JP2018032501A - 発光装置、及び、照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ちらつきを低減することができる発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１０は、基板１１と、基板１１上に配置される、第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂと、脈流電圧を供給することにより、第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂを発光させる発光制御回路とを備える。発光制御回路は、脈流電圧が所定の大きさ以下の期間に第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂのうち第１発光素子群１２ａのみを脈流電圧の供給によって発光させる。発光制御回路は、脈流電圧が所定の大きさよりも大きい期間に第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂを脈流電圧の供給によって発光させる。基板１１上において、第２発光素子群１２ｂは、第１発光素子群１２ａを囲むように配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、発光装置、及び、発光装置を備える照明装置に関する。
従来、基板に実装されたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた発光モジュール（発光装置）が知られている。特許文献１には、発光素子から放射される光の配光が良好な発光モジュールが開示されている。
特開２００９−２１８１９２号公報
ところで、脈流電圧（脈動電圧）の供給により動作する発光装置が知られている。このような発光装置においては、供給される脈流電圧の電圧値が増加すると、発光するＬＥＤの数が増加する発光制御が行われる。このような発光装置では、時間に応じて発光するＬＥＤの数が変わるため、ちらつきが生じることが課題である。
本発明は、ちらつきを低減することができる発光装置、及び、照明装置を提供する。
本発明の一態様に係る発光装置は、基板と、前記基板上に配置される、第１発光素子群及び第２発光素子群と、脈流電圧を供給することにより、前記第１発光素子群及び前記第２発光素子群を発光させる発光制御回路とを備え、前記発光制御回路は、前記脈流電圧が所定の大きさ以下の第１期間に前記第１発光素子群及び前記第２発光素子群のうち前記第１発光素子群のみを前記脈流電圧の供給によって発光させ、前記脈流電圧が前記所定の大きさよりも大きい第２期間に前記第１発光素子群及び前記第２発光素子群を前記脈流電圧の供給によって発光させ、前記基板上において、前記第２発光素子群は、前記第１発光素子群を囲むように配置される。
本発明の一態様に係る照明装置は、前記発光装置と、前記発光装置に対向配置されるレンズとを備える。
本発明の発光装置、及び、照明装置は、ちらつきを低減することができる。
図１は、実施の形態１に係る発光装置の外観斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る発光装置の平面図である。 図３は、実施の形態１に係る発光装置の内部構造を示す平面図である。 図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線における発光装置の模式断面図である。 図５は、発光制御回路の構成を示す図である。 図６は、実施の形態１に係る発光装置の動作を説明するための脈流電圧の波形を示す図である。 図７は、変形例に係るＬＥＤチップの電気的な接続関係を示す図である。 図８は、実施の形態２に係る照明装置の分解斜視図である。 図９は、実施の形態２に係る照明装置の模式断面図である。
以下、実施の形態に係る発光装置等について、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）
［発光装置の構成］
まず、実施の形態１に係る発光装置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に係る発光装置の外観斜視図である。図２は、実施の形態１に係る発光装置の平面図である。図３は、実施の形態１に係る発光装置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を取り除き、ＬＥＤチップ１２の配置を示した平面図である。
図１〜図４に示されるように、実施の形態１に係る発光装置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。また、発光装置１０は、複数のＬＥＤチップ１２の発光制御を行う発光制御回路を備え、発光制御回路には、全波整流回路１７及び制御部１８が含まれる。
