JP5264836B2 - 発光ユニット及び発光装置 - Google Patents

Description

この発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源とした発光ユニット及びこの発光ユニットを使用した照明装置等の使用装置に関する。

これまで異なる光色の複数ＬＥＤ光源を用い、それらを調光制御して光色や色温度を変える構成の技術提案は少なくない。最も基本的な構成は光色の異なる２種光源を用いた構成である。例えば特許文献１や特許文献２のような先行文献が公開されている。特許文献１は、色温度の異なる２種の面発光ＬＥＤを対に配置した構成のものであり、特許文献２は、同じく光色の異なる２種の砲弾型ＬＥＤを用いて構成したものである。

特開平２００７−２６５８１８号公報 特開平２００４−１０３４４３号公報

特許文献１では、色温度の異なる２種の拡散面発光タイプＬＥＤを対に配置した照明器具構造としているが、両者ＬＥＤの直接光がぞれぞれのＬＥＤ前面方向に強く照射されるため、器具を見込んだ際にその２色光源配置が色むらとなって現れやすい。また、その器具が表面カバーを有する場合、ＬＥＤと表面カバー配置位置とが近ければ、やはり同様に色むらを生じやすい。さらに同じ要因により被照面上においても２ＬＥＤの光色が分離する場合が多く、また、それは被照面までの距離が短いほど顕著になるという課題があった。

特許文献２の場合も同様に、２色ＬＥＤを組み合わせた構成であるが、この例では両者とも狭配光特性を有する砲弾型ＬＥＤであり、さらに光源の頂点から装置の表面カバーまでの距離がかなり短い。このために、やはり装置を見込んだ際の表面色むらが大きく、また被照面での色むらも認識されやすいといった課題があった。

この発明は、装置（発光ユニット）を見込んだ際の色むらや、装置（発光ユニット）を照明装置として利用した場合の被照面での色むらを抑えることを目的とする。

この発明の発光ユニットは、
基板に配置され、所定の発光色を有する少なくとも一つの第一光源と、
前記基板に前記第一光源に隣接して配置されると共に前記第一光源と異なる発光色を有する第二光源であって、前記基板表面に対する垂直方向よりも前記基板表面に対する平行方向に近い方向に光放射量の大きい偏角配光特性を有する第二光源と、
前記基板において前記第一光源と第二光源とが配置された領域を示す光源配置領域の周囲の少なくとも一部から起立する反射面を有する起立反射部と
を備えたことを特徴とする。

この発明により、偏角配光特性の第二光源からの側面方向（基板表面に対して平行な方向）への放射光と、第一光源の直接光とが交差する機会が増えるため、発光ユニットの混色性を高めることができる。

実施の形態１の発光ユニット１１０を示す図。 実施の形態１の第二ＬＥＤ（２）として使用されるＬＥＤの配光特性を示す図。 実施の形態１の発光ユニット１１０の配光特性を説明するための模式図。 実施の形態１の発光ユニット１１０の他の構成例を示す図。 実施の形態１の発光ユニット１２０を示す図。 実施の形態１の発光装置１０１０の構成を示す図。 実施の形態１の発光装置１０２０の構成を示す図。 実施の形態２の発光ユニット２１０を示す図。 実施の形態３の第二ＬＥＤ（２）の構成を示す図。 実施の形態４の第二ＬＥＤ（２）の構成を示す図。 実施の形態４のＬＥＤ１９の構成を示す図。 実施の形態５の発光制御装置１０５０のブロック図。

実施の形態１．
図１〜図７を参照して、実施の形態１を説明する。実施の形態１は、サイドエミット特性のＬＥＤを用いた発光装置に関する。サイドエミットＬＥＤを用いることで混色性を向上する。以下では、ＬＥＤを光源とする発光ユニットと、この発光ユニットを使用する装置（例えば照明装置）とを説明する。発光ユニットを使用する装置を「使用装置」という場合がある。

（ＬＥＤ点灯装置の構成）
図１は、実施の形態１の発光ユニット１１０の構成図である。図１の（ａ）は、発光ユニット１１０の上面図である。図１の（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面である。発光ユニット１１０は、ＬＥＤ実装基板３（単に基板３ともいう場合もある）と、その上に実装された第一ＬＥＤ（１）と、ＬＥＤ実装基板３の上に設けられた第二ＬＥＤ取付台４の上部に配置された第二ＬＥＤ（２）と、第一ＬＥＤ（１）の外側に、第一ＬＥＤ（１）を囲むように配置された反射板５とを備えている。第二ＬＥＤ（２）は、第二ＬＥＤ取付台４を介して基板３に配置されている。第一ＬＥＤ（１）（第１光源）と第二ＬＥＤ（２）（第２光源）とは発光色が異なる。なお、「基板３に配置される」とは、ＬＥＤが直接に基板３に配置される場合と、第二ＬＥＤ取付台４を介して基板３に取り付けられる場合の両方を含む。また、図１の（ａ）、（ｂ）では、基板３上の電気配線等は省略している。

