JP2011253901A - Led lighting device - Google Patents
Led lighting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011253901A JP2011253901A JP2010126096A JP2010126096A JP2011253901A JP 2011253901 A JP2011253901 A JP 2011253901A JP 2010126096 A JP2010126096 A JP 2010126096A JP 2010126096 A JP2010126096 A JP 2010126096A JP 2011253901 A JP2011253901 A JP 2011253901A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- led
- light
- light emitting
- emitting device
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Description
本発明は、一般照明等の用途に広く使用されているミニクリプトン電球の代替品として使用した際にユーザに違和感を与えることのないLED発光装置に関する。 The present invention relates to an LED light-emitting device that does not give a user a sense of incongruity when used as a substitute for a mini-krypton bulb that is widely used for general lighting and the like.
従来の白熱電球に比べて消費電力が低く、かつ、長寿命といった長所を有する発光ダイオード(以下、「LED」という。)は、需要者のエコロジー意識の高まりとともに、省エネ対策のひとつとしてその使用範囲が急速に広まっており、とりわけ白熱灯の代替としてLEDが組み込まれたLED発光装置を使用したいという要望が高まっている。 Light-emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”), which have lower power consumption and longer life than conventional incandescent bulbs, are used as one of the energy-saving measures along with increasing ecological awareness of consumers. In particular, there is a growing demand to use LED light-emitting devices incorporating LEDs as an alternative to incandescent lamps.
このような要望は、クリプトンガスを封入することによってランプ効率を向上させたミニクリプトン電球についても同じである。ミニクリプトン電球は、その外形寸法の小ささから、シャンデリアを初めとする一般照明等の用途に広く使用されており、これらミニクリプトン電球をLED発光装置で代替えすることによってさらなる省エネ効果が期待されている。 Such a demand is the same also about the mini krypton light bulb which improved lamp efficiency by enclosing krypton gas. Mini-krypton bulbs are widely used in general lighting applications such as chandeliers because of their small external dimensions. By replacing these mini-krypton bulbs with LED light-emitting devices, further energy saving effects are expected. Yes.
このような期待に応えるため、LEDから放射された、ランバーシアン型の高い指向性を有する光を拡散させるための光拡散部材を有するLED発光装置が開発されている(例えば、特許文献1)。 In order to meet such expectations, an LED light-emitting device having a light diffusing member for diffusing light with a high directivity of Lambertian type emitted from an LED has been developed (for example, Patent Document 1).
特許文献1のLED発光装置1は、図10に示すように、LED2と、当該LED2を支持するとともにLED2へ電力を供給するための給電部材(図示せず)が内蔵されたLED支持体3と、LED2に被せられた略三角錐状の中空体である光拡散部材4と、ランプカバー5とで構成されている。
As shown in FIG. 10, the LED light-
また、光拡散部材4における外面および内面の少なくとも一方には、拡散面6(例えば、多数の同心円状の突条)が形成されていることにより、LED2から高い指向性をもって放射された光は、当該拡散面6で拡散されつつ光拡散部材4を透過し、然る後、ランプカバー5を透過してLED発光装置1から出光する。
In addition, since at least one of the outer surface and the inner surface of the
このように、特許文献1のLED発光装置1によれば、LED2から放射された指向性を有する光を拡散面6で拡散することにより、ランバーシアン型の高い指向性を有する光を拡散させてその配光角を広げることができる。
As described above, according to the LED
しかしながら、LED発光装置1では、LED2から放射された光をその内面で受けた光拡散部材4の全体が光ることから、当該LED発光装置1は、ミニクリプトン電球の代替品として適当ではなかった。
However, in the LED
なぜならば、ミニクリプトン電球の発光位置は、フィラメントが位置する電球中心部(LED発光装置1でいえば、ランプカバー5の中央部)であるのに対して、LED発光装置1の発光位置は、上述したように光拡散部材4の全体、つまり、ランプカバー5におけるLED支持体3側端部であり、ミニクリプトン電球に替えてLED発光装置1を照明器具に取り付けて使用した場合、この「発光位置の違い」がユーザに違和感を与えることになるからである。
This is because the light emission position of the mini krypton light bulb is the light bulb center portion where the filament is located (in the LED
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、ミニクリプトン電球に替えて使用しても、発光位置の違いによって、ユーザに違和感を与えにくいLED発光装置を提供することにある。 The present invention has been developed in view of such problems of the prior art. Therefore, a main problem of the present invention is to provide an LED light emitting device that is unlikely to give a user a sense of incongruity due to a difference in light emitting position even when used instead of a mini-krypton light bulb.
