照明装置和光导的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了照明装置和光导。根据一个实施方式的照明装置，包括：光源；以及使光源的光透过的光导部件；光导部件包括：面向光源的入射面；从入射面的外周缘延伸、使从入射面射入光导部件的光源的光全反射的外周面；以及设置于入射面的相反侧、包含对由外周面全反射的光进行引导的光扩散面的中空部。
【专利说明】照明装置和光导
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于并要求2013年6月11日提交的在先日本专利申请号2013-123101的 优先权，通过引用将其全部内容结合在本文中。
【技术领域】
[0003] 本文描述的实施例一般涉及一种照明装置和光导。
【背景技术】
[0004] 在用于通用照明的LED灯的领域，要求光的扩散和闪耀遵循（改造）白炽灯泡。具 体而言，存在着对如在透明电灯泡中一样从玻璃球体的中心部设置的点光源大范围扩散光 的强烈要求。
[0005]然而，LED具有强的指向性，因此如果LED被直接作为光源使用，则LED灯的配光 角狭窄至大约120度。
[0006] 因此，通过使用导光柱大范围散射从LED发射的光的LED灯是众所周知的。常规 的导光柱沿LED的光轴同轴设置。
[0007] 导光柱包括入射面和设置在入射面的相反侧上的末端。散射部件设置在导光柱的 末端。
[0008] 当使从LED发射的光进入导光柱的入射面时，入射光穿过导光柱的内部被引导到 散射部件并透过散射部件，而入射光同时在散射部件上被反射。由此，已经透过导光柱并由 导光柱散射的光从导光柱的末端被发射和扩散。
[0009]当光被散射部件散射的次数增加时，使用上述导光柱的LED灯的配光角增加。
[0010] 然而，当散射部件被使用时，一部分散射光在发光模块的方向上穿过导光柱返回， 并被发光模块吸收。在普通散射部件中，内部散射颗粒略微吸收光。因此，当散射发生更多 次时，光以更高的比例被发光模块和散射部件吸收。
[0011] 结果，光以改进的方式扩散，而整个LED灯的光源效率恶化。由此，仍然存在着有 效使用从LED发射的光的改进余量。 实用新型内容
[0012] 本实用新型所要解决的课题是提供一种照明装置和光导，其能够实现较宽的光分 布并且同时能够改进光源效率。
[0013] 根据一个实施方式，照明装置包括：光源；以及光源的光透过的光导部件；光导部 件包括：面向光源的入射面；从入射面的外周缘延伸、使从入射面射入光导部件的光源的 光全反射的外周面；以及设置于入射面的相反侧、包含对由外周面全反射的光进行引导的 光扩散面的中空部。
[0014] 根据另一个实施方式，光导包括：入射面；从入射面的外周缘延伸、使从入射面射 入的光全反射的外周面；以及设置于入射面的相反侧、包含对由外周面全反射的光进行引 导的光扩散面的中空部。
[0015] 具有上述结构的照明装置能够实现较宽的光分布并且同时能够改进光源效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是不出根据第一实施例的LED灯的局部截面的剖视图；
[0017] 图2是示出第一实施例中光导部件和COB型发光模块之间位置关系的剖视图；
[0018] 图3是用在第一实施例中的发光模块的剖视图；
[0019] 图4是第一实施例中第一光扩散面的描述中提到的圆柱形导光柱的透视图；
[0020] 图5是示出对从第一实施例中圆柱形导光柱的外周面发射的整个光通量执行射 线追踪模拟的结果的图；
[0021] 图6是示出已经从第一实施例中的入射面进入光导部件的光线的路径的图；
[0022] 图7是根据第二实施例的LED灯的侧视图；
