JP2014186936A - ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】明るさのムラを抑制することができるランプを提供することである。
【解決手段】実施形態のランプ１１は、基板２１に所定の方向に並んで設けられ、それぞれ異なる色の光を発し、かつ、それぞれ発する光の光束が別々に制御可能な２種類の発光素子４５ａ、４５ｂを有する複数の発光部を具備する。また、実施形態のランプ１１は、発光素子４５ａ、４５ｂにより発された光を拡散する、直線透過率が０％から５０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されたパイプ１２を具備する。そして、実施形態のランプ１１において、異なる発光部４５間における同一の色の光を発する同一の種類の発光素子４５ａ間の距離ａが、パイプ１２の内部直径ｒよりも小さく、パイプ１２の下部から発光素子４５ａ、４５ｂまでの距離ｄが、パイプ１２の内部半径（ｒ／２）よりも大きい。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、ランプに関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）モジュールとして、基板上に複数のＬＥＤチップを搭載したチップオンボード（ＣＯＢ）方式が一般的になっている。

ＣＯＢ方式の発光モジュールは、複数のＬＥＤチップが集まって実装された基板上に流れ止めを形成し、流れ止めによって形成された空間に蛍光体樹脂を流し込んで硬化させた集合実装タイプである電球型ＬＥＤランプに、光源として使用されているものがある。また、近年では、ＬＥＤチップが基板上に一列に等間隔で並んで設けられた発光モジュールも登場している。直管形ＬＥＤランプでは、発光モジュールが複数個接続されて使用される。

しかしながら、上述した直管形ＬＥＤランプでは、明るい箇所と暗い箇所とが発生する場合があるため、明るさのムラがある場合がある。

特開２０１２−１４６７４０号公報

本発明が解決しようとする課題は、明るさのムラを抑制することができるランプを提供することである。

実施形態のランプは、基板を具備する。実施形態のランプは、基板に所定の方向に並んで設けられ、それぞれ異なる色の光を発し、かつ、それぞれ発する光の光束が別々に制御可能な複数の種類の発光素子を有する複数の発光部を具備する。実施形態のランプは、発光素子により発された光を拡散する、直線透過率が０％から５０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されたパイプを具備する。そして、実施形態のランプにおいて、異なる発光部間における同一の色の光を発する同一の種類の発光素子間の距離が、パイプの内部直径よりも小さく、パイプの下部から発光素子までの距離が、パイプの内部半径よりも大きい。

本発明によれば、明るさのムラを抑制することが期待できる。

図１は、第１の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。 図２は、図１に示す照明器具の断面図である。 図３は、図１の照明器具の結線図である。 図４は、発光モジュールの一例を示す図である。 図５は、パイプ１２内の基板２１の位置について説明するための図である。 図６は、図４中Ｆ７−Ｆ７線に沿って示す発光モジュールの断面図である。 図７は、発光モジュールが備える封止部材の構成を示す模式図である。 図８は、対となる発光素子の距離、２種類の発光素子の対と隣接する対との距離、パイプの外部直径との関係を説明するための図である。 図９は、対となる発光素子の距離、２種類の発光素子の対と隣接する対との距離、パイプの外部直径との関係を説明するための図である。 図１０は、実験を説明するための図である。

以下、図面を参照して、各実施形態に係るランプを説明する。各実施形態において同一の機能を有する構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態で説明するランプは、一例を示すに過ぎず、本発明を限定するものではない。また、以下の実施形態は、矛盾しない範囲内で適宜組み合わせてもよい。

以下の第１の実施形態〜第３の実施形態において、ランプは、基板に所定の方向に並んで設けられ、それぞれ異なる色の光を発し、かつ、それぞれ発する光の光束が別々に制御可能な複数の種類の発光素子を有する複数の発光部を具備する。実施形態のランプは、発光素子により発された光を拡散する、直線透過率が０％から５０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されたパイプを具備する。そして、実施形態のランプにおいて、異なる発光部間における同一の色の光を発する同一の種類の発光素子間の距離が、パイプの内部直径よりも小さく、パイプの下部から発光素子までの距離が、パイプの内部半径よりも大きい。これにより、発光素子から、発光素子により発せられた光が拡散されて出力されるパイプの面までの距離が、大きくなる。また、パイプの内部直径に対して同一の色を発する発光素子間の距離が小さくなる。そのため、パイプから発せられる光の明るさのムラが抑制される。

また、以下の第１の実施形態〜第３の実施形態において、複数の種類の発光素子は、例えば、２種類の発光素子である。この場合に、以下の第１の実施形態〜第３の実施形態において、２種類の発光素子のうち、一方の種類の発光素子は、第一電源の正極に第一配線を介して接続されるとともに負極に第二配線を介して接続され、他方の種類の発光素子は、第二電源の正極に第三配線を介して接続されるとともに負極に第二配線を介して接続される。これにより、２種類の両方の発光素子において、第二配線が共通して用いられる。そのため、配線数が少なくなるので、ランプの内部構造がコンパクトになる。

また、以下の第１の実施形態〜第３の実施形態において、パイプは、直線透過率が０％から２０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されている。好ましくは、パイプは、直線透過率が０％から２０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されている。

また、以下の第２の実施形態において、複数の種類の発光素子のそれぞれから発する光の色温度の差が１８００Ｋ以上であり、発光部間の距離が、パイプの外部直径と０．６との乗算値よりも小さく、かつ、発光部における複数の種類の発光素子間の距離が、発光部間の距離よりも小さい。これにより、発光部間の距離に対して、異なる色の光を発する発光素子間の距離が小さくなる。そのため、パイプから発せられる光の色のムラが抑制される。また、パイプの外部直径に基づく値に対して発光部間の距離が小さくなる。そのため、パイプから発せられる光の明るさのムラが抑制される。

