JP2014123465A - Ｌｅｄ照明装置及びｌｅｄ発光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】発光部の出射光が光学部材を通過する際に生じる調色のずれを抑制することを期待できる照明装置と発光モジュールとを提供する。
【解決手段】出射光が昼光色の第１発光部１２ａと、出射光が電球色の第２発光部１２ｂと、第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂの各光路上に配された光学部材５０とを有する照明器具３を構成する。第２発光部１２ｂの出射光の色温度を黒体軌跡上の２２３８Ｋとする。これにより第２発光部１２ｂの可視光スペクトルにおいて、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域における強度最大値を、３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下に調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とする照明装置と発光モジュールに関する。本発明は、特に複数の光源を用いて調色する場合の色ずれを防止する技術に関する。

ＬＥＤを光源とするダウンライト型やデスクスタンド型等、様々な態様のＬＥＤ照明装置が開発されている（例えば特許文献１を参照）。
ＬＥＤ照明装置は、一例として、色温度が異なる複数の発光部を備える発光モジュールと、発光部からの出射光の光路上に配されたレンズや反射部材等の光学部材と、各発光部の発光素子を点灯するための点灯回路とを有する。発光部は、ＬＥＤである発光素子と、発光素子を被覆するように配された波長変換部材とを有する。波長変換部材には蛍光体が含まれ、駆動時に発光素子の出射光の一部を波長変換する。発光素子からの出射光と波長変換された光とが混合されることで、目的の色温度の照明光が調色される。調色可能なＬＥＤ照明装置には、例えば黒体軌跡の２５００Ｋ付近における色温度の電球色の発光部と、黒体軌跡の８０００Ｋ付近における色温度の昼光色の発光部とが設けられる。以下、色温度を単位［Ｋ］で表わす場合は、黒体軌跡の色温度［Ｋ］を指すものとする。

駆動時には、電球色及び昼光色の発各光部を同時に発光させ、発光色を合成して調色する。これにより、２５００Ｋ〜８０００Ｋ付近の色温度に対応する幅広い範囲にわたって照明光を調色することができる。

特開２００９−１１７８２５号公報 特開２００８−２３５５００号公報 特表２００９−５１２１７８号公報

図１３は、ＬＥＤ照明装置において、発光モジュールの基板に実装された公色温度と低色温度の各発光素子の出射光が光学部材（レンズ）を通過する際の様子を模式的に示す断面図である。図１３に示すように、一般に光学部材はその材料特性上、一定の波長領域における可視光を吸収する。ＬＥＤ照明装置に用いる光学部材では、青色波長領域に相当するおよそ４００ｎｍ以上４７０ｎｍ以内の波長領域における可視光を他の可視光領域の光よりも多く吸収する場合がある。従って、発光部で一旦調色された出射光を光学部材に透過させる際に色温度が色ずれを生じ、正しい色温度に照明光を調色できない場合がある。

本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、発光部の出射光が光学部材を通過する際に生じる調色のずれを抑制することを期待できる照明装置と発光モジュールと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、本発明の一態様に係る照明装置は、出射光が第１色温度の第１発光部と、出射光が前記第１色温度より低色温度である第２色温度の第２発光部と、少なくとも前記第２発光部の光路上に配された光学部材とを有し、前記第１発光部及び前記第２発光部の各出射光により調色する照明装置であって、前記第２発光部の出射光のスペクトルは、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下である構成とする。

ここで本発明の別の態様として、前記第２色温度を黒体軌跡の２６００Ｋ未満の範囲における相関色温度とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記第１発光部及び前記第２発光部の少なくともいずれかは、１以上の発光素子と、前記発光素子からの出射光を波長変換する波長変換部材とを有し、前記発光素子の出射光は４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長領域にメインピークを有し、前記波長変換部材は透明材料に対し、緑色蛍光体または黄色蛍光体のいずれかと、赤色蛍光体とを分散させてなる構成とすることもできる。

また本発明の別の態様として、前記光学部材は４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の光を吸収する光学要素を含む構成とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記第１色温度は黒体軌跡の６０００Ｋ以上の範囲における相関色温度である構成とすることもできる。
また本発明の別の態様として、表面に前記第１発光部と前記第２発光部とを実装する実装基板を有する構成とすることもできる。

また本発明の別の態様として、前記実装基板は、前記第１発光部を実装する第１実装基板と、前記第１実装基板とは別に前記第２発光部を実装する第２実装基板とを含む構成とすることもできる。
また本発明の一態様は、基板と、前記基板上に配設された発光部とを有する発光モジュールであって、前記発光部は、出射光が第１色温度の第１発光部と、出射光が前記第１色温度より低色温度である第２色温度の第２発光部とを含み、前記第２発光部の出射光のスペクトルは、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下である構成とする。

また本発明の別の態様として、前記第１発光部及び前記第２発光部の少なくともいずれかは、１以上の発光素子と、前記発光素子からの出射光を波長変換する波長変換部材とを有し、前記発光素子の出射光は４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長領域にメインピークを有し、前記波長変換部材は透明材料に対し、緑色蛍光体または黄色蛍光体のいずれかと、赤色蛍光体とを分散させてなり、前記発光素子を被覆するように配されている構成とすることもできる。

また本発明の別の態様として、前記第２色温度は黒体軌跡の２６００Ｋ未満の範囲における相関色温度である構成とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記第１発光部及び前記第２発光部の少なくともいずれかは、１以上の発光素子と、前記発光素子からの出射光を波長変換する波長変換部材とを有し、前記波長変換部材は透明樹脂に蛍光体を分散させてなる構成とすることもできる。

