JP7656435B2 - Light-emitting devices and electrical appliances - Google Patents
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Description
本発明は、光束制御部材、発光装置および電気機械器具に関する。 The present invention relates to a light flux control member, a light emitting device, and an electrical device.
近年、省エネルギーや小型化の観点から、照明用の光源として、発光ダイオード(以下「LED」ともいう)が使用されている。そして、LEDと、LEDから出射された光の配光を制御する光方向変換用光学素子(光束制御部材)とを組み合わせた発光装置が使用されるようになってきた(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, light-emitting diodes (hereinafter also referred to as "LEDs") have been used as light sources for illumination in order to conserve energy and reduce size. Light-emitting devices that combine an LED with a light direction conversion optical element (light flux control member) that controls the distribution of light emitted from the LED have come into use (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、シリコーンレンズを有する発光装置が記載されている。特許文献1に記載の発光装置は、ヒートシンクと、パッケージ体と、発光ダイオードと、シリコーンレンズとを有する。パッケージ体の上面には凹部が形成されており、シリコーンレンズの脚に相当する部分が嵌め込まれるようになっている。 Patent document 1 describes a light-emitting device having a silicone lens. The light-emitting device described in patent document 1 has a heat sink, a package, a light-emitting diode, and a silicone lens. A recess is formed on the top surface of the package, and the part of the silicone lens that corresponds to the leg is fitted into the recess.
特許文献1に記載の発光装置などでは、パッケージ体からのシリコーンレンズの離脱を防止すること目的として、凹部の内部に配置されたシリコーンレンズの外周部を封止材により封止することが考えられる。 In the light-emitting device described in Patent Document 1, the outer periphery of the silicone lens disposed inside the recess may be sealed with a sealant in order to prevent the silicone lens from coming off the package.
封止材でシリコーンレンズを封止した特許文献1に記載の発光装置では、使用時において、LEDからの熱によりシリコーンレンズが変形してしまい、所望の光学特性が得られないことがある。また、封止材が加熱されて膨張することにより、シリコーンレンズが発光装置から外れやすいことがある。 In the light-emitting device described in Patent Document 1, in which a silicone lens is sealed with a sealant, the silicone lens may deform due to heat from the LED during use, and the desired optical characteristics may not be obtained. In addition, the sealant may expand when heated, which may cause the silicone lens to easily come off the light-emitting device.
本発明の目的は、光束制御部材を封止材で封止した場合でも、所望の光学特性が得られる光束制御部材および当該光束制御部材を有し、光束制御部材が外れにくい発光装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a light flux control member that can obtain desired optical characteristics even when the light flux control member is sealed with a sealant, and a light emitting device that has the light flux control member and in which the light flux control member is unlikely to come off.
本発明の光束制御部材は、発光素子から出射される光の配光を制御するための光束制御部材であって、裏側に配置され、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、前記入射面と反対側の表側に配置され、前記光束制御部材の内部を進行した光を出射させるための出射面と、前記入射面および前記出射面よりも外側に配置されたフランジと、を有し、前記フランジは、裏側から表側に向かうにつれて、前記光束制御部材の中心軸に近づくように表側に形成され、前記光束制御部材を封止するための封止材が接触するための傾斜面を含む。 The light flux control member of the present invention is a light flux control member for controlling the distribution of light emitted from a light emitting element, and has an entrance surface arranged on the back side for receiving light emitted from the light emitting element, an exit surface arranged on the front side opposite the entrance surface for exiting light that has progressed inside the light flux control member, and a flange arranged outside the entrance surface and the exit surface, the flange being formed on the front side so as to approach the central axis of the light flux control member as it moves from the back side to the front side, and including an inclined surface for contact with a sealant for sealing the light flux control member.
また、本発明の発光装置は、底面および側面を含む凹部を有する筐体と、前記底面に配置された発光素子と、前記凹部内において、前記発光素子の光軸に交わるように配置された、本発明の光束制御部材と、前記傾斜面に接触するように、前記凹部に注入された封止材の硬化物と、を有する。 The light emitting device of the present invention also includes a housing having a recess including a bottom surface and a side surface, a light emitting element disposed on the bottom surface, a light flux control member of the present invention disposed within the recess so as to intersect with the optical axis of the light emitting element, and a hardened sealant injected into the recess so as to contact the inclined surface.
また、本発明の電気機械器具は、本発明の発光装置を有する。 The electrical device of the present invention also has the light-emitting device of the present invention.
