JP2019012091A - 発光ダイオードランプ - Google Patents
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Abstract
Description
発光ダイオードと、
一部を欠いた回転放物面で規定された反射面、および、前記反射面で反射した前記発光ダイオードからの光を外部へ放射する開口を有するリフレクタと、
前記発光ダイオードの発光中心が前記回転放物面の焦点位置と一致するように前記発光ダイオードを保持するとともに、前記反射面を規定する前記回転放物面の欠けた部分を含むようにして前記リフレクタと組み合わされるヒートシンクと、
前記リフレクタの前記開口を覆い、前記回転放物面の回転軸と互いに直交する入光側平面を有するバンドパスフィルタとを備える発光ダイオードランプが提供される。
以下、本発明が適用された発光ダイオードランプ10について説明する。なお、各符号に関し、以下の説明では、同一構造のものが複数個使用されている場合、各構造を上位概念として説明する場合にはアルファベットの枝番を付けずアラビア数字のみで示し、各構造を互いに区別する必要がある場合(すなわち下位概念で示す場合)にはアルファベット小文字の枝番をアラビア数字に続けて付すことにより区別する。
発光ダイオードランプ10の組立の手順を簡単に説明する。先ず、所定の形状に成形したヒートシンク50における発光ダイオード配設側面52に発光ダイオード20を配設する。ヒートシンク50に対する発光ダイオード20の配設方法は特に限定されるものではないが、発光中に生じる発光ダイオード20の熱が効率よくヒートシンク50に伝導するような配設方法を選択するのが好適である。例えば、熱伝導率の高い接着剤で発光ダイオード20をヒートシンク50の表面に接着することが考えられる。また、ヒートシンク50に対する発光ダイオード20の配設とともに、発光ダイオード20への給電回路の実装を行う。
本実施例に係る発光ダイオードランプ10によれば、リフレクタ30の反射面34を構成する回転放物面の焦点Fの位置に発光ダイオード20の発光中心Cが一致するように発光ダイオード20が保持されている。これにより、図3に示すように、当該発光ダイオード20からの光は反射面34で反射することによって回転放物面の回転軸RCLに平行な平行光となって開口36から出る。一方、バンドパスフィルタ60はリフレクタ30の開口36を覆うように配置されており、かつ、バンドパスフィルタ60の入光側平面62は回転放物面の回転軸RCLと互いに直交するようになっている。つまり、リフレクタ30の開口36から出る平行光はバンドパスフィルタ60の入光側平面62に対してほぼ垂直(入射角がほぼゼロ度)で入射するようになる。したがって、バンドパスフィルタ60が強い入射角依存性を有している場合(つまり、許容されうる入射角の範囲が狭い場合)であっても、発光ダイオードランプ10から不所望な波長の光を出してしまう可能性を極小化できる。
図4に示すように、上記実施例に係る発光ダイオードランプ10の構成に、遮光部材70,72,74のうち少なくともひとつを加えてもよい。この遮光部材70,72,74は、回転放物面の回転軸RCLと互いに平行な角度(つまり、発光ダイオードランプ10の正面)から発光ダイオードランプ10を見たときに発光ダイオード20を直視できないようにするための部材である。なお、遮光部材70,72,74は、発光ダイオード20からの光を遮光できるものであれば特にその材質が限定されるものではなく、例えば、金属、不透明樹脂、セラミック材等が考えられる。
さらに、図4に示したようにヒートシンク50とは別個の遮光部材70,72,74を配設するのではなく、図5に示すように、発光ダイオード20の上方に位置する少なくとも一部のヒートシンク50を反射面34に向かって突出させることにより、ヒートシンク50における発光ダイオード配設側面52の上下方向断面において段76を設けてこれを遮光部材78とすることで、ヒートシンク50と遮光部材78とを一体に形成してもよい。これにより、図4に示したように、遮光部材70,72,74をヒートシンク50とは別体として形成するのと同様の効果を得ることができる。また、遮光部材78に当たった光が反射して不所望な角度で開口36から出るのを避けるため、段76における発光ダイオード20に対向する面に光吸収材を設けてもよい。
また、ヒートシンク50と遮光部材78とを一体に形成する他の例として、図6に示すように、ヒートシンク50における発光ダイオード配設側面52の上下方向断面形状を傾斜させてもよい。具体的に説明すると、発光ダイオード20の発光中心Cの位置は反射面34を規定する回転放物面の焦点Fの位置と一致させつつ、発光ダイオード配設側面52の開口36側端(上方端)が少なくとも発光ダイオード20の発光中心Cに対応する位置となるように発光ダイオード配設側面52の上下方向断面形状を回転軸RCLに対して傾ける。これにより、発光ダイオード20よりも上方に位置する発光ダイオード配設側面52の全体を遮光部材78として機能させることができる。また、遮光部材78に相当する面に当たった光が反射して不所望な角度で開口36から出るのを避けるため、当該面に光吸収材を設けてもよい。
