CN103732974A - 利用了发光体的面照明光源装置 - Google Patents

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Abstract

提供面照明光源装置，其能够对整个照明范围大致均匀地进行照明，能够在无需更换作为点光源的LED的情况下变更照明光的颜色。一种面照明光源装置1，具有：指向性强的点光源2；壳体3，其具有设置有用于安装点光源2的孔的底面部3a和从底面部3a的各端边垂直地竖立设置的侧面反射部；光导通反射板5，其与底面部3a相对，由侧面反射部支承；以及扩散板9，其设置在与光导通反射板5的到点光源2的距离远的面相对的面侧，其中，光导通反射板5形成为随着到点光源2的距离变远，光的透过率提高、光的反射率降低，在来自点光源2的照射光照射到的区域安装有发光体8。

Description

利用了发光体的面照明光源装置
技术领域
本发明涉及利用了发光体的面照明光源装置，更详细地讲，涉及如下的面照明光源装置：通过使用具有发光体含有层的光导通反射板，从而尽管使用单色发光二极管(以下，称为“LED”)却也能够产生各种颜色的照射光，能够对整个照明范围大致均匀地进行照明。
背景技术
近年来，发光二极管的研究、开发快速地发展，各种类型的LED被开发/产品化，并在广泛的领域中使用。LED由于其低功耗、长寿命、小型这样的特征，一直以来就作为电子设备等的工作显示灯来使用。这些LED例如在液晶面板用背光灯、各种显示板、电子公告板、灯饰装置等中大量地使用，渐渐在照明领域中也被使用。在该照明领域中，例如使用于汽车用前大灯或尾灯、组装有多个LED的面状照明装置、在管内组装LED而能够与荧光灯同样地使用的照明装置、在内部组装有LED的灯泡状照明装置等。
但是，由于LED的光指向性强，因此LED单体很难用作照明。因此，为了将LED用作照明，进行了各种研究。例如，作为将LED用作光源的、用于得到面状的均匀照度分布的照明光的以往的面照明光源装置，已知的有：在光的放射面设置光透过性的树脂而使光扩散的装置；以及在光的放射面设置反射单元而使光进行多重反射的装置(参照下述专利文献1)。
即，如图9所示，下述专利文献1中记载的面照明光源装置50具备：LED等指向性强的点光源51；壳体55，其具有规定面积的底面52和侧面53以及开口54，在内壁面设置了使光反射和漫反射的内侧和侧面反射部；以及放射侧反射单元56，其覆盖该开口54，使光透过、反射以及漫反射，其中，壳体55在其底面52的中央部配设有点光源51，放射侧反射单元56在点光源51的正上方部分具有规定范围的中央反射部57，并在中央反射部57的外周围具有外方反射部58，外方反射部58由使一部分光透过、反射以及漫反射并具有规定的反射率的反射部件构成，中央反射部57由具有比外方反射部58的反射率高的反射率的光透过性的反射部形成。
该面照明光源装置50能够使从LED放射的指向性强的光在具有中央反射部57和外方反射部58的放射侧反射单元56与壳体55的内表面之间进行多重反射，从放射侧反射单元56放射光强度均匀的透过光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4280283号公报
专利文献2：日本再表2004/097294号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据在上述专利文献1中公开的面照明光源装置，实现了如下的良好效果：使用一个LED等指向性强的点光源，也不用增大LED的放射方向的厚度就能够在很宽的面积上得到均匀的照明光。但是，在上述专利文献1中公开的面照明光源装置中，照射光的颜色受到LED的发光色的限定，因此在需要多种多样的颜色的光的用途中，需要针对每个所需的颜色更换LED的种类或需要配置了多个发光色不同的LED的壳体，存在成本上升的问题。
另一方面，在上述专利文献2中，如图10所示，公开了如下的发光面体构造体60的发明：具有放射紫外线或近紫外线的LED光源61和配置在其前面侧的面体62，作为面体62使用了分散含有荧光体和蓄光体中的一种以上以及光透过性无机粒子的、由光透过性的树脂成型体构成的部件。根据在上述专利文献2中公开的发光面体构造体60的发明，通过变更在面体62中所含有的荧光体或蓄光体的种类，能够实现选择各种颜色的光来进行照射的效果。
但是，在上述专利文献2中公开的发光面体构造体60的发明中，存在如下的问题：由于作为面体62使用分散含有荧光体和蓄光体中的一种以上以及光透过性无机粒子的、由光透过性的树脂成型体构成的部件，因此为了不因厚度变薄而导致在大的面积范围内发生发光不匀，即使例如作为LED光源61使用了光扩散型紫外线LED，也需要以约60mm的间隔配置多个LED光源61。
