JP2004342411A - Illuminating device and illuminating system including the same - Google Patents
Illuminating device and illuminating system including the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004342411A JP2004342411A JP2003136117A JP2003136117A JP2004342411A JP 2004342411 A JP2004342411 A JP 2004342411A JP 2003136117 A JP2003136117 A JP 2003136117A JP 2003136117 A JP2003136117 A JP 2003136117A JP 2004342411 A JP2004342411 A JP 2004342411A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lighting device
- emitting element
- light guide
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
- F21K9/61—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/20—Light sources comprising attachment means
- F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
- F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
- F21V3/02—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by the shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光素子とその素子からの光の波長を変換して様々な色を発光し得る蛍光体とを含む点状の照明装置の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】
照明装置は、大別して、点状、線状、および面状の照明装置に分類することができる。従来の一般照明で使用されている点状照明装置としては、アルゴンガス等を充填した真空ガラス球内で電流によって白熱させたフィラメントから可視光を得る白熱電球がある。しかし、白熱電球の場合は、電気エネルギのほとんどが熱として失われてその1部のみが光として放射されるので、発光効率が悪くて消費電力が大きい。
【0003】
近年では、紫外光を吸収して可視の蛍光(赤、青、緑)を放射する蛍光体が分散された樹脂を紫外発光ダイオード素子に被せて作製された白色発光ダイオード素子が開発されている。また、青色光を吸収して可視の蛍光(黄)を放射する蛍光体が分散された樹脂を青色発光ダイオード素子に被せることによって、補色の関係を利用して白色光を放射する白色発光ダイオード素子が開発されている(例えば特許文献1の特開2000−156526号公報参照)。
【0004】
このような白色発光ダイオード素子では、発熱による損失が少ないので、白熱電球に比べて消費電力を抑えることができるという利点がある。
【0005】
さらに、白熱電球に代わる照明装置として、半導体レーザ素子、レンズ、および蛍光体を利用した白色照明装置が、特許文献2の特開平7−282609号公報に開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−156526号公報
【0007】
【特許文献2】
特開平7−282609号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に開示されているような白色発光ダイオード素子においては、その発光素子から放射される光の指向性が強いので、比較狭い領域のみにしか光を照射することができない。また、特許文献2に開示されているような照明装置においても、半導体レーザ素子から放射される光の放射角はせいぜい20〜30度程度に狭いので、拡散レンズを用いてレーザ光を蛍光体に照射している。
【0009】
しかしながら、一般的に半導体レーザ素子などの発光素子から放射される光束は、その中心部において光強度が非常に強くて周縁部になるにしたがって弱くなるようなガウシアン分布を有している。すなわち、蛍光体に照射される光がこのガウシアン分布の影響を与えるので、蛍光体から空間に放射される蛍光強度分布も均一でなくなってしまう。このようなことから、発光素子と蛍光体を利用する点状照明装置において、配光特性を制御することが困難である。
【0010】
以上のような先行技術の状況に鑑み、本発明では、半導体発光素子と蛍光体を利用しながらも容易に配光特性を制御し得る照明装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明による照明装置は、発光素子と、その発光素子から導入された光を導波しかつ少なくとも一部から放射するファイバ状導光体と、その導光体から放射された光を吸収して他の波長の蛍光を放射する蛍光体と、発光素子およびファイバ状導光体を内包する透光性保護容器と、発光素子に電力を供給する電気的構造を含むことを特徴としている。
【0012】
なお、ファイバ状導光体の光放射領域の少なくとも1部は、らせん形状、放物線形状、および直線形状のいずれかを含み得る。また、蛍光体は、透光性保護容器の構成材中に分散されて含まれ得る。
