JP2012529751A - ソリッドステート光源電球 - Google Patents

Abstract

発光器具は、口金と、光透過性電球囲繞体と、光を発する光源と、光源に結合されたヒートシンクとを含む。ソリッドステートＬＥＤ電球は、さらに、ダウンコンバージョン材を含むことができる。ダウンコンバージョン材は、電球囲繞体内で、光源から離して光源と口金との間に配置される。ヒートシンクは、少なくとも１つの金属フィンを含むことができ、これに加えてまたはその代わりに、電球囲繞体の少なくとも外側部分を被覆して配置されたメッシュを含むことができる。ソリッドステート電球の構成は、口金から離して、電球囲繞体の頂点に光源及びヒートシンクを配置して、光源によって生成された熱を環境に放散させる。さらに、ヒートシンクの少なくとも一部は電球囲繞体の外部にあり、熱を最大限に放散する。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、２００９年６月１０に提出された米国仮特許出願第６１／２６８２３０号（その開示は参照により本明細書に組み込まれる）の出願日の利益を主張する。

本発明は、概略的にはソリッドステート照明に関する。詳細には、本発明は、ソリッドステート光（ＳＳＬ）光源、遠隔蛍光体及びヒートシンクを使用する電球に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）を有するソリッドステート電球を含めてソリッドステート光（ＳＳＬ）発光デバイスは、従来の白熱電球及び蛍光灯に比べて低い製造コスト及び長い耐久性という利点を与える可能性があるので、非常に有用である。作動（燃焼）時間が長く電力消費が小さいので、ソリッドステート発光デバイスは、初期コストが従来の電球より高い場合でも、機能コストの利点を与えることが多い。大規模な半導体製造技術を使用できるので、多くのソリッドステート電球を非常に低いコストで生産できる。

家庭用及び消費者用電気機器の表示灯、視聴覚設備、遠隔通信装置及び自動車用機器の表示などの用途の他に、屋内及び屋外の情報表示においてＬＥＤの多くの用途が明らかになっている。

青色または紫外線（ＵＶ）光を発する効率的なＬＥＤの開発と共に、ＬＥＤの一次発光の一部をより長い波長に蛍光体変換することによって白色光を生成するＬＥＤの生産が実現可能になった。ＬＥＤの一次発光をより長い波長に変換することは、一般に一次発光のダウンコンバージョン（ down conversion ；下降変換）と呼ばれる。一次発光の未変換部をより長い波長の光と結合することによって白色光を生成するこの装置は、技術上周知である。ＬＥＤを用いて白色光を生成する他の選択肢は、２つまたはそれ以上の彩色ＬＥＤを様々な比率で混合することを含む。例えば、赤、緑及び青色（ＲＧＢ）ＬＥＤを混合すると白色光が生成されることは、技術上周知である。同様に、ＲＢＧと琥珀色（ＲＧＢＡ）ＬＥＤ、またはＲＧＢと白色（ＲＧＢＷ）ＬＥＤを混合して白色光を生成することが知られている。

反射面の使用も、技術上周知である。反射面は、ＬＥＤからの光をダウンコンバージョン材へ向けるため及び（または）ダウンコンバージョン材から発生したダウンコンバート（ down convert ；下降変換）光を反射するために使用されてきた。これらの改良が行われても、現在のＬＥＤ技術は、可視スペクトルにおいて非効率的である。単一のＬＥＤの光出力は、既知の白熱電球より低い。既知の白熱電球の光出力は可視スペクトルにおいて約１０％である。現在の白熱電球に匹敵する光出力の出力密度を得るには、ＬＥＤデバイスは、多くの場合、より大きいＬＥＤかまたは複数のＬＥＤを有する設計を必要とする。しかし、より大きいＬＥＤまたは複数のＬＥＤを組み込む設計は、それ自体が難題を呈することが分かっている。

最近の調査では、ＬＥＤから発せられた熱は、全体的発光量及び電球の耐久性を低減することが明らかになった。特に、ＬＥＤデバイスは、１００℃より高い温度まで加熱されると効率が低くなり、その結果、可視スペクトルにおける収率が低下する。高熱に長い間曝した場合も、ＬＥＤの有効寿命は低減する。さらに、いくつかのダウンコンバージョン蛍光体の場合、温度が約９０℃の閾値を超えて上がると、固有のダウンコンバージョン効率が急激に低下する。

このような欠点を克服する試みは、伝統的な白熱電球と異なる電球の設計に重点が置かれてきた。電球の口金へのヒートシンクの使用は、熱の放散に役立ったが、電球設計は、伝統的な白熱電球とは大幅に異なる外観及び配光機能性を有することになった。ソリッドステート発光デバイスは急速に進歩しており、伝統的な白熱Ａランプの発光効率を上回ったが、白熱電球と同様の光のレベルを生成することができ、非常に高い発光効率値を有し、かつ寿命がずっと長いＳＳＬ式交換用電球はない。従って、同様のまたは改良された性能効率、寿命及び電球の美的外観を与えることによって、伝統的白熱電球に取って代われるソリッドステート発光デバイスが特に必要とされる。

前述及びその他のニーズに応えるため、また本発明の目的を考慮して、本発明は、口金と、光透過性電球囲繞体（電球囲繞体の第一部分は口金に結合される）と、光を発する光源（光源の少なくとも一部は電球囲繞体内で口金と実質的に反対側の端に配置される）と、光源に結合されたヒートシンク（ヒートシンクの少なくとも一部は電球囲繞体の外部にある）と、を含む発光器具を提供する。光源は、例えば、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

別の実施形態において、本発明は、さらに、光源によって発せられた光の少なくとも一部を受け取り、これをダウンコンバートし、かつ受け取られダウンコンバートされた光の一部を逆行伝達するダウンコンバージョン材を含む。ダウンコンバージョン材は、電球囲繞体（以下、囲繞体と呼ぶ）内で光源から離して光源と口金との間に配置される。１つまたはそれ以上の波長変換材を用いて、１つのスペクトル領域の放射を吸収し、かつ別のスペクトル領域の放射を発する。波長変換材は、ダウンコンバート材でもアップコンバート材でもよい。複数の波長変換材は、光源から発せられた波長を同じまたは異なるスペクトル領域に変換できる。本発明のいくつかの実施形態において、例えば光源として白色ＬＥＤを採用する実施形態において、発せられる光がすでに実質的に白熱電球によって生成される光と同じなので、ダウンコンバージョン材は必要ない可能性がある。

本発明のさらに別の実施形態において、発光器具は、さらに、光源によって発せられた光を受け取ってこれを反射する第一反射体を含む。反射体は、囲繞体内で、光源と口金との間に配置される。別の実施形態において、反射体はダウンコンバージョン材に隣接する。本発明のいくつかの実施形態において、発光器具は、光源から発せられた光の方向を定める少なくとも１つの第二の反射体を含むことができ、光源は反射体内に配置される。第二反射体を、少なくとも１つの反射体カップまたは光学レンズとすることができる。光源が複数の発光ダイオードを採用する場合、発光ダイオードをそれぞれ少なくとも１つの反射体内に配置できる。

