WO2012035799A1 - 照明装置 - Google Patents

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light source
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phosphor
light
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高橋　健
修 小野
松田　秀三
信雄 川村
修介 森田
横田　昌広
西村　孝司
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株式会社 東芝
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    • F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F21V3/10—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by coatings
    • F21V3/12—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by coatings the coatings comprising photoluminescent substances
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    • F21—LIGHTING
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    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a lighting device including a light source and a phosphor that converts the wavelength of light from the light source.
  • An illumination device that obtains desired white light by combining an LED light source and a phosphor has been proposed.
  • Disposing the LED light source, which is a heat generation source, and the phosphor apart from each other is effective in improving luminous efficiency in terms of avoiding phosphor degradation such as temperature quenching.
  • the phosphor has a high refractive index and acts as scattering particles. For this reason, when the phosphor is provided in the vicinity of the LED light source, the phosphor scatters the light emitted from the LED and returns it to the LED, resulting in an efficiency loss. From these, the technique which arrange
  • a planar illumination device has been proposed in which light emitted from a short wavelength LED is partly converted to a long wavelength by a phosphor arranged at a location distant from the LED, and white light is emitted.
  • two layers of phosphor layers that convert to a long wavelength are disposed at a location away from the LED, and a longer wavelength phosphor layer is disposed on the short wavelength light source side, thereby eliminating unnecessary conversion between phosphors.
  • a planar lighting device that prevents the above.
  • a light bulb illumination device has been proposed in which a long wavelength phosphor is applied to the inner surface of a globe of a light bulb surrounding a short wavelength light source to emit white light.
  • the phosphor layer undergoes color conversion due to light from the outside, and a specific object color is attached to the exit surface of the illumination device when it is not lit.
  • An object of the present invention is to provide an illuminating device that can control and adjust the color tone and luminance and that has improved light extraction efficiency.
  • the lighting device is disposed between the radiation surface, at least one light source disposed to face the radiation surface, and spaced from the light source between the radiation surface and the light source, A phosphor layer obtained by patterning a phosphor excited by light from a light source.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a lighting device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing an optical member of the illumination device.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an illumination device according to a second embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a lighting device according to a third embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a lighting device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a lighting device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a lighting device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows the illuminating device which concerns on 7th Embodiment.
  • the lighting device 10 includes, for example, a rectangular circuit board 12 disposed on the back surface side, at least one light source provided on the circuit board 12, for example, an LED chip 16, and the circuit board 7.
  • a lower reflector 14 formed on the upper surface of the LED, a transparent protective layer 18 that does not include a phosphor covering the LED chip 16, and a rectangular shape disposed on the LED chip 16 in parallel with the lower reflector 14 at an interval.
  • a rectangular frame-shaped side wall (not shown) disposed between the circuit board 12 and the diffusion plate 26, and the LED chip 16 and the diffusion plate 26, with a gap between the LED chip 16 and the gap. And an opposing sheet-like optical member 20.
  • the outer surface of the diffusing plate 26 constitutes an emission surface of the lighting device 10.
  • the optical member 20 includes, for example, a rectangular transparent sheet 22, a reflective layer 28 formed on the surface of the transparent sheet 22 on the diffusion plate 13 side, and an LED of the transparent sheet 22.
  • the phosphor layer 24 is formed on the surface on the chip 16 side, that is, the phosphor layer 24 is patterned on the light incident side with respect to the reflective layer 28.
  • the phosphor layer 24 is formed in a dot or stripe pattern on the transparent sheet 22, and is disposed separately for each emission color, such as a green light emitting layer 24a and a red light emitting layer 24b.
  • the green light emitting layer 24a and the red light emitting layer 24b are formed in, for example, a rectangular shape and are formed in various different dimensions.
  • the green light emitting layer 24a and the red light emitting layer 24b are arranged in a predetermined pattern with a gap therebetween.
  • the reflective layer 28 is formed on the upper surface side of the transparent sheet 22 in a pattern corresponding to the pattern opening of the phosphor layer 24 and is disposed so as to fill the pattern opening of the phosphor layer 24.
  • the reflective layer 28 is provided with an opening 28 a in an area where the phosphor layer 24 is absent and only the transparent sheet 22 is provided.
