JP3221121U

JP3221121U - Ｌｅｄ面光源ランプ

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Publication number: JP3221121U
Application number: JP2018004976U
Authority: JP
Inventors: 高▲徳▼ ▲蔡▼
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Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-05-09
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Abstract

【課題】均一な面光源ランプを提供する。【解決手段】本考案は、基板１０、基板１０の４側面の上に、それぞれ設けられた４つの側板１１、基板１０上に対称的に設置され、そして、互いに、電気的に並列に接続された複数の回路基板２０、基板１０上に配置され、そして、アレイ状（ｉｎａｎａｒｒａｙ）に配置された複数のＬＥＤ３０、基板１０上に設置され、そして、ＬＥＤ３０に電力を供給する、電力供給部４０及び側板１１の上で、基板１０と対向して設置された曇りフィルム５０（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）を含む、ＬＥＤ面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１である。曇りフィルム５０は、ＬＥＤ３０の光を散乱させて、均一な面光源ランプとさせる。【選択図】図２

Description

本考案は、発光ダイオードのランプに関する。

［関連技術の説明］
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、発光可能な半導体素子である。ＬＥＤが通電（ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ）されると、ＬＥＤの電子と正孔が再結合し、そして、その後、電子が、より高いエネルギーレベルから、より低いエネルギーレベルに落下し、そして、そのプロセス中に光が放出される。熱放射によって発光する白熱電球と比較して、ＬＥＤは、より高い発光（ｌｕｍｉｎｏｕｓ）効率を有し、そして、エネルギー維持（ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ）および環境保護に有利である。

図１６は、先行技術のＬＥＤ管１００を示す。ＬＥＤ管１００において、複数のＬＥＤ１０１は、基板１０２上で互いに直列で（ｉｎｓｅｒｉｅｓｗｉｔｈ）接続され、そして、ガラスカバー１０３によって保護されている。しかし、ＬＥＤ１０１は、ガラスカバー１０３の外に、直接発光してしまい、その結果、ＬＥＤ管１００は柔らかい光を提供することができない。また、ＬＥＤ１０１は離散的に（ｄｉｓｃｒｅｔｅｌｙ）離れて設置されているため、ＬＥＤ管１００は不均一な明視野（ｌｉｇｈｔｆｉｅｌｄ）を提供することができず、したがって、理想的な面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）とはなり得ない。したがって、従来のＬＥＤ管は改善されるべきである。

［考案の概要］
上記に照らして、本考案は、
基板；
上記基板の４辺に、基板と垂直に（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ）、設置された４つの側板；
基板上に対称的に設置され、互いに並列に接続された複数の回路基板；
各回路基板上に設置され、そして、回路基板上にマトリクス状に配置された、複数の発光ダイオード；
前記基板上に設置され、そして、前記発光ダイオードに電力を供給する電力供給器；および、
側板の上に、そして、基板とは反対側に設置された曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）；
を含む、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプを提供する。
なお、上記曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）は、発光ダイオードの光を散乱させて、均一な面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）を提供する。

また、本考案の更なる実施形態では、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）が、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）の照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）とその出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）の光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）（または光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｍｉｔｔａｎｃｅ））との間に非線形な関係があり、そして、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）の光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）は、各発光ダイオードの放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）、任意の隣り合う２つの発光ダイオード間の距離、および各発光ダイオードと曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）の間の高さを含む、パラメータを調整することにより、エネルギー保持（ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ）および環境保護の目的で、最適化することができる、ということに留意する。

本考案の他の目的、新規な特徴および利点は、添付の図面と併せて、以下の考案の詳細な説明から、より明らかになる。

図１乃至４は、本考案の第１の実施形態における、それぞれ、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。

図１は、本考案の第１の実施形態による、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図２は、本考案の第１の実施形態による、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）である。図３は、本考案の第１の実施形態による、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図４は、本考案の第１の実施形態による、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図５は、本考案の第１の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの回路基板の断面図である。図６は、本考案の第１の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）の並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）を示す。図７は、本考案の第１の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの発光ダイオードの光投影（ｌｉｇｈｔｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を示す。図８乃至１１は、それぞれ、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図８は、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図８乃至１１は、それぞれ、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図９は、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）である。図８乃至１１は、それぞれ、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１０は、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図８乃至１１は、それぞれ、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１１は、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１２乃至１５は、それぞれ、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１２は、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１２乃至１５は、それぞれ、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１３は、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）である。図１２乃至１５は、それぞれ、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１４は、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１２乃至１５は、それぞれ、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１５は、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの、底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１６は、従来のＬＥＤ管を示す。