本発明の光束制御部材、発光装置および電気機械器具は、光束制御部材を封止材で封止した場合であっても、使用時に変形することがないため、所望の光学特性を維持できる。 The light flux control member, light emitting device, and electrical machinery and equipment of the present invention maintain the desired optical characteristics because they do not deform during use, even when the light flux control member is sealed with a sealant.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Below, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(発光装置の構成)
発光装置100は、発光素子120および光束制御部材130を有し、所定の配光の光を出射させるための装置である。発光装置100は、様々な装置に組み込むことができる。本実施の形態では、発光装置100は、紫外線を出射する発光素子120を有し、エアーコンディショナー(電気機械器具)における室内機や除湿機の内部に配置される殺菌装置である。
(Configuration of the Light Emitting Device)
Light-emitting device 100 has light-emitting element 120 and light flux control member 130, and is a device for emitting light with a predetermined light distribution. Light-emitting device 100 can be incorporated into various devices. In the present embodiment, light-emitting device 100 has light-emitting element 120 that emits ultraviolet light, and is a sterilization device that is disposed inside an indoor unit or a dehumidifier in an air conditioner (electrical equipment).
図1は、本発明に係る発光装置100の断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view of a light-emitting device 100 according to the present invention.
図1に示されるように、発光装置100は、筐体110と、発光素子120と、光束制御部材130と、封止材の硬化物140(図3参照)とを有する。 As shown in FIG. 1, the light emitting device 100 has a housing 110, a light emitting element 120, a light flux control member 130, and a cured sealant 140 (see FIG. 3).
筐体110は、底面111および側面112を含む第1凹部113を有し、第1凹部113の内部に発光素子120および光束制御部材130が配置され、封止材が注入される。第1凹部113の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。第1凹部113(底面111)の平面視形状は、円形でもよいし、矩形でもよい。本実施の形態では、第1凹部113の平面視形状は、円形である。第1凹部113の深さ(側面112の高さ)は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。筐体110の材料は、使用時に生じる熱により変形しなければ特に限定されない。底面111は、発光素子120が実装された基板であってもよい。 The housing 110 has a first recess 113 including a bottom surface 111 and a side surface 112. The light emitting element 120 and the light flux control member 130 are placed inside the first recess 113, and a sealant is injected. The shape of the first recess 113 is not particularly limited as long as it can perform the above-mentioned functions. The planar shape of the first recess 113 (bottom surface 111) may be circular or rectangular. In this embodiment, the planar shape of the first recess 113 is circular. The depth of the first recess 113 (height of the side surface 112) is not particularly limited as long as it can perform the above-mentioned functions. The material of the housing 110 is not particularly limited as long as it does not deform due to heat generated during use. The bottom surface 111 may be a substrate on which the light emitting element 120 is mounted.
発光素子120は、所定の波長の光を出射する。発光素子120は、出射する光の波長に応じて適宜選択される。発光素子120の例には、発光ダイオード(LED)、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、レーザーダイオード(LD)が含まれる。発光素子120から出射される光の中心波長またはピーク波長は、特に限定されない。発光素子120から出射される光が紫外線の場合には、紫外線の中心波長またはピーク波長は、200nm以上350nm以下である。 The light-emitting element 120 emits light of a predetermined wavelength. The light-emitting element 120 is appropriately selected depending on the wavelength of the emitted light. Examples of the light-emitting element 120 include a light-emitting diode (LED), a mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, and a laser diode (LD). The central wavelength or peak wavelength of the light emitted from the light-emitting element 120 is not particularly limited. When the light emitted from the light-emitting element 120 is ultraviolet light, the central wavelength or peak wavelength of the ultraviolet light is 200 nm or more and 350 nm or less.
光束制御部材130は、発光素子120から出射された光の配光を制御する。光束制御部材130の形状は、発光素子120から出射された光の配光の制御方法により適宜設計される。光束制御部材130は、いわゆる集光レンズでもよいし、いわゆる拡散レンズでもよい。光束制御部材130は、屈折型のフレネルレンズ部を有していてもよいし、反射型のフレネルレンズ部を有していてもよいし、その他の所望の配光を有するための構造を有していてもよい。光束制御部材130の形状は、中心軸CAを中心とした円対称でもよいし、円対称でなくてもよい。以下の説明では、中心軸CAを中心とした円対称の光束制御部材130について説明する。 Light flux controlling member 130 controls the light distribution of light emitted from light emitting element 120. The shape of light flux controlling member 130 is appropriately designed depending on the method of controlling the light distribution of light emitted from light emitting element 120. Light flux controlling member 130 may be a so-called condensing lens or a so-called diffusing lens. Light flux controlling member 130 may have a refractive Fresnel lens portion, a reflective Fresnel lens portion, or other structure for achieving a desired light distribution. The shape of light flux controlling member 130 may or may not be circularly symmetric about central axis CA. In the following description, a light flux controlling member 130 that is circularly symmetric about central axis CA will be described.
光束制御部材130の線膨張係数は、封止材の硬化物140の線膨張係数よりも低い。 The linear expansion coefficient of the light flux control member 130 is lower than the linear expansion coefficient of the cured sealing material 140.