請求項1に記載された発明は、
面発光型のLED12と、前記LED12に対向する底面14aで前記LED12から放射される光を受け入れる透明中実円錐状のレンズ14と、前記LED12および前記レンズ14を保持するベース18と、前記LED12に給電するための給電手段20とを備えており、
前記レンズ14の高さHと前記底面14aの直径DLENSとは、式1を満たしていることを特徴とするLED発光装置10である。
0.90≦H/DLENS≦2.14 …式1
The invention described in
A
The LED
0.90 ≦ H / D LENS ≦ 2.14
本発明のLED発光装置10では、レンズの高さHと底面の直径DLENSとが「0.90≦H/DLENS≦2.14」(式1)の関係を満たしている(図3参照)。
In the LED
このように、H/DLENSの範囲が0.90以上、かつ、2.14以下であれば、給電手段20によって給電されたLED12の発光面12aから放射され、円錐状のレンズ14の底面14aから当該レンズ14の内部に入射した光の大部分は、レンズ14の内側表面で少なくとも1回内面全反射することから、外部からレンズ14を見たとき、光が内面全反射する底面側端部の側面14bはほとんど光らず、レンズ14の先端部側のみが光っているように見える。
Thus, if the range of H / D LENS is 0.90 or more and 2.14 or less, it is radiated from the
この理由について説明すると、面発光型のLED12は、図4に示すようなランバーシアン型の配光パターンを有している。このランバーシアン型配光パターンでは、光軸(=0°)と成す角度が±30°の範囲内にLED12から放射される全光の50%が含まれており、±45°の範囲内には全光の70%が含まれており、さらに±60°の範囲内には全光の90%が含まれている。
Explaining this reason, the
このような特性を有するLED12から放射された光は、図5に示すように、底面14aからレンズ14内に入射する際、スネルの法則(Snell's Law)に従って屈折する。レンズ14の材質がポリカーボネート(屈折率=1.58)である場合、LED12から放射された、光軸と成す角度θ1が30°の光は、空気(屈折率=1)中を通って底面14aで屈折され、θ2=18.45°でレンズ14内に入る。
The light emitted from the
H/DLENSの値が0.90である場合(図5(a))、レンズ14の底面14aと母線14fとが成す角度θ3は、60.9°となる。これにより、レンズ14内に入った光は入射角θ4=約42.5°で最初にレンズ14の側面14bに到達する。ここで、ポリカーボネート製レンズ14の内表面における臨界角θc(当該内表面で光が全反射するか、あるいは屈折透過するかの境目となる角度)は、約40°である。したがって、臨界角θcよりも大きい入射角θ4の光は、レンズ14の内側面で全反射する。
When the value of H / D LENS is 0.90 (FIG. 5A), the angle θ 3 formed by the
一方、H/DLENSの値が2.14である場合(図5(b))、レンズ14の底面14aと母線14fとが成す角度θ3’は、76.8°となり、レンズ14内に入った光は入射角θ4’=約58.4°で最初にレンズ14の側面に到達する(なお、θ1およびθ2は、H/DLENSの値が0.90である場合と同じである。)。したがって、H/DLENSの値が2.14である場合も、臨界角θcよりも大きい入射角θ4’の光は、レンズ14の内側面で全反射する。
On the other hand, when the value of H / D LENS is 2.14 (FIG. 5B), the angle θ 3 ′ formed by the
このように、H/DLENSの範囲が0.90以上、かつ、2.14以下であれば、レンズ14の内部に入射した光の大部分は、当該レンズ14の内側表面で少なくとも1回内面全反射する(=外部から見たとき、全反射領域は光っているように見えない)ことから、外部からレンズ14を見たとき、レンズ14の先端部側のみが光っているように見えるのである。
Thus, if the range of H / D LENS is 0.90 or more and 2.14 or less, most of the light incident on the
ところで、図6(a)〜(h)および図7(i)〜(o)には、H/DLENSの値を変化させた場合における、LED発光装置10から放射される光の遠視野パターン(Far-field patterns)を示す。各グラフにおけるX軸の中央は光軸CLにおける照度に対応しており、中央から離間する程、光軸CLから離れた位置における照度を示している。
By the way, FIGS. 6A to 6H and FIGS. 7I to 7O show far-field patterns of light emitted from the LED
H/DLENSの値が比較的小さい場合には、LED発光装置10の光軸CLを中心とするピークが1つ形成されている。そして、H/DLENSの値が大きくなるにつれて、当該中心部のピークの値が低下していくとともに、光軸CLと成す角度が比較的大きな周辺光の値が増加していく。
When the value of H / D LENS is relatively small, one peak centered on the optical axis CL of the LED
