(57)【要約】  閃光ランプに使用する際、閃光のためのパルス点灯によるＬＥＤチップの破損を抑制できるＬＥＤモジュールを提供する。  ＬＥＤ基板（１３）と、複数のＬＥＤ（１２）と、複数の樹脂層（１１）とを含み、ＬＥＤ基板（１３）の一方の実装面に、複数のＬＥＤ（１２）が実装され、複数のＬＥＤ（１２）は、それぞれ、ＬＥＤ基板（１３）とは反対側の表面に、樹脂層（１１）が積層されており、各ＬＥＤ（１２）に積層された複数の樹脂層（１１）は、それぞれ、隣り合う樹脂層（１１）から離間していることを特徴とする閃光ランプ用ＬＥＤモジュールである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ基板と、複数のＬＥＤと、複数の樹脂層とを含み、
前記ＬＥＤ基板の一方の実装面に、前記複数のＬＥＤが実装され、
前記複数のＬＥＤは、それぞれ、前記ＬＥＤ基板とは反対側の表面に、前記樹脂層が積層されており、
前記各ＬＥＤに積層された前記複数の樹脂層は、それぞれ、隣り合う樹脂層から離間していることを特徴とする閃光ランプ用ＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記各ＬＥＤは、それぞれ、隣り合うＬＥＤから離間している、請求項１記載の閃光ランプ用ＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記ＬＥＤ基板の前記実装面において、面積１２０ｍｍ２あたりの前記ＬＥＤの数が、４〜２５個である、請求項１または２記載の閃光ランプ用ＬＥＤモジュール。
【請求項４】
隣り合うＬＥＤ間の距離が、０．２〜０．５ｍｍである、請求項１から３のいずれか一項に記載の閃光ランプ用ＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記ＬＥＤの幅が、１．８〜５．３ｍｍである、請求項１から４のいずれか一項に記載の閃光ランプ用モジュール。
【請求項６】
閃光時間１〜５ｍｓｅｃにおける実効光度が、６，０００〜２０，０００ｃｄである、請求項１から５のいずれか一項に記載の閃光ランプ用ＬＥＤモジュール。
【請求項７】
明るさを示すルーメン（ｌｍ）が、３００，０００〜１，６００，０００である、請求項１から６のいずれか一項に記載の閃光ランプ用ＬＥＤモジュール。
【請求項８】
前記樹脂層が、蛍光体樹脂層である、請求項１から７のいずれか一項に記載の閃光ランプ用ＬＥＤモジュール。
【請求項９】
光源であるＬＥＤモジュールと、
配光手段と、
開口部を有する筐体と、
光透過性カバーとを含み、
前記ＬＥＤモジュールは、請求項１から８のいずれか一項に記載の閃光ランプ用モジュールであり、
前記筐体の内部に、前記ＬＥＤモジュール、および前記配光手段が配置され、
前記配光手段は、前記ＬＥＤモジュールの光照射側に配置され、
前記筐体の開口に、前記光透過性カバーが配置されていることを特徴とする閃光ランプ。
【請求項１０】
航空機の着陸誘導の閃光用である、請求項９記載の閃光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閃光ランプ用ＬＥＤモジュールおよび閃光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空港等において、着陸する航空機の滑走路への誘導に、光源としてキセノンランプを用いた閃光装置が用いられている（特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５６２８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１１２６２８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８２４９５号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４７５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のキセノンランプを、発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプに置き換えられれば、寿命を大幅に伸ばし、消費電力を削減することも可能である。そこで、本発明者らは、光源としてＬＥＤを備える閃光ランプについて鋭意研究を行った。しかしながら、ＬＥＤを使用した場合、閃光のためのパルス点灯により、ＬＥＤチップが破損する場合があるとの知見を得た。【０００５】
そこで、本発明は、閃光ランプに使用する際、閃光のためのパルス点灯によるＬＥＤチップの破損を抑制できるＬＥＤモジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールは、
