TW201905375A - 發光二極管燈 - Google Patents

發光二極管燈

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Abstract

提供一種發光二極管燈，即使在使用具有特定的入射角依賴性的帶通濾波器的情況下也能最大限度減小射出紅光的可能性。通過由發光二極管（20）、具有對包含於來自發光二極管（20）的光中的特定波長的光進行截止的光截止功能的帶通濾波器（60）、使來自發光二極管（20）的光以帶通濾波器（60）能發揮光截止功能的最大入射角度以下的角度向帶通濾波器（60）入射的光角度調節件（12）構成發光二極管燈（10），能夠解決上述課題。

Description

發光二極管燈
本發明涉及一種有效地限制例如可見光的放射的發光二極管燈。
隨著消費者的環保意識的提高，與以往的白熾燈（例如，鹵素燈）相比具有耗電低且壽命長的優點的發光二極管，作為節能對策之一其使用範圍迅速擴大，特別是作為用於傳感器等的較小型的光源而更多使用發光二極管。
例如，在專利文獻1中記載的發光二極管燈中，公開了使用帶通濾波器除去從發光二極管放射的光中包含的可見光的技術。 《先前技術文獻》 《專利文獻》
專利文獻1：日本特開2013-186095號公報
《發明所欲解決之課題》
可是，用於紅外線傳感器等的AlGaAs系的紅外線發光二極管，即使在發光量的峰值所對應的波長充分位於紅外線區域的情況下，發光波長分佈也傾向於向可見光側較長地延伸，由此可見，來自該紅外線發光二極管的光也含有可見光。
在作為傳感器使用的情況下，傾向於優選在來自發光二極管燈的光中不含可見光（紅色光）、且不知道傳感器用的發光二極管燈是否點亮。
在希望切割不需要的波長的光的情況下一般使用帶通濾波器，在傳感器用的發光二極管燈的情況下也能通過使用帶通濾波器來切割大部分的可見光。
但是，已知帶通濾波器具有對於以比給定的角度大的入射角進入的光不能發揮光截止（cutoff）功能（以下，將之稱為帶通濾波器的“入射角依賴性”）的傾向。進一步地，已知該傾向在基板的表面形成有光學薄膜的帶通濾波器中尤為顯著。例如與通過吸收來選擇透過的光的帶通濾波器相比，該光學薄膜的帶通濾波器的通過波長與不通過波長的邊界波長明確，因此，希望使用光學薄膜的帶通濾波器的需求較多。
另外，發光二極管通常是標明放射的光的“張開角”來進行銷售等，但是，例如，從張開角為10°的發光二極管放射的光，意味著從該發光二極管放射的全部的光之中與光軸形成的角度為10°以下的光的量為50%。換言之，餘下的50%的光與光軸形成的角度超過10°。同時考慮此點和上述的帶通濾波器的入射角依賴性，則在僅僅組合了發光二極管與帶通濾波器的發光二極管燈的情況下，較多的光以比帶通濾波器能發揮光截止功能的最大入射角度更大的角度進入帶通濾波器。因此，儘管使用了帶通濾波器，但是頻繁發生不能完全截止具有不希望的波長的光的問題。
本發明是鑒於上述的現有技術的問題而開發的。因此，本發明的主要課題是，提供一種發光二極管燈，在使用特定的具有入射角依賴性的帶通濾波器的情況下，能夠最大限度減小射出不希望的波長的光的可能性。 《用以解決課題之手段》
根據本發明的一個方面， 提供一種發光二極管燈，具備： 發光二極管； 帶通濾波器，具有對包含於來自所述發光二極管的光中的特定波長的光進行截止的光截止功能；以及 光角度調節件，使所述來自發光二極管的光以所述帶通濾波器能發揮所述光截止功能的最大入射角度以下的角度向所述帶通濾波器入射。
優選的是，所述光角度調節件是配設於所述發光二極管與所述帶通濾波器之間的透鏡。
優選的是，所述光角度調節件是具有由旋轉抛物面限定的反射面的反射器， 所述發光二極管配設於所述反射面的底部， 所述帶通濾波器配設於所述反射面的開口。
優選的是，所述光角度調節件具有： 反射器，具有由欠缺一部分的旋轉抛物面限定的反射面；以及 透鏡，配設於所述發光二極管與所述反射面之間。
根據本發明的另一個方面， 提供一種發光二極管燈，具備： 發光二極管； 帶通濾波器，具有對包含於來自所述發光二極管的光中的特定波長的光進行截止的光截止功能；以及 光截止件，對來自所述發光二極管的光之中以比所述帶通濾波器能發揮所述光截止功能的最大入射角度更大的角度向所述帶通濾波器入射的光進行截止。
優選的是，所述光截止件是遮光板，所述遮光板具有使來自所述發光二極管的光的一部分通過的通光孔，且所述遮光板被配置為與所述發光二極管隔開給定的間隔。
優選的是，所述光截止件是筒狀的截止筒， 在所述截止筒的一端配設有所述發光二極管，在另一端配設有所述帶通濾波器， 在包含所述發光二極管的光軸的假想截面中，連結所述發光二極管的發光中心與所述截止筒的另一端邊緣的直線與所述光軸形成的角度為所述最大入射角度以下。
