照明装置的制作方法

专利名称：照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明装置,特别是具备LED (Light Emitting Diode,发光二极管)等半导体发光元件作为光源的照明装置。
背景技术：
近年来，为了防止全球变暖，节能化得到了推进，在照明领域，作为以往的白炽灯的代替品，人们进行了使用LED的灯的研究/开发。这是因为，与现有的白炽灯相比，使用LED的灯有较高的能量转换效率。在考虑到扩大使用LED的灯的用途的情况下，要求能够直接利用现有的白炽灯的灯口，期望LED灯能够与现有的白炽灯同样地使用。此外，对于白炽灯，当相对于发光部令灯口方向为后方时，光从前方至后方大致球面状地均匀地出射，所以对于使用LED的灯，需要实现与在照明器具上安装白炽灯的情况同等的光的照射。然而，由于LED的出射光的直线传播性较强，在与以往的白炽灯同等地使用的情况下，需要使来自LED的出射光的照射范围(配光，空间光分布)无亮度不均地扩展(扩大)。特别是需要向着自LED的出射面起超过180°的方向(LED的出射面的后方)扩展照射范围。作为扩展(扩大)光的配光的方法的一例，有如专利文献I所述的方法，在平面的基板上配置LED之后，通过使该基板折弯而立体地安装LED，进而设置覆盖基板的透光性的罩，由此扩展配光。此外，非专利文献I中公开了将透光性的罩替换为具有高散射功能的罩以扩展配光的方法。另外，专利文献2中公开了一种现有技术，将LED设置在圆台状的台上，该台的侧面使用反射体，进而设置由具有光扩散性的材料形成的透光性罩，从而扩展配光。此外，专利文献3中 公开了一种方法，在LED模块上设置用于减少向前方出射的光量并相应地增加向侧方(侧面)出射的光量的透镜，并在LED模块的侧部设置导光部件，在导光部件的上部设置反射部件，利用透镜使入射到导光部件的光量增加，并利用导光部件上部的反射部件使向后方出射的光量增加。专利文献1:日本特开2011-96594号公报专利文献2 :日本特开2010-205553号公报(参照图7)专利文献3 :日本特开2010-40364号公报(参照图6)非专利文献1:T0SHIBA Lighting&Technology Corporation 新闻发布 2Oll 年 3月 7 日 http://www. tit. co. jp/tlt/topix/press/pll0307a/pl10307a_2.htm

发明内容
专利文献I记载的技术中，需要立体地安装LED，存在制造工序变得复杂、制造成本升高的可能。而非专利文献I和专利文献2记载的技术中，由于利用透光性罩使光散射或扩散，因此光的损失较大，为了获得必要的亮度，需要通过LED输入较大的能量，可能无法获得节能这一使用LED的灯的特征。此外，专利文献3所示的结构中，由于导光部件上存在反射部件，因此存在配光不能扩展到反射部件上方、导致产生光出射的亮度不均的可能。本发明的目的在于，实现一种容易进行LED的安装和罩的制作，并且使用了防止光出射的亮度不均、使光大致球面状地均匀出射的透镜的照明装置和该透镜。本发明提供一种照明装置，其特征在于，包括光源、用于搭载光源的结构体、将它们覆盖的罩和用于扩展配光的透镜，其中，使上述结构体的侧面为反射面，将上述透镜配置在上述罩的最大直径处的中心附近。另外，本发明提供一种照明装置，其特征在于，包括光源、用于设置光源的结构体和将它们覆盖的罩，其中，罩具有透光性，上述结构体是圆台或圆柱或由它们组合而成的形状，上述结构体的上表面至光源的发光面的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 03以上O. 15以内的范围，上述罩的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为1. 5以上1. 83以内的范围，上述罩的最大直径与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为1.83以上2. 16以内的范围，上述结构体的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 33以上O. 5以内的范围，上述透镜的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 2以上O. 4以内的范围，上述透镜的外径与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 67以上O. 93以内的范围，配置成使得通过罩的最大直径的平面横穿上述透镜的一部分。