JP2022161804A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の調色の自由度が高い発光装置を提供する。【解決手段】発光装置は、発光部１１と、第１色度の光を取り出し可能な第１領域１４１と、第１色度とは異なる第２色度の光を取り出し可能な第２領域１４２とを含み、発光部１１が発する光を透過又は通過させる光学部材１４と、発光部１１と光学部材１４との間の距離を変化させる可変機構１５と、を有し、可変機構１５は、発光部１１の光軸１２ｃに沿う方向に発光部１１と光学部材１４との間の距離を変化させる。【選択図】図１

Description

本開示は、発光装置に関する。

発光素子からの光を蛍光体等の波長変換部材により波長変換して出射させる発光装置が知られている。

また、複数組の発光素子の直上における封止樹脂の厚さが組ごとに互いに異なることで、複数組の発光素子のそれぞれを１組だけ発光させたときの封止樹脂からの出射光の色度が互いに異なる構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１２０８９７号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、複数組の発光素子のそれぞれを組ごとに発光させるので発光装置の調色における自由度が低い。

本開示は、光の調色の自由度が高い発光装置を提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る発光装置は、発光部と、第１色度の光を取り出し可能な第１領域と、前記第１色度とは異なる第２色度の光を取り出し可能な第２領域とを含み、前記発光部が発する光を透過又は通過させる光学部材と、前記発光部と前記光学部材との間の距離を変化させる可変機構と、を有し、前記可変機構は、前記発光部の光軸に沿う方向に前記発光部と前記光学部材との間の距離を変化させる。

本開示の一実施形態に係る発光装置は、発光部と、第１色度の光を取り出し可能な第１領域と、前記第１色度とは異なる第２色度の光を取り出し可能な第２領域とを含み、前記発光部が発する光を透過又は通過させる光学部材と、前記発光部と前記光学部材との間に配置され、前記発光部からの光の配光を定める発光側配光部材と、前記発光部と前記発光側配光部材との間の距離を変化させる可変機構と、を有し、前記可変機構は、前記発光部の光軸に沿う方向に前記発光部と前記発光側配光部材との間の距離を変化させる。

本開示の一実施形態によれば、光の調色の自由度が高い発光装置を提供できる。

第１実施形態に係る発光装置の構成例を示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のIA－IA切断線に沿う断面図である。 第１実施形態に係る発光装置における光学部材である波長変換板の製作方法の一例を示す図であり、図２（ａ）乃至図２（ｆ）は各製作工程を示す図である。 第１実施形態に係る発光装置における波長変換板の製作方法の他の例を示す図であり、図３（ａ）及び図３（ｂ）は製作工程の一部を示す図である。 第１実施形態に係る発光装置における調色を説明する図であり、図４（ａ）は色変化前の図、図４（ｂ）は色変化後の図である。 第１実施形態に係る発光装置の色度変化例を示す図であり、図５（ａ）乃至図５（ｃ）は発光装置の状態を示す図、図５（ｄ）はｘｙ色度図である。 第１実施形態の第１変形例に係る発光装置の構成例を示す断面図であり、図６（ａ）は色変化前の図、図６（ｂ）は色変化後の図である。 第１実施形態の第２変形例に係る発光装置の構成例を示す断面図であり、図７（ａ）は色変化前の図、図７（ｂ）は色変化後の図である。 第１実施形態の第３変形例に係る発光装置の構成例を示す断面図であり、図８（ａ）は色変化前の図、図８（ｂ）は色変化後の図である。 第２実施形態に係る発光装置の構成例を示す断面図であり、図９（ａ）は色変化前の図、図９（ｂ）は色変化後の図である。 第２実施形態の変形例に係る発光装置の構成例を示す断面図であり、図１０（ａ）は色変化前の図、図１０（ｂ）は色変化後の図である。 第３実施形態に係る発光装置の配光角と色温度の関係の第１例を示す図である。 第３実施形態に係る発光装置の配光角と色温度の関係の第２例を示すイメージ図である。 第３実施形態の変形例に係る発光装置の構成例を示す断面図であり、図１３（ａ）は色変化前の図、図１３（ｂ）は色変化後の図である。 第４実施形態に係る発光装置の色度変化例を示す図であり、図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）は発光装置の状態を示す図、図１４（ｄ）はｘｙ色度図である。 第５実施形態に係る発光装置の図であり、図１５（ａ）はカラーフィルタの図、図１５（ｂ）は波長変換板の図、図１５（ｃ）及び図１５（ｄ）はｘｙ色度図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明では、複数の図面に表れる同一符号の部分は、同一もしくは同等の部分又は部材を示す。断面図として、切断面のみを示す端面図を用いる場合がある。

また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

以下に示す図でＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向は、実施形態に係る発光装置が備える第１領域を少なくとも含む平面内での所定方向を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は、上記平面内でＸ方向に直交する方向を示し、Ｚ軸に沿うＺ方向は、上記平面に直交する方向を示すものとする。

またＸ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記し、Ｚ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。実施形態では、発光装置が備える発光部は一例として＋Ｚ方向側に光を照射するものとする。また発光部の光軸はＺ軸に沿っている。本明細書においてＺ軸に沿うとは、ある対象がＺ軸に対して±１０°の範囲内の傾きを有することを含む。但し、これらのことは、発光装置の使用時における向きを制限するわけではなく、発光装置の向きは任意である。

実施形態に係る発光装置は、発光部と、該発光部が発する光を透過又は通過させる光学部材と、発光部と光学部材との間の距離を変化させる可変機構とを有するものである。或いは、実施形態に係る発光装置は、発光部と、該発光部が発する光を透過又は通過させる光学部材と、発光部と光学部材との間に配置され、発光部からの光の配光を定める発光側配光部材と、発光部と発光側配光部材との間の距離を変化させる可変機構とを有するものである。この可変機構は、発光部の光軸に沿う方向に発光部と光学部材との間の距離を変化させる。または、この可変機構は、発光部の光軸に沿う方向に発光部と発光側配光部材との間の距離を変化させる。このような発光装置は、各種の照明又は光照射等の用途に使用される。

実施形態では、光学部材は、第１色度の光を取り出し可能な第１領域と、該第１色度とは異なる第２色度の光を取り出し可能な第２領域とを含み、発光部が発する光のうち、第１領域及び第２領域のそれぞれを透過又は通過して混色された光を取り出し可能である。また実施形態では、発光部と光学部材との間の距離、或いは発光部と発光側配光部材との間の距離を、可変機構により発光部の光軸に沿う方向に変化させる。これにより、混色された光の色度を任意に変化可能とし、光の調色の自由度が高い発光装置を提供する。ここで、調色とは光の色を調節することをいう。

以下、実施形態を詳細に説明する。

［第１実施形態］
（発光装置１の構成例）
図１は、第１実施形態に係る発光装置１の構成の一例を示す図である。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のIA－IA切断線に沿う断面図である。

図１に示すように、発光装置１は、発光部実装基板１１と、発光素子１２と、支持体１３と、波長変換板１４と、アクチュエータ１５とを有する。

発光部実装基板１１は、平面視が略矩形状である板状部材であり、発光素子や各種電気素子を実装可能な、配線を備える基板である。発光部実装基板１１には、金属基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、又はガラスエポキシ基板等の各種材質の基板を適用できる。

発光素子１２は、発光部実装基板１１の＋Ｚ方向側の面に実装され、光を発する発光部の一例である。発光素子１２は、電圧が印加されることで自ら発光する半導体素子である。発光素子１２は、少なくとも半導体積層体を備え、少なくとも一対の極性の異なる電極、例えばｐ側電極及びｎ側電極を有する。