また、図8には、H/DLENSの値を変化させた場合における、配光角[°](左側軸)および均斉度[無次元](右側軸)を示す。ここで、「均斉度」とは、遠視野パターン(図6(a)〜(h)および図7(i)〜(o))における照度の最小値(=谷部の値)を最大値(=ピーク値)で除した値をいい、当該値が1に近づくほど最大値と最小値との乖離が小さくなる(=均斉度が高くなる)。 FIG. 8 shows the light distribution angle [°] (left axis) and the uniformity [no dimension] (right axis) when the value of H / D LENS is changed. Here, the “homogeneity” refers to the minimum value (= valley value) of the illuminance in the far-field pattern (FIGS. 6A to 6H and FIGS. 7I to 7O). = Peak value). The difference between the maximum value and the minimum value decreases as the value approaches 1 (= the degree of uniformity increases).
ここで、H/DLENSの値が0.90よりも小さい場合、「均斉度」は、許容下限値である0.2を下回ってしまう。また、H/DLENSの値が2.14よりも大きくなると、図7(o)に示すように、光軸CL近傍の光強度がほぼゼロになってしまい(つまり、LED発光装置10から放射される光の断面形状がドーナツ形となってしまい)、ミニクリプトン電球の代替用発光装置に求められる汎用性が著しく乏しくなる。 Here, when the value of H / D LENS is smaller than 0.90, the “homogeneity” falls below the allowable lower limit value of 0.2. Further, when the value of H / D LENS is larger than 2.14, the light intensity in the vicinity of the optical axis CL becomes almost zero as shown in FIG. The cross-sectional shape of the light becomes a donut shape), and the versatility required for a light-emitting device for substituting for a mini-krypton bulb is significantly reduced.
請求項2に記載した発明は、請求項1のLED発光装置10に関し、「前記直径DLENSと、前記LED12における発光面12aの半径RLEDと、前記底面14aおよび前記発光面12a間の距離yと、前記底面14aの中心を含む平面Mにおいて前記底面14aの周縁点Aと前記発光面12aの周縁点Bとを結ぶ直線および前記発光面12aに直交する直線が成す角度θとは、更に下記式2を満たしている」ことを特徴とする。
DLENS=2×(RLED+y×tanθ):(θ≧45°) …式2
The invention described in
D LENS = 2 × (R LED + y × tan θ): (θ ≧ 45 °)
本発明のLED発光装置10では、上記(式1)の関係に加えて、直径DLENSと、LED12における発光面12aの半径RLEDと、レンズ14の底面14aおよびLED12の発光面12a間の距離yと、底面14aの中心を含む平面Mにおいて底面14aの周縁点Aと発光面12aの周縁点Bとを結ぶ直線および発光面12aに直交する直線が成す角度θとが「DLENS=2×(RLED+y×tanθ):(θ≧45°)」(式2)の関係を満たしていることから、上述のように、ランバーシアン型配光パターンで放射されるLED12からの全光のうち、光軸CLと成す角度が45°以下の光(すなわち、図4によれば、全光に対して少なくとも70%の光)でレンズ14の底面14aを照射することになり、光の利用効率を高く維持することができる。
In the LED
なお、LED12の発光面12aが円盤状である場合には、その円盤の半径が半径RLEDとなる。また、発光面12aが矩形である場合には、当該矩形の中心から各辺までの距離のうち最も短いものを半径RLEDとする。
In addition, when the
本発明によれば、LEDから放射された光の大部分はレンズの内側表面で少なくとも1回内面全反射し、外部からレンズを見たとき、レンズにおける底面側端部はほとんど光らず、先端部側のみが光っているように見えることから、ミニクリプトン電球に替えて使用してもユーザに違和感を与えにくいとともに、レンズから放射する光の均斉度が高いLED発光装置を提供することができた。 According to the present invention, most of the light emitted from the LED is totally internally reflected at least once on the inner surface of the lens, and when the lens is viewed from the outside, the bottom side end portion of the lens hardly shines, and the tip portion Since it seems that only the side is shining, it has been possible to provide an LED light emitting device that does not give the user a sense of incongruity even when used instead of a mini-krypton bulb, and that has a high degree of uniformity of the light emitted from the lens. .
