CN117337368A - 发光模块及照明装置 - Google Patents

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CN117337368A CN202180098411.7A CN202180098411A CN117337368A CN 117337368 A CN117337368 A CN 117337368A CN 202180098411 A CN202180098411 A CN 202180098411A CN 117337368 A CN117337368 A CN 117337368A
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内田大祐
冈弘幸
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Koto Electric Co Ltd
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Abstract

发光模块包括7色(2700K、5700K、紫、蓝、蓝绿、黄绿、红)的LED(光源)。在发光模块中，通过使7色的LED分别以预定的强度(光通量)发光，从而能够在相当于白天的太阳光的色温的相关色温5000～6500K下，达成平均显色指数Ra及特殊显色指数R9为98以上，特殊显色指数R12为94以上，并能够发出高显色的合成光。

Description

发光模块及照明装置
技术领域
本发明涉及一种发光模块及照明装置。
背景技术
一种发光模块被提出，其通过使第1光与第2光混合，从而在色温为2000K以上、3200K以下的范围内，输出平均显色指数Ra为90以上、特殊显色指数R9为90以上的光(例如，专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特开2020-119723号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
在专利文献1所记载那样的发光模块中，仅在色温为2000K～3200K这样的比较低的相关色温下、且仅在较小的相关色温的范围内，得到了高显色指数。但是，针对3500K以上的比较高的相关色温，没有公开。因此，希望有一种发光模块，其能够在比较高的相关色温下、或是在更大的相关色温范围内输出具有高显色性的光的发光模块。
本发明鉴于上述实际状况而完成，其目的在于提供一种发出具有更高的显色性的光的发光模块、及照明装置。
[用于解决技术课题的技术方案]
为了达成上述目的，本发明的发光模块包括：
第1光源，其发出具有第1相关色温的光，
第2光源，其发出具有比所述第1相关色温更高的第2相关色温的光，以及
5种有色光源，其能够分别发出不同的发光色的光；
通过使所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源分别以预定比例的发光强度来发光，从而能够发出相关色温5000K以上、6500K以下，平均显色指数Ra为98以上，特殊显色指数R9为98以上，且特殊显色指数R12为94以上的混合光。
也可以是，使得所述第1相关色温为2700K。
也可以是，使得所述第2相关色温为5700K。
例如，也可以是，使得所述第1光源包含灯泡色光源，所述第2光源包含白色光源，所述5种有色光源包含红色的光源、蓝色的光源、紫色的光源、及蓝绿色的光源。
也可以是，通过使所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源分别以预定比例的发光强度发光，从而使得能够发出相关色温5000K以上、6500K以下，平均显色指数Ra及特殊显色指数R9为99的混合光。
也可以是，通过使所述第1光源、所述第2光源、及所述黄绿色的光源分别以所述5种有色光源中除了所述黄绿色的光源以外的光源的发光强度之合计相比足够高的发光强度来发光，从而使得发出相关色温5000K以上、6500K以下的混合光。
例如，也可以是，所述第1光源的发射光的相关色温为2700K，所述第2光源的发射光的相关色温为5700K，所述5种有色光源包含发出紫色的光的第3光源、发出蓝色的光的第4光源、发出蓝绿色的光的第5光源、发出黄绿色的光的第6光源、以及发出红色的光的第7光源。
在该情况下，也可以是，使得所述第1～第7的光源
以24000：0：0：0：0：0：0的光通量的比率发光，由此合成2700K的相关色温的光，或
以22000：0：4.6：220：110：2750：0的光通量的比率发光，由此合成3000K的相关色温的光，或，
以20000：4600：10.9：330：530：4000：0的光通量的比率发光，由此合成3500K的相关色温的光，或，
以19000：11400：19.3：530：760：5300：0的光通量的比率发光，由此合成4000K的相关色温的光，或，
以14800：14700：88：1050：1740：9590：87的光通量的比率发光，由此合成5000K的相关色温的光，或，
以11000：16900：92：1350：1930：11000：230的光通量的比率发光，由此合成5500K的相关色温的光，或，
以6000：18000：100.6：1500：1300：8000：0的光通量比率发光，由此合成6500K的色相关温度的光，或，
