(57)【要約】 【課題】ＬＥＤ光源の交換が容易で簡単安価に構成可能なＬＥＤ光源モジュールを用いたＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】複数枚重ねて配置した導光板の端面からＬＥＤを光源とする照射光を照射して前記導光板の発光面から発光させるＬＥＤ照明装置（１７０）に、複数のＬＥＤ光源を収容し、前記ＬＥＤ照明装置本体の収容部に対してスライド着脱可能なＬＥＤ光源モジュール１５０を設ける。ＬＥＤ光源モジュール１５０には、ＬＥＤ照明装置本体からＬＥＤ光源を点灯させるための電流の供給を受ける電極（１３１、１３２）を設けるとともに、ＬＥＤ照明装置本体に対してＬＥＤ光源の熱を放熱するための熱伝導体（１４０）を設ける。また、ＬＥＤ光源モジュール１５０とＬＥＤ照明装置本体は係合手段の係合によってＬＥＤ光源が照明装置本体内の所定位置に正しく位置決めされる。【選択図】図３
2010262742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚重ねて配置した導光板の端面からＬＥＤを光源とする照射光を照射して前記導光板の発光面から発光させるＬＥＤ照明装置であって、
ＬＥＤ照明装置本体、および、複数のＬＥＤ光源を収容し、前記ＬＥＤ照明装置本体の収容部に対してスライド着脱可能なＬＥＤ光源モジュールから成ることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ光源モジュールが、前記ＬＥＤ照明装置本体から前記ＬＥＤ光源を点灯させるための電流の供給を受ける電極を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ光源モジュールが、前記ＬＥＤ照明装置本体に対して前記ＬＥＤ光源の熱を放熱するための熱伝導体を含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤ光源モジュールが、前記ＬＥＤ照明装置本体の収容部に設けた係合手段と互いに係合する係合手段を有し、これら係合手段の両者の係合によって前記ＬＥＤ光源が前記導光板の端面に所期の位置関係で整合するよう位置決めされることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚重ねた導光板の側面から、ＬＥＤを光源とする照射光を照射して前記導光板の発光面から発光させるＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、導光板（あるいは拡散板）およびＬＥＤ光源を使用した照明装置が提案されている。このような装置には、作業者の手元を照明するための室内用の照明装置のほか、ＬＣＤバックライトや、スライド写真、トランスパレンシー観察用のライトボックスのような製品なども含まれる。
【０００３】
ＬＥＤ光源とともに導光板を使用する最大の特徴は、発光面に対して光源のＬＥＤの光を導光板の側面から入射することが可能である点で、これにより製品の薄型化が可能となる。また、その他の特徴として、導光板を重ねることで導光板に設けられた微細加工部の分布密度が見かけ上増すことになり、単数枚の導光板と比較して発光面の光量が増大するという特徴がある（たとえば下記の特許文献１、図４）。
【０００４】
また、ＬＥＤ光源は定格寿命が長く、たとえば典型的なＬＥＤ電球の製品は、定格寿命が２００００時間前後に及ぶものがあり、一般に白熱電球よりも長寿命である、という特徴がある。
【０００５】
しかし、いくら長寿命であっても使用環境によってはＬＥＤが劣化しやすい状況も考えられる（例えば高温環境下など）ため、ＬＥＤ照明装置は白熱電球照明に比べて高価格であるため、ＬＥＤ光源のみを交換可能とした照明装置も開示されている（たとえば下記の特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特願２００８−２９３７５２号公報
【特許文献２】特開２００７−５９２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献２に記載されるようにＬＥＤ光源を交換可能とする場合、単に個々のＬＥＤ光源を交換できるようにしただけでは、一般にＬＥＤ光源には小さいものが多く、また白熱球のような着脱構造を持たないものが多いし、また、ＬＥＤ照明装置の場合、多数のＬＥＤ光源が用いられるから、交換作業が困難で面倒なものになりがちである。そこで、複数のＬＥＤ光源をユニット化して着脱式のＬＥＤ光源モジュールとして構成するような構造が考えられる。
【０００８】
このような着脱式のＬＥＤ光源モジュールを用いる構造では次のような技術課題が予想される。
【０００９】
