JP6521588B2 - ランプ及び照明装置 - Google Patents

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本発明は、ランプ及びそのランプを有する照明装置に関する。
従来より、ガラス管等のユニット本体の内部に発光部が設けられたランプが知られている(特許文献1〜4参照)。
特開2012−99414号公報(第8頁) 特開2012−164582号公報(第5頁) 特開2012−234730号公報(第6頁) 実用新案登録第3184896号公報(請求項1)
しかしながら、特許文献1〜4に開示されたランプは、ガラス管等のユニット本体の内部に発光部が設けられているため、ユニット本体を交換しようとすると、内部に設けられた発光部も同時に交換する必要がある。
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、発光部の交換を伴うことなく、ユニット本体を交換することができるランプ及びそのランプを有する照明装置を提供するものである。
本発明に係るランプは、発光部を収納する発光ユニットと、発光ユニットに着脱自在に取り付けられ、発光部から出射される光を拡散する機能を有し、内部空間を備える光拡散ユニットと、光拡散ユニットに取り付けられる口金と、口金が着脱自在に取り付けられ、発光ユニットと一体的に形成されたソケットと、を備える。
本発明によれば、発光ユニットが光拡散ユニットに着脱自在に取り付けられているため、発光部の交換を伴うことなく、光拡散ユニットを交換することができる。
本発明の実施の形態1に係るランプ1を示す軸方向断面図である。 本発明の実施の形態1に係るランプ1を示す周方向断面図である。 本発明の実施の形態2におけるランプ100を示す軸方向断面図である。 本発明の実施の形態2におけるランプ100を示す周方向断面図である。 本発明の実施の形態3に係る照明装置200を示す斜視図である。 本発明の実施の形態3に係る照明装置200を示す軸方向断面図である。 本発明の実施の形態3に係る照明装置200を示す周方向断面図である。 本発明の実施の形態4に係る照明装置300を示す軸方向断面図である。
以下、本発明に係る光拡散ユニット、ランプ及び照明装置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、本発明の実施の形態1に係るランプ1を示す軸方向断面図、図2は、本発明の実施の形態1に係るランプ1を示す周方向断面図である。この図1、図2に基づいて、ランプ1について説明する。ランプ1は、図1、図2に示すように、光を拡散する機能を有する筒状の光拡散ユニット1aと、光拡散ユニット1aの外側に設けられた発光ユニット3とを備えている。
光拡散ユニット1aは、例えばガラスからなる円筒状のユニット本体2と、ユニット本体2に設けられた拡散膜21とを有する。なお、ユニット本体2の長さ、外径、内径の各寸法は、照明装置の仕様によって適宜設定される。また、ユニット本体2は、発光ユニット3に着脱自在に取り付けられている。
拡散膜21は、ユニット本体2の周壁部11の内周面11aに設けられており、光を拡散する機能を有している。この拡散膜21は、例えば拡散粒子を有する膜であり、膜厚が5.0μm〜20.0μmとなるように塗布される。この拡散粒子は、例えば平均粒径が0.01μm〜20.0μmの金属酸化物、リン酸化合物、フッ化物、有機顔料、染料、硫酸バリウムのうち1種類以上を含有している。このうち、金属酸化物は、チタン、シリコン、アルミニウム、亜鉛、イットリウム、ランタン、マグネシウム、セリウム、ビスマス、銅、ニッケル、ガドリニウム、ジルコニウム及びバリウムからなる群から選択された少なくとも一つの酸化物を含有している。また、リン酸化合物は、ピロリン酸カルシウム及びピロリン酸ストロンチウムから選択された少なくとも一つの化合物を含有している。更に、フッ化物は、フッ化マグネシウム、フッ化セリウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム及びフッ化アルミニウムから選択された少なくとも一つの化合物を含有している。更にまた、有機顔料は、アゾ系顔料及び染付けレーキ顔料から選択された少なくとも一つの顔料を含有している。そして、染料は、酸性染料及び塩基性染料から選択された少なくとも一つの染料を含有している。
