(57)【要約】  回路ユニットの電子部品が熱破壊され難く、かつ、主として外管の管軸方向の中央領域が光る光源装置を提供することを目的とし、光源としての半導体発光素子１２と、当該半導体発光素子１２を発光させるための回路ユニット４０とが、筒状の外管３０と電源接続部６０とを含む外囲器２内に格納された光源装置１について、外管３０内の管軸方向の中央領域には外表面５１で光を反射し拡散させる光拡散部材５０が配置され、光拡散部材５０よりも電源接続部６０寄りに主出射方向を光拡散部材５０に向けた状態で半導体発光素子１２が配置され、光拡散部材５０を挟んで半導体発光素子１２とは反対側に回路ユニット４０の少なくとも一部が配置されていると共に、回路ユニット４０の前記一部および光拡散部材５０が共通または別々の支持具７０によって支持されている構成とする。
2012049809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源としての半導体発光素子と、当該半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、筒状の外管と電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、
前記外管内の管軸方向の中央領域には外表面で光を反射し拡散させる光拡散部材が配置され、当該光拡散部材よりも電源接続部寄りに主出射方向を前記光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が配置され、前記光拡散部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に前記回路ユニットの少なくとも一部が配置されていると共に、前記回路ユニットの前記一部および光拡散部材が共通または別々の支持具によって支持されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光拡散部材の外観形状が正多面体、半多面体、準多面体または球であることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記半導体発光素子と前記光拡散部材との間には、前記半導体発光素子から出射された光を前記光拡散部材に集光させるレンズが配置されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
前記半導体発光素子と前記電源接続部との間には、前記光拡散部材と対向する凹形状の反射面によって前記半導体発光素子から出射された光を前記光拡散部材に集光させる凹面反射鏡が配置されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項５】
前記光拡散部材と前記回路ユニットの前記一部との間には、前記光拡散部材と対向する凹形状の反射面によって前記半導体発光素子から出射された光を前記光拡散部材に集光させる凹面反射鏡が配置されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項６】
前記半導体発光素子は前記電源接続部の開口側に設けられた台座に搭載されており、前記支持具は一端部が前記台座に固定された筒状部材であって、前記半導体発光素子と前記回路ユニットの前記一部とを接続する電気配線、および、前記電源接続部と前記回路ユニットの前記一部とを接続する電気配線が、それぞれ前記支持具の内部を通して配線されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項７】
前記回路ユニットは、前記一部が前記光拡散部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配置されており、残りの部分が前記電源接続部と前記半導体発光素子との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項８】
光源としての２組の半導体発光素子と、それら半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、両端が開口した筒状の外管と当該外管の両端に取り付けられた一対の電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、
前記外管内の管軸方向の中央領域には外表面で光を反射し拡散させる光拡散部材が前記管軸方向に２つ並べて配置され、各光拡散部材と最寄の電源接続部との間には主出射方向を最寄の光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が１組ずつ配置され、前記２つの光拡散部材の間には前記回路ユニットの少なくとも一部が配置されていると共に、前記回路ユニットの前記一部および光拡散部材が共通または別々の支持具によって支持されていることを特徴とする光源装置。
【請求項９】
前記回路ユニットは、前記一部が前記２つの光拡散部材の間に配置されており、残りの部分が前記一対の電源接続部の一方とその電源接続部に最寄の前記半導体発光素子との間に配置されていることを特徴とする請求項８記載の光源装置。
【請求項１０】
光源としての２組の半導体発光素子と、それら半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、両端が開口した筒状の外管と当該外管の両端に取り付けられた一対の電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、
前記外管内の管軸方向の中央領域には前記回路ユニットの少なくとも一部を内蔵し且つ外表面で光を反射し拡散させる光拡散部材が配置され、当該光拡散部材を挟んで前記管軸方向の両側には主出射方向を前記光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が１組ずつ配置されていると共に、前記光拡散部材が支持具によって支持されていることを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
前記回路ユニットは、前記一部が前記光拡散部材に内蔵されており、残りの部分が前記一対の電源接続部の一方とその電源接続部に最寄の前記半導体発光素子との間に配置されていることを特徴とする請求項１０記載の光源装置。
【請求項１２】
光源としての半導体発光素子と、当該半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、筒状の外管と電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、
前記外管内の管軸方向中央領域には波長変換材料を含む材料からなりブロック状であって入射した光を波長変換した後に放射状に出射する光拡散部材が配置され、当該光拡散部材よりも電源接続部寄りに主出射方向を前記光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が配置され、前記光拡散部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に前記回路ユニットの少なくとも一部が配置されていると共に、前記回路ユニットの前記一部および光拡散部材が共通または別々の支持具によって支持されていることを特徴とする光源装置。
【請求項１３】
前記光拡散部材は中実であって外観形状が球であることを特徴とする請求項１２記載の光源装置。
【請求項１４】
前記半導体発光素子と前記光拡散部材との間には、前記半導体発光素子から出射された光を前記光拡散部材に集光させるレンズが配置されていることを特徴とする請求項１２記載の光源装置。
【請求項１５】
前記半導体発光素子と前記電源接続部との間には、前記光拡散部材と対向する凹形状の反射面によって前記半導体発光素子から出射された光を前記光拡散部材に集光させる凹面反射鏡が配置されていることを特徴とする請求項１２記載の光源装置。
【請求項１６】
前記光拡散部材と前記回路ユニットの前記一部との間には、前記光拡散部材と対向する凹形状の反射面によって前記半導体発光素子から出射された光を前記光拡散部材に集光させる凹面反射鏡が配置されていることを特徴とする請求項１２記載の光源装置。
【請求項１７】
前記半導体発光素子は前記電源接続部の開口側に設けられた台座に搭載されており、前記支持具は一端部が前記台座に固定された筒状部材であって、前記半導体発光素子と前記回路ユニットの前記一部とを接続する電気配線、および、前記電源接続部と前記回路ユニットの前記一部とを接続する電気配線が、それぞれ前記支持具の内部を通して配線されていることを特徴とする請求項１２記載の光源装置。
【請求項１８】
前記回路ユニットは、前記一部が前記光拡散部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配置されており、残りの部分が前記電源接続部と前記半導体発光素子との間に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の光源装置。
【請求項１９】
光源としての２組の半導体発光素子と、それら半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、両端が開口した筒状の外管と当該外管の両端に取り付けられた一対の電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、
前記外管内の管軸方向中央領域には波長変換材料を含む材料からなりブロック状であって入射した光を波長変換した後に放射状に出射する光拡散部材が前記管軸方向に２つ並べて配置され、各光拡散部材と最寄の電源接続部との間には主出射方向を最寄の光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が１組ずつ配置され、前記２つの光拡散部材の間には前記回路ユニットの少なくとも一部が配置されていると共に、前記回路ユニットの前記一部および光拡散部材が共通または別々の支持具によって支持されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２０】
前記回路ユニットは、前記一部が前記２つの光拡散部材の間に配置されており、残りの部分が前記一対の電源接続部の一方とその電源接続部に最寄の前記半導体発光素子との間に配置されていることを特徴とする請求項１９記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体発光素子を光源とする光源装置に関し、特に、高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）の代替品となるＬＥＤ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高輝度ＬＥＤの実用化を契機として、ＬＥＤモジュールを光源とするＬＥＤ光源装置が普及しつつある。その一例として、特許文献１には、白熱電球の代替品となるＬＥＤランプが開示されている。当該ＬＥＤランプは、光源としてのＬＥＤモジュールと当該ＬＥＤモジュールを点灯させるための回路ユニットとが、グローブと口金とを含む外囲器内に格納された構造であって、回路ユニットは、ＬＥＤモジュールから出射される光を妨げないように、ＬＥＤモジュールと口金との間に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１３７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような回路ユニットの配置では、ＬＥＤモジュールから口金に至る熱伝導経路上に回路ユニットが存在することになるため、回路ユニットの電子部品が熱破壊され、ランプの寿命が縮まるおそれがある。【０００５】
特に、ＬＥＤランプを、白熱電球よりも高輝度であるＨＩＤランプの代替品として利用する場合は、ＨＩＤランプと同等の輝度を得るためにＬＥＤの数量を増やす必要がある。そうするとＬＥＤモジュールの発熱量が増大してしまうため、電子部品の熱破壊の問題がより顕著になる。【０００６】
