(57)【要約】【課題】明暗ムラの少ない照射面を形成することができ、透光性の光学部材を備える場合においては、更に発光効率の低下を抑制することができる照明装置を提供すること。【解決手段】発光モジュールと、前記発光モジュールの発光部の光出射方向に配置され、前記発光モジュールからの光が入射する光入射開口、前記発光モジュールから入射した光を外方に出射する光出射開口、及び前記光入射開口から入射する光の一部を前記光出射開口に向かって反射する反射側面を備えるリフレクターと、前記リフレクターの内側であって、前記光入射開口から入射する光の残部の通過領域を含む位置に取り付けられ、前記通過領域に入射する光の少なくとも一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射する光学部材と、を有する。【選択図】図１
2013229230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光モジュールと、
前記発光モジュールの発光部の光出射方向に配置され、前記発光モジュールからの光が入射する光入射開口、前記発光モジュールから入射した光を外方に出射する光出射開口、及び前記光入射開口から入射する光の一部を前記光出射開口に向かって反射する反射側面を備えるリフレクターと、
前記リフレクターの内側であって、前記光入射開口から入射する光の残部の通過領域を含む位置に取り付けられ、前記通過領域に入射する光の少なくとも一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射する光学部材と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光学部材は、前記発光モジュールの発光部の外端部から出射される光であって、前記通過領域を通過する光の一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光学部材は、前記発光モジュールの発光部の中心から出射される光であって、前記通過領域を通過する光の一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光学部材を前記発光モジュールに投影した際の投影面積（Ｓ）は、
Ｓ＝Ｓ1±５０％
Ｓ＝（Ｓ2×Ｈ／Ｈ1）±５０％
Ｓ1：前記リフレクターの光入射開口の開口面積
Ｓ2：前記リフレクターの光出射開口の開口面積
Ｈ：前記リフレクターの光入射開口から前記光学部材の光出射面までの距離
Ｈ1：前記リフレクターの光入射開口から前記リフレクターの光出射開口までの距離
の数式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記リフレクターの光入射開口から前記光学部材の光出射面までの距離は、前記リフレクターの光入射開口から光出射開口までの距離の５０％以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記リフレクターの形状は、前記発光モジュールの発光部を焦点位置に含む回転放物面形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光学部材を前記発光モジュールに投影した際の投影面積（Ｓ）は、前記発光モジュールの発光部の発光面の面積に比して大きく、
前記光学部材は、前記通過領域を通過する光の一部を集光して前記光出射開口に向けて放射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光学部材は、前記通過領域を通過する光の一部を拡散して前記光出射開口に向けて放射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記光学部材の光出射面には、シボ加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記光学部材は、凸レンズ又は凹レンズであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光学部材は、フライアイレンズであることを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記光学部材は、拡散板であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記光学部材は、前記発光モジュールからの光を吸収する遮蔽板であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記光学部材は、前記発光モジュールからの光を吸収する遮蔽板であって少なくとも一部に貫通孔を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記光学部材は、平面鏡であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記リフレクターを固定するリフレクター固定部材を介して前記リフレクターが前記発光モジュールに固定されており、
前記光学部材は、前記リフレクター固定部材と一体成形されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記リフレクターを固定するリフレクター固定部材を介して前記リフレクターが前記発光モジュールに固定されており、
前記光学部材は、前記通過領域に入射する光の少なくとも一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射する本体部と、前記本体部を支持するための支持足及び前記支持足に取り付けられた鍔を有し、
前記鍔が前記リフレクターと前記リフレクター固定部材との間に挟み込まれ、前記光学部材が前記発光モジュール及び前記リフレクターに対して固定されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記光学部材は、前記リフレクターと一体成形されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記光学部材は、交換可能であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記発光モジュールは、少なくとも１つの半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出射した光を波長変換する波長変換部材を含み、
前記半導体発光素子と前記波長変換部材とは離間していることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記発光モジュールは、配線基板と、前記配線基板上に実装された少なくとも１つの半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆い且つ前記半導体発光素子から出射した光を波長変換する波長変換部材と、を含むことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の発光素子からなる発光モジュールを光源として備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ等の発光素子を複数備えた点光源タイプ又は面光源タイプのＬＥＤモジュールが、照明装置に広く用いられている。点光源タイプ又は面光源タイプのＬＥＤモジュールは、全体的に光軸から広がる方向に光を出射し、一般的に広範囲を照射する。このため、ＬＥＤモジュールには、照射範囲を狭めて集光するためのリフレクターが取り付けられ、当該リフレクターが取り付けられた状態のＬＥＤモジュールが、ハロゲンランプやダウンライト等の照明装置に利用されている。
【０００３】
また、リフレクターが取り付けられた照明装置の配光特性をさらに調整するために、例えば、特許文献１のＬＥＤ照明装置が提案されている。特許文献１のＬＥＤ照明装置は、例えば、ＬＥＤ光源、リフレクター、及びレンズを有している。また、当該レンズがプラスチックで構成され、当該レンズの外径は６０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であって、当該ＬＥＤ光源が１０個以上のＬＥＤチップを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８１４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、リフレクターがＬＥＤモジュールに単に取り付けられただけの従来の照明装置において、リフレクターの内面において反射することなくリフレクターを通過した光は、リフレクターの内面において反射した光に比べて、そのエネルギーが大きいため、当該エネルギーの異なる光によって照射される被照射物には、その照射面に明暗ムラが生じていた。このような明暗ムラの原因は、リフレクターによって反射することにより、光のエネルギーが低下することにある。
【０００６】
