(57)【要約】【課題】小型で明るく且つ指向特性が良く、彩色の鮮明な表示性能が高いＬＥＤ集合球を提供する。【解決手段】一端にコネクター部１４を備えた他端を開口したケース体１と、このケース体１の開口内部に配備され、複数個のフルカラーＬＥＤ３を実装したプリント配線基板２と、このプリント配線基板２を囲む筒状反射体４と、上記ケース体１の開口他端に取り付けられ、キャップ状頂部５１の湾曲曲率が大きい偏平なレンズ部５とから成ることを特徴とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にコネクター部を備え他端を開口したケース体と、このケース体の開口内部に配備され、複数個のフルカラーＬＥＤを実装したプリント配線基板と、このプリント配線基板を囲む筒状反射体と、上記ケース体の開口他端に取り付けられ、キャップ状頂部の湾曲曲率が大きい扁平なレンズ部とから成るＬＥＤ集合球。
【請求項２】
上記複数個のフルカラーＬＥＤは、プリント配線基板の中央に位置する中央ＬＥＤと、この中央ＬＥＤを中心として９０度等角に配列される４つの円陣状ＬＥＤとから成ることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ集合球。
【請求項３】
上記筒状反射体は筒長さを短く、レンズ部は頂部高さを低く設定し、筒状反射体とレンズ頂部との距離を接近させて、全体として扁平な形態としたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ集合球。
【請求項４】
レンズ部のキャップ状頂部内面は、外部からの光源の目視を不可能とする梨地凹凸粗面に設定したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ集合球。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、単一の回路基板に複数個のフルカラーＬＥＤを実装して成るＬＥＤ集合球に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＬＥＤランプは、例えば屋内外の看板、ドットマトリックスなどの表示機用の光源として多く使用されている。
通常の単色ＬＥＤランプでは、十分な明度と鮮明な彩色を得るための発光効率の向上には、多数のＬＥＤが必要である。この結果、回路基板ヘの実装面積も多く必要となるのみならず、配線・作業が複雑化する。
そこで近年、複数個のＬＥＤランプを単一の回路基板に実装して成るＬＥＤ集合球が提案され、表示機用の光源として使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現今のＬＥＤ集合球は、ＬＥＤランプ（基板のパターン上にチップＬＥＤを実装し、このチップＬＥＤを囲む扁平なリフレクターに透明樹脂を充填した電子部品）を、複数個、単一回路基板上に搭載し、且つ筒状反射体で囲み、その上部をドーム形状のレンズ部で被覆して構成している（図示せず）。
【０００４】
つまり、従来のＬＥＤ集合球は、筒状反射体の筒長さが長く、レンズ部は縦長がのドーム形状（キャップ状頂部の湾曲曲率が小さく頂部高さが高い形状）に形成されている。従って、各ＬＥＤランプの光源点からレンズ部頂部位置までの距離が長い。
【０００５】
この結果、  各ＬＥＤランプ（チップＬＥＤ）の発光点が外部から目視し難い利点がある反面、ＬＥＤ集合球自体が大型化する不利があると共に、レンズ部のキャップ状頂部（光軸部）への指向特性が劣る許かりでなく、より明るく鮮明な表示を実現し得ていない。
【０００６】
この発明は、以上のような課題を解消させ、小型で明るく且つ指向特性が良く、彩色の鮮明な表示性能が高いＬＥＤ集合球を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成させるために、この発明に係るＬＥＤ集合球では、次のような構成としている。
ＬＥＤ集合球は、一端にコネクター部を備え他端を開口したケース体と、このケース体の内部に配備され、複数個のフルカラーＬＥＤを実装したプリント配線基板と、このプリント配線基板を囲む筒状反射体と、上記ケース体の開口他端に取り付けられるキャップ状頂部の湾曲曲率が大きい扁平なレンズ部とから成ることを特徴としている。
【０００８】
このような構成を有するＬＥＤ集合球では、レンズ部（キャップ状頂部）の湾曲曲率が大きく扁平に設定してある。したがって、集合球全体が扁平形状となり小型化が達成される。また、  各ＬＥＤからキャップ状頂部までの距離が短く指向特性が優れると共に、明るさと鮮明な彩色が実現される。
