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発明の名称 LED照明灯具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−220465(P2007−220465A)
公開日 平成19年8月30日(2007.8.30)
出願番号 特願2006−39336(P2006−39336)
出願日 平成18年2月16日(2006.2.16)
代理人 【識別番号】100062225
【弁理士】
【氏名又は名称】秋元 輝雄
発明者 川口 嘉史 / 小日向 勝美 / 正田 斉 / 横山 浩樹
要約 課題
本発明は、照明とインテリアの両方の機能を兼ね備えたLED照明灯具を実現することにある。

解決手段
ヒートシンク3上に、複数個のLEDチップ1が実装された配線基板2と、透明または半透明の樹脂材料で形成され、一方の端部が閉口部7となる略円筒形状のレンズホルダ5とがヒートシンク3上に取り付けられており、前記レンズホルダ5の閉口部7には下方に位置するLEDチップ1の光軸Xを中心軸とし、配線基板2の上方に向けて外側に傾斜した内周面8を有する複数のレンズ嵌合孔9が設けられている。そして、夫々のレンズ嵌合孔9には下側にLEDチップ1を覆うように凹部11が形成された集光レンズ10が嵌合され、透明または半透明の樹脂材料で形成され、レンズホルダ5に固定された化粧板14によって係止されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
所定の間隔で複数のLEDチップが実装された基板と、
透明または半透明の樹脂部材で形成され、前記基板のLEDチップ実装側の基板面上または基板上方に位置する部分に前記夫々のLEDチップの光軸を略中心軸とするレンズ嵌合孔が設けられているレンズホルダと、
透明または半透明の樹脂部材で形成され、前記レンズホルダの少なくとも一部を覆うように配設されていると共に、前記夫々のLEDチップの光軸を略中心軸とする窓孔部が設けられている化粧板と、
前記夫々のレンズ嵌合孔に嵌合されたレンズと、を備えていることを特徴とするLED照明灯具。
【請求項2】
前記レンズ嵌合孔は、前記基板の上方に向けて延びる略円柱形状または、前記基板の上方に向けて外側に傾斜した内周面を有する略円錐台形状であることを特徴とする請求項1に記載のLED照明灯具。
【請求項3】
前記レンズは、前記基板の上方に向けて外側に傾斜した外周面を有する略円錐台形状であり、前記LEDチップと対向する面側に凹部を有することを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載のLED照明灯具。
【請求項4】
前記レンズは、外周面の一部にシボ加工、サンドブラスト加工、プリズムカット加工等のいずれかによる光散乱面が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のLED照明灯具。
【請求項5】
前記化粧板は、着色樹脂で形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のLED照明灯具。
【請求項6】
前記化粧板は、前記レンズホルダにフックを介して着脱自在に嵌合されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のLED照明灯具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明はLED照明灯具に関するものであり、詳しくは、照明とインテリアの両方の機能を兼ね備えたLED照明灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、LEDを光源とする照明灯具には図8に示すようなものが提案されている。それは、LEDチップ50が載設され、且つ該LEDチップ50の上方に波長変換部材51が配置されたLEDパッケージ52が配線基板53上に実装されている。
【0003】
更に、屈曲部54、ガイド部55、湾曲部56および爪57からなるレンズ保持具58が、ガイド部55をLEDパッケージ52の外郭に嵌合した状態で配線基板53上に接着・固定されている。レンズ保持具58はアルミ、銅等の金属、又はアクリル、ポリカーボネート等の樹脂で構成されている。
【0004】
そして、配線基板53の上方に向かって外側に開いた湾曲部56の内部にはLEDと光軸Aを略一致させると共に、波長変換部材51が配置された位置を略焦点とするハイブリッドレンズ(複合非球面レンズ)59が保持され、突起状の爪57によって固定されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
そこで、LED照明灯具をこのような構成にすることによって、配線基板53をレンズ保持具58の湾曲部56の最大径よりも小さくできると共に、配線基板53に実装する電子部品60をレンズ保持具58の湾曲部56の下方に位置させることができるため、灯具の小型化が実現できるというものである。
【0006】
