WO2006085693A1 - 光源、固体発光素子モジュール、蛍光体モジュール、配光素子モジュール、照明装置及び画像表示装置、並びに、光源の調光方法 - Google Patents

光源、固体発光素子モジュール、蛍光体モジュール、配光素子モジュール、照明装置及び画像表示装置、並びに、光源の調光方法 Download PDF

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primary light
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Yuji Uchida
Tsunemasa Taguchi
Naoto Kijima
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Mitsubishi Chemical Corporation
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    • H01L33/50—Wavelength conversion elements

Definitions

  • the present invention relates to a light source, a solid state light emitting device light module, a phosphor module, and a light distribution element module, an illumination device and an image display device using them, and a light source dimming method.
  • a fluorescent lamp is one in which vaporized mercury is sealed inside a glass tube, and a plurality of phosphors are adhered to the inner wall of the glass tube with an adhesive.
  • a low arc discharge is used for vaporized mercury, a plasma of mercury ions and electrons is generated. The exchange of these energies excites the mercury atom's electrons, and when the electrons return to the ground state, It emits visible light.
  • the phosphor is excited by ultraviolet rays from mercury atoms, and the fluorescence generated from the phosphor and the visible light from the mercury emission are synthesized to emit final white light (non-patented).
  • LEDs light-emitting diodes
  • An LED is a device in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are joined, and a current is passed through them to emit light using recombination of holes and electrons.
  • the synthetic light source include, for example, a blue light emitting LED (Blue—LE D) and (Y, Gd) 3 (A 1, Ga) 5 0 12 : C e (hereinafter referred to as “YAG: C e " And a synthetic light source integrated with a phosphor.
  • a blue light emitting LED Blue—LE D
  • Y, Gd 3
  • a 1, Ga 5 0 12 : C e
  • YAG C e
  • a synthetic light source integrated with a phosphor integrated with a phosphor.
  • the YAG: Ce phosphor is excited by the InGaN: Blue—LED, and the blue transmitted light emitted from the InGaN: B 1 ue—LED and the yellow fluorescence emitted from the YAG: Ce phosphor are synthesized. Complementary white color is formed.
  • Another example of the synthetic light source is a near-ultraviolet LED (near U).
  • V-L.ED V-L.ED
  • a synthetic light source combining phosphors emitting red, green, and blue fluorescence.
  • a synthetic light source combining a ne a rUV-LED and a phosphor that emits orange, yellow, green, and blue fluorescence is also included.
  • each phosphor is excited by the near UV-LED, and the white light is formed by synthesizing the fluorescence emitted from each phosphor (Non-Patent Documents 3 and 4).
  • PDP plasma display panels
  • Non-Patent Documents 5 and 6 are sometimes used in image display devices.
  • an image display device using CRT can be cited.
  • CRT Cathhode Ray Tube
  • This excites a phosphor coated on the surface of a brown tube using an electron beam to emit light two-dimensionally, thereby displaying an image.
  • Another example is an image display device using a PDP. This is,
  • Ne—Xe or He—Xe gas is sealed in a minute section partitioned in two dimensions, and the gas is excited by plasma discharge to emit ultraviolet light of a predetermined wavelength.
  • the applied phosphor that emits red, green, and blue fluorescent light is excited and emitted to display an image.
  • an image display device using an inorganic EL (Electro Luminescence) element can be cited. This is because a semiconductor multilayer structure is formed using inorganic semiconductors that emit red, green, and blue light, and this is formed in a two-dimensional manner. The light is emitted by recombination, and an image is displayed.
  • image display devices using ⁇ EL (Organic Electroluminescence) and ⁇ LED (Organic Light Emitting Diode).
  • ⁇ EL Organic Electroluminescence
  • ⁇ LED Organic Light Emitting Diode
  • Another example is an image display device using LEDs. This is because LEDs that emit red, green, and blue light are two-dimensionally configured, and current is injected into the elements equipped with these LEDs to emit light by recombination of electrons and holes. Is displayed.
  • Non-Patent Documents 5, 7, and 8 various dimming methods for dimming the light emitted from the light source have been developed.
  • a pulse width modulation (hereinafter referred to as “PWM”) circuit is used, and the power of the discharge voltage is adjusted by the PWM voltage to adjust the light emission amount. .
  • PWM pulse width modulation
  • light sources such as fluorescent lamps, CRTs, PDPs, ELs, OELs, OLEDs, and LEDs also use a PWM circuit to adjust the amount of light emitted by adjusting the PWM voltage.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-71726
  • Non-Patent Document 1 “Lighting Handbook (2nd edition)” by the Illuminating Society of Japan, pages 73 to 80, pages 102 to 1 16
  • Non-Patent Document 2 "Lighting Handbook (2nd edition)" The Illuminating Society of Japan Page 126 Page 129
  • Non-Patent Document 4 "Present Status of White Lighting Technologies in Japan", T. Taguchi: J. Light & Vis. Env., Vol. 27, No. 3, pp. 131-139, 2003.
  • Non-Patent Document 5 "NHK Color TV Textbook [Upper] [Lower]" Japan Broadcasting Corporation
  • Non-Patent Document 7 "Lighting Handbook (2nd Edition)" The Illuminating Society of Japan, pages 139-144
  • L1 light source components typically have different useful lives.
  • L1 light source components
  • the functions as described above are functions that are widely required in devices using a light source, such as lighting and image display devices. Therefore, it has been desired to develop an illumination or image display device having the above functions.
