JP2017068903A - LED module - Google Patents
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Description
本発明は、LEDから出射する指向性の強い光を円周上の全方向に向けて照射して擬似フィラメント発光を実現するLEDモジュールに関するものである。 The present invention relates to an LED module that realizes pseudo filament light emission by irradiating light with strong directivity emitted from an LED in all directions on the circumference.
例えば、白熱電球の光源モジュール101を図6に示すが、白熱電球の光源モジュール101は、ガラス製のステム102に立設された左右一対のリードフレーム103の先端に、タングステンワイヤーをコイル状に巻回して成るフィラメント104を架設することによって構成されている。尚、白熱電球は、光源モジュール101を不図示のガラス製のバルブによって密閉して構成されている。
For example, an incandescent
斯かる光源モジュール101において、不図示の電源からリードフレーム103を介してフィラメント104に電流が供給されると、フィラメント104が発光し、その光は、円周上の全方向に向けて照射される。
In such a
ところで、近年、光源として、発光効率が高くて長寿命、且つ、省電力である等の利点を有するLED(発光ダイオード)が使用されつつあり、従来のフィラメントに代えてLEDを用いたLED電球が出現しているが、LEDから出射される光は指向性が強いため、フィラメントを用いた白熱電球のように円周上の全方向に向けて光を照射させることができないという問題がある。 By the way, in recent years, LEDs (light emitting diodes) having advantages such as high luminous efficiency, long life, and power saving are being used as light sources, and LED bulbs using LEDs instead of conventional filaments have been used. Although it has appeared, the light emitted from the LED has a strong directivity, and thus there is a problem that light cannot be irradiated in all directions on the circumference like an incandescent bulb using a filament.
光源にLEDを使用するLEDモジュールとして、特許文献1には図7に示すものが提案されている。
As an LED module using an LED as a light source,
即ち、図7は特許文献1において提案されたLEDモジュールの部分断面斜視図であり、図示のLEDモジュール201は、回路基板202上に実装された不図示のLEDを光源として備えており、回路基板202の上方には導光体(光導波管)203が立設されている。そして、導光体203の上端には円柱状の発光体204が形成されており、導光体203の周囲は、光を通さないシュラウド205によって覆われている。
That is, FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view of the LED module proposed in
斯かるLEDモジュール201においては、LEDから上方に向かって出射する光は、導光体203内を上方に向かって発光体204へと導かれ、該発光体204の外周面から外部へと出射するため、発光体204の全体が発光する。
In such an
しかしながら、特許文献1において提案された図7に示すLEDモジュール201においても、発光体204から出射する光を円周上の全方向に向けて照射させることができず、擬似フィラメント発光を実現することができないという問題がある。
However, even in the
そこで、本出願人は、図8に示すLEDモジュールを先に提案した(特許文献2参照)。 Therefore, the present applicant has previously proposed the LED module shown in FIG. 8 (see Patent Document 2).
即ち、図8は特許文献2において提案されたLEDモジュールの導光体要部の斜視図であり、LEDモジュールは、不図示のLEDと、該LEDの上方に垂直に立設された導光体304によって構成されている。ここで、導光体304は、扁平な台形プレート状の導光部304Aと、該導光部304Aの上端に横方向(導光部304Aの幅方向)に一体に形成された円柱状の擬似フィラメント部304Bで構成されている。
That is, FIG. 8 is a perspective view of the main part of the light guide body of the LED module proposed in
より詳細には、導光体304の導光部304AのLEDに対向する不図示の下面は、入射面を構成しており、擬似フィラメント部304Bは、LEDの垂直な光軸に直交する横方向(導光部304Aの幅方向)に沿って形成されており、その外周面には、長手方向に沿う断面円形の溝304aが周方向に複数(図示例では7個)形成されている。
More specifically, the lower surface (not shown) of the
以上の導光体304を備えるLEDモジュールにおいて、不図示の電源からLEDに電流が供給されると、該LEDが起動されて発光し、その上方に向かう光は、導光体304の導光部304Aの下端面である入射面から導光部304Aの内部に入射する。すると、導光体304の導光部304A内に入射した光は、導光部304A内を反射・屈折を繰り返しながら擬似フィラメント部304Bに向かって上方に進み、円柱状の擬似フィラメント部304Bの外周面に形成された複数(7個)の溝304aで屈折して出射する。
In the LED module including the
しかしながら、特許文献2において提案された図8に示す導光体304を備えるLEDモジュールにおいては、導光体304の擬似フィラメント部304Bから出射する光は、側面視(図8の矢視X方向)では図9(a)に示すように円周上の全方向に向けて出射するが、正面視(図8の矢視Y方向)では図9(b)に示すように横方向及び下方向には出射しないことが明らかとなった。このため、導光体304の擬似フィラメント部304Bから光を円周上の全方向に向かって出射させることができず、完全な擬似フィラメント発光を実現することができないという問題がある。
However, in the LED module provided with the
