(57)【要約】【課題】ＬＥＤを用いた発光装置において、ＬＥＤを交換することもグローブの機能を損なうこともなく、単純な作業で発光色を変換する。【解決手段】ヒートシンク１３０は、底面に口金１４０、上面に開口部１３１を有する。ヒートシンク１３０の側面にはスリット１５０が設けられている。ＬＥＤ１２１はヒートシンク１３０に収容される。ＬＥＤ１２１は口金１４０を介して外部電源から給電されることにより開口部１３１に光を放射する。グローブ１１０は開口部１３１を覆うようにヒートシンク１３０に取り付けられる。グローブ１１０は、スリット１５０に枠１７０が挿入された状態では、ＬＥＤ１２１から放射される光を直接拡散させて外部に出射する。一方、スリット１５０に色変換部材１６０が挿入された状態では、ＬＥＤ１２１から放射されて色変換部材１６０で色が変換される光を拡散させて外部に出射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び底面の一方に口金、他方に開口部を有し、側面にスリットが設けられたベースと、
前記ベースに収容され、前記口金を介して外部電源から給電されることにより前記開口部に光を放射するＬＥＤ（発光ダイオード）と、
前記開口部を覆うように前記ベースに取り付けられ、前記光を拡散させるグローブと、
前記スリットから前記開口部と前記ＬＥＤとの間に着脱自在に挿入され、前記光の波長を変換する波長変換部材とを備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記波長変換部材は、前記光の波長を変換するシートと、前記シートが固定される穴が設けられ、端部が前記スリットに嵌合自在な形状をなすシート固定部とを有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記シート固定部には、前記ベースにて前記ＬＥＤが収容された位置に対応する位置に、前記穴が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記シートは、反射防止膜で片面又は両面がコーティングされていることを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記シートは、低屈折率の膜で片面又は両面がコーティングされていることを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記ベースは、前記ＬＥＤの熱を放熱するヒートシンクであることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
上面及び底面の一方に口金、他方に開口部を有し、側面にスリットが設けられたベースと、前記ベースに収容され、前記口金を介して外部電源から給電されることにより前記開口部に光を放射するＬＥＤ（発光ダイオード）と、前記開口部を覆うように前記ベースに取り付けられ、前記光を拡散させるグローブとを備える発光装置に用いられる波長変換部材であって、
前記スリットから前記開口部と前記ＬＥＤとの間に着脱自在に挿入され、前記光の波長を変換することを特徴とする波長変換部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及び波長変換部材に関するものである。本発明は、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用した電球型の発光装置（照明装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ＬＥＤの高輝度化により、白色ＬＥＤは照明としても広く用いられるようになってきており、家庭の照明としても使えるものが現れつつある。この手の家庭用の照明装置としては、生活の空間によって、個人の好みや必要に応じて、リアルタイムに照明色を変更できるのが望ましい。
【０００３】
従来この種の照明装置は、一般的には一灯一灯が１つの特定された光色を出すものが多く、色調や輝度を自在に変更する機能は備えていない。加えてＬＥＤの特徴により、長寿命なため、一定の光色を長期間使い続けることになる。
【０００４】
色調の変更を意図して設計された照明装置としては、異なる赤、緑、青の光色のＬＥＤを実装し、その電流値を制御する手段をＬＥＤ電球に取り付け、異なる光色のＬＥＤの電流値をリモコンやボタンによって制御することで、色を変更するものがある。また、表面に発光塗料を塗布したプレートと、グローブに設けた脱着用の開口とからなる発光色可変体と、紫外線を発する発光ダイオードを採用し、幾種類かの蛍光塗料を塗布したプレートを取り換えることで、色を変更するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２２７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにＬＥＤの電流値をリモコンやボタンによって制御する照明装置では、目的の光色を得るために複数の光色のＬＥＤを実装しなければならず、その点灯パターンの制御が複雑になり、装置自体も高価になるという課題があった。また、上記のようにグローブに設けた開口からプレートを取り換える照明装置では、ＬＥＤからの光を拡散するというグローブの本来の機能が損なわれるという課題があった。
