JP2002208301A

JP2002208301A - 固体形光源装置

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Publication number: JP2002208301A
Application number: JP2001004753A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yasuda; 丈夫安田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-07-26
Anticipated expiration: 2021-01-12
Also published as: JP4427704B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一般照明に用いるのに好適な配光特性を有し、
外観に違和感が少なく、しかも比較的質量が小さい固体
光源装置を提供することを目的とする。【解決手段】バルブ部２ａおよびネック部２ｂを備え、
ネック部２ｂがねじ口金１に装着されている中空基体２
の少なくともバルブ主要部２ａ１の外面に分散し、か
つ、底面が中空基体２の外面にほぼ当接して多数のチッ
プ状で白色発光タイプの発光ダイオード１３´を配設す
るとともに、発光ダイオード１３´を所要に配線し、か
つ、口金に接続する回路手段４´を具備している。回路
手段４´は、中空基体２の外面に形成した第１のプリン
ト配線基板４ａ´を備え、発光ダイオード１３´を表面
実装することができる。また、所要により、発光ダイオ
ード１３´の上から透光性絶縁被覆５を被着することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードを
用いた固体形光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−８３７０９号公報には、角
筒状の側面発光部と、側面発光部の前面に配設された前
面発光部と、側面発光部の背面側に配設されたバヨネッ
ト形の口金とを具備した発光ユニットが開示されてい
る。この発光ユニットは、交通信号灯などの信号灯器用
として白熱電球に代替させることを目的としている。信
号灯器は、発光ユニットごとに赤色、黄色または青色
（緑色）の信号光を発生させる。そして、反射体と組み
合わせて効率よく前方へ投光するように特別な配置によ
り構成されている。すなわち、側面発光部に配設される
発光ダイオードは、専ら反射鏡の軸に対して直角な方向
へ光を出射する。また、前面発光部に配設される発光ダ
イオードは、専ら反射鏡の軸方向へ光を出射する。さら
に、発光ダイオードは、レンズ形でその配光特性が狭角
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の発光ユニットを
一般照明用として流用することが考えられるとしても、
その場合には以下に示す問題がある。

【０００４】１配光特性の問題一般照明用の白熱電球は、真球状のバルブ部を備えたガ
ラスバルブの内面に光拡散膜を形成したボール形すなわ
ちＧ形の形状を備えたガラスバルブの場合、水平配光特
性が真円形であり、鉛直配光特性が口金側すなわち１８
０°で光度が０になるが、その他の多くの角度範囲では
円形に近い。このため、種々の一般照明用の照明器具に
適合する。また、一般照明用として最も多く使用されて
いるＰＳ形のガラスバルブを備えた白熱電球もＧ形にお
けるとの類似した配光特性を有している。

【０００５】これに対して、従来技術においては、上記
の発光部の構成のために、鉛直配光特性が左右９０°お
よび０°の３方向にシャープに突出した特異なものとな
り、一般照明用の各種照明器具に用いても、照明器具と
しての所望の配光特性を得ることができない。このこと
は、従来技術を一般照明に用いたとしても、快適な照明
を行う目的に対して使い物にならないことを意味する。

【０００６】２重量が大きすぎる問題レンズ形の発光ダイオードが用いられているために、全
体として一般照明用の白熱電球に比較すると、著しく重
くなり、取り扱いにくくなる。

【０００７】３外観に違和感がある問題基本形状が角筒状をなしているとともに、レンズ形の発
光ダイオードが露出しているため、外観が特異であり、
一般照明用として違和感が大きすぎる。

【０００８】４一般照明用電球のランプソケットに装
着できない問題従来技術に用いられている口金は、バヨネット形である
のに対して、一般照明用電球の口金はＥ２６形ねじ口金
であるから、一般照明用電球のランプソケットに適合し
ない。

【０００９】本発明は、一般照明に用いるのに好適な配
光特性を有する固体光源装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】また、本発明は、外観に違和感が少ない固
体光源装置を提供することを他の目的とする。

【００１１】さらに、本発明は、比較的質量が小さい固
体光源装置を提供することを他の目的とする。

【００１２】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の固体形
光源装置は、ねじ口金と；バルブ部およびネック部を備
え、ネック部がねじ口金に装着されている中空基体と；
中空基体のバルブ部の少なくとも主要部の外面に分散
し、かつ、底面が中空基体のほぼ当接して配設されたそ
れぞれが白色発光タイプである多数のチップ状の発光ダ
イオードと；発光ダイオードを所要に配線するとともに
口金に接続する回路手段と；を具備していることを特徴
としている。

