專利名稱：照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組合LED等的光源和聚光透鏡的照明裝置。
背景技術(shù)：
以往，對于用于照明CD和DVD的讀寫或其他各種光學(xué)應(yīng)用儀器的背光燈等的大多照明裝置，具有支承體、安裝于該支承體的LED或燈等的光源、與該光源相對地安裝于支承體或與支承體一體形成的透鏡，并對自LED等發(fā)出的光賦予規(guī)定的聚光特性，用以照明規(guī)定的對象或范圍。
圖9表示第1以往的照明裝置。該照明裝置具有框狀的支承體40、配置于該支承體內(nèi)的片狀的LED41、與該LED相對地支承于支承體40的透鏡42。該透鏡42由半球狀透明體構(gòu)成，具有一般的凸?fàn)畹耐哥R面42a。LED41的發(fā)光面(一般為上端面)配置于透鏡42的焦點附近或距其適當(dāng)?shù)奈恢?。LED41安裝于在支承體40安裝的基板43上，并以接合線44作為導(dǎo)線供給發(fā)光用電。LED41和接合線44由密封部件45覆蓋，該密封部件45由透明樹脂構(gòu)成。
但是，在該第1以往的照明裝置中，由于透鏡42為半球形狀，所以照明裝置的整體厚度增大。因此，作為透鏡42的代替品，采用具有可使厚度變薄的菲涅耳透鏡面的透鏡。在此，具有菲涅耳透鏡面的透鏡，眾所周知，具有斷面為直角三角形的很多環(huán)狀棱鏡部。在這樣的棱鏡中，為使整個面的厚度最小化而使環(huán)狀棱鏡部的高度大致相等，則越朝向棱鏡的外周部，斜面越發(fā)立起而棱鏡的頂角就越被銳角化，從而相鄰棱鏡的半徑方向的間隔也急劇變窄。因此，即使由直接切削的方式來形成由一般的樹脂材料構(gòu)成的透明部件，或由成形用金屬模而加以制作，對于透鏡的外周部的加工也很困難。
另外，當(dāng)LED位于透鏡的光軸上時，在透鏡的外周部，光束相對于棱鏡部的底面傾斜地入射，從而僅能利用棱鏡部的斜面的一部分(下部)，利用效率低下。由此，難于制造具有聚光作用理想的大口徑的(相對于焦距的透鏡外徑比率大，外周部的棱鏡斜面為銳角)菲涅耳透鏡面的透鏡，且性能也劣于一般的透鏡。
另一方面，在使用自然發(fā)光色狀態(tài)下的LED41的情況下，對于照明裝置，雖然可以采用圖9所示的結(jié)構(gòu)，但是在想采用與LED41的發(fā)光色不同的光源色的情況下，例如在采用發(fā)出藍(lán)色光的LED卻想得到白色的光源時，通過采用在密封有LED41的透明密封部件45中混入熒光體的材料，由LED41的藍(lán)色光激發(fā)熒光體而發(fā)出長波長的光，由兩者的混色綜合而得到白色的光。
在此情況下，在LED41不發(fā)光時，在從外部通過透明透鏡42看到密封部件45時，由于密封部件45中含有熒光體，所以被外界光照射到的密封部件呈黃色。這樣就會有損照明裝置的外觀。
為了改善這一缺點，在第2以往的照明裝置中，如圖10所示，在LED41的前面配設(shè)有作為透鏡42的替代品的光擴散板46。該光擴散板46散射外界光而呈白色，從而具有幾乎不能看到背后的黃色密封部件45的效果。但是，在該結(jié)構(gòu)中，由于來自LED41的光也被散射，所以即使采用聚光透鏡，也無法聚光或不能完全聚光。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種照明裝置，可以在非發(fā)光時幾乎無法從外部看到照明裝置的內(nèi)部色或結(jié)構(gòu)，可以保證外觀的品位，且也不有損于透鏡的聚光作用。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種照明裝置，即使其厚度薄且為大口徑，也容易進(jìn)行透鏡的加工。
本發(fā)明的又一目的在于提供增加了透鏡特性和聚光性能的自由度的照明裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，照明裝置具有支承體、配置于該支承體內(nèi)的光源、與該光源的發(fā)光面相對配置的透鏡、形成于該透鏡表面的至少一個面上的遮光機構(gòu)。在一個實施例中，該遮光機構(gòu)由半透半反鏡膜構(gòu)成。光源由被含有YAG熒光體的透明密封部件所包圍的藍(lán)色發(fā)光二極管構(gòu)成，并通過密封部件向外部發(fā)出白色的光。在其他實施例中，光源由多個LED構(gòu)成，這些多個LED發(fā)出同色或異色的光。遮光機構(gòu)用于在光源的非發(fā)光時防止由外界光看到上述照明裝置的內(nèi)部。
