JPWO2010125889A1

JPWO2010125889A1 - 発光器具

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Publication number: JPWO2010125889A1
Application number: JP2011511358A
Authority: JP
Inventors: 作本　大輔; 大輔作本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: WO2010125889A1; US20120025221A1; EP2426746A4; JP5340385B2; EP2426746B1; EP2426746A1

Abstract

本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する発光器具に関するものである。発光器具は、各々発光素子を含んでいる複数の光源と、複数の光源を囲んでいる第１の光反射部材と、複数の光源を基準に第１の光反射部材よりさらに複数の光源の光放射方向に設けられた第２の光反射部材とを含んでいる。第２の光反射部材は、透光性材料を含んでいる。

Description

本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する発光器具に関するものである。

近年、例えば蛍光灯または白熱灯などの従来の発光器具に代えて、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する光源を含んでいる発光器具の開発が進められている。発光素子を含む発光器具は、従来の発光器具に比べて、消費電力および製品寿命などの観点において期待されている。

発光素子を含む発光器具は、従来の発光器具に比べて光源のサイズが小さいため、光強度分布に関する改善が必要とされている。

本発明の一つの態様によれば、発光器具は、各々発光素子を含んでいる複数の光源と、複数の光源を囲んでいる第１の光反射部材と、複数の光源を基準に第１の光反射部材よりさらに複数の光源の光放射方向に設けられた第２の光反射部材とを含んでいる。第２の光反射部材は、透光性材料を含んでいる。

本発明の第１の実施形態における発光器具の斜視図を示している。図１に示された発光ユニット９０の斜視図を示している。図２に示された発光ユニットのＡ−Ａにおける縦断面図を示している。例示的な光源ユニット１の縦断面図を示している。他の例示的な光源ユニット１の縦断面図を示している。光源１２の部分断面図を示している。発光ユニット９０における光強度分布を模式的に示している。他の例示的な光源ユニット１における光強度分布を模式的に示している。本発明の第２の実施形態の発光器具における発光ユニット９０に関して光の進み方を模式的に示している。本発明の第３の実施形態の発光器具における発光ユニット９０に関して光の進み方を模式的に示している。本発明の第４の実施形態の発光器具における発光ユニット９０に関して光の進み方を模式的に示している。

以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１を参照して本発明の第１の実施形態における発光器具について説明する。発光器具は、電源ユニット８０と、電源ユニット８０に電気的に接続された発光ユニット９０とを含んでいる。図１において、発光器具は、仮想のｘｙｚ空間に設けられている。図１において、上方向とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。

図２および図３に示されているように、発光ユニット９０は、光源ユニット１と、光反射部材２とを含んでいる。図３において、発光ユニット９０の内部構造の一部は省略されている。

図４に示されているように、例示的な光源ユニット１は、実装基板１１と、実装基板１１の上に設けられた複数の光源１２と、実装基板１１の上に設けられた光反射部材１３とを含んでいる。光反射部材１３は、複数の光源１２に対応して配置されている複数の光反射面１３１を有している。光反射面１３１は、光源１２を囲んでいるとともに、例えば、放物面形状を有している。光反射面１３１は、光源１２から放射された光を仮想のｚ軸の負方向へ反射する。

図５に示されているように、他の例示的な光源ユニット１は、光源１２を基準として光反射部材１３よりさらに光源１２の光放射方向に設けられた光反射部材１４をさらに含んでいる。図５において、“光源１２の光放射方向”とは、仮想のｚ軸の負方向のことをいう。光反射部材２は、透光性材料を含んでいる。光反射部材２における“透光性”とは、光源１２から放射された光の少なくとも一部が透過できることをいう。例示的な透光性材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリル、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、とはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンまたはエポキシである。

図６に示されているように、光源１２は、パッケージ１２１と、パッケージ１２１に実装された発光素子１２４と、発光素子１２４を封入している透光性部材１２５と、透光性部材１２５の上または上方に設けられた波長変換部材１２６とを含んでいる。図６において、上方向とは、仮想のｚ軸の負方向である。