根據本發明的又一個方面， 提供一種發光二極管燈，具備： 發光二極管； 帶通濾波器，具有對包含於來自所述發光二極管的光中的特定波長的光進行截止的光截止功能； 光截止件，對來自所述發光二極管的光之中以比所述帶通濾波器能發揮所述光截止功能的最大入射角度更大的角度向所述帶通濾波器入射的光的至少一部分進行截止；以及 光角度調節件，使未被所述光截止件截止的來自所述發光二極管的光以所述最大入射角度以下的角度向所述帶通濾波器入射。
優選的是，所述光截止件是筒狀的截止筒， 所述光角度調節件是透鏡， 在所述截止筒的一端配設有所述發光二極管，在另一端配設有所述帶通濾波器， 所述透鏡配設於所述截止筒的內部空間。
根據本發明的再一個方面， 提供一種發光二極管燈，具備： 發光二極管； 反射器，具有由欠缺一部分的旋轉抛物面限定的反射面、以及使經所述反射面反射的來自所述發光二極管的光向外部放射的開口； 散熱器，以使所述發光二極管的發光中心與所述旋轉抛物面的焦點位置一致的方式保持所述發光二極管，並且包含限定所述反射面的所述旋轉抛物面的欠缺部分而與所述反射器組合；以及 帶通濾波器，覆蓋所述反射器的所述開口，並具有與所述旋轉抛物面的旋轉軸相互正交的入光側平面。
優選的是，進一步具備遮光部件，使得以與所述旋轉抛物面的所述旋轉軸相互平行的角度從所述反射器的所述開口側觀察時不能直視所述發光二極管。
優選的是，所述遮光部件形成為對未被所述反射面反射而從所述開口射出的光進行遮擋的形狀。
優選的是，所述遮光部件是位於所述散熱器的比所述發光二極管靠所述開口側的部分。
優選的是，在所述遮光部件的被來自所述發光二極管的光照射的部分的表面設置有光吸收層。 《發明效果》
根據本發明能夠提供一種發光二極管燈，其在使用特定的具有入射角依賴性的帶通濾波器的情況下，能夠最大限度減小射出不希望的波長的光的可能性。
此外，在本說明書全文中，“旋轉抛物面”都不是基於嚴格的數學定義進行限定的旋轉抛物面，只要不抹煞發明的意義，即使是經反射面反射的光的平行程度略微降低了的面也可以包含於“旋轉抛物面”。
另外，同樣地，在本說明書全文中，對於“帶通濾波器的入光側平面與旋轉抛物面的旋轉軸相互正交”，也沒有限定為嚴格意義上的“正交”，只要不抹煞發明的意義，即使略有傾斜也算“正交”。進一步地，在本說明書的全文中，相對於帶通濾波器的光的“入射角”是指該光與正交於帶通濾波器的入光側平面的線形成的角度。
（發光二極管燈10的構成） 下面，對應用了本發明的發光二極管燈10進行說明。此外，關於各符號，在下面的說明中，當多次使用同一結構的要素時，在將各結構作為上位概念進行說明的情況下，僅用阿拉伯數字表示而不附加字母子序號，在需要將各結構彼此區分的情況（即表示下位概念的情況）下，通過對阿拉伯數字繼續附加小寫字母子序號來區分。
如圖1以及圖2所示，該發光二極管燈10大致具備：發光二極管20；作為光角度調節件12的反射器30；散熱器50；以及帶通濾波器60。
發光二極管20是通過接受來自外部電力來放出給定的峰值波長的光的電子零件。在本實施例中，作為發光二極管20，使用了由一個發光二極管元件22和發光二極管透鏡24構成的發光二極管，該發光二極管元件22發出峰值波長為900nm以上且1100nm以下的紅外光，該發光二極管透鏡24將從該發光二極管元件22放出的光集中為給定的張開角，但是，發光二極管元件22發出的光的峰值波長不限於此，而且，可以將排列的多個發光二極管元件用於發光二極管20。而且，發光二極管透鏡24不是本發明的必要構成要素。
反射器30具有：由玻璃、鋁等金屬形成的反射器主體32；使從發光二極管20放出的光反射的反射面34；以及用於使經反射面34反射的光向外部放射的開口36。
反射面34由欠缺一部分的旋轉抛物面（抛物面（parabola））構成。具體而言，對具有旋轉軸RCL的旋轉抛物面，用與包含該旋轉軸RCL的平面PA平行的切斷面PB進行切斷，由此得到旋轉抛物面的大小兩個部分，本實施例的反射器30的反射面34是由其中較大的部分（即，包含旋轉軸RCL的部分）限定的。換言之，反射面34被切掉了旋轉抛物面的較小的部分。此外，包含旋轉軸RCL的平面PA與切斷面PB之間的距離DS與從發光二極管20的底面到發光中心的距離一致。
在本實施例的情況下，散熱器50形成為大致長方體狀，且在一個側面的表面配設並保持有發光二極管20（下面將該側面稱為“發光二極管配設側面52”）。該發光二極管配設側面52形成為與限定反射器30的反射面34的切斷面PB一致。並且，散熱器50具有接受來自發光中的發光二極管20的熱並將該熱擴散以及散出的作用。因此，散熱器50優選由熱傳導性高的材料。
