JP2020136619A

JP2020136619A - 発光装置及び照明装置

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Publication number: JP2020136619A
Application number: JP2019032172A
Authority: JP
Inventors: 考志大村; Takashi Omura
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2020-08-31

Abstract

【課題】受光者が覚える違和感を低減しつつ、受光者のメラトニンの分泌を調整できる発光装置等を提供する。
【解決手段】発光装置１は、第１発光素子１１、第２発光素子２１及び第３発光素子２２のうち第１発光素子１１のみを含み、第１色温度を有する第１白色光を発する第１発光部１０と、第２発光素子２１及び第３発光素子２２を含み、第２色温度を有する第２白色光を発する第２発光部２０と、第１発光部１０及び第２発光部２０が、それぞれ独立して各々の発光強度が制御される端子とを備え、第１発光素子１１及び第２発光素子２１から発せられる光のピーク波長は、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下であり、第３発光素子２２から発せられる光のピーク波長は、４８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、第１色温度と第２色温度との差は、１０００Ｋ以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置及び照明装置に関する。

従来、使用目的又は使用状況等に応じて照明光の色温度を変化させることができるＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）照明が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。また、特定の波長範囲の光を浴びることで、メラトニンの分泌が抑制されることが知られている（例えば特許文献２及び非特許文献１参照）。色温度を変化させることができる色温度可変型のＬＥＤ照明を用いて、照明光の色温度を変化させることにより、受光者のメラトニンの分泌を調整し、サーカディアンリズムを調整できる可能性があるとされている。

特開２０１６−１６２９７９号公報特許第６４０８１６６号公報

Ｒ．Ｊ．Ｌｕｃａｓｅｔ．Ａｌ， "Ｍｅａｓｕｒｉｎｇａｎｄｕｓｉｎｇｌｉｇｈｔｉｎｔｈｅｍｅｌａｎｏｐｓｉｎａｇｅ"，ＴｒｅｎｄｓｉｎＮｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１４年１月，Ｖｏｌ．３７，Ｉｓｓｕｅ１，ｐｐ．１−９

高色温度の光はメラトニンの分泌抑制に寄与する波長範囲の発光強度が高い。そのため、１日の始まりに高色温度の光を照射し、一日の終わりには低色温度の光を照射して、メラトニンの分泌抑制に寄与する波長範囲の発光強度を変化させることで、受光者のメラトニンの分泌が調整される。一方で、メラトニンの分泌を調整するために色温度を変化させる場合、色温度の変化によって空間の見え方が違ったものになるため、受光者は、ある一定の色温度に慣れてしまうと、異なる色温度に変化したときに、違和感を覚えることがある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、受光者が覚える違和感を低減しつつ、受光者のメラトニンの分泌を調整できる発光装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る発光装置は、第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子のうち前記第１発光素子のみを含み、第１色温度を有する第１白色光を発する第１発光部と、前記第２発光素子及び前記第３発光素子を含み、第２色温度を有する第２白色光を発する第２発光部と、前記第１発光部及び前記第２発光部が、それぞれ独立して各々の発光強度が制御される端子と、を備え、前記第１発光素子及び前記第２発光素子から発せられる光のピーク波長は、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下であり、前記第３発光素子から発せられる光のピーク波長は、４８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、前記第１色温度と前記第２色温度との差は、１０００Ｋ以下である。

また、本発明の一態様に係る照明装置は、上記発光装置と、前記発光装置に、当該発光装置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。

本発明に係る発光装置等は、受光者が覚える違和感を低減しつつ、受光者のメラトニンの分泌を調整できる。

図１は、実施の形態１に係る発光装置の平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における実施の形態１に係る発光装置の断面図である。図３は、メラトニン分泌抑制の作用関数及び視感度関数を示す図である。図４は、実施例１及び実施例２に係る発光装置が発する光のスペクトルを示す図である。図５は、比較例１に係る発光装置が発する光のスペクトルを示す図である。図６は、実施の形態２に係る照明装置の断面図である。図７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。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又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等は、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。また、本発明を示すために適宜強調、省略、又は比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、及び比率とは異なる場合がある。

また、本明細書及び図面において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、ｚ軸方向を鉛直方向とし、ｚ軸に垂直な方向（ｘｙ平面に平行な方向）を水平方向としている。なお、ｚ軸の正方向を鉛直下方（光出射方向）としている。

（実施の形態１）
［構成］
まず、実施の形態１に係る発光装置１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る発光装置の平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における実施の形態１に係る発光装置の断面図である。

図１及び図２に示されるように、発光装置１は、基板５と、複数の第１発光部１０と、複数の第２発光部２０と、第１給電端子４１ａと、第２給電端子４１ｂと、第３給電端子４１ｃと、配線４２とを備える。第１発光部１０は、第１色温度を有する第１白色光を発し、第２発光部２０は、第２色温度を有する第２白色光を発する。なお、以下では、第１発光部１０及び第２発光部２０を総称して単に「発光部」と記載する場合がある。

