JP5400660B2

JP5400660B2 - 電球形照明装置及びその色度補正方法

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Publication number: JP5400660B2
Application number: JP2010039098A
Authority: JP
Inventors: 俊文緒方
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: JP2011175863A

Description

本発明は、発光素子を用いた電球代替可能な電球形照明装置及びその色度補正方法に関する。

近年、省エネルギー化を図り地球温暖化を防止すべく、照明分野においても従来の白熱電球などに比べて高いエネルギー効率を実現できるＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を用いた照明装置が研究開発されている。例えば、既存の白熱電球では、数十［ｌｍ/Ｗ］であったエネルギー効率が、ＬＥＤを光源として用いると（以下、ＬＥＤを用いて電球代替目的とした照明装置を、「ＬＥＤ電球」という。）、１００［ｌｍ/Ｗ］以上のエネルギー効率とすることができる。

例えば、特許文献１には、従来の白熱電球に置き換わるＬＥＤ電球が提案されている。特許文献１に記載のＬＥＤ電球は、基板に複数のＬＥＤ素子が実装された発光モジュールを、ＬＥＤを点灯（発光）させるための点灯回路を内部に備える外殻部材の端面（表面）に載置固定し、上記発光モジュールを、透光性材料（例えば、ガラス）よりなるグローブで覆う構成を有するものである。このＬＥＤ電球は、従来の白熱電球に近い外観形状を有し、給電端子としてのＥ型口金を具備しているので、従来の白熱電球を装着する灯具のソケットにも装着することができる。

ところで、発光モジュールは、製造時に、要求される照明光の色度に応じて、例えば、ＬＥＤ素子の組成や、蛍光体などの混合物量が調整されている。しかし、ＬＥＤ素子の発光波長のバラツキ、混合物である蛍光体の量のバラツキなどにより、所望の色度の発光を発する同一の発光モジュールを製造することは難しく、製品化されたＬＥＤ電球の照明光の色度にもバラツキが生じることになる。

ＬＥＤ電球の照明光の色度を補正する方法としては、様々な方法が知られている。例えば、特許文献２には、フィルタを用いることにより、ＬＥＤ素子自体の発光の色度がばらついて白色などの所望の色度から外れていても、これを所望の色度に補正して照明光として利用する色度補正方法が提案されている。また、特許文献３、４には、グローブの材料組成を変えることにより、色度を補正する方法が提案されている。

特開２００６−３１３７１８号公報特開２００３−１５２２２７号公報特表２００９−５１６３４１号公報特開２００９−１４１０３８号公報

しかし、特許文献２に記載のフィルタを用いる方法では、フィルタにより一定の波長を透過させるもしくは吸収させることが目的であるため、全光束が低下する場合があり、充分な光量を保証できない。

また、特許文献３、４に記載のグローブの材料組成を変える方法では、高透過率（約９０％程度）を維持しながら、特定の波長範囲における光透過率を例えば７０％程度にすることができるが、グローブの材料組成を変えるための添加物が必要となり、この添加物により、光学特性だけでなく、ガラス強度、耐熱性などの特性が変わる場合もあり、寿命に影響を及ぼすなど充分な信頼性が得られない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、全光束の低下を抑制しつつ照明光の色度をランプの照明光の色度の設計値に補正可能で、かつ、照明光の色度範囲を従来のランプの照明光の色度範囲より小さくすることができる信頼性の高い電球形照明装置及びその色度補正方法を提供する。

