(57)【要約】【課題】簡易な構成で色ずれを抑制する。【解決手段】発光装置２Ａは、放射状に発光する発光素子５と、発光素子５から放射される光のうち、発光素子５の中心部から出射される光の光線を光軸ＰＡとして、光軸ＰＡとの成す角が大きい外側の一部の光を導光する第１の導光部材１０と、発光素子５から出射される光のうち、光軸ＰＡとの成す角が小さい内側の一部の光を反射する第１の反射面２６と、第１の反射面２６で反射された光をさらに反射する第２の反射面２８と、を備える。【選択図】図１
2012009472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に発光する発光素子と、
前記発光素子から放射される光のうち、発光素子の中心部から出射される光の光線を光軸として、前記光軸との成す角が大きい外側の一部の光を導光する第１の導光部材と、
前記発光素子から出射される光のうち、前記光軸との成す角が小さい内側の一部の光を反射する第１の反射面と、
前記第１の反射面で反射された光をさらに反射する第２の反射面と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置において、
前記発光素子から放射され、前記第１の反射面に入射する光の光線と前記光軸とのなす角度をαとし、前記第１の反射面で反射した光の光線と前記光軸とのなす角度をβとし、前記第２の反射面で反射した光の光線と光軸とのなす角度をγとしたとき、式（１）、（２）の両条件を満たすことを特徴とする発光装置。
α＜β  …  （１）
γ＜β  …  （２）
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光装置において、
前記第１の反射面が、前記第２の反射面の高さの１／２以下の高さに配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第２の反射面が曲面であることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記光軸との成す角が小さい内側の一部の光を導光する第２の導光部材を備え、
前記第２の導光部材に、前記第１の反射面と前記第２の反射面とが形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記光軸との成す角が小さい内側の一部の光を導光する第２の導光部材を備え、
前記第１の導光部材の一部に、前記第１の反射面が形成され、
前記第２の導光部材に、前記第２の反射面が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の発光装置において、
前記第１の反射面で反射された光は、前記第２の反射面以外では反射作用を受けずに、前記第２の導光部材の外に出射することを特徴とする発光装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記光軸との成す角が小さい内側の一部の光を反射する反射部材を備え、
前記反射部材には、前記第１の反射面が形成され、
前記第１の導光部材には、前記第２の反射面が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第１の導光部材には、前記第１の反射面と前記第２の反射面とが形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の発光装置において、
前記第２の反射面が金属薄膜または誘電体多層膜で構成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記光軸との成す角が小さい内側の一部の光を導光する複数の導光部材を備え、
それらの導光部材を光が作用する順番に第２〜第ｎの導光部材とすると（ｎは３以上の整数を表す。）、前記第２〜第ｎの導光部材が入れ子状に重なって配置され、
前記第２〜第ｎの導光部材には、それぞれ前記第１の反射面と前記第２の反射面とが形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発光装置において、
前記第ｍの導光部材（ｍ≦ｎ，ｍは３〜ｎの間の整数を表す。）は、第（ｍ−１）の導光部材中を透過した光のうち、光軸に近い一部の光に作用することを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の発光装置において、