另外，在將散熱器50與反射器30組合時，使配設於散熱器50的發光二極管配設側面52上的發光二極管20的發光中心C與限定反射器30的反射面34的旋轉抛物面的焦點F的位置一致。
並且，散熱器50的整體形狀形成為，使得在將該散熱器50與反射器30組合時，限定反射器30的反射面34的旋轉抛物面的欠缺部分（即，不含旋轉軸RCL的旋轉抛物面的較小的部分）包含於散熱器50（參照圖中的虛線R）。
由此，由反射器30的反射面34以及散熱器50的發光二極管配設側面52形成一個周圍被圍起來的凹部38，發光二極管20位於該凹部38內。其結果，來自發光二極管20的光不會不期望地洩漏到周圍，而是通過開口36以及帶通濾波器60向外部射出。另外，散熱器50從發光二極管燈10的外側露出，因此，還具有來自發光中的發光二極管20的熱容易經由散熱器50向外部放出的優點。
此外，圖中沒有示出，但散熱器50還具備向發光二極管20供電的供電電路。該供電電路可以形成於散熱器50的表面上，也可以形成於散熱器50的內部。當然，也可以由供電電纜等向發光二極管20直接供電。
帶通濾波器60是具有截止功能的薄板材，只有規定範圍的波長的光可以透過，該範圍以外的波長的光（在本實施例中為920nm以下的光）不可透過（被截止）。在本實施例的情況下，使用由具有截止具有可見區域的波長的光（可見光）的功能的多層膜構成的帶通濾波器60。當然，帶通濾波器60的可以透過的光的波長的範圍根據發光二極管燈10需要的光的波長來確定。
如上所述，帶通濾波器60具有“入射角依賴性”，對於以比規定的角度大的入射角向該帶通濾波器60射入的光不能截止。例如，如後所述，由於本實施例的帶通濾波器60的入射角依賴性，帶通濾波器60能夠發揮光截止功能的最大入射角度約為11°。即，以大於11°的入射角向帶通濾波器60的入光側平面62射入的可見光不會被該帶通濾波器60截止，而是從發光二極管燈10射出。
本實施例的帶通濾波器60覆蓋反射器30的開口36，該帶通濾波器60的入光側平面62與規定反射面34的旋轉抛物面的旋轉軸RCL相互正交。
這裡，對由帶通濾波器60的入射角依賴性產生的帶通濾波器60能夠發揮光截止功能的最大入射角度進行說明。透過帶通濾波器60的光在一定入射角θ處的中心波長（下面稱為“透過中心波長λCθ ”）可以通過以下的公式求得。 　λCθ ＝λ0 ×（1－sin2 θ）0.5 λ0 ：垂直入射（入射角為0°）時的透過中心波長[nm] 　λCθ ：透過中心波長[nm] 但是，通過該公式求得的透過中心波長λC θ 僅是透過帶通濾波器60的光的中心波長，不是能夠透過帶通濾波器60的透過下限波長λL θ （換言之，能被截止的光的最大波長）。因此，使用因帶通濾波器60而異的透過下限波長λL θ 而構成以下公式。 λL θ ＝λ0 ×（1－sin2 θ）0.5 －α λ0 ：垂直入射（入射角為0°）時的透過中心波長[nm] λL θ ：透過下限波長[nm] α：帶通濾波器60的透過中心波長λC θ －透過下限波長λL θ [nm] 通過使用上述公式，只要設定透過下限波長λL θ 就能算出最大入射角度θ。
例如，在使用透過下限波長λLθ 為肉眼不可見的紅光的最大波長920nm附近的920.5nm、透過中心波長λ0 為930nm的帶通濾波器60的情況下，最大入射角度為11°。這裡，通常認為可見光的波長大致為780到800nm。但是，當發明人們試圖對35名受驗者進行實驗時發現，35人全部能夠看到直到910nm為止的波長的光，波長變為920nm則35人全部看不見。根據該結果，如上所述，將肉眼不可見的紅光的最大波長設定為920nm。
（發光二極管燈10的組裝） 對發光二極管燈10的組裝的步驟簡單進行說明。首先，在成型為規定的形狀的散熱器50的發光二極管配設側面52配設發光二極管20。向發光二極管20配設散熱器50的方法沒有特別限定，但是，優選的是，選擇能使發光中產生的發光二極管20的熱高效地向散熱器50傳導的配設方法。例如，考慮用熱傳導率高的粘接劑將發光二極管20粘接到散熱器50的表面。另外，在向散熱器50配設發光二極管20的同時，進行向發光二極管20供電的電路的安裝。
之後，將散熱器50與反射器30組合，最後，以覆蓋反射器30（更確切地說，通過將散熱器50與反射器30組合而形成的凹部38）的開口36的方式配設帶通濾波器60，完成發光二極管燈10。