【００１３】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１４】＜ねじ口金について＞ねじ口金は、Ｅ２６
形またはＥ１７形のねじ口金を用いるのがよい。これら
の口金は、一般照明用の白熱電球に用いられているか
ら、そのランプソケットに装着して使用することが可能
になる。上記のねじ口金は、一般に１００Ｖまたは１２
０Ｖの低圧商用交流電源に接続するように用いられるの
が一般的である。

【００１５】＜中空基体について＞中空基体は、バルブ
部およびネック部を備えている。

【００１６】バルブ部は、一般照明用の白熱電球のガラ
スバルブや電球形蛍光ランプのグローブの形状またはそ
れらに類似した形状および大きさであることが好ましい
が、要すればたとえばサッカーボールのように六角形の
平面部を繋ぎ合せたような多面体形状であってもよい。
なお、多面体形状の場合には、一般照明用の白熱電球の
ガラスバルブや電球形蛍光ランプのグローブの輪郭形状
にほぼ内接する形状および大きさであることが好まし
い。一般照明用の白熱電球におけるガラスバルブの形状
としては、Ｇ形およびＰＳ形が主に用いられている。ま
た、電球形蛍光ランプのグローブの形状としては、Ｇ
形、Ａ形およびＴ形が主に用いられている。これらの形
状は、一般照明用光源の業界においては、周知である。
さらに、バルブ部は、口金から露出している部分の中空
基体の軸方向に沿った長さの１／２の位置を中心として
バルブの先端から軸の周囲に１３５°をなす部位までを
主要部という。なお、これは一般照明においては、バル
ブ部の上記により定義される主要部から放射される光が
主に有効に利用される、換言すれば効率よく照明を行え
ることから規定している。また、中空基体のバルブ部の
主要部とその他の部分とを分離可能に形成してもよい。

【００１７】ネック部は、中空基体とねじ口金とを結合
する部分であるから、バルブ部に比べると細くなってい
る。ネック部の先端をねじ口金の内部に挿入してねじ口
金を加締めたり、接着したりすることによって両者を結
合するように構成することができる。

【００１８】また、中空基体は、絶縁性材料たとえばポ
リブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、プリント配線基板材料たとえばガラス繊維
強化エポキシ樹脂などの合成樹脂やセラミックス、ガラ
スなどを用いて形成することができる。中空基体の外面
の色は、材料固有色および塗装色のいずれでもよいが、
所望により任意に選択すればよく、たとえば白色系や外
面を鏡面にして反射性を付与したり、透明にして内部が
透視できるスケルトン仕様にしたりすることができる。

【００１９】さらに、中空基体には、発光ダイオードを
回路手段に接続する態様に応じてプリント配線およびま
たはリード線挿入孔が形成される。これらについては後
述する。

【００２０】さらにまた、中空基体は、その成形、組み
立て、プリント配線の形成または発光ダイオードの実装
を容易にするために、必要に応じて複数に分割された部
品を組み立てて形成することができる。分割は、縦割
り、横割りなど適当に構成することができる。組み立て
は、接着、嵌合など既知の結合手段を適宜採用すること
ができる。

【００２１】さらにまた、中空基体の適所に内部に発生
した熱を外部へ放散させる放熱手段たとえば放熱孔、放
熱フィンなどを配設することができる。

【００２２】＜発光ダイオードについて＞発光ダイオー
ドは、一般に発光部およびリード部から構成されてい
る。

【００２３】発光部は、本発明において、その形状を大
別してレンズ形およびチップ形に分類する。なお、「レ
ンズ形」とは、発光部の高さが幅および奥行きのいずれ
かに対して大きいものをいい、その多くは発光ダイオー
ドの配光を所望に制御するために、全体または多くの部
分がレンズ作用を呈するように形成されている。これに
対して、「チップ形」とは、発光部が薄形で、高さが幅
および奥行きのいずれか大きい方に対して同等以下のも
のをいう。なお、「幅」とは、リード部が左右に見える
位置における発光部のリード部方向の寸法である。ま
た、「奥行き」とは、薄形を構成している発光部の平面
内において、幅と直交する部分の寸法である。

