JP2016085832A - Led light bulb - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED(発光ダイオード)を光源とするLED電球に関するものである。 The present invention relates to an LED bulb using an LED (light emitting diode) as a light source.
例えば、一般照明や車両用灯具等の光源として、高輝度で寿命が長く、且つ、省電力である等の利点を有するLEDが使用されてきつつある。このLEDを光源とするLED電球に関して、特許文献1には、図4に示すものが提案されている。 For example, LEDs having advantages such as high brightness, long life, and power saving are being used as light sources for general lighting and vehicular lamps. Regarding the LED bulb using the LED as a light source, Patent Document 1 proposes an LED bulb shown in FIG.
即ち、図4は特許文献1において提案されたLED電球の縦断面図であり、図示のLED電球101は、熱伝導率が小さな材料より成る基板104上にLEDチップ103を配置するとともに、該LEDチップ103と2本のリード端子105,106とを電気的に接続し、これらの基板104、LEDチップ103、リード端子105,106の一部を、ガラス管の開口部を溶融封止して成る気密容器102内に収容して構成されている。
4 is a longitudinal sectional view of an LED bulb proposed in Patent Document 1. In the illustrated
斯かるLED電球101において、リード線105,106を介してLEDチップ103に電圧が印加されると、LEDチップ103が発光して所定波長の光が出射し、この光は、ガラス製の気密容器102を透過して外部へと照射される。
In such an
しかしながら、特許文献1において提案された図4に示すLED電球101においては、気密容器102の頂部がレンズ部102aを構成しているため、LEDチップ103から出射する指向性の高い光がレンズ部102aで集光し、光の拡散性が弱いためにキラキラ感のあるフィラメントイメージの演出ができないという問題があった。そして、LEDチップ103の発光点は、該LEDチップ103の大きさに比例した大きさとなっている。
However, in the
本発明は上記問題に鑑みて成されたもので、その目的とする処は、強い光拡散性によるキラキラ感を実現してフィラメントイメージを演出することができるLED電球を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an LED bulb capable of producing a filament image by realizing a glittering feeling due to strong light diffusibility.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、円筒状の本体部の一端が中空半球面状のドーム部によって封止された一定肉厚のバルブ内の密閉空間に、LEDと、該LEDを実装した基板と、該基板に一端が電気的に接続された金属端子の一部を収容するとともに、前記金属端子の他端を前記バルブの他端封止部を貫通させてバルブ外へ引き出して成るLED電球において、前記バルブのドーム部の内径をr、肉厚をtとしたとき、前記LEDの光軸上の発光点位置を前記ドーム部の頂点から(1.6r+t)に設定したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that an LED is provided in a sealed space in a constant-thickness bulb in which one end of a cylindrical main body is sealed by a hollow hemispherical dome. The substrate on which the LED is mounted and a part of the metal terminal electrically connected to the substrate at one end are accommodated, and the other end of the metal terminal is made to penetrate the other end sealing portion of the valve to go outside the valve. In the LED bulb drawn out, the light emitting point position on the optical axis of the LED is set to (1.6r + t) from the apex of the dome part, where r is the inner diameter of the bulb dome part and t is the wall thickness. It is characterized by that.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記バルブの内面における前記ドーム部と前記本体部との境界部を、前記LEDの発光強度が光軸上の発光強度の50%となる点を通る直線上に配置したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the boundary between the dome portion and the main body portion on the inner surface of the bulb is such that the light emission intensity of the LED is 50% of the light emission intensity on the optical axis. It arrange | positions on the straight line which passes through a point.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記バルブ内の密閉空間に、前記金属端子が挿通する蓋部材を前記基板から前記バルブの他端封止部側に離間した位置に配置したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the lid member through which the metal terminal is inserted is separated from the substrate toward the other end sealing portion of the valve in the sealed space in the valve. It is characterized by being arranged at a position.
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記蓋部材を前記基板と同種の基板で構成したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the lid member is made of the same type of substrate as the substrate.
