


本発明は、LEDを光源とする照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device using an LED as a light source.
従来では、LED基板に実装された多数のLEDの光を光集約レンズで光ファイバーに集光し、光ファイバーを束ねて光源密度を上げるようにした照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、従来例の照明装置にあっては、光ファイバーで光源密度を上げることはできるが、LED基板には多数のLEDを実装する必要があるため、LED基板のサイズが大きくなることと、強いては表示デバイスより、LED基板の方が極めて大きいものとなる等、ユニット全体のレイアウト上の課題(制約)が出てくるという問題点がある。 However, in the illumination device of the conventional example, the light source density can be increased by the optical fiber, but since it is necessary to mount a large number of LEDs on the LED substrate, the size of the LED substrate becomes large, There is a problem that layout problems (constraints) of the entire unit appear such that the LED substrate is much larger than the display device.
更に詳細に説明する。
最近のHUD(ヘッドアップディスプレイ)用表示器は、LCDとLEDバックライトの組合せが主流である。HUD表示は、フロントガラスまたは、コンバイナと表する別体の透明または透過率70%以上の反射板に表示する為、光輝度を必要とする。その光源にはPower系2W・3Wレベル)LEDを使い、光度(光束)を上げるため電流投入も大きく放熱の為パッケージサイズも大きい。Further details will be described.
In recent HUD (head-up display) displays, a combination of LCD and LED backlight is the mainstream. Since the HUD display is displayed on a windshield or a separate reflector represented by a combiner or a reflector having a transmittance of 70% or more, it requires light brightness. As the light source, a Power type 2W / 3W level LED is used. To increase luminous intensity (light flux), a large amount of current is applied and a large package size is required for heat dissipation.
また、従来のLCDバックライト照明構造は、LEDの光使用率(発光効率)を向上させるため、レンズや導光板、またはライトコントロールフィルムなどを組合せ設計し輝度を向上する。
ただし、HUDのように超光輝度を求める場合、絶対光量が不足するため、先ずは光源密度を上げることが大前提になる。In addition, the conventional LCD backlight illumination structure is designed to improve brightness by combining a lens, a light guide plate, or a light control film in order to improve the light usage rate (light emission efficiency) of the LED.
However, when the super-light luminance is obtained as in the case of HUD, since the absolute light quantity is insufficient, it is first assumed that the light source density is increased.
ところが、輝度を上げるため、LEDを基板上に数多く実装したいが、LEDパッケージサイズ制約と、放熱の為の放熱専用パッドと回路用パターンの配置から、LED配列に制約が存在する。 However, in order to increase the luminance, it is desired to mount a large number of LEDs on the substrate. However, there is a limitation on the LED arrangement due to the LED package size limitation and the arrangement of the heat dissipation dedicated pad and circuit pattern for heat dissipation.
本発明の解決しようとする課題は、LEDが実装されるLED基板の面積を広げることなしに、光源密度を上げることができる照明装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an illumination device capable of increasing the light source density without increasing the area of the LED substrate on which the LEDs are mounted.
上記課題を解決するため請求項1記載の照明装置は、表面にLEDが格子状に実装配置されたLED基板を少なくとも2枚重ね、該各LED基板のLEDの実装位置を千鳥状に互い違いに配置し、一方のLED基板に実装された各LEDと対面するもう一方のLED基板の位置に形成した貫通穴に光ファイバーを通し、一方のLED基板に実装された各LEDの光を光ファイバーを介してもう一方のLED基板の表面で光らせるように構成したことを特徴とする手段とした。 In order to solve the above-described problem, the lighting device according to claim 1 is configured such that at least two LED boards each having a surface on which LEDs are mounted and arranged are stacked, and the LED mounting positions of the LED boards are alternately arranged in a staggered manner. Then, an optical fiber is passed through a through hole formed at the position of the other LED board facing each LED mounted on one LED board, and the light of each LED mounted on one LED board is already passed through the optical fiber. It was set as the structure characterized by making it shine on the surface of one LED board.
本発明の照明装置では、上述のように、表面にLEDが格子状に実装配置されたLED基板を少なくとも2枚重ねることにより、LED基板の厚さ方向は厚くなるが、面積を広げることなしに多数のLEDを実装させることができる。
そして、各LED基板のLEDの実装位置を千鳥状に互い違いに配置し、一方のLED基板に実装された各LEDと対面するもう一方のLED基板の位置に形成した貫通穴に光ファイバーを通し、一方のLED基板に実装された各LEDの光を光ファイバーを介してもう一方のLED基板の表面で光らせるようにすることで、光源密度を上げることがきるようになる。In the lighting device of the present invention, as described above, by stacking at least two LED substrates on which LEDs are mounted and arranged in a grid pattern, the thickness direction of the LED substrate is increased, but without increasing the area. A large number of LEDs can be mounted.