  • the present invention has been made in view of the above problems. That is, the first object of the present invention is to provide a light source capable of illuminating a desired irradiation surface with uniform color light having high color rendering properties with high luminous efficiency, and a solid-state light emitting device for constituting the light source An object is to provide a module, a phosphor module, and a light distribution element module. Another object of the present invention is to provide a light source capable of adjusting the color temperature of emitted light and a light control method for the light source. Furthermore, a third problem of the present invention is to provide an illumination and image display device using the above light source.
  • the inventors of the present invention have a plurality of primary light sources that emit primary light of different wavelengths, and a light source that emits combined light obtained by synthesizing the primary light.
  • the difference in CIE chromaticity coordinates of the primary light emitted by each primary light source By making the maximum value not less than a predetermined value and making the light distribution characteristics of the primary light uniform, the synthesized light can be made uniform on the desired irradiation surface, and the intensity of each primary light while satisfying the above conditions
  • the present inventors have found that the color temperature of the synthesized light can be adjusted by adjusting the above, and the present invention has been completed.
  • the gist of the present invention is a light source that includes a plurality of primary light sources that emit primary light of different wavelengths, and that emits combined light obtained by synthesizing the primary light emitted by the primary light source, the CIE chromaticity of the primary light.
  • the maximum value of the coordinate difference is 0.05 or more, and the primary light power is the same light distribution characteristic to the extent that the color of the combined light is uniform on the desired irradiation surface.
  • the light source is characterized by having a luminous efficiency of 30 lmZW or more and an average color rendering index of 60 or more (claim 1).
  • the plurality of primary light sources include solid-state light emitting elements that emit light having different wavelengths.
  • At least one of the plurality of primary light sources includes a solid-state light-emitting element and a phosphor portion containing a phosphor that emits light by absorbing light from the solid-state light-emitting element. Claim 3).
  • the spread angle of the primary light emitted from the primary light source is preferably 5 ° or more and 180 ° or less (claim 4).
  • the primary light source preferably includes a light distribution control element. Furthermore, it is preferable that the light distribution control element has a condensing function capable of condensing the primary light (Claim 6).
  • the color of the synthesized light observed at a position at least 2.5 m away is white (claim 7).
  • another gist of the present invention is a solid-state light-emitting element module for constituting the above-described light source, comprising a base and the solid-state light-emitting element provided on the base. It exists in a solid light emitting element module (Claim 8).
  • a phosphor module for constituting the light source, comprising: a base portion; and the phosphor portion provided on the base portion. It exists in the phosphor module (claim 9).
  • Still another subject matter of the present invention is a light distribution element module for constituting the above light source, comprising a base and the light distribution control element provided in the base.
  • the present invention resides in a light distribution element module (claim 10).
  • another gist of the present invention is a light source that includes a plurality of primary light sources that emit primary light of different wavelengths, and that emits combined light obtained by synthesizing primary light emitted from the primary light source, the CIE of the primary light
  • the maximum value of the difference in chromaticity coordinates is 0.05 or more, and the primary light has the same light distribution characteristic to the extent that the color of the combined light is uniformized on a desired irradiation surface, and
  • a primary light amount control unit capable of adjusting a light amount of at least a part of the primary light by controlling a primary light source; At the source (claims 1 1 1).
  • At least one of the primary light sources preferably includes a solid light emitting element, and the primary light amount control unit preferably controls the light emission amount of the solid light emitting element.
  • Still another subject matter of the present invention lies in an illuminating device comprising the above light source (Claim 13).
  • Still another subject matter of the present invention lies in an image display device comprising the above light source (Claim 14).
  • another gist of the present invention is a light source dimming method that includes a plurality of primary light sources that emit primary light of different wavelengths, and that emits combined light obtained by synthesizing primary light emitted from the primary light source.
  • the maximum value of the difference in CIE chromaticity coordinates of the primary light is 0.05 or more, and the primary light has the same light distribution characteristic to the extent that the color of the composite light is uniform on the desired irradiation surface.
  • the light source dimming method is characterized in that the primary light source is replaced while the light source is provided (claim 15).
  • Still another subject matter of the present invention is a light source that includes a plurality of primary light sources each including a solid-state light emitting element that emits primary light having different wavelengths, and that generates combined light composed of the primary light emitted from the primary light source.
  • the maximum value of the difference in CIE chromaticity coordinates of the primary light is 0.05 or more, and the primary light is a color of the composite light on a desired irradiation surface.
  • a light source dimming method is characterized in that the amount of light of the solid-state light-emitting element is adjusted while having the same light distribution characteristics to the extent that they are uniformized (Claim 16).
  • the light source of the present invention it is possible to illuminate a desired irradiated surface with high luminous efficiency with uniform color light having high color rendering properties.
  • the light source of the present invention can be replaced for each component. Furthermore, according to another light source of the present invention and a dimming method of the present invention, the color temperature of the emitted light can be adjusted. Further, according to the illumination and image display device of the present invention, it is possible to illuminate a desired irradiation surface with high light emission efficiency with uniform color light having high color rendering properties, or to adjust the color temperature of the emitted light. At least one of them is possible.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing “S” and “ ⁇ ” for explaining an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic exploded perspective view showing the configuration of a primary light source composed of a solid light emitting element and a light distribution control element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic exploded perspective view showing a configuration of a primary light source configured by a solid light emitting element, a phosphor part, and a light distribution control element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic exploded perspective view for explaining a light source constituted by a solid state light emitting element module and a light distribution element module as one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic exploded perspective view for explaining a light source using a solid light emitting element module, a phosphor module, and a light distribution element module as one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic exploded perspective view showing an embodiment of the present invention and showing an example of a light source that performs light control by replacement.
