(57)【要約】【課題】配光分布を拡張させ、組立性が向上した光半導体基盤管型照明装置を提供すること。【解決手段】本発明の光半導体基盤管型照明装置は、長さを有する透光性チューブと、前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成された直線型スリットと、前記スリットの縁に側面が嵌められたまま、前記透光性チューブに固定される一つ以上のバー型光半導体モジュールと、を含み、前記光半導体モジュールは、ヒートシンク、前記ヒートシンク上に付けられたＰＣＢ、及び前記ＰＣＢ上にアレイされる半導体光素子を含み、前記ヒートシンクの一部が前記スリットにより前記透光性チューブの外部に露出される。【選択図】図９
2012243759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さを有する透光性チューブと、
前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成された直線型スリットと、
前記スリットの縁に側面が嵌められたまま、前記透光性チューブに固定される一つ以上のバー型光半導体モジュールと、を含み、
前記光半導体モジュールは、ヒートシンク、前記ヒートシンク上に付けられたＰＣＢ、及び前記ＰＣＢ上にアレイされる半導体光素子を含み、
前記ヒートシンクの一部が前記スリットにより前記透光性チューブの外部に露出されることを特徴とする光半導体基盤管型照明装置。
【請求項２】
前記透光性チューブの内周面には、一対のフックが向かい合うように前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成され、前記スリットは前記一対のフック間中央において前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成され、前記スリットが外力によって拡張すると、前記光半導体モジュールの左右突出部が前記一対のフックにそれぞれスライド式に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項３】
前記スリットが外力に拡張されると、前記ヒートシンク後方の防熱突出部が前記スリットにスライド式に挿入されて前記透光性チューブの外部に露出されることを特徴とする請求項２に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクは、左右ガイド翼を備え、前記左右ガイド翼それぞれと前記ＰＣＢの左右端それぞれとが、前記光半導体モジュールの左右突出部をそれぞれ成しながら前記一対のフックにそれぞれ全て挿入されることを特徴とする請求項２に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項５】
前記ＰＣＢは、金属を基盤とするＭＣＰＣＢ又はＭＰＣＢであることを特徴とする請求項１に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項６】
前記透光性チューブは、前記光半導体モジュールと対向する位置に他の光半導体モジュールがないことを特徴とする請求項１に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項７】
前記透光性チューブの内周面には、凹凸型の光拡散パターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項８】
光半導体基盤管型組立装置を製造する方法において、
長さを有する透光性チューブを準備し、
長さ方向に前記透光性チューブに直線型のスリットを形成し、
前記スリットを拡張した状態で前記スリットに一つ以上のバー型光半導体モジュールをスライド方式で挿入固定する組立てを含むことを特徴とする光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項９】
前記チューブの準備は、前記透光性チューブの内周面に向かい合いながら長さ方向に沿って形成された一対のフックがあるようにすることを特徴とする請求項８に記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項１０】
前記組立ては、前記光半導体モジュールの左右両側に形成された突出部が前記一対のフックにそれぞれスライド式に挿入され、前記光半導体モジュール後方の突出部が、前記拡張されたスリットを通してスライド式に挿入されたまま前記透光性チューブの外部に露出されることを特徴とする請求項９に記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項１１】
前記スリットの形成は、前記透光性チューブの長さ全体に亘り前記スリットが形成され、前記組立ては前記透光性チューブの長さ全体に亘って前記スリットを広げて前記光半導体モジュールを挿入することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項１２】
前記スリットの形成は、前記透光性チューブの一端付近を一部残して前記スリットが形成され、前記組立ては、前記透光性チューブの一部の長さ領域だけで前記スリットを広げて前記光半導体モジュールを挿入することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項１３】
前記組立て後に、前記スリットが形成されない前記透光性チューブの一部分を切断して除去することをさらに含むことを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体基盤管型照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明用光源として、蛍光灯や白熱灯等が多く用いられてきた。白熱灯は消費電力が高いため、効率および経済性に劣り、このような理由により需要が減少している傾向にある。このような需要減少の傾向は今後も継続すると予想されている。一方、蛍光灯は消費電力が白熱灯の消費電力の約１／３程度で効率が高く、経済的である。しかし、蛍光灯は高い印加電圧によって黒化現象が進み、寿命が短いという問題点を有する。また、蛍光灯は、アルゴンガスと共に有害重金属物質である水銀が注入された真空ガラス管を用いるため、環境非親和的だという短所がある。
