JP2017017059A - 照明用光源及び照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】薄明視環境において周辺視及び中心視の両方で明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を発する照明用光源を提供する。
【解決手段】照明用光源は、ＬＥＤチップからの光と複数の蛍光体が発する光が混ざることにより白色光を発する。白色光の発光スペクトルは、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にピークを有する。発光スペクトルにおいては、ピークにおける光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率が０．４５以上であり、ピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率が０．６０以上である。また、発光スペクトルにおいては、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率が０．４以下である。
【選択図】図５

Description

本発明は、屋外用照明装置または車両用前消灯に使用される照明用光源、及び、屋外用または車両用前消灯用の照明装置に関する。
従来、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられた照明装置が利用されている。
このような照明装置が発する照明光が明るく知覚されるためには、明所視環境下においては、照明光の明所視輝度が高められればよい。一方、夜間の街路空間及び夜間の道路空間などの薄明視環境下において照明光が明るく知覚されるためには、暗所視輝度がさらに考慮される必要がある。特許文献１には、暗所視光束及び明所視光束の比率であるＳ／Ｐ比を高めることにより、薄明視環境下の周辺視において明るく知覚される照明光を発する照明装置（車両用前照灯）が開示されている。
特開２０１３−１０１８８１号公報
特許文献１に記載の照明装置では、青緑色に発光するＬＥＤと赤色に発光するＬＥＤと緑色蛍光体とを組み合わせて青緑色の光を強調することにより照明光のＳ／Ｐ比が高められている。このような照明光は、明所視輝度が低いため、周辺視においては明るく知覚されるが、中心視における明るさが不足する懸念がある。また、このような照明光は、色の再現性が低いことが課題である。
そこで、本発明は、薄明視環境において周辺視及び中心視の両方で明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を発する照明用光源、及び、照明装置を提供する。
本発明の一態様に係る照明用光源は、屋外用照明装置または車両用前照灯に使用される照明用光源であって、発光素子と、前記発光素子からの光で励起され、前記発光素子からの光と異なる波長の光を発する複数の蛍光体とを備え、前記照明用光源は、前記発光素子からの光と前記複数の蛍光体が発する光が混ざることにより白色光を発し、前記白色光の発光スペクトルは、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にピークを有し、前記発光スペクトルにおいては、前記ピークにおける光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率が０．４５以上であり、前記ピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率が０．６０以上であり、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率が０．４以下であり、前記白色光の相関色温度は、４５００Ｋ以上７０００Ｋ以下であり、前記白色光の平均演色評価数Ｒａは、７０以上である。
本発明の一態様に係る照明装置は、屋外用または車両用前消灯用の照明装置であって、前記照明用光源と、前記照明用光源に、当該照明用光源を点灯させるための電力を供給する点灯装置とを備える。
本発明の照明用光源及び照明装置は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を発することができる。
図１は、実施の形態１に係る照明用光源の外観斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る照明用光源の平面図である。 図３は、実施の形態１に係る照明用光源の内部構造を示す平面図である。 図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線における照明用光源の模式断面図である。 図５は、実施例１に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。 図６は、実施例２に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。 図７は、実施例３に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。 図８は、比較例１に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。 図９は、比較例２に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。 図１０は、比較例３に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。 図１１は、実施例１〜３に係る照明用光源と、比較例１〜３に係る照明用光源の特性の比較表である。 図１２は、実施の形態２に係る照明装置の断面図である。 図１３は、実施の形態２に係る照明装置及びその周辺部材の外観斜視図である。 図１４は、照明装置の別の例を示す図である。