【００２４】また、発光部の構造は、一般的にはレンズ
形とチップ形とで異なるが、しかし、これは決定的なも
のではない。レンズ形は、リードフレーム、リードフレ
ームにボンディングした発光ダイオードチップ、ボンデ
ィングワイヤおよびこれらの部品を埋設してレンズ状に
成形した透光性樹脂シール部からなるものが多い。これ
に対して、チップ形は、一般的にはセラミックス基板、
セラミックス基板上に配設したリードフレーム、リード
フレームにボンディングした発光ダイオードチップ、ボ
ンディングワイヤおよびこれらの部品を埋設してセラミ
ックス基板上に成形した透光性樹脂シール部によって構
成することができる。また、セラミックス基板上に形成
した一対の導電膜、一方の導電膜に配設した発光ダイオ
ードチップ、発光ダイオードチップと他方の導電膜の間
を接続するボンディングワイヤおよびこれらの部品を埋
設してセラミックス基板上に成形した透光性樹脂シール
部によって構成することもできる。

【００２５】次に、リード部は、発光ダイオードチップ
から導出した外部接続部であり、細長い金属線、細長い
リードフレームまたはチップ形発光部のセラミックス基
板の主として底面に形成した導電膜や発光部から側方へ
突出した舌片状のリードフレームなどからなる。レンズ
形においては、発光部の底面から軸方向に一対の金属線
またはリードフレームが平行に延在する構成である。こ
れに対して、チップ形においては、発光部から側方へ細
長い金属線、細長いリードフレームまたは舌片状のリー
ドフレームが延在するか、あるいはセラミックス基板の
底面およびまたは側面に導電膜が被着している構成が多
い。しかし、本発明においてはリード部の構成は特に限
定されない。

【００２６】さらに、発光ダイオードの発光色は、一般
に赤系、橙系、黄系、緑系、青系および白系に別れる。
白系は、青系の発光ダイオードチップと黄色発光蛍光体
とを組み合わせた構成、３原色発光または２色発光とな
るそれぞれの発光色の発光ダイオードチップを集合して
白色発光を行うようにした構成などでもよい。

【００２７】本発明において用いる発光ダイオードは、
発光部がチップ形であるとともに、その幅寸法が４ｍｍ
以下のものをいい、また、発光色は白色発光タイプであ
る。

【００２８】さらにまた、発光ダイオードは、その多数
が中空基体のバルブ部の少なくとも主要部の外面に分散
し、かつ、発光部の底面が中空基体の外面にほぼ当接し
て配設される。なお、「多数の発光ダイオード」とは、
少なくとも５０個以上であることを意味し、好ましくは
１５０個以上である。「分散し」とは、均一に分散して
いる態様および不均一に分散している態様を含む意味で
ある。不均一の場合、たとえばバルブ部の先端側の配置
密度を相対的に高くし、ネック側を相対的に疎に配置す
ることで配光特性を所望に補正することもできる。「ほ
ぼ当接」するとは、当接しているように見える程度であ
ればよく、多少浮いていてもよい。

【００２９】さらにまた、発光ダイオードのリード部の
一部またはプリント基板およびはんだなどの充電部が中
空基体の外面に露出する場合には、当該充電部のみを絶
縁被覆するか、中空基体の全体を発光ダイオードの上か
ら透光性合成樹脂で絶縁被覆すれば、充電部は隠蔽され
る。

【００３０】さらにまた、発光ダイオードの発光の色温
度は、２０００〜１００００Ｋの範囲であることを許容
する。

【００３１】＜回路接続手段について＞回路接続手段
は、発光ダイオードと口金との間を所要に接続して、発
光ダイオードを点灯するための手段であり、発光ダイオ
ードの駆動方式を決定するとともに、発光ダイオードの
配線手段を含む。

【００３２】まず、駆動方式について説明する。発光ダ
イオードは、その順方向に電流すなわち順電流を流すこ
とにより発光すなわち点灯する。発光ダイオードを点灯
するには、交流電流をそのまま２個以上の発光ダイオー
ドに通流する交流駆動方式と、直流電流を通流する直流
駆動方式と、パルス電流を通流して点灯するパルス駆動
方式とがあり、本発明においてはそのいずれであっても
よい。

【００３３】交流駆動方式は、交流電圧が正の半波のと
きに順電流が流れる発光ダイオードと、負の半波のとき
に順電流が流れる発光ダイオードとを並列すなわち対の
発光ダイオードを逆並列に接続すればよい。所与の交流
電圧に適合させるために、または所望の光量を得るため
に、複数の発光ダイオードを直列接続する場合、複数の
発光ダイオードを直列接続したものを逆並列接続しても
よいし、一対の発光ダイオードを逆並列接続したものを
複数組直列接続してもよい。要するに、交流駆動とは、
電源側から見た場合のことであって、発光ダイオード側
から見れば直流駆動であるが、商用交流電源のように正
弦波電圧をそのまま発光ダイオードに印加すれば、順電
流も正弦波状に変化する。

