(57)【要約】【課題】従来よりも配光角を白熱電球に近づける。【解決手段】基台としてのヒートシンク部材１６は、発光モジュール２０が搭載される搭載部分１６ｂと、搭載部分１６ｂの周囲を取り囲む周囲部分１６ａとを具備し、周囲部分１６ａの表面は搭載部分１６ｂの表面に対して搭載部分１６ｂの表面に垂直な方向に落ち込んでいる。環状の導光部材３０が発光モジュール２０の発光部２２の周囲を取り囲むように配置されている。導光部材３０の光入射面となる内周面３０ｂは、発光部２２の周囲に位置し、導光部材３０の光出射面となる外周面３０ｃの少なくとも一部の周面３０ｅは、搭載部分１６ｂの表面に垂直な方向において、発光部２２の周囲よりも基台寄りに位置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に発光モジュールが搭載された照明用光源であって、
前記基台は、前記発光モジュールが搭載される搭載部分と、前記搭載部分の周囲にある周囲部分とを具備し、前記周囲部分の表面は前記搭載部分の表面に対して前記搭載部分の表面に垂直な方向に落ち込んでおり、
環状の導光部材が前記発光モジュールの発光部の周囲を取り囲むように配置され、
前記導光部材の光入射面となる内周面は、前記発光モジュールの発光部の周囲に位置し、前記導光部材の光出射面となる外周面の少なくとも一部の周面は、前記搭載部分の表面に垂直な方向において、前記発光モジュールの発光部の周囲よりも基台寄りに位置すること
を特徴とする照明用光源。
【請求項２】
前記搭載部分に垂直な方向における前記導光部材の外周面の幅は、前記導光部材の内周面の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の照明用光源。
【請求項３】
前記導光部材は、平板の一方の主面に凹入部を設け、当該凹入部の一部に他方の主面まで貫通する開口を設けた形状を有し、
前記導光部材は、前記凹入部が設けられた主面を前記基台に面するように配置され、前記基台の搭載部分は前記導光部材の凹入部に取り囲まれ、前記発光モジュールの発光部は前記導光部材の開口に取り囲まれていること
を特徴とする請求項２に記載の照明用光源。
【請求項４】
前記発光モジュールの発光部の基部を基準としたときの前記他方の主面の高さは、前記発光部の基部から先端部までの高さの１倍以上２倍以下であることを特徴とする請求項３に記載の照明用光源。
【請求項５】
前記発光モジュールの発光部と前記導光部材の内周面との隙間に透光性部材が介挿されていることを特徴とする請求項１に記載の照明用光源。
【請求項６】
前記導光部材の外周面は、光拡散機能を有することを特徴とする請求項１に記載の照明用光源。
【請求項７】
前記基台の周囲部分には前記発光モジュールおよび前記導光部材を覆うグローブが配設されており、前記グローブにおける前記導光部材の外周面に面する領域は光拡散機能を有することを特徴とする請求項１に記載の照明用光源。
【請求項８】
基台に発光モジュールが搭載された照明用光源であって、
前記基台は、前記発光モジュールが搭載される搭載部分の周囲を、表面から環状に欠如させた形状を有し、
前記基台の欠除部分の少なくとも一部を補填する形状部分を有する環状の導光部材が、前記基台の欠除部分の少なくとも一部を補填する形態で配置され、
前記導光部材の内周面が光入射面とされ、前記発光モジュールの発光部の周囲を臨んでいると共に、前記導光部材の外周面が光出射面とされていること
を特徴とする照明用光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤモジュール等の発光モジュールを適用した照明用光源に関し、特に、配光特性の改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明分野ではＬＥＤ等の発光素子を照明用光源に適用する技術が研究開発されており、その一環として白熱電球に代替する電球形の照明用光源にも適用することが検討されている。電球形の照明用光源の基本構成は、基台に搭載された発光モジュール、発光モジュールの点灯回路、基台を固定すると共に点灯回路を収容するケース、発光モジュールを覆うグローブ、ケースに装着された口金などである。発光モジュールは、実装基板および発光部からなり、発光部は発光素子および蛍光体を含有した樹脂成形体からなる。
【特許文献１】特開２００４−４９２１１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０７６８８号公報
【特許文献３】特開２００５−２０９５４５号公報
【特許文献４】特開２００６−９２９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
白熱電球は前方のみならず側方や後方まで、口金で影になる一部領域を除き、ほぼ全方位に光を取り出すことができる。そのため白熱電球は種々の態様で利用されており、例えば、白熱電球を横向きに装着し、側方から光を取り出すような照明器具なども多く利用されている。
