(57)【要約】【課題】放熱性を向上させた、固体発光素子を光源とするランプ等を提供する。【解決手段】口金１１０、発光モジュール１３０、駆動回路部１４０、ランプ筐体１２０、凹反射鏡１５０を備える。口金は使用する際に外部器具に取付けられ電力の供給を受ける。発光モジュールは１又は複数個の固体発光素子を含む。駆動回路部は口金から受けた電力を用いて発光モジュールを点灯させる。ランプ筐体には口金及び発光モジュールが取付けられる。凹反射鏡はランプ筐体上に配置されランプ筐体側の一方の開口及び他方の開口を有し一方の開口から他方の開口に向かって広がる形状を有する。口金、ランプ筐体、発光モジュール、駆動回路部の順に、各構成が配置されている。発光モジュールは光を一方の開口から他方の開口へ向かう方向へ出射するようにランプ筐体に取付けられる。駆動回路は発光モジュールから発する光の一部を遮る位置に配置される。【選択図】図１
2012022857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体発光素子を光源とするランプであって、
使用する際に外部器具に取付けられ、電力の供給を受ける口金と、
１又は複数個の固体発光素子を含む発光モジュールと、
前記口金から受けた電力を用いて、前記発光モジュールを点灯させる駆動回路と、
前記口金、及び発光モジュールが取付けられたランプ筐体と、
前記ランプ筐体上に配置され、当該ランプ筐体側の一方の開口、及び他方の開口を有し、当該一方の開口から当該他方の開口に向かって広がる形状を有する凹反射鏡とを備え、
前記口金、前記ランプ筐体、前記発光モジュール、前記駆動回路の順に、各構成が配置されており、
前記発光モジュールは、当該発光モジュールからの光を、前記一方の開口から前記他方の開口へ向かう方向へ出射するように前記ランプ筐体に取付けられ、
前記駆動回路は、前記発光モジュールから発する光の一部を遮る位置に配置されることを特徴とするランプ。
【請求項２】
前記発光モジュールの配光は、ランバーシャン配光であることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
前記凹反射鏡の反射面は、回転楕円体の一部の内壁面からなり、
前記回転楕円体における第１焦点、及び第２焦点が、前記回転楕円体の回転軸上に位置し、
前記反射面は、前記回転楕円体を前記回転軸に対して垂直な２つの切断面において切断してできる形状の内壁面に当たる部分であり、
前記切断面の一方が前記回転軸を横切る位置は、第１焦点と第２焦点との中点から第１焦点までの間にあり、
前記第２焦点は、前記凹反射鏡における前記他方の開口よりも外側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項４】
前記第１焦点は、前記発光モジュールの発光部分を含む面内に位置していることを特徴とする請求項３に記載のランプ。
【請求項５】
前記発光モジュールの発光部分の中心を通る中心軸が前記回転軸と一致していることを特徴とする請求項４に記載のランプ。
【請求項６】
前記第１焦点と前記第２焦点の焦点距離を、前記回転楕円体の短半径で除した値が、３．７３以上であることを特徴とする請求項５に記載のランプ。
【請求項７】
前記発光モジュールの発光部分が前記回転軸上を外すように配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載のランプ。
【請求項８】
前記発光モジュールは、
複数個の固体発光素子を含み、当該固体発光素子が分散配置されていることを特徴とする請求項７に記載のランプ。
【請求項９】
前記発光モジュールの発光部分の中心と前記第１焦点とを結んでできる線と、前記回転軸とがなす角度が、６０°以上９０°以下であることを特徴とする請求項７に記載のランプ。
【請求項１０】
前記駆動回路は、
前記回転軸上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のランプ。
【請求項１１】
前記駆動回路は、
前記第１焦点と前記他方の開口の端部と前記第２焦点とを結ぶ線を、前記回転軸を中心に回転してできる面の内側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のランプ。
【請求項１２】
前記駆動回路は、
前記凹反射鏡の前記一方の開口と前記他方の開口との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項１３】
前記駆動回路は、
表面が反射材で構成された回路カバーで囲まれていることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項１４】
前記回路カバーは、
前記口金側に近づくにつれて、横幅が次第に狭くなる形状であることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項１５】
前記駆動回路は、
回路部品の中で、最も背の高い部品を前記回転軸上に配置することを特徴とする請求項１４に記載のランプ。
【請求項１６】
前記発光モジュールは、
前記口金と熱的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項１７】
前記発光モジュールは、さらに、
角柱、角錐、又は角錐台形状の発光モジュール設置台を含み、
前記発光モジュール設置台の底面が、前記口金側へ向けて取付けられ、
前記発光モジュール設置台における、複数の側面のそれぞれに、前記固体発光素子が搭載されていることを特徴とする請求項７に記載のランプ。
【請求項１８】
固体発光素子を光源とするランプと、当該ランプが取付けられ、当該ランプに商用電源からの電力を供給する電気器具とからなる照明装置であって、
前記ランプは、
使用する際に外部器具に取付けられ、電力の供給を受ける口金と、
１又は複数個の固体発光素子を含む発光モジュールと、
前記口金から受けた電力を用いて、前記発光モジュールを点灯させる駆動回路と、
前記口金、及び発光モジュールが取付けられたランプ筐体と、
前記ランプ筐体上に配置され、当該ランプ筐体側の一方の開口、及び他方の開口を有し、当該一方の開口から当該他方の開口に向かって広がる形状を有する凹反射鏡とを備え、
前記口金、前記ランプ筐体、前記発光モジュール、前記駆動回路の順に、各構成が配置されており、
前記発光モジュールは、当該発光モジュールからの光を、前記一方の開口から前記他方の開口へ向かう方向へ出射するように前記ランプ筐体に取付けられ、
前記駆動回路は、前記発光モジュールから発する光の一部を遮る位置に配置されることを特徴とし、
前記電気器具は、
前記口金が接続されるソケットを備えることを特徴とする、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路を内蔵し、ＬＥＤ（発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＥＬ（エレクトロルミネセンス：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の固体発光素子を光源とするランプに関し、より特定的には、駆動回路と発光モジュールの放熱性をより向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体技術の向上に伴い、固体発光素子を光源とするランプの需要が高まっている。
