(57)【要約】【課題】ＬＥＤが両面に対して照明することを可能とする両面照明用ＬＥＤレンズ並びにＬＥＤモジュール及びこれを用いたＬＥＤ両面照明装置を提供すること。【解決手段】光が入射する入射部１１０と、入射部１１０と対向して設けられ、その光の一部が上方に出射される第１の出射部１２０と、第１の出射部１２０から延設され、その光の他の一部を反射させる反射部１３０と、第１の出射部１２０と対向して設けられ、反射部１３０から反射された光が下方に出射される第２の出射部１４０とを含む両面照明用ＬＥＤレンズ１００を提供する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入射する入射部と、
前記入射部と対向して設けられ、前記光の一部が上方に出射される第１の出射部と、
前記第１の出射部から延設され、前記光の他の一部を反射させる反射部と、
前記第１の出射部と対向して設けられ、前記反射部から反射された光が下方に出射される第２の出射部と、
を含むことを特徴とする両面照明用ＬＥＤレンズ。
【請求項２】
前記入射部が、前記光の入射方向に対して凹状に設けられた頂面と、該頂面の両側に曲げ部をなして延設された傾斜面とを備えることを特徴とする請求項１に記載の両面照明用ＬＥＤレンズ。
【請求項３】
前記入射部が、前記傾斜面から延設された段差部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の両面照明用ＬＥＤレンズ。
【請求項４】
前記ＬＥＤレンズが、射出成形または押出成形によって加工されることを特徴とする請求項１に記載の両面照明用ＬＥＤレンズ。
【請求項５】
前記ＬＥＤレンズが、光学ガラスまたは光学プラスチックから成ることを特徴とする請求項１に記載の両面照明用ＬＥＤレンズ。
【請求項６】
ＬＥＤが搭載された回路基板と、
前記回路基板の上部に取り付けられ、前記ＬＥＤからの光が入射する入射部と、前記入射部と対向して設けられ、前記光の一部が上方に出射される第１の出射部と、前記第１の出射部から延設され、前記光の他の一部を反射させる反射部と、前記第１の出射部と対向して設けられ、前記反射部から反射された光が下方に出射される第２の出射部とを備えるＬＥＤレンズと、
を含むことを特徴とする両面照明用ＬＥＤモジュール。
【請求項７】
前記ＬＥＤレンズの入射部が、前記光の入射方向に対して凹状に設けられた頂面と、該頂面の両側に曲げ部をなして延設される傾斜面とを備え、該傾斜面から延設される段差部をさらに備え、該段差部には前記回路基板が挿設されることを特徴とする請求項６に記載の両面照明用ＬＥＤモジュール。
【請求項８】
前記ＬＥＤレンズが、射出成形または押出成形によって加工されることを特徴とする請求項６に記載の両面照明用ＬＥＤモジュール。
【請求項９】
前記ＬＥＤレンズが、光学ガラスまたは光学プラスチックから成ることを特徴とする請求項６に記載の両面照明用ＬＥＤモジュール。
【請求項１０】
筺体と、
前記筺体の内部に設けられ、ＬＥＤが搭載された回路基板と、該回路基板の上部に取り付けられ、前記ＬＥＤから光が入射する入射部と、前記入射部と対向して設けられ、前記光の一部が上方に出射される第１の出射部と、前記第１の出射部から延設され、前記光の他の一部を反射させる反射部と、前記第１の出射部と対向して設けられ、前記反射部から反射された光が下方に出射される第２の出射部とを備えるＬＥＤレンズからなる複数のＬＥＤモジュールと、
前記ＬＥＤモジュールの上下両部に設けられた拡散板と、
を含むことを特徴とするＬＥＤ両面照明装置。
【請求項１１】
前記拡散板が、アクリルからなることを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ両面照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面照明用ＬＥＤレンズ並びにＬＥＤモジュール及びこれを用いたＬＥＤ両面照明装置に関するものであって、より詳細には、ＬＥＤが両面に対して照明することを可能にする、両面照明用ＬＥＤレンズ並びにＬＥＤモジュール及びこれを用いたＬＥＤ両面照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、電流が流れる際に光を発する半導体発光素子であり、ＧａＡｓ、ＧａＮ光半導体からなるＰＮ接合ダイオード（ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｄｉｏｄｅ）によって電気エネルギーを光エネルギーに変えるものである。
【０００３】
このようなＬＥＤから発せられる光の領域は、赤色領域（６３０ｎｍ〜７００ｎｍ）から青−紫色領域（４００ｎｍ）に渡り、青色、緑色及び白色などを含んでいる。ＬＥＤは、白熱電球及び蛍光灯のような既存の光に比べて、低電力消費で高効率、かつ、長時間の動作寿命を有するなどの長所を有しており、その需要が継続的に増加してきているという実情がある。