前記第２〜第ｎの導光部材の中の前記第１の反射面で反射された光は、前記第２の反射面以外では反射作用を受けずに、前記第２〜第ｎの導光部材の外に出射することを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、照明などの用途においてＬＥＤ素子からの光を励起光として用いて蛍光体を発光させることで、白色光を得る発光装置が開発されている。
このような発光装置としては、たとえば、（ｉ）ＬＥＤ素子から出射された青色光により黄色光を出射する蛍光体を用い、それぞれの光を混色させることで白色光とする発光装置や、（ｉｉ）ＬＥＤ素子から出射された紫外光により、青色、緑色、赤色の光を出射する蛍光体を用いて、蛍光体から出射された３色の光を混色させることで白色光とする発光装置などが知られている。これらの発光装置では、配光分布が色ごとに異なるため色ずれが生じる。
【０００３】
色ずれを解消する方法として、特許文献１のように拡散剤を用いる方法が知られている。特許文献１の技術では、蛍光体を含むコーティング樹脂（１０１）で発光素子（１０２）を覆い、そのコーティング樹脂に対し拡散剤を含有させている（段落００２７，００２８，００６４や図１など）。
しかし、（ｉ）拡散剤を用いる場合、拡散剤での光吸収や拡散による発光装置内部への戻り光のために光取出し効率が低下するという問題が存在する。（ｉｉ）拡散剤を用いると、製造工程で生じた拡散剤の密度むらによって配光分布が変化し配光制御が困難になるといった問題や、拡散剤混入工程により製造コストが増加する問題も存在する。
【０００４】
色ずれを解消する他の方法として、特許文献２のように導光部材を使用する方法が考えられる。特許文献２の技術では、光源ユニット（１）に対し複数の導光部材（２０１〜２０５）を同心円状に重なるように（入れ子状に）配置し、これら導光部材を支持部材（２１）で支持するという構成を採用している（段落００１６や図１，図２など）。特許文献２の技術によれば、拡散剤を使用しないから、光取出し効率の低下や配光制御の困難性、製造コストの増大といった拡散剤の不都合を解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０８８１５号公報
【特許文献２】特開２００８−０８４６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の技術では、互いに大きさが対応する入れ子状の導光部材やこれを支持する支持部材を専用品として製造する必要があり、これら製造にかかる手間やコストなどを考慮すると、特許文献２の発光装置は実用的であるとはいい難い。
したがって、本発明の主な目的は、拡散剤を用いることなく、簡易な構成で色ずれを抑制することができる高効率な発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明によれば、
放射状に発光する発光素子と、
前記発光素子から放射される光のうち、発光素子の中心部から出射される光の光線を光軸として、前記光軸との成す角が大きい外側の一部の光を導光する第１の導光部材と、
前記発光素子から出射される光のうち、前記光軸との成す角が小さい内側の一部の光を反射する第１の反射面と、
前記第１の反射面で反射された光をさらに反射する第２の反射面と、
を備えることを特徴とする発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発光素子の光を導光する導光部材と２つの反射面とを準備するという簡易な構成で、拡散剤を用いることなく、発光素子の色ずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかる発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の発光装置の作用（光の伝播）を説明するための図面である。
【図３】図１の発光装置の変形例を示す断面図である。
【図４】図１の発光装置の変形例を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態にかかる発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】図５の発光装置の変形例を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態にかかる発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】第４の実施形態にかかる発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図９】第５の実施形態にかかる発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】図９の発光装置の導光部材の概略構成を示す分解断面図である。
