CN102575818A - 灯 - Google Patents

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Abstract

本发明的灯具备包含灯头的外围器。而且,在所述外围器内配置有半导体发光元件、用于使所述半导体发光元件发光的电路单元、以及导光构件。所述导光构件在内部具有中空部,在该中空部内收容有电路单元。进而,所述导光构件具有光入射部和与所述光入射部接连的光出射部。所述导光构件以其所述光入射部与所述半导体发光元件相向配置的方式,被保持在所述外围器内。

Description

技术领域
[0001] 本发明涉及将LED (发光二极管)等的半导体发光元件作为光源的灯,特别涉及具有灯头且内置有电路单元的灯。
背景技术
[0002] 近年来,以高亮度LED的实用化为契机,将LED作为光源的灯正在普及。作为其ー 个例子,在专利文献1中公开了ー种成为一般的白炽电灯泡的替代品的LED灯。该LED灯具有在包含灯罩和灯头的外围器内,容纳有将LED作为其结构要素的LED模块和用于使该LED 模块点亮的电路单元的结构,电路单元以不妨碍从LED模块出射的光的方式,配置在LED模块与灯头之间。
[0003] 现有技术文献专利文献
专利文献1 :日本特开2006-313717号公报; 专利文献2 :日本特开2005-286267号公报; 专利文献3 :日本特开2007-41467号公报; 非专利文献
非专利文献1 :ランプ総合力夕ログ2010」発行:パナソニック株式会社ライテイング 社他。
发明内容
[0004] 发明要解决的课题
可是,在上述那样的电路单元的配置中,由于在从LED模块到灯头的热传导路径上存在电路单元,所以有电路单元的电子部件被热破坏,电路単元的寿命缩短的担忧。
[0005] 本发明正是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种能够抑制热的影响导致电路单元的寿命下降的灯。
[0006] 用于解决课题的方案
本发明的灯的特征在干,在包含灯头的外围器内具备:半导体发光元件;电路单元,用于使所述半导体发光元件发光;以及导光构件,在内部具有中空部,并且具有光入射部和与所述光入射部接连的光出射部,所述光入射部在与所述半导体发光元件相向配置的状态下,被保持在所述外围器内,并且所述电路単元的至少一部分收容在所述导光构件的中空部中。
[0007] 发明的效果
根据上述结构,在光入射部与半导体发光元件相向的导光构件的中空部中收容电路单元的至少一部分。因此,在电路单元中的导光构件中内置的部分,至少不存在于从半导体发光元件到灯头的导热路径上。由此,即使在由于半导体发光元件的发光时产生的热导致灯头、其周围的构件的温度上升,在电路单元在导光构件中内置的部分也难以受到该温度上升的影响,构成该部分的电子部件难以被热破坏,能够期待灯的长寿命化。
[0008] 如上所述,能够提供一种能够抑制电路单元的由热的影响导致寿命下降的灯。
附图说明
[0009] 图1是表示第1实施方式的LED灯的概略结构的剖面图。
[0010] 图2是表示图1所示的LED灯的结构构件内的基座、LED模块以及导光构件的立体图。
[0011] 图3是表示第2实施方式的LED灯的概略结构的剖面图。
[0012] 图4 (a)〜(d)是表示变形例的LED灯的概略结构的剖面图。
[0013] 图5是表示变形例的LED灯的概略结构的图。
[0014] 图6是表示变形例的LED灯的概略结构的图。
[0015] 图7 (a)、(b)是表示图6所示的LED灯的导光构件的图,(c)是表示同LED灯的电路基板的图。
[0016] 图8是表示第3实施方式的LED灯的概略结构的图。
[0017] 图9是表示第4实施方式的LED灯的概略结构的剖面图。
[0018] 图10是表示图9所示的LED灯的结构构件内的基座、LED模块以及导光构件的立体图。
[0019] 图11是表示第5实施方式的LED灯的概略结构的剖面图。
[0020] 图12是表示第6实施方式的LED灯的概略结构的剖面图。
[0021] 图13是表示第7实施方式的LED灯的概略结构的剖面图。
[0022] 图14是表示第8实施方式的LED灯的概略结构的剖面图。
[0023] 图15是表示第9实施方式的LED灯的构造的剖面图。
[0024] 图16是导光构件、LED模块和灯头的分解立体图。
[0025] 图17是表示第10实施方式的LED灯的构造的剖面图。
[0026] 图18是表示第11实施方式的LED灯的构造的剖面图。
[0027] 图19是表示第12实施方式的LED灯的构造的剖面图。
具体实施方式
[0028] <第1实施方式>
图1是表示实施方式1的电灯泡形的LED灯10的概略结构的剖面图,图2是LED灯10 中包含的基座30、LED模块40以及导光构件56 (第1构件70)的立体图。再有,在图1中, 电路单元82没有切断。此外,在包含图1、图2的全部图中,各构件间的比例尺没有统ー。
[0029] 在发明的实施方式中使用的材料、形状等仅例示了优选例子,并不被该方式所限定,在不脱离本发明的技术思想的范围的范围中,能够适宜地变更。此外,在不产生矛盾的范围中,能够与其他实施方式进行组合。
[0030] 再有,在这里,针对作为半导体发光元件利用LED的方式进行说明,但半导体发光元件也可以例如是LD (激光二极管),也可以是有机发光元件。
[0031] 1.结构 (1)夹具如图1所示,LED灯10具有由铝等的金属材料构成的夹具12。再有,夹具12不限于金属材料,也可以以其他的导热性良好的导热构件形成。夹具12的横剖面形成为大致圆形, 形成为以锥筒部16连结小圆筒部14和大圆筒部18那样的形状。
[0032] (2)灯头
在夹具12的小圆筒部14安装有灯头20。灯头20是JIS (日本エ业规格)中规定的、 例如符合E^灯头的规格的灯头,安装在一般白炽电灯泡用的灯座(未图示)来使用。
[0033] 灯头20具有被称为筒状胴部的外壳(shell) 22和形成为圆形皿状的接触片 (eyelet)对。外壳22和接触片M经由由玻璃材料构成的第1绝缘体沈而成为整体。该成为整体的结构嵌入形成为圆筒状的第2绝缘体观。第2绝缘体观以具有导热性的绝缘材料、例如氮化铝(AlN)等形成。
[0034] 在第2绝缘体28开设有用于将布线90向外部导出的贯通孔28A。
[0035] 灯头20如图1所示,第2绝缘体28外插在小圆筒部14,以未图示的耐热性粘接剂固定在小圆筒部14。
[0036] (3)基座
在夹具12的大圆筒部18,嵌入有整体形成为圆板状的基座30。基座30以铝等的金属材料形成。
[0037] 基座30具有大径部30A和小径部30B,形成有阶梯差部30C。如图2所示,在基座 30的与灯头20相反侧的面(表面),在同心圆上形成有内槽32和外槽34,在中心开设有贯通孔36。
[0038] (4) LED 模块
在基座30的被内槽32和外槽34夹着的表面部分(以下称为“模块搭载面38”。)搭载有LED模块40。
[0039] LED模块40如图2所示,具有对LED进行电连接的布线图案,具有形成为圆环状的印刷布线板构成的安装基板42和在其安装的多个(在本例中是6个的)LED44、46、48、 50、52、M。在安装基板42,围绕圆环中心轴以等角度间隔(在本例中是60度间隔)安装有 LED44,…,54。另外,LED44,•••力4环状(在本例中是圆环状)地配置。
[0040] LED44,-,54各自由蓝色LED芯片和覆盖其的黄色荧光体构成,是进行白色发光的LED (白色LED)。在这里,LED44,…,M通过安装基板42的布线图案(未图示)而电串联连接。
[0041] 再有,安装基板42的形状不限于圆环状,也可以采用椭圆环状等任意的环状。 LED44,-,54的个数根据对LED灯10要求的光量来适宜地決定。
[0042] (5)导光构件
在基座30的表面竖立设置有导光构件56。导光构件56例如由丙烯酸树脂构成。再有,导光构件56不限于丙烯酸树脂,也可以用其他的透光性材料形成。导光构件56具有主体部58和腿部60。
[0043] 主体部58形成为有底圆筒状。腿部60从主体部58的形成为圆环状的开ロ侧端部部分的内周和外周延伸设置,由形成为剖面“ L”字状的内腿部64和外腿部66构成。内腿部64具有其一部分被切缺了的切缺部64A。
[0044] 在导光构件56的内表面形成有反射膜68。反射膜68例如由铝的蒸镀膜构成。[0045] 导光构件56将形成为面对称形的ニ个构件(第1构件70、第2构件72)組合起来而构成。图2示出的是第1构件70。
[0046] 导光构件56在主体部58的内表面,形成有用干支承电路单元82的电路基板84的支承部74。支承部74由从主体部58的内周面起突出设置的第1肋76和第2肋78构成, 在两肋76、78之间形成有支承槽80。此外,具有第1构件70和第2构件72配合面70A。
[0047] 当将第1构件70和第2构件72使其配合面合并组合吋,如上述那样,成为形成为有底筒状的导光构件56。在该情况下,导光构件56的形成为有底筒状的主体部58的开ロ 侧端面如上述那样形成为圆环状,与同样地配置为圆环状的LED44,-,54的该排列方式吻合。再有,图1是以包含连结LED46和LED52的线段的平面切断的剖面。
