JP2015072838A - 発光モジュール、照明用光源及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の配光特性を実現できる発光モジュールを提供する。
【解決手段】発光モジュール（１０ａ）は、基体（１１）と、基体（１１）上に配置され、第一の配光角を有する第一の発光素子（狭配光発光素子１２）と、第一の発光素子を囲むように基体１１上に環状に配置され、第一の配光角と異なる第二の配光角を有する第二の発光素子（広配光発光素子１３）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光モジュール、照明用光源及び照明装置に関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などを有する発光モジュール並びにこれを備える照明用光源及び照明装置に関する。

ＬＥＤは、高効率及び長寿命であることから、様々な製品の光源として用いられている。中でも、ＬＥＤを用いたランプ（ＬＥＤランプ）は、従来から知られる蛍光灯や白熱電球等に代替する照明用光源として研究開発が進められている。

ＬＥＤランプとしては、電球形蛍光灯や白熱電球に代替する電球形ＬＥＤランプ（ＬＥＤ電球）、あるいは、直管形蛍光灯に代替する直管形ＬＥＤランプ等がある。例えば、特許文献１には、従来の電球形ＬＥＤランプが開示されている。また、特許文献２には、従来の直管形ＬＥＤランプが開示されている。

ＬＥＤランプには、光源（発光装置）として、ＬＥＤモジュールが配置されている。ＬＥＤモジュールは、例えば、実装基板と当該実装基板上に載置された複数のＬＥＤ素子とによって構成されている。

特開２００６−３１３７１７号公報 特開２００９−０４３４４７号公報

従来のＬＥＤランプにおいては、基板と基板上に載置された複数のＬＥＤ素子とからなるＬＥＤモジュールが用いられる。ＬＥＤ素子の基板上の配置として、環状、又は、直線状等が採用されている。また、複数のＬＥＤ素子の配光特性を一括して調整するために、円環状、又は、直線状の拡散素子などの光学素子が用いられる。

従来のＬＥＤランプにおいては、一種類のＬＥＤ素子が用いられるが、昨今では、様々な用途に応じるＬＥＤランプを実現するために、ＬＥＤランプに複数の相異なる配光特性を有するＬＥＤ素子を用いる構成が必要とされている。例えば、互いに異なる出射光波長を有する複数種類のＬＥＤ素子を用いる構成においては、ＬＥＤ素子の出射光波長だけでなく、配光角も異なる場合がある。この場合、ＬＥＤ素子毎に配光角が異なるため、ＬＥＤランプ全体として、所望の配光特性を得られない場合がある。また、例えば、全ＬＥＤ素子の配光特性を一つの光学素子によって一括して広配光にする場合、光学素子によるさらなる広配光化の必要のない広配光ＬＥＤ素子の出射光をも広配光化する場合がある。この場合、本来、光学素子を用いる必要のない広配光ＬＥＤ素子の出射光において、光学素子の吸収などによる損失が発生し、ＬＥＤランプの効率が低下する。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、所望の配光特性を実現できる発光モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る発光モジュールの一態様は、基体と、前記基体上に配置され、第一の配光角を有する第一の発光素子と、前記第一の発光素子を囲むように前記基体上に環状に配置され、前記第一の配光角と異なる第二の配光角を有する第二の発光素子と、を備える。

また、本発明に係る発光モジュールの一態様において、前記第一の発光素子は、前記第二の発光素子より、小さい配光角を有する構成としてもよい。

また、本発明に係る発光モジュールの一態様において、前記第一の発光素子は、前記第二の発光素子より、大きい配光角を有する構成としてもよい。

また、本発明に係る発光モジュールの一態様において、前記第一の発光素子と、前記第二の発光素子とは、互いに異なる発光波長特性を有する構成としてもよい。

また、本発明に係る発光モジュールの一態様において、前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子の少なくとも一方の出射光の光路上に設けられ、前記出射光の配光角を変化させる光学素子を、さらに備える構成としてもよい。

また、本発明に係る発光モジュールの一態様において、前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子の少なくとも一方は、ＬＥＤチップを含む構成としてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様は、上記いずれかの態様の発光モジュールを備える。