以下、実施の形態に係る照明用光源及び照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。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、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、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。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
（実施の形態１）
［照明用光源の構成］
まず、実施の形態１に係る照明用光源の構成について図面を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る照明用光源の外観斜視図である。図２は、実施の形態１に係る照明用光源の平面図である。図３は、実施の形態１に係る照明用光源の内部構造を示す平面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線における模式断面図である。なお、上記の図３は、図２において封止部材１３及びダム材１５を取り除き、ＬＥＤチップ１２の配列及び配線パターンなどの内部の構造を示した平面図である。また、図４は、模式断面図であるため、ＬＥＤチップ１２の個数など、図２と一致しない部分がある。
図１〜図４に示されるように、実施の形態１に係る照明用光源１０は、基板１１と、複数のＬＥＤチップ１２と、封止部材１３と、ダム材１５とを備える。
照明用光源１０は、基板１１にＬＥＤチップ１２が直接実装された、いわゆるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュールである。照明用光源１０は、後述するように、薄明視環境下の中心視及び周辺視において、明るく知覚される白色光を発することができる。このため、照明用光源１０は、夜間の屋外など、周囲が暗い環境において使用される照明装置に適している。照明用光源１０は、主として屋外用照明装置または車両用前消灯に用いられるが、屋内用の照明装置に用いられてもよい。
基板１１は、配線１６が設けられた配線領域を有する基板である。なお、配線１６（並びに、電極１６ａ及び電極１６ｂ）は、ＬＥＤチップ１２に電力を供給するための金属配線である。基板１１は、例えば、メタルベース基板またはセラミック基板である。また、基板１１は、樹脂を基材とする樹脂基板であってもよい。
セラミック基板としては、酸化アルミニウム（アルミナ）からなるアルミナ基板または窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等が採用される。また、メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板または銅合金基板等が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板等が採用される。
なお、基板１１として、例えば光反射率が高い（例えば光反射率が９０％以上の）基板が採用されてもよい。基板１１として光反射率の高い基板が採用されることで、ＬＥＤチップ１２が発する光を基板１１の表面で反射させることができる。この結果、照明用光源１０の光取り出し効率が向上される。このような基板としては、例えばアルミナを基材とする白色セラミック基板が例示される。
また、基板１１として、光透過率が高い透光性基板が採用されてもよい。このような基板としては、多結晶のアルミナや窒化アルミニウムからなる透光性セラミックス基板、ガラスからなる透明ガラス基板、水晶からなる水晶基板、サファイアからなるサファイア基板または透明樹脂材料からなる透明樹脂基板が例示される。
なお、実施の形態１では基板１１は矩形であるが、円形などその他の形状であってもよい。
ＬＥＤチップ１２は、発光素子の一例であって、青色光を発する青色ＬＥＤチップである。ＬＥＤチップ１２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（発光スペクトルのピーク波長）が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の窒化ガリウム系のＬＥＤチップが採用される。
このようなＬＥＤチップ１２は、特許文献１の照明装置で採用されているような波長４８０ｎｍにピークを有する青緑色ＬＥＤチップよりも高効率である。また、照明用光源１０に用いられるＬＥＤチップはＬＥＤチップ１２の１種類だけであるため、２種類以上のＬＥＤチップが使用される照明用光源よりも点灯回路（電源回路）を簡素化できる。
基板１１上には、複数のＬＥＤチップ１２からなる発光素子列が複数設けられている。図３に示されるように、構造的には、円形状に対応して発光素子列が７列、基板１１上に設けられている。
電気的には、１２個の直列接続されたＬＥＤチップ１２からなる発光素子列が５列、基板１１上に設けられている。これら５列の発光素子列は並列接続され、電極１６ａと電極１６ｂとの間に電力が供給されることにより発光する。
