JP2015076251A - Ｌｅｄ照明装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ベース照明に適した演色性能の設計を可能とするものであり、仕様や用途に応じて適切な赤色の見え方を確保できるＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】全光束が１８００ｌｍ以上のＬＥＤ照明装置であって、赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、基準光源の色度点を（Ｕ^＊ _０，Ｖ^＊ _０）とし、当該ＬＥＤ照明装置を試料光源としたときの色度点を（Ｕ^＊ _１，Ｖ^＊ _１）とし、原点と前記基準光源の色度点とを結ぶ第１線分の長さをＬ_０とし、原点と前記試料光源の色度点とを結ぶ第２線分の長さをＬ_１とし、前記第１線分と前記第２線分とのなす角をθ（°）とし、Ｌ_０＝（（Ｕ^＊ _０）^２＋（Ｖ^＊ _０）^２）^１／２、Ｌ_１＝（（Ｕ^＊ _１）^２＋（Ｖ^＊ _１）^２）^１／２、θ＝｜ｔａｎ^−１（Ｖ^＊ _０／Ｕ^＊ _０）−ｔａｎ^−１（Ｖ^＊ _１／Ｕ^＊ _１）｜×（１８０／π）、α＝Ｌ_１／Ｌ_０、としたときに、０≦θ≦１°、かつ、０．８８≦αの関係を満たす。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置及びこれを備える照明器具に関する。

近年、各種光源のＬＥＤ化が進んでおり、照明用光源についても、ＬＥＤを用いた照明装置（ＬＥＤ照明装置）が各種提案されている。このうち、室内の天井等に設置されるＬＥＤ照明装置は、シーリングライト等のように主に室内の空間全体を照らすベース照明（全体照明）と、スポットライトやダウンライトのように主に室内の局所的空間を照らす局所照明とがある。

ベース照明は、例えば、天井等に取り付けられた器具本体に、ＬＥＤモジュールが内蔵された直管ＬＥＤランプを取り付けた構成の照明装置（例えば特許文献１）、又は、天井等に取り付けられた器具本体にＬＥＤモジュールを直接設置した構成の照明装置等がある（例えば特許文献２）。一方、局所照明としては、例えば、天井等に取り付けられた器具本体に、電球形ＬＥＤランプやスポット形ＬＥＤランプを取り付けた構成の照明装置等がある。

ベース照明と局所照明とは、照明用途が異なるために、必要とされる明るさが異なる。例えば、局所照明は、局所的空間を明るくすることを主目的とするので、１０００ｌｍ（ルーメン）以下の低光束で十分である。一方、ベース照明は、室内の空間全体を明るくすることを主目的とするので、一般的には１８００ｌｍ以上の光束が必要とされる。

特開２０１１−１７１０７７号公報 特開２０１１−１７１２２６号公報

上述のように、ベース照明は空間全体を照らすことから、ベース照明によって照らされる被照射体には、飲食物や人の肌、インテリア、服飾等、様々な種類がある。したがって、従来のベース照明については、何を拠り所として演色性能の設計をすればよいのかが分からなかった。

本発明は、ベース照明に適した演色性能の設計を可能とするものであり、仕様や用途に応じて適した赤色の見え方を確保できるＬＥＤ照明装置及び照明器具を提供することを目的とする。

なお、赤色の見え方に着目した理由は、様々な物品の見え方において、赤色の見え方が重要視される場合が多いため、また、人の肌色の見え方においても、赤色の見え方との相関が強いため、である。

上記目的を達成するために、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様は、全光束が１８００ｌｍ以上のＬＥＤ照明装置であって、赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、基準光源の色度点を（Ｕ^＊ _０，Ｖ^＊ _０）とし、当該ＬＥＤ照明装置を試料光源としたときの色度点を（Ｕ^＊ _１，Ｖ^＊ _１）とし、原点と前記基準光源の色度点とを結ぶ第１線分の長さをＬ_０とし、原点と前記試料光源の色度点とを結ぶ第２線分の長さをＬ_１とし、前記第１線分と前記第２線分とのなす角をθ（°）とし、Ｌ_０＝（（Ｕ^＊ _０）^２＋（Ｖ^＊ _０）^２）^１／２、Ｌ_１＝（（Ｕ^＊ _１）^２＋（Ｖ^＊ _１）^２）^１／２、θ＝｜ｔａｎ^−１（Ｖ^＊ _０／Ｕ^＊ _０）−ｔａｎ^−１（Ｖ^＊ _１／Ｕ^＊ _１）｜×（１８０／π）、α＝Ｌ_１／Ｌ_０、としたときに、０≦θ≦１°、かつ、０．８８≦αの関係を満たすことを特徴とする。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、さらに、α≦１．０４の関係を満たす、としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、さらに、０．９２≦αの関係を満たす、としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、さらに、０．９２≦α≦１．０４の関係を満たす、としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、さらに、０．９５≦α≦１．０４の関係を満たす、としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、ＬＥＤモジュールと、前記ＬＥＤモジュールが設置される器具本体とを備える、としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、当該ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤモジュールが内蔵された直管ＬＥＤランプである、としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、前記ＬＥＤモジュールは、基板と、前記基板に実装された発光素子とを備える、としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、前記発光素子は、ＬＥＤチップであり、前記ＬＥＤモジュールは、さらに、前記ＬＥＤチップを覆うように前記基板に形成された封止部材を備える、としてもよい。