本発明の電球形照明装置は、基板に複数の発光素子が実装された発光モジュールと、上記発光モジュールを覆う透光性材料からなるグローブと、を含み、上記グローブは、上記グローブの光透過率を調整することで、上記発光モジュールの発光の色度を、ランプの照明光の色度の設計値に補正するものであり、上記発光モジュールの発光の色度座標ｘ、ｙの少なくとも一方が、ランプの照明光の設計値の色度座標ｘ１、ｙ１からマイナス側に位置しているとき、上記グローブの光透過率は、上記グローブの厚み又は上記グローブの内面に設けられた拡散膜の厚みを変えることによって、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第１の可視光波長範囲において８５％以上でかつ略一定で、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第２の可視光波長範囲において９０％以上でかつ略一定となるように調整され、かつ、上記第１の可視光波長範囲における上記光透過率の平均値と、上記第２の可視光波長範囲における上記光透過率の平均値との差が２％以上１２％以下の範囲内となるように調整されていることを特徴とする。

本発明の色度補正方法は、基板に複数の発光素子が実装された発光モジュールと、上記発光モジュールを覆う透光性材料からなるグローブと、を含む電球形照明装置の照明光の色度を補正する色度補正方法であって、上記発光モジュールの発光の色度座標ｘ、ｙの少なくとも一方が、ランプの照明光の設計値の色度座標ｘ１、ｙ１からマイナス側に位置しているとき、上記グローブの厚みまたは上記グローブの内面に設けられた拡散膜の厚みを変えることにより上記グローブの光透過率を、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第１の可視光波長範囲においては８５％以上でかつ略一定で、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第２の可視光波長範囲においては９０％以上でかつ略一定となるように調整するとともに、上記第１の可視光波長範囲における上記光透過率の平均値と、上記第２の可視光波長範囲における上記光透過率の平均値との差が２％以上１２％以下の範囲内となるように調整し、上記電球形照明装置の照明光の色度を、上記ランプの照明光の色度の設計値に補正することを特徴とする。

本発明によれば、全光束の低下を抑制しつつ照明光の色度をランプの照明光の色度の設計値に補正可能で、かつ、照明光の色度範囲を従来のランプの照明光の色度範囲より小さくすることができる信頼性の高い電球形照明装置及び色度補正方法を提供できる。

本発明の実施形態１の電球形照明装置の概略構成を示す断面図である。本発明の実施形態１の電球形照明装置におけるＬＥＤモジュールの詳細な構成を示す断面図である。同一の発光モジュールと光透過率が異なるグローブとを組み合わせてなる各ＬＥＤ電球の照明光の色度分布を示す図である。同一の発光モジュールと光透過率が異なるグローブとを組み合わせてなる各ＬＥＤ電球の光透過率の波長スペクトル比を示す図である。ガラスグローブの光透過率と波長との関係を示す図である。複数の発光モジュールの発光の色度分布を示す図である。従来のＬＥＤ電球の照明光の色度範囲と、本発明の実施例のＬＥＤ電球の照明光の色度範囲の一例を示す図である。

本発明の電球形照明装置は、基板に複数の発光素子が実装された発光モジュールと、上記発光モジュールを覆う透光性材料からなるグローブと、を備えている。上記グローブは、上記発光モジュールの発光の色度を、ランプの照明光の色度の設計値に補正するものであり、上記発光モジュールの発光の色度と上記ランプの照明光の色度の設計値とが一致しないとき、上記グローブの光透過率は、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第１の可視光波長範囲において８５％以上でかつ略一定で、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第２の可視光波長範囲において９０％以上でかつ略一定となるように調整され、かつ、上記第１の可視光波長範囲における上記光透過率の平均値と、上記第２の可視光波長範囲における上記光透過率の平均値との差が２％以上１２％以下の範囲内となるように調整されている。これにより、全光束の低下を抑制しつつ照明光の色度をランプの照明光の色度の設計値に補正可能で、かつ、照明光の色度範囲を従来のランプの照明光の色度範囲より小さくすることができる信頼性の高い電球形照明装置を提供できる。上記第１の可視光波長範囲における透過率を８５％以上とし、上記第２の可視光波長範囲における透過率を９０％以上としたのは、透過率がこれらの値より小さくなると、光束が低下しすぎるからである。より好ましくは、上記第１の可視光波長範囲における上記光透過率は９０％以上、上記第２の可視光波長範囲における上記光透過率は９５％以上である。この場合、全光束の低下率をより小さくでき、信頼性をより向上できる。また、上記第１の可視光波長範囲における光透過率の平均値と、上記第２の可視光光波長範囲における光透過率の平均値との差は、２％より小さくなると色度範囲を有効にシフトさせることができないため、また、１２％より大きくなると全光束が低下しすぎるため、２％以上１２％以下であることが必要である。