本発明が適用されたLED発光装置10について、図面を用いて説明する。図1および図2に示すように、LED発光装置10は、大略、面発光型のLED12と、レンズ14と、必要に応じて設けられるカバー16と、ベース18と、口金19と、給電手段20とで構成されている。
An LED
LED12は、所定の電圧が印加されることによって光を放射する半導体素子であり、ベース18の図中上面に実装保持されている。LED12は、円盤状(もちろん、矩形であってもよい)の発光面12aで発光するタイプのものであり、その配光パターンは、図4に示すような、いわゆるランバーシアン型である。このランバーシアン型配光パターンでは、光軸(=0°)とその近傍にほとんどの光が集まっているのが特徴であり、当該光軸と成す角度が±30°の範囲内にLED12から放射される全光の50%が含まれており、±45°の範囲内には全光の70%が含まれており、さらに±60°の範囲内には全光の90%が含まれている。
The
レンズ14は、LED12から放射される光を受け入れる底面14aを有する透明中実体であり、略円錐状のレンズ本体14cの底面14aをLED12に対向させて(より厳密には、底面14aとLED12の発光面とを互いに平行にして)ベース18の図中上面に取り付けられている。
The
ここで、本発明のLED発光装置10では、図3に示すように、レンズ本体14cの高さHと底面14aの直径DLENSとが「0.90≦H/DLENS≦2.14」の関係を満たしており、かつ、直径DLENSと、LED12における発光面12aの半径RLEDと、レンズ本体14cの底面14aおよびLED12の発光面12a間の距離yと、底面14aの中心を含む平面Mにおいて底面14aの周縁点Aと発光面12aの周縁点Bとを結ぶ直線および発光面12aに直交する直線が成す角度θとが「DLENS=2×(RLED+y×tanθ):(θ≧45°)」の関係を満たすように各寸法が設定されている(これら寸法に基づく作用効果については後述する)。
Here, in the LED
なお、LED12の発光面12aが円盤状である場合には、その円盤の半径が半径RLEDとなる。また、発光面12aが矩形である場合には、当該矩形の中心から各辺までの距離のうち最も短いものを半径RLEDとする。
In addition, when the
また、レンズ14の底側端部周縁には、底面14aと平行に延出するフランジ部14dが形成されており(なお、フランジ部14dの底面は、レンズ14の底面14aと面一になっているが、この場合であっても、上記直径DLENSは、レンズ本体14cの底面14aの直径を意味しており、フランジ部14dを含めた直径ではない。)、また、レンズ14をベース18の上面に当接固定するための脚部14eが底面14aから図中下向きに突設されている。
Further, a
もちろん、レンズ14において、フランジ部14dおよび脚部14eは、必須の構成要素ではなく、円錐状のレンズ本体14cのみでレンズ14を構成してもよい。
Of course, in the
カバー16は、必要に応じて設けられる部材であり、本実施例では、透明ガラスで形成された中空の略球状体がLED12およびレンズ14を内包するようにして、ベース18の上面に配設されている。なお、カバー16の形状は球状に限られず、砲弾型のような曲面体であってもよいし、複数の曲面あるいは平面を組み合わせて構成してもよい。また、材質についても透明ガラスに限られず、その他の透明体で構成してもよいし、透明体に代えて透光性を有する材料を用いることもできる。
The
なお、「透光性を有する」とは、光を透過する性質を有しているものの、透過する光が拡散するためにその材料の向こう側の形状等を確認することができないものをいう。透光性を有する材料でカバー16を構成した場合、カバー16を通過する際に拡散された光の一部がベース18の方向(LED12の光放射方向とは逆の方向)にも進むようになるので、フィラメントランプ(ミニクリプトン電球)から放射される指向性の低い光にさらに近くなり、ユーザに与える違和感をさらに小さくすることができる。
Note that “having translucency” means a material that has a property of transmitting light but cannot confirm the shape of the other side of the material because the transmitted light diffuses. When the
ベース18は、LED12、レンズ14、およびカバー16を保持するとともに、外部からの電力をLED12に供給する給電手段20をその内部に収容する部材であり、上部ベース22と、下部ベース24とで構成されている。
The