ＬＥＤ基板と、複数のＬＥＤと、複数の樹脂層とを含み、
前記ＬＥＤ基板の一方の実装面に、前記複数のＬＥＤが実装され、
前記複数のＬＥＤは、それぞれ、前記ＬＥＤ基板とは反対側の表面に、前記樹脂層が積層されており、
前記各ＬＥＤに積層された前記複数の樹脂層は、それぞれ、隣り合う樹脂層から離間していることを特徴とする。【０００７】
本発明の閃光ランプは、
光源であるＬＥＤモジュールと、
配光手段と、
開口部を有する筐体と、
光透過性カバーとを含み、
前記ＬＥＤモジュールは、前記本発明の閃光ランプ用モジュールであり、
前記筐体の内部に、前記ＬＥＤモジュール、および前記配光手段が配置され、
前記配光手段は、前記ＬＥＤモジュールの光照射側に配置され、
前記筐体の開口に、前記光透過性カバーが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＬＥＤモジュールによれば、閃光ランプに使用しても、閃光のためのパルス点灯によるＬＥＤチップの破損を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１のＬＥＤモジュールの構成の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、前記（Ａ）における部分的な平面図であり、（Ｃ）は、前記（Ｂ）におけるＩ−Ｉ方向断面図である。
【図２】図２は、実施形態２の閃光ランプの構成の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態１のランプの設置の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールにおいて、例えば、前記各ＬＥＤは、それぞれ、隣り合うＬＥＤから離間している。
【００１１】
本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールは、例えば、前記ＬＥＤ基板の前記実装面において、面積１２０ｍｍ２あたりの前記ＬＥＤの数が、４〜２５個である。
【００１２】
本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールは、例えば、前記隣り合うＬＥＤ間の距離が、０．２〜０．５ｍｍである。
【００１３】
本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールは、例えば、前記ＬＥＤの幅が、１．８〜５．３ｍｍである。
【００１４】
本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールは、例えば、閃光時間１〜５ｍｓｅｃにおける実効光度が、６，０００〜２０，０００ｃｄである。
【００１５】
本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールは、例えば、明るさが、３００，０００〜１，６００，０００ルーメン（ｌｍ）である。
【００１６】
本発明の閃光ランプは、例えば、航空機の着陸誘導の閃光用である。
【００１７】
本発明者らは鋭意研究を行った結果、ＬＥＤモジュールにおけるＬＥＤの破損が、閃光のためのパルス点灯による、膨張と収縮に原因があることを見出した。すなわち、一般的な小面積超高光束ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ基板上に、複数個のＬＥＤチップを高密度実装した後に、複数のＬＥＤチップが実装された領域全面に、一様に樹脂層が形成されている。しかしなら、前記ＬＥＤモジュールを、閃光ランプの光源として使用した場合、数ｍｓｅｃ単位で点灯と消灯とを繰り返すパルス点灯が必要なため、前記ＬＥＤモジュールに急激な熱膨張と熱収縮とが繰り返されることになる。しかし、前記ＬＥＤモジュールにおいて、金属基板と、ＬＥＤチップ上に積層された樹脂層とは、通常、熱膨張率が異なるため、前記樹脂層に割れが生じ、この割れによってＬＥＤがダメージを受け損傷することがわかった。そこで、本発明においては、複数のＬＥＤチップが実装された領域全面に、前記領域全面を覆う樹脂層ではなく、ＬＥＤごと、ＬＥＤ上に前記樹脂層を積層することを見出すに到った。本発明によれば、ＬＥＤごとに樹脂層が積層されているため、例えば、１つのＬＥＤに対して、複数のＬＥＤを覆う大きな樹脂層に発生する熱膨張や熱収縮の力がかかることがなく、また、個々のＬＥＤ上に、それぞれ離間して樹脂層が形成されているため、各樹脂層に生じる熱膨張や熱収縮の力も低減できる。このため、本発明のＬＥＤモジュールによれば、例えば、パルス点灯が必要な閃光ランプの光源として使用する場合であっても、前述のようなＬＥＤの破壊を防止し、長期の信頼性を確保することが可能になる。
【００１８】