  • FIG. 7 shows an embodiment of the present invention, and is a schematic exploded perspective view showing an example of a light source that performs light control by a primary light quantity control means.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the arrangement of the primary light sources used in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the irradiated surface and the primary light source in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
  • FIG. 10 is a spectrum of each of the red multipoint light source, the green multipoint light source, and the blue multipoint light source used in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram obtained by plotting CIE chromaticity coordinates calculated on the irradiation surface of 10 cm, obtained as a result of Example 1 of the present invention, into a CIE chromaticity diagram.
  • FIG. 16 is a diagram obtained by plotting CIE chromaticity coordinates calculated on an irradiation surface of 10 cm, obtained as a result of Example 2 of the present invention, into a CIE chromaticity diagram.
  • FIG. 27 is a diagram in which C I E chromaticity coordinates measured in Example 4 of the present invention are plotted on a C I E chromaticity diagram.
  • FIG. 28 is an enlarged view of the vicinity of the plotted points in FIG.
  • FIG. 29 is a diagram obtained by plotting the CIE chromaticity coordinates measured in Comparative Example 2 into the CIE chromaticity diagram.
  • the light source of the present embodiment is a plurality of primary light sources that emit primary light of different wavelengths. It is designed to emit combined light that combines the primary light emitted by the primary light source.
  • the synthesized light according to the present embodiment is light emitted from the light source of the present embodiment, and is usually used for illuminating a desired irradiation surface.
  • the irradiation surface refers to a surface that the light source of the present embodiment attempts to illuminate.
  • the synthesized light according to the present embodiment will be described in detail.
  • the wavelength of the synthesized light according to the present embodiment can be arbitrarily set according to its use, etc., but is usually 400 nm or more, preferably 4220 nm or more, more preferably 4400 nm or more, In general, it is 75 nm or less, preferably 70 nm or less, more preferably 65 nm or less. Outside this range, the brightness as a light source may be too low.
  • the wavelength of the synthesized light can be measured by, for example, a radiance meter, a fluorescence spectrophotometer, or the like.
  • the luminance of the light source according to the present embodiment can be arbitrarily set according to the application and the like, but usually 1 Q 0 0 candela / m 2 or more, preferably 5 0 0 0 candela Zm 2 or more preferably 1 0 0 0 0 candela Zm 2 or more, and usually 1 0 0 vise Ndera Zm 2 or less, preferably 5 00000 Kanderano m 2 or less, more rather preferably is 1 00 000 candela / m 2 or less . If the lower limit of this range is exceeded, the synthesized light is too weak and the irradiated surface becomes too dark and the light source of this embodiment is used as a lighting device (hereinafter,
  • the brightness of the synthesized light can be measured with a color luminance meter, for example.
  • the luminous efficiency of the synthesized light is usually 30 lm / W or higher, preferably 6 0 1 mZW or higher, more preferably 10 0 1 mZW or higher. If it is less than this, the energy cost required for use may become too high, and the required characteristics as a lighting device with high energy efficiency will not be satisfied. Also, if the light source is less than this, if the light source is integrated as an image display device, it will generate heat. There is a risk of device destruction.
  • the luminous efficiency of the light source can be measured, for example, by dividing the luminous flux of the combined light measured with an integrating sphere by the supply power.
  • the color of the synthesized light according to the present embodiment can also be arbitrarily set according to its use, etc., but usually it is preferably white, light bulb color, etc. preferable.
  • white refers to the white color defined in the color classification of JI S Z 8 1 1 0.
  • the color of the combined light be as close as possible to the black body radiation locus in the CIE chromaticity diagram.
  • the color of the synthesized light can be confirmed by measuring the color on the irradiated surface with a color luminance meter or radiance meter.
  • the irradiation surface refers to a surface to be illuminated using the light source of the present embodiment.
  • the light source of the present embodiment is used for indoor illumination, the light source of the present embodiment. It is usually possible to confirm the color of the combined light using the surface that is usually 2.5 m or more away from the irradiation surface.
  • the color temperature of the synthesized light according to the present embodiment can also be arbitrarily set according to the application, etc., but is usually 2200 K or more, preferably 2500 K or more, more preferably 4 0 0 0 K or more, usually 1 2 0 0 0 K or less, preferably 1 0 0 0 K or less, more preferably 7 0 0 0 K or less.
  • Light in this range is commonly used because it looks good in cold and warm colors. Further, if it is out of this range, it becomes difficult to use the light source of this embodiment for a lighting fixture for normal use.
  • the color temperature of the synthesized light can be measured by, for example, a color luminance meter or a radiance meter.
  • the spectrum of the synthesized light according to the present embodiment is usually a combination of the spectrum of the primary light.
  • the spectrum of the synthesized light is preferably a continuous light of visible light because an illumination device exhibiting good color rendering can be obtained. It is preferable to be as close to Planck radiation as possible.
  • the spectrum of the synthesized light can be measured with a spectrophotometer.
  • the synthesized light according to the present embodiment is a synthesized light obtained by synthesizing the primary light emitted from each primary light source, but on the irradiation surface separated by a desired distance from the light source of the present embodiment,
  • the color is uniform. That is, primary light that should have been emitted as light of different wavelengths and different colors appears as light of uniform color on the irradiated surface that is more than a desired distance away.
  • This is a phenomenon that can be realized by adjusting the light distribution characteristics regardless of the arrangement, intensity, and type of the primary light source, and is a surprising phenomenon that has not been known in the past. The mechanism of this phenomenon will be described later together with the description of primary light.