基板５は、複数の発光部、及び、各発光部に電力を供給するための、第１給電端子４１ａ、第２給電端子４１ｂ、第３給電端子４１ｃ並びに複数の配線４２が設けられた基板である。なお、本明細書において、第１給電端子４１ａ、第２給電端子４１ｂ及び第３給電端子４１ｃは、端子の一例である。第１給電端子４１ａ、第２給電端子４１ｂ及び第３給電端子４１ｃは、配線４２の一端と電気的に接続され、発光部に電力を供給する電源と接続するための端子である。

基板５は、例えば、メタルベース基板又はセラミック基板である。また、基板５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又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、鉄合金基板又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５として、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５として光反射率の高い基板が採用されることで、発光素子が発する光を基板５の表面で反射させることができる。この結果、発光装置１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５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又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、図１に示される基板５は矩形であるが、正方形及び円形等のその他の形状であってもよい。

第１発光部１０は、複数の第１発光素子１１と、第１封止部材１５と、第１蛍光部材１６と、ボンディングワイヤ４３とを含む。第２発光部２０は、複数の第２発光素子２１と、複数の第３発光素子２２と、第２封止部材２５と、第２蛍光部材２６と、ボンディングワイヤ４３を含む。なお、第１発光素子１１、第２発光素子２１及び第３発光素子２２を総称して単に「発光素子」と記載する場合がある。同様に、第１封止部材１５及び第２封止部材２５を総称して単に「封止部材」と記載する場合がある。第１蛍光部材１６及び第２蛍光部材２６を総称して単に「蛍光部材」と記載する場合がある。

図１及び図２に示されるように、発光装置１は、発光部に含まれる発光素子が基板５上に直接実装されており、いわゆるＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）構造の発光モジュールである。基板５上には、複数の発光素子からなる発光素子列が複数設けられ、発光素子列ごとに発光部を形成している。つまり、基板５上には、封止部材により封止された発光素子列からなる発光部が複数設けられている。複数の第１発光部１０においては、各発光素子列を構成する全ての第１発光素子１１が、発光素子列ごとに第１封止部材１５に一括で封止されている。第１発光部１０は、第１発光素子１１、第２発光素子２１及び第３発光素子２２のうち、第１発光素子１１のみを含む。複数の第２発光部２０においては、各発光素子列を構成する全ての第２発光素子２１及び第３発光素子２２が、発光素子列ごとに第２封止部材２５に一括で封止されている。つまり、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０は、各々個別に封止部材で封止された構造を有する。なお、第１封止部材１５と第２封止部材２５との間に隙間が設けられているが、これに限らず、第１封止部材１５と第２封止部材２５とは、隙間なく接する構造であってもよい。なお、第１発光部１０に含まれる第１発光素子１１の数は特に制限されず、第１発光部１０は、少なくとも１つの第１発光素子１１を含んでいればよい。また、第２発光部２０に含まれる第２発光素子２１及び第３発光素子２２の数は特に制限されず、第２発光部２０は、少なくとも１つの第２発光素子２１と、少なくとも１つの第３発光素子２２とを含んでいればよい。

図１に示されるように、構造的には、Ｘ軸方向に沿う発光部が７列、基板５上に設けられている。第１発光部１０及び第２発光部２０はそれぞれ、互いに略平行な複数の線（ｘ軸に略平行な線）の各々に沿って配置されている。具体的には、３つの第１発光部１０と４つの第２発光部２０とが基板５上に配置されている。第１発光部１０と第２発光部２０とは、その並び方向（ｙ軸方向）において、交互に配置されている。なお、第１発光部１０及び第２発光部２０の数に、特に制限は無く、発光装置１は、少なくとも１つの第１発光部１０と、少なくとも１つの第２発光部２０とを備えていればよい。

それぞれの発光素子列に含まれる一列分の複数の発光素子においては、隣り合う発光素子同士がボンディングワイヤ４３によってＣｈｉｐ−Ｔｏ−Ｃｈｉｐで電気的に接続されている。また、複数の発光素子のうち配線４２と隣り合う位置にある発光素子は、当該発光素子と隣り合う配線４２とボンディングワイヤ４３を介して電気的に接続されている。

複数の第１発光部１０同士は、配線４２を介して、電気的に直列に接続されている。第１給電端子４１ａは、配線４２を介して、複数の第１発光部１０が電気的に接続された接続体のうち一端の第１発光部１０と電気的に接続されている。また、第２給電端子４１ｂは、配線４２を介して、複数の第１発光部１０が電気的に接続された接続体のうち他端の第１発光部１０と電気的に接続されている。第１給電端子４１ａが電源（不図示）の正極に電気的に接続され、第２給電端子４１ｂが電源（不図示）の負極に電気的に接続されることで、複数の第１発光部１０に電力が供給される。

