JP7042683B2 - Lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、LED等を使用した照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device using an LED or the like.
近年、蛍光灯や電球に代わってLED(Light Emitting Diode)などの半導体発光素子を光源とする照明装置が用いられていれる。また、例えば、家電製品や乗用自動車などの塗装面の外観検査用光源としても発光素子を光源とする照明装置が用いられている。 In recent years, instead of fluorescent lamps and light bulbs, lighting devices using semiconductor light emitting elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) as light sources have been used. Further, for example, a lighting device using a light emitting element as a light source is also used as a light source for visual inspection of a painted surface of home appliances and passenger cars.
照明装置としては、半導体発光素子の発光の向きに傾斜しており、先端がネジ等で固定されているものが知られている(特許文献1参照)。 As a lighting device, a device that is inclined in the direction of light emission of a semiconductor light emitting element and whose tip is fixed by a screw or the like is known (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、ネジ等があることにより、その箇所において乱反射するおそれがあった。
However, the technique disclosed in
本発明の一実施形態に係る照明装置は、複数の発光装置と、筐体と、反射板とを備えている。複数の発光装置は、それぞれに発光素子が実装されている。筐体は、複数の発光装置が実装されている。反射板は、筐体内に位置し、底面と、底面と連続して位置した側面とを有しており、側面が複数の発光装置から外側に向かって発光された光を反射し、複数の発光装置より上方において先端が複数の発光装置から外側に向かって広がっている傾斜平面を有する。筐体は、反射板の傾斜平面の先端部を固定する突起部を有している。突起部は、筐体の内側に突出して前記底面側に曲がる屈曲部を有している。先端部は、屈曲部の内側に位置する。 The lighting device according to the embodiment of the present invention includes a plurality of light emitting devices, a housing, and a reflector. A light emitting element is mounted on each of the plurality of light emitting devices. A plurality of light emitting devices are mounted on the housing. The reflector is located inside the housing and has a bottom surface and a side surface continuously located on the bottom surface, and the side surface reflects light emitted outward from a plurality of light emitting devices to emit a plurality of light sources. Above the device, it has an inclined plane whose tip extends outward from the plurality of light emitting devices. The housing has a protrusion for fixing the tip of the inclined plane of the reflector. The protrusion has a bent portion that protrudes inward of the housing and bends toward the bottom surface. The tip is located inside the bend.
本発明の一実施形態に係る照明装置によれば、光の乱反射を低減させることができる。 According to the lighting device according to the embodiment of the present invention, diffused reflection of light can be reduced.
以下に本発明の実施形態に係る照明装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面の上下は単に本発明の実施形態を説明するために定めたものであり、実際には、上下は使用状況によって変わっても構わない。 Hereinafter, embodiments of the lighting device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the upper and lower parts of the drawing are provided merely for explaining the embodiment of the present invention, and in reality, the upper and lower parts may change depending on the usage situation.