また、ＨＩＤランプは、点光源に近い配光特性を有し、主として外管の管軸方向の中央領域が光る構造であるため、特許文献１に記載のＬＥＤランプのように、グローブ（ＨＩＤランプの外管に相当）の全体が光る構造を採用したのでは、ＨＩＤランプに近似した配光特性を得ることはできない。【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、回路ユニットの電子部品が熱破壊され難く、かつ、主として外管の管軸方向の中央領域が光る光源装置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】
【０００８】
第１発明の一態様に係る光源装置は、光源としての半導体発光素子と、当該半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、筒状の外管と電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、前記外管内の管軸方向の中央領域には外表面で光を反射し拡散させる光拡散部材が配置され、当該光拡散部材よりも電源接続部寄りに主出射方向を前記光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が配置され、前記光拡散部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に前記回路ユニットの少なくとも一部が配置されていると共に、前記回路ユニットの前記一部および光拡散部材が共通または別々の支持具によって支持されていることを特徴とする。【０００９】
また、第１発明の他の一態様に係る光源装置は、光源としての２組の半導体発光素子と、それら半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、両端が開口した筒状の外管と当該外管の両端に取り付けられた一対の電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、前記外管内の管軸方向の中央領域には外表面で光を反射し拡散させる光拡散部材が前記管軸方向に２つ並べて配置され、各光拡散部材と最寄の電源接続部との間には主出射方向を最寄の光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が１組ずつ配置され、前記２つの光拡散部材の間には前記回路ユニットの少なくとも一部が配置されていると共に、前記回路ユニットの前記一部および光拡散部材が共通または別々の支持具によって支持されていることを特徴とする。【００１０】
また、第１発明の別の他の一態様に係る光源装置は、光源としての２組の半導体発光素子と、それら半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、両端が開口した筒状の外管と当該外管の両端に取り付けられた一対の電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、前記外管内の管軸方向の中央領域には前記回路ユニットの少なくとも一部を内蔵し且つ外表面で光を反射し拡散させる光拡散部材が配置され、当該光拡散部材を挟んで前記管軸方向の両側には主出射方向を前記光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が１組ずつ配置されていると共に、前記光拡散部材が支持具によって支持されていることを特徴とする。【００１１】
第２発明の一態様に係る光源装置は、光源としての半導体発光素子と、当該半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、筒状の外管と電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、前記外管内の管軸方向中央領域には波長変換材料を含む材料からなりブロック状であって入射した光を波長変換した後に放射状に出射する光拡散部材が配置され、当該光拡散部材よりも電源接続部寄りに主出射方向を前記光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が配置され、前記光拡散部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に前記回路ユニットの少なくとも一部が配置されていると共に、前記回路ユニットの前記一部および光拡散部材が共通または別々の支持具によって支持されていることを特徴とする。【００１２】
また、第２発明の他の一態様に係る光源装置は、光源としての２組の半導体発光素子と、それら半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、両端が開口した筒状の外管と当該外管の両端に取り付けられた一対の電源接続部とを含む外囲器内に格納された光源装置であって、前記外管内の管軸方向中央領域には波長変換材料を含む材料からなりブロック状であって入射した光を波長変換した後に放射状に出射する光拡散部材が前記管軸方向に２つ並べて配置され、各光拡散部材と最寄の電源接続部との間には主出射方向を最寄の光拡散部材に向けた状態で前記半導体発光素子が１組ずつ配置され、前記２つの光拡散部材の間には前記回路ユニットの少なくとも一部が配置されていると共に、前記回路ユニットの前記一部および光拡散部材が共通または別々の支持具によって支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明に係る光源装置は、光拡散部材よりも電源接続部寄りに半導体発光素子が配置され、前記光拡散部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に回路ユニットの少なくとも一部が配置されているため、半導体発光素子から電源接続部に至る熱伝導経路上に回路ユニットの前記一部が存在することにならず、前記一部を構成する電子部品が熱破壊され難い。したがって、光源装置が長寿命である。【００１４】
また、外管内の管軸方向の中央領域には外表面で光を反射し拡散させる光拡散部材が配置されており、主出射方向を前記光拡散部材に向けた状態で半導体発光素子が配置されているため、半導体発光素子から出射された光は外管内の管軸方向の中央領域で拡散され、管軸方向の中央領域が主として光ることになる。したがって、ＨＩＤランプに近似した配光特性を有する。【００１５】
第２発明に係る光源装置は、光拡散部材よりも電源接続部寄りに半導体発光素子が配置され、前記光拡散部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に回路ユニットの少なくとも一部が配置されている構成であるため、前記半導体発光素子から前記電源接続部に至る熱伝導経路上に前記回路ユニットの前記一部が存在することにならず、前記一部を構成する電子部品が熱破壊され難い。したがって、光源装置が長寿命である。【００１６】
また、入射した光を放射状に出射する光拡散部材が外管内の管軸方向中央領域に配置され、半導体発光素子が主出射方向を前記光拡散部材に向けた状態で配置されている構成であるため、前記半導体発光素子から出射された光が前記外管内の管軸方向中央領域から放射状に放出される。したがって、ＨＩＤランプに近似した配光特性を有する。【００１７】
さらに、光拡散部材が波長変換材料を含む材料で形成され、入射した光を波長変換した後に出射する構成であるため、半導体発光素子から出射された光とは異なる色の光を外管の外部へ取り出すことができる。したがって、波長変換の態様の調整により光拡散部材から放出される光の色を適宜設定することができ、特定の光色の半導体発光素子を共通の部品として使用しながら、光色の異なる様々な種類の光源装置を製造することができるため、光源装置の低コスト化に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１発明の第１の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図
【図３】外管の中心および外管の管軸方向の中央領域を説明するための図
【図４】第１発明の第２の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図５】第１発明の第３の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図６】第１発明の第４の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図７】第１発明の第５の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図８】第１発明の第６の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図９】第２発明の第１の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図１０】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図
【図１１】光拡散部材による光拡散を説明するための模式図
【図１２】第２発明の第２の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図１３】第２発明の第３の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図１４】第２発明の第４の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【図１５】第２発明の第５の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜＜第１発明＞＞
以下、第１発明の実施形態に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
＜第１発明の第１の実施形態＞
［概略構成］
図１は、第１発明の第１の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
【００２１】
図１に示すように、第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１は、ＨＩＤランプの代替品となるＬＥＤランプであって、光源としてのＬＥＤモジュール１０と、ＬＥＤモジュール１０が搭載された台座２０と、ＬＥＤモジュール１０を覆う外管３０と、ＬＥＤモジュール１０を発光させるための回路ユニット４０と、ＬＥＤモジュール１０から出射された光を拡散させるための光拡散部材５０と、回路ユニット４０と電気的に接続された電源接続部としての口金６０とを備える。
【００２２】
別の表現をすれば、光源装置１は、ＬＥＤモジュール１０と回路ユニット４０とが、台座２０と外管３０と口金６０とで構成される外囲器２内に格納された構造であって、外管３０内の管軸方向の中央領域には外表面５１で光を反射し拡散させる光拡散部材５０が配置され、当該光拡散部材５０よりも口金６０側に主出射方向を光拡散部材５０に向けた状態でＬＥＤモジュール１０が配置され、光拡散部材５０を挟んでＬＥＤモジュール１０とは反対側に回路ユニット４０が配置されていると共に、回路ユニット４０および光拡散部材５０が一対の支持具７０によって支持されている。
【００２３】
［各部構成］
（１）ＬＥＤモジュール
ＬＥＤモジュール１０は、実装基板１１と、実装基板１１の表面に実装された光源としての複数の半導体発光素子１２（以下、ＬＥＤ１２という）と、それらＬＥＤ１２を被覆するように実装基板１１上に設けられた封止体１３とを有する。封止体１３は、主として透光性材料からなるが、ＬＥＤ１２から発せられた光の波長を所定の波長へと変換する必要がある場合には、前記透光性材料に光の波長を変換する波長変換材料が混入される。透光性材料としては、例えばシリコーン樹脂を利用することができ、波長変換材料としては、例えば蛍光体粒子を利用することができる。
【００２４】
本実施形態では、青色光を出射するＬＥＤ１２と、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体粒子が混入された透光性材料によって形成された封止体１３とが利用されており、ＬＥＤ１２から出射された青色光の一部が封止体１３によって黄色光に波長変換され、未変換の青色光と変換後の黄色光との混色により生成される白色光がＬＥＤモジュール１０から出射される。
【００２５】
（２）台座