半導体の材料には、波長変換部材が含有する蛍光体等の波長変換物質を効率良く励起できる短波長の光を発光可能な材料である、窒化物半導体を用いることが好ましい。窒化物半導体は、主として一般式Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される。発光素子１２の発光ピーク波長は、発光効率、並びに波長変換物質の励起及びその発光との混色関係等の観点から、４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましく、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がよりいっそう好ましい。また、半導体の材料は、ＩｎＡｌＧａＡｓ系半導体、ＩｎＡｌＧａＰ系半導体等を用いることもできる。本開示において一例として、発光素子１２として青色に発光する発光素子を用いた発光装置を説明する。

なお、発光装置１が有する発光部は、発光素子１２に限定されるものではなく、キセノンランプ又は発光素子１２がパッケージに入れられたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の各種光源も利用可能である。但し、波長変換部材が含有する波長変換物質を効率良く励起するためには、短波長の光を発する発光素子が好ましい。

支持体１３は、Ｚ軸に直交する断面が略矩形状である筒状部材である。筒の中心軸はＺ軸に沿っている。支持体１３は、筒の内側に発光素子１２が配置されるように、発光部実装基板１１の＋Ｚ方向側の面に設けられている。

支持体１３の材質には、特に制限はなく、発光装置１の用途に応じて金属材料又は樹脂材料等を適宜選択できる。

波長変換板１４は、第１色度の光を取り出し可能な第１領域１４１と、第１色度とは異なる第２色度の光を取り出し可能な第２領域１４２とを含み、発光素子１２が発する光を透過させる光学部材の一例である。

第１領域１４１は、板状に形成された波長変換板１４の略中央に設けられ、平面視が略矩形状に形成された領域である。第１領域１４１は、発光素子１２が発する光を第１波長の光に変換する波長変換部材を含む。第１領域１４１は、波長変換部材が変換した第１波長の光を第１色度の光として取り出し可能である。図１（ｂ）では、発光素子１２が発する光を実線で表示し、第１色度の光１２１を破線で表示している。

第２領域１４２は、波長変換板１４における第１領域１４１の周囲に第１領域１４１を囲むように設けられ、平面視における外形が略矩形状に形成された領域である。第２領域１４２は、発光素子１２が発する光を第２波長の光に変換する波長変換部材を含む。第２領域１４２は、波長変換部材が変換した第２波長の光を第２色度の光として取り出し可能である。図１（ｂ）では、第２色度の光１２２を点線で表示している。

第１領域１４１及び第２領域１４２がそれぞれ含む波長変換部材は、シリコーン等の樹脂、ガラス、セラミック等を母材として波長変換物質を含有する部材でもよく、ガラス等の成形体の表面に波長変換物質を印刷した部材でもよく、波長変換物質の焼結体であってよい。波長変換物質は、発光素子が発する一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を発する部材である。

波長変換物質としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｌｕ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｔｂ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、βサイアロン系蛍光体（例えば、（Ｓｉ，Ａｌ）_３（Ｏ，Ｎ）_４：Ｅｕ）、α系サイアロン蛍光体（例えば、Ｃａ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６：Ｅｕ）、ＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）若しくはＳＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）等の窒化物系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（例えば、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）、ＫＳＡＦ系蛍光体（例えば、Ｋ_２（Ｓｉ，Ａｌ）Ｆ_６：Ｍｎ）若しくはＭＧＦ系蛍光体（例えば、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ）等のフッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する蛍光体（例えば、ＣｓＰｂ（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）_３）、又は、量子ドット蛍光体（例えば、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＡｇＩｎＳ_２又はＡｇＩｎＳｅ_２）等を用いることができる。上記の蛍光体は粒子である。また、これらの波長変換物質のうちの１種を単体で、又はこれらの波長変換物質のうち２種以上を組み合わせて用いることができる。

アクチュエータ１５は、発光素子１２と波長変換板１４との間の距離を変化させる可変機構の一例である。アクチュエータ１５は、Ｚ軸に沿って移動可能な移動子１５１を含み、支持体１３に設けられている。発光素子１２の光軸１２ｃは、発光素子１２が有する発光面の中心に略一致し、発光部の光軸に対応する。アクチュエータ１５は、発光素子１２の光軸１２ｃに沿う方向に、発光素子１２と波長変換板１４との間の距離を変化させることができる。

アクチュエータ１５には、磁石が作る磁界の中を、コイルを含む移動子が並進運動するボイスコイルモータや、金属製弾性体で発生した固有振動を、摩擦力によって移動子の並進運動に変換する超音波モータ等を使用できる。

但し、可変機構は上記構成に限定されるものではなく、発光素子１２の光軸１２ｃに沿う方向に発光素子１２と波長変換板１４との間の距離を変化させることができれば如何なる構成であってもよい。例えば、モータ等の駆動部を備えず、人が手動により、発光素子１２の光軸１２ｃに沿う方向に発光素子１２と波長変換板１４との間の距離を変化させてから波長変換板１４を固定する構成であってもよい。

移動子１５１は、Ｚ軸に直交する断面が略矩形状である筒状に形成され、筒の内側面に波長変換板１４を固定している。アクチュエータ１５は、移動子１５１をＺ軸に沿って移動させることで、波長変換板１４をＺ軸に沿って移動させ、発光素子１２と波長変換板１４との間の距離を変化させることができる。

なお、波長変換板１４として平面視が略矩形状である板状部材を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば略円形状又は略多角形状等であってもよいし、例えばシート状等のように板状でなくてもよい。第１領域１４１についても、平面視が略円形状又は略多角形状等であってもよい。

同様に、支持体１３及びアクチュエータ１５は、筒の軸に直交する断面が略矩形状である筒状部材を例示したが、これに限定されるものではない。波長変換板１４の形状に合わせて断面を略円形状又は略多角形状等にすることもできる。

（波長変換板１４の製作方法例）
ここで、波長変換板１４の製作方法について説明する。図２は、発光装置１における波長変換板１４の製作方法の一例を説明する図である。図２（ａ）乃至図２（ｆ）は各製作工程を示す図である。

図２において、２１ａ乃至２１ｆは各製作工程における波長変換板１４の上面図である。また２２ａ乃至２２ｆは各製作工程の上面図に示したIIA－IIA切断線乃至IIF－IIF切断線のそれぞれに沿う断面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、基台２３上に、第２領域１４２に含まれる波長変換部材２４を塗布して硬化させる。続いて、図２（ｂ）に示すように、基台２３上の波長変換部材２４に、パンチング加工により平面視が略矩形状である複数の凹部２５を形成する。凹部２５は波長変換部材２４を貫通して基台２３の表面に到達する孔である。凹部２５の個数は、１個の基台２３から製作する波長変換板１４の個数に応じて適宜調整できる。なお、凹部２５は波長変換部材２４を必ずしも貫通しなくてよい。

続いて、図２（ｃ）に示すように、図２（ｂ）で形成された凹部２５内に、ポッティング加工により、第１領域１４１に含まれる波長変換部材２６の液滴を供給する。続いて、図２（ｄ）に示すように、凹部２５内に供給された波長変換部材２６の液滴を硬化させる。

続いて、図２（ｅ）に示すように、波長変換部材２４及び基台２３をダイシング加工により所望のサイズに切断する。切断部２７はダイシング加工により切断された部分を示している。続いて、図２（ｆ）に示すように、基台２３が取り外される。これにより波長変換板１４が完成する。

