CN205090200U - 发光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有闪耀感的发光装置。作为发光装置的灯装置(10)具备：发光元件、放射发光元件的光的光放射部(47)。光放射部(47)的平均亮度为5000cd/m²以上，并且从距光放射部(47)10m处观察时的光放射部(47)的外观大小为0.000001sr以下。

Description

发光装置

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种使用发光元件的发光装置。

背景技术

以往，有一种透明白炽灯泡，其使用透明的玻璃灯罩，因而能够直接观察得到灯丝。在点亮该透明白炽灯泡时，从透过灯罩可直接观察得到的灯丝发出较强的光，因而能够得到闪耀感，从而能够得到照明的演绎效果。

并且，还有一种能够代替透明白炽灯泡的发光装置，其以发光元件作为光源并且使用透明的灯罩。在该发光装置中，利用透镜将来自发光元件的光向灯罩内放射，并且将具备多个发光元件的发光模块配置于灯罩内。并且，期待该发光装置能够再现与点亮透明白炽灯泡时相似的闪耀感。

但是，给闪耀感带来影响的主要因素有光放射部的亮度和大小，但现有发光装置由于光放射部的大小大于透明白炽灯泡的灯丝或者光放射部的亮度低于透明白炽灯泡的灯丝，因而与透明白炽灯泡相比闪耀感较低。

专利文献1：美国专利第6803607号说明书

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种具有闪耀感的发光装置。

实施方式的发光装置具备：发光元件、放射发光元件的光的光放射部。光放射部的平均亮度为5000cd/m²以上，并且从距光放射部10m处观察时的光放射部的外观大小为0.000001sr以下。

实施方式的发光装置具备：发光元件、放射发光元件的光的光放射部。光放射部的平均亮度为5000cd/m²以上，并且光放射部的大小为64mm²以下。

根据本实用新型，能够提供一种具有闪耀感的发光装置。

附图说明

图1是表示一种实施方式的灯装置的剖视图。

图2是表示上述灯装置的分解状态的立体图。

图3是表示上述灯装置的组装状态的立体图。

图4是上述灯装置的导光柱的剖视图。

图5是上述灯装置的配光图。

图6是上述灯装置的发光部以及导光柱的剖视图。

图7是表示上述灯装置的损失以及效率的表。

图8是表示上述灯装置的刺眼程度和nUGR_D之间的关系的表。

图9是表示上述灯装置的光源的外观大小和光源的亮度之间的关系的图表。

图10是表示上述灯装置的光源的实际大小和光源的亮度之间的关系的图表。

图11是表示上述灯装置的光源的实际大小和光源的亮度之间的关系的图表。

图12是上述灯装置的光源的大小的说明图。

图13是表示上述灯装置的光源的实际大小和光源的亮度之间的关系的图表。

图中：10-作为发光装置的灯装置；15-作为透明部件的灯罩；31-发光元件；47-光放射部。

具体实施方式

以下，参照图1至图13对本实用新型的一种实施方式进行说明。

在图1至图3中示出了作为发光装置的灯装置10。灯装置10是可安装于一般照明用的白炽灯泡用灯座而使用的灯泡形灯。

灯装置10具备框体11。在框体11的一端侧配置有：发光模块12、导光体13、罩14、作为透明部件的灯罩15，并且在框体11的另一端侧配置有：壳体16、电源部17、供电部18。另外，灯装置10从灯罩15到供电部18具有假想的灯轴(中心轴)z，并且将该灯轴z的灯罩15侧称为一端侧，将该灯轴z的供电部18侧称为另一端侧。

并且，框体11由金属材料制成。例如，框体11由铸铝制成。框体11具备：圆筒状的外周部21、形成于该外周部21的一端侧的安装部22。框体11的另一端侧形成为空腔。外周部21的一端侧的直径较大，另一端侧的直径较小，形成为从一端侧朝向另一端侧缩径的筒状。

安装部22的一端侧的表面构成用于安装发光模块12的平面状的安装面。在安装部22分别形成有：用于螺纹固定发光模块12的多个安装孔23、用于螺纹固定壳体16的多个安装孔24、供用于电连接发光模块12和电源部17的配线穿过的配线孔25。并且，在安装部22的一端侧的表面上且相对于安装部22的中心对称的位置上形成有一对凹陷部26。并且，在安装部22的周边形成有槽状的避让部27。