【0013】
ファイバ状導光体の光放射領域内には、その導光体内を伝播する光を部分的に散乱させる光拡散構造が設けられ得る。その場合に、ファイバ状導光体はコアとクラッドを含み、コアの少なくとも1部領域内に光拡散構造が設けられ得る。また、ファイバ状導光体はコアとクラッドを含み、クラッド中でエバネッセント光が存在する少なくとも1領域内に光拡散構造が設けられてもよい。さらに、ファイバ状導光体はコアとクラッドを含み、その導光体の光放射領域はコア内を伝播する光の1部の放射を生じさせる曲率を有する形状にされてもよい。
【0014】
照明装置は、ファイバ状導光体を複数本含むこともできる。また、ファイバ状導光体の端面上において、発光素子からの光が入射される領域以外の領域上にそのファイバ状導光体内を伝播する光学膜が設けられていることが好ましい。さらに、ファイバ状導光体の両端面の各々に発光素子が配置されてもよい。発光素子としては、半導体レーザ素子と発光ダイオード素子のいずれを利用してもよい。
【0015】
以上のような照明装置を含む照明システムにおいて、発光素子に電力を供給する電気的構造に駆動電力を供給する駆動回路が好ましく接続され得る。また、透光性保護容器の表面上の少なくとも1部に導電性膜が形成され、その導電性膜の破断を検知して発光素子に供給される電力を制御する制御回路をさらに含むことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
図1と図2において、本発明の実施形態1による照明装置が模式的に図解されている。図1は照明装置の一部が切除された状態を示しており、図2(a)は図1中の光ファイバから切り出した一部を斜視図で示しており、そして図2(b)はその光ファイバの横断面を示している。なお、本願の図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表している。
【0017】
図1において、波長410nmで発光するGaN系発光ダイオード素子102と、この発光ダイオード素子からの光を伝播させる光ファイバ100とが光学的に結合されている。なお、このGaN系発光ダイオード素子と光ファイバは直接結合されていてもよいし、レンズなどを介して光学的に結合されていてもよい。図1においては、これらのGaN系発光ダイオード素子102と光ファイバ100は、樹脂106によって固定されている。
【0018】
GaN系発光ダイオード素子102には電力供給端子105からワイヤー103が配線されており、このような電気的構造によって発光ダイオード素子102へ電力が供給される。
【0019】
図2に図解されているように、光ファイバ100は、光を導波する樹脂からなるコア200とクラッド202を含んでいる。このコア200の1部には、導波光を部分的に散乱させるために、例えばTiO2粒子を含む光拡散構造201が設けられている。
【0020】
図1に見られるように、光ファイバ100の両端面のうちでGaN系発光ダイオード素子が配置されていない方の端面には、導波光の放射損失を防止するように光を反射する光学膜104が設けられている。この光学膜104の膜構成は、膜中において光反射を生じる干渉の原理を用いた一般的な手法により設計することができる。
【0021】
以上から理解されるように、GaN系発光ダイオード素子102からの光は、らせん形状の光ファイバ100内を伝播しながら周囲に放射される。
【0022】
さらに、このファイバ状導光体100の周囲は、例えば赤色(Y2O2S:Eu3+)、緑色(ZnS:Cu,Al)、青色((Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6:Eu2+)からなる蛍光体が分散されたアクリル樹脂からなるボール状保護殻101により覆われている。そして、ファイバ状導光体100から蛍光体含有殻101に光が照射されることにより、その蛍光体含有殻101から白色光が空間に放射される。
【0023】
このように光ファイバ100をらせん状に構成することによって、発光素子102からの光をそのファイバから四方へ均一に放射させることができ、すなわち蛍光体を含むボール状殻101へほぼ均一に照射することが可能となる。したがって、図1中の矢印で表されているように、配光特性の均一性が良好な照明装置を実現することができる。
【0024】
なお、光ファイバ100のらせん形状の巻き数やらせん径などは、所望の配光特性が得られるように任意に選択することが可能である。また、らせん形状部分のみに光拡散体201を設けて、他の部分は光を放射しないような光ファイバの構造にしておくことも可能である。
【0025】
(実施形態2)
図3と図4において、本発明の実施形態2による照明装置が模式的に図解されている。図3は照明装置の一部が切除された状態を示しており、図4(a)は図3の照明装置を上から見た場合に光ファイバから放射される光強度分布を模式的に示しており、そして図4(b)は図3の照明装置を左側または右側から見た場合に光ファイバから放射される光強度分布を模式的に示している。
【0026】
実施形態1に比べて本実施形態2において特徴的なことは、光ファイバ100の光放射領域の少なくとも1部が放物線状にされていることと、GaN系発光ダイオード素子102の代わりにGaN系半導体レーザ素子300が用いられていることである。その放物線を含む平面の方向は、図4中においては、双方向矢印で示されている。
【0027】
本実施形態2のような構成にすることによって、図4中に示されているように、領域400、領域401、および領域402の順にしたがって光強度が弱くなるような配光特性を実現し得る。すなわち、本実施形態2では、配光特性を容易に制御することが可能な照明装置を実現することができる。
