JP5584144B2 - 照明用光源 - Google Patents
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Description
このような照明用光源は、照射角の狭いLEDを光源としているため、白熱電球と比べて配光特性が狭いという課題を有している。そこで、図15に示すように、特許文献1に記載の照明用光源900では、基台901が、第1基台部902と、第1基台部902の前面の一部の領域から逆錐台状に突出している第2基台部903とからなり、第1基台部902の前面には第1のLED904が配置され、第2基台部903の前面には第2のLED905が配置され、第2基台部903を前方から第1基台部902へ投影した場合において、その投影域内に第1のLED904の発光面が存在し、第2基台部903の側面が光反射面906となった構成を採用している。この構成によって、第1のLED904の出射光を光反射面906によって斜め後方へ反射させ、LEDの照射角の狭さを補って、比較的良好な配光特性を実現している。
[概略構成]
図1は、第1の実施形態に係る照明用光源を示す一部破断斜視図である。図2は、図1に示すA−A線に沿った断面矢視図である。図3は、図2において二点鎖線で囲んだ部分を示す拡大断面図である。なお、本願図面において紙面上下方向に沿って描かれた一点鎖線は照明用光源のランプ軸Jを示しており、紙面上方が照明用光源の前方であって、紙面下方が照明用光源の後方である。 図1から図3に示すように、第1の実施形態に係る照明用光源1は、白熱電球の代替品となるLEDランプであって、光源としての半導体発光モジュール10と、半導体発光モジュール10が搭載された基台20と、半導体発光モジュール10を覆うグローブ30と、半導体発光モジュール10を点灯させるための回路ユニット40と、回路ユニット40を収容した回路ホルダ50と、回路ホルダ50を覆うケース60と、回路ユニット40と電気的に接続された口金70と、半導体発光モジュール10からの出射光を拡散させるためのビームスプリッター80とを備える。
(1)半導体発光モジュール
図4は、第1の実施形態に係る半導体発光モジュールを示す平面図である。図4に示すように、半導体発光モジュール10は、実装基板11と、実装基板11に実装された光源としての複数の半導体発光素子12と、それら半導体発光素子12を被覆するように実装基板11上に設けられた封止体13とを備える。なお、本実施の形態では、半導体発光素子12はLEDであり、半導体発光モジュール10はLEDモジュールであるが、半導体発光素子12は、例えば、LD(レーザダイオード)であっても良く、EL素子(エレクトリックルミネッセンス素子)であっても良い。
図2に戻って、基台20は、例えば、略円柱形状の貫通孔21を有する略円筒形状であり、その筒軸がランプ軸Jと一致する姿勢で配置されている。したがって、図3に示すように、貫通孔21は前後方向に貫通し、基台20の前面22および後面23はいずれも略円環形状の平面である。そして、基台20の前面22に半導体発光モジュール10が搭載されており、これにより各半導体発光素子12がそれぞれの主出射方向を前方に向けた状態で平面配置された状態となっている。このように全ての半導体発光素子12が基台20の前面22に平面配置された構成であるため、基台20へ半導体発光素子12を容易に搭載することでき、照明用光源の組立作業が簡単である。
図2に戻って、グローブ30は、本実施の形態では、一般電球形状であるA型の電球のバルブを模した形状であり、グローブ30の開口側端部31をケース60の前方側端部62内に圧入することにより、半導体発光モジュール10およびビームスプリッター80の前方を覆った状態で、ケース60に固定されている。照明用光源1の外囲器は、グローブ30とケース60とで構成されている。
回路ユニット40は、半導体発光素子を点灯させるためのものであって、回路基板42と、当該回路基板42に実装された各種の電子部品43,44とを有している。なお、図面では一部の電子部品にのみ符号を付している。回路ユニット40は、回路ホルダ50内に収容されており、例えば、ネジ止め、接着、係合などにより回路ホルダ50に固定されている。
回路ホルダ50は、例えば、両側が開口した略円筒形状であって、大径部52と小径部53とで構成される。前方側に位置する大径部52には回路ユニット40の大半が収容されている。一方、後方側に位置する小径部53には口金70が外嵌されており、これによって回路ホルダ50の後方側開口54が塞がれている。回路ホルダ50は、例えば、樹脂などの絶縁性材料で形成されていることが好ましい。