[0048] 导光构件56的内腿部64嵌入内槽32,外腿部66嵌入外槽34,通过未图示的粘接剂而安装在基座30。LED44,…,M配置在被内腿部64和外腿部66夹着的空间65中,LED 的光出射面与作为被内腿部64和外腿部66夹着的主体部的开ロ端面的导光构件56的光入射部67相向设置。进ー步来说,LED44,…,M在使光出射面与作为导光构件56的主体部58的开ロ侧端面的导光构件56的光入射部67面对的状态下,在该开ロ部端面的圆周方向排列。
[0049] (7)电路单元
电路单元82由电路基板84和安装在电路基板84的电子部件86构成。电子部件为了方便仅使用86的符号,但电子部件除了 86之外还有,通过这些电子部件86构成电路单元。
[0050] 电路基板84例如形成为圆板状,如图1所示,其周缘嵌入导光构件56的支承槽80 而被支承。即,电路单元82整体被收容在形成为有底筒状的导光构件56的中空部中。再有,电路单元82和导光构件56的安装方法除了通过嵌入而被支承之外,也可以使用粘接剂、螺丝、卡定构造等。
[0051] (8)灯罩
LED灯10具有覆盖导光构件56的灯罩96。灯罩96例如由合成树脂材料、玻璃材料等的透光性材料构成。再有,对灯罩96进行了用于获得光漫射功能的喷砂处理、ニ氧化硅等的粒子的喷射涂装、或白色颜料的涂覆涂装。
[0052] 或者,也可以用乳白色的材料形成灯罩96本身。
[0053] 灯罩96形成为ー个端部被切除的大致卵形,开ロ周缘部被嵌入在夹具12的大圆筒部18内存在的阶梯差部30C。而且,在阶梯差部30C填充有耐热性的粘接剂98,由此,基座30和灯罩96固定在夹具12。
[0054] S卩,LED灯10具有如下结构,以夹具12、灯头20、以及灯罩96构成外围器100,在外围器100内容纳多个LED44,…,M和电路单元82。再有,LED灯10不限于灯头20经由夹具12设置在灯罩96的结构。也可以仅以灯头20和灯罩96来构成外围器,在该情况下, 灯头20也可以直接设置在灯罩96的端部。
[0055] 2.电连接
(1)电路单元和灯头的电连接
电路单元82和接触片M以布线88电连接,电路单元82和外壳22以布线90电连接。 电路单元82将经由接触片M和外壳22以及布线88和布线90供给的交流电(从灯头20 接受的电)变换为用于使LED44,…,讨发光的电力,对LED44,…,M供电。[0056] (2)电路单元和LED模块的电连接
电路基板84和安装基板42经由在切缺部64A (图2)中插通的内部布线92、94而电连接(不图示内部布线92、94与安装基板42的连接部分)。
[0057] 3.[散热路径]
根据由上述结构构成的LED灯10,在点亮中在LED44,…,54中产生的热经由安装基板 42、基座30、夹具12向灯头20传导,经由安装有LED灯10的照明器具的灯座,向该照明器具的其它结构构件、进而向其被安装的例如天花板、墙壁散热。
[0058] 在该情况下,在LED灯10中,采用夹着安装基板42在与灯头20相反侧的灯罩96 内容纳电路単元82,在从LED模块40到灯头20的热传导路径中不设置电路单元82的结构,因此不会受到对电路单元82施加的热的影响的制约,能够增大向LED的通电量。由此, 能够进ー步提高高度。
[0059] 4.光路
从配置为环状的LED44,-,54各自出射的光,从作为形成为有底筒状的导光构件56的开放侧端面的导光构件56的光入射部67入射,一边在导光构件56和空气层的边界面(导光构件56的外周面)和形成在导光构件56的内周面的反射膜68反复进行反射,一边在导光构件56内行迸。而且,在相对于上述外周面的入射角是临界角以下的情况下,与该入射角对应的量的光向导光构件56外出射。
[0060] 而且,在导光构件56内行进的光最终从与开放侧端部(光入射部67)相反侧的端面(光出射部)出射。在本例的情况下,出射侧端面(光出射部)是有底筒状的形成为该半球面状的端面和形成为筒状的側面。
[0061] 在假设不具备导光构件56的情况下,从LED44,-,54向电路单元82方向的光被电路单元82遮挡。
[0062] 因此,到达灯罩96的中心轴及其附近的内表面部分的光的量降低。虽然灯罩96 具有漫射功能,但以其为原因,上述中心轴方向前方的光量稍微下降。
[0063] 相对于此,在本例中,从在不具备导光构件56的情况下成为电路単元82的影子的区域(背后的区域)、即导光构件56的上述出射侧端面出射光,因此能够尽可能地抑制在上述中心轴方向前方产生的光量的降低。
[0064] 从导光构件56向灯罩内壁出射的光在灯罩96漫射,从灯罩96表面向各种各样的方向出射。結果,能够朝向LED灯10的全周方向出射光。
[0065] 再有,在本例中,在导光构件56的内周面形成有反射膜68,但也可以不一定设置反射膜68。这是因为即使不设置,在导光构件56内行进的光的一部分也在该内周面反射, 朝向上述出射侧端部,在向导光构件56的中空部出射的光中,一部分从内周面向导光构件 56再入射,在导光构件56内行进。
[0066] <第2实施方式>
图3是表示实施方式2的电灯泡形的LED灯102的剖面图。
[0067] 再有,LED灯102主要是构成LED模块的LED和导光构件不同,除此之外基本上与实施方式1的LED灯10具有同样的结构。因此,在图3中,对与LED灯10同样的结构部分赋予相同的符号并省略说明,以下以相异的部分为中心进行说明。
[0068] 构成实施方式2的LED模块104的LED106仅是蓝色LED,用于获得白色光的黄色荧光体形成在导光构件108。再有,在本例中,对构成LED模块104的全部的LED赋予相同的符号。
[0069] 1.结构
实施方式1的导光构件56 (图1)形成为有底筒状,相对于此,实施方式2的构成LED 灯102的导光构件108形成为两端开放的圆筒状。
[0070] 而且,在导光构件108的内周面内,在比形成支承槽80的第1肋76靠近灯头20 侧区域中,形成有反射膜110。另ー方面,在除此之外的内周面区域、外周面区域、以及光出射侧端面形成有作为波长变换层的黄色荧光体层112。
[0071] 2.光路
根据由上述结构构成的LED灯102,从配置为环状的6个LED106各自出射的蓝色光, 从形成为圆筒状的导光构件108的与LED106的光的出射部相向的端面(灯头20存在的一侧的端面(光入射部111))入射,一边在导光构件108和荧光体层112的边界面(导光构件 108的外周面)和形成在导光构件108的内周面的反射膜110反复进行反射,ー边在导光构件108内行迸。而且,在相对于上述外周面的入射角是临界角以下的情况下,与该入射角对应的量的蓝色光向导光构件108外出射。这时,在通过荧光体层112的期间,蓝色光的一部分变换成黄色光,与没有变换的蓝色光进行混色而变成白色光,从灯罩96向LED灯102外出射。
[0072] 而且,在导光构件108内行进的光最终从与灯头20存在的ー侧相反侧的端面(光出射部)出射。在本例的情况下,出射侧端面成为圆环状端面。
[0073] 在该情况下,从上述光出射部出射的光的一部分由于是在导光构件108中反复进行反射而行进来的光,所以相对于形成为圆筒状的导光构件108的中心轴具有角度而出射。結果,向灯罩96的中心轴及其附近的内表面部分方向也出射光,与实施方式1的情况同样,与假设没有设置导光构件108的情况相比较,能够尽可能地抑制在灯罩96的中心轴方向前方产生的光量的降低。
[0074] 此外,荧光体粒子越变为高温,波长变换效率越降低,因此通过如本例那样在导光构件108形成荧光体层112,与实施方式1那样覆盖LED设置荧光体的情况相比,难以受到 LED发光中的热的影响,能够抑制荧光体粒子的波长变换效率的降低。
[0075]〈第1和第2实施方式的变形例>
图4 (a)、图4 (b)中表示实施方式1的变形例,图4 (C)、图4 (d)中表示实施方式 2的变形例。再有,在图4中,专门对为了说明各实施方式的差异所需要的结构部件赋予符号。对与对应的实施方式相同的结构部件赋予相同的符号。
[0076] 1.第1实施方式的导光构件的变形例
在图4 (a)所示的例子中,在构成LED模块的LED中使用蓝色LED114。而且,在导光构件56的外表面形成有作为用于将蓝色LED114的出射光变换成黄色光的波长变换层的黄色荧光体层116。
[0077] 在图4 (b)所示的例子中,在构成LED模块的LED中使用蓝色LED114。而且,在灯罩96的内表面形成有作为用于将蓝色LED114的出射光变换成黄色光的波长变换层的黄色荧光体层118。
[0078] 2.第2实施方式的导光构件的变形例在图4 (c)所示的例子中,在构成LED模块的LED中使用白色LED 120。而且,在导光构件108没有形成荧光体层。
[0079] 在图4 (d)所示的例子中,与实施方式2同样地,在构成LED模块的LED中使用蓝色LED106,而且,在灯罩96的内周面形成有黄色荧光体层122。
[0080] 3.第1实施方式的电路单元的支承方法的变形例
图5表示的是表示导光构件的中空部中的电路单元的支承方法的变形例的图。本例是对实施方式1 (图1)的变形例。
[0081] 在实施方式1中,以导光构件56支承电路单元82,但在本例中,以4根金属线IM (在图5中尽显现3根)进行支承。
[0082] 金属线124的一个端部固定在电路基板84中的没有形成布线图案的绝缘基板部分,另一端压入固定在开设于基座30的安装孔126中。
[0083] 再有,图5示出了对实施方式1的变形例,但在实施方式2、图4所示的变形例中也能够采用图5所示的支承方法。
