JP5759781B2 - Led電球 - Google Patents

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Description

本発明は、光源としてLEDチップを備えるLED電球に関する。
図32は、従来のLED電球の一例を示している(たとえば、特許文献1参照)。同図に示されたLED電球900は、LED基板901、複数のLEDチップ902、基台903、電源部904、口金905、およびグローブ906を備えている。複数のLEDチップ902は、LEDランプ900の光源であり、LED基板901に搭載されている。LED基板901は、絶縁性材料からなり、基台903に固定されている。基台903は、たとえばアルミなどの金属からなり、複数のLEDチップ902からの熱を外部へと放散する役割を果たす。口金905は、LED電球900を照明器具などに取り付けるための部位であり、たとえばJIS規格に定められた仕様とされている。グローブ906は、複数のLEDチップ902を保護するとともに、LEDチップ902からの光を透過させる。
複数のLEDチップ902からの光は、図中上方においてもっとも輝度が高く、側方においては比較的輝度が低い。さらに、図中斜め下方には、LEDチップ902からの光が届きにくい。このため、一般的な白熱電球に代えてLED電球900を照明器具に取り付けて使用した場合、十分に照らされる明るい範囲と十分に照らされない暗い範囲とが生じてしまうという問題があった。
特開2010−225409号公報
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より広い範囲を十分な照度で照らすことが可能なLED電球を提供することをその課題とする。さらにまた、照明範囲の広い電球型発光ダイオード照明装置を提供することをその課題とする。
本発明の第1の側面によって提供されるLED電球は、1以上のLEDチップを有する1以上の発光部と、上記発光部が搭載された1以上の搭載面が形成された膨出部を有する台座と、上記台座に取り付けられた基台と、上記膨出部を覆い、かつ光を透過させるグローブと、備えることを特徴としている。
このような構成によれば、上記膨出部の上記搭載面に搭載された上記発光部は、上記グローブの中央により近い位置で発光する。この発光部からの光が、上記グローブを透して出射されることにより、上記LED電球は、様々な方向に光を発するものとなる。したがって、上記LED電球によって、より広い範囲を均一に照らすことができる。
本発明の第2の側面によれば、上記第1の側面にかかるLED電球において、上記膨出部を覆い、かつ上記発光部と上記グローブとの間に隙間をおいて介在しており、上記発光部からの光を拡散させつつ透過する拡散性二次光源部を備える。
本発明の第3の側面によれば、上記第2の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、上記LEDチップからの光によって励起されることにより上記LEDチップからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料を含んでいる。
本発明の第4の側面によれば、上記第3の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、透明樹脂に上記蛍光材料が混入された材料からなる。
本発明の第5の側面によれば、上記第3の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、透明樹脂からなる透明層と、この透明層に積層された上記蛍光材料を含む蛍光層とを有する。
本発明の第6の側面によれば、上記第5の側面にかかるLED電球において、上記透明層は、上記蛍光層に対して上記発光部側にある。
本発明の第7の側面によれば、上記第3の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、上記発光部の側方を囲み、透明樹脂からなる透明層と、上記発光部の正面に位置し、上記蛍光材料を含む蛍光層と、を有する。
本発明の第8の側面によれば、上記第3ないし第7のいずれかの側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、回転対称形状である。
本発明の第9の側面によれば、上記第8の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、円筒部とドーム部とを有する。
本発明の第10の側面によれば、上記第8の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、円錐状である。
本発明の第11の側面によれば、上記第8の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、円錐台状である。
本発明の第12の側面によれば、上記第8の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、有底円筒状である。
本発明の第13の側面によれば、上記第8の側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、部分球状である。
本発明の第14の側面によれば、上記第3ないし第7のいずれかの側面にかかるLED電球において、上記拡散性二次光源部は、直方体形状である。
本発明の第15の側面によれば、上記第1ないし第14のいずれかの側面にかかるLED電球において、上記グローブは、光を拡散させつつ透過する。
本発明の第16の側面によれば、上記第1ないし第15のいずれかの側面にかかるLED電球において、上記膨出部には、3つの上記搭載面が形成されており、上記3つの搭載面は、各々が1つの頂点とこの頂点から延びる2つの辺を有しているとともに、それぞれの頂点が互いに一致しており、かつ隣り合うものどうしの上記辺が接している。
本発明の第17の側面によれば、上記第16の側面にかかるLED電球において、上記搭載面は、正方形状である。
本発明の第18の側面によれば、上記第1ないし第15のいずれかの側面にかかるLED電球において、上記膨出部は、円形の上記搭載面と、この搭載面から上記基台に向かうほど断面寸法が大となるテーパ円筒形状の側面とを有する。
本発明の第19の側面によれば、上記第1ないし第18のいずれかの側面にかかるLED電球において、上記発光部は、上記1以上のLEDチップが搭載されたLED基板を有する。
本発明の第20の側面によれば、上記第19の側面にかかるLED電球において、上記LED基板は、セラミックスからなる。
