(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体発光素子から放射される光の拡散性を高くするとともに、光損失を抑制して光取出し効率を向上できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１は、半導体発光素子１４および半導体発光素子１４が実装された基板８を有する発光モジュール２と、発光モジュール２を配設している装置本体３と、発光モジュール２を覆うように装置本体３に取り付けられた透光性部材４と、透光性の金属酸化物からなる球形の中空微粒子２４および中空微粒子２４を含有する透光性樹脂２５を有してなり、発光モジュール２および透光性部材４の間の空間に充填された光拡散体５と、半導体発光素子１４を点灯させる点灯回路６とを具備している。【選択図】図１
2011134442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子およびこの半導体発光素子が実装された基板を有する発光モジュールと；
この発光モジュールを配設している装置本体と；
前記発光モジュールを覆うように前記装置本体に取り付けられた透光性部材と；
透光性の金属酸化物からなる球形の中空微粒子およびこの中空微粒子を含有する透光性樹脂を有してなり、前記発光モジュールおよび前記透光性部材の間の空間に充填された光拡散体と；
前記半導体発光素子を点灯させる点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記透光性部材は、その内表面に、前記透光性部材および前記透光性樹脂よりも屈折率が大きく、かつ非可視光吸収性の酸化物からなる拡散膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記透光性樹脂は、シリコーン樹脂であり、前記中空微粒子は、その平均粒子径が１〜１０μｍであるとともに、前記光拡散体の５０質量％未満であることを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】
前記光拡散体は、前記透光性樹脂がシリコーン樹脂であって、前記光拡散体の熱伝導率が前記シリコーン樹脂の熱伝導率に対して０．９〜１．２となるように前記中空微粒子が含有されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として半導体発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体発光素子としてのＬＥＤ素子を用いた照明装置には、例えば、電球形ランプがある。この電球形ランプでは、外郭部材の一端側に複数のＬＥＤ素子を実装した基板が取り付けられているとともに、この基板を覆うようにグローブが取り付けられ、外郭部材の他端側に口金が取り付けられ、外郭部材の内部に点灯回路が収納されている。
【０００３】
そして、ＬＥＤ素子は、点光源であって指向性の強い光を放射するので、光源を眩しく感じるグレア等が生じやすく、このグレア等を低減するために、例えばグローブにおいて光拡散性を有するようにしている。例えば、グローブの外表面の略全域に拡散シートが被着されたＬＥＤ電球が提案されている（例えば特許文献１参照。）。拡散シートは、酸化チタン（ＴｉＯ2）やシリカ（ＳｉＯ2）などの光拡散性微粒子を例えばポリイミド系樹脂の材料に混入して練りこみ加工して形成している。
【０００４】
また、拡散加工が施されたグローブを具備するＬＥＤ電球が提案されている（例えば特許文献２参照。）。当該拡散加工は、例えば、グローブの外表面にシリカ（ＳｉＯ2）を塗布したり、グローブの外表面を粗面加工したものであり、グローブへの外部光を拡散させてグローブ全体の見栄えをよくする他、ＬＥＤ素子から放射された光を拡散させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９１１４０号公報（第５頁、第１図）
