(57)【要約】【課題】擬似フィラメント発光を実現することができるＬＥＤモジュールを提供すること。【解決手段】光源であるＬＥＤ３と、該ＬＥＤ３から入射する光を導く導光体４を備え、前記導光体４を、一端の入射面から入射する前記ＬＥＤ３からの光を反射・屈折させながら他端側に導く導光部４Ａと、該導光部４Ａの他端に形成された擬似フィラメント部４Ｂで構成し、前記擬似フィラメント部４Ｂを、前記ＬＥＤ３の光軸に直交する方向に長い柱体で構成し、該柱体の外周面に、長手方向に沿う溝４ａを周方向に複数形成して成るＬＥＤモジュール１において、前記導光体４の擬似フィラメント部４Ｂの長手方向両端面４ｂを凹又は凸形状とするとともに、同擬似フィラメント部４Ｂの長手方向複数箇所に、長手方向に直交する溝４ｃを全周に亘って形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源であるＬＥＤと、該ＬＥＤから入射する光を導く導光体を備え、前記導光体を、一端の入射面から入射する前記ＬＥＤからの光を反射・屈折させながら他端側に導く導光部と、該導光部の他端に形成された擬似フィラメント部で構成し、前記擬似フィラメント部を、前記ＬＥＤの光軸に直交する方向に長い柱体で構成し、該柱体の外周面に、長手方向に沿う溝を周方向に複数形成して成るＬＥＤモジュールにおいて、
前記導光体の擬似フィラメント部の長手方向両端面を凹又は凸形状とするとともに、同擬似フィラメント部の長手方向複数箇所に、長手方向に直交する溝を全周に亘って形成したことを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記導光体の導光部の外周面に反射処理を施したことを請求項１記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記導光体の導光部の入射面側の一端の厚さｙ、擬似フィラメント部側の他端の厚さｘとの間に、ｙ≦1．２ｘの関係が成立することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤから出射する指向性の強い光を円周上の全方向に向けて照射して擬似フィラメント発光を実現するＬＥＤモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、白熱電球の光源モジュール１０１を図６に示すが、白熱電球の光源モジュール１０１は、ガラス製のステム１０２に立設された左右一対のリードフレーム１０３の先端に、タングステンワイヤーをコイル状に巻回して成るフィラメント１０４を架設することによって構成されている。尚、白熱電球は、光源モジュール１０１を不図示のガラス製のバルブによって密閉して構成されている。
【０００３】
斯かる光源モジュール１０１において、不図示の電源からリードフレーム１０３を介してフィラメント１０４に電流が供給されると、フィラメント１０４が発光し、その光は、円周上の全方向に向けて照射される。
【０００４】
ところで、近年、光源として、発光効率が高くて長寿命、且つ、省電力である等の利点を有するＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されつつあり、従来のフィラメントに代えてＬＥＤを用いたＬＥＤ電球が出現しているが、ＬＥＤから出射される光は指向性が強いため、フィラメントを用いた白熱電球のように円周上の全方向に向けて光を照射させることができないという問題がある。
【０００５】
光源にＬＥＤを使用するＬＥＤモジュールとして、特許文献１には図７に示すものが提案されている。
【０００６】
即ち、図７は特許文献１において提案されたＬＥＤモジュールの部分断面斜視図であり、図示のＬＥＤモジュール２０１は、回路基板２０２上に実装された不図示のＬＥＤを光源として備えており、回路基板２０２の上方には導光体（光導波管）２０３が立設されている。そして、導光体２０３の上端には円柱状の発光体２０４が形成されており、導光体２０３の周囲は、光を通さないシュラウド２０５によって覆われている。
【０００７】
斯かるＬＥＤモジュール２０１においては、ＬＥＤから上方に向かって出射する光は、導光体２０３内を上方に向かって発光体２０４へと導かれ、該発光体２０４の外周面から外部へと出射するため、発光体２０４の全体が発光する。
【０００８】
しかしながら、特許文献１において提案された図７に示すＬＥＤモジュール２０１においても、発光体２０４から出射する光を円周上の全方向に向けて照射させることができず、擬似フィラメント発光を実現することができないという問題がある。