本発明の色度補正方法は、基板に複数の発光素子が実装された発光モジュールと、上記発光モジュールを覆う透光性材料からなるグローブと、を備える電球形照明装置の照明光の色度を補正する色度補正方法であって、上記発光モジュールの発光の色度が、ランプの照明光の色度の設計値と一致しないとき、上記グローブの厚みまたは上記グローブの内面に設けられた拡散膜の厚みを変えることにより上記グローブの光透過率を調整し、上記電球形照明装置の照明光の色度を、上記ランプの照明光の色度の設計値に補正する。これにより、信頼性に影響を及ぼすことなく、電球形照明装置の照明光の色度を、ランプの照明光の色度の設計値に補正できる。

以下、本発明の電球形照明装置及びその色度補正方法について、図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施形態１）
本実施形態１では、本発明の電球形照明装置の一例について説明する。

図１は、本実施形態の電球形照明装置の概略構成を示す断面図である。図２は、図１に示す電球形照明装置における発光モジュールの詳細な構成を示す断面図である。図２において、図１と同一構成要素については同一符号を付している。

本実施形態の電球形照明装置（以下、ＬＥＤ電球という。）１は、図１及び図２に示すように、基板２２に複数のＬＥＤ２０が発光素子として実装された発光モジュール２と、発光モジュール２を載置する載置部材３と、載置部材３を保持するケース４と、発光モジュール２を覆うグローブ５と、ＬＥＤ２０を点灯（発光）させる点灯回路８と、点灯回路８を内部に格納しかつケース４内に配置された回路格納部材７と、ケース４の一端（図１においてケース４の下方）に設けられた口金部材６とを備える。

グローブ５は、発光モジュール２を被覆する状態で、ケース４に設けられている。グローブ５は、通常、光源を保護する機能を有するものであるが、本実施形態では、その厚みを変えることで発光モジュール２からの光量を調整する機能も有する。グローブ５の厚みは、例えば、０．７ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲内で調整される。グローブ５の形状としては、例えば、平面状、球状、半球状、円柱状、線状、もしくはこれらを組み合わせた形状が挙げられる。図１におけるグローブ５は、半球状（ドーム状）をしている。グローブ５の材料としては、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどの透光性材料が挙げられる。

グローブ５の内面（グローブ５の発光モジュール２に面する側の表面）には、発光モジュール２の色度ランクに対応した厚さの拡散膜（図示せず）が設けられている。拡散膜は、通常、光源から発せられた光を拡散させる機能を有するものであるが、本実施形態では、その厚みを変えることにより発光モジュール２からの光量を調整する機能も有する。拡散膜の膜厚は、例えば、１０μｍ〜２００μｍの範囲内で調整される。拡散膜は、例えば、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの無機粒子から構成される。拡散膜は無機材料からなるため、劣化がほとんど無く、長年使用しても特性変化が少なく、信頼性を確保できる。拡散膜を構成する無機粒子の粒径は、１．０μｍ〜２０．０μｍである。なお、拡散膜はグローブ５の内面に設ける場合だけでなく、グローブ５の中に拡散膜を設けてもよいし、グローブ５の中に無機粒子を分散させてもよい。

