JP2010192440A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置の発光均一性を向上させる。
【解決手段】発光装置は、キャリアと、キャリア上に配置され、キャリアに電気的に接続された発光素子と、キャリア上に配置され、平坦部分及びレンズ部分を含む透明板とを備える。レンズ部分は、発光素子を覆い、光入射面と光放射面と第１の側面と第２の側面とを有する。発光素子は、ビームを放射するように構成する。ビームの第１の部分ビームは、光入射面を通過して、光放射面から出射する。ビームの第２の部分ビームは、光入射面を通過して、第１の側面又は第２の側面に送られ、第１の側面又は第２の側面は、第２の部分ビームの少なくとも一部を反射し、第２の部分ビームの一部は、光放射面から出射する。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は発光装置に関するものであり、特に、より良い発光均一性及び発光効率を有する発光装置に関するものである。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、III−Ｖ族の元素を有する半導体材料により構成される発光素子である。ＬＥＤは、長寿命、小体積、高衝撃抵抗、低熱出力及び低消費電力のような利点を有する。従って、ＬＥＤは、家電製品及び様々な機器用のインジケーター又は光源に広く用いられてきている。近年、ＬＥＤは、多色化及び高輝度化に向けて開発されてきたので、その応用範囲は、大規模な屋外ディスプレイボード、交通信号灯等に拡大してきている。将来、ＬＥＤは、節電及び環境保護機能の両面を有する主要な照明光源にさえもなり得る。

従来のＬＥＤ照明モジュールの設計では、ＬＥＤが放射する光ビームは直接投影される。言い換えれば、ＬＥＤにより発生される光ビームは高指向性を有するため、好ましくない光の均一性とグレアを発生することになり、ユーザに不快感を与える。その上、多色のＬＥＤを組み合わせると、これらのＬＥＤからの光は前方へ直接放射されるので、その光を調和させるために、大きな光混合領域を必要とする。結果として、全ＬＥＤ照明装置のサイズが、増大し、不都合を来たす。

前述の諸問題を解決するために、通常は、光学ガラスを現在のＬＥＤ照明モジュールと協働させ、ＬＥＤにより放射される光ビームを有効に利用できるようにしている。しかしながら、光学ガラスをＬＥＤ上にかぶせると、全ＬＥＤ照明モジュールにより生成される照明角が、小さくなりすぎるか又はある領域に集束してしまい、光源光が不均一になったり又は演色評価数が低くなるといったような問題さえも生じる。

本発明の実施態様は、発光装置の発光均一性を向上させる透明板を備える発光装置を提供する。

本発明の一実施態様は、キャリアと発光素子と透明板とを備える発光装置を提供する。前記発光素子は、キャリア上に配置され、キャリアに電気的に接続される。前記透明板は、前記キャリア上に配置される。前記透明板は、平坦部分とレンズ部分とを含む。平坦部分は、上面と、該上面に対する下面とを有する。その上、下面は前記キャリア上にしっかり付着される。前記レンズ部分は、前記発光素子を覆い、光入射面と、光入射面に対する光放射面と、上面と光放射面とに続く第１の側面及び第２の側面とを有する。前記発光素子は、光ビームを放射するように構成する。さらに、前記光ビームの第１の部分ビームは、前記光入射面を通過し、前記光放射面から出射する。前記光ビームの第２の部分ビームは、前記光入射面を通過し、前記第１の側面又は前記第２の側面に送られる。前記第１の側面又は前記第２の側面は、前記光ビームの前記第２の部分ビームの少なくとも一部を反射し、前記第２の部分ビームの前記一部は、前記光放射面から出射する。

本発明の一実施態様によれば、前記第１の側面及び前記第２の側面は、平面である。

本発明の一実施態様によれば、前記上面に対する前記第１の側面及び前記第２の側面の傾斜角は、本質的に異なるか、又は、同一である。

本発明の一実施態様によれば、前記第１の側面は平面であり、前記第２の側面は曲面である。

本発明の一実施態様によれば、光入射面は、光放射面に向かって凹曲面である。

本発明の一実施態様によれば、透明板の材料は、ポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む。

本発明の一実施態様によれば、透明板を、接着、ねじ止め又は錠締めにより、キャリア上に配置する。

本発明の一実施態様によれば、前記透明板の前記平坦部分は、さらに、前記下面の周りに配置された凹部を含み、該凹部を前記発光素子の周りに配置する。

本発明の一実施態様によれば、前記凹部内に、防水ゲルを配置する。

本発明の一実施態様によれば、発光素子は表面実装型デバイス（ＳＭＤ）ＬＥＤを含む。

本発明の別の実施態様は、キャリアと発光素子と透明板とを備える発光装置を提供する。前記発光素子は、キャリア上に配置され、キャリアに電気的に接続される。前記透明板は、前記キャリア上に配置される。前記透明板は、平坦部分とレンズ部分とを含む。平坦部分は、上面と、該上面に対する下面とを有する。その上、平坦部分の下面は前記キャリア上にしっかり付着される。前記レンズ部分は、前記発光素子を覆い、光入射面と、前記上面に続く前記側面及び前記外側曲面とを有する。前記発光素子は、光ビームを放射するように構成する。前記光ビームの第１の部分ビームは、前記光入射面を通過し、前記外側曲面から出射する。さらに、前記光ビームの第２の部分ビームは、前記光入射面を通過し、前記側面に送られる。前記側面は、前記光ビームの前記第２の部分ビームの少なくとも一部を反射し、前記第２の部分ビームの前記一部は、前記外側曲面から出射する。

