JP2017126439A

JP2017126439A - Ｌｅｄ電球

Info

Publication number: JP2017126439A
Application number: JP2016004018A
Authority: JP
Inventors: 圭亮堺; Yoshiaki Sakai
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2036-01-13
Also published as: JP6568481B2

Abstract

【課題】発光部内の空間に大型のコンデンサを配置しても発光特性の劣化を防止しながら組み立て性を確保できるＬＥＤ電球を提供する。【解決手段】ＬＥＤ電球１０は、回路基板１６の上面において、周辺部に複数のＬＥＤ光源１２、中央に一のコンデンサ１３、それ以外の部分にＩＣ１５等の電子部品が実装されている。コンデンサ１３は円筒形で直立し、電子部品は背の低い表面実装型である。これらＬＥＤ光源１２及び電子部品ごと回路基板１６の上面をグローブ１７が覆っている。ＬＥＤ光源１２を発した光の一部はコンデンサ１３にけられないようにしてグローブ１７の頂部に達するとともに、光の他の一部は背の低い電子部品にけられないようにしてコンデンサ１３の側面で反射してグローブ１７に到達する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ電球に関する。

ＬＥＤを光源とするＬＥＤ電球が上市されている。このＬＥＤ電球は、白熱電球やハロゲンランプなど従来の電球から簡単に置き換えられるよう、従来の白熱電球に対し口金を共通にし、全体的な形状を似させることが多い。またＬＥＤ電球のなかで、商用交流電源に接続し、ここから得られる交流電圧でＬＥＤを点灯させるものがある。そのＬＥＤ電球のなかで、多数のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ列を備え、このＬＥＤ列に交流電圧を整流しただけの電圧波形（全波整流波形）を印加してＬＥＤを点灯させるものがある（いわゆるＡＣ駆動と呼ばれる）。このＡＣ駆動を採用したＬＥＤ電球は、平滑回路がないため、ＬＥＤに比べ寿命が短くサイズが大きい電解コンデンサを使用しなくて良いという特徴がある。

しかしながらＡＣ駆動を採用したＬＥＤ電球は、ＬＥＤ列が閾値特性を持つため、全波整流波形が閾値に達しない期間、ＬＥＤが点灯しない。すなわちＬＥＤの点灯する期間と点灯しない期間が繰り返されることによりフリッカが生じる。このフリッカは、商用交流電源の周波数が５０〜６０Ｈｚであれば、その周波数は２倍の１００〜１２０Ｈｚとなる。この周波数は、多くの場合感知されないが、高速で動く物体がとびとびになって見えたり（モーションブレーク）、一部の人に健康被害を発生させたりする。

そこで最近ではＡＣ駆動を採用するＬＥＤ電球でもフリッカ対策としてＬＥＤ列と並列に大型のコンデンサをとりつけることが要請されるようになってきた。ＡＣ駆動を採用しないＬＥＤ電球では、通常、光源となるＬＥＤはグローブ内に配置され、ＬＥＤ以外の電子部品はグローブと口金の間に設けられたケース内に収納されることが多い。ところが、もともと大型コンデンサを使うことを前提としない、ＡＣ駆動を採用したＬＥＤ電球では、外形を維持しようとすると、口金やケースの中に大型コンデンサを収納する場所がない、といった事態になる場合がある。そこでＬＥＤ電球の外形を変更しないで済ませられるように、大型の電解コンデンサをグローブ内の空間に配置することが考えられた。

ＬＥＤ電球において、グローブや光源用のＬＥＤを構成要素とする部分を発光部としたとき、その発光部の内部空間に大型の電子部品を配置することは以前から知られている（例えば特許文献１）。そこで特許文献１の図１を図７に再掲示しその構造を説明する。図７は従来のＬＥＤ電球(照明装置)の構成を示す概略要部断面図である。なお（）には特許文献１で使われている用語を示す（以下同様）。また図７では、特許文献１の図１における符号を変更している。

図７に示すＬＥＤ電球７０は、光源部７７、絶縁基板８３、外側反射部材８０、透光部１００及び点灯回路部７３からなる発光部７８と、ケース９０（放熱部）と、口金部８７からなる。