【０００９】
そこで、本出願人は、図８に示すＬＥＤモジュールを先に提案した（特許文献２参照）。
【００１０】
即ち、図８は特許文献２において提案されたＬＥＤモジュールの導光体要部の斜視図であり、ＬＥＤモジュールは、不図示のＬＥＤと、該ＬＥＤの上方に垂直に立設された導光体３０４によって構成されている。ここで、導光体３０４は、扁平な台形プレート状の導光部３０４Ａと、該導光部３０４Ａの上端に横方向（導光部３０４Ａの幅方向）に一体に形成された円柱状の擬似フィラメント部３０４Ｂで構成されている。
【００１１】
より詳細には、導光体３０４の導光部３０４ＡのＬＥＤに対向する不図示の下面は、入射面を構成しており、擬似フィラメント部３０４Ｂは、ＬＥＤの垂直な光軸に直交する横方向（導光部３０４Ａの幅方向）に沿って形成されており、その外周面には、長手方向に沿う断面円形の溝３０４ａが周方向に複数（図示例では７個）形成されている。
【００１２】
以上の導光体３０４を備えるＬＥＤモジュールにおいて、不図示の電源からＬＥＤに電流が供給されると、該ＬＥＤが起動されて発光し、その上方に向かう光は、導光体３０４の導光部３０４Ａの下端面である入射面から導光部３０４Ａの内部に入射する。すると、導光体３０４の導光部３０４Ａ内に入射した光は、導光部３０４Ａ内を反射・屈折を繰り返しながら擬似フィラメント部３０４Ｂに向かって上方に進み、円柱状の擬似フィラメント部３０４Ｂの外周面に形成された複数（７個）の溝３０４ａで屈折して出射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−０１２８２４号公報
【特許文献２】特願２０１５−０４７９９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献２において提案された図８に示す導光体３０４を備えるＬＥＤモジュールにおいては、導光体３０４の擬似フィラメント部３０４Ｂから出射する光は、側面視（図８の矢視Ｘ方向）では図９（ａ）に示すように円周上の全方向に向けて出射するが、正面視（図８の矢視Ｙ方向）では図９（ｂ）に示すように横方向及び下方向には出射しないことが明らかとなった。このため、導光体３０４の擬似フィラメント部３０４Ｂから光を円周上の全方向に向かって出射させることができず、完全な擬似フィラメント発光を実現することができないという問題がある。
【００１５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、擬似フィラメント発光を実現することができるＬＥＤモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源であるＬＥＤと、該ＬＥＤから入射する光を導く導光体を備え、前記導光体を、一端の入射面から入射する前記ＬＥＤからの光を反射・屈折させながら他端側に導く導光部と、該導光部の他端に形成された擬似フィラメント部で構成し、前記擬似フィラメント部を、前記ＬＥＤの光軸に直交する方向に長い柱体で構成し、該柱体の外周面に、長手方向に沿う溝を周方向に複数形成して成るＬＥＤモジュールにおいて、前記導光体の擬似フィラメント部の長手方向両端面を凹又は凸形状とするとともに、同擬似フィラメント部の長手方向複数箇所に、長手方向に直交する溝を全周に亘って形成したことを特徴とするＬＥＤモジュール。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記導光体の導光部の外周面に反射処理を施したことを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記導光体の導光部の入射面側の一端の厚さｙ、擬似フィラメント部側の他端の厚さｘとの間に、ｙ≦1．２ｘの関係が成立することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、ＬＥＤから出射する光は、導光体の導光部の内部を反射・屈折を繰り返しながら擬似フィラメント部へと導かれ、柱状の擬似フィラメントの外周面に形成された複数の溝で屈折するとともに、擬似フィラメント部の長手方向両端面の凹又は凸形状と長手方向複数箇所に形成された溝によっても屈折するため、横方向及び下方向を含む円周上の全方向に向かって出射する。