以下、本発明のランプについて、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明に限定されない。なお、以下の図１から図３において、同一部分には、同一符号を付している。
【００１９】
［実施形態１］
本実施形態に、本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールの一例を示す。本実施形態の閃光ランプ用ＬＥＤモジュールは、例えば、航空機の着陸誘導用の閃光装置に用いられる閃光ランプ用であるが、これには制限されない。本実施形態のＬＥＤモジュールの構成の一例を、図１に示す。
【００２０】
図１（Ａ）は、ＬＥＤモジュール１０の平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）における左上の点線で囲んだ領域を示す部分的な平面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）におけるＩ−Ｉ方向の断面図である。ＬＥＤモジュール１０は、ＬＥＤ基板１３と、複数のＬＥＤ１２と、樹脂層１１とを含む。ＬＥＤ基板１３の一方の実装面には、複数のＬＥＤ１２が配置され、複数のＬＥＤ１２は、ＬＥＤ基板１３とは反対側の表面に、樹脂層１１が積層されている。そして、ＬＥＤ１２に積層された樹脂層１１は、それぞれ、隣り合う樹脂層１１から離間している。
【００２１】
ＬＥＤモジュール１０は、閃光ランプにおいて光源となる。前記閃光ランプの種類は、特に制限されず、例えば、航空機の着陸誘導用の閃光ランプがあげられる。前述のように、従来は、前記閃光ランプの光源としてキセノンランプが一般的に使用されており、本発明の閃光ランプ用モジュールは、例えば、キセノンランプの代替として使用できる。ＬＥＤモジュール１０の光度は、例えば、用途に応じて適宜決定でき、キセノンランプの代替としては、例えば、光学的特性（例えば、光度、閃光時間あたりの実効光度等）が、キセノンランプと同様またはそれ以上であることが好ましい。ＬＥＤモジュール１０の光学的特性は、例えば、ＬＥＤモジュール１０の大きさ、単位面積あたりのＬＥＤ１２の数等に応じて、適宜設定できる。
【００２２】
ＬＥＤ基板１３は、特に制限されず、例えば、絶縁基板があげられる。前記絶縁基板としては、例えば、アルミニウム、銅等の金属製基板、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット等の樹脂製の基板等があげられる。ＬＥＤ基板１３の大きさは、特に制限されず、例えば、ＬＥＤモジュール１０を組み込む閃光ランプの大きさ、前記閃光ランプの使用場所または使用用途等に応じて適宜設定できる。前記着陸誘導用の閃光ランプの場合、前記実装面における、複数のＬＥＤ１２が実装される領域の面積は、例えば、６０〜１２０ｃｍ２である。
【００２３】
ＬＥＤ基板１３の前記実装面には、複数のＬＥＤ１２が積層され、ＬＥＤ１２において、前記実装面とは反対側の面には、さらに、樹脂層１１が積層されている。本発明の閃光ランプ用ＬＥＤモジュール１０においては、ＬＥＤ１２上の樹脂層１１が、それぞれ、隣り合う樹脂層１１から離間していればよく、ＬＥＤ１２は、例えば、図１に示すように、それぞれ、隣り合うＬＥＤ１２から離間してもよく、また、これには制限されず、隣り合うＬＥＤ１２と接触してもよい。
【００２４】
ＬＥＤ基板１３におけるＬＥＤ１２の実装条件は、前述のように、特に制限されず、目的の光学的特性に応じて適宜設定できる。ＬＥＤ基板１３の前記実装面において、実装されるＬＥＤ１２の数は、例えば、面積１２０ｍｍ２あたり、４〜２５個である。ＬＥＤ基板１３に実装されるＬＥＤ１２の総数は、例えば、２００〜２，０００個である。
【００２５】
ＬＥＤ１２の形状は、特に制限されず、一般的に、正方形または長方形である。ＬＥＤ１２の大きさは、特に制限されず、前記正方形の場合、平面の長さ（図１において矢印Ｙ）は、例えば、１．８〜２．２ｍｍ、３〜３．５ｍｍ、４〜５．３ｍｍであり、前記長方形の場合、短辺の長さは、例えば、前記正方形の長さと同様であり、短辺と長辺との比は、例えば、１：１〜３である。ＬＥＤ基板１３の前記実装面において、隣り合うＬＥＤ１２が離間している場合、隣り合うＬＥＤ１２とＬＥＤ１２との間の幅は、例えば、０．２〜０．５ｍｍである。
【００２６】
樹脂層１１は、前述のようにＬＥＤ１２の表面に積層されている。樹脂層１１は、例えば、蛍光体と樹脂とを含む蛍光体樹脂層であり、前記蛍光体により、ＬＥＤモジュール１０の光の色を設定できる。本発明において、前記蛍光体の種類等は、何ら制限されず、従来公知の蛍光体が使用でき、例えば、Y3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce等があげられる。
【００２７】
