專利名稱:燈的制作方法
技術領域:
本發明涉及將LED (發光二極管)等的半導體發光元件作為光源的燈,特別涉及具有燈頭且內置有電路單元的燈。
背景技術:
近年來,以高亮度LED的實用化為契機,將LED作為光源的燈正在普及。作為其ー 個例子,在專利文獻1中公開了ー種成為一般的白熾電燈泡的替代品的LED燈。該LED燈具有在包含燈罩和燈頭的外圍器內,容納有將LED作為其結構要素的LED模塊和用于使該LED 模塊點亮的電路單元的結構,電路單元以不妨礙從LED模塊出射的光的方式,配置在LED模塊與燈頭之間。現有技術文獻專利文獻
專利文獻1 日本特開2006-313717號公報; 專利文獻2 日本特開2005-286267號公報; 專利文獻3 日本特開2007-41467號公報; 非專利文獻
非專利文獻1 ランプ総合力夕ログ2010」発行パナソニック株式會社ライテイング 社他。
發明內容
發明要解決的課題
可是,在上述那樣的電路單元的配置中,由于在從LED模塊到燈頭的熱傳導路徑上存在電路單元,所以有電路單元的電子部件被熱破壞,電路単元的壽命縮短的擔憂。本發明正是鑒于上述課題而完成的,其目的在于提供一種能夠抑制熱的影響導致電路單元的壽命下降的燈。用于解決課題的方案
本發明的燈的特征在干,在包含燈頭的外圍器內具備半導體發光元件;電路單元,用于使所述半導體發光元件發光;以及導光構件,在內部具有中空部,并且具有光入射部和與所述光入射部接連的光出射部,所述光入射部在與所述半導體發光元件相向配置的狀態下,被保持在所述外圍器內,并且所述電路単元的至少一部分收容在所述導光構件的中空部中。發明的效果
根據上述結構,在光入射部與半導體發光元件相向的導光構件的中空部中收容電路單元的至少一部分。因此,在電路單元中的導光構件中內置的部分,至少不存在于從半導體發光元件到燈頭的導熱路徑上。由此,即使在由于半導體發光元件的發光時產生的熱導致燈頭、其周圍的構件的溫度上升,在電路單元在導光構件中內置的部分也難以受到該溫度上升的影響,構成該部分的電子部件難以被熱破壞,能夠期待燈的長壽命化。如上所述,能夠提供一種能夠抑制電路單元的由熱的影響導致壽命下降的燈。
圖1是表示第1實施方式的LED燈的概略結構的剖面圖。圖2是表示圖1所示的LED燈的結構構件內的基座、LED模塊以及導光構件的立體圖。圖3是表示第2實施方式的LED燈的概略結構的剖面圖。圖4 (a) (d)是表示變形例的LED燈的概略結構的剖面圖。圖5是表示變形例的LED燈的概略結構的圖。圖6是表示變形例的LED燈的概略結構的圖。圖7 (a)、(b)是表示圖6所示的LED燈的導光構件的圖,(c)是表示同LED燈的電路基板的圖。圖8是表示第3實施方式的LED燈的概略結構的圖。圖9是表示第4實施方式的LED燈的概略結構的剖面圖。圖10是表示圖9所示的LED燈的結構構件內的基座、LED模塊以及導光構件的立體圖。圖11是表示第5實施方式的LED燈的概略結構的剖面圖。圖12是表示第6實施方式的LED燈的概略結構的剖面圖。圖13是表示第7實施方式的LED燈的概略結構的剖面圖。圖14是表示第8實施方式的LED燈的概略結構的剖面圖。圖15是表示第9實施方式的LED燈的構造的剖面圖。圖16是導光構件、LED模塊和燈頭的分解立體圖。圖17是表示第10實施方式的LED燈的構造的剖面圖。圖18是表示第11實施方式的LED燈的構造的剖面圖。圖19是表示第12實施方式的LED燈的構造的剖面圖。
具體實施例方式<第1實施方式>
圖1是表示實施方式1的電燈泡形的LED燈10的概略結構的剖面圖,圖2是LED燈10 中包含的基座30、LED模塊40以及導光構件56 (第1構件70)的立體圖。再有,在圖1中, 電路單元82沒有切斷。此外,在包含圖1、圖2的全部圖中,各構件間的比例尺沒有統ー。在發明的實施方式中使用的材料、形狀等僅例示了優選例子,并不被該方式所限定,在不脫離本發明的技術思想的范圍的范圍中,能夠適宜地變更。此外,在不產生矛盾的范圍中,能夠與其他實施方式進行組合。再有,在這里,針對作為半導體發光元件利用LED的方式進行說明,但半導體發光元件也可以例如是LD (激光二極管),也可以是有機發光元件。1.結構 (1)夾具如圖1所示,LED燈10具有由鋁等的金屬材料構成的夾具12。再有,夾具12不限于金屬材料,也可以以其他的導熱性良好的導熱構件形成。夾具12的橫剖面形成為大致圓形, 形成為以錐筒部16連結小圓筒部14和大圓筒部18那樣的形狀。(2)燈頭
在夾具12的小圓筒部14安裝有燈頭20。燈頭20是JIS (日本エ業規格)中規定的、 例如符合E^燈頭的規格的燈頭,安裝在一般白熾電燈泡用的燈座(未圖示)來使用。燈頭20具有被稱為筒狀胴部的外殼(shell) 22和形成為圓形皿狀的接觸片 (eyelet)對。外殼22和接觸片M經由由玻璃材料構成的第1絕緣體沈而成為整體。該成為整體的結構嵌入形成為圓筒狀的第2絕緣體觀。第2絕緣體觀以具有導熱性的絕緣材料、例如氮化鋁(AlN)等形成。在第2絕緣體28開設有用于將布線90向外部導出的貫通孔28A。燈頭20如圖1所示,第2絕緣體28外插在小圓筒部14,以未圖示的耐熱性粘接劑固定在小圓筒部14。(3)基座
在夾具12的大圓筒部18,嵌入有整體形成為圓板狀的基座30。基座30以鋁等的金屬材料形成。基座30具有大徑部30A和小徑部30B,形成有階梯差部30C。如圖2所示,在基座 30的與燈頭20相反側的面(表面),在同心圓上形成有內槽32和外槽34,在中心開設有貫通孔36。(4) LED 模塊
在基座30的被內槽32和外槽34夾著的表面部分(以下稱為“模塊搭載面38”。)搭載有LED模塊40。LED模塊40如圖2所示,具有對LED進行電連接的布線圖案,具有形成為圓環狀的印刷布線板構成的安裝基板42和在其安裝的多個(在本例中是6個的)LED44、46、48、 50、52、M。在安裝基板42,圍繞圓環中心軸以等角度間隔(在本例中是60度間隔)安裝有 LED44,…,54。另外,LED44, 力4環狀(在本例中是圓環狀)地配置。LED44,-,54各自由藍色LED芯片和覆蓋其的黃色熒光體構成,是進行白色發光的LED (白色LED)。在這里,LED44,…,M通過安裝基板42的布線圖案(未圖示)而電串聯連接。再有,安裝基板42的形狀不限于圓環狀,也可以采用橢圓環狀等任意的環狀。 LED44,-,54的個數根據對LED燈10要求的光量來適宜地決定。(5)導光構件
在基座30的表面豎立設置有導光構件56。導光構件56例如由丙烯酸樹脂構成。再有,導光構件56不限于丙烯酸樹脂,也可以用其他的透光性材料形成。導光構件56具有主體部58和腿部60。主體部58形成為有底圓筒狀。腿部60從主體部58的形成為圓環狀的開ロ側端部部分的內周和外周延伸設置,由形成為剖面“ L”字狀的內腿部64和外腿部66構成。內腿部64具有其一部分被切缺了的切缺部64A。在導光構件56的內表面形成有反射膜68。反射膜68例如由鋁的蒸鍍膜構成。
導光構件56將形成為面對稱形的ニ個構件(第1構件70、第2構件72)組合起來而構成。圖2示出的是第1構件70。導光構件56在主體部58的內表面,形成有用干支承電路單元82的電路基板84的支承部74。支承部74由從主體部58的內周面起突出設置的第1肋76和第2肋78構成, 在兩肋76、78之間形成有支承槽80。此外,具有第1構件70和第2構件72配合面70A。當將第1構件70和第2構件72使其配合面合并組合吋,如上述那樣,成為形成為有底筒狀的導光構件56。在該情況下,導光構件56的形成為有底筒狀的主體部58的開ロ 側端面如上述那樣形成為圓環狀,與同樣地配置為圓環狀的LED44,-,54的該排列方式吻合。再有,圖1是以包含連結LED46和LED52的線段的平面切斷的剖面。導光構件56的內腿部64嵌入內槽32,外腿部66嵌入外槽34,通過未圖示的粘接劑而安裝在基座30。LED44,…,M配置在被內腿部64和外腿部66夾著的空間65中,LED 的光出射面與作為被內腿部64和外腿部66夾著的主體部的開ロ端面的導光構件56的光入射部67相向設置。進ー步來說,LED44,…,M在使光出射面與作為導光構件56的主體部58的開ロ側端面的導光構件56的光入射部67面對的狀態下,在該開ロ部端面的圓周方向排列。(7)電路單元
電路單元82由電路基板84和安裝在電路基板84的電子部件86構成。電子部件為了方便僅使用86的符號,但電子部件除了 86之外還有,通過這些電子部件86構成電路單元。電路基板84例如形成為圓板狀,如圖1所示,其周緣嵌入導光構件56的支承槽80 而被支承。即,電路單元82整體被收容在形成為有底筒狀的導光構件56的中空部中。再有,電路單元82和導光構件56的安裝方法除了通過嵌入而被支承之外,也可以使用粘接劑、螺絲、卡定構造等。(8)燈罩
