(57)【要約】【課題】ＬＥＤを光源とし、蛍光ランプの代替として利用するＬＥＤランプにおいて、消費電力の上昇を抑制しつつ、照度ムラを低減すること。【解決手段】所定の間隔をあけて配列された複数のＬＥＤ２を備えるＬＥＤランプＡであって、複数のＬＥＤ２は、複数の第１のＬＥＤ２１と、これら第１のＬＥＤ２１よりも消費電力が小さい複数の第２のＬＥＤ２２とを含み、各第２のＬＥＤ２２は、隣り合う第１のＬＥＤ２１の間に配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をあけて配列された複数のＬＥＤを備えるＬＥＤランプであって、
上記複数のＬＥＤは、複数の第１のＬＥＤと、これら第１のＬＥＤよりも消費電力が小さい複数の第２のＬＥＤとを含み、
上記各第２のＬＥＤは、隣り合う上記第１のＬＥＤの間に配置されていることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
【請求項２】
上記各第２のＬＥＤは、連続して並ぶ２以上の上記第１のＬＥＤ毎に配置されており、
隣り合う上記第２のＬＥＤと上記第１のＬＥＤとのピッチは、連続して並ぶ上記第１のＬＥＤどうしのピッチよりも小とされている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
上記各第２のＬＥＤは、隣り合う上記第１のＬＥＤ間の中央位置に配置されている、請求項１または２に記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
上記複数の第１のＬＥＤは、一定数を直列に接続した第１のＬＥＤ直列部が複数並列に接続された構成とされる一方、
上記複数の第２のＬＥＤは、直列に接続した第２のＬＥＤ直列部によって構成されており、
上記第１のＬＥＤ直列部および上記第２のＬＥＤ直列部は、並列に接続されている、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
上記第２のＬＥＤ直列部を構成する上記第２のＬＥＤの数量は、上記第１のＬＥＤ直列部を構成する上記第１のＬＥＤの数量よりも大である、請求項４に記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを光源とし、蛍光ランプの代替として利用するのに適したＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来のＬＥＤランプの一例を断面図で示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたＬＥＤランプＸは、長矩形状の基板９１と、基板９１上に直線状に配列された複数のＬＥＤ９２と、基板９１を収容する管９３と、端子９４と、ＬＥＤ９２を点灯させるための回路９５を備えている。基板９１上には複数のＬＥＤ９２および端子９４に接続される図示しない配線が形成されている。このＬＥＤランプＸは、端子９４を一般用蛍光灯照明器具のソケットの差込口に嵌合させることにより、複数のＬＥＤ９２を発光させることができるように構成されている。ＬＥＤ９２は、一般に低消費電力であるとともに長寿命であることから、ＬＥＤランプＸを蛍光ランプの代替として利用すれば、コスト面および環境面において改善が期待できる。なお、一般用蛍光灯照明器具とは、主に屋内の一般照明に広く用いられる照明器具であり、たとえば日本国内においては、商用１００Ｖ電源を用い、ＪＩＳ  Ｃ７６１７に定められた直管形蛍光ランプまたはＪＩＳ  Ｃ７６１８に定められた環形蛍光ランプが取り付けられる照明器具をいう。
【０００３】
上記従来のＬＥＤランプＸを直管形蛍光ランプの代替として利用する場合、たとえば管長の長いＦＬ４０Ｗ用（管長１１９８ｍｍ）では、管長のほぼ全長域に相当する約１１００ｍｍにわたり、ＬＥＤ９２による発光エリアを確保する必要がある。この場合、ＬＥＤランプＸによる照明光の均一化を図るには、複数のＬＥＤ９２を一定ピッチで配列することが要請される。ここで、ＬＥＤ９２の配列ピッチを大きくすると、隣り合うＬＥＤの間において相対的に暗くなる部分ができ、照度のムラが生じやすくなる。このような照度ムラをなくすためには、ＬＥＤ９２の数量を多くし、ＬＥＤ９２の配列ピッチを小さくすればよい。