グローブ５の光透過率は、グローブ５の厚みあるいは拡散膜の厚みを変えることで、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の第１の可視光波長範囲において８５％以上でかつ略一定で、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の第２の可視光波長範囲において９０％以上でかつ略一定となるように、かつ、第１の可視光波長範囲における光透過率の平均値と、第２の可視光波長範囲における上記光透過率の平均値との差が２％以上１２％以内の範囲内となるように調整される。そのため、グローブ５の厚みあるいは拡散膜の厚みが厚くなるほど、短波長側の光を吸収し、短波長範囲におけるグローブ５の光透過率を低下させることができる。特に、グローブ５の厚みを変えることによりグローブの光透過率を調整する場合は、従来のＬＥＤ電球で用いられているグローブ（例えば、ガラスグローブ）と同じ組成で良いため、信頼性には影響を及ぼさない。

ここで、上記グローブ５または上記拡散膜の厚みを変えることによる色度補正効果について図７を用いて説明する。図７は、発光モジュールの発光の色度範囲Ｌ０と、本実施形態のＬＥＤ電球の照明光の色度範囲Ｌ１の一例を示す色度図である。

一般的に、発光モジュール２（図１）の発光の色度範囲は、図７に示すように、座標ｘ＝０．３００１、ｙ＝０．３１９７により示される点と、座標ｘ＝０．３０３９、ｙ＝０．３０４７により示される点と、座標ｘ＝０．３２０１、ｙ＝０．３２０５により示される点と、座標ｘ＝０．３１８６、ｙ＝０．３３８７により示される点とを結んで得られる四角形によって表される色度範囲Ｌ０となる。これは、従来のＬＥＤ電球の照明光の色度範囲とほぼ同等の色度範囲である。

本実施形態では、発光の色度範囲がＬ０である発光モジュール２の色度ランクに応じてグローブ５を組み合わせることで、発光モジュール２の色度ランクを、所望の色度に補正することができる。例えば、図７に示す発光の色度範囲がＬ０である発光モジュール２に対し、グローブ５の光透過率が、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の第１の可視光波長範囲において８５％以上でかつ略一定で、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の第２の可視光波長範囲において９０％以上でかつ略一定となるように、かつ、第１の可視光波長範囲における光透過率の平均値と、第２の可視光波長範囲における上記光透過率の平均値との差が２％以上１２％以下の範囲内となるように、厚みが調整されたグローブ５または、厚みが調整された拡散膜を有するグローブ５を組み合わせて、ＬＥＤ電球を製造する。このＬＥＤ電球の照明光の色度範囲は、図７に示すように、座標ｘ＝０．３１００、ｙ＝０．３２９０により示される点と、座標ｘ＝０．３１２５、ｙ＝０．３１５０により示される点と、座標ｘ＝０．３１９０、ｙ＝０．３２２０により示される点と、座標ｘ＝０．３１８０、ｙ＝０．３３６０により示される点とを結んで得られる四角形によって表される色度範囲Ｌ１とすることができる。つまり、短波長側の光を長波長側の光よりも多く吸収して、発光モジュール２の発光の色度範囲Ｌ０を、図７の色度図において右上にシフトさせるとともに、色度範囲の面積を、従来のＬＥＤ電球の照明光の色度範囲に対して約５０％以下にまで縮小できる。

続いて、発光モジュールとグローブとの組み合わせについて図７を用いて説明する。例えば、発光の色度範囲がＬ０である発光モジュールを用いて、照明光の色度範囲がＬ１のＬＥＤ電球を製造したい場合、発光の色度範囲が色度分布ａに属する発光モジュールに対しては、色度シフト量が大きいグローブを組み合わせ、色度分布ｂに属する発光モジュールに対しては、色度シフト量が小さいグローブを組み合わせる。このように、発光モジュール２の発光の色度ランクに応じてグローブを組み合わせることで、発光モジュールとしての色度範囲はＬ０であるが、ＬＥＤ電球の照明光の色度範囲はＬ１とすることができる。