台座２０は、一端側が開口し他端側が閉塞した有底筒状であって、円筒状の筒体２１と、当該筒体２１に延設されており筒体２１の回路ユニット４０側の開口を塞ぐ円板状の蓋体２２とを有する。台座２０の回路ユニット４０側の端部の外周縁には、外管３０の開口側端部３１が嵌め込まれる円環状の凹入部２３が設けられており、当該凹入部２３に外管３０の開口側端部３１を嵌め込んで接着剤３で固定することによって、台座２０と外管３０とが接合されている。また、台座２０の回路ユニット４０とは反対側の端部には口金６０が外嵌されており、これによって筒体２１の回路ユニット４０とは反対側の開口が塞がれている。
【００２６】
蓋体２２の回路ユニット４０側の主面２５上には、ＬＥＤモジュール１０が、その主出射方向を光拡散部材５０に向けた姿勢で搭載されている。ＬＥＤモジュール１０を台座２０へ搭載する方法としては、例えば、ネジ、接着剤、係合構造を利用することが考えられる。点灯時のＬＥＤ１２で発生する熱は、台座２０を介して口金６０へと伝えられ、口金６０から照明器具（不図示）へと伝えられる。
【００２７】
（３）外管
外管３０は、一端側が開口し他端側が閉塞した有底筒状であって、円筒状の筒部３２と、当該筒部３２に延設された半球状の頂部３３とを有する。外管３０の形状（タイプ）は特に限定されるものではないが、本実施形態では直管形のＨＩＤランプの外管を模したストレートタイプの外管３０が利用されている。なお、外管３０は、一端側が開口し他端側が閉塞した有底筒状に限定されず、両端が開口した筒状であっても良い。
【００２８】
本実施形態では、外管３０は無色透明であって、例えばガラス、セラミック、樹脂等の透光性材料で形成されている。外管３０の内面３４に入射した光は、拡散されることなく外管３０を透過し外部へ取り出される。なお、外管３０は無色透明である必要はなく有色透明であっても良い。また、外管３０の内面３４に例えばシリカや白色顔料等による拡散処理を施して、ＬＥＤモジュール１０から発せられた光が拡散される構成としても良い。
【００２９】
（４）回路ユニット
回路ユニット４０は、円板状の回路基板４１と、当該回路基板４１に実装された各種の電子部品４２，４３とを有し、各電子部品４２，４３は回路基板４１における口金６０とは反対側に配置されている。なお、図面では一部の電子部品にのみ符号を付しており、符号を付していない電子部品も存在する。
【００３０】
回路ユニット４０は、一対の支持具７０によって支持された状態で外管３０の頂部３３内に配置されている。回路基板４１は、一対の支持具７０のそれぞれの一端部に回路基板４１を接着することによって、支持具７０に固定されている。なお、支持具７０へ回路ユニット４０を固定する方法は上記に限定されず、ネジや係合構造を利用した方法であっても良い。
【００３１】
回路ユニット４０がＬＥＤモジュール１０から最も遠い外管３０の頂部３３内に配置されているため、ＬＥＤ１２の熱が回路ユニット４０に伝わり難く、回路ユニット４０の電子部品４２，４３が熱破壊され難い。
【００３２】
図１に示すように、回路基板４１はその主面がランプ軸Ｚと直交する姿勢とされており、かつ、外管３０の頂部３３が半球状である場合は、背の高い電子部品４３を回路基板４１と外管３０との隙間が比較的広いランプ軸Ｚに近い領域に配置し、背の低い電子部品４２を回路基板４１と外管３０との隙間が比較的狭いランプ軸Ｚから遠い領域に配置することが好ましい。この構成により、回路ユニット４０を外管３０の頂部３３内によりコンパクトに格納することができ、回路ユニット４０をＬＥＤモジュール１０からより遠ざけることができるため、回路ユニット４０の電子部品４２，４３がより熱破壊され難い。
【００３３】
（５）光拡散部材
光拡散部材５０は、外表面５１の少なくとも一部に光を反射し拡散させる反射領域を有するブロック状の部材であって、外管３０内に配置されている。本実施形態では、光拡散部材５０の外観形状は正二十面体であって、外表面５１の全体が反射領域となっている。
【００３４】
なお、光拡散部材５０の外観形状は、外表面５１で光を反射し拡散できる形状であれば正二十面体に限定されない。例えば、正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体等の正二十面体以外の正多面体であっても良い。
【００３５】
また、光拡散部材５０の外観形状は、正多面体に限定されず、切頂四面体、切頂六面体、切頂八面体、切頂十二面体、切頂二十面体、斜方二十・十二面体、斜方切頂立方八面体、斜方切頂二十・十二面体、斜方立方八面体、変形立方体および変形十二面体等の半正多面体でも良い。
【００３６】
さらに、光拡散部材５０の外観形状は、半正多面体に限定されず、正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体および正二十面体等の正多面体でも良い。さらに、多面体は、立方八面体、二十・十二面体、十二・十二面体、大二十・十二面体、小二重三角二十・十二面体、二重三角十二・十二面体、大二重三角二十・十二面体、四面半六面体、八面半八面体、立方半八面体および小二十面半十二面体等の準正多面体でも良い。
【００３７】
さらに、光拡散部材５０の外観形状は、小星型十二面体、大十二面体、大星型十二面体および大二十面体等の星型正多面体でも良い。さらに、光拡散部材５０の外観形状は、小立方立方八面体、大立方立方八面体、立方切頂立方八面体、一様大斜方立方八面体、小斜方六面体、大切頂立方八面体、大斜方六面体、小二十・二十・十二面体、小変形二十・二十・十二面体、小十二・二十・十二面体、切頂大十二面体、斜方十二・十二面体、切頂大二十面体、小星型切頂十二面体、大星型切頂十二面体、大二重斜方二十・十二面体および大二重変形二重斜方十二面体等の一様多面体でも良い。
【００３８】
さらに、光拡散部材５０の外観形状は、アルキメデス双対、デルタ多面体、ジョンソンの立体、星型多面体、ゾーン多面体、平行多面体、等面菱形多面体、複合多面体、複合体、穿孔多面体、ダ・ヴィンチの星、正四面体リングおよびねじれ正多面体等でも良い。
【００３９】
なお、光拡散部材５０で光を各方向に均一に反射させるためには、光拡散部材５０の外観形状が、正多面体、半多面体、準多面体または球であることが好ましい。また、光拡散部材５０で光を様々な方向へ向けて反射させるためには、光拡散部材５０の外観形状が、球または所望の配光を得ることのできる面をもった多面体であることが好ましい。また、光拡散部材５０は、外表面５１の全体が反射領域である必要はなく、外表面５１の一部のみが反射領域となっていても良い。例えばＬＥＤモジュール１０と対向する部分だけを反射領域とすることが考えられる。
【００４０】
光拡散部材５０は、例えばポリカーボネート等の樹脂材料で形成することができ、外表面５１の全体に鏡面処理を施すことによって外表面５１の全体を反射領域にすることができる。なお、光拡散部材５０を形成する材料は樹脂材料に限定されず、アルミニウム等の金属や、ガラスであっても良い。また、光拡散部材５０は本実施形態のように中実であっても良く、軽量化のために中空とされていても良い。
【００４１】
光拡散部材５０は、外管３０内におけるＬＥＤモジュール１０と回路ユニット４０との間に配置されており、ＬＥＤモジュール１０の主出射方向は光拡散部材５０に向けられている。ＬＥＤモジュール１０から出射された光は、主として光拡散部材５０の外表面５１に入射し、当該外表面５１によって様々な方向に向け反射される。
【００４２】
図２に示すように、ＬＥＤモジュール１０の封止体１３は、光源装置１を平面視したときに（光源装置１を口金６０とは反対側からランプ軸Ｚに沿った方向に見たときに、すなわち図２において紙面上方から下方を見たときに）、光拡散部材５０の真下に位置し、封止体１３は光拡散部材５０によって完全に覆われる。したがって、ＬＥＤモジュール１０から主出射方向に出射された光（図２において真上に出射された光）が光拡散部材５０の外表面５１に効率良く入射する。また、ＬＥＤモジュール１０から主出射方向に出射された光は、光拡散部材５０で遮られて回路ユニット４０にまで到達しないため、回路ユニット４０で吸収されることもない。
【００４３】
図３は、外管の中心および外管の管軸方向の中央領域を説明するための図である。光拡散部材５０は、外管３０内の管軸方向の中央領域に、光源装置１の光中心となる光拡散部材５０の中心Ｏ（本実施形態では正二十面体の中心。図１参照。）と外管３０の中心Ｍ（図３参照）とが一致した状態で配置されている。なお、本実施形態では、ランプ軸Ｚと外管３０の管軸Ｊとが一致している。
【００４４】
ここで、外管３０の中心Ｍとは、外管３０の開口側端面３５を含む平面と外管３０の管軸Ｊとの交点を点Ｐとし、外管３０の頂部３３の外面３６と外管３０の管軸Ｊとの交点を点Ｑとした場合の、点Ｐと点Ｑとの中間点である。また、外管３０内の管軸方向の中央領域とは、外管３０の長さ（点Ｐと点Ｑとの距離と同じ）をＬとした場合に、外管３０の中心Ｍから、管軸Ｊに沿って、点Ｐおよび点Ｑのそれぞれの方向にＬの２５％（Ｌ／４）ずつ離れた、点Ｒと点Ｓとの間に相当する領域（図３において格子状のハッチングを付した領域）である。
【００４５】
なお、光拡散部材５０は、その中心Ｏが必ずしも外管３０の中心Ｍと一致している必要はないが、少なくとも中心Ｏが外管３０の管軸方向の中央領域に存在することが好ましく、光拡散部材５０の全体が管軸方向の中央領域に収まっていることがより好ましい。
【００４６】
図１に戻って、光拡散部材５０は、一対の支持具７０の間に、それら支持具７０によって支持された状態で配置されている。光拡散部材５０の外表面５１には、一対の支持具７０に係合させるための２条の係合溝５２，５３が、ランプ軸Ｚ沿って形成されており、それら係合溝５２，５３に各支持具７０の一部分を係合させた状態で、それら係合部に接着剤を流し込むことによって、光拡散部材５０が一対の支持具７０に固定されている。係合構造および接着剤を利用して２箇所で固定しているため、光拡散部材５０は一対の支持具７０から外れ難い。なお、一対の支持具７０に対する光拡散部材５０の固定方法は上記に限定されず、ネジなどを利用したものであっても良い。
【００４７】
（６）口金
口金６０は、光源装置１が照明器具に取り付けられ点灯された際に、照明器具のソケットから電力を受けるためのものである。口金６０の種類は、特に限定されるものではないが、ここではエジソンタイプであるＥ２６口金が使用されている。口金６０は、筒状であって周面が雄ネジとなっているシェル部６１と、シェル部６１に絶縁材料６２を介して装着されたアイレット部６３とを有する。
【００４８】
（７）支持具
各支持具７０は、例えば、ガラス製、金属製または樹脂製の円筒状であって、それぞれの一端部が回路ユニット４０に固定され、それぞれの他端部が台座２０の蓋体２２に設けられた貫通孔２６，２７に差し込まれた状態で、蓋体２２に接着されている。
【００４９】
図２に示すように、一対の支持具７０は、ランプ軸Ｚを中心として、ＬＥＤモジュール１０を挟んで両側に配置されている。そのため、それら支持具７０がＬＥＤモジュール１０から出射される光の妨げになり難いと共に、回路ユニット４０および光拡散部材５０をバランス良く支持することができる。なお、支持具７０は必ずしも２本である必要はなく、１本でも良いし、３本以上であっても良い。また、本実施形態では、回路ユニット４０と光拡散部材５０とを共通の支持具７０で支持しているが、回路ユニット４０を支持する支持具と光拡散部材５０を支持する支持具とが別々の支持具であっても良い。
【００５０】
なお、支持具７０を透明の材料で形成することによって、ＬＥＤ１２から出射された光が支持具７０によって妨げられ難い構成とすることができる。一方、支持具７０を不透明な材料で形成する場合は、例えば支持具７０の外表面を鏡面処理するなどして光反射率を向上させ、支持具７０によって出射光が吸収され難い構成とすることが考えられる。
【００５１】
また、支持具７０は、円筒状ではなく角筒状など他の筒状であっても良い。さらに、筒状ではなく円柱や角柱など柱状であっても良い。支持具７０が柱状である場合は、後述する電気配線４４〜４７を支持具７０に巻き付けたり、沿わせたりすることが考えられる。
【００５２】
回路ユニット４０の出力端子とＬＥＤモジュール１０の入力端子とは、電気配線４４，４５によって電気的に接続されている。電気配線４４，４５は、回路ユニット４０から一方の支持具７０の内部を通って、台座２０の蓋体２２よりも口金６０側へ導出されており、さらに蓋体２２に設けられた貫通孔２８を通ってＬＥＤモジュール１０と接続されている。