このため、白熱電球に用いられているフィラメントの発光に類似する擬似フィラメント発光が実現し、導光体の擬似フィラメント部がフィラメントの代替光源として機能する。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、導光体の導光部の外周面に反射処理を施したため、導光体の導光部内を導かれる光が導光部外に漏れることがなく、ＬＥＤからの光が有効に利用される。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、導光体の導光部の入射面側の一端の厚さｙと擬似フィラメント部側の他端の厚さｘとの間に、ｙ≦１．２ｘの関係が成立すると、導光体の導光部内を導かれる光は、導光部の外周面で全反射して外部へと漏れることがないため、ＬＥＤからの光が有効に利用される。この場合、導光部の外周面に反射処理を施す必要がないため、ＬＥＤモジュールのコストダウンが図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＬＥＤモジュールを備えるＬＥＤ電球の分解斜視図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図３】図２のＡ部拡大詳細図である。
【図４】図２のＡ部拡大正面図である。
【図５】（ａ）は本発明に係るＬＥＤモジュールを側面から見た（図３の矢視Ｘ方向視）光線図、（ｂ）は同ＬＥＤモジュールを正面から見た（図３の矢視Ｙ方向視）光線図である。
【図６】フィラメントを用いた白熱電球の構成を示す正面図である。
【図７】特許文献１において提案されたＬＥＤモジュールの部分断面斜視図である。
【図８】特許文献２において提案されたＬＥＤモジュールの導光体要部の斜視図である。
【図９】（ａ）は特許文献２において提案されたＬＥＤモジュールを側面から見た（図８の矢視Ｘ方向視）光線図、（ｂ）は同ＬＥＤモジュールを正面から見た（図８の矢視Ｙ方向視）光線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明に係るＬＥＤモジュールを備えるＬＥＤ電球の分解斜視図、図２は本発明に係るＬＥＤモジュールの斜視図、図３は図２のＡ部拡大詳細図、図４は図２のＡ部拡大正面図である。
【００２５】
本発明に係るＬＥＤモジュール１は、例えば図１に示すＬＥＤ電球１０に使用されるが、図示のＬＥＤ電球１０は、ＬＥＤモジュール１をガラス製のバルブ１１で覆い、該バルブ１１の開口端を口金１２によって密閉することによって構成されている。
【００２６】
上記ＬＥＤモジュール１は、図２に示すように、基板２上に実装されたＬＥＤ３と、該ＬＥＤ３の上方に垂直に立設された導光体４によって構成されている。ここで、ＬＥＤ３は、その光出射方向が上向きとなるように基板２上に実装されている。又、導光体４は、導光性を有するポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂によって扁平な台形プレート状の導光部４Ａと、該導光部４Ａの上端に横方向（導光部４Ａの幅方向）に一体に形成された円柱状の擬似フィラメント部４Ｂで構成されている。
【００２７】
より詳細には、導光体４の導光部４ＡのＬＥＤ３に対向する下面は入射面を構成しており、本実施の形態では、導光部４Ａの入射面側の下端の厚さｙは、導光部４Ａの擬似フィラメント４Ｂ側の上端の厚さｘよりも厚く設定されている（ｙ＞ｘ）。そして、導光部４の外周面には、アルミ蒸着等の反射処理が施されている。尚、本実施の形態では、導光部４Ａの上端の厚さｘ＝０．５ｍｍ、下端の厚さｙ＝０．６ｍｍに設定されている（ｙ≦１．２ｘを満足する）。
【００２８】
又、導光体４の円柱状の擬似フィラメント部４Ｂは、ＬＥＤ３の垂直な光軸に直交する横方向（導光部４Ａの幅方向）に沿って形成されており、図４に詳細に示すように、その外周面には、長手方向に沿う断面正三角形の溝４ａが周方向に複数（図示例では１１個）形成されている。尚、本実施の形態では、擬似フィラメント部４Ｂの外径は１．０ｍｍに設定され、この擬似フィラメント部４Ｂの外周の上半部に７個、下端部に４個の計１１個の一辺０．１１ｍｍの断面正三角形の溝４ａが形成されている。
【００２９】
そして、本実施の形態においては、図３及び図４に示すように、導光体４の擬似フィラメント部４Ｂの長手方向両端面４ｂを深さ１．０ｍｍの半球面状の凹形状とするとともに、同擬似フィラメント部４Ｂの長手方向複数箇所（図示例では、４箇所）に、長手方向に直交する断面正三角形の溝４ｃを全周に亘って形成している。尚、本実施の形態では、４つの各溝４ｃは、一辺０．３５ｍｍの断面正三角形の断面形状とされているが、溝４ｃの個数及び断面形状は任意である。