【図１１】図１０の発光装置の作用（光の伝播）を説明するための図面である。
【図１２】第１〜第５の実施形態にかかる発光装置の比較例の概略構成を示す断面図である。
【図１３】シミュレーションの結果（配光分布）を示す図面である。
【図１４】シミュレーションの結果（色度ＣＩＥｘ）を示す図面である。
【図１５】シミュレーションの結果（色度ＣＩＥｙ）を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１に示すとおり、発光装置２Ａは実装基板４を有している。
実装基板４には放射状に発光する発光素子５が設けられている。
発光素子５は主に、特定波長の光を出射するＬＥＤチップ６と、ＬＥＤチップ６の光の波長を変換する波長変換素子８とで構成されている。
【００１２】
ＬＥＤチップ６はＬＥＤ素子の一例であり、特定波長の光（本実施形態では青色光）を出射するものである。
ＬＥＤチップ６としては、公知の青色ＬＥＤチップを用いることができる。
青色ＬＥＤチップとしては、ＩｎxＧａ1-xＮ系をはじめ既存のあらゆるものを使用することができる。青色ＬＥＤチップの発光ピーク波長は４４０〜４８０ｎｍのものが好ましい。
なお、ＬＥＤチップ６の出射光の波長及び蛍光体層中の蛍光体の出射光の波長は限定されず、ＬＥＤチップ６による出射光の波長と、蛍光体による出射光の波長とが補色関係にあり合成された光が白色光となる組合せであればものであれば、ＬＥＤチップ６として使用可能であるが、本発明の効果を得るためには、ＬＥＤチップ６の出射光及び蛍光体の出射光の波長はそれぞれ可視光であることが好ましい。
ＬＥＤチップ６の形態としては、実装基板４上にＬＥＤチップを実装し、そのまま上方または側方に放射させるタイプ、又は、サファイア基板などの透明実装基板４上に青色ＬＥＤチップを実装し、その表面にバンプを形成した後、裏返して基板上の電極と接続する、いわゆるフリップチップ接続タイプなど、どのような形態のＬＥＤチップでも適用することが可能だが、高輝度タイプやレンズ使用タイプの製造方法により適するフリップチップタイプがより好ましい。
【００１３】
図１中の拡大部に示すとおり、波長変換素子８は主にガラス基板８ａとセラミック層８ｂとから構成されたもので、ガラス基板８ａに対しセラミック層８ｂが形成されたものである。
ガラス基板８ａは低融点ガラスや金属ガラスなどから構成されている。ガラス基板８ａは樹脂製の基板とされてもよい。
セラミック層８ｂはガラス基板８ａの上面に形成されている。セラミック層８ｂはガラス基板８ａの上面と下面との両方に設けられてもよい。
セラミック層８ｂはセラミック前駆体、溶媒および蛍光体を含む混合物の焼成体であり、蛍光体が分散した状態で含有されている。
下記では、セラミック前駆体（溶媒を含む。）と蛍光体とについて簡単に説明する。
【００１４】
（１）セラミック前駆体
溶媒を含むセラミック前駆体（セラミック前駆体溶液）は金属化合物を含む溶液であるが、透光性のセラミックスを形成することができれば金属の種類に制限はない。
セラミック前駆体溶液は、加水分解等の反応によりゲル化した後、ゲルを加熱、焼成することによりセラミックスが形成されるものであってもよいし、溶媒成分を揮発させることにより、ゲル化することなく直接セラミックスが形成されるものであってもよい。
前者（ゾルゲル溶液）の場合、金属化合物は有機化合物でもよいし無機化合物でもよい。好ましい金属化合物としては、例えば、金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、硝酸塩、酸化物などが挙げられる。中でも金属アルコキシドは、加水分解と重合反応によりゲル化し易いため好ましく、特にテトラエトキシシランが好ましく用いられる。また、複数種の金属化合物を組み合わせて使用してもよい。
【００１５】
（２）蛍光体
蛍光体は、ＬＥＤチップ６から出射される所定波長の光をそれとは異なる波長の光に変換するものである。本実施形態では、ＬＥＤチップ４から出射される青色光を黄色光に変換するようになっている。
このような蛍光体としては、（Ａ１）又は（Ａ２）の工程と（Ｂ）の工程とを経て形成された焼結体が好ましく使用される。
（Ａ１）Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ａｌ、Ｌａ及びＧａの酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を、化学量論比で十分に混合して混合原料を得る。
（Ａ２）Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して混合原料を得る。