【0028】
(実施形態3)
図5において、本発明の実施形態3による照明装置が模式的に図解されており、照明装置の一部が切除された状態が示されている。実施形態1に比べて本実施形態3において特徴的なことは、光ファイバ100における光放射部の少なくとも1部が直線状になっていることである。
【0029】
本実施形態3におけるように光ファイバ100の光放射部を直線状の形状にすることによって、図5中の矢印で表されているように、蛍光体含有殻101の側面方向に比べて上面方向のみに強く光を放射させることができる。すなわち、本実施形態3の構成によっても、配光特性を容易に制御することが可能な照明装置を実現することができる。
【0030】
(実施形態4)
本発明の実施形態4による照明装置は、上述の実施形態1〜3に類似しているが、それに含まれる光ファイバの構造の一部が変更されていることにおいて異なっている。図6と図7は、本実施形態4の照明装置に用いられる光ファイバの構造を模式的な断面図で図解している。
【0031】
図6の光ファイバは光を導波するコア200とクラッド202を含み、このクラッド202内でコア200の外周近傍のエバネッセント波(コアから漏れた光)が存在する領域201において、そのエバネッセント波を散乱するために例えばTiO2粒子を含む光拡散構造が形成されている。このような光ファイバの端面に配置されたGaN系発光ダイオード素子または半導体レーザ素子などから導入された光は、光ファイバ内を伝播しながらその周囲に放射され得る。
【0032】
なお、図6のような構造は、光強度が小さい領域(エバネッセント波領域)のみに光拡散構造201を含んでいて、伝播光に対して小さい散乱係数を有するので、長い光ファイバの全体にわたって均一に光を放射するための構造として好ましい。
【0033】
図7の光ファイバは図6のものに類似しているが、クラッド202の外周面上において蛍光体が分散されたアクリル樹脂層101が形成されていることにおいて異なっている。このような図7の光ファイバを利用する場合には、実施形態1の場合のようにボール状保護殻101の材料内に蛍光体を分散させることが不要になる。
【0034】
本実施形態4におけるように、図6または図7に示されているような光ファイバを利用することによっても、他の実施形態の場合と同様に配光特性を容易に制御することが可能な照明装置を実現することができる。
【0035】
(実施形態5)
図8、図9、および図10において、本発明の実施形態5による照明装置が模式的に図解されている。図8は照明装置の一部が切除された状態を示しており、図9は図8中の光ファイバの構造を図解しており、そして図10は図8中の光ファイバと半導体レーザ素子との光学的結合部を図解している。
【0036】
図8の照明装置において、GaN系半導体レーザ素子300から放射されたレーザ光が光ファイバ100内に導入される。この光ファイバは途中で2本に分岐されており、分岐されたそれぞれの光ファイバは互いに光学的な相互作用を生じず、互いに直交する平面に沿って配置されている。また、分岐後の2本の光ファイバのそれぞれの端面上には、そこから導波光が放射されて損失となることを防止するために、光を反射する光学膜104が形成されている。
【0037】
図9(b)に示されているように、本実施形態5で用いられている光ファイバ900は光を導波するコア200とクラッド202を含んでいるが、他の実施形態の場合のようなTiO2粒子を含むような光拡散構造は設けられていない。その代わりに、図9(a)に示されているように、光ファイバから外部へ光を放射させるべき領域には、所定の大きさ以上の曲率が与えられている。このように、光ファイバに所定の大きさ以上の曲率を与えることによって光が放射される理由は、コア内を伝播する光がクラッドの界面に対して入射する角度が光ファイバを曲げることにより変化することに起因する(例えば、光学図書発行、米津著「光通信素子工学」第5版参照)。
【0038】
図10に示されているように、本実施形態5では、光ファイバ900の端面上において半導体レーザ素子300からのレーザ光が入射する領域以外の領域に例えばアルミニウムの光学反射膜1000が設けられる。これによって、光ファイバ900の他方端面側に設けられた反射膜104(図8参照)により反射された戻り光がレーザ素子300と光ファイバ900との光学的結合部から放射される損失を軽減させることができる。
【0039】
本実施形態5におけるように光ファイバを複数本設けることによって(図8参照)、個々の光ファイバについての配光特性を容易に制御することができるので、照明装置全体の配光特性の制御性がさらに向上し得る。また、本実施形態5の構成により、TiO2粒子を含むような光拡散構造が含まれていない光ファイバを使用して、照明装置の配光特性を制御することが可能となる。
【0040】
(実施形態6)
図11において、本発明の実施形態6による照明装置が模式的に図解されている。図11は照明装置の一部が切除された状態を示している。実施形態1に比べて本実施形態6において特徴的なことは、光ファイバ100の両端面のそれぞれにGaN系半導体レーザ素子300が設けられていることである。このような構成により配光特性の良好な照明装置を実現し得る。
【0041】
また、本実施形態6においては、光ファイバ100の両端面のそれぞれに半導体レーザ素子300が配置されているので、高出力の照明装置を得ることができる。なお、本実施形態6においても、図10に類似して、光ファイバ100の端面上において半導体レーザ素子300からのレーザ光が入射する領域以外の領域に高反射膜が設けられることが好ましい。