図１の（ａ）では、第一ＬＥＤ（１）が４つ、第二ＬＥＤ（２）が１つの場合を示しているが、個数は限定されない。

（第二ＬＥＤ（２）の特性）
ここで第二ＬＥＤ（２）は、「サイドエミット」と呼ばれる側方への相対的光放射量の大きいＬＥＤである。第二ＬＥＤ（２）の特徴は、配光特性（サイドエミット特性）にある。第二ＬＥＤ（２）は、光を発するチップと、チップの発した光を透過及び反射させて前記偏角配光特性を生じさせるレンズとを備えている。図１の（ａ），（ｂ）のように、第二ＬＥＤ（２）は、基板３に第一ＬＥＤ（１）に隣接して配置される。第一ＬＥＤ（１）は、基板３の表面に対する垂直方向（Ｘ方向）よりも基板３の表面に対する平行方向（Ｙ方向）に近い方向に光放射量の大きい偏角配光特性（サイドエミット特性）を有する。

（サイドエミットＬＥＤの具体例）
図２の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、サイドエミット特性を有する既存ＬＥＤ製品の配光特性（角度光放射分布特性特性）を示す。
（ａ）は、サンケン電気製（ＳＥＬＴ１ＷＡ１３ＣＭ）ＬＥＤの配光特性を示す。（ａ）では、ＬＥＤの放射中心を０度方向（ＬＥＤの真上方向）として、それより側方の放射角度でどれくらいの割合の光が放射されているかを示している。
（ｂ）は、Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｌｕｍｉｌｅｄ社製（Ｌｕｘｅｏｎ Ｅｍｉｔｔｅｒ）のＬＥＤの特性を示している。（ｂ）では横軸の放射角度に対して、縦軸に相対強度がとられている。
（ｃ）は、オスラム製（ＬＷ Ｗ５ＫＭ）のＬＥＤ特性を示す。この（ｃ）では、（ａ）及び（ｂ）の両形式のグラフで配光特性が示されている。
（ｂ）及び（ｃ）も、（ａ）と同様に、側方放射比率が非常に大きい。

図２に挙げたＬＥＤは、その備え持つ光線制御レンズ形状自体は同じものでないが、全て樹脂レンズ界面での「フレネル透過／反射則」にしたがって光線方向が決定される。そして、図２のようにＬＥＤ中心方向では光の放射が抑えられ、ＬＥＤ側面方向でＬＥＤ周囲全方向に対し側方放射成分の放射量が大きくなるように設計されている。

（第一ＬＥＤ（１）の配光特性）
発光ユニット１１０を照明器具などの目的で使用するような場合には、使用装置の前面側へ放射する、ある一定の光量が必要である。サイドエミット特性の第二ＬＥＤ（２）は、光制御機能（サイドエミット特性）を有する一方で、発光効率損実を招く傾向にある。そのため、発光ユニット１１０の発光効率を重視したい際には、構成上（構造上）から数量を多くできる第一ＬＥＤ（１）は、第二ＬＥＤ仕様（サイドエミット特性）のものではなく、発光効率低下の少ない拡散面発光型ＬＥＤや、それより照射角度を狭めたような砲弾型ＬＥＤを用いることが好ましい。