複数の第２発光部２０は、配線４２を介して、電気的に直列に接続されている。第１給電端子４１ａは、配線４２を介して、複数の第２発光部２０が電気的に接続された接続体のうち一端の第２発光部２０と電気的に接続されている。また、第３給電端子４１ｃは、配線４２を介して、複数の第２発光部２０が電気的に接続された接続体のうち他端の第２発光部２０と電気的に接続されている。第１給電端子４１ａが電源（不図示）の正極に電気的に接続され、第３給電端子４１ｃが電源（不図示）の負極に電気的に接続されることで、複数の第２発光部２０に電力が供給される。

このように、複数の第１発光部１０と複数の第２発光部２０とは、それぞれ独立して電力が供給されるため、それぞれの発光強度が独立して制御可能である。

なお、図１においては、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０は、共通の第１給電端子４１ａにより正極に接続されているが、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０がそれぞれ別の給電端子により正極に接続されてもよい。また、図１においては、第１給電端子４１ａが正極に接続され、第２給電端子４１ｂ及び第３給電端子４１ｃが負極に接続されているが、正極と負極とは入れ替わってもよい。

第１給電端子４１ａ、第２給電端子４１ｂ、第３給電端子４１ｃ、配線４２及びボンディングワイヤ４３は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）等の金属材料から構成されている。

第１発光素子１１及び第２発光素子２１は、最大ピーク波長が４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の光を発する発光素子である。第１発光素子１１及び第２発光素子２１としては、例えば、単一の発光ピークの青色光を放射する青色ＬＥＤが用いられる。具体的な青色ＬＥＤとしては、例えば、インジウム・ガリウム・ナイトライド系の材料によって構成された窒化ガリウム系のＬＥＤが用いられる。なお、第１発光素子１１と第２発光素子２１とは、同じ材料の発光素子であってもよく、異なる材料の発光素子であってもよい。また、複数の第１発光素子１１同士及び複数の第２発光素子２１同士は、それぞれ、同じ材料の発光素子であってもよく、異なる材料の発光素子であってもよい。

第３発光素子２２は、最大ピーク波長が４８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光を発する発光素子である。第３発光素子２２としては、例えば、単一の発光ピークの青緑色光を放射する青緑色ＬＥＤが用いられる。具体的な青緑色ＬＥＤとしては、例えば、インジウム・ガリウム・ナイトライド系の材料によって構成された窒化ガリウム系のＬＥＤが用いられる。

第２発光部２０は、第３発光素子２２よりも波長の短い第２発光素子２１を含むことにより、第２発光部２０に含まれる蛍光体の発光効率の低下を抑制することができる。図１においては、複数の第２発光部２０に含まれる発光素子として、１４個の第２発光素子２１及び８個の第３発光素子２２が含まれる。第２発光素子２１及び第３発光素子２２の数は、特に制限は無く、目的とする第２白色光のスペクトル形状に応じて設定すればよい。

第１封止部材１５及び第２封止部材２５は、それぞれ発光素子を封止し、蛍光部材が分散した透光性樹脂材料である。透光性樹脂材料としては、特に限定はされないが、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はユリア樹脂等が用いられる。

第１蛍光部材１６は、第１封止部材１５に分散しており、第１発光素子１１から発せられる光の一部により励起されて光を発する。これにより、第１発光部１０は、第１発光素子１１が発する光、及び、第１蛍光部材１６が発する光を混合して、第１白色光を発する。第１蛍光部材１６は、例えば、第１赤色蛍光体１６ａ及び第１緑色蛍光体１６ｂから構成される。第１赤色蛍光体１６ａ及び第１緑色蛍光体１６ｂの配合比率及び配合量は、目的とする第１白色光のスペクトル形状となるように調整される。なお、第１蛍光部材１６は、第１赤色蛍光体１６ａ及び第１緑色蛍光体１６ｂ以外の蛍光体を含んでいてもよい。

第２蛍光部材２６は、第２封止部材２５に分散しており、第２発光素子２１から発せられる光の一部により励起されて光を発する。これにより、第２発光部２０は、第２発光素子２１が発する光、第３発光素子２２及び、第２蛍光部材２６が発する光を混合して、第２白色光を発する。第２蛍光部材２６は、例えば、第２赤色蛍光体２６ａ及び第２緑色蛍光体２６ｂから構成される。第２赤色蛍光体２６ａ及び第２緑色蛍光体２６ｂの配合比率及び配合量は、目的とする第２白色光のスペクトル形状となるように調整される。なお、第２蛍光部材２６は、第２赤色蛍光体２６ａ及び第２緑色蛍光体２６ｂ以外の蛍光体を含んでいてもよい。

第１赤色蛍光体１６ａ及び第２赤色蛍光体２６ａは、例えば、最大ピーク波長が６００ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の赤色光を発する赤色蛍光体である。具体的な赤色蛍光体としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、Ｃａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、ＫＳｉＦ_６：Ｍｎ、ＫＴｉＦ_６：Ｍｎ等が挙げられる。これらの中でも、赤色蛍光体としては、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ等の窒化物蛍光体（ＣＡＳＮ蛍光体）であるとよい。第１赤色蛍光体１６ａ及び第２赤色蛍光体２６ａとしては、１種類の蛍光体が用いられてもよく、複数種の蛍光体を混合して用いられてもよい。また、第１赤色蛍光体１６ａと第２赤色蛍光体２６ａとは、同じ種類の蛍光体であってもよく、異なる種類の蛍光体であってもよい。

