JP2014191993A - 半導体照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、半導体照明装置を提供することにより、駆動回路素子の損傷で半導体照明装置の全体を破棄することを防ぐ。
【解決手段】光源モジュールと電源モジュールとを含む半導体照明装置であって、光源モジュールは、半導体発光素子が実装される支持部材と、電極構造と、第１接続構造とを有し、半導体発光素子と電極構造は電気的に接続され、第１接続構造は、支持部材の第１側に位置される。電源モジュールは、支持部材の第１側に接続するように構成され、第２接続構造と駆動回路素子とを含み、第２接続構造は、第１接続構造と取り外し可能に接続するように構成され、駆動回路素子は、第２接続構造に電気的に接続され、電極構造に電気的に接続されると共に駆動電源を半導体発光素子へ提供するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に関し、特に半導体照明装置に関する。

半導体照明装置は、例えば、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ-ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ, ＬＥＤ）を光源とし、その発光原理は、半導体発光材料に対し電流を加えることにより、電子と正孔が結合し光エネルギーを放出することである。ＬＥＤは、低消費電力、長寿命、高速応答性、小体積、耐振動性などの利点があり、大量生産に適する。

従来では駆動回路基板がＬＥＤ直管灯の内部に固定されていた。もしＬＥＤ又は駆動回路基板のいずれかが損傷すると、直管灯の全体を破棄しなければならない。しかしながら、長時間の使用においては、駆動回路基板の寿命が、発光ダイオードの寿命と比べてかなり短いため、駆動回路基板が損傷されただけで頻繁にＬＥＤ直管灯の全体を破棄することは、資源を過度に浪費することになる。

上記を鑑み、本発明の主な目的は、ＬＥＤ直管灯の資源浪費を防ぐことにある。
本発明は、半導体照明装置を提供することにより、駆動回路素子の損傷で半導体照明装置の全体を破棄することを防ぐ。

上記目的を達成するために、本発明の実施例に係る半導体照明装置は、光源モジュールと電源モジュールとを含み、光源モジュールは、半導体発光素子が実装される支持部材と、電極構造と、第１接続構造とを有し、半導体発光素子と電極構造は電気的に接続され、第１接続構造は、支持部材の第１側に位置される。電源モジュールは、支持部材の第１側に接続するように構成され、第２接続構造と駆動回路素子とを含み、第２接続構造は、第１接続構造と取り外し可能に接続するように構成され、駆動回路素子は、第２接続構造に電気的に接続され、電極構造に電気的に接続されると共に駆動電源を半導体発光素子へ提供するように構成される。

本発明の１つの実施例において、上記第１接続構造と第２接続構造のいずれか一方は少なくとも第１導体凹部を有し、他の一方は少なくとも第１導体凹部へ挿入する第１導体凸部を有することにより、光源モジュールと電源モジュールとが電気的に接続される。

本発明の１つの実施例において、上記第１接続構造と第２接続構造のいずれか一方は雄ねじ構造であり、他の一方は雌ねじ構造であり、雄ねじ構造と雌ねじ構造が相互に嵌合することにより、光源モジュールと電源モジュールは電気的に接続される。

本発明の１つの実施例において、上記電源モジュールは、さらに、少なくとも外部電源へ接続する第２導体凸部を含む。

本発明の１つの実施例において、上記電源モジュールは、さらに、スリーブを含み、スリーブの第１端には第２接続構造が取り付けられ、第１端と相対する第２端には第２導体凸部が取り付けられる。

本発明の１つの実施例において、上記支持部材は、ランプカバーに接続されて、直管灯構造が完成され、支持部材の底部には、半導体発光素子と電極構造とが取り付けられる。

本発明の１つの実施例において、上記支持部材の第１側と相対する第２側には、ランプカバーが設けられて、これによって電球構造が完成され、支持部材の内側表面には、半導体発光素子と電極構造とが取り付けられる。

本発明の１つの実施例において、上記電源モジュールは、交流電流を直流電流に変換し、駆動電源とする。

本発明の１つの実施例において、上記半導体照明装置は、さらに、相互に電気的に接続される他の１つの光源モジュールと他の１つの電源モジュールとを含み、それらの構造は、それぞれ上記光源モジュールと上記電源モジュールの構造と同じであり、その中、上記光源モジュールと上記他の１つの光源モジュールは、上記電源モジュールと上記他の１つの電源モジュールの間に位置され、かつ上記電源モジュールは、上記他の１つの電源モジュールと電気的に接続される。

図１は、本発明の第１実施例に係る半導体照明装置を示す分解概略図である。 図２は、図１の光源モジュール１０の局部を示す分解概略図である。 図３は、図１の光源モジュールのＡＡ線に沿う断面を示す概略図である。 図４は、本発明の実施例に係る電源モジュールの構造を示す概略図である。 図５は、図１の半導体照明装置の回路配置を示す概略図である。 図６は、本発明の第２実施例に係る半導体照明装置を示す概略図である。 図７は、図６の半導体照明装置の構造を示す概略図である。