パッケージ１２１は、基体１２２と、基体１２２の上に設けられたフレーム部材１２３とを含んでいる。フレーム部材１２３は、発光素子１２４を囲んでいる。

発光素子１２４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体素子であり、駆動電力に応じて第１次光を放射する。

透光性部材１２５は、フレーム部材１２３の内側に設けられており、発光素子１２４を覆っている。部材１２５の“透光性”とは、発光素子１２４から放射された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。透光性部材１２５は、例えば、シリコーン樹脂を含んでいる。

波長変換部材１２６は、透光性部材１２５を覆っているとともに、フレーム部材１２３に固定されている。波長変換部材１２６は、第１次光に応じて第２次光を放射する複数の蛍光粒子と、透光性樹脂とを含んでいる。複数の蛍光粒子は、透光性樹脂に含有されている。樹脂の“透光性”とは、発光素子１２４から放射された光の少なくとも一部の波長および複数の蛍光粒子から放射された光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。

上述のように、光源１２の例は、発光ダイオードランプ（ＬＥＤランプ）である。光源１２の他の例は、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）である。

再び図２および図３を参照して、光反射部材２は、複数の光源１２を基準として光反射部材１３よりさらに複数の光源１２の光放射方向設けられている。図２および図３において、“複数の光源１２の光放射方向”とは、仮想のｚ軸の負方向のことをいう。すなわち、複数の光源１２の光放射方向とは、発光器具の光出射方向における下流側のことをいう。

光反射部材２は、透光性材料を含んでいる。光反射部材２における“透光性”とは、光源１２から放射された光の少なくとも一部が透過できることをいう。例示的な透光性材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリル、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンまたはエポキシである。

光反射部材２は、複数の光源１２を囲んでいる。“複数の光源１２を囲んでいる”とは、図４に示されているように、複数の光源１２の各々を光反射面１３１によって囲んでいる構造に加えて、複数の光源１２を一つの光反射面１３１によって囲んでいる構造も含まれる。

図７に模式的に示されているように、光源１２から放射された光の一部１２０ａは、光反射部材２によって反射されて、仮想のｚ軸の負方向へ進む。光１２０ａなどによって、光強度分布９０１が形成されている。光源１２から放射された光の他の一部１２０ｂは、光反射部材２が透光性材料を含んでいることにより、光反射部材２を透過して仮想のｚ軸の負方向へ進む。光１２０ｂなどによって、光強度分布９０２が形成されている。

本実施形態における発光器具は、透光性材料を含んでいる光反射部材２を備えていることにより、分布９０２を含む光強度分布９００を有することができる。従って、本実施形態における発光器具は、適度な光の広がりを有しており、例えば快適な照明空間を実現することができる。

図８に模式的に示されているように、他の例示的な光源ユニット１において、光源１２から放射された光の一部１２０ｃは、光反射部材１４によって反射されて、仮想のｚ軸の負方向へ進む。光１２０ｃなどによって、光強度分布１０１が形成されている。光源１２から放射された光の他の一部１２０ｄは、光反射部材１４が透光性材料を含んでいることにより、光反射部材１４を透過して仮想のｚ軸の負方向へ進む。光１２０ｄなどによって、光強度分布１０２が形成されている。隣り合う光源１２の光強度分布１０２が重なり合うことにより、他の例示的な光源ユニット１は、連続的な光強度分布を有することができる。従って、他の例示的な光源ユニット１は、光強度分布におけるむらが低減されている。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図９を参照して説明する。第２の実施形態における発光器具において第１の実施形態における発光器具と異なる構成は、光反射部材２の構造である。その他の構成は、第１の実施形態における発光器具と同様である。

第２の実施形態における光反射部材２は、光反射部材１３の光反射面１３１より粗い表面性状の内側表面を有している。“光反射面１３１より粗い”とは、算術平均粗さＲａにおいて光反射面１３１より大きいことをいう。光反射部材２の内側表面の例示的な算術平均粗さＲａは、０．１μｍから３０μｍまでの範囲に含まれる。光反射面１３１の例示的な算術平均粗さＲａは、０．００１μｍから０．１μｍまでの範囲に含まれる。