（サイドエミット特性の効果）
配光特性の異なる２種類のＬＥＤである第一ＬＥＤ（１）と第二ＬＥＤ（２）とを隣接配置させた場合、第一ＬＥＤ（１）を拡散配光特性とした場合には、第一ＬＥＤ（１）の光はあらゆる方向に広がる。しかし第二ＬＥＤ（２）の光は、側方放射特性により、第一ＬＥＤ（１）側に向けて照射される。そのため、とくに第一ＬＥＤ（１）表面付近で、第一ＬＥＤ（１）の光色と第二ＬＥＤの光色とが混色されやすくなる。
図３は、第二ＬＥＤ（２）を用いることで混色されやすくなることを模式的に示した図である。図３の（ａ）は、すべてを非サイドエミット特性のＬＥＤとした場合の配光特性を示し、図３の（ｂ）は、図１の（ｂ）の場合の配光特性を示している。図３の（ｂ）は、すべてを非サイドエミット特性のＬＥＤとした場合の（ａ）に比べ、サイドエミット特性の第二ＬＥＤ（２）を使用することで、第二ＬＥＤ（２）と第一ＬＥＤ（１）との放射範囲の重なる領域が増加するため、混色性が向上する。
さらに第一ＬＥＤ（１）、第二ＬＥＤ（２）から放射された各々の光は、図３の（ｂ）（及び図１の（ｂ））に示すように、それらを囲む高反射性の反射板５内で、主に発光ユニット１１０の前面方向（図１に示す矢印Ｘの方向）に反射されるのであるが、図１の（ｂ）において範囲５１として示す発光ユニット１１０の空間内では、第二ＬＥＤ（２）と第一ＬＥＤ（１）との２つのＬＥＤの相当量の発光光が交差する。そして反射板５によって反射された発光光が発光ユニット１１０の前面方向（図１（ｂ）のＸ方向）に照射されることとなる。このため、結果として、第一ＬＥＤ（１）及び第二ＬＥＤ（２）の放射した２色の混色性を高めることができる。ここでは、第一ＬＥＤ（１）は第二ＬＥＤ（２）のような発光効率低減へ影響する偏角レンズ（サイドエミット特性を出すためのレンズ）を備えていないことを想定している。すなわち、ここでは第一ＬＥＤ（１）はサイドエミット特性でないことを想定している（なお、第一ＬＥＤ（１）もサイドエミット特性の場合は、図４で後述する）。このため、結果的に混色性、発光効率がともに良好な発光ユニット、あるいは発光装置（使用装置）を得ることができる。

（反射板５）
反射板５（起立反射部）は、図１に示すように、基板３において第一ＬＥＤ（１）と第二ＬＥＤ（２）とが配置された光源配置領域５５の周囲の少なくとも一部から起立する反射面５−１を有する。以下の説明では反射面５−１を単に「反射板５」という。反射板５は鏡面性でもよいし拡散性でもよい。反射板５の反射特性及び形状は、使用用途に合わせて選定すればよい。また反射板５は、構成上必ずしもユニット側に備える必要はない。発光ユニット１１０を図１の反射板５を除く部分に限定して、発光ユニット１１０を組み込む使用装置側に反射板５を備えるような構成としてもかまわない。なおこの場合は、使用装置側の反射板も含めて、第一ＬＥＤ（１）、第二ＬＥＤ（２）で広い意味での発光ユニットとみることができる。
図１では反射板形状をその底面（実線）がおよそ４つの半円をつなげたような形をしている。すなわち、第１ＬＥＤ間での反射領域を広げているため、各第１ＬＥＤ上部での第２ＬＥＤ光との混色性を高め、さらに、ユニットの利用効率も高めることができる。

（第二ＬＥＤ（２）の高さ方向の位置）
図１の構成では、第二ＬＥＤ（２）を第二ＬＥＤ取付台４の上面に配置することで第二ＬＥＤ（２）の発光面を、第一ＬＥＤ（１）を発光面よりも高い位置とした。このように、第二ＬＥＤ取付台４を用いることで、第二ＬＥＤ（２）の側方発光領域が、第一ＬＥＤ（１）の発光面位置に対して上側になるように構成している。このような構成により、図１に示すように、第二ＬＥＤ（２）の放射光のうち第一ＬＥＤ（１）の側面（パッケージ筐体部）に直接照射され、直接混色に寄与しない光成分（発光効率ロスの要因）を抑えることができる。図１の（ｂ）では第二ＬＥＤ取付台４を使用する場合を示したが、上記の理由により、第二ＬＥＤ取付台４の有無によらず、第二ＬＥＤ（２）の発光領域が相対的に第一ＬＥＤ（１）の発光面位置より高い位置にあることが望ましいが、同じ位置でも構わない。

（第一ＬＥＤ（１）もサイドエミット特性の場合）
図４は、発光ユニット１１０において、第一ＬＥＤ（１）もサイドエミット特性ＬＥＤとした構成を示す図である。図４は図１に対応する。すなわち、図４の（ａ）、（ｂ）は、図１の（ａ）、（ｂ）に対応する。図４に示したように、第一ＬＥＤ（１）を第二ＬＥＤ（２）と同様にサイドエミットＬＥＤとしてもよい。その場合には、第一ＬＥＤ（１）、第二ＬＥＤ（２）とも、側方放射成分が強いことになる。このような場合には、第一ＬＥＤ（１）がサイドエミットレンズを備えている分、レンズ損失により発光効率がやや低減するが、図１よりもさらに重複する領域が増すため、周囲のリフレクタ（反射板５）の反射機能と合わせ、さらに混色性を高めることが可能となる。

