JP2013200963A - 半導体光源および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】見かけの発光面積が小さく、広範囲の配光を実現することができる半導体光源および照明装置を提供すること。
【解決手段】半導体光源１−１は、ＬＥＤ素子２ａと、配線基板３（制御回路、実装基板）と、口金４、導光部５と、発光部６とを備える。ＬＥＤ素子２ａは、光を発光するものである。配線基板３は、ＬＥＤ素子２ａに供給する電流を制御するものであり、ＬＥＤ素子２ａを実装するものである。口金４は、ＬＥＤ素子２ａに配線基板３を介して給電するものである。導光部５は、ＬＥＤ素子２ａから発光した光を導光するものである。発光部６は、散乱材料が含まれており、導光部５より導かれた光を外部に発光するものである。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、半導体光源および照明装置に関する。

従来、口金を備えるフィラメント発光型電球に代わり、ＬＥＤを使用したＬＥＤ電球の普及が著しい。ＬＥＤ電球には、発光部の底面一面にＬＥＤを配置したタイプ（以下、単に「底面ＬＥＤタイプ」と称する）と、発光部の中心付近の複数面にＬＥＤを配置したタイプ（以下、単に「複数面ＬＥＤタイプ」と称する）とが一般的である（特許文献１，２参照）。

特開２０１０−７３３３７号公報 特開２０１１−９６５９４号公報

ところで、上記底面ＬＥＤタイプは、ＬＥＤ電球の配光がＬＥＤの指向角に依存してしまい、ＬＥＤ配置面に対して垂直方向の光度は高くなるが、水平方向の光度が低くなる。これを改善するために、従来では、ＬＥＤから放出した光を拡散させる拡散グローブの形状、材料を変更する等の手段で配光を広くする工夫がなされている。この場合は、拡散グローブを用いるためグローブ全体が発光しているように見えるため、フィラメント発光型電球の輝き感を再現することは困難である。従って、底面ＬＥＤタイプは、装飾用途のフィラメント発光型電球の代替としては不十分である。また、底面ＬＥＤタイプをリフレクタ等の光学系と組み合わせて使用する場合には、グローブ全体が発光しているように見えるため、見かけの光源面積が大きくなり、光源面積に応じて大きさが決定されるリフレクタの小型化が困難であるとともに、光学系を有効に利用することができない。

一方、複数面ＬＥＤタイプは、拡散グローブを使用しなくても配光は広くなるとともに、グローブ全体が発光しているように見えることが抑制されるため、フィラメント発光型電球の輝き感を再現することができる。しかしながら、複数面ＬＥＤタイプをリフレクタ等の光学系と組み合わせて使用する場合には、フィラメント発光型電球と比較すると、見かけの光源面積が大きくなり、底面ＬＥＤタイプと同様、リフレクタの小型化が困難であるとともに、光学系を有効に利用することができない。また、複数面ＬＥＤタイプでは、ＬＥＤを実装する実装基板が複数個必要となり、配線が複雑となり、放熱が困難となることから、明るさ（光度）を必要とする用途に用いられる光源としては不適切である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、見かけの発光面積が小さく、広範囲の配光を実現することができる半導体光源および照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、実施形態の照明装置は、光を発光する半導体発光素子と、前記半導体発光素子を実装する実装基板と、前記半導体発光素子に供給する電流を制御する制御回路と、前記半導体発光素子に前記制御回路を介して給電するための口金と、前記半導体発光素子から発光される光を導光する導光部と、前記導光部より導かれた光を外部に発光する発光部と、を備える。前記発光部は、散乱材料が含まれている。

実施形態１に係る半導体光源の外観を示す図である。 実施形態１に係る半導体光源の構成例を示す図である。 実施形態１に係る半導体光源の光線軌跡図である。 参考例１の半導体光源の配光分布を示す図である。 参考例２の半導体光源の配光分布を示す図である。 実施形態１に係る半導体光源の配光分布を示す図である。 実施形態１に係る半導体光源を用いた照明装置の一例を示す図である。 実施形態１に係る半導体光源を用いた照明装置の一例を示す図である。 実施形態２に係る半導体光源の構成例を示す図である。 実施形態２に係る半導体光源の光線軌跡図である。 実施形態２に係る半導体光源の配光分布を示す図である。 実施形態３に係る半導体光源の構成例を示す図である。 実施形態３に係る半導体光源の光線軌跡図である。 実施形態４に係る半導体光源の構成例を示す図である。 実施形態４に係る半導体光源の光線軌跡図である。 半導体光源の変形例１を示す図である。 半導体光源の変形例２を示す図である。 半導体光源の変形例３を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。