また、特許文献１のＬＥＤ照明装置においては、照射面における明暗ムラの発生を抑制することができるが、半導体発光素子であるＬＥＤチップから出射してリフレクターの内面において反射することなくリフレクターを通過した光と、リフレクターの内面において反射した光との両方が上述したレンズを必ず通過して照明装置から出射するため、照射装置における発光効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、明暗ムラの少ない照射面を形成することができ、透光性の光学部材を備える場合においては、更に発光効率の低下を抑制することができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、発光モジュールと、前記発光モジュールの発光部の光出射方向に配置され、前記発光モジュールからの光が入射する光入射開口、前記発光モジュールから入射した光を外方に出射する光出射開口、及び前記光入射開口から入射する光の一部を前記光出射開口に向かって反射する反射側面を備えるリフレクターと、前記リフレクターの内側であって、前記光入射開口から入射する光の残部の通過領域を含む位置に取り付けられ、前記通過領域に入射する光の少なくとも一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射する光学部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上述した照明装置において、前記光学部材は、前記発光モジュールの発光部の外端部から出射される光であって、前記通過領域を通過する光の一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射してもよい。
【００１０】
上述したいずれかの照明装置において、前記光学部材は、前記発光モジュールの発光部の中心から出射される光であって、前記通過領域を通過する光の一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射してもよい。
【００１１】
上述したいずれかの照明装置において、前記光学部材を前記発光モジュールに投影した際の投影面積（Ｓ）は、Ｓ＝Ｓ1±５０％、Ｓ＝（Ｓ2×Ｈ／Ｈ1）±５０％、Ｓ1：前記リフレクターの光入射開口の開口面積、Ｓ2：前記リフレクターの光出射開口の開口面積、Ｈ：前記リフレクターの光入射開口から前記光学部材の光出射面までの距離、Ｈ1：前記リフレクターの光入射開口から前記リフレクターの光出射開口までの距離、の数式を満たすことが好ましい。
【００１２】
上述したいずれかの照明装置において、前記発光モジュールから前記光学部材の光出射面までの距離は、前記リフレクターの光入射開口から光出射開口までの距離の５０％以下であることが好ましい。
【００１３】
上述したいずれかの照明装置において、前記リフレクターの形状は、前記発光モジュールの発光部を焦点位置に含む回転放物面形状であってもよい。
【００１４】
上述したいずれかの照明装置において、前記光学部材を前記発光モジュールに投影した際の投影面積（Ｓ）は、前記発光モジュールの発光部の発光面の面積に比して大きく、前記光学部材は、前記通過領域を通過する光の一部を集光して前記光出射開口に向けて放射してもよい。一方、前記光学部材は、前記通過領域を通過する光の一部を拡散して前記光出射開口に向けて放射してもよい。
【００１５】
上述したいずれかの照明装置において、前記光学部材の光出射面には、シボ加工が施されてもよい。
【００１６】
上述したいずれかの照明装置において、前記光学部材は、凸レンズ又は凹レンズであってもよい。このような場合に、前記光学部材は、フライアイレンズであってもよい。
【００１７】
また、前記光学部材にシボ加工が施されておらず、且つ前記光学部材が凸レンズ又は凹レンズでない場合、前記光学部材は、拡散板であってもよく、前記発光モジュールからの光を吸収する遮蔽板であってもよい。更に、前記光学部材は、前記発光モジュールからの光を吸収する遮蔽板であって少なくとも一部に貫通孔を有していてもよい。そして、前記光学部材は、平面鏡であってもよい。
【００１８】
上述したいずれかの照明装置において、前記リフレクターを固定するリフレクター固定部材を介して前記リフレクターが前記発光モジュールに固定されており、前記光学部材は、前記リフレクター固定部材と一体成形されていてもよい。また、前記リフレクターを固定するリフレクター固定部材を介して前記リフレクターが前記発光モジュールに固定されており、前記光学部材は、前記通過領域に入射する光の少なくとも一部を遮蔽又はその特性を変えつつ前記光出射開口に向けて放射する本体部と、前記本体部を支持するための支持足及び前記支持足に取り付けられた鍔を有し、前記鍔が前記リフレクターと前記リフレクター固定部材との間に挟み込まれ、前記光学部材が前記発光モジュール及び前記リフレクターに対して固定されていてもよい。更に、前記光学部材は、前記リフレクターと一体成形されてもよい。
【００１９】
上述したいずれかの照明装置において、前記光学部材は、交換可能であることが好ましい。
【００２０】
上述したいずれかの照明装置において、前記発光モジュールは、少なくとも１つの半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出射した光を波長変換する波長変換部材を含み、前記半導体発光素子と前記波長変換部材とは離間していてもよい。また、前記発光モジュールは、配線基板と、前記配線基板上に実装された少なくとも１つの半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆い且つ前記半導体発光素子から出射した光を波長変換する波長変換部材と、を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る照明装置においては、発光モジュールに対して固定されたリフレクターの内側に光学部材を配置し、当該光学部材の配置を、リフレクターの光入射開口から入射する光であって、リフレクターの反射側面において反射されることなくリフレクターの光出射開口に向かう光の通過領域を含む位置に調整することにより、明暗ムラの少ない照射面を形成することができる。
【００２２】
また、光学部材が透光性を有する場合、上記光学部材の配置調整により、本発明に係る照明装置は発光効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例に係る照明装置の全体構成の概略を示す斜視図である。
【図２】実施例に係る照明装置の平面図である。
【図３】実施例に係る照明装置の正面図である。
【図４】図２中のIV−IV線に沿う照明装置の断面図である。
【図５】実施例に係る照明装置に用いられる発光部の全体構成の概略を示す斜視図である。
【図６】図５の発光部の平面図である。
【図７】図６中のVII−VII線に沿う発光部の断面図である。
【図８】図７に示された断面図の要部拡大図である。
【図９】実施例に係る照明装置に用いられる複合部材の全体構成の概略を示す斜視図である。
【図１０】図９の複合部材の平面図である。
【図１１】図９の複合部材の正面図である。
【図１２】図１０中のXII−XII線に沿う複合部材の断面図である。
【図１３】実施例に係る照明装置に用いられるリフレクターの正面図である。
【図１４】図１３のリフレクターの平面図である。
【図１５】図１３のリフレクターの裏面図である。
【図１６】図１４中のXVI−XVI線に沿う複合部材の断面図である。
【図１７】実施例に係る照明装置の配置構成の概略を示す断面図である。
【図１８】実施例に係る照明装置と従来の照明装置との比較評価の結果を示すグラフである。
【図１９】変形例に係る光学部材の全体構成の概略を示す斜視図である。
【図２０】変形例に係る光学部材の平面図である。
【図２１】変形例に係る光学部材の正面図である。
【図２２】図２０中のXXII−XXII線に沿う光学部材の断面図である。
【図２３】変形例に係るリフレクターの平面図である。
【図２４】変形例に係るリフレクターの正面図である。
【図２５】図２３中のXXV−XXV線に沿う光学部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例及び変形例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例及び変形例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による照明装置を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例及び変形例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【実施例】
【００２５】
＜照明装置の全体構成＞
先ず、本発明の実施例に係る照明装置１の構成を図１乃至図４を参照しつつ説明する。図１は、実施例に係る照明装置１の全体構成の概略を示す斜視図である。図２は、図１の照明装置１の平面図である。図３は、図１の照明装置１の正面図である。図４は、図２中のIV−IV線に沿う照明装置１の断面図である。なお、図１乃至図４において、照明装置１の平面図における一方向をＸ方向、当該平面図においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、照明装置１の高さ方向をＺ方向と定義する。
