(57)【要約】【課題】従来のコイル状フィラメントを発光源とする電球と置き換えが可能であり且つ電球と近似した配光特性を有する、ＬＥＤを発光源とするＬＥＤ光源装置を提供することにある。【解決手段】上部に照射光を拡散反射する光拡散反射部３２が設けられた円柱状反射体３０の下部周辺近傍に複数のＬＥＤ１０を配置すると共に、光入射面２１が各ＬＥＤ１０に対向し光出射面２２が光拡散反射部３２近傍に位置する複数の導光体２０を円柱状反射体３０に沿って延設した。これにより、各ＬＥＤ１０からの放射光が、夫々の導光体２０の光入射面２１から該導光体２０内に入射して導光体２０内を導光されて光出射面２２から出射し、その出射光が光拡散反射部３２で配光制御された光として反射される。【選択図】図７
2014143140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に照射光を拡散反射する光拡散反射部が設けられた円柱状反射体と、
前記円柱状反射体の下部周辺近傍に配置された複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤの夫々に１対１に対応し、前記円柱状反射体の周辺近傍に該円柱状反射体に沿って延設され、光入射面が前記ＬＥＤに対向し光出射面が前記光拡散反射部近傍に位置する複数の導光体を備え、
前記各ＬＥＤからの放射光が、夫々の導光体の光入射面から該導光体内に入射して導光体内を導光されて光出射面から出射し、その出射光が前記光拡散反射部で配光制御された光として反射されることを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項２】
前記複数の導光体の夫々は、前記光出射面と前記光拡散反射部との間に焦点を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項３】
上部に照射光を拡散反射する光拡散反射部が設けられた円柱状反射体と、
軸上に設けられた貫通孔に前記円柱状反射体の下部が挿通されると共に、底面を光入射面とし上面を前記光拡散反射部近傍に位置する光出射面とする円錐台形の導光体と、
前記導光体の底面の下方に位置し、前記貫通孔の軸の延長線を回転軸とする径方向に膨らんだ回転湾曲面からなる反射面と、
前記導光体の底面の下方に位置し、照射方向が前記反射面を向くように配置された複数のＬＥＤを備え、
前記各ＬＥＤからの放射光が、前記反射面で反射されて前記導光体の光入射面から該導光体内に入射して導光体内を導光されて光出射面から出射し、その出射光が前記光拡散反射部で配光制御された光として反射されることを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
前記導光体は、前記光出射面と前記光拡散反射部との間に焦点を有することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項５】
上部に照射光を拡散反射する光拡散反射部が設けられた円柱状反射体と、
円柱状反射体の軸の回転軸とする径方向に膨らんだ回転湾曲面からなる反射面と、
照射方向が前記反射面を向くように配置された複数のＬＥＤを備え、
前記各ＬＥＤからの放射光が、前記反射面で反射されてその反射光が前記光拡散反射部で配光制御された光として反射されることを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項６】
前記反射面が、前記ＬＥＤのＬＥＤ素子の光出射点の位置を第１焦点の位置とし第２焦点の位置を前記光拡散反射部の近傍とする回転楕円面からなることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ光源装置。
【請求項７】
前記光拡散反射部は、該光拡散反射部による前記反射光を前記円柱状反射体の中心軸に対してＬＥＤ側に向かって４５°〜６０°開いた角度範囲に反射する反射面を有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源装置に関するものであり、詳しくは、従来のコイル状フィラメントを発光源とする電球と置き換えが可能であり且つ電球と近似した配光特性を有する、ＬＥＤを発光源とするＬＥＤ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のＬＥＤ光源装置としては、例えば図１２（ａ）に示す光学系を備えたものがＬＥＤバルブとして開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
