CN102563412B - 灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灯具。在采用LED的灯具中，存在以下问题，即，向侧方的光的射出较小，向后方的光的射出几乎没有。在与以往的白炽灯同样使用的情况下，最好光也向灯具后方散射。另外，如果LED不在同一个基板上，还存在安装、供电用的配线变得复杂的问题。本发明的灯具的特征在于：在同一个LED基板(3)上设置多个LED(4)，具有相对于LED基板(3)整个面设置空间而覆盖，具备具有透光性且具有光的散射性的罩(2)，在LED(4)的发光面的上方且在罩(2)内部，具有相对于发光面在同一法线上且覆盖发光面的至少一部分的反射器结构体(1)。

Description

灯具

技术领域

本发明涉及灯具(照明装置)，尤其是涉及作为光源具备LED(LightEmitting Diode/发光二极管)等半导体发光元件，并且主要用作白炽灯的代替品的灯具。

背景技术

近年来，为了防止地球变暖，一直在进行节能化，在照明领域中，作为以往的白炽灯的代替品，正在进行采用了LED的灯具的研究、开发。与现有的白炽灯相比，采用了LED的灯具具有较高的能量转换效率。在考虑扩大采用了LED的灯具的用途时，希望可以直接利用现有的白炽灯的灯座，最好可以与以往的白炽灯同样地使用。

LED在光射出时的直线传播性较强，在与以往的白炽灯同样地使用时，必须将光的配光进行一定程度的扩散。

作为本技术领域的背景技术，有日本特开2010-62005号公报(专利文献1)。在该公报中记载了如下的内容，即提供了一种灯具，其通过将半导体发光元件作为光源，在实现了节能化的同时，还能够不受外观尺寸大小的影响而实现各种配光特性。为了向灯具的侧方射出光，作为主要的构成元件具备底座、供电灯头、发光单元、点灯电路和反射体。在专利文献1的图1所示的灯具中，中空圆锥状的反射体，被插入到以圆环状配置了多个的发光单元和从底座中的另一方的圆形开口的中心部突出的点灯电路的电子部件之间，并且发光单元侧成为光反射面。在专利文献1的图3所示的灯具中，通过将反射体的形状设为倒锥台形状，使被反射体侧壁反射的光还反射到比安装LED基板的面更靠下侧的部位。

专利文献1：日本特开2010-62005号公报

但是，在专利文献1的图1所示的灯具中，由于反射体的光反射面的形状是圆锥状，并且发光单元被配置在圆锥状的反射体的底部外周，因此向侧方射出的光较少，向后方射出的光几乎没有。在以往的白炽灯中，不只是灯泡的前方、侧方，光也照射到后方，因此在与以往的白炽灯同样地使用时，最好光也向灯具后方散射。

在专利文献1的图3所示的灯具中，通过将反射体的形状设为倒锥台形状，使被反射体侧壁反射的光还反射到比安装LED基板的面更靠下侧的部位，但为了确保向上方的光量，在反射体的上面也配置有LED，因此多个LED不能存在于同一个基板上，安装、供电用的配线就变得很复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灯具，其通过将多个LED配置在同一个基板上，可以将LED的安装简化，并能够实现各种配光特性。

本发明的特征在于，使设置在发光体的发光面的上方且在罩内部空间内的结构体，具有透光性，并且具有使光散射的功能。

另外，本发明的特征在于，用具有透光性的材料构成具有与LED的发光面相对的面的反射器，而且在反射器的与LED的发光面相对的面上，实施了使光散射的处理。

另外，本发明的特征在于，用具有透光性的材料构成具有与LED的发光面相对的面的反射器，而且使在反射器的与LED的发光面相对的面上的光的散射，比反射器的其他的面强。

本发明具有如下有益效果。

根据本发明，通过使结构体具有透光性，并且使其具有使光散射的功能，可以确保光向与发光体的发光方向不同的方向射出，并且抑制在灯具点亮时结构体的影子被投影在罩表面上。

根据本发明，通过用具有透光性的材料构成具有与LED的发光面相对的面的反射器，而且在反射器的与LED的发光面相对的面上，实施了使光散射的处理，可以确保光向与发光体的发光方向不同的方向射出，并且抑制在灯具点亮时结构体的影子被投影在罩表面上。