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤ９２の数量を多くすると、ＬＥＤランプＸにおける消費電力が上昇することとなる。特に、ＬＥＤ９２における消費電力を蛍光ランプの消費電力と同程度以下に抑えようとすると、隣り合うＬＥＤ９２間の照度ムラがなくなる程度にまでＬＥＤ９２の配列ピッチを小さくすることができない場合があり、不都合であった。
【０００５】
【特許文献１】実開平６−５４１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、ＬＥＤを光源とし、蛍光ランプの代替として利用するＬＥＤランプにおいて、消費電力の上昇を抑制しつつ、照度ムラを低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供されるＬＥＤランプは、所定の間隔をあけて配列された複数のＬＥＤを備えるＬＥＤランプであって、上記複数のＬＥＤは、複数の第１のＬＥＤと、これら第１のＬＥＤよりも消費電力が小さい複数の第２のＬＥＤとを含み、上記各第２のＬＥＤは、隣り合う上記第１のＬＥＤの間に配置されていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、第１のＬＥＤよりも消費電力の小さい第２のＬＥＤを利用することにより、ＬＥＤの全体数量を多くして配列ピッチの狭小化を図るとしても、ＬＥＤランプ全体としての消費電力の上昇を抑制することができる。このため、消費電力が相対的に小さい第２のＬＥＤを、配列された第１のＬＥＤの間の適所に配置することにより、隣り合う第１のＬＥＤ間において生じ得た照度ムラを効率よく減らすことができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各第２のＬＥＤは、連続して並ぶ２以上の上記第１のＬＥＤ毎に配置されており、隣り合う上記第２のＬＥＤと上記第１のＬＥＤとのピッチは、連続して並ぶ上記第１のＬＥＤどうしのピッチよりも小とされている。このような構成によれば、第２のＬＥＤは消費電力が相対的に小さいことによって光度も相対的に低くなるが、隣り合う第２のＬＥＤと第１のＬＥＤとのピッチが、連続して並ぶ第１のＬＥＤどうしのピッチよりも小であるため、照度ムラをより低減することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各第２のＬＥＤは、隣り合う上記第１のＬＥＤ間の中央位置に配置されている。このような構成によれば、照度ムラをより適切に低減することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の第１のＬＥＤは、一定数を直列に接続した第１のＬＥＤ直列部が複数並列に接続された構成とされる一方、上記複数の第２のＬＥＤは、直列に接続した第２のＬＥＤ直列部によって構成されており、上記第１のＬＥＤ直列部および上記第２のＬＥＤ直列部は、並列に接続されている。このような構成によれば、複数の第１のＬＥＤについては、直列接続された同数の第１のＬＥＤからなる第１のＬＥＤ直列部が複数並列接続された構成であるので、電気的条件が揃っており、すべて均一に発光する。このことは、ＬＥＤランプ全体の照度ムラをより低減するうえで好適である。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２のＬＥＤ直列部を構成する上記第２のＬＥＤの数量は、上記第１のＬＥＤ直列部を構成する上記第１のＬＥＤの数量よりも大である。このような構成によれば、消費電力が相対的に小さい第２のＬＥＤに流れる電流が、第１のＬＥＤに流れる電流よりも小さくなるので、第２のＬＥＤのすべてを適切に発光させることができる。
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１〜図４は、本発明に係るＬＥＤランプの一例を示している。本実施形態のＬＥＤランプＡは、基板１と、複数のＬＥＤモジュール２と、ケース３と、一対の口金４とを備えており、たとえばＦＬ４０Ｗ用の直管形蛍光ランプ（管長１１９８ｍｍ）の代替として一般用蛍光灯照明器具に取り付けて用いられる。
【００１６】