（Ｂ）（Ａ１），（Ａ２）の各工程で得られた混合原料のいずれか一方に対し、フラックスとしてフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して加圧し、成形体を得る。その後、成形体を坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時間焼成して、蛍光体の発光特性を持った焼結体を得ることができる。
【００１６】
本実施形態ではＹＡＧ蛍光体を使用しているが、蛍光体の種類はこれに限定されるものではない。蛍光体としては、たとえば、Ｃｅを含まない非ガーネット系蛍光体などの他の蛍光体を使用することもできる。
【００１７】
なお、波長変換素子８は、ＬＥＤチップ６の側部にも設置されてもよいし（ＬＥＤチップ６を被覆するように設置してもよいし）、ＬＥＤチップ６から離れた位置に設置されてもよい。
【００１８】
実装基板４には導光部材１０が設けられている。
導光部材１０はほぼ半球状（お椀形状）を呈しており、内周面１２が曲面状を呈している。導光部材１０の底部には円形状の孔部１４が形成されている。導光部材１０は、発光素子５の中央部から出射される光の光線（光軸ＰＡ）を回転中心とした回転対称体である。
導光部材１０は、発光素子５から発される光の一部であって光軸ＰＡとの成す角が大きい光を導光するための部材である。
【００１９】
導光部材１０の内部には、第２の導光部材２０が配置されている。導光部材２０は、発光素子５から発される光の一部であって光軸ＰＡとの成す角が小さい光を導光するための部材である。導光部材２０に導光する当該光は、導光部材１０に導光する光よりも、光軸ＰＡとの成す角が小さい。
導光部材２０も、導光部材１０の内周に沿うようなほぼ半球状（お椀形状）を呈しており、光軸ＰＡを回転中心とした回転対称体である。導光部材２０の底部２２は導光部材１０の孔部１４を貫通した状態で実装基板４に支持（接着）されている。
底部２２には空間部２４が形成されており、空間部２４のほぼ中央部に発光素子５が配置されている。上記蛍光体を分散した樹脂を空間部２４に充填して、この部位を波長変換素子８として機能させてもよい。
導光部材１０と導光部材２０との間には、微小な隙間（空気層９）が形成されている。空気層９は導光部材１０，２０より光の屈折率が低い。
【００２０】
導光部材２０には２つの反射面２６，２８が形成されている。
反射面２６は発光素子５の光を全反射する面であり、反射面２８は反射面２６で反射した光を全反射する面である。反射面２６は断面視して直線状を呈している。反射面２８は導光部１０の内周面１２に沿う曲面であり、断面視して曲線状を呈している。反射面２８の高さを「Ｔ１」とした場合、反射面２６は反射面２８の１／２Ｔ１以下の高さ位置に配置されている。
【００２１】
導光部材１０，２０はガラスまたは樹脂（樹脂成形品）で構成されている。導光部材１０，２０を構成する樹脂としてはシリコーン樹脂やアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などを使用することができる。
【００２２】
発光装置２Ａによれば、ＬＥＤチップ６が発光して青色光を出射すると、この青色光はガラス基板８ａを透過してセラミック層８ｂの蛍光体に入射する。
すると、この青色光によって励起された蛍光体から黄色光が出射され、その結果、青色光と蛍光体で生じた黄色光とが重ね合わされ、白色光が発光素子５から出射される。
その後、図２に示すとおり、光軸ＰＡとの成す角が大きい光は導光部材１０に伝播し、外周面１６や内周面１２で反射して発光装置２Ａの外側に出射される。
他方、光軸ＰＡとの成す角が小さい光は導光部材２０に伝播し、反射面２６と反射面２８とで反射して発光装置２Ａの外側に出射される。
特に、導光部材２０に伝播した光線は、反射面２６で反射された後、反射面２８以外では反射作用を受けずに、反射面２８で１回または複数回反射される。その光線を断面視した場合、反射面２６に入射する光の光線と光軸ＰＡとのなす角度を「α」と、反射面２６で反射した光の光線と光軸ＰＡとのなす角度を「β」と、反射面２８で反射した光の光線と光軸ＰＡとのなす角度を「γ」とすると、反射面２６での反射後の角度βは反射前の角度αより大きく、反射面２８での反射後の角度γは反射前の角度βより小さくなる。これらの関係は式（１），（２）で表され、発光装置２Ａでは式（１），（２）の両方の条件を満たしている。
α＜β  …  （１）
γ＜β  …  （２）
【００２３】
