JP2013012305A - Illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device.
近年、発光素子としてLED(発光ダイオード)を用いた照明装置が提案されている。しかし、LEDは指光性が強いため、LEDを用いた照明装置は、白熱電球等と比べると正面方向に配光が強く、斜め後ろ方向や横方向への配光が弱いという問題がある。 In recent years, lighting devices using LEDs (light emitting diodes) as light emitting elements have been proposed. However, since the LED has strong finger-lighting properties, the illumination device using the LED has a problem that light distribution is strong in the front direction compared to incandescent light bulbs and the like, and light distribution in the obliquely rearward and lateral directions is weak.
この問題を解決するために、種々の提案がされている。例えば、特許文献1(図1−A(B))、特許文献2(図16等)及び特許文献3(図15等)には基板の表面だけでなく裏面にも発光素子を設けることで、配光特性の改善を図る旨が記載されている。 Various proposals have been made to solve this problem. For example, Patent Document 1 (FIG. 1-A (B)), Patent Document 2 (FIG. 16 and the like) and Patent Document 3 (FIG. 15 and the like) provide light emitting elements not only on the front surface but also on the back surface. It describes that the light distribution characteristics are improved.
しかしながら、引用文献1〜3に記載された照明装置では、基板1からの放熱を十分に行うことができず、実際の使用は困難であった。
However, in the illuminating devices described in the cited
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、広角な配光特性を得つつ放熱性に優れた照明装置を得ること課題とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and makes it the subject to obtain the illuminating device excellent in heat dissipation, obtaining the wide-angle light distribution characteristic.
本発明の一実施形態に係る照明装置は、基板と、基板の表面に設けられた表面側発光素子と、基板の裏面に設けられた裏面側発光素子と、を備える。基板の裏面は外側領域及び内側領域を有し、外側領域には裏面側発光素子が設けられ、内側領域には放熱部材が設けられている。放熱部材は、基板1から離れるにつれて外側領域の上方に広がるように側面が傾斜した傾斜部を有している。そして、傾斜部は、裏面側発光素子からの光を反射可能な反射構造を有する。
An illumination device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a front surface side light emitting element provided on the surface of the substrate, and a back surface side light emitting element provided on the back surface of the substrate. The back surface of the substrate has an outer region and an inner region, a rear light emitting element is provided in the outer region, and a heat dissipation member is provided in the inner region. The heat radiating member has an inclined portion whose side surface is inclined so as to spread above the outer region as it is separated from the
以下、図面を参照しながら、本発明に係る照明装置を実施するための形態を説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment for carrying out an illumination device according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the form shown below is the illustration for materializing the technical idea of this invention, Comprising: This invention is not limited to the following.