【００５３】
回路ユニット４０の入力端子と口金６０とは、電気配線４６，４７によって電気的に接続されている。電気配線４６，４７は、回路ユニット４０から他方の支持具７０の内部を通って、台座２０の蓋体２２よりも口金６０側へ導出されている。さらに、電気配線４６は、台座２０の筒体２１に設けられた貫通孔２９を通って、口金６０のシェル部６１と接続されている。また、電気配線４７は、筒体２１の口金６０側の開口２４を通って、口金６０のアイレット部６３と接続されている。
【００５４】
なお、本実施形態では、電気配線４４〜４７として、絶縁被覆されたリード線が利用されている。
【００５５】
支持具７０を用いる代わりに、電気配線４４〜４７の線径を太くすることによって、それら電気配線４４〜４７で回路ユニット４０および光拡散部材５０を支持しても良い。その場合は、電気配線４４〜４７に回路ユニット４０および光拡散部材５０が固定される。このように、電気配線４４〜４７を支持具として利用することもできる。
【００５６】
［ＬＥＤから出射される光の光路］
本実施形態では、光拡散部材５０の外表面５１の全体が反射面であって、ＬＥＤモジュール１０からの出射光は外表面５１を構成する複数の面（本実施形態の場合は正二十面体であるため２０面）によって様々な方向に反射され、この反射によって拡散される。
【００５７】
例えば、ＬＥＤモジュール１０から回路ユニット４０に向けて出射された光Ｌ１は、光拡散部材５０の外表面５１のある面で反射され、口金６０側に向かう。また、例えば、ＬＥＤモジュール１０から、別の角度で回路ユニット４０に向けて出射された光Ｌ２は、光拡散部材５０の外表面５１の別の面で反射され、ランプ軸Ｚと直交する方向に向かう。また、例えば、ＬＥＤモジュール１０から、光拡散部材５０の存在しない方向に向けて出射された光Ｌ３は、光拡散部材５０の外表面５１に入射することなく、その横を通り過ぎて口金６０とは反対側に向かう。
【００５８】
このように、それぞれ異なる方向に向かった光Ｌ１〜Ｌ３は、外管３０を透過して外部へ取り出される。この場合、それら光Ｌ１〜Ｌ３は、あたかも光拡散部材５０から出射されたかのごとく、光拡散部材５０を中心として放射状に出射されるため、ＨＩＤランプに近似した配光特性を得ることができる。
【００５９】
［放熱経路］
本実施形態では、回路ユニット４０が光拡散部材５０を挟んでＬＥＤモジュール１０とは反対側に配置されているため、例えば、ＬＥＤ１２の数量を増やしたりＬＥＤ１２への投入電流を高めたりすることができる。ＬＥＤ１２の数量を増やしたりＬＥＤ１２への投入電流を高めたりすると、ＬＥＤモジュール１０の発熱量が増加するが、ＬＥＤモジュール１０と口金６０との間に回路ユニット４０が存在していなければ、ＬＥＤモジュール１０と口金６０との距離を短くすることができ、それによってＬＥＤモジュール１０から口金６０へ熱が効率良く伝わるからである。
【００６０】
また、ＬＥＤ１２で発生した熱が台座２０に残留し、台座２０の温度が上昇したとしても、回路ユニット４０がＬＥＤモジュール１０に対して口金６０とは反対側であって外管３０の内部に格納されているため、回路ユニット４０に作用する熱負荷は小さい。したがって、台座２０の温度を下げるために新たにヒートシンク等の放熱手段を設ける必要がなく、ヒートシンク等によって光源装置１が大型化しない。
【００６１】
さらに、回路ユニット４０を外管３０内に格納することで、ＬＥＤモジュール１０と口金６０との間に回路ユニット４０を格納するためのスペースを確保する必要がなくなるため、台座２０を小型化することができる。この場合、小型化したことによって台座２０で温度上昇が生じるが、上述したように、ＬＥＤモジュール１０と口金６０との間に回路ユニット４０が存在しないため、回路ユニット４０への熱の影響は少ない。
【００６２】
［その他］
本実施形態では、外管３０内に回路ユニット４０が格納されているため、台座２０と口金６０との間に回路ユニット４０を格納するスペースが不要であり、台座２０を小型化することが可能であるため、光源装置１をＨＩＤランプに近似した形状および大きさにすることができる。これにより、従来の照明器具への装着適合率を向上させることができる。さらに、台座２０が小型化すれば、光源装置１を大型化を伴わずに外管３０を大型化させることができるため、外管３０内における回路ユニット４０を格納するスペースを十分に確保することができる。
【００６３】
＜第１発明の第２の実施形態＞
第１発明の第２の実施形態に係る光源装置は、ＬＥＤモジュールと光拡散部材との間に、前記ＬＥＤモジュールから出射された光を前記光拡散部材に集光させるレンズが配置されている点において、第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と相違する。その他の構成については基本的に第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１発明の第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第１発明の第１の実施形態と同じ符号を用いる。
【００６４】
図４は、第１発明の第２の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図４に示すように、第１発明の第２の実施形態に係る光源装置１００は、ＬＥＤモジュール１０、台座２０、外管３０、回路ユニット４０、光拡散部材５０、口金６０、および、支持具７０を備え、ＬＥＤモジュール１０と光拡散部材５０との間にレンズ１０１が配置されている。
【００６５】
レンズ１０１は、ＬＥＤモジュール１０から出射された光を光拡散部材５０の外表面５１に集めるためのレンズであって、本実施形態では両面凸レンズである。レンズ１０１によって、ＬＥＤモジュール１０から出射された光はランプ軸Ｚと平行な平行光に変えられる。なお、レンズ１０１は、両面凸レンズに限定されず、片面凸レンズ等であっても良い。また、レンズ１０１は、ＬＥＤモジュール１０から出射された光をランプ軸Ｚと平行な平行光に変えるレンズに限定されず、光拡散部材５０の外表面５１に光を集められるようなレンズであれば良い。
【００６６】
本実施形態のような構成とすれば、本来であれば二点鎖線で示すように光拡散部材５０の外表面５１に入射しない角度で出射された光Ｌ４を、レンズ１０１によって向きを変えて外表面５１に入射させることができる。したがって、より多くの光を光拡散部材５０に集めることができ、より多くの光を光拡散部材５０の外表面５１で拡散させることができる。また、口金６０側に向かう光の量が増加するため、照明器具の反射鏡（不図示）等に効率良く光を集めることができる。
【００６７】
＜第１発明の第３の実施形態＞
第１発明の第３の実施形態に係る光源装置は、ＬＥＤモジュールと口金との間に、光拡散部材と対向する凹形状の反射面によって前記ＬＥＤモジュールから出射された光を前記光拡散部材に集光させる凹面反射鏡が配置されている点において、第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と相違する。その他の構成については基本的に第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１発明の第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第１発明の第１の実施形態と同じ符号を用いる。
【００６８】
図５は、第１発明の第３の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図５に示すように、第１発明の第３の実施形態に係る光源装置２００は、ＬＥＤモジュール１０、台座２０、外管３０、回路ユニット４０、光拡散部材５０、口金６０、および、支持具７０を備え、ＬＥＤモジュール１０と口金６０との間に凹面反射鏡２０１が配置されている。
【００６９】
凹面反射鏡２０１は、凹形状の反射面２０２を有し、反射面２０２を光拡散部材５０に向けるようにして台座２０の蓋体２２の回路ユニット４０側の主面２５に取り付けられている。反射面２０２の中央領域には、ＬＥＤモジュール１０が搭載されており、ＬＥＤモジュール１０から反射面２０２に入射した光は光拡散部材５０の外表面５１に集光される。
【００７０】
凹面反射鏡２０１には、台座２０の貫通孔２６，２７と対応する位置に、支持具７０を貫通させるための貫通孔２０３，２０４が設けられていると共に、台座２０の貫通孔２８と対応する位置に、電気配線４４，４５を通すための貫通孔２０５が設けられている。
【００７１】
本実施形態のような構成とすれば、本来であれば二点鎖線で示すような側方（主出射方向と直交する方向もしくはそれに近い方向）に向けて出射された光Ｌ５を、凹面反射鏡２０１の反射面２０２によって向きを変えて外表面５１に入射させることができる。したがって、より多くの光を光拡散部材５０に集めることができ、より多くの光を光拡散部材５０の外表面５１によって拡散させることができる。また、本来であれば二点鎖線で示すように外管３０の開口側端部３１から取り出されるはずであった光を、一旦光拡散部材５０に集めて外管３０の管軸方向の中央領域から取り出すことができる。
【００７２】
＜第１発明の第４の実施形態＞
第１発明の第４の実施形態に係る光源装置は、光拡散部材と回路ユニットとの間に、前記光拡散部材と対向する凹形状の反射面によってＬＥＤから出射された光を前記光拡散部材に集光させる凹面反射鏡が配置されている点において、第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と相違する。その他の構成については基本的に第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１発明の第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第１発明の第１の実施形態と同じ符号を用いる。
【００７３】
図６は、第１発明の第４の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図６に示すように、第１発明の第４の実施形態に係る光源装置３００は、ＬＥＤモジュール１０、台座２０、外管３０、回路ユニット４０、光拡散部材３５０、口金６０、および、支持具７０を備え、光拡散部材３５０と回路ユニット４０との間に凹面反射鏡３０１が配置されている。
【００７４】
凹面反射鏡３０１は、凹形状の反射面３０２を有し、反射面３０２を光拡散部材３５０に向けるようにして、回路ユニット４０の回路基板４１の口金６０側の主面に接着剤により固定されている。また、凹面反射鏡３０１には、支持具７０を貫通させるための貫通孔３０３，３０４が設けられており、支持具７０はそれら貫通孔３０３，３０４を貫通し、回路ユニット４０の回路基板４１に接着されている。
【００７５】
反射面３０２は、ランプ軸Ｚに沿った方向からみて、回路ユニット４０の回路基板４１よりも大きく、ＬＥＤモジュール１０から回路基板４１へ向かった光Ｌ６は、反射面３０２に入射し、反射面３０２によって光拡散部材５０の外表面３５１に集められる。
【００７６】
光拡散部材３５０は、第１発明の第１の実施形態に係る光拡散部材５０よりもひと回りサイズが小さく、ＬＥＤモジュール１０から出射される光の一部が、光拡散部材３５０の外表面３５１に入射せずに凹面反射鏡３０１の反射面３０２に入射し易くなっている。なお、光拡散部材３５０には第１発明の第１の実施形態に係る光拡散部材５０のような係合溝５２，５３は形成されておらず、光拡散部材３５０は、外表面３５１上の２箇所において接着剤３５２，３５３で一対の支持具７０に固定されている。
【００７７】
本実施形態のような構成とすれば、ＬＥＤモジュール１０から出射され、光拡散部材３５０の外表面３５１に入射せずに凹面反射鏡３０１の反射面３０２に向かった光Ｌ６を、反射面３０２で反射させて、光拡散部材３５０の外表面３５１におけるＬＥＤモジュール１０とは反対側の反射領域に入射させることができる。したがって、光拡散部材３５０の外表面３５１におけるＬＥＤモジュール１０とは反対側の反射領域をより光らせることができ、その結果、光拡散部材５０を中心とした放射状に光を拡散させることができるため、よりＨＩＤランプに近似した配光特性を得ることができる。
【００７８】
＜第１発明の第５の実施形態＞
