JP6095440B2 - 照明ランプ、照明装置及び照明ランプの製造方法 - Google Patents

照明ランプ、照明装置及び照明ランプの製造方法 Download PDF

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本発明は、固体発光素子を発光手段とする照明ランプ、それを用いた照明装置及びその照明ランプの製造方法に関する。
LED等の固体発光素子を発光手段とする直管型の照明ランプにおいて、配光特性を改善して広配光角化する技術が、従来から提案されている。特許文献1には、「筒型の管内部に設置され、その上面に1個乃至複数個のLEDチップが装着された複数のエポキシ基板上面の向きが管の円断面からみて複数の傾きを持っている」蛍光灯型LED管が開示されている。
また、特許文献2には、「LEDチップをそれぞれ有する複数のLEDモジュールと、支持面に上記複数のLEDモジュールが搭載された支持部材と、を備えたLEDランプであって、上記複数のLEDモジュールは、出射方向についての光度分布である指向特性が互いに異なる複数種類のLEDモジュールによって構成されている」LEDランプが開示されている。
更に、特許文献3には、「透過性光学素子は、第一の円周を外縁とする凸レンズと、前記第一の円周と同心で直径がそれより大きい第二の円周を外縁とし、前記凸レンズの周りを囲む透明な環状体とから成り、この環状体は、前記半導体発光素子に臨む底面、前記第一の円周と同心で、同じまたはそれに近くそれより小さい直径の円断面を有する円管状の内壁、および側面から成り、前記環状体の軸(前記第二の円周の中心を通る)を含む断面は、前記内壁に対応する第一の直線と、前記底面に対応する第二の直線または外に向かって凹の円弧等の第一の曲線と、前記側面に対応する第三の直線または外に向かって凸の円弧等の第二の曲線とで主として囲まれる、三角形またはそれに類似の三角図形で成り、前記凸レンズは前記環状体の前記内壁の光源側の端またはこの端に近い中間部に設けられ前記環状体の前記底面は、その外縁から内縁に向かい前記基板の面から遠ざかる傾斜を有する」照明装置が開示されている。
更にまた、特許文献4には、「複数のLED素子を配置する基板と、前記LED素子の発光部に密着して備えられる透明レンズと、を有する」LEDランプ構造体が開示されている。
そして、特許文献5には、「複数のLED素子が配列されたLED基板、このLED基板を保護するための光透過性の外套、及びこの外套を補強する骨材から成り、円筒形の形状を有する直管型LEDランプにおいて、前記外套が円筒形であり、前記骨材及び前記LED基板は前記外套の内部に収容され、前記骨材は、全体または所定の部分が透明な導光部と、それに結合された基底部から成り、前記導光部は、円筒形の前記外套の内面に密着する一対のガイド部と、この一対のガイド部を連結する連結部から成り、前記基底部は前記連結部の1面と前記外套の内面の間に介在して、前記外套内で前記導光部を安定に支持し、前記LED基板は、前記LED素子が前記連結部に面するように、前記基底部の面に搭載されている」直管型LEDランプが開示されている。
また、特許文献6には、「光源と、前記光源から光を入射させる入光部と、前記光源から入射した光を導光し照明装置の外部に照射する照射領域とを有し、前記光源から放出される光を導光する導光体と、を備え、前記照射領域は筒状であり、前記照射領域の少なくとも一部は、前記入光部に入射する光の方向と反対側を向き、前記入光部から前記筒状の照射領域に導光する前記照射領域の厚さは他の前記照射領域より厚く形成されている」照明装置が開示されている。
登録実用新案第3153278号公報(請求項1、図2) 特開2010−198919号公報(請求項1、図20、第9頁) 特開2011−249294号公報(請求項1、図2) 特開2012−104445号公報(請求項1、図1) 特開2012−252988号公報(請求項1、図5) 特開2012−253043号公報(請求項1、図1)
しかしながら、特許文献1に開示された従来技術は、LED管から、異なる複数の方向に光を出射させるために、LEDが載置(実装)された複数の基板を、この異なる複数の向きに対応するように設置して、LED管を構成する必要がある。このため、この特許文献1に開示されたLED管は、構造が複雑である。
また、特許文献2に開示された従来技術は、異なる指向性を有する複数種類のLEDモジュール(実施の形態においては、3種類のLEDモジュール)を用いてLEDランプを構成する必要がある。このため、この特許文献2に開示されたLEDランプも、構造が複雑である。
更に、特許文献3〜特許文献6に開示された従来技術は、レンズを用いて均一な配光を得ようとするものであるが、光の吸収の減少又は放熱性の改善等を行うために、複雑なレンズ形状が必要となる。
また、これらの特許文献1〜特許文献6に開示された従来技術のいずれも、LEDの光の出射方向における照射領域において、均一な配光を得ようとするものであるため、これらの従来技術では、LEDの光の出射方向と反対側(LEDランプを天井に取り付けた場合、天井側)の領域においては、良好な配光特性を得ることはできない。
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、比較的簡素な構成で、LEDの光の出射方向における照射領域だけでなく、LEDの光の出射方向と反対側(LEDランプを天井に取り付けた場合、天井側)、即ち照明器具側の領域においても、良好な配光特性を得ることができる照明ランプ、それを用いた照明装置及びその照明ランプの製造方法を提供するものである。
本発明に係る照明ランプは、発光部と、発光部が内部に配設され発光部から出射される光を透過する筒状の外套部と、発光部の少なくとも光の出射側を覆うように外套部の内部に配設され、発光部から出射された光に、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼすと共に、発光部から出射された光の少なくとも一部を反射する配光制御部と、を有し、配光制御部は、発光部の全周囲を覆うように配設されており、発光部の光の出射側の反対側を覆う部分の全てが、外套部の内壁に沿うように配設されていることを特徴とする。
本発明によれば、配光制御部において、発光部から出射された光の少なくとも一部が反射するため、比較的簡素な構成で、LEDの光の出射方向における照射領域だけでなく、LEDの光の出射方向と反対側(LEDランプを天井に取り付けた場合、天井側)の領域においても、良好な配光特性を得ることができる。