本発明の一態様に係る照明装置では、第２発光部の出射光のスペクトルにおいて、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下に設定されている。このように４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域のスペクトル強度を低くすれば、光学部材が短波長（青色波長）領域の可視光を吸収する特性を有していても、当該波長領域の光が光学部材に吸収される量を少なくできる。従って、出射光が低色温度の第２発光部において生じる調色のずれを抑制できる。これにより、第１発光部及び第２発光部の発光を合成する際の調色ずれを抑制することを期待できる。

本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置１の構成を示す一部断面図である。 ランプユニット３Ｂの外部構成を示す斜視図である。 ランプユニット３Ｂの内部構成を示す分解斜視図である。 （ａ）は発光モジュール１０の構成を示す正面図である。（ｂ）は発光モジュール１０の構成を示すＡ−Ａ´矢視断面図である。 発光モジュール１０と、回路ユニット４と、調光ユニット５の接続関係を示す配線図である。 ２７５０Ｋ及び７７９０Ｋの各色温度の可視光について、レンズ透過前後のスペクトルと、調色後の合成スペクトルを示したグラフである。 ２２３８Ｋ及び７７９０Ｋの各色温度の可視光について、レンズ透過前後のスペクトルと、調色後の合成スペクトルを示したグラフである。 実施例と比較例の色温度の位置をプロットした部分的な色度図である。 一般的なレンズ部材の可視光スペクトルの透過率（レンズ部材の分光特性）を示すグラフである。 発光部の色温度と発光効率の関係を示すグラフである。 実施の形態２に係るランプユニット３Ｃの内部構成を示す分解斜視図である。 発光モジュール１０Ａ、１０Ｂと、回路ユニット４と、調光ユニット５の接続関係を示す配線図である。 発光モジュールの基板に実装された高色温度と低色温度の各発光素子の出射光が光学部材（レンズ）を通過する際の様子を模式的に示す断面図である。 発光モジュールの構成例を示す断面図である。

以下、本発明の各実施の形態について説明する。
＜実施の形態１＞
（ＬＥＤ照明装置１の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置１（以下、単に「装置１」と称する。）の構成を示す断面図である。図２はランプユニット３Ｂの外部構成を示す斜視図である。図３はランプユニット３Ｂの内部構成を示す分解斜視図である。図４は発光モジュール１０の構成を示す図である。図５は発光モジュール１０と、回路ユニット４と、調光ユニット５の接続関係を示す配線図である。

装置１は、照明器具３と、回路ユニット４と、調光ユニット５とを備える。図１に示すように装置１は、一例として天井２の埋込穴２ａに埋設されるダウンライト型（シーリングライト）である。
（照明器具３）
照明器具３は、器具筐体３Ａと、ランプユニット３Ｂとを備える。

器具筐体３Ａは例えば金属製である。器具筐体３Ａはランプ収容部３ａと、回路収容部３ｂと、フランジ部３ｃとを有する。
ランプ収容部３ａは、例えば有底円筒状である。ランプ収容部３ａは内部にランプユニット３Ｂが着脱自在に取り付けられる。
回路収容部３ｂは、例えばランプ収容部３ａの底側に延設される。回路収容部３ｂの内部には回路ユニット４が収容される。

フランジ部３ｃは、例えば円環状である。フランジ部３ｃはランプ収容部３ａの開口部から外方へ向けて延設される。
装置１の設置時には、器具筐体３Ａがランプ収容部３ａおよび回路収容部３ｂが天井２に貫設された埋込穴２ａに埋め込まれる。このとき、フランジ部３ｃが天井２の下面２ｂにおける埋込穴２ａの周部に当接された状態で、例えば取付ネジ（不図示）によって天井２に取り付けられる。
（回路ユニット４）
回路ユニット４は、駆動時にランプユニット３Ｂを点灯させるユニットである。

回路ユニット４は、電源線４ａと、コネクタ４ｂと、点灯回路部４ｃと、調光比検出回路部４ｄと、制御回路部４ｅとを有して構成される（図１、図５）。回路ユニット４は外部の商用交流電源（不図示）と電気的に接続される。回路ユニット４は商用交流電源より入力電流を発光モジュール１０に供給する。
尚、照明装置１ではランプユニット３Ｂと回路ユニット４とを別々のユニットとしている。本発明の照明装置は、ランプユニットに回路ユニットを内蔵した構成としても良い。
（ｉ）制御回路部４ｅ
制御回路部４ｅは、マイクロコンピュータとメモリとを備えてなる。メモリにはマイクロコンピュータが装置１の各部を駆動するための制御プログラムが格納されている。駆動時において、制御回路部４ｅのマイクロコンピュータは制御プログラムに基づき、調光比検出回路部４ｄから入力された調光信号の調光比に従い、点灯回路部４ｃを介して第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂの各発光素子１３を調光制御する。ここで言う「調光比」とは、第１発光部１２ａと第２発光部１２ｂとに含まれる発光素子１３の全点灯時（１００％点灯時）の光束に対する比を指す。

具体的に制御回路部４ｅのマイクロコンピュータは、定められた調光比に基づき、発光部１２の各発光素子１３に対する印加電流のオンデューティ比を設定する。このＰＷＭ制御に基づき、マイクロコンピュータは第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂ毎に発光素子１３を調光制御する。さらにマイクロコンピュータは、第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂを個別に調光することで、発光部１２全体として調色制御する。
（ｉｉ）調光比検出回路部４ｄ
調光比検出回路部４ｄは、調光ユニット５側から入力された調光信号を検出する。検出された調光信号は調光比検出回路部４ｄに出力する。
（ｉｉｉ）点灯回路部４ｃ
点灯回路部４ｃは、公知のダイオードブリッジ等からなるＡＣ／ＤＣコンバータ（不図示）を備えて構成される。点灯回路部４ｃは、コネクタ７２を介してリード線７１と電気接続される。これにより第１発光部１２ａ、第２発光部１２ｂの各発光素子１３に対して電力供給する。