第１発明の第５の実施形態に係る光源装置は、光源装置が両口金形タイプである点、および、光拡散部材が回路ユニットを挟んで２つ配置されている点において、第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と大きく相違する。以下では、第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と大きく相異する点についてのみ詳細に説明し、共通する点については説明を省略するか若しくは簡単に説明する。
【００７９】
［概略構成］
図７は、第１発明の第５の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図７に示すように、第１発明の第５の実施形態に係る光源装置４００は、両口金形のＨＩＤランプの代替品となるＬＥＤランプであって、光源としての一対のＬＥＤモジュール４１０と、それらＬＥＤモジュール４１０が搭載された一対の台座４２０と、それら台座４２０が両端に設けられた外管４３０と、それらＬＥＤモジュール４１０を発光させるための回路ユニット４４０と、それらＬＥＤモジュール４１０に対向配置された一対の光拡散部材４５０と、回路ユニット４４０と電気的に接続された一対の電源接続部としての口金４６０とを備える。
【００８０】
別の表現によれば、光源装置４００は、光源としての一対のＬＥＤモジュール４１０と、それらＬＥＤモジュール４１０を発光させるための回路ユニット４４０とが、両端が開口した筒状の外管４３０と当該外管４３０の両端に取り付けられた一対の口金４６０とで構成される外囲器４０１内に格納された構成を有し、外管４３０内の管軸方向の中央領域には外表面４５１で光を反射し拡散させる光拡散部材４５０が前記管軸方向に２つ並べて配置され、各光拡散部材４５０と最寄の口金４６０との間には主出射方向を最寄の光拡散部材４５０に向けた状態でＬＥＤモジュール４１０が１つずつ配置され、前記２つの光拡散部材４５０の間には回路ユニット４４０が１つ配置されていると共に、回路ユニット４４０および光拡散部材４５０が２本の支持具４７０によって支持されている。
【００８１】
［各部構成］
（１）ＬＥＤモジュール
各ＬＥＤモジュール４１０の構成は、第１発明の第１の実施形態に係るＬＥＤモジュール１０と略同じであって、実装基板４１１と、実装基板４１１の表面に実装された光源としての複数のＬＥＤ４１２（一組のＬＥＤ）と、それらＬＥＤ４１２を被覆するように実装基板４１１上に設けられた封止体４１３とを有する。本実施形態でも、青色光を出射するＬＥＤ４１２と、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体粒子が混入された透光性材料で形成された封止体４１３とが利用されており、ＬＥＤモジュール４１０からは白色光が出射される。
【００８２】
（２）台座
各台座４２０は、一端が開口し他端が閉塞した有低筒状であって、両側が開口した円筒状の筒体４２１と、当該筒体４２１に延設されており回路ユニット４４０側の開口を塞ぐ円板状の蓋体４２２とを有する。各台座４２０の回路ユニット４４０側の端部の外周縁には、外管４３０の端部４３１を嵌め込むための円環状の凹入部４２３が設けられており、凹入部４２３に端部４３１を嵌め込み接着剤で固定することによって、外管４３０の両方の端部４３１に一対の台座４００が取り付けられている。
【００８３】
各台座４２０の回路ユニット４４０側の開口４２４には、口金４６０の一端部が差し込まれており、当該口金４６０は、接着剤、ネジ、係合構造などによって台座４２０に固定されている。また、各台座４２０の蓋体４２２の回路ユニット４４０側の主面４２５には、それぞれＬＥＤモジュール４１０が、主出射方向がランプ軸Ｚと平行になる姿勢で搭載されている。
【００８４】
（３）外管
外管４３０は、両端側が開口した筒状である。外管４３０の形状（タイプ）は特に限定されるものではないが、本実施形態では直管形のＨＩＤランプの外管を模したストレートタイプの外管４３０が利用されている。また、本実施形態では、外管４３０は無色透明であって、外管４３０の内面４３２に入射した光は、拡散されることなく外管４３０を透過し外部へ取り出される。本実施形態では、ランプ軸Ｚと外管４３０の管軸（不図示）とが一致している。なお、外管４３０は無色透明である必要はなく有色透明であっても良い。また、外管４３０の内面４３２に例えばシリカや白色顔料等による拡散処理を施して、ＬＥＤモジュール４１０から発せられた光が拡散される構成としても良い。
【００８５】
（４）回路ユニット
回路ユニット４４０は、円板状の回路基板４４１と、当該回路基板４４１に実装された各種の電子部品４４２，４４３とを有し、各電子部品４４２，４４３は、回路基板４４１の両主面４４４，４４５側に分散して配置されている。なお、図面では電子部品の一部にのみ符号を付しているが、符号を付したもの以外にも電子部品は存在する。
【００８６】
回路ユニット４４０は、外管４３０内の管軸方向の中央領域に配置されている。管軸方向の中央領域については第１発明の第１の実施形態で説明した内容に準ずる。
【００８７】
回路ユニット４４０は、２本の支持具４７０によって両主面４４４，４４５側から支持されており、一方の主面４４４には一方の支持具４７０の先端部が接着され、他方の主面４４５には他方の支持具４７０の先端部が接着されている。したがって、回路ユニット４４０は、２本の支持具４７０によってランプ軸Ｚ方向両側から支持された状態にある。なお、回路ユニット４４０を支持する支持具４７０の本数は２本に限定されず、１本または３本以上であっても良い。また、支持具４７０への回路ユニット４４０の固定方法は接着に限定されず、ネジや係合構造を利用した方法であっても良い。
【００８８】
（５）光拡散部材
各光拡散部材４５０は、外表面４５１の少なくとも一部に光を反射し拡散させる反射領域を有するブロック状の部材であって、回路ユニット４４０を挟んでランプ軸Ｚ方向両側に配置されている。本実施形態では、光拡散部材４５０の外観形状は正二十面体であって、外表面４５１の全体が反射領域となっている。なお、光拡散部材４５０の外観形状は、外表面４５１で光を反射し拡散できる形状であれば正二十面体に限定されない。各ＬＥＤモジュール１０から出射された光は、主として最寄の光拡散部材４５０の外表面４５１に入射し、その外表面４５１で反射されて様々な方向に出射される。
【００８９】
各光拡散部材４５０は、それぞれが１本の支持具４７０で支持された状態で、いずれもが外管４３０内の管軸方向の中央領域に配置されている。なお、各光拡散部材４５０は、それぞれの中心Ｏが外管４３０の管軸方向の中央領域内に存在することが好ましく、両方の光拡散部材４５０の全体が管軸方向の中央領域内に収まっていることがより好ましい。また、各光拡散部材４５０を支持する支持具４７０は１本に限定されず、２本以上であっても良い。さらに、各光拡散部材４５０は、回路ユニット４４０を支持する支持具４７０とは別の支持具により支持されていても良い。
【００９０】
各光拡散部材４５０の外表面４５１には、支持具４７０と嵌合させるための１条の係合溝４５２が、ランプ軸Ｚ沿って形成されており、各光拡散部材４５０の係合溝４５２に支持具４７０の一部分を嵌め込んで接着剤で固定することにより、各光拡散部材４５０がそれぞれ異なる支持具４７０によって支持されている。なお、支持具４７０への光拡散部材４５０の固定方法は接着に限定されず、ネジや係合構造を利用した方法であっても良い。
【００９１】
（６）口金
口金４６０は、光源装置４００が照明器具に取り付けられて点灯された際に、照明器具のソケットから電力を受けるためのものである。口金４６０の種類は、特に限定されるものではないが、本実施形態ではピンタイプであるＦＣ２口金が使用されている。口金４６０は、端子板４６１に金属端子棒４６２を取り付けたものであって、端子板４６１の回路ユニット４４０側には回路ユニット４４０の入力端子と電気的に接続される接続端子４６３が設けられている。
【００９２】
（７）支持具
各支持具４７０は、例えば、ガラス製、金属製または樹脂製のストレート管であって、回路ユニット４４０に接着されている一端部とは反対側の他端部が、台座４２０の蓋体４２２に設けられた貫通孔４２６に差し込まれた状態で蓋体４２２に接着されている。それら支持具４７０は、ランプ軸Ｚと平行であって、かつ、２本の支持具４７０が１本の仮想軸上を通るような姿勢で配置されている。
【００９３】
回路ユニット４４０の出力端子とＬＥＤモジュール４１０の入力端子とを電気的に接続する一対の電気配線４４４，４４５は、ＬＥＤモジュール４１０の数に対応して２組存在しており、それら電気配線４４４，４４５は、各組ごと異なる支持具４７０の内部を通って、それぞれ異なる台座４２０側へと導出されており、さらにそれら台座４２０の蓋体４２２に設けられた貫通孔４２７を通って、それぞれ異なるＬＥＤモジュール４１０に接続されている。
【００９４】
回路ユニット４４０の入力端子と各口金４６０とを電気的に接続する一対の電気配線４４６，４４７は、それぞれ異なる支持具４７０の内部を通って、それぞれ異なる台座４２０側へと導出され、それら台座４２０に取り付けられた口金４６０の接続端子４６３に接続されている。
【００９５】
なお、支持具４７０を用いる代わりに、線径の太い電気配線４４４〜４４７を利用して、電気配線４４４〜４４７によって回路ユニット４４０および光拡散部材４５０を支持する構成としても良い。
【００９６】
［ＬＥＤから出射される光の光路］
本実施形態では、各ＬＥＤモジュール４１０から回路ユニット４４０に向けて出射された光は、最寄の光拡散部材４５０の外表面４５１で反射され、あたかも各光拡散部材４５０から出射されたかのごとく、各光拡散部材４５０を中心として放射状に出射されるため、ＨＩＤランプに近似した配光特性を得ることができる。特に、２つの光拡散部材４５０に対してランプ軸Ｚ方向両側からＬＥＤモジュール４１０の光が照射されるため、それら光拡散部材４５０からランプ軸Ｚ方向両側に向けて十分量かつ均等に光が出射される。
【００９７】
［放熱経路］
本実施形態では、ＬＥＤモジュール４１０と口金４６０との間に回路ユニット４４０が存在しないため、第１発明の第１の実施形態に係る光源装置１と同様に、回路ユニット４４０に作用する熱負荷は小さい。したがって、ＬＥＤ４１２の数量を増やしたりＬＥＤ４１２への投入電流を高めたりすることができる。また、ヒートシンク等の放熱手段を設ける必要がなく光源装置４００が大型化しない。さらに、台座４２０を小型化することができる。
【００９８】
＜第１発明の第６の実施形態＞
第１発明の第６の実施形態に係る光源装置は、光拡散部材が１つである点、および、前記光拡散部材に回路ユニットが内蔵されている点において、第１発明の第５の実施形態に係る光源装置４００と相違する。その他の構成については基本的に第１発明の第５の実施形態に係る光源装置４００と同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１発明の第５の実施形態と同じ部材については、そのまま第１発明の第１の実施形態と同じ符号を用いる。
【００９９】
図８は、第１発明の第６の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図８に示すように、第１発明の第６の実施形態に係る光源装置５００は、一対のＬＥＤモジュール４１０、一対の台座４２０、外管４３０、回路ユニット４４０、光拡散部材５５０、一対の口金４６０、および、一対の支持具４７０を備える。
【０１００】
光拡散部材５５０は、第１発明の第５の実施形態に係る光拡散部材４５０と略同様の外観形状を有する。但し、第１発明の第５の実施形態に係る光拡散部材４５０は中実であったが、光拡散部材５５０は中空であり、内部空間には回路ユニット４４０が収納されている。
【０１０１】
光拡散部材５５０の外表面５５１は、全体が光を反射し拡散させる反射領域であって、外表面５５１における一方のＬＥＤモジュール４１０と対向する反射領域には前記一方のＬＥＤモジュール４１０から出射される光が入射し、外表面５５１における他方のＬＥＤモジュール４１０と対向する反射領域には、前記他方のＬＥＤモジュール４１０から出射される光が入射する。
【０１０２】
本実施形態のような構成とすれば、光拡散部材５５０の反射領域がより外管４３０の中心に近づくため、よりＨＩＤランプに近似した配光特性を得ることができる。また、回路ユニット４４０を光拡散部材５５０によって覆い隠せるため、光源装置１の見栄えが良く、特に外管４３０が無色透明である場合には有効である。さらに、ＬＥＤモジュール４１０から出射された光が回路ユニット４４０によって吸収されることが殆どないため、光源装置１の輝度をより高めることができる。
