特許第6180101号(P6180101)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 三菱電機株式会社の特許一覧 ▶ 三菱電機照明株式会社の特許一覧

<>
  • 特許6180101-発光装置 図000002
  • 特許6180101-発光装置 図000003
  • 特許6180101-発光装置 図000004
  • 特許6180101-発光装置 図000005
  • 特許6180101-発光装置 図000006
  • 特許6180101-発光装置 図000007
  • 特許6180101-発光装置 図000008
  • 特許6180101-発光装置 図000009
  • 特許6180101-発光装置 図000010
  • 特許6180101-発光装置 図000011
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6180101
(24)【登録日】2017年7月28日
(45)【発行日】2017年8月16日
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
   F21V 3/04 20060101AFI20170807BHJP
   H01L 33/00 20100101ALI20170807BHJP
   F21S 2/00 20160101ALI20170807BHJP
   F21V 29/70 20150101ALI20170807BHJP
   F21V 19/00 20060101ALI20170807BHJP
   F21V 9/08 20060101ALI20170807BHJP
   F21V 3/00 20150101ALI20170807BHJP
   F21V 23/00 20150101ALI20170807BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20170807BHJP
【FI】
   F21V3/04 500
   H01L33/00 L
   F21S2/00 230
   F21V29/70
   F21V19/00 170
   F21V19/00 150
   F21V3/04 130
   F21V9/08 100
   F21V9/08 200
   F21V3/00 510
   F21V23/00 160
   F21Y115:10 300
【請求項の数】6
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2012-259579(P2012-259579)
(22)【出願日】2012年11月28日
(65)【公開番号】特開2014-107136(P2014-107136A)
(43)【公開日】2014年6月9日
【審査請求日】2015年9月11日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】390014546
【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099461
【弁理士】
【氏名又は名称】溝井 章司
(72)【発明者】
【氏名】今井 康雄
【審査官】 當間 庸裕
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許出願公開第2012/0134132(US,A1)
【文献】 特開2011−249573(JP,A)
【文献】 特開2012−054084(JP,A)
【文献】 特開2012−015466(JP,A)
【文献】 特開2011−082095(JP,A)
【文献】 特開2010−129300(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21V 3/00− 3/04
F21S 2/00
F21V 5/00
F21V 9/08
F21V 19/00
F21V 23/00
F21V 29/70
H01L 33/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、カバー部とを有し、
上記カバー部は、
板状の正面部と、上記正面部の周囲を囲う側面部と、上記正面部の内側に設けられた複数の凸部とを有し、蛍光体を含まない透明材料によって形成され、上記光源を覆う透明カバーと、
上記正面部の内側における上記複数の凸部の周囲に、上記正面部の内側の面から一定の高さまで設けられ、蛍光体を含有した樹脂とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項2】
上記複数の凸部は、頂部が上記樹脂から露出している、又は、頂部が上記樹脂に埋没している
請求項1に記載の発光装置。
【請求項3】
上記複数の凸部は、頂部から上記正面部の方に向かうに従って徐々に、上記正面部の内側の面と平行な断面の断面積が大きくなる
請求項1又は2に記載の発光装置。
【請求項4】
