JP6484926B2 - Light source unit and light source device - Google Patents
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Description
本発明は、LED等の発光素子と、反射鏡とを組にした光源ユニット及び光源装置に関する。 The present invention relates to a light source unit and a light source device in which a light emitting element such as an LED and a reflecting mirror are combined.
近年、LED等の光源と、当該LEDの反射体とを組みにした光源ユニットが知られている。この種の光源ユニットとしては、例えば、反射面を有する反射体の正面に、反射面に光を照射するLEDが設けられた支持体を取り付けた光源ユニットが挙げられる(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, a light source unit in which a light source such as an LED and a reflector of the LED are combined is known. As this type of light source unit, for example, a light source unit in which a support provided with an LED for irradiating light on the reflection surface is attached to the front surface of the reflection surface having a reflection surface (see, for example, Patent Document 1). .
上述した従来の構成では、反射体の正面に熱伝導性材料で形成した支持体を設けることで、支持体から光源ユニットの正面側に放熱させて、放熱性を向上させていたが、さらに放熱性を向上させることが望まれている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、放熱性を向上させることができる光源ユニット及び光源装置を提供することを目的とする。
In the conventional configuration described above, by providing a support made of a heat conductive material on the front side of the reflector, heat is radiated from the support to the front side of the light source unit to improve heat dissipation. It is desired to improve the performance.
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at providing the light source unit and light source device which can improve heat dissipation.
上述した目的を達成するために、本発明の光源装置は、反射面を有する反射体と、前記反射体の正面に設けられ、前記反射面に発光素子を対向配置する支持体と、を備え、前記支持体を熱伝導性材料で形成するとともに、前記支持体に、導電性及び熱伝導性を有する材料で形成され前記発光素子の電気的及び熱的な接続を行う導電体を備える光源ユニットを複数備え、前記反射体は、前記支持体から延びる前記導電体を通す、前記反射体の正面から裏面に延びる孔又は溝を有し、前記反射体の裏面に設けられ、前面に放熱パッド、後面に配線回路を設けた基板を備え、複数の前記光源ユニットが前記基板に配置され、前記支持体と前記反射体と前記基板とを、前記基板の後側から高熱伝導性を有するねじを前記導電体に螺合することにより固定した、ことを特徴とする。 To achieve the above object, a light source device of the present invention comprises a reflector having a reflecting surface, is provided in front of the reflector, and a support disposed opposite the light emitting element to the reflective surface, A light source unit comprising: a support made of a heat conductive material; and a conductor formed on the support made of a material having conductivity and heat conductivity to electrically and thermally connect the light emitting element. multiple wherein the reflector through the conductor extending from the support, has a hole or groove extending on the back from the front of the reflector, provided on a back surface of the reflector, heat dissipation to the front pad, the rear surface A plurality of light source units are disposed on the substrate, and the support, the reflector, and the substrate are electrically connected to the screw having high thermal conductivity from the rear side of the substrate. By screwing it into the body It was characterized by.
また、本発明の光源装置は、前記反射体は絶縁性材で形成したことを特徴とする。
In the light source device of the present invention, the reflector is formed of an insulating material .
また、本発明の光源装置は、反射面を有する複数の反射体と、前記複数の反射体の正面に設けられ、前記複数の反射体の各反射面に発光素子を対向配置する一つの大形支持体と、を備え、前記大形支持体を熱伝導性材料で形成するとともに、前記大形支持体に、導電性及び熱伝導性を有する材料で形成され、前記発光素子の電気的及び熱的な接続を行う導電体を備える光源ユニットを備え、前記複数の反射体は、前記大形支持体から延びる前記導電体を通す、前記反射体の正面から裏面に延びる孔又は溝を有し、前記複数の反射体の裏面に設けられ、前面に放熱パッド、後面に配線回路を設けた基板を備え、前記一つの大形支持体と前記複数の反射体と前記基板とを、前記基板の後側から高熱伝導性を有するねじを前記導電体に螺合することにより固定した、ことを特徴とする。 Further, the light source device of the present invention is provided with a plurality of reflectors having a reflective surface, and one large type provided on the front surface of the plurality of reflectors, and a light emitting element disposed opposite to each reflective surface of the plurality of reflectors comprising a support and, in conjunction with forming the large support a thermally conductive material, the large support, formed of a material having electrical and thermal conductivity, electrical and heat from the light emitting element a light source unit comprising a conductor for performing connection, said plurality of reflectors, passing the conductor extending from the large support, has a hole or groove extending on the back from the front of the reflector, A substrate provided on a back surface of the plurality of reflectors, having a heat dissipating pad on a front surface and a wiring circuit on a rear surface ; and the one large support body, the plurality of reflectors, and the substrate are disposed behind the substrate. Screwing a screw having high thermal conductivity into the conductor from the side A more fixed, characterized in that.
