JP2021137133A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、発光装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a light emitting device.
従来、被設置面として天井や壁面などに取付けられ、下方や側方を照射する発光装置(例えば、直管型ランプや電球型ランプ)が知られている。そして、このような発光装置としては、可視光領域の光を照射する照明用の発光装置や、紫外領域の光を照射する殺菌用の発光装置などが存在する。その中でも、紫外領域の光を照射する発光装置において、光源にLEDを用いた場合には、可視光領域の波長が少なく、点灯状態を視認することができない。そこで、殺菌用の発光装置などにおいては安全性の観点から人間に紫外領域の光が点灯していることを知らせる手段が必要とされる。 Conventionally, a light emitting device (for example, a straight tube type lamp or a light bulb type lamp) that is mounted on a ceiling or a wall surface as an installation surface and irradiates downward or sideways is known. As such a light emitting device, there are a light emitting device for illumination that irradiates light in the visible light region, a light emitting device for sterilization that irradiates light in the ultraviolet region, and the like. Among them, when an LED is used as a light source in a light emitting device that irradiates light in an ultraviolet region, the wavelength in the visible light region is small and the lighting state cannot be visually recognized. Therefore, in a light emitting device for sterilization or the like, a means for notifying a human being that the light in the ultraviolet region is lit is required from the viewpoint of safety.
例えば、特許文献1に記載の技術は、紫外線を照射する低圧水銀ランプが点灯している間はスピーカーより点灯中を放置する報知音が出力され、低圧水銀ランプの消灯期間は報知音が停止されるものである。しかし、特許文献1の技術を用いた場合、発光装置と報知音を出力する機構を連動させる必要があるため、例えば発光装置から信号線を引き出すことで装置が複雑な構成になってしまう虞がある。
For example, in the technique described in
本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成で紫外領域の光が照射されていることを周囲に知らせる発光装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a light emitting device that notifies the surroundings that light in an ultraviolet region is being irradiated with a simple configuration.
実施形態の発光装置は、筐体と、一方の面に紫外領域の光を照射する発光素子を備え他方の面が筐体に配設された基板と、発光素子の前面側に設けられ発光素子から照射される紫外領域の光が透過するように配設されるカバーと、発光素子点灯時に動作し、少なくとも筐体の一部に風が当たるように配設される送風装置と、を備える。そして、送風装置が動作することで、送風装置の動作音または風が筐体にあたることで生じる音のいずれか一方が生じる。 The light emitting device of the embodiment includes a housing, a substrate provided with a light emitting element that irradiates one surface with light in an ultraviolet region and the other side is arranged in the housing, and a light emitting element provided on the front side of the light emitting element. It is provided with a cover arranged so as to transmit light in an ultraviolet region emitted from the light emitting element, and a blower device which operates when the light emitting element is lit and is arranged so that at least a part of the housing is exposed to the wind. Then, when the blower operates, either the operation sound of the blower or the sound generated by the wind hitting the housing is generated.
実施形態によれば、簡単な構成で紫外領域の光が照射されていることを周囲に知らせる発光装置を提供することが期待できる。 According to the embodiment, it can be expected to provide a light emitting device that notifies the surroundings that light in the ultraviolet region is being irradiated with a simple configuration.
以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings.