また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記態様の照明用光源を備える。

本発明によれば、所望の配光特性を実現できる発光モジュールを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る照明用光源の一部破断斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る発光モジュールの上面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る発光モジュールの配光特性を示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態２に係る発光モジュールの上面図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係る発光モジュールの配光特性を示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態３に係る発光モジュールの断面図である。 図７は、本発明の実施の形態３に係る発光モジュールの拡散光学素子の斜視図である。 図８は、本発明の実施の形態４に係る発光モジュールの断面図である。 図９は、本発明の実施の形態５に係る発光モジュールの断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態５に係る発光モジュールの拡散光学素子の斜視図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る発光モジュール及び照明用光源について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程（ステップ）、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

以下、本発明に係る発光モジュール及びそれを用いた照明用光源について説明するが、以下の実施の形態では、発光モジュールの一例としてＬＥＤモジュールについて、照明用光源の一例として電球形ＬＥＤランプ（ＬＥＤ電球）について、説明する。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る照明用光源１の全体構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る照明用光源１の一部破断斜視図である。

なお、本明細書において、「前方」とは、照明用光源１の上端（グローブ２の頂部）と照明用光源１の下端（口金４の頂部）との中点を照明用光源１の中心とすると、当該中心から見てグローブ２側の方向のことであり、「後方」とは、照明用光源１の中心から見て口金４側の方向のことである。また、本明細書において、照明用光源１の上端（グローブ２の頂部）と照明用光源１の下端（口金４の頂部）とを通る直線をランプ軸とする。ランプ軸は、照明用光源１を照明装置（図１に図示せず）のソケットに取り付ける際の回転中心となる軸であり、口金４の回転軸と一致している。また、ランプ軸は、グローブ２の軸（グローブ軸）とも一致している。

図１に示されるように、照明用光源１は電球形ＬＥＤランプであって、発光モジュール１０ａと、グローブ２と、筐体３と、口金４と、基台５とを備える。

以下、照明用光源１の各構成部材について、図１及び図２を用いて説明する。

［発光モジュール］
図１に示される発光モジュール１０ａは、例えばＬＥＤモジュールであって、グローブ２の内方に配置されている。図２は、発光モジュール１０ａの上面図であり、各発光素子の基体１１における配置が示されている。

図１及び図２に示されるように、本実施の形態における発光モジュール１０ａは、基体１１と、基体１１の主面上に配置される複数の狭配光発光素子１２及び広配光発光素子１３とを備える。

基体１１は、例えば、中央に略円形の貫通孔が形成されている略円環状の基板である。貫通孔は、筐体３内に配置された回路ユニット（図示せず）から各発光素子に電流を供給するための配線を通すために用いられる。基体１１としては、例えば、アルミニウムなどの金属の基材に絶縁被膜を施すことで得られる金属ベース基板、アルミナ等からなるセラミックス基板、又は、樹脂からなる樹脂基板が採用される。

狭配光発光素子１２は、例えば比較的小さい配光角を有する表面実装（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）平面発光型ＬＥＤ素子であり、図１及び図２に示されるように基体１１の前方の主面上に略円環状に複数個配置されている。ＳＭＤ平面発光型ＬＥＤ素子である狭配光発光素子１２は、図１に示されるように、容器１２１と、容器１２１内に実装されたＬＥＤチップ１２２と、ＬＥＤチップ１２２を覆う封止部材１２３とを有する。封止部材１２３には、必要に応じて、ＬＥＤチップ１２２からの光の波長を変換する蛍光体粒子が含まれてもよい。

本実施の形態では、ＬＥＤチップ１２２として、例えば赤色光を発する赤色ＬＥＤチップが採用される。赤色ＬＥＤチップとしては、例えばＡｌＧａＩｎＰ系の材料によって構成された、中心波長が約６３０ｎｍ〜６６０ｎｍの半導体発光素子が採用される。