在外周部21和安装部22之间形成有用于使灯罩15从框体11的一端侧插入并安装的安装槽28。

并且，在本实施方式中，发光模块12使用了COB(ChipOnBoard，板上芯片)模块。如图6所示，发光模块12具备：基板30、安装于该基板30的多个发光元件31、包围这些发光元件31的周围的框部32、以覆盖(密封)发光元件31的方式填充在框部32内的荧光体层33。

基板30呈平板状，且在一端侧的表面形成有用于电连接多个发光元件31的配线图案。基板30由绝缘材料或者金属材料制成。在基板30由金属材料制成的情况下，在基板30的表面形成有绝缘膜，并在该绝缘膜上形成有配线图案。并且，荧光体层33的表面构成发光部34。发光部34配置于基板30的一端侧的表面的中央，并且在基板30的一端侧的表面的周边部配置有连接器35。连接器35与配线图案电连接。

在基板30分别形成有：用于将基板30用螺钉固定于框体11的安装孔23的安装孔36、多个安装槽37、供用于电连接发光模块12的连接器35和电源部17的配线穿过的配线槽38。并且，在基板30的以发光部34为中心对称的位置上形成有一对插通孔39。一对插通孔39与框体11的一对凹陷部26的位置相对应。并且，基板30通过多个螺钉紧固于框体11，从而与框体11热连接。

发光元件31使用LED。作为LED使用蓝色光LED。

框部32由绝缘材料形成为圆环状。

就荧光体层33而言，在透明树脂中含有能够被发光元件31的光激励的荧光体。例如，包含有被蓝色光LED的蓝色光激励而发出黄色光的黄色荧光体。由此，从荧光体层33的表面(即发光部34)发出白色系的光。并且，荧光体层33的表面相对于框部32凹陷。即，自基板30的荧光体层33的高度低于自基板30的框部32的高度。并且，荧光体层33的表面形成为中央最低且与框部32接触的周边部较高的凹面状。

另外，发光部34还可以由使用LED的SMD(SurfaceMountDevice，表面安装器件)封装体，或者除了LED以外的例如有机EL等构成。

并且，如图1及图2所示，导光体13由透明树脂或者玻璃制成。在由树脂制作导光体13时，例如使用丙烯树脂。导光体13具备：导光柱42、用于将导光柱42安装于框体11的固定部43。

导光柱42形成为圆柱状，导光柱42的一端侧配置于灯罩15的最大外径部D的中心，导光柱42的另一端侧的端面与发光部34对置。

在导光柱42的一端侧的端面的中央区域形成有凹部44，并且在该凹部44的内表面形成有反射膜45。凹部44的距离导光柱42的一端侧的端面的深度在中心位置最深，并且从该最深处到导光柱42的一端侧的端面之间形成为曲面或者倾斜面。反射膜45可以是将光全反射的全反射膜，也可以是使一部分光透过且使一部分光反射的半透过反射膜。也可以根据情况省略反射膜45。在本实施方式中，使用全反射膜作为反射膜45，例如蒸铝膜。另外，除了凹部44之外，在导光柱42的一端侧的端面未形成有反射膜45。因此，导光到该端面的光能够向导光柱42的一端侧透过，从而能够改善配光特性。

并且，导光柱42的另一端侧的端面构成使从发光部34放射出的光入射到导光柱42的入射面46。从入射面46入射到导光柱42的光在导光柱42内导向导光柱42的一端侧。导光柱42的一端侧构成使在导光柱42内导光的光向导光柱42的外部放射的光放射部47。在光放射部47中，在导光柱42内导光的一部分光被反射膜45反射而从导光柱42的柱面或导光柱42的一端侧的端面射出，而且，在导光柱42内导光的一部分光还从导光柱42的一端侧的端面(即前端面48)直接射出。因此，光放射部47由设置有凹部44以及反射膜45的导光柱42的一端侧构成，从光放射部47能够向与导光柱42的轴向交叉的横向、导光柱42的前端方向、从导光柱42向框体11侧倾斜的方向的较广的方向放射光。光放射部47配置于灯罩15的最大外径部D的中心。并且，通过从光放射部47放射光，能够再现如同点亮透明白炽灯泡那样的闪耀感。