根据本发明，通过用具有透光性的材料构成具有与LED的发光面相对的面的反射器，而且使在反射器的与LED的发光面相对的面上的光的散射，比反射器的其他的面强，可以确保光向与发光体的发光方向不同的方向射出，并且抑制在灯具点亮时结构体的影子被投影在罩表面上。

附图说明

图1表示本发明的实施例1的发光部的从侧方看的剖视图。

图2表示本发明的灯具的俯视图。

图3表示本发明的实施例2的发光部的从侧方看的剖视图。

图4表示本发明的实施例3的发光部的从侧方看的剖视图。

图5表示本发明的实施例4的发光部的从侧方看的剖视图。

图6表示将本发明的发光部用于白炽灯时的剖视图。

图中：

1、101、102、103-反射器结构体2-罩

3-LED基板                    4-LED

10-散热器                    11-灯头

100-相对面                   200-罩内侧散射剂

具体实施方式

本发明的灯具的特征在于，在同一个基板上设置多个发光体，具备保护发光体、有透光性、且有光的散射性的罩，在发光体的发光面的上方且在罩的内部，具有覆盖发光面的至少一部分的结构体。作为另一例，其特征在于，上述发光体采用半导体发光元件。作为另一例，其特征在于，覆盖发光面的至少一部分的上述结构体，采用有透光性且使光散射的材料。作为另一例，其特征在于，覆盖发光面的至少一部分的上述结构体，采用具有透光性的材料，仅使与发光体相对的面具有使光散射的功能。作为另一例，其特征在于，上述结构体采用具有透光性且使光散射的材料，仅使与发光体相对的面具有使光散射的功能。作为另一例，其特征在于，在上述基板上采用配线被绝缘的金属材料，在发光体设置面的背面侧具有散热器，还具有用于与电源连接的灯头，其特征还在于，上述结构体具有透光性、使光散射等功能。另外，作为另一例，其特征在于，上述基板和上述散热器被热结合在一起，虽然上述散热器和上述灯头被电绝缘，但却被热结合在一起。

在本发明的灯具中，主要包括：设置了多个发光体的基板；具有透光性、且具有光的散射性的罩；以及覆盖发光体的发光面的至少一部分的结构体。以下，将该结构体的名字命名为反射器结构体来进行说明。由于反射器结构体使来自于发光面的光散射，因此也可以使光向侧方和后方射出。另外，在本发明的灯具中，通过发光体采用半导体发光元件、例如LED，可以期望节能化、发光体的小型化。另外，在本发明的灯具中，通过反射器结构体采用具有透光性且使光散射的材料，使光向侧方和后方射出。另外，由于具有透光性，因此还具有在点灯时反射器结构体的影子不容易投影在罩表面上的特征。另外，在本发明的灯具中，反射器结构体采用具有透光性的材料，仅在与发光体相对的面具有使光散射的面。由于仅在与发光体相对的面存在使光散射的材料，因此通过改变散射剂的浓度和性质，就可以控制配光特性。另外，在本发明的灯具中，通过反射器结构体采用具有透光性且使光散射的材料，并仅在与发光体相对的面上具有散射功能，从而可以控制各种配光特性。另外，在本发明的灯具中，如果考虑到用来代替白炽灯的用途，最好具有与灯泡类似的形状。在设置有多个LED的上述基板的背面侧，具有散热器，还具有用于与以往的白炽灯的灯座相连接的灯头。另外，散热器形成有空腔，为了用家庭用交流电驱动LED，可以具备从交流转换成直流的电路。另外，在本发明的灯具中，LED在温度低的情况下发光效率高，在高温下寿命会变短，因此设有散热器。通过将散热器和灯头热结合在一起，可以提高散热性，另外，通过设置成电绝缘，防止了使用者接触到散热器时的触电，因此可以确保安全性。

以下，用附图对实施例1～4进行说明。

实施例1

在本实施例中，说明进行光的配光控制的反射器结构体的例子。

图1是本发明的实施例1的发光部的从侧方看的剖视图。基本结构是反射器结构体1(反射结构体)、安装了LED4的LED基板3、作为光源的LED4(发光体)和罩2。在图1中，LED4在上表面具有发光面。与荧光灯或白炽灯相比，从LED4发出的光方向性较高。因而，在上表面具有发光面的LED4，光向上方向集中，并且上方向的光强度比侧方等的光强度高。

