JP2013200963A

JP2013200963A - Semiconductor light source, and lighting device

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Publication number: JP2013200963A
Application number: JP2012067254A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Tsuchiya; 竜二土屋; Tomohiro Mizoguchi; 智宏溝口
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-10-03

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light source capable of lessening an apparent light-emitting area and attaining a light distribution at a wide range, and to provide a lighting device.SOLUTION: A semiconductor light source 1-1 includes an LED element 2a, a wiring board 3 (a control circuit and a mounting board), a base 4, a light guide section 5, and a light-emitting section 6. The LED element 2a emits light. The wiring board 3 controls current supplied to the LED element 2a, and mounts the LED element 2a. The base 4 supplies power to the LED element 2a via the wiring board 3. The light guide section 5 guides the light emitted from the LED element 2a. The light-emitting section 6 includes a scattering material, and emits the light guided with the light guide section 5 to the outside.

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。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor light source and a lighting device.

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）。 Conventionally, LED bulbs using LEDs have been widely used in place of filament light-emitting bulbs having caps. For LED bulbs, a type in which LEDs are arranged on the entire bottom surface of the light emitting unit (hereinafter simply referred to as “bottom LED type”) and a type in which LEDs are disposed on a plurality of surfaces near the center of the light emitting unit (hereinafter simply “multiple” (Referred to as Patent Documents 1 and 2).

特開２０１０−７３３３７号公報JP 2010-733337 A 特開２０１１−９６５９４号公報JP 2011-96594 A

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。 By the way, in the above-mentioned bottom LED type, the light distribution of the LED bulb depends on the directivity angle of the LED, and the luminous intensity in the vertical direction with respect to the LED arrangement surface increases, but the luminous intensity in the horizontal direction decreases. In order to improve this, conventionally, a contrivance has been made to widen the light distribution by means such as changing the shape and material of the diffusion globe that diffuses the light emitted from the LED. In this case, since the diffuse globe is used, the entire globe appears to emit light, and thus it is difficult to reproduce the brightness of the filament light-emitting bulb. Therefore, the bottom LED type is insufficient as a substitute for a filament light-emitting bulb for decorative use. Also, when the bottom LED type is used in combination with an optical system such as a reflector, the entire globe appears to emit light, so the apparent light source area increases and the size is determined according to the light source area. It is difficult to reduce the size of the reflector, and the optical system cannot be used effectively.

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。 On the other hand, the multi-surface LED type reproduces the sparkle of a filament light-emitting bulb because the light distribution is wide even without using a diffusion glove and the entire globe is prevented from appearing to emit light. be able to. However, when a multi-surface LED type is used in combination with an optical system such as a reflector, the apparent light source area is larger than that of a filament light-emitting bulb, and it is difficult to reduce the size of the reflector as with the bottom LED type. In addition, the optical system cannot be used effectively. In addition, in the multi-surface LED type, a plurality of mounting boards for mounting the LED are required, the wiring becomes complicated, and heat dissipation becomes difficult. Therefore, it is not suitable as a light source used for applications that require brightness (luminance). Is appropriate.

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。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light source and an illumination device that have a small apparent light emitting area and can realize a wide range of light distribution.

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。 In order to achieve the above object, a lighting device according to an embodiment includes a semiconductor light emitting element that emits light, a mounting substrate on which the semiconductor light emitting element is mounted, a control circuit that controls a current supplied to the semiconductor light emitting element, A base for supplying power to the semiconductor light emitting element via the control circuit, a light guide part for guiding light emitted from the semiconductor light emitting element, and light guided from the light guide part to emit light to the outside A light emitting unit. The light emitting part includes a scattering material.