（發光二極管燈10的特徵） 根據本實施例的發光二極管燈10，以使發光二極管20的發光中心C與構成反射器30的反射面34的旋轉抛物面的焦點F的位置一致的方式對發光二極管20進行保持。由此，如圖3所示，來自該發光二極管20的光通過經反射面34反射來變為與旋轉抛物面的旋轉軸RCL平行的平行光而從開口36射出。另一方面，帶通濾波器60以覆蓋反射器30的開口36的方式配置，並且，帶通濾波器60的入光側平面62與旋轉抛物面的旋轉軸RCL相互正交。即，從反射器30的開口36射出的平行光大致垂直於帶通濾波器60的入光側平面62（入射角大致為0度）而入射。因此，即使在帶通濾波器60具有較強的入射角依賴性的情況（即，允許的入射角的範圍較窄的情況）下，也能最大限度減小從發光二極管燈10射出不希望的波長的光的可能性。
（變形例1） 如圖4所示，在上述實施例的發光二極管燈10的構成中，可以添加遮光部件70、72、74中的至少1個。該遮光部件70、72、74是為了使得從與旋轉抛物面的旋轉軸RCL相互平行的角度（即，發光二極管燈10的正面）來觀察發光二極管燈10時不能直接看到發光二極管20的部件。此外，遮光部件70、72、74只要能對來自發光二極管20的光進行光截止即可，對其材質沒有特別限定，例如，可以考慮金屬、不透明樹脂、陶瓷材料等。
關於遮光部件70，72、74的長度，例如，如遮光部件70一樣，設為對從對應於散熱器50的發光二極管配設側面52的位置至少到發光二極管20的發光中心C進行遮光。或者，也可以如遮光部件72一樣，設為從對應於散熱器50的發光二極管配設側面52的位置直到構成發光二極管20的發光二極管透鏡24的前端。另外，也可以如遮光部件74一樣，將長度設為直到連結發光二極管20的發光中心C與反射面34的開口36側端的直線LL為止。通過將長度設為如遮光部件74一樣，能夠對從發光中心C射出的不經反射面34反射而直接射向開口36的光（即，相對於帶通濾波器60呈較大入射角入射的光）進行截止。
另外，關於配設遮光部件70的位置，只要是在發光二極管20的上方（朝向開口36的方向），任何位置均可。在圖4中示出了從散熱器50的發光二極管配設側面52突出設置的遮光部件72、74、沿帶通濾波器60的上方表面配設的遮光部件70，但是，選擇任意一個即可。另外，為了避免射到遮光部件70、72、74的光反射而以不希望的角度從開口36射出，可以在遮光部件70、72、74的與發光二極管20相對的面設置光吸收材料（例如黑色塗膜。下同）。
（變形例2） 另外，也可以不像圖4所示的那樣配設獨立於散熱器50的遮光部件70、72、74，而是如圖5所示，通過使位於發光二極管20的上方的至少一部分散熱器50朝向反射面34突出來在散熱器50的發光二極管配設側面52的上下方向截面中設置階部76並將之作為遮光部件78，由此，使散熱器50與遮光部件78一體地形成。由此，能夠得到與圖4所示那樣將遮光部件70、72、74獨立於散熱器50而形成的情況一樣的效果。另外，為了避免射到遮光部件78光反射而以不希望的角度從開口36射出，可以在階部76的與發光二極管20相對的面設置光吸收材料。
（變形例3） 另外，作為使散熱器50與遮光部件78一體地形成的其他的例子，如圖6所示，可以使散熱器50的發光二極管配設側面52的上下方向截面形狀傾斜。具體而言，使發光二極管20的發光中心C的位置與規定反射面34的旋轉抛物面的焦點F的位置一致，並使發光二極管配設側面52的上下方向截面形狀相對於旋轉軸RCL傾斜，以使發光二極管配設側面52的開口36側端（上方端）在至少對應於發光二極管20的發光中心C的位置。由此，能使位於比發光二極管20靠上方的發光二極管配設側面52整體作為遮光部件78而發揮功能。另外，為了避免射到相當於遮光部件78的面的光反射而以不希望的角度從開口36射出，可以在該面設置光吸收材料。
（變形例4） 在上述實施例中，用與包含旋轉軸RCL的平面PA平行的切斷面PB切斷具有該旋轉軸RCL的旋轉抛物面，由此得到旋轉抛物面的大小2個部分，反射器30的反射面34是由其中較大的部分（即，包含旋轉軸RCL的部分）來規定，但是，反射面34不限於該方式，只要是由一部分被切掉的旋轉抛物面來規定即可。例如，如圖7所示，可以是以旋轉抛物面的旋轉軸RCL為中心被切掉四分之一（相當於中心角度為90°的部分）的反射面34，另外，如圖8所示，也可以是以旋轉抛物面的旋轉軸RCL為中心被切掉八分之一（大致相當於中心角度為45°的部分）的反射面34。在任何情況下，當使散熱器50與反射器30組合時該散熱器50包含規定反射器30的反射面34的旋轉抛物面的被切掉部分（參照圖7以及圖8的虛線R）。
由此，由反射器30的反射面34以及散熱器50的發光二極管配設側面52形成周圍被包圍的一個凹部38，發光二極管20位於該凹部38內。其結果，來自發光二極管20的光不會不期望地洩漏到周圍，而是能夠通過帶通濾波器60向外部射出。另外，散熱器50從發光二極管燈10的外側直接露出，因此，具有來自發光中的發光二極管20的熱容易經由散熱器50向外部放出的優點。