まず、導光板を用いたＬＥＤ照明装置では、複数枚重ねた導光板の側面からＬＥＤを光源とする照射光を照射して導光板の発光面から発光させるものがある。このような構成においては、発光面からの発光量は複数枚重ねた導光板の側面とＬＥＤの位置関係に大きく影響される。ＬＥＤ光が導光板側面から漏れていると、その漏れた光は他に反射する要素が無い限り発光面まで届かなくなってしまう。したがって、交換可能なＬＥＤ光源モジュールを用いた照明装置を製造する際には、複数枚重ねた導光板とＬＥＤの位置を正しく設定できなければならない。
【００１０】
また、通常可視光の照明装置に用いられるＬＥＤは赤外光を発しないため、蛍光灯や白熱灯が赤外光で放熱しているのと比較して、発生した熱が光によって放出されない分、蛍光灯や白熱灯よりも発光部に熱がこもり易く、このため発光部に放熱手段（熱伝導部材）を設ける必要がある。ＬＥＤ照明装置にＬＥＤ光源モジュールを用いる場合には、このような放熱手段が体裁よく組み込まれていなければならない。
【００１１】
また、従来のＬＥＤ照明はその長寿命の性質からメンテナンスフリーであり、小型組み込み式が可能であるため部品交換を考慮されないものが多い。しかし産業用途においては定格寿命が有限である以上交換は必須であり、また、新品であってもＬＥＤが不良品だったり、予期せぬ衝撃などで故障した場合などが想定されるため、簡単な部品交換で修理対応できるようにする必要がある。また、電気的仕様が同じであれば、メーカにかかわらず同等の電気回路構成で異なる仕様のＬＥＤ、たとえば、色温度の異なるＬＥＤなどを使用できることも多く、ユーザが１つの機器でＬＥＤ照明の仕様を簡単に変更できることはメリットである。したがって、ＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源モジュールは、着脱が極めて容易に行なえなければならない。
【００１２】
本発明の課題は、以上に鑑み、ＬＥＤ光源の交換が容易で簡単安価に構成可能なＬＥＤ光源モジュールを用いたＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するため、本発明においては、複数枚重ねて配置した導光板の端面からＬＥＤを光源とする照射光を照射して前記導光板の発光面から発光させるＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤ照明装置本体、および、複数のＬＥＤ光源を収容し、前記ＬＥＤ照明装置本体の収容部に対してスライド着脱可能なＬＥＤ光源モジュールから成る構成を採用した。
【００１４】
あるいはさらに、前記ＬＥＤ光源モジュールが、前記ＬＥＤ照明装置本体から前記ＬＥＤ光源を点灯させるための電流の供給を受ける電極を有する構成を採用した。
【００１５】
あるいはさらに、前記ＬＥＤ光源モジュールが、前記ＬＥＤ照明装置本体に対して前記ＬＥＤ光源の熱を放熱するための熱伝導体を含む構成を採用した。
【００１６】
あるいはさらに、前記ＬＥＤ光源モジュールが、前記ＬＥＤ照明装置本体の収容部に設けた係合手段と互いに係合する係合手段を有し、これら係合手段の両者の係合によって前記ＬＥＤ光源が前記導光板の端面に所期の位置関係で整合するよう位置決めされる構成を採用した。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成によれば、複数枚重ねて配置した導光板の端面からＬＥＤを光源とする照射光を照射して前記導光板の発光面から発光させる方式のＬＥＤ照明装置を、ＬＥＤ照明装置本体、および、複数のＬＥＤ光源を収容し、前記ＬＥＤ照明装置本体の収容部に対してスライド着脱可能なＬＥＤ光源モジュールから成る構成とすることにより、ＬＥＤ光源の交換が容易で簡単安価に構成可能なＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【００１８】
また、プラグイン方式の前記ＬＥＤ光源モジュールに前記ＬＥＤ照明装置本体から前記ＬＥＤ光源を点灯させるための電流の供給を受ける電極を設けることにより配線作業を必要とせずにＬＥＤ光源モジュールに容易に着脱することができる。
【００１９】
また、前記ＬＥＤ光源モジュールが、前記ＬＥＤ照明装置本体に対して前記ＬＥＤ光源の熱を放熱するための熱伝導体を含む構成とすることにより、ＬＥＤ光源の熱を放熱することができ、ＬＥＤ光源の寿命を延長することができ、耐久性に優れたＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【００２０】
また、前記ＬＥＤ光源モジュールと前記ＬＥＤ照明装置本体の収容部に互いに係合する係合手段を有し、これら係合手段の両者の係合によってＬＥＤ光源を前記導光板の端面に所期の位置関係で整合するよう位置決めすることができるため、導光板の発光面からの光量が増大し、設計通りの照明光量を得ることができ、また、製品ごとに光量がばらつくなどの問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を採用したＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源モジュールを前方から示した斜視図である。