あるいは、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、前記発光素子は、容器と、前記容器内に配置されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを覆うように前記容器内に形成された封止部材とを有する、としてもよい。

また、本発明に係るＬＥＤ照明装置の一態様において、前記封止部材は、前記ＬＥＤチップが発する光の波長を変換する波長変換材を含む、としてもよい。

また、本発明に係る照明器具の一態様は、直管ＬＥＤランプである上記ＬＥＤ照明装置と、当該ＬＥＤ照明装置が装着される器具本体とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ベース照明に適した演色性能の設計を行うことができる。特に、仕様や用途に応じて適した赤色の見え方を確保することができる。

赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置の赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図における第１の範囲を示す図 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置の赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図における第２の範囲を示す図 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置の赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図における第３の範囲を示す図 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置の赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図における第４の範囲を示す図 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置の赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図における第５の範囲を示す図 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置の使用例を示す図 本発明の実施の形態に係る第１のＬＥＤ照明装置の構成を示す図 本発明の実施の形態に係る第１のＬＥＤ照明装置を用いた照明器具の構成を示す図 本発明の実施の形態に係る第２のＬＥＤ照明装置の構成を示す図 本発明の実施の形態に係る第３のＬＥＤ照明装置の構成を示す図 本発明の実施の形態に係る第４のＬＥＤ照明装置の構成を示す図 本発明の実施の形態に係るＬＥＤモジュールの構成を示す図 変形例に係るＬＥＤモジュールの構成を示す図

（本発明の基礎となった知見）
近年のＬＥＤ照明装置は、被照射体の見え方が除々に進歩しており、蛍光ランプ等の既存光源に対する違和感もかなり少なくなっているが、演色性能に関してはＬＥＤでカバーしきれていない部分も多い。

特に、照明装置では赤色の見え方が重要視されるが、ベース照明として用いられるＬＥＤ照明装置については、赤系統の被照射体を好ましく見せるための設計ポイントが不明確であった。

すなわち、ベース照明は、居住空間の一部を局所的に照らす局所照明と異なり、居住空間全体を照らすので、人の肌色の見え方を含む空間内の全ての被照射体の見え方をバランスよく照明することが必要とされる。

このため、複数の被照射体を同時に照らす場合に、一つの被照射体を基準に演色性能を設計すると、他の被照射体の見え方が不自然になる場合がある。

例えば、赤色を非常に鮮やかに見せることのできるＬＥＤ照明装置を用いて、トマト等の赤色の飲食物又は店舗の赤色のインテリア小物等を照らすと、好ましい見え方であると感じる。しかし、同じＬＥＤ照明装置を用いて人の肌を照らすと、必要以上に肌の赤味が強調されるので、好ましくない見え方であると感じる。

このように、ベース照明については、何を拠り所として演色性能の設計をすればよいのかが分からず、また、そのような演色性能の設計手法も知られていなかった。

ところで、物体の色の見え方は、演色性能（演色性）として表すことができる。照明用光源の演色性の評価には、平均演色評価数Ｒａという指標があり、加えて、鮮やかな赤色の見え方の忠実度を示す指標として特殊演色評価数Ｒ９がある。この場合、赤色の見え方は、Ｒ９の値が高いほどよいと考えられがちである。したがって、Ｒ９を用いて、赤系統の被照射体を好ましく見せるように設計することが可能であると考えられている。

しかしながら、Ｒ９の値だけでは赤色の見え方を評価することは不十分である。以下、その理由を説明する。

物体を基準光源と試料光源とで照明したときにおいて、Ｒ９を含む特殊演色評価指数Ｒｉは、以下の式で算出される。

Ｒｉ＝１００−４．６×ΔＥｉ

ここで、ΔＥｉは、試料光源と基準光源との色の見え方の差を示している。

つまり、Ｒ９は、基準光源との見え方の差を示すのみであり、色ずれの方向、すなわち、彩度、色相、それぞれの変化の方向や量までは判別できない。例えば、Ｒ９＝１０という試料光源が２種類あったとしても、この２つの試料光源は、基準光源からの色ずれの大きさが同じというだけであり、基準光源よりも赤色がくすんで見える場合もあれば、基準光源よりも鮮やかに見える場合もある。

