JP5899449B2 - 照明用光源及び照明装置 - Google Patents
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Description
本発明は、照明用光源及び照明装置に関し、特に、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いた照明用光源及びこれを用いた照明装置に関する。
LEDは、高効率及び長寿命であることから、様々な製品の光源として用いられている。中でも、LEDを用いたランプ(LEDランプ)は、従来から知られる蛍光灯や白熱電球等に代替する照明用光源として研究開発が進められている。
LEDランプとしては、電球形蛍光灯や白熱電球に代替する電球形LEDランプ(LED電球)、あるいは、直管形蛍光灯に代替する直管形LEDランプ等がある。例えば、特許文献1には、従来の電球形LEDランプが開示されている。また、特許文献2には、従来の直管形LEDランプが開示されている。
LEDランプには、光源として、LEDモジュールが配置されている。LEDモジュールは、例えば、実装基板と当該実装基板上に実装された複数のLEDとによって構成されている。
LEDモジュールは、LEDランプ内に配置された基台(ヒートシンク)の上に固定される。LEDモジュールと基台との固定方法については、いくつかの方法が考えられる。
例えば、LEDを実装する実装基板に複数(例えば3つ)の貫通孔を設けるとともに基台にねじ穴を設けておき、この貫通孔とねじ穴とを利用して実装基板と基台とを直接ねじ止めする方法がある。
しかしながら、実装基板を直接ねじ止めする方法では、次のような問題がある。例えば、実装基板がガラスエポキシ基板等の樹脂基板やメタルベース基板等の金属基板である場合、実装基板の外周端部が反り返ったり、あるいは実装基板の内部が浮いて反ったりし、基台との密着性が低下して放熱性が低下するという問題がある。また、実装基板がセラミックス基板である場合は、セラミックスは硬くて脆いという性質を有するので、ねじの締め付け力によってセラミックス基板が割れたり欠けたりするという問題がある。
また、LEDモジュールと基台とを固定する他の方法として、実装基板を直接ねじ止めするのではなく、実装基板の周縁端部を押さえ部材(金属板バネ等)で押さえた状態で、実装基板の外部で押さえ部材と基台とをねじ止めする方法がある。この場合、押さえ部材は、実装基板の周縁端部と基台とに跨がるようにして配置される。
しかしながら、従来の押さえ部材は発光部(LED)の外側に配置されることになるので、発光部から側方に出射した光が押さえ部材によって蹴られることになる。このため、発光効率が低下したり蹴られた光が乱光となって輝度分布が不均一になったりして配光特性が劣化するという問題がある。しかも、押さえ部材は実装基板の周縁端部のみしか押さえないので、実装基板が樹脂基板や金属基板であると、LEDの発熱によって実装基板が熱膨張し、中央部が浮くようにして実装基板に反りが発生する。この結果、実装基板と基台との密着性が低下して放熱性が低下するという問題がある。さらに、従来の押さえ部材を用いた場合は、取り付け部(ねじ止め部)が実装基板の外側になるので、LEDランプが大型化するという問題もある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、配光特性を劣化させることなく、実装基板の反りの発生及び割れや欠けの発生を抑制することのできる照明用光源及び照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る照明用光源の一態様は、基台と、前記基台上に配置された実装基板と、前記実装基板の主面に実装された複数の発光素子と、前記実装基板の主面の一部の領域を覆うカバー部材と、前記実装基板を挟んで前記基台と前記カバー部材とを締め付ける締め付け部材とを備え、前記複数の発光素子は、前記カバー部材を囲むように実装されることを特徴とする。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記複数の発光素子は、前記実装基板の周縁部に環状に配列され、前記カバー部材は、環状に配列された前記複数の発光素子の内側の領域に配置されていてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記カバー部材は、前記締め付け部材を通すための貫通孔を有し、前記カバー部材の一部は、前記貫通孔よりも外側に位置する、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記実装基板の前記貫通孔の開口径は、前記カバー部材の前記貫通孔の開口径よりも大きくてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記実装基板の前記貫通孔の開口形状は、前記実装基板の中心と当該貫通孔の中心とを結ぶ直線に沿った方向である第1方向の長さが、前記第1方向に垂直な方向である第2方向の長さよりも長い形状である、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記カバー部材は、前記実装基板の主面と面接触する開口を有する筒状の枠部を有する有底筒形状である、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記枠部の側面は、傾斜面であり、前記枠部の開口面積は、前記実装基板から離れるに従って小さくなっている、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、さらに、前記実装基板の主面に設けられた導電部材を備え、前記導電部材は、前記カバー部材の内部に収納されていてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記導電部材は、外部から前記複数の発光素子を発光させるための電力を受ける電力供給部、前記電力供給部と前記複数の発光素子とを電気的に接続する配線、及び、前記複数の発光素子を静電保護する保護素子の少なくとも1つである、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、さらに、前記実装基板の主面に設けられ、外部から前記複数の発光素子を発光させるための電力を受ける電力供給部を備え、前記カバー部材には、前記電力供給部に接続されるリード線のコネクタ部を押さえる押さえ部が設けられていてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記カバー部材は、前記締め付け部材で締め付けられたときに、前記枠部の一部が外方に向かって広がるように構成されていてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記カバー部材は、板状であり、前記実装基板の主面と面接触している、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記カバー部材は、レンズ機能を兼ね備えていてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記カバー部材には、前記締め付け部材の端部を収納する凹部が設けられていてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記締め付け部材は、ねじであってもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記複数の発光素子は、前記基台の上に直接実装された複数の発光ダイオードチップであり、さらに、前記実装基板には、前記複数の発光ダイオードチップを一括封止する封止部材が形成されていてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記発光素子は、凹部を有する容器と、前記凹部に実装された発光ダイオードチップと、前記凹部に封入された封止部材とを有する、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記封止部材は、前記発光ダイオードチップの発光波長を変換する波長変換材を含む、としてもよい。
また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記いずれかの照明用光源の一態様を備えることを特徴とする。
本発明によれば、発光素子を実装する実装基板を基台に固定する場合に、配光特性を劣化させることなく、実装基板の反りの発生及び欠けや割れの発生を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態に係る照明用光源及び照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図1及び図2を用いて説明する。
まず、本発明の実施の形態1に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図1及び図2を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。また、図2(a)は、同照明用光源における発光装置周辺の構成を示す平面図であり、図2(b)は、図2(a)のA−A’線における同照明用光源における発光装置周辺の断面図である。
なお、照明用光源の全体構成については図示しないが、照明用光源としては、例えば、電球形LEDランプ(LED電球)等のLEDランプが挙げられる。
本実施の形態に係る照明用光源は、図1に示すように、光源となる発光装置10と、発光装置10が載置される基台20と、発光装置10に取り付けられるカバー部材30と、発光装置10を挟んで基台20とカバー部材30とを締め付ける締め付け部材40とを備える。
本実施の形態における発光装置10は、ベアチップであるLED12が実装基板11上に直接実装されたCOB構造である。
(発光装置)
図1に示すように、発光装置10は、実装基板11と、実装基板11の主面上に実装された複数のLED12と、LED12を封止する封止部材13と、LED12に電力を給電する電力供給部14とを備える。発光装置10は、さらに、実装基板11上に所定形状でパターン形成された配線15及び配線パッド16と、LED12に接続されたワイヤ17と、LED12を静電保護する保護素子18とを備える。
図1に示すように、発光装置10は、実装基板11と、実装基板11の主面上に実装された複数のLED12と、LED12を封止する封止部材13と、LED12に電力を給電する電力供給部14とを備える。発光装置10は、さらに、実装基板11上に所定形状でパターン形成された配線15及び配線パッド16と、LED12に接続されたワイヤ17と、LED12を静電保護する保護素子18とを備える。
実装基板11は、LED12を実装するためのLED実装用基板であり、基台20上に配置される。本実施の形態における実装基板11は、配線15が形成された配線基板である。
実装基板11には、第1貫通孔11aが設けられている。第1貫通孔11aは、締め付け部材40を通すための固定用開口部である。第1貫通孔11aは、封止部材13の内側の領域(内部領域)に設けられており、例えば、実装基板11の3箇所に設けることができる。
さらに、実装基板11には、第2貫通孔11bが設けられている。第2貫通孔11bは、電力供給部14に接続されるリード線50を通すための配線用開口部である。第2貫通孔11bは、封止部材13の内側の領域(内部領域)に設けられており、例えば、実装基板11の中央部に設けられている。
本実施の形態において、第1貫通孔11a及び第2貫通孔11bは、いずれも環状の封止部材13の内側の領域に形成されている。第1貫通孔11a及び第2貫通孔11bは、例えば、セラミックス基板をレーザ加工することによって形成することができる。
LED12は、実装基板11の主面上に、環状に複数個実装されている。実装基板11上のLED12は、カバー部材30を囲むように実装されている。本実施の形態において、複数のLED12は、正方形の枠状(ロの字)となるように、環状の素子列として一列の並びで配列されている。
また、LED12は、実装基板11の周縁部に沿って配列されている。具体的には、LED12は、正方形の実装基板11の4辺の各辺近傍において各辺に沿って一列に配列されている。
封止部材13は、LED12を覆うようにしてLED12の配列に沿って環状に形成されている。本実施の形態において、複数のLED12は、正方形の枠状となるように一列で配列されているので、封止部材13は、LED12の正方形の配列に沿うように線状に形成されている。
封止部材13は、全てのLED12を一括封止するようにして途切れることなく連続的に形成されている。本実施の形態では封止部材13に蛍光体が含まれているので、LED12を封止する封止部材13は発光部となる。つまり、LED12を封止する封止部材13は環状の発光部となり、当該封止部材13からは例えば白色光が放出される。
また、LED12を封止する環状の封止部材13の内側の領域を内部領域とすると、電力供給部14は、内部領域に設けられている。すなわち、電力供給部14は、環状の発光部で囲まれる領域の内側に設けられている。さらに、本実施の形態では、配線15も環状の封止部材13の内部領域に形成されている。さらに、保護素子18も環状の封止部材13の内部領域に配置されている。
なお、発光装置10の各構成部材の詳細については後述する。
(基台)
基台20は、発光装置10を支持する支持台であって、LEDランプ等の筐体内に設けられている。発光装置10は基台20に配置されて固定される。基台20には、発光装置10を載置するための載置面が形成されている。図2(b)に示すように、基台20の載置面には、発光装置10の実装基板11が載置される。
基台20は、発光装置10を支持する支持台であって、LEDランプ等の筐体内に設けられている。発光装置10は基台20に配置されて固定される。基台20には、発光装置10を載置するための載置面が形成されている。図2(b)に示すように、基台20の載置面には、発光装置10の実装基板11が載置される。
また、基台20は、発光装置10で発生する熱を放熱するヒートシンクとしても機能する。したがって、基台20は、アルミニウム等の金属材料又は熱伝導率の高い樹脂材料を用いて構成することが好ましい。
基台20には、締め付け部材40を固定するための固定穴20aが設けられている。例えば、締め付け部材40がねじである場合、固定穴20aは、ねじがねじ込まれるねじ穴であり、内面に螺合部を有する。図2(b)に示すように、固定穴20aは、実装基板11の第1貫通孔11aとカバー部材30の第1貫通孔31とに対応するようにして設けられている。
また、基台20には、電力供給部14に接続されるリード線50を通すための挿通孔が形成されている。挿通孔は、実装基板11の第2貫通孔11bとカバー部材30の第2貫通孔32とに対応するようにして設けられている。
(カバー部材)
カバー部材30は、実装基板11の主面の一部の領域を覆うように構成されている。本実施の形態におけるカバー部材30は、所定形状の板状部材であり、実装基板11側の全面が実装基板11の主面と面接触している。カバー部材30は、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の絶縁性樹脂材料等を用いて構成することができる。
カバー部材30は、実装基板11の主面の一部の領域を覆うように構成されている。本実施の形態におけるカバー部材30は、所定形状の板状部材であり、実装基板11側の全面が実装基板11の主面と面接触している。カバー部材30は、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の絶縁性樹脂材料等を用いて構成することができる。
カバー部材30は、環状に配列された複数のLED12の素子列の内側の領域に配置されている。本実施の形態では、環状に配列されたLED12が封止部材13で一括封止されているので、カバー部材30は、環状の封止部材13の内部領域に形成されている。すなわち、カバー部材30は、環状の発光部で囲まれる領域の内側に設けられている。
