(57)【要約】      （修正有）【課題】単一の回路基板を用いて、低コスト、かつ高信頼性の曲面状光源として用いるＬＥＤ装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ装置において、平面状のＬＥＤ１１アレイ光源と曲面状ハウジング３０との間に、導光アレイが配置されている。導光アレイの第１表面２１は、ＬＥＤアレイから均等に離れた平面であり、導光アレイの第２表面２２は、曲面状ハウジング３０から均等に離れた曲面である。導光アレイにおいて、ＬＥＤ１１の各光軸に沿って、複数のガイドチャネル２３が、ＬＥＤ１１に対し、一対一または一対多に配置されている。上記ガイドチャネル２３の反射面で、各ＬＥＤ１１により発せられる光が反射し、第２表面２２から出ていくことができるようになっており、曲面状ハウジング３０と実質的に同じ形状を有する曲面状光源をシミュレーションすることができる。【選択図】図４
2011249784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面を持つ導光アレイを有するＬＥＤ装置であって、
上記ＬＥＤ装置が、基板と、導光アレイと、曲面状ハウジングとを有し、
上記基板が複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有し、各ＬＥＤが光軸に沿って光を発し、
上記導光アレイが、複数のガイドチャネルと、第１表面と、第２表面とを有し、複数の上記ガイドチャネルが、上記第１表面と上記第２表面とを貫くとともに、上記光軸と同じ向きを有し、複数の上記ＬＥＤにより発せられる光が、上記第１表面から複数の上記ガイドチャネルに入り、複数の上記ガイドチャネルにて反射された後に上記第２表面から出るようになっており、
上記導光アレイが、上記基板と上記曲面状ハウジングとの間に配置され、
上記第１表面が、上記導光アレイの、上記基板に面する側に配置され、
上記第２表面が、上記導光アレイの、上記曲面状ハウジングに面する側に配置され、
上記第１表面と上記基板とが平面であり、
上記第２表面と上記曲面状ハウジングとが曲面であることを特徴とするＬＥＤ装置。
【請求項２】
複数の上記ガイドチャネルが、上記第１表面において、上記ＬＥＤのそれぞれと一対一に対応することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項３】
複数の上記ガイドチャネルが、上記第１表面において、上記ＬＥＤのそれぞれと一対多に対応することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項４】
複数の上記ガイドチャネルの面が、反射する鏡面であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項５】
上記導光アレイがプラスチックであり、複数の上記ガイドチャネルの面が電気メッキまたは塗料吹付による鏡面であることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ装置。
【請求項６】
上記第１表面が、上記基板から均等に離れた平面であり、上記第２表面が、上記曲面状ハウジングから均等に離れた曲面であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項７】
上記第１表面が、上記基板から第１距離だけ離れ、
複数の上記ＬＥＤが、上記光軸に沿って第１長さの寸法を有し、
上記第１距離が、上記ＬＥＤの第１長さの７倍を超えないことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ装置。
【請求項８】
上記第２表面が、上記曲面状ハウジングから第２距離だけ離れ、
上記導光アレイの、最も長いガイドチャネルが第２長さの寸法を有し、
上記第２距離が、最も長い上記ガイドチャネルの第２長さの３分の１を超えないことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ装置。
【請求項９】
上記第１表面が、上記基板から第１距離だけ離れ、
複数の上記ＬＥＤが、上記光軸に沿って第１長さの寸法を有し、
上記第１距離が、上記ＬＥＤの第１長さの７倍を超えないことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項１０】
上記第２表面が、上記曲面状ハウジングから第２距離だけ離れ、
上記導光アレイの、最も長いガイドチャネルが第２長さの寸法を有し、