実施形態１に係る半導体光源の外観を示す図である。1 is a diagram illustrating an appearance of a semiconductor light source according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る半導体光源の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the semiconductor light source which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る半導体光源の光線軌跡図である。2 is a ray trajectory diagram of the semiconductor light source according to Embodiment 1. FIG. 参考例１の半導体光源の配光分布を示す図である。It is a figure which shows the light distribution of the semiconductor light source of the reference example 1. FIG. 参考例２の半導体光源の配光分布を示す図である。It is a figure which shows the light distribution of the semiconductor light source of the reference example 2. FIG. 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。It is a figure which shows the light distribution of the semiconductor light source which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is a figure which shows an example of the illuminating device using the semiconductor light source which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is a figure which shows an example of the illuminating device using the semiconductor light source which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態２に係る半導体光源の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the semiconductor light source which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係る半導体光源の光線軌跡図である。6 is a ray trajectory diagram of a semiconductor light source according to Embodiment 2. FIG. 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。It is a figure which shows the light distribution of the semiconductor light source which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態３に係る半導体光源の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the semiconductor light source which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態３に係る半導体光源の光線軌跡図である。It is a ray locus figure of the semiconductor light source concerning Embodiment 3. 実施形態４に係る半導体光源の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the semiconductor light source which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施形態４に係る半導体光源の光線軌跡図である。6 is a ray trajectory diagram of a semiconductor light source according to Embodiment 4. FIG. 半導体光源の変形例１を示す図である。It is a figure which shows the modification 1 of a semiconductor light source. 半導体光源の変形例２を示す図である。It is a figure which shows the modification 2 of a semiconductor light source. 半導体光源の変形例３を示す図である。It is a figure which shows the modification 3 of a semiconductor light source.

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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔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。 Embodiment 1
A semiconductor light source according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of a semiconductor light source according to the first embodiment. FIG. 2-1 is a diagram illustrating a configuration example of the semiconductor light source according to the first embodiment. FIG. 2-2 is a ray trajectory diagram of the semiconductor light source according to the first embodiment. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

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。 As shown in FIG. 1, the semiconductor light source 1-1 according to the present embodiment has an appearance similar to that of a filament light-emitting bulb. As shown in FIG. 2A, the semiconductor light source 1-1 includes an LED package 2 having an LED element 2 a, a wiring board 3, a base 4, a light guide unit 5, and a light emitting unit 6. Then, it is comprised including the globe 7 further.

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。 The LED package 2 is for mounting the LED element 2a on the wiring board 3, and is composed of the LED element 2a and the package 2b. The LED element 2a is a semiconductor light emitting element and emits light. The package 2b is a structure provided with functions such as power supply to the LED element 2a, protection of the LED element 2a, and light distribution control of light emission from the LED element 2a. In this embodiment, the light distribution control determines the light emission direction of the light emitted from the LED element 2a and entering the light guide unit 5. The “light emitting direction” here is a rough indication of the traveling direction of light having a certain spread angle. The package 2b is disposed between the LED element 2a and the wiring board 3. Note that the LED is a light emitting diode, and includes an organic EL in a broad sense. Moreover, the light emission direction of the LED element 2a in the LED package 2 is parallel to the axial direction of the light guide part 5, for example.

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。 The wiring board 3 is a mounting board and has a function as a control circuit. The wiring board 3 mounts the LED element 2a via the package 2b and controls the current supplied to the LED element 2a. The wiring board 3 is made of, for example, a metal material having high heat dissipation or an insulating material. The wiring board 3 is mounted with a current limiting resistor 3a that limits the current flowing into the LED element 2a so that the current can be applied to the LED element 2a. The current limiting resistor 3 a is electrically connected to the LED package 2 and the base 4 via a wiring (not shown) of the wiring board 3. That is, the LED element 2a is supplied with power from the outside through the base 4, and the light emission is controlled by the current being limited by the current limiting resistor 3a.

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。 The base 4 is for supplying power to the LED element 2 a via the wiring board 3. In this embodiment, the base 4 is a general base used for power supply of a light bulb. The base 4 is formed in a shape corresponding to the type determined by international standards or domestic standards. For example, in the case of Japanese domestic standards, the wrapping type E12, E27, E26, the insertion type BA9s, BA15, etc. It is formed in the shape corresponding to the kind called.

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。 The light guide unit 5 guides the light emitted from the LED element 2 a to the light emitting unit 6. The light guide 5 is made of a material having high light transmittance such as transparent acrylic resin, glass, polycarbonate, and the like, and includes a light guide body 5a and a holding part 5b.

