TW201537792A - 照明器具 - Google Patents

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Abstract

提供一種無關於利用表背兩面形成平面狀的光學元件，均可使半導體發光元件的照明光效率佳地擴散而抑制亮度不均等的照明器具。 其係具備有：基底構件(30、45、54)；固定在基底構件的半導體發光元件(62)；及與半導體發光元件的對向面(70b)、及相對半導體發光元件的相反側面(70a)形成互相平行的平面狀的光學元件(70)，光學元件在上述對向面與上述相反側面的至少一方具有複數凹部(71、72)、及貫穿孔的至少一方。

Description

照明器具
本發明係關於利用半導體發光元件(LED)的照明器具。
以利用半導體發光元件(LED)的照明器具的習知例而言，係有例如專利文獻1所揭示者。
該照明器具係具備有：基底構件、固定在基底構件的LED(半導體發光元件)、及固定在基底構件的配光透鏡(光學元件)。
在LED發生的光由於直進性高，因此若不在配光透鏡的形狀想辦法，透過配光透鏡的LED的照明光幾乎不會擴散而朝向特定的單一方向(及其周邊部)前進。但是，若配光透鏡呈現如上所示之配光特性時，該照明器具的實用性會降低。
因此，在專利文獻1中，係藉由在配光透鏡的形狀想辦法來使照明光擴散。專利文獻1的配光透鏡係將相對LED的發光面呈正交的軸線為中心的旋轉對稱體，在配光透鏡之與LED(及基底構件)的對向面形成有以上述軸線為中心的旋轉對稱形狀的凹部。
又，配光透鏡係在覆蓋LED的狀態下固定在基底構件。接著，使LED位於形成在上述凹部與基底構件之間的空間內。
若將電源發生的電力供給至LED，LED即發光。
如此一來，在LED發生的照明光係由上述凹部的表面(配光透鏡的內 周面)入射至配光透鏡的內部。此外，該照明光係透過配光透鏡內部，由配光透鏡的外周面被發射至配光透鏡的外側。因此，照明光係藉由配光透鏡而朝各種方向擴散。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2006-114863號公報
【專利文獻2】日本特開2009-44016號公報
【專利文獻3】日本特開2012-4078號公報
【專利文獻4】日本專利第4357508號公報
【專利文獻5】日本專利第4568194號公報
專利文獻1的配光透鏡係藉由曲面來構成與LED為相反側的面全體。
但是若將配光透鏡構成為如上所示之形狀，難以將配光透鏡進行成形或加工，而且必須要有多數用以製造一個配光透鏡的材料。亦即，配光透鏡的製造成本增高。
此外，由於配光透鏡的厚度變大，因此照明器具全體的厚度會變大。
以用以解決該問題的對策而言，考慮藉由其表背兩面(與LED的對向面及相對該對向面的相反側面)由平面所構成的平板狀構件來構成配光透鏡。
但是，平板狀的配光透鏡使照明光擴散的功能低。因此，使用平板狀 配光透鏡的照明器具係容易僅有上述軸線方向及其周邊部較亮，除此之外的部分則較暗。亦即，由平板狀配光透鏡被發射的照明光容易發生亮度不均。因此，該照明器具係形成為實用性低者。
本發明之目的在提供一種無關於利用表背兩面形成平面狀的光學元件，均可使半導體發光元件的照明光效率佳地擴散而抑制亮度不均等的照明器具。
本發明之照明器具之特徵為：具備有：基底構件；固定在該基底構件的半導體發光元件；及與該半導體發光元件的對向面、及相對該半導體發光元件的相反側面形成互相平行的平面狀的光學元件，上述光學元件具備有以下A、B的至少一方： A)形成在上述對向面與上述相反側面的至少一方的複數凹部， B)兩端部在上述對向面與上述相反側面形成開口的複數貫穿孔。
亦可在上述對向面及上述相反側面形成有上述凹部與上述貫穿孔的至少一方。
此外，亦可使得形成在上述對向面的上述凹部、及形成在上述相反側面的上述凹部係互相形成同心。
亦可以同心圓狀設置上述凹部與上述貫穿孔的至少一方。
或者，亦可以放射狀設置上述凹部與上述貫穿孔的至少一方。
或者，亦可以格子狀設置上述凹部與上述貫穿孔的至少一方。
亦可上述凹部的至少一個為圓錐形狀。
亦可上述凹部的至少一個為半球形狀。
亦可上述凹部的至少一個係底面形成球面的一部分而且除了該底面以外的部分形成圓柱形狀。
亦可上述凹部的至少一個係底面形成朝向該凹部的開口端部側突出的圓錐形狀而且除了該底面以外的部分形成圓柱形狀。
亦可上述凹部的至少一個或/及上述貫穿孔的至少一個為圓柱形狀。
亦可上述凹部的至少一個或/及上述貫穿孔的至少一個為將圓錐的頭部切斷的形狀。
本發明之照明器具的光學元件係與半導體發光元件的對向面、及與半導體發光元件為相反側的面形成互相呈平行的平面狀。亦即，本發明之光學元件為平板形狀。
因此，光學元件的成形性或加工性良好，而且可減少製造一個光學元件所需材料。亦即，可減低光學元件的製造成本。
此外，由於可減小光學元件的厚度，因此可抑制照明器具全體的厚度變大。
此外，在光學元件的對向面與相反側面的至少一方具有複數凹部與貫穿孔的至少一方。
入射至凹部或貫穿孔的內面的照明光係藉由該等的內面而朝與入射方向為不同的方向被反射。
因此，無關於光學元件(的全體形狀)為平板狀，均可使照明光效率佳地擴散。
10‧‧‧LED模組(半導體發光元件模組)
15‧‧‧LED用保持具(半導體發光元件用保持具)