実際に、高圧ナトリウム灯の中には、Ｒ９＝−１８という小さな値であるにもかかわらず、極めて赤色を鮮やかに見せるランプも存在する。これは、基準光源よりも鮮やかな方向に色がずれているがために、Ｒ９の値が小さくなっていると考えられる。

このように、ベース照明となる従来のＬＥＤ照明装置については、適切な赤色の見え方を規定する手法が知られておらず、ＬＥＤ照明装置の仕様や用途に応じた適切な赤色の見え方を実現することができなかった。

つまり、家庭やオフィス、学校、店舗等の一般の居住空間、あるいは、美術館や博物館等の比較的精密な色の見え方が要求される空間等で用いられるＬＥＤ照明装置については、各仕様や各用途に応じて望ましい演色性能があると考えられるが、これまでのＬＥＤ照明装置では、仕様や用途に応じて所望の演色性能を実現することができなかった。

本願発明者らは、このような課題について鋭意検討した結果、Ｒ９ではなく、（Ｕ^＊，Ｖ^＊）座標系を用いてその座標空間の範囲を規定することによって適切な赤系統の見え方を規定できることを見出した。

具体的には、まず、赤色の見え方が色度座標（Ｕ^＊，Ｖ^＊）上の位置に強く関係することを確認した。また、Ｒ９の値が同じであっても、場合によっては赤色の見え方が異なることもありうることを明らかにした。その上で、赤色の見え方の好ましさを議論する場合に、各試験光色とそれに対応する基準光源の色度座標（Ｕ^＊，Ｖ^＊）の相対的な位置関係が重要であることを見出した。

（本発明の概要）
以下、ベース照明としてのＬＥＤ照明装置について、本願発明者らが見出した適切な赤色の見え方を規定する画期的な手法について説明する。なお、ベース照明は、その目的から、一般的には全光束が１８００ｌｍ以上である。

図１は、その１つの構成単位となるＬＥＤ照明装置についての赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図を示している。

図１において、基準光源の色度点を（Ｕ^＊ _０，Ｖ^＊ _０）とし、当該ＬＥＤ照明装置を試料光源（試験光源）としたときの色度点を（Ｕ^＊ _１，Ｖ^＊ _１）とし、原点０と基準光源の色度点（Ｕ^＊ _０，Ｖ^＊ _０）とを結ぶ第１線分ＬＸの長さ（基準光源の色度点の原点からの距離）をＬ_０とし、原点０と試料光源の色度点（Ｕ^＊ _１，Ｖ^＊ _１）とを結ぶ第２線分ＬＹの長さ（試料光源の色度点の原点からの距離）をＬ_１とし、第１線分Ｘと第２線分Ｙとのなす角をθ（°）とする。この場合、Ｌ_０、Ｌ_１、θ、αは、以下の式で表すことができる。

Ｌ_０＝（（Ｕ^＊ _０）^２＋（Ｖ^＊ _０）^２）^１／２
Ｌ_１＝（（Ｕ^＊ _１）^２＋（Ｖ^＊ _１）^２）^１／２
θ＝｜ｔａｎ^−１（Ｖ^＊ _０／Ｕ^＊ _０）−ｔａｎ^−１（Ｖ^＊ _１／Ｕ^＊ _１）｜×（１８０／π）
α＝Ｌ_１／Ｌ_０

ここで、図１の（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図における座標は、１９６４年にＣＩＥで定義されたＵ^＊Ｖ^＊Ｗ^＊色空間（ＣＩＥ１９６４色空間）で定まるＵ^＊値とＶ^＊値をとったものである。また、光源の分光分布から対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）座標を算出する具体的な計算式はＪＩＳによる。また、図１の（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、基準光源の色度点は、演色評価指数Ｒ９が１００（Ｒａ＝１００）のときの色度点である。なお、基準光源とは、光源の演色性能を評価する場合に、基準となる分光分布をもつ光源のことである。例えば、電球又は昼光を模擬した光源としてＪＩＳ８７２０で定められているものである。

照明用光源の演色性能を評価する場合には、色の見え方の２つの要素である「色相」及び「彩度」でもって議論されるべきであるが、図１の（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図によって試料光源の色度を規定することができるので、「色相」及び「彩度」を別々に示すことができる。つまり、Ｒ９では「色相」及び「彩度」を定量的に個別に評価を行うことはできないが、（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図を用いることで、「色相」及び「彩度」の各々を定量的に個別に評価することを可能としている。

