellow are mixed and whitened. That is, in the present embodiment, the white light source according to the present invention emits the first color, and a part of the first color is converted into the second color to be whitened. It has become.

着色膜１２２は黄色の塗料が基板１２０上に塗布されて形成された膜であり、黄色の光を反射し散乱するものである。この着色膜１２２が存在しない場合、発光ダイオード１２１から出力されトップケース１１０のレンズ部１１１で拡散された光は黄色の色味を帯びるが、この着色膜１２２が設けられることによってそのような色味が解消されて均一な白色の光が得られる。即ち、本実施形態は、本発明にいう本体が、出射光に前記第２の色の色味を帯びたものである形態となっている。
次に、実施例と比較例を用いた実験結果に基づいて本発明の効果を説明する。 The colored film 122 is a film formed by applying a yellow paint on the substrate 120, and reflects and scatters yellow light. When the colored film 122 is not present, the light output from the light emitting diode 121 and diffused by the lens unit 111 of the top case 110 has a yellow tint. Is eliminated and uniform white light is obtained. That is, this embodiment has a form in which the main body referred to in the present invention is one in which the emitted light has a color of the second color.
Next, the effect of this invention is demonstrated based on the experimental result using an Example and a comparative example.

図５は、実験の配置図である。
平らな実験台２００の上面の中央に実施例および比較例の発光装置Ｌを載置し、図示を省略した配線コードを介して電力を供給した。発光装置Ｌの光軸は実験台２００の上面に対して垂直な方向を向いている。実験台２００の上面に平行な正面スクリーン２２０を発光装置Ｌの光軸方向の正面に配置し、実験台２００の側方には、発光装置Ｌの光軸に平行な側面スクリーン２３０を配置した。そして、正面スクリーン２２０に照射された光による照明パターン２２１と、側面スクリーン２３０に照射された光による照明パターン２３１を観察した。 FIG. 5 is a layout of the experiment.
The light emitting devices L of the example and the comparative example were placed in the center of the upper surface of the flat experimental table 200, and power was supplied through a wiring cord (not shown). The optical axis of the light emitting device L is oriented in a direction perpendicular to the upper surface of the experimental table 200. A front screen 220 parallel to the upper surface of the experimental table 200 is arranged in front of the light emitting device L in the optical axis direction, and a side screen 230 parallel to the optical axis of the light emitting device L is arranged on the side of the experimental table 200. And the illumination pattern 221 by the light irradiated to the front screen 220 and the illumination pattern 231 by the light irradiated to the side screen 230 were observed.

近年の電飾看板の分野では、例えばコンビニエンスストアの店舗の外壁に沿って設けられる看板のように、光源から正面に向かい看板の正面を照らす光について空間的かつ色彩的な均質さが求められるとともに光源から側方（即ち看板の下方など光軸から離れる方向）に向かう光についても空間的かつ色彩的な均質さが求められる。このため、本実験では側面スクリーン２３０での照明パターン２３１も観察した。 In the field of electrical signage in recent years, spatial and color homogeneity is required for the light that illuminates the front of the sign from the light source to the front, such as a sign provided along the outer wall of a convenience store store. Spatial and color homogeneity is also required for light traveling from the light source to the side (that is, the direction away from the optical axis such as below the signboard). For this reason, the illumination pattern 231 on the side screen 230 was also observed in this experiment.

図６と図７は、実施例１における実験結果を示す図である。図６には正面スクリーン上での照明パターンが示され、図７には側面スクリーン上での照明パターンが示されている。また、図６以降の各図では、照明パターンにおける光をハッチングの線で表しており、ハッチングが混んでいる程明るいことを表している。 6 and 7 are diagrams showing experimental results in Example 1. FIG. FIG. 6 shows an illumination pattern on the front screen, and FIG. 7 shows an illumination pattern on the side screen. Further, in each figure after FIG. 6, the light in the illumination pattern is represented by hatching lines, and the brighter the hatching is.