光束制御部材130の材料は、制御する光(発光素子120から出射される光)を透過させ得るものであれば特に限定されない。制御する光が可視光線の場合、光束制御部材130の材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂(EP)、シリコーンなどの光透過性樹脂、またはガラスである。本実施の形態では、制御する光が紫外線であるため、光束制御部材130の材料は、シリコーンが好ましい。 The material of light flux control member 130 is not particularly limited as long as it can transmit the light to be controlled (light emitted from light emitting element 120). When the light to be controlled is visible light, the material of light flux control member 130 is a light-transmitting resin such as polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), epoxy resin (EP), silicone, or glass. In this embodiment, since the light to be controlled is ultraviolet light, the material of light flux control member 130 is preferably silicone.
(光束制御部材の構成)
図2A~Cは、光束制御部材130の構成を示す図である。図2Aは、本発明に係る光束制御部材130の平面図であり、図2Bは、底面図であり、図2Cは、図2Aに示されるA-A線の断面図である。
(Configuration of Light Flux Controlling Member)
2A to 2C are diagrams showing the configuration of light flux controlling member 130. Fig. 2A is a plan view of light flux controlling member 130 according to the present invention, Fig. 2B is a bottom view, and Fig. 2C is a cross-sectional view taken along line AA shown in Fig. 2A.
図2A~Cに示されるように、光束制御部材130は、入射面131と、反射面132と、出射面133と、フランジ134とを有する。光束制御部材130は脚部135をさらに有してもよく、フランジ134は凸部144さらにを有していてもよい。入射面131と、反射面132と、出射面133と、フランジ134とは、いずれも中心軸CAを回転中心とする回転対称の形状である。 2A to 2C, light flux controlling member 130 has incident surface 131, reflecting surface 132, exit surface 133, and flange 134. Light flux controlling member 130 may further have leg portion 135, and flange 134 may further have convex portion 144. Incident surface 131, reflecting surface 132, exit surface 133, and flange 134 all have a rotationally symmetric shape with central axis CA as the center of rotation.
入射面131は、発光素子120から出射された光を入射させる。入射面131の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、入射面131は、裏側に形成された第2凹部136の内面であり、第1入射面137および第2入射面138を有する。 The incident surface 131 allows the light emitted from the light emitting element 120 to enter. The shape of the incident surface 131 is not particularly limited as long as it can perform the above-mentioned function. In this embodiment, the incident surface 131 is the inner surface of the second recess 136 formed on the back side, and has a first incident surface 137 and a second incident surface 138.
第1入射面137は、発光素子120から出射された出射角度の小さな光を入射させる。第1入射面137は、発光素子120の光軸LAと交わるように配置されている。中心軸CAを含む断面において、第1入射面137は、裏側に向かってその中心部分が滑らかに突出するように形成されている。 The first incident surface 137 allows light emitted from the light-emitting element 120 with a small emission angle to enter. The first incident surface 137 is arranged so as to intersect with the optical axis LA of the light-emitting element 120. In a cross section including the central axis CA, the first incident surface 137 is formed so that its central portion smoothly protrudes toward the back side.
第2入射面138は、発光素子120から出射された出射角度の大きな光を入射させる。第2入射面138は、第1入射面137および反射面132を接続する。第2入射面138は、裏側から表側に向かうについて中心軸CAに近づくように形成されている。中心軸CAを含む断面において、第2入射面138は、直線形状でもよいし、曲線形状でもよい。本実施の形態では、当該断面において、第2入射面138は直線形状に形成されている。 The second incident surface 138 allows light emitted from the light-emitting element 120 with a large emission angle to enter. The second incident surface 138 connects the first incident surface 137 and the reflecting surface 132. The second incident surface 138 is formed so as to approach the central axis CA from the back side to the front side. In a cross section including the central axis CA, the second incident surface 138 may be linear or curved. In this embodiment, the second incident surface 138 is formed in a linear shape in the cross section.
反射面132は、主として第2入射面138から入射した光を出射面133に向けて反射させる。反射面132と中心軸CAとの距離は一定でもよく、裏側から表側に向かって漸増していてもよい。中心軸CAを含む断面において、反射面132は、外側(中心軸CAから離れる側)に凸の曲線形状でもよく、直線形状でもよい。なお、本実施の形態では、当該断面において、反射面132は、曲線形状である。 The reflecting surface 132 mainly reflects light incident from the second incident surface 138 towards the exit surface 133. The distance between the reflecting surface 132 and the central axis CA may be constant or may gradually increase from the back side to the front side. In a cross section including the central axis CA, the reflecting surface 132 may have a curved shape that is convex toward the outside (the side away from the central axis CA) or may have a linear shape. In this embodiment, the reflecting surface 132 has a curved shape in the cross section.
出射面133は、入射面131から入射した光を出射させる。出射面133は、入射面131と反対側の表側に配置されている。出射面133は、平面でもよいし、曲面でもよい。本実施の形態では、出射部123は、円形状の平面である。 The exit surface 133 emits the light incident from the entrance surface 131. The exit surface 133 is disposed on the front side opposite the entrance surface 131. The exit surface 133 may be a flat surface or a curved surface. In this embodiment, the exit section 123 is a circular flat surface.