（第一ＬＥＤの光色）
ここで第一ＬＥＤ（１）と第二ＬＥＤ（２）との光色について説明する。例えば実装面積比率（あるいは投入電力または使用個数）の大きい第一ＬＥＤ（１）は、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ）規格（所定の規格の一例）の白色範囲内にあるＬＥＤを用いて構成する。これにより、第二ＬＥＤ（２）との混色を行わない場合（第二ＬＥＤ（２）が消灯状態の場合）にも、白色照明装置として使用することが可能である。

（第一ＬＥＤと第二ＬＥＤとの色温度）
発光ユニット１１０においては、第一ＬＥＤ（１）の発光色と第二ＬＥＤ（２）の発光色との合成色を作りだすことができる。第一ＬＥＤ（１）、第二ＬＥＤ（２）とも光色をＪＩＳ（所定の規格の一例）の照明色範囲とする。そして、さらに、第一ＬＥＤ（１）よりも第二ＬＥＤ（２）の方を低色温度の色光にする。
すなわち、
「第一ＬＥＤ（１）の色温度＞第二ＬＥＤ（２）の色温度」
とする。このような構成にすれば、例えば第一ＬＥＤ（１）の光色による照明を標準として、それよりも赤みのある第二ＬＥＤ（２）の光を連続的に調光して加えることができる。混色光の色度としては、第二ＬＥＤ（２）の調光量増加に応じてｘｙ色度座標上でそれら２種類のＬＥＤの色度点を結ぶ直線上で、低色温度側にシフトする形で相関色温度を可変させることが可能である。例えば第一ＬＥＤ（１）を昼光色、第二ＬＥＤ（２）を電球色とした場合は、その間の昼光色、白色、温白色、あるいはその領域と同じ相関色温度の発光色を作り出すことができる。また、色合いによっては、その演色性も改善することが可能である。この際、制御する色度幅、あるいは色温度幅に応じて、２種ＬＥＤ（第一ＬＥＤ、第二ＬＥＤ）の入力電力仕様などの設定を行えばよい。したがって２種ＬＥＤの入力電力仕様は同じものでなくてもかまわない。

また第一ＬＥＤ（１）として、その光色がＪＩＳ（所定の規格の一例）の白色範囲内にあるＬＥＤを用いる。第二ＬＥＤ（２）を、例えば主波長が「６００〜６５０ｎｍ程度」の「赤橙、赤、深紅」の発光色を持つＬＥＤで構成してもよい。これらの混色により第一ＬＥＤ（１）の白色成分に第二ＬＥＤ（２）の赤みを有する光を加えることで、やはりその２種ＬＥＤの色度点を結ぶ直線上で相関色温度を変更することが可能である。また第二ＬＥＤ（２）として蛍光体を用いないＬＥＤ（純粋に長波長発光ダイオード）を用いることで、その狭波長閾（半値幅１５ｎｍ程度）の効果によって、その演色性も改善することが可能である。

（発光ユニット１２０）
図５は、図１の発光ユニット１１０と同様の構成を持つ発光ユニット１２０を示す図である。図１の発光ユニット１１０は円形ユニットの構成であるのに対し、図５の発光ユニット１２０は長方形ユニットの構成である。このような長方形の構成の場合にも、第二ＬＥＤ（２）はＬＥＤ取付台４の上部に配置される構成としている。また発光ユニット１２０では、４辺に反射板５を設ける形としているが、これは一例である。目的に応じて対向する２辺に設ける構成としても構わないし、４辺の一部に設けても構わない。なお、ＬＥＤ取付台４はあった方が好ましいがなくても構わない。

以上のような構成の発光ユニット１１０、１２０は、例えば、使用装置として、一般照明やタスク照明、あるいはダウンライトといった汎用照明器具（照明装置）の光源部や広告灯などの光源として用いることができる。使用装置に小型の発光ユニット１１０、１２０を採用することで、ユニット単位での混色性を向上することができる。目的とする使用装置の仕様に応じて発光ユニット１１０、１２０を複数個、様々な配置で使用することが可能である。