【０００３】
最近は、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を含む照明装置、つまり、ＬＥＤ照明装置の需要が急激に増加している。ＬＥＤ照明装置は、寿命が長く、低電力駆動という長所を有する。また、ＬＥＤ照明装置は、水銀のような環境有害物質を用いないため、環境親和的である。
【０００４】
多様な種類、そして多様な構造を有するＬＥＤ照明装置が開発されており、そのうちの一つとして、蛍光灯形態を有する蛍光灯タイプまたは管型のＬＥＤ照明装置が開発されている。
【０００５】
図１は、従来の管型ＬＥＤ照明装置を図示した断面図である。
【０００６】
図１を参照すると、従来の管型ＬＥＤ照明装置は、略半円形の断面を有し、上部が開放された非常に長い透光性カバー２と、前記透光性カバーの上部開放部に結合された非常に長いＬＥＤモジュール４を含む。ＬＥＤモジュール４は、略半円形の断面を有し、非常に長い構造を有するヒートシンク４ａと、前記ヒートシンク４ａの平らな面に付ける非常に長いＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ；４ｂ）と、前記ＰＣＢ４ｂ上に非常に長く配置されたＬＥＤ４ｃを含む。ＬＥＤモジュール４内のＬＥＤ４ｃは、照明装置設置位置から見て前方である下方に光を発する。
【０００７】
従来のＬＥＤ照明装置は、透光性プラスチックカバー２の下部一定角度範囲（約１２０〜１５０°）の円弧領域を通って光が放出される。さらに、従来の管型ＬＥＤ照明装置は、後方がヒートシンク４ａによって完全に塞がれているため、透光性カバー２の側方及び後方に光が全く分布されない配光特性を有する。
【０００８】
上のような従来の管型ＬＥＤ照明装置は、既存の蛍光灯に比べて配光特性が非常に悪い。このため、家庭や事務室等で多く使用されて来た既存の蛍光灯を従来の管型ＬＥＤ照明装置に代替する場合、照明装置の後方と側方に暗い領域が生じることになる。この暗い領域によって、人は照明装置が設けられた空間を相対的により暗く感じるようになる。
【０００９】
従来の管型ＬＥＤ照明装置は、半円形透光性カバー２を通ってのみ光を拡散させて送るため、３６０°全体周辺に透光性のチューブを有する既存の蛍光灯に比べて、当然配光特性が劣ることになる。その上、従来の管型ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ４ｃ又はこれを含むＬＥＤモジュールが、透光性カバー２の外周面とヒートシンクの外周面によって限定される管形状の断面中央に位置し、これは管型ＬＥＤ照明装置の決められた横断面積下でＬＥＤ４ｃの光放出面と、透光性カバー２間の距離が短くなる原因になる。ＬＥＤ４ｃの光放出面と透光性カバー２間の距離が短いほど、ＬＥＤ４ｃから光が透光性カバー２を通過する領域が小さくなるため、従来の管型ＬＥＤ照明装置は、側方、さらには、後方への配光特性が良くない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
よって、本発明が解決しようとする一つの課題は、半導体光素子と透光性間の距離を長くして配光分布を拡張させた管型の光半導体基盤照明装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、組立性が向上した光半導体基盤照明装置、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面にかかる光半導体基盤管型照明装置は、長さを有する透光性チューブと、前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成された直線型スリットと、前記スリットの縁に側面が嵌められたまま、前記透光性チューブに固定される一つ以上のバー型光半導体モジュールとを含み、前記光半導体モジュールは、ヒートシンク、前記ヒートシンク上に付けられたＰＣＢ、及び前記ＰＣＢ上にアレイされる半導体光素子を含み、前記ヒートシンクの一部が前記スリットにより前記透光性チューブの外部に露出される。
【００１３】
好ましくは、前記透光性チューブの内周面には、一対のフックが向かい合うように前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成され、前記スリットは前記の一対のフック間中央において前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成され、前記スリットが外力によって拡張すると、前記光半導体モジュールの左右突出部が前記の一対のフックにそれぞれスライド式に挿入できる。
【００１４】
好ましくは、前記スリットが外力に拡張されると、前記ヒートシンク後方の防熱突出部が前記スリットにスライド式に挿入されて前記透光性チューブの外部に露出される。
【００１５】
好ましくは、前記ヒートシンクは、左右ガイド翼を備え、前記左右ガイド翼それぞれと前記ＰＣＢの左右端それぞれが、前記光半導体モジュールの左右突出部をそれぞれ成しながら前記の一対のフックにそれぞれ全て挿入される。
【００１６】
好ましくは、前記ＰＣＢは、金属を基盤とするＭＣＰＣＢ又はＭＰＣＢであってもよい。
【００１７】
好ましくは、前記透光性チューブは、前記光半導体モジュールと対向する位置に他の光半導体モジュールがない。
【００１８】
好ましくは、前記透光性チューブの内周面には、凹凸型の光拡散パターンが形成されていてもよい。
【００１９】
本発明のまた別の側面においては、半導体基盤管型組立装置を製造する方法が提供でき、この方法は、長さを有する透光性チューブを準備し、長さ方向に前記透光性チューブに直線型のスリットを形成し、前記スリットを拡張した状態で前記スリットに一つ以上の光半導体モジュールをスライド方式で挿入固定する組立てを含む。
【００２０】
好ましくは、前記チューブの準備は、前記透光性チューブの内周面に向かい合いながら長さ方向に沿って形成された一対のフックがあるようにする。
【００２１】
好ましくは、前記組立ては、前記光半導体モジュールの左右両側に形成された突出部が前記の一対のフックにそれぞれスライド式に挿入され、前記光半導体モジュール後方の突出部が、前記の拡張されたスリットを通してスライド式に挿入されたまま前記透光性チューブの外部に露出される。