〔実施形態１〕
実施形態１に係る半導体光源について説明する。図１は、実施形態１に係る半導体光源の外観を示す図である。図２−１は、実施形態１に係る半導体光源の構成例を示す図である。図２−２は、実施形態１に係る半導体光源の光線軌跡図である。なお、図２−１は図１におけるＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る半導体光源１−１は、フィラメント発光型電球と同様の外見を有している。半導体光源１−１は、図２−１に示すように、ＬＥＤ素子２ａを有するＬＥＤパッケージ２と、配線基板３、口金４と、導光部５と、発光部６とを含み、本実施形態では、さらにグローブ７を含んで構成されている。

ＬＥＤパッケージ２は、配線基板３にＬＥＤ素子２ａを実装するためのものであり、ＬＥＤ素子２ａと、パッケージ２ｂとにより構成されている。ＬＥＤ素子２ａは、半導体発光素子であり、光を発光するものである。パッケージ２ｂは、ＬＥＤ素子２ａへの給電、ＬＥＤ素子２ａの保護、ＬＥＤ素子２ａからの発光の配光制御等の機能が付与されている構造体である。配光制御とは、本実施形態では、ＬＥＤ素子２ａから放出され、導光部５に入射する光の発光方向を決定するものである。なおここでいう「発光方向」とは、ある程度の広がり角を有する光の進行方向をおおまかに示したものである。パッケージ２ｂは、ＬＥＤ素子２ａと、配線基板３との間に配置される。なお、ＬＥＤとは、発光ダイオードであり、広義には有機ＥＬも含まれるものとする。また、ＬＥＤパッケージ２におけるＬＥＤ素子２ａの発光方向は、例えば導光部５の軸方向と平行である。

配線基板３は、実装基板であり、制御回路としての機能を有する。配線基板３は、パッケージ２ｂを介してＬＥＤ素子２ａを実装するとともに、ＬＥＤ素子２ａに供給される電流を制御する。配線基板３は、例えば放熱性が高い金属材料や、絶縁材料などにより形成されている。また、配線基板３には、ＬＥＤ素子２ａに流れ込む電流をＬＥＤ素子２ａに適用できるよう制限する電流制限抵抗３ａが実装されている。電流制限抵抗３ａは、配線基板３の図示しない配線を介して、ＬＥＤパッケージ２および口金４と電気的に接続されている。つまり、ＬＥＤ素子２ａは、口金４を介して外部から給電され、電流制限抵抗３ａにより電流が制限されることで発光制御が行われる。

口金４は、ＬＥＤ素子２ａに配線基板３を介して給電するためのものである。口金４は、本実施形態では、電球の給電に使用される一般的な口金である。口金４は、国際規格あるいは国内規格で定められている種類に対応する形状で形成されており、例えば、日本国内規格の場合は回し込みタイプのＥ１２、Ｅ２７、Ｅ２６、差し込みタイプのＢＡ９ｓ、ＢＡ１５等と呼ばれる種類に対応する形状に形成されている。

導光部５は、ＬＥＤ素子２ａから放出される光を、発光部６まで導光するものである。導光部５は、例えば、透明なアクリル樹脂、ガラス、ポリカーボネートなどの光線透過率の高い材料により形成されており、導光本体部５ａと、保持部５ｂとにより構成されている。

導光本体部５ａは、例えば円柱状（略円柱状も含まれる）に形成されており、軸方向の一方の端部はＬＥＤ素子２ａと対向していて、他方の端部、すなわち導光本体部５ａの先端側に発光部６が光学的に接続される。つまり、ＬＥＤ素子２ａから放出された光は、導光本体部５ａの一方の端部であるＬＥＤ素子２ａ側から入射され、導光本体部５ａ内を全反射しながら他方の端部である発光部６側から発光部６に入射される。