[0023] 图8是示出第二实施例中使用的光导部件的局部截面的侧视图；
[0024] 图9是第二实施例中使用的光导部件的末端的剖视图；
[0025] 图10是第二实施例中使用的光扩散体的剖视图；
[0026] 图11是示出第二实施例中光导部件的外周面上反射的光线的路径的图；
[0027] 图12是示出已经透过第二实施例中光导部件的光的分布的图；
[0028] 图13是根据第三实施例的LED灯的侧视图；
[0029] 图14是第三实施例中使用的光导部件的剖视图；并且
[0030] 图15是示出已经从第三实施例中的入射面进入光导部件的光线的路径的图。
【具体实施方式】
[0031] 在下文中将参考附图描述各种实施例。
[0032] 第一实施例
[0033] 在下文中，将参考图1、2、3、4、5和6描述第一实施例。
[0034] 图1是示出作为照明装置示例的LED灯的局部截面的侧视图。图2是示出光导部 件和COB型发光模块之间位置关系的剖视图。图3是发光模块的剖视图。图4是第一光扩 散面的描述中提到的圆柱形导光柱的透视图。图5是示出对从圆柱形导光柱的外周面发射 的整个光通量执行模拟的结果的图。图6是示出从入射面进入圆柱形导光柱的光线的路径 的图。
[0035] 图1公开了一种具有例如类似于透明型枝形吊灯灯泡的形状的LED灯1。该LED 灯1包括灯体2、球体3、COB (板上芯片）型发光模块4、照明电路5、和光导6作为主要构 件。
[0036] 灯体2是由诸如铝的具有比铁更优良的热导率的金属材料制成，并且还充当散热 器。灯体2是形状大致为圆柱状的构件，其具有一端和另一端，并被成形为具有从一端向另 一端逐渐增加的直径。
[0037] 具有E形状的基座7安装到灯体2的一端。凹部8形成于灯体2的另一端的中心 部。凹部8设置在灯体2的中心轴上。凹部8的内周面被最终加工为例如白色的光扩散面 8a〇
[0038] 球体3通过使用例如透明的合成树脂材料（诸如丙烯酸类树脂（acryl))或透明 玻璃被形成为大致圆锥状形状。球体3包括具有球形形状的顶部3a、和面向顶部3a的开口 端部3b。开口端部3b限定球体3的最大直径，并与灯体2的另一端同轴连接。
[0039] 根据本实施例，包括基座7和球体3的灯体2彼此配合形成类似于枝形吊灯灯泡 的外部形状。
[0040] 球体3并不仅仅局限于锥形，也可以是半球形。此外，球体3可以可替换地由例如 乳白色合成树脂材料制成，以使球体3可扩散光。
[0041 ] 发光模块4是LED灯1的光源，并被包含在灯体2的凹部8中。如图3所示，发光 模块4包括绝缘衬底10、多个发光二极管11、框架12、和密封材料13。
[0042] 绝缘衬底10是方形，其每个边的长度是例如3. 2_，并通过螺纹连接等固定于凹 部8的底面。此外，绝缘衬底10通过例如导热脂热连接到凹部8的底面（灯体2)。
[0043] 发光二极管11是半导体发光器件的示例，并以矩阵形式排列在绝缘衬底10上。框 架12粘接到绝缘衬底10的外周部，并包围发光二极管11。
[0044] 密封材料13是包含荧光颗粒的透明或半透明树脂材料。密封剂13被填充在框架 12包围的区域中，以便覆盖全部发光二极管11。
[0045] 密封材料13中包含的荧光颗粒通过从发光二极管11发射的光被激励，并发射从 发光二极管11发射的光的互补色的光。结果，从发光二极管11发射的光和从荧光颗粒发 射的光在密封材料13内部混合形成白光。该白光从密封剂13的表面射出。
[0046] 因此，密封材料13的表面构成发射平面光的矩形发光面14。根据本实施例，从发 光面14发射的光是波长为400nm至SOOnm的可见光，尽管光的波长并不局限于该波长。
[0047] 如图1和2所示，发光模块4具有作为其轴的直线光轴01。该光轴01沿垂直于发 光面14的方向延伸穿过发光面14的中心或中心附近。