基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂製であり、長矩形状に形成されている。本実施形態では、好ましくは、基板１は、たとえば絶縁層と配線層とが積層された多層基板とされており、配線層どうしは、絶縁層に形成されたスルーホールを介して導通接続されている。基板１の表面、および絶縁層に挟まれた配線層には、図示しない所定パターンの配線が形成されている。
【００１７】
複数のＬＥＤモジュール２は、ＬＥＤランプＡの光源であり、基板１の表側の面（上面１ａ）に実装されている。これらＬＥＤモジュール２は、基板１の長手方向に沿って所定の間隔を隔てて直線状に並ぶように配置されている。ＬＥＤモジュール２としては、たとえば表面実装用のパッケージ型に構成された白色ＬＥＤが好適に用いられる。なお、ＬＥＤモジュール２の点灯時に発生する熱を効率よく外部に逃がすために、基板１の裏側の面（ＬＥＤモジュール２の実装面とは反対側の面）に、たとえばＡｌなどからなる図示しない放熱部材を設けてもよい。
【００１８】
本実施形態では、複数のＬＥＤモジュール２は、複数の第１ＬＥＤモジュール２１、および複数の第２ＬＥＤモジュール２２を含んでいる。第１ＬＥＤモジュール２１は、第２ＬＥＤモジュール２２よりサイズが大きく、また高輝度であり、ＬＥＤランプＡの光源として主たる役割を担う。第２ＬＥＤモジュール２２は、第１ＬＥＤモジュール２１と比べて消費電力が小さく、ＬＥＤランプＡの光源として補助的な役割を担う。
【００１９】
第２ＬＥＤモジュール２２は、図１および図２によく表れているように、連続して並ぶ２以上（本実施形態では概ね４個）の第１ＬＥＤモジュール２１毎に配置されている。ここで、各第２ＬＥＤモジュール２２は、隣り合う第１ＬＥＤモジュール２１どうしの中間位置に設けられている。連続して並ぶ第１ＬＥＤモジュール２１どうしのピッチＰ１は、たとえば約３．６ｍｍである（図３参照）。一方、第２ＬＥＤモジュール２２と第１ＬＥＤモジュール２１とのピッチＰ２は、上記ピッチＰ１よりも小とされており、たとえば約３．０ｍｍである。
【００２０】
ケース３は、ＬＥＤモジュール２が実装された基板１を収容するためのものであり、直管状の円筒形とされている。このケース３の内面には、たとえば、基板１を係止するための図示しない突出片または溝が設けられている。これにより、基板１は、ケース３に対する所定位置に支持されている。このような構成のケース３は、たとえばポリカーボネートなどの透光性を有する合成樹脂からなり、押出成形によって一体形成される。
【００２１】
一対の口金４は、蛍光灯照明器具のソケットに装着することにより、商用交流電源から電力供給するためのものであり、ケース３の長手方向の両端部に取り付けられている。口金４は、有底円筒状のカバー体４１と、２本の端子４２とを有している。端子４２は、カバー体４１に貫通する状態で設けられている。端子４２の一端部（外側の端部）は、蛍光灯照明器具の上記ソケットの差込口に嵌合される部分であり、端子４２の他端部は、基板１の配線との間で電気的導通が図られている。
【００２２】
複数の第１ＬＥＤモジュール２１は、図４に電気的接続状態を示すように、一定数の第１ＬＥＤモジュール２１を直列に接続した第１ＬＥＤ直列部２Ａが複数並列に接続された構成とされている。本実施形態では、第１ＬＥＤ直列部２Ａが４並列接続された場合を例示しており、各第１ＬＥＤ直列部２Ａにおいては、６５個の第１ＬＥＤモジュール２１が直列接続されている。
【００２３】
複数の第２ＬＥＤモジュール２２は、図４に示すように、直列に接続した第２ＬＥＤ直列部２Ｂによって構成されている。この第２ＬＥＤ直列部２Ｂと上記第１ＬＥＤ直列部２Ａとは、並列に接続されている。
【００２４】
第２ＬＥＤ直列部２Ｂを構成する第２ＬＥＤモジュール２２の数量は、第１ＬＥＤ直列部２Ａを構成する第１ＬＥＤモジュール２１の数量（本実施形態では６５個）よりも大とされており、たとえば６９個とされる。なお、第１ＬＥＤ直列部２Ａおよび第２ＬＥＤ直列部２Ｂには、ブリッジ整流回路を構成する４つのダイオードＤ１〜Ｄ４が接続されている。
【００２５】
図４に表された回路構成は、多層基板として構成された基板１の所定パターンの配線によって実現される。
【００２６】