17‧‧‧導通板
18A、18B‧‧‧載體部
18C‧‧‧搬送用孔
19‧‧‧載體連接部
20‧‧‧第一導電構件
20A‧‧‧纜線連接部
20B‧‧‧纜線連接部
20C‧‧‧扣合孔
21‧‧‧第二導電構件
21A‧‧‧纜線連接部
21B‧‧‧纜線連接部
21C‧‧‧扣合孔
22‧‧‧第一切斷架橋
23‧‧‧第二切斷架橋
24‧‧‧第三切斷架橋
30‧‧‧一次樹脂成形部(基底 構件)(樹脂成形部)
31‧‧‧本體部
32‧‧‧環狀內部壁
33‧‧‧內側突部
35‧‧‧架橋露出用孔
36‧‧‧扣合孔露出用孔
37‧‧‧連接器連接用突部
38‧‧‧連接器連接溝
39‧‧‧扣合凹部
40A、40B、40C、40D‧‧‧下面側突部
41‧‧‧外周壁
42‧‧‧扣合爪
43‧‧‧連接臂
45‧‧‧散熱器(基底構件)(傳熱構件)
46‧‧‧被收納部
47‧‧‧扣止凹部
48‧‧‧抵接面
49‧‧‧LED支持部
49a‧‧‧安裝面
50‧‧‧圓形凹部
51‧‧‧非圓形凹部
54‧‧‧二次樹脂成形部(基底 構件)(樹脂成形部)
55‧‧‧環狀壁
56‧‧‧環狀部
57‧‧‧被覆突部
58‧‧‧反射膜
59‧‧‧LED固定部(半導體發光元件固定部)
62、62A、62B‧‧‧LED(半導體發光元件)
64‧‧‧引線接合
66‧‧‧照明器具
68‧‧‧底座(放熱構件)
70‧‧‧配光透鏡(光學元件)
70a‧‧‧表面(相反側面)
70b‧‧‧背面(對向面)
71、71a‧‧‧凹部
72、72a、72b、72c、72d‧‧‧凹部
73‧‧‧固定腳
74a、74b、74c、74d、74e、74f‧‧‧貫穿孔
75‧‧‧附連接器的纜線
77‧‧‧纜線
78‧‧‧電線
79‧‧‧被覆管
80‧‧‧連接器
81‧‧‧礙子
82‧‧‧扣止突條
83‧‧‧止動突起
84‧‧‧長溝
85‧‧‧第一接觸件
86‧‧‧第一接觸片
87‧‧‧第二接觸件
88‧‧‧第二接觸片
90‧‧‧引線接合
S‧‧‧環狀間隙
第一圖係由本發明之一實施形態的導通板的一部分的上方觀看的斜視圖。
第二圖係由在導通板一體形成一次樹脂成形部的一次一體物的上方觀看的斜視圖。
第三圖係由一次一體物的下方觀看的斜視圖。
第四圖係一次一體物的平面圖。
第五圖係進行一次切割的一次一體物的平面圖。
第六圖係由一次一體物與散熱器的上方觀看的分離狀態的斜視圖。
第七圖係由一次一體物與散熱器的下方觀看的分離狀態的斜視圖。
第八圖係由一次一體物與散熱器的結合體的上方觀看的斜視圖。
第九圖係由一次一體物與散熱器的結合體的下方觀看的斜視圖。
第十圖係由在一次一體物與散熱器的結合體一體形成二次樹脂成形部的二次一體物的上方觀看的斜視圖。
第十一圖係由二次一體物的下方觀看的斜視圖。
第十二圖係對安裝面形成有反射膜的二次一體物的平面圖。
第十三圖係由藉由進行二次切割所完成的LED用保持具與LED的上方觀看的斜視圖。
第十四圖係沿著第十三圖的XIV-XIV箭號線的剖面圖。
第十五圖係LED模組的平面圖。
第十六圖係由LED模組與配光透鏡的上方觀看的分離狀態的斜視圖。
第十七圖係由LED模組與配光透鏡的下方觀看的分離狀態的斜視圖。
第十八圖係配光透鏡的平面圖。
第十九圖係省略顯示固定腳的配光透鏡的底面圖。
第二十圖係沿著第十八圖的XX-XX箭號線的剖面圖。
第二十一圖係第二十圖的XXI部的放大剖面圖。
第二十二圖係由附連接器的纜線的其中一方端部及其近傍部的上方觀看的斜視圖。
第二十三圖係由附連接器的纜線的其中一方端部及其近傍部的下方觀看的斜視圖。
第二十四圖係對放熱構件的上面固定一個LED模組的散熱器的下面，而且連接有附連接器的纜線的連接器之省略顯示配光透鏡的照明器具的平面圖。
第二十五圖係省略透光性蓋體及底座的圖示的第二十四圖的照明器具的示意平面圖。
第二十六圖係第一變形例之與第二十一圖為相同的放大剖面圖。
第二十七圖係第二變形例之與第二十一圖為相同的放大剖面圖。
第二十八圖係第三變形例之與第二十一圖為相同的放大剖面圖。
第二十九圖係第四變形例之與第二十一圖為相同的放大剖面圖。
第三十圖係第五變形例之與第二十一圖為相同的放大剖面圖。
以下一邊參照所附圖式，一邊說明本發明之一實施形態。其中，以下說明中的前後、左右、及上下的方向係以圖中箭號方向為基準。
本實施形態係利用LED模組10作為照明器具66(參照第二十四圖、第 二十五圖)的光源者。
LED模組10(半導體發光元件模組)係在LED用保持具15(半導體發光元件用保持具)安裝LED62、引線接合64、及密封劑(此外，為視情況於後述的引線接合90)而一體化者。首先說明LED用保持具15的詳細構造及製造要領。