本発明の一実施態様によれば、前記光入射面は、前記外側曲面に向かって凹曲面である。

本発明の一実施態様によれば、前記光入射面の曲率と前記外側曲面の曲率とは、本質的に異なる。

本発明の一実施態様によれば、透明板の材料は、ＰＭＭＡを含む。

本発明の一実施態様によれば、透明板を、接着、ねじ止め又は錠締めにより、キャリア上に配置する。

本発明の一実施態様によれば、前記透明板の前記平坦部分は、さらに、前記下面の周りに配置された凹部を含み、該凹部を前記発光素子の周りに円形に配置する。

本発明の一実施態様によれば、前記凹部内に、防水ゲルを配置する。

本発明の一実施態様によれば、発光素子はＳＭＤ ＬＥＤを含む。

本発明の別の実施態様は、キャリアと発光素子と透明板と光遮蔽側壁構造とを備える発光装置を提供する。前記発光素子は、キャリア上に配置され、キャリアに電気的に接続される。前記透明板は、キャリア上に配置され、平坦部分と少なくとも１つのレンズ部分とを含む。平坦部分は、上面と、該上面とは反対側にある下面とを有する。その上、平坦部分の下面は前記キャリア上にしっかり付着される。前記レンズ部分は、前記発光素子を覆う。前記光遮蔽側壁構造は、平坦部分の上面上に配置され、前記レンズ部分を包囲する。

本発明の一実施態様によれば、前記発光素子は、複数の発光素子であり、前記レンズ部分は、複数のレンズ部分である。これらの複数のレンズ部分は、前記複数の発光素子をそれぞれ覆い、これらの複数のレンズ部分を、複数の行と複数の列に整列し、二次元アレイを形成する。前記光遮蔽側壁構造は、反射外枠と第１の反射仕切り板と第２の反射仕切り板とを含む。反射外枠は、前記平坦部分の前記上面上に配置され、前記レンズ部分を包囲する。複数の第１の反射仕切り板は、前記平坦部分の前記上面上に配置され、各々の前記第１の反射仕切り板は、２つの隣接する前記列の間に配置される。複数の第２の反射仕切り板は、前記平坦部分の前記上面上に配置され、各々の前記第２の反射仕切り板は、２つの隣接する前記行の間に配置される。

前述を考慮すると、本発明の実施態様では、発光素子は、透明板のレンズ部分により覆われるため、発光素子により放射される第１の部分ビームは、異なる曲率を有している光入射面及び光放射面を通過する。第２の部分ビームは、光入射面を通過し、カットオフ面へ送られる。さらに、カットオフ面は、第２の部分ビームの一部が光放射面を通過することを可能にする。従って、発光装置の光強度及び発光均一性を向上するだけでなく、カットオフ面により発光素子の照度分布を制御することもできる。発光装置がより良い照明効果を得るために、グレア及びダブルビジョン（double-visions）の発生も防止できる。さらに、本実施形態では、光遮蔽側壁構造を、レンズ部分から現れる大きな放射角を有する光ビームを遮断又は反射するために用いる。従って、発光装置は、より小さい放射角を有する。

前述及び本発明の他の特徴及び利点をもっと分かりやすくするために、いくつかの実施形態を以下に図面を添付して詳細に説明する。

添付図面は、本発明を更に理解するために含まれ、本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、本発明の実施形態を例示し、明細書と共に本発明の原理を説明するために役立つ。

本発明の一実施形態による発光装置の概略上面図である。 図１Ａの線Ｉ−Ｉに沿った概略断面図である。 図１Ａに描かれた透明板の概略背面図である。 本発明の別の実施形態による発光装置の概略断面図である。 本発明の別の実施形態による発光装置の概略上面図である。 図２Ａの線II−IIに沿った概略断面図である。 図２Ａに描かれた透明板の概略背面図である。 本発明の一実施形態による光源モジュールの概略上面図である。 図３Ａの線III−IIIに沿った概略断面図である。 図３Ａに描かれた透明板の概略背面図である。 図３Ａに描かれた光源モジュールの光強度分布の概略図である。 本発明の別の実施形態による光源モジュールの概略上面図である。 図４Ａの線IV−IVに沿った概略断面図である。 図４Ａに描かれた透明板の概略背面図である。 図４Ａに描かれた光源モジュールの光強度分布の概略図である。 本発明の別の実施形態による発光装置の概略的な上面図である。 図５Ａの線Ｉ−Ｉに沿った概略断面図である。 本発明の別の実施形態による発光装置の概略上面図である。 図６Ａの線Ｉ−Ｉに沿った概略断面図である。 図６Ａの発光装置の斜視図である。 図６Ａの光遮蔽側壁構造及び透明板２３０を備えていない発光装置の発光強度分布を示す図である。 図６Ａの発光装置の発光強度分布を示す図である。