本发明是为了解决如上所述的以往技术的问题而完成的，本发明的目的在于，提供如下的面照明光源装置：能够对整个照明范围大致均匀地进行照明，无需更换LED而能够变更照明光的颜色，并且相对于照明区域，所安装的点光源的数量少、功耗小。
用于解决课题的手段
本发明的第1方式的面照明光源装置具有：指向性强的点光源；壳体，其具有设置有用于安装所述点光源的孔的底面部和从所述底面部的各端边垂直地竖立设置的侧面反射部；可拆卸的光导通反射板，其与所述底面部相对，由所述侧面反射部支承；以及扩散板，其设置在与所述光导通反射板的到所述点光源的距离远的面相对的面侧，所述面照明光源装置的特征在于，所述光导通反射板形成为随着到所述点光源的距离变远，光的透过率提高、光的反射率降低，在来自所述点光源的照射光照射到的区域，配置有吸收来自所述点光源的光而进行发光的发光体。
根据本发明的第1方式的面照明光源装置，由于形成为即使使用指向性强的点光源，也是光导通反射板的与点光源相对的部分的光反射率最高且光透过率最低，随着从所述点光源远离，光的透过率提高、光的反射率降低，因此能够从光导通反射板的整个面获得均匀的照明光。并且，在来自点光源的照射光照射到的区域，配置有吸收来自点光源的光而发光的发光体，因此只要预先准备安装有不同颜色的发光体的光导通反射板，则通过适当更换该光导通反射板，就能够以低成本改变来自LED的照射光的颜色。
另外，本发明的第2方式的面照明光源装置的特征在于，在第1方式的面照明光源装置中，在所述光导通反射板的与所述点光源相对的面侧配置有发光体。另外，本发明的第3方式的面照明光源装置的特征在于，在第1方式的面照明光源装置中，在所述光导通反射板的与所述点光源相对的面侧，在以所述点光源的光轴上的点为中心而具有规定半径的区域，配置有所述发光体。
根据本发明的第2和第3方式的面照明光源装置，通过减少配置发光体的区域，从而减少被发光体吸收的光量，减少光损失，并且使从点光源照射的光与从发光体发出的光进行混色而能够获得任意色调的照射光。
另外，本发明的第4方式的面照明光源装置的特征在于，在第1至第3方式中任意一个的面照明光源装置中，所述发光体为荧光体。
根据本发明的第4方式的面照明光源装置，使从点光源照射的光与从荧光体发出的光进行混色而能够获得任意色调的颜色照明。
另外，本发明的第5方式的面照明光源装置的特征在于，在第1或第2方式中任意一个的面照明光源装置中，所述发光体为磷光体。
根据本发明的第5方式的面照明光源装置，作为发光体使用磷光体，从而能够抑制在使用了交流电源的照明中产生的光闪烁程度。
另外，本发明的第6方式的面照明光源装置的特征在于，在第1方式的面照明光源装置中，所述发光体设置于所述扩散板的至少一个表面的整个面。
根据本发明的第6方式的面照明光源装置，来自点光源的光实质上全部透过发光体部分，因此能够获得发出仅来自发光体的纯度高的光的面照明光源装置。
另外，本发明的第7方式的面照明光源装置的特征在于，在第4方式的面照明光源装置中，所述荧光体的颜色是黄色荧光体，所述点光源是蓝色发光二极管。
根据第7方式的面照明光源装置，使从蓝色LED照射的蓝色光与从荧光体发出的黄色光进行混色而能够获得白色光。
另外，本发明的第8方式的面照明光源装置的特征在于，在第4方式的面照明光源装置中，所述点光源是紫外发光二极管或者近紫外发光二极管。
当使用紫外发光二极管或者近紫外发光二极管时，荧光体的发光效率良好，因此能够获得明亮的面光源照明装置。另外，在面照明光源装置的最外表面，为了以防万一，以提高安全性为目的，优选形成紫外线或近紫外线吸收过滤层。
另外，本发明的第9方式的面照明光源装置的特征在于，在第1至第8方式中任意一个的面照明光源装置中，所述壳体和所述光导通反射板由超细微发泡光反射部件形成。
根据本发明的第9方式的面照明光源装置，作为形成壳体和光导通反射板的部件，使用光反射率高且光透过率低的超细微发泡光反射部件，从而能够在不损失从点光源照射的光的情况下，高效地加以利用。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的面照明光源装置的立体图。
图2是本发明的第1实施方式的面照明光源装置的分解立体图。
图3是在本发明的第1实施方式的面照明光源装置中使用的光导通反射板的俯视图。
图4A是图1的IVA-IVA线中的截面图，图4B是第1实施方式的变形例中的面照明光源装置的截面图。