以下、本発明の上記した目的又は他の目的、特徴及び効果を理解してもらうため、図面を参照しながら好適な実施例を挙げ、詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係る半導体照明装置を示す分解概略図である。
本実施例に係る半導体照明装置１００は、光源モジュール１０と電源モジュール３０とを含み、電源モジュール３０は、光源モジュール１０の外側に配置されてよい。図２は、図１の光源モジュール１０の局部を示す分解概略図である。

光源モジュール１０は、支持部材１１と、半導体発光素子１３と、電極構造１４と、第１接続構造１２とを含む。そのうち、半導体発光素子１３は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってよい。また、光源モジュール１０は、一つ又は多数の半導体発光素子１３を含むことができる。同時に図３を参照されたい。図３は、図１の光源モジュールのＡＡ線に沿う断面を示す概略図である。支持部材１１は、長尺状溝構造であってよく、その底部には半導体発光素子１３と電極構造１４とが設けられ、支持部材１１の第１側１１ａには第１接続構造１２が設けられる。電極構造１４は、支持部材１１の第１側１１ａに隣接することができる。これにより、第１接続構造１２と電極構造１４とが電気的に接続され、電極構造１４は、半導体発光素子１３とも電気的に接続される。ここで、上記電気的な接続は電線により実現される（不図示）。また、支持部材１１は、溝構造の底部に設置されるアルミニウム基板１１１を含むことができる。上記アルミニウム基板１１１は、支持部材１１の底部の上表面として、半導体発光素子１３と電極構造１４とを取り付けるために用いられる。その中、支持部材１１の材料は、放熱性のよい金属、例えば、アルミニウムであってよい。

また、半導体照明装置１００は、さらに、支持部材１１と接続するランプカバー１５を含むことができる。接続方法は、例えば、図１から図３に示すように、支持部材１１の外側表面に細い長尺状切り込み構造１１２を形成し、ランプカバー１５の周縁１５１を切り込み構造１１２に嵌入させることにより、直管灯構造の照明装置を完成することができる。これにより、第１接続構造１２は、支持部材１１とランプカバー１５と共に接続し、即ち、第１側１１ａに位置する直管灯の開口を密封することができる。

図４は、本発明の実施例に係る電源モジュールの構造を示す概略図である。図１及び図４に示すように、電源モジュール３０は、支持部材１１の第１側１１ａに接続するように構成され、第２接続構造３２と駆動回路素子３３とを含み、第２接続構造３２は、光源モジュール１０の第１接続構造１２と接続するように構成される。これにより、電源モジュール３０と光源モジュール１０が接続される。また、駆動回路素子３３（例えば、駆動電源回路基板）は、第２接続構造３２に電気的に接続されることで、電極構造１４と電気的に接続されると共に駆動電源を半導体発光素子１３へ提供する。

また、電源モジュール３０は、スリーブ３１を含むことができる。駆動回路素子３３をスリーブ３１内に取り付けることができる。その中、スリーブ３１は、相対する第１端３１ａと第２端３１ｂとを有し、第１端３１ａは、第２接続構造３２と接合するように用いられる。

注意すべきは、第２接続構造３２と第１接続構造１２との接続は、取り外し可能な（ｄｅｔａｃｈａｂｌｅ）接続である。例えば、第１接続構造１２は、図２に示すように、複数の第１導体凸部１２０を有することができ、第２接続構造３２は、図４に示すように、複数の第１導体凹部３２０を有することができる。また、第１導体凸部１２０と第１導体凹部３２０とは、個数及び位置が対応する。両接続構造１２、３２が相互に接続すると、第１導体凸部１２０は第１導体凹部３２０に挿入する。これにより、光源モジュール１０と電源モジュール３０との電気的な接続が実現される。当然、第１接続構造１２は、導体凹部を有し、第２接続構造３２は、対応する導体凸部を有することもできる。これにより、第２接続構造３２と第１接続構造１２を容易に離すことができる。もし電源モジュール３０の機能が損傷すれば、一般使用者は、自分でも電源モジュール３０を光源モジュール１０から簡単に離し、正常に機能する電源モジュール３０に換え、光源モジュール１０に接続させることができる。これにより、電源モジュール３０のみを換えてよく、半導体照明装置１００の全体を破棄する必要がないため、本発明の目的を達成することができる。

また、第１導体凸部１２０は、他の円柱状構造であってよく、第１導体凹部３２０は、他の穴であってよい。それらの円柱状構造とそれらの穴とが嵌合することによっても、第１接続構造１２と第２接続構造３２とを取り外し可能に接続させることができる。