上述した実施例では、リフレクタ30の反射面34は、回転軸RCLを含む平面PAに平行な切断面PBで当該回転軸RCLを有する回転放物面を切断することによって得られた大小2つの回転放物面の一部のうち、大きい方(つまり、回転軸RCLを含む方)で規定されているが、反射面34は一部を欠いた回転放物面で規定されていればこの態様に限定されるものではない。例えば、図7に示すように、回転放物面の回転軸RCLを中心として4分の1(中心角度90°に相当する部分)を欠いたような反射面34であってもよく、また、図8に示すように、回転放物面の回転軸RCLを中心として8分の1(中心角度45°にほぼ相当する部分)を欠いたような反射面34であってもよい。いずれの場合でも、ヒートシンク50をリフレクタ30と組み合わせたとき、当該ヒートシンク50がリフレクタ30の反射面34を規定する回転放物面の欠けた部分を含むようになっている(図7および図8の点線Rを参照)。
また、図9に示すように、一対の発光ダイオード20a,20bと、各発光ダイオード20a,20bにそれぞれ対応する反射面34a,34bを組み合わせて発光ダイオードランプ10を構成してもよい。反射面34a,34bはそれぞれ別個の焦点Fa,Fbを有しており、一対の発光ダイオード20a,20bの各発光中心Ca,Cbはそれぞれ対応する反射面34a,34bの焦点Fa,Fbに一致している。
また、ヒートシンク50がリフレクタ30の反射面34を規定する回転放物面の欠けた部分を含むようにすることは、図10に示すような場合も含まれる。図10に示す発光ダイオードランプ10では、リフレクタ30は完全な(一部が欠けていない)回転放物面で規定された凹所80を有している。そして、ヒートシンク50は発光ダイオード配設側面52の反対側に凹所80を規定するのと同じ回転放物面の一部で規定された曲面82を有しており、ヒートシンク50は、リフレクタ30の凹所80の表面に曲面82をぴったりと当接させるようにして当該凹所80内に配設されている。このとき、ヒートシンク50の発光ダイオード配設側面52は上述した実施例で述べた切断面PBと一致しており、発光ダイオード20の発光中心Cは凹所80を規定する回転放物面の焦点Fの位置と一致するようになっている。また、反射面34は、ヒートシンク50の曲面82が凹所80の表面に当接しない範囲に形成されている。
上述した実施例では、発光ダイオード20をヒートシンク50の発光ダイオード配設側面52に直接取り付けるようにしていたが、発光ダイオード20は、その発光中心Cが反射面34を規定する回転放物面の焦点Fに一致されていればどのような態様でヒートシンク50に取り付けられていてもよい。例えば、図11に示すように発光ダイオード20を実装基板84に実装し、然る後、発光ダイオード20が実装された実装基板84をヒートシンク50の発光ダイオード配設側面52に接着等の手段で取り付けてもよい。
20…発光ダイオード、22…発光ダイオード素子、24…レンズ
30…リフレクタ、32…リフレクタ本体、34…反射面、36…開口、38…凹所
50…ヒートシンク、52…発光ダイオード配設側面
60…バンドパスフィルタ、62…入光側平面
70,72,74…遮光部材、76…段、78…遮光部材
80…凹所、82…曲面、84…実装基板
赤外線光を発する発光ダイオードと、
一部を欠いた回転放物面で規定された反射面、および、前記反射面で反射した前記発光ダイオードからの光を外部へ放射する開口を有するリフレクタと、
前記発光ダイオードの発光中心が前記回転放物面の焦点位置と一致するように前記発光ダイオードを保持するとともに、前記反射面を規定する前記回転放物面の欠けた部分を含むようにして前記リフレクタと組み合わされるヒートシンクと、
前記リフレクタの前記開口を覆うとともに、前記回転放物面の回転軸と互いに直交する入光側平面を有しており、前記発光ダイオードからの可視光を遮断する機能を有するバンドパスフィルタと、
前記回転放物面の前記回転軸と互いに平行な角度で前記リフレクタの前記開口側から見たときに前記発光ダイオードを直視できないようにする遮光部材とを備える発光ダイオードランプが提供される。
Claims (6)
- 発光ダイオードと、
一部を欠いた回転放物面で規定された反射面、および、前記反射面で反射した前記発光ダイオードからの光を外部へ放射する開口を有するリフレクタと、
前記発光ダイオードの発光中心が前記回転放物面の焦点位置と一致するように前記発光ダイオードを保持するとともに、前記反射面を規定する前記回転放物面の欠けた部分を含むようにして前記リフレクタと組み合わされるヒートシンクと、
前記リフレクタの前記開口を覆い、前記回転放物面の回転軸と互いに直交する入光側平面を有するバンドパスフィルタとを備える発光ダイオードランプ。 - 前記回転放物面の前記回転軸と互いに平行な角度で前記リフレクタの前記開口側から見たときに前記発光ダイオードを直視できないようにする遮光部材をさらに備えている請求項1に記載の発光ダイオードランプ。
- 前記遮光部材は、前記反射面で反射せずに前記開口から出る光を遮る形状となっていることを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオードランプ。
- 前記遮光部材は、前記ヒートシンクにおける前記発光ダイオードよりも前記開口側に位置する部分であることを特徴とする請求項2または3に記載の発光ダイオードランプ。
- 前記遮光部材における前記発光ダイオードからの光に照らされる部分の表面には、光吸収層が設けられていることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の発光ダイオードランプ。
- 前記発光ダイオードからの光のピーク波長は900nm以上1100nm以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の発光ダイオードランプ。
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