上記構成のＬＥＤランプＡを使用する際には、図４に表された回路に交流電圧が印加されると、すべてのＬＥＤモジュール２（第１ＬＥＤモジュール２１および第２ＬＥＤモジュール２２）には、順方向の全波整流電流が流れる。このとき、第１ＬＥＤモジュール２１については、直列接続された同数の第１ＬＥＤモジュール２１が複数並列接続された構成であるため、電気的条件（降下電圧、電流、および消費電力）が揃っており、すべて均一に発光する。ここで、第１ＬＥＤ直列部２Ａが６５個の第１ＬＥＤモジュール２１によって構成されている場合、各第１ＬＥＤモジュール２１の降下電圧、電流、および消費電力の一例を挙げると、降下電圧は約３Ｖであり、消費電流は約２０ｍＡ、消費電力は６０ｍＷである。この場合、第１ＬＥＤ直列部２Ａにおける降下電圧は、約１９５Ｖとなる。
【００２７】
一方、第２ＬＥＤ直列部２Ｂは、複数の第１ＬＥＤ直列部２Ａに並列接続されているため、第２ＬＥＤ直列部２Ｂにおける降下電圧は、第１ＬＥＤ直列部２Ａの降下電圧に支配的になる。ここで、第２ＬＥＤ直列部２Ｂが６９個の第２ＬＥＤモジュール２２によって構成されている場合、各第２ＬＥＤモジュール２２の降下電圧、電流、および消費電力の一例を挙げると、降下電圧は約２．７Ｖ、消費電流は約１０ｍＡ、消費電力は２７ｍＷである。
【００２８】
本実施形態によれば、第１ＬＥＤモジュール２１よりも消費電力の小さい第２ＬＥＤモジュール２２を利用することにより、ＬＥＤモジュール２の全体数量を多くして配列ピッチの狭小化を図るとしても、たとえば第１ＬＥＤモジュール２１の数量を増やす場合に比べて、ＬＥＤランプＡ全体としての消費電力の上昇を抑制することができる。
【００２９】
第２ＬＥＤモジュール２２は、第１ＬＥＤモジュール２１に比べて、消費電流が小さいので、光度も相対的に低い。これに対し、図３を参照して上述したように、第２ＬＥＤモジュール２２と第１ＬＥＤモジュール２１とのピッチＰ２が、連続して並ぶ第１ＬＥＤモジュール２１どうしのピッチＰ１よりも小とされている。かかる構成によれば、たとえばすべてのＬＥＤモジュール２（第１ＬＥＤモジュール２１および第２ＬＥＤモジュール２２）の配列ピッチを揃える場合に比べて、照度ムラを効率よく低減することができる。
【００３０】
また、複数の第１ＬＥＤモジュール２１については、上述したように電気的条件が揃っており、すべて均一に発光する。このことは、ＬＥＤランプＡの照度ムラをより低減するうえで好適である。
【００３１】
本発明に係るＬＥＤランプは、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ランプの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３２】
上記実施形態においては、複数のＬＥＤモジュール２は基板１上に実装された構成とされているが、基板を具備しない構成としてもよい。たとえばＬＥＤランプの長手方向に延びる放熱部材を設け、この放熱部材上に絶縁膜を介して複数のＬＥＤを実装してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るＬＥＤランプの一例を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示すＬＥＤランプの照射状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】図１に示すＬＥＤランプの電気的構成を示す回路図である。
【図５】従来のＬＥＤランプの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ      ＬＥＤランプ
１      基板
２      ＬＥＤモジュール（ＬＥＤ）
３      ケース
４      口金
２１    第１ＬＥＤモジュール（第１のＬＥＤ）
２２    第２ＬＥＤモジュール（第２のＬＥＤ）
２Ａ    第１ＬＥＤ直列部
２Ｂ    第２ＬＥＤ直列部
４１    カバー体
４２    端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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