カバー部材30には、第1貫通孔31が設けられている。第1貫通孔31は、締め付け部材40を通すとともに締め付け部材40を係止して保持するように構成されている。第1貫通孔31は、環状の封止部材13の内側の領域(内部領域)に設けられており、例えば、図2(a)に示すように、カバー部材30の3箇所に設けることができる。図2(b)に示すように、第1貫通孔31は、基台20の固定穴20aと実装基板11の第1貫通孔11aとに対応するようにして設けられている。
また、第1貫通孔31は、ねじのねじ頭を保持する構造となっている。つまり、第1貫通孔31は、締め付け部材40全体が第1貫通孔31を挿通しないように構成されている。第1貫通孔31は、締め付け部材40がねじである場合、ねじのねじ頭が第1貫通孔31を貫通しないように、例えば、ねじのねじ頭が引っ掛かるような構造を有していればよい。この場合、締め付け部材40の端部を収納する凹部が設けられていることが好ましい。
本実施の形態では、図2(b)に示すように、各第1貫通孔31には、ねじのねじ頭を収納するための収納部(ザグリ部)31aが設けられているとともに、ねじのねじ頭が引っ掛かるように段差部が形成されている。つまり、第1貫通孔31は、異なる2つの孔径を有するように構成されており、小さい方の孔径はねじのねじ頭の径よりも小さくなっている。
さらに、カバー部材30には、第2貫通孔32が設けられている。第2貫通孔32は、電力供給部14に接続されるリード線50を通すための配線用開口部である。第2貫通孔32も、封止部材13の内側の領域(内部領域)に設けられている。第2貫通孔32は、基台20の挿通孔と実装基板11の第2貫通孔11bとに対応するようにして設けられている。
カバー部材30は、環状の封止部材13の内部領域における実装基板11の主面の広い領域を覆うように構成することが好ましく、カバー部材30の少なくとも一部は第1貫通孔31よりも外側に位置することが好ましい。
図2(a)に示すように、本実施の形態におけるカバー部材30は、環状の封止部材13の内部領域のうち、保護素子18を覆う封止部材13の周辺領域と電力供給部14の周辺領域とを除いた領域を覆うように構成されている。つまり、保護素子18を覆う封止部材13と電力供給部14とを避けるような形状で、カバー部材30が形成されている。これにより、実装基板11上に形成された配線15の多くをカバー部材30で覆うことができる。
(締め付け部材)
締め付け部材40は、実装基板11を挟んで基台20とカバー部材30とを締め付けるための部品であり、例えば、ねじ等を用いることができる。締め付け部材40によって、カバー部材30と実装基板11とを基台20に締め付けるように固定することができる。なお、基台20の固定穴20aが貫通孔である場合は、締め付け部材40として、ボルトとナットを用いることもできる。
締め付け部材40は、実装基板11を挟んで基台20とカバー部材30とを締め付けるための部品であり、例えば、ねじ等を用いることができる。締め付け部材40によって、カバー部材30と実装基板11とを基台20に締め付けるように固定することができる。なお、基台20の固定穴20aが貫通孔である場合は、締め付け部材40として、ボルトとナットを用いることもできる。
締め付け部材40による具体的な締め付け方法としては、まず、基台20の固定穴20aと実装基板11の第1貫通孔11aとの開口が一致するように、発光装置10の実装基板11を基台20に載置する。その後、実装基板11の第1貫通孔11aとカバー部材30の第1貫通孔31との開口が一致するように、実装基板11の上にカバー部材30を配置する。その後、締め付け部材40としてねじ(おねじ)を用いる場合には、ねじ頭がカバー部材30に保持されるように、カバー部材30の第1貫通孔31と実装基板11の第1貫通孔11aとにねじの軸を挿通させて、ねじの螺合部を基台20の固定穴20a(めねじ)の螺合部にねじ込む。これにより、カバー部材30及び実装基板11を基台20に固定することができる。
このとき、実装基板11にはカバー部材30からの押圧が付与された状態となる。本実施の形態では、板状のカバー部材30が、環状の封止部材13の内部領域における実装基板11の主面の広い領域を覆うように構成されているので、カバー部材30は広い領域にわたって実装基板11と面接触している。これにより、環状の封止部材13の内部領域の広い領域において実装基板11に押圧を付与することができる。
(リード線)
リード線50は、発光装置10に電力を供給するための電力供給用のリード線であり、例えば、電力供給部14のソケットに装着されるコネクタ部51と、コネクタ部51に接続される一対の導電線52とからなる。
リード線50は、発光装置10に電力を供給するための電力供給用のリード線であり、例えば、電力供給部14のソケットに装着されるコネクタ部51と、コネクタ部51に接続される一対の導電線52とからなる。
コネクタ部51は、電力供給部14のソケットと嵌合するように構成された略矩形状の樹脂成形部と、当該樹脂成形部に設けられた導電部とからなる。また、一対の導電線52は、例えば金属芯線が樹脂被膜されたビニル線によって構成することができる。本実施の形態において、リード線50は直流電力を通すように構成されており、一対の導電線52は、正電圧を供給する正電圧供給線と負電圧を供給する負電圧供給線とからなる。
なお、リード線50はコネクタ部51を有していなくてもよく、例えば、一対のビニル線のみによって構成することもできる。この場合、電力供給部14を一対の金属電極(金属膜)とし、先端部を露出させた一対のリード線(ビニル線)の金属芯線と一対の電力供給部14とをそれぞれはんだ接続することよって、電力供給部14とリード線(ビニル線)とを電気的に接続することができる。
以下、本実施の形態における発光装置10の各構成要素の詳細について、図1及び図2を参照しながら説明する。
(基板)
図2(a)に示すように、実装基板11は、例えば、平面視形状(実装基板11の主面垂直方向から見たときの形状)が正方形のものを用いることができる。なお、実装基板11の平面視形状としては、正方形に限らず、長方形等の四角形、六角形もしくは八角形等の多角形、又は、円形等、他の形状のものを用いることもできる。
図2(a)に示すように、実装基板11は、例えば、平面視形状(実装基板11の主面垂直方向から見たときの形状)が正方形のものを用いることができる。なお、実装基板11の平面視形状としては、正方形に限らず、長方形等の四角形、六角形もしくは八角形等の多角形、又は、円形等、他の形状のものを用いることもできる。
実装基板11としては、セラミックスからなるセラミックス基板、樹脂からなる樹脂基板、又は、ガラス基板等の絶縁基板、並びに、金属板に絶縁膜が被覆されたメタルベース基板(金属基板)を用いることができる。
セラミックス基板は、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)又は窒化アルミニウム等を用いて構成することができる。樹脂基板は、例えば、ガラスエポキシ基板等のリジッド基板、又は、ポリイミド等からなる可撓性を有するフレキシブル基板等である。また、メタルベース基板は、例えば、アルミニウム合金基板、鉄合金基板又は銅合金基板等である。
実装基板11としては、光反射率が高い(例えば光反射率が90%以上)白色基板を用いることが好ましい。白色基板を用いることにより、LED12の光を実装基板11の表面で反射させることができるので、発光装置10の光取り出し効率を向上させることができる。
本実施の形態では、実装基板11としてセラミックス基板を用いている。セラミックス基板は、樹脂基板と比べて熱伝導率が高く、LED12の熱を効率良く放熱させることができる。また、セラミックス基板は経時劣化が小さく、耐熱性にも優れている。
より具体的には、実装基板11として、アルミナ粒子を焼成させることによって構成された厚みが1mm程度の白色の多結晶アルミナ基板(多結晶セラミックス基板)を用いることができる。多結晶アルミナ基板は、原料となるアルミナ粒子と散乱体や焼結助剤(添加剤)とを混合したものにバインダを加えて加圧成形し、その後、焼成することにより作製することができる。なお、原料のアルミナ粒子は、焼成することによって粒成長して結晶化する。
(LED)
LED12は、発光素子の一例であって、所定の電力により発光する半導体発光素子である。実装基板11上の複数のLED12は、Vf特性が同じものを用いることができるが、個々のLED12のVfは多少ばらついていてもよく、直列接続されたLED12の素子列全体でのVf合計が所定のばらつきに収まればよい。また、各LED12は、いずれも単色の可視光を発するベアチップであり、本実施の形態では、通電されれば青色光を発する青色発光LEDチップを用いている。青色LEDチップとしては、例えばInGaN系の材料によって構成された、中心波長が440nm〜470nmの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。
LED12は、発光素子の一例であって、所定の電力により発光する半導体発光素子である。実装基板11上の複数のLED12は、Vf特性が同じものを用いることができるが、個々のLED12のVfは多少ばらついていてもよく、直列接続されたLED12の素子列全体でのVf合計が所定のばらつきに収まればよい。また、各LED12は、いずれも単色の可視光を発するベアチップであり、本実施の形態では、通電されれば青色光を発する青色発光LEDチップを用いている。青色LEDチップとしては、例えばInGaN系の材料によって構成された、中心波長が440nm〜470nmの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。
また、本実施の形態において、LED12の平面視形状(実装基板11の主面垂直方向から見たときの形状)は、長方形である。この場合、LED12は、LED12の長方形の長辺と当該LED12に近接する多角形の実装基板11の一辺とが略平行となるように配置することが好ましい。つまり、LED12は、当該LED12の長辺が近接する実装基板11の一辺に沿うように配列されていることが好ましい。例えば、実装基板11の平面視形状が正方形の場合、LED12の長方形の長辺と実装基板11の正方形の一辺とが平行となるように配置するとよい。
このような姿勢でLED12を配置することによって、隣接するLED12の並び方向(封止部材13の塗布方向)に対して垂直な方向に、つまり、LED12の長辺側の方向に出射される光束が多くなるので、光取り出し効率を向上させることができる。
また、各LED12は、p側電極(不図示)とn側電極(不図示)と有しており、p側電極及びn側電極にはワイヤ17が接続されている。本実施の形態では、実装基板11の各辺において隣接するLED12同士はワイヤ17によって直接接続されている。すなわち、実装基板11の各辺におけるLED12は、chip−to−chipでワイヤボンディングされており、隣り合うLED12において、一方のLED12のカソード電極と他方のLED12のアノード電極とがワイヤ17によって接続されている。
(封止部材)
封止部材13は、例えば透光性の樹脂材料によって構成することができるが、LED12の光の波長を所定の波長に変換する必要がある場合には、波長変換材料が混入される。本実施の形態における封止部材13は、波長変換材として蛍光体を含み、LED12が発する光の波長(色)を変換する波長変換部材である。このような封止部材13としては、例えば、蛍光体粒子を含有する絶縁性の樹脂材料(蛍光体含有樹脂)によって構成することができる。蛍光体粒子は、LED12が発する光によって励起されて所望の色(波長)の光を放出する。
封止部材13は、例えば透光性の樹脂材料によって構成することができるが、LED12の光の波長を所定の波長に変換する必要がある場合には、波長変換材料が混入される。本実施の形態における封止部材13は、波長変換材として蛍光体を含み、LED12が発する光の波長(色)を変換する波長変換部材である。このような封止部材13としては、例えば、蛍光体粒子を含有する絶縁性の樹脂材料(蛍光体含有樹脂)によって構成することができる。蛍光体粒子は、LED12が発する光によって励起されて所望の色(波長)の光を放出する。
封止部材13を構成する樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。また、封止部材13には、光拡散材を分散させてもよい。なお、封止部材13は、必ずしも樹脂材料によって形成する必要はなく、フッ素系樹脂などの有機材のほか、低融点ガラスやゾルゲルガラス等の無機材によって形成することも可能である。
封止部材13に含有させる蛍光体粒子としては、例えば、LED12が青色光を発光する青色発光LEDである場合、白色光を得るために、例えばYAG系の黄色蛍光体粒子を用いることができる。これにより、LED12が発した青色光の一部は、封止部材13に含まれる黄色蛍光体粒子によって黄色光に波長変換される。そして、黄色蛍光体粒子に吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体粒子によって波長変換された黄色光とは、封止部材13中で拡散及び混合されることにより、封止部材13から白色光となって出射される。また、光拡散材としては、シリカなどの粒子が用いられる。
本実施の形態における封止部材13は、シリコーン樹脂に所定の蛍光体粒子を分散させた蛍光体含有樹脂としており、ディスペンサーによって実装基板11の主面に塗布して硬化させることで形成することができる。
より具体的には、実装基板11上の所定位置に対してディスペンサーの吐出ノズルを対向配置し、LED12の配列方向に沿って、吐出ノズルから封止部材材料(蛍光体含有樹脂)を吐出しながら吐出ノズルを実装基板11の所定の方向に移動させる。このとき、封止部材材料は、LED12とともにワイヤ17を覆うようにして吐出される。
本実施の形態では、途中に切れ目のない環状の封止部材13を形成するので、封止部材材料の塗布は、一筆書きで正方形を描くように実装基板11のある箇所から元の箇所に戻るようにして1回の動作で行う。封止部材材料を塗布した後は、所定の方法によって封止部材材料を硬化させる。
なお、塗布して形成された封止部材13の長手方向に垂直な断面における形状は、例えば略半円形である。
また、封止部材13は、保護素子18も封止している。この場合、封止部材13は、保護素子18の配列に沿って形成することができ、本実施の形態では、直線状に形成されている。保護素子18を覆う封止部材13は、LED12を封止する封止部材13と同様の材料を用いて、同様の方法によって形成することができる。保護素子18を封止部材13で覆うことによって、保護素子18が劣化することを抑制することができる。
なお、保護素子18を覆う封止部材13には蛍光体が含まれていなくてもよいが、保護素子18を封止する封止部材13とLED12を封止する封止部材13とを同じ材料とすることによって、保護素子18の封止とLED12の封止とを同じ工程で行うことができる。これにより、製造コストを削減することができる。
(電力供給部)
電力供給部14(給電端子)は、発光装置10の外部から所定の電力を受電する外部接続端子(電極端子)である。本実施の形態において、電力供給部14は、LED12を発光させるための直流電力を受電して、受電した直流電力を配線15及びワイヤ17を介して各LED12に供給する。なお、受電した直流電力は、保護素子18にも供給される。
電力供給部14(給電端子)は、発光装置10の外部から所定の電力を受電する外部接続端子(電極端子)である。本実施の形態において、電力供給部14は、LED12を発光させるための直流電力を受電して、受電した直流電力を配線15及びワイヤ17を介して各LED12に供給する。なお、受電した直流電力は、保護素子18にも供給される。