【００２６】
本実施例において、照明装置１は、ＬＥＤ光源を用いたダウンライト型のＬＥＤ照明であって、例えば、擬似的な白色光を放射する光源である。照明装置１の概略構成は、以下の通りである。図１、図３及び図４から分かるように、発光モジュール２と、発光モジュール２の光出射方向に配置されたリフレクター３と、リフレクター３を発光モジュール２に固定するリフレクター固定部材４と、から構成されている。図１、図３及び図４においては、−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向かって、発光モジュール２、リフレクター固定部材４、及びリフレクター３の順序で配置されている。
【００２７】
また、図１、図２及び図４から分かるように、リフレクター３の内側には光学部材５が配置されている。当該光学部材５は、リフレクター固定部材４と一体成形されており、リフレクター固定部材４及び光学部材５から複合部材６が構成されている。すなわち、複合部材６は、発光モジュール２にリフレクター３を固定する機能と、発光モジュール２から出射した光の特性を変化させる機能と、を有している。なお、これらの機能については、リフレクター固定部材４及び光学部材５の構造の説明の際に詳細に説明する。
【００２８】
本実施例に係る照明装置１は白色光を放射するダウンライトを想定しているため、発光モジュール２に電力が給電されると、発光モジュール２から白色光がリフレクター３内に向けて出射される。リフレクター３内に入射した白色光の一部は、リフレクター３によって反射した後にリフレクター３の外部に出射する。また、リフレクター３内に入射した白色光の他の一部は、リフレクター３によって反射することなく、リフレクター３内に配置された光学部材５を経由してリフレクター３の外方に出射する。更に、リフレクター３内に入射した白色光の別な一部は、リフレクター３によって反射することなく、且つ光学部材５を経由することなく、直接的にリフレクター３の外方に出射する。このようにリフレクター３から白色光が出射することにより、白色光から構成される照射面を被照射物に形成することができる。
【００２９】
以下において、照明装置１を構成する各部材を詳細に説明するとともに、照明装置１の動作及び効果を詳細に説明する。
【００３０】
（発光モジュール）
図１乃至図４から分かるように、発光モジュール２の外形は、例えば、略円柱状である。より具体的には、発光モジュール２の−Ｚ方向に位置する部分の直径は、リフレクター３側（＋Ｚ方向）に位置する部分の直径よりも僅かに大きくなっている。すなわち、発光モジュール２において、−Ｚ方向側に位置する一端側の寸法が、＋Ｚ方向側に位置する他端側の寸法よりも大きくなっている。また、発光モジュール２には、ネジ孔（図示せず）が形成されており、発光モジュール２とリフレクター固定部材４とは、当該ネジ孔に螺合するネジ等の接合部材７（図１に示す）によって接合されている。
【００３１】
本実施例に係る照明装置１に用いられる発光モジュール２は、図１、図３及び図４に示されている格納ケース１１と、格納ケース１１内に格納された発光部１２（図４に示す）とから構成されている。格納ケース１１は、外部から加えられる衝撃等から発光部１２を保護するために設けられており、格納ケース１１の材質は比較的硬い金属（例えば、鉄、アルミニウム、銅）が用いられる。また、格納ケース１１には、上述した接合部材７が螺合するための当該ネジ穴が設けられており、格納ケース１１にリフレクター固定部材４が当該接合部材７を介して固定されることになる。更に、格納ケース１１には、光が出射するための円形（ＸＹ平面における形状）の開口が設けられており、例えば当該開口から内部で白色化を完了した光を取り出すことが可能である。一方、別の場合には、当該開口にガラス板等が設置され、当該ガラス面のモジュール内部側に蛍光体を塗布し、この部分で白色化を行って光を取り出すようにすることもできる。なお、当該開口は、円形に限られることなく、長方形等の多角形又はその他の形であってもよい。すなわち、当該開口の形状は、要求される発光モジュール２の発光面（光出射面）１２ａ（図４に示す）の形状に合わせて、適宜変更することができる。
【００３２】
次に、発光部１２を図５乃至図８を参照しつつ、詳細に説明する。図５は、発光部１２の全体構成の概略を示す斜視図であり、図６は図５の発光部１２の平面図であり、図７は図６中のVII−VII線に沿う発光部１２の断面図であり、図８は図７に示された断面図の要部拡大図である。
【００３３】
図５乃至図７から分かるように、発光部１２の外形は円柱状である。また、図５に示すように、発光部１２は、電気絶縁性に優れて良好な放熱性を有したアルミナ系セラミックからなり、その外形が円盤状の配線基板１３を備える。また、図５及び図６から分かるように、配線基板１３のチップ実装面１３ａには、１２個の半導体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）チップ１４が規則的に配列されている。具体的には、配線基板１３の中央部に４個のＬＥＤチップ１４が等間隔で配置され、当該４個のＬＥＤチップ１４の四方を囲むように８個のＬＥＤチップ１４が配置されている。そして、中央部に配置された４個のＬＥＤチップ１４のそれぞれは、配線基板の中心から等しい距離だけ離間した位置に配置され、同様に、四方を囲むように配置された８個のＬＥＤチップ１４のそれぞれは、配線基板の中心から等しい距離だけ離間した位置に配置されている。すなわち、当該４個のＬＥＤチップ１４及び当該８個のＬＥＤチップのそれぞれが同心円状に配置され、１２個のＬＥＤチップ１２全体として、略円形のＬＥＤチップ実装領域（図示せず）を形成している。なお、図５には示していないが、配線基板１３には、これらＬＥＤチップ１４のそれぞれに電力を供給するための配線パターンが形成されている。
【００３４】
本実施例において、ＬＥＤチップ１４には、４５０ｎｍのピーク波長を有した青色光を発するＬＥＤチップを用いる。具体的には、このようなＬＥＤチップとして、例えばＩｎＧａＮ半導体が発光層に用いられるＧａＮ系ＬＥＤチップがある。なお、ＬＥＤチップ１４の種類や発光波長特性はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々なＬＥＤチップなどの半導体発光素子を用いることができる。本実施例においてＬＥＤチップ１４が発する光のピーク波長は、３６０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲内にあることが好ましく、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長範囲内にあることがより好ましい。
【００３５】
なお、配線基板１３の材質はアルミナ系セラミックに限定されるものではなく、例えば、電気絶縁性に優れた材料として、樹脂、ガラスエポキシ、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いて配線基板１３の本体を形成してもよい。或いは、配線基板１３のチップ実装面１３ａにおける光の反射性を良くして発光部１２の発光効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いることが好ましい。一方、より優れた放熱性を得るため、配線基板１３の本体をアルミニウム等の金属から構成してもよい。また、当該アルミニウム等の金属の上に樹脂等の層間絶縁膜を形成し、配線基板１３の配線パターンなどを金属製の本体から電気的に絶縁してもよい。
【００３６】
また、図５に示すように、ＬＥＤチップ１４が実装された配線基板１３のチップ実装面１３ａに対向するように、ガラス製で円板状の透明基板１５が配設されている。なお、透明基板１５の材質はガラスに限定されるものではなく、ＬＥＤチップ１４が発した光に対して透光性を有した樹脂などを用いて透明基板１５を形成するようにしてもよい。
【００３７】
更に、図５及び図６から分かるように、透明基板１５の第１の面１５ａ上には、ＬＥＤチップ１４から出射した青色光を波長変換する波長変換部材１６が設けられている。本実施例に係る発光モジュール２においては、ＬＥＤチップ１４から放射された青色光と、当該青色光が波長変換部材１６によって波長変換されて出射される光とを合成し、当該合成光を格納ケース１１の開口から出射している。或いは、波長変換部材１６は、モジュールの格納ケース開口にガラス板等が設置され、当該ガラス面のモジュール内部側に塗布され、この部分で白色化を行って光を取り出すようにすることもできる。さらに、波長変換部材１６は、樹脂などを用いて形成された透明基板１５に練りこまれていてもよい。なお、上述した合成光の出射については、波長変換部材１６の詳細な構成を説明する際に行うものとする。
【００３８】
図７に示すように、透明基板１５は複数のスペーサ１７を介して配線基板１３に接合されており、これらスペーサ１７を介在させることにより、透明基板１５と各ＬＥＤチップ１４との間に空隙を設けている。
【００３９】