本発明の第21の側面によれば、上記第19または第20の側面にかかるLED電球において、上記LED基板には、複数の上記LEDチップがマトリクス状に配置されている。
本発明の第22の側面によれば、上記第19ないし21のいずれかの側面にかかるLED電球において、上記発光部は、上記LEDチップを封止し、かつ上記LEDチップからの光を透過する封止樹脂を有する。
本発明の第23の側面によれば、上記第22の側面にかかるLED電球において、上記発光部は、上記LED基板上に枠状に形成されて、上記封止樹脂を包囲する堰部を有する。
本発明の第24の側面によって提供されるLED電球は、1以上のLEDチップを有する1以上の発光部と、上記発光部が搭載された1以上の搭載面を有する台座と、上記台座に取り付けられた基台と、上記発光部を覆い、かつ光を透過させるグローブと、上記発光部と上記グローブとの間に隙間をおいて介在しており、上記発光部からの光を拡散させつつ透過する拡散性二次光源部と、を備えることを特徴としている。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本発明の第1実施形態に基づくLED電球を示す斜視図である。 図1のLED電球を示す要部平面図である。 図2のIII−III線に沿う断面図である。 図1のLED電球の発光部を示す断面図である。 図1のLED電球のケースを示す要部拡大断面図である。 本発明の第2実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第3実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第4実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第5実施形態に基づくLED電球を示す斜視図である。 本発明の第5実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第6実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第7実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第8実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第9実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第10実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第11実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第12実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第13実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第14実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の第15実施形態に基づくLED電球を示す断面図である。 本発明の他の側面による第1の実施形態にかかるLEDランプの斜視図を示す。 本発明の他の側面による第1の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第2の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第3の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第4の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第5の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第6の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第7の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第8の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第9の実施形態にかかるLEDランプの断面図である。 本発明の他の側面による第1の実施形態にかかるLEDランプと、従来のクリプトン球とを示す断面図である。 従来のLED電球を示す断面図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
図1〜図3は、本発明の第1実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球101は、発光部200、ケースカバー300、台座400、基台500、電源部600、口金650、およびグローブ700を備えている。LED電球101は、一般的な白熱電球に代えて照明器具に取り付けられるものである。本実施形態においては、LED電球101は、全長が67mm程度、グローブ700の直径が35mm程度とされ、JIS規格に定められたE17型の口金650を備えることにより、ミニクリプトン球と称される電球の代替製品として使用されることが意図されている。
複数の発光部200は、本実施形態においては各々が全体として矩形薄板状とされており、図2に示すように、3つの発光部200が設けられている。図4に示すように、発光部200は、LED基板210、複数のLEDチップ220、封止樹脂230、および堰部240を有している。LED基板210は、矩形状であり、たとえばアルミナなどのセラミックスからなる。LED基板210には、複数のLEDチップ220を搭載し、これらのLEDチップ220に電力を供給する経路となる配線パターン(図示略)が形成されている。
各LEDチップ220は、たとえばGaN系半導体材料からなるp型半導体層、n型半導体層、これらのp型半導体層およびn型半導体層に挟まれた活性層を有しており、たとえば青色光を発する。本実施形態においては、LEDチップ220は、上述したLED基板210の配線パターンに対して2つのワイヤを介して接続される、いわゆる2ワイヤタイプであるが、これに限定されず、1ワイヤタイプのものや、フリップチップタイプのものであってもよい。複数のLEDチップ220は、LED基板210上にマトリクス状に配置されている。
封止樹脂230は、複数のLEDチップ220を封止しており、LEDチップ220からの光を透過するたとえばシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂などの樹脂材料からなる。堰部240は、LED基板210上において矩形枠状に形成されており、たとえば白色のシリコーン樹脂からなる。堰部240は、封止樹脂230の形成において、液状の樹脂材料を堰き止めることにより、この樹脂材料が意図しない領域に流出することを防止する。