[0084] 4.第1实施方式的电路基板的设置方向的变形例
图6、图7表示的是表示导光构件的中空部中的电路基板的设置方向的变形例的图。本例是对实施方式1 (图1、图2的变形例。本变形例与上述的实施方式1主要是电路単元和导光构件(第1构件、第2构件)不同,除此之外与实施方式1相同。由此,在图6、图7中, 对与图1、图2同样的结构部分赋予相同的符号并省略其说明,以下以相异的部分为中心进行说明。
[0085] 将实施方式1的电路基板84在与灯罩96的中心轴交叉的(正交)的方向配置(以下称为“横配置”。),但在图6所示的例子中,在与上述中心轴成为平行的方向配置(以下称为“纵配置”。)。
[0086] 在横配置中,在电路基板从LED比较离开的情况下,在一方的安装面安装的各电子部件距LED的距离没有大差別,但在纵配置中,在一方的安装面中以与电路基板的长度对应的量,在各电子部件距LED的距离中产生差。因此,考虑LED的热的影响,能够采用将越不耐热的部件安装在距LED越远的位置(越耐热的部件安装在离LED越近的位置)的配置。
[0087] 图7 (a)是构成变形例的LED灯130的导光构件132的第1构件134的立体图, 图7 (b)是第2构件136的立体图。
[0088] 在第1构件134,从其内周面平行地设置有3根销138、140、142。另ー方面,在第 2构件136的内周面,突出设置有与销138、140、142的顶端部分分別嵌合的凸起座(boss) 144、146、148。
[0089] 图7 (c)是电路基板150的平面图,是电子部件的未安装的状态。电路基板150 具有配合销138、140、142的配置间隔而开设的贯通孔152、154、156。
[0090] 在本例中,在电路基板150的各个贯通孔152、154、156中使对应的销138、140、141 通过而将电路单元158安装在第1构件134之后,将销138、140、141各自的顶端部分嵌合到对应的凸起座144、146、148,并且使配合面134A、136A彼此合并组合,由此成为将电路单元158收容在其中空部中的状态的形成有底筒状的导光构件132。
[0091]〈第3实施方式〉 1.结构图8 (a)是表示实施方式3的LED灯160的概略结构的剖面图。LED灯160与实施方式1、2的LED灯10、102的基本结构相同,但LED灯160近似于HID (高高度放电灯)的一般的形状,意在代替该HID灯的光源。再有,在图8 (a)中,对与图1所述的实施方式1的 LED灯10相同的结构部分赋予相同的符号,省略其详细的说明。
[0092] LED灯160具有形成为筒状的基座162。基座162以具有导热性的绝缘材料、例如氮化铝(AlN)等形成。在基座162下部的形成为大致圆筒状的下部圆筒部164,嵌入有灯头 164的外壳22。下部圆筒部164发挥与实施方式1的第2绝缘体观(图1)同样的作用。
[0093] 在基座162上部的外周形成的外阶梯差部168,外插有形成为有底筒状的灯罩170 的开放端侧端部部分。灯罩170形成为与HID灯具有的外管近似的形状(即直管状),由合成树脂材料、玻璃材料等的透光性材料构成。在这里,灯罩170的中心轴与灯头166的中心轴大致一致,将该中心轴设为灯轴X。
[0094] 在基座162的同样在上部形成的圆形槽部172的底部,搭载有LED模块174。LED 模块174的结构与实施方式1的LED模块40 (图1、图2)基本相同。
[0095] 即,具有由形成为圆环状的印刷布线板构成的安装基板、在其安装并电串联连接的多个蓝色LED芯片、以及圆环状地覆盖这些LED芯片的黄色荧光体。
[0096] LED灯160具有以其ー个端面堵塞圆形槽部172的开ロ部的方式设置的、形成为筒状(在本例中是圆筒状)的导光构件176。导光构件176与实施方式2的导光构件108 (图 3)同样地,由形成为半圆筒形的第1构件178和第2构件180构成。此外,第1构件178具有从其内周面突出设置的销182、184,第2构件180具有与销182、184对应地从其内周面突出设置的凸起座186、188,与变形例的LED灯130的情况同样地(图6、图7),以销182、184 将电路単元190的电路基板192在导光构件176内保持。
[0097] 导光构件176的与LED模块174侧相反侧的端面194在灯轴X的方向,位于灯罩 170的全长的大致一半的位置。这是因为HID灯的光中心通常位于该位置。
[0098] 端面194形成为图示那样的锥状。图8 (b)表示的是从灯轴χ方向观察端面194 的图,在端面194放射状地形成有反射膜196。反射膜196由铝的蒸镀膜等形成。
[0099] 2.光路
根据由上述结构构成的LED灯160,从LED模块174出射的光,从形成为圆筒状的导光构件176的与LED模块174相向的端面(灯头166存在的一侧的端面(光入射部))入射,一边在导光构件176和空气层的边界面反复进行反射,一边在导光构件176内行迸。而且,在相对于上述边界面的入射角是临界角以下的情况下,与该入射角对应的量的光向导光构件 176外出射。而且,在导光构件176内行进的光最终从与灯头166存在的ー侧相反侧的端面 (光出射部)出射。
[0100] 在该情况下,从上述光出射部出射的光的一部分由于是在导光构件176中反复进行反射而行进来的光,所以相对于形成为圆筒状的导光构件176的中心轴(灯轴X)具有某种程度的角度(具有扩展地)出射,但在本例中,为了进一歩使其扩展而设置有反射膜196。 为了使以比通过导光构件176内的反射获得的出射角(相对于灯轴X的角度)大的角度出射的光变多,设置有反射膜196。在这里,反射膜196与灯轴X形成的角根据需要的配光特性而适宜地设定。
[0101] 再有,反射膜的形成图案不限于放射状。例如,可以形成为方格花纹状,也可以形成为将灯轴X作为中心的同心圆状。总之,只要在导光构件176中行进来的光的一部分向与导光构件176内的反射角对应的方向,剰余的部分向与灯轴X交叉的所希望的方向(根据反射膜与灯轴X形成的角而决定的方向)从端面194出射的话即可。
[0102]〈第4实施方式〉
參照附图详细地说明第4实施方式。第4实施方式的灯例如是使形状和性能与带有反射镜的卤素灯匹配的灯。通常,带有反射镜的卤素灯比白炽电灯泡高高度。因此,在现有技术中,为了获得与卤素灯同等的亮度,需要増加LED的个数,于是LED模块的发热量増大,因此电子部件的热破坏导致的寿命降低的问题变得更显著。此外,卤素灯从钨灯丝向大范围出射光,相对于此,LED出射的光的指向性強。因此,仅将LED以向反射镜的光轴方向出射光的方式设置在反射镜的基部,几乎不能获得利用反射镜的配光特性。第4实施方式的灯具有解决上述问题的结构。
[0103] 1.结构
图9是表示第4实施方式的LED灯的结构的剖面图,图10是表示基座、LED模块以及导光构件的立体图。
[0104] LED灯201具备:具备LED的LED模块MO ;在内部容纳LED模块240的反射镜5 ; 位于反射镜5的一端的前面板9 ;用于使LED发光的电路单元82 ;与电路单元82电连接的灯头220 ;安装在灯头220的基座7 ;使从LED出射的光导光的导光构件256 ;搭载LED模块 M0,竖立设置有导光构件256的台构件17。此外,导光构件256的顶端部四7 (光出射部) 位于反射镜5的焦点或其附近,并且成为在导光构件256内导光来的光的出射部。
[0105] LED灯201具有如下结构,以灯头220、反射镜5、以及前面板9构成外围器,在外围器内容纳多个LED和电路单元82。进而,灯头220直接设置在反射镜5。
[0106] 在反射镜5有开ロ也可,没有也可(也就是说,也可以是封闭系统,也可以是开放系統。)。此外,也可以用灯头220、反射镜5、前面板9以及至少1个其它构件来构成外围器。 在该情况下,灯头220也可以经由其它构件设置在反射镜5。
[0107] (1)灯头
灯头220设置在反射镜5的基部侧。在灯头220中有各种各样的类型,不被其结构所限定,但在这里,外壳222是爱迪生型,例如Ell型。
[0108] 灯头220包括:安装在反射镜5、基座7的主体部81 ;安装在主体部81的外壳222 ; 以及在主体部81的与反射镜5相反侧的端部设置的接触片224。外壳222经由布线90,接触片2¾经由布线88分別与电路单元82电连接。主体部81具有空洞,布线88、90通过该空洞内。空洞的外壳222侧的端部以导热性良好的硅酮树脂等堵塞。
[0109] 主体部81由绝缘材料构成,由大径筒部81a和外径比大径筒部81a小的小径筒部 81b构成。大径筒部81a的内径的形状和尺寸是与基座7对应的形状和尺寸。具体来说,大径筒部81a成为与基座7的圆板部47和圆筒部49对应的形状,所以大径筒部81a的剖面形状成为阶梯差状。小径筒部81b从大径筒部81a的接触片2M侧延伸出。再有,大径筒部81a和小径筒部81b的横剖面形状形成为圆环状。外壳222的外周面形成螺丝状,覆盖小径筒部81b。再有,外壳222通过粘接剂固定在小径筒部81b。接触片2¾是被焊接有在小径筒部81b的内部相通的布线90的结构。
[0110] (2)基座基座7包括:在中央开了用于通过布线88、90的孔的板状的圆板部47 ;以及筒状的圆筒部49。基座7不限于上述形状,能够采用任意的形状。在基座7的圆筒部49安装有灯头 220。
[0111] 在本实施方式中,圆筒部49从圆板部47延伸出。圆板部47的中心位于圆筒部49 的中心轴上,从灯头220侧延伸的布线88、90通过圆板部47的孔,与电路单元82连结。
