(57)【要約】【課題】小型化を図ることが可能なＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】口金に接続して電源から給電する同一の基板15上に、複数のＬＥＤチップ22を互いに直列に接続して実装する。ＬＥＤチップ22に流れる電流値を設定するチップ抵抗器23を、ＬＥＤチップ22を実装した基板15に実装して点灯回路を形成する。ＬＥＤチップ22とチップ抵抗器23とを同一の基板15に実装して、小型化を図ることが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される口金を有するカバー体と；
互いに直列に接続された複数の発光素子チップおよびこれら発光素子チップに流れる電流値を設定する限流素子チップがそれぞれ実装されて点灯回路が形成され、この点灯回路に口金を介して電源から給電されるようにカバー体と取り付けられる基板と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
基板は、複数設けられ、少なくともいずれかにスリットを有し、このスリットにより交差状に組み合わせられている
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
発光素子チップは、順方向電圧の総和が電源側の電圧以下となる個数が基板に実装されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＥＤ(発光ダイオード)などの発光素子チップを光源として用いる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤの発光効率の向上に伴い、電球の代替品としてＬＥＤを光源としたＬＥＤ電球状の照明装置が知られている。このような照明装置としては、下端部が口金と接続された略有蓋円筒状の金属製の筐体である外郭部材の上部に、ＬＥＤチップを有する平面状の基板を配設するとともに、外郭部材の内部に、絶縁部材を介してＬＥＤチップ点灯用の点灯回路を有する基板を収容した構成が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開２００６−３１３７１７号公報(第５−６頁、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の照明装置では、ＬＥＤチップを実装した基板と、このＬＥＤチップの点灯回路を有する基板とを別個に設けているため、それぞれの基板用のスペースが必要となり、小型化が容易でないという問題点を有している。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、小型化を図ることが可能な照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の照明装置は、電源に接続される口金を有するカバー体と；互いに直列に接続された複数の発光素子チップおよびこれら発光素子チップに流れる電流値を設定する限流素子チップがそれぞれ実装されて点灯回路が形成され、この点灯回路に口金を介して電源から給電されるようにカバー体と取り付けられる基板と；を具備しているものである。
【０００６】
カバー体は、例えば口金とカバー本体とを一体的に固定したものである。
【０００７】
口金は、Ｅ型と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、一般照明用電球が装着されるソケットに取付可能であればこれに限定されない。
【０００８】
発光素子チップは、例えばＬＥＤチップなどの点状光源が用いられる。
【０００９】
基板は、例えば発光素子チップを実装した発光部を複数有するものが用いられる。
【００１０】
そして、互いに直列に接続した発光素子チップと、これら発光素子チップに流れる電流値を設定する限流素子チップとを同一の基板に実装して点灯回路を形成することにより、小型化を図ることが可能になる。
【００１１】
請求項２記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、基板は、複数設けられ、少なくともいずれかにスリットを有し、このスリットにより交差状に組み合わせられているものである。
【００１２】
そして、複数の基板を、これら基板の少なくともいずれかに形成されたスリットにより交差状に組み合わせることで、小型化しつつ、各基板に実装された発光素子チップからの発光方向を異ならせて立体的で高出力の配光を得ることが可能になる。
【００１３】
請求項３記載の照明装置は、請求項１または２記載の照明装置において、発光素子チップは、順方向電圧の総和が電源側の電圧以下となる個数が基板に実装されているものである。
【００１４】