【０００４】
近年、ＬＥＤは、モバイル端末の小型照明、車両照明、室内照明、屋外看板、屋外照明等、その適用範囲を徐々に拡大している。この中でも特に、照明看板へのＬＥＤの適用が徐々に拡大されている。
【０００５】
図１は、一般的なＬＥＤを用いる両面照明看板１０を示す断面図である。一般的なＬＥＤ１１は、蛍光灯とは異なり、発光面にのみ光が照射され、その反対側には全く光が照射されない。そのため、図１に示すように、回路基板１２の両面にＬＥＤ１１及び拡散板１３を配置する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、ＬＥＤを用いた両面照明看板は構成が複雑となり、使われるＬＥＤの個数が増大するため、維持費用及び製作費用が増大するという問題があった。
【０００７】
従って、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、本発明は、ＬＥＤから光が入射する入射部と、該入射部と対向して設けられ、該光の一部が上方に出射される第１の出射部と、該光の他の一部を反射させる反射部と、該反射部から反射された光が下方に出射される第２の出射部と、を備える両面照明用ＬＥＤレンズを製作して、該ＬＥＤが両面に対して照明することを可能にする、両面照明用ＬＥＤレンズ並びにＬＥＤモジュール及びこれを用いたＬＥＤ両面照明装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤレンズは、光が入射する入射部と、前記入射部と対向して設けられ、前記光の一部が上方に出射される第１の出射部と、前記第１の出射部から延設され、前記光の他の一部を反射させる反射部と、前記第１の出射部と対向して設けられ、前記反射部から反射された光が下方に出射される第２の出射部とが含まれる。
【０００９】
また、前記入射部は、前記光の入射方向に対して凹状に設けられた頂面と、該頂面の両側に曲げ部をなして延長された傾斜面とを備えることができる。また、前記入射部は、前記傾斜面から延長された段差部をさらに備えることができる。また、前記ＬＥＤレンズは、射出成形または押出成形等によって加工することができる。また、前記ＬＥＤレンズは、光学ガラスまたは光学プラスチックから成ることができる。
【００１０】
また、上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の他の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤが搭載された回路基板と、前記回路基板の上部に取り付けられ、前記ＬＥＤから光が入射する入射部と、前記入射部と対向して設けられ、前記光の一部が上方に出射される第１の出射部と、前記第１の出射部から延設され、前記光の他の一部を反射させる反射部と、該第１の出射部と対向して設けられ、前記反射部から反射された光が下方に出射される第２の出射部と、を備えるＬＥＤレンズとを含んでいる。
【００１１】
また、前記ＬＥＤレンズの入射部は、前記光の入射方向に対して凹状に設けられた頂面と、該頂面の両側に曲げ部をなして延設される傾斜面とを備えており、該傾斜面から延設される段差部をさらに備えており、該段差部には前記回路基板を挿設することができる。また、前記ＬＥＤレンズは、射出成形または押出成形等によって加工することができる。また、前記ＬＥＤレンズは、光学ガラスまたは光学プラスチックから成るものとすることができる。
【００１２】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の更に他の好適な実施の形態によるＬＥＤ両面照明装置は、筺体と、前記筺体の内部に設けられ、ＬＥＤが搭載された回路基板と、前記回路基板の上部に取り付けられ、前記ＬＥＤからの光が入射する入射部と、前記入射部と対向して設けられ、前記光の一部が上方に出射される第１の出射部と、前記第１の出射部から延設され、前記光の他の一部を反射させる反射部と、前記第１の出射部と対向して設けられ、前記反射部から反射された光が下方に出射される第２の出射部と、を備えるＬＥＤレンズからなる複数のＬＥＤモジュールと、前記ＬＥＤモジュールの上下両部に設けられた拡散板とを含む。ここで、前記拡散板は、アクリルからなるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
