JP5643356B2 - 光半導体照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、光半導体照明装置に関する。

ＬＥＤのような光半導体は、白熱灯や蛍光灯に比べて電力の消耗量が少ないと共に、使用寿命が長く、且つ耐久性にも優れることは勿論、遥かに高い輝度によって、近年では照明用として広く脚光を浴びている部品の一つである。

特に、前述の種類の光半導体は、アルゴンガスと共に、人体に有害な水銀をガラス管に注入して製作される蛍光灯及び水銀灯のような製品に比べて環境に有害な物質を使用しないため、環境親和的な製品の生産が可能にするものである。

このような光半導体を利用した照明器具は、近年、ライトエンジン（ｌｉｇｈｔ ｅｎｇｉｎｅ）の概念的な面で活発に開発および研究されている。

特に、このような光半導体を光源として使用した照明装置は、近年、室外の景観照明用や保安用等としても活用されているため、製品の組立てや施工が便利でなければならなく、大気中に露出されて使用される製品であるだけに防水性の維持もまた重要な要の一つと言える。

上のような従来の発光モジュールは、可能な限り小数の半導体光素子を利用しながらも、広く均一な照明光を得ることが要求される。

よって、従来の発光モジュールは、半導体光素子から出た光を広く拡散させて送り出す拡散レンズを採択している。

拡散レンズの利用にもかかわらず、拡散レンズ間には相対的に暗い領域が発生する可能性が多い。

その上、半導体光素子から出た光が光学カバーを過ぎる前にヒートシンクからの突出物に吸収されて損失される恐れがある。

一方、ヒートシンクを含む一つ以上の発光モジュールがハウジング構造物に組み立てられてなる照明装置を考慮することもできる。

発光モジュールは、背面部に複数の放熱フィンを有するヒートシンクの前面に印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）が提供されて該印刷回路基板上に光半導体を備えた半導体光素子が実装され、複数の光素子各々を覆うように複数のレンズが配置される。

ここで光学カバーは、印刷回路基板の上面と半導体光素子とレンズを覆うようにヒートシンクの正面に組み立てられる。

このような従来の発光モジュールを製造するためには、複数個のレンズを半導体光素子に対応するように配置させる煩わしい工程が必要となる。

また、半導体光素子から出た光がレンズを通過した後、光学カバーを再度通過しなければならないため、これによる光損失が生じ得る。

また、光学カバーとヒートシンク間の隙間を通じて水分またはその他異物が浸透する恐れが多くあった。

一方、一つの照明装置に前述のような発光モジュールが複数個適用されることもある。

ここで、電源供給装置からの主電力線から複数の発光モジュールに電力を供給するためには、複雑な配線が要求される。

このとき、このような複雑な配線は、製造単価を上昇させ、前述の配線を接続する工程が複雑で作業性を劣らせる。

そして従来の照明装置は、複雑な配線で接続されている複数の発光モジュール中の一つの発光モジュールを個別的に分離し難いため、発光モジュールの交換、補修及び維持が難しいという短所があった。

一方、既存のライトエンジンは、ヒートシンクがＬＥＤ等の半導体光素子を含む発光モジュールの上側に配置されるため、大部分が、自然対流を利用した冷却効果を図り難い構造を有している。

特に、現在このような光半導体を利用したライトエンジンの場合、アウトドア用製品では上のような冷却効果を図るための製品の開発が殆ど行われていなかった。

韓国公開特許第１０−２００６−００６７０３０号公報 韓国公開特許第１０−２０１０−０１１１３５４号公報 韓国公開特許第１０−２０１０−０１１８４０１号公報 韓国登録特許第１０−０９６７９４６号公報 韓国登録特許第１０−１１３３７５０号公報

本発明は、前記のような問題点を改善するために発明されたものであり、点検及び補修の便宜を図り、分離及び締結が簡便なのは勿論、防水性及び耐久性に優れた構造の光半導体照明装置を提供するためのものである。

そして、本発明はレンズが統合された光学カバーを利用して光の損失あるいは暗い領域の発生を最小化させ、広く均一な照明光を提供できる改善された構造の発光モジュールを提供するためのものである。

そして、本発明は水密等の目的でヒートシンクから突出した突出物が半導体光素子、更には光半導体チップから出た光を吸収して生じ得る光損失を最小化できる改善された構造の発光モジュールを提供するためのものである。

そして、本発明はヒートシンクを上下に貫通する方向に空気流動路をさらに確保して放熱特性をより向上させた改善された構造の発光モジュールを提供するためのものである。

そして、本発明は複数個の発光モジュールを含む照明装置において、発光モジュール間の容易且つ信頼性のある電気接続構造を提供するためのものである。

また、本発明は放熱面積を増加させて放熱効率をより向上させ、自然対流による冷却効率もまた向上させることができる光半導体照明装置を提供するためのものである。

前記のような目的を達成するために、本発明は、半導体光素子が配置されるヒートシンク部に結合される光学カバーを含む発光モジュールと、前記発光モジュールが少なくとも一つ以上は装着されるハウジングとを含み、前記ヒートシンク部は、複数の放熱フィンが突出される放熱ベース上に、前記光学カバーの周縁に対応する形状で突出する引掛り突起と、前記引掛り突起の外側に形成され、光学カバーの端が引掛り固定される複数の締結スリットを含むことを特徴とする光半導体照明装置を提供できる。

ここで、前記ヒートシンク部は、前記引掛り突起の形成方向に沿って前記光学カバーの周縁が配置される溝をさらに含んでいてもよい。

また、本発明は、半導体光素子が配置されるヒートシンク部に結合される光学カバーを含む発光モジュールと、前記発光モジュールが少なくとも一つ以上は装着されるハウジングとを含み、前記光学カバーは、前記半導体光素子に対応するレンズ部が備えられる透光性カバー板上に形成され前記ヒートシンク部の縁部と結合されるエッジ部を含むことを特徴とする光半導体照明装置を提供できる。

そして、前記光学カバーは、前記透光性カバー板から突出され前記ヒートシンク部の周縁と結合される前記エッジ部の形成方向に沿って前記透光性カバー板まで切開された切欠部をさらに含んでいてもよい。

そして、前記光学カバーは、前記切欠部に配置され前記ヒートシンク部の外側の周縁に沿って複数貫通される締結スリットに着脱結合するフック部をさらに含んでいてもよい。

そして、前記ヒートシンク部は、前記溝と前記光学カバー間に介在するシール部材をさらに含んでいてもよい。

そして、前記光学カバーは、前記透光性カバー板の表面に光拡散塗料が塗布されている、又は、光拡散フィルムが付着していてもよい。

そして、前記透光性カバー板は、光拡散物質が混合された透明又は半透明の合成樹脂からなっていてもよい。

そして、前記光学カバーは、前記半導体光素子と前記透光性カバー板との間に配置され半導体光素子から照射される光を乱反射させる色光プレートをさらに備えてもよい。

そして、前前記レンズ部は凸レンズ又は凹レンズであってもよい。

そして、前記レンズ部は少なくとも二つ以上の楕円球を、前記透光性カバー板に対して傾斜するように重ねて配置された形状であってもよい。

そして、前記レンズ部は多面体であってもよい。

なお、特許請求の範囲及び詳細な説明に記載されている「半導体光素子」は、光半導体を含み、これを利用する発光ダイオードチップ等のようなものを意味する。

このような「半導体光素子」は、前述の発光ダイオードチップを含む多様な種類の光半導体を内部に含むパッケージレベルのものを含むと言える。

前記のような構成の本発明によると、次のような効果を図ることができる。

先ず、本発明は複数に分離されて着脱結合が可能で、半導体光素子を含む発光モジュールを覆うハウジングを含む構造から分離及び締結が簡便に行われることは勿論、耐久性の向上を図ることができる。