上記複数の凸部は、上記光源が放射する光の相関色温度または色度座標に基づいて、大きさ及び数の少なくともいずれかが定められて設けられたものであることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項5】
上記発光装置は、複数の上記光源と、上記光源と同じ数の上記カバー部とを有し、
それぞれの上記光源は、
光を放射する発光部と、
上記発光部の周囲に位置し、上記発光部を発光させる電力を上記光源に供給する配線が接続された接続部とを有し、
複数の上記光源は、線状または面状に配置され、
それぞれの上記カバー部は、対応する上記光源の上記発光部及び上記接続部を覆い、対応する上記光源の隣に位置する他の上記光源を覆う他のカバー部に隣接して設けられている
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項6】
上記発光装置は、上記光源で発生した熱を放熱する放熱部材を有し、
上記透明カバーは、上記光源を上記放熱部材との間に挟んで、上記放熱部材に固定され、上記光源を上記放熱部材に押しつける
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
LEDなどの光源を、蛍光体含有樹脂などで覆うことにより、相関色温度を変化させた発光装置がある。蛍光体含有樹脂は、例えば、あらかじめシート状に成形されたものが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−53590号公報
【特許文献2】特開2008−235824号公報
【特許文献3】特開2011−249573号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
光源が放射する光の相関色温度にバラツキがある場合や、相関色温度が異なる光を放射する複数種類の発光装置を製造したい場合、蛍光体の量を変える必要がある。
あらかじめシート状に成形された蛍光体含有樹脂を用いる場合、蛍光体の含有量が異なる複数種類のシートを用意するか、シートを加工する必要がある。
あらかじめ成形されていない蛍光体含有樹脂を用いる場合は、樹脂の量を変えることにより、蛍光体の量を変えることができるが、樹脂の量を正確に制御することは難しい場合がある。
【0005】
この発明は、例えば、容易に、発光装置が放射する光の相関色温度を所望の相関色温度にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明にかかる発光装置は、光源と、カバー部とを有し、上記カバー部は、内側に複数の凸部を有し、透明材料によって形成され、上記光源を覆う透明カバーと、上記透明カバーの内側に、上記複数の凸部の周囲に設けられ、蛍光体を含有した樹脂とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
この発明にかかる発光装置によれば、容易に、発光装置が放射する光の相関色温度を所望の相関色温度にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】実施の形態1における照明装置10の外観を示す斜視図。
図2】実施の形態1における発光モジュール12の構造を示す正面図。
図3】実施の形態1における発光ユニット23の構造を示す三面図(正面図,側面図,平面図)。
図4】実施の形態1における光源31の構造を示す三面図(正面図,側面図,平面図)。
図5】実施の形態1におけるカバー部34の構造を示す四面図(正面図,側面図,平面図,底面図)。
図6】実施の形態1におけるカバー部34の構造を示す断面図。
図7】実施の形態1におけるカバー部34の構造を示す断面図。
図8】実施の形態1における発光ユニット23が放射する光の相関色温度を説明するための図。
図9】実施の形態1におけるカバー部34の製造工程を示す図。
図10】実施の形態1におけるカバー部34の製造過程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態1.
実施の形態1について、図1図10を用いて説明する。
【0010】
図1は、この実施の形態における照明装置10の外観を示す斜視図である。
【0011】
照明装置10は、例えば、筐体11と、発光モジュール12と、点灯装置(不図示)とを有する。
筐体11は、例えば、ほぼ直方体の箱状であり、開口を有する。
発光モジュール12は、筐体11に内蔵されている。発光モジュール12は、発光ユニット(図2参照)を有する。発光ユニットは、点灯装置から供給される電力により発光する。発光ユニットが発した光は、筐体11の開口から外部に放射される。
【0012】
図2は、この実施の形態における発光モジュール12の構造を示す正面図である。
【0013】
発光モジュール12(発光装置)は、例えば、放熱部材21と、複数の電線22a〜22j(以下、単に「電線22」と呼ぶ場合がある。他も同様。)複数の発光ユニット23a〜23iと、複数の固定部材24とを有する。
発光ユニット23a〜23iは、例えば、線状に、ほぼ隙間なく隣接して配置されている。なお、発光ユニット23a〜23iは、面状に並んで配置されている構成であってもよい。