【特許文献２】特開２００９−１７０１１４号公報（第６〜７頁、第１、５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２に示すように、グローブにおいて、光拡散性を高くするとグレア等を低減できるが、グローブでの光損失が増大して、グローブを透過して取り出される光の取出し効率が低下してしまうという問題がある。一方、光の取出し効率を高くしようとすると、グローブでの光拡散性を低くしなければならず、グレア等が発生してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、半導体発光素子から放射される光の拡散性を高くするとともに、光損失を抑制して光取出し効率を向上できる照明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】
請求項１記載の照明装置の発明は、半導体発光素子およびこの半導体発光素子が実装された基板を有する発光モジュールと；この発光モジュールを配設している装置本体と；前記発光モジュールを覆うように前記装置本体に取り付けられた透光性部材と；透光性の金属酸化物からなる球形の中空微粒子およびこの中空微粒子を含有する透光性樹脂を有してなり、前記発光モジュールおよび前記透光性部材の間の空間に充填された光拡散体と；前記半導体発光素子を点灯させる点灯回路と；を具備していることを特徴とする。
【０００９】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【００１０】
照明装置は、電球形ランプや、天井埋込形、天井直付形および天井吊下げ形の照明器具など、光源として半導体発光素子を用いる照明装置であればよい。
【００１１】
半導体発光素子は、ＬＥＤ素子やＥＬ素子などのいずれであってもよい。ＬＥＤ素子の場合には、ＬＥＤチップが搭載された端子付き発光素子を基板に実装するＳＭＤ（Surface  Mount  Device）や、ＬＥＤチップを基板に直接実装し、蛍光体を混合した透明樹脂を塗布して封止樹脂層を形成したＣＯＢ（Chip  On  Board）などのいずれであってもよい。また、基板に実装される半導体発光素子の数量は、１個でも複数個のいずれであってもよい。
【００１２】
透光性部材は、半導体発光素子から放射される光を透過する材料であるガラスや合成樹脂などで形成され、グローブやセードなどとして使用するものである。
【００１３】
中空微粒子は、内部に空気などの気体を内包する球形の外殻を有するように形成されている。球形は、幾分変形した形状（略球形）を許容する。したがって、外殻は、その一部が欠けまたは割れていても、内部に空気などの気体が存在していればよい。外殻が球形または略球形に形成されることにより、その他の形状に比べて均等な光の散乱となる。
【００１４】
金属酸化物の材質は、高い光拡散性を得るために、基材もしくは樹脂と中空内の空気との屈折率差が大きい材質を用いるのが好ましく、可視光域で吸収の小さいものが望ましい。金属酸化物は、例えば、シリカ（ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）とすることができる。外殻内の空気の屈折率１に対して、シリカ（ＳｉＯ2）の屈折率は１．４４、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の屈折率は１．７６、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の屈折率は１．７２、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の屈折率は１．９５であり、空気との屈折率差が大きい。
【００１５】
透光性樹脂は、透光性を有していれば、その材質が限定されないが、さらに熱伝導率が大きい樹脂であることが好ましい。透光性樹脂は、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などとすることができる。空気の屈折率１に対して、シリコーン樹脂の屈折率は１．４１、アクリル樹脂の屈折率は１．４９であり、透光性樹脂と中空微粒子の金属酸化物との屈折率差は、空気と中空微粒子の金属酸化物との屈折率差よりも小さい。例えば、透光性樹脂がシリコーン樹脂、中空微粒子の金属酸化物がシリカ（ＳｉＯ2）の場合、シリコーン樹脂とシリカ（ＳｉＯ2）の屈折率差が０．０３であるのに対し、空気とシリカ（ＳｉＯ2）との屈折率差は、１．４４である。
【００１６】
点灯回路は、装置本体に設けられていてもよく、装置本体と別体に設けられていてもよい。
【００１７】