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、擬似フィラメント発光を実現することができるLEDモジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an LED module capable of realizing pseudofilament light emission.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、光源であるLEDと、該LEDから入射する光を導く導光体を備え、前記導光体を、一端の入射面から入射する前記LEDからの光を反射・屈折させながら他端側に導く導光部と、該導光部の他端に形成された擬似フィラメント部で構成し、前記擬似フィラメント部を、前記LEDの光軸に直交する方向に長い柱体で構成し、該柱体の外周面に、長手方向に沿う溝を周方向に複数形成して成るLEDモジュールにおいて、前記導光体の擬似フィラメント部の長手方向両端面を凹又は凸形状とするとともに、同擬似フィラメント部の長手方向複数箇所に、長手方向に直交する溝を全周に亘って形成したことを特徴とするLEDモジュール。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記導光体の導光部の外周面に反射処理を施したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the outer peripheral surface of the light guide portion of the light guide is subjected to a reflection process.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記導光体の導光部の入射面側の一端の厚さy、擬似フィラメント部側の他端の厚さxとの間に、y≦1.2xの関係が成立することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, between the thickness y of one end on the incident surface side of the light guide portion of the light guide and the thickness x of the other end on the pseudo filament portion side. , Y ≦ 1.2x is established.
請求項1記載の発明によれば、LEDから出射する光は、導光体の導光部の内部を反射・屈折を繰り返しながら擬似フィラメント部へと導かれ、柱状の擬似フィラメントの外周面に形成された複数の溝で屈折するとともに、擬似フィラメント部の長手方向両端面の凹又は凸形状と長手方向複数箇所に形成された溝によっても屈折するため、横方向及び下方向を含む円周上の全方向に向かって出射する。このため、白熱電球に用いられているフィラメントの発光に類似する擬似フィラメント発光が実現し、導光体の擬似フィラメント部がフィラメントの代替光源として機能する。 According to the first aspect of the present invention, the light emitted from the LED is guided to the pseudo filament part while repeating reflection and refraction inside the light guide part of the light guide, and is formed on the outer peripheral surface of the columnar pseudo filament. Refracted by the plurality of grooves formed, and also refracted by the concave or convex shape on both ends in the longitudinal direction of the pseudofilament part and grooves formed at a plurality of locations in the longitudinal direction. The light is emitted in all directions. For this reason, pseudo filament light emission similar to the light emission of the filament used in the incandescent bulb is realized, and the pseudo filament portion of the light guide functions as an alternative light source for the filament.
請求項2記載の発明によれば、導光体の導光部の外周面に反射処理を施したため、導光体の導光部内を導かれる光が導光部外に漏れることがなく、LEDからの光が有効に利用される。 According to the second aspect of the present invention, since the outer peripheral surface of the light guide part of the light guide is subjected to the reflection treatment, the light guided inside the light guide part of the light guide does not leak outside the light guide part, and the LED The light from is used effectively.
請求項3記載の発明によれば、導光体の導光部の入射面側の一端の厚さyと擬似フィラメント部側の他端の厚さxとの間に、y≦1.2xの関係が成立すると、導光体の導光部内を導かれる光は、導光部の外周面で全反射して外部へと漏れることがないため、LEDからの光が有効に利用される。この場合、導光部の外周面に反射処理を施す必要がないため、LEDモジュールのコストダウンが図られる。 According to the third aspect of the present invention, y ≦ 1.2x is satisfied between the thickness y of one end on the incident surface side of the light guide portion of the light guide and the thickness x of the other end on the pseudo filament portion side. When the relationship is established, the light guided in the light guide part of the light guide is not totally reflected on the outer peripheral surface of the light guide part and leaks to the outside, so that the light from the LED is effectively used. In this case, since it is not necessary to perform a reflection process on the outer peripheral surface of the light guide unit, the cost of the LED module can be reduced.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係るLEDモジュールを備えるLED電球の分解斜視図、図2は本発明に係るLEDモジュールの斜視図、図3は図2のA部拡大詳細図、図4は図2のA部拡大正面図である。 1 is an exploded perspective view of an LED bulb including the LED module according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the LED module according to the present invention, FIG. 3 is an enlarged detail view of part A in FIG. 2, and FIG. FIG.