電線22a(配線)は、一方の端が発光ユニット23aに電気接続されている。電線22aのもう一方の端は、点灯装置に電気接続される。電線22bは、発光ユニット23aと発光ユニット23bとの間に電気接続されている。電線22cは、発光ユニット23bと発光ユニット23cとの間に電気接続されている。電線22dは、発光ユニット23cと発光ユニット23dとの間に電気接続されている。電線22eは、発光ユニット23dと発光ユニット23eとの間に電気接続されている。電線22fは、発光ユニット23eと発光ユニット23fとの間に電気接続されている。電線22gは、発光ユニット23fと発光ユニット23gとの間に電気接続されている。電線22hは、発光ユニット23gと発光ユニット23hとの間に電気接続されている。電線22iは、発光ユニット23hと発光ユニット23iとの間に電気接続されている。電線22jは、一方の端が発光ユニット23iに電気接続されている。電線22jのもう一方の端は、点灯装置に電気接続される。これにより、発光ユニット23a〜23iは、直列に電気接続されている。
固定部材24は、例えば、ネジである。固定部材24は、発光ユニット23を放熱部材に密着させて固定する。
放熱部材21は、発光ユニット23で発生した熱を放熱する。放熱部材21は、例えばヒートシンクである。なお、放熱部材21は、照明装置10の筐体11そのものであってもよい。
【0014】
図3は、この実施の形態における発光ユニット23の構造を示す三面図(正面図,側面図,平面図)である。
【0015】
発光ユニット23(発光装置)は、例えば、光源31と、カバー部34とを有する。
光源31は、点灯装置から供給される電力により発光する。
カバー部34(ホルダー)は、光源31を覆っている。
【0016】
図4は、この実施の形態における光源31の構造を示す三面図(正面図,側面図,平面図)である。
【0017】
光源31は、例えば、複数のLEDチップを基板311に直接実装したCOB(Chip on Board)パッケージのLED光源である。光源31は、例えば、基板311と、発光部312と、2つのプリント配線313a,313bと、2つの接続部314a,314bと、枠315とを有する。
基板311は、例えばプリント配線板であり、熱伝導性の高い材料で形成されている。
枠315は、基板311の表面に発光部312を囲む形状に設けられている。枠315は、例えばシリコンで形成されている。
発光部312は、光を放射する。発光部312は、複数のLED素子(不図示)と、蛍光体層(不図示)とを有する。複数のLED素子は、基板311の上にボンディングされている。複数のLED素子は、直列あるいは並列に電気接続されている。複数のLED素子の間は、例えば金ワイヤーやフリップチップ実装などによって接続されている。複数のLED素子は、例えば、青色光を放射する。蛍光体層は、例えば黄色蛍光体を含有した樹脂を枠315の内側に充填して硬化させて形成される。蛍光体層は、複数のLED素子を覆っている。蛍光体層に含有される蛍光体は、複数のLED素子が放射した光によって励起され、蛍光を発する。発光部312は、複数のLED素子が放射した光と、蛍光体が発した蛍光とが混合した疑似白色光を放射する。
接続部314は、電線22が接続される部分である。接続部314は、例えば、電線22をはんだ付けするパッドである。あるいは、接続部314は、電線22を接続するコネクタであってもよい。接続部314は、接続された電線22を介して、点灯装置から供給される電力を入力する。接続部314は、枠315の外側に設けられている。
プリント配線313aは、接続部314aと、発光部312のLED素子とを電気接続している。プリント配線313bは、接続部314bと、発光部312のLED素子とを電気接続している。
【0018】
図5は、この実施の形態におけるカバー部34の構造を示す四面図(正面図,側面図,平面図,底面図)である。
図6は、この実施の形態におけるカバー部34の構造を示す断面図である。
この図は、図5に示したA−A断面を示している。
図7は、この実施の形態におけるカバー部34の構造を示す断面図である。
この図は、図5に示したB−B断面を示している。
【0019】
カバー部34(カバー材)は、例えば、透明カバー45と、蛍光体樹脂41とを有する。
【0020】
透明カバー45は、例えばアクリル、ポリカーボネート、シリコーン、ガラスなどの透明な材料で形成されている。透明カバー45は、光源31を覆う。透明カバー45は、例えば、正面部51と、4つの側面部52a〜52dと、4つの鍔部53a〜53dと、4つの爪部55a〜55dと、複数の凸部56とを有する。
正面部51は、ほぼ長方形の板状である。カバー部34は、正面部51が光源31の基板311とほぼ平行になるよう配置される。
側面部52aは、ほぼ長方形の板状である。側面部52aは、一辺が正面部51の一辺に繋がっている。側面部52aは、正面部51に対してほぼ垂直である。側面部52aは、電線挿通部521aを有する。電線挿通部521aは、電線22を通すための切り欠きである。
側面部52bは、ほぼ長方形の板状である。側面部52bは、一辺が正面部51の一辺に繋がっている。側面部52bは、側面部52aに対向している。側面部52bは、正面部51に対してほぼ垂直であり、側面部52aに対してほぼ平行である。側面部52bは、電線挿通部521bを有する。電線挿通部521bは、電線22を通すための切り欠きである。