【００２２】
一実施例においては、前記スリットの形成は、前記透光性チューブの長さ全体に亘り前記スリットが形成され、前記組立ては前記透光性チューブの長さ全体に亘って前記スリットを広げて前記光半導体モジュールを挿入する。
【００２３】
他の実施例においては、前記スリットの形成は、前記透光性チューブの一端付近を一部残して前記スリットが形成され、前記組立ては、前記透光性チューブの一部の長さ領域だけで前記スリットを広げて前記光半導体モジュールを挿入する。このとき、前記方法は前記組立て後に、前記スリットが形成されない前記透光性チューブの一部分を切断して除去することをさらに含む。
【００２４】
特許請求の範囲及び詳細な説明において、用語「半導体光素子」は、発光ダイオードチップ等のような光半導体を含み、又は利用する素子を意味する。前記半導体光素子が発光ダイオードチップを内部に含むパッケージレベルのＬＥＤであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にかかる光半導体基盤管型照明装置は、透光性チューブの下の前方に光を発する第１光半導体モジュールに加え、透光性チューブの上部後方に光を発する第２及び第３光半導体モジュールを含む。よって、本発明にかかる光半導体基盤管型照明装置は、従来の管型または蛍光灯型のＬＥＤ照明装置において、透光性チューブの上部後方領域が暗くなるという短所を克服することができる。
【００２６】
本発明によると、複数の光半導体モジュールの一部の光半導体モジュールの色温度を変えて設定することができ、これを利用することにより、間接灯としての活用も可能である。本発明にかかる光半導体基盤管型照明装置は、一般的な室内照明用としては勿論、景観照明用としても適するという長所を有する。
【００２７】
本発明によると、バー型の光半導体モジュールを透光性チューブの壁に直接設置し、半導体光素子と透光性チューブとの間の距離を広げて配光分布を拡張させた管型の光半導体基盤照明装置が実現できる。また、本発明によると、一部分が透光性チューブ外部に露出するようにバー型の光半導体モジュールを透光性チューブの壁に直接設置することにおいて、透光性チューブに形成したスリットを広げて光半導体モジュールをスライド方式で簡単に組立てる方式の採択により、光半導体基盤管型照明装置の組立性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の半導体基盤照明装置であるＬＥＤ照明装置を説明するための断面図である。
【図２】本発明の一実施例による光半導体基盤管型照明装置を図示した斜視図である。
【図３】図２のＩ−Ｉに沿ってとられた本発明の一実施例にかかる光半導体基盤管型照明装置の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を説明するための図面である。
【図５】本発明の他の実施形態を説明するための図面である。
【図６】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図７】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図８ａ】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図８ｂ】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図９】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図１０】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図１１】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図１２】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図１３】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【図１４】本発明のまた他の実施例を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。次に紹介する実施例は、当業者に本発明の思想が十分に伝わるようにするために、例として提供するものである。よって、本発明は以下に説明する実施例に限定されず、他の形態で具体化することもできる。そして、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さ等は、便宜のために誇張して表現する場合がある。明細書全体に亘り同一な参照番号は同一な構成要素を表す。
【００３０】
図２は、本発明の一実施例にかかる光半導体基盤管型照明装置を図示した斜視図であり、図３は、図２のＩ−Ｉに沿った断面図である。
【００３１】
図２及び図３に示したように、本実施例にかかる光半導体基盤管型照明装置１は、蛍光灯と類似する形態を有する。前記光半導体基盤管型照明装置１の長さを有し、中空の円形断面を有する透光性チューブ２０と、前記透光性チューブ２０の断面周辺に沿って配置された３つの光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃを含む。
【００３２】
本実施例において、前記透光性チューブ２０は、３つの非常に長いスリットピース２０ａ、２０ｂ、２０ｃを含む。前記スリットピース２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、それぞれ透光性があり、衝撃に強いプラスチック材料からなる。また、前記スリットピース２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、全て同一な円弧型断面を有する。３つのスリットピース２０ａ、２０ｂ、２０ｃが円形の断面形態を構成するように配置される際、スリットピース２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間には３つの非常に長い設置ギャップが形成される。
【００３３】