【００３４】直流駆動方式は、駆動電源が直流であり、
したがって発光ダイオードのアノードが直流電源の正極
側に、カソードが負極側に、それぞれ接続される。この
ため、口金が低圧交流電源に接続する場合には、整流手
段またはおよび平滑コンデンサを発光ダイオードの前段
に介在させる。この場合の整流手段またはおよび平滑コ
ンデンサは、回路手段の一部をなす。

【００３５】パルス駆動方式は、パルス電流を発光ダイ
オードに通流してパルス点灯する方式である。電流依存
性の強い発光ダイオードを用い、かつ、ピーク値の大き
なパルス電流を通量すれば、人の目の残像現象を利用し
て直流駆動のときよりも明るくすることができる。した
がって、残像現象を生じるようにパルス電流の繰り返し
周波数を比較的高く設定する。この方式におけるパルス
駆動回路は、回路手段の一部をなす。

【００３６】上記のいずれの駆動方式においても所定の
順電流を流すために、電流制限要素を発光ダイオードと
直列に接続したり、定電流回路を用いたりすることがで
きる。この場合の電流制限要素や定電流回路は、回路手
段の一部をなす。なお、「電流制限要素」とは、抵抗器
およびリアクタンス素子をいい、後者はコンデンサおよ
びインダクタを含み、交流回路において用いられる。ま
た、逆耐圧の問題が生じないように発光ダイオードと同
極性にダイオードを直列接続したり、発光ダイオードに
ツエナーダイオードを並列接続したりすることができ
る。

【００３７】次に、配線手段について説明する。以下、
配線手段を、多数の発光ダイオードを中空基体に実装し
て所要に接続する第１の配線手段と、電流制限要素や定
電流回路あるいはおよび整流回路などを実装する第２の
配線手段と、所要に接続された多数の発光ダイオードを
電流制限抵抗器や定電流回路あるいはおよび整流回路な
どに接続するとともに、これらを口金に接続する第３の
配線手段とに分けて説明する。

【００３８】第１の配線手段は、中空基体の内面または
外面にプリント配線を形成することによって配設するこ
とができる。中空基体の内面にプリント配線を形成する
場合は、中空基体に発光ダイオードに細長いリード線を
備えたものを用いて、そのリード線を挿通する透孔をプ
リント配線に合わせて形成する。そして、中空基体の内
面側でリード線をプリント配線にはんだ付けする。これ
に対して、中空基体の外面にプリント配線を形成する場
合は、発光ダイオードにセラミックス基板の底面に導電
膜を備えるか、発光部の左右に舌片状のリードフレーム
を突出したものを用いて、それらを中基体の外面側では
んだ付け、または導電性接着剤を用いて接続する。しか
し、本発明は、中空基体にプリント配線を形成しない
で、中空基体にリード線挿通孔を形成して発光ダイオー
ドのリード線を外側から挿通し、中空基体の内部でリー
ド線同士を接続して所要の接続を得てもよい。

【００３９】第２の配線手段は、特に限定されないが、
たとえば中空基体の外面に加えて内面にもプリント配線
を形成するか、中空基体とは別にプリント配線基板を設
けて実装し、かつ中空基体の内部に配設して実装するこ
とができる。

【００４０】第３の配線手段は、特に限定されないが、
たとえば適当な導体を用いることにより構成することが
できる。

【００４１】＜本発明の作用について＞本発明において
は、中空基体の外面に多数のチップ形の発光ダイオード
を分散して配設しているので、中空基体のバルブ部の少
なくとも主要部の全体から白色光が均一に放射され、そ
の結果、一般照明用の白熱電球に近い配光特性が得られ
る。

【００４２】また、チップ形の発光ダイオードは、発光
部が薄いので、中空基体からの突出高さを小さくでき、
したがって固体形光源装置の発光部分の外形が中空基体
の形状により支配的に決定される。このため、固体形光
源装置の外観が一般照明用の白熱電球の光拡散形ガラス
バルブか電球形蛍光ランプのグローブに近い形状にな
り、外観に違和感がない。

【００４３】さらに、チップ形の発光ダイオードは、発
光部が相対的に小さいので、固体形光源装置の質量が小
さくなる。

【００４４】請求項２の発明の固体形光源装置は、請求
項１記載の固体形光源装置において、回路手段は、中空
基体の少なくともバルブ部に形成した第１のプリント配
線基板を備えており；発光ダイオードは、第１のプリン
ト配線に実装されることにより配設されている；ことを
特徴としている。