封止部材１２３としては、透光性樹脂材料が例示される。透光性樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂が用いられる。また、封止部材１２３に、シリカなどの光拡散材を分散させてもよい。なお、封止部材１２３は、必ずしも樹脂材料によって形成される必要はなく、フッ素系樹脂などの有機材料のほか、低融点ガラスやゾルゲルガラス等の無機材料によって形成されてもよい。

また、容器１２１の素材および形状等に特に限定はない。容器１２１の素材として、例えば可視光の透過率の高い樹脂を採用してもよい。この場合、例えば容器１２１の側面からも光を取り出すことが可能となる。

広配光発光素子１３は、例えば狭配光発光素子１２より大きい配光角を有するＳＭＤレンズモジュール型ＬＥＤ素子であり、基体１１の前方の主面上に狭配光発光素子１２を囲むように環状に配置される。ＳＭＤレンズモジュール型ＬＥＤ素子である広配光発光素子１３は、図１に示されるように、容器１３１と、容器１３１内に実装されたＬＥＤチップ１３２と、ＬＥＤチップ１３２を覆う封止部材１３３と、配光角を広げるレンズ１３４とを有する。封止部材１３３には、必要に応じて、ＬＥＤチップ１３２からの光の波長を変換する蛍光体粒子が含まれてもよい。

本実施の形態では、ＬＥＤチップ１３２として、例えば青色光を発する青色ＬＥＤチップが採用される。青色ＬＥＤチップとしては、例えばＩｎＧａＮ系の材料によって構成された、中心波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの半導体発光素子が採用される。

封止部材１３３としては、蛍光体粒子を含む透光性樹脂材料が例示される。透光性樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂が用いられる。また、蛍光体粒子としては、例えば、ＬＥＤチップ１３２が青色ＬＥＤチップである場合、白色光を得るために、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の黄色蛍光体粒子が採用される。また、封止部材１３３に、シリカなどの光拡散材を分散させてもよい。なお、封止部材１３３は、必ずしも樹脂材料によって形成される必要はなく、フッ素系樹脂などの有機材料のほか、低融点ガラスやゾルゲルガラス等の無機材料によって形成されてもよい。

レンズ１３４としては、例えばシリコーン樹脂製のレンズが用いられる。なお、レンズ１３４は、シリコーン樹脂以外の透光性材料によって形成されてもよい。

また、容器１３１は、上記の容器１２１と同様に、素材および形状等に特に限定はない。容器１３１の素材として、例えば可視光の透過率の高い樹脂を採用してもよいことも上記の容器１２１と同様である。

狭配光発光素子１２及び広配光発光素子１３は、主出射方向が照明用光源の前方に向けた姿勢で基体１１に実装されている。なお、発光素子としては、ＬＥＤ素子以外でもよく、例えば、半導体レーザ、有機ＥＬ素子又は無機ＥＬ素子を用いてもよい。

［基台］
図２に示される基台５は、発光モジュール１０ａを載置するためのモジュール取り付け部材である。発光モジュール１０ａは、基台５の前方面に配置されて、例えば、止め金具、ねじ、接着などにより基台５に固定されている。

本実施の形態における基台５は、貫通孔が形成された略円柱状であり、その中心軸がランプ軸と一致する姿勢で配置されている。そして、基台５の前方面には発光モジュール１０ａが、各発光素子の主出射方向が前方を向いた状態で搭載されている。基台５の貫通孔は、筐体３の内部に配置された回路ユニットから発光モジュール１０ａに電流を供給するための配線（図示せず）を通すために用いることができる。

また、本実施の形態における基台５は、例えば金属材料によって構成されている。金属材料としては、例えばＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、あるいは、これらのうちの２以上からなる合金、又はＣｕとＡｇとの合金などが考えられる。このような金属材料は、熱伝導性が良好であるため、発光モジュール１０ａで発生した熱を効率良く伝導させることができる。

［グローブ］
図１に示されるグローブ２は、発光モジュール１０ａから放出される光をランプ外部に放射させるための半球状の透光性カバーである。また、発光モジュール１０ａは、このグローブ２によって覆われている。グローブ２の内面に入射した発光モジュール１０ａの光は、グローブ２を透過してグローブ２の外部へと取り出される。