実施の形態1に係る照明ランプ1を示す斜視図である。 実施の形態1に係る照明ランプ1を示す断面図である。 実施の形態1におけるLEDパッケージ7を示す上面図である。 実施の形態1におけるLEDパッケージ7を示す断面図である。 ワイヤーボンディング実装されたLEDパッケージ7を示す上面図である。 ワイヤーボンディング実装されたLEDパッケージ7を示す断面図である。 実施の形態1に係る照明ランプ1の配光方向を示す断面図である。 実施の形態1の第1変形例に係る照明ランプ1を示す断面図である。 実施の形態1の第2変形例に係る照明ランプ1を示す断面図である。 実施の形態2に係る照明ランプ1aを示す断面図である。 実施の形態2の第1変形例に係る照明ランプ1aを示す断面図である。 実施の形態2の第2変形例に係る照明ランプ1aを示す断面図である。 実施の形態3に係る照明ランプ1bを示す断面図である。 実施の形態3の第1変形例に係る照明ランプ1bを示す断面図である。 実施の形態3の第2変形例に係る照明ランプ1bを示す断面図である。 実施の形態4に係る照明ランプ1cを示す断面図である。 実施の形態4の第1変形例に係る照明ランプ1cを示す断面図である。 実施の形態4の第2変形例に係る照明ランプ1cを示す断面図である。 実施の形態5に係る照明ランプ1dを示す断面図である。 実施の形態5の第1変形例に係る照明ランプ1dを示す断面図である。 実施の形態5の第2変形例に係る照明ランプ1dを示す断面図である。 実施の形態7に係る照明ランプ1fを示す断面図である。 実施の形態7の第1変形例に係る照明ランプ1fを示す断面図である。 実施の形態7の第2変形例に係る照明ランプ1fを示す断面図である。 実施の形態8に係る照明ランプ1gを示す断面図である。 実施の形態8の第1変形例に係る照明ランプ1gを示す断面図である。 実施の形態8の第2変形例に係る照明ランプ1gを示す断面図である。
以下、本発明に係る照明ランプの実施の形態について、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によって本発明が限定されるものではない。また、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る照明ランプ1を示す斜視図、図2は、実施の形態1に係る照明ランプ1を示す断面図、図3は、実施の形態1におけるLEDパッケージ7を示す上面図、図4は、実施の形態1におけるLEDパッケージ7を示す断面図である。これらの図1〜図4に基づいて、照明ランプ1について説明する。図1,図2に示すように、照明ランプ1は、例えば円筒状の外套部3の内部に、発光部6が配設されている。この発光部6は、例えば、複数のLED7(発光素子)と、これらの複数のLED7及び駆動回路(図示せず)が実装され、外套部3の軸O方向に延びる基板8(例えば、幅W)とからなる。この基板8は、例えば、透光性を有するものであり、フィルム状のシートからなる。また、外套部3も、透光性を有しており、発光部6から出射される光を透過するものである。この外套部3の素材としては、例えば、ガラス、樹脂又はガラスと樹脂とが混在したハイブリットタイプ等とすることができる。なお、本実施の形態では、外套部3を円筒状の管としたが、本発明はこれに限らず、角筒のような他の筒状の管としてもよい。また、基板8は、ガラスとしてもよい。
そして、この発光部6の全周囲を覆うように、例えば円筒状の配光制御部5が配設されており、この配光制御部5は、発光部6に近づけられている。この配光制御部5は、発光部6から出射された光に、例えば、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼすものである。また、この配光制御部5には、例えば、その内面に、反射層11が形成されている。この反射層11は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。この反射層11における反射率(透過率)は、照明ランプ1の設計仕様に応じて設定されている。なお、反射層11は、反射膜としてもよく、反射層11又は反射膜は、配光制御部5の内面に限られず、外面又は両面に形成されていてもよい。
そして、配光制御部5の内面には、基板8の幅方向両端部が配設される位置に、一対の凹みが形成されており、この一対の凹みに、基板8の幅方向両端部が差し込まれることによって、基板8が配光制御部5に係止されている。即ち、この一対の凹みは、基板8を係止する係止部10となっている。また、この発光部6と配光制御部5とは、例えば、透光性を有する接着部材9によって、接着されている。なお、本実施の形態では、配光制御部5が、発光部6の全周囲を覆うように配設されているが、本発明はこれに限られず、配光制御部5が、発光部6の少なくとも光の出射側を覆っていればよい。本実施の形態では、配光制御部5が、発光部6から出射される光の配光を制御するため、外套部3には、配光を制御する機能をもたせなくともよい。
また、この配光制御部5の全周囲を覆うように、例えば、断面U字の配光制御保持部4が配設されており、この配光制御保持部4によって、配光制御部5が保持されている。この配光制御保持部4は、U字の屈曲部において、配光制御部5に密着しており、屈曲部の両端から延びる2個の直線部においては、配光制御部5から離間している。この配光制御保持部4と配光制御部5とが離間した隙間には、例えば、透光性を有する接着部材9が充填されており、この接着部材9によって、配光制御部5と配光制御保持部4とが接着されている。
また、この配光制御保持部4における2個の直線部の先端は、外套部3の内壁に当接しており、例えば、配光制御保持部4は、外套部3と一体的に形成されている。これらの外套部3と配光制御保持部4とから、照明ランプ1の筒管2が構成されている。外套部3の素材を樹脂とすれば、上記のように、外套部3と配光制御保持部4とを一体的に形成することができる。一方、外套部3の素材をガラスとする場合は、外套部3と配光制御保持部4とを別体とし、例えば透光性の接着部材を用いて、外套部3の内壁に、配光制御保持部4における2個の直線部の先端を接着することによって、外套部3と配光制御保持部4とを接着固定してもよい。なお、この配光制御保持部4も、例えば、その外面、内面又は両面に、反射層又は反射膜が形成されていてもよい。この場合、この反射層又は反射膜は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。
