JP2007324137A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】放熱効率に優れると共に、発光品質及び寿命にも優れた照明装置を提供する。
【解決手段】本発明の照明装置２は反射カバー２１、少なくとも１個の発光ダイオード２２、第一導電体２３、第二導電体２４を備える。反射カバー２１は開口部２１１を有し、発光ダイオード２２は開口部２１１に設置される。第一導電体２３の一端は発光ダイオード２２に電気的に接続され、第二導電体２４の一端は発光ダイオード２２に電気的に接続される。
本発明の照明装置２は、発光ダイオード２２が空気中に露出して直接外に向かって放熱されることにより、発光ダイオード２２の放熱効率を高めて、発光ダイオード２２の発光効率を安定させるので、照明装置の発光寿命を延長させることが可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は、照明装置に関し、特に発光ダイオードを光源とする照明装置に関する。
発光ダイオードは半導体材料からなる発光素子であり、素子は２個の電極端子を有し、端子間には電圧が加えられる。ごくわずかな電圧を印加すると、電子とホールの結合によって、残りのエネルギーを光の形式に変えて励起し放出する。
近年、発光ダイオードは製造工程及び材料面においてますます改良が進み、発光ダイオードの発光パワーは大きく向上した。一般の白熱電球と異なり、発光ダイオードは、改良により蛍光発光の特性を有することで、消費電力が小さい、素子の寿命が長い、点灯と同時に光が得られる、応答が速い等のメリットがある。このため、その応用分野も、一般のディスプレーやインジケーターから、徐々に照明設備にまで応用されるようになっている。例えば、簡単な懐中電灯から、自動車のヘッドライトやバイク等の照明装置、さらに、室内照明にも応用されており、今後はこの傾向にますます拍車がかかると思われる。
図１及び図２を参照しながら説明する。このうち、図２は回路板に設置された発光ダイオードの断面図である。従来の技術において、発光ダイオードを光源とした照明装置１はランプホルダ１１、回路板１２、複数の発光ダイオード１３、複数のレンズ１４及び放熱素子１５を備える。
ランプホルダ１１は放熱素子１５の上に固定される。回路板１２は発光ダイオード１３を駆動させて発光させる。さらに、回路板１２がランプホルダ１１内に、発光ダイオード１３が回路板１２上に設置され、レンズ１４はそれぞれ固定組立部品１６によってそれぞれ各発光ダイオード１３の上方に固定されることで、各発光ダイオード１３がよりよい光放射特性を有することができる。
放熱は常に発光ダイオード１３を光源とする場合の課題である。照明時間が長くなるにつれ、照明装置１の温度も発光ダイオード１３の光電転換の不完全さが原因で、かなりの熱エネルギーを生じる。このため、速やかに照明装置１の温度を下げないと、発光ダイオード１３の発光効率に影響を及ぼし、使用寿命の短縮にもつながる。従来の技術では、ランプホルダ１１は直接体積の大きい放熱素子１５に固定されて、発光ダイオード１３が速やかに熱を放熱するようにしている。しかしながら、この方法では、照明装置１の体積が非常に大きくならざるを得ない上に、照明装置の組立の過程において、放熱素子１５は閉鎖されたケース内に設置されるため、放熱効率が悪くなるだけでなく、照明装置１の発光品質及び寿命にも影響する。
このため、本発明は放熱しやすい照明装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明は放熱しやすい照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明における照明装置は反射カバー、少なくとも１個の発光ダイオード、第一導電体、第二導電体を備える。反射カバーは開口部を有し、発光ダイオードは開口部に設置される。第一導電体の一端は発光ダイオードに電気的に接続され、第二導電体の一端は発光ダイオードに電気的に接続される。
このように、本発明の照明装置は発光ダイオードが反射カバーの開口部内に設置され、発せられる光束は反射カバーに向かう。従来の技術に比べ、本発明では発光ダイオードの設置位置及び方向が変更されると同時に、発光ダイオードが第一導電体及び第二導電体に電気的に接続される方式を組み合わされている。したがって、発光ダイオードは空気中に露出して直接外に向かって放熱されることにより、発光ダイオードの放熱効率を高めて、発光ダイオードの発光効率を安定させるので、照明装置の発光寿命を延長させることが可能である。
本発明の照明装置は、発光ダイオードが空気中に露出して直接外に向かって放熱されるため、発光ダイオードの放熱効率を高めて、発光ダイオードの発光効率を安定させるので、照明装置の発光寿命を延長させることが可能である。
以下に図を参照しながら、本発明の好適な実施例における照明装置について説明する。
図３を参照しながら説明する。本発明の第一実施例における照明装置２は、反射カバー２１、少なくとも１個の発光ダイオード２２、第一導電体２３、第二導電体２４を備える。
反射カバー２１は開口部２１１を有し、開口部２１１の表面は反射層２１２を有する。反射層２１２は高反射率の金属あるいは電解質メッキの膜を有しており、光線を反射する。また、反射カバー２１の形状は実際の必要性に応じて、例えば、碗状、筒状等に設計される。本実施例においては、反射カバー２１の断面は弧を描いた形を例にしている。