本発明に係るLEDモジュール1は、例えば図1に示すLED電球10に使用されるが、図示のLED電球10は、LEDモジュール1をガラス製のバルブ11で覆い、該バルブ11の開口端を口金12によって密閉することによって構成されている。
The
上記LEDモジュール1は、図2に示すように、基板2上に実装されたLED3と、該LED3の上方に垂直に立設された導光体4によって構成されている。ここで、LED3は、その光出射方向が上向きとなるように基板2上に実装されている。又、導光体4は、導光性を有するポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂によって扁平な台形プレート状の導光部4Aと、該導光部4Aの上端に横方向(導光部4Aの幅方向)に一体に形成された円柱状の擬似フィラメント部4Bで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
より詳細には、導光体4の導光部4AのLED3に対向する下面は入射面を構成しており、本実施の形態では、導光部4Aの入射面側の下端の厚さyは、導光部4Aの擬似フィラメント4B側の上端の厚さxよりも厚く設定されている(y>x)。そして、導光部4の外周面には、アルミ蒸着等の反射処理が施されている。尚、本実施の形態では、導光部4Aの上端の厚さx=0.5mm、下端の厚さy=0.6mmに設定されている(y≦1.2xを満足する)。
More specifically, the lower surface of the
又、導光体4の円柱状の擬似フィラメント部4Bは、LED3の垂直な光軸に直交する横方向(導光部4Aの幅方向)に沿って形成されており、図4に詳細に示すように、その外周面には、長手方向に沿う断面正三角形の溝4aが周方向に複数(図示例では11個)形成されている。尚、本実施の形態では、擬似フィラメント部4Bの外径は1.0mmに設定され、この擬似フィラメント部4Bの外周の上半部に7個、下端部に4個の計11個の一辺0.11mmの断面正三角形の溝4aが形成されている。
Further, the columnar
そして、本実施の形態においては、図3及び図4に示すように、導光体4の擬似フィラメント部4Bの長手方向両端面4bを深さ1.0mmの半球面状の凹形状とするとともに、同擬似フィラメント部4Bの長手方向複数箇所(図示例では、4箇所)に、長手方向に直交する断面正三角形の溝4cを全周に亘って形成している。尚、本実施の形態では、4つの各溝4cは、一辺0.35mmの断面正三角形の断面形状とされているが、溝4cの個数及び断面形状は任意である。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, both longitudinal end surfaces 4b of the
以上のように構成されたLEDモジュール1を備える図1に示すLED電球10において、不図示の電源から口金12及び基板2を経てLED3に電流が供給されると、該LED3が起動されて発光し、その上方に向かう光は、導光体4の導光部4Aの下端面である入射面から導光部4Aの内部に入射する。すると、導光体4の導光部4A内に入射した光は、導光部4A内を反射・屈折を繰り返しながら擬似フィラメント部4Bに向かって上方に進み、円柱状の擬似フィラメント部4Bの外周面に形成された複数(11個)の溝4aで屈折するとともに、擬似フィラメント部4Bの長手方向両端面4bの形状と長手方向複数箇所(4箇所)に形成された溝4cによっても屈折するため、横方向及び下方向を含む円周上の全方向に向かって出射する。
In the
ここで、本発明に係るLEDモジュール1を側面から見た(図3の矢視X方向視)光線図と、同LEDモジュールを正面から見た(図3の矢視Y方向視)光線図を図5(a),(b)にそれぞれ示すが、同図に示すように、LED3から出射する光が横方向及び下方向を含む円周上の全方向に向かって出射する。このため、白熱電球に用いられているフィラメントの発光に類似する擬似フィラメント発光が実現し、導光体4の擬似フィラメント部4Bがフィラメントの代替光源として機能し、LED電球10は、従来の白熱電球に代わるものとして使用され得ることになる。
Here, a light ray diagram of the
そして、本実施の形態では、導光体4の導光部4Aの外周面に反射処理を施したため、導光体4の導光部4A内を導かれる光が導光部4A外に漏れることがなく、LED3からの光が有効に利用されるという効果が得られる。
And in this Embodiment, since the outer peripheral surface of the
ところで、導光体4の導光部4Aの外周面に反射処理を施す場合、そのためのコストが掛かるが、導光体4の導光部4Aの入射面側の下端の厚さyと擬似フィラメント部4B側の上端の厚さxとの間に、
y≦1.2x
の関係が成立すると、導光体4の導光部4A内を導かれる光は、導光部4Aの外周面で全反射して外部へと漏れることがない。このため、LED3からの光が有効に利用されるが、この場合、導光部4Bの外周面に反射処理を施す必要がないため、LEDモジュール1のコストダウンを図ることができる。
By the way, when the reflection process is performed on the outer peripheral surface of the
y ≦ 1.2x
If this relationship is established, the light guided in the
ここで、導光体4の導光部4Aの上端の厚さxと下端の厚さyとの組み合わせの一例を示すと、(x,y)=(0.5,0.6)、(0.5,0.5)、(0.5,0.4)、(0.5,0.2)が挙げられる(単位は、全てmm)。
Here, when an example of the combination of the thickness x at the upper end and the thickness y at the lower end of the