樹脂層１１は、例えば、樹脂をＬＥＤ１２の表面に供給し、固化することにより形成できる。樹脂層１１が前記蛍光体樹脂層の場合は、例えば、前記蛍光体と樹脂との混合物を、ＬＥＤ１２の表面に供給し、固化することにより形成できる。前記樹脂の種類は、特に制限されず、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等が使用できる。前記樹脂に対する前記蛍光体の割合は、特に制限されず、例えば、前記樹脂１００重量部に対して、前記蛍光体は、５０〜８０重量部である。前記混合物は、例えば、樹脂と前記蛍光体の他に、さらに他の添加剤を含んでもよく、前記添加剤としては、例えば、シリカ、アルミナ等があげられる。
【００２８】
ＬＥＤ１２の表面への前記混合物の供給方法は、特に制限されず、塗布でもよいし、噴霧でもよい。樹脂層１１は、前述のように、隣り合う樹脂層１１と離間する必要があるため、例えば、ＬＥＤ１２とＬＥＤ１２との間をカバーするパターンマスクを用いて、露出するＬＥＤ１２の表面に、前記混合物を供給することで、隣り合う樹脂層１１が離間するように、樹脂層１１を形成することができる。前記固化の方法は、特に制限されず、例えば、乾燥処理等があげられる。
【００２９】
隣り合う樹脂層１１と樹脂層１１との間の幅（図１において矢印Ｘ）は、特に制限されず、例えば、０．２〜０．５ｍｍである。樹脂層１１の厚みは、特に制限されず、例えば、１００〜３００μｍである。
【００３０】
各ＬＥＤ１２の表面において、樹脂層１１は、前記表面全域に形成されてもよいし、部分的に形成されてもよい。後者の場合、樹脂層１１は、１つのＬＥＤ１２の表面において、例えば、９０％以上の領域に、積層されていることが好ましい。
【００３１】
本発明のＬＥＤモジュール１０は、前述のように、閃光ランプにおいて、キセノンランプの代替品となることから、その光学的特性は、例えば、以下のように設定することが好ましい。ＬＥＤモジュール１０は、その光度（単位ｃｄ）が、例えば、６，０００〜２０，０００、６０，０００〜２００，０００である。本発明において、光度とは、実効光度を意味する。閃光ランプの光出力の単位は、実効光度（ｃｄ）である。ＬＥＤモジュール１０は、閃光時間１〜５ｍｓｅｃあたりの実効光度が、例えば、６，０００〜２０，０００ｃｄである。本発明において、閃光時間あたりの実効光度（単位：ｃｄ）は、発光光度（閃光している瞬間の光度（ｃｄ））と発光時間との関係式（Blondel‐Ray‐Douglasの式）で計算した値で表される。実効光度（Ｉｅ）は、例えば、下記式により表すことができる。
【００３２】
【数１】
2018142732.tif 000003
t1, t2  ：  閃光時間中のIeが最大になる値
I(t)    ：  t時間における光度
【００３３】
［実施形態２］
本実施形態に、本発明の閃光ランプの一例を示す。本実施形態の閃光ランプは、本発明のＬＥＤモジュールを有し、例えば、航空機の着陸誘導用の閃光装置に用いられるが、これには制限されない。本実施形態の閃光ランプの構成の一例を、図２に示す。
【００３４】
図２は、本実施形態の閃光ランプの一例を示す断面図である。閃光ランプ２０は、光源であるＬＥＤモジュール１０と、配光手段２１と、開口部を有する筐体２２と、光透過性カバー２３とを含む。ＬＥＤモジュール１０は、前記実施形態１のＬＥＤモジュール１０である。筐体２２の内部に、ＬＥＤモジュール１０、および配光手段２１が配置され、筐体２２の開口に、光透過性カバー２３が配置されている。ＬＥＤモジュール１０は、前記実施形態１の記載を援用できる。
【００３５】
配光手段２１は、ＬＥＤモジュール１０の光照射側に配置されている。すなわち、図２において、配光手段２１は、ＬＥＤモジュール１０が光を照射する方向（ＬＥＤモジュール１０よりも左側）に配置されている。配光手段２１は、ＬＥＤモジュール１０が発した光を、例えば、反射、集光、拡散等により、光透過性カバー２３側へと送る手段である。配光手段２１の種類は、特に制限されず、例えば、リフレクタ（反射板）、レンズ等があげられる。配光手段２１は、例えば、前記リフレクタと前記レンズのいずれか一方でもよいし、両者を組合せて使用してもよい。
【００３６】
配光手段２１がリフレクタの場合、前記リフレクタの形成材料は、特に制限されず、例えば、アルミニウム、マグネシウム、およびそれらの合金等の金属；ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂等があげられる。前記リフレクタは、例えば、その反射面に高反射加工を施すことで、反射効率をより向上させたものを用いてもよい。前記高反射加工は、例えば、メッキ、高反射塗料の塗布等である。
【００３７】