上記ランプは電力消費量が少なく寿命が長いため、省エネルギー化、省資源化の促進に大きく貢献するものであり、今後益々普及するものと予想される。
ここで、ＬＥＤ等の発光素子を光源として用いる駆動回路を内蔵する従来の電球形ランプが特許文献１〜３に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、内面側に反射面が設けられ、外周面が外方に露出する熱伝導性の反射体を備え、反射体が、放熱部材を介して、発光素子と熱的に結合されている発光素子ランプ（「電球形ランプ」に相当）が開示されている。特許文献１には、以上のような構成により、発光素子の点灯によって発生した基板の熱を反射体の外周面を利用して効果的に放熱することができるので、発光素子ランプの温度上昇を効果的に抑制することができると記載されている。
【０００４】
特許文献２には、外部に露出する周部と、周部の内側に形成された凹部とを有する金属製の外郭部材（「ランプ筐体」に相当）を備え、周部に点状光源が装着され、凹部内に絶縁部材を介して回路部品が収容され、凹部の開口縁部側に口金が配設されており、外郭部材に取付けられた透光性カバーにより点状光源が覆われている電球形ランプが開示されている。特許文献２には、以上のような構成により、点状光源から周部に至る熱伝導が良好で、点状光源に対する冷却性能が優れているので、点状光源の温度上昇を効果的に抑制できると記載されている。
【０００５】
特許文献３には、点灯回路部品の設置面と同一面上に光源（「固体発光素子」に相当）を配置し、反射部材が点灯回路部品（「駆動回路」に相当）の少なくとも一部を覆うことを特徴とする照明装置（「電球形ランプ」に相当）が開示されている。特許文献３には、以上のような構成により、光源からの光を外部へ効率よく取り出すことが可能であると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１７３４２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１３７１７号公報
【特許文献３】特開２００９−２１０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
利便性の向上や材料コストの削減等の観点から、固体発光素子を光源とするランプを小型化したいという要望がある。
上記特許文献１及び２のような従来の電球形ランプでは、固体発光素子、駆動回路、及び給電用口金がこの順に配置されているため、給電用口金と固体発光素子との間に設けられた駆動回路が邪魔になって、固体発光素子に起因して発生する熱を、直接口金に伝えて放熱することができない。また、特許文献３のような従来の電球形ランプでは、特許文献１及び２と同様に、中央に設けられた点灯回路部品が邪魔になって、固体発光素子に起因して発生する熱を、直接口金に伝えて放熱することができない上、さらに、光源が点灯回路部品の周りに配置されているため、固体発光素子に起因して発生する熱が点灯回路部品に伝わり易く、点灯回路部品の温度上昇により耐久性が低下する。
【０００８】
そこで、特許文献１〜３においては、固体発光素子に起因して発生する熱を外郭部材を利用して放熱している。しかしながら、このような構成において十分な放熱性を備えるためには、外郭部材の包絡体積を十分に確保する必要があるので、ランプの小型化が困難である。また、外郭部材の大きさが駆動回路の大きさにより制約されるため、ランプを小型化する際の障害となる。
【０００９】
また、固体発光素子で生じた熱の一部は、駆動回路を経由して外部に放熱されるため、特に小型化、高光束化に伴い駆動回路や固体発光素子の温度上昇の問題が顕著となり、放熱性の向上が課題となる。
それ故に、本発明の目的は、放熱性や光の配光特性を向上させた、固体発光素子を光源とするランプ、及び照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、固体発光素子を光源とするランプに向けられている。そして上記課題を解決するために、本発明の固体発光素子を光源とするランプは、固体発光素子を光源とするランプであって、口金と、発光モジュールと、駆動回路と、ランプ筐体と、凹反射鏡とを備える。口金は使用する際に外部器具に取付けられ電力の供給を受ける。発光モジュールは、１又は複数個の固体発光素子を含む。駆動回路は、前記口金から受けた電力を用いて、前記発光モジュールを点灯させる。ランプ筐体は、前記口金、及び発光モジュールが取付けられている。凹反射鏡は、前記ランプ筐体上に配置され、当該ランプ筐体側の一方の開口、及び他方の開口を有し、当該一方の開口から当該他方の開口に向かって広がる形状を有する。前記口金、前記ランプ筐体、前記発光モジュール、前記駆動回路の順に、各構成が配置されている。前記発光モジュールは、当該発光モジュールからの光を、前記一方の開口から前記他方の開口へ向かう方向へ出射するように前記ランプ筐体に取付けられている。前記駆動回路は、前記発光モジュールから発する光の一部を遮る位置に配置される。
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記発光モジュールの配光は、ランバーシャン配光であるとよい。
【００１１】
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記凹反射鏡の反射面は、回転楕円体の一部の内壁面からなり、前記回転楕円体における第１焦点、及び第２焦点が、前記回転楕円体の回転軸上に位置し、前記反射面は、前記回転楕円体を前記回転軸に対して垂直な２つの切断面において切断してできる形状の内壁面に当たる部分であり、前記切断面の一方が前記回転軸を横切る位置は、第１焦点と第２焦点との中点から第１焦点までの間にあり、前記第２焦点は、前記凹反射鏡における前記他方の開口よりも外側に位置しているとよい。
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記第１焦点は、前記発光モジュールの発光部分を含む面内に位置しているとよい。
【００１２】
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記発光モジュールの発光部分の中心を通る中心軸が前記回転軸と一致しているとよい。
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記第１焦点と前記第２焦点の焦点距離を、前記回転楕円体の短半径で除した値が、３．７３以上であるとよい。
【００１３】
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記発光モジュールの発光部分が前記回転軸上を外すように配置されているとよい。
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記発光モジュールは、複数個の固体発光素子を含み、当該固体発光素子が分散配置されているとよい。