注意すべきは、上記他の素子の取り付け又は設置は、取り外し可能な接続と異なることである。本発明の他の素子の取り付け又は設置は、半導体照明装置全体の構造の信頼性のため、工場で生産・組立された時、すでにねじ締め、連結、表面実装技術（ｓｕｒｆａｃｅ-ｍｏｕｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ, ＳＭＴ）又は一体成型などを利用して完成した。これにより、素子間の密着性が向上される。

図５は、図１の半導体照明装置の回路配置を示す概略図である。図１及び図５に示すように、本実施例において、半導体照明装置１００は、さらに、他の１つの光源モジュール１０'と他の１つの電源モジュール３０'とを含むことができる。上記他の１つの光源モジュール１０'と他の１つの電源モジュール３０'の構造は、それぞれ光源モジュール１０と電源モジュール３０の構造と同じである。両光源モジュール１０、１０'は、相互に接続できる構造であり、両電源モジュール３０、３０'の間に配置され、両電源モジュール３０、３０'に電気的に接続される。その中、電源モジュール３０'の第２接続構造３２'と光源モジュール１０'の第１接続構造１２'が取り外し可能に接続される。また、電源モジュール３０は、第２接続構造３２に相対する位置、即ち、スリーブ３１の第２端３１ｂに隣接する位置に、２つの第２導体凸部３５を有する。本実施例において、電源モジュール３０は、スリーブ３１の第２端３１ｂに側板３４が設けられ、側板３４に第２導体凸部３５が配置される（図１参照）。なお、電源モジュール３０'は、電源モジュール３０と同じ構造を有する（不図示）ため、詳しい説明を省略する。

半導体照明装置１００は、一般的な直管蛍光灯のソケット７０に取り付けることができる。電源モジュール３０の第２導体凸部３５と電源モジュール３０'の第２導体凸部（不図示）をそれぞれ半導体照明装置１００の両端に位置されるソケット７０の両端に電気的に接続し、電源モジュール３０、３０'はソケット７０が入力する交流電流を直流電流に変換して出力し、半導体発光素子１３、１３'に必要な駆動電源とする。図５に示すように、ソケット７０は、電源モジュール３０、３０'に接続する交流電流活線７０１を提供し、電源モジュール３０、３０'に接続する交流電流中性線７０２を提供し、また電源モジュール３０、３０'の回路素子を駆動する作用により、交流電流を直流電流へ変換した後、正直流出力端７１１と負直流出力端７１２から出力するため、電源モジュール３０、３０'はそれぞれ直流電流（駆動電源）を半導体発光素子１３、１３'へ提供する。これにより、半導体照明装置１００が発光する。

これにより、２つの光源モジュール１０、１０'のいずれか一方が発光しないことに気付く時、どの電源モジュール３０、３０'の機能が損傷したかを推測することができ、電源モジュールを簡単に換えることができるため、半導体照明装置１００の全体を破棄する必要はない。

図１に示すような半導体直管灯装置以外にも、半導体照明装置の形状外観は、他の変化があってよい。図６は、本発明の第２実施例に係る半導体照明装置を示す概略図である。図６に示すように、半導体照明装置２００の外観は、電球を例として、その必要な素子及び電気的接続方法は、本発明に係る第１実施例と類似するため、詳しい説明を省略する。光源モジュール４０と電源モジュール６０は、同じように、取り外し可能に接続される。図７は、図６の半導体照明装置の構造を示す概略図である。図７に示すように、光源モジュール４０の支持部材４１は、中空の環状構造であってよく、その内側表面には半導体発光素子と電極構造とが配置され（未図示）、その第１側４１ａに設けられる第１接続構造４２は、雄ねじ構造であってよく、電源モジュール６０の第２接続構造６２は、雌ねじ構造であってよい。上記第１接続構造４２と第２接続構造６２は、相互に嵌合することができる。第１接続構造４２と第２接続構造６２とが接続されると、電源モジュール６０の駆動回路素子６３は、支持部材４１に挿入し、光源モジュール４０の電極構造と電気的に接続される。当然、第１接続構造４２は、雌ねじ構造であってよく、第２接続構造６２は、対応する雄ねじ構造であってよい。また、電源モジュール６０の下端には、交流電流に接続されるための第２導体凸部６５がある。駆動回路素子６３により交流電流が直流電流に変換され、駆動回路素子６３の正負電極６３１から光源モジュール４０の電極構造に電気的に接続され、直流電流が光源モジュール４０の半導体発光素子（未図示）へ出力される。

その中、支持部材４１の第１側４１ａと相対する第２側４１ｂにランプカバー４５を設けることにより、電球型の照明装置２００を完成する。これにより、電源モジュールを簡単に換えられるという利点があり、本発明の目的を達成する。