【０１０３】
＜変形例＞
以上、本発明に係る光源装置を第１発明の第１〜第６の実施形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の光源装置は、第１発明の第１〜第６の実施形態に係る光源装置に限定されない。例えば、第１発明の第１〜第６の実施形態に係る光源装置の部分的な構成を適宜組み合わせてなる光源装置であっても良い。また、上記実施形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、光源装置の構成に適宜変更を加えることは可能である。
【０１０４】
また、第１発明の第１〜第６の実施形態では、半導体発光素子としてＬＥＤを利用する形態について説明するが、半導体発光素子は、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）であっても良く、ＥＬ素子（エレクトリックルミネッセンス素子）であっても良い。
【０１０５】
さらに、以下のような変形例を挙げることができる。
【０１０６】
［ＬＥＤモジュール］
（１）実装基板
実装基板は、樹脂基板、セラミック基板、樹脂板と金属板とから成る金属ベース基板等、既存の実装基板を利用することができる。
【０１０７】
（２）ＬＥＤ
上記実施形態では、青色光を出射するＬＥＤを利用したが、他の色の光を出射するＬＥＤを利用しても良い。また、上記実施形態実では、１種類のＬＥＤを利用したが、発光色の異なる複数種類のＬＥＤを利用しても良い。
【０１０８】
（３）封止体
上記実施形態では、実装基板上に実装されたすべてのＬＥＤが１つの封止体によって被覆されていたが、例えば、ＬＥＤごと別々の封止体で被覆されていても良いし、複数のＬＥＤを幾つかの組に分けて、各組ごと封止体で被覆されていても良い。
【０１０９】
また、上記実施形態では、波長変換材料が混入されていない透光性材料によって封止体が形成されていたが、波長変換材料が混入された透光性材料で封止体が形成されていても良く、波長変換材料が混入されていない透光性材料によって形成された封止体の表面に波長変換材料を含んだ波長変換層が形成されていても良い。さらには、ＬＥＤモジュールの外部に、蛍光体粒子を含んだ蛍光板等の波長変換部材を設けて、ＬＥＤモジュールから出射される光を波長変換しても良い。
【０１１０】
［外管］
上記実施形態では、ストレートタイプの外管を利用したが、他のタイプ、例えば、管軸方向の中央領域に膨出部が設けられたタイプの外管を利用しても良い。また、ＨＩＤランプの外管とは全く異なる形状の外管を利用しても良い。
【０１１１】
［回路ユニット］
上記実施形態では、複数の電子部品が１つの回路基板に実装された回路ユニットを利用しており、回路ユニット全体が光拡散部材を挟んでＬＥＤモジュールとは反対側に配置された構成であったが、回路ユニットの一部が光拡散部材よりもＬＥＤモジュール側に配置されている構成であっても良い。例えば、２つの回路基板に複数の電子部品が分けて実装された回路ユニットを利用して、一方の回路基板とその回路基板に実装された電子部品とは光拡散部材を挟んでＬＥＤモジュールとは反対側に配置されており、他方の回路基板とその回路基板に実装された電子部品とは光拡散部材よりもＬＥＤモジュール側に配置されている構成としても良い。
【０１１２】
また、回路ユニットを構成するすべての電子部品が外管内に配置される必要はなく、例えば、光拡散部材よりもＬＥＤモジュール側に配置される電子部品をＬＥＤモジュールと口金との間に配置することも考えられる。この場合、ＬＥＤモジュールと口金との間には熱に強い電子部品を配置することが好ましい。このような構成とすれば、外部に配置した電子部品の体積ぶん光拡散部材の内部空間の容積を小さくすることができるため、光拡散部材の小型化が可能であり、より点光源に近い配光特性を得ることができる。
【０１１３】
また、実施形態等では、回路ユニットの回路基板は、その主面がランプ軸Ｚと直交する姿勢で配置されていたが、例えば、回路基板の主面がランプ軸Ｚと平行になる姿勢で配置しても良いし、ランプ軸Ｚに対して傾斜した姿勢で配置しても良い。
【０１１４】
［電源接続部］
上記実施形態では、エジソンタイプおよびピンタイプの口金を利用したが、他のタイプの口金を利用しても良いし、口金以外の電源接続部を利用しても良い。また、上記実施形態では、口金や台座の内部が中空であったが、例えばそこに伝導率が空気よりも高い絶縁性の材料を充填しても良い。この場合、その材料を介して、ＬＥＤモジュールの熱がより効率良く口金に伝わるため、光源装置の放熱特性を向上させることができる。なお、上記材料としては、例えばシリコーン樹脂等が挙げられる。
【０１１５】
［その他］
上記実施形態において、回路ユニットと電源接続部との間に、前記回路ユニットの熱を前記電源接続部に伝えるためのヒートパイプを設けても良い。例えば、熱伝導性の良い材料で形成された柱状のヒートパイプを、その一端が回路ユニットと熱的に接続され、他端が電源接続部と熱的に接続された状態で、前記回路ユニットと前記電源接続部との間に配置しても良い。その場合、回路ユニットと電源接続部とがヒートパイプを介して通電しないように、絶縁性を確保することが好ましい。なお、回路ユニットの回路基板を外管に接触させることで、ヒートパイプを設ける代わりに、外管を介して回路ユニットの熱を電源接続部に伝えることも考えられる。
【０１１６】
＜＜第２発明＞＞
以下、第２発明の実施形態に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。なお、第１発明と同じ部材については、そのまま第１発明と同じ符号を用いる。
【０１１７】
＜第２発明の第１の実施形態＞
［概略構成］
図９は、第２発明の第１の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図であり、図１０は、図９におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
【０１１８】
図９に示すように、第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１は、ＨＩＤランプの代替品となるＬＥＤランプであって、光源としてのＬＥＤモジュール１０１０と、ＬＥＤモジュール１０１０が搭載された台座２０と、ＬＥＤモジュール１０１０を覆う外管３０と、ＬＥＤモジュール１０１０を発光させるための回路ユニット４０と、ＬＥＤモジュール１０１０から出射された光を拡散させるための光拡散部材１０５０と、回路ユニット４０と電気的に接続された口金６０とを備える。
【０１１９】
別の表現をすれば、光源装置１００１は、ＬＥＤモジュール１０１０と回路ユニット４０とが、台座２０と外管３０と口金６０とで構成される外囲器２内に格納された構造であって、外管３０内の管軸方向中央領域には波長変換材料１０５４を含む材料からなりブロック状であって入射した光を波長変換した後に放射状に出射する光拡散部材１０５０が配置され、当該光拡散部材１０５０よりも口金６０側に主出射方向を光拡散部材１０５０に向けた状態でＬＥＤモジュール１０１０が配置され、光拡散部材１０５０を挟んでＬＥＤモジュール１０１０とは反対側には回路ユニット４０が配置されていると共に、回路ユニット４０および光拡散部材１０５０が一対の支持具７０によって支持されている。
【０１２０】
［各部構成］
（１）ＬＥＤモジュール
ＬＥＤモジュール１０１０は、実装基板１０１１と、実装基板１０１１の表面に実装された光源としての複数のＬＥＤ１０１２と、それらＬＥＤ１０１２を被覆するように実装基板１０１１上に設けられた封止体１０１３とを有する。封止体１０１３は、主として透光性材料からなるが、ＬＥＤ１０１２から発せられた光の波長を所定の波長へと変換する必要がある場合には、前記透光性材料に光の波長を変換する波長変換材料が混入される。透光性材料としては、例えばシリコーン樹脂を利用することができ、波長変換材料としては、例えば蛍光体粒子を利用することができる。
【０１２１】
本実施形態では、青色光を出射するＬＥＤ１０１２と、波長変換材料が混入されていない無色透明の透光性材料によって形成された封止体１０１３とが利用されており、ＬＥＤ１０１２の光は封止体１０１３で波長変換されることなくそのまま青色光としてＬＥＤモジュール１０１０から出射される。
【０１２２】
ＬＥＤモジュール１０１０は、第１発明に係るＬＥＤモジュール１０と略同様の態様で、外管３０内において台座２０に搭載されており、かつ、回路ユニット４０と電気的に接続されている。
【０１２３】
（２）光拡散部材
光拡散部材１０５０は、波長変換材料が混入された透光性材料で形成された球体（中実であって外観形状は球）であって、入射した青色光の一部を黄色光に波長変換し、変換後の黄色光と未変換の青色光とを外表面１０５１の全体から放射状に出射する。光拡散部材１０５０から出射された青色光と黄色光とが混色することによって、光拡散部材１０５０の外表面１０５１全体から白色光が放射されているように見える。
【０１２４】
なお、光拡散部材１０５０は球体に限定されず、外表面から放射状に光を出射可能な形状であれば良い。例えば、光拡散部材１０５０の外観形状は球に限定されず、例えば、正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体等の正多面体であっても良いし、それ以外の多面体であっても良い。また、光拡散部材１０５０は中実のものに限定されず、軽量化、若しくは内部に部材を格納する目的で等で中空になっていても良い。その場合は、内部空間に光が入射することによる光のロスを防止するために、内壁を反射面とすることが考えられる。
【０１２５】
光拡散部材１０５０から各方向に光を均一に出射させるためには、光拡散部材１０５０の外観形状が、正多面体、半多面体、準多面体または球であることが好ましく、特に球であることが好ましい。なお、光拡散部材１０５０は、外表面１０５１の全体から光が出射されるものに限定されず、放射状に光を出射される妨げにならない程度に光が出射しない領域が存在していても良い。
【０１２６】
光拡散部材１０５０に用いられる透光性材料としては、例えばポリカーボネート等の樹脂材料が考えられる。また、透光性材料に混入される波長変換材料としては、例えば蛍光体粒子を利用することができる。本実施形態では、青色光を黄色光に変換する蛍光体が利用されている。なお、光拡散部材１０５０を形成する材料は樹脂材料に限定されず、ガラス等であっても良い。
【０１２７】
光拡散部材１０５０は、外管３０内におけるＬＥＤモジュール１０１０と回路ユニット４０との間に配置されており、ＬＥＤモジュール１０１０の主出射方向は光拡散部材１０５０に向けられている。ＬＥＤモジュール１０１０から出射された光は、主として光拡散部材１０５０の外表面１０５１に入射し、波長変換された後に外表面１０５１から放射状に出射される。
【０１２８】
図１０に示すように、ＬＥＤモジュール１０１０の封止体１０１３は、光源装置１００１を平面視したときに（光源装置１００１を口金６０とは反対側からランプ軸Ｚに沿った方向に見たときに、すなわち図１０において紙面上方から下方を見たときに）、光拡散部材１０５０の真下に位置し、封止体１０１３は光拡散部材１０５０によって完全に覆われる。したがって、ＬＥＤモジュール１０１０から主出射方向に出射された光（図１０において真上に出射された光）が光拡散部材１０５０の外表面１０５１に効率良く入射する。また、ＬＥＤモジュール１０１０から主出射方向に出射された光は、光拡散部材１０５０で遮られて回路ユニット４０にまで到達しないため、回路ユニット４０で吸収されることもない。
【０１２９】
図３は、外管の中心および外管の管軸方向中央領域を説明するための図である。光拡散部材１０５０は、外管３０内の管軸方向中央領域に、光源装置１００１の光中心となる光拡散部材１０５０の中心Ｏ（本実施形態では正二十面体の中心。図９参照。）と外管３０の中心Ｍ（図３参照）とが一致した状態で配置されている。なお、本実施形態では、ランプ軸Ｚと外管３０の管軸Ｊとが一致している。
【０１３０】
