JP2015005524A - Light emitting module and lighting device - Google Patents

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田中 敏也
Toshiya Tanaka
敏也 田中
斉藤 明子
Akiko Saito
明子 斉藤
河野 仁志
Hitoshi Kono
仁志 河野
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東芝ライテック株式会社
Toshiba Lighting & Technology Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting module which achieves good luminous efficiency and good light distribution characteristics, and to provide a lighting device using the light emitting module.SOLUTION: A light emitting module 1 includes: a substrate 2 where a front surface side 2a serves as a component mounting surface and a rear surface side 2b serves a flat heat radiation surface; a lighting circuit component 4 which is disposed at a center part of the component mounting surface of the substrate 2; and light emitting elements 3 electrically connected with the lighting circuit component 4 by a wiring pattern provided at the substrate 2 and disposed on an area on the component mounting surface 2a of the substrate 2 which is located around the lighting circuit component 4.

Description

本発明は、LED等の発光素子を配設した発光モジュール及びこの発光モジュールを用いた照明装置に関する。   The present invention relates to a light emitting module provided with a light emitting element such as an LED and an illumination device using the light emitting module.
従来、給電端子部を有してLEDチップを搭載したLEDモジュールと、このLEDモジュールを着脱自在に保持する保持部材を設けた器具本体を備える照明器具が提案されている(特許文献1参照)。また、LEDモジュールを容易に交換したり、様々な器具に流用するため、LEDモジュールへ給電電線を直接接続するための端子部を設けたものが提案されている(特許文献2参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a lighting fixture including an LED module having a power feeding terminal portion and mounting an LED chip, and a fixture main body provided with a holding member that detachably holds the LED module (see Patent Document 1). Moreover, what provided the terminal part for connecting an electric power feeding wire directly to an LED module is proposed in order to replace | exchange LED module easily or to divert it to various instruments (refer patent document 2).
特開2003−68129号公報JP 2003-68129 A 特開2003−59330号公報JP 2003-59330 A
しかしながら、特許文献1に示されたものは、明確には示されてはいないが、LEDモジュール面に少なくともLEDチップと回路部品とを混在して配置したものである。したがって、ここにはLEDチップから放射される光の配光を良好にするというような技術的思想の開示はない。また、LEDモジュールの裏面を放熱面として積極的に利用するものでもない。さらに、給電端子部と保持部材の構成からして、このLEDモジュールは、特定の装着・接続構造を有するものであり、専用のアダプタを必要としているので、汎用性を有するものではない。   However, what is shown in Patent Document 1 is not clearly shown, but is a mixture of at least LED chips and circuit components on the LED module surface. Therefore, there is no disclosure of the technical idea of improving the light distribution of the light emitted from the LED chip. Further, the back surface of the LED module is not actively used as a heat dissipation surface. Furthermore, this LED module has a specific mounting / connecting structure due to the configuration of the power supply terminal portion and the holding member, and does not have versatility because it requires a dedicated adapter.
また、特許文献2に示されたものは、同様に、LEDモジュール面にLEDチップと回路部品とを混在して配置したものである。したがって、ここにはLEDチップから放射される光の配光を良好にするという具体的な技術的思想の開示はない。   Similarly, the one disclosed in Patent Document 2 is a mixture of LED chips and circuit components on the LED module surface. Therefore, there is no disclosure of a specific technical idea for improving the light distribution of the light emitted from the LED chip.
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、発光効率及び配光特性が良好な発光モジュール並びにこの発光モジュールを用いた照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a light emitting module with good light emission efficiency and light distribution characteristics and an illumination device using the light emitting module.
請求項1記載の発光モジュールは、表面側を部品実装面とし、裏面側を平坦な放熱面とする基板と;基板の部品実装面の中央部に配設された点灯回路部品と;前記基板に設けられた配線パターンによって前記点灯回路部品と電気的に接続されるとともに、前記基板の部品実装面であって、前記点灯回路部品の周囲に配設された発光素子と;を具備することを特徴とする。発光素子とは、LEDや有機EL等であり、この発光素子の配設個数には特段制限はない。   The light emitting module according to claim 1 is a substrate having a front surface side as a component mounting surface and a rear surface side as a flat heat dissipation surface; a lighting circuit component disposed at a central portion of the component mounting surface of the substrate; And a light emitting element that is electrically connected to the lighting circuit component by a provided wiring pattern and is disposed on the component mounting surface of the substrate and around the lighting circuit component. And The light emitting element is an LED, an organic EL, or the like, and the number of the light emitting elements disposed is not particularly limited.
請求項2記載の照明装置は、装置本体と;この装置本体に組込まれた請求項1記載の発光モジュールと;を具備したことを特徴とする。照明装置は、口金を有する光源や屋内、屋外用の照明器具等を含む概念である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an illumination device comprising: an apparatus main body; and the light emitting module according to the first aspect incorporated in the apparatus main body. The illuminating device is a concept including a light source having a base, an indoor / outdoor luminaire, and the like.
請求項1記載の発明によれば、適用範囲の広い発光モジュールを提供できるとともに、発光素子から放射される光の配光を良好に、かつ最適化することが可能である。また、放熱効果を促進することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a light emitting module with a wide application range, and it is possible to satisfactorily and optimize the light distribution of light emitted from the light emitting element. Moreover, the heat dissipation effect can be promoted.
