JPH11162232A - Led照明モジュール - Google Patents
Led照明モジュールInfo
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- JPH11162232A JPH11162232A JP9323551A JP32355197A JPH11162232A JP H11162232 A JPH11162232 A JP H11162232A JP 9323551 A JP9323551 A JP 9323551A JP 32355197 A JP32355197 A JP 32355197A JP H11162232 A JPH11162232 A JP H11162232A
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Abstract
いて、効率良く配光又は集光の制御が行えるLED照明
モジュールを提供することにある。 【解決手段】LED照明モジュール2は複数のLEDチ
ップ20…を樹脂製の基板21表面にベアチップ実装す
るとともに、LEDチップ20…を封止するように基板
21表面に透明なアクリル樹脂の成形層22を形成し、
更にLED照明モジュール2全体の配光を考慮して発光
制御を行うためのマイクロレンズ板23を配置して構成
されており、例えばLED照明モジュール2全体からの
光りの発光角度が−60°〜60°になるようにマイク
ロレンズ23により配光を設定してある。
Description
明モジュールに関するものである。
て、LEDによる照明が考えられるが、蛍光灯なみの輝
度(照度)を得るには、LEDチップを複数個並べる必
要がある。しかしLEDチップを複数個並べると、放熱
や配光等種々の問題が発生する。従来ではLEDチップ
個々に砲弾型のプラスチック(エポキシ樹脂やアクリル
やポリカーボネイト等)レンズで封止しているため、個
々のLEDチップの発光は、全方向に広がり、光を有効
に利用できていない。
配光又は集光の制御は個々のチップに夫々全方向に発光
するレンズを設けていたため、配光や集光の効率が悪い
という問題があった。また複数のLEDチップを配列し
た場合、全体の光を制御するに当たっては、個々の砲弾
型のレンズ以外に更に配光や集光のための制御手段を必
要とし、効率が悪いという問題があった。要するに複数
個のLEDチップ全体を考慮した設計が為されたものが
無かった。
で、その目的とするところは複数のLEDチップを配列
したモジュールにおいて、効率良く配光又は集光の制御
が行えるLED照明モジュールを提供することにある。
に請求項1の発明では、LEDチップを複数個配列した
基板に、LEDチップからの光を集光又は配光を制御す
る光学制御手段を備えたことを特徴とする。請求項2の
発明では、請求項1の発明において、上記光学制御手段
を基板上のLEDチップを封止する封止材料で構成した
ことを特徴とする。
いて、発光色が異なるLEDチップを複数個基板に配列
し、光学制御手段の配光制御で発光色を制御することを
特徴とする。請求項4の発明では、請求項1の発明にお
いて、基板と光学制御手段を導光体で構成し、該導光体
の側面にLEDチップを複数配列して前記側面とは異な
る導光体の面を発光させることを特徴とする。
いて、光学制御手段を1乃至複数備えるとともに、少な
くとも一つの光学制御手段を可動自在としたことを特徴
とする。請求項6の発明では、請求項1乃至5の発明に
おいて、基板を樹脂成形回路基板により構成して成るこ
とを特徴とする。
説する。 (実施形態1)本実施形態の LED照明モジュール2
は図1(a)(b)に示すように複数(例えば100
個)のLEDチップ20…を樹脂製の基板21(例えば
50×50mm)表面に実装するとともに、LEDチッ
プ20…を封止するように基板21表面に透明なアクリ
ル樹脂の成形層22を形成し、更にLED照明モジュー
ル2全体の配光を考慮して発光制御を行うための光学制
御手段たるマイクロレンズを形成したマイクロレンズ板
23を配置して構成されており、例えばLED照明モジ
ュール2全体からの光りの発光角度が−60°〜60°
になるようにマイクロレンズ板23により配光を設定し
てある。
は以上のように構成されたLED照明モジュール2を用
いた照明器具4を構成した例を示しており、図示するよ
うに器具本体1の下面に配設して器具本体1の下面を光
透過性のカバー3で覆って薄型の照明器具4を構成して
いる。本実施形態では、複数のLEDチップ20…を一
枚の基板21に配列してあるので効率良く配光制御を行
うことが可能な上に、マイクロレンズ板23によりLE
Dチップ20の実装に関係なく配光制御を行うことがで
きる。 (実施形態2)上記実施形態1のLED照明モジュール
2ではマイクロレンズ板23をLEDチップ20…を封
止した成形層22とは別体に形成配置しているが、本実