図2に戻って、ケース60は、例えば、両端が開口し前方から後方へ向けて縮径した円筒形状を有する。図3に示すように、ケース60の前方側端部62内には基台20とグローブ30の開口側端部31とが収容されており、例えばカシメによりケース60が基台20に固定されている。なお、ケース60、基台20およびグローブ30で囲まれた空間63に接着剤を流し込むなどしてケース60が基台20に固定されていても良い。
図2に戻って、口金70は、照明用光源1が照明器具に取り付けられ点灯された際に、照明器具のソケットから電力を受けるための部材である。口金70の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態ではエジソンタイプであるE26口金が使用されている。口金70は、略円筒形状であって外周面が雄ネジとなっているシェル部71と、シェル部71に絶縁部72を介して装着されたアイレット部73とを備える。シェル部71とケース60との間には絶縁部材74が介在している。
図5は、第1の実施形態に係るビームスプリッターを示す断面図である。図5に示すように、ビームスプリッター80は、例えば、有底筒状であって、両側が開口した略円筒形状の本体部81と、本体部81の後方側開口を塞ぐ略円環形状の取付部82とを備え、回路ホルダ50の前方側端部57に取り付けられている。なお、例えば図3における二点鎖線が本体部81と取付部82との境界である。
図3に示すように、半導体発光モジュール10の封止体13は、前方側からランプ軸Jに沿って後方側を見た場合において、本体部81の真下に位置し、封止体13全体がビームスプリッター80によって覆われている。外周面88の後方側端縁(外周面88のランプ軸J側端縁)89は、半導体発光素子12の照射角θのランプ軸J側の臨界角上、もしくは、当該臨界角よりもランプ軸J側に位置している。この構成により、ビームスプリッター80の後面と半導体発光モジュール10との隙間に出射光が入り難くなっており、出射光のロスが防止されている。
次に、照明用光源1の配光特性が良好である理由を詳細に説明する。図8は、照明用光源の配光特性を説明するための配光曲線図である。図8に示すように、配光曲線図は、照明用光源1の前後方向を含む360°の各方向に対する光度の大きさを表しており、照明用光源1のランプ軸Jに沿った前方を0°、ランプ軸Jに沿った後方を180°として、時計回りおよび反時計回りにそれぞれ10°間隔に目盛を刻んでいる。配光曲線図の径方向に付した目盛は光度を表しており、光度は各配光曲線における最大値を1とする相対的な大きさで表されている。
図9は、第2の実施形態に係る照明用光源の要部構成を示す断面図である。図9に示すように、第2の実施の形態に係る照明用光源100は、ビームスプリッター180が回路ホルダ150ではなく半導体発光モジュール110の実装基板111に固定されている点において、第1の実施形態に係る照明用光源1と相違する。その他の構成については基本的に第1の実施形態に係る照明用光源1と略同様である。したがって、上記相違点についてのみ詳細に説明し、その他の構成については説明を簡略若しくは省略する。なお、第1の実施形態と同じ部材については、そのまま第1の実施形態と同じ符号を用いている。
図10は、第3の実施形態に係る照明用光源の要部構成を示す断面図である。図10に示すように、第3の実施の形態に係る照明用光源200は、ビームスプリッター280が実装基板111に固定されているのではなく、グローブ230に固定されている点において、第2の実施形態に係る照明用光源100と相違する。その他の構成については基本的に第2の実施形態に係る照明用光源100と略同様である。したがって、上記相違点についてのみ詳細に説明し、その他の構成については説明を簡略若しくは省略する。なお、既に説明した実施形態と同じ部材が使用されている場合は、その実施形態と同じ符号を用いている。
図11は、第4の実施形態に係る照明用光源の要部構成を示す断面図である。図11に示すように、第4の実施の形態に係る照明用光源300は、グローブを備えておらず、ビームスプリッター380がグローブの役割を果たす点において、第1の実施形態に係る照明用光源1と相違する。その他の構成については基本的に第1の実施形態に係る照明用光源1と略同様である。したがって、上記相違点についてのみ詳細に説明し、その他の構成については説明を簡略若しくは省略する。なお、第1の実施形態と同じ部材については、第1の実施形態と同じ符号を用いている。
<第5の実施形態>
