JP5491345B2 - ランプ - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）などの半導体発光素子を光源とするランプに関し、特に、反射鏡付きハロゲンランプの代替品となるランプに関する。

近年、高輝度ＬＥＤの実用化を契機として、ＬＥＤを光源とするランプが普及しつつある。その一例として、特許文献１には、一般的な白熱電球の代替品となるＬＥＤランプが開示されている。当該ＬＥＤランプは、ＬＥＤをその構成要素とするＬＥＤモジュールと当該ＬＥＤモジュールを点灯させるための回路ユニットとが、グローブと口金とを含む外囲器内に格納された構成を有しており、回路ユニットは、ＬＥＤモジュールから出射される光を妨げないように、ＬＥＤモジュールと口金との間に配置されている。

特開２００６−３１３７１７号公報 特開２００５−２８６２６７号公報 特開２００７−４１４６７号公報

しかしながら、上記のような回路ユニットの配置では、ＬＥＤモジュールから口金に至る熱伝導経路上に回路ユニットが存在することになるため、回路ユニットの電子部品が熱破壊され、回路ユニットの寿命が縮まるおそれがある。

特に、一般的な白熱電球よりも高輝度である反射鏡付きハロゲンランプの代替品とするには、当該ハロゲンランプと同等の輝度を得るためにＬＥＤの個数を増やす必要があり、そうするとＬＥＤモジュールにおける発熱量が増大してしまうため、電子部品の熱破壊による寿命低下の問題がより顕著となる。

また、ハロゲンランプはタングステンフィラメントから広範囲に光を出射するのに対し、ＬＥＤの出射する光は指向性が強い。このため、反射鏡の基部に単に、ＬＥＤを反射鏡の光軸方向に光を出射するように設けたのでは、反射鏡を利用した配光特性がほとんど得られない。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、回路ユニットの熱の影響による寿命低下を抑制しつつ、可能な限り反射鏡を利用した配光特性が得られるランプを提供することを目的とする。

本発明に係るランプは、一端部に開口を有するとともに、内面に反射面を有する反射鏡と、前記反射鏡の他端側に設けられた口金と、前記反射鏡と前記口金とで形成される外囲器内に設けられた半導体発光素子と、前記口金を介して受電して前記半導体発光素子を発光させるための回路ユニットと、柱状をし、一端面が前記半導体発光素子に対向配置され、前記半導体発光素子から出射された光を他端部へと導光する導光部材とを備え、前記導光部材の他端部が、前記反射鏡の焦点またはその付近にあり、導光されてきた光の少なくとも一部を前記反射鏡面側へと出射する出射部として機能し、前記回路ユニットの少なくとも一部が、前記導光部材の外周における前記出射部以外の領域に装着されていることを特徴とする。

ここでいう「外囲器」とは、反射鏡と口金とで形成されるものであり、外囲器に開口があっても良いし、なくても良い（つまり、閉じた系であっても良いし、開いた系であっても良い）。例えば、反射鏡の開口を塞ぐ前面板を含んで、反射鏡、口金及び前面板で形成されても良いし、口金が他部材を介して反射鏡に設けられている場合は、当該他部材を含んで、反射鏡、口金及び他部材で形成されても良い。さらには、反射鏡、口金、前面板及び他部材で形成されても良いし、他部材が２以上あっても良い。

上記構成によれば、一端面が半導体発光素子に対向し、他端部が反射鏡の焦点またはその付近にある柱状の導光部材の外周に回路ユニットの少なくとも一部が装着されており、これにより、回路ユニットのうちの導光部材の外周に装着されている部分は少なくとも半導体発光素子から口金に至る熱伝導経路上に回路ユニットが存在しない構造となる。したがって、半導体発光素子の発光時に発生する熱により口金やその周辺の部材の温度が上昇したとしても、回路ユニットのうちの導光部材の外周に装着されている部分はその温度上昇の影響は受け難い。

このため、例えば、半導体発光素子への投入電流を増大させたり、ランプを構成する部材を小型化したりして、口金温度がさらに上昇したとしても、回路ユニットへの熱の影響は小さくなるので、回路ユニットの熱の影響による寿命低下を抑制することができる。

また、導光部材の他端部は反射鏡の焦点またはその付近にあり、当該他端部から拡散して出射された光の一部は反射鏡の反射面に向かい、反射鏡を利用した配光特性を得ることができる。

なお、導光部材を筒状としたり、導光部材に中空部を設けたりするなどして、導光部材内部に回路ユニットを格納する構成をとることも考えられる。しかし、ランプ点灯時には、半導体発光素子の発熱量と比較すると僅かではあるが、回路ユニットから熱が発生することがある。そうすると、導光部材内部に回路ユニットを格納する構成では、回路ユニットが格納されている空間に熱が籠ってしまう恐れがある。これに対し、本発明では、回路ユニットを導光部材の外周に装着しているので、回路ユニットで発生した熱が籠りにくい構成となっており、回路ユニットの放熱の面では有利である。

