TWI452232B

TWI452232B - Lens and lighting device

Info

Publication number: TWI452232B
Application number: TW100138869A
Authority: TW
Inventors: Akiko Iizuka; Norio Nakazato; Kazuo Nomura; Takashi Awano
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2014-09-11
Also published as: CN102654252B; TW201237323A; JP2012185949A; CN102654252A; JP5272029B2

Description

透鏡及照明裝置

本發明關於照明裝置，特別是關於作為光源而具備LED(Light Emitting Diode)等之半導體發光元件，主要作為白熾燈泡之替代品使用的照明裝置。

近年來為防止地球暖化而進行省能源化，照明領域亦進行研究開發使用LED之燈件作為習知白熾燈泡之替代品。和習知白熾燈泡比較，使用LED之燈件具有高能源效率。考慮擴大使用LED之燈件之用途時，較好是要求能直接利用習知白熾燈泡之燈座，而能和習知白熾燈泡同等被使用。另外，白熾燈泡係由白熾燈泡前方至後方以大略球面狀均等射出光，因此，使用LED之燈件係被要求和白熾燈泡安裝於照明器具時同等之光照射。但是，LED之射出光具由強烈之直進性，和習知白熾燈泡同等被使用時，需要在無亮度不均之情況下予以擴大光之照射範圍(配光)。

擴大光之配光的手段之一例如揭示於專利文獻1，係於大略圓柱狀基體之外表面配設LED，覆蓋上述基體及上述LED而設置透光性蓋部，而擴大配光之方法。但是，需要製作大略圓柱狀之基體或者需要將LED配設於大略圓柱狀之基體等而導致製造工程有可能變為複雜。

擴大配光的手段亦有使用透鏡者。使用透鏡之擴大配光的習知技術例如專利文獻2或專利文獻3之揭示。專利文獻2揭示，於發光元件上部設置光束控制構件(透鏡)，於光束控制構件在發光元件之對向面設置凹部及通氣溝，而防止亮度不均之產生，將光射出於平面上的透鏡之形狀。另外，專利文獻3則揭示，使具備：相對於底面、反射面、透鏡中心軸傾斜之角度的第1折射面；及由底面作為圓滑之曲面而在第1折射面延伸的第2折射面的透鏡，設置於發光元件上部，而使光由側方射出的透鏡之形狀。

[習知技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：特開2008-103112號公報

專利文獻2：特開2009-211990號公報

專利文獻3：特開2004-133391號公報

但是，專利文獻2揭示之透鏡，可將發光元件照射之光均勻擴散至照射方向(前方)，防止亮度不均之產生，但是對於發光元件之照射方向，光幾乎未由側方及後方射出。因此，使用專利文獻2揭示之透鏡的照明裝置，不適合作為可由側方及後方射出光的白熾燈泡之替代品使用。專利文獻3揭示之透鏡，光可由側面方向射出，但是光幾乎未由側方及後方射出。因此，不適合作為白熾燈泡之替代品使用。圖10表示單純組合專利文獻2及專利文獻3時之光之射出模樣。由側方射出之光較多，由側方或後方射出之光量較少，因此難以獲得白熾燈泡替代品必要之光以大略球面狀均等射出之效果。

本發明目的在於提供，LED之安裝簡單，而且可防止光射出之亮度不均，可以大略球面狀均等射出光之透鏡以及使用其之照明裝置。

本發明之照明裝置，係具有：基板；設於該基板上面側的發光體；及覆蓋發光體上方的透鏡；其特徵為：透鏡具有：和發光體之發光面呈對向的面；及在發光體之發光面之對向面的相反側，朝透鏡內側凹陷之面；朝透鏡內側凹陷之面，係具有：使由發光體之發光面之對向面射入透鏡內之光，射出至透鏡上方之機能及反射至透鏡之側方或下方之機能；在發光體之發光面之對向面之一部分設置凹部；凹部之形狀設為，藉由朝透鏡內側凹陷之面而使由凹部射入透鏡內之光，相較於被射出至透鏡上方者，有更多部分會被反射至透鏡之側方或下方的形狀。