発光装置１０は、基板１１に複数の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。発光装置１０においては、発光装置１０の外部に配置された外部電源から供給される交流電圧は、全波整流回路１７によって全波整流され、脈流電圧に変換される。複数のＬＥＤチップ１２には、脈流電圧が供給（印加）される。つまり、発光装置１０が備える複数のＬＥＤチップ１２は、脈流が流れることにより発光する。
なお、外部電源は、例えば、電力系統であり、発光装置１０に供給される交流電圧は、例えば、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波交流電圧である。したがって、上記の脈流電圧は、交流波形（正弦波交流電圧が全波整流された波形）を有する脈流電圧である。
基板１１は、複数のＬＥＤチップ１２、全波整流回路１７、及び、制御部１８が実装された実装基板である。なお、図１〜図４では図示されないが、基板１１上には、複数のＬＥＤチップ１２を電気的に接続するための配線等も配置される。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、発光装置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、光の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は円形であるが、矩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４７０ｎｍ以下の窒化ガリウム系のＬＥＤチップが採用される。
図３に示されるように、発光装置１０において、複数のＬＥＤチップ１２は、第１発光素子群１２ａと、第２発光素子群１２ｂと、第３発光素子群１２ｃとに区別される。
第１発光素子群１２ａは、基板１１上の、発光装置１０の発光中心（光軸の位置）を含む領域に配置される。第１発光素子群１２ａには、第１発光素子群１２ａの符号が指す破線で囲まれた複数のＬＥＤチップ１２が含まれる。
第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数は、特に限定されない。第１発光素子群１２ａには、ＬＥＤチップ１２が少なくとも１つ含まれればよい。図３の例では、第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数は、第２発光素子群１２ｂに含まれるＬＥＤチップ１２の数及び第３発光素子群１２ｃに含まれるＬＥＤチップ１２の数のいずれよりも多い。つまり、発光制御回路によって発光制御される全ての発光素子群の中で、最も内側に位置する第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数が最も多い。
第２発光素子群１２ｂは、基板１１上において、第１発光素子群１２ａを囲むように環状（円環状）に配置される。言い換えれば、第２発光素子群１２ｂは、基板１１上において、第１発光素子群１２ａの周縁（周囲）に配置される。第２発光素子群１２ｂには、第２発光素子群１２ｂの符号が指す破線上に位置する複数のＬＥＤチップ１２が含まれる。
第２発光素子群１２ｂに含まれるＬＥＤチップ１２の数は、特に限定されない。図３の例では、第２発光素子群１２ｂに含まれるＬＥＤチップ１２の数は、第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数よりも少なく、第３発光素子群１２ｃに含まれるＬＥＤチップ１２の数よりも多い。
第３発光素子群１２ｃは、基板１１上において、第２発光素子群１２ｂを囲むように配置される。言い換えれば、第３発光素子群１２ｃは、基板１１上において、第２発光素子群１２ｂの周縁（周囲）に配置される。第３発光素子群１２ｃは、例えば、基板１１上において、第２発光素子群１２ｂと同心の環状（円環状）に配置される。第３発光素子群１２ｃには、第３発光素子群１２ｃの符号が指す破線上に位置する複数のＬＥＤチップ１２が含まれる。
第３発光素子群１２ｃに含まれるＬＥＤチップ１２の数は、特に限定されない。図３の例では、第３発光素子群１２ｃに含まれるＬＥＤチップ１２の数は、第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数及び第２発光素子群１２ｂに含まれるＬＥＤチップ１２の数のいずれよりも少ない。
第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃは、発光装置１０の動作中における発光期間が互いに異なる。発光装置１０の動作の詳細については後述される。
なお、複数のＬＥＤチップ１２の電気的な接続には、基板１１上に配置された配線の他に、ボンディングワイヤ等が用いられてもよい。ボンディングワイヤ、及び、配線の金属材料は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）等である。