また、以下の第３の実施形態において、２種類の発光素子のうち、一方の種類の発光素子が発する光の色温度が所定の色温度よりも低く、他方の種類の発光素子が発する光の色温度が所定の色温度よりも高く、２種類の発光素子の両方の発光素子から光が発せられた状態で、２種類の発光素子のそれぞれの発光素子から発される光の光束が制御されることで、発光部から発される光の色温度が所定の色温度となる。したがって、このような２種類の発光素子を有する発光部を具備するランプによれば、ランプから発される光の色のムラを抑制することができる。

また、以下の第１の実施形態〜第３の実施形態において、パイプを形成する樹脂材料には、例えば、ポリカーポネート樹脂を用いることができるが、これに限られず、ガラスを用いることもできる。このパイプは、樹脂材料に適量の光拡散剤を混ぜて形成することが好ましい。

また、以下の第１の実施形態〜第３の実施形態において、半導体の発光素子としては、ＬＥＤチップを挙げることができるが、これに限られず、例えば、半導体レーザー、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子を用いることもできる。

［第１の実施形態］
以下、第１の実施形態の直管形ランプと、直管形ランプを備えた照明装置、例えば、照明器具とについて、図１〜図７を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。また、図２は、図１に示す照明器具の断面図である。図１および図２中、符号１は、直付け形の照明器具を例示している。

照明器具１は、装置本体（器具本体）２と、点灯装置３と、対をなす第一、第二のソケット４ａ、４ｂと、反射部材５と、光源をなす直管形のランプ１１等を具備する。

図２に示す装置本体２は、例えば、細長い形状の金属板で作られている。装置本体２は、図２を描いた紙面の表裏方向に延びている。装置本体２は、例えば、屋内の天井に図示しない複数のねじを用いて固定される。

点灯装置３は、装置本体２の長手方向の中間部に固定されている。点灯装置３は、第一点灯装置３ａ、第二点灯装置３ｂ及び制御装置３ｃを有する。

第一点灯装置３ａは、制御装置３ｃの制御により、商用交流電源を受けて直流出力を生成し、直流出力を後述のランプ１１の発光素子４５ａに供給する。第二点灯装置３ｂは、制御装置３ｃの制御により、商用交流電源を受けて直流出力を生成し、直流出力を後述のランプ１１の発光素子４５ｂに供給する。

制御装置３ｃは、発する光の色が異なる後述する発光素子４５ａ及び後述する発光素子４５ｂに流れる電流を制御して、発光素子４５ａ及び発光素子４５ｂのそれぞれから発される光の光束を制御する。これにより、制御装置３ｃは、発光素子４５ａから発せられる光と発光素子４５ｂから発せられる光とが混合した光の色の制御及び明るさの制御を行う。具体的には、制御装置３ｃは、第一点灯装置３ａから発光素子４５ａに供給される電流の大きさを制御するとともに、第二点灯装置３ｂから発光素子４５ｂに供給される電流の大きさを制御して、発光素子４５ａから発せられる光と発光素子４５ｂから発せられる光とが混合した光の色の制御及び明るさの制御を行う。

なお、装置本体２に、図示しない電源端子台、複数の部材指示金具、及び、一対のソケット支持部材等がそれぞれ取り付けられている。電源端子台には、天井裏から引き込まれた商用交流電源の電源線が接続される。更に、電源端子台は、図示しない器具内配線を経由して点灯装置３に電気的に接続されている。

ソケット４ａ、４ｂは、ソケット支持部材に連結されて装置本体２の長手方向両端部にそれぞれ配設されている。ソケット４ａ、４ｂは、回転装着式のものである。

図３は、図１の照明器具の結線図である。図３に示すように、ソケット４ａ、４ｂは、後述のランプピン１６ａ、１６ｂが接続される一対の端子金具８又は９を有する。後述のランプ１１に電源を供給するために、第一のソケット４ａの３つの端子金具８のうち２つの端子金具８が第一点灯装置３ａに器具内配線を介して接続されている。また、第一のソケット４ａの３つの端子金具８のうち２つの端子金具８が第二点灯装置３ｂに器具内配線を介して接続されている。なお、第二のソケット４ｂの端子金具９には、いかなる配線も接続されていない。

図２に示すように、反射部材５は、例えば、金属製の底板部５ａと、側板部５ｂと、端板５ｃとを有していて、上面が開放されたトラフ形状をなしている。底板部５ａは、平らである。側板部５ｂは、底板部５ａの幅方向両端から斜め上向きに折り曲げられている。端板５ｃは、底板部５ａと側板部５ｂとの長手方向の端が作る端面開口を閉じている。底板部５ａと側板部５ｂをなす金属板は、表面が白色系の色を呈するカラー鋼板からなる。このため、底板部５ａと側板部５ｂの表面は、反射面となっている。底板部５ａの長手方向両端部に、図示しないソケット通孔がそれぞれ開けられている。

反射部材５は、装置本体２、及び、装置本体２に取り付けられた各部品を覆っている。この状態は取り外し可能な化粧ねじ（図１参照）６により保持されている。化粧ねじ６は、底板部５ａを上向きに貫通して部材支持金具にねじ込まれている。化粧ねじ６は、工具を用いることなく手回し操作することが可能である。ソケット４ａ、４ｂは、ソケット通孔を通って底板部５ａの下側に突出されている。