そして、本発明はハウジングを構成する各部品が分離される構造のため、故障や異常発生時にすぐに対処でき、作業者の点検及び補修による便宜を図ることができる。

そして、本発明は光学カバーとヒートシンク部との間にシール部材を装着して防水性及び機密性の維持が可能である。

そして、本発明は、光学カバー、半導体光素子及び印刷回路基板等が放熱部材及び／又はハウジング部によって改善された構造で統合されたまま、照明装置の一領域に信頼性を有するように、そしてコンパクトな構造で配置できる。

そして、本発明は発光モジュールが照明装置に適用される際、その発光モジュールの光学カバーがレンズ部を統合的に含み、該レンズが統合された光学カバーによって、光の損失あるいは暗い領域の発生を最小化でき、広く均一な照明光を発する照明装置を実現できる。

そして、本発明はヒートシンクから突出された突出物が、半導体光素子、さらには光半導体チップから出た光を吸収して生じ得る光損失を最小化できる。

そして、本発明は発光モジュールのヒートシンクと光学カバー間に生じ得る隙間を塞ぎ、水分またはその他異物の浸透による誤作動または故障の危険性を大幅に減らすことができる。

そして、本発明によると、半導体光素子が配置されるヒートシンクの放熱ベースに空気を流動させる空気流動ホールが形成されることにより、ヒートシンクの特定領域、特に、放熱ベースの中央領域の放熱特性を高くし、熱の累積によって半導体光素子が損傷されることを防ぐことができる。

特に、ヒートシンクに半導体光素子を覆う光学カバーが設けられる際、光学カバーに形成された開口部が前記空気流動ホール及び放熱フィンを露出させるため、発光モジュールの放熱特性をより向上させることができる。

また、複数の発光モジュールが一つの照明装置に適用される際、隣り合う発光モジュールの向かい合う側面にメスコネクタとオスコネクタを備えることにより、発光モジュール間の容易且つ信頼性のある電気接続構造を実現でき、発光モジュール間の配線の接続に必要な複雑且つ煩わしい工程をなくして作業性を高めることができる。

特に、照明装置に含まれている複数個の発光モジュール中の一つの発光モジュールに問題が生じた場合、該発光モジュールを交換または補修することが容易になる。

また、従来は複数の発光モジュールを一つの照明装置に設置する際、発光モジュールから発生する熱の問題により十分な離隔距離を有するようにしていたが、本発明によると、発光モジュール各々の前述の空気流動ホールによって放熱性能が十分に向上するため、複数の発光モジュールをオスコネクタとメスコネクタの接続構造によって隣接配置しても問題視されない。

よって、空気流動ホールは、発光モジュールの放熱特性を向上させ、複数の発光モジュール間の離隔距離を減らすことにも寄与する。

そして、本発明は発光モジュールの長さ方向に沿って多様な構造のエアー流通路を形成するヒートシンクを配置して電熱面積を増やしながら放熱効率を高めるのは勿論、自然対流もまた誘導して冷却性能を向上させることができる。

また、本発明はヒートシンクの両端部に多様な実施例によるサービスユニットをそれぞれ配置して、設置場所及び環境によって多様な駆動メカニズムによる照明装置を提供できるようになる。

本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の全体的な構造を示した一部切開斜視図である。 本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の主要部であるハウジングから発光モジュールが分離される状態を示した分解斜視図である。 本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の主要部である発光モジュールの全体的な構造を示した分解斜視図である。 本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の主要部である発光モジュールの光学カバーを示した斜視図である。 多様な実施例にかかる光学プレートの部分断面概念図である。 多様な実施例にかかる光学プレートの部分断面概念図である。 多様な実施例にかかる光学プレートの部分断面概念図である。 本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の分離過程を示した斜視図である。 本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の分離過程を示した斜視図である。 本発明の一実施例によってカバーを分離する過程を説明するための図面である。 本発明の一実施例によってカバーを分離する過程を説明するための図面である。 本発明の一実施例にかかる発光モジュールを示した分解斜視図である。 本発明の一実施例にかかる発光モジュールを示した結合斜視図である。 図１２及び図１３に示された光学カバーを示した斜視図である。 図１２及び図１３に示された発光モジュールの前方面を、光学カバーが省略された状態で示した平面図である。 図１５のＩ−Ｉに沿って切断された発光モジュールの断面図であり、光学カバーを結合して併せて図示した断面図である。 図１６に示された発光モジュールの構造と同一だが、他の種類の半導体光素子が適用された場合を示した断面図である。 レンズ部の形状が異なる多様な実施形態の光学カバーを説明するための断面図である。 レンズ部の形状が異なる多様な実施形態の光学カバーを説明するための断面図である。 レンズ部の形状が異なる多様な実施形態の光学カバーを説明するための断面図である。 チューブタイプ又は蛍光灯型照明装置に適用された発光モジュールを説明するための断面図である。 工場灯型照明装置に適用された発光モジュールを説明するための断面図である。 本発明の他の実施例にかかる発光モジュールを示した斜視図である。 図２３に示された発光モジュールの分解斜視図である。 図２３及び図２４に示された発光モジュールの底面図である。 図１のＩ−Ｉに沿って切断された発光モジュールの断面図である。 本発明の他の実施例によって複数の発光モジュール間を電気接続する構造を説明するための図面である。 本発明のまた別の実施例にかかる発光モジュールを説明するための分解斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる光半導体照明装置の外観を示した斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる光半導体照明装置の外観を示した斜視図である。 図２９の光半導体照明装置をＢ方向に見た概念図である。 本発明の多様な実施例にかかる光半導体照明装置の外観を示した斜視図である。 本発明の多様な実施例にかかる光半導体照明装置の外観を示した斜視図である。 図３３の光半導体照明装置をＣ方向から見た概念図である。 本発明のその他の実施例にかかる光半導体照明装置の主要部であるサービスユニットを示した図面である。

以下、添付の図面を参考に本発明の好ましい実施例について説明する。

図１は本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の全体的な構造を示した一部切開斜視図で、図２は本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の主要部であるハウジングから発光モジュールが分離される状態を示した分解斜視図である。

本発明は、図示したように、半導体光素子１５０が配置されるヒートシンク１１０に結合される光学カバー１２０からなる発光モジュール１００が装着されるハウジング２００を含む構造であることが分かる。

図１において未説明の符号１４０は、印刷回路基板を示す。

ハウジング２００は、図２のように支持フレーム２２０の両側とそれぞれ結合される外郭フレーム２１０に内蔵された固定プレート２３０間に発光モジュール１００が少なくとも一つ以上配置される構造である。

本発明は、前記のような実施例の適用が可能で、次のような多様な実施例の適用もまた可能であることは勿論である。

参考までに、図３は本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の主要部である発光モジュールの全体的な構造を示した分解斜視図で、図４は本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の主要部である発光モジュールの光学カバーを示した斜視図で、図５〜図７は多様な実施例にかかる光学プレートの部分断面概念図である。

発光モジュール１００は、前述の通り半導体光素子１５０を含むものであり、ヒートシンク１１０に光学カバー１２０が結合された構造であることが分かる。

ヒートシンク１１０は、半導体光素子１５０が配置され、ハウジング２００の内側面下部側に配置されて半導体光素子１５０から発生する熱を排出させるためのものであり、光学カバー１２０はヒートシンク１１０の端に沿って引掛り固定されるものであり、半導体光素子１５０を保護し光拡散機能もまた追加的に行うことができる。

ハウジング２００は、図示したように、発光モジュール１００を覆うものであり、支持フレーム２２０の両側にそれぞれ装着された外郭フレーム２１０に内蔵された固定プレート２３０間に発光モジュール１００が少なくとも一つ以上配置される構造である。