また、保持したハイブリッドレンズ59の側面と対向するレンズ保持具58の湾曲部56の内面を鏡面とすることによって、LED光源から発せられてハイブリッドレンズ59の側面に至った光のうち、該側面で全反射されずに透過した漏光をレンズ保持具58の湾曲部56の鏡面で正反射させてハイブリッドレンズ59内に再入射させて照明光として利用できるため、LED光源から発せられた光の照明に対する利用効率を向上させることができるというものである。
【特許文献1】特開2005−158963号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、近年、LED照明灯具は照明としての機能と共にインテリアとしての機能も兼ね備えることが求められてきている。灯具にインテリアとしての装飾性を持たせるためには、照明に寄与しない光の見え方を考慮した配光のデザインが重要なポイントとなるが、その点、上記従来のLED照明灯具は、照明に対する光の利用効率の向上のみを追求しているために照明設計にインテリアとしての要素が欠けている。
【0008】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、照明とインテリアの両方の機能を兼ね備えたLED照明灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、所定の間隔で複数のLEDチップが実装された基板と、
透明または半透明の樹脂部材で形成され、前記基板のLEDチップ実装側の基板面上または基板上方に位置する部分に前記夫々のLEDチップの光軸を略中心軸とするレンズ嵌合孔が設けられているレンズホルダと、
透明または半透明の樹脂部材で形成され、前記レンズホルダの少なくとも一部を覆うように配設されていると共に、前記夫々のLEDチップの光軸を略中心軸とする窓孔部が設けられている化粧板と、
前記夫々のレンズ嵌合孔に嵌合されたレンズと、を備えていることを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の請求項2に記載された発明は、請求項1において、前記レンズ嵌合孔は、前記基板の上方に向けて延びる略円柱形状または、前記基板の上方に向けて外側に傾斜した内周面を有する略円錐台形状であることを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項1または2のいずれか1項において、前記レンズは、前記基板の上方に向けて外側に傾斜した外周面を有する略円錐台形状であり、前記LEDチップと対向する面側に凹部を有することを特徴とするものである。
【0012】
また、本発明の請求項4に記載された発明は、請求項1〜3のいずれか1項において、前記レンズは、外周面の一部にシボ加工、サンドブラスト加工、プリズムカット加工等のいずれかによる光散乱面が形成されていることを特徴とするものである。
【0013】
また、本発明の請求項5に記載された発明は、請求項1〜4のいずれか1項において、前記化粧板は、着色樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
【0014】
また、本発明の請求項6に記載された発明は、請求項1〜5のいずれか1項において、前記化粧板は、前記レンズホルダにフックを介して着脱自在に嵌合されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0015】
本発明のLED照明灯具は、
LEDチップ実装基板と、
透明または半透明の樹脂部材で形成され、前記基板のLEDチップ実装側の基板面上または基板上方に位置する部分のLEDチップに対応する位置にレンズ嵌合孔が設けられたレンズホルダと、
透明または半透明の樹脂部材で形成され、前記レンズホルダの少なくとも一部を覆うように配設されていると共に、前記LEDチップに対応する位置に窓孔部が設けられた化粧板と、
前記レンズ嵌合孔に嵌合されたレンズと、を備えている。
【0016】
そのため、LED光源から発せられた光のうち、レンズの光出射面から外部に出射する光以外の光(照明に寄与しない漏光)は、透明または半透明のレンズホルダ内および化粧板内を導光されて外部に出射されることになる。
【0017】
そこで、LED照明灯具の点灯時の見え方は、レンズの光出射面のみならず灯具全体が光って見えることになり、照明機能と共にインテリア的な雰囲気を醸し出すものとなる。
という優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
照明とインテリアの両方の機能を兼ね備えたLED照明灯具を実現する目的を、LED光源を透明または半透明の樹脂材料からなるレンズホルダおよび化粧板で囲むことにより可能にした。
【実施例1】
【0019】
図1は本発明のLED照明灯具に係わる実施例1の平面図、図2は図1のA−A断面図である。
【0020】
複数個のLEDチップ1が、絶縁基材の一方の面又は両面に配線パターンが形成された配線基板2に所定の間隔を保って実装されている。ここで使用されるLEDチップ1は、下側にダイボンディング用電極、上側にワイヤボンディング用電極を設けたベアチップ、又は下側に金属バンプを形成したフリップチップのどちらでもよい。