グローブ２は、その開口側端部が基台５と筐体３とに挟まれるようにして配置されている。本実施の形態において、グローブ２は、基台５及び筐体３の少なくとも一方と取り付けられる。グローブ２の取り付け方法としては、接着、圧入など任意の方法が採用され得る。

また、グローブ２には、発光モジュール１０ａから放出される光を拡散させるための拡散処理が施されていることが好ましい。例えば、グローブ２の内面又は外面に光拡散膜（光拡散層）を形成することでグローブ２に光拡散機能を持たせることができる。具体的には、シリカや炭酸カルシウム等の光拡散材を含有する樹脂や白色顔料等をグローブ２の内面又は外面の全面に塗布することによって光拡散膜を形成することができる。あるいは、グローブ２に光拡散ドットを形成することによって、グローブ２に光拡散機能を持たせることもできる。例えば、樹脂製のグローブ２の表面を加工することによって、複数のドットを形成したり、微小な窪み（ディンプル）を形成したりすることで、グローブ２に光拡散機能を持たせることができる。また、グローブ２にシボ加工を施すことによっても光拡散機能を持たせることができる。

このように、グローブ２に光拡散機能を持たせることにより、発光モジュール１０ａからグローブ２に入射する光を拡散させることができるので、照明用光源１の配光角を広げることができる。

なお、本実施の形態において、グローブ２の形状は半球状としたが、これに限らない。グローブ２の形状としては、回転楕円体または偏球体であっても構わない。例えば、一般電球形状であるＡ型の電球のバルブに準拠した形状のグローブを用いることもできる。

また、グローブ２の材質としては、ガラス材又は合成樹脂等の樹脂材を用いることができ、本実施の形態では、ポリカーボネートによってグローブ２を形成している。

［筐体］
筐体３は、グローブ２と口金４との間に配置されている。筐体３は、両端が開口するケースであって、グローブ側から口金側へ向けて縮径した略円筒形状である略円錐台部材によって構成されている。

筐体３のグローブ側の開口内には、基台５とグローブ２の開口側端部とが収容されている。

このように構成される筐体３の素材は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の絶縁性樹脂材料等である。

［口金］
口金４は、発光モジュール１０ａを発光させるための電力をランプ外部から二接点によって受電するための受電部であり、例えば、照明器具のソケットに取り付けられる。この場合、照明用光源１が点灯された際に、口金４は、照明器具のソケットから電力を受ける。また、口金４で受電した電力は、電気配線を介して筐体３の内部に配置される回路ユニットの電力入力部に入力される。

口金４の種類は、特に限定されるものではないが、例えばねじ込み型のエジソンタイプ（Ｅ型）の口金を用いることができ、Ｅ２６口金又はＥ１７口金等が挙げられる。

次に、以上のように構成される本実施の形態に係る照明用光源１の配光特性を、図３を用いて説明する。

図３は、図２に示される発光モジュール１０ａのＡＡ’断面における、各発光素子の配光特性を示す図である。図３に示されるように、特定の光照射面Ｓにおいて、狭配光発光素子１２からの出射光は、狭い領域に集中して照射され、広配光発光素子１３からの出射光は、広い領域に渡って照射される。本実施の形態の発光モジュールにおいて、狭配光発光素子１２は、特定の照射対象に集中的に光を照射するために利用でき、広配光発光素子１３は、発光モジュール周辺を広く照射するための照明として利用できる。例えば、狭配光発光素子１２として、植物の成長を促進する赤色光を出射するＳＭＤ平面発光型ＬＥＤ素子を用い、広配光発光素子１３として、白色光を出射するＳＭＤレンズモジュール型ＬＥＤ素子を用いる構成とすることが考えられる。本構成によれば、赤色光を植物に集中的に照射して植物の成長を促進させ、白色光を植物周辺に広く照射される。この場合、白色光は、植物周辺で人が作業を行うための照明光として利用される。

以上のように、本実施の形態の発光モジュール１０ａは、基体１１と、基体１１上に配置される小さい配光角を有する狭配光発光素子１２と、狭配光発光素子１２を囲むように基体１１上に環状に配置され、狭配光発光素子１２より大きい配光角を有する広配光発光素子１３とを備える。