照明器具１は、次に説明するランプ１１を一本のみ支持する構成に限られず、例えば、ソケットを二対備えて、ランプ１１を二本支持することも可能である。

ソケット４ａ、４ｂに取外し可能に支持されるランプ１１を図２〜図７を参照して以下説明する。

ランプ１１は、既存の蛍光ランプと同様な寸法と外径を有している。このランプ１１は、パイプ１２と、このパイプ１２の両端に取付けられた第一口金１３ａ、第二口金１３ｂと、梁１４と、複数、例えば、４個の発光モジュール１５を具備している。なお、４個の発光モジュール１５を区別する場合は、添字ａ〜ｄを付して図示するとともに説明する。

パイプ１２は、透光性の樹脂材料で例えば長尺状に形成されている。パイプ１２をなす樹脂材料には、光の拡散材が混ぜられたポリカーボネート樹脂を好適に使用できる。このパイプ１２の拡散透過率は９０％〜９５％であることが好ましい。また、パイプ１２は、直線透過率が０％〜２０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されている。好ましくは、パイプ１２は、直線透過率が０％から２０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されている。図２に示すようにパイプ１２は、その使用状態で上部となる部位の内面に一対の凸部１２ａを有している。

第一口金１３ａはパイプ１２の長手方向の一端部に取付けられ、第二口金１３ｂはパイプ１２の長手方向の他端部に取付けられている。これら第一、第二口金１３ａ、１３ｂはソケット４ａ、４ｂに取外し可能に接続される。この接続によって、ソケット４ａ、４ｂに支持されたランプ１１は、反射部材５の底板部５ａの直下に配置される。ランプ１１から外部に出射される光の一部は、反射部材５の側板部５ｂに入射される。

図３に示すように、第一口金１３ａは、その外部に突出する３本のランプピン１６ａを有している。これらのランプピン１６ａは、互いに電気的に絶縁されている。これとともに、三本のランプピン１６ａの先端部は、互いに離れるように、ほぼ直角に曲がっていて、Ｌ字形状をなしている。図３に示すように、第二口金１３ｂは、その外部に突出する一方のランプピン１６ｂを有している。このランプピン１６ｂは、円柱状の軸部と、円柱状の軸部の先端部に設けられ、正面形状（図示しない）が楕円形状、または、長円形状である先端部を有していて、側面Ｔ字形状をなしている。

第一口金１３ａの３本のランプピン１６ａが、ソケット４ａの３つの端子金具８に接続されるとともに、第二口金１３ｂのランプピン１６ｂが、ソケット４ｂの端子金具９に接続されることによって、ランプ１１がソケット４ａ、４ｂに機械的に支持される。この支持状態で、ソケット４ａ内の端子金具８と、これに接した第一口金１３ａのランプピン１６ａとにより、ランプ１１への給電が可能である。

同一の色の光を発する発光素子４５ａは、直列に接続されている。発光素子４５ａのダイオードのアノード側は、第一配線の一例である配線７０ａによって第一点灯装置３ａの正極に接続され、発光素子４５ａのダイオードのカソード側は、第二配線の一例である配線７０ｃによって第一点灯装置３ａの負極に接続されている。また、同一の色の光を発する発光素子４５ｂは、直列に接続されている。発光素子４５ｂのダイオードのアノード側は、第三配線の一例である配線７０ｂによって第二点灯装置３ｂの正極に接続され、発光素子４５ｂのダイオードのカソード側は、配線７０ｃによって第二点灯装置３ｂの負極に接続されている。すなわち、本実施形態では、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのうち、一方の種類の発光素子４５ａは第一電源の一例である第一点灯装置３ａの正極に配線７０ａを介して接続されるとともに負極に配線７０ｂを介して接続される。また、他方の種類の発光素子４５ｂは、第二電源の一例である第二点灯装置３ｂの正極に配線７０ｃを介して接続されるとともに負極に配線７０ｂを介して接続される。これにより、２種類の両方の発光素子４５ａ、４５ｂにおいて、配線７０ｂが共通して用いられる。そのため、配線数が少なくなるので、ランプ１１の内部構造がコンパクトになる。

図２に示すように、梁１４は、パイプ１２に収容されている。梁１４は、機械的強度に優れたバー材であり、例えば、軽量化のためにアルミニウム合金で形成されている。梁１４の長手方向の両端は、第一口金１３ａ、第二口金１３ｂに電気的に絶縁されて連結されている。

図４は、発光モジュールの一例を示す図である。図４に示すように、４個の発光モジュール１５ａ〜１５ｂは、いずれも細長い長方形に形成されていて、真っ直ぐな列をなして並べられている。この発光モジュール列の長さは、梁１４の全長と略等しい。各発光モジュール１５ａ〜１５ｄは、梁１４にねじ込まれた図示しないねじで固定されている。

このため、発光モジュール１５ａ〜１５ｄは、梁１４とともに、パイプ１２に収容されている。この支持状態で、各発光モジュール１５ａ〜１５ｄの幅方向両端部は、パイプ１２の凸部１２ａに載置されている。それによって、各発光モジュール１５ａ〜１５ｄは、パイプ１２内の最大幅より上側に略水平に配設されている。

発光モジュール１５ａ〜１５ｄは、基板２１と、それぞれ異なる色の光を発する２種類の対となる発光素子（発光素子４５ａ及び発光素子４５ｂ）を有する複数の発光部４５を有する。発光素子４５ａ及び発光素子４５ｂを有する発光部４５は、基板２１に所定の方向に複数並んで設けられている。また、発光素子４５ａ及び発光素子４５ｂは、それぞれ発する光の光束が別々に制御可能である。すなわち、発光素子４５ａ及び発光素子４５ｂのそれぞれが発する光の光束は、制御装置３ｃによって別々に制御される。また、例えば、発光素子４５ａは、青色の光を発し、発光素子４５ｂは、黄色の光を発する。

ここで、図５を参照して、パイプ１２内の基板２１の位置について説明する。図５は、パイプ１２内の基板２１の位置について説明するための図である。本実施形態では、図５の例に示すように、パイプ１２の内部の直径（内部直径）をｒとし、パイプの内部の最下部から基板２１までの距離をｄとすると、パイプ１２内の基板２１の位置は次の式（１）で表される。
ｒ／２＜ｄ （１）

すなわち、基板２１は、パイプ１２内の最大幅部（中心部）より上側に配設される。よって、各発光モジュール１５ａ〜１５ｄもパイプ１２内の最大幅部より上側に配設されることとなる。そのため、発光モジュールがパイプ１２内の最大幅より下側に配設されている場合と比較して、発光素子４５ａ、４５ｂから、発光素子４５ａ、４５ｂにより発せられた光が拡散されて出力されるパイプ１２の面までの距離が大きくなる。そのため、本実施形態に係るパイプ１２によれば、パイプ１２から発せられる光の明るさのムラを抑制することができる。

また、本実施形態では、図４の例に示すように、同一の種類の発光素子４５ａ間の距離をａとすると、同一の種類の発光素子４５ａ間の距離の大きさは、次の式（２）で表される。
ａ＜ｒ （２）

すなわち、本実施形態では、パイプ１２の内部直径ｒに対して同一の色を発する発光素子４５ａ間の距離が小さい。そのため、本実施形態に係るパイプ１２によれば、パイプ１２から発せられる光の明るさのムラが抑制される。

ここで、上述した発光素子４５ａ間の距離ａの値は、例えば、１２．３ｍｍ以下の値であり、パイプの内部の最下部から基板２１までの距離ｄの値は、例えば、１５ｍｍ以上の値である。

図６は、図４中Ｆ７−Ｆ７線に沿って示す発光モジュールの断面図である。以下、発光素子４５ａを通る線に沿った断面図について説明するが、発光素子４５ｂを通る線に沿った断面図についても同様であるので、発光素子４５ｂを通る線に沿った断面図については説明を省略する。

図６に示すように、発光モジュール１５は、基板２１と、配線パターン２５と、保護部材４１と、発光素子４５ａと、第一ワイヤ５１と、第二ワイヤ５２と、封止部材５４と、各種の電機部品５５〜５９とを備えている。

基板２１は、ベース２２と、金属箔２３と、カバー層２４とで形成されている。

ベース２２は、樹脂例えばガラスエポキシ樹脂で作られた平らな板からなる。このガラスエポキシ樹脂性の基板（ＦＲ−４）は、熱伝導性が低く比較的安価である。ベース２２は、ガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）又はその他の合成樹脂材料で形成してもよい。

図６に示すように、金属箔２３は、基板２１の裏面に積層されていて、例えば、銅箔よりなる。カバー層２４は、ベース２２の周部裏面および金属箔２３にわたって積層されている。このカバー層２４は、絶縁材料、例えば、合成樹脂製のレジスト層からなる。基板２１は、裏面に積層された金属箔２３およびカバー層２４によって、反りが抑制されて補強される。

配線パターン２５は、三層構造をなして、ベース２２の表面（つまり、基板２１の表面）に形成されている。第一層Ｕは、ベース２２の表面にめっきされた銅で形成されている。第二層Ｍは、第一層Ｕ上にめっきされていて、ニッケルで形成されている。第三層Ｔは、第二層Ｍ上にめっきされていて、銀で形成されている。

したがって、配線パターン２５の表面は、銀製である。この銀製の第三層Ｔは、反射面をなしており、その全光線反射率は、９０％以上である。

保護部材４１には、電気絶縁性の合成樹脂を主成分とした、例えば、白色のレジスト層を好適に用いることができる。この白色レジスト層は、光の反射率が高い反射層として機能する。保護部材４１は、配線パターン２５の大部分を覆って、基板２１上に形成されている。

各実装パッド２６および各導電接続部２７は、基板２１上に保護部材４１が形成された段階で、この保護部材４１で覆われることなく第三層Ｔが露出された部分で形成されている。各実装パッド２６は、基板２１の長手方向に並べられている。各導電接続部２７は、各実装パッド２６と対をなして、実装パッド２６の近傍にそれぞれ配設されている。そのため、各導電接続部２７は、実装パッド２６の配設ピッチと同じ配設ピッチで基板２１の長手方向に並べられている。

発光素子４５ａは、ＬＥＤのベアチップを含む。ＬＥＤのベアチップには、サファイヤ製の素子基板の一面に発光層を備えていて、平面形状は長方形である。

発光素子４５ａは、上述した一面と反対側の素子基板の他面を、反射面である実装パッド２６に接着剤４６を用いて固定されている。発光素子４５ａは、基板２１の長手方向（中心軸線が延びる方向）に並べられた発光素子列を形成している。

発光素子４５ａの接着箇所は、実装パッド２６の中央であることが好ましい。これにより、発光素子４５ａの周りの反射面領域で、発光素子４５から放射されて実装パッド２６に入射した光を反射できる。

この場合、実装パッド２６に、入射される光は、発光素子４５ａに近いほど強く、この強い光を反射面領域で反射できる。

ＬＥＤのベアチップを含む発光素子４５ａの発光は、半導体のｐ−ｎ接合に順方向電流を流すことで実現されるので、この発光素子４５ａは、電気エネルギーを直接光に変換する固体素子である。こうした発光原理で発光する発光素子４５ａは、通電によりファイラメントを高温に白熱させて、その熱放射により可視光を放射させる白熱電球と比較して、省エネルギー効果を有する。