【０００９】
殊に、筒状反射体の筒長さ（高さ）を短く設定し、且つ扁平なレンズ部とを接近させて、光源からレンズ頂部までの距離を短く設定したから、指向性のズレおよびロスがなくなる。
【００１０】
特に、各ＬＥＤ（５個のＬＥＤ）の中の１個のＬＥＤを中心に、他の４個を９０度等角で円陣状に配置することで、各ＬＥＤとレンズ部の頂部までの距離に差が少なく、各ＬＥＤの発光力がほぼ等しく、均一で鮮明な彩色光が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係るＬＥＤ集合球の具体的な実施の形態を説明する。
図１は、ＬＥＤ集合球Ａを示す断面図であり、図２は分解斜視図である。
このＬＥＤ集合球Ａは、一端にコネクタ部１４を備え他端を開口したケース体１と、このケース体１の開口内部に収納されるプリント配線基板２と、このプリント配線基板２に実装される複数のフルカラーＬＥＤ３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）と、プリント配線基板（フルカラーＬＥＤ３を含む）２を囲む筒状反射体４と、ケース体１の他端開口に螺着するレンズ部５とから構成される。
【００１２】
ケース体１は、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂成型品で、一端開口有底の略円筒体に形成され、内筒部１１と外筒部１２とから成る。外筒部１２の外周面には、後述するナット６に螺合するネジ部１３が形成されている。
【００１３】
前記プリント配線基板２は、適所に係合軸２１を突設し、後述する筒状反射体４の嵌合部４１に嵌着して取り付けられる。さらに、プリント配線基板２は裏面が上記内筒部１１の開口周端に接面することで、筒状反射体４とケース体  （内筒部１１）との間で挟着固定されている。
【００１４】
プリント配線基板２は、実施の形態では、図４で示すように、基板２の面内に５個のフルカラーＬＥＤ３、３ａ、  ３ｂ，３ｃ，３ｄを実装している。
【００１５】
各フルカラーＬＥＤ３は、図４で示すように、絶縁性樹脂材により上開口有底の箱状に形成される。この樹脂ケース３４には電極を構成する一対のリードフレームがインサート形成され、一方のリードフレーム  （パッド）  にＬＥＤを実装し、ＬＥＤは金属ワイヤを介して他方のリードフレーム（パッド）に電気的に接続してある。
【００１６】
具体的には、ＬＥＤ３、３ａ、  ３ｂ，３ｃ，３ｄは、それぞれ３原色の発光素子、つまり赤色ＬＥＤチップ３２と、緑色ＬＥＤチップ３１と青色ＬＥＤチップ３３を実装配備している。
【００１７】
そして、樹脂ケース体３４の開口空室には、透光性樹脂を充填し、樹脂封止部  （透明レンズ部）が形成されている。
【００１８】
実施の形態では、上記フルカラーＬＥＤ３、３ａ、  ３ｂ，３ｃ，３ｄを５個使用し、中心に１個のＬＥＤ３、この中央のＬＥＤ３を中心として、４個のＬＥＤ３ａ、  ３ｂ、３ｃ、  ３ｄを円陣状に９０度等角で配列して構成している。
【００１９】
なお、単一の回路基板２に実装されるＬＥＤ３は、上記の５個に限られないが、実施の形態では例えば１ｍユニットのドットマトリックス（１６×１６ドット）を想定すると、  ピッチは６２．５ｍｍと成り、ＬＥＤ集合球Ａの直径を３５ｍｍとすると，  ５個のフルカラーＬＥＤの実装が最適のためである。
【００２０】
前記筒状反射体４は、所定の深さを有する扁平な上下開口の円筒体で、回路基板２上に固定配備される。
この筒状反射体４は、  例えばポリカーボネイト樹脂で成型（或いはポリカーボネイト樹脂にチタン粉末を混入して成型）した白色プラスチック製の反射体である。また、この扁平な円筒体４の下開口周部の内径は、発光ＬＥＤチップおよび電極部を完全に覆うように設定してある。
【００２１】
この筒状反射体４は、その筒高さ、つまり下部嵌合部（回路基板２上）４１から開口上端までの距離を短くし、扁平形状に設定してある。実施の形態ではこの距離がもっとも有効な範囲「１５ｍｍ」以内となるように設定してある。
【００２２】
前記レンズ部５は、図３で示すように、透明性の高いポリカーボネイト樹脂  （或いは微量のチタン粉末を拡散剤として混入させたポリカーボネイト樹脂）の成型品で、湾曲曲率の大きい、つまり頂部が扁平なキャップ部５１と、キャップ部５１の下部に連続するリング状螺子筒部５２とから成る。
【００２３】
このリング状螺子筒部（外周螺子）５２が、ケース体１の外筒部１２内周面のネジ部１２ａに螺着する。この際、両者間に  Ｏリングを介在配備して防水構造とすることで、屋外看板用に好適とされる。