保持部５ｂは、配線基板３をＬＥＤ素子２ａが導光本体部５ａの一方の端部と対向するように保持するものである。保持部５ｂは、導光本体部５ａの一方の端部からフランジ状に形成されるとともに、導光本体部５ａが延在する方向と反対側に突出して形成されている。このように、保持部５ｂは、配線基板３を囲むように配線基板３を保持することで、ＬＥＤ素子２ａから放出された光が、導光部５の外部に漏れることを抑制する。

なお、導光部５は、少なくとも、保持部５ｂが口金４の内部に配置されている。つまり、半導体光源１−１では、ＬＥＤパッケージ２および配線基板３が半導体光源１−１の外観視、特に側面視において視認されることを抑制することができ、意匠性が低下することを抑制することができる。

発光部６は、導光部５により導かれた光、すなわちＬＥＤ素子２ａから放出された光を外部に発光するものである。発光部６は、例えば導光部５を形成する材料と同じ材料を母材として、直径が導光本体部５ａと同径（誤差範囲で略同じ場合も含む）の半球状に形成されている。発光部６は、発光部６の外部へ出射した光が口金４の内部に入射することを抑制するため、口金４よりも突出した位置に配置されている。また、発光部６の内部には、散乱材料を含んで形成されていて、散乱材料は、例えば光の波長程度以上の大きさ、具体的には１μｍ〜１００μｍ程度の球状の粒子で主にミー散乱が支配的な材料であり、発光部６全体にほぼ均一に含まれている。なお、散乱材料は、母材との親和性が高い材料であることが好ましい。発光部６は、本実施形態では、導光部５と別部材で構成されており、底面と導光本体部５ａの他方の端部の面とが対向するように、導光部５と光学的に接続されている。なおここでいう「光学的に接続されている」とは、屈折率が同じ、または屈折率が近い材料で接続されていることをいう。導光部５と発光部６との境界に空気層など、導光部５を形成する材料および発光部６の母材と比較して屈折率が大きいものが存在すると、界面のフレネル反射が大きくなり、導光部５から発光部６に入射される光の一部が発光部６の界面で反射されてしまい、結果ＬＥＤ素子２ａから放出された光の一部が発光部６に入射されなくなり好ましくない。そこで、例えば、導光部５を形成する材料および発光部６の母材がアクリル樹脂である場合は、透明なアクリル系の接着剤により導光部５および発光部６を接着することで、導光部５と発光部６とを光学的に接続する。なお、発光部６の母材は、導光部５を形成する材料と異なる材料である場合、導光部５を形成する材料と屈折率が近い材料であることが好ましい。

グローブ７は、発光部６を内部に配置するものであり、光透過性を有するものである。グローブ７は、例えば、略球状で、透明なアクリル樹脂、ガラス、ポリカーボネートなどの光線透過率の高い材料により形成されている。グローブ７は、口金４に、口金４側に形成された端部７ａを挿入することで口金４の開口部４ａを閉塞する。このことで、発光部６は、本実施形態では、グローブ７の内部空間のほぼ中心部に位置するように配置され、グローブ７の外部から視認することができる。グローブ７は、半導体光源１−１を構成する構成要素、すなわちＬＥＤパッケージ２、配線基板３、導光部５、発光部６を外部から保護することができる。また、半導体光源１−１にグローブ７を設けることで、フィラメント発光型電球と同様の外見を有することができ、フィラメント発光型電球に対して外観上の違和感を抑制することができる。

次に、半導体光源１−１の動作について説明する。口金４を例えば建造物や車両に予め設けられた図示しないソケットに取り付けると、ソケットを介して、半導体光源１−１に給電される。口金４に供給された電力は、電流制限抵抗３ａにより電流が制限されて、ＬＥＤ素子２ａに供給され、ＬＥＤ素子２ａが発光する。ＬＥＤ素子２ａから放出された光は、図２−２のＤ１、Ｄ２に示すように、導光部５に入射され、導光本体部５ａ内の導光部５が延在する方向に平行な内面で全反射しながら導光され、導光部５と光学的に接続された発光部６に入射される。このとき、発光部６に入射された光は、導光本体部５ａで導光されることで、導光本体部５ａの先端側に向かうように導光される。発光部６に入射した光は、発光部６に含まれる散乱材料Ｓにより散乱しながら、発光部６の表面に向かって導光され、発光部６の外部に出射する。従って、ＬＥＤ素子２ａから放出された光は、発光部６の内部で散乱しながら導光されるため、発光部６から出射する光の配光分布は、全方位に比較的均一となる。つまり、発光部６の表面が擬似的に光源として機能することとなる。