光源１２から放射された光の一部１２０ａは、光反射部材２の内側表面において、散乱するように反射される。第２の実施形態における発光器具は、光源１２から放射された光の一部１２０ａを適度に散乱させることができる。従って、第２の実施形態における発光器具は、光強度分布に関して改善されている。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図１０を参照して説明する。第２の実施形態における発光器具において第１の実施形態における発光器具と異なる構成は、第２光反射部材３の構造である。その他の構成は、第１の実施形態における発光器具と同様である。

第２の実施形態における光反射部材２は、光反射面１３１より粗い表面性状の外側表面を有している。“光反射面１３１より粗い”とは、算術平均粗さＲａにおいて、光反射面１３１より大きいことをいう。光反射部材２の外側表面の例示的な算術平均粗さＲａは、０．１μｍから３０μｍまでの範囲に含まれる。光反射面１３１の例示的な算術平均粗さＲａは、０．００１μｍから０．１μｍまでの範囲に含まれる。

光源１２から放射された光の一部１２０ｂは、光反射部材２の外側表面において散乱するように光反射部材２を透過する。第２の実施形態における発光器具は、光源１２から放射された光１２０ｂを適度に散乱させることができる。従って、第２の実施形態における発光器具は、光強度分布に関して改善されている。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、図１１を参照して説明する。第４の実施形態における発光器具において第１の実施形態における発光器具と異なる構成は、光反射部材２の構造である。その他の構成は、第１の実施形態における発光器具と同様である。

第４の実施形態における反射部材２は、複数の光散乱性粒子を含んでいる。粒子の“光散乱性”とは、光源１２から放射された光に関して、反射または光屈折によって進行方向を変えることをいう。光源１２から放射された光の一部１２０ｂは、光反射部材２の内部において、光散乱性粒子によって反射または屈折される。光散乱性粒子の例示的な材料は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化イットリウム等の金属酸化物粒子や、第２光反射部材３の屈折率とは異なるガラス粒子、透明性のポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリル、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンまたはエポキシである。第４の実施形態における発光器具は、光源１２から放射された光を適度に散乱させることができる。従って、他の実施形態における発光器具は、光強度分布に関して改善されている。

Claims

各々発光素子を含んでいる複数の光源と、
前記複数の光源を囲んでいる第１の光反射部材と、
透光性材料を含んでいるとともに、前記複数の光源を基準に前記第１の光反射部材よりさらに前記複数の光源の光放射方向に設けられた第２の光反射部材と、
を備えた発光器具。
前記第２の光反射部材が、前記第１の光反射部材の光反射面より粗い表面性状を有する内側表面を含んでいることを特徴とする請求項１記載の発光器具。
前記第２の光反射部材が、前記第１の光反射部材の光反射面より粗い表面性状を有する外側表面を含んでいることを特徴とする請求項１記載の発光器具。
前記第２の光反射部材が、光散乱性粒子を含んでいることを特徴とする請求項１記載の発光器具。
前記第１の光反射部材が、前記複数の光源に対応する第１の複数の光反射面を有しているとともに、
前記第２の光反射部材が、前記第１の光反射部材の前記第１の複数の光反射面に対応する第２の複数の光反射面を有していることを特徴とする請求項１記載の発光器具。
各々発光素子を含んでいる複数の光源と、
前記複数の光源を囲んでいる第１の光反射部材と、
透光性材料を含んでいるとともに、前記複数の光源を基準に前記第１の光反射部材よりさらに前記複数の光源の光放射方向に設けられた第２の光反射部材とを備えており、
前記第１の反射部材の表面が、０．００１μｍから０．１μｍまでの範囲に含まれる算術平均粗さを有するとともに、前記第２の反射部材の表面が、０．１μｍから３０μｍまでの範囲に含まれる算術平均粗さを有することを特徴とする発光器具。