ＬＥＤ光源装置
【課題】 連続点灯でも温度上昇の影響を受けにくく、すぐれた演色性と十分な照度を有し、前面から見たときに白色光光源として違和感がないＬＥＤ光源装置。
【解決手段】 白色光を発する第一のＬＥＤ発光素子３Ａと、有色光を発する第二のＬＥＤ発光素子３Ｃと、第二のＬＥＤ発光素子３Ｃを覆う複合プリズム１１を具え、第二のＬＥＤ発光素子３Ｃからの有色光を複合プリズム１１で基板３ｂの面に散乱させる。電力制御部４と光源部１の間を連結部５で隔てる。
【解決手段】 白色光を発する第一のＬＥＤ発光素子３Ａと、有色光を発する第二のＬＥＤ発光素子３Ｃと、第二のＬＥＤ発光素子３Ｃを覆う複合プリズム１１を具え、第二のＬＥＤ発光素子３Ｃからの有色光を複合プリズム１１で基板３ｂの面に散乱させる。電力制御部４と光源部１の間を連結部５で隔てる。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演色性が向上し、グローブ（電球）型においても温度上昇による影響が軽減された、ＬＥＤ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱灯はもとより蛍光灯よりさらにエネルギー効率のよい光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）の普及が進んでいる。ＬＥＤ光源についても、蛍光灯の場合と同じように演色性が問題とされ、種々の工夫・提案がなされている。
【０００３】
発光の色の異なる複数の単色ＬＥＤ素子を組み合わせて被照明面で好ましい演色性を得るＬＥＤ光源が知られており、例えば、特開２００３−２９８１１８（特許文献１）、特開２００４−１１１３５７（特許文献２）に開示されている。特許文献１には、比較的短波長の有色光を発する発光ダイオードが円の中心とその外周近くの４か所に、赤色光を発する発光ダイオードが同じ円内のそれ以外の位置に、ほぼ点対称に配列されたＬＥＤ光源装置が、記載されている。
【０００４】
図７は特許文献１のＬＥＤ光源装置の発光面側からの平面図で、特にＬＥＤ基板の上のＬＥＤ発光素子の配置を示している。光源装置７１において、基板７４の上に、４００ないし５００ｎｍと５００ないし６００ｎｍに主発光波長を有する短波長発光ダイオード７２と、６００ないし７８０ｎｍに主発光波長を有する長波長発光ダイオード７３が配置されている。短波長発光ダイオード７２は円の中心とその外周近くの４か所に配置され、長波長発光ダイオード７３は円内の他の位置に、ほぼ点対称に配列されている。
【０００５】
このような単色発光ＬＥＤ素子を組み合わせた光源は、個々のＬＥＤ素子の光出力が白色光発光ＬＥＤ素子より小さいため、白色光発光ＬＥＤで構成された光源に比べて光量が小さい。それ故、複数の単色発光ＬＥＤ素子から成る光源では、許容される限度まで取付密度を高めても、実用上十分な照度が得られなかった。
【０００６】
実用新案登録公報３１３２２５３（特許文献３）には、白色光発光ＬＥＤと単色発光ＬＥＤ素子を組み合わせた光源装置が、演色性がすぐれ、十分な照度が得られるものとして記載されている。この装置では、平行な３本の直線上にＬＥＤ素子が配列され、外側の２列には白色発光ＬＥＤ素子が、それらの間の１列には２個の赤発光ＬＥＤ素子と１個の黄発光ＬＥＤ素子の組み合わせが配置されている。
【０００７】
図８に特許文献３に記載された光源装置の配置を示す。光源８１において白色光発光ＬＥＤ８３ａ、８３ｂは基板８２上の外側の２列にそれぞれ配列されている。そして２個の赤色光発光ダイオード８４，８４と１個の黄色光発光ダイオード８５の組み合わせが、外側の２直線の間の別の直線上に配置されている。
【０００８】
しかし、有色の発光ダイオードと白色光発光ＬＥＤを組み合わせた上記のＬＥＤ光源は、それを前方から見たときに、有色発光ＬＥＤがまともに見えるため、違和感を与える。また、光沢面のある被照射体には光源の反射像が映り、有色光源の色が際立って認識されるだけでなく、この像を見つめた後に補色の残像が視野に残り、不愉快である。
【０００９】
ＬＥＤを光源とする照明装置は近年、家庭用も含めて広く一般用照明に利用されるようになり、蛍光灯に対応する直管状、環状等の形状のみならず、白熱電球に類似の、グローブ（ｇｌｏｂｅ）型の光源装置が市販されるようになった。
【００１０】
図９は従来のグローブ型ＬＥＤ電球を示し、図１０はその部分断面を示す。電球９０は、グローブ９１、口金９２、ＬＥＤ基板９３、このＬＥＤ基板に電力を供給するための電力制御部９４、および配線９５から成る。グローブ９１は円錐台状である。口金９２は白熱電球と同じく、雌ねじを形成するソケットに適合する雄ねじ部２ａを有し、電力制御部９４を介して図示しない外部電源からＬＥＤ基板９３に電力を供給するための電気的接続手段である。ＬＥＤ基板９３はグローブ９１の頭部に、口金９２はその基部に、電力制御部９４はグローブ９１の内部に、それぞれ設けられている。グローブ９１の外側には、ＬＥＤ基板９３から発する熱の放散のためのフィン９１ｂが設けられている。
【００１１】
図１０に示すように、ＬＥＤ基板９３は基板９３ｂと、その１面に固定されたＬＥＤ発光素子９３ａとから成る。基板９３ｂの他の面には回路部品９４ｂが取り付けられている。電力制御部９４はこの回路部品９４ｂと、グローブ９１の内部に設けられた回路部品９４ａから成り、それらの間は配線９５で接続されている。回路部品９４ｂは半導体素子を含む集積回路（ＩＣ）から成る。外部電源（図示しない）から口金９２を介して供給された電力は、電力制御部９４により必要な形態に変換してＬＥＤ発光素子９３ａに供給される。
【００１２】
このようなＬＥＤ電球は、小型で、ねじ込式ソケット等の常用の接続器具に適合し、装着や交換に便利であるため、近年普及しつつある。この種のＬＥＤ電球は、例えば特開２００９−１２３６４１（特許文献４）、同２００９−１３５０２６（特許文献５）、同２００９−１６３９５５（特許文献６）、同２００９−１７０１１４（特許文献７）、同２００９−１７６９２５（特許文献８）に開示されている。
【００１３】
ＬＥＤ照明装置は、白熱電灯に比べて電力消費が小さいという利点はあるが、それでもＬＥＤからの熱による温度上昇は避けられない。それ故、温度上昇を防ぐためヒレのようなものを外面に設けている。グローブ型ＬＥＤ光源装置では、外側にフィンのような放熱促進手段を設けていても、ＬＥＤ素子から発する熱の放散が十分に行われないので、長時間点燈を続けると電球全体の、特にグローブ内部に収められた電力制御部の温度が、上昇する。このような温度上昇は、電力制御部、特にＬＥＤ基板に取り付けられた回路部品に影響し、装置の寿命を短縮させる。
【００１４】
また従来のグローブ型ＬＥＤ光源装置では、グローブに保持された発光部、と受電部材が一体に形成されているため、一旦ソケット等の外部電源出力器具に装着されると、照明光の方向を変えることはできない。照明光の方向を変えるには、ソケット等の外部電源出力器具の方向を変えるほかないから、それが可能な外部電源出力器具を必要とする。
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】 特開２００３−２９８１１８
【特許文献２】 特開２００４−１１１３５７
【特許文献３】 実用新案登録公報３１３２２５３
【特許文献４】 特開２００９−１２３６４１
【特許文献５】 特開２００９−１３５０２６
【特許文献６】 特開２００９−１６３９５５
【特許文献７】 特開２００９−１７０１１４