それは、ＬＥＤ発光体素子８０の光照射方向前方に反射部材８１を配設した構成からなり、反射部材８１はＬＥＤ発光体素子８０の発光面８２に対向する反射面８５を備えており、該反射面８５は頂部８３をＬＥＤ発光体素子８０の発光面８２側に向けると共に側面を中心軸８６側に凹状に湾曲した湾曲面とする湾曲円錐状反射面８４からなっている。
【０００４】
これにより、ＬＥＤ発光体素子８０からの出射光は、反射部材８１の湾曲円錐状反射面８４によって光照射方向の側方及び斜め後方に向けて放射状に反射される。このとき湾曲円錐状反射面８４は反射光を出射光とする疑似光源（Ｅ）を形成し、疑似光源（Ｅ）の出射光（湾曲円錐状反射面８４の反射光（Ｆ））は、フィラメントを有するハロゲンバルブを光源としたときの光の出射方向と略同一となり、且つ疑似光源（Ｅ）の形成位置及び発光領域の大きさはハロゲンバルブの配置位置及び大きさと略同一とすることが可能である、とされている。
【０００５】
また、図１３に示す光学系を備えたＬＥＤランプも開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
それは、複数のＬＥＤ９０で構成されたアレイと、一端部でＬＥＤ９０アレイを覆い、他端部に一般的な発光体（例えば、フィラメント）の特性を模倣するように螺旋状の溝９１を形成、配置された発光体９２を設けた光導波管９３を備えており、ＬＥＤ９０から発せられて光導波管９３内を通過して発光体９２から出射する光が一般的な白熱ランプの配光を模倣することを可能にする、とされたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６８９７６２号公報
【特許文献２】特許第４８９６４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１のＬＥＤバルブは、疑似光源（Ｅ）からの出射光、つまり湾曲円錐状反射面８４による反射光（Ｄ）が図１２（ｂ）に示すように、湾曲円錐状反射面８４を投影して内側に凹んだ一対の脚を有する湾曲台形状の配光パターン８７を形成する。そのため、疑似光源（Ｅ）からの出射光は、一定の径でコイル状に巻回されたフィラメントからの出射光とは異なる配光パターンを形成する。
【０００９】
換言すると、疑似光源（Ｅ）は配光特性に関しては、巻径を徐々に変えて湾曲円錐状に巻回したコイル状のフィラメント（Ｆ）からなる光源に相当するものである。そのため、疑似光源（Ｅ）を灯具内に配設した場合、疑似光源（Ｅ）からの出射光のうち疑似光源（Ｅ）の、フィラメントの大径で巻回された部分に対応する位置からの出射光は、灯具の配光制御系によって広がる方向に配光制御され、フィラメントの小径で巻回された部分に対応する位置からの出射光は、集光する方向に配光制御される。
【００１０】
その結果、疑似光源（Ｅ）を配設した灯具は、一定の径でコイル状に巻回されたフィラメントからなる発光源を配設した本来の灯具による配光特性と同等な配光特性を得ることは難しい。
【００１１】
また、疑似光源（Ｅ）となる湾曲円錐状反射面８５を備えた反射部材８１は、該反射部材８１を支持する支柱が必要であり、該支柱は灯具内の限られたスペースにおいては反射部材８１の近傍に配置する必要があり、そのため、疑似光源（Ｅ）からの出射光を遮って影を形成する要因となる。
【００１２】
一方、上記特許文献２のＬＥＤランプは、発光体９２を、車両用灯具の発光源に用いられる一般的なフィラメントの巻径と同程度の径に形成することが非常に難しく、フィラメントの巻径よりも太くなってしまい、フィラメントと同等な配光特性（拡散性能）を得ることが難しい。そのため、出射光が一般的なフィラメントの配光を模倣するとされる発光体９２を備えた個体光源９４を灯具内に配設した場合、光導波管９３内を通過して発光体９２から出射する光は、灯具の配光制御系によって広がる方向に配光制御さる。
【００１３】
その結果、一般的なフィラメントからなる発光源を配設した従来の車両用灯具による配光特性と同等な配光特性を得ることは難しい。
【００１４】