第一圖係顯示成為LED用保持具15之基材的導通板17。導通板17係將例如黃銅、鈹銅、卡遜(Corson)系銅合金等導電性、熱傳導性、及剛性優異的金屬製平板進行沖壓成形者。導通板17的全體形狀係朝前後方向延伸的長形狀(第一圖係僅圖示導通板17的一部分)的平板狀。導通板17的左右兩側部係藉由朝前後方向延伸的載體部18A、18B所構成，以前後方向以等間隔設置的載體連接部19連接載體部18A與載體部18B的複數部位。在載體部18A及載體部18B係以等間隔穿設有搬送用孔18C。在藉由載體部18A、18B、及鄰接的2個載體連接部19所包圍的各部分係均各2個地形成第一導電構件20及第二導電構件21。此外，2個第一導電構件20係均藉由2個第一切斷架橋22而與載體部18A、18B及載體連接部19分別一體化，2個第二導電構件21係均藉由1個第二切斷架橋23而與載體連接部19一體化。此外，鄰接的第一導電構件20與第二導電構件21係藉由1個第三切斷架橋24而互相連接。在第一導電構件20的內周緣部係形成有圓弧狀的纜線連接部20A。在有別於第一導電構件20的纜線連接部20A的其他部位係以與載體部18A、18B呈平行的方向突設有直線延伸的纜線連接部20B，此外，在其他部位穿設有非圓形形狀的扣合孔20C。另一方面，在第二導電構件21的內周緣部形成有圓弧狀(與纜線連接部20A相同的形狀)的纜線連接部21A。此 外，在有別於第二導電構件21的纜線連接部21A的其他部位係以與纜線連接部20B呈平行的方向突設有直線延伸的纜線連接部21B，此外，在其他部位係穿設有非圓形形狀的扣合孔21C。
如上所示之構造的導通板17係使搬送裝置(省略圖式)的鏈輪扣合在導通板17的各搬送用孔18C，使各鏈輪旋轉，藉此被搬送至前方。接著，被搬送至預定位置時位於導通板17的上下的一對由模具所構成的一次成形模具(省略圖式)會閉合，而在一次成形模具內收納導通板17。設在一次成形模具的多數支持用銷(省略圖式)嵌合在被搬送至上述預定位置時形成在導通板17的定位孔(省略圖式)，藉此導通板17在一次成形模具內被固定。接著，在一次成形模具內進行使用絕緣性且耐熱性高的樹脂材料(例如液晶高分子等)的射出成形(一次成形。插入成形)。接著，在樹脂材料硬化後，若將一次成形模具的各模具由導通板17上下分離，在導通板17的表面出現一體成形複數的一次樹脂成形部30的複數一體物(以下稱為一次一體物)(在第二圖~第四圖等中僅圖示一個)。
如圖所示，一次樹脂成形部30(基底構件)係具備有：與第一導電構件20、第二導電構件21、第一切斷架橋22、第二切斷架橋23、及第三切斷架橋24一體化而且在中央形成有圓形貫穿孔的平面視大致方形的本體部31；及由本體部31的2處延伸而與前後的載體連接部19一體化的2支連接臂43。本體部31係具備有：構成上述貫穿孔的外形的平面視圓形(錐狀)的環狀內壁部32、及填埋與環狀內壁部32的內周緣部的4處呈連續且鄰接的第一導電構件20與第二導電構件21的端部間的空間的4個內側突部33。此外，在本體部31的上面係形成有使各第三切斷架橋24露出的2個架橋露出用孔 35，在本體部31的上下兩面的4處係形成有用以使扣合孔20C及扣合孔21C露出的扣合孔露出用孔36。此外，在本體部31的2處係分別形成有：一邊使纜線連接部20B及纜線連接部21B的前端部的上面露出，一邊與纜線連接部20B及纜線連接部21B一體化的連接器連接用突部37；形成在各連接器連接用突部37的周圍的連接器連接溝38；及分別凹設在各連接器連接溝38的兩側面(右側面與左側面)的2個扣合凹部39。又，在一次樹脂成形部30的下面係突設有比導通板17更較下方突出的8個下面側突部40A、40B、40C、40D。此外，一次樹脂成形部30係具備有2個突出至比下面側突部40A、40B、40C、40D更為下方的位置的剖面大致L字形的外周壁41，在各外周壁41的內面係各形成有1個扣合爪42(在第三圖及第七圖中僅圖示一個)。
接著，將各一次一體物(導通板17及一次樹脂成形部30)，利用上述搬送裝置而搬送至前方的預定位置，藉由配設在該預定位置的一次切斷裝置(省略圖式)，將導通板17的第一切斷架橋22、第二切斷架橋23、及第三切斷架橋24進行切斷(進行一次切割)。具體而言，以與各一次樹脂成形部30的本體部31的外周面呈平行的方向切斷各第一切斷架橋22及第二切斷架橋23，而且，利用架橋露出用孔35來切斷各第三切斷架橋24的中央部(參照第五圖)。
接著，一次一體物係藉由搬送裝置而被移送至前方的預定位置。
在該預定位置係配設有複數(與一次一體物為相同數量)的散熱器45(基底構件)(傳熱構件)，若一次一體物被搬送至該預定位置，散熱器45分別位於各一次一體物的正下方(第六圖、第七圖)。
散熱器45係由鋁等金屬所構成的一體成形品，其熱傳導率係比一次樹脂成形部30(及後述的二次樹脂成形部54)為更高。散熱器45的外形係與本體部31為大致同形。散熱器45的上半部係藉由比下半部為平面形狀稍大的被收納部46所構成，在被收納部46的外周緣部的下面的2處形成有扣止凹部47(在第七圖及第九圖中僅圖示一個)。散熱器45的下面係藉由由平面所成的抵接面48所構成。在散熱器45的上面的中央部係突設有低形圓筒形狀的LED支持部49。LED支持部49的上面係藉由由水平的平面所成的安裝面49a所構成。此外，在散熱器45的上面係凹設有2個圓形凹部50與2個非圓形凹部51。