LED燈10具有覆蓋導光構件56的燈罩96。燈罩96例如由合成樹脂材料、玻璃材料等的透光性材料構成。再有,對燈罩96進行了用于獲得光漫射功能的噴砂處理、ニ氧化硅等的粒子的噴射涂裝、或白色顏料的涂覆涂裝。或者,也可以用乳白色的材料形成燈罩96本身。燈罩96形成為ー個端部被切除的大致卵形,開ロ周緣部被嵌入在夾具12的大圓筒部18內存在的階梯差部30C。而且,在階梯差部30C填充有耐熱性的粘接劑98,由此,基座30和燈罩96固定在夾具12。S卩,LED燈10具有如下結構,以夾具12、燈頭20、以及燈罩96構成外圍器100,在外圍器100內容納多個LED44,…,M和電路單元82。再有,LED燈10不限于燈頭20經由夾具12設置在燈罩96的結構。也可以僅以燈頭20和燈罩96來構成外圍器,在該情況下, 燈頭20也可以直接設置在燈罩96的端部。2.電連接
(1)電路單元和燈頭的電連接
電路單元82和接觸片M以布線88電連接,電路單元82和外殼22以布線90電連接。 電路單元82將經由接觸片M和外殼22以及布線88和布線90供給的交流電(從燈頭20 接受的電)變換為用于使LED44,…,討發光的電力,對LED44,…,M供電。
(2)電路單元和LED模塊的電連接
電路基板84和安裝基板42經由在切缺部64A (圖2)中插通的內部布線92、94而電連接(不圖示內部布線92、94與安裝基板42的連接部分)。3.[散熱路徑]
根據由上述結構構成的LED燈10,在點亮中在LED44,…,54中產生的熱經由安裝基板 42、基座30、夾具12向燈頭20傳導,經由安裝有LED燈10的照明器具的燈座,向該照明器具的其它結構構件、進而向其被安裝的例如天花板、墻壁散熱。在該情況下,在LED燈10中,采用夾著安裝基板42在與燈頭20相反側的燈罩96 內容納電路単元82,在從LED模塊40到燈頭20的熱傳導路徑中不設置電路單元82的結構,因此不會受到對電路單元82施加的熱的影響的制約,能夠增大向LED的通電量。由此, 能夠進ー步提高高度。4.光路
從配置為環狀的LED44,-,54各自出射的光,從作為形成為有底筒狀的導光構件56的開放側端面的導光構件56的光入射部67入射,一邊在導光構件56和空氣層的邊界面(導光構件56的外周面)和形成在導光構件56的內周面的反射膜68反復進行反射,一邊在導光構件56內行迸。而且,在相對于上述外周面的入射角是臨界角以下的情況下,與該入射角對應的量的光向導光構件56外出射。而且,在導光構件56內行進的光最終從與開放側端部(光入射部67)相反側的端面(光出射部)出射。在本例的情況下,出射側端面(光出射部)是有底筒狀的形成為該半球面狀的端面和形成為筒狀的側面。在假設不具備導光構件56的情況下,從LED44,-,54向電路單元82方向的光被電路單元82遮擋。因此,到達燈罩96的中心軸及其附近的內表面部分的光的量降低。雖然燈罩96 具有漫射功能,但以其為原因,上述中心軸方向前方的光量稍微下降。相對于此,在本例中,從在不具備導光構件56的情況下成為電路単元82的影子的區域(背后的區域)、即導光構件56的上述出射側端面出射光,因此能夠盡可能地抑制在上述中心軸方向前方產生的光量的降低。從導光構件56向燈罩內壁出射的光在燈罩96漫射,從燈罩96表面向各種各樣的方向出射。結果,能夠朝向LED燈10的全周方向出射光。再有,在本例中,在導光構件56的內周面形成有反射膜68,但也可以不一定設置反射膜68。這是因為即使不設置,在導光構件56內行進的光的一部分也在該內周面反射, 朝向上述出射側端部,在向導光構件56的中空部出射的光中,一部分從內周面向導光構件 56再入射,在導光構件56內行進。<第2實施方式>
圖3是表示實施方式2的電燈泡形的LED燈102的剖面圖。再有,LED燈102主要是構成LED模塊的LED和導光構件不同,除此之外基本上與實施方式1的LED燈10具有同樣的結構。因此,在圖3中,對與LED燈10同樣的結構部分賦予相同的符號并省略說明,以下以相異的部分為中心進行說明。構成實施方式2的LED模塊104的LED106僅是藍色LED,用于獲得白色光的黃色熒光體形成在導光構件108。再有,在本例中,對構成LED模塊104的全部的LED賦予相同的符號。1.結構
實施方式1的導光構件56 (圖1)形成為有底筒狀,相對于此,實施方式2的構成LED 燈102的導光構件108形成為兩端開放的圓筒狀。而且,在導光構件108的內周面內,在比形成支承槽80的第1肋76靠近燈頭20 側區域中,形成有反射膜110。另ー方面,在除此之外的內周面區域、外周面區域、以及光出射側端面形成有作為波長變換層的黃色熒光體層112。2.光路
根據由上述結構構成的LED燈102,從配置為環狀的6個LED106各自出射的藍色光, 從形成為圓筒狀的導光構件108的與LED106的光的出射部相向的端面(燈頭20存在的一側的端面(光入射部111))入射,一邊在導光構件108和熒光體層112的邊界面(導光構件 108的外周面)和形成在導光構件108的內周面的反射膜110反復進行反射,ー邊在導光構件108內行迸。而且,在相對于上述外周面的入射角是臨界角以下的情況下,與該入射角對應的量的藍色光向導光構件108外出射。這時,在通過熒光體層112的期間,藍色光的一部分變換成黃色光,與沒有變換的藍色光進行混色而變成白色光,從燈罩96向LED燈102外出射。而且,在導光構件108內行進的光最終從與燈頭20存在的ー側相反側的端面(光出射部)出射。在本例的情況下,出射側端面成為圓環狀端面。在該情況下,從上述光出射部出射的光的一部分由于是在導光構件108中反復進行反射而行進來的光,所以相對于形成為圓筒狀的導光構件108的中心軸具有角度而出射。結果,向燈罩96的中心軸及其附近的內表面部分方向也出射光,與實施方式1的情況同樣,與假設沒有設置導光構件108的情況相比較,能夠盡可能地抑制在燈罩96的中心軸方向前方產生的光量的降低。此外,熒光體粒子越變為高溫,波長變換效率越降低,因此通過如本例那樣在導光構件108形成熒光體層112,與實施方式1那樣覆蓋LED設置熒光體的情況相比,難以受到 LED發光中的熱的影響,能夠抑制熒光體粒子的波長變換效率的降低。〈第1和第2實施方式的變形例>
圖4 (a)、圖4 (b)中表示實施方式1的變形例,圖4 (C)、圖4 (d)中表示實施方式 2的變形例。再有,在圖4中,專門對為了說明各實施方式的差異所需要的結構部件賦予符號。對與對應的實施方式相同的結構部件賦予相同的符號。1.第1實施方式的導光構件的變形例
在圖4 (a)所示的例子中,在構成LED模塊的LED中使用藍色LED114。而且,在導光構件56的外表面形成有作為用于將藍色LED114的出射光變換成黃色光的波長變換層的黃色熒光體層116。在圖4 (b)所示的例子中,在構成LED模塊的LED中使用藍色LED114。而且,在燈罩96的內表面形成有作為用于將藍色LED114的出射光變換成黃色光的波長變換層的黃色熒光體層118。2.第2實施方式的導光構件的變形例在圖4 (c)所示的例子中,在構成LED模塊的LED中使用白色LED 120。而且,在導光構件108沒有形成熒光體層。在圖4 (d)所示的例子中,與實施方式2同樣地,在構成LED模塊的LED中使用藍色LED106,而且,在燈罩96的內周面形成有黃色熒光體層122。3.第1實施方式的電路單元的支承方法的變形例
圖5表示的是表示導光構件的中空部中的電路單元的支承方法的變形例的圖。本例是對實施方式1 (圖1)的變形例。在實施方式1中,以導光構件56支承電路單元82,但在本例中,以4根金屬線IM (在圖5中盡顯現3根)進行支承。金屬線124的一個端部固定在電路基板84中的沒有形成布線圖案的絕緣基板部分,另一端壓入固定在開設于基座30的安裝孔126中。再有,圖5示出了對實施方式1的變形例,但在實施方式2、圖4所示的變形例中也能夠采用圖5所示的支承方法。4.第1實施方式的電路基板的設置方向的變形例