また、発光体９２は、長手方向（光軸９５方向）が灯具の光照射方向と垂直方向に位置しており、フィラメントの巻回方向を灯具の光照射方向とする灯具に対してはフィラメントの置き換えとして用いることは不可能である。
【００１５】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、従来のコイル状フィラメントを発光源とする電球と置き換えが可能であり且つ電球と近似した配光特性を有する、ＬＥＤを発光源とするＬＥＤ光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、上部に照射光を拡散反射する光拡散反射部が設けられた円柱状反射体と、前記円柱状反射体の下部周辺近傍に配置された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤの夫々に１対１に対応し、前記円柱状反射体の周辺近傍に該円柱状反射体に沿って延設され、光入射面が前記ＬＥＤに対向し光出射面が前記光拡散反射部近傍に位置する複数の導光体を備え、前記各ＬＥＤからの放射光が、夫々の導光体の光入射面から該導光体内に入射して導光体内を導光されて光出射面から出射し、その出射光が前記光拡散反射部で配光制御された光として反射されることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記複数の導光体の夫々は、前記光出射面と前記光拡散反射部との間に焦点を有することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、上部に照射光を拡散反射する光拡散反射部が設けられた円柱状反射体と、軸上に設けられた貫通孔に前記円柱状反射体の下部が挿通されると共に、底面を光入射面とし上面を前記光拡散反射部近傍に位置する光出射面とする円錐台形の導光体と、前記導光体の底面の下方に位置し、前記貫通孔の軸の延長線を回転軸とする径方向に膨らんだ回転湾曲面からなる反射面と、前記導光体の底面の下方に位置し、照射方向が前記反射面を向くように配置された複数のＬＥＤを備え、前記各ＬＥＤからの放射光が、前記反射面で反射されて前記導光体の光入射面から該導光体内に入射して導光体内を導光されて光出射面から出射し、その出射光が前記光拡散反射部で配光制御された光として反射されることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記導光体は、前記光出射面と前記光拡散反射部との間に焦点を有することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、上部に照射光を拡散反射する光拡散反射部が設けられた円柱状反射体と、円柱状反射体の軸の回転軸とする径方向に膨らんだ回転湾曲面からなる反射面と、照射方向が前記反射面を向くように配置された複数のＬＥＤを備え、前記各ＬＥＤからの放射光が、前記反射面で反射されてその反射光が前記光拡散反射部で配光制御された光として反射されることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記反射面が、前記ＬＥＤのＬＥＤ素子の光出射点の位置を第１焦点の位置とし第２焦点の位置を前記光拡散反射部の近傍とする回転楕円面からなることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、前記光拡散反射部は、該光拡散反射部による前記反射光を前記円柱状反射体の中心軸に対してＬＥＤ側に向かって４５°〜６０°開いた角度範囲に反射する反射面を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のＬＥＤ光源装置は、上部に照射光を拡散反射する光拡散反射部が設けられた円柱状反射体の下部周辺近傍に複数のＬＥＤを配置すると共に、光入射面が各ＬＥＤに対向し光出射面が光拡散反射部近傍に位置する複数の導光体を円柱状反射体に沿って延設した。これにより、各ＬＥＤからの放射光が、夫々の導光体の光入射面から該導光体内に入射して導光体内を導光されて光出射面から出射し、その出射光が光拡散反射部で配光制御された光として反射される。
【００２４】
そのため、従来のソケット一体型電球と同様の配光パターンを従来のソケット一体型電球よりも高い光利用効率で形成することが可能となり、加えて、発光源をフィラメントからＬＥＤ素子に換えることにより低消費電力化によるランニングコストの低減及び光源の長寿命化も図ることができる。