ここで、ＬＥＤチップ１４を波長変換部材１６に対して近接してもよいが、ＬＥＤチップ１４が波長変換部材１６に近接しすぎると、ＬＥＤチップ１４が発する熱により波長変換部材１６が加熱されて波長変換機能や発光効率の低下を招いてしまうおそれがある。このため、このような過剰な温度上昇を防止する上で、ＬＥＤチップ１４と波長変換部材１６との間隔は０．０１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４０】
また、発光部１２に熱的な余裕があれば、このような空隙を設けず、透明基板１５の第２の面１５ｂをＬＥＤチップ１４に密着させてもよい。また、ＬＥＤチップ１４と透明基板１５とを離間する場合であっても、透光性を有したシリコーン樹脂、エポキシ樹脂或いはガラスなどで空隙を封止するようにしてもよい。こうすることにより、ＬＥＤチップ１４からの光を効率よく波長変換部材１６に導くことができる。
【００４１】
なお、本実施例では、透明基板１５の第１の面１５ａに波長変換部材１６を設けたが、透明基板１５の第２の面１５ｂ、即ち配線基板１３側の面に波長変換部材１６を設けるようにしてもよい。この場合にも、本実施例と同様に波長変換部材１６とＬＥＤチップ１４との間に適切な空隙を設けることが可能であるが、熱的に余裕がある場合などには、波長変換部材１６をＬＥＤチップ１４に密着又はその直前まで近接させることも可能となる。
【００４２】
図８に示すように、ＬＥＤチップ１４の配線基板１３側に向く面には、ｐ電極２１とｎ電極２２とが設けられている。ＬＥＤチップ１４においては、配線基板１３のチップ実装面１３ａに形成されている配線パターン２３にｐ電極２１が接合されると共に、同じくチップ実装面１３ａに形成された配線パターン２４にｎ電極２２が接合されている。これらｐ電極２１及びｎ電極２２の配線パターン２３及び配線パターン２４への接続は、図示しない金属バンプを介し、または、ハンダ付けによって行っている。図示されていない他のＬＥＤチップ１４も、それぞれのＬＥＤチップ１４に対応して配線基板１３のチップ実装面１３ａに形成された配線パターン２３及び配線パターン２４に、ｐ電極２１及びｎ電極２２が同様にして接合されている。
【００４３】
なお、ＬＥＤチップ１４の配線基板１３への実装方法は、これに限定されるものではなく、ＬＥＤチップ１４の種類や構造などに応じて適切な方法を選択可能である。例えば、ＬＥＤチップ１４を配線基板１３の所定位置に接着固定した後、各ＬＥＤチップ１４の２つの電極をワイヤボンディングで対応する配線パターンに接続してもよいし、一方の電極を上述のように対応する配線パターンに接合すると共に、他方の電極をワイヤボンディングで対応する配線パターンに接続するようにしてもよい。
【００４４】
また、図８に示すように、波長変換部材１６は、ＬＥＤチップ１４から入射する青色光の少なくとも一部を吸収し、当該青色光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体２５と、蛍光体２５を保持する母材２６とから構成されている。本実施例に係る発光部１２においては、青色光を放射するＬＥＤチップ１４を半導体発光素子として使用しているため、当該青色光の一部を黄色光に波長変換して白色光を合成可能である。従って、本実施例における蛍光体２５は、青色光を吸収して励起し、基底状態に戻る際に青色光とは異なる波長の光を発する黄色蛍光体が用いられる。
【００４５】
具体的な黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５３０ｎｍ以上、好ましくは５４０ｎｍ以上、より好ましくは５５０ｎｍ以上で、通常は６２０ｎｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは５８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、黄色蛍光体として例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ［ＹＡＧ蛍光体］、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕ、α−サイアロン、Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ（但し、その一部がＣａやＯで置換されていてもよい）が好ましい。
【００４６】
母材２６には、樹脂又はガラス等の透光性を備える材料を用いることができ、本実施例においては、樹脂を使用した。本実施例において、波長変換部材１６は、樹脂である母材２６に蛍光体２５を練り込むことにより形成されている。
【００４７】
具体的な樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂）、アクリル系樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂）、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、及びシリコーン系樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂は、ＬＥＤチップから放出される光（例えば、紫外光、近紫外光、又は青色光等）、または、波長変換部材から放出される可視光を吸収しないことが好ましい。更には、ＬＥＤチップ１４から発せられる青色光に対して十分な透明性と耐久性とを有していることが好ましい。
【００４８】
これらの樹脂は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの樹脂の共重合体であってもよく、２種類以上を積層して使用してもよい。
【００４９】
なお、樹脂としては、ポリカーボネート樹脂が、透明性、耐熱性、機械的特性、難燃性に優れる点で、最も好ましく使用できる。
【００５０】
本実施例において、発光モジュール２の大きさは任意であるが、発光モジュール２の発光面１２ａ（すなわち、格納ケース１１の開口から露出した発光部１２の大きさ）は、以下の大きさであることが好ましい。当該発光面１２ａのＸＹ平面における大きさ（円形であれば直径、長方形等の多角形であれば対角線、その他の形であれば対角線の中の最長距離）は、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましく、４ｍｍ以上２５ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が更に好ましい。
【００５１】
なお、発光モジュール２の大きさが極端に小さい場合には、発光モジュール２からの光束を増加することが難しく、その大きさが極端に大きい場合には、リフレクター３による集光が困難になる。このため、発光モジュール２の大きさ、特に発光面１２ａの大きさには、照明装置１の大きさに応じた好ましい範囲が存在することになる。
【００５２】
また、本実施例に係る発光部１２は、ＬＥＤチップ１４と波長変換部材１６とを離間して設けていたが、ポッティング等によりＬＥＤチップ１４を含む発光部１２の内部が波長変換部材１６によって覆われた構造を有していてもよい。さらに、ＬＥＤチップ１４上に波長変換部材１６が塗布され、波長変換部材１６と一体化したＬＥＤチップを用いるようにしてもよい。更に、発光モジュール２自体の構造も上述したような構造に限定されることなく、ＬＥＤチップを用いた様々なＬＥＤ光源を用いることができる。そして、発光モジュール２から出射される光も白色光に限られることなく、青色光、赤色光、黄色光等の有色光を出射するようにしてもよい。
【００５３】
（複合部材）
次に、図９乃至図１２を参照しつつ、複合部材６の構造について詳細に説明する。図９は、本実施例に係る照明装置１に用いられる複合部材６の全体構成の概略を示す斜視図である。図１０は、本実施例に係る照明装置１に用いられる複合部材６の平面図である。図１１は、本実施例に係る照明装置１に用いられる複合部材６の正面図である。図１２は、図１０中のXII−XII線に沿う複合部材６の断面図である。なお、図９乃至図１２におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、図１乃至図４におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に対応している。
【００５４】
上述したように、複合部材６は、リフレクター固定部材４及び光学部材５から構成されている。複合部材６は、リフレクター固定部材４及び光学部材５を一体的に成形された構造を有するため、例えば、ポリカーボネート等の樹脂が複合部材６の材料に用いられる。なお、加工のしやすさ及び所望の強度を備えることができれば、他の材料を用いることも可能である。
【００５５】
図９乃至図１２から分かるように、リフレクター固定部材４の外形は、略円盤状である。より具体的には、リフレクター固定部材４は、その中央部に位置するとともにＸＹ平面において延在した略円盤状の本体部３１と、本体部３１の側方を囲むように形成された側壁部３２と、側壁部３２の＋Ｚ方向側の端部において側壁部３２に沿って形成された３つの係止部３３と、を有している。
【００５６】