以3100：15000：111.5：1500：1000：6600：0的光通量比率发光，由此合成8000K的色相关温度的光，或，
以2200：15000：159.2：1500：1800：6600：0的光通量比率发光，由此合成10000K的色相关温度的光，或，
以0：15000：226.3：1500：2200：5200：0的光通量比率发光，由此合成20000K的混合光。
也可以是，使得还包括调光控制部件，该调光控制部件能够分别以预定阶的分辨率对所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源进行调光；
所述调光控制部件将FM(Frequency Modulation：频率调制)调光、PWM(PulseWidth Modulation：脉冲宽度调制)调光、以及DC(Direct Current：直流电)调光组合，进行调光。
也可以是，多个所述第1光源与多个所述第2光源分别被沿从圆形的基板的中心附近朝向圆周的方向放射状地配置。
此外，也可以是，使得：本发明的照明装置
为一种具备所述发光模块的照明装置；
还包括控制装置，该控制装置对使所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源进行调光的调光控制部件进行控制；
所述控制装置包含存储部，该存储部预先存储表示所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源的发光强度与所述相关色温的关系的表，参照被存储于所述存储部的所述表，确定与所期望的所述相关色温对应的所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源的发光强度，并基于确定的所述发光强度，对所述调光控制部件进行控制。
也可以是，所述照明装置包括：
反射部，其具有相对于所述发光模块的所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源的排列面垂直的反射面，对所述发光模块所放射的光进行反射；以及扩散板，其被配备于所述反射部的所述发光模块的相反侧，对由所述反射部反射的光进行扩散。
也可以是，所述照明装置包括：
透镜，其相对于所述发光模块的所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源的排列面大致平行地延伸，使所述发光模块所放射的光收束或发散；以及透镜扩散板，其与所述透镜大致平行地延伸，对通过所述透镜的光进行扩散整形。
发明效果
根据本发明，能够发出显色性较高的光。
附图说明
图1是表示实施方式1中的发光模块的构成例的俯视图。
图2是表示构成发光模块的LED(光源)的一例的图。
图3是表示发光模块的构成的一例的框图。
图4是表示LED驱动器的输出电流与LED的灰阶的关系的图。
图5是表示PWM调光中的占空比等的图。
图6是表示发光模块的显色性等的图。
图7是表示发光模块的光的光谱波形的图。
图8是适用了实施方式1中的发光模块的聚光灯照明装置的构成图。
图9是表示构成发光模块的LED(光源)的其他例的图。
图10是适用了实施方式2中的发光模块的聚光灯照明装置的构成图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，针对本发明的实施方式1的发光模块，参照附图进行说明。
(发光模块)
图1是表示本实施方式的发光模块1的构成例的俯视图。如图1所示，发光模块1由基板10、以及多个LED(Light Emitting Diode：发光二极管)21～27构成。
基板10例如为用于通过焊接等设置芯片型的LED的LED基板。基板10例如以绝缘材料覆盖铜等金属板的表面，并在覆盖层上形成有布线图案。在基板10，设置有输入输出端子，该输入输出端子用于将所设置的LED与电源及LED驱动器电连接。
该实施方式的基板10如图1所示，被构成为圆形，具有被分割为3部分的3个区域10A、10B、10C。在图1中，示出了仅在区域10A设置有LED21～27的情况，但在区域10B和10C，也以相同的配置排列有LED21～27。即，在发光模块1中，用被设置于基板10的区域10A、10B、10C的所有LED21～27来生成合成光，从而能够发光。
另外，图1所示的发光模块1、基板10的构成(区域的有无或布线图案、LED的设置位置)仅为一例。不限定于该实施方式的构成，只要为了使其作为发出所期望的颜色、亮度(光通量)的光的光源发挥功能，使得能够排列所期望的种类、数量的LED等发光元件即可。此外，也可以是，在基板10，设置有用于散热的散热机构等其他构成。
在LED21～27中，包含：多个第1色LED21，其作为发出具有第1相关色温的光(例如灯泡色的光)的第1光源；多个第2色LED22，其作为发出具有比第1相关色温更高的第2相关色温的光(例如日光色的光)的第2光源；多个第3色LED23；多个第4色LED24；多个第5色LED25；多个第6色LED26；以及多个第7色LED27。
第3色LED23、第4色LED24、第5色LED25、第6色LED26、及第7色LED27为可分别发出不同颜色的光的彩色LED，作为5种有色光源来发挥功能。
另外，在以下的说明中，也将第1色LED21、第2色LED22、第3色LED23、第4色LED24、第5色LED25、第6色LED26、第7色LED27简记为LED21、LED22、LED23、LED24、LED25、LED26、LED27。