【０００７】
本発明は、例えば、ＬＥＤを用いた発光装置において、ＬＥＤを交換することもグローブの機能を損なうこともなく、単純な作業で発光色を変換することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様に係る発光装置は、
上面及び底面の一方に口金、他方に開口部を有し、側面にスリットが設けられたベースと、
前記ベースに収容され、前記口金を介して外部電源から給電されることにより前記開口部に光を放射するＬＥＤと、
前記開口部を覆うように前記ベースに取り付けられ、前記光を拡散させるグローブと、
前記スリットから前記開口部と前記ＬＥＤとの間に着脱自在に挿入され、前記光の波長を変換する波長変換部材とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一の態様によれば、発光装置において、波長変換部材が、ベースの側面に設けられたスリットから、ベースの上面又は底面の開口部と、ベースに収容されるＬＥＤとの間に着脱自在に挿入されるため、ＬＥＤを交換することもグローブの機能を損なうこともなく、単純な作業で発光色を変換することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る発光装置の斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る発光装置のグローブ、色変換部材、その他の部分の斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る色変換部材の（ａ）上面図、（ｂ）色変換シートの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る発光装置１００の斜視図である。図２は、図１に示した発光装置１００のグローブ１１０、色変換部材１６０（波長変換部材の例）、その他の部分の斜視図である。
【００１３】
図１及び図２において、発光装置１００は、発光源となるＬＥＤ１２１と、そのＬＥＤ実装基板１２０と、拡散効果のある乳白の樹脂で構成されたグローブ１１０（乳白のカバー）と、グローブ１１０が装着されるヒートシンク１３０（ベースの例）と、着脱自在の色変換部材１６０とを備える。ヒートシンク１３０には、口金１４０が取り付けられている。また、ヒートシンク１３０には、色変換部材１６０又は枠１７０が挿入されるスリット１５０が設けられている。色変換部材１６０は、シート固定部１６１と色変換シート１６２（シートの例）で構成されている。
【００１４】
ヒートシンク１３０は、底面（あるいは上面）に口金１４０、上面（口金１４０が上面にある場合は底面）に開口部１３１を有する。ヒートシンク１３０の側面には、スリット１５０が設けられている。ＬＥＤ１２１はＬＥＤ実装基板１２０側に熱を発するため、その熱はヒートシンク１３０で逃がすような構成となっている。なお、このようにＬＥＤ１２１を収容するベースとしてヒートシンク１３０を用いるのではなく、ベース以外の部分にＬＥＤ１２１の熱を放熱する手段を設けてもよい。
【００１５】
ＬＥＤ１２１は、ヒートシンク１３０に収容される。ＬＥＤ１２１は、口金１４０を介して外部電源から給電されることにより開口部１３１に光を放射する。ＬＥＤ１２１は、例えば５０００〜６５００Ｋ（ケルビン）の色温度をもつ白色ＬＥＤであり、図１ではＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ・Ｍｏｕｎｔ・Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのＬＥＤとしたが、砲弾型のＬＥＤであってもよい。ＬＥＤ１２１は、一般的な白色ＬＥＤの構成をとり、青色ＬＥＤとそれを覆うように透過性の高い蛍光体含有樹脂層が設けられており、セラミックス等の樹脂でできたパッケージで囲われている。青色ＬＥＤは金線ワイヤにより電気的に接続されており、電極から供給される電力により発光する。蛍光体含有樹脂層に混入される蛍光体は、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体であり、青色ＬＥＤが発する光によって励起され、４８０〜７８０ｎｍ（ナノメートル）の間にスペクトルをもち、５６０ｎｍ付近を主波長とする光を発する。青色ＬＥＤが発する光の主波長と蛍光体が発する光の主波長は補色関係にあるため、これらの合成光は擬似的に白色を呈することとなる。蛍光体含有樹脂層の素材は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂である。ＬＥＤ素子は熱によって光束が減少するため、耐熱性、耐薬品性、自己潤滑性、耐摩擦性に優れ、エポキシ樹脂と比較しても非常に安定しているシリコーン樹脂を用いることが好ましい。
【００１６】