前述のように、本発明によれば、ＬＥＤからの光が入射する入射部と、該入射部と対向して設けられ、前記光の一部が上方に出射される第１の出射部と、前記光の他の一部を反射させる反射部と、前記反射部から反射された光が下方に出射される第２の出射部とを備える両面照明用ＬＥＤレンズを製作することによって、該ＬＥＤが両面に対して照明することができ、従来より少ない数量のＬＥＤで両面照明を実現することができ、製作費用及び製作時間を節減することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明による両面照明用ＬＥＤレンズはモジュール化が可能で、これによって組立性及び生産性が向上するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のさらに他の目的、本発明によって得られる利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態から一層明らかにされるであろう。
【００１６】
図２〜図４を参照して、本発明の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤレンズ並びにＬＥＤモジュール及びこれを用いたＬＥＤ両面照明装置について詳細に説明する。図２は、本発明の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤレンズ１００を示す断面図である。図２を参照すると、本発明の実施の形態による両面照明用ＬＥＤレンズ１００は、大別すると、入射部１１０、第１の出射部１２０、反射部１３０、第２の出射部１４０とを含んでいる。
【００１７】
入射部１１０は、光が最初に入射する面であって、該光の入射方向に対して凹状に設けられた頂面１１３と、該頂面１１３の両側に曲げ部をなして延設された傾斜面１１５とを有している。また、傾斜面１１５から延設される段差部１１７が、さらに設けられている。
【００１８】
第１の出射部１２０は、入射部１１０と対向する上面に位置し、入射部１１０から入射した光の一部は頂面１１３で屈折して上方に出射され、該光の他の一部は傾斜面１１５で屈折し、反射部１３０で反射される。
【００１９】
反射部１３０は、第１の出射部１２０の側部に延設され、第１の出射部１２０で反射された光を第２の出射部１４０へと屈折または反射させる。
【００２０】
第２の出射部１４０は、第１の出射部１２０と対向する下面に位置し、反射部１３０から反射された光を屈折させ、下方に出射されるようにする。
【００２１】
従って、前述のような形態で設けられた両面照明用ＬＥＤレンズ１００は、ＬＥＤからの光が両面照明用ＬＥＤレンズ１００の内部で反射または屈折され、両面照明用ＬＥＤレンズ１００の上下両方向に出射されるようにすることによって、前記ＬＥＤを基準として両面照明が可能になる。
【００２２】
また、両面照明用ＬＥＤレンズ１００は、射出成形または押出成形等で加工されることができる。ここで、両面照明用ＬＥＤレンズ１００は、ＢＫ７やＳＫ５のように光に対する屈折率や分散率のよい光学ガラス、または透明度及び内部均一性のよいポリカーボネート、ＰＭＭＡ（アクリル）等の光学プラスチックからなるものが望ましい。
【００２３】
図３は、本発明の他の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤモジュール１０１を示す断面図である。図３を参照すると、本発明の他の実施の形態による両面照明用ＬＥＤモジュール１０１は、先に説明した図２のような構成の両面照明用ＬＥＤレンズ１００を含んで成される。同図において、図２における構成要素と同一部分に対しては同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００２４】
両面照明用ＬＥＤモジュール１０１は、大別すると、ＬＥＤ１５３を搭載した回路基板１５０と、図２のような構成の両面照明用ＬＥＤレンズ１００とを含んでいる。
【００２５】
ＬＥＤ１５３を搭載した回路基板１５０には、ＬＥＤ１５３に供給される電流を制御するための駆動ＩＣ、外部電源との接続のための接続具、該ＬＥＤ１５３を保護するための素子などが搭載されており、ＦＲ−４またはメタル等から成ることができる。また、ＬＥＤ１５３を搭載した回路基板１５０の上部に、両面照明用ＬＥＤレンズ１００が取り付けられる。ここで、ＬＥＤ１５３を搭載した回路基板１５０は、傾斜面１１５から延設された段差部１１７に挿設される。
【００２６】
このように設けられた両面照明用ＬＥＤモジュール１０１は、ＬＥＤ１５３から入射した光が入射面１１０で屈折して第１の出射部１２０に入射する。
【００２７】
第１の出射部１２０に入射した光のうち、発光角度が臨界角未満の光は、入射部１１０の頂面１１３で屈折して上方に出射し、発光角度が臨界角以上の光は、入射部１１０の傾斜面１１５で屈折し、第１の出射部１２０で反射され、反射部１３０で再度反射される。
【００２８】
反射部１３０で反射された光のうち、発光角度が臨界角未満の光は、反射部１３０から下方に出射され、発光角度が臨界角以上の光は、反射部１３０で反射され、第２の出射面１４０を通じて出射される。
【００２９】