根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，照明裝置具有支承體、配置于該支承體內(nèi)的光源、與該光源的發(fā)光的發(fā)光面相對配置的透鏡。透鏡由聚光透鏡構(gòu)成。該透鏡具有外周部分和內(nèi)周部分，外周部分含有由平滑的曲面而成的透鏡面，內(nèi)周部分含有菲涅耳透鏡面。菲涅耳透鏡面的中心軸和由平滑的曲面而成的透鏡面的焦點位置處于不同的位置。


圖1為表示本發(fā)明的照明裝置的第1實施例的剖面圖。
圖2為表示本發(fā)明的照明裝置的第1實施例的平面圖。
圖3為表示本發(fā)明的照明裝置的第2實施例的剖面圖。
圖4為表示本發(fā)明的照明裝置的第2實施例的平面圖。
圖5為表示本發(fā)明的照明裝置的第3實施例的剖面圖。
圖6為表示本發(fā)明的照明裝置的第3實施例的平面圖。
圖7為表示本發(fā)明的照明裝置的第4實施例的剖面圖。
圖8為表示本發(fā)明的照明裝置的第4實施例的平面圖。
圖9為表示以往的第1照明裝置的剖面圖。
圖10為表示以往的第2照明裝置的剖面圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的幾個理想實施例。
圖1和圖2表示本發(fā)明的照明裝置的第1實施例。該照明裝置，如圖1所示，例如具有環(huán)狀的支承體1、配置于該支承體內(nèi)的光源2、與該光源2相對地支承于支承體的透鏡3。
在本實施例中，光源2由片狀的LED構(gòu)成。該LED2安裝于基板4上，該基板4由任意方式固定于支承體1。LED2借助接合線5連接于外部電源裝置(未圖示)。作為接合線5的替代品，也可借助凸起部電氣導(dǎo)通于外部電源裝置。
LED2和接合線5由密封部件6所密封。該密封部件，例如由含有YAG熒光體的透明樹脂構(gòu)成。
對于透鏡3，其一面，具有例如形成于其上面的中央部、即內(nèi)周部分的菲涅耳透鏡面3a和形成于其外周部的透鏡面3b。該透鏡面3b為平滑的連續(xù)曲面，例如由球面形成。透鏡3的下面、即與LED2相對的面形成為平坦面。
在透鏡3上設(shè)有遮光機構(gòu)。該遮光機構(gòu)設(shè)于透鏡3的至少一個面，例如透鏡3的平坦的下面。該遮光機構(gòu)用于在作為光源的LED2的非發(fā)光時防止由外界光看到照明裝置的內(nèi)部。該遮光機構(gòu)在例如由半透半反鏡膜7構(gòu)成，該半透半反鏡膜例如由鋁或銀等的金屬薄膜構(gòu)成，由真空蒸鍍等方式形成于透鏡3的下面(在圖1中為放大了厚度而表示的)。該半透半反鏡膜7起到作為半透過反射膜的作用。
若在外界光下注視本實施例的照明裝置，則半透半反鏡膜7反射外界光，而該反射光射入眼睛，所以觀察者幾乎不能或完全不能透視半透半反鏡膜背后的密封部件6等的照明裝置的內(nèi)部。
通常的半透半反鏡膜7精確地具有50％的通過率和50％的反射率。但是用于本發(fā)明的半透半反鏡膜7并不需要這樣高的反射率。如果LED2的外觀得到強化，半透半反鏡膜7也可以僅具有30％～35％的反射率。如果來自LED2的光的輸出得到強化，半透半反鏡膜7也可以僅具有25％～20％或者更低的反射率。即，可以認(rèn)為具有20％～35％的反射率的半透半反鏡膜7均可以應(yīng)用于本發(fā)明，該半透半反鏡膜7的反射率可以根據(jù)實施例的具體情況進(jìn)行改變。經(jīng)測試，當(dāng)使用具有30％左右的反射率的半透半反鏡膜7時，可以得到光效率與外觀的最佳平衡效果。
圖3和圖4表示本發(fā)明的照明裝置的第2實施例。