【００２５】
その結果、従来のソケット一体型電球と光学的に互換性を持たせることができ、従来のソケット一体型電球に換えて本発明のＬＥＤ光源装置を用いても該ソケット一体型電球を用いたときと同様の配光仕様を満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のソケット一体型電球の説明図である。
【図２】本発明のＬＥＤ光源装置に係わる実施形態の斜視説明図である。
【図３】同じく、実施形態の正面説明図である。
【図４】ＬＥＤの説明図である。
【図５】導光体の説明図である。
【図６】図３のＡ部詳細説明図である。
【図７】光線追跡の説明図である。
【図８】図７のＢ部詳細説明図である。
【図９】従来のソケット一体型電球を装着した灯具の説明図である。
【図１０】実施形態のＬＥＤ光源装置を装着した灯具の説明図である。
【図１１】他の実施形態の説明図である。
【図１２】従来例の説明図である。
【図１３】同じく、従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１１を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２８】
図１は従来のソケット一体型電球、図２〜図８は従来のソケット一体型電球に代わる本発明のＬＥＤ光源装置に係わる実施形態を示す説明図であり、図２は斜視説明図、図３は正面説明図、図４はＬＥＤの説明図、図５は導光体の断面説明図、図６は図３のＡ部詳細説明図、図７は光線追跡の説明図、図８は図７のＢ部詳細説明図である。
【００２９】
従来のソケット一体型電球６０は図１にあるように、光源の電球６１と電球６１を装着する電球ソケット７０を備えている。
【００３０】
電球６１は、例えば、内部に窒素やアルゴン等の不活性ガスが封入されると共に、場合によっては、ヨウ素や臭素等のハロゲンガスあるいはハロゲン化合物ガスが封入されている。同時に、電球６１内部には、発光源となるコイル状に巻回されたフィラメント６２が巻回中心軸線Ａ１が電球６１の中心軸線Ａ２と略一致するように配置され、フィラメント６２の両端部の夫々が、電球６１に気密に貫通した一対のリード線６３、６４の該電球６１内に位置する内部リード部６３ａ、６４ａの先端部に接続されて、フィラメント６２の支持とフィラメント６２に対する電気的導通が図られている。
【００３１】
電球ソケット７０は、ホルダ部７１とソケット部７２で構成され、ホルダ部７１は電球６１の後端部を収容して該電球６１を電球ソケット７０に装着する。一方、ソケット部７２は、一対のリード線６３、６４の、電球６１外に位置する外部リード部６３ｂ、６４ｂに接続されて外部からの電力を受電する外部接続電極端子６５、６６を有すると共に、灯具に装着する際に該灯具の電球取付部に嵌装する部分となる。
【００３２】
これに対し、本発明のＬＥＤ光源装置は、上記従来のソケット一体型電球の電球ソケット７０に対してソケット部７２を共通化し、従来のソケット一体型電球の電球６１に代わるものとして、従来のソケット一体型電球の発光源であったフィラメント６２に代わって半導体発光素子（本実施形態ではＬＥＤ素子）を発光源とする光学系を構成し、電球ソケット７０の、電球６１を支持するホルダ部７１をＬＥＤ素子が搭載されたＬＥＤを実装するＬＥＤ実装部として機能するものとした。
【００３３】
以下に、本実施形態のＬＥＤ光源装置に関わる具体的な構成について詳細に説明する。
【００３４】
図２及び図３より、ＬＥＤ光源装置１は、光源となる複数のＬＥＤ１０と、各ＬＥＤ１０からの出射光を導光して所定位置の焦点に集束するように光路制御を行う複数の導光体２０と、各導光体２０からの出射光を受けて反射して反射光を所定の方向に向ける光拡散反射部３２を備えた円柱状反射体３０と、により光学系が構成されている。
【００３５】
また、光学系を構成する上記光学部材以外に、ＬＥＤ１０を実装し、円柱状反射体３０を支持し、外部接続電極端子（図示せず）を有し、且つ、灯具に装着する際に該灯具の電球取付部に嵌装する部分となるソケット４０を備えている。
【００３６】