  • the phosphor layer 24 is patterned by printing in the illumination device of this embodiment.
  • the phosphor layer 24 is formed in a pattern in which the area occupied by the phosphor layer 24 is small immediately above the LED chip 16 and the area occupied by the phosphor layer 24 increases as the distance from the LED chip 16 increases.
  • the reflective layer 28 is printed and formed so as to fill the empty portion of the layer pattern, that is, the pattern opening.
  • the short wavelength light emitted from the LED chip 16 is partially converted into a long wavelength by the phosphor layer 24 disposed at a position away from the LED chip, White light can be emitted from the exit surface.
  • the aperture distribution of the phosphor layer 24 and the reflective layer 28 with the pattern as described above, the high luminance directly above the LED chip 16 can be relaxed and the luminance can be uniform over the entire emission surface.
  • the reflective layer 28 reflects light rays entering the illumination device 10 from the outside (solid line arrows in FIG. 1), it is possible to mitigate the occurrence of color caused by external light conversion by the phosphor layer 24.
  • the light passing through the phosphor layer 24 is mainly in the vertical direction immediately above the LED chip 16, while the light passing through the phosphor layer 24 is mainly in the oblique direction in the middle portion away from directly above the LED chip. For this reason, a difference occurs in the effective thickness of the phosphor layer 24 through which the LED transmitted light is transmitted, and the emission wavelength distribution has a strong LED light source wavelength component directly above the LED chip and a strong phosphor emission wavelength component in the middle portion. . As a result, the chromaticity unevenness in which the color tone is shifted depending on the location occurs on the emission surface.
  • the opening pattern of the reflective layer 28 is adjusted, and the opening 28a is provided in the reflective layer 28 at a location where the phosphor layer 24 does not transmit in the intermediate portion of the optical member 20. .
  • the LED light source wavelength component in the intermediate portion can be compensated. From the above, it is possible to provide a lighting device that can control and adjust the color tone and luminance and that has improved light extraction efficiency.
  • the phosphor layer and the reflective layer are formed by using a printing process.
  • the present invention is not limited thereto, and may be formed by using another means such as a dispenser, an ink jet, photolithography, and the like.
  • the phosphor layer may be formed of a sheet formed by mixing phosphors with holes or irregularities.
  • the optical effect by the pattern formation of the phosphor layer and the reflection layer is not limited to uniform luminance, and the luminance distribution and color tone may be changed depending on the location on the surface.
  • the reflective layer 28 is provided with an opening through which the transparent sheet 22 is exposed in order to directly emit the light of the LED 16 to the radiation surface, but the light of the LED 16 is similar to the light from the phosphor layer 24.
  • a diffuser member having a diffusibility comparable to that of the phosphor layer and having no color conversion function may be formed in the same opening. In this case, the light from the LED 16 and the light from the phosphor layer 24 have the same light distribution, and coloring due to the viewing angle can be prevented.
  • the light source is disposed so as to face the radiation surface.
  • the arrangement of the light source and the radiation surface is not particularly limited.
  • the light source may be disposed on the side surface of the radiation surface. In this case, it is desirable to configure the phosphor layer so that the area occupied by the phosphor increases as the distance from the light source increases.
  • FIG. 3 shows an illumination device according to the second embodiment.
  • the transparent protective layer 18 that protects the LED chip 16 is provided with a prism function, and the light distribution of the light emitted from the LED chip 16 is illuminated with respect to the planar phosphor layer 24. It is configured to be uniform.
  • the phosphor layer 24 and the reflective layer 28 are formed on the same surface of the transparent sheet 22, here on the surface facing the LED chip 16.
  • the phosphor layer 24 has a pattern in which the area occupied by the phosphor layer 24 is small immediately above the LED chip 16 and the area occupied by the phosphor layer 24 increases as the distance from the LED chip 16 increases. It is formed with.
  • the reflective layer 28 is patterned on the transparent sheet 22 so as to fill the empty portion of the phosphor layer pattern, that is, the pattern opening.