固定部43从导光柱42的另一端侧的柱面的2个位置朝向彼此相反的方向突出设置。各固定部43具备：与导光柱42连接的连接部49、设置于连接部49的前端的突出部50。连接部49的厚度形成为薄于突出部50的厚度，且连接部49的宽度形成为小于导光柱42的直径。

在突出部50的一端侧的表面突出设置有与罩14结合的突起52，在突出部50的另一端侧的表面突出设置有插通于基板30的插通孔39而进行定位的突起51。突起51的前端进入框体11的凹陷部26但并未与框体11接触。因此，导光体13和基板30能够准确地得到定位，由此，发光部34和导光柱42的入射面46得到定位。并且，导光体13的固定部43以夹在基板30和罩14之间的状态得以固定。

并且，罩14由具有绝缘性的树脂材料制成。罩14形成为中央朝向一端侧突出的曲面状，且覆盖框体11的一端侧、发光模块12、导光柱42的另一端侧。在罩14的中央形成有供导光柱42插通的插通孔55。在罩14的周边部设置有卡合于基板30的另一端侧的表面的多个卡爪56。通过使卡爪56卡合于基板30的另一端侧的表面，能够使罩14以在罩14和基板30之间夹持有导光体13的固定部43的状态固定于基板30。卡爪56配置于框体11的避让部27。在罩14的内表面形成有使固定部的突起52嵌入的筒状的保持部57。

并且，灯罩15由透光率为95％以上的透明材料制成。作为透明材料使用玻璃或树脂。灯罩15呈中空状，在一端侧形成有球面部60，并且形成有从一端侧朝向另一端侧直径缩小的缩径部61，且另一端侧开口。在灯罩15的另一端侧形成有开口边缘62，该开口边缘62插入到框体11的安装槽28并且例如通过硅酮粘接剂等粘结固定于框体11。并且，在灯罩15的球面部60的最大外径部D的中心配置有光放射部47。

并且，壳体16由具有绝缘性的树脂材料形成为圆筒状。壳体16的一端侧插入于框体11的空腔，螺钉穿过框体11的安装孔24而螺合于壳体16的一端侧，从而使壳体16固定于框体11。在壳体16的另一端侧安装有供电部18。在壳体16内侧的彼此对置的2个位置，沿灯轴z形成有一对基板保持部65。

并且，电源部17将从供电部18输入的交流电力转换成预定的直流电力并供给到发光模块12的发光元件31。电源部17具有电路基板68、安装于该电路基板68的多个电子元件69。电路基板68从壳体16的一端侧插入到一对基板保持部65之间，从而保持于壳体16。并且，电源部17的一对交流电力的输入部通过配线与供电部18电连接，电源部17的一对直流电力的输出部通过配线与发光模块12的连接器35电连接。

并且，供电部18使用能够连接于例如E26或E17等一般照明用的白炽灯泡用灯座的灯头。并且，供电部18并不限于灯头，根据灯的种类也可以是一对销。

另外，灯装置10中，灯罩15区域在灯轴z方向上占灯全长的55％以上，优选为60％以上。

接着，对本实施方式的作用进行说明。

在使用灯装置10时，将供电部18连接于照明装置的一般照明用的白炽灯泡用灯座。若交流电力通过灯座供给到灯装置10，则电源部17将交流电力转换成预定的直流电力并供给到发光元件31。由此，使发光元件31发光，从发光部34放射出光。

从发光部34放射出的光从入射面46入射到导光柱42，并且在导光柱42内朝向光放射部47导光。导光至光放射部47的光被凹部44的反射膜45反射而从导光柱42的柱面或导光柱42的一端侧的端面射出，而且还从导光柱42的一端侧的端面(即前端面48)直接射出。因此，从光放射部47能够向与导光柱42的轴向交叉的横向、导光柱42的前端方向、从导光柱42向框体11侧倾斜的方向的较广的方向放射光。从光放射部47放射出的光透过灯罩15照射到照明空间。

