JP2010515243A - 発光装置及びこれを用いた照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】配光制御を容易に行うことができる発光装置を提供する。
【解決手段】基台(11)と、基台(11)の一主面(11a)上に配置された発光素子(12)と、発光素子(12)を囲って配置された配光制御リフレクター(14)とを含み、配光制御リフレクター(14)は、略回転放物体の少なくとも一部であり、かつ、その内面を構成する略回転放物面(14a)が発光素子(12)から発せられた光を集光するための光反射面であり、発光素子(12)は、略回転放物面(14a)の略焦点の位置に配置されており、基台(11)の一主面(11a)の垂線(N)が、前記略回転放物体の軸(X)と直交する方向に対し、前記略回転放物体の頂部(P)側へ傾斜している発光装置(1)とする。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、発光素子を含む発光装置及びこれを用いた照明装置に関する。
発光ダイオード（Light Emitting Diode、以下「ＬＥＤ」と称する。）等の発光素子は、各種の発光デバイスに使用されている。ＬＥＤは、放電や輻射を使った既存光源に比べて小型で高効率であるだけでなく、近年では高光束化も進んできたことから、既存光源に取って代わる可能性がある。
更に、ＬＥＤは、反射機能やレンズ機能を有する光学系と組み合わせることで、出射光の放射パターンを制御することができる。例えば、特許文献１には、回転放物体の一部の形状からなる集光リフレクターを用いて、発光素子から発せられる光を平行光として取り出す発光装置が提案されている。
図２０に、特許文献１に提案された発光装置の概略斜視図を示す。発光装置１００は、基板１０１と、基板１０１上に実装された発光素子１０２と、発光素子１０２を囲って配置された集光リフレクター１０３とを含む。集光リフレクター１０３は、回転放物体の一部であり、かつ、その内面を構成する回転放物面１０３ａが発光素子１０２から発せられた光を集光するための光反射面である。発光素子１０２は、回転放物面１０３ａの焦点の位置に配置されている。これにより、発光素子１０２から発せられた光が、回転放物面１０３ａで反射されて平行光となり、集光リフレクター１０３の開口から出射される。
特開２００５−３２６６１号公報
しかし、上記発光装置１００では、発光素子１０２の発光部のうち、集光リフレクター１０３の開口部側に位置する端部１０２ａから出射される光の一部が、回転放物面１０３ａで反射されないため、発光素子１０２から発せられる光の一部が平行光とならず、配光制御が困難となるおそれがあった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、配光制御を容易に行うことができる発光装置を提供する。
本発明の発光装置は、基台と、前記基台の一主面上に配置された発光部を含む光源部と、前記光源部を囲って配置された配光制御リフレクターとを含む発光装置であって、前記配光制御リフレクターは、略回転放物体の少なくとも一部であり、かつ、その内面を構成する略回転放物面が前記光源部から発せられた光を集光するための光反射面であり、前記光源部の光出射部は、前記略回転放物面の略焦点の位置に配置されており、前記光源部の光軸は、前記略回転放物体の軸と直交する方向に対し、前記略回転放物体の頂部側へ傾斜していることを特徴とする。
また、本発明の照明装置は、上記本発明の発光装置を用いたことを特徴とする。
本発明の発光装置によれば、発光部から発せられる光のうち配光制御リフレクターの内面（略回転放物面）に反射しない光の割合を低減できるため、略平行光として取り出される光の割合が増加する。これにより、配光制御を容易に行うことができる。
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。 図１Ｂは、図１Ａに示す発光装置の概略断面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の変形例を示す概略斜視図である。 図３Ａは、本発明の第２実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。 図３Ｂは、図３Ａに示す発光装置の概略断面図である。 図４は、本発明の第３実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図５Ａは、本発明の第４実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図５Ｂは、図５Ａに示す発光装置の光源部の拡大概略断面図である。 図６Ａは、本発明の第５実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図６Ｂは、図６Ａに示す発光装置の光源部の拡大概略断面図である。 図７Ａは、本発明の第６実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示す発光装置の光源部の拡大概略断面図である。 図８Ａは、本発明の第７実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図８Ｂは、図８Ａに示す発光装置の光源部の拡大概略断面図である。 