以上の発光装置２Ａによれば、セラミック層８ｂにおいて拡散剤を含有させることで光を拡散させて青色励起光と蛍光を混色しなくても、発光素子５の光を導光するために、２つの導光部材１０，２０を設置するという簡易な構成で、発光素子５の色ずれを抑制することができる。
【００２４】
なお、第１の実施形態にかかる発光装置２Ａでは、反射面２６と反射面２８とが導光部材２０に形成されていればよく、下記のように変形させてもよい。
たとえば、図３に示すとおり、導光部材２０の外径を導光部材１０の外径と同一とし、上部３０を導光部材１０の上部に密着させてもよい。この場合、導光部材２０を実装基板４に接着しなくてもよい。
図４（ａ）に示すとおり、導光部材１０に底部３２を設けて導光部材２０の底部２２を底部３２に密着させてもよい。この場合、好ましくは、発光素子５の放射状に広がる光の経路を確保できる程度に、実装基板４に凹部３４を形成して発光素子５を実装基板４に埋没させる。
図４（ｂ）に示すとおり、導光部材２０を導光部材１０とほぼ同様の形状とし、導光部材２０の底部２２に孔部３６を形成してもよい。
【００２５】
［第２の実施形態］
第２の実施形態にかかる発光装置（２Ｂ）は第１の実施形態にかかる発光装置２Ａと下記の点で異なっており、それ以外は第１の実施形態と同様となっている。
図５に示すとおり、実装基板４には凹部３４が形成され、発光素子５が凹部３４に埋没するように実装されている。
導光部材１０には底部３２が形成され、底部３２には突起部４０が形成されている。突起部４０には反射面４２が形成されている。反射面４２は第１の実施形態にかかる反射面２６に相当する面であり、発光素子５が放射した光を全反射する。反射面４２も反射面２８の１／２Ｔ１以下の高さ位置に配置されている。
導光部材２０の外径が導光部材１０の外径と同一となっている。導光部材２０の上部３０が導光部材１０の上部に密着している。
【００２６】
以上の発光装置２Ｂによれば、発光素子５が放射した光のうち、光軸ＰＡとの成す角が大きい光は導光部材１０に伝播して発光装置２Ａの外側に出射され、光軸ＰＡとの成す角が小さい光は導光部材１０の反射面４２と導光部材２０の反射面２８とで反射して発光装置２Ａの外側に出射される。特に、導光部材２０に伝播した光線は、反射面２８以外では反射作用を受けずに、反射面２８で１回または複数回反射される。
この場合に、発光装置２Ｂによれば、第１の実施形態にかかる反射面２６に相当する面（反射面４２）が導光部材１０に一体形成される点で発光装置２Ａと異なっているものの、発光素子５の光を導光するために、２つの導光部材１０，２０を設置するという簡易な構成で、発光素子５の色ずれを抑制することができる。
【００２７】
［第３の実施形態］
第２の実施形態にかかる発光装置（２Ｃ）は第１の実施形態にかかる発光装置２Ａと下記の点で異なっており、それ以外は第１の実施形態と同様となっている。
図６に示すとおり、実装基板４には凹部３４が形成され、発光素子５が凹部３４に埋没するように実装されている。
導光部材１０の内周面１２には反射膜５０が形成されている。反射膜５０は金属材料を蒸着して形成された金属薄膜または誘電体多層膜である。反射膜５０を金属薄膜とする場合には、たとえば、アルミニウムや銀などを形成材料として使用することができ、好ましくはアルミニウムを好適に使用することができる。反射膜５０の表面５０ａは第１の実施形態にかかる反射面２８として機能する面となる。
導光部材２０に代えて反射部材５２が設けられている。反射部材５２は円錐状を呈した部材であり、その頂点が発光素子５に対し対向配置されている。反射部材５２の円錐面（側面）は反射面５４となっている。反射面５４は第１の実施形態にかかる反射面２６に相当する面である。反射膜５０の高さを「Ｔ２」とした場合、反射面５４は反射膜５０の１／２Ｔ２以下の高さ位置に配置されている。
【００２８】
以上の発光装置２Ｃによれば、発光素子５が放射した光のうち、光軸ＰＡとの成す角が大きい光は導光部材１０に伝播して発光装置２Ａの外側に出射され、光軸ＰＡとの成す角が小さい光は反射部材５２の反射面５４と反射膜５０の表面５０ａとで反射して発光装置２Ａの外側に出射される。
この場合に、発光装置２Ｃによれば、第１の実施形態にかかる反射面２８として機能する面（反射膜５０の表面５０ａ）が導光部材１０に一体形成される点で発光装置２Ａと異なっているものの、発光素子５の光を導光するために、導光部材１０と反射部材５２とを設置するという簡易な構成で、発光素子５の色ずれを抑制することができる。
【００２９】
なお、第３の実施形態にかかる発光装置２Ｃでは、図７に示すとおり、導光部材１０に底部３２を設けて反射部材５２の底部を底部３２に密着させてもよいし、反射面５４に反射膜５０と同様の金属薄膜または誘電体多層膜を形成してもよい。