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発光モジュールを備えているので、これら発光モジュールの効果を奏する照明装置を提供することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the light emitting module according to the first aspect is provided, it is possible to provide an illuminating device that exhibits the effects of these light emitting modules.
本発明の発光モジュールの第1の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 1st Embodiment of the light emitting module of this invention. 同発光素子を拡大して示す一部側面図である。It is a partial side view which expands and shows the light emitting element. 同発光モジュールの回路図である。It is a circuit diagram of the light emitting module. 本発明の照明装置の第1の実施形態を示す概略の構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows 1st Embodiment of the illuminating device of this invention. 同照明装置の第2の実施形態を示す概略の構成図である。It is a schematic block diagram which shows 2nd Embodiment of the same illuminating device. 同照明装置の第3の実施形態を示す概略の構成図である。It is a schematic block diagram which shows 3rd Embodiment of the illuminating device. 第1の実施形態の発光モジュールの変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the light emitting module of 1st Embodiment. 発光モジュールの第1の実施形態における発光素子(LEDパッケージ)を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show the light emitting element (LED package) in 1st Embodiment of a light emitting module. 発光素子の放射光の指向特性を示すグラフである。It is a graph which shows the directivity characteristic of the emitted light of a light emitting element. 発光素子の配設状態を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning state of a light emitting element. 発光モジュールを点灯した場合の床面における照度分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the illumination intensity distribution in the floor surface at the time of lighting a light emitting module. 発光素子の間隔に基づく輝度むら及び効率を示すグラフである。It is a graph which shows the brightness nonuniformity and efficiency based on the space | interval of a light emitting element. 発光素子の他の適用例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of application of a light emitting element.
以下、本発明の発光モジュールの第1の実施形態について図1乃至図3を参照して説明する。図1は、発光モジュールを示す平面図、図2は、発光素子を拡大して示す一部側面図、図3は、発光モジュールの回路図である。図1において、発光モジュール1は、円板状の基板2と、この基板2上に実装された発光素子3・・・、点灯回路部品4及び電源接続用のコネクタ5とから構成されている。   Hereinafter, a first embodiment of a light emitting module of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a plan view showing a light emitting module, FIG. 2 is a partial side view showing an enlarged light emitting element, and FIG. 3 is a circuit diagram of the light emitting module. In FIG. 1, the light emitting module 1 includes a disk-shaped substrate 2, light emitting elements 3... Mounted on the substrate 2, a lighting circuit component 4, and a power supply connector 5.
基板2は、アルミニウム製で円板状に形成され、板厚約1.5mm、直径約70mmである。基板2は、表面側2aを部品実装面とし、裏面側2bを平坦状をなす放熱面として構成している。部品実装面には、その中央部に集中して8個の発光素子3・・・が各々所定の間隔を空けて実装されている。なお、基板2を金属製とする場合は、アルミニウムや銅等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れた熱伝導フィラー入りのセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。基板2の形状は、円形状に限らない。四角形、多角形状であってもよい。   The substrate 2 is made of aluminum and is formed in a disc shape, and has a plate thickness of about 1.5 mm and a diameter of about 70 mm. The substrate 2 is configured such that the front surface side 2a is a component mounting surface and the back surface side 2b is a flat heat dissipation surface. On the component mounting surface, eight light emitting elements 3... Are mounted at a predetermined interval so as to be concentrated on the central portion. In addition, when making the board | substrate 2 metal, it is preferable to apply the material which has favorable heat conductivity, such as aluminum and copper, and was excellent in heat dissipation. When the insulating material is used, a ceramic material or a synthetic resin material containing a heat conductive filler having relatively good heat dissipation characteristics and excellent durability can be applied. When a synthetic resin material is used, it can be formed of, for example, a glass epoxy resin. The shape of the substrate 2 is not limited to a circular shape. It may be square or polygonal.
発光素子3・・・は、表面実装型のLEDパッケージであり、概略的にはセラミックスで形成された本体3aと、この本体に実装されたLEDチップと、このLEDチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂3bとから構成されている(図2参照)。この本体3aからはLEDチップに接続された図示しない一対のリード端子が水平方向に突出している。LEDパッケージには、LEDチップが4個実装されており、各LEDチップがパッケージの電極間に直列に接続されている。したがって、4個のLEDチップを有するLEDパッケージが8個配設されているので、LEDチップとしては、32個配設されていることになる。なお、勿論、LEDパッケージにLEDチップ1個実装されているタイプのものも適用可能である。   The light emitting elements 3... Are surface-mounted LED packages, which are roughly a main body 3a formed of ceramics, an LED chip mounted on the main body, and an epoxy-based resin that seals the LED chip. And a translucent resin 3b for molding such as silicone resin (see FIG. 2). A pair of lead terminals (not shown) connected to the LED chip protrude from the main body 3a in the horizontal direction. Four LED chips are mounted on the LED package, and each LED chip is connected in series between the electrodes of the package. Accordingly, since eight LED packages each having four LED chips are arranged, 32 LED chips are arranged. Of course, a type in which one LED chip is mounted on the LED package is also applicable.