載置部材３は、発光モジュール２を装着すると共に、ケース４の他端（図１においてケース４の上方）を塞いでいる。

ケース４は、内部に回路格納部材７を収納し、この回路格納部材７内に点灯回路８が保持されている。

ＬＥＤ２０が点灯した際に発熱した熱は、発光モジュール２の基板２２から載置部材３、ケース４へと順に伝わり、ケース４に伝わった熱は、ケース４から外気へと主に放出される。このため、ケース４は、ＬＥＤ２０が点灯した際に発熱した熱を外気中に放熱する放熱機能を有し、ヒートシンクとも言え、載置部材３は、発光モジュール２の熱をケース４に伝える伝熱機能を有し、熱伝導部材とも言える。

口金部材６は、灯具のソケットに取り付けられ、このソケットから給電を受けるためのものである。なお、図１では、点灯回路８と口金部材６とを電気的に接続する接続線については図示していない。

回路格納部材７は、点灯回路８を内部に格納するもので、蓋体７１と格納部材本体７２とから構成される。

点灯回路８は、口金部材６を介して供給される商業用電力を利用してＬＥＤ２０を点灯させる。この点灯回路８は、基板８１に実装されている電子部品８２、８３などから構成され、例えば、整流・平滑回路、ＤＣ／ＤＣコンバータなどから構成されている。

発光モジュール２は、図２に示すように、基板２２と、基板２２の主面に実装された複数のＬＥＤ２０と、ＬＥＤ２０を被覆する封止体２１とを備える。なお、ＬＥＤ２０の数、接続方法（直列接続、並列接続）などは、ＬＥＤ電球１として要求される所望の発光光束などにより決定される。

基板２２は、絶縁性材料からなり、基板２２の主面には、配線パターン２４が形成されている。配線パターン２４は、複数のＬＥＤ２０を所定の接続方法で接続するための接続部２４ａと、点灯回路８に接続する給電路９と電気的に接続する端子部２４ｂとを有する。

ＬＥＤ２０は、半導体発光素子であって所定の光色を発する素子である。また、封止体２１は、ＬＥＤ２０が外気に触れないようにＬＥＤ２０を封止するものであり、例えば、透光性材料と、ＬＥＤ２０から発せられた光の波長を所定の波長へ変換する変換材料とからなる。

基板２２として、例えば、樹脂材料やセラミック材料が利用されるが、熱伝導率の高い材料が好ましい。また、電球代替を目的とする場合、ＬＥＤ２０として、例えば青色光を発するＧａＮ系ＬＥＤが用いられ、透光性材料として、例えばシリコーン樹脂が、変換材料として、例えば珪酸塩蛍光体などがそれぞれ利用され、結果として、発光モジュール２から白色光が出射される。

ＬＥＤ２０の基板２２への実装は、マトリクス状に配されるように行うことができ、例えば、４８個のＬＥＤ２０が８行×６列で実装され、これらのＬＥＤ２０が電気的に接続されている。

本実施形態のＬＥＤ電球によれば、グローブ５の厚みまたは拡散膜の厚みを変えることで光透過率が所定の範囲内で調整されているグローブ５を用いることにより、全光束の低下を抑制しつつ、ＬＥＤ電球の照明光の色度を、ランプの照明光の色度の設計値に補正できるとともに、ＬＥＤ電球の照明光の色度範囲を、ランプの照明光の色度範囲より小さくすることができる。