図12は、第5の実施形態に係る照明用光源を説明するための図であって、図12(a)は照明用光源の要部構成を示す断面図であり、図12(b)は半導体発光モジュールの平面図である。図12(a)に示すように、第5の実施の形態に係る照明用光源400は、半導体発光モジュール410にはランプ軸J付近にも半導体発光素子412が配置されている点において、第2の実施形態に係る照明用光源100と相違する。その他の構成については基本的に第2の実施形態に係る照明用光源100と略同様である。したがって、上記相違点についてのみ詳細に説明し、その他の構成については説明を簡略若しくは省略する。なお、既に説明した実施形態と同じ部材が使用されている場合は、その実施形態と同じ符号を用いている。
以上、本発明の構成を第1〜第5の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限られない。例えば、第1〜第5の実施形態に係る照明用光源の部分的な構成、および下記の変形例に係る構成を、適宜組み合わせてなる照明用光源であっても良い。また、上記実施の形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、照明用光源の構成に適宜変更を加えることは可能である。
また、図13(a)に示す半導体発光モジュール510のように、封止体513を、実装基板511の素子実装部515に、封止体513の長手方向が素子実装部515の周方向に沿うように配置しても良い。実装基板511の素子実装部515には複数の半導体発光素子512が素子実装部515の周方向に沿って並べて配置され、それら半導体発光素子512は2個を1組として封止体513により封止されており、封止体513の長手方向は素子実装部15の周方向に沿っている。このような構成とすれば、発光する部分が素子実装部515の周方向においてより連続に近い状態となるため、周方向の照度むらが生じ難い。
12,512,612,712,812 半導体発光素子
18 内面
20 基台
21 貫通孔
22 前面
30 グローブ
35,36 窪み
40 回路ユニット
50,150,350 回路ホルダ
55 外面
80,180,280,380 ビームスプリッター
88,188,288,384 外周面(受光面)
Claims (8)
- 複数の半導体発光素子が基台の前面にそれぞれの主出射方向を前方に向けた状態で平面配置されており、各半導体発光素子の前方には、それら半導体発光素子の主出射光の一部を前記基台の前面を避けた斜め後方へ反射させ、他の一部を前方に向けて透過させるビームスプリッターが配置されており、前記ビームスプリッターの前方を覆うグローブを備え、当該グローブは、前記斜め後方へ反射した光が到達する領域の方がそれ以外の領域よりも光拡散性が高く、前記グローブの内周面には、前記斜め後方へ反射した光が到達する領域に複数の窪みが形成されており、それぞれの窪みの内面にはさらに窪みが形成されていることを特徴とする照明用光源。
- 前記複数の半導体発光素子は、前記基台の前面に環状に配置されており、前記ビームスプリッターは、それら半導体発光素子と対向する環状の受光面を有し、当該受光面に入射した光の一部を前記基台の前面を避けた斜め後方へ反射させ、他の一部を前方に向けて透過させることを特徴とする請求項1記載の照明用光源。
- 前記ビームスプリッターは筒状の本体部を有し、前記本体部は、その筒軸が前記基台の前面と直交し、その外径が後方から前方へ向けて漸次拡径し、その外周面が前記複数の半導体発光素子の前方を覆っており、前記本体部の外周面が前記受光面であることを特徴とする請求項2記載の照明用光源。
- 前記本体部の外周面は、前記本体部の筒軸側に凹入した凹曲面形状であることを特徴とする請求項3記載の照明用光源。
- 前記ビームスプリッターは、反射率が50%〜60%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の照明用光源。
- 前記ビームスプリッターは、透過率が40%〜50%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の照明用光源。
- 前記基台は前後方向に貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔内には前記複数の半導体発光素子を点灯させるための回路ユニットの少なくとも一部が配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の照明用光源。
- 半導体発光素子をランプ軸方向に対して全て、あるいは一部を傾けて配置したことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の照明用光源。
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