另外，本发明提供一种照明装置，其特征在于，包括光源、用于设置该光源的结构体、设置在上述光源上的透镜和覆盖上述光源与上述透镜的罩，上述罩呈具有开口部的大致球形，该透镜配置成使得通过上述罩的最大直径的平面横穿上述透镜的一部分，上述结构体位于连接上述透镜的上端与上述罩的开口部的线的内侧。此外，本发明提供一种照明装置，其特征在于，包括多个光源、用于设置上述光源的结构体和将它们覆盖的罩，罩具有透光性，上述结构体是圆台或圆柱或由它们组合而成的形状，上述结构体至上述光源的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 03以上O. 15以内的范围，上述罩的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为1.5以上1.83以内的范围，上述罩的最大直径与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为1. 83以上2. 16以内的范围，上述结构体的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 33以上O. 5以内的范围，上述透镜的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 2以上O. 4以内的范围，上述透镜的外径与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 67以上O. 93以内的范围，配置成使得通过罩的最大直径的平面横穿上述透镜的一部分。根据本发明，通过使用透镜，能够增加向后方(灯口方向)的光的出射，使光球面状地均匀地出射。此外，通过将光源的位置设置在比罩开口部更高的位置处，能够抑制来自透镜的出射光被遮挡的情况。此外，通过使配置光源的结构体的侧面为反射面，使在罩上散射而返回的光反射，增加光的均匀性。根据本发明，在包括光源、用于搭载光源的结构体、将它们覆盖的罩和用于扩展配光的透镜的照明装置中，使上述结构体的侧面为反射面，将上述透镜配置在上述罩的最大直径处的中心附近，由此，能够实现容易进行LED的安装和罩的制作，并且防止光出射的亮度不均、使光大致球面状地均匀出射的照明装置。另外，根据本发明，在包括光源、用于设置光源的结构体和将它们覆盖的罩的照明装置中，罩具有透光性，上述结构体是圆台或圆柱或由它们组合而成的形状，上述结构体的上表面至光源的发光面的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 03以上O. 15以内的范围，上述罩的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为1.5以上1.83以内的范围，上述罩的最大直径与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为1.83以上2. 16以内的范围，上述结构体的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 33以上O. 5以内的范围，上述透镜的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为0.2以上0.4以内的范围，上述透镜的外径与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 67以上O. 93以内的范围，配置成使得通过罩的最大直径的平面横穿上述透镜的一部分，由此，能够实现容易进行LED的安装和罩的制作，并且防止光出射的亮度不均、使光大致球面状地均匀出射的照明装置。此外，根据本发明，在包括光源、用于设置该光源的结构体、设置在上述光源上的透镜和覆盖上述光源与上述透镜的罩的照明装置中，上述罩呈具有开口部的大致球形，该透镜配置成使得通过上述罩的最大直径的平面横穿上述透镜的一部分，上述结构体位于连接上述透镜的上端与上述罩的开口部的线的内侧，由此，能够实现容易进行LED的安装和罩的制作，并且防止光出射的亮度不均、使光大致球面状地均匀出射的照明装置。