駆動時において、点灯回路部４ｃは、商用交流電源の交流電圧をＡＣ／ＤＣコンバータで一定の直流電圧に変換する。その後、制御回路部４ｅからの指示に基づき、順電圧として第１発光部１２ａまたは第２発光部１２ｂの各発光素子１３に直流電圧を印加する。
（調光ユニット５）
調光ユニット５は、ユーザがランプユニット３Ｂの照明光の色温度を設定するためのユニットである。調光ユニット５は回路ユニット４と電気的に接続される。装置１の使用例として、調光ユニット５はユーザが操作し易い場所（例えば部屋の壁）に設置される。ユーザが調光ユニット５を調光操作する際、調光信号が回路ユニット４の調光比検出回路部４ｄに送信される。

尚、調光ユニット５には、装置１に電源を投入するための電源スイッチも併せて配設されている。
（ランプユニット３Ｂ）
ランプユニット３Ｂは装置１の主たる構成要素である。図２に示すようにランプユニット３Ｂは、外観的には光学部材５０がＺ方向上面側に露出した構成を持つ。図２の点線に示すように、ランプユニット３Ｂは発光モジュール１０を内蔵している。

ランプユニット３Ｂは、内部構成としては図３に示すように、発光モジュール１０と、ベース２０と、ホルダ３０と、反射部材４０と、光学部材５０と、枠体６０と、配線部材７０とを備える。
（Ｉ）ベース２０
ベース２０は発光モジュール１０の駆動熱を放熱させる放熱手段である。ベース２０は放熱性に優れる材料、一例としてアルミダイキャスト材料を用いて円板状に構成される。ベース２０は上面側の中央に搭載部２１を有する。この搭載部２１に対し、発光モジュール１０はその裏面が密着するように搭載される。

尚、図３に示すように、ベース２０の上面側には、搭載部２１の両側に、ホルダ３０を固定するための組立ネジ３５と螺合するネジ孔２２が設けられる。またベース２０の周縁部には、挿通孔２３と、ボス孔２４と、切欠部２５とが設けられる。
（ＩＩ）ホルダ３０
ホルダ３０は、発光モジュール１０をベース２０側に押圧した状態で保持する保持手段である。ホルダ３０は、円板状の押圧板部３１と、押圧板部３１の周縁からベース２０側に延設された円筒状の周壁部３２とを有する。押圧板部３１の裏面を発光モジュール１０を搭載部２１側に押圧することにより、発光モジュール１０がベース２０に密着して固定される。ホルダ３０は、例えば樹脂材料で構成される。

押圧板部３１の中央には、発光モジュール１０の発光部１２を露出させる窓孔３３が形成される。押圧板部３１の周縁には、発光モジュール１０に電気接続されたリード線７１がホルダ３０に干渉するのを防止する開口部３４が、窓孔３３と連通して形成される。さらにホルダ３０の押圧板部３１の周縁には、ベース２０のネジ孔２２に対応する位置に、組立ネジ３５を挿通する挿通孔３６が貫設される。

組立ネジ３５は、ホルダ３０の押圧板部３１の上方からネジ挿通孔３６に挿通される。組立ネジ３５をネジ孔２２に螺合させることで、ホルダ３０がベース２０に取着される。
（ＩＩＩ）反射部材４０
反射部材４０は、光学部材５０の裏面（図３の紙面下側の面）で反射された発光モジュール１０の発光部１２からの出射光を再度光学部材５０側に反射するための部材である。反射部材４０は一例として白色不透明の樹脂等の非透光性材料で構成される。反射部材４０は、発光部１２からの出射光の光路を妨げないように円環状体に形成される。反射部材４０の中央には、発光モジュール１０の波長変換部材１４等を露出させる窓孔４１が形成される。

反射部材４０はホルダ３０と光学部材５０との間に配置される。反射部材４０を設けることで、外部から開口部３４を通してリード線７１や組立ネジ３５等が視認されるのを防止できる。このため、反射部材４０を「化粧カバー」と称する場合もある。
（ＩＶ）光学部材５０
光学部材５０は、一例としてシリコーン樹脂、アクリル樹脂、ガラス等の高度な透光性を有する材料で構成される。光学部材５０は、レンズ構造を有するドーム状の本体部５１と、本体部５１の周縁部から外方へ延設されたフランジ部５２とを有する。本体部５１は、発光モジュール１０の発光部１２からの出射光の光路上に配置される。光学部材５０は、フランジ部５２において枠体６０とベース２０とに挟持されて固定される。

尚、光学部材５０は反射部材４０等を被覆するように設けられる。このため、光学部材５０を単に「カバー」と称する場合もある。
また、フランジ部５２には枠体６０のボス部６１との干渉を避けるための半円状の切欠部５３と、ベース２０の挿通孔に挿通される取付ネジ（不図示）との干渉を避けるための切欠部５４とが形成される。

装置１の駆動時には、発光部１２からの出射光が本体部５１を透過し、照明光としてランプユニット３Ｂの外部へ取り出される。
（Ｖ）枠体６０
枠体６０は、光学部材５０をそのフランジ部５２においてベース２０側に押圧して保持した状態でベース２０に固定するための固定手段である。枠体６０は、例えばアルミニウム等の金属や白色不透明の樹脂等の非透光性材料で構成される。枠体６０は、発光モジュール１０の発光部１２からの出射光の光路を妨げないように円環板状に形成される。