また、本発明の光源装置は、複数の凹所を備え、各凹所に反射面を形成したブロック形反射体と、前記ブロック形反射体の正面に設けられ、前記ブロック形反射体の各反射面に発光素子を対向配置する一つの大形支持体と、を備え、前記大形支持体を熱伝導性材料で形成するとともに、前記大形支持体に、導電性及び熱伝導性を有する材料で形成され、前記発光素子の電気的及び熱的な接続を行う導電体を備える光源ユニットを備え、前記ブロック形反射体は、前記大形支持体から延びる前記導電体を通す、前記ブロック形反射体の正面から裏面に延びる孔又は溝を有し、前記ブロック形反射体の裏面に設けられ、前面に放熱パッド、後面に配線回路を設けた基板を備え、前記一つの大形支持体と前記ブロック形反射体と前記基板とを、前記基板の後側から高熱伝導性を有するねじを前記導電体に螺合することにより固定した、ことを特徴とする。 The light source device of the present invention is provided with a block-shaped reflector having a plurality of recesses, each of which has a reflecting surface, and provided in front of the block-shaped reflector, and each reflection of the block-shaped reflector. and a single large support facing light-emitting elements are arranged in the surface, thereby forming the large support a thermally conductive material, a material having a large in size support, electrical and thermal conductivity A light source unit comprising a conductor for electrically and thermally connecting the light emitting element, wherein the block reflector passes through the conductor extending from the large support, and the block reflector. A hole or groove extending from the front side of the body to the back side, provided on the back side of the block-type reflector , comprising a substrate having a heat dissipation pad on the front side and a wiring circuit on the rear side, the one large support and the A block-shaped reflector and the substrate; A screw having a high thermal conductivity from the rear side of the plate were fixed by screwing to the conductor, characterized in that.
また、本発明の光源装置は、前記光源ユニット及び前記基板を筐体内に配置し、前記大形支持体に折り曲げ部を形成し、この折り曲げ部を前記筐体の壁面に密着させてもよい。 In the light source device of the present invention, the light source unit and the substrate may be arranged in a housing, a bent portion may be formed on the large support, and the bent portion may be in close contact with the wall surface of the housing.
本発明によれば、前記支持体に、導電性及び熱伝導性を有する材料で形成され前記発光素子の電気的及び熱的な接続を行う導電体を設け、反射体に、前記支持体から延びる導電体を通す、反射体の正面から裏面に延びる孔又は溝を有するため、支持体から導電体を介して反射体の裏面に放熱することができ、光源ユニットの正面及び裏面から放熱できるので、光源ユニットの放熱性を向上させることができる。 According to the present invention, the support is provided with a conductor formed of a material having electrical conductivity and thermal conductivity and electrically and thermally connected to the light emitting element, and the reflector extends from the support. Because it has a hole or groove extending from the front surface of the reflector to the back surface through the conductor, heat can be radiated from the support to the back surface of the reflector through the conductor, and heat can be radiated from the front surface and the back surface of the light source unit. The heat dissipation of the light source unit can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は第1実施形態の光源装置を正面側から示す斜視図であり、図2は光源装置を裏面側から示す斜視図であり、図3は光源装置1を示す図であり、(A)は正面図、(B)は底面図、(C)は側面図、(D)は裏面図である。図4は、光源ユニットを示す分解斜視図である。図5は、光源装置を示す縦断面図である。図6は、回路用基板を示す図であり、(A)は支持体の裏面図、(B)は(A)のa−a断面図である。なお、以下の説明において、前後、及び、表裏とは、光源ユニットの放射方向に対応するものであり、本実施形態では、放射方向を前、或いは、表として説明している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
1 is a perspective view showing the light source device of the first embodiment from the front side, FIG. 2 is a perspective view showing the light source device from the back side, and FIG. 3 is a view showing the