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。 The light guide body 5a is formed, for example, in a columnar shape (including a substantially columnar shape), and one end in the axial direction faces the LED element 2a, and the other end, that is, the light guide body. The light emitting part 6 is optically connected to the tip side of the part 5a. That is, the light emitted from the LED element 2a is incident from the LED element 2a side which is one end portion of the light guide body portion 5a, and the light emission which is the other end portion while being totally reflected in the light guide body portion 5a. The light enters the light emitting unit 6 from the side of the unit 6.

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。 The holding part 5b holds the wiring board 3 so that the LED element 2a faces one end of the light guide body part 5a. The holding part 5b is formed in a flange shape from one end of the light guide main body part 5a, and is formed so as to protrude in the opposite direction to the direction in which the light guide main body part 5a extends. As described above, the holding unit 5 b holds the wiring substrate 3 so as to surround the wiring substrate 3, thereby suppressing light emitted from the LED element 2 a from leaking outside the light guide unit 5.

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。 Note that at least the holding unit 5 b of the light guide unit 5 is disposed inside the base 4. That is, in the semiconductor light source 1-1, it can suppress that the LED package 2 and the wiring board 3 are visually recognized in the external view of the semiconductor light source 1-1, especially a side view, and suppress that design nature falls. be able to.

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。 The light emitting unit 6 emits the light guided by the light guide unit 5, that is, the light emitted from the LED element 2a to the outside. The light emitting unit 6 is formed in a hemispherical shape having the same diameter as that of the light guide main body 5a (including the case where the error range is substantially the same), for example, using the same material as the material forming the light guide 5 as a base material. . The light emitting unit 6 is disposed at a position protruding from the base 4 in order to prevent light emitted to the outside of the light emitting unit 6 from entering the inside of the base 4. Further, the light emitting unit 6 is formed to include a scattering material. The scattering material is, for example, a spherical particle having a size of about the wavelength of light or more, specifically about 1 μm to 100 μm. It is a material in which scattering is dominant and is contained almost uniformly in the entire light emitting portion 6. In addition, it is preferable that a scattering material is a material with high affinity with a base material. In the present embodiment, the light emitting unit 6 is configured as a separate member from the light guide unit 5, and the light guide unit 5 and the optical unit are arranged so that the bottom surface faces the other end surface of the light guide main body unit 5 a. Connected. Here, “optically connected” means that they are connected with a material having the same or similar refractive index. If there is a material having a higher refractive index than the material forming the light guide unit 5 and the base material of the light emitting unit 6 such as an air layer at the boundary between the light guide unit 5 and the light emitting unit 6, the Fresnel reflection at the interface is large. Thus, a part of the light incident on the light emitting part 6 from the light guide part 5 is reflected at the interface of the light emitting part 6, and as a result, a part of the light emitted from the LED element 2a is not incident on the light emitting part 6. It is not preferable. Therefore, for example, when the material forming the light guide 5 and the base material of the light emitting part 6 are acrylic resin, the light guide part 5 and the light emitting part 6 are bonded by a transparent acrylic adhesive. The optical unit 5 and the light emitting unit 6 are optically connected. In addition, when the base material of the light emission part 6 is a material different from the material which forms the light guide part 5, it is preferable that it is a material with a refractive index close | similar to the material which forms the light guide part 5. FIG.

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。 The globe 7 has the light emitting part 6 disposed therein and has light transparency. The globe 7 is formed of a material having a high light transmittance such as a substantially spherical shape and a transparent acrylic resin, glass, polycarbonate, and the like. The globe 7 closes the opening 4 a of the base 4 by inserting an end 7 a formed on the base 4 side into the base 4. Thereby, in this embodiment, the light emission part 6 is arrange | positioned so that it may be located in the approximate center part of the internal space of the globe 7, and can be visually recognized from the exterior of the globe 7. FIG. The globe 7 can protect the components constituting the semiconductor light source 1-1, that is, the LED package 2, the wiring board 3, the light guide unit 5, and the light emitting unit 6 from the outside. Moreover, by providing the semiconductor light source 1-1 with the globe 7, it can have the same appearance as that of the filament light-emitting bulb, and an uncomfortable appearance on the filament light-emitting bulb can be suppressed.

