JP2013120646A - 光学部材および発光システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ろうそくの炎を摸した発光状態とすることができる光学部材および発光システムを提供する。
【解決手段】光学部材５は、ＬＥＤパッケージ３に近接して設置されＬＥＤパッケージ３が発した光を通過させて外方に放射する。光学部材５は、頂点５ｅ、外周が円形に形成された底部５ｄ、および頂点５ｅと底部５ｄの外周とを結ぶ曲面による側面５ｆを有してろうそくの炎の形を摸した外形形状に成形されている。光学部材５の本体部５ａは、頂点５ｅを含み、底部５ｄより上方に、ＬＥＤパッケージ３が発した光を散乱させる散乱部５ｇを含む。また、光学部材５は、ＬＥＤパッケージ３が発した光が入射する入射部５ｃを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ろうそくの炎を摸した光学部材および当該光学部材を含む発光システムに関する。
寝室の照明や灯明に広くろうそくが用いられてきた。ろうそくの炎は発する光によって独特な雰囲気を醸し出す。しかし近年、長時間継続して光を発させること等を目的として、ろうそくに代えてろうそくの炎を摸した照明器具が用いられている。
特許文献１には、灯明に用いられる電子ろうそくが記載されている。特許文献１に記載されている電子ろうそくは、ろうそくの炎に相当する箇所に、透光性材料から成り内部に発光体を格納した炎部を有している。炎部の外形形状は、ろうそくの炎の外形形状を摸している。
特許文献２には、炎形ケースの内部に収納された発光体が点灯すると本物の炎が灯ったように見せるために、ろうそくの炎の外形形状を摸した外形形状の炎形ケースを有する電子ろうそくが記載されている。そして、特許文献２には、電子ろうそくの炎形ケースの表面に、マット調にするなどの光散乱処理を施すことが好ましいことが記載されている。
特許文献３には、ランプの外装であるランプケースの内部に、光拡散カバーを設置して光むらの発生を抑制したランプが記載されている。
特開２０１１−２９１２８号公報 実用新案登録第３１３６３５８号公報 特開２０００−２５１５１３号公報
特許文献１に記載されている電子ろうそくは、発光体のカバーをろうそくの炎の外形形状を摸した外形形状に成形している。しかし、発明者らの実験によれば、単にろうそくの炎の外形形状を摸して発光体のカバーを成形しても、発光体が発した光がカバーの先端の周囲に集中してしまったりして、ろうそくの炎の発光状態とは大きく異なる発光状態になってしまう。
また、ろうそくの炎は、炎の領域毎に発光状態が異なるので、特許文献２に記載されている炎形ケースのように表面に単に光散乱処理を施しても、特許文献１に記載されている電子ろうそくの炎形ケースのように、ろうそくの炎の発光状態とは大きく異なる発光状態になってしまう。
特許文献３に記載されているランプは、光拡散カバーにサンドブラストが施されることが例示されている。しかし、単に光拡散カバーの全体にサンドブラストを施して光拡散カバーが発光体が発した光を拡散しても、特許文献１に記載されている電子ろうそくのように、当該ランプの発光状態は、ランプケースによってろうそくの炎の発光状態とは大きく異なってしまう。
そこで、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、ろうそくの炎を摸した発光状態とすることができる光学部材および発光システムを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の光学部材は、ＬＥＤパッケージに近接して設置され、ＬＥＤパッケージが発した光を通過させて外方に放射する光学部材であって、頂点、外周が円形に形成された底部、および頂点と底部の外周とを結ぶ曲面による側面を有してろうそくの炎の形を摸した外形形状に成形され、頂点を含み、底部より上方となる第１領域に、ＬＥＤパッケージが発した光を散乱させる散乱部を含む本体部と、ＬＥＤパッケージが発した光が入射する入射部とを備えたことを特徴とする。
底部の外周は、真円状をなし、頂点は、底部の中心を通って底部に直交する中心軸線上にあり、本体部の中心軸線を含む断面の形状は、中心軸線を中心として線対称であるように構成されていてもよい。
本体部の側面は、曲率が連続的に変化する曲面によって成ることが好ましい。そのような構成によれば、よりろうそくの炎の形を摸した外形形状の光学部材を実現することができる。
入射部の側面は、本体部の側面との接合部分において曲率が連続的に変化するように構成されていてもよい。
光学部材において、頂点と底部との間に、底部の中心から頂点を通る直線に直交する面に沿う断面の面積が底部の面積よりも広い領域である幅広部が形成されていることが好ましい。そのような構成によれば、さらにろうそくの炎の形を摸した外形形状の光学部材を実現することができる。
入射部は、ＬＥＤパッケージを格納するために下端面から頂点に向けて形成された凹部を有し、凹部の天面の中心およびＬＥＤパッケージの発光面の中心が、底部の中心を通って底部に直交する中心軸線上にあることが好ましい。そのような構成によれば、ＬＥＤパッケージが発した光が天面の全面に亘って一様に入射し、より均一な強度で外方に光を放射することができる。
散乱部は、ＬＥＤパッケージが発した光を外方に放射するときに光を散乱するように、表面に処理がなされていることが好ましい。そのような構成によれば、ＬＥＤパッケージが発した光が頂点の周囲に集中したり、当該頂点の周囲から側方に光が放射されてしまったりして、ろうそくの炎の発光状態とは大きく異なる発光状態となることを防ぎ、ろうそくの炎の発光状態を摸した発光状態とすることができる。
散乱部は、第１領域のうち少なくとも頂点よりも下方となる第２領域において、頂点に近づくほど強く光を散乱するように、表面に処理がなされていることが好ましい。そのような構成によれば、第２領域において、頂点に近いほど光が強く放射され、徐々に光の強さが変化するので、よりろうそくの炎の発光状態を摸した発光状態とすることができる。
散乱部は、第１領域のうち少なくとも頂点よりも下方となる第２領域において、頂点に近づくほど粗面度の値が連続的に大きくなるように、表面に処理がなされていることが好ましい。そのような構成によれば、第２領域において、頂点に近いほど光が強く放射され、徐々に光の強さが変化するので、よりろうそくの炎の発光状態を摸した発光状態とすることができる。
本体部は、底部の中心から頂点を通る直線上において頂点から底部とは逆方向に離間した位置から底部方向にサンドブラストによって処理がなされていてもよい。
散乱部は、ＬＥＤパッケージが発した光を外方に放射するときに光を散乱するように、散乱材が含有されて形成されていてもよい。
散乱部は、第１領域のうち少なくとも頂点よりも下方となる第２領域において、頂点に近づくほど強く光を散乱するように、光を散乱させる散乱材が含有されて形成されていることが好ましい。そのような構成によれば、第２領域において、頂点に近いほど光が強く放射され、徐々に光の強さが変化するので、よりろうそくの炎の発光状態を摸した発光状態とすることができる。
散乱部は、第１領域のうち少なくとも頂点よりも下方となる第２領域において、頂点に近づくほど散乱材の含有率が連続的に大きくなるように形成されていることが好ましい。そのような構成によれば、第２領域において、頂点に近いほど光が強く放射され、徐々に光の強さが変化するので、よりろうそくの炎の発光状態を摸した発光状態とすることができる。
本体部は、中実に形成されていてもよい。
本発明による発光システムは、以上に述べたような光学部材と、ＬＥＤパッケージとを備え、光学部材は、ＬＥＤパッケージが発した光が通過する位置に設置されていることを特徴とする。
ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップと蛍光部材とを備えていてもよい。
ＬＥＤチップは、ピーク波長が３８０ｎｍ以上であって４２０ｎｍ以下である光を発するように構成されていてもよい。そのような構成によれば、当該ＬＥＤチップが発した光と当該光に基づいて蛍光部材が発した蛍光との合成光の相関色温度を、ろうそくの炎が発する光の相関色温度に近づけることができる。
光学部材の本体部は、ＬＥＤパッケージによって放射された紫外線の通過を所定の割合で遮ることが好ましい。そのような構成によれば、ＬＥＤチップが発した紫外線領域の波長以下の波長の光の外方への放射を防ぐことができる。また、紫外線による光学部材の劣化を防ぐことができる。
ＬＥＤパッケージは、相関色温度が１４００Ｋ以上であって２５００Ｋ以下の光を発することが好ましい。そのような構成によれば、ろうそくの炎が発する光の相関色温度と同程度の相関色温度の光を発し、ろうそくの炎が発する光を摸した光を発することができる。
ＬＥＤパッケージは、黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖの値が−０．０２以上であって０．０２以下である光を発することが好ましい。
ＬＥＤチップに流れる電流量を制御する電流制御部を含むように構成されていてもよい。そのような構成によれば、電流制御部が電流量を制御してＬＥＤチップの発光強度を変化させ、ろうそくの炎を摸して発光強度を変化させることが可能になる。
本発明の光学部材および発光システムによれば、ＬＥＤパッケージが発した光を、ろうそくの炎を摸した発光状態とすることができる。
本発明の実施形態の発光システムの構成例を示す概略側面図である。 本発明の実施形態の発光システムの構成例を示す上面図である。 光学部材の構成例を示す概略側面図である。 光学部材の構成例を示す概略底面図である。 図４におけるV−V線に沿う断面図である。 散乱処理がなされた光学部材の配光特性を示すグラフである。 光学部材を外部躯体の上面に取り付ける第１の方法を示す説明図である。 外部躯体の構成例を示す概略上面図である。 光学部材を外部躯体の上面に取り付ける第１の方法の変形例を示す説明図である。 光学部材を外部躯体の上面に取り付ける第２の方法を示す説明図である。 光学部材を外部躯体の上面に取り付ける第３の方法を示す説明図である。 ＬＥＤパッケージの構成例を示す概略断面図である。 ＬＥＤチップを含む電気回路構成を示す説明図である。 本体部の変形例を示す概略側面図である。
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。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、その要旨から逸脱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、本実施形態の説明に用いる図面は、いずれも本発明による発光システム１などの特性を模式的に示すものであって、理解を深めるべく、必要に応じて部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っている場合がある。更に、用いられている様々な数値は、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。
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態の発光システム１の構成例を示す概略側面図である。図２は、発光システム１の構成例を示す上面図である。図１に示すように、発光システム１は、光を発するＬＥＤパッケージ３と当該ＬＥＤパッケージが発した光が透過する光学部材５とを含む。発光システム１は、例えば、外部躯体７の上面７ａに設置される。なお、図１において、ＬＥＤパッケージ３は、実装位置に概略断面が点線で示されている。
図３は、光学部材５の構成例を示す概略側面図である。図１および図３に示すように、光学部材５の外形形状は、ろうそくの炎の外形形状を摸している。図４は、光学部材５の構成例を示す概略底面図である。図５は、光学部材５の構成例を示す概略断面図である。図５には、図４に示すV−V線に沿う断面が示されている。図４および図５に示すように、光学部材５の底面５ｍには、ＬＥＤパッケージ３を格納するための凹部５ｔが設けられている。
ＬＥＤパッケージ３は、外部躯体７の上面７ａに設置される。光学部材５は、凹部５ｔがＬＥＤパッケージ３を包容して格納するように、外部躯体７の上面７ａに設置される。そして、ＬＥＤパッケージ３が発した光は、光学部材５の凹部５ｔから入射して当該光学部材５の外方に放射される。
外部躯体７は、例えば、ＬＥＤパッケージ３がリフローで表面実装される一方の面に、当該ＬＥＤパッケージ３（より具体的には、ＬＥＤチップ３ｂ）を駆動するための電気回路を構成するための回路パターンが形成されている片面アルミプリント配線板である。そして、後述する図１１に示すように、外部躯体７における上面７ａの反対側の面である下面７ｊには、例えば、放熱シート７ｋが貼付されている。外部躯体７は、例えば、当該放熱シート７ｋを介して、発光システム１が適用される照明器具本体において放熱機能を有する放熱部材７ｍに熱的に接続されて固定される。
なお、光学部材５を外部躯体７に取り付けるための構成は図１において省略し、光学部材５を外部躯体７に取り付ける方法については後述する。
（光学部材）
光学部材５は、例えば、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂や硝子、ポリカーボネート等の透明な素材によって成る。なお、光学部材５に用いられる素材は、光の屈折率が２．０以下であることが好ましく、１．５〜１．６であることがより好ましい。光学部材５に用いられるポリメタクリル酸メチル樹脂の例として、三菱レーヨン社製のアクリペット（登録商標）ＶＨ０００やＶＨ００１がある。なお、シリコーンは光の屈折率が１．４程度であるので、後述する光学部材５の形状に成形可能であれば、光学部材５にシリコーンが用いられてもよい。なお、前述した素材は、例えば、射出成形や切削によって、内部が中空でなく中実に、後述する光学部材５の外形形状に成形される。
光学部材５は、紫外線の通過を所定の割合で遮る機能を有する素材によって成ることが好ましい。光学部材５がそのような機能を有することによって、ＬＥＤチップ３ｂが発した紫外線領域の波長（例えば、４００ｎｍ）以下の波長の光の外方への放射を防ぐことができる。また、紫外線による光学部材５の劣化を防ぐことができる。
図３に示すように光学部材５には、ろうそくの炎の外形形状を摸した本体部５ａ、外部躯体７に設置するための取付部５ｂ、および本体部５ａの下側に位置し、ＬＥＤパッケージ３が発した光が入射する入射部５ｃが形成されている。なお、図３および図４において、本体部５ａ、取付部５ｂおよび入射部５ｃの境界は点線で示されている。
図４に示すように、光学部材５の本体部５ａの下端部分である底部５ｄの外周は真円状ないし楕円状等の円形に形成されている。底部５ｄの外周によってなる円形の長径と短径との比は、具体的には、長径：短径＝２：１〜１：１であることが好ましく、長径：短径＝１．５：１〜１：１であることがより好ましく、中でも長径：短径＝１．２：１〜１：１であることが特に好ましい。なお、本実施形態では、本体部５ａとＬＥＤパッケージ３が発した光が入射する入射部５ｃとがそれぞれ設けられているが、例えば、底部５ｄによって本体部５ａの底面が形成され、底部５ｄによって、ＬＥＤパッケージ３が発した光が入射する入射部が実現されてもよい。つまり、本体部５ａが、ＬＥＤパッケージ３が発した光が入射する機能を有する入射部を含むように構成され、光学部材５がそのような本体部５ａのみからなるように構成されていてもよい。