圖6、圖7表示的是表示導光構件的中空部中的電路基板的設置方向的變形例的圖。本例是對實施方式1 (圖1、圖2的變形例。本變形例與上述的實施方式1主要是電路単元和導光構件(第1構件、第2構件)不同,除此之外與實施方式1相同。由此,在圖6、圖7中, 對與圖1、圖2同樣的結構部分賦予相同的符號并省略其說明,以下以相異的部分為中心進行說明。將實施方式1的電路基板84在與燈罩96的中心軸交叉的(正交)的方向配置(以下稱為“橫配置”。),但在圖6所示的例子中,在與上述中心軸成為平行的方向配置(以下稱為“縱配置”。)。在橫配置中,在電路基板從LED比較離開的情況下,在一方的安裝面安裝的各電子部件距LED的距離沒有大差別,但在縱配置中,在一方的安裝面中以與電路基板的長度對應的量,在各電子部件距LED的距離中產生差。因此,考慮LED的熱的影響,能夠采用將越不耐熱的部件安裝在距LED越遠的位置(越耐熱的部件安裝在離LED越近的位置)的配置。圖7 (a)是構成變形例的LED燈130的導光構件132的第1構件134的立體圖, 圖7 (b)是第2構件136的立體圖。在第1構件134,從其內周面平行地設置有3根銷138、140、142。另ー方面,在第 2構件136的內周面,突出設置有與銷138、140、142的頂端部分分別嵌合的凸起座(boss) 144、146、148。圖7 (c)是電路基板150的平面圖,是電子部件的未安裝的狀態。電路基板150 具有配合銷138、140、142的配置間隔而開設的貫通孔152、154、156。在本例中,在電路基板150的各個貫通孔152、154、156中使對應的銷138、140、141 通過而將電路單元158安裝在第1構件134之后,將銷138、140、141各自的頂端部分嵌合到對應的凸起座144、146、148,并且使配合面134A、136A彼此合并組合,由此成為將電路單元158收容在其中空部中的狀態的形成有底筒狀的導光構件132。〈第3實施方式〉 1.結構圖8 (a)是表示實施方式3的LED燈160的概略結構的剖面圖。LED燈160與實施方式1、2的LED燈10、102的基本結構相同,但LED燈160近似于HID (高高度放電燈)的一般的形狀,意在代替該HID燈的光源。再有,在圖8 (a)中,對與圖1所述的實施方式1的 LED燈10相同的結構部分賦予相同的符號,省略其詳細的說明。LED燈160具有形成為筒狀的基座162。基座162以具有導熱性的絕緣材料、例如氮化鋁(AlN)等形成。在基座162下部的形成為大致圓筒狀的下部圓筒部164,嵌入有燈頭 164的外殼22。下部圓筒部164發揮與實施方式1的第2絕緣體觀(圖1)同樣的作用。在基座162上部的外周形成的外階梯差部168,外插有形成為有底筒狀的燈罩170 的開放端側端部部分。燈罩170形成為與HID燈具有的外管近似的形狀(即直管狀),由合成樹脂材料、玻璃材料等的透光性材料構成。在這里,燈罩170的中心軸與燈頭166的中心軸大致一致,將該中心軸設為燈軸X。在基座162的同樣在上部形成的圓形槽部172的底部,搭載有LED模塊174。LED 模塊174的結構與實施方式1的LED模塊40 (圖1、圖2)基本相同。即,具有由形成為圓環狀的印刷布線板構成的安裝基板、在其安裝并電串聯連接的多個藍色LED芯片、以及圓環狀地覆蓋這些LED芯片的黃色熒光體。LED燈160具有以其ー個端面堵塞圓形槽部172的開ロ部的方式設置的、形成為筒狀(在本例中是圓筒狀)的導光構件176。導光構件176與實施方式2的導光構件108 (圖 3)同樣地,由形成為半圓筒形的第1構件178和第2構件180構成。此外,第1構件178具有從其內周面突出設置的銷182、184,第2構件180具有與銷182、184對應地從其內周面突出設置的凸起座186、188,與變形例的LED燈130的情況同樣地(圖6、圖7),以銷182、184 將電路単元190的電路基板192在導光構件176內保持。導光構件176的與LED模塊174側相反側的端面194在燈軸X的方向,位于燈罩 170的全長的大致一半的位置。這是因為HID燈的光中心通常位于該位置。端面194形成為圖示那樣的錐狀。圖8 (b)表示的是從燈軸χ方向觀察端面194 的圖,在端面194放射狀地形成有反射膜196。反射膜196由鋁的蒸鍍膜等形成。2.光路
根據由上述結構構成的LED燈160,從LED模塊174出射的光,從形成為圓筒狀的導光構件176的與LED模塊174相向的端面(燈頭166存在的一側的端面(光入射部))入射,一邊在導光構件176和空氣層的邊界面反復進行反射,一邊在導光構件176內行迸。而且,在相對于上述邊界面的入射角是臨界角以下的情況下,與該入射角對應的量的光向導光構件 176外出射。而且,在導光構件176內行進的光最終從與燈頭166存在的ー側相反側的端面 (光出射部)出射。在該情況下,從上述光出射部出射的光的一部分由于是在導光構件176中反復進行反射而行進來的光,所以相對于形成為圓筒狀的導光構件176的中心軸(燈軸X)具有某種程度的角度(具有擴展地)出射,但在本例中,為了進一歩使其擴展而設置有反射膜196。 為了使以比通過導光構件176內的反射獲得的出射角(相對于燈軸X的角度)大的角度出射的光變多,設置有反射膜196。在這里,反射膜196與燈軸X形成的角根據需要的配光特性而適宜地設定。再有,反射膜的形成圖案不限于放射狀。例如,可以形成為方格花紋狀,也可以形成為將燈軸X作為中心的同心圓狀。總之,只要在導光構件176中行進來的光的一部分向與導光構件176內的反射角對應的方向,剰余的部分向與燈軸X交叉的所希望的方向(根據反射膜與燈軸X形成的角而決定的方向)從端面194出射的話即可。〈第4實施方式〉
參照附圖詳細地說明第4實施方式。第4實施方式的燈例如是使形狀和性能與帶有反射鏡的鹵素燈匹配的燈。通常,帶有反射鏡的鹵素燈比白熾電燈泡高高度。因此,在現有技術中,為了獲得與鹵素燈同等的亮度,需要増加LED的個數,于是LED模塊的發熱量増大,因此電子部件的熱破壞導致的壽命降低的問題變得更顯著。此外,鹵素燈從鎢燈絲向大范圍出射光,相對于此,LED出射的光的指向性強。因此,僅將LED以向反射鏡的光軸方向出射光的方式設置在反射鏡的基部,幾乎不能獲得利用反射鏡的配光特性。第4實施方式的燈具有解決上述問題的結構。1.結構
圖9是表示第4實施方式的LED燈的結構的剖面圖,圖10是表示基座、LED模塊以及導光構件的立體圖。LED燈201具備具備LED的LED模塊MO ;在內部容納LED模塊240的反射鏡5 ; 位于反射鏡5的一端的前面板9 ;用于使LED發光的電路單元82 ;與電路單元82電連接的燈頭220 ;安裝在燈頭220的基座7 ;使從LED出射的光導光的導光構件256 ;搭載LED模塊 M0,豎立設置有導光構件256的臺構件17。此外,導光構件256的頂端部四7 (光出射部) 位于反射鏡5的焦點或其附近,并且成為在導光構件256內導光來的光的出射部。LED燈201具有如下結構,以燈頭220、反射鏡5、以及前面板9構成外圍器,在外圍器內容納多個LED和電路單元82。進而,燈頭220直接設置在反射鏡5。在反射鏡5有開ロ也可,沒有也可(也就是說,也可以是封閉系統,也可以是開放系統。)。此外,也可以用燈頭220、反射鏡5、前面板9以及至少1個其它構件來構成外圍器。 在該情況下,燈頭220也可以經由其它構件設置在反射鏡5。(1)燈頭
燈頭220設置在反射鏡5的基部側。在燈頭220中有各種各樣的類型,不被其結構所限定,但在這里,外殼222是愛迪生型,例如Ell型。燈頭220包括安裝在反射鏡5、基座7的主體部81 ;安裝在主體部81的外殼222 ; 以及在主體部81的與反射鏡5相反側的端部設置的接觸片224。外殼222經由布線90,接觸片2 經由布線88分別與電路單元82電連接。主體部81具有空洞,布線88、90通過該空洞內。空洞的外殼222側的端部以導熱性良好的硅酮樹脂等堵塞。主體部81由絕緣材料構成,由大徑筒部81a和外徑比大徑筒部81a小的小徑筒部 81b構成。大徑筒部81a的內徑的形狀和尺寸是與基座7對應的形狀和尺寸。具體來說,大徑筒部81a成為與基座7的圓板部47和圓筒部49對應的形狀,所以大徑筒部81a的剖面形狀成為階梯差狀。小徑筒部81b從大徑筒部81a的接觸片2M側延伸出。再有,大徑筒部81a和小徑筒部81b的橫剖面形狀形成為圓環狀。外殼222的外周面形成螺絲狀,覆蓋小徑筒部81b。再有,外殼222通過粘接劑固定在小徑筒部81b。接觸片2 是被焊接有在小徑筒部81b的內部相通的布線90的結構。(2)基座基座7包括在中央開了用于通過布線88、90的孔的板狀的圓板部47 ;以及筒狀的圓筒部49。基座7不限于上述形狀,能夠采用任意的形狀。在基座7的圓筒部49安裝有燈頭 220。在本實施方式中,圓筒部49從圓板部47延伸出。圓板部47的中心位于圓筒部49 的中心軸上,從燈頭220側延伸的布線88、90通過圓板部47的孔,與電路單元82連結。在基座7搭載有臺構件17。具體來說,在圓板部47的電路單元82側表面搭載有臺構件17。臺構件17向基座7的搭載,例如通過利用螺絲、粘接劑、卡定結構等來進行。再有,臺構件17以其中心與圓板部47的中心在設計上一致的形狀,具體地是在臺構件17的孔與圓板部47的孔一致的狀態下搭載在基座7。(3) LED 模塊
LED模塊240如圖10所示,例如具有由形成為圓環狀的印刷布線板構成的安裝基板 223,和在其安裝的8個LED227、2四、231、233、2;35、237、239、241。在安裝基板223,沿著其圓環的中心,圍繞圓環中心軸以45度間隔安裝有LED227,…,241。即,LED227,…,241對應于安裝基板223的形狀,環狀地配置。而且,LED模塊240在使光的出射方向朝向與燈頭 220相反側的狀態下,設置在反射鏡5內。再有,LED227,…,241分別是白色LED。(4)導光構件