また、詳細については図示されないが、直列接続されたＬＥＤチップ１２同士は、主に、ボンディングワイヤ１７によってＣｈｉｐ Ｔｏ Ｃｈｉｐで接続される（一部のＬＥＤチップ１２については、配線１６によって接続される）。ボンディングワイヤ１７は、ＬＥＤチップ１２に接続される給電用のワイヤである。なお、ボンディングワイヤ１７、並びに、上述の配線１６、電極１６ａ、及び電極１６ｂの金属材料としては、例えば、Ａｕ（金）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）等が採用される。
ダム材１５は、基板１１上に設けられた、封止部材１３をせき止めるための部材である。ダム材１５には、例えば、絶縁性を有する熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等が用いられる。より具体的には、ダム材１５には、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、またはＰＰＡなどが用いられる。
ダム材１５は、照明用光源１０の光取り出し効率を高めるために、光反射性を有することが望ましい。そこで、実施の形態１では、ダム材１５には、白色の樹脂（いわゆる白樹脂）が用いられる。なお、ダム材１５の光反射性を高めるために、ダム材１５の中には、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、及びＭｇＯ等の粒子が含まれてもよい。
照明用光源１０においては、ダム材１５は、上面視した場合、複数のＬＥＤチップ１２を囲むように円環状に形成される。そして、ダム材１５に囲まれた領域には、封止部材１３が設けられる。これにより、照明用光源１０の光の取り出し効率を高めることができる。なお、ダム材１５は、外形が矩形の環状に形成されてもよい。
封止部材１３は、複数のＬＥＤチップ１２、ボンディングワイヤ１７、及び配線１６の一部を封止する封止部材である。封止部材１３は、具体的には、波長変換材として複数の緑色蛍光体１４ａ及び複数の赤色蛍光体１４ｂを含んだ透光性樹脂材料で構成される。実施の形態１では、透光性樹脂材料としては、メチル系のシリコーン樹脂が用いられるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などが用いられてもよい。
緑色蛍光体１４ａは、蛍光体（蛍光体粒子）の一例であって、ＬＥＤチップ１２からの青色光で励起され、ＬＥＤチップ１２からの青色光と異なる波長の光である緑色蛍光を発する。緑色蛍光体１４ａには、具体的には、蛍光の中心波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下のＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が採用される。
後述するように、照明用光源１０では、当該照明用光源１０が発する白色光のＳ／Ｐ比が高められている。ここで、Ｓ／Ｐ比を高めるためには、波長が４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の青緑色領域の成分を増加させることが有効である。そして、このような青緑色領域の成分を高めるためには、波長変換効率の高さの観点から、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が有効である。
そして、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が採用される場合、蛍光の中心波長が５４０ｎｍよりも小さいと、上記波長変換効率が低下する。一方で、蛍光の中心波長が５５０ｎｍよりも大きいと、上記青緑色領域の成分を高める効果、つまり、Ｓ／Ｐ比を高める効果が低下する。したがって、実施の形態１では、蛍光の中心波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下のＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が採用される。
なお、光変換効率の低下が許容できるのであれば、緑色蛍光体１４ａには、後述する発光スペクトルを実現できる範囲でどのような蛍光体が採用されてもよい。例えば、緑色蛍光体１４ａとして、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体が採用されてもよい。
赤色蛍光体１４ｂは、蛍光体の一例であって、ＬＥＤチップ１２からの光で励起され、ＬＥＤチップ１２からの青色光と異なる波長の光である赤色蛍光を発する。赤色蛍光体１４ｂには、具体的には、蛍光の中心波長が６１０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が採用される。なお、後述する発光スペクトルを実現できるのであれば、赤色蛍光体１４ｂには、どのような蛍光体が採用されてもよい。
以上のような構成により、ＬＥＤチップ１２が発した青色光の一部は、封止部材１３に含まれる緑色蛍光体１４ａによって緑色光に波長変換される。同様に、ＬＥＤチップ１２が発した青色光の他の一部は、封止部材１３に含まれる赤色蛍光体１４ｂによって赤色光に波長変換される。そして、緑色蛍光体１４ａ及び赤色蛍光体１４ｂに吸収されなかった青色光と、緑色蛍光体１４ａによって波長変換された緑色光と、赤色蛍光体１４ｂによって波長変換された赤色光とは、封止部材１３中で拡散及び混合される。これにより、封止部材１３からは、白色光が出射される。つまり、照明用光源１０は、ＬＥＤチップ１２からの光と、緑色蛍光体１４ａ及び赤色蛍光体１４ｂが発する光が混ざることにより白色光を発する。
以下、照明用光源１０が発する白色光の発光スペクトルの実施例１〜３と、比較例１〜３について説明する。
［実施例１］