本発明によれば、発光モジュールは、自己および透光性部材の間の空間に充填された光拡散体に覆われる。半導体発光素子から放射された光は、光拡散体の透光性樹脂に入射し、透光性樹脂を透過し、さらに透光性部材を透過して外部空間に放射される。当該光は、半導体発光素子および透光性樹脂の界面、透光性樹脂および透光性部材の界面、透光性部材の外面でそれぞれ屈折して、外部空間に放射する。
【００１８】
さらに、光は、透光性樹脂を透過するときに、その一部が中空微粒子に入射する。ここで、中空微粒子は、球形に形成されているので、均等に拡散されやすい。そして、透光性樹脂および中空微粒子の金属酸化物の屈折率差は、比較的小さいので、中空微粒子に入射した光は、小さく屈折する。金属酸化物からなる外殻と外殻内の気体（空気）との屈折率差は、比較的大きいので、中空微粒子内に入射した光は、大きく屈折して中空微粒子を透過し、透光性樹脂および透光性部材をそれぞれ透過して外部空間に放射される。
【００１９】
こうして、半導体発光素子から放射された光は、主として光拡散体の中空微粒子で大きく屈折され、複数個の中空微粒子による前記屈折が繰り返されることにより光拡散されて、透光性部材から外部空間に放射される。
【００２０】
請求項２記載の照明装置の発明は、請求項１記載の照明装置の発明において、前記透光性部材は、その内表面に、前記透光性部材および前記透光性樹脂よりも屈折率が大きく、かつ非可視光吸収性の酸化物からなる拡散膜が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
非可視光吸収性とは、可視光の吸収が小さいという意味である。酸化物は、可視光の吸収性が小さいほどよく、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）および五酸化二タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などを用いることができる。
【００２２】
本発明によれば、半導体発光素子から放射された光は、光拡散体の中空微粒子により屈折された後、さらに透光性部材の内表面に形成された拡散膜により大きく屈折されるので、光がより光拡散されて透光性部材から放射される。
【００２３】
請求項３記載の照明装置の発明は、請求項１または２記載の照明装置の発明において、前記透光性樹脂は、シリコーン樹脂であり、前記中空微粒子は、その平均粒子径が１〜１０μｍであるとともに、前記光拡散体の５０質量％未満であることを特徴とする。
【００２４】
中空微粒子の平均粒子径が１μｍより小さいと、十分な光拡散性が得られなくなり、また、中空微粒子の平均粒子径が１０μｍより大きいと、透光性樹脂との混合比率が少なくなり、目的とする光拡散性および全光透過率が得られなくなるおそれがある。
【００２５】
中空微粒子の含有量が５０質量％より多いと、中空微粒子による遮光作用が強くなって、十分な全光透過率が得られなくなるおそれがある。中空微粒子の含有量の下限値は、十分な光拡散性が得られるように、適宜設定されればよい。透光性樹脂がシリコーン樹脂の場合には、光拡散体の厚さが２〜８ｍｍのときに、中空微粒子の含有量は、１０〜３０質量％が好適であった。ここで、光拡散体の厚さが２ｍｍを下回ると、光拡散性の低下が大きくなり、厚さが８ｍｍを上回ると、全光透過率の低下が大きくなる。
【００２６】
本発明によれば、光拡散体の透光性樹脂がシリコーン樹脂からなり、中空微粒子が１〜１０μｍの平均粒子径であって５０質量％未満含有されることにより、半導体発光素子から放射された光は、光拡散体において、光損失が抑制されるとともに、十分な光拡散性が得られる。
【００２７】
請求項４記載の照明装置の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置の発明において、前記光拡散体は、前記透光性樹脂がシリコーン樹脂であって、前記光拡散体の熱伝導率が前記シリコーン樹脂の熱伝導率に対して０．９〜１．２となるように前記中空微粒子が含有されていることを特徴とする。
【００２８】
シリコーン樹脂に含有される中空微粒子の金属酸化物の材質や添加量により、シリコーン樹脂の熱伝導率は変化する。中空微粒子には、シリコーン樹脂よりも熱伝導の高い金属酸化物から形成された外殻と熱伝導の低い空気層からなっているものがあるため、その添加量で基材のシリコーン樹脂よりも熱伝導性が著しく低下する恐れがある。中空微粒子の金属酸化物の部分がシリカ（ＳｉＯ２）である場合、シリコーン樹脂の熱伝導率を１として添加量１０〜３０質量％で熱伝導率は、０．９〜１．２まで制御できる。
