JP2000058927A

JP2000058927A - Ｌｅｄ発光球

Info

Publication number: JP2000058927A
Application number: JP10223008A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yabukuro; 幸夫矢袋
Original assignee: HIYOSHI DENSHI KK; HIYOSHI ELECTRIC
Current assignee: HIYOSHI DENSHI KK; HIYOSHI ELECTRIC
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】それ自体で広角度に光を放射するＬＥＤ発光球
を提供する。【解決手段】ＬＥＤ発光球１０は光源であるＬＥＤチッ
プ１１をガラス又はエポキシ樹脂製の球体１２で被覆し
てなり、球体１２の半球状の凸面に形成された頭部表面
１４の部分のみを、すりガラス状または不規則なダイヤ
カット状に食刻して形成する。リード線１３をソケット
を介して又は直接に電源電極に接続してＬＥＤチップ１
１を発光させると、球体１２の食刻された頭部表面１４
のランダムな方向を向く空気との界面で光がランダムな
方向に屈折して内外に反射し、一部は輝度の柔らかい光
１５となってＬＥＤ発光球１０の前方に放射され、残り
は輝度の強いきらめく光１６となってＬＥＤ発光球１０
の横方向に放射される。表示スクリーン等には輝度の柔
らかい光１５を用い、警告灯などには輝度の強いきらめ
く光１６を用いるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、輝度の異なる２種
類の照射光が広い角度で四方に広がって放射されるＬＥ
Ｄ発光球に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図３(a),(b) に示すようなＬ
ＥＤ発光球が種々の用途に広く用いられている。同図
(a),(b) は、ともに中央に側面図、その上方に平面図、
下方に底面図を示している。同図(a) 又は同図(b) に示
すＬＥＤ発光球１又は１′（以下、図３(a) のＬＥＤ発
光球１を取り上げて説明する）は、光源であるＬＥＤ基
板５を、底部にフランジ２を一体に形成されたエポキシ
樹脂製或はガラス製の透明な球体３にて被覆して成り、
ＬＥＤ基板５からは２本のリード線４が球体３の底部を
介して外部に引き出されている。

【０００３】一般に、このようなＬＥＤ発光球１の球体
３の大きさ（断面の直径φ）は、３ｍｍ〜５ｍｍ程度で
あり、大きなものでも１０ｍｍ程度である。球体内部の
ＬＥＤ基板（ＬＥＤチップ）５には、通常は１個のＬＥ
Ｄ素子が配設されており、全体の光量を増やしたいとき
には所望の光量に応じてＬＥＤ基板５の数を増やすか或
は基板上のＬＥＤ素子の数を増やすようにしている。

【０００４】ところで、一般にＬＥＤ素子の発光は、そ
の照射光（使用に耐える光度の有効照射光）の指向性が
極めて強い。図４(a) 〜(e) は、ＬＥＤ素子の発光の標
準指向特性を示す図であるが、同図(a) に示す照射角度
が広いものでも正面方向に８０度程度の広がりしかな
く、他は同図(b) 以下に示すように、みな照射角度が狭
く、照射角度が特に狭いものでは、同図(e) に示すよう
に、正面方向に１０度以下の照射角度しか有していな
い。

【０００５】したがって、図３(a),(b) に示したＬＥＤ
発光球１又は１′は、例えばクリスマスツリーなどに飾
るイルミネーションのように、四方八方に光を放射する
必要のあるものには用途として不向きであり、一般に
は、例えば駅構内などで見受けられる発車時刻表示板、
空港で見受けられる発着時刻案内板など、ほぼ正面方向
から情報を読み取る装置の表示画素として用いられる。

【０００６】また、図５(a) に示すようなエレベータの
押しボタン（又はタッチボタン）６などにも、耐久性と
省エンルギー性を利点としてＬＥＤ発光球が使用される
ようになっている。但しこの場合も、例えば、同図(b)
示すように、ＬＥＤ発光球１が１個だけであると光の放
射範囲１ａが狭いから、押しボタン６を正面から見る
と、同図(c) に示すように、押しボタン６の中央部６ａ
のみが光って見えることになる。

【０００７】したがって、実際には押しボタン６の背後
に、多数のＬＥＤ発光球１を配設したＬＥＤキットと、
このＬＥＤキットと押しボタン６との間に光拡散板等を
配設して、押しボタン６の全面が光るように工夫してい
る。このように、ＬＥＤ発光球は、専ら発光球の正面方
向に情報（放射光）を発するものとして使用されてき
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一方、クリスマスツリ
ーなどのイルミネーションに用いられる白熱豆電球や、
屋外スクリーンの表示に用いられる冷陰極管等は、光の
照射角度が四方に広がる特性を備えているため広い用途
を有しているが、いずれも本体が薄いガラス球又はガラ
ス管であるため僅かの衝撃で破損し易い。

【０００９】したがって、取り扱いに細心の注意を要
し、このため手数が掛かって面倒であるという問題を有
している。また、個々の発光特性等のバラツキが大き
く、寿命も比較的短かいから、消耗による故障品の取り
替え作業が頻発して保守に手数が掛かるという問題も有
していた。

【００１０】また、ニュース報知板等に用いられる白熱
豆電球の数は極めて多数であるから使用電流が大きくな
って経済性に問題がある。一方、冷陰極管はその構造
上、折り曲げた状態で使用するので白熱豆電球のように
小型の画素を形成することが出来なという欠点を有して
いる。

【００１１】そして、ＬＥＤ素子は、寿命が長く発光特
性も安定しているが、上述したように光の放射方向に強
い指向性があるために用途が限定されるという不満があ
った。またＬＥＤ素子を用いて四方に広がる光を得るに
は、前述したように多数のＬＥＤ素子を配置したり、光
拡散板を配設するなどの手数を掛けねばならない。

【００１２】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
それ自体で広角度に輝度の異なる光を放射する用途の広
いＬＥＤ発光球を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
ＬＥＤ発光球の構成を述べる。本発明のＬＥＤ発光球
は、光源を被覆する球体の頭部表面のみを光拡散性を有
するように形成される。そして、上記球体の頭部表面
は、例えば請求項２記載のように、すりガラス状の面に
形成され、また、例えば請求項３記載のように、不規則
なダイヤカット状の面に形成される。また、上記球体の
頭部表面は、例えば請求項４記載のように、半球状の凸
面に形成され、また、例えば請求項５記載のように、擦
り鉢状の凹面に形成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１５】図１(a) は、一実施の形態におけるＬＥＤ
発光球の側面図である。同図に示すように、ＬＥＤ発光
球１０は、光源であるＬＥＤチップ１１と、このＬＥＤ
チップ１１を被覆するガラス又はエポキシ樹脂製の透明
な球体１２を備えている。ＬＥＤチップ１１には、外部
から電力を供給するための２本のリード線１３が接続さ
れ、これらのリード線１３の他端は球体１２の底部から
外部に引き出されている。

【００１６】このリード線１３をソケットを介して又は
直接に電源電極に接続して、このＬＥＤ発光球１０を発
光させることができる。このＬＥＤ発光球１０の頭部表
面１４は、半球状の凸面に形成されており、本実施の形
態においては、ここに特別の工夫が凝らされている。す
なわち、ＬＥＤ発光球１０は、頭部表面１４の部分のみ
がすりガラス状に食刻した面に形成されている。

【００１７】これにより、リード線１３に通電すると、
ＬＥＤチップ１１の発光は、同図(b) に示すように、球
体１２の食刻された頭部表面１４のランダムな方向を向
く空気との界面でランダムな方向に屈折し、一部は輝度
の柔らかい光１５となって頭部表面１４から外部前方
（頭部垂直方向）に、ほぼ１８０度近い角度で広く放射
され、残る光はランダムな方向に内部で反射を繰り返し
て透明な筒状の側部から輝度の硬いきらめく（またはギ
ラ付く）光１６となって外部横方向に放射される。この
外部横方向に放射される放射される光は、図４(a) 〜
(e) に示した従来の無加工のＬＥＤ発光球の場合の非有
効照射光の光度と異なり、かなり強い光度の有効照射光
である。