なお、拡散膜21は、有機成分及び無機成分を含有してもよいし、無機成分のみを含有してもよい。例えば、PEO等の液状の樹脂に、酸化物からなる拡散剤が混合された塗液が、周壁部11の内周面11aに塗布され、その後、約500℃の温度で焼成されることにより、有機成分が除去される。これにより、無機成分のみを含有する拡散膜21が形成される。また、拡散膜21は、蛍光体又は量子ドットといった発光素子が混合されてもよい。これにより、光の色を調整することができる。
また、ユニット本体2には、拡散膜21が形成されておらず開口し、光を透過するアパーチャ22が形成されており、このアパーチャ22は、発光ユニット3に対向した任意の位置に位置決めされている。なお、アパーチャ22の幅T1は、照明装置の仕様によって適宜設定される。
ユニット本体2には、両端部を覆い、内部空間を真空封止する封止部材12が設けられている。この封止部材12によって、筒状のユニット本体2の両端部が塞がれ、ユニット本体2の内部空間が真空又は高真空状態に維持される。封止部材12は、ユニット本体2の周壁部11の内周面11aに拡散膜21が形成された後、ユニット本体2の両端部を真空封止する。真空度は、例えばJIS基準で100Pa以下である。
発光ユニット3は、発光部4と、発光部4を収納する中空部を有しユニット本体2の長手方向に平行の方向(矢印Y方向)に延びる四角柱状の筐体30とを備える。
発光部4は、発光ユニット3の長手方向に平行の方向(矢印Y方向)に延び、接着部材等を用いて取付部31に取り付けられた基板41と、基板41に載置され、基板41の長手方向に平行の方向(矢印Y方向)に間隔を空けて配置された複数の光源42と、給電線44を取り付ける給電取付部43とを備えている。基板41の材質は、例えば、ガラス、ガラスエポキシ、紙フェノール、アルミニウム等の金属又はコンポジット等である。
光源42は、発光ユニット3の内部に設けられており、この発光ユニット3は、ユニット本体2の周壁部11に固定されている。即ち、光源42は、ユニット本体2の外側に近接して配置されたものである。このように、本実施の形態1は、光源42がユニット本体2の内側に設けられていないため、光源42から生じる熱が、ユニット本体2の内部にこもらず、ユニット本体2の温度が上昇することが抑制される。従って、ランプ1の動作信頼性が向上する。また、光源42を備える発光部4は、発光ユニット3に設けられており、即ち、発光部4は、ユニット本体2の外側から内側に向けて光が入射するように、ユニット本体2の外側に設けられている。
光源42としては、例えば、発光ダイオード(LED)が用いられる。この場合、光源42は、パッケージングされた部品が実装されたものでもよいし、チップが直接実装されたもの(COB)でもよい。また、光源42は、発光ダイオードに限らず、有機EL、レーザダイオード(LD)等のほかの個体発光素子としてもよい。
給電取付部43は、例えば基板41の一端部に設けられており、点灯装置(電源回路)(図示せず)と基板41とを電気的に接続する給電線44が取り付けられる半田部となっている。給電線44は、ランプ1の外部から光源42に直流電力を供給し、光源42を発光させる。なお、給電取付部43は、半田付けのほかに、溶接、異方性導電フィルム(ACF)又はコネクタ等として、給電線44と接続されてもよい。また、基板41に点灯装置(電源回路)を配置すること等により、点灯装置(電源回路)が、ランプ1の外部から交流電力の供給を受け、交流電力を直流電力に変換し、光源42に直流電力を供給するようにすれば、給電取付部43を省くこともできる。
筐体30は、発光部4が取り付けられる取付部31と、取付部31に対向し、発光部4から入射される光を反射する筐体反射部32とを有する。取付部31は、筐体30の一面であり、筐体反射部32に対向する面に、発光部4が取り付けられている。また、筐体反射部32の側の面とは反対側の面には、照明器具本体(図示せず)が取り付けられる。なお、取付部31と照明器具本体とは、ネジ等を用いて取り付けられてもよいし、接着部材等を用いて取り付けられてもよい。発光部4が取付部31に取り付けられることにより、発光部4における電子部品等が発する動作熱が、効率的に放散される。