このような製作工程により、波長変換板１４を製作できる。なお、波長変換板１４の製作方法は、図２に示す工程以外の工程を含んでもよい。

次に図３は、発光装置１における波長変換板１４の製作方法の他の例を説明する図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は製作工程の一部を示す図である。図３において、３１ａ及び３１ｂは製作工程の一部における波長変換板１４の上面図である。また３２ａ及び３２ｂは各製作工程の上面図に示したIIIA－IIIA切断線及びIIIB－IIIB切断線のそれぞれに沿う断面図である。

図３（ａ）は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した製作工程と同様にして、基台２３上の波長変換部材２４に、パンチング加工により平面視が略矩形状で複数の孔である凹部２５が形成された状態を示している。

図３（ｂ）は、凹部２５に嵌め込み可能なサイズで予め形成された波長変換部材２８が、凹部２５に嵌め込まれた状態を示している。この後、図２（ｅ）に示した製作工程と同様に、波長変換部材２４及び基台２３がダイシング加工により所望のサイズに切断される。その後、図２（ｆ）に示した製作工程と同様に、基台２３が取り外される。これにより、波長変換板１４が完成する。

このような製作工程によっても波長変換板１４を製作できる。

（発光装置１における調色）
図４は、発光装置１における調色を説明する図である。図４（ａ）は色変化前を示す図、図４（ｂ）は色変化後を示す図である。図４は、図１（ｂ）と同様に、図１（ａ）のIA－IA切断線に沿う断面を示している。

図４（ａ）では、波長変換板１４における発光素子１２側の面と発光素子１２における波長変換板１４側の面との間の距離はｄ_１である。この状態では、発光素子１２が発する光はほぼ全て第１領域１４１を透過する。

発光装置１は、第１領域１４１が取り出した第１色度の光を出射させる。第１領域１４１に含まれる波長変換部材は、波長変換物質により光拡散作用を有するため、第１領域１４１が取り出す光は、発光素子１２が発する光と比較して光拡散性が高い光となる。なお以降では、説明を簡単にするため、波長変換板１４における発光素子１２側の面と、発光素子１２における波長変換板１４側の面と、の間の距離を光学部材距離という。

図４（ｂ）は、アクチュエータ１５の駆動により、波長変換板１４が図４（ａ）の状態から＋Ｚ方向に上昇した後、停止した状態を示している。光学部材距離はｄ_２（ｄ_２＞ｄ_１）である。この状態では、発光素子１２が発する光のうちの一部は第１領域１４１を透過し、他の一部は第２領域１４２を透過する。

発光装置１は、第１領域１４１が取り出した第１色度の光と、第２領域１４２が取り出した第２色度の光とが混色された光を出射させる。第１領域１４１及び第２領域１４２のそれぞれが取り出す光は、波長変換部材の光拡散作用により発光素子１２が発する光に対して光拡散性が高くなるため、混色した光の色ムラ又は照度ムラを抑制する作用が得られる。

光学部材距離に応じて、第１色度の光１２１と第２色度の光１２２との間での光強度の比が変化するため、混色された光の色度が変化する。発光装置１は、光学部材距離を変化させることで、混色された光の色度を調色でき、調色された光を出射させることができる。

移動子１５１の位置と出射させる光の色度との間には対応関係があるため、発光装置１が移動子１５１の位置を検出する検出部を備え、移動子１５１の位置の検出結果に基づいて調色すると、より精密に調色を行える。

（色度変化例）
図５は、発光装置１の色度変化の一例を説明する図である。図５（ａ）乃至図５（ｃ）は発光装置１の状態を示す図、図５（ｄ）はｘｙ色度図である。

図５に示す例では、第１領域１４１は、発光素子１２が発する光を、ＣＩＥ１９３１色度図において色温度５５００Ｋを目標にした色度座標（ｘ，ｙ）＝（０．３３，０．３４）付近の白色（第１色度）に対応する波長の光に変換する。また第２領域１４２は、発光素子１２が発する光を５５０［ｎｍ］以上で５９０［ｎｍ］以下である黄色（第２色度）に対応する波長の光に変換する。

図５（ａ）では光学部材距離はｄ_ａであり、図５（ｂ）では光学部材距離はｄ_ｂであり、図５（ｃ）では光学部材距離はｄ_ｃである。なお、ｄ_ａ＜ｄ_ｂ＜ｄ_ｃである。図５（ｄ）に示すｘｙ色度図は、色度座標ｘ及びｙを座標軸にして色度を表示したものである。図５（ｄ）におけるプロット３１は図５（ａ）の状態で混色された光の色度を示し、プロット３２は図５（ｂ）の状態で混色された光の色度を示し、プロット３３は図５（ｃ）の状態で混色された光の色度を示している。

図５（ｄ）に示すように、混色された光の色度が光学部材距離に応じて変化する。図５（ｄ）における色度変化３０は、プロット３１、３２及び３３を結んだ線に沿う直線状に近い変化になる。アクチュエータ１５は光学部材距離を任意に変化可能であるため、発光装置１は光学部材距離の変化に応じて光の色度を任意に変化させることができる。

（発光装置１の作用効果）
以上説明したように、発光装置１は、発光素子１２（発光部）と、発光素子１２が発する光を透過させる波長変換板１４（光学部材）と、発光素子１２と波長変換板１４との間の距離を変化させるアクチュエータ１５（可変機構）とを有する。アクチュエータ１５は、発光素子１２の光軸１２ｃに沿う方向に発光素子１２と波長変換板１４との間の距離を変化させる。

波長変換板１４は、第１色度の光１２１を取り出し可能な第１領域１４１と、第１色度とは異なる第２色度の光１２２を取り出し可能な第２領域１４２とを含み、発光素子１２が発する光のうち、第１領域１４１及び第２領域１４２のそれぞれを透過して混色された光を取り出し可能である。

本実施形態では、発光素子１２と波長変換板１４との間の光学部材距離をアクチュエータ１５により変化させることで、光学部材距離に応じて、第１色度の光１２１と第２色度の光１２２との間での光強度の比が変化するため、混色された光の色度を変化させる。発光装置１は、アクチュエータ１５による光学部材距離の変化に応じて、光の色度を任意に変化させることができる。これにより、光の調色の自由度が高い発光装置を提供できる。

また、本実施形態では、第１領域１４１は、発光素子１２が発する光を第１波長の光に変換する波長変換部材を含み、第２領域１４２は、発光素子１２が発する光を第２波長の光に変換する波長変換部材を含む。本実施形態において、第１波長と第２波長とは異なっていてもよいし、同じであってもよい。第１波長と第２波長とが異なる場合は、例えば第１領域の波長変換部材と第２領域の波長変換部材とにそれぞれ異なる波長変換物質が含まれる。第１波長と第２波長とが同じである場合は、例えば第１領域の波長変換部材と第２領域の波長変換部材とにそれぞれ含まれる波長変換物質が同一で、かつ濃度が異なっていてもよい。また、第１領域の波長変換部材と第２領域の波長変換部材とにそれぞれ含まれる波長変換物質が複数種類かつ同一の場合、第１領域と第２領域とにそれぞれ含まれる波長変換物質の配合比が異なっていてもよい。

第１領域１４１及び第２領域１４２の各領域に含まれる波長変換部材には、様々な波長に変換するものを選択できるため、各波長変換部材が変換した光を混色させることで、光の調色の自由度をさらに高めることができる。また、波長変換部材は発光素子１２が発する光をより拡散させるため、混色した光の色ムラ又は照度ムラを好適に抑制できる。