発光部７８において、光源部７７は複数の白色ＬＥＤ７５と環状のＬＥＤ基板７６からなり、白色ＬＥＤ７５はＬＥＤ基板７７に実装されている。絶縁基板８３は、光源部７７が搭載されるとともに、周辺部において下端（他端８２）が接するようにして円筒状の外側反射部材８０が搭載され、中央部に点灯回路部７３が配置されている。透光部１００は、外側反射部材８０の上端（一端８１）に取り付けられ，上面が光出射面１０１となっている。点灯回路部７３は、各種回路部品７１が回路基板７２に実装され、各種回路部品７
１と回路基板７２がドーム状の内側鏡面部材７４で覆われている。ここで外側反射部材８０の内面及び内側反射部材７４の外面はそれぞれ鏡面８０ａ及び鏡面７４ａとなっている。

放熱部９０は、一端９１が絶縁板８３に接し、他端９２が絶縁筒９６を介して口金部８７と接続している。また放熱部９０は、中央に貫通孔１１１が穿たれ、貫通孔１１１中にリード線８４が配されている。口金部８７は一極端子８５と他端子８６を備えている。

ＬＥＤ電球７０では、白色ＬＥＤ７５から発し、外側反射部材８０及び内側反射部材７４の鏡面８０ａ及び鏡面７４ａで反射した光が外部に放射され、良好な発光特性が得られる。

特開２００９−２１０８２号公報（図１）

しかしながら図７に示したＬＥＤ電球７０は、発光部７８を組み立てるのに、放熱部９０上に、絶縁板８３、光源部７７、各種回路部品７１が実装された回路基板７２、内部反射部材７４、外部反射部材８０及び透光部１００を積層しなければならない。すなわち図７に示したＬＥＤ電球７０は、発光部７８を組立てる際の部品が多いため構造が複雑になり組立てづらくなる。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、発光部内の空間に大型のコンデンサを配置しても発光特性の劣化を防止しながら組み立て性を確保できるＬＥＤ電球を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明のＬＥＤ電球は、ＬＥＤを光源とし、上部にグローブを有するＬＥＤ電球において、上面に電極パターンを有する回路基板を備え、前記回路基板の上面に、複数のＬＥＤ光源と、円筒形で唯一のコンデンサと、表面実装型の電子部品を実装し、前記電子部品の前記回路基板からの高さと、前記ＬＥＤ光源の前記回路基板からの高さの差は、２ｍｍ以内であって、前記ＬＥＤ光源は、前記回路基板の周辺部に配置され、前記コンデンサは、前記回路基板の中央で直立し、前記グローブは、前記回路基板を覆い、前記ＬＥＤ光源を発した光の一部は、直接的に前記グローブの頂部に達し、前記光の他の一部は、前記コンデンサで反射して前記グローブの側面に達することを特徴とする。

本発明のＬＥＤ電球は、回路基板の上面において、周辺部に複数のＬＥＤ光源、中央に一のコンデンサ、それ以外の部分に電子部品が実装されている。ここでコンデンサは円筒形で直立している。電子部品は背の低い表面実装型である。これらのＬＥＤ光源、コンデンサ及び電子部品ごと回路基板の上面をグローブが覆っている。ＬＥＤ光源を発した光の一部はコンデンサにけられないようにして球状のグローブの頂部に達する。またＬＥＤ光源を発した光の他の一部は、背の低い電子部品にけられないようにしてコンデンサに当たり、そこで反射してグローブに到達する。

前記ＬＥＤ光源に含まれるＬＥＤ素子が直列接続したＬＥＤ列のカソードが一のダイオードを介して前記コンデンサの一端に接続し、さらに前記一端が他のダイオードを介して前記ＬＥＤ列のアノードに接続していても良い。

上記課題を解決するため本発明のＬＥＤ電球は、ＬＥＤを光源とし、上部にグローブを有するＬＥＤ電球において、上面に電極パターンを有する回路基板を備え、前記回路基板の上面に、複数のＬＥＤ光源と、円筒形で同一サイズの複数のコンデンサと、表面実装型の電子部品を実装し、前記電子部品の前記回路基板からの高さと、前記ＬＥＤ光源の前記回路基板からの高さの差は、２ｍｍ以内であって、前記ＬＥＤ光源は、前記回路基板の周辺部に配置され、前記コンデンサは、前記回路基板の中央で直立し、前記回路基板の中心軸の周りに均等配置され、前記グローブは、前記回路基板を覆い、前記ＬＥＤ光源を発した光の一部は、直接的に前記グローブの頂部に達し、前記光の他の一部は、前記コンデンサで反射し前記グローブの側面に達することを特徴とする。