フランジ134は、光束制御部材130の取扱を容易にするとともに、光束制御部材130の筐体110からの離脱を防止する。平面視した場合、中心軸CAを中心として、フランジ134は、入射面131および出射面133の外側に配置されている。これにより、封止材の硬化物140が膨張することによる応力が入射面131および出射面133に作用しづらくなるため、光束制御部材130の変形をより抑制できる。 Flange 134 facilitates handling of light flux controlling member 130 and prevents light flux controlling member 130 from coming off housing 110. When viewed in a plan view, flange 134 is disposed outside incident surface 131 and exit surface 133 about central axis CA. This makes it difficult for stress caused by expansion of cured sealant 140 to act on incident surface 131 and exit surface 133, thereby further suppressing deformation of light flux controlling member 130.
フランジ134は、筒部141と、裏面142と、傾斜面143と、凸部144とを含む。筒部141は、入射面131および出射面133を取り囲むように形成されている。裏面142は、第1凹部113の底面111に接着するための接着面として機能する。本実施の形態では、裏面142は、平面である。 The flange 134 includes a cylindrical portion 141, a back surface 142, an inclined surface 143, and a convex portion 144. The cylindrical portion 141 is formed to surround the entrance surface 131 and the exit surface 133. The back surface 142 functions as an adhesive surface for adhering to the bottom surface 111 of the first recess 113. In this embodiment, the back surface 142 is a flat surface.
傾斜面143は、裏側から表側に向かうにつれて、光束制御部材130の中心軸に近づくように表側に形成されている。傾斜面143は、光束制御部材130を封止するための封止材が接触する。中心軸CAに沿う方向(光束制御部材130の表裏方向)において、傾斜面143の上端部は、入射面131の上端部よりも裏側に配置されている。 Inclined surface 143 is formed on the front side so as to approach the central axis of light flux controlling member 130 as it moves from the back side to the front side. A sealant for sealing light flux controlling member 130 comes into contact with inclined surface 143. In the direction along central axis CA (front-rear direction of light flux controlling member 130), the upper end of inclined surface 143 is located on the back side of the upper end of incident surface 131.
中心軸CAを含む断面における傾斜面143の形状は、特に限定されない。当該形状は、直線形状でもよいし、曲線形状でもよい。本実施の形態では、当該形状は、直線形状である。すなわち、傾斜面143の形状は、円錐台形状の側面と同じ形状である。 The shape of the inclined surface 143 in a cross section including the central axis CA is not particularly limited. The shape may be a straight line or a curved line. In this embodiment, the shape is a straight line. In other words, the shape of the inclined surface 143 is the same as the side of the truncated cone shape.
中心軸CAに対する傾斜面143は、30~60°が好ましく、40~50°がより好ましい。中心軸CAに対する傾斜面143の傾斜角度が当該範囲内であれば、封止材の硬化物140が膨張することによる応力を光束制御部材130が変形しないように逃がすことができる。 The inclination angle of the inclined surface 143 with respect to the central axis CA is preferably 30 to 60°, and more preferably 40 to 50°. If the inclination angle of the inclined surface 143 with respect to the central axis CA is within this range, the stress caused by the expansion of the cured sealant 140 can be released so that the light flux control member 130 does not deform.
凸部144は、傾斜面143よりも外側に配置されている。凸部144の平面視形状は、円環形状である。また、中心軸CAを含む断面における凸部144の形状は、特に限定されない。中心軸CAを含む断面における凸部144の形状は、三角形でもよいし、矩形でもよいし、円弧形状でもよい。本実施の形態では、中心軸CAを含む断面における凸部144の形状は、矩形である。すなわち、本実施の形態では、中心軸CAを含む断面における凸部144の内面の外側は、直線形状に形成されている。傾斜面143と、凸部144とは、直接接続されていてもよいし、接続面を介して接続されていてもよい。 The convex portion 144 is disposed outside the inclined surface 143. The planar shape of the convex portion 144 is annular. The shape of the convex portion 144 in a cross section including the central axis CA is not particularly limited. The shape of the convex portion 144 in a cross section including the central axis CA may be triangular, rectangular, or arc-shaped. In this embodiment, the shape of the convex portion 144 in a cross section including the central axis CA is rectangular. That is, in this embodiment, the outer side of the inner surface of the convex portion 144 in a cross section including the central axis CA is formed in a linear shape. The inclined surface 143 and the convex portion 144 may be directly connected, or may be connected via a connecting surface.
脚部135は、筐体110の底面111に対して光束制御部材130を位置決めするために機能する。脚部135は、フランジ134の裏面142に配置されている。脚部135の数は、光束制御部材130を位置決めできれば特に限定されない。本実施の形態では、脚部135の数は、3つである。また、脚部135の配置も上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、脚部135は、裏面142の周方向に等間隔となるように配置されている。 Legs 135 function to position light flux controlling member 130 with respect to bottom surface 111 of housing 110. Legs 135 are disposed on back surface 142 of flange 134. The number of legs 135 is not particularly limited as long as light flux controlling member 130 can be positioned. In the present embodiment, the number of legs 135 is three. The arrangement of legs 135 is also not particularly limited as long as the above-mentioned function can be performed. In the present embodiment, legs 135 are disposed at equal intervals in the circumferential direction of back surface 142.