LEDチップは、青色光を発光する青色のLEDチップである。モールド用の透光性樹脂3bは、LEDチップの発光を吸収して黄色系の光を発生する蛍光体を含有しており、本体3aの上面から平板状をなすように所定の厚さをもってモールドされている。よって、LEDチップからの光は、結果的にLEDパッケージの透光性樹脂3bの上面及び側面から白色や電球色等の白色系の発光色となって広範な配光特性で外部へ放射されるようになっている。すなわち、発光素子3・・からはその上面方向及び部品実装面に沿った方向に光が放射される。因みに、LEDパッケージの外形寸法は、縦3.5mm、横3.5mm、高さ1.5mm程度であり、略直方体形状をなしている。   The LED chip is a blue LED chip that emits blue light. The translucent resin 3b for molding contains a phosphor that absorbs light emitted from the LED chip and generates yellow light, and is molded with a predetermined thickness so as to form a flat plate from the upper surface of the main body 3a. Has been. Therefore, the light from the LED chip is radiated to the outside with a wide range of light distribution characteristics as a result of a white light-emitting color such as white or light bulb color from the top and side surfaces of the translucent resin 3b of the LED package. It is like that. That is, light is emitted from the light emitting elements 3... In the upper surface direction and the direction along the component mounting surface. Incidentally, the outer dimensions of the LED package are about 3.5 mm in length, 3.5 mm in width, and about 1.5 mm in height, and have a substantially rectangular parallelepiped shape.
基板2の表面には絶縁層が形成されており、この絶縁層上に図示しない配線パターン及び面実装部品のリード端子が接続される接続ランドが形成されている。基板2の中心点を除く中央部には、発光素子3・・・が中心点を回転軸として基板2の表面方向に沿って回転対称(本実施形態では発光素子3の発光中心を基準として45°対称)となるように所定の間隔(3mm〜15mm、好ましくは5mm〜10mm)をおいて配置されている。また、基板2の外周縁側には点灯回路部品4が実装配設されている。なお、発光素子3、3の間には点灯回路部品4が実装されることはない。点灯回路部品4は、LEDチップを点灯制御するものであり、ヒューズF、コンデンサC、整流器REC、定電圧ダイオードZD、抵抗素子R1、R2及びトランジスタQを備えている。また、同様に発光素子3・・・の周囲に位置して、電源接続用のコネクタ5が配設されている。このコネクタ5は、その接続口5aが基板2の外周縁に向き、かつ外周縁近傍に位置するように配設されている。商用電源の電源線との接続をし易くするためである。なお、これら点灯回路部品4及びコネクタ5は、発光素子3・・・よりも基板2の周縁側に位置しており、基板2の配線パターンを短くするため、分散せずに、ある程度集約(図示上、基板2の外周約1/3の領域)して配設されている。なお、基板3の実装面には、反射率の高い白色レジストが印刷されており、また、装置等への取付用のねじ貫通孔6が3箇所に形成されている。   An insulating layer is formed on the surface of the substrate 2, and a connection land to which a wiring pattern (not shown) and lead terminals of surface mount components are connected is formed on the insulating layer. In the central portion excluding the central point of the substrate 2, the light emitting elements 3... Are rotationally symmetric along the surface direction of the substrate 2 with the central point as a rotation axis (in the present embodiment, the light emitting elements 3. Are arranged at a predetermined interval (3 mm to 15 mm, preferably 5 mm to 10 mm) so as to be symmetrical. A lighting circuit component 4 is mounted on the outer peripheral edge side of the substrate 2. Note that the lighting circuit component 4 is not mounted between the light emitting elements 3 and 3. The lighting circuit component 4 controls lighting of the LED chip, and includes a fuse F, a capacitor C, a rectifier REC, a constant voltage diode ZD, resistance elements R1 and R2, and a transistor Q. Similarly, a power supply connector 5 is disposed around the light emitting elements 3. The connector 5 is disposed so that the connection port 5a faces the outer peripheral edge of the substrate 2 and is located in the vicinity of the outer peripheral edge. This is to facilitate the connection with the power line of the commercial power supply. Note that the lighting circuit component 4 and the connector 5 are located on the peripheral side of the substrate 2 with respect to the light emitting elements 3... The outer periphery of the substrate 2 is approximately 1/3 of the outer periphery. Note that a white resist having a high reflectance is printed on the mounting surface of the substrate 3, and screw through holes 6 for attachment to an apparatus or the like are formed at three locations.
発光素子3・・・は、基板2の実装面から高さ方向に突出しており、図2で示すように透光性樹脂3bの突出部分から図示矢印で示すように光を放射状に出射するようになっている。したがって、実装面に対して、垂直方向(上面方向)に出射される光LVばかりでなく、LEDパッケージの透光性樹脂3bの側面から部品実装面に沿って出射される光LHも利用できるようになっている。   The light emitting elements 3... Protrude in the height direction from the mounting surface of the substrate 2 and emit light radially as indicated by the arrows shown in FIG. 2 from the protruding portion of the translucent resin 3b. It has become. Therefore, not only the light LV emitted in the direction perpendicular to the mounting surface (upper surface direction) but also the light LH emitted along the component mounting surface from the side surface of the translucent resin 3b of the LED package can be used. It has become.