上部ベース22は、金属(例えば、アルミニウム)やセラミック等の熱伝導および放熱に優れた材料で形成された有蓋円筒状体(もちろん、角筒状であってもよい。)であり、その天面22aには、LED12やカバー16を取り付けるための溝22bが形成されているとともに、その蓋部22cには、上部ベース22の内部空間22dと天面22a側とを連通する連通孔26が設けられている。
The
下部ベース24は、上部ベース22と同様に、セラミック等の絶縁体で形成されており、太径部24aと細径部24bとその間のテーパ部24cとで構成された異径柱状体である。また、太径部24aの外径は、上部ベース22の内径よりもやや小さく形成されており、当該太径部24aのほとんどが上部ベース22の底部に挿設固定されている(なお、本実施例では、上部ベース22と下部ベース24とはビス28で固定されているが、これに代えて接着剤等で固定してもよい。)。一方、細径部24bの外周面には、口金19に螺入させるためのネジが形成されている。さらに、下部ベース24には、太径部24aの上面からテーパ部24c内を経由して細径部24bの下面および側面に至る連通孔30が形成されており、後述するように、給電手段20の大部分が当該連通孔30に配設されている。
Similar to the
口金19は、照明器具等のソケット(図示せず)に螺入される有底筒状体であり、ネジが形成された導電材料(例えば金属)製の側面部19aと、底面から突設する導電材料製突設部19bと、側面部19aおよび突設部19b間を電気的に絶縁する絶縁材料製の絶縁部19cとで構成されている。
The
給電手段20は、口金19に供給された電力をLED12に供給するためのものであり、口金19に印加された電圧をLED12の駆動電圧まで変圧するとともに、LED12に対して過剰な電流が流れるのを防止する駆動回路20aと、口金19および駆動回路20a間を導通させる一対の入力側リード線20bと、駆動回路20aおよびLED12間を導通させる一対の出力側リード線20cとで構成されている。また、駆動回路20aは、下部ベース24の連通孔30における図中上端側に広く形成された部分に配設されており、入力側リード線20bは、当該連通孔30の図中下端側に配設されており、出力側リード線20cは、上部ベース22の蓋部22cに形成された連通孔26に挿通されている。
The power supply means 20 is for supplying the power supplied to the base 19 to the
このLED発光装置10は、一例を示せば以下の手順で製造される。上部ベース22の図中上表面にLED12を実装し、当該LED12に被せるようにレンズ14およびカバー16をこの順で接着剤等によって取り付け、給電手段20を内包するようにして上部ベース22の下端に下部ベース24を挿設してビス28で固定し、然る後、下部ベース24の下端部に口金19を取り付ける。
This LED
本実施例のLED発光装置10では、上述のように、レンズ本体14cの高さHと底面の直径DLENSとが「0.90≦H/DLENS≦2.14」の関係を満たしており、かつ、直径DLENSと、LED12における発光面12aの半径RLEDと、レンズ本体14cの底面14aおよびLED12の発光面12a間の距離yと、底面14aの中心を含む平面Mにおいて底面14aの周縁点Aと発光面12aの周縁点Bとを結ぶ直線および発光面12aに直交する直線が成す角度θとが「DLENS=2×(RLED+y×tanθ):(θ≧45°)」の関係を満たしている(図3参照)。
In the LED
このように、H/DLENSの範囲が0.90以上、かつ、2.14以下であれば、給電手段20によって給電されたLED12の発光面12aから放射され、円錐状のレンズ14の底面14aから当該レンズ14の内部に入射した光の大部分は、レンズ14の内側表面で少なくとも1回内面全反射することから、外部からレンズ14を見たとき、光が内面全反射する底面側端部の側面14bはほとんど光らず、レンズ14の先端部側のみが光っているように見える。
Thus, if the range of H / D LENS is 0.90 or more and 2.14 or less, it is radiated from the
この理由について説明すると、面発光型のLED12は、図4に示すようなランバーシアン型の配光パターンを有している。このランバーシアン型配光パターンでは、光軸(=0°)と成す角度が±30°の範囲内にLED12から放射される全光の50%が含まれており、±45°の範囲内には全光の70%が含まれており、さらに±60°の範囲内には全光の90%が含まれている。
Explaining this reason, the
このような特性を有するLED12から放射された光は、図5に示すように、底面14aからレンズ14内に入射する際、スネルの法則(Snell's Law)に従って屈折する。レンズ14の材質がポリカーボネート(屈折率=1.58)である場合、LED12から放射された、光軸と成す角度θ1が30°の光は、空気(屈折率=1)中を通って底面14aで屈折され、θ2=18.45°でレンズ14内に入る。