<照明装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る照明装置の断面図である。図2は、本発明の一実施形態に係る照明装置の断面分解図である。図3は、本発明の一実施形態に係る照明装置の反射板の斜視図である。図4は、本発明の一実施形態に係る照明装置の反射板の平面図である。図5は、本発明の一実施形態に係る照明装置の斜視図である。図6は、本発明の一実施形態に係る照明装置の平面図である。図7は、本発明の一実施形態に係る照明装置の分解斜視図である。図8は、本発明の一実施形態に係る照明装置の発光装置の断面図である。これらの図において、照明装置10は、複数の発光装置1と、筐体11と、反射板14とを備えている。複数の発光装置1は、それぞれに発光素子3が実装されている。筐体11は、配線基板12を介して複数の発光装置が実装されている。反射板14は、筐体内に位置し、底面15と、底面15と連続して位置した側面16とを有しており、側面16が複数の発光装置1から外側に向かって発光された光を反射し、複数の発光装置1より上方において先端17が複数の発光装置1から外側に向かって広がっている傾斜面16を有する。筐体11は、反射板14の傾斜面16の先端17を固定する突起部18を有している。
<Construction of lighting equipment>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lighting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional exploded view of the lighting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a reflector of a lighting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view of a reflector of a lighting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of the lighting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of the lighting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is an exploded perspective view of the lighting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of a light emitting device of the lighting device according to the embodiment of the present invention. In these figures, the
照明装置10は、上方に開口している長尺の筐体11と、筐体11内に長手方向に沿ってライン状に複数個配列された発光装置1と、複数の発光装置1が実装される長尺の配線基板12と、筐体11によって支持され、筐体11の開口を閉塞する長尺の拡散カバー13とを備えている。このとき、筐体11は、円形状であってもよい。円形状の場合には、複数の発光装置1は、円形状に配列されるのがよい。反射板14も上面視において円形状であるのがよい。この場合には、後述する突起部18は、長辺に位置するのではなく、円形の縁に沿って位置しているのがよい。
The
図1に示すように、筐体11は、反射板15、拡散カバー13を保持する機能と、発光装置1の発する熱を外部に放散させる機能とを有している。筐体11は、例えば、アルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチック等を含む樹脂複合材等から構成される。筐体11は、長手方向に延びる底部21a、および底部21aの幅方向の両端部から立設し、長手方向に延びる一対の支持部21bを有し、上方および長手方向の両側で開口している長尺の本体部21と、本体部21における長手方向一方側および他方側の開口をそれぞれ閉塞する2つの蓋部22とから成っている。各支持部21bの筐体11の内側における上部には、長手方向に沿って拡散カバー13を保持するための凹所が互いに対向するように形成された保持部が設けられている。筐体11は、長手方向の長さが、例えば、100mm以上2000mm以下に設定されている。また、平面視において円形状であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
配線基板12は、筐体11内の底部21aにネジ止め等で固定される。配線基板12は、例えば、リジッド基板、フレキシブル基板またはリジッドフレキシブル基板等のプリント基板が用いられる。配線基板12の配線パターンと発光装置1における基板2の配線パターンとが、半田または導電性接着剤を介して電気的に接続される。そして、配線基板12からの信号が基板2を介して発光素子3に伝わり、発光素子3が発光する。なお、配線基板12には、外部に設けられた電源から配線を介して電力が供給される。
The
拡散カバー13は、発光装置1から発せられる光が透過する材料からなり、例えば、アクリル樹脂またはガラス等の光透過性材料から構成される。拡散率は30~70%である。拡散率が30%以上であれば、光の粒感を小さくでき、グレアを抑制することができる。また、拡散率が70%以下であれば照明の明るさを保持しやすくなる。拡散カバー13は、矩形状の板体であって、長手方向の長さが、例えば、98mm以上1998mm以下に設定されている。拡散カバー13は、本体部21における長手方向一方側または他方側の開口から、上述の各支持部21bに形成されている凹所内に挿し込み、長手方向に沿ってスライドさせることにより、複数の発光装置1から離れた位置で、一対の支持部21bによって支持される。そして、本体部21における長手方向一方側および他方側の開口を蓋部22で閉塞することにより、照明装置10は構成される。
The
筐体11は、拡散カバー13を固定する固定部を有していても良い。拡散カバー13は、後述する反射板14を固定する突起部18と、固定部との間にスライドされて固定される。拡散カバー13をスライドさせて取り付けることで照明装置10の組立が容易となり、生産性を向上させることができる。
The
反射板14は、筐体11内に位置している。また、配線基板12が有る場合には、配線基板12の上方に位置する。反射板14は、底面15と、底面15と連続して位置した側面16とを有している。側面16は、複数の発光装置1から外側に向かって発光された光を反射し、複数の発光装置1よりも上方において、先端が前記複数の発光装置1から外側に向かって広がっている傾斜面(以下、傾斜面16とする)を有している。
The
反射板14は、ポリエチレンテレフタラートから形成されていてもよい。反射板14が、ポリエチレンテレフタラートのように弾性を有していてもよく、弾性の場合には、発光装置1の側面に当接した場合でも、破損のおそれが低減される。また、後述するように、筐体11に固定される際に、柔軟に変形させることができ、照明装置10を容易に組み立てることができる。
The