電力供給部14は、ソケット型に構成されており、樹脂製のソケットと、直流電力を受電するための複数の導電ピンとを有する。複数の導電ピンは、正電圧側の導電ピンと負電圧側の導電ピンとを有し、実装基板11上に形成された配線15と電気的に接続されている。
電力供給部14のソケットに電力供給用のリード線50のコネクタ部51が装着されることにより、電力供給部14に電力が供給される状態となる。
なお、電力供給部14としては、ソケット型ではなく、金属電極とすることもできる。この場合、金属電極は、正電圧側の金属電極と負電圧側の金属電極とを形成すればよく、例えば、配線15と同時にパターン形成することができる。
(配線)
配線15は、LED12と電力供給部14とを電気的に接続するために形成される。すなわち、配線15は、LED12を発光させるための電流が流れる導電性配線であって、例えば金属配線とすることができる。配線15によって、発光装置10に給電された電力が各LED12に供給される。
配線15は、LED12と電力供給部14とを電気的に接続するために形成される。すなわち、配線15は、LED12を発光させるための電流が流れる導電性配線であって、例えば金属配線とすることができる。配線15によって、発光装置10に給電された電力が各LED12に供給される。
図2(a)に示すように、配線15は、実装基板11上の複数のLED12を所定の電気的接続となるように所定形状で形成される。本実施の形態において、配線15は、全てのLED12が直列と並列とを組み合わせた接続となるように形成されている。
また、配線15は、保護素子18と電力供給部14とを電気的に接続するためにも形成されている。また、隣接する保護素子18間にも島状に配線15が形成されており、保護素子18と島状の配線15とがワイヤ17によって接続されている。
配線15は、例えば、金属材料からなる金属膜をパターニングしたり、印刷したりすることによって形成することができる。配線15の金属材料としては、例えば、Au(金)、銀(Ag)又は銅(Cu)等を用いることができる。本実施の形態における配線15は、金を用いて構成されている。
なお、封止部材13から露出する配線15については、ガラス材によるガラス膜(ガラスコート膜)又は樹脂材による樹脂被膜(樹脂コート膜)によって被覆することが好ましい。これにより、発光装置10の絶縁性を向上させたり、実装基板11の表面の反射率を向上させたりすることができる。
(配線パッド)
配線パッド16は、複数のLED12及び配線15と電気的に接続されている。配線パッド16は、LED12の配列形状の角部(コーナー部)に形成されている。つまり、実装基板11の平面視におけるLED12の配列形状が多角形である場合、配線パッド16はその多角形の角部に形成される。言い換えると、配線パッド16は、LED12と同じ列をなすように配置されており、各角に配置された配線パッド16と各辺に対応するようにして配列された複数のLED12とによって多角形が構成されている。例えば、LED12の配列形状が正方形である場合、配線パッド16は、正方形の4つの角部に形成される。
配線パッド16は、複数のLED12及び配線15と電気的に接続されている。配線パッド16は、LED12の配列形状の角部(コーナー部)に形成されている。つまり、実装基板11の平面視におけるLED12の配列形状が多角形である場合、配線パッド16はその多角形の角部に形成される。言い換えると、配線パッド16は、LED12と同じ列をなすように配置されており、各角に配置された配線パッド16と各辺に対応するようにして配列された複数のLED12とによって多角形が構成されている。例えば、LED12の配列形状が正方形である場合、配線パッド16は、正方形の4つの角部に形成される。
また、本実施の形態では、LED12の配列形状が実装基板11の形状に合わせて正方形となっているので、配線パッド16は、実装基板11の角部に対応する位置に形成されている。つまり、実装基板11の平面視形状が正方形であるので、配線パッド16は、正方形の4つの角部に形成されている。
このように、実装基板11の角部に配線パッド16を形成することによって、封止部材13を塗布するときに、当該角部において塗布方向(角度)の変更回数を少なくすることができる。これにより、封止部材13を塗布する工程を簡素化することができるので、製造コストを削減することができる。また、配線パッド16を介して角部に近い2つのLED12をワイヤ17で接続することにより、2つのLED12を直接ワイヤ接続する場合と比べて、ワイヤ17が各チップ群の方向から実装基板11の内側に入ることがない。
つまり、配線パッド16を介さずに、実装基板11の角部におけるLED12同士をワイヤ接続すると、ワイヤ17が斜めに張られることになる。この場合、実装基板11の角部において、封止部材13の塗布を1回(90°)の角度変更で行うと、ワイヤ17が封止部材13からはみ出すおそれがある。なお、ワイヤ17がはみ出さないようにすると、ワイヤ17が内側に張られるので、角部における封止部材13の塗布を、湾曲するように行うか、あるいは2回の角度変更で行う必要があり、封止部材13の塗布を容易に行うことができなくなる。
そこで、本実施の形態では、実装基板11の角部では、配線パッド16を用いてワイヤ接続を行っている。これにより、封止部材13からワイヤがはみ出すことを抑制することができるので、ワイヤのはみ出しによる輝度均一性の低下を抑制することができる。
(ワイヤ)
ワイヤ17は、例えば金ワイヤ等の導電線である。上述のとおり、ワイヤ17は、実装基板11の各辺において隣接するLED12同士を直接接続する。また、上述のとおり、実装基板11の角部において、ワイヤ17は、LED12と配線パッド16とに架設されている。ワイヤ17は、封止部材13から露出しないように封止部材13の中に埋め込まれていることが好ましい。
ワイヤ17は、例えば金ワイヤ等の導電線である。上述のとおり、ワイヤ17は、実装基板11の各辺において隣接するLED12同士を直接接続する。また、上述のとおり、実装基板11の角部において、ワイヤ17は、LED12と配線パッド16とに架設されている。ワイヤ17は、封止部材13から露出しないように封止部材13の中に埋め込まれていることが好ましい。
(保護素子)
保護素子18は、逆耐圧が低いLED12が実装基板11上に生じる逆方向極性の静電気によって破壊されることを防止する。このため、保護素子18は、LED12とは逆極性で並列接続となるように配置される。
保護素子18は、逆耐圧が低いLED12が実装基板11上に生じる逆方向極性の静電気によって破壊されることを防止する。このため、保護素子18は、LED12とは逆極性で並列接続となるように配置される。
保護素子18としては、例えばツェナーダイオード等を用いることができる。また、保護素子18は、実装基板11上に1つ又は複数個実装される。図1及び図2に示すように、本実施の形態では、保護素子18として5つのツェナーダイオードが実装されている。
本実施の形態において、保護素子18は封止部材13によって封止されている。この場合、封止部材13は、保護素子18の配列に沿って形成することができ、本実施の形態では、直線状に形成されている。保護素子18を覆う封止部材13は、LED12を封止する封止部材13と同様の材料を用いて、同様の方法によって形成することができる。保護素子18を封止部材13で覆うことによって、保護素子18が劣化することを抑制することができる。
なお、保護素子18を覆う封止部材13には蛍光体が含まれていなくてもよいが、保護素子18を封止する封止部材13とLED12を封止する封止部材13とを同じ材料とすることによって、保護素子18の封止処理とLED12の封止処理とを同じ工程で行うことができる。これにより、製造コストを削減することができる。
以上、本実施の形態に係る照明用光源によれば、発光装置10の実装基板11は、カバー部材30を介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。具体的には、締め付け部材40としてねじを用いた場合、ねじのねじ頭がカバー部材30に係止して保持されるように、ねじの軸をカバー部材30の第1貫通孔31と実装基板11の第1貫通孔11aとに挿通させて、基台20の固定穴20aにねじをねじ込む。
このように、本実施の形態では、基台20に対して実装基板11を直接ねじ止めするのではなく、カバー部材30を介して実装基板11を基台20に締め付け固定している。すなわち、本実施の形態は、直接ねじ止めするような点固定ではなく、カバー部材30を用いた面固定によって実装基板11を固定している。
これにより、実装基板11に対する荷重負荷を、より広い範囲で均等荷重とすることができるので、実装基板11として樹脂基板や金属基板を用いた場合であっても、実装基板11に反りが発生することを抑制できる。したがって、実装基板11と基台20との密着性の低下を抑制できるので、放熱性が低下することを抑制できる。
また、本実施の形態では、実装基板11とカバー部材30とを面接触させており、直接ねじ止めするような一点集中による荷重負荷を避けている。これにより、カバー部材30と実装基板11との接触部分全体に分散させて荷重負荷をかけることができる。したがって、実装基板11としてセラミックス基板を用いた場合であっても、セラミックス基板が割れたり欠けたりすることを抑制できる。
また、本実施の形態では、LED12はカバー部材30を囲むように実装されている。言い換えると、カバー部材30は、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、発光部(LED12、封止部材13)の側方から実装基板11の外側に放出する光がカバー部材30に蹴られないので、発光効率の低下や輝度分布の不均一による配光特性の劣化を抑制できる。
また、本実施の形態では、LED12が実装基板11の周縁部に沿って配列されている。このように構成することによって、複数のLED12を密集させずに実装基板11の周縁部に分散配置することができるので、放熱性及び発光効率を向上させることができる。しかも、本実施の形態では、LED12が環状に一列で配置されているので、LED12の密集による放熱性の低下や発光効率の低下を一層抑制することができる。
また、LED12を実装基板11の周縁部に配置することで、LED12から実装基板11外部までの熱伝導経路を短くすることができるので、放熱性を一層向上させることができる。しかも、LED12を実装基板11の周縁部に沿って配列することで、発光部(LED12、封止部材13)が実装基板11の周縁部に形成されることになる。これにより、発光部の外側領域には発光部から放出される光を反射したり吸収したりする障害物が存在しないので、発光効率が低下することを一層抑制できるとともに、均一な輝度分布を実現することができる。
また、本実施の形態において、カバー部材30の少なくとも一部は、第1貫通孔31よりも外側に位置するように構成することが好ましい。この構成により、第1貫通孔31よりも外側にカバー部材30の一部が存在することになるので、環状の封止部材13の内部領域における実装基板11の主面の広い領域をカバー部材30で覆うことができる。また、本実施の形態では発光部(LED12、封止部材13)が実装基板11の周縁部に形成されている。これにより、実装基板11の周辺部にまでカバー部材30を拡大させることができる。したがって、実装基板11の周辺付近までをカバー部材30で抑えることができるので、実装基板11の外周端部に反りが発生したり中央部に浮きが発生したりすることを一層抑制することができる。
また、本実施の形態において、カバー部材30の第1貫通孔31及び実装基板11の第1貫通孔11aも、環状の発光部(LED12、封止部材13)の内側の領域に設けられていることが好ましい。この構成により、第1貫通孔31及び11aに挿通される締め付け部材40も、環状の発光部の内側の領域に配置されることになる。これにより、発光部から実装基板11の外側に放出される光が締め付け部材40の影響を受けることない。つまり、発光部の外領領域に光の影となる遮光部材が存在しない。したがって、均一な輝度分布を実現できる。
しかも、本実施の形態では、カバー部材30の第1貫通孔31には、締め付け部材40の端部(ねじのねじ頭)を収納する凹部が設けられているので、締め付け部材40による光の吸収を抑制できる。これにより、一層均一な輝度分布を実現できるとともに、光取り出し効率を向上させることができる。
さらに、締め付け部材40を発光部の内部領域に配置することによって、実装基板11を固定するための固定部材を実装基板11の外側に配置する必要がなくなる。つまり、実装基板11の周縁端部と基台20とに跨がるような押さえ部材を用いる必要がない。これにより、当該発光装置10を備える照明用光源をコンパクト化することができる。
また、本実施の形態において、電力供給部14とLED12とを電気的に接続するための配線15は、環状の発光部(LED12、封止部材13)の内側の領域に設けられていることが好ましい。このように構成することにより、発光部から実装基板11の外側に放出される光が配線15によって吸収されたり反射したりすることを抑制できる。したがって、さらに均一な輝度分布を実現できるとともに、光取り出し効率を一層向上させることができる。
しかも、本実施の形態では、実装基板11上の配線15の多くが、カバー部材30によって覆われている。これにより、発光部から放出される光が配線15によって吸収されたり反射したりすることを大幅に抑制することができる。したがって、さらに均一な輝度分布を実現できるとともに、光取り出し効率を一層向上させることができる。
また、本実施の形態において、電力供給部14及び保護素子18は、環状の発光部(LED12、封止部材13)の内側の領域に設けられていることが好ましい。このように構成することにより、発光部の側方から実装基板11の外側に放出する光が電力供給部14や保護素子18に吸収されて発光効率が低下したり電力供給部14や保護素子18に反射して輝度分布が不均一になったりすることを抑制できる。
また、本実施の形態において、リード線50を通すためのカバー部材30の第2貫通孔32及び実装基板11の第2貫通孔11bは、環状の発光部(LED12、封止部材13)の内側の領域に設けられている。この構成により、電力供給部14にリード線50を接続する場合、発光部の内側の領域に形成された第2貫通孔11b及び32を挿通させてリード線50を電力供給部14に接続することができる。これにより、発光部から実装基板11の外側に放出される光がリード線の影響を受けることがない。つまり、発光部の外側領域に光の影となるリード線が存在しない。したがって、より均一な輝度分布を実現できる。
しかも、リード線50を発光部の内側領域の第2貫通孔11b及び32から導出させることにより、リード線50を発光部の外側領域に引き回す必要がなくなる。これにより、実装基板11の周縁部に電力供給部14を設けて当該電力供給部14にリード線50を接続する場合と比べて、発光装置10を備える照明用光源等を一層コンパクト化することができる。
また、本実施の形態において、封止部材13は、環状に一列で配置されたLED12を一括封止して線状に形成されていることが好ましい。このように構成することによって、連続したライン状の発光を得ることができる。
また、本実施の形態において、封止部材13は、途切れることなく連続的に形成されていることが好ましい。これにより、実装基板11の全周にわたって連続した均一なライン状の発光を得ることができる。したがって、さらに均一な輝度分布を実現できる。
ここで、実装基板11の第1貫通孔11aの好適な形状について、図3及び図4を用いて説明する。図3は、本発明の実施の形態1の変形例1に係る照明用光源における実装基板の第1貫通孔周辺の構成を示す図である。図4(a)は、本発明の実施の形態1の変形例2に係る発光装置の平面図であり、図4(b)は、同照明用光源における実装基板の第1貫通孔周辺の構成を示す図である。