【0042】
(実施形態7)
図12において、本発明の実施形態7による照明システムが模式的なブロック図で図解されている。この照明システムは、商用電源からの100Vの交流電力1204を直流電力に変換する交流直流変換回路1203を含んでいる。交直変換回路1203からの直流電力は、発光素子を駆動し得る電圧電流に変換する降圧回路を含む駆動回路1202に供給される。駆動回路1202からの駆動電力は、ソケット1201を介して点状照明装置1200中の発光素子に供給される。その点状照明装置1200としては、上述の実施形態1〜6における照明装置のいずれをも利用することができ、こうして本実施形態7による照明機器システムが構成され得る。
【0043】
ここで発光素子の駆動方法としては、パルス電流で駆動することが好ましい。なぜならば、パルス電流にて発光素子を駆動すれば、直流電流で駆動した場合に比べて発光素子おける発熱の影響を軽減することができ、高光出力の照明システムにすることができるからである。
【0044】
(実施形態8)
図13は、図12に類似しているが、本発明の実施形態8による照明システムを図解している。図13(a)は、図13(b)のブロック図に示された照明システム中の保護球殻101の外周面上に形成された透明導電性パターン1300を模式的に示している。
【0045】
すなわち、本実施形態8の照明システムにおいては、赤色(Y2O2S:Eu3+)、緑色(ZnS:Cu,Al)、青色((Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6:Eu2+)からなる蛍光体が分散されたアクリル樹脂の保護球殻101の外周面上に、例えば酸化錫、ITO(インジウム錫酸化物)などからなる透明導電膜パターン1300が形成されている。したがって、外部からの衝撃によってアクリル樹脂殻101が破損した場合には、この透明導電膜パターン1300も同時に破断する。
【0046】
そして、透明導電膜パターン1300の破断を検知し得るようにそのパターンに接続された検知回路が、駆動回路1202内に含められている。この検知回路は、例えば透明導電膜パターン1300に流された微弱の電流をモニタし、その電流の途絶によって保護球殻101の破断を検知し得る。検知回路が保護球殻101の破断を検知した場合には、駆動回路1202は発光素子に印加されるべき電力の供給を停止する。
【0047】
すなわち、本実施形態8の照明システムにおいては、発光素子として半導体レーザ素子を用いた場合のように、目に対する安全性の観点から問題となるコヒーレント性の高い光が空間へ直接放射されることを防止し得る。なお、保護球殻101が破断した場合に、発光素子に印加される電力の供給は完全に停止されてもよいが、発光素子からの放射光量が目に対する安全上問題のないレベルまで低下するように駆動電力を制御してもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、半導体発光素子と蛍光体を利用しながらも容易に配光特性を制御し得る照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1による照明装置の一部を切除した状態を示す模式図である。
【図2】(a)は実施形態1における光ファイバの一部を示す模式的な斜視図であり、(b)はその断面図である。
【図3】本発明の実施形態2による照明装置の一部を切除した状態を示す模式図である。
【図4】実施形態2の照明装置における放射光強度分布を示す模式図である。
【図5】本発明の実施形態3による照明装置の一部を切除した状態を示す模式図である。
【図6】本発明の実施形態4による照明装置に用いられる光ファイバ構造の一例を示す模式的な断面図である。
【図7】実施形態4による照明装置に用いられる光ファイバ構造の他の例を示す模式的な断面図である。
【図8】本発明の実施形態5による照明装置の一部を切除した状態を示す模式図である。
【図9】(a)は実施形態5における光ファイバを示す模式的な斜視図であり、(b)はその光ファイバの構造を示す模式的な断面図である。
【図10】(a)は実施形態5における光ファイバと発光素子との結合部を示す模式的な斜視図であり、(b)その光ファイバの端面図である。
【図11】本発明の実施形態6による照明装置の一部を切除した状態を示す模式図である。
【図12】本発明の実施形態7による照明システムを示す模式的なブロック図である。
【図13】(a)は本発明の実施形態7による照明システムに含まれる保護球殻の上面図であり、(b)はその照明システムのブロック図である。
【符号の説明】
100 光ファイバ、101 アクリル樹脂、102 GaN系発光ダイオード素子、103 配線、104 光学反射膜、105 端子、106 樹脂、200 コア、201 光拡散構造、202 クラッド、300 GaN系半導体レーザ素子、400、401、402 光強度分布、900 光ファイバ、1000 光学反射膜、1200 照明装置、1201 ソケット、1202 駆動回路、1203 交流直流変換回路、1204 交流電力、1300 透明導電性膜パターン。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a point-shaped lighting device including a semiconductor light emitting device and a phosphor that can emit light of various colors by converting the wavelength of light from the device.
