(57)【要約】【課題】従来の白熱電球に比べて電球型ＬＥＤランプは明るさが足りないという指摘が多くなされ始めた。特に天井から床面や天井からテーブルの面を照らす照度が白熱電球と比較して劣る点が問題視されてきた。本件発明は電球型ＬＥＤランプ直下の照度を向上させることを目的としている。【解決手段】底部にソケットに差込むための口金を設け、ＬＥＤ駆動回路部を収容する収容カップと、収容カップの開口面付近に配置される平板状のＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板上に配置されるＬＥＤチップ構体と、複数のＬＥＤチップ構体にまたがって配置されるレンズとを有する電球型ＬＥＤランプを提供する。【選択図】図１
2012059370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部にソケットに差込むための口金を設け、ＬＥＤ駆動回路部を収容する収容カップと、
収容カップの開口面付近に配置される平板状のＬＥＤ基板と、
ＬＥＤ基板上に配置されるＬＥＤチップ構体と、
複数のＬＥＤチップ構体にまたがって配置されるレンズと、
を有する電球型ＬＥＤランプ。
【請求項２】
さらに収容カップの開口縁と合わせることでＬＥＤ基板と、ＬＥＤチップ構体と、レンズと、を収容するカバーを有する請求項１に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【請求項３】
レンズと、複数のＬＥＤチップ構体との間に配置される透明ゲル状材料からなるゲル中間材をさらに有する請求項１又は２に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【請求項４】
レンズは透明ゲル状材料からなる請求項１から３のいずれか一に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【請求項５】
レンズは、カバーに押圧されることでＬＥＤチップ構体と密着状態で配置される請求項２に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【請求項６】
ゲル中間材は、カバーに押圧されることでＬＥＤチップ構体と密着状態で配置される請求項２に従属する３に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【請求項７】
レンズは、有色透明である請求項１から６のいずれか一に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【請求項８】
ゲル中間材は、有色透明である請求項１から７のいずれか一に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【請求項９】
レンズには蛍光剤又は畜光剤が含まれている請求項１から８のいずれか一に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【請求項１０】
ゲル中間材には蛍光剤又は畜光剤が含まれている請求項１から８のいずれか一に記載の電球型ＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電球型ＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年電球型ＬＥＤランプは、省エネ性が高く評価されている。また、ＬＥＤが長寿命であることも高く評価されている。そして、現在の白熱電球が急速に電球型ＬＥＤランプに置き換わろうとしている。電球型ＬＥＤランプは、外形は従来の白熱電球と同じに作られているので単に電球を取り換えるだけで従来の白熱電球に置き換えができる。電球型ＬＥＤランプの基本的構成については、例えば特許文献１に開示されている。同文献には、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素子とを備える電球型ＬＥＤランプの構成が記載されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１‐２４３８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の白熱電球に比べて電球型ＬＥＤランプは明るさが足りないという指摘が多くなされ始めた。特に天井から床面や天井からテーブルの面を照らす照度が白熱電球と比較して劣る点が問題視されてきた。本件発明は電球型ＬＥＤランプ直下の照度を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、第一の発明は、底部にソケットに差込むための口金を設け、ＬＥＤ駆動回路部を収容する収容カップと、収容カップの開口面付近に配置される平板状のＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板上に配置されるＬＥＤチップ構体と、複数のＬＥＤチップ構体にまたがって配置されるレンズとを有する電球型ＬＥＤランプを提供する。