筐体反射部32は、発光部4から入射される光を反射するものであり、筐体30の一面の取付部31に対向した他面に設けられている。そして、筐体反射部32の一面は、接触面32bとなっており、この接触面32bは、ユニット本体2の周壁部11の外周面11bに沿うように湾曲し、ユニット本体2の周壁部11の外周面11bに接触している。そして、発光ユニット3がユニット本体2に固定されている。なお、ユニット本体2と発光ユニット3とは、ネジ等を用いて固定されてもよいし、接着部材等を用いて固定されてもよい。
なお、筐体反射部32の中央部には、筐体開口部32aが設けられ、筐体反射部32の上方に発光部4が配置されている。これにより、発光部4からの光が、筐体開口部32aを通って、発光ユニット3から出射する。この筐体開口部32aと、ユニット本体2のアパーチャ22とが重なるように、発光ユニット3がユニット本体2に固定されている。これにより、発光部4からの光は、筐体開口部32a及びアパーチャ22を通過して、ユニット本体2の内部に入射される。なお、筐体開口部32aの幅T2及び形状は、照明装置の仕様によって適宜設定される。本実施の形態1では、アパーチャ22の幅T1は、筐体開口部32aの幅T2よりも広く(T1>T2)なるように設定されている。これにより、発光部4からの光の進行に伴う光の広がりに対応することができる。
なお、筐体開口部32aを通過しない光は、筐体反射部32により、拡散膜21側に誘導される。これにより、光の利用効率が向上する。また、発光部4が防水仕様又は防湿仕様とされる場合、筐体開口部32aといった発光ユニット3の内部と外部とが接続される部分を、透明又は高透光性の部材を用いて封止してもよい。その際、透明又は高透光性の部材として、多孔質材料が用いられれば、通気性を確保することができる。
ユニット本体2の周壁部11の外周面11bにおいて、発光ユニット3と接触している部分以外の部分には、ユニット保持部17が設けられている。ユニット保持部17は、ユニット本体2が天井等から落下することを防止する。このユニット保持部17は、ユニット本体2の両端部を覆う2個の封止部材12を挟持するように設けられている。また、このユニット保持部17における基板41に隣接した部分には、給電線44が挿通される保持通線孔17aが設けられている。
次に、本実施の形態1に係るランプ1の作用について説明する。ランプ1は、ユニット本体2の内部が真空であり、外気とも接触しない。このため、ランプ1が長時間使用されても、拡散膜21の表面は劣化せず、表面から内部に劣化が進行することもない。また、ランプ1は、ユニット本体2の内部が真空であるため、ユニット本体2の内部は、ユニット本体2の外部と隔離されている。このため、ランプ1が、湿度が高い場所で使用されても、ユニット本体2の内部に水分が進入せず、拡散膜21は水分を吸収しない。従って、高い光拡散性を維持しつつ、光束が低下せず、光の粒状感を良好に保つことができる。
また、ユニット本体2は、発光ユニット3に着脱自在に取り付けられている。このため、ユニット本体2を交換しようとする場合、発光ユニット3の内部に収容された発光部4の交換を伴うことなく、ユニット本体2を交換することができる。また、使用環境が変化しても、発光ユニット3を取り外さずそのままで、ユニット本体2のみを取り外し、使用環境に適したユニット本体2を取り付けるだけで済む。このように、ランプ1は、使用環境の変化への対応性が向上し、また、容易に交換することができる。
更に、ランプ1は、発光部4が、ユニット本体2の外側に設けられている。このため、発光部4と拡散膜21の表面との距離が長い。これにより、光の拡散性が向上する。また、発光部4と拡散膜21の表面との距離が長いため、発光部4がユニット本体2の内部に収容される場合よりユニット本体2の径を小さくしても、光の拡散性を維持することができる。即ち、ユニット本体2を構成するガラス材料等の使用量を軽減し、ランプ1の軽量化が実現できる。
実施の形態2.