【0021】
配線基板2は熱の良導体であるアルミニウム、銅等の金属ブロックからなるヒートシンク3にネジ4を介して取り付けられている。
【0022】
ヒートシンク3の上記配線基板2が取り付けられた面にはさらに、一方が開口部6、他方が閉口部7である略円筒形状のレンズホルダ5が取り付けられている。レンズホルダ5は透明または半透明の樹脂材料で形成されており、閉口部7には下方に位置する夫々のLEDチップ1の光軸Xを略中心軸とし、配線基板2の上方に向けて外側に傾斜した内周面8を有する複数のレンズ嵌合孔9が設けられ、開口端部の端面18がヒートシンク3にネジ4を介して固定されている。
【0023】
レンズホルダ5に設けられた夫々のレンズ嵌合孔9には、集光レンズ10が嵌合されている。集光レンズ10は下側にLEDチップ1を覆うように凹部11が形成され、外周面12は下方に位置するLEDチップ1の光軸Xを略中心軸とし、凹部11開口縁部から配線基板2の上方に向けて外側に傾斜しており、レンズホルダ5のレンズ嵌合孔9の内周面8と略同一の形状・寸法を有している。集光レンズ10の上側外周面12には半径方向外側に延びたフランジ部13が形成されている。
【0024】
更に、レンズホルダ5に該レンズホルダ5と同様に透明または半透明の樹脂材料で形成された化粧板14が嵌合され、ネジを介して固定されている。このとき、集光レンズ10はフランジ部13の上面が化粧板14によって係止されている。
【0025】
また、化粧板14には下方に位置する夫々のLEDチップ1の光軸Xを略中心軸とする複数の窓孔部27が設けられている。
【0026】
このような構成のLED照明灯具は、LED光源から発せられた光の大部分は上方に位置する集光レンズ10の凹部11の内底面15および内周面16から集光レンズ10内に入射する。但し、LED光源から発せられた光の約4%は凹部11の内底面15および内周面16の表面反射によってLED側に戻り、照明に寄与しない光となる。
【0027】
光源から発せられて集光レンズ10内に入射した光は、該集光レンズ10内を導光されて直接集光レンズ10の光出射面17に至るものと、集光レンズ10内を導光中に集光レンズ10の外周面12で全反射されて間接的に集光レンズ10の光出射面12に至るものがある。
【0028】
このような光路を経て集光レンズ10の光出射面17に至った光の大部分は、光出射面17から外部に出射される。但し、光出射面17に至った光の約4%は光出射面17の表面反射によって集光レンズ10内に戻り、集光レンズ10内で全反射を何度か繰り返して光出射面17以外の面から外部に出射され、照明に寄与しない光となる。
【0029】
このように、LED光源から発せられた光のうち、集光レンズ10の光出射面17から外部に出射する光以外の光(照明に寄与しない漏光)は、透明または半透明のレンズホルダ5内および化粧板14内を導光されて外部に出射されることになる。
【0030】
そこで、上記LED照明灯具の点灯時の見え方は、集光レンズ10の光出射面17のみならず灯具全体が光って見えることになり、照明機能と共にインテリア的な雰囲気を醸し出すものとなる。
【実施例2】
【0031】
図3は本発明のLED照明灯具に係わる実施例2の断面図である。
【0032】
実施例2において、LEDチップ1を実装した配線基板2がレンズホルダ5の開口端部の端面18まで延びており、配線基板2とレンズホルダ5がネジ4を介してヒートシンク3に共締めされている点、およびレンズホルダ5の閉口部7の上側外周面には半径方向外側に延びた係合部19が形成され、化粧板14の外縁部には下方に延びる断面略コ字状のフック部20が形成されており、レンズホルダ5の係合部19に化粧板14のフック部20を係合することによってレンズホルダ5と化粧板14とを一体化している点、以外は構成および光学系に関して上記実施例1と同様である。よって、ここでは説明を省略する。
【0033】
但し、この場合、化粧板14はレンズホルダ5にフック部20を介して着脱自在に嵌合されており、化粧板14の交換が容易に行なえるようになっている。
【実施例3】
【0034】
図4は本発明のLED照明灯具に係わる実施例3の断面図である。
【0035】
複数個のLEDチップ1が、絶縁基材の一方の面又は両面に配線パターンが形成された配線基板2に所定の間隔を保って実装されている。ここで使用されるLEDチップ1は、下側にダイボンディング用電極、上側にワイヤボンディング用電極を設けたベアチップ、又は下側に金属バンプを形成したフリップチップのどちらでもよい。
【0036】
配線基板2は熱の良導体であるアルミニウム、銅等の金属ブロックからなるヒートシンク3にネジ4を介して取り付けられている。
【0037】
ヒートシンク3の上記配線基板2が取り付けられた面にはさらに、両端部を開口とする略円筒状の複数のレンズホルダ21が取り付けられている。レンズホルダ21は透明または半透明の樹脂材料で形成され、夫々のLEDチップ1の光軸Xを略中心軸とする略円柱状のレンズ嵌合孔28が設けられており、夫々のレンズ嵌合孔28はLEDチップ1を包囲していると共に、上側端部の内側円周方向にフランジ部嵌合溝22が設けられている。