図3の回路図において、商用電源ACの両端にヒューズFを介して、コンデンサCが接続されている。このコンデンサCの両端には全波整流器RECが接続され、全波整流器RECの出力端には、抵抗素子R1、定電圧ダイオードZDの直列回路と、複数個のLEDチップLED、NPNトランジスタQ、抵抗素子R2の直列回路とが並列に接続されている。また抵抗素子R1と定電圧ダイオードZDとの接続点には、トランジスタQのベースが接続されている。なお、上述のように、LEDパッケージは、4個のLEDチップが直列に接続されているので、LEDパッケージごとにトランジスタQ、抵抗素子R2の直列回路を構成し、互いに並列に接続するようにしてもよい。   In the circuit diagram of FIG. 3, a capacitor C is connected to both ends of the commercial power supply AC via a fuse F. A full-wave rectifier REC is connected to both ends of the capacitor C, and a series circuit of a resistor element R1 and a constant voltage diode ZD, a plurality of LED chips LED, an NPN transistor Q, and a resistor are connected to the output terminal of the full-wave rectifier REC. The series circuit of the element R2 is connected in parallel. The base of the transistor Q is connected to the connection point between the resistance element R1 and the constant voltage diode ZD. As described above, since the LED package has four LED chips connected in series, a series circuit of a transistor Q and a resistance element R2 is configured for each LED package and connected in parallel to each other. Also good.
上記のような回路により定電流回路を構成しており、商用電源ACから供給された電流が直流に変換され、この直流電流がLEDチップLED、トランジスタQ、抵抗素子R2の直列回路に一定電流IFとして流れる。具体的には、定電圧ダイオードZDによりトランジスタQのベース電圧VBを一定にしておきトランジスタQのコレクタに流れ込む電流ICを一定にし、結果的にLEDチップに流れる電流IFを一定にする。   A constant current circuit is configured by the circuit as described above, and the current supplied from the commercial power source AC is converted to a direct current, and this direct current is applied to the series circuit of the LED chip LED, the transistor Q, and the resistance element R2 as a constant current IF. Flowing as. Specifically, the base voltage VB of the transistor Q is made constant by the constant voltage diode ZD, the current IC flowing into the collector of the transistor Q is made constant, and as a result, the current IF flowing through the LED chip is made constant.
以上のように本実施形態によれば、基板2の部品実装面の中央部に発光素子3・・・を配設し、その周囲に点灯回路部品4及び電源接続用のコネクタ5を配設したので、発光素子3・・・、すなわち、LEDパッケージの側面から出射される光LHを有効に利用することができ、配光を良好に、かつ最適化することができる。つまり、発光素子3・・・と点灯回路部品4及び電源接続用のコネクタ5とが混在して配置された場合には、特に、LEDパッケージの側面から出射される光LHは、点灯回路部品4等に遮られ、出射光の光取出し率の低下が高まり、出射光を有効に利用することができず、照明効率が低下し、配光の最適化にも支障をきたすこととなる。本実施形態では、点灯回路部品4等による出射光の光取出し率の低下が軽減されるので、側面から出射される光LHを有効に活用でき、例えば、反射体を利用して、出射光LHを被照射面方向に照射することが可能となる。加えて、発光素子3・・・と点灯回路部品4及び電源接続用のコネクタ5とをそれぞれ集約したので、基板2の配線パターンを短く、簡素化できる。また、基板2中心点には熱源である発光素子3・・を配置せず、裏面側は平坦な放熱面としたので、放熱面を他の放熱体に接触させて基板2の中央部から裏面側に効率よく伝熱することができ放熱効果を促進する構成を容易に達成することができる。さらに、電源接続用のコネクタ5を含めてモジュール化したので、基板モジュール1を装置本体等に組込んで、あとはコネクタ5に商用電源を接続するだけで照明装置として構成でき、単一の共通部品として取扱うことが可能で、適用範囲の広い発光モジュール1を提供できる。また、コネクタ5は、その接続口5aが基板2の外周縁近傍に位置するように配設されているので、商用電源の電源線との接続がし易く、さらに、基板2の実装面には白色レジストが印刷されているので、反射効率が良好である。   As described above, according to the present embodiment, the light emitting elements 3... Are disposed at the center of the component mounting surface of the substrate 2, and the lighting circuit components 4 and the power supply connector 5 are disposed around the light emitting elements 3. Therefore, the light LH emitted from the side surfaces of the light emitting elements 3..., That is, the LED package can be used effectively, and light distribution can be optimized and optimized. That is, when the light emitting elements 3..., The lighting circuit component 4 and the power supply connector 5 are arranged in a mixed manner, particularly the light LH emitted from the side surface of the LED package is the lighting circuit component 4. As a result, the light extraction rate of the emitted light is increased, the emitted light cannot be used effectively, the illumination efficiency is lowered, and the optimization of the light distribution is hindered. In this embodiment, since the decrease in the light extraction rate of the emitted light by the lighting circuit component 4 or the like is reduced, the light LH emitted from the side surface can be effectively used. For example, the reflected light LH can be obtained using a reflector. Can be irradiated in the direction of the irradiated surface. In addition, since the light emitting elements 3..., The lighting circuit component 4 and the connector 5 for connecting the power source are respectively integrated, the wiring pattern of the substrate 2 can be shortened and simplified. Further, since the light-emitting elements 3... That are heat sources are not arranged at the center point of the substrate 2 and the back side is a flat heat radiating surface, the heat radiating surface is brought into contact with another heat radiating body so The structure which can transfer heat efficiently to the side and accelerates the heat dissipation effect can be easily achieved. Further, since the power supply connector 5 is modularized, the board module 1 can be configured as a lighting device simply by incorporating the board module 1 into the apparatus body and the like, and then connecting the commercial power supply to the connector 5. The light emitting module 1 that can be handled as a part and has a wide application range can be provided. Further, since the connector 5 is arranged so that the connection port 5a is located in the vicinity of the outer peripheral edge of the substrate 2, it is easy to connect with the power line of the commercial power source, Since the white resist is printed, the reflection efficiency is good.