図1に一実施形態の発光装置1を示す。本実施形態における発光装置1は、例えば直管型ランプである。そして、本実施形態における発光装置1からは、少なくとも紫外領域の光が照射される。本実施形態においては、紫外領域を光の波長で10nm以上380nm以下の範囲と定義し、可視領域を光の波長で380nm以上780nm以下の範囲と定義する。そして、発光装置1から照射される光は紫外領域にピークを有する分光分布であることが好ましい。また、本実施形態における発光装置1から照射される光は、紫外領域の波長のみからなる光であっても良いし、紫外領域の波長と可視領域の波長とを含む光が照射されても良い。
FIG. 1 shows a
図1において、本実施形態における発光装置1は、カバー10、口金20を備えている。カバー10は長手方向に細長い筒状に形成されており、両端部は開放されている。本実施形態では、カバー10は円筒状に形成されている。先述の通り、発光装置1からは少なくとも紫外領域の光が照射されるが、この紫外領域の光はカバー10を通って外部に照射される。一般的に紫外領域の光は波長が短く、エネルギーが高いことから、紫外領域の光が入射した部材は劣化が促進されてしまう虞がある。そのためカバー10は、紫外線で劣化しにくく、紫外領域および可視領域の光の透過率が高い、例えば二酸化ケイ素(SiO2)を含む石英ガラスなどの無機材料を主成分として形成されることが望ましい。
In FIG. 1, the
そして口金20は、カバー10の端部開放を覆うように、カバー10の両端部に取付けられる。口金20は、電極21と、開口部22と、を備えている。電極21は、発光装置1を取付器具に取付け固定し、かつ外部から発光装置1へ電力を供給するための電極である。本実施形態では、電極21は2つの金属から構成されているが、電極21は1つもしくは3つ以上の金属で構成されていても良い。また電極21は、カバー10の両端の口金20において、一方の端部側の口金20にのみ配設されていて、他方の端部側の口金20には配設されていない構造でも良い。
Then, the
また、口金20の開口部22は、口金20を構成する部材をその厚み方向に貫通する開口である。そのため、発光装置1の内側空間(筒状のカバー10と口金20によって形成される空間)と、発光装置1の外部と、は開口部22を介して繋がる構造となる。
Further, the opening 22 of the
次に図2、図3を用いて、発光装置1の内部構造について説明する。図2は、発光装置1の長手方向に沿った断面を示す側面図であり、口金20に電極21が配設されている一方の端部側を示している。また、図3は、図2に記載のB1−B1′での発光装置1の断面をC1方向から見た断面図である。図2は発光装置1の長手方向に沿った断面図であり、図3は発光装置1の短手方向に沿った断面図である。発光装置1の内部には発光モジュール30が配設されており、発光モジュール30は、発光素子31、基板32、コネクタ34によって構成されている。また、発光装置1の内部には、発光モジュール30が取付けられる筐体40と、送風装置50が配設されている。
Next, the internal structure of the
発光素子31は、LEDなどの半導体発光素子が用いられており、紫外領域の光を照射する発光素子31を1つ以上備えている。そして、紫外領域の光を照射する発光素子31を1つ以上備えていれば、他にどのような素子を備えていても良く、例えば、可視光領域の光を照射する発光素子31、または赤外領域(光の波長が780nmより大きい)の光を照射する発光素子31などと、一緒に用いられても良い。また図2では、フリップチップタイプ発光素子31を図示しているが、発光素子31の形状はフリップチップタイプに限定されるものではない。発光素子31の形状は、フェースアップタイプであったり、上下電極タイプであったりしても良い。
As the
基板32は、直管型の発光装置1の長手方向に沿って細長い平板状に形成されている。そして、基板32の一方の面には金属の配線パターン33が形成されている。そして、この配線パターン33と発光素子31が電気的に接続されるように発光素子31が実装される。本実施形態では、発光素子31はフリップチップタイプであるため、2つの配線パターン33を橋渡しするように発光素子31は実装される。基板32は紫外領域の光を照射する発光素子31が実装されるため、紫外領域の光が入射する機会が多い。そのため基板32は、紫外線劣化しにくい例えば窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化ケイ素(Si3N4)などの無機材料を主成分とする基板であることが望ましい。そして配線パターン33の金属としては、紫外領域の反射率が高い部材を用いることが好ましい。
The
また、基板32の配線パターン33上には、コネクタ34が実装されている。コネクタ34は、外部から発光モジュール30へ電力を供給するためのコネクタであり、コネクタ後述するケーブル60が接続される。そのため、ケーブル60が発光素子31の光を遮ることがないように、コネクタ34は基板32の長手方向端部側に実装されることが望ましい。そして、コネクタ34も基板32上に実装され、紫外領域の光が入射する機会が多くなることから、紫外線劣化しにくい材料を主成分とするコネクタを用いることが望ましい。