若各一次一體物(導通板17及一次樹脂成形部30)位於各散熱器45的正上方時，上述搬送裝置使各散熱器45朝向各一次一體物上升(參照第八圖、第九圖)。結果，各散熱器45的被收納部46被收納在藉由相對應的一次一體物的2個外周壁41所包圍的空間，被收納部46的外周面的一部分(2處)一邊與2個外周壁41的內周面形成微小餘隙一邊相對向，而且被收納部46的上面與下面側突部40A、40B、40C、40D的下面作面接觸。此時，形成在一次一體物(本體部31)的下面的4個突條(位於4個扣合孔露出用孔36的周圍的朝下突條)相對於2個圓形凹部50與2個非圓形凹部51分別相嵌合。此外，2個扣合爪42對於2個扣止凹部47由下方相扣合，因此散熱器45相對於本體部31暫時固定(本體部31與散熱器45一體化)。此外，LED支持部49鬆動地安裝在本體部31的中央的圓形孔。相對於纜線連接部20A及纜線連接部21A的內周面以及各內側突部33，LED支持部49的外周面朝內周側分離，在兩者之間形成有環狀空間S(參照第八圖)。
一次一體物(導通板17及一次樹脂成形部30)與散熱器45的一體物係藉由上述搬送裝置而另外被搬送至前方的預定位置。
如此一來，位於該一體物的上下的一對由模具所構成的二次成形模具(省略圖式)閉合，而將該一體物收納在二次成形模具內。此時，設在二次成形模具的多數支持用銷(省略圖式)相對於上述定位孔相嵌合，藉此該一體物在二次成形模具內被固定。接著，在二次成形模具內，將絕緣性及耐熱性高的樹脂材料(例如液晶高分子等)進行射出成形(插入成形。二次成形)。接著，若在樹脂材料硬化後，將二次成形模具上下分離，在一次一體物(導通板17及一次樹脂成形部30)與散熱器45的一體物的表面出現成形有二次樹脂成形部54(基底構件)的一體物(二次一體物)(參照第十圖及第十一圖)。如圖所示，二次樹脂成形部54係跨越一次樹脂成形部30及散熱器45而成形(被覆扣合爪42及扣止凹部47)，因此因二次樹脂成形部54硬化，一次樹脂成形部30與散熱器45被完全固定。二次樹脂成形部54係具有由覆蓋環狀內壁部32的表面的平面視圓形的錐面所構成而且與各內側突部33的上面呈連續的環狀壁55。又，構成二次樹脂成形部54的一部分的環狀部56填埋形成在纜線連接部20A及纜線連接部21A的內周面以及各內側突部33與LED支持部49的外周面之間的環狀空間S(參照第十圖)，環狀部56的上面係位於與LED支持部49的安裝面49a及各內側突部33的上面為相同平面上(與LED支持部49的安裝面49a及各內側突部33的上面呈連續)。此外，二次樹脂成形部54係填埋形成在一次樹脂成形部30的下面與被收納部46的上面之間的間隙(形成在一次樹脂成形部30的8個下面側突部40A、40B、40C、40D之間的間隙)。又，形成(突設)在二次樹脂成形部54的外 周面的2處的被覆突部57被覆二次成形前原為露出的第一切斷架橋22及第二切斷架橋23的端部。
接著，將各二次一體物(導通板17、一次樹脂成形部30、散熱器45、及二次樹脂成形部54)，利用搬送裝置而搬送至前方的預定位置。
在該預定位置係配設有移印機(省略圖式)，若二次一體物被搬送至該預定位置，各二次一體物即位於移印機內。接著，由該移印機，對4個內側突部33的上面、LED支持部49的安裝面49a、環狀壁55的表面、及環狀部56的上面連續地(一體地)印刷反射膜58作為厚度30μm的薄膜(參照第十二圖及第十三圖)。反射膜58係在作為主成分的聚胺酯樹脂，混合二氧化鈦(TiO2)等作為著色劑者，全體而言具有絕緣性。反射膜58係含有著色劑，因此為白色，顏色(色相)與由鋁所構成的散熱器45不同，其(光的)可見光反射率係比一次樹脂成形部30、散熱器45、及二次樹脂成形部54為更高(具體而言，利用可見光反射率為90%以上，較佳為95%以上者)。又，形成在LED支持部49的反射膜58係以避開安裝面49a的一部分的態樣形成。亦即，如圖所示以避開多數(計36個)的平面視矩形區域的態樣形成在安裝面49a。各平面視矩形區域係分別構成LED固定部59(半導體發光元件固定部)，在反射膜58的上面與LED固定部59(安裝面49a)之間係產生反射膜58的壁厚份的段差。
接著，二次一體物係藉由搬送裝置而被移送至前方的預定位置，藉由配設在該預定位置的二次切斷裝置(省略圖式)來切斷各連接臂43(進行二次切割)。具體而言，將各連接臂43沿著相對應的被覆突部57的端面直線切斷，將二次一體物由載體連接部19(及載體部18A、18B)切離 (參照第十三圖)。結果，可得與載體部18A、18B及載體連接部19的連接部(破斷面。不要的金屬部)不會露出的複數LED用保持具15的完成品。
接著，說明由LED用保持具15製造LED模組10的要領。
對LED用保持具15的各LED支持部49固定大致直方體形狀的LED62(半導體發光元件)。如圖所示，各LED62的平面形狀係與LED固定部59為大致相同(比LED固定部59為稍微小的尺寸)。當對LED固定部59固定LED62時，首先在各LED固定部59(安裝面49a)塗佈接著劑(省略圖式)，接著，省略圖式的LED搬送裝置在各LED固定部59載置LED62(參照第十五圖)。如上所述，在反射膜58的上面與LED固定部59之間係產生反射膜58的壁厚份的段差(由於LED固定部59形成為藉由反射膜58所包圍的凹部)，因此可對各LED固定部59簡單且確實地安裝(嵌合)LED62。此外，由於在反射膜58的上面與LED固定部59之間產生反射膜58的壁厚份的段差，因此可抑制塗佈在LED固定部59(安裝面49a)的接著劑流至LED固定部59的周圍(反射膜58側)。又，上述LED搬送裝置係具有識別色相差的感測器，上述LED搬送裝置係一邊辨識反射膜58與LED固定部59(安裝面49a)之間的色相差(交界線)，一邊對LED固定部59載置LED62。因此，可對LED固定部59確實載置LED62。