導光構件256形成為筒狀,以其頂端部297 (光出射部)朝向與燈頭220相反側的方式, 豎立設置在臺構件17。在導光構件256的內表面,為了將從LED模塊240入射的光在導光構件256的內表面反射,導向頂端部四7,形成有反射膜四1。導光構件256具有主體部258和腿部沈0。主體部258例如形成為堵塞圓筒的開 ロ的圓筒狀,在其內表面具有用于將電路單元82安裝在導光構件256的支承槽205。支承槽205的性質是沿著導光構件256的內表面的槽。以在頂端部四7內存在反射鏡5的焦點的方式,將頂端部297設置在焦點及其作為其周圍區域的焦點區域(包含焦點的區域,或雖然不包含焦點但位于焦點附近的區域)的位置。頂端部297被磨砂加工而具有光漫射效果。在本實施方式中,頂端部四7的形狀是半球狀,但也可以采用半橢圓球狀等其他形狀。腿部260從頂端部297的相反側的端部的內周和外周延伸設置,由剖面形成為“L” 字狀的內腿部202和外腿部203構成。頂端部297的相反側的端面形成為圓環狀,成為與同樣地配置成圓環狀的LED227,…,241的該排列對應的形狀。即,導光構件256的腿部沈0 成為與LED227,…,241的配置一致的圓筒狀。再有,LED227,…,241的配置不同的話,腿部沈0的形狀也對應其進行變化。(5)電路單元
電路單元82構成為包括電路基板84和安裝在該電路基板84的各種電子部件86a、 86b,容納在導光構件256內。具體來說,電路基板84的周緣部嵌入導光構件256的支承槽 205而被支承。電路單元82和燈頭220通過布線88、90而電連接,電路單元82從燈頭220 接受供電,使LED模塊240發光。(6)臺構件
臺構件17在其反射鏡開ロ部43側的面搭載導光構件256和LED模塊M0,并且在相反面與基座7相接。如圖10所示,臺構件17為了嵌入導光構件256的腿部沈0,具備內槽232和外槽234。導光構件256的內腿部202嵌入內槽232,外腿部203嵌入外槽234,通過未圖示的粘接劑而安裝在臺構件17。在臺構件17的中央開有用于通過布線88、90的孔。(7)反射鏡
反射鏡5利用與在鹵素燈使用的反射鏡相同的反射鏡。反射鏡5的形狀不被特別限定,但在這里使用一個端部具有開ロ、另ー個端部具有比上述一個端部窄的開ロ、并且形成為在內表面具有反射面的碗狀的反射鏡5。S卩,反射鏡5形成為在其一端具有開ロ部43的碗狀,并且在相當于碗狀的底的部分具有開ロ 45。反射鏡5例如通過玻璃、陶瓷、金屬、樹脂構成。反射面例如通過金屬膜、白色的樹脂、具有透光性的玻璃、樹脂來構成。在反射面通過具有透光性的玻璃、樹脂構成的情況下,能夠產生漏光。反射鏡5的開ロ 45側通過粘接劑安裝在燈頭220的主體部81。再有,反射鏡5的形狀不限于碗狀,例如也可以是漏斗狀等。從LED模塊MO出射的光通過導光構件256內, 最終從反射鏡5的開ロ部43向外部射出。此外,反射鏡5的反射面也可以是拋物面,也可以是旋轉橢圓面。在反射鏡5的反射面是拋物面的情況下,入射到反射面的光成為平行光。另ー方面,在反射鏡5的反射面是旋轉橢圓面的情況下,從反射鏡5的第1焦點(相當于本發明的“焦點”,以下僅稱為“焦點”。)發出并朝向該反射面的光,在該反射面以向第2焦點聚光的方式反射。(8)前面板
前面板9由透光性材料構成,堵塞反射鏡5的開ロ部43。因此,前面板9形成為與反射鏡5的開ロ部43對應的形狀,具體來說是圓盤狀。前面板能夠利用玻璃、樹脂等。前面板9向反射鏡5的安裝不被特別限定,例如通過安裝構件51來安裝。安裝構件51例如具有圓環狀的圓環部53和在圓環部53的多處設置的卡定部55,在圓環部53與前面板9的周緣部M抵接的狀態下,卡定部55與反射鏡5的開ロ部43的凸緣部59卡定, 由此進行前面板9向反射鏡5的安裝。設置前面板,能夠防止導光構件256等破損時,其碎片落下。2.電連接
如圖9所示,電路單元82和燈頭220通過布線88、90連接。布線88、90的另一端連接于燈頭220,一端連接于電路單元82。LED模塊240和電路單元82通過布線92、94連接。3.[散熱路徑]
LED燈201由于具有上述結構,所以在LED227,···,241產生的熱從基座7向燈頭20傳熱,從燈頭20經由照明器具的燈座,向照明器具、墻壁以及天花板散熱。因此,即使在為了提高高度而提高向LED227,…,241的投入電流的情況下,發光時的LED227,…,241產生的熱增加,但該熱從燈頭220向照明裝置側傳導。4.光路
從LED227,…,241出射的光入射到導光構件256的頂端部四7的相反面(光入射部沈7),在導光構件256內行迸。而且,在導光構件256內行進的光最終從導光構件256的頂端部四7 (光出射部)出射。從頂端部四7出射的光的一部分由于是在導光構件256中反復進行反射而行進來的光,所以從頂端部297通過前面板9向外部放射狀地出射。剰余的光到達反射鏡5,之后在上述的作為拋物曲面的反射面反射的光被聚光,通過前面板9向外部出射。
5.效果
在本實施方式中,由于在導光構件256內設置有電路單元82,所以在基座7和燈頭220 之間不需要容納電路單元82的空間,能夠在接近燈頭220的位置搭載LED模塊M0,能夠利用與鹵素電燈泡接近的形狀、大小的反射鏡5。由此,能夠使LED燈201向利用鹵素電燈泡的現有的照明器具的安裝適合率為大致100[%]。此外,電路單元82設置在導光構件256內,設置在燈頭220的相反側,成為在包含不耐熱的電子部件的電路單元82和發熱大的LED模塊40間確保了距離的結構。如果采用這樣的結構的話,即使LED模塊MO的溫度上升,電路單元82也難以受到該溫度上升的影響,電路單元82的電子部件被熱損傷的情況變少。結果,能夠使LED燈201的壽命比較長。進而,從導光構件256的頂端部297放射狀地出射光,將頂端部四7以位于反射鏡 5的焦點區域的方式進行設置,因此從反射鏡5的焦點放射地出射光。因此,光有效率地到達對象物,能夠使照度提高。〈第5實施方式〉
在第4實施方式中,作為發光體的半導體發光元件使用白色LED,在第5實施方式中說明作為半導體發光元件使用藍色LED的方式。此外,在第5是實施方式中,不使用臺構件 17,而采用導光構件56豎立設置在作為基座307的表面的圓板部347的方式。再有,針對與在第1、實施方式中說明的結構相同的結構,使用與第1、實施方式相同的符號。(1)結構
圖11是表示第5實施方式的LED燈301的構造的剖面圖。第5實施方式的LED燈301具備LED模塊340、反射鏡5、基座307、前面板9、電路單元82、燈頭220、導光構件256。LED模塊340由多個藍色LED和安裝基板構成。此外,在作為導光構件256的出射部的頂端部四7 (光出射部)的表面,形成有用于從LED模塊340 出射的藍色光獲得白色光的黃色熒光體層315。從LED模塊340出射的藍色光在導光構件256內行進,從導光構件256的頂端部 297出射。在從導光構件297出射時,藍色光和黃色熒光體組合,看上去為白色。之后,光到達反射鏡5、前面板9側。LED模塊340直接設置在作為基座307的表面的圓板部347。此外,導光構件256直接豎立設置在作為基座307的表面的圓板部347。具體來說,在基座307的表面設置槽,通過使導光構件256的腿部260嵌入該槽,從而將導光構件 256豎立設置在基座307。(2)效果
在該結構中,由于沒有使用在第4實施方式中使用的臺構件17,所以能夠減少組裝エ時。此外,與第2實施方式同樣地,通過在導光構件256形成熒光體層315,與覆蓋LED 設置熒光體的情況相比,難以受到LED發光中的熱的影響,能夠抑制熒光體粒子的波長變換效率的降低。〈第6實施方式〉
使用附圖對第6實施方式進行說明。再有,針對與在第廣5實施方式中說明的結構相同的結構,使用與第廣5實施方式相同的符號。1.結構圖12是表示第6實施方式的LED燈401的構造的剖面圖。第6實施方式的LED燈401具備LED模塊MO、反射鏡405、電路單元82、燈頭420、 以及導光構件456。導光構件456除了腿部495之外整體是圓筒狀,其頂端部407也形成為圓筒狀,并且頂端部407的圓周面被磨砂加工而具有光漫射效果。在導光構件456的內表面形成有反射膜491。導光構件456直接豎立設置在燈頭420,沒有使用基座7和臺構件17。具體來說, 在燈頭的表面設置槽,通過使導光構件456的腿部495嵌入該槽,從而將導光構件456豎立設置在燈頭420。LED模塊240直接設置在燈頭420。在電路單元82和燈頭420之間,為了將電路単元82的熱傳遞到燈頭420,設置有棒狀或柱狀的傳導構件470。傳導構件470以其一端與電路單元82熱連接,另一端與燈頭 20熱連接的方式,在電路單元82和燈頭420之間配置。此外,在燈頭420的內側與傳導構件470之間的空間的一部分中,注入有樹脂472。從使電路單元82的熱傳遞到燈頭420側來削減電路単元82的熱負載的觀點出發,傳導構件優選使用導熱率高的材料,但只要是使熱傳導的材料的話,至少能抑制電路單元82的溫度上升的一部分。因此,作為傳導構件,能夠利用絕緣性的玻璃材料、陶瓷等。此外,傳導構件470不限于棒狀,也可以內部具有空洞的筒體,進而,也可以是引線等的金屬線。雖然將傳導構件470的另一端連接于燈頭420,但也可以連接于燈頭420以外的其它構件、例如反射鏡。此外,傳導構件的一端也可以連接于電路基板以外的構件,例如也可以連接于安裝在電路基板的電子部件中的最變得高溫的電子部件。在本實施方式中,沒有在反射鏡405的開ロ部443設置前面板9,開ロ部443成為開放狀態,通過燈頭420和反射鏡405構成外圍器。反射鏡405的反射面是旋轉橢圓面,入射到反射面的光作為平行光而被反射,向外部出射。2.效果