図１Ａは本発明の一実施形態による発光装置の概略上面図である。図１Ｂは図１Ａの線Ｉ−Ｉに沿った概略断面図である。図１Ｃは図１Ａに描かれた透明板の概略的な背面図である。図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを同時に参照するに、本実施形態では、発光装置１００が、キャリア１１０、発光素子１２０及び透明板１３０を備えている。

詳細に見ると、発光素子１２０は、キャリア１１０上に配置され、このキャリア１１０に電気的に接続されている。本実施形態で、発光素子１２０は発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、さらに具体的に言うと、このＬＥＤは表面実装型のデバイス（ＳＭＤ）ＬＥＤである。

透明板１３０は、キャリア１１０上に配置され、発光素子１２０を覆っている。さらに、透明板１３０は、平坦部分１３２と、この平坦部分１３２に続くレンズ部分１３４とを含む。平坦部分１３２は、上面１３２ａと、上面１３２ａとは反対側の下面１３２ｂと、下面１３２ｂの周りに配置された凹部１３２ｃを含む。ここで、平坦部分１３２の下面１３２ｂはキャリア１１０上にしっかり付着させ、凹部１３２ｃは発光素子１２０の周りに円形に配置する。さらに、レンズ部分１３４は、光入射面１３４ａと、光入射面１３４ａに対する光放射面１３４ｂと、上面１３２ａと光放射面１３４ｂとに続く第１の側面１３４ｃ及び第２の側面１３４ｄとを含む。光入射面１３４ａは、光放射面１３４ｂに向かって凹曲面である。また、第１の側面１３４ｃは平面であり、第２の側面１３４ｄは曲面である。

本実施形態で、発光素子１２０は、光ビームＬを放射するように構成される。さらに、光ビームＬの第１の部分ビームＬ１は、光入射面１３４ａを通過し、光放射面１３４ｂから出射する。光ビームＬの第２の部分ビームＬ２は、光入射面１３４ａを通過し、第１の側面１３４ｃ又は第２の側面１３４ｄに送られる。第１の側面１３４ｃ又は第２の側面１３４ｄは、光ビームＬの第２の部分ビームＬ２の少なくとも一部を反射して、光放射面１３４ｂを通過させるように、構成される。言い換えれば、第２の部分ビームＬ２が光入射面１３４ａを通ってレンズ部分１３４に入った後に、第２の部分ビームＬ２の一部は、第１の側面１３４ｃ又は第２の側面１３４ｄにより反射されて、光放射面１３４ｂを通過する。しかしながら、第２の部分ビームＬ２の別の一部は屈折されて、光放射面１３４ｂを通過する。第１の側面１３４ｃ又は第２の側面１３４ｄは、光ビームＬの第２の部分ビームＬ２の一部を反射して、第２の部分ビームＬ２の一部の伝送経路を変更する。従って、第１の側面１３４ｃ又は第２の側面１３４ｄにより反射された第２の部分ビームＬ２の一部は、集束して、レンズ部分１３４から出射する。

さらに、本実施形態の透明板１３０の平坦部分１３２は、凹部１３２ｃを含む。凹部１３２ｃは、防水効果を達成するために、防水ゲルＧで満たし、発光素子１２０及びキャリア１１０上の電子素子を、水による損傷から防いで、発光装置１００の電気的品質を保証できる。

本実施形態では、透明板１３０の材料を、透明性を有するポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）とすることに留意すべきである。さらに、透明板１３０は、接着によりキャリア１１０上に付着できるが、本実施形態は、この点に限定されない。他の実施形態では、透明板１３０は、ねじ止め（図示せず）又は錠締め（図示せず）により、キャリア１１０上に配置することもできる。

要するに、本実施形態では、発光素子１２０により放射される光ビームＬの第１の部分ビームＬ１は、光入射面１３４ａ及び光放射面１３４ｂを順次通過して、外部環境へ送られる。他方、光ビームＬの第２の部分ビームＬ２は、光入射面１３４ａを通過して、第１の側面１３４ｃ又は第２の側面１３４ｄへ送られる。第１の側面１３４ｃ又は第２の側面１３４ｄは、第２の部分ビームＬ２の少なくとも一部を反射して、光放射面１３４ｂを通過させ、外部環境へ送るように、構成している。その過程で、透明板１３０の光放射面１３４ｂの曲率と光入射面１３４ａの曲率とを相異させる。また、第１の側面１３４ｃ又は第２の側面１３４ｄは、第２の部分ビームＬ２の一部を集束させることができるようにする。従って、発光素子１２０により放射される光ビームＬが、透明板１３０の二次的な光学効果を経て外部環境へ送られる際に、発光装置１００の発光効率及び光強度が向上するだけでなく、発光装置１００の発光均一性も向上する。加えて、透明板１３０は、グレア及びダブルビジョンの発生を防止しながら、さらに、発光素子１２０の照度分布を制御するため、発光装置１００は、より良い照明効果を得ることができる。