Further, the
そして、発光モジュール30は筐体40に取付けられる。筐体40は、直管型の発光装置1の長手方向に沿って細長い平板状に形成されている。そして筐体40の寸法は、発光装置1の長手方向に沿った方向と発光装置1の短手方向に沿った方向との両方向において、少なくとも基板32と同等以上の寸法であることが望ましい。そして、発光モジュール30の基板32の配線パターン33が形成されている一方の面とは反対側の他方の面が筐体40と対向するように、発光モジュール30は筐体40へ取付けられる。このとき、基板32と筐体40との間に粘着性のある放熱シートを介して取付けられても良いし、筐体40に基板32をねじ止めして取付けられても良いし、筐体40に基板32を“かしめ”ることで取付けられても良い。また、基板32と筐体40との間には何も介さない状態で、基板32の多方面と筐体40が直接接触するように取り付けられても良い。
Then, the
また、筐体40の基板32と対向しているとは反対側には放熱フィン41が形成されていても良い。放熱フィン41は、発光装置1の長手方向と平行に、かつ筐体40から基板32とは反対方向に延びるように形成される。また放熱フィン41の数量は1つのみであっても良いし、複数の放熱フィン41が形成されていても良い。複数の放熱フィン41が形成される場合は、それぞれの放熱フィン41は、発光装置1の長手方向に沿った方向や発光装置1の短手方向に沿った方向に間隔を開けて形成されることが望ましい。なお放熱フィン41は、筐体40と一体に形成されていても良いし、放熱フィン41と筐体40は別体に形成され、放熱フィン41を筐体40に取り付ける形態であっても良い。
Further, the
また発光装置1の内部には送風装置50が配設されている。送風装置50は、発光装置1の内部(カバー10の内側空間)に、発光装置1の長手方向に沿った風の流路A1を形成する。風の流路A1は、発光装置1の外部から、発光装置1の一方の端部側の口金20の開口部22、発光装置1の内部(カバー10の内側空間)、発光装置1の他方の端部側の口金20の開口部22、を通って発光装置1の外部へ抜けるように形成される。筐体40や放熱フィン41は、この風の流路A1上や風の流路A1の近傍に配設され、風が当たることが望ましい。本実施形態で用いる紫外領域の光を照射する発光素子31は、発光効率が高くなく発熱量が多いため、発光素子31から生じた熱を受ける筐体40や放熱フィン41に風を当てて、熱を外部に放熱することが重要となる。
A
そのため、上述した風の流路A1を形成できるのであれば、送風装置50はどの場所に、何台設置されても良い。本実施形態では、発光装置1の一方の端部側に送風装置50を配設しているが、送風装置50の配設場所としては、発光装置1の他方の端部側、発光装置1の中部(一方の端部と他方の端部の間)であっても良い。発光装置1の中部としては、例えば、発光装置1の全長に対して、発光装置1の一方の端部から2分の1の点であったり、一方の端部側から3分の1の点であったり、一方の端部側から4分の1の点であったりしても良い。そして、この中のいずれか1か所に1台以上の送風装置50を配設しても良いし、この中にいずれか2か所に1台ずつもしくは複数台の送風装置50を配設しても良い。さらに、この中の3か所以上に1台ずつもしくは複数台の送風装置50を配設しても良い。
Therefore, any number of
また送風装置50は、図2に示すようにカバー10に取付けられたり、口金20に取付けられたり、筐体40に取付けられたりしても良い。送風装置50を、放熱フィン41が形成された筐体40の中部に取付ける際は、放熱フィン41同士の間に取付けることが好ましい。
Further, the
また、詳細は後述するが、本実施形態では送風装置50が動作することで、動作音が発生することが望ましい。この動作音は、送風装置50自体から発生する音であっても良いし、送風装置50が作り出す風によって発生する音であっても良い。送風装置50自体から発生する音としては、例えば、送風装置50がファンの場合は、例えば、ファンが回転する音であったり、ファンを動作させる図示しない送風装置電源の音であったりする。送風装置50が作り出す風によって発生する音としては、例えば、放熱フィン41に施した穴加工部を風が通ることで笛のように機能して発生する音や放熱フィン41に施した凹凸加工部や突起加工部を風が通ることで発生する風切り音等、送風装置によって発生した風が筐体40または放熱フィン41の一部にあたることで空気が振動し発生する音である。
Further, although the details will be described later, in the present embodiment, it is desirable that the operation sound is generated by the operation of the
なお、動作音は、発光装置1の内部と外部を接続する口金20の開口部22を介して空気伝搬したり、発光装置1のカバー10や口金20によって固体伝搬したりすることで、発光装置1の外部へ伝搬され、周囲にいる人の耳に入る。