【００２９】
本発明によれば、光拡散体の熱伝導率がシリコーン樹脂の熱伝導率に対して０．９〜１．２であるので、半導体発光素子の点灯により発生した熱は、主として、発光モジュールから光拡散体に迅速に伝熱され、光拡散体から透光性部材に伝熱されて、透光性部材から外部空間に放熱される。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明によれば、半導体発光素子から放射される光は、発光モジュールおよび透光性部材の間の空間に充填された光拡散体の透光性樹脂に入射し、透光性樹脂に含有された球形の中空微粒子で大きく屈折されて透光性部材から放射されるので、半導体発光素子から放射される光の光拡散性を高くすることができるとともに、全光透過率が向上して光損失を抑制することができて光取出し効率を向上することができる。
【００３１】
請求項２の発明によれば、半導体発光素子から放射された光は、光拡散体の中空微粒子により屈折された後、さらに透光性部材の内表面に形成された拡散膜により大きく屈折されるので、光拡散性をより向上させることができ、あるいは、光拡散体の厚さを小さくして光拡散体での光拡散を小さくすることができ、これにより、少なくとも透光性部材の部分を小型化することができる。
【００３２】
請求項３の発明によれば、光拡散体の透光性樹脂がシリコーン樹脂からなり、中空微粒子が１〜１０μｍの平均粒子径であって５０質量％未満含有されることにより、半導体発光素子から放射された光を十分に光拡散させることができ、かつ最小限の光損失に抑制して光取出し効率を向上させることができる。
【００３３】
請求項４の発明によれば、光拡散体の熱伝導率がシリコーン樹脂の熱伝導率に対して０．９〜１．２であるので、半導体発光素子の点灯により発生した熱を迅速に光拡散体および透光性部材を介して外部空間に放熱させることができ、これにより、半導体発光素子の温度上昇を抑制することができて、照明装置を長寿命にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１を示す照明装置の概略縦断面図。
【図２】同じく、照明装置の概略正面図。
【図３】同じく、光拡散体における光の屈折の一例を示す説明図。
【図４】本発明の実施例２を示す照明装置の概略縦断面図。
【図５】本発明の実施例３を示す照明装置の概略縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
本発明において、光拡散体は、透光性の金属酸化物からなる球形の中空微粒子と、この中空微粒子を含有する透光性樹脂とを有して形成され、発光モジュールおよび透光性部材の間の空間に充填されている。半導体発光素子から放射された光は、透光性樹脂に入射し、透光性樹脂を透過するときに中空微粒子に入射する。
【００３７】
中空微粒子は、透光性の金属酸化物からなるので、中空微粒子に入射した光は、中空微粒子の内部に入射する。そして、金属酸化物からなる外殻と、外殻内部の気体（空気）との屈折率差が大きいことにより、入射した光は、外殻と気体との界面で大きく屈折される。こうして、半導体発光素子から放射された光が拡散されるとともに、中空微粒子での吸収が少ない分、光損失が抑制されて光取出し効率が向上される。
【実施例１】
【００３８】
図１ないし図３は、本発明の実施例１を示し、図１は照明装置の概略縦断面図、図２は照明装置の概略正面図、図３は光拡散体における光の屈折の一例を示す説明図である。
【００３９】
図１および図２において、照明装置１は、電球形ランプであり、発光モジュール２、装置本体３、透光性部材としてのグローブ４、光拡散体５および点灯回路６を有して構成されている。
【００４０】
発光モジュール２は、例えば立体形状の支持体７、この支持体７の表面に沿って配置された基板８およびこの基板８に設けられた複数個の発光部１０を有して形成されている。
【００４１】