此外，根据本发明，在包括多个光源、用于设置上述光源的结构体和将它们覆盖的罩的照明装置中，罩具有透光性，上述结构体是圆台或圆柱或由它们组合而成的形状，上述结构体至上述光源的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 03以上O. 15以内的范围，上述罩的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为1. 5以上1. 83以内的范围，上述罩的最大直径与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为1.83以上2. 16以内的范围，上述结构体的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 33以上O. 5以内的范围，上述透镜的高度与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 2以上O. 4以内的范围，上述透镜的外径与上述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 67以上O. 93以内的范围，配置成使得通过罩的最大直径的平面横穿上述透镜的一部分，由此，能够实现容易进行LED的安装和罩的制作，并且防止光出射的亮度不均、使光大致球面状地均匀出射的照明装置。


图1是将本发明的实施例1用作白炽灯的替代品照明装置的情况的截面图。图2是本发明的实施例1的外观的等角投影图。图3是本发明的实施例1中将罩I取下后的状态的等角投影图。图4是将本发明的实施例2用作白炽灯的替代品照明装置的情况的截面图。图5是本发明的实施例2中将罩I取下后的状态的等角投影图。图6是将本发明的实施例3用作白炽灯的替代品照明装置的情况的截面图。图7是本发明的环状的透镜B20和LED模块的等角投影图。
图8是本发明的实施例1中的透镜A2的截面图。图9是本发明的实施例3中的环状的透镜B20的截面图。附图标记说明I罩4圆柱状的反射体5壳体6电路7灯口8罩开口部9透镜A2的上端21透镜安装部31放置在中心的LED模块C40圆台状的反射体90透镜B20的上端100照明装置201通过透镜A2的光线301通过透镜B20的光线500光轴600中心A2透镜A3.B30LED模块B20环状的透镜a平坦部b漏斗形的凹面b2弓形的凹面c折射面c2出射面d碗形的曲面e曲面 f圆锥状的凹部f2曲面状的凸面g富士山形的凹面h多个圆锥状的凹部P透镜安装部的安装面q平面ab罩最大直径的位置Cd连接透镜A2的上端和罩开口部的线ef连接透镜B20的上端和罩开口部的线
具体实施例方式以下，使用

实施例1至3。[实施例1]本实施例中，说明容易进行LED的安装和罩的制作、并且防止光出射的亮度不均的照明装置的例子。图1是将本发明的实施例1用作白炽灯的替代品照明装置的情况的截面图。照明装置100具有罩1、透镜A2、LED模块A3、圆柱状的反射体4、壳体5、电路6、灯口7、基板140。以下，在图中的照明装置100中，以壳体5为基准设罩I所在的方向为前方，灯口 7所在的方向为后方。将不是前方也不是后方的方向称为侧方。板上芯片封装型的LED模块A3搭载在圆柱状的反射体4上。在LED模块A3的发光面的上部，设置有用于扩展配光的透镜。具有覆盖圆柱状的反射体4、LED模块A3和透镜A2的透光性的罩I。罩I呈大致圆球状，在一部分具有开口部。罩I的开口部与中空的壳体5连接。壳体5呈圆台形，在2个圆状部分分别具有开口部。壳体5的各开口部连通，壳体5内部为中空。罩I的开口部与壳体5的一个开口部连接。壳体5的内部具备电路6,并存在用于与以往的白炽灯的灯座连接的灯口 7。根据上述结构，将照明装置100安装在灯座上的情况下，灯口 7从灯座接受电源，通过未图示的导线从灯口 7对电路6通电，从电路6对LED模块A3通电，LED模块A3发光。从LED模块A3出射的光入射到透镜A2，来自透镜A2的光扩散至透镜A2的前方、侧方、后方出射。图2表示本实施例的照明装置100的外观图，图3表示从本实施例的照明装置100取下罩后的状态的等角投影图。图3中，对透镜的安装结构和配线等省略表示。本发明不仅模仿白炽灯的形状，还通过透镜扩展配光，并且在圆柱状的反射体4上放置LED模块A3，使发光中心位于与白炽灯相同的位置，使配光接近于白炽灯，从而起到能够实现与白炽灯相同的配光的效果。此外，罩I通过进行吹塑成型等制作而实现工序的缩短和简化。通过使反射体为圆柱状，能够抑制从透镜A2向后方出射的光被遮挡。