【特許文献８】 特開２００９−１７６９２５
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
それ故、本発明の目的は、白色発光ＬＥＤとともに用いられた有色のＬＥＤ素子が、正面からそれを見たときでも、白色光光源として違和感がないＬＥＤ光源装置を実現することにある。
【００１７】
また本発明の他の目的は、白色発光ＬＥＤとともに有色発光ＬＥＤ素子を用いても、被照射体の光沢面に映る有色発光ＬＥＤ素子の反射像による有害な効果のないＬＥＤ光源装置を実現することにある。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は、十分な照度が得られ、温度上昇による影響が軽減されたことにより寿命が長く、そしてコンパクトなＬＥＤ光源装置を実現することにある。
【００１９】
本発明の別の目的は、固定された外部電源出力器具にそれを装着しても、照明光の方向を自由に変えられるＬＥＤ光源装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を実現するため本発明のＬＥＤ光源装置は、ＬＥＤ発光デバイスと、このＬＥＤ発光デバイスを１面に配置した基板とを具えるＬＥＤ光源装置において、ＬＥＤ発光デバイスは、主要のＬＥＤ発光素子と、追加のＬＥＤ発光素子と、追加のＬＥＤ発光素子を覆う光学制御素子とから成り、主要のＬＥＤ発光素子は白色光を発する発光素子であり、追加のＬＥＤ発光素子は主要のＬＥＤ発光素子の発する白色光と異なる光を発する発光素子であり、光学制御素子は、追加のＬＥＤ発光素子の輪郭がＬＥＤ光源装置の正面から容易に認識できない程度に、追加のＬＥＤ発光素子の発する光を基板の面の近傍に散乱する能力を有することを、特徴とする。
【００２１】
追加のＬＥＤ発光素子が発する光は有色光でもよく、また主要の発光素子の発する白色光と異なる色温度の白色光でもよい。黄色、赤色等の有色光が有利である。
【００２２】
本発明のＬＥＤ光源装置において有利な光学制御素子は、二等辺直角プリズム（以下、直角プリズムと言う）と平凸レンズと透明な円柱とから成る複合プリズムである。これらの要素は、円柱の一方の底面が直角プリズムの直角に隣接する（直角をはさむ）１面と密接し、円柱の他方の底面が平凸レンズの平面と密接するように、そして直角プリズムの直角に隣接する他の面が追加のＬＥＤ発光素子に対向するように、配置されている。平凸レンズの凸面は開放空間に面する。
【００２３】
複合プリズムの平凸レンズは凸面が、レンズの厚さより小でなく、その２倍を超えない曲率半径を持つのが好ましい。レンズの厚さと等しいか少し大きい曲率半径が特に好適である。平凸レンズの焦点距離は、発光素子から複合プリズムに入射する光束がレンズの凸面から散乱光として出るように選ぶのがよい。
【００２４】
光学制御素子は、ガラスや石英、又いろいろの可塑性合成樹脂のような透明固体で構成される。各部分、特に円柱部と平凸レンズは、一体に形成されてもよい。円柱部の厚さ（高さ）は直径と同等程度以下が適当で、例えば半径と同じ位にする。
【００２５】
追加のＬＥＤ発光素子から発し、複合プリズムに入射した光は、主として平凸レンズの凸面から広い角度に散乱光として放出され、散乱光の一部はＬＥＤ発光素子が設けられた基板の表面で、特に主要のＬＥＤ発光素子の付近で、反射される。そしてＬＥＤ基板の前方に放出されるが、光の一部は凸面から直接に放出される。透明円柱部の側面から放出される光も、ＬＥＤ基板の前方に放出される散乱光に若干寄与する。複合プリズムから散乱された光は主要のＬＥＤ発光素子から発した白色光に付加され、混合されてＬＥＤ照明装置から放出される光は、演色性のよいものとなる。
【００２６】
２以上の主要のＬＥＤ発光素子を、１点を囲む円周に沿って、又はその内側に配置し、追加のＬＥＤ発光素子はこの円周に沿って、又はその外側に、配置することができる。追加のＬＥＤ発光素子は、上記円周より半径の大きい別の円周に沿って配置されてもよい。このような発光素子の配置に対しては、追加のＬＥＤ発光素子を覆う複合プリズムの平凸レンズの凸面を、円の中心に向けて配置するのが有利である。
【００２７】
２以上の追加のＬＥＤ発光素子を円周上又はその内側に配置し、主要のＬＥＤ発光素子をその円周の外側に配置することもできる。主要のＬＥＤ発光素子は上記円周より半径の大きい別の円周上に配置されてもよい。この場合、複合プリズムは、平凸レンズの凸面を円の外側に向けて配置するのが好ましい。
【００２８】
２以上の主要のＬＥＤ発光素子を具える場合、同じ色温度の白色光を発するものでもよいが、互いに異なる色温度の白色光を発するものでもよい
【００２９】
主要のＬＥＤ発光素子を円の所定の１以上の半径の上に配置し、追加のＬＥＤ発光素子の一部または全部をそれらとは異なる半径の上に配置してもよい。前者と後者の半径が交互に位置するようにすると、照射光の光量および色相が平均化され、また光源からの放熱も平均化されやすい。追加のＬＥＤ発光素子と主要のＬＥＤ発光素子とを同じ半径の上に配置してもよい。主要のＬＥＤ発光素子は円の中心に配置してもよい。
【００３０】
満足できる照度を得るには、３以上の主要のＬＥＤ発光素子と３以上の追加のＬＥＤ発光素子を用いるのが好ましい。主要のＬＥＤ発光素子は光源装置からの光束の大部分に寄与するから、多くの場合、追加の発光素子より発光量の大きいものが用いられる。追加のＬＥＤ発光素子は望みの演色性を得ることを主な目的とするから、多くの場合、主要のＬＥＤ発光素子より消費電力が小さいものでよい。もし十分な光量が得られるなら、１個のＬＥＤ発光素子を主要のＬＥＤ発光素子に用いてもよい。
【００３１】
追加のＬＥＤ発光素子は、主要のＬＥＤ発光素子が発する白色光より長波長成分に富む組成を与えるもの（例えば赤色、黄色）とすることができる。例えば、追加のＬＥＤ発光素子が赤色光を発する発光素子であると、白色発光素子のみの場合より低い色温度の光源を得ることができ、陳列棚の肉類の照明に有用である。黄色光を発する発光素子を用いても同じ効果が得られる。
【００３２】
追加のＬＥＤ発光素子は、主要のＬＥＤ発光素子が発する白色光より短波長成分に富む組成を与えるもの（例えば青色、緑色）でもよい。緑色光や青色光を発する発光素子を用いれば、主要の発光素子のみの場合より高い色温度の光源を得ることができるから、宝石や緑色の野菜類の照明に有用な光源が得られる。
【００３３】
２以上の追加のＬＥＤ発光素子を用いる場合、その一部が他のものと異なる色を発するものであってもよい（例えば、赤と黄、青と緑）。赤と黄の組み合わせは陳列棚の肉類の照明に有用であり、青と緑の組み合わせは野菜類の照明に有用である。
【００３４】
本発明の目的を実現するために有利な本発明のＬＥＤ光源装置は、少なくとも１のＬＥＤ発光素子を１面に配置したＬＥＤ基板から成る光源部、ＬＥＤ発光素子に電力を供給するための電力制御部、及びこの電力制御部に外部電源から電力を供給するための受電部材から成るＬＥＤ光源装置において、電力制御部は半導体素子を含むものであり、受電部材は電力制御部と一体に形成され、ＬＥＤ光源部と電力制御部を連結する連結部材を具え、電力制御部がこの連結部材およびそれを囲み且つ外部に対して解放された空間を介して、光源部と隔てられていることを特徴とする。
【００３５】
連結部材は可とう性かつ形状自己保持性であることが好ましい。光源部と電力制御部を結ぶ連結部材は、ＬＥＤ発光素子から発する熱を効率よく排出するために、金属などの熱伝導のすぐれた材料で構成するのが好ましい。