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。 Next, the operation of the semiconductor light source 1-1 will be described. When the base 4 is attached to a socket (not shown) provided in advance in a building or vehicle, for example, power is supplied to the semiconductor light source 1-1 through the socket. The electric power supplied to the base 4 is current-limited by the current limiting resistor 3a and supplied to the LED element 2a, and the LED element 2a emits light. The light emitted from the LED element 2a is incident on the light guide 5 and parallel to the direction in which the light guide 5 in the light guide body 5a extends, as indicated by D1 and D2 in FIG. The light is guided while being totally reflected from the inner surface, and is incident on the light emitting unit 6 optically connected to the light guide unit 5. At this time, the light incident on the light emitting unit 6 is guided by the light guide main body 5a so as to be directed toward the distal end side of the light guide main body 5a. The light incident on the light emitting unit 6 is guided toward the surface of the light emitting unit 6 while being scattered by the scattering material S included in the light emitting unit 6, and is emitted to the outside of the light emitting unit 6. Therefore, since the light emitted from the LED element 2a is guided while being scattered inside the light emitting unit 6, the light distribution of the light emitted from the light emitting unit 6 is relatively uniform in all directions. That is, the surface of the light emitting unit 6 functions as a light source in a pseudo manner.

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。 Next, the light distribution of the semiconductor light source 1-1 will be described. FIG. 3 is a diagram showing a light distribution of the semiconductor light source of Reference Example 1. FIG. 4 is a diagram showing a light distribution of the semiconductor light source of Reference Example 2. FIG. 5 is a diagram illustrating a light distribution of the semiconductor light source according to the first embodiment. Here, FIG. 3 shows the arrangement in the case where the light emitted from the LED element 2a is emitted from the tip side of the light guide body 5a in the semiconductor light source having only the light guide 5 having the light guide body 5a having a diameter of 6 mm. Light distribution. FIG. 4 shows a light guide main body portion in a semiconductor light source having only the light guide portion 5 that does not include a scattering material in which the tip side of the light guide main body portion 5a having a diameter of 6 mm is formed in a hemispherical shape like the light emitting portion 6. It is a light distribution when a light emitted from the LED element 2a is emitted from the hemispherical tip side of 5a. FIG. 5 shows a light distribution when the light emitted from the LED element 2a is emitted from the light emitting unit 6 having a diameter of 6 mm in the semiconductor light source 1-1 having a diameter of the light guide main body 5a of 6 mm. 3 to 5, the LED package 2, the wiring substrate 3, and the base 4 are the same, and the light distribution from the light spot O in the side view of the semiconductor light source in the same power supply state is shown. The upper direction of the paper is the light emission direction. 3 to 5 are expressed in polar coordinates in which relative luminance at a certain angle is plotted on the same circumference at the same distance from the light spot O with the light spot O as the center.

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。 In the semiconductor light source of Reference Example 1, as shown in FIG. 3, light is emitted in a relatively wide range from the light spot O, but no light is emitted from the light spot O in the direction opposite to the light emitting direction. Further, in the semiconductor light source of Reference Example 2, as shown in FIG. 4, a lot of light in the emission direction is emitted from the light spot O, and no light is emitted in the direction opposite to the light emission direction from the light spot O. . On the other hand, in the semiconductor light source 1-1 according to the first embodiment, as shown in FIG. 5, since the light is emitted in the direction opposite to the light emitting direction from the light spot O, the semiconductor light sources of Reference Examples 1 and 2 are used. Also, light is emitted from the light spot O over a wide range. For this reason, in a semiconductor light source having only the light guide portion 5 having the cylindrical light guide main body portion 5a, or a semiconductor light source having only the light guide portion 5 in which the front end side of the light guide main body portion 5a is formed in a hemispherical shape. Since no scattering material is included, it is not possible to emit light in the direction opposite to the light emission direction from the light spot O as compared to the semiconductor light source 1-1 having the light emitting unit 6 including the scattering material. Light cannot be emitted over a wide range.