ダム材１５は、基板１１上に配置された、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、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂などが用いられる。
ダム材１５は、発光装置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。
発光装置１０においては、ダム材１５は、複数のＬＥＤチップ１２（第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃ）を外側から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。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、黄色蛍光体１４（図４において図示）を含有し、複数のＬＥＤチップ１２を封止する封止部材である。封止部材１３は、具体的には、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃを一括封止する。封止部材１３の基材は、透光性樹脂材料である。透光性樹脂材料としては、例えば、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。
黄色蛍光体１４は、蛍光体（蛍光体粒子）の一例であって、ＬＥＤチップ１２の発する光で励起されて黄色蛍光を発する。黄色蛍光体１４には、例えば、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る。
この構成により、ＬＥＤチップ１２が発した青色光の一部は、封止部材１３に含まれる黄色蛍光体１４によって黄色光に波長変換される。そして、黄色蛍光体１４に吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体１４によって波長変換された黄色光とは、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（発光装置１０）からは、白色光が出射される。
全波整流回路１７は、外部電源から供給される正弦波交流電圧を全波整流して脈流電圧を生成するダイオードブリッジである。全波整流回路１７は、発光装置１０が備える発光制御回路に含まれ、基板１１上のダム材１５の外側に配置される。全波整流回路１７は必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
制御部１８は、生成された脈流電圧が有する交流波形に沿って複数のＬＥＤチップ１２の発光制御（駆動制御）を行う。制御部１８は、脈流電圧の大きさに基づいて、発光装置１０が備える発光制御回路に含まれるスイッチ素子（後述）を制御する。これにより、発光するＬＥＤチップ１２の数が、脈流電圧の大きさに応じて変更される。制御部１８は、発光装置１０が備える発光制御回路に含まれ、基板１１上のダム材１５の外側に配置される。制御部１８は、ＩＣ（集積回路）によって実現されるが、プロセッサ、マイクロコンピュータ、または、その他の専用回路によって実現されてもよい。
［発光制御回路の構成］
次に、発光装置が備える発光制御回路の構成について説明する。図５は、発光制御回路の構成を示す図である。
発光制御回路２０は、交流電圧を整流することによって得られる脈流電圧を供給することにより、第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂを発光させる。図５に示されるように、発光制御回路２０は、具体的には、第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、第３スイッチ素子１６ｃ、全波整流回路１７、制御部１８、及び、抵抗素子１９を含む。第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、第３発光素子群１２ｃ、及び、外部電源２５は、発光制御回路２０には含まれない。発光制御回路２０は、基板１１上に配置される。なお、発光制御回路２０は、基板１１とは別の基板上に配置され、当該基板と基板１１とがコネクタ等により電気的に接続されてもよい。
第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、及び、第３スイッチ素子１６ｃのそれぞれは、制御部１８によってオン（導通、短絡）及びオフ（非導通、開放）が制御されるスイッチ素子である。第１スイッチ素子１６ａは、第１発光素子群１２ａに脈流電圧を供給するためにオンされる。第２スイッチ素子１６ｂは、第２発光素子群１２ｂに脈流電圧を供給するためにオンされる。第３スイッチ素子１６ｃは、第３発光素子群１２ｃに脈流電圧を供給するためにオンされる。