【００３０】
以上のように構成されたＬＥＤモジュール１を備える図１に示すＬＥＤ電球１０において、不図示の電源から口金１２及び基板２を経てＬＥＤ３に電流が供給されると、該ＬＥＤ３が起動されて発光し、その上方に向かう光は、導光体４の導光部４Ａの下端面である入射面から導光部４Ａの内部に入射する。すると、導光体４の導光部４Ａ内に入射した光は、導光部４Ａ内を反射・屈折を繰り返しながら擬似フィラメント部４Ｂに向かって上方に進み、円柱状の擬似フィラメント部４Ｂの外周面に形成された複数（１１個）の溝４ａで屈折するとともに、擬似フィラメント部４Ｂの長手方向両端面４ｂの形状と長手方向複数箇所（４箇所）に形成された溝４ｃによっても屈折するため、横方向及び下方向を含む円周上の全方向に向かって出射する。
【００３１】
ここで、本発明に係るＬＥＤモジュール１を側面から見た（図３の矢視Ｘ方向視）光線図と、同ＬＥＤモジュールを正面から見た（図３の矢視Ｙ方向視）光線図を図５（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すが、同図に示すように、ＬＥＤ３から出射する光が横方向及び下方向を含む円周上の全方向に向かって出射する。このため、白熱電球に用いられているフィラメントの発光に類似する擬似フィラメント発光が実現し、導光体４の擬似フィラメント部４Ｂがフィラメントの代替光源として機能し、ＬＥＤ電球１０は、従来の白熱電球に代わるものとして使用され得ることになる。
【００３２】
そして、本実施の形態では、導光体４の導光部４Ａの外周面に反射処理を施したため、導光体４の導光部４Ａ内を導かれる光が導光部４Ａ外に漏れることがなく、ＬＥＤ３からの光が有効に利用されるという効果が得られる。
【００３３】
ところで、導光体４の導光部４Ａの外周面に反射処理を施す場合、そのためのコストが掛かるが、導光体４の導光部４Ａの入射面側の下端の厚さｙと擬似フィラメント部４Ｂ側の上端の厚さｘとの間に、
ｙ≦１．２ｘ
の関係が成立すると、導光体４の導光部４Ａ内を導かれる光は、導光部４Ａの外周面で全反射して外部へと漏れることがない。このため、ＬＥＤ３からの光が有効に利用されるが、この場合、導光部４Ｂの外周面に反射処理を施す必要がないため、ＬＥＤモジュール１のコストダウンを図ることができる。
【００３４】
ここで、導光体４の導光部４Ａの上端の厚さｘと下端の厚さｙとの組み合わせの一例を示すと、（ｘ，ｙ）＝（０．５，０．６）、（０．５，０．５）、（０．５，０．４）、（０．５，０．２）が挙げられる（単位は、全てｍｍ）。
【００３５】
ところで、以上の実施の形態では、導光体４の擬似フィラメント部４Ｂを円柱で構成したが、例えば六角柱、その他の多角柱で構成しても良い。又、以上の実施の形態では、擬似フィラメント部４Ｂの外周面に断面正三角形の１１個の溝４ａを形成したが、溝４ａの個数と断面形状は任意である。更に、以上の実施の形態では、導光体４の擬似フィラメント部４Ｂの長手方向両端面４ｂを半球面状の凹形状としたが、円錐状の凹形状、或いは半球面状又は円錐状の凸形状としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るＬＥＤモジュールは、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ等の車両用灯具、家庭用照明器具、屋外用照明器具、装飾用照明器具等の任意の機器に対して使用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１        ＬＥＤモジュール
２        基板
３        ＬＥＤ
４        導光体
４Ａ      導光体の導光部
４Ｂ      導光体の擬似フィラメント部
４ａ      擬似フィラメント部の溝
４ｂ      擬似フィラメント部の長手方向両端面
４ｃ      擬似フィラメント部の溝
１０      ＬＥＤ電球
１１      バルブ
１２      口金
【図１】
2017068903.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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