（使用装置の例）
図６は、図１の発光ユニット１１０を用いた発光装置１０１０（使用装置）である。
図７は、図５の発光ユニット１２０を用いた発光装置１０２０（使用装置）である。
図６、図７の（ａ）、（ｂ）とも、上側が装置上面図、下側は装置上面図におけるＤ−Ｄ断面図、Ｅ−Ｅ断面図である。図６、図７の例では複数の発光ユニットを用いているが、一つの発光ユニットのみを用いてもよい。この場合は装置構成によっては発光ユニット自体を発光装置して取り扱うこともできる。なお発光ユニットで用いるＬＥＤの数や入力電力にはとくに制限を与えるものではない。

（配光制御レンズ１０）
図６に示す発光装置１０１０では、円形装置筐体８に４つの発光ユニット１１０が組み込みこまれている。また、円形装置筐体８の背面には放熱用のフィン９が配置されている。また、装置発光面側には、それぞれの発光ユニット１１０の照射位置に対応して配光制御レンズ１０が外付けされている。発光装置（使用装置）を図６のような構成にすることで、ＬＥＤの放熱性を高めて安定した光出力を得ながら、目的に応じた配光制御レンズ１０（凹面、凸面、フレネルレンズなど）を用いることにより、照明光の照射方向の制御を行うことができる。

また、図７に示す発光装置１０２０では、図５の長方形の発光ユニット１２０を長方形装置筐体１１内に４つ並べ、表面には表面カバー１２を配置したライン照明装置（使用装置）の構成例である。

図６、図７に示したように、発光ユニットを複数個用いて任意の形態の大光束放射装置を構成することが可能である。

以上のように実施の形態１の発光ユニットによって、第二ＬＥＤであるサイドエミットＬＥＤからの側面放射光と、第一ＬＥＤ（例えば拡散面発光）の直接光とがユニット開口部（図１の範囲５４）に向かう方向で交差する機会が増え、さらに２種ＬＥＤの周囲に設けたリフレクタ（反射板５）による反射光も生じるため、発光ユニット内での混色性が向上する。

実施の形態２．
図８を参照して実施の形態２を説明する。実施の形態２は、ＬＥＤ間反射板１３を備えた発光ユニット２１０を説明する。図８は、実施の形態２の発光ユニット２１０の構成を示す図である。発光ユニット２１０は、実施の形態１の発光ユニット１１０と同様の円形ユニットの他の構成例である。発光ユニット２１０は、発光ユニット１１０から第二ＬＥＤ取付台４をなくし、代わりに「ＬＥＤ間反射板１３」を設けた。図８の（ａ）は、発光ユニット２１０の上面図であり、図８の（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。図８の発光ユニット２１０は、第一ＬＥＤ（１）、第二ＬＥＤ（２）とも共通のＬＥＤ実装基板３上に実装している。すなわち、発光ユニット１１０に対して発光ユニット２１０は、第２ＬＥＤ取付台４を持たない。さらに２種ＬＥＤ配置位置の間には、第二ＬＥＤ（２）の底面側から第一ＬＥＤ（１）の発光面側に向けて傾斜面を有するような表面反射率の高い「ＬＥＤ間反射板１３」を設けている。

図８の（ｂ）に示すように、ＬＥＤ間反射板１３（斜面反射部）は、所定の第一ＬＥＤ（１）と所定の第二ＬＥＤ（２）との間において基板３に配置され、前記所定の第二ＬＥＤ（２）から前記所定の第一ＬＥＤ（１）の方向に向かうにしたがって基板３に対する垂直方向（Ｘ方向）に高さが高くなる斜面状の反射面である。ＬＥＤ間反射板１３は、前記所定の第二ＬＥＤ（２）から放射された光のうち基板３の表面に対する垂直方向（Ｘ方向）よりも基板３の表面に対する平行方向（Ｙ方向）に近い方向の光を反射する反射面を有する。

ＬＥＤ間反射板１３がない場合、第一ＬＥＤ（１）と第二ＬＥＤ（２）との間の間隔や反射特性次第では、その領域に入り込んだ光は多重反射等によりその多くが失われ、結果、ユニットの発光効率の低下を招く場合がある。そこでＬＥＤ間反射板１３を設けることで２種ＬＥＤの間での光の損失を抑えることができる。このため、ユニットとしての発光効率を高めることができる。また、そのＬＥＤ間反射板１３を第二ＬＥＤ（２）の中心から第一ＬＥＤ（１）側に向けて全方位に同じ傾斜を持たせたように構成すれば、第二ＬＥＤ（２）の光を全方位に均等に放射させることができる。したがって第二ＬＥＤ（２）周囲に位置する第一ＬＥＤ（１）の色光との混色性を高めることができる。