他の実施形態では、図１Ｄに例示するように、レンズ部分１３４”は、光入射面１３４ａと、上面１３２ａに続く外側曲面１３４ｄ”及び側面１３４ｅ’とを含むことに留意すべきである。ここで、外側曲面１３４ｄ”の曲率と光入射面１３４ａの曲率とは、本質的に異なっている。具体的に言うと、本実施形態では、透明板１３０”のレンズ部分１３４”は、光学シミュレーション法を外側曲面１３４ｄ”及び光入射面１３４ａの曲率の設計に適用する。従って、発光素子１２０により放射される光ビームＬが光入射面１３４ａ及び外側曲面１３４ｄ”を通過する過程で、光入射面１３４ａと外側曲面１３４ｄ”とは、本質的に異なる曲率を有しているので、発光素子１２０の発光均一性を向上させることができる。さらに、透明板１３０”は側面１３４ｅ’を含むので、発光装置１００”は、側面１３４ｅ’を経る発光素子１２０の照度分布を制御するだけでなく、発光素子１２０の発光量を増加させて発光素子１２０の発光効率を向上させ、それにより、発光装置１００”の発光輝度を向上させることができる。さらに、発光装置１００”にとってのグレア及びダブルビジョンの発生を防止して、より良い照明効果を得ることができる。

図２Ａは本発明の別の実施形態による発光装置の概略上面図である。図２Ｂは図２Ａの線II−IIに沿った概略断面図である。図２Ｃは図２Ａに描かれた透明板の概略背面図である。図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを同時に参照するに、本実施形態では、図２Ａの発光装置１００’は、図１Ａの発光装置１００に類似している。しかしながら、両者の主要な相異は、図２Ａの発光装置１００’の透明板１３０’では、そのレンズ部分１３４’が、光入射面１３４ａに対する光放射面１３４ｂ’と、互いに反対側にあり上面１３２ａと光放射面１３４ｂ’とに続く第１の側面１３４ｅ及び第２の側面１３４ｄ’とを含むことにある。ここで、第１の側面１３４ｅ及び第２の側面１３４ｄ’は、各々平面であり、光入射面１３４ａは、光放射面１３４ｂ’に向かって凹曲面である。

詳細に見ると、上面１３２ａに対する第１の側面１３４ｅ及び第２の側面１３４ｄ’の傾斜角は、本質的に異なっている。言い換えれば、第１の側面１３４ｅの傾斜と第２の側面１３４ｄ’の傾斜とは異なっているが、本実施形態はそれに限定されない。図示されていない他の実施形態では、第１の側面１３４ｅ及び第２の側面１３４ｄ’の傾斜を同じにすることもできることは明らかである。本実施形態では、発光素子１２０は、光ビームＬを放射するように、構成する。さらに、光ビームＬの第１の部分ビームＬ１は、光入射面１３４ａを通過して、光放射面１３４ｂ’から屈折される。光ビームＬの第２の部分ビームＬ２は、光入射面１３４ａを通過し、第１の側面１３４ｅ又は第２の側面１３４ｄ’に送られる。第１の側面１３４ｅ又は第２の側面１３４ｄ’は、第２の部分ビームＬ２の少なくとも一部を反射して、光放射面１３４ｂ’を通過させる。

第１の側面１３４ｅの傾斜と第２の側面１３４ｄ’の傾斜とが異なっていることに留意する必要がある。さらに、第１の側面１３４ｅ及び第２の側面１３４ｄ’は、第２の部分ビームＬ２の一部の伝送経路を変えるために、光ビームＬの第２の部分ビームＬ２の一部を反射させるために用いられる。従って、第１の側面１３４ｅ及び第２の側面１３４ｄ’により反射させられた第２の部分ビームＬ２の一部は、集束する。さらに、発光装置１００’は、第１の側面１３４ｅ及び第２の側面１３４ｄ’により、発光素子１２０の照度分布を制御する。同時に、グレア及びダブルビジョンの発生を防止するため、発光装置１００’はより良い照明効果を得ることができる。

さらに、本実施形態では、レンズ部分１３４’は、光学シミュレーション法を光放射面１３４ｂ’及び光入射面１３４ａの曲率の設計に適用する。従って、発光素子１２０により放射された光ビームＬが、透明板１３０’の光入射面１３４ａ及び光放射面１３４ｂ’の二次的な光学効果を経て外部環境へ送られる際に、発光素子１２０の発光量を増加させて、発光素子１２０の発光効率を向上させるだけでなく、発光装置１００’の発光強度及び光均一性も向上させて、より良い照明効果を得ることができる。

図３Ａは、本発明の一実施形態による光源モジュールの概略上面図である。図３Ｂは、図３Ａの線III−IIIに沿った概略断面図である。図３Ｃは、図３Ａに描かれた透明板の概略背面図である。図３Ｄは、図３Ａに描かれた光源モジュールの光強度分布の概略図である。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを同時に参照するに、本実施形態では、光源モジュール２００は、キャリア２１０、複数の発光素子２２０及び透明板２３０を備えている。

詳細に見ると、発光素子２２０は、キャリア２１０上に配置され、このキャリア２１０に電気的に接続されている。特に、本実施形態で、発光素子２２０は、８×６のエリアアレイの方法で、キャリア２１０上に配列されている。さらに、発光素子２２０は、複数のＳＭＤＬＥＤである。

