JP5656560B2 - Ｌｅｄ電球 - Google Patents

Description

本発明は、店舗、レストラン、あるいはホテルなどの建築物の照明装置として特に有利に用いることができるＬＥＤ電球に関する。

店舗、レストラン、あるいはホテルなど建築物のエントランス、ロビー、あるいは室内の照明装置として、低消費電力の発光ダイオード（ＬＥＤ：light-emitting diode）を光源として用いた電球（ＬＥＤ電球）が利用され始めている。建築物に設置されるＬＥＤ電球は、前方を十分な明るさで照明できることに加えて、電球の影が周囲に映り難いことも望まれる。また、建築物に設置されるＬＥＤ電球は、建築物の一部として高い装飾性を示すことが望まれることもある。

特許文献１には、前面に発光ダイオードを備え、後端部に前記発光ダイオードと電気的に接続された口金を備えた発光ダイオード支持具、そして発光ダイオード支持具から前方に延びるように設置された上記発光ダイオードの発光を内周面にて反射させる筒状反射鏡を含むＬＥＤ電球（電球型発光ダイオード）が開示されている。

特開２００１−３２５８０９号公報

本発明の課題は、前方を十分な明るさで照明することができ、また周囲に影が映り難く、そして優れた装飾性を示すＬＥＤ電球を提供することにある。

本発明は、前面に発光ダイオードを備え、後端部に発光ダイオードと電気的に接続された口金を備えた発光ダイオード支持具、そして発光ダイオード支持具から前方に延びるように設置された上記発光ダイオードの発光を内周面にて反射させる筒状反射鏡を含むＬＥＤ電球であって、上記筒状反射鏡が、光反射性材料からなる内周面側光反射層と光透過性材料からなる外周面側導光層とを含み、かつ筒状反射鏡の外周面側導光層の後端面が発光ダイオードの発光面に対向配置され、この配置により、発光ダイオードの発光がこの外周面側導光層の後端面を介して外周面側導光層内を伝播して外周面側導光層からの光発散をもたらすようにされたＬＥＤ電球にある。

本発明のＬＥＤ電球の好ましい態様は、次の通りである。
（１）上記筒状反射鏡が前端部に向けて径が広がる断面台形状の形状にある。
（２）上記筒状反射鏡の外周面側導光層の外周面に複数の溝が形成されている。
（３）上記筒状反射鏡の内周面側光反射層と外周面側導光層との間に着色層が備えられている。

なお、本明細書において、上記の「光反射性材料」とは、厚みが５００μｍの膜の形態において、上記発光ダイオードの発光の反射率が７０％以上を示す材料を意味する。そして上記の「光透過性材料」とは、厚みが５００μｍの膜の形態において、上記発光ダイオードの発光の透過率が７０％以上を示す材料を意味する。

本発明のＬＥＤ電球は、発光ダイオードの発光を筒状反射鏡の内周面にて反射させるため、前方を十分な明るさで照明することができ、また上記筒状反射鏡が内周面側光反射層と外周面側導光層とから構成されていて、発光ダイオードの発光の一部が前記導光層の外周面から出射（光発散）するため、周囲に電球の影が映り難い。そして、本発明のＬＥＤ電球は、筒状反射鏡の外周面（上記導光層の外周面）が柔らかに発光するため、装飾性にも極めて優れている。

本発明のＬＥＤ電球の構成例を示す側面図である。 図１のＬＥＤ電球１０の一部切り欠き拡大図である。 図１のＬＥＤ電球１０の使用の態様を示す図である。 本発明のＬＥＤ電球の別の構成例を示す一部切り欠き側面図である。

本発明のＬＥＤ電球を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明のＬＥＤ電球の構成例を示す側面図であり、そして図２は、図１のＬＥＤ電球１０の一部切り欠き拡大図である。

図１及び図２に示すＬＥＤ電球１０は、前面に発光ダイオード１１を備え、後端部に発光ダイオード１１と電気的に接続された口金１４を備えた発光ダイオード支持具１５、そして発光ダイオード支持具１５から前方に延びるように設置された発光ダイオード１１の発光を内周面にて反射させる筒状反射鏡１６を備えている。このＬＥＤ電球１０は、筒状反射鏡１６が、光反射性材料からなる内周面側光反射層１７と光透過性材料からなる外周面側導光層１８とを含み、かつ筒状反射鏡１６の外周面側導光層１８の後端面１８ａが発光ダイオード１１の発光面１３ａに対向配置され、この配置により、発光ダイオード１１の発光がこの外周面側導光層１８の後端面１８ａを介して外周面側導光層内を伝播して外周面側導光層１８からの光発散をもたらすようにされていることに主な特徴がある。

発光ダイオード１１としては、例えば、発光色が白色である公知の発光ダイオードが用いられている。発光色が赤色、青色、あるいは緑色の発光ダイオードを用いることもできる。