  • the other configuration of the illumination device 10 is the same as that of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • the protective layer 18 that protects the LED chip is essentially transparent, and can control the direction of light emitted from the LED as a lens or a prism. According to this embodiment, since the phosphor layer is separated from the protective layer 18, the protective member can be used as a lens or a prism.
  • the illuminance distribution that the LED chip irradiates the phosphor layer becomes uniform, the occupancy ratio of the phosphor is uniformed in a planar shape, and the reflection layer can be uniformly distributed as well.
  • sequence can be suppressed.
  • the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.
  • FIG. 4 shows an illumination device according to the third embodiment.
  • the optical member 20 includes a non-patterned sheet-like phosphor layer 24 and a reflective layer 28 that is patterned on the phosphor layer on the diffusion plate 26 side.
  • the phosphor layer 24 is illustrated as a sheet formed by mixing a resin and a phosphor, but a laminated structure in which the phosphor is applied to the entire surface of the transparent sheet may be used.
  • the other configuration of the illumination device 10 is the same as that of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to the same parts, and detailed description thereof is omitted.
  • the third embodiment light entering from the outside can be reflected by the reflection layer 5 and color conversion of the phosphor layer 24 by external light can be mitigated.
  • strong light directly above the LED chip 16 is shielded and relaxed by the reflective layer 5, and the luminance of the emission surface is made uniform.
  • the effect similar to 2nd Embodiment can be acquired.
  • FIG. 5 shows a lighting device according to the fourth embodiment.
  • the illuminating device 10 has the structure which deleted the reflection layer 28 in 1st Embodiment mentioned above. Even in a configuration without a reflective layer, the phosphor area that reflects external light (solid arrow) is reduced by patterning the fluorescent layer 24, so that changes in color caused by external light conversion can be mitigated. Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
  • FIG. 6 shows a light bulb-type lighting device according to the fifth embodiment.
  • the lighting device includes a flat circuit board 12, a lower reflector 14 formed on the upper surface of the circuit board 12, and one or a plurality of LED chips disposed on the circuit board 12.
  • (Point light source) 16 a transparent protective layer 18 that protects the point light source 16, and a light source 16 and a lower reflector 14 that are disposed on the light extraction side of the LED chip 16, for example, a dome-shaped globe
  • An envelope 30, an optical member 20 disposed between the LED chip 16 and the envelope 30, a heat dissipating part provided on the lower surface side of the circuit board 12, and a light bulb base 32 are provided.
  • the envelope 6 is made of a transparent or translucent material such as glass, and the outer surface of the envelope 30 constitutes an emission surface of the lighting device.
  • the optical member 20 includes, for example, a hemispherical transparent sheet 22, a phosphor layer 24 patterned on the inner surface of the transparent sheet on the point light source 16 side, and a reflective layer 28 patterned on the outer surface of the transparent sheet. And have.
  • the reflective layer 28 is patterned on the transparent sheet 22 so as to fill the empty portion of the phosphor layer pattern, that is, the pattern opening.
  • the optical member 20 is disposed on the lower reflector 14 and covers the LED chip 16.
  • the light loss from the LED chip is scattered and returned to the LED chip 16 by disposing the highly scattering phosphor layer 24 away from the LED chip 16 in a dome shape.
  • the light distribution of the lighting device can be expanded to the same extent as that of a conventional incandescent bulb.
  • Various light distributions and optical effects can be imparted by changing the shape of the transparent sheet 22.
  • FIG. 7 shows a light bulb-type lighting device according to the sixth embodiment.
  • the phosphor layer 24 is formed of an independent sheet in which a resin and a phosphor are mixed. Separately from this, the reflection layer 28 is formed on the transparent sheet 22 and the both are stacked.
  • Other configurations of the illumination device are the same as those of the fifth embodiment described above. Even in such a configuration, the same function as that of the above-described embodiment can be exhibited.
  • FIG. 8 shows a light bulb-type lighting device according to the seventh embodiment.
  • the phosphor layer 24 and the reflective layer 28 constituting the optical member are formed directly on the inner surface of the envelope 30 and face the LED chip 16.
  • the phosphor layer 24 is patterned, and the reflective layer 28 is patterned on the inner surface of the envelope 30 so as to fill the empty portion of the phosphor layer pattern, that is, the pattern opening.