前記コンデンサの側面は、反射部材を備えていても良い。

以上のように本発明のＬＥＤ電球は、ＬＥＤ光源を発した光が、他の構成部品によって影を作る「けられ」なしに頂部を含むグローブ全体に達する。さらに本発明のＬＥＤ電球は、回路基板にＬＥＤ光源、コンデンサ及び電子部品が一体化している。この結果、本発明のＬＥＤ電球は、グローブで外郭が決まる発光部内の空間に大型のコンデンサを配置しても発光特性の劣化を防止しながら組み立て性を確保できる。

本発明の第１実施形態として示すＬＥＤ電球の斜視図である。図１に示したＬＥＤ電球に含まれる回路基板の平面図と正面図である。図１に示したＬＥＤ電球の回路図である。本発明の第２実施形態として示すＬＥＤ電球の回路図である。本発明の第３実施形態として示すＬＥＤ電球に含まれる回路基板の斜視図である。本発明の第３実施形態として示すＬＥＤ電球の回路図である。従来例として示すＬＥＤ電球の構成を示す概略要部断面図である。

以下、添付図１〜６を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。（）には特許請求の範囲に記載した発明特定事項を示す。

（第１実施形態）
図１により本発明の第１実施形態として示すＬＥＤ電球１０の概観を説明する。図１はＬＥＤ電球１０の斜視図である。図１に示すように、ＬＥＤ電球１０は、グローブ１７やＬＥＤ光源１２を構成要素とする発光部１１、ケース１８及び口金１９からなる。なお図１ではグローブ１７の内部が分かるようにグローブ１７の一部分を切断している。ＬＥＤ電球１０では、ケース１８の上部に発光部１１が取り付けられている一方、ケース１８の下部に口金１９が取り付けられている。発光部１１は、グローブ１７以外に、ＬＥＤ光源１２、コンデンサ１３、ダイオードブリッジ１４（電子部品）、ＩＣ１５（電子部品）及び回路基板１６を含む。回路基板１６はケース１８の上端に取り付けられている。

次に図２により、ＬＥＤ光源１２、コンデンサ１３、ダイオードブリッジ１４（電子部品）及びＩＣ１５（電子部品）の配置並びにサイズの関係を説明する。図２（ａ）はＬＥＤ電球１０に含まれる回路基板１６の平面図であり、図２（ｂ）は回路基板１６の正面図である。図２（ａ）及び（ｂ）はＬＥＤ光源１２等の部品が実装された状態を示している。

図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ＬＥＤ光源１２、コンデンサ１３、ダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５は回路基板１６の上面に実装されている。ＬＥＤ光源１２は回路基板１６の周辺部に配置されている。コンデンサ１３は回路基板１６の上面の中央に直立して実装されている。ダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５は回路基板１６の上面であってＬＥＤ光源１２又はコンデンサ１３の実装されている部分でない部分に実装される。

ＬＥＤ光源１２は、平面サイズが３ｍｍ×３ｍｍ程度で高さが１ｍｍ程度である。ＬＥＤ光源１２では、サブマウント基板（インターポーザともいう）上に複数のＬＥＤ素子が実装され、各ＬＥＤ素子は直列接続しているとともに蛍光樹脂で被覆されている。ダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５は、背の低い表面実装型であり、ＬＥＤ光源１２より平面サイズ大きく、高さが数ミリ（２〜３ｍｍ）程度である。これに対しコンデンサ１３は、電解コンデンサであり、耐圧が４００Ｖ、直径が１０ｍｍ程度、高さが１２ｍｍ程度である。コンデンサ１３も表面実装型であり、底面に接続用の電極がある。

なお回路基板１６は上面にのみ配線電極（図示せず）を有する。また回路基板１６の上面に半田付される給電用のリードも図示していない。回路基板１６は反射率と熱伝導性の良いＡｌ基板（基板上面に透明絶縁層が形成されている）や白色のセラミックを使用すると良い。熱伝導性の良い窒化アルミを使う場合は上面に反射材を塗布する。