ＬＥＤ１０は、発光源となるＬＥＤ素子１１が基板１２にボンディングされ、該ＬＥＤ素子１１が外面１３を凸ドーム状の球面又は非球面とする透光性樹脂１４で樹脂封止されている。透光性樹脂１４は、ＬＥＤ素子１１を水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護すると共に、ＬＥＤ素子１１の光出射面と界面を形成することによりＬＥＤ素子１１で発光された光をＬＥＤ素子１１の光出射面から透光性樹脂１４内に効率良く出射させる機能を有している（図４参照）。
【００３７】
導光体２０は、図５に示すように、光学系において点光源として見なすことができる発光源（本実施形態においてはＬＥＤ素子１１）を想定し、ＬＥＤ素子１１の光出射点Ｐを含む中心軸を軸Ｘとする略円柱状あるいは略円錐状を呈しており、軸Ｘ方向に沿って互いに対向する側に光入射面２１と光出射面２２を有し、軸Ｘ方向に沿う側に内部反射面（全反射面）２３を有している。
【００３８】
導光体２０を、軸Ｘに沿う断面で見ると、光入射面２１は、軸Ｘ上の所定の位置（ＬＥＤ素子１１の光出射点Ｐの位置）を第１焦点Ｑ１の位置とし該第１焦点Ｑ１側に凸状の双曲線あるいは双曲線を基調とする自由曲線からなる第１光入射面２１ａと、第１光入射面２１ａの両端部の夫々から下方に延びる直線からなる第２光入射面２１ｂを有している。
【００３９】
換言すると、第１焦点Ｑ１が、上方に位置し双曲面あるいは双曲面を基調とする自由曲面からなる第１光入射面２１ａと、側方に位置する略円筒状曲面からなる第２光入射面２１ｂで囲まれている。
【００４０】
光出射面２２は、平坦面あるいは外側に凸状の球面又は非球面で構成され、光出射面２２の外側近傍には導光体２０の第２焦点Ｑ２が位置する。したがって、光出射面２２の形状を適宜設定することにより、集光レンズ効果によって第２焦点Ｑ２の位置を所望の位置に設定することができる。
【００４１】
円柱状反射体３０は、セラミック等の白色系の高拡散反射材料で形成され、一端部近傍に、円周方向に環状に形成された三角状の突起３１が長手方向に所定のピッチで連続して設けられた光拡散反射部３２を有しており、該光拡散反射部３２の、後述する導光体２０の光出射面２２に対向する面３１ａは拡散反射面となっている（図６参照）。
【００４２】
次に、図２及び図３に戻って、光学系を構成するＬＥＤ１０と導光体２０と円柱状反射体３０の互いの位置関係について説明する。
【００４３】
光源となる複数のＬＥＤ１０は、ソケット４０のＬＥＤ実装部４１の上面に所定の間隔で所定の位置に実装されている。ＬＥＤ実装部４１を形成する材料は金属材料でも樹脂材料でもあるいはセラミック材料でもよい。但し、一般的には、ＬＥＤ実装部４１を含めたソケット４０は樹脂材料で形成されるため、その場合は、ＬＥＤ実装部４１の上面に直接ＬＥＤ１０に対する給電用の配線パターン（図示せず）を形成することができる。セラミック材料も同様に直接配線パターンを形成することができる。一方、ＬＥＤ１０の点灯時の放熱を考慮してＬＥＤ実装部４１を金属材料で形成する場合は、ＬＥＤ実装部４１上に設けた絶縁膜を介して配線パターンが形成される。
【００４４】
これら複数のＬＥＤ１０の夫々に対して導光体２０が配置されている。各導光体２０は光入射面２１でＬＥＤ１０を覆うように該導光体２０の第１焦点Ｑ１の位置をＬＥＤ１０（ＬＥＤ素子１１）の光出射点Ｐの位置と同位置とする（図５参照）と共に、軸Ｘが円柱状反射体３０の長手方向に略沿うように配置されている。したがって、ＬＥＤ１０の光軸Ｌと導光体２０の軸Ｘは必ずしも同一線上にあるとは限らない。
【００４５】
ソケット４０に支持された円柱状反射体３０はその光拡散反射部３２が、該円柱状反射体３０を囲むように配置された複数の導光体２０の夫々の光出射面２２の上方近傍に位置し、各導光体２０の第２焦点Ｑ２が、夫々の導光体２０の光出射面２２と円柱状反射体３０の光拡散反射部３２を結ぶ領域に位置している。また、光拡散反射部３２の先端部には遮光カバー３３が設けられており、後述する光拡散反射部３２の反射光による眩光の発生を防止する機能を持たせている。
【００４６】
次に、上記光学系における光線追跡のシミュレーション結果について説明する。
【００４７】
図７より、ソケット４０のＬＥＤ実装部４１に実装された複数のＬＥＤ１０の夫々から放射された光は、各ＬＥＤ１０を覆うように位置する光入射面２１から導光体２０に入射して該導光体２０内を導光され、光出射面２２から円柱状反射体３０の光拡散反射部３２に向けて照射される。
【００４８】