具体的には、「色相」とは、赤、緑及び青等の色の種類のことであり、図１の（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図上での円周方向の角度θで規定される特性として表すことができる。また、「彩度」は、色の鮮やかさのことであり、図１の（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図上で、原点０からの距離（長さ）として表すことができる。

本願発明者らは、このような知見に基づいて、赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図を用いて適切な赤色の見え方を規定するあたり、以下の点が重要であることを見出した。

第１に、図１の（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、適切な赤色の見え方を規定するには、角度θがある一定の角度以下になっていることが必要である。角度θが大きすぎると、「色相」の差異が大きくなって不自然に見えるからである。

第２に、α（＝Ｌ_１／Ｌ_０）が一定の範囲になっていることが必要である。αは「彩度」に関係するパラメータであるが、αが小さすぎると「彩度」が不足して見え方が悪くなり、一方、αが大きすぎると「彩度」が高すぎて、不自然に見えて好ましくないからである。

以下、ＬＥＤ照明装置の仕様や用途に応じた角度θとαの範囲について、図２〜図６を用いて説明する。

図２は、図１における赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、ＬＥＤ照明装置の色度点が、０≦θ≦１°、かつ、０．８８≦αの関係を満たすように規定した場合を示している。なお、θの範囲は、原点を中心とする左回り及び右回りのいずれの方向の角度も表している。このθの範囲については、以下同様である。

上記関係を満たすように規定することによって、一般家庭やオフィス、学校等の一般居住空間の用途において、実用上、大きな問題がない程度に必要な赤色の見え方を確保することが可能となる。すなわち、適切な範囲に色相ずれを抑制することができるとともに、実用上、問題ない程度に赤色の彩度を確保することができる。

なお、図２において、第１線分ＬＸにおけるα＝０．８８の色度点は、Ｒ９＝３７に対応する。

図３は、図１における赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、ＬＥＤ照明装置の色度点が、０≦θ≦１°、かつ、０．８８≦α≦１．０４の関係を満たすように規定した場合を示している。つまり、図２において、さらに、α≦１．０４の関係を満たすように規定した場合である。

上記関係を満たすように規定することによって、一般家庭やオフィス、学校等の一般居住空間での用途において、図２の場合と比べて、より好ましい赤色の見え方を確保することができる。すなわち、適切な範囲に色相ずれを抑制することができるとともに、問題のない程度に赤色の彩度を確保し、かつ、過剰な彩度の上昇を抑えることができる。

さらに、α≦１．０４とすることによって、既存光源との見え方の差異を抑えることができるので、より自然に快適に感じられる演色性能を実現できる。この点について、以下説明する。

人が物体の色の好ましさを判断する際、従来は自然光での色の見え方に着目していたが、本願発明者らの検討の中では、それだけでは不十分であり、３波長蛍光ランプ等の人工光源での色の見え方についても重要であることを見出した。

これは、従来、照明空間を形成する光源としては、自然光源だけではなく、３波長蛍光ランプ等の人工光源も存在し、人は、自然光のもとだけではなく３波長蛍光ランプ等の人工光源のもとでの照明環境にも慣れ親しんでいるからである。つまり、人は、自然光での色の見え方だけではなく、人工光源での色の見え方にも慣れていることから、自然光だけでなく人工光源での見え方との差異についても大きくなり過ぎないことが重要である。

ここで、ベース照明として最も幅広く使用されてきている３波長蛍光ランプを考える。この３波長蛍光ランプのもとでの赤色の見え方は、一般には、自然光のもとでの赤色の見え方よりも彩度が小さくなる方向（例えば、α＜１の範囲）である。具体的には、３波長蛍光ランプの場合、α≒０．８４である。そのため、基本的にはαは１に近いほうが、自然光に近い感覚となるが、仮にαが１からずれる場合、αが１よりも大きい方向にずれるよりも、αが１よりも小さい方向にずれる方が、好ましい見え方として許容されやすい。つまり、αが１よりも大きくなると、自然光からも３波長蛍光ランプ等の人工光源からもかけ離れていく方向となるので、人間の感覚としては許容されにくくなる。

したがって、α≦１．０４とすることによって、既存光源との見え方の差異を抑えることができ、より自然な演色性能を実現できる。これにより、３波長蛍光ランプ等の既存光源との置き換えを考えた場合に、既存光源での見え方との差異が極端に大きくならないので、既存光源を当該ＬＥＤ照明装置に違和感なく置き換えることができる。

図４は、図１における赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、ＬＥＤ照明装置の色度点が、０≦θ≦１°、かつ、０．９２≦αの関係を満たすように規定した場合を示している。つまり、図２において、さらに、０．９２≦αの関係を満たすように規定した場合である。