そして、発光素子チップの順方向電圧の総和が電源側の電圧以下となるように、発光素子チップの個数を設定して基板に実装することで、限流素子チップでの損失が抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の照明装置によれば、互いに直列に接続した発光素子チップと、これら発光素子チップに流れる電流値を設定する限流素子チップとを同一の基板に実装して点灯回路を形成することにより、小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項２記載の照明装置によれば、請求項１記載の照明装置の効果に加えて、複数の基板を、これら基板の少なくともいずれかに形成されたスリットにより交差状に組み合わせることで、小型化しつつ、各基板に実装された発光素子チップからの発光方向を異ならせて立体的で高出力の配光を得ることができる。
【００１７】
請求項３記載の照明装置によれば、請求項１または２記載の照明装置の効果に加えて、発光素子チップの順方向電圧の総和が電源側の電圧以下となるように、発光素子チップの個数を設定して基板に実装することで、限流素子チップでの損失を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図５を参照して説明する。
【００１９】
図１は照明装置の基板の説明正面図、図２は照明装置の説明正面図、図３は照明装置の説明平面図、図４は照明装置の回路図、図５は基板の一部を拡大した説明断面図である。
【００２０】
図２および図３において、11は照明装置としてのＬＥＤ電球状のＬＥＤ照明装置を示し、このＬＥＤ照明装置11は、接続部である口金12およびこの口金12に取り付けられたカバー本体13を備えたカバー体14と、このカバー体14に収納される複数の基板15と、この基板15を覆ってカバー体14に取り付けられた覆い部であるグローブ16とを備えている。そして、このＬＥＤ照明装置11は、例えば従来の電球に代えて用いられるものであり、全体として一般白熱電球の外観形状をなしている。
【００２１】
口金12は、いわゆるエジソンタイプのＥ１７型などであり、周方向に螺旋状の雄ねじ部17が形成され、図示しないランプソケットに着脱自在にねじ込まれるように略有底円筒状に構成されている。そして、このランプソケットは、電源である商用交流電源ｅ(図４)に接続されている。したがって、口金12は、ランプソケットに接続することで、定電圧電源Ｅに電気的に接続される。
【００２２】
ここで、商用交流電源ｅは、整流手段であるダイオードブリッジDBおよび図示しない平滑手段(コンデンサ)などにより整流平滑されて定電圧電源Ｅを構成する。
【００２３】
カバー本体13は、絶縁性の部材、例えばポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂により筒状に形成され、例えば口金12の上端側を中心軸側にかしめ変形することで口金12と一体的に固定されてカバー体14を構成している。また、カバー本体13の内部には、商用交流電源ｅ間、すなわち交流(ＡＣ)ラインに挿入されて入力部分のフィルタ回路を構成するキャパシタすなわちコンデンサＣが収容されている。
【００２４】
基板15は、例えばアルミニウム、あるいは銅などの金属により四角形板状に形成された基板本体21の一主面上に、発光素子チップとしての半導体チップである複数のＬＥＤチップ22と、これらＬＥＤチップ22に流れる電流を設定する限流素子チップとしてのバラスト抵抗であるチップ抵抗器23と、ＬＥＤチップ22の点灯制御用の制御素子であるＮＰＮ型のトランジスタ24(図４)と、このトランジスタ24のベース電位を設定する抵抗25(図４)および定電圧素子であるツェナダイオード26(図４)とがそれぞれ実装され、定電圧電源Ｅなどとともに点灯回路27(図４)が構成された、いわゆるＣＯＢ(Chip On Board)のＬＥＤモジュールである。また、基板15は、長手方向を上下としてＬＥＤ照明装置11の内部に、複数、例えば４枚が配置されている。
【００２５】
基板本体21は、図１(a)および図１(b)に示すように、幅方向の両側近傍に、ＬＥＤチップ22を互いに直列に接続した発光部28が、互いに幅方向に離間されてそれぞれ形成されている。また、この基板本体21には、発光部28，28間である幅方向の略中心位置に、長手方向(上下方向)に沿って切込部である細長孔状のスリット29が形成されている。なお、基板本体21は、例えば横幅が３５ｍｍ以下、縦幅が６７ｍｍ以下などの外形寸法に形成されている。
【００２６】
各発光部28は、基板本体21の一端側である上端側から、他端側である下端側へと長手状に形成され、各発光部28の他端部近傍の基板本体21上にチップ抵抗器23がそれぞれ実装されている。そして、各基板15の発光部28は、定電圧電源Ｅに対して互いに並列に接続されており、ＬＥＤ照明装置11の各基板15どうしの発光部28も、定電圧電源Ｅに対して互いに並列に接続される。
【００２７】