次に、本実施の形態2に係るランプ100について説明する。図3は、本発明の実施の形態2におけるランプ100を示す軸方向断面図、図4は、本発明の実施の形態2におけるランプ100を示す周方向断面図である。実施の形態2は、封止部材12を口金150としている点で、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と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
図3、図4に示すように、ユニット本体102は、両端部が、縮径されたネック部113となっており、ネック部113は、周壁部11から屈曲するネック基部114と、ネック基部114からユニット本体102の最端部に延びるネック端部115とを備えている。なお、ユニット本体102の端部は、ネックフォームに限らず、ストレートフォームとしてもよい。また、ユニット本体102の周壁部11の外周面11bには、ユニット本体102の長手方向に平行の方向(矢印Y方向)に延び、円弧状の2個の本体反射部116が設けられている。この本体反射部116は、ユニット本体102に発光ユニット3が取り付けられた場合、発光ユニット3に収納された発光部4からの光を反射するものである。
本実施の形態2では、ユニット本体102の両端部を覆う封止部材12が口金150である。口金150は、ユニット本体102の両端部に取り付けられる口金筐体151と、口金筐体151から突出する口金端子156とを備えている。口金筐体151は、ユニット本体102のネック端部115に嵌合する筐体筒部152と、筐体筒部152の一端部を塞ぐ筐体蓋部153とを備えている。ユニット本体102のネック端部115と筐体筒部152とは、接着部材157を用いて嵌合される。なお、接着部材157は、接着用の粘着テープにて代用してもよく、パッキン等が追加されてもよい。また、筐体蓋部153は、周縁部に形成されネック端部115の先端が挿入される蓋凹部154と、蓋凹部154以外の部分である蓋凸部155とを備えている。そして、口金端子156は、筐体蓋部153から突出する2個の部材であり、照明装置のソケット(図示せず)に装着される。
なお、口金150は、従来の直管蛍光ランプ又は従来の直管LEDランプ等を、一般的な照明器具に取り付けるために用いられる(標準規格に基づく)G13、GX16タイプ等の多様な構造(形状)から適宜選択することができる。また、本実施の形態2は、実施の形態1のように、発光部4が、給電線44から給電する構成であるため、口金150から給電する必要はない。この場合、口金150において、電気的な接続は不要である。なお、発光部4が口金150から給電されるように構成してもよい。
本実施の形態2は、封止部材12を口金150として、ユニット本体102の内部を真空状態に維持しているため、実施の形態1と同様の効果を奏する。更に、口金150は、従来の直管蛍光ランプ又は従来の直管LEDランプ等に用いられるものと同等であるため、ランプ100は、従来の照明器具に取付けることができる。このように、ランプ100は、汎用性が高く、また、容易に交換することができる。
実施の形態3.
