WO2010125889A1 - 発光器具 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting apparatus having a light emitting element such as a light emitting diode.
  • a light-emitting device including a light source having a light-emitting element such as a light-emitting diode instead of a conventional light-emitting device such as a fluorescent lamp or an incandescent lamp has been underway.
  • a light-emitting device including a light-emitting element is expected in terms of power consumption, product life, and the like as compared with a conventional light-emitting device.
  • a light emitting device including a light emitting element has a smaller light source size than a conventional light emitting device, it is necessary to improve the light intensity distribution.
  • a light emitting device includes a plurality of light sources each including a light emitting element, a first light reflecting member surrounding the plurality of light sources, and a first light source based on the plurality of light sources. And a second light reflecting member provided in the light emission direction of the plurality of light sources further than the light reflecting member.
  • the second light reflecting member includes a translucent material.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the line AA of the light emitting unit shown in FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of an exemplary light source unit 1.
  • the longitudinal cross-sectional view of the other example light source unit 1 is shown.
  • a partial cross-sectional view of the light source 12 is shown.
  • the light intensity distribution in the light emission unit 90 is shown typically.
  • the light intensity distribution in the other example light source unit 1 is shown typically.
  • the light how to travel is schematically shown with respect to the light emitting unit 90 in the light emitting apparatus of the second embodiment of the present invention.
  • the light progressing method is schematically shown with respect to the light emitting unit 90 in the light emitting apparatus of the third embodiment of the present invention.
  • the light how to advance is typically shown regarding the light emission unit 90 in the light-emitting fixture of the 4th Embodiment of this invention.
  • the light-emitting fixture includes a power supply unit 80 and a light-emitting unit 90 that is electrically connected to the power supply unit 80.
  • the light emitting device is provided in a virtual xyz space.
  • the upward direction means the positive direction of the virtual z axis.
  • the light emitting unit 90 includes the light source unit 1 and the light reflecting member 2. In FIG. 3, a part of the internal structure of the light emitting unit 90 is omitted.
  • the exemplary light source unit 1 includes a mounting substrate 11, a plurality of light sources 12 provided on the mounting substrate 11, and a light reflecting member provided on the mounting substrate 11. 13 and so on.
  • the light reflecting member 13 has a plurality of light reflecting surfaces 131 arranged corresponding to the plurality of light sources 12.
  • the light reflecting surface 131 surrounds the light source 12 and has, for example, a parabolic shape.
  • the light reflecting surface 131 reflects light emitted from the light source 12 in the negative direction of the virtual z axis.
  • another exemplary light source unit 1 further includes a light reflecting member 14 provided in the light emission direction of the light source 12 further than the light reflecting member 13 with respect to the light source 12.
  • “light emission direction of the light source 12” refers to the negative direction of the virtual z-axis.
  • the light reflecting member 2 includes a translucent material. “Translucent” in the light reflecting member 2 means that at least a part of the light emitted from the light source 12 can be transmitted.
  • Exemplary translucent materials are polymethyl methacrylate (PMMA), acrylic, polybutylene terephthalate, polypropylene, and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer synthetic resin (ABS resin), polycarbonate, polyester, polyethylene, or epoxy. .
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • ABS resin acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer synthetic resin
  • polycarbonate polyester, polyethylene, or epoxy.
  • the light source 12 includes a package 121, a light emitting element 124 mounted on the package 121, a translucent member 125 enclosing the light emitting element 124, and a translucent member 125. And a wavelength conversion member 126 provided above or above.
  • the upward direction is the negative direction of the virtual z axis.
  • the package 121 includes a base body 122 and a frame member 123 provided on the base body 122.
  • the frame member 123 surrounds the light emitting element 124.
  • the light emitting element 124 is a semiconductor element such as a light emitting diode (LED), for example, and emits primary light according to driving power.
  • LED light emitting diode
  • the translucent member 125 is provided inside the frame member 123 and covers the light emitting element 124. “Translucent” of the member 125 means that at least part of the wavelength of light emitted from the light emitting element 124 can be transmitted.
  • the translucent member 125 includes, for example, a silicone resin.
  • the wavelength conversion member 126 covers the translucent member 125 and is fixed to the frame member 123.
  • the wavelength conversion member 126 includes a plurality of fluorescent particles that emit secondary light according to the primary light, and a translucent resin.
  • the plurality of fluorescent particles are contained in the translucent resin.
  • the “translucency” of the resin means that at least a part of wavelengths of light emitted from the light emitting element 124 and at least a part of wavelengths of light emitted from a plurality of fluorescent particles can be transmitted.
  • an example of the light source 12 is a light emitting diode lamp (LED lamp).
  • Another example of the light source 12 is organic electroluminescence (organic EL).
  • the light reflecting member 2 is provided in the light emission direction of the plurality of light sources 12 further than the light reflecting member 13 with the plurality of light sources 12 as a reference.
  • “light emission direction of the plurality of light sources 12” refers to the negative direction of the virtual z-axis. That is, the light emission direction of the plurality of light sources 12 refers to the downstream side in the light emission direction of the light emitting device.
  • the light reflecting member 2 includes a translucent material. “Translucent” in the light reflecting member 2 means that at least a part of the light emitted from the light source 12 can be transmitted.
  • Exemplary translucent materials are polymethyl methacrylate (PMMA), acrylic, polybutylene terephthalate, polypropylene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer synthetic resin (ABS resin), polycarbonate, polyester, polyethylene or epoxy.