本体部３１の中央部には、Ｚ方向に本体部３１を貫通し、その開口面が円状である貫通孔３１ａが形成されている。貫通孔３１ａは、発光モジュール２の発光面１２ａと略同一の大きさであり、発光モジュール２とリフレクター固定部材４とが接合される際に、当該発光面１２ａを露出するために形成されている。従って、発光モジュール２から出射する白色光は、当該貫通孔３１ａを経由してリフレクター３へ入射することになる。
【００５７】
また、本体部３１には、側壁部３２に近接する部分（すなわち、外縁部分）に、Ｚ方向の厚さが中央部よりも大きくなっている肉厚部３１ｂが形成され、当該肉厚部３１ｂに囲まれるように凹部３１ｃが形成されている。肉厚部３１ｂには、Ｚ方向に肉厚部３１ｂを貫通する略円柱状の貫通孔３１ｄが形成されており、当該貫通孔３１ｄには接合部材７が挿入され、発光モジュール２とリフレクター固定部材４とが接合されることになる。また、発光モジュール２とリフレクター固定部材４とが接合される際に、本体部３１の凹部３１ｃに発光モジュール２の直径が小さい部分（図４において＋Ｚ方向に位置する部分）が嵌装されることになる。
【００５８】
更に、本体部３１の外縁部分に位置する肉厚部３１ｂには、本体部３１の外縁に沿うように３つの開口３１ｅが形成されている。当該開口３１ｅの一部は、Ｚ方向に本体部３１を貫通している。開口３１ｅには、発光モジュール２とリフレクター固定部材４とが接合される際に、後述するリフレクター３の係止片が嵌装されることになる。
【００５９】
係止部３３は、側壁部３２の＋Ｚ方向側の端部からリフレクター固定部材４の中央部に向かってＸＹ平面に延在している。また、係止部３３の一部は、本体部３１の肉厚部３１ｂに向かって延在し、肉厚部３１と接触している。更に、係止部３３は、本体部３１の外縁部分に形成された開口３１ｅと対向するように形成されている。ここで、ＸＹ平面においては、係止部３３の寸法よりも開口３１ｅの寸法のほうが大きいため、＋Ｚ方向からリフレクター固定部材４を目視した場合（すなわち、図１０の場合）に、開口３１ｅの存在を確認することができる。従って、発光モジュール２とリフレクター固定部材４とが接合される際、側壁部３２、係止部３３及び開口３１ｅにより、後述するリフレクター３の係止片を確実に係止し、リフレクター固定部４からリフレクター３が外れることを防止することができる。本実施例においては、係止部３３が形成されていない部分に、後述するリフレクター３の係止片を嵌め込み、Ｚ方向を回転軸としてリフレクター３を回転させ、当該係止片を係止部３３及び開口３１ｅによって確実に係止することにより、リフレクター固定部材４を介してリフレクター３を発光モジュール２に固定することができる。すなわち、本実施例に係るリフレクター固定部材４は、側壁部３２、係止部３３及び開口３１ｅによって構成されるツイストロック機構を備えている。
【００６０】
次に、光学部材５について説明する。図９乃至図１１から分かるように、光学部材５は、リフレクター固定部材４の中央部に設けられている。光学部材５は、光学部材５の本体部であるフライアイレンズ３４と、フライアイレンズ３４を支持するための３本の支持足３５と、３本の支持足３５の一端（フライアイレンズと接続していない一端）連結するように形成された連結部３６と、から構成されている。
【００６１】
フライアイレンズ３４は、全体として略半球状の凸レンズである。具体的には、光出射面（光放出面）３４ａ側が平坦な形状であり、光入射面３４ｂ側が湾曲している。また、フライアイレンズ３４は、複数の単レンズを縦及び横方向に配列した構造を光出射面３４ａ側に有している。以上より、フライアイレンズ３４は、光入射面３４ｂから入射する白色光を拡散する機能を有する。なお、フライアイレンズ３４は、光出射面３４ａ側に複数の単レンズを縦及び横方向に配列した構造としたが、光出射面３４ａ側にシボ加工を施すことによっても同様の拡散機能を得ることができる。
【００６２】
支持足３５は、フライアイレンズ３４の外縁部からＺ方向に延在しており、その形状は板状又は棒状である。本実施例において、支持足３５の数量は３本であるが、これに限定されることはない。しかしながら、発光モジュール２の発光面１２ａから出射した白色光が支持足３５に入射することにより、予期せぬ方向へ反射若しくは出射したり、又は支持足３５によって吸収されることで、照明装置１自体の発光効率の低下に繋がることを防止するためにも、支持足３５の数量はできる限り少なくすることが好ましい。また、同様の理由から、支持足３５の寸法についても、できる限り小さくすることが好ましい。
【００６３】
連結部３６は、環状に形成されており、リフレクター固定部材４の本体部３１の内縁部分（すなわち、貫通孔３１ａの縁部分）に配置されている。連結部３６は、光学部材４がリフレクター固定部材４から分離することを防止するために設けられている。すなわち、連結部３６は、比較的に細い支持足３５の先端部分における強度を高め、支持足３５の先端部分の破損を防止するために設けられている。なお、支持足３５の先端部分における強度を高めることができれば、連結部３６を形成することなく、支持足３５がリフレクター固定部材４の本体部３１に直接的に接続されるような形状としてもよい。
【００６４】
本実施例のように、リフレクター固定部材４と光学部材５とを一体的に成型して複合部材６を形成することにより、光学部材５のみを独立して位置調整をしつつリフレクター３の内側に固定する工程を削除することでき、照明装置の組み立てが容易になる。また、リフレクター固定部材４と光学部材５とを独立して製造する場合と比較して製造コストを下げることができ、複合部材６を１つの構成部品として容易に取り扱うことができる。更に、リフレクター固定部材４が発光モジュール２に接合部材７によって取り外し自在に接合されているため、リフレクター固定部材４を発光モジュール２から分離することにより、リフレクター固定部材４とともに光学部材５を交換することが可能になる。
【００６５】
（リフレクター）
次に、図１３乃至図１６を参照しつつ、リフレクター３の構造について詳細に説明する。図１３は、本実施例に係る照明装置１に用いられるリフレクター３の正面図である。図１４は、本実施例に係る照明装置１に用いられるリフレクター３の平面図である。図１５は、本実施例に係る照明装置１に用いられるリフレクター３の裏面図である。図１６は、図１４中のXVI−XVI線に沿うリフレクター３の断面図である。なお、図１３乃至図１６におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、図１乃至図４におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に対応している。
【００６６】
図１３乃至図１６から分かるように、本実施例に係る照明装置１に用いられるリフレクター３は、正面形状（ＸＺ平面又はＹＸ平面における形状）が略台形状であり、平面形状（ＸＹ平面における形状）が円状である。より詳細には、リフレクター３の側部３ａの形状は回転放物面状であり、リフレクター３の外形は回転放物体状である。また、リフレクター３は、発光モジュール２からの白色光が入射する光入射開口３ｂを発光モジュール２との接合面側に有し、光入射開口３ｂの反対側（すなわち、＋Ｚ方向）には光を外部に出射するための光出射開口３ｃを有している。ここで、光入射開口３ｂは光出射開口３ｃよりもその開口径が小さくなっている。すなわち、リフレクター３は、光入射開口３ｂから光出射開口３ｃに向い、その開口径が徐々に大きくなっている。
【００６７】
また、リフレクター３は、発光モジュール２から入射する光の少なくとも一部を反射して光出射開口３ｃ側に導くため、アルミニウム等の金属製の薄板から構成されている。従って、リフレクター３の内側には、発光モジュール２から光入射開口３ｂを介して入射する白色光を反射するための反射側面３ｄがアルミニウム等の金属から形成されている。ここで、リフレクター３は金属製の薄板から構成されているため、反射側面３ｄは側部３ａと同様に、回転放物面を形成している。なお、リフレクター３は、上述したアルミニウム等の金属性の薄板に限定されることなく、白色光を効率よく反射することができれば、例えば、環状ポリオレフィン若しくはポリカーボネート等の熱可塑性の樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、シリコン、セラミック、又はガラス等からなる基材の表面に、アルムニウムや銀等の金属を蒸着して反射側面３ｄを形成するようにしてもよい。
【００６８】
更に、図１３、図１５及び図１６に示すように、リフレクター３の光入射開口３ｂ側には、係止体４１が設けられている。係止体４１は、３つの係止片４２、及び３つ係止片４２を連結する連結部４３から構成されている。より具体的には、環状に形成された連結部４３が、リフレクター３の光入射開口３ｂを囲むように、リフレクター３の光入射開口３ｂ側の端部に設けられている。３つの係止片４２は、３つ連結部４３の外縁からリフレクター３の光入射開口３ｂの外側に向かって延在しており、互いに等間隔で配置されている。また、係止片４２の一部は、Ｚ方向にも延在している。ここで、各係止片４２は、リフレクター固定部材４の側壁部３２、係止部３３及び開口３１ｅの形状（すなわち、ツイストロック機構の形状）に対応するように形成されている。具体的には、連結部４３の外縁からリフレクター３の光入射開口３ｂの外側に向かって延在している係止片４２の一部分は、リフレクター固定部材４の側壁部３２及び係止部３３によって係止可能となるように、その長さが調整されている。また、係止片４２のＺ方向に延在している部分は、リフレクター固定部材４の開口３１ｅに嵌め込まれるように、その長さが調整されている。