并且，灯装置10由于从导光柱42的光放射部47放射光，因而能够再现如同点亮透明白炽灯泡那样的闪耀感。

由于光放射部47配置于灯罩15的最大外径部D的中心，因而从光放射部47向放射方向放射的光垂直入射到灯罩15从而易于透过灯罩15，能够抑制在灯罩15的内表面产生不必要的光反射，因此能够提高闪耀感，并且能够提高朝向灯罩15外的光输出效率。

另外，若将灯装置10设置成与一般照明用的白炽灯泡近似的尺寸，则为了将光放射部47配置于灯罩15的最大外径部D的中心而需要的导光柱42的长度在35～45mm的范围。

并且，导光柱42的直径d在2～9mm的范围。若导光柱42的直径d小于2mm，则发光部34的光难以入射到导光柱42，从而使效率下降，并且，若导光柱42的直径d大于9mm，则光放射部47变大，从而使闪耀感降低。

并且，如图4所示，导光柱42的凹部44的开口直径(开口最宽处的直径)a为导光柱42的直径d的80～95％。若小于80％，则朝向导光柱42的横向或从导光柱42朝向框体11侧倾斜的方向的光就会减少，并且，若大于95％，则导光柱42的前端面48的面积减小，从前端面48射出的光就会减少。在此，图5中示出导光柱42的直径d为6mm，凹部44的开口直径a为4.9mm，导光柱42的凹部44的开口直径a与导光柱42的直径d的比率为82％时的配光分布。如图5所示，配光角约为300°，并且得到了与透明白炽灯泡相同的宽配光。另外，此时，凹部44的深度b为2.1mm，凹部44的深度b与凹部44的开口直径a的比率为43％。

并且，如图4所示，导光柱42的凹部44的深度b为凹部44的开口直径a的30～70％。由于凹部44的深度b为凹部44的开口直径a的30～70％，因此从光放射部47放射出的光能够向导光柱42的横向和从导光柱42朝向框体11侧倾斜的方向反射，从而能够得到如同透明白炽灯泡那样的协调的配光特性。即，若凹部44的深度b小于凹部44的开口直径a的30％，则向导光柱42的横向反射的光会减少，并且，若凹部44的深度b大于凹部44的开口直径a的70％，则向从导光柱42朝向框体11侧倾斜的方向反射的光会减少。若朝向导光柱42的横向反射的光减少，或向从导光柱42朝向框体11侧倾斜的方向反射的光减少，则配光分布变得不均匀，难以再现如同透明白炽灯泡那样的闪耀感。

并且，如图6所示，导光柱42的另一端侧的端面(即入射面46)的大小大于发光部34的大小。因此，能够使从发光部34放射出的光的大部分入射到导光柱42，能够减少漏光，由此增加从光放射部47放射出的光，提高闪耀感。

在导光柱42的入射面46和发光部34之间形成有空气层72。若没有空气层72，即，在入射面46和发光部34紧贴的情况下，从发光部34入射到导光柱42的光的一部分不向导光柱42的一端侧导光而易于从导光柱42的柱面射出。若具有空气层72，则从发光部34放射出的光在通过空气层72向导光柱42入射时产生折射，折射后的光在导光柱42内朝向光放射部47导光。

导光柱42的入射面46和发光部34之间的空气层72的间隙给效率带来较大的影响。如图7所示，若空气层72的间隙较大，则从发光部34朝向入射面46的入射损失会变大，效率会下降。另外，作为损失的比较例，给出了在导光体13的固定部43的损失、在反射膜45的损失、其他损失，可以看得出空气层72的间隙给效率带来较大的影响。因此，优选使导光柱42和发光部34尽可能的接近，以使空气层72的间隙尽可能的减小。但是，在使导光柱42接近发光部34时，导光柱42会与发光部34接触，有可能给发光部34带来影响。在本实施方式中，发光部34(即荧光体层33的表面)相对于框部32凹陷，因而即使导光柱42抵接于框部32，导光柱42也不会与荧光体层33接触。因此，能够使导光柱42和发光部34尽可能的接近，并且能够防止给发光部34带来影响。

并且，导光体13的固定部43从导光柱42的另一端侧的柱面的2个位置突出。从入射面46入射到导光柱42的光的一部分朝向连接于导光柱42的固定部43漏光，会使效率下降。例如，与固定部分从导光柱42的另一端侧的整个柱面突出的情况相比，通过使导光体13的固定部43从导光柱42的另一端侧的柱面的2个位置突出，能够减少漏光，因此，能够增加从光放射部47放射的光，从而提高闪耀感。

并且，固定部43虽然具备连接于导光柱42的连接部49和设置于连接部49的前端的突出部50，但是由于连接部49的厚度设为薄于突出部50的厚度，且连接部49的宽度设为小于导光柱42的直径，因而能够确保用于将导光体13固定于框体11的固定部43的强度，并且也能够减少朝向固定部43的漏光。

并且，由于罩14覆盖发光部34及导光柱42的另一端侧，因而能够防止光从框体11的附近放射，使光仅从光放射部47放射，从而能够提高闪耀感。

接着，对闪耀感进行说明。

闪耀感的含义是“看似美丽地发光”。

在此，具有闪耀感的光源定义为“平均亮度为5000cd/m²以上(优选为45000cd/m²)且从距光源(光放射部47)10m处观察时的外观大小为0.000001sr以下的光源”或者“平均亮度为5000cd/m²以上(优选为45000cd/m²)且大小为64mm²以下(优选为17mm²)的光源”。另外，若设定成优选的数值，则得到透明白炽灯泡以上的闪耀感的可能性较高。其理由如以下(1)、(2)所示。

(1)透明白炽灯泡使用于商场等重视气氛的环境时具有闪耀感，但是使用于办公室等重视工作的环境时则非常刺眼。因此，将光源的亮度条件设定为：能够得到闪耀感的亮度＝感觉到刺眼的亮度。

使用将直视下的刺眼程度数值化的式1计算出的结果为：感觉到刺眼的平均亮度为5000cd/m²(nUGR_D＝13时，参照图8)，确实感到刺眼的平均亮度为45000cd/m²(nUGR_D＝31时，参照图8)。因此，将平均亮度的条件设为5000cd/m²以上，优选设为45000cd/m²。

另外，可以根据在灯装置10的有效的配光角度(本实施方式中为图5中所示的300°)的范围内进行的测定结果来定义这些平均亮度。

[数1]

$L_S=\sqrt[3.2]{\frac{{L_b}^{0.61-0.79\log \mathrm{\ω}}{10}^{(\frac{{\mathrm{nUGR}}_D-10}{6}+8.2)}}{{\mathrm{\ω}}^{-0.64}f(U,\mathrm{\ω})}}$ …(式1)

f(U，ω)＝aU^b

a＝0.0786ω^-0.3279

b＝-0.4645ω-^0.2348

光源的平均亮度为L_S、背景的平均亮度(光源周边的平均亮度)为L_b、光源的大小为ω、光源的亮度分布(平均亮度/最大亮度)为U、刺眼程度(参照图8)为nUGR_D。并且，计算条件为：L_b＝30cd/m²、ω＝0.000001sr、U＝1.0。

如图9所示，在光源的平均亮度为5000cd/m²以上的区域A1可以得到闪耀感，在光源的平均亮度为45000cd/m²以上的区域A2可以得到透明白炽灯泡以上的闪耀感。

(2)直视光源时会看到光芒(放射状扩散的光线)，而光芒的光线越细，则认为是更具有闪耀感的光源。

针对光芒而言，光源越小放射状扩散的光线就越细，因而只要将光源设为小于预定的大小，就能够实现具有闪耀感的光源。因此，在此，如下确定该预定的大小。

通常，将从距光源10m处观察所谓的具有闪耀感的光源的透明白炽灯泡的光源时的外观大小设为能够得到闪耀感的光源的外观大小。该大小为“0.000001sr以下”。以下，将该大小称为标准外观大小。

并且，将光源的实际大小设定为，从距光源10m处观察光源时成为标准外观大小。该光源的实际大小为64mm²。另外，若光源为圆形或球形，则64mm²的光源的直径为9mm，若光源为正方形或立方体，则1边的长度为8mm。另外，在此叙述的大小为与视线方向垂直的面上的大小(参照图12)。