【図２】本発明を採用したＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源モジュールを後方から示した斜視図である。
【図３】本発明を採用したＬＥＤ照明装置の構造を示した斜視図である。
【図４】本発明を採用したＬＥＤ照明装置の内部構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。
【実施例】
【００２３】
図３に本発明を採用したＬＥＤ照明装置の全体構造を、また、図１および図２に図４のＬＥＤ照明装置に用いられる着脱式のＬＥＤ光源モジュールの構造をそれぞれ斜視図として示す。また、図４は図３のＬＥＤ照明装置の内部構造を断面図として示したものである。
【００２４】
図３のＬＥＤ照明装置は、室内照明用のスタンド照明１７０として構成されており、図示のようにアームで支持されたスタンド照明１７０の本体部下面には発光面１８０が形成されている。この発光面１８０は、後述の導光板（２０）をスタンド照明１７０の本体部下面に露出させて構成したものである。
【００２５】
ＬＥＤ光源モジュール１５０は、図３のようにスタンド照明１７０の本体の適当な位置（図示の例ではアームで支持された後端部）にスライド着脱できるように構成する。
【００２６】
ＬＥＤ光源モジュール１５０は図１に前面側を、また図２に背面側を示すように直方体形状に構成する。図１および図２は、図３の例では倒立状態で装着されるＬＥＤ光源モジュール１５０を正立状態で示したものである。
【００２７】
図１および図２に示すようにＬＥＤ光源モジュール１５０の前面側には、複数（図示の例では４個）のＬＥＤ１１０が配列される。これらＬＥＤ１１０はＬＥＤ光源モジュール１５０の下部に配置した基板１２０上に実装される。基板１２０上には必要に応じてＬＥＤ１１０の駆動回路（たとえば電流制限用の抵抗など：不図示）が組み込まれる。
【００２８】
基板１２０の上部は、ＬＥＤ光源モジュール１５０の上面のほぼコの字型の部分を形成するよう形成された熱伝導体１４０として構成されている。熱伝導体１４０の左右両端の上部は、スタンド照明１７０に対するスライド着脱を容易にするための面取り部が形成されている。熱伝導体１４０は耐熱性のあるプラスチックや、あるいは金属などから構成することができる。ただし、熱伝導体１４０の左右両端の角部にそれぞれ接点電極１３１、１３２を配置するため、熱伝導体１４０に金属などの材質を用いる場合には左右の接点電極１３１、１３２が短絡しないように熱伝導体１４０と接点電極１３１、１３２との間に絶縁材料などを配置する必要がある。
【００２９】
図２に示すように、ＬＥＤ光源モジュール１５０の背面はプラスチックなどから構成された背面板となっており、この部分にはガイド溝１６０を設けてある（図示の例では２条）。なお、ガイド溝１６０を設けた背面板の部分も上記の熱伝導体１４０と一体に構成するようにしてもよい。
【００３０】
スタンド照明１７０側の装着部としては、図１および図２に示したＬＥＤ光源モジュール１５０を収容するための収容部としてＬＥＤ光源モジュール１５０の外形よりもわずかに大きな内寸で構成された収容口を設け、その内部には上記のガイド溝１６０に係合する凸条を配置する。このようなスタンド照明１７０の収容口の内部構造は、ＬＥＤ光源モジュール１５０をスライド装着した場合、各ＬＥＤ１１０の位置が後述の各導光板に効率よく光を照射できる位置に整合するように設けておく。また、スタンド照明１７０の収容口内部には、ＬＥＤ光源モジュール１５０の接点電極１３１、１３２と接触する電極を設け、ＬＥＤ点灯用の電源を供給するのはいうまでもない。
【００３１】
なお、熱伝導体４に関しては、熱伝導体１４０に蓄積された熱がスタンド照明１７０本体に伝わりやすいよう、ＬＥＤ光源モジュール１５０の熱伝導体部１４０として熱伝導性のある弾性体を用い、スタンド照明１７０の本体との間に隙間なく接するよう構成し、スタンド照明１７０の本体に熱が伝わるようにしてもよい。あるいはこのような弾性体はスタンド照明１７０の収容口の内部に設けてもよい。また、熱伝導体部１４０から伝わった熱を放熱するための放熱板、ヒートシンク、放熱孔などの放熱手段をスタンド照明１７０の本体側に設けるようにしてもよい。このような放熱構造を設けることにより、効率よくＬＥＤ光源モジュール１５０から放熱することができ、ＬＥＤ１１０の寿命を延長することができる。
【００３２】
図４は、スタンド照明１７０の内部構造の一例、特に導光板の配置を示したものである。図４の構造は、３枚の導光板２０、２１、２２を積層したものである。このうち、導光板２０は図３の発光面１８０としてスタンド照明１７０本体の下面に露出させる。
【００３３】