図3、図4に示すように、反射板14は、貫通孔19を有している。この場合には、貫通孔19内に、複数の発光装置1の一部が収容され、各発光装置1の先端が貫通孔19より拡散カバー13の方向に飛び出す。このため、貫通孔19は、前記複数の発光装置1と重なって位置している。また、貫通孔19は、例えば、複数の発光装置1の並びと同じような形状であって、平面視において長方形状であってもよい。また、円形状であってもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
反射板14の傾斜面16の傾斜角度は、底面15に対する角度のことであり、例えば120°~160°である。この大きさであれば、発光装置1から発光された光が外部に放射される際に、光強度を大きくすることができる。
The inclination angle of the
筐体11は、反射板14の先端17を固定する突起部18を有している。突起部18は、反射板14の傾斜面16が内側に縮まろうとする、つまり反射板14の底面15に沿って伸び広がろうとするのを押えることができる。よって、照明装置10の組み立てにおいて、反射板14が可塑性であるため、図2に示すように、反射板14の貫通孔19から発光装置1が飛び出すように反射板14を発光装置1の上から挿入し、反射板14の先端17を突起部18に固定することが容易にできる。また、反射板14の先端17が突起部18に固定されることにより、ネジ止めも不要となる。つまり、照明装置の組み立てが容易となり、生産性を向上させることができる。
The
このとき、ネジ止めが不要になるため、ネジ等に発光装置1から発光された光が当たって、乱反射を起こすおそれを低減させることができる。また、ネジ止めそのものの工程を減らすことができるため、容易に組み立てることができる。
At this time, since screwing is not required, it is possible to reduce the possibility that the light emitted from the
このとき、図1に示すように、突起部18は、傾斜部20を有していてもよい。傾斜部20を有することによって、反射板14が内側に縮まろうとするのをより押えることができる。このとき、傾斜部20の傾斜角度が、傾斜面16よりも大きい場合には、よりこの効果を得やすくなる。なお、傾斜部20の傾斜角度とは、拡散カバー13の平面に対する大きさのことであり、比較する傾斜面16の角度も拡散カバー13の平面に対する大きさのことである。
At this time, as shown in FIG. 1, the
なお、上記の照明装置10は、複数の発光装置1を直線状に配列した線発光の照明装置であるが、これに限らず複数の発光装置1をマトリクス状や千鳥格子状に配列した面発光の照明装置であってもよい。
The above-mentioned
また、照明装置において、発光装置1の上面から拡散カバー13までの距離が、複数の発光装置1同士の間の距離の1倍以上、4倍以下であってもよい。発光装置1の上面から拡散カバー13までの距離が、複数の発光装置1同士の間の距離の1倍以上であれば、光の粒感が小さくなりグレアを抑制することができる。また、4倍以下であれば照明装置10自体が大きくなってしまうことを抑制でき、生産性の向上につなげることができる。
Further, in the lighting device, the distance from the upper surface of the
<発光装置の構成>
例えば、図8に示すように、発光装置1は、基板2と、発光素子3と、枠体4と、封止部材5と、を備えている。このとき、発光素子3が紫外域の光を発光する等、特定の光を発光する素子の場合には、波長変換部材6を有していてもよい。
<Structure of light emitting device>
For example, as shown in FIG. 8, the
発光装置1は、基板2と、基板2上に設けられた発光素子3と、基板2上に発光素子3を取り囲むように設けられた枠体4と、枠体4で囲まれた内側の空間内に、枠体4で囲まれる空間の上部の一部を残して充填された封止部材5と、枠体4で囲まれた内側の空間の上部の一部に、封止部材5の上面に沿って枠体4内に収まるように設けられた波長変換部材6と、を備えている。なお、発光素子3は、例えば、LEDであって、半導体を用いたpn接合中の電子と正孔が再結合することによって、外部に向かって光を放出する。
The
基板2は、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等からなる。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。また、基板2は、基板2の熱膨張を調整することが可能な金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
The
少なくとも基板2の主面または基板2の内部には、基板2の内外を電気的に導通する配線導体が設けられている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。基板2がセラミック材料から成る場合は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、基板2となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。なお、配線導体の表面には、酸化防止のために、例えば、ニッケルまたは金等のめっき層が形成されている。また、基板2の上面には、基板2上方に効率良く光を反射させるために、配線導体およびめっき層と間隔を空けて、例えば、アルミニウム、銀、金、銅またはプラチナ等の金属反射層を形成してもよい。
At least on the main surface of the
発光素子3は、基板2の主面上に実装される。発光素子3は、基板2主面上に形成される配線導体の表面に被着するめっき層上に、例えば、ろう材または半田を介して電気的に接続される。発光素子3は、透光性基体と、透光性基体上に形成される光半導体層とを有している。透光性基体は、有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、光半導体層を成長させることが可能なものであればよい。透光性基体に用いられる材料としては、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等を用いることができる。なお、透光性基体の厚みは、例えば50μm以上1000μm以下である。
The light emitting element 3 is mounted on the main surface of the
光半導体層は、透光性基体上に形成される第1半導体層と、第1半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第2半導体層とから構成されている。第1半導体層、