【００４５】本発明は、第１のプリント配線は、中空基
体の内外両面のいずれであってもよい。外面に第１のプ
リント配線を形成すれば、発光ダイオードを表面実装す
ることができる。

【００４６】そうして、本発明においては、発光ダイオ
ードの配設が容易になる。

【００４７】請求項３の発明の固体形光源装置は、請求
項１または２記載の固体形光源装置において、回路手段
は、中空基体の内部に収納された第２のプリント配線基
板および第２のプリント配線基板に実装された電流制限
要素または定電流回路を備えていることを特徴としてい
る。

【００４８】電流制限要素は、抵抗器だけでなく、リア
クタンス素子たとえばコンデンサまたはインダクタなど
であってもよい。なお、リアクタンス素子は、交流回路
部分に挿入されることにより、電流制限作用を呈する。

【００４９】定電流回路は、どのような構成であっても
よい。

【００５０】また、直流駆動の場合、交流を整流して得
た直流を電流源として用いる場合、整流回路を第２のプ
リント配線基板に実装することができる。

【００５１】第２のプリント配線基板は、どのような構
成であってもよく、たとえばリード線を配線孔に挿通し
てはんだ付けする汎用の配線基板、表面実装配線基板、
フレキシブル配線基板などを用いることができる。ま
た、第２のプリント配線基板は、中空基体の内部に収納
されていれば、その支持手段を問わない。たとえば、中
空基体の内面に接着したり、ねじ口金に固定したりして
もよい。中空基体の内面に第１のプリント配線を形成す
る場合、第２のプリント配線基板に端子片を突出して設
け、この端子片を第１のプリント配線の所定の位置には
んだ付けすることによって、所要の接続と固定とを同時
に行うように構成してもよい。

【００５２】そうして、本発明においては、電流制限要
素または定電流回路を第２のプリント配線基板に実装し
て中空基体の内部に収納したことにより、固体形光源装
置の外観が簡素になるとともに、発光ダイオードの実装
と電流制限要素または定電流回路の実装とを別に行うこ
とができ、組み立てが容易になる。

【００５３】請求項４の発明の固体形光源装置は、請求
項１ないし３のいずれか一記載の固体形光源装置におい
て、中空基体は、バルブ部がほぼ真球状をなしているこ
とを特徴としている。

【００５４】本発明は、中空基体のバルブ部の配光特性
上好適な形状を規定している。すなわち、中空基体のバ
ルブ部が真球状をなしていると、鉛直方向の配光特性が
ボール形の白熱電球のように良好な円状になるので、一
般照明用の照明器具に用いたときに適合性が向上する。

【００５５】請求項５の発明の固体形光源装置は、ねじ
口金と；バルブ部およびネック部を備え、ネック部がね
じ口金に装着されている中空基体と；中空基体の外面に
分散して配設されていて、それぞれが白色発光タイプで
あるとともに、定格光束の総和が１５０ｌｍ以上となる
多数のチップ状の発光ダイオードと；発光ダイオードを
所要に配線するとともに口金に接続する回路手段と；を
具備していることを特徴としている。

【００５６】本発明は、一般照明用として用いることが
できる光束で発光する固体形光源装置を規定している。
すなわち、一般照明用として市場で入手できる定格電圧
１００Ｖの白熱電球は、最も小さいワットの区分が２０
Ｗ形であり、その全光束が光拡散性のもので１７０ｌｍ
程度であるから、この光束値より概ね１０％程度低い１
５０ｌｍ以上あれば、一般照明用として遜色なく置換可
能になる。そこで、本発明においては、実装されている
全ての発光ダイオードの定格光束の総和を１５０ｌｍ以
上と規定している。なお、「定格光束」とは、実際に規
定されているといないとにかかわらず、単一の発光ダイ
オードについての標準光度および標準半値幅に基づいて
計算により求めた光束値をいう。また、「総和」とは、
単一の発光ダイオードの定格光束と使用数との積により
求めた値をいう。

【００５７】そうして、本発明によれば、所要の明るさ
で一般照明を行うことができる。たとえば、発光ダイオ
ードの発光効率が１５ｌｍ／Ｗ程度で、１個の発光ダイ
オードの定格消費電力が０．１Ｗであるとすると、１０
０個の発光ダイオードを用いれば、定格光束の総和が１
５０ｌｍとなる。