  • the other configuration of the illumination device is the same as that of the above-described fourth embodiment, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed description thereof is omitted.
  • the light distribution of the lighting device can be expanded to the same extent as that of a conventional incandescent bulb, and the number of components and the manufacturing cost can be reduced by omitting the transparent sheet. .
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
  • the optical member may be composed of only the phosphor layer, omitting the reflective layer. Even in this case, the luminance distribution and the color tone can be controlled by adjusting the pattern of the phosphor layer.

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Abstract

　照明装置は、放射面と、放射面に対向して配置された少なくとも１つの光源（１６）と、放射面と光源との間に光源から離間して配置され、光源からの光により励起される蛍光体をパターニングした蛍光体層（２４）と、を備えている。

Description

照明装置
　本発明の実施形態は、光源と、光源から光の波長を変換する蛍光体とを備えた照明装置に関する。
　ＬＥＤ光源と蛍光体とを組み合わせて所望の白色光を得る照明装置が提案されている。発熱源であるＬＥＤ光源と蛍光体を離間して配置することは、温度消光などの蛍光体の劣化を避ける点で発光効率改善に効果がある。一方、蛍光体は屈折率が高く、散乱粒子としても作用する。そのため、蛍光体がＬＥＤ光源近傍に設けられていると、蛍光体はＬＥＤから出た光を散乱してＬＥＤに戻してしまい、効率損失も引き起こす。これらより、従来からＬＥＤ光源と蛍光体を離間して配置する技術が検討されている。
　短波長ＬＥＤから放出される光を、ＬＥＤから離れた場所に配置した蛍光体により長波長に一部変換し、白色光を放出する面状照明装置が提案されている。
　また、ＬＥＤから離れた場所に、長波長に変換する蛍光体層を２層配置し、より長波長側の蛍光体層を短波長光源側に配置することで、蛍光体間での不要な変換を防いだ面状照明装置が提案されている。更に、短波長光源を囲む電球のグローブ内面に長波長蛍光体を塗布し、白色光を放出する電球照明装置が提案されている。
特許第３１１４８０５号 特許第３１７５７３９号 特許第４１０７０５７号 特開２００５－５５４６号公報
　しかしながら、従来の技術では、蛍光体をＬＥＤ光源から離して配置することは出来ても、色調や輝度の分布までを調整することは難しかった。また、外部からの光により蛍光体層が色変換をしてしまい、非点灯時の照明装置の出射面に固有の物体色が付いてしまっていた。
　この発明の課題は、色調や輝度を制御調整することができるとともに、光取出し効率の向上した照明装置を提供することにある。
　実施形態によれば、照明装置は、放射面と、前記放射面に対向して配置された少なくとも１つの光源と、前記放射面と光源との間に前記光源から離間して配設され、前記光源からの光により励起される蛍光体をパターニングした蛍光体層と、を備えている。
図１は、第１の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図２は、前記照明装置の光学部材を示す平面図。 図３は、第２の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図４は、第３の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図５は、第４の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図６は、第５の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図７は、第６の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図８は、第７の実施形態に係る照明装置を示す断面図。