請求項1記載の発明によれば、バルブの肉厚を一定としたため、LEDから出射する指向性の高い光がバルブのドーム部によって集光することなく全方位に拡散する。このため、LEDから出射する光の拡散性が強められ、光の強い拡散性によるキラキラ感が実現して当該LED電球にフィラメントイメージを演出させることができる。又、LEDの光軸上の発光点を所定の位置、具体的にはバルブのドーム部の内径をr、肉厚をtとしたとき、ドーム部の頂点から(1.6r+t)の位置に設定することによって、該発光点の虚像がバルブのドーム部内面に映り込み、実像と虚像によって発光点の大きさが拡大し、LEDから出射する光によって一層のキラキラ感が得られる。 According to the first aspect of the present invention, since the thickness of the bulb is constant, light having high directivity emitted from the LED diffuses in all directions without being condensed by the dome portion of the bulb. For this reason, the diffusibility of the light radiate | emitted from LED is strengthened, the glittering feeling by strong diffusibility of light is implement | achieved, and the filament image can be produced on the said LED bulb. The light emitting point on the optical axis of the LED is set at a predetermined position, specifically, the inner diameter of the bulb dome is r and the wall thickness is t, and is set at a position (1.6r + t) from the apex of the dome. By doing so, the virtual image of the light emitting point is reflected on the inner surface of the dome portion of the bulb, the size of the light emitting point is enlarged by the real image and the virtual image, and a further glittering feeling is obtained by the light emitted from the LED.
請求項2記載の発明によれば、バルブの内面におけるドーム部と本体部との境界部を、LEDの発光強度が光軸上の発光強度の50%となる点を通る直線上に配置したため、LEDの発光点の虚像が映り込むドーム部の内面がLEDの半値角の範囲内に存在することになる。このため、LEDの強度の高い光によって発光点の虚像がバルブのドーム部内面にくっきりと映り込み、この虚像と実像とによって発光点の大きさが拡大され、LED電球にキラキラ感によるフィラメントイメージが付与される。 According to the invention of claim 2, since the boundary between the dome part and the main body part on the inner surface of the bulb is arranged on a straight line passing through a point where the emission intensity of the LED is 50% of the emission intensity on the optical axis, The inner surface of the dome portion where the virtual image of the light emitting point of the LED is reflected exists within the range of the half-value angle of the LED. Therefore, a virtual image of the light emitting point is clearly reflected on the inner surface of the dome portion of the bulb by the high intensity light of the LED, the size of the light emitting point is enlarged by this virtual image and the real image, and a filament image with a glittering feeling is formed on the LED bulb. Is granted.
請求項3記載の発明によれば、バルブ内の密閉空間に、金属端子が挿通する蓋部材を基板からバルブの他端封止部側に離間した位置に配置したため、該蓋部材がバルブ内部への封止剤の流入防止と封止剤の注入量の目安としての機能を果たすことができる。又、バルブ内の密閉空間において蓋部材を貫通して延びる金属端子の先端にLEDとこれを実装する基板が保持されるため、特に基板を薄くした場合には、LEDがバルブ内でフィラメントのイメージで浮いた状態で存在する。このため、LEDが発光すると、従来の白熱電球等のフィラメントが発光しているように見える。 According to the third aspect of the present invention, the lid member into which the metal terminal is inserted is disposed in the sealed space in the valve at a position spaced from the substrate toward the other end sealing portion of the valve. It can serve as a measure for preventing the inflow of the sealant and injecting the sealant. In addition, since the LED and the substrate on which the LED is mounted are held at the tip of the metal terminal that extends through the lid member in the sealed space in the bulb, the LED is an image of the filament in the bulb, especially when the substrate is thinned. It exists in a floating state. For this reason, when an LED emits light, a filament such as a conventional incandescent bulb appears to emit light.
請求項4記載の発明によれば、LEDと
金属端子の基板へのハンダ付けと、金属端子の蓋部材(別の基板)へのハンダ付けをリフロー処理によって同時に行うことができ、LED電球の生産効率が高められる。
According to invention of Claim 4, soldering to the board | substrate of LED and a metal terminal and soldering to the cover member (another board | substrate) of a metal terminal can be performed simultaneously by a reflow process, and an LED bulb is produced. Efficiency is increased.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係るLED電球の縦断面図、図2は同LED電球のLEDの発光点位置及び半値角とバルブとの関係を示す部分縦断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an LED bulb according to the present invention, and FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view showing a relationship between a light emitting point position and half-value angle of the LED of the LED bulb and a bulb.
