CN101821549B - 照明单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种照明单元,能够在宽范围内均匀照射光。所述照明单元特征在于具有:长条的基板、在所述基板上的长度方向上排列设置的多个半导体光源、沿着所述基板上的一个长边侧配置的光反射体,所述光反射体具有合成了多个小片的多层反射器。特别地,所述多个小片优选能够以将来自所述半导体光源的光分别作为具有不同光轴的反射光而取出的方式调整配置角度,越是远离所述半导体光源而配置的小片越具有大的面积和长的焦距。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用了半导体光源的照明单元,特别涉及一种以线状搭载了多个半导体光源的照明单元。
背景技术
近年来,作为荧光灯的变化的照明用单元,提出了采用发光二极管等的半导体光源的线状的照明单元。例如,公开了如下的照明单元,该照明单元以提高光的光束为目的,具有:沿着基板的长度方向安装的多个LED芯片、以一体地覆盖该LED芯片整体的方式形成的大致半圆柱状或者半圆拱状的透明树脂部。
[专利文献1]JP特开2002-299697号公报
但是,由于上述照明单元照射范围狭窄,因此不适合在宽范围均匀照射光的照明用途。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种可以在宽范围均匀照射光的照明单元。
本发明的照明单元特征在于,具有:长条的基板;在所述基板上的长度方向上排列设置的多个半导体光源;和能够将来自所述多个半导体光源的光向所述基板的宽度方向的一个方向取出的光反射体,所述光反射体具有合成了多个小片的多层反射器。
所述多个小片优选以如下的方式调整配置角度,所述方式为:能使来自所述半导体光源的光分别作为具有不同光轴的反射光而取出。所述多个小片优选越是远离所述半导体光源而配置的小片越具有大的面积和长的焦距。
所述光反射体优选具有在所述多个半导体光源之间突出的侧面反射器。
再有,优选在所述基板的另一个长边侧具有具备光漫射效应的罩。
由于本发明的照明单元是具有合成了多个小片的多层反射器的长条照明单元,因此在长度方向上具有与荧光灯同等的光学特性,并且即使在远离照明单元的位置也能够获得高的照度。
附图说明
图1A是本发明的照明单元的示意性正面侧立体图。
图1B是正面宽度方向的示意性剖视图。
图2是本发明的其他照明单元的示意性正面侧立体图。
图3是本发明的其他照明单元以及使用了该照明单元的照明装置的示意性正面立体图。
图4是本发明的其他照明单元以及使用了该照明单元的照明装置的示意性正面立体图。
图中:
10、20、30、40-照明单元
11、21、31-基板
12、22、32-半导体光源
13、23、33-光反射体
13a、23a-多层反射器
15-光线
23b-侧面反射器
33c-肋部
33d-悬挂部
34-金属板
100、200-照明装置
101、201-壳体
101a、201a-肋部
102、202-保持器
203-置
203a-安装部
具体实施方式
下面,对本发明的发光装置的实施方式进行详细说明。
(实施方式1)
图1A是从上面侧观察到的示意性立体图,图1B是基板宽度方向的示意性剖视图,如该图1A、1B所示,该实施方式的照明单元10主要由长条的基板11、在所述基板上的沿长度方向排列设置的多个半导体光源12、以及沿着所述基板上的一个长边侧配置的光反射体13构成。
基板11形成为在长度方向上延伸的形状,在基板11的上面侧,在长度方向上排列设置有多个半导体光源12。基板11是在该领域中实施了公知的方法的基板,该基板11在上面以及与上面对置的底面具有用于使半导体光源12发光的布线、布线图案,且搭载有不同的元件等。基板的材料优选采用热传导性高的材料,可适当采用玻璃环氧树脂基板或铝基板。另外,在采用了热传导性并不好的基板时,优选在基板11的底面侧接合热传导性良好的金属基板。再有,优选在基板11与金属基板之间具有热传导性薄板(并未图示)。热传导性薄板例如优选具有1W/(m·K)左右以上的热传导率,并且是绝缘性材料。由此,能够防止基板11与金属基板之间的导通,使半导体光源12之间不会短路而有效地对半导体光源12所产生的热量进行散热。具体而言,能够由硅橡胶等形成。虽然其厚度、形状以及大小等能够考虑想要获得的照明单元的大小、形状等来进行适当调整,但是优选与基板12大致相同的形状、相同的大小。