発光ダイオード１１は、発光ダイオードチップ（図示していない）が搭載されたステム１２と、ステム１２のキャップ１３とから構成されている。キャップ１３は、例えば、透明樹脂から形成されていて、発光ダイオードチップの発光を外部に透過させる。すなわち、発光ダイオード１１では、発光ダイオードチップの発光が上記キャップ１３の表面（すなわち発光面）１３ａから取り出される。

発光ダイオード１１には、発光ダイオード１１を駆動する電気回路２１を介して口金１４が電気的に接続されている。ねじ込み型の口金１４に代えて、例えば、バイポスト型の口金を用いることもできる。駆動用の電気回路２１の構成は周知であるので、詳細な説明は行なわない。

筒状反射鏡１６は、発光ダイオード支持具１５から前方に延びるように設置されている。筒状反射鏡１６の外周面には、筒状の取り付け部１６ａが備えられている。取り付け部１６ａは、発光ダイオード支持具１５の前面に設けられた開口部の内側にねじ込み固定される。

筒状反射鏡１６は、光反射性材料からなる内周面側光反射層１７と光透過性材料からなる外周面側導光層１８とを含み、かつ外周面側導光層１８の後端面１８ａは発光ダイオード１１の発光面１３ａに対向配置されている。

筒状反射鏡１６の内周面により、発光ダイオード１１の発光の大部分は、前方に反射される。このため、ＬＥＤ電球１０は、前方を十分な明るさで照明するという基本性能を発揮する。

その一方で、発光ダイオード１１の発光の一部は、外周面側導光層１８の後端面１８ａを介して外周面側導光層内を伝播して、外周面側導光層１８からの光発散をもたらす。

詳細には、発光ダイオード１１の発光の一部は、後端面１８ａから外周面側導光層１８に入射し、この導光層１８の内部を伝播したのち、あるいは、更に内周面側光反射層１７の外周面にて反射されたのち、導光層１８の外周面から出射（光発散）する。

このため、ＬＥＤ電球１０は、その周囲に電球の影が映り難く、また筒状反射鏡１６の外周面（外周面側導光層１８の外周面）が柔らかに発光するため、装飾性にも極めて優れている。

図１及び図２に示すように、筒状反射鏡１６は、前端部に向けて径が広がる断面台形状の形状にあることが好ましい。これにより、発光ダイオード１１の発光が集光するため、前方を更に明るく照明することができる。

発光ダイオード１１の発光面１３ａの少なくとも一部は、外周面側導光層１８の内周面後端の開口面の後方側に配置されていることが好ましい。これにより、発光ダイオード１１の発光が、外周面側導光層１８の後端面１８ａに入射し易くなる。

外周面側導光層１８の後端面１８ａの法線１８ｃと、発光ダイオード１１の発光面１３ａの上記法線１８ｃが交差する点における接平面とのなす角度は、９０±５０度（特に９０±４０度）の範囲内にあることが好ましい。これにより、発光ダイオード１１の発光が、後端面１８ａでの反射が抑制されるため、外周面側導光層１８の内部に効率良く入射する。

外周面側導光層１８の外周面には、複数の溝１８ｂが形成されていることが好ましい。これにより、発光ダイオード１１の発光が、後端面１８ａから外周面側導光層１８の内部に入射したのち、溝１８ｂの内側面から導光層１８の外部に出射し易くなる。このため、筒状反射鏡１６の溝１８ｂが明るく輝き、ＬＥＤ電球１０が極めて高い装飾性を発揮する。

外周面側導光層１８の溝１８ｂは、導光層１８の厚みの１〜５０％の範囲内の深さを有していることが好ましい。例えば、図２に示すＬＥＤ電球１０の溝１８ｂの深さは、外周面側導光層１８の厚みの２．５％の深さに設定されている。

なお、溝１８ｂに代えて、あるいは溝１８ｂに加えて、複数の窪みを形成することもできる。

筒状反射鏡１６の内周面側光反射層１７を形成する光反射性材料としては、金属材料（代表例、アルミニウム）を用いることが好ましい。そして外周面側導光層１８を形成する光透過性材料としては、石英ガラス、あるいは樹脂材料（代表例、ポリカーボネート樹脂）を用いることが好ましい。

内周面側光反射層１７を金属材料から形成する場合、光反射層１７の厚みを０．５乃至３０μｍの範囲内に設定することも好ましい。例えば、図２に示すＬＥＤ電球１０の内周面側光反射層１７は、アルミニウムから形成されていて、その厚みは５μｍに設定されている。

このような厚みの設定より、内周面側光反射層１７が、発光ダイオード１１の発光に対して半透明の膜となる。このため、内周面側光反射層１７の内周面に到達した発光ダイオード１１の発光の一部は光反射層１７を透過して外周面側導光層１８に入射し、そして導光層１８の外周面から出射する。従って、筒状反射鏡１６の外周面（外周面側導光層１８の外周面）を更に明るく発光させることができる。このため、装飾性に特に優れたＬＥＤ電球が得られる。