また本実施形態では、第２領域１４２は、第１領域１４１の周囲に設けられている。これにより、例えば第１領域１４１が含まれる平面内において、第２領域１４２で変換された光と第１領域１４１で変換された光の混色の異方性が抑制されるため、発光装置１で調色される光の色ムラを抑制できる。色ムラを抑制する観点では、第２領域１４２は、第１領域１４１の周囲に第１領域１４１を囲むように設けられていることが好ましい。

また本実施形態では、第１色度として白色の光、また第２色度として黄色の光を例示したが、これに限定されるものではなく、発光装置１の用途に応じて第１色度及び第２色度を適宜選択可能である。

さらに、本実施形態は、第２領域１４２が、発光素子１２が発する光を波長変換させずに通過させる通過部を含んでいてもよい。通過部は、発光素子１２が発する光のうち、少なくとも可視光の波長に対して光透過性を有する材料を含む。可視光の波長は３８０［ｎｍ］以上で７８０［ｎｍ］以下である。

第２領域１４２は、発光素子１２が発し、通過部を通過する光を第２色度の光として取り出し可能である。第２領域１４２は、例えばガラス、ポリカーボネートやシリコーン等の樹脂である。

このとき波長変換板１４は、可視光に対して光透過性を有する素材を含んで構成された板状部材の第１領域１４１に対応する位置に形成された貫通孔に、第１領域１４１を構成する部材を嵌め込むこと等により製作できる。

なお、第１領域１４１が、発光素子１２が発する光を波長変換させずに通過させる通過部を含む構成とすることもできる。すなわち、第１領域１４１又は第２領域１４２の何れか一方のみが波長変換物質を含む波長変換板を用いることもできる。

＜第１実施形態の第１変形例＞
次に、第１実施形態の第１変形例に係る発光装置１ａについて説明する。なお、上述した実施形態で説明したものと同一の構成部には、同じ符号を付し、重複する説明を適宜省略する。この点は、以降に示す各実施形態及び変形例においても同様とする。

（発光装置１ａの構成例）
図６は、発光装置１ａの構成の一例を示す断面図である。図６（ａ）は色変化前を示す図、図６（ｂ）は色変化後を示す図である。図６は、発光装置１ａが有するフィルタ板の第１領域と第２領域とを含む断面を示している。

図６に示すように、発光装置１ａは、フィルタ板１４ａと、ＬＥＤ１２ａとを有する。フィルタ板１４ａは、第１色度の光を取り出し可能な第１領域１４１ａと、第１色度とは異なる第２色度の光を取り出し可能な第２領域１４２ａとを含み、ＬＥＤ１２ａが発する光を透過又は通過させる光学部材の一例である。

第１領域１４１ａは、板状に形成されたフィルタ板１４ａの中央部分に設けられ、ＬＥＤ１２ａが発する光を通過させる貫通孔である通過部を含む。この通過部は、平面視が略矩形状に形成されている。第１領域１４１ａは、ＬＥＤ１２ａが発し、第１領域１４１ａを通過する光を第１色度の光として取り出し可能である。図６では、第１色度の光１２１ａを実線で表示している。

第２領域１４２ａは、フィルタ板１４ａにおける第１領域１４１ａの周囲に第１領域１４１ａを囲むように設けられ、平面視における外形が略矩形状に形成された領域である。第２領域１４２ａは、ＬＥＤ１２ａが発する光のうち、第２波長の光を透過させるカラーフィルタを含む。第２領域１４２ａは、カラーフィルタを透過した第２波長の光を第２色度の光として取り出し可能である。図６では、第２色度の光１２２ａを一点鎖線で表示している。

第２領域１４２ａに含まれるカラーフィルタは、例えばシリコーン等の樹脂やガラスを母材として、金属酸化物を含む無機化合物や有機化合物からなる色素物質を含有する部材である。色素物質は、ＬＥＤ１２ａが発する一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光に含まれる波長のうちの一部の波長を含む二次光を透過させる部材である。

フィルタ板１４ａは、カラーフィルタを含む板状部材に、第１領域１４１ａに対応する貫通孔を形成することで製作できる。

ＬＥＤ１２ａは、光を発する発光部の一例であり、発光部実装基板１１の＋Ｚ方向側の面に実装される。ＬＥＤ１２ａは、例えば白色光を発光する。ＬＥＤ１２ａは、少なくとも一対の極性の異なる電極１２８を有する発光素子１２５と、発光素子１２５上に配置され、波長変換物質を含有する波長変換部材１２６と、発光素子１２５の側面及び波長変換部材１２６の側面を少なくとも覆う光反射性の被覆部材１２７とを少なくとも備える。ＬＥＤ１２ａの平面視の形状は、例えば一辺が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の正方形である。

ＬＥＤ１２ａが備える発光素子１２５には、第１実施形態で示した発光素子１２と同様のものを使用できる。またＬＥＤ１２ａが備える波長変換部材１２６には、第１実施形態で示した波長変換板１４に含まれる波長変換部材と同様のものを使用できる。ＬＥＤ１２ａが備える発光素子１２５の平面視の形状及びＬＥＤ１２ａが備える波長変換部材１２６の平面視の形状は、例えば一辺が０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の正方形である。平面視において、波長変換部材１２６のサイズは発光素子１２５と同等又は大きいことが好ましい。

被覆部材１２７は、発光素子１２５からの光を上面側（＋Ｚ方向）側に取り出すために光反射性を有することが好ましく、平面視において外周の幅が５０μｍ以上であることが好ましい。被覆部材１２７は、例えば、発光素子１２５の発光ピーク波長に対する光反射率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらにより好ましい。また、被覆部材１２７は、白色であることが好ましく、被覆部材１２７の母材中に、例えば酸化チタン、酸化マグネシウムなどの白色顔料を含有してなることが好ましい。被覆部材１２７の母材は、例えばシリコーン、エポキシ、フェノール、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂又はこれらの変性樹脂が挙げられる。

なお、発光装置１ａが有する発光部は、ＬＥＤ１２ａに限定されるものではなく、キセノンランプ等の各種光源を利用可能であるが、フィルタ板１４ａが多様な波長の光を選択的に透過させるために、白色光を発するものが好ましい。

（発光装置１ａにおける調色）
図６（ａ）では、フィルタ板１４ａの－Ｚ方向側の面とＬＥＤ１２ａの＋Ｚ方向側の面との間の光学部材距離はｄ_１である。この状態では、ＬＥＤ１２ａが発する光はほぼ全て第１領域１４１ａを通過する。発光装置１ａは、第１領域１４１ａが取り出した第１色度の光を出射させる。

図６（ｂ）は、アクチュエータ１５の駆動により、フィルタ板１４ａが図６（ａ）の状態から＋Ｚ方向に上昇した後、停止した状態を示している。光学部材距離はｄ_２（ｄ_２＞ｄ_１）である。この状態では、ＬＥＤ１２ａが発する光のうちの一部は第１領域１４１を通過し、他の一部は第２領域１４２ａを透過する。

発光装置１ａは、第１領域１４１ａが取り出した第１色度の光と、第２領域１４２ａが取り出した第２色度の光とが混色された光を出射させる。光学部材距離に応じて、第１色度の光１２１ａと第２色度の光１２２ａとの間での光強度の比が変化するため、混色された光の色度が変化する。発光装置１ａは、光学部材距離を変化させることで、混色された光の色度を調色でき、調色された光を出射させることができる。