第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、及び、第３スイッチ素子１６ｃのそれぞれは、具体的には、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体スイッチ素子であるが、リレー素子などであってもよい。第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、及び、第３スイッチ素子１６ｃは、基板１１上に配置される。
発光制御回路２０には、第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、第３スイッチ素子１６ｃ、全波整流回路１７、及び、制御部１８を電気的に接続するための配線等も含まれる。発光制御回路２０には、必要に応じて抵抗素子及びコンデンサなどが含まれてもよい。
例えば、抵抗素子１９は、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃに流れる電流を所定値以下に制限するために用いられる。発光制御回路２０には、抵抗素子１９に代えて、例えば、複数のＬＥＤチップ１２（第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃ）に流れる電流をほぼ一定の電流値に制御する定電流回路が含まれてもよい。なお、発光制御回路２０には、脈流電圧を平滑化する平滑コンデンサは含まれない。
まず、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃのそれぞれにおけるＬＥＤチップ１２の電気的な接続関係について説明する。
第１発光素子群１２ａに含まれる複数のＬＥＤチップ１２は、直列接続される。同様に、第２発光素子群１２ｂに含まれる複数のＬＥＤチップ１２は直列接続され、第３発光素子群１２ｃに含まれる複数のＬＥＤチップ１２は直列接続される。そして、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃは、直列接続される。
次に、発光制御回路２０、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃの電気的な接続関係について説明する。
全波整流回路１７の一方の出力端子１７ａは、第１発光素子群１２ａのアノード端に電気的に接続される。
第１発光素子群１２ａのカソード端は、第２発光素子群１２ｂのアノード端及び第１スイッチ素子１６ａの一端に電気的に接続される。
第２発光素子群１２ｂのカソード端は、第３発光素子群１２ｃのアノード端及び第２スイッチ素子１６ｂの一端に電気的に接続される。
第３発光素子群１２ｃのカソード端は、第３スイッチ素子１６ｃの一端に電気的に接続される。
全波整流回路の他方の出力端子１７ｂは、第１スイッチ素子１６ａの他端及び第２スイッチ素子１６ｂの他端に電気的に接続される。
［発光装置の動作］
次に、発光装置１０の動作について説明する。図６は、発光装置１０の動作を説明するための脈流電圧の波形を示す図である。
発光装置１０の動作中には、制御部１８は、脈流電圧の瞬時値が大きくなるほど、発光するＬＥＤチップ１２の数を増やす制御を行う。制御部１８は、脈流電圧の瞬時値が増加する期間において、第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、第３スイッチ素子１６ｃをこの順番にオンする。その後、脈流電圧の瞬時値が減少する期間においては、制御部１８は、第３スイッチ素子１６ｃ、第２スイッチ素子１６ｂ、第１スイッチ素子１６ａをこの順番でオフする制御を行う。この制御は、脈流電圧の周期（外部電源２５から供給される交流電圧の２分の１周期）ごとに繰り返される。
例えば、図６に示されるように、期間Ｔ４においては、制御部１８は、第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、及び、第３スイッチ素子１６ｃを全てオフする。期間Ｔ４は、脈流電圧が０以上Ｖ１以下の期間である。期間Ｔ４においては、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃは、いずれも発光しない。このため、発光装置１０は消灯状態となる。
また、期間Ｔ４に続く期間Ｔ１においては、制御部１８は、第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、及び、第３スイッチ素子１６ｃのうち、第１スイッチ素子１６ａのみをオンし、第２スイッチ素子１６ｂ、及び、第３スイッチ素子１６ｃをオフする。期間Ｔ１は、脈流電圧がＶ１よりも大きく、かつ、Ｖ２以下の期間である。期間Ｔ１は、脈流電圧が所定の大きさ以下の第１期間の一例である。期間Ｔ１においては、第１発光素子群１２ａは発光し、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃは発光しない。