【００６９】
本実施例においては、上述したように、係止部３３が形成されていない部分に、リフレクター３の係止片４２を嵌め込み、Ｚ方向を回転軸としてリフレクター３を回転させ、係止片４２を係止部３３及び開口３１ｅによって確実に係止し、リフレクター固定部材４を介してリフレクター３を発光モジュール２に固定する。このような固定方法により、リフレクター３と発光モジュール２との間の隙間を極力無くして接合することができ、発光モジュール２から出射する白色光がリフレクター３の外部に漏れることを最小にとどめることができる。
【００７０】
ここで、外形が回転放物体状のリフレクター３を照明装置１に用いる場合、発光モジュール２の発光面１２ａは、リフレクター３の焦点を含む位置における回転放物面のＺ方向に沿う軸に対して垂直方向（ＸＹ平面）に広がって設置されていることが好ましい。換言すれば、リフレクター３は、発光モジュール２の発光部１２を焦点位置に含むような回転放物面形状を有していることが好ましい。
【００７１】
なお、リフレクター３は上述した形状に限られることなく、発光モジュール２からの白色光を効率よく反射し、照射面において所望の照射分布を形成することができれば、他の様々な形状を採用してもよい。例えば、リフレクター３のＸＹ平面の形状は円状に限られることなく、楕円状又は多角形であってもよい。また、リフレクター３の外形を筒状にしてもよい。
【００７２】
＜照明装置における光学部材の位置＞
次に、上述した照明装置１における、発光モジュール２、リフレクター３、及びフライアイレンズ３４の配置関係について図１７を参照しつつ説明する。図１７は、当該配置関係を説明するための照明装置１の模式的な断面図であって、当該配置関係の説明に不要なリフレクター固定部材４、並びに光学部材５の支持足３５及び連結部３６が省略されている。従って、図面上において、図１７の構成は照明装置１の実際の断面図である図４と比較して若干異なっているが、これらの相違は説明上の便宜のためであり、照明装置１自体の構成に相違はない。なお、図１７におけるＸ方向及びＺ方向は、図４におけるＸ方向及びＺ方向に対応している。
【００７３】
図１７に示すように、フライアイレンズ３４は、リフレクター３の内側に配置されている。また、フライアイレンズ３４は、リフレクター３の光入射開口３ｂから入射してリフレクター３の反射側面３ｄにて反射することになる白色光が通過しない位置であって、リフレクター３の反射側面３ｄにて反射することがなく、直接的にリフレクター３の光出射開口３ｃに到達する白色光の少なくとも一部が通過する通過領域に配置されている。換言すれば、フライアイレンズ３４は、発光モジュール２から入射した白色光であってリフレクター３の反射側面３ｄにおいて反射する一部の白色光が通過することなく、直接的にリフレクター３の光出射開口３ｃに到達する白色光（すなわち、光入射開口３ｂから入射した白色光の残部）が通過する通過領域を含む位置に取り付けられている。そして、フライアイレンズ３４は、当該残部の白色光を拡散し、リフレクター３の光出射開口３ｃに向けて出射する。
【００７４】
また、図１７から分かるように、本実施例におけるフライアイレンズ３４は、発光モジュール２の発光部１２の外端部１２ｂから出射される白色光であって、上述した通過領域を通過する白色光の一部を拡散し、リフレクター３の光出射開口３ｃに向けて出射する。更に、フライアイレンズ３４は、発光モジュール２の発光部１２の中心から出射される白色光であって、上述した通過領域を通過する白色光の一部を拡散し、リフレクター３の光出射開口３ｃに向けて出射する。
【００７５】
このように、本実施例におけるフライアイレンズ３４は、リフレクター３の光入射開口から入射してリフレクター３の反射側面３ｄにて反射することになる白色光を拡散せず、リフレクター３の反射側面３ｄにおいて反射されることがない白色光のみを拡散している。このため、本実施例の照明装置１は、発光モジュール２から出射される白色光のロスを低減しつつ、白色光を広範囲に均一に出射することができる。すなわち、本実施例の照明装置１は、発光効率の低下を抑制しつつ、明暗ムラの少ない照射面を被照射物に形成することができる。
【００７６】
更に、発光モジュール２、リフレクター３、及びフライアイレンズ３４の配置関係は、以下に示す条件式（１）及び（２）を満たすことが好ましい。
Ｓ＝Ｓ1±５０％      ・・・（１）
Ｓ＝（Ｓ2×Ｈ／Ｈ1）±５０％      ・・・（２）
【００７７】
ここで、Ｓとはフライアイレンズ３４を発光モジュール２に投影した際の投影面積であり、Ｓ1はリフレクター３の光入射開口３ｂの開口面積であり、Ｓ2はリフレクター３の光出射開口３ｃの開口面積であり、Ｈはリフレクター３の光入射開口３ｂ（発光モジュール２の発光面１２ａ）からフライアイレンズ３４の光出射面３４ａまでの距離であり、Ｈ1はリフレクター３の光入射開口３ｂからリフレクター３の光出射開口３ｃまでの距離（リフレクター３の高さ）である。
【００７８】
また、本実施例においては、光入射開口３ｂ、光出射開口３ｃ、及びフライアレンズ３４のＸＹ平面における形状はいずれも円形であるため、上述した投影面積をフライアイレンズ３４の光出射面３４ａの直径、上述した光入射開口３ｂの開口面積を光入射開口３ｂの開口径、上述した光出射開口３ｃの開口面積を光出射開口３ｃの開口径に置き換えることができる。すなわち、上述した条件式（１）及び（２）は、以下に示す条件式（３）及び（４）に置き換えることができる。
Ｄ＝Ｄ1±５０％      ・・・（３）
Ｄ＝（Ｄ2×Ｈ／Ｈ1）±５０％      ・・・（４）
【００７９】
ここで、Ｄとはフライアイレンズ３４の光出射面３４ａの直径であり、Ｄ1はリフレクター３の光入射開口３ｂの開口径であり、Ｄ2はリフレクター３の光出射開口３ｃの開口径である。
【００８０】
また、リフレクター３の光入射開口３ｂからフライアイレンズ３４の光出射面３４ａまでの距離であるＨと、リフレクター３の光入射開口３ｂからリフレクター３の光出射開口３ｃまでの距離であるＨ1との間には、以下に示す条件式（５）が満たされていることが好ましい。
Ｈ≦Ｈ1×０．５      ・・・（５）
すなわち、リフレクター３の光入射開口３ｂ（発光モジュール２の発光面１２ａ）からフライアイレンズ３４の光出射面３４ａまでの距離は、リフレクター３の光入射開口３ｂからリフレクター３の光出射開口３ｃまでの距離（リフレクター３の高さ）の５０％以下であることが好ましい。
【００８１】
上述した条件式（１）乃至（５）を満たす場合には、フライアイレンズ３４の光出射面３４ａ側における外縁端部３４ｃは、図１７に示された領域５０（斜線で囲まれた領域）に位置することになる。図１７に示された領域５０に、フライアイレンズ３４の光出射面３４ａ側における外縁端部３４ｃが位置することにより、本実施例の照明装置１は、発光モジュール２から出射する白色光のロスを一層低減しつつ、白色光を広範囲に亘って一層均一に出射することができる。すなわち、本実施例の照明装置１は、発光効率の低下を効率よく抑制し、明暗ムラが極めて少ない照射面を被照射物に形成することができる。
【００８２】
更に、フライアイレンズ３４を発光モジュール２に投影した際の投影面積であるＳは、発光モジュール２の発光部１２の光出射面１２ａの面積と等しいことが好ましい。換言すれば、フライアイレンズ３４の光出射面３４ａの直径と、発光モジュール２の発光部１２の光出射面１２ｂの直径が等しいことが好ましい。これは、照明装置１の発光効率の低下を抑制しつつ、明暗ムラの少ない照射面を被照射物に形成するためである。
【００８３】
＜実施例に係る照明装置と従来品との比較＞
次に、本実施例に係る照明装置１、及びリフレクター３の内側に光学部材５が配置されていない従来品（すなわち、光学部材５を備えていない照明装置）についての比較評価の結果を以下に説明する。具体的な照明装置１と従来品との比較評価として、ゴニオ測定を実施し、両製品の全光束（ｌｍ）、半値角、正面光度（ｃｄ）、色温度（Ｋ）、及び黒体軌跡からの偏差（Δｕｖ）を比較した。当該比較結果を以下の表に示す。なお、以下の表における差異とは、従来品を基準とし、全光束及び正面光度については比率によってその差異を示し、半値角、色温度及びΔｕｖについて実測値の差によってその差異を示している。
【００８４】
【表１】
2013229230.tif 000003
【００８５】
上述した表から分かるように、全光束、半値角、正面光度、色温度、及び黒体軌跡からの偏差については、照明装置１と従来品との差異は小さく、照明装置１から出射される白色光の上記各特性と、従来品から出射される白色光の上記各特性とは概ね同一であることが分かった。これにより、光学部材を有さない従来の照明装置に、光学レンズを付けることにより、発光モジュール２から出射される白色光のロスが生じるという従来の問題が解決されていることが分かる。すなわち、本実施例に係る照明装置１においては、上述したような発光モジュール２、リフレクター３、及びフライアイレンズ３４の配置関係により、発光効率の低下が抑制されていることが分かった。