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。 As described above, in the semiconductor light source 1-1 according to the present embodiment, the light emitted from the LED element 2a enters the light emitting unit 6 through the light guide unit 5, and the light incident on the light emitting unit 6 is caused by the scattering material. Since light is guided through the light emitting unit 6 while being scattered and emitted from the surface of the light emitting unit 6 to the outside, a wide range of light distribution can be realized. Accordingly, since a diffusion glove or the like is not required to realize a wide range of light distribution, the light emitted from the LED element 2a is emitted from the light emitting unit 6 to the outside. The light emitting area can be reduced. Further, by forming the light emitting part 6 in a hemispherical shape, the curvature of the surface of the light emitting part 6 is the same regardless of the position. Therefore, the direction of light emitted from the surface of the light emitting unit 6 can be emitted uniformly without any deviation, and a uniform light distribution can be realized.

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。 6 and 7 are diagrams illustrating an example of an illumination device using the semiconductor light source according to the first embodiment. As shown in FIGS. 6 and 7, the illumination devices 100 and 200 are configured to include a semiconductor light source 1-1 and reflectors 101 and 201. The reflectors 101 and 201 reflect at least a part of the light emitted from the light emitting unit 6. In the present embodiment, at least a surface facing the light emitting unit 6 is formed as a mirror surface. As shown in L1 and L2 in FIG. 6, the reflector 101 reflects a part of the light emitted from the light emitting unit 6 toward the tip side of the light guide unit 5, that is, the light emitting direction of the semiconductor light source 1-1. A part of the light emitted from the light emitting unit 6 is distributed in the light emitting direction. That is, the illuminating device 100 collects and irradiates the light from the semiconductor light source 1-1 on the light emitting direction side. On the other hand, as shown by L3 and L4 in FIG. 7, the reflector 201 inclines a part of the light emitted from the light emitting unit 6 by 90 ° with respect to the horizontal plane orthogonal to the axial direction of the light guide unit 5, that is, the light emitting direction. By reflecting in the above direction, a part of the light emitted from the light emitting unit 6 is distributed in a direction different from the light emitting direction. That is, the illumination device 200 collects and irradiates the light from the semiconductor light source 1-1 in a direction different from the light emitting direction. Therefore, the illuminating devices 100 and 200 include the semiconductor light source 1-1 and the reflectors 101 and 201, so that arbitrary light distribution can be realized by the shape of the reflectors 101 and 201, and light distribution control is easy. In addition, the utilization efficiency of light from the semiconductor light source 1-1 can be improved. Further, as described above, since the apparent light emitting area is small, the reflectors 101 and 201 can be miniaturized.

〔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。 [Embodiment 2]
Next, a semiconductor light source according to the second embodiment will be described. FIG. 8A is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor light source according to the second embodiment. FIG. 8-2 is a ray trajectory diagram of the semiconductor light source according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 8A, the semiconductor light source 1-2 according to the second embodiment is different from the semiconductor light source 1-1 according to the first embodiment in the shape of the light emitting unit 8. In addition, since the basic structure of the semiconductor light source which concerns on subsequent embodiment is the same as that of the semiconductor light source 1-1 which concerns on Embodiment 1, description of the component of the same code | symbol is simplified or abbreviate | omitted.

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。 As shown in FIG. 8A, the light emitting unit 8 is formed including a scattering material using the same material as that of the light guide unit 5 as a base material in the present embodiment. The diameter of the surface is formed in a substantially cylindrical shape having the same diameter as that of the light guide main body 5a. The light emitting portion 8 has a concave portion 8a that is recessed at the tip side opposite to the tip side. In the present embodiment, the concave portion 8a is formed in, for example, a conical shape (a triangle in the cross-sectional shape of the light emitting portion 8), but is not limited thereto, and is formed in a pyramid shape or an elliptical cone shape. Also good. Moreover, as for the recessed part 8a, the outer peripheral line in a cross-sectional shape may be either a straight line or a curve. Here, the angle with respect to the axial direction of the boundary surface 8c between the light emitting portion 8 forming the concave portion 8a and the outside is that the light in the light emitting direction of the light incident on the light emitting portion 8 from the light guide portion 5 is totally reflected by the concave portion 8a It is preferable that the angle is set to be able to. The outer peripheral surface 8b of the light emitting portion 8 is flared from the tip side toward the opposite side, that is, formed in a taper shape.