【００１８】これにより、例えば頭部表面１４から放射
される光だけを用いて、表示スクリーンの画素として用
いると、頭部表面１４から出る輝度の柔らかい光１５
が、目を刺激しない目に優しいスクリーン画像を形成す
る。また、例えば工事現場の警告灯として用いると、回
転反射鏡で間欠的に四方に反射される輝度の硬いきらめ
く光１６が充分に人の目を引いて、近寄ると危険な場所
への注意を喚起することができる。また、凹面反射鏡を
用いて、輝度の硬いきらめく光１６を輝度の柔らかい光
１５と同様に前方に放射するようにして、これを正面か
ら見ると、中央の輝度の柔らかい光１５と、周囲の輝度
の硬いきらめく光１６とが微妙に調和した前方照射光を
確認することができ、用途が更に拡大する。

【００１９】尚、球体１２の頭部表面１４に光拡散性を
持たせる加工は、上記のようなすりガラス状の食刻に限
ることなく、例えば不規則なダイヤカット状の面に形成
してもよい。

【００２０】図２は、他の実施の形態におけるＬＥＤ発
光球の側断面図である。このＬＥＤ発光球２０も、光源
であるＬＥＤチップ２１と、このＬＥＤチップ２１を被
覆するガラス又はエポキシ樹脂製の球体２２を備えてお
り、ＬＥＤチップ２１には、電力を供給するための２本
のリード線２３が接続され、その他端は球体２２の底部
から外部に引き出されている。

【００２１】このＬＥＤ発光球２０の頭部表面２４は、
擦り鉢状の凹面に形成されており、この実施形態におい
ては、この擦り鉢状の凹面に、すりガラス状の食刻、又
は不規則なダイヤカット状の食刻を施して、球体２２を
形成する。同図は、ダイヤカット状の食刻を施した場合
の例を示している。

【００２２】このように擦り鉢状の凹面に、すりガラス
状、又は不規則なダイヤカット状の食刻を施しても、Ｌ
ＥＤチップ２１から出る光は、頭部表面２４のランダム
な方向を向く空気との界面で、一部はランダムな方向に
屈折して頭部表面２４から輝度の柔らかい光となって外
部前方に放射され、残る光はランダムな方向で内部で反
射を繰り返して透明な筒状の側部から輝度の硬いきらめ
く光となって外部側方に放射される。

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ＬＥＤチップの光放射特性が集中するＬＥＤ発光
球の頭部表面のみに光を拡散させる加工を施すので、頭
部表面で光が内外に拡散して一部の光は輝度の柔かい光
となって頭部前方へ放射され、残りの光は輝度の硬いき
らめく光となって横方向へ放射され、これによって、そ
れ自体で広い角度で四方に光を放射することができると
共に用途の広いＬＥＤ発光球を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は一実施の形態におけるＬＥＤ発光球の側
面図、(b) はその放射光の状態を説明する図である。

【図２】他の実施の形態におけるＬＥＤ発光球の側断面
図である。

【図３】(a),(b) は従来のＬＥＤ発光球を示す図であ
る。

【図４】(a) 〜(e) は従来のＬＥＤ素子の発光の指向性
が極めて強いことを説明する図である。

【図５】(a),(b),(c) は従来のＬＥＤ発光球が１個だけ
では照明の働きが不十分であることを説明する図であ
る。

【符号の説明】

１、１′ ＬＥＤ発光球２、２′ フランジ３、３′ 球体４、４′ リード線５、５′ ＬＥＤチップ１０一実施形態のＬＥＤ発光球１１ＬＥＤチップ１２球体１３リード線１４すりガラス状又は不規則なダイヤカット状の加工
をした半球状の凸面１５輝度の柔らかい光１６輝度の強いきらめく光２０他の実施形態のＬＥＤ発光球２１ＬＥＤチップ２２球体２３リード線２４すりガラス状又は不規則なダイヤカット状の加工
をした擦り鉢状の凹面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源を被覆する球体の頭部表面のみを光
拡散性を有するように形成されてなることを特徴とする
ＬＥＤ発光球。
【請求項２】前記球体の頭部表面は、すりガラス状の
面に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のＬ
ＥＤ発光球
【請求項３】前記球体の頭部表面は、不規則なダイヤ
カット状の面に形成されてなることを特徴とする請求項
１記載のＬＥＤ発光球。
【請求項４】前記球体の頭部表面は、半球状の凸面に
形成されてなることを特徴とする請求項１、２又は３記
載のＬＥＤ発光球。
【請求項５】前記球体の頭部表面は、擦り鉢状の凹面
に形成されてなることを特徴とする請求項１、２又は３
記載のＬＥＤ発光球。