上記関係を満たすように規定することによって、店舗やアミューズメント施設等、より好ましく、より鮮やかに色彩を表現したい空間での用途において、望ましい赤色の見え方を確保することが可能となる。すなわち、適切な範囲に色相ずれを抑制することができるとともに、用途を考えた上で問題のない程度に赤色の彩度を確保することができる。

なお、図４において、第１線分ＬＸにおけるα＝０．９２の色度点は、Ｒ９＝５５に対応する。

図５は、図１における赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、ＬＥＤ照明装置の色度点が、０≦θ≦１°、かつ、０．９２≦α≦１．０４の関係を満たすように規定した場合を示している。つまり、図４において、さらに、α≦１．０４の関係を満たすように規定した場合である。

上記関係を満たすように規定することによって、店舗やアミューズメント施設等、より好ましく、より鮮やかに色彩を表現したい空間での用途において、過剰に派手に色が見えることを抑えた上で、望ましい赤色の見え方を確保することが可能となる。すなわち、適切な範囲に色相ずれを抑制できるとともに、用途を考えた上で問題ない程度に赤色の彩度を確保し、かつ、過剰な彩度の上昇を抑えることができる。

さらに、α≦１．０４とすることによって、既存光源との見え方の差異を抑えることができるので、より自然に快適に感じられる演色性能を実現できる。

図６は、図１における赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、ＬＥＤ照明装置の色度点が、０≦θ≦１°、かつ、０．９５≦α≦１．０４の関係を満たすように規定した場合を示している。つまり、図３又は図５において、さらに、０．９５≦α≦１．０４の関係を満たすように規定した場合である。

上記関係を満たすように規定することによって、美術館や博物館、色検査場等、より精度の良い色の見え方が要求される空間での用途において、望ましい赤色の見え方を確保することが可能となる。すなわち、適切な範囲に色相ずれを抑制することができるとともに、必要十分な彩度を確保することが可能となる。

なお、図６において、第１線分ＬＸにおけるα＝０．９５の色度点は、Ｒ９＝７４に対応する。

（実施の形態）
以下、ＬＥＤ照明装置のより具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

［ＬＥＤ照明装置の具体的な構成］
本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置は、一般家庭の室内、オフィス、学校等の公共施設、店舗、アミューズメント施設、美術館、博物館、色検査場又は工場・倉庫等、建物における比較的に広い空間全体を照らすためのベース照明（ベースライト）であり、例えば１３Ｗの投入電力で点灯させた場合の全光束が１８００ｌｍ以上である。

図７は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１の使用例を示す図である。

図７に示すように、ＬＥＤ照明装置１は、例えば、建物の部屋２の天井３に取り付けられており、ベース照明として部屋２の空間全体を照らし、室内全体を明るくする。したがって、ＬＥＤ照明装置１から出射する照明光は、部屋２の室内空間全体に照射される。

本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１では、仕様や用途に応じて、赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図におけるθ及びαが、図２〜図６に示す関係を満たすように設定されている。

これにより、部屋（空間）２の仕様や用途に応じて、望ましい演色性能を有するＬＥＤ照明装置を実現することができる。

なお、後述するように、ＬＥＤ照明装置１における赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図での色度点は、例えば、ＬＥＤモジュール１０の封止部材１３に含有される蛍光体の種類や量を変更することによって調整することができる。

このようなＬＥＤ照明装置１の具体例について、図８〜図１２を用いて説明する。図８〜図１２は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置の具体例を示す図である。

図８では、第１のＬＥＤ照明装置として直管ＬＥＤランプ１１０を例示している。

図８に示すように、直管ＬＥＤランプ１１０は、既存光源である直管形蛍光灯の代替照明として使用される直管形のＬＥＤランプであって、長尺円筒状の直管１１１と、直管１１１に内蔵されたＬＥＤモジュール１０と、直管１１１の両端に設けられた一対の口金１１２とを備える。本実施の形態では、直管１１１の全長が約１．２ｍで、投入電力が２６Ｗで、全光束が２８００ｌｍの直管ＬＥＤランプ１１０を用いた。

直管１１１は、ガラス製のガラス管又は透光性樹脂製のプラスチック管である。なお、直管１１１を通過する際にＬＥＤモジュール１０の光を拡散させるために、直管１１１の内面に乳白色の光拡散膜等を形成してもよい。

口金１１２は、樹脂製又は金属製のキャップ状の口金本体と、当該口金本体に固定された口金ピンとを有する。片側給電方式の場合、一対の口金１１２の一方は給電用口金であり、一対の口金１１２の他方は非給電用口金であり、両側給電方式の場合は、一対の口金１１２の両方が給電用口金である。なお、本実施の形態において、口金１１２は、Ｌ形口金としているが、Ｇ１３口金等を用いてよい。