在图1中，示出了LED21～27在区域10A各被设置6个的例子，但LED21～27的数量只要能够作为各自的光源发出所期望的光通量(亮度)的光，就可以为任意的数量。各LED的必要数量根据作为各LED的光源所需的亮度和每1个LED的亮度(最大亮度)来确定。例如，在该实施方式的发光模块1中，如在图6中后述的那样，使2700K的LED21最大以24000流明(Lm)来发光。因此，当设每1个LED21的光通量为400流明时，LED21在整个基板10上至少被设置60个(＝24000/400)即可。此外，为了使蓝绿色的LED25最大以2200流明(Lm)来发光，当LED21的每1个的光通量为100流明时，LED21在整个基板10上只要至少被设置22个(＝2200/100)即可。
图2是表示LED21～27的一例的图。
如图2所示，该实施方式的LED21由灯泡色LED构成。更详细而言，LED21例如由如下的LED构成：能够发出相关色温2700K(开尔文)，且由CIE(国际照明委员会)规定的色度图(CIE1931)中的色度坐标(中央值)为(0.4578，0.4101)的灯泡色的光。
此外，LED22由白色LED构成。更详细而言，LED22例如能够发出相关色温5700K(开尔文)，且CIE1931中的色度坐标(中央值)为(0.3287，0.3417)的光。
另外，所谓相关色温，是指以看起来是与光源色最接近的颜色的黑体辐射的颜色(温度)表示的温度。相关色温的单位为开尔文(K)。相关色温是表示光源的光色(泛蓝、泛红等)的尺度，是以看起来是与光源最接近的颜色的黑体辐射的颜色(温度)显示的值。
此外，LED23能够发出峰值波长λp位于420nm～430nm的范围，且为紫(VLT)色的光。
LED24能够发出主波长λd位于475nm～480nm的范围，且为蓝(BLU)色的光。
LED25能够发出主波长λd位于496nm～500nm的范围，且为蓝绿(CYN)色的光。
LED26例如能够发出CIE1931中的色度坐标(中央值)为(0.4140，0.5430)的黄绿色(LME)的光。
LED27能够发出主波长λd位于624nm～634nm的范围，且为红(RED)色的光。
另外，图2所示的LED的特性仅为一例，并不被限定于此，也可以采用特性大致相同或处于误差范围内的LED。例如，也可以是，当为同色的LED时，采用峰值波长及主波长不同的LED。具体而言，当针对峰值波长及主波长，中央值一致时，发出的光的频带的宽度也可以不同。
此外，因为LED在产品上存在个体差异等，所以LED特性等的数值也可以不完全一致，只要是在该领域中被理解为同一范围内的范围内即可。例如，所谓相关色温2700K，包含2646K～2754K这样的预定的误差范围(例如2％)的温度。以下，针对该实施方式中的各数值也是同样。
图3是表示发光模块1的构成的一例的框图。如图3所示，多个LED21被串联地彼此连接，并被连接于LED驱动器30。LED驱动器30由用于使LED21以预定的光通量(亮度)点亮的电路构成，使电流流到被串联连接的多个LED21。在图3中，示出了在LED21连接有LED驱动器30的例子，但LED驱动器30被针对各色LED21～27中的每一个设置。LED驱动器30被连接于对各自的输出电流进行控制的控制装置40。LED驱动器30能够基于控制装置40的控制，按照预定阶(例如8192阶)的分辨率，将各色的LED21～27分别以所期望的光通量点亮。即，LED驱动器30能够按照预定阶的分辨率，将各色LED21～27分别调光为所期望的亮度。
该实施方式的LED驱动器30将PWM调光及DC(Direct Current)调光组合，进行LED的调光，该PWM调光通过PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制进行调光，该DC(Direct Current)调光通过电流的増减进行调光。
图4是表示1个LED驱动器30的输出电流与LED的灰阶的关系的图。如图4所示，LED驱动器30在低亮度的0～1023灰阶(1024阶)下，使输出电流恒定，并通过PWM调光来进行LED的调光，该PWM调光使脉冲波的输出的频率及占空比变化。并且，LED驱动器30在1024～8191灰阶下，通过使输出电流的电平増减的DC调光来进行LED的调光。像这样，该实施方式的LED驱动器30能够通过PWM调光及DC调光的组合，以合计8192阶段(13位)的分辨率对LED进行调光。
如此，该实施方式的LED驱动器30在小于基准的低亮度的灰阶下，能够通过采用PWM调光来实现精细的调光，在预定以上的高亮度的灰阶下，能够通过采用DC调光来防止点亮和熄灭所导致的闪烁(flicker)。
另外，图4中的电流水平的MAX值及PWM时恒流的值根据控制对象的LED的特性来确定。
图5是表示低亮度时的PWM调光中的占空比等的图。PWM调光的分辨率为1024阶(10位)的分辨率。如图5所示，控制装置40所输出的1个调光信号的调光周期为2000μs，在2000μs的1个周期中，会生成8个PWM的脉冲波。各脉冲的占空比的范围为0/128～128/128。此外，脉冲波的最小脉冲宽度(占空比1/128)约为1.95μs(＝2000μs/8/128)。即，各脉冲的脉冲宽度在1.95～250μs的范围内变化。
各灰阶中的各脉冲的占空比、及脉冲宽度的合计值如图5所示。该脉冲宽度的合计值越大，LED的亮度就越会变高。
