JP2008251512A - 電球形ランプ及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】固体発光素子を用いて部分的に照度を上げしかも空間全体を光らせることができる電球形ランプを提供することである。
【解決手段】光源として固体発光素子１７が面配列された光源部１５と、光源部１５の固体発光素子１７を点灯する点灯回路１６と、点灯回路１６を絶縁部材１８を介して凹部に収納した外郭部材１３と、光源部１５を覆って外郭部材１３に取付けられ集光性の光と拡散性の光とを外部に出射するグローブ１４と、外郭部材１３の凹部の開口縁部側に配設され点灯回路１６に接続された口金１２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固体発光素子を光源として用いた電球形ランプ及び照明器具に関する。

固体発光素子、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光効率の向上により、一般照明用あるいは装飾用の光源としてＬＥＤを採用する電球形ランプ、点灯ユニット、照明器具が商品化されてきている。特に、電球代替えを目的とした電球口金付きで内部に点灯回路を設けた一体型の電球形ＬＥＤランプの開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−３１３７１７号公報

しかし、電球代替えを狙った電球形ランプの場合、光源として例えば複数のパワーＬＥＤを使用しても数Ｗ程度であり、まだ電球の明るさを確保するのが難しいレベルであり、主としてＬＥＤ電球形ランプは装飾用途として製品化されてきている。一方、ＬＥＤは指向性が強くスポットライトなどの用途としては電球代替光源として適しているが、一般電球のような配光を得て照度も保つためには複数のＬＥＤを採用し、ランプ全体を光らせる必要がある。そうした場合には、ＬＥＤの使用数が増え高価となり、また電流の配光を得るための拡散部を通すので光の効率が悪くなる。

本発明の目的は、固体発光素子を用いて部分的に照度を上げしかも空間全体を光らせることができる電球形ランプ及び照明器具を提供することである。

請求項１の発明に係わる電球形ランプは、光源として固体発光素子が面配列された光源部と；前記光源部の光源を点灯する点灯回路と；絶縁部材を介して前記点灯回路を凹部に収納した外郭部材と；前記光源部を覆って前記外郭部材に取付けられて前記光源部に対向配置された集光部及びこの集光部の周囲に一体的に設けられた拡散部を有し、これら集光部及び拡散部を介して前記光源部の放射光を外部に出射するグローブと；前記外郭部材に配設され前記点灯回路と電気的に接続された口金と；を備えたことを特徴とする。

本発明および以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は以下による。

固体発光素子は、例えば発光ダイオード、有機ＥＬ(electroluminescence)、無機ＥＬ等である。面配列とは固体発光素子の取付面が平面上部材に取り付けられたことを意味し、固体発光素子の取り付け数は単数及び複数のいずれをも含む。集光部は、固体発光素子の放射光を集光性を有するように光学的に変換する、例えばレンズ等の光学手段である。集光性の光とは、例えば光源からの光を集光部より集光した光である。拡散部から出射される光は、例えば光源からの光が拡散手段により拡散された光である。

請求項２の発明に係わる電球形ランプは、請求項１の発明において、前記グローブの中心部分に中心軸を有したレンズが集光部に設けられ、前記固体発光素子はその光軸が前記レンズの中心軸にほぼ一致するように配列されたことを特徴とする。

グローブの中心部分とは電球形ランプを形成するグローブの中心部分であり、一方、グローブの側面部分とはグローブの中心部分から周辺に広がった裾野部分である。グローブの中心部分には、レンズの中心軸が位置するようにレンズがグローブに一体的に形成され、グローブの側面部分には、拡散部がグローブに一体的に形成される。

固体発光素子の光軸がレンズの中心軸にほぼ一致するとは、固体発光素子の光軸がレンズの中心軸の近傍となるように固体発光素子を面配列することをいう。レンズの中心軸は点位置であるので、固体発光素子が１個である場合には、レンズの中心軸位置に光軸が一致するように１個の固体発光素子を配置する。一方、複数個の固体発光素子を配置する場合には、レンズの中心軸の近傍に固体発光素子を面配列する。

請求項３の発明に係わる電球形ランプは、請求項１の発明において、前記グローブの中心部分から偏心した位置に中心軸を有したレンズが集光部に設けられ、前記固体発光素子はその光軸が前記レンズの中心軸にほぼ一致するように配列されたことを特徴とする。

グローブの中心部分から偏心した位置に中心軸を有したレンズとは、例えば、凸レンズの断面をその中心軸がグローブ中心軸から偏心して配置し、グローブ中心軸を回転軸として回転させて形成される回転体からなる複合凸レンズ集合体であり、この場合のレンズの中心軸は、回転軸の中心から偏心した位置を半径とする円周上に形成される。