そして、外套部3の両端部には、一対の口金が設けられている。外套部3の一端部31に設けられた口金は、給電用の給電口金32であり、この給電口金32は、例えば、外套部3の一端部31を覆うように給電口金嵌合部35が嵌合する口金筐体である給電口金筐体33と、この給電口金筐体33の給電口金嵌合部35とは反対側の面に設けられた断面L字の2個の給電端子34とを備えている。2個の給電端子34は、L字の曲がり部分が、相互に外側を向くように給電口金筐体33に取り付けられている。一方、外套部3の他端部41に設けられた口金は、アース用のアース口金42であり、このアース口金42は、例えば、外套部3の他端部41を覆うようにアース口金嵌合部45が嵌合する口金筐体であるアース口金筐体43と、このアース口金筐体43のアース口金嵌合部45とは反対側の面に設けられたアース端子44とを備えている。
次に、発光部6を構成するLEDパッケージ7について説明する。図3,図4に示すように、LED(パッケージ)7を実装する基板8として、基材51に、電路となるパターンが形成されており、このパターン上に基板電極(パッド)52が2個形成されている。そして、この2個の基板電極52に、夫々アノード電極66及びカソード電極67が接続されており、これらのアノード電極66及びカソード電極67上に、LEDチップ61が載置されている。このアノード電極66及びカソード電極67と、LEDチップ61との間には、接着部材62が介在しており、この接着部材62により、アノード電極66及びカソード電極67と、LEDチップ61とが接着されている。
また、このLEDチップ61は、蛍光体64が添加された封止樹脂63によって封止されている。そして、このLEDチップ61の周囲には、幅がL1,長さがL2の筒状のケース65が設置されており、このケース65は、LEDチップ61からの光を反射する機能を備えている。以上の構成において、基板電極52からアノード電極66及びカソード電極67を介して、LEDチップ61が給電されることにより、LEDチップ61が発光し、この発光した光が蛍光体64を通過して、様々な色となってLEDパッケージ7から出射される。
図3,図4においては、基板電極(パッド)52と、LED(パッケージ)7におけるアノード電極66及びカソード電極67とを、接続部材を用いずに、もっとも簡素な構成で接続するフリップチップ実装方法によって、実装された発光部6を示している。これらの基板電極(パッド)52とアノード電極66及びカソード電極67とを接続する方法としては、例えば、圧接工法、超音波接合方法及び溶接工法等がある。なお、これらの工法において、基板電極(パッド)52と、アノード電極66及びカソード電極67との間に、各電極の素材と同種又は異種の素材で形成された金属バンプを介在させて、この金属バンプにより、基板電極(パッド)52と、アノード電極66及びカソード電極67とを接続することもできる。
また、上記工法のうち、超音波接合方法は、異種金属同士の接合が容易であること、薄い金属同士の接合が可能であること、温度特性及び導電性に優れること、半田又はロー材のようなフラックスが不要であること、特別な環境条件が不要であること、表面処理(清浄処理)が不要であること、作業者の熟練をあまり必要としないこと等の特徴がある。なお、上記のような金属バンプのほかに、半田、導電ペースト、ACF(異方性導電フィルム)、ACP(異方性導電ペースト)等の接続部材を用いて、基板電極52とLED(パッケージ)7におけるアノード電極66及びカソード電極67とを接続することもできる。
本実施の形態においては、LEDパッケージ7における基板8への実装方法を、フリップチップ実装としたが、図5,図6に示すように、ワイヤー68を使用したワイヤーボンディング実装としてもよい。しかし、基板8の面積を小型化することで、照明ランプ1自体を小型化することができるため、基板8の面積を小さくすることができるフリップチップ実装が好ましい。このフリップチップ実装のパッケージタイプとしては、SOJ(Small Outline J−leaded)、BGA(Ball Grid Array)、LGA(Land Grid Array)又はLLCC(Lead Less Chip Carrier)等を選択することが好ましい。また、基板8を構成する基材51は、電路となるパターンを形成することができ、LED(パッケージ)7を面実装可能で、パターン上の基板電極(パッド)52と、LED(パッケージ)7におけるアノード電極66及びカソード電極67とが電気的且つ物理的に接続可能であれば、どのような素材を用いてもよい。
次に、本実施の形態1に係る照明ランプ1の製造方法について説明する。先ず、光を透過する筒状の外套部3と、配光制御保持部4とを一体的に形成する。次に、この外套部3における配光制御保持部4の内部に、発光部6を配設する。そして、発光部6から出射された光の配光を制御すると共に、発光部6から出射された光の一部を反射する配光制御部5を、発光部6の少なくとも光の出射側を覆う部分に、発光部6と外套部3の中心軸Oとの間において、外套部3の中心軸Oよりも発光部6に近づけて配設する。最後に、外套部3の両端部に、一対の口金を設ける。これにより、照明ランプ1が製造される。
次に、本実施の形態1に係る照明ランプ1の作用について説明する。図7は、実施の形態1に係る照明ランプ1の配光方向を示す断面図である。LED7から出射された光は、外套部3の軸O方向に向かって、広がりをもって配光する。このとき、配光制御部5の内面には、反射層11が形成されているため、この反射層11によって、光の一部が反射する。そして、反射した光は、LED7の光の出射方向とは反対側に進み、透光性を有する基板8を通過して、LED7の光の出射方向とは反対側に位置する配光制御部5の部分と、LED7の光の出射方向とは反対側に位置する外套部3の部分とを通過して、外套部3の外に出射される。
このように、照明ランプ1は、配光制御部5に、反射層11を設けることによって、LED7の光の出射方向における照射領域だけでなく、LED7の光の出射方向と反対側の領域においても、良好な配光特性を得ることができる。これにより、照明ランプ1を天井に取り付けた場合、従来の直管型LEDランプよりも、天井側、即ち照明器具側に積極的に配光させることができるため、(LEDではない)直管型蛍光ランプの配光特性に近い配光特性を得ることができる。また、照明ランプ1は、光源であるLED7と配光制御部5との間の距離が近いため、拡散、集光、導光及び偏光等の配光制御を良好に行うことができる。更に、照明ランプ1は、発光部6から出射された光の配光制御を、配光制御部5が担うため、この配光制御部5以外に、配光を制御する部位を設ける必要がない。このため、筒管2(外套部3及び配光制御保持部4)等に配光制御機能をもたせる必要はなく、配光制御機能を施す部位を少なくすることができるため、筒管2の材料コストを削減することができる。