言い換えると、本実施の形態に係る光束制御部材130におけるフランジ134は、筒部141と、裏面142と、傾斜面143と、溝とを有する。溝の内面は、傾斜面143の一部と、凸部144の内側面とから構成される。 In other words, flange 134 in light flux controlling member 130 according to this embodiment has tube portion 141, back surface 142, inclined surface 143, and a groove. The inner surface of the groove is composed of a part of inclined surface 143 and the inner side surface of convex portion 144.
封止材の硬化物140は、筐体110に対して、光束制御部材130を固定する。封止材の硬化物140は、傾斜面143に接触している。封止材の材質は、特に限定されない。封止材の材質の例には、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂が含まれる。封止材の硬化物140の線膨張係数は、光束制御部材130の線膨張係数よりも高いことが好ましい。 The hardened sealant 140 fixes the light flux control member 130 to the housing 110. The hardened sealant 140 is in contact with the inclined surface 143. The material of the sealant is not particularly limited. Examples of the sealant material include urethane resin and epoxy resin. It is preferable that the linear expansion coefficient of the hardened sealant 140 is higher than the linear expansion coefficient of the light flux control member 130.
次に、発光装置100の組み立て方法について説明する。図3A~Cは、発光装置100の組み立て方を説明するための図である。 Next, a method for assembling the light-emitting device 100 will be described. Figures 3A to 3C are diagrams for explaining how to assemble the light-emitting device 100.
図3Aに示されるように、フランジ134の裏面142に対応する位置に封止材を塗布する。 As shown in FIG. 3A, the sealant is applied to the location corresponding to the back surface 142 of the flange 134.
次いで、図3Bに示されるように、筐体110の第1凹部113の底面111(基板)に発光素子120を実装する。そして、封止材を硬化させることにより、筐体110に対して光束制御部材130を仮止めする。 Next, as shown in FIG. 3B, the light emitting element 120 is mounted on the bottom surface 111 (substrate) of the first recess 113 of the housing 110. Then, the sealing material is cured to temporarily fix the light flux control member 130 to the housing 110.
次いで、図3Cに示されるように、光束制御部材130よりも外側であって、筐体110の第1凹部113に封止材を充填する。このとき、封止材は、傾斜面143を覆うまで充填されることが好ましい。これにより、光束制御部材130の変形をより抑制できる。 3C, a sealant is then filled into first recess 113 of housing 110, outside light flux controlling member 130. At this time, it is preferable that the sealant is filled until it covers inclined surface 143. This can further suppress deformation of light flux controlling member 130.
以上の工程により、光束制御部材130が筐体110に対して封止(固定)される。 Through the above steps, the light flux control member 130 is sealed (fixed) to the housing 110.
なお、光束制御部材130が脚部135を有する場合には、脚部135により筐体110に対して位置決めおよび固定できる。このように、光束制御部材130の脚部135などによって光束制御部材130を筐体110にあらかじめ固定することができる場合には、上記工程のように封止材の仮止めを行わずに、光束制御部材130を筐体110に配置した後に封止材を傾斜面143を覆うまで充填してもよい。 When light flux controlling member 130 has legs 135, it can be positioned and fixed to housing 110 by legs 135. In this way, when light flux controlling member 130 can be fixed to housing 110 in advance by legs 135 of light flux controlling member 130 or the like, it is possible to fill the sealing material until it covers inclined surface 143 after placing light flux controlling member 130 on housing 110, without temporarily fixing the sealing material as in the above process.
ここで、本発明の効果について、図面を用いて説明する。なお、比較として、傾斜面143を有さない比較例に係る光束制御部材530を有する発光装置500の場合についても説明する。 Here, the effects of the present invention will be explained using the drawings. For comparison, the case of a light emitting device 500 having a light flux control member 530 according to a comparative example that does not have an inclined surface 143 will also be explained.
図4A、Bは、本発明の効果を説明するための図である。図4Aは、比較例に係る光束制御部材530を有する発光装置500の場合を説明するための図であり、図4Bは、本発明に係る光束制御部材130を有する発光装置100の場合を説明するための図である。 Figures 4A and 4B are diagrams for explaining the effects of the present invention. Figure 4A is a diagram for explaining the case of light-emitting device 500 having light flux controlling member 530 according to a comparative example, and Figure 4B is a diagram for explaining the case of light-emitting device 100 having light flux controlling member 130 according to the present invention.