由于沒有設置臺構件17、基座7、以及前面板9,所以能夠抑制組裝エ吋。此外,通過不設置前面板9,從而能夠將在LED模塊240產生的熱有效地散熱。進而,通過設置傳導構件470,從而能夠將在LED模塊240產生的熱有效地向燈頭420側散熱。〈第7實施方式〉
使用附圖對第7實施方式進行說明。再有,針對與在第廣6實施方式中說明的結構相同的結構,使用與第廣6實施方式相同的符號。1.結構
圖13是表示第7實施方式的LED燈501的構造的剖面圖。第7實施方式的LED燈501具備LED模塊M0、反射鏡5、前面板9、電路單元82、 燈頭520、以及導光構件556。各個LED由藍色LED和覆蓋其的黃色熒光體構成,是進行白色發光的LED (白色LED)。導光構件556的頂端部507 (光出射部)是其外徑是比筒部503的外徑大的圓頂狀,并且被磨砂加工,具有光漫射效果。在導光構件556的內表面形成有反射膜591。導光構件556直接豎立設置在燈頭520,沒有使用基座7和臺構件17。具體來說,在燈頭520的表面設置槽,通過使導光構件556的腿部595嵌入該槽,從而將導光構件556豎立設置在燈頭520。再有,電路單元82分別在2個電路基板84a、84b的上下搭載有電子部件。在本實施方式中,通過燈頭520和反射鏡5構成外圍器。2.效果
由于導光構件556豎立設置在燈頭220,沒有設置臺構件17、基座7,所以能夠抑制組裝エ時。〈第8實施方式〉
在上述的實施方式中,LED模塊配置在導光構件的腿部,但在第8實施方式中,說明對該LED模塊將反射鏡的反射面部分作為基座,將LED環狀地配置的方式。再有,針對與在第 Γ7實施方式中說明的結構相同的結構,使用與第廣7實施方式相同的符號。1.結構
圖14是表示第8實施方式的LED燈601的構造的剖面圖。第8實施方式的LED燈601具備LED模塊MO、反射鏡605、基座7、前面板9、電路單元82、燈頭220、導光構件256、臺構件17、以及LED模塊603。各個LED由藍色LED和覆蓋其的黃色熒光體構成,是進行白色發光的LED (白色LED)。反射鏡605形成為在其一端具有設置有前面板9的開ロ部的碗狀,并且在相當于碗狀的底的部分具有開ロ 645。在反射鏡605的比導光構件256的頂端部297接近燈頭220 的位置,其內周面隆起而成為基座。LED模塊603在設置于反射鏡605的基座上配置為環狀。LED模塊603優選處干與作為導光構件256的光的出射部的頂端部297相比接近燈頭 220的位置。由此,能夠抑制LED模塊603妨礙從頂端部四7出射的光。2.效果
因為較多地設置LED,所以能夠提高LED燈601的光量。〈第9實施方式〉
參照附圖對用于實施本發明的第9實施方式詳細地進行說明。1.整體結構
圖15是表示第9實施方式的LED燈701的構造的剖面圖。LED燈701具備LED模塊740 ;在內部容納有LED模塊740的反射鏡705 ;將從 LED模塊740出射的光導光到反射鏡705的焦點區域的柱狀的導光構件756 ;設置在反射鏡 705的開ロ側的前面板9 ;用于使LED發光的電路單元82 ;以及與電路單元82電連接的燈頭720,電路單元82被收容在導光構件756的內部的中空部756a。此外,導光構件756的頂端部762 (光出射部)位于反射鏡5的焦點或其附近。(1)燈頭
燈頭720以堵塞反射鏡705的突出部731的開ロ的方式,安裝在反射鏡705的突出部 731的一端和導光構件756的一端。再有,燈頭720向反射鏡705的安裝,例如能夠通過螺絲、粘接劑、卡定構造等進行,在這里通過粘接劑而被固接。燈頭720包括安裝在反射鏡705、導光構件756的燈頭主體783 ;安裝在燈頭主體 783的外殼722 ;以及在燈頭主體783的一端設置的接觸片724。燈頭主體783由大徑筒部797和外徑比大徑筒部797小的小徑筒部799構成。在大徑筒部797和小徑筒部799之間,設置有傾斜部701。小徑筒部799從大徑筒部797的接觸片7 側延伸出。再有,大徑筒部797和小徑筒部799的橫剖面形狀形成為圓環狀。燈頭720的形狀有各種各樣的類型,不被上述結構所限定,但在這里,小徑筒部799是愛迪生型的燈頭,例如形成與Ell燈頭類似的形狀。燈頭主體783具有從大徑筒部797向小徑筒部799側階梯差狀地凹入的第1凹入部分704 ;以及從第1凹入部分704的大致中央起向一端側進一歩凹人的第2凹入部分 703。第1凹入部分704的形狀(俯視形狀)與LED模塊740的外觀形狀(俯視形狀的外周形狀)一致。在該第1凹入部分704中嵌合LED模塊740的狀態下,LED模塊740安裝在燈頭主體783。再有,LED模塊740向第1凹入部分703的安裝,例如能夠通過螺絲、粘接劑、卡定構造等進行,在這里通過粘接劑而被固接。外殼722和接觸片724的結構與實施方式4等中的外殼和接觸片相同。(2) LED 模塊
LED模塊740具備安裝基板721 ;在安裝基板721的表面安裝的多個LED723 ;以及在安裝基板721上覆蓋多個LED723的密封體725。安裝基板721是絕緣板,在這里俯視時的形狀形成為(俯視形狀)圓形狀。此外,在安裝基板721形成有用于使連接燈頭720和電路單元82的布線通過的貫通孔707、709,以及連接燈頭720和LED723的電極焊盤715、717。密封體725主要由透光性材料構成,在需要將從LED723發出的光的波長向規定的波長變換的情況下,在透光性材料中混入對光的波長進行變換的波長變換材料。作為透光性材料例如能夠利用硅酮樹脂,此外,作為波長變換材料例如能夠利用熒光體粒子。在這里,LED723是將藍色光作為發光色的LED,作為波長變換材料利用將藍色光變換成黃色光的熒光體粒子。由此,從LED723出射的藍色光和通過熒光體粒子進行波長變換后的黃色光進行混色,從LED模塊740 (LED燈701)發出白色光。再有,由多個LED723 構成的發光部的中心位于反光鏡705的光軸727上。(3)導光構件
導光構件756如上述那樣在內部有中空部756a,具有主體部741和腿部743,主體部 741在從反射鏡705的底延伸設置的狀態下,設置在反射鏡705。圖16是導光構件756、LED模塊740和燈頭720的分解立體圖。主體部741形成為具有中空部756a的柱狀(在本例中是圓柱狀),其兩端堵塞。從主體部741的一個端面(位于燈頭720側的端面)延伸設置有腿部743。主體部741的另ー 端(也稱為頂端)形成為半球狀。腿部743形成為圓筒狀。中空部756a如圖15和圖16所示,在圓柱的兩端形成半球和圓錐結合了那樣的空間形狀,半球側位于另一端側。在圓筒狀的腿部743的內部,LED模塊740以與主體部741的一個端面761 (入射部)相向的狀態配置,在中空部756a內容納有電路單元82。此外,在主體部741的中空部 756a和主體部741的一個端面761之間的部分,形成有使中空部756a和腿部743的內部連通(聯絡)的聯絡孔745、747。布線788、789通過該聯絡孔745、747內,將電路単元82和 LED模塊740電連接,并將電路單元82和燈頭720電連接。導光構件756將形成為面對稱形的ニ個構件(第1構件749、第2構件751)組合起來而構成。第2構件751由于與圖15的剖面相比靠近面前的位置,所以沒有顯現,在圖16 中,為了了解導光構件756的內部的樣子,分開第1構件749和第2構件751,僅在圖16中顯現第1構件749。第1構件749和第2構件751如上述那樣,相互形成為面對稱的形狀,因此具有同樣的結構,在說明第1構件749時使用的符號的結構也能同樣地用于第2構件751。第1和第2構件749、751在另一端側形成有構成中空部756a的第1凹入部753, 在ー個端部側形成有構成圓筒狀的腿部743的第2凹入部755。在第1和第2構件749、751 的第1凹入部753和第2凹入部755之間,形成有布線788、789用的接連槽757、759。當將上述結構的第1構件749的配合面749A和第2構件751的配合面75IA彼此合并組合吋,如上述那樣,成為整體形成為柱狀的導光構件756。導光構件756在安裝在反射鏡705的狀態下,導光構件756的一個端面(是主體部 741的ー個端面,形成圓形狀的端面。)與LED模塊740的光出射部(在內部配置有LED的密封體725)相向。因此,從LED模塊740出射的光從導光構件756的主體部741的一個端面入射到導光構件756內。因此,主體部741的端面761成為相導光構件756的光入射部。此外,作為導光構件756的另ー個端部的頂端部762被進行了漫射處理,例如磨砂處理,在導光構件756內行進來的光從另ー個端部以漫射狀態出射。也就是說,成為該光從頂端部762向四面八方出射的光出射部。(4)電路單元