図５は、実施例１に係る照明用光源１０の発光スペクトルを示す図である。なお、図５の縦軸は、発光スペクトルのうち波長４５０ｎｍの光の強度を１．０として正規化されている。
実施例１に係る照明用光源１０は、波長４５０ｎｍに発光ピークを有するＬＥＤチップ１２と、波長５４５ｎｍに発光ピークを有する緑色蛍光体１４ａ（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体）と、波長６１５ｎｍに発光ピークを有する赤色蛍光体１４ｂ（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体）とを備える。そして、実施例１に係る照明用光源１０は、当該照明用光源１０から発せられる白色光の相関色温度が６０００Ｋとなるように、緑色蛍光体１４ａ及び赤色蛍光体１４ｂの混合量が調整されている。つまり、実施例１に係る照明用光源１０が発する白色光の相関色温度は、６０００Ｋである。
図５に示されるように、発光スペクトルのピーク（波長４５０ｎｍ）における光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率は、０．４９である。発光スペクトルのピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率は、０．６０である。また、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率（図５中のｂ１／ａ１）は、０．３４である。
また、実施例１に係る照明用光源１０の発光スペクトルは、波長５８０ｎｍに第二ピークを有する。第二ピークは、上記ピークの次に光強度が高い部分を意味する。
また、実施例１に係る照明用光源１０が発する白色光の平均演色評価数Ｒａは、８０である。実施例１に係る照明用光源１０が発する白色光の、暗所視光束及び明所視光束の比率であるＳ／Ｐ比は、２．２である。
なお、Ｓ／Ｐ比は、薄明視環境下での視認性の評価指数である。Ｓ／Ｐ比（ＲＳＰ）は、例えば、暗所視輝度をＬｓ、明所視輝度をＬｐ、照明用光源１０の分光放射強度をＳ（λ）、明所視における分光視感効率をＶ（λ）、暗所視における分光視感効率をＶ’（λ）とした場合、以下の式（１）に基づいて算出することができる。
Figure 2017017059
なお、式（１）におけるＫは、明所視最大視感度（＝６８３）であり、Ｋ’は、暗所視最大視感度（＝１６９９）であり、Φｅ（λ）は、照明用光源１０の分光全放射束である。
［実施例２］
図６は、実施例２に係る照明用光源１０の発光スペクトルを示す図である。なお、図６の縦軸は、発光スペクトルのうち波長４５０ｎｍの光の強度を１．０として正規化されている。
実施例２に係る照明用光源１０は、当該照明用光源１０から発せられる白色光の相関色温度が５５００Ｋとなるように、緑色蛍光体１４ａ及び赤色蛍光体１４ｂの混合量が調整された点を除いて、実施例１に係る照明用光源１０と同様である。つまり、実施例２に係る照明用光源１０が発する白色光の相関色温度は、５５００Ｋである。
図６に示されるように、発光スペクトルのピーク（波長４５０ｎｍ）における光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率は、０．５２である。発光スペクトルのピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率は、０．６８である。また、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率（図６中のｂ２／ａ２）は、０．３５である。実施例２に係る照明用光源１０の発光スペクトルは、波長５８０ｎｍに第二ピークを有する。
また、実施例２に係る照明用光源１０が発する白色光の平均演色評価数Ｒａは、８０である。実施例２に係る照明用光源１０が発する白色光のＳ／Ｐ比は、２．１である。
［実施例３］
図７は、実施例３に係る照明用光源１０の発光スペクトルを示す図である。なお、図７の縦軸は、発光スペクトルのうち波長４５０ｎｍの光の強度を１．０として正規化されている。
実施例３に係る照明用光源１０は、当該照明用光源１０から発せられる白色光の相関色温度が５０００Ｋとなるように、緑色蛍光体１４ａ及び赤色蛍光体１４ｂの混合量が調整された点を除いて、実施例１に係る照明用光源１０と同様である。つまり、実施例３に係る照明用光源１０が発する白色光の相関色温度は、５０００Ｋである。
図７に示されるように、発光スペクトルのピーク（波長４５０ｎｍ）における光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率は、０．５８である。発光スペクトルのピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率は、０．８０である。また、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率（図７中のｂ３／ａ３）は、０．３７である。実施例３に係る照明用光源１０の発光スペクトルは、波長５８０ｎｍに第二ピークを有する。
また、実施例３に係る照明用光源１０が発する白色光の平均演色評価数Ｒａは、８０である。実施例３に係る照明用光源１０が発する白色光のＳ／Ｐ比は、２．０である。
［比較例１］
図８は、比較例１に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。なお、比較例１に係る照明用光源は、特許文献１に記載の照明装置に用いられる照明用光源と同様の構成である。