一方、上述の電球形の照明用光源は、発光部が実装基板に配設され、実装基板が基台に配設されているので、前方から±９０°以下の角度では光を取り出すことができるが、±９０°以上の角度では実装基板や基台で影になってほとんど光を取り出すことができない。そのため上述の照明器具のように特定の利用態様においては白熱電球に代替することができないという課題がある。
【０００４】
そこで本発明は、従来よりも配光角を白熱電球に近づけることができる照明用光源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】
本発明に係る照明用光源は、基台に発光モジュールが搭載された照明用光源であって、前記基台は、前記発光モジュールが搭載される搭載部分と、前記搭載部分の周囲にある周囲部分とを具備し、前記周囲部分の表面は前記搭載部分の表面に対して前記搭載部分の表面に垂直な方向に落ち込んでおり、環状の導光部材が前記発光モジュールの発光部の周囲を取り囲むように配置され、前記導光部材の光入射面となる内周面は、前記発光モジュールの発光部の周囲に位置し、前記導光部材の光出射面となる外周面の少なくとも一部の周面は、前記搭載部分の表面に垂直な方向において、前記発光モジュールの発光部の周囲よりも基台寄りに位置する。
【発明の効果】
【０００６】
上記構成によれば、発光モジュールから出射された光の一部は、導光部材の内周面から取り込まれ、導光部材の外周面から出射される。このとき、導光部材の外周面の少なくとも一部は発光部の周囲よりも基台寄りに位置しているので、導光部材から出射される光の一部は、発光部に対して後方の角度（前方から±９０°以上の角度）に出射される。したがって、前方から±９０°以上の角度でも光を取り出すことができ、従来よりも配光角を白熱電球に近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
＜概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る照明用光源の構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る照明用光源の構成を示す断面図である。
図１および図２に示すように、照明用光源１は、ケース１１、電源回路１２、Ｅ型口金１５、ヒートシンク部材１６、発光モジュール２０、導光部材３０、グローブ４０を備える。ケース１１は、椀状の形状を有しており椀内に電源回路１２を収容している。電源回路１２は、回路基板１３および各種の電子部品１４から構成され、ケース１１に突設形成されたＥ型口金１５を通じて供給された電力を発光モジュール２０に供給する機能を有する。なお、電力供給のための配線は本発明の本質部分ではないので図示を省略している。ヒートシンク部材１６は、椀状のケース１１の開口を封塞した状態で固定されている。発光モジュール２０は、実装基板２１および発光部２２から構成され、接合材２３を介してヒートシンク部材１６に搭載されている。すなわちヒートシンク部材１６が発光モジュール２０を搭載する基台として機能している。発光部２２は、電源回路１２から電力の供給を受けて発光するものであり、具体的には、青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤを内包するように成形された、黄色蛍光体材料を含有するシリコーン樹脂成形体とから構成されている。導光部材３０は、環状の形状を有し、発光部２２の周囲を取り囲むように配置されている。グローブ４０は、発光モジュール２０および導光部材３０を覆い、ヒートシンク部材１６に固定されている。
＜詳細構成＞
次に、照明用光源の要部を説明する。図３は、本発明の実施形態に係る照明用光源の要部を示す断面図である。
【０００８】
ヒートシンク部材１６は、発光モジュール２０が搭載される搭載部分１６ｂと、搭載部分１６ｂの周囲にある周囲部分１６ａとから構成されている。周囲部分１６ａは搭載部分１６ｂに対して搭載部分１６ｂの表面（発光モジュール２０の搭載面）に垂直な方向に落ち込んでいる。すなわち、ヒートシンク部材１６は、搭載部分１６ｂの周囲を表面から円環状に欠除させた形状を有している（周囲部分１６ａの表面上部が欠除部分となる）。本実施形態では、周囲部分１６ａの表面は搭載部分１６ｂの表面に略平行であり、周囲部分１６ａの表面と搭載部分１６ｂの表面とで段差が生じている。
【０００９】
導光部材３０は、円板の一方の主面に凹入部を設け、凹入部の一部に他方の主面まで貫通する矩形状の開口３０ａを設けた形状を有する。凹入部の内径は搭載部分１６ｂの外径よりも大きく、矩形状の開口３０ａの内周は発光部２２の外周よりも大きい。導光部材３０は、凹入部が設けられた主面がヒートシンク部材１６の表面に面するように配置され、接合材３４により周囲部分１６ａに固定されている。導光部材３０の凹入部は、搭載部分１６ｂの周囲を取り囲み、導光部材３０の開口３０ａは発光部２２の周囲を取り囲む。すなわち、ヒートシンク部材１６の欠除部分の一部を補填する形態で配置されている。