施形態では、図3に示すように成形層22の表面に球面
加工や任意の形状を加工して個々のLEDチップ20…
からの光の配光を制御する光学制御手段であるマイクロ
レンズを備えたマイクロレンズ23’を形成してある。
その他の構成は実施形態1と同じである。
を対応させずに、複数個のLEDチップ20…(2個〜
任意の個数)からの光を同時に配光制御するよう光学制
御手段を形成しても良い。而して本実施形態のLED照
明モジュール2のLEDチップ20…の光はマイクロレ
ンズ23’により矢印で示すように配光制御されること
になる。
封止材料である成形層22とマイクロレンズ23’とを
一体形成してあるので、光のロスが少なくて効率が良
く、また複数個のLEDチップ20…の配光制御が可能
となるという利点がある。 (実施形態3)蛍光灯に代わって新しい光源とするに
は、太陽構成に近い白色光の発光も必要となる場合があ
る。
るLEDチップを配列し、幾つかの色を混ぜて必要な色
を作るよう構成したもので、異なる色の光を混ぜるよう
に光学制御手段により配光制御を行うようになってい
る。図4はその具体的構成を示しており、LED照明モ
ジュール2は、樹脂製基板21上に、例えば青色光を発
光するLEDチップ20B 、緑色光を発光するLEDチ
ップ20G 、赤色光を発光するLEDチップ20R 、黄
色光を発光するLEDチップ20Y の4つのLEDチッ
プを所定間隔で配列し、夫々のLEDチップ20B 、2
0G 、20R 、20Y に対応したプリズム24B 、24
G 、24R 、24Y をチップ前方に配置し、夫々のLE
Dチップ20B 、20G 、20R 、20Y からの光をプ
リズム24B 、24G 、24R 、24Y により配光制御
して基板21の中央部で混ぜ合わせ白色光Wとするよう
になっている。
略白色光Wを得ることができるので、種々の用途に用い
ることが可能となるという利点がある。勿論プリズム等
の光学制御手段により配光を制御することにより任意の
色を得ることも可能となる。 (実施形態4)本実施形態は図5に示すようにLED照
明モジュール2は、LEDチップ20…を配列実装して
樹脂封止した基板21を光学制御手段であるアクリル樹
脂製の直方体状の導光体25の一側面に配置して構成さ
れるものである。
面に直交する別の側面の表面に反射パターン26aを印
刷した反射パターンシート26を配置している。またL
EDチップ20…を実装した基板21の表面側を、LE
Dチップ20…からの光が導光体25内に効率良く入射
するように反射板(図示せず)で覆っている。反射パタ
ーンシート26は反射パターン26aを白色で印刷し、
任意の配光を行うことが可能なようにしており、反射パ
ターン26aは円形で基板21に近い方の密度が疎で、
基板21から遠くなる程密になるようにしてある。
導光体25内に入射して反射パターン26a等により多
重反射して反射パターンシート26aと対向する側面か
ら矢印で示すように出射する。ここで導光体25内では
光が多重反射して均一な輝度分布となるため、LEDチ
ップ20…の輝度むらがなくなる。
表面に印刷しても良く、また印刷以外にも溝加工等で乱
反射するようにしても良い。この場合光の出射が導光体
25の両側面から行われ、光効率を向上させることがで
きる。また基板21の表面を封止する封止樹脂材で導光
体25を一体形成しても良い。更に使用LEDチップ2
0は単色のものでもよいが、発光色の異なる複数種のL
EDチップを用いても良く、この場合、導光体25内部
の多重反射により、光が混ざり易く、任意の色を得るこ
とが可能となる。
光制御が導光体25そのもので可能となるので、光源の
イメージが無くなり、更に色を混ぜる際にも単一のLE
Dチップからの発光を一つ一つ制御する必要がなく、導
光体25以外の学制御手段を省略できるという利点があ
る。 (実施形態5)上記実施形態1乃至4では光学制御手段
を固定配置したものであるが、本実施形態では光学制御
手段を可動可能にしたものである。
実施形態のLED照明モジュール2は、図示するように
基板21と、基板21に形成した凹部21a内に配列さ
れた赤色、緑色、青色の各LEDチップ20R 、2
0G 、20B と、封止のための成形層22と、固定され
た配光制御のための光学制御手段たるプリズムレンズ板
27aと、このプリズムレンズ板27aの前方に基板2
1と平行する面方向に回転自在に配置した同一形状のプ
リズムレンズ板27bとで構成されている。
ることにより、基板21に配列したLEDチップ2
0R 、20G 、20B 全体の配光を制御して混色の具合
を変化させることができる。勿論LEDチップとして単
色のものを配列しても良い。また図6は例では、2枚の
プリズムレンズ板27a,27bの内、一方27bを回
転させるようにしてあるが、2枚共回転できるようにし
ても良い。更に可動可能なプリズムレンズ板一枚で光学
制御手段を構成しても良い。
この例では、基板21に断面が略直角三角形の突部21