（變形例5） 另外，如圖9所示，可以將一對發光二極管20a、20b和分別對應於各發光二極管20a、20b的反射面34a、34b組合而構成發光二極管燈10。反射面34a、34b具有各自獨立的焦點Fa、Fb，一對發光二極管20a、20b的各發光中心Ca、Cb分別與對應的反射面34a、34b的焦點Fa、Fb一致。
由此，即使在用多個發光二極管20a、20b構成發光二極管燈10的情況下，也能使各個發光中心與各反射面34a、34b的焦點Fa、Fb一致，因此，能夠減少從焦點Fa、Fb偏離從而使得由各發光二極管20a、20b放射並經反射面34a、34b反射後不形成平行光的光。其結果，即使在使用多個發光二極管20a、20b的情況下，儘管有帶通濾波器60的入射角依賴性，但也能最大限度減小從發光二極管燈10射出不希望的波長的光的可能性。
（變形例6） 另外，使散熱器50包含規定反射器30的反射面34的旋轉抛物面的被切掉部分的設置，還包括圖10所示的情況。在圖10所示的發光二極管燈10中，反射器30具有由完全的（沒有被切掉一部分的）旋轉抛物面規定的凹部80。並且，散熱器50在與發光二極管配設側面52的相反側具有由規定凹部80的同一個旋轉抛物面的一部分規定的曲面82，散熱器50使曲面82完全抵接於反射器30的凹部80的表面而配設於該凹部80內。此時，散熱器50的發光二極管配設側面52與上述的實施例中記載的切斷面PB一致，發光二極管20的發光中心C與規定凹部80的旋轉抛物面的焦點F的位置一致。另外，反射面34形成於在散熱器50的曲面82未抵接凹部80的表面的範圍。
即使在如圖10所示的發光二極管燈10中，來自發光中的發光二極管20的熱從散熱器50的曲面82經由凹部80的表面而傳導至反射器主體32，並從反射器主體32向外部放出。
（變形例7） 在上述的實施例中，發光二極管20被直接安裝於散熱器50的發光二極管配設側面52，但是，只要能使發光二極管20的發光中心C與規定反射面34的旋轉抛物面的焦點F一致，則以任何方式將之安裝於散熱器50均可。例如，如圖11所示，將發光二極管20安裝於安裝基板84，之後，可用黏接等方法將安裝了發光二極管20的安裝基板84安裝於散熱器50的發光二極管配設側面52。
（變形例8） 另外，如圖12所示，作為光角度調節件12，也可以在發光二極管20的前側追加聚光透鏡39。使聚光透鏡39的焦點F1的位置與發光二極管20的發光中心C以及旋轉抛物面的焦點F一致。通過使用聚光透鏡39，能夠在使用具有以旋轉抛物面的旋轉軸RCL為中心的角度更窄的範圍的反射面34的反射器30的同時，放射與使用具有更廣的範圍的反射面34的反射器30的情況相同的光量。
（其他變形例） 如上所述，在使用具有由一部分被切掉的旋轉抛物面規定的反射面34的反射器30作為光角度調節件12的情況下，反射器30的反射面34的形狀導致截面形狀為圓形的光難以射出，但是，如以下的變形例那樣進行設置，則截面形狀為圓形的光能夠容易地射出。
（變形例9） 在上述的實施例中，使用了反射器30作為光角度調節件12，但是，光角度調節件12不限於此，例如，如圖13所示，也可以使用透鏡90。
具體而言，透鏡90配設於發光二極管20與帶通濾波器60之間，另外，以使透鏡90的焦點F2的位置與發光二極管20的發光中心C的位置一致的方式將透鏡90的位置以及發光二極管20的位置相互調節。另外，以使透鏡90的中心軸LCL與帶通濾波器60的入光側平面62正交的方式將透鏡90的位置以及帶通濾波器60的位置相互調節。
由此，來自發光二極管20的大致全部的光經透鏡90折射後，作為與透鏡90的中心軸LCL相互平行的平行光而向帶通濾波器60入射。此時，如上所述，由於以使透鏡90的中心軸LCL與帶通濾波器60的入光側平面62正交的方式進行了調節，從透鏡90射出的平行光以相對於帶通濾波器60的入光側平面62大致垂直（入射角大致為0度）的方式入射。因此，即使在帶通濾波器60具有較強的入射角依賴性的情況（即，允許的入射角的範圍較窄的情況）下，也能夠最大限度減小從發光二極管燈10射出不希望的波長的光的可能性。
（變形例10） 另外，也可以將作為光角度調節件12的透鏡90與作為光截止件14的遮光筒100組合。例如，如圖14所示，在遮光筒100的內部空間102配設透鏡90。並且，在遮光筒100的一端104配設朝向該內部空間102放射光的發光二極管20。另外，在遮光筒100的另一端106配設帶通濾波器60。發光二極管20的發光中心C和透鏡90的焦點F2的位置關係以及透鏡90的中心軸LCL和帶通濾波器60的入光側平面62的位置關係與在變形例9中說明的相同。
