JP5850899B2

JP5850899B2 - 発光ダイオード電球

Info

Publication number: JP5850899B2
Application number: JP2013222002A
Authority: JP
Inventors: 隆欣陳; 文良曾
Original assignee: Advanced Optoelectronic Technology Inc
Current assignee: Advanced Optoelectronic Technology Inc
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2033-10-25
Also published as: US8979312B2; CN103791255B; TW201416606A; JP2014093298A; US20140119008A1; CN103791255A; TWI542814B

Description

本発明は、半導体照明に関し、特に発光ダイオード電球に関するものである。

発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は、電流を特定の波長の光に変換できる半導体素子からできており、高輝度、低電圧、低消費電力、長寿命である等の利点を有することから、新しいタイプの光源として、現在広く利用されている。

従来の発光ダイオード電球は、一般には、ホルダーと、ホルダーの底部に設置された口金と、ホルダーの頂部に設置された基板と、該基板の平坦な取付面に装着された複数の発光ダイオードと、ホルダーの頂部に設置され、且つ複数の発光ダイオードを覆うランプカバーと、を備える。しかし、従来の発光ダイオードの光出射範囲は比較的小さいため（一般的には９０度〜１２０度である）、従来の発光ダイオード電球の光出射範囲は、一般的に１２０度以下であり、その光強度分布は、主に発光ダイオード電球の中心軸に集中し、発光ダイオード電球の周囲に向かって徐々に弱くなる。これにより、発光ダイオード電球の照明効果（使用範囲）に影響を与える。

前記課題を解決するために、本発明は、照射範囲が広い発光ダイオード電球を提供する。

本発明に係る発光ダイオード電球は、連結体と、前記連結体の一端に設置された口金と、前記連結体の他端に設置され、且つ取付台及び該取付台に設置された複数の発光ダイオードモジュールを含む光源ベースと、を備えている。前記取付台は、前記連結体から離れる側に位置する頂面と、該頂面から前記連結体に向かって下方に延伸する複数の側壁と、を備え、複数の前記発光ダイオードモジュールは、前記取付台の側壁及び頂面にそれぞれ設置されている。

従来の技術と比べて、本発明に係る発光ダイオード電球において、取付台は頂面及び該頂面から連結体に向かって下方に延伸する複数の側壁を備え、発光ダイオードモジュールは、取付台の側壁及び頂面にそれぞれ設置され、この側壁に設置された発光ダイオードモジュールから出射された光は、発光ダイオード電球の周囲へ出射することができる。従って、発光ダイオード電球の照射範囲を効果的に向上させることができる。

本発明の第一実施形態に係る発光ダイオード電球の断面図である。本発明の第二実施形態に係る発光ダイオード電球の断面図である。本発明の第三実施形態に係る発光ダイオード電球の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１を参照すると、本発明の第一実施形態に係る発光ダイオード電球１００は、連結体１０と、該連結体１０の底端１０４に設置された口金２０と、連結体１０の頂端１０５に設置された光源ベース３０と、連結体１０と連接し、且つ光源ベース３０を覆うランプカバー４０と、を備える。

連結体１０は、中空管であり、その内部には、底端１０４及び頂端１０５を連通する収容空間１０１が形成されている。発光ダイオード電球１００は、連結体１０の収容空間１０１内に設置された駆動回路モジュール１０２をさらに備える。駆動回路モジュール１０２は、口金２０と発光ダイオードモジュール３２とにそれぞれ電気的に接続され、発光ダイオードモジュール３２に電力を供給するために用いられる。

連結体１０には、環状溝１０３がさらに設けられている。該環状溝１０３は、連結体１０の光源ベース３０に近い端縁に形成される。ランプカバー４０は、この連結体１０の環状溝１０３内に固定される。

口金２０は、外部電源（図示せず）と電気的に接続するために用いられる。他の実施形態において、口金２０の外周面には、外部電源のソケットと螺合するためのねじ山（図示せず）をさらに設けても良い。

光源ベース３０は、取付台３１及び該取付台３１に設置された複数の発光ダイオードモジュール３２を備える。発光ダイオードモジュール３２は、回路基板３２１及び該回路基板３２１に設置された発光ダイオード３２２を備える。発光ダイオード３２２は、表面実装技術（ＳＭＴ）によって光源ベース３０の取付台３１に貼設される。

本実施形態において、取付台３１は、角錐台であり、アルミニウム等の高い放熱効率を有する材料からなる。取付台３１は、底面３１３と、該底面３１３に対向して位置する頂面３１１と、底面３１３及び該頂面３１１を連接する側壁３１２と、を備える。取付台３１の頂面３１１は底面３１３に平行である。取付台３１は、その底面３１３によって連結体１０上に連接される。取付台３１の側壁３１２は、頂面３１１から連結体１０に向かって斜め下方に延伸している。複数の発光ダイオードモジュール３２は、取付台３１の側壁３１２及び頂面３１１にそれぞれ設置される。

取付台３１の頂面３１１と各側壁３１２との間には夾角βがそれぞれ形成される。本実施形態において、夾角βは１００度〜１４０度の範囲の鈍角である。

本実施形態において、取付台３１は、半田付け、嵌め込み又は接着等の方式によって連結体１０に固定される。他の実施形態において、取付台３１と連結体１０とは、一体に成型しても良い。

また、本実施形態において、取付台３１の内部には、連結体１０の収容空間１０１に連通する内部通路（図示せず）が設けられている。該内部通路は、駆動回路モジュール１０２及び発光ダイオードモジュール３２を接続する導線（図示せず）を通すために用いられる。

取付台３１の頂面３１１が位置する平面Ｘとランプカバー４０とは、交差して円形の曲線Ｌを形成する。ランプカバー４０の該曲線Ｌにおけるいずれか１つの点に通じる接平面Ｙと取付台３１の頂面３１１が位置する平面Ｘとの間には、夾角αが形成される。

前記夾角αの大きさは、ランプカバー４０内の取付台３１の頂面３１１の位置と関係する。ランプカバー４０の中心が取付台３１の頂面３１１の上方に位置する場合、前記夾角αは鋭角である。ランプカバー４０の中心が取付台３１の頂面３１１上に位置する場合、前記夾角αは９０度の直角である。ランプカバー４０の中心が取付台３１の頂面３１１の下方に位置する場合、前記夾角αは鈍角である。

各発光ダイオード３２２の光出射範囲は、一般的に９０度〜１２０度であり、夾角αが直角或いは鈍角である場合、取付台３１の頂面３１１上に位置する発光ダイオードモジュール３２とランプカバー４０の頂部との間の距離は比較的近いため、発光ダイオードモジュール３２から出射した光は、ランプカバー４０によって屈折された後の照射範囲は比較的狭い。従って、照射範囲を向上させ、発光ダイオード電球１００の全方向に対する照射範囲を実現するために、本実施形態において、夾角αは６０度未満の鋭角を選択することが好ましい。

ランプカバー４０は、光透過性に優れたガラス、ポリカーボネート等の透明又は半透明材料からなる。本実施形態において、ランプカバー４０は球状を呈し、ランプカバー４０の下部は、連結体１０の環状溝１０３に嵌め込まれる。他の実施形態において、ランプカバー４０は、ネジ止め或いは超音波溶接等の手段によって連結体１０に固定しても良い。

図２は、本発明の第二実施形態に係る発光ダイオード電球１００ａを示した図である。この第二実施形態に係る発光ダイオード電球１００ａと第一実施形態に係る発光ダイオード電球１００との異なる点は、発光ダイオード電球１００ａにおいては、取付台３１ａの頂面３１１ａに設置され、且つ発光ダイオードモジュール３２ａを覆うレンズ５０をさらに備えている点である。レンズ５０は、取付台３１ａの頂面３１１ａに設置された発光ダイオードモジュール３２ａから出射された光を屈折させるために用いられる。

レンズ５０は、凹状の光入射面５１と、該光入射面５１に対向して位置する凸状の光出射面５２と、光入射面５１と光出射面５２とを連接する連接面５３と、を備える。光出射面５２は、第一曲面５０２及び第二曲面５０４を備える。第一曲面５０２及び第二曲面５０４は、取付台３１ａの頂面３１１ａから離れる方向に向けてそれぞれ突出している。また、第一曲面５０２及び第二曲面５０４は、レンズ５０の中心軸Ｚに対して対称であり、且つ互いに連接して略こうもりの羽状を形成している。連接面５３は、互いに対向に設置され、且つ光出射面５２の両側に位置する第一側面５０１及び第二側面５０３を備える。第一側面５０１及び第二側面５０３は、レンズ５０の中心軸Ｚに対して対称である。第一曲面５０２及び第二曲面５０４の連接点Ｐは、中心軸Ｚ上に位置する。第一曲面５０２及び第二曲面５０４の外縁部は、第一側面５０１及び第二側面５０３の上端とそれぞれ連接する。レンズ５０の厚さは、第一曲面５０２と第二曲面５０４との連接点Ｐから第一側面５０１及び第二側面５０３に近接するにつれて徐々に厚くなる。

本実施形態において、レンズ５０は、取付台３１ａの頂面３１１ａに設置された２つの発光ダイオード３２２ａを覆う。該２つの発光ダイオード３２２ａは、レンズ５０の第一曲面５０２及び第二曲面５０４にそれぞれ対応して設置される。即ち、１つの発光ダイオード３２２ａは第一曲面５０２の真下に位置し、該発光ダイオード３２２ａから出射された光は、光入射面５１を介してレンズ５０の内部に入射する。この際、一部の光は第一曲面５０２によって屈折した後、ランプカバー４０ａの上部へ出射され、もう一部の光は第一曲面５０２によって反射された後、第一側面５０１を介してランプカバー４０ａの下部へ出射される。同様に、もう一つの発光ダイオード３２２ａは第二曲面５０４の真下に位置し、該発光ダイオード３２２ａから出射された光は、光入射面５１を介してレンズ５０の内部に入射する。この際、一部の光は第二曲面５０４によって屈折した後、ランプカバー４０ａの上部へ出射され、もう一部の光は第二曲面５０４によって反射された後、第二側面５０３を介してランプカバー４０ａの下部へ出射される。

図３は、本発明の第三実施形態に係る発光ダイオード電球１００ｂを示した図である。この第三実施形態に係る発光ダイオード電球１００ｂと第二実施形態に係る発光ダイオード電球１００ａとの異なる点は、レンズ５０が、互いに離間した第一光入射面５１１及び第二光入射面５１２を備える点である。２つの発光ダイオード３２２ｂは、第一光入射面５１１によって囲まれた収容空間及び第二光入射面５１２によって囲まれた収容空間にそれぞれ収容される。

本発明の発光ダイオード電球１００、１００ａ、１００ｂにおいて、発光ダイオードモジュール３２、３２ａ、３２ｂは、取付台３１、３１ａ、３１ｂの側壁３１２、３１２ａ、３１２ｂ及び頂面３１１、３１１ａ、３１１ｂにそれぞれ設置され、側壁３１２、３１２ａ、３１２ｂは、頂面３１１、３１１ａ、３１１ｂから連結体１０、１０ａ、１０ｂに向かって斜め下方に延伸しているため、側壁３１２、３１２ａ、３１２ｂに設置された発光ダイオードモジュール３２、３２ａ、３２ｂから出射された光を、ランプカバー４０、４０ａ、４０ｂの周囲へ出射させることができる。従って、発光ダイオード電球１００、１００ａ、１００ｂの照射範囲を効果的に向上させることができる。さらに、レンズ５０は、発光ダイオード３２２ａ、３２２ｂから出射された光を発光ダイオード電球１００ａ、１００ｂの両側へ散乱させることができる。これにより、発光ダイオード電球１００ａ、１００ｂの照射範囲をさらに向上させることができる。

１００、１００ａ、１００ｂ発光ダイオード電球
１０、１０ａ、１０ｂ連結体
１０１、１０１ａ、１０１ｂ収容空間
１０２、１０２ａ、１０２ｂ駆動回路モジュール
１０３、１０３ａ、１０３ｂ環状溝
１０４、１０４ａ底端
１０５、１０５ａ頂端
２０、２０ａ、２０ｂ口金
３０、３０ａ、３０ｂ光源ベース
３１、３１ａ、３１ｂ取付台
３１１、３１１ａ、３１１ｂ頂面
３１２、３１２ａ、３１２ｂ側壁
３１３、３１３ａ、３１３ｂ底面
３２、３２ａ、３２ｂ発光ダイオードモジュール
３２１、３２１ａ、３２１ｂ回路基板
３２２、３２２ａ、３２２ｂ発光ダイオード
４０、４０ａ、４０ｂランプカバー
５０レンズ
５１光入射面
５２光出射面
５３連接面
５０１第一側面
５０３第二側面
５０２第一曲面
５０４第二曲面
５１１第一光入射面
５１２第二光入射面

Claims

連結体と、前記連結体の一端に設置された口金と、前記連結体の他端に設置され、且つ取付台及び該取付台に設置された複数の発光ダイオードモジュールを含む光源ベースと、を備えた発光ダイオード電球において、
前記取付台は、前記連結体から離れる側に位置する頂面と、該頂面から前記連結体に向かって下方に延伸している複数の側壁と、を備え、複数の前記発光ダイオードモジュールは、前記取付台の側壁及び頂面にそれぞれ設置されており、
前記発光ダイオード電球は、前記取付台の頂面に設置され、且つ前記取付台の頂面に設置された２つの前記発光ダイオードモジュールを覆うレンズをさらに備え、前記レンズは、凹状の光入射面と、該光入射面に対向して位置する凸状の光出射面と、光入射面と光出射面とを連接する連接面と、を備え、前記光出射面は、前記取付台の頂面から離れる方向に向けてそれぞれ突出する第一曲面及び第二曲面を備え、前記連接面は、互いに対向して設置され、且つ前記光出射面の両側に位置する第一側面及び第二側面を備え、前記第一曲面及び第二曲面の内縁部は互いに連接し、前記第一曲面及び第二曲面の外縁部は前記第一側面及び第二側面とそれぞれ連接し、前記レンズの厚さは、前記第一曲面と第二曲面との連接箇所から前記第一側面及び第二側面に近接するにつれて徐々に厚くなり、
前記取付台の頂面に設置された２つの前記発光ダイオードモジュールは、前記レンズの前記第一曲面及び第二曲面にそれぞれ対応して設置されていることを特徴とする発光ダイオード電球。
前記取付台は、前記頂面に平行である底面をさらに備え、前記取付台は、該底面によって連結体上に連接され、前記取付台の頂面と各側壁との間に夾角がそれぞれ形成され、前記夾角は鈍角であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード電球。
前記発光ダイオード電球は、前記連結体と連接し、且つ前記光源ベースを覆うランプカバーをさらに備え、前記取付台の頂面が位置する平面と前記ランプカバーとが交差して円形の曲線を形成し、前記ランプカバーの該曲線におけるいずれか１つの点を通じる接平面と前記取付台の頂面が位置する平面との間には、夾角が形成され、該夾角は６０度未満の鋭角であることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード電球。