外郭フレーム２１０は発光モジュール１００を覆うもので、支持フレーム２２０は外郭フレーム２１０が結合されて外部電源と接続されるもので、固定プレート２３０は外郭フレーム２１０に内蔵されて発光モジュール１００の両側端をそれぞれ固定する部材である。

ここで、固定プレート２３０には電熱面積を最大限増加させてハウジング２００内部の放熱性能をより高めることができるように多数のホール２３１を貫通することもできることは勿論である。

一方、発光モジュール１００のヒートシンク１１０に関して図３及び図４を参考してより詳しく見てみると、放熱ベース１１９上に放熱フィン１１８が突出され、放熱ベース１１９に形成された溝１１６に光学カバー１２０の端が配置され、締結スリット１１７は光学カバー１２０の端、つまり、後述のフック部１２８が引掛り固定される構造であることが分かる。

放熱ベース１１９は、半導体光素子１５０が配置される面積を提供するものであり、半導体光素子１５０は支持フレーム２２０を通じて外部電源と電気的に接続される。

放熱フィン１１８は、放熱ベース１１９から複数突出して電熱面積を増加させることにより放熱効果を図るための部材であると言える。

放熱フィン１１８は、図示したように、単純な平板形状のものを等間隔で配置する構造以外に、多様な形状のものを多様なパターンで放熱ベース１１９上に配置する等の応用及び変形設計は当業者に自明なもののため、追加的な説明は省略する。

溝１１６は、放熱ベース１１９上に光学カバー１２０の端と対応する形状で突出する引掛り突起１１５の長さ方向に沿って光学カバー１２０の端が配置する部分である。

締結スリット１１７は、引掛り突起１１５の外側に等間隔で形成され、光学カバー１２０の端が引掛り固定される部分である。

一方、光学カバー１２０は、透光性カバー板１２１を含み、透光性カバー板１２１はヒートシンク１１０に配置されたエッジ部１２４と、エッジ部１２４に沿って形成された切欠部１２６と、切欠部１２６から突出し締結スリット１１７に引掛り固定されるフック部１２８を含む。

透光性カバー板１２１は、半導体光素子１５０に対応するレンズ部１２２が備えられたものであり、半導体光素子１５０の保護と共に半導体光素子１５０から光が照射する面積を増減させるための目的で備えられた部材である。

エッジ部１２４は、透光性カバー板１２１上にヒートシンク１１０の端に対応する形状で突出し、ヒートシンク１１０の溝１１６に配置されて光学カバー１２０をヒートシンク１１０に固定させる役割をする部材である。

切欠部１２６は、エッジ部１２４の長さ方向に沿って等間隔で透光性カバー板１２１まで切開された部分であり、フック部１２８が形成される空間を提供する。

フック部１２８は、透光性カバー板１２１から突出して切欠部１２６に配置され、ヒートシンク１１０の端に沿って複数貫通される締結スリット１１７に着脱結合するものである。

ここで、フック部１２８と締結スリット１１７の設置箇所と設置個数は、光半導体照明装置が適用される環境に応じて多様に変更でき、通常、フック部１２８を４５ｍｍの間隔で形成し、透光性カバー板１２１の長さ方向に沿って両側にそれぞれ６個ずつ計１２個のフック部１２８を図示したように形成すると、室外に設置される保安灯や街灯は防塵防水等級（好ましくはＩＰ６５以上）に要求される事項を満たすことができた。

また、ヒートシンク１１０は機密維持と防水性維持のために溝１１６と光学カバー１２０間にシール部材１３０が介在することが好ましい。

一方、光学カバー１２０は輝度及び光の照射面積の増減のために透光性カバー板１２１の表面に光拡散塗料（以下未図示）が塗布されるようにしたり、光拡散フィルム（以下未図示）を付着させたり、或いは透光性カバー板１２１自体を光拡散物質１２５が混合された透明又は半透明の合成樹脂からなるようにする等の実施例を適用できる。

ここで、光拡散塗料は、ＰＭＭＡ又はシリコン等のような有機粒子ビーズ（ｂｅａｄ）を含むものを使用できる。

また、光学カバー１２０は特に図示していないが、半導体光素子１５０と透光性カバー板１２１との間に配置されて半導体光素子１５０から照射される光を乱反射させる色光プレートをさらに装着する実施例の適用もまた可能であることは勿論である。

一方、レンズ部１２２は光拡散効果を図ることができるように図５のような凸レンズ又は凹レンズ（以下未図示）を適用できる。

そして、レンズ部１２２’は光拡散効果を図るために図６のように少なくとも二つ以上の楕円球を、光学カバー１２０、つまり透光性カバー板１２１に対して傾斜するように重ねて配置された形状に製作することもでき、レンズ１２２”は図７のように多面体の形状に製作する等の多様な変形及び応用が可能である。

一方、図８及び図９は光半導体照明装置の分離過程を示した斜視図で、図１０及び図１１は光半導体照明装置のカバーを分離する過程を説明するための図面である。

図８及び図９に示したように、照明装置はハウジング２００と該ハウジング２００に装着される複数の発光モジュール１００を含む。

ハウジング２００は、ボックス型支持フレーム２２０と、該支持フレーム２２０の左右両側に結合された外郭フレーム２１０を含んでいる。

外郭フレーム２１０は、 支持フレーム２２０と連係して前方部分が塞がっており、上下は開放されている形態を有する。

上のような外郭フレーム２１０と支持フレーム２２０の結合構造によって、ハウジング２００は上下が開放され、発光モジュール１００を囲む形状に限定される。

照明装置は、発光モジュール１００の垂直方向にハウジング２００が開放されており、発光モジュール１００がハウジング２００に上下垂直方向に着脱できる構造を有する。

これは、発光モジュール１００のうち特定の発光モジュール１００に異常が発生したり作動しなかったりした場合、作業者がカバー２４０だけを分離した後、ハウジング２００から該当発光モジュール１００のみ垂直方向に容易に分離できるようにする。

発光モジュール１００をハウジング２００から分解する過程について簡単に見てみると、ハウジング２００上部に着脱式で結合されているカバー２４０だけをハウジング２００から分離した後、ハウジング２００内の相互対向する固定プレート２３０間にある該当発光モジュール１００を垂直方向に持ち上げることにより、発光モジュール１００が容易に分離できる。

逆に、分離後に修理されたり或いは代替されたりした発光モジュール１００を垂直方向にハウジング２００に挿入することにより、該発光モジュール１００をハウジング２００内に容易に装着できる。

よって、発光モジュール１００を照明装置に設置した後に行われる発光モジュール１００の脱装着のために、ハウジング２００を全体的に分解する必要がない。

ハウジング２００は、発光モジュール１００のアレイを囲む形状を有する。

ハウジング２００は、ボックス型支持フレーム２２０の前方側面と支持フレーム２２０の両側に結合された外郭フレーム２１０によって限定された内部空間を横切る一対の対向する固定プレート２３０が、内部空間の前後に配置される。

そして、固定プレート２３０間に複数の発光モジュール１００が並んで配置される。

これにより、外郭フレーム２１０は発光モジュール１００を覆う壁の役割をする。

外郭フレーム２１０は支持フレーム２２０にスライド式に結合され得る。

支持フレーム２２０は、後方にある固定プレート２３０によって部分的に塞がったボックス形態を有し、以下で説明するように外部電源供給装置と接続したケーブルが支持フレーム２２０の内部を経た後、固定プレート２３０を通過して発光モジュール１００に接続される。

固定プレート２３０に複数のホール２３１を形成することにより、ハウジング２００内の熱の迅速な排出を図ることができる。

作業者は、カバー２４０の分離のために図１０に示したような透明に表示した矢印方向に力を加えると、図１１に示したように発光モジュール１００の上側にカバー２４０が容易に分離できる。