【００２４】
このレンズ部５は、扁平に設定され、湾曲曲率が大きく、背の低いキャップ部５１の高さは、実施の形態では最も有効な範囲「１０ｍｍ以内」となるように設定してある。
また、上記筒状反射体４とレンズ部５とを接近した組み付けで構成させることでキャップ部５１頂部への一層の指向性、明るさ、彩色性の向上を企図している。
【００２５】
また、上記レンズ部５のキャップ部頂部５１の内面は、梨地模様の凹凸粗面５１ａに形成している。これにより、レンズ部５のキャップ部頂部、つまりキャップ部５１との距離が接近することで、発光源が外観されるのを、凹凸粗面５１ａにより阻止する。
【００２６】
このような構成を有するＬＥＤ集合球Ａは、例えば図６に示すように、２８個のＬＥＤ集合球Ａを使用して、ひとつの絵素Ｃを構成し、複数の絵素Ｃ、Ｃ、Ｃでひとつの表示パターン（表示器）Ｂが形成される。この例では、駐車場などに於ける車の進行誘導表示としての表示例を示している。
【００２７】
また、図５で示すように、ＬＥＤ集合球Ａは、表示器Ｂの表示板Ｙに設けられた取り付け孔Ｙ１にレンズ部（ケース体１の先端側）５を嵌挿した状態で、ナット６を外筒部１２のネジ部１３に螺着させることで、ナットの先端面６１を表示板Ｙに押圧することで容易且つ強固に取り付けされる。
【００２８】
実施の形態のＬＥＤ集合球Ａは、レンズ部  （キャップ状頂部５１）５の湾曲曲率が大きく、扁平に設定してある。したがって、集合球の全体が扁平となり小型化が達成される許かりでなく、各ＬＥＤ３から頂部５１までの距離が短く指向特性が優れると共に、明るさと鮮明な彩色が実現される。
【００２９】
殊に、筒状反射体４の筒長さ（高さ）を短く設定し、且つ扁平なレンズ部５とを接近させ、距離を短く設定したから、発光の指向性にロスがなくなる。特に、各ＬＥＤ（５個のＬＥＤ）の１個のＬＥＤ３を中心に、他のＬＥＤ３ａ、  ３ｂ，３ｃ，３ｄを９０度等角で円陣状に配置することで、各ＬＥＤ３とレンズ部の頂部５１までの距離に差が少なく、各ＬＥＤ３の発光力がほぼ等しく、均一で鮮明な彩色光が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明では、以上のように、一端にコネクター部を備え他端を開口したケース体の内部に、複数個のフルカラーＬＥＤを実装したプリント配線基板を配備し、このプリント配線基板を筒状反射体で囲むと共に、ケース体の開口他端に湾曲曲率の大きい扁平なレンズ部を取り付けることとしたから、集合球全体として扁平で小型化を実現し得る。
【００３１】
また、筒状反射筒の筒長さを短く設定すると共に、扁平なレンズ部に設定し、且つ筒状反射筒とレンズ部とを近接して組み付ける構成としたから、発光源からレンズ部（頂部）までの距離が短く、指向特性が優れる。
【００３２】
さらに、各フルカラーＬＥＤは、中心点に１個、他を等角で円陣状に配列することとしたから、各ＬＥＤから扁平な頂部までの距離がほぼ等しくなり、且つ距離も短いため、光度が向上すると共に、指向特性のズレが少なく、ムラのない鮮やかな混色と、均一な発光が得られる。
【００３３】
また、レンズ部のキャップ状頂部の内面は、梨地の凹凸粗面に設定したから、扁平なレンズ部であっても発光点が外部から外観し難く、美麗な発光体裁を実現し得るなど、発明目的を達成した優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のＬＥＤ集合球を示す断面図である。
【図２】実施の形態のＬＥＤ集合球を示す分解斜視図である。
【図３】キャップ状レンズ部を示す斜視図である。
【図４】プリント配線基板を示す正面図である。
【図５】実施の形態のＬＥＤ集合球を表示板に取り付けた状態を示す側面図である。
【図６】実施の形態のＬＥＤ集合球を使用した表示機を示す正面図である。
【符号の説明】
１      ケース体
２      プリント配線基板
３      フルカラーＬＥＤ
４      筒状反射体
５      レンズ部
５１    キャップ状頂部
５１ａ  梨地凹凸粗面
【図１】
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【図２】
2004311621.tif 000004
【図３】
2004311621.tif 000005
【図４】
2004311621.tif 000006
【図５】
2004311621.tif 000007
【図６】
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