上記第２距離が、最も長い上記ガイドチャネルの第２長さの３分の１を超えないことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、ＬＥＤ装置に関し、特に、曲面状光源のシミュレーションのための、曲面を持つ導光アレイを有するＬＥＤ装置に関する。
【０００２】
〔背景技術〕
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、低消費電力と高寿命との性質を有する。ＬＥＤ技術の成熟により、ＬＥＤ装置は、照明や表示の領域へ広く応用されてきている。装置の特定の領域の照明や表示は、通常、回路基板、より詳しくは、硬い回路基板上のアレイとして配列される必要がある。そのため、広範囲にわたって、ＬＥＤアレイは、平面への適用にのみ制限される。ロボットの表示領域、交通信号、曲面状回路基板などのように、曲面を持つ装置へＬＥＤを応用させる新たな状況が増加するのに対し、平面状に分布されたＬＥＤは、ＬＥＤアレイに対してどのような間接的視角であっても平面に配置されていることが容易にわかるであろう。これはオリジナルな形状デザインに対して全くのダメージとなる。
【０００３】
大規模で曲面状表示基板のいくつかに対して、現在、それぞれ複数のＬＥＤアレイを持つ、複数の回路基板が、曲面の効果をシミュレーションするために、互いに結合されている。また、複数の回路基板の結合により、コストが増大し、すべての回路基板を合わせるのは複雑であり、また、単一の回路基板を用いる応用と比べて、信頼性が低い。
【０００４】
〔発明の要約〕
曲面状ハウジングに対応する導光アレイが、曲面状ハウジングと回路基板との間に配置される。これにより、ＬＥＤ装置が、曲面状光源をシミュレーションでき、より生き生きとした製品体験をさせることができる。
【０００５】
本発明の実施形態は、曲面を持つ導光アレイを有するＬＥＤ装置を提供する。ＬＥＤ装置は、基板と、導光アレイと、曲面状ハウジングとを有する。基板は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。各ＬＥＤは、光軸に沿って光を発する。導光アレイは、複数のガイドチャネルと、第１表面と、第２表面とを有する。複数のガイドチャネルは、第１表面と第２表面とを貫き、光軸と同じ向きを有する。複数のＬＥＤから発した光は、第１表面からガイドチャネルに入り、複数のガイドチャネルで反射された後、第２表面から出る。導光アレイは、基板と、曲面状ハウジングとの間に配置される。第１表面は、導光アレイの、基板に面する側に配置される。第２表面は、導光アレイの、曲面状ハウジングに面する側に配置される。第１表面と基板は平面であり、第２表面と曲面状ハウジングは曲面である。
【０００６】
種々の図面に示される以下の好適な実施形態の詳細な記載を読むことにより、本発明のこれらおよびその他の目的は当業者によって明らかとなるであろう。
【０００７】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、曲面状導光アレイを有するＬＥＤ装置を示す実施形態の概略図である。
【０００８】
図２は、実施形態の導光アレイの正面図である。
【０００９】
図３は、実施形態の導光アレイの側面図である。
【００１０】
図４は、ＬＥＤ装置の一部の側面の横断面図である。
【００１１】
〔発明の詳細な実施形態〕
曲面状導光アレイを有するＬＥＤ装置１を示す実施形態の概略図である図１を参照する。ＬＥＤ装置１は、平面状の基板１０、導光アレイ２０、曲面状ハウジング３０を有する。平面状の基板１０は、その上に複数の発光ダイオード１１を有する硬い回路基板である。この実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）１１は、基板１０の上に配列として配置されており、大面積の平面状光源を供給するのに用いられる。曲面状ハウジング３０は、ＬＥＤ１１が適用される任意の装置に対応する曲面を有する。曲面状ハウジング３０は、透明なアクリル、プラスチック、ガラスで形成することができる。導光アレイ２０は、基板１０と曲面状ハウジング３０との間に配置される。本実施形態では、導光アレイ２０は、ＬＥＤ１１により生成される平面状光源を、曲面状ハウジング３０に対応する曲面状光源へと変化させる。
【００１２】
図２および図３を参照する。図２は、本実施形態の導光アレイ２０の正面図である。図３は、本実施形態の導光アレイ２０の側面図である。これらの図に示すように、導光アレイ２０は、複数のガイドチャネル２３を有し、各ガイドチャネル２３は、導光アレイ２０の第１表面２１と第２表面２２とを貫く。本ＬＥＤ装置１では、ガイドチャネル２３の数は、基板１０上のＬＥＤ１１の数と同数にして、一対一とすることができる。これにより、各ＬＥＤ１１により発する光が、第１表面２１からガイドチャネル２３に入り、第２表面２２から出るようにすることができる。ガイドチャネル２３がＬＥＤ１１に一対多に対応するようにすることもできる。すなわち、複数のＬＥＤ１１から発した光が、第１表面２１から、対応する共有のガイドチャネル２３に入り、第２表面２２から出るということである。