  • the color of the synthesized light is equalized. Specifically, the difference between the CIE chromaticity coordinate value X and the C. IE chromaticity coordinate value y of the synthesized light color measured at any point on the irradiated surface is It means that the distance between any two points on the irradiated surface is usually 0.5 or less, preferably 0.03 or less, more preferably 0.02 or less.
  • the irradiation surface for measuring the above CIE chromaticity coordinates should be 14 to 4 times the maximum distance between primary light sources of different colors. Evaluation can be performed using the surface of the installed perfect diffuse reflector as the irradiated surface. The distance between the light source and the irradiation surface is the minimum distance among the distances between any part of the light source and any part of the irradiation surface. Furthermore, when the light source is used for a normal illumination application, the surface of the complete diffuse reflector installed at a distance of 2.5 m from the light source of the present embodiment is used as the irradiation surface for measuring the CIE chromaticity coordinates. Evaluation may be performed using as the irradiation surface. Specifically, the CIE chromaticity coordinate value can be measured by measuring the color of the standard white reflector having the above-mentioned perfect diffusibility illuminated by the synthesized light.
  • the distance at which the color of the synthesized light according to the present embodiment is uniform can be arbitrarily set according to the application.
  • the arrangement of the primary light sources according to the present embodiment may be adjusted according to the distance from the light source to the irradiation surface.
  • the light source of this embodiment is used indoors When used for ceiling lighting, set the distance from the light source to the irradiated surface to about 2.5 m.
  • the average color rendering index Ra of the synthesized light on the irradiated surface is usually 60 or more, preferably 70 or more, more preferably 80 or more. Further, when the color is more similar to sunlight, 90 or more is more preferable, and 95 or more is particularly preferable.
  • the light source of this embodiment can see each primary light when the light source itself is viewed, but when viewing the irradiated surface to which the combined light is applied, the primary light is caused by monochromatic light in which each primary light is uniformly mixed. The illuminated surface appears to be illuminated. Therefore, the light source of this embodiment can be handled as a light source that emits combined light having a color different from that of the primary light.
  • Primary light is light emitted from a primary light source.
  • primary light emitted from each primary light source is synthesized to synthesize desired synthesized light.
  • the number of primary light types (usually the number of primary light source types) is arbitrary as long as it is 2 or more, but usually 3 or 4 types from the viewpoint of simplifying the device configuration. Is used.
  • the wavelength of the primary light according to the present embodiment can be arbitrarily set according to its use.
  • the wavelength range of primary light and the measurement method that are usually used are the same as the range of the synthetic light.
  • the brightness of the primary light according to the present embodiment can also be set arbitrarily according to its application.
  • the brightness of primary light and its measuring method that are usually used are the same as the above synthesized light.
  • the color of the primary light according to the present embodiment is also arbitrarily set according to its use.
  • Can For example, when the synthetic light color is white, it is possible to combine orange (yellow), yellow (yellow), green (green), and blue (blue).
  • orange (yellow), yellow (yellow), green (green), and blue (blue) For example, when the color of the synthesized light is white, red (red), green (darling), and blue (blue) can be combined.
  • red, green (darling), and blue (blue) can be combined.
  • a combination of red, green and bull is usually used as the primary light.
  • the definition of each color refers to the color specified in the color classification of JISZ 8 1 10.
  • the color of the primary light is blue in terms of the CIE chromaticity diagram.
  • the center wavelength is 44 0 to 4 60 nm
  • the value of the chromaticity coordinate of the primary light in the CIE chromaticity diagram should be as small as possible for both X and y.
  • the value of the chromaticity coordinate of the primary light in the CIE chromaticity diagram is preferably as large as possible.
  • the primary light color is red (light with a center wavelength of 6400 to 660 nm)
  • the value of the chromaticity coordinate of the primary light in the CIE chromaticity diagram must be as large as possible. Is preferred.
  • the color of primary light can be measured in the same way as the color of synthesized light.
  • the spectrum of the synthesized light according to the present embodiment is usually a combination of the spectrum of the primary light.
  • the spectrum of the primary light is normally a procedure.
  • the spectrum of the synthesized light is a continuous spectrum.
  • the spectrum of the primary light is usually sharp.
  • the spectrum of the synthesized light is more preferably a spectrum having a large number of independent peaks.
  • the maximum value of the difference in CIE chromaticity coordinates of each primary light is usually 0.05 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, More preferably, it is 0.4 or more. This is because the range of adjustment of the color tone of the synthesized light according to this embodiment is widened and the color reproduction range can be expanded.
  • the maximum value of the C I E chromaticity coordinate difference refers to the maximum value of the differences between the CIE chromaticity coordinates of the primary light when there are two or more differences.
  • the maximum value of the difference in CIE chromaticity coordinates within the above range indicates that the primary light color is different.
  • the difference in C I E chromaticity coordinates means the coordinate with the larger difference between two or more light sources in terms of chromaticity coordinates X or chromaticity coordinates y.
  • the primary light has the same light distribution characteristic to the extent that the color of the synthesized light becomes uniform on the desired irradiation surface. Since the primary light source has the same light distribution characteristics in the predetermined range as described above, the light intensity ratio can be obtained regardless of whether the distance from the primary light source is the same or different when focusing on a certain direction. Remains constant. Therefore, by making the light distribution characteristics of the primary light the same within a predetermined range as described above, the color on the irradiated surface of the combined light can be made uniform.
  • the primary light source according to the present embodiment is All the primary light emitted should satisfy the following condition (A).