The operating sound is propagated by air through the
また、送風装置50は、軽い部材(例えば、樹脂材料)で構成されることが好ましいが、本実施形態の発光装置1の発光モジュール30からは紫外領域の光が照射されるため、紫外領域の光が送風装置50に入射することで、送風装置50が劣化、故障してしまう虞がある。そのため、送風装置50は発光モジュール30からの直接光が当たらない位置に配設されることが好ましい。例えば、図2に示すように、発光モジュール30の基板32よりも高さ方向に突出しないように、筐体40や放熱フィン41の横方向に送風装置50を配設することが好ましい。
Further, the
さらに、発光装置1の内部には、配線60が配設されている。配線60は、口金20の電極21と発光モジュール30のコネクタ34とに接続されており、図示しない外部電源から発光装置1の発光モジュール30へ電力を供給する。また図2に示すように、発光モジュール30と、送風装置50と、が直列に接続されるように配線60を配設しても良い。この場合、配線60の引き回しを簡略化するために、発光モジュール30のコネクタ34と、送風装置50と、は発光装置1において同じ側に配設されることが望ましい。
Further, a
次に、発光装置1点灯時の動作について説明する。
Next, the operation when the
本実施形態の発光装置1の発光モジュール30は紫外領域の光を照射する発光素子31を備えており、発光装置1からは紫外領域の光が照射される。そのため、発光装置1(発光モジュール30)が点灯しているときに、発光装置1の近傍に人が近づくと眼や肌にダメージを与える虞がある。しかし、紫外領域の光を照射する発光装置1から照射される光は、人間の目では認識しにくく、発光装置1が点灯しているかどうかは視覚では判断しにくかった。そのため、本実施形態では、聴覚によって発光装置1が点灯しているかどうかを判断できる機構となっている。
The
そのために、本実施形態においては、発光装置1の発光モジュール30と送風装置50が連動して動作するように構成されている。そして、先述の通り本実施形態の送風装置50は動作時に動作音が発生し、その動作音は周囲にいる人の耳に入るように構成されている。つまり、発光モジュール30が点灯しているときは送風装置50が動作して動作音が発生し、発光モジュール30が消灯しているときは送風装置50が動作せず動作音が発生しないこととなる。(言い換えれば、送風装置50が動作し動作音が発生しているときは発光モジュール30が点灯し、送風装置50が動作せず動作音が発生しないときは発光モジュール30が点灯しないこととなる)よって、発光装置1(発光モジュール30)が点灯しているときは動作音が発生し、周囲の人に発光装置1(発光モジュール30)が点灯していることを聴覚で認識させることが可能となる。
この発光モジュール30と送風装置50との連動動作を実現する方法としては、例えば、図2に示すように発光モジュール30と送風装置50とを直列に接続することが挙げられる。しかし、発光モジュール30と送風装置50とが連動して動作することができればこの例に限定されるものではない。例えば、発光装置1の外部に、図示しない制御ユニットが配設されており、制御ユニットは口金20の電極21と送風装置50と接続され、制御ユニットが発光モジュール30の点灯制御と送風装置50の動作制御を行う方式としても良い。
Therefore, in the present embodiment, the
As a method of realizing the interlocking operation between the light emitting
また、動作音は周囲の人に生活音とは異質の音であると認識される程度の音である必要がある。そのための閾値として、発明者は、発光装置1から5cmの距離で、24.3phon以上の音である必要があることを実証実験で見いだした。つまり、5cmの距離で24.3phonより小さい音の場合は、生活音と捉えられるため発光装置1の点灯を認識させる動作音としては適切ではない。なお、発光装置1から5cmの距離で24.3phonの音が観測される場合、発光装置1からは少なくとも24.3phon以上の音が発せられている。この動作音は、例えば、発光装置1の長手方向の中心部から5cm離れた位置に設置したマイクによって測定される。
In addition, the operating sound needs to be a sound that is perceived by the surrounding people as a sound different from the daily life sound. As a threshold value for that, the inventor has found in a demonstration experiment that the sound must be 24.3 phon or more at a distance of 5 cm from the