透明板２３０は、キャリア２１０上に配置される。また、透明板２３０は、平坦部分２３２と、平坦部分２３２に続く複数のレンズ部分２３４とを含む。平坦部分２３２は、上面２３２ａと、上面２３２ａに対する下面２３２ｂと、下面２３２ｂの周りに配置された凹部２３２ｃを含む。ここで、平坦部分２３２の下面２３２ｂはキャリア２１０上にしっかり付着させ、凹部２３２ｃは発光素子２２０の周りに円形に配置する。レンズ部分２３４は、それぞれ、発光素子２２０を覆い、すなわち、レンズ部分２３４は、８×６のエリアアレイの方法で、配列させている。さらに具体的に言うと、すべてのレンズ部分２３４は、光入射面２３４ａと、光入射面２３４ａに対する光放射面２３４ｂと、上面２３２ａとに続く第１の側面２３４ｃ及び第２の側面２３４ｄとを含む。ここで、第１の側面２３４ｃは平面であり、第２の側面２３４ｄは曲面である。光入射面２３４ａは、光放射面２３４ｂに向かって凹曲面である。

本実施形態で、発光素子２２０は、光ビームＬ’を放射するように構成される。さらに、光ビームＬ’の第１の部分ビームＬ１’は、光入射面２３４ａを通過し、光放射面２３４ｂから出射する。光ビームＬ’の第２の部分ビームＬ２’は、光入射面２３４ａを通過し、第１の側面２３４ｃ又は第２の側面２３４ｄに送られる。第１の側面２３４ｃ又は第２の側面２３４ｄは、第２の部分ビームＬ２’の少なくとも一部を反射して、光放射面２３４ｂを通過させるように、構成する。言い換えれば、第２の部分ビームＬ２’が光入射面２３４ａを通ってレンズ部分２３４に入った後に、第２の部分ビームＬ２’の一部は、第１の側面２３４ｃ又は第２の側面２３４ｄにより反射されて、光放射面２３４ｂを通過する。他方、第２の部分ビームＬ２’の別の一部は、屈折される。第１の側面２３４ｃ又は第２の側面２３４ｄは、光ビームＬ’の第２の部分ビームＬ２’の一部を反射して、第２の部分ビームＬ２’の一部の伝送経路を変更する。従って、第１の側面２３４ｃ又は第２の側面２３４ｄにより反射された第２の部分ビームＬ２’の一部は集束する。

特に、透明板２３０の全てのレンズ部分２３４は、第１の側面２３４ｃ及び第２の側面２３４ｄを含むので、光源モジュール２００は、第１の側面２３４ｃ及び第２の側面２３４ｄを経る発光素子２２０の照度分布及び光強度分布（図３Ｄを参照）を制御するだけでなく、発光素子２２０の発光量を増加させて、発光素子２２０の発光効率も向上させ、それにより、光源モジュール２００の発光輝度を向上させる。さらに、光源モジュール２００に対するグレア及びダブルビジョンの発生が防止され、より良い照明効果を達成するための、もっと均一な平面光源を得ることができる。加えて、本実施形態の透明板２３０の平坦部分２３２は、凹部２３２ｃを含む。凹部２３２ｃは、防水効果を達成するために、防水ゲルＧ’で満たして、発光素子２２０及びキャリア２１０上の電子素子を、水による損傷から防いで、発光装置２００の電気的品質を保証することができる。

本実施形態では、透明板２３０の材料を、透明性を有するＰＭＭＡとすることに留意すべきである。加えて、透明板２３０は、接着によりキャリア２１０上に付着できるが、本実施形態は、この点に限定されない。他の実施形態では、透明板２３０は、ねじ止め（図示せず）又は錠締め（図示せず）により、キャリア２１０上に配置することもできる。さらに、本発明は、発光素子２２０の数及び配列方法を限定しないことにも留意しなければならない。ここでの発光素子２２０は、８×６のエリアアレイの方法で、具体的に配列するけれども、他の実施形態では、発光素子２２０の数及び配列方法は、要求に応じて変更できる。すなわち、発光素子２２０の数を増減でき、その配列方法を、平面光源の輝度及び光強度分布を変更するために、変更できる。前述の方法は、なお、本発明の技術的提案の一部であり、本発明の保護範囲から逸脱してはいない。

手短に言うと、本実施形態では、発光素子２２０により、それぞれ、放射される光ビームＬ’の第１の部分ビームＬ１’は、光入射面２３４ａ及び光放射面２３４ｂを順次通過して、外部環境へ送られる。他方、光ビームＬ’の第２の部分ビームＬ２’は、光入射面２３４ａを通過して、第１の側面２３４ｃ又は第２の側面２３４ｄへ送られる。第１の側面２３４ｃ又は第２の側面２３４ｄは、第２の部分ビームＬ２’の少なくとも一部を反射して、光放射面２３４ｂを通過させ、外部環境へ送るように、構成する。その過程で、光放射面２３４ｂの曲率と光入射面２３４ａの曲率とを相異させる。また、第１の側面２３４ｃ又は第２の側面２３４ｄは、第２の部分ビームＬ２’の一部を集束させることができるようにする。従って、発光素子２２０により、それぞれ放射される光ビームＬ’が、透明板２３０の二次的な光学効果を経て外部環境へ送られる際に、光源モジュール２００の発光効率及び光強度が向上するだけでなく、光源モジュール２００の発光均一性も向上する。加えて、透明板２３０は、グレア及びダブルビジョンの発生を防止しながら、さらに、発光素子２２０の照度分布及び光強度分布を制御するため、光源モジュール２００は、より良い照明効果を得ることができる。