図3に示す照明用光源は、図2に示す照明用光源に対して、実装基板11の第1貫通孔11aの開口径を大きくしたものである。具体的には、実装基板11の第1貫通孔11aの開口径をφ1とし、カバー部材30の第1貫通孔31の開口径をφ2とすると、図2では、φ1≒φ2としていたが、図3では、φ1>φ2としている。すなわち、実装基板11の第1貫通孔11aの開口径(φ1)を、カバー部材30の第1貫通孔31の開口径(φ2)よりも大きくし、実装基板11の第1貫通孔11aの開口径(φ1)をねじの軸径よりも余裕を持たせた大きさとしている。
実装基板11は、環境温度によって熱膨張したり熱収縮したりするが、φ1>φ2とすることによって、第1貫通孔11a付近において、実装基板11の主面水平方向の拘束を緩和して、実装基板11の伸び縮みに余裕を持たせることができる。これにより、実装基板11の変形による反りを抑制できるとともに、実装基板11の割れや欠けを抑制することができる。また、実装基板11にねじ等で締め付け固定すると、熱膨張や熱収縮による実装基板11の伸び縮みによって固定部に大きな荷重負荷がかかるが、φ1>φ2とすることによって荷重負荷を緩和することができる。このことからも、実装基板11の割れや欠けの発生を抑制できる。
また、実装基板11の第1貫通孔11aの開口形状を、実装基板11の中心と当該第1貫通孔11aの中心とを結ぶ直線に沿った方向(第1方向)の長さが当該第1方向に垂直な方向である第2方向の長さよりも長い形状となるように構成してもよい。
例えば、図4の(a)及び(b)に示すように、実装基板11の第1貫通孔11aの開口形状を、第1方向に長軸を有するともに第2方向に短軸を有する楕円形とすることができる。この場合、図4(b)に示すように、実装基板11の第1貫通孔11aの第1方向の開口径(長軸の長さ)をφ1’とし、カバー部材30の第1貫通孔31の開口径をφ2とすると、φ1’>φ2とすることができる。なお、実装基板11の第1貫通孔11aの第2方向の開口径(短軸の長さ)は、カバー部材30の第1貫通孔31の開口径(φ2)と同等であってもよい。
これにより、図3に示す変形例1と同様に、本変形例でも、実装基板11の変形による反りを抑制できるとともに、実装基板11の割れや欠けを抑制することができる。なお、本変形例において、実装基板11の第1貫通孔11aの開口形状は楕円形に限らず、長方形やレーストラック形状等とすることもできる。
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図5及び図6を用いて説明する。
次に、本発明の実施の形態2に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図5及び図6を用いて説明する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。また、図6(a)は、同照明用光源における発光装置周辺の構成を示す部分平面図であり、図6(b)は、図5のA−A’線における同照明用光源における発光装置周辺の断面図である。なお、本実施の形態でも、照明用光源の全体構成については図示していないが、照明用光源としては、例えば、電球形LEDランプ(LED電球)等のLEDランプが挙げられる。
本実施の形態における照明用光源が実施の形態1における照明用光源と異なる点は、発光装置10Aとカバー部材30Aの構成である。
図5及び図6(a)に示すように、本実施の形態における発光装置10Aは、実施の形態1の発光装置10に対して実装基板11の第2貫通孔11bの形成位置が異なっており、本実施の形態において、第2貫通孔11bは、実装基板11の中央部に形成されている。これにより、図6(b)に示すように、リード線50は実装基板11の中央部の下方から引き出されて電力供給部14に接続される。
なお、本実施の形態における発光装置10Aは、実施の形態1に対して保護素子18及びこれを封止する封止部材13が設けられていないが、これらの保護素子18及び封止部材13は設けられていてもよい。
また、本実施の形態におけるカバー部材30Aは、実施の形態1の板状のカバー部材30と異なり、上に凸の形状を有するように構成されており、図5に示すように、カバー部材30Aの外面は、円錐台形状の外面となっている。したがって、カバー部材30Aの枠部(側壁部)の外側面34は傾斜面となっている。また、カバー部材30Aの高さは、封止部材13の高さよりも高くなるように構成されている。
カバー部材30Aは、例えば、PBT等の絶縁性樹脂材料等を用いて構成することができる。また、高拡散及び高反射とするために、カバー部材30Aの表面は白色となるように構成することが好ましい。
カバー部材30Aには、実施の形態1の第1貫通孔31と同様に、3つの第1貫通孔31Aが設けられている。したがって、第1貫通孔31Aも、実施の形態1と同様に、締め付け部材40を通すとともに締め付け部材40を係止して保持するように構成されている。なお、本実施の形態のカバー部材30Aには、実施の形態1の第2貫通孔32に相当する構成は設けられていない。
カバー部材30Aは、さらに、枠部の外側に突出するように形成された押さえ部33を備える。押さえ部33は、電力供給部14に接続されるリード線50のコネクタ部51を押さえるように構成されている。
このように構成されるカバー部材30Aは、図6(b)に示すように、押さえ部33がコネクタ部51を押さえるとともに枠部の開口が実装基板11の主面と面接触するようにして実装基板11上に配置される。
また、本実施の形態において、実装基板11の第2貫通孔11bは、カバー部材30Aによって覆われており、外部から視認できないようになっている。
なお、本実施の形態のカバー部材30Aの高さは、実施の形態1のカバー部材30の厚みよりも大きくなっている。したがって、本実施の形態の締め付け部材40の長さは、実施の形態1よりも長くしている。具体的には、軸の長いねじを用いている。
以上、本実施の形態に係る照明用光源によれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Aを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Aを囲むように実装されており、カバー部材30Aは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態1と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。
また、本実施の形態において、カバー部材30Aは、筒状の枠部の開口が実装基板11の主面と面接触している。この構成により、実装基板11の主面の広い領域をカバー部材30Aで覆うことができるので、実装基板11の周縁端部にまでカバー部材30Aを配置することができる。したがって、実装基板11の周縁端部付近までをカバー部材30で抑えることができるので、実装基板11の周縁端部での反りの発生を一層抑制することができる。
また、本実施の形態において、カバー部材30Aの枠部の外側面34は傾斜面となっており、枠部の開口面積は実装基板11から離れるに従って小さくなっている。この構成により、発光部(LED12、封止部材13)から当該発光部の内部領域に放出される光は、カバー部材30Aの外側面34で上方に向けて反射させることができる。これにより、光利用効率を向上させることができる。
また、本実施の形態において、実装基板11の第2貫通孔11bは、カバー部材30Aによって覆われており、外部から視認できない状態となっている。これにより、発光部の光の部分的な影となるリード線50が存在しないので、均一な輝度分布を実現できる。なお、その他の実装部品をカバー部材30Aによって覆うことによって、実装部品による光吸収を抑制することができる。
また、本実施の形態において、リード線50のコネクタ部51がカバー部材30Aの押さえ部33によって押さえられている。この構成により、図6(b)に示すように、第1貫通孔11aから導出されるリード線50を電力供給部14に接続した後において、屈曲によるリード線50の復元力によって電力供給部14とリード線50との接続部分への応力負荷があったとしても、コネクタ部51がねじ止めされたカバー部材30Aの押さえ部33によって押さえられているので、電力供給部14が実装基板11から外れたり電力供給部14からリード線50が外れたりすることを抑制することができる。
また、本実施の形態において、カバー部材30Aの天面部の少なくとも一部は、第1貫通孔31Aよりも外側に位置するように構成することが好ましい。この構成により、第1貫通孔31Aよりも外側にカバー部材30Aの一部が存在することになるので、環状の封止部材13の内部領域における実装基板11の主面の広い領域をカバー部材30Aで覆うことができる。これにより、本実施の形態では発光部(LED12、封止部材13)が実装基板11の周縁部に形成されていることから、実装基板11の周辺部にまでカバー部材30Aを拡大させることができる。したがって、実装基板11の周辺付近までをカバー部材30Aで抑えることができるので、実装基板11の反りの発生を一層抑制することができる。特に、カバー部材30Aの枠部の裾が広がるように(開口面積が大きくなるように)構成することによって、実装基板11の主面のより広い領域をカバー部材30Aで覆うことができる。
その他、実施の形態1と同様の構成についても、実施の形態1と同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態において、カバー部材30Aの形状は円錐台形状としたが、これに限らない。例えば、図7に示すように、外面形状が半球の外面となるように構成されたカバー部材30A1を用いてもよい。また、図8に示すように、外面形状が円錐の外面となるように構成されたカバー部材30A2を用いてもよい。さらに、図8に示すように、リード線50のコネクタ部51を押さえる押さえ部を設ける代りに、コネクタ部51及び電力供給部14の全体を覆うような中空のカバー部33A2をカバー部材に設けてもよい。なお、図7及び図8に示す構成は、他の実施の形態及び他の変形例に適用することもできる。
(実施の形態2の変形例)
次に、本発明の実施の形態2の変形例に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図9A及び図9Bを用いて説明する。図9Aは、本発明の実施の形態2の変形例に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。図9Bは、図9AのA−A’線における断面図である。
次に、本発明の実施の形態2の変形例に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図9A及び図9Bを用いて説明する。図9Aは、本発明の実施の形態2の変形例に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。図9Bは、図9AのA−A’線における断面図である。
図9A及び図9Bに示すように、本変形例におけるカバー部材30Bは、外面形状は上記カバー部材30Aと同じであるが、内面形状は上記カバー部材30Aと異なっている。
具体的には、カバー部材30Bの全体形状は、開口を有する筒状の枠部と天面部とを有する有底筒形状となっており、カバー部材30Bは肉厚が略一定のキャップ状に構成されている。カバー部材30Bは円錐台形状の外面を有し、枠部の開口面積は実装基板11から離れるに従って小さくなっている。カバー部材30Bの筒状の枠部の底面(実装基板11との接触面)は円環状となっている。また、カバー部材30Bの枠部の平面視形状(開口形状)は略円形となっている。
カバー部材30Bの枠部の外側面34は、実施の形態2と同様に、傾斜面となっている。また、カバー部材30Bは、高さが封止部材13の高さよりも高くなるように構成されている。さらに、カバー部材30Bは、実装基板11の第2貫通孔11bが外部から視認されないように、第2貫通孔11bを覆うように構成されている。
また、カバー部材30Bには、実施の形態2の第1貫通孔31Aと同様に、3つの第1貫通孔31Bが設けられている。したがって、第1貫通孔31Bも、実施の形態2と同様に、締め付け部材40を通すとともに締め付け部材40を係止して保持するように構成されている。
以上、本変形例に係る照明用光源によれば、実施の形態2と同様の効果が得られる。例えば、本変形例でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Bを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Bを囲むように実装されており、カバー部材30Bは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態2と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。その他、実施の形態2と同様の構成についても、実施の形態2と同様の効果が得られる。
さらに、本変形例では、実施の形態2の第1貫通孔31Aと異なり、第1貫通孔31Bは、締め付け部材40(ねじ)の軸を通すように形成された筒状のカバーガイド部31B1として構成されている。
カバーガイド部31B1は、カバー部材30Bと実装基板11との位置決め用ガイドとしても機能する。すなわち、図9Bに示すように、カバーガイド部31B1の実装基板11側の端部は実装基板11の第1貫通孔11a内に収納されるように構成されており、カバー部材30Bを実装基板11に載置する場合、カバーガイド部31B1の実装基板11側の端部が第1貫通孔11aの中に位置するようにカバー部材30Bを配置する。
ここで、図9Bに示すように、カバーガイド部31B1の開口径をPとし、実装基板11の第1貫通孔11aの開口径をQとすると、本変形例では、Q>Pとなるように構成されている。つまり、カバーガイド部31B1の実装基板11側の端部の外側面と第1貫通孔11aの内面との間に隙間を設けている。これにより、実装基板11が熱膨張したとしても、実装基板11がカバーガイド部31B1に接触することを防止することができる。したがって、上記隙間は、実装基板11の熱膨張によるズレ分に対応する長さ以上とすることが好ましい。
また、本変形例では、カバーガイド部31B1を第1貫通孔11aに挿入してカバー部材30Bを実装基板11に載置した場合に、カバーガイド部31B1の実装基板11側の端部の底面(下面)と基台20の表面との間には、距離Rの隙間が設けられている。これは、締め付け部材40による荷重負荷を考慮したものである。つまり、カバー部材30Bを実装基板11に載置した後は例えばねじ(締め付け部材40)によってねじ止めを行うが、この場合、上記隙間を設けておくことによって、ねじを締めたときに上記隙間の距離Rがゼロ(R=0)となるように構成することができる。これにより、カバー部材30Bを若干変形させて、カバー部材30Bの枠部の底面(実装基板11との接触面)全体に所望の荷重をかけることができ、実装基板11が基台20に圧接固定される。
このように構成することによって、ねじの締め付け力を間接的に実装基板11に加えることができ、ねじの過度の締め付け力をカバー部材30Bで吸収することができる。したがって、実装基板11の欠けや割れの発生をより一層抑制することができる。
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図10A及び図10Bを用いて説明する。図10Aは、本発明の実施の形態3に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。図10Bは、図10AのB1−B1’線における断面図である。
次に、本発明の実施の形態3に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図10A及び図10Bを用いて説明する。図10Aは、本発明の実施の形態3に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。図10Bは、図10AのB1−B1’線における断面図である。