支持体７は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などの絶縁材料で形成され、周面が六角形などの多角形に形成されているとともに、一端側が六角錐などの角錐に形成されている。すなわち、支持体７は、グローブ４の内側形状に準じる多面体の立体形状に形成されている。また、支持体７の内側は、他端側へ向けて開口形成されている。この支持体７の他端開口から装置本体３の隔壁部１１が挿入されている。すなわち、発光モジュール２の内側に装置本体３の隔壁部１１が配置されている。
【００４２】
基板８は、例えばリードフレームやフレキシブル基板などで一体に形成され、支持体７の周面に沿って配置される複数の周面基板部１２および支持体７の先端面に沿って配置される複数個の先端面基板部１３を有している。これら各基板部１２，１３は、支持体７の表面に接着材により固定されている。そして、各基板部１２，１３の表面に、複数個の発光部１０が配設されている。
【００４３】
各発光部１０は、半導体発光素子としての例えば青色光を発するＬＥＤチップ１４を有し、このＬＥＤチップ１４がＣＯＢ（Chip  On  board）方式によって基板８に実装されている。すなわち。ＬＥＤチップ１４が基板８に実装され、このＬＥＤチップ１４をドーム状に覆って封止する例えばシリコーン樹脂などの封止樹脂１５が形成されている。封止樹脂１５には、ＬＥＤチップ１４からの青色光の一部により励起されて黄色光を放射する黄色蛍光体が混入されている。したがって、封止樹脂１５の表面が発光部１０の発光面となり、この発光面から白色光が放射される。
【００４４】
装置本体３は、高い熱伝導性を有する例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料からなり、一端側に向かって拡径する略円筒状に形成されている。装置本体３の一端側３ａの中央には、先端が閉塞された筒状の隔壁部１１が突出形成され、この隔壁部１１の内側には、装置本体３の他端側３ｂに開口して点灯回路６を収納する収納空間１６が形成されている。装置本体３の一端側３ａの周辺部には、グローブ取付部１７が突出形成されている。このグローブ取付部１７にグローブ４が取り付けられている。装置本体３の外周面３ｃは、外部空間に放熱する放熱部となっている。当該外周面３ｃには、放熱フィンを形成してもよい。
【００４５】
そして、装置本体３は、その一端側３ａに、断熱部材１８を介して支持板７および発光モジュール２を配設している。このとき、発光モジュール２の基板８とグローブ４の内面との距離Ｌ１が２〜８ｍｍとなるように、支持板７および基板８の大きさや形状などが形成されている。すなわち、周面基板部１２とグローブ４の内面との間が２ｍｍ以上となり、先端面基板部１３とグローブ４の内面との間が８ｍｍ以下となるようにしている。
【００４６】
断熱部材１８は、熱伝導率０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下の断熱性能を有するものであり、例えば、熱伝導率０．０３３〜０．０５０Ｗ／ｍ・Ｋのグラスウールの断熱材が用いられている。断熱部材１８は、装置本体３の一端側３ａの端面、隔壁部１１およびグローブ取付部１７と、発光モジュール２および光拡散体５の一部との間に介在し、少なくとも装置本体３と発光モジュール２との間を熱的に遮断するものである。
【００４７】
なお、断熱部材１８は、グラスウールに限らず、例えば、熱伝導率０．０３６Ｗ／ｍ・Ｋのポリプロピレン樹脂発泡断熱材、熱伝導率０．０７Ｗ／ｍ・Ｋのケイ酸カルシウム断熱材、熱伝導率０．００２Ｗ／ｍ・Ｋの真空断熱パネルなどを用いてもよい。
【００４８】
また、装置本体３は、その他端側３ｂに、カバー１９を配設している。このカバー１９は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などの絶縁材料からなり、略円筒状に形成されている。カバー１９の一端側１９ａは、装置本体３の他端側３ｂの端面に接着材により固定され、他端側１９ｂが装置本体３の他端側３ｂから突出している。
【００４９】
そして、カバー１９に口金２０が取り付けられている。口金２０は、例えば、Ｅ１７形などの一般照明電球用のソケットに接続可能なものである。そして、口金２０は、カバー１９の他端側１９ｂに嵌合されてかしめられて固定されるシェル部２１、このシェル部２１の他端側に設けられる絶縁部２２およびこの絶縁部２２の頂部に設けられるアイレット部２３を有して構成されている。
【００５０】