図4Aに示されるように、比較例に係る発光装置500は、筐体110と、発光素子120と、光束制御部材530と、封止材の硬化物140とを有する。光束制御部材530は、入射面131と、反射面132と、出射面133と、フランジ534と、脚部135とを有する。フランジ534は、筒部141と、裏面142とを有する。すなわち、比較例に係る発光装置500における光束制御部材530は、傾斜面143を有さない。 As shown in FIG. 4A, light emitting device 500 according to the comparative example has housing 110, light emitting element 120, light flux controlling member 530, and cured sealant 140. Light flux controlling member 530 has incident surface 131, reflecting surface 132, exit surface 133, flange 534, and leg portion 135. Flange 534 has tube portion 141 and back surface 142. That is, light flux controlling member 530 in light emitting device 500 according to the comparative example does not have inclined surface 143.
発光装置100、500の使用により、熱が生じると、封止材の硬化物140が膨張する。このとき、光束制御部材130、530も膨張するが、封止材の硬化物140の線膨張係数が光束制御部材130、530の線膨張係数よりも大きいため、発光装置100、500では封止材の硬化物140の膨張により生じる応力が優位に作用する。 When heat is generated by using the light emitting device 100, 500, the hardened sealant 140 expands. At this time, the light flux control member 130, 530 also expands, but since the linear expansion coefficient of the hardened sealant 140 is greater than that of the light flux control member 130, 530, the stress generated by the expansion of the hardened sealant 140 dominates in the light emitting device 100, 500.
比較例に係る発光装置500では、封止材の硬化物140が膨張すると、中心軸CAを含む断面において、封止材の硬化物140からの応力は、光束制御部材530を外側から内側に向かって押すとともに、筐体110を内側から外側に向かって押す。このとき、筐体110は硬度が高いため、筐体110を内側から外側に向かって押す反力で光束制御部材530がさらに外側から内側に向かって押される。 In light emitting device 500 according to the comparative example, when cured sealant 140 expands, in a cross section including central axis CA, the stress from cured sealant 140 pushes light flux control member 530 from the outside toward the inside, and also pushes housing 110 from the inside toward the outside. At this time, since housing 110 has a high hardness, the reaction force pushing housing 110 from the inside toward the outside pushes light flux control member 530 further from the outside toward the inside.
これにより、光束制御部材530が歪む。このとき、光束制御部材530に対して外側から内側に向かって作用する応力は、光束制御部材530の下側に向かって作用しないため、光束制御部材530の表側に向かって作用する。したがって、発光装置500の使用により生じた熱により、光束制御部材530が歪み、または光束制御部材530が第1凹部113から脱離してしまう。 This causes light flux controlling member 530 to distort. At this time, the stress acting on light flux controlling member 530 from the outside to the inside does not act toward the underside of light flux controlling member 530, but rather acts toward the front side of light flux controlling member 530. Therefore, heat generated by use of light emitting device 500 causes light flux controlling member 530 to distort, or light flux controlling member 530 to detach from first recess 113.
一方、図4Bに示されるように、本実施の形態に係る発光装置100では、封止材の硬化物140が膨張すると、中心軸CAを含む断面において、封止材の硬化物140からの応力は、光束制御部材130を外側から内側に向かって押すとともに、筐体110を内側から外側に向かって押す。このとき、筐体110は硬度が高いため、筐体110を内側から外側に向かって押す反力で光束制御部材130がさらに外側から内側に向かって押される。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, in light-emitting device 100 according to the present embodiment, when cured sealant 140 expands, in a cross section including central axis CA, the stress from cured sealant 140 pushes light flux controlling member 130 from the outside toward the inside, and also pushes housing 110 from the inside toward the outside. At this time, since housing 110 has a high hardness, the reaction force pushing housing 110 from the inside toward the outside pushes light flux controlling member 130 further from the outside toward the inside.
このとき、本発明では傾斜面143を有するため、外側から内側に向かって作用する応力の一部は、下側に向かって作用する。これにより。本発明の発光装置100では、比較例の発光装置500と比較して、光束制御部材130の入射面および出射面133に作用する応力が小さくなる。よって、本実施の形態に係る光束制御部材130は、比較例の発光装置500と比較して歪みにくく、または第1凹部113からの脱離を抑制できる。 At this time, since the present invention has inclined surface 143, part of the stress acting from the outside toward the inside acts downward. As a result, in light emitting device 100 of the present invention, the stress acting on entrance surface and exit surface 133 of light flux controlling member 130 is smaller than in light emitting device 500 of the comparative example. Therefore, light flux controlling member 130 according to the present embodiment is less likely to be distorted or to be detached from first recess 113 than in light emitting device 500 of the comparative example.