次に、本発明の照明装置の第1の実施形態について、図4を参照して説明する。図4は、照明装置の概略の構成図である。この照明装置10は、例えば、ダウンライトであり、器具本体11を有し、器具本体11内には、放熱フィンを有する金属製の放熱体12、この放熱体12に取付けられた発光モジュール1及び反射体13が収納されている。発光モジュール1は、基板2の裏面側2bの放熱面がシリコーンラバーシートを介して放熱体12に密着するようにねじ止めによって取付けられている。勿論、この取付けは、ねじ止めによらず、接着等の手段によってもよい。反射体13は緩やかな曲面をなす椀状に形成されており、上下端縁を開口し、上端縁を取付開口部13aとし、下端縁を照射開口部13bとしている。   Next, the 1st Embodiment of the illuminating device of this invention is described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the illumination device. The illuminating device 10 is, for example, a downlight, and has an instrument main body 11, a metal radiator 12 having a radiation fin in the instrument main body 11, a light emitting module 1 attached to the radiator 12, and The reflector 13 is accommodated. The light emitting module 1 is attached by screwing so that the heat radiating surface of the back side 2b of the substrate 2 is in close contact with the heat radiating body 12 via the silicone rubber sheet. Of course, this attachment may be performed by means such as adhesion, not by screwing. The reflector 13 is formed in a bowl shape having a gently curved surface, with upper and lower edges opened, an upper edge serving as an attachment opening 13a, and a lower edge serving as an irradiation opening 13b.
ここで、反射体13の取付開口部13aは、発光モジュール1との位置的関係、すなわち、基板2の部品実装面との位置的関係では、基板2の中央部に配設された発光素子3・・・と、その周囲に配設された点灯回路部品4及び電源接続用のコネクタ5との間を分けるように介在している。つまり、発光素子3・・・と点灯回路部品4等は、反射体13により仕切られているので、発光素子3・・・から出射された光は、点灯回路部品4等が障害となることなく、反射体13に反射されて、下方に照射される。また、反射体13の表面側からは点灯回路部品4が見えないので、照明装置10の外観性も向上する。   Here, the mounting opening 13a of the reflector 13 is in the positional relationship with the light emitting module 1, that is, in the positional relationship with the component mounting surface of the substrate 2, and the light emitting element 3 disposed in the central portion of the substrate 2. ... and the lighting circuit component 4 and the connector 5 for connecting the power source disposed around the. That is, since the light emitting elements 3... And the lighting circuit components 4 etc. are partitioned by the reflector 13, the light emitted from the light emitting elements 3. Reflected by the reflector 13 and irradiated downward. Further, since the lighting circuit component 4 cannot be seen from the surface side of the reflector 13, the appearance of the lighting device 10 is also improved.
本実施形態によれば、上述の発光モジュール1の奏する効果に加え、発光素子3・・・からの出射光を一層効率的に配光することが可能な照明装置10を提供することができる。   According to the present embodiment, in addition to the effects produced by the light emitting module 1 described above, it is possible to provide the lighting device 10 that can more efficiently distribute the emitted light from the light emitting elements 3.
なお、照明装置は、上記実施形態に限らず、発光モジュール1を口金を有する光源に組込んで構成してもよく、また、屋内、屋外用の照明器具に組込んで構成してもよい。   In addition, the illuminating device is not limited to the above-described embodiment, and may be configured by incorporating the light emitting module 1 into a light source having a base, or may be configured by incorporating in an indoor or outdoor lighting fixture.
続いて、本発明の照明装置の第2の実施形態について、図5を参照して説明する。本実施形態では、光源として電球形のLEDランプを用いるダウンライト式の照明装置を示している。   Then, 2nd Embodiment of the illuminating device of this invention is described with reference to FIG. In the present embodiment, a downlight type illumination device using a light bulb shaped LED lamp as a light source is shown.
図5において、天井面に設置された照明装置は、装置本体10と、この装置本体10に取付けられた電球形の光源20とを備えている。この光源20には、発光素子3・・・が実装された第1の実施形態の発光モジュール1、この発光モジュール1と熱的に結合された放熱部材としての本体21、この本体21に絶縁部材を介して取付けられた例えば、E26型の口金及び発光モジュール1を覆って本体21に取付けられたグローブ22を備えて構成されている。   In FIG. 5, the lighting device installed on the ceiling surface includes a device main body 10 and a light bulb-shaped light source 20 attached to the device main body 10. The light source 20 includes a light emitting module 1 according to the first embodiment in which the light emitting elements 3... Are mounted, a main body 21 as a heat radiating member thermally coupled to the light emitting module 1, and an insulating member on the main body 21. For example, a globe 22 attached to the main body 21 so as to cover the E26 type base and the light emitting module 1 is provided.
装置本体10は、下面に開口部を有する金属製の箱状をなしたケース15と、このケース15の開口部に嵌合される金属製の反射体16とから構成されている。反射体16は、例えば、アルミニウム等の金属板で形成され、下面周囲には飾り枠16aが形成されている。反射体16の上面板の中央には、光源20の口金をねじ込むソケット17が配設されている。このソケット17は、ケース15の内側に固定された支持板18を介してケース15に取付けられている。   The apparatus main body 10 includes a case 15 having a metal box shape having an opening on the lower surface, and a metal reflector 16 fitted into the opening of the case 15. The reflector 16 is formed of, for example, a metal plate such as aluminum, and a decorative frame 16a is formed around the lower surface. A socket 17 into which a base of the light source 20 is screwed is disposed at the center of the upper surface plate of the reflector 16. The socket 17 is attached to the case 15 via a support plate 18 fixed inside the case 15.