次に、本実施の形態3に係る照明装置200について説明する。図5は、本発明の実施の形態3に係る照明装置200を示す斜視図、図6は、本発明の実施の形態3に係る照明装置200を示す軸方向断面図である。図7は、本発明の実施の形態3に係る照明装置200を示す周方向断面図である。本実施の形態3に係る照明装置200は、実施の形態2に係るランプ100を照明器具本体205に取り付けたものである。本実施の形態3では、実施の形態1、2と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1、2との相違点を中心に説明する。
本実施の形態3において、図5、図6、図7に示すように、照明装置200は、照明器具本体205と、点灯装置206と、ソケット207と、ランプ100とを備えている。照明器具本体205は、ランプ100のユニット本体102の長手方向に平行の方向(矢印Y方向)に延びる直方体状の箱体であり、天井等に取り付けられる。照明器具本体205における基板41に隣接した部分には、給電線44が挿通される器具通線孔205aが設けられている。
点灯装置206は、発光部4に給電して、光源42を点灯させるための点灯回路(電源回路)を収納する直方体状の箱体であり、照明器具本体205の内部に収納されている。なお、発光部4の基板41に点灯回路(電源回路)を配置して、点灯装置206(電源回路)が、ランプ100の外部から交流電力の供給を受け、交流電力を直流電力に変換し、光源42に直流電力を供給するように構成されてもよい。
ソケット207は、照明器具本体205の両端部から突出する半円柱状の部材であり、ランプ100の両端部に設けられた口金150が装着されるものである。このソケット207は、照明器具に取り付けるために用いられる(標準規格に基づく)G13、GX16タイプ等の多様な構造(形状)の口金150に対応している。
ランプ100は、実施の形態2におけるユニット本体102に、発光ユニット203が取り付けられたものである。実施の形態3における発光ユニット203は、形状が、実施の形態1と相違する。発光ユニット203は、中空部を備え、ユニット本体102の長手方向に平行の方向(矢印Y方向)に延びる四角柱状の部材であり、内部に発光部4が収納されている。発光ユニット203におけるユニット本体102に対向する一面は、対向部33であり、ユニット本体102に固定されていない。
また、発光ユニット203において、対向部33に対向する面は、対向部33の側の一面が、発光部4を取り付ける取付部31となっている。また、取付部31の他面には、照明器具本体205が取り付けられる。なお、取付部31と照明器具本体205とは、ネジ等を用いて取り付けられてもよいし、接着部材等を用いて取り付けられてもよい。また、発光ユニット203において、対向部33以外の構成は、実施の形態1と共通する。光源42は、器具通線孔205aに挿通された給電線44から給電され、発光する。
ユニット本体102の周壁部11の外周面11bに設けられた本体反射部116は、実施の形態1における筐体反射部32と同様に、発光部4から出射される光を反射するものである。そして、本体反射部116は、筐体開口部32aを通過しない光を、拡散膜21の側に反射させて誘導する。これにより、光の利用効率が向上する。なお、発光ユニット203は、照明器具本体205と一体的に形成されてもよい。この場合、照明器具本体205にランプ100が取り付けられたとき、ランプ100におけるアパーチャ22と、筐体開口部32aに相当する部分(図示せず)とが重なるように、照明器具本体205にランプ100が取り付けられる。
本実施の形態3は、ソケット207が、一般的な照明器具に取り付けるために用いられる(標準規格に基づく)G13、GX16タイプ等の多様な構造(形状)の口金150に対応している。そして、ランプ100における口金150は、従来の直管蛍光ランプ又は従来の直管LEDランプ等を、一般的な照明器具に取り付けるために用いられる(標準規格に基づく)G13、GX16タイプ等の多様な構造(形状)から適宜選択されるものである。このため、ランプ100は、従来の照明器具に取付けることができる。このように、ランプ100は、汎用性が高く、また、容易に交換することができる。
実施の形態4.