さらに、作業者は前述のようなカバー２４０の分離方法以外にも、特に図示してはいないが、カバー２４０の両側からほぼ同時に力を加えて発光モジュール１００の上側にカバー２４０を分離する等の実施例を適用することもできることは勿論である。

以上では、発光モジュールが装着されるハウジングの全体構造について説明した。

以下では、発光モジュールについてより具体的に説明する。

以下、説明する発光モジュールは、前述の構造のハウジングを有する照明装置によく合いはするが、これと異なる構造を含む照明装置にも有用に利用できるということに留意する。

図１２は本発明の一実施例にかかる発光モジュールを拡大して示した分解斜視図で、図１３は図１２に示された発光モジュールの結合斜視図で、図１４は図１２及び図１３に示された光学カバーを示した斜視図で、図１５は図１３及び図１４に示された発光モジュールを光学カバーが除去された状態で示した平面図で、図１６は図１５のＩ−Ｉに沿って切断された発光モジュールの断面図であって、光学カバーを結合して併せて示した断面図で、図１７は他の種類の半導体光素子が適用された場合を示した断面図である。

図１２〜図１７に示したように、発光モジュール１００は放熱部材の機能をするヒートシンク１１０と、ヒートシンク１１０の上側に結合される光学カバー１２０と、ヒートシンク１１０と光学カバー１２０間でヒートシンク１１０の上面に装着される印刷回路基板１４０と、印刷回路基板１４０上に実装された複数の半導体光素子１５０を含む。

本実施例において、ヒートシンク１１０は上側が開放されており、印刷回路基板１４０が配置された上面より上に延長された上段を有し、光学カバー１２０は上側を覆うようにヒートシンク１１０に結合される。

上述のとおり、ヒートシンク１１０の上面には前記印刷回路基板１４０が配置されて装着される。

また、ヒートシンク１１０は下部に複数の放熱フィン１１８を一体に備える。また、ヒートシンク１１０は上面に印刷回路基板１４０が装着される周領域１１１を含み、周領域１１１の内側には長方形を有する非常に長い陥没領域１１２が形成される。

陥没領域１１２によって周領域１１１は略四角環形を有する。陥没領域１１２と周領域１１１の底面は扁平に提供される。

以下、詳しく説明するように、陥没領域１１２には半導体光素子１５０又はこれに含まれる光半導体チップ１５２を駆動するために提供された駆動回路基板１６０が装着される。

印刷回路基板１４０は、熱伝導性の大きい金属を用いたＭＣＰＢ（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）であることが好ましい。

しかし、例えば、一般的なＦＲ４ ＰＣＢでもよい。

ヒートシンク１１０は、周領域１１１を囲む四角環形の内壁１１３を一体に含む。

この内壁１１３は、以下にて詳しく説明する透光性光学カバー１２０の挿入型エッジ部１２４に対応するようにヒートシンク１１０の上面から垂直に突出形成される。

また、内壁１１３は、ヒートシンク１１０の端に沿って形成される。そして、内壁１１３の周囲にはエッジ部１２４に対応する挿入部が形成される。

一方、内壁１１３と周領域１１１との間の境界に沿って一定の長さの溝が形成されている。

また、ヒートシンク１１０は内壁１１３の周囲に沿って形成されている外壁１１４を一体に含む。

内壁１１３の高さと外壁１１４の高さとは各々一定だが、内壁１１３の高さが外壁１１４の高さより大きい場合もある。

内壁１１３と外壁１１４との間の溝型挿入部には光学カバー１２０との結合時にエッジ部１２４に押されながらヒートシンク１１０と光学カバー１２０との間を密封する四角環形のシール部材１３０が挿入式に設けられる。

光学カバー１２０は、透光性プラスチック樹脂を射出して作られたものであり、一定配列の複数のレンズ部１２２を一体に有する透光性カバー板１２１を含む。

また、光学カバー１２０は、カバー板１２１の周縁に沿って形成され下方に延長された四角環形のエッジ部１２４を一体に含む。

エッジ部１２４は、自体から部分的に切欠されて弾性を有したまま外側に向かっている複数のフック部１２８を一体に備える。

複数のフック部１２８は、エッジ部１２４に沿って略一定間隔で形成できる。

この複数のフック部１２８に対応するように前述のヒートシンク１１０の挿入部内外壁内側面には複数の噛合いスリット１１４２が形成されている。

本実施例では、ヒートシンク１１０に光学カバー１２０を結合する固定手段として前述のようなフック部１２８と噛合いスリット１１４２とが用いられるが、例えば、光学カバーの一側面に形成されている貫通部と、貫通部と対応するようにヒートシンクに形成された締結ホールとを通じて締結される締結部材をヒートシンクと光学カバーの固定手段として用いることも考慮できる。

光学カバー１２０をヒートシンク１１０に結合する際、光学カバー１２０のエッジ部１２４がシール部材１３０を加圧しながらヒートシンク１１０の内壁１１３と外壁１１４との間の環形挿入部に挿入される。

このとき、エッジ部１２４のフック部１２４２（図１４に図示）が噛合いスリット１１４２（図１２に図示）に噛み合い、これによって、光学カバー１２０はヒートシンク１１０の上段に固定される。

挿入壁１２４とシール部材１３０とによって相互作用により、光学カバー１２０とヒートシンク１１０との間の内部空間がより確実に密封維持できる。

エッジ部１２４を二重壁構造にして、二重壁構造の外側壁面にのみフック部１２８を備え、内側壁によって、密封がより確実にされる。

このとき、フック部１２８の設置箇所及び設置個数は発光モジュール１００が適用される環境に応じて多様に変形でき、通常、フック部１２８を４５ｍｍの間隔で形成し、光学カバー１２０の長さ方向に従って両側にそれぞれ６個ずつ計１２個のフック部１２８を形成すれば、室外保安灯や街灯の防塵防水等級が要求される事項を満たす。

ヒートシンク１１０の上面周領域１１１上には印刷回路基板１４０が装着される。印刷回路基板１４０は、周領域１１１内側の陥没領域１１２に相応する部分が省略された形態を有する。

この形態によって、印刷回路基板１４０は相互並んだ二つの縦方向実装部１４２と該縦方向実装部１４２との一端部を横方向に接続する横方向実装部１４４を含む。

周領域１１１は、一側領域が縦方向に対向する他側領域より広く形成されており、その広く形成された領域に横方向実装部１４４が位置する。

前述のとおり、印刷回路基板１４０上には２列の半導体光素子１５０が一定の間隔を有して実装される。

一つの縦方向実装部１４２上には１列にある６個の半導体光素子１５０が一定の間隔で実装され、もう一つの縦方向実装部１４２上には２列にある６個の半導体光素子１５０が一定の間隔で実装される。

陥没領域１１２を基準に１列の半導体光素子１５０と２列の半導体光素子１５０とが対称的に配列され、よって、二つの縦方向実装部１４２にある各半導体光素子１５０が向かい合っている。

半導体光素子１５０各々は、内部に発光ダイオードチップのような光半導体チップを含むため、光半導体チップの配列は半導体光素子１５０の配列に沿う。

陥没領域１１２の底面には半導体光素子１５０又は光半導体チップを作動させるための回路部品が実装された駆動回路基板１６０が装着される。

駆動回路基板１６０が相対的に低い陥没領域１１２に位置するため、駆動回路基板１６０及びその上に実装された回路部品が半導体光素子１５０から出た光の進行経路に存在する可能性を大きく減らすことができ、これは光損失を減らすことに大きく寄与する。