【０００６】
また、第二の発明は、第一の発明を基礎として、さらに、収容カップの開口縁と合わせることで、ＬＥＤ基板と、ＬＥＤチップ構体と、レンズと、を収容するカバーを有する電球型ＬＥＤランプを提供する。
【０００７】
また、第三の発明は、第一又は第二の発明を基礎として、レンズと、複数のＬＥＤチップ構体との間に配置される透明ゲル状材料からなるゲル中間材をさらに有する電球型ＬＥＤランプを提供する。
【０００８】
また、第四の発明は、第一から第三のいずれか一の発明を基礎として、レンズは透明ゲル状材料からなる電球型ＬＥＤランプを提供する。
【０００９】
また、第五の発明は、第二の発明を基礎として、レンズは、カバーに押圧されることでＬＥＤチップ構体と密着状態で配置される電球型ＬＥＤランプを提供する。
【００１０】
また、第六の発明は、第二の発明に従属する第三の発明を基礎として、ゲル中間材は、カバーに押圧されることでＬＥＤチップ構体と密着状態で配置される電球型ＬＥＤランプを提供する。
【００１１】
また、第七の発明は、第一から第六のいずれか一の発明を基礎として、レンズは、有色透明である電球型ＬＥＤランプを提供する。
【００１２】
また、第八の発明は、第一から第七のいずれか一の発明を基礎として、ゲル中間材は、有色透明である電球型ＬＥＤランプを提供する。
【００１３】
また、第九の発明は、第一から第八のいずれか一の発明を基礎として、レンズには蛍光剤又は畜光剤が含まれている電球型ＬＥＤランプを提供する。
【００１４】
また、第十の発明は、第一から第八のいずれか一の発明を基礎として、ゲル中間材には蛍光剤又は畜光剤が含まれている電球型ＬＥＤランプを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような構成をとることにより電球型ＬＥＤランプ直下の照度を従来のもの比べて大幅に向上することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の電球型ＬＥＤランプの形状の一例を示す分解斜視図
【図２】実施例１の電球型ＬＥＤランプにおけるＬＥＤ基板とレンズの配置関係の一例を示す概念図
【図３】実施例２の電球型ＬＥＤランプの形状の一例を示す分解斜視図
【図４】実施例２の電球型ＬＥＤランプの形状の一例を示す断面図
【符号の説明】
【００１７】
０１００      電球型ＬＥＤランプ
０１０１      収容カップ
０１０２      ＬＥＤ基板
０１０３      ＬＥＤチップ構体
０１０４      レンズ
０１０５      カバー
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施例を説明する。実施例と請求項の相互の関係は以下のとおりである。実施例１は主に請求項１、２、４、５、７、９などに関し、実施例２は主に請求項３、６、８、１０などに関する。なお、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。
【実施例１】
【００１９】
<概要>
【００２０】
本実施例では従来の電球型ＬＥＤランプのＬＥＤチップ構体の複数にわたってレンズを配置する。
【００２１】
<構成>
【００２２】
本実施例の発明は収容カップと、ＬＥＤ基板と、ＬＥＤチップ構体と、レンズと、を有する電球型ＬＥＤランプである。また、本実施例の電球型ＬＥＤランプは、以上に加えてカバーを有していてもよい。
【００２３】
「収容カップ」は、底部にソケットに差込むための口金を設け、ＬＥＤ駆動回路部を収容する。
【００２４】
「ＬＥＤ基板」は、収容カップの開口面付近に配置される平板状のものである。一般的にはアルミ板などの比較的熱伝導性の高い材料を基本として、絶縁層を設け、その絶縁層上にＬＥＤチップ構体に対する配線などを備えたものである。場合によりその絶縁層の上に熱絶縁物がカバーされている場合がある。
【００２５】
「ＬＥＤチップ構体」は、ＬＥＤ基板上に配置されるもので、発光するＬＥＤチップを含み、ＬＥＤチップを配置するセラミック製の基板と、基板上に配置されるＬＥＤチップにかぶせられる透明カバー（場合によりレンズとして機能する）などからなり、セラミック製の基板には、ＬＥＤ基板の導電ランドに電気接続するための足などが設けられており、この足とＬＥＤチップの電極とが内部配線（例えばワイヤ配線）などで結ばれている。本件発明においてはＬＥＤチップ構体は、ウエハから切り出されたままのＬＥＤチップそのものをいう場合又は、ウエハから切り出されたＬＥＤチップと上記のような構造体を一体とした場合を指す場合がある。
【００２６】