［好ましい実施形態の詳細な説明］
本考案の異なる実施形態は、以下の考案の詳細な説明において提供される。これらの実施形態は、限定を意味するものではない。他の実施形態に適用するための、本考案の特徴を有する、修正、置換、組み合わせ、分離または設計を行うことが可能である。

第１の実施形態

図１乃至図４は、それぞれ、本考案の第１の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１の、透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。図１〜図４を参照のこと。

本実施形態では、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１は、主に、基板１０、４つの側板１１、４つの回路基板２０、複数の発光ダイオード３０、電源供給部４０および曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０を含む。

基板１０は、天井や壁に容易に設置することができるように、長方形である。４枚の側板１１は、基板１０の４辺にそれぞれ設置され、そして、基板１０に対して垂直である。４枚の側板１１上には、基板１０とは反対側に、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０が設置される。したがって、基板１０、４枚の側板１１および曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０は、容器空間を形成する。

選択的に、４枚の側板１１上に、枠６０を設置した後、枠６０の中に、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０を挿入することにより、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０の設置を行うことができる。図２および図４に示すように、プラグワイヤ１２は、容器空間の外に、設置することができ、そして、基板１０上の穴から、容器空間内に延在する。基板１０または側板１１の材料は、熱伝導を改善するため、セラミックまたはアルミニウム、銅またはそれらの合金のような金属であり得る。基板１０、側板１１および曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０のうちの、１つ、または、いくつか、または、それぞれは、対流（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ）による熱放散（ｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）を改善するために、空気が、容器空間に出入りすることができるように、ホール（ｈｏｌｅｓ）を有することができる。図２および４は、ホール（ｈｏｌｅｓ）１２を有する側板１１を示す。

測定では、本考案の発行ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１の回路基板の温度は、従来のＬＥＤ管の温度よりも低い、２５℃〜３０℃である。これは、本考案によって提供される利点を示す。

容器空間内において、４枚の回路基板２０は、基板１０上に固定され、そして、それらは、水平に対称であり、および、垂直に対称である。それらは、互いに、電気的に、並列に接続されており、そして、ワイヤ４１によって、電源供給器４０に接続される。電源供給器４０は、プラグワイヤ１３によって、配電幹線（ｓｕｐｐｌｙｍａｉｎｓ）に接続することができる。

複数の発光ダイオード３０は、各回路基板２０上に設置され、そして、各回路基板上に、マトリクス状に配列される。この実施形態では、各回路基板２０上の発光ダイオード３０は、７行５列のマトリクス状に配列される。他の実施形態では、マトリクスは、異なる数の行および異なる数の列を有することができる。隣接する２つの発光ダイオード３０の間には、（垂直方向または水平方向で、規定することができる）距離Ｄがある。発光ダイオード３０は、白色光、暖色光、またはそれらの組み合わせを発光することができる。

各発光ダイオード３０は、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗを有する。各発光ダイオード３０は、ランベルト分布またはガウス分布によって規定される角度の範囲で、発光することができる。

図５は、本考案の第１の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１の回路基板２０の断面図を示す。各回路基板２０は、第１の絶縁層２１、回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）２２および、第２の絶縁層２３を含む。各回路基板２０は、第１の絶縁層２１によって、基板１０の上に固定される。回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）２２は、第１の絶縁層２１の上に設置され、そして、並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）２４（図６に示すように）は、回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）２２の上に配置される。

並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）２４は、複数のコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔｓ）２２０を有する。第２の絶縁層２３は、回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）２２上に設置され、そして、複数のビアホール２３０を有する。発光ダイオード３０は、第２絶縁層２２上に設置され、そして、ビアホール２３０を通って、コンタクト（ｃｏｎｔａｃｔｓ）２２０に接続される。

たとえば、７行５列のマトリクスを採用すると、図６は、本考案の第１の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１の回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）２２の並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）２４を示す。

