(57)【要約】      （修正有）【課題】長寿命で低製造コストで製作できる安価な発光ダイオード電球を提供する。【解決手段】口金１と、口金１の一端に設けられ、口金１と共に収容空間を形成する電球カバー２と、収容空間に収容され、第１の帯域光を発するための発光ダイオードモジュール４と、導光エリアと当該導光エリアと隙間なしに接続すると共に第１の帯域光を第２の帯域光に転換するための波長転換エリアとを含み、収容空間の内部に収容されると共に発光ダイオードモジュール４の発光経路に位置し第１の帯域光を導入するための光学部材６と、口金１の内部に設置され、発光ダイオードモジュール４と口金１に電気的に接続される電源モジュール５と、を含む発光ダイオード電球。【選択図】図１
0003176320.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
口金と、
前記口金の一端に設けられ、前記口金と共に収容空間を形成する電球カバーと、
前記収容空間に収容され、第１の帯域光を発するための発光ダイオードモジュールと、
導光エリアと、前記導光エリアと隙間なしに接続すると共に前記第１の帯域光を第２の帯域光に転換するための波長転換エリアと、を含み、前記収容空間の内部に収容されると共に前記発光ダイオードモジュールの発光経路に位置し、前記第１の帯域光を導入するための光学部材と、
前記口金の内部に設置され、前記発光ダイオードモジュールと前記口金に電気的に接続される電源モジュールと、
を含むことを特徴とする発光ダイオード電球。
【請求項２】
前記波長転換エリアは前記導光エリアの外縁に位置す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。
【請求項３】
前記波長転換エリアは前記発光ダイオードモジュールに近い前記導光エリアの端面外縁に位置す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。
【請求項４】
前記波長転換エリアは前記導光エリアに覆われ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。
【請求項５】
前記導光エリアは、第１のエリアと第２のエリアとに区分され、
前記波長転換エリアは、層状であり、その対向する両側が前記第１のエリアと前記第２のエリアにそれぞれ隙間なしに接続され、
前記第１のエリアは、前記発光ダイオードモジュールに近い前記波長転換エリアの一側に位置し、
前記第２のエリアは、前記発光ダイオードモジュールに遠い一側に位置す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。
【請求項６】
前記光学部材の外形は、前記発光ダイオードモジュールに近い方向から前記発光ダイオードモジュールに遠い方向へ順に柱状外形と球状外形を延伸形成してな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。
【請求項７】
光学部材の柱状外形の部位における前記導光エリアは第１のエリアと第２のエリアとに区分され、
前記波長転換エリアは、層状であり、その対向する両側が前記第１のエリアと前記第２のエリアにそれぞれ隙間なしに接続され、
前記第１のエリアは、前記発光ダイオードモジュールに近い前記波長転換エリアの一側に位置し、
前記第２のエリアは、前記発光ダイオードモジュールに遠い前記波長転換エリアの一側に位置することを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオード電球。
【請求項８】
前記波長転換エリアは、前記光学部材の柱状外形の部位の軸方向に垂直することを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオード電球。
【請求項９】
前記光学部材は、前記発光ダイオードモジュールの一側に間隔に設置され、
前記第２の帯域光のスペクトル帯域幅は前記第１の帯域光のスペクトル帯域幅よりも広い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。
【請求項１０】
前記波長転換エリアは複数の蛍光体を含み、