光源装置1は、図1〜図3に示すように、複数(本実施形態では、12個)の光源ユニット10を基板2に配置して構成されている。基板2には、正面側に放熱パッド3が設けられるとともに、裏面側に放熱パッド3と電気的及び熱的に接続される各光源ユニット10の配線回路4が設けられている。具体的には、基板2は、樹脂等の絶縁性材からなる板材の両面に銅箔を設けて成り、両面の銅箔を回路で必要な箇所のみ削除することで、正面の銅箔が放熱パッド3を、裏面の銅箔が配線回路4を構成している。放熱パッド3は、光源ユニット10に対してそれぞれ4つ設けられ、導通孔25を介して裏面側の配線回路4と電気的及び熱的に接続されている。すなわち、基板2は、放熱性を有する放熱パッド3及び配線回路4を有して、光源装置1の放熱部を構成している。また、基板2の裏面には、電源基板等の制御基板に接続するためのコネクタ5が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
光源ユニット10は、図4及び図5に示すように、発光素子の一例たるLED素子を1パッケージ又はランプに多数収めて構成された高出力のLED11を光源として備える。光源ユニット10は、このLED11と共に、LED11の発光面11Aに対向配置される反射体12を備え、LED11と、反射体12と、を組にして構成される。なお、光源ユニット10は、LED素子の他に、例えば有機EL等の発光素子を光源として用いる構成であっても良い。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
光源ユニット10は、LED11を支持する支持体13と、反射面14を有する反射体12と、を備える。
支持体13は、図4に示すように、環状(本実施形態では、円環状)の支持枠13Aと、この支持枠13Aの中心Oに配置される略円板状の取付部13Bと、支持枠13Aから取付部13Bに向けて延びる2本のアーム部13Cと、支持枠13Aの外側に径方向に延出する4つの支持体固定部13Dと、を備え、これらが例えばアルミニウム合金などの高熱伝導性を有する金属材からなる板材を例えば型抜き成形するなどして一体に形成されている。本実施形態では、支持体13の内形を略円形とし、支持体13の外形を略四角形状に形成することで、隅部に4つの支持体固定部13Dが形成されている。また、2本のアーム部13Cは、対向する支持体固定部13Dにそれぞれ設けられ、同一直線上に配置されている。
The
As shown in FIG. 4, the
支持体13の支持枠13Aは、図5に示すように、放射方向の高さHが、反射体12への外部からの光(外光)の入射を防止できる所定の高さに形成される。
支持体13の裏面では、上記LED11が取付部13Bに固定される。また、支持体13の裏面には、図6に示すように、回路用基板15が設けられ、この回路用基板15を介して外部からの電力がLED11に供給される。回路用基板15は、一のアーム部13Cに配置されるアノード電極(陽極)15Aと、他のアーム部13Cに配置されるカソード電極(陰極)15Bと、取付部13Bに配置されたグランド15Cと、を備えている。アーム部13Cと回路用基板15との間には絶縁層16が設けられている。
As shown in FIG. 5, the
On the back surface of the
支持体13の一の対向する一対の支持体固定部13Dの裏面には、反射体12の裏面に延びる導電体17がそれぞれ設けられている。導電体17、17は、アルミニウム合金、銅、黄銅等の高熱伝導性を有する金属材から形成され、略円柱状に形成された本体部17Aと、本体部17Aの端面に設けられ、支持体固定部13Dの裏面に固定されるフランジ部17Bとを備え、棒状体に形成されている。一方の導電体17はアノード電極15Aに接続され、他方の導電体17はカソード電極15Bに接続されており、これらの導電体17、17は回路用基板15を介してLED11に電力を供給するLED11の配線を構成している。
かかる支持体13は、図5に示すように、LED11の発光面11Aを背面側に向けた姿勢で、反射体12の上面12Aに、支持枠13Aを面接触させて固定される。
As shown in FIG. 5, the
反射体12は、図4に示すように、平面視で支持体13の外形と略同一の形状(略四角形)に形成され、中心Oに反射面14を備えるとともに、反射面14の外側に反射体固定部12Bを備える。反射体固定部12Bは、支持体固定部13Dと互いに対応する位置、及び、大きさに形成される。反射体12の上面12Aに、支持枠13Aを固定する際には、反射体固定部12Bと、支持体固定部13Dと、が対応する位置に配置されて、互いに固定される。
反射面14は、図5に示すように、LED11の発光面11Aの正面に対向配置される。反射面14は、対向配置されるLED11の放射光を全反射する反射特性を有し、また、このLED11の配置位置を焦点とする放物面(回転放物面)または非球面の凹状に形成されている。したがって、LED11から放射された光は反射体12の中心軸(光軸)Nに対して略平行な光Lとして反射され、支持体13のアーム部13C間の開口18から前方に向けて放射される。
As shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 5, the reflecting
本実施形態では、反射面14が、LED11に対して単一の反射面部14Aを配置するのではなく、それぞれがLED11の発光面11Aの中心を焦点とし、曲率がLED11から離れるについて順次に小さくなる複数の反射面部14A、14A、・・・を備えている。この反射面14では、それぞれの反射面部14Aの上端(外端)Qaと下端(内端)Qbとを連結面14Bによって連結して構成されている。このとき、この反射面14では、反射面部14Aの反射光が連結面14Bに入射しないように、各反射面部14Aの上端Qaから下端Qbまでの長さ(反射面の広さ)が規定されている。
この構成の反射面14によれば、発光面11Aが大きさを有している場合であっても、所定の範囲に光束を収めることができる。しかも、反射面14を複数の反射面部14Aで構成することにより、反射面14を単一の反射面部14Aで構成する場合に比べ、反射体12の高さ(厚さ)は大きくなるものの、反射体12の幅を小さくすることができる。したがって、複数の光源ユニット10を並べて配置する光源装置1においては、光源装置1の幅を小さくできる。
なお、反射面14が複数の反射面部14Aを備える構成の詳細は、出願人の先願である特願2013−120682に記載の技術を用いることができる。
In the present embodiment, the reflecting
According to the reflecting
For details of the configuration in which the reflecting
反射体12は、絶縁性材、例えば樹脂材を用いて樹脂成形によって形成することができ、反射面14は反射体12に反射材料を塗布して形成される。この構成によれば、反射体12を、樹脂等を用いて形成することで、光源ユニット10の軽量化を図る事ができるとともに、支持体13から反射体12への熱伝達を抑制することができ、熱的影響を抑えることができる。
また、反射体12は、導電体17、17に対応する反射体固定部12Bに、導電体17、17を通す貫通孔(孔)21を備える。貫通孔21は反射体12の上下に亘って形成され、導電体17は反射体12の高さ(厚さ)T以上に形成され、導電体17の下端(先端)が貫通孔21を介して光源ユニット10の後ろ側に突出するようになっている。この構成によれば、導電体17を、光源ユニット10の放射方向に出すことなく、支持体13の背面側から貫通孔21を介して光源ユニット10の後ろ側に配線できるため、配線による光源ユニット10の放射光への影響を防止することができる。
The
In addition, the
光源ユニット10は、図4に示すように、支持体13を反射体12の前面に配置して前面側からねじS1でねじ止め固定するとともに、支持体13を固定した反射体12を基板2の前面に配置して後側からねじS2でねじ止め固定される。ねじS1、S2は、アルミニウム合金などの高熱伝導性を有する金属材から形成される。
支持体13の他の対向する一対の支持体固定部13Dには、ねじS1が挿入される挿入孔22が形成されている。また、支持体13は、挿入孔22に対応する位置に、挿入孔22に挿入されるねじS1の頭部が埋め込まれる座ぐり穴23を備える。
反射体12の反射体固定部12Bには、挿入孔22に対応する位置に、内部にねじ山が切られたねじ孔24が形成されている。
導電体17の下端には、内部にねじ山が切られたねじ孔26が形成されている。
基板2には、ねじ孔26に対応する位置に、導通孔25が形成されている。
支持体13及び反射体12は、支持体13の挿入孔22に前側から挿入されたねじS1が反射体12のねじ孔24に螺合されて一体に固定される。基板2と、支持体13が一体となった反射体12とは、基板2の導通孔25に後側から挿入されたねじS2が導電体17のねじ孔26に螺合されて一体に固定される。このとき、各導電体17は、下端(先端)を放熱パッド3にそれぞれ面接触する。また、放熱パッド3及び配線回路4は、ねじS2を介しても互いに電気的及び熱的に接続される。なお、反射体12を基板2と支持体13とで挟み、これら基板2、反射体12及び支持体13を、前面又は後側から共通のねじで共締め固定してもよい。
As shown in FIG. 4, the
An
In the
At the lower end of the
A
The
これらの構成によれば、支持体13を、高熱伝導性を有する金属材から形成したため、支持体13の前面から放熱させることができる。また、高熱伝導性を有する金属材から形成した導電体17を支持体13の裏面側に設け、この導電体17を基板2の放熱パッド3に接触させたため、支持体13の裏面から基板2の放熱パッド3にLED11の熱を伝熱させることができる。しかも、高熱伝導性を有する金属材から形成したねじS2を、導電体17に螺合するとともに、基板2の放熱パッド3に接触させたため、このねじS2によっても、支持体13の裏面から基板2の放熱パッド3にLED11の熱を伝熱させることができる。これにより、支持体13の前面、及び、後面の両方からLED11の発熱を放熱できるため、LED11の出力が大きい場合でも、LED11の熱を効率よく放熱させることができる。放熱パッド3は、基板2の裏面の配線回路4に熱的に接続されているため、放熱パッド3の熱は配線回路4から放熱される。
According to these structures, since the
上記実施形態では、支持体13を反射体12の前面に配置して前面側からねじS1でねじ止め固定したが、これに限定されない。
例えば、支持体13に導電体17、17を、ろう付け、はんだ付け、圧入、かしめ等により固定し、導電体17、17を反射体12の貫通孔21に挿入し、基板2の後側からねじS2でねじ止め固定してもよい。この構成では、複数のねじS1が不要となり、部品点数の削減および組立工数が削減できる。
In the said embodiment, although the
For example, the
以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、反射面14を有する反射体12と、反射体12の正面に設けられ、反射面14にLED11を対向配置する支持体13と、を備え、支持体13に、導電性及び熱伝導性を有する材料で形成されLED11の電気的及び熱的な接続を行う導電体17を設け、反射体12に、支持体13から延びる導電体17を通す、反射体12の正面から裏面に延びる貫通孔21を有する構成とした。この構成により、支持体13から導電体17を介して反射体12の裏面に放熱することができ、光源ユニット10の正面及び裏面から放熱できるので、光源ユニット10の放熱性を向上させることができる。また、LED11の配線を構成する導電体17を貫通孔21に通して反射体12の裏面側に出すことができるので、例えばLED11の配線を構成するリード線を反射体の側面から引き出す構成に比べ、配線構成が容易になるとともに、光源ユニット10を小型化できる。また、複数の光源ユニット10を近接配置できるので、光源装置1を小型化できる。また、本実施の形態によれば、各々の光源ユニット10は独立して配置されているため、光源装置1の長期間使用による性能劣化が仮に1つ又は複数の光源ユニット10に生じたとしても、その性能が劣化した光源ユニット10のみを交換することができ、ひいては、光源装置1の耐久性を向上できる。
As described above, according to the embodiment to which the present invention is applied, the
また、本発明を適用した実施形態によれば、導電体17には、反射体12の裏面側で、放熱パッド3を接続したため、支持体13の裏面から基板2の放熱パッド3にLED11の熱を伝熱させることができる。したがって、支持体13の前面、及び、後面の両方からLED11の発熱を効率よく放熱できるため、LED11の出力が大きい場合でも、LED11の熱を効率よく放熱させることができる。
Further, according to the embodiment to which the present invention is applied, since the
また、本発明を適用した実施形態によれば、反射体12は絶縁性材で形成したため、光源ユニット10の軽量化を図る事ができるとともに、支持体13から反射体12への熱伝達を抑制することができ、熱的影響を抑えることができる。
Further, according to the embodiment to which the present invention is applied, the
<第2実施形態>
上述の第1実施形態では、2つの導電体17を設ける構成としたが、以下に述べる第2実施形態では、例えばLED11の高出力化等に伴って更に高い放熱性が要求される場合に好適に用いることができる実施形態について説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Second Embodiment
In the first embodiment described above, the two
この第2実施形態では、光源ユニット110は、図7に示すように、支持体13の4つの支持体固定部13Dの裏面にそれぞれ導電体17が設けられ、計4つの導電体17〜17が設けられている。この構成によれば、4つの導電体17から放熱パッド3にLED11の熱を伝熱させることができるので、LED11の熱をより効率よく放熱できる。なお、導電体17の数及び位置は限定されるものではなく、適宜に変更可能である。
In the second embodiment, as shown in FIG. 7, in the
<第3実施形態>
上述の第1実施形態、及び、第2実施形態では、支持体13のアーム部13Cを対向する支持体固定部13Dにそれぞれ設けて2つアーム部13Cを同一直線上に配置する構成としたが、この第3実施形態では、図8に示すように、光源ユニット210は、隣接する2つの支持体固定部13Dにアーム部13Cをそれぞれ備え、一のアーム部13Cが他のアーム部13Cに対して所定の角度を有して配置されている。なお、第3実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment described above, the
<第4実施形態>
上述の第1実施形態、及び、第2実施形態では、支持体13のアーム部13Cを2つ設ける構成としたが、この第4実施形態では、図9に示すように、光源ユニット310は、3つのアーム部13Cを備えている。3つのアーム部13Cは、等間隔に放射状に設けられている。なお、第4実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Fourth embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment described above, two
<第5実施形態>
上述の第1実施形態、及び、第2実施形態では、支持体13のアーム部13Cを2つ設ける構成としたが、この第5実施形態では、図10に示すように、光源ユニット410は、4つのアーム部13Cを備えている。なお、第5実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
このように、支持体13のアーム部13Cの数及び位置は限定されるものではなく、適宜に変更可能である。
<Fifth Embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment described above, two
Thus, the number and positions of the
<第6実施形態>
上述の第1〜5実施形態では、支持体13の外形を略四角形状に形成することで、隅部に4つの支持体固定部13Dを設ける構成としたが、この第6実施形態では、図11及び図12に示すように、支持枠13Aの外側に略半円状の支持体固定部513Dを設けている。具体的には、光源ユニット510の支持体513は、支持枠13Aと、取付部13Bと、4本のアーム部13Cと、支持枠13Aの外側に径方向に略半円状に延出する4つの支持体固定部513Dと、を備え、これらが例えばアルミニウム合金などの高熱伝導性を有する金属材からなる板材を例えば型抜き成形するなどして一体に形成されている。反射体512は、平面視で支持体513の外形と略同一の形状に形成されている。なお、第6実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Sixth Embodiment>
In the above first to fifth embodiments, the outer shape of the
<第7実施形態>
上述の第1実施形態では、基板2の裏面の配線回路4から放熱する構成としたが、以下に述べる第7実施形態では、例えばLED11の高出力化等に伴って更に高い放熱性が要求される場合に好適に用いることができる実施形態について説明する。なお、第7実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
この第7実施形態では、光源装置601は、図13に示すように、基板2の裏面にヒートシンク30を備えている。ヒートシンク30は、アルミニウム合金等の高熱伝導性を有する金属材から形成され、放熱板31に複数の放熱フィン32を設けて構成されている。放熱フィン32は、放熱板31の上下方向(本実施形態では、短手方向)に亘って放熱板31と一体に形成され、互いに略平行に延びている。ヒートシンク30は伝熱シート40を介して基板2の裏面に固定される。この構成によれば、配線回路4の熱をヒートシンク30に効率よく伝熱させ、放熱フィン32を介して放熱させることができる。放熱板31の厚さや放熱フィン32の厚さ及び高さ(前後方向の長さ)は、光源装置601の用途や、必要な熱容量に基づいて任意に形成することができる。
なお、ヒートシンク30及び伝熱シート40に代えて、あるいは、加えて、光源装置601は、図示を省略した送風機を設けることで、基板2の裏面に送風経路を備える構成であってもよい。
<Seventh embodiment>
In the first embodiment described above, heat is dissipated from the
In the seventh embodiment, the
Instead of or in addition to the
<第8実施形態>
上述の第1実施形態では、基板2に複数の光源ユニット10を設ける構成としたが、この第8実施形態では、図14に示すように、光源装置701は、基板702に1つの光源ユニット10を備えている。基板702は、アルミニウム合金などの高熱伝導性を有する金属材からなる板材から形成され、放熱部を構成している。この基板702は、挿入孔26に対応する位置に、ねじS2が挿入される挿入孔725を備えている。なお、第8実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Eighth Embodiment>
In the first embodiment described above, the plurality of
<第9実施形態>
上述の第1実施形態では、反射体12に導電体17を通す貫通孔21を形成する構成としたが、この第9実施形態では、図15に示すように、光源装置801の反射体812は、導電体17を通す溝821を備えている。溝821は、反射体812の上下に亘って形成され、側方に開放している。この構成によっても、導電体17を、光源ユニット10の放射方向に出すことなく、支持体13の背面側から貫通孔21を介して光源ユニット10の後ろ側に配線できるため、配線による光源ユニット10の放射光への影響を防止することができる。また、側方を開放する溝821に導電体17を配置したため、導電体17に伝熱された熱が導電体17の側方からも放熱されるので、光源ユニット10の放熱性をより向上させることができる。なお、第9実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Ninth Embodiment>
In the first embodiment, the through
なお、上述した第1〜第9実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能であることは勿論である。
上記実施形態では、光源ユニット10の支持体13、513の間に僅かに隙間が存在するが、例えば支持体13、513の間の隙間に、熱伝導性に優れる接着材や、コーキング材などを充填して熱的に結合してもよく、或いは、支持体13、513の間に熱伝導材料製のバーを架け渡してもよい。この構成では、支持体13、513の間に隙間がなくなって、支持体13、513が熱的に結合するため、熱が拡散し、支持体13、513間が均温化され、ひいては、支持体13、513に設けたLEDの寿命を略均一にし、光源装置10の寿命が向上する。
The first to ninth embodiments described above show only one aspect of the present invention, and it is needless to say that modifications and applications can be arbitrarily made within the scope of the present invention.
In the above embodiment, there is a slight gap between the
また、上述の実施形態では、反射体12を、樹脂材等の絶縁性材を用いて形成していたが、これに限定されず、反射体12を例えば金属材で形成してもよい。
また、上述の実施形態では、反射体12及び支持体13を基板2にねじS1、S2で固定したが、反射体12及び支持体13の固定方法はこれに限定されず、例えば接着剤等の他の固定具を用いてもよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the
In the above-described embodiment, the
<第10実施形態>
図16、図17は、第10実施形態を示す。
この実施形態の光源装置100は、図1に示した第1実施形態である光源装置1と、支持体の部分において異なる構成を備えている。なお、図16では図1と同一の構成には、同一の符号を付し、その説明を省略した。
この実施形態では、第1実施形態と同様に、基板2に、縦3列、横4列の合計12個の反射体12、12…が配置されている。第1実施形態では、反射体12、12…のそれぞれに支持体13が配置されていたが、この実施形態では、合計12個の反射体12、12…のすべてを覆う大きさの一枚の大形支持体130が、複数のねじS1により反射体12、12…に取り付けられている。
<Tenth Embodiment>
16 and 17 show a tenth embodiment.
The
In this embodiment, as in the first embodiment, a total of twelve
大形支持体130には、反射体12、12…に対向する支持部120、120…がそれぞれ形成され、支持部120、120…と反射体12、12…とは、一対の組となるよう構成される。支持部120、120…には、第1実施形態と同様に、LED11が配置されている。支持部120、120…には一対の凹部121、121…が形成され、凹部121、121…に嵌る凸部(不図示)が反射体12、12…のそれぞれに形成される。一対の凹部121、121…に凸部を嵌合し、大形支持体130が位置決めされ、各LED11と各反射体12の相対位置が担保されている。図17に示すように、支持部120、120…は、その裏側120b、120b…に、図4で示す第1実施形態と同じように、対角線上に配置された導電体17、17が備えられる。導電体17、17は、図4に示す第1実施形態と同じように、反射体12に形成される貫通孔21を貫通し、基板2とともに、ねじS2により反射体12にねじ止めされている。
大形支持体130は、例えばアルミニウム合金などの高熱伝導性を有する金属材からなる板材を、支持部120、120…および凹部121、121…において、例えば型抜き成形するなどして一体に形成されている。
The
The
つぎに、温度測定結果を説明する。
上述した第1実施形態では、光源装置1の使用時に、図1を参照し、A〜Dの支持体13、13…の温度が、略51℃〜56℃と最も高くなり、ついで、E〜Hの支持体13、13…の温度が、略49℃〜52℃と高く、I〜Jの支持体13、13の温度が、略47℃〜52℃と高く、K〜Lの支持体13、13の温度が、略45℃〜48℃であった。なお、基板2部分は、略38℃〜44℃であった。
この現象の発生は、反射体12、12…のそれぞれに、個別に支持体13、13…が取り付けられているためである。
これに対し、第10実施形態では、合計12個の反射体12、12…のすべてを覆う大きさの一枚の大形支持体130が、複数のねじS1により反射体12、12…に取り付けられるため、大形支持体130全域に熱が拡散し、略均一の温度分布がみられた。すなわち、大形支持体130全体として、略47℃〜52℃であった。なお、基板2部分は、第1実施形態と同様に、略38℃〜44℃であった。
以上説明したように、第10実施形態によれば、大形支持体130の温度を略均一に保つことができる。ひいては、大形支持体130に設けたLEDの寿命を略均一にし、光源装置100の寿命を向上できる。
Next, temperature measurement results will be described.
In the first embodiment described above, when the
The occurrence of this phenomenon is because the
On the other hand, in the tenth embodiment, one
As described above, according to the tenth embodiment, the temperature of the
以上、第10実施形態に基づいて本発明を説明したが、あくまでも本発明の一実施の態様を例示するものであるから、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更、及び応用が可能である。
例えば、本実施の形態では、大形支持体130は、基板2に配置された縦3列、横4列の合計12個の反射体12、12…を覆う構成とされているが、縦に一列に並ぶ反射体12、12…を覆う構成であってもよいし、横に一列に並ぶ反射体12、12…を覆う構成であってもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on 10th Embodiment, since it illustrates only the one aspect | mode of this invention to the last, arbitrarily change and application are possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. is there.
For example, in the present embodiment, the
<第11実施形態>
図18、図19は、第11実施形態を示す。
第11実施形態の光源装置100は、第1実施形態と比較して、反射体12、12…、及び支持体13の部分において異なる構成を備える。なお、図18では図1と同一の構成には、同一の符号を付し、その説明を省略した。特に、第11実施形態では、合計12個分の反射体が、一つのブロック形反射体140で形成されている。このブロック形反射体140は、図19に示すように、縦3列、横4列の合計12個の凹所を備え、各凹所には、それぞれ反射面151、151…が形成されている。すなわち、ブロック形反射体140は、複数の反射体部(凹所に相当する。)150、150…を備え、各反射体部150、150…にはそれぞれ反射面151、151…が形成されている。
<Eleventh embodiment>
18 and 19 show an eleventh embodiment.