24.3phonを満たすデシベル(dB)は周波数(Hz)によって異なり、24.3phonを満たすdBとHzの関係は等ラウドネス曲線として表される。そして、変数をdBとHzとした2次元空間において、24.3phonの等ラウドネス曲線は図4に示す値を通る曲線となる。例えば、図4の値に基づいて動作音が満たすべきdBを周波数帯域で定義すると、「2500Hz〜5000Hzの周波数帯では25dB以上」、「5000Hz〜8000Hzの周波数帯では35dB以上」となる。 The decibel (dB) satisfying 24.3 phon differs depending on the frequency (Hz), and the relationship between dB and Hz satisfying 24.3 phon is expressed as an equal loudness curve. Then, in a two-dimensional space in which the variables are dB and Hz, the equal loudness curve of 24.3 phon becomes a curve that passes through the values shown in FIG. For example, if the dB to be satisfied by the operating sound is defined in the frequency band based on the value of FIG. 4, it is "25 dB or more in the frequency band of 2500 Hz to 5000 Hz" and "35 dB or more in the frequency band of 5000 Hz to 8000 Hz".
このような発光装置1の構成とすることで、発光装置1が点灯しているときは動作音が発生する構成とすることで、周囲の人に発光装置1(発光モジュール30)が点灯していることを聴覚で認識させることが可能となる。
With such a configuration of the
また、発光モジュール30と送風装置50とが連動して動作することで、発光モジュール30が点灯しているときは、必ず送風装置50が動作している構成となる。先述の通り、発光装置1の発光モジュール30に搭載している紫外領域の光を照射する発光素子31は、一般的に照明用途で用いられる可視光を照射する発光素子に比べて発光効率が低い。その分、発光素子31からの発熱量が多いため、送風装置50が動作せず適切な放熱ができない環境下で発光素子31が点灯すると、熱で故障してしまう虞がある。本実施形態のように発光モジュール30と送風装置50とが連動して動作することで、送風装置50が動作していない環境下で発光モジュール30を点灯することで発光装置1が故障してしまうことを防ぐことができる。
Further, since the
また、発光モジュール30と送風装置50とが連動して動作する構成とすることで、意図せず送風装置50が故障してしまった場合にも、発光モジュール30は点灯しなくなるため、故障が連鎖する事態を防ぐことができる。
Further, by configuring the
次に第1の変形例を図5に示す。第1の変形例においては、送風装置50は発光装置1の内側領域全体に風の流路A1を形成可能な寸法となっている。具体的には、送風装置50の寸法は、カバー10の内側寸法と同等以上の寸法となっている。第1の変形例においても、送風装置50の寸法がカバー10の内側寸法と同等の場合は、上述した実施形態と同じような場所、数量で送風装置50を取付けることが可能である。しかし、第1の変形例において、送風装置50の寸法がカバー10の内側寸法よりも大きい場合は、口金20に送風装置50を取付ける。このとき、送風装置50は発光装置1の両端部のみに配設されうる形態となる。なお、送風装置50を発光装置1の一方の端部側に2つ以上配設する形態でも良い。
Next, a first modification is shown in FIG. In the first modification, the
第1の変形例においては、大きく分けて、先の実施形態で紹介した筐体40と放熱フィン41の近傍を抜ける流路である風の流路A1と、発光モジュール30の筐体40が配設されるとは反対側の発光モジュール30とカバー10との間の空間を抜ける流路である風の流路A2と、の2つの風の流路が形成される。なお、風の流路A1がもたらす効果は先の実施形態と同様である。風の流路A2がもたらす効果としては、風が発光素子31や基板33に当たり空冷が可能なことが挙げられる。発光素子31は発熱部材であり、基板33は発光素子31からの熱を受ける部材である。そのため、風の流路A2によって、発熱箇所の近傍を空冷することができるため、高い冷却効果を期待できる。
In the first modification, the