なお、本実施の形態でも、照明用光源の全体構成については図示していないが、照明用光源としては、例えば、電球形LEDランプ(LED電球)等のLEDランプが挙げられる。
本実施の形態における照明用光源が、図9A及び図9Bに示す実施の形態2の変形例における照明用光源と異なる点は、カバー部材30Cの構成である。具体的には、本実施の形態におけるカバー部材30Cは、図10Aに示すように、3つの第1貫通孔31Cが円筒状の枠部と重なるように設けられている。また、本実施の形態では、ねじ(締め付け部材40)によってカバー部材30Cを締め付けた場合、図10Bに示すように、第1貫通孔31Cにおけるねじのねじ頭の位置は、実施の形態2の変形例の場合よりも低い位置となる。
なお、第1貫通孔31Cは、実施の形態2の変形例と同様に、締め付け部材40を通すとともに締め付け部材40を係止して保持するように構成されている。また、3つの第1貫通孔31Cは、枠部の周方向において等間隔で設けられている。
また、本実施の形態では、カバー部材30Cは、締め付け部材40で締め付けられたときに、カバー部材30Cの枠部の一部が外方に向かって広がるように構成されている。具体的には、図10Aの一点鎖線で囲まれる領域Xに示されるように、カバー部材30Cの第1貫通孔31Cの周辺部には、カバー部材30Cの枠部の下端から上方に向かって切り欠かれた切り込み部34aが設けられている。切り込み部34aは、例えば、直線状に形成された切断部(切れ目)である。切り込み部34aは、第1貫通孔31C毎に設けられており、当該第1貫通孔31Cを挟むように第1貫通孔31Cの左右一対で設けられている。
カバー部材30Cを基台20に締め付ける前において、一対の切り込み部34aの間におけるカバー部材30Cの枠部の下面と実装基板11の表面との間には隙間が設けられており、カバー部材30Cと実装基板11とは、一対の切り込み部34aの間の部分以外の部分で面接触している。言い換えると、カバー部材30Cを基台20に締め付ける前において、カバー部材30Cにおける実装基板11との接触部分は、突出部であって、第1貫通孔31Cの周辺部分よりも下側に突出するように構成されている。
以上、本実施の形態に係る照明用光源によれば、実施の形態2の変形例と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Cを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Cを囲むように実装されており、カバー部材30Cは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態2の変形例と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。その他、実施の形態2の変形例と同様の構成についても、実施の形態2の変形例と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態では、締め付け部材40で締め付けられたときに、カバー部材30Cがカバー部材30Cの枠部の一部が外方に向かって広がるように構成されている。この点について図11を用いて説明する。図11は、本発明の実施の形態3に係る照明用光源におけるカバー部材の作用を説明するための図であり、(a)は締め付け部材による締め付け前(ねじ止め前)の状態を示しており、(b)は締め付け部材による締め付け後(ねじ止め後)の状態を示している。なお、図11の(a)及び(b)は、図10AのB2−B2’線におけるカバー部材(突出部)と実装基板の断面を示している。
図11(a)に示すように、締め付け部材40によって締め付ける前の状態では、カバー部材30Cの枠部の外側面34は屈曲することなく平面状の状態で、カバー部材30Cの枠部のうちの下方に突出した突出部(一対の切り込み部34aの間の部分以外の部分)の底面が実装基板11と接触している。
なお、図示しないが、締め付け部材40によって締め付ける前の状態では、カバー部材30Cの枠部のうちの突出部以外の部分(一対の切り込み部34aの間の部分)の下面は、実装基板11に接触しておらず、実装基板11との間に隙間が存在する。
そして、この状態でカバー部材30Cに締め付け部材40を通して基台20に締め付け固定すると、カバー部材30Cの枠部は切り込み部34aによって変形しやすい構造となっているので、図11(b)に示すように、カバー部材30Cの枠部のうちの突出部の外側面34が外側に屈曲するように変形する。
これにより、締め付け部材40によって締め付けた後の状態では、カバー部材30Cの枠部の突出部の外側面34が外側に屈曲するように変形した状態が維持されたままで、カバー部材30Cの枠部の突出部の底面が実装基板11と接触する状態となる。
この結果、カバー部材30Cは、主として、当該カバー部材30Cの枠部のうちの下方に突出した突出部(一対の切り込み部34aの間の部分以外の部分)によって実装基板11を押さえることになる。一方、締め付け部材40が保持される第1貫通孔31Cの周辺では、カバー部材30Cの枠部の突出部以外の部分(一対の切り込み部34aの間の部分)によって実装基板11に大きな荷重が付与されていない。これにより、締め付け部材40の締め付け部分(第1貫通孔31Cの部分)による応力集中を緩和することができるので、実装基板11の欠けや割れの発生を一層抑制することができる。
また、図10Bに示すように、本実施の形態における第1貫通孔31Cは、図9Bに示す実施の形態2の変形例の第1貫通孔31Bと同様に、カバーガイド部31C1として構成されている。本実施の形態では、第1貫通孔31Cがカバー部材30Cの枠部と重なるように設けられているので、図9Bと比べて、カバーガイド部31C1の長さが短くなっている。本実施の形態におけるカバーガイド部31C1は、図9Bに示すカバーガイド部31B1と同様に、カバー部材30Cと実装基板11との位置決め用ガイドとしても機能する。
ここで、カバーガイド部31C1の開口径をPとし、実装基板11の第1貫通孔11aの開口径をQとすると、本実施の形態でも、Q>Pとなるように構成されている。
また、カバーガイド部31C1を第1貫通孔11aに挿入してカバー部材30Cを実装基板11に載置した場合に、カバー部材30Cの枠部のうちの下方に突出した突出部(一対の切り込み部34aの間の部分以外の部分)の底面は実装基板11と接触しており、かつ、カバーガイド部31C1の実装基板11側の端部の底面(下面)と基台20の表面との間には距離Rの隙間が設けられているとともに、カバー部材30Cの枠部のうちの突出部以外の部分(一対の切り込み部34aの間の部分)の底面と実装基板11との間には距離Sの隙間が設けられている。
これは、実施の形態2の変形例と同様に、締め付け部材40による荷重負荷を考慮したものである。つまり、カバー部材30Cを実装基板11に載置した後は例えばねじ(締め付け部材40)によってねじ止めを行うが、この場合、距離Rの上記隙間を設けておくことによって、ねじを締めたときに上記隙間の距離Rがゼロ(R=0)となるように構成することができる。これにより、カバー部材30Cを若干変形させて、カバー部材30Cの枠部の底面(実装基板11との接触面)全体に所望の荷重をかけることができ、実装基板11が基台20に圧接固定される。
このような構成にすることによって、ねじの締め付け力を間接的に実装基板11に加えることができ、ねじの過度の締め付け力をカバー部材30Cで吸収することができる。したがって、実装基板11の欠けや割れをより一層抑制することができる。
なお、締め付け部材40によって締め付けたときに、S<Rの場合には、カバー部材30Cの枠部のうちの突出部以外の部分(一対の切り込み部34aの間の部分)の底面にも荷重がかかることになる。一方、S≧Rの場合には、本実施の形態では、カバー部材30Cの枠部のうちの突出部以外の部分の底面と実装基板11との間に若干の隙間が残る。いずれの場合であっても実装基板11の固定そのものには問題はないが、S≧Rの場合には、上記の残った隙間から発光部からの光が侵入し、光損失が生じることになる。したがって、S=Rとすることが好ましい。
なお、本実施の形態において、切り込み部34aは、第1貫通孔31Cに対応して設けたがこれに限らない。また、切り込み部34aの数をさらに増やすことによって、カバー部材30Cの枠部をより変形しやすくすることができる。
また、本実施の形態において、切り込み部34aは直線状に切り欠いているが、締め付け部材40によって締め付けたときに、カバー部材30Cの枠部のうちの下方に突出した突出部が所望に変形するような構成であれば、切り込み形状は、これに限らない。さらに、締め付け部材40によって締め付けたときに、切り込み部34aを設けなくても、カバー部材30Cの枠部のうちの下方に突出した突出部が所望に変形するような構成であれば、切り込み部34aは全く設けなくても構わない。
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図12及び図13を用いて説明する。
次に、本発明の実施の形態4に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図12及び図13を用いて説明する。
図12は、本発明の実施の形態4に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。また、図13は、同照明用光源における発光装置周辺の構成を示す平面図である。なお、本実施の形態でも、照明用光源の全体構成については図示していないが、照明用光源としては、例えば、電球形LEDランプ(LED電球)等のLEDランプが挙げられる。
本実施の形態における照明用光源が実施の形態2における照明用光源と異なる点は、カバー部材30Dの構成である。
図12及び図13に示すように、本実施の形態におけるカバー部材30Dは、実施の形態2のカバー部材30Aと同様に、上に凸の形状を有するように構成されているが、内面形状が実施の形態2のカバー部材30Aと異なっている。
具体的には、カバー部材30Dの全体形状は、開口を有する角筒状の枠部と天面部とを有する有底角筒形状となっており、カバー部材30Dは肉厚が略一定のキャップ状に構成されている。カバー部材30Dは角錐台形状の外面を有し、枠部の開口面積は実装基板11から離れるに従って小さくなっている。カバー部材30Dの筒状の枠部の底面(実装基板11との接触面)は矩形状となっており、本実施の形態では正方形である。
カバー部材30Dの枠部の外側面34は、実施の形態2と同様に、傾斜面となっている。また、カバー部材30Dは、高さが封止部材13の高さよりも高くなるように構成されている。
カバー部材30Dは、実装基板11の第2貫通孔11bが外部から視認されないように第2貫通孔11bを覆うように構成されている。また、カバー部材30Dは、電力供給部14及び保護素子18を覆うように構成されている。
さらに、本実施の形態におけるカバー部材30Dは、発光部(LED12、封止部材13)の内側領域において、枠部の開口の縁が発光部の近傍に位置するように構成されている。すなわち、図13に示すように、カバー部材30Dの枠部の開口形状と発光部の環状形状とが略同形状(本実施の形態では矩形状)であり、かつ、カバー部材30Dの枠部の開口における発光部側の縁と発光部との間の隙間は僅かである。これにより、カバー部材30Dは、発光部(LED12、封止部材13)の内側領域における実装基板11のほぼ全体を覆うことができる。
このように構成されるカバー部材30Dは、実施の形態2と同様に、PBT等の絶縁性樹脂材料等を用いて構成することができる。また、高拡散及び高反射とするために、カバー部材30Dの表面は白色となるように構成することが好ましい。
また、カバー部材30Dには、実施の形態2の第1貫通孔31Aと同様に、3つの第1貫通孔31Dが設けられている。したがって、第1貫通孔31Dも、実施の形態2と同様に、締め付け部材40を通すとともに締め付け部材40を係止して保持するように構成されている。
以上、本実施の形態に係る照明用光源によれば、実施の形態2と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Dを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Dを囲むように実装されており、カバー部材30Dは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態2と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。その他、実施の形態2と同様の構成についても、実施の形態2と同様の効果が得られる。
さらに、本実施の形態では、カバー部材30Dは、発光部(LED12、封止部材13)の内側領域のほぼ全体を覆っている。この構成により、発光部の内側領域に設けられた導電部材はカバー部材30Dによって収納される。このような導電部材としては、電力供給部14、配線15、保護素子18及びリード線50等があるが、これらの導電部材は、カバー部材30Dはカバー部材30Dによって覆われるので外部から視認できない状態となる。これにより、発光部の内部領域に設けられた導電部材によって、発光部から放出される光を反射したり吸収したりすることを抑制できるので、発光効率が低下することを一層抑制できるとともに、均一な輝度分布を実現することができる。
さらに、絶縁対策のために配線15の露出部分をガラスコート膜等の絶縁被膜によってコーティング処理を行うことがあるが、本実施の形態のように、カバー部材30Dによって発光部(LED12、封止部材13)の内側領域のほぼ全体が覆われるので、そのようなコーティング処理が不要となる。しかも、実施の形態1等では、保護素子18の劣化を防止するために保護素子18に封止部材13を封止する封止処理を施していたが、本実施の形態では、保護素子18がカバー部材30Dによって覆われるので、そのような封止処理も不要となる。このように、本実施の形態ではコーティング処理や封止処理が不要となるので、省材料及び工程簡素化を図ることができ、製造コストを削減できる。
(実施の形態5)
次に、本発明の実施の形態5に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図14、図15A及び図15Bを用いて説明する。図14は、本発明の実施の形態5に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。図15Aは、同発光装置周辺の構成を示す平面図であり、図15Bは、図14及び図15AのC−C’線における断面図である。
次に、本発明の実施の形態5に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図14、図15A及び図15Bを用いて説明する。図14は、本発明の実施の形態5に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。図15Aは、同発光装置周辺の構成を示す平面図であり、図15Bは、図14及び図15AのC−C’線における断面図である。
なお、本実施の形態でも、照明用光源の全体構成については図示していないが、照明用光源としては、例えば、電球形LEDランプ(LED電球)等のLEDランプが挙げられる。
本実施の形態における照明用光源が、実施の形態4における照明用光源と異なる点は、カバー部材30Eの構成である。具体的には、図14、図15A及び図15Bに示すように、本実施の形態におけるカバー部材30Eでは、第1貫通孔31Eがカバー部材30Eの天面部の中央部に1つのみ形成されている。また、本実施の形態では、カバー部材30Eの枠部の内側には押さえ部33Eが設けられている。
第1貫通孔31Eは、締め付け部材40を通すとともに締め付け部材40を係止して保持するように構成されている。また、第1貫通孔31Eは、図9Bに示す実施の形態2の変形例の第1貫通孔31Bと同様に、筒状のカバーガイド部31E1として構成されている。