为了减少光被遮挡，优选圆柱状的反射体4的直径为透镜A2的上端9的外径以下。此外，通过使圆柱状的反射体4的侧面为反射面，能够使在罩I上散射而返回罩I的内侧的光再次反射，增加光的均匀性。图8中表示透镜A2的截面图。以覆盖LED模块A3的方式设置。本实施例中，透镜A2由平坦部a (第五面)、漏斗形的凹面b (第四面)、折射面c (第三面)、碗形的曲面d (第二面)、曲面e (第一面)、圆锥状的凹部f和挂钩部(把手部)60构成。透镜A2中，曲面e是与LED模块A3相对的面。曲面e呈半球状，覆盖配置在平面基板140的一个面上的LED模块A3。在曲面e上形成有圆锥状的凹部f。当设从LED模块A3照射的光中有代表性的光线为光轴500时，圆锥状的凹部f形成在光轴500与曲面e交叉的部分。圆锥状的凹部f以向透镜A2的内侧凹陷的方式设置。圆锥状的凹部f是圆锥状的凹陷。来自LED模块A3的光去往曲面e和圆锥状的凹部f，从曲面e和圆锥状的凹部f入射到透镜A2内。透镜A2中的光的出射面由平坦部a、漏斗形的凹面b、折射面C、碗形的曲面d构成。平坦部a和漏斗形的凹面b位于透镜A2的上部，折射面c和碗形的曲面d位于透镜A2的侧部。漏斗形的凹面b具有从平坦部a朝向漏斗形的凹面b与折射面c相接的部分向透镜A2的上方向膨胀的倾斜度。平坦部a、漏斗形的凹面b、折射面c形成大致漏斗形。折射面c位于漏斗形的凹面b的侧方至后方。平坦部a设置在被漏斗形的凹面b包围的底面上。漏斗形的凹面b具有作为使从曲面e和圆锥状的凹部f入射到透镜A2内的光向位于透镜A2的侧方和后方的折射面C的方向反射的面的功能，和使在折射面C上反射的光透射而向透镜A2的前方出射的功能。平坦部a具有使从曲面e和圆锥状的凹部f入射到透镜A2内的光向照明装置前方透射的功能。通过平坦部a，使去往照明装置前方的光的出射量增加。此外，折射面c具有使在漏斗形的凹面b上反射的光折射而从透镜A2向照明装置的侧方和后方出射的功能，以及使从曲面e入射的光向漏斗形的凹面b方向反射的功能。碗形的曲面d具有使从曲面e入射到透镜A2内的光折射而从透镜A2出射的功能。从碗形的曲面d，光向照明装置的前方至侧方出射。通过在曲面e上形成圆锥状的凹部f，能够使入射到漏斗形的凹面b上的光量增加。通过使入射到漏斗形的凹面b上的光量增加，能够使来自漏斗形的凹面b的光的反射量增加，所以能够向灯泡的前方、侧方、后方照射光，能够防止亮度不均。从圆锥状的凹部f入射的光在漏斗形的凹面b上反射，与仅设置曲面e的情况相比，出射到照明装置的侧方至后方的光增加。通过使从照明装置的向侧方至后方出射的光增加，具有使照明装置整体的亮度不均减少的功能。考虑光向漏斗形的凹面b的照射方式，优选光轴500与圆锥状的凹部f所成的角度Θ I为20 60°左右。例如，当Θ I的角度为48°时，优选平坦部a的长度为0.6mm，漏斗形的凹面b的大小为由半径6mmX 12mm的椭圆形的1/4构成的弧。但是，当Θ I的角度和平坦部a的大小变化时，漏斗形的凹面b的大小也会变化。此外，当将曲面e的圆锥状的凹部f的开口部称为圆锥状的凹部f的底面时，优选圆锥状的凹部f的底面的大小小于LED模块A3的发光面的大小。由于存在经由圆锥状的凹部f在漏斗形的凹面b上反射的光，和经由曲面e在漏斗形的凹面b上反射的光这2种光，因而能够扩展去往侧方至后方的出射光并防止亮度不均。此外，当Θ I的角度是48°时，优选平坦部a的长度为O. 6_，漏斗形的凹面b的大小为由半径6X 12mm的椭圆形的1/4构成的弧，漏斗形的凹面b与折射面c所成的角度为55° ,碗形的曲面d与曲面e的垂直底面为Imm,碗形的曲面d为半径9mmX 12mm的椭圆形的一部分弧，曲面e为半径3mmX8mm的椭圆形的一部分弧,透镜I中心部的厚度为0.5mm。但是，如果调整了漏斗形的凹面b的曲率，调整光向后方的出射量，则也可以为其他比例。透镜A2的外形是将大致漏斗形和大致碗形以使各自的面积较小的部分相对的方式组合而成的形状。从侧面看时透镜A2为大致沙漏形。大致漏斗形的外周侧面是本实施例中所述的折射面c，大致漏斗形的内周侧面是本实施例中所述的漏斗形的凹面b。被大致漏斗形的内周侧面包围的部分是本实施例中所述的平坦部a。大致碗形的外周侧面是本实施例中所述的碗形的曲面d，大致碗形的圆台的内周侧面是本实施例中所述的曲面e。在曲面e的一部分上设置凹部。设置在曲面e的一部分上的凹部是本实施例中所述的圆锥状的凹部f。本实施例中圆锥状的凹部f的形状为圆锥状。碗形的曲面d的一端与曲面e的端部连接，折射面c的一端与碗形的曲面d的另一端连接。