JP5880908B2

JP5880908B2 - Ｌｅｄ電球

Info

Publication number: JP5880908B2
Application number: JP2010175100A
Authority: JP
Inventors: 伸唐沢; 真理唐沢; 応実新村; 金悦高橋
Original assignee: 伸唐沢
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2030-08-04
Also published as: JP2012038449A

Description

本発明は、ＬＥＤ電球に関し、特に、ＬＥＤ基板から発するＬＥＤ光を導く導光ロッドを備えるＬＥＤ電球に関する。

ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）電球は、従来の白熱電球や電球型蛍光灯に比べ、消費電力を低く抑えることができ、寿命も長いといった長所があることから、近年普及しつつある。ＬＥＤ電球の基本的構成については、例えば特許文献１に開示されている。同文献には、一端に口金が設けられ他端の開口部に向けてラッパ状に拡がるラッパ状部材と、このラッパ状部材の開口部に取付けられ内面に蛍光体の層を有する透光性カバーと、前記ラッパ状部材と前記透光性カバーにより形成された略球体の内部に設けられた基板と、この基板の前記透光性カバーに対向する外面に実装されたＬＥＤ素子とを備えるＬＥＤ電球の構成が記載されている（特許文献１参照）。

一方、ＬＥＤ電球においては、一般にＬＥＤ素子が指向性を有するため、光が特定の方向にのみ照射され、光が届かないエリアが生じてしまうという問題がある。通例、ＬＥＤ電球は、天井付近から室内を照らすためにＬＥＤ素子の照射方向が下方向（床面方向）になるように設置される。このため、床面付近を明るく照らすことはできるが、その照射角度は通例最大でも１２０度程度であり、その範囲外、特に天井付近には光が届かずに暗くなってしまうという問題があった。

一方、このような問題点を改善するため、光がなるべく広い範囲に均一に照射されるようにしたＬＥＤ電球も提案されている。例えば、特許文献２には、ランプホルダに接続されるベースから離れて配置されかつ構造ユニットにまとめられた複数のＬＥＤ素子が設けられたＬＥＤ電球が開示されており、特に、複数のＬＥＤ素子が直線的なロッド状装置に列状に配置される構成が開示されている。そして、同文献によれば、このように複数のＬＥＤ素子をベースから離して分散配置することで、ＬＥＤビームの輝度分布を均一化することができるとされている。また、同文献には、ＬＥＤ素子を設けた構造ユニットのほかに蛍光ランプも配置し、両者の組合せによって輝度分布の均一化をさらに好適に実現できるようにしたＬＥＤ電球も開示されている（特許文献２参照）。

特開２００１‐２４３８０７号公報特表２００５‐５１４７５３号公報

しかし、特許文献２に記載されたＬＥＤ電球でも、ＬＥＤ素子だけを配置した構成では照射角度を広げることには限界があり、天井付近まで明るく照らすことは困難であった。また、特許文献２のＬＥＤ電球においては複数のＬＥＤ素子を配置することが必須の構成となっており、しかもできるだけ広い範囲を均一に照射しようとすると多数のＬＥＤ素子を配置する必要がある。このため、消費電力を低く抑えることができるというＬＥＤ電球の長所を十分に発揮することができないものとなっていた。さらに、特許文献２のＬＥＤ電球のうちＬＥＤ素子に加えて蛍光ランプも配置する構成では、消費電力を低く抑えることができないばかりでなく、電球の寿命が長いという長所まで損なうものとなってしまうという問題があった。

即ち、従来のＬＥＤ電球では、特許文献２に記載のものも含め、消費電力を低く抑えることができ寿命も長いといったＬＥＤ電球の長所を生かしつつ、天井付近まで明るく照射することはできなかった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、消費電力を低く抑えることができ寿命も長いといったＬＥＤ電球の長所を生かしつつ、天井付近まで明るく照射することができるＬＥＤ電球を提供することにある。

以上の課題を解決するため、第一の発明は、ＬＥＤ駆動回路部と、底部にソケットに差し込むための口金を設け、ＬＥＤ駆動回路部を収容する収容カップと、収容カップの開口を閉じるようにかぶせられる平板状のＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板から発するＬＥＤ光を導き側方に光を出射することでＬＥＤ基板水平面よりも口金方向を照らすことができる導光ロッドと、ＬＥＤ基板および導光ロッドにかぶせられるドーム状光透過キャップとからなるＬＥＤ電球を提供する。

また、第二の発明は、第一の発明を基礎として、導光ロッドは、その長手方向に沿って設けられる光反射層を有し、この光反射層によって前記側方に光を出射するように配置されているＬＥＤ電球を提供する。