【００１０】
また、導光部材３０は、導光性樹脂成形体３１の表面に、光反射膜３２および光拡散膜３３を形成して構成されている。導光性樹脂成形体３１は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂あるいはシリコーン樹脂等の導光性材料から構成されている。光反射膜３２は、例えば、白インクや金属薄膜等の光反射材料から構成されており、導光性樹脂成形体３１の上面および下面に設けられている。光拡散膜３３は、例えば、シリカ等の光拡散材料を含有する樹脂等から構成されており、導光性樹脂成形体３１の外周面に設けられている。
【００１１】
発光部２２は導光部材３０の開口３０ａに収容されるので、導光部材３０の内周面３０ｂが光入射面となり、導光部材の外周面３０ｃが光出射面となる。すなわち、発光部２２から出射された光の一部は、光入射面である内周面３０ｂから取り込まれ、光出射面である外周面３０ｃから出射される。導光部材３０の外周面３０ｃは、発光部２２の周囲に位置する周面３０ｄと、発光部２２の周囲よりもヒートシンク部材寄りの周面３０ｅを有している。また、搭載部分１６ｂの表面に垂直な方向における外周面３０ｃの幅は内周面３０ｂの幅よりも大きい。そのため、導光部材から出射される光の一部は、発光部に対して後方の角度（前方から±９０°以上の角度）に出射されることになる。なお、導光部材３０の外周面３０ｃに光拡散膜３３が設けられているので、出射光の配光角依存性を抑制し、均一な配光特性を得ることができる。
【００１２】
また、本実施形態では、発光部２２の基部２１ａを基準としたとき、導光部材３０の上面の高さｈ２は、発光部２２の基部２１ａから先端部２２ａまでの高さｈ１の１倍以上２倍以下であることとしている（図３中の拡大図参照）。このような範囲にすることで、導光部材３０に入射される光の量をある程度確保しつつ、導光部材３０による影が斜め前方に形成されることを極力抑制することができる。
【００１３】
また、本実施形態では、導光部材３０の内周面３０ｂは、搭載部分１６ｂの外周よりも発光部２２寄りにあるので、発光部２２から斜め前方に出射された光を効率よく取り込むことができる。
＜変形例＞
次に、上記実施形態の変形例について説明する。実施形態では、導光性樹脂成形体３１に光の反射効率を高めるために光反射膜３２が設けられているが、図４に示すように、光反射膜３２に代えて反射ドット３５を設けることしてもよい。反射ドット３５は、光反射膜３２と同様に、白インクや金属薄膜等の光反射材料から構成することができる。また、導光性樹脂成形体３１の表面に特定の反射パターンを施すことにより光の反射効率を高めることとしてもよい。なお、光反射膜３２あるいは反射ドット３５は、必ずしも導光性樹脂成形体３１の上面および下面の両面に設けられる必要はなく、いずれか一方に設けられることとしてもよく、あるいは、上面および下面のどちらにも設けられないこととしてもよい。光反射膜３２および反射ドット３５が存在しなくても、導光性樹脂成形体３１とその周囲のガスとの屈折率の差により、ある程度の光の反射効率は得ることができる。
【００１４】
また、図５に示すように、発光部２２と導光部材３０の内周面との隙間に透光性部材２４が介挿されることとしてもよい。透光性部材２４は、発光モジュール２０と導光部材３０とを配置してから、これらの隙間に流動性をもつ透光性樹脂を充填し、その後、これを硬化させることにより形成することができる。透光性部材２４を設けることにより、導光部材３０への光の入射効率を高めることができる。なお、図５では、透光性部材２４の上面は平坦に成形してあるが、そうではなく凸レンズ状に成形することとしてもよい。
【００１５】
また、図６に示すように、発光部２２に配光制御レンズ２５を組み合わせることとしてもよい。この配光制御レンズ２５は、前方に出射される光の量を減らして、その分だけ側方に出射される光の量を増すものである。このようなレンズを組み合わせることにより、導光部材３０に入射する光の量を増加させ、その分だけ後方に出射される光の量を増加させることができる。
【００１６】
また、図７に示すように、ヒートシンク部材１６の周囲部分１６ｄを搭載部分１６ｃに対してスロープ状に落ち込ませ、導光部材３０の凹入部３０ｆの形状をこのスロープの形状に適合するように形成することとしてもよい。このような形状でも、導光部材３０の外周面の少なくとも一部の周面は、発光部２２の周囲よりもヒートシンク部材寄りに位置しているので、実施形態と同様の効果を得ることができる。また、実施形態では、搭載部分１６ｂと周囲部分１６ａとで２段の段差が設けられているが、２段以上の多段の段差を設けることとしても同様である。
【００１７】
また、図８に示すように、導光部材３０の形状を一定の大きさの内周をもつ筒状としてもよい。この場合、導光部材３０の内周は、搭載部分１６ｂをはめ込むことができる寸法に設定される。このように導光部材３０の形状を単純にすることで、導光部材３０の作製を容易にすることができる。なお、図８の例では、配光制御レンズ２５が設けられているが、このレンズは必須の構成要素ではなく、例えば図３に示すようなレンズ無しの発光モジュールに筒状の導光部材を適用することとしてもよい。