台座400は、図1〜図3に示すように、膨出部410と鍔板430とからなり、たとえばアルミなどの金属を鋳造することによって形成されている。あるいは、金属板を折り曲げ加工することにより、台座400を形成してもよい。
膨出部400は、ケースカバー300およびグローブ700の内方中央部に向かって膨出している部分であり、本実施形態においては、3つの搭載面401と複数の側面402とを有する。各搭載面401は、正方形状とされている。3つの搭載面401は、それぞれの一頂点どうしが一致している。また、隣り合う搭載面401は、上記頂点から延びる辺どうしが接している。このような位置関係とされることにより、3つの搭載面401は、側面視において上記頂点を頂とする鋭利な山形状であり、平面視において六角形状を呈している。各搭載面401には、発光部200が一つずつ搭載されている。また、本実施形態においては、各搭載面401の下方隅部に配線用貫通孔420が形成されている。各側面402は、各搭載面401の4辺のうち隣り合う搭載面401の辺と接していない辺から下方に広がる面である。鍔板430は、膨出部410から側方に延びており、本実施形態においては円環状とされている。鍔板430には、各々が矩形状とされた複数の固定用孔450が形成されている。複数の固定用孔450は、膨出部410を囲む円周上に配置されている。
膨出部410には、3つの放熱用貫通孔421が形成されている。放熱用貫通孔421を通じて、台座400の外側空間と内側空間とがつながっている。鍔板430には、3つのボルト用貫通孔431および3つのザグリ穴432が形成されている。ボルト用貫通孔431は、台座400を基台500に対して固定するボルト441を通すためのものである。ザグリ穴432は、ボルト441の頭部を鍔板430内に沈降させるためのものであり、直径がボルト用貫通孔431の直径よりも大である円形の凹部である。本実施形態においては、ザグリ穴432を形成するためのドリル加工を施す際に、鍔板430だけでなく、膨出部410の周縁付近のごく一部を切削している。これにより、台座400には、3つの切欠き422が形成されている。切欠き422が膨出部410の厚さ方向に貫通した部分が、上述した放熱用貫通孔421となっている。このような形成手法の結果、切欠き422の一部によって、ザグリ穴432が構成される格好となっている。ザグリ穴432には、固定樹脂442が充てんされている。固定樹脂442は、ボルト441の緩みを防止するためのものであり、本実施形態においては、ザグリ穴432のおよそ半分の領域に充てんされている。なお、図1および図2においては、理解の便宜上、固定樹脂442を省略している。
基台500は、台座400が取り付けられており、本実施形態においては、本体510およびスペーサ520からなる。基台500の材質としては、熱伝導率が高いものが好ましく、たとえばアルミなどの金属が用いられる。なお、本実施形態とは異なり、基台500を一体成型品として形成してもよい。
本体510は、全体として半楕円体とされており、複数のフィン511を有している。複数のフィン511は、外方に向かって放射状に形成されている。本体510には、電源収容凹部512が形成されている。電源収容凹部512は、電源部600の少なくとも一部を収容する部位であり、本実施形態においては、電源部600のほとんどを収容している。スペーサ520は、円板状であり、図3に示すように、本体510の図中上端に取り付けられている。スペーサ520には、開口521が形成されている。開口521は、電源部600との干渉を回避するために設けられている。また、スペーサ520には、図5に示すように固定用孔550が形成されている。
ケースカバー300は、本発明でいう拡散性二次光源部の一例に相当し、台座400の膨出部410を覆っている。本実施形態においては、ケースカバー300は、膨出部410を側方から囲む円筒状部と、膨出部410を上方から覆うドーム状部とを有している。ケースカバー300は、発光部200からの光を拡散させつつ透過する。本実施形態においては、ケースカバー300は、透明な樹脂に蛍光材料が混入された材質からなる。この蛍光材料は、発光部200からの青色光によって励起されることにより黄色光を発する。この黄色光と発光部200からの青色光とが混色することにより、ケースカバー300は、白色光を発するような外観を呈する。また、上記蛍光材料は、発光部200からの光を拡散する機能を果たす。図5に示すように、ケースカバー300には、爪部350が形成されている。爪部350は、台座400の鍔板430の固定用孔450に係合することにより、ケースカバー300を台座400に固定する役割を果たす。基台500のスペーサ520の固定用孔550は、爪部350とスペーサ520との干渉を回避している。
グローブ700は、発光部200が搭載された膨出部410およびケースカバー300を覆っており、これらを収容している。グローブ700は、ケースカバー300から出射された光を透過する。さらに本実施形態においては、グローブ700は、光を拡散させつつ透過させる構成とされている。このようなグローブ700は、たとえば乳白色の半透明な樹脂からなる。グローブ700は、部分球形状とされており、その直径が35mm程度である。本実施形態においては、図3に示すように、上下方向においてグローブ700の水平断面形状が最大となる部分(中央部分)に、ケースカバー300が重なる配置とされている。
電源部600は、たとえば商用の交流100V電源から発光部200(LEDチップ220)を点灯させるのに適した直流電力を発生させ、この直流電力を発光部200(LEDチップ220)に供給するものであり、図3に示すように、電源基板610、複数の電子部品620、および配線630を備えている。
電源基板610は、たとえばガラスコンポジッド銅張積層板からなり、全体として円形状とされている。電源基板610の図中下面には、複数の電子部品620が実装されている。電源基板610は、基台500のスペーサ520の開口521を塞ぐように配置されている。電源基板610には、放熱用貫通孔611が形成されている。放熱用貫通孔611は、台座400の放熱用貫通孔421と平面視において同じ位置に設けられている。
複数の電子部品620は、たとえば商用の交流100V電源を発光部200(LEDチップ220)を点灯させるのに適した直流電力に変換する機能を果たす。複数の電子部品620は、たとえば、コンデンサ、抵抗、コイル、ダイオード、ICなどを含む。たとえば、図3において、電源収容凹部512のほぼ中央において、図中下方にもっとの突出した電子部品620は、コンデンサである。