(効果)
以上のように、本実施の形態に係る発光装置100は、フランジ134に傾斜面143を有しているため、封止材の硬化物140が膨張することによる応力の一部は、裏側(第1凹部113の底面111側)に向かって作用するため、光束制御部材130の変形および第1凹部113からの離脱を抑制できる。また、本実施の形態に係る発光装置100は、傾斜面143および凸部144が楔として機能するため、光束制御部材130の第1凹部113からの離脱をより抑制できる。
(effect)
As described above, light emitting device 100 according to the present embodiment has inclined surface 143 on flange 134, and therefore part of the stress caused by the expansion of cured product 140 of the sealing material acts toward the back side (the side of bottom surface 111 of first recess 113), thereby suppressing deformation of light flux controlling member 130 and separation from first recess 113. Furthermore, light emitting device 100 according to the present embodiment has inclined surface 143 and convex portion 144 functioning as wedges, and therefore can further suppress separation of light flux controlling member 130 from first recess 113.
(変形例)
本実施の形態の変形例に係る発光装置は、光束制御部材230の構成のみが実施の形態1に係る発光装置100と異なる。そこで、実施の形態1に係る発光装置100と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。
(Modification)
The light emitting device according to the modified example of the present embodiment differs from light emitting device 100 according to embodiment 1 only in the configuration of light flux controlling member 230. Therefore, the same components as those in light emitting device 100 according to embodiment 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
(発光装置の構成) (Configuration of the light-emitting device)
特に図示しないが、本発明の変形例に係る発光装置は、筐体110と、発光素子120と、光束制御部材230と、封止材の硬化物140とを有する。 Although not specifically shown, the light emitting device according to the modified example of the present invention has a housing 110, a light emitting element 120, a light flux control member 230, and a cured sealant 140.
図5A~Cは、本発明の変形例に係る光束制御部材230の構成を示す断面図である。図5Aは、変形例に係る光束制御部材230の平面図であり、図5Bは、底面図であり、図5Cは、図5Aに示されるA-A線の断面図である。 Figures 5A to 5C are cross-sectional views showing the configuration of light flux controlling member 230 according to a modified example of the present invention. Figure 5A is a plan view of light flux controlling member 230 according to a modified example, Figure 5B is a bottom view, and Figure 5C is a cross-sectional view taken along line A-A shown in Figure 5A.
図5A~Cに示されるように、変形例に係る光束制御部材230は、入射面131と、反射面132と、出射面133と、フランジ234と、脚部135とを有する。フランジ234は、筒部141と、裏面142と、傾斜面243と、凸部244を有する。 As shown in Figures 5A to 5C, light flux controlling member 230 according to the modified example has incident surface 131, reflecting surface 132, exit surface 133, flange 234, and leg portion 135. Flange 234 has tube portion 141, back surface 142, inclined surface 243, and convex portion 244.
傾斜面243は、光束制御部材230の表側から裏側に向かうにつれて中心軸CAから離れるように形成されている。変形例における傾斜面243は、中心軸CAを含む断面において、曲線形状に形成されている。より具体的には、傾斜面243は、中心軸CAを含む断面において、傾斜面243の接線および中心軸CAがなす角度が漸増するように形成されている。 The inclined surface 243 is formed so as to move away from the central axis CA as it moves from the front side to the back side of the light flux control member 230. In the modified example, the inclined surface 243 is formed in a curved shape in a cross section including the central axis CA. More specifically, the inclined surface 243 is formed so that the angle between the tangent of the inclined surface 243 and the central axis CA gradually increases in a cross section including the central axis CA.
中心軸CAを含む断面における凸部244の内面の外側は、曲線形状に形成されている。当該内面の外側は、光束制御部材230の表側から裏側に向かうにつれて中心軸CAに近づくように形成されている。より具体的には、凸部244の内面の外側は、中心軸CAを含む断面において、当該内面の接線および中心軸CAがなす角度が漸減するように形成されている。 The outer side of the inner surface of convex portion 244 in a cross section including central axis CA is formed in a curved shape. The outer side of the inner surface is formed so as to approach central axis CA from the front side to the back side of light flux control member 230. More specifically, the outer side of the inner surface of convex portion 244 is formed so that the angle between the tangent of the inner surface and central axis CA gradually decreases in a cross section including central axis CA.
言い換えると、変形例における光束制御部材230におけるフランジ234は、筒部141と、裏面142と、傾斜面243と、溝とを有する。溝の内面は、傾斜面243の一部と、凸部244の内側面とから構成される。図5Cに示されるように、中心軸CAを含む断面における溝の内面は、円弧形状に形成されている。 In other words, flange 234 in light flux controlling member 230 in the modified example has tube portion 141, back surface 142, inclined surface 243, and a groove. The inner surface of the groove is composed of a part of inclined surface 243 and the inner surface of convex portion 244. As shown in FIG. 5C, the inner surface of the groove in a cross section including central axis CA is formed in an arc shape.