【００１８】
また、図９に示すように、発光モジュールが導光部材３０と搭載部材１６ｂの搭載面とに挟まれるように導光部材３０を配置することとしてもよい。図９（ａ）は発光モジュールの上面図であり、図９（ｂ）は発光モジュールおよび導光部材の設置状態を示す断面図である。実装基板２１上には、発光部２２、発光部２２の給電部分となる配線パターン２６が配置されている。配線パターン２６にはフレキシブル配線２７が接続される。この例では、実装基板２１は接合材２３およびフレキシブル配線２７を介在させた状態で、導光部材３０と搭載部材１６ｂの搭載面とに挟まれている。この構成では、導光部材３０により発光モジュールがヒートシンク部材に押さえつけられることになるので、実装基板２１の反り等による熱結合の劣化を防止することができる。なお、導光部材３０による押圧力は、導光部材３０とヒートシンク部材１６とを接合する接合材３４の接合力により得ることができる。あるいは、導光部材３０とヒートシンク部材１６との接合部分にねじ構造を設け、導光部材３０を締付けることによっても、発光モジュールに押圧力を与えることができる。
【００１９】
また、実施形態では、導光部材３０の外周面に光拡散膜３３が設けられているが、導光部材３０の外周面を粗面化する等、外周面自体に光拡散機能をもたせることとしても同様の効果を得ることができる。さらには、グローブ４０における導光部材３０の外周面に面する領域に光拡散機能をもたせることとしても同様である。
また、実施形態では、導光部材３０は周囲部分１６ａの表面に接合材３４により固定されているが、これに限らず、発光モジュール２０やグローブ４０に固定して周囲部分１６ａの表面から浮いていることとしてもよい。
【００２０】
また、実施形態では、発光部２２は四角柱状であるが、これに限らず、円柱状としてもよいし、四角以外の多角柱状としてもよい。円柱状とすれば、発光部２２の周方向の配光特性を均一にすることができる。
また、実施形態では、ヒートシンク部材１６の搭載部分１６ｂは円柱状であるが、これに限らず、四角柱状などの多角柱状でもよい。
【００２１】
また、実施形態では、発光部２２は、発光素子としての青色ＬＥＤと、波長変換材料としての黄色蛍光体とを組み合わせたものであるが、これに限られない。例えば、紫外線発光ダイオードと三原色（赤色、緑色、青色）を発光する各蛍光体とを組み合わせたものも利用可能である。また、発光素子として発光トランジスタや有機ＥＬを利用してもよい。また、波長変換材料として半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、照明一般に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る照明用光源の構成を示す分解斜視図
【図２】本発明の実施形態に係る照明用光源の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施形態に係る照明用光源の要部を示す断面図
【図４】実施形態の一部を変更した変形例に係る照明用光源の要部を示す断面図
【図５】実施形態の一部を変更した変形例に係る照明用光源の要部を示す断面図
【図６】実施形態の一部を変更した変形例に係る照明用光源の要部を示す断面図
【図７】実施形態の一部を変更した変形例に係る照明用光源の要部を示す断面図
【図８】実施形態の一部を変更した変形例に係る照明用光源の要部を示す断面図
【図９】実施形態の一部を変更した変形例に係る照明用光源の要部を示す図であり、（ａ）は発光モジュールの上面図、（ｂ）は発光モジュールおよび導光部材の配置状態を示す断面図
【符号の説明】
【００２４】
１    照明用光源
１１    ケース
１２    電源回路
１３    回路基板
１４    電子部品
１５    Ｅ型口金
１６    ヒートシンク部材
１６ａ  周囲部分
１６ｂ  搭載部分
１６ｃ  搭載部分
１６ｄ  周囲部分
２０    発光モジュール
２１    実装基板
２２    発光部
２３    接合材
２４    透光性部材
２５    配光制御レンズ
２６    配線パターン
２７    フレキシブル配線
３０    導光部材
３０ａ  開口
３０ｂ  内周面
３０ｃ  外周面
３０ｄ  外周面のうち発光部の周囲に位置する周面
３０ｅ  外周面のうち発光部の周囲よりもヒートシンク部材寄りの周面
３１    導光性樹脂成形体
３２    光反射膜
３３    光拡散膜
３４    接合材
３５    反射ドット
４０    グローブ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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