そのうち、ＬＥＤ１０から導光体２０の第１光入射面２１ａに向けて放射された光Ｌ１は、該第１光入射面２１ａから導光体２０に入射し、導光体２０内を導光されて直接光出射面２２から外部に出射され、第２焦点Ｑ２で一旦集束してその後拡散し、拡散光が円柱状反射体３０の光拡散反射部３２に照射される。
【００４９】
この場合、拡散光が、光拡散反射部３２の上端位置３２ａと下端位置３２ｂの間の範囲に照射されるように予め第２焦点Ｑ２の位置が設定されている。第２焦点Ｑ２の位置の設定は、導光体２０の配置位置及び配置方向、導光体２０の第１光入射面２１ａの曲面形状、光出射面２２の形状、及び第１光入射面２１ａと光出射面２２の距離（導光体２０の全長）等を総合的に設定することにより行われる。
【００５０】
また、ＬＥＤ１０から導光体２０の第２光入射面２１ｂに向けて放射された光Ｌ２は、該第２光入射面２１ｂから導光体２０に入射し、導光体２０内を導光されて内部反射面２３に至り、内部反射面２３で内部反射（全反射）されて更に導光体２０内を導光されて光出射面２２から外部に出射され、出射光が円柱状反射体３０の光拡散反射部３２に照射される。
【００５１】
この場合、光出射面２２からの出射が、光拡散反射部３２の上端位置３２ａと下端位置３２ｂの間の範囲に照射されるように予め内部反射面２３の形状が設定されている。内部反射面２３の形状の設定は、導光体２０の配置位置及び配置方向、導光体２０の第２光入射面２１ｂの曲面形状、光出射面２２の形状、及び導光体２０の全長等を考慮して設定される。
【００５２】
このように、ＬＥＤ１０から放射されて導光体２０内を導光されて光出射面２２から円柱状反射体３０の光拡散反射部３２に照射された光Ｌ１、Ｌ２は図８に示すように、円柱状反射体３０の長手方向に連続して設けられた環状の三角状突起３１の、導光体２０の光出射面２２に対向する面３１ａで反射される。この場合、光拡散反射部３２の、導光体２０の光出射面２２に対向する面３１ａは完全拡散面ではなく反射光に指向性を持たせる拡散反射面となっており、反射光に指向性を持たせることにより、灯具に装着した際に反射光を必要な方向に絞って照射させて配光形成に寄与しない光を減らし、それにより光利用効率を高めるように図られている。
【００５３】
なお、ＬＥＤ光源装置を車両用灯具、例えばフォグランプに装着することを想定した場合は、光拡散反射部３２の拡散反射面３１ａによる拡散反射光が配光形成に効率良く寄与するためには、該拡散反射光の主光軸を、円柱状反射体３０の中心軸に対してソケット４０側に向かって４５°〜６０°の範囲に開いた方向に向けることが有効である。したがって、光拡散反射部３２の拡散反射面３１ａは、該拡散反射面３１ａによる拡散反射光の主光軸が上記方向に向かうように設定される
【００５４】
したがって、従来のソケット一体型電球６０と本実施形態のＬＥＤ光源装置１を、例えばリフレクタ５６を有する同一の灯具に装着し、そのときのソケット一体型電球６０に発光源として用いられているコイル状に巻回されたフィラメント６２からの放射光（図９（従来のソケット一体型電球を装着した灯具の説明図）参照）と、ＬＥＤ光源装置１の光源として用いられているＬＥＤ１０から放射されて導光体２０内を導光されて円柱状反射体３０の光拡散反射部３２で反射された反射光（図１０（実施形態のＬＥＤ光源装置を装着した灯具の説明図）参照）を比較すると、フィラメント６２の巻回部の長と光拡散反射部３２の長さを同一長とし且つフィラメント６２と光拡散反射部３２の位置を同一位置とした場合、フィラメント６２からの放射光のうち所定の配光パターンの形成に寄与する光ＬＦが配光形成に至るまでに灯具内において辿る光路は、光拡散反射部３２による反射光ＬＬにおいても同様である。そのため、光拡散反射部３２による反射光ＬＬはフィラメント６２からの放射光ＬＦと同様の光路を経て同様の配光パターンを形成することができる。
【００５５】
したがって、円柱状反射体３０の光拡散反射部３２は、上記光学機能的観点から同一長のフィラメントの疑似発光源（実像発光源）と見なすことができる。その上、上述したように、光拡散反射部３２による反射光はフィラメントからの放射光よりも配光形成に寄与しない光成分を少なくすることができる。
【００５６】
そのため、灯具に装着された従来のソケット一体型電球に換えて、本発明のＬＥＤ光源装置を装着することにより、従来のソケット一体型電球と同様の配光パターンを従来のソケット一体型電球よりも高い光利用効率で形成することが可能となる。加えて、発光源をフィラメントからＬＥＤ素子に換えることにより低消費電力化によるランニングコストの低減及び光源の長寿命化も図ることができる。