次に、半導体光源１−１の配光分布について説明する。図３は、参考例１の半導体光源の配光分布を示す図である。図４は、参考例２の半導体光源の配光分布を示す図である。図５は、実施形態１に係る半導体光源の配光分布を示す図である。ここで、図３は、直径６ｍｍの導光本体部５ａを有する導光部５のみを有する半導体光源において、導光本体部５ａの先端側からＬＥＤ素子２ａが放出した光を出射した場合の配光分布である。また、図４は、直径６ｍｍの導光本体部５ａの先端側が発光部６と同様に半球状に形成されている散乱材料を含まない導光部５のみを有する半導体光源において、導光本体部５ａの半球状の先端側からＬＥＤ素子２ａが放出した光を出射した場合の配光分布である。図５は、導光本体部５ａの直径が６ｍｍの半導体光源１−１において、直径６ｍｍの発光部６からＬＥＤ素子２ａが放出した光を出射した場合の配光分布である。なお、図３〜図５では、ＬＥＤパッケージ２、配線基板３、口金４が同一であり、同一の給電状態で、半導体光源の側面視における光点Ｏからの配光分布を示すものであり、紙面上方が発光方向である。また、図３〜図５の配向分布は、光点Ｏを中心として、ある角度における相対輝度を光点Ｏからの等距離にある同一円周上にプロットした、極座標で表現されている。

参考例１の半導体光源では、図３に示すように、光点Ｏから比較的広範囲に光が出射されているが、光点Ｏよりも発光方向と反対方向側に光が出射されていない。また、参考例２の半導体光源では、図４に示すように、光点Ｏから発光方向の光が多く出射されており、光点Ｏよりも発光方向と反対方向側に光が出射されていない。一方、実施形態１に係る半導体光源１−１では、図５に示すように、光点Ｏよりも発光方向と反対方向側に光が出射されているため、参考例１，２の半導体光源よりも光点Ｏから広範囲に光が出射されている。このことから、単に円柱状の導光本体部５ａを有する導光部５のみを有する半導体光源や、導光本体部５ａの先端側が半球状に形成された導光部５のみを有する半導体光源では、散乱材料が含まれていないため、散乱材料を含む発光部６を有する半導体光源１−１と比較して、光点Ｏよりも発光方向と反対方向側に光を出射することができず、広範囲に光を出射することができない。

以上のように、本実施形態に係る半導体光源１−１は、ＬＥＤ素子２ａから発光した光が導光部５を介して発光部６に入射し、発光部６に入射した光が散乱材料により散乱しながら発光部６内を導光され、発光部６の表面から外部に出射するので、広範囲の配光を実現することができる。従って、広範囲の配光を実現するために拡散グローブなどを必要としないことから、発光部６からＬＥＤ素子２ａから放出された光が外部に出射されるので、発光部６が光点となり、見かけの発光面積を小さくすることができる。また、発光部６を半球状に形成することで、発光部６の表面の曲率は位置にかかわらず同じとなる。従って、発光部６の表面から出射する光の方向に偏りがなく均一に出射することができ、均一な配光分布を実現することができる。