（実施形態２）
本実施形態２では、本発明の色度補正方法について説明する。

本発明の色度補正方法は、例えば、図１及び図２に示す、基板２２に複数のＬＥＤ２０が実装された発光モジュール２と、上記発光モジュール２を覆う透光性材料からなるグローブ５と、を備えたＬＥＤ電球１の照明光の色度を補正する色度補正方法であり、発光モジュール２の発光の色度が、ランプの照明光の色度の設計値と一致しないとき、グローブ５の厚みまたはグローブ５の内面に設けられた拡散膜の厚みを変えることによりグローブ５の光透過率を調整する。例えば、発光モジュール２の発光の色度座標ｘ、ｙの少なくとも一方が、ランプの照明光の設計値の色度座標ｘ１、ｙ１からマイナス側に位置しているとき、グローブ５の光透過率を、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第１の可視光波長範囲においては８５％以上でかつ略一定で、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第２の可視光波長範囲においては９０％以上でかつ略一定となるように調整するとともに、第１の可視光波長範囲における光透過率の平均値と、第２の可視光波長範囲における前記光透過率の平均値との差が２％以上１２％以下の範囲内となるように調整する。これにより、全光束の低下を抑制しつつ照明光の色度をランプの照明光の色度の設計値に補正可能で、かつ、照明光の色度範囲を従来のランプの照明光の色度範囲より小さくすることができる信頼性の高いＬＥＤ電球を実現できる。

なお、本発明の色度補正効果については、上記実施形態１で図７を用いて説明したので、ここでは省略する。

以下、上記本発明のＬＥＤ電球の色度補正方法について実施例に基づき説明する。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではない。

（グローブ）
まず、光透過率の異なる複数のグローブＡ〜Ｄを用意した。グローブＡ〜Ｄは、グローブの内面全域においてほぼ均一の厚みとなるように拡散膜が設けられており、各拡散膜の厚みは、グローブＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に厚くなっている。グローブにはガラスを用い、拡散膜は炭酸カルシウムよりなる。

ここで、表１に、同一の発光モジュールとグローブＡ〜Ｄとを組み合わせてなる複数の各ＬＥＤ電球の照明光の色度及び光束比を示した。表１において、グローブ無ランプとは、グローブで覆われていないＬＥＤ電球である。つまり、グローブ無ランプの照明光の色度は、発光モジュールの発光の色度である。グローブＡ〜Ｄランプとは、上記グローブ無ランプと、グローブＡ〜Ｄとを組み合わせてなるＬＥＤ電球のことであり、発光素子として青色ＬＥＤを備えている。また、グローブＡ〜Ｄの内面に設けられた拡散膜の厚みは、各ランプの照明光の色度座標ｘ、ｙがそれぞれ表１の値になるように調整されている。光束比は、（グローブ有ランプの光束）／（グローブ無ランプの光束）で表したものである。

表１に示すように、拡散膜の厚みが大きくなるにつれ、色度シフト量が増えていることから、拡散膜の厚みに応じてＬＥＤ電球の照明光の色度範囲をシフトさせることができることが分かる。ただし、色度シフト量が増えるにつれ、光束比が減少していることから、拡散膜の厚みが大きすぎると、光透過率が小さくなり、照明装置としての機能を充分果たすことができない。照明装置としての機能を発揮するためには、光束比は０．９０以上であることが好ましい。よって、上記表１の場合、グローブＤランプは照明装置として適さず、グローブＤは使用すべきでないと言える。

次に、表１に示すグローブ無ランプ、グローブＡ〜Ｄランプの照明光の色度分布を図３に示した。図３において、横軸ｘはＲｅｄの割合を示し、縦軸ｙはＧｒｅｅｎの割合を示す。また、図３には示していないが、Ｂｌｕｅの割合をｚとしたとき、下記式（１）の関係が成立する。
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１・・・（１）

図３に示すように、グローブＡランプ、グローブＢランプ、グローブＣランプ、グローブＤランプの順に該各ランプの照明光の色度が、グローブ無ランプの照明光の色度座標の位置から右上方向にシフトしていた。このことから、拡散膜の厚みが大きくなるほど、青色波長範囲における光を吸収できていると考えられる。

次に、表１に示すグローブＡ〜Ｄランプの光透過率の波長スペクトル比を図４に示した。図４において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は光透過率に対するスペクトル比（グローブ有ランプの光透過率／グローブ無ランプの光透過率）を示す。