（発光装置１ａの作用効果）
以上説明したように、発光装置１ａは、ＬＥＤ１２ａ（発光部）と、ＬＥＤ１２ａが発する光を透過又は通過させるフィルタ板１４ａ（光学部材）と、ＬＥＤ１２ａとフィルタ板１４ａとの間の距離を変化させるアクチュエータ１５（可変機構）とを有する。アクチュエータ１５は、ＬＥＤ１２ａの光軸１２ａｃに沿う方向にＬＥＤ１２ａとフィルタ板１４ａとの間の距離を変化させる。

フィルタ板１４ａは、第１色度の光１２１ａを取り出し可能な第１領域１４１ａと、第１色度とは異なる第２色度の光１２２ａを取り出し可能な第２領域１４２ａとを含み、ＬＥＤ１２ａが発する光のうち、第１領域１４１ａを通過した光と、第２領域１４２ａを透過した光と、が混色された光を取り出し可能である。

発光装置１ａは、ＬＥＤ１２ａとフィルタ板１４ａとの間の距離をアクチュエータ１５により変化させることで、混色された光の色度を変化させる。発光装置１ａは、アクチュエータ１５による光学部材距離の変化に応じて、光の色度を任意に変化させることができる。これにより、光の調色の自由度が高い発光装置を提供できる。

また本実施形態では、カラーフィルタを含んでフィルタ板１４ａを構成するため、光学部材を安価且つ簡単に製作できる。

＜第１実施形態の第２変形例＞
次に、図７は、第１実施形態の第２変形例に係る発光装置１ｂの構成の一例を示す断面図である。図７（ａ）は色変化前を示す図、図７（ｂ）は色変化後を示す図である。図７は、発光装置１ｂが有するフィルタ板の第１領域と第２領域とを含む断面を示している。

図７に示すように、発光装置１ｂはフィルタ板１４ｂを有する。フィルタ板１４ｂは、第１領域１４１ｂと、第２領域１４２ｂとを含む。

第１領域１４１ｂは、板状に形成されたフィルタ板１４ｂの中央部分に設けられ、ＬＥＤ１２ａが発する光のうち、第１波長の光を透過させるカラーフィルタを含む。第１領域１４１ｂは、平面視が略矩形状に形成されている。第１領域１４１ｂは、ＬＥＤ１２ａが発し、第１領域１４１ｂを透過する光を第１色度の光として取り出し可能である。図７では、第１色度の光１２１ｂを一点鎖線で表示している。

第２領域１４２ｂは、フィルタ板１４ｂにおける第１領域１４１ｂの周囲に第１領域１４１ｂを囲むように設けられ、平面視における外形が略矩形状に形成された領域である。第２領域１４２ｂは、ＬＥＤ１２ａが発する光を波長変換させずに通過させる通過部を含む。第２領域１４２ｂに含まれる通過部は、ＬＥＤ１２ａが発する光のうち、少なくとも可視光の波長に対して光透過性を有する材料を含む。可視光の波長は３８０［ｎｍ］以上で７８０［ｎｍ］以下である。

第２領域１４２ａは、ＬＥＤ１２ａが発し、通過部を通過する光を第２色度の光として取り出し可能である。第２領域１４２ａは、例えばガラス、ポリカーボネートやシリコーン等の樹脂である。図７では、ＬＥＤ１２ａの光及び第２色度の光１２２ｂを実線で表示している。

フィルタ板１４ｂは、可視光に対して光透過性を有する素材を含んで構成された板状部材の第１領域１４１ｂに対応する位置に形成された貫通孔に、第１領域１４１ｂを構成する部材を嵌め込むこと等により製作できる。

発光装置１ｂにおける調色作用及び効果は、発光装置１ａと同様である。なお、本変形例に係る発光装置１ｂと第１変形例に係る発光装置１ａでは、第１領域又は第２領域の何れか一方がカラーフィルタを含むフィルタ板を例示したが、第１領域又は第２領域の両方がカラーフィルタを含むフィルタ板を用いることもできる。また、第１領域又は第２領域の何れか一方がカラーフィルタを含むフィルタ板であり、他方が波長変換物質を含む波長変換板を用いることもできる。

＜第１実施形態の第３変形例＞
図８は、第１実施形態の第３変形例に係る発光装置１ｃの構成の一例を示す断面図である。図８（ａ）は色変化前を示す図、図８（ｂ）は色変化後を示す図である。図８は、発光装置１ｃが有する波長変換板の第１領域と第２領域とを含む断面を示している。

図８に示すように、発光装置１ｃは、光拡散部１６を有する。光拡散部１６は、波長変換板１４を挟んで発光素子１２とは反対側に設けられ、波長変換板１４を透過又は通過した光を拡散させる。

光拡散部１６は、金属又は樹脂材料を含んで構成され、発光素子１２が発する光の波長と同程度以上の幅及び高さで、幅及び高さが位置によりランダムに異なる凹凸形状を有する板状部材である。凹凸形状は、光拡散部１６を透過する光を拡散させる。

但し、光拡散部１６は、上記のものに限定されず、透過する光を拡散させるものであれば如何なるものであってもよい。例えば散乱性粒子を含有する樹脂材料を含んで構成されてもよい。

発光装置１ｃにおける調色作用は、上述した発光装置１と同様である。

（発光装置１ｃの作用効果）
光拡散部１６を透過した光は、光拡散部１６の光拡散作用により、波長変換板１４を透過した光に対して光拡散性がより高くなる。これにより、波長変換板１４を透過して混色された光の色ムラ又は照度ムラを抑制できる。

図８では、発光装置１ｃが波長変換板１４を備える構成を例示したが、発光装置１ｃは波長変換板１４に代えてフィルタ板を備えてもよい。フィルタ板は波長変換板に対して光拡散性が低いため、混色した光の色ムラ又は照度ムラが大きくなりやすいが、光拡散部１６を設けることで、これらを好適に抑制できる。

また、光拡散部１６を設ける代わりに、波長変換板又はフィルタ板の＋Ｚ方向側又は－Ｚ方向側の少なくとも一方の面に凹凸形状等を形成して面を荒らすことで、光拡散性を高め、混色された光の色ムラ又は照度ムラを抑制することもできる。また、波長変換板又はフィルタ板の第１領域又は第２領域の少なくとも一方が、散乱性粒子を含有する樹脂材料を含んで構成されてもよい。

また、光拡散部１６は、発光装置１ｃのカバーとしての機能も有するため、光拡散部１６を設けることで、発光装置１ｃ内への異物の混入等を防ぐとともに、発光装置１ｃの美観を向上させることもできる。

［第２実施形態］
（発光装置１ｄの構成例）
図９は、第２実施形態に係る発光装置１ｄの構成の一例を示す断面図である。図９（ａ）は色変化前を示す図、図９（ｂ）は色変化後を示す図である。図９は、発光装置１ｄが有する波長変換板の第１領域と第２領域とを含む断面を示している。

図９に示すように、発光装置１ｄは、フレネルレンズ１７と、アクチュエータ１５ｄとを有する。

フレネルレンズ１７は、発光素子１２と波長変換板１４との間に配置され、発光素子１２からの光の配光を定める発光側配光部材の一例であり、また発光側配光部材に含まれるレンズの一例である。

フレネルレンズ１７は、レンズの曲面が略同心円形状の領域に分割され、所望の厚み内に折り畳まれるように形成されたレンズである。図９に示すように、フレネルレンズ１７は、のこぎり刃状の断面形状を有する。またフレネルレンズ１７は、発光素子１２の光軸１２ｃ周りに軸対称の略同心円形状を有する。