接著，如第十五圖所示，藉由引線接合64(第十五圖所示之粗線)，將在固定在各LED固定部59之相鄰的LED62的上面露出所形成的端子彼此連接，而且，藉由引線接合64，將位於與纜線連接部20A相對向的位置的LED62的端子與纜線連接部20A相連接，並且藉由引線接合64，將位於與纜線連接部21A相對向的位置的LED62的端子與纜線連接部21A相連接(此 外，視需要，施行後述的引線接合90)。
最後，在二次樹脂成形部54的上面(形成在環狀壁55的上緣部的內周側的圓形孔)，被覆由具有透光性及絕緣性的熱硬化性樹脂材料或紫外線硬化性樹脂材料等所成之密封劑(省略圖式)。如此一來，藉由密封劑覆蓋纜線連接部20A、纜線連接部21A、內側突部33、反射膜58、LED62、及引線接合64(90)的LED模組10即完成。
以上構成的LED模組10係可利用作為照明器具66的構成物品。
照明器具66係具備有由金屬板所構成的底座68(放熱構件)。LED模組10係在使其散熱器45的抵接面48接觸底座68的上面的狀態下對底座68進行固定。
此外，照明器具66係具備有可對LED模組10安裝卸下的配光透鏡70(光學元件)及附連接器的纜線75。
配光透鏡70係由透光性材料(例如玻璃或丙烯酸等樹脂)所成之圓板形狀者，例如可藉由使用成形模具的射出成形來成形。配光透鏡70的表面70a(相反側面)及背面70b(對向面)係互相平行的平面。
在表面70a1凹設有多數(計96個)凹部71。各凹部71係沿著彼此直徑不同的4個圓周而各排列24個，各凹部71係以配光透鏡70的中心點為中心而以同心圓狀且放射狀配置。如第二十圖及第二十一圖所示，各凹部71係以朝配光透鏡70的板厚方向延伸的軸線為中心的圓錐形狀。
在背面70b凹設有多數(計48個)凹部72。各凹部72係沿著彼此直徑不同的4個圓周而各排列12個，各凹部72係以配光透鏡70的中心點為中心而 以同心圓狀且放射狀配置。如第二十圖及第二十一圖所示，各凹部72係以朝配光透鏡70的板厚方向延伸的軸線為中心的圓柱形狀。此外，在背面70b突設有計4個固定腳73。
此外，如第二十圖及第二十一圖所示，一部分的凹部71與一部分的凹部72係互相形成同心(同軸)(以上下方向相對向)。
如上所示之構成的配光透鏡70係將4個固定腳73相對於對應的扣合孔20C及扣合孔21C進行嵌合(壓入)，藉此對LED模組10在固定狀態下進行裝設(但是可安裝卸下)。若將配光透鏡70安裝在LED模組10，配光透鏡70的背面70b一邊與LED模組10形成間隙，一邊與LED模組10以配光透鏡70的板厚方向相對向。
附連接器的纜線75係將2條纜線77、及連接器80一體化者。具可撓性的纜線77係具備有：作為將多數金屬線捆束者的電線78、及被覆電線78的表面之由絕緣材料所成的被覆管79，各纜線77的兩端係藉由將被覆管79去除而使電線78露出。連接器80係具有由絕緣材料所成之礙子81、及第一接觸件85及第二接觸件87。在作為中空構件的礙子81的兩側部形成有朝前後方向延伸的扣止突條82，在左右扣止突條82的前端部突設有止動突起83。此外，礙子81的前端部(後半部)係形成為薄壁狀，在該前端部的下面係形成有與礙子81的內部空間相連通的2條長溝84。第一接觸件85及第二接觸件87均為由導電性材料(金屬等)所成者，在固定狀態下插入在礙子81的內部空間。在第一接觸件85及第二接觸件87的一端(前端)係分別壓接(連接)有2條纜線77的其中一方端部(後端部)的電線78，第一接觸件85及第二接觸件87的另一方端部(後端部)係藉由可透過對應的長溝 84而朝礙子81的下方突出彈性變形的第一接觸片86及第二接觸片88所構成。
如第二十四圖所示，附連接器的纜線75係可對LED模組10的連接器連接用突部37及連接器連接溝38(纜線連接部20B及纜線連接部21B)進行安裝卸下。亦即，對連接器連接溝38插入連接器80，將左右的扣止突條82嵌合在連接器連接溝38的左右兩側部。如此一來，左右的止動突起83與左右的扣合凹部39相扣合，因此只要不是意圖性地抽出連接器80，即保持連接器連接用突部37及連接器連接溝38與連接器80的連接狀態。接著，若將連接器80與連接器連接用突部37及連接器連接溝38相連接，第一接觸件85的第一接觸片86與第二接觸件87的第二接觸片88一邊彈性變形，一邊對纜線連接部20B與纜線連接部21B分別接觸。
本實施形態的照明器具66(LED模組10)係可以各種態樣實施，可以例如第二十四圖及第二十五圖所示之態樣構成照明器具66。
第二十四圖及第二十五圖所示之LED模組10(LED用保持具15)的前側的纜線連接部20A與纜線連接部21A及後側的纜線連接部20A與纜線連接部21A係均藉由引線接合90而相連接。此外，對於LED模組10的其中一方連接器連接用突部37及連接器連接溝38，連接有附連接器的纜線75的連接器80，該附連接器的纜線75的2條纜線77係分別與電源的陽極及陰極相連接。
若將省略圖式的開關由OFF切換成ON，在電源發生的電流透過纜線77，流至藉由纜線連接部20A、纜線連接部21A、LED62、引線接合64、及引線接合90所構成的並聯電路，因此各LED62(第二十五圖中係將位於比LED模組10的中心部更為左側的全部LED總括顯示為LED62A，位於比該中 心部更為右側的全部LED62總括顯示為LED62B)即發光。
另一方面，若將上述開關由ON切換成OFF，由於遮斷對LED62供給電流，因此各LED62會熄燈。
照明器具66的各LED62(的上面所形成的發光面)發射的照明光由於(朝上方的)直進性高，因此如第二十一圖所示，各LED62的照明光的大部分係朝向上方前進(第二十一圖中的箭號係表示照明光的行進方向)。此外，剩下的照明光係一邊相對上下方向(稍微)傾斜，一邊朝向上方前進。接著，照明光的大部分係直接朝向配光透鏡70側，剩下的照明光(的另外一部分)係藉由反射膜58被反射，藉此朝向配光透鏡70側。
朝向配光透鏡70的照明光(亦包含藉由反射膜58被反射的光)的一部分係朝向背面70b。朝向背面70b的照明光的一部分係一邊避開凹部71及凹部72一邊在穿過配光透鏡70的內部之後穿過表面70a而進至配光透鏡70的上方。
另一方面，一邊相對上下方向呈傾斜一邊由背面70b進入至凹部72的照明光，係一邊藉由凹部72的表面被反射(一邊改變進行方向)一邊在配光透鏡70的內部朝上方前進，穿過表面70a而一邊朝配光透鏡70的上方傾斜一邊前進。
此外，若由背面70b進入至配光透鏡70的內部的照明光(相對於上下方向呈平行者與呈傾斜者之二者)的一部分朝向凹部71，該照明光係藉由凹部71的表面與空氣的交界面來改變行進方向，一邊相對於上下方向呈傾斜一邊穿過表面70a而進至配光透鏡70的上方。
如上所示，配光透鏡70可一邊為表面70a及背面70b形成互相 平行的平面狀的平板狀透鏡，一邊使各LED62的照明光效率佳地擴散。因此，在由配光透鏡70的表面70a被發射的照明光係不易發生亮度不均。
因此，照明器具66係不僅可利用作為照射室內等的照明裝置，亦可利用在其他各種用途(例如液晶顯示裝置用背光)。
又，配光透鏡70由於為平板狀透鏡，因此成形性或加工性良好，而且可減少製造一個配光透鏡70所需材料。亦即，配光透鏡70係可以低成本製造。
此外，由於可減小配光透鏡70的厚度，因此可抑制照明器具66全體的厚度變大。
此外，在照明器具66中，對於LED模組10(LED用保持具15)的上面的圓形凹穴(位於比環狀壁55的上緣部更為內周側的部分)內的可見光反射率低的樹脂部(4個內側突部33的上面、環狀壁55的表面、及環狀部56的上面)及安裝面49a(不會使該樹脂部及安裝面49a露出)，形成比一次樹脂成形部30、LED支持部49、及二次樹脂成形部54為可見光反射率更高的反射膜58。因此，可使安裝在各LED固定部59(安裝面49a)的LED62的光，使其強度儘量不會損失地作反射。
此外，LED用保持具15係在將構成LED用保持具15的各構成要素(導通板17、一次樹脂成形部30、散熱器45、二次樹脂成形部54)成形為個別個體之後，並非將該等各構成要素互相組合而以螺絲等固定，而是藉由將一次樹脂成形部30及二次樹脂成形部54進行射出成形(插入成形)來製造，因此製造容易。
又，各內側突部33的上面、LED支持部49的安裝面49a、及 環狀部56的上面位於同一平面上(呈連續)，而且LED支持部49的安裝面49a與環狀壁55透過環狀部56的上面及各內側突部33的上面而呈連續，因此可相對於內側突部33的上面、LED支持部49的安裝面49a、環狀壁55的表面、及環狀部56的上面，輕易且美觀地形成反射膜58。因此，可藉由反射膜58，確實地提高LED62所發出的照明光的反射效率。
此外，在各LED62發生的熱係透過由薄膜所成之反射膜58傳至散熱器45而由散熱器45的下半部(露出的部分)被放熱，並且在由散熱器45(抵接面48)傳至底座68之後由底座68被放熱，因此可將LED62的熱效率佳地放熱至外部。因此，可防止因高溫化所致之LED62的發光效率降低。又，以LED62而言，可利用發熱量多的大型LED元件，因此亦可增加光量。
又，LED模組10係具備有位於LED62(配光透鏡70)的附近的環狀壁55(反射膜58之形成在環狀壁55的部位)，因此可控制在LED62發生的照明光的指向性或放射角度。又，對LED用保持具15，可以各種態樣形成反射膜58或LED固定部59(由於在安裝面49a上的LED62的配置上有自由度)，可得光學設計的自由度大的(抑制LED62的亮度不均、或容易進行調光(明亮度的調節)及調色(暖色‧寒色等的調整))LED模組10。
以上根據上述各實施形態，說明本發明，惟本發明並非限定於上述實施形態，可一邊施行各種變形一邊實施。
例如亦可以第二十六圖至第三十圖的變形例的態樣實施。
第二十六圖所示之變形例係將形成在表面70a的一部分或全部的凹部71變更為半球狀的凹部71a者。
第二十七圖至第二十九圖所示之變形例係變更凹部72的形狀者。
第二十七圖係將形成在背面70b的一部分或全部的凹部72變更為凹部72a與凹部72b之例。凹部72a係傾斜的圓柱形狀，當將配光透鏡70以板厚方向切斷時的剖面形狀(第二十七圖的剖面形狀)形成平行四邊形(以與板厚方向呈正交的方向切斷時的形狀為圓形)的凹部。凹部72b係形成將以朝配光透鏡70的板厚方向延伸的軸線為中心的圓錐的頭部進行切斷的形狀(當將配光透鏡70以板厚方向切斷時的剖面形狀係如第二十七圖所示以上述軸線為中心呈對稱的梯形)的凹部。