比較例１に係る照明用光源は、波長４８０ｎｍに発光ピークを有する青緑色ＬＥＤチップと、波長６３０ｎｍに発光ピークを有する赤色ＬＥＤチップと、波長５５５ｎｍに発光ピークを有する緑色蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体）とを備える。そして、比較例１に係る照明用光源は、当該照明用光源から発せられる白色光の相関色温度が５５００Ｋとなるように、青緑色ＬＥＤチップの個数、赤色ＬＥＤチップの個数、緑色蛍光体の量が調整されている。つまり、比較例１に係る照明用光源が発する白色光の相関色温度は、５５００Ｋである。
比較例１に係る照明用光源が発する白色光の発光スペクトルは、図８に示されるような特性となる。比較例１に係る照明用光源が発する白色光の平均演色評価数Ｒａは、５８である。比較例１に係る照明用光源１０が発する白色光のＳ／Ｐ比は、２．９である。
［比較例２］
図９は、比較例２に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。なお、図９の縦軸は、発光スペクトルのうち波長４５０ｎｍの光の強度を１．０として正規化されている。
比較例２に係る照明用光源は、全体構成は照明用光源１０と同様であるが、封止部材に含まれる蛍光体が異なる。比較例２に係る照明用光源は、具体的には、波長４５０ｎｍに発光ピークを有するＬＥＤチップと、波長５５５ｎｍに発光ピークを有する緑色蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体）とを備える。比較例２に係る照明用光源は、赤色蛍光体を備えない。そして、比較例２に係る照明用光源は、当該照明用光源から発せられる白色光の相関色温度が５０００Ｋとなるように、緑色蛍光体の混合量が調整されている。つまり、比較例２に係る照明用光源が発する白色光の相関色温度は、５０００Ｋである。
図９に示されるように、発光スペクトルのピーク（波長４５０ｎｍ）における光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率は、０．２７である。発光スペクトルのピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率は、０．６６である。また、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率（図９中のＢ２／Ａ２）は、０．４０である。
また、比較例２に係る照明用光源が発する白色光の平均演色評価数Ｒａは、７０である。比較例２に係る照明用光源が発する白色光のＳ／Ｐ比は、１．７である。
［比較例３］
図１０は、比較例３に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。なお、図１０の縦軸は、発光スペクトルのうち波長４５０ｎｍの光の強度を１．０として正規化されている。
比較例３に係る照明用光源は、比較例２に係る照明用光源の封止部材に、波長６１５ｎｍに発光ピークを有する赤色蛍光体（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体）が追加されている。また、比較例３に係る照明用光源は、当該照明用光源から発せられる白色光の相関色温度が５０００Ｋとなるように、緑色蛍光体及び赤色蛍光体の混合量が調整されている。つまり、比較例３に係る照明用光源が発する白色光の相関色温度は、５０００Ｋである。
図１０に示されるように、発光スペクトルのピーク（波長４５０ｎｍ）における光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率は、０．５３である。発光スペクトルのピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率は、０．６５である。また、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率（図１０中のＢ３／Ａ３）は、０．８３である。
また、比較例３に係る照明用光源が発する白色光の平均演色評価数Ｒａは、９０である。比較例３に係る照明用光源が発する白色光のＳ／Ｐ比は、２．０である。なお、比較例３に係る照明用光源が発する白色光の明所視輝度は、実施例１に係る照明用光源１０が発する白色光の明所視輝度の８５％程度となる。
［効果等］
上記実施例１〜３に係る照明用光源１０により得られる効果について、上記比較例１〜３と比較しながら説明する。図１１は、実施例１〜３に係る照明用光源１０と、比較例１〜３に係る照明用光源の特性の比較表である。
図１１に示されるように、上記実施例１〜３に係る照明用光源１０が発する白色光の発光スペクトルは、いずれも波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にピークを有する。また、実施例１〜３に係る照明用光源１０が発する白色光の発光スペクトルは、ピークにおける光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率が０．４５以上であり、ピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率が０．６０以上である。実施例１〜３に係る照明用光源１０が発する白色光の発光スペクトルは、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率が０．４以下である。
このような条件を満たす発光スペクトルを有する照明用光源１０では、波長４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の青緑色領域の成分が増加され、照明用光源１０が発する白色光のＳ／Ｐ比を高めることができる。具体的には、照明用光源１０が発する白色光のＳ／Ｐ比を２．０以上にすることができる。