「レンズ」は、複数のＬＥＤチップ構体にまたがって配置されるものである。レンズとは光学的に光の向きを所望の方向に向けることを目的とした部品でガラス、樹脂、などで構成される。本件発明においては特に天井に下向けに設けられた電球型ＬＥＤランプの光を床面やテーブルの上に効率よく届けることを目的としているので凸レンズであることが好ましいが、用途などに応じて凹レンズとすることも排除しない。また凸レンズと凹レンズとを部分的に融合したような複合型のレンズであってもよい。またレンズの材質は比較的硬いガラスや、硬質のプラスティックのほかに柔軟性があるゲル状の樹脂を利用したレンズであってもよい。また硬質材料と軟質材料とが部分的に複合した部品を用いてもよい。さらにレンズは無色透明であってもよいし、有色透明であってもよい。有色とは、例えば赤、青、緑、黄緑、黄色、だいだい、などである。また色も複合していてもよい。例えばレンズの半分は赤色、もう半分は緑色などである。さらにレンズの材料中の全部又は一部に蛍光材料や畜光性材料を混ぜてもよい。これにより多様な色を実現できたり、通電終了後でも光を放ち続けたりするなどが可能となる。
【００２７】
「電球型ＬＥＤランプ」は基本的な外形は従来からある白熱電球と同じものである。本件発明は従来型の白熱電球を電球型ＬＥＤランプへ置き換えることを促進するものである。
【００２８】
さらに実施例１に追加の構成としてレンズを覆うようにカバーを備える構成を提案する。レンズが外部に露出しているとレンズからの光が強すぎて眩しくなったり、またＬＥＤチップが点光源としてあらわになり、デザイン上好ましくないとされたりする場合がある。そこで、レンズにさらにカバーをかぶせ、かつ、そのカバーを半透明としたり、比較拡散性の良いものとすることで眩しかったり、またデザイン上の問題点がないような設計とすることができる。またレンズがゲル状の材料である場合にはレンズ自体が傷つきやすくなるので、この傷を防止するためにカバーを用いる場合もある。
【００２９】
「カバー」とは、収容カップの開口縁と合わせることでＬＥＤ基板と、ＬＥＤチップ構体と、レンズと、を収容するものである。レンズとカバーとは密着しているのがよい。なぜならレンズとカバーとの間での光の乱反射によって光が弱められるという問題を解消できるからである。レンズとカバーとを密着させるための構成の一例は次実施例にてまとめて示す。カバーの材質はプラスティックが一般的であるが、ガラスその他の材料を用いてもよい。カバーは収容カップの開口縁にカチッと嵌めることができるように設計すると便利である。特にカチッと嵌めこむことによってカバーがレンズないしはレンズを介してゲル中間材を押圧し、その力でＬＥＤチップ構体と密着するようにすればよい（ゲル中間材については次実施例にて詳述する）。
【００３０】
図１は、本実施例の電球型ＬＥＤランプの形状の一例を示す分解斜視図である。本図に示す電球型ＬＥＤランプ０１００は、収容カップ０１０１（口金側の一部の図示を省略した。図３、図４についても同様である）と、ＬＥＤ基板０１０２と、ＬＥＤチップ構体０１０３と、レンズ０１０４と、カバー０１０５とを有する。なお、本図にはカバーを有する電球型ＬＥＤランプの例を示したが、上述のように、本実施例の電球型ＬＥＤランプはカバーを有していなくてもよい。
【００３１】
図２は、本実施例の電球型ＬＥＤランプにおけるＬＥＤ基板とレンズの配置関係の一例を示す概念図であって、これらを平面図で見た状態を示したものである。図１に示した例のようにレンズは一個であってもよいが、本図に示すように、ＬＥＤ基板、レンズはそれぞれ複数個備えられていてもよい。本図のうち（ａ）に示す電球型ＬＥＤランプには、（ａ−１）に示すように略円形のＬＥＤ基板が四個備えられている。また、（ａ−２）は四個のレンズを示す。また、（ａ−３）は（ａ−１）に示したＬＥＤ基板の上に（ａ−２）に示したレンズを載せた状態を示す。複数のＬＥＤ基板が備えられる場合に、本図のように複数のＬＥＤ基板の上にそれぞれ対応する位置に複数のレンズを配置してもよいし、複数のＬＥＤ基板の上に一個のレンズを配置してもよいし、また、ＬＥＤ基板やレンズの形状は問わない。（ｂ）は、これらの形状が略長方形の場合を示す。（ｂ−１）〜（ｂ−３）各図の関係は（ａ−１）〜（ａ−３）と同様である。
【００３２】
<実験>
【００３３】
本発明者は、レンズを設けることの効果を実際に照度計を用いて測定した。レンズを用いない電球型ＬＥＤランプの場合には１．５メートル下の位置での照度は、７４ルクスであったのに対し、本発明では１１９ルクスとなり、おおよそ１．５倍の照度を実現することができた。レンズを用いない点と用いる点を除いては両者は全く同一のものであった。
【００３４】
<効果>
【００３５】
本実施例により天井に設けられた白熱電球と置き換える電球型ＬＥＤランプでも床面や、テーブル面の照度を従来より向上することができる。
【実施例２】
【００３６】
<概要>
【００３７】
本実施例ではさらにレンズとＬＥＤチップとの間にゲル中間材を配置する。
【００３８】
<構成>
【００３９】