並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）２４は、それぞれ、正および負のワイヤ４１に接続している、正の端子２５と負の端子２６を有する。

第１経路２４１、第２経路２４２及び第３経路２４３は、正の端子２５から、並列に延長されている。第４経路２４４、第５経路２４５および第６経路２４６は、負の端子２６から、並列に延びている。第４経路２４４には、第１経路２４１が接続され、第５経路２４５には第２経路２４２が接続され、そして、第６経路２４６には第３経路２４３が接続される。以上の配列により、発光ダイオード３０を、７行５列のマトリクスとして配置するのがより簡単である。
好ましくは、並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）２４は、コンタクト（ｃｏｎｔａｃｔｓ）２２０に遭遇する複数のジグザグ部を有し、ジグザグ部で発光ダイオード３０は、容易に半田付けすることができる。

回路基板３０は、基板１０上に接着して組み立てられておらず、そして、容器空間から着脱可能となっているので、任意のいずれかが故障しても、回路基板３０の交換が可能であり、そして、故障したそのものはリサイクルすることができる。これは、環境保護に役立つ。

図７は、本考案の第１の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１の発光ダイオード３０の光投影（ｌｉｇｈｔｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を示す。曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０は、発光ダイオード３０の光を散乱させて、均一な面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）を提供する。特に、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０は、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５１、すなわち、発光ダイオード３０の近位表面、および出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５２、すなわち、発光ダイオード３０の遠位表面を含む。

発光ダイオード３０は、基板１０の近傍に位置し、そして、発光ダイオード３０と曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０との間に、高さＨがあることに留意する。それゆえ、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０の入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）上に投影されたときに、発光ダイオード３０から異なる角度で発光した光が、重なり合うように（ｓｕｐｅｒｐｏｓｅｄ）、発光ダイオード３０の位置は調整され、そして、複数の高照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域５１１および複数の低照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域５１２を齎す。曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０において、光が散乱され、そして、高照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域５１１において、光は、低照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域５１２の光よりも、散乱期待値が高いので、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）は、両領域からの光を均一にすることができ、そして、出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５２において、面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）を提供する。

本考案では、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０は、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５１の照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）Ｅと、出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５２の光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）Ｍとの間に非線形の関係を有することに留意する。なお、照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）Ｅは、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０の入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５１で受光される、単位面積当たりの光束（ｌｕｍｉｎｏｕｓｆｌｕｘ）として定義され、そして、光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）Ｍは、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０の出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５２によって発光される、単位面積当たりの光束（ｌｕｍｉｎｏｕｓｆｌ
ｕｘ）と定義されていることに留意する。そのような非線形の関係は、解析解（ａｎａｌｙｔｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎ）として表現することはできないが、最大の特徴として表現することができる。

特に、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）の照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）Ｅを決定するパラメータは、各発光ダイオード３０の放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗ、任意の２つの隣接する発光ダイオード３０の間の距離Ｄ、および、発光ダイオード３０と曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０の間の高さＨを含む。なぜなら、照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）Ｅは、単位面積あたりの入射角に関して、光束（ｌｕｍｉｎｏｕｓｆｌｕｘ）を積分して得られたものであり、光束（ｌｕｍｉｎｏｕｓｆｌｕｘ）は、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗに比例し、そして、入射角は、距離Ｄと高さＨの比のタンジェントの逆関数であるからである。

さらに、上述したように、本考案では、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０は、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５１の照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）Ｅと出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）５２の光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）Ｍとの間に非線形な関係を有し、そして、したがって、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０を通過する発光ダイオード３０から発せられた光を重ね合わせた（ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ）、光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）Ｍは、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗ、距離Ｄ、または高さＨに関して、非線形関数Ｆとして、表すことができ、そして、非線形関数Ｆ（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒｆｕｎｃｔｉｏｎＦ）は、最大値Ｕに収束する（ｃｏｎｖｅｒｇｅｓ）ということに留意する。すなわち、非線形関数Ｆは収束関数（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎ）であり、そして、無限に発散（ｄｉｖｅｒｇｅｔｏｉｎｆｉｎｉｔｅｎｅｓｓ）しない。さらに、非線形関数Ｆの少なくとも一部は、２次関数（ｑｕａｄｒａｔｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎ）である。