これにより、狭配光発光素子１２からの出射光を照射対象に集中的に照射し、広配光発光素子１３からの出射光を広い領域に照射するという配光特性を実現できる発光モジュール１０ａを実現することができる。

また、本実施の形態の発光モジュール１０ａは、さらに、狭配光発光素子１２と広配光発光素子１３とが、互いに異なる発光波長特性を有する。これにより、発光モジュール１０ａは、例えば、狭配光発光素子１２から出射される赤色光を、植物などの特定の照射対象に集中的に照射し、広配光発光素子１３から出射される白色光を、広い領域に作業用の照射光として照射することが可能となる。

なお、本実施の形態において、グローブ２の少なくとも一部に拡散処理が施されていない透明な部分があってもよい。狭配光発光素子１２からの出射光をグローブ２の透明な部分から拡散させることなく出射させることにより、狭配光発光素子１２からの出射光をより集中的に照射対象に照射することができる。

また、狭配光発光素子１２及び広配光発光素子１３の発光波長特性は、上記の例に限らない。狭配光発光素子１２及び広配光発光素子１３として、任意の発光波長特性を有する発光素子が採用され得る。また狭配光発光素子１２及び広配光発光素子１３の発光波長特性は、互いに同一でもよいし、相異なっていてもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る照明用光源の構成について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る照明用光源の発光モジュール１０ｂの上面図である。図５は、図４に示される発光モジュールの１０ｂのＢＢ’断面における各発光素子の配光特性を示す図である。

本実施の形態に係る照明用光源の発光モジュール１０ｂと実施の形態１に係る照明用光源の発光モジュール１０ａとは、狭配光発光素子１２及び広配光発光素子１３の配置において相違している。すなわち、本実施の形態における発光モジュール１０ｂは、基体１１と、基体１１上に配置される大きい配光角を有する広配光発光素子１３と、広配光発光素子１３を囲むように基体１１上に環状に配置され、広配光発光素子１３より小さい配光角を有する狭配光発光素子１２とを備える。

これによれば、図５に示されるように、特定の光照射面Ｓの特定の領域に渡って、照射ムラが抑制されるような配光特性を実現し得る。

また、本実施の形態においては、狭配光発光素子１２と広配光発光素子１３とが、相異なる発光波長特性を有する。これにより、光照射面Ｓの特定の領域に渡って、照射ムラだけでなく色ムラも抑制され得る。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る照明用光源の構成について、図６及び図７を用いて説明する。

図６は、本実施の形態に係る照明用光源の発光モジュール１０ｃのランプ軸を通る平面における断面図である。図６に示されるように、本実施の形態に係る照明用光源の発光モジュール１０ｃは、狭配光発光素子１２の前方に拡散光学素子３０ａを備える点において、実施の形態１に係る照明用光源の発光モジュール１０ａと異なる。拡散光学素子３０ａは、発光素子から入射された光の一部を反射又は屈折させて、発光素子の配光角を広げる光学素子である。

図７に、図６に示される拡散光学素子３０ａの斜視図を示す。図６及び図７に示されるように、拡散光学素子３０ａは、例えば、略円筒状の光学部材である。また、拡散光学素子３０ａは、その筒軸がランプ軸と一致するように、基体１１上に配置されている。

拡散光学素子３０ａは、透光性材料からなる。透光性材料としては、例えばポリカーボネート等の樹脂材料、ガラス、セラミックなどが考えられる。なお、本実施の形態の拡散光学素子３０ａの外周面３１ａには鏡面処理が施されてもよい。外周面３１ａに鏡面処理を施す方法としては、例えば金属薄膜や誘電体多層膜などの反射膜を、例えば熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、メッキなどの方法により形成することが考えられる。

図７及び図８に示されるように、拡散光学素子３０ａは、その外径が後方から前方へ向けて漸次拡径した略円筒状であり、後方側からランプ軸に沿って前方側を見た場合において、拡散光学素子３０ａの外周面３１ａは環状である。拡散光学素子３０ａの、環状に配置された狭配光発光素子１２と対向する部分は、環状の外周面３１ａで覆われた状態となっている。すなわち、狭配光発光素子１２の主出射方向は外周面３１ａに向けられており、外周面３１ａが拡散光学素子３０ａの受光面となっている。本実施の形態においては、拡散光学素子３０ａの外周面３１ａは、拡散光学素子３０ａの筒軸を通る断面において、筒軸側に膨らんだ所定の曲率を有する曲面形状を有する。

発光モジュール１０ｃから出射され拡散光学素子３０ａの外周面３１ａに入射された出射光は、図６の光路Ｌ１で示されるように、その一部が外周面３１ａによって反射される。また、図６の光路Ｌ２で示されるように、他の一部は拡散光学素子３０ａを透過して前方に向かう。したがって、狭配光発光素子１２から出射された光は、拡散光学素子３０ａによって配光角が広げられる。

以上のように、本実施の形態の発光モジュール１０ｃは、狭配光発光素子１２の出射光の光路上に設けられ、その出射光の配光角を広げる拡散光学素子３０ａを備える。

これにより、狭配光発光素子１２から出射されて、拡散光学素子３０ａによって広配光化された光と、広配光発光素子１３から出射される光とが、重畳されることにより、照射ムラが抑制される。

さらに、本実施の形態においては、拡散光学素子３０ａは狭配光発光素子１２の前方だけに設けられているため、広配光発光素子１３からの出射光にほとんど影響を与えることがない。これにより、発光モジュール１０ｃの発光効率低下が抑制される。すなわち、広配光化する必要のない広配光発光素子１３からの出射光が、拡散光学素子３０ａに入射されることにより、拡散光学素子３０ａによって拡散又は吸収されて、発光モジュール１０ｃの発光効率が低下することが抑制される。

また、本実施の形態においては、狭配光発光素子１２が、基体１１の中央付近の狭い領域内に配置されているため、拡散光学素子３０ａの寸法を小さくすることができ、拡散光学素子３０ａの製造コストを抑制することができる。

本実施の形態では、拡散光学素子３０ａの反射率（外周面３１ａの反射率）が約５０％となり、拡散光学素子３０ａの透過率（外周面３１ａの透過率）が約５０％となるように、拡散光学素子３０ａの屈折率などが決定されている。なお、拡散光学素子３０ａの反射率は、必要とされる発光モジュールの配光特性に応じて適宜選択し得る。照射ムラが抑制された広い配光特性を有する発光モジュール１０ｃを実現するためには、拡散光学素子３０ａの反射率と透過率が同程度であること、すなわち、反射率（又は透過率）が４０％以上６０％以下であることが望ましい。

なお、拡散光学素子３０ａの反射率および透過率は、外周面３１ａの全体に亘って均一である必要はなく、領域によってそれらが変化する構成でも良い。例えば、後方に向かう反射光の光量を小さくし、側方に向かう反射光の光量を大きくしたい場合は、外周面３１ａの後方側の反射率を高くし、前方側の反射率を低くすれば良い。また、後方に向かう反射光の光量を大きく、側方に向かう反射光の光量を小さくしたい場合は、外周面３１ａの後方側の反射率を低くし、前方側の反射率を高くすれば良い。

また、本実施の形態においても、狭配光発光素子１２及び広配光発光素子１３として任意の発光波長特性を有する発光素子が採用され得る。例えば、狭配光発光素子１２として、白色光を出射するＳＭＤ平面発光型ＬＥＤ素子を用い、広配光発光素子１３として、赤色光を出射するＳＭＤレンズモジュール型ＬＥＤ素子を用いる構成が考えられる。本構成は、例えば植物の成長を促進する赤色光を広い範囲に照射するための照明用光源に採用される。本構成においては、狭配光発光素子１２から出射される白色光は、拡散光学素子３０ａによって配光角を広げられて、広範囲に照射されるため、植物周辺で人が作業を行うための照明光として利用され得る。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る照明用光源の構成について、図８を用いて説明する。