図３に示すように、底部５ｄの外周と本体部５ａの頂点５ｅとは曲面である側面５ｆで結ばれている。また、図３に示すように、光学部材５の本体部５ａおよび入射部５ｃは、円形の底部５ｄの中心を通って、底部５ｄの外周を結ぶ平面に直交する直線である中心軸線５Ｌに対して線対称な外形形状である。図２に示すように頂点５ｅは光学部材５の中心に位置しており、中心軸線５Ｌは、頂点５ｅを通過する。
図３に示すように、光学部材５の本体部５ａは、側面５ｆが、頂点５ｅから底部５ｄの外周に亘って曲率が連続的に変化するように形成されている。従って、光学部材５の本体部５ａの底部５ｄに沿う断面積、すなわち中心軸線５Ｌに直交する面に沿う断面の面積である断面積は、頂点５ｅからの距離に応じて連続的に変化する。そして、本体部５ａは、当該断面積の変化の過程において、底部５ｄの面積よりも広い断面積の領域である幅広部５ｋを有する中太な外形形状に形成されている。本体部５ａが幅広部５ｋを有する中太な外形形状に形成することにより、光学部材５の外形形状をろうそくの炎の外形形状に摸した形状にすることができる。なお、本体部５ａの側面５ｆと入射部５ｃの側面５ｖとの接合部分においても、曲率が連続的に変化するように形成されていてもよい。
ここで、ろうそくの炎の形を摸した外形形状とは、本体部５ａが、例えば円錐のように、断面積が頂点５ｅに近づくにつれて狭くなっていく形状や、本実施形態のように幅広部５ｋを有する場合には当該幅広部５ｋを含み、当該幅広部５ｋよりも上の範囲が、例えば円錐のように、頂点５ｅに近づくにつれて狭くなっていく形状をいう。ろうそくの炎の形を摸したそのような外形形状において、円錐における母線に相当し、側面５ｆに沿って頂点５ｅと底部５ｄの外周とを結ぶ線、または側面５ｆに沿って頂点５ｅと幅広部５ｋの外周とを結ぶ線は、厳密な意味での円錐と同様に直線であってもよいし、図３や後述する図１４に示すように曲線であってもよい。そして、光学部材５において、ろうそくの炎の形を摸した外形形状に成形されている部分が本体部５ａである。
底部５ｄは、当該本体部５ａの下端部分である。光学部材５において、入射部５ｃは本体部５ａの下方に位置する。従って、光学部材５において底部５ｄは、入射部５ｃの上方に位置し、底部５ｄの下端の一部が入射部５ｃの後述する天面５ｎを形成するように構成されていてもよい。なお、本実施形態の側面５ｆは、頂点５ｅから底部５ｄの外周に亘って曲率が連続的に変化するように形成され、かつ、本体部５ａに幅広部５ｋが含まれているので、本実施形態の本体部５ａの形状は円錐とは異なるが、本体部５ａの形状は円錐状であってもよい。また、本体部５ａの形状が円錐状である場合、それは厳密な意味での円錐である必要はない。つまり、円錐における母線に相当し、側面５ｆに沿って頂点５ｅと底部５ｄの外周とを結ぶ線が、直線であってもよいし曲線（図３や図１４参照）であってもよい。すなわち、本体部５ａを展開した場合に、側面５ｆが平面であってもよいし、曲面であってもよい。
側面５ｆにおいて、光を外方に放射するときに当該光を散乱するように処理がなされた散乱部５ｇと、当該処理がなされていない非散乱部５ｈとが設けられている。散乱部５ｇは、頂点５ｅから所定の範囲内に設けられ、ＬＥＤパッケージ３が発して、入射部５ｃに入射した光を散乱させて外方に放射する。なお、散乱部５ｇは、光学部材５の外面のうち、底面５ｍから頂点５ｅまでの高さｈに対して、上側（１／５）ｈ〜（４／５）ｈの間の範囲に設けられている。図３において、散乱部５ｇと非散乱部５ｈとの境界は破線で示されている。
なお、光を外方に放射するときに当該光を散乱するようになされる処理とは、例えば、表面に凹凸を形成させる粗面処理および梨地処理や、光散乱効果を有する散乱材を光学部材５内に含ませる処理等である。以下、光を散乱するようになされる処理を総称して散乱処理という。光学部材５の本体部５ａに散乱部５ｇを設けるために表面になされる粗面処理の例として、やすりがけで表面に複数の微細な凹部を設ける処理や、表面に複数の微細な凹部を設けるサンドブラストがある。例えば、底部５ｄの中心から頂点５ｅを通る中心軸線５Ｌ上において当該頂点５ｅから底部５ｄとは逆方向に離間した位置から当該底部５ｄの方向にサンドブラストを行うことによって、光学部材５の本体部５ａに散乱部５ｇを設けることができる。
なお、前述したように、本体部５ａは、幅広部５ｋを有する中太な外形形状に形成されているので、サンドブラストによって、散乱部５ｇとともに非散乱部５ｈを容易に設けることができる。なぜなら、本体部５ａにおいて最も太い部分よりも底部５ｄに近い範囲には研磨剤が当たらず、サンドブラストによる粗面処理が行われないからである。光学部材５の製造過程において、例えば、非散乱部５ｈに相当する領域に樹脂製のテープを貼付して研磨剤が当たることを防いて、非散乱部５ｈを設けるようにしてもよい。
散乱部５ｇは、光を散乱する度合いが一定であるように散乱処理がなされた上部領域５ｉと、頂点５ｅからの距離に応じて光を散乱する度合いが異なるように散乱処理がなされた下部領域５ｊとを含む。上部領域５ｉは、下部領域５ｊよりも頂点５ｅに近い領域である。換言すれば、下部領域５ｊは、上部領域５ｉよりも頂点５ｅに遠い領域である。図３において、上部領域５ｉと下部領域５ｊとの境界は一点鎖線で示されている。なお、本発明の第１領域は上部領域（つまり、光を散乱する度合いが一定であるように散乱処理がなされた領域）５ｉと下部領域（つまり、頂点５ｅからの距離に応じて光を散乱する度合いが異なるように散乱処理がなされた領域）５ｊとを合わせた領域に相当し、本発明の第２領域は下部領域５ｊに相当する。なお、第１領域が、上部領域５ｉを含まず、頂点５ｅからの距離に応じて光を散乱する度合いが異なるように散乱処理がなされた領域である下部領域５ｊからなるように構成されていてもよい。
下部領域５ｊは、頂点５ｅからの距離の近さに応じて、頂点５ｅに近づくほど粗面度の値が連続的に大きくなるように、または散乱材の含有率が連続的に大きくなるように、散乱処理がなされている。そのように散乱処理を施すことによって、下部領域５ｊでは、頂点５ｅからの距離に応じて光を散乱する度合いが異なっている。そのような構成によれば、頂点５ｅからの距離の近さに応じて頂点５ｅに近づくほどＬＥＤパッケージ３が発した光が強く外方に放射され、よりろうそくの炎の発光状態を摸した発光状態とすることができる。なお、下部領域５ｊにおいて頂点５ｅに最も近い位置は上部領域５ｉに接する位置であり、光を散乱する度合いは上部領域５ｉにおける度合いと同様である。そのような構成によって、光を散乱する度合いを連続的に変化させ、さらにろうそくの炎の発光状態を摸した発光状態とすることができる。
粗面度の値は、例えば、下部領域５ｊに設ける凹部の数を変化させたり、凹部の深さを変化させたりすることにより変化させることが可能である。なお、前述したように、本体部５ａの側面５ｆは、頂点５ｅから底部５ｄの外周に亘って曲率が連続的に変化しているので、サンドブラストに用いられる研磨剤の射出方向に対する側面５ｆの角度が連続的に変化し、サンドブラストによって粗面度の値を容易に変化させることができる。
また、光学部材５の製造過程において、下部領域５ｊに相当する部分の素材に複数種類のペレットを用い、当該下部領域５ｊにおける位置に応じて当該複数種類のペレットの配合比率を異ならせることにより、下部領域５ｊが光を散乱する度合いを異ならせることが可能である。
図６は、散乱処理がなされた光学部材５の配光特性を示すグラフである。図６には、散乱処理がなされた光学部材５の配光特性が実線で示されている。また、散乱処理がなされていない光学部材の配光特性が破線で示されている。なお、散乱処理がなされた光学部材５から放射された全光束は２０．２［ｌｍ］である。また、散乱処理がなされていない光学部材から放射された全光束は２１．７［ｌｍ］である。
図６に示すグラフにおいて、角度θは、中心軸線５Ｌに対する角度である。従って、角度０°の光度Ｉは、光学部材５の中心軸線５Ｌ上において頂点５ｅから底部５ｄとは逆方向に離間する方向（以下、上方向ともいう）の光度である。図６に示すように、散乱処理がなされている場合に、光は、上方向を中心とする７０°程度の範囲に５［ｃｄ］程度の略一様な強さで放射されている。それに対して、散乱処理がなされていない場合に、光は、頂点５ｅから中心軸線５Ｌに沿って離間した方向には２［ｃｄ］程度と強く放射されず、中心軸線５Ｌに対する角度が３０〜４０°程度の側方には１０［ｃｄ］程度と極めて強く放射されている。つまり、散乱処理がなされていない場合には、ＬＥＤパッケージ３が発した光が頂点５ｅの周囲（具体的には、頂点５ｅを除く当該頂点５ｅの周辺の領域）に集中し、さらに当該頂点５ｅの周囲から側方に光が放射されてろうそくの炎とは相違した配光特性になる。本実施形態の光学部材５は、散乱処理がなされた散乱部５ｇを有するので、ろうそくの炎とは相違した配光特性になることを防ぐことができる。
図５に示すように、光学部材５の底面５ｍの中央部を構成する入射部５ｃには、ＬＥＤパッケージ３を格納するための凹部５ｔが設けられている。凹部５ｔは、天面５ｎを有する。従って、光学部材５を外部躯体７に装着した場合、ＬＥＤパッケージ３は、天面５ｎを有する入射部５ｃの凹部５ｔによって覆われている。天面５ｎは平面状であることが望ましいが、凸形状や凹形状であってもよい。ＬＥＤパッケージ３が発した光が天面５ｎの全面に亘って一様に入射し、底面５ｍに平行な面および中心軸線に沿う面においてより均一な強度で外方に光を放射するために、天面５ｎの中心およびＬＥＤパッケージ３の発光面（具体的には、例えば、ＬＥＤパッケージ３の上面３ａにおいて蛍光部材３ｃが充填されている領域）の中心は、いずれも中心軸線５Ｌ上に位置するように構成されている。
そして、入射部５ｃは、ＬＥＤパッケージ３を格納するために、例えば、底面５ｍから天面５ｎまでの距離である凹部５ｔの高さが当該ＬＥＤパッケージ３の高さよりも高いように構成されている。なお、ＬＥＤパッケージ３が発した光がより効率よく入射するために、ＬＥＤパッケージ３の上面３ａと天面５ｎとの距離が短くなるように、光学部材５とＬＥＤパッケージ３とが外部躯体７に設置されることが好ましい。しかし、ＬＥＤパッケージ３が発した熱が光学部材５に伝達されることを防ぐために、ＬＥＤパッケージ３の上面３ａと凹部５ｔの天面５ｎとは接しないことが望ましい。すなわち、ＬＥＤパッケージ３の上面３ａと天面５ｎとの距離が、例えば、０．０１〜１ｍｍ程度となるように凹部５ｔの高さが設定されている。
（光学部材の取付方法）
光学部材５は、取付部５ｂが用いられて外部躯体７の上面７ａに取り付けられる。取付部５ｂは、光学部材５の下端に位置する入射部５ｃの周囲に設けられている。図７は、光学部材５を外部躯体７の上面７ａに取り付ける第１の方法を示す説明図である。図８は、外部躯体７の構成例を示す概略上面図である。なお、図８において、ＬＥＤパッケージ３の実装位置は点線で示されている。図７および図８に示すように、外部躯体７の上面７ａにおけるＬＥＤパッケージ３が設置される領域の周囲には、光学部材５の設置位置決定用の複数の凹部７ｂが予め設けられている。また、図７に示す例の光学部材５の取付部５ｂ−１には、図４に示すように、凹部７ｂに嵌め合わされる複数の凸部５ｐが凹部７ｂの配置に対応して予め設けられている。さらに、取付部５ｂ−１には、下面５ｑ１が光学部材５の底面５ｍの一部を構成する裾部５ｑが設けられている。そして、光学部材５は、凸部５ｐが凹部７ｂに嵌め合わされ、裾部５ｑの下面５ｑ１（つまり、光学部材５の底面５ｍ）が外部躯体７の上面７ａに接するように、外部躯体７の上面７ａ上に設置される。このとき、ＬＥＤパッケージ３は外部躯体７の上面７ａ上において、光学部材５の凹部５ｔ内に位置する。
そして、裾部５ｑの上面５ｑ２は、外部躯体７の外装部品である外部筐体７ｃの内壁７ｄと外部躯体７の上面７ａとに挟まれて固定される。なお、外部筐体７ｃは、光学部材５の頂点５ｅから本体部５ａが通過可能な大きさの開口部７ｅを有するものとする。
なお、外部筐体７ｃは、例えば、外部躯体７の外面のうち開口部７ｅ以外の部分を覆う発光システム１の外装部品であり、例えば、外部躯体７に接着剤で固定されている。
光学部材５は、裾部５ｑが外部躯体７と外部筐体７ｃとに挟まれて固定される代わりに、凸部５ｐが凹部７ｂに圧入されて固定されてもよい。また、光学部材５は、凸部５ｐの側面にさらに爪部を設け、凹部７ｂの側面にさらに設けられた凹部に爪部を係止させて固定されてもよい。
図９は、ＬＥＤパッケージ３を外部筐体７ｃの開口部７ｅから遠い位置に配置する場合に、光学部材５を外部躯体７の上面７ａに取り付ける第１の方法の変形例を示す説明図である。図９に示す変形例では、ＬＥＤパッケージ３は、図７に示す例よりも外部筐体７ｃの開口部７ｅからの距離が遠い位置に配置されるように構成される。具体的には、ＬＥＤパッケージ３と外部筐体７ｃの開口部７ｅとの間の設定された距離に応じて、光学部材５の凸部５ｐが外部躯体７の凹部７ｂに一部が嵌入する長さに延長されている。また、外部筐体７ｃの内壁７ｄに、外部躯体７の上面７ａ上に設置された光学部材５の裾部５ｑの上面５ｑ２を当該上面７ａの方向に押しつけた状態で固定するために、光学部材５の凸部５ｐに応じた長さの凸部７ｆが設けられている。
光学部材５の本体部５ａが外部筐体７ｃの内部から開口部７ｅを通過した状態で、光学部材５の裾部５ｑの上面５ｑ２が外部筐体７ｃの内壁７ｄによって外部躯体７の上面７ａの方向に押されると、光学部材５の凸部５ｐの先端が外部躯体７の上面７ａの凹部７ｂに嵌入する。そして、光学部材５の裾部５ｑの上面５ｑ２は、外部筐体７ｃの凸部７ｆの先端が外部躯体７の上面７ａに当接するまで外部筐体７ｃの内壁７ｄによって外部躯体７の上面７ａの方向に押される。光学部材５は、外部筐体７ｃの凸部７ｆの先端が外部躯体７の上面７ａに当接した状態で、裾部５ｑが内壁７ｄと上面７ａとに挟まれて固定される。そして、ＬＥＤパッケージ３と外部筐体７ｃの開口部７ｅからの距離は、図７に示す例よりも凸部７ｆの高さに応じて遠くなる。
なお、そのような構成において、ＬＥＤパッケージ３が発した光を効率よく取り出すために、光学部材５の入射部５ｃの天面５ｎには光学部材５の凸部５ｐの長さに応じた突起である光取り出し部５ｒが設けられる。図９に示す例では、光取り出し部５ｒは、底面５ｓがＬＥＤパッケージ３の上面３ａの近傍に位置する高さの矩形状の突起である。なお、光取り出し部５ｒの底面５ｓとＬＥＤパッケージ３の上面３ａとの間の距離は、前述したように、例えば、０．０１〜１ｍｍ程度となるように光取り出し部５ｒの高さが設定されている。本変形例において、入射部５ｃは、ＬＥＤパッケージ３によって発せられた光が入射する底面５ｓ、および底面５ｓに入射した光を本体部５ａに導く光取り出し部５ｒを含む。
そのような構成によれば、熱を発するＬＥＤパッケージ３を外部筐体７ｃの内部深くに設置して、ＬＥＤパッケージ３が発した熱が外部筐体７ｃの外側に伝達されることを抑制することができる。また、光取り出し部５ｒがＬＥＤパッケージ３によって発せられた光を本体部５ａに導くので、発光システム１の発光効率の低下を抑制することができる。
なお、底面５ｓは、凹形状や凸形状であってもよいが平面状であることが好ましい。また、底面５ｓは、ＬＥＤパッケージ３の上面３ａにおいて少なくとも蛍光部材３ｃが充填されている領域を覆うように形成されていることが好ましい。
図１０は、光学部材５を外部躯体７の上面７ａに取り付ける第２の方法を示す説明図である。図１０に示すように、外部躯体７の上面７ａにおけるＬＥＤパッケージ３が設置される領域の周囲には、光学部材５の固定用の複数の貫通孔７ｆが予め設けられている。また、図１０に示す例の光学部材５の取付部５ｂ−２には、先端部５ｕから貫通孔７ｆに通される複数の凸部５ｐが外部躯体７の貫通孔７ｆの配置に対応して予め設けられている。なお、光学部材５が外部躯体７の上面７ａに取り付けられる前の状態において、本方法に対応する凸部５ｐの長さは外部躯体７の上面７ａを構成する板状体７ｇの厚さよりも十分に長く、本方法に対応する凸部５ｐの太さは貫通孔７ｆを通過可能なように当該貫通孔７ｆの直径よりも細い。
さらに、取付部５ｂ−２には、取付部５ｂ−１と同様に、下面５ｑ１が光学部材５の底面５ｍの一部を構成する裾部５ｑが設けられている。そして、光学部材５は、凸部５ｐが凹部７ｂに嵌め合わされ、裾部５ｑの下面５ｑ１（つまり、光学部材５の底面５ｍ）が上面７ａに接するように、外部躯体７の上面７ａ上に設置される。すると、凸部５ｐの先端部５ｕは、外部躯体７の板状体７ｇの下方に突出する。このとき、ＬＥＤパッケージ３は外部躯体７の上面７ａ上において、光学部材５の凹部５ｔ内に位置する。
そして、外部躯体７の板状体７ｇの下方に突出した凸部５ｐの先端部５ｕは、加熱処理される。先端部５ｕは、十分に熱せられると軟化する。軟化した先端部５ｕは、板状体７ｇの下面７ｈに押しつけられて貫通孔７ｆの開口面積よりも広い断面積を有する形状に変形する。加熱処理が終了して先端部５ｕの温度が低下すると、先端部５ｕは下面７ｈに接する位置に変形後の形状で硬化する。従って、取付部５ｂ−２の凸部５ｐの先端部５ｕは貫通孔７ｆを再度通過することができなくなって固定される。つまり、凸部５ｐは板状体７ｇから抜けなくなって固定されるのである。よって、光学部材５は外部躯体７の上面７ａに固定される。
図１１は、光学部材５を外部躯体７の上面７ａに取り付ける第３の方法を示す説明図である。図１１に示すように、図１０に基づいて前述した第２の方法と同様に、外部躯体７の上面７ａにおけるＬＥＤパッケージ３が設置される領域の周囲には、光学部材５の固定用の複数の貫通孔７ｆが予め設けられている。また、図１１に示す例の光学部材５の取付部５ｂ−３には、取付部５ｂ−１および取付部５ｂ−２と同様に、下面５ｑ１が光学部材５の底面５ｍの一部を構成する裾部５ｑが設けられている。取付部５ｂ−３の裾部５ｑには、外部躯体７の上面７ａに設けられた複数の貫通孔７ｆに応じた大きさおよび位置に、複数の貫通孔５ｑ３が設けられている。
光学部材５は、裾部５ｑに設けられた複数の貫通孔５ｑ３による開口部と外部躯体７の上面７ａに設けられた複数の貫通孔７ｆによる開口部とがそれぞれ重なりあうように、上面７ａに載置される。そして、光学部材５の裾部５ｑの上面５ｑ２側から複数の貫通孔５ｑ３をそれぞれ通過したねじ７ｉが、外部躯体７の上面７ａに設けられた複数の貫通孔７ｆにそれぞれ螺入されて、光学部材５が外部躯体７の上面７ａに固定されて設置される。なお、外部躯体７の上面７ａに設けられた貫通孔７ｆは、ねじ７ｉにそれぞれ設けられたねじ山と螺合するようにねじ山が設けられている。そのような構成によって、ねじ７ｉを用いて、光学部材５の裾部５ｑと外部躯体の上面７ａとを締結することができる。また、外部躯体７の板状体７ｇの下方に突出したねじ７ｉの螺棒にナットが螺合されることによって、光学部材５の裾部５ｑと外部躯体の上面７ａとが締結されてもよい。
なお、図１１には、ＬＥＤパッケージ３と放熱部材７ｍとの熱的な接続形態も示されている。図１１に示す例では、外部躯体７の下面７ｊに放熱シート７ｋが貼付されている。つまり、放熱シート７ｋの一方の面は、外部躯体７の下面７ｊに貼付されている。そして、放熱シート７ｋの他方の面は、放熱機能を有する放熱部材７ｍに密着されている。従って、ＬＥＤパッケージ３と放熱部材７ｍとは、外部躯体７および放熱シート７ｋを介して放熱部材７ｍに熱的に接続されている。よって、ＬＥＤパッケージ３が光とともに発した熱は放熱部材７ｍに伝達されて放散されるので、ＬＥＤパッケージ３の温度上昇を良好に抑制することができる。
（ＬＥＤパッケージ）
図１２は、ＬＥＤパッケージ３の構成例を示す概略断面図である。図１２に示すように、ＬＥＤパッケージ３は、光を発するＬＥＤチップ３ｂと、当該ＬＥＤチップ３ｂが発した光によって励起された蛍光を発する蛍光体を含む蛍光部材３ｃと、基板３ｄとを含む。そして、ＬＥＤパッケージ３は、上面３ａが光学部材５の凹部５ｔの天面５ｎに対向するように、外部筐体７の上面７ａに設置される。
ＬＥＤパッケージ３の基板（またはパッケージ体）３ｄの表面には、ＬＥＤチップ３ｂに電力を供給するために陽極用の配線パターン３ｇ１および陰極用の配線パターン３ｇ２が形成され、ＬＥＤパッケージ３の基板３ｄの裏面には、当該配線パターン３ｇ１，３ｇ２にそれぞれスルーホール３ｈ１，３ｈ２を介して電気的に接続された電気接続端子３ｉ１，３ｉ２が形成されている。そして、例えばプリント配線板である外部躯体７に形成されている電気回路とＬＥＤパッケージ３の電気接続端子３ｉ１，３ｉ２とは、半田３ｊ１，３ｊ２を介して接続されている。また、ＬＥＤパッケージ３の基板３ｄの表面に形成された配線パターン３ｇ１，３ｇ２とＬＥＤチップ３ｂとは、例えば、金線３ｋ１，３ｋ２または金による電気接続用の突起部である金バンプで接続されている。図１２に示す例では、ＬＥＤパッケージ３の基板３ｄの表面に形成された配線パターン３ｇ１，３ｇ２とＬＥＤチップ３ｂとは、金線３ｋ１，３ｋ２で接続されている。なお、ＬＥＤチップ３ｂと外部躯体７に形成されている電気回路とは他の方法で電気的に接続されていてもよい。
図１２に示すように、基板３ｄには底面３ｅを有するすり鉢状の凹部（またはリフレクタ）３ｆが形成されている。そして、底面３ｅにはＬＥＤチップ３ｂが設置される。また、凹部３ｆには蛍光部材３ｃが保持されて、底面３ｅに設置されたＬＥＤチップ３ｂを覆う。
なお、本実施形態のＬＥＤチップ３ｂはフェースアップ実装されて、裏面が基板３ｄの底面３ｅにダイボンド剤３ｋで接着されている。また、ＬＥＤパッケージ３裏面は、例えば、半田３ｊ１，３ｊ２で例えばプリント配線板である外部躯体７の上面７ａに接着される。
（ＬＥＤチップ）
ＬＥＤチップ３ｂには、３６０〜４９０ｎｍの光を発する半導体発光素子が用いられることが好ましい。なお、そのような半導体発光素子として、例えば、青色発光ダイオード素子と紫色発光ダイオード素子とがある。半導体発光素子は、窒素ガリウム系、酸化亜鉛系または炭化ケイ素系の半導体で形成されたｐｎ接合形の発光部を有する発光ダイオード素子であることが好ましい。
ＬＥＤチップ３ｂの発光ピーク波長が、３８０〜４２０ｎｍとなるように構成されていることがさらに好ましい。ＬＥＤチップ３ｂの発光ピーク波長が３８０ｎｍ以上であることが好ましい理由は、蛍光部材３ｃに含まれる蛍光体の励起波長（励起光の波長）と蛍光体発光波長との差異が大きいことに起因して、ストークスシフトによるエネルギ損失が大きくなり、ＬＥＤパッケージ３（より具体的には蛍光部材３ｃ）の発光効率が低下するからである。
ＬＥＤチップ３ｂの発光ピーク波長が４２０ｎｍ以下であることが好ましい理由、つまり、ＬＥＤチップ３ｂとして紫色発光ダイオード素子が用いられることが好ましい理由は、青色発光ダイオード素子が用いられた場合には、当該青色発光ダイオード素子が発熱等したことにより発光ピーク波長が変動したときに、青色発光ダイオード素子から発せられた光には青色成分が多く含まれていることに起因して、ＬＥＤパッケージ３が発する可視光の色度や色温度が変化してしまうことがあるからである。それに対して、紫色発光ダイオード素子が用いられた場合には、当該紫色発光ダイオード素子の発光ピーク波長が変動したとしても、ＬＥＤパッケージ３が発する可視光の色度や色温度の変化を抑制することができる。また、ＬＥＤパッケージ３の製造ロットが異なることなどによって当該ＬＥＤパッケージ３の発光ピーク波長が異なることがあるが、紫色発光ダイオード素子を用いた場合には、当該紫色発光ダイオード素子の発光ピーク波長が変動したとしてもＬＥＤパッケージ３が発する可視光の色度や色温度の変化が少ないので、ＬＥＤパッケージ３を製造したときの歩留まりを良好なものとすることができる。
（蛍光部材）
蛍光部材３ｃは、少なくとも、ＬＥＤチップ３ｂが発した光によって励起された蛍光を発する蛍光体と、例えば、シリコーン樹脂からなる充填剤とからなる。なお、蛍光体が含まれる蛍光部材３ｃには、散乱剤またはチキソ材のいずれかが含まれてもよい。蛍光部材２２に蛍光体が含まれる場合に、ＬＥＤパッケージ３が発する光の相関色温度や、ＬＥＤチップ２１が紫色ＬＥＤチップであるのか、または青色ＬＥＤチップであるのか等に応じて、１種類の蛍光体が用いられたり、複数種類の蛍光体が混合されて用いられたりする。
以下に蛍光体の具体例について説明する。なお、これら蛍光体は本実施形態において好適な蛍光体を例示するものであるが、適用可能な蛍光体は以下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、様々な種類の蛍光体を適用することが可能である。
（緑色蛍光体）
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（ＢＳＳ）、（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ（β−サイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12Ｎ2：Ｅｕ（ＢＳＯＮ）、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎが好ましい。
（赤色蛍光体）
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、ＣａＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（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）、Ｍｎ付活ジャーマネートがより好ましい。
（青色蛍光体）
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がさらに好ましく、（Ｓｒ1-xＢａx）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（ｘ＞０）が特に好ましい。
（黄色蛍光体）
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、（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。
なお、蛍光体の形態は、パウダー状であってもよいし、セラミック組織中に蛍光体相を含有する発光セラミックであってもよい。パウダー状の蛍光体は、好ましくは、高分子材料またはガラスからなる透明な固定マトリクス中に蛍光体粒子を分散させて固定化されるか、または適当な部材の表面に電着やその他の方法で蛍光体粒子を層状に堆積させて固定化される。ＬＥＤチップ３ｂによって発せられた光がＬＥＤパッケージ３の外部に放出される場合に、蛍光体は当該光を所定の透過率で透過させている。
（ＬＥＤチップと蛍光体との組み合わせ）
ＬＥＤチップ３ｂが青色発光ダイオード素子である場合に、本実施形態において、蛍光部材３ｃは、少なくとも、緑色蛍光体と赤色蛍光体とを含む。そして、ＬＥＤパッケージ３は、当該ＬＥＤチップから発せられた青色光の一部と、青色光の残りの一部が緑色蛍光体によって波長変換された緑色光と、青色光の更に残部が赤色蛍光体によって波長変換された赤色光とを成分として含み、これらを合成して、所望のｄｕｖの範囲内であり、相関色温度が１４００Ｋ以上であって２５００Ｋ未満である合成光（ろうそく色の光）を発する。ｄｕｖとは、光源の色度点の黒体輻射軌跡曲線からの偏差の値であり、算出方法は、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ：日本工業規格）Ｚ８７２５附属書２の式（８）による。そして、所望のｄｕｖの範囲とは、−０．０２以上であって０．０２以下の範囲をいう。
なお、蛍光部材３ｃに、青色発光ダイオード素子から発せられた青色光の一部を波長変換して黄色光を発する黄色蛍光体が含まれていてもよい。
ＬＥＤチップ３ｂが紫色発光ダイオード素子である場合に、蛍光部材３ｃは、緑色蛍光体と赤色蛍光体と青色蛍光体とを含む。そして、ＬＥＤパッケージ３は、当該ＬＥＤチップ３ｂから発せられた紫外光または紫色光と、紫色発光ダイオード素子である当該ＬＥＤチップ３ｂから発せられた紫外光または紫色光の一部が青色蛍光体によって波長変換された青色光と、紫外光または紫色光の残りの一部が緑色蛍光体によって波長変換された緑色光と、紫外光または紫色光の更に残部が赤色蛍光体によって波長変換された赤色光とを成分として含み、これらを合成して、前述した所望のｄｕｖの範囲内であり、相関色温度が１４００Ｋ以上であって２５００Ｋ以下である合成光を発する。
なお、ＬＥＤパッケージ３は、相関色温度が１６００Ｋ以上であって２１００Ｋ以下である合成光を発することが好ましい。以上に述べた相関色温度は一例であって、ＬＥＤチップ３ｂ、蛍光部材３ｃに含まれる蛍光体の種類、蛍光体の混合比率等の調整により、他の相関色温度の光を発してもよい。なお、蛍光部材３ｃに含まれる蛍光体として、赤色蛍光体のみが含まれていてもよい。
（電流制御部）
図１３は、ＬＥＤチップ３ｂを含む電気回路構成を示す説明図である。前述したように、ＬＥＤチップ３ｂは、電線、ＬＥＤパッケージ３の基板３ｄの表面に形成された配線パターン、および電気接続端子を介して外部躯体７に形成されている電気回路に接続されている。そして、当該電気回路は電流量を制御する電流制御部９を含み、ＬＥＤチップ３ｂを駆動する電力を供給する。電流制御部９は、例えば、ＬＥＤチップ３ｂに流れる電流量を、予め決められたパターンで変化させたり、不規則に変化させたりする。そうすると、ＬＥＤチップ３ｂの発光強度を変化させ、ＬＥＤパッケージ３の発光強度を変化させ、光学部材５の外方に放射される光の強度を変化させることが可能になり、ろうそくの炎のゆらぎに摸した発光状態とすることができる。なお、ＬＥＤチップ３ｂに流れる電流量を変化させる予め決められたパターンとは、例えば、ＬＥＤチップ３ｂの発光強度の変化が、いわゆる１／ｆゆらぎの波形になるように電流量を変化させるパターンである。
なお、電流制御部９がＬＥＤチップ３ｂに流れる電流量を変化させる代わりに、例えば、モータ駆動によって光学部材５を外部躯体７の上面７ａに沿って中心軸線５Ｌを中心に回転させるように構成されていてもよい。さらに、光学部材５の頂点５ｅが、当該回転中に、規則的にまたは不規則に、中心軸線５Ｌから離れるように構成されていてもよい。そのような構成によれば、ろうそくの炎のゆらぎを摸して、光学部材５が放射する各方向の光の強度を変動させることができる。
また、光学部材５が、外部躯体７の上面７ａに、完全には固定されずに外部躯体７から脱落しない程度に支持されて、揺動可能なように保持されていてもよい。この場合、外部から伝達される振動により光学部材５が不規則に揺れ動くことで、ろうそくの炎の揺らぎにより一層似せることができる。
本実施形態によれば、光学部材５の頂点５ｅから所定の範囲内に散乱処理がなされた散乱部５ｇが設けられているので、ＬＥＤパッケージ３ｂが発した光が光学部材５の頂点５ｅの周囲に集中して当該頂点５ｅの周囲から側方に放射されることを防ぎ、ＬＥＤパッケージ３ｂが発した光を当該頂点５ｅの周囲の所定の範囲内に分散させて外方に放射させるので、ろうそくの炎を摸した発光状態とすることができる。
また、散乱部５ｇは、光を散乱する度合いが一定であるように散乱処理がなされた上部領域５ｉと、頂点５ｅからの距離に応じて光を散乱する度合いが異なるように散乱処理がなされた下部領域５ｊとを含むように構成されているので、頂点５ｅからの距離に応じて外方に放射する光の割合を異ならせ、ろうそくの炎の発光状態に摸した発光状態とすることができる。
さらに、光学部材５において頂点５ｅから所定の範囲外である非散乱部５ｈには散乱処理がなされていないので、ＬＥＤパッケージ３が発した光が外方に放射されることを抑制し、根本部分は強い光を発しないろうそくの炎の発光状態に摸した発光状態とすることができる。
また、本実施形態によれば、本体部５ａが幅広部５ｋを有する中太な外形形状に成形されているので、光学部材５をろうそくの炎の外形形状を摸した外形形状にすることができる。さらに、サンドブラストによって散乱処理を行う場合には、幅広部５ｋにおける最も幅広な部分の上方までの範囲には研磨剤が当たり易いので散乱部５ｇが形成され、当該範囲外には研磨剤が当たりづらいので非散乱部５ｈが形成される。つまり、本体部５ａが幅広部５ｋを有しているので、サンドブラストによって容易に散乱部５ｇを形成するとともに、確実に非散乱部５ｈを形成することができる。
（本体部の変形例）
なお、以上に述べた実施形態の光学部材５の本体部５ａは、底部５ｄの面積よりも広い断面積の領域である幅広部５ｋを有する中太な外形形状に形成されている。しかし、本体部５ａは、底部５ｄの面積よりも広い断面積の領域を有しない外形形状であってもよい。つまり、光学部材５の本体部５ａの底部５ｄに沿う断面積が、底部５ｄからの距離に応じて単調減少するような外形形状に形成されていてもよい。
図１４は、そのような変形例の光学部材６の構成例を示す概略側面図である。図１４に示す変形例の光学部材６は、本体部６ａの底部６ｄに沿う断面積が底部６ｄからの距離に応じて単調減少するような外形形状に形成されている。なお、光学部材６は、光学部材５における取付部５ｂおよび入射部５ｃの形状と同様な形状の取付部６ｂおよび入射部６ｃを含む。よって、光学部材６は、光学部材５が設置されていた場合と同様に、入射部６ｃがＬＥＤパッケージ３を格納して外部躯体７の上面７ａに設置される。なお、本体部６ａは、本体部５ａと幅広部５ｋを有しない点で異なるが、他の点は本体部５ａと同様の構成である。具体的には、例えば、本体部５ａと同様に散乱処理がなされている。また、ＬＥＤパッケージ３の構成は、前述した実施形態のＬＥＤパッケージ３と同様な構成である。
本変形例によれば、光学部材６は、本体部６ａの底部６ｄに沿う断面積が底部６ｄからの距離に応じて単調減少するような外形形状にしたので、射出成形によって容易に製造することができる。
１ 発光システム
３ ＬＥＤパッケージ
３ｂ ＬＥＤチップ
３ｃ 蛍光部材
５ 光学部材
５ａ 本体部
５ｂ，５ｂ−１，５ｂ−２，５ｂ−３ 取付部
５ｃ 入射部
５ｄ 底部
５ｅ 頂点
５ｆ，５ｖ 側面
５ｇ 散乱部
５ｈ 非散乱部
５ｉ 上部領域
５ｊ 下部領域
５ｋ 幅広部
５ｎ 天面
５ｔ 凹部
７ 外部躯体
９ 電流制御部

Claims (22)

  1. ＬＥＤパッケージに近接して設置され、前記ＬＥＤパッケージが発した光を通過させて外方に放射する光学部材において、
    頂点、外周が円形に形成された底部、および前記頂点と前記底部の外周とを結ぶ曲面による側面を有してろうそくの炎の形を摸した外形形状に成形され、前記頂点を含み、前記底部より上方となる第１領域に、前記ＬＥＤパッケージが発した光を散乱させる散乱部を含む本体部と、
    前記ＬＥＤパッケージが発した光が入射する入射部とを備えた
    ことを特徴とする光学部材。
  2. 前記底部の外周は、真円状をなし、
    前記頂点は、前記底部の中心を通って前記底部に直交する中心軸線上にあり、
    前記本体部の前記中心軸線を含む断面の形状は、前記中心軸線を中心として線対称である
    ことを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
  3. 前記本体部の前記側面は、曲率が連続的に変化する曲面によって成る
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学部材。
  4. 前記入射部の側面は、前記本体部の側面との接合部分において曲率が連続的に変化する
    ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれかに記載の光学部材。
  5. 前記頂点と前記底部との間に、前記底部の中心から前記頂点を通る直線に直交する面に沿う断面の面積が前記底部の面積よりも広い領域である幅広部が形成されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれかに記載の光学部材。
  6. 前記入射部は、前記ＬＥＤパッケージを格納するために下端面から前記頂点に向けて形成された凹部を有し、
    前記凹部の天面の中心および前記ＬＥＤパッケージの発光面の中心が、前記底部の中心を通って底部に直交する中心軸線上にある
    ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれかに記載の光学部材。
  7. 前記散乱部は、前記ＬＥＤパッケージが発した光を外方に放射するときに前記光を散乱するように、表面に処理がなされている
    ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれかに記載の光学部材。
  8. 前記散乱部は、前記第１領域において、前記頂点に近づくほど強く光を散乱するように、表面に処理がなされている
    ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれかに記載の光学部材。
  9. 前記散乱部は、前記第１領域のうち少なくとも前記頂点よりも下方となる第２領域において、前記頂点に近づくほど強く光を散乱するように、表面に処理がなされている
    ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれかに記載の光学部材。
  10. 前記散乱部は、前記第１領域のうち少なくとも前記頂点よりも下方となる第２領域において、前記頂点に近づくほど粗面度の値が連続的に大きくなるように、表面に処理がなされている
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれかに記載の光学部材。
  11. 前記本体部は、前記底部の中心から前記頂点を通る直線上において前記頂点から前記底部とは逆方向に離間した位置から前記底部方向にサンドブラストによって前記処理がなされている
    ことを特徴とする請求項７から請求項１０のうちいずれかに記載の光学部材。
  12. 前記散乱部は、前記ＬＥＤパッケージが発した光を外方に放射するときに前記光を散乱するように、散乱材が含有されて形成されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれかに記載の光学部材。
  13. 前記散乱部は、前記第１領域のうち少なくとも前記頂点よりも下方となる第２領域において、前記頂点に近づくほど強く光を散乱するように、光を散乱させる散乱材が含有されて形成されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２のうちいずれかに記載の光学部材。
  14. 前記散乱部は、前記第１領域のうち少なくとも前記頂点よりも下方となる第２領域において、前記頂点に近づくほど前記散乱材の含有率が連続的に大きくなるように形成されている
    ことを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の光学部材。
  15. 前記本体部は、中実に形成されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項１４のうちいずれかに記載の光学部材。
  16. 請求項１から請求項１５のうちいずれかに記載の光学部材と、
    前記ＬＥＤパッケージとを備え、
    前記光学部材は、前記ＬＥＤパッケージが発した光が通過する位置に設置されている
    ことを特徴とする発光システム。
  17. 前記ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップと蛍光部材とを備える
    ことを特徴とする請求項１６に記載の発光システム。
  18. 前記ＬＥＤチップは、ピーク波長が３８０ｎｍ以上であって４２０ｎｍ以下である光を発する
    ことを特徴とする請求項１７に記載の発光システム。
  19. 前記光学部材の前記本体部は、前記ＬＥＤパッケージによって放射された紫外線の通過を所定の割合で遮る
    ことを特徴とする請求項１６から請求項１８のうちいずれかに記載の発光システム。
  20. 前記ＬＥＤパッケージは、相関色温度が１４００Ｋ以上であって２５００Ｋ以下の光を発する
    ことを特徴とする請求項１６から請求項１９のうちいずれかに記載の発光システム。
  21. 前記ＬＥＤパッケージは、黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖの値が−０．０２以上であって０．０２以下である光を発する
    ことを特徴とする請求項１６から請求項２０のうちいずれかに記載の発光システム。
  22. 前記ＬＥＤチップに流れる電流量を制御する電流制御部を含む
    ことを特徴とする請求項１６から請求項２１のうちいずれかに記載の発光システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11231149B2 (en) 2019-09-19 2022-01-25 Nichia Corporation Light-emitting device, illumination device, and methods for manufacturing same
JP2022540805A (ja) * 2019-07-03 2022-09-20 極光国際有限公司 Ｌｅｄキャンドルランプ
US11575073B2 (en) 2019-09-19 2023-02-07 Nichia Corporation Light-emitting device including cover and fixing member
JP7471536B1 (ja) 2023-03-31 2024-04-19 三菱電機株式会社 照明装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000251513A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Keijiro Yamaoka 省エネ燈明用ランプ
JP2001291598A (ja) * 2000-04-10 2001-10-19 Kawamura Takashi 電子ローソク
JP2002270013A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 San Electronics Kk 電子キャンドル
JP2005078905A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Nichia Chem Ind Ltd 擬似炎型発光装置及びその製造方法並びに電子炎灯
JP3136358U (ja) * 2007-07-31 2007-10-25 旭電機化成株式会社 電子ロウソク
JP2011176300A (ja) * 2010-01-29 2011-09-08 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体発光装置、発光モジュール、及び照明装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000251513A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Keijiro Yamaoka 省エネ燈明用ランプ
JP2001291598A (ja) * 2000-04-10 2001-10-19 Kawamura Takashi 電子ローソク
JP2002270013A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 San Electronics Kk 電子キャンドル
JP2005078905A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Nichia Chem Ind Ltd 擬似炎型発光装置及びその製造方法並びに電子炎灯
JP3136358U (ja) * 2007-07-31 2007-10-25 旭電機化成株式会社 電子ロウソク
JP2011176300A (ja) * 2010-01-29 2011-09-08 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体発光装置、発光モジュール、及び照明装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022540805A (ja) * 2019-07-03 2022-09-20 極光国際有限公司 Ｌｅｄキャンドルランプ
JP7403737B2 (ja) 2019-07-03 2023-12-25 極光国際有限公司 Ｌｅｄキャンドルランプ
US11231149B2 (en) 2019-09-19 2022-01-25 Nichia Corporation Light-emitting device, illumination device, and methods for manufacturing same
US11575073B2 (en) 2019-09-19 2023-02-07 Nichia Corporation Light-emitting device including cover and fixing member
US11929452B2 (en) 2019-09-19 2024-03-12 Nichia Corporation Method of manufacturing light-emitting device and method of manufacturing illumination device
JP7471536B1 (ja) 2023-03-31 2024-04-19 三菱電機株式会社 照明装置

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