図６および図７は、実施形態１に係る半導体光源を用いた照明装置の一例を示す図である。照明装置１００，２００は、図６および図７に示すように、半導体光源１−１と、リフレクタ１０１、２０１とを含んで構成されている。リフレクタ１０１，２０１は、発光部６から出射される光の少なくとも一部を反射させるものであり、本実施形態では、少なくとも発光部６と対向する面が鏡面に形成されている。リフレクタ１０１は、図６のＬ１，Ｌ２に示すように、発光部６から出射される光の一部を導光部５の先端側、すなわち半導体光源１−１の発光方向に反射させることで、発光部６から出射される光の一部を発光方向に配光するものである。つまり、照明装置１００は、半導体光源１−１からの光を発光方向側に集光して照射することとなる。一方、リフレクタ２０１は、図７のＬ３，Ｌ４に示すように、発光部６から発光される光の一部を導光部５の軸方向と直交する水平面、すなわち発光方向に対して９０°傾いた方向に反射させることで、発光部６から発光される光の一部を発光方向と異なる方向に配光するものである。つまり、照明装置２００は、半導体光源１−１からの光を発光方向と異なる方向に集光して照射することとなる。従って、照明装置１００，２００は、半導体光源１−１とリフレクタ１０１，２０１とを備えることで、リフレクタ１０１，２０１の形状により、任意の配光を実現することができ、配光制御が容易となるとともに、半導体光源１−１からの光の利用効率を向上することができる。また、上述のように、見かけの発光面積が小さいので、リフレクタ１０１，２０１の小型化を図ることができる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る半導体光源について説明する。図８−１は、実施形態２に係る半導体光源の構成例を示す図である。図８−２は、実施形態２に係る半導体光源の光線軌跡図である。図８−１に示すように、実施形態２に係る半導体光源１−２は、発光部８の形状の点で、実施形態１に係る半導体光源１−１と異なる。なお、以降の実施形態に係る半導体光源の基本的構成は、実施形態１に係る半導体光源１−１と同様であるので、同一符号の構成要素の説明を簡略化あるいは省略する。

発光部８は、図８−１に示すように、本実施形態では、導光部５を形成する材料と同じ材料を母材として散乱材料を含んで形成されており、先端側と反対側の面の直径が導光本体部５ａと同径の略円柱状に形成されている。発光部８は、先端に先端側と反対側に凹む凹部８ａが形成されている。本実施形態で、凹部８ａは、例えば円錐状（発光部８の断面形状では、三角形）に形成されているがこれに限定されるものではなく、角錐状や楕円錐状などに形成されていてもよい。また、凹部８ａは、断面形状における外周線が直線、曲線いずれであってもよい。ここで、凹部８ａを形成する発光部８と外部との境界面８ｃの軸方向に対する角度は、導光部５から発光部８に入射した光のうち、発光方向の光が凹部８ａで全反射することができる角度に設定されていることが好ましい。発光部８の外周面８ｂは、先端側から反対側に向かって裾広がり、すなわちテーパー状に形成されている。

次に、半導体光源１−２の動作について説明する。半導体光源１−２に給電されることでＬＥＤ素子２ａが発光すると、ＬＥＤ素子２ａから放出された光は、例えば、図８−２のＤ３、Ｄ４に示すように、導光部５に入射され、導光本体部５ａ内を導光され、導光部５と光学的に接続された発光部８に入射される。発光部８に入射された光は、発光部８に含まれる散乱材料Ｓにより散乱されながら発光部８の表面に向かって導光される。発光部８の表面に導光される光のうち凹部８ａに到達した光は、境界面８ｃで反射され、再び発光部８内を導光するか、境界面８ｃで屈折して外部に出射される。境界面８ｃから外部に出射される光は、境界面８ｃの入射方向に対して大きく屈折することとなる。従って、凹部８ａから出射される光は、発光方向とは大きく異なった方向に出射されることとなる。また、発光部８の表面に導光される光のうち、外周面８ｂに到達した光は、外周面８ｂで反射され、再び発光部８内を導光するか、外周面８ｂで屈折して外部に出射される。外周面８ｂから外部に出射される光は、外周面８ｂが発光方向と反対方向に向けて裾広がりに形成されていることから、外周面８ｂで発光方向側よりも、反対方向側に多く屈折して出射される。

次に、半導体光源１−２の配光分布について説明する。図９は、実施形態２に係る半導体光源の配光分布を示す図である。ここで、図９は、導光本体部５ａの直径が６ｍｍの半導体光源１−２において、凹部８ａを形成する発光部８先端における開口の直径が４ｍｍで、境界面８ｃの発光方向とのなす角度が４５°の発光部８からＬＥＤ素子２ａが放出した光を出射した場合の配光分布である。なお、図９は、ＬＥＤパッケージ２、配線基板３、口金４が図３〜図５と同一のものであり、図３〜図５と同一の給電状態で、半導体光源の側面視における光点Ｏからの配光分布を示すものであり、紙面上方が発光方向である。実施形態２に係る半導体光源１−２では、参考例１，２の半導体光源のみならず、実施形態１に係る半導体光源１−１と比較して、光点Ｏよりも発光方向と反対方向側に光が出射されているため、光点Ｏから広範囲に光が出射されている。