The light emitted from the
H/DLENSの値が0.90である場合(図5(a))、レンズ14の底面14aと母線14fとが成す角度θ3は、60.9°となる。これにより、レンズ14内に入った光は入射角θ4=約42.5°で最初にレンズ14の側面14bに到達する。ここで、ポリカーボネート製レンズ14の内表面における臨界角θc(当該内表面で光が全反射するか、あるいは屈折透過するかの境目となる角度)は、約40°である。したがって、臨界角θcよりも大きい入射角θ4の光は、レンズ14の内側面で全反射する。
When the value of H / D LENS is 0.90 (FIG. 5A), the angle θ 3 formed by the
一方、H/DLENSの値が2.14である場合(図5(b))、レンズ14の底面14aと母線14fとが成す角度θ3’は、76.8°となり、レンズ14内に入った光は入射角θ4’=約58.4°で最初にレンズ14の側面に到達する(なお、θ1およびθ2は、H/DLENSの値が0.90である場合と同じである。)。したがって、H/DLENSの値が2.14である場合も、臨界角θcよりも大きい入射角θ4’の光は、レンズ14の内側面で全反射する。
On the other hand, when the value of H / D LENS is 2.14 (FIG. 5B), the angle θ 3 ′ formed by the
このように、H/DLENSの範囲が0.90以上、かつ、2.14以下であれば、レンズ14の内部に入射した光の大部分は、当該レンズ14の内側表面で少なくとも1回内面全反射する(=外部から見たとき、全反射領域は光っているように見えない)ことから、外部からレンズ14を見たとき、レンズ14の先端部側のみが光っているように見えるのである。
Thus, if the range of H / D LENS is 0.90 or more and 2.14 or less, most of the light incident on the
ところで、図6(a)〜(h)および図7(i)〜(o)には、H/DLENSの値を変化させた場合における、LED発光装置10から放射される光の遠視野パターン(Far-field patterns)を示す。各グラフにおけるX軸の中央は光軸CLにおける照度に対応しており、中央から離間する程、光軸CLから離れた位置における照度を示している。
By the way, FIGS. 6A to 6H and FIGS. 7I to 7O show far-field patterns of light emitted from the LED
H/DLENSの値が比較的小さい場合には、LED発光装置10の光軸CLを中心とするピークが1つ形成されている。そして、H/DLENSの値が大きくなるにつれて、当該中心部のピークの値が低下していくとともに、光軸CLと成す角度が比較的大きな周辺光の値が増加していく。
When the value of H / D LENS is relatively small, one peak centered on the optical axis CL of the LED
また、図8には、H/DLENSの値を変化させた場合における、配光角[°](左側軸)および均斉度[無次元](右側軸)を示す。ここで、「均斉度」とは、遠視野パターン(図6(a)〜(h)および図7(i)〜(o))における照度の最小値(=谷部の値)を最大値(=ピーク値)で除した値をいい、当該値が1に近づくほど最大値と最小値との乖離が小さくなる(=均斉度が高くなる)。 FIG. 8 shows the light distribution angle [°] (left axis) and the uniformity [no dimension] (right axis) when the value of H / D LENS is changed. Here, the “homogeneity” refers to the minimum value (= valley value) of the illuminance in the far-field pattern (FIGS. 6A to 6H and FIGS. 7I to 7O). = Peak value). The difference between the maximum value and the minimum value decreases as the value approaches 1 (= the degree of uniformity increases).