第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。 図１のＬＥＤランプが備える台座、ＬＥＤモジュールおよび導光部材の構成を説明するための分解斜視図である。 第２の実施の形態に係るＬＥＤランプの主要部であり、導光部材および回路ユニットの周辺を示す断面図である。 第３の実施の形態に係るＬＥＤランプの主要部であり、導光部材および回路ユニットの周辺を示す断面図である。 変形例に係るＬＥＤランプの主要部の構造を示す断面図である。 変形例に係るＬＥＤランプの主要部の構造を示す断面図である。 変形例に係るＬＥＤランプの主要部の構造を示す断面図である。 変形例に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。 変形例に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。

本発明の実施の形態で使用している、材料、形状等は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、異なる実施の形態との組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。

また、ここでは、半導体発光素子としてＬＥＤを利用する形態について説明するが、半導体発光素子は、例えば、ＬＤ（レーザーダイオード）であっても良く、ＥＬ素子（エレクトリックルミネッセンス素子）であっても良い。
＜第１の実施の形態＞
本発明を実施するための第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
１．全体構成
図１は、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。

図１に示す第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ１は、反射鏡付きのハロゲンランプの代替品となるランプであり、例えばスポット照明として使用することができる。
ＬＥＤランプ１は、漏斗状の反射鏡７と、反射鏡７の基部７１ｂの内側に嵌め込まれた台座５と、台座５上に搭載されたＬＥＤモジュール３と、基部７１ｂに取着された口金１３と、ＬＥＤモジュール３を覆うように台座５上に立設された導光部材２０と、ＬＥＤモジュール３を点灯させるための回路ユニット１１と、反射鏡７の開口部７ａを覆う前面ガラス９とを備える。そして、反射鏡７、口金１３および前面ガラス９により、ＬＥＤモジュール３を収容する外囲器が構成されている。
（１）反射鏡
反射鏡７は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、基部７１ｂを含む本体部７１と、金属膜や白色の樹脂等からなる反射膜７３とを有する。本体部７１の内面において、基部７１ｂの貫通孔７ｂを除いた部分が回転楕円面であり、この回転楕円面上に反射膜７３が配設され、これにより、凹面状の反射面７５が形成されている
本体部７１において、反射鏡７の光軸Ｘ方向における開口部７ａ側の一端部７１ａに、前面ガラス９が金属製の装着部材６５により装着されている。なお、装着部材６５に代えて、接着剤で固着してもよい。
（２）口金
口金１３は、種々のタイプがあり、とくに限定するものではないが、ここでは、エジソンタイプの口金、例えばＥ１１の規格に適合するものであり、照明器具などのソケットに装着して使用される。

口金１３は、円筒状の胴体部１５と、胴体部１５に装着されるシェル部１７と、アイレット部１９とを有する。
胴体部１５は、大径筒部１５ａと、大径筒部１５ａよりも外径が小さい小径筒部１５ｂと、大径筒部１５ａと小径筒部１５ｂとの間の連結部１５ｃとを有する。大径筒部１５ａの内周面は、反射鏡７の基部７１ｂ、および台座５の基部７１ｂから突出した部分の外形状に対応して適合するよう形成されている。この大径筒部１５ａが、反射鏡７の基部７１ｂおよび台座５の外周にはめ込まれて接着剤で固着される。

小径筒部１５ｂの連結部１５ｃ側端部には、筒内外を貫通する貫通孔１５ｄが形成されている。また、小径筒部１５ｂの他方の端部は円錐状に形成されている。
胴体部１５は、良熱伝導性を有する絶縁材料、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などで形成され、台座５を介して伝導されるＬＥＤモジュール３で発生した熱を放熱するヒートシンクの機能も有している。

シェル部１７は、外周面がネジ状をしており、胴体部１５の小径筒部１５ｂの外周に接着剤により装着されている。アイレット部１９は、小径筒部１５ｂの円錐状の先端部分に半田付けにより接着されている。
（３）台座
台座５は、有底筒状からなり、円形の底板部５１と円筒部５３とを有する。台座５は、円筒部５３の底板部５１側から反射鏡７における基部７１ｂの貫通孔７ｂに嵌め込まれ、円筒部５３の一部が貫通孔７ｂから突出した状態で接着剤により固着されている。台座５は、良熱伝導性を有する材料、例えばアルミニウムその他の金属材料で形成される。

図２は、台座５、ＬＥＤモジュール３および導光部材２０の構成を説明するための分解斜視図である。
図２に示すように、台座５において、ＬＥＤモジュール３が搭載される上面５ａに、導光部材２０を立設させるための環状の取付溝５ｂと、底板部５１（図１参照）の厚さ方向を貫通する貫通孔５ｃが形成されている。