本実施形態によれば、上述の発光モジュール1の効果を奏する電球形のLEDランプを備えた照明装置を提供することができる。   According to this embodiment, the illuminating device provided with the lightbulb-shaped LED lamp which has the effect of the above-mentioned light emitting module 1 can be provided.
さらに、本発明の照明装置の第3の実施形態について、図6を参照して説明する。なお、第2の実施形態と同一又は同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。本実施形態は、光源20として高さ方向の寸法が小さい薄形に形成されたLEDランプを用いるダウンライト式の照明装置を示している。また、同様に、前記光源20には、第1の実施形態の発光モジュール1が組込まれており、この発光モジュール1には、放熱部材としての本体21が熱的に結合されている。また、口金には、接続ピン25が備えられており、GX53形に形成されている。一方、ケース15側には、口金の接続ピン25が電気的及び機械的に接続されるソケット17が配設されている。   Furthermore, 3rd Embodiment of the illuminating device of this invention is described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or same or an equivalent part as 2nd Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present embodiment shows a downlight type illumination device that uses an LED lamp formed in a thin shape with a small dimension in the height direction as the light source 20. Similarly, the light source 20 incorporates the light emitting module 1 of the first embodiment, and the light emitting module 1 is thermally coupled with a main body 21 as a heat radiating member. Further, the base is provided with a connection pin 25 and is formed in the shape of GX53. On the other hand, on the case 15 side, a socket 17 to which a base connection pin 25 is electrically and mechanically connected is disposed.
以上にように本実施形態によれば、発光モジュール1の効果を奏する薄形のLEDランプを備えた照明装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an illumination device including a thin LED lamp that exhibits the effect of the light emitting module 1.
次に、第1の実施形態の発光モジュールの変形例について図7を参照して説明する。図7は、発光モジュールを示す平面図である。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。   Next, a modification of the light emitting module of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view showing the light emitting module. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of 1st Embodiment, or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
基板2の部品実装面には、その中央部に集中して点灯回路部品4が実装されている。点灯回路部品4は、ヒューズF、コンデンサC、整流器REC、定電圧ダイオードZD、抵抗素子R1、R2及びトランジスタQである。一方、発光素子3・・・は、点灯回路部品4の周囲に所定間隔を空けて実装されている。なお、電源接続用のコネクタ5は、その接続口5aが基板2の外周縁近傍に位置するように配設されている。電源接続用のコネクタ5は、電源線との接続を考慮すると、基板2の外周縁近傍が望ましいが、基板2の中央部に点灯回路部品4とともに配設してもよい。この変形例は、第1の実施形態の発光素子3・・・と点灯回路部品4との配置関係が逆であり、発光素子3・・の実装間隔が第1の実施形態よりも大きいので、LEDパッケージの側面から出射される光LHを有効に利用できるという点で第1の実施形態と共通しており、発光素子3・・・の間隔を大きくすることによって発光素子3・・・の熱を基板2全体を利用して基板2の裏側へ伝熱し放熱をすることができる。   The lighting circuit component 4 is mounted on the component mounting surface of the substrate 2 in a concentrated manner at the center thereof. The lighting circuit component 4 includes a fuse F, a capacitor C, a rectifier REC, a constant voltage diode ZD, resistance elements R1 and R2, and a transistor Q. On the other hand, the light emitting elements 3... Are mounted around the lighting circuit component 4 with a predetermined interval. The power supply connector 5 is disposed so that the connection port 5a is positioned in the vicinity of the outer peripheral edge of the substrate 2. The power supply connector 5 is preferably in the vicinity of the outer peripheral edge of the substrate 2 in consideration of the connection with the power supply line, but may be disposed together with the lighting circuit component 4 in the center of the substrate 2. In this modification, the arrangement relationship between the light emitting elements 3... And the lighting circuit components 4 of the first embodiment is opposite, and the mounting interval of the light emitting elements 3... Is larger than that of the first embodiment. It is common with the first embodiment in that the light LH emitted from the side surface of the LED package can be used effectively. By increasing the interval between the light emitting elements 3. Can be transferred to the back side of the substrate 2 by using the entire substrate 2 to dissipate heat.
次に、上述の第1の実施形態における発光モジュール1において、基板2に複数個実装された各発光素子3・・・ の間隔と、その間隔に基づく輝度むらの程度及び発光効率の変化を検討した実施例について図8乃至図13を参照して説明する。   Next, in the light emitting module 1 in the above-described first embodiment, the interval between the light emitting elements 3 mounted on the substrate 2, the degree of luminance unevenness based on the interval, and the change in the light emission efficiency are examined. The embodiment described above will be described with reference to FIGS.