【００１４】
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記発光モジュールの発光部分の中心と前記第１焦点とを結んでできる線と、前記回転軸とがなす角度が、６０°以上９０°以下であるとよい。
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記駆動回路は、前記回転軸上に配置されているとよい。
【００１５】
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記駆動回路は、前記第１焦点と前記他方の開口の端部と前記第２焦点とを結ぶ線を、前記回転軸を中心に回転してできる面の内側に配置されているとよい。
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記駆動回路は、前記凹反射鏡の前記一方の開口と前記他方の開口との間に配置されているとよい。
【００１６】
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記駆動回路は、表面が反射材で構成された回路カバーで囲まれているとよい。
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、
前記回路カバーは、前記口金側に近づくにつれて、横幅が次第に狭くなる形状であるとよい。
【００１７】
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記駆動回路は、回路部品の中で、最も背の高い部品を前記回転軸上に配置するとよい。
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記発光モジュールは、前記口金と熱的に結合されているとよい。
【００１８】
また、固体発光素子を光源とするランプにおいて、前記発光モジュールは、さらに、角柱、角錐、又は角錐台形状の発光モジュール設置台を含み、前記発光モジュール設置台の底面が、前記口金側へ向けて取付けられ、前記発光モジュール設置台における、複数の側面のそれぞれに、前記固体発光素子が搭載されているとよい。
また上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、固体発光素子を光源とするランプと、当該ランプが取付けられ、当該ランプに商用電源からの電力を供給する電気器具とからなる照明装置である。前記ランプは、発光モジュールと、駆動回路と、ランプ筐体と、凹反射鏡とを備える。口金は使用する際に外部器具に取付けられ電力の供給を受ける。発光モジュールは、１又は複数個の固体発光素子を含む。駆動回路は、前記口金から受けた電力を用いて、前記発光モジュールを点灯させる。ランプ筐体は、前記口金、及び発光モジュールが取付けられている。凹反射鏡は、前記ランプ筐体上に配置され、当該ランプ筐体側の一方の開口、及び他方の開口を有し、当該一方の開口から当該他方の開口に向かって広がる形状を有する。前記口金、前記ランプ筐体、前記発光モジュール、前記駆動回路の順に、各構成が配置されている。前記発光モジュールは、当該発光モジュールからの光を、前記一方の開口から前記他方の開口へ向かう方向へ出射するように前記ランプ筐体に取付けられている。前記駆動回路は、前記発光モジュールから発する光の一部を遮る位置に配置される。前記電気器具は、前記口金が接続されるソケットを備える。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明のランプ、及び照明装置においては、発光モジュールが発生する熱を、駆動回路を経由することなく、直接、口金に伝達し、器具のソケットを介して、器具に伝えて、放熱することが可能となる。従来、放熱のために必要な包絡体積を確保するためにランプ筐体のサイズ小型化が制限されていたが、その制限が緩和、又はなくなるため、ランプ全体を小さくすることが可能となる。
また、熱が駆動回路に伝わり難いので、駆動回路への熱負担が軽減し、駆動回路の耐久性の向上が期待できる。また、発光モジュールと口金との間に駆動回路を配置しない構成が可能となり、発光モジュールの放熱性を高めることが構造的に容易である。
さらに、照射面において、ランプ直下の照度が周辺照度よりも低くなる現象（以下、「中落ち」と呼ぶ）を抑制、又は、防止することが可能となり、既存の反射鏡付ランプと同等の配光特性を実現し得る。
【００２０】
従来の固体発光素子を光源として用い駆動回路を内蔵するランプでは、駆動回路を発光モジュールと口金との間に配置するものが多く、本願のように発光モジュールからの光の出射側の位置に駆動回路を設置するというような構成は今までになく新しい。特に、本願のように、発光モジュールの光出射分布が高くなる発光モジュールの真上を含む上方、広くは光出射方向の下流側の位置に、あえて駆動回路を設置するという発想は、ランプ光束が大幅に低下したり、照射面において照度のムラが生じるであろうという思い込みから、今まで誰も実用化しようとは考えなかったものと推測される。また、反射鏡により発光モジュールから発する光の一部を反射して、駆動回路により発光モジュールから発する光が遮られる方向を照らすので、ランプ直下の照度の低下を防ぐことができる。また、反射鏡がない場合よりも駆動回路の大きさの割に発光モジュールを小さくすることもできる。さらに、駆動回路表面に反射材を設けることにより、駆動回路によるランプ光束の低下を緩和することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る固体発光素子を光源とするランプ１００の外観を示す図
【図２】（ａ）は波長変換部材により個々のＬＥＤ素子を封止する形態の断面を示す図、（ｂ）は複数のＬＥＤ素子を波長変換部材により一括封止する形態の断面を示す図
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、発光モジュール１３０におけるＬＥＤ素子の配列方法の具体例を示す図
【図４】ランプからの鉛直線と直交する水平面において、均一な照度を得るために必要な光度の鉛直角依存性を示す図
【図５】本最適化の検討のために行った測定の条件を示す図
【図６】各反射鏡の縦断面の形状を一部に含む楕円の規定方法を示す図
【図７】各反射鏡の形状を特定する楕円１０の焦点距離ｆ、長半径、及び短半径の値の一覧を示す図
【図８】反射鏡Ａ〜Ｄのそれぞれを備える各ランプの配光分布を示す図
【図９】図８の各反射鏡についての配光分布を、それぞれ鉛直角θ＝０°のときの光度を１ｃｄとして規格化した図
【図１０】反射鏡Ａ〜Ｄについての最大規格化光度Ｉｎｍａｘ等の一覧を示す図
【図１１】第２の実施形態に係る固体発光素子を光源とするランプ２００の外観を示す図
【図１２】反射鏡Ｅの縦断面の形状を一部に含む楕円の規定方法を示す図
【図１３】固体発光素子と楕円２０の第１焦点Ｆ１との位置関係の詳細を示す図
【図１４】位置Ａ〜Ｃのそれぞれに設定した各ランプの配光分布を示す図
【図１５】図１４の各反射鏡についての配光分布を、それぞれ鉛直角θ＝０°のときの光度を１ｃｄとして規格化した図