另外，本發明之照明裝置，係具有：基板；設於基板上面側的發光體；及覆蓋發光體上方的透鏡；其特徵為：透鏡具有：和發光體之發光面呈對向的面；及在發光體之發光面之對向面的相反側，朝透鏡內側凹陷之面；朝透鏡內側凹陷之面，係具有：由朝透鏡內側凹陷之面之底部朝頂部，而向透鏡上方變大之傾斜；在發光體之發光面之對向面，設有朝透鏡內側凹陷之凹部。

本發明之透鏡，其特徵為：具有：朝該透鏡內側凹陷之面；及朝透鏡內側凹陷之面的相反側之面；朝透鏡內側凹陷之面，係具有：由朝透鏡內側凹陷之面之底部朝頂部，而向透鏡上方變大之傾斜；在相反側之面，設有朝該透鏡內側凹陷之凹部。

本發明之照明裝置，係具有：基板；設於基板上方向的複數個半導體發光元件；及覆蓋半導體發光元件而設於基板上方的透鏡；其特徵為：透鏡由上部、側部、及底部構成；底部具有透鏡之第1面；側部具有透鏡之第2面及第3面；上部具有透鏡之第4面及第5面；第1面，係朝透鏡內方凹陷之半球狀之曲面，以覆蓋半導體發光元件的方式被設置；第2面之一端被連接於第1面之端，第2面為覆蓋第1面之側部的曲面；第3面之一端被連接於第2面之另一端，第4面之一端被連接於第3面之另一端，第4面為朝透鏡內方凹陷之曲面；第5面被連接於第4面之另一端，係對於基板呈大略平行之面；來自半導體發光元件之光，係由第1面射入透鏡內；由第1面射入之光，係朝向第2、第3、第4、第5面；第2面，係使由第1面射入之光，朝照明裝置之上方向折射而由透鏡射出；第3面，係使由第1面射入之光，朝第4面而於透鏡內被反射，使被第4面反射之光朝照明裝置之側方或下方折射而由透鏡射出；第4面，係使由第1面射入之光，朝第3面而於透鏡內被反射，使被第3面反射之光朝照明裝置之上方折射而由透鏡射出；第5面，係使由第1面射入之光，朝照明裝置之上方而由透鏡射出；第1面具有朝透鏡內方凹陷之凹部；由半導體發光元件射入凹部之光，相較於第5面係有更多部分被朝向第4面。

本發明之照明裝置中，於1個基板上設置至少1個發光體，保護發光體，具備具有透光性之蓋部，於發光體之發光面之上方、而且於蓋部內部具有透鏡，於透鏡，在發光面之對向面之大略中心具備大略圓錐狀之凹部，凹部底面之大小係較發光面之面積小的透鏡為其特徵。

作為另一例，發光面之對向面為曲面，於對向面之相反側具有漏斗型之凹部為其特徵。作為再另一例，係於上述漏斗型凹部底面，具備具有平坦部之透鏡為其特徵。上述透鏡，係於發光面之對向面，形成較發光面具有更小底面的大略圓錐狀凹部，如此而抑制射出至蓋部表面之光之亮度不均。另外，在發光面之相反側被形成的漏斗型凹部，可增加光之射出至後方。藉由將漏斗型凹部之底面設為平坦部，可增加光之射出至前方。組合彼等效果可獲得對蓋部表面均勻射出光之透鏡。另外，於蓋部具有散射特性則更能增加光之均勻性。本發明之照明裝置中，考慮作為白熾燈泡替代用途時，較好是具有和燈泡類似之形狀。作為實施形態之一例，係使用LED模組作為發光體，在搭載著LED模組的基板背面具有空洞之框體，具有和習知白熾燈泡之燈座連接用的燈頭之構造。於框體之空洞部收納驅動LED模組之電路。

以下參照圖面說明實施例1~5。基本構成係於基板4之一面設置發光體、亦即LED模組2。以下，於實施例1~5，係以基板4為基準，以設有LED模組2之一面之方向為前方(上方)，另一面之方向為後方(下方)，以前方及下方以外之方向為側方。燈泡構成為燈罩(lamp globe)側及燈座(lamp base)側時，燈罩側為上方，燈座側為下方。

(實施例1)