側面部52cは、ほぼ長方形の板状である。側面部52cは、一辺が正面部51の一辺に繋がり、他の一辺が側面部52aの一辺に繋がり、更に他の一辺が側面部52bの一辺に繋がっている。側面部52cは、正面部51及び側面部52a,52bに対してほぼ垂直である。
側面部52dは、ほぼ長方形の板状である。側面部52dは、一辺が正面部51の一辺に繋がり、他の一辺が側面部52aの一辺に繋がり、更に他の一辺が側面部52bの一辺に繋がっている。側面部52dは、側面部52cに対向している。側面部52dは、正面部51及び側面部52a,52bに対してほぼ垂直であり、側面部52cに対してほぼ平行である。
【0021】
鍔部53aは、ほぼ長方形の板状である。鍔部53aは、一辺が側面部52aの一辺に繋がっている。鍔部53aは、側面部52aに対してほぼ垂直であり、正面部51に対してほぼ平行である。鍔部53aは、固定係合部531aを有する。固定係合部531aは、固定部材24と係合する切り欠きである。
鍔部53cは、ほぼ長方形の板状である。鍔部53cは、一辺が側面部52aの一辺に繋がっている。鍔部53cは、鍔部53aとほぼ同一平面をなす。鍔部53aと鍔部53cとの間は、電線挿通部521aによって分離されている。
鍔部53bは、ほぼ長方形の板状である。鍔部53bは、一辺が側面部52bの一辺に繋がっている。鍔部53bは、鍔部53a及び鍔部53cとほぼ同一平面をなす。鍔部53bは、固定係合部531bを有する。固定係合部531bは、固定部材24と係合する切り欠きである。
鍔部53dは、ほぼ長方形の板状である。鍔部53dは、一辺が側面部52bの一辺に繋がっている。鍔部53dは、鍔部53a及び鍔部53b及び鍔部53cとほぼ同一平面をなす。鍔部53bと鍔部53dとの間は、電線挿通部521bによって分離されている。
【0022】
爪部55は、光源31の基板311に当接し、光源31を放熱部材21に押しつけるための突起である。爪部55は、例えば、ほぼ三角柱状である。爪部55aは、側面部52aの内側に設けられている。爪部55bは、側面部52bの内側に設けられている。爪部55cは、側面部52cの内側に設けられている。爪部55dは、側面部52dの内側に設けられている。
【0023】
凸部56は、正面部51の内側に設けられた突起である。複数の凸部56は、正面部51のほぼ全面にわたって、規則的にあるいは不規則に、面状に分布して配置されている。凸部56の形状は、例えば、半球状である。なお、凸部56の形状は、半球状に限らず、例えば円錐台状など他の形状であってもよい。
【0024】
蛍光体樹脂41(樹脂)は、透明カバー45の内側に、例えば赤色あるいは黄色蛍光体を含有した樹脂で形成されている。蛍光体樹脂41は、複数の凸部56の周囲を囲むように設けられている。なお、凸部56は、この例のように、蛍光体樹脂41から頂部が島状に露出している構成であってもよいし、蛍光体樹脂41のなかに埋没している構成であってもよい。
【0025】
図8は、この実施の形態における発光ユニット23が放射する光の相関色温度を説明するための図である。
【0026】
蛍光体樹脂41に含有される蛍光体は、光源31が放射する混合光のうち、LED素子が放射する青色光によって励起され、蛍光を発する。これにより、発光ユニット23は、光源31が放射する混合光よりも、相関色温度が低い光を放射する。
【0027】
光61のように、蛍光体樹脂41を通らず、凸部56を通って外部に放射される光は、光源31が放射したままの相関色温度を有する。
光62のように、凸部56を通らず、蛍光体樹脂41を通って外部に放射される光は、光源31が放射した光よりも低い相関色温度を有する。
光63のように、蛍光体樹脂41及び凸部56を通って外部に放射される光は、光源31が放射した光よりも低い相関色温度を有する。ただし、光62と比べると、通過する蛍光体樹脂41の層が薄い分、高い相関色温度を有する。
【0028】
発光ユニット23が放射する光は、これらの光の混合光である。
【0029】
凸部56の数が多ければ多いほど、また、凸部56の大きさが大きければ大きいほど、光61のように、蛍光体樹脂41を通らず、凸部56を通って外部に放射される光の割合が増える。このため、発光ユニット23が放射する光の相関色温度は、比較的高くなる。
逆に、凸部56の数が少なければ少ないほど、また、凸部56の大きさが小さければ小さいほど、光62のように、凸部56を通らず、蛍光体樹脂41を通って外部に放射される光の割合が増える。このため、発光ユニット23が放射する光の相関色温度は、比較的低くなる。
【0030】
例えば、発光ユニット23が放射する光として、日本工業規格「蛍光ランプの光源色及び演色性による区分」(JIS Z9112:2004)で定義されている「電球色」「温白色」「白色」「昼白色」あるいは「昼光色」の光を得たい場合、光源31には、得たい光よりも相関色温度が高い光を放射するものを用いる。これにより、所望の光源色を有する発光ユニット23を製造することができる。
【0031】