次に、本実施の形態4に係る照明装置300について説明する。図8は、本発明の実施の形態4に係る照明装置300を示す軸方向断面図である。本実施の形態4は、発光ユニット303とソケット307とが一体的に形成されている点で、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1、2、3と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1、2、3との相違点を中心に説明する。
図8に示すように、実施の形態4では、発光ユニット303とソケット307とが一体的に形成されている。これにより、製造効率の改善、製造コストの低減及び照明装置300の設置効率の改善等の効果を奏する。
実施の形態3に係る照明装置200、実施の形態4に係る照明装置300は、実施の形態2に係るランプ100を用いているが、実施の形態1に係るランプ1を用いてもよい。
1 ランプ、1a 光拡散ユニット、2 ユニット本体、3 発光ユニット、4 発光部、11 周壁部、11a 内周面、11b 外周面、12 封止部材、17 ユニット保持部、17a 保持通線孔、21 拡散膜、22 アパーチャ、30 筐体、31 取付部、32 筐体反射部、32a 筐体開口部、32b 接触面、33 対向部、41 基板、42 光源、43 給電取付部、44 給電線、100 ランプ、102 ユニット本体、113 ネック部、114 ネック基部、115 ネック端部、116 本体反射部、150 口金、151 口金筐体、152 筐体筒部、153 筐体蓋部、154 蓋凹部、155 蓋凸部、156 口金端子、157 接着部材、200 照明装置、203 発光ユニット、205 照明器具本体、205a 器具通線孔、206 点灯装置、207 ソケット、300 照明装置、303 発光ユニット、307 ソケット。

Claims (18)

  1. 発光部を収納する発光ユニットと、
    前記発光ユニットに着脱自在に取り付けられ、前記発光部から出射される光を拡散する機能を有し、内部空間を備える光拡散ユニットと、
    前記光拡散ユニットに取り付けられる口金と、
    前記口金が着脱自在に取り付けられ、前記発光ユニットと一体的に形成されたソケットと、
    を備えるランプ。
  2. 前記光拡散ユニットは、内部空間が真空である
    請求項1記載のランプ。
  3. 前記発光部は、
    前記光拡散ユニットの外側に近接して設けられたものである
    請求項1又は2記載のランプ。
  4. 前記発光部は、
    前記光拡散ユニットの外側から内側に向けて光が入射するように設けられたものである
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のランプ。
  5. 前記光拡散ユニットは、
    内周面に設けられ、前記発光部から出射される光を拡散する拡散膜を備える
    請求項1〜4のいずれか1項に記載のランプ。
  6. 前記拡散膜は、
    前記発光部に対向する部分が開口されて、前記発光部から出射される光を透過するアパーチャとなっている
    請求項5記載のランプ。
  7. 前記拡散膜は、拡散粒子を有する膜である
    請求項5又は6記載のランプ。
  8. 前記拡散粒子は、
    平均粒径が0.01μm〜20.0μmの金属酸化物、リン酸化合物、フッ化物、有機顔料、染料、硫酸バリウムのうち1種類以上を含有する
    請求項7記載のランプ。
  9. 前記金属酸化物は、
    チタン、シリコン、アルミニウム、亜鉛、イットリウム、ランタン、マグネシウム、セリウム、ビスマス、銅、ニッケル、ガドリニウム、ジルコニウム及びバリウムからなる群から選択された少なくとも一つの酸化物を含有する
    請求項8記載のランプ。
  10. 前記リン酸化合物は、
    ピロリン酸カルシウム及びピロリン酸ストロンチウムから選択された少なくとも一つの化合物を含有する
    請求項8記載のランプ。
  11. 前記フッ化物は、
    フッ化マグネシウム、フッ化セリウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム及びフッ化アルミニウムから選択された少なくとも一つの化合物を含有する
    請求項8記載のランプ。
  12. 前記有機顔料は、
    アゾ系顔料及び染付けレーキ顔料から選択された少なくとも一つの顔料を含有する
    請求項8記載のランプ。
  13. 前記染料は、
    酸性染料及び塩基性染料から選択された少なくとも一つの染料を含有する
    請求項8記載のランプ。
  14. 前記拡散膜は、無機成分のみを含有する
    請求項5〜13のいずれか1項に記載のランプ。
  15. 前記拡散膜は、有機成分を含有する
    請求項5〜13のいずれか1項に記載のランプ。
  16. 請求項1〜15のいずれか1項に記載のランプ
    を備える照明装置。
  17. 前記発光ユニットは、
    前記光拡散ユニットの側に設けられ、前記発光部から出射される光を反射する筐体反射部を備える
    請求項16記載の照明装置。
  18. 前記ランプは、
    前記光拡散ユニットの外周面に設けられ、前記発光部から出射される光を反射する本体反射部を備える
    請求項16又は17記載の照明装置。
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