ここで、H/DLENSの値が0.90よりも小さい場合、「均斉度」は、許容下限値である0.2を下回ってしまう。また、H/DLENSの値が2.14よりも大きくなると、図7(o)に示すように、光軸CL近傍の光強度がほぼゼロになってしまい(つまり、LED発光装置10から放射される光の断面形状がドーナツ形となってしまい)、ミニクリプトン電球の代替用発光装置に求められる汎用性が著しく乏しくなる。 Here, when the value of H / D LENS is smaller than 0.90, the “homogeneity” falls below the allowable lower limit value of 0.2. Further, when the value of H / D LENS is larger than 2.14, the light intensity in the vicinity of the optical axis CL becomes almost zero as shown in FIG. The cross-sectional shape of the light becomes a donut shape), and the versatility required for a light-emitting device for substituting for a mini-krypton bulb is significantly reduced.
また、H/DLENSの値は、LED12から放射される光の利用効率にも影響を与えるものであり、図9のグラフに示すように、H/DLENSの範囲が0.90以上、2.14以下であれば、光の利用効率は90%以上を維持することができる。
Further, the value of H / D LENS also affects the utilization efficiency of light emitted from the
加えて、本実施例のLED発光装置10では、直径DLENSとLED12における発光面12aの半径RLEDとレンズ14の底面14aおよびLED12の発光面12a間の距離yと、底面14aの中心を含む平面Mにおいて底面14aの周縁点Aと発光面12aの周縁点Bとを結ぶ直線および発光面12aに直交する直線が成す角度θとが「DLENS=2×(RLED+y×tanθ):(θ≧45°)」の関係を満たしていることから、上述のように、ランバーシアン型配光パターンで放射されるLED12からの全光のうち、光軸CLと成す角度が45°以下の光(すなわち、図4によれば、全光に対して少なくとも70%の光)でレンズ14の底面14aを照射することになり、光の利用効率を高く維持することができる。さらに言えば、θ≧60°に設定するのがより好適である。これによれば、LED12からの全光のうち、光軸CLと成す角度が60°以下の光(すなわち、図4によれば、全光に対して少なくとも90%の光)でレンズ14の底面14aを照射することができるからである。
In addition, the LED
このように、本実施例のLED発光装置10によれば、LED12から放射された光の大部分がレンズ14の内側表面で少なくとも1回内面全反射し、外部からレンズ14を見たとき、レンズ14における底面側端部はほとんど光らず、先端部側のみが光っているように見えることから、ミニクリプトン電球に替えて使用してもユーザに違和感を与えることがないとともに、レンズ14から放射する光の均斉度が高く、かつ、LED12から放射された光の利用効率が高いLED発光装置10を提供することができた。
As described above, according to the LED
10…LED発光装置
12…LED
12a…発光面
14…レンズ
14a…底面
14b…側面
14c…レンズ本体
14d…フランジ部
14e…脚部
14f…母線
16…カバー
18…ベース
19…口金
19a…側面部
19b…突設部
19c…絶縁部
20…給電手段
20a…駆動回路
20b…入力側リード線
20c…出力側リード線
22…上部ベース
22a…天面
22b…溝
22c…蓋部
22d…内部空間
24…下部ベース
24a…太径部
24b…細径部
24c…テーパ部
26…連通孔
28…ビス
30…連通孔
10 ... LED
12a ... Light-emitting
Claims (2)
前記レンズの高さHと前記底面の直径DLENSとは、式1を満たしていることを特徴とするLED発光装置。
0.90≦H/DLENS≦2.14 …式1 A surface-emitting LED; a transparent solid conical lens that receives light emitted from the LED on a bottom surface facing the LED; a base that holds the LED and the lens; and a power supply for the LED Power supply means,
The LED light-emitting device, wherein the lens height H and the bottom surface diameter D LENS satisfy Equation (1).