非線形関数Ｆの最大値Ｕは、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０の材質に依存する、言い換えれば、異なる材料の曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０は、異なる最大値Ｕを有する。本実施形態において、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０は、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルムである。他の実施形態では、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０はアクリルフィルムで有り得る。

したがって、本考案では、非線形関数Ｆが最大値Ｕとなるように、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗ、距離Ｄ、または高さＨが調整される。したがって、本考案では、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗ；距離Ｄ：高さの比は、好ましくは、非線形関数Ｆが最大値Ｕとできるように、０．２ワット：１．５ｃｍ：３ｃｍである、ということを得た。したがって、発光ダイオード３０について、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗが０．２ワット、距離Ｄが１．５ｃｍ、そして、発光ダイオード３０から曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０までの高さＨが３ｃｍ、または、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗが０．３ワット、距離Ｄが２．２５ｃｍ、発光ダイオード３０から曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０までの高さＨが４．５ｃｍなどであることが好ましい。高さＨは、０．５〜５ｃｍが好ましい。

測定では、本考案の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１の、光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）Ｍは、８００ルクスであり（ルクス＝ルクス・ｍ^−２）、室内照明の規格に準拠する。

前述の比率関係を持つことが重要である。発光ダイオードを、面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）を提供するために、マトリクス状に配置しなければならないので、上記比率
関係が適用される場合には、面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの発光効率（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｆｆｉｃａｃｙ）を高めることができる。これに対し、上記比率関係に代えて、他の比率関係を適用する場合には、面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプの発光効率（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｆｆｉｃａｃｙ）を最適化することができず、エネルギーの無駄や廃熱が発生する。

第２の実施形態

図８乃至１１は、それぞれ、本考案の第２の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１’の透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。この実施形態では、基板１０は、２つの回路基板２０を含むように、縦方向に延長されている。基板１０を除いて、その構成要素およびそれらの配置は、第１の実施形態を参照される。

３５個の発光ダイオード３０を有する、１つの回路基板２０は、５ワット〜１０ワット、好ましくは７．５ワットの電力しか消費せず、そして、この実施形態では、３５個の発光ダイオード３０を、それぞれ、有する２つの回路基板２０は、１５ワットの電力しか消費しない。これは、本考案が、従来技術よりも多くの電力を節約することを示す。回路基板の温度は、従来技術のＬＥＤ管の温度よりも低い、約２５℃である。

第３の実施形態

図１２乃至１５は、それぞれ、本考案の第３の実施形態に係る、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ１”の透視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）、分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄｖｉｅｗ）、上面透視図（ｔｏｐｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）および底面透視図（ｂｏｔｔｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｖｉｅｗ）である。この実施形態では、基板１０は、３つの回路基板２０を含むように、縦方向に延長されている。基板１０を除いて、それらの構成要素およびそれらの配置は、第１の実施形態が参照される。

測定において、それぞれ、３５個の発光ダイオード３０を有する、３枚の回路基板２０は、２０ワットの電力しか消費しない。これは、本考案が、従来技術よりも多くの電力を節約することを示す。回路基板の温度は、従来技術のＬＥＤ管の温度よりも低い、約２５℃である。

結論として、本考案の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプは、均一な面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）を提供することができる。また、本考案においては、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）は、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）の照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）Ｅと、出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）の光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）Ｍとの間に非線形な関係があり、そして、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）５０の光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）Ｍは、関連するパラメータを調整することによって最適化することができることに留意する。

本考案は、その好ましい実施形態に関連して説明したが、以下に請求される本考案の精神および範囲から逸脱することなく、多くの他の可能な修正および変形が可能であることを理解されたい。