[0002]
[Prior art]
Lighting devices can be broadly classified into point-like, linear, and planar lighting devices. 2. Description of the Related Art As a point illumination device used in conventional general illumination, there is an incandescent lamp that obtains visible light from a filament that is incandescent by a current in a vacuum glass bulb filled with an argon gas or the like. However, in the case of an incandescent light bulb, most of the electric energy is lost as heat and only a part thereof is radiated as light, so that luminous efficiency is low and power consumption is large.
[0003]
In recent years, a white light emitting diode element has been developed in which a resin in which a phosphor that absorbs ultraviolet light and emits visible fluorescent light (red, blue, green) is dispersed is covered with the ultraviolet light emitting diode element. A white light-emitting diode element that emits white light by using a complementary color relationship by covering a blue light-emitting diode element with a resin in which a phosphor that absorbs blue light and emits visible fluorescent light (yellow) is covered. (See, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-156526 in Patent Document 1).
[0004]
Such a white light emitting diode element has an advantage that power consumption can be suppressed as compared with an incandescent light bulb since loss due to heat generation is small.
[0005]
Further, as an illuminating device replacing the incandescent lamp, a white illuminating device using a semiconductor laser element, a lens, and a phosphor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-282609 of Patent Document 2.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-156526 A
[Patent Document 2]
JP-A-7-282609
[Problems to be solved by the invention]
In a white light emitting diode element as disclosed in Patent Literature 1, since the light emitted from the light emitting element has a strong directivity, light can be applied only to a comparatively narrow area. Also, in the lighting device disclosed in Patent Document 2, the emission angle of the light emitted from the semiconductor laser element is narrow at most about 20 to 30 degrees. Irradiation.
[0009]
However, in general, a light beam emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser element has a Gaussian distribution in which the light intensity is very strong at the center and becomes weaker toward the periphery. That is, since the light applied to the phosphor affects the Gaussian distribution, the distribution of the intensity of the fluorescence emitted from the phosphor to the space is not uniform. For this reason, it is difficult to control the light distribution characteristics in a point lighting device using a light emitting element and a phosphor.
[0010]
In view of the state of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a lighting device that can easily control light distribution characteristics while using a semiconductor light emitting element and a phosphor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A lighting device according to the present invention includes a light emitting element, a fiber light guide that guides light introduced from the light emitting element and emits light from at least a part thereof, and absorbs light emitted from the light guide. It is characterized by including a phosphor that emits fluorescence of another wavelength, a light-transmitting protective container containing a light-emitting element and a fibrous light guide, and an electrical structure for supplying power to the light-emitting element.
[0012]
Note that at least a part of the light emitting region of the fibrous light guide may include any of a spiral shape, a parabolic shape, and a linear shape. Further, the phosphor may be dispersed and included in the constituent material of the translucent protective container.
[0013]
A light diffusing structure that partially scatters light propagating in the light guide may be provided in the light emitting region of the fibrous light guide. In that case, the fibrous light guide may include a core and a cladding, and a light diffusing structure may be provided in at least a partial region of the core. Further, the fiber light guide may include a core and a clad, and a light diffusion structure may be provided in at least one region of the clad where evanescent light exists. Further, the fibrous light guide may include a core and a cladding, and the light emitting area of the light guide may be shaped to have a curvature that causes the emission of a portion of light propagating in the core.
[0014]
The lighting device may include a plurality of fiber light guides. Further, it is preferable that an optical film that propagates through the fibrous light guide is provided on an area other than the area where light from the light emitting element is incident on the end face of the fibrous light guide. Furthermore, a light emitting element may be arranged on each of both end faces of the fibrous light guide. Either a semiconductor laser device or a light emitting diode device may be used as the light emitting device.