【００３０】
［第４の実施形態］
第４の実施形態にかかる発光装置（２Ｄ）は第１の実施形態にかかる発光装置２Ａと下記の点で異なっており、それ以外は第１の実施形態と同様となっている。
図８に示すとおり、実装基板４には凹部３４が形成され、発光素子５が凹部３４に埋没するように実装されている。
導光部材１０には底部３２が形成され、底部３２には突起部４０が形成されている。突起部４０には反射面４２が形成されている。反射面４２は第１の実施形態にかかる反射面２６に相当する面である。
導光部材１０の内周面１２には反射膜５０が形成されている。反射膜５０は金属材料を蒸着して形成された金属薄膜または誘電体多層膜である。反射膜５０を金属薄膜とする場合には、たとえば、アルミニウムや銀などを形成材料として使用することができ、好ましくはアルミニウムを好適に使用することができる。反射膜５０の表面５０ａは第１の実施形態にかかる反射面２８として機能する面となる。反射膜５０の高さを「Ｔ２」とした場合、反射面４２は反射膜５０の１／２Ｔ２以下の高さ位置に配置されている。
【００３１】
以上の発光装置２Ｄによれば、発光素子５が放射した光のうち、光軸ＰＡとの成す角が大きい光は導光部材１０に伝播して発光装置２Ａの外側に出射され、光軸ＰＡとの成す角が小さい光は導光部材１０の反射面４２と反射膜５０の表面５０ａとで反射して発光装置２Ａの外側に出射される。
この場合に、発光装置２Ｄによれば、第１の実施形態にかかる反射面２６に相当する面（反射面４２）と、第１の実施形態にかかる反射面２８として機能する面（反射膜５０の表面５０ａ）とが、導光部材１０に一体形成される点で発光装置２Ａと異なっているものの、発光素子５の光を導光するために、導光部材１０のみを設置するという簡易な構成で、発光素子５の色ずれを抑制することができる。
【００３２】
［第５の実施形態］
第５の実施形態にかかる発光装置（２Ｅ）は第１の実施形態にかかる発光装置２Ａと下記の点で異なっており、それ以外は第１の実施形態と同様となっている。
図９に示すとおり、実装基板４には凹部３４が形成され、発光素子５が凹部３４に埋没するように実装されている。
導光部材１０には底部３２が設けられ、導光部材２０の底部２２が底部３２に密着している。
【００３３】
図９，図１０に示すとおり、導光部材２０の内部には、第３の導光部材６０，第４の導光部材７０が入れ子状に設けられている。
導光部材６０は、導光部材２０の内周に沿うようなほぼ半球状（お椀形状）を呈しており、光軸ＰＡを回転中心とした回転対称体である。導光部材６０は底部６２が導光部材２０の底部２２に密着している。
導光部材６０には２つの反射面６４，６６が形成されている。
反射面６４，６６は、第１の実施形態にかかる反射面２６，２８と同様の光学作用を奏する面である。すなわち、反射面６４は発光素子５の光を全反射する面であり、反射面６６は反射面６４で反射した光を全反射する面である。反射面６４は断面視して直線状を呈している。反射面６６は導光部２０の内周面に沿う曲面であり、断面視して曲線状を呈している。
導光部材２０と導光部材６０との間には、微小な隙間（空気層６８）が形成されている。空気層６８は導光部材２０，６０より光の屈折率が低い。
【００３４】
導光部材７０は、導光部材６０の内部に設けられている。
導光部材７０は、導光部材６０の内周に沿うようなほぼ半球状（お椀形状）を呈しており、光軸ＰＡを回転中心とした回転対称体である。導光部材７０は底部７２が導光部材６０の底部６２に密着している。
導光部材７０には２つの反射面７４，７６が形成されている。
反射面７４，７６は、第１の実施形態にかかる反射面２６，２８と同様の光学作用を奏する面である。すなわち、反射面７４は発光素子５の光を全反射する面であり、反射面７６は反射面７４で反射した光を全反射する面である。反射面７４は断面視して直線状を呈している。反射面７６は導光部６０の内周面に沿う曲面であり、断面視して曲線状を呈している。
導光部材６０と導光部材７０との間には、微小な隙間（空気層７８）が形成されている。空気層７８は導光部材６０，７０より光の屈折率が低い。
【００３５】
導光部材６０，７０は、導光部材１０，２０と同様に、ガラスまたは樹脂（樹脂成形品）で構成されている。導光部材６０，７０を構成する樹脂としてはシリコーン樹脂やアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などを使用することができる。
【００３６】
以上の光学装置２Ｅによれば、導光部材１０，２０，６０，７０による入れ子状の構造を有しており、導光部材６０，７０は導光部材２０とほぼ同じ形状と光学作用を有している。