ＬＥＤ実装基板１２０は、ＬＥＤ１２１ごとヒートシンク１３０に収容される。ＬＥＤ実装基板１２０には、ＬＥＤ１２１を点灯するための回路パターン（電気回路）が印刷されており、ＬＥＤ１２１が実装されている。ＬＥＤ実装基板１２０の基材は、例えば、アルミニウム、紙フェノール、ガラスエポキシ等である。アルミニウム等、熱伝導性の高い素材を用いると、ＬＥＤ１２１が発光する際に発生する熱を逃がすことができ、ＬＥＤ１２１の熱による光束減少を防ぐことができるため、このような素材を用いることが好ましい。
【００１７】
グローブ１１０は、開口部１３１を覆うようにヒートシンク１３０に取り付けられる。グローブ１１０は、例えばヒートシンク１３０に接着して固定される。これにより、ＬＥＤ実装基板１２０及びＬＥＤ１２１が剥き出しにならず、安全が確保される。グローブ１１０は、スリット１５０に枠１７０が挿入された状態、即ち、色変換部材１６０が取り外された状態では、ＬＥＤ１２１から放射される光を直接拡散させて外部に出射する。一方、グローブ１１０は、スリット１５０に色変換部材１６０が挿入された状態、即ち、色変換部材１６０が取り付けられた状態では、ＬＥＤ１２１から放射されて色変換部材１６０で色が変換される光を拡散させて外部に出射する。グローブ１１０に用いられる素材は、例えば２枚のガラスの間に液体モノマーを注入して形成される乳半色のアクリル板である。このような素材を用いることにより、ＬＥＤ１２１から放射される光と色変換部材１６０で波長変換される光の混色性を高めることができる。
【００１８】
色変換部材１６０は、スリット１５０から開口部１３１とＬＥＤ１２１との間に着脱自在に挿入される。色変換部材１６０は、ＬＥＤ１２１から放射される光の波長を変換する。
【００１９】
図３（ａ）は、色変換部材１６０の上面図である。図３（ｂ）は、色変換シート１６２の側面図である。
【００２０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）において、色変換部材１６０は、ＬＥＤ１２１から放出（放射）される光の波長を変換する色変換シート１６２と、色変換シート１６２を固定するシート固定部１６１（シート固定枠）とを有し、スリット１５０にスライドさせて固定できるような構造をとる。ＬＥＤ１２１から放出され、色変換シート１６２を通った光が拡散効果のあるグローブ１１０を通ることにより、よく混色された光を得ることができる。シート固定部１６１は、全体の外周が開口部１３１の円周よりも小さく、十分にヒートシンク１３０の内部に収まるように構成されている。シート固定部１６１は、例えば透明又は拡散効果のある白色の樹脂で構成されている。
【００２１】
シート固定部１６１には、色変換シート１６２が固定される穴１６３が設けられている。穴１６３は、ヒートシンク１３０にてＬＥＤ１２１が収容された位置に対応する位置に設けられている。即ち、穴１６３は、ＬＥＤ１２１ごとに設けられている。このように、シート固定部１６１は、ＬＥＤ１２１の発光部の真上の位置に穴１６３を有し、その穴１６３の部分のみ、色変換シート１６２が取り付けられるようになっている。そのため、色変換シート１６２を必要面積分だけ用いることができ、高価な蛍光体等の材料の使用量を抑えることができる。よって、安価に色変換可能な照明を得ることができる。なお、図１に示すように、色変換部材１６０が取り外されたときにスリット１５０に挿入される（色変換部材１６０の代わりに取り付けられる）枠１７０には、ＬＥＤ１２１から放射される光を略全て通過させることができる大きさの穴１７１が設けられている。よって、枠１７０を用いた場合、ＬＥＤ１２１をそのままの色で用いることができる。
【００２２】
また、シート固定部１６１は、端部１６６がスリット１５０に嵌合自在な形状をなしている。図３（ａ）に示すように、シート固定部１６１は、円の一部（図中、左側部分）が欠けたような形状になっており、スリット１５０に挿入可能な幅をもち、かつ、スリット１５０の端に引っ掛けられる溝１６７を有するように形成されている。このような形状を採用することで、色変換部材１６０をスリット１５０に挿入可能としつつ、シート固定部１６１全体の外周をヒートシンク１３０の内周に比べて小さくなりすぎないようにすることができる（小さすぎると、色変換部材１６０が抜けやすくなり、また、広範囲にＬＥＤ１２１が配置されている場合に対応できなくなる）。さらに、溝１６７を設けることで、シート固定部１６１の端部１６６をスリット１５０の端に引っ掛けることができるため、色変換部材１６０が抜けにくくなる。シート固定部１６１の端部１６６には、色変換部材１６０がスリット１５０に挿入される際、あるいは、スリット１５０から抜去される際に、手でつまむことのできる外枠１６４が設けられている。色変換部材１６０が取り付けられている状態では、外枠１６４のみがヒートシンク１３０の外側に突出した状態になる。なお、外枠１６４自体がスリット１５０に嵌合自在な形状をなしていてもよい。即ち、外枠１６４がスリット１５０に嵌め込まれ、ヒートシンク１３０の外側に突出しないようにしてもよい。なお、枠１７０についてもシート固定部１６１と同様に、端部がスリット１５０に嵌合自在な形状をなしているものとする。つまり、枠１７０も、円の一部が欠けたような形状になっており、スリット１５０に挿入可能な幅をもち、かつ、スリット１５０の端に引っ掛けられる溝を有するように形成されているものとする。