【図１６】第３の実施形態に係る固体発光素子を光源とするランプ３００の外観を示す図
【図１７】位置Ａに設定したランプ３００の配光分布を示す図
【図１８】第４の実施形態に係る照明装置４００の外観を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施形態］
＜概要＞
第１の実施形態は、口金、ランプ筐体、発光モジュール、駆動回路の順に各構成を配置し、反射鏡を用いて駆動回路により光が遮られる部分を照らすランプであり、発光モジュールが発生する熱を駆動回路に伝わり難くして、駆動回路への熱負担を軽減し、駆動回路の耐久性を向上させたものである。
【００２３】
＜構成＞
図１は、第１の実施形態に係る固体発光素子を光源とするランプ１００の外観を示す図である。
第１の実施形態に係るランプ１００は、固体発光素子を光源とするランプであって、図１に示すように、口金１１０、ランプ筐体１２０、発光モジュール１３０、駆動回路部１４０、反射鏡１５０、及び支持部材１６０を備えている。ここで、図１中に点線を用いて記載した部分は、反射鏡１５０を透かして見たときの様子を示している。
【００２４】
口金１１０は、金属や樹脂等の構造材により形成され、使用する際に外部器具に取付けられ、商用電源に接続されて、電力の供給を受ける部分である。なお、口金１１０の形状は特に限定されるものではなく、ソケットとの電気的接続部分に金属が使われるものであればよい。例えば本実施形態では、既存の電球に使用されているＥ口金を用いている。これ以外にも、ＢＡ口金や、ピンタイプのＧ口金、ＧＵ口金、及びＧＸ口金などを用いることができる。また、新規格の口金であってもよい。
ランプ筐体１２０は、一方から他方に向けて外径が小さくなる円筒状形状をしている。外径の大きい方が、発光モジュール取付け面１２１であり、同面に発光モジュール１２１を囲むように反射鏡１５０が接続されている。外形が小さい方は、開口部を有し、口金１１０で塞がれている。筒状形状のランプ筐体内部には、口金１１０から駆動回路部１４０に電力を給電する電線などが収められている。
【００２５】
ランプ筐体１２０、発光モジュール取付け面１２１、反射鏡１５０の構成として、例えば、（１）ランプ筐体１２０と発光モジュール取付け面１２１が一体成型されたもの、（２）発光モジュール取付け面１２１を構成する部材がランプ筐体１２０の外形の大きい方を塞ぐ蓋体を構成するもの、（３）発光モジュール取付け面１２１と反射鏡１５０を一体成型した部材でランプ筐体１２０の外形の大きい方を塞ぐもの、（４）ランプ筐体と反射鏡を一体成型したものとすることができる。
（１）の構成の場合、発光モジュール１３０で発生した熱をランプ筐体１２０を介して放熱する際に有利である。（２）の構成の場合、外径が一方から他方に小さくなる円筒形状のランプ筐体１２０において、内径も外形同様に一方から他方に小さくなる構造とする際に有利である。（３）の構成の場合、（２）の効果に加え、発光モジュール１３０で発生した熱を反射鏡１５０を介して放熱する際に有利である。（４）の構成の場合、発光モジュールで発生した熱をランプ筐体１２０、反射鏡１５０の両方を介して放熱する際に有利である。
【００２６】
発光モジュール１３０は、ＬＥＤやＥＬ等の、１個又は複数個の固体発光素子をまとめてユニット化した、照明用の固体発光素子の集合体である。発光モジュール１３０は、熱伝導部材からなるランプ筐体１２０の発光モジュール取付け面１２１のほぼ中央に設置され、口金１１０から給電された駆動回路部１４０により駆動される。
発光モジュール１３０を発光モジュール取付け面１２１と面接触するように圧して取付けると、発光モジュール１３０で発生した熱を発光モジュール取付け面１２１を介して放熱する際に、熱伝導経路が太くなるので有利である。
【００２７】
発光モジュール１３０は赤、緑、又は青等の単色を発光するＬＥＤやＥＬをユニット化したものであってもよいし、これらの各色のＬＥＤやＥＬを適宜組み合わせて、白色や他の任意の色を発光するものであってもよい。また、発光モジュール１３０は、ＬＥＤの周りにＹＡＧ蛍光体、珪酸塩蛍光体、酸窒化物蛍光体、希土類ドープガラス蛍光体、有機蛍光体、及び金属錯体蛍光体等の波長変換部材をモールドして、白色や他の任意の色を発光するものであってもよい。例えば、発光モジュール１３０は、青を発光するＬＥＤの周りに、青を青の補色に変換する波長変換部材をモールドし、白色を発光するものであってもよい。
【００２８】
発光モジュール１３０は、ＬＥＤ素子を一次実装したモジュール基板に波長変換部材を搭載する形態、及びＬＥＤ素子と蛍光体からなるパッケージをモジュール基板に２次実装する形態であってもよい。
また、図２（ａ）の断面図に示すように、発光モジュール１３０は、モジュール基板１３１上に複数のＬＥＤ素子１３２ａ〜ｃを搭載し、シリコーン樹脂等に青色励起の蛍光体等を分散した波長変換部材１３３ａ〜ｃにより個々のＬＥＤ素子１３２ａ〜ｃを封止する形態であってもよい。また発光モジュール１３０は、図２（ｂ）の断面図に示すように、モジュール基板１３４上に搭載した複数のＬＥＤ素子１３５ａ〜ｆを波長変換部材１３６により一括封止する形態であってもよい。図２（ｂ）のように、面状に一括封止する形態にすると拡散光が出射されるので、本発明において、より高い効果を得ることが可能となる。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、発光モジュール１３０におけるＬＥＤ素子の配列方法の具体例を示す図である。
図３（ａ）に示すように、例えば、発光モジュール１３０は、高光束の３個のＬＥＤ１３７を５〜１５ｍｍ程度の間隔で３角形に配置する。また、図３（ｂ）に示すように、例えば、発光モジュール１３０は、やや高光束の２２個のＬＥＤ１３８を２次元的に配置する。また、図３（ｃ）に示すように、例えば、発光モジュール１３０は、小型の７２個のＬＥＤ１３９を２次元的に密集させて１０〜１５ｍｍ角程度の四角形の面光源を構成している。係る面光源の中央が発光部の中心となる。また、ＬＥＤ素子を一列に並べるものであってもよい。
【００３０】
ここで、発光モジュール１３０の封止材としては、シリコーン樹脂のほか、フッ素系樹脂、ゾルゲルガラス、及び低融点ガラス等が考えられ、また、熱伝導性、チクソ性、及び光拡散性（ＬＥＤ光と蛍光体光の混色）を向上させるために、透光性の金属酸化物、窒化物，炭化物（酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化硼素、及び炭化珪素等）の微粒子（数ｎｍ〜数百ｎｍのナノ微粒子、及び数μｍ〜数十μｍのマイクロ微粒子）を添加することが好ましい。
発光モジュール１３０の基板には、熱伝導率の高いものが好ましく、セラミック、金属又は、上記の金属酸化物を添加した樹脂を用いることができる。
【００３１】
発光モジュール１３０と口金１１０とを熱的に結合し、発光モジュール１３０の口金１１０を介した放熱性を高めるために、各構成要素は、以下のようになっている。