【００５８】請求項６の発明の固体形光源装置は、請求
項１ないし５のいずれか一記載の固体形光源装置におい
て、発光ダイオードの上から中空基体の外面に被着した
透光性絶縁被覆を具備していることを特徴としている。

【００５９】本発明は、絶縁性能を向上した固体形光源
装置の好適な構成を規定している。すなわち、中空基体
の外面に発光ダイオードの上から透光性絶縁被覆を被着
している。絶縁被覆は、たとえば透光性シリコーン樹
脂、透光性フッ素樹脂などの合成樹脂を用いることがで
きる。透光性絶縁被覆を形成するには、ディッピング、
吹き付け、静電塗装などの既知の被着手段を用いること
ができる。

【００６０】そうして、本発明においては、発光ダイオ
ードを中空基体の外面および内面のいずれで実装する構
成であったとしても、リード部の外部露出部分やプリン
ト配線部分が透光性絶縁被覆により覆われるので、絶縁
の問題は生じないとともに、外観が優美になる。

【００６１】また、透光性絶縁被覆として透明性物質を
用いることにより、光透過率を高い状態に維持すること
ができる。

【００６２】さらに、光拡散性物質を用いることによ
り、中空基体の表面の輝度分布を均整化するとともに、
外観が一層良好になる。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００６４】図１は、本発明の固体形光源装置の第１の
実施形態を示す断面図である。

【００６５】図２は、同じく発光ダイオードの要部を示
す一部切欠拡大平面図である。

【００６６】図３は、同じく発光ダイオードの要部を示
す一部切欠拡大正面図である。

【００６７】図４は、同じく発光ダイオードの駆動回路
を示す回路図である。

【００６８】各図において、１はねじ口金、２は中空基
体、３は発光ダイオード、４は回路手段である。

【００６９】ねじ口金１は、Ｅ２６形ねじ口金である。

【００７０】中空基体２は、白色のＰＢＴを成形して形
成され、バルブ部２ａおよびネック部２ｂからなる。バ
ルブ部２ａは、バルブ主要部２ａ１およびバルブ基体部
２ａ２からなる。バルブ主要部２ａ１は、図示を省略し
ているが、複数に分割して成形されているが、接着され
て真球の主要部を構成している。また、図示を省略して
いるが、バルブ主要部２ａ１には多数の配線孔がほぼ一
定のピッチで形成され、また内面に配線孔を所要に接続
するプリント配線が形成されている。バルブ基体部２ａ
２は、バルブ主要部２ａ１と別に成形されているが、バ
ルブ主要部２ａ１と嵌合され、かつ、接着されることに
より、ほぼ真球状をなすバルブ部２ａを構成する。ネッ
ク部２ｂは、バルブ基体部２ａ２と一体に成形されてい
て、ねじ口金１に挿入してねじ口金１の開口端近傍を部
分的に加締めて両者を結合している。

【００７１】発光ダイオード３は、図２および図３に示
すように、発光部３ａおよびリードフレームを延長して
形成した一対のリード線３ｂからなる。発光部３ａは、
セラミックス基板３ａ１、透光性樹脂シール部３ａ２お
よび透光性樹脂シール部３ａ２内に埋設された図示を省
略している埋設部品からなる。埋設部品は、リードフレ
ーム、発光ダイオードチップおよびボンディングワイヤ
である。一対のリード線３ｂは、ともに基板面に対して
直角に折曲されていて、中空基体２の図示しない配線孔
に挿入され、中空基体２の内面側ではんだ付けされてい
る。発光ダイオード３の一例としては、順電圧３．６
Ｖ、順電流２０ｍＡ、定格光度１５６０ｍｃｄ、半値幅
５０°であり、発光効率は約１５ｌｍ／Ｗである。この
発光ダイオード３を全部で１８０個用いることにより、
消費電力約１３Ｗ、定格光束の総和が１９４ｌｍとな
り、一般照明用の２０Ｗ形白熱電球相当の固体形光源装
置が得られることになる。

