JP2012028205A - Ｌｅｄ照明灯モジュール及びライン型照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 細長く伸びて直線状に長い範囲を広く照明することができるＬＥＤ照明灯モジュール及びライン型照明器具を提供する。
【解決手段】 直列に配列された細長い板状の２枚の小基板１１の上にその長手方向に直線状に複数の半球状ＬＥＤパッケージ１を所要の間隔で取り付けている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の発光ダイオードを、直線状に配列して、蛍光灯のように細長い範囲にわたって照明し得るようにしたＬＥＤ照明灯モジュール及びライン型照明器具に関する。

発光ダイオードを光源として使用するＬＥＤ照明灯は、高輝度で低消費電力であり、更に長寿命化を図ることができるものとして、従来の白熱電球に代わって多くの用途で使用されつつある。

特開２００９−３８３０４号公報

しかしながら、従来の発光ダイオードを光源としたＬＥＤ照明灯は、その照明範囲が例えば点光源ではあるがその配光の指向性が比較的狭い。すなわち、その配光角はレンズ或いは、リフレクタ等を使って作られており、その配光は指向角で１４０度程度と狭く、従来の蛍光灯のような１８０度を越えるような配光を得ることが出来ない。このため、広い範囲、例えば横に長く並んだ棚上の陳列物などを照明するのに適しているとは言い難く、点光源のようなＬＥＤ照明灯をそのまま使用しただけでは直線状に長い照明範囲を得ることができないなどの課題があり、例えば蛍光灯などのように細長く伸びて直線状に長い範囲を広く照明することができるＬＥＤ照明灯が要望されている。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、細長く伸びて直線状に広い配光で照明することができるＬＥＤ照明灯モジュール及びライン型照明器具を提供することにある。

上記課題を達成するため、請求項１記載のＬＥＤ照明灯モジュールは、細長い板状の基板と、この基板の長手方向の板面に所要の間隔で実装された発光ダイオードと、これらの発光ダイオードを覆って設けられた内面に発光ダイオードからの光の波長を変換する蛍光体層が被着された光透過性の半球状のキャップ器体とを具備してなることを要旨とする。

請求項１記載のＬＥＤ照明灯モジュールでは、細長い板状の基板の上に、その長手方向に発光ダイオードを所要の間隔で実装し、かつ内面に発光ダイオードからの光の波長を変換する蛍光体層が被着された光透過性の半球状のキャップ器体で覆うようにしたので、小型でかつ一様な光で広配光角の配光性やデザイン性にすぐれると共に取り付けが容易であり、また直線状に長い範囲を広く照明することができる。

請求項２記載のＬＥＤ照明灯モジュールは、前記蛍光体層が、発光ダイオードから輝度の比較的高い光が当たる部分の層厚を発光ダイオードからの輝度の比較的低い光が当たる部分より厚くし、前記蛍光体層の層厚を不等にしたことを要旨とする。

請求項２記載のＬＥＤ照明灯モジュールにあっては、発光ダイオードから輝度の比較的高い光が当たる部分の層厚を発光ダイオードからの輝度の比較的低い光が当たる部分より厚くしたので、均一な光源を得ることができる。

請求項３記載のライン型照明器具は、請求項１または２記載のＬＥＤ照明灯モジュールの基板は長手方向に連続して配設可能であって、当該基板を連続して配設したときに前記発光ダイオードが全体として等間隔に配置されることを要旨とする。

請求項３記載のライン型照明器具にあっては、複数の小基板の各々に複数のＬＥＤ照明灯が直線状に所定の間隔で取り付けられるため、例えば発光ダイオードが１つ破損して点灯しなくなったような場合には、この破損した発光ダイオードが取り付けられているＬＥＤ照明灯モジュールのみを交換すればよく、全体を交換しなくてよく、経済的であるとともに、ＬＥＤ照明灯モジュール毎に生産、管理、在庫が可能である。

請求項４記載のライン型照明器具は、長手方向に伸びる断面半円状のカバーで覆って成ることを要旨とする。

請求項５記載のライン型照明器具は、前記カバーが、透明またはフロスト仕上げであることを要旨とする。

本発明によれば、広配光角が得られる半球型ＬＥＤパッケージを細長い板状の基板の板面上にその長手方向に直線状に所要の間隔で取り付けているので、例えば蛍光灯などのように細長く伸びて直線状に長い範囲を広く照明することができ、例えば長く並んだ棚上の陳列物などの照明や広間のような広い空間の全体的な照明などに有効であり、ＬＥＤ照明灯モジュール及びライン型照明器具の利用範囲を拡大することができる。