ここで、外管３０の中心Ｍとは、外管３０の開口側端面３５を含む平面と外管３０の管軸Ｊとの交点を点Ｐとし、外管３０の頂部３３の外面３６と外管３０の管軸Ｊとの交点を点Ｑとした場合の、点Ｐと点Ｑとの中間点である。また、外管３０内の管軸方向中央領域とは、外管３０の長さ（点Ｐと点Ｑとの距離と同じ）をＬとした場合に、外管３０の中心Ｍから、管軸Ｊに沿って、点Ｐおよび点Ｑのそれぞれの方向にＬの２５％（Ｌ／４）ずつ離れた、点Ｒと点Ｓとの間に相当する領域（図３において格子状のハッチングを付した領域）である。
【０１３１】
なお、光拡散部材１０５０は、その中心Ｏが必ずしも外管３０の中心Ｍと一致している必要はないが、配光特性上、少なくとも中心Ｏが外管３０の管軸方向中央領域に存在することが好ましく、光拡散部材１０５０の全体が管軸方向中央領域に収まっていることがより好ましい。
【０１３２】
図１０に戻って、光拡散部材１０５０は、一対の支持具７０の間に、それら支持具７０によって支持された状態で配置されている。光拡散部材１０５０の外表面１０５１には、一対の支持具７０に係合させるための２条の係合溝１０５２，１０５３が、ランプ軸Ｚ沿って形成されており、それら係合溝１０５２，１０５３に各支持具７０の一部分を係合させた状態で、それら係合部に接着剤を流し込むことによって、光拡散部材１０５０が一対の支持具７０に固定されている。係合構造および接着剤を利用して２箇所で固定しているため、光拡散部材１０５０は一対の支持具７０から外れ難い。なお、一対の支持具７０に対する光拡散部材１０５０の固定方法は上記に限定されず、ネジなどを利用したものであっても良い。
【０１３３】
光拡散部材１０５０は、第１発明に係る光拡散部材５０と略同様の態様で支持具７０により支持されている。なお、支持具７０を用いる代わりに、電気配線４４〜４７の線径を太くすることによって、それら電気配線４４〜４７で光拡散部材１０５０を支持しても良い。その場合は、電気配線４４〜４７に光拡散部材１０５０が固定される。このように、電気配線４４〜４７を支持具として利用することもできる。
【０１３４】
［光拡散部材による光拡散］
図１１は、光拡散部材による光拡散を説明するための模式図である。図１１に示すように、本実施形態では、光拡散部材１０５０は、波長変換材料１０５４が混入された透光性材料１０５５で形成されている。  
【０１３５】
ＬＥＤモジュール１０１０から（図１１における下側から）光拡散部材１０５０に向けて出射された青色光は、外表面１０５１に入射し、光拡散部材１０５０内へと進入する。そして、光拡散部材１０５０内の波長変換材料１０５４間で反射を繰り返しながら結果的に乱反射され、その後に外表面１０５１の全体から満遍なく、四方八方に向けて放射状に出射される。
【０１３６】
また、光拡散部材１０５０内に進入した青色光の一部は波長変換材料１０５４によって黄色光に波長変換される。そして、波長変換材料１０５４からは、波長変換後の黄色光が四方八方に向けて放射状に出射されるため、結果的に、光拡散部材１０５０の外表面１０５１の全体から満遍なく、四方八方に向けて、黄色光が放射状に出射される。
【０１３７】
光拡散部材１０５０から出射した青色光および黄色光の混色により白色光が生成される。白色光は、あたかも光拡散部材１０５０から出射されたかのごとく光拡散部材１０５０を中心として放射状に放たれるため、ＨＩＤランプに近似した配光特性を得ることができる。そして、放出された光は、外管３０を透過して外部へ取り出される。
【０１３８】
光拡散部材１０５０で波長変換するため、光源装置１００１の光色をＬＥＤモジュール１０１０の光色と異なる色にすることができる。そのため、光拡散部材１０５０に使用する蛍光体粒子の種類および量を調整することによって、光源装置１００１の光色を適宜設定可能である。したがって、特定の光色のＬＥＤモジュール１０１０を利用しながら、光拡散部材１０５０に使用する蛍光体粒子の配合を変更するだけで、光色の異なる様々な種類の光源装置１００１を製造することができる。
【０１３９】
［放熱経路］
本実施形態では、回路ユニット４０が光拡散部材１０５０を挟んでＬＥＤモジュール１０１０とは反対側に配置されているため、例えば、ＬＥＤ１０１２の数量を増やしたりＬＥＤ１０１２への投入電流を高めたりすることができる。ＬＥＤ１０１２の数量を増やしたりＬＥＤ１０１２への投入電流を高めたりすると、ＬＥＤモジュール１０１０の発熱量が増加するが、ＬＥＤモジュール１０１０と口金６０との間に回路ユニット４０が存在していなければ、ＬＥＤモジュール１０１０と口金６０との距離を短くすることができ、それによってＬＥＤモジュール１０１０から口金６０へ熱が効率良く伝わるからである。
【０１４０】
＜第２発明の第２の実施形態＞
第２発明の第２の実施形態に係る光源装置は、ＬＥＤモジュールと光拡散部材との間に、前記ＬＥＤモジュールから出射された光を前記光拡散部材に集光させるレンズが配置されている点において、第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１と相違する。その他の構成については基本的に第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１と略同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第２発明の第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第２発明の第１の実施形態と同じ符号を用いる。
【０１４１】
図１２は、第２発明の第２の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図１２に示すように、第２発明の第２の実施形態に係る光源装置１１００は、ＬＥＤモジュール１０１０、台座２０、外管３０、回路ユニット４０、光拡散部材１１５０、口金６０、および、支持具７０を備え、ＬＥＤモジュール１０１０と光拡散部材１１５０との間にレンズ１０１が配置されている。
【０１４２】
レンズ１０１は、ＬＥＤモジュール１０１０から出射された光を光拡散部材１１５０の外表面１１５１に集めるためのレンズであって、本実施形態では両面凸レンズである。レンズ１０１によって、ＬＥＤモジュール１０１０から出射された光は光拡散部材１１５０の外表面１１５１に集められる。なお、レンズ１０１は、両面凸レンズに限定されず、片面凸レンズ等であっても良い。また、レンズ１０１は、ＬＥＤモジュール１０１０から出射された光をランプ軸Ｚと平行な平行光に変えるレンズに限定されず、光拡散部材１１５０の外表面１１５１に光を集められるようなレンズであれば良い。
【０１４３】
光拡散部材１１５０は、第２発明の第１の実施形態に係る光拡散部材１０５０よりもひと回りサイズが小さく（外径が小さく）なっており、外表面１１５１の総面積も外表面１０５１の総面積より狭くなっている。このような構成とすれば、より狭い範囲から光を出射させることができるため、より点光源に近い配光特性を得ることができる。なお、光拡散部材１１５０には第２発明の第１の実施形態に係る光拡散部材１０５０のような係合溝１０５２，１０５３は形成されておらず、光拡散部材１１５０は、外表面１１５１上の２箇所において例えば透明の接着剤１１５２，１１５３で一対の支持具７０に固定されている。
【０１４４】
本実施形態のような構成とすれば、本来であれば二点鎖線で示すように光拡散部材１１５０の外表面１１５１に入射しない角度で出射された光Ｌ１１を、レンズ１０１によって向きを変えて外表面１１５１に入射させることができる。したがって、より多くの光を光拡散部材１１５０に集めることができ、より多くの光を光拡散部材１１５０によって波長変換し拡散させることができる。また、口金６０側に向かう光の量が増加するため、照明器具の反射鏡（不図示）等に効率良く光を集めることができる。
【０１４５】
＜第２発明の第３の実施形態＞
第２発明の第３の実施形態に係る光源装置は、ＬＥＤモジュールと口金との間に、光拡散部材と対向する凹形状の反射面によって前記ＬＥＤモジュールから出射された光を前記光拡散部材に集光させる凹面反射鏡が配置されている点において、第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１と相違する。その他の構成については基本的に第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１と略同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第２発明の第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第２発明の第１の実施形態と同じ符号を用いる。
【０１４６】
図１３は、第２発明の第３の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図１３に示すように、第２発明の第３の実施形態に係る光源装置１２００は、ＬＥＤモジュール１０１０、台座２０、外管３０、回路ユニット４０、光拡散部材１１５０、口金６０、および、支持具７０を備え、ＬＥＤモジュール１０１０と口金６０との間に凹面反射鏡２０１が配置されている。
【０１４７】
凹面反射鏡２０１は、凹形状の反射面２０２を有し、反射面２０２を光拡散部材１１５０に向けるようにして台座２０の蓋体２２の回路ユニット４０側の主面２５に取り付けられている。反射面２０２の中央領域には、ＬＥＤモジュール１０１０が搭載されており、ＬＥＤモジュール１０１０から反射面２０２に入射した光は光拡散部材１１５０の外表面１１５１に集光される。
【０１４８】
凹面反射鏡２０１には、台座２０の貫通孔２６，２７と対応する位置に、支持具７０を貫通させるための貫通孔２０３，２０４が設けられていると共に、台座２０の貫通孔２８と対応する位置に、電気配線４４，４５を通すための貫通孔２０５が設けられている。
【０１４９】
本実施形態のような構成とすれば、本来であれば二点鎖線で示すような側方（主出射方向と直交する方向もしくはそれに近い方向）に向けて出射された光Ｌ１２を、凹面反射鏡２０１の反射面２０２によって向きを変えて外表面１１５１に入射させることができる。したがって、より多くの光を光拡散部材１１５０に集めることができ、より多くの光を光拡散部材１１５０の外表面１１５１によって波長変換し拡散させることができる。また、本来であれば二点鎖線で示すように外管３０の開口側端部３１から取り出されるはずであった光を、一旦光拡散部材１１５０に集めて外管３０の管軸方向中央領域から取り出すことができる。
【０１５０】
＜第２発明の第４の実施形態＞
第２発明の第４の実施形態に係る光源装置は、光拡散部材と回路ユニットとの間に、前記光拡散部材と対向する凹形状の反射面によってＬＥＤから出射された光を前記光拡散部材に集光させる凹面反射鏡が配置されている点において、第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１と相違する。その他の構成については基本的に第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１と略同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第２発明の第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第２発明の第１の実施形態と同じ符号を用いる。
【０１５１】
図１４は、第２発明の第４の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図１４に示すように、第２発明の第４の実施形態に係る光源装置１３００は、ＬＥＤモジュール１０１０、台座２０、外管３０、回路ユニット４０、光拡散部材１１５０、口金６０、および、支持具７０を備え、光拡散部材１１５０と回路ユニット４０との間に凹面反射鏡３０１が配置されている。
【０１５２】
凹面反射鏡３０１は、凹形状の反射面３０２を有し、反射面３０２を光拡散部材１１５０に向けるようにして、回路ユニット４０の回路基板４１の口金６０側の主面に接着剤により固定されている。また、凹面反射鏡３０１には、支持具７０を貫通させるための貫通孔３０３，３０４が設けられており、支持具７０はそれら貫通孔３０３，３０４を貫通し、回路ユニット４０の回路基板４１に接着されている。
【０１５３】