押さえ部33Eは、電力供給部14に接続されるリード線50のコネクタ部51を面接触によって押さえるように構成されており、本実施の形態では、図15A及び図15Bに示すように、電力供給部14の位置に対応させて角筒状の枠部の角部に設けられている。また、押さえ部33Eは、肉厚部であって、例えば、カバー部材30Eの一部を肉厚にすることによって構成することができる。
以上、本実施の形態に係る照明用光源によれば、実施の形態3と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Eを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Eを囲むように実装されており、カバー部材30Eは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態3と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。その他、実施の形態3と同様の構成についても、実施の形態3と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態において、リード線50のコネクタ部51がカバー部材30Eの押さえ部33Eによって押さえられている。この構成により、屈曲によるリード線50の復元力によって電力供給部14とリード線50との接続部分への応力負荷があったとしても、コネクタ部51がねじ止めされたカバー部材30Eの押さえ部33Eによって押さえられているので、電力供給部14が実装基板11から外れたり電力供給部14からリード線50が外れたりすることを抑制することができる。
(実施の形態5の変形例1)
次に、本発明の実施の形態5の変形例1に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図16A及び図16Bを用いて説明する。
次に、本発明の実施の形態5の変形例1に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図16A及び図16Bを用いて説明する。
図16Aは、本発明の実施の形態5の変形例1に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す平面図である。図16Bは、図16AのC−C’線における断面図である。
本変形例における照明用光源が、図15A及び図15Bに示す実施の形態5における照明用光源と異なる点は、カバー部材30E1の押さえ部33E1の構成である。具体的には、本変形例における押さえ部33E1は、図16Aに示すように、リード線50のコネクタ部51の上部のみに形成されている。これにより、実施の形態5と同様に、電力供給部14が実装基板11から外れたり電力供給部14からリード線50が外れたりすることを抑制することができる。
このように、押さえ部33E1は、リード線50のコネクタ部51を押さえる構成であれば、カバー部材30E1において押さえ部33E1が形成される領域は、特に限定されるものではない。
その他、実施の形態5と同様の構成についても、実施の形態5と同様の効果が得られる。
(実施の形態5の変形例2)
次に、本発明の実施の形態5の変形例2に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図17A及び図17Bを用いて説明する。
次に、本発明の実施の形態5の変形例2に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図17A及び図17Bを用いて説明する。
図17Aは、本発明の実施の形態5の変形例2に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す平面図である。図17Bは、図17AのD−D’線における断面図である。
本変形例における照明用光源が、図15A及び図15Bに示す実施の形態5における照明用光源と異なる点は、カバー部材30E2の押さえ部33E2の構成である。具体的には、本変形例における押さえ部33E2は、図17A及び図17Bに示すように、フィン状に形成されており、リード線50のコネクタ部51の上部を部分的に押さえるように構成されている。これにより、実施の形態5と同様に、電力供給部14が実装基板11から外れたり電力供給部14からリード線50が外れたりすることを抑制することができる。
このように、押さえ部33E2は、リード線50のコネクタ部51の少なくとも一部を押さえる構成であれば、押さえ部33E2の形状は、特に限定されるものではない。
その他、実施の形態5と同様の構成についても、実施の形態5と同様の効果が得られる。
(実施の形態6)
次に、本発明の実施の形態6に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図18を用いて説明する。図18は、本発明の実施の形態6に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。
次に、本発明の実施の形態6に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図18を用いて説明する。図18は、本発明の実施の形態6に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。
なお、本実施の形態でも、照明用光源の全体構成については図示していないが、照明用光源としては、例えば、電球形LEDランプ(LED電球)等のLEDランプが挙げられる。
本実施の形態における照明用光源が、図12及び図13に示す実施の形態4における照明用光源と異なる点は、カバー部材30Fの構成である。具体的には、本実施の形態におけるカバー部材30Fは、図18に示すように、第1貫通孔31Fが角筒状の枠部と重なるように設けられている。
第1貫通孔31Fは、平面視が矩形状のカバー部材30Fの枠部の各辺に設けられている。ねじ(締め付け部材40)によってカバー部材30Fを締め付けた場合、図18に示すように、第1貫通孔31Fにおけるねじのねじ頭の位置は、実施の形態4の場合よりも低い位置となる。また、第1貫通孔31Fは、実施の形態4と同様に、締め付け部材40を通すとともに締め付け部材40を係止して保持するように構成されている。
以上、本実施の形態に係る照明用光源によれば、実施の形態4と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Fを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Fを囲むように実装されており、カバー部材30Fは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態4と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。
その他、実施の形態4と同様の構成についても、実施の形態4と同様の効果が得られる。
(実施の形態7)
次に、本発明の実施の形態7に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図19、図20A及び図20Bを用いて説明する。図19は、本発明の実施の形態7に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。図20Aは、図19のE1−E1’線における断面図であり、図20Bは、図19のE2−E2’線における断面図である。なお、図20A及び図20Bでは、実装基板11の第2貫通孔11bの図示は省略している。
次に、本発明の実施の形態7に係る照明用光源における発光装置周辺の構成について、図19、図20A及び図20Bを用いて説明する。図19は、本発明の実施の形態7に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図である。図20Aは、図19のE1−E1’線における断面図であり、図20Bは、図19のE2−E2’線における断面図である。なお、図20A及び図20Bでは、実装基板11の第2貫通孔11bの図示は省略している。
なお、本実施の形態でも、照明用光源の全体構成については図示していないが、照明用光源としては、例えば、電球形LEDランプ(LED電球)等のLEDランプが挙げられる。
本実施の形態における照明用光源が、図10A及び図10Bに示す実施の形態3における照明用光源と異なる点は、カバー部材30Gの構成である。具体的には、本実施の形態におけるカバー部材30Gは、図19、図20A及び図20Bに示すように、複数の凸部(ボス)35を有する。
凸部35は、締め付け部材40の締め付け過ぎを防止するためのストッパとして機能し、図20Aに示すように、カバー部材30Gの天面部の内面から実装基板11に向かって突出するように形成されている。本実施の形態では、図19に示すように、4つの略円柱状の凸部35が設けられている。なお、凸部35は、カバー部材30Gの一部として形成することができる。
また、本実施の形態におけるカバー部材30Gには、3つの第1貫通孔31Gと、外側面34Gに形成された切り込み部34Gaが形成されている。第1貫通孔31G及び切り込み部34Gaは、実施の形態3における第1貫通孔31C及び切り込み部34aと同様の構成である。
以上、本実施の形態に係る照明用光源によれば、実施の形態3と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Gを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Cを囲むように実装されており、カバー部材30Gは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態3と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。その他、実施の形態3と同様の構成についても、実施の形態3と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態では、カバー部材30Gに凸部35が設けられている。この構成により、締め付け部材40によってカバー部材30Gを基台20に締め付け固定する際、仮に締め付け部材40を締め付け過ぎたとしても、凸部35の解放端が実装基板11の表面に当接するので、それ以上の締め付けを防止することができる。これにより、締め付け部材40による過度の締め付けによって実装基板11が欠けたり割れたりすることを抑制することができる。
この場合、図20Bに示すように、カバーガイド部31G1の実装基板11側の端部の底面(下面)と基台20の表面との間の距離をRとし、カバー部材30Gの凸部35の解放端の底面(下面)と実装基板11との間の距離をSとすると、距離Sと距離Rを同じにする(S=R)、又は、距離Sが僅かに距離Rよりも小さく(S<R)とすることが好ましい。
S=Rとすることにより、凸部35によって実装基板11に荷重がかからないので、カバー部材30G及び実装基板11の変形等を防止することができる。また、SとRの差が小さくかつS<Rとすることにより、実装基板11に対して適度の荷重をかけることができるので、実装基板11を凸部35によっても押さえることができる。これにより、カバー部材30Gによる実装基板11への荷重負荷をさらに分散させて実装基板11を圧接固定することができる。
(実施の形態8)
次に、本発明の実施の形態8に係る照明装置100について、図21A及び図21Bを用いて説明する。図21Aは、本発明の実施の形態8に係る照明装置の外観斜視図である。図21Bは、図21AのA−A’線における本発明の実施の形態8に係る照明装置の断面図である。
次に、本発明の実施の形態8に係る照明装置100について、図21A及び図21Bを用いて説明する。図21Aは、本発明の実施の形態8に係る照明装置の外観斜視図である。図21Bは、図21AのA−A’線における本発明の実施の形態8に係る照明装置の断面図である。
図21A及び図21Bに示すように、本実施の形態に係る照明装置100は、例えば住宅等の天井に埋込配設されることにより下方(廊下や壁等)に光を照明するダウンライト等の埋込型の照明装置であって、図5及び図6に示す実施の形態2の発光装置10Aと、基台20と、カバー部材30Aと、締め付け部材40とを備える。
さらに、照明装置100は、レンズ部130と、電源装置140と、端子台150と、取付板160と、固定用ばね170とを備える。
本実施の形態における基台20は、照明装置の本体部であって、発光装置10を取り付けるための取付台であるとともに、発光装置10Aで発生する熱を放熱するヒートシンクである。基台20は、金属材料を用いて構成することができ、例えばアルミダイカスト製とすることができる。
基台20の上部(天井側部分)には、上方に向かって突出する複数の放熱フィン121が設けられている。これにより、発光装置10Aで発生する熱を効率よく放熱させることができる。
また、基台20は、発光装置10Aを取り付け固定するための取付部122を有する。発光装置10Aは、取付部122の表面に載置される。取付部122にはねじ穴122aが設けられており、実施の形態1と同様に、カバー部材30Aを介して締め付け部材40(ねじ)によって発光装置10Aが取付部122に締め付け固定されている。ねじ穴122aは、実施の形態1における固定穴20aに対応する。
レンズ部130は、透光性部材によって構成されており、例えばPMMA(アクリル)やポリカーボネート等の樹脂材料又はガラス材料等の絶縁性を有する透明材料を用いて形成することができる。レンズ部130は、発光装置10Aを覆うように発光装置10Aの光出射側に設けられる。
ここで、レンズ部130の構成については、図22を用いて説明する。図22は、本発明の実施の形態8に係る照明装置におけるレンズ部の構成を示す図である。
図22に示すように、レンズ部130は円盤状に構成されており、レンズ部130の外面形状は、所定のレンズ作用を有するように所定の曲線形状に加工されている。本実施の形態において、レンズ部130の外面形状は、断面視では、発光装置10Aの封止部材13に対応する位置において外方に向かって突出するように湾曲するように構成されており、かつ、平面視では、ドーナツ状に構成されている。
図21Bに戻り、このようにレンズ部130を設けることによって、発光装置10Aの封止部材13から放出した光は、レンズ部130のレンズ作用によって所定の方向に集束・発散されて放出される。また、レンズ部130は、照明装置100のカバーとしても機能し、発光装置10Aを保護する。
なお、輝度ムラを防止するためにレンズ部130に光拡散機能を持たせてもよい。例えば、レンズ部130の外面にシボ処理を施して表面に凹凸を形成したり、シリカ等の光拡散材を含ませた光拡散膜を形成したり、光拡散材をレンズ部130の内部に混合させたりすればよい。本実施の形態では、レンズ部130の表面全体にシボが打ってあり、光が漏れるように構成されている。
また、図21Bに示すように、レンズ部130には、発光装置10Aの実装基板11の第1貫通孔11aに対応するように貫通孔131が設けられている。これにより、レンズ部130の貫通孔131、カバー部材30Aの第1貫通孔31A及び実装基板11の第1貫通孔11aに締め付け部材40を挿通して、取付部122のねじ穴122aに締め付け部材40をねじ込むことによって、レンズ部130及び発光装置10Aを基台20に固定することができる。
図21A及び図21Bに示すように、電源装置(電源回路)140は、商用電源(例えばAC100V)から電力を受電して発光装置10Aを発光させるための電力を生成する。また、端子台150は、電源装置140と発光装置10Aとを中継し、電源装置140からの電力を発光装置10Aに供給する。なお、取付板160には、電源装置140が取り付け固定される。