図１６を参照すると、半導体光素子１５０はチップベース１５１とチップベース１５１上に実装された光半導体チップ１５２と、チップベース１５１上に形成されて光半導体チップ１５２を封止する透光性封止材１５３とを含む。

本実施例において、チップベース１５１は端子パターンが形成されたセラミック基板であり得る。

しかし、これは一つの実施例であり、リードフレームを有する樹脂材質のリフレクターをチップベースとして利用することもできる。

ヒートシンク１１０の内壁１１３および外壁１１４、特に、内壁１１３が、半導体光素子１５０が位置するヒートシンク１１０の周領域１１１を囲んでおり、よって、半導体光素子１５０は内壁１１３と隣り合っている。

半導体光素子１５０から出た光が内壁１１３にぶつかると光損失が大きくなり、光は内壁１１３を経ず、真っ直ぐ光学カバー１２０を通じて外部に放出されることがよい。

半導体光素子１５０の上段高さを内壁１１３の上段高さより更に高くすることにより、光が内壁１１３にぶつかる量を大きく減らすことができる。

さらに、光半導体チップ１５２の上段表面を通じて光が最も多く出るため、半導体光素子１５０内の光半導体チップ１５２の上段高さが内壁１１３の高さよりも大きいことがよい。

本実施例においては、ヒートシンク１１０の外壁１１４の高さが内壁１１３の高さより低いため、外壁１１４の高さはさほど考慮していない。

詳細な説明及び特許請求の範囲において、半導体光素子の胴体部の上段は、光半導体チップを覆う透光性封止材又は透光性レンズを除いた部分の上段を意味する。

例えば、透光性封止材が、透光性レンズが設けられたキャビティを有するリフレクターをチップベースとして含む半導体光素子の場合、リフレクターの上段が半導体光素子の胴体上段になる。

そして、図１６に示すように、セラミック基板のような平らなチップベース１５１上に光半導体チップ１５２が実装された場合であれば、光半導体チップ１５２の上段が半導体光素子の胴体部上段になる。

封止材とリフレクターの高さが同じ場合があり得るが、この場合、半導体光素子の上段高さと半導体光素子の胴体部上段の高さが同じものと定義する。

図１７は、キャビティを備えたリフレクタータイプのチップベース１５１上に光半導体チップが実装された構造の半導体光素子１５０が適用された発光モジュールの一部を示す。

図１７を参照すると、半導体光素子１５０の胴体部、つまり、チップベース１５１上段下方に光半導体チップ１５２が位置し、チップベース１５１、つまり、半導体光素子の胴体部上段が内壁１１３の上段を超えて位置している。

このとき、半導体光素子１５０の上段、つまり、透光性封止材１５３の上段も内壁１１３の上段を超えて位置する。

光学カバー１２０は、大抵、透光性カバー板１２１と、カバー板１２１上に一定配列を有するように形成された複数のレンズ部１２２を含む。

前述のように、光学カバー１２０は透光性プラスチック樹脂を成形して作られ、その成形時にレンズ部１２２が形成される。

複数のレンズ部１２２の各々は、カバー板１２１上で半導体光素子１５０各々に対応する位置に形成される。

図１８〜図２０は、レンズ部の形状が異なる多様な実施形態の光学カバーを説明するための断面図である。

図１８によく表れているように、光学カバー１２０はカバー板１２１前方面が光出射面になり、カバー板１２１の後方面が、光が入射する面になる。

レンズ部１２２各々は、カバー板１２１の前方面側に凸部１２２２を含み、カバー板１２１の後方面側に凹部１２２４を含む。

凸部１２２２と凹部１２２４とは、曲率が相違し得る。

例えば、凸部１２２２は、上から見ると長軸と短軸が異なる略楕円形の凸部形状を有し得る。

凸部１２２２は、光の指向パターンを変化させるにおいて最も多い役割をするレンズ形状部である。

また、凹部１２２４は、例えば半円型又は放物型断面の凹部でもよい。

凹部１２２４は、光学カバー１２０から入ってくる光の指向パターンを１次的に変化させて凸部１２２２から出す。

本実施例において、レンズ部１２２は定められた個数の半導体光素子から狭い指向角に出る光を広く拡散させる役割をする。

凹部１２２４と半導体光素子１５０との間は離隔されている。レンズ部１２２と空気との屈折率の差も光を拡散させるにおいて重要な役割をする。

図１９は、他の実施形態の光学カバーを示す。図１９を参照すると、レンズ部１２２の凸部１２２２中央領域が凹んで陥没している。

その陥没している領域もまた、曲面によって限定される。このような形態のレンズ部１２２は中央に放出される光の量を減らす代わりに、外郭に出る光の量を相対的により増やすことができる。

図２０は、また別の実施形態の光学カバーを示す。

図２０に示したような光学カバー１２０は、カバー板１２１に光の指向パターンを変化させる凹凸パターン１２１２が形成される。

凹凸パターン１２１２は、半導体光素子１５０から出てレンズ部１２２を通過できず印刷回路基板１４０上の反射面に反射された光の指向パターンを変化させる役割をし得る。

本実施例においては、カバー板１２１の後方面に凹凸パターン１２１２を形成しているが、カバー板１２１の前方面に凹凸パターンを形成することも考慮できる。

多様な他の実施形態として、光学カバー１２０は輝度及び光の照射面積の増減のために光拡散物質あるいは光拡散フィルムを含むことができる。

ここで、光拡散物質としては、ＰＭＭＡ又はシリコン等のような有機粒子ビーズ（ｂｅａｄ）を含むものを使用できる。

半導体光素子と光学カバー間に配置されて半導体光素子から照射される光を乱反射させる別途のプレートをさらに装着することも考慮できる。

発光モジュールは、半導体光素子１５０内の光半導体チップ１５２から出た光を波長変換させるための波長変換部をさらに含むことができるが、波長変換部は、例えば、コンフォーマルコーティング方式で光半導体チップ１５２上に直接形成したり、或いは半導体光素子１５０を封止する封止材が波長変換部を含むようにしたりすることがよい。

光学カバー１２０に波長変換部を置く場合は、その波長変換部がカバー板１２１とレンズ部１２２とを覆うようにすることがよい。

上では、チップベース１５１とチップベース１５１上に実装された光半導体チップ１５２と、チップベース１５１上に形成されて光半導体チップ１５２を封止する透光性封止材１５３を含む半導体光素子１５０とが印刷回路基板１１０上に実装されていることについて主に説明している。

しかし、印刷回路基板１４０上に光半導体チップが直接実装されている構造を含むＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプの発光モジュールも考慮できるが、この場合、透光性を有する封止材が印刷回路基板１４０上に直接形成されて、光半導体チップを全体的に又は個別的に覆うことができる。

この場合、印刷回路基板上に直接配置された光半導体チップと、その上に形成された透光性封止材とが一つの半導体光素子であると定義する。

一つの透光性封止材が印刷回路基板上の全ての光半導体チップを覆う場合にも、本明細書では、印刷回路基板上に複数の半導体光素子が配置されているとみなす。

このときにも、半導体光素子の上段は封止材の上段と同じで、半導体光素子の胴体部上段は光半導体チップの上段と同じと見なす。

本発明の技術的思想は、前述の実施例の照明装置に適用可能な発光モジュールは勿論、それ以外の多様な照明装置の発光モジュールにも及ぶ。

図２１は、チューブタイプ又は蛍光灯型照明装置に適用された発光モジュールを説明するための断面図であり、図２２は工場灯型照明装置に適用された発光モジュールを説明するための断面図である。

図２１を参照すると、本実施例にかかる発光モジュール１００’は、放熱部材としてのヒートシンク１１０’と、ヒートシンク１１０’の平らな上面に配置された印刷回路基板１４０’と、印刷回路基板１４０’に複数の半導体光素子１５０'（一つのみ図示)を含む。

