JP2021057201A - 光源モジュール及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】白色領域において、所望の色に調色できる光源モジュール、及びその光源モジュールを備える照明装置を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、光源モジュールは、導体と、第１の素子と、第２の素子と、を具備する。導体は、基板上に形成され、導電性を有する。第１の素子は、導体を介して供給される電力によって、第１の白色で発光する。第２の素子は、導体を介して供給される電力によって、第１の白色とは異なる第２の白色で発光する。第１の素子及び第２の素子は、導体を介して電気的に接続される。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、光源モジュール及び照明装置に関する。

照明装置の光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）が、白熱電球等の代わりに、普及している。ＬＥＤを光源（発光素子）として用いることにより、省電力化が実現されるため、地球温暖化の原因の１つとなるＣＯ_２の発生が削減される。ＬＥＤを発光素子（素子）として用いた光源モジュールとしては、ＬＥＤを備えるＳＭＤ（Surface Mount Device）又はＣＳＰ（Chip Scale Package）等を基板上に実装したものがある。前述のような光源モジュールを形成することにより、照明装置の使用者にとって所望の特性を実現している。

特開２０１４−１４３３０７号公報

ＬＥＤが光源として用いられると、光源が用いられる環境によっては、白色領域において、光源単体で発光する光色から色ズレすることがある。

本発明が解決しようとする課題は、白色領域において、所望の色に調色できる光源モジュール、及びその光源モジュールを備える照明装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のある態様の光源モジュールは、導体と、第１の素子と、第２の素子と、を具備する。導体は、基板上に形成され、導電性を有する。第１の素子は、導体を介して供給される電力によって発光し、第１の白色で発光する。第２の素子は、導体を介して供給される電力によって発光し、第１の白色とは異なる第２の白色で発光する。第１の素子及び第２の素子は、導体を介して電気的に接続される。

本発明によれば、白色領域において、所望の色に調色可能な光源モジュール、及びその光源モジュールを備える照明装置を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る照明装置の一例を示す概略図である。 図２は、第１の実施形態に係る光源モジュールの構成の一例を示す概略図である。

実施形態の光源モジュール（２）は、導体（８）と、第１の素子（２１Ａ）と、第２の素子（２１Ｂ）と、を具備する。導体（８）は、基板（１２）上に形成され、導電性を有する。第１の素子（２１Ａ）は、導体（８）を介して供給される電力によって、第１の白色で発光する。第２の素子（２１Ｂ）は、導体（８）を介して供給される電力によって、第１の白色とは異なる第２の白色で発光する。第１の素子（２１Ａ）及び第２の素子（２１Ｂ）は、導体を介して電気的に接続される。これにより、光源モジュール（２）は、白色領域において、光源モジュール（２）の発光色を所望の色に調色できる。

また、実施形態の光源モジュール（２）において、第２の白色の相関色温度は、第１の白色の相関色温度と異なる。これにより、光源モジュール（２）は、白色領域において、光源モジュール（２）の発光色を、より確実に所望の色に調色できる。

また、実施形態の光源モジュール（２）において、第１の白色の相関色温度と第２の白色の相関色温度との差が６００Ｋ以内である。これにより、光源モジュール（２）は、白色領域において、光源モジュール（２）が発光する光の色ムラを抑制できる。

また、実施形態の照明装置（１）は、上述の光源モジュール（２）を具備する。これにより、照明装置（１）は、白色領域において、照明装置（１）から発光される光の色ムラを抑制し、かつ、照明装置（１）の発光色を、白色領域において、所望の色に調色することができる。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る照明装置の一例を示す概略図である。図１に示すように、照明装置１は、光源モジュール２、複数の電源３、及び、制御部５を備える。図１の一例では、電源３は、２つ設けられる。光源モジュール２は、複数の素子群７、及び、導電性を有する導体８を備える。図１の一例では、素子群７は、２つ設けられ、電源３の数は、素子群７の数と同一である。また、導体８は、例えば、導電性を有する金属から形成される。

