JP2005310561A

JP2005310561A - Ｌｅｄ電球

Info

Publication number: JP2005310561A
Application number: JP2004125983A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Saito; 和也齋藤
Original assignee: Active Inc; Daishi Densetsu Kk; 株式会社アクティブ; 第四電設株式会社
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2005-11-04
Anticipated expiration: 2024-04-21
Also published as: JP4455141B2

Abstract

【課題】
一般的なシリカ電球の給電用の口金（Ｅ２６）と交換でき、低消費電力、長寿命にして、自然な光源色を発し、更にシリカ電球３０Ｗ〜１００Ｗ並の高い照度を有する実用的なＬＥＤ電球を提供すること。
【解決手段】
少なくとも周辺部のＬＥＤは中央方向に傾けて多数のＬＥＤを基材２に設け、前記周辺部のＬＥＤの傾き度合いに応じて傾斜角が設定されこのＬＥＤからの光を上部のカバー５へ反射する反射板６を前記多数のＬＥＤの上部周辺に囲繞し、これら多数のＬＥＤの前記カバー５から外方へ透光する照明光の指向性を決定するように構成したＬＥＤ電球。
【選択図】図１

Description

本発明は、多数のＬＥＤ（発光ダイオード）から成り一般電球の給電用ソケットに装着できる口金を備えた照明電球として使用可能なＬＥＤ電球に関するものである。

１．従来の照明電球は発光フィラメント（タングステン線）を備えたシリカ電球、又は管内ガスによる封入放電管でありこれらをガラス製で封止したものであり、ガラス製の容器内から露出した電極に電力を供給することで発光する電球であった。

２．そのため、例えば白熱電球は、長時間使用による発熱を引き起こしたり、電球の寿命が短い等の問題があった。そこで、発光ダイオードを光源として使用することにより、従来の白熱電球に比べて、安全性及び寿命を大幅に改善することが可能となる。

３．特に電球型蛍光灯は点灯始動時に過剰な電力を消費するため、消費電力が大きくなることが問題点となっていた。交流電源として使用していない白色電球は非常灯や乾電池からの供給で使用する電球もある。

４．また、従来のＬＥＤ電球としては、例えば、特開２００３−１６８０５号公報や特開２００３−５２９８８９号公報や特開２０００−２１２０９号公報に開示されているような電球型ＬＥＤ電球はあるが、６５φ以内の中に複数のＬＥＤを設けているが、その数は多くなく、また、多くのＬＥＤを密集させる発想は何らなく、またＬＥＤの指向性も考慮していないため、シリカ電球の３０Ｗ（３００ｌｍ）程度クラスまでしか出せないスポット照明的な構造、構成であるためシリカ電球３０Ｗ以上のクラスをつくることはできず、６５φ以内の中に３０Ｗ（３００ｌｍ）以上装着ができない構成である。また、反射板を用いたものもあるが、均一に光が広がらないなど、指向性を考慮してはおらず、照度の大きいＬＥＤ電球としては使用できないものである。

５．また、今までのＬＥＤ電球は使用用途によっては、ＬＥＤを直視すると明るすぎたり、不自然な色に見えたり、適した光源色を得ることが困難であり、光の指向角が小さくなるという場合もあった。

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）そのものの光線を緩和し、人間に不快感を与えない長寿命かつ安全で低消費電力のシリカ電球３０Ｗ〜１００ＷタイプのＬＥＤ電球を提供することにある。

発光ダイオードは、発熱量が少なく、シリカ電球や蛍光灯などに比べて、消費電力が少ない。しかし点灯時に放出する光の輝度は高いが、発光体として用いるには照度が足らないという問題点がある。

また、発光ダイオードには極性を有し、交流電源で交流電流を流すと最悪の場合、発光体が破損する恐れがあり、ＬＥＤ電球には交流電源は向かないという問題がある。

本発明は、発光ダイオードを用いた電球に関する発明にあたって、例えば発光ダイオード照射角が２０°高輝度発光ダイオード５φを全縦幅６５（ｍｍ）、６５φ以内に発光ダイオードを３０〜１５０個配置し、そして例えば反射板の必要角度に適格に、例えば２５°，５０°，７５°，１００°に多段に配した発光ダイオードの光線を反射させ、また、指向性を緩和することもできる画期的なＬＥＤ電球を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

少なくとも周辺部のＬＥＤは中央方向に傾けて多数のＬＥＤを基材２に設け、この基材２を設けた本体部ａの下部に給電用ソケットに螺着する口金３を設けると共に、上部に前記ＬＥＤを覆う透光部を有するカバー５を設け、前記基材２と前記口金３との間に口金３を介して給電される電力によって前記ＬＥＤを発光させる点灯回路部４を配設し、前記カバー５内に少なくとも前記周辺部のＬＥＤの傾き度合いに応じて傾斜角が設定されこのＬＥＤからの光を上部のカバー５へ反射する反射板６を前記多数のＬＥＤの上部周辺に囲繞し、少なくとも中央部からの距離に対応して前記周辺部のＬＥＤの傾き度合いを異ならせるか若しくは反射板６の反射面の傾き度合いを異ならせることにより前記多数のＬＥＤの前記カバー５から外方へ透光する照明光の指向性を決定するように構成したことを特徴とするＬＥＤ電球に係るものである。

また、前記本体部ａの上部にドーム状の前記カバー５を設け、このカバー５内底部に前記基材２を配設し、この基材２に上部のカバー中心部方向に向けて前記多数のＬＥＤを付設すると共に、周辺部のＬＥＤの上部にしてカバー５内空間の周辺部に、対向間隔が下部側程狭くなる逆錐状の反射面を有する前記反射板６を設けたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球に係るものである。

また、前記周辺部のＬＥＤは、周辺程中央方向に向けた前記傾斜角が大きくなると共にＬＥＤ付設位置が高くなるように構成して、前記カバー５内底部に多数のＬＥＤを器状に密集配設したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のＬＥＤ電球に係るものである。

本発明は、一般電球の替え玉として交換使用でき、ＬＥＤを発光源としているため、低消費電力で且つ長寿命の照明電球として使用できるＬＥＤ電球となる。

しかも、多数のＬＥＤを周辺部を中央方向に傾けることでカバー内底部に密集配設できるため、例えば３０〜１５０個ものＬＥＤを６５φ内に納めることができ、更にこの中央方向に傾けたＬＥＤを上部カバーへ反射させる反射面を有する反射板をＬＥＤ上部周辺に設け、この反射板にＬＥＤから放射された光を反射させて前記上部カバーから外方へ透光させることでシリカ電球の３０Ｗ〜１００ＷタイプのＬＥＤ電球が実現できることとなる画期的なＬＥＤ電球となる。

しかも、この反射板の角度設定あるいはＬＥＤの傾斜角度設定によって前記上部カバーから外方へ透光させる光の指向性を決定することとなり、また、ＬＥＤを直接発光させた際の明るすぎたり不自然な色に見えたりする不快な光を反射板に反射させて緩和することとなるので、多数のＬＥＤの発光によるＬＥＤ電球の照明光範囲の設定や直接光量の設定を行うことができ、明るすぎず、自然な光源色にして適切な光の指向角を有する、極めて実用性に秀れたＬＥＤ電球となる。

特に、請求項２，３記載の発明においては、コンパクトにして多数のＬＥＤを適切な指向性をもたせて配置することができ、例えば、６５φ内に３０〜１５０個のＬＥＤを適切な指向性を持たせて配置することで、コンパクトにして極めて自然な光りを放つシリカ電球３０Ｗ〜１００Ｗタイプの照明電球を提供できる極めて実用性に秀れたＬＥＤ電球となる。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

カバー５内底部に配設する基材２に多数のＬＥＤを配設するが、この基材２と下部の口金３との間に点灯回路部４を配設し、コンパクト化を図ると共に、この多数のＬＥＤの周辺部はやや内側に傾斜させて限られたスペース内に多数のＬＥＤを密集配設する。

これにより、例えば６５φ内に３０〜１５０個のＬＥＤの配設が可能となるが、特に配設個数を多くしてシリカ電球のワット数１００Ｗクラスまでに上げるために、例えば周辺部のＬＥＤは、周辺ほど傾き角が大きくなるようにすると共に付設位置を高くして、器状あるいは皿状内面に付設するが如く、或いは周辺部を多段状にして多数のＬＥＤを段々に配置する。

このように、周辺部に傾きをもたせて配設された多数のＬＥＤから放射された光は、これに対向し、カバー５内面部に配設した反射板６の反射面に反射し、上部のカバー５から透光するように構成している。