[0015]
In the lighting system including the lighting device as described above, a drive circuit that supplies drive power to an electrical structure that supplies power to the light-emitting element can be preferably connected. In addition, a control circuit may be further provided, in which a conductive film is formed on at least a part of the surface of the light-transmitting protective container, and a break of the conductive film is detected to control power supplied to the light emitting element. .
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
1 and 2, a lighting device according to a first embodiment of the present invention is schematically illustrated. FIG. 1 shows a state in which a part of the lighting device has been cut away, FIG. 2 (a) shows a part cut out from the optical fiber in FIG. 1 in a perspective view, and FIG. 2 shows a cross section of the optical fiber. In the drawings of the present application, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
[0017]
In FIG. 1, a GaN-based light
[0018]
A
[0019]
As illustrated in FIG. 2, the
[0020]
As shown in FIG. 1, an
[0021]
As understood from the above, the light from the GaN-based light emitting
[0022]
Further, the periphery of the
[0023]
By forming the
[0024]
The number of turns of the spiral shape and the spiral diameter of the
[0025]
(Embodiment 2)
3 and 4, a lighting device according to Embodiment 2 of the present invention is schematically illustrated. FIG. 3 shows a state in which a part of the illumination device is cut off, and FIG. 4A schematically shows a light intensity distribution emitted from an optical fiber when the illumination device in FIG. 3 is viewed from above. FIG. 4B schematically shows the light intensity distribution emitted from the optical fiber when the lighting device of FIG. 3 is viewed from the left or right side.
[0026]
The features of the second embodiment as compared with the first embodiment are that at least a part of the light emission region of the
[0027]
By adopting the configuration as in the second embodiment, it is possible to realize a light distribution characteristic in which the light intensity decreases in the order of the region 400, the region 401, and the
[0028]
(Embodiment 3)
FIG. 5 schematically illustrates a lighting device according to Embodiment 3 of the present invention, and illustrates a state where a part of the lighting device is cut away. A feature of the third embodiment as compared to the first embodiment is that at least a part of the light emitting portion in the
[0029]
By forming the light emitting portion of the
[0030]
(Embodiment 4)
The lighting device according to the fourth embodiment of the present invention is similar to the above-described first to third embodiments, except that the structure of the optical fiber included therein is partially changed. 6 and 7 illustrate the structure of an optical fiber used in the lighting device according to the fourth embodiment in a schematic cross-sectional view.
[0031]
The optical fiber of FIG. 6 includes a core 200 that guides light and a clad 202. In the
[0032]
The structure as shown in FIG. 6 includes the
[0033]
The optical fiber of FIG. 7 is similar to that of FIG. 6, except that the
[0034]
By using the optical fiber as shown in FIG. 6 or FIG. 7 as in the fourth embodiment, the light distribution characteristics can be easily controlled as in the other embodiments. A lighting device can be realized.
[0035]
(Embodiment 5)
8, 9, and 10, a lighting device according to Embodiment 5 of the present invention is schematically illustrated. 8 shows a state in which a part of the lighting device has been cut away, FIG. 9 illustrates the structure of the optical fiber in FIG. 8, and FIG. 10 shows the optical fiber and the semiconductor laser device in FIG. 2 illustrates an optical coupling portion.
[0036]
In the lighting device of FIG. 8, laser light emitted from GaN-based
[0037]
As shown in FIG. 9B, the
[0038]
As shown in FIG. 10, in the fifth embodiment, an
[0039]
By providing a plurality of optical fibers as in the fifth embodiment (see FIG. 8), the light distribution characteristics of each optical fiber can be easily controlled, and thus the controllability of the light distribution characteristics of the entire lighting device. Can be further improved. Further, according to the configuration of the fifth embodiment, it is possible to control the light distribution characteristics of the lighting device using an optical fiber that does not include a light diffusion structure including TiO 2 particles.
[0040]
(Embodiment 6)
In FIG. 11, a lighting device according to Embodiment 6 of the present invention is schematically illustrated. FIG. 11 shows a state in which a part of the lighting device has been cut away. A feature of the sixth embodiment as compared with the first embodiment is that GaN-based
[0041]
Further, in the sixth embodiment, since the
[0042]
(Embodiment 7)
12, a lighting system according to Embodiment 7 of the present invention is illustrated in a schematic block diagram. This lighting system includes an AC /
[0043]
Here, as a method for driving the light emitting element, it is preferable to drive the light emitting element with a pulse current. This is because, when the light-emitting element is driven with a pulse current, the influence of heat generation in the light-emitting element can be reduced as compared with the case where the light-emitting element is driven with a DC current, so that a lighting system with high light output can be obtained.