また、期間Ｔ１に続く期間Ｔ２においては、制御部１８は、第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、及び、第３スイッチ素子１６ｃのうち、第２スイッチ素子１６ｂのみをオンし、第１スイッチ素子１６ａ及び第３スイッチ素子１６ｃをオフする。期間Ｔ２は、脈流電圧がＶ２よりも大きく、かつ、Ｖ３以下の期間である。期間Ｔ２は、脈流電圧が所定の大きさよりも大きい第２期間の一例である。期間Ｔ２においては、第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂは発光し、第３発光素子群１２ｃは発光しない。
また、期間Ｔ２に続く期間Ｔ３においては、制御部１８は、第１スイッチ素子１６ａ、第２スイッチ素子１６ｂ、及び、第３スイッチ素子１６ｃのうち、第３スイッチ素子１６ｃのみをオンし、第１スイッチ素子１６ａ及び第２スイッチ素子１６ｂをオフする。期間Ｔ３は、脈流電圧がＶ３よりも大きい期間である。期間Ｔ３においては、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃの全てが発光する。
このように、発光制御回路２０によれば、脈流電圧の大きさが大きい期間ほど、発光するＬＥＤチップ１２の数が増える。発光制御回路２０（制御部１８）のこのような制御により、発光効率を高めることができる。なお、発光装置１０においては、複数のＬＥＤチップ１２は、３つの発光素子群に分けられたが、少なくとも２つの発光素子群に分けられればよい。また、複数のＬＥＤチップ１２は、４つ以上の発光素子群に細かく分けられてもよい。これにより、発光効率をさらに高めることができる。
また、発光装置１０の動作中において、発光期間は、第１発光素子群１２ａが最も長く、次に、第２発光素子群１２ｂが長く、第３発光素子群１２ｃが最も短い。
［効果等］
脈流電圧の供給により動作する発光装置１０においては、動作中に発光するＬＥＤチップ１２の数が変わるため、ちらつきを低減することが課題となる。これに対し、発光装置１０は、基板１１と、基板１１上に配置される、第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂと、脈流電圧を供給することにより、第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂを発光させる発光制御回路２０とを備える。発光制御回路２０は、脈流電圧が所定の大きさ以下の期間Ｔ１に第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂのうち第１発光素子群１２ａのみを脈流電圧の供給によって発光させる。発光制御回路２０は、脈流電圧が所定の大きさよりも大きい期間Ｔ２に第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂを脈流電圧の供給によって発光させる。基板１１上において、第２発光素子群１２ｂは、第１発光素子群１２ａを囲むように配置される。期間Ｔ１は、第１期間の一例であり、期間Ｔ２は、第２期間の一例である。
これにより、発光装置１０の動作中における発光期間が第２発光素子群１２ｂよりも長い第１発光素子群１２ａが、第２発光素子群１２ｂよりも基板１１の中心寄りに配置される。発光装置１０は、ユーザに認識されやすい中心寄りに位置する第１発光素子群１２ａの発光期間が長いことにより、ちらつきを低減することができる。言い換えれば、ちらつきを目立ちにくくすることができる。
また、発光制御回路２０は、基板１１上に配置されてもよい。
これにより、１つの基板１１に、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、発光制御回路２０が配置されるため、発光制御回路２０が別の基板に配置される場合よりも、発光装置１０を小型化することができる。
また、発光制御回路２０は、第１発光素子群１２ａに脈流電圧を供給するためにオンされる第１スイッチ素子１６ａと、第２発光素子群１２ｂに脈流電圧を供給するためにオンされる第２スイッチ素子１６ｂとを含んでもよい。
これにより、発光制御回路２０は、第１スイッチ素子１６ａ及び第２スイッチ素子１６ｂの制御により第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂに脈流電圧を供給することができる。
また、発光制御回路２０は、交流電圧を全波整流して脈流電圧を生成する全波整流回路１７を含んでもよい。全波整流回路１７の一方の出力端子１７ａは、第１発光素子群１２ａのアノード端に電気的に接続され、第１発光素子群１２ａのカソード端は、第２発光素子群１２ｂのアノード端及び第１スイッチ素子１６ａの一端に電気的に接続されてもよい。第２発光素子群１２ｂのカソード端は、第２スイッチ素子１６ｂの一端に電気的に接続され、全波整流回路１７の他方の出力端子１７ｂは、第１スイッチ素子１６ａの他端及び第２スイッチ素子１６ｂの他端に電気的に接続されてもよい。
これにより、図５に示されるような構成の発光制御回路２０により、第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂに脈流電圧を供給することができる。