図３によりＬＥＤ電球１０の回路を説明する。図３はＬＥＤ電球１０の回路図である。なお説明の便宜のため商用交流電源１９ａを描き加えている。図３に示すように商用交流電源１９ａはヒューズ１９ｂを介して４個のダイオード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄからなるダイオードブリッジ１４の入力端子に接続している。ダイオードブリッジ１４の電流出力端子（カソード側）は、複数のＬＥＤ素子１２ｂが直列接続したＬＥＤ列１２ａのアノードと接続している。なおＬＥＤ素子１２ｂは、ＬＥＤ光源１２（図１、図２参照）に含まれ、ＬＥＤ光源１２内で直列接続し、さらにＬＥＤ光源１２同士も直列接続しているので、回路基板１６（図１、図２参照）上全体で一のＬＥＤ列１２ａを形成する。コンデンサ１３及び抵抗１５ｅはＬＥＤ列１２ａと並列接続している。電流制限回路１５ｆは、抵抗１５ａ、トランジスタ１５ｂ、ＦＥＴ１５ｃ及び抵抗１５ｄからなる。この電流制限回路１５ｆは、ＦＥＴ１５ｃのドレインが電流入力端子であり、抵抗１５ｄの下端が電流出力端子である。電流入力端子と電流出力端子は、それぞれＬＥＤ列１２ａのカソードと、ダイオードブリッジ１４の電流が戻る端子（アノード側）に接続している。なお、ＩＣ１５（図１、図２参照）は、抵抗１５ｅや電流制限回路１５ｆを含み、さらに図示していない温度補償回路や過電圧防止回路が盛り込まれている。

図３においてノードＡ、Ｂは口金１９（図１参照）に相当する。ヒューズ１９ｂは安全回路として回路基板１６（図１、図２参照）とは別の基板（図示せず）に実装されるものである。この別の基板にはサージ保護回路を追加しても良い。ノードＣ、Ｄは図１及び図２で図示しなかった回路基板１６の電力供給端子である。

図３に示したＬＥＤ電球１０の回路では、ＬＥＤ列１２ａの閾値は概ね商用交流電源１９ａの実効値程度にする。すなわちＬＥＤ列１２ａは、実効値が１００Ｖの場合、順方向ドロップが３ＶのＬＥＤ素子１２ｂが３３段程度直列接続している。図３に示した回路では、商用交流電源１９ａの出力する電圧（電圧は絶対値である。以下、商用交流電源１９ａの出力する電圧は絶対値で示す。）がＬＥＤ列１２ａの閾値よりも高い期間ではダイオードブリッジ１４からＬＥＤ列１２ａに電流が流れる。このとき電流値の上限は電流制限回路１５ｆで制限され、コンデンサ１３は充電される。商用交流電源１９ａの出力する電圧がＬＥＤ列１２ａの閾値よりも低い期間では、コンデンサ１３が放電し、ＬＥＤ列１２
ａに電流が流れ、ＬＥＤ素子１２ｂが点灯する。このようにしてＬＥＤ電球１０は不点灯期間がなくなりフリッカ等が低減する。

なおＬＥＤ電球１０ではコンデンサの容量を１０μＦとした。抵抗１５ｅはＬＥＤ電球１０が消灯するときにコンデンサ１３に電荷が残らないようにするためのものである。電流制限回路１５ｆは抵抗１５ｄの両端間電圧が０．６Ｖを維持するようにして上限電流を制限する。

図１及び図２に示したようにＬＥＤ電球１０では、回路基板１６の上面において、周辺部に複数のＬＥＤ光源１２、中央にコンデンサ１３、それ以外の部分にダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５が実装されている。ここでコンデンサ１３は、唯一の背の高い円筒形の部品であり、回路基板１６の中央で直立している。ダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５は背の低い表面実装型であり、その高さはＬＥＤ光源１２より２ｍｍ程度大きい。グローブ１７は、球状で、ＬＥＤ光源１２、コンデンサ１３、ダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５ごと回路基板１６の上面を覆っている。

ダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５のような電子部品は、金属製のリード上にシリコンチップを実装し、リードの一部が露出するようにして樹脂でモールドする。この結果、これらの部品は背の高さを３ｍｍ以下程度に抑えられる。ＬＥＤ光源１２は、ふつう背の高さを１ｍｍ程度にすることが多く、配光特性が上方に指向性を持つ。このため入手容易なＬＥＤ光源１２と、入手容易でＬＥＤ光源１２に対し背の高さの差が２ｍｍ以内の電子部品（ダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５）を回路基板１６上で配列させれば、電子部品はＬＥＤ光源１２の配光特性に大きな影響を与えない。電子部品の回路基板からの高さとＬＥＤ光源の回路基板からの高さの差が、２ｍｍを超えてしまうと、電子部品の作る影が無視できないものとなる。

ＬＥＤ光源１２を発した光の一部はコンデンサ１３にけられないようにして球状のグローブ１７の頂部に達する。すなわちＬＥＤ電球１０では、コンデンサ１３の上端とグローブの頂部に十分な隙間を確保しておき、ＬＥＤ光源１２を発した光の一部が直接的にグローブ１７の頂部に到達するようにしている。また前述したように、ＬＥＤ光源１２を発した光の他の一部は、指向性を有するため、ＬＥＤ光源１２の側部に配置され、ＬＥＤ光源１２より僅か（２ｍｍ）に厚い低背型のダイオードブリッジ１４及びＩＣ１５にけられることなくコンデンサ１３に当たり、そこで反射してグローブ１７の側面に到達する。なおＬＥＤ光源１２は上方に指向性を有するため、ＬＥＤ電球１０においてダイオードブリッジ１４やＩＣ１５に当たる光の影響は無視できる。

以上のようにＬＥＤ電球１０は、ＬＥＤ光源１２を発した光が、回路基板１６上の構成部品によって影を作るような、いわゆる「けられ」なしにグローブ１７の全体に達する。さらにＬＥＤ電球１０では、回路基板１６にＬＥＤ光源１２、コンデンサ１３等の電子部品が一体化している。すなわちＬＥＤ電球１０の発光部１１を組み立てるとき、ケース１８に回路基板１６とグローブ１７を取り付けるだけで良い。この結果、ＬＥＤ電球１０は、グローブ１７で外郭が決まる発光部１１内の空間に大型のコンデンサ１３を配置しても発光特性の劣化を防止しながら組み立て性を確保できる。

（第２実施形態）
図１〜３に示したＬＥＤ電球１０では、前述の通りＬＥＤ列１２ａ（図３参照）の閾値を商用交流電源１９ａの実効値電圧程度にしていた。このようにすると直列接続しなければならないＬＥＤ素子１２ｂの数が大きくなったり、コンデンサ１３の耐圧が高くなったりする。そこで図４により本発明の第２実施形態として、直列接続させるＬＥＤ素子の数及びコンデンサの耐圧を半減できるＬＥＤ電球２０を説明する。

図４はＬＥＤ電球２０の回路図である。なお説明の便宜のため商用交流電源１９ａを描き加えている。図４に示すように商用交流電源１９ａはヒューズ１９ｂを介して４個のダイオード１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄからなるダイオードブリッジ１４の入力端子に接続している。ダイオードブリッジ１４の電流出力端子（カソード側）は、ＬＥＤ素子２２ｂが直列接続したＬＥＤ列２２ａのアノードと接続している。なおＬＥＤ光源２２（図示せず）、ＬＥＤ素子２２ｂ及びＬＥＤ列２２ａの関係は図３で説明したＬＥＤ電球１０のＬＥＤ光源１２、ＬＥＤ素子１２ｂ及びＬＥＤ列２２ａの関係と等しいが、ＬＥＤ素子２２ｂの直列段数とＬＥＤ素子１２ｂの直列段数が異なる。