  • condition (A) “0” represents the direction of the tilt direction with respect to the optical axis when the vertical line drawn from the primary light source to the irradiation surface is the optical axis. " ⁇ " is When the perpendicular line dropped from the primary light source to the irradiation surface is used as the optical axis, it represents the direction of the circumferential direction of the optical axis.
  • AI ab s ( ⁇ , ⁇ ) represents the difference in the normalized light distribution in the ( ⁇ , ⁇ ) direction between the primary light sources.
  • the standardized light distribution is, for example, the distribution of the primary light in the direction of the optical axis is set to 1, and the intensity distribution in the other ( ⁇ , ⁇ ) directions is examined.
  • the value of ( ⁇ , ⁇ ) is used to divide all values of the light distribution.
  • the light distribution is recalculated so that the maximum value is 1 among the intensities of ⁇ , ⁇ ) of the light distribution.
  • “[] Max ” represents the maximum value of the function in Katsuko (mouth).
  • the normalized light distribution in the (0, ⁇ ) direction of the primary light source emitted from one primary light source can be expressed as “1 ( ⁇ ,) ⁇
  • the normalized light distribution in the (0,) direction of the primary light source emitted from the primary light source to be compared to ⁇ 2 ( ⁇ , ⁇ ), , ⁇ ) I is represented by“ II i ( ⁇ ,) ⁇ I 2 ( ⁇ , ⁇ ) I ”. Therefore, in the above condition (A), any two primary light sources included in the light source of the present embodiment are selected, and the absolute value of the difference between the standardized light distributions of the primary light emitted from the primary light sources is calculated. In this case, the absolute value is within the above range in the light intensity in all directions. This means that the intensity of the primary light emitted by each primary light source is uniform in any direction.
  • the light distribution characteristics of the primary light according to the present embodiment are the same so that the color of the synthesized light is sufficiently uniformed on the irradiation surface.
  • the color of the synthesized light according to the present embodiment can be made uniform in terms of the surface.
  • the light distribution characteristics of the primary light according to the present embodiment are as described above. Can be the same.
  • the value of is usually 10 or less, preferably 5 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1 or less.
  • condition (B) “,“ ⁇ ”and“ ⁇ I abs ( ⁇ , ⁇ ) ”are the same as those defined in the explanation of condition ( ⁇ ).
  • “[] Ave age” represents the average of the functions in Katsuko ([]).
  • any two primary light sources included in the light source of the present embodiment are selected, and the difference in the normalized light distribution of the primary light emitted from the primary light source is integrated in all directions.
  • the average of the integral values for all the primary light sources is within the above range. This indicates that, on the average, the intensity of the primary light emitted from the primary light source is uniform in the entire light emission direction in the entire primary light source of the light source according to the present embodiment.
  • the light distribution characteristics of the primary light according to the present embodiment are the same so that the color of the synthesized light is sufficiently uniformed on the irradiated surface.
  • the color of the synthesized light according to this embodiment can be made uniform on the irradiation surface. .
  • the light distribution characteristics of the primary light according to the present embodiment are the same as those described above. Can be.
  • condition (C) “0”, “”, “ ⁇ I abs ( ⁇ , 0) J” and “[] max ” respectively represent the same as those defined in the description of the condition (A). Therefore, the above condition (C) is that any two primary light sources included in the light source of the present embodiment are selected, and the standardized light distribution of the primary light emitted from the primary light source This means that the maximum integrated value for all primary light sources is within the above range when the difference is integrated in all directions. Even if it is a primary light source that emits primary light having the most different light distribution characteristics from other primary light sources, it emits primary light with an intensity close to that of the primary light emitted by the other primary light sources as a whole in the emission direction. It shows that.
  • the light distribution characteristic of the primary light according to the present embodiment is the same to the extent that the color of the synthesized light is sufficiently uniformed on the irradiated surface.
  • the color of the synthesized light according to this embodiment can be made uniform on the irradiation surface.
  • the divergence angle indicating how the light spreads in the light distribution of the primary light according to the present embodiment is arbitrary as long as the effect of the present embodiment is not significantly impaired, but at least a part thereof, preferably all It is desirable that the divergence angle is usually 5 ° or more and usually 180 ° or less.
  • the divergence angle defines how wide a range can be illuminated and how strong it can be illuminated. Among the above ranges, when the light source of this embodiment is used for indoor lighting, etc. When using for light etc., it is preferable to narrow a divergence angle.
  • the divergence angle of primary light can be measured by examining where the intensity of primary light is 50% when measured in the 0 direction.
  • the primary light source according to the present embodiment is capable of emitting the above-described primary light, and as long as it can emit the combined light according to the present embodiment to the light source of the present embodiment, there is no other limitation.
  • Any light source such as a field emission light source or a cold cathode fluorescent lamp can be used.
  • a light-emitting element including a gas light-emitting element and a liquid light-emitting element can be widely applied.
  • the solid-state light-emitting element 2 itself is configured with the primary light source 1, and as shown in FIG.
  • the primary light source 1 includes a light distribution control element 4 as appropriate.
  • 2 is a schematic exploded perspective view showing the configuration of a primary light source composed of a solid state light emitting element and a light distribution control element
  • FIG. 3 is composed of a solid state light emitting element, a phosphor part, and a light distribution control element.
  • FIG. 2 is a schematic exploded perspective view showing a configuration of a primary light source that has been made.
  • members indicated by the same reference numerals represent the same members.
  • the primary light source 1 is constituted by the solid-state light emitting element 2.
  • the solid-state light-emitting element 2 is an element that emits light when supplied with energy from the outside, and an element that emits light when supplied with electric power can be used.