第１緑色蛍光体１６ｂ及び第２緑色蛍光体２６ｂは、例えば、最大ピーク波長が５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の緑色光を発する緑色蛍光体である。具体的な緑色蛍光体としては、例えば、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ｇａ，Ａｌ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕ、（Ｙ，Ｌｕ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、βサイアロン蛍光体等が挙げられる。これらの中でも、後述する第１白色光及び第２白色光のスペクトルを調整しやすい観点から、緑色蛍光体としては、βサイアロン蛍光体、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ等のルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬｕＡＧ）蛍光体、又は、Ｙ_３（Ｇａ，Ａｌ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ等のイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体であるとよい。特に緑色蛍光体として、βサイアロン蛍光体が用いられることで、第１白色光又は第２白色光の演色性が向上しやすい。第１緑色蛍光体１６ｂ及び第２緑色蛍光体２６ｂとしては、１種類の蛍光体が用いられてもよく、複数種の蛍光体を混合して用いられてもよい。第１緑色蛍光体１６ｂと第２緑色蛍光体２６ｂとは、同じ種類の蛍光体であってもよく、異なる種類の蛍光体であってもよい。

［動作］
次に、実施の形態１に係る発光装置１の動作について説明する。

複数の第１発光部１０は、電力が供給されると、第１色温度を有する第１白色光を発し、複数の第２発光部２０は、電力が供給されると、第２色温度を有する第２白色光を発する。複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０は、それぞれが独立して電力が供給されることから、発光装置１は、第１白色光のみ又は第２白色光のみを発することが可能である。また、発光装置１は、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部の両方に電力を供給し、第１白色光及び第２白色光の合成光を発することもできる。さらに、発光装置１は、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部それぞれに供給する電流量を変えることで、第１白色光及び第２白色光それぞれの光量を調整することもできる。これにより、発光装置１は、発する光のスペクトルを第１白色光と第２白色光との間で変化させることができる。

ここで、発光装置１が発する光がメラトニンの分泌を抑制する効果について、説明する。図３は、非特許文献１に記載されているメラトニン分泌抑制の作用関数及び視感度関数を示す図である。図３において、点線は、人間のメラトニン分泌抑制のアクションスペクトルであるメラノプシン作用関数である。メラノプシン作用関数は、数値が大きいほどメラトニン分泌を抑制する効果が高い波長であることを示している。また、図３において、実線は、人間の目の明所視での視感度を示す視感度関数である。図３に示されるように、メラノプシン作用関数は、４９０ｎｍで最大となり、４９０ｎｍで最もメラトニン分泌が抑制される。また、視感度関数は、５５５ｎｍで最大となる。

発光装置１の発する光のメラトニン分泌の抑制効果は、メラノプシン効果係数（ＭＥＦ）で表すことができる。ＭＥＦは、例えば、特許文献２に記載された方法等により、発光装置１の発する光のスペクトル、メラノプシン作用関数及び視感度関数から、計算される係数である。ＭＥＦの値が高い光ほど、メラトニン分泌抑制効果が高い光であり、特にＭＥＦの値が０．９以上の場合には、メラトニン抑制効果が高い光であるといえる。

第１発光部１０は、第１発光素子１１、第２発光素子２１及び第３発光素子２２のうち、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の光を発する第１発光素子１１のみを含む。それに対して、第２発光部２０は、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の光を発する第２発光素子２１、及び、４８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光を発する第３発光素子２２を含む。第１発光部１０は、第１色温度を有する第１白色光を発し、第２発光部２０は、第２色温度を有する第２白色光を発する。第１色温度と第２色温度との差は１０００Ｋ以下である。

これにより、第１発光部１０が発する第１白色光のスペクトルは、第３発光素子が発する光の波長範囲にピークを有さず、第２発光部２０が発する第２白色光のスペクトルは、第２発光素子由来及び第３発光素子由来それぞれの波長範囲に、ピークを有する。そのため、第１白色光は、メラトニンの分泌を抑制しやすい波長４９０ｎｍ付近の発光強度が相対的に低くなり、ＭＥＦが低くなる。また、第２白色光は、メラトニンの分泌を抑制しやすい波長４９０ｎｍ付近の発光強度が相対的に高くなり、ＭＥＦが高くなる。さらに、第２発光部２０が第１発光素子１１と発光のピーク波長が近い第２発光素子２１を含むことによって、第２白色光は、第１白色光との色温度の差を小さくすることができる。よって、第１白色光と第２白色光とは、色温度の差が小さく、且つ、受光者のメラトニン分泌抑制効果が互いに異なる。発光装置１は、例えば、昼間には、メラトニン分泌抑制効果の高い第２白色光を照射し、夜間にはメラトニン分泌抑制効果の低い第１白色光を照射する。これにより、発光装置１は、受光者のメラトニンの分泌を調整できる。また、発光装置１は、時間帯によって、第１白色光及び第２白色光それぞれの光量を調整することで、段階的又は連続的に受光者のメラトニン分泌を調整してもよい。以上のように、第１白色光と第２白色光との色温度の差が小さいため、第１白色光と第２白色光とが切り替えられても、受光者は、違和感を覚えにくい。よって、発光装置１は、受光者が覚える違和感を低減しつつ、受光者のメラトニンの分泌を調整できる。