また、第三の発明は、第一又は第二の発明を基礎として、導光ロッドは、その先端に光を収束し又は発散する先端レンズを有するＬＥＤ電球を提供する。

また、第四の発明は、第一から第三のいずれか一の発明を基礎として、導光ロッドは、ドーム状光透過キャップと一体化しているＬＥＤ電球を提供する。

また、第五の発明は、第一から第四のいずれか一の発明を基礎として、導光ロッドは、ＬＥＤ基板にかぶせられるベースプレートから立設するＬＥＤ電球を提供する。

また、第六の発明は、第一から第五のいずれか一の発明を基礎として、導光ロッドに代えて導光プレートとしたＬＥＤ電球を提供する。

本発明により、消費電力を低く抑えることができ寿命も長いといったＬＥＤ電球の長所を生かしつつ、天井付近まで明るく照射することができるＬＥＤ電球を提供することが可能となる。

実施例１のＬＥＤ電球の形状の一例を示す概念図導光ロッド（円柱状導光体）を含む柱状発光体の概要を説明するための概念図実施例１のＬＥＤ電球における導光ロッドの配置の一例を示す図実施例１のＬＥＤ電球の形状の一例を示す概念図実施例２のＬＥＤ電球における導光ロッドの配置の一例を示す図実施例３のＬＥＤ電球の形状の一例を示す概念図実施例４のＬＥＤ電球の形状の一部の一例を示す概念図実施例５のＬＥＤ電球の形状の一部の一例を示す概念図実施例６のＬＥＤ電球の形状の一例を示す概念図

０１００ＬＥＤ電球
０１１０収容カップ
０１１１口金
０１１２収容カップ本体
０１２０平板状のＬＥＤ基板
０１２１ＬＥＤ素子
０１３０導光ロッド
０１４０ドーム状光透過キャップ

以下に、本発明の実施例を説明する。実施例と請求項の相互の関係は以下のとおりである。実施例１、実施例２及び実施例３は主に請求項１、請求項２などに関し、実施例４は主に請求項２などに関し、実施例４は主に請求項３などに関し、実施例５は主に請求項４などに関する。また、実施例６は本発明に関連する発明に関する。なお、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。

<概要>
本実施例のＬＥＤ電球は、ＬＥＤ駆動回路部と、収容カップと、平板状のＬＥＤ基板と、導光ロッドと、ドーム状光透過キャップとからなり、導光ロッドがＬＥＤ基板から発する光（ＬＥＤ光）を導き側方に光を出射することでＬＥＤ基板水平面よりも口金方向を照らすことができるようにした点に特徴があるＬＥＤ電球である。平たく言えば、導光ロッドからの光で天井付近を明るく照らすことができるようにしたものである。

<構成>
（全般）
図１は、本実施例のＬＥＤ電球の形状の一例を示す概念図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその分解斜視図である。本図（ａ）に示すように、本実施例のＬＥＤ電球０１００は、ＬＥＤ駆動回路部（図には現れない）と、収容カップ０１１０（口金０１１１と収容カップ本体０１１２とからなる）と、平板状のＬＥＤ基板０１２０と、導光ロッド０１３０（本図の例では５本の導光ロッドからなるが煩雑を避けるため１個にのみ符号を付した）と、ドーム状光透過キャップ０１４０とからなる。本図に示すＬＥＤ電球は、通常配置される向き、即ち、天井に配置されたソケットに差し込むために口金を上にした向きで示したものである。本図の例では、ドーム状光透過キャップが透明であり、内部に配置された導光ロッドなどが見えている状態である。なお、本図（ｂ）には、ＬＥＤ基板上に５個のＬＥＤ素子（以下、単に「ＬＥＤ」という）０１２１（煩雑を避けるため１個にのみ符号を付した）が備えられている状態が示されている。

本実施例のＬＥＤ電球の特徴は、導光ロッドがＬＥＤ基板から発するＬＥＤ光を導き側方に光を出射することでＬＥＤ基板水平面よりも口金方向、換言すれば天井方向を照らすことができるようにした点にある。このため、導光ロッドは、側方が口金方向を向くように斜めないし水平に配置される。本図では、導光ロッドは５本備えられているが、導光ロッドの数に限定はなく、単数でも複数でもよい。導光ロッドの具体的構成については後述する（なお、後述のように、導光ロッドが複数の場合は、一部の導光ロッドは側方が口金方向を向くように配置されていなくてもよい）。

ＬＥＤ電球の形状、寸法には特に限定はない。図１に示したものは一般電球型と呼ばれる白熱電球と同様の形状、寸法（外径６０ｍｍ×全長１１０ｍｍ程度）を有するものであるが、このほか、ミニクリプトン電球と同様の形状、寸法（外径３５ｍｍ×全長６７ｍｍ程度）やボール電球と同様の形状、寸法（外径９５ｍｍ×全長１２７ｍｍ程度）を有するものなどであってもよい。

（ＬＥＤ駆動回路部）
次に、ＬＥＤ電球の各構成要素について順次説明する。

「ＬＥＤ駆動回路部」は、ＬＥＤを発光させるために駆動する回路であり、公知技術を用いた回路でよい。例えば、定電流ダイオードを用いた定電流回路などを利用したものが挙げられる。