ＬＥＤモジュール３は上面５ａに接着剤により固着される。なお、接着剤に代えて、ネジなどを用いて固着してもよい。
（４）ＬＥＤモジュール
ＬＥＤモジュール３は、円形状の実装基板３１と、実装基板３１の表面に実装された複数のＬＥＤ３３と、複数のＬＥＤ３３を被覆する封止体３５とを有する。

ＬＥＤ３３は青色光を発光色とするＬＥＤであり、封止体３５は、例えばシリコンーン樹脂に、青色光を黄色光に変換する蛍光体粒子が混入されてなる黄色蛍光材料で形成されたものである。ＬＥＤ３３から出射された青色光の一部が、封止体３５の蛍光体粒子により波長変換されて黄色光となり、波長変換されなかった青色光と、黄色光とが混色して白色光が発せられる。

このＬＥＤモジュール３が、その発光中心Ｃ１が反射鏡７の光軸Ｘ上に位置するように、台座５上に搭載され、反射鏡７、口金１３および前面ガラス９により構成される外囲器内に収容されている。

なお、複数のＬＥＤ３３は、ＬＥＤランプ１に要求される光特性、例えば光量に対応して、その個数が適宜決定され、所定の配列状態で実装される。
（５）導光部材
導光部材２０は、透光性材料、例えばアクリル樹脂で形成される。導光部材２０は、柱状の本体部２１と、本体部２１の軸方向一端から延設された筒状の脚部２３とを有する。脚部２３には、周方向の一部に切欠き部２３ａが形成されている。

本体部２１において、脚部２３と反対側の他端２１ａは、半球状に形成され、その表面にはフロスト加工による光拡散処理が施されている。また、本体部２１の外周には、回路ユニット１１を装着するための環状のリブ２５が設けられている。

導光部材２０は、脚部２３を台座５の取付溝５ｂに挿入させ、台座５上のＬＥＤモジュール３を覆うようにして立設される。これにより、本体部２１の脚部２３側の端面２１ｂを、ＬＥＤモジュール３に対向配置させている（図１参照）。

したがって、ＬＥＤモジュール３から出射された光は、本体部２１の端面２１ｂ（入射面）より導光部材２０に入射される。導光部材２０に入射した光は、導光部材２０と空気層との境界面（導光部材２０の外周面）で反射されながら、導光部材２０内を本体部２１の他端２１ａ側に進行する。導光部材２０内を進行する光は、導光部材２０の外周面に対する入射角が臨界角以下の場合に、当該入射角に応じた分の光が導光部材２０外へと出射される。なお、ＬＥＤの光は指向性が強いので、導光部材２０内を進行する光のほとんどは、導光部材２０の外周面に対する入射角は臨界角以上であり、最終的に他端２１ａ（出射部）から出射（拡散）される。

また、導光部材２０は、その中心軸Ｙと反射鏡７の光軸Ｘとが一致するように、かつ出射部２１ａの半球状の中心Ｃ２と反射鏡７の焦点Ｆ１とが一致するように、台座５上に立設されている。
（６）回路ユニット
回路ユニット１１は、円環状の回路基板４１と、複数の電子部品とを有する。図２には、回路基板４１のみが示されている。

回路基板４１の貫通孔４１ａの大きさは、導光部材２０のリブ２５の外径寸法よりも小さく、導光部材２０の出射部２１ａからリブ２５までの外形寸法よりも大きく設定されている。この回路基板４１が、貫通孔４１ａを導光部材２０の出射部２１ａ側から挿通させて、その内周縁部４１ｂをリブ２５上に載せた状態で、リブ２５および貫通孔４１ａの内周面に対向する導光部材２０の外周面に接着剤６９により固着される。

図１に戻って、回路ユニット１１が有する複数の電子部品４３は、回路基板４１の、導光部材２０の軸方向の出射部２１ａ側とは反対側の主面に実装されている。したがって、回路ユニット１１全体は、光軸Ｘ方向において、出射部２１ａよりも基部７１ｂ側にある。このように回路ユニット１１は、導光部材２０の外周に装着され、反射鏡７の内側に配置されている。

回路ユニット１１と口金１３のシェル部１７とは配線８１により、回路ユニット１１とアイレット部１９とは配線８３によりそれぞれ電気的に接続されている。また、回路ユニット１１と、ＬＥＤモジュール３とは、配線８５，８７により電気的に接続されている（配線８５，８７とＬＥＤモジュール３との接続部分は不図示）。こうして、回路ユニット１１が、口金１３を介して供給される交流電力を、ＬＥＤモジュール３が有する複数のＬＥＤ３３を発光させるための電力に変換して、ＬＥＤモジュール３に給電する。