图5是在本发明的第1实施方式的面照明光源装置中使用的光导通反射板的从点光源侧观察的平面图。
图6是本发明的第2实施方式的面照明光源装置的立体图。
图7是图6的VII-VII线处的截面图。
图8是本发明的第3实施方式的面照明光源装置的截面图。
图9是专利文献1中公开的面照明光源装置的侧截面图。
图10是专利文献2中公开的发光面体构造体的侧截面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。其中，以下所示的实施方式只是例示用于具体化本发明的技术思想的面照明光源装置，而不将本发明限定于这些内容，本发明同样适用于包含在权利要求中的其他的实施方式。
[第1实施方式]
首先，参照图1～图5，对本发明的第1实施方式的面照明光源装置进行说明。图1是本发明的第1实施方式的面照明光源装置的立体图，图2是本发明的第1实施方式的面照明光源装置的分解立体图，图3是在本发明的第1实施方式的面照明光源装置中使用的光导通反射板的俯视图，图4A是图1的IVA-IVA线处的截面图，图4B是第1实施方式的变形例中的面照明光源装置的截面图，图5是在本发明的第1实施方式的面照明光源装置中使用的光导通反射板的从点光源侧观察的平面图。
面照明光源装置1由如下部件构成：正方形形状的底面部3a，其一边的长度例如为约200mm；侧板部3b、3c、3d、3e，其从底面部3a的各边垂直地竖立设置且高度为8mm；壳体3，其在与底面部3a相对的面上形成有开口3f；以及光导通反射板5，其以盖住壳体3的开口3f的方式安装。在底面部3a的中央部开设有孔30，供点光源2贯插。点光源2固定于省略图示的基板，该基板固定于壳体3，而且点光源2与外部的电源等连接。在本实施方式中，点光源2是具有一个发光元件或者多个发光元件的紫外发光二极管。
壳体3由具有高光反射率的材料、例如具有光反射率98%、光透过率1%以及光吸收率1%的特性的超细微发泡光反射板等材料形成，在壳体3的内壁面上，能够以高光反射率来反射来自点光源2的光，因此能够高效地利用。另外，由于超细微发泡光反射板的分量轻，因此能够抑制面照明光源装置1的重量。而且，超细微发泡光反射板能够容易地得到且比较便宜，因此在制造面照明光源装置1的情况下，也能够抑制成本。
在侧板部3b～3e上分别各设有三个钩爪部4，使钩爪部4穿过设置于光导通反射板5的卡定孔6，使光导通反射板5与壳体3卡合。通过由该钩爪部4与卡定孔6进行卡合，从而能够容易地安装、拆卸光导通反射板5。
光导通反射板5由具有规定的厚度并具有高光反射率和低光透过率的超细微发泡光反射部件等材料形成。在本实施方式中，厚度为1mm。由此，以高光反射率来反射来自点光源2的光，能够高效地利用，并且在点光源2的正上方部分也透过一定的光，因此不会使点光源2的正上方部分过暗。另外，超细微发泡光反射部件能够容易地得到且比较便宜，因此能够抑制制造成本。如图3所示，在该光导通反射板2中，在点光源2的正上方部分设置有中央光导通反射部7a，在中央光导通反射部7a的外周围设置有外方光导通反射部7b。
在中央光导通反射部7a的中央部、即点光源2的正上方部分设置有中央部7a1。中央部7a1形成为具有高光反射率，反射从点光源2放射的强光，而且使该反射光被侧面部3b～3e、底面部3a以及光导通反射板5进行多重反射。中央部7a1的光反射率是通过光学反射板材的选择、该材料的加工(例如，半槽的形成、板厚的调整)而适当设定的，从而能够高效地利用光。
在中央部7a1的周边、即与外方光导通反射部7b之间的边界部设置有周边部7a2。周边部7a2设置有小径的孔，并被设计为具有次于中央部7a1的高光反射率，同时使一部分的光透过。另外，通过形成为小径，从而在具有规定的光透过率的同时，使得从点光源放射的光不直接通过光导通反射板。另外，也可以将该小径的孔变更为细槽等。
在外方光导通反射部7b中，以规定间隔形成有圆形的开孔7b1。开孔7b1的孔径随着从所述中央光导通反射部7a向外方离开而逐渐变大。另外，细槽和开孔7b1被设计成使从点光源2放射并被侧面部3b～3e、底面部3a以及光导通反射板5进行了一次以上反射的光通过。另外，也可以代替圆形的开孔而设置同心状的环状或方形状的隙缝，越从中央光导通反射部7a向外方离开则其宽度越大。使具有如上所述结构的光导通反射板5与点光源2相对配置，从而即使作为光源使用光指向性强的LED，也能够获得具有均匀的照度分布的照明光。
在光导通反射板5的与点光源2相对的面侧，在整个面涂布有荧光体8。在本实施方式中，荧光体8的颜色是黄色。从点光源2照射的光至少一次透过该荧光体8，并在壳体3内反射而作为白色光向壳体3外照射。在本实施方式中，虽然荧光体8的颜色为黄色，但是能够通过使用其他颜色的荧光体来改变照明光的颜色。