図２に示すように、枠体６０の下面側にはベース２０側へ突出する円柱状のボス部６１が設けられる。また、枠体６０の周縁には、ベース２０の挿通孔に挿通される取付ネジ（不図示）との干渉を避けるための切欠部５４が形成される。
完成品のランプユニット３Ｂにおいて、ボス部６１はベース２０のボス孔２４に挿通された状態で、その先端部がボス孔２４から脱落しないようにレーザ照射処理にて溶融され、拡径される。これにより枠体６０がベース２０と固定される。
（ＶＩ）配線部材７０
配線部材７０は、２対（合計４本）のリード線７１と、コネクタ７２とを有してなる。各リード線７１の一端は、発光モジュール１０側と電気的に接続される。各リード線７１の他端は、束ねられてコネクタ７２内の端子部（不図示）と電気的に接続される。コネクタ７２は、コネクタ４ｂ（図１参照）と脱着自在な構成を有する。ランプユニット３Ｂにおいて、配線部材７０のコネクタ７２側はベース２０の切欠部２５より外部へ延出される。配線部材７０を用いることで、発光モジュール１０と回路ユニット４とが電気的に接続される。
（ＶＩＩ）発光モジュール１０
図４（ａ）は上面から見た発光モジュール１０の正面図である。図４（ｂ）は発光モジュール１０の断面図（図４（ａ）のＡ−Ａ´矢視断面図）である。

図４および図５に示すように、発光モジュール１０は、基板１１と、発光部１２と、端子群１４Ｐ、１５Ｐと、配線１６、１７（図４では不図示）とを有する。発光モジュール１０は発光部１２にＬＥＤを用いたＬＥＤモジュールとして構成される。
（ｉ）基板１１
基板１１は、一例としてセラミック基板や熱伝導樹脂等からなる絶縁層とアルミ板等からなる金属層とを積層した２層構造を有する。基板１１の外観形状は、方形板状としている。
（ｉｉ）発光部１２
発光部１２は、基板１１の上面１１ａに配された第１発光部１２ａと、第２発光部１２ｂとを有する。

第１発光部１２ａは、互いにストライプ状に平行に並設された複数の素子列１２ａ₁〜１２ａ₄から構成される。各素子列１２ａ₁〜１２ａ₄は、複数の発光素子１３と、第１波長変換部材１４ａとを有してなる。第１発光部１２ａは高色温度で発光する。
第２発光部１２ｂは、第１発光部１２ａと同様に、互いにストライプ状に平行に並設された複数の素子列１２ｂ₁〜１２ｂ₄から構成される。各素子列１２ｂ₁〜１２ｂ₄は、複数の発光素子１３と、第２波長変換部材１４ｂとを有してなる。第２発光部１２ｂは低色温度で発光する。

尚、発光素子１３はＬＥＤに限定されない。発光素子１３は、例えばＬＤ（レーザダイオード）や、ＥＬ素子（エレクトリックルミネッセンス素子）のいずれかであっても良い。
［発光素子１３］
発光素子１３は、一例として４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長領域にメインピークを有する青色出射光のＧａＮ系ＬＥＤで構成される。各発光素子１３は基板１１の上面１１ａにおいて、互いに一定間隔をおいてＣＯＢ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）技術により実装（フェイスアップ実装）される。
［第１波長変換部材１４ａ］
第１波長変換部材１４ａは、透明材料に蛍光体を分散させてなる。透明材料には透明樹脂材料を利用できる。一例として、第１波長変換部材１４ａは蛍光体を総重量比率の１２ｗｔ％程度となる割合で含む。蛍光体には、緑色蛍光体または黄色蛍光体のいずれかと、赤色蛍光体とが含まれる。ここで用いる蛍光体は、赤色蛍光体と緑色蛍光体とが同順に１：１９の比率で含まれてなる。各蛍光体は、粒子状のものを用いることができる。透明樹脂材料としては、例えばシリコーン樹脂、フッソ樹脂、シリコーン・エポキシのハイブリッド樹脂、ユリア樹脂等を用いることができる。第１波長変換部材１４ａは、各素子列１２ａ₁〜１２ａ₄内の発光素子１３を一括して被覆するように、発光素子１３の出射光の光路上に配される（図４（ａ）、図４（ｂ））。

第１波長変換部材１４ａは、発光素子１３からの出射光の一部を波長変換する。これにより第１発光部１２ａからの出射光が、第１色温度である昼光色（色温度が８０００Ｋ付近の相関色温度）に設定される。第１色温度としては、６０００Ｋ以上の範囲における相関色温度であればよい。
［第２波長変換部材１４ｂ］
第２波長変換部材１４ｂは、第１波長変換部材１４ａと共通する構造を有する。第２波長変換部材１４ｂの蛍光体も、緑色蛍光体または黄色蛍光体のいずれかと、赤色蛍光体とを含んで構成できる。第２波長変換部材１４ｂが第１波長変換部材１４ａと異なる点は、赤色蛍光体と緑色蛍光体の添加量、及びこれらの重量比率である。一例として、第２波長変換部材１４ｂは蛍光体を総重量比率が４０ｗｔ％程度となる割合で含む。蛍光体には、赤色蛍光体と緑色蛍光体とが同順に１：９の比率で含まれる。