また、発光制御回路２０は、期間Ｔ１に第１スイッチ素子１６ａ及び第２スイッチ素子１６ｂのうち第１スイッチ素子１６ａのみをオンし、期間Ｔ２に第１スイッチ素子１６ａ及び第２スイッチ素子１６ｂのうち第２スイッチ素子１６ｂのみをオンする制御部１８を含んでもよい。
これにより、制御部１８は、期間Ｔ１に第１発光素子群１２ａを発光させ、期間Ｔ２に第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂを発光させることができる。
また、発光装置１０は、さらに、第１発光素子群１２ａ及び第２発光素子群１２ｂを一括封止する封止部材を備えてもよい。
これにより、発光装置１０をＣＯＢ構造の発光装置として実現することができる。一般に、ＬＥＤチップ１２は、ＬＥＤチップ１２を用いたＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ素子に比べてサイズが小さい。したがって、ＣＯＢ構造の発光装置１０は、ＬＥＤチップ１２に代えてＳＭＤ型のＬＥＤ素子が配置されたＳＭＤ構造の発光装置に比べて発光領域を小さくすることができる。このため、ＣＯＢ構造の発光装置１０は、レンズ等の光学部品を用いた配光制御が容易である。
また、第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数は、第２発光素子群１２ｂに含まれるＬＥＤチップ１２の数よりも多くてもよい。
これにより、発光装置１０のユーザに認識されやすい中心寄りの部分において、発光期間が長く、かつ、広い発光領域が形成されるため、ちらつきを低減することができる。
ところで、第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数は、第２発光素子群１２ｂに含まれるＬＥＤチップ１２の数よりも少なくてもよい。
第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数が少ないほど、第１発光素子群１２ａの発光に必要な脈流電圧の大きさが小さくなる。そうすると、第１発光素子群１２ａを早期に発光開始させることができるため、発光装置１０が消灯する期間Ｔ４を短くすることができる。したがって、発光装置１０が消灯する期間Ｔ４を短くすることでちらつきを低減することができる。
［変形例］
上記実施の形態で説明された、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃのそれぞれに含まれるＬＥＤチップ１２の電気的な接続関係は、一例である。例えば、第１発光素子群１２ａ、第２発光素子群１２ｂ、及び、第３発光素子群１２ｃのそれぞれにおいて、一部のＬＥＤチップ１２が並列接続されてもよい。
例えば、図７に示されるように、第１発光素子群１２ａは、並列接続されたＬＥＤチップ１２を含んでもよい。具体的には、第１発光素子群１２ａに含まれる複数のＬＥＤチップ１２は、各々が直列接続された複数のＬＥＤチップ１２からなる２つの群に分けられ、この２つの群が並列接続されていてもよい。図７は、変形例に係るＬＥＤチップ１２の電気的な接続関係を示す図である。
このような構成は、比較的低い脈流電圧で多くのＬＥＤチップ１２を発光させることができるため、第１発光素子群１２ａに含まれるＬＥＤチップ１２の数を、第２発光素子群１２ｂ及び第３発光素子群１２ｃよりも多くしたい場合に有用である。
また、第１発光素子群１２ａを構成する一部のＬＥＤチップ１２が並列接続されることにより、一つのＬＥＤチップ１２に流れる電流が小さくなるため、ＬＥＤチップ１２の温度上昇を低減することができる。この結果、第１発光素子群１２ａ（発光装置１０）の発光効率を向上することが可能となる。
（実施の形態２）
実施の形態２では、発光装置１０を備える照明装置について説明する。図８は、実施の形態２に係る照明装置の分解斜視図である。図９は、実施の形態２に係る照明装置の模式断面図である。
図８及び図９に示される照明装置１００は、例えばスポットライトやダウンライトとして用いられる照明装置である。照明装置１００は、発光装置１０と、レンズ３０と、筐体４０（第１筐体４１及び第２筐体４２）とを備える。
なお、図８及び図９においては、照明装置１００のランプ軸Ｊ（以下単に軸Ｊとも記載する。）も図示されている。軸Jは、照明装置１００の中心軸であり、発光装置１０の光軸及びレンズ３０の光軸と一致する軸である。
また、実施の形態２では、Ｚ軸方向は、例えば鉛直方向であり、Ｚ軸＋側は、光出射側と記載される。また、Ｚ軸−側は、設置面側と記載される。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、Ｚ軸方向に垂直な平面（水平面）上において、互いに直交する方向である。以下、照明装置１００が備える、発光装置１０以外の各構成要素について説明する。発光装置１０の説明については実施の形態１と重複するため省略される。