配線630は、複数の電子部品620からの直流電力を発光部200へと導くためのものである。配線630は、電源基板610から台座400の配線用貫通孔420を通じて発光部200に到達している。
口金650は、たとえばJIS規格に準拠した一般的な電球用の照明器具に取り付けるための部分である。本実施形態においては、口金650は、JIS規格に定められたE17の仕様を満たす構成とされている。口金650は、電源部600に対して配線によって接続されている。
次に、LED電球101の作用について説明する。
本実施形態によれば、膨出部410の搭載面401に搭載された発光部200は、グローブ700の中央に近い位置で発光する。この発光部200からの光は、図3において上方、側方に加えて、斜め下方向にも進行する。これらの光は、ケースカバー300の蛍光材料を励起することにより黄色光を発する励起光となるとともに、ケースカバー300によって拡散される。このため、ケースカバー300からは、発光部200から発せられた光よりもより広い領域に向かって白色光が発せられる。そして、ケースカバー300を覆うグローブ700によってこの白色光がさらに拡散される。したがって、LED電球101においては、部分球形状のグローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。このようなLED電球101は、たとえばミニクリプトン球の代替製品として用いられるのに適している。
膨出部410を、それぞれが正方形状である3つの搭載面401が頂点を共有するように集合した形状とすることにより、3つの搭載面401が互いに全く異なる方向を向く構成となっている。これにより、3つの発光部200からより広い範囲に光を発することができる。また、各搭載面401は、図3において斜め上を向く姿勢となっている。この搭載面401に搭載された発光部200からは、斜め下方向に光が発せられやすい。これは、LED電球101を一般的な白熱電球のように広い範囲を照らす照明器具とするのに好適である。
ケースカバー300は、円筒部とドーム状部とを有しており、グローブ700は、部分球形状とされている。これにより、ケースカバー300からの光がグローブ700に対して不均一に入射することを抑制することが可能であり、グローブ700を均一に光らせるのに適している。
放熱用貫通孔421を設けることにより、発光部200からの熱を膨出部410および本体510内の空間を介して本体510へと伝えることができる。本体510は、複数のフィン511が形成されており、放熱性に優れる。したがって、発光部200が不当に高熱となってしまうのを防止することができる。
セラミックスからなるLED基板210は、複数のLEDチップ220からの熱を台座400に伝えるのに適している。
図6〜図20は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
図6は、本発明の第2実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球102は、ケースカバー300の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、ケースカバー300は、蛍光層320と透明層330とを有している。透明層330は、たとえば透明なエポキシ樹脂あるいまアクリル樹脂からなる。蛍光層320は、青色光によって励起されることにより黄色光を発する蛍光材料が混入された樹脂からなり、透明層330の外側を覆っている。
このような構成によっても、LED電球102においては、部分球形状のグローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。また、発光部200からの青色光は可視光の中では比較的短波長であり屈折しやすい。この青色光がケースカバー300の透明層330によって様々な方向に屈折または反射される。この屈折した後の青色光を蛍光層320によって拡散することにより、より広い領域に白色光を向かわせる効果が期待できる。
図7は、本発明の第3実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球103は、ケースカバー300を備えない点、および発光部200の構成が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、図4に示す発光部200の封止樹脂230が蛍光材料を含む樹脂によって形成されている。この蛍光材料は青色光によって励起されることにより黄色光を発するものである。このような構成により、発光部200は、白色光を発する。グローブ700は、発光部200からの白色光を拡散させつつ透過させる。
このような構成によっても、LED電球103においては、部分球形状のグローブ700の中央付近に発光部200が配置されていることにより、グローブ700のほとんどの部分に発光部200からの光を到達させることができる。したがって、より広い領域を均一に照らすことができる。
図8は、本発明の第4実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球104は、発光部200およびグローブ700の構成が上述したLED電球103と異なっている。本実施形態においては、発光部200は、青色光を発する。グローブ700は、蛍光材料が混入された樹脂からなる。この蛍光材料は、青色光によって励起されることにより黄色光を発するものである。グローブ700は、発光部200からの青色光を拡散させつつ透過させるとともに、上記蛍光材料からの黄色光を発する。これにより、グローブ700は、白色光を発するような外観を呈する。
このような構成によっても、LED電球104においては、部分球形状のグローブ700の中央付近に発光部200が配置されていることにより、グローブ700のほとんどの部分に発光部200からの光を到達させることができる。したがって、より広い領域を均一に照らすことができる。
図9および図10は、本発明の第5実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球105は、台座400およびケースカバー300の構成が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、台座400の膨出部410が円錐台状とされている。搭載面401は、膨出部410の天面にあたり円形状とされている。側面402は、基台500に向かうほど断面直径が大となるテーパ円筒形状とされている。搭載面401には、配線用貫通孔420と複数の固定用孔450が形成されている。