以上のように、本実施形態に係る半導体光源１−２は、実施形態１に係る半導体光源１−１と同様に、フィラメント発光型電球の輝き感を有することができるとともに、見かけの発光面積を小さくすることができる。また、発光部８に凹部８ａを形成することや、外周面８ｂをテーパー状に形成することで、発光方向と反対方向側に多くの光を出射することができるので、さらに広範囲の配光を実現することができる。また、半導体光源１−２を上記照明装置１００，２００に用いることで、半導体光源１−１を照明装置１００，２００に用いた場合と同様の効果を奏することができる。

なお、上記実施形態１，２では、導光部５と、発光部６，８とを別部材とし、接着剤などで光学的に接続したが本発明はこれに限定されるものではない。導光部５および発光部６，８を、例えば２色成型の技術を用いて、一体成型してもよい。導光部５および発光部６，８を一体成型した場合でも、互いに光学的に接続されており、半導体光源１−１，１−２の製造工程を簡素化できるとともに、別部材の導光部５と発光部６，８とを光学的に接続することで発生する誤差などをなくすることができ、半導体光源１−１，１−２の形状・性能の安定化を図ることができる。

〔実施形態３〕
また、半導体光源の発光部は、上記実施形態１，２の形状に限定されるものではない。図１０−１は、実施形態３に係る半導体光源の構成例を示す図である。図１０−２は、実施形態３に係る半導体光源の光線軌跡図である。

図１０−１に示すように、実施形態３に係る半導体光源１−３は、導光部９に発光部１０を被せる構成である。導光部９は、導光本体部９ａと、導光部５の保持部５ｂと同様の保持部９ｂとにより構成されている。導光本体部９ａは、円柱状（略円柱状も含まれる）に形成されており、一方の端部、すなわち保持部９ｂに対向する側がＬＥＤ素子２ａと対向していて、軸方向の他方の端部、すなわち先端側の端部が半球状に形成されている。

発光部１０は、可撓性を有する材料、例えばシリコンなどを母材として散乱材料を含んで、少なくとも導光本体部９ａの先端側の端部と接触する形状に形成されている。発光部１０は、導光本体部９ａの先端側の端部に被せることで、導光部９と光学的に接続されている。

次に、半導体光源１−３の動作について説明する。半導体光源１−３に給電されることでＬＥＤ素子２ａが発光すると、ＬＥＤ素子２ａから放出された光は、例えば、図１０−２のＤ５、Ｄ６に示すように、導光部９に入射され、導光本体部９ａ内を導光され、導光部９の先端側から出射され、光学的に接続された発光部１０に入射される。発光部１０に入射した光は、発光部１０に含まれる散乱材料Ｓにより散乱されながら発光部１０の表面に向かって導光され、発光部１０の外部に出射する。従って、発光部１０の表面が光源として機能することとなり、ＬＥＤ素子２ａから放出された光は、発光部１０の内部で散乱しながら導光されるため、発光部１０から出射する光の配光分布は、比較的全方位に均一となる。このことから、本実施形態に係る半導体光源１−３は、実施形態１に係る半導体光源１−１と同様に、広範囲の配光を実現することができ、見かけの発光面積を小さくすることができる。

〔実施形態４〕
図１１−１は、実施形態４に係る半導体光源の構成例を示す図である。図１１−２は、実施形態４に係る半導体光源の光線軌跡図である。

図１１−１に示すように、実施形態４に係る半導体光源１−４は、２つの部材からなる発光部１１を有する。発光部１１は、透過部１１ａと、散乱部１１ｂとにより構成されている。透過部１１ａは、散乱部１１ｂ側に突出して形成されており、本実施形態では、導光部５を形成する材料と同じ材料で、直径が導光本体部５ａと同径の円錐状に形成されている。ここで、透過部１１ａと散乱部１１ｂとの境界の境界面１１ｃの軸方向に対する角度は、導光部５から透過部１１ａに入射した光のうち、発光方向の光が透過部１１ａで全反射することができる角度に設定されていることが好ましい。散乱部１１ｂは、内部に透過部１１ａが配置され、本実施形態では、導光部５を形成する材料と同じ材料を母材として散乱材料を含んで形成されており、直径が導光本体部５ａと同径（誤差範囲で略同じ場合も含む）の半球状に形成されている。なお、透過部１１ａおよび散乱部１１ｂは、一体成型されていても、別部材で光学的に接続されていても良い。