由此，在從發光二極管20放射的光之中，未射到遮光筒100的內表面108而直接射入透鏡90的光變為與透鏡90的中心軸LCL平行的平行光，並在通過帶通濾波器60時其中規定的範圍的波長的光被截止，因此，能夠從發光二極管燈10射出具有期望的範圍的波長的光。
相反的，在從發光二極管20放射的光之中，射到遮光筒100的內表面108的光經內表面108吸收等而減少，因此，以不希望的角度射入透鏡90而未變為與中心軸LCL平行的平行光的光減少，能夠進一步降低在通過帶通濾波器60的光中混合不希望的範圍的波長的光的可能性。關於此點，進一步優選的是，配設為在遮光筒100的內表面108塗布光吸收材料等。如上所述，本實施例中的遮光筒100具有對以大於帶通濾波器60能發揮光截止功能的最大入射角度的角度入射的光的至少一部分進行截止的功能。
（變形例11） 也可以不使用光角度調節件12，僅由作為光截止件14的遮光筒100構成發光二極管燈10。例如，如圖15所示，在遮光筒100的一端104配設發光二極管20，在另一端106配設帶通濾波器60。在此實施例中，設定遮光筒100的長度L和另一端106的直徑Ｄ，以使包含發光二極管20的光軸CL的截面中連結發光二極管20的發光中心C與遮光筒100的另一端邊緣110的直線LL2與光軸CL形成的角度在基於帶通濾波器60的入射角依賴性的角度（例如，10°）以下。此外，以使發光二極管20的光軸CL與帶通濾波器60的入光側平面62正交的方式將發光二極管20的位置以及帶通濾波器60的位置相互調節。
由此，在從發光二極管20放射的光之中，與光軸CL形成的角度在基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）以下的光通過帶通濾波器60並從遮光筒100射出去。另外，與光軸CL形成的角度比基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）大的光射到內表面108並被吸收等從而減少，因此，能進一步減小在透過帶通濾波器60的光中混合不希望的範圍的波長的光的可能性。關於此點，進一步優選的是，配設為在遮光筒100的內表面108塗布光吸收材料等。如上所述，本實施例中的遮光筒100具有對以大於帶通濾波器60能發揮光截止功能的最大入射角度的角度入射的光進行截止的功能。
（變形例12） 例如，如圖16所示，也可以由遮光板120構成光截止件14。該遮光板120是沿帶通濾波器60的入光側平面62或者其相反側的面配設的板材，且形成有通光孔122。此外，以使發光二極管20的光軸CL與帶通濾波器60的入光側平面62正交的方式將發光二極管20的位置以及帶通濾波器60的位置相互調節。進一步優選的是，在遮光板120的與發光二極管20相對的面塗布光吸收材料等。
遮光板120的通光孔122的直徑Ｄ1根據從發光二極管20的發光中心C到遮光板120的距離L來確定。即，設定距離L和通光孔122的直徑Ｄ1，以使包含發光二極管20的光軸CL的截面的連結發光二極管20的發光中心C和遮光板120的通光孔122的邊緣124的直線LL3與光軸CL形成的角度在基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）以下。
由此，在從發光二極管20放射的光之中，與光軸CL形成的角度在基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）以下的光通過遮光板120的通光孔122之後，通過帶通濾波器60。另外，與光軸CL形成的角度比基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）大的光射到遮光板120而被吸收等從而減少，因此，能進一步降低在通過帶通濾波器60的光中混合不希望的範圍的波長的光的可能性。關於此點，進一步優選的是，配設為在遮光板120的朝向發光二極管20的面塗布光吸收材料等。另外，在本實施例的情況下，如圖16所示，可以在遮光筒100的一端104配設發光二極管20，在另一端106配設帶通濾波器60以及遮光板120。本實施例中的遮光筒100與變形例10、11中的遮光筒100不同，對另一端106的直徑Ｄ的上限設定沒有限制，能將直徑Ｄ設定為足夠大。如上所述，本實施例中的遮光板120具有對以大於帶通濾波器60能發揮光截止功能的最大入射角度的角度入射的光進行截止的功能。