また、光源モジュール２では、導体８によって回路１１が形成される。回路１１の数は、素子群７の数と同一であり、図１の一例では、回路１１は、２つ設けられる。回路１１は、互いに対して、電気的に絶縁される。回路１１のそれぞれには、電源３の対応する１つから電力が出力される。素子群７のそれぞれは、回路１１の対応する１つに配置される。素子群７のそれぞれには、電源３の対応する１つから回路１１の対応する１つを介して、電力が供給される。素子群７のそれぞれは、回路１１の対応する１つ（導体８）を介して供給される電力によって、発光する。

制御部（コントローラ）５は、例えば、コンピュータ等である。制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含むプロセッサ又は集積回路、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。制御部５は、集積回路等を１つのみ備えてもよく、集積回路等を複数備えてもよい。制御部５は、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。

制御部５は、電源３のそれぞれからの出力を制御する。電源３のそれぞれにおいて出力が制御されることにより、回路１１の対応する１つを流れる電流が制御され、素子群７の対応する１つの発光等が制御される。電源３では、互いに対して独立して、出力が制御される。このため、複数の素子群７は、互いに対して独立して、発光等の駆動が制御される。すなわち、複数の素子群７は、互いに対して異なる制御系統で駆動が制御される。したがって、素子群７の駆動を制御する制御系統の数は、素子群７の数と同一になる。

なお、ある一例では、電源が１つのみで、代わりに、素子群７と同一の数だけリレー回路（駆動回路）が設けられてもよい。この場合、制御部５は、リレー回路のそれぞれの駆動を制御することにより、回路１１の対応する１つを流れる電流を制御し、素子群７の対応する１つの駆動を制御する。そして、複数のリレー回路は、互いに対して独立して、制御される。このため、本一例でも、複数の素子群７は、互いに対して独立して、発光等の駆動が制御される。

図２は、第１の実施形態に係る光源モジュールの構成の一例を示す概略図である。図２の一例では、光源モジュール２は、基板１２を有する。基板１２の一対の主面の一方には、前述の素子群７が設置されるとともに、導体８によって前述の回路１１が形成される。基板１２では、少なくとも回路１１が形成される主面は、電気的絶縁性を有する。このため、回路１１は、基板１２の一方の主面によって、互いに対して電気的に絶縁される。

また、基板１２において素子群７が設置される主面には、プラス側電極（端子）１５、及び、マイナス側電極（端子）１６が、設置される。図２の一例では、プラス側電極１５の数及びマイナス側電極１６の数は、素子群７の数及び回路１１の数と同一である。回路１１のそれぞれは、基板１２において、プラス側電極１５の対応する１つとマイナス側電極１６の対応する１つと間に、延設される。回路１１のそれぞれでは、電源３の対応する１つからの電力によって素子群７の対応する１つが発光している状態において、プラス側電極１５の対応する１つからマイナス側電極１６の対応する１つへ、電流が流れる。

なお、ある一例では、マイナス側電極が１つのみ設けられ、１つのマイナス側電極が全ての回路１１で共用されてもよい。この場合も、プラス側電極１５の数は、回路１１の数及び素子群７の数と同一となる。そして、回路１１のそれぞれは、プラス側電極１５の対応する１つと共用のマイナス側電極との間に、延設される。本一例でも、制御部５によって電源３からの出力又はリレー回路の駆動が制御されることにより、複数の素子群７は、互いに対して独立して、発光等の駆動が制御される。