図1に本実施形態に係る照明装置100の斜視図を、図2に照明装置100を正面方向から見た平面図を、図3に図2の線分X−X’における断面図を、示す。さらに、図4に基板1を表面側から見た斜視図を、図5に基板1を裏面側から見た斜視図を、図6に基板1を裏面側から見た平面図を示す。
FIG. 1 is a perspective view of the
各図に示すように、照明装置100は、基板1と、基板の表面1aに設けられた表面側発光素子2aと、基板の裏面1bに設けられた裏面側発光素子2bと、を備える((以下、「表面側発光素子2a」と「裏面側発光素子2b」とを合わせて「発光素子2」ともいう。)。図6に示すように、基板裏面1bは、外側領域1bo及び内側領域1biを有し、外側領域1boには裏面側発光素子2bが設けられ、内側領域1biには放熱部材3が設けられている。図1及び図3に示すように、放熱部材3は、基板1から離れるにつれて外側領域1oの上方に広がるように側面が傾斜した傾斜部3aを有している。傾斜部3aは、裏面側発光素子2bからの光を反射可能な反射構造を有する。これにより、放熱性に優れ且つ広角の配光特性を有するに照明装置とすることができる。以下、その理由について詳細に説明する。
As shown in each drawing, the
基板1の両面に発光素子2を設ける場合、基板の片面に発光素子を設ける場合に比べて使用する発光素子2の数は必然的に多くなるので、基板1に生じる熱量も大きくなる。さらに、基板裏面1bに発光素子2を設けようとすれば、基板裏面1bの全面に放熱部材3を設けることができないので、放熱性の確保がより困難となる。そこで、傾斜部3aを設けることにより、放熱部材3が単に円柱状等とする場合と比較して、放熱部材3自体の体積を大きくすることができるので、放熱性を向上させることができる。さらに、基板1の両面に発光素子2を設ければ、前方なる正面方向(図3の上方)と後方となる背面方向(図3の下方)の両方に光を放出することができるが、それだけでは十分に広い配光特性を得ることはできない。そこで、照明装置100では、傾斜部3に反射構造を設けることにより裏面側発光素子2bからの光を外側に反射可能なように構成している。これにより、より広角の配光特性が得られる。つまり、放熱部材3に反射構造を有する傾斜部3aを含ませることで、比較的簡単な構造にも関わらず、放熱性に優れ且つ広角の配光特性を有する照明装置とすることができる。
When the light emitting elements 2 are provided on both sides of the
以下、照明装置100を構成する主な部材について説明する。
Hereinafter, main members constituting the
(基板1)
基板(発光素子基板)1は、発光素子2を実装するための所謂回路基板である。本実施形態では、基板表面1aと基板裏面1bとに発光素子2を実装する必要があるため、両面に発光素子2を実装するための配線パターンが形成されている。基板1の母材には、ガラスエポキシ等を採用することができるが、放熱性を考慮してアルミニウム等の熱伝導率の高い材料を含めることもできる。
(Substrate 1)
The substrate (light emitting element substrate) 1 is a so-called circuit board for mounting the light emitting element 2. In this embodiment, since it is necessary to mount the light emitting elements 2 on the substrate front surface 1a and the substrate back surface 1b, wiring patterns for mounting the light emitting elements 2 are formed on both surfaces. Glass epoxy or the like can be used as the base material of the
図6に示すように、基板裏面1bは、基板1の周縁を含む外側領域1boと、基板1の周縁から離間し外側領域1boの内側に位置する内側領域1biと、を有する。図6では、外側領域1bo及び内側領域1biの位置関係を明確にするために、外側領域1boを右斜め上に延びる破線で示し、内側領域1biを左斜め上に延びる破線で示し、両者の境界を破線の円で示しているが、実際にそれらが存在しないことは言うまでもない。
As shown in FIG. 6, the substrate back surface 1 b has an
(発光素子2)
発光素子2には、典型的には白色の表面実装型のLEDを用いることができる。ここでは、基板表面1aに実装される表面側発光素子2aとして9個の上面発光型LED(トップビューLED)を用い、基板裏面1bに実装される裏面側発光素子2bとして6個の上面発光型LED2b1と16個の側面発光型LED(サイドビューLED)2b2とを用いた(特に図4及び図5参照)。ここで、上面発光型LEDとは基板に対して主に垂直方向に発光可能なLEDをいい、側面発光型LEDとは基板に対して主に水平方向に発光可能なLEDをいう。なお、図1及び図3では、上面発光型LED2b1と側面発光型LED2b2とをまとめて裏面側発光素子2として示している。
(Light emitting element 2)
The light-emitting element 2 can typically be a white surface-mounted LED. Here, nine top-emitting LEDs (top view LEDs) are used as the surface-side