図８は、本実施の形態に係る照明用光源の発光モジュール１０ｄのランプ軸を通る平面における断面図である。図８に示されるように、本実施の形態に係る照明用光源の発光モジュール１０ｄは、狭配光発光素子１２の前方に拡散光学素子３０ｂを備える点において、実施の形態２に係る照明用光源の発光モジュール１０ｂと異なる。拡散光学素子３０ｂは、上記実施の形態３で用いられる拡散光学素子３０ａの外周面３１ａと同様の外周面３１ｂを有し、狭配光発光素子１２の出射光の配光角を広げる。

以上のように、本実施の形態に係る発光モジュール１０ｄは、広配光発光素子１３を囲むように環状に配置された狭配光発光素子１２の出射光の光路上に設けられ、その出射光の配光角を広げる拡散光学素子３０ｂを備える。

これにより、実施の形態３と同様に、照射ムラを抑制でき、かつ、広い配光角を有する発光モジュールを実現することができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る照明用光源の構成について、図９及び図１０を用いて説明する。

図９は、本実施の形態に係る照明用光源の発光モジュール１０ｅのランプ軸を通る平面における断面図である。

本実施の形態に係る照明用光源の発光モジュール１０ｅは、狭配光発光素子１２の前方に備えられる拡散光学素子３０ｃの構成において、実施の形態４に係る発明の発光モジュール１０ｄと相違する。

図１０に、本実施の形態で用いられる拡散光学素子３０ｃの斜視図を示す。図９及び図１０に示されるように、拡散光学素子３０ｃは、例えば、略円筒状の光学部材である。図９に示されるように、拡散光学素子３０ｃは、その筒軸がランプ軸と一致するように、基体１１上に配置されている。

拡散光学素子３０ｃは、透光性材料からなる。透光性材料としては、例えば、ポリカーボネート等の樹脂材料、ガラス、セラミックなどが考えられる。

拡散光学素子３０ｃにおいても、実施の形態３及び実施の形態４の拡散光学素子３０ａ及び拡散光学素子３０ｂと同様に、狭配光発光素子１２からの出射光の一部が反射（フレネル反射）又は屈折される（図１０の光路Ｌ３参照）。したがって、本実施の形態に係る発光モジュール１０ｅにおいても、狭配光発光素子１２からの出射光が広配光化されて、実施の形態３及び実施の形態４と同様に、照射ムラが抑制された広い配光特性を得ることができる。

なお、本実施の形態においては、狭配光発光素子１２が、広配光発光素子１３を囲むように円環状に配置されているが、実施の形態１のように、狭配光発光素子１２が広配光発光素子１３に囲まれる構成とすることも可能である。本構成においても、狭配光発光素子１２の前方に図１０に示されるような形状の拡散光学素子３０ｃを配置することで、照射ムラが抑制された広い配光特性を有する発光モジュールを得ることができる。

（照明装置）
本発明は、上記照明用光源として実現することができるだけでなく、照明用光源を備える照明装置としても実現することができる。以下、本発明の実施の形態に係る照明装置について、図１１を用いて説明する。

図１１は、実施の形態に係る照明装置２００の概略断面図である。

図１１に示されるように、本発明の実施の形態に係る照明装置２００は、例えば、室内の天井などに取り付けられて使用される装置である。照明装置２００は、上記の実施の形態に係る照明用光源１と、照明器具２０１とを備える。

なお、照明用光源１に、上記実施の形態１〜５に示す各種の実施の形態のうちの少なくとも１つが採用されていてもよい。

照明器具２０１は、照明用光源１を消灯および点灯させるものであり、天井に取り付けられる器具本体２０２と、照明用光源１を覆うランプカバー２０３とを備える。

器具本体２０２は、ソケット２０２ａを有する。ソケット２０２ａには、照明用光源１の口金４がねじ込まれる。このソケット２０２ａを介して照明用光源１に電力が供給される。

（実施の形態の補足）
上記の実施の形態において、狭配光発光素子及び広配光発光素子は、ＳＭＤ型ＬＥＤ素子であるとしたが、これに限らない。例えば、ベアチップが基体上に直接実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の発光モジュールが、照明用光源に採用されてもよい。