第二十八圖係將形成在背面70b的一部分或全部的凹部72變更為凹部72c之例。凹部72c係上端部形成球的一部分的形狀(以板厚方向切斷時的剖面形狀係如第二十八圖所示為圓弧形狀)，剩下的部分為形成(以朝配光透鏡70的板厚方向延伸的軸線為中心的)圓柱形狀的凹部。
第二十九圖係將形成在背面70b的一部分或全部的凹部72變更為凹部72d之例。凹部72d係形成上端部朝向背面70b側突出的圓錐形狀，剩下的部分形成(以朝配光透鏡70的板厚方向延伸的軸線為中心的)圓柱形狀的凹部。
第三十圖所示之變形例係在配光透鏡70形成有將配光透鏡70朝板厚方向貫穿的貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f，來取代凹部71(71a)、72(72a、72b、72c、72d)者(配光透鏡70中的各貫穿孔的配置係與為凹部的情形時相同)。
貫穿孔74a係形成(以朝配光透鏡70的板厚方向延伸的軸線為中心的)圓柱形狀的貫穿孔。貫穿孔74b係呈傾斜的圓柱形狀，將配光透鏡70以板厚 方向切斷時的剖面形狀(第三十圖所示之剖面形狀)形成平行四邊形(以與板厚方向呈正交的方向切斷時的形狀為圓形)的貫穿孔。貫穿孔74c係形成將以朝配光透鏡70的板厚方向延伸的軸線為中心的圓錐的頭部切斷的形狀(將配光透鏡70以板厚方向切斷時的剖面形狀係如第三十圖所示以上述軸線為中心呈對稱的梯形)的貫穿孔。貫穿孔74d係與貫穿孔74c呈上下對稱的貫穿孔。貫穿孔74e係將配光透鏡70以板厚方向切斷時的剖面形狀(第三十圖的剖面形狀)形成(以朝配光透鏡70的板厚方向延伸的直線為中心呈非對稱的)梯形(以與板厚方向呈正交的方向切斷時的形狀為圓形)的貫穿孔。貫穿孔74f係與貫穿孔74e呈上下對稱的貫穿孔。
其中，貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f亦可基於由LED62的前後左右方向的距離或配光特性的要求，變更該等的位置或大小個數，或適當變更該等各貫穿孔的種類的組合而形成在配光透鏡70。
在以該等第二十六圖至第三十圖的態樣實施的情形下，亦可發揮與上述實施形態相同的作用效果。
又，反射的照明光的指向性容易變低的(容易以與配光透鏡70的板厚方向呈正交的方向使光均等分散的)貫穿孔74c、74d係以設在配光透鏡70的LED62近傍部(配光透鏡70的中心部側的區域)較為有效。另一方面，反射的照明光的指向性容易變高的(容易使由相對於配光透鏡70的板厚呈正交的方向入射的光朝上方反射的)貫穿孔74b、74e、74f等係設在遠離配光透鏡70的LED62的部位(配光透鏡70的外周側的區域)，以可將照明光朝特定方向進行配光較為適合。
此外，亦可在配光透鏡70的表面70a側形成複數凹部72 (72a、72b、72c、72d)，在背面70b側形成複數凹部71(凹部71a)。
又，亦可僅在表面70a與背面70b的其中一方形成複數凹部71(凹部71a)、72(72a、72b、72c、72d)。
此外，設在表面70a側的全部凹部與設在背面70b側的全部凹部亦可以互相形成同心(同軸)的方式進行配置，亦可設在表面70a側的全部凹部與設在背面70b側的全部凹部以不互相形成同心(同軸)的方式進行配置。
此外，設在表面70a側的凹部與設在背面70b側的凹部係均可以有別於上述態樣的其他配置進行設置。例如亦可各凹部以形成同心圓狀但不形成放射狀的方式進行配置。此外，亦可不規則地隨機配置設在表面70a側的凹部與設在背面70b側的凹部的至少一方。
此外，亦可一邊在配光透鏡70形成貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f，一邊在表面70a與背面70b的至少一方形成凹部。
又，亦可以格子狀配置形成在配光透鏡70的複數凹部71、71a、72、72a、72b、72c、72d或(及)複數貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f。
此外，亦可將相對於凹部71、71a、72、72a、72b、72c、72d與貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f的上下方向(配光透鏡70的厚度方向)呈正交的剖面形狀形成為多角形而非為圓形。
此外，亦可將配光透鏡70的平面形狀形成為其他形狀(例如多角形)，而非為圓形。但是，此時配光透鏡70的表面70a與背面70b亦藉由互相平行的平面所構成。
亦可在配光透鏡70的表面70a形成相較於表面70a為光擴散功能(使朝向上方的照明光擴散的功能)更高的擴散塗層。又，亦可取代 對配光透鏡70施加擴散塗層，而在配光透鏡70的表面70a形成粗面(與表面70a的其他部位相比為較粗的面)，藉由該粗面而使照明光擴散。