  • the material, shape, dimensions, etc. of the solid state light emitting device 2 are not limited, and any one can be used as long as the effects of the present embodiment are not significantly impaired.
  • the number of the solid light emitting elements 2 included in the primary light source 1 is not limited, but usually one solid light emitting element 2 is used for one primary light source 1.
  • the primary light source 1 is constituted by the solid light emitting element 2
  • the light itself emitted from the solid light emitting element 2 becomes the primary light of the primary light source 1. Therefore, in this case, as the solid-state light emitting element 2, one that emits the primary light detailed in the explanation of the primary light is used. In this case, in the light source of the present embodiment, the light emitting elements 2 that emit light having different wavelengths are used.
  • solid state light emitting device 2 examples include LED, surface emitting laser, near ultraviolet and blue light emitting inorganic EL, and near ultraviolet and blue light emitting organic EL. These may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio. In the configuration of FIG. 2, the LED using the LED as the solid-state light emitting element 2 is shown.
  • the luminous efficiency of the solid state light emitting device 2 there is no limitation on the luminous efficiency of the solid state light emitting device 2, but the luminous efficiency is usually high. Is desirable. Specifically, it is preferable that the luminous efficiency is usually 20% or more, preferably 30% or more, more preferably 40% or more.
  • the solid light emitting element 2 has a main body 21 fixed to a base 22.
  • the LED body 21 has a flat surface on the side where primary light is to be emitted, and power is supplied by wiring (not shown) formed on the base 21. It shall be.
  • the primary light source 1 is formed by the solid-state light emitting device 2 as described above, an advantage that the luminous efficiency can be improved can be obtained.
  • the solid light emitting element 2 is the solid light emitting element 2 described above in the description of the case where the primary light source is configured by the solid light emitting element 2. Similar ones can be used.
  • the light emitted from the solid light emitting element 2 is not necessarily the same as the primary light described above. It may not be visible light. That is, when the primary light source 1 is configured using the solid-state light emitting element 2 and the phosphor portion 3, in addition to the light emitted by the solid-state light-emitting element 2 itself, the light emitted from the solid-state light-emitting element 2 is absorbed to fluoresce. The light emitted from the phosphor in the body part 3 can be used as the primary light.
  • the solid-state light-emitting element 2 that emits light other than visible light (for example, ultraviolet rays) that can be used as excitation light for the phosphor in the phosphor portion 3 can be used.
  • the specific wavelength, intensity, etc. of the light emitted from the solid state light emitting device 2 may be set as appropriate in relation to the phosphor used.
  • the solid-state light-emitting element 2 is the light of the same wavelength even if it is the solid-state light-emitting element 2 used for the same light source. Those that emit can also be used. Unlike the case where the solid-state light-emitting element 2 constitutes the primary light source, the fluorescence emitted from the phosphor portion 3 can be used as the primary light This is because the light emitted from the solid state light emitting device 2 used as the excitation light may be the same.
  • Phosphor part / phosphor part 3 is a member including a phosphor that absorbs light emitted from the peripheral light emitting element 2 and emits light.
  • the number, shape, dimensions, etc. of the fluorescent body part 3 are not limited and can be arbitrarily set as long as the effects of the present embodiment are not significantly impaired. However, in general, one phosphor portion 3 is provided for one primary light source 1.
  • the phosphor portion 3 is not limited as long as it can emit fluorescence, and a configuration of a light emitting device using the phosphor can be arbitrarily used.
  • it may be configured as a fired body obtained by firing a phosphor, a glass made from a phosphor, or a processed single crystal of a phosphor, but usually contains a phosphor powder and a binder. Is used.
  • the phosphor is not limited as long as it can absorb light emitted from the solid state light emitting device 2 and emit light. However, among them, a phosphor that can be excited by near-ultraviolet light having a wavelength near 400 nm is preferable. This is because the near-ultraviolet light emitting LED having high luminous efficiency is used as a solid-state light emitting element, and the primary light source is configured in combination with this to increase the luminous efficiency.
  • the light emission of the phosphor itself is not limited by any mechanism. Therefore, a phosphorescent phosphor or the like can be used as the phosphor. If the phosphorescent phosphor is used, the light source of this embodiment can be suitably used even in some places.
  • each phosphor part 3 one type of phosphor may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio.
  • composition of the phosphor is not particularly limited.
  • Y 2 0 3 which is a crystal matrix
  • Metal oxides typified by Zn 2 S i 0 4 etc., phosphates typified by C a 5 (P0 4 ) 3 C 1 etc. and typified by Zn S, S r S, C a S etc.
  • Sulfides include rare earth metal ions such as Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb, Ag, Cu, Au, Al, Mn, Activating metal ions such as Sb Or what was combined as a co-activator is preferable.
  • the host crystal of the phosphor (Zn, Cd) S, S r Ga 2 S 4, S r S, sulfides such as Z n S; Y 2 0 2 oxysulfide such as S; (Y , Gd) 3 A 1 5 0 12 , YA 10 3 , B aMgA l 10 ⁇ 17 , (B a, S r) (Mg, Mn) A l 10 ⁇ 17 , (B a, S r, C a) ( Mg, Zn, Mn) A l 10 O 17 , B aA l 12 0 19 , C eMg A 1 n0 19 , (B a, S r, Mg) 0 'A l 2 0 3 , B aA l 2 S i 2 Aluminate such as 0 8 , S rA l 2 0 4 , S r 4 Al 14 0 25 , Y 3 A 1
  • the above-mentioned crystal matrix and activator or coactivator are not particularly limited in element composition, and can be partially replaced with elements of the same family.