発光ダイオード２２は開口部２１１に設置され、この時発光ダイオード２２の数量には特に制限はない。本実施例においては、複数の発光ダイオード２２の場合を例とする。各発光ダイオード２２間の接続は並列でも直列でも可能であり、回路基板Ｓ上に設置される。発光ダイオード２２によって発せられる光束は反射カバー２１に向かい、反射層２１２は発光ダイオード２２によって発せられた光束を反射させる。
図３に示すように、照明装置２はさらにレンズ２５を備える。図では、複数のレンズ２５の場合を例にしている。これらのレンズ２５はそれぞれ発光ダイオード２２に隣接して設置され、レンズアレイ（lens array）を形成する。レンズ２５の材質はガラスあるいはプラスチックである。レンズ２５の修飾により、発光ダイオード２２によって発生される光束はレンズ２５を通すことで光路が変更され、開口部２１１に設置された発光ダイオード２２が反射カバー２１を経て反射した光束を遮ることがない。
第一導電体２３の一端は発光ダイオード２２に電気的に接続される。例えば、回路基板Ｓ上に電気的に接続される。第二導電体２４の一端もまた発光ダイオード２２に電気的に接続される。例えば、回路基板Ｓ上に電気的に接続される。このうち、第一導電体２３と第二導電体２４は、発光ダイオード２２の異なる電極に電気的に接続される。例えば、第一導電体２３は発光ダイオード２２のｐ極に電気的に接続され、第二導電体２４は発光ダイオード２２のｎ極に電気的に接続される。また、第一導電体２３と第二導電体２４は、それぞれ金属層（外側を絶縁保護層で覆う）あるいはリード線であり、効果的に電気的に接続される。（この、第一導電体２３及び第二導電体２４に電流が通じる際、）発光ダイオード２２は、空気中に露出しており、直接ランプホルダと結合される形式ではない。故に、本発明によれば、発光ダイオード２２によって生じる熱量は直接空気の対流によって散逸して、発光ダイオード２２の発光効率を安定させ、その寿命を延長させる。
同時に、図３及び図４を参照しながら説明する。本実施例において、照明装置２はさらに支えるためのステム２６を備える。これは開口部２１１に設置される。支えるためのステム２６は回路基板Ｓを支えると同時に、発光ダイオード２２を支える。この時、支えるためのステム２６の形状には特に制限はない。図４において、支えるためのステム２６は三叉状を例としている。第一導電体２３の他端は、支えるためのステム２６に沿って伸び、反射カバー２１の外表面２１３に設置される。第二導電体２４の他端は反射カバー２１の外表面２１３に設置される。
また、支えるためのステム２６は金属のような熱伝導材質である。支えるためのステム２６が発光ダイオード２２を支える箇所には、複数の放熱フィン２６１を設置することも可能である。このうち、複数の放熱フィン２６１は、プレス成型のような方式で、支えるためのステム２６の三叉部分と一体成型される。当然、放熱フィン２６１は別に加工製造してから支えるためのステム２６に結合させて、発光ダイオード２２の放熱を助けることも可能である。発光ダイオード２２及び複数の放熱フィン２６１は、いずれも空気中に露出するため、放熱フィン２６１は発光ダイオード２２の放熱が速やかに行なわれるのに役立つ。
さらに、図３を参照しながら説明する。照明装置２はさらに接続ユニット２７を備える。これは、反射カバー２１の外表面２１３に設置される。接続ユニット２７内には発光ダイオード２２の駆動コントロール回路板２７１が収納される。駆動コントロール回路板２７１上には、少なくともコンバータ（converter）あるいはインバータ（inverter）が搭載されて、発光ダイオード２２を駆動制御する。第一導電体２３の他端及び第二導電体２４の他端は、それぞれ駆動コントロール回路板２７１に電気的に接続される。
また、接続ユニット２７はさらに導電接続部分２７２を備える。導電接続部分２７２はらせん模様を有し、この導電接続部分２７２を介して照明装置２を蛍光灯その他の公知の照明装置と同様にして、ランプホルダに固定して、電気的に接続させる。
さらに、図５を参照しながら説明する。本実施例において、照明装置２の反射カバー２１はさらに複数の放熱フィン２１４を備える。この放熱フィン２１４は反射カバー２１の外表面２１３に設置されて、反射カバー２１の放熱を助ける。
最後に、図６を参照しながら説明する。これは第二実施例の照明装置である。本実施例において、照明装置３が第一実施例と異なるのは、照明装置３の反射カバー３１は開口部３１１を有し、この開口部３１１の表面が反射層３１２及び蛍光層３１５を有する点である。蛍光層３１５は反射カバー３１の内側の表面に設置される。さらに、その位置は反射層３１２上である。このうち、蛍光層３１５は黄色の蛍光体を例としている。これは発光ダイオード３２によって発せられる光線によって励起されて黄色光を発する。黄色光は発光ダイオード３２の青色光と混合すると白色光を発する。このように、蛍光層３１５中の蛍光体が励起を受ける受光面は、すなわち照明装置３の出光面である。これは従来の技術と大きく異なる。このため、照明装置３の明るさを向上させる。当然、本実施例においては、発光ダイオード３２は青色発光ダイオードであり、蛍光層３１５は黄色の蛍光体を有する場合を例とする。しかしながら、これには限らず、混合して異なる色の光を発する発光ダイオード及び蛍光体はいずれも本実施例の範囲である。