ケースカバー300は、直方体形状とされており、膨出部410の搭載面401に取り付けられている。本実施形態においては、発光部200は、白色光を発する。ケースカバー300は、拡散層310によって構成されている。拡散層310は、たとえば乳白色の半透明樹脂によって形成されている。グローブ700も、たとえば乳白色の半透明樹脂によって形成されている。また、ケースカバー300を、図10に示す断面図で表されるような有底円筒形状としてもよい。
このような構成によっても、LED電球105においては、部分球形状のグローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。
図11は、本発明の第6実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球106は、ケースカバー300が円錐形状とされている。
このような構成によっても、LED電球106においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。
図12は、本発明の第7実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球107においては、ケースカバー300が、直径が一定でない有底円筒形状とされている。ケースカバー300は、台座400から上方に向かうほど直径が大となっている。
このような構成によっても、LED電球107においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。
図13は、本発明の第8実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球108においては、ケースカバー300が、直径が一定でない有底円筒形状とされている。ケースカバー300は、台座400から上方に向かうほど直径が小となっている。
このような構成によっても、LED電球108においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。
図14は、本発明の第9実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球109においては、ケースカバー300が、部分球形状とされている。
このような構成によっても、LED電球109においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。特に、ケースカバー300とグローブ700とがともに部分球形状であることにより、グローブ700のより広い領域を白色に光らせることができる。
図15は、本発明の第10実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球110においては、グローブ700および発光部200の構成が上述したLED電球109と異なっている。本実施形態においては、発光部200は、青色光を発する構成とされている。グローブ700は、蛍光層720によって構成されている。蛍光層720は、透明な樹脂に蛍光材料が混入された材料からなる。この蛍光材料は、発光部200からの青色光によって励起されることにより、黄色光を発する材料からなる。
このような構成によっても、LED電球110においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。
図15は、本発明の第11実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球111においては、グローブ700の構成が上述したLED電球110と異なっている。本実施形態においては、グローブ700は、蛍光層720および透明層730によって構成されている。透明層730は、たとえば、透明な樹脂材料からなる。蛍光層720は、透明層730の内側に積層されている。蛍光層720は、上述したLED電球110における構成のほかに、上記蛍光材料を透明層730の内側に吹き付けることによって形成してもよい。
このような構成によっても、LED電球111においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。
図17は、本発明の第12実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球112においては、ケースカバー300が、蛍光層320によって構成されている。蛍光層320は、青色光によって励起されることにより黄色光を発するとともに、青色光を拡散する役割を果たす。また、蛍光材料からの黄色光の出射方向は、青色光の入射方向にほとんど依存せずランダムな方向となる。発光部200は、青色光を発する構成とされている。本実施形態と同様に、上述したLED電球105〜109において、ケースカバー300を蛍光層320によって構成し、発光部200が青色光を発する構成としてもよい。
このような構成によっても、LED電球112においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。
図18は、本発明の第13実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球113においては、ケースカバー300の構成が上述したLED電球112と異なっている。本実施形態においては、ケースカバー300は、蛍光層320および透明層330によって構成されている。透明層330は、たとえば、透明な樹脂材料からなる。蛍光層320は、透明層330の外側に積層されている。蛍光層320は、蛍光材料が混入された樹脂によって形成された構成ほかに、上記蛍光材料を透明層330の外側に吹き付けることによって形成してもよい。
このような構成によっても、LED電球113においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。
図19は、本発明の第14実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球114においては、ケースカバー300が拡散層310と透明層330とによって構成されている。透明層330は、円筒形状であり発光部200を側方から囲んでいる。拡散層310は、円形状であり透明層330の上端に取り付けられている。拡散層310は、発光部200の上方正面に位置している。発光部200は、白色光を発する構成とされている。
このような構成によっても、LED電球114においては、グローブ700全体が均一に白色に光る外観を呈することとなり、より広い範囲を均一に照らすことができる。発光部200から拡散層310に進行した光は、その一部が下方に反射される。この反射された光は、透明層330を透過して、斜め下方に進行する。この光は、グローブ700の下端寄り部分に到達する。したがって、グローブ700の下端寄り部分からより明るい光を出射することができる。