漏斗形的凹面b的一端与折射面c的另一端连接，平坦部a与漏斗形的凹面b的另一端连接。本实施例中表述为大致漏斗形、大致碗形，但不限于此。只要是达到各面的功能的形状，透镜A2的外形就不限于此。例如，圆锥状的凹部f的形状也可以为圆台状，以调整去往前方的光的出射量。透镜A2设置为通过曲面e覆盖LED模块A3。来自LED模块A3的发光面3的光入射到曲面e和圆锥状的凹部f。入射到曲面e的光按曲面e的曲率和透镜A2的折射率发生折射。直线传播性较强的来自LED模块A3的光通过曲面e而扩展向前方的配光。此外，入射到圆锥状的凹部f的光也发生折射。通过曲面e的光到达平坦部a、漏斗形的凹面b、折射面C、碗形的曲面d。通过圆锥状的凹部f的光到达漏斗形的凹面b。到达平坦部a的光向前方出射。到达漏斗形的凹面b的光中，一部分光从漏斗形的凹面b向前方出射，其余光再次被反射回透镜I内。从曲面e和漏斗形的凹面b到达折射面c和碗形的曲面d的光发生折射，光向前方、侧方、后方出射。曲面e是为了使来自LED模块A3的光的配光扩展而设置的。漏斗形的凹面b是为了使光向前方透射或向透镜A2内反射而设置的。平坦部a是为了使光向透镜A2的前方透射而设置的。折射面c是为了使光去往透镜A2的侧方和后方而设置的。碗形的曲面d是为了使光去往前方和侧方而设置的。本实施例中，表示了具有与发光面相对的面和在其相反一侧向内侧凹陷的面的透镜的例子，但只要能够使光从前方(罩方向)至后方(灯口方向)配光，则也可以采用其他形状的透镜。此外，为了减少透镜的光损失，优选在保证扩展配光的功能的范围内使透镜较小。白炽灯的发光中心是罩最大直径的位置ab的中心附近。当降低圆柱状的反射体4的高度时，为了使光的出射位置为罩最大直径的位置ab，需要增加透镜的高度(厚度)。若增加透镜的高度(厚度)，则存在光损失增加的可能。此外，如果使圆柱状的反射体4的高度比罩最大直径的位置ab更高，则存在透镜A2与罩I的距离较近，罩表面映出透镜的影子、夕卜观变差的可能。考虑到这些问题，关于罩1、圆柱状的反射体4、透镜A2的合适的形状，优选构成为从圆柱状的反射体4至LED模块A3的高度与圆柱状的反射体4的直径的比为0. 03以上0. 15以内的范围，罩I的高度与圆柱状的反射体4的直径的比为1.5以上1.83以内的范围，罩I的最大直径与圆柱状的反射体4的直径的比为1.83以上2. 16以内的范围，圆柱状的反射体4的高度与圆柱状的反射体4的直径的比为0. 33以上0.5以内的范围，透镜的高度与圆柱状的反射体4的直径的比为0. 2以上0. 4以内的范围，透镜的外径与圆柱状的反射体4的直径的比为0. 67以上0. 93以内的范围。此外，由于透镜A2是发光体，优选配置成使得通过罩I的最大直径的位置a的水平面横穿透镜A2的一部分。由于透镜A2的上表面的凹部为用于使光向后方出射的反射面，因此为了使光从罩的大致中心出射，通过罩的最大直径的位置a的水平面最好位于透镜A2的从上端起至高度方向一半之间的范围。如果透镜A2不会映在罩上，则也可以配置成横穿透镜A2的下部。透镜A2能够使用旋床、注塑成型、光固化快速成型和铸造等多种周知的技术制造。透镜A2由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称亚克力)或聚碳酸酯(PC)等制成。但是，只要是透光性材料即可，并不限于这些材料，但出于节能的观点优选透镜中光损失较少的材料。此外，也可以使用多种材料，还可以通过在透镜A2内部混合由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯等构成的IOOOnm左右大小的微粒，而使其具有散射特性。通过使透镜A2具有散射特性，虽然光的损失会因散射而增大，但能够具有更均匀的、亮度不均较少的光。透镜A2的折射率优选为一般的透明部件所具有的1. 54左右。基于使用的材料，能够具有更高或更低的折射率。由于透镜A2内的光的折射和反射角度依赖于折射率，所以取决于透镜A2使用的材料的折射率，需要进行形状的变更。图1中省略了透镜A2的安装方法，如图8所示在透镜底面制作挂钩部(把手部)60，使用硅酮等粘合剂和螺栓等进行安装。也可以用其他方法安装。透光性的罩I与壳体5连结。罩I的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯等树脂，也可以使用玻璃。使用树脂的情况下使用吹塑成型等一体地成型。