素子群（発光素子群）７のそれぞれは、複数種類の素子（発光素子）を備える。複数種類の素子は、互いに対して相関色温度（ＣＣＴ）が異なる。回路１１のそれぞれでは、素子群７の対応する１つの複数種類の素子が、互いに対して電気的に接続される。すなわち、素子群７のそれぞれでは、複数種類の素子が、回路１１の対応する１つ（導体８）を介して、電気的に接続される。本実施形態では、素子群７（回路１１）のそれぞれにおいて、複数種類の素子が電気的に直列に接続される。なお、ある一例では、素子群７のいずれかにおいて、複数種類の素子が電気的に並列に接続されてもよい。また、別のある一例では、素子群７のいずれかにおいて、複数種類の素子が電気的に直列に接続される直列接続構造、及び、複数種類の素子が電気的に並列に接続される並列接続構造の両方が、形成されてもよい。図２の一例では、素子群７のそれぞれにおいて、複数種類の素子が直列接続構造である。

ここで、前述のように、素子群７は、互いに対して独立して、制御される。ただし、素子群７のそれぞれでは、複数種類の素子は、互いに対して独立して制御されない。すなわち、素子群７のそれぞれの駆動が制御されることにより、その素子群を形成する複数種類の素子の全ての駆動が制御される。したがって、素子群７のそれぞれでは、その素子群を形成する複数種類の素子の全てが、１つの制御系統で制御される。

図２の一例では、素子群７は、白色（第１の白色）で発光する素子（第１の素子）２１Ａと、素子２１Ａとは異なる白色（第２の白色）で発光する素子（第２の素子）２１Ｂと、を備える。したがって、素子群７は、２種類の素子２１Ａ，２１Ｂから形成される。このため、図２の一例では、素子群７のそれぞれを形成する素子の種類の数が、同じである。また、図２の一例では、素子群７のそれぞれに備えられる２種類の素子２１Ａ，２１Ｂの総数が同じである。また、図２の一例では、素子群７において、素子２１Ａの数に対する素子２１Ｂの数の比率が、互いに対して同一である。

素子２１Ａの発光する白色（第１の白色）の相関色温度は、素子２１Ｂの発光する白色（第２の白色）の相関色温度と異なる。すなわち、第１の白色の相関色温度が、第２の白色の相関色温度よりも高いか、又は、第２の白色の相関色温度が、第１の白色の相関色温度よりも高い。この場合、素子群７からの発光色の相関色温度は、第１の白色の相関色温度と第２の白色の相関色温度との間の相関色温度（基準相関色温度）となる。

基準相関色温度に対して、第１の白色の相関色温度が−３００Ｋ以内であり、第２の白色の相関色温度が＋３００Ｋ以内であるか、又は、第２の白色の相関色温度が−３００Ｋ以内であり、第１の白色の相関色温度が＋３００Ｋ以内であることが好ましい。言い換えれば、第１の白色の相関色温度と、第２の白色の相関色温度との差は、６００Ｋ以内であることが好ましい。素子２１Ａ，２１Ｂの相関色温度の差をこのようにすることで、白色領域において、光源モジュール２の発光色の色ムラを抑制することができる。なお、白色領域は、相関色温度において、２０００Ｋ〜６５００Ｋである。

図２に示す一例では、素子２１Ａは、平均演色評価数（Ｒａ）が９５、かつ、相関色温度（ＣＣＴ）が５０００Ｋの白色光を発光する素子である。素子２１Ｂは、平均演色評価数（Ｒａ）が９５、かつ、相関色温度（ＣＣＴ）が４５００Ｋの白色光を発光する素子である。そして、素子群７のそれぞれに、２６個の素子２１Ａと、４２個の素子２１Ｂと、が配置される。すなわち、素子群７のそれぞれは、６８個の素子（発光素子）を備える。光源モジュール２は、１３６個の素子（発光素子）を備える。なお、図２では、第１の白色光を発光する素子２１Ａは、ハッチングがされていない。また、第２の白色光を発光する素子２１Ｂは、網目状のハッチングがされている。

光源モジュール２からの発光色は、素子群７からの発光色の混合色になる。素子群７に配置される素子（発光素子）の光色や個数を調整することで、素子群７の発光色を調整できる。このため、光源モジュール２は、白色領域において、光源モジュール２の発光色を所望の色に調色することができる。例えば、本実施形態の光源モジュール２によって、光源を照明器具に入れる際に器具部材の反射率等の影響により生じる光源モジュール単体の光色からの色ズレを、抑制できる。