ＬＥＤ列２２ａのカソードは、抵抗２４ａ、トランジスタ２４ｂ、ＦＥＴ２４ｃ及び抵抗２４ｄからなる電流制限回路２４ｆの電流入力端子と接続するとともに、ダイオード２６（一のダイオード）を介してコンデンサ２３の左端子と接続する。コンデンサ２３の左端子はダイオード２７（他のダイオード）を介してＬＥＤ列２２ａのアノードに接続している。コンデンサ２３の右端子は、抵抗２５ａ、トランジスタ２５ｂ、ＦＥＴ２５ｃ及び抵抗２５ｄからなる電流制限回路２５ｆの電流入力端子と接続している。電流制限回路２４ｆの電流出力端子はダイオードブリッジ１４の電流が戻る端子（アノード側）に接続するとともに、ダイオード２８を介してコンデンサ２３の右端子に接続している。電流制限回路２５ｆの電流出力端子は電流制限回路２４ｆに含まれる抵抗２４ｄの上端子に接続している。

なお、ＬＥＤ電球２０の概観は図１に示すＬＥＤ電球１０と実質的に等しいので図示していない。すなわちＬＥＤ電球２０も、回路基板２６（図示せず）の上面において、周辺部に複数のＬＥＤ光源２２、中央に一のコンデンサ２３、それ以外の部分にダイオードブリッジ１４及びダイオード２６〜２８や電流制限回路２４ｆ、２５ｆを含むＩＣ２５（電子部品、図示せず）が実装されている。ここでコンデンサ２３は円筒形で直立している。ＩＣ２５は背の低い表面実装型である。グローブ１７（図１参照）は、これらのＬＥＤ光源２２、コンデンサ２３、ダイオードブリッジ１４及びＩＣ２５ごと回路基板２６の上面を覆っている。またノードＡ、Ｂは口金１９（図１参照）に相当し、ヒューズ１９ｂは安全回路として回路基板２６とは別の基板（図示せず）に実装される。ノードＣ、Ｄは回路基板２６の電力供給端子（図示せず）である。

図４に示したＬＥＤ電球２０の回路では、ＬＥＤ列２２ａの閾値は概ね商用交流電源１９ａの実効値の半分よりやや大きい程度にする。すなわちＬＥＤ列２２ａは、実効値が１００Ｖの場合、順方向ドロップが３ＶのＬＥＤ素子２２ｂを２０段程度直列接続する。また定常的な状態ではコンデンサ２３の左端子の電圧は、ＬＥＤ列２２ａの閾値以上で、且つ閾値に近い値で変動する。

図４に示した回路は、商用交流電源１９ａの出力する電圧がＬＥＤ列２２ａの閾値よりも高く、閾値の２倍よりも低い期間において、ダイオードブリッジ１４からＬＥＤ列２２ａ及び電流制限回路２４ｆに電流が流れる。このとき電流値の上限は電流制限回路２４ｆで制限され、コンデンサ２３の左端子はフローティング状態となっている。

商用交流電源１９ａの出力する電圧がＬＥＤ列２２ａの閾値の２倍よりも高い期間では、ダイオードブリッジ１４からＬＥＤ列２２ａ、ダイオード２６、コンデンサ２３、電流制限回路２５ｆ及び抵抗２４ｄを経てダイオードブリッジ１４に戻る電流が流れる。このとき電流値の上限は電流制限回路２５ｆで制限され、コンデンサ２３は充電される。また、このとき電流制限回路２４ｆ中のＦＥＴ２４ｃはカットオフする。

商用交流電源１９ａの出力する電圧がＬＥＤ列２２ａの閾値よりも低い期間では、コン
デンサ２３の左端子からダイオード２７、ＬＥＤ列２２ａ、電流制限回路２４ｆ及びダイオード２８を経てコンデンサ２３の右端子に戻る電流が流れる。すなわち商用交流電源１９ａの出力する電圧がＬＥＤ列２２ａの閾値よりも低い期間でもＬＥＤ電球２０は点灯するため、不点灯期間がなくなりフリッカが低減する。

以上のように、ＬＥＤ電球２０は、ＬＥＤ電球１０に比べＬＥＤ素子２２ｂの直列段数及びコンデンサ２３の耐圧を半減させることが可能となる。この結果、ＬＥＤ電球２０は、発光特性の劣化を防止しながら組み立て性を確保できるとともに、コストダウンや小型化を達成できる。