對于本實施例的照明裝置，其基本的結(jié)構(gòu)和作用與第1實施例相同，但是具有與透鏡3的結(jié)構(gòu)稍微不同的透鏡10。該透鏡10與透鏡3同樣地具有設(shè)于中央部的菲涅耳透鏡面10a和設(shè)于外周部的透鏡面10b。但是，在菲涅耳透鏡面10a的中心軸(光軸)Ca和透鏡10b(假想透鏡面10c的一部分)的中心軸(光軸)Cb稍微偏離這一點上，與透鏡3有所不同。而且，LED2的發(fā)光面的中心位置從這些中心軸Ca和Cb偏離(也有使之與其中一方相一致的情況)。由該構(gòu)成，自LED2發(fā)出的光由菲涅耳透鏡面10a和透鏡面10b聚光于不同的地方，可以給予照明對象位置中的照度圖案以預(yù)期的變化。
圖5和圖6表示本發(fā)明的照明裝置的第3實施例。在該實施例中，采用平面排列的多個照明機構(gòu)20，各照明機構(gòu)20具有與圖1所示的第1實施例中的照明裝置相同的結(jié)構(gòu)。多個照明機構(gòu)20的個數(shù)是任意的。多個照明機構(gòu)20中的透鏡21以形成透鏡集合體的方式一體形成。該透鏡集合體支承于支承體22。各透鏡21與第1實施例中的透鏡3同樣地具有菲涅耳透鏡面20a和透鏡面20b。在這些透鏡21的透鏡集合體的下面遍及整個面地形成半透半反鏡膜23。另外，多個透鏡21的各下面是與作為光源的片狀的LED24相對配置的平坦面，這些LED24安裝于大的基板25上。這些LED24與第1實施例同樣地分別由密封部件26所密封。
在該實施例中，可以得到整列的照明光，而且，只要選擇各透鏡21的焦距以使在照明對象位置不會產(chǎn)生強度大的光斑，就可以得到大面積亮度均勻的照明效果。另外，在該照明裝置的結(jié)構(gòu)中，通過預(yù)先使各LED24的位置從各透鏡21的中心向平面上的不同方向偏離，從而可使被照明面的光強度分布產(chǎn)生變化，也可以得到合乎使用目的的集合的照明裝置。
圖7和圖8表示本發(fā)明的照明裝置的第4實施例。該實施例所示的照明裝置，在一個透鏡30的下方配設(shè)有多個LED。例如，為形成紅、綠、藍(lán)的三原色的混合照明，相互接近地配置發(fā)出各原色光的LED31R、31G、31B(參照圖8)，并將其安裝于基板32上。透鏡30與第1實施例中的透鏡3同樣地具有菲涅耳透鏡面30a和透鏡面30b。在透鏡30的下面設(shè)有半透半反鏡膜33。為了有效地利用所有方向的光，可在該照明裝置中的支承體34上設(shè)有圓錐或棱錐狀的反射面35。在該反射面35上進(jìn)行提高反射率的表面處理。
在該實施例中，采用不含熒光體的用于密封LED31R、31G、31B的密封部件36的結(jié)構(gòu)，或采用不設(shè)置密封部件36的結(jié)構(gòu)，但是，即使在該情況下，半透半反鏡膜33也具有使照明裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不容易從視覺上被認(rèn)出的效果。另外，通過采用同色的多個LED31，可以得到被發(fā)散的照明光。
上面對最佳實施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限于這些實施例。例如，可以任意地設(shè)定作為光源的LED的形態(tài)和配置、半透半反鏡膜的材質(zhì)和膜的著色、或基板和支承體或作為其替代品的容器的結(jié)構(gòu)等。另外，半透半反鏡膜設(shè)于透鏡的LED的相對向的下面，但是也可將其設(shè)于例如菲涅耳透鏡面。也可任意選擇半透半反鏡膜的厚度，從而可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整反射率和透過率。另外，可以不將半透半反鏡膜整個地均勻地設(shè)于透鏡的下面，可以設(shè)為點狀、簾狀或格子狀等的圖樣?？梢宰杂稍O(shè)定密封材料的有無、該密封材料的顏色或形狀等。也可以點狀等進(jìn)行白色涂料的印刷來替代半透半反鏡膜，從而得到同樣無金屬光澤且可同樣降低內(nèi)部黃色感的效果。
對于透鏡，可以為具有許用厚度的一般透鏡，也可以為具有菲涅耳透鏡面的透鏡。另外，通過進(jìn)行一般的透鏡部和菲涅耳透鏡部的面積比的各種選擇、改變兩者的焦距等透鏡特性(由此，例如可以在某種光照強度的照明范圍中得到更強的點照射部、也可以使透鏡像差的一部分得以稍微地修正)、使這些透鏡部和菲涅耳透鏡部的光軸的一方或雙方傾斜將菲涅耳透鏡面并不形成為平面而是形成為凸面或凹面，或者，對上述實施例的特征加以不同的組合等，可形成各種任意的結(jié)構(gòu)和變型例。另外，能夠以透鏡面的至少一方為凹透鏡而得到發(fā)散的照明光。