図４Ａは、本発明の別の実施形態による光源モジュールの概略上面図である。図４Ｂは、図４Ａの線IV−IVに沿った概略断面図である。図４Ｃは、図４Ａに描かれた透明板の概略背面図である。図４Ｄは、図４Ａに描かれた光源モジュールの光強度分布の概略図である。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを同時に参照するに、本実施形態では、図４Ａの光源モジュール２００’は、図２Ａの光源モジュール２００と類似している。しかしながら、両者の主要な相異は、図４Ａの光源モジュール２００’の透明板２３０’では、そのレンズ部分２３４’が、光入射面２３４ａに対する光放射面２３４ｂ’と、互いに反対側にあり上面２３２ａと光放射面２３４ｂ’とに続く第１の側面２３４ｅ及び第２の側面２３４ｄ’とを含むことにある。ここで、第１の側面２３４ｅ及び第２の側面２３４ｄ’は、各々平面であり、光入射面２３４ａは、光放射面２３４ｂ’に向かって凹曲面である。

詳細に見ると、上面２３２ａに対する第１の側面２３４ｅ及び第２の側面２３４ｄ’の傾斜角は、本質的に異なっている。言い換えれば、第１の側面２３４ｅの傾斜と第２の側面２３４ｄ’の傾斜とは異なっているが、本実施形態はそれに限定されない。他の実施形態では、第１の側面２３４ｅ及び第２の側面２３４ｄ’の傾斜を同じにすることもできることは明らかである。本実施形態では、各々の発光素子２２０は、光ビームＬ’を放射するように、構成している。さらに、光ビームＬ’の第１の部分ビームＬ１’は、光入射面２３４ａを通過して、光放射面２３４ｂ’から出射する。光ビームＬ’の第２の部分ビームＬ２’は、光入射面２３４ａを通過し、第１の側面２３４ｅ又は第２の側面２３４ｄ’に送られる。第１の側面２３４ｅ又は第２の側面２３４ｄ’は、第２の部分ビームＬ２’の少なくとも一部を反射して、光放射面２３４ｂ’を通過させる。

第１の側面２３４ｅの傾斜と第２の側面２３４ｄ’の傾斜とは異なっている。さらに、第１の側面２３４ｅ及び第２の側面２３４ｄ’は、第２の部分ビームＬ２’の一部の伝送経路を変更するために、光ビームＬ’の第２の部分ビームＬ２’の一部を反射させるために用いられる。従って、第１の側面２３４ｅ及び第２の側面２３４ｄ’により反射された第２の部分ビームＬ２’の一部は集束する。さらに、光源モジュール２００’は、第１の側面２３４ｅ及び第２の側面２３４ｄ’により、発光素子２２０の照度分布及び光強度分布（図４Ｄに示す）を制御できる。同時に、グレア及びダブルビジョンの発生も防止されて、光源モジュール２００’は、より良い照明効果を達成するための、もっと均一な平面光源を得る。

さらに、本実施形態では、レンズ部分２３４’は、光学シミュレーション法を光放射面２３４ｂ’及び光入射面２３４ａの曲率の設計に適用する。従って、発光素子２２０により放射された光ビームＬ’が、透明板２３０’の光入射面２３４ａ及び光放射面２３４ｂ’の二次的な光学効果を経て外部環境へ送られる際に、発光素子２２０の発光量を増加させて発光素子２２０の発光効率を向上させるだけでなく、光源モジュール２００’ の発光強度及び光均一性も向上させて、より良い照明効果を得ることができる。

図５Ａは、本発明の別の実施形態による発光装置の概略上面図である。図５Ｂは、図５Ａの線Ｉ−Ｉに沿った概略断面図である。図５Ａ及び図５Ｂを参照するに、本実施形態の発光装置１００ａは、図１Ａの発光装置１００に類似しており、両者の主要な相異は、本実施形態の発光装置１００ａが光遮蔽側壁構造１４０を更に含むことであることにある。光遮蔽側壁構造１４０は、平坦部分１３２の上面１３２ａ上に配置され、レンズ部分１３４を包囲する。本実施形態では、光遮蔽側壁構造１４０の材料は、例えば、金属、金属合金、ポリマープラスチック材料、ガラス又はそれらの組み合わせである。

本実施形態の発光装置１００ａでは、光遮蔽側壁構造１４０は、レンズ部分１３４から放射される大きな放射角を有する光ビームの一部を遮断又は反射させるために、用いている。従って、発光装置１００ａは、より小さい放射角を有する。