図４に示すように、グローブＡランプ及びグローブＢランプの光透過率は、３８０ｎｍ〜４７０ｎｍの第１の可視光波長範囲では約９０％であり、５００ｎｍ〜７００ｎｍの第２の可視光波長範囲では約９５％であった。グローブＣランプの光透過率は、第１の可視光波長範囲では約８５％であり、第２の可視光波長範囲では約９２％であった。グローブＤランプの光透過率は、第１の可視光波長範囲では約８０％であり、第２の可視光波長範囲では約８８％であった。

このように、いずれのランプも、３８０ｎｍ〜４７０ｎｍの第１の可視光波長範囲、つまり、青色波長範囲における光吸収が、他の波長範囲における光吸収よりも大きかった。

ここで、図５に、ガラスグローブの光透過率と波長との関係を示す。ある測定光源を用いてガラスグローブの光透過率を測定したところ、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光波長範囲において約９０％と略一定であった。つまり、図５からガラスグローブは、特定の波長範囲における光を吸収するものでないことがわかる。

従って、図４において、第１の可視光波長範囲における光透過率が第２の可視光波長範囲における光透過率よりも小さい、つまり、青色波長範囲における光が他の波長範囲における光に比べて大きく吸収されているのは、拡散膜に起因するものと考えられた。

（発光モジュール）
次に、発光の色度の異なる複数のモジュール１〜４を用意した。表２は、モジュール１〜４の照明光の色度を示している。表２において、モジュール１〜４は、蛍光体の量、チップの波長などの違いにより色度がそれぞれ異なる発光モジュールである。

図６は、表２に示すモジュール１〜４の発光の色度分布を示す図である。図６において、設計中心値とは、要求されるランプの照明光の色度座標ｘ１、ｙ１を示しており、ここでは、ｘ１＝０．３１０５、ｙ１＝０．３２０７とした。

図６に示すように、モジュール１〜４の発光の色度座標ｘ、ｙは共に、設計中心値ｘ１、ｙ１からマイナス側（図６において左下）に位置している。各モジュールの発光の色度を、ランプの照明光の設計中心値に近づける、つまり矢印方向にシフトさせるためには、後述するように、各モジュールの発光の色度ランクに応じたグローブを組み合わせる必要がある。

（ＬＥＤ電球の製造）
上記グローブＡ〜Ｄと、上記モジュール１〜４とを用いてＬＥＤ電球を製造した。組み合わせについては、次のようにして決めた。

例えば、照明光の色度座標がｘ＝０．３１０５、ｙ＝０．３２０７のＬＥＤ電球を製造したいとする。表２に示すモジュール１の場合、色度座標はｘ＝０．３０３５、ｙ＝０．３０７５であるため、上記色度範囲のＬＥＤ電球を製造するためには、ｘを０.００７０、ｙを０．０１３２シフトさせる必要がある。このような色度シフト量を持つものは、表１に示すグローブＡ〜Ｄのうち、グローブＤ（色度シフト量がΔｘ＝０．００７０、Δｙ＝０．０１３３）であるため、このグローブＤをモジュール１に組み合わせた。

表２に示すモジュール２の場合、色度座標はｘ＝０．３０５５、ｙ＝０．３１１３であるため、上記色度範囲のＬＥＤ電球を製造するためには、ｘを０．００５０、ｙを０．００９４シフトさせる必要がある。よって、モジュール２には、色度シフト量がΔｘ＝０．００５０、Δｙ＝０．００９４であるグローブＣを組み合わせた。

表２に示すモジュール３の場合、色度座標はｘ＝０．３０６９、ｙ＝０．３１３７であるため、上記色度範囲のＬＥＤ電球を製造するためには、ｘを０．００３６、ｙを０．００７０シフトさせる必要がある。よって、モジュール３には、色度シフト量がΔｘ＝０．００３６、Δｙ＝０．００７０であるグローブＢを組み合わせた。

表２に示すモジュール４の場合、色度座標はｘ＝０．３０７９、ｙ＝０．３１５７であるため、上記色度範囲のＬＥＤ電球を製造するためには、ｘを０．００２６、ｙを０．００５０シフトさせる必要がある。よって、モジュール４には、色度シフト量がΔｘ＝０．００２６、Δｙ＝０．００５０であるグローブＡを組み合わせた。

このように、発光モジュールの色度ランクに対応したグローブを組み合わせることで、所望の色度の照明光を発するＬＥＤ電球を製造できる。ただし、上述したように、表１に示すグローブＤを用いた場合、光束比が０．８５と低くなるため、モジュール１とグローブＤとを組み合わせてなるＬＥＤ電球は照明装置としては適さない。

本発明の電球形照明装置は、全光束の低下を抑制しつつ、照明光の色度を所望の色度に補正可能で、かつ、照明光の色度範囲を従来のランプの照明光の色度範囲より小さくすることができる、白熱電球の代替電球として利用可能である。

１ＬＥＤ電球
２発光モジュール
２０ＬＥＤ
２１封止体
２２基板
２４配線パターン
２４ａ接続部
２４ｂ端子部
３載置部材
４ケース
５グローブ
６口金部材
７回路格納部材
７１蓋体
７２格納部材本体
８点灯回路
８１基板
８２電子部品
８３電子部品
９給電路

Claims

基板に複数の発光素子が実装された発光モジュールと、
前記発光モジュールを覆う透光性材料からなるグローブと、を含み、
前記グローブは、前記グローブの光透過率を調整することで、前記発光モジュールの発光の色度を、ランプの照明光の色度の設計値に補正するものであり、
前記発光モジュールの発光の色度座標ｘ、ｙの少なくとも一方が、ランプの照明光の設計値の色度座標ｘ１、ｙ１からマイナス側に位置しているとき、前記グローブの光透過率は、前記グローブの厚み又は前記グローブの内面に設けられた拡散膜の厚みを変えることによって、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第１の可視光波長範囲において８５％以上でかつ略一定で、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第２の可視光波長範囲において９０％以上でかつ略一定となるように調整され、かつ、前記第１の可視光波長範囲における前記光透過率の平均値と、前記第２の可視光波長範囲における前記光透過率の平均値との差が２％以上１２％以下の範囲内となるように調整されていることを特徴とする電球形照明装置。
前記第１の可視光波長範囲における前記光透過率は９０％以上であり、
前記第２の可視光波長範囲における前記光透過率は９５％以上である請求項１に記載の電球形照明装置。
前記透光性材料は、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネートのいずれかである請求項１に記載の電球形照明装置。
前記グローブの内面には、拡散膜が設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電球形照明装置。
前記拡散膜は、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンのいずれかからなる請求項４に記載の電球形照明装置。
前記発光素子は、青色光を発する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電球形照明装置。
基板に複数の発光素子が実装された発光モジュールと、前記発光モジュールを覆う透光性材料からなるグローブと、を含む電球形照明装置の照明光の色度を補正する色度補正方法であって、
前記発光モジュールの発光の色度座標ｘ、ｙの少なくとも一方が、ランプの照明光の設計値の色度座標ｘ１、ｙ１からマイナス側に位置しているとき、前記グローブの厚みまたは前記グローブの内面に設けられた拡散膜の厚みを変えることにより前記グローブの光透過率を、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第１の可視光波長範囲においては８５％以上でかつ略一定で、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の全範囲またはその一部の範囲である第２の可視光波長範囲においては９０％以上でかつ略一定となるように調整するとともに、前記第１の可視光波長範囲における前記光透過率の平均値と、前記第２の可視光波長範囲における前記光透過率の平均値との差が２％以上１２％以下の範囲内となるように調整し、前記電球形照明装置の照明光の色度を、前記ランプの照明光の色度の設計値に補正することを特徴とする色度補正方法。