半导体光源12只要是能发光的半导体即可,没有特别限定,可以使用在该领域中所应用的任意半导体光源。此外,半导体光源12可以使用半导体元件芯片自身,也可以使用由封装或覆盖部件等遮盖的半导体发光装置。后者的情况时,在各结构部件中可以包括波长变换部件(例如,荧光体等)、扩散剂等,也可以搭载多个半导体元件芯片。特别地,通过使用与RGB对应的全色的半导体发光装置,从而与使用单色的发光元件的情况相比能够提高混色性。
另外,优选半导体光源12从所述基板的上方侧观测时的配光大致为朗伯(lambert)分布配光。由此,能够实现亮度不均匀较少、高效率且炫目较少的照明单元。再有,优选半导体光源12在基板11上以等间隔配置。由此,能够实现均匀的光分布,并且能够使半导体光源12所产生的热量的分布均等。
本实施方式的光反射体13具有侧面和背面,该背面部分沿着搭载了半导体光源12的基板11的一个长边侧而配置,延伸至半导体光源12的上方。光反射体13的侧面与基板11的侧面固定。光反射体13的背面部分具有合成了多个小片的多层反射器(multi reflector)13a。
本实施方式的光反射体13虽然在光反射体13的整面构成了多层反射器13a,该多层反射器13a通过在多个上下方向上合成与基板11的长边大致相同长度的长条形状的小片而构成,但是各小片的形状以及面积可以配合要照射的区域的范围、到该区域的距离、以及对该区域的光入射角来任意调整。
所述多个小片优选以能够取出来自所述半导体光源的光作为分别具有不同光轴的反射光的方式调整配置角度。由此,能够获得能在宽范围具有均匀照度的照明单元。
另外,多个小片优选越是远离所述半导体光源而配置的小片越具有大的面积和长的焦距。通过这样构成多层反射器,能够由远离半导体元件12而配置的小片侧聚光照射远方,由配置于半导体光源12的近旁的小片侧聚光照射近距离,能够获得能在更宽的范围具有均匀照度的照明单元。例如,若这种形式的照明单元安装在多段型开放式陈列柜的最上部跟前处,并照射箱体内侧,则不仅能够均匀照射上方的搁板也能均匀照射下方的搁板。由此,在多段型开放式陈列柜中,不需要在箱体内的各搁板下面部分安装照明,能够大幅降低成本。另外,通过使用半导体光源,也能够减少运行成本及维护成本。
在使用了亮度及颜色不均对照射不均造成影响的半导体光源时,优选小片在多层反射器的光反射面实施具有漫射效应的加工。
另外,优选将小片的光反射面设为对半导体光源12的光进行聚光的球面或者非球面(抛物面、椭圆面),并调整它们的配置角度而得到的多层反射器13a的形状是将半导体光源12作为交点的柱面反射镜形状。由此,可获得以从半导体光源12射出的光在长度方向上在宽范围内没有亮度及颜色不均、且在宽度方向上在所希望的范围内呈现均匀的照度分布的方式有效进行聚光的照明单元。再有,也可以使多层反射器13设为将半导体光源12作为焦点的离焦反射镜(defocus mirror)形状,由此能够改善半导体光源12的亮度不均或颜色不均。
光反射体13能够通过以下方式形成,所述方式分别是:在ABS、聚碳酸酯、丙烯等的树脂模制品上蒸镀或电镀光反射性高的金属膜,或者在Al等金属压制品上蒸镀或电镀光反射性高的金属膜,或者对形成高反射膜之后的Al板材等进行压制加工。另外,在使用了亮度不均或颜色不均对照射不均造成影响的半导体光源12时,优先在光反射面实施具有漫射效应的加工。
(实施方式2)
该实施方式2的照明单元20如图2所示,多层反射器23a在多个半导体光源22之间分离,在其分离部分具有侧面反射器23b,除此以外其结构实质上与实施方式1相同。
本实施方式具有多个多层反射器23a和多个半导体光源22,分别成对配置。由此,能够将来自各半导体光源22的光由多层反射器23a有效地取出至外部,能够提高光的利用效率。另外,本实施方式的光反射体具有从各多层反射器23a之间向各半导体光源22之间突出的侧面反射器23b。这样,通过使用具有向多个半导体光源之间突出的侧面反射器,能够将向基板21的长度方向的非利用光有效地向基板21的宽度方向即光取出方向侧取出。
(实施方式3)
实施方式3的照明装置100将2组的照明单元30排列在基板31的长度方向上并保持在1个壳体101中,该照明单元30具有金属板34、搭载了半导体光源32的基板31、光反射体33。
金属板34例如由铝或铜、铁、不锈钢等的热传导率高的金属材料构成。另外,金属板的形状不仅是板状,还可以添加装上了散热片的散热器形状、或成为壳体的结构性构成的一部分的形状。