グローブ４は、光透過性を有する例えばガラスや合成樹脂などの材料からなり、立体形状の発光モジュール２を覆うようにドーム状に形成されている。そして、グローブ４は、その他端開口の縁部が装置本体３のグローブ取付部１７に接着材などで取り付けられている。
【００５１】
光拡散体５は、透光性の金属酸化物からなる中空微粒子２４およびこの中空微粒子２４を含有する透光性樹脂２５を有して形成されており、発光モジュール２およびグローブ４の間の空間に充填されている。中空微粒子２４は、透光性樹脂２５に均一に分散された状態で含有されている。発光モジュール２の基板８とグローブ４の内面との距離Ｌ１が２〜８ｍｍとなっているので、光拡散体５の厚さも２〜８ｍｍとなっている。
【００５２】
そして、中空微粒子２４は、図３に示すように、内側の空間部２４ａに空気などの気体を内包する球形の外殻２４ｂからなっている。ここで、外殻２４ｂは、球形よりも幾分変形した略球形の形状であってもよく、その一部が欠けていたり割れていても、内部に空気などの気体が存在していればよいものである。
【００５３】
外殻２４ｂを形成する金属酸化物は、屈折率１．４４のシリカ（ＳｉＯ2）、屈折率１．７６のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、屈折率１．７２の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および屈折率１．９５の酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの少なくとも一つを用いることができる。ここでは、例えば、シリカ（ＳｉＯ2）のみが用いられている。また、透光性樹脂２５は、例えば、透光性のシリコーン樹脂（屈折率１．４１）が用いられている。
【００５４】
そして、中空微粒子２４は、その平均粒子径が１．０〜１０μｍとなっている。中空微粒子２４の平均粒子径が１．０μｍより小さいと、十分な光拡散性が得られなくなり、１０μｍより大きいと、透光性樹脂２５との混合比率が少なくなり、目的とする光拡散性および全光透過率が得られなくなる。
【００５５】
また、中空微粒子２４は、光拡散体５の５０質量％以下となるように透光性樹脂２５に含有されている。中空微粒子２４の含有量が５０質量％よりも多いと、中空微粒子２４による遮光作用が強くなって、十分な全光透過率が得られなくなる。中空微粒子２４の好ましい含有率は、１０〜３０質量％である。
【００５６】
また、光拡散体５の熱伝導率すなわち中空微粒子２４が含有されている透光性樹脂（シリコーン樹脂）２５の熱伝導率が純粋のシリコーン樹脂の熱伝導率に対して０．９〜１．２となるように中空微粒子２４が含有されている。光拡散体５の熱伝導率をシリコーン樹脂の熱伝導率に対して０．９〜１．２とすることにより、光拡散体５の熱拡散度（熱伝導度）の低下を防止するものである。
【００５７】
図１において、点灯回路６は、例えば、発光モジュール２のＬＥＤチップ１４に対して定電流を供給する電源回路に形成され、当該電源回路を構成する複数個の電子部品が実装された回路基板２６を有している。この回路基板２６は、装置本体３の隔壁部１１の内側の収納空間１６、カバー１９の内側および口金２０の内側に亘って配置された状態で収納されている。点灯回路６の入力側は、口金２０のシェル部２１およびアイレット２３に図示しないリード線で接続され、点灯回路６の出力側は、発光モジュール２の基板８に図示しない出力線で接続されている。
【００５８】
次に、本発明の実施例１の作用について説明する。
【００５９】
照明装置１の口金２０を所定の電球用ソケットに装着して通電すると、点灯回路６が動作し、図示しない出力線および発光モジュール２の基板８を介して、各ＬＥＤチップ１４に電力が供給される。各ＬＥＤチップ１４が点灯して、発光部１０の封止樹脂１５の表面から白色光が放射される。また、ＬＥＤチップ１４の点灯により熱が発生して、封止樹脂１５が発熱する。
【００６０】
発光部１０から放射された光は、光拡散体５の透光性樹脂（シリコーン樹脂）２５に入射し、透光性樹脂２５を透過してグローブ４に入射し、グローブ４を透過して、グローブ４の外面から外部空間に放射される。封止樹脂１５は、シリコーン樹脂で形成され、透光性樹脂２５は、シリコーン樹脂からなるので、発光部１０から放射された光は、ほとんど屈折することなく、透光性樹脂２５に入射する。そして、当該光は、透光性樹脂２５およびグローブ４の界面（境界）と、グローブ４の外面でそれぞれ幾分屈折し、グローブ４の外面から外部空間に放射される。