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。 Next, the operation of the semiconductor light source 1-2 will be described. When the LED element 2a emits light by being fed to the semiconductor light source 1-2, the light emitted from the LED element 2a is incident on the light guide 5 as shown in D3 and D4 of FIG. The light is guided through the light guide body 5 a and is incident on the light emitting unit 8 optically connected to the light guide 5. The light incident on the light emitting unit 8 is guided toward the surface of the light emitting unit 8 while being scattered by the scattering material S included in the light emitting unit 8. Of the light guided to the surface of the light emitting unit 8, the light that has reached the recess 8a is reflected by the boundary surface 8c and guided again in the light emitting unit 8, or refracted by the boundary surface 8c and emitted to the outside. The The light emitted to the outside from the boundary surface 8c is largely refracted with respect to the incident direction of the boundary surface 8c. Therefore, the light emitted from the concave portion 8a is emitted in a direction greatly different from the light emitting direction. Of the light guided to the surface of the light emitting unit 8, the light that reaches the outer peripheral surface 8b is reflected by the outer peripheral surface 8b and guided again in the light emitting unit 8 or refracted by the outer peripheral surface 8b. It is emitted to the outside. The light emitted to the outside from the outer peripheral surface 8b is refracted more in the opposite direction side than the light emitting direction side in the outer peripheral surface 8b because the outer peripheral surface 8b is formed to spread toward the opposite direction to the light emitting direction. And emitted.

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。 Next, the light distribution of the semiconductor light source 1-2 will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating a light distribution of the semiconductor light source according to the second embodiment. Here, FIG. 9 shows that the diameter of the opening at the tip of the light emitting part 8 forming the recess 8a is 4 mm in the semiconductor light source 1-2 having a diameter of the light guide body 5a of 6 mm and the light emitting direction of the boundary surface 8c. This is a light distribution when the light emitted from the LED element 2a is emitted from the light emitting section 8 having an angle of 45 °. In FIG. 9, the LED package 2, the wiring board 3, and the base 4 are the same as those in FIGS. 3 to 5, and the light spot O in the side view of the semiconductor light source in the same power supply state as in FIGS. Is a light distribution distribution from above, and the upper side of the drawing is the light emission direction. In the semiconductor light source 1-2 according to the second embodiment, not only the semiconductor light sources of Reference Examples 1 and 2 but also the side opposite to the light emitting direction from the light spot O as compared with the semiconductor light source 1-1 according to the first embodiment. Since light is emitted from the light spot O, light is emitted in a wide range.

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。 As described above, similarly to the semiconductor light source 1-1 according to the first embodiment, the semiconductor light source 1-2 according to the present embodiment can have the radiance of a filament light-emitting bulb and have an apparent light emitting area. Can be small. Further, by forming the concave portion 8a in the light emitting portion 8 and forming the outer peripheral surface 8b in a tapered shape, a large amount of light can be emitted in the direction opposite to the light emitting direction. Can be realized. Further, by using the semiconductor light source 1-2 for the lighting devices 100 and 200, the same effects as when the semiconductor light source 1-1 is used for the lighting devices 100 and 200 can be obtained.

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。 In the first and second embodiments, the light guide unit 5 and the light emitting units 6 and 8 are separate members and optically connected with an adhesive or the like. However, the present invention is not limited to this. The light guide unit 5 and the light emitting units 6 and 8 may be integrally molded using, for example, a two-color molding technique. Even when the light guide unit 5 and the light emitting units 6 and 8 are integrally formed, they are optically connected to each other, so that the manufacturing process of the semiconductor light sources 1-1 and 1-2 can be simplified, and the light guide unit is a separate member. 5 and the light emitting units 6 and 8 can be optically connected to eliminate errors and the like, and the shape and performance of the semiconductor light sources 1-1 and 1-2 can be stabilized.