上述のように、本発明の照明装置は、発光ダイオードが反射カバーの開口部に設置されており、発せられた光束は反射カバーに向かう。従来の技術に比べ、本発明では発光ダイオードの設置位置及び方向が変更されると同時に、発光ダイオードが第一導電体及び第二導電体に電気的に接続される方式を組み合わされている。したがって、発光ダイオードは空気中に露出して直接外に向かって放熱されることにより、発光ダイオードの放熱効率を高めて、発光ダイオードの発光効率を安定させるので、照明装置の発光寿命を延長させることが可能である。実施例において、さらに放熱フィンが支えるためのステムあるいは反射カバーに設置されていることで、発光ダイオードの放熱をより助ける。またさらに、反射カバー内の反射層上には蛍光層が形成されていることで、蛍光層中の蛍光体が励起する受光面はすなわち照明装置の出光面であり、照明装置の明るさを向上させる。
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
従来の照明装置の立体図である。 図１の直線Ａ−Ａに沿って切断した発光ダイオード及びレンズの断面図である。 本発明の第一実施例における照明装置の断面図である。 図３を使用者の角度から見た時の照明装置の底面を示した図である。 本発明の好適な実施例における照明装置の他の断面図である。 本発明の第二実施例における照明装置を示した図である。
符号の説明
１、２、３ 照明装置
１１ ランプホルダ
１２ 回路板
１３ 発光ダイオード
１４ レンズ
１５ 放熱素子
１６ 固定組立部品
２１、３１ 反射カバー
２１１、３１１ 開口部
２１２、３１２ 反射層
２１３、３１３ 外表面
２１４ 放熱フィン
２２、３２ 発光ダイオード
２３、３３ 第一導電体
２４、３４ 第二導電体
２５、３５ レンズ
２６、３６ 支えるためのステム
２６１、３６１ 放熱フィン
２７、３７ 接続ユニット
２７１、３７１ 駆動コントロール回路板
２７２、３７２ 導電接続部分
３１５ 蛍光層
Ｓ 回路基板

Claims (14)

  1. 開口部を有する反射カバーと、
    前記開口部に設置される少なくとも１個の発光ダイオードと、
    その一端が前記発光ダイオードに電気的に接続される第一導電体と、
    その一端が前記発光ダイオードに電気的に接続される第二導電体とを備える、照明装置。
  2. 前記反射カバーの前記開口部の表面に反射層を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記発光ダイオードが発する光束は前記反射カバーに向かうことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  4. さらに、前記開口部に設置される、支えるためのステムを備え、
    前記支えるためのステムは前記発光ダイオードを支えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  5. 前記支えるためのステムは熱伝導材質であり、前記支えるためのステムが前記発光ダイオードを支える箇所には少なくとも一つの放熱フィンが設置されることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  6. さらに、前記反射カバーの外表面に設置される接続ユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  7. 前記接続ユニット内に前記発光ダイオードの駆動制御回路板を収納することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
  8. 前記接続ユニットは導電接続部分を備え、前記導電接続部分はらせん模様を有することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
  9. 前記第一導電体の他端は前記支えるためのステム及び前記反射カバーの外表面に沿って伸び、駆動制御回路に電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  10. 前記第二導電体の他端は前記支えるためのステム及び前記反射カバーの外表面に沿って伸び、駆動制御回路に電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  11. 前記反射カバーはさらに複数の放熱フィンを備え、前記放熱フィンは前記反射カバーの外表面に設置されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  12. さらに前記発光ダイオードに隣接して設置されるレンズを備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  13. 前記反射カバーはさらに蛍光層を備え、前記蛍光層は前記反射カバーの内表面に設置されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  14. 前記反射カバーはさらに前記反射層上に設置される蛍光層を備えることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
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