また、本発明に係る半導体照明装置について、電源モジュールを光源モジュールの一端又は外側に取り付けると共に、電源モジュールの駆動回路素子を取り外し可能にすることもできる。言い換えれば、使用者は、容易に損傷した駆動回路素子を取り外して正常の駆動回路素子に換えることができる。同様に本発明の目的を達成することができる。

以上をまとめると、本発明は、電源と光源をそれぞれ独立したモジュールに設計すると共に、接続構造を設計して光源モジュールと電源モジュールの取り外し可能な接続を完成することにより、使用者は機能が損傷した電源モジュールを簡単に取り外すことができる。これにより、正常に機能する光源モジュールを保留し、照明装置の全体を破棄することを防ぐことにより、資源を有効に利用する目的を達成する。

本発明の好適な実施例により本発明を以上のように開示したが、本発明は、上記内容により制限されない。当業者は、本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び置き換えを行うことが可能である。したがって、本発明の保護範囲は、添付されている以下の特許請求の範囲により定義される。

１０、１０'、４０ 光源モジュール
１００、２００ 半導体照明装置
１１、４１ 支持部材
１１ａ、４１ａ 第１側
１１１ アルミニウム基板
１１２ 切り込み構造
１２、１２'、４２ 第１接続構造
１２０ 第１導体凸部
１３、１３' 半導体発光素子
１４ 電極構造
１５、４５ ランプカバー
１５１ ランプカバー周縁
３０、３０'、６０ 電源モジュール
３１ スリーブ
３１ａ 第１端
３１ｂ 第２端
３２、３２'、６２ 第２接続構造
３２０ 第１導体凹部
３３、６３ 駆動回路素子
３４ 側板
３５、６５ 第２導体凸部
４１ｂ 第２側
６３１ 駆動回路素子の電極
７０ ソケット
７０１ 交流電流活線
７０２ 交流電流中性線
７１１ 正直流出力端
７１２ 負直流出力端

Claims (9)

1. 光源モジュールと電源モジュールとを含む半導体照明装置であって、
   該光源モジュールは、半導体発光素子が実装される支持部材と、電極構造と、第１接続構造とを有し、該半導体発光素子と該電極構造は電気的に接続され、該第１接続構造は、該支持部材の第１側に位置され、
   該電源モジュールは、該支持部材の該第１側に接続するように構成され、第２接続構造と駆動回路素子とを含み、
   該第２接続構造は、該第１接続構造と取り外し可能に接続するように構成され、
   該駆動回路素子は、該第２接続構造に電気的に接続され、該電極構造に電気的に接続されると共に、駆動電源を該半導体発光素子へ提供するように構成されることを特徴とする半導体照明装置。
2. 該第１接続構造と該第２接続構造のいずれか一方は少なくとも第１導体凹部を有し、他の一方は少なくとも該第１導体凹部へ挿入する第１導体凸部を有することにより、該第１接続構造と該第２接続構造が取り外し可能に接続され、かつ該光源モジュールと該電源モジュールとが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体照明装置。
3. 該電源モジュールは、さらに、少なくとも外部電源へ接続する第２導体凸部を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体照明装置。
4. 該電源モジュールは、さらに、スリーブを含み、
   該スリーブの第１端には該第２接続構造が取り付けられ、該第１端と相対する第２端には該第２導体凸部が取り付けられ、該駆動回路素子は該スリーブ内に取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の半導体照明装置。
5. 該電源モジュールは、交流電流を直流電流に変換し、該駆動電源とすることができることを特徴とする請求項４に記載の半導体照明装置。
6. 相互に電気的に接続される他の１つの光源モジュールと他の１つの電源モジュールとをさらに含み、
   該他の１つの光源モジュールと該他の１つの電源モジュールの構造は、それぞれ該光源モジュールと該電源モジュールの構造と同じであり、
   該光源モジュールと該他の１つの光源モジュールは、該電源モジュールと該他の１つの電源モジュールの間に位置され、かつ該電源モジュールは、該他の１つの電源モジュールと電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載の半導体照明装置。
7. 該支持部材は、ランプカバーに接続されて、直管灯構造が実現され、
   該支持部材の底部には、該半導体発光素子と該電極構造とが取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の半導体照明装置。
8. 該支持部材の該第１側と相対する第２側には、ランプカバーが設けられて、電球構造が実現され、
   該支持部材の内側表面には、該半導体発光素子と該電極構造とが取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の半導体照明装置。
9. 該第１接続構造と該第２接続構造のいずれか一方は雄ねじ構造であり、他の一方は雌ねじ構造であり、
   該雄ねじ構造と該雌ねじ構造が相互に嵌合することにより、該光源モジュールと該電源モジュールは電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体照明装置。