なお、ここでの配線８１，８３は、台座５の貫通孔５ｃに挿通され、反射鏡７内から口金１３内に配設されている。配線８３は、さらに胴体部１５の貫通孔１５ｄに挿通され、胴体部１５の小径筒部１５ｂの外周側に配設されている。小径筒部１５ｂの外周側において、半田６７により配線８３がシェル部１７に電気的に接続されるとともに、貫通孔１５ｄの開口が閉塞されている。また、配線８５，８７は、導光部材２０の脚部２３における切欠き部２３ａ（図２参照）に挿通されてＬＥＤモジュール３側に配設される。
２．反射鏡、ＬＥＤモジュールおよび導光部材の位置関係について
本実施の形態では、上記したように、反射鏡７、ＬＥＤモジュール３および導光部材２０が、次の位置関係を満たすように設定されている（図１参照）。

（Ａ）ＬＥＤモジュール３の発光中心Ｃ１が反射鏡７の光軸Ｘ上にある。
（Ｂ）導光部材２０の中心軸Ｙと反射鏡７の光軸Ｘとが一致する。
（Ｃ）導光部材２０の出射部２１ａの中心Ｃ２と反射鏡７の焦点Ｆ１とが一致する。

このように位置関係（Ａ）〜（Ｃ）を満たすことにより、ＬＥＤモジュール３から出射された光を、導光部材２０を用いて出射部２１ａへと導光して、反射鏡７の焦点Ｆ１付近で拡散させることができる。こうして拡散させた光の一部は、反射鏡７の反射面７５で反射して光軸Ｘ方向前方（図１の上方）に集光されるので、これにより、ＬＥＤランプ１の配光特性を反射鏡付きハロゲンランプの配光特性に近づけることができる。

なお、ここでの「位置関係（Ａ）〜（Ｃ）を満たす」とは、位置関係（Ａ）〜（Ｃ）を完全に満たしたものだけでなく、位置関係（Ａ）〜（Ｃ）を満たすように設計されたものであって、製造誤差等により設計値からずれたものも含んでいる。
３．ＬＥＤモジュールで発生した熱の放熱と、回路ユニットとの関係について
ＬＥＤランプ１の点灯時に、ＬＥＤモジュール３の複数のＬＥＤ３３に発生した熱は、台座５から口金１３へと伝導され、ＬＥＤランプ１が装着されている照明器具のソケットを経由して、当該照明器具の本体や壁・天井へと放熱される。

ここで、例えば輝度向上のためにＬＥＤへの投入電流を高めれば、その分、発光時のＬＥＤに生じる熱が増加し、増加した熱が口金から照明装置側に伝導される。そのため、ＬＥＤから口金に至る放熱経路に回路ユニットが設けられていた場合、回路ユニットへの熱負荷が増加して、熱の影響により回路ユニットの寿命が低下する惧れがある。

しかしながら、ＬＥＤランプ１では、回路ユニット１１を、ＬＥＤモジュール３を挟んで口金１３とは反対側の反射鏡７内に配置し、ＬＥＤモジュール３から口金１３に至る放熱経路に回路ユニット１１を設けない構成としたので、回路ユニット１１への熱負荷を抑制することができる。これにより、輝度を一層向上させることができる。

上記構成のＬＥＤランプ１によれば、このように回路ユニット１１への熱負荷を抑制することができるので、輝度向上のためＬＥＤへの投入電流を高めたとしても、回路ユニットへの熱の影響を考慮して放熱特性および伝熱特性を高める必要がない。したがって、ランプの大型化を招くことなく輝度を向上させることができる。

また、台座５および口金１３の胴体部１５の温度が上昇したとしても、回路ユニット１１に与える熱負荷の影響は、放熱経路に回路ユニットがある場合と比べて小さいので、輝度を維持したまま、台座や口金の胴体部を小さくして、ランプの小型化を図ることができる。

さらに、回路ユニット１１が配置されている反射鏡７内の空間は、比較的容量が大きい。したがって、ＬＥＤランプ１の使用中に複数のＬＥＤ３３や回路ユニット１１から発生する熱が上記空間に籠りにくく、回路ユニット１１が熱の影響を受けにくい構成となっている。また、回路ユニット１１は、光軸Ｘ方向において、導光部材２０の出射部２１ａよりも反射鏡７の基部７１ｂ側にあるので、導光部材２０の出射部２１ａから出射される光が、回路ユニット１１により遮られない構成となっている。
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係るＬＥＤランプは、導光部材の出射部と回路ユニットとの間に、副反射鏡が設けられている点において、第１の実施の形態と相違する。その他の構成については基本的に第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ１と同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。また、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ１と同じ構成要素については、同じ符号を用いる。

図３は、第２の実施の形態に係るＬＥＤランプの主要部であり、導光部材および回路ユニットの周辺を示す断面図である。
図３に示すように、第２の実施の形態に係るＬＥＤランプ１００は、導光部材２０の出射部２１ａと回路ユニット１１との間に設けられた副反射鏡１１０を有する。