Then, the LED mounting positions of each LED board are alternately arranged in a zigzag pattern, and the optical fiber is passed through the through hole formed at the position of the other LED board facing each LED mounted on one LED board. The light source density can be increased by causing the light of each LED mounted on the other LED substrate to shine on the surface of the other LED substrate via an optical fiber.
また、光ファイバーを用いることで、両LED基板相互の組み付けのばらつきを光ファイバーのフレキシブル性で吸収することができ、これにより、光損出を最小限度に抑えることができる。 In addition, by using an optical fiber, it is possible to absorb the variation in the assembly of the two LED substrates with the flexibility of the optical fiber, thereby minimizing light loss.
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
この実施例1の照明装置は、請求項1および2に記載の発明に対応する。
まず、実施例1の照明装置を図面に基づいて説明する。The illuminating device according to the first embodiment corresponds to the invention described in claims 1 and 2.
First, the illuminating device of Example 1 is demonstrated based on drawing.
図1は実施例1の照明装置を示す平面図、図2は図1のA1−A1線における縦断断面図、図3は図2のB−B線における横断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing the illumination device of Example 1, FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line A1-A1 in FIG. 1, and FIG. 3 is a transverse sectional view taken along line BB in FIG.
この照明装置は、第1のLED基板1と、第2のLED基板2と、スペーサー3と、LED4と、LED5と、光集約レンズ6と、光ファイバー7と、を備えている。 The illumination device includes a first LED substrate 1, a second LED substrate 2, a
さらに詳述すると、第1のLED基板1と、第2のLED基板2は、図2に示すように、第2のLED基板2の上面(以後、表面と記す)にスペーサー3を介装させた状態で第1のLED基板1を重ねた状態に組み付けられている。 More specifically, as shown in FIG. 2, the first LED substrate 1 and the second LED substrate 2 are provided with a
第1のLED基板の表面には、図1に示すように、多数のLED4が格子状に実装配置され、第2のLED基板2の上面(以後、表面と記す)には、図2に示すように、同じく格子状であるが、第1のLED基板1のLED4とは千鳥状に互い違いに多数のLED5が実装配置されている。 As shown in FIG. 1, a large number of
第2のLED基板2に実装された各LED5と対面する第1のLED基板1の位置には、図1、2に示すように、貫通穴11が形成されている。
また、第2のLED基板2に実装された各LED5の発光部51との間に光集約レンズ6を介装させた状態で光ファイバー7がそれぞれ接続されている。
光集約レンズ6としては断面大径のコリメートレンズが用いられる。As shown in FIGS. 1 and 2, a through hole 11 is formed at the position of the first LED substrate 1 facing each
The
As the
そして、この各光ファイバー7の先端側を第1のLED基板1に形成された各貫通穴11に通し、第1のLED基板1に実装されたLED4の発光部41とほぼ同一面になるように配置させることにより、第2のLED基板2に実装された各LED5の発光部51から発する光を第1のLED基板1の表面で、かつ、各LED4の発光部41から発する光とほぼ同一平面において光らせるようにしている。 Then, the front end side of each
次に、実施例1の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
<光源密度向上作用>
第2のLED基板2に実装された各LED5の光を光ファイバー7を介して第1のLED基板1の表面で光らせることで、光源密度が向上する。
HUDなどの車両用の表示器では、LCD(液晶表示器)などの光源を必要とするものの大きさは、レイアウトや、規格等から制約されたものとなり、その背後の投光に割り当てられるスペースは、制限されたものとなる。実施例では、このように制限されたスペースであっても光源から投光する輝度を高くするので、環境や用い方により従来よりもさらに輝度を高くする要求に対応が可能となる。<Light source density enhancement effect>
The light source density is improved by causing the light of each
In a display for a vehicle such as an HUD, the size of an LCD (liquid crystal display) or the like that requires a light source is limited by layout, standards, etc., and the space allocated for light projection behind it is , Become limited. In the embodiment, since the luminance emitted from the light source is increased even in such a limited space, it is possible to meet the demand for further increasing the luminance depending on the environment and usage.
