JP2012234783A

JP2012234783A - 導光体を用いたｌｅｄ電球及び照明器具

Info

Publication number: JP2012234783A
Application number: JP2011112859A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Aoki; 得夫青木; Takao Furuhashi; 孝夫古橋
Original assignee: Colcoat Co Ltd
Current assignee: Colcoat Co Ltd
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-29

Abstract

【課題】本発明は、広い指向特性を得られるＬＥＤ電球、およびこのＬＥＤ電球を装着する照明器具を提供する。
【解決手段】本発明は、基板に実装されたＬＥＤの上に導光体を設置し、ＬＥＤから発せられた光を該導光体に導入し、透過、反射させることにより拡散させ、広い指向特性を持ったＬＥＤ電球である。導光体は透明部材からなる柱状体で、導入光の一部は導光体外面に設けられた凹凸面から導光体の側面に拡散出射し、一部は導光体頂部斜面から反射光と透過光とに分かれて出光する。
【選択図】図２

Description

本発明は、導光体を用いたＬＥＤ電球およびこのＬＥＤ電球を装着する照明器具に関する。

近年、発光ダイオード（以下ＬＥＤ）を光源として用いた照明器具、装置の製品が市場に多く出回っており、中でもＬＥＤ電球が注目されている。

ＬＥＤ電球は、従来の白熱球や、蛍光管を用いた電球に比べ、指向特性が狭いため、従来の電球からＬＥＤ電球へ置き換えても照明の当たり方は白熱球と同等にはならない。このためにＬＥＤ電球の指向特性を大きくするための検討が種々なされている。

特許文献１のＬＥＤ電球は、指向特性を広くするために基板に放射状に実装されたＬＥＤの中心に突起物を配置し、発光したＬＥＤの光をこのＬＥＤの中心にある突起物に反射させ光を拡散させる構造になっている。この構造の場合、指向特性を大きくするためにはＬＥＤ出光面に覆いかぶさる形状にする必要があり、垂直方向の光が突起物に遮られ、垂直方向は暗くなるという欠点を有する。

特開２０１０−２１８９５９号公報

本発明は、広い指向特性を得られるＬＥＤ電球、およびこのＬＥＤ電球を装着する照明器具を提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤ電球は、基板に実装された複数のＬＥＤと基板上に設置された導光体とからなり、ＬＥＤから発せられる光が導光体に入光後、導光体内部にて導光体端面における反射により、導光体内を往来し、出射できる角度にて端面に当った光を導光体外に屈折して出光させ、ＬＥＤの指向性を広げたことを特徴とするＬＥＤ電球である。

本発明の請求項２に係わるＬＥＤ電球は、用いる導光体が透明合成樹脂からなる柱状形状であり、導光体の入光面から入った光を導光体内部で柱状導光体側面での反射を繰り返し往来させ、出射できる角度で該側面に当った時に導光体外に出射させることにより、拡散材を介さない状態においても１８０°を超える、好ましくは３００°内外の広い指向特性を有するようにしたＬＥＤ電球である。
柱状導光体の側面の少なくとも一部に拡散の効果がある細かな凸凹部を設けることにより、実用上好ましい範囲角度に指向性を容易に広げることができる。

本発明の導光体は、光の一部を透過するため、透明で透過率が高い材質を用いることが望ましい。特にアクリル樹脂或いはポリカーボネートなどが好ましい。

本発明によれば、広い指向特性を持ったＬＥＤ電球を容易に実現することができる。

図１はＬＥＤ１０上に配置した導光体１１の側断面図を示す。図２は基板上の複数ＬＥＤの各々に導光体を設置した斜視図を示す。

図１と図２を参照して、ＬＥＤ電球の構成について説明する。

図１にてＬＥＤ１０の発光面に導光体１１を配置する。ＬＥＤ１０発光面と導光体１１入光面１７とは、隙間無く配置するのが望ましい。

ＬＥＤ１０から出た光は、導光体１１の面１７から入光され、導光体内部で反射を繰り返し、導光体側面に形成された凹凸面１５に対し出光可能な角度の光のみが凹凸面１５から光１２として出射される。凹凸面１５から出光されなかった光は面１６を透過した光１４として出射されるとともに頂部の斜面１６で反射された光は側面１８を透過し光１３となって出射される。

導光体側面に形成される凹凸面は、規則正しいプリズム状でも良いが不規則な溝状、点状もしくは梨地のような細かい凹凸形状でもよい。凹凸面の面積は、所望の指向特性とＬＥＤの配光特性により最適範囲を決定する。ＬＥＤの指向特性が狭いときは、凹凸面を広くし、凹凸面での拡散効果を大きく持たせる。逆にＬＥＤの指向特性が広いときは、凹凸面での拡散効果が少なくても拡散できるため、凹凸面は狭くても良い。頂部の斜面の角度は、所望の配光特性により最適な角度を決定する。頂部斜面での反射光を広い指向特性にしたい場合、頂部斜面の角度をより水平に近い角度にすることにより実現できる。

ＬＥＤ１０と導光体１１を図２のように円形の基板１９上に放射状に配置することで導光体の側面と基板法線方向とにＬＥＤ出射光が拡散される。大型電球で、光量を必要とする電球にしたい場合は、放射状配列を複数配置してもよい。

図２のモジュールをさらに球状の拡散部材で覆うことにより光の拡散効果が大きくなり、照射範囲の照射ムラや、直接照明装置を目で見た際の眩しさの低減に寄与し、実使用上従来の電球と同様の照明効果が得られる。

導光体の形状は、複数の導光体を連ねて一体化した円形でも構わない。
また、同心円状に幾重にも並んでも構わない。

この発明で得られるＬＥＤ電球は、従来の白熱電球と同等の指向特性を得ることが可能であるので、違和感無く置換、交換が可能となり、消費電力の節減ができる。

１０…ＬＥＤ
１１…導光体
１２…光（拡散光）
１３…光（反射光）
１４…光（透過光）
１５…溝（凹凸）
１６…頂部斜面
１７…入光面
１８…基板

Claims

基板に実装された複数の発光ダイオード（以下ＬＥＤ）と基板上に設置された導光体とからなり、ＬＥＤから発せられる光が導光体に入光後、導光体内部にて導光体端面における反射により、導光体内を往来し、出射できる角度にて端面に当った光を導光体外に屈折して出光させ、ＬＥＤの指向性を広げたことを特徴とするＬＥＤ電球。
導光体が透明柱状で、その側面の少なくとも一部に凹凸面を形成し、導光体の入光面から入った光を拡散材を介さない状態においても１８０°を超える広い指向特性を有するようにした請求項１のＬＥＤ電球。
基板に実装された複数のＬＥＤとその各々のＬＥＤに対応させて導光体を設置し、該導光体は頂部を斜面とした柱状の透明部材からなり、入光面から導入されたＬＥＤからの光の一部を該導光体側面の一部に設けた凹凸面から拡散光として導光体外部に放出し、残余の導入光は導光体内を透過してその一部が頂部斜面から反射光として屈折出光し、拡大された指向特性を有するＬＥＤ電球。
請求項１、２または３記載のＬＥＤ電球が装着された照明器具。