レンズ３０は、照明装置１００に所定の（設計上の）配光特性を付与するための光学部材であり、発光装置１０の光出射側と対向して配置される。レンズ３０は、具体的には、入射面が発光装置１０と対向するように配置され、当該入射面に入射する光を集光して出射面から出射するレンズである。レンズ３０は、レンズ３０の光軸が、発光部２２の光軸と一致するように配置される。
レンズ３０の平面視形状（軸Ｊの方向から見た形状）は、発光装置１０よりも径の大きい円形であり、軸Ｊの方向から見た場合、発光装置１０は、レンズ３０に覆われる。
レンズ３０は、第２筐体４２に設けられた光出射口４４（主開口）を内側から塞ぐように当該第２筐体４２に固定される。レンズ３０は、例えば、ＰＭＭＡ（アクリル）、ポリカーボネートなどの透明の樹脂材料（透光性を有する樹脂材料）により形成されるが、ガラス材料などの透明材料により形成されてもよい。
筐体４０は、発光装置１０、レンズ３０を収容する筐体であり、第１筐体４１と、第２筐体４２とからなる。
第１筐体４１は、筐体４０の設置面側の部分であり、発光装置１０が取り付けられる取付台として機能する部分である。第１筐体４１の形状は、径が設置面側から光出射側に向かって漸次大きくなる略円錐台形状である。第１筐体４１は、載置面４３を有し、当該載置面４３には、発光装置１０の裏面（ＬＥＤチップ１２が実装されない面）が面接触する。
また、第１筐体４１は、発光装置１０において発生する熱を放熱するヒートシンクとしても機能する。第１筐体４１は、例えば、アルミダイカストなどの金属材料により形成されるが、その他の材料で形成されてもよい。なお、載置面４３と発光装置１０との間には、放熱部材（放熱シートまたは放熱グリスなど）が介在してもよい。
第２筐体４２は、筐体４０のうち光出射側の部分であり、第２筐体４２には、光出射口４４が設けられる。第２筐体４２は、内径が設置面側から光出射側に向かって漸次小さくなる略円筒状である。第２筐体４２は、例えば、アルミダイカストなどの金属材料により形成されるが、その他の材料で形成されてもよい。
なお、図示されないが、筐体４０に収容された発光装置１０には、外部電源２５から引き出された電線が電気的に接続される。この電線は、例えば、第２筐体４２に設けられた開口を通じて筐体４０の内部に挿入される。
［実施の形態２の効果等］
以上説明したように、照明装置１００は、発光装置１０と、発光装置１０に対向配置されるレンズ３０とを備える。
このように、発光装置１０とレンズ３０とが対向配置される場合、レンズ３０を含めた光学設計において、発光装置１０の発光領域（封止部材１３が配置された領域）の中心部を基準とすることが多い。そうすると、照明装置１００が光を照射する照射面においては、発光装置１０の中心部の光の影響が大きくなる。
ここで、上述のように、発光装置１０においては、発光期間が第２発光素子群１２ｂよりも長い第１発光素子群１２ａが、第２発光素子群１２ｂよりも発光領域の中心寄り（基板１１の中心寄り）に配置される。これにより、照射面への影響が大きくなる発光領域の中心寄りの位置に発光期間の長い第１発光素子群１２ａが配置されるまた、発光期間が第１発光素子群１２ａよりも短い第２発光素子群１２ｂ及び第３発光素子群１２ｃは、照射面への影響が小さくなる発光領域の周辺寄りに配置される。これにより、ちらつきが低減される。
なお、照明装置１００は、ダウンライトまたはスポットライトであるとして説明されたが、照明装置１００は、道路灯などその他の照明装置であってもよい。つまり、発光装置１０が使用される照明装置は、特に限定されない。
（他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る発光装置、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。
例えば、上記実施の形態で説明された発光制御回路の回路構成は、一例である。上記回路構成と同様に、本発明の特徴的な機能を実現できる発光制御回路も本発明に含まれる。発光制御回路は、例えば、直列接続された発光素子群の間に配置されるスイッチ素子を含む回路であってもよい。
また、例えば、上記回路構成と同様の機能を実現できる範囲で、ある素子に対して、直列又は並列に、スイッチング素子（トランジスタ）、抵抗素子、又は容量素子等の素子を接続したものも本発明に含まれる。言い換えれば、上記実施の形態における「接続される」とは、２つの端子（ノード）が直接接続される場合に限定されるものではなく、同様の機能が実現できる範囲において、当該２つの端子（ノード）が、素子を介して接続される場合も含む。
また、上記実施の形態において、発光装置の発光領域（封止部材が配置される領域）は、円形であったが、発光領域は、矩形であってもよい。また、第２発光素子群及び第３発光素子群は、矩形の環状に配置されてもよい。
また、上記実施の形態では、ＣＯＢ構造の発光装置について説明したが、本発明は、ＳＭＤ構造の発光装置にも適用可能である。ＳＭＤ構造の発光装置は、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）とを有するＳＭＤ型のＬＥＤ素子を発光素子として備える。