ヒートシンク１１０’は下部円弧状の周囲に複数の放熱フィン１１８’を一体に備えている。

ヒートシンク１１０’は、印刷回路基板１４０’が装着される上面から突出された内壁１１３’によって上面より高い位置に上段を有する。

また、発光モジュール１００’はヒートシンク１１０’に結合される半円形断面の透光性光学カバー１２０’をさらに含み、該透光性光学カバー１２０’は、ヒートシンク１１０’の上段部までもカバーする。

前述のとおり、ヒートシンク１１０’は自体の上面から突出された内壁１１３’を透光性光学カバー１２０’のエッジ部１２４’と対応する部分に備える。

このとき、複数の半導体光素子１５０’の上段が内壁１１３’の上段より高く位置する。

さらに、半導体光素子１５０’の胴体部が内壁１１３’の上段より高く位置することが好ましい。

ヒートシンク１１０’は上面左右端に沿って内壁１１３’が形成され、内壁１１３’の周囲に透光性光学カバー１２０のエッジ部１２４’に対応する挿入部１１５’が形成される。

透光性光学カバー１２０は、エッジ部１２４’が挿入部１１５’にスライド式で挿入されることによってヒートシンク１２０’に固定される。

図示してはいないが、透光性光学カバー１２０’の少なくとも一面に凹凸パターンが形成できる。

図２２を参照すると、本実施例による発光モジュール１００”は、放熱部材１１０”と、放熱部材１１０”の平らな上面に配置された印刷回路基板１４０”と、印刷回路基板１４０”上に実装された複数の半導体光素子１５０”とを含む。

放熱部材１１０”は、下部面に複数のヒートパイプ１１９”を備えている。

また、放熱部材１１０”は、ヒートパイプ１１９”と協働して放熱機能を行う多数の板型放熱フィン１１８”をヒートパイプ１１９”下部に備える。

放熱部材１１０”は、印刷回路基板１４０”が装着される上面から突出した内壁１１３”によって上面より高い位置に上段を有する。

また、発光モジュール１００”は、ヒートシンク１１０”に結合される透光性光学カバー１２０”をさらに含み、該透光性光学カバー１２０”はヒートシンク１１０”の上段部までもカバーする。

半導体光素子１５０”の上段を内壁１１３”の上段より高く設計することもできる。

光学カバー１２０”は、エッジ部１２４”を備え、該エッジ部１２４”は前記内壁１１３”周囲に提供されている挿入部に嵌めて固定される。

光学カバー１２０”は、半導体光素子１５０”に対応するようにレンズ部１２２”を備える。

一方、図２３は本発明の他の実施例にかかる発光モジュールを示した斜視図で、図２４は図２３に示された発光モジュールの分解斜視図で、図２５は図２３及び図２４に示された発光モジュールの底面図で、図２６は図２３のＩ−Ｉに沿って切断された発光モジュールの断面図である。

図２３〜図２６に示したように、本発明の他の実施例にかかる発光モジュール１００は、熱伝導性が良い金属材料で形成されたヒートシンク１１０と、ヒートシンク１１０の上段に結合される光学カバー１２０と、ヒートシンク１１０と光学カバー１２０との間でヒートシンク１１０の上面に装着される印刷回路基板１４０と、印刷回路基板１４０上に実装された複数の半導体光素子１５０とを含む。

ヒートシンク１１０は、幅と長さを有する放熱ベース１１９と、放熱ベース１１９の底面に形成された複数の放熱フィン１１８とを含む。

複数の放熱フィン１１８は、放熱ベース１１９の長さ方向に沿って約一定の間隔で配列される。

また、放熱フィン１１８各々は、放熱ベース１１９の幅に対応する長さを有する略四角の板形状を有し、放熱ベース１１９の幅方向両側端を横切るように形成される。

ヒートシンク１１０は、放熱ベース１１９の上部を通じて放熱フィン１１８を外部に露出させる貫通型の空気流動ホール１１２４を含む。

空気流動ホール１１２４は、放熱ベース１１９の中央に放熱ベース１１９の長さ方向に沿って長く形成される。

空気流動ホール１１２４を通じて、複数の放熱フィン１１８各々の上段がヒートシンク１１０の上側外部に露出される。

本実施例では、ヒートシンク１１０の長さ方向両端付近の幾つかの放熱フィンは、空気流動ホール１１２４の領域外側に存在するため、空気流動ホール１１２４を通じて外部に露出されない。

空気流動ホール１１２４に亘っている全ての放熱フィン１１８は、上向延長部１１４２を一体に含む。

放熱フィン１１８の上向延長部１１４２は、空気流動ホール１１２４を通じて放熱ベース１１９の上面を超えて突出されている。

放熱フィン１１８及びそれに属する上向延長部１１４２が、空気流動ホール１１２４を複数個のセル（ｃｅｌｌ）型孔で区画する。

空気は、セル型孔を通過しながら各放熱フィン１１８を冷却させることができる。

空気流動ホール１１２４の周辺であり放熱ベース１１９の上面には、非常に長いリング形態の搭載領域が提供される。

また、非常に長い突出隔壁１１２３が空気流動ホール１１２４に沿って形成され、空気流動ホール１１２４を内側に限定する。

突出隔壁１１２３は、空気流動ホール１１２４と搭載領域との間で搭載領域を空気流動ホール１１２４から分離区画する。

このとき、上向延長部１１４２の各々は、両側端で突出隔壁１１２３と接続される。

搭載領域は、放熱ベース１１９の幅両側に対向するように位置する一対の長さ方向領域１１２２ａを含む。

一対の長さ方向領域１１２２ａ間に空気流動ホール１１２４及びその周辺に立てられて形成された突出隔壁１１２３が位置する。

また、搭載領域は一対の幅方向領域１１２２ｂを含み、この一対の幅方向領域１１２２ｂは空気流動ホール１１２４の両端部側で一対の長さ方向領域の両端部を接続するように提供される。

また、搭載領域の端に沿って突出段１１２５が形成される。

放熱ベース１１９の搭載領域上には、印刷回路基板１４０が搭載される。本実施例では、非常に長いバー型を有する２個の印刷回路基板１４０各々が、一対の長さ方向領域１１２２ａ各々に搭載される。

印刷回路基板１４０上には、複数の半導体光素子１５０が実装されている。

複数の半導体光素子１５０は、印刷回路基板１４０の長さ方向に沿って一定間隔で配列される。

印刷回路基板１４０は、熱伝導性の良い金属を用いたＭＣＰＢ（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）であることが好ましいが、例えば、一般的なＦＲ４ ＰＣＢでもよい。

複数の半導体光素子１５０は、ＬＥＤであることが好ましい。ＬＥＤは、ＬＥＤチップをパッケージ構造内部に含むＬＥＤパッケージでもよく、代案として、チップオンボード（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）方式で印刷回路基板１４０上に直接実装されるＬＥＤチップでもよい。

また、ＬＥＤ以外の他の種類の半導体光素子が利用されてもよい。

光学カバー１２０は、ヒートシンク１１０の上段端に沿って形成された突出段１１２５に結合される。

本実施例では、光学カバー１２０をヒートシンク１１０に結合する際にボルトのようなファスナー（ｆ）が用いられる。

ヒートシンク１１０と光学カバー１２０との各々は、ファスナー(ｆ)との締結のための締結溝及びホール１２０１、１１０１を備えている。

光学カバー１２０は、空気流動ホール１１２４を露出させる開口部１２１２を備える。

開口部１２１２は、空気流動ホール１１２４に相応する形状及び大きさで光学カバー１２０の中央に光学カバー１２０の長さ方向に沿って長く形成されている。

開口部１２１２によって、空気流動ホール１１２４及びその内側にある放熱フィン１１８及びそれに属する上向延長部１１４２が光学カバー１２０外側の空気中に露出され得る。

光学カバー１２０は、例えば、透光性プラスチック樹脂を射出成形して作ることができる。

さらに、空気流動ホール１１２４を囲む突出隔壁１１２３が開口部１２１２に挿入され得る。

このとき、開口部１２１２の内側面と突出隔壁１１２３の外部面間との隙間を塞ぐことにより、印刷回路基板１４０と半導体光素子１５０とが存在する光学カバー１２０内側領域内への水分又は異物の浸透を遮断することがよい。