また、本発明によれば、複数の半球状ＬＥＤ照明灯は複数の小グループに分割されて複数の小基板の各々に直線状に所定の間隔で取り付けられるので、例えばＬＥＤ照明灯が１つ破損して点灯しなくなったような場合には、この破損したＬＥＤ照明灯が取り付けられている小基板のみを交換すればよく、全体を交換しなくてよく、経済的であるとともに、小グループ毎に生産、管理、在庫が可能であり、更に小グループを複数組み合わせることにより、任意の長さのライン型照明器具を自在に生産することができ、生産性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係わるライン型照明器具を示す図である。 （ａ）は図１に示すライン型照明器具において小基板上に５個の半球状ＬＥＤパッケージを取り付けたＬＥＤ照明灯モジュールを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す小基板上に取り付けられている５個の半球状ＬＥＤパッケージを取り付けたＬＥＤ照明灯モジュールを示す側面図である。 （ａ）は５個の半球状ＬＥＤパッケージを設けたＬＥＤ照明灯モジュールを２枚、長手方向に配列可能な器具の構成を示す平面図であり、（ｂ）は図３（ａ）に示す構成の側面図である。 （ａ）はライン型照明器具の構造を更に詳しく示す部分拡大平面図あり、（ｂ）は図４（ａ）に示すライン型照明器具において線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、（ｃ）は図４（ａ）に示すライン型照明器具の側面図である。 図１に示すライン型照明器具に使用されている半球状ＬＥＤパッケージの構造を示す断面図である。 図５に示す半球状ＬＥＤパッケージの配光特性を示すグラフである。 図５に示す半球状ＬＥＤパッケージの発光特性を示す写真である。 本発明の他の実施形態に係わるライン型照明器具を示す平面図である。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わるライン型照明器具を示す図である。同図に示すライン型照明器具１００は、図５で後述する半球状ＬＥＤパッケージ１が複数（本実施形態では、１０個）、直線状に所定の間隔で配列され、この１０個の半球状ＬＥＤパッケージ１は、５個ずつ、２つの小グループに分割され、それぞれ２枚の細長い長方形状の小基板１１上、長手方向に直線状に間隔をあけて取り付けられている。なお、この２枚の小基板１１はその間に僅かな間隔をあけて一直線となるように直列に配列されることにより、この１０個の半球状ＬＥＤパッケージ１は等間隔に直線的に配列される。

５個ずつ半球状ＬＥＤパッケージ１を取り付けられた２枚の小基板１１は、全体的にベースボディ１３に実装され、このベースボディ１３の両端寄りの図１で上部には、取付孔１５が２個形成されている。この２個の取付孔１５にねじなどを挿入して、壁や天井などにライン型照明器具１００を取り付けるようになっている。また、ベースボディ１３の右端には、電源コード１７が取り付けられている。

図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１に示すライン型照明器具１００の小基板１１と、この小基板１１上に取り付けられている５個の半球状ＬＥＤパッケージ１によって構成されるＬＥＤ照明灯モジュール１０を示す平面図および側面図である。５個の半球状ＬＥＤパッケージ１が取り付けられている小基板１１は、例えばガラスエポキシ基板で細長く板状に構成されている。また、この小基板１１には図示しない配線パターンが形成され、この配線パターンに半球状ＬＥＤパッケージ１を構成する発光ダイオードのアノードおよびカソードの電極が電気的に接続されている。

図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２に示したように５個の半球状ＬＥＤパッケージ１が取り付けられているＬＥＤ照明灯モジュール１０を２枚、図１に示すように直線状に配列して、基台２１に取り付け配列可能な器具の構成を示す平面図および断面図である。

図３に示すように、５個の半球状ＬＥＤパッケージ１が取り付けられている２枚の小基板１１は、アルミヒートシンクを構成する細長い基台２１に取り付けられるとともに、後述する図４からも分かるように、断面が半円状で基台２１の長手方向に伸びる透明（クリア）またはフロスト仕上げの硝子若しくは樹脂製のカバー２３で各半球状ＬＥＤパッケージ１を覆っている。１２は小基板１１に設けられた後述する半球状ＬＥＤ４の放熱用ビアーである。