ランプ筐体１２０は、本体部分が金属材料、又は、金属酸化物の微粒子を含むことにより熱伝導率を高めた樹脂材料などの熱伝導材料からなり、口金１１０とは反対側の面が発光モジュール取付け面１２１となる。ランプ筐体１２０が金属材料からなる場合には、口金１１０とランプ筐体１２０とが、これらの間に絶縁性材料からなりかつ熱伝導性が高い絶縁部材（図示せず）が介在して接続される。ここで絶縁部材としては、セラミックや高熱伝導樹脂材料などの熱伝導性が高い部材を用いることができる。また、口金１１０内にシリコーン樹脂等を充填することにより、口金１１０内における熱伝導性を高めることができる。
【００３２】
かかる構成により、発光モジュール１３０の熱をランプ筐体１２０からだけでなく、積極的に口金１１０を介して放熱することが可能となる。また、ランプ筐体１２０のサイズを小さくすることが可能となり、その結果、ランプ全体の形状を小型化することや、比較的自由な形状にすることができ、既存の電球に近い、又は、同等の形状にすることが可能となる。また、口金経由の放熱性がよくなるので、発光モジュールにより高い電力を投入しても、発光モジュールの温度上昇を抑制し得るので、より高いランプ光束を得ることができる。なお、以上のようにランプ筐体１２０は小さくてよいので、口金１１０とランプ筐体１２０とを一体化させて口金部としてもよい。さらに、支持部材１６０を反射鏡１５０に固定する代わりにランプ筐体１２０に固定して、口金１１０とランプ筐体１２０と支持部材１６０とを一体化させて口金部として扱ってもよい。また、ランプ筐体１２０と反射鏡１５０を一体化、又は、直接接するようにすると、反射鏡１５０を通じて積極的に放熱することも可能となる。
【００３３】
駆動回路部１４０は、口金１１０、ランプ筐体１２０、及び発光モジュール１３０から離れた位置に設置され、口金１１０から受けた電力を用いて、発光モジュール１３０を点灯させるものである。
本実施形態においては、口金１１０、ランプ筐体１２０、発光モジュール１３０、駆動回路部１４０の順に配置されている。すなわち、駆動回路部１４０は、発光モジュール１３０の光出射方向側で、発光モジュール１３０に対して口金とは反対側の位置で、かつ、発光モジュールから離れた位置に、発光モジュール１３０から発せられた光の一部を遮るように設置されている。
【００３４】
本実施例では、発光モジュール１３０側から見た駆動回路部１４０の平面視形状は円形をしている。発光モジュール取付け面１２１も平面視形状は円形をしている。また、駆動回路部１４０がランプの口金１１０の中心から発光モジュール取付け面１２１の中心を通る、発光モジュールの発光面に垂直な中心軸Ｚ（図１中の１点鎖線）上に配置されている。かかる構成により、対称性のよい配光特性を得ることができる。
また、駆動回路部１４０は、発光モジュール１３０の点灯に適した電力を出力する電子回路１４１と、電子回路１４１の周りに設置された反射材で構成された回路カバー１４２とを含む。
【００３５】
回路カバー１４２は、電子回路を保持するものであり、電子回路の発熱に耐え、かつ反射率が比較的高い物質が好ましい。ここで回路カバー１４２は、経年的な反射率低下が少なく、また拡散反射するものであって、発光モジュール１３０から出射される可視光の波長域において反射率が８０％程度、あるいは８０％以上のものが望ましい。反射率の高い材料の例として、アルミニウム、銀、及び白金などの高反射率金属を含む材料や、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、及び酸化バリウムなどからなる酸化金属微粒子を用いることができる。粒子径が１μｍ〜３０μｍの酸化金属微粒子を用いると光拡散効果を発するので、より均一な配光特性を得ることができる。また、酸化金属微粒子を含有する樹脂やガラスであってもよい。あるいは、係る酸化金属からなる多層反射膜であってもよい。
【００３６】
なお、回路カバー１４２の形状は、容積を稼ぎつつ発光モジュール１３０から発せられた光をできるだけ遮らないようにするために、口金側に近づくにつれて横幅が次第に狭くなる形状、あるいは、発光面に平行な断面が最も広い部分から発光モジュール１３０側に近づくにつれて次第に細くなるような形状であることが望ましい。本実施形態では、回路カバー１４２は発光モジュール１３０側に凸の略半球形状、又は略楕円球体の半分程度の形状であるが、発光モジュール１３０側の形状が凸であれば他の形状であってもよい。例えば、回路カバー１４２の発光モジュール１３０側の形状が、発光モジュール１３０側に凸の略半球形状や略楕円球体の半分程度の形状であったり、発光モジュール１３０側に頂点を向けた円錐、及び角錐等であれば、発光モジュール１３０の反対側の形状は、特に発光モジュール１３０から発せられた光や反射鏡１５０により反射された光を極端に遮ることのない形状であればどのような形状であってもよい。ここで回路カバー１４２は、発光モジュール１３０側と反対側とが同様の形状であってもよいので、例えば、略球形状、又は略楕円球体であってもよいし、発光モジュール１３０側、及び発光モジュール１３０の反対側にそれぞれ頂点を持つ多面体であってもよい。
【００３７】
駆動回路部１４０は発光モジュール１３０から発する光を遮るように発光モジュール１３０の上方に配置されている。
反射鏡１５０は、ランプ筐体１２０上に配置され、発光モジュール１３０から発する光の一部を反射するように、例えばアルミニウムの表面を鏡面加工したものや、樹脂等により成形し表面に金属を蒸着したものである。ここで反射鏡１５０は、鏡面反射するものであって、発光モジュール１３０から出射される可視光の波長域において反射率が９２％程度、あるいは８５％以上のものが望ましい。
【００３８】
反射鏡１５０は、回転楕円体の第１焦点と第２焦点を結ぶ回転軸に垂直な２つの切断面において切断してできる形状の内壁面に当たる部分を反射面とする凹反射鏡である。従って、反射鏡１５０はランプ筐体１２０側の一方の開口、及び他方の開口を有し、一方の開口から他方の開口に向かって広がる形状を有する。ここで発光モジュール取付け面１２１の中心軸Ｚ（図１中の１点鎖線）が回転楕円体の回転軸と一致している。また回転楕円体の切断面の一方が回転軸を横切る位置は、第１焦点と第２焦点との中点から第１焦点まで間にある。よって第２焦点は反射鏡１５０における他方の開口の外にあることとなる。第１焦点の位置に発光モジュール１３０の発光部が配置され、第２焦点に向けて反射鏡の開口が広くなる。
【００３９】
第１焦点と第２焦点の間に駆動回路部１４０が配置される。第１焦点と反射鏡の広い方の開口（上記他方の開口）の端部と第２焦点とを結ぶ線を前記回転軸を中心に回転してできる面の内側に駆動回路部１４０が配置される。さらに駆動回路部１４０を構成する回路部品中で最も背の高い部品を回転軸上に配置すると、係る構成を実現する際に有効である。
なお反射鏡１５０の焦点等の適正位置等については、以下に詳細に説明する。
【００４０】
支持部材１６０は、駆動回路部１４０を支持して固定する。本実施形態においては、支持部材１６０は、反射鏡１５０に取付けられた３本の棒状の支柱である。支持部材１６０の一端は反射鏡１５０に、他端は駆動回路部１４０に等間隔に配置されている。ここで支柱の数に制限はないが、あまり多いと支持部材により光路が大きく遮られるので望ましくない。また３本の支柱で駆動回路部１４０を支持することにより、支持部材による遮光を抑制するために支持部材に細い支柱を使用しても、ランプを傾けたときに駆動回路部１４０の位置ずれを防止することができる。また支持部材１６０を口金１１０から駆動回路部１４０への給電配線として兼用することも可能である。同様に駆動回路部１４０から発光モジュール１３０への給電配線として兼用することも可能である。