【００３６】
光源部は円柱状、その他の柱状、または盤状の形状でよく、ＬＥＤ発光素子はその頂部におくことができる。ＬＥＤ発光素子に対する基板は光源部の上部に置くことができる。
【００３７】
光源部および電力制御部はいずれも、可塑性または後硬化性の合成樹脂で形成された外郭を具えてもよい。光源部の外郭の側面および底部は可塑性または後硬化性の合成樹脂で形成することができる。合成樹脂は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂から選べる（コポリマーでもよい）。
【００３８】
光源部は、前述のような、主要のＬＥＤ発光素子と追加のＬＥＤ発光素子との組み合わせで構成されるのが好ましい。
【００３９】
光源装置は、外郭の側面、底部、またはその両方に、内部に貫通する換気のための孔を具えてもよい。特に光源部の側面と底部がともに合成樹脂製である場合には、底部に換気孔を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によると、照明される物品の種類に応じて、好ましい演色性が得られ、しかも十分な照度を有するＬＥＤ光源装置を実現できる。本発明のＬＥＤ光源装置は、白色光を発するＬＥＤ発光素子と、有色光を発する追加のＬＥＤ発光素子を具えるため、追加のＬＥＤ発光素子の選択により望みの演色性を実現できる。さらに追加のＬＥＤ発光素子に臨む光学制御素子（複合プリズム）を設けることにより、追加のＬＥＤ発光素子からの有色光を適宜に散乱させ、散乱光および基板の表面からの反射光を利用して、色相を調整することができる。
【００４１】
本発明のＬＥＤ光源装置は、前面から見たときに白色光光源として違和感がなく、また、光沢のある被照射面に反射像が映っても白色光光源として認識される。さらに、見つめた後に補色の残像が視野に残る欠点がない。
【００４２】
本発明によると、十分な照度が得られ、しかも点燈を続けたときの温度上昇が抑えられるために寿命が長い、グローブ型ＬＥＤ光源装置を実現することができる。
【００４３】
本発明のＬＥＤ光源装置は、ＬＥＤ光源部と電力制御部の間に連結部材を具え、連結部材とそれを囲む、外部に対し解放された空間とを介して、電力制御部が光源部と隔てられているため、ＬＥＤ発光素子から発する熱の大部分が連結部材の表面から外部へ放散され、電力制御部に達する熱は極めて少ない。これにより、長時間点燈を続けたときも、電力制御部の温度上昇が抑えられるから、電力制御部に含まれる半導体素子の高温による劣化が避けられ、電力制御部が光源部と直結されている場合に比し電力制御部、ひいては光源装置全体の寿命が伸びる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
図１および図２は、本発明の実施の形態の一であるＬＥＤランプを示す。図２は、図１のＬＥＤランプの部分断面図である。ＬＥＤランプ１０は、光源部１、口金２、電力制御部４、ＬＥＤ光源部と電力制御部を連結する連結管５から成る。光源部１はＬＥＤ基板３（図３参照）と外郭１ａを具える。連結管５は折り曲げ可能な金属管である。
【００４５】
（第一の実施の形態）
図３は、第一の実施の形態における光源部の要部を示す。この図では、便宜上、光字制御素子は除かれている。ＬＥＤ基板３は基板３ｂと、その上に設けた３個のＬＥＤ発光素子３Ａ、９個のＬＥＤ発光素子３Ｂ、および９個のＬＥＤ発光素子３Ｃから成る。ＬＥＤ発光素子３Ａは最小半径の円周Ｒ１に沿って、ＬＥＤ発光素子３Ｃは最大半径の同心円の円周Ｒ３に沿って、ＬＥＤ発光素子３ＢはＲ３より若干小さい半径の同心円の円周Ｒ２に沿って、それぞれ配置されている。９個のＬＥＤ発光素子３Ｂは円の中心の回りに４０度づつ隔てた半径上に配置され、ＬＥＤ発光素子３Ｃはその間を２等分する半径の上に位置している。３個のＬＥＤ発光素子３Ａも同様に、ＬＥＤ発光素子３Ｃと共通の半径上に位置する。
【００４６】
ＬＥＤ発光素子３Ａは、色温度が高い白色光（例えば、６５００°Ｋ）を発する。ＬＥＤ発光素子３Ｂは光出力が最も大きく、若干低い色温度（例えば、３４００°Ｋ）に発光する。ＬＥＤ発光素子３Ｃは、例えば黄色発光するＬＥＤ発光素子で、光出力は最も小さい。ＬＥＤ発光素子３Ａおよび３Ｂが本発明の「主要のＬＥＤ発光素子」に、ＬＥＤ発光素子３Ｃが本発明の「追加のＬＥＤ発光素子」に、それぞれ相当する。
【００４７】
図４は、図３の線分ＩＶ−ＩＶに沿った部分断面を示す。ＬＥＤ発光素子３Ｃの前面（光放出面）にそれぞれ複合プリズム１１（図３では省略されている）から成る光学制御素子が設けられている。複合プリズム１１は直角プリズム２１、透明な円柱部２２、および平凸レンズ２３から成る。直角プリズム２１は直角をはさむ面２１ａおよび２１ｂと、それらと４５度の角度をなす斜面２１ｃを有する。円柱部２２は、底面２２ｄおよび２２ｅを有する。平凸レンズ２３は平面２３ｆと凸面２３ｇを有する。円柱部２２と平凸レンズ２３は、前者の底面２２ｅと平凸レンズの平面２３ｆにおいて一体に融合されており、これらは説明の便宜のための仮想の平面である。直角プリズム２１の面２１ａはＬＥＤ発光素子３Ｃに臨んでいる。複合プリズム１１は、凸面２３ｇが円Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の中心に向くように配置されている。
【００４８】
図５は複合プリズム１１の、平凸レンズ２３側からの正面図である。
【００４９】
（第一の実施形態の作用）
複合プリズム１１は、円柱部２２の底面２２ｄが直角プリズムの直角をはさむ面２１ｂと密接し、円柱の他の底面２２ｅが平凸レンズの平面２３ｆと密接するように構成され、直角プリズムの直角をはさむ他の面２１ａがＬＥＤ発光素子３Ｃに対向するように配置されている。この構成と配置により、追加のＬＥＤ発光素子３Ｃから発した有色光は、複合プリズム１１を通過し、主として平凸レンズ２３の凸面２３ｇから広い角度に散乱光として放出され、一部は基板３ｂの面（ＬＥＤ素子が設置された面）により反射され、一部は直接に、ＬＥＤ基板３の前面へ放出される。円柱部２２の側面から散乱される光も、ＬＥＤ基板３の前面に放出される散乱光に若干寄与する。
【００５０】
複合プリズム１１からの散乱に起因する上述の有色光と、ＬＥＤ発光素子３Ａから発する比較的高い色温度（例えば、６５００°Ｋ）の白色光が、ＬＥＤ発光素子３Ｂから発するやや低い色温度（例えば、３４００°Ｋ）の白色光に加わり、望ましい演色性を有する白色光がＬＥＤランプ１０の光源部１から照明光として放出される。
【００５１】
（第二の実施の形態）
図６は本発明の第二の実施の形態における、光源部の要部を示す。光源部以外に関しては第一の実施の形態と同じであり、説明を省略する。ＬＥＤ基板３３は基板３ｂと、その上に設けた５個のＬＥＤ発光素子３３Ａ、および５個のＬＥＤ発光素子３３Ｃから成り、外郭１ａに収容されている。ＬＥＤ発光素子３３Ａは内側の円周Ｒ１１に沿って配置され、ＬＥＤ発光素子３３Ｃは円周Ｒ１１と同心の、外側の円周Ｒ１２に沿って配置されている。ＬＥＤ発光素子３３Ａは円の中心の回りに７２度づつ隔てた半径上に配置され、ＬＥＤ発光素子３３Ｃはその間を２等分する半径の上に位置している。ＬＥＤ発光素子３３Ｃは複合プリズム１１（図示は省略）に覆われている。複合プリズム１１は、凸面２３ｇが円Ｒ１１、Ｒ１２の中心に向くように配置されている。
【００５２】