図8において、発光素子3・・・は、表面実装型のLEDパッケージであり、本体3aと、この本体3aに実装されたLEDチップと、このLEDチップを封止する透光性樹脂3bとから構成され、透光性樹脂3bの部分は発光部Lとして機能するようになっている。図8(a)に示すように、発光部Lは、一辺の寸法Wが2.8mmの略正方形状に形成されており、対角線上の寸法aは、約4mmとなっている。また、図8(b)に示すように、基板2に実装された発光素子3・・・は、基板2の実装面から発光部Lの上面までの高さ寸法bが1.5mmであり、加えて、発光部Lの高さ寸法hは、0.7mmとなっている。   In FIG. 8, the light emitting elements 3... Are surface-mounted LED packages, and include a main body 3a, an LED chip mounted on the main body 3a, and a translucent resin 3b that seals the LED chip. The portion of the translucent resin 3b is configured to function as the light emitting portion L. As shown in FIG. 8A, the light emitting portion L is formed in a substantially square shape having a side W of 2.8 mm, and the diagonal dimension a is about 4 mm. Further, as shown in FIG. 8B, the light emitting elements 3... Mounted on the substrate 2 have a height dimension b from the mounting surface of the substrate 2 to the upper surface of the light emitting portion L of 1.5 mm. In addition, the height dimension h of the light emitting portion L is 0.7 mm.
図9は、発光素子3・・・の指向特性を示すグラフである。発光素子3は、直上面方向、すなわち、放射角度0°で最大の照度であり、側面方向、例えば、放射角度80°で最大照度の40%以上、放射角度70°で最大照度の50%以上の照度を有しており、部品実装面に沿った方向に所定の光が放射されている。   FIG. 9 is a graph showing the directivity characteristics of the light emitting elements 3. The light emitting element 3 has the maximum illuminance at the right upper surface direction, that is, the radiation angle of 0 °, and is 40% or more of the maximum illuminance at the side surface direction, for example, the radiation angle of 80 °, and 50% or more of the maximum illuminance at the radiation angle of 70 °. The predetermined light is radiated in the direction along the component mounting surface.
このような形態と特性を有する発光素子3・・・を図10に示すように所定の間隔を置いて配置する。そして、この間隔を変え、輝度むら及び発光効率を評価、測定した。   The light emitting elements 3... Having such a form and characteristics are arranged at a predetermined interval as shown in FIG. And this space | interval was changed and luminance unevenness and luminous efficiency were evaluated and measured.
ここで、図示のように、隣接する発光素子3・・・の発光部L1、L2間の最小寸法をcとし、この最小寸法cの線上における発光部L1、L2の幅寸法をaとする。また、輝度むらの評価方法は、発光モジュール1を床面から2.5mの高さで点灯し、床面を照射したときの床面の照明状態を観察して、視覚的評価に基づいて行なった。この視覚的評価は、図11に示すように床面の照度分布を観察したものである。因みに、図は、照度の差が生じている境界、具体的には、発光素子3・・・の発光パターン(発光素子3・・・の実装パターンイメージ)の見え具合を実線で模式的に表したものである。したがって、Aは、輝度むらが全く見えない、Bは、輝度むらがほとんど気にならない、Cは、輝度むらが気になる、Dは、輝度むらがはっきり見える、とランク付けされるものである。概略的には、発光素子3・・・の発光部L間の間隔が狭いと輝度むらは解消されるが、隣接する発光素子3・・・が放射光の障害となり、効率が低下し、また、発光部L間の間隔が広いと効率は高くなるが、輝度むらが発生する傾向がある。   Here, as illustrated, the minimum dimension between the light emitting portions L1 and L2 of the adjacent light emitting elements 3... Is c, and the width dimension of the light emitting portions L1 and L2 on the line of the minimum dimension c is a. Further, the method for evaluating the luminance unevenness is performed based on visual evaluation by lighting the light emitting module 1 at a height of 2.5 m from the floor and observing the illumination state of the floor when the floor is illuminated. It was. This visual evaluation is an observation of the illuminance distribution on the floor as shown in FIG. Incidentally, the figure schematically represents the boundary where the difference in illuminance occurs, specifically, the appearance of the light emission patterns of the light emitting elements 3... (Mounting pattern image of the light emitting elements 3. It is what. Therefore, A is ranked with no brightness unevenness, B with little concern for brightness unevenness, C with brightness unevenness, and D with clearly visible brightness unevenness. . In general, if the interval between the light emitting portions L of the light emitting elements 3... Is narrow, the luminance unevenness is eliminated, but the adjacent light emitting elements 3. If the interval between the light emitting portions L is wide, the efficiency is increased, but uneven luminance tends to occur.
上記評価、測定の結果、図12に示す評価、測定値が得られた。図において、横軸は、発光素子3・・・の発光部L間の間隔cであり、縦軸は、輝度むらの評価及び効率の測定値である。輝度むらは、間隔cが4mmを超えるに従って徐々に下降し、悪化する傾向となる。また、効率は、間隔cが広がるに従い上昇するが、8mmを超えると飽和状態となることが判明した。   As a result of the evaluation and measurement, the evaluation and measurement values shown in FIG. 12 were obtained. In the figure, the horizontal axis is the interval c between the light emitting parts L of the light emitting elements 3..., And the vertical axis is the evaluation value of luminance unevenness and the measured value of efficiency. The luminance unevenness gradually decreases and gets worse as the interval c exceeds 4 mm. Further, the efficiency increases as the distance c increases, but it has been found that when the distance c exceeds 8 mm, the efficiency becomes saturated.