副反射鏡１１０は、凹面状の反射面１１０ａを有し、ＬＥＤモジュール３から出射され導光部材２０の出射部２１ａで拡散された光のうち、回路ユニット４１側に向かう光を反射して光軸Ｘ方向前方（図３の上方）に集光させるものである。

この副反射鏡１１０の底部に相当する部分には、貫通孔１１０ｂが形成されていて、副反射鏡１１０が、貫通孔１１０ｂを導光部材２０の出射部２１ａ側から挿通させ、回路基板４１上に載せられた状態で接着剤により導光部材２０の外周面に固着されている。

また、副反射鏡１１０は、その焦点Ｆ２と反射鏡７の焦点Ｆ１および出射部２１ａの中心Ｃ２とが一致するよう設定されている。
このようにＬＥＤランプ１００は、導光部材２０の出射部２１ａから回路ユニット１１側に向かう光を、副反射鏡１１０で反射させて光軸Ｘ方向前方に集光させることができるので、回路ユニット１１側に向かう光を回路基板４１で反射する第１の実施の形態と比べて、光軸Ｘ方向前方により多くの光を集めることができる。

副反射鏡１１０を形成する材料等は、特に限定するものではないが、例えば金属材料を用いて作製することができる。この場合、反射面１１０ａは、副反射鏡１１０の内面を鏡面仕上げすることにより形成することができる。
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係るＬＥＤランプは、回路ユニットが有する回路基板が凹面状に形成され、かつ導光部材の出射部側における回路基板の主面に反射膜が形成されている点において、第１の実施の形態と相違する。その他の構成については基本的に第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ１と同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。また、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ１と同じ構成要素については、同じ符号を用いる。

図４は、第３の実施の形態に係るＬＥＤランプの主要部であり、導光部材および回路ユニットの周辺を示す断面図である。
図４に示すように、第３の実施の形態に係るＬＥＤランプ２００は、凹面状に形成された回路基板２１３を有する回路ユニット２１１を備えている。

回路基板２１３における出射部２１ａ側の主面に反射膜２１７が形成され、それにより、凹面状の反射面２１９が構成されている。また、回路基板２１３の他方の主面に、複数の電子部品２１５が実装されている。

これにより、ＬＥＤランプ２００では、ＬＥＤモジュール３から出射され導光部材２０の出射部２１ａで拡散された光のうち、回路ユニット２１１側に向かった光を、回路基板２１３の反射面２１９によって反射して光軸Ｘ方向前方（図４の上方）に集光させることができる。よって、ＬＥＤランプ２００は、回路ユニット１１側に向かう光を回路基板４１で反射する第１の実施の形態と比べて、光軸Ｘ方向前方により多くの光を集めることができる。

以上、本発明に係るＬＥＤランプについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。
＜変形例＞
例えば、図５〜図９に示すような変形例が考えられる。

各変形例において、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ１と同じ構成要素については、簡単のため、同じ符号で示し、その説明を省略する。
１．ＬＥＤの光を波長の異なる光に変換する構成に関する変形例
図５（ａ）に示す例では、ＬＥＤモジュール３３０が、複数の青色ＬＥＤ３３３と、透明材料からなる封止体３３５とで構成されている。そして、導光部材２０の出射部２１ａの表面に、波長変換層である黄色蛍光体層３１０が形成されている。また、導光部材２０における出射部２１ａ以外の部分の外周面には、反射膜３１１が形成され、導光部材２０内を進行する光が出射部２１ａ以外の部分から出射するのを防止している。これにより、導光部材２０内を進行する光の全てが、黄色蛍光体層３１０を経て出射される。

図５（ｂ）に示す例では、図５（ａ）のＬＥＤモジュール３３０を有し、前面ガラス９の反射鏡７側の面９ａに、黄色蛍光体層４１０が形成されている。
２．回路ユニットの構成に関する変形例
図６（ａ）に示す例では、回路基板５１３の両主面に、それぞれ電子部品５１５が実装されている。回路ユニット５１１が配置される反射鏡７内の空間は比較的容量が大きいので、このように、回路基板５１３の両面に電子部品を実装することもでき、より多くの電子部品を実装したり、実装する電子部品数が増やさない場合には回路基板の径を小さくしたりすることが可能である。

図６（ｂ）に示す例は、回路ユニットの支持方法に関する変形例であって、回路基板４１が複数のワイヤ６１０で支持されている。
各ワイヤ６１０の一端部は、回路基板１１における配線パターンが形成されている絶縁基板部分に固定されており、他端部は、台座６０５に開設された取付穴６０６に圧入されて固定されている。そして、回路基板４１の内周面と、導光部材６２０の外周面とが、接着剤６１１により固着されている。
３．導光部材の構成に関する変形例
図７（ａ）に示す例では、導光部材７２０が中空部７２１を有する柱状である。このように中空部７２１を設けることにより軽量化を図ることができる。なお、導光部材７２０内を進行する光が、中空部７２１へと出射されたとしても、その光は、内周面から導光部材７２０へと再入射されて導光部材７２０内を再度進行することになる。

図７（ｂ）に示す例では、柱状の導光部材８２０が、複数のワイヤ８１０で支持されている。各ワイヤ８１０の一端部は、導光部材８２０に固定されており、他端部は、台座８０５に開設された取付穴８０６に圧入されて固定されている。

図７（ｃ）に示す例では、導光部材９２０が、略球状の出射部９２１と、円錐状の胴体部９２３とで構成されている。ここでの出射部９２１の直径の大きさは、ＬＥＤモジュール３の直径の大きさよりも小さく設定されている。導光部材９２０は、その中心軸Ｚと反射鏡７の光軸Ｘとが一致、かつ出射部９２１の中心Ｃ３と反射鏡７の焦点Ｆ１とが一致するように、台座５上に立設されている。また、胴体部９２３の外周面には、反射膜９１１が形成され、胴体部９２３内を進行する光が外周面から出射するのを防止している。回路ユニット１１の回路基板４１は、胴体部９２３の外周に嵌め込まれ、接着剤９１３により固着されている。このような導光部材９２０では、第１の実施の形態の導光部材２０よりも、出射部の直径を小さくすることができ、より点光源に近づけることができるので、反射鏡をより利用した配光特性を得ることができる。

なお、第１の実施の形態等においても、点光源の観点より、導光部材における出射部の直径（大きさ）は小さくするのが好ましい。
４．反射鏡の構成に関する変形例
図８に示す例では、反射鏡９７０が椀状からなり、反射鏡９７０の底部９７１上に、ＬＥＤモジュール３が搭載され、かつ導光部材２０が立設されている。反射鏡の形状は、漏斗状に限定するものではなく、このように椀状の反射鏡を用いることができる。
５．ＬＥＤモジュールの構成に関する変形例
図９に示す例では、ＬＥＤモジュール３に加えて、さらに複数のＬＥＤモジュール１０３０が設けられており、各ＬＥＤモジュール１０３０が、反射鏡１０７０の内周に設けられた環状の台部１０８０上に所定間隔をおいて搭載されている。各ＬＥＤモジュール１０３０は、実装基板１０３１と、ＬＥＤ１０３３と、封止体１０３５とで構成されている。このように複数のＬＥＤモジュール１０３０をさらに搭載することにより、ランプの光量を上げることができる。なお、台部１０８０の上面は、ＬＥＤモジュール１０３０から出射された光が、ランプの前方で集光されるよう傾斜している。

このようなＬＥＤモジュール１０３０は、光軸Ｘ方向において、導光部材２０の出射部２１ａの先端よりも反射鏡１０７０の基部１０７１ｂ側の位置にあるのが好ましい。より好ましくは、図９に示すように、ＬＥＤモジュール１０３０が、光軸Ｘ方向において反射鏡１０７０の焦点Ｆ１（または導光部材２０の出射部２１ａ）と回路ユニット１１との間の位置にあるのが好ましい。その理由は、ＬＥＤモジュール１０３０および台部１０８０が、導光部材２０の出射部２１ａから出射された光の邪魔になるのを抑制でき、かつＬＥＤモジュール１０３０から出射された光が回路ユニット１１によって遮られるのを防止することができるからである。

なお、複数のＬＥＤモジュール１０３０に代えて、例えば、台部１０８０上に環状のＬＥＤモジュールを搭載してもよい。また、環状の台部１０８０に代えて、複数の台部を、反射鏡１０７０の内周に沿って所定間隔をおいて設けた構成としてもよい。

また、図９に示す例では、回路ユニット１１と口金１３との間に、回路ユニット１１の熱を口金１３に伝えるためのヒートパイプ１０１０が設けられている。ヒートパイプ１０１０は、熱伝導性の良い材料で形成された柱状からなり、一端が回路ユニット１１の回路基板４１と熱的に接続され、他端が口金１３の胴体部１５と熱的に接続されている。この場合、ヒートパイプ１０１０を介し回路ユニット１１と口金１３との間に電気が流れないように絶縁性を確保することが好ましい。

なお、第１の実施の形態等においても、このような回路ユニットの熱を口金に伝えるためのヒートパイプを設けても良い。
６．さらに、例えば、以下のような変形例を挙げることができる。
（１）反射鏡について
第１の実施の形態等では、反射鏡の反射面は回転楕円面であり、主に、ＬＥＤから出射された光の一部を回路ケースで反射鏡に向けて反射した後、反射鏡で集光させてＬＥＤランプから出力していた（いわゆる、スポット照明用である。）が、反射鏡の反射面は他の形状であっても良い。他の形状としては放物曲面がある。この場合、ＬＥＤランプから平行光を出力することができる。

なお、反射鏡の反射面は回転楕円面や放物曲面以外の形状であっても良い。他の形状としては、多角形の形状や筒状の形状等がある。
また、第１の実施の形態では、反射鏡の本体部を硬質ガラスまたは石英ガラス等により構成していたが、他の材料により構成しても良い。他の材料としては、金属、樹脂等がある。また、反射面を構成する反射膜は、金属膜や白色の樹脂により構成していたが、他の構成としても良い。他の方構成としては漏れ口を作り出す透光性を有するガラスまたは樹脂等がある。

第１の実施の形態では、反射鏡に前面ガラスが装着された構成を示したが、前面ガラスを装着しない構成とし、反射鏡が開口された開口タイプであっても良い。
（２）口金について
第１の実施の形態等では，エジソンタイプの口金を利用したが、他のタイプ、例えば、ピンタイプ（具体的にはＧＹ、ＧＸ等のＧタイプである。）を利用しても良い。

また、第１の実施の形態等では、口金や台座の内部は中空であったが、例えば、伝導率が空気よりも高い絶縁性の材料を充填しても良い。これにより、発光時のＬＥＤモジュールからの熱は、口金、ソケットを介して照明器具に伝わり、ランプ全体としての放熱特性を向上させることできる。なお、上記材料としては、例えばシリコーン樹脂等がある。
（３）ＬＥＤモジュールについて
実装基板は、樹脂基板、セラミック基板、樹脂板と金属板とから成る金属ベース基板等、既存の実装基板を利用することができる。

第１の実施の形態等では、青色発光のＬＥＤと、青色光を黄色光に変換する変換部材について説明したが、他の発光色のＬＥＤを用いても良い。その場合、ＬＥＤランプに要求されている所望の光色に変換する波長変換材料を用いる必要がある。

また、１種類のＬＥＤを用いて、ＬＥＤモジュール（ＬＥＤランプ）から白色光を出力しているが、例えば、青色発光、赤色発光、緑色発光の３種類のＬＥＤを用いて、これらの発光色を混色して白色光としても良い。

また、第１の実施の形態等では、封止体は、実装基板上に実装されたすべてのＬＥＤを被覆していたが、例えば、一つのＬＥＤに対して１つの封止体で被覆しても良いし、複数のＬＥＤをグループ分けして、所定数のＬＥＤに対して１つの封止体で被覆しても良い。また、封止体を、透光性材料内に蛍光体粒子を混入させて形成していたが、例えば、透光性材料の表面に蛍光体粒子を含んだ蛍光体層を形成しても良く、さらには、封止体（ＬＥＤモジュール）とは別に、ＬＥＤにおける光の出射方向に蛍光体粒子を含んだ蛍光板等の波長変換部材を設けても良い。

また、ＬＥＤモジュールを複数のＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いて構成してもよい。
（４）導光部材について
第１の実施の形態等では、柱状であって中実の導光部材を用いたが、これに限定するものではなく、図７（ａ）に示す柱状であって中空部を有する導光部材、または、出射部以外の部分が筒状で構成された導光部材を用いてもよい。
（５）回路ユニットについて
第１の実施の形態等では、円環状の回路基板を用いたが、これに限定するものではなく、例えば、Ｃ字状の回路基板を用いてもよい。また、半円環状の２枚の回路基板を用いて円環状に接合させてもよく、さらに、円弧状の複数の回路基板を導光部材の外周に沿って配設させた構成を用いることもできる。

また、第１の実施の形態等では、複数の電子部品が１つの回路基板に実装された回路ユニットを利用しており、回路ユニット全体が導光部材の外周に装着された構成であったが、回路ユニットの一部が導光部材の外周に装着されていない構成であっても良い。例えば、回路ユニットを、回路基板に１以上の電子部品が実装された２つのサブユニットで構成し、一方のサブユニットは導光部材の外周に装着されており、他方のサブユニットは、導光部材の外周に装着されていない構成としても良い。この場合、他方のサブユニットは、導光部材に中空部を設けて、導光部材の中空部に配置してもよい。また、例えば、他方のサブユニットが熱に強い電子部品で構成された場合には、他方のサブユニットをＬＥＤモジュールと口金との間に配置しても良い。このような構成にすれば、他方のサブユニットを導光部材の外周に装着しない分、回路ユニットにおける導光部材の外周に装着されている部分の容積が小さくなり小型化を図ることができる。これにより、導光部材の出射部から反射鏡の反射面に向かう光のうち、回路ユニットによって遮られる光の量を少なくすることができるので、反射鏡をより利用した配光特性を得ることができる。

また、回路ユニットにおいて、複数の電子部品内に背の高い電子部品が含まれる場合には、当該背の高い電子部品を環状の回路基板のより中央部分（内周側）に実装するのが好ましい。この場合、回路ユニットを導光部材の外周に装着したとき、背の高い電子部品が、回路基板の外周側に実装される場合と比べて、反射鏡の光軸に近くなって反射鏡の内周から離れた状態となるので、回路ユニットを反射鏡のより基部側に配置させることができる。回路ユニットを反射鏡の基部側に近づければ近づけるほど、導光部材の出射部から反射鏡の反射面に向かう光のうち、回路ユニットによって遮られる光の量を少なくすることができるので、反射鏡をより利用した配光特性を得ることができる。
（６）反射鏡、ＬＥＤモジュールおよび導光部材の位置関係について
第１の実施の形態等では、反射鏡付きハロゲンランプの配光特性に近づけるため、位置関係（Ａ）〜（Ｃ）を満たす構成を用いて説明したが、ＬＥＤランプの仕様または用途によっては、位置関係（Ａ）〜（Ｃ）を満たしていない構成であっても構わない。

例えば、導光部材の出射部の中心と反射鏡の焦点とが一致しなくても、出射部が反射鏡の焦点にある、または出射部が反射鏡の焦点付近の位置にある場合には、出射部が反射鏡の焦点から離れた位置にあるのと比べて、反射鏡付きハロゲンランプの配光特性に近づけることができる。よって、好ましくは、位置関係（Ａ）〜（Ｃ）を満たすのが良いが、位置関係（Ａ）〜（Ｃ）を満たしていなくても、出射部が反射鏡の焦点にある、または出射部が反射鏡の焦点付近の位置あればよい。

本発明は、ランプを小型化したり、輝度を向上させたりするのに利用可能である。

１，１００，２００ ＬＥＤランプ
３，３３０，１０３０ ＬＥＤモジュール
７，９７０，１０７０ 反射鏡
７ａ 反射鏡の開口部
１１，２１１，５１１ 回路ユニット
１３ 口金
２０，６２０，７２０，８２０，９２０ 導光部材
２１ａ，９２１ 導光部材の出射部（他端部）
２１ｂ 導光部材の端面（一端面）
４１，２１３，５１３ 回路基板
４１ａ 回路基板の貫通孔（回路基板の内側の孔）
４３，２１５，５１５ 電子部品
７１ 反射鏡の本体部
７１ａ 反射鏡の一端部
７１ｂ，１０７１ｂ 反射鏡の基部（反射鏡の他端）
７３ 反射鏡の反射膜
７５ 反射鏡の反射面
１１０ 副反射鏡
１１０ａ 副反射鏡の反射面
２１７ 回路基板の反射膜
２１９ 回路基板の反射面
３１１，９１１ 導光部材の反射膜
Ｆ１，Ｆ２ 焦点
Ｘ 反射鏡の光軸
Ｙ，Ｚ 導光部材の中心軸

Claims (10)

1. 一端部に開口を有するとともに、内面に反射面を有する反射鏡と、
   前記反射鏡の他端側に設けられた口金と、
   前記反射鏡と前記口金とで形成される外囲器内に設けられた半導体発光素子と、
   前記口金を介して受電して前記半導体発光素子を発光させるための回路ユニットと、
   柱状をし、一端面が前記半導体発光素子に対向配置され、前記半導体発光素子から出射された光を他端部へと導光する導光部材と
   を備え、
   前記導光部材の他端部が、前記反射鏡の焦点またはその付近にあり、導光されてきた光の少なくとも一部を前記反射鏡面側へと出射する出射部として機能し、
   前記回路ユニットの少なくとも一部が、前記導光部材の外周における前記出射部以外の領域に装着されている
   ことを特徴とするランプ。
2. 前記回路ユニットの少なくとも一部が、環状の回路基板と、当該回路基板上に実装された複数の電子部品とを有し、
   前記回路基板の内側の孔に前記導光部材が挿通されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
3. 前記回路基板の一方の主面が凹面状であって、当該主面に反射膜が形成され、
   他方の主面に前記複数の電子部品が実装されていて、
   前記一方の主面が、前記導光部材の軸方向の前記出射部側に面している
   ことを特徴とする請求項２に記載のランプ。
4. さらに、前記反射鏡内において、前記導光部材の出射部と、前記導光部材の外周に装着された前記回路ユニットの少なくとも一部との間に、前記出射部から出射された光のうち、前記回路ユニットの少なくとも一部側に向かう光を反射して集光させる凹面状の反射面を有する副反射鏡が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
5. 前記出射部に、フロスト加工が施されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
6. 前記出射部の形状が、球状または半球状である
   ことを特徴とする請求項５に記載のランプ。
7. 前記出射部の表面に、前記半導体発光素子が発する光をこれとは波長の異なる光に変換する波長変換層が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
8. 前記導光部材の外周における前記出射部以外の少なくとも一部の領域に、光反射膜が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
9. 前記導光部材の中心軸と、前記反射鏡の光軸とが一致している
   ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
10. 前記回路ユニットは、一部が前記導光部材の外周に装着されおり、残りの部分が前記口金と前記半導体発光素子との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のランプ。

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