配光手段２１がリフレクタの場合、前記リフレクタの形状は、特に制限されない。前記リフレクタは、例えば、図２に例示するように、筒状である。ＬＥＤモジュール１０の前記実装面におけるＬＥＤ実装領域は、前記筒状リフレクタの一方の開口（図２において右側）に位置し、ＬＥＤモジュール１０からの光が、前記筒状リフレクタの内部に照射されることが好ましい。前記筒状リフレクタは、例えば、図２に示すように、その内壁が、ＬＥＤモジュール１０から筐体２２の開口に向かって広がるテーパー状が例示でき、この形状は、例えば、傘状ともいう。また、前記筒状リフレクタの内壁は、例えば、ＬＥＤモジュール１０から筐体２２の開口に向かう断面が、例えば、図２に示すような円弧状でもよいし、フラットな直線状でもよい。
【００３８】
配光手段２１は、例えば、前述のように、レンズでもよい。前記レンズは、例えば、ＬＥＤモジュール１０から照射される光を受け、拡散、散乱等で光が配光するように、ＬＤＥモジュール１０の前記実装面側に配置される。前記レンズは、例えば、筐体２２の開口側の表面が球面となった凸型レンズがあげられる。
【００３９】
筐体２２の形成材料は、特に制限されず、例えば、アルミニウム、樹脂等があげられる。筐体２２の形状は、特に制限されず、例えば、図２に示すように、傘状があげられる。
【００４０】
光透過性カバー２３は、筐体２２の開口を覆うように配置されており、筐体２２内部からの光を透過する。光透過性カバー２３の形成材料は、特に制限されず、例えば、ＬＥＤモジュール１０から照射された光の大部分を透過可能であればよく、具体例としては、例えば、ガラス等があげられる。
【００４１】
本発明の閃光ランプは、前述のように、前記ＬＥＤモジュールにおいて、単位面積あたりのＬＥＤの実装数、ＬＥＤの総数、ＬＥＤ基板の大きさ等によって、所望の光学的特性、に設定できる。このため、本発明の閃光ランプは、例えば、既存のキセノンランプと同様またはそれ以上の光学的特性、例えば、所望の閃光時間あたりの必要な実効光度に設定することもできる。このため、本発明の閃光ランプは、例えば、既存の連鎖式閃光灯において、キセノンランプと総入れ替えすることが可能であり、また、キセノンランプと部分的な入れ替え、順次の入れ替え等も可能である。
【００４２】
つぎに、図３を用いて、本実施形態の閃光ランプ２０の設置例について説明する。本実施形態のランプ２０は、例えば、図２の構成に加えて、さらに、アーム３３および脚部３４を含み、脚部３４により、地面に設置されてもよい。また、本実施形態の閃光ランプ２０は、例えば、さらに、ＬＥＤモジュール１０に電力を供給するためのケーブル３２を含んでもよい。また、本実施形態の閃光ランプ２０は、例えば、地面に設置されたポール上に、設置されてもよく、その数は、特に制限されない。
【００４３】
本実施形態の閃光ランプ２０は、例えば、１分間に１２０回の点滅が可能なように構成される。閃光ランプ２０は、例えば、複数の滑走路を有する大型空港に設置される場合、航空機の進入する方向から滑走路末端に向かって、約３０ｍおきに、８〜２９灯程度設置される。また、閃光ランプ２０は、例えば、航空機の発着が少なく、短い滑走路が１つのみの小型の空港に設置される場合、滑走路末端の短手方向両側に１灯ずつ、合計２灯が同時に閃光（点滅）するように設置される。さらに、閃光ランプ２０は、例えば、航空機が真っ直ぐに滑走路に進入できない空港に設置される場合、滑走路への進入路上の要所に、例えば、数ｋｍごとに設置される。閃光ランプ２０は、例えば、国土交通省の基準仕様に準じて、明るさが３段階に切り替えられるように構成される。この３段階の明るさのうち、最も明るい段階である「Ｈｉｇｈ」は、例えば、霧、雨等で視界不良の昼間に、最も暗い段階である「Ｌｏｗ」は、例えば、夜間に、中間の段階である「Ｍｉｄｄｌｅ」は、例えば、夕方等に用いられる。
【００４４】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００４５】
この出願は、２０１７年１月３１日に出願された日本出願特願２０１７−０１６０３６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、閃光ランプに使用しても、閃光のためのパルス点灯によるＬＥＤチップの破損を抑制できる。
【符号の説明】
【００４７】
１０    ＬＥＤモジュール
１１    樹脂層
１２    ＬＥＤ
１３    ＬＥＤ基板
２０    閃光ランプ
２１    配光手段
２２    筐体
２３    光透過性カバー
【図１】
2018142732.tif 000004
【図２】
2018142732.tif 000005
【図３】
2018142732.tif 000006
【国際調査報告】
2018142732.tif 000007
2018142732.tif 000008
2018142732.tif 000009
2018142732.tif 000010