そのため、図１１に示すとおり、発光素子５が放射した光のうち、光軸ＰＡとの成す角が大きい光は導光部材１０に伝播して発光装置２Ｅの外側に出射され、光軸ＰＡとの成す角が小さい光は導光部材２０の反射面２６と反射面２８とで反射して発光装置２Ｅの外側に出射され、光軸ＰＡとの成す角が（導光部材２０に入射する光よりも）さらに小さい光は導光部材６０，７０の反射面６４，７４と反射面６６，７６とで反射して発光装置２Ｅの外側に出射される。
特に、導光部材２０に伝播した光線は、反射面２６で反射された後、反射面２８以外では反射作用を受けずに、反射面２８で１回または複数回反射される。
導光部材６０に入射した光のうち、導光部材２０中を透過した光よりも光軸ＰＡに近い光が、導光部材６０と作用する。すなわち、導光部材６０は、導光部材２０を透過した光のうち、光軸ＰＡに近い一部の光に作用する。導光部材６０に伝播した光線は、反射面６４で反射された後、反射面６６以外では反射作用を受けずに、反射面６６で１回または複数回反射される。
導光部材７０に入射した光のうち、導光部材６０中を透過した光よりも光軸ＰＡに近い光が、導光部材７０と作用する。すなわち、導光部材７０は、導光部材６０を透過した光のうち、光軸ＰＡに近い一部の光に作用する。導光部材７０に伝播した光線は、反射面７４で反射された後、反射面７６以外では反射作用を受けずに、反射面７６で１回または複数回反射される。
この場合に、発光装置２Ｅによれば、導光部材６０，７０が増設されている点で発光装置２Ａと異なっているものの、発光素子５の光を導光するために、導光部材１０，２０，６０，７０を設置するという簡易な構成で、発光素子５の色ずれを抑制することができる。
【００３７】
第１〜第４の実施形態にかかる発光装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの構造で十分な色ずれの改善効果はあるが、第５の実施形態にかかる光学装置２Ｅのように、複数の導光部材１０，２０，６０，７０を入れ子構造にすることにより、光学装置５Ｅにおける出射面（各導光部材１０，２０，６０，７０の図９中の上面）での発光を面内で一様にすることができ、かつ、その光をより正面に向けて（図９中の上方に向けて）集光させることができる。
【００３８】
第５の実施形態にかかる光学装置２Ｅによれば、複数の導光部材１０，２０，６０，７０を光学的に接触させればフレネル反射を抑えることができ、第１の実施形態にかかる発光装置２Ａと同等の光取り出し効率を実現することができる。
第５の実施形態にかかる発光装置２Ｅでは、導光部材１０，２０，６０，７０の数（入れ子の重数）は適宜変更可能であり、３つの導光部材１０，２０，６０で入れ子構造を構成してもよいし、４つの導光部材１０，２０，６０，７０に対しさらにこれと同様の導光部材を加えた５つ以上の導光部材で入れ子構造を構成してもよい。
【００３９】
以上の第１〜第５の実施形態にかかる発光装置２Ａ〜２Ｅによれば、特許文献２の発光装置と比較すると、各発光装置２Ａ〜２Ｅは製造にかかる手間やコストが特許文献２の装置よりも少なくて済むという利点がある。
たとえば、発光装置２Ａ〜２Ｄは特許文献２の装置よりも部品点数が少ない。
特許文献２の装置では、複数の導光部材（２０１〜２０５）だけでは自立しないため、これら導光部材を吊り下げ固定するための支持部材（２１）が必須であるのに対し、各発光装置２Ａ〜２Ｅは各導光部材１０，２０などが安定しており、基本的に支持部材が不要であり、仮に支持部材が必要であっても簡素なものでよい。
【００４０】
第１〜第５の実施形態にかかる発光装置２Ａ〜２Ｅによれば、特許文献２の発光装置よりも光取り出し効率が高いという利点がある。
すなわち、特許文献２の発光装置では、発光素子（ＬＥＤチップ１０）を外部から遮断するためにカバー（１３）が必要であり、発光素子の光は、カバーと導光部材によって少なくとも４回は光学面を透過し、フレネル反射損失が大きい。
他方、第１〜第５の実施形態にかかる発光装置２Ａ〜２Ｅでは、導光部材１０，２０自体によって発光素子５を外部から遮断でき、カバーが不要であるため、発光素子５の光は、光学面を透過する回数が特許文献２の装置よりも少なくて済む。接触している光学面同士が密着していれば（図５の発光装置２Ｂ以外では）、反射面２６，２８またはこれに相当する面を含む光路を伝播する光が、光学面でフレネル反射を受ける回数は２回で済む。また、図１の発光装置２Ａ以外では、導光部材１０を透過する光が光学面でフレネル反射を受ける回数は２回で済む。第３，第４の実施形態にかかる発光装置２Ｃ，２Ｄは、反射膜５０として金属薄膜などが使用され反射面で多少の損失は生じうるが、部品構成が簡素になる利点がある。特に、第４の実施形態にかかる発光装置２Ｄでは、光を導光するための部品点数が１つだけで足りるという利点がある。