この３つの設置ギャップに、それぞれバー型を有する前記３つの光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃがそれぞれ設置される。これにより、前記透光性スリット２０の円周辺に沿って３つの光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃが約１２０°の等間隔で位置する。よって、前記３つの光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、仮想の正三角形の三つの頂点にそれぞれ位置する。
【００３４】
前記透光性スリット２０の両端には、２つのコネクター６０ａ、６０ｂが設けられる。前記２つのコネクター６０ａ、６０ｂ共に、光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃに電力を供給する電気接続部の役割をし得、２つのコネクター６０ａ、６０ｂの一つのコネクター６０ａだけが電気接続部の役割をし得る。この場合、残りの他のコネクター６０ｂは、透光性チューブ２０の一端をコネクター接続装置の一端に機構的に連結させる役割だけをすると言える。さらに、２つのコネクター６０ａ、６０ｂ共に、電気接続部の機能をせず、機構的接続機能だけを行うようにすることができる。この場合、機構的接続機能を有しない別途設ける電気接続部が、ケーブルと共に透光性チューブ２０の一部開口された部分により引き込まれて利用される。
【００３５】
本明細書において、電気接続機能を行わず、機構的な接続機能だけを行うコネクターを「ダミーコネクター」と定義する。
【００３６】
前記透光性チューブ２０に対する前記３つの光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃの設置角度は、全て同一であることが好ましい。前記設置角度は、該当光半導体モジュールの設置位置での前記透光性チューブ２０に対する接線Ｌと、該当光半導体モジュールの光の中心軸線Ｃが成す角度で定められ、本実施例において前記設置角度は９０°である。本実施例の場合、透光性チューブ２０が光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ又は４０ｃの設置位置で円弧または曲線面を有するため、接線Ｌと中心軸線Ｃが成す角度を設置角度に定めたが、透光性チューブが光半導体モジュール設置位置に直線面を有する場合、その直線面と光半導体モジュールの光中心軸が成す角度を設置角度にする。光半導体モジュールの設置角度を変える場合、設計条件が複雑になることにより、目的とする照明装置を目的とする配光特性で設計することが難しくなる。また、前記設置角度を変える場合、断面が左右対称的な透光性チューブ２０から一方に左右のどちらかに光分布が片寄る恐れが多くなる。そのため、光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃの設置角度は、全て同一に固定し、残りの条件を変えて、目的とする配光分布を得ることが好ましい。
【００３７】
図３に示したように、前記光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ又は４０ｃは、それぞれヒートシンクを含むか、或いはヒートシンクの役割をする非常に長いバー型の金属ベース４２ａ、４２ｂ又は４２ｃと、前記ベース４２ａ、４２ｂ又は４２ｃ上に結合されたＰＣＢ４４ａ、４４ｂ又は４４ｃと、前記ＰＣＢ４４ａ、４４ｂ又は４４ｃ上に実装された半導体光素子４６ａ、４６ｂ又は４６ｃのアレイを含む。各ＰＣＢ４４ａ、４４ｂ又は４４ｃに実装された半導体光素子は、長さ方向に沿って１列以上に配列されて、一つまたはそれ以上のアレイを構成できる。前記半導体光素子４６ａ、４６ｂ又は４６ｃは、発光ダイオードチップを内蔵したＬＥＤパッケージであることが好ましく、発光ダイオードチップから出た光を波長変換する波長変換材料を内部にさらに含むようにしてもよい。しかし、半導体光素子が発光ダイオードチップではない他の光半導体チップ、又はこれを利用または含む素子の場合もある。前記金属ベース４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、前述の設置ギャップにより一部分が透光性チューブ２０の外部に露出されている。
【００３８】
光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ又は４０ｃのベース４２ａ、４２ｂ又は４２ｃは、隣り合う二つのスリットピース２０ａと２０ｂ、２０ｂと２０ｃ、又は２０ｃと２０ａを連結、組立てる手段として利用できる。本実施例においては、前記ベース４２ａ、４２ｂ又は４２ｃの両側面にスリットピース２０ａ、２０ｂ又は２０ｃのスリット縁に対応する連結溝４２２、４２２が形成されており、前記光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ又は４０ｃの側面、特に、前記連結溝４２２にスリットピースの２０ａ、２０ｂ又は２０ｃの縁、つまり、該当スリットの両側縁（又は切開面）が嵌められることにより、前記スリットピース２０ａ、２０ｂ、２０ｃと光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃが組立てられる。
【００３９】
前記３つの光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃのうち、第１光半導体モジュール４０ａは透光性チューブ２０の円周上部に位置し、下に向かって光を発する。本実施例にかかる光半導体基盤管型照明装置１が天井に略水平に設置されると仮定すると、前記第１光半導体モジュール４０ａの半導体光素子４６ａは、透光性チューブ２０の円周最上端付近に位置して、照明装置下の室内空間を照らす主照明光を提供する。前記円周最上端は、天井と最も近い位置を言う。
【００４０】
光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃの１２０°等間隔配置により、前記第１光半導体モジュール４０ａと対向する位置には如何なる光半導体モジュールも存在しない。第１光半導体モジュール４０ａの半導体光素子４６ａが約１２０〜１５０°指向角に光を発するが、前記第１光半導体モジュール４０ａの直下領域に配光量が最も多いため、他の光半導体モジュール４０ｂ又は４０ｃと干渉して引き起こされる光損失が殆どない。