次に、半導体光源１−４の動作について説明する。半導体光源１−４に給電されることでＬＥＤ素子２ａが発光すると、ＬＥＤ素子２ａから放出された光は、例えば、図１１−２のＤ７、Ｄ８に示すように、導光部５に入射され、導光本体部５ａ内を導光され、光学的に接続された発光部１１の透過部１１ａに入射される。透過部１１ａに入射された光は、透過部１１ａ内を境界面１１ｃに向かって導光される。境界面１１ｃに到達した光は、境界面１１ｃで反射され、再び透過部１１ａ内を導光するか、境界面１１ｃで屈折して散乱部１１ｂに入射される。境界面１１ｃから散乱部１１ｂに出射される光は、境界面１１ｃの入射方向に対して大きく屈折することとなる。従って、透過部１１ａから散乱部１１ｂに入射される光は、発光方向とは大きく異なった方向となる。散乱部１１ｂに入射した光は、散乱部１１ｂに含まれる散乱材料Ｓにより散乱されながら散乱部１１ｂの表面に向かって導光され、散乱部１１ｂの外部に出射する。従って、発光部１１の表面が光源として機能することとなり、ＬＥＤ素子２ａから放出された光は、発光部１１の内部で散乱しながら導光されるため、発光部１１から出射する光の配光分布は、比較的全方位に均一となる。このことから、本実施形態に係る半導体光源１−４は、実施形態１に係る半導体光源１−１と同様に、広範囲の配光を実現することができ、見かけの発光面積を小さくすることができる。

次に、半導体光源の変形例について説明する。図１２は、半導体光源の変形例１を示す図である。図１２に示す半導体光源１−５は、グローブ１２の直径を口金４よりも大きくすることで、外見をボール型電球としたものである。

また、 図１３は、半導体光源の変形例２を示す図である。図１３に示す半導体光源１−６は、グローブ７を設けずに、発光部１３を炎がモチーフの形状とすることで、外見を炎型電球としてものである。

また、図１４は、半導体光源の変形例３を示す図である。図１４に示す半導体光源１−７は、円柱状の発光部１４を円筒状のグローブ１５で覆うことで円筒型電球としたものである。変形例１〜３の半導体光源１−５から１−７に示すように、本発明に係る半導体光源は、既存の電球の外見と同様に成型することができるため、使用者の違和感を抑制することができる。

なお、上記実施形態１〜４では、グローブ７が設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、グローブ７を設けなくてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１−１〜１−７ 半導体光源
２ ＬＥＤパッケージ
２ａ ＬＥＤ素子
２ｂ パッケージ
３ 配線基板
３ａ 電流制限抵抗
４ 口金
４ａ 開口部
５ 導光部
５ａ 導光本体部
５ｂ 保持部
６ 発光部
７ グローブ
８ 発光部
８ａ 凹部
８ｂ 外周面
８ｃ 境界面
９ 導光部
９ａ 導光本体部
９ｂ 保持部
１０ 発光部
１１ 発光部
１１ａ 透過部
１１ｂ 散乱部
１２ グローブ
１３ 発光部
１４ 発光部
１５ グローブ
１００，２００ 照明装置
１０１，２０１ リフレクタ

Claims (6)

1. 光を発光する半導体発光素子と、
   前記半導体発光素子を実装する実装基板と、
   前記半導体発光素子に供給する電流を制御する制御回路と、
   前記半導体発光素子に前記制御回路を介して給電するための口金と、
   前記半導体発光素子から発光される光を導光する導光部と、
   前記導光部より導かれた光を外部に発光する発光部と、
   を備え、
   前記発光部は、散乱材料が含まれている半導体光源。
2. 請求項１記載の半導体光源において、
   前記発光部と前記導光部とが光学的に接続されている半導体光源。
3. 請求項１記載の半導体光源において、
   前記発光部および前記導光部は、一体成型されている半導体光源。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体光源において、
   前記発光部は、先端に凹部が形成されている半導体光源。
5. 請求項４に記載の半導体光源において、
   前記発光部は、外周面が先端側から反対側に向かって裾広がりに形成されている半導体光源。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の半導体光源と、
   前記発光部から発光される光の少なくとも一部を反射させるリフレクタと、
   を備える照明装置。

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