図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図１に示したライン型照明器具１００の構造を更に詳しく示す部分拡大平面図、断面図および側面図である。なお、図４（ａ）では、２枚の小基板１１のうち、左側の１枚の小基板１１は一部のみが図示され、その左側部分は省略されている。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）における線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）のライン型照明器具１００を右側から見た側面図である。

図４（ｂ）に示すように、ベースボディ１３の図４（ｂ）で左側になる表側には、前記カバー２３が取り付けられ、このカバー２３の中に複数の半球状ＬＥＤパッケージ１が配設されている。ベースボディ１３は、例えばアルミなどから構成され、その図４（ｂ）で右側になる裏側には、例えば配線などが収容される３個の凹部３１ａ、３１ｂ、３１ｃが形成され、更にこの裏側には凹部３１ａ、３１ｂ、３１ｃを塞ぐようにバックカバーシート３３が取り付けられている。なお、ベースボディ１３の上方に伸びた部分には、前記取付孔１５が形成され、この取付孔１５にねじ３７などを点線で示すように挿入して取り付けることにより、ライン型照明器具１００を天井や壁などに取り付け得るようになっている。

また、図４（ｃ）に示すように、ベースボディ１３の両方の端部には、当該両端部を覆って固定するサイドカバー３５が取り付けられ、このサイドカバー３５は、前記カバー２３の端部を固定し得るように半円状に突出した突出部３５ａが形成されている。すなわち、カバー２３の両端は、このサイドカバー３５の突出部３５ａに半円状に形成された溝部に嵌合されて固定されるようになっている。

図５は、前記半球状ＬＥＤパッケージ１の構造をその発光特性とともに示す断面図である。この半球状ＬＥＤパッケージ１は、回路基板を構成する前記小基板１１上に配線パターン３が形成され、この配線パターン３の上に例えば青色発光ダイオードのような発光ダイオード４を搭載し、配線パターン３と発光ダイオード４のアノードおよびカソードの電極５とをボンディングワイヤ６で接続している。そして、発光ダイオード４の発光面の全体をガラスのような光透過性、半球面状のＬＥＤカバーであるキャップ基体７で覆っている。なお、このキャップ基体７は小基板１１に対して接着されている。

なお、キャップ基体７の内面には、例えば白色発光用のシリケート系蛍光体の蛍光体層８が形成され、前記キャップ基体７とその内面に形成された蛍光体層８とでドームキャップ７０を構成している。なお、ドームキャップ７０の内側の空間は空気層９である。

蛍光体層８は、キャップ基体７の開口面の周縁部分から頂点部分に行くに従って漸冶層厚が増加するようになっている。小基板１１上に設置された発光ダイオード４は、その発光面から真上方向に放出される光の輝度が高く、水平方向に至るに従って輝度が低まる輝度分布特性（配光特性）を有している。そこで、本実施形態では、発光ダイオード４からの光の輝度が高いドームキャップ７０の頂点部分では蛍光体層８の層厚を厚くし、発光ダイオード４からの光の輝度が低い周縁部分に行くに従って蛍光体層８の層厚を薄くすることで、蛍光体層８により波長変換されてドームキャップ７０から放出される光の量と波長変換されずにドームキャップ７０を透過する光の量との割合が同等となるようにしている。なお、図５において、発光ダイオード４から放射される実線の光は、キャップ基体７の部分では一点鎖線で示すように散乱光となって出力される。

上述したように、発光ダイオード４からの光の輝度が高いドームキャップ７０の頂点部分では蛍光体層８の層厚を厚くし、発光ダイオード４からの光の輝度が低い周縁部分に行くに従って蛍光体層８の層厚を薄くすることで蛍光体層８により波長変換されてドームキャップ７０から放出される光の量と波長変換されずにドームキャップ７０を透過する光の量との割合が同等となるように構成される半球状ＬＥＤパッケージ１において、発光ダイオード４を発光させると、その配光特性は、図６および図７に示すようになり、半値角が１４０度を超え、１８０度以上の広角に配光することが確認された。

すなわち、本発明の発光ダイオードパッケージによれば、点光源の発光ダイオード４から放射方向に発光した配光の光を蛍光体層８で受けて波長変換された光がドームキャップ７０で散乱光として白色化されるので広い指向角の白色光を得る事が出来るのである。蛍光灯の表面状態と近似のキャップ表面での発光状態を作り出している。