對于本發(fā)明的照明裝置，由于在非發(fā)光時完全或幾乎不能看到其內(nèi)部的顏色或結(jié)構(gòu)，所以其具有不有損于搭載有該照明裝置的儀器等的外觀的設(shè)計上的優(yōu)點，而且，由于可使輕薄化和聚光(或散射)特性多樣化，所以大大地擴大了以應(yīng)用于高檔用品為首的應(yīng)用范圍，并極大地提高了產(chǎn)業(yè)上的可利用性。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，具有支承體、配置于上述支承體內(nèi)的光源、與上述光源的發(fā)光面相對地配置的透鏡，其特征在于，包含遮光機構(gòu)，其形成于上述透鏡表面的至少一個面上，用于在上述光源的非發(fā)光時防止因外界光而看到上述照明裝置的內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述遮光機構(gòu)包含設(shè)于上述透鏡上的半透半反鏡膜。
3.如權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于，上述半透半反鏡膜形成于與上述光源的發(fā)光面相對的透鏡的平坦面上。
4.如權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于，上述半透半反鏡膜是由鋁等的金屬材料構(gòu)成的薄膜而形成的。
5.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述光源安裝在固定于上述支承體的基板上。
6.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述光源由單個或多個LED構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的照明裝置，其特征在于，上述多個LED發(fā)出相同顏色或不同顏色的光。
8.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述光源被由含有YAG熒光體的透明樹脂制成的密封部件所包圍，上述光源由藍(lán)色發(fā)光二極管構(gòu)成，并通過上述密封部件而向外部發(fā)出白色的光。
9.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述透鏡為聚光透鏡，該聚光透鏡具有外周部分和內(nèi)周部分，上述外周部分含有由平滑的曲面構(gòu)成的透鏡面，上述內(nèi)周部分含有菲涅耳透鏡面。
10.如權(quán)利要求9所述的照明裝置，其特征在于，上述菲涅耳透鏡面的中心軸和由上述平滑的曲面構(gòu)成的透鏡面的焦點位置配置于不同的位置。
11.一種照明裝置，具有光源、與上述光源的發(fā)光面相對地配置的透鏡、形成于上述透鏡的至少一面上的半透半反鏡膜，上述透鏡具有外周部分和內(nèi)周部分，上述外周部分含有由平滑的曲面構(gòu)成的透鏡面，對于上述內(nèi)周部分，多個含有菲涅耳透鏡面的照明機構(gòu)呈平面狀地排列于支承體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的照明裝置，其特征在于，上述光源由單個或多個LED構(gòu)成。
全文摘要
一種照明裝置，具有支承體、配置于該支承體內(nèi)部的光源、與光源的發(fā)光面相對地配置的透鏡、形成于該透鏡的至少一面的半透半反鏡膜，光源由LED構(gòu)成，半透半反鏡膜為由鋁等的金屬材料制成的薄膜，透鏡為聚光透鏡，該透鏡具有外周部分和內(nèi)周部分，外周部分含有由平滑的曲面構(gòu)成的透鏡面，內(nèi)周部分含有菲涅耳透鏡面。
文檔編號F21V5/04GK1667313SQ200510054420
公開日2005年9月14日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者志村崇 申請人:西鐵城電子股份有限公司