前記蛍光体はリン光体とシンチレータのうちの少なくとも一つ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。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電球に関し、特に発光ダイオード電球に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は、複数の原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）の組み合わせにより様々な種類の波長ピークを有するスペクトルを生成することができる。例えば、三つのＬＥＤ（例えば、赤色光ＬＥＤ、緑色光ＬＥＤ、青色光ＬＥＤ）の組み合わせにより白色光ＬＥＤを製作することができる。但し、このような白色光ＬＥＤを使用して物体を照明する場合、必ずしも完全な自然の色を生成できるとは限らない。
【０００３】
その実情を考慮して、日亜化学工業株式会社（ＮＩＣＨＩＡ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ、ＪＡＰＡＮ）は、青色光ＬＥＤをリン光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）が混入されたエポキシ樹脂の中に封止することによって白色光ＬＥＤを製作したような技術を開発した。一方、株式会社フィリップスエレクトロニクスジャパンは、リン光体層をＬＥＤに形成することによってＬＥＤが出射した狭帯域（ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄ）光を広帯域（ｗｉｄｅ ｂａｎｄ）光（例えば白色光など）に転換させるような技術を開発した。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、リン光体をＬＥＤに直接に結合することで白色光を生成するような上述のＬＥＤ構造は、その寿命がリン光体の品質の良し悪しに関わる。即ち、白色光を生成するための上述のＬＥＤ構造の使用寿命を延ばしたい場合、高品質のリン光体を使用しなければならないため、製造コストが向上してしまう。
【０００５】
また、白色光を生成するための上述のＬＥＤ構造を電球に応用する場合、電球の製造コストを低減し難いため、消費者の低コストニーズを満たさない。
【０００６】
そこで、本考案の出願人は、上述の問題点を改善するために、鋭意検討を行なった結果、上述の問題点を有効に解決することができる、有利な構成を有する本考案を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案に係る発光ダイオード電球は、波長転換エリアが形成された光学部材により、発光ダイオードが発した光線帯域と設置された発光ダイオードモジュールが発した光線帯域は異なるようになる。
【０００８】
本考案は、口金と、前記口金の一端に設けられ、前記口金と共に収容空間を形成する電球カバーと、前記収容空間に収容され、第１の帯域光を発するための発光ダイオードモジュールと、導光エリアと前記導光エリアと隙間なしに接続すると共に前記第１の帯域光を第２の帯域光に転換するための波長転換エリアとを含み、前記収容空間の内部に収容されると共に前記発光ダイオードモジュールの発光経路に位置し前記第１の帯域光を導入するための光学部材と、前記口金の内部に設置され、前記発光ダイオードモジュールと前記口金に電気的に接続される電源モジュールと、を含む発光ダイオード電球を提供する。
【０００９】
好ましくは、前記波長転換エリアは前記導光エリアの外縁に位置する。
【００１０】
好ましくは、前記波長転換エリアは、前記発光ダイオードモジュールに近い前記導光エリアの端面外縁に位置する。
【００１１】
好ましくは、前記波長転換エリアは前記導光エリアで覆われる。
【００１２】
好ましくは、前記導光エリアは第１のエリアと第２のエリアとに分割される。前記波長転換エリアは層状であり、その対向する両側が第１のエリアと第２のエリアにそれぞれ隙間なしに接続する。前記第１のエリアは、前記発光ダイオードモジュールに近い前記波長転換エリアの一側に位置する。前記第２のエリアは、前記発光ダイオードモジュールに遠い前記波長転換エリアの一側に位置する。
【００１３】
好ましくは、前記光学部材の外形は、前記発光ダイオードモジュールに近い方向から前記発光ダイオードモジュールに遠い方向へ順に柱状外形と球状外形を延伸形成する。
【００１４】
好ましくは、前記光学部材の柱状外形の部位における前記導光エリアは第１のエリアと第２のエリアとに分割される。前記波長転換エリアは層状であり、その対向する両側が前記第１のエリアと前記第２のエリアにそれぞれ隙間なしに接続される。前記第１のエリアは、前記発光ダイオードモジュールに近い前記波長転換エリアの一側に位置する。前記第２のエリアは、前記発光ダイオードモジュールに遠い前記波長転換エリアの一側に位置する。