另外，如图4B、图5所示，也可以限定涂布荧光体的范围。在光导通反射板5A中，涂布有荧光体8的范围是以点光源2的光轴上的点为中心，半径4cm的圆内。在本实施方式中使用的点光源2是LED，由于光指向性强，因此仅在指向角45度为止的直接光被光导通反射板5A反射的范围内涂布荧光体8，从而来自点光源2的直接光中的7成左右的光被直接照射到荧光体8，能够改变照明光的颜色。在如本变形例这样，通过减少涂布荧光体8的区域，从而减少被荧光体8吸收的光量，能够减少光损失。另外，能够减少所使用的荧光体8，降低制造成本。
[第2实施方式]
接着，参照图6、图7，对本发明的第2实施方式的面照明光源装置进行说明。另外，图6是本发明的第2实施方式的面照明光源装置的立体图，图7是图6的VII-VII线处的截面图。
在本发明的第2实施方式的面照明光源装置1B中，对于与第1实施方式共同的部分省略图示，或者对相同的标号赋予后缀“B”，省略其详细的说明。
在第2实施方式中，在面照明光源装置1B中，从光导通反射板5分开规定的距离而配置有扩散板9。在扩散板9的与光导通反射板5B相对的面侧涂布有荧光体8B。在光导通反射板5B上没有涂布荧光体。从光导通反射板5B照射的照度均匀的紫外线光透过荧光体8B而变成白色光，透过扩散板9而进一步增加照度的均匀度。
接着，参照图8，对本发明的第3实施方式的面照明光源装置进行说明。另外，图*是本发明的第3实施方式的面照明光源装置的截面图。
在本发明的第3实施方式的面照明光源装置1C中，对于与第1实施方式共同的部分省略图示，并省略详细的说明。
在本发明中安装有交流电源电路(省略图示)。当然，在交流电源中电压不恒定。LED根据该电压而亮度发生变化，因此使用了交流电源的LED照明装置必然发生光的闪烁。为了抑制闪烁，需要缩小最大电压与最小电压之差，或者，缩小照明的亮度之差。为了缩小最大电压与最小电压之差，可通过在电源电路安装电容器来解決。但是，当安装电容器时存在电路自身变大、为了小型化而需要花费成本等的问题。
为了缩小照明的亮度差，在本发明的第3实施方式的面照明光源装置1C中，在导通反射板5的与点光源2相对的面侧，在整个面涂布磷光体8C。磷光体在光照射到后，在微秒到毫秒的时间内进行发光。磷光体8C通过在最大电压时照射到的光而发光，从而在电压下降时也能够保持一定的照度，能够抑制闪烁。即，通过使用磷光体，能够抑制时间上的照度差。
标号说明
1、1A、1B…面照明光源装置
2…点光源
3…壳体
5、5A、5B…光导通反射板
8、8B…荧光体
8C…磷光体
9…扩散板

Claims (9)

1.一种面照明光源装置，具有：
指向性强的点光源；
壳体，其具有设置有用于安装所述点光源的孔的底面部和从所述底面部的各端边垂直地竖立设置的侧面反射部；
可拆卸的光导通反射板，其与所述底面部相对，由所述侧面反射部支承；以及
扩散板，其设置在与所述光导通反射板的到所述点光源的距离远的面相对的面侧，
所述面照明光源装置的特征在于，
所述光导通反射板形成为随着到所述点光源的距离变远，光的透过率提高、光的反射率降低，
在来自所述点光源的照射光照射到的区域，配置有吸收来自所述点光源的光而进行发光的发光体。
2.根据权利要求1所述的面照明光源装置，其特征在于，
在所述光导通反射板的与所述点光源相对的面侧的整个面配置有所述发光体。
3.根据权利要求1所述的面照明光源装置，其特征在于，
在所述光导通反射板的与所述点光源相对的面侧，在以所述点光源的光轴上的点为中心而具有规定半径的区域，配置有所述发光体。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的面照明光源装置，其特征在于，
所述发光体为荧光体。
5.根据权利要求1或2所述的面照明光源装置，其特征在于，
所述发光体为磷光体。
6.根据权利要求1所述的面照明光源装置，其特征在于，
所述发光体设置在所述扩散板的至少一个表面的整个面。
7.根据权利要求4所述的面照明光源装置，其特征在于，
所述荧光体的颜色是黄色荧光体，所述点光源是蓝色发光二极管。
8.根据权利要求4所述的面照明光源装置，其特征在于，
所述点光源是紫外发光二极管或者近紫外发光二极管。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的面照明光源装置，其特征在于，
所述壳体和所述光导通反射板由超细微发泡光反射部件形成。
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