発光層および第2半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウムヒ素等のIII-V族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体等を用いることができる。なお、第1半導体層の厚みは、例えば1μm以上5μm以下であって、発光層の厚みは、例えば25nm以上150nm以下であって、第2半導体層の厚みは、例えば50nm以上600nm以下である。また、このように構成された発光素子3は、例えば280nm以上450nm以下の波長範囲の励起光を発することができる。
The optical semiconductor layer is composed of a first semiconductor layer formed on a translucent substrate, a light emitting layer formed on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer formed on the light emitting layer. .. First semiconductor layer,
As the light emitting layer and the second semiconductor layer, for example, a group III nitride semiconductor, a group III-V semiconductor such as gallium phosphorus or gallium arsenide, or a group III nitride semiconductor such as gallium nitride, aluminum nitride or indium nitride is used. be able to. The thickness of the first semiconductor layer is, for example, 1 μm or more and 5 μm or less, the thickness of the light emitting layer is, for example, 25 nm or more and 150 nm or less, and the thickness of the second semiconductor layer is, for example, 50 nm or more and 600 nm or less. Further, the light emitting element 3 configured in this way can emit excitation light in a wavelength range of, for example, 280 nm or more and 450 nm or less.
枠体4は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料、あるいは多孔質材料、あるいは酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の金属酸化物からなる粉末を混合させた樹脂材料から成る。枠体4は、基板2の主面に、例えば樹脂、ろう材または半田等を介して接続されている。枠体4は、発光素子3と間隔を空けて、発光素子3を取り囲むように基板2の主面上に設けられている。また、枠体4は、傾斜する内壁面が、基板2の主面から遠ざかるに従い、外方に向かって広がるように形成されている。そして、枠体4の内壁面が、発光素子3から発せられる励起光の反射面として機能する。なお、平面視において、枠体4の内壁面の形状を円形とすると、発光素子3が放射する光を一様に反射面にて外方に向かって反射させることができる。
The
また、枠体4の傾斜する内壁面は、例えば、焼結材料からなる枠体4の内周面にタングステン、モリブデン、マンガン等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成るめっき層を形成してもよい。このめっき層は、発光素子3の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体4の内壁面の傾斜角度は、基板2の主面に対して例えば55度以上70度以下の角度に設定されている。
Further, the inclined inner wall surface of the
基板2および枠体4で囲まれる内側の空間には、光透過性の封止部材5が充填されている。封止部材5は、発光素子3を封止するとともに、発光素子3の内部から発せられる光を外部に光を取り出す。さらに、発光素子3の外部に取り出された光が透過する機能を備えている。封止部材5は、基板2および枠体4で囲まれる内側の空間内に、枠体4で囲まれる空間の一部を残して充填されている。封止部材5は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂や透光性のガラス材料が用いられる。封止部材5の屈折率は、例えば1.4以上1.6以下に設定されている。
The inner space surrounded by the
波長変換部材6は、基板2および枠体4で囲まれた内側の空間の上部に、封止部材5の上面に沿って設けられている。波長変換部材6は、枠体4内に収まるように形成されている。波長変換部材6は、発光素子3の発する光の波長を変換する機能を有している。すなわち、波長変換部材6は、発光素子3から発せられる光が封止部材5を介して内部に入射して、内部に含有される蛍光体が発光素子3から発せられる光によって励起されて、蛍光体からの蛍光を発するとともに、発光素子3からの光の一部を透過させて放射するものである。波長変換部材6は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、または透光性のガラス材料からなり、その絶縁樹脂、ガラス材料中に、蛍光体が含有されている。蛍光体は、波長変換部材6中に均一に分散するようにしている。発光素子3および波長変換部材6中に含有される蛍光体としては、発光装置1から発せられる光の発光スペクトルが、最終的に求められる発光スペクトルとなるように選ばれる。
The
波長変換部材6には蛍光体が含まれていてもよい。各蛍光体は例えば、青色を示す蛍光体は、BaMgAl10O17:Eu、(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:Eu,(Sr,Ba)10(PO4)6Cl2:Euであり、青緑色を示す蛍光体は、(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu,Sr4Al14O25:Euである。緑