接着剤４６は、接着の耐久性を得るうえで耐熱性を有し、さらに、発光素子４５ａの直下でも反射ができるようにするために、透光性を有していることが好ましい。このような接着剤４６として、シリコーン樹脂系の接着剤を用いることができる。

第一ワイヤ５１と、第二ワイヤ５２とは、金属細線、例えば、金の細線からなり、ボンディングマシンを用いて配線されている。

図６に示すように、第一ワイヤ５１は、発光素子４５ａと、第一配線パターン２５ａの導電接続部２７とを電気的に接続して設けられている。この場合、ファーストボンディングにより、第一ワイヤ５１の一端部５１ａが発光素子４５ａの電極に接続される。セカンドボンディングにより、第一ワイヤ５１の他端部５１ｂが導電接続部２７に接続される。

第一ワイヤ５１の一端部５１ａは、発光素子４５ａの厚み方向に、この発光素子４５ａから離れる方向に突出されている。導電接続部２７は、発光素子４５ａの厚み方向を基準に、この発光素子４５ａの上述した電極、および、他の電極よりも基板２１側によっている。この導電接続部２７に対して第一ワイヤ５１の他端部５１ｂは、斜めに接続されている。

第一ワイヤ５１の中間部５１ｃは、一端部５１ａと他端部５１ｂとの間を占めた部位である。この中間部５１ｃは、図６に示すように、一端部５１ａから曲がって発光素子４５ａと平行となるように形成されている。発光素子４５ａに対する中間部５１ｃの突出高さｈは、７５μｍ以上１２５μｍ以下、好ましくは、６０μｍ以上１００μｍ以下に規定されている。これにより、ワイヤボンディングされた第一ワイヤ５１は、発光素子４５ａを基準とする高さを低く保持して配線されている。

以上のように、配線された第一ワイヤ５１の中間部５１ｃと他端部５１ｂとは、発光素子４５ａが列を形成する方向と直交する方向に延びている。こうした配線は、実装パッド２６に対する発光素子４５ａの上述した配置により実現される。この配線により、第一ワイヤ５１の長さを短くすることができる。このため、平面視において、第一ワイヤ５１が発光素子４５ａに対し斜めに配線される場合に比較して、第一ワイヤ５１のコストを低減できる。

第二ワイヤ５２は、ワイヤボンディングにより発光素子４５ａと第一配線パターン２５ａの一部からなる実装パッド２６を接続して設けられている。この場合、ファーストボンディングにより、第二ワイヤ５２の一端部が発光素子４５ａの上述した他の電極に接続される。セカンドボンディングにより、第二ワイヤ５２の他端部は、実装パッド２６に接続される。

したがって、各発光モジュール１５の基板２１に実装された複数の発光素子４５ａは、電気的に接続される。また、各基板２１に実装された複数の発光素子４５ａ群の間も電気的に接続される。また、これらの複数の発光素子４５ａは、第一点灯装置３ａから電力が供給されると発光する。

図７は、発光モジュールが備える封止部材の構成を示す模式図である。図７で模式的に示すように、封止部材５４は、主成分である樹脂５４ａに、蛍光体５４ｂと、フィラー５４ｃとをそれぞれ適量混ぜて形成されている。

樹脂５４ａは、透光性を有する熱可塑性の樹脂を用いることができる。樹脂５４ａには、例えば、レジン系シリコーン樹脂を用いることが好ましい。レジン系シリコーン樹脂は、三次元架橋された組織を有しているので、透光性のシリコーンゴムよりも硬い。

蛍光体５４ｂは、発光素子４５ａ、４５ｂが発した光によって励起されて、発光素子４５ａ、４５ｂが発する光の色とは異なる色の光を放射する。例えば、発光素子４５ａが青色の光を発する場合には、蛍光体５４ｂとして、励起によって、青色の光に対し補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用される。

封止部材５４は、実装パッド２６、導電接続部２７、発光素子４５ａ、第一ワイヤ５１、及び、第二ワイヤ５２を埋めることによって、これらを封止して、基板２１上に形成されている。この封止部材５４は、未硬化の状態で発光素子４５ａを目掛けて滴下され、この後に、加熱処理されることによって、硬化して形成される。封止部材５４の滴下（ポッティング）には、ディスペンサ等が用いられる。

硬化された封止部材５４は、基板２１上に、この基板２１の長手方向に所定間隔で並べられて、発光素子４５ａの列に準じて、封止部材列を形成して配設される。硬化された封止部材５４は、ドーム形状をなしている。

封止部材５４の直径Ｄ（図６参照）は、パッド径Ｄ１の１．０倍〜１．４倍に規定され、本実施形態の場合、直径Ｄは、４．０ｍｍ〜５．０ｍｍである。これにより、封止部材５４から、実装パッド２６の一部が食み出ることが抑制される。これとともに、実装パッド２６に対し、封止部材５４は、多すぎることがなく、後述のアスペクト比を保持しつつ封止部材５４の使用量を適正にできる。なお、封止部材５４の高さＨと直径Ｄを規定するために、発光素子４５ａ等を囲む枠等は存在しない。そのため、封止部材５４の直径Ｄと高さＨは、封止部材５４の滴下量と、硬度と、硬化されるまでの時間によって制御されるようになっている。

発光素子４５ａを基準とする封止部材５４の高さＨは、１．０ｍｍ以上である。この１．０ｍｍ以上の高さＨを確保するために、封止部材５４のアスペクト比は、０．２０〜１．００に設定されている。ここで、封止部材５４のアスペクト比とは、発光素子４５ａを基準とする封止部材５４の高さＨに対する封止部材５４の直径Ｄの比（Ｈ／Ｄ）である。

更に、封止部材５４の直交径の比は、０．５５〜１．００である。ここで、直交径の比とは、基板２１に接着された封止部材５４の底面の互いに直交する直径Ｘ、Ｙの比を指している。直径Ｘは、発光素子４５ａの中心を通って任意に描かれる封止部材５４の底面の直径である。直径Ｙは、直径Ｘに直交して描かれる封止部材５４の底面の直径である。

ここで図４の説明に戻る。図４に示す電気部品５５は、コンデンサである。電気部品５６は、コネクタである。電気部品５７は、整流用ダイオード、すなわち、整流回路である。電気部品５８は、抵抗である。電気部品５９は、入力コネクタである。整流回路である電機部品５７は、第一点灯装置３ａ及び第二点灯装置３ｂから供給された電力を整流する。

コンデンサである電気部品５５は、４個の発光モジュール１５のそれぞれに実装されている。このコンデンサは、例えば、発光素子４５ａ群、発光素子４５ｂ群のそれぞれに対して並列に接続されている。

こうして配設された電気部品５５は、各発光モジュール１５の配線パターン２５に重畳されたノイズを発光素子群に対してバイパスして流すバイパス素子として機能する。これにより、発光素子群へのノイズの重畳が抑制される。したがって、図３に示すスイッチＳＷにより、電源がオフされた状態で、ノイズが発光素子４５ａ、４５ｂに流れることによるランプ１１の暗点灯を抑制することが可能である。

コネクタである電気部品５６は、発光モジュール列の長手方向両端部に配設された発光モジュール１５ａ、１５ｄについては、一端部のみに実装されている。さらに、電気部品５６は、発光モジュール１５ａ、１５ｄ間に配設された発光モジュール１５ｂ、１５ｃについては、それらの長手方向両端部にそれぞれ実装されている。電機部品５６によって、各発光モジュール１５の発光素子４５ａ群が、電気的に直列に接続されるとともに、各発光モジュール１５の発光素子４５ｂ群が、電気的に直列に接続される。

入力コネクタである電気部品５９は、発光モジュール１５ａの配線パターン２５ａに接続されている。電気部品５９に接続された図示しない電線は、この電気部品５９に近いほうに配設されている第一口金１３ａのランプピン１６ａにそれぞれ接続されている。

前記構成の直管形のランプ１１の両端を照明器具１のソケット４ａ、４ｂに支持させた状態でスイッチＳＷがオンされることにより、第一点灯装置３ａ及び第二点灯装置３ｂを経由して、ランプ１１の第一口金１３ａに、第一のソケット４ａから給電される。この給電により、各発光素子４５ａ及び各発光素子４５ｂが、一斉に発光し、それに伴い、封止部材５４から出射された光が、パイプ１２で拡散されるとともに、パイプ１２を透過して外部に出射される。これにより、ランプ１１の下方空間が照明される。これとともに、パイプ１２から出射された光の一部は、反射部材５の側板部５ｂで反射されて、ランプ１１よりも上側の空間等を照明する。

以上、説明したように、第１の実施形態のランプ１１は、基板２１に所定の方向に並んで設けられ、それぞれ異なる色の光を発し、かつ、それぞれ発する光の光束が別々に制御可能な複数の種類の発光素子４５ａ、４５ｂを有する複数の発光部４５を具備する。また、第１の実施形態のランプ１１は、発光素子４５ａ、４５ｂにより発された光を拡散する、直線透過率が０％から５０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されたパイプ１２を具備する。そして、第１の実施形態のランプ１１において、異なる発光部４５間における同一の色の光を発する同一の種類の発光素子４５ａ間の距離ａが、パイプ１２の内部直径ｒよりも小さく、パイプ１２の下部から発光素子４５ａ、４５ｂまでの距離ｄが、パイプ１２の内部半径（ｒ／２）よりも大きい。そのため、発光モジュールがパイプ１２内の最大幅より下側に配設されている場合と比較して、発光素子４５ａ、４５ｂから、発光素子４５ａ、４５ｂにより発せられた光が拡散されて出力されるパイプ１２の面までの距離が大きくなる。また、パイプ１２の内部直径ｒに対して同一の色を発する発光素子４５ａ間の距離が小さくなる。そのため、本実施形態に係るパイプ１２によれば、パイプ１２から発せられる光の明るさのムラを抑制することができる。

また、本実施形態では、発光素子４５ａ、４５ｂ上に、主成分である樹脂５４ａに蛍光体５４ｂと、フィラー５４ｃとがそれぞれ適量混ぜられた封止部材５４が、ドーム形状に形成されている。このため、ＳＭＤ発光体と比べて基板表面の低い位置で発光し、かつ、広い範囲に配光できる。そのため、本実施形態のランプ１１では、発光モジュール１５ａ〜１５ｄがパイプ１２内の最大幅部より上側に配設された場合には、より一層広い範囲に配光できるので、ＳＭＤ発光体と比べて、明るさのムラや色のムラなどを抑制することができる。

また、第１の実施形態のランプ１１では、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのうち、一方の種類の発光素子４５ａは、第一点灯装置３ａの正極に配線７０ａを介して接続されるとともに負極に配線７０ｂを介して接続され、他方の種類の発光素子４５ｂは、第二点灯装置３ｂの正極に配線７０ｃを介して接続されるとともに負極に配線７０ｂを介して接続される。これにより、２種類の両方の発光素子４５ａ、４５ｂにおいて、配線７０ｂが共通して用いられる。そのため、配線数が少なくなるので、ランプ１１の内部構造がコンパクトになる。

また、第１の実施形態のランプ１１では、パイプ１２は、直線透過率が０％から２０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されている。好ましくは、パイプ１２は、直線透過率が０％から２０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されている。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。第２実施形態は、第１の実施形態と比較して、発光部４５における発光素子４５ａと発光素子４５ｂとの距離と、発光部４５間の距離と、パイプ１２の外部の直径（外部直径）との関係が所定の関係を有する点が異なる。なお、その他の点については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図８、９は、発光部４５における発光素子４５ａと発光素子４５ｂとの距離と、発光部４５間の距離と、パイプ１２の外部直径との関係を説明するための図である。

図８に例に示すように、発光部４５における発光素子４５ａと発光素子４５ｂとの距離をｄ１、発光部４５間の距離をｄ２とし、図９の例に示すように、パイプ１２の外部直径をＲとすると、本実施形態では、次の式（３）、式（４）が示す関係を満たす。
ｄ２＜０．６×Ｒ （３）
ｄ１／ｄ２＜１ （４）

また、更に好ましくは、本実施形態では、式（３）に代えて、下記の式（５）が示す関係を満たす。
ｄ２＜０．４５×Ｒ （５）

すなわち、本実施形態では、発光素子４５ａ及び発光素子４５ｂを有する発光部４５間の距離ｄ２が、パイプ１２の外部直径Ｒと０．６との乗算値よりも小さく、好ましくは、外部直径Ｒと０．４５との乗算値よりも小さく、かつ、発光部４５における２種類の発光素子４５ａ、４５ｂ間の距離ｄ１が、発光部４５間の距離ｄ２よりも小さい。

例えば、上記の関係を満たす場合には、発光部４５間の距離ｄ２に対して、異なる色の光を発する発光素子４５ａ、４５ｂ間の距離ｄ１が小さくなる。そのため、パイプ１２から発せられる光の色のムラが抑制される。また、パイプ１２の外部直径Ｒに基づく値に対して発光部４５間の距離ｄ２が小さくなる。そのため、パイプ１２から発せられる光の明るさのムラが抑制される。

本実施形態では、発光素子４５ａ、４５ｂ上に、主成分である樹脂５４ａに蛍光体５４ｂと、フィラー５４ｃとがそれぞれ適量混ぜられた封止部材５４が、ドーム形状に形成されている。このため、ＳＭＤ発光体と比べて基板表面の低い位置で発光し、かつ、広い範囲に配光できるので、発光素子４５ａ、４５ｂから発する２種類の色の光を混合しやすくなる。実験によって、式（３）及び式（４）または式（４）及び式（５）の関係を満たす場合に、特に、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのそれぞれから発する光の色温度の差が１８００Ｋ以上であるときに、ランプ１１から発する光の色のムラが低減されることがわかった。

ここで、実験の内容の一部について説明する。まず、発する光の色温度が３５００Ｋと５５００Ｋのφ（直径）５ｍｍで高さ１ｍｍの２種類の発光素子を有する発光部が、基板の長手方向に１列に並んだ発光モジュールを用いて、パイプ１２から出力される光のパイプ１２の長手方向の色温度の最大値と最小値との差について測定した。この発光モジュールでは、上記Ｒ＝３０ｍｍ、上記ｄ２＝２１ｍｍ、上記ｄ１＝８ｍｍである。すなわち、この発光モジュールは、上記式（４）が示す関係を満たすが、上記式（３）及び式（５）が示す関係を満たさない。この実験の測定結果では、パイプ１２から出力される光の色温度の最大値と最低値との差が３００Ｋであり色のムラが目立った。

次に、発する光の色温度が３５００Ｋと５５００Ｋのφ（直径）５ｍｍで高さ１ｍｍの２種類の発光素子を有する発光部４５が、先の図８に示すように、基板の長手方向に１列に並んだ発光モジュールを用いて、パイプ１２から出力される光のパイプ１２の長手方向の色温度の最大値と最小値との差について測定した。この発光モジュールでは、上記Ｒ＝３０ｍｍ、上記ｄ２＝１２ｍｍ、上記ｄ１＝８ｍｍである。すなわち、この発光モジュールは、上記式（３）、式（４）及び式（５）が示す関係全てを満たす。この実験の測定結果では、パイプ１２から出力される光の色温度の最大値と最低値との差が５０Ｋであり色のムラが目立たない。

次の実験について図１０を参照して説明する。図１０は、実験を説明するための図である。発する光の色温度が３５００Ｋと５５００Ｋのφ（直径）５ｍｍで高さ１ｍｍの２種類の発光素子を有する発光部４５が、図１０に示すように、基板の長手方向に千鳥格子状に並んだ発光モジュールを用いて、パイプ１２から出力される光のパイプ１２の長手方向の色温度の最大値と最小値との差について測定した。この発光モジュールでは、上記Ｒ＝３０ｍｍ、上記ｄ２＝１２ｍｍ、上記ｄ１＝８ｍｍである。すなわち、この発光モジュールは、上記式（３）、式（４）及び式（５）が示す関係全てを満たす。この実験の測定結果では、パイプ１２から出力される光の色温度の最大値と最低値との差が５０Ｋであり色のムラが目立たない。

以上のことから、第２の実施形態のランプ１１のように、式（３）及び式（４）または式（４）及び式（５）の関係を満たす場合には、ランプ１１から発する光の色のムラを抑制することができる。特に、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのそれぞれから発する光の色温度の差が１８００Ｋ以上であるときに、顕著に、色のムラが目立たなくなる。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態と比較して、常時、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂを点灯させながら、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂから発される光を混合した光の色温度が目標の色温度となるように制御する点が異なる。なお、その他の点については、第１の実施形態および第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、以下の説明では、発光素子４５ａ、４５ｂと、発光素子４５ａ、４５ｂ上に形成された樹脂５４とを合わせて、発光素子５４ａ、５４ｂとする。