【００５７】
なお、灯具は一般的に、使用される分野、用途、あるいは目的等に応じて求められる配光仕様が異なるものであり、それに対応するために適宜、灯具の光学系に係わる新たな設計が行われる。その場合、ＬＥＤ光源装置の円柱状反射体３０の光拡散反射部３２の形状を変更することにより、従来のソケット一体型電球と光学的に互換性を持たせることができる。
【００５８】
換言すると、本発明のＬＥＤ光源装置は、円柱状反射体３０の光拡散反射部３２の形状のみを適宜変更することにより、種々の灯具に対して従来のソケット一体型電球と光学的に互換性を持たせることができ、従来のソケット一体型電球に換えて本発明のＬＥＤ光源装置を装着しても、求められる配光仕様を満足する灯具を実現することができる。
【００５９】
図１１は、上記実施形態とは異なる構成のＬＥＤ光源装置を示すものであり、上記実施形態に対してＬＥＤからの放射光を直接導光体に入射させるのではなく、反射鏡による反射光を導光体に入射させるものである。
【００６０】
具体的には、軸上に円柱状反射体３０が挿通する円柱状の貫通孔５１を設けた円錐台形の導光体５０の該貫通孔５１に、上部に光拡散反射部３２を有する円柱状反射体３０の下部が挿通され、導光体５０の底面５２の下方に複数のＬＥＤ１０と反射面５５が設けられている。
【００６１】
反射面５５は、導光体５０の貫通孔５１の軸の延長線を回転軸とする径方向に膨らんだ回転湾曲面からなり、複数のＬＥＤ１０の夫々は光軸方向（照射方向）が反射面５５に向くように配置されている。
【００６２】
そして、ＬＥＤ１０から反射面５５に向けて放射された光は反射面５５で反射されて反射光が導光体５０の底面（光入射面）５２からに導光体５０に入射し、導光体５０内を導光されて上面（光出射面）５３から出射して円柱状反射体３０の光拡散反射部３２に照射される。その後の光路形成は、上述の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００６３】
この場合、導光体５０の光出射面５３側の焦点は、上記実施形態と同様に、光出射面５３と光拡散反射部３２との間の光出射面５３近傍に設定される。これにより、光出射面５３からの出射が、光拡散反射部３２の上端位置３２ａと下端位置３２ｂの間の範囲に照射されるようになっている。
【００６４】
なお、上記光学系の構成に対して、導光体５０を用いない構成のＬＥＤ光源装置も可能である。その場合は、回転湾曲面からなる反射面５５を、ＬＥＤ１０のＬＥＤ素子の光出射点を第１焦点の位置とし円柱状反射体３０の光拡散反射部３２近傍を第２焦点とする回転楕円面とすることにより、反射面５５による反射光が、光拡散反射部３２の上端位置３２ａと下端位置３２ｂの間の範囲に照射されるようになる。
【符号の説明】
【００６５】
１…  ＬＥＤ光源装置
１０…  ＬＥＤ
１１…  ＬＥＤ素子
１２…  基板
１３…  外面
１４…  透光性樹脂
２０…  導光体
２１…  光入射面
２１ａ…  第１光入射面
２１ｂ…  第２光入射面
２２…  光出射面
２３…  内部反射面（全反射面）
３０…  円柱状反射体
３１…  突起
３１ａ…  面（拡散反射面）
３２…  光拡散反射部
３２ａ…  上端位置
３２ｂ…  下端位置
３３…  遮光カバー。
４０…  ソケット
４１…  ＬＥＤ実装部
５０…  導光体
５１…  貫通孔
５２…  底面（光入射面）
５３…  上面（光出射面）
５５…  反射面
５６…  リフレクタ
【図１】
2014143140.tif 000003
【図２】
2014143140.tif 000004
【図３】
2014143140.tif 000005
【図４】
2014143140.tif 000006
【図５】
2014143140.tif 000007
【図６】
2014143140.tif 000008
【図７】
2014143140.tif 000009
【図８】
2014143140.tif 000010
【図９】
2014143140.tif 000011
【図１０】
2014143140.tif 000012
【図１１】
2014143140.tif 000013
【図１２】
2014143140.tif 000014
【図１３】
2014143140.tif 000015