【0038】
レンズホルダ21の夫々のレンズ嵌合孔28内には、集光レンズ10がフランジ部嵌合溝22に該集光レンズ10の上側外周面12に形成された半径方向外側に延びるフランジ部13が嵌合された状態で支持されている。集光レンズ10はまた、下側にLEDチップ1を覆うように凹部11が形成され、外周面12は下方に位置するLEDチップ1の光軸Xを略中心軸とし、凹部11開口縁部から配線基板2の上方に向けて外側に傾斜している。
【0039】
更に、配線基板2と透明または半透明の樹脂材料で形成された化粧板14がネジ4を介してヒートシンク3に共締めされており、レンズホルダ21が化粧板14によって係止されている。
【0040】
また、化粧板14には下方に位置する夫々のLEDチップ1の光軸Xを略中心軸とする複数の窓孔部27が設けられている。
【0041】
このような構成のLED照明灯具においても、集光レンズ10の光出射面17から外部に出射される照明光と、光出射面17以外の部分から外部に出射される漏光とが存在することになり、LED照明灯具の点灯時の見え方は、上記実施例1および実施例2と同様に、集光レンズ10の光出射面17のみならず灯具全体が光って見えることになり、照明機能と共にインテリア的な雰囲気を醸し出すものとなる。
【0042】
なお、実施例1〜実施例3を構成する集光レンズ10を、図5に示すように集光レンズ10の外周面12の下側(LEDチップ側)にシボ加工、サンドブラスト加工等の粗面処理を施したもの、またはプリズムカット面を形成したものとした。その結果、このような光散乱面を設けることにより、照射光の光量低下はあるものの意図的に漏光を多くしてLED照明灯具をよりインテリア性の高いものにすることができる。
【0043】
また、同様に実施例1〜実施例3を構成する化粧板を、赤、青、緑等の着色樹脂で形成することにより、白色光を発するLEDを光源とした場合に、漏光をぼんやりとした様々な色調に見せることができる。
【0044】
図6および図7は、本発明のLED照明灯具を建物の天井に取り付けてダウンライトとして使用した状態を示すものである。
【0045】
図6で示す取り付け方法は、両端部が開口された略円筒形状の一方の開口端部から半径方向外側に延びた鍔部23と、前記鍔部23と所定の間隔を隔てた位置に半径方向外側に延びた複数の押えバネ24を有するベーゼル25の、該ベーゼル25内にLED照明灯具26を挿入し、ネジ4を介して固定する。
【0046】
そして、天板をベーゼル25の鍔部23と押えバネ24とで挟み込むことによってLED照明灯具を天井に取り付けることができる。
【0047】
このとき、ベーゼル25に対してLED照明灯具26の位置を調整する場合は、ベーゼル25にLED照明灯具26をネジ止めするときのベーゼル25のネジ孔は長孔になっており、緩めたネジを長孔内をスライドさせ、LED照明灯具26が所望する位置になったところでネジ締めすることによってLED照明灯具26の位置決めおよび固定がなされる。
【0048】
図7は、本発明のLED照明灯具を建物の天井に取り付けてダウンライトとして使用した他の状態を示すものである。
【0049】
この取り付け方法は、図6で示した取り付け方法で使用されていたベーゼルの替わりに、レンズホルダ5に鍔部23を設けたものであり、天板をレンズホルダ5の鍔部23と押えバネ24とで挟み込むことによってLED照明灯具26を天井に取り付けるようにしたものである。この場合、LED照明灯具26の位置は調整することができないが、ベーゼルが不要な分、部品点数が削減できて取り付けコストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明のLED照明灯具に係わる実施例1の平面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】本発明のLED照明灯具に係わる実施例2の断面図である。
【図4】本発明のLED照明灯具に係わる実施例3の平面図である。
【図5】本発明のLED照明灯具の実施例を構成する集光レンズの断面図である。
【図6】本発明のLED照明灯具の取り付け方法を示す断面図である。
【図7】本発明のLED照明灯具の他の取り付け方法を示す断面図である。
【図8】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【0051】
1 LEDチップ
2 配線基板
3 ヒートシンク
4 ネジ
5 レンズホルダ
6 開口部
7 閉口部
8 内周面
9 レンズ嵌合孔
10 集光レンズ
11 凹部
12 外周面
13 フランジ部
14 化粧板
15 内底面
16 内周面
17 光出射面
18 端面
19 係合部
20 フック部
21 レンズホルダ
22 フランジ部嵌合溝
23 鍔部
24 押えバネ
25 ベーゼル
26 LED照明灯具
27 窓孔部
28 レンズ嵌合孔




 

 


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