発光装置１において、第１色温度と第２色温度との差は、５００Ｋ以下であってもよい。また、第１色温度と第２色温度とは、同じ色温度であってもよい。これにより、第１白色光と第２白色光とを相互に切り替える場合でも、受光者が覚える違和感をさらに低減できる。

また、第１白色光と第２白色光とをメラトニン分泌抑制効果の差が大きいスペクトルを調整しやすい観点から、第１色温度及び第２色温度は、それぞれ５０００Ｋ以下であってもよく、それぞれ３０００Ｋ以上５０００Ｋ以下であってもよい。

また、４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲における第２白色光の最大発光強度が、４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲における第１白色光の最小発光強度に対して、８倍以上であるとよい。なお、この発光強度の比率は、第１白色光と第２白色光とが同一照度となる場合のスペクトルにおいて比較した比率である。これにより、４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲は、メラトニン分泌抑制への寄与が大きい波長であるため、第１白色光と第２白色光とにおいて、メラトニン分泌抑制効果の差が大きくなり、受光者のメラトニン分泌を調整しやすくなる。

また、第１白色光の平均演色評価数と第２白色光の平均演色評価数との差が１０以下であってもよい。これにより、第１白色光及び第２白色光それぞれの光量を調整して照射する場合に、照明空間における有色物体の見え方の差が小さくなり、受光者が覚える違和感をさらに低減できる。

［実施例］
次に、実施の形態１の実施例１及び実施例２に係る発光装置１が発する光のスペクトルについて、図４を用いて説明する。実施例１及び実施例２に係る発光装置１は、図１に示される構造を有する発光装置１である。実施例１及び実施例２においては、第１発光部１０及び第２発光部２０それぞれ個別に電力を供給し、第１白色光及び第２白色光について評価した。

実施例１に係る発光装置１においては、次の材料が用いられている。第１発光素子１１及び第２発光素子２１には、それぞれ発光のピーク波長が４５０ｎｍの青色ＬＥＤが用いられ、第３発光素子２２には、発光のピーク波長が４９０ｎｍである青緑色ＬＥＤが用いられている。第１赤色蛍光体１６ａには、発光のピーク波長が６５２ｎｍのＣＡＳＮ蛍光体が用いられ、第１緑色蛍光体１６ｂには、発光のピーク波長が５６３ｎｍのＹＡＧ蛍光体が用いられている。第２赤色蛍光体２６ａには、発光のピーク波長が６４０ｎｍのＣＡＳＮ蛍光体が用いられ、第２緑色蛍光体２６ｂには、発光のピーク波長が５３４ｎｍのＬｕＡＧ蛍光体が用いられている。

実施例２に係る第１発光部１０には次の材料が用いられている。第１赤色蛍光体１６ａには、発光のピーク波長が６４０ｎｍのＣＡＳＮ蛍光体が用いられ、第１緑色蛍光体１６ｂには、発光のピーク波長が５３５ｎｍのβサイアロン蛍光体が用いられている。実施例２に係る第２発光部には、実施例１に係る第２発光部と同じ材料が用いられている。

図４は、実施例１及び実施例２に係る発光装置１が発する光のスペクトルを示す図である。図４に示されるスペクトルは、それぞれの発光装置１において、第１白色光と第２白色光とが同一照度となる場合のスペクトルである。

図４において、スペクトルＳ１は、実施例１に係る第１白色光のスペクトルであり、スペクトルＳ２は、実施例２に係る第１白色光のスペクトルであり、スペクトルＳ３は、実施例１及び実施例２に係る第２白色光のスペクトルである。つまり、実施例１に係る発光装置１及び実施例２に係る発光装置１は、同じスペクトルの第２白色光を発する。

スペクトルＳ１及びスペクトルＳ２は、それぞれ、第１赤色蛍光体１６ａと第１緑色蛍光体１６ｂとの配合比率及び配合量を調整することで実現される。スペクトルＳ３は、第２発光素子２１及び第３発光素子２２の数、並びに、第２赤色蛍光体２６ａと第２緑色蛍光体２６ｂとの配合比率及び配合量を調整することで実現される。

まず、実施例１に係る発光装置１が発する光について説明する。図４に示されるように、実施例１に係る第１白色光のスペクトルＳ１は、波長４５０ｎｍに発光強度の最大ピークを有し、メラトニン分泌抑制に寄与が大きい４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲Ｒ１において発光強度の極小を有する。それに対して、実施例１に係る第２白色光のスペクトルＳ３は、波長４９０ｎｍに発光強度の最大ピークを有する。実施例１に係る発光装置１は、波長範囲Ｒ１における第２白色光の最大発光強度Ｘｂ１が、波長範囲Ｒ１における第１白色光の最小発光強度Ｘａ１に対して、９．６倍であり、メラトニン分泌抑制に寄与が大きい波長範囲での発光強度の差が大きい。