なお、図２に示すように、筒状反射鏡１６の前端部にフレネルレンズ２２（あるいは凸レンズ）を装着することにより、発光ダイオード１１の発光が更に集光されるため、前方を更に明るく照明することが可能になる。また、ＬＥＤ電球１０の前面での輝度が比較的に均一になり、従って前方側から発光ダイオード１１の発光形状を目視で確認し難くなるので、従来の電球（例、ハロゲン電球）との互換性も良好になる。

図３は、図１のＬＥＤ電球１０の使用の態様を示す図である。図３に示すように、ＬＥＤ電球１０は、例えば、室内の天井３１に設置されたソケット３２に挿入されて使用される。ＬＥＤ電球１０は、筒状反射鏡１６の外周面が発光するため、電球１０あるいはソケット３２の影が天井３１に映り難い。また、ＬＥＤ電球１０は、筒状反射鏡１６の外周面が発光（複数の溝１８ｂが特に明るく発光）するため、極めて優れた装飾性を発揮する。

図４は、本発明のＬＥＤ電球の別の構成例を示す一部切り欠き側面図である。

図４のＬＥＤ電球４０の構成は、筒状反射鏡１６の内周面側光反射層１７と外周面側導光層１８との間に着色層１９が備えられていること以外は、図２のＬＥＤ電球１０と同様である。

着色層１９は、例えば、透明樹脂層の内部に顔料が分散配置された構成を有している。

着色層１９が備えられていると、発光ダイオード１１の発光の一部は、後端面１８ａから外周面側導光層１８に入射し、次いで着色層１９を通って内周面側光反射層１７の外周面にて反射され、そして再び着色層１９を通り、着色層１９の顔料と対応する発光色にて、導光層１８の外周面から出射する。

なお、前記のように内周面側光反射層１７を、その厚みを小さくして発光ダイオード１１の発光に対して半透明の膜とすることにより、光反射層１７の内周面に到達した発光ダイオード１１の発光の一部は光反射層１７、そして着色層１９を通って、着色層１９の顔料と対応する発光色にて、導光層１８の外周面から出射する。

着色層１９を備えるＬＥＤ電球４０は、例えば、発光色が白色である発光ダイオード１１を用いて、前方を白色光にて十分な明るさで照明する一方で、別の発光色の発光ダイオードを追加で設置することなく、筒状反射鏡１６の外周面を装飾性の高い発光色（例えば、赤色、緑色、青色、あるいは紫色）にて発光させることができる。

１０、４０ ＬＥＤ電球
１１ 発光ダイオード
１２ ステム
１３ キャップ
１３ａ 発光面
１４ 口金
１５ 発光ダイオード支持具
１６ 筒状反射鏡
１６ａ 取り付け部
１７ 内周面側光反射層
１８ 外周面側導光層
１８ａ 後端面
１８ｂ 溝
１８ｃ 後端面１８ａの法線
１９ 着色層
２１ 電気回路
２２ フレネルレンズ
３１ 天井
３２ ソケット

Claims (4)

1. 前面に発光ダイオードを備え、後端部に該発光ダイオードと電気的に接続された口金を備えた発光ダイオード支持具、そして該発光ダイオード支持具から前方に延びるように設置された上記発光ダイオードの発光を内周面にて反射させる筒状反射鏡を含むＬＥＤ電球であって、
   上記発光ダイオードが、発光ダイオードチップ、該発光ダイオードチップを搭載するステム、そして該ステムの前側に発光ダイオードチップを覆い、中央部が前面に向けて湾曲した凸面を持つように形成されている光透過性キャップを含み、上記筒状反射鏡が、光反射性材料からなる内周面側光反射層と光透過性材料からなる外周面側導光層とを含む積層体であって、上記発光ダイオードは、その光透過性キャップの少なくとも頂面が筒状反射鏡の最後端部よりも前方側に位置するように配置され、かつ該筒状反射鏡の外周面側導光層の後端面が発光ダイオードの光透過性キャップの側面に対向配置され、この配置により、発光ダイオードの発光の一部が外周面側導光層の後端面を介して外周面側導光層内を伝播して外周面側導光層からの光発散をもたらすようにされたＬＥＤ電球。
2. 上記筒状反射鏡が前端部に向けて径が広がる断面台形状の形状にある請求項１に記載のＬＥＤ電球。
3. 上記筒状反射鏡の外周面側導光層の外周面に複数の溝が形成されている請求項１もしくは２に記載のＬＥＤ電球。
4. 上記筒状反射鏡の内周面側光反射層と外周面側導光層との間に着色層が備えられている請求項１乃至３の内のいずれか１項に記載のＬＥＤ電球。

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