即ち、この反射板６の反射面の角度を適正な角度に設定すると共に、周辺部のＬＥＤの傾きを周辺部位置に応じて異ならせるか若しくは反射板６の各位置での該反射板６の反射面の傾きを異ならせることで、カバー５からの外方に透光される光の指向性を適正に設定できることとなる。

これにより、指向性を持たせつつ多数のＬＥＤを限られたスペースに効率良く密集配設でき、高ワットの十分な照度のＬＥＤ電球の実用化が実現できることとなる。

本発明の具体的な実施例１について図面に基づいて説明する。

本実施例１では、用途に応じて３０〜１５０個の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称す）を外形横幅寸法６５ｍｍ以内に略同心円状に密集配置させる構成で、周辺部のＬＥＤは中央方向に傾けて多数のＬＥＤを基材２に設け、この基材２を設けた本体部ａの下部に一般電球用の給電用ソケットに螺着する一般電球と同様の口金３（Ｅ２６）を設けると共に、上部に前記ＬＥＤを覆い外形縦幅１５０ｍｍ以内に構成する透光部を有するカバー５を設けている。このカバー５は、ＬＥＤの光を緩和し拡散させて、均一で自然な広がりの発光にするために内部ブラスト処理を施したプラスチックカバー５としている。

ここで、前記ＬＥＤ（発光ダイオード）は、二つの端子を有する（アノード，カソード）半導体素子であり、アノード側から電気を流すことにより、規格された色に発光するものであり、また、照明電球よりも発光に要する消費電力が極めて低く、低電圧で発光し、半永久的な寿命を保持したものであり、本実施例１では、ＬＥＤ照射角が２０°、直径５ｍｍの高輝度ＬＥＤを用いている。

また、本実施例１では、直流電源回路が電球内に内蔵されており、また、前記基板２と前記口金３の間に交流から直流に変換するための電源装置が配置してある。

具体的には、基材２と口金３との間に、該口金３を介して給電される電力によって前記ＬＥＤを発光させる電源装置としての点灯回路部４を配設しており、更に具体的には点灯回路部４は、口金３を下方に突設した本体部ａの底部とＬＥＤのリードグレームのピンの間に、基材２との間のスペースに設けたスイッチング回路、ブリッジダイオード、ＣＲＤ（定電流ダイオード）を設けた構成である。

さらに、本実施例１は、前記カバー５内に前記周辺部のＬＥＤの傾き度合いに応じて傾斜角が設定され、このＬＥＤからの光を上部のカバー５へ反射する反射板６を前記多数のＬＥＤの上部周辺に囲繞し、中央部からの距離に対応して前記周辺部のＬＥＤ及び反射板６の反射面の傾き度合いを異ならせることにより前記多数のＬＥＤが放射した光を前記カバー５から外方へ透光させると共にこの照明光の指向性を決定するように構成している。

よって、反射板６の角度とＬＥＤの発光角度を自由に変換することで、自由に照射光の指向角を変換することが可能で、使用目的に合わせて、光の照射範囲を適宜設定することができる。

また、具体的には、前記本体部ａの上部にドーム状の前記カバー５を設け、このカバー５内底部に周辺部を多段状に形成して前記基材２を配設する。さらに、図１に図示するようにリング状の基盤１の片側面に所定間隔にして均一な間隔で６個，１２個，１８個，２４個及び３０個の前記ＬＥＤを配設した５つのリング状基板１のうちの、１８個，２４個及び３０個のＬＥＤを配設した基板１を、ＬＥＤ配設数が多い基板１程中心部に向けて大きい傾斜角で該ＬＥＤに傾斜を付けて配設し、この５つのリング状の基板１を前記基材２の上部に、ＬＥＤ配設数が多い基板１程上部になるように多段に配設する。

これにより、この基材２に上部のカバー５中心部方向に向けて前記多数のＬＥＤを付設すると共に、周辺部のＬＥＤの上部にしてカバー５内空間の周辺部に、対向間隔が下部側程狭くなる逆錐状の反射面を有する前記反射板６を設ける。

前記した多段に重ねて配設した基板１の全てに前記点灯回路部４から直流電源に電流制限を加えた電流が通過され、これによって、各基板１に配設されたＬＥＤが点灯する。

従って、本実施例１においては、前記反射板６の反射面の傾斜角と前記ＬＥＤの前記カバー５中心方向の傾斜度によって、最適な指向性を持たせつつ、前記リング状の基板１に複数のＬＥＤを配設し、この基板１を前記カバー５の内部にして前記基材２の上部に多段に積み重ねることで、限られたスペースに、図１，２に図示したように９０個ものＬＥＤを密集状態に配設できるだけでなく、この多段に積み重ねられた多数の基板１に配設するＬＥＤを適性な傾斜角に容易に配設でき、しかも、これら基板１毎のＬＥＤの傾斜角度は同じなので、製造が容易でライン製造に適しているが故に秀れた生産性にしてコスト安となる。

さらに、例えば基材２の上部に、多段に配した前記基板１のさらに上段側に、ＬＥＤを一層前記カバー５の中心に向けて大きく傾斜させて３０個配設したリング状の基板１を配設してもよく、この場合には基材２上部に、合計１２０個ものＬＥＤを配設した、より輝度の高いＬＥＤ電球となる。本実施例１では、この合計１２０個ものＬＥＤを配設した基材２の上部に、更に上段にＬＥＤを３０個、更に大きく傾斜を付けて配設したリング状の基板１を配設することで、最大で合計１５０個ものＬＥＤを密集状態に配設することができる構成である。また、例えば前記基材２に多段に重ねて配設する前記基板１の数を減らすことで、基材２上部のＬＥＤ配設数を３６個や６０個に設定することもできる。

従って、使用目的や使用条件に合わせて、ＬＥＤの配設数を容易に３０〜１５０個に適宜設定することができ、最適な輝度を提供することができるＬＥＤ電球である。

また、ＬＥＤはすべて同じ色発光色にするのが一番望ましいが、１色以上のＬＥＤを用いて異なる発光色を使用してもよい。

さらに、ＬＥＤにより放射される光を緩和して反射できるように、前記反射板６の反射面にメッキ処理を施すと共に、基材２の中央部に配設され前記反射板６に光を反射させずに、放射した光を直接前記カバー５上部から外方に透光させるＬＥＤの光も緩和できるように、前記カバー５の上部の半球状の内面に内部ブラスト処理を施している。

よって、前記ＬＥＤの上部の発光部の周囲にコリメリートされた光線を、前記反射板６に施したメッキ塗装及び前記カバー５の上部の半球状の内面に施した内部ブラスト処理によって緩和し、拡散させて均一に光を広げ、更に反射板６の反射面の傾斜角度及び前記ＬＥＤの傾斜角度によって照明光の指向性を調整し、明るすぎず自然な光源色にして適切な指向角の光を放つ実用的なＬＥＤ電球である。

従って、本実施例１は一般電球の（Ｅ２６）の替え玉として使用でき、低消費電力でかつ長寿命で、例えば高所の取り付け場所の照明など、取り替えの難しい個所での照明で消費電力が低く、照度の高い電球が必要とされる場所に好適に使用できるだけでなく、発光素子そのものの光線を緩和し、人間に不快感を与えない均一に広がりをもたせることができる、近未来型白色電球３０〜１００Ｗ（シリカ電球のワット数相当）タイプのＬＥＤ電球を提供する画期的なものである。

以上詳細に説明したように、本実施例１によれば今までにないベース電球照明装置を提供できるだけでなく、万国共通の口金（Ｅ２６）を使用することにより、汎用性に秀れ、また、発光源にＬＥＤを使用しているため、消費電力も少なく経済的で、しかも、コンパクトな寸法（６５（ｍｍ））の中に発光素子を組み込むことが可能で、使用用途の幅広いシリカ電球３０Ｗ（３００ｌｍ）クラス以上のＬＥＤ電球の製造が可能となり、且つＬＥＤ電球をＬＥＤ配設数３６個用，６０個用，９０個用，１２０個，１５０個用と区別し、６個，１２個，１８個，２４個及び３０個のＬＥＤを配設した前記基板１を多段に組み込むことでシリカ電球３０Ｗ（３００ｌｍ）〜１００Ｗ（１２００ｌｍ）クラス、松下電器のパルックボール１２Ｗ〜２７ＷクラスのＬＥＤ電球を容易に製造することができ、これにより指向性を持たせつつ多数のＬＥＤを限られたスペースに効率良く密集配設でき、高ワットの十分な照度のＬＥＤ電球の実現化を容易に可能とする画期的な構成の極めて実用性に秀れたＬＥＤ電球である。