また、例えば、「昼光色」の光源31に対して、凸部56の数が多く、あるいは、凸部56の大きさが大きいカバー部34を被せれば、「昼白色」や「白色」の発光ユニット23を得ることができ、凸部56の数が少なく、あるいは、凸部56の大きさが小さいカバー部34を被せれば、「温白色」や「電球色」の発光ユニット23を得ることができる。
【0032】
また、光源31が放射する光の相関色温度には、ある程度のバラツキがある。
そこで、光源31の相関色温度が比較的高い場合は、凸部56の数を多くし、あるいは、凸部56の大きさを大きくする。逆に、光源31の相関色温度が比較的低い場合は、凸部56の数を少なくし、あるいは、凸部56の大きさを小さくする。
これにより、発光ユニット23が放射する光の相関色温度をほぼ均一にすることができる。
【0033】
図9は、この実施の形態におけるカバー部34の製造工程を示す図である。
【0034】
カバー部製造工程70は、例えば、測色工程71と、凸部算出工程72と、凸部形成工程73と、樹脂形成工程74とを有する。
測色工程71において、カバー部34が取り付けられるべき光源31を点灯させて、相関色温度あるいは色度座標を測定する。
凸部算出工程72において、測色工程71で測定した結果に基づいて、カバー部34に設けるべき凸部56の数や大きさを算出する。
凸部形成工程73において、凸部算出工程72で算出した結果に基づいて、透明カバー45の正面部51の内側に、凸部56を形成する。
樹脂形成工程74において、凸部形成工程73で凸部56を形成した透明カバー45の内側に、蛍光体樹脂41を形成する。
【0035】
図10は、この実施の形態におけるカバー部34の製造過程を示す図である。
【0036】
透明カバー45’は、透明カバー45を製造するための部品である。透明カバー45’は、凸部56を有さず、正面部51の内側が平らである点が透明カバー45と異なる。
【0037】
凸部形成工程73において、透明カバー45’の正面部51の内側に、透明シリコンなどの透明材料により凸部56を形成して硬化させ、透明カバー45を製造する。
【0038】
樹脂形成工程74において、透明カバー45の内側に、所定量の蛍光体を含有する所定量の蛍光体樹脂41を流し込んで硬化させ、カバー部34を製造する。
【0039】
以上のように、透明カバー45の内側に凸部56を設け、その周囲に蛍光体樹脂41を設けることにより、発光ユニット23が放射する光の相関色温度を、光源31が放射した光の相関色温度より低くする。これにより、様々な相関色温度の光を放射する発光ユニット23を、容易に製造することができる。
【0040】
また、光源31が放射する光の相関色温度や色度座標を測定し、測定した結果に基づいて、凸部56の数や大きさを調整することにより、光源31が放射する光の相関色温度のバラツキを吸収し、発光ユニット23が放射する光の相関色温度を、ほぼ均一にすることができる。
【0041】
発光ユニット23が放射する光の相関色温度を調整するために、蛍光体樹脂41の量や、蛍光体樹脂41に含有される蛍光体の量を調整するのではなく、凸部56の数や大きさを調整するので、相関色温度の調整が比較的容易であり、発光ユニット23の製造コストを抑えることができる。
【0042】
また、光源31としてCOBパッケージを用いる場合、発光部312の周囲に、接続部314などが設けられるので、発光部312は、基板311と比べて、小さい。このため、複数の光源31を並べて配置すると、発光部312の間に隙間ができる。しかし、光源31をカバー部34が覆うことにより、透明カバー45の正面部51全体が発光面となる。カバー部34は、基板311全体、あるいは、少なくとも発光部312及び接続部314を覆い、ほぼ隙間なく隣接して配置されているので、発光面が隙間なく繋がって見える。
【0043】
また、透明カバー45が放熱部材21との間に光源31を挟んで放熱部材21に固定され、光源31を放熱部材21に押しつけるので、光源31を放熱部材21に密着させることができ、光源31で発生した熱を効率よく放熱することができる。
【0044】
なお、凸部56の材料は、透明カバー45’の材料と異なっていてもよいが、透明カバー45’と同じ材料を使うことにより、凸部56と正面部51との境目における光の減衰を抑えることができ、望ましい。
【0045】
以上、説明した構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、本質的でない部分の構成を、他の構成で置き換えた構成であってもよい。
【符号の説明】
【0046】
10 照明装置、11 筐体、12 発光モジュール、21 放熱部材、22 電線、23 発光ユニット、24 固定部材、31 光源、311 基板、312 発光部、313 プリント配線、314 接続部、315 枠、34 カバー部、41 蛍光体樹脂、45 透明カバー、51 正面部、52 側面部、521 電線挿通部、53 鍔部、531 固定係合部、55 爪部、56 凸部、61〜63 光、70 カバー部製造工程、71 測色工程、72 凸部算出工程、73 凸部形成工程、74 樹脂形成工程。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10