本實施例說明防止亮度不均、而且擴大配光之透鏡例。

圖1(a)表示本發明實施例1之由發光部側方看到之斷面圖。於基板4之一面搭載著LED模組2，LED模組2之發光面3係朝向基板4之相反方向之前方(上方)。透鏡1，係以透鏡1之大部分置於LED模組2之發光面3之前方(上方)的方式被設置。基板4係用於搭載LED模組2。LED模組2，係由電路被供給電力，由發光面3對LED模組2之前方(上方)照射光。發光面3所照射之光會射入透鏡1。

透鏡1係以覆蓋LED模組2的方式設置。本實施例中，透鏡1係由以下構成：平坦部a(第5面)，凹面b (第4面)，折射面c(第3面)，曲面d(第2面)，曲面e(第1面)，凹部f，及握把部6。於透鏡1，曲面e為LED模組2之對向面。LED模組2被曲面e及基板4包圍。曲面e構成為，覆蓋被配置於平面之基板4之一面的LED模組2的半球狀。於曲面e，形成圓錐狀之凹部f。將由LED模組2之發光面3照射之光之中之代表性光線設為光軸5時，凹部f係形成於光軸5與曲面e之交叉部分。於曲面e，將最遠離基板4之處設為曲面部e1。本實施例中，光軸5通過曲面部e1，因此凹部f被設於曲面部e1。凹部f係以朝透鏡1內側凹陷的方式設置。凹部f為圓錐狀之凹陷。來自LED模組2之發光面3之光，係朝向曲面e及凹部f，由曲面e及凹部f射入透鏡1內。透鏡1之光之射出面係由平坦部a、凹面b、折射面c及曲面d構成。平坦部a及凹面b位於透鏡1之上部，折射面c及曲面d位於透鏡1之側部。凹面b具有：由平坦部a朝凹面b與折射面c之相接部分，朝透鏡之上方向變大之傾斜。由平坦部a、凹面b、折射面c形成大略漏斗型。折射面c位於凹面b之側方至後方。平坦部a被設於由凹面b包圍之底面。凹面b具有：使由曲面e或凹部f射入透鏡1內之光，朝向相當於透鏡1之側方或後方的折射面c之方向及作為反射面之機能，及使被折射面c反射之光透過而射出至透鏡1之前方之機能。平坦部a具有：使由曲面e或凹部f射入透鏡1內之光，朝向照明裝置前方及透過之機能。藉由平坦部a，可增加朝照明裝置前方之光之射出量。折射面c具有：折射被凹面b反射之光，使由透鏡1射出至照明裝置之側方或後方之機能，及使由曲面e射入之光朝向凹面b之方向及反射之機能。曲面d具有：折射由曲面e射入透鏡1內之光，使由透鏡1射出之機能。光係由曲面d射出至照明裝置之前方至後方之範圍。藉由在曲面e形成圓錐狀凹部f，可增加接觸凹面b之光量。接觸凹面b之光量之增加，可以增加來自凹面b之光之反射量，可使光照射至燈泡之前方、側方、後方，可防止亮度不均。由凹部f射入之光會被凹面b反射，和單純僅設置曲面e之情況比較，可增加由照明裝置之側方朝後方之光之射出。藉由增加由照明裝置之側方朝後方之光之射出，可達成減少照明裝置全體之亮度不均之效果。

光軸5和圓錐狀凹部f之構成角度θ 1，在考慮光之接觸凹面b時較好是10~50度前後。例如θ 1之角度為48度時，較好是設定平坦部a之長度為0.6mm，凹面b之大小成為半徑6mm×12mm之橢圓形狀之1/4所構成之圓弧。但是，θ 1之角度或平坦部a之大小變化時，凹面b之大小亦變化。另外，將曲面e之凹部f之開口部稱為圓錐狀凹部f之底面時，較好是凹部f之底面之大小X₁ 小於發光面3之大小X₂ 。藉由設為X₁ 小於X₂ ，可也形成經由凹部f被凹面b反射之光，及經由曲面e被凹面b反射之光之2種類，可擴大由側方朝後方之射出光，防止亮度不均。X₁ 與X₂ 之大小比率，在考慮光之接觸凹面b時較好是1：2前後。例如X₁ 為3.4mm時，X₂ 之大小約8mm。 θ 1之角度為48度時，平坦部a之長度為0.6mm，凹面b之大小為半徑6×12mm之橢圓形狀之1/4所構成之圓弧，凹面b與折射面c構成之角度為55度，曲面d與曲面e之垂直底面為1mm，曲面d為半徑9mm×12mm之橢圓形狀之一部分之圓弧，曲面e為半徑3mm×8mm之橢圓形狀之一部分之圓弧，透鏡1中心部之厚度為0.5mm為較好。但是，調整凹面b之曲率，調整光朝向後方之射出量時可為其他之比率。