（變形例13） 即使在使用作為光角度調節件12的反射器30的情況下，例如，如圖17所示，通過使用具有由完整的旋轉抛物面規定的反射面34的反射器30能夠使截面形狀為圓形的光容易地射出。在本實施例中，在反射器30的反射面34的底部40配設有發光二極管20，在開口36配設有帶通濾波器60。並且，設定反射面34（反射器30）的長度L和開口36的直徑D，以使包含發光二極管20的光軸CL的截面的連結發光二極管20的發光中心C和反射面34的另一端邊緣42的直線LL4與光軸CL形成的角度在基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）以下。
另外，以使規定反射面34的旋轉抛物面的焦點F的位置與發光二極管20的發光中心C的位置一致的方式將反射器30的位置以及發光二極管20的位置相互調節。另外，以使發光二極管20的光軸CL與帶通濾波器60的入光側平面62正交的方式將發光二極管20的位置以及帶通濾波器60的位置相互調節。
由此，在從發光二極管20放射的光之中，與光軸CL形成的角度在基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）以下的光不射到反射面34而直接通過帶通濾波器60射出去。另外，與光軸CL形成的角度大於基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）的光經反射面34反射之後，作為與光軸CL大致平行的平行光以足夠小的入射角向帶通濾波器60射入。不論與CL形成的角度如何，從發光二極管20放射的大致全部的光均以基於帶通濾波器60的入射角依賴性的最大入射角度（例如，11°）以下的角度通過帶通濾波器60，本實施例基於此點是優選的。
（變形例14） 另外，如圖18所示，也可以沿透鏡90的出光面（與發光二極管20相對的面的相反側的面）配設帶通濾波器60。
應該認為，本次公開的實施的方式在所有方面都是例示，而不是限制。本發明的範圍不限於上述的說明，而是由權利要求書來表示，包含與權利要求書等同的含義以及在範圍內的全部變更。
10‧‧‧發光二極管燈
12‧‧‧光角度調節件
14‧‧‧光截止件
20‧‧‧發光二極管
22‧‧‧發光二極管元件
24‧‧‧發光二極管透鏡
30‧‧‧反射器
32‧‧‧反射器主體
34‧‧‧反射面
36‧‧‧開口
38‧‧‧凹部
39‧‧‧聚光透鏡
40‧‧‧（反射器30的）底部
42‧‧‧（反射面34的）另一端邊緣
50‧‧‧散熱器
52‧‧‧發光二極管配設側面
60‧‧‧帶通濾波器
62‧‧‧入光側平面
70‧‧‧遮光部件
72‧‧‧遮光部件
74‧‧‧遮光部件
76‧‧‧階部
78‧‧‧遮光部件
80‧‧‧凹部
82‧‧‧曲面
84‧‧‧安裝基板
90‧‧‧透鏡
100‧‧‧遮光筒
102‧‧‧內部空間
104‧‧‧（遮光筒100的）一端
106‧‧‧（遮光筒100的）另一端
108‧‧‧（遮光筒100的）內表面
110‧‧‧（遮光筒100的）另一端邊緣
120‧‧‧遮光板
122‧‧‧通光孔
124‧‧‧（通光孔的）邊緣
RCL‧‧‧旋轉軸
PA‧‧‧（包含旋轉軸RCL的）平面
PB‧‧‧切斷面
C‧‧‧發光中心
F‧‧‧（旋轉拋物面的）焦點
20a、20b‧‧‧發光二極管
34a、34b‧‧‧反射面
Fa、Fb‧‧‧（反射面34a、34b的）焦點
Ca、Cb‧‧‧發光中心
F1‧‧‧（具光透鏡39的）焦點
LCL‧‧‧（透鏡90的）中心軸
F2‧‧‧（透鏡90的）焦點
CL‧‧‧（發光二極管20的）光軸
圖1是表示應用了本發明的發光二極管燈10的一例的俯視圖。 圖2是表示應用了本發明的發光二極管燈10的一例的剖視圖。 圖3是表示應用了本發明的發光二極管燈10的一例的剖視圖。 圖4是表示變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖5是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖6是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖7是表示其他變形例的發光二極管燈10的俯視圖。 圖8是表示其他變形例的發光二極管燈10的俯視圖。 圖9是表示其他變形例的發光二極管燈10的俯視圖。 圖10是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖11是表示將發光二極管20安裝到散熱器50的方式的例子的剖視圖。 