反射器结构体1具有倒圆锥台附加在圆柱之上的形状。即，反射器结构体1具有随着从下端走向上方外周直径不变，并且随着从中途走向上方外周直径逐渐(线性地)变大，然后从上端附近直到上端为止外周直径不变的形状。倒圆锥台的侧面相对于反射器结构体1的高度方向(上下方向)的倾斜角a，大约是45度左右。但是，既可以比45度大，也可以比45度小。从反射器结构体1的圆柱部向倒圆锥台部的反切部分，也可以平滑地弯曲。从圆柱部向倒圆锥台部的反切部分，位于比反射器结构体1的全高的一半稍低的位置上。但是，从圆柱部向倒圆锥台部的反切部分，最好比配置在LED基板3上的LED4的发光面即LED4的上表面高。反射器结构体1的高度方向的截面是圆形，但也可以是多边形。多个LED4配置在反射器结构体1的根部(圆柱部)的外周侧。通过将反射器结构体1之中靠近LED4的一侧设为圆柱形，可以延长反射器结构体1和LED4的物理距离，可以抑制反射器结构体1因LED4的热而劣化或损伤的情况。

反射器结构体1采用玻璃、聚碳酸酯(树脂)等透光性材料。透光性材料最好是无色透明的，但也可以是有色或半透明的。透光性材料的透光率最好是80％以上。在采用玻璃的情况下，通过在与LED4相对的相对面100(倒圆锥台部的侧面(倾斜面))的表面上，粘着硅石(二氧化硅)等的微粒，可以使其具有散射特性。另外，也可以在相对面100的表面上通过蒸镀等方式形成铝等金属。不只是倒圆锥台部的侧面，在圆柱部的侧面上，也可以实施微粒粘着或金属蒸镀等光散射处理。因而，实施了微粒粘着或金属蒸镀等光散射处理的相对面100，与未实施光散射处理的反射器结构体1的其他的表面，例如反射器结构体1的上表面(倒圆锥台的底面)相比，光的散射较强(光容易散射)。并且，例如，实施了微粒粘着、金属蒸镀等光散射处理的相对面100的透光率是50％左右。即，入射到相对面100上的光的一半反射，剩下的一半通过(透射)。即，在如图1那样以相对面100与LED4的发光面相对的方式配置反射器结构体1和LED4的情况下，从LED4入射到相对面100上的光的一半，向比相对面100更靠下侧的位置反射，剩下的大约一半向比相对面100更靠上侧的位置通过。但是，实施了微粒粘着或金属蒸镀等光散射处理的相对面100的透光率，既可以比50％小，也可以比50％大。另外，也可以在玻璃内混合1000nm左右大小的硅石等微粒而使其具有散射特性。也可以使相对面100具有散射特性，再在玻璃内混合微粒。

当在反射器结构体1采用聚碳酸酯的情况下，采用在聚碳酸酯中混合了1000nm左右的微粒、例如聚碳酸酯或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等的材料。在相对面100上，可以粘着硅石等的微粒，也可以通过蒸镀等方式形成铝等金属。反射器结构体1可以是直到内都由玻璃、聚碳酸酯构成，也可以是中空的。与聚碳酸酯相比，用玻璃制作反射器结构体1，更能提高反射器结构体1的透光率，还可以提高耐热性，还可以抑制劣化。

考虑到散热的情况，LED基板3最好是与配线绝缘的金属材料(例如，铝或铝合金、铜)。在LED基板3采用树脂的情况下，如果在LED基板3下配置金属材料(例如，铝或铝合金、铜)等的基板，则可以改善传热特性。

罩2采用玻璃或聚碳酸酯等透光性材料。例如，罩2最好是乳白色以免能很清楚地看到内部。在罩2的内侧面(LED4的配置侧面)涂敷有罩内侧散射剂200。在采用玻璃的情况下，通过在罩内侧散射剂200上粘着硅石等的微粒，可以使其具有散射特性。另外，也可以在玻璃内混合1000nm左右大小的硅石等的微粒而使其具有散射特性。当在罩2采用聚碳酸酯的情况下，可以在聚碳酸酯中混合1000nm左右大小的微粒、例如聚碳酸酯、PMMA等，而使其具有散射性。这时，也可以不形成罩内侧散射剂200。