（第３実施形態）
図１〜４に示したＬＥＤ電球１０、２０では回路基板１６、２６（図示せず）の上面の中央に大型で唯一のコンデンサ１３、２３が直立して配置されていた。しかしながらコンデンサを複数に分散し、コンデンサ１３、２３よりも小ぶりなコンデンサを使用しても良い。そこで図５、６により本発明の第３実施形態として３個のコンデンサが回路基板の上面の中央に直立配置されたＬＥＤ電球３０を説明する。

図５はＬＥＤ電球３０に含まれる回路基板３６ａの斜視図である。図５に示すように回路基板３６ａの上面には、周辺部に６個のＬＥＤ光源３２（１個はコンデンサ３３ｂの背面側にあるため、図５に現れない）が実装されるとともに、中央部に３個のコンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃが直立した状態で均等配置されるように実装され、ＬＥＤ光源３２又はコンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの実装されている部分でない部分にダイオードブリッジ１４（電子部品）及びＩＣ３５ａ（電子部品）が実装されている。

なお、ＬＥＤ電球３０の概観は図１に示すＬＥＤ電球１０と実質的に等しいので図示していない。すなわちＬＥＤ電球１０の回路基板１６を回路基板３６ａに交換するとＬＥＤ電球３０ができあがる。

回路基板３６ａは上面にのみ電極パターンを有する。ＬＥＤ光源３２は、複数のＬＥＤ素子をサブマウント基板上に実装し、これをパッケージ化したものである。なお複数のＬＥＤ素子は直列接続している。コンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、底面に電極を有し、側面が反射し、円筒形で同一サイズである。ダイオードブリッジ１４及びＩＣ３５ａは、高さの差がＬＥＤ光源３２の高さ（１ｍｍ程度）から２ｍｍ以内の背の低い表面実装型の電子部品である。

図６はＬＥＤ電球３０の回路図である。図３、図４に示したＬＥＤ電球１０、２０と同様に商用交流電源１９ａの出力をダイオードブリッジ１４で整流して電力を得ている。ＬＥＤ電球３０はＬＥＤ列が３つの部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃに分割され、各部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃのアノードにダイオード３４、３５、３６、カソードに電流制限回路３７ｆ、３８ｆ、３９ｆが接続している。また各部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃと並列にコンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃが接続している。

部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、ＬＥＤ光源３２（図５参照）に含まれるＬＥＤ素子３２ｄ、３２ｅ、３２ｆが直列接続したものである。ダイオード３４〜３６はコンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの放電電流がそれぞれ部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃだけに流れるようにするものである。電流制限回路３７ｆ、３８ｆ、３９ｆはそれぞれデプレッション型のＦＥＴ３７ａ、３８ａ、３９ａと、電流を検出しながらＦＥＴ３７ａ、３８ａ、３９ａのドレイン電流を制御する抵抗３７ｂ、３８ｂ、３９ｂからなっている。

ダイオードブリッジ１４は、出力（全波整流波形）が部分ＬＥＤ列３２ａの閾値電圧未満の期間では部分ＬＥＤ列３２ａに電力を供給しない。全波整流波形の電圧が上昇し、その電圧が部分ＬＥＤ列３２ａの閾値電圧以上で部分ＬＥＤ列３２ａの閾値電圧と部分ＬＥＤ列３２ｂの閾値電圧の和よりも小さい期間では、ダイオードブリッジ１４から部分ＬＥＤ列３２ａと電流制限回路３７ｆを経てダイオードブリッジ１４に戻る電流が流れる。

さらに全波整流波形の電圧が上昇し、その電圧が部分ＬＥＤ列３２ａの閾値電圧と部分ＬＥＤ列３２ｂの閾値電圧の和以上で、部分ＬＥＤ列３２ａの閾値電圧と部分ＬＥＤ列３２ｂの閾値電圧と部分ＬＥＤ列３２ｃの閾値電圧の和よりも小さい期間では、ダイオードブリッジ１４から部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂと電流制限回路３８ｆを経てダイオードブリッジ１４に戻る電流が流れる。このとき電流制限回路３７ｆに含まれるＦＥＴ３７ａはカットオフしている。

さらに全波整流波形の電圧が上昇し、その電圧が部分ＬＥＤ列３２ａの閾値電圧と部分ＬＥＤ列３２ｂの閾値電圧と部分ＬＥＤ列３２ｃの閾値電圧の和以上となる期間では、ダイオードブリッジ１４から部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃと電流制限回路３９ｆを経てダイオードブリッジ１４に戻る電流が流れる。このとき電流制限回路３７ｆ、３８ｆに含まれるＦＥＴ３７ａ、３８ａはカットオフしている。