尚、第１波長変換部材１４ａと第２波長変換部材１４ｂに含まれる蛍光体とその重量比率は上記に限定されない。
ここで装置１の特徴として、第２波長変換部材１４ｂは発光素子１３からの出射光の一部を波長変換することにより、第２発光部１２ｂからの出射光が第２色温度である色温度（２２３８Ｋ付近の相関色温度の電球色）に設定される。これは第２発光部１２ｂを単体で発光させた場合、所謂「ローソク灯り」に相当する色温度である。第２色温度としては、２６００Ｋ未満の範囲における相関色温度であればよい。
［第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂの配列］
図４（ａ）に示すように、第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂは、互いの素子列１２ａ₁〜１２ａ₄、１２ｂ₁〜１２ｂ₄がＹ方向を長手方向とし、Ｘ方向に交互に位置するように並設される。さらに基板１１上において、第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂは、全体として円形に配設される。第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂを円形に配設することで、基板１１の中央側からＸ方向の両側に向かうほど、各素子列１２ａ₁〜１２ａ₄、１２ｂ₁〜１２ｂ₄の長さが短くなる。これに伴い、基板１１の中央側からＸ方向の両側に向かうほど、各素子列１２ａ₁〜１２ａ₄、１２ｂ₁〜１２ｂ₄に含まれる発光素子１３の数は少なくなる。そこで発光モジュール１０では図５に示すように、配線１６を用い、素子列１２ａ₁、１２ａ₃を直列接続してなるユニットと、素子列１２ａ₂、１２ａ₄を直列接続してなるユニットを構成する。また、配線１７を用い、素子列１２ｂ₁、１２ｂ₃を直列接続してなるユニットと、素子列１２ｂ₂、１２ｂ₄を直列接続してなるユニットを構成する。これら２つの各ユニットを並列接続して各発光素子１３に電力供給するように配設する。

一例として、素子列１２ａ₁〜１２ａ₄にそれぞれ配列される発光素子１３の数は、同順に１２個、２０個、１６個、８個である。これにより各ユニット当たり合計２８個の発光素子１３が直列接続される。
一方、素子列１２ｂ₁〜１２ｂ₄にそれぞれ配列される発光素子１３の数は、同順に１０個、２０個、２６個、１６個である。これにより各ユニット当たり合計３６個の発光素子１３が直列接続される。

尚、素子列１２ｂ₁〜１２ｂ₄における発光素子１３の直列数を素子列１２ａ₁〜１２ａ₄における発光素子１３の直列数よりも多くする理由は、一般に低色温度の蛍光体の変換効率が比較的低く、発光素子１３の数を増やして光出力を稼ぐ必要があるためである。
（ｉｉｉ）端子群１４Ｐ、１５Ｐ及び配線１６、１７
図５に示す端子群１４Ｐ、１５Ｐ及び配線１６、１７は、基板１１に導電パターンを形成して構成される。端子群１４Ｐは端子部１４Ａ、１４Ｂを含んでなる。また端子群１５Ｐは端子部１５Ａ、１５Ｂを含んでなる。

端子部１４Ａ、１５Ａには、リード線７１と、配線１６が電気接続される。端子部１４Ｂ、１５Ｂには、リード線７１と、配線１７が電気接続される。
配線１７には第１発光部１２ａの各発光素子１３が電気接続される。また配線１６には第２発光部１２ｂの各発光素子１３が電気接続される。
（装置１の駆動時の動作）
装置１を使用する際には、まずユーザが調光ユニット５の電源スイッチを操作し、装置１に電力投入する。電力投入後、制御回路部４ｅのマイクロコンピュータは、メモリ内の制御プログラムと、ユーザが調光ユニット５で調節した調色内容の調色信号とに基づき、点灯回路部４ｃを介して発光モジュール１０に電力供給する。これにより発光部１２における第１発光部１２ａと第２発光部１２ｂの少なくともいずれかが点灯する。発光部１２からの出射光は光学部材５０の本体部５１を通じ、照明光として外部に出射される。

ここで第１発光部１２ａと第２発光部１２ｂが両方とも点灯される場合、制御回路部４ｅのマイクロコンピュータは第１発光部１２ａと第２発光部１２ｂ毎に発光素子１３をＰＷＭ制御し、各発光素子１３を調光する。これにより第１発光部１２ａと第２発光部１２ｂの発光素子１３の調光バランスを変化させることで、発光部１２全体の調色を行う。装置１では、照明光を２２３８Ｋ以上５０００Ｋ以内の幅広い色温度範囲で連続的に調色することができる。

或いは第１発光部１２ａ（第２発光部１２ｂ）のみが点灯される場合、装置１の照明光は第１発光部１２ａ（第２発光部１２ｂ）の単体での色温度である、８０００Ｋの昼光色（２２３８Ｋのローソク灯り）に調色される。
（装置１において奏される効果）
装置１を駆動させた場合、主に以下の２つの効果が奏される。

［１］色温度の改善効果
装置１では、低色温度の発光部の出射光が光学部材を通過する際にスペクトルが吸収されるのを防止することで、良好な調色効果を実現できる。この効果について、実施例と比較例の装置について測定した各スペクトル（図６、図７）を用いて説明する。
図６（ａ）、図６（ｂ）は、それぞれ従来のＬＥＤ照明装置（比較例）において、光学部材を透過する前の第１発光部（色温度７７９０Ｋ）と第２発光部（色温度２７５０Ｋ）の出射光のスペクトルを示す。図６（ｃ）、図６（ｄ）は、それぞれ光学部材を透過した後の第１発光部と第２発光部の出射光のスペクトルを示す。図６（ｅ）は、光学部材を透過した後の第１発光部と第２発光部の各出射光により調色した合成スペクトル（色温度約３０００Ｋ（２９８４Ｋ））を示す。

一方、図７（ａ）、図７（ｂ）は、それぞれ実施の形態１の装置（実施例）において、光学部材５０を透過する前の第１発光部１２ａ（色温度７７９０Ｋ）と第２発光部１２ｂ（色温度２２３８Ｋ）の出射光のスペクトルを示す。図７（ｃ）、図７（ｄ）は、それぞれ光学部材５０を透過した後の第１発光部１２ａと第２発光部１２ｂの出射光のスペクトルを示す。図７（ｅ）は、光学部材５０を透過した後の第１発光部１２ａと第２発光部１２ｂの各出射光により調色した合成スペクトル（色温度約３０００Ｋ（２９８４Ｋ））を示す。