【００４１】
前記３つの光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃのうち、第２及び第３光半導体モジュール４０ｂ、４０ｃは、透光性チューブ２０の円周下部の左右側にそれぞれ偏心するように位置して、その反対側上側に向かって光を発する。前記第２及び第３光半導体モジュール４０ｂ、４０ｃの光半導体素子４６ｂ、４６ｃから出る光は、第１光半導体モジュール４０ａからの光がカバーできない領域、つまり、照明装置の後方領域及び側方領域をカバーする。
【００４２】
光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃの１２０°間隔配置によって、前記第２光半導体モジュール４０ｂと対向する位置に、他の光半導体モジュールが存在せず、前記第３光半導体モジュール４０ｃと対向する位置にも光半導体モジュールが存在しない。よって、前記第２及び第３光半導体モジュール４０ｂ、４０ｃ内の半導体光素子４６ｂ、４６ｃから出た光は、それ以外の他の光半導体モジュールによって殆ど干渉されず、照明装置の上部（又は後方）を照明できる。照明装置が天井に設置される場合、前記第２光半導体モジュール４０ｂ及び前記第３光半導体モジュール４０ｃは、天井付近を明るく照らす。
【００４３】
透光性チューブ２０の周辺に沿って、第１、第２、第３光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃを等間隔で配置することにより、透光性チューブ２０の全体周辺、つまり、３６０°全体領域に亘って光が均等に分布されるという配光特性を得ることができる。第１光半導体モジュール４０ａに対する印加電力より、第２及び第３光半導体モジュール４０ｂ、４０ｃに対する印加電力を相対的に小さくして、後方から出る光の出力を相対的に小さく調節することが好ましい。このために、前記第２及び第３光半導体モジュール４０ｂ、４０ｃについては消費電力が低い半導体光素子を利用したり、或いは半導体光素子を減らしたりする方式が利用できる。このとき、第２光半導体モジュール４０ｂに対する印加電力及び光出力並びに第３光半導体モジュール４０ｃに対する印加電力及び光出力は、同じであることが好ましい。
【００４４】
前記第１光半導体モジュール４０ａ内の半導体光素子４６ａは、所望の、例えば、約５０００Ｋの色温度光を発するようにする一方で、第２及び第３光半導体モジュール４０ｂ、４０ｃは、少なくとも第１光半導体モジュール４０ａ内半導体光素子４６ａの光と色温度が異なる光を発する半導体光素子４６ｂ又は４６ｃを少なくとも一つ以上含むことによって、カラーディミング機能を有する間接灯形式の光源になるようにすることができる。
【００４５】
本実施例にかかる光半導体基盤管型照明装置１は、前記透光性チューブ２０の内周面に光拡散層２１を含む。前記透光性チューブ２０の内周面に拡散材料をコーティングしたり、或いは拡散シートを前記透光性チューブ２０の内周面に付けたりして形成できる。この光拡散層２１は、透光性チューブ２０を通過する光を広く拡散させて光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃが設置される領域周辺が相対的に暗くなるという問題点を補完する。代案として、前記透光性チューブ２０の外周面に光拡散層を形成でき、透光性チューブ２０を構成する透光性プラスチック材料内に拡散材料を介在させることも考慮できる。また、前記透光性チューブ２０は、波長変換材料、より好ましくは、リモートフォスファー（ｒｅｍｏｔｅ  ｐｈｏｓｐｈｏｒ）を含むようにしてもよく、このリモートフォスファーは透光性チューブ２０の内周面及び／又は外周面に形成でき、さらには、透光性チューブ２０を形成する樹脂材料内に含まれて形成することもできる。
【００４６】
図４及び図５は、本発明の他の多様な実施形態を説明するための例示図である。
【００４７】
図４は、略楕円形の透光性チューブ２０の周辺に沿って３つの光半導体モジュール、つまり、第１光半導体モジュール４０ａ、第２光半導体モジュール４０ｂ及び第３光半導体モジュール４０ｃが約１２０°の間隔で配置される。前記第１、第２、第３光半導体モジュール４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、二等辺三角形の三つの頂点に位置する。前記の実施例と同様に、前記第１光半導体モジュール４０ａが前方下、つまり、下部の室内空間を照明し、前記第２光半導体モジュール４０ｂ及び前記第３光半導体モジュール４０ｃは、照明装置の上部、つまり、後方の天井付近を照明する。
【００４８】
図５は、頂点付近にラウンド面を含む略正三角形断面の透光性チューブ２０の周辺に沿って３つの光半導体モジュール、つまり、第１光半導体モジュール４０ａ、第２光半導体モジュール４０ｂ及び第３光半導体モジュール４０ｃが配置される。前記透光性チューブ２０断面において、一つの平行な上辺に第１光半導体モジュール４０ａが位置し、残りの二つの傾斜した側辺に第２光半導体モジュール４０ｂと第３光半導体モジュール４０ｃとが位置する。前記第１光半導体モジュール４０ａは、前方下、つまり、下部の室内空間を照明し、前記第２光半導体モジュール４０ｂ及び前記第３光半導体モジュール４０ｃは、照明装置の上部、つまり、後方天井付近を照明する。多くの配光が要求される部分に頂点または先端形状が存在する場合、その部分で光の損失が発生し得るため、前述のようなラウンド面を準備してこれを防止するのが良い。透光性チューブ２０は、光が多く要求される部分に、頂点、先端または他の鋭い形状を排除することが好ましい。
【００４９】
以下では、本発明の他の実施例にかかる管型光半導体基盤照明装置、及びその製造方法について説明する。以下、実施例の説明で説明しない内容は、前述の実施例に従うものとする。
【００５０】
図６は、本発明の他の実施例にかかる光半導体基盤管型照明装置を組立てた状態に図示した斜視図であり、図７は、図６の光半導体基盤管型照明装置を分解した状態に図示した分解斜視図で、図８ａ及び図８ｂは、それぞれ図６及び図７に示した半導体基盤管型照明装置の一端部を、コネクターを分離した状態に拡大して相互異なるそれぞれにも図示した拡大斜視図であり、図９は、図６〜図７と図８ａ及び図８ｂに示した光半導体基盤管型照明装置を図示した横断面図である。以下、実施例を説明するにおいて、前述の実施例と同一または類似する構成要素については同一な図面符号を用いている。