図20は、本発明の第15実施形態に基づくLED電球を示している。本実施形態のLED電球115は、台座400の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、台座400は、円板状とされており、上述した実施形態における膨出部410は設けられていない。台座400の上面中央付近が、搭載面401となっている。発光部200は、この搭載面401に搭載されている。ケースカバー300は、比較的上下寸法が大である直方体形状あるいは有底円筒形状とされている。ケースカバー300の高さは、上下方向においてグローブ700の水平方向断面寸法が大となる中央部とケースカバー300とが、上下方向において十分に重なる寸法とされている。ケースカバー300は、拡散層310によって構成されており、発光部200は、白色光を発する。この構成に代えて、ケースカバー300を蛍光層320によって構成し、発光部200を青色光を発する構成としてもよい。
このような構成によっても、グローブ700の内部において比較的高い形状とされたケースカバー300が発光部200からの光を受けて白色に輝く外観を呈する。このケースカバー300を覆うグローブ700は、ケースカバー300からの白色光を広い領域で受けることとなる。したがって、LED電球115においてもより広い領域を均一に照らすことができる。
本発明に係るLED電球は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るLED電球の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
以下に、本発明の他の側面による実施形態について、図21〜図31を参照しつつ説明する。
(第1の実施形態)
図21および図22に示すLEDランプA1は、基台1、台座2、台座2上に固定された発光部3、口金4、半球状のグローブ5、およびケースカバー7を備えている。このLEDランプA1の口金4は、ねじ込み式の既設の電球用ソケット(たとえば、クリプトン球用のソケット(E17口金))に装着可能となっており、LEDランプA1は、クリプトン電球の代替として用いることが可能となっている。グローブ5は、台座2、発光部3を覆うようにして、基台1に固定されている。グローブ5は、発光部3からの光を拡散させる機能を有する。
基台1の内部は空洞になっており、内部にAC−DCコンバータ6が格納されている。AC−DCコンバータ6は口金4に接続されているとともに、図示しない配線により発光部3に接続されている。AC−DCコンバータ6は、交流電圧を直流電圧に変換して発光部3に供給する。台座2は基台1に嵌めこまれている。台座2の上面2aは基台1の上端よりもさらに上方に突出している。ケースカバー7の端部よりもグローブ5の端部は口金4側に配置されている。なお、基台1はたとえばアルミニウムなどの放熱性の良い材質からなる。基台1の外壁にはフィン(図示略)が形成されており、放熱性が向上されている。
発光部3は、セラミック基板3a上に搭載された複数のLED発光素子が配置される発光領域3bを有する発光体(chiponboard、図22参照)である。複数のLED発光素子は、基板3a上に搭載された状態で、封止樹脂(図示せず)により封止されている。発光領域3bは、方形状である。台座2の上面2a上には、発光部3を覆うように、箱状のケースカバー7(内側カバー)が固定されている。ケースカバー7は、発光領域3bの辺と平行な面を有する直方体である。
第1の実施形態では、発光部3は、青色LEDの上に蛍光体が塗布された白色光源であるとともに、ケースカバー7は発光部3からの光を拡散する拡散部材からなる。ケースカバー7の全面が拡散板で構成されている。発光部3から上方に向かって照射された光は拡散部材によって拡散されることにより、台座2よりも下方にまで照射範囲が拡げられる。図31に示すように、第1実施形態のLEDランプA1(図31(A)参照)は、ケースカバー7の中心7aが従来のクリプトン球B1(図31(B)参照)のフィラメント10の中心と一致(線90で示す高さ位置)するように構成されている。たとえば、ソケット4の先端部4a(線94の高さ位置)からケースカバー7の中央部7a(光源の中心(線90))までの距離は、クリプトン球のソケットの先端部4aからフィラメント10までの距離と略同一である。なお、距離は、約35mm〜約45mmである。これにより、ケースカバー7から放射される光は、ケースカバー7がない場合に比べて照明範囲が広がっており、LEDランプA1の照明範囲は、クリプトン球B1に近い照明範囲を持つことになる。また、発光部3を拡散部材で覆うことにより、発光強度が分散されるので、外部から見た場合の発光強度のムラが生じる(LED素子の部分が光って見えてしまう)のを抑制できる。また、発光中心7a(線90)からグローブ5の先端部(線92)までの距離は、フィラメント10の中央部(線90)からグローブ5の先端部までの距離と略同一である。線90から線92までの距離は約15mm〜約20mmである。発光中心の位置を合わせることにより、以下の効果がある。すなわち、クリプトン球はソケットに斜めまたは横向きに装着する器具があり、クリプトン球のフィラメントの位置(発光中心)に合わせてその器具が設計されている。従来のLEDランプは横向きの光量が少ないため、上記のようにクリプトン球と置き換えて斜めに装着した場合には、照射範囲に偏りが生じる。その一方、本実施形態のLEDランプA1は横方向の光量もクリプトン球に近くすることができる。このように、LEDランプA1の発光中心7aをフィラメント10と同じ位置にすることにより、その器具にLEDランプA1を装着しても好適に照明することができる。
(第2の実施形態)
図23は、第2の実施形態によるLEDランプを示す断面図である。図23に示すように、第2の実施形態では、上記第1実施形態と異なり、台座12の上面が基台11の上端と同一の高さ位置にある。そして、台座12の上面が下がった分、ケースカバー17が高くなっている。その結果、第1実施形態と第2実施形態とでケースカバーの上面の位置は同一である。その他の構成は第1実施形態と同様である。
(第3の実施形態)
図24は、第3の実施形態によるLEDランプを示す断面図である。図24に示すように、第3の実施形態では、箱状のケースカバー7を用いた上記第1の実施形態と異なり、半球状のケースカバー27を用いている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
(第4の実施形態)