以上、本発明の実施例１について説明したが、ＬＥＤ，スイッチング回路，ブリッジダイオード及びＣＲＤの組み合わせについては、電源電圧や電源許容または要求される明るさに応じて様々な構成を取り込むことが可能で、その場合、様々な電源も利用できる。

また、本実施例１前記カバー５上部に内部ブラスト処理を施し、ＬＥＤが放射する光を緩和及び拡散し得る構成であるが、これに限らず、前記カバー５上部に蛍光塗装（アルミナ拡散材やピロリン酸接着剤等による拡散剤塗装）を施す構成としても良く、この場合も、ＬＥＤから放射されカバー５上部から透光する光を良好に緩和・拡散し、均一に光を広げることができる。

また、本実施例１には、単色ＬＥＤを使用するわけだが、照明用の電球だけではなく、他に発光するＬＥＤも組み合わせるなどして電球の交換とすることができる。この場合、インテリア照明など装飾照明等に変換することが可能である。

尚、実施例１においては、前記基材２上部に多数のＬＥＤを密集状態に配設する手段として、図１に図示したように、前記基材２の周辺部を多段状の形状とし、この多段状の基材２上に、多数のＬＥＤを適宜傾斜を持たせて均等な間隔で配したリング状の基板１を多段状態に重ねることで周辺ほど傾き角を大きくしつつ多数のＬＥＤを限られたスペース内に密集して配設したが、本実施例２では、図３に図示するように、前記基材２を器状若しくは皿状の形状とし、この器状若しくは皿状内面に付設状態に多数のＬＥＤを付設する構成とする。

この場合、基材２の器状若しくは皿状の内面の傾斜度に伴って、該基材２の内面に付設されるＬＥＤも傾斜し、しかも器状若しくは皿状であるが故に高い位置になるに従って傾斜角も大きくなるので、この内面形状に沿って付設されるＬＥＤも、高い位置に付設されるＬＥＤ程傾斜角が大きくなり、この基材２の器状若しくは皿状内面の形状を適宜設定することで、図３，４に図示するように、効率良く多数密集状態にして最適な傾斜角でＬＥＤを配設することができる実用性に秀れたＬＥＤ電球となる。

尚、本発明は実施例１，２に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

実施例１のＬＥＤ電球の概略説明図である。実施例１のＬＥＤ電球の概略説明平面断面図である。実施例２のＬＥＤ電球の概略説明図である。実施例２のＬＥＤ配置数を３６，６０，９０，１２０個とした場合夫々の概略説明図である。

符号の説明

２基材
３口金
４点灯回路部
５カバー
６反射板
ａ本体部

Claims

少なくとも周辺部のＬＥＤは中央方向に傾けて多数のＬＥＤを基材に設け、この基材を設けた本体部の下部に給電用ソケットに螺着する口金を設けると共に、上部に前記ＬＥＤを覆う透光部を有するカバーを設け、前記基材と前記口金との間に口金を介して給電される電力によって前記ＬＥＤを発光させる点灯回路部を配設し、前記カバー内に少なくとも前記周辺部のＬＥＤの傾き度合いに応じて傾斜角が設定されこのＬＥＤからの光を上部のカバーへ反射する反射板を前記多数のＬＥＤの上部周辺に囲繞し、少なくとも中央部からの距離に対応して前記周辺部のＬＥＤの傾き度合いを異ならせるか若しくは反射板の反射面の傾き度合いを異ならせることにより前記多数のＬＥＤの前記カバーから外方へ透光する照明光の指向性を決定するように構成したことを特徴とするＬＥＤ電球。
前記本体部の上部にドーム状の前記カバーを設け、このカバー内底部に前記基材を配設し、この基材に上部のカバー中心部方向に向けて前記多数のＬＥＤを付設すると共に、周辺部のＬＥＤの上部にしてカバー内空間の周辺部に、対向間隔が下部側程狭くなる逆錐状の反射面を有する前記反射板を設けたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球。
前記周辺部のＬＥＤは、周辺程中央方向に向けた前記傾斜角が大きくなると共にＬＥＤ付設位置が高くなるように構成して、前記カバー内底部に多数のＬＥＤを器状に密集配設したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のＬＥＤ電球。