ＬＥＤ発光素子３３Ａは白色光（例えば、色温度６５００°Ｋ）を発する。ＬＥＤ発光素子３３Ｃは黄色発光するＬＥＤ発光素子で、光出力は小さい。ＬＥＤ発光素子３３Ａが請求項の「主要のＬＥＤ発光素子」に相当し、ＬＥＤ発光素子３３Ｃが「追加のＬＥＤ発光素子」に相当する。
【００５３】
第一の実施形態におけるＬＥＤ発光素子３Ｃ、第二の実施の形態におけるＬＥＤ発光素子３３Ｃとして、それぞれ赤色発光のものを用いてもよい。あるいは、緑色発光とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態であるＬＥＤランプの側面図
【図２】 本発明によるＬＥＤランプ（図１）の部分断面図
【図３】 本発明の第一の実施の形態における光源部の要部を示す正面図
【図４】 本発明の第一の実施の形態における光源部の部分断面図
【図５】 本発明の第一の実施の形態に用いる複合プリズムの正面図
【図６】 本発明の第二の実施の形態における光源部の要部を示す正面図
【図７】 従来のＬＥＤ光源装置の正面図
【図８】 従来の別のＬＥＤ光源装置の正面図
【図９】 従来のグローブ型ＬＥＤ電球の側面図
【図１０】 従来のグローブ型ＬＥＤ電球（図９）の部分断面図
【符号の説明】
１０ ＬＥＤランプ
１ 光源部
１ａ 外郭
２ 口金
２ａ 雄ねじ部
３ ＬＥＤ基板
３ｂ 基板
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ ＬＥＤ発光素子
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 円周
４ 電力制御部
５ 連結管
１１ 複合プリズム
２１ 直角プリズム
２２ 円柱部
２３ 平凸レンズ
２１ａ 直角プリズムの面
２１ｂ 直角プリズムの面
２１ｃ 斜面（直角プリズムの）
２２ｄ 円柱部の底面
２２ｅ 円柱部の底面
２３ｆ 平凸レンズの平面
２３ｇ 平凸レンズの凸面
３３ ＬＥＤ基板
３３Ａ，３３Ｃ ＬＥＤ発光素子
Ｒ１１，Ｒ１２ 円周
７２ 発光ダイオード
７３ 発光ダイオード
７４ 基板
８１ 光源
８２ 基板
８３ａ，８３ｂ 白色発光ＬＥＤ
８４ 赤色発光ＬＥＤ
８５ 黄色発光ＬＥＤ
９０ 電球
９１ グローブ
９１ｂ フィン
９２ 口金
２ａ 雄ねじ部
９３ ＬＥＤ基板
９３ａ ＬＥＤ発光素子
９３ｂ 基板
９４ 電力制御部
９４ａ，９４ｂ 回路部品
９５ 配線
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演色性が向上し、グローブ（電球）型においても温度上昇による影響が軽減された、ＬＥＤ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱灯はもとより蛍光灯よりさらにエネルギー効率のよい光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）の普及が進んでいる。ＬＥＤ光源についても、蛍光灯の場合と同じように演色性が問題とされ、種々の工夫・提案がなされている。
【０００３】
発光の色の異なる複数の単色ＬＥＤ素子を組み合わせて被照明面で好ましい演色性を得るＬＥＤ光源が知られており、例えば、特開２００３−２９８１１８（特許文献１）、特開２００４−１１１３５７（特許文献２）に開示されている。特許文献１には、比較的短波長の有色光を発する発光ダイオードが円の中心とその外周近くの４か所に、赤色光を発する発光ダイオードが同じ円内のそれ以外の位置に、ほぼ点対称に配列されたＬＥＤ光源装置が、記載されている。
【０００４】
図７は特許文献１のＬＥＤ光源装置の発光面側からの平面図で、特にＬＥＤ基板の上のＬＥＤ発光素子の配置を示している。光源装置７１において、基板７４の上に、４００ないし５００ｎｍと５００ないし６００ｎｍに主発光波長を有する短波長発光ダイオード７２と、６００ないし７８０ｎｍに主発光波長を有する長波長発光ダイオード７３が配置されている。短波長発光ダイオード７２は円の中心とその外周近くの４か所に配置され、長波長発光ダイオード７３は円内の他の位置に、ほぼ点対称に配列されている。
【０００５】
このような単色発光ＬＥＤ素子を組み合わせた光源は、個々のＬＥＤ素子の光出力が白色光発光ＬＥＤ素子より小さいため、白色光発光ＬＥＤで構成された光源に比べて光量が小さい。それ故、複数の単色発光ＬＥＤ素子から成る光源では、許容される限度まで取付密度を高めても、実用上十分な照度が得られなかった。
【０００６】
実用新案登録公報３１３２２５３（特許文献３）には、白色光発光ＬＥＤと単色発光ＬＥＤ素子を組み合わせた光源装置が、演色性がすぐれ、十分な照度が得られるものとして記載されている。この装置では、平行な３本の直線上にＬＥＤ素子が配列され、外側の２列には白色発光ＬＥＤ素子が、それらの間の１列には２個の赤発光ＬＥＤ素子と１個の黄発光ＬＥＤ素子の組み合わせが配置されている。
【０００７】
図８に特許文献３に記載された光源装置の配置を示す。光源８１において白色光発光ＬＥＤ８３ａ、８３ｂは基板８２上の外側の２列にそれぞれ配列されている。そして２個の赤色光発光ダイオード８４，８４と１個の黄色光発光ダイオード８５の組み合わせが、外側の２直線の間の別の直線上に配置されている。
【０００８】
しかし、有色の発光ダイオードと白色光発光ＬＥＤを組み合わせた上記のＬＥＤ光源は、それを前方から見たときに、有色発光ＬＥＤがまともに見えるため、違和感を与える。また、光沢面のある被照射体には光源の反射像が映り、有色光源の色が際立って認識されるだけでなく、この像を見つめた後に補色の残像が視野に残り、不愉快である。
【０００９】
ＬＥＤを光源とする照明装置は近年、家庭用も含めて広く一般用照明に利用されるようになり、蛍光灯に対応する直管状、環状等の形状のみならず、白熱電球に類似の、グローブ（ｇｌｏｂｅ）型の光源装置が市販されるようになった。
【００１０】
図９は従来のグローブ型ＬＥＤ電球を示し、図１０はその部分断面を示す。電球９０は、グローブ９１、口金９２、ＬＥＤ基板９３、このＬＥＤ基板に電力を供給するための電力制御部９４、および配線９５から成る。グローブ９１は円錐台状である。口金９２は白熱電球と同じく、雌ねじを形成するソケットに適合する雄ねじ部２ａを有し、電力制御部９４を介して図示しない外部電源からＬＥＤ基板９３に電力を供給するための電気的接続手段である。ＬＥＤ基板９３はグローブ９１の頭部に、口金９２はその基部に、電力制御部９４はグローブ９１の内部に、それぞれ設けられている。グローブ９１の外側には、ＬＥＤ基板９３から発する熱の放散のためのフィン９１ｂが設けられている。
【００１１】
図１０に示すように、ＬＥＤ基板９３は基板９３ｂと、その１面に固定されたＬＥＤ発光素子９３ａとから成る。基板９３ｂの他の面には回路部品９４ｂが取り付けられている。電力制御部９４はこの回路部品９４ｂと、グローブ９１の内部に設けられた回路部品９４ａから成り、それらの間は配線９５で接続されている。回路部品９４ｂは半導体素子を含む集積回路（ＩＣ）から成る。外部電源（図示しない）から口金９２を介して供給された電力は、電力制御部９４により必要な形態に変換してＬＥＤ発光素子９３ａに供給される。
【００１２】
このようなＬＥＤ電球は、小型で、ねじ込式ソケット等の常用の接続器具に適合し、装着や交換に便利であるため、近年普及しつつある。この種のＬＥＤ電球は、例えば特開２００９−１２３６４１（特許文献４）、同２００９−１３５０２６（特許文献５）、同２００９−１６３９５５（特許文献６）、同２００９−１７０１１４（特許文献７）、同２００９−１７６９２５（特許文献８）に開示されている。
【００１３】
ＬＥＤ照明装置は、白熱電灯に比べて電力消費が小さいという利点はあるが、それでもＬＥＤからの熱による温度上昇は避けられない。それ故、温度上昇を防ぐためヒレのようなものを外面に設けている。グローブ型ＬＥＤ光源装置では、外側にフィンのような放熱促進手段を設けていても、ＬＥＤ素子から発する熱の放散が十分に行われないので、長時間点燈を続けると電球全体の、特にグローブ内部に収められた電力制御部の温度が、上昇する。このような温度上昇は、電力制御部、特にＬＥＤ基板に取り付けられた回路部品に影響し、装置の寿命を短縮させる。
【００１４】
また従来のグローブ型ＬＥＤ光源装置では、グローブに保持された発光部、と受電部材が一体に形成されているため、一旦ソケット等の外部電源出力器具に装着されると、照明光の方向を変えることはできない。照明光の方向を変えるには、ソケット等の外部電源出力器具の方向を変えるほかないから、それが可能な外部電源出力器具を必要とする。
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】 特開２００３−２９８１１８
【特許文献２】 特開２００４−１１１３５７
【特許文献３】 実用新案登録公報３１３２２５３
【特許文献４】 特開２００９−１２３６４１
【特許文献５】 特開２００９−１３５０２６
【特許文献６】 特開２００９−１６３９５５
【特許文献７】 特開２００９−１７０１１４
【特許文献８】 特開２００９−１７６９２５
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
それ故、本発明の目的は、白色発光ＬＥＤとともに用いられた有色のＬＥＤ素子が、正面からそれを見たときでも、白色光光源として違和感がないＬＥＤ光源装置を実現することにある。
【００１７】
また本発明の他の目的は、白色発光ＬＥＤとともに有色発光ＬＥＤ素子を用いても、被照射体の光沢面に映る有色発光ＬＥＤ素子の反射像による有害な効果のないＬＥＤ光源装置を実現することにある。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は、十分な照度が得られ、温度上昇による影響が軽減されたことにより寿命が長く、そしてコンパクトなＬＥＤ光源装置を実現することにある。
【００１９】
本発明の別の目的は、固定された外部電源出力器具にそれを装着しても、照明光の方向を自由に変えられるＬＥＤ光源装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を実現するため本発明のＬＥＤ光源装置は、ＬＥＤ発光デバイスと、このＬＥＤ発光デバイスを１面に配置した基板とを具えるＬＥＤ光源装置において、ＬＥＤ発光デバイスは、主要のＬＥＤ発光素子と、追加のＬＥＤ発光素子と、追加のＬＥＤ発光素子を覆う光学制御素子とから成り、主要のＬＥＤ発光素子は白色光を発する発光素子であり、追加のＬＥＤ発光素子は主要のＬＥＤ発光素子の発する白色光と異なる光を発する発光素子であり、光学制御素子は、追加のＬＥＤ発光素子の輪郭がＬＥＤ光源装置の正面から容易に認識できない程度に、追加のＬＥＤ発光素子の発する光を基板の面の近傍に散乱する能力を有することを、特徴とする。
【００２１】
追加のＬＥＤ発光素子が発する光は有色光でもよく、また主要の発光素子の発する白色光と異なる色温度の白色光でもよい。黄色、赤色等の有色光が有利である。
【００２２】
本発明のＬＥＤ光源装置において有利な光学制御素子は、二等辺直角プリズム（以下、直角プリズムと言う）と平凸レンズと透明な円柱とから成る複合プリズムである。これらの要素は、円柱の一方の底面が直角プリズムの直角に隣接する（直角をはさむ）１面と密接し、円柱の他方の底面が平凸レンズの平面と密接するように、そして直角プリズムの直角に隣接する他の面が追加のＬＥＤ発光素子に対向するように、配置されている。平凸レンズの凸面は開放空間に面する。
【００２３】
複合プリズムの平凸レンズは凸面が、レンズの厚さより小でなく、その２倍を超えない曲率半径を持つのが好ましい。レンズの厚さと等しいか少し大きい曲率半径が特に好適である。平凸レンズの焦点距離は、発光素子から複合プリズムに入射する光束がレンズの凸面から散乱光として出るように選ぶのがよい。
【００２４】
光学制御素子は、ガラスや石英、又いろいろの可塑性合成樹脂のような透明固体で構成される。各部分、特に円柱部と平凸レンズは、一体に形成されてもよい。円柱部の厚さ（高さ）は直径と同等程度以下が適当で、例えば半径と同じ位にする。
【００２５】
追加のＬＥＤ発光素子から発し、複合プリズムに入射した光は、主として平凸レンズの凸面から広い角度に散乱光として放出され、散乱光の一部はＬＥＤ発光素子が設けられた基板の表面で、特に主要のＬＥＤ発光素子の付近で、反射される。そしてＬＥＤ基板の前方に放出されるが、光の一部は凸面から直接に放出される。透明円柱部の側面から放出される光も、ＬＥＤ基板の前方に放出される散乱光に若干寄与する。複合プリズムから散乱された光は主要のＬＥＤ発光素子から発した白色光に付加され、混合されてＬＥＤ照明装置から放出される光は、演色性のよいものとなる。
【００２６】
２以上の主要のＬＥＤ発光素子を、１点を囲む円周に沿って、又はその内側に配置し、追加のＬＥＤ発光素子はこの円周に沿って、又はその外側に、配置することができる。追加のＬＥＤ発光素子は、上記円周より半径の大きい別の円周に沿って配置されてもよい。このような発光素子の配置に対しては、追加のＬＥＤ発光素子を覆う複合プリズムの平凸レンズの凸面を、円の中心に向けて配置するのが有利である。
【００２７】
２以上の追加のＬＥＤ発光素子を円周上又はその内側に配置し、主要のＬＥＤ発光素子をその円周の外側に配置することもできる。主要のＬＥＤ発光素子は上記円周より半径の大きい別の円周上に配置されてもよい。この場合、複合プリズムは、平凸レンズの凸面を円の外側に向けて配置するのが好ましい。
【００２８】
２以上の主要のＬＥＤ発光素子を具える場合、同じ色温度の白色光を発するものでもよいが、互いに異なる色温度の白色光を発するものでもよい
【００２９】
主要のＬＥＤ発光素子を円の所定の１以上の半径の上に配置し、追加のＬＥＤ発光素子の一部または全部をそれらとは異なる半径の上に配置してもよい。前者と後者の半径が交互に位置するようにすると、照射光の光量および色相が平均化され、また光源からの放熱も平均化されやすい。追加のＬＥＤ発光素子と主要のＬＥＤ発光素子とを同じ半径の上に配置してもよい。主要のＬＥＤ発光素子は円の中心に配置してもよい。
【００３０】
満足できる照度を得るには、３以上の主要のＬＥＤ発光素子と３以上の追加のＬＥＤ発光素子を用いるのが好ましい。主要のＬＥＤ発光素子は光源装置からの光束の大部分に寄与するから、多くの場合、追加の発光素子より発光量の大きいものが用いられる。追加のＬＥＤ発光素子は望みの演色性を得ることを主な目的とするから、多くの場合、主要のＬＥＤ発光素子より消費電力が小さいものでよい。もし十分な光量が得られるなら、１個のＬＥＤ発光素子を主要のＬＥＤ発光素子に用いてもよい。
【００３１】
追加のＬＥＤ発光素子は、主要のＬＥＤ発光素子が発する白色光より長波長成分に富む組成を与えるもの（例えば赤色、黄色）とすることができる。例えば、追加のＬＥＤ発光素子が赤色光を発する発光素子であると、白色発光素子のみの場合より低い色温度の光源を得ることができ、陳列棚の肉類の照明に有用である。黄色光を発する発光素子を用いても同じ効果が得られる。