[0112] 在基座7搭载有台构件17。具体来说,在圆板部47的电路单元82侧表面搭载有台构件17。台构件17向基座7的搭載,例如通过利用螺丝、粘接剂、卡定结构等来进行。再有,台构件17以其中心与圆板部47的中心在设计上一致的形状,具体地是在台构件17的孔与圆板部47的孔一致的状态下搭载在基座7。
[0113] (3) LED 模块
LED模块240如图10所示,例如具有由形成为圆环状的印刷布线板构成的安装基板 223,和在其安装的8个LED227、2四、231、233、2;35、237、239、241。在安装基板223,沿着其圆环的中心,围绕圆环中心轴以45度间隔安装有LED227,…,241。即,LED227,…,241对应于安装基板223的形状,环状地配置。而且,LED模块240在使光的出射方向朝向与灯头 220相反侧的状态下,设置在反射镜5内。再有,LED227,…,241分别是白色LED。
[0114] (4)导光构件
导光构件256形成为筒状,以其顶端部297 (光出射部)朝向与灯头220相反侧的方式, 竖立设置在台构件17。在导光构件256的内表面,为了将从LED模块240入射的光在导光构件256的内表面反射,导向顶端部四7,形成有反射膜四1。
[0115] 导光构件256具有主体部258和腿部沈0。主体部258例如形成为堵塞圆筒的开 ロ的圆筒状,在其内表面具有用于将电路单元82安装在导光构件256的支承槽205。
[0116] 支承槽205的性质是沿着导光构件256的内表面的槽。
[0117] 以在顶端部四7内存在反射镜5的焦点的方式,将顶端部297设置在焦点及其作为其周围区域的焦点区域(包含焦点的区域,或虽然不包含焦点但位于焦点附近的区域)的位置。顶端部297被磨砂加工而具有光漫射效果。在本实施方式中,顶端部四7的形状是半球状,但也可以采用半椭圆球状等其他形状。
[0118] 腿部260从顶端部297的相反侧的端部的内周和外周延伸设置,由剖面形成为“L” 字状的内腿部202和外腿部203构成。顶端部297的相反侧的端面形成为圆环状,成为与同样地配置成圆环状的LED227,…,241的该排列对应的形状。即,导光构件256的腿部沈0 成为与LED227,…,241的配置一致的圆筒状。再有,LED227,…,241的配置不同的话,腿部沈0的形状也对应其进行变化。
[0119] (5)电路单元
电路单元82构成为包括电路基板84和安装在该电路基板84的各种电子部件86a、 86b,容纳在导光构件256内。具体来说,电路基板84的周缘部嵌入导光构件256的支承槽 205而被支承。电路单元82和灯头220通过布线88、90而电连接,电路单元82从灯头220 接受供电,使LED模块240发光。
[0120] (6)台构件
台构件17在其反射镜开ロ部43侧的面搭载导光构件256和LED模块M0,并且在相反面与基座7相接。如图10所示,台构件17为了嵌入导光构件256的腿部沈0,具备内槽232和外槽234。导光构件256的内腿部202嵌入内槽232,外腿部203嵌入外槽234,通过未图示的粘接剂而安装在台构件17。在台构件17的中央开有用于通过布线88、90的孔。
[0121] (7)反射镜
反射镜5利用与在卤素灯使用的反射镜相同的反射镜。反射镜5的形状不被特別限定,但在这里使用一个端部具有开ロ、另ー个端部具有比上述一个端部窄的开ロ、并且形成为在内表面具有反射面的碗状的反射镜5。S卩,反射镜5形成为在其一端具有开ロ部43的碗状,并且在相当于碗状的底的部分具有开ロ 45。反射镜5例如通过玻璃、陶瓷、金属、树脂构成。反射面例如通过金属膜、白色的树脂、具有透光性的玻璃、树脂来构成。在反射面通过具有透光性的玻璃、树脂构成的情况下,能够产生漏光。
[0122] 反射镜5的开ロ 45侧通过粘接剂安装在灯头220的主体部81。再有,反射镜5的形状不限于碗状,例如也可以是漏斗状等。从LED模块MO出射的光通过导光构件256内, 最终从反射镜5的开ロ部43向外部射出。
[0123] 此外,反射镜5的反射面也可以是抛物面,也可以是旋转椭圆面。在反射镜5的反射面是抛物面的情况下,入射到反射面的光成为平行光。另ー方面,在反射镜5的反射面是旋转椭圆面的情况下,从反射镜5的第1焦点(相当于本发明的“焦点”,以下仅称为“焦点”。)发出并朝向该反射面的光,在该反射面以向第2焦点聚光的方式反射。
[0124] (8)前面板
前面板9由透光性材料构成,堵塞反射镜5的开ロ部43。因此,前面板9形成为与反射镜5的开ロ部43对应的形状,具体来说是圆盘状。前面板能够利用玻璃、树脂等。
[0125] 前面板9向反射镜5的安装不被特別限定,例如通过安装构件51来安装。安装构件51例如具有圆环状的圆环部53和在圆环部53的多处设置的卡定部55,在圆环部53与前面板9的周缘部M抵接的状态下,卡定部55与反射镜5的开ロ部43的凸缘部59卡定, 由此进行前面板9向反射镜5的安装。设置前面板,能够防止导光构件256等破损时,其碎片落下。
[0126] 2.电连接
如图9所示,电路单元82和灯头220通过布线88、90连接。布线88、90的另一端连接于灯头220,一端连接于电路单元82。LED模块240和电路单元82通过布线92、94连接。
[0127] 3.[散热路径]
LED灯201由于具有上述结构,所以在LED227,···,241产生的热从基座7向灯头20传热,从灯头20经由照明器具的灯座,向照明器具、墙壁以及天花板散热。
[0128] 因此,即使在为了提高高度而提高向LED227,…,241的投入电流的情况下,发光时的LED227,…,241产生的热增加,但该热从灯头220向照明装置侧传导。
[0129] 4.光路
从LED227,…,241出射的光入射到导光构件256的顶端部四7的相反面(光入射部沈7),在导光构件256内行迸。而且,在导光构件256内行进的光最终从导光构件256的顶端部四7 (光出射部)出射。从顶端部四7出射的光的一部分由于是在导光构件256中反复进行反射而行进来的光,所以从顶端部297通过前面板9向外部放射状地出射。剰余的光到达反射镜5,之后在上述的作为抛物曲面的反射面反射的光被聚光,通过前面板9向外部出射。[0130] 5.效果
在本实施方式中,由于在导光构件256内设置有电路单元82,所以在基座7和灯头220 之间不需要容纳电路单元82的空间,能够在接近灯头220的位置搭载LED模块M0,能够利用与卤素电灯泡接近的形状、大小的反射镜5。由此,能够使LED灯201向利用卤素电灯泡的现有的照明器具的安装适合率为大致100[%]。
[0131] 此外,电路单元82设置在导光构件256内,设置在灯头220的相反侧,成为在包含不耐热的电子部件的电路单元82和发热大的LED模块40间确保了距离的结构。如果采用这样的结构的话,即使LED模块MO的温度上升,电路单元82也难以受到该温度上升的影响,电路单元82的电子部件被热损伤的情况变少。結果,能够使LED灯201的寿命比较长。
[0132] 进而,从导光构件256的顶端部297放射状地出射光,将顶端部四7以位于反射镜 5的焦点区域的方式进行设置,因此从反射镜5的焦点放射地出射光。因此,光有效率地到达对象物,能够使照度提高。
[0133]〈第5实施方式〉
在第4实施方式中,作为发光体的半导体发光元件使用白色LED,在第5实施方式中说明作为半导体发光元件使用蓝色LED的方式。此外,在第5是实施方式中,不使用台构件 17,而采用导光构件56竖立设置在作为基座307的表面的圆板部347的方式。再有,针对与在第1、实施方式中说明的结构相同的结构,使用与第1、实施方式相同的符号。
[0134] (1)结构
图11是表示第5实施方式的LED灯301的构造的剖面图。
[0135] 第5实施方式的LED灯301具备LED模块340、反射镜5、基座307、前面板9、电路单元82、灯头220、导光构件256。LED模块340由多个蓝色LED和安装基板构成。此外,在作为导光构件256的出射部的顶端部四7 (光出射部)的表面,形成有用于从LED模块340 出射的蓝色光获得白色光的黄色荧光体层315。
[0136] 从LED模块340出射的蓝色光在导光构件256内行进,从导光构件256的顶端部 297出射。在从导光构件297出射时,蓝色光和黄色荧光体組合,看上去为白色。之后,光到达反射镜5、前面板9侧。LED模块340直接设置在作为基座307的表面的圆板部347。
[0137] 此外,导光构件256直接竖立设置在作为基座307的表面的圆板部347。具体来说,在基座307的表面设置槽,通过使导光构件256的腿部260嵌入该槽,从而将导光构件 256竖立设置在基座307。
[0138] (2)效果
在该结构中,由于没有使用在第4实施方式中使用的台构件17,所以能够减少组装エ时。
[0139] 此外,与第2实施方式同样地,通过在导光构件256形成荧光体层315,与覆盖LED 设置荧光体的情况相比,难以受到LED发光中的热的影响,能够抑制荧光体粒子的波长变换效率的降低。
[0140]〈第6实施方式〉
使用附图对第6实施方式进行说明。再有,针对与在第广5实施方式中说明的结构相同的结构,使用与第广5实施方式相同的符号。
[0141] 1.结构图12是表示第6实施方式的LED灯401的构造的剖面图。
[0142] 第6实施方式的LED灯401具备LED模块MO、反射镜405、电路单元82、灯头420、 以及导光构件456。