在本实施方式3中,半导体光源32以及搭载该光源的基板31能够使用与实施方式1以及2相同的装置。光反射体在背面的外侧具有沿着长度方向配置的长条肋部33c,在侧面的下方具有悬挂部33d,除此以外与实施方式2中使用的光反射体具有大致相同的结构。在光反射体33的悬挂部33d,保持有与基板31合为一体的金属板34。这样固定的照明单元30,其光反射体33的肋部33c嵌入壳体101的背面侧的对应开口部,光反射体33的端部和壳体101的端部由保持器102固定。
壳体101具有底面、侧面以及背面,其保持有照明单元30。在壳体101的底面的内侧,具有多个在宽边方向上保持金属板34的长条肋部101a,由此,能够在并不妨碍金属板34的散热性的情况下稳定地保持照明单元30。在壳体101的侧面,在与设置在金属板的端部的凸部相对应的处具有相同形状的凸部,壳体101的凸部、与照明单元30合为一体的金属板的凸部由保持器固定。另外,在壳体101的背面具有:对应开口部,其与光反射体33的肋部33c吻合;凸缘部,其保持光反射体33的背面上方。通过这种构成,能够不另外使用螺钉等的固定部件,简便并且容易地将照明单元安装于壳体。
保持器101只要能保持从光反射体33的端部突出的凸部和从壳体101的端部突出的凸部即可,并没有特别限定,作为固定用保持器只要是以往经常使用的保持器即可,并没有特别限定。
(实施方式4)
本实施方式4的照明装置200如图4所示,在照明单元的光取出侧具备具有光漫射效应的罩203,除此以外实质上与实施方式3为相同的结构。这样,通过在与配置了光反射体的基板长边相对置的另一个长边侧具备具有光漫射效应的罩203,即使采用了亮度及颜色不均对照射不均造成影响的半导体光源,也能够获得可以抑制这些照射不均的照明单元以及照明装置。
罩203由能够使来自半导体光源的光透过的材料构成即可,没有特别限定,虽然能够由该领域中公知的材料形成,但是例如考虑质量轻、强度优异的塑料,特别是若考虑到加工性以及耐热性,则优选由聚碳酸酯或丙烯等的树脂材料构成。在此,本说明书中所谓的光透过性虽然优选使来自搭载的半导体光源13的光100%透过,但是考虑到混色、颜色不均等也包括半透明或不透明的物质(例如,光透过性为50%左右以上、乳白色的物质等)。
在此,所谓光漫射效应是指使来自半导体光源的光漫射而得到的部分,可以对罩自身进行光漫射效应的加工,也可以在罩203装配具有光漫射效应的其他部件而构成。例如,可以在罩203的正面侧以及/或者背面侧(内侧)贴上漫射薄板(例如,半透明以及乳白色树脂制作的厚度较薄的板),也可以在罩的正面侧以及/或者背面侧实施喷砂、研磨等的粗糙面处理。再有,也可以在形成罩203的材料自身中掺入扩散剂(例如,氧化硅等的填充剂等)。由此,能够使来自各半导体光源的光形成均匀的一个面光源。
罩203在光观测面的背面侧周缘部具有安装部203a,该安装部203a可拆卸地能嵌入照明单元40。安装部203a优选配置在对来自半导体光源13的发光并不造成坏影响的部位。
安装部203a优选由与罩203相同的材料且与罩203一体地形成。由此,减少了照明装置的部件数目,能够使价格低廉并且组装简单。
因为本实施方式的照明单元40由罩203密封,所以可以应用于冷藏库等的有可能附着霜的场所。
(产业上的利用可能性)
本发明的照明单元以多段开放式陈列柜用照明为首,能够作为标识灯、建筑照明等各种的照明用途使用。
Claims (3)
1.一种照明单元,其特征在于,
具有:
长条的基板;
在所述基板上的长度方向上排列设置的多个半导体光源;和
沿着所述基板上的一个长边侧配置的光反射体,
所述半导体光源是利用含有荧光体的覆盖部件覆盖了半导体元件芯片的半导体发光装置,
所述光反射体延伸至所述半导体光源的上方,且具有在上下方向上合成了多个小片的多层反射器,
所述多个小片越是远离所述半导体光源而配置的小片越具有大的面积和长的焦距,
所述小片的光反射面是对所述半导体光源的光进行聚光的球面或者非球面,并且被实施了具有漫射效应的加工,
所述照明单元是多段开放式陈列柜用照明单元。
2.根据权利要求1所述的照明单元,其特征在于,
所述光反射体具有在所述多个半导体光源之间突出的侧面反射器。
3.根据权利要求1所述的照明单元,其特征在于,
在所述基板的另一个长边侧具有罩,所述罩具有光漫射效应。
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