次に、本実施の形態1の第1変形例に係る照明ランプ1について説明する。図8は、実施の形態1の第1変形例に係る照明ランプ1を示す断面図である。この第1変形例においては、図8に示すように、配光制御部5における発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、発光部6に向けて凹んだ第1凹部12となっている。また、配光制御部5が凹んでいることに伴い、配光制御保持部4における発光部6の光の出射側を覆う部分の一部も、この配光制御部5の第1凹部12に沿って凹んだ第2凹部13となっている。第1変形例では、配光制御部5に第1凹部12を設けているため、発光部6から出射された光が、配光制御部5で反射されるとき、その反射方向を変えることができる。これにより、反射光の視野角を広げたり、狭めたりすることができる。なお、第1凹部12及び第2凹部13は、曲面に限らず、複数の連続した平坦面としてもよい。
次に、本実施の形態1の第2変形例に係る照明ランプ1について説明する。図9は、実施の形態1の第2変形例に係る照明ランプ1を示す断面図である。この第2変形例においては、図9に示すように、配光制御部5における発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、平坦な第1平坦部14となっている。また、配光制御部5が平坦になっていることに伴い、配光制御保持部4における発光部6の光の出射側を覆う部分の一部も、この配光制御部5の第1平坦部14に沿って第2平坦部15となっている。このように、配光制御部5に第1平坦部14を設けているため、第2変形例でも、発光部6から出射された光が、配光制御部5で反射されるとき、その反射方向を変えることができる。
実施の形態2.
次に、実施の形態2に係る照明ランプ1aについて説明する。図10は、実施の形態2に係る照明ランプ1aを示す断面図である。本実施の形態は、配光制御部5aにおける発光部6の光の出射側の反対側を覆う部分の一部が、外套部3aの内壁に沿うように、配光制御部5aが配設されている点で、実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と共通する部分は説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
本実施の形態では、図10に示すように、配光制御部5aにおける発光部6の光の出射側とは反対側を覆う部分の一部が、外套部3aの内壁に沿うように、配光制御部5aが配設されているため、外套部3aと配光制御部5aとの間に隙間がない。そして、この配光制御部5aの周囲に、配光制御保持部4aが配設されて、この配光制御保持部4aが配光制御部5aを保持している。このように、本実施の形態では、配光制御部5a及び配光制御保持部4aを小型化し、且つ配光制御部5aの外面と、配光制御保持部4aの内面との接触面積を最大化している。
なお、実施の形態1と同様に、配光制御部5aは、発光部6から出射される光に、例えば、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼす。また、配光制御部5aには、例えば、その内面、外面又は両面に、反射層11が形成されている。この反射層11は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。なお、配光制御保持部4aも、例えば、その外面、内面又は両面に、反射層11又は反射膜が形成されていてもよい。この場合、この反射層11又は反射膜は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。そして、発光部6が内部に配設された配光制御部5aは、例えば透光性を有する接着部材9を用いて、外套部3a、配光制御保持部4a又はその両方と接着されていてもよい。
本実施の形態では、実施の形態1で得られる効果に加え、配光制御部5aと配光制御保持部4aとの間に隙間がない状態で接触しているため、光学的ロスが少ない。また、配光制御部5aと配光制御保持部4aとの間に隙間がない状態で接触しているため、発光部6で発生する熱を、効率的に筒管2aの外側へ伝達することができる。これにより、発光部6を構成するLED(パッケージ)7及び駆動回路(図示せず)等の冷却を促進し、照明ランプ1aの動作信頼性の向上及び長寿命化を図ることができる。更に、配光制御部5a及び配光制御保持部4aを小型化したため、照明ランプ1aの軽量化と材料コストの低減に寄与する。
次に、本実施の形態2の第1変形例に係る照明ランプ1aについて説明する。図11は、実施の形態2の第1変形例に係る照明ランプ1aを示す断面図である。この第1変形例においては、図11に示すように、配光制御部5aにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、発光部6に向けて凹んだ第1凹部12となっている。また、配光制御部5aが凹んでいることに伴い、配光制御保持部4aにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部も、この配光制御部5aの第1凹部12に沿って凹んだ第2凹部13となっている。第1変形例では、配光制御部5aに第1凹部12を設けているため、発光部6から出射された光が、配光制御部5aで反射されるとき、その反射方向を変えることができる。これにより、反射光の視野角を広げたり、狭めたりすることができる。なお、第1凹部12及び第2凹部13は、曲面に限らず、複数の連続した平坦面としてもよい。
次に、本実施の形態2の第2変形例に係る照明ランプ1aについて説明する。図12は、実施の形態2の第2変形例に係る照明ランプ1aを示す断面図である。この第2変形例においては、図12に示すように、配光制御部5aにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、平坦な第1平坦部14となっている。また、配光制御部5aが平坦になっていることに伴い、配光制御保持部4aにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部も、この配光制御部5aの第1平坦部14に沿って第2平坦部15となっている。このように、配光制御部5aに第1平坦部14を設けているため、第2変形例でも、発光部6から出射された光が、配光制御部5aで反射されるとき、その反射方向を変えることができる。
実施の形態3.