并且，优选将光源的实际大小设定为从距光源5m处观察光源时的外观大小成为0.000001sr以下。此时，光源的实际大小为17mm²。另外，若光源为圆形或球形，则大小为17mm²的光源的直径为4.6mm，若光源为正方形或立方体，则1边的长度为4.1mm。

另外，在光源的外观大小因视角而变化时，可以根据大小最大时的角度来定义。在本实施方式中，如图5所示，0°时，外观面积最大，照度(光束)也最大，但是，也可以设为这些面积和照度在水平(±90°)时成为最大值。

如图10所示，在光源的大小为64mm²以下的区域A3可以得到闪耀感，在光源的大小为17mm²以下的区域A4可以得到透明白炽灯泡以上的闪耀感。

并且，本实施方式的灯装置10的光放射部47符合“平均亮度为5000cd/m²以上(优选45000cd/m²)且外观大小为0.000001sr以下的光源”或者“平均亮度为5000cd/m²以上(优选45000cd/m²)且大小为64mm²以下(优选17mm²)的光源”的定义。

另外，要想感觉到比比较例更多的闪耀感，优选将光源的大小设为30mm²以下。比较例为将具备多个发光元件的发光模块配置于灯罩的内部空间的灯装置。

图11是表示光源的大小和光源的亮度之间的关系的最优选的范围的图表。图11所示的范围表示与比较例相比闪耀感更加突出并且光源(光放出部47)的制造性也较为容易的光源的大小，该优选的光源的大小范围为9～17mm²。在该图表中，若在光源的大小为17mm²时将平均亮度设为45000cd/m²以上，或在光源的大小为9mm²时将平均亮度设为77000cd/m²以上，则闪耀感更加突出。并且，若光源的大小为17mm²时平均亮度成为2800000cd/m²，则能够感觉到如同白炽灯泡那样的刺眼感，因而需要将平均亮度设为2800000cd/m²以下，在光源的大小为9mm²时则优选将平均亮度设为4800000cd/m²以下。

图13表示光源的实际大小和平均亮度之间的关系。图13中●为透明白炽灯泡、○为比较例、◎为实施方式的灯装置10。如图13所示，与比较例相比，本实施方式的灯装置10进入能够得到闪耀感的区域A4。并且，即使与透明白炽灯泡相比，也进入能够得到其以上闪耀感的区域A4。

基于该结果，实际上制造实施方式的灯装置10后，向十几个被试验者询问了这3个光源中哪一个最具有闪耀感，其结果，8～9成以上的被试验者回答实施方式的灯装置10最具有闪耀感。

如此，通过将光源(光放射部47)的平均亮度以及大小设计在预定的范围，实现能够得到透明白炽灯泡以上的闪耀感的灯装置10。

另外，若符合“平均亮度为5000cd/m²以上(优选45000cd/m²)且外观大小为0.000001sr以下的光源”或者“平均亮度为5000cd/m²以上(优选45000cd/m²)且大小为64mm²以下(优选17mm²)的光源”的定义，则光源可以是平面光源也可以是立体光源(球形、立方体、长方体、柱体、角锥体等)等。无论哪种光源只要能够向灯罩15的前端方向及框体11的方向放射出光均可使用。

以上，对本实用新型的若干实施方式进行了例示，但这些实施方式只是举例说明，并没有限定实用新型范围的意图。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形均属于本实用新型的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的实用新型及其等同的范围内。

Claims (3)

1.一种发光装置，其具备：

发光元件；

放射所述发光元件的光的光放射部，

所述发光装置的特征在于，

所述光放射部的平均亮度为5000cd/m²以上，并且从距所述光放射部10m处观察时的所述光放射部的外观大小为0.000001sr以下。

2.一种发光装置，其具备：

发光元件；

放射所述发光元件的光的光放射部，

所述发光装置的特征在于，

所述光放射部的平均亮度为5000cd/m²以上，并且所述光放射部的大小为64mm²以下。

3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，

所述发光装置具备透明部件，所述透明部件围绕所述光放射部且所述透明部件的透光率为95％以上。