図９は、図８に示す直管ＬＥＤランプ１１０を用いた照明器具１００を示している。図９に示すように、本実施の形態における照明器具１００は、直管ＬＥＤランプ搭載ベースライトであって、直管ＬＥＤランプ１１０と器具本体１２０とによって構成された分離型ＬＥＤベースライトである。

器具本体１２０は、直管ＬＥＤランプ１１０を保持する。器具本体１２０には、一対のソケット１２１が取り付けられている。

一対のソケット１２１は、直管ＬＥＤランプ１１０と電気的に接続されるとともに、当該直管ＬＥＤランプ１１０を保持する。具体的に、一対のソケット１２１の各々には、直管ＬＥＤランプ１１０の両端部の口金１１２の各々が装着される。

また、器具本体１２０には、直管ＬＥＤランプ１１０の点灯の制御を行うための電源回路（不図示）が内蔵されている。電源回路は、例えば、商用電源からの交流電力（例えばＡＣ１００Ｖ）を直流電力に変換し、当該直流電力は、直管ＬＥＤランプ１１０に供給される。これにより、直管ＬＥＤランプ１１０が点灯し、直管ＬＥＤランプ１１０から照明光が放出される。

このように構成される器具本体１２０は、例えばアルミ鋼板をプレス加工等することによって成形されており、例えば固定具を介して天井に固定される。なお、器具本体１２０の内面は、直管ＬＥＤランプ１１０から放出した光を所定方向（例えば、下方）に反射させる反射面になっていてもよい。また、直管ＬＥＤランプ１１０を覆うように透光性のカバー部材が設けられていてもよい。

図１０では、第２のＬＥＤ照明装置として一体型ＬＥＤベースライト２１０を例示している。図１０に示すように、一体型ＬＥＤベースライト２１０は、ＬＥＤモジュール１０と、ＬＥＤモジュール１０が設置される器具本体２１１とを備えており、ＬＥＤモジュール１０と器具本体２１１とが一体となっている。

ＬＥＤモジュール１０は、例えば、器具本体２１１の取付面に直接取り付けられている。また、器具本体２１１は、例えば長尺状の透光性の筐体であり、例えば固定具を介して天井に固定される。

図１１では、図１０と同様に、第３のＬＥＤ照明装置として一体型ＬＥＤベースライト３１０を例示している。図１１に示すように、一体型ＬＥＤベースライト３１０は、ＬＥＤモジュール１０と、ＬＥＤモジュール１０が設置される器具本体３１１とを備えており、ＬＥＤモジュール１０と器具本体３１１とが一体となっている。

ＬＥＤモジュール１０は、例えば器具本体３１１の取付面に直接取り付けられている。また、器具本体３１１は、例えば矩形（スクエア形）の透光性の筐体であり、例えば固定具を介して天井に固定される。

図１２では、図１０と同様に、第４のＬＥＤ照明装置として一体型ＬＥＤベースライト４１０を例示している。図１２に示すように、一体型ＬＥＤベースライト４１０は、ＬＥＤモジュール１０と、ＬＥＤモジュール１０が設置される器具本体４１１と、ＬＥＤモジュール１０を覆う透光性のカバー４１２とを備えており、ＬＥＤモジュール１０と器具本体４１１とが一体となっている。

ＬＥＤモジュール１０は、例えば、器具本体４１１の取付面に直接取り付けられている。また、器具本体４１１は、例えば円形の基台であり、例えば固定具を介して天井に固定される。カバー４１２は、例えば円形であり、器具本体４１１を覆うように器具本体４１１に固定される。

なお、本実施の形態において、図９に示す直管ＬＥＤランプ搭載ベースライト及び図１０〜図１２に示す一体型ＬＥＤベースライトは、器具本体が天井等に直接取り付けられた直付けタイプとしたが、器具本体が天井に埋め込まれた埋め込みタイプとしてもよい。

［ＬＥＤモジュール］
次に、上記の各ＬＥＤ照明装置の光源として用いられるＬＥＤモジュール１０の構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤモジュールの構成を示す図である。

ＬＥＤモジュール１０は、発光素子を有する発光モジュールであって、白色等の所定の色（波長）の光を放出する。本実施の形態におけるＬＥＤモジュール１０は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するＢ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ光源である。

図１３に示すように、ＬＥＤモジュール１０は、ＬＥＤチップが基板上に直接実装された構造であるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の発光モジュールであって、基板１１と、複数のＬＥＤ（ベアチップ）１２と、ＬＥＤ１２を封止する封止部材１３とを備える。