[0143] 导光构件456除了腿部495之外整体是圆筒状,其顶端部407也形成为圆筒状,并且顶端部407的圆周面被磨砂加工而具有光漫射效果。在导光构件456的内表面形成有反射膜491。
[0144] 导光构件456直接竖立设置在灯头420,没有使用基座7和台构件17。具体来说, 在灯头的表面设置槽,通过使导光构件456的腿部495嵌入该槽,从而将导光构件456竖立设置在灯头420。LED模块240直接设置在灯头420。
[0145] 在电路单元82和灯头420之间,为了将电路単元82的热传递到灯头420,设置有棒状或柱状的传导构件470。传导构件470以其一端与电路单元82热连接,另一端与灯头 20热连接的方式,在电路单元82和灯头420之间配置。此外,在灯头420的内侧与传导构件470之间的空间的一部分中,注入有树脂472。
[0146] 从使电路单元82的热传递到灯头420侧来削减电路単元82的热负载的观点出发,传导构件优选使用导热率高的材料,但只要是使热传导的材料的话,至少能抑制电路单元82的温度上升的一部分。因此,作为传导构件,能够利用绝缘性的玻璃材料、陶瓷等。
[0147] 此外,传导构件470不限于棒状,也可以内部具有空洞的筒体,进而,也可以是引线等的金属线。虽然将传导构件470的另一端连接于灯头420,但也可以连接于灯头420以外的其它构件、例如反射镜。此外,传导构件的一端也可以连接于电路基板以外的构件,例如也可以连接于安装在电路基板的电子部件中的最变得高温的电子部件。
[0148] 在本实施方式中,没有在反射镜405的开ロ部443设置前面板9,开ロ部443成为开放状态,通过灯头420和反射镜405构成外围器。反射镜405的反射面是旋转椭圆面,入射到反射面的光作为平行光而被反射,向外部出射。
[0149] 2.效果
由于没有设置台构件17、基座7、以及前面板9,所以能够抑制组装エ吋。
[0150] 此外,通过不设置前面板9,从而能够将在LED模块240产生的热有效地散热。进而,通过设置传导构件470,从而能够将在LED模块240产生的热有效地向灯头420侧散热。
[0151]〈第7实施方式〉
使用附图对第7实施方式进行说明。再有,针对与在第广6实施方式中说明的结构相同的结构,使用与第广6实施方式相同的符号。
[0152] 1.结构
图13是表示第7实施方式的LED灯501的构造的剖面图。
[0153] 第7实施方式的LED灯501具备LED模块M0、反射镜5、前面板9、电路单元82、 灯头520、以及导光构件556。各个LED由蓝色LED和覆盖其的黄色荧光体构成,是进行白色发光的LED (白色LED)。
[0154] 导光构件556的顶端部507 (光出射部)是其外径是比筒部503的外径大的圆顶状,并且被磨砂加工,具有光漫射效果。在导光构件556的内表面形成有反射膜591。导光构件556直接竖立设置在灯头520,没有使用基座7和台构件17。具体来说,在灯头520的表面设置槽,通过使导光构件556的腿部595嵌入该槽,从而将导光构件556竖立设置在灯头520。再有,电路单元82分別在2个电路基板84a、84b的上下搭载有电子部件。
[0155] 在本实施方式中,通过灯头520和反射镜5构成外围器。
[0156] 2.效果
由于导光构件556竖立设置在灯头220,没有设置台构件17、基座7,所以能够抑制组装エ时。
[0157]〈第8实施方式〉
在上述的实施方式中,LED模块配置在导光构件的腿部,但在第8实施方式中,说明对该LED模块将反射镜的反射面部分作为基座,将LED环状地配置的方式。再有,针对与在第 Γ7实施方式中说明的结构相同的结构,使用与第广7实施方式相同的符号。
[0158] 1.结构
图14是表示第8实施方式的LED灯601的构造的剖面图。
[0159] 第8实施方式的LED灯601具备LED模块MO、反射镜605、基座7、前面板9、电路单元82、灯头220、导光构件256、台构件17、以及LED模块603。各个LED由蓝色LED和覆盖其的黄色荧光体构成,是进行白色发光的LED (白色LED)。
[0160] 反射镜605形成为在其一端具有设置有前面板9的开ロ部的碗状,并且在相当于碗状的底的部分具有开ロ 645。在反射镜605的比导光构件256的顶端部297接近灯头220 的位置,其内周面隆起而成为基座。LED模块603在设置于反射镜605的基座上配置为环状。LED模块603优选处干与作为导光构件256的光的出射部的顶端部297相比接近灯头 220的位置。由此,能够抑制LED模块603妨碍从顶端部四7出射的光。
[0161] 2.效果
因为较多地设置LED,所以能够提高LED灯601的光量。
[0162]〈第9实施方式〉
參照附图对用于实施本发明的第9实施方式详细地进行说明。
[0163] 1.整体结构
图15是表示第9实施方式的LED灯701的构造的剖面图。
[0164] LED灯701具备:LED模块740 ;在内部容纳有LED模块740的反射镜705 ;将从 LED模块740出射的光导光到反射镜705的焦点区域的柱状的导光构件756 ;设置在反射镜 705的开ロ侧的前面板9 ;用于使LED发光的电路单元82 ;以及与电路单元82电连接的灯头720,电路单元82被收容在导光构件756的内部的中空部756a。此外,导光构件756的顶端部762 (光出射部)位于反射镜5的焦点或其附近。
[0165] (1)灯头
灯头720以堵塞反射镜705的突出部731的开ロ的方式,安装在反射镜705的突出部 731的一端和导光构件756的一端。
[0166] 再有,灯头720向反射镜705的安装,例如能够通过螺丝、粘接剂、卡定构造等进行,在这里通过粘接剂而被固接。
[0167] 灯头720包括:安装在反射镜705、导光构件756的灯头主体783 ;安装在灯头主体 783的外壳722 ;以及在灯头主体783的一端设置的接触片724。
[0168] 灯头主体783由大径筒部797和外径比大径筒部797小的小径筒部799构成。在大径筒部797和小径筒部799之间,设置有倾斜部701。小径筒部799从大径筒部797的接触片7¾侧延伸出。再有,大径筒部797和小径筒部799的横剖面形状形成为圆环状。灯头720的形状有各种各样的类型,不被上述结构所限定,但在这里,小径筒部799是爱迪生型的灯头,例如形成与Ell灯头类似的形状。
[0169] 灯头主体783具有:从大径筒部797向小径筒部799侧阶梯差状地凹入的第1凹入部分704 ;以及从第1凹入部分704的大致中央起向一端侧进一歩凹人的第2凹入部分 703。
[0170] 第1凹入部分704的形状(俯视形状)与LED模块740的外观形状(俯视形状的外周形状)一致。在该第1凹入部分704中嵌合LED模块740的状态下,LED模块740安装在灯头主体783。再有,LED模块740向第1凹入部分703的安装,例如能够通过螺丝、粘接剂、卡定构造等进行,在这里通过粘接剂而被固接。
[0171] 外壳722和接触片724的结构与实施方式4等中的外壳和接触片相同。
[0172] (2) LED 模块
LED模块740具备:安装基板721 ;在安装基板721的表面安装的多个LED723 ;以及在安装基板721上覆盖多个LED723的密封体725。
[0173] 安装基板721是绝缘板,在这里俯视时的形状形成为(俯视形状)圆形状。此外,在安装基板721形成有用于使连接灯头720和电路单元82的布线通过的贯通孔707、709,以及连接灯头720和LED723的电极焊盘715、717。
[0174] 密封体725主要由透光性材料构成,在需要将从LED723发出的光的波长向规定的波长变换的情况下,在透光性材料中混入对光的波长进行变换的波长变换材料。
[0175] 作为透光性材料例如能够利用硅酮树脂,此外,作为波长变换材料例如能够利用荧光体粒子。
[0176] 在这里,LED723是将蓝色光作为发光色的LED,作为波长变换材料利用将蓝色光变换成黄色光的荧光体粒子。由此,从LED723出射的蓝色光和通过荧光体粒子进行波长变换后的黄色光进行混色,从LED模块740 (LED灯701)发出白色光。再有,由多个LED723 构成的发光部的中心位于反光镜705的光轴727上。
[0177] (3)导光构件
导光构件756如上述那样在内部有中空部756a,具有主体部741和腿部743,主体部 741在从反射镜705的底延伸设置的状态下,设置在反射镜705。
[0178] 图16是导光构件756、LED模块740和灯头720的分解立体图。
[0179] 主体部741形成为具有中空部756a的柱状(在本例中是圆柱状),其两端堵塞。从主体部741的一个端面(位于灯头720侧的端面)延伸设置有腿部743。主体部741的另ー 端(也称为顶端)形成为半球状。腿部743形成为圆筒状。中空部756a如图15和图16所示,在圆柱的两端形成半球和圆锥结合了那样的空间形状,半球侧位于另一端侧。
[0180] 在圆筒状的腿部743的内部,LED模块740以与主体部741的一个端面761 (入射部)相向的状态配置,在中空部756a内容纳有电路单元82。此外,在主体部741的中空部 756a和主体部741的一个端面761之间的部分,形成有使中空部756a和腿部743的内部连通(联络)的联络孔745、747。布线788、789通过该联络孔745、747内,将电路単元82和 LED模块740电连接,并将电路单元82和灯头720电连接。