【００１３】
図４を参照する。図４は、ＬＥＤ装置１の一部の側面の横断面図である。配列されたＬＥＤ１１アレイと基板１０とが平面とすると、導光アレイ２０の、基板１０に面する側に配置された第１表面２１もまた平面であり、第１表面２１は、ガイドチャネル２３の複数の貫通孔を有する。この貫通孔は、各光軸、すなわち図４に示されるＬ１Ｌ２軸に沿って、ＬＥＤ１１によって発せられる光を効果的に受け取る。第１表面２１は、基板１０から、第１距離ｄ１だけ、均等に離れている。ＬＥＤ１１により発せられる光の受け取る率を考慮すれば、第１距離ｄ１は、好ましくは、ＬＥＤ１１の第１長さｈ１の７倍を超えないようにする。ここで、第１長さｈ１とは、各ＬＥＤ１１の、各光軸に沿った寸法を表す。それゆえ、導光アレイ２０は、基板１０に対して第１表面２１が比較的近接した構成を用いて、ＬＥＤ１１アレイにより発せられる光を効果的に受け取ることができる。
【００１４】
導光アレイ２０では、各ガイドチャネル２３は、一つまたはそれより多い対応する各ＬＥＤ１１の光軸と同じ向きを有する。各ガイドチャネル２３の表面は、光を反射する鏡面とすることができる。導光アレイ２０は、チャネルの内面に電気メッキまたは塗料吹付にて処理した複数のチャネルを有するプラスチック片で形成することができる。この処理によって、このプラスチック片は、反射する鏡面を持った多くのガイドチャネル２３を有する導光アレイ２０へと変えられる。光軸Ｌ１Ｌ２に沿ってＬＥＤ１１により発せられる光が、第１表面２１におけるガイドチャネル２３の各貫通孔に入ると、その光は、第２表面２２における各ガイドチャネル２３の貫通孔のところまでずっと、各ガイドチャネル２３内部の鏡面で反射される。導光アレイ２０の各ガイドチャネル２３を設けることによって、特にＬＥＤアレイを表示用光源として用いる応用において、第２表面２２から光を発するときにも基板１０上のＬＥＤ１１アレイの光源の特徴を維持する、すなわち同様の性能を有することができる。また、各ガイドチャネル２３の処理済み内面によって、光が、他のガイドチャネル２３内の光と干渉することなく、対応するガイドチャネル２３のみを通ることが確実になる。
【００１５】
ＬＥＤ装置１の曲面状ハウジング３０は、最終的に提示されたものとしては、曲面を有する。導光アレイ２０の、曲面状ハウジング３０に面する第２表面２２もまた、曲面状ハウジング３０と一致する方向を有する曲面を有する。第２表面２２は、曲面状ハウジング３０から、第２距離ｄ２だけ、均等に離れている。第２距離ｄ２は、好ましくは、導光アレイ２０の、最も長いガイドチャネル２３の第２長さｈ２の３分の１を超えないようにする。第２長さｈ２は、図３に示されるような導光アレイ２０の最も大きな厚みをも表す。このような特徴により、各ガイドチャネル２３から発せられて曲面状ハウジング３０から出る光の、示された効果を確実なものとすることができる。それゆえ、導光アレイ２０と曲面状ハウジング３０とは、第２表面２２に対して曲面状ハウジング３０が比較的近接した構成を用いて、曲面状に配列した光源を効果的にシミュレーションすることができる。
【００１６】
上記図面では、導光アレイ２０の第２表面２２の形状は、導光アレイ２０が、曲面状ハウジング３０の形状に対応する様子を示すように描いている。しかしながら、ＬＥＤ装置１の導光アレイ２０と曲面状ハウジング３０の形状は、図面に示される本実施形態によって限定すべきでない。平面状のＬＥＤアレイ光源と曲面状ハウジングとの間に導光アレイを有し、導光アレイが、対応するガイドチャネルを有し、第１表面が、平面状のＬＥＤアレイ光源に対応し、第２表面が、曲面状ハウジングに対応するような、どのような実際のＬＥＤ装置も、本発明の範囲内とすべきである。
【００１７】
当業者は、本発明の教示を保ちながら、装置や方法の多数の修正や変更を行ってよいことに容易に気づくであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】曲面状導光アレイを有するＬＥＤ装置を示す実施形態の概略図である。
【図２】実施形態の導光アレイの正面図である。
【図３】実施形態の導光アレイの側面図である。
【図４】ＬＥＤ装置の一部の側面の横断面図である。
【図１】
2011249784.tif 000003
【図２】
2011249784.tif 000004
【図３】
2011249784.tif 000005
【図４】
2011249784.tif 000006