また、第1の変形例においては、風の流路A2を効率的に作り出すために、口金20に上開口部23を設けることが好ましい。上開口部23は、口金20において、開口部22が配設されている側とは反対側であって、発光モジュール30の筐体40が配設されるとは反対側の発光モジュール30とカバー10との間の空間の位置に相当する箇所に配設される開口である。そして、上開口部23は、開口部22と同様に、口金20を構成する部材をその厚み方向に貫通する開口であるため、第1の変形例においては、発光装置1の内側空間(筒状のカバー10と口金20によって形成される空間)と、発光装置1の外部と、は開口部22と上開口部23とを介して繋がる構造となる。なお、電極21を備えた口金20においては、開口部22と上開口部23との間に電極21が配設される構造となる。
Further, in the first modification, it is preferable to provide the
また、第1の変形例においては、送風装置50の寸法は、カバー10の内側寸法と同等以上の寸法となっていることから、送風装置50とカバー10との間には配線60を引き回すための隙間がない虞がある。その場合、配線60は、送風装置50の軸部を通って引き回されても良い。例えば、送風装置50はファンが回転する形状であった場合、ファンの軸部は動くことがないため、この部分を通り抜けるようにして配線60を配設することができる。
Further, in the first modification, since the dimension of the
なお、第1の変形例においては、発光モジュール30からの直接光が送風装置50に入射してしまう構造となるため、送風装置50は紫外領域の光に強い材料(例えば、金属)で構成されることが好ましい。
In the first modification, since the structure is such that the direct light from the
第2の変形例を図6、図7に示す。第2の変形例では、発光装置1のカバー10が半筒状となっている。そして、半筒状のカバー10と筐体40とによって発光装置1の内部空間が形成される。第2の変形例にでは、放熱フィン41が外部に露出する構造となるため、放熱フィン41からの放熱を遮るものが存在せず、高い放熱能力が期待できる。また、第2の変形例においては送風装置50も外に露出するため、送風装置50が動作することで発生する動作音も周囲の人に認知させやすい。
A second modification is shown in FIGS. 6 and 7. In the second modification, the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 発光装置
10 カバー
20 口金
30 発光モジュール
31 発光素子
40 筐体
41 放熱フィン
50 送風装置
1
Claims (3)
一方の面に紫外領域の光を照射する発光素子を備え、他方の面が前記筐体に配設された基板と;
前記発光素子の前面側に設けられ、前記発光素子から照射される紫外領域の光が透過するように配設されるカバーと;
前記発光素子点灯時に動作し、少なくとも前記筐体の一部に風が当たるように配設される送風装置と;
を備え、前記送風装置が動作することで、前記送風装置の動作音または風が前記筐体にあたることで生じる音のいずれか一方が生じることを特徴とする発光装置。 With the housing;
With a substrate having a light emitting element that irradiates light in the ultraviolet region on one surface and the other surface is arranged in the housing;
A cover provided on the front side of the light emitting element and arranged so as to transmit light in the ultraviolet region emitted from the light emitting element;
With a blower that operates when the light emitting element is lit and is arranged so that at least a part of the housing is exposed to wind;
The light emitting device is characterized in that, when the blower is operated, either the operation sound of the blower or the sound generated by the wind hitting the housing is generated.
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2020
- 2020-03-03 JP JP2020035414A patent/JP2021137133A/en active Pending
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