【００１５】
好ましくは、前記波長転換エリアは、前記光学部材の柱状外形の部位の軸方向に垂直する。
【００１６】
好ましくは、前記光学部材は、前記発光ダイオードモジュールの一側に間隔に設置される。前記第２の帯域光のスペクトル帯域幅は前記第１の帯域光のスペクトル帯域幅よりも広い。
【００１７】
好ましくは、前記波長転換エリアは、複数の蛍光体を含み、前記複数の蛍光体はリン光体とシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）のうちの少なくとも一つである。
【考案の効果】
【００１８】
上述したように、本考案に係る発光ダイオード電球は、光学部材のデザインにより、即ち光学部材に波長転換エリアが設けられることにより、第２の帯域光を発するための発光ダイオードを備えない場合であっても、発光ダイオード電球が第２の帯域光を発することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案に係る発光ダイオード電球の立体模式図を示すものである。
【図２】本考案に係る発光ダイオード電球の平面模式図を示すものである。
【図３Ａ】本考案に係る発光ダイオード電球における第１の態様の光学部材の平面模式図を示すものである。
【図３Ｂ】図３ＡにおけるＡで標示する箇所の拡大模式図を示すものである。
【図４】本考案に係る発光ダイオード電球における第２の態様の光学構造の平面模式図を示すものである。
【図５】本考案に係る発光ダイオード電球における第３の態様の光学構造の平面模式図を示すものである。
【図６】本考案に係る発光ダイオード電球における第４の態様の光学部材の平面模式図を示すものである。
【図７】本考案に係る発光ダイオード電球における第５の態様の光学部材の平面模式図を示すものである。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
以下、本明細書と図面に開示された本考案の実施形態は、本考案の技術内容をより分かりやすく説明し、本考案の理解を助けるために実施例を挙げたことに過ぎず、本考案の範囲を限定するものではない。ここに開示された実施形態以外にも、本考案の技術的思想に基づく他の変形例も実施可能であることは、本考案の属する技術分野における当業者に自明なことである。
【００２１】
図１乃至図７を参照しながら説明する。図１と図２は、本考案に係る発光ダイオードの模式図を示すものである。図３乃至図７は、本考案に係る光学部材の様々な態様の模式図を示すものである。
【００２２】
図１と図２に示すように、発光ダイオード電球は、口金１と、口金１の一端に設けられる電球カバー２と、口金１の一端にヒートシンク３と、ヒートシンク３の上に設けられる発光ダイオードモジュール４と、口金１の内部に設けられると共に発光ダイオードモジュール４と口金１に電気的に接続される電源モジュール５と、発光ダイオードモジュール４が発した光を導入する光学部材６と、を含む。
【００２３】
口金には取付部１１と接続部１２が設けられる。取付部１１は、その外周が螺旋状を呈しており、所望の電源ソケット（図示せず）の中にねじ込むことで電源ソケットを介して外部電源（図示せず）に電気的に接続されるためのものである。接続部１２の径方向断面面積は取付部１１の径方向断面面積よりも大きいことによって、取付部１１が電源ソケットに取り付けられた場合、接続部１２は電源ソケットに抜け止めする。
【００２４】
電球カバー２は、透明部材、曇り部材、又は光に透過させるほかの部材であってもよい。電球カバー２は、主体部２１と、主体部２１のエッジから延伸してなる結合部２２と、を有する。電球カバー２の主体部２１は大体中空の球状構造を呈する。結合部２０はリング状を呈する。また、実際に応用する場合、電球カバーの外形はこれに限定されるものではなく、ニーズに応じて設計すればよい。
【００２５】
また、電球カバー２の結合部２２は口金１の一端（即ち接続部１２）に設置される。口金１と電球カバー２は収容空間２３を形成する。また、口金１と電球カバー２の外形と結合方法は図式に限定されるものではなく、設計のニーズに応じて設計すればよい。例えば、電球カバー２の結合部２２と口金１の接続部１２は対応する螺旋構造又は係合構造（図示せず）を形成することによって交互に固定するようにしてもよい。
【００２６】