亦可將凹部71、71a、72、72a、72b、72c、72d的表面或貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f的表面構成為光澤面或粗面，將配光透鏡70的擴散功能進行變更(調整)。例如，若使用成形模具來將具有凹部71、71a、72、72a、72b、72c、72d或貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f的配光透鏡70進行成形，亦可構成凹部71、71a、72、72a、72b、72c、72d的表面或貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f的表面作為光澤面。又，例如，在使用成形模具而將配光透鏡70(的除了凹部71、71a、72、72a、72b、72c、72d或貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f以外的部分全體)進行成形之後，藉由磨削加工來形成凹部71、71a、72、72a、72b、72c、72d或貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f，藉此可形成表面由粗面所構成的凹部71、71a、72、72a、72b、72c、72d、或表面由粗面所構成的貫穿孔74a、74b、74c、74d、74e、74f。
此外，亦可將配光透鏡70固定在有別於LED模組10的其他構件。例如，若使用66作為液晶顯示裝置用的背光時，亦可在液晶顯示裝置的框體固定配光透鏡70。
亦可在將相當於一次樹脂成形部30及二次樹脂成形部54的部位預先與第一導電構件20及第二導電構件21一體化後，藉由對該一體物固定散熱器45來製造LED用保持具15。此外，在該情形下，可將相當於一次樹脂成形部30及二次樹脂成形部54的部位，藉由射出成形(插入成形)與第一導電構件20及第二導電構件21一體化，亦可在將相當於一次樹脂成 形部30及二次樹脂成形部54的部位成形後，將該成形物對第一導電構件20及第二導電構件21進行組裝。
亦可藉由有別於鋁的其他材料(但是為熱傳導率比一次樹脂成形部30及二次樹脂成形部54為更高的材料)來構成散熱器45。
此外，亦可使傳熱性薄片或傳熱性接著劑介於散熱器45的抵接面48與底座68之間。
又，亦可省略對內側突部33或(及)環狀部56形成反射膜58。
此外，亦可藉由有別於固定腳73的其他手段，將配光透鏡70固定在LED用保持具15。又，亦可藉由有別於固定腳73或固定腳73的其他手段，將配光透鏡70相對於LED用保持具15以外之物(例如底座68)，以LED62與背面70b相對向的方式進行固定。
【產業上可利用性】
本發明之照明器具係無關於利用表背兩面形成平面狀的光學元件，均可使半導體發光元件的照明光效率佳地擴散而抑制亮度不均等。
70‧‧‧配光透鏡(光學元件)
70a‧‧‧表面(相反側面)
70b‧‧‧背面(對向面)
71‧‧‧凹部
72‧‧‧凹部

Claims (12)

  1. 一種照明器具，其特徵為：具備有：基底構件；半導體發光元件，固定在該基底構件；及光學元件，與該半導體發光元件的對向面、及相對該半導體發光元件的相反側面形成互相平行的平面狀；上述光學元件具備有以下A、B的至少一方：A)形成在上述對向面與上述相反側面的至少一方的複數凹部、B)兩端部在上述對向面與上述相反側面形成開口的複數貫穿孔。
  2. 如申請專利範圍第1項之照明器具，其中，在上述對向面及上述相反側面形成有上述凹部與上述貫穿孔的至少一方。
  3. 如申請專利範圍第2項之照明器具，其中，形成在上述對向面的上述凹部、及形成在上述相反側面的上述凹部係互相形成同心。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之照明器具，其中，以同心圓狀設置上述凹部與上述貫穿孔的至少一方。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之照明器具，其中，以放射狀設置上述凹部與上述貫穿孔的至少一方。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之照明器具，其中，以格子狀設置上述凹部與上述貫穿孔的至少一方。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之照明器具，其中，上述凹部的至少一個為圓錐形狀。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之照明器具，其中，上述凹部的至少一個為半球形狀。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之照明器具，其中，上述凹部的至少一個係底面形成球面的一部分而且除了該底面以外的部分形成圓柱形狀。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之照明器具，其中，上述凹部的至少一個係底面形成朝向該凹部的開口端部側突出的圓錐形狀而且除了該底面以外的部分形成圓柱形狀。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項之照明器具，其中，上述凹部的至少一個或/及上述貫穿孔的至少一個為圓柱形狀。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項之照明器具，其中，上述凹部的至少一個或/及上述貫穿孔的至少一個為將圓錐的頭部切斷的形狀。
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