前述のように、本実施形態では、光源モジュール２は、第１の白色で発光する第１の素子２１Ａと、第１の白色とは異なる第２の白色で発光する第２の素子２１Ｂと、を備える。このため、光源モジュール２は、白色領域において、光源モジュール２の発光色を、所望の色に調色できる。

また、本実施形態の素子２１Ａ，２１Ｂにおいて、第２の白色の色温度は、第１の白色の色温度と異なる。このため、光源モジュール２は、白色領域において、光源モジュール２の発光色を、より確実に所望の色に調色できる。

また、本実施形態の素子２１Ａ，２１Ｂにおいて、第１の白色の色温度と第２の白色の色温度との差が６００Ｋ以内である。このため、光源モジュール２は、白色領域において、光源モジュール２が発光する光の色ムラを抑制できる。

また、本実施形態では、素子２１Ａ，２１Ｂをそれぞれが備える複数の素子群７が、互いに対して独立して制御される。そして、複数の素子群７は、同一の基板１２上に設置される。これにより、光源モジュール２及び照明装置１の大型化が実現され、光源モジュール２（照明装置１）からの光の光束を大きくすることが可能になる。

（変形例）
なお、ある変形例では、複数の素子群７において、素子２１Ａの数に対する素子２１Ｂの数の比率が、互いに対して異なる。このため、本変形例では、複数の素子群７は、互いに対して特性が異なる。本変形例でも、複数の素子群７は、互いに対して独立して、駆動等が制御される。このため、本変形例では、前述の実施形態等と同様の作用及び効果に加えて、以下の作用及び効果を奏する。

すなわち、本変形例では、複数の素子群７は、互いに対して異なる制御系統で駆動が制御され、複数の素子群７のそれぞれは、互いに対して特性が異なる複数種類の素子２１Ａ，２１Ｂを備える。そして、本変形例では、複数の素子群７では、素子２１Ａの数に対する素子２１Ｂの数の比率が、互いに対して異なるため、複数の素子群７の特性は、互いに対して異なる。このため、複数の素子群７を互いに対して独立して制御することにより、例えば、白色領域において、実現し難い特性を有する光を光源モジュール２から発光できる。これにより、照明装置１の使用者等によって追及されている高い付加価値を、光源モジュール２によって実現できる。

また、前述の実施形態等では、２つの素子群７が設けられる構成であるが、光源モジュール２には、互いに対して独立して制御される複数の素子群が設けられていればよい。そして、複数の素子群のそれぞれが、異なる白色を発光する複数種類の素子を備える構成であれば、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。

これらの少なくとも一つの実施形態によれば、光源モジュールは、第１の白色で発光する第１の発光素子と、第１の発光素子と電気的に接続され、第１の白色と異なる第２の白色で発光する第２の発光素子と、を備える。これにより、第１の発光素子の発光色及び第２の発光素子の発光色とは異なる発光色を光源モジュールから発光させることができる。このため、光源モジュールは、白色領域において、光源モジュールの発光色を所望の色に調色できる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１…照明装置、２…光源モジュール、２１Ａ，２１Ｂ…素子、８…導体、１２…基板。

Claims (4)

1. 基板上に形成され、導電性を有する導体と；
   前記導体を介して供給される電力によって発光し、第１の白色で発光する第１の素子と；
   前記導体を介して供給される電力によって発光し、前記第１の白色とは異なる第２の白色で発光する第２の素子と；
   を具備し、
   前記第１の素子及び前記第２の素子は、前記導体を介して電気的に接続される、
   光源モジュール。
2. 前記第２の白色の相関色温度は、前記第１の白色の相関色温度と異なる、請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記第１の白色の相関色温度と前記第２の白色の相関色温度との差が６００Ｋ以内である、請求項１又は２に記載の光源モジュール。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光源モジュールを具備する、照明装置。

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