[0181] 导光构件756将形成为面对称形的ニ个构件(第1构件749、第2构件751)組合起来而构成。第2构件751由于与图15的剖面相比靠近面前的位置,所以没有显现,在图16 中,为了了解导光构件756的内部的样子,分开第1构件749和第2构件751,仅在图16中显现第1构件749。
[0182] 第1构件749和第2构件751如上述那样,相互形成为面对称的形状,因此具有同样的结构,在说明第1构件749时使用的符号的结构也能同样地用于第2构件751。
[0183] 第1和第2构件749、751在另一端侧形成有构成中空部756a的第1凹入部753, 在ー个端部侧形成有构成圆筒状的腿部743的第2凹入部755。在第1和第2构件749、751 的第1凹入部753和第2凹入部755之间,形成有布线788、789用的接连槽757、759。
[0184] 当将上述结构的第1构件749的配合面749A和第2构件751的配合面75IA彼此合并组合吋,如上述那样,成为整体形成为柱状的导光构件756。
[0185] 导光构件756在安装在反射镜705的状态下,导光构件756的一个端面(是主体部 741的ー个端面,形成圆形状的端面。)与LED模块740的光出射部(在内部配置有LED的密封体725)相向。
[0186] 因此,从LED模块740出射的光从导光构件756的主体部741的一个端面入射到导光构件756内。因此,主体部741的端面761成为相导光构件756的光入射部。
[0187] 此外,作为导光构件756的另ー个端部的顶端部762被进行了漫射处理,例如磨砂处理,在导光构件756内行进来的光从另ー个端部以漫射状态出射。也就是说,成为该光从顶端部762向四面八方出射的光出射部。
[0188] (4)电路单元
电路单元82构成为包括电路基板84和安装在该电路基板84的各种电子部件86a、 86b。电路单元82在导光构件756内的容纳,例如通过电路基板84安装在导光构件756的中空部756a的一端侧的端面来进行。电路基板84通过粘接剂固接在导光构件756。
[0189] (5)反射镜
反射镜705整体形状形成为漏斗状,具备:形成为形成漏斗状的一部分的圆柱状的主体部729 ;以及形成漏斗状的一部分的筒状的突出部731。也就是说,形成为一端(在这里是与灯头720相反侧的端)部具有开ロ、另ー个端部具有比一个端部窄的开ロ、并且在内表面具有反射面漏斗状。
[0190] 再有,主体部729的延长面和反射镜705的光轴交叉的部分,通过贯通突出部731 的内部的贯通孔737而开ロ,但将该交叉的部分及其周围作为主体部7¾的底或反射镜705 的基部。此外,主体部729的开ロ 733也是反射镜705的开ロ 733。
[0191] 突出部731形成为其横剖面形状例如形成为圆状的筒状,从主体部729的底向外方突出。在设置于突出部731的贯通孔737,插入安装有导光构件756的ー个端部。具体地,在导光构件756中,主体部741的腿部743侧的部分和腿部743插入到反射镜705的贯通孔737,通过未图示的粘接剂安装在反射镜705。此外,在突出部731的外方端部安装有灯头720。
[0192] 再有,前面板9具有与在实施方式4等中使用的结构同样的结构。
[0193] 2.电连接
(1)电路单元和灯头的连接
电路单元82和灯头720如上述那样通过布线790、791连接。布线790、791如图15所示,通过灯头主体783的内部(第2凹入部分705和第1凹入部分703)、LED模块740的安装基板721的贯通孔707、709 (參照图16)、导光构件756的腿部743的内部和导光构件756 的主体部741的联络孔745、747。
[0194] 再有,如图16所示,灯头主体783的第1凹入部分703的一部分被切缺(是符号 “711”、“713”。)。由此,能够将布线790、791从LED模块740的安装基板721向第2凹入部分704导出。
[0195] (2)电路单元和LED模块的连接
电路单元82和LED模块740通过布线788、789连接。布线788、789如图15所示,通过导光构件756的腿部743的内部、导光构件756的主体部741的联络孔745、747。此外,通过焊锡(未图示)进行布线788、789和电路单元82的连接。虽然在图15和图16中没有示出,但布线788、789还与布线790、791 —起插通联络孔745、747。此外,灯头720和LED723 经由电极焊盘715、717连接。
[0196] 再有,通过焊锡(未图示)进行布线788、789和LED模块740的连接以及布线788、 789和电路单元82的连接。
[0197] 3.[散热路径]
本实施方式的LED灯701与实施方式4等同样地,在点亮时在LED723产生的热向灯头 720传热,从灯头720经由灯座向照明器具的主体、墙壁、天花板散热。
[0198] 4.光路
通过上述的结构,LED模块740配置在以灯头720的灯头主体783和导光构件756的腿部743和导光构件756的主体部741的端面761形成的空间内,LED模块740的LED723 的光出射面(是密封体725的表面。)与导光构件756的主体部741的端面761相向。也就是说,导光构件756的主体部741的端面761成为从LED模块740出射的光的入射部。
[0199] 像这样,从LED模块740出射的光从导光构件756的端面761入射。之后,该光在导光构件756和空气层的边界面(导光构件756的外周面)间、导光构件756的外周面和构成中空部756a的内周面之间ー边反复进行反射,一边在导光构件756内行迸。而且,在相对于上述外周面的入射角是临界角以下的情况下,与该入射角对应的量的光向导光构件 756外出射。
[0200] 因此,在导光构件756内行进的光的一部分通过收容在中空部756a的电路单元82 附近,从与端面761相反侧的另一端部的顶端部762出射。
[0201] 在导光构件756中,其中心轴方向的设置中空部756a的位置如图15所示的例子那样,优选与端面761相比靠近顶端部762。这是因为能够使电路单元82远离LED模块 740,能够难以受到点亮时的热的影响。
[0202] 导光构件756的位于顶端的顶端部762 (光出射部)位于反射镜705的焦点位置上。也就是说,在设计上作为导光构件756的顶端的形状的半球的中心与反射镜705的焦
点一致。
[0203] 因此,在从导光构件756的顶端部762输出的光中,朝向反射镜705的开ロ 733侧、 即前面板9输出的光透过前面板9,从LED灯701向外部输出。另ー方面,朝向反射镜705 的反射面735输出的光,在反射面735向前面板9反射之后,透过前面板9从LED灯701向外部输出。[0204] 5.效果
在该结构中,由于中空部756a相对于LED模块740位干与灯头720相反侧,所以不需要在LED模块740和灯头720之间容纳电路单元82,能够缩短LED模块740与灯头720的距离,能够使从LED模块740向灯头720传导的热量增加。
[0205] 此外,通过在反射镜705的内侧配设电路单元82,从而不再需要在LED模块740和灯头720之间确保电路单元82用的空间,能够使反射镜705的另一端部侧、灯头720的灯头主体783等小型化。这时,虽然通过这些小型化,在搭载LED模块740的灯头720处有温度上升的担忧,但由于在LED模块740与灯头720之间没有容纳电路单元82,所以能够抑制向电路单元82的热的影响。
[0206] 进而,通过使LED模块740接近灯头720,从而能够增大LED模块740与反射镜705 的顶部(图9中的上端部。)的间隔,能够充分确保容纳电路単元82的空间。
[0207] <第10实施方式>
在第10实施方式中说明从LED模块输出的光是蓝色光的情況。再有,针对与在第广9 实施方式中说明的结构相同的结构,使用与第1、实施方式相同的符号。
[0208] 1.结构
图17是表示第10实施方式的LED灯801的构造的剖面图。
[0209] 第10实施方式的LED灯801具备LED模块840、反射镜705、导光构件856、前面板 9、电路单元82、以及灯头720。
[0210] LED模块840具备安装基板721、LED823以及密封体809。在这里,虽然LED823出射蓝色光,但在密封体809中不包含波长变换材料。也就是说,密封体809以透光性材料构成,从LED模块840发出蓝色光。在,LED模块840向灯头720的安装等与第9实施方式相同。
[0211] 导光构件856与第9实施方式的导光构件756的基本结构相同,但在形成内部的中空部856a的内表面形成有反射膜813,此外,在导光构件856的露出于反射镜705内的部分中,在除了顶端的半球状部分(815)之外的圆周面817形成有反射膜819。在出射部815 的表面,形成有锯齿状的凹凸。
[0212] 此外,在导光构件856的出射部815的表面上形成有荧光体层822。荧光体层822 由将从LED模块840发出的光(在这里是蓝色光)变换成规定的光色(在这里是黄色光)的波长变换构件(在这里是荧光体粒子)构成。
[0213] 在导光构件856的腿部821的内周面(除了端面824),形成有将从LED模块840发出的光向导光构件856的端面拟4侧反射的反射膜826。导光构件856的端面8¾成为光入射部。