【００５１】
図６〜図９に示したように、本実施例にかかる光半導体基盤管型照明装置１は、長さを有し、中空略円形断面を有するプラスチック材質の透光性チューブ２０と、前記透光性チューブ２０の長さ方向に沿って設置されたバー（ｂａｒ）型の光半導体モジュール４０とを含む。
【００５２】
本実施例において、前記透光性チューブ２０は、それ自体の長さ方向に長く形成された一つの設置ギャップを含む。前記設置ギャップを除いた残りの周辺部分は、連続的に連結されている。前記設置ギャップに略バー型の光半導体モジュール４０が嵌められ、前記透光性チューブ２０の円形壁に前記光半導体モジュール４０が固定設置される。前記光半導体モジュール４０が設置された領域を除き、前記透光性チューブ２０の全ての壁には如何なる光半導体モジュール４０も存在しない。
【００５３】
前記透光性チューブ２０の両端には、２つのコネクター６０ａ、６０ｂが設置される。前記の２つのコネクター６０ａ、６０ｂ共に、前記光半導体モジュール４０に電力を供給する電気接続部の役割をし得、２つのコネクター６０ａ、６０ｂの一つのコネクター６０ａだけが電気接続部の役割をし得る。この場合、残りの他のコネクター６０ｂは、透光性チューブ２０の一端をコネクター接続装置の一端に機構的に連結させる役割だけをすると言える。さらに、２つのコネクター６０ａ、６０ｂ共に、電気接続部の機能をせず、機構的接続機能のみし得る。この場合、機構的接続機能しない別途の電気接続部が、ケーブルと共に透光性チューブ２０の一部開口された部分により引き込まれて利用できる。
【００５４】
図８ｂ及び９に示したように、前記光半導体モジュール４０のそれぞれは、長い形状のヒートシンク４２と、前記ヒートシンク４２の平らな前面に付けられたＰＣＢ４４と、前記ＰＣＢ４４上に実装された半導体光素子４６のアレイを含む。各ＰＣＢ４４に実装された半導体光素子は、長さ方向に沿って一列に配列されて一つのアレイを構成している。このとき、前記ＰＣＢ４４は、熱伝導性が大きい金属を基盤とするＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｒｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）又はＭＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）であることが好ましい。前記ヒートシンク４２は、前述の設置ギャップにより一部分が透光性チューブ２０の外部に露出されている。
【００５５】
以下にて詳しく説明するように、前記光半導体モジュール４０は、前記透光性チューブ２０の設置ギャップに長さ方向にスライド方式で挿入されて前記透光性チューブ２０に固く結合する。
【００５６】
前記透光性チューブ２０は、前記設置ギャップに沿って前記光半導体モジュール４０のスライド挿入を許容するガイド構造を含み、前記光半導体モジュール４０の前記ヒートシンク４２と前記ＰＣＢ４４は、相互結合した状態で前記ガイド構造にスライド方式でガイドされ得る形状を含む。
【００５７】
前記透光性チューブ２０の設置ギャップと、ガイド構造についてより具体的に説明すると次のようになる。
【００５８】
前記透光性チューブ２０は、前記設置ギャップを作るために長さ方向に沿って形成された直線型のスリット２０１を含む。以下にてより詳しく説明するように、前記スリット２０１は刃等の鋭い切断道具、又はレーザーによる切断加工によって形成できる。前記スリット２０１に隣接して、前記透光性チューブ２０の内周面には一対のフック２０２、２０２が向かい合うように前記透光性チューブ２０の長さ方向に沿って形成され、前記フック２０２、２０２によって前記光半導体モジュール４０が、スライド式にガイドされる一つのガイド構造が形成される。
【００５９】
以下でも説明するように、前記フック２０２、２０２は、前記透光性チューブ２０を成形する際に、一体に成形されることが良い。そして、前記スリット２０１は、フック２０２、２０２が形成された透光性チューブ２０を長さ方向に沿って切開して形成される。ここで、前記スリット２０１が一対のフック２０２、２０２間にあるため、外力により前記スリット２０１を広げることによって、前記一対のフック２０２、２０２間を広げることができる。
【００６０】
図９に示したように、前記ヒートシンク４２は、前記ＰＣＢ４４が付けられた平らな前面を有する。また、前記ヒートシンク４２は前記前面の後ろ側に左右一対のガイド翼４２２、４２２と、後方中央の防熱突出部４２４を含む。前記ガイド翼４２２の背面は、平らな前面と異なり、透光性チューブ２０の内周曲面と同じか、或いはそれと類似する曲面からなる。前記防熱突出部４２４は、前記ヒートシンク４２の背面中央に長さ方向に長く形成され、両側面は垂直面からなる。前記防熱突出部４２４の背面は、前記透光性チューブ２０の外周曲面と同じか類似する曲面からなる。
【００６１】
前記ＰＣＢ４４は、半導体光素子４６がアレイされる中央を基準に左右側に端を有する。前記ＰＣＢ４４の左右側端は、ヒートシンク４２の左右側ガイド翼４２２、４２２と共に前記光半導体モジュール４０の左右側に突出した構造を成す。前記ヒートシンク４２の前面幅より、前記ＰＣＢ４４の幅がより大きいことが好ましく、これにより、前記ＰＣＢ４４の左右両側の縁が光半導体モジュール４０の左右側に最も離れて位置する。
【００６２】
前記光半導体モジュール４０が前記透光性チューブ２０の設置ギャップにスライド式に嵌められる際、左側のフック２０２にはヒートシンク４２の左側翼４２２と、ＰＣＢ４４の左側端が共に挿入され、前記右側のフック２０２には、ヒートシンク４２の右側翼４２２と右側端が共に長さ方向に挿入される。つまり、前記一対のフック２０２はそれぞれヒートシンク４２と前記ＰＣＢ４４の端を一緒につかんで維持する。そして、一対のフック２０２がガイド構造を成すため、前記光半導体モジュール４０は前記一対のフック２０２に沿ってスライド可能に挿入され得る。
【００６３】
前記のような光半導体モジュール４０の長さ方向の挿入は、透光性チューブ２０のスリット２０１を強制的に広げた後行われるため、前記光半導体モジュール４０の挿入後は、前記スリット２１０を狭める方向に弾性力が働き、前記弾性力によって、前記光半導体モジュール４０の設置ギャップ内に固く固定され得る。
【００６４】
前記の一対のフック２０２にそれぞれ挿入される部分を光半導体モジュール４０の左右側突出部とする場合は、前記左右側突出部はそれぞれ前記ヒートシンク４２のガイド翼４２２と前記ガイド翼上のＰＣＢ４４の端とを含む。前記光半導体モジュール２０の後方突出部、つまり、ヒートシンク４２後方の防熱突出部４２４は、前記透光性チューブ２０の拡張されたスリット２０１により前記透光性チューブ２０の外部に露出される。前記スリット２０１の左右縁、つまり、左右切開面が前記突出部４２４の側面と接するように前記光半導体モジュールの側面に嵌る。このとき、前記スリット２０１の狭めようとする弾性力によって、前記縁、つまり、切開面が前記突出部４２４の両側面を強く圧迫する。
【００６５】
図９に示したように、前記透光性チューブ２０の内周面には、光を広く拡散させるための凹凸型の光拡散パターン２９が形成される。前記光拡散パターン２９は、前記透光性チューブ２０を、例えば、射出成形によって形成する際、その透光性チューブ２０の内周面に形成できる。
【００６６】
前述のような光半導体基盤管型照明装置を製造する一実施例による方法を、図１０及び図１１を参照して説明する。
【００６７】
先ず、図１０を参照すると、長さ方向に沿って長く延長された向かい合う一対のフック２０２、２０２を内周面に備えた透光性チューブ２０を、例えば、射出成形によって準備する。次に、前記一対のフック２０２、２０２間中央に、前記透光性チューブ２０の全体長さに亘り直線型の長いスリット２０１が形成される。前記スリット２０１は、刃またはレーザー等のような切断道具で前記透光性チューブ２０を長さ方向に切断または切開することによって形成される。前記スリット２０１の形成によって、前記透光性チューブ２０は前記一対のフック２０２、２０２間に外力によって拡張され得る設置ギャップが形成される。
【００６８】
次に、図１１を参照すると、前記透光性チューブ２０に対して、矢印方向に外力を加え、前記スリット２０１の幅を強制的に拡張させる。次に、直線型光半導体モジュール４０を前記スリット２０１の拡張によって形成された設置ギャップ内にスライド式に挿入する。このとき、前記直線型光半導体モジュール４０の左右突出部は、一対のフック２０２、２０２にそれぞれ挿入されて案内され、前記光半導体モジュール４０後方の突出部は、拡張されたスリット２０１に沿ってスライド式に挿入されて案内される。前述のように、前記の一対のフック２０２、２０２にそれぞれ挿入される前記光半導体モジュール４０の左右突出部は、それぞれＰＣＢの左側または右側の端と前記ヒートシンクの左側または右側ガイド翼を含む。
【００６９】
その次に、前記透光性チューブ２０の両端または一端をコネクターで塞ぎ、光半導体基盤管型照明装置を完成する。
【００７０】
次に、前述のような光半導体基盤管型照明装置を製造する他の実施例による方法を、図１２〜図１４を参照して説明する。
【００７１】
前述の実施例のような方法で一対のフック２０２、２０２を内周面に備える透光性チューブ２０を準備する。前述の実施例と同様に、前記一対のフック２０２、２０２間中央に前記透光性チューブ２０の長さに沿って直線型の長いスリット２０１を形成するものの、前記透光性チューブ２０の一端付近にはスリット２０１を形成せず、そのまま残す。本実施例でも、前記スリット２０１は刃またはレーザー等のような切断道具を利用して形成される。
【００７２】
次に、図１２を参照すると、スリットが形成されない前記透光性チューブ２０の一端付近を除いた残りの透光性チューブ２０に対して、矢印方向に外力を加えて、前記スリット２０１の幅を強制的に拡張させる。次に、前述の実施例のような方式で直線型光半導体モジュール４０を、前記スリット２０１の拡張によって形成された設置ギャップ内にスライド式に挿入する。
【００７３】
次に図１３を参照すると、前記透光性チューブ２０のスリット２０１が形成されない残りの部分Ｌを切断、除去する。これにより、前記透光性チューブ２０の全体長さに亘りスリット２０１が形成される。前記透光性チューブ２０の一部を除去する工程後に、光半導体モジュール４０が挿入し切っていない場合は、前記光半導体モジュール４０を直線方向にさらに押して完全に挿入させる。本実施例による方法は、様々な長所を有するが、その中でも、長い透過性チューブ２０のスリット２０１を一方だけ広げることによる工程上の便宜性と、透光性チューブ２０に複数のスリットを形成し、その複数のスリットに複数の光半導体モジュールを設置して、例えば、図１〜図５の実施例でのような照明装置を作ることができるという点である。
【００７４】
上では、一つの光半導体モジュール４０は、透光性チューブ２０に一つの設置ギャップ又は一つのスリット２０１に挿入設置される構造について説明したが、図１４に示された実施例でのように、二つ以上の光半導体モジュール４０、４０が一つの設置ギャップ又は一つのスリット２０１に一緒に挿入された構造の光半導体基盤管型照明装置を考慮できる。
【００７５】
図１４を参照すると、二つの光半導体モジュール４０、４０が隣り合う側面同士を予め締結したまま透光性チューブ２０の一つのスリット２０１内に挿入している。このとき、二つの光半導体モジュール４０、４０の相互隣接していない側面に存在する突出部が、透光性チューブ２０に形成された一対のフック２０２、２０２にそれぞれスライド式に挿入され得る。二つの光半導体モジュール４０、４０が隣り合う側面を結合する構造は、多様な変形が可能なものであり、その具体的な説明は省略する。そして、一つのスリットに一緒に挿入される二つの光半導体モジュール４０、４０は、同一直線上にあるように連結でき、一定角度で交差するように連結することもできる。
【図１】
2012243759.tif 000003
【図２】
2012243759.tif 000004
【図３】
2012243759.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
2012243759.tif 000011
【図９】
2012243759.tif 000012
【図１０】
2012243759.tif 000013
【図１１】
