[发明专利]灯泡状LED光源

说明书

技术领域

本发明涉及灯泡状LED光源。

背景技术

在灯泡状光源中，外球管降低了固有透射率，因此，从发光效能的角度来说，起反作用，但LED（发光二极管）具有高亮度，因此用于一般照明时会产生眩光。为了抑制眩光，已知的是，在LED光源的前方设置具有光漫射效果的乳白色外球管。

例如，图7为常规LED灯泡200的截面图。LED灯泡200的目的在于提供一种LED灯泡，使用这种LED灯泡，可通过简单配置在较广照明区域内获得具有均匀亮度的白色光，可简单更改光分布图案，可直接将其与普通商用电源直接连接，可与常用白炽灯泡兼容。

LED灯泡200包括盖子202，盖子202一端设有金属帽201，以喇叭形向另一端的开口加宽；外球管205，在其内表面上具有光漫射层206，装配在盖子202的开口上；衬底203，设于基本为球形的本体207上，本体207由盖子202和外球管205构成；LED元件204，安装在衬底203朝向外球管205的外表面上。进一步，外球管205还可包括具有光漫射效果的均匀材料（例如，聚丙烯）。

进一步，衬底203为片状，与盖子202的开口的外表面平行。换句话说，多个LED元件204设于平面衬底203上（例如，参见专利文献文章1）。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献文章1】日本专利公开2001-243807

发明内容

【本发明要解决的问题】

采用这种LED灯泡200，LED元件204发出的光照亮外球管205，在某些区域中，多个LED元件204发出的光重叠，而其他部分处于被照亮区域之外。换句话说，存在亮度不均匀的问题。

进一步，由于LED元件204设于朝向同一照明方向的同一衬底203上，即使商品的形状与电灯泡看起来相同，光分布特性与电灯泡或灯泡状荧光灯完全不同，因为发出的光仅集中在一个方向，与衬底203的表面垂直，如同聚光灯。常规来说，如果用作光源为白炽灯泡的照明器材中的替代光源，存在这样一个缺点：整个房间的照明强度分布大大改变，一般来说，与替换之前的情况相比，天花板和墙壁变得非常黑暗。

进一步，用作射灯的光源时，光在墙壁上的分布被认为并不特别重要，因此光分布倾向于沿轴线集中，使直接向下的照明强度与白炽灯泡相同。这种情况下，与中心轴垂直的分布光的分量相对减少，其中分布光的分量容易漫射，且易于在外球管205上受到损失，因此发光效能增加，但仅发光表面的中心具有高亮度，外管表面上的亮度均匀度降低，因此存在这样一个缺点：产生不均匀性，此外，黑暗的墙壁也变得更加明显。

进一步，将n（LED元件204的数量，其中，n为自然数）设为非常大的值看起来可解决上述问题。但是，在实践中，不可能在具有有限表面面积的衬底203的表面上设置大量LED元件204，此外，从成本的角度来说，可销售性会下降，进一步，温度会变得过高，减少LED元件204的工作寿命，大大牺牲了LED的特征，即，其工作寿命长的特性。

增加外球管205的漫射，降低其透射率，会提高亮度均匀度，但这也会导致灯本身发光效能的下降。

影响发光效能的一个因素在于，通过与照明光的光轴垂直的漫射过滤器（外球管205），几乎所有光进入并通过过滤器介质，同时受到衰减。这称为直线透射。但是，如果光倾斜进入过滤器，其光轴与过滤器之间呈一个角度，一部分光会被反射，无法进入过滤介质。在使用LED灯泡200的情况下，在外球管205内反射的光进一步多次反射，并分成照射到外球管205之外的光和在外球管205内损失的光。换句话说，采用具有不与光轴垂直的外球管205的部分，内部损失随着低入射角部分的增加而增加，总发光效能下降。因此，如果具有较窄光分布角度的多个LED以平面方式设置，平面漫射板与所有LED光轴垂直安装，上述损失会下降，但作为白炽灯泡的替代物，其性能将会削弱。

如果LED灯泡200的使用在未来更加普及，产品被开发出具有多种光分布图案，使用者将能根据应用选择产品。但是，目前来说，由于成本、销售价格和销量的限制，实际上，并没有具有多种光分布图案的产品可用，并且主要设计策略是，使得直接向下的照明强度与现有白炽灯泡的相等。我们研究了“直接向下的照明强度”、“墙壁上的分布”和“光源本身的亮度均匀度（不均匀亮度的缺失程度）”的元素之间的平衡，以达到实际使用的最佳状态。因此，目的在于，在不增加LED元件204的固有效率，不增加分布到墙壁上的光，同时保持直接向下的照明强度的情况下，通过优化当前总光量的分布方法，以拓宽应用领域。