次に、実施の形態3に係る照明ランプ1bについて説明する。図13は、実施の形態3に係る照明ランプ1bを示す断面図である。本実施の形態は、配光制御部5bに、係止部10が設けられていない点で、実施の形態2と相違する。本実施の形態3では、実施の形態2と共通する部分は説明を省略し、実施の形態2との相違点を中心に説明する。
本実施の形態では、図13に示すように、例えば、透光性を有する接着部材9を用いて、配光制御部5bと基板8とが接着されている。これにより、配光制御部5bに、係止部10を設けることなく、配光制御部5bの内部に、発光部6を内包配設可能にしている。
なお、実施の形態2と同様に、配光制御部5bは、発光部6から出射される光に、例えば、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼす。また、配光制御部5bには、例えば、その内面、外面又は両面に、反射層11が形成されている。この反射層11は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。なお、配光制御保持部4bも、例えば、その外面、内面又は両面に、反射層11又は反射膜が形成されていてもよい。この場合、この反射層11又は反射膜は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。そして、発光部6が内部に配設された配光制御部5bは、例えば透光性を有する接着部材9を用いて、外套部3b、配光制御保持部4b又はその両方と接着されていてもよい。
本実施の形態では、実施の形態1,2で得られる効果に加え、配光制御部5bが簡素な形状であるため、配光制御部5bを形成する上で、その成形品質を向上させることができる。
次に、本実施の形態3の第1変形例に係る照明ランプ1bについて説明する。図14は、実施の形態3の第1変形例に係る照明ランプ1bを示す断面図である。この第1変形例においては、図14に示すように、配光制御部5bにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、発光部6に向けて凹んだ第1凹部12となっている。また、配光制御部5bが凹んでいることに伴い、配光制御保持部4bにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部も、この配光制御部5bの第1凹部12に沿って凹んだ第2凹部13となっている。第1変形例では、配光制御部5bに第1凹部12を設けているため、発光部6から出射された光が、配光制御部5bで反射されるとき、その反射方向を変えることができる。これにより、反射光の視野角を広げたり、狭めたりすることができる。なお、第1凹部12及び第2凹部13は、曲面に限らず、複数の連続した平坦面としてもよい。
次に、本実施の形態3の第2変形例に係る照明ランプ1bについて説明する。図15は、実施の形態3の第2変形例に係る照明ランプ1bを示す断面図である。この第2変形例においては、図15に示すように、配光制御部5bにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、平坦な第1平坦部14となっている。また、配光制御部5bが平坦になっていることに伴い、配光制御保持部4bにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部も、この配光制御部5bの第1平坦部14に沿って第2平坦部15となっている。このように、配光制御部5bに第1平坦部14を設けているため、第2変形例でも、発光部6から出射された光が、配光制御部5bで反射されるとき、その反射方向を変えることができる。
実施の形態4.
次に、実施の形態4に係る照明ランプ1cについて説明する。図16は、実施の形態4に係る照明ランプ1cを示す断面図である。本実施の形態は、配光制御保持部4cが、配光制御部5cの側部のみを覆いつつ、配光制御部5cを保持している点で、実施の形態3と相違する。本実施の形態4では、実施の形態3と共通する部分は説明を省略し、実施の形態3との相違点を中心に説明する。
本実施の形態では、図16に示すように、配光制御保持部4cが、配光制御部5cの側部のみを覆っている。なお、配光制御保持部4cは、配光制御部5cの側部に限らず、配光制御部5cを保持することができる範囲で、その一部を覆っていればよい。なお、実施の形態3と同様に、配光制御部5cは、発光部6から出射される光に、例えば、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼす。また、配光制御部5cには、例えば、その内面、外面又は両面に、反射層11が形成されている。この反射層11は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。そして、発光部6が内部に配設された配光制御部5cは、例えば透光性を有する接着部材9を用いて、外套部3c、配光制御保持部4c又はその両方と接着されていてもよい。
本実施の形態では、実施の形態1,2,3で得られる効果に加え、発光部6から出射される光の配光範囲に、配光制御保持部4cがないため、配光制御部5cにおける配光制御の効率を向上させることができるという効果を奏する。また、配光制御保持部4cがコンパクトであるため、照明ランプ1cの軽量化及び材料コストの低減を図ることができる。
次に、本実施の形態4の第1変形例に係る照明ランプ1cについて説明する。図17は、実施の形態4の第1変形例に係る照明ランプ1cを示す断面図である。この第1変形例においては、図17に示すように、配光制御部5cにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、発光部6に向けて凹んだ第1凹部12となっている。第1変形例では、配光制御部5cに第1凹部12を設けているため、発光部6から出射された光が、配光制御部5cで反射されるとき、その反射方向を変えることができる。これにより、反射光の視野角を広げたり、狭めたりすることができる。なお、第1凹部12は、曲面に限らず、複数の連続した平坦面としてもよい。
次に、本実施の形態4の第2変形例に係る照明ランプ1cについて説明する。図18は、実施の形態4の第2変形例に係る照明ランプ1cを示す断面図である。この第2変形例においては、図18に示すように、配光制御部5cにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、平坦な第1平坦部14となっている。このように、配光制御部5cに第1平坦部を設けているため、第2変形例でも、発光部6から出射された光が、配光制御部5cで反射されるとき、その反射方向を変えることができる。
実施の形態5.