本発明のさらに別の実施形態において、ヒートシンクの少なくとも一部は、囲繞体の中へ突出する。ヒートシンクは、少なくとも１つの金属フィンを含むことができ、これに加えてまたはその代わりに、囲繞体の少なくとも外側部分を被覆して配置されたメッシュを含むことができる。本発明の様々な実施形態は、さらに、例えば囲繞体内に配置されて電圧及び電流を調整する電子ドライバ、及び（または）囲繞体内に配置されて口金と光源との間で電流を結合する少なくとも１つの電気導体など標準的電球素子を含むことができる。電子ドライバを含むいくつかの実施形態において、電子ドライバの少なくとも一部は、口金内に配置される。

本発明の別の実施形態は、さらに、光源によって発せられた光の方向を定める光ガイドを含む。光ガイドの第一端部は光源に結合され、光ガイドの第二端部はダウンコンバージョン材に結合される。光ガイドは、多くの形状及びサイズを持つことができる。例えば、特定の実施形態において、光ガイドは、円筒またはテーパー形円筒である。他の実施形態において、テーパー形円筒の光ガイドは、アングルカット、扁平、尖頭、球形、半球形または円錐形の上部を持つことができる。いくつかの実施形態において、遠隔ダウンコンバージョン材は、光ガイド上部の上記の端部仕上げ部に配置される。

本発明の実施形態は、光源及びヒートシンクを口金から離れた囲繞体の頂点に配置して、光源によって生じる熱をより多く環境に放散させる。この配列は、光源及び任意にヒートシンクを口金に配置する市販のＳＳＬ式交換用電球に比べて、より多くの量の光を生成できるようにする。本発明の形態は、電球素子の温度を維持し、それによって電球の耐久性及び寿命を延長するのにも役立つ。

本発明は、添付図面に関連付けて以下の詳細な説明を読めばよく理解できる。一般慣例に従って、図面の様々な特徴は尺度通りではないことを特に記す。逆に、図を明白にするために、様々な特徴の寸法は、任意に縮小または拡大される。図面は下記の通りである。

先行技術の市販のＬＥＤ電球の図である。 本発明の第一実施形態によるソリッドステート光源電球の断面図である。 本発明の別の実施形態によるソリッドステート光源電球の断面図である。 本発明の別の実施形態による光源及びコリメータレンズの断面図である。 本発明の別の実施形態による光源、コリメータレンズ及び円錐形光ガイドの断面図である。 本発明の別の実施形態による光源、コリメータレンズ及び扁平先端を有する円錐形光ガイドの断面図である。 本発明の別の実施形態による光源、コリメータレンズ及び扁平先端を有する円錐形光ガイドの断面図である。 本発明の別の実施形態による光源、コリメータレンズ及び扁平先端を有する円錐形光ガイドの断面図である。 本発明のさらに別の実施形態による、光源、コリメータレンズ及び０°の向きの平面を持つ扁平先端を有する円錐形光ガイドの断面図である。 本発明のさらに別の実施形態による、光源、コリメータレンズ及び３０°の向きの平面を持つ扁平先端を有する円錐形光ガイドの断面図である。 本発明のさらに別の実施形態による、光源、コリメータレンズ及び４５°の向きの平面を持つ扁平先端を有する円錐形光ガイドの断面図である。 本発明のさらに別の実施形態による、光源、コリメータレンズ及び６０°の向きの平面を持つ扁平先端を有する円錐形光ガイドの断面図である。 図５（ｄ）の実施形態を９０°回転させた図である。 本発明のさらに別の実施形態による、１２０°の頂点角度を有する円錐形上面を持つテーパー形光ガイドを示す。 本発明のさらに別の実施形態による、９０°の頂点角度を有する円錐形上面を持つテーパー形光ガイドを示す。 本発明のさらに別の実施形態による、６０°の頂点角度を有する円錐形上面を持つテーパー形光ガイドを示す。 本発明の１つの実施形態による、蛍光体コーティングされた上面を有するテーパー形光ガイドを持つオフ状態のときの青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を示す。 本発明の１つの実施形態による、蛍光体コーティングされた上面を有するテーパー形光ガイドを持つオン状態のときの青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を示す。 白色ＬＥＤパッケージを特徴とする本発明の１つの実施形態の斜視図である。 図８（ａ）に示す実施形態の分解斜視図である。 ＳＰＥ型青色ＬＥＤパッケージを特徴とする本発明の別の実施形態の斜視図である。 図９（ａ）に示す実施形態の分解斜視図である。 本発明の実施形態による、６つのフィンを持つヒートシンクの斜視図である。 図１０（ｂ）に示す本発明の実施形態の断面図である。 本発明の別の実施形態による、光源、ヒートシンク及び第一放物形反射体を示す。 図１１（ａ）に示す本発明の実施形態の断面斜視図である。 本発明の別の実施形態による、光源、ヒートシンク及び円錐形第一反射体を示す。 図１２（ａ）に示す本発明の実施形態の断面斜視図である。

本発明は特定の実施形態に関して例証され説明されるが、本発明は示される詳細に限定されるものではなく、特許請求の範囲の均等物の範囲内でかつ本発明から逸脱することなく、細部に様々な変形を加えることができる。

発明者は、発光ダイオード（ＬＥＤ）など光源が口金にまたは口金内に配置されたときソリッドステート光（ＳＳＬ）発光デバイスが負の影響を受けることを発見した。光源を口金に配置すると、ＳＳＬ式電球の効率、光の生成及び寿命に有害なレベルの熱を生成することが明らかになっている。この欠点を克服する試みの中心は、伝統的白熱Ａランプと異なる電球設計に置かれて来た。

市販のＬＥＤ系製品において、ヒートシンクは（これがある場合でも）、熱の放散を助けるように典型的には口金とＬＥＤ光源との間に配置される。ほとんどの場合、ヒートシンクは口金と一体化される。しかし、ヒートシンクを口金にまたはその内部に配置することは、ＬＥＤの適切な熱の管理を妨げる。なぜなら、熱の大部分が、ＬＥＤから環境に放散されずに、ＬＥＤの裏面から単に口金に伝達されるだけだからである。例えば、図１は、口金に熱放散素子を利用する、市販のＬＥＤ系交換用電球を示す。このように口金にヒートシンクを使用することによって熱の放散を補助できるが、この交換用電球からの配光は伝統的白熱電球からの配光と大幅に異なる。

さらに、現在市販される交換用電球の設計は、伝統的白熱電球とは大幅に異なる外観及び配光機能性を有する。例えば、市販のＬＥＤ系製品に採用されるヒートシンクの設置位置及び形状のせいで、ヒートシンク方向の光のほとんどが遮断される。その結果、ＳＳＬ式電球が取って代わろうとしている白熱電球には典型的ではなく、これとは異なり、電球の背後に陰ができる。少なくとも、この配光の変化は、見た目の問題を生じる可能性がある。他のケースにおいては、配光の相違の結果、白熱電球用に設計された照明器具には全く受け入れられない性能となる可能性がある。