電路單元82構成為包括電路基板84和安裝在該電路基板84的各種電子部件86a、 86b。電路單元82在導光構件756內的容納,例如通過電路基板84安裝在導光構件756的中空部756a的一端側的端面來進行。電路基板84通過粘接劑固接在導光構件756。(5)反射鏡
反射鏡705整體形狀形成為漏斗狀,具備形成為形成漏斗狀的一部分的圓柱狀的主體部729 ;以及形成漏斗狀的一部分的筒狀的突出部731。也就是說,形成為一端(在這里是與燈頭720相反側的端)部具有開ロ、另ー個端部具有比一個端部窄的開ロ、并且在內表面具有反射面漏斗狀。再有,主體部729的延長面和反射鏡705的光軸交叉的部分,通過貫通突出部731 的內部的貫通孔737而開ロ,但將該交叉的部分及其周圍作為主體部7 的底或反射鏡705 的基部。此外,主體部729的開ロ 733也是反射鏡705的開ロ 733。突出部731形成為其橫剖面形狀例如形成為圓狀的筒狀,從主體部729的底向外方突出。在設置于突出部731的貫通孔737,插入安裝有導光構件756的ー個端部。具體地,在導光構件756中,主體部741的腿部743側的部分和腿部743插入到反射鏡705的貫通孔737,通過未圖示的粘接劑安裝在反射鏡705。此外,在突出部731的外方端部安裝有燈頭720。再有,前面板9具有與在實施方式4等中使用的結構同樣的結構。2.電連接
(1)電路單元和燈頭的連接
電路單元82和燈頭720如上述那樣通過布線790、791連接。布線790、791如圖15所示,通過燈頭主體783的內部(第2凹入部分705和第1凹入部分703)、LED模塊740的安裝基板721的貫通孔707、709 (參照圖16)、導光構件756的腿部743的內部和導光構件756 的主體部741的聯絡孔745、747。再有,如圖16所示,燈頭主體783的第1凹入部分703的一部分被切缺(是符號 “711”、“713”。)。由此,能夠將布線790、791從LED模塊740的安裝基板721向第2凹入部分704導出。(2)電路單元和LED模塊的連接
電路單元82和LED模塊740通過布線788、789連接。布線788、789如圖15所示,通過導光構件756的腿部743的內部、導光構件756的主體部741的聯絡孔745、747。此外,通過焊錫(未圖示)進行布線788、789和電路單元82的連接。雖然在圖15和圖16中沒有示出,但布線788、789還與布線790、791 —起插通聯絡孔745、747。此外,燈頭720和LED723 經由電極焊盤715、717連接。再有,通過焊錫(未圖示)進行布線788、789和LED模塊740的連接以及布線788、 789和電路單元82的連接。3.[散熱路徑]
本實施方式的LED燈701與實施方式4等同樣地,在點亮時在LED723產生的熱向燈頭 720傳熱,從燈頭720經由燈座向照明器具的主體、墻壁、天花板散熱。4.光路
通過上述的結構,LED模塊740配置在以燈頭720的燈頭主體783和導光構件756的腿部743和導光構件756的主體部741的端面761形成的空間內,LED模塊740的LED723 的光出射面(是密封體725的表面。)與導光構件756的主體部741的端面761相向。也就是說,導光構件756的主體部741的端面761成為從LED模塊740出射的光的入射部。像這樣,從LED模塊740出射的光從導光構件756的端面761入射。之后,該光在導光構件756和空氣層的邊界面(導光構件756的外周面)間、導光構件756的外周面和構成中空部756a的內周面之間ー邊反復進行反射,一邊在導光構件756內行迸。而且,在相對于上述外周面的入射角是臨界角以下的情況下,與該入射角對應的量的光向導光構件 756外出射。因此,在導光構件756內行進的光的一部分通過收容在中空部756a的電路單元82 附近,從與端面761相反側的另一端部的頂端部762出射。在導光構件756中,其中心軸方向的設置中空部756a的位置如圖15所示的例子那樣,優選與端面761相比靠近頂端部762。這是因為能夠使電路單元82遠離LED模塊 740,能夠難以受到點亮時的熱的影響。導光構件756的位于頂端的頂端部762 (光出射部)位于反射鏡705的焦點位置上。也就是說,在設計上作為導光構件756的頂端的形狀的半球的中心與反射鏡705的焦
點一致。因此,在從導光構件756的頂端部762輸出的光中,朝向反射鏡705的開ロ 733側、 即前面板9輸出的光透過前面板9,從LED燈701向外部輸出。另ー方面,朝向反射鏡705 的反射面735輸出的光,在反射面735向前面板9反射之后,透過前面板9從LED燈701向外部輸出。
5.效果
在該結構中,由于中空部756a相對于LED模塊740位干與燈頭720相反側,所以不需要在LED模塊740和燈頭720之間容納電路單元82,能夠縮短LED模塊740與燈頭720的距離,能夠使從LED模塊740向燈頭720傳導的熱量增加。此外,通過在反射鏡705的內側配設電路單元82,從而不再需要在LED模塊740和燈頭720之間確保電路單元82用的空間,能夠使反射鏡705的另一端部側、燈頭720的燈頭主體783等小型化。這時,雖然通過這些小型化,在搭載LED模塊740的燈頭720處有溫度上升的擔憂,但由于在LED模塊740與燈頭720之間沒有容納電路單元82,所以能夠抑制向電路單元82的熱的影響。進而,通過使LED模塊740接近燈頭720,從而能夠增大LED模塊740與反射鏡705 的頂部(圖9中的上端部。)的間隔,能夠充分確保容納電路単元82的空間。<第10實施方式>
在第10實施方式中說明從LED模塊輸出的光是藍色光的情況。再有,針對與在第廣9 實施方式中說明的結構相同的結構,使用與第1、實施方式相同的符號。1.結構
圖17是表示第10實施方式的LED燈801的構造的剖面圖。第10實施方式的LED燈801具備LED模塊840、反射鏡705、導光構件856、前面板 9、電路單元82、以及燈頭720。LED模塊840具備安裝基板721、LED823以及密封體809。在這里,雖然LED823出射藍色光,但在密封體809中不包含波長變換材料。也就是說,密封體809以透光性材料構成,從LED模塊840發出藍色光。在,LED模塊840向燈頭720的安裝等與第9實施方式相同。導光構件856與第9實施方式的導光構件756的基本結構相同,但在形成內部的中空部856a的內表面形成有反射膜813,此外,在導光構件856的露出于反射鏡705內的部分中,在除了頂端的半球狀部分(815)之外的圓周面817形成有反射膜819。在出射部815 的表面,形成有鋸齒狀的凹凸。此外,在導光構件856的出射部815的表面上形成有熒光體層822。熒光體層822 由將從LED模塊840發出的光(在這里是藍色光)變換成規定的光色(在這里是黃色光)的波長變換構件(在這里是熒光體粒子)構成。在導光構件856的腿部821的內周面(除了端面824),形成有將從LED模塊840發出的光向導光構件856的端面擬4側反射的反射膜826。導光構件856的端面8 成為光入射部。再有,在第10實施方式中,將從LED模塊840出射的藍色光變換成黃色光的熒光體層822形成在導光構件856的出射部815,但例如也可以形成在導光構件856的端面824, 也可以形成在前面板9的背面。進而,也可以在構成前表面的材料、例如樹脂材料、陶瓷材料內混入波長變換構件。2.效果
通過上述結構,藍色光從LED模塊840出射后向導光構件856入射,在從出射部815出射時,藍色光的一部分變換成黃色光,從導光構件856直接出射的藍色光和在熒光體層822波長變換了的黃色光進行混色,結果從LED燈801輸出白色光。此外,通過形成反射膜813、819,能抑制在導光構件856的內部朝向作為半球狀的頂端部的出射部815行進的光在途中向中空部856a、外部出射。進而,由于在出射部815的表面形成有鋸齒狀的凹凸,所以從導光構件856出射的光與實施方式9相比,擴散地輸出。〈第11實施方式〉