ヒートシンク３は、中空構造体又は中実構造体であり、熱伝導性を有する金属材料（例えばアルミニウムなど）、セラミックス材料（例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなど）又は熱伝導性プラスチックで製作されたものであるが、これに限定されるものではない。本実施例において、ヒートシンク３はアルミニウムで製作された中空構造体であるため、放熱効率を向上できる。
【００２７】
また、ニーズに応じて、ヒートシンク３の外周にナノメートル熱放射塗料（ｎａｎｏｍｅｔｅｒ  ｈｅａｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｃｏａｔ）を塗布することによって熱放射層（図示せず）を形成するようにしてもよい。これにより、熱を放射方式で放熱させることができるため、ヒートシンク３の放熱効率を向上できる。
【００２８】
また、ヒートシンク３は、口金１の接続部１２の一端に設けられ、収容空間２３の内部に収容される。発光ダイオード４は、収容空間２３の内部に収容されると共にヒートシンク３の上に設けられており、電球カバー２の主体部２１の方向へ第１の帯域光Ｌ１を出射する。
【００２９】
発光ダイオードモジュール４が有する発光ダイオードの数量は少なくとも一つであり、その配列方式はアレイ型であってもよい。発光ダイオードモジュール４は、実際の応用ニーズに応じて所望の設計に製作すればよく、例えば表面実装型の発光ダイオードモジュール又は他の型の発光ダイオードモジュール（例えば、砲弾型（ＤＩＰ  Ｔｙｐｅ）など）の型を製作してもよい。
【００３０】
電源モジュール５は、発光ダイオードモジュール４と口金１の取付部１１の内縁に電気的に接続されており、外部電源に電気的に接続されるためのものである。例を挙げて説明すると、電源モジュール５はドライバー５１と二つのリードセット５２を含むようにしてもよい。二つのリードセット５２は、その一端が発光ダイオードモジュール４とドライバー５１にそれぞれ電気的に接続され、その他端が口金１の取付部１１の底端と側端の内縁にそれぞれ電気的に接続されることによって、所望の電源ソケットに電気的に接続される。
【００３１】
光学部材６は、収容空間２３の内部に収容されると共に発光ダイオードモジュール４の発光経路に設置されており、第１の帯域光Ｌ１を導入するためのものである。光学部材６の外形は、発光ダイオードモジュール４に近い方向から発光ダイオードモジュール４に遠い方向へ順に柱状外形と球状外形を延伸形成する。実際応用において、光学部材６の形状はニーズに応じて設計すればよく、本考案の図式に限定されるものではない。
【００３２】
また、光学部材６には導光エリア６１と波長転換エリア６２が形成される。導光エリア６１と波長転換エリア６２は隙間なしに互いに接続される。言い換えれば、導光エリア６１と波長転換エリア６２は一体成形してなる構造である。導光エリア６１は光（第１の帯域光Ｌ１又は第２の帯域光Ｌ２）を転送するためのものである。波長転換エリア６２は、その内部に入射された第１の帯域光Ｌ１を第２の帯域光Ｌ２に転換するためのものである。
【００３３】
本考案の主な技術特徴として、光学部材６は、導光エリア６１と波長転換エリア６２が隙間なしに互いに接続され、第１の帯域光Ｌ１が波長転換エリア６２を介して第２の帯域光Ｌ２に転換された後、発光ダイオード電球が第２の帯域光Ｌ２を外に出射するようにすることを満たす。また、導光エリア６１と波長転換エリア６２は様々な配列方式で実現できる。本考案において、下記の複数の態様を例として説明するが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
第１の態様として、図３Ａに示すように、波長転換エリア６２は発光ダイオードモジュール４に近い導光エリア６１の端面外縁に設置される。即ち、波長転換エリア６２は、光学部材６の柱状外形の底部に位置されることによって、発光ダイオードモジュール４が出射した第１の帯域光Ｌ１は波長転換エリア６２を介して第２の帯域光Ｌ２が転換された後、導光エリア６１に入射される。
【００３５】
図３Ｂは、波長転換エリア６２の一部の拡大模式図を示すものである。波長転換エリア６２は、複数の蛍光体６２１を含むようにしてもよい。蛍光体６２１は、リン光体とシンチレータのうちの少なくとも一つである。また、上述した波長転換エリア６２により第１の帯域光Ｌ１を第２の帯域光Ｌ２に転換する方式は、第１の帯域Ｌ１が波長転換エリア６２の蛍光体６２１を介して第２の帯域光Ｌ２に転換されることであるが、これに限定されるものではない。
【００３６】
また、本実施例において、波長転換エリア６２が蛍光体６２１を含む第１の態様を例として説明するが、他の態様における波長転換エリア６２には蛍光体をも含むため、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