発光装置１ｄの用途に応じてフレネルレンズ１７の配光特性等の光学特性を適宜選択できる。フレネルレンズ１７の光学特性は、略同心円形状における円の幅又は高さ等により決定できる。このようなフレネルレンズ１７は、樹脂材料の射出成形加工等により製作可能である。

フレネルレンズ１７は、波長変換板１４の－Ｚ方向側の面に密着するように設けられている。但し、フレネルレンズ１７が波長変換板１４の－Ｚ方向側の面に接着剤等で接着され、フレネルレンズ１７と波長変換板１４が一体に構成されてもよい。

発光素子１２が発した光は、フレネルレンズ１７に入射し、フレネルレンズ１７による屈折又は回折で伝搬方向が変化した後、波長変換板１４に入射する。波長変換板１４に含まれる第１領域１４１及び第２領域１４２のそれぞれで変換された光が混色される。

アクチュエータ１５ｄは、発光素子１２とフレネルレンズ１７との間の距離を変化させる可変機構の一例である。アクチュエータ１５ｄは、発光素子１２とフレネルレンズ１７との間の距離を変化させることで、混色された光の色度を変化させる。アクチュエータ１５ｄの構成はアクチュエータ１５と同様であり、距離を変化させる対象がアクチュエータ１５とは異なっている。

（発光装置１ｄの作用効果）
本実施形態では、発光素子１２と波長変換板１４との間にフレネルレンズ１７（発光側配光部材）を設けることで、フレネルレンズ１７を透過した光の配光角を変化させる。これにより、発光装置１ｄにより調色された光の配光角を変化させることができる。また、発光素子１２の光軸１２ｃに対してフレネルレンズ１７の略同心円形状を偏心させ、調色された光を出射させる方向を変化させることもできる。

また、発光素子１２と波長変換板１４との間にフレネルレンズ１７を配置することで、発光素子１２が発する光の広がりを抑制できるため、波長変換板１４の面積を小さくでき、発光装置１ｄを小型化できる。またアクチュエータ１５ｄにより波長変換板１４を移動させる距離を、フレネルレンズ１７を配置しない場合と比較して短くできるため、この点でも発光装置１ｄを小型化できる。

なお、上記以外の効果は第１実施形態で示したものと同様である。

また、本実施形態では、フレネルレンズ１７が波長変換板１４の－Ｚ方向側の面に密着するように設けられた構成を例示したが、これに限定されるものではなく、発光素子１２と波長変換板１４との間であれば任意の位置に配置できる。つまり、波長変換板１４の位置を固定しておき、フレネルレンズ１７がアクチュエータ１５ｄにより発光素子１２と波長変換板１４との間で移動することもできる。

また本実施形態では、発光側配光部材の一例としてフレネルレンズ１７を例示したが、これに限定されるものではなく、平凸レンズ、両凸レンズ又はメニスカスレンズ、或いはこれらを組み合わせた組レンズ等の各種レンズを発光側配光部材として使用できる。但し、フレネルレンズ１７を用いると、レンズの厚みを低減できるため、発光装置１ｄの小型化の観点でより好適である。

また本実施形態では、発光装置１ｄが波長変換板１４を有する構成を例示したが、波長変換板１４に代えてフィルタ板１４ａ又は１４ｂを有する構成であってもよい。また発光装置１ｄは、光拡散部１６を必ずしも備えなくてよい。

また、フレネルレンズ１７を設ける代わりに、波長変換板１４の発光素子１２側の面（－Ｚ方向側の面）の少なくとも一部に略同心円形状を形成し、この面をフレネルレンズとして機能させることもできる。この場合には、波長変換板１４は、平面視で発光素子１２と重なり、波長変換板１４の発光素子１２側の面に発光素子１２からの光の配光を定める配光部を含んでいる。つまり波長変換板１４は、波長変換板１４の発光素子１２側の面に、フレネルレンズの略同心円形状を有する。

ここで、図１０は、第２実施形態の変形例に係る発光装置１ｄａの構成の一例を示す断面図であり、図１０（ａ）は色変化前の図、図１０（ｂ）は色変化後の図である。このような構成でも、発光装置１ｄと同様の作用効果が得られる。

［第３実施形態］
（発光装置１ｅにおける配光角と色度の関係）
次に図１１は、第３実施形態に係る発光装置１ｅにおける配光角と色温度の関係の第１例を示す図である。図１１に示したφ軸は、発光装置１ｅが出射させる光の配光角を示し、Ｋ軸は、発光装置１ｅが出射させる光の色温度を示す。＋φ方向は配光角が広くなる方向を示し、－φ方向は配光角が狭くなる方向を示す。＋Ｋ方向は色温度が高くなる方向を示し、－Ｋ方向は色温度が低くなる方向を示す。

また、図１１は、発光装置１ｅが有する構成の一部のみを表示し、光の配光角φ及び色温度Ｋがそれぞれ異なる４つの状態を、発光装置１ｅａ、１ｅｂ、１ｅｃ及び１ｅｄとして表示している。

図１１に示すように、発光装置１ｅは、フレネルレンズ１８を有する。フレネルレンズ１８は、波長変換板１４を透過又は通過した光の配光を定める照射側配光部材の一例である。

フレネルレンズ１８は、波長変換板１４を挟んで発光素子１２とは反対側に設けられ、アクチュエータ１５とは別のアクチュエータにより、Ｚ軸に沿って移動可能である。フレネルレンズ１８の構成は、第２実施形態で示したフレネルレンズ１７と同様であり、配置される位置がフレネルレンズ１７とは異なっている。

フレネルレンズ１８は、発光素子１２が発し、波長変換板１４を透過又は通過した後の光の配光を変化させることで、発光装置１ｄにより調色された光の配光角を変化させる。

ここで、フレネルレンズ１８の中心における半球状領域の頂点と、波長変換板１４のフレネルレンズ１８側の面との距離をレンズ距離という。図１１に示すように、発光装置１ｅａにおけるレンズ距離ｈ_ａは、発光装置１ｅｂにおけるレンズ距離ｈ_ｂと等しく、発光装置１ｅｃにおけるレンズ距離ｈ_ｃは、発光装置１ｅｄにおけるレンズ距離ｈ_ｄと等しい。レンズ距離ｈ_ｃは、レンズ距離ｈ_ａより長い。従って、レンズ距離が長いほど、発光装置１ｅにより調色された光の配光角は狭くなる。

一方、発光装置１ｅａにおける光学部材距離ｄ_ｅａは、発光装置１ｅｃにおける光学部材距離ｄ_ｅｃと等しく、発光装置１ｅｂにおける光学部材距離ｄ_ｅｂは、発光装置１ｅｄにおける光学部材距離ｄ_ｅｄと等しい。光学部材距離ｄ_ｅａは、光学部材距離ｄ_ｅｂより長い。従って、光学部材距離が長いほど、発光装置１ｅにより調色された光の色温度は低くなる。

図１２は、発光装置１ｅが出射させる光の配光角と色温度の関係の第２例を示すイメージ図であり、発光装置１ｅが出射させる光束を発光装置１ｅの出射方向側から見たときのイメージ図を示している。詳細には、図１２は、発光装置１ｅａ、１ｅｂ、１ｅｃ及び１ｅｄそれぞれの状態において出射された光の配光角φ及び色温度Ｋをイメージ図として表示している。

図１２において、発光装置１ｅｃ及び発光装置１ｅｄに示すイメージ図は、発光装置１ｅａ及び発光装置１ｅｂに示すイメージ図と比較して、光束の直径が小さくなり、配光角が狭くなっている。図１２において、発光装置１ｅａ及び発光装置１ｅｃに示すイメージ図は、発光装置１ｅｂ及び発光装置１ｅｄに示すイメージ図と比較して、光束の色味は赤みがかり、色温度が低くなっている。