本発明は、白熱Ａランプ口金とは実質的に反対側の囲繞体の端に光源を配置することによって、この問題に対処する。光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）または共振空洞ＬＥＤ（ＲＣＬＥＤ）など、少なくとも１つの半導体発光ダイオードがある。本発明の実施形態は、単一ＬＥＤなど単一のＳＳＬ光源を利用するか、光源として複数のＳＳＬ光源（すなわち複数のＬＥＤ）を含むことができる。光源は、ヒートシンクの少なくとも一部が囲繞体の外部にあるように、ヒートシンクに結合できる。本発明の形態における光源の配置は、光源に対する口金の固有の熱の影響を最小限に抑える。さらに、ヒートシンクは、光源の熱放散素子として機能して、熱が光源から逸れるようにする。ヒートシンクは、また光源に機械的支持を与えることができる。例えば、ヒートシンクを囲繞体の外部に配置するが、囲繞体の貫通孔において内部光源に結合できる。この結合は、囲繞体を密封しながら、囲繞体内に光源を効果的に保持する。本発明のこのような設計上の特徴は、交換用電球が非常に高い発光効率を持ち、白熱電球と同様の光のレベルを生成できるようにし、同時に、ＳＳＬ式電球の耐久寿命を延長する。

ダウンコンバージョン材の使用は、伝統的白熱Ａランプによって生成されるのと美的に同様の光を生成するのに役立つ。「ダウンコンバージョン」または「ダウンコンバート」と言う用語は、１つのスペクトル領域の放射を吸収しかつ別のスペクトル領域の放射を発する物質を意味する。上述のように、本発明のダウンコンバージョン材は、１つのスペクトル領域の放射を吸収しかつ別のスペクトル領域の放射を発する１つまたはそれ以上の波長変換材で構成でき、波長変換材はダウンコンバート材でもアップコンバート材でもよい。つまり、本発明の実施形態は、ダウンコンバート、アップコンバートまたはその両方の波長変換材を組み込める。従って、用語「ダウンコンバージョン材」は、その組成により任意のスペクトル領域の放射を吸収しかつ別のスペクトル領域の放射を発することができる材料と定義される。また、用語「透過光」及び「反射光」が本出願全体を通じて使用されることが分かるだろう。しかし、より正確には、これらの用語は、それぞれ「前進透過光」及び「逆行透過光」である。光源から発せられた光がダウンコンバージョン材に到達すると、ダウンコンバージョン材は、短波長光を吸収し、ダウンコンバートされた光を発する。発せられたダウンコンバート光は、あらゆる方向に進める（ランベルトエミッタとして知られる）ので、ダウンコンバートされた光の一部は上向きに進み、別の部分は下向きに進む。ダウンコンバージョン材から上向き（または外向き）に進む光は、光の前進透過部分であり、光源に向かって下向きに進む光は逆行透過部分である。

既存の交換用電球の低性能の問題は、本発明のいくつかの実施形態において、遠隔ダウンコンバージョンの概念を実現することによって、解決される。遠隔ダウンコンバージョンの概念を採用する装置において、光源からの短波長放射エネルギーは、光源から離して配置されたダウンコンバージョン材へ向かって発せられる。ダウンコンバージョン材に衝突した放射エネルギーの少なくとも一部は、より長い波長放射にダウンコンバートされ、両方の放射が混合すると、白熱Ａランプによって生成された光と同様の白色光となる。ダウンコンバージョン材は、１つのスペクトル領域の放射を吸収しかつ別のスペクトル領域の放射を発する１つまたはそれ以上の波長変換材から構成できる。複数の波長変換材は、光源から発せられた波長を同じまたは異なるスペクトル領域へ変換できる。光源として白色ＬＥＤを採用する本発明のいくつかの実施形態において、発せられる光は白熱電球によって生成されたものとすでに実質的に同様なので、ダウンコンバージョン材は必要ない。白色ＬＥＤを採用する他の実施形態において、例えば「赤色」蛍光体など特殊なダウンコンバージョン材を選択して、白色ＬＥＤの演色特性を強化できる。このような形態は、例えば、中程度の品質の演色特性を有する一般的白色ＬＥＤを使用して、ＬＥＤランプからよりよいまたはより高い演色特性を持つ白色光出力を得られるようにする。

反射体を利用して、光源によって発せられダウンコンバージョン材によってダウンコンバートされた光（すなわち前進透過光）を受け取り、これを反射できる。反射体は、例えば球形、放物形、円錐形及び楕円形など任意の幾何学的形状を持つことができ、技術上既知の多様な反射面で構成できる。例えば、反射体として、アルミニウム、蒸着アルミニウム反射層を持つプラスチックまたはその他の任意の種類の反射面が可能である。反射体は、ダウンコンバージョン材と口金との間に配置され、ダウンコンバージョン材から離してもこれに隣接してもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態において、ダウンコンバージョン材は、技術上既知の従来の技法を用いて反射体に塗布され、反射体上に含まれる。発せられダウンコンバートされた光の前進透過部分と逆行透過部分の両方を捕捉することによって、システム効率を上げることができる。同様に、ダウンコンバージョン材及び反射体の位置を調整して、光源からの光がダウンコンバージョン材に均等に衝突して均等の白色光を生成できるようにし、より多くの光がデバイスから出られるようにできる。同時に、光源から離してダウンコンバージョン材を配置することによって、光源へ光がフィードバックするのを防ぐ。その結果、光源の熱がさらに抑えられて、電球の耐久寿命を改良する。

任意に、第二反射体を採用して、光源から発せられた光の方向を定めることができる。適切な第二反射体は、例えば、反射体カップまたは光学レンズを含む。第二反射体が採用される場合、光源を第二反射体内に配置できる。光源として複数のＳＳＬ光源が採用される場合、各ＳＳＬ光源を１つの第二反射体内に配置できる。または、全てのＳＳＬ光源を１つの第二反射体内に配置できる。第二反射体は、例えば球形、放物形及び楕円形など任意の幾何学的形状を持つことができ、技術上既知の多様な材料で構成できる。例えば、光学レンズが第二反射体として採用される場合、レンズを、ガラス及びプラスチックなど任意の光透過材とすることができる。第二反射体は、光源から発せられた光の方向を定める機能を果たし、光源から発せられた光の実質的に全てをダウンコンバージョン材へ向けるよう構成できる。特定の実施形態において、第二反射体をヒートシンクの一要素として、これに一体化することができる。例えば、光源に結合されたヒートシンクの一部を第二反射体とするか、またはその機能性を持たせることができる。この形態においては、第二反射体は、光源によって側方に発せられた光を収集し、これを光源から離れる方向へ向ける。この設計は、光学的効率を高める。