【００８６】
次に、図１８を参照しつつ、照明装置１と従来品との配光特性の評価結果を説明する。図１８は、ゴニオ測定によって得られる照明装置１と従来品との配光特性を示すグラフであって、横軸が角度（°）であり、縦軸が光度（ｃｄ）である。また、図１８における角度とは、発光モジュール２の中心を通るＺ方向に沿った光軸からの傾きであり、角度が０°とは光軸上において測定した光度であり、角度が５０°とは光軸から５０°傾いた軸線上において測定した光度である。
【００８７】
図１８に示すように、従来品の配光特性は、１０°付近における光度の低下が著しい。すなわち、従来品においては、１０°付近における明暗の相違が顕著になってしまい、白色光全体としての明暗ムラが生じていることになる。一方、照明装置１の配光特性は、０°〜５０°に亘って輝度がなだらかに低下しており、白色光全体として明暗ムラが生じていない。
【００８８】
以上のことから、照明装置１においては、光学部材を搭載することによる発光効率の低下が抑制され、且つ照明装置１から出射される白色光に明暗ムラが生じていない。従って、照明装置１は、発光モジュール２から出射する白色光のロスを発生させることなく、被照射物に対して明暗ムラの少ない照射面を形成することができる。
【００８９】
＜実施例の効果＞
本実施例に係る照明装置１においては、発光モジュール２に対して固定されたリフレクター３の内側に光学部材５を配置し、当該光学部材５の配置を、リフレクター３の光入射開口３ｂから入射する白色光であって、リフレクター３の反射側面３ｄにおいて反射されることなくリフレクター３の光出射開口３ｃに向かう白色光の通過領域を含む位置に調整することにより、明暗ムラの少ない照射面を形成することができる。
【００９０】
また、光学部材５の本体部は、白色光を透過するフライアイレンズ３４であるため、本実施例に係る照明装置１においては、上述した光学部材５の配置調整により、光効率の低下を抑制することができる。
【００９１】
更に、本実施例に係る照明装置１においては、光学部材５が交換可能であるため、照明装置１を使用するユーザーの要望に応じて光学部材５を交換し、所望の照射面を被照射物に形成することができる。
【００９２】
＜変形例＞
上述した照明装置１の構造は一例に過ぎず、各種の構成部材の構造及び形状は、本発明の要旨を変更しない範囲において任意に変更することが可能である。以下において、照明装置１の構成部材の変形例を説明する。
【００９３】
（発光モジュールの変形例）
上述した実施例における発光モジュール２は、半導体発光素子であるＬＥＤチップ１４と、ＬＥＤチップ１４から出射した光を波長変換する波長変換部材１６とが、離間して配置されている構造を有している。すなわち、上述した実施例における発光モジュール２は、いわゆるリモートフォスファー型である。本発明に係る発光モジュールには、このようなリモートフォスファー型に限定されることなく、他の様々な構造を有する一般的な発光モジュールを用いることができる。例えば、配線基板と、当該配線基板上に実装されたＬＥＤチップと、ポッティング等によりＬＥＤチップを覆い且つＬＥＤチップから出射した光を波長変換する波長変換部材とから構成される、いわゆるチップオンボード（COB : Chip On Board）型の発光モジュールを用いてもよい。また、この際、ＬＥＤチップ１４上に波長変換部材１６が塗布され、波長変換部材１６と一体化したＬＥＤチップを用いるようにしてもよい。
【００９４】
（波長変換部材の変形例）
上述した実施例において、ＬＥＤチップ１４から放射される青色光と、黄色蛍光体である蛍光体２５から放射される黄色光とを合成し、発光部１２から擬似的に白色光を放射していたが、白色光の色温度を低色温度側に調節するため、又は、白色光の演色性を上げるために、波長変換部材１６が含有する黄色蛍光体に赤色蛍光体を添加してもよい。また、黄色光は赤色光と緑色光との合成光であるため、波長変換部材１６が含有する蛍光体を赤色蛍光体及び緑色蛍光体に代えてもよい。このような場合には、ＬＥＤチップ１４から放射される青色光と、赤色蛍光体から放射される赤色光と、緑色蛍光体から放射される緑色光とを合成し、発光部１２から擬似的に白色光を放射することになる。
【００９５】
具合的な赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５７０ｎｍ以上、好ましくは５８０ｎｍ以上、より好ましくは５８５ｎｍ以上で、通常は７８０ｎｍ以下、好ましくは７００ｎｍ以下、より好ましくは６８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、赤色蛍光体として例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3・１，１０−フェナントロリン錯体などのβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、Ｍｎ付活ジャーマネートが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ（但し、Ｓｉの一部がＡｌやＮａで置換されていてもよい）がより好ましい。
【００９６】
上述した波長変換部材１６に用いられる赤色蛍光体としては、半値幅が２５ｎｍ以上である蛍光体（以下、「広帯域赤色蛍光体」と称することがある。）や、半値幅が２５ｎｍ未満である蛍光体（以下、「狭帯域赤色蛍光体」と称することがある。）を用いることができる。狭帯域赤色蛍光体としては、Ｅｕ3+、Ｍｎ4+を発光起源とする赤色蛍光体を用いることができる。そのような蛍光体としては、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、Ｍｎ付活ジャーマネートが好ましく用いられる。
【００９７】
具体的な緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５００ｎｍ以上、好ましくは５１０ｎｍ以上、より好ましくは５１５ｎｍ以上で、通常は５５０ｎｍ未満、好ましくは５４２ｎｍ以下、より好ましくは５３５ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、緑色蛍光体として例えば、（Ｙ，Ｌｕ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ（β−サイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12：Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕが好ましい。
【００９８】
そして、上述した実施例に係る発光部１２の波長変換部材１６は、樹脂である母材２６内には蛍光体２５のみが分散して保持されていたが、光拡散部材を母材２６内に混入させてもよい。光拡散部材としは、例えば、無機系光拡散材、又は有機系光拡散材を用いることができる。
【００９９】
（ＬＥＤチップの変形例）
上述した実施例においては、発光部１２の光源として青色光を放射するＬＥＤチップ１４を用いたが、発光部１２から白色光を放射することができれば、青色光を放射するＬＥＤチップ１４に限定されることなく、例えば、紫外線を放射する他のＬＥＤチップや、近紫外チップ、紫色ＬＥＤチップを用いてもよい。このような場合、波長変換部材１６は、当該波長の光を励起光として吸収して赤色光を放射する赤色蛍光体、紫外線を吸収して緑色光を放射する緑色蛍光体、及び紫外線を吸収して青色光を放射する青色蛍光体を分散して保持することになる。このようなＬＥＤチップが発する光のピーク波長は、４００ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲内にあることが好ましく、４０５ｎｍ〜４１５ｎｍの波長範囲内にあることがより好ましい。
【０１００】
具合的な赤色蛍光体の発光ピーク波長、及び緑色蛍光体の発光ピーク波長は、上述したものと同一である。
【０１０１】
具体的な青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は４２０ｎｍ以上、好ましくは４３０ｎｍ以上、より好ましくは４４０ｎｍ以上で、通常は５００ｎｍ未満、好ましくは４９０ｎｍ以下、より好ましくは４８０ｎｍ以下、更に好ましくは４７０ｎｍ以下、特に好ましくは４６０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、青色蛍光体として例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕがより好ましく、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕが特に好ましい。
【０１０２】
（光学部材及びリフレクターの変形例）