<レイアウト性向上作用>
表面にLED4が格子状に実装配置された第1のLED基板1と、表面にLED5が格子状に実装配置された第2のLED基板2を重ね、該第1のLED基板1のLED4と第2のLED基板2のLED5の実装位置を千鳥状に互い違いに配置することで、LED基板の厚さ方向は厚くなるが、面積を広げることなしに多数のLEDを実装させることができる。<Layout improvement effect>
The first LED board 1 on which the
<組み付けのばらつき吸収作用>
光ファイバー7はフレキシブル性を有するため、第1のLED基板1と第2のLED基板2相互の組み付けのばらつきがあっても、光ファイバー7のフレキシブル性で吸収されるので、光損出が最小限度に抑えられる。<Assembly variation absorption action>
Since the
<光損出低減作用>
第2のLED基板2に実装された各LED5の発光部51と光ファイバー7との間に光集約レンズ6が介装されているので、光を絞る際の損失分を防ぎ、照明効率が高められる。<Light loss reduction effect>
Since the
次に、この実施例1の効果を説明する。 Next, the effect of the first embodiment will be described.
実施例1の照明装置では、上述のように、表面にLED4が格子状に実装配置された第1のLED基板1と、表面にLED5が格子状に実装配置された第2のLED基板2を重ね、該第1のLED基板1のLED4と第2のLED基板2のLED5の実装位置を千鳥状に互い違いに配置し、第2のLED基板2に実装された各LED5と対面する第1のLED基板1の位置に形成した貫通穴11に光ファイバー7を通し、第2のLED基板2に実装された各LED5の光を光ファイバー7を介して第1のLED基板1の表面で光らせるように構成されている。これにより、両LED基板の厚さ方向は厚くなるが、面積を広げることなしに多数のLED4、5を実装させることができ、これにより、光源密度を上げることができるようになる。 In the illumination device of the first embodiment, as described above, the first LED substrate 1 in which the
また、光ファイバー7を用いることで、第1のLED基板1と第2のLED基板2相互の組み付けのばらつきを光ファイバー7のフレキシブル性で吸収することができ、これにより、光損出を最小限度に抑えることができる。 Further, by using the
また、第2のLED基板2に実装された各LED4の発光部41と光ファイバー7との間に光集約レンズ6が介装されている構成としたことで、光を絞る際の損失分を防ぎ、照明効率を高めることができる。
また、光集約レンズ6として断面台形のコリメートレンズが用いられることで、照明効率をさらに高めることができる。In addition, since the
Further, the use of a collimating lens having a trapezoidal cross section as the
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
例えば、実施例1では、LED基板を2枚だけ重ねたが、2枚以上重ねるようにしてもよい。
また、実施例1では、光集約レンズ6として断面台形のコリメートレンズを用いたが、断面台形でなくてもよい。
また、光ファイバー7はその外周に反射体を備えることにより、光の伝達効率を高めることができる。For example, in Example 1, only two LED substrates are stacked, but two or more LED substrates may be stacked.
In the first embodiment, a collimating lens having a trapezoidal cross section is used as the
Moreover, the
1 第1のLED基板
11 貫通穴
2 第2のLED基板
3 スペーサー
4 LED
41 発光部
5 LED
51 発光部
6 光集約レンズ
7 光ファイバーDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st LED board 11 Through-hole 2
41 Light-emitting
51
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008145271AJP2009295309A (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Lighting system |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008145271AJP2009295309A (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Lighting system |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009295309Atrue JP2009295309A (en) | 2009-12-17 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008145271APendingJP2009295309A (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Lighting system |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009295309A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011131199A1 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Martin Professional A/S | Background light effects led light fixture with light guided second light sources |
| JP2012015068A (en)* | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Light source device and lighting fixture |
| EP2561275A4 (en)* | 2010-04-23 | 2016-02-24 | Martin Professional Aps | LUMINAIRE HAVING BACKLIGHT DISPLAY DEVICE USING PIXELS DIFFUSED BETWEEN SOURCES OF NON-DIFFUSED LIGHT |
| JP2017183301A (en)* | 2016-03-28 | 2017-10-05 | シチズン時計株式会社 | Led light-emitting device |
| WO2018185475A1 (en)* | 2017-04-03 | 2018-10-11 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| CN109188769A (en)* | 2018-09-30 | 2019-01-11 | 合肥京东方显示光源有限公司 | A kind of backlight, display panel and display device |
| KR20200076356A (en)* | 2018-12-19 | 2020-06-29 | 한국광기술원 | Lighting Apparatus and Method Thereof Using Optical Fiber and LED |
| US11016341B2 (en) | 2019-09-11 | 2021-05-25 | Reald Spark, Llc | Directional illumination apparatus and privacy display |
| US11063193B2 (en) | 2018-05-13 | 2021-07-13 | Reald Spark, Llc | Colour micro-LED display apparatus |
| US11106083B2 (en) | 2018-03-09 | 2021-08-31 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus with a catadioptric lens array that reflects and transmits light from an array of LEDs with a smaller light distribution cone |
| US11163101B2 (en) | 2019-09-11 | 2021-11-02 | Reald Spark, Llc | Switchable illumination apparatus and privacy display |