　以下、図面を参照しながら種々の実施形態について、詳細に説明する。　
（第１の実施形態）　
　図１および図２は、第１の実施形態に係る照明装置を示している。図１に示すように、照明装置１０は、裏面側に配置された例えば矩形状の回路基板１２と、回路基板１２上に設けられた少なくとも１つの光源、例えば、ＬＥＤチップ１６と、回路基板７の上面に形成された下面反射板１４と、ＬＥＤチップ１６を覆う蛍光体を含まない透明保護層１８と、ＬＥＤチップ１６上に間隔を置いて下面反射板１４と平行に配置された矩形状の拡散板２６と、回路基板１２と拡散板２６との間に配置された図示しない矩形枠状の側壁と、ＬＥＤチップ１６と拡散板２６との間に配設され、ＬＥＤチップ１６と隙間をおいて対向するシート状の光学部材２０と、を備えている。拡散板２６の外面は、照明装置１０の出射面を構成している。
　図１および図２に示すように、光学部材２０は、例えば、矩形状の透明シート２２と、透明シート２２の拡散板１３側の表面上に形成された反射層２８と、透明シート２２のＬＥＤチップ１６側の表面上に形成された、すなわち、反射層２８よりも入光側にパターン形成された蛍光体層２４と、を有している。
　蛍光体層２４は、透明シート２２上にドットあるいはストライプパターンで形成され、例えば緑発光層２４ａ、赤発光層２４ｂのように発光色ごとに別々に配置されている。緑発光層２４ａ、赤発光層２４ｂは、例えば、矩形状に形成され、また、種々の異なる寸法に形成されている。そして、緑発光層２４ａ、赤発光層２４ｂは、所定のパターンで、互いに隙間をおいて、配列されている。
　反射層２８は、透明シート２２の上面側に、蛍光体層２４のパターン開口部と対応するパターンで形成され、蛍光体層２４のパターン開口部を埋めるように配置されている。反射層２８は、蛍光体層２４が無く透明シート２２のみの領域にも開口部２８ａを設けてある。
　例えば、青発光ＬＥＤチップと蛍光体層との組み合わせで白色照明を得る場合、ＬＥＤチップ１６から透明シート２２に入光する光の分布にはムラが生じ、ＬＥＤチップの配光分布がランバート分布であると仮定するとＬＥＤチップ直上部が最も光量が多く、ＬＥＤチップ直上部から離れるにつれ入光量も少なくなる。また、透明シート２２に形成する蛍光体層２４の厚さや蛍光体濃度を位置に応じて分布を持たせることは難しい。これらの問題を改善するため、本実施形態の照明装置では、蛍光体層２４を印刷でパターン形成している。蛍光体層２４は、ＬＥＤチップ１６直上部では蛍光体層２４の占有面積が小さく、ＬＥＤチップ１６から離れるほど、蛍光体層２４の占有面積が大きくするようなパターンで形成され、また、蛍光体層パターンの空いた部分、つまり、パターン開口部を埋めるように反射層２８を印刷形成している。
　上記のように構成された照明装置１０によれば、ＬＥＤチップ１６から放出される短波長の光を、ＬＥＤチップから離れた位置に配置された蛍光体層２４により長波長に一部変換し、出射面から白色光を放出することができる。蛍光体層２４と反射層２８の開口分布を上記のようなパターンで制御することにより、ＬＥＤチップ１６真上の強い輝度を緩和し、出射面全体で均一な輝度にすることができる。また、反射層２８は外部からの照明装置１０に入光する光線を反射するため（図１の実線矢印）、蛍光体層２４による外光変換で生じる色味の発生を緩和することができる。
　ＬＥＤチップ１６直上部では蛍光体層２４を透過する光は垂直方向が主である一方、ＬＥＤチップ直上から離れた中間部では、蛍光体層２４を透過する光は斜め方向が主となる。そのため、ＬＥＤ透過光が透過する蛍光体層２４の実効的な厚みに差が発生し、ＬＥＤチップ真上部ではＬＥＤ光源波長成分が強く、中間部では蛍光体発光波長成分が強い発光波長分布となる。これにより出射面には場所により色調がずれる色度ムラが発生してしまう。これらを改善するために、本実施形態では、反射層２８の開口パターンを調整し、光学部材２０の中間部では蛍光体層２４を透過しない箇所にも反射層２８に開口部２８ａを設けている。これにより、中間部におけるＬＥＤ光源波長成分を補償することができる。　
　以上のことから、色調や輝度を制御調整することができるとともに、光取出し効率の向上した照明装置を提供することができる。
　上述した実施形態では、蛍光体層および反射層は印刷プロセスを用いて形成したが、これに限らず、ディスペンサ、インクジェット、フォトリソグラフィー等の別手段を用いて形成してもよく、また、樹脂と蛍光体を混ぜ合わせて形成したシートに穴や凸凹を施したもので蛍光体層を形成してもよい。