〔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。 [Embodiment 3]
Moreover, the light emission part of a semiconductor light source is not limited to the shape of the said Embodiment 1,2. FIG. 10A is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor light source according to the third embodiment. FIG. 10-2 is a ray trajectory diagram of the semiconductor light source according to the third embodiment.

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。 As illustrated in FIG. 10A, the semiconductor light source 1-3 according to the third embodiment is configured to cover the light guide unit 9 with the light emitting unit 10. The light guide unit 9 includes a light guide body unit 9 a and a holding unit 9 b similar to the holding unit 5 b of the light guide unit 5. The light guide main body portion 9a is formed in a columnar shape (including a substantially columnar shape), and one end portion, that is, the side facing the holding portion 9b is opposed to the LED element 2a, and the other axial portion The end, that is, the end on the tip side is formed in a hemispherical shape.

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。 The light emitting unit 10 includes a scattering material using a flexible material such as silicon as a base material, and is formed in a shape that contacts at least the end of the light guide main body 9a. The light emitting unit 10 is optically connected to the light guide unit 9 by covering the end of the light guide main body 9a on the distal end side.

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。 Next, the operation of the semiconductor light source 1-3 will be described. When the LED element 2a emits light by being fed with power to the semiconductor light source 1-3, the light emitted from the LED element 2a is incident on the light guide 9 as shown in D5 and D6 of FIG. 10-2, for example. The light is guided through the light guide main body 9a, is emitted from the front end side of the light guide 9, and is incident on the optically connected light emitting unit 10. The light incident on the light emitting unit 10 is guided toward the surface of the light emitting unit 10 while being scattered by the scattering material S included in the light emitting unit 10, and is emitted to the outside of the light emitting unit 10. Therefore, the surface of the light emitting unit 10 functions as a light source, and the light emitted from the LED element 2a is guided while being scattered inside the light emitting unit 10, so that the light distribution from the light emitting unit 10 is distributed. The distribution is relatively uniform in all directions. From this, the semiconductor light source 1-3 according to the present embodiment can realize a wide range of light distribution and reduce the apparent light emission area, similarly to the semiconductor light source 1-1 according to the first embodiment. it can.

〔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。 [Embodiment 4]
FIG. 11A is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor light source according to the fourth embodiment. FIG. 11B is a ray trace diagram of the semiconductor light source according to the fourth embodiment.

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。 As illustrated in FIG. 11A, the semiconductor light source 1-4 according to the fourth embodiment includes a light emitting unit 11 including two members. The light emitting unit 11 includes a transmission unit 11a and a scattering unit 11b. The transmission part 11a is formed so as to protrude toward the scattering part 11b. In this embodiment, the transmission part 11a is made of the same material as that of the light guide part 5 and has a conical shape having the same diameter as the light guide body part 5a. Has been. Here, the angle with respect to the axial direction of the boundary surface 11c at the boundary between the transmission part 11a and the scattering part 11b is such that light in the emission direction out of the light incident on the transmission part 11a from the light guide part 5 is totally reflected by the transmission part 11a. It is preferable that the angle is set to be able to. The scattering portion 11b has a transmission portion 11a disposed therein, and in this embodiment, the scattering portion 11b is formed to include a scattering material using the same material as that of the light guide portion 5 as a base material. It is formed in a hemispherical shape having the same diameter as 5a (including the case where the error range is substantially the same). In addition, even if the transmission part 11a and the scattering part 11b are integrally molded, they may be optically connected by another member.

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。 Next, the operation of the semiconductor light source 1-4 will be described. When the LED element 2a emits light by being fed with power to the semiconductor light source 1-4, the light emitted from the LED element 2a is incident on the light guide 5 as indicated by D7 and D8 in FIG. The light is guided through the light guide main body 5a and is incident on the transmission part 11a of the light emitting part 11 that is optically connected. The light incident on the transmission part 11a is guided in the transmission part 11a toward the boundary surface 11c. The light that has reached the boundary surface 11c is reflected by the boundary surface 11c and guided again through the transmission portion 11a, or refracted by the boundary surface 11c and incident on the scattering portion 11b. The light emitted from the boundary surface 11c to the scattering portion 11b is largely refracted with respect to the incident direction of the boundary surface 11c. Therefore, the light incident on the scattering portion 11b from the transmission portion 11a is in a direction that is significantly different from the emission direction. The light incident on the scattering portion 11b is guided toward the surface of the scattering portion 11b while being scattered by the scattering material S included in the scattering portion 11b, and is emitted to the outside of the scattering portion 11b. Accordingly, the surface of the light emitting unit 11 functions as a light source, and the light emitted from the LED element 2a is guided while being scattered inside the light emitting unit 11, so that the light distribution from the light emitting unit 11 is distributed. The distribution is relatively uniform in all directions. From this, the semiconductor light source 1-4 according to the present embodiment can realize a wide range of light distribution and reduce the apparent light emission area, similarly to the semiconductor light source 1-1 according to the first embodiment. it can.

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。 Next, a modified example of the semiconductor light source will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a first modification of the semiconductor light source. The semiconductor light source 1-5 shown in FIG. 12 has a ball-type light bulb in appearance by making the diameter of the globe 12 larger than that of the base 4.

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。 Moreover, FIG. 13 is a figure which shows the modification 2 of a semiconductor light source. A semiconductor light source 1-6 shown in FIG. 13 has a flame-shaped light bulb as a flame-type light bulb by forming the light-emitting portion 13 in the shape of a motif without providing the globe 7.

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。 Moreover, FIG. 14 is a figure which shows the modification 3 of a semiconductor light source. A semiconductor light source 1-7 shown in FIG. 14 is a cylindrical light bulb by covering a columnar light-emitting portion 14 with a cylindrical globe 15. As shown in the semiconductor light sources 1-5 to 1-7 of the first to third modifications, the semiconductor light source according to the present invention can be molded in the same manner as the appearance of an existing light bulb, so that the user feels uncomfortable. be able to.

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。 In addition, in the said Embodiment 1-4, although the glove | globe 7 is provided, this invention is not limited to this, The glove | globe 7 does not need to be provided.

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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.

１−１〜１−７半導体光源
２ＬＥＤパッケージ
２ａＬＥＤ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 1-1 to 1-7 Semiconductor light source 2 LED package 2a LED element 2b package 3 wiring board 3a current limiting resistor 4 base 4a opening 5 light guide part 5a light guide body part 5b holder 6 light emitting part 7 globe 8 light emitting part 8a Recessed portion 8b Outer peripheral surface 8c Boundary surface 9 Light guide portion 9a Light guide main body portion 9b Holding portion 10 Light emitting portion 11 Light emitting portion 11a Transmitting portion 11b Scattering portion 12 Globe 13 Light emitting portion 14 Light emitting portion 15 Globe 100, 200 Illuminating device 101, 201 Reflector

Claims

A semiconductor light emitting device that emits light;
A mounting substrate on which the semiconductor light emitting element is mounted;
A control circuit for controlling a current supplied to the semiconductor light emitting element;
A base for supplying power to the semiconductor light emitting element via the control circuit;
A light guide for guiding light emitted from the semiconductor light emitting element;
A light emitting unit for emitting light guided from the light guiding unit to the outside;
With
The light emitting unit is a semiconductor light source including a scattering material.

The semiconductor light source according to claim 1.
A semiconductor light source in which the light emitting unit and the light guide unit are optically connected.

The semiconductor light source according to claim 1.
The light emitting unit and the light guide unit are semiconductor light sources that are integrally molded.

In the semiconductor light source according to any one of claims 1 to 3,
The light emitting unit is a semiconductor light source in which a recess is formed at the tip.

The semiconductor light source according to claim 4,
The light emitting unit is a semiconductor light source having an outer peripheral surface formed to spread from the front end side toward the opposite side.

A semiconductor light source according to any one of claims 1 to 5;
A reflector that reflects at least a portion of the light emitted from the light emitting unit;
A lighting device comprising: