JP2014160772A - 発光装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】演色性を向上させることができる、あるいは配光制御が可能で高出力に則した性能を有する発光装置および照明装置を提供することである。
【解決手段】基板と；複数の発光部と；配光制御部材と；を具備する発光装置が提供される。前記複数の発光部は、前記基板の上において互いに離隔して配置されている。前記複数の発光部のそれぞれは、複数の発光素子と、混色手段と、を有する。前記複数の発光素子は、光を放射する。前記混色手段は、前記複数の発光素子を封止し前記複数の発光素子から放射された光を合成する。前記配光制御部材は、前記複数の発光部のそれぞれに対応して設けられた複数のレンズを有し、前記複数の発光部から放射されたそれぞれの光が前記複数のレンズのそれぞれに入射するように設けられ前記発光部の配光を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光装置および照明装置に関する。

発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は、例えば液晶ディスプレイ、携帯電話および情報端末のバックライトや、屋内外公告などに使用されている。発光ダイオードの用途は、多方面へ飛躍的に進展している。また、発光ダイオードの長寿命化、低消費電力化、耐衝撃性の向上、高速応答性の向上、高純度表示色および軽薄短小化の実現等により、発光ダイオードは、産業分野だけではなく一般照明用としても脚光を浴びている。発光ダイオードを用いた発光装置および照明装置には、演色性の向上や、配光制御が可能で高出力に則した性能が望まれる。

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本発明が解決しようとする課題は、演色性を向上させることができる、あるいは配光制御が可能で高出力に則した性能を有する発光装置および照明装置を提供することである。

実施形態によれば、基板と；複数の発光部と；配光制御部材と；を具備する発光装置が提供される。前記複数の発光部は、前記基板の上において互いに離隔して配置されている。前記複数の発光部のそれぞれは、複数の発光素子と、混色手段と、を有する。前記複数の発光素子は、光を放射する。前記混色手段は、前記複数の発光素子を封止し前記複数の発光素子から放射された光を合成する。前記配光制御部材は、前記複数の発光部のそれぞれに対応して設けられた複数のレンズを有し、前記複数の発光部から放射されたそれぞれの光が前記複数のレンズのそれぞれに入射するように設けられ前記発光部の配光を制御する。

本発明によれば、演色性を向上させることができる、あるいは配光制御が可能で高出力に則した性能を有する発光装置および照明装置が期待できる。

本発明の実施の形態にかかる発光装置を表す模式図である。 本実施形態の総合発光部の光の他のアスペクト比を表す模式的平面図である。 本実施形態の第１の発光素子および第２の発光素子の配置形態を例示する模式的平面図である。 本実施形態の配光制御部材の具体例を例示する模式図である。 本実施形態の配光制御部材の他の具体例を例示する模式図である。 本実施形態の配光制御部材のさらに他の具体例を例示する模式図である。 本発明の他の実施の形態にかかる発光装置を表す模式的断面図である。 本発明の実施の形態にかかる照明装置を表す模式的斜視図である。 本実施形態の照明本体を表す模式的分解図である。 本発明者が実施した検討の結果の一例を表す表である。

第１の発明は、基板と；前記基板の上において互いに離隔して配置された複数の発光部であって、前記複数の発光部のそれぞれは、光を放射する複数の発光素子と、前記複数の発光素子を封止し前記複数の発光素子から放射された光を合成する混色手段と、を有する、複数の発光部と；前記複数の発光部のそれぞれに対応して設けられた複数のレンズを有し、前記複数の発光部から放射されたそれぞれの光が前記複数のレンズのそれぞれに入射するように設けられ前記発光部の配光を制御する配光制御部材と；を具備する発光装置である。

この発光装置によれば、色むらを抑制した状態で光を放射することができ、演色性を向上させることができる。また、この発光装置は、光制御が可能で高出力に則した性能を有する。

第２の発明は、第１の発明において、前記複数の発光素子は、第１の波長領域の光を放射する第１の発光素子と、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を放射する第２の発光素子と、を含み、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とは、同一の前記混色手段で封止された発光装置である。

この発光装置によれば、単色ではなく複数色の光を放射することができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記混色手段は、前記第１の発光素子の放射光により励起され前記第１の波長領域とは異なる第３の波長領域の光を放射する蛍光体と、散乱材と、を含有し、前記発光部は、前記第１の発光素子の放射光と、前記第２の発光素子の放射光と、前記蛍光体の放射光と、を合成した光を放射する発光装置である。

この発光装置によれば、第１の発光素子の放射光と、第２の発光素子の放射光と、蛍光体の放射光と、を合成した光（例えば白色光）を、色むらをさらに抑制した状態で放射することができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記複数の発光部のそれぞれは、前記基板の上にドーム状に形成されてなる発光装置である。

この発光装置によれば、複数の発光素子をより確実に封止し、色むらを抑制した状態で光を放射することができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明の発光装置を具備した照明装置である。

この照明装置によれば、色むらを抑制した状態で光を放射することができ、演色性を向上させることができる。また、この照明装置は、光制御が可能で高出力に則した性能を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる発光装置を表す模式図である。
図２は、本実施形態の総合発光部の光の他のアスペクト比を表す模式的平面図である。 図１（ａ）は、本実施形態にかかる発光装置を表す模式的平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に表した切断面Ａ−Ａにおける模式的断面図である。なお、図１（ａ）では、説明の便宜上、保持部材１４０および配光制御部材１５０を省略している。

本実施形態にかかる発光装置１００は、基板１１０と、発光部１２０と、保持部材１４０と、配光制御部材１５０と、を備える。

基板１１０は、例えば、ガラスエポキシ、比較的高い放熱性を有する金属および比較的高い信頼性を有するセラミックの少なくともいずれかを含む材料により形成されている。基板１１０がセラミックを含む材料により形成される場合には、例えば９６％アルミナ基板が用いられる。

基板１１０の表面には、図示しない配線層が設けられている。配線層は、例えば、電解銀メッキまたは無電解銀メッキなどにより形成されている。あるいは、配線層は、ニッケル（Ｎｉ）メッキ、パラジウム（Ｐｄ）メッキまたは金（Ａｕ）メッキなどにより形成されている。このとき、ニッケルメッキ、パラジウムメッキおよび金メッキは、銀印刷の上に施されている。

図１（ｂ）に表したように、本実施形態では、複数の発光部１２０が基板１１０の上に設けられている。本願明細書では、複数の発光部１２０の集合体を「総合発光部１０５」ということがある。図１（ａ）に表したように、複数の発光部１２０は、基板１１０の上に同心円状あるいは疑似同心円状に配置されている。すなわち、複数の発光部１２０のそれぞれは、基板１１０の上おいて所定の径を有する円の上に存在する。

なお、総合発光部１０５の形態は、同心円状あるいは疑似同心円状に限定されるわけではない。例えば、図２に表した発光装置１００ｂのように、複数の発光部１２０は、基板１１０の上に直線状に配置されていてもよい。図１（ａ）に表した発光装置１００の総合発光部１０５のアスペクト比は、１：１である。これに対して、図２に表した発光装置１００ｂの総合発光部１０５のアスペクト比は、１０：１である。但し、本実施形態の総合発光部１０５のアスペクト比は、これだけに限定されず、例えば１０：１以上、１：１以下の値であってもよい。
ここで、本願明細書において「アスペクト比」とは、総合発光部１０５の外形を囲む仮想領域の縦横の比率をいうものとする。

図１（ｂ）に表したように、発光部１２０は、略ドーム状あるいは略半球形状に形成されている。そのため、基板１１０の主面に対して垂直にみたときには、発光部１２０は、略円形状を呈する。基板１１０の主面に対して垂直にみたときに、複数の発光部１２０のそれぞれの中心（円の中心）は、所定の径を有する円の少なくとも一部に存在することがより望ましい。なお、発光部１２０の形状は、略ドーム状あるいは略半球形状に限定されず、例えば四角形であってもよい。

発光部１２０は、第１の発光素子１２１と、第２の発光素子１２２と、混色手段１２５と、を有する。第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２は、それぞれ半導体材料を含む半導体発光素子である。具体的には、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２は、それぞれＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップである。

本実施形態では、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２のいずれか一方は、青色ＬＥＤチップである。以下では、第１の発光素子１２１が青色ＬＥＤチップである場合を例に挙げて説明する。第１の発光素子１２１は、図示しないｐ電極およびｎ電極を有する。ｐ電極は、例えば金属ワイヤなどを介して図示しない正電極と電気的に接続される。また、ｎ電極は、例えば金属ワイヤなどを介して負電極に電気的に接続される。第１の発光素子１２１は、正電極および負電極を介して、直流電力の供給を受け、青の波長領域（第１の波長領域）の光を放射する。青の波長領域は、一義的に決められるものではないが、ここでは、４３０ナノメートル（ｎｍ）以上、４９０ｎｍ未満の波長領域とする。第１の発光素子１２１の発光スペクトルは、光波長４３０ｎｍ以上、４９０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する。

本実施形態では、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２のいずれか他方は、赤色ＬＥＤチップである。以下では、第２の発光素子１２２が赤色ＬＥＤチップである場合を例に挙げて説明する。第１の発光素子１２１と同様に、第２の発光素子１２２のｐ電極は、正電極と電気的に接続される。第２の発光素子１２２のｎ電極は、負電極と電気的に接続される。第２の発光素子１２２は、正電極および負電極を介して、直流電力の供給を受け、赤の波長領域（第２の波長領域）の光を放射する。赤の波長領域は、光波長６００ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下の波長領域である。第２の発光素子１２２の発光スペクトルは、光波長６００ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する。

混色手段１２５は、蛍光体を含有する樹脂により形成されている。蛍光体は、第１の発光素子１２１の放射光により励起され、青の波長領域よりも長波長の領域（第３の波長領域）の光を放射する。図１（ｂ）に表したように、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２は、蛍光体を分散した樹脂（混色手段１２５）により封止される。蛍光体としては、例えば、例えばＹＡＧ蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）などの黄色蛍光体が用いられる。これにより、混色手段１２５に含まれる蛍光体は、第１の発光素子１２１が放射する光により励起され、波長が４９０ｎｍよりも長い光を放射する。

混色手段１２５は、例えばシリカなどの散乱材をさらに含有する樹脂により形成されていてもよい。この場合には、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２は、散乱材をさらに分散した樹脂（混色手段１２５）により封止される。

混色手段１２５を形成する樹脂としては、例えばシリコーンなどが用いられる。例えばディスペンサなどを用いて略均等な量の樹脂を基板１１０の上に供給することで、図１（ａ）および図１（ｂ）に表したように、複数の発光部１２０のそれぞれの形状を互いに略同じにすることができる。

配光制御部材１５０は、レンズユニットを有し、保持部材１４０に保持されている。レンズユニットには、複数のレンズが設けられている。複数のレンズは、複数の発光部１２０のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、複数の発光部１２０のうちのいずれか１つの発光部１２０から放射された光は、複数のレンズのうちのいずれか１つのレンズに入射する。複数の発光部１２０のうちの他のいずれか１つの発光部１２０から放射された光は、複数のレンズのうちの他のいずれか１つのレンズに入射する。つまり、複数の発光部１２０のそれぞれは、複数のレンズと一対一の関係を有する。言い換えれば、複数の発光部１２０から放射されたそれぞれの光は、複数のレンズのそれぞれに入射する。なお、発光部１２０の設置数は、レンズの設置数と必ずしも同じでなくともよい。例えば、複数の発光部１２０のそれぞれは、複数のレンズのうちの一部の複数のレンズと一対一の関係を有していてもよい。レンズユニットについては、後に詳述する。

配光制御部材１５０には、光を透過可能な材料（例えば光学ガラスや光学プラスチックなど）が用いられる。つまり、配光制御部材１５０は、発光部１２０から放射された光に対して透過性を有する。配光制御部材１５０は、例えば、透明である。

本願明細書において、「光を透過可能な材料」あるいは「光を透過する材料」とは、透過率が１００パーセント（％）の材料に限定されず、少なくとも可視光の波長を有する光に対して透過率がゼロではない材料をいうものとする。

配光制御部材１５０は、配光制御部材１５０自身が有するレンズにより発光部１２０の配光を制御する。すなわち、所定の位置における照度をより高めるため、本実施形態にかかる発光装置１００および照明装置に対しては、発光部１２０から放射される光の空間への配分を用途に応じて変化させることが求められる。そのため、本実施形態にかかる発光装置１００および照明装置に対しては、発光部１２０の配光を自由に制御し、配光角度を狭角あるいは広角とすることが求められる。これに対して、配光制御部材１５０は、配光制御部材１５０自身が有するレンズにより発光部１２０の配光を制御する。これにより、本実施形態にかかる発光装置１００は、放射する光の空間への配分を制御することができる。

しかし、配光制御部材１５０は、発光部１２０の配光を制御する一方で、配光制御部材１５０自身が有するレンズにより発光部１２０から放射された光を分光する。すると、発光部１２０から放射された光のスペクトルが不均一となり、放射光の色むらが生ずることがある。

これに対して、本実施形態では、互いに異なる色の光（異なる波長領域の光）を放射する複数のＬＥＤチップ（異種発光チップ）が１つの半球形状の混色手段１２５により封止されている。具体的には、第１の発光素子１２１は、第２の発光素子１２２が放射する光の波長領域とは異なる波長領域の光を放射する。第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２が混色手段１２５により封止されている。複数の発光部１２０は、基板１１０の上において互いに離隔して配置されている。そのため、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２のそれぞれから放射された光は、色むらが抑制された状態で複数の発光部１２０のそれぞれから放射される。

これによれば、本実施形態の発光装置１００は、発光部１２０の配光を制御することができるとともに、放射光の色むらが生ずることを抑えることができる。具体的には、発光装置１００は、第１の発光素子１２１の放射光と、第２の発光素子１２２の放射光と、混色手段１２５が含有する蛍光体の放射光と、を合成した白色光を、色むらを抑制した状態で放射する。混色手段１２５が散乱材を有する場合には、発光装置１００は、色むらをさらに抑制した状態で白色光を放射することができる。

ここで、ＬＥＤチップが用いられた発光装置１００であって白色光を放射する発光装置１００の構成態様としては、主として以下の３通りが挙げられる。
すなわち、第１の構成態様は、赤色ＬＥＤチップと、緑色ＬＥＤチップと、青色ＬＥＤチップと、が基板１１０の上に設けられたものである。
第２の構成態様は、青色ＬＥＤチップと、青色ＬＥＤチップの放射光により励起され青の波長領域よりも長波長の光を放射する蛍光体（例えばＹＡＧ蛍光体など）と、が基板１１０の上に設けられたものである。この場合には、赤色蛍光体がさらに設けられていてもよい。
第３の構成態様は、紫外線ＬＥＤ（ＵＶ−ＬＥＤ）チップと、青色・緑色・赤色蛍光体（ＢＧＲ蛍光体）と、が基板１１０の上に設けられたものである。

一般的には、第１〜第３の構成態様のうちで第２の構成態様の発光部が広く実用化されている。一般的な方式としては、青色ＬＥＤチップを装備した凹状フレーム、リフレクタおよび枠の中に蛍光体を含有する樹脂が流し入れられた方式が挙げられる。他の例としては、基板１１０の基準面から凸状に形成された樹脂層であって蛍光体を含有する樹脂層が設けられたモジュールが挙げられる。

ＬＥＤチップが用いられた発光装置１００では、光量の向上および効率の向上が進むにつれて、演色性などの光の質の向上に対する注目が上がっている。演色性を向上させる１つの手段としては、一般的に、赤色・緑色蛍光体を添加することが挙げられる。しかし、赤色蛍光体は、黄色蛍光体の発光を吸収する。そのため、発光効率が下がる。

これに対して、本実施形態にかかる発光装置１００では、赤色ＬＥＤチップ（第２の発光素子１２２）が混色手段１２５により封止されている。複数の発光部１２０は、基板１１０の上において互いに離隔して配置され、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２のそれぞれから放射された光を、色むらが抑制された状態で複数の発光部１２０のそれぞれから放射する。これにより、発光効率を維持しつつ、演色性を向上させることができる。

一方、配光制御は、一般的に、集合光源と、ミラーなどのリフレクタと、を組み合わせることで行われている。しかし、さらなる高出力化を求める場合には、集合光源において熱の集中が生ずる。すると、寿命（例えば光束、ワイヤ断線、はんだ寿命）が所定の基準を満足しないことがある。そこで、発光装置１００には、配光制御が可能で高出力に則した性能が求められている。

これに対して、本実施形態にかかる発光装置１００では、複数の発光部１２０のそれぞれが複数のレンズと一対一の関係を有する配光制御部材１５０が設けられている。これによれば、発光装置１００は、配光制御が可能で高出力に則した性能を有する。また、配光制御部材１５０は、複数のレンズを有するため、複数の発光部１２０のそれぞれから放射された光を個別に配光制御することができる。つまり、配光制御の自由度を向上させることができる。

また、複数の発光部１２０は、同心円状あるいは疑似同心円状に配置され、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２のそれぞれから放射された光を、色むらを抑制した状態で放射する。また、混色手段１２５の内部における第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２の配置は、複数の発光部１２０のそれぞれで同一である。そのため、複数の発光部１２０の間における色ばらつきを抑えることができる。つまり、発光部１２０を見る角度により色ばらつきが生ずる場合がある一方で、発光部１２０を同じ角度で見るといずれの角度においても複数の発光部１２０の間における色むらの度合いは略同じである。

なお、混色手段１２５が含有する蛍光体には、添加剤が付加されていてもよい。これによれば、発光部１２０は、第１の発光素子１２１の放射光と、第２の発光素子１２２の放射光と、混色手段１２５が含有する蛍光体の放射光と、をより確実に合成し、色むらをより抑制した状態で放射することができる。

図３は、本実施形態の第１の発光素子および第２の発光素子の配置形態を例示する模式的平面図である。
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、基板１１０の主面に対して垂直にみたときの発光部を表す模式的平面図である。

図３（ａ）に表した発光部１２０ａは、１つの第１の発光素子１２１と、２つの第２の発光素子１２２と、を有する。基板１１０の主面に対して垂直にみたときに、第１の発光素子１２１は、混色手段１２５の略中心に設けられている。基板１１０の主面に対して垂直にみたときに、２つの第２の発光素子１２２は、第１の発光素子１２１の両側に設けられている。つまり、第１の発光素子１２１は、２つの第２の発光素子１２２の間に設けられている。１つの第１の発光素子１２１と、２つの第２の発光素子１２２と、は、略同一直線上に設けられている。
混色手段１２５の径Ｄ１は、例えば約４．５ミリメートル（ｍｍ）〜１２ｍｍである。

図３（ｂ）に表した発光部１２０ｂは、１つの第１の発光素子１２１と、３つの第２の発光素子１２２と、を有する。基板１１０の主面に対して垂直にみたときに、第１の発光素子１２１は、混色手段１２５の略中心に設けられている。基板１１０の主面に対して垂直にみたときに、３つの第２の発光素子１２２は、第１の発光素子１２１を囲んでいる。３つの第２の発光素子１２２のそれぞれの少なくとも一部は、所定の径を有する円の上に存在する。３つの第２の発光素子１２２のそれぞれの中心を直線で結ぶと、外形は、略正三角形となる。第１の発光素子１２１は、３つの第２の発光素子１２２のそれぞれの中心を直線で結ぶことで形成された略正三角形の略重心に配置されている。

図３（ｃ）に表した発光部１２０ｃは、３つの第１の発光素子１２１と、３つの第２の発光素子１２２と、を有する。基板１１０の主面に対して垂直にみたときに、３つの第１の発光素子１２１および３つの第２の発光素子１２２のそれぞれの少なくとも一部は、所定の径を有する円の上に存在する。第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２は、所定の径を有する円の上において交互に設けられている。３つの第１の発光素子１２１のそれぞれの中心を直線で結ぶと、外形は、略正三角形となる。３つの第２の発光素子１２２のそれぞれの中心を直線で結ぶと、外形は、略正三角形となる。

図３（ａ）〜図３（ｃ）に例示した発光部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃのように、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２の配置形態や設置数を変化させることで、種々の色温度や種々の出力を有する光を形成することができる。また、第１の発光素子１２１の駆動電圧および第２の発光素子１２２の駆動電圧をそれぞれ適宜設定したり、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２の系統を適宜設定することで、１つの発光装置１００において色を変化させることができる。

なお、第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２の配置形態は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に例示した配置形態に限定されるわけではない。

次に、本実施形態の配光制御部材の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図４は、本実施形態の配光制御部材の具体例を例示する模式図である。
図４（ａ）は、本具体例の配光制御部材を表す模式的斜視図である。図４（ｂ）は、本具体例の配光制御部材を有する発光装置を表す模式的断面図である。図４（ｃ）は、本具体例の配光制御部材が有するレンズを表す模式的断面図である。図４（ｂ）および図４（ｃ）は、図１（ａ）に表した切断面Ａ−Ａにおける模式的断面図に相当する。

図４（ａ）に表したように、本具体例の配光制御部材１５０ａは、第１の支持部材１５１と、第２の支持部材１５２と、コリメータレンズ１５３と、を有する。コリメータレンズ１５３は、第１の支持部材１５１と第２の支持部材１５２との間に挟設されている。本具体例の配光制御部材１５０ａでは、複数のコリメータレンズ１５３が設けられている。図４（ｃ）に表したように、コリメータレンズ１５３は、並行光線となる光線を形成する。コリメータレンズ１５３は、例えば焦点の位置を調整するときに用いられる。

複数のコリメータレンズ１５３は、複数の発光部１２０に対応して設けられている。すなわち、図４（ｂ）に表したように、複数の発光部１２０のうちのいずれか１つの発光部１２０から放射された光は、複数のコリメータレンズ１５３のうちのいずれか１つのコリメータレンズ１５３に入射する。つまり、複数の発光部１２０のそれぞれは、複数のコリメータレンズ１５３と一対一の関係を有する。

図５は、本実施形態の配光制御部材の他の具体例を例示する模式図である。
図５（ａ）は、本具体例の配光制御部材を表す模式的斜視図である。図５（ｂ）は、発光部と本具体例の配光制御部材との関係を表す模式的断面図である。図５（ｂ）は、図１（ａ）に表した切断面Ａ−Ａにおける模式的断面図に相当する。

図５（ａ）に表したように、本具体例の配光制御部材１５０ｂは、複数の同一の単レンズ１５５が縦横に配列されたいわゆるフライアイレンズ（インテグレータレンズ）である。図５（ｂ）に表したように、本具体例の配光制御部材１５０ｂは、アレイを構成する単レンズ１５５の数だけ多重像を生ずる。発光部１２０が点光源として扱える程度に小さい場合には、配光制御部材１５０ｂは、多数の点光源を形成することができる。

複数の単レンズ１５５は、複数の発光部１２０に対応して設けられている。すなわち、複数の発光部１２０のうちのいずれか１つの発光部１２０から放射された光は、複数の単レンズ１５５のうちのいずれか１つの単レンズ１５５に入射する。つまり、複数の発光部１２０のそれぞれは、複数の単レンズ１５５と一対一の関係を有する。
なお、図５（ｂ）に表したように、発光部１２０と配光制御部材１５０ｂとの間に、コリメータレンズ１５６が設けられてもよい。

本具体例によれば、発光装置１００は、光強度むらを抑制した状態で光を放射することができる。

図６は、本実施形態の配光制御部材のさらに他の具体例を例示する模式図である。
図６（ａ）は、比較例のレンズを表す模式的断面図である。図６（ｂ）は、本具体例の配光制御部材が有するレンズを表す模式的断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、図１（ａ）に表した切断面Ａ−Ａにおける模式的断面図に相当する。

図６（ｂ）に表したように、本具体例の配光制御部材１５０ｃは、例えば図６（ａ）に表した通常のレンズ１５９を同心円状の領域に分割し厚みを減らしたいわゆるフレネルレンズ１５８を有する。フレネルレンズ１５８は、例えばのこぎり状の断面を有し、分割数を多くすればするほど薄くなる。

本具体例の配光制御部材１５０ｃは、複数のフレネルレンズ１５８を有する。図４（ａ）に関して前述した配光制御部材１５０ａおよび図５（ａ）に関して前述した配光制御部材１５０ｂのように、複数のフレネルレンズ１５８は、例えば平面上に配列されている。

複数のフレネルレンズ１５８は、複数の発光部１２０に対応して設けられている。すなわち、複数の発光部１２０のうちのいずれか１つの発光部１２０から放射された光は、複数のフレネルレンズ１５８のうちのいずれか１つのフレネルレンズ１５８に入射する。つまり、複数の発光部１２０のそれぞれは、複数のフレネルレンズ１５８と一対一の関係を有する。

図７は、本発明の他の実施の形態にかかる発光装置を表す模式的断面図である。
図７は、図１（ａ）に表した切断面Ａ−Ａにおける模式的断面図に相当する。

本実施形態にかかる発光装置１００ａは、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した発光装置１００と比較して、光拡散層１６０をさらに備える。光拡散層１６０は、発光部１２０と配光制御部材１５０との間に設けられている。

例えば、光拡散層１６０は、図示しない酸化物粒子を有する。光拡散層１６０は、酸化物粒子が水性バインダに分散された分散液を配光制御部材１５０の表面に吹き付けにより塗布し焼成して形成されている。なお、光拡散層１６０は、酸化物粒子が有機溶媒に分散された分散液を配光制御部材１５０の表面に塗布して形成されてもよい。光拡散層１６０の層厚は、例えば約数マイクロメートル（μｍ）〜数十μｍ程度ある。

第１の発光素子１２１および第２の発光素子１２２のそれぞれから放射された光は、色むらが抑制された状態で複数の発光部１２０のそれぞれから放射され、光拡散層１６０に入射する。光拡散層１６０に入射した光は、光拡散層１６０により光拡散され、配光制御部材１５０を透過して発光装置１００ａの外部へ放射される。

これによれば、本実施形態の発光装置１００ａは、色むらをより抑制した状態で放射することができる。
なお、光拡散層１６０は、酸化物粒子を有する場合には、入射光に対して劣化しにくい。すなわち、酸化物粒子を有する光拡散層１６０は、経年劣化しにくく、ＬＥＤチップ（第１の発光素子１２１、第２の発光素子１２２）の寿命の間にわたり光拡散させることができる。これにより、本実施形態の発光装置１００ａは、発光装置１００ａ自身の寿命の間にわたり色むらをより抑制した状態で放射することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図８は、本発明の実施の形態にかかる照明装置を表す模式的斜視図である。
図９は、本実施形態の照明本体を表す模式的分解図である。

図８に表したように、本実施形態にかかる照明装置１０は、照明本体１２と、支持部１４と、を備える。図９に表したように、照明本体１２は、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した発光装置１００あるいは図７に関して前述した発光装置１００ａを有し、対象物に向けて光を照射する。以下では、説明の便宜上、照明本体１２が図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述した発光装置１００を有する場合を例に挙げて説明する。また、発光装置１００は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に関して前述した配光制御部材１５０ａを有する場合を例に挙げて説明する。

照明本体１２は、発光部１２０から放射された光（以下、「照射光」と称する）を出射する照射窓１２ａを有する。照射光は、照射窓１２ａを介して照明本体１２の外部に出射される。これにより、照射光が、対象物に照射される。

照明本体１２は、発光装置１００と、放熱体２０と、を有する。放熱体２０は、例えば、発光装置１００の発光にともなって発生する熱の放熱を行う。放熱体２０には、例えば、アルミニウムなどの熱伝導率の比較的高い金属材料が用いられる。本実施形態の照明装置１０では、発光装置１００の保持部材１４０は、放熱体２０や配光制御部材１５０ａなどを保持する。保持部材１４０は、例えば、筒状である。この例において、保持部材１４０は、円筒状である。この例では、保持部材１４０の一端が、照射窓１２ａとなる。放熱体２０は、保持部材１４０の他端に取り付けられる。すなわち、放熱体２０は、照射窓１２ａと反対側に設けられる。

支持部１４は、照明本体１２を支持するとともに、天井板などの取付対象に照明装置１０を取り付けるために用いられる。照明装置１０は、例えば、照射窓１２ａを下方に向けた状態で天井板に取り付けられる。照明装置１０は、例えば、天井板に設けられた埋込穴に埋め込まれる。すなわち、照明装置１０は、いわゆるダウンライトとして用いられる。以下では、照明装置１０をダウンライトとして用いる場合を例に挙げて説明する。但し、照明装置１０の取付対象は、天井板に限ることなく、例えば、内壁板などでもよい。また、例えば、専用の取付治具に照明装置１０を取り付け、取付治具を介して照明装置１０を天井などに取り付けてもよい。すなわち、照明装置１０の取付対象は、取付治具などでもよい。

支持部１４は、第１の枠体４１と、第２の枠体４２と、を有する。第１の枠体４１及び第２の枠体４２は、筒状である。この例において、第１の枠体４１及び第２の枠体４２は、円筒状である。支持部１４は、第１の枠体４１に挿通した状態で照明本体１２を回転自在に支持する。第１の枠体４１は、挿通された照明本体１２を回転自在に支持する。この例では、第１の枠体４１が、保持部材１４０を回転自在に支持する。第１の枠体４１及び第２の枠体４２は、円筒状に限ることなく、例えば、角筒状など筒状の任意の形状でよい。

放熱体２０には、基板１１０を取り付ける取付面２０ａが設けられている。取付面２０ａの面積は、基板１１０の表面１１０ａの面積と同程度である。あるいは、取付面２０ａの面積は、基板１１０の表面１１０ａの面積よりも僅かに大きい。基板１１０は、例えば、放熱シートなどを介して放熱体２０の取付面２０ａに貼り付けられる。これにより、基板１１０が、放熱体２０に保持される。例えば、各発光部１２０の発光にともなって発生する熱が、放熱体２０によって放熱される。例えば、各発光部１２０への熱の影響を抑えることができる。

この例では、基板１１０が、放熱体２０に貼り付けられるが、例えば、基板１１０や各発光部１２０などが、放熱体２０に対して着脱自在に取り付けられてもよい。各発光部１２０は、照明装置１０に対して交換可能とされてもよい。

次に、本発明者が実施した検討の結果の一例について、図面を参照しつつ説明する。
図１０は、本発明者が実施した検討の結果の一例を表す表である。

基板１１０としては、ガラスエポキシ、金属およびセラミックの少なくともいずれかを含む材料を用いた。基板１１０がセラミックを含む材料により形成される場合には、９６％アルミナ基板を用いた。配線層については、ニッケル（Ｎｉ）メッキ、パラジウム（Ｐｄ）メッキまたは金（Ａｕ）メッキなどにより形成した。このとき、銀印刷の上には、ニッケルメッキ、パラジウムメッキおよび金メッキを施した。

混色手段１２５の径Ｄ１については、約３．５ｍｍ〜５．５ｍｍとした。ＬＥＤチップの配置に基づいて色割れが生ずるおそれがあるため、発光部１２０から放射される光の色温度を３０００ケルビン（Ｋ）とし、平均演色評価数をＲａ８５とした。配光制御部材１５０としては、コリメータレンズを有するものを用いた。その他のＬＥＤチップや蛍光体などの条件は、図１０に表した通りである。なお、図１０に表した「発光部の設置形態」のうちの「集合体」とは、複数ではなく単数の発光部１２０が基板１１０の上に設けられ、ＬＥＤチップが比較的大きな１つの蛍光体に封止された設置形態をいう。図１０に表した「発光部の設置形態」のうちの「離隔配置」とは、図１（ａ）に表したように、複数の発光部１２０が基板１１０の上において互いに離隔して配置された設置形態をいう。

このような条件のもとで、発光装置１００をダウンライトあるいはベースライト器具に挿入し評価を行った。評価としては、熱の影響による光束低下および色変化を調査した。また、視感評価として、色割れを調査した。評価結果の一例は、図１０に表した通りである。これによれば、高出力化に際し、発光部１２０の設置形態として「離隔配置」を採用し、ＬＥＤチップの設置形態として第１の配置〜第３の配置を採用することで、高効率、高演色で色割れの少ない発光装置１００を得ることができた。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 照明装置、 １２ 照明本体、 １２ａ 照射窓、 １４ 支持部、 ２０ 放熱体、 ２０ａ 取付面、 ４１ 第１の枠体、 ４２ 第２の枠体、 １００、１００ａ 発光装置、 １０５ 総合発光部、 １１０ 基板、 １１０ａ 表面、 １２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ 発光部、 １２１ 第１の発光素子、 １２２ 第２の発光素子、 １２５ 混色手段、 １４０ 保持部材、 １５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ 配光制御部材、 １５１ 第１の支持部材、 １５２ 第２の支持部材、 １５３ コリメータレンズ、 １５５ 単レンズ、 １５６ コリメータレンズ、 １５８ フレネルレンズ、 １５９ レンズ、 １６０ 光拡散層

Claims (5)

1. 基板と；
   前記基板の上において互いに離隔して配置された複数の発光部であって、前記複数の発光部のそれぞれは、光を放射する複数の発光素子と、前記複数の発光素子を封止し前記複数の発光素子から放射された光を合成する混色手段と、を有する、複数の発光部と；
   前記複数の発光部のそれぞれに対応して設けられた複数のレンズを有し、前記複数の発光部から放射されたそれぞれの光が前記複数のレンズのそれぞれに入射するように設けられ前記発光部の配光を制御する配光制御部材と；
   を具備する発光装置。
2. 前記複数の発光素子は、
   第１の波長領域の光を放射する第１の発光素子と、
   前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を放射する第２の発光素子と、
   を含み、
   前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とは、同一の前記混色手段で封止された請求項１記載の発光装置。
3. 前記混色手段は、前記第１の発光素子の放射光により励起され前記第１の波長領域とは異なる第３の波長領域の光を放射する蛍光体と、散乱材と、を含有し、
   前記発光部は、前記第１の発光素子の放射光と、前記第２の発光素子の放射光と、前記蛍光体の放射光と、を合成した光を放射する請求項２記載の発光装置。
4. 前記複数の発光部のそれぞれは、前記基板の上にドーム状に形成されてなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置を具備した照明装置。

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