图2是本发明的发光部的俯视图。在LED基板3上，多个LED4(在图2中是8个)配置在同心圆上，并以覆盖LED4的发光面的至少一部分的方式设置有反射器结构体1。即，当从发光部上方看时，LED4的内周侧重叠在反射器结构体1的外周端部上。由于反射器结构体1具有透光性，因此即便覆盖了LED4的发光面的至少一部分，也可以在一定程度上确保向上方的光量。例如，反射器结构体1覆盖的部分是LED4的宽度d(如果以配置了多个LED4的同心圆为基准，就是半径方向的长度)的1/2。即，LED4的光的一半被反射器结构体1散射，剩下的一半不被反射器结构体1散射，而是直接被放出。反射器结构体1覆盖的部分可以比LED4的宽度d的1/2大，也可以比其小。当反射器结构体1覆盖的部分比LED4的宽度d的1/2大时，来自LED4的直接光减少，向上方的光量减少，相反，当反射器结构体1覆盖的部分比LED4的宽度d的1/2小时，来自LED4的直接光增加，向上方的光量也增加。由于配线比较简单，因此最好将多个LED4安装在一个LED基板3(同一个LED基板3)上，但也可以分散地安装在多个LED基板3上。代替将多个LED4配置在一个同心圆上的情况，也可以将多个LED4交替地配置在多个同心圆上。即，也可以如内周侧、外周侧交替地配置多个LED4。

反射器结构体1可以形成在LED基板3上，也可以在LED基板3的中心部设置贯通孔，将其形成在该贯通孔内。罩2也可以形成在LED基板3上。即，也可以将罩2的圆周端面连接在LED基板3的外周部。另外，也可以形成在LED基板3的外周侧。

由于通过改变反射器结构体1的散射剂的组合，可以控制散射特性，因此就可以控制发光部的配光。

由于反射器结构体1使来自LED4的发光面的光散射，因此也可以使光向发光部的侧方和后方射出。通过发光体采用半导体发光元件、例如LED4，可以期待节能化、发光体的小型化。通过反射器结构体采用具有透光性且使光散射的材料，可以使光向侧方和后方射出。另外，由于具有透光性，因此在发光部点亮时，反射器结构体1的影子不容易投影在罩2上。因而，可以确保向上方、侧方、后方的配光，同时还可以降低光(强度)的不均。另外，由于反射器结构体1采用具有透光性的材料，并且仅在与LED4面对的相对面100上具有使光散射的面，因此通过改变散射剂的浓度和性质，就可以控制配光特性。另外，通过反射器结构体1采用具有透光性且使光散射的材料，而且仅使与LED4相对的相对面100具有散射功能，可以控制各种配光特性。

由于反射器结构体1具有透光性，因此即便在反射器结构体1的上表面(倒圆锥台的底面)上没有配置LED4，也能够确保向发光部上方的光量。另外，当从发光部上方看时，由于LED4的外周侧没有重叠在反射器结构体1上，因此即便在反射器结构体1的上表面(倒圆锥台的底面)上没有配置LED4，也能够确保向发光部上方的光量。与没有反射器结构体1的情况相比，通过在罩2的内部配备具有散射功能的反射器结构体1，可以提高散射效果，并可以减少光(强度)的不均。

其次，对考虑到白炽灯的代替用途的灯具进行说明。图6是将本发明的灯具用于白炽灯时的剖视图。主要包括反射器结构体1、罩2、LED基板3、LED4、散热器10(灯主体)、灯头11、用于驱动LED4的LED驱动电路(未图示)。

如图6所示，在将罩2形成在LED基板3上的情况下，LED基板3的下表面与散热器10的上表面连接。但是，也可以将罩2连接在散热器10的上表面上，并在罩2的内侧，在散热器10的上表面上配置LED基板3。由于考虑到散热，LED基板3最好采用与配线绝缘的金属材料，例如铝等。散热器10具有倒圆锥台形状，具有从上端向下端外周直径逐渐变小的形状。为了将LED驱动电路放入内部，散热器10在内部具有空腔。由于考虑到散热，因此散热器10最好也采用金属材料，例如铝等。散热器10的侧面形成得较为平滑，但也可以形成有散热用的翅片。LED驱动电路和散热器10通过插入硅酮树脂等而被电绝缘。为了采用现有的白炽灯的灯座，具有相同形状的灯头11。通过将散热器10和灯头11热结合在一起，可以提高散热性，另外，通过设置成电绝缘，防止了使用者接触到散热器时的触电，因此可以确保安全性。为了使热结合和绝缘同时实现，采用传热效果较高的树脂。