The
ブロック形反射体には、図19に示すように、縦3列、横4列の合計12個の反射体部150、150…が形成されている。各反射体部150、150…には、反射面151、151…、図18に示すねじS1が大形支持体130を介して止まるねじ穴152、152…、不図示の導電体が貫通する貫通孔153、153…が備えられている。ブロック形反射体140の表面には、図18に示すように、一枚の大形支持体130が配置されている。
大形支持体130の支持部120、120…には一対の凹部121、121…が形成され、凹部121、121…に嵌る凸部122がブロック形反射体140に形成されている。凸部122が一対の凹部121、121…に嵌合されることで、大形支持体130が位置決めされ、各LED11と各反射体部150、150…の相対位置が担保される。
また、大形支持体130には、図17の構成と同様に形成された導電体17、17が接触され、導電体17、17は、ブロック形反射体140に形成される貫通孔153、153…を貫通し、基板2とともに、ブロック形反射体140にねじ止めされる。
As shown in FIG. 19, the block-shaped reflector is formed with a total of twelve
A pair of
In addition, the
第11実施形態においても、第10実施形態と同様に、大形支持体130の温度を略均一に保つことができる。ひいては、大形支持体130に設けたLEDの寿命を略均一にし、光源装置100の寿命を向上できる。
Also in the eleventh embodiment, as in the tenth embodiment, the temperature of the
以上、第11実施形態に基づいて本発明を説明したが、あくまでも本発明の一実施の態様を例示するものであるから、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更、及び応用が可能である。
例えば、本実施の形態では、ブロック形反射体140は一つのブロックとして構成したが、2つ、3つのブロック型反射体を用いるなど、その数は複数であってもよい。
また、例えば、本実施の形態では、大形支持体130は、縦3列、横4列の合計12個の反射体部150、150…を備えるブロック形反射体140を覆う構成とされているが、縦に一列に並ぶ反射体部150、150…を備えるブロック形反射体を覆う構成であってもよいし、横に一列に並ぶ反射体部150、150…を備えるブロック形反射体を覆う構成であってもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on 11th Embodiment, since it illustrates only the one aspect | mode of this invention to the last, arbitrarily change and application are possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. is there.
For example, in the present embodiment, the block-shaped
Further, for example, in the present embodiment, the
<第12実施形態>
図20は、第12実施形態を示す。図20では、図16、図17と同一部分には同一符号を付して示し、その説明を省略する。
第12実施形態の光源装置100は、一枚の大形支持体130の支持部120、120…に対し、導電体17、17(図17参照。)を、ろう付け、はんだ付け、圧入、かしめ等により固定し、導電体17、17を、図4に示す第1実施形態と同様に、反射体12の貫通孔21に挿入し、基板2の後側からねじS2でねじ止め固定されている。
したがって、第12実施形態では、図16の構成と比較すると、複数のねじS1を省略でき、部品点数を削減できる。
<Twelfth embodiment>
FIG. 20 shows a twelfth embodiment. In FIG. 20, the same parts as those in FIGS. 16 and 17 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the
Therefore, in the twelfth embodiment, the plurality of screws S1 can be omitted and the number of parts can be reduced as compared with the configuration of FIG.
<第13実施形態>
図21、図22は、第13実施形態を示す。図21、図22では、図18と同一部分には同一符号を付して示し、その説明を省略する。なお図21では図18と異なり、大形支持体230の支持部120、120…に対し、導電体17、17(図17参照。)を、ろう付け、はんだ付け、圧入、かしめ等により固定し、導電体17、17を、図4に示す第1実施形態と同様に、反射体12の貫通孔21に挿入し、基板2の後側からねじS2でねじ止め固定されている。
したがって、第13実施形態では、図18の構成と比較すると、複数のねじS1を省略でき、部品点数を削減できる。
第13実施形態では、光源装置100を構成する一枚の大形支持体230が、図22に示すように、断面コ字形に折り曲げて形成され、一対の折り曲げ部231が、それぞれ伝熱部を構成している。この光源装置100は、上部開放の箱形筐体232と、その蓋に相当する上記大形支持体230とを有し、一対の伝熱部231が箱形筐体232の内壁(壁面)に密着し、ねじS3により固定されている。第13実施形態では、LED11の熱が、大形支持体230の折り曲げ部231を経て、箱形筐体232の内壁に伝熱されるため、放熱効果が高められている。
<13th Embodiment>
21 and 22 show a thirteenth embodiment. 21 and 22, the same parts as those in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. 21, unlike FIG. 18, the
Therefore, in the thirteenth embodiment, the plurality of screws S1 can be omitted and the number of parts can be reduced as compared with the configuration of FIG.
In the thirteenth embodiment, as shown in FIG. 22, a single
なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能であることは勿論である。
例えば、上述の実施形態では、導電体17を棒状体に形成したが、導電体17の形状は、LED11の電気的及び熱的な接続を行うことができる構成であれば、特に限定されるものではなく、例えば板状であってもよい。
Note that each of the above-described embodiments is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
本発明の光源ユニット及び光源装置は、防犯カメラ、Nシステム等の画像処理システム、エリア照明装置、舞台照明装置等の任意の照明装置に適用可能である。例えば、舞台照明装置に適用する場合には、異なる発光色のLEDを有する複数の光源ユニットを基板に配置すればよい。 The light source unit and the light source device of the present invention can be applied to an arbitrary lighting device such as a security camera, an image processing system such as an N system, an area lighting device, and a stage lighting device. For example, when applied to a stage lighting apparatus, a plurality of light source units having LEDs of different emission colors may be arranged on a substrate.
