ＬＥＤ電球

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【発明の名称】	ＬＥＤ電球
【発明者】	【氏名】石井健一【氏名】牧原千晴【氏名】今井康雄【氏名】山田健一
【要約】	【課題】簡単な構成で大きな光束で照射範囲の広い白色光が得ることができ、また、種々の配光パターンを作ることができ、従来の白熱電球との互換性があるＬＥＤ電球を提供する。【解決手段】一端に口金１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２と、このラッパ状部材２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５と、ラッパ状部材２と透光性カバー５により形成された略球体７の内部に設けられた基板３と、この基板３の透光性カバー５に対向する外面に実装されたＬＥＤ素子４とを備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】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、を備えたことを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項２】基板をラッパ状部材の開口部外面に平行な板状にしたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球。
【請求項３】基板を一端が口金１側に開口し他端が閉塞され筒状にしたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球。
【請求項４】基板の内側面に交流を直流に変換するための電源を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ電球。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＬＥＤ素子を光源に使用し、白色光を得ることができるＬＥＤ電球に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、例えば実登３０３４７４４号公報（従来例１）に示された従来のＬＥＤ素子を使用した電球の側面図である。図において４はＬＥＤ素子、１３は電球体、１４は電子回路を収納した電子回路収納部である。この構成により、寿命が長いものである。
【０００３】また、図６は、例えば特開平０９－２６５８０７号公報（従来例２）に示されたＬＥＤ信号灯である。図において、２１は反射鏡、２２はＬＥＤ光源であり六角筒に配置された回路基板２３に複数のＬＥＤ素子２４が実装されている。このＬＥＤ素子２４は全て青，黄，赤のいずれかに発光する。２５は無色透明の前面ガラス、２６は筒状の支持筒、１は口金、２７は点灯回路基板、２８は投光用開口側に設けられた円板状回路基板、２９は円板状回路基板２８に設けられた直射用の複数のＬＥＤ素子である。
【０００４】このように構成され、複数のＬＥＤ２４は反射鏡２１に対向させているので、ＬＥＤ素子２４の光を有効に利用でき、ＬＥＤ素子２４の前方に直射用ＬＥＤ素子２９を配設したので、前面ガラス２５のほぼ全面の輝度均斉度を高めることができ、視認性がよいものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来例１はＬＥＤ素子４を数個使用しているが口金１等の大きさから装着されるＬＥＤ素子４の数が限られるため、全体としての光束をあまり大きくできず常夜灯などに使用されるものであり、また、電球体１３に何ら処理もされていないので、輝度が均一でなく照射範囲が広くないという問題があった。
【０００６】また、従来例２は構成が複雑であり、また、青，黄，赤のいずれかに発光した光を無色透明の前面ガラス２５を通して照射するだけであり、信号灯の他の一般の照明器具には応用ができないという問題があった。また、前面ガラス２５の輝度を均一にするには、反射鏡２１の形状、大きさ及びＬＥＤ素子の数に制約されるという問題があった。
【０００７】一方、白色の光を発光するＬＤＥ素子はまだ一般に実用化されていない。そして、白色光に近い照射光を得るためＲＧＢ（赤、緑、青）の三原色のＬＥＤ光源を組み合わせたものもあるが高価なものとなり、一般に使用するには問題があった。
【０００８】また、いずれの従来例の場合も一般の白熱電球のような、ほぼ全方向に均一な配光を得ることができないという問題があった。、【０００９】また、ＬＥＤ素子は直流電源を必要とするため、一般商用電源に直接接続できないという問題があった。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構成で輝度が均一で照射範囲の広い白色光が得ることができ、また、配光パターンが簡単に変えられ、一般の商用電源に直接接続でき、一般に広く使用されている白熱電球との互換性があるＬＥＤ電球を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るＬＥＤ電球は、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。
【００１２】また、基板をラッパ状部材の開口部外面に平行な板状にしたものである。
【００１３】また、基板を一端が口金１側に開口し他端が閉塞され筒状にしたものである。