本実施形態では、制御部３ｃは、発光部４５における２種類の発光素子４５ａ、４５ｂから発されるそれぞれの光の光束を制御して、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂから発される光を混合した光の色温度が目標の色温度（３５００Ｋ〜５５００Ｋ）となるように制御する。

本実施形態では、例えば、下記の表１に示すように、発する光の色温度が目標の色温度よりも低い３０００Ｋである発光素子５４ａと、発する光の色温度が目標の色温度よりも高い５８００Ｋである発光素子５４ｂとを用いる。

ここで、色温度が３０００Ｋに対応する色は、「Ｌ色」と称される。また、色温度が５８００Ｋに対応する色は、「Ｄ色」と称される。

表１に示すように、制御部３ｃは、発光部４５における２種類の発光素子４５ａ、４５ｂから発される光を混合した光の色温度が３５００Ｋとなるようにする場合には、次の制御を行う。すなわち、制御部３ｃは、第一点灯装置３ａから最大電流が発光素子４５ａに流れるように第一点灯装置３ａを制御するとともに、第二点灯装置３ｂから最大電流の１０％が発光素子４５ｂに流れるように第二点灯装置３ａを制御する。これにより、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂから発される光を混合した光の色温度が３５００Ｋとなる。

また、表１に示すように、制御部３ｃは、発光部４５における２種類の発光素子４５ａ、４５ｂから発される光を混合した光の色温度が５５００Ｋとなるようにする場合には、次の制御を行う。すなわち、制御部３ｃは、第一点灯装置３ａから最大電流の１０％が発光素子４５ａに流れるように第一点灯装置３ａを制御するとともに、第二点灯装置３ｂから最大電流が発光素子４５ｂに流れるように第二点灯装置３ａを制御する。これにより、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂから発される光を混合した光の色温度が５５００Ｋとなる。

上述したように、本実施形態の照明器具１では、発光部４５における２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのうち、一方の種類の発光素子４５ｂが発する光の色温度が目標の色温度よりも低く、他方の種類の発光素子４５ａが発する光の色温度が目標の色温度よりも高い。そして、照明器具１の制御部３ｃは、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのいずれかの発光素子を消灯させることなく、両方の発光素子が点灯した状態で、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのそれぞれから発される光の光束を制御することで、発光素子４５ａ、４５ｂを有する発光部４５から発される光（混合した光）の色温度を目標の色温度とする。したがって、照明器具１によれば、いずれかの発光素子を消灯させることなく、両方の発光素子を点灯した状態で、ランプ１１から発される光の色温度を制御するので、ランプ１１から発される光の色のムラを抑制することができる。

以上、説明したように、本実施形態のランプ１１では、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのうち、一方の種類の発光素子４５ｂが発する光の色温度が目標の色温度よりも低く、他方の種類の発光素子４５ａが発する光の色温度が目標の色温度よりも高い。また、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂの両方の発光素子から光が発せられた状態で、２種類の発光素子４５ａ、４５ｂのそれぞれの発光素子から発される光の光束が制御されることで、発光素子４５ａ、４５ｂを有する発光部４５から発される光の色温度が目標の色温度となる。したがって、このような２種類の発光素子４５ａ、４５ｂを有する発光部４５を具備するランプ１１によれば、ランプ１１から発される光の色のムラを抑制することができる。

以上説明したとおり、上記各実施形態によれば、明るさのムラを抑制することができる。

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同様に、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ものである。

１１ ランプ
１５ 発光モジュール
２１ 基板
４５ 発光素子

Claims (5)

1. 基板と；
   前記基板に所定の方向に並んで設けられ、それぞれ異なる色の光を発し、かつ、それぞれ発する光の光束が別々に制御可能な複数の種類の発光素子を有する複数の発光部と；
   前記発光素子により発された光を拡散する、直線透過率が０％から５０％までのいずれかの値である透光性材料を含んで形成されたパイプと；
   を具備し、
   異なる発光部間における同一の色の光を発する同一の種類の前記発光素子間の距離が、前記パイプの内部直径よりも小さく、前記パイプの下部から前記発光素子までの距離が、前記パイプの内部半径よりも大きい
   ことを特徴とするランプ。
2. 前記複数の種類の発光素子のそれぞれから発する光の色温度の差が１８００Ｋ以上であり、前記発光部間の距離が、前記パイプの外部直径と０．６との乗算値よりも小さく、かつ、前記発光部における複数の種類の発光素子間の距離が、前記発光部間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
3. 前記複数の種類の発光素子は、２種類の発光素子であり、
   前記２種類の発光素子のうち、一方の種類の発光素子が発する光の色温度が所定の色温度よりも低く、他方の種類の発光素子が発する光の色温度が前記所定の色温度よりも高く、前記２種類の発光素子の両方の発光素子から光が発せられた状態で、前記２種類の発光素子のそれぞれの発光素子から発される光の光束が制御されることで、前記発光部から発される光の色温度が前記所定の色温度となることを特徴とする請求項１または２に記載のランプ。
4. 前記２種類の発光素子のうち、一方の種類の発光素子は第一電源の正極に第一配線を介して接続されるとともに負極に第二配線を介して接続され、他方の種類の発光素子は第二電源の正極に第三配線を介して接続されるとともに負極に前記第二配線を介して接続されることを特徴とする請求項３に記載のランプ。
5. 前記パイプは、直線透過率が０％から２０％までのいずれかの値である前記透光性材料を含んで形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のランプ。

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