在第9和第10實施方式中,在反射鏡安裝有前面板9,但在從導光構件的出射部出射的光是所希望的光色的情況下,也可以是不設置前面板的開放型的燈。進而,導光構件的形狀不限定于在第9和第10實施方式中說明的導光構件的形狀,也可以是其他的形狀。以下,作為第11實施方式說明導光構件的形狀與第9和第10實施方式不同的、開放型的LED燈的方式。再有,針對與在第9和第10實施方式中說明的結構相同的結構,使用與第9和第10實施方式相同的符號。1.整體結構
圖18是表示第11實施方式的LED燈901的構造的剖面圖。第11實施方式的LED燈901具備LED模塊940、反射鏡905、導光構件956、電路單元982、以及燈頭920。LED模塊940具備安裝基板913、多個LED915以及密封體917。再有,LED915與第 9實施方式等同樣地,是藍色發光的LED,在密封體917中混入有黃色光用的熒光體粒子。反射鏡905在內側具有凹狀的反射面,整體形狀形成為接近于漏斗狀的形狀。反射鏡905與第9實施方式同樣地,除了主體部919之外,具有筒狀的突出部921。突出部921 具有貫通孔。貫通孔從主體部919側的端部起隨著向燈頭920側的端部移動而階段地(在這里是三階段)孔徑變大。再有,在這里,貫通孔的剖面形狀形成為圓狀,但也可以是多角形狀等的其他形狀。貫通孔中,在位于主體部919側的第1孔部923配置有導光構件956的支承部925 和LED模塊940的密封體917的部分,在與第1孔部923鄰接且比該第1孔部923的孔徑大的第2孔部927,配置有LED模塊940的安裝基板913。在位于燈頭920側且與第2孔部 927鄰接的第3孔部929,插入有燈頭920的大徑筒部931。第2孔部927的貫通孔的中心軸方向的長度與LED模塊940的安裝基板913的厚度對應,安裝基板913與第2孔部927嵌合,通過在燈頭920的大徑筒部931插入到第3 孔部929的狀態下將燈頭920安裝在反射鏡905,從而進行LED模塊940的定位和固定(安燈頭920包括燈頭主體947、外殼922和接觸片924。燈頭主體947具備內嵌于反射鏡905的突出部921的第1孔部929的大徑筒部931 ;設置有外殼922、接觸片擬4的小徑筒部953 ;以及大徑筒部931和小徑筒部953之間的傾斜部955。2.導光構件
導光構件956如上述那樣,具有一部分插入到反射鏡905的第1孔部923的支承部 925 ;從支承部925的一端(是與燈頭920相反側的端部)鼓出的鼓出部937,在膨出部937的中空部956a中收容有電路單元982的一部分。支承部925形成為剖面形狀與反射鏡905的第1孔部923的剖面形狀對應的圓形狀。也就是說形成為圓柱狀。支承部925是達到第1孔部923的貫通孔的中心軸方向的長度的中途程度的長度,LED模塊940的密封體917位于、收容在第1孔部923的貫通孔的中心軸方向的長度的殘余部分中。此外,支承部925的端面擬6成為光入射部。鼓出部937從相當于反射鏡905的主體部919的底的部分向相對于反射鏡905的光軸正交的方向延伸的方向(是開ロ側)大致球狀地鼓出,形成為大致球狀的鼓出部937 的中心在設計上與反射鏡905的焦點一致。在膨出部937進行漫射處理,在這里是漫射粒子混入在相當于導光構件956的鼓出部937的區域中,通過該漫射粒子,在鼓出部937內行進的光的朝向變化,光從鼓出部937 向不規則的方向出射。因此,在這里的鼓出部937成為光的出射部。由此,從導光構件956的鼓出部937朝向比焦點接近于燈頭920的區域出射的光朝向反射面。因此,在反射面如第4實施方式那樣是拋物曲面的情況下,從反射鏡905輸出的光成為平行光。另ー方面,在反射面是橢圓曲面的情況下被聚光。再有,鼓出部937在將柱部335插入反射鏡905的第1孔部923吋,鼓出部937與反射鏡905的主體部919抵接,限制柱部335的插入。在導光構件956設置的中空部956a形成為與球狀的鼓出部937的外觀形狀對應的半球狀,在位于一端側的平坦部分安裝電路單元982的電路基板984,構成電路單元982 的一部分的電子部件986等安裝在電路基板984。電子部件986等是具有比點亮時的LED模塊940的溫度及其周圍溫度低的耐熱溫度的部件,例如是電解電容器等。在第10實施方式中,在構成電路單元982的電子部件中,耐熱性低的電子部件986 容納在導光構件956的中空部956a中,耐熱性高的電子部件986b容納在燈頭920的大徑筒部931的內部944中。作為耐熱性高的電子部件986b,例如有扼流圈,在這里,安裝在LED 模塊940的安裝基板913的背面(是燈頭920側的主面)。3.效果
通過該結構,例如即使在作為調光點亮用的電路單元的電子部件數變多,或導光構件小型化,構成電路單元的全部電子部件等不能全部收容在中空部內的情況下,通過區分容納電子部件986、986b的空間,從而能夠應對。<第12實施方式>
在第纊第11實施方式中,沒有對電路単元82、982施加熱對策,但也可以對電路單元施加熱對策,作為第12實施方式在以下說明進行電路單元82、982的熱對策的方式。再有,在這里利用在第9實施方式中說明了的LED燈701進行說明,與在第9實施方式中說明的結構相同的結構使用相同的符號。1.結構
圖19是表示第12實施方式的LED燈1001的構造的剖面圖。第12實施方式的LED燈1001具備LED模塊1040 ;在內部容納有LED模塊1040 的反射鏡705 ;將從LED模塊1040出射的光導光到包含反射鏡705的焦點或焦點附近的區域的導光構件1056 ;設置在反射鏡705的開ロ側的前面板9 ;用于使LED發光的電路單元82 ;與電路單元82電連接的燈頭1020 ;以及將電路単元82的熱向燈頭1020傳遞的傳導構件 1070。LED模塊1040具備在中央部具有貫通孔1010的圓環狀的安裝基板1011 ;在安裝基板1011上安裝的多個LED1013 ;以及密封各LED1013的密封體1015。再有,多個LED1013 例如在安裝基板1011的圓周方向等間隔地安裝。在導光構件1056在具有使用于容納電路單元82的中空部1056a和入射面1061 (光入射部側)的外部連通的貫通孔1017的方面,與第9實施方式的導光構件756不同。貫通孔1017和安裝基板1011的貫通孔1010沿著光軸(也是LED燈1001、反射鏡705、導光構件1056和燈ロ 1020的中心軸)727而形成,在該空間中配置有傳導構件1070。燈頭1020與第9實施方式同樣地,具備燈頭主體1019、外殼1022和接觸片1024。 燈頭主體1019具有的大徑筒部1021、小徑部10 和傾斜部1025,在大徑筒部1021的與小徑部1023相反側的端面搭載有LED模塊1040。小徑部1023在大徑筒部1021側的端面的、光軸727通過的部分具有凹部1027,此外具有連接燈頭1020和電路單元82的布線1090、1091用的貫通孔1(^9、1031。傳導構件1070是導熱性高的材料,例如是金屬材料,通過棒體1033而構成。棒體 1033的一端在插入燈頭1020的小徑部1023的端部1027的狀態下通過粘接劑1037固接, 另一端在與電路單元82的電路基板84接觸的狀態下通過粘接劑1035而被固接。2.效果
通過上述的結構,在電路單元82中蓄積的熱從作為傳導構件1070的棒體1033向燈頭 1020傳導,能夠抑制電路單元82的溫度上升。<變形例>
以上,基于第1到第12實施方式說明了本發明的結構,但本發明并不限于上述實施方式等。例如,能夠舉出以下那樣的變形例。1.燈頭
在實施方式等中,利用了愛迪生型的燈頭,但也可以利用其他類型的例如插腳類型(具體來說是GY、GX等的G類型)。此外,在實施方式等中,燈頭的內部是中空的,但例如也可以填充傳導率比空氣高的絕緣性的材料。由此,來自發光時的LED模塊的熱經由燈頭、燈座向照明器具傳遞,能夠使燈整體的散熱特性提高。再有,作為上述材料,例如有硅酮樹脂等。2. LED 模塊 (1)安裝基板
安裝基板能夠利用樹脂基板、陶瓷基板、由樹脂板和金屬板構成的金屬基礎基板等現有的安裝基板。(2) LED
在實施方式中,針對藍色發光的LED和將藍色光變換為黃色光的變換構件進行了說明,但也可以使用其他發光色的LED。在該情況下,需要對LED燈使用變換成要求的所希望的光色的波長變換構件。此外,在實施方式等中,使用1種LED,從LED模塊(LED燈)輸出白色光,但例如也可以使用藍色發光、紅色發光、綠色發光的3種LED,對它們的發光色進行混色來作為白色光。也可以采用近紫外LED和將紅色熒光體、藍色熒光體、綠色熒光體混合而成的混色熒光體的組合。再有,也可以使用多個SMD (Surface Mount Device,表面安裝元件)來構成LED 模塊。進而,LED的個數不限于在實施方式等中使用的個數,能夠根據需要的亮度等適宜地變更。(3)密封體