また、実施例１に係る第１白色光の色温度（第１色温度）は４０００Ｋであり、ＭＥＦは０．５９であり、平均演色評価数は７３である。実施例１に係る第２白色光の色温度（第２色温度）は４０００Ｋであり、ＭＥＦは０．９４であり、平均演色評価数は８４である。

よって、実施例１に係る発光装置１が発する光は、第１白色光を照射することでメラトニン分泌抑制効果が小さい光となり、第２白色光を照射することでメラトニン分泌抑制効果が大きい光となる。また、第１白色光及び第２白色光の色温度はどちらも４０００Ｋであり、第１白色光及び第２白色光それぞれの光量を調整して照射する場合に、色温度の変化が小さい。よって、実施例１に係る発光装置１は、受光者が覚える違和感を低減しつつ、受光者のメラトニンの分泌を調整できる。

次に、実施例２に係る発光装置１が発する光について説明する。図４に示されるように、実施例２に係る第１白色光のスペクトルＳ２は、波長４５０ｎｍに発光強度の最大ピークを有し、メラトニン分泌抑制に寄与が大きい４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲Ｒ１において発光強度の極小を有する。それに対して、実施例２に係る第２白色光のスペクトルＳ３は、波長４９０ｎｍに発光強度の最大ピークを有する。実施例２に係る発光装置１は、波長範囲Ｒ１における第２白色光の最大発光強度Ｘｂ２が、波長範囲Ｒ１における第１白色光の最小発光強度Ｘａ２に対して、１０．８倍であり、メラトニン分泌抑制に寄与が大きい波長範囲での発光強度の差が大きい。

また、実施例２に係る第１白色光の色温度（第１色温度）は４０００Ｋであり、ＭＥＦは０．６５であり、平均演色評価数は８３である。実施例２に係る第２白色光の色温度（第２色温度）は４０００Ｋであり、ＭＥＦは０．９４であり、平均演色評価数は８４である。

よって、実施例２に係る発光装置１が発する光は、第１白色光を照射することでメラトニン分泌抑制効果が小さい光となり、第２白色光を照射することでメラトニン分泌抑制効果が大きい光となる。また、第１白色光及び第２白色光の色温度はどちらも４０００Ｋであり、第１白色光及び第２白色光それぞれの光量を調整して照射する場合に、色温度の変化が小さい。よって、実施例２に係る発光装置１は、受光者が覚える違和感を低減しつつ、受光者のメラトニンの分泌を調整できる。さらに、実施例２においては、第１白色光と第２白色光との平均演色評価数の差も小さい。よって、第１白色光及び第２白色光それぞれの光量を調整して照射する場合に、照明空間における有色物体の見え方の差が小さくなり、受光者が覚える違和感がさらに低減される。

［比較例］
次に、比較例１に係る発光装置が発する光のスペクトルについて、図５を用いて説明する。

実施例に係る第２発光部２０は、第２発光素子２１及び第３発光素子２２を備えていたのに対して、比較例１に係る第２発光部は、第２発光素子のみ備える点が実施例とは異なっている。比較例１においては、第１発光部及び第２発光部それぞれ個別に電力を供給し、第１白色光及び第２白色光について評価した。

比較例１に係る発光装置においては、次の材料が用いられている。第１発光素子及び第２発光素子には、発光のピーク波長が４５０ｎｍの青色ＬＥＤが用いられている。第１赤色蛍光体には、発光のピーク波長が６４８ｎｍのＣＡＳＮ蛍光体が用いられ、第１緑色蛍光体には、発光のピーク波長が５３２ｎｍのＹＡＧ蛍光体が用いられている。第２赤色蛍光体には、第１赤色蛍光体と同じ赤色蛍光体が用いられ、第２緑色蛍光体には、第１緑色蛍光体と同じ緑色蛍光体が用いられている。

図５は、比較例１に係る発光装置が発する光のスペクトルを示す図である。図５に示されるスペクトルは、第１白色光と第２白色光とが同一照度となる場合のスペクトルである。

図５において、スペクトルＳ４は、比較例１に係る第１白色光のスペクトルであり、スペクトルＳ５は、実施例１及び実施例２に係る第２白色光のスペクトルである。スペクトルＳ４は、第１赤色蛍光体と第１緑色蛍光体との配合比率及び配合量を調整することで実現される。スペクトルＳ５は、第２赤色蛍光体と第２緑色蛍光体との配合比率及び配合量を調整することで実現される。比較例１に係る発光装置は、色温度の大きく異なる第１白色光と第２白色光とを照射することで、メラトニンの分泌を調整できるように設計された発光装置である。