次に、実施の形態5に係る照明ランプ1dについて説明する。図19は、実施の形態5に係る照明ランプ1dを示す断面図である。本実施の形態は、発光部6を保持する発光保持部4dが、配光制御の機能を有している点で、実施の形態1と相違する。本実施の形態5では、実施の形態1と共通する部分は説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
本実施の形態では、図19に示すように、発光部6を保持する発光保持部4dが配光制御部となっている。この発光保持部4dが、発光部6から出射される光に、例えば、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼす。また、発光保持部4dには、例えば、その内面、外面又は両面に、反射層11が形成されている。この反射層11は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。なお、発光保持部4dと、発光部6とは、透光性を有する接着部材9によって、接着されている。
本実施の形態では、実施の形態1で得られる効果に加え、発光保持部4d自体が配光制御の機能を有するため、配光制御に寄与する構成を簡素化することができる。このため、配光制御の効率を高めることができる。また、独立した配光制御部を設ける必要がないため、照明ランプ1dの軽量化及び材料コストの低減を図ることができる。
次に、本実施の形態5の第1変形例に係る照明ランプ1dについて説明する。図20は、実施の形態5の第1変形例に係る照明ランプ1dを示す断面図である。この第1変形例においては、図20に示すように、発光保持部4dにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、発光部6に向けて凹んだ第2凹部13となっている。第1変形例では、発光保持部4dに第2凹部13を設けているため、発光部6から出射された光が、発光保持部4dで反射されるとき、その反射方向を変えることができる。これにより、反射光の視野角を広げたり、狭めたりすることができる。なお、第2凹部13は、曲面に限らず、複数の連続した平坦面としてもよい。
次に、本実施の形態5の第2変形例に係る照明ランプ1dについて説明する。図21は、実施の形態5の第2変形例に係る照明ランプ1dを示す断面図である。この第2変形例においては、図21に示すように、発光保持部4dにおける発光部6の光の出射側を覆う部分の一部が、平坦な第2平坦部15となっている。このように、発光保持部4dに第2平坦部15を設けているため、第2変形例でも、発光部6から出射された光が、発光保持部4dで反射されるとき、その反射方向を変えることができる。
実施の形態6.
次に、実施の形態6に係る照明ランプ1e(図示せず)について説明する。本実施の形態は、発光保持部4e(図示せず)と発光部6とを接着する接着部材9に、配光制御の機能が付与された充填剤が添加されている点で、実施の形態5と相違する。即ち、本実施の形態では、配光制御部が、発光部6と発光保持部4eとを接着する接着部材9となっている。
本実施の形態では、接着部材9に、配光制御の機能が付与された充填剤が添加されているため、発光保持部4eに、配光制御の機能をもたせる必要がない。従って、発光保持部4eを形成する上で、材料を簡素化し、また製造工程を簡略化することができる。即ち、筒管2eの材料コスト及び製造コストを削減することができる。なお、本実施の形態においても、実施の形態5と同様に、発光保持部4eに第2凹部13を形成したり(第1変形例)、発光保持部4eに第2平坦部15を形成したり(第2変形例)することができる。
実施の形態7.
次に、実施の形態7に係る照明ランプ1fについて説明する。図22は、実施の形態7に係る照明ランプ1fを示す断面図である。本実施の形態は、配光制御部5fが、相互に離間して配置された2個の第1配光板16及び第2配光板17である点で、実施の形態1と相違する。本実施の形態7では、実施の形態1と共通する部分は説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
本実施の形態では、図22に示すように、配光制御部5fが、第1配光板16及び第2配光板17であり、これらの第1配光板16及び第2配光板17は、例えば、プリズムシート又はレンチキュラーレンズ(シリンドリカルレンズ)シート等である。これらの第1配光板16及び第2配光板17が、発光部6から出射される光に、例えば、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼす。また、これらの第1配光板16及び第2配光板17のいずれか一方又は両方に、発光部6から出射される光を反射する機能をもたせる。なお、この反射は、全反射ではなく、部分反射である。また、本実施の形態においては、配光制御部5fを、第1配光板16及び第2配光板17としたが、3個以上の配光板としてもよい。
そして、これらの第1配光板16及び第2配光板17は、配光制御保持部4fによって保持されている。この配光制御保持部4fは、第1配光板16及び第2配光板17の幅方向両縁部よりも外側において、外套部3fの内壁から立設する2個の立設部20と、これらの2個の立設部20から、2個の立設部20が相互に向き合う方向に突出して、第1配光板16及び第2配光板17を支持する一対の突出部21とを備えている。
なお、この一対の突出部21は、発光部6と第1配光板16との間と、第1配光板16と第2配光板17との間と、第2配光板17の上面とに3組設けられており、このうち、第2配光板17の上面に設けられた一対の突出部21は、互いに連結されており、2個の立設部20を橋架する架橋部22となっている。この配光制御保持部4fにおける架橋部22には、例えば、その外面、内面又は両面に、反射層11又は反射膜が形成されていてもよい。この場合、この反射層11又は反射膜は、発光部6から出射された光を、全反射するのではなく、部分反射するものである。なお、第1配光板16及び第2配光板17は、透光性の接着部材9を用いて、配光制御保持部4fにおける立設部20及び突出部21に固定されてもよい。