図９は、本発明の第８実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図１０は、本発明の第９実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図１１は、本発明の第１０実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図１２は、本発明の第１１実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図１３は、本発明の第１２実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図１４は、本発明の第１３実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図１５は、本発明の第１４実施形態に係る発光装置の概略断面図である。 図１６は、本発明の第１５実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。 図１７は、本発明の発光装置を用いた照明装置の概略斜視図である。 図１８は、発光装置の放射角の測定方法を説明するための模式図である。 図１９は、発光装置の放射角の測定結果を示すグラフである。 図２０は、従来の発光装置の概略斜視図である。
本発明の発光装置は、基台と、前記基台の一主面上に配置された発光部を含む光源部と、前記光源部を囲って配置された配光制御リフレクターとを含む。また、前記発光部は、発光素子を含んでいる。発光素子は、前記一主面上に、例えばダイボンド、ワイヤボンド、フリップチップボンド、フェイスアップチップボンド等や、Ａｕ−Ｓｎなどの共晶接合、Ａｕ−Ａｕ等の凝着接合、ＡＣＦ（anisotropic conductive film）等を用いた圧接接合、Ａｇペースト等の接着剤による接合等により実装されている。基台は、複数個に分割されていてもよいし、段差を有していてもよい。
基台の構成材料は特に限定されず、サファイア，Ｓｉ，ＧａＮ，ＡｌＮ，ＺｎＯ，ＳｉＣ，ＢＮ，ＺｎＳなどの単結晶、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，ＢＮ，ＭｇＯ，ＺｎＯ，ＳｉＣ等のセラミックスやこれらの混合物、Ａｌ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ａｕ，Ｗやこれらを含む合金等の金属、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、又はこれらの樹脂上に金属板を貼り合せた積層基材、あるいは、ガラス、ガラスエポキシ、白雲母等も使用することが可能である。光の吸収を防止する観点からは、基台の構成材料は、Ａｌ等の金属や樹脂上に金属板を貼り合せた積層基材等の反射材料が望まれる。
配光制御リフレクターは、略回転放物体の少なくとも一部であり、かつ、その内面を構成する略回転放物面が光源部から発せられた光を集光するための光反射面である。本明細書で「略回転放物体」及び「略回転放物面」とは、完全な回転放物体及び完全な回転放物面のみならず、同一機能を有する変形体及び変形面も含むことを意味し、楕円放物体及び楕円放物面をも含むものである。
上記光反射面の材料としては、Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｒｈ，Ｐｄやこれらの金属を含む合金等の金属、あるいは酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化シリコン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化タングステン、酸化バナジウム等の金属酸化物や、窒化シリコン、窒化ガリウム、炭化シリコン、フッ化カルシウム、炭酸カルシウム、硫化銅、硫化スズ、硫化亜鉛、硫酸バリウム等の無機材料やこれらの混合物が使用できる。粒子状の金属酸化物や無機材料を使用する場合、拡散・散乱による反射効果の観点から平均粒径が０．３〜３μｍのものを使用するのが好ましい。また、これらの金属酸化物や無機材料を２種類以上交互に積層した多層膜による分布ブラッグ反射ミラー（厚さ０．１〜１μｍ）も光反射面の材料として有効である。なお、配光制御リフレクターは、上記例示された光反射面の構成材料から形成してもよいし、例えば樹脂材料やセラミックス材料で略回転放物体を構成し、その内面に上記例示された光反射面の構成材料を塗布して形成してもよい。
上記光反射面は、全反射特性を有するプリズムから構成しても良い。また、光反射面の表面を透光性樹脂等からなる保護膜で覆ってもよい。
光源部の光出射部は、上記略回転放物面の略焦点の位置に配置されている。本明細書で「略焦点の位置」とは、焦点の位置そのものだけでなく、焦点の近傍の位置も含むことを意味する。これにより、光源部から発せられた光を上記略回転放物面で反射させて、略平行光として配光制御リフレクターの開口部から取り出すことができる。また、本明細書で「略平行光」とは、配光制御リフレクターの開口からの出射光の配光角が２０度以下、好ましくは１０度以下であることを意味する。出射光の配光角は、配光測定装置により測定することができる。
なお、光源部の個数は、上記略回転放物面の略焦点の位置に配置することができる限り特に限定されず、要求される光量に応じて適宜設定すればよい。