隙間を塞ぐための方法として、開口部１２１２に突出隔壁１１２３がぴったり合うように嵌めるようにすることを考慮でき、代案として、開口部１２１２と突出隔壁１１２３との間にシールを設けることを考慮できる。

図２６によく表されているように、ヒートシンク１１０に備えられた空気流動ホール１１２４と、光学カバー１２０に備えられた開口部１２１２を通じて、自然送風又は強制送風される空気が矢印で表示されたように発光モジュール１００の上下を貫通する方向に流れ得る。

また、空気流動ホール１１２４と開口部１２１２とに確保された上下方向の空気流動経路が、ヒートシンク１１０の中央領域に長さ方向に沿って亘っているため、従来にヒートシンク１１０の中央領域で引き起こされていた熱遅滞現象を大幅に減らすことができる。

また、放熱フィン１１８が空気流動ホール１１２４を通じてヒートシンク１１０の上部にさらに拡張され、上向延長部１１４２を形成するため、発光モジュール１００の大きさの増加がなくても既存に比べて放熱フィン１１８の表面積が増えて放熱特性がさらに向上される。

図２７は、複数の発光モジュール間を電気接続する構造を説明するための図面である。

図２７を参照すると、２個の発光モジュール１００が見られる。２個の発光モジュール１００は、長い側面同士向かい合うように配置され、街灯、保安灯、又は工場灯のような照明装置内に設置される。

また、発光モジュール１００は、ヒートシンク１１０の放熱ベース１１９の第１の側面１１０ａにオスコネクタ１７０ａを含み、第１の側面１１０ａに対向する第２の側面１１０ｂにはメスコネクタ１７０ｂを含む。

２個の発光モジュール１００を長い側面同士向かい合うように近接させると、一つの発光モジュール１００に備えられたオスコネクタ１７０ａが他の発光モジュール１００に備えられたメスコネクタ１７０ｂに挿入されて接続される。

これにより、一つの発光モジュール１００と他の発光モジュール１００とは、電気的に接続される。

一つの発光モジュール１００を、それと隣り合う他の発光モジュール１００から遠く離隔させて、オスコネクタ１７０ａをメスコネクタ１７０ｂから分離すると、二つの発光モジュール１００間の電気的接続は解除される。

図示及び説明の便宜のために、２個の発光モジュールを図面に示し明細書で説明しているが、３個又はそれ以上の発光モジュールを一つの照明装置で利用する際にも、オスコネクタ１７０ａとメスコネクタ１７０ｂとの接続によって、連続的に隣り合う３個以上の発光モジュールを電気的に接続させることができる。

上の構成を用いると、照明装置の電源供給装置（未図示）からの主電力線から複数の発光モジュールに電力を供給するために必要だった複雑な配線等、別途の部品の省略が可能で、隣り合う発光モジュール１００のオスコネクタ１７０ａとメスコネクタ１７０ｂとに接続させる簡単な作業だけで発光モジュール１００間の配線を接続する複雑な工程を代替できる。

図２８は、本発明の他の実施例にかかる発光モジュールを説明するための分解斜視図である。

図２８に示したように、本実施例にかかる発光モジュール１００は、前述の実施例と異なり、二つの縦方向実装部１４２と、その縦方向実装部１４２の一端部を縦方向に接続する横方向実装部１４４とを含む一つの印刷回路基板１４０を用いる。

印刷回路基板１４０を放熱ベース１１９上の搭載領域に搭載する際、二つの縦方向実装部１４２は、一対の長さ方向領域１１２２ａ上に長く置き、一つの横方向実装部１４４は一対の幅方向領域１１２２ｂのいずれかの幅方向領域１１２２ｂ上に置く。

代案として、二つの縦方向実装部と二つの横方向実装部からなる四角リング型の印刷回路基板を用いることもでき、この場合、印刷回路基板の二つの横方向実装部の各々は、放熱ベース１１９の搭載領域に提供される一対の幅方向領域１１２２ｂに置かれる。

また、図示したように、搭載領域を段形態に一定の高さ突出させて構成することができる。

また、本実施例にかかる発光モジュール１００は、放熱ベース１１９の上段枠の突出段１１２５に挿入溝１１２５ａを含む。

挿入溝１１２５ａには、四角リング型のシール１３０が挿入設置される。

また、光学カバー１２０は、透光性プラスチック樹脂を射出成形して作られたものであり、一定配列の複数のレンズ部１２２を一体に有する透光性カバー板１２１と、カバー板１２１の周縁に沿って形成され、下方に延長した四角環形の挿入部１２４を一体に含む。

挿入部１２４は自体から部分的に切欠されて弾性を有したまま外側に向かっている複数のフック部１２４２を一体に備える。

複数のフック部１２４２は、挿入部１２４に沿って約一定間隔で形成できる。

この複数のフック部１２４２に対応するように、前述のヒートシンク１１０の挿入溝１１２５ａ内側面には複数の噛合いスリット１１２７が形成されている。

光学カバー１２０をヒートシンク１１０の上段に結合する際、光学カバー１２０の挿入部１２４がシール部材１３０を加圧しながら挿入溝１１２５ａ内に挿入される。

このとき、光学カバー１２０のフック部１２４２がヒートシンク１１０の噛合いスリット１１２７に噛み合いながら、これにより、光学カバー１２０はヒートシンク１１０の上段に固定される。

挿入部１２４とシール部材１３０との間の相互作用によって、光学カバー１２０とヒートシンク１１０との間の内部空間がより確実に密封され得る。

また、本実施例にかかる発光モジュールは、フック部１２４２と噛合いスリット１１２７とを用いた光学カバー１２０の固定構造によって前述の実施例で説明したようなファスナーｆ（図２３及び２４参照）は省略できる。

また、光学カバー１２０は、ヒートシンク１１０に結合される際、空気流動ホール１１２４及び放熱フィンを露出させるために、開口部１２１２を含む。

また、光学カバー１２０は開口部１２１２の周囲に沿って形成され、下方に延長された内部壁１２１４をさらに含むことができる。

本 実施例では、空気流動ホール１１２４の上段には放熱フィン１１８がない領域が存在するが、光学カバー１２０の内部壁１２１４が空気流動ホール１１２４の上部に挿入できる。

図２９及び図３０は、本発明の一実施例にかかる光半導体照明装置の外観を示した斜視図である。

本発明は、図示したように、発光モジュール１００に形成されているヒートシンク１１０の両端部にそれぞれサービスユニット３００が配置された構造であることが把握できる。

発光モジュール１００は、少なくとも一つ以上の半導体光素子１５０を含むものであり、電源が入力されて駆動される光源としての役割を行うためのものである。

ヒートシンク１１０は、発光モジュール１００に形成されるものであり、発光モジュール１００から発生される熱を排出させ、冷却させるためのものである。

サービスユニット３００は、ヒートシンク１１０の両端部にそれぞれ配置されて発光モジュール１００と電気的に接続されるものであり、発光モジュール１００に電源を供給したり、隣接した発光モジュール１００との相互の接続等を図るための用途として活用されたりするものである。