【００３２】
追加のＬＥＤ発光素子は、主要のＬＥＤ発光素子が発する白色光より短波長成分に富む組成を与えるもの（例えば青色、緑色）でもよい。緑色光や青色光を発する発光素子を用いれば、主要の発光素子のみの場合より高い色温度の光源を得ることができるから、宝石や緑色の野菜類の照明に有用な光源が得られる。
【００３３】
２以上の追加のＬＥＤ発光素子を用いる場合、その一部が他のものと異なる色を発するものであってもよい（例えば、赤と黄、青と緑）。赤と黄の組み合わせは陳列棚の肉類の照明に有用であり、青と緑の組み合わせは野菜類の照明に有用である。
【００３４】
本発明の目的を実現するために有利な本発明のＬＥＤ光源装置は、少なくとも１のＬＥＤ発光素子を１面に配置したＬＥＤ基板から成る光源部、ＬＥＤ発光素子に電力を供給するための電力制御部、及びこの電力制御部に外部電源から電力を供給するための受電部材から成るＬＥＤ光源装置において、電力制御部は半導体素子を含むものであり、受電部材は電力制御部と一体に形成され、ＬＥＤ光源部と電力制御部を連結する連結部材を具え、電力制御部がこの連結部材およびそれを囲み且つ外部に対して解放された空間を介して、光源部と隔てられていることを特徴とする。
【００３５】
連結部材は可とう性かつ形状自己保持性であることが好ましい。光源部と電力制御部を結ぶ連結部材は、ＬＥＤ発光素子から発する熱を効率よく排出するために、金属などの熱伝導のすぐれた材料で構成するのが好ましい。
【００３６】
光源部は円柱状、その他の柱状、または盤状の形状でよく、ＬＥＤ発光素子はその頂部におくことができる。ＬＥＤ発光素子に対する基板は光源部の上部に置くことができる。
【００３７】
光源部および電力制御部はいずれも、可塑性または後硬化性の合成樹脂で形成された外郭を具えてもよい。光源部の外郭の側面および底部は可塑性または後硬化性の合成樹脂で形成することができる。合成樹脂は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂から選べる（コポリマーでもよい）。
【００３８】
光源部は、前述のような、主要のＬＥＤ発光素子と追加のＬＥＤ発光素子との組み合わせで構成されるのが好ましい。
【００３９】
光源装置は、外郭の側面、底部、またはその両方に、内部に貫通する換気のための孔を具えてもよい。特に光源部の側面と底部がともに合成樹脂製である場合には、底部に換気孔を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によると、照明される物品の種類に応じて、好ましい演色性が得られ、しかも十分な照度を有するＬＥＤ光源装置を実現できる。本発明のＬＥＤ光源装置は、白色光を発するＬＥＤ発光素子と、有色光を発する追加のＬＥＤ発光素子を具えるため、追加のＬＥＤ発光素子の選択により望みの演色性を実現できる。さらに追加のＬＥＤ発光素子に臨む光学制御素子（複合プリズム）を設けることにより、追加のＬＥＤ発光素子からの有色光を適宜に散乱させ、散乱光および基板の表面からの反射光を利用して、色相を調整することができる。
【００４１】
本発明のＬＥＤ光源装置は、前面から見たときに白色光光源として違和感がなく、また、光沢のある被照射面に反射像が映っても白色光光源として認識される。さらに、見つめた後に補色の残像が視野に残る欠点がない。
【００４２】
本発明によると、十分な照度が得られ、しかも点燈を続けたときの温度上昇が抑えられるために寿命が長い、グローブ型ＬＥＤ光源装置を実現することができる。
【００４３】
本発明のＬＥＤ光源装置は、ＬＥＤ光源部と電力制御部の間に連結部材を具え、連結部材とそれを囲む、外部に対し解放された空間とを介して、電力制御部が光源部と隔てられているため、ＬＥＤ発光素子から発する熱の大部分が連結部材の表面から外部へ放散され、電力制御部に達する熱は極めて少ない。これにより、長時間点燈を続けたときも、電力制御部の温度上昇が抑えられるから、電力制御部に含まれる半導体素子の高温による劣化が避けられ、電力制御部が光源部と直結されている場合に比し電力制御部、ひいては光源装置全体の寿命が伸びる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
図１および図２は、本発明の実施の形態の一であるＬＥＤランプを示す。図２は、図１のＬＥＤランプの部分断面図である。ＬＥＤランプ１０は、光源部１、口金２、電力制御部４、ＬＥＤ光源部と電力制御部を連結する連結管５から成る。光源部１はＬＥＤ基板３（図３参照）と外郭１ａを具える。連結管５は折り曲げ可能な金属管である。
【００４５】
（第一の実施の形態）
図３は、第一の実施の形態における光源部の要部を示す。この図では、便宜上、光字制御素子は除かれている。ＬＥＤ基板３は基板３ｂと、その上に設けた３個のＬＥＤ発光素子３Ａ、９個のＬＥＤ発光素子３Ｂ、および９個のＬＥＤ発光素子３Ｃから成る。ＬＥＤ発光素子３Ａは最小半径の円周Ｒ１に沿って、ＬＥＤ発光素子３Ｃは最大半径の同心円の円周Ｒ３に沿って、ＬＥＤ発光素子３ＢはＲ３より若干小さい半径の同心円の円周Ｒ２に沿って、それぞれ配置されている。９個のＬＥＤ発光素子３Ｂは円の中心の回りに４０度づつ隔てた半径上に配置され、ＬＥＤ発光素子３Ｃはその間を２等分する半径の上に位置している。３個のＬＥＤ発光素子３Ａも同様に、ＬＥＤ発光素子３Ｃと共通の半径上に位置する。
【００４６】
ＬＥＤ発光素子３Ａは、色温度が高い白色光（例えば、６５００°Ｋ）を発する。ＬＥＤ発光素子３Ｂは光出力が最も大きく、若干低い色温度（例えば、３４００°Ｋ）に発光する。ＬＥＤ発光素子３Ｃは、例えば黄色発光するＬＥＤ発光素子で、光出力は最も小さい。ＬＥＤ発光素子３Ａおよび３Ｂが本発明の「主要のＬＥＤ発光素子」に、ＬＥＤ発光素子３Ｃが本発明の「追加のＬＥＤ発光素子」に、それぞれ相当する。
【００４７】
図４は、図３の線分ＩＶ−ＩＶに沿った部分断面を示す。ＬＥＤ発光素子３Ｃの前面（光放出面）にそれぞれ複合プリズム１１（図３では省略されている）から成る光学制御素子が設けられている。複合プリズム１１は直角プリズム２１、透明な円柱部２２、および平凸レンズ２３から成る。直角プリズム２１は直角をはさむ面２１ａおよび２１ｂと、それらと４５度の角度をなす斜面２１ｃを有する。円柱部２２は、底面２２ｄおよび２２ｅを有する。平凸レンズ２３は平面２３ｆと凸面２３ｇを有する。円柱部２２と平凸レンズ２３は、前者の底面２２ｅと平凸レンズの平面２３ｆにおいて一体に融合されており、これらは説明の便宜のための仮想の平面である。直角プリズム２１の面２１ａはＬＥＤ発光素子３Ｃに臨んでいる。複合プリズム１１は、凸面２３ｇが円Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の中心に向くように配置されている。
【００４８】
図５は複合プリズム１１の、平凸レンズ２３側からの正面図である。
【００４９】
（第一の実施形態の作用）
複合プリズム１１は、円柱部２２の底面２２ｄが直角プリズムの直角をはさむ面２１ｂと密接し、円柱の他の底面２２ｅが平凸レンズの平面２３ｆと密接するように構成され、直角プリズムの直角をはさむ他の面２１ａがＬＥＤ発光素子３Ｃに対向するように配置されている。この構成と配置により、追加のＬＥＤ発光素子３Ｃから発した有色光は、複合プリズム１１を通過し、主として平凸レンズ２３の凸面２３ｇから広い角度に散乱光として放出され、一部は基板３ｂの面（ＬＥＤ素子が設置された面）により反射され、一部は直接に、ＬＥＤ基板３の前面へ放出される。円柱部２２の側面から散乱される光も、ＬＥＤ基板３の前面に放出される散乱光に若干寄与する。