反射面３０２は、ランプ軸Ｚに沿った方向からみて、回路ユニット４０の回路基板４１よりも大きく、ＬＥＤモジュール１０１０から回路基板４１へ向かった光Ｌ１３は、反射面３０２に入射し、反射面３０２によって光拡散部材１１５０の外表面３５１に集められる。光拡散部材１１５０は、第２発明の第１の実施形態に係る光拡散部材１０５０よりもひと回りサイズが小さく、ＬＥＤモジュール１０１０から出射される光の一部が、光拡散部材１１５０の外表面１１５１に入射せずに凹面反射鏡３０１の反射面３０２に入射し易くなっている。
【０１５４】
本実施形態のような構成とすれば、ＬＥＤモジュール１０１０から出射され、光拡散部材１１５０の外表面３５１に入射せずに凹面反射鏡３０１の反射面３０２に向かった光Ｌ１３を、反射面３０２で反射させて、光拡散部材１１５０の外表面３５１におけるＬＥＤモジュール１０１０とは反対側の反射領域に入射させることができる。したがって、光拡散部材１１５０の外表面３５１におけるＬＥＤモジュール１０１０とは反対側の反射領域をより光らせることができ、その結果、光拡散部材１１５０を中心とした放射状に光を拡散させることができるため、よりＨＩＤランプに近似した配光特性を得ることができる。
【０１５５】
＜第２発明の第５の実施形態＞
第２発明の第５の実施形態に係る光源装置は、光源装置が両口金形タイプである点、および、光拡散部材が回路ユニットを挟んで２つ配置されている点において、第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１と大きく相違する。以下では、第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１と大きく相異する点についてのみ詳細に説明し、共通する点については説明を省略するか若しくは簡単に説明する。
【０１５６】
［概略構成］
図１５は、第２発明の第５の実施形態に係る光源装置の構造を示す断面図である。図１５に示すように、第２発明の第５の実施形態に係る光源装置１４００は、両口金形のＨＩＤランプの代替品となるＬＥＤランプであって、光源としての一対のＬＥＤモジュール１４１０と、それらＬＥＤモジュール１４１０が搭載された一対の台座４２０と、それら台座４２０が両端に設けられた外管４３０と、それらＬＥＤモジュール１４１０を発光させるための回路ユニット４４０と、それらＬＥＤモジュール１４１０に対向配置された一対の光拡散部材１４５０と、回路ユニット４４０と電気的に接続された一対の口金４６０とを備える。
【０１５７】
別の表現によれば、光源装置１４００は、光源としての一対のＬＥＤモジュール１４１０と、それらＬＥＤモジュール１４１０を発光させるための回路ユニット４４０とが、両端が開口した筒状の外管４３０と当該外管４３０の両端に取り付けられた一対の口金４６０とで構成される外囲器４０１内に格納された構成を有し、外管４３０内の管軸方向中央領域には波長変換材料を含む材料で形成され且つ入射した光を波長変換した後に放射状に出射する光拡散部材１４５０が前記管軸方向に２つ並べて配置され、各光拡散部材１４５０と最寄の口金４６０との間には主出射方向を最寄の光拡散部材１４５０に向けた状態でＬＥＤモジュール１４１０が１つずつ配置され、前記２つの光拡散部材１４５０の間には回路ユニット４４０が１つ配置されていると共に、回路ユニット４４０および光拡散部材１４５０が２本の支持具４７０によって支持されている。
【０１５８】
［各部構成］
（１）ＬＥＤモジュール
各ＬＥＤモジュール１４１０の構成は、第２発明の第１の実施形態に係るＬＥＤモジュール１０１０と略同じであって、実装基板１４１１と、実装基板１４１１の表面に実装された光源としての複数のＬＥＤ１４１２（一組のＬＥＤ）と、それらＬＥＤ１４１２を被覆するように実装基板１４１１上に設けられた封止体１４１３とを有する。本実施形態でも、第２発明の第１の実施形態と同様に、青色光を出射するＬＥＤ１４１２と、波長変換材料が混入されていない透光性材料で形成された封止体１４１３とが利用されており、ＬＥＤモジュール１４１０からは青色光が出射される。
【０１５９】
ＬＥＤモジュール１４１０は、第１発明に係るＬＥＤモジュール４１０と略同様の態様で、外管４３０内において台座４２０に搭載され、かつ、回路ユニット４４０と電気的に接続されている。
【０１６０】
（２）光拡散部材
各光拡散部材１４５０は、波長変換材料が混入された透光性材料で形成された球体（中実であって外観形状は球）であって、入射した青色光の一部を黄色光に波長変換し、変換後の黄色光と未変換の青色光とを外表面１４５１の全体から放射状に出射する。光拡散部材１４５０から出射された青色光と黄色光とが混色することによって、光拡散部材１４５０の外表面１４５１全体から白色光が放射されているように見える。
【０１６１】
各光拡散部材１４５０は、外表面１４５１の少なくとも一部に光を反射し拡散させる反射領域を有する球体であって、回路ユニット４４０を挟んでランプ軸Ｚ方向両側に配置されている。なお、光拡散部材１４５０の形状は、外表面１４５１から放射状に光を出射できる形状であれば球体に限定されない。各ＬＥＤモジュール１０１０から出射された光は、主として、最寄の光拡散部材１４５０の外表面１４５１に入射し、その外表面１４５１から様々な方向に出射される。
【０１６２】
各光拡散部材１４５０は、それぞれが１本の支持具４７０で支持された状態で、いずれもが外管４３０内の管軸方向中央領域に配置されている。なお、各光拡散部材１４５０は、それぞれの中心Ｏが外管４３０の管軸方向中央領域内に存在することが好ましく、両方の光拡散部材１４５０の全体が管軸方向中央領域内に収まっていることがより好ましい。また、各光拡散部材１４５０を支持する支持具４７０は１本に限定されず、２本以上であっても良い。さらに、各光拡散部材１４５０は、回路ユニット４４０を支持する支持具４７０とは別の支持具により支持されていても良い。
【０１６３】
各光拡散部材１４５０の外表面１４５１には、支持具４７０と嵌合させるための１条の係合溝１４５２が、ランプ軸Ｚ沿って形成されており、各光拡散部材１４５０の係合溝１４５２に支持具４７０の一部分を嵌め込んで接着剤で固定することにより、各光拡散部材１４５０がそれぞれ異なる支持具４７０によって支持されている。なお、支持具４７０への光拡散部材１４５０の固定方法は接着に限定されず、ネジや係合構造を利用した方法であっても良い。
【０１６４】
光拡散部材１４５０は、第１発明に係る光拡散部材４５０と略同様の態様で支持具４７０により支持されている。なお、支持具４７０を用いる代わりに、線径の太い電気配線４４４〜４４７を利用して、電気配線４４４〜４４７によって回路ユニット４４０および光拡散部材１４５０を支持する構成としても良い。
【０１６５】
［ＬＥＤから出射される光の光路］
本実施形態では、各ＬＥＤモジュール１４１０から回路ユニット４４０に向けて出射された光が、最寄の光拡散部材１４５０で波長変換された後に外表面１４５１の全体から満遍なく放射状に出射される。光はあたかも各光拡散部材１４５０から出射されたかのごとく、各光拡散部材１４５０を中心として放射状に放たれるため、ＨＩＤランプに近似した配光特性を得ることができる。特に、一対の光拡散部材１４５０に対してランプ軸Ｚ方向両側からＬＥＤモジュール１４１０の光が照射されるため、それら光拡散部材１４５０からランプ軸Ｚ方向両側に向けて十分量かつ均等に光が出射される。
【０１６６】
［放熱経路］
本実施形態では、ＬＥＤモジュール１４１０と口金４６０との間に回路ユニット４４０が存在しないため、第２発明の第１の実施形態に係る光源装置１００１と同様に、回路ユニット４４０に作用する熱負荷は小さい。したがって、ＬＥＤ１４１２の数量を増やしたりＬＥＤ１４１２への投入電流を高めたりすることができる。また、ヒートシンク等の放熱手段を設ける必要がなく光源装置１４００が大型化しない。さらに、台座４２０を小型化することができる。
【０１６７】
＜変形例＞
以上、本発明に係る光源装置を第２発明の第１〜第５の実施形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の光源装置は、第２発明の第１〜第５の実施形態に係る光源装置に限定されない。例えば、第２発明の第１〜第５の実施形態に係る光源装置の部分的な構成を適宜組み合わせてなる光源装置であっても良い。また、上記実施形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、光源装置の構成に適宜変更を加えることは可能である。
【０１６８】
また、第２発明の第１〜第５の実施形態では、半導体発光素子としてＬＥＤを利用する形態について説明するが、半導体発光素子は、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）であっても良く、ＥＬ素子（エレクトリックルミネッセンス素子）であっても良い。
【０１６９】
さらに、以下のような変形例を挙げることができる。
【０１７０】
［光拡散部材］
上記実施形態では、光拡散部材は青色光を黄色光に波長変換したが、紫外光を白色光などの可視光に変換するものであっても良いし、青色光以外の色の可視光を他の色の可視光に変換するものであっても良い。また、半導体発光素子から出射された光の一部を異なる波長の光に変換するものに限定されず、出射された光の全部を異なる波長の光に変換するものであっても良い。
【０１７１】
光拡散部材が紫外光を白色光に波長変換する構成の場合、ＬＥＤモジュールとして、例えば、青色光ではなく紫外光を発するＬＥＤと、波長変換材料の混入されていない透光性材料で形成されている無色透明の封止体とを有し、紫外光を出射するＬＥＤモジュールを利用する。また、光拡散部材としては、赤色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子および青色蛍光体粒子を混合した蛍光体粒子（波長変換材料）が混入された透光性材料で形成された光拡散部材を利用する。各色蛍光体粒子が紫外光をそれぞれ赤色光、緑色光または青色光に変換するため、それら赤色光、緑色光および青色光の混色により白色光が生成される。すなわち、光拡散部材は、紫外光を白色光に波長変換する。
【０１７２】
また、上記実施形態では、光拡散部材全体が波長変換機能を有していたが、必ずしも光拡散部材全体が波長変換材料を含む材料で形成されている必要はない。すなわち、光拡散部材一部が波長変換材料を含まない材料で形成されていても良い。
【０１７３】
［その他］
ＬＥＤモジュール、外管、回路ユニット、電源接続部およびヒートパイプについては、第１発明と同様の変形例が考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明に係る光源装置は、ＨＩＤランプの代替品として好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１７５】
１，１００，２００，３００，４００，５００，１００１，１１００，１２００，１３００，１４００  光源装置
２，４０１  外囲器
１２，４１２，１０１２，１４１２  半導体発光素子
２０，４２０  台座
３０，４３０  外管
４０，４４０  回路ユニット
４４〜４７，４４４〜４４７  電気配線
５０，３５０，４５０，５５０，１０５０，１１５０，１４５０  光拡散部材
５１，３５１，４５１，５５１，１０５１，１１５１，１４５１  外表面
６０，４６０  電源接続部
７０，４７０，５７０  支持具
１０１  レンズ
２０１，３０１  凹面反射鏡
２０２，３０２  反射面
【図１】
2012049809.tif 000003
【図２】
2012049809.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012049809.tif 000007
【図６】
2012049809.tif 000008
【図７】
2012049809.tif 000009
【図８】
2012049809.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2012049809.tif 000012
【図１１】
2012049809.tif 000013
【図１２】
2012049809.tif 000014
【図１３】
2012049809.tif 000015
【図１４】
2012049809.tif 000016
【図１５】
2012049809.tif 000017
【国際調査報告】
2012049809.tif 000018
2012049809.tif 000019