請求項４の発明に係わる電球形ランプは、請求項１ないし３のいずれか一の発明において、前記光源部の固体発光素子と前記集光部との間の距離が異なる複数個のグローブに対して、前記グローブを取り替え可能としたことを特徴とする。

光源部の固体発光素子と集光部との間の距離が異なるグローブを取り替えることで、光源部の固体発光素子と集光部との間の距離を可変とし、光のビーム角を可変とする。

請求項５の発明に係わる電球形ランプは、請求項１ないし３のいずれか一の発明において、前記光源部の固体発光素子と前記集光部との間の距離を調節する距離調節機構を備えたことを特徴とする。

距離調節機構は、例えば光源部を搭載した外郭部材と集光部が配置されたグローブとの間に設けられ、光源部の固体発光素子と集光部との間の距離を調節する。例えば、距離調節機構には、グローブと外郭部材とにネジを設けてネジ込み量で調節する機構、蛇腹を伸縮させて調節する機構、２重筒の内側筒の出し入れで調節する機構などを含む。

請求項６の発明に係わる照明器具は、請求項１ないし５のいずれか一記載の電球形ランプと；前記電球形ランプを装着する器具本体と；を具備したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、固体発光素子からの光を集光した集光性の光と拡散させた拡散性の光とを合体して外部に出射するので、部分的に照度を保ち全体としての照明も確保でき、固体発光素子からの光の特徴であるきらめき感を持たせた高級感のある明かりの演出を行うことができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、集光性の光はグローブ中心部分のレンズから出射され拡散性の光はグローブの側面部分の拡散部から出射されるので、集光性の光が出射される電球形ランプの直下部分の照度を上げることができ、また、電球形ランプの周辺部分から拡散性の光が出射されるので空間全体を光らせることができる。

請求項３の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、レンズの中心軸が回転軸の中心から偏心した位置を半径とする円周上に形成されるので、より多くの固体発光素子を光源として使用することができるので、照度を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明の効果に加え、グローブを取り替えることで、光源部の固体発光素子と集光部との間の距離を変えることができるので、光のビーム角を可変にでき集光性の光を変化させることができる。

請求項５の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明の効果に加え、距離調節機構により光源部の固体発光素子と集光部との間の距離が調節できるので、光のビーム角を可変にでき集光性の光を変化させることができる。

請求項６の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一の効果を有する照明器具が得られる。

図１は本発明の実施の形態に係わる電球形ランプ１１の一例の説明図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は断面図である。図１（ａ）に示すように、電球形ランプ１１は、外観形状は通常の電球と同じ形状をしており、口金１２の上部に外郭部材１３が設けられ、外郭部材１３の上部にグローブ１４が取り付けられて構成されている。

図１（ｂ）に示すように、電球形ランプ１１には光源部１５及び定電流回路等からなる点灯回路１６が内蔵されている。光源部１５は光源としての１個または複数個の固体発光素子１７が配列され、固体発光素子１７からの光はグローブ１４を通して外部に出射される。また、点灯回路１６は、光源部の光源である固体発光素子１７を点灯するものであり、外郭部材１３の凹部に絶縁部材１８を介して収納されている。

グローブ１４は光源部１５を覆って外郭部材１３に取付けられ、その中心部分に集光部としての集光レンズ１９が設けられ、その側面部分には拡散部２０が集光レンズ１９と一体的に形成されている。そして、集光レンズ１９から集光性の光が外部に出射され、拡散部２０から拡散性の光が外部に出射される。口金１２は外郭部材１３の凹部の開口縁部側に配設され、点灯回路１６に接続されている。

図２はグローブ１４の説明図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は平面図である。また、図３はグローブ１４及び光源部１５の一例の説明図であり、図３（ａ）は図２（ｃ）のＡ−Ａ線での断面図、図３（ｂ）は１個の固体発光素子１７を装着した光源部１５の平面図、図３（ｂ）は複数個（５個）の固体発光素子１７を装着した光源部１５の平面図である。

図２に示すように、グローブ１４の中心部分には集光レンズ１９が形成され、グローブの側面部分には拡散部が形成されている。この集光レンズ１９の中心は、図３（ａ）に示すように、グローブ１４の中心部分に位置するように形成されている。そして、図３（ａ）に示すように、固体発光素子１７は、その光軸が集光レンズ１９の中心軸にほぼ一致するように配列される。集光レンズ１９の中心軸２１が光源部１５に交わる箇所は点位置であるので、１個の固体発光素子１７を平面状に形成された光源部１５に配列する場合には、図３（ｂ）に示すように、集光レンズ１９の中心軸位置に固体発光素子１７の光軸が一致するように１個の固体発光素子１７を配列する。

一方、複数個の固体発光素子１７を平面状に形成された光源部１５に配列する場合には、図３（ｃ）に示すように、集光レンズ１９の中心軸２１の近傍に複数個の固体発光素子１７を面配列する。図３（ｃ）では５個の固体発光素子１７を面配列した場合を示している。

これにより、固体発光素子１７からの光は、グローブ１４の中心部分の集光レンズ１９で集光され、その集光性の光は集光レンズ１９を通して外部に出射される。また、固体発光素子１７からの漏れ光は、グローブ１４の側面部分の拡散部２０で拡散されて外部に出射される。

図４はグローブ１４及び光源部１５の他の一例の説明図であり、図４（ａ）はグローブ１４の断面図、図４（ｂ）は複数個（１２個）の固体発光素子１７を装着した光源部１５の平面図である。図４に示した一例は、図３に示した一例に対し、グローブ１４の中心部分に中心軸を有した集光レンズ１９に代えて、グローブ１４の中心部分から偏心した位置に中心軸を有した集光レンズ１９Ａを形成したものである。図３に示した一例と同様に、グローブ１４の側面部分には拡散部２０が形成されている。

グローブ１４の中心部分２２から偏心した位置に中心軸２１を有した集光レンズ１９Ａは、例えば、凸レンズの中心軸２１から偏心した位置（例えば、グローブ１４の中心部分２２）を回転軸として回転させて形成される凸レンズ集合体である。この場合の集光レンズ１９Ａの中心軸２１は、図４（ｂ）に示すように、回転軸２２の中心から偏心した位置を半径とする円周上に形成される。

従って、複数個の固体発光素子１７は、平面状に形成された光源部１５の集光レンズ１９Ａの中心軸２１（回転軸２２の中心から偏心した位置を半径とする円周上）に配列する。また、さらに固体発光素子１７の配列個数を増やす場合には、集光レンズ１９Ａの中心軸２１（回転軸２２の中心から偏心した位置を半径とする円周上）の近傍に複数列で固体発光素子１７を面配列することになる。

このように、図４の一例においては、集光レンズ１９Ａの中心軸２１が回転軸２２の中心から偏心した位置を半径とする円周上に形成されるので、より多くの固体発光素子１７を光源として使用することができ、電球形ランプ１１としての照度を向上させることができる。

図５は本発明の実施の形態に係わる電球形ランプ１１の他の一例の説明図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は断面図である。この他の一例は、図１に示した一例に対し、光源部１５の固体発光素子１７と集光部である集光レンズ１９との間の距離を長くしたグローブ１４を外郭部材１３に装着したものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

図５に示すように、電球形ランプ１１は図１に示したものに対し、グローブ１４の側面部分の拡散部２０が長く形成されている。これにより、集光部である集光レンズ１９と固体発光素子１７との間の距離が長く形成されている。ここで、光源部１５の固体発光素子１７と集光レンズ１９との間の距離が異なる複数個のグローブ１４を用意し、グローブ１４を外郭部材１３に着脱可能に装着する。グローブ１４の外郭部材１３への着脱機構は、例えばネジ込み式等で行う。

以上の説明では、図１に示した電球形ランプ１１のグローブ１４に対して、グローブ１４を取り替えるようにしたが、図４に示したグローブ１４に対して取り替えるようにしてもよいことは言うまでもない。

光源部１５の固体発光素子１７と集光レンズ１９との間の距離が異なるグローブ１４を取り替えることで、光源部１５の固体発光素子１７と集光レンズ１９との間の距離を変えることができるので、光のビーム角を可変にでき集光性の光を変化させることができる。

図６は本発明の実施の形態に係わる電球形ランプ１１のさらに別の他の一例の説明図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は断面図である。この別の他の一例は、図１に示した一例に対し、光源部１５の固体発光素子１７と集光部である集光レンズ１９との間の距離を調節する距離調節機構２５を設けたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

図６に示すように、距離調節機構２５は、光源部１５を搭載した外郭部材１３と集光部である集光レンズ１９が配置されたグローブ１４との間に設けられている。グローブ１４の拡散部２０から距離調節機構２５のネジ部２５ａが突出して設けられ、外郭部材１３から内ネジ部１３ａが突出して設けられている。そして、ネジ部２５ａを内ネジ部１３ａにねじ込むことによって、光源部１５の固体発光素子１７と集光レンズ１９との間の距離を調節する。

以上の説明では、距離調節機構２５としてネジ部２５ａ及び内ネジ部１３ａを設けた場合について説明したが、ネジ部２５ａ及び内ネジ部１３ａに代えて蛇腹を設け、その蛇腹を伸縮させて調節するようにしてもよいし、ネジ部２５ａ及び内ネジ部１３ａに代えて２重筒とし内側筒の外側筒への出し入れで調節するようにしてもよい。また、図１に示した電球形ランプ１１のグローブ１４に対して、距離調節機構２５を設けた場合について説明したが、図４に示したグローブ１４に対して距離調節機構２５を設けるようにしてもよいことは言うまでもない。