【００５０】
複合プリズム１１からの散乱に起因する上述の有色光と、ＬＥＤ発光素子３Ａから発する比較的高い色温度（例えば、６５００°Ｋ）の白色光が、ＬＥＤ発光素子３Ｂから発するやや低い色温度（例えば、３４００°Ｋ）の白色光に加わり、望ましい演色性を有する白色光がＬＥＤランプ１０の光源部１から照明光として放出される。
【００５１】
（第二の実施の形態）
図６は本発明の第二の実施の形態における、光源部の要部を示す。光源部以外に関しては第一の実施の形態と同じであり、説明を省略する。ＬＥＤ基板３３は基板３ｂと、その上に設けた５個のＬＥＤ発光素子３３Ａ、および５個のＬＥＤ発光素子３３Ｃから成り、外郭１ａに収容されている。ＬＥＤ発光素子３３Ａは内側の円周Ｒ１１に沿って配置され、ＬＥＤ発光素子３３Ｃは円周Ｒ１１と同心の、外側の円周Ｒ１２に沿って配置されている。ＬＥＤ発光素子３３Ａは円の中心の回りに７２度づつ隔てた半径上に配置され、ＬＥＤ発光素子３３Ｃはその間を２等分する半径の上に位置している。ＬＥＤ発光素子３３Ｃは複合プリズム１１（図示は省略）に覆われている。複合プリズム１１は、凸面２３ｇが円Ｒ１１、Ｒ１２の中心に向くように配置されている。
【００５２】
ＬＥＤ発光素子３３Ａは白色光（例えば、色温度６５００°Ｋ）を発する。ＬＥＤ発光素子３３Ｃは黄色発光するＬＥＤ発光素子で、光出力は小さい。ＬＥＤ発光素子３３Ａが請求項の「主要のＬＥＤ発光素子」に相当し、ＬＥＤ発光素子３３Ｃが「追加のＬＥＤ発光素子」に相当する。
【００５３】
第一の実施形態におけるＬＥＤ発光素子３Ｃ、第二の実施の形態におけるＬＥＤ発光素子３３Ｃとして、それぞれ赤色発光のものを用いてもよい。あるいは、緑色発光とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態であるＬＥＤランプの側面図
【図２】 本発明によるＬＥＤランプ（図１）の部分断面図
【図３】 本発明の第一の実施の形態における光源部の要部を示す正面図
【図４】 本発明の第一の実施の形態における光源部の部分断面図
【図５】 本発明の第一の実施の形態に用いる複合プリズムの正面図
【図６】 本発明の第二の実施の形態における光源部の要部を示す正面図
【図７】 従来のＬＥＤ光源装置の正面図
【図８】 従来の別のＬＥＤ光源装置の正面図
【図９】 従来のグローブ型ＬＥＤ電球の側面図
【図１０】 従来のグローブ型ＬＥＤ電球（図９）の部分断面図
【符号の説明】
１０ ＬＥＤランプ
１ 光源部
１ａ 外郭
２ 口金
２ａ 雄ねじ部
３ ＬＥＤ基板
３ｂ 基板
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ ＬＥＤ発光素子
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 円周
４ 電力制御部
５ 連結管
１１ 複合プリズム
２１ 直角プリズム
２２ 円柱部
２３ 平凸レンズ
２１ａ 直角プリズムの面
２１ｂ 直角プリズムの面
２１ｃ 斜面（直角プリズムの）
２２ｄ 円柱部の底面
２２ｅ 円柱部の底面
２３ｆ 平凸レンズの平面
２３ｇ 平凸レンズの凸面
３３ ＬＥＤ基板
３３Ａ，３３Ｃ ＬＥＤ発光素子
Ｒ１１，Ｒ１２ 円周
７２ 発光ダイオード
７３ 発光ダイオード
７４ 基板
８１ 光源
８２ 基板
８３ａ，８３ｂ 白色発光ＬＥＤ
８４ 赤色発光ＬＥＤ
８５ 黄色発光ＬＥＤ
９０ 電球
９１ グローブ
９１ｂ フィン
９２ 口金
２ａ 雄ねじ部
９３ ＬＥＤ基板
９３ａ ＬＥＤ発光素子
９３ｂ 基板
９４ 電力制御部
９４ａ，９４ｂ 回路部品
９５ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ発光デバイスと、このＬＥＤ発光デバイスを１面に配置した基板とを具えるＬＥＤ光源装置において、
前記ＬＥＤ発光デバイスは、主要のＬＥＤ発光素子と、追加のＬＥＤ発光素子と、前記追加のＬＥＤ発光素子を覆う光学制御素子とから成り、
前記主要のＬＥＤ発光素子は白色光を発する発光素子であり、
前記追加のＬＥＤ発光素子は前記主要のＬＥＤ発光素子の発する白色光と異なる光を発する発光素子であり、
前記光学制御素子は、前記追加のＬＥＤ発光素子の輪郭が前記ＬＥＤ光源装置の正面から容易に認識できない程度に、前記追加のＬＥＤ発光素子の発する光を前記基板の前記面の近傍に散乱する能力を有することを特徴とする、ＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記追加のＬＥＤ発光素子が有色光を発する、請求項１のＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
前記光学制御素子が、二等辺直角プリズムと平凸レンズと透明な円柱から成る複合プリズムであり、この複合プリズムは、
前記円柱の一方の底面が前記直角プリズムの直角に接する１面と密接し、前記円柱の他方の底面が前記平凸レンズの平面と密接するように、
前記直角プリズムの直角に接する他の面が前記追加のＬＥＤ発光素子の１に対向するように、かつ
前記平凸レンズの凸面が開放空間に面するように配置されている、請求項１または２のＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
ＬＥＤ発光デバイスと、このＬＥＤ発光デバイスを１面に配置した基板とから少なくとも成るＬＥＤ光源装置において、
前記ＬＥＤ発光デバイスは、少なくとも１の主要のＬＥＤ発光素子と、１以上の追加のＬＥＤ発光素子と、１以上の光学制御素子とから成り、
前記追加のＬＥＤ発光素子は、それぞれ前記光学制御素子で覆われ、
前記光学制御素子は、二等辺直角プリズムと平凸レンズと透明な円柱とで構成される複合プリズムから成り、この複合プリズムは、
前記円柱の一方の底面が前記直角プリズムの直角に接する１面と密接し、前記円柱の他方の底面が前記平凸レンズの平面と密接するように、そして前記直角プリズムの直角に接する他の面は前記追加のＬＥＤ発光素子に対向するように、前記平凸レンズの凸面は開放空間に面するように配置されている、ＬＥＤ光源装置。
【請求項５】
前記主要のＬＥＤ発光素子が所定の円周に沿って又はその内側に配置され、
前記追加のＬＥＤ発光素子は前記円周の外側に配置され、
前記平凸レンズの凸面が前記円周の中心に向くように前記複合プリズムを配置した、請求項４のＬＥＤ光源装置。
【請求項６】
前記追加のＬＥＤ発光素子が、所定の円周に沿って又はその内側に配置され、
前記主要のＬＥＤ発光素子は前記円周の外側に配置され、
前記平凸レンズの凸面が前記円周の中心と反対方向に向くように前記複合プリズムを配置した、請求項４のＬＥＤ光源装置。
【請求項７】
ＬＥＤ発光デバイスを１面に配置したＬＥＤ基板から成るＬＥＤ光源部、前記ＬＥＤ発光デバイスに電力を供給するための電力制御部、及びこの電力制御部に外部電源から電力を供給するための受電部材から成り、前記電力制御部が半導体素子を含むＬＥＤ光源装置において、
前記電力制御部は前記受電部材と一体に形成され、
このＬＥＤ光源装置は前記ＬＥＤ光源部と前記電力制御部を連結する連結部材を具え、