ここで、発光部28は、図５に示すように、ＬＥＤチップ22を配設する突出部31が長手方向に沿って直線状に形成され、各突出部31の表面は、銀めっき層32により覆われている。さらに、突出部31，31間には、接着層34を介して絶縁層35が設けられ、各絶縁層35上には、導体36が設けられ、この導体36の上部には、光反射層37が設けられている。
【００２８】
ＬＥＤチップ22は、例えば透光性のダイボンド材41により銀めっき層32上に素子基板42が接着され、この素子基板42上に半導体発光層43が積層されているとともに、この半導体発光層43上に電極44，45が互いに離間されて配設された半導体チップである。また、これら電極44，45は、ボンディングワイヤ46，47により導体36，36に電気的に接続されている。したがって、各ＬＥＤチップ22は、導体36により、互いに直列に接続されている。さらに、ＬＥＤチップ22は、図示しない封止部材により封止されている。
【００２９】
ダイボンド材41は、例えば透光性のシリコーン樹脂などからなる接着剤である。
【００３０】
素子基板42は、例えばサファイア基板などであり、半導体発光層43は、例えば青色などの単色発光の素子である。
【００３１】
封止部材は、例えば内部に図示しない蛍光体が混入された樹脂により形成されている。この蛍光体は、例えばＬＥＤチップ22が発する光の一部により励起されることでＬＥＤチップ22と異なる色の光を放射するもので、本実施の形態では、ＬＥＤチップ22の青色の光に対して黄色の光を放射することで白色系の照明光を得るように構成されている。
【００３２】
また、突出部31は、例えば銀めっき層32を含めた高さが、ＬＥＤチップ22の上面の高さ位置を導体36の高さ位置以上とするように設けられている。
【００３３】
銀めっき層32は、例えば光反射層37とともに無電解めっき処理により一度に設けられる。
【００３４】
接着層34は、例えば紙や布などの繊維材料からなるシートに熱硬化性の接着樹脂を含浸して構成されている。
【００３５】
絶縁層35は、光反射性能を得るために、例えば白色のガラスエポキシ基板などが用いられる。
【００３６】
そして、各発光部28のＬＥＤチップ22は、各順方向電圧Ｖfの総和が、定電圧電源Ｅの直流電圧以下となる個数を有している。本実施の形態では、例えばＬＥＤチップ22がそれぞれ約３．４Ｖの順方向電圧Ｖfを有し、商用交流電源ｅを交流１００Ｖとすると、ダイオードブリッジDBにより整流された定電圧電源Ｅの直流１４１Ｖを越えないように、すなわち、４０個程度(３．４Ｖ×４０＝１３６Ｖ)のＬＥＤチップ22が直列に接続されている。
【００３７】
図１に戻って、スリット29は、基板本体21の上端部、あるいは下端部から基板本体21の上下方向の中心位置に亘って、基板本体21の厚みと略等しい幅寸法で直線状に形成されている。本実施の形態では、スリット29が上端部から形成されている基板本体21を基板本体21a、スリット29が下端部から形成されている基板本体21を基板本体21bとし、基板本体21aを有する基板15を基板15a、基板本体21bを有する基板15を基板15bとする。そして、基板15a，15bは、基板15a，15aどうし、および、基板15b，15bどうしを、互いに背面側を絶縁した状態で貼り合わせて部品面を反対側とする、いわゆる背中合わせの状態とした上で、スリット29にて互いに組み合わせることにより、交差状、本実施の形態では図３に示すように平面視で十字状、換言すれば、各基板15の発光部28が図中の左右方向および上下方向にそれぞれ向くようにＬＥＤ照明装置11に配置されている。したがって、本実施の形態のＬＥＤ照明装置11には、２枚の基板15aと２枚の基板15bと、すなわち４枚の基板15が配置されている。また、この組み合わせ状態で、基板15の上端部と下端部とは、互いに面一となっている。
【００３８】
図４に示すように、チップ抵抗器23は、ＬＥＤチップ22に所望の電流値Ｉを流すようにその抵抗値が設定されている。具体的に、チップ抵抗器23の抵抗値は、定電圧電源Ｅの電圧とＬＥＤチップ22による各順方向電圧Ｖfの総和との差を、各ＬＥＤチップ22に流したい電流値Ｉによって除することで求められる。
【００３９】
トランジスタ24は、各発光部28にそれぞれ設けられ、互いにベースが電気的に接続されている。したがって、各トランジスタ24のベース電位が等しく設定されている。
【００４０】
そして、図２に示すように、グローブ16は、透光性を有する合成樹脂などにより、略球面状に形成され、ＬＥＤ照明装置11の外郭をなしている。
【００４１】
次に、上記一実施の形態の作用を説明する。
【００４２】
ＬＥＤ照明装置11を製造する際には、ＬＥＤチップ22およびチップ抵抗器23などを実装した基板15a，15aと基板15b，15bとを、それぞれ互いに背中合わせとして貼り合わせた後、スリット29により互いに十字状に組み合わせ、これら基板15a，15bの下端側を、予めかしめ変形などにより口金12と一体化し内部にコンデンサＣなどを設けたカバー体14内に挿入して固定する。