ここで図６と図７のスペクトルを測定するに際しては、本発明の効果を確認し易くするため、実施例と比較例の各装置の光学部材中において、第２発光部の出射光の光路を第１発光部の出射光の光路よりも長く設定した。これにより、第２発光部の出射光が光学部材に吸収される場合にはその光量が増大するように設定した。また、実施例と比較例の装置で調色する色温度を、青色領域におけるスペクトル変化の影響が比較的表れ易いと思われる約３０００Ｋに設定した。これらの実施例と比較例の合成スペクトルにおける、各色度とそのずれ量の数値を表１に示した。

比較例の装置では、図６（ａ）及び図６（ｃ）、図６（ｂ）及び図６（ｄ）に示すように、出射光が光学部材を通過する際に各発光部の色温度が色ずれを生じうる。このため光学部材を通過した後の出射光を合成すると、図６（ｅ）及び表１に示すように、光学部材を通さない場合の合成スペクトル（実線）に対して実際の合成スペクトル（点線）が色ずれを生じてしまう。

この問題を生じる原因の一つとして、色温度が２７５０Ｋの出射光のスペクトルにおける、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域のピークの存在が挙げられる。図６（ｂ）に挙げたスペクトルの例では、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域（約４５０ｎｍの位置）に存在するピークの強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の約１／３である。

このような一定強度を有するピークは、光学部材を透過する際に吸収される。これによりスペクトルの形状が変化し、色ずれを生じる。尚、光学部材が経年劣化等により黄変すると青色波長領域の光吸収が強まるため、このような色ずれはさらに加速して顕著になりうる。
また、発光部からの出射光は反射部材（図３の反射部材４０を参照）においても吸収されうる。すなわち、光学部材の底面で反射された光が反射部材で反射される際、青色波長領域のスペクトルが反射部材に吸収されることがある。これによりスペクトルが変化しうる。

これに対して装置１では、第２発光部１２ｂの出射光が２２３８Ｋの色温度に設定されている。図７（ｂ）に示すように、色温度が２２３８Ｋのスペクトルでは、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下である。すなわち、この波長領域ではピークがほとんど存在しない。第２発光部１２ｂの出射光スペクトルをこのように設定することで、たとえ光学部材５０や反射部材４０が短波長（青色波長）領域の可視光を吸収する特性を有していても、その吸収量を小さく抑えることができる。

すなわち、図７（ｂ）に示すスペクトルのように４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域における強度最大値を上記のように十分に小さくする。これによって、このスペクトルの可視光を光学部材５０に透過させても、図７（ｄ）示すように、光学部材５０の透過前に比べてスペクトルがほとんど変化しない。表１に示す実施例では、スペクトルのずれ量は全く生じない結果が得られた。このことは、第２発光部１２ｂの色温度が光学部材５０を透過しても変化しにくいことと同義である。よって装置１では、特に色温度が２２３８Ｋ付近に対応する出射光が反射部材４０や光学部材５０に青色波長領域のスペクトルを吸収されて生じる色ずれを抑制できる。これにより、例えば２２３８Ｋ付近において、ローソク灯りに近い良好な色温度を実現することができる。

尚、一般に光学部材に吸収される光量は、光学部材中を通過する光の光路が長いほど多くなる。ここで図１４の断面図に示すように、発光モジュールにおいて、基板上に発光部を取り囲む反射部材を設け、反射部材の近傍位置に低色温度の発光部、遠い位置に高色温度の発光部をそれぞれ配設し、各発光部の上方に光学部材（レンズ）を配置した構成を想定する。この構成によれば、駆動時には低色温度の発光部から比較的多くの出射光が反射面にて反射され、光学部材に斜め方向より入射する。これにより、光学部材中の光路が長い低温度の出射光が多く存在する。従って、この構成では、光学部材に吸収される低色温度の出射光量が増大し、合成スペクトルと目標のスペクトルとのずれ量が大きくなるおそれがある。

これに対して本発明の装置によれば、たとえ光学部材中における低色温度の出射光の光路が図１４のように比較的長い場合であっても、上記したように低色温度の出射光のスペクトルは光学部材通過前に比べてほとんど変化しない。これにより、良好な調色を実現することが可能である。
尚、装置１では、図７（ａ）に示すスペクトルを有する第１発光部１２ａの色温度（昼光色）に対して特段の調整をしていない。これは、およそ５０００Ｋ〜８０００Ｋ付近の色温度を表現する際には青色波長領域のスペクトルが不可欠なためである。従って、第１発光部１２ａの出射光を光学部材５０に通過させると、図７（ｃ）に示すように、青色波長領域のスペクトルが光学部材５０に若干吸収される。これにより第１発光部１２ａの単体での色温度は若干変化する。しかしながら装置１では、第２発光部１２ｂの電球色付近における調色の色ずれを防止することによって、その分、第１発光部１２ａ及び第２発光部１２ｂの全体での調色ずれを最小限に抑制することができる。これにより図７（ｅ）に示すように、光学部材５０を通さない場合の合成スペクトル（実線）に対する実際の合成スペクトル（点線）のずれは小さく抑えられる。