2012243759.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月19日(2012.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さを有する透光性チューブと、
前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成された直線型スリットと、
拡張された前記スリットの縁に側面が嵌められるように挿入され、前記スリットを狭める方向に働く前記透光性チューブからの弾性力を前記側面に受けた状態で、前記透光性チューブに固定される一つ以上のバー型光半導体モジュールと、を含み、
前記光半導体モジュールは、ヒートシンク、前記ヒートシンク上に付けられたＰＣＢ、及び前記ＰＣＢ上にアレイされる半導体光素子を含み、
前記ヒートシンクの一部が前記スリットにより前記透光性チューブの外部に露出されることを特徴とする光半導体基盤管型照明装置。
【請求項２】
前記透光性チューブの内周面には、一対のフックが向かい合うように前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成され、前記スリットは前記一対のフック間中央において前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成され、前記スリットが外力によって拡張すると、前記光半導体モジュールの左右突出部が前記一対のフックにそれぞれスライド式に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項３】
前記スリットが外力に拡張されると、前記ヒートシンク後方の防熱突出部が前記スリットにスライド式に挿入されて前記透光性チューブの外部に露出されることを特徴とする請求項２に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクは、左右ガイド翼を備え、前記左右ガイド翼それぞれと前記ＰＣＢの左右端それぞれとが、前記光半導体モジュールの左右突出部をそれぞれ成しながら前記一対のフックにそれぞれ全て挿入されることを特徴とする請求項２に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項５】
前記ＰＣＢは、金属を基盤とするＭＣＰＣＢ又はＭＰＣＢであることを特徴とする請求項１に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項６】
前記透光性チューブは、前記光半導体モジュールと対向する位置に他の光半導体モジュールがないことを特徴とする請求項１に記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項７】
前記透光性チューブの内周面には、凹凸型の光拡散パターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光半導体基盤管型照明装置。
【請求項８】
光半導体基盤管型照明装置を製造する方法において、
長さを有する透光性チューブを準備し、
長さ方向に前記透光性チューブに直線型のスリットを形成し、
前記スリットを拡張した状態で前記スリットに一つ以上のバー型光半導体モジュールをスライド方式で挿入固定する組立てを含むことを特徴とする光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項９】
前記チューブの準備は、前記透光性チューブの内周面に向かい合いながら長さ方向に沿って形成された一対のフックがあるようにすることを特徴とする請求項８に記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項１０】
前記組立ては、前記光半導体モジュールの左右両側に形成された突出部が前記一対のフックにそれぞれスライド式に挿入され、前記光半導体モジュール後方の突出部が、前記拡張されたスリットを通してスライド式に挿入されたまま前記透光性チューブの外部に露出されることを特徴とする請求項９に記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項１１】
前記スリットの形成は、前記透光性チューブの長さ全体に亘り前記スリットが形成され、前記組立ては前記透光性チューブの長さ全体に亘って前記スリットを広げて前記光半導体モジュールを挿入することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項１２】
前記スリットの形成は、前記透光性チューブの一端付近を一部残して前記スリットが形成され、前記組立ては、前記透光性チューブの一部の長さ領域だけで前記スリットを広げて前記光半導体モジュールを挿入することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【請求項１３】
前記組立て後に、前記スリットが形成されない前記透光性チューブの一部分を切断して除去することをさらに含むことを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の光半導体基盤管型照明装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一側面にかかる光半導体基盤管型照明装置は、長さを有する透光性チューブと、前記透光性チューブの長さ方向に沿って形成された直線型スリットと、拡張された前記スリットの縁に側面が嵌められるように挿入され、前記スリットを狭める方向に働く前記透光性チューブからの弾性力を前記側面に受けた状態で、前記透光性チューブに固定される一つ以上のバー型光半導体モジュールとを含み、前記光半導体モジュールは、ヒートシンク、前記ヒートシンク上に付けられたＰＣＢ、及び前記ＰＣＢ上にアレイされる半導体光素子を含み、前記ヒートシンクの一部が前記スリットにより前記透光性チューブの外部に露出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明のまた別の側面においては、半導体基盤管型照明装置を製造する方法が提供でき、この方法は、長さを有する透光性チューブを準備し、長さ方向に前記透光性チューブに直線型のスリットを形成し、前記スリットを拡張した状態で前記スリットに一つ以上の光半導体モジュールをスライド方式で挿入固定する組立てを含む。