罩I可以是透明的也可以是有色的，而为了使从透镜出射的光的均匀性增加，优选通过混合二氧化硅或聚碳酸酯等的IOOOnm左右大小的微粒而使其具有散射特性。此外，在罩I的材质使用玻璃的情况下，通过在罩的内表面涂敷SiO2等微粒，能够使其具有散射特性。在想要获得蜡烛火焰这样的闪烁感的情况下，透光性的罩I也可以不具有散射性。壳体5同时负责电路6的收纳和LED模块A3产生的热的散热，因此优选使用导热性较高的材料，例如铝和铝合金、铜等金属材料，但也可以为其他材料。此外壳体5的中空部也可以填充硅酮等树脂。此外，还可以在表面上涂敷促进散热的涂料。通过将壳体5和圆柱状的反射体4制作为一体，导热性得到优化，通过在表面涂敷同时具备散热和反射的涂料，还能够缩减工序。壳体5的外侧，也可以为了提高散热效果而形成为散热翅片形状。当散热效果提高时，相同电力下LED模块的发光效率也更优，因此更明亮。考虑到替换现有产品的情况，在追加散热翅片时，也优选限制为现有的白炽灯的外形尺寸。电路6具有为了驱动LED模块A3而将交流电源变换为直流电源的作用。电路6由变压器、电容器等构成，但取决于使用的LED模块A3的设计，电路6的结构不同。关于该实施方式，以安装在白炽灯用的灯座上的照明装置为例进行了说明，但上述圆柱状的反射体4和透镜A2不限于这种白炽灯用的照明装置，也能够应用于其他类型的照明装置，在权利要求的技术方案的范围内，能够以各种变更的方式实施。此外，以上的实施方式中，使用板上芯片封装型的LED模块A3作为光源，但不限于此，也可以使用其他类型的LED或其他发光元件例如有机EL、无机EL等。[实施例2]本实施例2中，说明实施例1的其他方式。图4是将本发明的实施例2用作白炽灯的替代品照明装置的情况的截面图。图5是实施例2的将罩取下后的状态的等角投影图。图5中，对透镜的安装结构和配线等省略表示。与实施例不同的部分是使用圆台状的反射体40代替圆柱状的反射体4。其余部分与实施例1相同所以省略说明。通过使用圆台状的反射体40，能够使在罩I上散射而返回内侧的光高效率地反射。此外，为了防止从透镜A2出射的光被遮挡，优选圆台状的反射体40的侧面位于连接透镜A2的上端9与罩开口部8的线Cd的内侧。此外，如果载置LED的部件的侧面位于连接透镜A2的上端9与罩开口部8的线cd的内侧，则载置LED的部件也可以不是圆台形，也可以使用例如由圆台与圆柱组合而成的形状的反射体。此外，由于在代替白炽灯使用的情况下，光源位于与白炽灯相同的位置时视觉上的不协调感更少，因此优选使得罩I的最大直径的位置ab的水平面横穿透镜A2的上端或一部分。该方式中，也是以安装在白炽灯用的灯座上的照明装置为例进行说明的，但上述圆台状的反射体40和透镜A2不限于这种白炽灯用的照明装置，也能够应用于其他类型的照明装置，在权利要求的技术方案的范围内，能够以各种变更的方式实施。此外，以上的实施方式中，使用板上芯片封装型的LED模块A3作为光源，但不限于此，也可以使用其他类型的LED或其他发光元件例如有机EL、无机EL等。[实施例3]本实施例3中，对使用了多个光源的情况进行说明。图6是将实施例3用作白炽灯的替代品照明装置的情况的截面图。如图7 (a)所示，使表面安装型的LED模块B30同心圆状地配置，在其中心配置LED模块C31。通过使用多个光源，能够进行中性白(neutralwhite)和暖白色等颜色的混合。与实施例1同样地，优选环状的透镜B20位于由罩最大直径的位置ab的水平面所构成的面上。此外，与实施例2同样地，优选圆台状的反射体40的侧面的倾斜位于连接环状的透镜B20的上端90与罩开口部8的线ef的内侧。此外，与实施例1同样地，当使透镜上移时由于接近罩，透镜的影子会映在罩上，外观不良。考虑到这些问题，合适的形状优选构成为从圆柱状的反射体4至LED模块A3的高度与圆台上表面的直径的比为0. 03以上0. 15以内的范围，罩I的高度与圆台上表面的直径的比为1.5以上1.83以内的范围，罩I的最大直径与圆台上表面的直径的比为1.83以上2.16以内的范围，圆柱状的反射体4的高度与圆台上表面的直径的比为0. 33以上0. 5以内的范围，透镜的高度与圆台上表面的直径的比为0. 16以上0. 37以内的范围，透镜的外径与圆台上表面的直径的比为0. 53以上0. 97以内的范围。来自配置在中心的LED模块C31的光进入环状的透镜B20成为损失，所以优选如图7 (b)所示在中心不配置LED模块C31。但是，如果变更透镜20的内径，减少来自配置在中心的LED模块C31的光的入射，则也可以配置该LED模块C31。