[0044]
(Embodiment 8)
FIG. 13 is similar to FIG. 12, but illustrates a lighting system according to Embodiment 8 of the present invention. FIG. 13A schematically shows a transparent
[0045]
That is, in the illumination system according to the eighth embodiment, red (Y 2 O 2 S: Eu 3+ ), green (ZnS: Cu, Al), and blue ((Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6. A transparent
[0046]
A detection circuit connected to the transparent
[0047]
That is, in the illumination system of the eighth embodiment, as in the case where a semiconductor laser element is used as a light emitting element, light having high coherence, which is a problem from the viewpoint of eye safety, is directly emitted to space. Can be prevented. When the protective
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a lighting device that can easily control light distribution characteristics while using a semiconductor light emitting element and a phosphor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a state where a part of a lighting device according to a first embodiment of the present invention has been cut away.
FIG. 2A is a schematic perspective view showing a part of the optical fiber according to the first embodiment, and FIG. 2B is a sectional view thereof.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state where a part of a lighting device according to a second embodiment of the present invention has been cut away.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a radiation light intensity distribution in the illumination device according to the second embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which a part of a lighting device according to a third embodiment of the present invention has been cut away.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical fiber structure used for a lighting device according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing another example of the optical fiber structure used for the lighting device according to the fourth embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a state where a part of a lighting device according to a fifth embodiment of the present invention has been cut away.
FIG. 9A is a schematic perspective view showing an optical fiber according to a fifth embodiment, and FIG. 9B is a schematic sectional view showing the structure of the optical fiber.
FIG. 10A is a schematic perspective view showing a coupling portion between an optical fiber and a light emitting element in Embodiment 5, and FIG. 10B is an end view of the optical fiber.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a state where a part of a lighting device according to a sixth embodiment of the present invention has been cut away.
FIG. 12 is a schematic block diagram showing a lighting system according to Embodiment 7 of the present invention.
13A is a top view of a protective spherical shell included in a lighting system according to Embodiment 7 of the present invention, and FIG. 13B is a block diagram of the lighting system.
[Explanation of symbols]
Claims (13)
前記発光素子から導入された光を導波しかつ少なくとも一部から放射するファイバ状導光体と、
前記導光体から放射された光を吸収して他の波長の蛍光を放射する蛍光体と、
前記発光素子と前記ファイバ状導光体を内包する透光性保護容器と、
前記発光素子に電力を供給する電気的構造を含む
ことを特徴とする照明装置。A light emitting element;
A fiber light guide that guides light introduced from the light emitting element and emits light from at least a part thereof,
A phosphor that absorbs light emitted from the light guide and emits fluorescence of another wavelength,
A light-transmitting protective container containing the light emitting element and the fibrous light guide,
A lighting device comprising an electrical structure for supplying power to the light emitting element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003136117A JP2004342411A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Illuminating device and illuminating system including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003136117A JP2004342411A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Illuminating device and illuminating system including the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004342411A true JP2004342411A (en) | 2004-12-02 |
Family
ID=33526189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003136117A Withdrawn JP2004342411A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Illuminating device and illuminating system including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004342411A (en) |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101818870A (en) * | 2010-02-03 | 2010-09-01 | 陈威翰 | LED lamp |
JP2011505054A (en) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | クァンサン ライティング インダストリー カンパニー リミテッド | LED lamp for bulb type AC power supply |
JP2012038449A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Iina:Kk | Led bulb |
JP2012074258A (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Panasonic Corp | Lamp |
JP2012523081A (en) * | 2009-04-02 | 2012-09-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Light emitting device and lighting apparatus |
WO2013017403A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Osram Ag | Lighting device |
JP2013101903A (en) * | 2012-05-28 | 2013-05-23 | Skg:Kk | Lighting device |