つまり、狭配光発光素子及び広配光発光素子として、ＬＥＤチップそのものが採用されてもよい。すなわち、狭配光発光素子及び広配光発光素子は、基体に実装されたＬＥＤチップとして実現することもできる。

この場合、例えば、複数のＬＥＤチップを一括または個別に封止する封止部材であって、上記の黄色蛍光体等の波長変換材を含む封止部材を配置することで、複数のＬＥＤチップからの光の波長を所定の波長に変換させてもよい。

また、上記の実施の形態においては、複数の発光素子を環状に配置したが、発光素子の構成はこれに限らない。例えば、一つの環状の発光素子を用いることも可能である。

また、各発光素子の姿勢は、発光素子の主出射光の全てがランプ軸方向に沿った方向に向いている必要はなく、一部がランプ軸に対して斜めに傾いた方向に向けた姿勢で実装されていてもよい。これによりランプの配光角の制御性が向上するので、より好ましい配光特性となるように微調整することができる。

また、上記の実施の形態３〜５において、拡散光学素子として、素子表面における反射又は屈折を利用する素子の例を示したが、これらに限らない。例えば、拡散光学素子として、透光性材料中に光拡散粒子を分散させた素子なども採用され得る。

また、上記の実施の形態３〜５においては、拡散光学素子を用いて、狭配光発光素子からの出射光の配光角を広げる構成が採用されているが、これに限らない。例えば、広配光発光素子からの出射光の光路上に、その出射光の配光角を小さくする集束光学素子を設ける構成としてもよい。これにより、小さい配光角を有する発光モジュールを実現することができる。

また、上記の実施の形態においては、照明用光源の一例として電球形ＬＥＤランプ用の発光モジュールについて説明したが、発光モジュールの構成はこれに限らない。例えば直管形ＬＥＤランプ用の発光モジュールに、本発明を適用することも可能である。

また、上記の実施の形態においては、発光モジュールに用いられる発光素子として、狭配光発光素子及び広配光発光素子の二種類の発光素子を用いる構成について説明したが、発光モジュールの構成はこれに限らない。上記実施の形態の各発光モジュールにおいて、狭配光発光素子及び広配光発光素子と異なる配光角を有する発光素子をさらに備え、狭配光発光素子及び広配光発光素子を囲むように基体上に環状に配置する構成とすることもできる。

その他、上記実施の形態および変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態および変形例における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 照明用光源
２ グローブ
３ 筐体
４ 口金
５ 基台
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ 発光モジュール
１１ 基体
１２ 狭配光発光素子
１３ 広配光発光素子
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 拡散光学素子
３１ａ、３１ｂ 外周面
１２１、１３１ 容器
１２２、１３２ ＬＥＤチップ
１２３、１３３ 封止部材
１３４ レンズ
２００ 照明装置
２０１ 照明器具
２０２ 器具本体
２０２ａ ソケット
２０３ ランプカバー

Claims (8)

1. 基体と、
   前記基体上に配置され、第一の配光角を有する第一の発光素子と、
   前記第一の発光素子を囲むように前記基体上に環状に配置され、前記第一の配光角と異なる第二の配光角を有する第二の発光素子と、を備える
   発光モジュール。
2. 前記第一の発光素子は、前記第二の発光素子より、小さい配光角を有する
   請求項１に記載の発光モジュール。
3. 前記第一の発光素子は、前記第二の発光素子より、大きい配光角を有する
   請求項１に記載の発光モジュール。
4. 前記第一の発光素子と、前記第二の発光素子とは、互いに異なる発光波長特性を有する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光モジュール。
5. 前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子の少なくとも一方の出射光の光路上に設けられ、前記出射光の配光角を変化させる光学素子を、さらに備える
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光モジュール。
6. 前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子の少なくとも一方は、ＬＥＤチップを含む
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光モジュール。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光モジュールを備える
   照明用光源。
8. 請求項７に記載の照明用光源を備える
   照明装置。

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