（収容カップ）
「収容カップ」０１１０は、ＬＥＤ駆動回路部を収容するためのものであり、ソケットに差し込むための口金０１１１と収容カップ本体０１１２からなる。収容カップ本体は、ＬＥＤ駆動回路部を直接その内部に収容するためのものであり、一方の端部に開口を有する。典型的には図１（ｂ）の例のように底部（概ね破線０１１２ａで示す範囲）から開口０１１２ｂに向かって広がったカップ形状をなしている。収容カップ本体の材料には、例えばアクリル樹脂が用いられる。

「口金」はソケットに差し込むためのものであり、収容カップの底部に設けられる。口金の種類に特に限定はないが、白熱電球、電球型蛍光灯や従来のＬＥＤ電球との互換性を保つため、一般電球型の白熱電球やボール電球と同じＥ２６口金やミニクリプトン電球と同じＥ１７口金とすることが望ましい。

（ＬＥＤ基板）
「ＬＥＤ基板」０１２０はＬＥＤ０１２１を配置するための平板状の部材であり、収容カップの開口を閉じるようにかぶせられる。従って、収容カップの開口と略同径を有する。ＬＥＤ基板に配置されるＬＥＤは、一個でも複数でもよい。ＬＥＤ基板から発せられる光（厳密にいえばＬＥＤ基板に配置されたＬＥＤから発せられる光）は、次に述べる導光ロッドおよびドーム状光透過キャップを介してＬＥＤ電球から照射される。このため、ＬＥＤの個数は、達成しようとする照明の明るさ（輝度、照度）、消費電力、導光ロッドの個数・配置などに応じて適切に設計される。

（導光ロッド）
（導光ロッドの概要）
「導光ロッド」０１３０は、ＬＥＤ基板から入射された光により側面全体が明るく光る柱状の発光部材である。本発明の出願人は、先に「柱状発光体」に関する発明を出願したところである（特願２０１０−１６４３３４）。本発明における導光ロッドは、当該出願発明を利用するものであり、当該出願発明にいう円柱状導光体と基本的に同じものである。円柱状導光体の構成については、当該出願に係る明細書中で詳細に説明したところであるが、本明細書においては、本発明の理解に必要な範囲で以下に改めて説明する。

図２は、導光ロッド（円柱状導光体）を含む柱状発光体の概要を説明するための概念図であり、（ａ）が長手方向（図中矢印Ａ−Ａ´方向）に沿う縦断面図、（ｂ）が長手方向と垂直に交わる横断面図を示している。本図の例では、柱状発光体０２０１は、導光ロッド０２３０とＬＥＤ０２２１を備えるほか、光反射層０２３１とレンズ層０２３２も備えているが、本発明では後二者はなくてもよい。また、本図の例では、（ｂ）に示したように、導光ロッドが、中心部分であるコア０２３３と、このコアを被覆するクラッド０２３４からなる二層構造を有するが、クラッドのない単層構造であってもよい。

導光ロッドは、上述のようにＬＥＤ基板から入射された光により側面全体が明るく光る柱状の発光部材である。また、本発明では、導光ロッドのＬＥＤ光入射側の端部とは反対側の端部から光を出射することで導光ロッド長手方向の前方（通常は床の方向）を明るく照らすようになっている。このため導光ロッドの材料には光の透過率が高いものが用いられる。このような材料として、例えば、透明性アクリル系樹脂、ガラス系樹脂、ゲル、石英等が挙げられる。

ＬＥＤは導光ロッドの少なくとも一方の端部のすぐ外側に配置され、ＬＥＤ基板から発せられた光が導光ロッドの端部から導光ロッドに入射されるように構成される。入射した光は導光ロッド内を反射しながら導光ロッド全体に広がっていく。このようなＬＥＤ光の導光ロッドへの入射を可能にするためには、ＬＥＤが導光ロッドの端部のすぐ外側にほぼ固定的に配置されている必要がある。かかる配置のための構成としては、例えば、図２の例のように、ＬＥＤ基板上にＬＥＤを収納するためのＬＥＤ基板ケース０２０７を設け、その内部にＬＥＤを収納するとともに、導光ロッドをこのＬＥＤ基板ケースに取り付けるようにすればよい。

本図のような二層構造の場合、コアはクラッドより屈折率が高い材料が用いられ、これによりコアとクラッドの境界面に臨界角よりも大きな入射角で進入する光は境界面で反射され、導光ロッド全体に広がっていくこととなる。導光ロッドの反対側の端部まで到達した光は、そこから導光ロッドの外部に出射されることになる。その際、当該反対側の端部に光を収束し又は発散するためのレンズを備えるようにしてもよい。かかるレンズを有する構成については、別の実施例にて後述する。一方で、臨界角よりも小さな入射角で進入する光は、導光ロッドの外側へ出射されるので、導光ロッドの側面全体が明るく光ることになる。

単層構造の場合は、導光ロッドの構成材料は空気よりも屈折率が高いので、導光ロッド外部の空気との境界面に臨界角よりも大きな入射角で進入する光は境界面で反射され、導光ロッド全体に広がっていき、導光ロッドの反対側の端部まで到達した光は、そこから導光ロッドの外部に出射されることになる。その際、当該反対側の端部にレンズを備えるようにしてもよい点は二層構造の場合と同様である。臨界角よりも小さな入射角で進入する光は、導光ロッドの外側へ出射されるので、導光ロッドの側面全体が明るく光ることになる点も同様である。

以上のように、導光ロッドからの光が先端（ＬＥＤからの光が入射される端部と反対側の端部）から出射されることで床方向など本来の照射方向を明るく照らすことができるとともに、導光ロッドの側面からの光はこれと異なる方向をも明るく照らすことができる。

なお、ＬＥＤ基板上にＬＥＤ基板ケースを設ける場合、図２に示すように当該ＬＥＤ基板ケース内にゲル０２０８を充填してもよい。あるいは、これに代えて、ＬＥＤと導光ロッドの先端部との中間にシート状のゲルを挟み込むように圧縮してもよい。これらの場合において、導光ロッドの材料もゲルである場合、充填あるいは挟み込むゲルの材質は、導光ロッドと同じであっても異なっていてもよい。このようにゲルを充填あるいは挟み込むことの効果として、ＬＥＤ基板から発せられた光が導光ロッドの端部の境界面で反射されることなく、導光ロッド内に入射される光の減衰率を低下させることができる。この結果、導光ロッドの明るさを約２０％以上向上させることができる。
図２（ｃ）も（ａ）と同様にＬＥＤ基板ケース内にゲルを充填した例であるが、（ａ）ではＬＥＤ全体をゲルで包み込むように充填しているのに対し、（ｃ）はＬＥＤの照射側にのみゲルを充填したものであり、どちらであってもよい。

（本実施例における導光ロッドの配置）
本実施例の導光ロッドの特徴は、側方に出射される光がＬＥＤ基板水平面よりも口金方向を照らすことができるように配置されていることにある。これを実現するため、導光ロッドは、図１（ａ）に示したように、ＬＥＤ電球の先端方向（本図では下方向にあたる。以下説明の簡単のため本図における上下方向で表現する）に向かって広がる形で斜めないし水平に配置される。ここで「広がる形で」とは、「平面図で見てＬＥＤ電球の中心から外に向かうように」という意味である。なお、導光ロッドが複数の場合は、少なくとも一部の導光ロッドが広がる形で配置されていればよく、このように配置されない導光ロッドがあってもよい。前出の図１に示した導光ロッドもこのような例であり、５本の導光ロッドのうち中心に配置されている１本は真下に向けて配置されている。導光ロッドをこのように配置することで、導光ロッドの出射側の端部がほぼ下向きとなり、側面が斜め上向きとなる。

図３は、本実施例のＬＥＤ電球における導光ロッドの配置の一例を示す図である。このうち図３（ａ）は、上で説明した各導光ロッドからの光の照射方向を模式的に示したものである。本図でも図１と同様に５本の導光ロッドが備えられる例を用いているが、煩雑を避けるためにそのうち中央手前寄りおよび中央奥よりの２本の図示を省略して３本の導光ロッド０３３０ａ〜０３３０ｃのみを示した。また、本図も図１と同様に通常配置される向き（即ち、口金０３１１を上にした向き）で示したものである。本図では、左右に位置する導光ロッド０３３０ｂ、０３３０ｃが下に向かって広がる形で斜めに配置されている。このため、これらの導光ロッドは、側面から出射する光によって斜め上方向（矢印Ｂ方向およびＢ´方向）を照らすことができる。即ち、破線で示すＬＥＤ基板０３２０の水平面よりも上に向けて光を照射することができる。ＬＥＤ基板水平面より上には収容カップの口金が位置しているから、この方向は「ＬＥＤ基板水平面よりも口金の方向」ということになる。即ち、本実施例の発明にいう「ＬＥＤ基板水平面よりも口金方向を照らすことができる」とは、本図において「上方向を照らすことができる」という意味であり、その範囲は破線で示すＬＥＤ基板水平面の３時方向を０度として時計回りに数えた場合の１８０度から３６０度までの範囲（本図に矢印Ｅで示す範囲）である。通常はこの方向が「天井方向」となる。

斜めないし水平に配置される導光ロッドの傾きをどの程度にするかは、床や天井の明るさのバランスをどのようにするかなどを考慮して適切に設計されるが、一般に、あまり水平に近いと本来の照射方向である床方向が暗くなり、あまり垂直に近いと天井方向が暗くなるので、４５度程度が望ましい。また、導光ロッドを複数設ける場合、その本数は、達成しようとする照明の明るさや消費電力を考慮すれば、真下に向けて中心に配置される１本を含めて４〜５本とし、斜めに配置される３〜４本を等角度間隔で配置することが望ましい。図１の例は、斜めに配置される４本の導光ロッドが９０度の等間隔で配置されている例である。このように導光ロッドを複数設ける場合でもその本数はそれほど多くなくて済むことから、これに応じて導光ロッドに光を入射するＬＥＤの数もそれほど多くなくてよい。従って、消費電力を低く抑えることができるというＬＥＤ電球の長所を生かすことができる。

なお、導光ロッドには後述のように内側になる面に反射板を設けてもよいが、これを設けない場合には、導光ロッド０３３０ｂ、０３３０ｃの側面からの光は、それぞれＣ方向およびＣ´方向にも出射される。一方、反射板を設ける場合には、この方向には光は出射されない。前者の場合は、本来の照明方向である床方向を相対的に明るく照らすことができ、後者の場合は、天井付近をより明るく照らすことができる。

一方、本図の例において、中央に配置されている導光ロッド０３３０ａは真下に向けて配置されている。これは導光ロッドが複数の場合に斜めないし水平に配置されない導光ロッドがあってもよいことの一例である。導光ロッドが複数の場合は、斜めないし水平に配置された導光ロッドと、このように真下に向けた導光ロッドとを組み合わせることで、導光ロッドの端部からの光を全体として下方向（通常は床方向）に照射させることができる（なお、図示は省略したが、導光ロッド０３３０ａの側面からも光が出射される）。

さらに、ＬＥＤからの光のうち、一部を導光ロッドを介して照射させるとともに、一部は導光ロッドを介さずに直接床に向けて照射してもよい。このような方法でも、ＬＥＤから発せられる光を全体として床方向に照射させることができる。

（導光ロッドの取付け方のバリエーション）
既に述べたように、ＬＥＤ光の導光ロッドへの入射を可能にするためには、ＬＥＤが導光ロッドの端部のすぐ外側にほぼ固定的に配置されている必要がある。この場合、ＬＥＤの位置はＬＥＤ基板上に固定されており、ＬＥＤ基板は収容カップの開口を閉じるようにかぶせられるのでやはり位置が固定されている。従って、ＬＥＤ電球全体におけるＬＥＤの位置はほぼ決まった位置に固定される。そこで、導光ロッドとＬＥＤの位置関係を上のようなものにするために、導光ロッドの位置を固定するための構成が適切に設計される必要がある。これには大別して二つのバリエーションが考えられる。一つは、導光ロッドをＬＥＤ基板に固定する方法であり、上に挙げたＬＥＤ基板ケースを用いる方法はこの一例である。もう一つは、導光ロッドを次に述べるドーム状光透過キャップに固定する方法である。この場合は、ドーム状光透過キャップをＬＥＤ基板・収容ケースに取り付けることで自然に導光ロッドとＬＥＤが所定の位置関係になるので、導光ロッドとＬＥＤが直接固定されていなくてもよい。これら二つの方法については、それぞれ別の実施例において改めて後述する。

（導光ロッドの形状：他の例）
以上では、導光ロッドの形状が略円柱状の場合の例で説明したが、導光ロッドの形状はこのようなものに限定されない。導光ロッドの形状は、要するに、ＬＥＤ基板から発するＬＥＤ光を導き側方に光を出射することができ、かつ側方からの光を上に向かって照射できるように配置することが可能なものであれば、どのような形状であってもよい。

図４は、本実施例のＬＥＤ電球の別の形状の一例を示す概念図であり、かかる例として、導光ロッドの形状が略Ｕ字形状であるＬＥＤ電球の形状の一例を示す。（ａ）は斜視図、（ｂ）はその分解斜視図である。本図では、真下に向けられている中央の導光ロッド０４３０ａのほかに両端部がＬＥＤ基板の方向に向いた略Ｕ字形状をした２本の導光ロッド０４３０ｂ、０４３０ｃが備えられている。これら２本の導光ロッドの両端部付近にそれぞれＬＥＤが配置されている。例えば、本図（ｂ）に示すように、左側の導光ロッド０４３０ｂの両端部は、それぞれ２個のＬＥＤ０４２１ｂに向いている。右側の導光ロッド０４３０ｃについても同様である。本図の例の場合、これら左右の導光ロッドは好適には４５度程度斜めにして１８０度の等間隔で配置される。いわば、本図の例は、図１に示した例の４本の斜めの導光ロッドのうち隣接するものどうしをＵ字につなげた形状のものである。

本図の例の場合、ＬＥＤ光は導光ロッドの両端部から入射されることになる。入射された光は、図１の例で説明したのと同様のメカニズムにより、導光ロッド内を反射しながら導光ロッド全体に広がっていくとともに、導光ロッドの側面全体を明るく光らせることになる。ここで、本例の導光ロッドも、側方に出射される光がＬＥＤ基板水平面よりも口金方向を照らすことができるように配置されている。具体的には、中央部分（湾曲部分）が両端部よりも下になるように、かつ中央部分が下に向かって広がる形で配置される。これにより、やはり導光ロッドの側方からの光で天井を明るく照らすことができる。

本例によれば、図１の例に比べ、導光ロッドの端部から発せられる光が少なくなる分床方向への照射が相対的に減るが、導光ロッドの側面を広く確保することができるので、天井方向への照射を相対的に増やすことが可能となる。

（ドーム状光透過キャップ）
「ドーム状光透過キャップ」０１４０は、ＬＥＤ基板および導光ロッドにかぶせられる透明又は半透明の光透過性を有するドーム状の部材である。その材料には、例えばガラスやアクリル樹脂が用いられる。

<効果>
本実施例の発明により、消費電力を低く抑えることができ寿命も長いといったＬＥＤ電球の長所を生かしつつ、天井付近まで明るく照射することができるＬＥＤ電球を提供することが可能となる。

<概要>
本実施例のＬＥＤ電球は、基本的に実施例１のＬＥＤ電球と共通する。ただし、本実施例のＬＥＤ電球は、導光ロッドがその長手方向に沿って設けられる光反射層を有し、この光反射層によって側方に光を出射するように配置されている点に特徴がある。

<構成>
（導光ロッド：光反射層）
本実施例のＬＥＤ電球は、導光ロッドがその長手方向に沿って設けられる光反射層を有し、この光反射層によって側方に光を出射するように配置されている。その余の構成は実施例１のＬＥＤ電球と同様であるから説明を省略する。

長手方向に沿って設けられる光反射層の形状の一例は、実施例１において図２に示したとおりである。同図の例では、光反射層０２３１は、導光ロッド０２３０の一端から他端まで長手方向に沿った一定幅の帯状の層として設けられている。

光反射層は、光を反射するための層であり、例えば、白色顔料や散乱材を導光ロッドの外側又は内側に印刷、塗布等することにより形成される。白色顔料や散乱材としては、光散乱性の強い材料、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂等の金属酸化物粒子、ＢａＳＯ₄等の硫酸塩粒子、ＣａＣＯ₃等の炭酸塩粒子、ガラス微粉末やガラスバルーンなどの無機化合物粒子、微小なエアーセルを形成したマイクロ発泡体等の１種又は２種以上からなるものが用いられる。

また、本実施例の導光ロッドは、この光反射層によって反対側の側方（本図の例では上方）に光を出射するように配置される。

図５は、本実施例のＬＥＤ電球における導光ロッドの配置の一例を示す図である。本図は図３（ｂ）に示したものと同様に、図３（ａ）に示す左側に斜めに配置されている導光ロッド０３３０ｂを拡大して示したものである。従って、本図では、導光ロッド０５３０の光反射層０５３１が右下側に配置されているがこれはＬＥＤ電球のドーム状光透過キャップ内の中心側に向いている面に光反射層が配置されていることになる。

このように、導光ロッドのドーム状光透過キャップ内の中心側に向いている側面に光反射層を形成することにより、この側面からは光が出射されず暗くなる半面、光反射層の反射面に対向する側面からドーム状光透過キャップの外側の斜め上方に向かって出射される光束が増加する。このため、実施例１のＬＥＤ電球に比べて天井付近をより明るく照らすことができる。

<効果>
本実施例の発明により、導光ロッド側方からドーム状光透過キャップの外側の斜め上方に向かって出射される光束が増加し、天井付近をより明るく照らすことができる。

<概要>
本実施例のＬＥＤ電球は、実施例１又は２のＬＥＤ電球と基本的に共通する。ただし、本実施例のＬＥＤ電球は、導光ロッドがその先端に光を収束し又は発散する先端レンズを有する点に特徴がある。

<構成>
（導光ロッド:先端レンズ）

本実施例の導光ロッドは、その先端に光を収束し又は発散する先端レンズを有する。その余の構成は実施例１又は２のＬＥＤ電球と同様であるから説明を省略する。

図６は、本実施例のＬＥＤ電球の形状の一例を示す概念図である。（ａ）は斜視図であるが、図１との違いは、導光ロッド０６３０の端部に先端レンズ０６３２を有する点にある。

「先端レンズ」は、導光ロッドの端部から発せられる光を収束し又は発散するように構成されている。先端レンズの形状は、光を収束させるか発散させるかに応じて適切に設計される。

図６（ｂ）は、導光ロッド端部に取り付けられる先端レンズの形状の一例を示す。本図の例は光を収束させる例であり、このため導光ロッド０６３０の端部に凸レンズ０６３２ａが備えられている。この場合、先端レンズを有しない場合に導光ロッドの端部から発せられる光の照射範囲が概ね破線で示した範囲であるとすると、当該先端レンズを備えることで、光の照射範囲はそれより狭い範囲である概ね実線で示した範囲となる。このように先端レンズとして凸レンズを使用することで、光が収束され、単位面積当たりに照射される光束が増加し、照度および照射距離が増すことになる。従って、より遠くまで明るく照らすことが可能となる。

図６（ｃ）は、導光ロッド端部に取り付けられる先端レンズの別の形状の一例を示す。本図の例は光を発散させる例であり、このため導光ロッド０６３０の端部に凹レンズ０６３２ｂが備えられている。この場合、先端レンズを有しない場合に導光ロッドの端部から発せられる光の照射範囲が概ね破線で示した範囲であるとすると、当該先端レンズを備えることで、光の照射範囲はそれより広い範囲である概ね実線で示した範囲となる。このように先端レンズとして凹レンズを使用することで、光が拡散され、より広い範囲にわたって明るく照らすことが可能となる。

複数の導光ロッドが備えられる場合、すべての導光ロッドが先端レンズを有していてもよいし、先端レンズを有する導光ロッドと有しない導光ロッドが混在していてもよい。また、導光ロッドの先端レンズがすべて凸レンズ又はすべて凹レンズであってもよいし、凸レンズと凹レンズが混在していてもよい。この場合、例えば、中心付近の導光ロッドは床方向の照度を重視して凸レンズを有しており、周辺付近の導光ロッドは天井付近の照射範囲を広げるために凹レンズを有しているといった構成が考えられる。

いずれの場合においても、レンズの材料は問わないが、例えば、ガラス系樹脂、アクリル系樹脂、ゲルレンズ等が考えられる。また、レンズの材料は導光ロッドの材質と同じであっても異なっていてもよい。

<効果>
本実施例の発明により、導光ロッド端部から出射する光を収束させてより遠くまで明るく照らしたり、光を拡散させてより広い範囲にわたって明るく照らしたりすることが可能となる。

<概要>
本実施例のＬＥＤ電球は、実施例１から３のいずれか一のＬＥＤ電球と基本的に共通する。ただし、本実施例のＬＥＤ電球は、導光ロッドがドーム状光透過キャップと一体化している点に特徴がある。

<構成>
（導光ロッド: ドーム状光透過キャップとの一体化）
本実施例の導光ロッドは、ドーム状光透過キャップと一体化している。その余の構成は実施例１から３のいずれか一のＬＥＤ電球と同様であるから説明を省略する。

実施例１で述べたように、ＬＥＤが導光ロッドの端部のすぐ外側にほぼ固定的に配置されていることを確保するために導光ロッドの位置を固定する方法として大別して二つのバリエーションが考えられるところ、本実施例は、かかる目的のために導光ロッドの位置を固定するための構成の一つであり、導光ロッドをドーム状光透過キャップに固定する方法に属するものである。

図７は、本実施例のＬＥＤ電球の形状の一部の一例を示す概念図であり、ＬＥＤ電球のうち、ＬＥＤ基板、導光ロッドおよびドーム状光透過キャップだけを分解状態にて示したものである。このうち、ドーム状光透過キャップは垂直断面図で現わしたものである。本図に示すように、導光ロッド０７３０は、ドーム状光透過キャップ０７４０と一体化している。一体化の方法としては、一体成型してもよいし、後から導光ロッドをドーム状光透過キャップの内面に接着剤などで接着してもよい。

このように構成することで、矢印で示す方向にドーム状光透過キャップを移動させてＬＥＤ基板および収容カップにかぶせたときに、自然に導光ロッドの上端部のすぐ外側にＬＥＤが位置した状態で固定されることになるので、ＬＥＤを導光ロッドの上端部のすぐ外側に固定するための特段の構造が不要となる。

<効果>
本実施例の発明により、ＬＥＤを導光ロッドの上端部のすぐ外側に固定するための特段の構造が不要となる。

<概要>
本実施例のＬＥＤ電球は、実施例１から４のいずれか一のＬＥＤ電球と基本的に共通する。ただし、本実施例のＬＥＤ電球は、導光ロッドがＬＥＤ基板にかぶせられるベースプレートから立設するように構成されている点に特徴がある。

<構成>
図８は、本実施例のＬＥＤ電球の形状の一部の一例を示す概念図であり、ＬＥＤ電球のうち、ＬＥＤ基板、導光ロッドおよびドーム状光透過キャップだけを分解状態にて示したものである。本図に示すように、導光ロッド０８３０の上端部のすぐ外側にＬＥＤ０８２１が位置するように導光ロッドがＬＥＤ基板０８２０に立設される形で固定されている。導光ロッドをＬＥＤ基板に立設するための方法としては、例えば実施例１で述べたようなＬＥＤ基板ケースを利用する方法を用いればよい。これにより、ＬＥＤと導光ロッドの固定を好適に実現することが可能となり、また、ドーム状光透過キャップが損傷した場合などの取換え作業が容易となる。

<効果>
本実施例の発明により、ＬＥＤと導光ロッドの固定を好適に実現することが可能となり、また、ドーム状光透過キャップが損傷した場合などの取換え作業が容易となる。

<概要>
本実施例のＬＥＤ電球は、実施例１から５のいずれか一のＬＥＤ電球と基本的に共通する。ただし、本実施例のＬＥＤ電球は、導光ロッドに代えて導光プレートとした点に特徴がある。

<構成>

（導光プレート）
図９は、本実施例のＬＥＤ電球の形状の一例を示す概念図である。本図に示すように、本実施例のＬＥＤ電球は、導光ロッドに代えて導光プレート０９３５を有する。

「導光プレート」は、ＬＥＤ基板から入射された光により側面全体が明るく光る発光部材である点で導光ロッドと同じ機能を有するものである。ただし、形状が異なっており、導光ロッドが柱状の部材であるのに対し、導光プレートは板状の部材である。図９に示した導光プレートは、かかる形状の一例として、底面が開口した中空の略円錐形状のものである。

導光プレート内の光の進行の仕方は導光ロッドの場合と基本的に同様である。即ち、導光プレートの上端部のすぐ外側に配置されたＬＥＤから導光プレートの当該端部に入射された光が導光プレート内を反射しながら導光プレート全体に広がっていく。導光プレートの反対側の端部まで到達した光は、そこから導光プレートの外部に出射されるとともに、側面全体からも出射される。

導光プレートを用いることにより、導光ロッドを用いる場合に比べて側面をより明るく光らせることができ、天井付近をより明るく照らすことが可能となる。

このほか、光反射層を有していてもよい点や端部にレンズを備えていてもよい点など、導光プレートが備えていてもよい付加的な構成は基本的に導光ロッドと同様である。なお、導光プレートと導光ロッドを組み合わせてもよく、例えば、図９に示した円錐状の導光プレートの中心に図１などに示したのと同様の真下向きの導光ロッドを備えていてもよい。

<効果>
本実施例の発明により、側面をより明るく光らせることができ、天井付近をより明るく照らすことが可能となる。

Claims

ＬＥＤ駆動回路部と、
底部にソケットに差し込むための口金を設け、ＬＥＤ駆動回路部を収容する収容カップと、
収容カップの開口を閉じるようにかぶせられる平板状のＬＥＤ基板と、
ＬＥＤ基板から発するＬＥＤ光を導き側方に光を出射することでＬＥＤ基板水平面よりも口金方向を照らすことができる導光ロッドと、
ＬＥＤ基板および導光ロッドにかぶせられるドーム状光透過キャップと、
からなり、
導光ロッドは、
ＬＥＤ基板から電球先端に向かって広がる形で斜めに複数配置され、
各導光ロッドは、
中心部分をなすコアと、このコアを被覆するクラッドとからなり、コアはクラッドよりも屈折率が高い材料が用いられており、
その長手方向に沿ってドーム状光透過キャップ内の中心に向いている側面に設けられる光反射層を有し、
光反射層と反対側の側面に長手方向に沿ってクラッドと一体成形され光反射層にて反射された光を通すレンズ層を有し、
ＬＥＤ基板上に設けられＬＥＤを収納するためのＬＥＤ基板ケースを有し、前記ＬＥＤ基板ケース内にゲルが充填され、
ＬＥＤ基板上のＬＥＤから前記ゲルを介して導入された光が、前記光反射層によって前記側方に光を出射するように配置されており、
その先端に光を収束する先端レンズを有するＬＥＤ電球。
ＬＥＤ駆動回路部と、
底部にソケットに差し込むための口金を設け、ＬＥＤ駆動回路部を収容する収容カップと、
収容カップの開口を閉じるようにかぶせられる平板状のＬＥＤ基板と、
ＬＥＤ基板から発するＬＥＤ光を導き側方に光を出射することでＬＥＤ基板水平面よりも口金方向を照らすことができる導光ロッドと、
ＬＥＤ基板および導光ロッドにかぶせられるドーム状光透過キャップと、
からなり、
導光ロッドは、
ＬＥＤ基板から電球先端に向かって広がる形で斜めに複数配置され、
各導光ロッドは、
中心部分をなすコアと、このコアを被覆するクラッドとからなり、コアはクラッドよりも屈折率が高い材料が用いられており、
その長手方向に沿ってドーム状光透過キャップ内の中心に向いている側面に設けられる光反射層を有し、
光反射層と反対側の側面に長手方向に沿ってクラッドと一体成形され光反射層にて反射された光を通すレンズ層を有し、
ＬＥＤ基板上のＬＥＤと端部との間にシート状のゲルが挟み込むように密着させられ、
ＬＥＤ基板上のＬＥＤから前記ゲルを介して導入された光を、前記光反射層によって前記側方に出射するように配置されており、
その先端に光を収束し又は発散する先端レンズを有するＬＥＤ電球。
導光ロッドは、ドーム状光透過キャップと一体化している請求項１又は２に記載のＬＥＤ電球。
導光ロッドは、ＬＥＤ基板にかぶせられるベースプレートから立設する請求項１から３のいずれか一に記載のＬＥＤ電球。