なお、全波整流波形の電圧が下降する期間では逆の過程を辿る。

部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃにダイオードブリッジ１４から電流が流れこんでいる期間はコンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃは充電される。部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃにダイオードブリッジ１４から電流が流れ込まなくなると、コンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃは放電を開始し、この放電電流で部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃが点灯する。

コンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃには部分ＬＥＤ列３２ａ、３２ｂ、３２ｃの閾値電圧程度の電圧しか印加されないので、コンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの耐圧を低くできる。このためコンデンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、図１に示したＬＥＤ電球１０に含まれるコンデンサ１３に比べ小型化できる。この結果、ＬＥＤ電球３０は、発光特性の劣化を防止しながら組み立て性を確保できるとともに、グローブ１７（図１参照）の頂部を低くできる。

１０、２０、３０…ＬＥＤ電球、
１１…発光部、
１２、２２、３２…ＬＥＤ光源、
１２ａ、２２ａ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ…ＬＥＤ列、
１２ｂ、２２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ…ＬＥＤ素子、
１３、２３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ…コンデンサ、
１４…ダイオードブリッジ（電子部品）、
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、２６〜２８、３４〜３６…ダイオード、
１５、２５、３５ａ…ＩＣ（電子部品）、
１５ａ、１５ｂ、１５ｅ、２４ａ、２４ｄ、２５ａ、２５ｄ、
３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ…抵抗、
１５ｂ、２４ｂ、２５ｂ…トランジスタ、
１５ｃ、２４ｃ、２５ｃ、３７ａ、３８ａ、３９ａ…ＦＥＴ、
１５ｆ、２４ｆ、２５ｆ、３７ｆ、３８ｆ、３９ｆ…電流制限回路、
１６、２６、３６ａ…回路基板、
１７…グローブ、
１８…ケース、
１９…口金、
１９ａ…商用交流電源、
１９ｂ…ヒューズ。

Claims

ＬＥＤを光源とし、上部にグローブを有するＬＥＤ電球において、
上面に電極パターンを有する回路基板を備え、
前記回路基板の上面に、複数のＬＥＤ光源と、円筒形で唯一のコンデンサと、表面実装型の電子部品を実装し、
前記電子部品の前記回路基板からの高さと、前記ＬＥＤ光源の前記回路基板からの高さの差は、２ｍｍ以内であって、
前記ＬＥＤ光源は、前記回路基板の周辺部に配置され、
前記コンデンサは、前記回路基板の中央で直立し、
前記グローブは、前記回路基板の上面を覆い、
前記ＬＥＤ光源を発した光の一部は、直接的に前記グローブの頂部に達し、前記光の他の一部は、前記コンデンサで反射して前記グローブの側面に達する
ことを特徴とするＬＥＤ電球。
前記ＬＥＤ光源に含まれるＬＥＤ素子が直列接続したＬＥＤ列のカソードが一のダイオードを介して前記コンデンサの一端に接続し、さらに前記一端が他のダイオードを介して前記ＬＥＤ列のアノードに接続していることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ電球。
ＬＥＤを光源とし、上部にグローブを有するＬＥＤ電球において、
上面に電極パターンを有する回路基板を備え、
前記回路基板の上面に、複数のＬＥＤ光源と、円筒形で同一サイズの複数のコンデンサと、表面実装型の電子部品を実装し、
前記電子部品の前記回路基板からの高さと、前記ＬＥＤ光源の前記回路基板からの高さの差は、２ｍｍ以内であって、前記ＬＥＤ光源は、前記回路基板の周辺部に配置され、
前記コンデンサは、前記回路基板の上面の中央で直立し、前記回路基板の中心軸の周りに均等配置され、
前記グローブは、前記回路基板を覆い、
前記ＬＥＤ光源を発した光の一部は、直接的に前記グローブの頂部に達し、前記光の他の一部は、前記コンデンサで反射し前記グローブの側面に達する
ことを特徴とするＬＥＤ電球。
前記コンデンサの側面は、反射部材を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤ電球。