本発明で使用きる発光素子としては、例えば、波長が６００〜６６０ｎｍの赤色光を発する赤色ＬＥＤや、波長が５５０〜６００ｎｍの黄色光を発する黄色ＬＥＤや、波長が５００〜５５０ｎｍの緑色光を発する緑色ＬＥＤや、波長が４２０〜５００ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤや、波長が３８０〜４２０ｎｍの青紫色光を発する青紫色ＬＥＤ等を使用することができる。また、青色ＬＥＤと例えば黄色蛍光体とにより白色光を発する白色ＬＥＤや、青紫色ＬＥＤや紫外ＬＥＤと例えば青色、緑色、赤色蛍光体とにより白色光を発する白色ＬＥＤなど、ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせたＬＥＤでもよい。近赤外光（６６０〜７８０ｎｍ）や赤外光（７８０ｎｍ〜２μｍ）を発するＬＥＤでもよい。上記赤色ＬＥＤや上記黄色ＬＥＤとしては、例えばＡｌＩｎＧａＰ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。また、上記緑色ＬＥＤや上記青色ＬＥＤや上記青紫色ＬＥＤや上記紫外ＬＥＤとしては、例えばＩｎＧａＡｌＮ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。赤色〜赤外光を発するＬＥＤとしては、ＡｌＧａＡｓ系材料やＩｎＧａＡｓＰ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。
そして、本発明の発光装置は、上記光源部の光軸が、上記略回転放物体の軸と直交する方向に対し、上記略回転放物体の頂部側へ傾斜している。これにより、光源部から発せられる光のうち配光制御リフレクターの内面（略回転放物面）に反射しない光の割合を低減できるため、略平行光として取り出される光の割合が増加する。よって、本発明の発光装置によれば、配光制御を容易に行うことができる。本発明において、略平行光として取り出される光の割合をより増加させるには、上記光軸と上記略回転放物体の軸とのなす角度（鋭角）が、０〜６０度であることが好ましく、０〜４５度であることがより好ましい。
本発明の発光装置は、上記発光部が、上記発光素子を覆う透光性材料を更に含んでいてもよい。発光素子の劣化を抑制できるからである。透光性材料としては、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等が使用できる。また、発光部の発光素子を透光性材料で覆う場合、発光素子を透光性材料で隙間なく完全に覆ってもよいし、一部隙間を設けて中空構造としてもよい。
本発明の発光装置は、上記発光部が、上記発光素子を覆う蛍光体部を更に含んでいてもよい。発光素子からの光と蛍光体部からの変換光とを混合して、例えば白色光を取り出すことができるからである。
上記蛍光体部は、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の透光性材料と、この透光性材料に分散された蛍光体とからなる。
上記蛍光体としては、例えば、赤色光を発する赤色蛍光体、橙色光を発する橙色蛍光体、黄色光を発する黄色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体等が使用できる。上記赤色蛍光体としては、例えばシリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+、ニトリドシリケート系のＳｒ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系のＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系のＳｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7：Ｅｕ2+、硫化物系の（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ2+やＬａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+，Ｓｍ3+等を使用できる。上記橙色蛍光体としては、例えばシリケート系の（Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、ガーネット系のＧｄ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、α‐サイアロン系のＣａ‐α‐ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用できる。上記黄色蛍光体としては、例えばシリケート系の（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やＳｒ3ＳｉＯ5：Ｅｕ2+、ガーネット系の（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、硫化物系のＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、α‐サイアロン系のＣａ‐α‐ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用できる。上記緑色蛍光体としては、例えばアルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+や（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、シリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、α‐サイアロン系のＣａ‐α‐ＳｉＡｌＯＮ：Ｙｂ2+、β‐サイアロン系のβ‐Ｓｉ3Ｎ4：Ｅｕ2+、オクソニトリドシリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7：Ｃｅ3+、硫化物系のＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、ガーネット系のＹ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ3+、酸化物系のＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ3+等を使用できる。
また、発光素子として、青紫色ＬＥＤや紫外ＬＥＤを使用する場合は、例えば上述した蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体や青緑色光を発する青緑色蛍光体とを併用すればよい。上記青色蛍光体としては、例えばアルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、ハロ燐酸塩系の（Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+等を使用できる。上記青緑色蛍光体としては、例えばアルミン酸塩系のＳｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、シリケート系のＳｒ2Ｓｉ3Ｏ8・２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+等を使用できる。
本発明の発光装置では、上記配光制御リフレクターが略回転放物体であることが好ましい。発光部の周囲（３６０度全方位）が配光制御リフレクターで囲われるため、略平行光として取り出される光の割合をより増加させることができるからである。
本発明の発光装置は、上記配光制御リフレクターの開口部から発せられる光の光路を変換する光路変換部を更に含んでいてもよい。配光制御がより容易となるからである。光路変換部の構成材料としては、上述した配光制御リフレクターの構成材料と同様の材料が使用できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、参照する図面においては、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の符号で示し、重複する説明を省略する場合がある。また、図面を理解しやすくする目的から、発光素子を配光制御リフレクターに対して大きく描いているが、光源部の光出射部は、いずれも配光制御リフレクターの内面を構成する略回転放物面の略焦点の位置に配置されている。
（第１実施形態）
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の概略斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａに示す発光装置の概略断面図である。
図１Ａ，Ｂに示すように、発光装置１は、基板１０と、基板１０上に配置された基台１１と、基台１１の一主面１１ａ上に配置された発光素子１２と、発光素子１２を覆う透光性材料からなる封止樹脂部１３と、発光素子１２及び封止樹脂部１３を囲って配置された配光制御リフレクター１４とを含む。基板１０の構成材料は特に限定されず、サファイア，Ｓｉ，ＧａＮ，ＡｌＮ，ＺｎＯ，ＳｉＣ，ＢＮ，ＺｎＳなどの単結晶、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，ＢＮ，ＭｇＯ，ＺｎＯ，ＳｉＣ，Ｃ等のセラミックスやこれらの混合物、Ａｌ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ａｕ，Ｗやこれらを含む合金等の金属、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、又はこれらの樹脂上に金属板を貼り合せた積層基材等が使用できる。
配光制御リフレクター１４は、略回転放物体の一部であり、かつ、その内面を構成する略回転放物面１４ａが発光素子１２から発せられた光を集光するための光反射面である。発光素子１２は、略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置されている。そして、発光素子１２の光軸に相当する基台１１の一主面１１ａの垂線Ｎが、上記略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、上記略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜している。これにより、発光素子１２から発せられる光のうち配光制御リフレクター１４の内面１４ａ（略回転放物面）に反射しない光の割合を低減できるため、配光制御リフレクター１４の開口部Ｑから略平行光として取り出される光の割合が増加する。よって、発光装置１によれば、配光制御を容易に行うことができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部のみで光源部を形成している。従って、本実施形態では、発光素子１２の光軸が、光源部の光軸に該当する。また、本実施形態では、発光素子１２の光出射部が光源部の光出射部に該当する。
以上、第１実施形態に係る発光装置１について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、図２の斜視図に示すように、配光制御リフレクター１４の開口部Ｑから発せられた光の光路を変換する光路変換部として光路変換リフレクター１５を更に含んでいてもよい。配光制御がより容易となるからである。この場合、基板１０と光路変換リフレクター１５とが一体的に形成されていると、発光素子１２から発せられる熱の放熱性が向上するため好ましい。放熱性をより向上させるには、光路変換リフレクター１５の構成材料として、Ａｌ，Ａｇ等の放熱性の高い材料を用いると良い。また、封止樹脂部１３の代わりに、発光素子１２からの光を変換する蛍光体部を設けてもよい。
光路変換部としては、上記光路変換リフレクターの他に、例えば、反射板、レンズ、回折レンズ、ファイバ集束体、ハーフミラー、ダイクロイックミラー等を用いることができる。
（第２実施形態）
図３Ａは、本発明の第２実施形態に係る発光装置の概略斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す発光装置の概略断面図である。
図３Ａ，Ｂに示すように、発光装置２は、４本の柱状体２０と、それぞれの柱状体２０の端部に配置された基台１１と、それぞれの基台１１の一主面１１ａ上に配置された発光素子１２と、発光素子１２を覆う球状の封止樹脂部１３と、発光素子１２及び封止樹脂部１３を囲って配置された配光制御リフレクター２１とを含む。配光制御リフレクター２１は、４本の柱状体２０で囲まれた領域を軸Ｘとする略回転放物体である。なお、柱状体２０の構成材料は特に限定されず、上述した発光装置１の基板１０（図１Ａ，Ｂ参照）と同様の材料が使用できる。
配光制御リフレクター２１は、その内面を構成する略回転放物面２１ａが発光素子１２から発せられた光を集光するための光反射面である。発光素子１２は、略回転放物面２１ａの略焦点の位置に配置されている。そして、基台１１の一主面１１ａの垂線Ｎが、配光制御リフレクター２１（略回転放物体）の軸Ｘと直交する方向に対し、配光制御リフレクター２１（略回転放物体）の頂部Ｐ側へ傾斜している。これにより、発光素子１２から発せられる光のうち配光制御リフレクター２１の内面２１ａ（略回転放物面）に反射しない光の割合を低減できるため、略平行光として取り出される光の割合が増加する。よって、発光装置２によれば、配光制御を容易に行うことができる。また、発光装置２では、発光素子１２の周囲（３６０度全方位）が配光制御リフレクター２１で囲われるため、第１実施形態の発光装置１よりも略平行光として取り出される光の割合を増加させることができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部のみで光源部を形成している。従って、本実施形態では、発光素子１２の光軸が、光源部の光軸に該当する。また、本実施形態では、発光素子１２の光出射部が光源部の光出射部に該当する。
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る発光装置の概略断面図である。本実施形態の発光装置は、第１実施形態の変形例に該当する。
図４に示すように、発光素子１２は、略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置され、基台１１が反射板を兼ねている。また、基台１１の上面を略回転放物体のＸ軸に対して傾斜させることにより、発光素子１２の光軸Ｌ１（発光部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させている。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部のみで光源部を形成している。従って、本実施形態では、発光素子１２の光軸が、光源部の光軸に該当する。また、本実施形態では、発光素子１２の光出射部が光源部の光出射部に該当する。
（第４実施形態）
図５Ａは、本発明の第４実施形態に係る発光装置の概略断面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す発光装置の光源部の拡大概略断面図である。
図５Ｂに示すように、発光素子１２は、基台１１の上に形成された配線３０にバンプ３１を介して電気的に接続されている。また、発光素子１２は、蛍光体部３２で覆われるともに、さらに封止樹脂部１３で覆われている。バンプ３１は、金などの金属で形成できる。
また、図５Ａ，Ｂに示すように、発光素子１２は、略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置され、発光素子１２の上面１２ａを略回転放物体のＸ軸に対して傾斜させることにより、発光素子１２の光軸Ｌ１（発光部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させている。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
なお、図５Ａでは、図面の見易さを考慮して、断面を示すハッチングの一部を省略してある。以下の断面図においても同様にして、断面を示すハッチングの一部を省略する場合がある。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部のみで光源部を形成している。従って、本実施形態では、発光素子１２の光軸が、光源部の光軸に該当する。また、本実施形態では、発光素子１２の光出射部が光源部の光出射部に該当する。
（第５実施形態）
図６Ａは、本発明の第５実施形態に係る発光装置の概略断面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示す発光装置の光源部の拡大概略断面図である。
本実施形態では、図６Ａ，Ｂに示すように、発光素子１２の上面１２ａを基板１０に対して傾斜させる代わりに、基板１０を略回転放物体のＸ軸に対して傾斜させることにより、発光素子１２の光軸Ｌ１（発光部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させている以外は、第４実施形態と同様である。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
（第６実施形態）
図７Ａは、本発明の第６実施形態に係る発光装置の概略断面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す発光装置の光源部の拡大概略断面図である。
本実施形態では、図７Ａ，Ｂに示すように、発光素子１２の上面１２ａを基板１０に対して傾斜させる代わりに、蛍光体部３２の上面３２ａを略回転放物体のＸ軸に対して傾斜させることにより、発光素子１２の光軸Ｌ１（発光部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させている以外は、第４実施形態と同様である。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
（第７実施形態）
図８Ａは、本発明の第７実施形態に係る発光装置の概略断面図であり、図８Ｂは、図８Ａに示す発光装置の光源部の拡大概略断面図である。
本実施形態では、図８Ａ，Ｂに示すように、発光素子１２の上面１２ａの一部を基板１０に対して傾斜させる代わりに、発光素子１２のバンプ３１の高さを調整することにより、発光素子１２を傾斜させ、発光素子１２の光軸Ｌ１（発光部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させている以外は、第４実施形態と同様である。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
（第８実施形態）
図９は、本発明の第８実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
本実施形態では、図９に示すように、発光素子１２は、略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置され、封止樹脂部１３の内部に光路変換部としてフィン４０を複数配置している。図９に示すように、封止樹脂部１３の内部にフィン４０を略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させて配置することにより、発光素子１２の光軸Ｌ１（発光部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させることができる。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部のみで光源部を形成している。従って、本実施形態では、発光素子１２の光軸が、光源部の光軸に該当する。また、本実施形態では、発光素子１２の光出射部が光源部の光出射部に該当する。
フィン４０は、例えば、Ａｌ等の金属そのもので形成してもよいし、樹脂や無機材料の表面にＡｌ，Ａｇ等を蒸着させたものや、それらの表面に誘電体膜を形成したものでもよい。
（第９実施形態）
図１０は、本発明の第９実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
本実施形態では、図１０に示すように、発光素子１２は、略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置され、発光部の外面に光路変換部として反射板５０を配置している。図１０に示すように、発光部の外面に反射板５０を配置することにより、発光素子１２の光軸Ｌ１（発光部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させることができる。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３と反射板５０とで発光部を形成し、さらに発光部のみで光源部を形成している。従って、本実施形態では、発光素子１２の光軸が、光源部の光軸に該当する。また、本実施形態では、発光素子１２の光出射部が光源部の光出射部に該当する。
上記光路変換部としては、反射板の他に、例えば、レンズ、グレーティング等を用いることができる。
（第１０実施形態）
図１１は、本発明の第１０実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
本実施形態では、図１１に示すように、発光素子１２は、略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置され、光路変換部として封止樹脂部１３をレンズ状に形成するとともに、封止樹脂部１３の片面に反射膜１３ａを設けている。図１１に示すように、封止樹脂部１３をレンズ状に形成するとともに、封止樹脂部１３の片面に反射膜１３ａを設けることにより、発光素子１２の光軸Ｌ１（発光部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させることができる。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部のみで光源部を形成している。従って、本実施形態では、発光素子１２の光軸が、光源部の光軸に該当する。また、本実施形態では、発光素子１２の光出射部が光源部の光出射部に該当する。
反射膜１３ａとしては、Ａｌ，Ａｇ等を蒸着させた蒸着膜や誘電体膜で形成することができる。
（第１１実施形態）
図１２は、本発明の第１１実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
本実施形態では、図１２に示すように、発光素子１２は、略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置され、発光部の近傍に光路変換部として反射板６０を配置している。図１２に示すように、発光部の近傍に反射板６０を配置することにより、発光素子１２の光軸Ｌ２（光源部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させている。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部と反射板６０とで光源部を形成している。従って、本実施形態では、発光素子１２の光軸が、光源部の光軸に該当する。また、本実施形態では、発光素子１２の光出射部が光源部の光出射部に該当する。
上記光路変換部としては、反射板の他に、例えば、レンズ、グレーティング等を用いることができる。
（第１２実施形態）
図１３は、本発明の第１２実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
本実施形態では、図１３に示すように、発光素子１２は、筒状ガイド７０と反射板７１とからなる光路変換部の底部に配置され、光源部の光出射部７２は略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置されている。図１３に示すように、筒状ガイド７０と反射板７１とからなる光路変換部を備えることにより、光源部の光軸Ｌ２を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させることができる。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部と筒状ガイド７０と反射板７１とで光源部を形成している。
筒状ガイド７０と反射板７１は、前述の配光制御リフレクター１４と同様の材料で形成すればよい。
（第１３実施形態）
図１４は、本発明の第１３実施形態に係る発光装置の概略断面図である。本実施形態は、筒状ガイド７０を屈曲・傾斜させた以外は、第１２実施形態と同様である。
（第１４実施形態）
図１５は、本発明の第１４実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
本実施形態では、図１５に示すように、発光素子１２は、略回転楕円体からなる集光リフレクター８０と反射板８１とを備えた光路変換部の外周側に複数配置され、光源部の光出射部７２は略回転放物面１４ａの略焦点の位置に配置されている。図１５に示すように、上記光路変換部を備えることにより、発光素子１２の光軸Ｌ２（光源部の光軸）を略回転放物体の軸Ｘと直交する方向に対し、略回転放物体の頂部Ｐ側へ傾斜させることができる。これにより、第１実施形態の発光装置１と同様に配光制御を容易に行うことができる。
本実施形態では、発光素子１２と封止樹脂部１３とで発光部を形成し、さらに発光部と集光リフレクター８０と反射板８１とで光源部を形成している。
集光リフレクター８０と反射板８１は、前述の配光制御リフレクター１４と同様の材料で形成すればよい。
（第１５実施形態）
図１６は、本発明の第１５実施形態に係る発光装置の概略斜視図である。
本実施形態では、図１６に示すように、基板１０を基板１０ａと基板１０ｂとに分割するとともに基板１０ｂの一部に段差９０を形成した以外は、第１実施形態と同様である。段差９０を備えることにより、本実施形態の発光装置を、例えば自動車用前照灯の発光装置として使用した場合、配光パターンとしてカットオフラインを形成することができる。即ち、一般に自動車用前照灯では、前方の垂直平面を照らした時に、水平方向に広がりをもち、かつ、ある高さを境に明部と暗部とが明瞭に区切られるような配光パターンが求められている。この明暗の区切り線は、カットオフラインと呼ばれ、その高さは対向車への配慮等から、中央部よりも対向車側が自車側に比べてやや低く設定されている。そのため、本実施形態の発光装置を用いた自動車用前照灯はカットオフラインを形成でき、従来の自動車用前照灯と同等の安全性を確保できる。
本実施形態の発光装置を用いて上記自動車用前照灯等の照明装置を形成するには、図１７に示すように、本実施形態の発光装置とレンズ９１とを組み合わせて用いればよい。
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（発光装置の作製）
本発明の実施例として、図１Ａ，Ｂに示す発光装置を準備した。発光素子１２には、ｎ−ＧａＮ基板を用いたＧａＮ系ＬＥＤチップ（厚み：０．１ｍｍ、０．３５ｍｍ角）を使用した。発光素子１２を封止する封止樹脂部１３にはシリコーン樹脂を使用した。配光制御リフレクター１４としては、Ｙ2＝２０Ｘとなる放物線を図１Ｂに示すＸ軸を中心に１８０度回転させた略回転放物体の一部からなるものを使用し、その内面の構成材料にはＡｇを使用した。また、上記略回転放物体の頂部Ｐから開口部Ｑまでの長さＭは、４ｃｍとした。そして、基台１１の一主面１１ａの垂線Ｎと上記略回転放物体の軸Ｘとがなす角度（傾斜角）αとして、０度、３０度、４５度及び６０度のものを実施例として作製した。また、比較例として、上記傾斜角αが９０度であること以外は、上記実施例と同様の発光装置を準備した。
（放射角の測定方法）
作製した発光装置の配光性を評価するために、出射光の放射角の測定を行った。測定方法について図１８を参照して説明する。図１８は、発光装置の放射角の測定方法を説明するための模式図である。発光装置１を発光させた状態で、ディテクター１１０（本体：大塚電子製瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ−３０００）を用いて発光装置１を中心とする半径１ｍの半円（図１８における破線）上を通過する出射光の強度を測定した。そして、発光装置１の光軸Ｙと上記半円とが交わる点上の出射光強度を１００％としたときに、出射光強度が５０％となる点Ｚにおける放射角θを図１９にプロットした。
図１９に示すように、本発明の実施例によれば、比較例に対し放射角θを絞ることができた。よって、本発明によれば、配光制御が容易となることが分かった。
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、上記以外の形態としても実施が可能である。本出願に開示された実施形態は一例であって、これらに限定はされない。本発明の範囲は、上述の明細書の記載よりも、添付されている請求の範囲の記載を優先して解釈され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更は、請求の範囲に含まれるものである。
本発明の発光装置は、例えば、一般照明、演出照明（スポット光、サイン灯等）、自動車用照明（特に前照灯）等に使用される照明装置や、ディスプレイ、プロジェクタ等に使用される表示装置等に有用である。また、小型、薄型化が求められるセンサー用光源としても有用である。
１ 発光装置
１０ 基板
１１ 基台
１１ａ 一主面
１２ 発光素子
１３ 封止樹脂部
１４ 配光制御リフレクター
１４ａ 略回転放物面

Claims (11)

  1. 基台と、前記基台の一主面上に配置された発光部を含む光源部と、前記光源部を囲って配置された配光制御リフレクターとを含む発光装置であって、
    前記配光制御リフレクターは、略回転放物体の少なくとも一部であり、かつ、その内面を構成する略回転放物面が前記光源部から発せられた光を集光するための光反射面であり、
    前記光源部の光出射部は、前記略回転放物面の略焦点の位置に配置されており、
    前記光源部の光軸は、前記略回転放物体の軸と直交する方向に対し、前記略回転放物体の頂部側へ傾斜していることを特徴とする発光装置。
  2. 前記発光部は、発光素子を含む請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記発光部は、前記発光素子を覆う透光性材料を更に含む請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記発光部は、前記発光素子を覆う蛍光体部を更に含む請求項２に記載の発光装置。
  5. 前記基台の前記一主面の垂線が、前記略回転放物体の軸と直交する方向に対し、前記略回転放物体の頂部側へ傾斜している請求項１に記載の発光装置。
  6. 前記発光部の光軸が、前記略回転放物体の軸と直交する方向に対し、前記略回転放物体の頂部側へ傾斜している請求項１に記載の発光装置。
  7. 前記発光部は、光路変換部を更に含み、前記発光部の光軸が、前記略回転放物体の軸と直交する方向に対し、前記略回転放物体の頂部側へ傾斜している請求項１に記載の発光装置。
  8. 前記光源部は、光路変換部を更に含む請求項１に記載の発光装置。
  9. 前記配光制御リフレクターは、前記略回転放物体である請求項１〜８のいずれかに記載の発光装置。
  10. 前記配光制御リフレクターの開口部から発せられる光の光路を変換する光路変換部を更に含む請求項１〜９のいずれかに記載の発光装置。
  11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の発光装置を用いたことを特徴とする照明装置。
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