【００１４】また、基板の内側面に交流を直流に変換するための電源を配置したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示すＬＥＤ電球の断面図である。図において１は給電機能を有する円筒状の口金、２は口金の開口端から内部側壁に沿うように配置されたリング状の絶縁体の内側壁に治って、一端が取付けられ、他端の開口部に向けてラッパ状に拡がるラッパ状部材、３はラッパ状部材２の開口部に取付けられた基板、４が基板３の外面に実装されたＬＥＤ素子であり、放射は青色光または紫外線である。５は基板を覆うようにしてラッパ状部材２の開口部に取付けられ、内面に蛍光体の層６を有する透光性カバーであり、紫外線の透過率は非常に低い材質とする必要がある。また、７はラッパ状部材２と透光性カバー５とで形成された略球体である。
【００１６】蛍光体の層６はＬＥＤ素子の放射が青色光のときは例えばＹＡＧを使用し、紫外線のときは、紫外線の照射により赤色光を発する蛍光体（Ｒ）と緑色光を発光する蛍光体（Ｇ）と青色光を発する蛍光体（Ｂ）を混合したものを使用する。例えば蛍光体（Ｒ）はピーク波長が６１９ｎｍのＹＶＯ₄：Ｅｕ、Ｂｉを使用し、蛍光体（Ｇ）は例えばピーク波長が５４３ｎｍのＹ₂ＳｉＯ₅Ｃｅ、Ｔｂを使用し、蛍光体（Ｂ）は例えばピーク波長が４５０ｎｍのＢａＭｇＡｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕを使用する。なお、ＹＡＧは青色光を黄色の可視光に波長変換する。このとき一部は波長変換されないで青色のままで透過する。
【００１７】この構成において、まず、口金１から直流電源が供給されるとＬＥＤ素子４が青色光または紫外線を放射する。ＬＥＤ素子４が青色の放射光の場合は蛍光体の層６により黄色の可視光に波長変換され、透光カバー５の外に放射される。このとき、青色の放射光の一部は波長変換されず、青色のまま透光カバー５の外に放射される。この波長変換されて透光性カバー５の外に放射された黄色と、波長変換されなかった青色とが合成され白色光として感じられる。
【００１８】ＬＥＤ素子４が紫外線放射の場合は、蛍光体の層６により赤、緑、青の可視光に波長変換され、透光性カバー５の外に放射され、これらの光が合成され白色光として感じられる。なお、紫外線は透光性カバー５の外に放射されない。
【００１９】このとき、蛍光体の層６から波長変換されて出射される光は方向性をもたない拡散光となる。また、基板３に実装されるＬＥＤ素子４の配置は自由度が高く種々のパターンが可能なので蛍光体の層６に到達する青色、または紫外線の照射強度も変化させることができる。従って、透光性カバー５から外に放射される可視光の放射パターンを変化させることが可能であり、同じＬＥＤ電球の形状で異なる光強度、配光とすることができる。さらに、透光性カバー５内面の蛍光体の層６やラッパ状部材４及び透光性カバー５などの形状を変えることにより、種々のスタイルのＬＥＤ電球が実現できる。
【００２０】以上のように、簡単な構成で照射範囲が広い白色光が得ることができ、また、透光性カバー５の蛍光体の層６で拡散光となるので、従来例のように反射鏡等のの形状、大きさに制約されず、多数のＬＥＤ素子を実装できる一方、たとえ、ＬＥＤ素子の数を多数用いなくとも、透光性カバー５の輝度を均一にすることができる。さらに、種々の配光パターン実現することができる。
【００２１】実施の形態２．図２は実施の形態２を示すＬＥＤ電球の断面図である。図２は実施の形態１を示す図１に交流を直流に変換するための電源回路８を基板３の口金１側に取付板９を介して実装したものである。
【００２２】この構成により、商用電源を直接印加することができ、従来の白熱電球と互換性があり同様の使い方ができる。なお、図３に示すように、基板３を両面基板１０としてもよい。この場合、両面基板１０を使用しているので部品点数が減り、シンプルで低コストにすることができる。
【００２３】実施の形態３．図４は実施の形態３を示すＬＥＤ電球の断面図である。図において実施の形態１の図１と同等の部品には同じ符号を付し説明を省略する。１１は一端が口金１側に開口し他端が閉塞された筒状の基板であり、この基板１１のＬＥＤ電球の軸方向に沿い透光性カバー５に対向する外側壁１１ａと軸方向に直角な外側面１１ｂにＬＥＤ素子４を実装し、この筒状基板１１の内側に電源回路８を取付け板９を介して実装したものである。
【００２４】この構成により、特にＬＥＤ電球の軸に直角方向にも強い光を放射させることができ、照射範囲を広くすることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、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、を備えたので、簡単な構成で輝度が均一で照射範囲が広い白色光を得ることができ、ＬＥＤ素子を多数実装させることが可能となり、大きな光束を得られるだけでなく、また、配光パターンの種類も多くすることができる。
【００２６】また、基板をラッパ状部材の開口部外面に平行な板状にしたので、ＬＥＤ素子の実装が容易となるだけでなく、ＬＥＤ素子の配置に自由度が大きいため、また、配光パターンを簡単に変えることができる。
【００２７】また、基板を一端が口金１側に開口し他端が閉塞され筒状にしたので、ＬＥＤ電球の軸に直角方向にも強い光を放射させることができ、照射範囲を広くすることができる。また、ＬＥＤ素子の配置によってはＬＥＤ電球の軸に直角方向にのみ強い光を放射することもできる。
【００２８】また、基板の内側面に交流を直流に変換するための電源を配置したので、商用電源を直接印加することができ、従来の白熱電球と同様の使い方ができる。

【出願人】	【識別番号】３９００１４５４６【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社
【出願日】	平成１２年２月２８日（２０００．２．２８）
【代理人】	【識別番号】１０００６１２７３【弁理士】【氏名又は名称】佐々木宗治（外３名）
【公開番号】	特開２００１－２４３８０７（Ｐ２００１－２４３８０７Ａ）
【公開日】	平成１３年９月７日（２００１．９．７）
【出願番号】	特願２０００－５１７０８（Ｐ２０００－５１７０８）