上述した実施例においては、リフレクター固定部材４と光学部材５を一体成形することによって複合部材６を形成していたが、リフレクター固定部材４と光学部材５とを別個（独立して）に形成してもよい。このような場合に、光学部材５をリフレクター３の内側に固定するための構造が必要になる。当該固定するための構造を有する光学部材５’を変形例とし、その構造及びその固定方法を図１９乃至図２２を参照しつつ説明する。
【０１０３】
図１９は、変形例に係る光学部材５’の全体構成の概略を示す斜視図である。図２０は、変形例に係る光学部材５’の平面図である。図２１は、変形例に係る光学部材５’の正面図である。図２２は、図２０中のXXII−XXII線に沿う光学部材５’の断面図である。なお、図１９乃至図２２におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、図１乃至図４におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に対応している。また、上述した実施例に係る光学部材５と同一の構成部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０４】
光学部材５’は、上述した実施例の光学部材５と同様に、光学部材５’の本体部であるフライアイレンズ３４と、フライアイレンズ３４を支持するための３本の支持足３５と、３本の支持足３５の一端（フライアイレンズと接続していない一端）連結するように形成された連結部３６と、を有している。また、光学部材５’は、連結部３６に接合された環状の鍔５１を更に有している。
【０１０５】
鍔５１は、ステンレス等の金属から構成されており、その厚さは、例えば約０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。また、鍔５１の開口径は、連結部３６の開口径と等しく、連結部３６は鍔５１の内側の縁部分に位置している。ここで、鍔５１と連結部３６とは材料が異なっており、樹脂等の接着剤を介して互いに接合されている。
【０１０６】
上述した構成を有する光学部材５’は、リフレクター３とリフレクター固定部材４との間に鍔５１が挟まれることにより、リフレクター３の内側に位置するように固定されることになる。ここで、鍔５１の厚さが約０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであるため、リフレクター３とリフレクター固定部材４との間に挟まれたとしても、発光モジュール２の発光部１２の光出射面１２ａからフライアイレンズ３４までの距離が大幅に変わることがなく、焦点距離の変化に起因するような発光効率及びその他の特性の変化が生じることはない。そして、光学部材５’は、上述した実施例の光学部材５と同様の位置に配置されるため、光学部材５に代えて光学部材５’を用いたとしても、上述した実施例と同様の効果（発光モジュール２から出射する白色光のロスを発生させることなく、被照射物に対して明暗ムラの少ない照射面を形成すること）を得ることができる。
【０１０７】
光学部材５’は、鍔５１をリフレクター３とリフレクター固定部材４との間に挟むことによって固定されるため、光学部材５’のみを他の光学特性を有するレンズ等に容易に交換することができる。また、光学部材５’を用いる場合には、既存の発光モジュール２、リフレクター３、及びリフレクター固定部材４を使用することでき、光学部材を有さない従来の照明装置にも容易に取り付けることが可能であり、従来の照明装置における明暗ムラの低減を図ることもできる。
【０１０８】
更に、鍔５１は、ステンレス等の金属から構成されているため、加工を容易に行うことができ、且つ破損及びかけ等が生じることがない。従って、光学部材５’の繰り返しの使用及び取り付けを可能にし、光学部材５’の汎用性を高めることができる。
【０１０９】
上述した変形例においては、リフレクター固定部材４と光学部材５とを別個（独立して）に形成する場合を説明したが、光学部材５をリフレクター３と一体成形してもよい。このような光学部材５と一体的に成形されたリフレクター３’を変形例とし、その構造及びその固定方法を図２３乃至図２５を参照しつつ説明する。
【０１１０】
図２３は、変形例に係るリフレクター３’の平面図である。図２４は、変形例に係るリフレクター３’の正面図である。図２５は、図２３中のXXV−XXV線に沿うリフレクター３’の断面図である。なお、図２３乃至図２５におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、図１乃至図４におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に対応している。また、上述した実施例に係るリフレクター３、及び光学部材５と同一の構成部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１１】
図２３乃至図２５から分かるように、リフレクター３’の内側には光学部材５が配置されている。リフレクター３’と光学部材５とは、ポリカーボネート等の樹脂を用いて一体的に成形されている。そして、リフレクター３’の内側側面には、アルムニウムや銀等の金属を蒸着されており、当該金属によって反射側面３ｄが形成されている。なお、光学部材５の配置については上述した実施例と同一であり、上述した実施例と同一の効果（発光モジュール２から出射する白色光のロスを発生させることなく、被照射物に対して明暗ムラの少ない照射面を形成すること）を得ることができる。
【０１１２】
リフレクター３’と光学部材５とが一体的に成形されているため、光学部材５のみを独立して位置調整をしつつ固定する工程を削除することでき、照明装置の組み立てが容易になる。また、リフレクター３’の光入射開口３ｂから光学部材５をリフレクター３’の内側に向けて挿入するような作業が不要となり、リフレクター３’の取り付けも容易になる。また、リフレクター３’と光学部材５とを独立して製造する場合と比較して製造コストを下げることができ、リフレクター３’と光学部材５とを１つの構成部品として容易に取り扱うことができる。そして、リフレクター３’がリフレクター固定部材４によって取り外し自在に固定されているため、リフレクター３’を取り外すことにより、リフレクター３’とともに光学部材５を交換することが可能になる。
【０１１３】
上述した実施例においては、光学部材５の本体部を凸型であって白色光を拡散するフライアイレンズ３４で構成したが、凸型であること、白色光を拡散すること、及びフライアイレンズであることに限定されることはない。例えば、白色光を集光することができるフライアイレンズ又はフレネルレンズ、一般的な両凸レンズ若しくは平凸レンズを用いてもよい。
【０１１４】
ここで、白色光を集光する場合には、光学部材５の本体部（フライアイレンズ、フレネルレンズ等）を発光モジュール２に投影した際の投影面積（Ｓ）が、発光モジュール２の発光部１２の光出射面１２ａの面積に比して大きいことが好ましい。このことは、当該本体部のＸＹ平面の形状が円形であるある場合には、当該本体部の光出射面における直径が、発光部１２の光出射面１２ａの直径に比して大きいということになる。すなわち、光学部材５に集光レンズを用いる場合には、当該集光レンズよりも発光モジュール２の発光部１２を小さくすることが好ましく、これによって発光モジュール２から出射される白色光を良好に集光し、照明装置１から出射される白色光の特性を向上することができる。
【０１１５】
また、光学部材５の本体部を、発光モジュール２から出射した白色光を拡散する拡散板、発光モジュール２から出射した白色光を吸収する遮蔽板、又は平面鏡としてもよい。当該本体部を拡散板とする場合には、樹脂などを用いて形成された平板に拡散剤が練りこまれていてもよく、ガラス板、樹脂などを用いて形成された平板にシボ加工を施していてもよい。当該本体部を遮蔽板とする場合には、当該遮蔽板の少なくとも一部に白色光が透過するための貫通孔を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１    照明装置
２    発光モジュール
３、３’    リフレクター
３ａ    側部
３ｂ    光入射開口
３ｃ    光出射開口
３ｄ    反射側面
４    リフレクター固定部材
５、５’    光学部材
６    複合部材
７    接合部材
１１    格納ケース
１２    発光部
１２ａ    発光面
１２ｂ    外端部
１３    配線基板
１３ａ    チップ実装面
１４    ＬＥＤチップ
１５    透明基板
１５ａ    第１の面
１５ｂ    第２の面
１６    波長変換部材
１７    スペーサ
２５    蛍光体
２６    母材
３１    本体部
３２    側壁部
３３    係止部
３４    フライアイレンズ（光学部材の本体部）
３４ａ    光出射面
３４ｂ    光入射面
３４ｃ    外縁端部
３５    支持足
３６    連結部
５１    鍔
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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