1、100、601、701、801 光源装置
2、702 基板(放熱部)
3 放熱パッド
4 配線回路
10、110、210、310、410.510 光源ユニット
11 LED(発光素子)
12、812 反射体
13、513 支持体
130 大形支持体
14 反射面
17 導電体(配線)
21 貫通孔(孔)
821 溝
1, 100, 601, 701, 801
3
12,812 Reflector 13,513
21 Through hole (hole)
821 Groove
Claims (5)
前記反射体の正面に設けられ、前記反射面に発光素子を対向配置する支持体と、
を備え、
前記支持体を熱伝導性材料で形成するとともに、前記支持体に、導電性及び熱伝導性を有する材料で形成され前記発光素子の電気的及び熱的な接続を行う導電体を備える光源ユニットを複数備え、
前記反射体は、前記支持体から延びる前記導電体を通す、前記反射体の正面から裏面に延びる孔又は溝を有し、
前記反射体の裏面に設けられ、前面に放熱パッド、後面に配線回路を設けた基板を備え、
複数の前記光源ユニットが前記基板に配置され、
前記支持体と前記反射体と前記基板とを、前記基板の後側から高熱伝導性を有するねじを前記導電体に螺合することにより固定した、
ことを特徴とする光源装置。 A reflector having a reflective surface;
A support provided on the front surface of the reflector, and a light-emitting element facing the reflective surface ;
With
A light source unit comprising: a support made of a heat conductive material; and a conductor formed on the support made of a material having conductivity and heat conductivity to electrically and thermally connect the light emitting element. Multiple
The reflector passing the conductor extending from the support, has a hole or groove extending on the back from the front of the reflector,
Provided on the back surface of the reflector, comprising a substrate with a heat dissipation pad on the front surface and a wiring circuit on the rear surface,
A plurality of the light source units are disposed on the substrate;
The support, the reflector, and the substrate are fixed by screwing a screw having high thermal conductivity from the rear side of the substrate to the conductor.
A light source device characterized by that.
前記複数の反射体の正面に設けられ、前記複数の反射体の各反射面に発光素子を対向配置する一つの大形支持体と、
を備え、
前記大形支持体を熱伝導性材料で形成するとともに、前記大形支持体に、導電性及び熱伝導性を有する材料で形成され、前記発光素子の電気的及び熱的な接続を行う導電体を備える光源ユニットを備え、
前記複数の反射体は、前記大形支持体から延びる前記導電体を通す、前記反射体の正面から裏面に延びる孔又は溝を有し、
前記複数の反射体の裏面に設けられ、前面に放熱パッド、後面に配線回路を設けた基板を備え、
前記一つの大形支持体と前記複数の反射体と前記基板とを、前記基板の後側から高熱伝導性を有するねじを前記導電体に螺合することにより固定した、
ことを特徴とする光源装置。 A plurality of reflectors having a reflective surface;
One large support body provided on the front surface of the plurality of reflectors, the light emitting element being disposed opposite to each reflecting surface of the plurality of reflectors;
With
The large support is formed of a heat conductive material, and the large support is formed of a material having conductivity and heat conductivity, and electrically and thermally connects the light emitting element. Comprising a light source unit comprising
The plurality of reflectors have holes or grooves extending from the front surface to the back surface of the reflector through which the conductor extending from the large support is passed.
Provided on the back surface of the plurality of reflectors, comprising a substrate having a heat dissipation pad on the front surface and a wiring circuit on the rear surface,
The one large support body, the plurality of reflectors, and the substrate are fixed by screwing a screw having high thermal conductivity into the conductor from the rear side of the substrate.
A light source device characterized by that.
前記ブロック形反射体の正面に設けられ、前記ブロック形反射体の各反射面に発光素子を対向配置する一つの大形支持体と、
を備え、
前記大形支持体を熱伝導性材料で形成するとともに、前記大形支持体に、導電性及び熱伝導性を有する材料で形成され、前記発光素子の電気的及び熱的な接続を行う導電体を備える光源ユニットを備え、
前記ブロック形反射体は、前記大形支持体から延びる前記導電体を通す、前記ブロック形反射体の正面から裏面に延びる孔又は溝を有し、
前記ブロック形反射体の裏面に設けられ、前面に放熱パッド、後面に配線回路を設けた基板を備え、
前記一つの大形支持体と前記ブロック形反射体と前記基板とを、前記基板の後側から高熱伝導性を有するねじを前記導電体に螺合することにより固定した、
ことを特徴とする光源装置。 A block-shaped reflector having a plurality of recesses and having a reflecting surface in each recess;
One large support provided on the front surface of the block-shaped reflector and having a light-emitting element disposed opposite to each reflecting surface of the block-shaped reflector;
With
The large support is formed of a heat conductive material, and the large support is formed of a material having conductivity and heat conductivity, and electrically and thermally connects the light emitting element. Comprising a light source unit comprising
The block-shaped reflector has a hole or groove extending from the front surface to the back surface of the block-shaped reflector, through which the conductor extending from the large support body passes.
Provided on the back side of the block-shaped reflector, comprising a substrate with a heat dissipation pad on the front side and a wiring circuit on the back side,
The one large support, the block-shaped reflector, and the substrate are fixed by screwing a screw having high thermal conductivity into the conductor from the rear side of the substrate.
A light source device characterized by that.
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JP2015109253A (en) | 2015-06-11 |
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