关于环状的透镜B20的安装，制作透镜安装部21等，用硅酮等粘合剂固定。优选通过不容易受到因点亮时的热、随时间经过的劣化而导致的树脂变形的影响的方法进行固定。环状的透镜B20和透镜安装部21 —体成型可以减少制造工序，但也可以分别制作。使用截面图9说明环状的透镜B20的形状。环状的透镜B20包括作为来自LED模块B30的光的入射面的曲面状的凸面f2 (第十面)、弓形的凹面b2 (第^^一面)、出射面c2(第十二面)、透镜安装部的安装面P和平面q。此外，配置成使得中心600为环状的透镜B20的空洞部的中心。此外，为了使光向灯泡前方出射，环状的透镜B20仅覆盖LED模块B30的发光面的一部分。设发光面的大小为I时，覆盖的区域的大小最好为0. 2 0. 8左右。若覆盖的量较少则光向灯泡前方的出射增多，向灯泡后方的出射减少，因此优选为0. 6前后。通过环状的透镜B20的光线301表示从LED模块出射的光的状态。存在不通过环状的透镜B20直接向前方方向出射的光和入射到曲面上的凸面f2的光。进入曲面上的凸面f2的光在弓形的凹面b2上反射，一部分经折射向前方出射。在弓形的凹面b2上反射的光通过在出射面c2上折射而向前方至后方出射。为了减小光损失，设计弓形的凹面b2使透镜安装部的安装面P和平面q上几乎没有光的反射和出射。设LED模块的发光面的宽度为I时，优选弓形的凹部的高度为1. 5前后，宽度为1. 4前后。本实施例中使透镜安装部的安装面p和平面q为平坦部，但由于形状对光线基本没有影响，因此也可以是略微具有凸起的曲面。此外，透镜安装部21也可以与平面q连接。本实施例中，表示了用于使配光扩展的环状的透镜B20，但只要是能够向后方配光的，也可以是其他形状的透镜。此外，为了减少透镜的光损失，优选在保证扩展配光的范围内使透镜较小。该方式中，是以安装在白炽灯用的灯座上的照明装置为例进行说明的，而上述圆台状的反射体40和环状的透镜B20不限于这种白炽灯用的照明装置，也能够应用于其他类型的照明装置，在权利要求的技术方案的范围内，能够以各种变更的方式实施。此外，以上的实施方式中，使用表面安装型的LED模块B30和B31作为光源，但不限于此，也可以使用其他类型的LED或其他发光元件例如有机EL、无机EL等。此外，还可以将它们适当组合起来使用。
权利要求
1.一种照明装置，其特征在于，包括光源、用于搭载光源的结构体、将它们覆盖的罩和用于扩展配光的透镜，其中，使所述结构体的侧面为反射面，将所述透镜配置在所述罩的最大直径处的中心附近。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于在连接所述透镜的上端和罩开口部的线的内侧，具有所述结构体的反射面。
3.一种照明装置，其特征在于，包括光源、用于设置光源的结构体和将它们覆盖的罩，其中，罩具有透光性，所述结构体是圆台或圆柱或由它们组合而成的形状，所述结构体的上表面至光源的发光面的高度与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 03以上O. 15以内的范围，所述罩的高度与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为1. 5以上1. 83以内的范围，所述罩的最大直径与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为1.83以上2. 16以内的范围，所述结构体的高度与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 33以上O. 5以内的范围，所述透镜的高度与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 2以上O. 4以内的范围，所述透镜的外径与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 67以上O. 93以内的范围，配置成使得通过罩的最大直径的平面横穿所述透镜的一部分。
4.一种照明装置，其特征在于，包括光源、用于设置该光源的结构体、设置在所述光源上的透镜和覆盖所述光源与所述透镜的罩，所述罩呈具有开口部的大致球形，该透镜配置成使得通过所述罩的最大直径的平面横穿所述透镜的一部分，所述结构体位于连接所述透镜的上端与所述罩的开口部的线的内侧。