此外，在0～7灰阶下，通过设置占空比0的期间，对脉冲波进行了间隔剔除。由此，在2000μs的1个周期之间输出的脉冲的数量变化为0～8，因此作为结果，PWM的脉冲波的频率会变化为0Hz～4KHz。即，也可以说在0～8灰阶下，为基于频率调制的FM(FrequencyModulation：频率调制)调光。
如此，该实施方式的LED驱动器30能够通过将FM调光、PWM调光、及DC调光进行组合，从而良好地对LED进行调光。
另外，例如，LED驱动器30的调光信号由13位构成，控制装置40能够通过将与调光操作等相应的值的调光信号输入到LED驱动器30，从而使控制对象的LED以预定的亮度点亮。
被连接于LED驱动器30的LED的数量可以是任意的，不被限定于被串联地连接的数量，也可以是将串联与并联组合连接的数量。此外，LED驱动器30不被限定于该实施方式的LED驱动器，只要能够将各色LED21～27分别以预定的分辨率点亮即可，既可以仅以PWM调光或DC调光中的任意一者使LED点亮，也可以采用其他控制方法。此外，LED驱动器30的分辨率也不被限定于8192(13位)阶，从PWM调光切换到DC调光的灰阶也能够任意变更。此外，图5所示的占空比也能够变更，例如脉冲宽度合计可以与灰阶值对应。
(显色性)
图6是表示使发光模块1以相关色温2000K～20000K发光时的、各LED的光通量(亮度)、总光通量、显色性(Ra、R9、R12、TLCI)的测定结果等的图。
Ra(average of Rendering index：渲染指数平均值)是CIE所规定的平均显色指数，表示将用8色(R1－R8)的色卡评价的显色指数平均而得到的指数。R9、R12是CIE所规定的特殊显色指数，分别表示使用了R9和R12的试验色的色卡的显色指数。TLCI(TelevisionLighting Consistency Index：电视照明一致性指数)是欧洲广播联盟所规定的演播室照明和照明器具的评价基准。这些指数分别为显色性的指标，能够通过专用的测定器等来测定。各指标的值的范围为0～100，100表示显色性最高。
另外，图6是采用了图2所示的LED的LED21～27例。各LED的光通量为调整成符合Ra为100的CIE标准光源的波形(D50、D55、D65等)的值。另外，紫色(VLT)的LED有助于色调和显色，但由于人的可见度特性，对(Lm)没有什么帮助。因此，在图6中，关于紫色，一同示出了(W)和(Lm)的值。另外，在本例中，处于Lm＝系数K×W(系数K＝8.38)的关系。
具体而言，可从图6中理解到以下内容。
i)通过使LED21～27以24000(Lm)、0(Lm)、0(Lm)、0(Lm)、0(Lm)、0(Lm)、0(Lm)分别发光，从而得到相关色温2700K、总光通量为24000(Lm)的合成光。此时的消耗功率为292.1(W)，发光效率为82.2(Lm/W)。此时，Ra为96，R9为97，R12为95，TLCI为95，会得到较高的显色性。
ii)通过使LED21～27以22000(Lm)、0(Lm)、4.6(Lm)、220(Lm)、110(Lm)、2750(Lm)、0(Lm)分别发光，从而得到在相关色温3000K下，总光通量为25085(Lm)的合成光。此时的消耗功率为292.7(W)，发光效率为85.7(Lm/W)。此时，Ra为97，R9为99，R12为95，TLCI为99，会得到较高的显色性。
iii)通过使LED21～27以20000(Lm)、4600(Lm)、10.9(Lm)、330(Lm)、530(Lm)、4000(Lm)、0(Lm)分别发光，从而得到相关色温为3500K、总光通量为29471(Lm)的合成光。此时的消耗功率为331.8(W)，发光效率为88.8(Lm/W)。此时，Ra为98，R9为96，R12为97，TLCI为99，会得到较高的显色性。
iv)通过使LED21～27以19000(Lm)、11400(Lm)、19.3(Lm)、530(Lm)、760(Lm)、5300(Lm)、0(Lm)分别发光，从而得到相关色温为4000K、总光通量为37009(Lm)的合成光。此时的消耗功率为405.5(W)，发光效率为91.3(Lm/W)。此时，Ra为98，R9为97，R12为94，TLCI为99，会得到较高的显色性。
v)通过使LED21～27以14800(Lm)、14700(Lm)、88.0(Lm)、1050(Lm)、1740(Lm)、9590(Lm)、87(Lm)分别发光，从而得到相关色温为5000K、总光通量为42055(Lm)的合成光。此时的消耗功率为459.6(W)，发光效率为91.5(Lm/W)，Ra及R9为99，R12为98，TLCI为99，会得到较高的显色性。
vi)通过使LED21～27以11000(Lm)、16900(Lm)、92.0(Lm)、1350(Lm)、1930(Lm)、11000(Lm)、230(Lm)分别发光，从而得到相关色温为5500K、总光通量为42502(Lm)的合成光。此时的消耗功率为458.9(W)，发光效率为92.6(Lm/W)。此时，Ra及R9为99，R12为94，TLCI为99，会得到较高的显色性。
Vii)通过使LED21～27以6000(Lm)、18000(Lm)、100.6(Lm)、1500(Lm)、1300(Lm)、8000(Lm)、0(Lm)发光，从而得到相关色温为6500K、总光通量为34901(Lm)的合成光。此时的消耗功率为385.5(W)，发光效率为90.5(Lm/W)。此时，Ra及R9为99，R12为95，TLCI为100，会得到较高的显色性。
Viii)通过使LED21～27以3100(Lm)、15000(Lm)、111.5(Lm)、1500(Lm)、1000(Lm)、6600(Lm)、0(Lm)发光，从而得到相关色温为8000K、总光通量为27311(Lm)的合成光。此时的消耗功率为311.0(W)，发光效率为87.8(Lm/W)。此时，Ra及R9为98，R12为93，TLCI为99，会得到较高的显色性。
ix)通过使LED21～27以2200(Lm)、15000(Lm)、159.2(Lm)、1500(Lm)、1800(Lm)、6600(Lm)、0(Lm)发光，从而得到相关色温为10000K、总光通量为27259(Lm)的合成光。此时的消耗功率为323.4(W)，发光效率为84.3(Lm/W)。此时，Ra为98，R9为99，R12为85，TLCI为100，会得到较高的显色性。
x)通过使LED21～27以0(Lm)、15000(Lm)、226.3(Lm)、1500(Lm)、2200(Lm)、5200(Lm)、0(Lm)发光，从而得到相关色温为20000K、总光通量为24126(Lm)的合成光。此时的消耗功率为310.6(W)，发光效率为77.7(Lm/W)。此时，Ra为97，R9为98，R12为78，TLCI为99，会得到足够的显色性。
如此，在该实施方式的发光模块1中，由于使LED21～27以图6所示的强度(光通量)发光，因而能够达成：在相当于白天的太阳光的色温的相关色温5000～6500K下，Ra及R9为98以上(99)，R12为94以上，TLCI99以上(可发出合成光)。
在图6所示的例子中，达成了相关色温为5000～6500K，Ra及R9为98以上(99)，R12为94以上时的发光强度的比例为2700K的LED21、5600K的LED22及黄绿色的LED各自的发光强度与其他4个种类的有色光源的发光强度的合计相比足够高的比例。
进而，在发光模块1中，能够达成在相关色温3500K～10000K下，Ra为98以上(在2700K～20000K时为96以上，在2500K～20000K时为90以上)，在相关色温2700K～20000K下，R9为97以上，在相关色温2700K～6500K下，R12为95以上(在2500K～8000K下，93以上)，在相关色温3000K～20000K下，TLCI为99以上(在相关色温2700K～20000K时为95以上，在相关色温2500K～20000K时为91以上)这样的高显色性。
此外，能够在相关色温2700K～8000K这样的较大范围内，达成Ra、R9及R12全部为93以上这样的极高的显色性。此外，若限于Ra和R9，则能够在相关色温3000K～20000K这样的较大范围内，达成97以上。
若将LED21～27的光通量维持在图6所示的比例，则即使总光通量(明亮度)变化，也能够发挥同样的显色性。即，能够通过确保图6所示的光通量比例地使各LED的光通量上下，从而确保相同的显色性并使明亮度变化。
如此，该实施方式的发光模块1通过基于控制装置40的控制对被连接于7色的LED21～27的各LED驱动器30进行驱动，从而使7色的LED以预定比例的强度(光通量、亮度)点亮。由此，发光模块1能够发出高显色的合成光。这种发光模块1能够良好地适用于要求显色性的照明装置。
从图6得到的各相关色温中的、各LED21～27的发射光的光通量的比率(亮度比)并不严格。±10％左右的偏差没有问题。在权利要求的解释中，也是同样。为了易于控制，也可以使比率更加易懂。例如，也可以是，将相关色温为5000K时的光通量的比率像15000：15000：90：1050：1750：9600：90＝1500：1500：9：105：175：960：9这样地简化(调整)。同样，例如，也可以是，将相关色温为6500K时的光通量的比率像6000：18000：100：1500：1300：8000：0＝60：18：1：15：13：80：0这样地简化。此外，也可以是，被设为“非点亮”的LED也以不被强调的电平点亮。
图7表示使发光模块1以相关色温5500K发光时的光谱波形。如图7所示，根据发光模块1，能够以相当于太阳光的相关色温5500K，得到与CIE标准光源的波形D55近似的光谱波形。同样，根据发光模块1，能够在相关色温5000K、6500K、7500K中，得到与波形D50、D65、D75等近似的光谱波形。另外，在此，相关色温也容许6％左右的误差。
另外，2000K、2500K作为照明的效率、显色性都较差，因此优选的是，发光模块1被以2700K～20000K的幅度来使用。
(照明装置)
接着，作为本实施方式的发光模块1的适用例，针对适用了发光模块1的聚光灯照明装置100进行说明。图8是本实施方式的聚光灯照明装置100的构成图。聚光灯照明装置100由上述的发光模块1、散热部(散热器)101、壳体102、透镜103构成。此外，聚光灯照明装置100包括：控制装置40，其用于控制照射光的相关色温及亮度；以及未图示的电源。
散热部(散热器)101将在发光模块1中产生的热量散射到外部。在散热部101的一个端部，设置有发光模块1。散热部101例如由包含铜等的多个散热板、被连接于多个散热板的热管等构成。
壳体102被设置为覆盖散热部101及发光模块1，为箱状构件，由腿部支撑。在壳体102的发光模块1侧的端部，设置有开口。壳体102例如由铝合金等构成。
透镜103被设置于壳体102开口部，使从发光模块1放射的光收束或发散。透镜103例如可以是具有锯齿状的截面的菲涅尔透镜。
另外，也可以是，聚光灯照明装置100包括：位置调整机构，其用于对发光模块1相对于透镜103的位置进行调整、以及滤色器，其用于改变照射光的颜色。
控制装置40例如包含存储部40a和处理器40b。存储部40a预先存储了使相关色温与7色的LED21～27的强度的比例对应的表。例如，表示图6所示的相关色温2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、5500K、6500K、8000K、10000K、20000K所对应的LED21～27的光通量相对于总光通量的比例的表被存储于存储部40a。针对各LED21～LED27，存储部40a存储了表示光通量与为了得到该光通量所需的驱动方法的对应关系的表。具体而言，存储部40a针对小光通量，存储将图5所示的“灰阶”置换为光通量(Lm)的表，关于大光通量(需要以占空比1以上来驱动的光通量)，存储将光通量与流过LED的串联电路的DC电流的电流值对应的表。
处理器40b按照被存储于内部存储器的程序，执行控制动作。处理器40b在操作者操作控制用旋钮，或从外部装置输入所期望的光的相关色温及明亮度(总光通量)时，取入这些信息。处理器40b从存储部40a中，读出LED21～27的光通量相对于被输入的相关色温比例，并将与明亮度相应的值和读出的比例相乘，由此求得各LED21～27的亮度(光通量)。
处理器40b确定用于得到所需各LED21～27的亮度的驱动方法。处理器40b基于确定的驱动方法，针对LED驱动器30输出调光信号，该调光信号用于执行FM调光、PWM调光、及DC调光等。LED驱动器30基于调光信号进行驱动，使LED21～27发光。通过这样去做，照明装置100放射所期望的相关色温及明亮度的合成光。
另外，控制装置40不被限定于使用处理器的构成。控制装置40也可以由使用了ASIC(application specific integrated circuit：专用集成电路)技术的专用芯片等构成。
根据本实施方式的聚光灯照明装置100，如上所述地，将显色性较高的发光模块1作为光源，因此能够照射接近自然光的光，并能够在舞台或演播室等演出空间中良好地使用。
聚光灯照明装置100既可以固定于天花板或墙壁，也可以被设置于支座。另外，在此，作为照明装置，针对将发光模块1适用于聚光灯照明装置100的例子进行了说明，但照明装置并不被限定于聚光灯，是包括上述发光模块1的照明装置(例如灯泡等)即可。
在上述实施方式1中，以LED构成了光源，但也可以是，以激光二极管或有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)等其他发光元件来构成光源。另外，发光元件也可以是炮弹型、表面安装型、芯片状的发光元件中的任意一者。
此外，也可以是，根据用途，在基板10上配置有LED21～27以外的LED或光源。
另外，在图1中，例示了发光元件(LED21～27)的形状为正方形的情况，但发光元件的形状也可以为长方形。此外，例示了发光元件的大小相同(平面尺寸相同)的情况，但发光元件的大小也可以不同。在该情况下，也可以是，在多个发光元件中，设置有大小及形状不同的发光元件等。
此外，在图1中，例示了在圆形的基板10配置多个发光元件(LED21～27)的情况，但基板的形状或配置多个发光元件的区域的形状能够适当变更。例如，也可以是，使得在四边形的基板或区域配置多个发光元件。此外，发光元件的配置也不被限定于图1的例子，既可以将多个发光元件格子状、一列、放射状等地排列，也可以设为随机的配置。
图9是表示发光元件(LED21～27)的配置构成的其他例的图。图9所示的发光模块1与图1所示的发光模块1在基板10上的发光元件的配置不同。基板10由与图1所示的例子相同的圆形构成，并由被分割为3部分的3个区域10A、10B、10C构成。在图9中，示出了仅在区域10A设置有LED21～27的例子，但在区域10A、10B、10C，以相同的配置排列有LED21～27。即，在发光模块1中，能够用被设置于基板10的区域10A、10B、10C的所有LED21～27来生成合成光并发光。
在图9的例子中，多个第1色LED21与多个第2色LED22分别被沿从圆形的基板10的中心附近朝向圆周的方向放射状地配置。第1色LED21为发出具有第1相关色温的光(例如灯泡色的光)的第1光源，第2色LED22为发出具有比第1相关色温更高的第2相关色温的光(例如日光色的光)的第2光源。相关色温例如是：LED21为2700K，LED22为5700K。
在图9所示的配置有LED21、LED22的位置以外的、以涂黑表示的位置，排列有多个第3色LED23，在以阴影表示的位置，排列有多个第4色LED24、多个第5色LED25、多个第6色LED26、及多个第7色LED27。即使在上述配置下，LED21～27也能够通过使光通量成为图6所示的比例，从而发挥高显色性。
在图9中，例示了布线31，其用于串联地连接多个LED21；布线32，其用于串联地连接多个LED22；以及布线33，其用于串联地连接多个LED23。各布线31、32、33被连接于LED驱动器30。如此，通过放射状地配置多个第1色LED21和多个第2色LED22，从而也能够抑制发光模块1内的颜色不均，此外，能够避免各布线交叉，电路复杂化的情况。
(实施方式2)
以下，针对本发明的实施方式2的照明装置，参照附图进行说明。发光模块1的构成及动作与实施方式1相同。
(照明装置)
针对适用了本实施方式的发光模块1的照明装置即聚光灯照明装置200进行说明。图10是本实施方式的聚光灯照明装置200的构成图。聚光灯照明装置200包括与实施方式1相同的、发光模块1、散热部(散热器)101及壳体102，还包括反射部(反射器)201、扩散板202、透镜203及透镜扩散板204。此外，聚光灯照明装置200包括未图示的电源、以及控制装置40，该控制装置40用于对照射光的相关色温及亮度进行控制。
散热部(散热器)101将在发光模块1中产生的热量放射到外部。在散热部101的一个端部，设置有发光模块1。散热部101例如由包含铜等的多个散热板、被连接于多个散热板的热管等构成。
壳体102被设置为覆盖散热部101及发光模块1，为箱状构件，由腿部支撑。在壳体102的发光模块1侧的端部，设置有圆形的开口。壳体102例如由铝合金等构成。
反射部201位于从发光模块1到壳体102的开口之间，反射并混合发光模块1所放射的光。反射部201具有圆筒形状，并在圆筒形状的内壁具有反射面。即，反射面相对于发光模块1的发光元件(LED21～27)的排列面沿垂直方向延伸。反射部201的反射面由铝反射材料等任意的反射材料构成。
扩散板202被相对于发光模块1的发光元件(LED21～27)的排列面大致平行地设置于壳体102的开口。即，扩散板202位于反射部201的发光模块1的相反侧。扩散板202使发光模块1所放射、并由反射部201反射、混合的光扩散，从而修整光的不均。扩散板202具有圆盘形状，例如由亚克力板或聚碳酸酯等构成。
透镜203位于扩散板202的发光模块1的相反侧，被离开扩散板202固定距离地大致平行地设置于扩散板202。即，透镜203被相对于发光模块1的发光元件(LED21～27)的排列面大致平行地配备。透镜203使发光模块1所放射的光收束或发散。透镜103例如为具有锯齿状的截面的菲涅尔透镜。
透镜扩散板204通过与透镜203一同使用，从而具有对透射过透镜203的光进行扩散整形的特性。透射过透镜扩散板204的光能够被限制在预先确定了出射角的范围内。透镜扩散板204例如为Light Shaping Diffusers(LSD；光整形漫射器)。透镜扩散板204被大致平行地设置于透镜203，优选的是，相对于透镜203位于发光模块1的相反侧。
透镜203及透镜扩散板204的特性根据聚光灯照明装置100的照度或包含1/2照度角的要求规格来选择。透镜203及透镜扩散板204由透镜壳体205支撑，透镜壳体205被相对于壳体102而固定，该壳体102具备发光模块1。透镜壳体205既可以能够在壳体102上拆装，或也可以是，被与壳体102一体化。
如以上那样构成的聚光灯照明装置200与不包括反射部(反射器)201、扩散板202、透镜203及透镜扩散板204的构成相比，照度较高，也能够抑制颜色分离。因此，能够抑制在现有的聚光灯照明的周围产生的蓝白色环状部的产生。
聚光灯照明装置200也可以包括反射部201和扩散板202、以及透镜203和透镜扩散板204这两者，或者也可以包括任意一者。
另外，也可以是，聚光灯照明装置200还包括：位置调整机构，其用于对发光模块1相对于透镜203的位置进行调整；以及滤色器，其用于改变照射光的颜色。
根据本实施方式的聚光灯照明装置200，如上所述地，将显色性较高的发光模块1作为光源，并高效率地进行放射，因此能够照射接近自然光的光，并能够在舞台或演播室等演出空间中良好地使用。
另外，在此，作为照明装置，针对将发光模块1适用于聚光灯照明装置200的例子进行了说明，但照明装置并不被限定于聚光灯，是包括上述发光模块1的照明装置(例如灯泡等)即可。
本发明能够不脱离本发明的广义的精神和范围地实施各种实施方式及变形。此外，上述实施方式仅用于对本发明进行说明，并不会限定本发明的范围。即，本发明的范围不是通过实施方式，而是通过权利要求书来表示的。并且，在权利要求书的范围内、以及与其等同的发明的意义的范围内实施的各种变形也被视为本发明的范围之内。
本申请基于2021年3月29日申请的日本国专利申请特愿2021-55101号，并将日本国专利申请特愿2021-55101号的全部说明书、权利要求书及附图作为参照援引于本说明书中。
[附图标记说明]
1 发光模块，
10 基板，
21～27LED，
30LED驱动器，
31～33布线，
40 控制装置，
40a 存储部，
40b 处理器，
100、200聚光灯照明装置，
101 散热部，
102 壳体，
201 反射部，
202 扩散板，
203 透镜，
204 透镜扩散板，
205 透镜壳体。

Claims (13)

1.一种发光模块，其特征在于，包括：
第1光源，其发出具有第1相关色温的光，
第2光源，其发出具有比所述第1相关色温更高的第2相关色温的光，以及
5种有色光源，其能够发出各不相同的发光色的光；
通过使所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源分别以预定比例的发光强度来发光，从而能够发出相关色温为5000K以上、6500K以下，平均显色指数Ra为98以上，特殊显色指数R9为98以上，且特殊显色指数R12为94以上的混合光。
2.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，
所述第1相关色温为2700K。
3.如权利要求1或2所述的发光模块，其特征在于，
所述第2相关色温为5700K。
4.如权利要求1～3的任意一项所述的发光模块，其特征在于，
所述第1光源为灯泡色光源，所述第2光源为白色光源；
所述5种有色光源包含紫色的光源、蓝色的光源、蓝绿色的光源、黄绿色的光源及红色的光源。
5.如权利要求1～4的任意一项所述的发光模块，其特征在于，
通过使所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源分别以预定比例的发光强度发光，从而使得能够发出相关色温5000K以上、6500K以下，平均显色指数Ra及特殊显色指数R9为99的混合光。
6.如权利要求4所述的发光模块，其特征在于，
通过使所述第1光源、所述第2光源、及所述黄绿色的光源分别以所述5种有色光源中除了所述黄绿色的光源以外的光源的发光强度之合计相比足够高的发光强度来发光，从而发出相关色温5000K以上、6500K以下的混合光。
7.如权利要求1～6的任意一项所述的发光模块，其中，
所述第1光源的发射光的相关色温为2700K，所述第2光源的发射光的相关色温为5700K，所述5种有色光源包含发出紫色的光的第3光源、发出蓝色的光的第4光源、发出蓝绿色的光的第5光源、发出黄绿色的光的第6光源、及发出红色的光的第7光源；
使得所述第1～第7的光源，
以24000：0：0：0：0：0：0的光通量的比率发光，由此合成2700K的相关色温的光，或
以22000：0：4.6：220：110：2750：0的光通量的比率发光，由此合成3000K的相关色温的光，或，
以20000：4600：10.9：330：530：4000：0的光通量的比率发光，由此合成3500K的相关色温的光，或，
以19000：11400：19.3：530：760：5300：0的光通量的比率发光，由此合成4000K的相关色温的光，或，
以14800：14700：88：1050：1740：9590：87的光通量的比率发光，由此合成5000K的相关色温的光，或，
以11000：16900：92：1350：1930：11000：230的光通量的比率发光，由此合成5500K的相关色温的光，或，
以6000：18000：100.6：1500：1300：8000：0的光通量比率发光，由此合成6500K的色相关温度的光，或，
以3100：15000：111.5：1500：1000：6600：0的光通量比率发光，由此合成8000K的色相关温度的光，或，
以2200：15000：159.2：1500：1800：6600：0的光通量比率发光，由此合成10000K的色相关温度的光，或，
以0：15000：226.3：1500：2200：5200：0的光通量比率发光，由此合成20000K的混合光。
8.如权利要求1～7的任意一项所述的发光模块，其特征在于，
还包括调光控制部件，该调光控制部件能够分别以预定阶的分辨率对所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源进行调光；
所述调光控制部件将FM(Frequency Modulation：频率调制)调光、PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)调光、以及DC(Direct Current：直流电)调光组合，进行调光。
9.如权利要求1～8的任意一项所述的发光模块，其特征在于，
多个所述第1光源与多个所述第2光源分别被沿从圆形的基板的中心附近朝向圆周的方向放射状地配置。
10.一种照明装置，其包括如权利要求1～9的任意一项所述的发光模块。
11.如权利要求10所述的照明装置，其中，
还包括控制装置，该控制装置对使所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源进行调光的调光控制部件进行控制；
所述控制装置包含存储部，该存储部预先存储表示所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源的发光强度与所述相关色温的关系的表，参照被存储于所述存储部的所述表，确定与所期望的所述相关色温对应的所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源的发光强度，并基于确定的所述发光强度，对所述调光控制部件进行控制。
12.如权利要求10或11所述的照明装置，其特征在于，包括：
反射部，其具有相对于所述发光模块的所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源的排列面垂直的反射面，对所述发光模块所放射的光进行反射，以及
扩散板，其被配备于所述反射部的所述发光模块的相反侧，对由所述反射部反射的光进行扩散。
13.如权利要求10～12的任意一项所述的照明装置，其特征在于，包括：
透镜，其相对于所述发光模块的所述第1光源、所述第2光源、及所述5种有色光源的排列面大致平行地延伸，使所述发光模块所放射的光收束或发散，以及
透镜扩散板，其与所述透镜大致平行地延伸，对通过所述透镜的光进行扩散整形。
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