実施の形態３．
図９を参照して実施の形態３を説明する。実施の形態３は、第二ＬＥＤ（２）のレンズ上部の光学的な処理によってサイドエミット特性を高める場合を説明する。

実施の形態１、２で説明した発光ユニットにおける第二ＬＥＤ（２）の側面からの光取り出し効率を高ること、また、色むら低減のため第一ＬＥＤ（１）の光とは異なる色の第二ＬＥＤ（２）の直接前面放射を抑えることを目的に、第二ＬＥＤ（２）のレンズ上部に光学的な処理を施してもよい。
図９は、その構成例を示す図である。

（反射材 その１）
図９の（ａ）は、高反射材１６を備えた第二ＬＥＤ（２）の断面図である。この図９の（ａ）は、第二ＬＥＤ光源部１４の上部に、高反射材１６を備えたレンズ部１５が配置された状態を示している。第二ＬＥＤ（２）のレンズ頂点部５２の近傍のレンズ側表面に、高反射性の高反射材料１６を配置した例である。「矢印５３と×印」は、光が透過できないことを示している。このような構成とすることで、第二ＬＥＤ（２）の光が直接直上に放射されることはなく、全て第二ＬＥＤ（２）側方から放射されるようになる。このため、第二ＬＥＤ（２）から放射される光は、第一ＬＥＤ（１）の光線とより交差しやすくなるため、混色性を高めることができる。よって外部から光源側を見込んだ際に、色むらが認識されにくくなる。

（反射材 その２）
また、図９の（ｂ）は、レンズ部１５の上部表面に、直接、高反射材料１７を印刷や蒸着により付加した構成を示す。
図９の（ｂ）は、第二ＬＥＤ光源部１４の上部に、高反射材１７を備えたレンズ部１５が配置された状態を示している。高反射材料１７は、レンズから空気側へ抜けようとする光を鏡面反射させる機能を有する。高反射材料１６、１７は拡散性のものでもよいし鏡面性のものでもよい。拡散性、鏡面性の何れもＬＥＤ前面への光放射を防ぐ効果を有するが、鏡面性の方が正反射に従い光線を制御できるため、拡散性のものに比較してレンズ内の光拡散を抑えることができる。

このように、高反射材料（反射部材）は、偏角配光特性を生じさせるレンズに配置されて、レンズに入射したＬＥＤチップの光のうち基板３の表面に対する平行方向（図１のＹ方向）よりも基板３の表面に対する垂直方向（Ｘ方向）に近い方向に進む光を反射する。

以上のように構成することで、第二ＬＥＤ（２）の光が直接直上に放射されることがなくなり、放射光は全て第二ＬＥＤ（２）側方から放射されるようになる。このため、外部から光源側を見込んだ際に、色むらが認識されにくくなる。

なお、図４のように、第一ＬＥＤ（１）、第二ＬＥＤ（２）両者とも側方放射タイプのＬＥＤとする場合にも、上記構成のようにレンズ上部表面に高反射材を配置し、両者の光の側方放射比率を高めてもよい。この場合、側方に放射された２色のＬＥＤ光線は互いにますます交差しやすくなり、さらにそれがリフレクタ内で反射を繰り返しながら発光ユニットから放射されるので、発光ユニットの混色性を高めることができる。

実施の形態３の発光ユニットでは、第二ＬＥＤであるサイドエミットＬＥＤの上部に反射材を設けることにより、側方放射の比率を高めることができるため、さらに混色性を高めることができる。このとき、サイドエミットＬＥＤ上から真上に直接放射される第二ＬＥＤの発光を消すことができるため、装置発光面を見込んだ際の色むら感を極力抑えることができる。また、この機能によって、本発光ユニットで照明された被照面の色むらも抑えることができる。

実施の形態４．
図１０、図１１を参照して実施の形態４を説明する。実施の形態４は、サイドエミット特性の第二ＬＥＤ（２）を、サイドエミット特性ではない通常の（市販の）ＬＥＤと、レンズとを用いて、所望のサイドエミット特性の第二ＬＥＤ（２）を構成する実施形態である。すなわち、下記のＬＥＤ１９は基板表面に対する平行方向よりも基板表面に対する垂直方向に近い方向に光放射量の大きい非偏角（非サイドエミット）配光特性である。また、下記の外付けレンズ１８は、ＬＥＤ１９に外付けされ、ＬＥＤ１９から放射された光を透過させて偏角配光特性を生じさせる。