透鏡1之外型係將大略漏斗型及大略半球型(碗型)之個別之面積小的部分呈對向予以組合之形狀。透鏡1由側面看為大略漏沙計時器之形狀。大略漏斗型之外周側面即為本實施例中所謂折射面c，大略漏斗型之內周側面即為本實施例中所謂凹面b，大略漏斗型之內周側面包圍之部分即為本實施例中所謂底面a。大略半球型之外周側面即為本實施例中所謂曲面d，大略半球型之圓錐台內周側面即為本實施例中所謂曲面e，於曲面e之一部分設置凹部。設於曲面e之一部分的凹部即為本實施例中所謂凹部f。本實施例中凹部f之形狀為圓錐狀。曲面d之一端連接於曲面e之端，折射面c之一端連接於曲面d之另一端。凹面b之一端連接於折射面c之另一端。底面a連接於凹面b之另一端。本實施例中以大略漏斗型、大略半球型表現，但不限定於此，只要是能達成各面之機能之形狀即可，透鏡1之外型不限定於此。

透鏡1係藉由曲面e覆蓋LED模組2而被設計。來自 LED模組2之發光面3之光，被射入曲面e或凹部f。射入曲面e之光則依據曲面e之曲率及透鏡1之折射率進行折射。直進性強的LED模組2之光，藉由曲面e而擴大朝前方之配光。另外，射入凹部f之光亦被折射。通過曲面e之光，將到達平坦面a、凹面b、折射面c、曲面d。通過凹部f之光，將到達凹面b。到達平坦面a之光會將光射出至前方。到達凹面b之光之中，一部分之光會由凹面b射出至前方，其他之光則再度反射至透鏡1內。由曲面e或凹面b到達折射面c或曲面d之光會被折射，而將光射出至前方或側方或後方。曲面e之設置係為擴大來自LED模組2之光之配向。凹面b係為使光透過前方、反射至透鏡1內而設。平坦面a係為使光透過透鏡1之前方而設。折射面c係為使光朝向透鏡1之側方或後方而設。曲面d係為使光朝向前方或側方而設置。

透鏡1可利用旋盤、射出成形、光造形及鑄造等多數習知技術來製造。透鏡1係由PMMA(聚甲基丙烯酸甲基)或PC(聚碳酸酯)等製作。但只要是透光性材料即可，不限定於彼等材料，透鏡等之光損較少的材料因為省能源而較好。另外，亦可使用複數材料。於透鏡1內部混合由PMMA(聚甲基丙烯酸甲基)或PC(聚碳酸酯)等構成之約1000nm大小之微粒子，而具有散射特性亦可。於透鏡1具有散射特性，則因為散射會增大光損，但是可以實現更能降低亮度不均之特性之光。

透鏡1之折射率較好是通常之透明構件具有的1.54前後，依據使用之材料，可具有較其為高或低之折射率。透鏡1內之光之折射或反射角度會受折射率之影響，因而需要依據透鏡1使用之材料之折射率來變更形狀。

圖1(b)表示透鏡1之等角投影圖。作為將透鏡1安裝於基板4之手段之一例，可於基板4設置至少2處之孔，在由透鏡1底面延伸之圓柱狀部分形成握把部6，而防止透鏡之鬆脫的安裝方法。為防止透鏡1之上下方向之偏移，較好是針對和圓柱狀部分之基板4相接的部分之基板4，在上側及下側之兩側形成握把部6(於圖1(a)僅圖示下部之握把部6)。另外，不形成握把部6，藉由調整透鏡之圓柱狀部分之粗細，及基板之孔之大小之嵌合，而將透鏡1安裝於基板4亦可。