【００６１】
そして、発光部１０から放射された光は、透光性樹脂２５を透過するときに、その一部が中空微粒子２４に入射することなく透光性樹脂２５を透過してグローブ４に入射し、その残部の一部が中空微粒子２４に入射する。中空微粒子２４の外殻２４ｂは、球形または略球形であるので、中空微粒子２４に入射した光は、外殻２４ａの表面で反射されにくく、当該表面での反射を少なくして、透光性の外殻２４ｂを透過する。このとき、透光性樹脂２５であるシリコーン樹脂の屈折率は、１．４１であり、外殻２４ｂを形成する金属酸化物である例えばシリカ（ＳｉＯ2）の屈折率は、１．４４であり、それらの屈折率差は、小さいので、図３に示すように、中空微粒子２４に入射した光は、透光性樹脂２５および外殻２４ｂの界面で小さく屈折する。
【００６２】
そして、当該屈折した光は、空間部２４ａに入射するときと、空間部２４ａから出射するときに大きく屈折する。すなわち、空間部２４ａの空気の屈折率１．０に対してシリカ（ＳｉＯ2）の屈折率は、１．４４であり、その屈折率差が比較的大きいので、光は、大きく屈折するものである。そして、当該光は、再び透光性樹脂２５および外殻２４ｂの界面で小さく屈折して透光性樹脂２５に入射する。そして、再び、複数個の中空微粒子２４で上述のように屈折され、透光性樹脂２５を透過して、グローブ４の外面から外部空間に放射される。このように、発光部１０から放射された光が複数個の中空微粒子２４においてそれぞれ大きく屈折されることにより、当該光が光拡散される。
【００６３】
上述したように、発光モジュール２およびグローブ４の間の空間に、金属酸化物からなる中空微粒子２４が含有された透光性樹脂２５が充填されているので、発光部１０から放射された光の光拡散性を高くすることができる。そして、中空微粒子２４は、球形または略球形に形成されているので、均等な光散乱となる。また、中空微粒子２４は、空間部２４ａに空気を内包していることにより、金属酸化物で形成されたものよりも、屈折率が小さくなるので、光拡散体５を透過する全光透過率が向上し、光拡散体５での光損失が抑制される。この結果、発光部１０から放射された光の光取出し効率を向上させることができる。
【００６４】
特に、中空微粒子２４は、その平均粒子径が１〜１０μｍに形成され、かつ透光性樹脂２５に５０質量％未満好ましくは１０〜３０質量％含有されることにより、発光部１０から放射された光を十分に光拡散させることができるとともに、光損失を最小限にして光取出し効率をより向上させることができる。
【００６５】
そして、ＬＥＤチップ１４の点灯により発生した熱は、発光部１０の封止樹脂１５から主として光拡散体５の透光性樹脂２５に伝熱される。透光性樹脂２５は、比較的高い熱伝導率を有するシリコーン樹脂からなり、また、光拡散体５の熱伝導率がシリコーン樹脂の熱伝導率に対して０．９以上となるようにシリカ（ＳｉＯ2）からなる中空微粒子２４が含有されている。したがって、発光部１０から発する熱は、熱伝達速度が損なわれることなく透光性樹脂（シリコーン樹脂）２５を伝熱する。
【００６６】
また、透光性樹脂２５は、発光モジュール２の基板８とグローブ４の内面との間に２〜８ｍｍとなるように充填されている。したがって、透光性樹脂２５を熱伝達する距離Ｌ１は、比較的短いものである。これにより、発光部１０に発生した熱は、光拡散体５を迅速に熱伝達してグローブ４に伝熱され、グローブ４の外面から外部空間に放熱される。この結果、ＬＥＤチップ１４の温度上昇を抑制することができて、照明装置１を長寿命にすることができる。
【００６７】
なお、光拡散体５は、透光性樹脂２５として、屈折率１．４１のシリコーン樹脂を用いたが、屈折率１．４９のアクリル樹脂などが用いてもよい。中空微粒子２４の含有率および平均粒子径は、組み合わせる透光性樹脂２５の材質と、目的とする光拡散性および全光透過率に応じて適宜調整すればよい。
【実施例２】
【００６８】
図４は、本発明の実施例２を示す照明装置の概略断面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６９】
