JP6433683B2 - 発光ダイオードユニット及びこれを用いたled照明装置 - Google Patents
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Description
このような従来の発光部として、例えば、図5に示すような発光部500がある。
従来の発光部500は、発光ダイオード510と、発光ダイオード510の光を集光するレンズ520と、発光ダイオード510を配設する基板530とを備えていた。
なお、本明細書において、配光分布の基準となる0度は、発光ダイオード素子に対して真正面である。
また、配光+90度方向および配光−90度方向は、基準となる0度から横方向へそれぞれの角度だけ傾いた方向であり、+−は任意の方向に決めてよい。
また、発光ダイオード素子から集光レンズまでの距離が調整可能となるため、光源のビーム角(集光具合)を調整して照射範囲を調整することができる。
さらに、押え板およびレンズスペーサが、基板に対して相対的に移動自在となるように基板の基板延設方向に設けて調整ネジを通す長尺のネジ孔をそれぞれ有していることにより、押え板およびレンズスペーサが、基板に対して相対的に移動自在となるため、光源のビーム角(集光具合)を調整して照射範囲を調整することができる。
また、レンズスペーサの材料は、発光ダイオード素子と集光レンズとの間の距離を設けるとともに、ダイオード収容孔の周壁で光をある程度反射するものであれば如何なるものであっても構わない。
ここで、図1は、本発明の実施例である発光ダイオードユニット100を備えたLED照明装置LLの概略を示す斜視図であり、図2は、本発明の実施例である発光ダイオードユニット100の分解斜視図であり、図3は、本発明の実施例である発光ダイオードユニット100の概略を示す側断面図であり、図4(A)は、発光ダイオードユニット100の発光ダイオード素子110の中心C1に対して平凸レンズ120の中心C2を任意方向一方へずらしたときを示す概念図であり、図4(B)は、発光ダイオードユニット100の発光ダイオード素子110の中心C1に対して平凸レンズ120の中心C2を任意方向他方へずらしたときを示す概念図である。
このうち、発光ダイオード素子110は、図示しない電源から基板130を介して供給された電力によって発光するように設けられている。
また、発光ダイオード素子110は、一例として基板130と反対側に集光機能を有する素子一体レンズ111を有している。
また、平凸レンズ120は、基板130側に平坦面と、透明樹脂カバーCC側に向かって凸状の凸状球面とを有して、発光ダイオード素子110の光を集光するように構成されている。
基板130は、発光ダイオード素子110を配設するとともに、図示しない電源から発光ダイオード素子110へ電力を供給するように構成されている。
これにより、発光ダイオード素子110から平凸レンズ120までの距離が調整可能となる。
また、ダイオード収容孔141の周壁141aが、発光ダイオード素子110の光を反射自在に設けられている。
これにより、発光ダイオード素子110の周囲がダイオード収容孔141の周壁141aで囲まれて配光+90度方向および配光−90度方向への散乱光の漏れが殆どなくなる。
本実施例において、配光分布の0度は、発光ダイオード素子110に対して真正面である。
なお、押え板150は、レンズスペーサ140を介して基板130側に調整ネジ160で留められている。
そして、一例として、押え板150におけるネジ孔152およびレンズスペーサ140におけるネジ孔143は、基板延設方向のうちの所定方向に長尺に設けられている。
これにより、後述するように、押え板150およびレンズスペーサ140の位置が、基板130に対して基板130と平行な所定方向へネジ孔143、152の範囲内で相対的に移動自在になる。
ここで、発光ダイオード素子110の光が可視光であれば、不透明または半透明の材料で形成される。
これにより、ダイオード収容孔141の周壁141aで発光ダイオード素子110の光が反射される。
これにより、配光+90度方向および配光−90度方向への散乱光が、平凸レンズ120へ反射する。
これにより、配光+90度方向および配光−90度方向への散乱光が、平凸レンズ120へ殆どロス無く反射する。
つまり、発光ダイオード素子110からの散乱光を含めた光が無駄なく平凸レンズ120へ照射され集光率が略100%となる。
また、LED照明装置LLとして、明るさが従来技術と比べて約30%向上する。