  • the light reflecting member 2 surrounds the plurality of light sources 12. “Surrounding the plurality of light sources 12” means that the plurality of light sources 12 are added to the structure in which each of the plurality of light sources 12 is surrounded by the light reflecting surface 131, as shown in FIG. 4. A structure surrounded by the light reflecting surface 131 is also included.
  • a part of light 120a emitted from the light source 12 is reflected by the light reflecting member 2 and travels in the negative direction of the virtual z-axis.
  • a light intensity distribution 901 is formed by the light 120a and the like.
  • the other part 120b of the light emitted from the light source 12 passes through the light reflecting member 2 and proceeds in the negative direction of the virtual z-axis because the light reflecting member 2 includes a light-transmitting material.
  • a light intensity distribution 902 is formed by the light 120b and the like.
  • the light emitting device in the present embodiment can have the light intensity distribution 900 including the distribution 902 by including the light reflecting member 2 including the translucent material. Therefore, the light-emitting device in the present embodiment has an appropriate light spread, and can realize a comfortable illumination space, for example.
  • a part 120 c of light emitted from the light source 12 is reflected by the light reflecting member 14, and the virtual z-axis Proceed in the negative direction.
  • a light intensity distribution 101 is formed by the light 120c and the like.
  • the other part 120d of the light emitted from the light source 12 passes through the light reflecting member 14 and proceeds in the negative direction of the virtual z-axis because the light reflecting member 14 includes a light-transmitting material.
  • a light intensity distribution 102 is formed by the light 120d and the like. Due to the overlapping of the light intensity distributions 102 of the adjacent light sources 12, another exemplary light source unit 1 can have a continuous light intensity distribution. Accordingly, the other exemplary light source unit 1 has reduced unevenness in the light intensity distribution.
  • a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a configuration different from the light emitting device according to the first embodiment is the structure of the light reflecting member 2.
  • Other configurations are the same as those of the light emitting device in the first embodiment.
  • the light reflecting member 2 in the second embodiment has an inner surface having a rougher surface property than the light reflecting surface 131 of the light reflecting member 13.
  • “Rougher than the light reflecting surface 131” means that the arithmetic average roughness Ra is larger than the light reflecting surface 131.
  • the exemplary arithmetic average roughness Ra of the inner surface of the light reflecting member 2 is included in a range from 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • An exemplary arithmetic average roughness Ra of the light reflecting surface 131 is included in a range from 0.001 ⁇ m to 0.1 ⁇ m.
  • a part 120 a of light emitted from the light source 12 is reflected so as to be scattered on the inner surface of the light reflecting member 2.
  • the light emitting apparatus according to the second embodiment can appropriately scatter a part 120a of the light emitted from the light source 12. Therefore, the light emitting device in the second embodiment is improved with respect to the light intensity distribution.
  • FIG. 1 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the structure different from the light-emitting device in the first embodiment in the light-emitting device in the second embodiment is the structure of the second light reflecting member 3.
  • Other configurations are the same as those of the light emitting device in the first embodiment.
  • the light reflecting member 2 in the second embodiment has an outer surface having a rougher surface property than the light reflecting surface 131.
  • “Rougher than the light reflecting surface 131” means that the arithmetic average roughness Ra is larger than the light reflecting surface 131.
  • An exemplary arithmetic average roughness Ra of the outer surface of the light reflecting member 2 is included in a range from 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • An exemplary arithmetic average roughness Ra of the light reflecting surface 131 is included in a range from 0.001 ⁇ m to 0.1 ⁇ m.
  • Part of light 120 b emitted from the light source 12 is transmitted through the light reflecting member 2 so as to be scattered on the outer surface of the light reflecting member 2.
  • the light emitting apparatus in the second embodiment can appropriately scatter the light 120b emitted from the light source 12. Therefore, the light emitting device in the second embodiment is improved with respect to the light intensity distribution.
  • FIG. 1 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a configuration different from the light emitting device according to the first embodiment is the structure of the light reflecting member 2.
  • Other configurations are the same as those of the light emitting device in the first embodiment.
  • the reflecting member 2 in the fourth embodiment includes a plurality of light scattering particles.
  • Light scattering of particles refers to changing the traveling direction of light emitted from the light source 12 by reflection or light refraction.
  • a part 120 b of light emitted from the light source 12 is reflected or refracted by the light scattering particles inside the light reflecting member 2.
  • Illustrative materials for the light scattering particles include metal oxide particles such as aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, yttrium oxide, glass particles different from the refractive index of the second light reflecting member 3, and transparent polymethacrylic acid.
  • Methyl acid PMMA
  • acrylic polybutylene terephthalate
  • polypropylene polypropylene
  • ABS resin acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer synthetic resin
  • polycarbonate polyester, polyethylene, or epoxy.
  • the light emitting apparatus in the fourth embodiment can appropriately scatter the light emitted from the light source 12. Accordingly, the light emitting device in other embodiments is improved with respect to the light intensity distribution.

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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

発光器具
　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 (6)

  1. 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。 
  2. 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。 
  3. 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。 
  4. 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。 
  5. 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。 
  6. 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。
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