本実施例の発明は実施例１の発明を基本とし、さらにレンズとＬＥＤチップとの間にゲル中間材を配置する。収容カップと、ＬＥＤ基板と、ＬＥＤチップ構体と、レンズについては実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
「ゲル中間材」は、ゲル状の材料を用いた平板状のものであって、ＬＥＤチップの発光部分と、レンズとの間に生じる隙間をなくするないしは極力少なくすることを目的として、さらに副次的な目的としてＬＥＤチップないしはＬＥＤ基板などで発生する熱を所望の方向に排熱するコントロールをすることも目的とする。
【００４１】
ゲル中間材の具体的な材料としてはシリコン樹脂や、シリコン樹脂を基本としてこれに副次的な材料を混ぜたものである。またアクリルゲルなどであってもよい。またシリコーンゲルを袋状の部品に詰め込んだもの（例えば豊胸手術で利用するようなもの）であってもよい。さらにゲル中間材は、無色透明であってもよいし、有色透明であってもよい。有色とは、実施例１と同様に、例えば赤、青、緑、黄緑、黄色、だいだい、などである。また色も複合していてもよい。例えばレンズの半分は赤色、もう半分は緑色などである。さらにレンズの材料中の全部又は一部に蛍光材料や畜光性材料を混ぜてもよい。これにより多様な色を実現できたり、通電終了後でも光を放ち続けたりすることなどが可能となる。
【００４２】
またゲル中間材のＬＥＤチップ当接部分は平面的であってもよいがＬＥＤチップの高差分程度凹となっていてもよい。このようにすることでさらにＬＥＤチップの発光部分と、ゲル中間材との密着度を向上できるとともに、レンズとの当接面にまでＬＥＤチップの凹凸を反映することなくできるというメリットがある。レンズの界面は接着剤などであらかじめ接着しておいてもよいし、接着剤などを用いないでもよい。
【００４３】
ゲル中間材はＬＥＤチップの配置に合わせて凹みを設けておくとなおさらＬＥＤチップとの密着性を向上できる。
【００４４】
図３は、本実施例の電球型ＬＥＤランプの形状の一例を示す分解斜視図である。本図に示す電球型ＬＥＤランプ０３００は、収容カップ０３０１と、ＬＥＤ基板０３０２と、ＬＥＤチップ構体０３０３と、ゲル中間体０３０６と、レンズ０３０４と、カバー０３０５とを有する。なお、本図にはカバーを有する電球型ＬＥＤランプの例を示したが、本実施例の電球型ＬＥＤランプはカバーを有していなくてもよい。図１に示した実施例１の電球型ＬＥＤランプとの相違は、ＬＥＤチップ構体とレンズの間にゲル中間体が備えられる点にある。
【００４５】
図４は、本実施例の電球型ＬＥＤランプの形状の一例を示す断面図であり、電球型ＬＥＤランプの略中央で垂直に切断した状態を示す概念図である。（ａ）は、図３と同様の分解状態を示し、（ｂ）は、使用時の電球型ＬＥＤランプの形状に結合したものである。この結合を好適に行うため、カバーが収容カップの開口縁にカチッと嵌めることができるように設計されていると便利であるところ、本図の例では、かかる構成の一例として弾性を有するカバー０４０５の端部にやや内側に折り込まれた爪０４０５ａが備えられ、当該爪が収容カップ０４０１の開口縁０４０１ａの内側に挿入され、外周方向への付勢力によってカチッと嵌めることができるようになっているものを示した。本図の例は一例であり、このようにカチッと嵌めることができるものであれば他の形状であってもよい。
【００４６】
そして、（ｂ）に示す使用時の電球型ＬＥＤランプの状態においては、ゲル中間体がＬＥＤ基板上のＬＥＤチップ構体の形状に沿って変形し、ゲル中間体とＬＥＤ基板・ＬＥＤチップ構体との隙間（第１の隙間０４１０）がほとんど生じないようにすることができる。このためには、ゲル中間体の材料はできるだけＬＥＤチップ構体の形状にピッタリ沿って変形できる程度に軟らかい材料であることが望ましい。また、ゲル中間体とレンズの間の隙間（第２の隙間０４２０）はそれぞれの対向面をほぼ平面とすることでほとんどなくすことができる。さらに、レンズとカバーの隙間（第３の隙間０４３０）については、レンズの外面形状に合わせてカバーの内面形状を成形する（レンズにカバーをかぶせたときにほぼピッタリ密着するように成形する）ことで、この隙間をほぼなくすことができる。以上の構成により、カバー内の隙間（空気層）がほぼなくなり、カバー内の光の乱反射によって光が弱められるという問題を解消できる。なお、前実施例で言及したように、レンズとカバーの隙間（第３の隙間）をなくすための構成は、前実施例と共通である。
【００４７】
<効果>
【００４８】
本実施例によりさらに電球型ＬＥＤランプの光を効率的に床面や、テーブル面に届けることができる。
【図１】
2012059370.tif 000003
【図２】
2012059370.tif 000004
【図３】
2012059370.tif 000005
【図４】
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