5.如权利要求1 4中任意一项所述的照明装置，其特征在于所述透镜具有与所述光源的发光面相对的面，和在与所述光源的发光面相对的面的相反一侧向所述透镜的内侧凹陷的面，向所述透镜的内侧凹陷的面，具有使从与所述光源的发光面相对的面入射到所述透镜内的光向所述透镜的上方出射的功能和使其向所述透镜的侧方、下方反射的功能，在与所述光源的发光面相对的面的一部分设置有凹部，所述凹部的形状使得从所述凹部入射到所述透镜内的光在向所述透镜的内侧凹陷的面上更多地向所述透镜的侧方、下方反射而不是向所述透镜的上方出射。
6.如权利要求1 4中任意一项所述的照明装置，其特征在于所述透镜包括上部、侧部和底部，所述底部具有所述透镜的第一面，所述侧部具有所述透镜的第二面和第三面，所述上部具有所述透镜的第四面和第五面，所述第一面是向所述透镜内部凹陷的半球状的曲面，以覆盖所述光源的方式设置，所述第二面的一端与所述第一面的端部连接，所述第二面是覆盖所述第一面的侧部的曲面，所述第三面的一端与所述第二面的另一端连接，所述第四面的一端与所述第三面的另一端连接，所述第四面是向所述透镜内部凹陷的曲面，所述第五面与所述第四面的另一端连接，是与所述光源的发光面大致平行的面，来自所述光源的光从所述第一面入射到所述透镜内，从所述第一面入射的光去往所述第二、第三、第四、第五面，所述第二面，使从所述第一面入射的光折射而从所述透镜出射以使其去往所述照明装置的上方向，所述第三面，使从所述第一面入射的光在所述透镜内反射以使其去往所述第四面，并使从所述第四面反射的光折射而从所述透镜出射以使其去往所述照明装置的侧方、下方， 所述第四面，使从所述第一面入射的光在所述透镜内反射以使其去往所述第三面，并使从所述第三面反射的光折射而从所述透镜出射以使其去往所述照明装置的上方，所述第五面，使从所述第一面入射的光从所述透镜出射以使其去往所述照明装置的上方，在所述第一面上设置有向所述透镜内部凹陷的凹部，从所述光源入射到所述凹部的光更多地去往所述第四面而不是所述第五面。
7.一种照明装置，其特征在于，包括多个光源、用于设置所述光源的结构体和将它们覆盖的罩，罩具有透光性，所述结构体是圆台或圆柱或由它们组合而成的形状，所述结构体至所述光源的高度与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为O. 03以上O. 15以内的范围，所述罩的高度与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为1. 5以上1.83以内的范围，所述罩的最大直径与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为1.83 以上2. 16以内的范围，所述结构体的高度与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为 O. 33以上O. 5以内的范围，所述透镜的高度与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为 0.2以上O. 4以内的范围，所述透镜的外径与所述结构体的设置光源的部分的直径的比为O.67以上O. 93以内的范围，配置成使得通过罩的最大直径的平面横穿所述透镜的一部分。
8.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于所述透镜具有使来自光源的光入射的第十面、使入射的光反射的第十一面和作为出射面的第十二面，第十面是位于与光源的发光面相对的位置上的曲面，第十一面是向光源的侧方凸出为弓形的曲面，第十面的端部与第十一面的端部连接，第十一面的端部与第十二面的端部连接，来自光源的光大多从第十面入射到该透镜内，在第十一面上反射，在第十二面上折射而从所述光源的前方向后方出射。
全文摘要
本发明提供一种照明装置。实现一种容易进行LED的安装和罩的制作，并且使用了防止光出射的亮度不均、使光大致球面状地均匀出射的透镜的照明装置和该透镜。在包括光源、用于搭载光源的结构体、将它们覆盖的罩和用于扩展配光的透镜的照明装置中，使上述结构体的侧面为反射面，将上述透镜配置在上述罩的最大直径处的中心附近。
文档编号F21V3/02GK103032729SQ20121037202
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月29日 优先权日2011年10月6日
发明者饭塚亚纪子, 中里典生, 野村和男, 赤井宽 申请人:日立空调·家用电器株式会社