【００４３】
次いで、各基板15の点灯回路27を、口金12と電気的に接続したダイオードブリッジDBなどに接続し、基板15をグローブ16により覆うことでＬＥＤ照明装置11が完成する。
【００４４】
そして、ＬＥＤ照明装置11の口金12をランプソケットにねじ込んで固定し、商用交流電源ｅから給電すると、抵抗25およびツェナダイオード26により設定されたベース電位でトランジスタ24が動作し、チップ抵抗器23により設定された電流値Ｉが各ＬＥＤチップ22に流れることで、各ＬＥＤチップ22(発光部28)が点灯し、各基板15の面方向に対して垂直に、すなわちグローブ16の径方向に向けて発光することで、ＬＥＤ照明装置11が全周方向に発光する。
【００４５】
以上のように、互いに直列に接続したＬＥＤチップ22と、これらＬＥＤチップ22に流れる電流値Ｉを設定するチップ抵抗器23とを同一の基板15に実装して点灯回路27を形成することにより、小型化を図ることが可能になる。
【００４６】
また、チップ抵抗器23を下側、すなわちカバー本体13側として、このカバー本体13に挿入することにより、コンデンサＣなどを接続した電源側に対して、基板15側を電気的に接続しやすくなる。
【００４７】
さらに、基板15a，15bを、基板15a，15bにそれぞれ形成されたスリット29により交差状に組み合わせることで、複数の基板15a，15bを用いながらＬＥＤ照明装置11を小型化しつつ、各基板15a，15bに実装されたＬＥＤチップ22からの発光方向を異ならせて、立体的な配光を得ることができるとともに、複数の発光部28を集中させて高出力の配光を得ることができる。
【００４８】
しかも、基板15a，15bを平面視で十字状に組み合わせることで、基板15a，15bが基板15b，15aの発光部28の発光方向前側に位置して影となることなどもなく、発光部28からの発光を効率よく外部に発光させることができる。
【００４９】
そして、基板15の寸法を幅寸法３５ｍｍ以下、長手寸法６７ｍｍｍ以下とすることで、ＬＥＤ照明装置11の形状および大きさを、一般的なミニクリプトンランプの形状および大きさに対応させることが可能になる。
【００５０】
また、ＬＥＤチップ22の順方向電圧Ｖfの総和が電源側の電圧、本実施の形態では定電圧電源Ｅの電圧以下となるように、ＬＥＤチップ22の個数を設定して基板15に実装することで、チップ抵抗器23での損失(バラストロス)を抑制できる。
【００５１】
しかも、チップ抵抗器23での損失を抑制できることにより、定格電力がより小さい、すなわちより小型のチップ抵抗器23を用いることが可能となり、より小型化できる。
【００５２】
なお、上記一実施の形態において、基板15は例えば５枚以上組み合わせたり、２枚や１枚だけとしたりしてもよい。
【００５３】
また、基板15の組み合わせ方は、交差状であれば十字状でなくてもよい。この場合には、例えば発光部28からのＬＥＤチップ22の発光方向を制御して、互いの基板15が発光を妨げないようにすることが好ましい。
【００５４】
また、各発光部28でのＬＥＤチップ22の個数は、電源側の電圧を越えなければ任意に設定できる。
【００５５】
さらに、基板15の配置は、上下逆、すなわちＬＥＤチップ22側を下側(カバー本体13、口金12側)としてもよい。
【００５６】
そして、スリット29は、互いに組み合わせる基板15aあるいは基板15bの少なくともいずれか一方に設けていれば、必ずしも両方に設けなくてもよい。
【００５７】
そして、発光素子チップとしては、ＬＥＤチップ22以外のものを用いることも可能であり、限流素子チップとしては、チップ抵抗器23以外のものを用いることも可能である。
【００５８】
また、点灯回路27は、上記構成に限定されるものではなく、発光素子チップに応じた電力を供給して発光素子チップを点灯させるものであれば、任意の構成とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す照明装置の基板の説明正面図である。
【図２】同上照明装置の説明正面図である。
【図３】同上照明装置の説明平面図である。
【図４】同上照明装置の回路図である。
【図５】同上基板の一部を拡大した説明断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
11    照明装置としてのＬＥＤ照明装置
12    口金
14    カバー体
15    基板
22    発光素子チップであるＬＥＤチップ
23    限流素子チップであるチップ抵抗器
27    点灯回路
29    スリット
ｅ    電源である商用交流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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