裏面側発光素子2bに上面発光型LEDを含めることにより、裏面側発光素子2bからの光を傾斜部3a表面に設けられた反射構造でより反射しやすくすることができる。これにより、斜め後ろ方向又は横方向における配光を強くすることができるので、より広角の配光特性とすることができる。光の反射方向は、反射構造表面の傾斜角で調整することができる。
By including the top emission LED in the back side
表面側発光素子2a又は裏面側発光素子2bの少なくとも一方には、側面発光型LEDを含めることが好ましい(本実施形態では、裏面側発光素子2bに側面発光型LED2b2を含めている)。側面発光型LEDを採用することにより、横方向における配光を強くすることができるので、より広角の配光特性とすることができる。
It is preferable that at least one of the front surface side
表面側発光素子2a又は裏面側発光素子2bの少なくとも一方に側面発光型LEDを含める場合、側面発光型LED2b2は基板1の周縁近傍に配置することができる。これにより、側面発光型LED2b2からの外側への光が基板1に遮られ難くすることができるので、より広角の配光特性とすることができる。また、照明装置100を駆動させたときに基板1が影になることを抑制することができるので、見た目にも好ましい。
When a side-emitting LED is included in at least one of the front-side light-emitting
(放熱部材3)
放熱部材3は、基板裏面1bの内側領域1biに熱的に接続され、基板1を介して主に発光素子2で生じた熱を放熱するための部材である。ここでは、熱伝導率に優れたアルミニウムを用いて放熱部材3を構成し、ビスにより基板1を固定している。照明装置100では、内側領域1biの形状(つまり放熱部材3と基板裏面1bとの接続領域の形状)を円形としたが、放熱性をより向上させるために、例えば、図6における隣接する2つの上面発光型LED2b2の間の領域において内側領域1biを側面発光型LED2b2の近傍まで広げることもできる。なお、放熱部材3と内側領域1biとの間に放熱性に優れた他の部材を介してもよいことは言うまでもない。
(Heat dissipation member 3)
The
図1及び図3に示すように、放熱部材3は、側面が外側領域1boの上方を斜めに横切るように傾斜した傾斜部3aを有する(つまり、傾斜部3aは基板1から離れるにつれて太くなるように構成される。)。傾斜部3aにより放熱性を向上させることができる。傾斜部3aがなく放熱部材3が円柱等である場合に比較して、放熱部材3の体積を大きく確保することができるからである。つまり、放熱部材3を基板裏面1bの一領域(内側領域1bi)にしか接続できないにもかかわらず、放熱性をより向上させることができる。図1及び図3に示すように、本実施形態では、透光カバー8の内側だけでなく外側においても傾斜部(第2傾斜部)形成されている。これにより、放熱部材3の体積をより大きくすることができるので、さらなる放熱性の向上が期待できる。本実施形態では、放熱部材3の体積をより大きくするため、傾斜部3aが外側領域1bo上方の全域に亘って内側領域1biから外側に広がるように構成したが、外側領域1bo上方において部分的に傾斜部を設けてもよい。さらに、本実施形態では、傾斜部3a側面が連続的に傾斜するように構成したが、断続的(階段状)に傾斜させることもできる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
反射構造は、透光カバー8の内部において、外側領域1bo上方の全域に亘って内側領域1biから外側に広がるように構成されることが好ましい。裏面側発光素子2bからの光を反射構造でより反射させることができるからである。また、放熱部材3を構成する材料が光反射性材料である場合はその表面を反射構造としてそのまま利用することもできるが、反射率を向上させるために、反射構造として、白色粉体塗装等を傾斜部3aに施したり光反射性部材で傾斜部3aを被覆することもできる。本実施形態では、反射構造の表面積をより大きくするため、反射構造が外側領域1bo上方の全域に亘って内側領域1biから外側に広がるように構成したが、外側領域1bo上方において部分的に反射構造を設けてもよい。さらに、本実施形態では、反射構造の表面が連続的に傾斜するように構成したが、断続的(階段状)に傾斜させることもできる。
る。
The reflecting structure is preferably configured to spread outward from the inner region 1bi over the entire region above the outer region 1bo inside the light-transmitting
The
図3に示すように、放熱部材3に貫通孔を設けることができる。本実施形態では、貫通孔には絶縁部材5を介して基板(電源基板)6が挿入されており、基板6には発光素子2を駆動するために必要なAC−DC変換回路等の電子部品(図示せず)が実装されている。照明装置100がAC−DC変換回路を有することにより、家庭用の交流電源をそのまま用いることができる。なお、基板6はワイヤ(図示せず)にて基板1と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
(口金7)
図1及び図3に示すように、照明装置100は、口金7を有することができる。ここでは、基板1が設けられた側と反対側において放熱部材3に口金7が設けられている。照明装置100が口金7を備えることにより、既存の白熱電球等用のソケットに照明装置100を装着することができる。ここでは、絶縁部材5が放熱部材3の外側まで延在しており、延在部分が口金7に挿入されることにより、両者が固定されている。口金7はワイヤ(図示せず)にて基板6と電気的に接続されている。
(Base 7)
As shown in FIGS. 1 and 3, the