図４は、本発明の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤモジュール１０１を示すシミュレーション結果を示した図である。図４を参照して、両面照明用ＬＥＤモジュール１０１は、図２のような構成の両面照明用ＬＥＤレンズ１００を備えることによって、両面照明用ＬＥＤレンズ１００の上方に照射される光量がＬＥＤ１５３の光量の４０％〜６０％の範囲となり、両面照明用ＬＥＤレンズ１００の下方に照射される光量がＬＥＤ１５３の光量の４０％〜６０％の範囲となる。図４に示すように、両面照明用ＬＥＤレンズ１００の上方に照射される光の角度と下方に照射される光の角度とがほぼ同様なので、ＬＥＤ１５３から入射する光が両面照明用ＬＥＤレンズ１００の上下両方向にほぼ同じ量で出射されることが認められる。
【００３０】
図５は、本発明の更に好適な他の実施の形態によるＬＥＤ両面照明装置１０２を示す斜視図である。図５に示すように、本発明の実施の形態によるＬＥＤ両面照明装置１０２は、図３のような構成を有する複数の両面照明用ＬＥＤモジュール１０１と、筺体１６０と、拡散板１７０とを含む。同図において、図４における構成要素と同一部分に対しては同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００３１】
筺体１６０は、両面照明用ＬＥＤモジュール１０１を外部環境から保護するためのものであって、例えば、アルミニウム材質などから成るとすることができる。筺体１６０の内部には、等間隔で複数の両面照明用ＬＥＤモジュール１０１が配設されており、両面照明用ＬＥＤモジュール１０１の上下両部にはアクリルからなる拡散板１７０を備える。
【００３２】
このように設けられたＬＥＤ両面照明装置１０２は、図３のような構造の両面照明用ＬＥＤモジュール１０１を備えることによって、従来のように回路基板の両面にＬＥＤを配設する必要がない。
【００３３】
例えば、ＬＥＤ両面照明装置１０２の筺体１６０が６００ｍｍ×１０００ｍｍの大きさで、両面照明用ＬＥＤモジュール１０１間の間隔が５０ｍｍであり、両面照明用ＬＥＤモジュール１０１の上下両部に設けられた拡散板１７０間の距離が６５ｍｍの時、従来では約７５０個のＬＥＤが使われたが、本発明による両面照明用ＬＥＤレンズ１００を用いると、ＬＥＤ１５３の個数は約３４０個になり、ＬＥＤ１５３は、従来より少ない半分の数が用いられることになる。
【００３４】
このように、本発明の実施の形態による両面照明用ＬＥＤレンズ１００並びにＬＥＤモジュール１０１及びこれを用いたＬＥＤ両面照明装置１０２は、ＬＥＤ１５３からの光が入射する入射部１１０と、該入射部１１０に対向して設けられ該光の一部が上方に出射される第１の出射部１２０と、該光の他の一部を反射させる反射部１３０と、反射部１３０から反射された光が下方に出射される第２の出射部１４０と、を含んでなされる両面照明用ＬＥＤレンズ１００を製作することによって、ＬＥＤ１５３を両面に対して照明させることができ、従来より少ない数量のＬＥＤ１５３を用いて両面照明を実現することができ、また、製作費用及び製作時間を節減することができるという効果を奏する。
【００３５】
今回開示された実施の形態は例示にすぎず、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明により示されるものではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が当然に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一般的なＬＥＤを用いる両面照明看板を示す断面図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤレンズを示す断面図である。
【図３】本発明の他の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤモジュールを示す断面図である。
【図４】本発明の好適な実施の形態による両面照明用ＬＥＤモジュールを示すシミュレーション結果を示した図である。
【図５】本発明の更に他の好適な実施の形態によるＬＥＤ両面照明装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００  両面照明用ＬＥＤレンズ
１０１  両面照明用ＬＥＤモジュール
１０２  ＬＥＤ両面照明装置
１１０  入射部
１１３  頂面
１１５  傾斜面
１１７  段差部
１２０  第１の出射部
１３０  反射部
１４０  第２の出射部
１５０  回路基板
１５３  ＬＥＤ
１６０  筺体
１７０  拡散板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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