上記実施形態においては、図５に示すように発光ダイオード４からなる半球状ＬＥＤパッケージ１を複数、小基板１１上にその長手方向に直線状に所定の間隔で取り付けることでライン型照明器具１００を構成しているので、単に発光ダイオードのみのように照明範囲が狭くなく、例えば蛍光灯などのように細長く伸びて直線状に長い範囲を照明することができ、これにより例えば長く並んだ棚上の陳列物などの照明や広間のような広い空間の全体的な照明などに有効であり、ＬＥＤ照明灯の利用範囲を拡大することができる。

また、上記実施形態では、複数の半球状ＬＥＤパッケージ１は複数の小グループに分割されて複数の小基板１１すなわちＬＥＤ照明灯モジュール１０に取り付けられるので、小グループ毎に生産、管理、在庫が可能であり、また小グループを複数組み合わせることにより、任意の長さのライン型照明器具を自在に生産することができ、生産性を向上することができる。更に、例えばＬＥＤ照明灯が１つ破損して点灯しなくなったような場合にも、この破損したＬＥＤ照明灯が取り付けられている１枚のＬＥＤ照明灯モジュール１０のみを交換すればよく、全体を交換しなくてよく、経済的である。

図８は、本発明の他の実施形態に係わるライン型照明器具を示す平面図である。同図に示すライン型照明器具２００は、図１に示した実施形態のライン型照明器具１００においてＬＥＤ照明灯モジュール１０を２枚から４枚に増やし、半球状ＬＥＤパッケージ１を１０個から２０個に増やして、直線状に長く照明できる範囲を伸ばした点が異なるのみであり、その他の構成は図１と同じである。従って、同じ構成要素には同じ符号を付して、説明は省略する。

図８に示すように、直線状に長く配列される半球状ＬＥＤパッケージ１の数を増やして、その直線状に長く照明できる範囲を長くすることにより、より長く広い範囲を効率的に照明することができる。

なお、上記実施形態では、ＬＥＤ照明灯モジュール１０を２枚設けて、半球状ＬＥＤパッケージ１を１０個設けた場合と、ＬＥＤ照明灯モジュール１０を４枚設けて、半球状ＬＥＤパッケージ１を２０個設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、小基板１１が１枚または３枚または５枚以上で、半球状ＬＥＤパッケージ１が５個または１５個または２５個以上の場合や、またはこれらの間の任意の数であってもよいことは勿論である。また、複数の半球状ＬＥＤパッケージ１は、複数の小基板１１またはＬＥＤ照明灯モジュール１０に分けて搭載される必要はなく、細長く連続した１枚の基板またはＬＥＤ照明灯モジュールに搭載されてもよいものである。

更に、上記実施形態では、ライン型照明器具の光源として半球状ＬＥＤパッケージ１を使用した場合について説明したが、これに限定されるものでなく、例えば反射型ＬＥＤ照明灯などを使用してもよいものである。また、上記実施形態では、ライン型照明器具は、細長いカバー２３で複数の半球状ＬＥＤパッケージ１を全体的に覆っている場合について説明したが、これに限定されるものでなく、カバーがなくてもよいものである。

１ 半球状ＬＥＤパッケージ１
４ 発光ダイオード
７ キャップ基体
１０ ＬＥＤ照明灯モジュール
１１ 小基板
１３ ベースボディ
１５ 取付孔
１７ 電源コード
２１ 基台
２３ カバー
３３ バックカバーシート
３５ サイドカバー
７０ ドームキャップ
１００、２００ ライン型照明器具

Claims (5)

1. 細長い板状の基板と、
   この基板の長手方向の板面に所要の間隔で実装された発光ダイオードと、
   これらの発光ダイオードを覆って設けられた内面に発光ダイオードからの光の波長を変換する蛍光体層が被着された光透過性の半球状のキャップ器体と
   を具備してなることを特徴とするＬＥＤ照明灯モジュール。
2. 前記蛍光体層は、発光ダイオードから輝度の比較的高い光が当たる部分の層厚を発光ダイオードからの輝度の比較的低い光が当たる部分より厚くし、前記蛍光体層の層厚を不等にしたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明灯モジュール。
3. 請求項１または２記載のＬＥＤ照明灯モジュールが用いられ、前記基板は長手方向に連続して配設可能であって、当該基板を連続して配設したときに前記発光ダイオードが全体として等間隔に配置される
   ことを特徴とするライン型照明器具。
4. 長手方向に伸びる断面半円状のカバーで覆って成ることを特徴とする請求項３記載のライン型照明器具。
5. 前記カバーは、透明またはフロスト仕上げであることを特徴とする請求項４に記載のライン型照明器具。