基板１１は、ＬＥＤ１２を実装するための実装基板（絶縁基板）である。なお、図８、図１０及び図１１に示すＬＥＤモジュール１０では、基板１１として、長尺状の矩形基板を用いているが、図１２に示すＬＥＤモジュール１０では、基板１１として、４つ組み合わせてドーナツ状となるような基板を用いている。

基板１１は、アルミナや窒化アルミニウム等からなるセラミックス基板、エポキシ樹脂等の樹脂をベースとする樹脂基板、アルミニウム合金などの金属をベースとするメタルベース基板、又は、ガラスからなるガラス基板等である。なお、基板１１は、リジッド基板に限らず、可撓性を有するフレキシブル基板を用いてもよい。

ＬＥＤ１２は、発光素子の一例であって、所定の電力により発光する半導体発光素子である。ＬＥＤ１２は、基板１１上に複数個配置されており、例えば、基板１１の長手方向に沿ってライン状に一列に配列される。なお、ＬＥＤ１２は、複数列となるように配置してもよい。

各ＬＥＤ１２は、単色の可視光を発するベアチップであり、例えば通電されると青色光を発光する青色ＬＥＤチップである。青色ＬＥＤチップとしては、例えばＩｎＧａＮ系の材料によって構成された、中心波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。

なお、各ＬＥＤ１２は、基板１１上に所定形状にパターン形成された金属配線（不図示）又は金ワイヤ（不図示）等によって、直列接続、並列接続、又は直列接続と並列接続との組み合わせ接続となるように構成することができる。

封止部材１３は、例えば樹脂からなり、ＬＥＤ１２を覆うように形成される。封止部材１３は、例えば、複数のＬＥＤ１２の一列分を一括封止するように直線状に形成される。なお、封止部材１３は、ＬＥＤ１２を個々に封止してもよい。

封止部材１３は、主として透光性材料からなるが、ＬＥＤ１２の光の波長を所定の波長に変換する必要がある場合には、波長変換材が透光性材料に混入される。

本実施の形態における封止部材１３は、波長変換材として蛍光体を含み、ＬＥＤ１２が発する光の波長（色）を変換する波長変換部材である。このような封止部材１３としては、例えば、蛍光体粒子を含有する絶縁性の樹脂材料（蛍光体含有樹脂）によって構成することができる。蛍光体粒子は、ＬＥＤ１２が発する光によって励起されて所望の色（波長）の光を放出する。つまり、封止部材１３は、ＬＥＤ１２を有する発光部である。

封止部材１３を構成する樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。また、封止部材１３には、シリカ等の光拡散材を分散させてもよい。なお、封止部材１３は、必ずしも樹脂材料によって形成する必要はなく、フッ素系樹脂などの有機材のほか、低融点ガラスやゾルゲルガラス等の無機材によって形成してもよい。

封止部材１３に含有させる蛍光体粒子としては、例えば、ＬＥＤ１２が青色光を発光する青色ＬＥＤチップである場合、白色光を得るために、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の黄色蛍光体粒子を用いることができる。具体的には、封止部材１３として、ＹＡＧ系の黄色蛍光体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、黄色蛍光体粒子は青色ＬＥＤチップの青色光によって励起されて黄色光を放出するので、封止部材１３からは、励起された黄色光と青色ＬＥＤチップの青色光との合成光として白色光が放出される。

なお、基板１１には、その他に、ＬＥＤ１２を発光させるための直流電力を受電する電極端子、又は、基板１１の絶縁性及び反射性を向上させるための白レジスト等が形成されていてもよい。

このように構成されるＬＥＤモジュール１０では、例えば、封止部材１３に含有される蛍光体の種類や量を変更することによって、放出される光の演色性能を変化させることができる。つまり、蛍光体の種類や量を調整することによって、図１おける赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図での色度点の位置を変化させることができる。一例として、上記のようなＢ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ光源の場合、黄色蛍光体に加えて、さらに赤色蛍光体や緑色蛍光体を混ぜることによって演色性を向上させることができる。

（その他）
以上、本発明に係るＬＥＤ照明装置及び照明器具について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記の実施の形態において、ＬＥＤモジュール１０は基板１１上にＬＥＤチップを直接実装したＣＯＢ型の構成としたが、これに限らない。ＣＯＢ型のＬＥＤモジュール１０に代えて、図１４に示すように、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤモジュール１０Ａを用いても構わない。ＬＥＤモジュール１０Ａは、発光素子としてパッケージ型のＬＥＤ（ＳＭＤ型ＬＥＤ素子）１２Ａを用いたものであり、このＬＥＤ１２Ａ（発光部）を基板１１上に複数個実装することで構成することができる。ＬＥＤ１２Ａは、凹部を有する樹脂製の容器（パッケージ）１２ａと、容器１２ａ内（凹部内）に配置されたＬＥＤチップ１２ｂと、ＬＥＤチップ１２ｂを覆うように容器１２ａ内（凹部内）に形成された封止部材（蛍光体含有樹脂）１２ｃとによって構成される。