[0048] 发光面14的中心对应于发光面14的形心。因此，中心可以在发光面14上的区域 外（下文中，短语"面上"只在意指"面的部分"）。例如，在发光面具有环形形状的情况下， 其中心是限定发光面的环形形状的外圆或内圆的中心，且并不存在于发光面上。
[0049] 从发光面14发射的光的光分布几乎关于光轴01对称。具体而言，发光面14具有 接近例如朗伯型的光分布，尽管光分布并不局限于该类型。
[0050] 此外，在本实施例中，光轴01的常规方向被限定为沿光轴01从发光面14引出的 光的方向。沿光轴01引出的光的方向是分布角为〇度处的方向，并对应于从发光面14朝 向球体3的外法向量。
[0051] 照明电路5是用于将恒定电流提供给发光模块4的构件。照明电路5被包含在灯 体2的内部，并与基座7和发光二极管11电连接。
[0052] 如图1所示，光导6被包含在球体3的内部，以便面向发光模块4的发光面14。本 实施例的光导6包括导光柱16和光扩散体17。
[0053] 导光柱16是光导部件的不例，并设置成与光轴01同轴。此外，导光柱16具有关 于光轴01旋转对称的形状。本文的术语"旋转对称"意指当旋转角度小于360度时，围绕 光轴01旋转的物体的形状对应于该物体在初始位置（未旋转）的形状。在本实施例中，导 光柱16具有直圆柱形。
[0054] 导光柱16由例如透明丙烯酸类树脂制成。丙烯酸类树脂的折射率n为1. 49。导 光柱16并不局限于丙烯酸类树脂，还可以是使可见光能够透过的诸如聚碳酸酯或玻璃的 透明材料。对于导光柱16的材料没有特殊的限制。
[0055] 如图1和2所示，导光柱16包括入射面18、外周面19、末端面20、和中空部21。
[0056] 入射面18是垂直于光轴01的平坦圆形面，并面向发光模块4的发光面14。入射 面18具有比发光面14更大的形状。此外，入射面18包括入射面与光轴01相交的点07。
[0057] 外周面19沿远离发光模块4延伸的方向延伸，以便从入射面18的外周缘同轴地 围绕光轴01。外周面19与光轴01平行延伸。外周面19可充当将从入射面18进入导光 柱16的发光二极管11的光全反射的全反射面。作为全反射面的外周面19被最终加工为 平滑光滑面。
[0058] 相对于外周面19实现全反射的临界角0。可通过使用导光柱16的折射率n被表 示为如下：
[0059]
【权利要求】
1. 一种照明装置，包括： 光源（4);以及 所述光源的光透过的光导部件（6); 所述光导部件包括： 面向所述光源的入射面（18); 从所述入射面的外周缘延伸、使从所述入射面射入所述光导部件的所述光源的光全反 射的外周面（19);以及 设置于所述入射面的相反侧、包含对由所述外周面全反射的光进行引导的光扩散面 (26)的中空部（21)。
2. 根据权利要求1所述的照明装置，其中 所述光导部件是导光柱。
3. 根据权利要求2所述的照明装置，其中 所述光导部件是直圆柱形的导光柱。
4. 根据权利要求2所述的照明装置，其中 所述光导部件由丙烯酸类树脂制成。
5. 根据权利要求1所述的照明装置，其中 所述外周面是平滑光滑面。
6. 一种光导，包括： 入射面（18); 从所述入射面的外周缘延伸、使从所述入射面射入的光全反射的外周面（19);以及 设置于所述入射面的相反侧、包含对由所述外周面全反射的光进行引导的光扩散面 (26)的中空部（21)。
【文档编号】F21Y101/02GK204083863SQ201420310675
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2013年6月11日
【发明者】大野博司, 山本雄一郎, 加藤光章, 久野胜美 申请人:株式会社 东芝