そして、図１に示すように、枠１７０の端部には、枠１７０がスリット１５０に挿入される際、あるいは、スリット１５０から抜去される際に、手でつまむことのできる外枠１７２が設けられているものとする。シート固定部１６１の端部１６６及び枠１７０の端部には、スリット１５０に挿入して固定できるよう、例えば凹部が設けられていてもよい。そして、スリット１５０には、この凹部に嵌合可能な凸部が設けられていてもよい。この場合、シート固定部１６１の端部１６６や枠１７０の端部に設けられた凹部に、スリット１５０に設けられた凸部を嵌合させることで、シート固定部１６１や枠１７０をスリット１５０に固定できる。なお、これとは逆に、シート固定部１６１の端部１６６や枠１７０の端部に凸部を設け、スリット１５０に凹部を設けてもよい。あるいは、これとは別の嵌合可能な形状の組み合わせを採用してもよい。また、シート固定部１６１の端部１６６や枠１７０の端部には、上記の溝や外枠に限らず、色変換部材１６０や枠１７０の取り外しが容易になるように、外部から引っ張ったり、引っ掛けたりすることができる突起や溝等が設けられていてもよい。
【００２３】
色変換シート１６２は、ＬＥＤ１２１の発光部を十分覆う面積をもつことが好ましい。また、スリット１５０は、ＬＥＤ１２１の発光部直上あるいは少なくとも２ｍｍ（ミリメートル）以内の位置に設けられていることが望ましい。スリット１５０がＬＥＤ１２１の近傍に設けられていれば、シート固定部１６１の穴１６３を小さくしても、十分な大きさ、即ち、十分な色変換シート１６２の面積が確保できる。
【００２４】
色変換シート１６２は、反射防止膜１６５を両面（あるいは片面）に貼った構成のものが好ましい。あるいは、色変換シート１６２は、低屈折率のシートを両面（あるいは片面）に貼った構成のものが好ましい。即ち、色変換シート１６２は、反射防止膜１６５又は低屈折率の膜で片面又は両面がコーティングされていることが望ましい。光は異なる物質の界面で、入射角に応じて反射波が発生するため、光の１／４波長の薄膜を貼ることにより、反射を低減し、ＬＥＤ１２１から発する光を効率よく透過することができ、効率よく色変換することができる。つまり、色変換シート１６２に反射防止膜１６５や低屈折率のシートを貼ることで、色変換シート１６２内を通らず反射してしまう光を低減し、高い効率で色変換することが可能となる。
【００２５】
なお、色変換シート１６２に含まれる色変換材料は、蛍光体あるいは有機色素顔料であり、目的とする光色によって異なる。色変換材料は、色変換シート１６２に均一に分散されていることが望ましい。例えばＬＥＤ１２１の光よりも低い色温度の白色光を目的の色温度とする場合、色変換部材には蛍光体を用いるのが好ましい。ＬＥＤ１２１の光を吸収し、ＬＥＤ１２１の光よりも長い波長の光を放出するため、色素顔料に比べて光変換効率を高くすることができる。また、例えば青色や赤色等、特殊な色の照明色を目的の色温度とする場合、色変換材料には有機色素等の色素顔料を用いる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態では、ＬＥＤ１２１を用いた電球型発光装置（電球型のＬＥＤランプ）において、安価に、簡単作業で、好みや必要に応じて色変換可能で、なおかつ効率の高い色変換を可能とした照明装置を得ることができる。特に、本実施の形態では、色変換部材１６０が、ヒートシンク１３０の側面に設けられたスリット１５０から、ヒートシンク１３０の開口部と、ヒートシンク１３０に収容されるＬＥＤ１２１との間に着脱自在に挿入されるため、グローブ１１０の機能を損なうことがない。即ち、本実施の形態によれば、ＬＥＤ１２１を交換することもグローブ１１０の機能を損なうこともなく、単純な作業で発光色を変換することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、発光装置１００を電球型のＬＥＤランプとしているが、他の型のＬＥＤランプとしてもよい。このとき、発光装置１００は、少なくとも底面（あるいは上面）に口金１４０、上面（口金１４０が上面にある場合は底面）に開口部１３１を有するベースであって、側面にスリット１５０が設けられたベースを備える。そして、このスリット１５０には、少なくとも色変換部材１６０が、開口部１３１と、ベースに収容されるＬＥＤ１２１との間に着脱自在に挿入されるものとする。
【００２８】
また、本実施の形態では、ヒートシンク１３０の側面にスリット１５０が設けられているが、その代わりに、あるいは、それとともに、グローブ１１０にスリット１５０が設けられていてもよい。
【００２９】
本実施の形態の活用例として、電球型ＬＥＤを用いた照明装置等が考えられる。
【符号の説明】
【００３０】
１００  発光装置、１１０  グローブ、１２０  ＬＥＤ実装基板、１２１  ＬＥＤ、１３０  ヒートシンク、１３１  開口部、１４０  口金、１５０  スリット、１６０  色変換部材、１６１  シート固定部、１６２  色変換シート、１６３  穴、１６４  外枠、１６５  反射防止膜、１６６  端部、１６７  溝、１７０  枠、１７１  穴、１７２  外枠。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011228425.tif 000005