これまでサイドエミット特性の第二ＬＥＤ（２）は既存構成のＬＥＤを前提としてきた。しかし、既存品ＬＥＤに適当な光仕様（光色、色温度等）のものが存在しない場合には、別の既存ＬＥＤを用い、その上部に光線方向を側方に制御する外付けレンズを用いて、第二ＬＥＤ（２）を構成してもよい。
図１０は、ＬＥＤ基板３に汎用の面実装拡散タイプのＬＥＤ１９を実装し、さらに光線制御効果を有する外付けレンズ１８を配置したＬＥＤ構成の断面図である。外付けレンズ１８は、例えば表面に円錐凹部１８−１を有するもので、その凹部条件により、側方照射量が制御されるものを適用する。
図１１は、一般的な面実装拡散発光タイプのＬＥＤ１９の断面図である。図１１を参照して一般的な面実装拡散発光タイプのＬＥＤ１９の構成を簡単に説明する。図１１に示すように、一般的な面実装拡散発光タイプのＬＥＤ１９では、ＬＥＤパッケージ基板２０にＬＥＤチップ２１を実装し、それを蛍光体の含まれるおよそ平坦な封止樹脂２２あるいはドーム形の封止樹脂で封止したようなものが主流である。

表面がおよそ平坦な面実装拡散タイプのＬＥＤ１９は蛍光体を含んだタイプのため、外付けレンズ１８に対して、できるだけ発光面積が小さい方が光の方向性を制御しやすい。したがって、ここではそのような観点からＬＥＤ１９を選定する。なお、表面がドーム形のものに対しては、その形状に配慮して外付けレンズ１８を用いればよい。また例えば第二ＬＥＤ（２）用のＬＥＤ１９として、蛍光体を用いない、例えば赤色ＬＥＤ（チップＬＥＤのみで構成）を用いる場合、このＬＥＤ１９は、蛍光体を含むＬＥＤに対して拡散性が低く正面強度が高いので、蛍光体適用のＬＥＤよりもレンズの選定条件が緩やかになる傾向にある。

以上のようなサイドエミットではない汎用のＬＥＤ１９と、サイドエミットに配光制御可能な外付けレンズ１８とを組合せて第二ＬＥＤ（２）を構成した場合にも、第二ＬＥＤ（２）からの側面発光光と、第一ＬＥＤ（１）からの発光光とが交差するので、混色性のよい発光ユニットを提供できる。

実施の形態５．
図１２を参照して、実施の形態５を説明する。実施の形態５は、実施の形態１〜４で述べた発光ユニットの点灯状態を制御する発光制御装置１０５０に関する。実施の形態１〜４で述べた発光ユニットを使用した使用装置では、２種のＬＥＤである第一ＬＥＤ（１）と第二ＬＥＤ（２）との光強度を調節して光色を変えることができる。その場合、図１２のような制御系を構成することで自動制御を行うことが可能である。発光制御装置１０５０は、発光ユニット１１０（あるいは発光ユニット１２０、２１０）、制御部１０１、色温度設定部１０２、状態検出部１０３を備えている。

図１２で示す制御系は、色温度設定部１０２、状態検出部１０３を有し、それら情報を用いて第一ＬＥＤ（１）、第二ＬＥＤ（２）を調光可能とする制御部１０１を有する。

色温度設定部１０２は、外部から手動設定可能なスイッチや外部入力信号を用いて光色や光強度を設定する。状態検出部１０３は、カラーセンサなどにより光色や、光色を含めた光強度の検出を行う。制御部１０１は、色温度設定部１０２により設定された設定値、及び状態検出部１０３から検出される信号に基づき、予め組み込んだ制御アルゴリズムに従って、２種ＬＥＤの調光状態をフィードバック制御する。

なお、状態検出部１０３を設けずに、予め目的の色温度を実現するための調光情報（例えば目標色温度に対する光強度に応じた２種ＬＥＤの調光比率）を制御部１０１にデータとして格納することで、色温度設定部１０２の設定情報に基づき２種ＬＥＤの光強度を調整する構成も可能である。