【００４１】
［シミュレーションとその結果］
図４（ｂ）の発光装置２Ａ，図６の発光装置２Ｃ，図１２の発光装置２Ｘの３つの各発光装置を製造し、それら各発光装置においてフレネル反射損を考慮したシミュレーションを行い、配光分布と角度ごとの色度を計算した。
【００４２】
図４（ｂ）の発光装置２Ａ，図６の発光装置２Ｃでは、導光部材１０を厚さ１ｍｍ，外径１０ｍｍの半球とし、導光部材２０を厚さ１ｍｍ，外径７．８ｍｍの半球とした。図１２の発光装置２Ｘは第１〜第５の実施形態にかかる発光装置２Ａ〜２Ｅの比較例であり、導光部材１０などに代えて、単レンズ８０を使用している。単レンズ８０では、曲率半径を２．６８ｍｍと、平面部を含めて厚さを１０ｍｍとした。導光部材１０，２０や反射部材５２、単レンズ８０の材質は全てガラス（ＢＫ７）とした。図６の発光装置２Ｃでは、反射膜５０と反射面５４をアルミニウム薄膜で構成した。
発光素子５として、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体（セラミック層８ｂ中の蛍光体）とを組み合わせたものを使用した。導光部材１０，２０や反射部材５２、単レンズ８０による色ずれ発生の効果を確認するため、波長変換素子８（蛍光体の発光部形状）を青色ＬＥＤチップのサイズより大きくした。青色ＬＥＤチップの大きさを０．３５ｍｍ角とし、波長変換素子８（蛍光体の発光部形状）を直径０．７ｍｍの円として、ランバーシャン発光とした。
なお、図４（ｂ）の発光装置２Ａでは、図１〜図４（ａ）の発光装置２Ａと異なり、導光部材２０の内周面３８が球面形状を呈しているが、内周面３８には光線が当たらないため、導光部材２０の肉厚を薄くしなければ、内周面３８はどのような形状であっても、シミュレーション結果に影響を与えない。
【００４３】
以上の条件におけるシミュレーションの結果を、図１３〜図１５に示す。
図１５に示すとおり、３つの発光装置２Ａ，２Ｃ，Ｂでは全て光を正面に集光する。
図１６と図１７は角度ごとの色度で、横軸が光軸からの角度を表している。
図１６，図１７に示すとおり、発光装置２Ｘでは、１５〜２０度の角度でＣＩＥｘ，ＣＩＥｙの値が大きくなっている。これはこの角度範囲で黄色いリングができていることを示す。青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とを組み合わせた発光素子の光をレンズで集光すると、一般にこのような黄色いリングができる。
なお、ＣＩＥｘ，ＣＩＥｙの値が０（ゼロ）になっているのは、その方向に光が全く伝播してきていないことを示している。
【００４４】
これに対し、発光装置２Ａ，２Ｃでは、０〜７０度の角度で色度がほぼ一定であり、色ずれが生じていないことがわかる。光取り出し効率は、発光装置２Ｘで８１．１％、発光装置２Ａで９０．５％、発光装置２Ｃで９２．１％となり、発光装置２Ａ，２Ｃの光取り出し効率は高い。
なお、第２，第４の実施形態にかかる発光装置２Ｂ，２Ｄ，２Ｅも、基本的に光線経路が発光装置２Ａ，２Ｃと変わらないため、発光装置２Ｂ，２Ｄ，２Ｅにおけるシミュレーション結果は発光装置２Ａ，２Ｃにおける結果とほとんど変わらない。
以上のシミュレーション結果から、本発明の好ましい実施形態にかかる発光装置２Ａ〜２Ｅでは、色ずれが起きにくく、光取り出し効率が高いということがわかる。
【符号の説明】
【００４５】
ＰＡ  光軸
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ  発光装置
２Ｘ  発光装置（比較例）
４  実装基板
５  発光素子
６  ＬＥＤチップ
８  波長変換素子
８ａ  ガラス基板
８ｂ  セラミック層
９  空気層
１０  （第１の）導光部材
１２  内周面
１４  孔部
１６  外周面
２０  （第２の）導光部材
２２  底部
２４  空間部
２６  反射面
２８  反射面
３０  上部
３２  底部
３４  凹部
３６  孔部
４０  突起部
４２  反射面
５０  反射膜
５２  反射部材
５４  反射面
６０  （第３の）導光部材
６２  底部
６４，６６  反射面
６８  空気層
７０  （第４の）導光部材
７２  底部
７４，７６  反射面
７８  空気層
８０  単レンズ
【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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