以上の結果を考察し、輝度むらの許容範囲は、Cランク付近であり、また、効率を考慮すると、発光素子3・・・間の間隔cは、b<c<4aの範囲にあるのが好ましいことが確認できた。また、上記範囲において、さらに、効率、輝度むらの評価を高め、照明効果を一層向上する最適範囲は、2b≦c≦3aの範囲であるとの見解に至った。さらに、各発光素子3・・・同士の発熱の影響を抑えるためには、a<cとすることが配置パターとして最適である。a<cとすることで発光素子3・・・の発光中の温度の上昇を抑制できる。なお、前記間隔cの下限値を発光部Lの高さ寸法hを用いて表すこともできる。この高さ寸法hを用いて表すと、およそ、2h<c、好ましくは、4h≦cの関係となる。   Considering the above results, the allowable range of luminance unevenness is around the C rank, and considering the efficiency, the interval c between the light emitting elements 3... Is in the range of b <c <4a. It was confirmed that it was preferable. Moreover, in the said range, it came to the view that the optimal range which raises evaluation of efficiency and brightness nonuniformity further, and improves a lighting effect further is the range of 2b <= c <= 3a. Furthermore, in order to suppress the influence of heat generation between the light emitting elements 3..., A <c is optimal as an arrangement pattern. By setting a <c, an increase in temperature during light emission of the light emitting elements 3... can be suppressed. Note that the lower limit value of the interval c can also be expressed by using the height dimension h of the light emitting portion L. When this height dimension h is used, the relationship is approximately 2h <c, preferably 4h ≦ c.
なお、本実施例においては、図10に示す発光素子3・・・の発光部L1及びL2の関係をとりあげて説明したが、例えば、発光部L2及びL3についても間隔cの寸法関係は同様である。また、発光素子3・・・の各寸法、指向特性等は、実施例の具体的寸法、特性に限定されるものではない。発光素子3・・・の実装パターンも図10に示すような円周上に沿って実装されるものに限らない。各発光素子3・・・間の最小寸法cが上記の所定範囲であればよく、例えば、マトリクス状に実装されていてもよい。   In the present embodiment, the relationship between the light emitting portions L1 and L2 of the light emitting elements 3 ... shown in FIG. 10 has been described, but for example, the dimensional relationship of the interval c is the same for the light emitting portions L2 and L3. is there. Moreover, each dimension, directivity, etc. of the light emitting elements 3... Are not limited to the specific dimensions and characteristics of the embodiment. The mounting pattern of the light emitting elements 3... Is not limited to that mounted along the circumference as shown in FIG. The minimum dimension c between the respective light emitting elements 3... Only needs to be within the predetermined range, and may be mounted in a matrix, for example.
さらに発光素子としては、図13に示すような発光素子30を適用することもできる。この発光素子30は、表面実装型のLEDパッケージであり、このLEDパッケージは、セラミックスで形成された本体30aと、この本体30aに設けられたリフレクター30dと、本体30aとリフレクター30dとで形成された凹部に実装されたLEDチップ30cと、このLEDチップ30cを封止するシリコーン樹脂30eとから構成されている。このシリコーン樹脂30eの部分が発光部Lとして機能し、発光部Lから上面方向及び部品実装面に沿った方向を含んで全体として図9に示す指向特性に類似した放射状に光が出射されるようになっている。   Further, as the light emitting element, a light emitting element 30 as shown in FIG. 13 can be applied. The light emitting element 30 is a surface mount type LED package, and the LED package is formed of a main body 30a formed of ceramics, a reflector 30d provided on the main body 30a, a main body 30a, and a reflector 30d. The LED chip 30c is mounted in the recess, and a silicone resin 30e that seals the LED chip 30c. The silicone resin 30e portion functions as the light emitting portion L, and light is emitted from the light emitting portion L in a radial pattern similar to the directivity shown in FIG. 9 as a whole including the upper surface direction and the direction along the component mounting surface. It has become.
1・・・発光モジュール、2・・・基板、2a・・・基板表面側、2b・・・基板裏面側、3・・・発光素子(LEDパッケージ)、4・・・点灯回路部品、5・・・電源接続用のコネクタ、10・・・照明装置


















DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitting module, 2 ... Substrate, 2a ... Substrate surface side, 2b ... Substrate back side, 3 ... Light emitting element (LED package), 4 ... Lighting circuit component, 5. ..Connectors for power connection, 10 ... lighting device


















Claims (2)

  1. 表面側を部品実装面とし、裏面側を平坦な放熱面とする基板と;
    基板の部品実装面の中央部に配設された点灯回路部品と
    前記基板に設けられた配線パターンによって前記点灯回路部品と電気的に接続されるとともに、前記基板の部品実装面であって、前記点灯回路部品の周囲に配設された発光素子と;
    を具備することを特徴とする発光モジュール。
    A board with the front side as the component mounting surface and the back side as a flat heat dissipation surface;
    A lighting circuit component disposed in the center of the component mounting surface of the substrate;
    Is electrically connected with the lighting circuit component through a wiring pattern provided on the substrate, a component mounting surface of the substrate, a light emitting element disposed around the lighting circuit components;
    A light emitting module comprising:
  2. 装置本体と;
    この装置本体に組込まれた請求項1記載の発光モジュールと;
    を具備したことを特徴とする照明装置。























    The device body;
    The light emitting module according to claim 1 incorporated in the apparatus main body;
    An illumination device comprising:























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