关于该实施方式，说明了安装到白炽灯用的灯座上的灯具的例子，但上述反射器结构体1没有限定用于这种白炽灯，也可以适用于其他类型的灯具，在权利要求的范围所记载的事项范围内，可以通过各种变更后的方式来实施。

另外，在以上的实施方式中，作为光源采用了表面安装型的LED4，但不限于此，也可以采用其他类型的LED或其他的发光元件、例如有机EL、无机EL等。

实施例2

在本实施例2中，对与实施例1不同的方式进行说明。图3是本发明的实施例2的发光部的从侧方看的剖视图。反射器结构体101具有圆板附加在圆柱之上的形状。如果从侧面看，反射器结构体101的截面具有T字形状。即，反射器结构体101具有随着从下端走向上方外周直径不变，而在上端附近外周直径变大，然后从其上端附近直到上端为止外周直径不变的形状。相对面100形成在圆板的下表面(T字形状的臂部的下表面。

虽然反射器结构体101的结构与实施例1不同，但其他的性质与实施例1是同样的。通过改变反射器结构体101的形状，可以增加向发光部侧方和后方的射出。

实施例3

本实施例3对与实施例1不同的方式进行说明。图4是本发明的实施例3的发光部的从侧方看的剖视图。反射器结构体102具有半球以其曲面向下的方式附加在圆柱之上的形状。即，反射器结构体102具有随着从下端走向上方外周直径不变，而随着从中途走向上方外周直径逐渐变大，然后从上端附近直到上端为止外周直径不变的形状。相对面100形成在半球的曲面。

虽然反射器结构体102的结构与实施例1不同，但其他的性质与实施例1是同样的。反射器结构体102的上表面也可以设为凹面。通过改变反射器结构体102的形状，可以增加向发光部侧方和后方的射出。

实施例4

本实施例4对与实施例1不同的方式进行说明。图5是本发明的实施例4的发光部的从侧方看的剖视图。反射器结构体103具有中空的倒圆锥台附加在圆筒之上的形状。即，反射器结构体103具有随着从下端走向上方外周直径不变，而随着从中途走向上方外周直径逐渐(线性地)变大，进而，从下端直到上端为止随着走向上方内周直径不变的形状。反射器结构体103具有将反射器结构体1的内周挖通的形状。相对面100与反射器结构体1同样地形成在倒圆锥台的外周侧的侧面(倾斜面)。并且，在反射器结构体103的中空部的底面的中央部，配置一个LED4。配置在该中央部的一个LED4和配置在同心圆上的多个LED4最好安装在同一个LED基板3上。

虽然反射器结构体103的结构与实施例1不同，但其他的性质与实施例1是同样的。通过在LED基板3中央配置未被反射器结构体103覆盖LED4的上方的LED4，可以增强向发光部前方的射出。

Claims (2)

1.一种灯具，其特征在于，

具备：发光体；相对于设置上述发光体的基板的整个面设置空间而覆盖的罩；以及设置在上述发光体的发光面的上方且在上述罩的内部空间的结构体，

上述结构体具有透光性，并且具有使光散射的功能，

从上述灯具的上方看，上述结构体覆盖上述发光面的至少一部分，

在上述罩和上述结构体之间具有空隙，

上述结构体是倒圆锥台附加在圆柱之上的形状，倒圆锥台的侧面相对于上述结构体的高度方向的倾斜角约是45度，上述结构体覆盖的部分相对于上述发光体的面积约为一半。

2.一种灯具，其特征在于，

具备：发光体；相对于设置上述发光体的基板的整个面设置空间而覆盖的罩；以及设置在上述发光体的发光面的上方且在上述罩的内部空间的结构体，

上述结构体具有透光性，并且具有使光散射的功能，

在上述罩和上述结构体之间具有空隙，

上述发光体使用半导体发光元件，

上述发光体以圆周状配置多个，并在上述结构体的中空部的底面的中央部配置一个，

上述结构体是中空的倒圆锥台附加在圆筒之上的形状，并具有随着从下端走向上方外周直径不变，而随着从中途走向上方外周直径逐渐变大，从下端直到上端为止随着走向上方内周直径不变的形状，

从上述灯具的上方看，上述结构体覆盖以圆周状配置的多个的上述发光体的发光面的至少一部分。