[0214] 再有,在第10实施方式中,将从LED模块840出射的蓝色光变换成黄色光的荧光体层822形成在导光构件856的出射部815,但例如也可以形成在导光构件856的端面824, 也可以形成在前面板9的背面。进而,也可以在构成前表面的材料、例如树脂材料、陶瓷材料内混入波长变换构件。
[0215] 2.效果
通过上述结构,蓝色光从LED模块840出射后向导光构件856入射,在从出射部815出射时,蓝色光的一部分变换成黄色光,从导光构件856直接出射的蓝色光和在荧光体层822波长变换了的黄色光进行混色,结果从LED灯801输出白色光。
[0216] 此外,通过形成反射膜813、819,能抑制在导光构件856的内部朝向作为半球状的顶端部的出射部815行进的光在途中向中空部856a、外部出射。
[0217] 进而,由于在出射部815的表面形成有锯齿状的凹凸,所以从导光构件856出射的光与实施方式9相比,扩散地输出。
[0218]〈第11实施方式〉
在第9和第10实施方式中,在反射镜安装有前面板9,但在从导光构件的出射部出射的光是所希望的光色的情况下,也可以是不设置前面板的开放型的灯。
[0219] 进而,导光构件的形状不限定于在第9和第10实施方式中说明的导光构件的形状,也可以是其他的形状。
[0220] 以下,作为第11实施方式说明导光构件的形状与第9和第10实施方式不同的、开放型的LED灯的方式。再有,针对与在第9和第10实施方式中说明的结构相同的结构,使用与第9和第10实施方式相同的符号。
[0221] 1.整体结构
图18是表示第11实施方式的LED灯901的构造的剖面图。
[0222] 第11实施方式的LED灯901具备LED模块940、反射镜905、导光构件956、电路单元982、以及灯头920。
[0223] LED模块940具备安装基板913、多个LED915以及密封体917。再有,LED915与第 9实施方式等同样地,是蓝色发光的LED,在密封体917中混入有黄色光用的荧光体粒子。
[0224] 反射镜905在内侧具有凹状的反射面,整体形状形成为接近于漏斗状的形状。反射镜905与第9实施方式同样地,除了主体部919之外,具有筒状的突出部921。突出部921 具有贯通孔。
[0225] 贯通孔从主体部919侧的端部起随着向灯头920侧的端部移动而阶段地(在这里是三阶段)孔径变大。再有,在这里,贯通孔的剖面形状形成为圆状,但也可以是多角形状等的其他形状。
[0226] 贯通孔中,在位于主体部919侧的第1孔部923配置有导光构件956的支承部925 和LED模块940的密封体917的部分,在与第1孔部923邻接且比该第1孔部923的孔径大的第2孔部927,配置有LED模块940的安装基板913。在位于灯头920侧且与第2孔部 927邻接的第3孔部929,插入有灯头920的大径筒部931。
[0227] 第2孔部927的贯通孔的中心轴方向的长度与LED模块940的安装基板913的厚度对应,安装基板913与第2孔部927嵌合,通过在灯头920的大径筒部931插入到第3 孔部929的状态下将灯头920安装在反射镜905,从而进行LED模块940的定位和固定(安
[0228] 灯头920包括灯头主体947、外壳922和接触片924。灯头主体947具备:内嵌于反射镜905的突出部921的第1孔部929的大径筒部931 ;设置有外壳922、接触片拟4的小径筒部953 ;以及大径筒部931和小径筒部953之间的倾斜部955。
[0229] 2.导光构件
导光构件956如上述那样,具有:一部分插入到反射镜905的第1孔部923的支承部 925 ;从支承部925的一端(是与灯头920相反侧的端部)鼓出的鼓出部937,在膨出部937的中空部956a中收容有电路单元982的一部分。
[0230] 支承部925形成为剖面形状与反射镜905的第1孔部923的剖面形状对应的圆形状。也就是说形成为圆柱状。支承部925是达到第1孔部923的贯通孔的中心轴方向的长度的中途程度的长度,LED模块940的密封体917位于、收容在第1孔部923的贯通孔的中心轴方向的长度的残余部分中。此外,支承部925的端面拟6成为光入射部。
[0231] 鼓出部937从相当于反射镜905的主体部919的底的部分向相对于反射镜905的光轴正交的方向延伸的方向(是开ロ侧)大致球状地鼓出,形成为大致球状的鼓出部937 的中心在设计上与反射镜905的焦点一致。
[0232] 在膨出部937进行漫射处理,在这里是漫射粒子混入在相当于导光构件956的鼓出部937的区域中,通过该漫射粒子,在鼓出部937内行进的光的朝向变化,光从鼓出部937 向不规则的方向出射。因此,在这里的鼓出部937成为光的出射部。
[0233] 由此,从导光构件956的鼓出部937朝向比焦点接近于灯头920的区域出射的光朝向反射面。因此,在反射面如第4实施方式那样是抛物曲面的情况下,从反射镜905输出的光成为平行光。另ー方面,在反射面是椭圆曲面的情况下被聚光。
[0234] 再有,鼓出部937在将柱部335插入反射镜905的第1孔部923吋,鼓出部937与反射镜905的主体部919抵接,限制柱部335的插入。
[0235] 在导光构件956设置的中空部956a形成为与球状的鼓出部937的外观形状对应的半球状,在位于一端侧的平坦部分安装电路单元982的电路基板984,构成电路单元982 的一部分的电子部件986等安装在电路基板984。
[0236] 电子部件986等是具有比点亮时的LED模块940的温度及其周围温度低的耐热温度的部件,例如是电解电容器等。
[0237] 在第10实施方式中,在构成电路单元982的电子部件中,耐热性低的电子部件986 容纳在导光构件956的中空部956a中,耐热性高的电子部件986b容纳在灯头920的大径筒部931的内部944中。作为耐热性高的电子部件986b,例如有扼流圈,在这里,安装在LED 模块940的安装基板913的背面(是灯头920侧的主面)。
[0238] 3.效果
通过该结构,例如即使在作为调光点亮用的电路单元的电子部件数变多,或导光构件小型化,构成电路单元的全部电子部件等不能全部收容在中空部内的情况下,通过区分容纳电子部件986、986b的空间,从而能够应对。
[0239] <第12实施方式>
在第纩第11实施方式中,没有对电路単元82、982施加热对策,但也可以对电路单元施加热对策,作为第12实施方式在以下说明进行电路单元82、982的热对策的方式。
[0240] 再有,在这里利用在第9实施方式中说明了的LED灯701进行说明,与在第9实施方式中说明的结构相同的结构使用相同的符号。
[0241] 1.结构
图19是表示第12实施方式的LED灯1001的构造的剖面图。
[0242] 第12实施方式的LED灯1001具备:LED模块1040 ;在内部容纳有LED模块1040 的反射镜705 ;将从LED模块1040出射的光导光到包含反射镜705的焦点或焦点附近的区域的导光构件1056 ;设置在反射镜705的开ロ侧的前面板9 ;用于使LED发光的电路单元82 ;与电路单元82电连接的灯头1020 ;以及将电路単元82的热向灯头1020传递的传导构件 1070。
[0243] LED模块1040具备:在中央部具有贯通孔1010的圆环状的安装基板1011 ;在安装基板1011上安装的多个LED1013 ;以及密封各LED1013的密封体1015。再有,多个LED1013 例如在安装基板1011的圆周方向等间隔地安装。
[0244] 在导光构件1056在具有使用于容纳电路单元82的中空部1056a和入射面1061 (光入射部侧)的外部连通的贯通孔1017的方面,与第9实施方式的导光构件756不同。贯通孔1017和安装基板1011的贯通孔1010沿着光轴(也是LED灯1001、反射镜705、导光构件1056和灯ロ 1020的中心轴)727而形成,在该空间中配置有传导构件1070。
[0245] 灯头1020与第9实施方式同样地,具备灯头主体1019、外壳1022和接触片1024。 灯头主体1019具有的大径筒部1021、小径部10¾和倾斜部1025,在大径筒部1021的与小径部1023相反侧的端面搭载有LED模块1040。
[0246] 小径部1023在大径筒部1021侧的端面的、光轴727通过的部分具有凹部1027,此外具有连接灯头1020和电路单元82的布线1090、1091用的贯通孔1(^9、1031。
[0247] 传导构件1070是导热性高的材料,例如是金属材料,通过棒体1033而构成。棒体 1033的一端在插入灯头1020的小径部1023的端部1027的状态下通过粘接剂1037固接, 另一端在与电路单元82的电路基板84接触的状态下通过粘接剂1035而被固接。
[0248] 2.效果
通过上述的结构,在电路单元82中蓄积的热从作为传导构件1070的棒体1033向灯头 1020传导,能够抑制电路单元82的温度上升。
[0249] <变形例>
以上,基于第1到第12实施方式说明了本发明的结构,但本发明并不限于上述实施方式等。例如,能够举出以下那样的变形例。
[0250] 1.灯头
在实施方式等中,利用了爱迪生型的灯头,但也可以利用其他类型的例如插脚类型(具体来说是GY、GX等的G类型)。
[0251] 此外,在实施方式等中,灯头的内部是中空的,但例如也可以填充传导率比空气高的绝缘性的材料。由此,来自发光时的LED模块的热经由灯头、灯座向照明器具传递,能够使灯整体的散热特性提高。再有,作为上述材料,例如有硅酮树脂等。