明所視においては、視細胞のうち分光視感効率のピークを波長５５５ｎｍに有する錯体が刺激されるが、夜間の街路空間及びや道路空間などの薄明視環境下においては、錯体に加えて、分光視感効率のピークを波長５０７ｎｍに有する桿体が刺激される。薄明視環境下においては錐体及び桿体の両方が刺激されることを考慮すると、発光スペクトルにおいて波長４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の青緑色領域の成分が増加されることにより、照明用光源１０が発する白色光のＳ／Ｐ比を高めることができる。
なお、Ｓ／Ｐ比は、２．０以上であることが好ましく、Ｓ／Ｐ比が２．０以上の光は、特に周辺視において明るく知覚される。なお、周辺視は、例えば、視角が１０度以上の視野の周辺部分を視認することを意味し、薄明視環境下（暗所視環境下）を主たる活動環境とする。したがって、照明用光源１０は、薄明視環境下の周辺視において明るく知覚される白色光を発することができる。
また、上記のような条件を満たす発光スペクトルを有する照明用光源１０は、当該発光スペクトルの形状により、薄明視環境下の中心視においても明るく知覚される白色光を発することができる。なお、中心視は、例えば、視角が２度以上１０度未満程度の、視野の中心部分を視認することを意味し、明所視環境下を主たる活動環境とする。
これに対し、例えば、比較例３に係る照明用光源の発光スペクトルは、上記の「波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率が０．４以下」の条件を満たさない。比較例３に係る照明用光源は、中心視における明るさと、周辺視における明るさの両立ができない。
同様に、比較例１に係る照明用光源の発光スペクトルも、上記の条件を満たさない。このため、比較例３に係る照明用光源が発する白色光は、薄明視環境下の中心視における明るさが不足する。
また、実施例１〜３に係る照明用光源１０が発する白色光の平均演色評価数Ｒａは７０以上であり、色再現性は高い。したがって、実施例１〜３に係る照明用光源１０は、色の誤認を低減することができる。
これに対し、例えば、比較例１に係る照明用光源が発する白色光の平均演色評価数Ｒａは５８であり、色再現性が低く、色の誤認が生ずる懸念がある。
また、実施例１〜３に係る照明用光源１０が発する白色光の相関色温度は、４５００Ｋ以上７０００Ｋ以下である。
これにより、実施例１〜３に係る照明用光源１０は、青味の少ない自然な昼白色（昼光色）の光を発することができる。
［まとめ］
実施の形態１に係る照明用光源１０は、屋外用照明装置または車両用前照灯に使用される照明用光源１０であって、ＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２からの光で励起され、ＬＥＤチップ１２からの光と異なる波長の光を発する複数の蛍光体とを備える。照明用光源１０は、ＬＥＤチップ１２からの光と複数の蛍光体が発する光が混ざることにより白色光を発する。白色光の発光スペクトルは、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にピークを有する。発光スペクトルにおいては、ピークにおける光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率が０．４５以上であり、ピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率が０．６０以上であり、波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率が０．４以下である。白色光の相関色温度は、４５００Ｋ以上７０００Ｋ以下であり、白色光の平均演色評価数Ｒａは、７０以上である。
このような照明用光源１０は、薄明視環境下において周辺視及び中心視の両方で明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を発することができる。
また、ＬＥＤチップ１２は、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有してもよい。
このように、例えば、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有するＬＥＤチップ１２が採用されることにより、照明用光源１０は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を発することができる。
また、複数の蛍光体には、蛍光の中心波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下のＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が含まれてもよい。
このように、例えば、青緑色領域における光変換効率が高いＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が採用されることにより、照明用光源１０は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を効率的に発することができる。 また、複数の蛍光体には、蛍光の中心波長が６１０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が含まれてもよい。