また第２発光部１の出射光において、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下であれば、発明者らの行った検討により、光学部材５０に吸収される光量は実際上、無視できることが分かっている。しかしながら当該比が１／１０を超えると、調光ユニットにおいて装置の色温度を調節しても、実際の色温度が目的の色温度とずれを生じる程度が大きくなる。また、光学部材５０に吸収される光量が増大することで、発光効率の低下も顕著になる。従って本発明の効果を得るためには、第２発光部１２ｂの出射光において、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下とするように注意が必要である。

次に示す図８は、一般的なＬＥＤ照明装置において調色可能な相関色温度範囲（図８中の直線）と、本発明の実施例及び比較例の装置の照明光で調色可能な相関色温度の各値とをプロットした色度図である。実施例は装置１と同一の構成である。実施例と比較例とは、第２発光部の色温度を実施例で２２３８Ｋ、比較例で２７５０Ｋとした点のみが異なる。図８中の直線は、２７００Ｋと５０００Ｋの色温度の最小二乗近似線として求めた。また図８中の複数の菱形領域は一般的な製品色度規格の範囲を示し、各菱形領域の内側において黒体軌跡に近い位置ほど良好な色温度であることを示す。

図８に示すように実施例と比較例は、いずれも３０００Ｋ〜４０００Ｋ程度の範囲ではほぼ同一の調色を実現できる。しかしながら比較例は実施例と比較して、特に電球色付近の低色温度において黒体軌跡上の色温度との差が大きくなり、調色の色ずれが顕著である。これは低色温度の出射光が光学部材を通過する際に、青色波長領域のスペクトルが吸収され、色温度が目標値に対してずれたためであると考えられる。

一方、実施例においては、電球色付近の低色温度においても、比較例と比較すると黒体軌跡上の色温度との差が小さく、調色の色ずれが抑えられている。これは第２発光部の色温度を２２３８Ｋとし、青色波長領域のスペクトル強度を小さくしたため、光学部材５０による青色波長領域のスペクトルの吸収を抑制でき、色温度を目標値に近い状態で維持できたためであると考えられる。
［２］発光効率の改善効果
図９は、一般的なレンズ部材の可視光スペクトルの透過率（レンズ部材の分光特性）を示すグラフである。図９に示すレンズ部材は、約３７０ｎｍ〜約５５０ｎｍの青色波長領域のスペクトルに対し、最大２５％程度の吸収特性を有する。レンズ部材における可視光スペクトルの吸収量は、単波長ほど多くなる。

従って、発光部の出射光が青色波長領域にピークを有する場合、図９に示すレンズ部材を通過すると、ピークに対応する出射光のスペクトルが吸収される。これにより出射光の照明光への利用率が減り、発光効率が低下しうる。
このような問題に対し、装置１では４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域のスペクトル強度が小さい２２３８Ｋの色温度に第２発光部１２ｂの色温度を設定する。これにより、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域のスペクトルが光学部材５０に吸収される量を極力小さくしている。その結果、２２５０Ｋの出射光を照明光に有効利用でき、これにより装置１の発光効率の低下を抑制することが可能となる。

尚、図１０は、発光部の色温度と発光効率の関係を示すグラフである。色温度の調節は、波長変換部材に混合する蛍光体材料の重量比率と種類を調節して行った。図１０に示すように、色温度が５０００Ｋ付近では発光効率は比較的良好である。しかしながら低色温度ほど発光効率が減少しやすい傾向が見られる。ローソク灯りに対応する色温度が２５００Ｋの付近では、相当に発光効率が低いと言える。低色温度で発光効率が低くなる原因として、波長変換部材が比較的多くの赤色蛍光体材料を含むことが挙げられる。一般に、赤色蛍光体材料を発光素子の出射光で励起する際の励起効率には改善の余地がある。このため赤色蛍光体を多量に用いると、その分、発光効率が低下するおそれがある。

このような問題に対し、本発明は蛍光体の励起効率を改善するものではない。しかし本発明は、照明光を低色温度に調色する際、光学部材による出射光のスペクトルの吸収を抑制することによって、発光効率の低下を抑制する効果を奏するものである。
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について、実施の形態１との差異を中心に説明する。図１１は、実施の形態２に係る照明器具のランプユニット３Ｃの内部構成を示す分解斜視図である。図１２は、発光モジュール１０Ａ、１０Ｂと、回路ユニット４と、調光ユニット５の接続関係を示す配線図である。

ランプユニット３Ｂとの違いは、図１１に示すように、色温度が異なる第１発光部１２ａ、第２発光部１２ｂを分けて、それぞれ個別に発光モジュール１０Ａ、１０Ｂに実装した点にある。
図１２に示すように、発光モジュール１０Ａには端子部１４Ａ、１５Ａと配線１６Ａ、１７Ａとが配設されている。第１発光部１２ａの素子列１２ａ₁〜１２ａ₄は、配線１６Ａ、１７Ａにより発光素子１３の直列接続数が同数である２つのユニットを構成するように接続される。発光モジュール１０Ａにおける各ユニット中で直列接続された発光素子１３の個数は２８個である。

一方、発光モジュール１０Ｂには端子部１４Ｂ、１５Ｂと配線１６Ｂ、１７Ｂとが配設されている。第２発光部１２ｂの素子列１２ｂ₁〜１２ｂ₄は、配線１６Ｂ、１７Ｂにより発光素子１３の直列接続数が同数である２つのユニットを構成するように接続される。発光モジュール１０Ｂにおける各ユニット中で直列接続された発光素子１３の個数は３６個である。