光遮蔽側壁構造１４０は、本実施形態の発光装置を形成するために、図１Ａの発光装置１００の構造に適用することに限定されないことに留意すべきである。他の実施形態では、光遮蔽側壁構造１４０は、図１Ｄの発光装置１００”の構造又は図２Ａの発光装置１００’の構造に適用できる。

図６Ａは、本発明の別の実施形態による発光装置の概略上面図である。図６Ｂは、図６Ａの線Ｉ−Ｉに沿った概略断面図である。図６Ｃは、図６Ａの発光装置の三次元図である。図６Ａ〜図６Ｃを参照するに、本実施形態の発光装置２００ａは、図３Ａの光源モジュール２００に類似しており、両者の主要な相異は、本実施形態の発光装置２００ａが光遮蔽側壁構造１４０ａを更に含むことであることにある。光遮蔽側壁構造１４０ａの材料は、例えば、金属、金属合金、ポリマープラスチック材料、ガラス又はそれらの組み合わせである。本実施形態では、レンズ部分２３４を、複数の行と複数の列に整列させて、二次元のアレイを形成する。光遮蔽側壁構造１４０ａは、反射外枠１４２、複数の第１の反射仕切り板１４４及び複数の第２の反射仕切り板１４６を含む。反射外枠１４２は、平坦部分２３２の上面２３２ａ上に配置され、レンズ部分２３４を包囲する。第１の反射仕切り板１４４は、平坦部分２３２の上面２３２ａ上に配置し、第１の反射仕切り板１４４の各々は、２つの隣接する列の間に配置する。第２の反射仕切り板１４６は、平坦部分２３２の上面２３２ａ上に配置し、各々の第２の反射仕切り板１４６は、２つの隣接する行の間に配置する。

本実施形態の発光装置２００ａでは、光遮蔽側壁構造１４０ａは、レンズ部分２３４から放射される大きな放射角を有する光ビームの一部を遮断又は反射させるために用いる。従って、発光装置２００ａは、より小さい放射角を有する。その上、本実施形態では、第１の反射仕切り板１４４、第２の反射仕切り板１４６及び反射外枠１４２を、独立して形成できる。その結果、第１の反射仕切り板１４４及び第２の反射仕切り板１４６は、反射外枠１４２から取り外すか、又は、反射外枠１４２と組み合わせることができる。従って、光遮蔽側壁構造１４０ａの構成は、組み立て及び取り外しが容易であるため、メンテナンスが容易である。しかしながら、他の実施形態では、第１の反射仕切り板１４４、第２の反射仕切り板１４６及び反射外枠１４２を、一体化して形成できる。

光遮蔽側壁構造１４０ａは、本実施形態の発光装置２００ａを形成するために、図３Ａの光源モジュール２００の構成に適用することに限定されないことに留意すべきである。他の実施形態では、光遮蔽側壁構造１４０ａは、図４Ａの光源モジュール２００’の構成に適用できる。

図７Ａは、図６Ａの光遮蔽側壁構造及び透明板２３０を備えていない発光装置の発光強度分布を示す図である。図７Ｂは、図６Ａの発光装置の発光強度分布を示す図である。図７Ａ及び図７Ｂを参照するに、動径座標は発光強度の量を表わし、角度座標は光放射角を表わし、第１の方向及び第２の方向の発光強度分布を共に図解し、第１の方向は図６Ａの垂直方向であり、第２の方向は図６Ａの水平方向である。図７Ａと図７Ｂとを比較すると、図７Ａでは、光放射角３０°と６０°との間の第２の方向の発光強度は、特定値よりもっと大きいが、図７Ｂでは、光放射角３０°と６０°との間の第２の方向の発光強度は、ほとんど０に等しいことがわかる。従って、図６Ａの光遮蔽側壁構造１４０ａは、光放射角を確かに小さくすることが検証される。

要するに、本発明による実施形態では、発光装置の発光素子は、透明板のレンズ部分により覆われるため、発光素子により放射される光ビームの第１の部分ビームは、光入射面及び光放射面又は異なる曲率を有する外側曲面を順次通過する。光ビームの第２の部分ビームは、光入射面を通過し、第１の側面又は第２の側面へ送られる。さらに、第１の側面又は第２の側面は、第２の部分ビームの少なくとも一部を反射して、第２の部分ビームの一部は、光放射面又は外側曲面から出射する。従って、発光装置の光強度及び発光均一性が向上するだけでなく、照度分布及び光強度分布も又、第１の側面又は第２の側面により、制御できる。同時に、グレア及びダブルビジョンの発生を防止し、発光装置は、より良い照明効果を達成する。また、本発明の実施形態では、透明板の平坦部分は凹部を含み、凹部は、発光素子及びキャリア上の電子素子を防水でき、発光装置の電気的品質を保証する。さらに、本発明の実施形態では、光遮蔽側壁構造を、レンズ部分から屈折させられる大きな放射角を有する光ビームを遮断し又は反射するために用いる。従って、発光装置は、より小さい放射角を有する。

本発明の上記の記載から、本発明から逸脱することなく、本発明の概念を実施するために、様々な技術を使用できることは明白である。本発明を上記の実施形態を参照して説明したが、本発明の精神から逸脱することなく、記載された実施形態を変更できることは、当業者に明らかであろう。従って、本発明の範囲は、上記の詳細な説明だけではなく添付の特許請求の範囲により規定される。