このように、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が採用されることにより、照明用光源１０は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を発することができる。
また、白色光の、暗所視輝度及び明所視輝度の比率であるＳ／Ｐ比は、２．０以上であってもよい。
このように、照明用光源１０は、Ｓ／Ｐ比が２．０以上の光を発することができる。
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１に係る照明用光源を備える照明装置について説明する。図１２は、実施の形態２に係る照明装置の断面図である。図１３は、実施の形態２に係る照明装置及びその周辺部材の外観斜視図である。
図１２及び図１３に示されるように、実施の形態２に係る照明装置２００は、例えば、住宅の軒下などに埋込配設されることにより下方に光を照射する、屋外用のダウンライトである。
照明装置２００は、照明用光源１０を備える。照明装置２００はさらに、基部２１０と枠体部２２０とが結合されることで構成される略有底筒状の器具本体と、当該器具本体に配置された、反射板２３０及び透光パネル２４０とを備える。
基部２１０は、照明用光源１０が取り付けられる取付台であるとともに、照明用光源１０で発生する熱を放熱するヒートシンクである。基部２１０は、金属材料を用いて略円柱状に形成されており、実施の形態２ではアルミダイカスト製である。
基部２１０の上部（天井側部分）には、上方に向かって突出する複数の放熱フィン２１１が一方向に沿って互いに一定の間隔をあけて設けられている。これにより、照明用光源１０で発生する熱を効率よく放熱させることができる。
枠体部２２０は、内面に反射面を有する略円筒状のコーン部２２１と、コーン部２２１が取り付けられる枠体本体部２２２とを有する。コーン部２２１は、金属材料を用いて成形されており、例えば、アルミニウム合金等を絞り加工またはプレス成形することによって作製することができる。枠体本体部２２２は、硬質の樹脂材料または金属材料によって成形されている。枠体部２２０は、枠体本体部２２２が基部２１０に取り付けられることによって固定されている。
反射板２３０は、内面反射機能を有する円環枠状（漏斗状の）反射部材である。反射板２３０は、例えばアルミニウム等の金属材料を用いて形成することができる。なお、反射板２３０は、金属材料ではなく、硬質の白色樹脂材料によって形成してもよい。
透光パネル２４０は、光拡散性及び透光性を有する透光部材である。透光パネル２４０は、反射板２３０と枠体部２２０との間に配置された平板プレートであり、反射板２３０に取り付けられている。透光パネル２４０は、例えばアクリルやポリカーボネート等の透明樹脂材料によって円盤状に形成することができる。
なお、照明装置２００は、透光パネル２４０を備えなくてもよい。透光パネル２４０を備えないことで、照明装置２００から放出される光の光束を向上させることができる。
また、図１３に示されるように、照明装置２００には、照明用光源１０に、当該照明用光源１０を点灯させるための電力を供給する点灯装置２５０と、商用電源からの交流電力を点灯装置２５０に中継する端子台２６０とが接続される。点灯装置２５０は、具体的には、端子台２６０から中継される交流電力を直流電力に変換して照明用光源１０に出力する。
点灯装置２５０及び端子台２６０は、器具本体とは別体に設けられた取付板２７０に固定される。取付板２７０は、金属材料からなる矩形板状の部材を折り曲げて形成されており、その長手方向の一端部の下面に点灯装置２５０が固定されるとともに、他端部の下面に端子台２６０が固定される。取付板２７０は、器具本体の基部２１０の上部に固定された天板２８０と互いに連結される。
以上説明したように、照明装置２００は、照明用光源１０と、照明用光源１０に、当該照明用光源１０を点灯させるための電力を供給する点灯装置２５０とを備える。これにより、照明装置２００は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される白色光であって、かつ、色の再現性が向上された白色光を発することができる。
（他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る照明用光源及び照明装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、２種類の蛍光体と、１つのＬＥＤチップ（発光素子）とによって上記の発光スペクトルが実現されたが、このような実現方法は一例であり、上記の条件を満たすのであればどのような蛍光体及び発光素子が用いられてもよい。
例えば、上記実施例１〜３では、照明用光源が備えるＬＥＤチップの発光の中心波長（発光スペクトルのピーク波長）は、４５０ｎｍであったが、ＬＥＤチップの発光の中心波長は、４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下であってもよい。
また、例えば、半導体レーザ等の半導体発光素子、または、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）もしくは無機ＥＬ等のＥＬ素子等の他の種類の固体発光素子が、発光素子として採用されてもよい。また、例えば、照明用光源は、蛍光の中心波長が異なる３種類以上の蛍光体を備えてもよい。
いずれの場合も、上述した発光スペクトルの条件が満たされれば、照明用光源は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光を発することができる。