この連結部材を囲み且つ外部に対して解放された空間と前記連結部材とを介して、前記電力制御部が前記光源部と隔てられていることを特徴とする、ＬＥＤ光源装置。
【請求項８】
前記連結部材が可とう性かつ形状自己保持性である、請求項７のＬＥＤ光源装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤ発光デバイスは、１以上のＬＥＤ発光素子と、このＬＥＤ発光素子を１面に配置した基板と、それぞれ前記ＬＥＤ発光素子の一つを覆う光学制御素子とから成り、
この光学制御素子は、二等辺直角プリズムと平凸レンズと透明な円柱から成る複合プリズムであり、この複合プリズムは
前記円柱の一方の底面が前記直角プリズムの直角をはさむ１面と密接し、前記円柱の他方の底面は前記平凸レンズの平面と密接するように、かつ
前記直角プリズムの直角をはさむ他の面が前記ＬＥＤ発光素子の一つに対向するように配置されている、請求項７または８のＬＥＤ光源装置。
【請求項１０】
ＬＥＤ発光素子を含むＬＥＤ発光デバイスと、このＬＥＤ発光デバイスを１面に配置した基板とから成るＬＥＤ光源装置において、
このＬＥＤ光源装置は前記ＬＥＤ発光素子を覆う複合プリズムを具え、この複合プリズムは
二等辺直角プリズムと平凸レンズと透明な円柱とで構成され、
前記円柱は、一方の底面が前記直角プリズムの直角に接する１面と密接し、他方の底面が前記平凸レンズの平面と密接するように、
前記直角プリズムは、直角に接する他の面が前記ＬＥＤ発光素子に対向するように、
かつ前記平凸レンズは、前記凸面が開放空間に面するように配置されている、ＬＥＤ光源装置。
【請求項１】
ＬＥＤ発光デバイスと、このＬＥＤ発光デバイスを１面に配置した基板とを具えるＬＥＤ光源装置において、
前記ＬＥＤ発光デバイスは、主要のＬＥＤ発光素子と、追加のＬＥＤ発光素子と、前記追加のＬＥＤ発光素子を覆う光学制御素子とから成り、
前記主要のＬＥＤ発光素子は白色光を発する発光素子であり、
前記追加のＬＥＤ発光素子は前記主要のＬＥＤ発光素子の発する白色光と異なる光を発する発光素子であり、
前記光学制御素子は、前記追加のＬＥＤ発光素子の輪郭が前記ＬＥＤ光源装置の正面から容易に認識できない程度に、前記追加のＬＥＤ発光素子の発する光を前記基板の前記面の近傍に散乱する能力を有することを特徴とする、ＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記追加のＬＥＤ発光素子が有色光を発する、請求項１のＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
前記光学制御素子が、二等辺直角プリズムと平凸レンズと透明な円柱から成る複合プリズムであり、この複合プリズムは、
前記円柱の一方の底面が前記直角プリズムの直角に接する１面と密接し、前記円柱の他方の底面が前記平凸レンズの平面と密接するように、
前記直角プリズムの直角に接する他の面が前記追加のＬＥＤ発光素子の１に対向するように、かつ
前記平凸レンズの凸面が開放空間に面するように配置されている、請求項１または２のＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
ＬＥＤ発光デバイスと、このＬＥＤ発光デバイスを１面に配置した基板とから少なくとも成るＬＥＤ光源装置において、
前記ＬＥＤ発光デバイスは、少なくとも１の主要のＬＥＤ発光素子と、１以上の追加のＬＥＤ発光素子と、１以上の光学制御素子とから成り、
前記追加のＬＥＤ発光素子は、それぞれ前記光学制御素子で覆われ、
前記光学制御素子は、二等辺直角プリズムと平凸レンズと透明な円柱とで構成される複合プリズムから成り、この複合プリズムは、
前記円柱の一方の底面が前記直角プリズムの直角に接する１面と密接し、前記円柱の他方の底面が前記平凸レンズの平面と密接するように、そして前記直角プリズムの直角に接する他の面は前記追加のＬＥＤ発光素子に対向するように、前記平凸レンズの凸面は開放空間に面するように配置されている、ＬＥＤ光源装置。
【請求項５】
前記主要のＬＥＤ発光素子が所定の円周に沿って又はその内側に配置され、
前記追加のＬＥＤ発光素子は前記円周の外側に配置され、
前記平凸レンズの凸面が前記円周の中心に向くように前記複合プリズムを配置した、請求項４のＬＥＤ光源装置。
【請求項６】
前記追加のＬＥＤ発光素子が、所定の円周に沿って又はその内側に配置され、
前記主要のＬＥＤ発光素子は前記円周の外側に配置され、
前記平凸レンズの凸面が前記円周の中心と反対方向に向くように前記複合プリズムを配置した、請求項４のＬＥＤ光源装置。
【請求項７】
ＬＥＤ発光デバイスを１面に配置したＬＥＤ基板から成るＬＥＤ光源部、前記ＬＥＤ発光デバイスに電力を供給するための電力制御部、及びこの電力制御部に外部電源から電力を供給するための受電部材から成り、前記電力制御部が半導体素子を含むＬＥＤ光源装置において、
前記電力制御部は前記受電部材と一体に形成され、
このＬＥＤ光源装置は前記ＬＥＤ光源部と前記電力制御部を連結する連結部材を具え、
この連結部材を囲み且つ外部に対して解放された空間と前記連結部材とを介して、前記電力制御部が前記光源部と隔てられていることを特徴とする、ＬＥＤ光源装置。
【請求項８】
前記連結部材が可とう性かつ形状自己保持性である、請求項７のＬＥＤ光源装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤ発光デバイスは、１以上のＬＥＤ発光素子と、このＬＥＤ発光素子を１面に配置した基板と、それぞれ前記ＬＥＤ発光素子の一つを覆う光学制御素子とから成り、
この光学制御素子は、二等辺直角プリズムと平凸レンズと透明な円柱から成る複合プリズムであり、この複合プリズムは
前記円柱の一方の底面が前記直角プリズムの直角をはさむ１面と密接し、前記円柱の他方の底面は前記平凸レンズの平面と密接するように、かつ
前記直角プリズムの直角をはさむ他の面が前記ＬＥＤ発光素子の一つに対向するように配置されている、請求項７または８のＬＥＤ光源装置。
【請求項１０】
ＬＥＤ発光素子を含むＬＥＤ発光デバイスと、このＬＥＤ発光デバイスを１面に配置した基板とから成るＬＥＤ光源装置において、
このＬＥＤ光源装置は前記ＬＥＤ発光素子を覆う複合プリズムを具え、この複合プリズムは
二等辺直角プリズムと平凸レンズと透明な円柱とで構成され、
前記円柱は、一方の底面が前記直角プリズムの直角に接する１面と密接し、他方の底面が前記平凸レンズの平面と密接するように、
前記直角プリズムは、直角に接する他の面が前記ＬＥＤ発光素子に対向するように、
かつ前記平凸レンズは、前記凸面が開放空間に面するように配置されている、ＬＥＤ光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９８５６（Ｐ２０１２−９８５６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８６７６（Ｐ２０１１−１２８６７６）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（５０９３３３２３２）株式会社トレンタ (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（５０９３３３２３２）株式会社トレンタ (8)
【Ｆターム（参考）】
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