また、基台20の外周壁には固定用ばね(取付バネ)170が設けられている。固定用ばね170によって、本体部120が天井に取り付け固定される。固定用ばね170は、例えば、矩形板状のステンレス鋼板の長手方向の一端部をV字状に折り曲げることで構成されており、本体部120の周方向に沿って一定の間隔をあけて複数個(例えば3つ)設けられている。
以上、本実施の形態に係る照明装置100によれば、実施の形態2と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態においても、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Aを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Aを囲むように実装されており、カバー部材30Aは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態2と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、実施の形態2の形態を適用したが、実施の形態1等の実施の形態2以外の形態を適用しても構わない。
また、本実施の形態において、カバー部材30Aを用いずに、レンズ部130を本発明におけるカバー部材として用いてもよい。言い換えると、カバー部材がレンズ機能を兼ね備えた構成としてもよい。
この場合、図21Cに示すように、図21Bにおけるレンズ部130とカバー部材30Aとを一体化することによってカバー部材30A1を構成することができる。
(実施の形態9)
次に、本発明の実施の形態9に係る照明用光源について説明する。本実施の形態では、照明用光源の一例として、電球形LEDランプ(LED電球)について説明する。
次に、本発明の実施の形態9に係る照明用光源について説明する。本実施の形態では、照明用光源の一例として、電球形LEDランプ(LED電球)について説明する。
図23は、本発明の実施の形態9に係る電球形ランプの断面図である。なお、本実施の形態における照明用光源は、図5及び図6に示す実施の形態2に係る照明用光源に対応し、発光装置10Aと、カバー部材30Aとを備える。
図23に示すように、本実施の形態に係る電球形ランプ200は、電球形蛍光灯又は白熱電球の代替品となる電球形LEDランプであって、光源である発光装置(LEDモジュール)10Aと、発光装置10Aを搭載する基台220と、カバー部材30Aと、締め付け部材40とを備える。さらに、電球形ランプ200は、発光装置10Aを覆うグローブ210と、発光装置10Aを発光させるための回路ユニット230と、回路ユニット230を収容する回路ホルダ240と、回路ホルダ240を覆う筐体250と、回路ユニット230と電気的に接続された口金260とを備える。なお、電球形ランプ200は、グローブ210と筐体250と口金260とによって外囲器が構成されている。
グローブ210は、発光装置10Aから放出される光をランプ外部に放射させるための半球状の透光性カバーである。グローブ210は、ガラス製のガラスバルブ、又は、アクリル(PMMA)やポリカーボネート(PC)等の樹脂バルブと用いることができる。
基台220は、発光装置10Aを載置して固定するための光源取り付け部材である。基台220に配置された発光装置10Aは、実施の形態2と同様に、カバー部材30Aを用いて締め付け部材40(例えばねじ)によって基台220に締め付け固定されている。基台220は、筐体250の開口部に嵌め込まれた状態で固定される。基台220は、例えばアルミニウム等の金属材料によって構成された金属基台とすることができる。これにより、発光装置10Aで発生する熱を効率良く基台220に伝導させることができる。なお、基台220は、樹脂製の樹脂基台であってもよい。
また、本実施の形態では、発光装置10Aの封止部材13の内部領域を覆うようにカバー部材30Aが設けられている。また、カバー部材30Aの表面に反射機能を持たせることで封止部材13からの光を反射させることができ、配光角の広い電球形ランプを実現することもできる。
回路ユニット230は、発光装置10AのLED12を点灯(発光)させるために発光装置10Aに所定の電力を供給する点灯回路(電源回路)である。回路ユニット230は、回路基板と、当該回路基板に実装された複数の電子部品とを有する。回路ユニット230は、回路ホルダ240に固定されている。
回路ホルダ240は、回路ユニット230を収納するための絶縁ケースであって、筐体250及び口金260内に収容されている。回路ホルダ240は、例えば、樹脂などの絶縁性材料で形成することができる。
筐体250は、グローブ210と口金260との間に配置されている。本実施の形態における筐体250は、外郭部材を構成し、両端が開口されたケースである。筐体250は、例えばアルミニウム等の金属材料によって構成することができる。
口金260は、二接点によって交流電力を受電するための受電部であり、例えば、照明器具のソケットに取り付けられる。この場合、照明用光源1が点灯された際に、口金260は、照明器具のソケットから電力を受ける。また、口金260で受電した電力は回路ユニット230の電力入力部に入力される。
口金260は、略円筒状であって外周面が雄ネジとなっているシェル部と、シェル部に絶縁部を介して装着されたアイレット部とを備える。口金260の種類は、特に限定されるものではないが、例えばねじ込み型のエジソンタイプ(E型)の口金を用いることができ、E26口金やE17口金、あるいは、E16口金等が挙げられる。
以上、本実施の形態に係る電球形ランプ200によれば、実施の形態2と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Aを介して締め付け部材40によって基台220に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Aを囲むように実装されており、カバー部材30Aは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態2と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、実施の形態2の形態を適用したが、実施の形態1等の実施の形態2以外の形態を適用しても構わない。
また、本実施の形態において、カバー部材30Aを用いずに、実施の形態7のようなレンズ部をカバー部材として用いてもよい。
また、本実施の形態に係る電球形ランプ200を所定のソケットを有する照明器具に装着することで、照明装置を実現することができる。
(実施の形態10)
次に、本発明の実施の形態10に係る照明用光源について説明する。本実施の形態では、照明用光源の一例として、扁平型のLEDランプについて説明する。
次に、本発明の実施の形態10に係る照明用光源について説明する。本実施の形態では、照明用光源の一例として、扁平型のLEDランプについて説明する。
図24Aは、本発明の実施の形態10に係るLEDランプの外観斜視図である。図24Bは、本発明の実施の形態10に係るLEDランプの断面図である。
図24A及び図24Bに示すように、本実施の形態に係るLEDランプ300は、全体形状が円盤状又は扁平状のLEDランプであり、所定の規格の口金(例えばGH76p形の口金)を有する。なお、本実施の形態における照明用光源は、図5及び図6に示す実施の形態2に係る照明用光源に対応し、発光装置10Aと、カバー部材30Aとを備える。
LEDランプ300は、発光装置10Aと、照明器具(図示せず)に取り付けられる基台20と、基台20に接続された筐体320と、回路基板330と、反射鏡340と、透光性カバー350とを備えている。なお、本実施の形態では、発光装置10Aの封止部材13は円環状に形成されている。
基台20は、発光装置10Aが取り付けられる支持台であり、例えばアルミニウム等の金属材料で構成することができる。また、基台20は、照明器具に接続される部材である。具体的には、基台20の上部には例えばGH76p形の口金構造が形成され、照明器具に取り付けられ固定される。
筐体320は、LEDランプ300の光照射側を囲う平盤状で円筒形状の筐体である。筐体320の内方には、発光装置10A、回路基板330及び反射鏡340が配置されている。筐体320は、例えばPBT等の絶縁性を有する樹脂によって構成することができる。
回路基板330には、発光装置10AのLED12を発光させるための回路が設けられている。回路基板330は、円形状の開口が形成された円盤状(ドーナツ形状)の基板であり、筐体320の内方かつ反射鏡340の外方に配置されている。
反射鏡340は、発光装置10Aの光出射側に配置されており、発光装置10Aから放出される光を反射して外部に出射させるように構成されている。反射鏡340は、絶縁性を有する白色の合成樹脂材料によって構成することができ、例えば、ポリカーボネートを用いることができる。なお、反射率を向上させるために、反射鏡340の内面に反射膜をコーティングしても構わない。
透光性カバー350は、筐体320の内部に配置された部材を保護するために筐体320の開口部に配置された平板部材である。透光性カバー350は、発光装置10Aからの光を透過させるように、ポリカーボネートなどの光透過率の高い合成樹脂材料によって構成されている。なお、透光性カバー350の内面には、光拡散性を促すための塗料が塗布されていてもよい。
以上、本実施の形態に係るLEDランプ300によれば、実施の形態2と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態でも、発光装置10Aの実装基板11がカバー部材30Aを介して締め付け部材40によって基台20に締め付け固定されている。また、本実施の形態でも、LED12はカバー部材30Aを囲むように実装されており、カバー部材30Aは、環状に配列されたLED12の内側の領域に実装されている。これにより、実施の形態2と同様に、配光特性が劣化することを抑制するとともに、実装基板11の反りの発生及び実装基板11の割れや欠けの発生を抑制することができる。
なお、本実施の形態において、カバー部材30Aを用いずに、実施の形態7のようなレンズ部をカバー部材として用いてもよい。
また、本実施の形態に係るLEDランプ300を所定のソケットを有する照明器具に装着することで、照明装置を実現することができる。
(変形例)
以下、本実施の形態に係る照明用光源の変形例について説明する。
以下、本実施の形態に係る照明用光源の変形例について説明する。
(変形例1)
まず、変形例1について、図25を用いて説明する。図25(a)は、本発明の実施の形態の変形例1に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す平面図であり、図25(b)は、図25(a)のA−A’線における同照明用光源における発光装置周辺の断面図である。
まず、変形例1について、図25を用いて説明する。図25(a)は、本発明の実施の形態の変形例1に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す平面図であり、図25(b)は、図25(a)のA−A’線における同照明用光源における発光装置周辺の断面図である。
本変形例における照明用光源が、図2に示す実施の形態2における照明用光源と異なる点は、カバー部材30Hの構成である。具体的には、本変形例におけるカバー部材30Hは、封止部材13から放出される光を透過する透光部材であり、例えばアクリルやポリカーボネート等の透明樹脂材料によって構成されている。
本変形例において、カバー部材30Hの上面である第1面30Haは、シボ加工等によって粗面となっている。また、カバー部材30Hの下面である第2面30Hbは、平滑面(全反射面)である。なお、実装基板11とカバー部材30Hとの密着性は低いので、実装基板11とカバー部材30Hとの間には大部分で空気層が介在する。
これにより、図25(b)に示すように、封止部材13から放出された光のうち実装基板11の内部領域に進行する光は、カバー部材30Hの側面からカバー部材30Hの内部に入射する。そして、カバー部材30Hに入射した光の一部は、第1面30Haで拡散してカバー部材30Hの外部に放出される。また、第1面30Haで反射した光は、第2面30Hbで全反射して、再び第1面30Haに到達し、その一部の光は第1面30Haで拡散して外部に放射され、他の一部は第1面30Haで反射する。
このように、本変形例では、カバー部材30Hに入射した光は、カバー部材30Hの内部を導光し、第1面30Haで拡散してカバー部材30Hから外部に放出する。これにより、面発光の発光装置(LEDモジュール)を実現することができる。
したがって、本変形例を図24A及び図24Bに示す照明用光源に適用した場合、図24Bに示す透光性カバー350(拡散材を含む)と発光装置との距離を小さくしても透光性カバー350の輝度分布を均一にすることができる。これにより、照明用光源全体の大きさを小さくすることができる。
また、本変形例を図23に示す照明用光源に適用した場合も同様に、グローブ210と光装置との距離を小さくしてもグローブ210の輝度分布を均一にすることができる。これにより、照明用光源全体の大きさを小さくすることができる。
(変形例2)
次に、変形例2について、図26を用いて説明する。図26(a)は、本発明の実施の形態の変形例2に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す平面図であり、図26(b)は、図26(a)のA−A’線における同照明用光源における発光装置周辺の断面図である。
次に、変形例2について、図26を用いて説明する。図26(a)は、本発明の実施の形態の変形例2に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す平面図であり、図26(b)は、図26(a)のA−A’線における同照明用光源における発光装置周辺の断面図である。
本変形例における照明用光源が、図25に示す変形例1における照明用光源と異なる点は、カバー部材30Iの構成である。具体的には、本変形例におけるカバー部材30Iでは、上面である第1面30Iaが平滑面(全反射面)であり、下面である第2面30Ibが白色ドット印刷面となっている。なお、カバー部材30Iは、カバー部材30Hと同様に、封止部材13から放出される光を透過する透光部材であり、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂材料によって構成されている。
これにより、図26(b)に示すように、封止部材13から放出された光のうち実装基板11の内部領域に進行する光は、カバー部材30Iの側面からカバー部材30Iの内部に入射する。そして、カバー部材30Iに入射した光の一部は、第1面30Iaで全反射して第2面30Ibに進行する。第2面30Ibに到達した光のうち、白色印刷ドット上への入射成分は第2面30Ibで拡散反射して第1面30Iaに向かって放射され、その一部が第1面30Iaからカバー部材30Iの外部に放出する。上記以外の光成分は第1面30Ia及び第2面30Ibで反射してカバー部材30I内を導光しつつ他の第1面30Iaの部位からカバー部材30Iの外部に放出する。
このように、本変形例では、カバー部材30Iに入射した光は、カバー部材30Iの内部を導光し、第2面30Ibで拡散した光が第1面30Iaからカバー部材30Iの外部に放出する。これにより、面発光の発光装置(LEDモジュール)を実現することができる。
したがって、変形例1と同様に、本変形例を図24A及び図24Bに示す照明用光源に適用した場合、図24Bに示す透光性カバー350(拡散材を含む)と発光装置との距離を小さくしても透光性カバー350の輝度分布を均一にすることができる。同様に、本変形例を図23に示す照明用光源に適用した場合も、輝度分布を均一にすることができる。これにより、照明用光源全体の大きさを小さくすることができる。
また、本変形例において、カバー部材30Iを図27Aに示す構成とすることができる。図27Aは、本発明の実施の形態の変形例2に係る照明用光源におけるカバー部材の構成を示す図である。