在實施方式纊12中,密封體對安裝在安裝基板上的全部LED進行被覆,但例如也可以對1個LED以1個密封體進行被覆,也可以將多個LED分組,以1個密封體對規定數量的 LED進行被覆。此外,在實施方式纊12中,在透光性材料內混入熒光體粒子,但也可以例如在透光性材料的表面形成包含熒光體粒子的熒光體層,進而也可以在密封體(LED模塊)之外,在 LED的光的出射方向設置包含熒光體粒子的熒光板等的波長變換構件。(4) LED向安裝基板的配置
在實施方式等中,將LED配置為圓環狀,但配置的方式并不局限于此。例如,也可以配置成橢圓形的環狀、方形的環狀、或者多角形的環狀。3.關于波長變換
在實施方式纊12中,將對從LED出射的光的波長進行變換的熒光體粒子包含在密封體中,或將包含熒光體粒子的熒光體層形成在導光構件的出射部,但也可以例如在第8和第9 實施方式的前面板的背面形成熒光體層,此外,也可以在從LED模塊出射的光入射到導光構件的入射面形成熒光體層。進而,也可以在導光構件的入射面與LED模塊之間,配置包含波長變換材料的波長變換板等。4.導光構件 (1)整體結構
配合LED向安裝基板的配置,導光構件的形狀形成為橢圓筒狀、方形筒狀、多角形的筒狀。即,使配置成環狀的LED的出射光從筒狀的導光構件的一個端面入射,因此使導光構件的形狀(上述一個端面的形狀)與該LED的排列形狀符合。再有,導光構件能夠豎立設置在通過將、基座、燈頭等的表面。(2)導光構件的頂端部
在實施方式等中,使用頂端是半球狀或球狀的導光構件,但并不局限于此,也可以是切頂四面體、切頂六面體、切頂八面體、切頂十二面體、切頂二十面體、斜方立方八面體、斜方二十或十二面體、斜方切頂立方八面體、斜方切頂二十或十二面體、變形立方體和變形十二面體等的斜方立方八面體以外的半正多面體。此外,也可以是正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體和正二十面體等的正多面體。進而,多面體也可以是立方八面體、二十或十二面體、十二或十二面體、大二十或十二面體、小二重三角二十或十二面體、二重三角十二或十二面體、大二重三角二十或十二面體、四面半六面體、八面半八面體、立方半八面體和小二十面半十二面體等的準正多面體。此外,也可以是小星型十二面體、大十二面體、大星型十二面體和大二十面體等的星型正多面體。進而,導光構件的頂端部的形狀也可以是小立方立方八面體、大立方立方八面體、立方切頂立方八面體、均勻大斜方立方八面體、小斜方六面體、大切頂立方八面體、大斜方六面體、小二十或二十或十二面體、小變形二十或二十或十二面體、小十二或二十或十二面體、切頂大十二面體、斜方十二或十二面體、切頂大二十面體、小星型切頂十二面體、大星型切頂十二面體、大二重斜方二十或十二面體和大二重變形二重斜方十二面體等的均勻多面體。此外,也可以是阿基米德雙對、三角多面體、約翰遜立體、星形多面體、全對稱多面體、平行多面體、等面菱形多面體、復合多面體、復合體、穿孔多面體、達芬奇星、正四面體環和扭曲正多面體等。5.電路單元
在實施方式獷12中,電路單元的電路基板以其主面與燈軸正交的姿勢配置,但電路基板例如也可以以其主面與燈軸平行的姿勢來配置,也可以以相對于燈軸傾斜的姿勢來配置。此外,在實施方式纊12中,針對安裝在電路基板的電子部件的配置沒有特別說明,但在電路基板的中央部配置大型(體積、高度等)的電子部件,在其周圍配置小型的電子部件,由此能夠有效地利用導光構件內的空間,結果能夠使導光構件小型化。進而,將構成電路單元的多個電子部件分為相對地不耐熱的部件和耐熱的部件,構成兩個電路單元也可。而且,以不耐熱的電子部件構成的電路單元與上述實施方式同樣地收容在中空部中,以耐熱的電子部件構成的電路單元收容在燈頭內部。通過這樣,能夠謀求導光構件的小型化,進而燈整體的小型化。在實施方式等中,電路單元直接收容在中空部中,但也可以在收容在盒子(電路盒)的狀態下收容在中空部中。此外,在包含反射鏡的燈中,在電路單元中的多個電子部件內包含高背的電子部件的情況下,優選將該高背的電子部件安裝在環狀的電路基板的更中央部分(內周側)。在該情況下,能夠使電路單元配置在反射鏡的更基部側。越使電路單元接近反射鏡的基部側,越能夠減少從導光構件的出射部朝向反射鏡的反射面的光中的、被電路單元遮擋的光的量,因此能夠獲得進一步利用反射鏡的配光特性。6.傳導構件
傳導構件優選以導熱性良好的材料來構成。其形狀可以采用橢圓筒狀、方形筒狀、多角形的筒狀等。優選以電不會經由傳導構件流到電路單元和燈頭之間的方式,確保絕緣性。產業上的利用可能性
本發明能夠利用于使燈小型化或使亮度提高。附圖標記說明
10、102、130、160 LED 燈;20、166 燈頭;
44、46、48、50、52、54、106、114、120 LED ;
56、108、132、176 導光構件;
82、190電路單元;
96,170外圍器;
100燈罩。
權利要求
1.ー種燈,其特征在干,在包含燈頭的外圍器內具備 半導體發光元件;電路單元,用于使所述半導體發光元件發光;以及導光構件,在內部具有中空部,并且具有光入射部和與所述光入射部接連的光出射部, 所述光入射部在與所述半導體發光元件相向配置的狀態下,被保持在所述外圍器內, 并且所述電路単元的至少一部分收容在所述導光構件的中空部中。
2.根據權利要求1所述的燈,其特征在干, 所述外圍器還包含燈罩,所述導光構件是筒狀,在所述燈罩內以朝向所述燈頭的狀態設置有所述光入射部, 所述半導體發光元件設置有多個,該多個半導體發光元件在使光的出射部與所述光入射部相向的狀態下,在該光入射部的圓周方向排列。
3.根據權利要求2所述的燈,其特征在干,具有圓環狀的安裝基板,在圓周方向空開間隔安裝有所述多個半導體發光元件; 基座,搭載有所述安裝基板;以及導熱構件,連結該基座和所述燈頭。
4.根據權利要求3所述的燈,其特征在干, 所述基座形成為板狀,所述導熱構件形成為錐筒狀,在所述導熱構件的大徑側端部安裝有所述基座,在小徑側端部安裝有所述燈頭。
5.根據權利要求2所述的燈,其特征在干, 在所述導光構件的內周面形成有反射膜。
6.根據權利要求2所述的燈,其特征在干,在所述導光構件的外周面形成有波長變換層,該波長變換層將所述半導體發光元件發出的光變換成與其波長不同的光。
7.根據權利要求2所述的燈,其特征在干,在所述燈罩的內周面形成有波長變換層,該波長變換層將所述半導體發光元件發出的光變換成與其波長不同的光。
8.根據權利要求1所述的燈,其特征在干,所述外圍器還包含反射鏡,該反射鏡在ー個端部具有開ロ,并且在內表面具有反射面, 所述燈頭設置在所述反射鏡的另ー個端部, 所述導光構件的光出射部位于所述反射鏡的焦點或其附近。
9.根據權利要求8所述的燈,其特征在干,所述半導體發光元件設置有多個,在使出射方向朝向與所述燈頭相反側的狀態下圍繞所述反射鏡的中心軸配置成環狀, 所述導光構件是筒狀。
10.根據權利要求9所述的燈,其特征在干,所述導光構件形成為有底筒狀,所述光出射部形成為圓頂狀。
11.根據權利要求9或10所述的燈,其特征在干,所述導光構件的光出射部通過被進行漫射處理而使在內部行進的光向外部輸出。
12.根據權利要求9至11的任一項所述的燈,其特征在干, 在所述導光構件的內周面形成有反射膜。
13.根據權利要求9至12的任一項所述的燈,其特征在干,所述電路単元的一部分內置于所述導光構件中,剰余的部分配置在所述燈頭和所述半導體發光元件之間。
14.根據權利要求8所述的燈,其特征在干, 所述導光構件是柱狀,在內部設置有中空部。
15.根據權利要求14所述的燈,其特征在干, 所述導光構件的中心軸與所述反射鏡的光軸一致。
16.根據權利要求14或15所述的燈,其特征在干,所述中空部位干與所述導光構件的光入射部相比靠近光出射部的部位。
17.根據權利要求14至16的任一項所述的燈,其特征在干,所述導光構件的光出射部通過被進行漫射處理而使在內部行進的光向外部輸出。
18.根據權利要求14至17的任一項所述的燈,其特征在干, 在所述導光構件的內周面形成有反射膜。
全文摘要
本發明的燈具備包含燈頭的外圍器。而且,在所述外圍器內配置有半導體發光元件、用于使所述半導體發光元件發光的電路單元、以及導光構件。所述導光構件在內部具有中空部,在該中空部內收容有電路單元。進而,所述導光構件具有光入射部和與所述光入射部接連的光出射部。所述導光構件以其所述光入射部與所述半導體發光元件相向配置的方式,被保持在所述外圍器內。
文檔編號F21V8/00GK102575818SQ20118000352
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月27日 優先權日2010年9月29日
發明者三貴政弘, 上田泰久, 杉田和繁, 植本隆在, 永井秀男, 磯貝俊明 申請人:松下電器產業株式會社