モジュール１０Ａ、１０Ｂにおいて、２つのユニットは互いに並列接続される。発光モジュール１０Ａ、１０Ｂは、一体的にホルダ３０により搭載部２１上で保持される。
以上の構成を有する実施の形態２の照明器具においても、実施の形態１と同様の効果を期待できる。さらに、互いに色温度が異なる発光部１２ａ、１２ｂを個別に実装する別体の発光モジュール１０Ａ、１０Ｂを採用したことにより、２つの発光モジュールを所望の色温度に合わせて選択し、組み合わせることが容易である。従って、照明装置の設計自由度が向上する効果も期待できる。
＜その他の事項＞
上記実施の形態では、第２発光部の色温度を２２３８Ｋとした。しかしながら、本発明はこれに限定されない。第２発光部の出射光が、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下であれば、第２発光部の色温度は２２３８Ｋ以外であってもよい。

尚、図６の比較例と図７の実施例の各装置における第２発光部の色温度は、２２３８Ｋと２７５０Ｋであり、互いに異なる値である。これらの各装置では、仮に出射光を光学部材に通過させなければ、第１発光部及び第２発光部の各出射光を組み合わせて同一の色温度に調光した場合、その合成スペクトルは同一のものとなる。
図６と図７に示した例では、設定する調色の色温度を約３０００Ｋに設定した。本発明の調色ずれを抑制する効果は、第２発光部の色温度に近いほど高く発揮される。しかしながら、調色の色温度が約３０００Ｋよりも高い場合（例えば５０００Ｋ）であっても、本発明の調色ずれを抑制する効果をそれなりに期待することができる。

上記実施の形態では、第２発光部の色温度を従来の色温度（例えば２７５０Ｋ）よりも低色温度とした。この場合、第２発光部の波長変換部材に含まれる蛍光体量は従来よりも多くなる。その分、発光素子の出射光を用いて蛍光体で可視光変換する際の変換ロスも多少増えると考えられる。しかしながら通常、その変換ロスは比較的微小である。従って、本発明の効果にそれほどの影響を生じるものではない。

上記各実施の形態における光学部材５０は、本体部（レンズ）５１を備える構成に限定されない。光学部材５０は単純な透明フィルターであってもよい。
波長変換部材１４ａ、１４ｂは緑色蛍光体と赤色蛍光体とを用いたが、蛍光体の種類はこれに限定されず、その他の色の蛍光体を用いることもできる。また、発光素子１３の発光色も青色に限定されず、その他の色であってもよい。

１ ＬＥＤ照明装置
２ 天井
３Ａ 照明器具
４ 回路ユニット
５ 調光ユニット
３Ｂ、３Ｃ ランプユニット
１０、１０Ａ、１０Ｂ 発光モジュール（ＬＥＤモジュール）
１１、１１Ａ、１１Ｂ 基板
１２ 発光部
１２ａ 第１発光部
１２ｂ 第２発光部
１２ａ₁〜１２ａ₄、１２ｂ₁〜１２ｂ₄ 素子列
１３ 発光素子
１４Ｐ、１５Ｐ 端子群
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１７、１７Ａ、１７Ｂ 配線
１４ａ 第１波長変換部材
１４ｂ 第２波長変換部材
２０ ベース
２１ 搭載部
３０ ホルダ
４０ 反射部材
５０ 光学部材
５１ 本体部
６０ 枠体
７０ 配線部材

Claims (11)

1. 出射光が第１色温度の第１発光部と、
   出射光が前記第１色温度より低色温度である第２色温度の第２発光部と、
   少なくとも前記第２発光部の光路上に配された光学部材とを有し、
   前記第１発光部及び前記第２発光部の各出射光により調色する照明装置であって、
   前記第２発光部の出射光のスペクトルは、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下である照明装置。
2. 前記第２色温度が黒体軌跡の２６００Ｋ未満の範囲における相関色温度である、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１発光部及び前記第２発光部の少なくともいずれかは、１以上の発光素子と、前記発光素子からの出射光を波長変換する波長変換部材とを有し、
   前記発光素子の出射光は４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長領域にメインピークを有し、
   前記波長変換部材は透明材料に対し、緑色蛍光体または黄色蛍光体のいずれかと、赤色蛍光体を分散させてなる、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記光学部材は４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の光を吸収する光学要素を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置。
5. 前記第１色温度は黒体軌跡の６０００Ｋ以上の範囲における相関色温度である、請求項１〜４のいずれかに記載の照明器具。
6. 表面に前記第１発光部と前記第２発光部とを実装する実装基板を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置。
7. 前記実装基板は、
   前記第１発光部を実装する第１実装基板と、
   前記第１実装基板とは別に前記第２発光部を実装する第２実装基板とを含む、請求項６に記載の照明装置。
8. 基板と、前記基板上に配設された発光部とを有する発光モジュールであって、
   前記発光部は、出射光が第１色温度の第１発光部と、
   出射光が前記第１色温度より低色温度である第２色温度の第２発光部とを含み、
   前記第２発光部の出射光のスペクトルは、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域の強度最大値が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域の強度最大値の１／１０以下である発光モジュール。
9. 前記第１発光部及び前記第２発光部の少なくともいずれかは、１以上の発光素子と、前記発光素子からの出射光を波長変換する波長変換部材とを有し、
   前記発光素子の出射光は４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長領域にメインピークを有し、
   前記波長変換部材は透明材料に対し、緑色蛍光体または黄色蛍光体のいずれかと、赤色蛍光体とを分散させてなり、前記発光素子を被覆するように配されている、請求項８に記載の発光モジュール。
10. 前記第２色温度は黒体軌跡の２６００Ｋ未満の範囲における相関色温度である、請求項８または９に記載の発光モジュール。
11. 前記第１発光部及び前記第２発光部の少なくともいずれかは、１以上の発光素子と、前記発光素子からの出射光を波長変換する波長変換部材とを有し、
    前記波長変換部材は透明樹脂に蛍光体を分散させてなる、請求項８〜１０のいずれかに記載の発光モジュール。

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