図５に示されるように、比較例１に係る第１白色光のスペクトルＳ４及び第２白色光のスペクトルＳ５は、いずれも、４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲Ｒ１に、スペクトルの極小が存在する。極小が存在する理由としては、比較例１に係る第１発光部及び第２発光部には、いずれも発光のピーク波長が４５０ｎｍの青色ＬＥＤのみが用いられているためである。比較例１に係る発光装置１は、波長範囲Ｒ１における第２白色光の最大発光強度Ｘｂ３が、波長範囲Ｒ１における第１白色光の最小発光強度Ｘａ３に対して、３．９倍であり、メラトニン分泌抑制への寄与が最も大きい波長範囲での発光強度の差が上述の実施例より小さい。そのため、受光者のメラトニンの分泌を調整するために、第１白色光と第２白色光とは、受光者のメラトニン分泌に寄与するものの、波長範囲Ｒ１よりは寄与が小さい、発光素子由来の波長４５０ｎｍの発光強度が大きく異なる光である。

また、比較例１に係る第１白色光の色温度（第１色温度）は２７００Ｋであり、ＭＥＦは０．４５である。比較例１に係る第２白色光の色温度（第２色温度）が６５００Ｋであり、ＭＥＦが０．９５である。

よって、比較例１に係る発光装置が発する光は、低色温度の第１白色光を照射することでメラトニン分泌抑制効果の小さい光となり、高色温度の第２白色光を照射することでメラトニン分泌抑制効果の大きい光となる。そのため、受光者のメラトニンの分泌を調整する場合には、色温度が大きく変化し、受光者が違和感を覚えることになる。それに対して、上述のように、実施例１及び実施例２に係る発光装置を用いて受光者のメラトニンの分泌を調整する場合には、色温度が変化せず、受光者が違和感を覚えにくい。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る照明装置について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、実施の形態２に係る照明装置１００の断面図である。図７は、実施の形態２に係る照明装置１００及びその周辺部材の外観斜視図である。

図６及び図７に示すように、実施の形態２に係る照明装置１００は、例えば、住宅等の天井に埋込配設されることにより、下方（床面又は壁等）に向けて光を出射するダウンライト等の埋込型照明装置である。

照明装置１００は、上記実施の形態１に係る発光装置１を備える。照明装置１００は、さらに、基部１１０と枠体部１２０とが組み合わ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１３０及び透光パネル１４０とを備える。

基部１１０は、発光装置１が取り付けられる取付台である。また、基部１１０は、発光装置１が発生する熱を放散するヒートシンク（放熱体）としても機能する。基部１１０は、金属材料を用いて略有底円筒状に形成されており、例えば、アルミダイカスト製である。

基部１１０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１１１が一方向に沿って互いに一定の間隔を空けて設けられている。これにより、発光装置１が発生する熱を効率良く放散させることができる。

枠体部１２０は、内面に反射面を有する略円筒状（漏斗状）の補助反射部材１２１と、補助反射部材１２１が取り付けられる枠体本体部１２２とを備える。補助反射部材１２１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又はプレス成形することによって形成されている。枠体部１２０は、枠体本体部１２２が基部１１０に、取付ネジ（図示せず）等によって取り付けられることにより固定されている。

反射板１３０は、内面反射機能を有する略円筒状（漏斗状）の反射部材である。反射板１３０は、例えばアルミニウム等の金属材料を用いて形成されている。あるいは、反射板１３０は、硬質の白色樹脂材料を用いて形成されていてもよい。

透光パネル１４０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１４０は、反射板１３０と枠体部１２０との間に配置された平板であり、反射板１３０に取り付けられている。透光パネル１４０は、例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）及びポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）等の透明樹脂材料を用いて円板状に形成されている。

なお、照明装置１００は、透光パネル１４０を備えなくてもよい。透光パネル１４０を備えない場合には、照明装置１００から出射される光の光束を向上させることができる。

また、図７に示すように、照明装置１００は、発光装置１に、発光装置１を点灯させるための電力を供給する点灯装置１５０と、商用電源等の外部電源からの交流電力を点灯装置１５０に中継する端子台１６０とを備える。点灯装置１５０は、具体的には、端子台１６０から中継される交流電力を直流電力に変換して、変換した直流電力を発光装置１に供給する。

点灯装置１５０及び端子台１６０は、器具本体とは別体に設けられた取付板１７０に固定される。取付板１７０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いる。取付板１７０の長手方向の一端部の下面に点灯装置１５０が固定され、他端部の下面に端子台１６０が固定される。取付板１７０は、器具本体の基部１１０の上部に固定された天板１８０と互いに連結される。

以上のように、実施の形態２に係る照明装置１００は、例えば、発光装置１と、発光装置１に、発光装置１を点灯させるための電力を供給する点灯装置１５０とを備える。

これにより、照明装置１００が上記実施の形態１に係る発光装置１を備えるので、受光者が覚える違和感を低減しつつ、受光者のメラトニンの分泌を調整できる。

また、実施の形態２では、照明装置１００としてダウンライトの一例を示したが、ダウンライトの構成は図示した例に限らない。また、本発明は、ダウンライトに限らず、スポットライト、シーリングライト等の他の照明装置として実現されてもよい。