| US11162661B2 (en) | 2019-10-03 | 2021-11-02 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus comprising passive optical nanostructures |
| US11231568B2 (en) | 2017-04-03 | 2022-01-25 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus |
| US11287562B2 (en) | 2020-02-20 | 2022-03-29 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus including mask with plurality of apertures and display apparatus comprising same |
| US11287109B2 (en) | 2010-10-21 | 2022-03-29 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| US11294233B2 (en) | 2019-08-23 | 2022-04-05 | ReaID Spark, LLC | Directional illumination apparatus and privacy display |
| US11422344B2 (en) | 2018-01-14 | 2022-08-23 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| US11573437B2 (en) | 2019-07-02 | 2023-02-07 | Reald Spark, Llc | Directional display apparatus |
| US11652195B2 (en) | 2019-10-03 | 2023-05-16 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus comprising passive optical nanostructures |
| US12002789B2 (en) | 2017-11-05 | 2024-06-04 | Optovate Limited | Display apparatus |
| WO2024194121A1 (en)* | 2023-03-21 | 2024-09-26 | Signify Holding B.V. | Stacking laser-banks with holes for obtaining a high brightness white light source |
| US12158602B2 (en) | 2021-06-22 | 2024-12-03 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2561275A4 (en)* | 2010-04-23 | 2016-02-24 | Martin Professional Aps | LUMINAIRE HAVING BACKLIGHT DISPLAY DEVICE USING PIXELS DIFFUSED BETWEEN SOURCES OF NON-DIFFUSED LIGHT |
| CN102859269A (en)* | 2010-04-23 | 2013-01-02 | 马丁专业公司 | Background light effects led light fixture with light guided second light sources |
| JP2013525961A (en)* | 2010-04-23 | 2013-06-20 | マーティン プロフェッショナル エー/エス | Background light effect in LED luminaires using light guided from second light source |
| EP2561274A4 (en)* | 2010-04-23 | 2015-03-18 | Martin Professional As | BACKLIGHT LIGHT-EMITTING DIODE LUMINAIRE PROVIDED WITH SECOND SOURCES OF LIGHT GUIDED LIGHT |
| US9144120B2 (en) | 2010-04-23 | 2015-09-22 | Martin Professional Aps | Background light effects LED light fixture with light guided second light sources |
| EP2988064A1 (en)* | 2010-04-23 | 2016-02-24 | Martin Professional ApS | Led light fixture with background lighting |
| EP3343103A1 (en)* | 2010-04-23 | 2018-07-04 | Martin Professional ApS | Led light fixture with background light effects |
| WO2011131199A1 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Martin Professional A/S | Background light effects led light fixture with light guided second light sources |
| JP2012015068A (en)* | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Light source device and lighting fixture |
| US11287109B2 (en) | 2010-10-21 | 2022-03-29 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| US11994268B2 (en) | 2010-10-21 | 2024-05-28 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| US11629847B2 (en) | 2010-10-21 | 2023-04-18 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| JP2017183301A (en)* | 2016-03-28 | 2017-10-05 | シチズン時計株式会社 | Led light-emitting device |
| WO2018185475A1 (en)* | 2017-04-03 | 2018-10-11 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| US11231568B2 (en) | 2017-04-03 | 2022-01-25 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus |
| US11061279B2 (en) | 2017-04-03 | 2021-07-13 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| CN110945401A (en)* | 2017-04-03 | 2020-03-31 | 奥普托维特有限公司 | lighting device |
| CN110945401B (en)* | 2017-04-03 | 2022-09-09 | 奥普托维特有限公司 | lighting device |
| US12002789B2 (en) | 2017-11-05 | 2024-06-04 | Optovate Limited | Display apparatus |
| US11422344B2 (en) | 2018-01-14 | 2022-08-23 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| US12066611B2 (en) | 2018-01-14 | 2024-08-20 | Optovate Limited | Illumination apparatus |
| US11106083B2 (en) | 2018-03-09 | 2021-08-31 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus with a catadioptric lens array that reflects and transmits light from an array of LEDs with a smaller light distribution cone |
| US12261257B2 (en) | 2018-05-13 | 2025-03-25 | Reald Spark, Llc | Colour micro-LED display apparatus |