実施例１では発光装置Ｌとして、図１〜図４を参照して説明した実施形態と同一の発光装置１００を用いた。この実施例１では、正面スクリーン２２０上での照明パターン２２１＿１は、相対的に明るい中央部から相対的に暗い周辺部まで光度がなめらかに変化する白色のパターンとなり、白色光は全体として均一で色味を帯びた部分は生じなかった。また、側面スクリーン上での照明パターン２３１＿１は、実験台２００の上方へと広がったパターンとなり、相対的に明るい中央下部から相対的に暗い上方部まで光度がなめらかに変化する白色のパターンとなった。側面スクリーン２３０上での照明パターン２３１＿１でも白色光は全体として均一で色味を帯びた部分は生じなかった。 In Example 1, the same light emitting device 100 as that of the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 4 was used as the light emitting device L. In the first embodiment, the illumination pattern 221_1 on the front screen 220 is a white pattern in which the light intensity changes smoothly from a relatively bright central portion to a relatively dark peripheral portion, and the white light is uniform and colored as a whole. There was no tasting part. In addition, the illumination pattern 231_1 on the side screen is a pattern that spreads upward from the experimental table 200, and is a white pattern in which the light intensity changes smoothly from a relatively bright central lower part to a relatively dark upper part. . Even in the illumination pattern 231_1 on the side screen 230, white light was uniform as a whole and no colored portion was generated.

図８は、実施例２における実験結果を示す図である。
実施例２では発光装置Ｌとして、実施例１の発光装置（即ち上記実施形態の発光装置１００）のトップケース（即ちレンズ）を基板から１ｍｍ離した発光装置を用いた。この実施例２では、正面スクリーン２２０上での照明パターン２２１＿２に、明るい円環状の部分が生じ、円環の外側には相対的に暗いが均質な白色のパターンが広がった。照明パターン２２１＿２の中央部分は相対的に一番暗くなったが、照明パターン２２１＿２のどの箇所にも色味を帯びた部分は生じなかった。 FIG. 8 is a diagram showing experimental results in Example 2.
In Example 2, as the light emitting device L, a light emitting device in which the top case (that is, the lens) of the light emitting device of Example 1 (that is, the light emitting device 100 of the above embodiment) was separated from the substrate by 1 mm was used. In Example 2, a bright annular portion was generated in the illumination pattern 221_2 on the front screen 220, and a relatively dark but homogeneous white pattern spread outside the ring. Although the central part of the illumination pattern 221_2 was darkest relatively, no colored portion was generated in any part of the illumination pattern 221_2.

図９は、比較例１における実験結果を示す図であり、図１０は、比較例２における実験結果を示す図である。
比較例１では発光装置Ｌとして、実施例１の発光装置（即ち上記実施形態の発光装置１００）の着色膜１２２を設けずに基板１２０の地色（黒色）のままにした発光装置を用いた。また、比較例２では発光装置Ｌとして、黄色い着色膜１２２に換えて白い着色膜を設けた発光装置を用いた。 FIG. 9 is a diagram showing experimental results in Comparative Example 1, and FIG. 10 is a diagram showing experimental results in Comparative Example 2.
In Comparative Example 1, as the light emitting device L, a light emitting device in which the colored film 122 of the light emitting device of Example 1 (that is, the light emitting device 100 of the above embodiment) is not provided and the ground color (black) of the substrate 120 is left is used. . In Comparative Example 2, as the light emitting device L, a light emitting device provided with a white colored film instead of the yellow colored film 122 was used.

比較例１では、側面スクリーン２３０上での照明パターン２３１＿２に、相対的に明るい中央下部に沿って延びる黄色い光の帯Ｂ１が生じた。また、比較例２では、側面スクリーン２３０上での照明パターン２３１＿３の中央下部が全体的に黄色い光の帯Ｂ２になった。 In Comparative Example 1, a yellow light band B1 extending along a relatively bright central lower portion was generated in the illumination pattern 231_2 on the side screen 230. Moreover, in the comparative example 2, the center lower part of the illumination pattern 231_3 on the side screen 230 became the band B2 of yellow light as a whole.