bを複数列平行形成し、各突部21bの傾斜面にLED
チップ20…を配列して実装する段階でLEDチップ2
0…の配光を制御し、この前方に基板21と平行する面
に回転自在にマイクロレンズ板28を配置したもので、
レンズ部を一つとしている。
リズムレンズ板27bやマイクロレンズ板28のように
光学制御手段として少なくとも可動可能なものを一つ用
い、該光学制御手段を可動することにより、配光を任意
に変えることができ、ユーザの好みにあった配光制御が
設置場所で容易に行える。従ってLED照明モジュール
2を組み込んで構成される照明器具では配光を変える
際、照明器具自体の向きを変える必要がないという利点
がある。
う立体形状に成形可能なMID基板からなる基板21に
よりLEDチップ20…の実装方向を制御してLEDチ
ップ20…の配光方向も制御するようにしたものであ
る。従って、プリズムレンズ板27等の光学制御手段と
組み合わせることにより正確な配光制御が可能となる。
な樹脂材料であっても良いが、基板の電気特性や放熱特
性に優れた材料が望ましく、本実施形態では液晶ポリマ
ーを用いた。また配光方向にLEDチップ20…が実装
されるように実施形態5の図7の例と同様に断面直角三
角形状の突部21bを形成した三次元形状とし、該突部
21bの斜面を実装面としてある。
ID基板を用いることによりLEDチップ20を高密度
に配列した小型なLED照明モジュール2を実現でき、
また立体形状が可能となるため、光学制御の設計自由度
が大きいという利点がある。
個配列した基板に、LEDチップからの光を集光又は配
光を制御する光学制御手段を備えたので、LEDチップ
から配列した基板で効率良く配光又は集光を制御するこ
ができ、またLEDチップの実装に関係なく配光又は集
光を行うことが可能となるという効果がある。
て、上記光学制御手段を基板上のLEDチップを封止す
る封止材料で構成したので、封止材料と光学制御手段と
が同じものとなり、そのため光のロスが少なく、効率が
良く、また複数のLEDチップの配光又は集光の制御が
可能となるという効果がある。請求項3の発明は、請求
項1の発明において、発光色が異なるLEDチップを複
数個基板に配列し、光学制御手段の配光制御で発光色を
制御するので、白色光に近い光を得ることができるのは
勿論のこと、任意の色の光を得ることが可能となるとい
う効果がある。
て、基板と光学制御手段を導光体で構成し、該導光体の
側面にLEDチップを複数配列して前記側面とは異なる
導光体の面を発光させるので、光源のイメージが無くな
り、また色を混ぜるにも単一のLEDチップからの光を
一つ一つ制御する必要がなく、光学制御手段を導光体の
みとすることができるという効果がある。
て、光学制御手段を1乃至複数備えるとともに、少なく
とも一つの光学制御手段を可動自在としたので、光学制
御手段の向きを変えることにより、配光を制御すること
ができ、そのため配光を変える場合に照明器具の向きを
変える必要もなく、しかもユーザの好みに応じた配光を
設置場所で容易に設定することができるという効果があ
る。
において、基板を樹脂成形回路基板により構成してある
ので、LEDチップの実装方向等で配光制御を行うこと
ができ、しかもLEDチップの高密度配列や、モジュー
ル全体の小型化を可能とし、また基板形状の立体化が容
易で、光学制御の設計自由度が大きいという効果があ
る。
ュールの斜視図である。(b)は同上の概略構成図であ
る。
ある。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】LEDチップを複数個配列した基板に、L
EDチップからの光を集光又は配光を制御する光学制御
手段を備えたことを特徴とするLED照明モジュール。 - 【請求項2】上記光学制御手段を基板上のLEDチップ
を封止する封止材料で構成したことを特徴とする請求項
1記載のLED照明モジュール。 - 【請求項3】発光色が異なるLEDチップを複数個基板
に配列し、光学制御手段の配光制御で発光色を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のLED照明モジュー
ル。 - 【請求項4】基板と光学制御手段を導光体で構成し、該
導光体の側面にLEDチップを複数配列して前記側面と
は異なる導光体の面を発光させることを特徴とする請求
項1記載のLED照明モジュール。 - 【請求項5】光学制御手段を1乃至複数備えるととも
に、少なくとも一つの光学制御手段を可動自在としたこ
とを特徴とする請求項1記載のLED照明モジュール。 - 【請求項6】基板を樹脂成形回路基板により構成したこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項5記載のLED照明
モジュール。
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