このように、距離調節機構２５を設けたので、光源部１５の固体発光素子１７と集光レンズ１９との間の距離が調節できる。従って、光のビーム角を可変にでき集光性の光を変化させることができる。

図７は本発明の実施の形態に係わる電球形ランプ１１を点灯した場合の出射光の一例の説明図である。図７に示すように、グローブ１４の集光レンズ１９、１９Ａで集光された集光性のスポット光２３は電球形ランプ１１の直下部分に出射される。従って、電球形ランプ１１の直下部分の照度を上げることができる。一方、グローブ１４の拡散部２０で拡散された拡散光２４は、電球形ランプ１１の周辺部分から出射される。従って、電球形ランプ１１の直下部分の周辺部の空間全体を光らせることができる。

図８は本発明の実施の形態に係わる電球形ランプ１１を点灯した場合の出射光の他の一例の説明図である。図８のものでは、図５や図６に示した電球形ランプ１１で光源部１５の固体発光素子１７と集光レンズ１９との間の距離を長くした場合の出射光を示している。光源部１５の固体発光素子１７と集光レンズ１９との間の距離を長くした場合には、電球形ランプ１１の直下部分の照度が高い部分の出射光に拡がりを持たせることができる。

本発明の実施の形態によれば、固体発光素子１７からの光をグローブ１４の集光レンズ１９、１９Ａで集光されたスポット光２３と、グローブ１４の拡散部２０で拡散された拡散光２４とが一体化されて外部に出射するので、部分的に照度を保ちつつ広い空間の照明も可能となる。また、固体発光素子１７からの光の特徴であるきらめき感を持たせた高級感のある明かりの演出を行うことができる。また、光源部１５の固体発光素子１７と集光レンズ１９との間の距離を調整可能とすることによって電球形ランプ１１の直下部分の照度が高い部分の出射光のビーム角度を所望に変化させることができ、照明に変化を与えることができ、照明効果に幅を持たせることができる。

本発明の実施の形態に係わる電球形ランプの説明図。 本発明の実施の形態におけるグローブの説明図。 本発明の実施の形態におけるグローブ及び光源部の一例の説明図。 本発明の実施の形態におけるグローブ及び光源部の他の一例の説明図。 本発明の実施の形態に係わる電球形ランプの他の一例の説明図。 本発明の実施の形態に係わる電球形ランプのさらに別の他の一例の説明図。 本発明の実施の形態に係わる電球形ランプを点灯した場合の出射光の説明図。 本発明の実施の形態に係わる電球形ランプを点灯した場合の出射光の他の一例の説明図。

符号の説明

１１…電球形ランプ、１２…口金、１３…外郭部材、１４…グローブ、１５…光源部、１６…点灯回路、１７…固体発光素子、１８…絶縁部材、１９…集光レンズ、１９Ａ…集光レンズ、２０…拡散部、２１…中心軸、２２…回転軸（グローブ中心部分）、２３…スポット光、２４…拡散光、２５…距離調節機構

Claims (6)

1. 光源として固体発光素子が面配列された光源部と；
   前記光源部の光源を点灯する点灯回路と；
   絶縁部材を介して前記点灯回路を凹部に収納した外郭部材と；
   前記光源部を覆って前記外郭部材に取付けられて前記光源部に対向配置された集光部及びこの集光部の周囲に一体的に設けられた拡散部を有し、これら集光部及び拡散部を介して前記光源部の放射光を外部に出射するグローブと；
   前記外郭部材に配設され前記点灯回路と電気的に接続された口金と；
   を備えたことを特徴とする電球形ランプ。
2. 前記グローブの中心部分に中心軸を有したレンズが集光部に設けられ、前記固体発光素子はその光軸が前記レンズの中心軸にほぼ一致するように配列されたことを特徴とする請求項１記載の電球形ランプ。
3. 前記グローブの中心部分から偏心した位置に中心軸を有したレンズが集光部に設けられ、前記固体発光素子はその光軸が前記レンズの中心軸にほぼ一致するように配列されたことを特徴とする請求項１記載の電球形ランプ。
4. 前記光源部の固体発光素子と前記集光部との間の距離が異なる複数個のグローブに対して、前記グローブを取り替え可能としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の電球形ランプ。
5. 前記光源部の固体発光素子と前記集光部との間の距離を調節する距離調節機構を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の電球形ランプ。
6. 請求項１ないし５のいずれか一記載の電球形ランプと；
   前記電球形ランプを装着する器具本体と；
   を具備したことを特徴とする照明器具。

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