圖12是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖13是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖14是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖15是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖16是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖17是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。 圖18是表示其他變形例的發光二極管燈10的剖視圖。

Claims (14)

  1. 一種發光二極管燈，具備： 發光二極管； 帶通濾波器，具有對包含於來自所述發光二極管的光中的特定波長的光進行截止的光截止功能；以及 光角度調節件，使來自所述發光二極管的光以所述帶通濾波器能發揮所述光截止功能的最大入射角度以下的角度向所述帶通濾波器入射。
  2. 如請求項1所記載之發光二極管燈，其中 所述光角度調節件是配設於所述發光二極管與所述帶通濾波器之間的透鏡。
  3. 如請求項1所記載之發光二極管燈，其中 所述光角度調節件是具有由旋轉抛物面限定的反射面的反射器， 所述發光二極管配設於所述反射面的底部， 所述帶通濾波器配設於所述反射面的開口。
  4. 如請求項1所述的發光二極管燈，其中 所述光角度調節件具有： 反射器，具有由欠缺一部分的旋轉抛物面限定的反射面；以及 透鏡，配設於所述發光二極管與所述反射面之間。
  5. 一種發光二極管燈，具備： 發光二極管； 帶通濾波器，具有對包含於來自所述發光二極管的光中的特定波長的光進行截止的光截止功能；以及 光截止件，對來自所述發光二極管的光之中以比所述帶通濾波器能發揮所述光截止功能的最大入射角度更大的角度向所述帶通濾波器入射的光進行截止。
  6. 如請求項5所記載之發光二極管燈，其中 所述光截止件是遮光板，所述遮光板具有使來自所述發光二極管的光的一部分通過的通光孔，且所述遮光板被配置為與所述發光二極管隔開給定的間隔。
  7. 如請求項5所記載之發光二極管燈，其中 所述光截止件是筒狀的截止筒， 在所述截止筒的一端配設有所述發光二極管，在另一端配設有所述帶通濾波器， 在包含所述發光二極管的光軸的假想截面中，連結所述發光二極管的發光中心與所述截止筒的另一端邊緣的直線與所述光軸形成的角度為所述最大入射角度以下。
  8. 一種發光二極管燈，具備： 發光二極管； 帶通濾波器，具有對包含於來自所述發光二極管的光中的特定波長的光進行截止的光截止功能； 光截止件，對來自所述發光二極管的光之中以比所述帶通濾波器能發揮所述光截止功能的最大入射角度更大的角度向所述帶通濾波器入射的光的至少一部分進行截止；以及 光角度調節件，使未被所述光截止件截止的來自所述發光二極管的光以所述最大入射角度以下的角度向所述帶通濾波器入射。
  9. 如請求項8所記載之發光二極管燈，其中 所述光截止件是筒狀的截止筒， 所述光角度調節件是透鏡， 在所述截止筒的一端配設有所述發光二極管，在另一端配設有所述帶通濾波器， 所述透鏡配設於所述截止筒的內部空間。
  10. 一種發光二極管燈，具備： 發光二極管； 反射器，具有由欠缺一部分的旋轉抛物面限定的反射面、以及使經所述反射面反射的來自所述發光二極管的光向外部放射的開口； 散熱器，以使所述發光二極管的發光中心與所述旋轉抛物面的焦點位置一致的方式保持所述發光二極管，並且包含限定所述反射面的所述旋轉抛物面的欠缺部分而與所述反射器進行組合；以及 帶通濾波器，覆蓋所述反射器的所述開口，並具有與所述旋轉抛物面的旋轉軸相互正交的入光側平面。
  11. 如請求項10所記載之發光二極管燈，其中進一步具備： 遮光部件，使得以與所述旋轉抛物面的所述旋轉軸相互平行的角度從所述反射器的所述開口側觀察時不能直視所述發光二極管。
  12. 如請求項11所記載之發光二極管燈，其中 所述遮光部件形成為對未被所述反射面反射而從所述開口射出的光進行遮擋的形狀。
  13. 如請求項11所記載之發光二極管燈，其中 所述遮光部件是位於所述散熱器的比所述發光二極管靠所述開口側的部分。
  14. 如請求項11所記載之發光二極管燈，其中 在所述遮光部件的被來自所述發光二極管的光照射的部分的表面設置有光吸收層。
TW107120883A 2017-06-29 2018-06-15 發光二極管燈 TWI662222B (zh)

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