本発明に係るLED電球1は、中空状のバルブ2の内部の密閉空間に、光源であるLED(以下、「LEDチップ」と「LEDパッケージ」を「LED」と総称する)3と、該LED3を実装した基板4と、該基板4に一端(図1の上端)が電気的に接続された2本の金属端子5,6の一部及び蓋部材7を収容するとともに、バルブ2の一端開口部2a(図1の下端開口部)を封止剤8によって封止することによって構成されている。
An LED bulb 1 according to the present invention includes a light source LED (hereinafter, “LED chip” and “LED package” are collectively referred to as “LED”) 3 and a LED 3 in a sealed space inside a hollow bulb 2. And a part of the two
上記バルブ2は、透明なガラス又は樹脂によって中空状に構成されており、その厚さtは一定とされている。そして、このバルブ2は、円筒状の本体部2Aの頂部が中空半球面状のドーム部2Bによって封止された有底筒状の部材であって、その下端は、前述のように下端開口部2aとして開口している。
The said valve | bulb 2 is comprised by the transparent glass or resin by the hollow shape, The thickness t is made constant. And this valve | bulb 2 is a bottomed cylindrical member with which the top part of cylindrical main-
ところで、図示しないが、前記基板4の上面には、LED3を実装するためのランドが、下面には、金属端子5,6を実装するためのランドがそれぞれ形成されている。そして、基板4は、その両面がスルーホールによって接続されており、スルーホールは、金属若しくは樹脂によって孔埋めされ(フラットスルーホール構造)、そこにLED3のランドが形成されている。
Although not shown, lands for mounting the LEDs 3 are formed on the upper surface of the substrate 4 and lands for mounting the
前記2本の金属端子5,6は、前述のように一端(図1の上端)が基板4に電気的に接続されているが、これらの金属端子5,6は、基板4から下方へと平行に延び、前記蓋部材7と封止剤8を貫通してバルブ2の外部へと延出している。ここで、本実施の形態では、蓋部材7は、LED3を実装する前記基板4と同種の基板によって構成さえており、バルブ2の下端開口部2aの近傍に位置決めされて配置されている。即ち、2本の金属端子5,6のバルブ2内に臨む部位の所定位置にはストッパ部5a,6aがそれぞれ一体に形成されており、金属端子5,6が挿通する蓋部材7は、各金属端子5,6にそれぞれ形成されたストッパ部5a,6aに当接することによって、その位置決めがなされている。尚、本実施の形態では、LED3を実装する基板4の厚さは、蓋部材7の厚さよりも薄く(厚さ0.4mm)に設定されている。
As described above, one end (the upper end in FIG. 1) of the two
従って、本発明に係るLED電球1では、バルブ2内の密閉空間において蓋部材7から上方へと平行に立ち上がる2本の金属端子5,6の上端に薄い基板4と該基板4に実装されたLED3が保持されることとなり、基板4と蓋部材7及び両者を連結する2本の金属端子5,6によって鳥居構造が構成されている。
Therefore, in the LED bulb 1 according to the present invention, the thin substrate 4 and the substrate 4 are mounted on the upper ends of the two
ここで、本発明に係るLED電球1のLED3の発光点位置及び半値角とバルブ2との関係を図2に示すが、本実施の形態では、バルブ2のドーム部2Bの内径をr、肉厚をtとしたとき、LED3の光軸x上の発光点位置をバルブ2のドーム部2Bの頂点pから下方に(1.6r+t)に設定している。
Here, the relationship between the light emitting point position and half-value angle of the LED 3 of the LED bulb 1 according to the present invention and the bulb 2 is shown in FIG. 2, but in this embodiment, the inner diameter of the
又、本実施の形態では、バルブ2の内面におけるドーム部2Bと本体部2Aとの境界部bを、LED3の発光強度が光軸x上の発光強度の50%となる点を通る直線L上に配置している。例えば、LED3が半値角θ=120°の配光特性を有するものである場合、バルブ2の内面におけるドーム部2Bと本体部2Aとの境界部bは、LED3の発光点を通る水平面から角度30°だけ上方に位置している。
In the present embodiment, the boundary b between the
而して、本発明に係るLED電球1においては、不図示の電源から2本の金属端子5,6を介してLED3に電圧が印加されると、該LED3が発光し、その光は透明なバルブ2を透過して周囲に照射されるが、本実施の形態では、バルブ2の肉厚tを一定としたため、LED3から出射する指向性の高い光がバルブ2のドーム部2Bによって集光することなく全方位に拡散する。このため、LED3から出射する光の拡散性が強められ、光の強い拡散性によるキラキラ感が実現して当該LED電球1にフィラメントイメージを演出させることができる。又、LED3の光軸x上の発光点を所定の位置、具体的にはバルブ2のドーム部2Bの内径をr、肉厚をtとしたとき、ドーム部2Bの頂点pから(1.6r+t)の位置に設定することによって、該発光点の虚像がバルブ2のドーム部2B内面に映り込み、実像と虚像によって発光点の大きさが拡大し、LED3から出射する光によって一層のキラキラ感が得られる。ここで、LED電球1における発光の様子を図3に示す。図3に示すように、LED3の発光によって、実像だけでなく虚像9の映り込みが発生しているため、発光点の大きさが拡大していることが分かる。