また、上記実施の形態の実施例１〜３では、相関色温度が５０００Ｋ以上の白色光を発する照明用光源が例示されたが、照明用光源が発する白色光の相関色温度が４５００Ｋ以上７０００Ｋ以下であれば、当該照明用光源は、青味の少ない自然な昼白色（昼光色）の光を発することができる。
同様に、上記実施の形態の実施例１〜３では、平均演色評価数Ｒａが８０以上の白色光を発する照明用光源が例示されたが、照明用光源が発する白色光の平均演色評価数Ｒａが７０以上であれば、色再現性を確保し、色の誤認を低減する効果が得られる。
また、例えば、上記実施の形態では、ＣＯＢ構造の発光モジュールとして実現された照明用光源について説明したが、本発明の照明用光源は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型の発光素子として実現されてもよい。また、本発明の照明用光源は、このようなＳＭＤ型の発光素子を備えるＳＭＤ構造の発光モジュールとして実現されてもよい。なお、ＳＭＤ型の発光素子は、例えば、凹部を有する樹脂製の容器と、凹部の中に実装されたＬＥＤチップと、凹部内に封入された封止部材（蛍光体含有樹脂）とを備える。
また、本発明の照明用光源は、ＬＥＤチップと離れた位置に蛍光体を含む樹脂部材が配置されたリモートフォスファー型の発光モジュールとして実現されてもよい。また、本発明の照明用光源の形状、構造、及び、大きさは、特に限定されるものではなく、本発明の照明用光源は、上記実施の形態で説明された発光スペクトルの条件を満たせばよい。
また、上記実施の形態では、基板に実装されたＬＥＤチップは、他のＬＥＤチップとボンディングワイヤによって、Ｃｈｉｐ Ｔｏ Ｃｈｉｐで接続された。しかしながら、ＬＥＤチップは、ボンディングワイヤによって基板上に設けられた配線（金属膜）に接続され、当該配線を介して他のＬＥＤチップと電気的に接続されてもよい。
また、上記実施の形態では、屋外用のダウンライトである照明装置が例示されたが、本発明は、夜間の屋外など、周囲が暗い環境において使用される照明装置に特に適している。本発明は、例えば、図１４に示されるような街路灯（防犯灯または道路灯）などの屋外用の照明装置として実現されてもよいし、ローポールライトまたは地中埋込型照明装置として実現されてもよい。また、車両用前照灯などの車載用の照明装置として実現されてもよい。
その他、各実施の形態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、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態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。
１０ 照明用光源
１２ ＬＥＤチップ（発光素子）
１４ａ 緑色蛍光体（蛍光体）
１４ｂ 赤色蛍光体（蛍光体）
２００ 照明装置
２５０ 点灯装置

Claims (6)

  1. 屋外用照明装置または車両用前照灯に使用される照明用光源であって、
    発光素子と、
    前記発光素子からの光で励起され、前記発光素子からの光と異なる波長の光を発する複数の蛍光体とを備え、
    前記照明用光源は、前記発光素子からの光と前記複数の蛍光体が発する光が混ざることにより白色光を発し、
    前記白色光の発光スペクトルは、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にピークを有し、
    前記発光スペクトルにおいては、
    前記ピークにおける光強度に対する波長５１０ｎｍにおける光強度の比率が０．４５以上であり、
    前記ピークにおける光強度に対する波長５８０ｎｍにおける光強度の比率が０．６０以上であり、
    波長５８０ｎｍにおける光強度に対する波長６５０ｎｍにおける光強度の比率が０．４以下であり、
    前記白色光の相関色温度は、４５００Ｋ以上７０００Ｋ以下であり、
    前記白色光の平均演色評価数Ｒａは、７０以上である
    照明用光源。
  2. 前記発光素子は、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する
    請求項１に記載の照明用光源。
  3. 前記複数の蛍光体には、蛍光の中心波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下のＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が含まれる
    請求項１または２に記載の照明用光源。
  4. 前記複数の蛍光体には、蛍光の中心波長が６１０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が含まれる
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明用光源。
  5. 前記白色光の、暗所視輝度及び明所視輝度の比率であるＳ／Ｐ比は、２．０以上である
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明用光源。
  6. 屋外用または車両用前消灯用の照明装置であって、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明用光源と、
    前記照明用光源に、当該照明用光源を点灯させるための電力を供給する点灯装置とを備える
    照明装置。
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