光ガイドを利用して、伝統的白熱Ａランプの美的外観及び性能をさらに模倣できる。例えば、光ガイドの第一端部を光源に結合し、光ガイドの第二端部をダウンコンバージョン材に結合できる。これらの素子を囲繞体内に構成して、伝統的白熱Ａランプのフィラメントの外観を模倣できる。同様に、光源が第二反射体内に配置されたとき、光ガイドは、光源及び第二反射体からダウンコンバージョン材へ光を向けることができる。さらに、光ガイドは様々な形状及びサイズで設計できるので、光源から発せられた光の実質的に全てをダウンコンバージョン材へ向けるように、光ガイドを製作し配置して、ＳＳＬデバイスの効率を高めることができる。

本発明のソリッドステート発光デバイスは、さらに、技術上既知の他の素子を含むことができる。例えば、ＳＳＬデバイスは、さらに電子ドライバを含むことができる。ほとんどのＳＳＬ光源は、低電圧直流（ＤＣ）光源である。従って、ＳＳＬ式電球に使用される電圧及び電流を調整するために電子ドライバが必要である。または、Ｓｅｏｕｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｉｎｃ．（韓国、ソウル）が商標“Ａｃｒｉｃｈｅ”で販売するＡＣ−ＬＥＤなどいくつかの交流（ＡＣ）ＳＳＬ光源がある。これらの場合、ＳＳＬ光源（例えば、ＬＥＤまたはＬＥＤアレイ）を、高圧送電網から得られるＡＣ電力に直接接続できる。本発明の実施形態は、ＳＳＬ式電球に採用されるＳＳＬ光源のタイプ次第で、任意に電子ドライバを含むことができ、少なくともその一部はＡランプの口金内にある。本発明は、さらに、接続線など少なくとも１つの電子伝導体を含むことができる。電子伝導体を囲繞体内に配置して、口金と光源との間で電流を結合できる。

図２は、例えば伝統的な白熱Ａランプと同じサイズ及び形状を持つ口金１２と、光透過性囲繞体２０と、光を発する光源１６と、ダウンコンバージョン材２２と、反射体２４とヒートシンク１８とを有する、本発明の第一の代表的実施形態を示す。口金１２は、現在の白熱電球に見られる口金と同じ標準的口金である。囲繞体２０は、例えばプラスチックまたはガラスなど様々な光透過性材料で製造できる。図示するように、囲繞体２０の第一部分は口金１２に結合され、光源１６の少なくとも一部は、囲繞体内で口金１２と実質的に反対側の端に配置される。ダウンコンバージョン材２２は、囲繞体２０内に配置される。反射体２４も、囲繞体内でダウンコンバージョン材２２と口金１２との間に配置される。

図示するヒートシンク１８は、囲繞体２０の底部すなわち口金１２と実質的に反対側の端に配置される。ヒートシンク１８の少なくとも一部は囲繞体２０の外部にある。ヒートシンクは、一連の金属フィン（図８ａ及び８ｂに金属フィン１８ａとして図示する）を備えることができる。その代わりにまたはこれに加えて、ヒートシンクは、ヒートシンク１８から延びて光源１６と口金１２の底部との間の囲繞体２０の外面の少なくとも一部を取り囲むメッシュを含むことができる。ヒートシンク１８は、アルミニウムまたは銅など技術上既知の様々な放熱材で製造できる。ヒートシンクを色で塗って、例えば白く塗って、放熱材の熱放散能力を強化または変更できる。ヒートシンク１８の少なくとも一部は、囲繞体２０の外部にあるが、ヒートシンク１８は内部光源１６に結合される。これは、例えば、囲繞体２０において口金１２と実質的に反対側の端の貫通穴で実施できる。この結合によって、光源１６を実質的に囲繞体２０内に効果的に保持しながら、囲繞体２０を密封する。組み立てられたら、囲繞体２０の内部を真空とするか、またはこれに不活性ガス例えばアルゴンまたはクリプトンを充填できる。

図２は、電気導体３２を介して光源１６に接続された電子ドライバ３０を示す。上述のように、電子ドライバ３０は、ＤＣ ＳＳＬ光源を利用するＳＳＬ式電球に使用される電圧及び電流を調整するために任意に含まれる。または、ＡＣ ＳＳＬ光源が選択された場合には、電子ドライバ３０は必要とされない。従って、本発明の実施形態は、ＳＳＬ式電球に採用されるＳＳＬ光源のタイプ次第で任意に電子ドライバ３０を含み、少なくともその一部は口金１２内にある。図２に示す本発明の実施形態においては、接続線など少なくとも１つの電子伝導体３２を採用することもできる。電子伝導体３２は、囲繞体内に配置されて、必要な場合には、口金１２における入力と光源１６との間で電子伝導体３２を通過する電流を結合できる。

光源１６は第二反射体２６内に配置できる。第二反射体をオープントップの反射体カップとすることができる。光源は、複数のＬＥＤなど複数のＳＳＬ光源を含むことができ、その各々がそれぞれの第二反射体２６内に配置される。第二反射体２６は、光源１６から発せられた光をダウンコンバージョン層２２（蛍光体とすることができる）及び反射体２４へ向けて上向きに集める。第二反射体２６として反射体カップの代わりにまたはこれに加えて、レンズを使用できる。反射体２４及び第二反射体２６を、アルミニウム、蒸着アルミニウム反射層を持つプラスチックまたはその他のタイプの高反射性表面とすることができる。光源１６から発せられた光をダウンコンバージョン材２２へ向けることによって、第二反射体２６は、光が光源１６からダウンコンバージョン材２２及び反射体２４へ透過されるとき、囲繞体２０の側面から光が出て行く可能性を最小限に抑える。図解する実施形態において、参照番号３４は、物理的要素ではなく光線を示し、本発明の特許請求範囲の要素ではない。

この代表的実施形態において、ダウンコンバージョン材２２は、光源１６に対してより口金１２に対してより近くに配置され、反射体２４はダウンコンバージョン材２２に隣接する。別の例において、ダウンコンバージョン材２２は、電球の中間部を横切って例えば位置Ｄに配置でき、反射体２４は、ダウンコンバージョン材２２から離して配置できる。この実施形態においては、反射体２４から反射された光の一部は、反射体２４とダウンコンバージョン材２２との間に位置する囲繞体２０の側面を通過して漏出する可能性がある。ダウンコンバージョン材２２を、囲繞体２０の中央位置Ｄより上の位置（すなわち、口金からさらに離れる）としてもよい。光源１６からの光がダウンコンバージョン材２２及び反射体２４に衝突したとき、ある程度の光がダウンコンバージョン材から反射されて戻され（すなわち、逆行透過され）て、囲繞体２０の側面から出て行く。ダウンコンバージョン材２２を通過した光（すなわち前進透過光）は全て反射体２４によって反射されて、囲繞体２０の側面から出て行く。ダウンコンバージョン材２２及び反射体２４は囲繞体２０の幅全体を横切るものとして図示するが、これらの素子は幅全体より小さくてもよい。囲繞体２０内でのダウンコンバージョン材２２及び反射体２４の位置並びにこれらの素子のサイズ及び形状は、当業者には分かるように、ＳＳＬ式電球の要求性能効率を得るように調節される。

代表的または別の実施形態において、ダウンコンバージョン材層は１つまたはそれ以上の蛍光体を含むことができる。例えば、ダウンコンバージョン材は、セリウムを添加したイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）、ユーロピウムを添加した硫化ストロンチウム（ＳｒＳ：Ｅｕ）、ユーロピウムを添加したＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体、ＹＡＧ：Ｃｅ＋セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）または鉛（Ｐｂ）及びシリコン（Ｓｉ）を含む他の物質から生成された他のタイプの量子ドット、及び技術上既知の他の蛍光体のうち１つまたはそれ以上を含むことができる。本発明の他の実施形態は、埋込み蛍光体層または埋め込まれない蛍光体層を含むことができることが分かるだろう。さらに、蛍光体層は均等の厚みである必要はなく、より均等な色の出力を創生するために異なる厚みまたは異なる蛍光体混合を持つことができる。ダウンコンバージョン層は、同様に他の蛍光体、量子ドット、量子ドット結晶体、量子ドットナノ結晶体または技術上既知の他のダウンコンバージョン材を含むことができる。ダウンコンバージョン材を、結合剤と混合した粉末材の代わりに波長変換結晶体とすることができる。当業者には分かるように、ダウンコンバージョン材層は、様々な波長の光の混合を改良するように、微小球体など付加的散乱粒子を含むことができる。別の実施形態において、波長変換材層は、複数の連続または離散副層で構成され、その各々が、同様のまたは異なる波長変換材を含む。ダウンコンバージョン材または個々の波長変換層は、例えば装着、コーティング、蒸着、ステンシル法及びスクリーン印刷など、技術上既知の適切な任意の技法によって形成できる。

図３は、口金１２と、光透過性囲繞体２０と、光を発する光源１６と、ダウンコンバージョン材２２と、反射体２４と、ヒートシンク１８とを有する、本発明の別の実施形態を示す。この実施形態は、さらに光ガイド２８を含む。光ガイド２８の第一端部は光源１６に結合され、光ガイド２８の第二端部はダウンコンバージョン材２２に結合され、これら全てが、実質的に囲繞体２０内に位置する。この実施形態においては、光源１６は、第二反射体２６内に、また実質的に囲繞体２０内に配置される。図３には反射体カップを示すが、前と同様、第二反射体として反射体カップの代わりにまたはこれに加えて光学レンズを利用できる。従って、光ガイド２８は、光源１６及び第二反射体２６からの光をダウンコンバージョン材２２へ向ける。または、第二反射体が採用されない場合には、光ガイド２８を光源１６に結合して、光源から光を直接案内できる。図３に示す実施形態において、ダウンコンバージョン材２２は、波長変換材の層の代わりに、波長変換材の小さい円筒である。ダウンコンバージョン材２２は、図３に示すように電球の中央部に配置するか、またはＳＳＬ式電球の性能及び美的目標を達成する別の位置に配置できる。これらの素子を囲繞体２０内に構成して、伝統的な白熱Ａランプのフィラメントの外観を模倣できる。例えば、円筒形のダウンコンバージョン材２２を電球の中央のテーパー形の光ガイド２８頂点に配置することによって、標準的なタングステンフィラメントの点光源と同様の点光源が得られる。図３は、ダウンコンバージョン材２２から離間した反射体２４も示す。この実施形態においては、ダウンコンバージョン材が小さいので、反射体２４から反射された光はあまり多くはダウンコンバージョン材２２に衝突しない。しかし、光ガイド２８は、光源１６から発せられた光の実質的に全てがダウンコンバージョン材２２へ向けられるようにし、光は、ダウンコンバージョン材でダウンコンバートされて、白色光として囲繞体２０から出ることができる。

図４（ａ）〜４（ｅ）は、第二反射体を利用する本発明の様々な実施形態を示す。これらの図は、光学レンズとして第二反射体を示すが、第二反射体を反射体カップとすることもできる。ＬＥＤなどＳＳＬ光源は、図４（ａ）に示すように光学レンズ内に配置できる。図４（ｂ）〜４（ｅ）は、さらに、光ガイドを含む。光源、第二反射体及び光ガイドは、実質的に囲繞体内に配置される。レンズ及び光ガイドを単一素子として製造するか、または２つの別個の素子として備えることができる。光ガイドは多様な形状及びサイズを持つことができる。例えば、光ガイドを、図４（ｂ）〜４（ｅ）に示すようにテーパー形の円筒とするか、または直線円筒とすることができる。光ガイドの上部は図４（ｂ）に示すように尖らせるか、または図４（ｃ）〜４（ｅ）に示すように扁平にすることができる。また、図４（ｃ）〜４（ｅ）は、光ガイドが様々な長さ及び寸法を持つことができることを示す。例えば、図４（ｃ）〜４（ｅ）は、それぞれ４０ｍｍ、３５ｍｍ及び３０ｍｍの長さの光ガイドを示す。

また、光ガイドの上部は、様々な角度にアングルカットできる。例えば、図５（ａ）〜５（ｄ）は、それぞれ０°、３０°、４５°及び６０°の向きの平面を持つ扁平な上部を有するテーパー形光ガイドを示す。図５（ｅ）は、光ガイドの設計をさらによく示すように、図５（ｄ）の実施形態を９０度回転させた図である。さらに、光ガイドの上部を、球（ボール）形、半球形または図６（ａ）〜６（ｃ）に示すように円錐形にすることができる。図６（ａ）〜６（ｃ）は、それぞれ１２０°、９０°及び６０°の頂点角度を有する円錐形上面を持つテーパー形光ガイドを示す。遠隔ダウンコンバージョン材は、光ガイドの上部のこの終端部に配置される。図７（ａ）〜７（ｂ）は、本発明の実施形態による、蛍光体コーティングされた上面を有するテーパー形光ガイドを持つ青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を示す。図７（ａ）は、オフ状態のＳＳＬ式電球を示すのに対して、図７（ｂ）は、オン状態のＳＳＬ式電球を示す。

図８（ａ）は、光源として白色ＬＥＤパッケージを含む、本発明の１つの実施形態の斜視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の実施形態の分解斜視図である。これらの図面は、囲繞体２０外部に６つのヒートシンクフィン１８ａを持つものとしてヒートシンク１８を示す。本発明の別の実施形態は、より多いまたは少ないヒートシンクフィンを利用できる。ヒートシンク１８は、その代わりにまたはこれに加えてヒートシンク１８から延びて、光源１６と口金１２の底部との間の囲繞体２０の外面の少なくとも一部を取り囲むメッシュを含むことができる。ヒートシンク１８、ヒートシンクフィン１８ａ及びメッシュは、アルミニウムまたは銅など技術上既知の様々な放熱材で製造できる。図８（ｂ）は、第二反射体２６及び光源１６を囲繞体の中へ挿入するための囲繞体２０の貫通穴も示す。ヒートシンク１８は実質的に囲繞体２０の外部にあり、囲繞体の貫通穴において光源１６と結合する。

図９（ａ）は、光源としてＳＰＥ型青色ＬＥＤパッケージを含む、本発明の別の実施形態の斜視図である。ＳＰＥ型ＬＥＤパッケージは、散乱光量子抽出体（scattered photon extraction；ＳＰＥ）を利用し、少なくとも１つの実施形態において、囲繞体２０内において一緒に結合されたＬＥＤ光源１６、第二反射体２６、光ガイド２８及びダウンコンバージョン材２２を含む。図９（ｂ）は、図９（ａ）の実施形態の分解斜視図である。図３に示すように、図９（ａ）及び９（ｂ）に示す本発明の実施形態は、テーパー形光ガイド２８の頂上に小さい円筒形のダウンコンバージョン材２２を含む。光ガイド２８は、第二反射体２６に結合され、第二反射体の中に光源１６が配置される。第二反射体２６及び光ガイド２８は、光源１６から発せられた光の実質的に全てをダウンコンバージョン材２２へ向けるよう機能する。これらの図は、また、囲繞体２０の外部に６つのヒートシンクフィン１８ａを有するヒートシンク１８を示す。本発明の他の実施形態は、より多くのまたは少ないヒートシンクフィンを含むことができる。ヒートシンク１８は、その代わりにまたはこれに加えて、ヒートシンク１８から延びて、光源１６と口金１２の底部との間の囲繞体２０の外面の少なくとも一部を取り囲むメッシュを含むことができる。ヒートシンク１８は実質的に囲繞体２０の外部にあり、囲繞体の貫通穴において光源１６と結合する。

本発明の少なくとも１つの実施形態において、第二反射体を、ヒートシンクの一要素としかつこれと一体化することができる。図１０（ａ）は、本発明のこの実施形態による発光器具の斜視図であり、図１０（ｂ）はその断面図である。言い換えると、光源に結合されたヒートシンクの一部を第二反射体とするか、またはヒートシンクの一部は第二反射体の機能性を持つことができる。この形態において、第二反射体は、光源によって側方へ発せられた光を少なくとも部分的に収集して、これを光源から離れる方向に向けて、光学的効率を増大する。図１０（ａ）〜１０（ｂ）に示すように、光源１６は、ヒートシンク１８内に配置されかつ（または）これに結合される。光源１６に結合されたヒートシンク１８の一部は、第二反射体として作用して、光源から側方へ発せられた光を収集して、これを光源から離れる方向へ向ける（図１０（ｂ）において点線３４として示す）。

図１１（ａ）〜１１（ｂ）及び図１２（ａ）〜１２（ｂ）は、光源と、ヒートシンクと第一反射体とを含む、本発明の別の実施形態を示す。図１１（ａ）〜１１（ｂ）は、放物形第一反射体を含む実施形態を示し、図１２（ａ）〜１２（ｂ）は、円錐形第一反射体を含む実施形態を示す。上述のように、第一反射体は、例えば、球形、放物形、円錐形及び楕円形など任意の幾何学的形状を持つことができ、また、技術上既知の多様な反射性表面で構成できる。例えば、反射体をアルミニウム、蒸着アルミニウム反射層を持つプラスチックまたはその他の種類の反射性表面とすることができる。これに加えてまたはその代わりに、反射体を塗装または加工して、特殊な配光または美的効果を得るか、または光のごく一部を透過して反射体によって強い影が形成されないようにすることもできる。反射体は光源と口金との間に配置され、ダウンコンバージョン材が採用される場合にはダウンコンバージョン材から離すか、またはこれに隣接することができる。本発明の少なくとも１つの実施形態において、ダウンコンバージョン材は、技術上既知の従来の技法を用いて、反射体の光源に面する側に塗布され、反射体上に含まれる。反射体は、例えば、ＳＬＬ系電球の光学的効率を強化する機能を果たす。

ＬＥＤ光源及び電子ドライバから口金へ流れる熱量は、信頼できる性能で使用できるＬＥＤの全体的能力を制限するので、生成される光量を制限する。ＬＥＤ及び任意に口金においてまたは口金内でヒートシンクを採用する現在市販される製品において、光量は、一般に２５〜４０Ｗ白熱電球と同等に制限される。本発明の実施形態は、ＬＥＤ光源及びヒートシンクを電球の頂点に配置して、ＬＥＤによって生成された熱をより多く環境に放散させる。この配列は、より多くの光量を生成できるようにしながら（例えば、６０Ｗ白熱電球と同等）、適切なＬＥＤ及び電子ドライバ作動温度が維持されるようにする。この配列は、完全に囲繞された照明器具において得られる利点に比べて、開放型照明器具においてＬＥＤ電球が使用される場合により有利である可能性がある。

上述のように、ダウンコンバージョン材に衝突する放射エネルギーはより高い波長の放射に変換され、混合されると、白熱Ａランプが生成する光と同様の白色光を与える。最終的な光出力のスペクトルは、ダウンコンバージョン材によって決まる。全体的な光の抽出は、ダウンコンバージョン層に達する光量、ダウンコンバージョン層の厚み及び反射体の材料及び設計によって決まる。光ガイドは、ＳＳＬ式電球の性能及び美的外観の目標を達成するために想定される任意の設計の形状及びサイズを持つことができる。下の例及び表は、光ガイドの様々な代表的形状及び各形状がＳＳＬ式電球の効率及び光放射に与える影響を詳述する。

（実施例）
本発明の少なくとも１つの実施形態において、散乱光量子抽出体（ＳＰＥ）を持つＬＥＤパッケージが使用される。ダウンコンバージョン蛍光体が光源またはダイ（ die ）の周りに広げられた従来の典型的な白色ＬＥＤパッケージと異なり、本発明のＳＰＥパッケージにおいては、蛍光体層がダイから離されて、ダイと蛍光体との間に透明の媒体が残る。このようなパッケージの効率的な幾何学的形状は、光線追跡分析によって測定できる。ＳＰＥパッケージが、従来の白色ＬＥＤパッケージと同様の色度性を持つ白色光を生成するためには異なる蛍光体密度を必要とすることは、特筆に価する。この差は、従来のパッケージが圧倒的に透過光を使用するのに対して、ＳＰＥパッケージが透過光と異なるスペクトルの逆行反射光を混合する結果である。

光ガイドの概念の実現可能性を評価する光線追跡分析を実施した。さらに、実験室評価を行って、全体的光出力及び発光効率を調査した。コンピュータシミュレーションを行って、テーパー形光ガイドの中へ結合された光、出力白色光及び全体的システム効率を測定した。ベースモデルは、遠隔蛍光体を持つ青色ＬＥＤと、第二反射体としての内部全反射（ＴＩＲ）レンズとから成る。青色ＬＥＤは、ランベルト強度分布及び４５１ｎｍのスペクトルピーク波長を有する。青色ＬＥＤからの光線をＴＩＲレンズの上面へ平行に向けるように、ＴＩＲレンズが、ＬＥＤの上に取り付けられた（図４（ａ）に図示）。その後、テーパー形光ガイドがＴＩＲレンズの上部に接合された。

（シミュレーションテスト）
テーパー形光ガイドの作用サイズ及び好ましい幾何学的サイズを決定するために、まず、５０ｍｍの高さの円錐形テーパー形光ガイドをテストした。テーパー形光ガイドの下面は、ＴＩＲレンズの上面と同じ直径幅を有する。テーパー形光ガイドの上面により多くの光を結合しかつ上面面積を最小限に抑えるように、一連の光ガイドの高さをシミュレートした（図４（ｃ）〜４（ｅ）に図示する）結果、選択された光ガイドの最適高さは、表１に示すように３５ｍｍであった。これより短いテーパー形光ガイドを使用した場合、上面で受ける光量の増大と上面における焦点面積の拡大との間にトレードオフがある。上面における面積が小さくなることは、使用される蛍光体が少なくなり、よりよく焦点を結んだ光線を発生できることを意味する。このトレードオフを考慮して、比較的上面面積が小さくかつ上面から前進透過される光の比率が高い３５ｍｍの高さの光ガイドが選択された。

テーパー形光ガイドの幾何学的サイズを決定した後、テーパー形光ガイドの平らな円形上面を０.２４ｍｍの厚みのダウンコンバート蛍光体層でコーティングした。図５（ａ）〜５（ｅ）に示すように、テーパー形光ガイドの扁平上面の様々な向きをシミュレートした。表２は、各テーパー形光ガイドの白色ＬＥＤパッケージの光出力及び色度を示す。シミュレーションは、上面が６０度の角度を向くとき、色度値は同様で、光出力及びシステム効率は最高値に達することを示した。しかし、高い光出力及びシステム効率は、使用される発光体の量が大きくなることと相殺される。扁平な上面のテーパー形光ガイドの１つの不利点は、色の空間分布が均等ではないことである。これは、蛍光体コーティングの非対称的空間分布から生じる。

扁平な上面のテーパー形光ガイドの潜在的不利点を克服するために、円錐形の上面を持つ別のタイプのテーパー形光ガイドをシミュレートした。図６（ａ）〜６（ｃ）に示すように円錐形上面は、鉛筆の先端状である。各々０.２４ｍｍの厚みの均等な蛍光体コーティングの層が円錐形上面を被覆する、３つの異なる頂点角度を持つ円錐形上面をシミュレートした。表３において実証されるように、６０度の円錐形上面を持つテーパー形光ガイドが、放射電力の点で最も高い光出力及び調和する色度値を示した。これは最も高いシステム効率に符合する。しかし、高い光出力及びシステム効率と言う結果は、この場合にも、より多量の蛍光体を必要とするという犠牲が伴う。円錐形の上面を持つテーパー形光ガイドは、扁平な上面のテーパー形光ガイドより色の空間均等性が優れていることが確認された。

（実験室評価）
円筒形光ガイドに光を結合するために使用されたレンズは、ハイパワー青色ＬＥＤと一緒に使用された。レンズの上面に、８ｍｇ／ｃｍ²の面積密度で、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体の薄層をコーティングした。青色ＬＥＤを３５０ｍＡで駆動して、実験室評価を行った。較正した積分球において、色度、光出力及びシステム効率を測定した。図４に示すように、散乱光量子抽出体（ＳＰＥ）パッケージに比べて、この遠隔蛍光体白色ＬＥＤパッケージは、１１％効率が低い。しかし、ＳＰＥパッケージは、従来の蛍光体変換白色ＬＥＤパッケージより６１％効率が高いことが以前に立証されている。従って、この新規のテーパー形光ガイド白色ＬＥＤパッケージは、従来の蛍光体変換白色ＬＥＤパッケージに比べて約５０％効率が高い。さらに、この新しいテーパー形光ガイド白色ＬＥＤパッケージにおいては従来の装置より使用された蛍光体が少なく、かつ新しい白色ＬＥＤパッケージからはより焦点の合った光線が生成された。光線の焦点がよりよく合い、蛍光体の使用量が減少することは、用途の点でもコストの点でもＬＥＤ Ａランプにおいて理想的である。

ＳＳＬ式電球の形状は、上述のまたは例において提示される図に示される特定の形状に限定されないものとする。特定の性能または美的外観を得るために別の形状を使用しながら、光の色及び電球の寿命など他の設計上の関心事に対処できる。代表的実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は代表的実施形態に限定されない。むしろ、特許請求の範囲は、本発明の真の思想及び範囲から逸脱することなく当業者が加えることができる本発明の他の変形例及び実施形態を含むものと解釈すべきである。

Claims (40)