第２の態様として、図４に示すように、波長転換エリア６２は導光エリア６１の側面外縁に位置する。即ち、波長転換エリア６２は、光学部材６の柱状外形と球状外形の側縁に位置することによって、発光ダイオードモジュール４が出射した第１の帯域光Ｌ１が先ず導光エリア６１に入射されて、導光エリア６１から出射された後、波長転換エリア６２を介して第２の帯域光Ｌ２に転換されてから、光学部材６から出射される。
【００３８】
また、第３の態様として、図５に示すように、波長転換エリア６２は光学部材６の球状外形における導光エリア６１の外縁に位置する。即ち、波長転換エリア６２は、光学部材６の球状外形の側縁に位置することによって、発光ダイオード電球が第２の帯域光Ｌ２を出射する。
【００３９】
第４の態様として、図６に示すように、光学部材６の柱状外形における導光エリア６１は、波長転換エリア６２により第１のエリア６１１と第２のエリア６１２とに区分される。
【００４０】
波長転換エリア６２は、層状であり、その対向する両側が第１のエリア６１１と第２のエリア６１２にそれぞれ隙間なしに接続される。第１のエリア６１１は発光ダイオードモジュール４の一側に位置し、第２のエリア６１２は発光ダイオードモジュール４に遠い波長転換エリア６２の一側に位置する。また、本実施例において、波長転換エリア６２は光学部材６の柱状外形の部位の軸方向に垂直するようにしてもよいが、これに限定されるものではない。
【００４１】
これにより、発光ダイオードモジュール４が出射した第１の帯域光Ｌ１は導光エリア６１の第１のエリア６１１に入射して、第１のエリア６１１から第２のエリア６１２へ入射される時、波長転換エリア６２を介して第２の帯域光Ｌ２に転換された。
【００４２】
第５の態様として、図７に示すように、波長転換エリア６２は、複数のブロックであり、導光エリア６１に覆われるようにしてもよいが、波長転換エリア６２の形状は図式に限定されるものではない。
【００４３】
また、本実施例において、第１の帯域光Ｌ１は狭スペクトル帯域光（例えば青色光など）であり、第２の帯域光Ｌ２は広ペクトル帯域光（例えば白色光など）である。即ち、第２の帯域光Ｌ２のペクトル帯域幅は第１の帯域光Ｌ１のペクトル帯域幅よりも広いが、これに限定されるものではない。また、本実施例において、光学部材６は発光ダイオードモジュール４の一側に間隔に設置することを例として説明するが、実際応用において、光学部材６は発光ダイオードモジュール４の上に当接するようにしてもよい。
【００４４】
（実施例の効果）
本考案によれば、発光ダイオード電球は、光学部材６の設計により、即ち光学部材に形成された波長転換エリア６２により、白色光発光ダイオードモジュールを使用せずに白色光を発することができる。
【００４５】
また、発光ダイオード電球の使用寿命は波長転換エリア６２の採用する蛍光体６２１の品質との関連性が低い。言い換えれば、本考案に係る発光ダイオード電球は、白色光発光ダイオード以外の発光ダイオードを採用すること及び高品質の蛍光体を採用しないことなどの方式により製造コストを有効に削減できる。
【００４６】
上述したものは本考案の好ましい態様に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。本考案の明細書及び図面内容に基づいてなされた均等な変更および付加は、いずれも本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００４７】
１  口金
１１  取付部
１２  接続部
２  電球カバー
２１  主体部
２２  結合部
２３  収容空間
３  ヒートシンク
４  発光ダイオードモジュール
５  電源モジュール
５１  ドライバー
５２  リードセット
６  光学部材
６１  導光エリア
６１１  第１のエリア
６１２  第２のエリア
６２  波長転換エリア
６２１  蛍光体
Ｌ１  第１の帯域光
Ｌ２  第２の帯域光
【図１】
0003176320.tif 000003
【図２】
0003176320.tif 000004
【図３Ａ】
0003176320.tif 000005
【図３Ｂ】
0003176320.tif 000006
【図４】
0003176320.tif 000007
【図５】
0003176320.tif 000008
【図６】
0003176320.tif 000009
【図７】
0003176320.tif 000010