ところで、以上の実施の形態では、導光体4の擬似フィラメント部4Bを円柱で構成したが、例えば六角柱、その他の多角柱で構成しても良い。又、以上の実施の形態では、擬似フィラメント部4Bの外周面に断面正三角形の11個の溝4aを形成したが、溝4aの個数と断面形状は任意である。更に、以上の実施の形態では、導光体4の擬似フィラメント部4Bの長手方向両端面4bを半球面状の凹形状としたが、円錐状の凹形状、或いは半球面状又は円錐状の凸形状としても良い。
By the way, in the above embodiment, although the
本発明に係るLEDモジュールは、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ等の車両用灯具、家庭用照明器具、屋外用照明器具、装飾用照明器具等の任意の機器に対して使用可能である。 The LED module according to the present invention can be used for arbitrary devices such as vehicle lamps such as stop lamps, tail lamps, and turn signal lamps, household lighting fixtures, outdoor lighting fixtures, and decorative lighting fixtures.
1 LEDモジュール
2 基板
3 LED
4 導光体
4A 導光体の導光部
4B 導光体の擬似フィラメント部
4a 擬似フィラメント部の溝
4b 擬似フィラメント部の長手方向両端面
4c 擬似フィラメント部の溝
10 LED電球
11 バルブ
12 口金
1
4
Claims (3)
前記導光体の擬似フィラメント部の長手方向両端面を凹又は凸形状とするとともに、同擬似フィラメント部の長手方向複数箇所に、長手方向に直交する溝を全周に亘って形成したことを特徴とするLEDモジュール。 An LED as a light source and a light guide that guides light incident from the LED are provided, and the light guide is guided to the other end while reflecting and refracting light from the LED incident from one incident surface. It comprises a light part and a pseudo filament part formed at the other end of the light guide part, and the pseudo filament part is constituted by a column that is long in a direction perpendicular to the optical axis of the LED, and the outer periphery of the column In the LED module formed by forming a plurality of grooves along the longitudinal direction in the circumferential direction on the surface,
The both ends in the longitudinal direction of the pseudo filament portion of the light guide are concave or convex, and grooves perpendicular to the longitudinal direction are formed over the entire circumference at a plurality of locations in the longitudinal direction of the pseudo filament portion. LED module.
A relationship of y ≦ 1.2x is established between the thickness y of one end on the incident surface side of the light guide portion of the light guide and the thickness x of the other end on the pseudo filament portion side. The LED module according to claim 1.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10982835B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-04-20 | Nichia Corporation | Light-emitting device, lighting device, and optical member |
JP2021185381A (en) * | 2017-09-11 | 2021-12-09 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | Medical image diagnostic apparatus |
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2015
- 2015-09-28 JP JP2015189205A patent/JP2017068903A/en active Pending
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