外套部3fの素材を樹脂とする場合、外套部3fと配光制御保持部4fとを一体的に形成することができ、また、この外套部3fと一体化された配光制御保持部4fによって、第1配光板16及び第2配光板17を保持することができる。一方、外套部3fの素材をガラスとする場合は、外套部3fと配光制御保持部4fとを別体とし、例えば透光性の接着部材9を用いて、外套部3fに、配光制御保持部4fを接着固定してもよい。なお、図22に示された配光制御部5f及び配光制御保持部4fにおける突出部21は、本発明の1例に過ぎず、他の構成としてもよい。
本実施の形態では、実施の形態1と同様の効果を奏することに加え、第1配光板16及び第2配光板17が配光制御の機能を有するため、配光制御保持部4fに配光制御の機能をもたせる必要がない。このため、配光制御保持部4fを形成する材料及び製造工程を簡素化することができる。即ち、筒管2fの材料コスト及び製造コストを削減することができる。また、第1配光板16及び第2配光板17が配光制御の機能を有するため、発光部6と配光制御保持部4fとの間に形成される隙間に充填する材料、例えば接着部材9等に、配光制御の機能をもたせる必要がない。このため、拡散剤の調合又は混合といった工程が不要であり、また、拡散剤が不要であるため、拡散剤に必要なコストも低減できる。なお、発光部6と配光制御保持部4fとの間に形成される隙間に、材料を充填する場合は、透光性及び熱伝導性等を有する材料とすることができる。更に、配光制御保持部4fの立設部20を橋架して、架橋部22としているため、この架橋構造により、配光制御保持部4fの強度を向上させることができる。
次に、本実施の形態7の第1変形例に係る照明ランプ1fについて説明する。図23は、実施の形態7の第1変形例に係る照明ランプ1fを示す断面図である。この第1変形例においては、図23に示すように、第2配光板17の上面に設けられた一対の突出部21は、連結されておらず、発光部6と第1配光板16との間に設けられた一対の突出部21が連結されており、2個の立設部20を橋架する架橋部22となっている。これにより、実施の形態7と同様に、架橋構造により、配光制御保持部4fの強度を向上させることができる。
次に、本実施の形態7の第2変形例に係る照明ランプ1fについて説明する。図24は、実施の形態7の第2変形例に係る照明ランプ1fを示す断面図である。この第2変形例においては、図24に示すように、第2配光板17の上面に設けられた一対の突出部21は、連結されておらず、第1配光板16と第2配光板17との間に設けられた一対の突出部21が連結されており、2個の立設部20を橋架する架橋部22となっている。これにより、実施の形態7と同様に、架橋構造により、配光制御保持部4fの強度を向上させることができる。
実施の形態8.
次に、実施の形態8に係る照明ランプ1gについて説明する。図25(a)は、実施の形態8に係る照明ランプ1gを示す断面図、図25(b)は、配光ユニット18を示す断面図である。本実施の形態は、配光制御部5gを構成する第1配光板16及び第2配光板17が、相互に離間した状態で、その幅方向両縁部同士において接続されている点で、実施の形態7と相違する。本実施の形態8では、実施の形態7と共通する部分は説明を省略し、実施の形態7との相違点を中心に説明する。
本実施の形態では、図25(a),(b)に示すように、第1配光板16及び第2配光板17の対向する面同士が、相互に離間した状態で、その幅方向両縁部同士が、接続部材19によって接続されている。これにより、第1配光板16及び第2配光板17は一体のユニットとなっている。これらの第1配光板16及び第2配光板17が、発光部6から出射される光に、例えば、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼす。また、これらの第1配光板16、第2配光板17及び接続部材19からなる配光ユニット18が、部分反射の機能を有している。なお、配光制御保持部4gの一対の突出部21は、発光部6と第1配光板16との間と、第2配光板17の上面との2箇所に設けられている。また、図25(a)に示された配光制御部5g及び配光制御保持部4gにおける突出部21は、本発明の1例に過ぎず、他の構成としてもよい。
本実施の形態では、実施の形態7で得られる効果に加え、接続部材19によって、第1配光板16と第2配光板17とが対向する面同士を、一定の距離に維持することができるため、所望の配光特性を安定的に得ることができる。
次に、本実施の形態8の第1変形例に係る照明ランプ1gについて説明する。図26は、実施の形態8の第1変形例に係る照明ランプ1gを示す断面図である。この第1変形例においては、図26に示すように、第2配光板17の上面に設けられた一対の突出部21が連結されており、2個の立設部20を橋架する架橋部22となっている。この架橋部22における架橋構造により、配光制御保持部4gの強度を向上させることができる。なお、この第1変形例では、配光ユニット18と配光制御保持部4gにおける架橋部22のいずれか、又は両方に、部分反射の機能をもたせている。
次に、本実施の形態8の第2変形例に係る照明ランプ1gについて説明する。図27は、実施の形態8の第2変形例に係る照明ランプ1gを示す断面図である。この第2変形例においては、図27に示すように、第2配光板17の上面に設けられた一対の突出部21及び発光部6と第1配光板16との間に設けられた一対の突出部21が連結されており、2個の立設部20が橋架されて、夫々第1架橋部23及び第2架橋部24となっている。第1架橋部23及び第2架橋部24における2個の架橋構造により、配光制御保持部4gの強度を更に向上させることができる。なお、この第2変形例では、配光ユニット18、配光制御保持部4gにおける第1架橋部23又は配光制御保持部4gにおける第2架橋部24の少なくとも一つに、部分反射の機能をもたせている。
実施の形態9.
次に、本発明の照明ランプを備えた実施の形態9に係る照明装置について説明する。本発明の照明ランプは、天井に設置して天井用の照明装置として使用したり、例えばアクリルカバーに覆われた状態でデスクに設置してデスクを照らす照明装置として使用したりすることができる。なお、本発明の照明ランプを備えた照明装置は、これらの用途に限定されず、他の照明装置とすることもできる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記の実施の形態は、本発明を限定するものではない。
1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g 照明ランプ、2,2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g 筒管、3,3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g 外套部、4,4a,4b,4c,4f,4g 配光制御保持部、4d,4e 発光保持部、5,5a,5b,5c,5f,5g 配光制御部、6 発光部、7 LED(パッケージ)、8 基板、9 接着部材、10 係止部、11 反射層、12 第1凹部、13 第2凹部、14 第1平坦部、15 第2平坦部、16 第1配光板、17 第2配光板、18 配光ユニット、19 接続部材、20 立設部、21 突出部、22 架橋部、23 第1架橋部、24 第2架橋部、31 一端部、32 給電口金、33 給電口金筐体、34 給電端子、35 給電口金嵌合部、41 他端部、42 アース口金、43 アース口金筐体、44 アース端子、45 アース口金嵌合部、51 基材、52 基板電極(パッド) 61 LEDチップ、62 接着部材、63 封止樹脂、64 蛍光体、65 ケース、66 アノード電極、67 カソード電極、68 ワイヤー。

Claims (20)

  1. 発光部と、
    前記発光部が内部に配設され前記発光部から出射される光を透過する筒状の外套部と、
    前記発光部の少なくとも光の出射側を覆うように前記外套部の内部に配設され、前記発光部から出射された光に、拡散、集光、導光及び偏光からなる群から選択された少なくとも1個以上の作用を及ぼすと共に、前記発光部から出射された光の少なくとも一部を反射する配光制御部と、を有し、
    前記配光制御部は、
    前記発光部の全周囲を覆うように配設されており、
    前記発光部の光の出射側の反対側を覆う部分の全てが、前記外套部の内壁に沿うように配設されている
    ことを特徴とする照明ランプ。
  2. 前記配光制御部は、
    前記発光部と、前記外套部の中心軸との間において、
    前記外套部の中心軸よりも、前記発光部に近づけて配設されている
    ことを特徴とする請求項1記載の照明ランプ。
  3. 前記配光制御部は、
    前記発光部を係止する係止部を有する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の照明ランプ。
  4. 前記配光制御部を覆うように配設され、前記配光制御部を保持する配光制御保持部を有する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の照明ランプ。
  5. 前記配光制御保持部は、
    前記配光制御部の全周囲を覆うように配設されている
    ことを特徴とする請求項記載の照明ランプ。
  6. 前記配光制御保持部は、
    前記配光制御部の一部を覆うように配設されている
    ことを特徴とする請求項記載の照明ランプ。
  7. 前記配光制御部は、
    相互に離間して配置された複数の配光板である
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の照明ランプ。
  8. 前記複数の配光板は、
    前記複数の配光板が相互に離間した状態で、前記複数の配光板の両縁部同士において接続されている
    ことを特徴とする請求項記載の照明ランプ。
  9. 前記配光制御部を保持する配光制御保持部を有し、
    前記配光制御保持部は、
    前記複数の配光板の両縁部よりも外側において、前記外套部の内壁から立設する2個の立設部と、
    前記2個の立設部から、前記2個の立設部が相互に向き合う方向に突出して、前記複数の配光板を支持する突出部と、を有する
    ことを特徴とする請求項又は請求項記載の照明ランプ。
  10. 対向する前記突出部が連結して、前記2個の立設部が橋架されている
    ことを特徴とする請求項記載の照明ランプ。
  11. 前記配光制御保持部は、前記発光部から出射された光の少なくとも一部を反射する
    ことを特徴とする請求項〜請求項、請求項及び請求項10のいずれか一項に記載の照明ランプ。
  12. 前記配光制御保持部は、
    前記外套部の内壁に、前記外套部と一体的に形成されている
    ことを特徴とする請求項〜請求項、請求項9〜11のいずれか一項に記載の照明ランプ。
  13. 前記配光制御保持部は、
    前記外套部とは別体であり、前記外套部の内壁に固定されている
    ことを特徴とする請求項〜請求項、請求項9〜11のいずれか一項に記載の照明ランプ。
  14. 前記配光制御部は、
    前記発光部を保持する発光保持部である
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の照明ランプ。
  15. 前記配光制御部は、
    前記発光部と、前記発光部を保持する発光保持部とを接着する接着部材である
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の照明ランプ。
  16. 前記発光保持部は、
    前記外套部の内壁に、前記外套部と一体的に形成されている
    ことを特徴とする請求項14又は請求項15記載の照明ランプ。
  17. 前記発光部は、
    発光素子と、
    前記発光素子が実装された基板と、を有し、
    前記基板は透光性を有する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項16のいずれか一項に記載の照明ランプ。
  18. 前記発光部は、
    発光素子と、
    前記発光素子が実装された基板と、を有し、
    前記基板はフィルム状のシートからなる
    ことを特徴とする請求項1〜請求項16のいずれか一項に記載の照明ランプ。
  19. 請求項1〜請求項18のいずれか一項に記載の照明ランプを備えた照明装置。
  20. 光を透過する筒状の外套部の内部に、発光部を配設する工程と、
    前記発光部から出射された光の配光を制御すると共に、前記発光部から出射された光の少なくとも一部を反射する配光制御部を、前記発光部の少なくとも光の出射側を覆う部分に、前記発光部と前記外套部の中心軸との間において、前記外套部の中心軸よりも前記発光部に近づけて配設する工程と、
    前記配光制御部を保持する配光制御保持部を、前記外套部の内壁に固定する工程と、を有し、
    前記配光制御部は、
    前記発光部の全周囲を覆うように配設されており、
    前記発光部の光の出射側の反対側を覆う部分の全てが、前記外套部の内壁に沿うように配設されている
    ことを特徴とする照明ランプの製造方法。
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