圖2表示本發明實施例1之光線模樣之表示圖。來自LED模組2之發光面3之光，係由曲面e或凹部f射入透鏡1內，由平坦部a、凹面b、折射面c、曲面d射出至透鏡1外。

圖3表示安裝之另一例，表示將透鏡100安裝於基板4之方法。透鏡1與透鏡100之基本構成相同，具有由透鏡100之底面沿著基板4之上面以平坦形狀延伸的構件106，將構件106兩端嵌入基板4之兩端而固定。透鏡100之固定，可使用矽酮等之接著劑。和上述安裝例同樣，形成握把部6而進行鬆脫防止亦可。依據本實施例之方法，和在LED模組2附近之基板4設置孔的圖1之情況下比較，發熱體之LED模組2附近之基板4之面積變大，具有來自LED模組2之熱容易透過基板4排出之效果。

圖4表示安裝之另一例，表示將透鏡200安裝於基板4之方法。透鏡1與透鏡200之基本構成相同，在透鏡1之底部形成至少2個以上之突出部分7，藉由按壓板20將突出部分7按壓至基板4上，藉由螺栓21將基板4與按壓板20予以栓緊，使透鏡200固定於基板4。本實施例中，係藉由螺栓21進行基板4與透鏡200之安裝，不使用矽酮樹脂進行接著，具有防止熱引起之接著劑之隨時間劣化之效果。

考慮散熱性，基板4之材質較好是使用熱傳導率高之構件。例如較好是使用鋁或鋁合金、銅等之金屬材料，但只要是熱傳導率高之構件即可，可使用其他材料。

圖5表示本發明之透鏡作為白熾燈泡之替代品照明裝置使用時之斷面圖。基本構成為，在基板4搭載LED模組2，在LED模組2之上部設置透鏡1，具有覆蓋基板4之透光性蓋部13，在基板4之LED模組2搭載面之背側具有空洞之框體10，於框體10內部具備電路11，具備和習知白熾燈泡之插座連接用的燈頭12之構成。並非僅模擬白熾燈泡之形狀，而是在不產生亮度不均之情況下擴大透鏡1之配光，使配光接近白熾燈泡，而實現白熾燈泡之替代。

透光性蓋部13被連結於LED基板4或框體10。蓋部13之材料可為PMMA(聚甲基丙烯酸甲基)或PC(聚碳酸酯)等樹脂，亦可使用玻璃。蓋部13可為透明或有色者之任一，欲增加透鏡射出之光之均勻性時，較好是混合二氧化矽或聚碳酸酯等約1000nm大小之微粒子，而具有散射特性。於蓋部13之材質使用玻璃時，在蓋部內面塗布SiO₂ 等微粒子，可以具有散射特性。欲呈現蠟燭般閃耀感時，透光性蓋部13可以不具有散射性。

框體10兼具有電路11之收納及LED模組2產生之熱之散熱機能，因此較好是使用熱傳導性高的材料例如鋁或鋁合金、銅等之金屬材料，但亦可使用其他材料。另外，框體10之空洞部可填充矽酮等樹脂。

電路11具有轉換交流電源成為直流電源而驅動LED模組2之任務。電路11可由變壓器、電容器等構成，但可依據利用之LED模組2之規格而變化電路11之構成。

於該形態說明安裝於白熾燈泡用插座之照明裝置之例，但上述透鏡不限定於白熾燈泡之使用，亦適用於其他形態之照明裝置，於申請專利範圍記載之範圍可做各種變更實施。

上述實施形態中，使用表面安裝型LED模組2作為光源，但不限定於此，亦可使用其他形態之LED或其他發光元件例如有機EL、無機EL等。

(實施例2)

本實施例2中說明實施例1之另一方式。圖6表示本發明實施例2之由發光部側方看到之斷面圖。透鏡之材質或製法係和第1實施例同樣。平坦部a、凹面b、折射面c、曲面d、曲面e之構成係和第1實施例之透鏡1同樣。透鏡300和透鏡1之不同構成在於，在LED模組2之發光面3之對向面所設置的圓錐台形之凹部g。凹部g具有側面部g1及底面部g2。凹部g係隨著由發光面側至前方而使斷面積變小的圓錐台形。在發光面3之對向面，設置平坦部之底面部g2，使平坦部之g2與a互相面對而增加由g2至a之光量。凹部g，係在對於光軸5之垂直方向具有平坦部，但亦可為其他形狀之例如放射線般之半球狀。半球狀時藉由光之折射可以更均勻彎曲。另外，以不使光朝前方之射出量成為過多的方式，設定凹部g之底面部g2之大小X₃ ，成為小於發光面3之大小X₄ 乃較好者。X₃ 與X₄ 之大小之比率，在考慮光之接觸凹面b時，較好是設為2：3前後。但是，藉由凹面b之曲面之調整，來控制對後方之射出光時，可為其他比率。

(實施例3)

本實施例3中說明實施例1之另一方式。圖7(a)表示本發明實施例3之由發光部側方看到之斷面圖。透鏡之材質或製法係和第1實施例同樣。平坦部a、凹面b、折射面c、曲面d、曲面e之構成係和第1實施例之透鏡1同樣。透鏡400和透鏡100之不同構成在於，在LED模組2之對向面設置圓錐形狀之凹部f，另外，存在複數個圓錐狀之凹部h。藉由複數個圓錐狀之凹部h之設置，於凹部h產生折射，可增加光照射至漏斗型凹面b之均勻度，結果可使光之配光之均勻性更良好。圖7(b)表示透鏡400之等角投影圖。複數個圓錐狀之凹部h配置於同心圓形狀。欲擴大光之均勻性，複數個圓錐狀之凹部h之配置，在以光軸5為中心線看時，較好是對稱。如圖7(a)所示圓錐狀凹部f，亦可和實施例2同樣由圓錐台形或放射線般之半球狀之形狀構成。另外，複數個圓錐狀之凹部h，於圖7呈現圓錐狀，但亦可為其他形狀之例如富士山形之形狀，或放射線般之半球狀之形狀。

(實施例4)

本實施例4中說明實施例1之另一方式。圖8表示本發明實施例4之由發光部側方看到之斷面圖。透鏡之材質或製法係和第1實施例同樣。搭載LED模組2之基板150之端，係在搭載LED模組之面之更低位置被折彎，此為其特徵。於平面狀基板4，來自LED模組2之光係於基板4之端被散射，朝後方之射出光量會減少，但是使用基板150時，朝後方之光未被遮斷，可增加光朝向後方之射出量。基板150之材質較好是使用鋁或鋁合金等熱傳導率高、且容易加工之材料。接合基板150與框體151之端時，熱傳導率變好。

(實施例5)

本實施例5中說明實施例1之另一方式。圖9表示本發明實施例5作為白熾燈泡替代品使用時由側方看到之斷面圖。於實施例1將透鏡固定於基板4，但本實施例中，將透鏡500固定於蓋部50。藉由分離LED模組2與透鏡間之距離，可防止發熱引起之透鏡500之劣化。另外，和實施例1比較，光之射出位置為上部，可增加光朝向後方之射出量。

透鏡500之材質或製法係和第1實施例同樣。透鏡500對蓋部50之固定，較好是使用透明接著劑，以防止透鏡500之影子投影至蓋部50為較好。透明接著劑之例可使用矽酮、丙烯基、脂環式環氧樹脂、尿烷等接著劑，亦可使用其他接著劑。透鏡500，可利用光造形或鑄造等多數習知技術，和蓋部50形成為一體予以製造，形成一體時，透鏡500與蓋部50之材質較好是同樣，但亦可為不同材料。

(發明效果)

依據本發明之照明裝置，係具有：基板；設於該基板上面側的發光體；及覆蓋發光體上方的透鏡；透鏡具有：和發光體之發光面呈對向的面；及在發光體之發光面之對向面的相反側，朝透鏡內側凹陷之面；朝透鏡內側凹陷之面，係具有：使由發光體之發光面之對向面射入透鏡內之光，射出至透鏡上方之機能及反射至透鏡之側方或下方之機能；在發光體之發光面之對向面之一部分設置凹部；凹部之形狀設為，藉由朝透鏡內側凹陷之面而使由凹部射入透鏡內之光，相較於被射出至透鏡上方者，有更多部分會被反射至透鏡之側方或下方的形狀，如此則，可以實現LED之安裝簡單，而且可防止亮度不均，可以大略球面狀均等射出光之照明裝置。

另外，依據本發明之照明裝置，係具有：基板；設於基板上面側的發光體；及覆蓋發光體上方的透鏡；透鏡具有：和發光體之發光面呈對向的面；及在發光體之發光面之對向面的相反側，朝透鏡內側凹陷之面；朝透鏡內側凹陷之面，係具有：由朝透鏡內側凹陷之面之底部朝頂部，而向透鏡上方變大之傾斜；在發光體之發光面之對向面，設有朝透鏡內側凹陷之凹部，如此則，可以實現LED之安裝簡單，而且可防止亮度不均，可以大略球面狀均等射出光之照明裝置。

依據本發明，具有：朝該透鏡內側凹陷之面；及朝透鏡內側凹陷之面的相反側之面；朝透鏡內側凹陷之面，係具有：由朝透鏡內側凹陷之面之底部朝頂部，而向透鏡上方變大之傾斜；在相反側之面，設有朝該透鏡內側凹陷之凹部，如此則，可以實現LED之安裝簡單，而且可防止亮度不均，可以大略球面狀均等射出光之透鏡。

依據本發明之照明裝置，係具有：基板；設於基板上方向的複數個半導體發光元件；及覆蓋半導體發光元件而設於基板上方的透鏡；其特徵為：透鏡由上部、側部、及底部構成；底部具有透鏡之第1面；側部具有透鏡之第2面及第3面；上部具有透鏡之第4面及第5面；第1面，係朝透鏡內方凹陷之半球狀之曲面，以覆蓋半導體發光元件的方式被設置；第2面之一端被連接於第1面之端，第2面為覆蓋第1面之側部的曲面；第3面之一端被連接於第2面之另一端，第4面之一端被連接於第3面之另一端，第4面為朝透鏡內方凹陷之曲面；第5面被連接於第4面之另一端，係對於基板呈大略平行之面；來自半導體發光元件之光，係由第1面射入透鏡內；由第1面射入之光，係朝向第2、第3、第4、第5面；第2面，係使由第1面射入之光，朝照明裝置之上方向折射而由透鏡射出；第3面，係使由第1面射入之光，朝第4面而於透鏡內被反射，使被第4面反射之光朝照明裝置之側方或下方折射而由透鏡射出；第4面，係使由第1面射入之光，朝第3面而於透鏡內被反射，使被第3面反射之光朝照明裝置之上方折射而由透鏡射出；第5面，係使由第1面射入之光，朝照明裝置之上方而由透鏡射出；第1面具有朝透鏡內方凹陷之凹部；由半導體發光元件射入凹部之光，相較於第5面係有更多部分被朝向第4面，如此則，可以實現LED之安裝簡單，而且可防止亮度不均，可以大略球面狀均等射出光之照明裝置。

1‧‧‧透鏡

2‧‧‧LED模組

3‧‧‧發光面(螢光體面)

4‧‧‧基板

5‧‧‧光軸

6‧‧‧握把部

7‧‧‧突出部分

10、151‧‧‧框體

11‧‧‧電路

12‧‧‧燈頭

13、50‧‧‧蓋部

20‧‧‧按壓板

21‧‧‧螺栓

100‧‧‧包含安裝部的透鏡

150‧‧‧基板之另一形態

200‧‧‧包含安裝部的透鏡之另一形態

300、400、500‧‧‧透鏡之另一形態

501‧‧‧光線

600‧‧‧習知例之透鏡

a‧‧‧平坦部

b‧‧‧凹面

c‧‧‧折射面

d‧‧‧曲面

e‧‧‧曲面

f‧‧‧凹部

g‧‧‧富士山形之凹面

h‧‧‧複數個圓錐狀之凹部

圖1(a)表示本發明實施例1之由發光部側方看到之斷面圖，(b)表示本發明實施例1之透鏡之等角投影圖。

圖2表示本發明實施例1之光線模樣之表示圖。

圖3(a)表示本發明實施例1之透鏡之安裝變更時由發光部側方看到之斷面圖，(b)表示圖3(a)之透鏡之等角投影圖。

圖4(a)表示本發明實施例1之透鏡之安裝變更時由發光部側方看到之斷面圖，(b)表示圖5(a)之透鏡之等角投影圖。

圖5表示本發明實施例1作為白熾燈泡替代品使用時由側方看到之斷面圖。

圖6表示本發明實施例2之由發光部側方看到之斷面圖。

圖7(a)表示本發明實施例3之由發光部側方看到之斷面圖，(b)表示圖7(a)之透鏡之等角投影圖。

圖8表示本發明實施例4作為白熾燈泡替代品使用時由側方看到之斷面圖。

圖9表示本發明實施例5作為白熾燈泡替代品使用時由側方看到之斷面圖。

圖10表示習知例之透鏡斷面圖。

1．．．透鏡

2．．．LED模組

3．．．發光面(螢光體面)

4．．．基板

5．．．光軸

6．．．握把部

a．．．平坦部

b．．．漏斗型之凹面

c．．．折射面

d．．．半球型曲面

e．．．曲面

f．．．圓錐狀之凹部

e1．．．曲面部

θ1．．．凹部f之構成角度

X₁ ．．．凹部f之底面之大小

X₂ ．．．發光面3之大小

Claims

一種照明裝置，其具有基板、設於該基板之上面側的發光體、及覆蓋該發光體之上方的透鏡，特徵為：上述透鏡具有和上述發光體之發光面對向的面，並在與上述發光體之發光面對向的面的相反側，具有朝上述透鏡之內側凹陷之面；朝上述透鏡之內側凹陷之面具有從朝上述透鏡之內側凹陷之面的底部朝頂部而向上述透鏡之上方變大之傾斜，並具有：從與上述發光體之發光面對向之面射入上述透鏡內並射出至上述透鏡之上方之機能；及將從與上述發光體之發光面對向之面射入上述透鏡內之光反射至上述透鏡之側方或下方之機能；在與上述發光體之發光面對向之面之一部分，設置朝上述透鏡之內側凹陷之凹部；上述凹部之形狀係設為，從上述凹部射入上述透鏡內之光，在朝上述透鏡之內側凹陷之面，相較於被射出至上述透鏡之上方，更多被反射至上述透鏡之側方或下方。
如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中在朝上述透鏡之內側凹陷之面之底部形成有平坦部。
如申請專利範圍第1或2項之照明裝置，其中上述凹部為大略圓錐狀，在與上述發光體之發光面對向之面之上述凹部之開口部之面積係上述發光體之發光面之面積的1/2以下。
一種照明裝置，其具有基板、設於該基板之上方向的複數個半導體發光元件、及覆蓋該半導體發光元件而設於上述基板之上方的透鏡，特徵為：上述透鏡由上部、側部、及底部構成；上述底部具有上述透鏡之第1面；上述側部具有上述透鏡之第2面及第3面；上述上部具有上述透鏡之第4面及第5面；上述第1面係朝上述透鏡之內方凹陷之半球狀之曲面，以覆蓋上述半導體發光元件的方式被設置；上述第2面之一端被連接於上述第1面之端，上述第2面為覆蓋上述第1面之側部的曲面；上述第3面之一端被連接於上述第2面之另一端，上述第4面之一端被連接於上述第3面之另一端，上述第4面為朝上述透鏡之內方凹陷之曲面；上述第5面被連接於上述第4面之另一端，係對於上述基板呈大略平行之面；來自上述半導體發光元件之光，係由上述第1面射入上述透鏡內；由上述第1面射入之光係朝向上述第2、第3、第4、第5面；上述第2面使由上述第1面射入之光，以朝上述照明裝置之上方向的方式折射而由上述透鏡射出；上述第3面使由上述第1面射入之光，以朝上述第4面的方式而反射至上述透鏡內，並使被上述第4面反射之光以朝上述照明裝置之側方或下方的方式折射而由上述透鏡射出；上述第4面使由上述第1面射入之光，以朝上述第3面的方式而反射至上述透鏡內，並使被上述第3面反射之光以朝上述照明裝置之上方的方式折射而由上述透鏡射出；上述第5面使由上述第1面射入之光以朝上述照明裝置之上方的方式而由上述透鏡射出；於上述第1面，設有朝上述透鏡之內方凹陷之凹部；由上述半導體發光元件射入上述凹部之光，相較於上述第5面，更多朝向上述第4面。