1. 口金と、
   光透過性電球囲繞体であって、該電球囲繞体の第一部分が前記口金に結合される、電球囲繞体と、
   光を発する光源であって、該光源の少なくとも一部が前記電球囲繞体内で前記口金と実質的に反対側の端に配置される、光源と、
   前記光源によって発せられた前記光の少なくとも一部を受け取り、前記光をダウンコンバート（ down convert ）し、かつ前記受け取られダウンコンバートされた光の一部を逆行伝達するダウンコンバージョン（ down conversion ）材であって、該ダウンコンバージョン材が、前記電球囲繞体内で前記光源から離して前記光源と前記口金との間に配置される、ダウンコンバージョン材と、
   前記光源によって発せられ前記ダウンコンバージョン材によってダウンコンバートされた前記光を受け取りかつ反射する反射体であって、該反射体が、前記電球囲繞体内で前記ダウンコンバージョン材と前記口金との間に配置される、反射体と、
   前記光源に結合されたヒートシンクであって、該ヒートシンクの少なくとも一部が前記電球囲繞体の外部にある、ヒートシンクと、
   を備える、発光器具。
2. 前記ヒートシンクの少なくとも一部が前記電球囲繞体の中へ突出することを特徴とする、請求項１に記載の発光器具。
3. 前記光源が少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする、請求項１に記載の発光器具。
4. さらに、前記電源から発せられた前記光の方向を定める少なくとも１つの第二反射体を備え、前記電源が該反射体内に配置される、請求項１に記載の発光器具。
5. 前記第二反射体が前記ヒートシンクの一体的要素であることを特徴とする、請求項４に記載の発光器具。
6. 前記光源から発せられた前記光の方向を定める前記第二反射体が、反射体カップ及び光学レンズから成る群から選択されることを特徴とする、請求項４に記載の発光器具。
7. 前記光源が複数の発光ダイオードを備え、前記発光ダイオードが少なくとも１つの反射体内に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の発光器具。
8. 前記ダウンコンバージョン材が、１つのスペクトル領域の放射を吸収しかつ別のスペクトル領域の放射を発する少なくとも１つの波長変換材から成ることを特徴とする、請求項１に記載の発光器具。
9. 前記少なくとも１つの波長変換材が少なくとも１つの蛍光体であることを特徴とする、請求項８に記載の発光器具。
10. 前記反射体が前記ダウンコンバージョン材に隣接することを特徴とする、請求項１に記載の発光器具。
11. 前記ヒートシンクが少なくとも１つの金属フィンを備えることを特徴とする、請求項１に記載の発光器具。
12. 前記ヒートシンクが前記電球囲繞体の少なくとも外側部分を被覆して配置されたメッシュを備えることを特徴とする、請求項１に記載の発光器具。
13. さらに、前記電球囲繞体内に配置された電子ドライバを備える、請求項１に記載の発光器具。
14. 前記電子ドライバの少なくとも一部が前記口金内に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の発光器具。
15. さらに、前記電球囲繞体内に配置された少なくとも１つの電気導体を備え、該少なくとも１つの電気導体が前記口金と前記光源との間で電流を結合する、請求項１に記載の発光器具。
16. 口金と、
    光透過性電球囲繞体であって、該電球囲繞体の第一部分が前記口金に結合される、電球囲繞体と、
    光を発する光源であって、該光源の少なくとも一部が前記電球囲繞体内で実質的に前記口金と反対側の端に配置される、光源と、
    前記光源によって発せられた前記光の少なくとも一部を受け取り、前記光をダウンコンバートし、かつ前記受け取られダウンコンバートされた光の一部を逆行伝達するダウンコンバージョン材であって、該ダウンコンバージョン材が、前記電球囲繞体内で前記光源から離して前記光源と前記口金との間に配置される、ダウンコンバージョン材と、
    前記光源によって発せられた前記光の方向を定める光ガイドであって、該光ガイドの第一端部が前記光源に結合され、該光ガイドの第二端部が前記ダウンコンバージョン材に結合される、光ガイドと、
    前記光源によって発せられ前記ダウンコンバージョン材によってダウンコンバートされた前記光を受け取りかつ反射する反射体であって、該反射体が、前記電球囲繞体内で前記ダウンコンバージョン材と前記口金との間に配置される、反射体と、
    前記光源に結合されたヒートシンクであって、該ヒートシンクの少なくとも一部が前記電球囲繞体の外部にある、ヒートシンクと、
    を備える、発光器具。
17. 前記ヒートシンクの少なくとも一部が前記電球囲繞体の中へ突出することを特徴とする、請求項１６に記載の発光器具。
18. 前記光源が少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする、請求項１６に記載の発光器具。
19. さらに、前記電源から発せられた前記光の方向を定める少なくとも１つの第二反射体を備え、前記電源が該反射体内に配置される、請求項１６に記載の発光器具。
20. 前記光源から発せられた前記光の方向を定める前記第二反射体が、反射体カップ及び光学レンズから成る群から選択されることを特徴とする、請求項１９に記載の発光器具。
21. 前記光源が複数の発光ダイオードを備え、前記発光ダイオードが少なくとも１つの反射体内に配置されることを特徴とする、請求項１９に記載の発光器具。
22. 前記ダウンコンバージョン材が、１つのスペクトル領域の放射を吸収しかつ別のスペクトル領域の放射を発する少なくとも１つの波長変換材から成ることを特徴とする、請求項１６に記載の発光器具。
23. 前記少なくとも１つの波長変換材が少なくとも１つの蛍光体であることを特徴とする、請求項２２に記載の発光器具。
24. 前記ヒートシンクが少なくとも１つの金属フィンを備えることを特徴とする、請求項１６に記載の発光器具。
25. 前記ヒートシンクが前記電球囲繞体の少なくとも外側部分を被覆して配置されたメッシュを備えることを特徴とする、請求項１６に記載の発光器具。
26. 前記光ガイドが円筒であることを特徴とする、請求項１６に記載の発光器具。
27. 前記光ガイドがテーパー形円筒であることを特徴とする、請求項１６に記載の発光器具。
28. 前記テーパー形円筒の光ガイドがアングルカット、扁平、尖頭、球形、半球形及び円錐形から成る群から選択された上部を有することを特徴とする、請求項２７に記載の発光器具。
29. さらに、前記電球囲繞体内に配置された電子ドライバを備える、請求項１６に記載の発光器具。
30. 前記電子ドライバの少なくとも一部が前記口金内に配置されることを特徴とする、請求項２９に記載の発光器具。
31. さらに、前記電球囲繞体内に配置された少なくとも１つの電気導体を備え、該少なくとも１つの電気導体が前記口金と前記光源との間で電流を結合する、請求項１６に記載の発光器具。
32. 口金と、
    光透過性電球囲繞体であって、該電球囲繞体の第一部分が前記口金に結合される、電球囲繞体と、
    少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、前記ＬＥＤの少なくとも一部が前記電球囲繞体内で前記口金と実質的に反対側の端に配置される、ＬＥＤと、
    前記ＬＥＤによって発せられた前記光の少なくとも一部を受け取り、前記光をダウンコンバートし、かつ前記受け取られダウンコンバートされた光の一部を逆行伝達するダウンコンバージョン材であって、該ダウンコンバージョン材が、前記電球囲繞体内で前記ＬＥＤから離して前記ＬＥＤと前記口金との間に配置される、ダウンコンバージョン材と、
    前記光源に結合されたヒートシンクであって、該ヒートシンクの少なくとも一部が前記電球囲繞体の外部にある、ヒートシンクと、
    を備える、ソリッドステート光源電球。
33. 前記ヒートシンクの少なくとも一部が前記電球囲繞体の中へ突出することを特徴とする、請求項３２に記載のソリッドステート光源電球。
34. さらに、前記ＬＥＤによって発せられ前記ダウンコンバージョン材によってダウンコンバートされた前記光を受け取りかつ反射する第一反射体を備え、該反射体が、前記電球囲繞体内で前記ダウンコンバージョン材と前記口金との間に配置される、請求項３２に記載のソリッドステート光源電球。
35. 前記第一反射体が、球形、放物形、円錐形及び楕円形から成る群から選択された幾何学的形状を有することを特徴とする、請求項３４に記載のソリッドステート光源電球。
36. さらに、前記少なくとも１つのＬＥＤから発せられた前記光の方向を定める少なくとも１つの第二反射体を備え、各ＬＥＤがそれぞれの第二反射体内に配置される、請求項３２に記載のソリッドステート光源電球。
37. 前記ヒートシンクが、少なくとも１つの金属フィン、メッシュ及びその組合せから成る群から選択されることを特徴とする、請求項３２に記載のソリッドステート光源電球。
38. 口金と、
    光透過性電球囲繞体であって、該電球囲繞体の第一部分が前記口金に結合される、電球囲繞体と、
    光を発する光源であって、該光源の少なくとも一部が前記電球囲繞体内で前記口金と実質的に反対側の端に配置される、光源と、
    前記光源に結合されたヒートシンクであって、該ヒートシンクの少なくとも一部が前記電球囲繞体の外部にある、ヒートシンクと、
    を備える、ソリッドステート光源電球。
39. さらに、前記光源によって発せられた前記光の少なくとも一部を受け取り、前記光をダウンコンバートし、かつ前記受け取られダウンコンバートされた光の一部を逆行伝達するダウンコンバージョン材を備え、該ダウンコンバージョン材が、前記電球囲繞体内で前記光源から離して前記光源と前記口金との間に配置される、請求項３８に記載のソリッドステート光源電球。
40. さらに、前記光源によって発せられた前記光を受け取りかつ反射する第一反射体を備え、該反射体が、前記電球囲繞体内で前記光源と前記口金との間に配置される、請求項３８に記載のソリッドステート光源電球。