各符号は、以下を表す。
１：発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ
１‘：発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ
１“：発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ、
１０：基板、
１１：４つの側板、
１２：ホール（ｈｏｌｅｓ）、
１３：プラグワイヤ、
２０：４つの回路基板、
２１：第１の絶縁層、
２２：回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）、
２３：第２の絶縁層、
２４：並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）、
２５：正の端子、
２６：負の端子、
３０：複数の発光ダイオード、
３０：回路基板、
４０：電源供給部、
４１：正および負のワイヤ、
５０：曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）、
５１：入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）、
５２：出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）、
６０：枠、
１００：先行技術のＬＥＤ管、
１０１：複数のＬＥＤ、
１０２：基板、
１０３：ガラスカバー、
２２０：複数のコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔｓ）、
２３０：複数のビアホール、
２４１：第１経路、
２４２：第２経路、
２４３：第３経路、
２４４：第４経路、
２４５：第５経路、
２４６：第６経路、
５１１：複数の高照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域、および
５１２：低照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域、

Claims

発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプであって、
基板；
基板の４側面に、基板に対して垂直に、それぞれ設置された、４枚の側板；
基板上に、対称的に、設置され、そして、互いに、並列に（ｉｎｐａｒａｌｌｅｌ）接続された、複数の回路基板；
各回路基板上に設置され、そして、各回路基板上にマトリクス状に配列された、複数の発光ダイオード；
前記基板上に設置され、そして、前記発光ダイオードに電力を供給する、電力供給器；および
前記側板の上、そして、前記基板に対向するように設置された、曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）；
を含む、発光ダイオードの面光源ランプであって、
前記曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）は、前記発光ダイオードの光を散乱させて、均一な面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）を提供し；
曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）は、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）と出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）とを含み；
前記発光ダイオードの位置が、発光ダイオードから発光された光が、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）の上で、重なり合う（ｓｕｐｅｒｐｏｓｅｄ）ように配置され（ａｒｒａｎｇｅｄ）、そして、入射面（ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）の上に、高照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域と低照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域を齎し；
曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）が、高照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域および低照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）領域において、光を散乱させ、光を均一にし、そして、出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ）の上に、面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）を提供し；
各発光ダイオードは、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗを有し；
任意の２つの隣接する発光ダイオードは、距離Ｄだけ、離れて設置されており；
前記曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）と発光ダイオードとは、高さＨだけ離れて設置されており；そして、
曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）を通過した、発光ダイオードから発せられた光が、重なり合う（ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ）光束発散度（ｌｕｍｉｎｏｕｓｅｘｉｔａｎｃｅ）が、放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗ、距離Ｄまたは高さＨに関して、非線形関数である；
発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
非線形関数が、二次関数である、請求項１に記載の、発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
非線形関数が、最大値に収束する（ｃｏｎｖｅｒｇｅｓ）、請求項２に記載の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗ、距離Ｄまたは高さＨを、非線形関数が最大となるように選択される、請求項３に記載の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
放射束（ｒａｄｉａｎｔｆｌｕｘ）Ｗ：距離Ｄ：高さ、の比が、０．２ワット：１．５ｃｍ：３ｃｍである、請求項４に記載の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
高さＨが、０．５〜５ｃｍである、請求項５に記載の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
曇りフィルム（ｆｏｇｇｉｎｇｆｉｌｍ）が、ポリカーボネートフィルムまたはアクリルフィルムである、請求項６に記載の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
各回路基板が、
第１の絶縁層；
複数のコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔｓ）を有する並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）が、前記回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）上に配置されている、前記第１の絶縁層上に設置された回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）；および、
前記発光ダイオードが、前記第２の絶縁層上に設けられ、そして、前記ビアホールを通って、前記コンタクト（ｃｏｎｔａｃｔｓ）に接続される、前記回路層（ｃｉｒｃｕｉｔｌａｙｅｒ）上に設置され、そして、複数のビアホールを有する、第２の絶縁層；
を含む、請求項７に記載の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）が、コンタクト（ｃｏｎｔａｃｔｓ）に遭遇する、複数のジグザグ部を有する、請求項８に記載の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。
並列回路（ｐａｒａｌｌｅｌｃｉｒｃｕｉｔ）が、
正の端子；
負の端子；
前記正の端子から並列に延びる、第１経路、第２経路および第３経路；および
前記負の端子から並列に延びる、第４経路、第５経路および第６経路；
ここで、前記第１経路は前記第４経路に接続され、前記第２経路は前記第５経路に接続され、そして、前記第３経路は前記第６経路に接続される；
を含む、請求項８に記載の発光ダイオードの面光源（ｐｌａｎｅｓｏｕｒｃｅ）ランプ。