支持部材１６０には、ガラスや樹脂などの透光部材や、金属やセラミックなどの反射部材を用いることもできる。
【００４１】
回路部品は、基板の両面に実装してもよい。必要な基板面積を小さくすることができるので、駆動回路部を小さくすることができる。特に、背の高い回路部品を基板両面の中央に配置すると、駆動回路部を縦長にできるので、発光モジュール１３０から発する光が駆動回路部により遮られる面積を小さくすることができる。すなわちグローブ先端部の輝度低下を抑制することができる。
なお、電子回路１４１と発光モジュール１３０との間、及び電子回路１４１と口金１１０との間の配線（図示せず）は、支持部材１６０に添わせるとよい。
【００４２】
本実施形態においては、発光モジュールと口金との間に駆動回路がないので、発光モジュールを直接、熱的に口金に接続することが可能となり、放熱特性を大きく改善することができる。
ランプの寿命は、一般にＬＥＤ素子及び回路部品の寿命で決まる。ＬＥＤ素子の長寿命化により回路部品の寿命で律速される場合もある。電界コンデンサのように熱に弱い部品など一部の回路部品を口金内に配置して、動作中の温度上昇を抑制することができれば、安価な電界コンデンサを使用してもランプの長寿命化を実現し得る。
【００４３】
＜発光モジュールと駆動回路との位置関係＞
中落ちと呼ばれるランプ直下の照度が周辺よりも低くなる好ましくない状態が、どの様な条件の場合に生じるのかを検討する。
図４は、ランプからの鉛直線と直交する水平面において、均一な照度を得るために必要な光度の鉛直角依存性を示すものである。ここで鉛直角とは、ランプの光軸中心を鉛直線と一致させてランプ光を水平面に照射した際、鉛直線と照射方向がなす角度とする。鉛直角をθ、ランプと照射位置との距離をｄとすると、鉛直角θ方向の光度I（θ）と照度Ｅ（θ）の関係は、以下の（式１）で求めることができる。
【００４４】
Ｉ（光度）＝Ｅ（照度）／（ｃｏｓθ／距離＾２）  ・・・（式１）
【００４５】
図４の縦軸は、照射面で均一な照度Ｅ（θ＝０°）を得るために必要な各鉛直角θ方向の光度を、ランプの直下、すなわち鉛直角ゼロ度における光度で規格化した値Ｉｎ(以下、「規格化光度」と呼ぶ。)であり、（式２）で求めることができる。
【００４６】
Ｉｎ（θ）＝Ｉ（θ）/Ｉ（θ＝０°）    ・・・（式２）
【００４７】
照射面内で均一な照度を得るに必要な光度は、ランプの直下が最も低く、周辺に広がるにつれて除々に増加することが判る。
図４は、水平照射面において均一面内照度を得るために必要な配光分布と見ることもできる。このことから、ランプの直下方向の光度が、他の方向の光度よりも低くても、照射面においてランプ直下の照度が周辺よりも低くならない配光分布、すなわち中落ちが発生しない配光分布を実現し得ることを示している。具体的には、図４によると、鉛直角３０度方向の照射面での照度がランプ直下の照度と同じになるに必要な規格化光度が１．５４であり、鉛直角４５度方向の場合、同様に２．８３であることが分かる。ランプ直下の照度が最大、すなわち、中落ちが生じないためには、鉛直角３０度方向の光度は、ランプの直下を照らす光度の１．５４倍以下であり、また鉛直角４５度の光度は、ランプの直下を照らす光度の２．８３倍以下であることが必要となる。
【００４８】
＜反射鏡の最適化＞
図４の結果を踏まえて、本願発明に係る発光モジュールの上に駆動回路を設けた構成において、中落ちの生じないことを、焦点距離が異なる複数の反射鏡を用いて検証する。
図５は、本最適化の検討のために行った測定の条件を示す図である。
図５においては、上方向を照射方向とし、発光モジュール１３０、及び反射鏡１５０は、発光モジュール１３０の発光面に垂直な中心軸Ｚ（図１中の１点鎖線）を含む平面において仮想的に切断し、切断面を正面から見た様子を示している。
【００４９】
発光モジュール１３０には、発光部のサイズが２４ｍｍｘ２４ｍｍの面光源で、ランバーシャン配光と仮定した。
反射鏡１５０の小さい方の開口面が第１焦点Ｆ１を含む面となっている。反射鏡１５０の第１焦点Ｆ１を発光モジュール１３０の発光面の中心位置に固定し、反射鏡１５０の大きい方の開口部分が発光モジュール１３０の出射方向側に位置するように反射鏡１５０を配置する。
ここで図５中に示した「反射鏡高さｈ」は、反射鏡１５０の小さい方の開口部分から大きい方の開口部分までの距離を示しており、第１焦点Ｆ１から大きい方の開口部分の開口面までの高さでもある。反射鏡Ａ〜Ｄにおいては、ｈを２５ｍｍに統一する。また反射鏡１５０の反射面は鏡面反射するように鏡面加工されており、反射率は発光モジュール１３０から出射される可視光の波長域において９２％程度である。
【００５０】
回路カバー１４２の形状は、長半径１５ｍｍ、短半径１２．５ｍｍの回転楕円体において、短軸を含む面で切断した下半分の部分の形状と仮定している。回転楕円体である回路カバー１４２の長軸が中心軸Ｚと一致している。回路カバー１４２の上面、すなわち、切断面と第１焦点Ｆ１の距離は２３．５ｍｍとした。ここで回路カバー１４２の外面は拡散反射するものであり、反射率は発光モジュール１３０から出射される可視光の波長域において８０％程度である。
図５における反射鏡１５０の縦断面は、楕円の一部分の形状を示している。
そこで、上記楕円の長半径、短半径、及び焦点距離等を規定することにより、反射鏡Ａ〜Ｄの形状を特定することができる。
【００５１】
図６は、各反射鏡の縦断面の形状を一部に含む楕円の規定方法を示す図である。
図６においては、規定すべき楕円１０の中心とＸＹ座標の原点とを一致させ、長軸をＹ軸方向に合わせている。従って、楕円１０とＹ軸との交点Ｙ１、Ｙ２におけるＹ値の絶対値が長半径を示し、楕円１０とＸ軸との交点Ｘ１、Ｘ２におけるＸ値の絶対値が短半径を示す。また、楕円１０における第１焦点Ｆ１、及び第２焦点Ｆ２がＹ軸上に位置し、第１焦点Ｆ１が交点Ｙ１と楕円１０の中心との間にあり、第２焦点Ｆ２が楕円１０の中心と交点Ｙ２との間にある。ここで第１焦点Ｆ１のＹ値と第２焦点Ｆ２のＹ値との差分が焦点距離ｆである。
【００５２】
図７は、各反射鏡の形状を特定する楕円１０の焦点距離ｆ、長半径、及び短半径の値の一覧を示す図である。
図７に示すように、反射鏡Ａが４つの反射鏡の中で最も焦点距離ｆが短く、続いて反射鏡Ｂ、反射鏡Ｃ、反射鏡Ｄの順に焦点距離ｆが長くなる。
【００５３】
図８は、反射鏡Ａ〜Ｄのそれぞれを備える各ランプの配光分布を示す図である。
配光分布の測定は、光源から十分離れた距離（ランプの縦の長さの１０倍程度離れた距離）で、光源の中心を固定し、光源を回転させるか測定側を回転させて行う。ここで、発光モジュールの光束は１０００ｌｍとしている。図４の説明同様、ランプ光軸中心方向を鉛直角ゼロ度としている。
また、図９は、図８の各反射鏡についての配光分布を、それぞれ鉛直角θ＝０°のときの光度を１ｃｄとして規格化した図である。