[0252] 2. LED 模块 (1)安装基板
安装基板能够利用树脂基板、陶瓷基板、由树脂板和金属板构成的金属基础基板等现有的安装基板。
[0253] (2) LED
在实施方式中,针对蓝色发光的LED和将蓝色光变换为黄色光的变换构件进行了说明,但也可以使用其他发光色的LED。在该情况下,需要对LED灯使用变换成要求的所希望的光色的波长变换构件。
[0254] 此外,在实施方式等中,使用1种LED,从LED模块(LED灯)输出白色光,但例如也可以使用蓝色发光、红色发光、绿色发光的3种LED,对它们的发光色进行混色来作为白色光。也可以采用近紫外LED和将红色荧光体、蓝色荧光体、绿色荧光体混合而成的混色荧光体的组合。再有,也可以使用多个SMD (Surface Mount Device,表面安装元件)来构成LED 模块。
[0255] 进而,LED的个数不限于在实施方式等中使用的个数,能够根据需要的亮度等适宜地变更。
[0256] (3)密封体
在实施方式纩12中,密封体对安装在安装基板上的全部LED进行被覆,但例如也可以对1个LED以1个密封体进行被覆,也可以将多个LED分組,以1个密封体对规定数量的 LED进行被覆。
[0257] 此外,在实施方式纩12中,在透光性材料内混入荧光体粒子,但也可以例如在透光性材料的表面形成包含荧光体粒子的荧光体层,进而也可以在密封体(LED模块)之外,在 LED的光的出射方向设置包含荧光体粒子的荧光板等的波长变换构件。
[0258] (4) LED向安装基板的配置
在实施方式等中,将LED配置为圆环状,但配置的方式并不局限于此。例如,也可以配置成椭圆形的环状、方形的环状、或者多角形的环状。
[0259] 3.关于波长变换
在实施方式纩12中,将对从LED出射的光的波长进行变换的荧光体粒子包含在密封体中,或将包含荧光体粒子的荧光体层形成在导光构件的出射部,但也可以例如在第8和第9 实施方式的前面板的背面形成荧光体层,此外,也可以在从LED模块出射的光入射到导光构件的入射面形成荧光体层。
[0260] 进而,也可以在导光构件的入射面与LED模块之间,配置包含波长变换材料的波长变换板等。
[0261] 4.导光构件 (1)整体结构
配合LED向安装基板的配置,导光构件的形状形成为椭圆筒状、方形筒状、多角形的筒状。即,使配置成环状的LED的出射光从筒状的导光构件的一个端面入射,因此使导光构件的形状(上述一个端面的形状)与该LED的排列形状符合。再有,导光构件能够竖立设置在通过将、基座、灯头等的表面。
[0262] (2)导光构件的顶端部
在实施方式等中,使用顶端是半球状或球状的导光构件,但并不局限于此,也可以是切顶四面体、切顶六面体、切顶八面体、切顶十二面体、切顶二十面体、斜方立方八面体、斜方二十或十二面体、斜方切顶立方八面体、斜方切顶二十或十二面体、变形立方体和变形十二面体等的斜方立方八面体以外的半正多面体。
[0263] 此外,也可以是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体等的正多面体。进而,多面体也可以是立方八面体、二十或十二面体、十二或十二面体、大二十或十二面体、小二重三角二十或十二面体、二重三角十二或十二面体、大二重三角二十或十二面体、四面半六面体、八面半八面体、立方半八面体和小二十面半十二面体等的准正多面体。
[0264] 此外,也可以是小星型十二面体、大十二面体、大星型十二面体和大二十面体等的星型正多面体。进而,导光构件的顶端部的形状也可以是小立方立方八面体、大立方立方八面体、立方切顶立方八面体、均勻大斜方立方八面体、小斜方六面体、大切顶立方八面体、大斜方六面体、小二十或二十或十二面体、小变形二十或二十或十二面体、小十二或二十或十二面体、切顶大十二面体、斜方十二或十二面体、切顶大二十面体、小星型切顶十二面体、大星型切顶十二面体、大二重斜方二十或十二面体和大二重变形二重斜方十二面体等的均勻多面体。
[0265] 此外,也可以是阿基米德双对、三角多面体、约翰逊立体、星形多面体、全对称多面体、平行多面体、等面菱形多面体、复合多面体、复合体、穿孔多面体、达芬奇星、正四面体环和扭曲正多面体等。
[0266] 5.电路单元
在实施方式犷12中,电路单元的电路基板以其主面与灯轴正交的姿势配置,但电路基板例如也可以以其主面与灯轴平行的姿势来配置,也可以以相对于灯轴倾斜的姿势来配置。
[0267] 此外,在实施方式纩12中,针对安装在电路基板的电子部件的配置没有特别说明,但在电路基板的中央部配置大型(体积、高度等)的电子部件,在其周围配置小型的电子部件,由此能够有效地利用导光构件内的空间,结果能够使导光构件小型化。
[0268] 进而,将构成电路单元的多个电子部件分为相对地不耐热的部件和耐热的部件,构成两个电路单元也可。而且,以不耐热的电子部件构成的电路单元与上述实施方式同样地收容在中空部中,以耐热的电子部件构成的电路单元收容在灯头内部。通过这样,能够谋求导光构件的小型化,进而灯整体的小型化。
[0269] 在实施方式等中,电路单元直接收容在中空部中,但也可以在收容在盒子(电路盒)的状态下收容在中空部中。
[0270] 此外,在包含反射镜的灯中,在电路单元中的多个电子部件内包含高背的电子部件的情况下,优选将该高背的电子部件安装在环状的电路基板的更中央部分(内周侧)。在该情况下,能够使电路单元配置在反射镜的更基部侧。越使电路单元接近反射镜的基部侧,越能够减少从导光构件的出射部朝向反射镜的反射面的光中的、被电路单元遮挡的光的量,因此能够获得进一步利用反射镜的配光特性。
[0271] 6.传导构件
传导构件优选以导热性良好的材料来构成。其形状可以采用椭圆筒状、方形筒状、多角形的筒状等。优选以电不会经由传导构件流到电路单元和灯头之间的方式,确保绝缘性。
[0272] 产业上的利用可能性
本发明能够利用于使灯小型化或使亮度提高。
[0273] 附图标记说明
10、102、130、160 LED 灯;20、166 灯头;
44、46、48、50、52、54、106、114、120 LED ;
56、108、132、176 导光构件;
82、190电路单元;
96,170外围器;
100灯罩。

Claims (18)

1. ー种灯,其特征在干,在包含灯头的外围器内具备: 半导体发光元件;电路单元,用于使所述半导体发光元件发光;以及导光构件,在内部具有中空部,并且具有光入射部和与所述光入射部接连的光出射部, 所述光入射部在与所述半导体发光元件相向配置的状态下,被保持在所述外围器内, 并且所述电路単元的至少一部分收容在所述导光构件的中空部中。
2.根据权利要求1所述的灯,其特征在干, 所述外围器还包含灯罩,所述导光构件是筒状,在所述灯罩内以朝向所述灯头的状态设置有所述光入射部, 所述半导体发光元件设置有多个,该多个半导体发光元件在使光的出射部与所述光入射部相向的状态下,在该光入射部的圆周方向排列。
3.根据权利要求2所述的灯,其特征在干,具有:圆环状的安装基板,在圆周方向空开间隔安装有所述多个半导体发光元件; 基座,搭载有所述安装基板;以及导热构件,连结该基座和所述灯头。
4.根据权利要求3所述的灯,其特征在干, 所述基座形成为板状,所述导热构件形成为锥筒状,在所述导热构件的大径侧端部安装有所述基座,在小径侧端部安装有所述灯头。
5.根据权利要求2所述的灯,其特征在干, 在所述导光构件的内周面形成有反射膜。
6.根据权利要求2所述的灯,其特征在干,在所述导光构件的外周面形成有波长变换层,该波长变换层将所述半导体发光元件发出的光变换成与其波长不同的光。
7.根据权利要求2所述的灯,其特征在干,在所述灯罩的内周面形成有波长变换层,该波长变换层将所述半导体发光元件发出的光变换成与其波长不同的光。
8.根据权利要求1所述的灯,其特征在干,所述外围器还包含反射镜,该反射镜在ー个端部具有开ロ,并且在内表面具有反射面, 所述灯头设置在所述反射镜的另ー个端部, 所述导光构件的光出射部位于所述反射镜的焦点或其附近。
9.根据权利要求8所述的灯,其特征在干,所述半导体发光元件设置有多个,在使出射方向朝向与所述灯头相反侧的状态下围绕所述反射镜的中心轴配置成环状, 所述导光构件是筒状。
10.根据权利要求9所述的灯,其特征在干,所述导光构件形成为有底筒状,所述光出射部形成为圆顶状。
11.根据权利要求9或10所述的灯,其特征在干,所述导光构件的光出射部通过被进行漫射处理而使在内部行进的光向外部输出。
12.根据权利要求9至11的任一项所述的灯,其特征在干, 在所述导光构件的内周面形成有反射膜。
13.根据权利要求9至12的任一项所述的灯,其特征在干,所述电路単元的一部分内置于所述导光构件中,剰余的部分配置在所述灯头和所述半导体发光元件之间。
14.根据权利要求8所述的灯,其特征在干, 所述导光构件是柱状,在内部设置有中空部。
15.根据权利要求14所述的灯,其特征在干, 所述导光构件的中心轴与所述反射镜的光轴一致。
16.根据权利要求14或15所述的灯,其特征在干,所述中空部位干与所述导光构件的光入射部相比靠近光出射部的部位。
17.根据权利要求14至16的任一项所述的灯,其特征在干,所述导光构件的光出射部通过被进行漫射处理而使在内部行进的光向外部输出。
18.根据权利要求14至17的任一项所述的灯,其特征在干, 在所述导光构件的内周面形成有反射膜。
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