１００、１００’、１００”、１００ａ、２００ａ 発光装置
１１０、２１０ キャリア
１２０、２２０ 発光素子
１３０、１３０’、１３０” 、２３０、２３０’ 透明板
１３２、２３２ 平坦部分
１３２ａ、２３２ａ 上面
１３２ｂ、２３２ｂ 下面
１３２ｃ、２３２ｃ 凹部
１３４、１３４’、１３４”、２３４、２３４’ レンズ部分
１３４ａ、２３４ａ 光入射面
１３４ｂ、１３４ｂ’、２３４ｂ、２３４ｂ’ 光放射面
１３４ｃ、１３４ｅ、２３４ｃ、２３４ｅ 第１の側面
１３４ｄ、１３４ｄ’、２３４ｄ、２３４ｄ’ 第２の側面
１３４ｄ” 外側曲面
１３４ｅ’ 側面
１４０、１４０ａ 光遮蔽側壁構造
１４２ 反射外枠
１４４ 第１の反射仕切り板
１４６ 第２の反射仕切り板
２００、２００’ 光源モジュール
Ｇ’ 防水ゲル
Ｌ、Ｌ’ 光ビーム
Ｌ１、Ｌ１’ 第１の部分ビーム
Ｌ２、Ｌ２’ 第２の部分ビーム

Claims (12)

1. キャリアと、
   該キャリア上に配置され、該キャリアに電気的に接続された、少なくとも１つの発光素子と、
   前記キャリア上に配置された透明板であって、上面及び該上面とは反対側にあり前記キャリアに近接する下面を有する平坦部分と、前記発光素子を覆う少なくとも１つのレンズ部分とを含む、透明板と、
   前記平坦部分の上面上に配置され、前記レンズ部分を包囲する、光遮蔽側壁構造と、
   を備えている発光装置。
2. 前記発光素子は、複数の発光素子であり、
   前記レンズ部分は、複数のレンズ部分であり、
   前記レンズ部分は、前記発光素子をそれぞれ覆い、
   前記複数のレンズ部分は、二次元のアレイを形成するように、複数の行と複数の列に整列され、
   前記光遮蔽側壁構造は、
   前記平坦部分の前記上面上に配置され、前記レンズ部分を包囲する反射外枠と、
   前記平坦部分の前記上面上に配置された複数の第１の反射仕切り板と、
   前記平坦部分の前記上面上に配置された複数の第２の反射仕切り板とを備え、
   前記第１の反射仕切り板の各々は、２つの隣接する前記列の間に配置され、
   前記第２の反射仕切り板の各々は、２つの隣接する前記行の間に配置される、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記レンズ部分は、光入射面、光放射面、第１の側面及び第２の側面を有し、
   前記光放射面は、前記光入射面とは反対側にあり、
   前記第１の側面及び前記第２の側面は、前記上面と前記光放射面とに続き、
   前記発光素子は、ビームを放射するように構成され、前記ビームの第１の部分ビームは、前記光入射面を通過して、前記光放射面から出射され、前記ビームの第２の部分ビームは、前記光入射面を通過して、前記第１の側面又は前記第２の側面に送られ、前記第１の側面又は前記第２の側面は、前記ビームの前記第２の部分ビームの少なくとも一部を反射し、前記第２の部分ビームの前記一部は、前記光放射面から出射され、
   前記光遮蔽側壁構造は、前記ビームの一部を反射するように構成される、請求項１に記載の発光装置。
4. 前記第１の側面及び前記第２の側面は、平面である、請求項３に記載の発光装置。
5. 前記上面に対する前記第１の側面及び前記第２の側面の傾斜角は、本質的に異なるか、又は、同一である、請求項４に記載の発光装置。
6. 前記第１の側面は平面であり、前記第２の側面は曲面である、請求項３に記載の発光装置。
7. 前記光入射面は、前記光放射面に向かって凹曲面である、請求項３に記載の発光装置。
8. 前記レンズ部分は、光入射面と側面と外側曲面とを有し、
   前記側面及び前記外側曲面は、前記上面に続き、
   前記発光素子は、ビームを放射するように構成され、前記光ビームの第１の部分ビームは、前記光入射面を通過し、前記外側曲面から出射され、前記ビームの第２の部分ビームは、前記光入射面を通過して、前記側面に送られ、前記側面は、前記ビームの前記第２の部分ビームの少なくとも一部を反射し、前記第２の部分ビームの前記一部は、前記外側曲面から出射し、
   前記光遮蔽側壁構造は、前記光ビームの一部を反射するように構成される、請求項１に記載の発光装置。
9. 前記光入射面は、前記外側曲面に向かって凹曲面である、請求項８に記載の発光装置。
10. 前記光入射面の曲率と前記外側曲面の曲率とは、本質的に異なる、請求項８に記載の発光装置。
11. 前記透明板の前記平坦部分は、さらに、前記下面の周りに配置された凹部を含み、該凹部は、前記発光素子の周りに円形に配置される、請求項１に記載の発光装置。
12. 前記凹部内に、防水ゲルが配置される、請求項１１に記載の発光装置。

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