図９から読み取った値を用いて、反射鏡Ａ〜Ｄについての光度比（ｌｃ）を、下記の（式３）に基づいて計算することができる。
Ｉｎｍａｘ＝Ｉｍａｘ/Ｉ（θ＝０°）    （式３）
ここで、Ｉｍａｘは光度の最大値、Ｉ（θ＝０°）は鉛直角θ＝０°での光度のことである。
【００５４】
図１０は、反射鏡Ａ〜Ｄについての最大規格化光度Ｉｎｍａｘ等の一覧を示す図である。焦点距離ｆの増加に伴い、最大規格化光度は減少する傾向がある。
反射鏡Ａ（焦点距離ｆ＝５５．４ｍｍ）を備えるランプにおいては、鉛直角３５度にて最大規格化光度Ｉｎｍａｘ＝８．６６である。一方、鉛直角３５度方向でランプ直下照度と同等の照度を得るために必要な規格化光度は、図４から１．８２である。このことから、反射鏡Ａの場合、最大規格化光度が、ランプ直下照度と同等照度を得るのに必要な規格化光度に対して４．７６倍もありかなり高いので、ランプ直下照度が周辺よりもかなり低くなることがわかる。すなわち、反射鏡Ａを備えるランプでは照射面において中落ちが発生する。
【００５５】
反射鏡Ｂ（焦点距離ｆ＝９３．５ｍｍ）を備えるランプにおいては、鉛直角１５度にて最大規格化光度Ｉｎｍａｘ＝１．２２であり、同様に図４から、鉛直角１５度での必要な規格化光度は１．１１である。このことから、反射鏡Ｂの場合は、最大規格化光度が、ランプ直下照度と同等照度を得るのに必要な規格化光度に対して１．１０倍と少し高いので、ランプ直下照度が周辺よりも少し低くなることがわかる。
反射鏡Ｃ（焦点距離ｆ＝１２３．０ｍｍ）を備えるランプにおいては、鉛直角１０度にて最大規格化光度Ｉｎｍａｘ＝１．０５であり、同様に図４から、鉛直角１０度での必要な規格化光度は、１．０５と同じになる。このことから、反射鏡Ｃの場合は、ランプ直下照度とその周辺照度が同等となり、中落ちが発生しないことがわかる。
【００５６】
また反射鏡Ｄ（焦点距離ｆ＝１３５．０ｍｍ）を備えるランプにおいては、鉛直角０度で最大規格化光度Ｉｎｍａｘ＝１．００となる。このことから、ランプ直下照度が周辺よりも高くなることがわかる。
以上の結果から、焦点距離を長くすると最大規格化光度が下がり、中落ちが緩和されることが分かる。また焦点距離ｆが１２３．０ｍｍ以上であれば、中落ちが発生しないことがわかる。よって、スポット光源として、反射鏡１５０の焦点距離ｆは好ましくは１２３．０ｍｍ以上、更に好ましくは、ランプ直下光度が最大光度となる１３５．０ｍｍ以上であることが望ましい。
ランプを使用する場合は、ランプよりも第２焦点がランプ側に存在する状態であることが好ましい。すなわち、ランプと照射面の距離が焦点距離ｆよりも長くなる状態で使用することが好ましい。例えば、ランプと照射面までの距離を１ｍ程度で使用するスポット光源の場合、焦点距離ｆの上限は１０００ｍｍとなる。
焦点距離ｆを回転楕円体の短半径で除した値、及び第２焦点への入射角γに置き換えると、図１０から、焦点距離ｆが１２３．０ｍｍの場合、それぞれ、３．７３、１６．０度、焦点距離ｆが１３５．０ｍｍの場合、同じく３．９７、１４．２度となる。よって、焦点距離ｆを回転楕円体の短半径で除した値において、スポット光源として好ましい範囲は、３．７３以上、より好ましくは３．９７以上である。また、第２焦点への入射角γは、１６．０度以下、より好ましくは１４．２以下となる。
【００５７】
［第２の実施形態］
＜概要＞
第２の実施形態は、第１の実施形態における発光モジュールを分散配置したものである。
＜構成＞
図１１は、第２の実施形態に係る固体発光素子を光源とするランプ２００の外観を示す図である。ここで、第１の実施形態のランプ１００と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
第２の実施形態に係るランプ２００は、第１の実施形態に係るランプ１００と同様に、固体発光素子を光源とするランプであって、ランプ１００の口金１１０の代わりに口金２１０を備え、ランプ１００の支持部材１６０の代わりに支持部材２６０を備え、ランプ１００の発光モジュール１３０の代わりに発光モジュール２３０を備え、ランプ１００の反射鏡１５０の代わりに反射鏡２５０を備える。
【００５８】
口金２１０は、口金１１０と形状が異なり、その機能は口金１１０と同様である。
支持部材２６０は、支持部材１６０と形状が異なり、その機能は支持部材１６０と同様である。本実施形態においては、支持部材２６０は、ランプ筐体１２０の中央に取り付けられた１本の支柱である。
発光モジュール２３０は、固体発光素子を複数個備え、図１１に示すように、発光モジュール取付け面１２１の外周に添って固体発光素子を配置し、発光モジュール取付け面１２１の真ん中あたりには固体発光素子を配置しない。本実施形態では、４個の固体発光素子を、それぞれ１２時の方向、３時の方向、６時の方向、９時の方向に分散配置している。
反射鏡２５０は、ランプ１００の反射鏡１５０と較べ、発光モジュール２３０との位置関係が異なる。第１の実施形態に係るランプ１００では、反射鏡１５０の焦点の一方が、発光モジュール１３０の発光面付近の略中心位置に固定しているが、第２の実施形態に係るランプ２００では、発光モジュール取付け面１２１の真ん中あたりには固体発光素子を配置していないため、反射鏡２５０の焦点の一方を発光モジュール取付け面１２１の裏側に固定することを検討する。なお反射鏡２５０の焦点等の適正位置については、以下に詳細に説明する。
【００５９】
＜反射鏡の最適化＞
反射鏡２５０の最適化のために、第１の実施形態において中落ちが発生せず配光特性が良好であった反射鏡Ｄと同じ焦点距離を持つ反射鏡Ｅを準備し、発光モジュール２３０と反射鏡２５０の焦点位置との最適な位置関係を検討する。
ここで発光モジュール２３０の各固体発光素子の発光面を、７．６×７．６（ｍｍ）の面光源で、ランバーシャン配光と仮定する。また、各固体発光素子の発光面の中心位置が、発光モジュール取付け面１２１に垂直な中心軸Ｚ（図１１中の１点鎖線）から６．９ｍｍ離れた位置になるように、４つの固体発光素子をそれぞれ１２時の方向、３時の方向、６時の方向、９時の方向に分散設置する
また駆動回路部１４０の位置及び各寸法は、上記＜発光モジュールと駆動回路との位置関係＞における反射材Ａ（半径ａ＝１２．５ｍｍ）の場合に準ずる。
【００６０】
図１２は、反射鏡Ｅの縦断面の形状を一部に含む楕円の規定方法を示す図である。
図１２においては、規定すべき楕円２０の中心とＸＹ座標の原点とを一致させ、長軸をＹ軸方向に合わせている。従って、楕円２０とＹ軸との交点Ｙ１、Ｙ２におけるＹ値の絶対値が長半径を示し、楕円２０とＸ軸との交点Ｘ１、Ｘ２におけるＸ値の絶対値が短半径を示す。また、楕円２０における第１焦点Ｆ１、及び第２焦点Ｆ２がＹ軸上に位置し、第１焦点Ｆ１が交点Ｙ１と楕円２０の中心との間にあり、第２焦点Ｆ２が楕円２０の中心と交点Ｙ２との間にある。ここで第１焦点Ｆ１のＹ値と第２焦点Ｆ２のＹ値との差分が焦点距離ｆである。ここで、楕円２０の焦点距離ｆは１３５．０ｍｍ、長半径は７６ｍｍ、短半径は３４ｍｍとする。
【００６１】
また、楕円２０の第１焦点Ｆ１から、発光モジュール２３０の４つの固体発光素子の発光面を含む平面までの垂線の長さをＤとする。
図１３は、固体発光素子と楕円２０の第１焦点Ｆ１との位置関係の詳細を示す図である。