図４に示す照明装置２７は、電球形ランプであり、図１に示す照明装置１において、グローブ４の内表面に拡散膜２８が形成されている。拡散膜２８は、グローブ４および光拡散体５の透光性樹脂２５のそれぞれの屈折率よりも大きい屈折率を有し、かつ可視光の吸収が小さい非可視光吸収性の酸化物からなっている。グローブ４は、例えばソーダ石灰ガラス（屈折率１．５１）やポリカーボネート樹脂（屈折率１．５９）を用いて形成されている。透光性樹脂２５は、シリコーン樹脂（屈折率１．４１）からなっている。酸化膜２８は、例えば、屈折率１．９５の酸化亜鉛（ＺｎＯ）、屈折率２．５２の酸化チタン（ＴｉＯ2）や屈折率２．２９の五酸化ニタンタル（Ｔａ2Ｏ5）などが用いられている。
【００７０】
ＬＥＤチップ１４の点灯により発光部１０から放射された光は、光拡散体５の中空微粒子２４により屈折され光拡散されて、グローブ４の内表面に形成された拡散膜２８に入射する。拡散膜２８の屈折率は、グローブ４および透光性樹脂２５であるシリコーン樹脂のそれぞれの屈折率よりも大きいので、拡散膜２８に入射した光は、透光性樹脂２５および拡散膜２８の界面と、拡散膜２８およびグローブ４の界面で大きく屈折される。そして、拡散膜２８は、可視光の吸収が小さい酸化物からなるので、光損失を最小限に抑制して、光を透過させる。当該光は、グローブ４を透過してグローブ４の外面からより光拡散されて放射される。
【００７１】
このように、発光部１０から放射された光は、光拡散体５の中空微粒子２４により屈折、光拡散された後に、さらにグローブ４の内表面に形成された拡散膜２８により大きく屈折されて光拡散されるので、グローブ４から出射される光拡散性をより向上させることができる。また、拡散膜２８による光拡散の分、発光モジュール２の基板７とグローブ４の内面との距離Ｌ１を小さくして、発光モジュール２およびグローブ４の間の空間に充填する光拡散体５の充填量を少なくすることができる。すなわち、光拡散体５の厚さを小さくして光拡散体５での光拡散を小さくすることができる。これにより、少なくともグローブ４の部分を小型化することができ、照明装置２７全体も小型化することができる。
【実施例３】
【００７２】
図５は、本発明の実施例３を示す照明装置の概略断面図である。なお、図１および図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００７３】
図５に示す照明装置２９は、図１に示す電球形ランプ１を使用するダウンライトであり、天井３０に埋設されている。そして、外形が有底の略円筒状に形成された器具本体３１に電球用ソケット３２が配設されている。器具本体３１は、器具本体３１と一体的に設けられているカバー体３３と板バネ３４，３４により、天井３０に挟持されて、天井３０に固定されている。そして、電球用ソケット３２に、電球形ランプ１が取り付けられている。
【００７４】
電球用ソケット３２が通電されると、電球形ランプ１の点灯回路６が動作し、発光モジュール２の各発光部１０のＬＥＤチップ１４に電力が供給される。これにより、ＬＥＤチップ１４が点灯して、各発光部１０から白色光が放射され、グローブ４の外面から光拡散された白色光が放射される。当該拡散光は、直接光および器具本体３１の内面で反射された反射光となって、カバー体３３の開口３５から下面側に出射される。
【００７５】
電球形ランプ１は、グローブ４の略全域から光拡散された白色光を放射するので、照明装置２９は、人に眩しさなどのグレアや不快感などを与えにくくすることができ、所望の配光で照明することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、電球形ランプの他、天井埋込形、天井直付形および天井吊下げ形の照明器具などを有する照明装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１，２７…照明装置としての電球形ランプ、  ２…発光モジュール、  ３…装置本体、  ４…透光性部材としてのグローブ、  ５…光拡散体、  ６…点灯回路、  ８…基板、  １４…半導体発光素子としてのＬＥＤチップ、  ２４…中空微粒子、  ２５…透光性樹脂、  ２８…拡散膜、  ２９…照明装置としてのダウンライト
【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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