| US11063193B2 (en) | 2018-05-13 | 2021-07-13 | Reald Spark, Llc | Colour micro-LED display apparatus |
| US11742466B2 (en) | 2018-05-13 | 2023-08-29 | Optovate Limited | Colour micro-LED display apparatus |
| CN109188769A (en)* | 2018-09-30 | 2019-01-11 | 合肥京东方显示光源有限公司 | A kind of backlight, display panel and display device |
| CN109188769B (en)* | 2018-09-30 | 2021-08-17 | 合肥京东方显示光源有限公司 | A backlight, display panel and display device |
| KR20200076356A (en)* | 2018-12-19 | 2020-06-29 | 한국광기술원 | Lighting Apparatus and Method Thereof Using Optical Fiber and LED |
| KR102184296B1 (en)* | 2018-12-19 | 2020-11-30 | 한국광기술원 | Lighting Apparatus and Method Thereof Using Optical Fiber and LED |
| US11573437B2 (en) | 2019-07-02 | 2023-02-07 | Reald Spark, Llc | Directional display apparatus |
| US11874541B2 (en) | 2019-07-02 | 2024-01-16 | Reald Spark, Llc | Directional display apparatus |
| US11294233B2 (en) | 2019-08-23 | 2022-04-05 | ReaID Spark, LLC | Directional illumination apparatus and privacy display |
| US11163101B2 (en) | 2019-09-11 | 2021-11-02 | Reald Spark, Llc | Switchable illumination apparatus and privacy display |
| US11016341B2 (en) | 2019-09-11 | 2021-05-25 | Reald Spark, Llc | Directional illumination apparatus and privacy display |
| US11162661B2 (en) | 2019-10-03 | 2021-11-02 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus comprising passive optical nanostructures |
| US11652195B2 (en) | 2019-10-03 | 2023-05-16 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus comprising passive optical nanostructures |
| US11450649B2 (en) | 2019-10-03 | 2022-09-20 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus comprising passive optical nanostructures |
| US12439748B2 (en) | 2019-10-03 | 2025-10-07 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus comprising passive optical nanostructures |
| US11656398B2 (en) | 2020-02-20 | 2023-05-23 | Reald Spark, Llc | Illumination and display apparatus |
| US11287562B2 (en) | 2020-02-20 | 2022-03-29 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus including mask with plurality of apertures and display apparatus comprising same |
| US12158602B2 (en) | 2021-06-22 | 2024-12-03 | Reald Spark, Llc | Illumination apparatus |
| WO2024194121A1 (en)* | 2023-03-21 | 2024-09-26 | Signify Holding B.V. | Stacking laser-banks with holes for obtaining a high brightness white light source |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2009295309A (en) | Lighting system | |
| JP4902566B2 (en) | Surface illumination device and display device | |
| WO2011099328A1 (en) | Backlight device, liquid crystal display device and television receiver | |
| JP5210667B2 (en) | Liquid crystal display | |
| CN102518988B (en) | Backlight module | |
| CN203384787U (en) | Thin direct type LED backlight module | |
| US20150003109A1 (en) | Direct edge-lit backlighting module | |
| WO2012022076A1 (en) | Backlight module | |
| WO2010004798A1 (en) | Lighting device and liquid crystal display device | |
| CN102759049A (en) | Backlight and liquid crystal display device using the same | |
| WO2012086452A1 (en) | Lighting device and display device | |
| JP2008262906A (en) | Back-light unit | |
| WO2012066887A1 (en) | Illuminating device and liquid crystal display device provided therewith | |
| JP2011221065A (en) | Liquid crystal display | |
| JP5489020B2 (en) | Surface light source and liquid crystal display device | |
| WO2016121530A1 (en) | Lighting device and display device | |
| WO2012032599A1 (en) | Cooling structure for light emitting elements for liquid crystal panel | |
| TWI425169B (en) | Lighting apparatus, backlight module and display apparatus | |
| WO2017010387A1 (en) | Illumination device and display apparatus | |
| JP2009187900A (en) | Guide light device | |
| US9823412B2 (en) | Edge type backlight module and liquid crystal display device | |
| KR20140005462A (en) | Backlight unit | |
| JP2010232211A (en) | Led light source unit | |
| JP2008060023A (en) | Illumination device, liquid crystal device, and electronic equipment | |
| KR20080055366A (en) | Backlight Unit for Liquid Crystal Display |