以上のような発光制御装置１０５０により、色可変あるいは相関色温度可変な装置を提供できる。

以上の実施の形態１〜５の発光ユニット、使用装置及び発光制御装置は、一般照明や演出照明などの照明器具の他、美術館や医療用などの特殊照明、また、ショーケースや冷蔵庫などへの機器組み込み照明装置、またはサイン灯や表示用バックライト用として利用することができる。

１１０，１２０，２１０ 発光ユニット、１ 第一ＬＥＤ、２ 第二ＬＥＤ、３ ＬＥＤ基板、４ 第二ＬＥＤ取付台、５ 反射板、８ 装置筐体、９ フィン、１０ 配光制御レンズ、１１ 装置筐体、１２ 表面カバー、１３ ＬＥＤ間反射板、１５ レンズ部、１６，１７ 反射材、１８ 外付けレンズ、１８−１ 円錐凹部、１９ ＬＥＤ、２０ ＬＥＤパッケージ基板、２１ ＬＥＤチップ、２２ 封止樹脂、５１ 範囲、５２ 頂点部、５３ 矢印、５５ 光源配置領域、１０１０，１０２０ 発光装置、１０５０ 発光制御装置。

Claims (11)

1. 基板に配置され、所定の発光色を有する少なくとも一つの第一光源と、
   前記基板に前記第一光源に隣接して配置されると共に前記第一光源と異なる発光色を有する第二光源であって、前記基板表面に対する垂直方向よりも前記基板表面に対する平行方向に近い方向に光放射量の大きい偏角配光特性を有する第二光源と、
   前記基板において前記第一光源と第二光源とが配置された領域を示す光源配置領域の周囲の少なくとも一部から起立する反射面を有する起立反射部と
   を備えると共に、
   前記第二光源は、
   光を発するチップと、
   前記チップの発した光を透過及び反射させて前記偏角配光特性を生じさせるレンズと、
   前記レンズに配置され、前記レンズに入射した前記チップの光のうち前記基板表面に対する平行方向よりも前記基板表面に対する垂直方向に近い方向に進む光を反射する反射部材と
   を備え、
   前記第二光源は、
   側方の発光領域が前記第一光源の発光面位置よりも高い位置に存在することを特徴とする発光ユニット。
2. 前記発光ユニットは、さらに、
   底面側が前記基板上に配置され、上面に前記第二光源が配置される第二光源取付台を備え、
   前記第二光源は、
   前記第二光源取付台の前記上面に配置されることで、
   側方の発光領域が前記第一光源の発光面位置よりも高い位置に存在することを特徴とする請求項１記載の発光ユニット。
3. 前記発光ユニットは、さらに、
   所定の前記第一光源と所定の第二光源との間において前記基板に配置され、前記所定の第二光源から前記所定の第１光源に向かうにしたがって前記基板に対する垂直方向に高さが高くなる斜面状の反射面であって、前記所定の第二光源から放射された光のうち前記基板表面に対する垂直方向よりも前記基板表面に対する平行方向に近い方向の光を反射する反射面を有する斜面反射部
   を備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の発光ユニット。
4. 前記第一光源は、
   前記偏角配光特性を有さないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光ユニット。
5. 前記第一光源は、
   拡散面発光型のＬＥＤと、砲弾型ＬＥＤとの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項４記載の発光ユニット。
6. 前記発光ユニットは、さらに、
   前記第一光源と、前記第二光源と、前記反射部の前記反射面とを覆うように配置され、前記第一光源と前記第二光源とから放射された直接光と、前記直接光の反射光とを入射し、入射した直接光と反射光との照射方向を制御する配光制御レンズ
   を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光ユニット。
7. 前記発光ユニットは、
   所定の規格における白色範囲内に含まれる複数の前記第一光源を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発光ユニット。
8. 前記第一光源と第二光源とは、
   色度点が所定の規格で定められた照明色範囲に存在し、
   前記第二光源は、
   相関色温度が第一光源の相関色温度よりも低いことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発光ユニット。
9. 前記第一光源は
   色度点が所定の規格で定められた照明色範囲に存在し、
   前記第二光源は、
   赤橙色、赤色、深紅色のうちのいずれかの光を発することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の発光ユニット。
10. 前記発光ユニットは、さらに、
    前記発光ユニットの色温度と光色との少なくともいずれかの設定情報を設定する設定部と、
    前記設定部によって設定された前記設定情報に基づいて、前記発光ユニットの前記第一光源と前記第二光源とを個別に調光する制御部と
    を備えたことを特徴とする１〜９のいずれかに記載の発光ユニット。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の発光ユニットを備えた発光装置。

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