（発光装置１ｅの作用効果）
以上説明したように、本実施形態では、波長変換板１４（光学部材）を挟んで発光素子１２（発光部）とは反対側に、波長変換板１４を透過又は通過した光の配光を定めるフレネルレンズ１８（照射側配光部材）を設けている。

レンズ距離を変化させることで、配光角φを変化させることができ、また光学部材距離を変化させることで色温度を変化させることができる。これにより、発光装置１ｅは、調色の自由度を高くするとともに所望の配光角で光を出射できる。

なお、本実施形態では、アクチュエータ１５とは別のアクチュエータにより、フレネルレンズ１８をＺ軸に沿って移動させ、レンズ距離を変化させる構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、フレネルレンズ１８を固定し、波長変換板１４をＺ軸に沿って移動させることで、レンズ距離を変化させてもよい。またフレネルレンズ１８と波長変換板１４を一体にしてアクチュエータ１５により移動させてもよい。

また本実施形態では、発光装置１ｄが波長変換板１４を有する構成を例示したが、波長変換板１４に代えてフィルタ板１４ａ又は１４ｂを有する構成であってもよい。

また、上記以外の効果は第１実施形態で示したものと同様である。

＜第３実施形態の変形例＞
図１３は、第３実施形態の変形例に係る発光装置１ｆの構成の一例を示す断面図である。図１３（ａ）は色変化前を示す図、図１３（ｂ）は色変化後を示す図である。図１３は、発光装置１ｆが有する波長変換板の第１領域と第２領域とを含む断面を示している。

図１３に示すように、発光装置１ｆは、アレイレンズ１９を有する。アレイレンズ１９は、波長変換板１４を透過又は透過した光の配光を定める照射側配光部材の一例である。

アレイレンズ１９は、波長変換板１４を挟んで発光素子１２とは反対側に設けられている。またアレイレンズ１９は、アクチュエータ１５により、波長変換板１４と一体にしてＺ軸に沿って移動可能である。ここで、アレイレンズ１９と波長変換板１４とが一体であるとは、アレイレンズ１９と波長変換板１４とが離隔している状態と接している状態とを含む。

アレイレンズ１９は、２次元配列した複数のレンズを含む光学素子である。複数のレンズの個数、間隔又は配置、或いは個々のレンズの直径、曲率半径又は形状等は、発光装置１ｆの用途に応じて適宜選択可能である。またアレイレンズ１９は、ガラス又は樹脂等の材料を用いて製作できる。

このように、波長変換板１４を挟んで発光素子１２とは反対側にアレイレンズ１９を設けることで、発光装置１ｆが出射させる光の配光を、例えばランバート配光等から変化させることができる。また発光装置１ｆの内部が見えなくなるため、発光装置１ｆの美観を向上させることもできる。

なお、本実施形態では、アクチュエータ１５により、波長変換板１４とアレイレンズ１９が一体にＺ軸に沿って移動する構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、アクチュエータ１５とは別のアクチュエータにより、波長変換板１４とは独立してアレイレンズ１９をＺ軸に沿って移動可能にしてもよい。また本実施形態では、発光装置１ｆが波長変換板１４を有する構成を例示したが、波長変換板１４に代えてフィルタ板１４ａ又は１４ｂを有する構成であってもよい。

また、上記以外の効果は第１実施形態で示したものと同様である。

［第４実施形態］
（発光装置１ｇの色度変化例）
次に図１４は、第４実施形態に係る発光装置１ｇの色度変化の一例を示す図である。図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）は発光装置１ｇの状態を示す図、図１４（ｄ）はｘｙ色度図である。図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）では、発光素子１２が発する光を実線で表示し、第１色度の光１２１を破線で表示している。

図１４に示すように、発光装置１ｇは、波長変換板１４ｇを有する。また、波長変換板１４ｇは、第１領域１４１ｇと、第２領域１４２ｇと、第３領域１４３ｇとを有する。第２領域１４２ｇは第１領域１４１ｇを囲むように設けられ、第３領域１４３ｇは第２領域１４２ｇを囲むように設けられている。

第３領域１４３ｇは、第１領域１４１ｇが取り出す第１色度、及び第２領域１４２ｇが取り出す第２色度のそれぞれとは異なる第３色度の光を取り出し可能である。波長変換板１４ｇは、第１領域１４１ｇ、第２領域１４２ｇ及び第３領域１４３ｇのそれぞれを透過又は通過して混色された光を取り出し可能である。図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）では、発光素子１２が発する光を実線で表示し、第１色度の光を破線で表示し、第２色度の光を点線で表示し、第３色度の光を一点鎖線で表示している。

図１４に示す例では、第１領域１４１ｇは、発光素子１２が発する光を、ＣＩＥ１９３１色度図において色温度５５００Ｋを目標にした色度座標（ｘ，ｙ）＝（０．３３，０．３４）付近の白色（第１色度）に対応する波長の光に変換する。また第２領域１４２ｇは、発光素子１２が発する光を５５０［ｎｍ］以上で５９０［ｎｍ］以下である黄色（第２色度）に対応する波長の光に変換する。また第３領域１４３ｇは、発光素子１２が発する光を６４０［ｎｍ］以上で７７０［ｎｍ］以下である赤色（第３色度）に対応する波長の光に変換する。

アクチュエータ１５は、発光素子１２と波長変換板１４ｇとの間の距離を変化させることで、混色された光の色度を変化させる。図１４（ａ）では光学部材距離はｄ_ａであり、図１４（ｂ）では光学部材距離はｄ_ｂであり、図１４（ｃ）では光学部材距離はｄ_ｃである。図１４（ｄ）におけるプロット４１は、図１４（ａ）の状態で混色された光の色度を示し、プロット４２は、図１４（ｂ）の状態で混色された光の色度を示し、プロット４３は、図１４（ｃ）の状態で混色された光の色度を示している。

図１４（ｄ）に示すように、混色された光の色度が光学部材距離に応じて変化する。ここで、図１４（ｄ）に示す黒体放射軌跡５０は、外部からの光エネルギーを完全に吸収し、全てのエネルギーを１００［％］放射する理想的な物体（黒体）を熱していった場合に放射される光の色度変化を示すものである。上述した図５に示した発光装置１の色度変化３０では、プロット３１、３２及び３３はほぼ線形に変化するため、黒体放射軌跡５０の曲線からずれる。

これに対し、本実施形態では、第２領域１４２ｇの周囲に赤色の光を取り出し可能な第３領域１４３ｇを設けている。そのため、光学部材距離が長くなると、発光素子１２が発する光は第３領域１４３ｇに到達し、第３領域１４３ｇは赤色の光を取り出す。これにより、発光装置１ｇが出射させる光の色は赤色側にシフトする。その結果、混色された光の色度変化４０は、黒体放射軌跡５０に沿う変化となる。

（発光装置１ｇの作用効果）
以上説明したように、本実施形態では、波長変換板１４ｇは、第１色度及び第２色度のそれぞれとは異なる第３色度の光を取り出し可能な第３領域１４３ｇを含み、第１領域１４１ｇ、第２領域１４２ｇ及び第３領域１４３ｇのそれぞれを透過して混色された光を取り出し可能である。

アクチュエータ１５は、発光素子１２と波長変換板１４ｇとの間の距離を変化させることで、混色された光の色度を変化させる。この光の色度変化４０は、黒体放射軌跡５０に沿う。これにより、発光装置１ｇは、黒体放射軌跡５０に沿って色度が変化する光を取り出し、出射させることができる。