変形例に係る発光装置では、傾斜面243が表側から裏側に向かうにつれて中心軸CAから離れるように形成されており、凸部244の内面の外側が表側から裏側に向かうにつれて中心軸CAに近づくように形成されているため、外側から内側に向かって作用する応力の一部は、下側に向かって連続して作用する。よって、比較例の発光装置100と比較して、光束制御部材230が歪みにくく、また第1凹部113からの脱離を抑制できる。 In the light emitting device according to the modified example, the inclined surface 243 is formed so as to move away from the central axis CA as it moves from the front side to the back side, and the outside of the inner surface of the convex portion 244 is formed so as to move closer to the central axis CA as it moves from the front side to the back side, so that part of the stress acting from the outside to the inside acts continuously downward. Therefore, compared to the light emitting device 100 of the comparative example, the light flux control member 230 is less likely to be distorted, and detachment from the first recess 113 can be suppressed.
(効果)
以上のように、本実施の形態に係る発光装置は、実施の形態1に係る発光装置100の効果に加え、外側から内側に向かって作用する応力の一部が下側向かって連続して作用するため、光束制御部材230の第1凹部113からの離脱をより抑制できる。
(effect)
As described above, in the light emitting device of this embodiment, in addition to the effects of light emitting device 100 of embodiment 1, a portion of the stress acting from the outside to the inside continues to act downward, thereby further preventing detachment of light flux control member 230 from first recess 113.
なお、上述したように、発光装置100は、エアーコンディショナー(電気機械器具)に配置されうる。発光装置100は、エアーコンディショナー(電気機械器具)から分離可能に構成されていてもよいし、筐体110がエアーコンディショナー(電気機械器具)の他の部材と一体に形成されていてもよい。筐体110がエアーコンディショナー(電気機械器具)の他の部材と一体に形成されている場合、発光装置100は、エアーコンディショナー(電気機械器具)と分離できない。 As described above, the light-emitting device 100 can be disposed in an air conditioner (electrical equipment). The light-emitting device 100 may be configured to be separable from the air conditioner (electrical equipment), or the housing 110 may be formed integrally with other components of the air conditioner (electrical equipment). If the housing 110 is formed integrally with other components of the air conditioner (electrical equipment), the light-emitting device 100 cannot be separated from the air conditioner (electrical equipment).
本発明に係る光束制御部材および発光装置は、光束制御部材が変形しにくい。したがって、例えばエアーコンディショナーにおける室内機の内部や、除湿機の内部などの紫外線を用いた殺菌処理に有用である。 The light flux control member and light emitting device according to the present invention are resistant to deformation of the light flux control member. Therefore, they are useful for sterilization using ultraviolet light, for example, inside the indoor unit of an air conditioner or inside a dehumidifier.
100、500 発光装置
110 筐体
111 底面
112 側面
113 第1凹部
120 発光素子
130、230、530 光束制御部材
131 入射面
132 反射面
133 出射面
134、234、534 フランジ
135 脚部
136 第2凹部
137 第1入射面
138 第2入射面
141 筒部
142 裏面
143、243 傾斜面
144、244 凸部
REFERENCE SIGNS LIST 100, 500 Light emitting device 110 Housing 111 Bottom surface 112 Side surface 113 First recess 120 Light emitting element 130, 230, 530 Light flux controlling member 131 Incident surface 132 Reflecting surface 133 Emitting surface 134, 234, 534 Flange 135 Leg portion 136 Second recess 137 First incident surface 138 Second incident surface 141 Tube portion 142 Back surface 143, 243 Inclined surface 144, 244 Convex portion
Claims (5)
前記底面に配置された発光素子と、
前記凹部内において、前記発光素子の光軸に交わるように前記底面に固定され、前記発光素子から出射される光の配光を制御するための光束制御部材と、
前記凹部に注入され、前記光束制御部材を封止した封止材の硬化物と、
を有する、発光装置であって、
前記光束制御部材は、
裏側に配置され、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、
前記入射面と反対側の表側に配置され、前記光束制御部材の内部を進行した光を出射させるための出射面と、
前記入射面および前記出射面よりも外側に配置されたフランジと、
を有し、
前記フランジは、
裏側から表側に向かうにつれて、前記光束制御部材の中心軸に近づくように表側に形成され、前記封止材の硬化物が接触している傾斜面と、
前記傾斜面よりも外側に配置され、前記封止材の硬化物が接触している凸部と、
含む、
発光装置。 A housing having a recess including a bottom surface and a side surface;
A light emitting element disposed on the bottom surface;
a light flux control member fixed to the bottom surface in the recess so as to intersect with an optical axis of the light emitting element, the light flux control member controlling a light distribution of light emitted from the light emitting element;
a hardened product of a sealant injected into the recess and sealing the light flux controlling member; and
A light emitting device having
The light flux controlling member is
an incident surface disposed on the back side for receiving light emitted from the light emitting element;
an exit surface that is arranged on a front side opposite to the entrance surface and that emits light that has traveled inside the light flux controlling member;
a flange disposed on an outer side of the entrance surface and the exit surface;
having
The flange is
an inclined surface formed on the front side so as to approach a central axis of the light flux controlling member from the back side toward the front side , the inclined surface being in contact with a cured product of the sealing material ;
a protruding portion that is disposed outside the inclined surface and that is in contact with the cured product of the sealing material;
include,
Light emitting device .
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