Thus, in the LED bulb 1 according to the present invention, when a voltage is applied to the LED 3 from a power source (not shown) via the two
更に、本実施の形態では、バルブ2の内面におけるドーム部2Bと本体部2Aとの境界部bを、LED3の発光強度が光軸x上の発光強度の50%となる点を通る直線L上に配置したため、LED3の発光点の虚像が映り込むドーム部2Bの内面がLED3の半値角の範囲内に存在することになる。このため、LED3の強度の高い光によって発光点の虚像がバルブ2のドーム部2B内面にくっきりと映り込み、この虚像と実像とによって発光点の大きさが拡大され、LED電球1にキラキラ感によるフィラメントイメージが付与される。
Furthermore, in the present embodiment, the boundary portion b between the
又、本実施の形態では、バルブ2内の密閉空間に、金属端子5,6が挿通する蓋部材7を基板4からバルブ2の下端封止部側に離間した位置に配置したため、該蓋部材7がバルブ2の内部への封止剤8の流入防止と封止剤8の注入量の目安としての機能を果たすことができる。又、バルブ2内の密閉空間において蓋部材7を貫通して延びる金属端子5,6の先端にLED3とこれを実装する基板4が保持されるため、特に基板4を薄くした場合には、LED3がバルブ2内でフィラメントのイメージで浮いた状態で存在する。このため、LED3が発光すると、従来の白熱電球等のフィラメントが発光しているように見える。
Further, in the present embodiment, the lid member 7 through which the
そして、本実施の形態では、蓋部材7を基板4と同種の基板で構成したため、基板4へLED3と金属端子5,6のハンダ付けと、金属端子5,6の蓋部材(別の基板)7へのハンダ付けをリフロー処理によって同時に行うことができ、LED電球1の生産効率が高められる。
In this embodiment, since the lid member 7 is composed of the same type of substrate as the substrate 4, the LED 3 and the
本発明に係るLED電球は、一般照明、シャンデリア照明、住宅用照明、オフィス用照明、店舗用照明、展示用照明、街路灯照明、誘導灯、信号、舞台及びスタジオ照明、広告灯、防犯用照明、非常用照明、懐中電灯、自動車用車載電球、行灯、医療用ライト、回転灯(パトライト)、遊技照明等の用途に供される。 The LED bulb according to the present invention includes general lighting, chandelier lighting, residential lighting, office lighting, store lighting, exhibition lighting, street light lighting, guide light, signal, stage and studio lighting, advertising light, and security light. It is used for applications such as emergency lighting, flashlights, in-vehicle light bulbs for cars, row lights, medical lights, rotating lights (patlights), and game lighting.
1 LED電球
2 バルブ
2A バルブの本体部
2B バルブのドーム部
2a バルブの下端開口部
3 LED
4 基板
5,6 金属端子
5a,6a 金属端子のストッパ部
7 蓋部材
8 封止剤
r バルブのドーム部の内径
t バルブの肉厚
x LEDの光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LED bulb 2
4
Claims (4)
前記バルブのドーム部の内径をr、肉厚をtとしたとき、前記LEDの光軸上の発光点位置を前記ドーム部の頂点から(1.6r+t)に設定したことを特徴とするLED電球。 An LED, a substrate on which the LED is mounted, and one end electrically connected to the substrate in a sealed space in a constant-thickness bulb in which one end of the cylindrical body is sealed by a hollow hemispherical dome. In an LED bulb that accommodates a part of the connected metal terminal and that is drawn out of the bulb by penetrating the other end of the bulb through the other end sealing portion of the bulb,
An LED bulb characterized in that when the inner diameter of the dome portion of the bulb is r and the thickness is t, the light emitting point position on the optical axis of the LED is set to (1.6r + t) from the apex of the dome portion. .
4. The LED bulb according to claim 3, wherein the lid member is made of the same type of substrate as the substrate.
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