また、本実施形態では、発光装置１ｇがフレネルレンズ等の発光側配光部材を備えない構成を例示したが、発光装置１ｇはこれを備えてもよい。この場合には、アクチュエータ１５は、発光素子１２と発光側配光部材との間の距離を変化させることで、混色された光の色度を変化させる。この光の色度変化は黒体放射軌跡に沿う。これにより、上述した発光装置１ｇと同様の作用効果を得ることができる。

また、発光装置１ｇは、光拡散部、又はアレイレンズ等の照射側配光部材を備えることもできる。

［第５実施形態］
次に、図１５は、第５実施形態に係る発光装置１ｈを説明する図である。図１５（ａ）はフィルタ板１４ａを示す図、図１５（ｂ）は波長変換板１４を示す図、図１５（ｃ）及び図１５（ｄ）はｘｙ色度図である。

発光装置１ｈは、複数の光学部材を着脱可能に構成されており、フィルタ板１４ａと波長変換板１４とを相互に交換できるようになっている。例えば色温度を調整する用途では、ＬＥＤが発する白色の光を取り出し可能な第１領域と、ＬＥＤが発する光を透過して黄色（暖色）の光を取り出し可能な第２領域とを含むフィルタ板１４ａを発光装置１ｈに装着する。

一方、色被り対策等の他の用途では、マゼンタの光を取り出し可能な第１領域と、グリーンの光を取り出し可能な第２領域を含む波長変換板１４とを発光装置１ｈに装着する。なお色被りとは、写真全体の色調が特定の色に偏っている状態をいう。

発光装置１ｈは、フィルタ板１４ａを装着した場合には、図１５（ｃ）に示すように、白色から黄色までの色度変化６０に沿って調色できる。また発光装置１ｈは、波長変換板１４を装着した場合には、図１５（ｄ）に示すように、マゼンタからグリーンまでの色度変化７０に沿って調色できる。

発光装置１ｈの構成により、さらに自由度が高い調色を行うことができる。なお、第５実施形態は、上述した各実施形態と組み合わせることもできる。

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

なお、第１領域は、発光部が発する光を通過させる通過部を含み、また第２領域は、発光部が発する光を透過させる透過部を含んでもよい。

本発明の発光装置は、照明、カメラのフラッシュライト、車載のヘッドライト等に好適に利用できる。但し、本発明の発光装置はこれら用途に限定されるものではない。

１ 発光装置
１１ 発光部実装基板
１２ 発光素子（発光部の一例）
１２ａ ＬＥＤ（発光部の一例）
１２ｃ、１２ａｃ 光軸
１２１ 第１色度の光
１２２ 第２色度の光
１３ 支持体
１４ 波長変換板（光学部材の一例）
１４ａ フィルタ板（光学部材の一例）
１４１ 第１領域
１４２ 第２領域
１４３ｇ 第３領域
１５ アクチュエータ（可変機構の一例）
１５１ 移動子
１６ 光拡散部
１７ フレネルレンズ（発光側配光部材の一例、レンズの一例）
１８ フレネルレンズ（照射側配光部材の一例）
１９ アレイレンズ（照射側配光部材の一例）
３０、４０ ６０、７０ 色度変化
５０ 黒体放射軌跡
ｄ_１、ｄ_２、ｄ_ａ、ｄ_ｂ、ｄ_ｃ、ｄ_ｅａ、ｄ_ｅｂ、ｄ_ｅｃ、ｄ_ｅｄ 光学部材距離
ｈ_ａ、ｈ_ｂ、ｈ_ｃ レンズ距離

Claims (12)

1. 発光部と、
   第１色度の光を取り出し可能な第１領域と、前記第１色度とは異なる第２色度の光を取り出し可能な第２領域とを含み、前記発光部が発する光を透過又は通過させる光学部材と、
   前記発光部と前記光学部材との間の距離を変化させる可変機構と、を有し、
   前記可変機構は、前記発光部の光軸に沿う方向に前記発光部と前記光学部材との間の距離を変化させる発光装置。
2. 前記光学部材は、前記発光部が発する光のうち、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれを透過又は通過して混色された光を取り出し可能であり、
   前記可変機構は、前記発光部と前記光学部材との間の距離を変化させることで、前記混色された光の色度を変化させる請求項１に記載の発光装置。
3. 前記光学部材は、前記第１色度及び前記第２色度のそれぞれとは異なる第３色度の光を取り出し可能な第３領域をさらに含み、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域のそれぞれを透過又は通過して混色された光を取り出し可能であり、
   前記可変機構は、前記発光部と前記光学部材との間の距離を変化させることで、前記混色された光の色度を変化させ、
   前記混色された光の色度変化は、黒体放射軌跡に沿う請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記光学部材は、平面視で前記発光部と重なり、前記光学部材の前記発光部側の面に前記発光部からの光の配光を定める配光部を含む請求項１乃至３の何れか１項に記載の発光装置。
5. 発光部と、
   第１色度の光を取り出し可能な第１領域と、前記第１色度とは異なる第２色度の光を取り出し可能な第２領域とを含み、前記発光部が発する光を透過又は通過させる光学部材と、
   前記発光部と前記光学部材との間に配置され、前記発光部からの光の配光を定める発光側配光部材と、
   前記発光部と前記発光側配光部材との間の距離を変化させる可変機構と、を有し、
   前記可変機構は、前記発光部の光軸に沿う方向に前記発光部と前記発光側配光部材との間の距離を変化させる発光装置。
6. 前記光学部材は、前記発光部が発する光のうち、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれを透過又は通過して混色された光を取り出し可能であり、
   前記可変機構は、前記発光部と前記発光側配光部材との間の距離を変化させることで、前記混色された光の色度を変化させる請求項５に記載の発光装置。
7. 前記発光側配光部材は、レンズを含む請求項５又は６に記載の発光装置。
8. 前記光学部材は、前記第１色度及び前記第２色度のそれぞれとは異なる第３色度の光を取り出し可能な第３領域をさらに含み、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域のそれぞれを透過又は通過して混色された光を取り出し可能であり、
   前記可変機構は、前記発光部と前記発光側配光部材との間の距離を変化させることで、前記混色された光の色度を変化させ、
   前記混色された光の色度変化は、黒体放射軌跡に沿う請求項５乃至７の何れか１項に記載の発光装置。
9. 前記第２領域は、前記第１領域の周囲に設けられている請求項１乃至８の何れか１項に記載の発光装置。
10. 前記第１領域は、前記発光部が発する光を通過させる通過部、前記発光部が発する光のうちの第１波長の光を透過させるカラーフィルタ、又は前記発光部が発する光を前記第１波長の光に変換する波長変換部材の少なくとも１つを含み、
    前記第２領域は、前記発光部が発する光を透過させる透過部、前記発光部が発する光のうちの第２波長の光を透過させるカラーフィルタ、又は前記発光部が発する光を前記第２波長の光に変換する波長変換部材の少なくとも１つを含む請求項１乃至９の何れか１項に記載の発光装置。
11. 前記光学部材を挟んで前記発光部とは反対側に、前記光学部材を透過又は通過した光を拡散させる光拡散部をさらに有する請求項１乃至１０の何れか１項に記載の発光装置。
12. 前記光学部材を挟んで前記発光部とは反対側に、前記光学部材を透過又は通過した光の配光を定める照射側配光部材をさらに有する請求項１乃至１１の何れか１項に記載の発光装置。

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