0.90 ≦ H / D LENS ≦ 2.14 Equation 1
DLENS=2×(RLED+y×tanθ):(θ≧45°) …式2
The diameter D LENS , the radius R LED of the light emitting surface of the LED , the distance y between the bottom surface and the light emitting surface, the peripheral point of the bottom surface and the peripheral point of the light emitting surface in a plane including the center of the bottom surface 2. The LED light-emitting device according to claim 1, wherein an angle θ formed by a straight line connecting the two and a straight line orthogonal to the light-emitting surface further satisfies the expression (2).
D LENS = 2 × (R LED + y × tan θ): (θ ≧ 45 °) Equation 2
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010126096A JP2011253901A (en) | 2010-06-01 | 2010-06-01 | Led lighting device |
CN2010102789216A CN102269354A (en) | 2010-06-01 | 2010-09-08 | LED light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010126096A JP2011253901A (en) | 2010-06-01 | 2010-06-01 | Led lighting device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013000908U Continuation JP3183249U (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | LED light emitting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011253901A true JP2011253901A (en) | 2011-12-15 |
Family
ID=45051737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010126096A Pending JP2011253901A (en) | 2010-06-01 | 2010-06-01 | Led lighting device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011253901A (en) |
CN (1) | CN102269354A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8882305B2 (en) | 2012-05-11 | 2014-11-11 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Bulb-type lamp and luminaire |
JP2015115380A (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | シチズン電子株式会社 | LED light-emitting device |
JP2016085785A (en) * | 2014-10-22 | 2016-05-19 | フェニックス電機株式会社 | Led lamp and lens for led lamp |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06151972A (en) * | 1992-11-09 | 1994-05-31 | Omron Corp | Lens-on-chip luminescent device and manufacture thereof |
JP2003016808A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lighting system |
JP2008159453A (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Light source device, and lamp having same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2913822Y (en) * | 2006-05-24 | 2007-06-20 | 周志邦 | LED illuminating source lighting lamp |
CN201293279Y (en) * | 2008-10-16 | 2009-08-19 | 郑榕彬 | LED illumination lamp |
CN101709838A (en) * | 2009-11-20 | 2010-05-19 | 海洋王照明科技股份有限公司 | Airport navigational lamp |
-
2010
- 2010-06-01 JP JP2010126096A patent/JP2011253901A/en active Pending
- 2010-09-08 CN CN2010102789216A patent/CN102269354A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06151972A (en) * | 1992-11-09 | 1994-05-31 | Omron Corp | Lens-on-chip luminescent device and manufacture thereof |
JP2003016808A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lighting system |
JP2008159453A (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Light source device, and lamp having same |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8882305B2 (en) | 2012-05-11 | 2014-11-11 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Bulb-type lamp and luminaire |
JP2015115380A (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | シチズン電子株式会社 | LED light-emitting device |
JP2016085785A (en) * | 2014-10-22 | 2016-05-19 | フェニックス電機株式会社 | Led lamp and lens for led lamp |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102269354A (en) | 2011-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10408425B2 (en) | Lighting device with socket connector positioning light source apart from housing | |
JP5174835B2 (en) | LED bulb | |
KR101227527B1 (en) | Lighting apparatus | |
KR101253199B1 (en) | Lighting apparatus | |
JP5272029B2 (en) | Lens and lighting device | |
US8496349B2 (en) | Uniform light emitting lamp structure | |
KR101349843B1 (en) | Lighting apparatus | |
JP2004179048A (en) | Led lighting unit and led lighting device | |
JP6549595B2 (en) | Lighting device | |
KR20130004058A (en) | Optical element and illuminant device using the same | |
JP2012221847A (en) | Lighting device | |
JP5577209B2 (en) | Lighting device | |
JP2014093298A (en) | Light emission diode bulb | |
JP2014146509A (en) | LED lamp | |
JP2011253901A (en) | Led lighting device | |
KR100748074B1 (en) | A led lighting fitting | |
US20140192528A1 (en) | Light-Emitting Device and Luminaire | |
JP3183249U (en) | LED light emitting device | |
JP2008300207A (en) | Lighting device | |
WO2017002960A1 (en) | Illumination device | |
JP2014143156A (en) | LED lamp | |
KR100902819B1 (en) | Led light | |
EP3225904A1 (en) | Lighting module and lighting fixture | |
CN112145984A (en) | LED module, LED module combination and lamp | |
KR101647725B1 (en) | Lighting apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120522 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121205 |