図１３中の「θｂ」は、楕円２０の第１焦点Ｆ１と、発光モジュール２３０の各固体発光素子の発光面の中心とを結ぶ直線が、Ｙ軸（楕円２０の長軸と一致する）となす角の角度を示している。
【００６２】
ここで、第１焦点Ｆ１を、θｂ＝９０°、Ｄ＝０となる位置Ａ、θｂ＝６０°、Ｄ＝３．９８となる位置Ｂ、及びθｂ＝３０°、Ｄ＝１１．９５となる位置Ｃのそれぞれに設定した各ランプの配光特性を検証する。
図１４は、位置Ａ〜Ｃのそれぞれに設定した各ランプの配光分布を示す図である。ここで、発光モジュールの光束は１０００ｌｍとしている。
また、図１５は、図１４の各反射鏡についての配光分布を、鉛直角θ＝０°のときの光度を１ｃｄとして規格化した図である。
【００６３】
位置Ａに設定したランプにおいては、鉛直角０度にて相対最大光度Ｉｎｍａｘ＝１．００なので、ランプの直下照度が周辺よりも高くなる。
位置Ｂに設定したランプにおいては、鉛直角１０度にて相対最大光度Ｉｎｍａｘ＝１．１９であり、図４から、ランプ直下照度と同等の照度を得るために必要な規格化光度１．０５である。このことから、位置Ｂの場合は、最大規格化光度が、ランプ直下照度と同等照度を得るのに必要な規格化光度に対して、１．１３倍と高いので、ランプ直下照度が周辺よりも少し低くなることが分かる。
位置Ｃに設定したランプにおいては、鉛直角２５度にて相対最大光度Ｉｎｍａｘ＝８．２３であり、図４から、ランプ直下照度と同等の照度を得るために必要な規格化光度１．３４である。このことから、位置Ｃの場合は、最大規格化光度が、ランプ直下照度と同等照度を得るのに必要な規格化光度に対して、６．１４倍とかなり高いので、ランプ直下照度が周辺よりもかなり低くなる。位置Ｃでは、中落ちが発生している。
θｂを小さくして、Ｄを長くすると、周辺に比べてランプ直下の照度が低くなることがわかる。θｂが６０°の場合、中落ちが実用レベルに緩和される。θｂが９０°の場合、すなわち、第一焦点Ｆ１を含む面内に発光モジュール２３０の発光面を配置すると、中落ちが発生しないことに加え、ランプ直下照度が周辺よりも幾分高くなり、スポット光源として好ましい配光分布が得られる。よって、６０°≦θｂ≦９０°が好ましい。
【００６４】
［第３の実施形態］
＜概要＞
第３の実施形態は、角柱形状の発光モジュール設置台の各側面に複数の固体発光素子を搭載したものである。
＜構成＞
図１６は、第３の実施形態に係る固体発光素子を光源とするランプ３００の外観を示す図である。ここで、第２の実施形態のランプ２００と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
第３の実施形態に係るランプ３００は、第１の実施形態に係るランプ１００、及び第２の実施形態に係るランプ２００と同様に、固体発光素子を光源とするランプであって、ランプ２００の発光モジュール取付け面１２１の中央に発光モジュール設置台３２２を設置し、ランプ２００の発光モジュール２３０の代わりに発光モジュール３３０を備える。
発光モジュール設置台３２２は、角柱形状であり、一方の底面が発光モジュール取付け面１２１の中央に、口金側へ向けて取付けられる。なお、発光モジュール設置台３２２の形状は、角錐形状や、角錐台形状であってもよい。
発光モジュール３３０は、第２の実施形態の発光モジュール２３０と同様に、固体発光素子を複数個備え、図１６に示すように、発光モジュール設置台３２２の各側面に各固体発光素子を配置する。本実施形態では、４個の固体発光素子を、四角柱形状の発光モジュール設置台３２２の４つの側面のそれぞれに配置する。
【００６６】
＜配光特性＞
発光モジュール３３０と反射鏡２５０の焦点位置との位置関係を、第２の実施形態における位置Ａに設定したランプの配光特性を検証する。
ここで駆動回路部１４０の位置及び各寸法、発光モジュール３３０の各固体発光素子の形状、及び反射鏡２５０の形状は、第２の実施形態と同様とする。
図１７は、位置Ａに設定したランプ３００の配光分布を示す図である。ここで、発光モジュールの光束は１０００ｌｍとしている。
図１７に示すように、位置Ａに設定したランプ３００においては、ランプ直下光度が最大であり、直下照度が周辺よりも高く、好ましい配光特性が得られる。
【００６７】
［第４の実施形態］
＜概要＞
第４の実施形態は、第１の実施形態のランプ１００が取付けられた照明装置である。
＜構成＞
図１８は、第４の実施形態に係る照明装置４００の外観を示す図である。
第４の実施形態に係る照明装置４００は、第１の実施形態のランプ１００、及び当該ランプ１００に商用電源からの電力を供給する電気器具４１０を備えている。
電気器具４１０は、ランプ１００の口金１１０が接続されるソケット４１１を含む。
なお、矛盾が生じない限り、第１〜４の実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００６８】
＜まとめ＞
以上説明したように、第１〜４の実施形態のランプや電気器具によれば、口金や発光モジュールから離れた位置に駆動回路を設置することにより、発光モジュールが発生する熱が駆動回路に伝わり難くなるので、駆動回路への熱負担が軽減し、駆動回路の耐久性の向上が期待できる。また、発光モジュールと口金との間に駆動回路がないので、発光モジュールの放熱性を高めることが構造的に容易になる。また、反射鏡により発光モジュールから発する光の一部を反射して、駆動回路により発光モジュールから発する光が遮られる方向を照らすので、ランプ直下の照度の低下を防ぐことができ、反射鏡がない場合よりも駆動回路の大きさの割に発光モジュールを小さくすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のランプは、フィラメントや放電を用いた既存のランプ、例えば、電球、コンパクト蛍光灯、反射鏡付ランプ、ＨＩＤなどと同様の外形形状、配光特性をも実現し得るものである。その結果、既存の照明器具にそのまま取付けることが可能で、既存ランプを取付けた場合と同等の器具配光を得ることができる。その上で、長寿命、高効率が実現できることから、その産業的利用価値は極めて高い。
【符号の説明】
【００７０】
１００    ランプ
１１０    口金
１２０    ランプ筐体
１３０    発光モジュール
１３１    モジュール基板
１３２ａ〜ｃ    ＬＥＤ素子
１３３ａ〜ｃ    波長変換部材
１３４    モジュール基板
１３５ａ〜ｆ    ＬＥＤ素子
１３６    波長変換部材
１３７、１３８、１３９    ＬＥＤ
１４０    駆動回路部
１４１    電子回路
１４２    回路カバー
１５０    反射鏡
１６０    支持部材
２００    ランプ
２１０    口金
２３０    発光モジュール
２５０    反射鏡
２６０    支持部材
３００    ランプ
３２２    発光モジュール設置台
３３０    発光モジュール
４００    照明装置
４１０    電気器具
４１１    ソケット
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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