  • the obtained phosphor can be arbitrarily used as long as it absorbs light in the near ultraviolet to visible region and emits visible light.
  • phosphors can be used. However, these are merely examples, and phosphors that can be used in the present invention are not limited to these. In the following examples, phosphors that differ only in part of the structure are omitted as appropriate.
  • the peak wavelength is usually 570 nm or more, preferably 580 nm or more, Usually, 700 nm or less, preferably 680 nm or less is desirable.
  • red phosphor for example, from broken particles having a red fracture surface It is composed and emits light in the red region (Mg, C a, S r, B a) 2 Si 5 N 8 : Eu-pium-activated alkaline earth silicon nitride phosphor expressed by Eu, regular It consists of growing particles with almost spherical shape as the crystal growth shape, and emits light in the red region (Y, La, Gd, Lu) 2 0 2 S: Eu-pium-activated rare earth oxychalcogenide System phosphors and the like.
  • a phosphor containing an oxysulfide and containing an oxynitride having an alpha sialon structure in which part or all of the A 1 element is substituted with a Ga element is also used in this embodiment.
  • red phosphors for example, (L a, Y) 2 0 2 S: Eu-activated oxysulfide phosphors such as Eu, Y (V, P) 0 4 : Eu, Y 2 0 3 : Eu-activated oxide phosphor such as Eu, (B a, S r, C a, Mg) 2 S i 0 4 : Eu, Mn, (B a, Mg) 2 S i O 4 : E u , Eu such as Mn, Mn-activated silicate phosphor, (C a, S r) S: Eu -activated sulfide phosphor such as Eu, YA 10 3: Eu Tsukekatsua Rumin phosphors such as Eu , L i Y 9 (S i 0 4 ) 6 0 2 : Eu, C a 2 Y 8 (S i 0 4 ) 6 0 2 : Eu, (S r, B a,
  • Mn activated halophosphate phosphor (B a 3 Mg) S i 2 0 8 : Eu, Mn, (B a, S r, C a, Mg) 3 (Zn , Mg) S i 2 0 8 : Eu, Mn activated silicate phosphor such as Eu, Mn, 3.5 MgO ⁇ 0.5 MgF 2 ⁇ Ge0 2 : Mn activated germanate phosphor such as Mn, Eu Eu-activated oxynitride phosphors such as active ⁇ sialon, (Gd, Y, Lu, La) 2 0 3 : £ 1, Bi-activated oxide phosphors such as Eu, 81, (Gd, Y, Lu, L a) 2 0 2 S: E Eu B i -activated oxysulfide phosphors such as u and B i, (Gd Y, Lu La) V0 4 : £ 11 B i -activated vanadate
  • red phosphor examples include, for example, a red organic phosphor comprising a rare earth element ion complex having an anion such as / 3-diketonate, i3-diketone, aromatic carboxylic acid, or Bronsted acid, Perylene pigments (eg dibenzo ⁇ [f, f '] -4, 4, 7, 7' —tetraphenyl ⁇ diindeno [1 2, 3 — cd: 1 2 3 -.1 m] perylene), anthraquinone Pigments, lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthracene pigments, isoindolinic pigments, isoindolinone pigments, phthalocyanine pigments, triphenylmethanic basic dyes, indanthrone pigments, indophenol pigments It is also possible to use pigments, cyanine pigments, dioxazine pigments, and the like.
  • Perylene pigments eg dibenzo
  • the peak wavelength is usually 490 nm or more, preferably 500 nm or more, Usually, 570 nm or less, preferably 550 nm or less is desirable.
  • a green phosphor for example, it is composed of fractured particles having a fracture surface, and emits light in the green region (Mg C a, S r, B a) Si 2 0 2 N 2 : Eu Pyrium-activated alkaline earth silicon oxynitride firefly Light-emitting element, composed of fractured particles with fractured surface, and emits light in the green region (Ba, Ca, Sr, Mg) 2 Si0 4 : Eu-pium-activated alkaline earth represented by Eu Examples thereof include silicate phosphors.
  • examples of the green phosphor include, for example, Sr 4 Al 14 0 25 : Eu, (B a, S r, C a) A 1 2 O 4 : Eu-activated aluminate such as Eu Phosphor, (S r, Ba) A l 2 S i 2 O s : Eu, (B a, Mg) 2 S i 0 4 : Eu, (B a, S r, C a, Mg) 2 S i ⁇ 4 : Eu, (B a, S r, C a) 2 (Mg, Zn) Si 2 0 7 : Eu-activated silicate phosphor such as Eu, Y 2 S i 0 5 : Ce, Tb, etc.
  • Ce and Tb activated silicate phosphors Sr 2 P 2 0 7 — Sr 2 B 2 0 5 : Eu activated borate phosphoric acid phosphors such as Eu, S r 2 S i 3 0 8 - 2 S r C 1 2 : E E u activated halo silicate Shiohotaru phosphors such as u, Z n 2 S i 0 4: Mn -activated silicate phosphors such as Mn, CeMgA l uO ⁇ : Tb , Y 3 A 1 5 0 12 : Tb-activated aluminate phosphor such as Tb, C a 2 Y 8 (S i 0 4 ) 6 0 2 : Tb, L a 3 Ga 5 S i 0 14 : Tb etc.
  • Tb-activated silicate phosphor (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : £ 11, Tb, Sm-activated thiogallate phosphor such as Eu, Tb, 3111, Y 3 (A 1, Ga ) 5 ⁇ 12 : C e, (Y, G a, Tb, La, Sm, P r, Lu) 3 (A 1, Ga) 5 O 2 : Ce-activated aluminate phosphor such as Ce, C a 3 S c 2 S i.