CN103486476A (en) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 重庆大学 | Bulb lamp with fiber optic filament |
CN103975189A (en) * | 2011-12-14 | 2014-08-06 | 通用电气照明解决方案有限责任公司 | Side-emitting guidepipe technology on led lamp to make filament effect |
US8905598B2 (en) | 2011-03-11 | 2014-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lighting device |
JP2014534565A (en) * | 2011-10-07 | 2014-12-18 | コーニング インコーポレイテッド | Fiber optic lighting system and method |
JP2015521356A (en) * | 2012-05-29 | 2015-07-27 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Lighting device having a light source heat sink arranged separately from the driver |
WO2015124469A1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Koninklijke Philips N.V. | Lamp assembly |
JP2017033870A (en) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 豊田合成株式会社 | Luminaire |
WO2018180644A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | フクビ化学工業株式会社 | Thermoplastic resin molding of peripheral surface light-emitting type |
WO2022013130A1 (en) * | 2020-07-16 | 2022-01-20 | Signify Holding B.V. | A light emitting device |
EP4008949A1 (en) * | 2004-09-29 | 2022-06-08 | Signify Holding B.V. | Lighting device |
-
2003
- 2003-05-14 JP JP2003136117A patent/JP2004342411A/en not_active Withdrawn
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4008949A1 (en) * | 2004-09-29 | 2022-06-08 | Signify Holding B.V. | Lighting device |
JP2011505054A (en) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | クァンサン ライティング インダストリー カンパニー リミテッド | LED lamp for bulb type AC power supply |
JP2012523081A (en) * | 2009-04-02 | 2012-09-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Light emitting device and lighting apparatus |
CN101818870A (en) * | 2010-02-03 | 2010-09-01 | 陈威翰 | LED lamp |
JP2012038449A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Iina:Kk | Led bulb |
JP2012074258A (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Panasonic Corp | Lamp |
US8905598B2 (en) | 2011-03-11 | 2014-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lighting device |
WO2013017403A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Osram Ag | Lighting device |
JP2014534565A (en) * | 2011-10-07 | 2014-12-18 | コーニング インコーポレイテッド | Fiber optic lighting system and method |
CN103975189A (en) * | 2011-12-14 | 2014-08-06 | 通用电气照明解决方案有限责任公司 | Side-emitting guidepipe technology on led lamp to make filament effect |
EP2791573A4 (en) * | 2011-12-14 | 2015-07-29 | Ge Lighting Solutions Llc | Side-emitting guidepipe technology on led lamp to make filament effect |
JP2013101903A (en) * | 2012-05-28 | 2013-05-23 | Skg:Kk | Lighting device |
JP2015521356A (en) * | 2012-05-29 | 2015-07-27 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Lighting device having a light source heat sink arranged separately from the driver |
CN103486476A (en) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 重庆大学 | Bulb lamp with fiber optic filament |
CN103486476B (en) * | 2013-09-27 | 2015-05-20 | 重庆大学 | Bulb lamp with fiber optic filament |
WO2015124469A1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Koninklijke Philips N.V. | Lamp assembly |
JP2017033870A (en) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 豊田合成株式会社 | Luminaire |
WO2018180644A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | フクビ化学工業株式会社 | Thermoplastic resin molding of peripheral surface light-emitting type |
WO2022013130A1 (en) * | 2020-07-16 | 2022-01-20 | Signify Holding B.V. | A light emitting device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8702292B2 (en) | Linear illumination devices having light guides and LED-based illumination modules | |
US8475025B2 (en) | Light-emitting device | |
JP5711147B2 (en) | Light source with LED, light guide and reflector | |
US8328406B2 (en) | Low-profile illumination device | |
JP5261543B2 (en) | Laser beam utilization apparatus and vehicle headlamp | |
JP2004342411A (en) | Illuminating device and illuminating system including the same | |
EP1776544B1 (en) | Light engine | |
JP5551714B2 (en) | Light source with LED, light guide and reflector | |
JP5734204B2 (en) | Optical element and light source having the optical element | |
US8073300B2 (en) | Arrangement comprising a fiber-optic waveguide | |
CN110573791B (en) | Lighting device and lamp | |
US20090296018A1 (en) | Light-Emitting Device | |
JP2012174551A (en) | Light-emitting device | |
JP5722068B2 (en) | Light source device, lighting device and vehicle headlamp | |
JP6446202B2 (en) | Wide-angle diffusion optical system and illumination device using the same | |
CN113661356A (en) | Light emitting device | |
KR102071429B1 (en) | Lighting apparatus | |
WO2013081069A1 (en) | Solid state illumination device | |
WO2002065016A1 (en) | Illumination device and illumination element therefor | |
CN111486406B (en) | Light-emitting device and car lamp using same | |
KR20150102275A (en) | Lighting apparatus | |
CN111365675A (en) | Lighting lamp and light source thereof | |
CN110778973A (en) | Lighting device | |
JP2021118163A (en) | Illuminating device | |
JP2020160366A (en) | Wavelength conversion element and illumination device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |