JP2012146470A - ランプ及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色温度を変更しても均一な照度を維持することができるランプを提供する。
【解決手段】ランプの一例であるＬＥＤランプ１は、基台３０と、半導体発光素子である複数のＬＥＤ素子２２ａを基台３０の表面の第１の仮想線上に並べて構成され、第１の色温度の光を発光する第１のＬＥＤモジュール２０ａと、複数のＬＥＤ素子２２ｂを基台３０の表面の第２の仮想線上に並べて構成され、第１の色温度と異なる第２の色温度の光を発光する第２の発光モジュール２０ｂとを備え、第１及び第２の仮想線は、基台３０の表面で互いに交わらないように配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子を用いたランプ及び当該ランプを備えた照明装置に関し、特に、直管型ＬＥＤランプ及び照明装置に関する。

例えば、特許文献１には、図８に示すような従来の直管型のＬＥＤランプ１００が開示されている。図８は、従来の直管型のＬＥＤランプ１００の概略構成を示す図である。ＬＥＤランプ１００は、図８に示すように、複数のＬＥＤモジュール１３０Ａ、１３０Ｂと、ＬＥＤモジュール１３０Ａ、１３０Ｂを保持する長尺状の基板１４０と、基板１４０の両端に配置される端子１５０とを備える。

また、ＬＥＤモジュール１３０ＡとＬＥＤモジュール１３０Ｂとは、互いに色温度の異なる光を出射するものであって、基板１４０の長手方向に沿って交互に直線状に並べられている。そして、このＬＥＤランプ１００は、ＬＥＤモジュール１３０Ａ、１３０Ｂの発光強度を調整することにより、様々の色温度の光を出射させることができると記載されている。

特開２００９−２７２０７２号公報

しかしながら、上記構成のＬＥＤランプ１００において、例えば、ＬＥＤモジュール１３０Ａを点灯させ、ＬＥＤモジュール１３０Ｂを消灯させると、点灯しているＬＥＤモジュール１３０Ａのピッチが通常より大きくなってしまう。その結果、ＬＥＤモジュール１３０Ａが離散的に点灯しているのが目立ったり、全体としての照度が不足してしまうという問題が生じる。

すなわち、上記構成のＬＥＤランプ１００が線状光源として実用に耐え得るのは、ＬＥＤモジュール１３０Ａ、１３０Ｂ各々の発光強度を同じぐらいにした場合のみであり、実現可能な色温度の種類はそれ程多くはない。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、色温度を変更しても均一な照度を維持することができるランプを提供することを目的とする。

本発明の一形態に係るランプは、基台と、複数の半導体発光素子を前記基台の表面の第１の仮想線上に並べて構成され、第１の色温度の光を発光する第１の発光モジュールと、複数の半導体発光素子を前記基台の表面の第２の仮想線上に並べて構成され、前記第１の色温度と異なる第２の色温度の光を発光する第２の発光モジュールとを備える。そして、前記第１及び第２の仮想線は、前記基台の表面で互いに交わらないように配置されている。

上記構成のように、第１及び第２の発光モジュールを構成する複数の半導体発光素子を、互いに交わらない仮想線上に配置することにより、例えば、一方の発光量を極端に上昇させ、他方の発光量を極端に低下させたような場合でも、各半導体発光素子が離散的に点灯しているのが目立たなくなる。

さらに、該ランプは、全体の照度が実質的に一定になるように、前記第１及び第２の発光モジュールの一方の発光量を上昇させ、他方の発光量を低下させることによって、前記第１及び第２の発光モジュール各々が発光した光の混色比率を制御する制御部を備えてもよい。

さらに、該ランプは、前記第１及び第２の発光モジュール各々が発光した光を拡散させる拡散板を備えてもよい。そして、前記第１及び第２の発光モジュールと前記拡散板との距離をＡ、前記基台上における前記第１及び第２の発光モジュールの距離をＢとすると、Ｂ≦Ａ×１．２５を満たしてもよい。これにより、外から第１及び第２の発光モジュールを区別できない程、混色度合いを高くすることができる。

さらに、５ｍｍ≦Ｂを満たしてもよい。これにより、半導体発光素子のジャンクション温度を保障範囲内に抑えることができる。

また、前記基台上における前記第１及び第２の発光モジュールの距離は、前記第１及び第２の色温度の差が大きい程、小さくしてもよい。これにより、見かけ上の混色度合いを高めることができる。

さらに、前記制御部は、全体の照度が上昇又は低下するように、前記第１及び第２の発光モジュールそれぞれの発光量を連動して上昇又は低下させてもよい。

さらに、該ランプは、前記基台を収納する直管を備えてもよい。そして、前記第１及び第２の仮想線は、互いに平行な直線であってもよい。但し、本発明は直管型のランプに限定されず、円環型等の他の形式のランプにも適用することができる。

また、前記第１及び第２の発光モジュールは、それぞれを構成する前記複数の半導体発光素子が直列に接続され、且つ互いに並列に接続されていてもよい。

さらに、該ランプは、前記第１及び第２の発光モジュールそれぞれに流れ込む電流の分配比率を変更することによって、前記第１及び第２の発光モジュール各々が発光した光の混色比率を制御する制御部を備えてもよい。

さらに、該ランプは、設置位置の時間情報を検出するセンサを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記センサによって検出される時間情報に応じて、混色比率を制御してもよい。例えば、午前中は昼白色に近い光を出力させ、夕方には電球色に近い光を出力させるようにしてもよい。

本発明の一形態に係る照明装置は、上記記載のランプを備える。

本発明によれば、色温度を変更しても均一な照度を維持することができるランプを得ることができる。

本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプの概略構成を示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプの内部構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る第１及び第２のＬＥＤモジュールの平面図である。 図３をＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施の形態に係る第１及び第２のＬＥＤモジュールの回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の概略構成を示す外観斜視図である。 本発明の変形例１に係るＬＥＤランプの概略構成を示す図である。 本発明の変形例２に係るＬＥＤモジュールの概略構成を示す斜視図である。 従来のＬＥＤランプの概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプ及び照明装置について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプ１を説明する。図１は、本実施の形態に係るＬＥＤランプ１の概略構成を示す図である。

本実施の形態に係るＬＥＤランプ１は、図１に示すように、直管蛍光灯と略同形の直管型ＬＥＤランプであって、長尺筒状の直管１０と、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂと、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂが載置される基台３０と、直管１０と基台３０とを接着する接着材４０（図示省略）と、直管１０の両端部に装着された一対の口金５０ａ、５０ｂと、制御部８０（図示省略）とを備える。

なお、ＬＥＤランプ１の内部又は外部には、口金５０ａ、５０ｂを介して給電を受けて、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂのＬＥＤを発光させるための点灯回路（図示省略）が設置される。点灯回路は、例えば、４個のツェナダイオードを用いたダイオードブリッジからなる整流回路で構成することができる。

次に、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、図１に示すＬＥＤランプ１の各構成要素を詳述する。図２（ａ）は、直管１０の管軸を通る平面で、且つ基台３０に垂直な平面で切断した側断面図である。図２（ｂ）は、図２をＢ−Ｂ’線に沿って切断したＬＥＤランプ１の拡大断面図である。

直管１０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、両端部に開口を有する長尺筒体であり、その横断面形状は円環状である。直管１０としては、ガラス管又はプラスチック管等で構成することができる。

本実施の形態に係る直管１０は、例えば、ヤング率が７００００［ＭＰａ］のガラス管で構成されている。具体的には、７０〜７２［％］のシリカ（ＳｉＯ_２）を含むソーダ石灰ガラスで構成される。なお、直管１０は、ＪＩＳ（日本工業規格）に規定されている蛍光灯の製造に用いられる両端封止前の直管と同じ寸法規格のものが用いられる。例えば、長さが１１９８［ｍｍ］、外径が３０［ｍｍ］、厚みが０．７［ｍｍ］のガラス管を用いることができる。

また、直管１０の外面又は内面には、拡散処理が施されていることが好ましい。例えば、なお、ガラス管等の直管１０の内面に、シリカ、炭酸カルシウムなどを塗布すればよい。これにより、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂから発せられる光を拡散させることができる。なお、直管１０の光透過率は、５０［％］〜７０［％］、好ましくは５５［％］〜６５［％］、最も好ましくは６０［％］に設定される。

第１のＬＥＤモジュール２０ａは、ライン状の発光モジュールであって、長尺板状の実装基板（ＬＥＤ実装基板）２１と、当該実装基板２１上に実装された複数のＬＥＤ素子２２ａと、複数のＬＥＤ素子２２ａを封止する封止部材２３ａとを備える。同様に、第２のＬＥＤモジュール２０ｂは、ライン状の発光モジュールであって、長尺板状の実装基板（ＬＥＤ実装基板）２１と、当該実装基板２１上に実装された複数のＬＥＤ素子２２ｂと、複数のＬＥＤ素子２２ｂを封止する封止部材２３ｂとを備える。

実装基板２１は、透光性の高い窒化アルミニウム若しくはアルミナ等のセラミック基板、樹脂基板、又はガラス基板等を用いることができる。また、実装基板２１は、直管１０の内部に収納可能な大きさである。つまり、実装基板２１の幅及び厚みは、直管１０の内径より小さい。また、実装基板２１の長さは、直管１０の長さより短い。本実施の形態では、長辺（長手方向の長さ）が１４０［ｍｍ］、短辺（短手方向の長さ）が７［ｍｍ］、厚みが１［ｍｍ］の長尺状のセラミック基板を、実装基板２１として用いた。

なお、本実施の形態における第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂは、実装基板２１を共用しているが、これに限ることなく、それぞれが独立した実装基板を有していてもよいことは言うまでもない。

複数のＬＥＤ素子２２ａは、それぞれ実装基板２１の長手方向に沿って一列（直線状、又は一次元状）に実装されている。ＬＥＤ素子２２ａは、単色の可視光を発するベアチップであり、実装基板２１に形成された配線パターン（図示省略）にフリップチップ実装又はワイヤーボンディング実装される。

ＬＥＤ素子２２ａとしては、例えば、青色光を発光する青色ＬＥＤチップ等が用いられる。より具体的には、ＩｎＧａＮ系の材料によって構成され、中心波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの窒化ガリウム系の半導体発光素子等を用いることができる。本実施の形態では、第１のＬＥＤモジュール２０ａに、２４個のＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂが実装されている。ＬＥＤ素子２２ｂの構成は、ＬＥＤ素子２２ａと同様であるので、説明は省略する。

なお、本実施の形態では、半導体発光素子としてＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂの例を示したが、半導体レーザ及び有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等、他の半導体発光素子を用いてもよい。

封止部材２３ａ、２３ｂは、断面が上に凸の略半円状のドーム形状であり、実装基板２１上の全てのＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂを覆うように直線状に形成されて、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂを封止し、保護している。また、封止部材２３ａ、２３ｂは、波長変換体である蛍光体が含有された蛍光体含有樹脂であって、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂからの光を波長変換する波長変換層として機能する。

封止部材２３ａは、例えば、ＬＥＤ素子２２ａが青色ＬＥＤである場合、昼白色を得るために、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体材料、又は黄色蛍光体微粒子をシリコーン樹脂に分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。これにより、第１のＬＥＤモジュール２０ａは、例えば、５０００Ｋ（第１の色温度）の昼白色光を発光する。

一方、封止部材２３ｂは、例えば、ＬＥＤ素子２２ｂが青色ＬＥＤである場合、電球色を得るために、例えば、ＹＡＧ蛍光体等を用いることができる。これにより、第２のＬＥＤモジュール２０ｂは、例えば、３０００Ｋ（第２の色温度）の電球色光を発光する。

なお、上記の色温度は一例であって、これらに限定されるものではない。例えば、昼光色に代えて昼白色（６７００Ｋ）を用いてもよい。第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂが発する光の色温度の差が大きくなる程、制御部８０による混色制御（後述）によって表現できる色調の幅が広がる。

青色ＬＥＤを採用する場合は、黄色の蛍光体の混合量を変更することにより、様々な色を得ることができる。具体的には、黄色の蛍光体の混合量が少なければ昼光色となり、黄色の蛍光体の混合量を増やすと昼白色、さらに混合量を増やすと電球色を得ることが可能である。なお、黄色の蛍光体の代わりに緑色及び赤色の蛍光体を使用する場合も基本は同様であり、所望とする色温度などに応じて蛍光体の組合せ、配合量などは適宜設定してよい。

このように、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂは、同一のＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂ（例えば、青色ＬＥＤチップ）を採用したとしても、封止部材２３ａ、２３ｂを適宜選択することにより、異なる色温度の光を出力することが可能となる。

基台３０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、長尺状の基板（ＬＥＤモジュール実装基板）であって、一方側の面（表面）に第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂが載置される。

また、基台３０は、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの熱を放熱するための放熱体としても機能する。従って、基台３０は、金属等の高熱伝導性材料によって構成することが好ましい。本実施の形態では、ヤング率が７００００［ＭＰａ］のアルミニウムからなる長尺板状のアルミニウム基板を用いた。

このように、直管１０と第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂとの間に基台３０を介在させることにより、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの熱を効率的に直管１０に導くことができる。これにより、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの熱を直管１０の外側表面から放熱することができる。

接着材４０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、基台３０の裏面と直管１０の内面との間に配され、基台３０を直管１０に接着し、固定する。接着材４０としては、放熱性の観点からは、熱伝導率が１［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の材料を用いることが好ましい。また、軽量化の観点からは、比重が２以下の接着材を用いることが好ましい。接着材４０としては、例えばシリコーン樹脂又はセメント等からなる接着材が用いられる。本実施の形態では、ＬＥＤランプ１の軽量化を図るために、接着材４０としてシリコーン樹脂からなる接着材を用いた。

また、接着材４０の熱伝導率を高めるために、接着材４０に無機粒子を適宜混入することが好ましい。無機粒子としては、銀、銅あるいはアルミニウム等の金属粒子、又はアルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素あるいはグラファイト等の非金属粒子が用いられる。

口金５０ａ、５０ｂは、図２（ａ）に示すように、有底筒状の口金本体５１ａ、５１ｂと、口金本体５１ａ、５１ｂの底部の外面から外方に突出する一対の口金ピン５２ａ、５２ｂとを備える。この口金５０ａ、５０ｂは、接着材等によって直管１０の縮径部に固着されている。なお、口金５０ａ、５０ｂとしては、ＬＥＤランプ１を装着する照明器具に合わせて適宜選択することができ、例えばＧ型口金等が用いられる。

一対の口金ピン５２ａ、５２ｂによって、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂへの電力の供給を行うことができる。この場合、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂへの電力の供給は、口金５０ａ及び口金５０ｂの両方から行うように構成してもよいし、口金５０ａ及び口金５０ｂのいずれか一方からのみから行うように構成してもよい。後者の場合、他方の口金は照明器具に装着するために使用される。

本実施の形態では、口金５０ａのみから電力が供給されている。具体的には、一対の口金ピン５２ａのそれぞれに接続される２本の配線（リード線）７１ａ、７２ａが、直管１０内に配置されている。また、２本の配線７１ａ、７２ａのうちの一方の配線７１ａは、口金５０ａに最も近い箇所に載置される第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの実装基板２１の配線端子と電気的に接続される。一方、他方の配線７２ａは、口金５０ａとは反対側の口金５０ｂ側にまで延設されており、口金５０ａから最も遠い箇所に載置される第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂ（口金５０ｂ側のＬＥＤモジュール）の実装基板２１の配線端子と電気的に接続される。

このように配線７１ａ、７２ａを第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂと接続することにより、直管１０内の全てのＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂを接続することができる。そして、配線７１ａ、７２ａによって、直管１０内の全てのＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂに電力を供給することができる。

次に、図３〜図５を参照して、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂをさらに詳細に説明する。図３は、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの部分平面図である。図４は、図３をＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。図５は、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの回路構成の一例を示す図である。

第１のＬＥＤモジュール２０ａを構成する複数のＬＥＤ素子２２ａは、図３に示すように、基台３０（実装基板２１）の表面の第１の仮想線上に並べられている。同様に、第２のＬＥＤモジュール２０ｂを構成する複数のＬＥＤ素子２２ｂは、基台３０（実装基板２１）の表面の第２の仮想線上に並べられている。ここで、第１及び第２の仮想線は、互いに交わらないように配置されている。より具体的には、本実施の形態に係る第１及び第２の仮想線は、互いに平行な直線である。また、第１のＬＥＤモジュール２０ａを構成する複数のＬＥＤ素子２２ａのピッチと、第２のＬＥＤモジュール２０ｂを構成する複数のＬＥＤ素子２２ｂのピッチとは、同一となっている。

また、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂは、図４に示すように、拡散板として機能する直管１０に対して距離Ａ［ｍｍ］だけ離して配置されている。より具体的には、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂの上面と直管１０の内壁面との距離をＡ［ｍｍ］と定義している。さらに、ＬＥＤ素子２２ａとＬＥＤ素子２２ｂとは、図４に示すように、実装基板２１の短手方向に距離Ｂ［ｍｍ］だけ間隔を空けて配置されている。より具体的には、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂの互いに対面する側面の間の距離をＢ［ｍｍ］と定義している。

また、第１のＬＥＤモジュール２０ａを構成する複数のＬＥＤ素子２２ａは、図５に示すように、直列に接続されている。さらに図５の例では、可変抵抗２４ａが複数のＬＥＤ素子２２ａに直列に接続されている。同様に、第２のＬＥＤモジュール２０ｂを構成する複数のＬＥＤ素子２２ｂは、図５に示すように、直列に接続されている。さらに図５の例では、可変抵抗２４ｂが複数のＬＥＤ素子２２ｂに直列に接続されている。そして、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂは互いに並列に接続されている。

さらに、制御部８０は、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂ各々が発光する光の混色比率を制御する機能と、ＬＥＤランプ１全体の照度を制御する機能とを有する。具体的には、本実施の形態に係る制御部８０は、可変抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値を変化させることによって、上記の各機能を実現する。

まず、制御部８０は、ＬＥＤランプ１全体の照度が実質的に一定になるように、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの一方の発光量を上昇させ、他方の発光量を低下させる。より具体的には、制御部８０は、可変抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値の和が変化しないように、可変抵抗２４ａ、２４ｂの一方の抵抗値を上昇させ、他方の抵抗値を低下させる。

これにより、回路全体を流れる電流量は実質的に同一の状態を維持したまま、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂそれぞれに流れ込む電流の分配比率を変更することができる。その結果、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂ各々が発光した光の混色比率を制御することができる。

また、制御部８０は、ＬＥＤランプ１全体の照度が上昇又は低下するように、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂそれぞれの発光量を連動して上昇又は低下させる。より具体的には、制御部８０は、可変抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値の比率を実質的に同一の状態に維持したまま、可変抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値を連動して上昇又は低下させる。これにより、ＬＥＤランプ１全体を流れる電流量を増加又は減少させることができる。その結果、ＬＥＤランプ１全体の照度が上昇又は低下する。

上記構成のように、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの一方の発光量を上昇させ、他方の発光量を低下させることにより、混色比率を変更してもＬＥＤランプ１全体としての照度が変動しない。その結果、ＬＥＤランプ１を主照明等として用いる場合でも照度不足になるのを防止することができる。

また、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂを構成する複数のＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂを、互いに交わらない仮想線上に配置することにより、一方の発光量を極端に上昇させ、他方の発光量を極端に低下させたような場合でも、各ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂが離散的に点灯しているのが目立たなくなる。

なお、本実施の形態では、電流量を変化させることによって、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの発光量を制御する制御部８０の例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、電圧値又は電力を変化させることによって、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの発光量を制御してもよい。

また、上記の例は、主にユーザが自分の好みに応じて、混色比率又は発光量を変更することを想定している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、種々のセンサの検出結果に応じて、制御部８０が自動的（能動的）に制御するようにしてもよい。

例えば、ＬＥＤランプ１は、周囲の照度を検出する照度センサを備えてもよい。そして、制御部８０は、照度センサの検出結果を取得し、周囲の照度が低いほどＬＥＤランプ１全体の発光量を上昇させ、周囲の照度が高いほどＬＥＤランプ１全体の発光量を低下させてもよい。

または、ＬＥＤランプ１は、設置位置の時間情報を検出するセンサ（例えば、時計）を備えてもよい。そして、制御部８０は、センサによって検出される時間情報に応じて、混色比率を制御してもよい。例えば、午前中は昼白色に近い光を出力させ、夕方には電球色に近い光を出力させるようにしてもよい。

次に、表１、２を参照して、図４に示した距離Ａ、Ｂが取り得る値の範囲を説明する。なお、表１は、距離Ａ、Ｂの組み合わせを変更した場合の混色度合いの評価結果を示す表である。表２は、距離Ａ、Ｂの値を変更した場合のジャンクション温度（Ｔｊ）の測定結果を示す表である。

なお、実験に使用したＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂは、長さ３［ｍｍ］、幅１．４［ｍｍ］、厚さ０．５２［ｍｍ］の矩形であり、１個当たりの消費電力が３．２［Ｖ］×８０［ｍＡ］＝０．２５６Ｗ、メーカ保障のジャンクション温度Ｔｊ≦１２０［℃］である。また、実装基板２１は、長さ３００［ｍｍ］、幅１５［ｍｍ］、厚さ１．０［ｍｍ］の長尺板状であり、熱伝導率は２［Ｗ］である。また、拡散板の厚みを１．０［ｍｍ］、光透過率を６０［％］とした。

また、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂは、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂを１０［ｍｍ］間隔で３０個並べて構成した。また、第１のＬＥＤモジュール２０ａは５０００Ｋの昼白色（９００［ｌｍ］）を発光し、第２のＬＥＤモジュール２０ｂは３０００Ｋの電球色（６９０［ｌｍ］）を発光するものとする。さらに、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂそれぞれに８０［ｍＡ］の定電流を供給した。

表１は、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂを点灯させた時の混色度合いを、距離Ａ、Ｂの組み合わせを変えながら評価した結果を示す図である。表中の「○」は、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂが区別できない程、混色度合いが高いことを示す。また、表中の「×」は、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂがはっきり区別できる程、混色度合いが低いことを示す。さらに、表中の「△」は、「○」と「×」との中間であることを示す。

なお、「混色」とは、色温度の異なる２つの光が混ざり合って、別の色温度の光になることを指し、一般的には、図４の網掛け部分が混色された光となる。そして、この実験では、拡散板を介して第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂを観察したときに、それぞれから出力される光を区別して観察できる状態を「混色度合いが低い」と定義し、それぞれから出力される光りを区別できず、混色後の単色光だけを観察できる状態を「混色度合いが高い」と定義する。

表１を参照すれば明らかなように、距離Ａの値が大きい程混色度合いが高まり、距離Ｂの値が小さい程混色度合いが高まることが確認された。そして、距離Ａ、Ｂの比率が１．２５以下を満たす距離Ａ、Ｂの全ての組み合わせで、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂが区別できない程、混色度合いが高いことが確認された。

すなわち、表１の結果からは、ＬＥＤランプ１を１本の線状光源として使用しようとする場合、Ｂ／Ａ≦１．２５を満たすのが望ましいことが分かる。これにより、外から第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂを区別できない程、混色度合いを高くすることができる。

なお、表１は、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの色温度の差が２０００Ｋである場合の評価結果である。ここで、一般的には、色温度の差が大きい程、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂが区別しやすいと考えられるので、第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂの色温度の差が大きい程、距離Ｂを小さくするのが望ましい。これにより、見かけ上の混色度合いを高めることができる。

次に、表２は、雰囲気温度が５０［℃］の場合におけるＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂのジャンクション温度（Ｔｊ）を、距離Ａ、Ｂを変えながら測定した結果を示す図である。なお、ジャンクション温度（Ｔｊ）は、雰囲気温度が２５［℃］の場合における半田温度Ｔｓ［℃］を測定し、Ｔｊ＝（Ｔｓ＋２５）＋Ｒｊｓ×Ｗに代入して算出する。ここで、上記計算式の第１項では、雰囲気温度２５［℃］で測定した半田温度（Ｔｓ）を雰囲気温度５０［℃］での値に補正している。また、第２項では、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂの熱抵抗Ｒｊｓ＝０．２５６［℃／Ｗ］に、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂの消費電力Ｗ＝０．２５６［Ｗ］を乗じている。

表２を参照すれば明らかなように、ジャンクション温度（Ｔｊ）は、距離Ａの値に関係なく、距離Ｂの値が５［ｍｍ］以上の場合に１２０［℃］を下回っている。すなわち、表２の結果からは、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂの発熱量の観点からＢ≧５［ｍｍ］を満たすのが望ましいことが分かる。

なお、表２は、ヒートシンクを取り付けない状態での測定結果である。すなわち、Ｂ≧５［ｍｍ］は、ＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂから発せられる熱を積極的に放熱していない状態での距離Ｂの最小値であって、ヒートシンクを設けることにより、距離Ｂの最小値をさらに小さくすることができる。

次に、図６を参照して、本発明の実施の形態に係る照明装置２を説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る照明装置２の構成を示す斜視図である。照明装置２は、本実施の形態に係るＬＥＤランプ１と、照明器具３とを備える。

照明器具３は、ＬＥＤランプ１と電気的に接続され、かつ、ＬＥＤランプ１を保持する一対のソケット４と、ソケット４が取着されている器具本体５と、回路ボックス（図示省略）とを備える。器具本体５の内面５ａは、ＬＥＤランプ１から発せられた光を所定方向（例えば、下方である。）に反射させる反射面となっている。なお、回路ボックスは、その内部に、スイッチ（図示省略）をオン状態にするとＬＥＤランプ１に給電し、オフ状態にすると給電しない点灯回路を収納する。照明器具３は、天井等に固定具を介して装着される。

なお、本実施の形態では、ランプの具体例として直管型のＬＥＤランプ１の例を示した。しかしながら、本発明に係るランプは、直管型に限定されない。例えば、円環型のＬＥＤランプ（図示省略）にも適用することができる。この場合、第１及び第２の仮想線は、中心が一致し、半径が互いに異なる円（同心円）であってもよい。

本実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。

（変形例）
次に、本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプ１の変形例を、以下に説明する。

（変形例１）
まず、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して、本発明の変形例１に係るＬＥＤランプ１Ａを説明する。図７（ａ）は、変形例１に係るＬＥＤランプ１Ａの斜視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）をＸ−Ｘ’線に沿って切断した断面図である。

ＬＥＤランプ１Ａは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、直管１０及び基台３０に代えて、アルミニウム等の金属からなる金属筐体１０Ａと、金属筐体１０Ａに取り付けられたカバー３０Ａとで構成されている。なお、その他の構成は本実施の形態と共通するので、詳しい説明は省略する。

金属筐体１０Ａは、図７（ｂ）に示すように、略半円柱形状であって、カバー３０Ａで覆われる側の面には、本実施の形態に係る第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂが実装される基台として機能する。また、金属筐体１０Ａの半円柱部分は外部に露出されており、当該露出部分から第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂが発する熱を放出する。

カバー３０Ａは、略半円筒形状であって、プラスチック等の合成樹脂によって構成される。そして、金属筐体１０Ａとカバー３０Ａとを結合することにより、円筒形状の直管が形成される。また、金属筐体１０Ａとカバー３０Ａとの両端部分には、本実施の形態に係る口金５０ａ、５０ｂが取り付けられている。

（変形例２）
本実施の形態に係る第１及び第２のＬＥＤモジュール２０ａ、２０ｂは、実装基板２１上にＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂ（ベアチップ）を直接実装するＣＯＢ型（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）の例を示した。しかしながら、ＣＯＢ型のＬＥＤモジュールに代えて、樹脂等で成型されたキャビティの中にＬＥＤチップを実装し、当該キャビティ内を蛍光体含有樹脂によって封入したパッケージ型、つまり表面実装型（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）のＬＥＤモジュール２０Ｃであってもよい。

図８を参照して、変形例２に係るＳＭＤ型のＬＥＤモジュール２０Ｃを説明する。図８は、変形例２に係るＬＥＤモジュール２０Ｃの斜視図である。変形例２に係るＬＥＤモジュール２０Ｃは、図８に示すように、複数のパッケージ２２Ｃを、ダイアタッチ剤等によって実装基板２１Ｃの長手方向（直管１０の管軸方向と平行な方向）に延びる第１及び第２の仮想線上に並べて実装されている。

パッケージ２２Ｃは、樹脂等で構成され、そのキャビティ内にはＬＥＤチップ２３Ｃが実装されている。そして、実装されたＬＥＤチップ２３Ｃは、蛍光体含有樹脂２４Ｃで覆われている。複数のパッケージ２２Ｃは、配線パターン及びワイヤー等で互いに電気的に接続されると共に、外部端子２６Ｃと電気的に接続される。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

本発明は、既存の照明器具に設置されるランプ、及び照明装置等として、広く利用することができる。

１，１Ａ，１Ｃ，１００ ＬＥＤランプ
２ 照明装置
３ 照明器具
４ ソケット
５ 器具本体
５ａ 内面
１０，１１０ 直管
１０Ａ 金属筐体
２０ａ 第１のＬＥＤモジュール
２０ｂ 第２のＬＥＤモジュール
２０Ｃ，１３０Ａ，１３０Ｂ ＬＥＤモジュール
２１，２１Ｃ，１２１ 実装基板
２２ａ，２２ｂ，１２２ ＬＥＤ素子
２２Ｃ パッケージ
２３ａ，２３ｂ，１２３ 封止部材
２３Ｃ ＬＥＤチップ
２４ａ，２４ｂ 可変抵抗
２４Ｃ 蛍光体含有樹脂
２６Ｃ 外部端子
３０ 基台
３０Ａ カバー
４０ 接着材
５０ａ，５０ｂ，１５０ａ，１５０ｂ 口金
５１ａ，５１ｂ 口金本体
５２ａ，５２ｂ 口金ピン
７１ａ，７２ａ 配線
８０ 制御部

Claims (11)

1. 基台と、
   複数の半導体発光素子を前記基台の表面の第１の仮想線上に並べて構成され、第１の色温度の光を発光する第１の発光モジュールと、
   複数の半導体発光素子を前記基台の表面の第２の仮想線上に並べて構成され、前記第１の色温度と異なる第２の色温度の光を発光する第２の発光モジュールとを備え、
   前記第１及び第２の仮想線は、前記基台の表面で互いに交わらないように配置されている
   ランプ。
2. 該ランプは、さらに、全体の照度が実質的に一定になるように、前記第１及び第２の発光モジュールの一方の発光量を上昇させ、他方の発光量を低下させることによって、前記第１及び第２の発光モジュール各々が発光した光の混色比率を制御する制御部を備える
   請求項１に記載のランプ。
3. 該ランプは、さらに、前記第１及び第２の発光モジュール各々が発光した光を拡散させる拡散板を備え、
   前記第１及び第２の発光モジュールと前記拡散板との距離をＡ、前記基台上における前記第１及び第２の発光モジュールの距離をＢとすると、Ｂ≦Ａ×１．２５を満たす
   請求項１又は２に記載のランプ。
4. さらに、５ｍｍ≦Ｂを満たす
   請求項３に記載のランプ。
5. 前記基台上における前記第１及び第２の発光モジュールの距離は、前記第１及び第２の色温度の差が大きい程、小さい
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のランプ。
6. 前記制御部は、さらに、全体の照度が上昇又は低下するように、前記第１及び第２の発光モジュールそれぞれの発光量を連動して上昇又は低下させる
   請求項２に記載のランプ。
7. 該ランプは、さらに、前記基台を収納する直管を備え、
   前記第１及び第２の仮想線は、互いに平行な直線である
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のランプ。
8. 前記第１及び第２の発光モジュールは、それぞれを構成する前記複数の半導体発光素子が直列に接続され、且つ互いに並列に接続されている
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のランプ。
9. 該ランプは、さらに、前記第１及び第２の発光モジュールそれぞれに流れ込む電流の分配比率を変更することによって、前記第１及び第２の発光モジュール各々が発光した光の混色比率を制御する制御部を備える
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のランプ。
10. 該ランプは、さらに、設置位置の時間情報を検出するセンサを備え、
    前記制御部は、前記センサによって検出される時間情報に応じて、混色比率を制御する
    請求項２又は９に記載のランプ。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のランプを備える
    照明装置。

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