　また、蛍光体層および反射層のパターン形成による光学効果は、均一輝度に限るものではなく、輝度分布、色調を面上の場所により変化させてもよい。
　また、本実施例ではＬＥＤ１６の光をそのまま放射面に放出するために反射層２８に透明シート２２がむき出しとなる開口を設けたが、ＬＥＤ１６の光を蛍光体層２４からの光と同じような配光分布をもって放射面に出させるために蛍光体層と同程度の拡散性を持つ色変換機能の無い拡散部材を同開口部にパターン形成してもよい。この場合、ＬＥＤ１６の光も蛍光体層２４からの光も同様の配光分布を持つことになり、視野角による色付きを防止することができる。
　本実施例では光源が放射面に対向して配置されているが、光源と放射面の配置は特に限定するものではなく、たとえば放射面の側面に光源が配置されていてもよい。この場合、光源から遠くなるにつれて蛍光体の占有面積が増えるように蛍光体層を構成することが望ましいことは本実施例と変わらない。
　次に、第２の実施形態に係る照明装置について説明する。　
　図３は、第２の実施形態に係る照明装置を示している。第２の実施形態によれば、ＬＥＤチップ１６を保護する透明保護層１８にプリズム機能を付与して、ＬＥＤチップ１６が放出する光の配光分布を面状の蛍光体層２４に対して照度均一となるように構成している。光学部材２０において、蛍光体層２４および反射層２８は、透明シート２２の同一表面上、ここでは、ＬＥＤチップ１６と対向する表面上に形成されている。蛍光体層２４は第１の実施形態と同様に、ＬＥＤチップ１６直上部では蛍光体層２４の占有面積が小さく、ＬＥＤチップ１６から離れるほど、蛍光体層２４の占有面積が大きくするようなパターンで形成されている。反射層２８は、蛍光体層パターンの空いた部分、つまり、パターン開口部を埋めるように、透明シート２２上にパターン形成されている。
　第２の実施形態において、照明装置１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
　ＬＥＤチップを保護する保護層１８は本来透明であり、レンズやプリズムとしてＬＥＤから出射する光の向きを制御することが可能である。本実施形態によれば、蛍光体層が保護層１８と離間しているため、保護部材をレンズあるいはプリズムとして使用することが出来る。
　第２の実施形態によれば、ＬＥＤチップが蛍光体層に照射する照度分布が均一となり、蛍光体の占有比率が面状で均一化され、反射層も同様に均一分布とすることができる。これにより、ＬＥＤ配列に起因する輝度ムラの発生を抑制することができる。その他、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　次に、第３の実施形態に係る照明装置について説明する。　
　図４は、第３の実施形態に係る照明装置を示している。第３の実施形態によれば、光学部材２０は、パターン化されていないシート状の蛍光体層２４と、蛍光体層の拡散板２６側にパターン形成された反射層２８と、を有している。ここでは、蛍光体層２４を樹脂と蛍光体を混ぜ合わせてシート状に形成したものを図示したが、透明シートの全面に蛍光体を塗布した積層構成としてもよい。
　第３の実施形態において、照明装置１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
　第３の実施形態によれば、外部から入ってくる光を反射層５で反射し、外部光による蛍光体層２４の色変換を緩和することが出来る。また、ＬＥＤチップ１６真上の強い光を反射層５によって遮蔽緩和し、出射面の輝度を均一化する効果に得られる。その他、第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　次に、第４の実施形態に係る照明装置について説明する。
　図５は、第４の実施形態に係る照明装置を示している。第４の実施形態において、照明装置１０は、前述した第１の実施形態で反射層２８を削除した構成を有している。反射層が無い構成においても、蛍光体層２４をパターニングすることにより外光（実線矢印）を反射する蛍光体面積が軽減するため、外光変換で生じる色味の変化を緩和することができる。その他の構成および効果は、前述の第１の実施形態と同一である。
　次に、第５の実施形態に係る照明装置について説明する。　
　図６は、第５の実施形態に係る電球型の照明装置を示している。本実施形態によれば、照明装置は、平坦な回路基板１２と、この回路基板１２の上面に形成された下面反射板１４と、回路基板１２上に配設された１つまたは複数のＬＥＤチップ（点光源）１６と、点光源１６を保護する透明保護層１８と、ＬＥＤチップ１６の光取り出し側に配設され点光源１６および下面反射板１４を覆う、例えば、ドーム状のグローブ、すなわち、外囲器３０と、ＬＥＤチップ１６と外囲器３０との間に配置された光学部材２０と、回路基板１２の下面側に設けられた放熱部と、電球口金３２と、を備えている。外囲器６は、ガラス等の透明あるいは半透明の材料で形成され、外囲器３０の外面は照明装置の出射面を構成している。
　光学部材２０は、例えば、半球状に形成された透明シート２２と、透明シートの点光源１６側の内面にパターン形成された蛍光体層２４と、透明シートの外面にパターン形成された反射層２８と、を有している。反射層２８は、蛍光体層パターンの空いた部分、つまり、パターン開口部を埋めるように、透明シート２２上にパターン形成されている。光学部材２０は、下面反射板１４上に配置され、ＬＥＤチップ１６を覆っている。
　上記構成の第４の実施形態によれば、散乱の大きい蛍光体層２４をＬＥＤチップ１６から離してドーム状に配置することで、ＬＥＤチップからの光が散乱してＬＥＤチップ１６に戻る光損失を抑制するとともに、照明装置の配光を従来の白熱電球と同等程度に拡大させることができる。また、外部から入光する光を反射層２８で反射することにより、外光による蛍光体層が変換することで生じる色味を緩和することができる。また、透明シート２２の形状を変えることで様々な配光や光学効果を付与することができる。
　図７は、第６の実施形態に係る電球型の照明装置を示している。本実施形態では、蛍光体層２４は、樹脂と蛍光体を混合した独立のシートで形成され、これとは別に透明シート２２上に反射層２８を形成し、両者を重ねた構成としている。照明装置の他の構成は、前述した第５の実施形態と同一である。このような構成でも前述の実施形態と同様の機能を発揮することができる。
　図８は、第７の実施形態に係る電球型の照明装置を示している。本実施形態によれば、光学部材を構成する蛍光体層２４および反射層２８は、外囲器３０の内面に直接、形成され、ＬＥＤチップ１６と対向している。蛍光体層２４はパターン形成され、反射層２８は、蛍光体層パターンの空いた部分、つまり、パターン開口部を埋めるように、外囲器３０内面上にパターン形成されている。照明装置の他の構成は、前述した第４の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
　本実施形態によれば、照明装置の配光を従来の白熱電球と同等程度に拡大させることができるとともに、透明シートを省略することにより、部品点数の削減および製造コストの低減を図ることができる。
　本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。　
　例えば、光学部材は、反射層を省略し、蛍光体層のみで構成してもよい。この場合でも、蛍光体層のパターンを調整することにより、輝度分布および色調の制御を行うことができる。
　１２…回路基板、１４…下面反射板、１６…ＬＥＤチップ、１８…透明保護層、
　２２…透明シート、２４…蛍光体層、２６…拡散板、２８…反射層、
　３０…グローブ、３２…電球口金、

Claims (7)

  1. 　放射面と、
    　前記放射面に対向して配置された少なくとも１つの光源と、
    　前記放射面と光源との間に前記光源から離間して配設され、前記光源からの光により励起される蛍光体をパターニングした蛍光体層と、を備える照明装置。
  2. 　前記蛍光体層の放射面側に、前記放射面側から入光する外光を反射する反射層と、を備えている請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記蛍光体層は、複数個所に分離してパターン形成されてパターン開口部を有し、前記反射層は、複数の開口部を有し、これらの開口部が前記蛍光体層と対向している請求項２に記載の照明装置。
  4. 　前記蛍光体層および反射層の開口パターンは、前記光源との相対位置で規定される開口率分布で制御されている請求項３に記載の照明装置。
  5. 　前記光源に対向して設けられた厚さ０．１ｍｍから１．０ｍｍの成型シートを備え、前記蛍光体層および反射層は、前記成型シート上に形成されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の照明装置。
  6. 　前記光源を覆っているとともに前記放射面を形成するドーム状の外囲器を備え、
    　前記蛍光体層および反射層は、前記外囲器の内面上に形成されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の照明装置。
  7. 　前記光源はＬＥＤであり、前記ＬＥＤを覆う透明な保護層を備え、前記保護層は、レンズあるいはプリズムとして作用する界面を有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の照明装置。
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