(透光カバー8)
図1及び図3に示すように、照明装置100は、透光カバー8を有することができる。透光カバー8は、傾斜部3aと基板1を覆う部材であり、発光素子2からの光の少なくとも一部を外部に透過可能な材料で構成される。観測者から見て、発光素子2からの光が透光カバー8を介してより均一に見えるように、透光カバー8には粒子状の光拡散剤を含有させたりサンドブラスト処理等を施すことが好ましい。透光カバー8を構成する材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂(PC)やポリメタクリル酸樹脂(PMMA)を用いることができる。本実施形態では、ポリメタクリル酸樹脂(PMMA)から構成されサンドブラスト処理した透光カバー8を用いた。
(Translucent cover 8)
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図1〜3に示すように、透光カバー8は、基板1の周縁と離間するようにして設けることができる。基板1と透光カバー8を直接接続して両者を固定する手段も考えられるが、係る場合だと、基板1の部分が影になり透光カバー8からの光を均一に見せることができない。そこで、両者を離間させることで、透光カバー8内部において発光素子2からの光が基板近傍において拡散しやすくなり、より均一に発光させることができる。特に、発光素子2として側面発光型LEDを用いる場合は、側面発光型LEDと透光カバー8との距離が近いと、外部から発光点が比較的明確に認識されるので、両者の距離を十分に取ることが重要である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
100…照明装置
1…基板(発光素子基板)
1a…基板表面
1b…基板裏面
2…発光素子
2a…表面側発光素子
2b…裏面側発光素子
3…放熱部材
3a…傾斜部
4…ビス
5…絶縁部材
6…基板(電源基板)
7…口金
8…透光カバー
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Substrate surface 1b ... Substrate back surface 2 ...
7 ...
Claims (6)
前記基板の裏面は、外側領域及び内側領域を有し、
前記外側領域には、前記裏面側発光素子が設けられ、
前記内側領域には、放熱部材が設けられ、
前記放熱部材は、前記基板から離れるにつれて前記外側領域の上方に広がるように側面が傾斜した傾斜部を有しており、
前記傾斜部は、前記裏面側発光素子からの光を反射可能な反射構造を有することを特徴とする照明装置。 A lighting device comprising: a substrate; a front side light emitting element provided on a surface of the substrate; and a back side light emitting element provided on a back surface of the substrate,
The back surface of the substrate has an outer region and an inner region,
In the outer region, the back side light emitting element is provided,
In the inner region, a heat dissipation member is provided,
The heat radiating member has an inclined portion whose side surface is inclined so as to spread above the outer region as the distance from the substrate increases.
The inclined unit has a reflecting structure capable of reflecting light from the back surface side light emitting element.
前記透光カバーは、前記基板の周縁と離間して配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の照明装置。 The lighting device includes a translucent cover that transmits light from the front surface side light emitting element and the back surface side light emitting element,
The lighting device according to claim 1, wherein the translucent cover is disposed apart from a peripheral edge of the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011142490A JP2013012305A (en) | 2011-06-28 | 2011-06-28 | Illumination device |
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Publications (1)
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- 2011-06-28 JP JP2011142490A patent/JP2013012305A/en active Pending
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