導光板２０、２１、２２は、光透過性の高い材料、たとえば、透明なアクリル樹脂から形成され、その出射面の反対側の面には、凹状の微細形状の反射部２０ｅ、２０ｅ…が複数個点在するように配置される。
【００３４】
導光板２０、２１、２２は、たとえば金型を用いて射出成形により、微細な反射部２０ｅが碁盤の目状に配列された導光板として形成される。反射部２０ｅは、たとえば導光板２０の厚さを１ｍｍ（ドット密度は約１５０００個／ｃｍ^２）として、大きい方の直径ｄ１が約５５μｍ、小さい方の直径ｄ２が約１０μｍ、高さｄ３が約３０μｍの円錐台形状に形成される（図４は、理解を容易にするため拡大した状態で示してある）。
【００３５】
また、反射部２０ｅは、導光板２０〜２２の１面に均一に配置してもよいが、たとえば導光板の入射部（図の左側）から離れるに従って単位面積あたりの個数が徐々に増大するように配置してもよい。図４に示すように、導光板を複数枚（図４の例では３枚）積層配置したほうが、光の反射回数が増え、光出射面から効率よく光が出射される。
【００３６】
図４において符号１０は図１〜図３におけるＬＥＤ光源モジュール１５０に相当し、また、符号１３はその実体的な発光部位（ＬＥＤ１１０）に相当し、この発光部１３が導光板２０〜２２の一端に整合するよう、上記のスライド機構が構成される。なお、図示のように、導光板２０〜２２の重ねあわせの厚みはＬＥＤの発光部位１３よりも若干大きめで、重ね合わせた導光板の中心がＬＥＤ発光部位の中心（ＬＥＤ１１０の中心）と一致するように配置されるのが理想的である。導光板２０〜２２のＬＥＤ光源モジュール１５０とは反対側の他端には、導光板２０〜２２、あるいは導光板２０〜２２の間などから到達した光を導光板２０〜２２方向に再度（再々度…）反射させるための反射板１２が配置される。
【００３７】
以上のような複数の導光板を用いた構造により、効率よく明るいＬＥＤ照明が可能となる。また、ＬＥＤ光源モジュール１５０のガイド溝１６０を用いた位置決め機構によって、ＬＥＤ光源モジュール１５０のＬＥＤ１１０の位置が導光板２０〜２２の光導入部に整合するため、特に、ガイド溝１６０によってＬＥＤ光源モジュール１５０が常に理想的に安定した位置、つまり重ね合わせた導光板の側面の中心がＬＥＤ発光面の中心と一致する位置に配置されるようになるため、導光板２０の発光面からの光量が増大し、設計通りの照明光量を得ることができ、また、製品ごとに光量がばらつくなどの問題を回避することができる。
【００３８】
また、ＬＥＤ光源モジュール１５０は、スライド式の着脱機構を介して容易にＬＥＤ照明装置に着脱でき、ＬＥＤの劣化などによって交換が必要となった時や、故障時には、ＬＥＤ光源モジュール１５０がプラグインモジュール化されているので、ＬＥＤ光源モジュール１５０の部分のみを簡単に交換することができる。また、ＬＥＤ照明の仕様を変更したい、たとえばＬＥＤの色温度を変更したい場合などを考慮して、異なるＬＥＤを収容したＬＥＤ光源モジュール１５０を用意しておけば、プラグインモジュール化されたＬＥＤ光源モジュール１５０の部分を交換するだけで、容易にＬＥＤ照明の仕様を変更することができる。したがって、一旦、本実施例のような製品仕様を採用しておけば、ＬＥＤ光源モジュール１５０を用意するだけで大きな製造コストを必要とせずに製品のバリエーションを増やすことができ、製品ラインアップの付加価値を高めることができる。
【００３９】
なお、以上では、ＬＥＤ光源モジュール１５０がガイド溝１６０を、また、このガイド溝１６０と係合するよう突条などをＬＥＤ照明装置本体（スタンド照明１７０）本体の収容部に設けることとしたが、要はＬＥＤ光源モジュール１５０と、ＬＥＤ照明装置本体の収容部に互いに係合する係合手段を設ければよく、これら係合手段の具体的な構成は前記ＬＥＤ光源を前記導光板の端面に所期の位置関係で整合するよう位置決めできるものであれば上記の溝や突条に限定されるものではない。たとえば、ＬＥＤ光源モジュール１５０と、ＬＥＤ照明装置本体（スタンド照明１７０）本体の収容部の溝や突条の凹凸関係は上記と逆であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によるＬＥＤ光源モジュールを用いたＬＥＤ照明装置の構成は、上述のようなスタンド照明装置以外にも、ＬＣＤバックライトや、スライド写真、トランスパレンシー観察用のライトボックスのような製品にも実施することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１２  反射板
２０〜２２  導光板
１１０  ＬＥＤ
１２０  基板
１３１、１３２  接点電極
１４０  熱伝導体
１５０  ＬＥＤ光源モジュール
１６０  ガイド溝
１７０  スタンド照明
１８０  発光面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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