本発明は、前記のような実施例の適用が可能で、次のような多様な実施例の適用もまた可能であることは勿論である。

参考までに、図３１は、図２９の光半導体照明装置をＢ方向に見た概念図であり、図３２及び図３３は本発明の多様な実施例にかかる光半導体照明装置の外観を示した斜視図であり、図３４は図３３の光半導体照明装置をＣ方向に見た概念図であり、図３５は本発明のその他の実施例にかかる光半導体照明装置の主要部であるサービスユニットを図示した部分斜視図である。

発光モジュール１００は、前述のように、光源としての役割を行うためのものであり、図３１を参考にすると、半導体光素子１５０が配置される印刷回路基板１４０と、半導体光素子１５０に対応するようにレンズ１２２が形成された光学カバー１２０を含む構造であることが分かる。

そして、ヒートシンク１１０は前述のように電熱面積を広げて放熱及び冷却効果を図るためのものであり、発光モジュール１００の長さ方向に沿って並列配置される複数の放熱フィン１１８と、ヒートシンクの一側に備えられ放熱フィン１１８各々の一側を相互に接続し、発光モジュール１００が形成される放熱ベース１１９を含む実施例を適用できる。

具体的に見てみると、ヒートシンク１１０は、放熱フィン１１８と隣接した放熱フィン１１８との間の空間に放熱ベース１１９を基準に折り曲げられたエアー流通路Ｐ１が形成されることが好ましい。

ここで、エアー流通路Ｐ１は、放熱フィン１１８各々の一側において放熱ベース１１９の一側付近に位置する入口Ｐ１１から、放熱ベース１１９が配置された放熱フィン１１８の端２３１（以下「第１の端２３１」）と向かい合う端２３２（以下「第２の端２３２」）の端部に備えられる出口Ｐ１２まで繋がる流路と言える。

つまり、放熱フィン１１８と隣接した放熱フィン１１８ｔの間の空間でそれぞれ形成される構造であることが図２９及び図３０を参考しても分かる。

ここで、ヒートシンク１１０は、入口Ｐ１１から流れ込んだエアーが出口Ｐ１２を通じてスムーズに排出できるように、第１の端２３１と向かい合う第２の端２３２は一側から他側に傾斜するように形成されることが好ましい。

このために、放熱ベース１１９は放熱フィン１１８それぞれの端一側に片寄って配置されるようにすると、このようなエアー流通路Ｐ１の形成が可能になる。

また、ヒートシンク１１０は、入口Ｐ１１から出口Ｐ１２まで強制的にエアー排出を誘導するために第２の端２３２から続く端（以下「第３の端２３３」）まで複数の放熱フィン１１８を覆うエアーバッフル２６０（Ａｉｒ ｂａｆｆｌｅ）をさらに備えることが好ましい。

一方、ヒートシンク１１０は図３２のように放熱ベース１１９の一側端から延長され、放熱ベース１１９と放熱フィン１１８との接続部から離隔されたリップ２２２と、リップ２２２の長さ方向に沿って貫通するエアースロット２２１とを含む実施例の適用もまた可能である。

エアースロット２２１は、エアー流通路として入口の役割をすることもでき、エアースロット２２１が形成されたリップ２２２は、放熱ベース１１９から延長されることによって設置される環境及び位置に沿ってヒートシンク１１０及びサービスユニット３００の荷重を効果的に分散支持する役割もまた行うことができる。

また、ヒートシンク１１０は、図３３及び図３４のように構造的強度、つまり捻れ応力に耐久性を有することができるように第２の端２３２から延長されて複数の放熱フィン１１８全部を相互に接続する補強リブ２５０を更に備えることが好ましい。

一方、サービスユニット３００は前述のように発光モジュール１００に電源を供給したり隣接した発光モジュール１００との相互接続等を図ったりするためのものであり、図２９を参考すると、ヒートシンク１１０両端部にそれぞれ配置されるユニット本体３１０と、ユニット本体３１０に形成されるコネクタ３２０とを含む実施例を適用できる。

つまり、コネクタ３２０は、隣接する別途の発光モジュール１００に備えられたサービスユニット３００との機械的結合を通じて電気的接続を図ることができるものである。

また、サービスユニット３００は図３５のようにユニット本体３１０に駆動印刷回路基板３３０又は充放電回路を内蔵した充放電器３４０を含む実施例を適用できる。

よって、駆動印刷回路基板３３０を通じて発光モジュール１００の駆動が可能なことは勿論、充放電器３４０を利用すると、別途の電源供給が一時的に不可能な状況において非常電源を発光モジュール１００に供給する等の動作が可能になる。

以上のように、本発明は点検及び補修の便宜を図り、分離及び締結が簡便なのは勿論、防水性及び耐久性に優れ、レンズが統合された光学カバーを利用して光の損失あるいは暗い領域の発生を最小化し、広く均一な照明光を提供でき、水密等の目的でヒートシンクから突出された突出物が半導体光素子、さらには光半導体チップから出た光を吸収して生じ得る光損失を最小化でき、ヒートシンクを上下に貫通する方向に空気流動路をさらに確保して放熱特性をより向上させ、複数個の発光モジュールを含む照明装置で発光モジュール間の容易且つ信頼性のある電気接続構造を提供することは勿論、放熱面積を増やして放熱効率をより向上させ、自然対流による冷却効率もまた向上させることができるようにする光半導体照明装置を提供することを基本的な技術的思想としていることが分かる。

そして、本発明の基本的な技術的思想の範疇内で当該業界の通常の知識を有する者においては、本発明にかかる光半導体照明装置の主要部である発光モジュールを含む装置全体を、室内照明は勿論、街灯や保安灯、及び工場灯等の多様な分野に適用できる等、異なる多くの変形及び応用もまた可能なことは勿論である。

１００：発光モジュール、２００：ハウジング、３００：サービスユニット

Claims (7)

1. 半導体光素子が配置されるヒートシンク部および前記ヒートシンク部に結合される光学カバーを含む発光モジュールと、
   前記発光モジュールが少なくとも一つ以上は装着されるハウジングとを含み、
   前記ヒートシンク部は、
   複数の放熱フィンが突出される放熱ベース上に、前記光学カバーの周縁に対応する形状で突出する環形の内壁と、
   前記内壁と溝を形成するように形成され、前記光学カバーが引掛り固定される複数の締結スリットを備えた環形の外壁と、
   前記溝に配置された環形のシール部材とを含み、
   前記光学カバーは、内側壁および外側壁を備えた二重壁構造のエッジ部を含み、
   前記エッジ部の少なくとも前記内側壁が前記溝の内部において前記シール部材に押しつけられて前記ヒートシンク部と前記光学カバーとの間を密封し、
   前記締結スリットに前記溝の内側から着脱結合するフック部が前記内側壁より前記外側壁の側に形成され、
   前記エッジ部は、前記半導体光素子に対応するレンズ部が備えられる透光性カバー板から突出され、
   前記フック部は、前記エッジ部の形成方向に沿って前記透光性カバー板まで前記外側壁が切開された切欠部に形成されていることを特徴とする光半導体照明装置。
2. 前記光学カバーは、前記透光性カバー板の表面に光拡散塗料が塗布されている、又は、光拡散フィルムが付着していることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
3. 前記透光性カバー板は、光拡散物質が混合された透明又は半透明の合成樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
4. 前記光学カバーは、前記半導体光素子と前記透光性カバー板との間に配置され半導体光素子から照射される光を乱反射させる色光プレートをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
5. 前記レンズ部は凸レンズ又は凹レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
6. 前記レンズ部は少なくとも二つ以上の楕円球を、前記透光性カバー板に対して傾斜するように重ねて配置された形状であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
7. 前記レンズ部は多面体であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。