これらの比較例１，２と実施例１とを比較すると、黄色みを帯びた出力光が、光源に並べて黄色い着色膜１２２を設けることによって白色に補正されることが分かる。従来の技術常識からすればむしろ黄色みが強まると考えられるところであるが、実験結果は明らかに異なる結果を示しており、出力光が帯びている色味と同系色の黄色い着色膜１２２を設けると補正効果を生じた。これは、発光ダイオードの光がそのまま出力される構成ではなくてレンズの屈折により拡散されて出力される構成であることと関連があると推測される。 Comparing these Comparative Examples 1 and 2 with Example 1, it can be seen that the yellowish output light is corrected to white by providing a yellow colored film 122 aligned with the light source. Although it is considered that yellowishness is rather enhanced from the conventional technical common sense, the experimental result clearly shows a different result, and when a yellow colored film 122 of a similar color to the color of the output light is provided, A correction effect was produced. This is presumed to be related to the configuration in which the light of the light emitting diode is not output as it is but is diffused and output by the refraction of the lens.

図１１は、比較例３における実験結果を示す図である。
比較例３では発光装置Ｌとして、トップケース（即ちレンズ）を基板から１ｍｍ離した実施例２の発光装置について、さらに着色膜１２２を設けずに基板１２０の地色のままにした発光装置を用いた。 FIG. 11 is a diagram showing experimental results in Comparative Example 3.
In Comparative Example 3, as the light emitting device L, the light emitting device of Example 2 in which the top case (i.e., the lens) is separated from the substrate by 1 mm, without using the coloring film 122 and using the light emitting device with the ground color of the substrate 120 used. It was.

比較例３では、正面スクリーン２２０上での照明パターン２２１＿３に、実施例２と同様に明るい円環状の部分が生じ、更にその円環に沿った外周に黄色い円状の帯Ｂ３が生じた。この比較例３と実施例２を較べると、レンズと光源との位置関係が異なっても、着色膜１２２による色味を消す効果は失われないことが分かる。つまり、出力光の色味と同系色の物体を光源に並べて配置することによる色味の補正効果は、レンズと光源との様々なバリエーションの下で一般的に生じることが推測される。 In Comparative Example 3, a bright annular portion was generated in the illumination pattern 221_3 on the front screen 220 in the same manner as in Example 2, and a yellow circular band B3 was generated on the outer periphery along the circular ring. Comparing Comparative Example 3 and Example 2, it can be seen that the effect of erasing the tint by the colored film 122 is not lost even if the positional relationship between the lens and the light source is different. In other words, it is presumed that the effect of correcting the color tone by arranging the objects of the same color as the color of the output light side by side with the light source generally occurs under various variations of the lens and the light source.

１００発光装置
１１０トップケース
１２０基板
１１１レンズ部
１１２レンズ保持部
１１３配線カバー部
１１４ねじ止め部
１２１発光ダイオード
１２２着色膜
２００実験台
２２０正面スクリーン
２３０側面スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Light-emitting device 110 Top case 120 Board | substrate 111 Lens part 112 Lens holding part 113 Wiring cover part 114 Screwing part 121 Light emitting diode 122 Colored film 200 Test bench 220 Front screen 230 Side screen

Claims

光軸方向が強くて周辺が弱い指向性を有した白色光源と、該白色光源の光を拡散させるレンズとを備え、該レンズを経て出射される出射光が拡散の周辺部で白色以外の色味を帯びている本体と、
前記本体内に前記白色光源と並べて配備される、前記出射光が帯びている色味と同系色の有色体と、
を備えたことを特徴とする発光装置。 A white light source having a strong optical axis direction and a weak directivity at the periphery and a lens that diffuses the light of the white light source, and the emitted light emitted through the lens is a color other than white at the periphery of the diffusion A tasteful body,
A colored body of the same color as the color of the emitted light, which is arranged in parallel with the white light source in the main body,
A light-emitting device comprising:

前記白色光源が、第１の色を発し、該第１の色の一部が第２の色に変換されることで白色化されたものであり、
前記本体が、出射光に前記第２の色の色味を帯びたものであることを特徴とする請求項１記載の発光装置。 The white light source emits a first color, and a part of the first color is converted to a second color to be whitened.
The light-emitting device according to claim 1, wherein the main body has a color of the second color in the emitted light.

前記レンズは、前記光源から光が入射する側が凹面で、光が出射する側が凸面であることを特徴とする請求項１または２記載の発光装置。 3. The light emitting device according to claim 1, wherein the lens has a concave surface on the light incident side from the light source and a convex surface on the light emission side. 4.

前記有色体が、前記白色光源の周囲に配備されたものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の発光装置。 The light-emitting device according to claim 1, wherein the colored body is provided around the white light source.