図25は、第4の実施形態によるLEDランプを示す断面図である。図25に示すように、第4の実施形態では、箱状のケースカバー7を用いた上記第1の実施形態と異なり、角錐状のケースカバー37を用いている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
(第5の実施形態)
図26は、第5の実施形態によるLEDランプを示す断面図である。図26に示すように、第5の実施形態では、箱状のケースカバー7を用いた上記第1の実施形態と異なり、台形状のケースカバー47を用いている。ケースカバー47は、台座2への固定端から上方に向かうに従って径が大きくなっており、上面47aは平坦となっている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
(第6の実施形態)
図27は、第6の実施形態によるLEDランプを示す断面図である。図27に示すように、第6の実施形態では、箱状のケースカバー7を用いた上記第1の実施形態と異なり、台形状のケースカバー57を用いている。ケースカバー57は、台座2への固定端から上方に向かうに従って径が小さくなっており、上面57aは平坦となっている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
(第7の実施形態)
図28は、第7の実施形態によるLEDランプを示す断面図である。図28に示すように、第7の実施形態では、平坦な上面2aを有する台座2を用いた上記第1の実施形態と異なり、角錐状(たとえば、4角錐)の外側面を有する台座62を用いている。4角錐の4つの側面の上端近傍に、それぞれ、発光部(発光領域63a、基板63b、発光領域63c、基板63d)が設けられている。また、発光部3を覆うように半球形状のケースカバー67が設けられている。これにより、発光部3は従来の電球のフィラメントに近似する位置に配置されている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
(第8の実施形態)
図29は、第8実施形態によるLEDランプを示す断面図である。図29に示すように、第8実施形態では、白色光源および拡散体を用いた上記第1の実施形態と異なり、青色LEDの上に蛍光体が塗布されていない青色光源73aと基板73bからなる発光部73を用いている。そして、ケースカバー77の表面には、青色光を受けて白色光を出すために蛍光体が塗布されている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
(第9の実施形態)
図30は、第9の実施形態によるLEDランプを示す断面図である。図30に示すように、第9の実施形態では、全面が拡散板で構成されたケースカバー7を用いた上記第1実施形態と異なり、上面87のみが拡散板から構成され、側面88は拡散性を有しない透光板から構成されたケースカバーを用いている。上面87は、LEDからの光を拡散するとともに、反射して下方にも出す。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
上記実施形態では、ケースカバーが直方体や角錐、半球状である例を示したが、他の形状でもよい。たとえば、円錐形状や円柱状、または円錐台形状などの中心軸に対する回転対称形状でもよい。
本発明の他の側面にかかる電球型発光ダイオード照明装置の技術的特徴を、以下に付記として記載する。
〔付記1〕
電源部と、電源部から電力供給を受ける発光ダイオードチップと前記発光ダイオードチップから発生する光によって照明される拡散性二次光源部と、前記拡散性二次光源部を覆う拡散性のカバーを有することを特徴とする電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記2〕
前記拡散性二次光源部は前記発光ダイオードチップを覆う拡散性の内側カバーであることを特徴とする付記1記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記3〕
発光ダイオードチップは所定波長の光源光を発生するとともに、前記拡散性二次光源部は前記光源光により照明されることにより前記光源光よりも長波長側の蛍光を発生する蛍光発生部であることを特徴とする付記1記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記4〕
前記蛍光発生部は、前記発光ダイオードチップを覆う内側カバーであることを特徴とする付記3記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記5〕
ソケットに挿入される接点部を有し、前記内側カバーを覆う前記拡散性のカバー端は前記内側カバー端よりも前記接点部寄りに配置されることを特徴とする付記2または4記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記6〕
前記発光ダイオードチップは方形であるとともに前記内側カバーは前記方形の辺とほぼ平行な面を有する直方体であることを特徴とする付記2または4または5記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記7〕
前記内側カバーは回転対称体であることを特徴とする付記2または4または5記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記8〕
前記内側カバーはほぼ球状であることを特徴とする付記7記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記9〕
前記内側カバーは円錐状であることを特徴とする付記7記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記10〕
前記内側カバーは円錐台状であることを特徴とする付記7記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記11〕
前記内側カバーは円柱状であることを特徴とする付記7記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記12〕
ソケットに挿入される接点部を有し、前記拡散性二次光源部の中心がE17口金に適合する電球のフィラメント位置に近似する位置に配置されることを特徴とする付記1から11のいずれかに記載の電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記13〕
ソケットに挿入される接点部と、発光ダイオードチップを光源とする光源部とを有し、前記光源部の中心がE17口金に適合する電球のフィラメント位置に近似する位置に配置されることを特徴とする電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記14〕