また、上記の実施の形態において、ＬＥＤモジュール１０は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、黄色蛍光体を用いずに、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色ＬＥＤチップとを組み合わせることによりに白色光を放出するように構成することもできる。また、蛍光体を用いずに、青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップと緑色ＬＥＤチップとを用いて白色光を放出するように構成してもよい。

また、上記の実施の形態において、ＬＥＤチップは、青色以外の色を発光するＬＥＤチップを用いても構わない。例えば、紫外線発光のＬＥＤチップを用いる場合、蛍光体粒子としては、三原色（赤色、緑色、青色）に発光する各色蛍光体粒子を組み合わせたものを用いることができる。さらに、蛍光体粒子以外の波長変換材を用いてもよく、例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いてもよい。

また、上記の実施の形態において、発光素子としてＬＥＤ（ＬＥＤチップ）を例示したが、半導体レーザ等の半導体発光素子、又は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬ等のＥＬ素子等、その他の固体発光素子を用いてもよい。

また、上記の実施の形態では、蛍光体の種類や量を変更することによって、（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図における色度点を変更したが、これに限らない。例えば、ＬＥＤチップの発光色（波長）を異ならせたり、ＬＥＤチップの出力や実装数を調整したりすることによっても、（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図における色度点を変更することが可能である。

その他、実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ ＬＥＤ照明装置
２ 部屋
３ 天井
１０、１０Ａ ＬＥＤモジュール
１１ 基板
１２、１２Ａ ＬＥＤ
１２ａ 容器
１２ｂ ＬＥＤチップ
１２ｃ、１３ 封止部材
１００ 照明器具
１１０ 直管ＬＥＤランプ
１１１ 直管
１１２ 口金
１２０、２１１、３１１、４１１ 器具本体
１２１ ソケット
２１０、３１０、４１０ 一体型ＬＥＤベースライト
４１２ カバー

Claims (12)

1. 全光束が１８００ｌｍ以上のＬＥＤ照明装置であって、
   赤色の色票に対応する（Ｕ^＊，Ｖ^＊）色度図において、基準光源の色度点を（Ｕ^＊ _０，Ｖ^＊ _０）とし、当該ＬＥＤ照明装置を試料光源としたときの色度点を（Ｕ^＊ _１，Ｖ^＊ _１）とし、原点と前記基準光源の色度点とを結ぶ第１線分の長さをＬ_０とし、原点と前記試料光源の色度点とを結ぶ第２線分の長さをＬ_１とし、前記第１線分と前記第２線分とのなす角をθ（°）とし、
   Ｌ_０＝（（Ｕ^＊ _０）^２＋（Ｖ^＊ _０）^２）^１／２、
   Ｌ_１＝（（Ｕ^＊ _１）^２＋（Ｖ^＊ _１）^２）^１／２、
   θ＝｜ｔａｎ^−１（Ｖ^＊ _０／Ｕ^＊ _０）−ｔａｎ^−１（Ｖ^＊ _１／Ｕ^＊ _１）｜×（１８０／π）、
   α＝Ｌ_１／Ｌ_０、としたときに、
   ０≦θ≦１°、かつ、０．８８≦αの関係を満たす
   ＬＥＤ照明装置。
2. さらに、α≦１．０４の関係を満たす
   請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. さらに、０．９２≦αの関係を満たす
   請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
4. さらに、０．９２≦α≦１．０４の関係を満たす
   請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
5. さらに、０．９５≦α≦１．０４の関係を満たす
   請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
6. ＬＥＤモジュールと、
   前記ＬＥＤモジュールが設置される器具本体とを備える
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
7. 当該ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤモジュールが内蔵された直管ＬＥＤランプである
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
8. 前記ＬＥＤモジュールは、基板と、前記基板に実装された発光素子とを備える
   請求項６又は７に記載のＬＥＤ照明装置。
9. 前記発光素子は、ＬＥＤチップであり、
   前記ＬＥＤモジュールは、さらに、前記ＬＥＤチップを覆うように前記基板に形成された封止部材を備える
   請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
10. 前記発光素子は、容器と、前記容器内に配置されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを覆うように前記容器内に形成された封止部材とを有する
    請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
11. 前記封止部材は、前記ＬＥＤチップが発する光の波長を変換する波長変換材を含む
    請求項９又は１０に記載のＬＥＤ照明装置。
12. 請求項７に記載のＬＥＤ照明装置と、
    当該ＬＥＤ照明装置が装着される器具本体とを備える
    照明器具。

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