【００７２】回路手段４は、図４に示すように、主とし
て第１のプリント配線基板４ａおよび第２のプリント配
線基板４ｂを備えている。第１のプリント配線基板４ａ
は、中空基体の内面に形成され、多数の発光ダイオード
３を実装して直並列接続回路を形成している。直並列接
続回としては、たとえば３０個の発光ダイオードを直列
接続してなる直列回路を６つ並列接続して発光ダイオー
ド群を構成する。第２のプリント配線基板４ｂは、第１
のプリント配線基板４ａとは分離していて、電流制限要
素４ｂ１および整流回路４ｂ２を実装している。電流制
限要素４ｂ１は、抵抗器からなり、その一端が整流回路
４ｂ２の直流出力端の正極に接続している。また、第２
のプリント配線基板４ｂは、整流回路４ｂ２の直流出力
の正極が電流制限要素４ｂ１および導線ｗ１を介して第
１のプリント配線基板４ａの発光ダイオード群のアノー
ド側へ接続し、負極が導線ｗ２を介して同じく発光ダイ
オード群のカソード側へ直接接続している。さらに、第
２のプリント配線基板４ｂは、整流回路４ｂ２の交流入
力端極が導線ｗ３、ｗ４を介してねじ口金１に接続して
いるとともに、支持されている。ねじ口金１は、１００
Ｖ交流電源ＡＣに接続する。

【００７３】そうして、本実施形態によれば、ボール形
の光拡散ガラスバルブを備えた一般照明用の白熱電球と
基本的な輪郭が類似した固体形光源装置が得られる。

【００７４】なお、図示を省略しているが、中空基体２
の外面に露出している発光ダイオード３のリード線３ｂ
の充電部は、部分的に被着された絶縁塗料により被覆さ
れている。

【００７５】図５は、本発明の固体形光源装置の第２の
実施形態を示す断面図である。

【００７６】図６は、同じく発光ダイオードを示す拡大
平面図である。

【００７７】図７は、同じく発光ダイオードを示す拡大
正面図である。

【００７８】図８は、同じく発光ダイオードを示す拡大
底面図である。

【００７９】各図において、図１ないし図３と同一部分
については同一符号を付して説明は省略する。本実施形
態は、発光ダイオード３´が表面実装されるとともに、
透明絶縁被覆５を具備している点で異なる。

【００８０】すなわち、発光ダイオード３´は、図６な
いし図８に示すように、発光部３ａ´および導電膜のリ
ード部３ｂ´からなる。発光部３ａ´は、セラミックス
基板の上面に被着した導電膜に発光ダイオードチップを
ボンディングワイヤ（いずれも図示しない。）を介して
接続し、また上記導電膜はスルーホール（図示しな
い。）を介して後述するリード部３ｂ´に接続してい
る。リード部３ｂ´は、その一対がセラミックス基板３
ａ１の底面に離間して形成されている。

【００８１】回路手段４´は、第１のプリント配線基板
４ａ´が中空基体２の外面に形成されている。

【００８２】透明絶縁被覆５は、透明シリコーン樹脂か
らなり、発光ダイオード３´およびその他の所要の配線
を形成した後に、中空基体２のバルブ部２ａの主要部を
シリコーン樹脂液にディップし、固化させて形成されて
いる。したがって、第１のプリント配線基板４ａ´の充
電部は、透明絶縁被覆５により被覆されるので、絶縁の
問題はない。

【００８３】図９は、本発明の固体形光源装置の第３の
実施形態における要部を示す正面図である。

【００８４】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、中空基
体２がＰＳ形を呈している点で異なる。

【００８５】そうして、本実施形態によれば、ＰＳ形の
光拡散ガラスバルブを備えた一般照明用の白熱電球と基
本的な輪郭が類似した固体形光源装置が得られる。

【００８６】図１０は、本発明の固体形光源装置の第４
の実施形態における要部を示す正面図である。

【００８７】図において、図９と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、中空基
体２がＴ形を呈している点で異なる。

【００８８】そうして、本実施形態によれば、Ｔ形の光
拡散ガラスバルブを備えた電球形蛍光ランプと基本的な
輪郭が類似した固体形光源装置が得られる。

【００８９】

【発明の効果】請求項１ないし４の各発明によれば、バ
ルブ部およびネック部を備え、ネック部がねじ口金に装
着されている中空基体の少なくとも主要部の外面に分散
し、かつ、底面が中空基体の外面にほぼ当接して多数の
チップ状で白色発光タイプの発光ダイオードを配設する
とともに、発光ダイオードを所要に配線し、かつ、口金
に接続する回路手段を具備していることにより、一般照
明用の白熱電球に近い配光特性が得られるとともに、発
光ダイオードの中空基体からの突出高さが小さくて発光
部の外形が中空基体の形状により支配的に決定されるた
め、外観が一般照明用の白熱電球の光拡散形ガラスバル
ブか電球形蛍光ランプのグローブに近い形状になって、
外観に違和感がなく、しかも比較的質量が小さい固体形
光源装置を提供することができる。