ソケットに挿入されるE17口金接点部と、電源部と、電源部から電力供給を受ける発光ダイオードチップを有する光源部と、前記光源部を覆う拡散性のカバーと、前記発光ダイオードチップを載置する載置部とを有し、前記拡散性のカバー端は前記載置部よりも前記接点部寄りに配置されることを特徴とする電球型発光ダイオード照明装置。
〔付記15〕
前記光源部を覆う内側カバーが前記載置部に載置されることを特徴とする付記14記載の電球型発光ダイオード照明装置。
101〜112 LED電球
200 発光部
210 LED基板
220 LEDチップ
230 封止樹脂
240 堰部
300 ケースカバー(拡散性二次光源部)
310 拡散層
320 蛍光層
330 透明層
350 爪部
400 台座
401 搭載面
402 側面
410 膨出部
420 配線用貫通孔
421 放熱用貫通孔
422 切欠き
430 鍔板
431 ボルト用貫通孔
432 ザグリ穴
441 ボルト
442 固定樹脂
450 固定用孔
500 基台
510 本体
511 フィン
512 電源収容凹部
520 スペーサ
521 開口
550 固定用孔
600 電源部
610 電源基板
611 放熱用貫通孔
620 電子部品
630 配線
650 口金
700 グローブ
720 蛍光層
730 透明層
A1 LEDランプ
1 基台
2 台座
3 発光部
4 口金
5 グローブ
6 AC−DCコンバータ
7 ケースカバー

Claims (28)

  1. 1以上のLEDチップを有する1以上の発光部と、
    上記発光部が搭載された1以上の搭載面が形成された膨出部を有する台座と、
    上記台座に取り付けられた基台と、
    上記膨出部を覆い、かつ光を透過させるグローブと、
    上記膨出部を覆い、かつ上記発光部と上記グローブとの間に隙間をおいて介在しており、上記発光部からの光を拡散させつつ透過する拡散性二次光源部とを備えており、
    上記拡散性二次光源部は、上記LEDチップからの光によって励起されることにより上記LEDチップからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料を含んでいるとともに、直方体形状であることを特徴とする、LED電球。
  2. 上記拡散性二次光源部は、透明樹脂に上記蛍光材料が混入された材料からなる、請求項に記載のLED電球。
  3. 上記拡散性二次光源部は、透明樹脂からなる透明層と、この透明層に積層された上記蛍光材料を含む蛍光層とを有する、請求項に記載のLED電球。
  4. 上記透明層は、上記蛍光層に対して上記発光部側にある、請求項に記載のLED電球。
  5. 上記拡散性二次光源部は、上記発光部の側方を囲み、透明樹脂からなる透明層と、上記発光部の正面に位置し、上記蛍光材料を含む蛍光層と、を有する、請求項に記載のLED電球。
  6. 上記グローブは、光を拡散させつつ透過する、請求項1ないしのいずれかに記載のELD電球。
  7. 上記膨出部は、円形の上記搭載面と、この搭載面から上記基台に向かうほど断面寸法が大となるテーパ円筒形状の側面とを有する、請求項1ないしのいずれかに記載のLED電球。
  8. 1以上のLEDチップを有する1以上の発光部と、
    上記発光部が搭載された1以上の搭載面が形成された膨出部を有する台座と、
    上記台座に取り付けられた基台と、
    上記膨出部を覆い、かつ光を透過させるグローブと、
    を備えており、
    上記膨出部には、3つの上記搭載面が形成されており、
    上記3つの搭載面は、各々が1つの頂点とこの頂点から延びる2つの辺を有しているとともに、それぞれの頂点が互いに一致しており、かつ隣り合うものどうしの上記辺が接していることを特徴とする、LED電球。
  9. 上記搭載面は、正方形状である、請求項に記載のLED電球。
  10. 上記膨出部を覆い、かつ上記発光部と上記グローブとの間に隙間をおいて介在しており、上記発光部からの光を拡散させつつ透過する拡散性二次光源部を備える、請求項に記載のLED電球。
  11. 上記拡散性二次光源部は、上記LEDチップからの光によって励起されることにより上記LEDチップからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料を含んでいる、請求項10に記載のLED電球。
  12. 上記拡散性二次光源部は、透明樹脂に上記蛍光材料が混入された材料からなる、請求項11に記載のLED電球。
  13. 上記拡散性二次光源部は、透明樹脂からなる透明層と、この透明層に積層された上記蛍光材料を含む蛍光層とを有する、請求項11に記載のLED電球。
  14. 上記透明層は、上記蛍光層に対して上記発光部側にある、請求項13に記載のLED電球。
  15. 上記拡散性二次光源部は、上記発光部の側方を囲み、透明樹脂からなる透明層と、上記発光部の正面に位置し、上記蛍光材料を含む蛍光層と、を有する、請求項11に記載のLED電球。
  16. 上記拡散性二次光源部は、回転対称形状である、請求項11ないし15のいずれかに記載のLED電球。
  17. 上記拡散性二次光源部は、円筒部とドーム部とを有する、請求項16に記載のLED電球。
  18. 上記拡散性二次光源部は、円錐状である、請求項16に記載のLED電球。
  19. 上記拡散性二次光源部は、円錐台状である、請求項16に記載のLED電球。
  20. 上記拡散性二次光源部は、有底円筒状である、請求項16に記載のLED電球。
  21. 上記拡散性二次光源部は、部分球状である、請求項16に記載のLED電球。
  22. 上記拡散性二次光源部は、直方体形状である、請求項11ないし15のいずれかに記載のLED電球。
  23. 上記グローブは、光を拡散させつつ透過する、請求項ないし22のいずれかに記載のELD電球。
  24. 上記発光部は、上記1以上のLEDチップが搭載されたLED基板を有する、請求項1ないし23のいずれかに記載のLED電球。
  25. 上記LED基板は、セラミックスからなる、請求項24に記載のLED電球。
  26. 上記LED基板には、複数の上記LEDチップがマトリクス状に配置されている、請求項24または25に記載のLED電球。
  27. 上記発光部は、上記LEDチップを封止し、かつ上記LEDチップからの光を透過する封止樹脂を有する、請求項24ないし26のいずれかに記載のLED電球。
  28. 上記発光部は、上記LED基板上に枠状に形成されて、上記封止樹脂を包囲する堰部を有する、請求項27に記載のLED電球。
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