また、上記実施の形態では、発光装置は、青色光を発するＬＥＤチップと黄色蛍光体との組み合わせによって白色光を出射したが、白色光を出射するための構成はこれに限らない。例えば、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂と、青色光を発するＬＥＤチップとが組み合わされてもよい。あるいは、青色光を発するＬＥＤチップよりも短波長である紫色光または紫外光を発するＬＥＤチップと、紫色光または紫外光により励起されることで青色光、赤色光及び緑色光を発する、青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体とが組み合わされてもよい。つまり、ＬＥＤチップは、紫色光または紫外光を発してもよい。
また、上記実施の形態では、発光装置に用いる発光素子としてＬＥＤチップが例示された。しかしながら、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等の固体発光素子が、発光素子として採用されてもよい。
また、発光装置には、発光色が異なる２種類以上の発光素子が用いられてもよい。例えば、発光装置は、演色性を高めるなどの目的で、青色光または紫色光を発するＬＥＤチップに加えて赤色光を発するＬＥＤチップを備えてもよい。
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 発光装置
１１ 基板
１２ ＬＥＤチップ（発光素子）
１２ａ 第１発光素子群
１２ｂ 第２発光素子群
１３ 封止部材
１６ａ 第１スイッチ素子
１６ｂ 第２スイッチ素子
１７ 全波整流回路
１８ 制御部
２０ 発光制御回路
２５ 外部電源
３０ レンズ
１００ 照明装置

Claims (9)

  1. 基板と、
    前記基板上に配置される、第１発光素子群及び第２発光素子群と、
    脈流電圧を供給することにより、前記第１発光素子群及び前記第２発光素子群を発光させる発光制御回路とを備え、
    前記発光制御回路は、
    前記脈流電圧が所定の大きさ以下の第１期間に前記第１発光素子群及び前記第２発光素子群のうち前記第１発光素子群のみを前記脈流電圧の供給によって発光させ、
    前記脈流電圧が前記所定の大きさよりも大きい第２期間に前記第１発光素子群及び前記第２発光素子群を前記脈流電圧の供給によって発光させ、
    前記基板上において、前記第２発光素子群は、前記第１発光素子群を囲むように配置される
    発光装置。
  2. 前記発光制御回路は、前記基板上に配置される
    請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記発光制御回路は、
    前記第１発光素子群に前記脈流電圧を供給するためにオンされる第１スイッチ素子と、
    前記第２発光素子群に前記脈流電圧を供給するためにオンされる第２スイッチ素子とを含む
    請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記発光制御回路は、交流電圧を全波整流して前記脈流電圧を生成する全波整流回路を含み、
    前記全波整流回路の一方の出力端子は、前記第１発光素子群のアノード端に電気的に接続され、
    前記第１発光素子群のカソード端は、前記第２発光素子群のアノード端及び前記第１スイッチ素子の一端に電気的に接続され、
    前記第２発光素子群のカソード端は、前記第２スイッチ素子の一端に電気的に接続され、
    前記全波整流回路の他方の出力端子は、前記第１スイッチ素子の他端及び前記第２スイッチ素子の他端に電気的に接続される
    請求項３に記載の発光装置。
  5. 前記発光制御回路は、前記第１期間に前記第１スイッチ素子及び前記第２スイッチ素子のうち前記第１スイッチ素子のみをオンし、前記第２期間に前記第１スイッチ素子及び前記第２スイッチ素子のうち前記第２スイッチ素子のみをオンする制御部を含む
    請求項３または４に記載の発光装置。
  6. さらに、前記第１発光素子群及び前記第２発光素子群を一括封止する封止部材を備える
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
  7. 前記第１発光素子群に含まれる発光素子の数は、前記第２発光素子群に含まれる発光素子の数よりも多い
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. 前記第１発光素子群に含まれる発光素子の数は、前記第２発光素子群に含まれる発光素子の数よりも少ない
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置と、
    前記発光装置に対向配置されるレンズとを備える
    照明装置。
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