（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る発光装置及び照明装置について、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、上記実施の形態において、第１発光部１０は、第１蛍光部材１６を含み、第２発光部２０は第２蛍光部材２６を含んだが、これに限らない。第１発光部１０及び第２発光部２０は、白色光を発することができればよく、例えば、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤ等の発光素子を含むことにより、白色光を発するように調色されてもよい。

また、上記実施の形態において、第１蛍光部材１６及び第２蛍光部材２６は、それぞれ赤色蛍光体及び緑色蛍光体から構成されていたが、これに限らない。第１蛍光部材１６及び第２蛍光部材２６は、黄色蛍光体から構成されてもよい。

また、上記実施の形態において、第１発光部１０及び第２発光部２０はそれぞれ、互いに略平行な複数の線の各々に沿って配置されていたが、これに限らない。例えば、第１発光部と第２発光部とは、同心円状に交互に配置されていてもよく、同心多角形状に交互に配置されていてもよい。

また、上記実施の形態において、封止部材は、基板５上の各発光素子列に含まれる全ての複数の発光素子を発光素子列ごとに一括封止したが、これに限らない。例えば、封止部材は、発光素子を１つずつ個別に封止してもよい。また、封止部材は、基板上のすべての発光素子を一括封止してもよい。

また、上記実施の形態では、発光装置１には、基板５上に発光素子を直接実装したＣＯＢタイプの発光モジュールを用いたが、これに限らない。例えば、発光装置として、ＳＭＤ（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＤｅｖｉｃｅ）タイプの発光モジュールを用いてもよい。ＳＭＤタイプの発光モジュールは、発光素子が個々にパッケージ化された表面実装（ＳＭＤ：ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＤｅｖｉｃｅ）タイプの発光デバイスを基板５に複数個実装することで実現できる。ＳＭＤタイプの発光デバイスは、例えば、樹脂製のパッケージ（容器）と、パッケージの凹部の中に実装された発光素子と、パッケージの凹部内に封入された封止部材とを有する。例えば、第１発光部は、第１発光素子と、第１蛍光部材が分散した第１封止部材とを有するＳＭＤタイプの発光デバイスにより構成され、当該発光デバイスは１つでもよく、複数であってもよい。第２発光部は、第２発光素子と、第３発光素子と、第２蛍光部材が分散した第２封止部材とを有するＳＭＤタイプの発光デバイスにより構成され、当該発光デバイスは１つでもよく、複数であってもよい。第２発光部は、第２発光素子と、第２蛍光部材が分散した第２封止部材とを有するＳＭＤタイプの発光デバイスと、第３発光素子を有するＳＭＤタイプの発光デバイスとにより構成されてもよい。また、第１発光部及び第２発光部が複数の発光デバイスを含む場合には、例えば、各発光部に含まれる複数の発光デバイス同士は、電気的に直列に接続される。

１発光装置
１０第１発光部
１１第１発光素子
１５第１封止部材
１６第１蛍光部材
２０第２発光部
２１第２発光素子
２２第３発光素子
２５第２封止部材
２６第２蛍光部材
４１ａ第１給電端子
４１ｂ第２給電端子
４１ｃ第３給電端子
１００照明装置
１５０点灯装置

Claims

第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子のうち前記第１発光素子のみを含み、第１色温度を有する第１白色光を発する第１発光部と、
前記第２発光素子及び前記第３発光素子を含み、第２色温度を有する第２白色光を発する第２発光部と、
前記第１発光部及び前記第２発光部が、それぞれ独立して各々の発光強度が制御される端子と、を備え、
前記第１発光素子及び前記第２発光素子から発せられる光のピーク波長は、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下であり、
前記第３発光素子から発せられる光のピーク波長は、４８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、
前記第１色温度と前記第２色温度との差は、１０００Ｋ以下である
発光装置。
前記第１色温度と前記第２色温度との差は、５００Ｋ以下である
請求項１に記載の発光装置。
前記第１色温度と前記第２色温度とが同じである
請求項１又は２に記載の発光装置。
前記第１色温度及び前記第２色温度は、それぞれ５０００Ｋ以下である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第１白色光と前記第２白色光とが同一照度となる場合のスペクトルにおいて、
４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲における前記第２白色光の最大発光強度が、４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲における前記第１白色光の最小発光強度に対して、８倍以上である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第１白色光の平均演色評価数と前記第２白色光の平均演色評価数との差が１０以下である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第１発光部は、さらに、前記第１発光素子から発せられる光により励起されて光を発する第１蛍光部材を含み、
前記第２発光部は、さらに、前記第２発光素子から発せられる光により励起されて光を発する第２蛍光部材を含む
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第１発光部は、さらに、前記第１発光素子を封止する第１封止部材を含み、
前記第２発光部は、さらに、前記第２発光素子及び前記第３発光素子を封止する第２封止部材を含む
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置。
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、当該発光装置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。