図27Aに示すように、カバー部材30Iの第2面30Ib(下面)に複数の白色ドット36を均一に塗布することで、第2面30Ibを白色ドット印刷面とすることができる。
また、白色ドット36は、均一ではなく、領域に応じて密度分布を持たせてもよい。例えば、図27Bに示すように、カバー部材30Iの端面から中央に向かって白色ドット36の密度が粗から密に分布するように構成することができる。つまり、カバー部材30Iの周辺領域から中央領域に向かって白色ドット36の密度が増すように構成することができる。このように構成することによって、カバー部材30Iの第1面30Ia(上面)での発光をより均一にすることができる。
なお、図27A及び図27Bに示す密度分布の考え方は、図25の変形例1における第1面30Haの表面粗さ及び以下の変形例3における第1面30Jaの表面粗さの場合にも適用できる。例えば、図25に示すカバー部材30Hにおいて、中心に行くほど粗さ密度を大きくすることにより、中心に行くほど導光成分が少なくなっても輝度分布を均一にすることができる。
(変形例3)
次に、変形例3について、図28を用いて説明する。図28(a)は、本発明の実施の形態の変形例3に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図であり、図28(b)は、図28(a)のC−C’線における同照明用光源における発光装置周辺の断面図である。
次に、変形例3について、図28を用いて説明する。図28(a)は、本発明の実施の形態の変形例3に係る照明用光源における発光装置周辺の構成を示す斜視図であり、図28(b)は、図28(a)のC−C’線における同照明用光源における発光装置周辺の断面図である。
本変形例における照明用光源が、図12に示す照明用光源と異なる点は、カバー部材30Jの構成である。具体的には、本変形例におけるカバー部材30Jは、変形例1、2と同様に、封止部材13から放出される光を透過する透光部材であり、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂材料によって構成されている。
本変形例において、カバー部材30Jの上面である第1面30Jaは、シボ加工等によって粗面となっている。また、カバー部材30Jの内面である第2面30Jbは、カバー部材30Jの周辺部ではテーパ面(全反射面)であり、それ以外では平滑面(全反射面)である。また、カバー部材30Jの外周面は、実装基板11の主面に対して垂直となるように構成されている。
これにより、図28(b)に示すように、封止部材13から放出された光のうち実装基板11の内部領域に進行する光は、カバー部材30Jの側面からカバー部材30Jの内部に入射する。そして、カバー部材30Jに入射した光の一部は、第1面30Jaで拡散してカバー部材30Jの外部に放出される。また、第1面30Jaで反射した光は、第2面30Jbで全反射して、再び第1面30Jaに到達し、第1面30Jaで拡散して外部に放射される。
このように、本変形例では、カバー部材30Jに入射した光は、カバー部材30Jの内部を導光し、第1面30Jaから拡散して放出する。これにより、面発光の発光装置(LEDモジュール)を実現することができる。
したがって、変形例1と同様に、本変形例を図24A及び図24Bに示す照明用光源に適用した場合、図24Bに示す透光性カバー350(拡散材を含む)と発光装置との距離を小さくしても透光性カバー350の輝度分布を均一にすることができる。同様に、本変形例を図23に示す照明用光源に適用した場合も、輝度分布を均一にすることができる。これにより、照明用光源全体の大きさを小さくすることができる。
(その他)
以上、本発明に係る照明用光源及び照明装置について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。
以上、本発明に係る照明用光源及び照明装置について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。
例えば、上記の実施の形態において、発光装置10及び10Aにおける封止部材13は、途切れることなく連続的に形成したが、これに限らない。
具体的には、図29Aに示す発光装置のように、実装基板11の各辺毎に直線状の封止部材13を形成することで、全体として環状の封止ラインを構成してもよい。つまり、実装基板11の各辺に沿って断続的に複数本の直線状の封止部材13を形成することで、環状の封止ラインを形成しても構わない。あるいは、図29Bに示す発光装置のように、実装基板11の全周に沿って形成された環状の封止部材13の一部が途切れるようにして環状の封止ラインを形成してもよい。すなわち、環状の封止部材とは、封止部材の一部が途切れていたとしても、途切れた部分の封止部材をその形状に沿って延長することにより環状となるような形態も含まれる。
また、図30に示すようなカバー部材を用いても構わない。例えば、図30(a)に示すカバー部材30Kは、図5及び図6に示す実施の形態2のカバー部材30Aの平面視形状を正方形に構成したものである。このように、カバー部材の外形形状は適宜変更することができる。
また、図30の(b)及び(c)に示すように、カバー部材30K1における実装基板11との接触面に凹凸部37を設けてもよい。このように凹凸部37を設けることによって、締め付け部材40でカバー部材30K1を締め付けたときに、凹凸部37が実装基板11の表面に押しあてられるので凹凸部37が変形して実装基板11に接触するので、凹凸部37がない図30(a)と比べて、カバー部材30K1と実装基板11との接触面積を大きくすることができる。なお、この凹凸部37は、上記の各実施の形態に適用することができ、特に、締め付けによってカバー部材の枠部の一部が外方に向かって広がる構成である実施の形態3に好適である。
また、本実施の形態及び変形例において、封止部材13(封止ライン)及びLED12(素子列)は、実装基板11の各辺と平行となるように設けられているが、これに限らない。例えば、実装基板11の平面視形状とは無関係で、LED12を環状に配列するとともに封止部材13を環状に形成してもよい。具体的には、平面視形状が四角形等の多角形の基板に対して、円環状にLED12を配列するとともに円環状に封止部材13を形成してもよい。逆に、平面視形状が円形の基板に対して、矩形状等の多角形にLED12を配列するとともに矩形状等の多角形に封止部材13を形成してもよい。
また、本実施の形態及び変形例において、封止部材13(封止ライン)及びLED12(素子列)は、一重の環状に構成したが、封止部材13(封止ライン)及びLED12を2重以上の環状に構成しても構わない。
また、上記の実施の形態及び変形例において、発光装置(発光モジュール)は実装基板11上に発光素子としてLEDチップを直接実装したCOB型の構成としたが、これに限らない。例えば、発光素子として、凹部(キャビティ)を有する樹脂製の容器と、凹部の中に実装されたLEDチップと、凹部内に封入された封止部材(蛍光体含有樹脂)とからなるパッケージ型のLED素子(SMD型LED素子)を用いて、このLED素子を金属配線が形成された実装基板11上に複数個実装することで構成されたSMD型の発光装置(LEDモジュール)を用いても構わない。
また、上記の実施の形態及び変形例において、発光装置は、青色LEDチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、演色性を高めるために、黄色蛍光体に加えて、さらに赤色蛍光体や緑色蛍光体を混ぜても構わない。また、黄色蛍光体を用いずに、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色LEDチップとを組み合わせることによりに白色光を放出するように構成することもできる。
また、上記の実施の形態及び変形例において、LEDチップは、青色以外の色を発光するLEDチップを用いても構わない。例えば、紫外線発光のLEDチップを用いる場合、蛍光体粒子としては、三原色(赤色、緑色、青色)に発光する各色蛍光体粒子を組み合わせたものを用いることができる。さらに、蛍光体粒子以外の波長変換材を用いてもよく、例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いてもよい。
また、上記の実施の形態及び変形例において、発光素子としてLEDを例示したが、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機EL(Electro Luminescence)又は無機EL等の固体発光素子を用いてもよい。
また、上記の実施の形態1〜7では、発光装置、基台、カバー部材及び締め付け部材が照明用光源に内蔵される場合について説明したが、これに限らない。例えば、上記の実施の形態1〜7における、発光装置、基台、カバー部材及び締め付け部材が照明装置に内蔵されるように構成してもよいし、その他の発光デバイスに内蔵されるように構成してもよい。
その他、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
本発明は、発光素子有する照明用光源及び照明装置において、特に、発光装置を備えるランプ等の照明用光源及び照明装置等、その他発光デバイスにおいて、広く利用することができる。
10、10A 発光装置
11 実装基板
11a、31、31A、31B、31C、31D、31E、31F、31G 第1貫通孔
11b、32 第2貫通孔
12 LED
13 封止部材
14 電力供給部
15 配線
16 配線パッド
17 ワイヤ
18 保護素子
20、220 基台
20a 固定穴
30、30A、30A1、30B、30C、30D、30E、30F、30G、30H、30I、30I1、30J、30K、30K1 カバー部材
30Ha、30Ia、30Ja 第1面
30Hb、30Ib、30Jb 第2面
31a 収納部
31B1、31C1、31E1、31G1 カバーガイド部
33、33E、33E1、33E2 押さえ部
33A2 カバー部
34、34G 外側面
34a、34Ga 切り込み部
35 凸部
36 白色ドット
37 凹凸部
40 締め付け部材
50 リード線
51 コネクタ部
52 導電線
100 照明装置
120 本体部
121 放熱フィン
122 取付部
122a ねじ穴
130 レンズ部
131 貫通孔
140 電源装置
150 端子台
160 取付板
170 固定用ばね
200 電球形ランプ
210 グローブ
230 回路ユニット
240 回路ホルダ
250 筐体
260 口金
300 LEDランプ
320 筐体
330 回路基板
340 反射鏡
350 透光性カバー
11 実装基板
11a、31、31A、31B、31C、31D、31E、31F、31G 第1貫通孔
11b、32 第2貫通孔
12 LED
13 封止部材
14 電力供給部
15 配線
16 配線パッド
17 ワイヤ
18 保護素子
20、220 基台
20a 固定穴
30、30A、30A1、30B、30C、30D、30E、30F、30G、30H、30I、30I1、30J、30K、30K1 カバー部材
30Ha、30Ia、30Ja 第1面
30Hb、30Ib、30Jb 第2面
31a 収納部
31B1、31C1、31E1、31G1 カバーガイド部
33、33E、33E1、33E2 押さえ部
33A2 カバー部
34、34G 外側面
34a、34Ga 切り込み部
35 凸部
36 白色ドット
37 凹凸部
40 締め付け部材
50 リード線
51 コネクタ部
52 導電線
100 照明装置
120 本体部
121 放熱フィン
122 取付部
122a ねじ穴
130 レンズ部
131 貫通孔
140 電源装置
150 端子台
160 取付板
170 固定用ばね
200 電球形ランプ
210 グローブ
230 回路ユニット
240 回路ホルダ
250 筐体
260 口金
300 LEDランプ
320 筐体
330 回路基板
340 反射鏡
350 透光性カバー
Claims (17)
- 基台と、
前記基台上に配置された実装基板と、
前記実装基板の主面に実装された複数の発光素子と、
前記実装基板の主面の一部の領域を覆うカバー部材と、
前記実装基板を挟んで前記基台と前記カバー部材とを締め付ける締め付け部材とを備え、
前記複数の発光素子は、前記カバー部材を囲むように実装され、
前記カバー部材は、前記実装基板の主面と面接触する開口を有する筒状の枠部を有する有底筒形状である
照明用光源。 - 基台と、
前記基台上に配置された実装基板と、
前記実装基板の主面に実装された複数の発光素子と、
前記実装基板の主面の一部の領域を覆うカバー部材と、
前記実装基板を挟んで前記基台と前記カバー部材とを締め付ける締め付け部材とを備え、
前記複数の発光素子は、前記カバー部材を囲むように実装され、
前記カバー部材は、レンズ機能を兼ね備えている
照明用光源。 - 前記複数の発光素子は、前記実装基板の周縁部に環状に配列され、
前記カバー部材は、環状に配列された前記複数の発光素子の内側の領域に配置されている
請求項1又は2に記載の照明用光源。 - 前記カバー部材は、前記締め付け部材を通すための貫通孔を有し、
前記カバー部材の一部は、前記貫通孔よりも外側に位置する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明用光源。 - 前記実装基板は、貫通孔を有し、
前記実装基板の前記貫通孔の開口径は、前記カバー部材の前記貫通孔の開口径よりも大きい
請求項4に記載の照明用光源。 - 前記実装基板の前記貫通孔の開口形状は、前記実装基板の中心と当該貫通孔の中心とを結ぶ直線に沿った方向である第1方向の長さが、前記第1方向に垂直な方向である第2方向の長さよりも長い形状である
請求項4に記載の照明用光源。 - 前記枠部の側面は、傾斜面であり、
前記枠部の開口面積は、前記実装基板から離れるに従って小さくなっている
請求項1に記載の照明用光源。 - さらに、前記実装基板の主面に設けられた導電部材を備え、
前記導電部材は、前記カバー部材の内部に収納されている
請求項1又は7に記載の照明用光源。 - 前記導電部材は、外部から前記複数の発光素子を発光させるための電力を受ける電力供給部、前記電力供給部と前記複数の発光素子とを電気的に接続する配線、及び、前記複数の発光素子を静電保護する保護素子の少なくとも1つである
請求項8に記載の照明用光源。 - さらに、前記実装基板の主面に設けられ、外部から前記複数の発光素子を発光させるための電力を受ける電力供給部を備え、
前記カバー部材には、前記電力供給部に接続されるリード線のコネクタ部を押さえる押さえ部が設けられている
請求項1又は7に記載の照明用光源。 - 前記カバー部材は、前記締め付け部材で締め付けられたときに、前記枠部の一部が外方に向かって広がるように構成されている
請求項1、7〜10のいずれか1項に記載の照明用光源。 - 前記カバー部材には、前記締め付け部材の端部を収納する凹部が設けられている
請求項1〜11のいずれか1項に記載の照明用光源。 - 前記締め付け部材は、ねじである
請求項1〜12のいずれか1項に記載の照明用光源。 - 前記複数の発光素子は、前記実装基板の上に直接実装された複数の発光ダイオードチップであり、
さらに、前記実装基板には、前記複数の発光ダイオードチップを一括封止する封止部材が形成されている
請求項1〜13のいずれか1項に記載の照明用光源。 - 前記発光素子は、凹部を有する容器と、前記凹部に実装された発光ダイオードチップと、前記凹部に封入された封止部材とを有する
請求項1〜13のいずれか1項に記載の照明用光源。 - 前記封止部材は、前記発光ダイオードチップの発光波長を変換する波長変換材を含む
請求項14又は15に記載の照明用光源。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載の照明用光源を備える
照明装置。
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