色を示す蛍光体は、SrSi2(O,Cl)2N2:Eu、(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu2+、ZnS:Cu,Al、Zn2SiO4:Mnである。赤色を示す蛍光体としては、Y2O2S:Eu、Y2O3:Eu、SrCaClAlSiN3:Eu2+、CaAlSiN3:Eu、CaAlSi(ON)3:Euである。近赤外領域を示す蛍光体は、3Ga5O12:Crである。
The
また、発光素子3は、紫外域の光を発光するものであってもよいし、青色、赤色、緑色の光を発光するものであってもよい。また、これらを組み合わせて1つの発光装置1に複数の発光素子3が収容されていてもよい。
Further, the light emitting element 3 may emit light in the ultraviolet region, or may emit blue, red, or green light. Further, a plurality of light emitting elements 3 may be housed in one
なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値などの種々の変形は可能である。本実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the example of the above-described embodiment, and various modifications such as numerical values are possible. The various combinations of feature portions in this embodiment are not limited to the examples of the above-described embodiments.
1 発光装置
10 照明装置
11 筐体
12 配線基板
13 拡散カバー
14 反射板
15 底面
16 側面(傾斜面)
17 先端
18 突起部
19 貫通孔
20 傾斜部
2 基板
21 本体部
21a 底部
21b 支持部
22 蓋部
3 発光素子
4 枠体
5 封止部材
6 波長変換部材
1
17
Claims (9)
前記複数の発光装置が実装された、筐体と、
前記筐体内に位置し、底面と前記底面と連続して位置した側面とを有しており、前記側面が前記複数の発光装置から外側に向かって発光された光を反射し、前記複数の発光装置より上方において先端が前記複数の発光装置から外側に向かって広がっている傾斜平面を有する反射板と、を備えており、
前記筐体は、前記傾斜平面の先端部を固定する突起部を有し、
前記突起部は、前記筐体の内側に突出して前記底面側に曲がる屈曲部を有し、
前記先端部は、前記屈曲部の内側に位置する、照明装置。 Multiple light emitting devices, each with a light emitting element mounted on it,
A housing on which the plurality of light emitting devices are mounted, and
It is located in the housing and has a bottom surface and a side surface continuously located with the bottom surface, and the side surface reflects light emitted outward from the plurality of light emitting devices, and the plurality of light emission is performed. A reflector having an inclined plane whose tip extends outward from the plurality of light emitting devices above the device is provided.
The housing has a protrusion for fixing the tip of the inclined plane .
The protrusion has a bent portion that protrudes inward of the housing and bends toward the bottom surface.
The tip portion is a lighting device located inside the bent portion .
前記先端部は、その先に向かうほど、前記傾斜部から離れている、請求項1に記載の照明装置。 The bent portion has an inclined portion facing the tip portion, and the bent portion has an inclined portion.
The lighting device according to claim 1, wherein the tip portion is separated from the inclined portion toward the tip portion .
前記複数の発光装置は、前記貫通孔と重なって位置していることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の照明装置。 The reflector has a through hole in the bottom surface and has a through hole.
The lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of light emitting devices are located so as to overlap with the through hole.
前記配線基板の上面に前記複数の発光装置が実装されるとともに、前記配線基板は、前記筐体に実装されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の照明装置。 It has a wiring board located between the housing and the plurality of light emitting devices.
The lighting device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the plurality of light emitting devices are mounted on the upper surface of the wiring board, and the wiring board is mounted on the housing. ..
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