すなわち、本実施例のレンズスペーサ140を用いることにより、明るさが約30%向上する。
これにより、レンズスペーサ140が、平凸レンズ120の台座にもなる。
これにより、発光ダイオード素子110の中心C1と平凸レンズ120の中心C2とを揃えたりずらしたり調整自在となる。
すると、発光ダイオード素子110の中心C1と平凸レンズ120の中心C2とが、揃ったたりずれたりする。
図4(A)に示すように、平凸レンズ120の中心C2が、発光ダイオード素子110の中心C1に対して図中右側へずれた状態にすると、配光特性が図中右側へ偏る。
他方、図4(B)に示すように、平凸レンズ120の中心C2が、発光ダイオード素子110の中心C1に対して図中左側へずれた状態にすると、配光特性が図中左側へ偏る。
さらに、レンズスペーサ140の周壁141aが、基板130側から平凸レンズ120側へ向かって漸次拡がるテーパ状に形成されていることにより、発光効率をより高めることができる。
また、レンズスペーサ140の周壁141aが、鏡面仕上げされていることにより、発光効率をより一層高めることができる。
110 ・・・ 発光ダイオード素子
111 ・・・ 素子一体レンズ
120 ・・・ 平凸レンズ(集光レンズ)
121 ・・・ レンズつば部
130 ・・・ 基板
140 ・・・ レンズスペーサ
141 ・・・ ダイオード収容孔
141a・・・ 周壁
142 ・・・ つば保持凹部
143 ・・・ ネジ孔
150 ・・・ 押え板
151 ・・・ レンズ挿通穴
152 ・・・ ネジ孔
160 ・・・ 調整ネジ
500 ・・・ 発光部
510 ・・・ 発光ダイオード
520 ・・・ レンズ(集光レンズ)
530 ・・・ 基板
CA ・・・ ケース筐体
CC ・・・ 透明樹脂カバー
C1 ・・・ 発光ダイオード素子の中心
C2 ・・・ 平凸レンズの中心
LL ・・・ LED照明装置
Claims (6)
- 発光ダイオード素子と該発光ダイオード素子の光を集光する集光レンズと前記発光ダイオード素子を配設する基板と前記集光レンズと基板との間に配設されたレンズスペーサと該レンズスペーサを基板側に押さえつける押え板と該押え板を基板に留める調整ネジとを備えた発光ダイオードユニットであって、
前記レンズスペーサが、前記発光ダイオード素子をそれぞれ収容する複数のダイオード収容孔を有し、
前記ダイオード収容孔の周壁が、前記基板側から集光レンズ側へ向かって漸次拡がるテーパ状に形成されているとともに前記発光ダイオード素子の散乱光を前記集光レンズ側へ向けて反射させるように鏡面仕上げされ、
前記押え板およびレンズスペーサが、前記基板に対して相対的に移動自在となるように前記基板の基板延設方向に設けて前記調整ネジを通す長尺のネジ孔をそれぞれ有していることを特徴とする発光ダイオードユニット。 - 前記レンズスペーサが、前記発光ダイオード素子の光を透過しない材料で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードユニット。
- 前記押え板が、前記集光レンズの外周縁に形成されたレンズつば部をレンズスペーサに対して押さえつけるように設けたレンズ挿通穴を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光ダイオードユニット。
- 前記集光レンズの外周に配設されたレンズつば部が、前記ダイオード収容孔の周壁上端に配設されたつば保持凹部に着座していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の発光ダイオードユニット。
- 前記ダイオード収容孔の周壁が、前記発光ダイオード素子から離間して設けられているとともに、前記レンズスペーサが、前記発光ダイオード素子に対して基板延設方向に変位自在に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の発光ダイオードユニット。
- 請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の発光ダイオードユニットを収容するケース筐体と該ケース筐体の前面に配設された透明樹脂カバーと前記ケース筐体の内部に配列された発光ダイオードユニットとを備えていることを特徴とするLED照明装置。
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