【００９０】請求項２の発明によれば、加えて回路手段
が中空基体の少なくともバルブ部に形成した第１のプリ
ント配線基板を備えていて、発光ダイオードが第１のプ
リント配線に実装されていることにより、発光ダイオー
ドの中空基体への配設が容易な固体形光源装置を提供す
ることができる。

【００９１】請求項３の発明によれば、加えて回路手段
が中空基体の内部に収納された第２のプリント配線基板
および第２のプリント配線基板に実装された電流制限要
素または定電流回路を備えていることにより、外観が簡
素になるとともに、発光ダイオードの実装と電流制限要
素または定電流回路の実装とを別に行うことができて、
組み立てが容易固体形光源装置を提供することができ
る。

【００９２】請求項４の発明によれば、加えて中空基体
がバルブ部がほぼ真球状をなしていることにより、鉛直
方向の配光特性がボール形の白熱電球のように良好な円
状になり、一般照明用の照明器具に用いたときに適合性
が一層向上する固体形光源装置を提供することができ
る。

【００９３】請求項５の発明によれば、バルブ部および
ネック部を備え、ネック部がねじ口金に装着されている
中空基体の少なくとも主要部の外面に、それぞれが白色
発光タイプであるとともに、定格光束の総和が１５０ｌ
ｍ以上となる多数のチップ状の発光ダイオードを分散し
て配設し、かつ、回路手段が発光ダイオードを所要に配
線するとともに口金に接続していることにより、一般照
明用として用いることができる固体形光源装置を提供す
ることができる。

【００９４】請求項６の発明によれば、加えて発光ダイ
オードの上から中空基体の外面に被着した透光性絶縁被
覆を具備していることにより、リード部の外部露出部分
やプリント配線部分が透光性絶縁被覆により覆われ、絶
縁の問題が生じないとともに、外観が優美になる固体形
光源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体形光源装置の第１の実施形態を示
す断面図

【図２】同じく発光ダイオードの要部を示す一部切欠拡
大平面図

【図３】同じく発光ダイオードの要部を示す一部切欠拡
大正面図

【図４】同じく発光ダイオードの駆動回路を示す回路図

【図５】本発明の固体形光源装置の第２の実施形態を示
す断面図

【図６】同じく発光ダイオードを示す拡大平面図

【図７】同じく発光ダイオードを示す拡大正面図

【図８】同じく発光ダイオードを示す拡大底面図

【図９】本発明の固体形光源装置の第３の実施形態にお
ける要部を示す正面図

【図１０】本発明の固体形光源装置の第４の実施形態に
おける要部を示す正面図

【符号の説明】

１…ねじ口金２…中空基体２ａ…バルブ部２ａ１…バルブ主要部２ａ２…バルブ基体部２ｂ…ネック部３´…発光ダイオード４´…回路手段４ａ´…第１のプリント配線基板４ｂ…第２のプリント配線基板４ｂ１…電流制限要素４ｂ２…整流回路５…透明絶縁被覆

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじ口金と；バルブ部およびネック部を備
え、ネック部がねじ口金に装着されている中空基体と；
中空基体のバルブ部の少なくとも主要部の外面に分散
し、かつ、底面が中空基体の外面にほぼ当接して配設さ
れたそれぞれが白色発光タイプである多数のチップ状の
発光ダイオードと；発光ダイオードを所要に配線すると
ともに口金に接続する回路手段と；を具備していること
を特徴とする固体形光源装置。
【請求項２】回路手段は、中空基体の少なくともバルブ
部に形成した第１のプリント配線基板を備えており；発
光ダイオードは、第１のプリント配線に実装されること
により配設されている；ことを特徴とする請求項１記載
の固体形光源装置。
【請求項３】回路手段は、中空基体の内部に収納された
第２のプリント配線基板および第２のプリント配線基板
に実装された電流制限要素または定電流回路を備えてい
ることを特徴とする請求項１または２記載の固体形光源
装置。
【請求項４】中空基体は、バルブ部がほぼ真球状をなし
ていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一
記載の固体形光源装置。
【請求項５】ねじ口金と；バルブ部およびネック部を備
え、ネック部がねじ口金に装着されている中空基体と；
中空基体の少なくとも主要部の外面に分散して配設され
ていて、それぞれが白色発光タイプであるとともに、定
格光束の総和が１５０ｌｍ以上となる多数のチップ状の
発光ダイオードと；発光ダイオードを所要に配線すると
ともに口金に接続する回路手段と；を具備していること
を特徴とする固体形光源装置。
【請求項６】発光ダイオードの上から中空基体の外面に
被着した透光性絶縁被覆を具備していることを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれか一記載の固体形光源装
置。