  • Eu, Mn-activated halo silicate phosphor (S r, C a, B a) (A 1, Ga, I n) 2
  • S 4 Eu activated thioaluminate phosphors such as Eu or Chiogareto Phosphor, (C a, S r) g (Mg, Zn) (S i 0 4 ) 4 C 1 2 : Use Eu, Mn-activated haguchi silicate phosphor such as Eu, Mn Is also possible.
  • the green phosphor it is also possible to use a pyridine monophthalimide condensed derivative, a benzoxazinone-based, a quinazolinone-based, a coumarin-based, a quinophthalone-based, a nartaric acid-imide-based fluorescent dye, or an organic phosphor such as a terbium complex. is there.
  • the peak wavelength is usually 420 nm or more, preferably 440 nm or more, Further, it is usually 480 nm or less, preferably 470 nm or less.
  • a blue phosphor for example, it is composed of grown particles having a regular hexagonal shape as a regular crystal growth shape, and emits light in a blue region.
  • C 1 Eu Plum-activated calcium halophosphate phosphor expressed by the following formula, consisting of growing particles with a regular cubic growth shape, and emits light in the blue region (C a, S r, B a) 2 B 5 0 9 C 1: Eu-pium-activated alkaline earth chloroborate phosphor represented by Eu, composed of fractured particles with fractured surfaces, and emits light in the blue-green region (Sr, Ca, B a) A 1 2 0 4 : Eu or (S r, C a, B a) 4 A 1 14 0 25 : Palladium-activated alkaline earth aluminate-based phosphor represented by Eu.
  • blue phosphors include, for example, Sr 2 P 2 0 7 : Sn-activated phosphate phosphors such as S n, S i ⁇ A l O Et B aMgA l C ⁇ EiK B a a 1 8 ⁇ 13: Eu-activated aluminate phosphor such as Eu, S r G a 2 S 4: C e, C aGa 2 S 4: C e activated Chiogareto phosphor such as C e, (B a , S r, C a) Mg A 1 10 O 17 : Eu, B aMg A 1 10 O 17 : Eu, Tb, 3] Activated aluminate phosphor with £ 11 such as 1, etc.
  • Sr 2 P 2 0 7 Sn-activated phosphate phosphors such as S n, S i ⁇ A l O Et B aMgA l C ⁇ EiK B a a 1 8 ⁇ 13:
  • B 2 0 3 'Eu such as Eu, Mn-activated borate phosphate phosphors, S r 2 S i 3 ⁇ 8 * 2 S r C 1 2 : E 11 using an activated halo-silicate phosphors such as E u Is also possible.
  • blue phosphor for example, naphthalic acid imide-based, benzoxazole-based, styryl-based, coumarin-based, pyralizone-based, fluorescent compounds of triazole-based compounds, organic phosphors such as thulium complexes, etc. can be used. It is.
  • the binder is not particularly limited as long as the phosphor can be held at a desired position, and any binder can be used as long as the effect of the present embodiment is not impaired. Therefore, organic materials such as thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins, and inorganic materials such as glass can be arbitrarily used.
  • the organic material include, for example, a methacrylic resin such as polymethylmethacrylate; a styrene resin such as polystyrene and a styrene-acrylonitrile copolymer; a polycarbonate resin; a polyester resin; a phenoxy resin; Resin; Polyvinyl alcohol; Cellulose resin such as ethyl cellulose, cellulose acetate, and cellulose acetate petitate; Epoxy resin; Phenolic resin; Silicone resin.
  • a methacrylic resin such as polymethylmethacrylate
  • a styrene resin such as polystyrene and a styrene-acrylonitrile copolymer
  • a polycarbonate resin such as polystyrene and a styrene-acrylonitrile copolymer
  • a polycarbonate resin such as polystyrene and a styrene-acrylonitrile copolymer
  • an inorganic material for example, glass, a metal alkoxide, a ceramic precursor polymer or a solution containing a metal alkoxide is hydrolyzed by a sol-gel method, or a combination of these is solidified.
  • examples thereof include inorganic materials such as inorganic materials having a siloxane bond.
  • the binder can transmit the light emitted from the solid-state light emitting element 2 and the fluorescence emitted from the phosphor.
  • each phosphor part 3 one type of binder may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio.
  • the phosphor part 3 when the phosphor part 3 is constituted by the phosphor and the binder, the phosphor part 3 may contain a substance other than the phosphor and the binder as long as the effect of the present embodiment is not significantly impaired.
  • examples of such substances include color correction pigments, antioxidants, phosphorus processing stabilizers, etc. ⁇ oxidation and heat stabilizers, light-resistant stabilizers such as UV absorbers, and silane coupling agents. Is mentioned.
  • the amounts of the phosphor and the binder used in the phosphor part 3 are arbitrary as long as the effects of the present embodiment are not significantly impaired.
  • the ratio of the phosphor to the binder is such that the ratio of the weight of the phosphor to the total weight of the phosphor and the binder is usually 1% or more, preferably 5% or more, and usually 50% or less, preferably 30% or less, more preferably 15% or less, is desirable because the extraction efficiency of fluorescence obtained from the phosphor increases.
  • the primary light source 1 may be configured to be a transmission type in which the light emitted from the solid light emitting element 2 is absorbed by the phosphor in the middle of passing through the phosphor part 3 and the phosphor emits light.
  • the emitted light is reflected by the phosphor portion 3, it may be configured to be a reflection type in which the phosphor is absorbed by the phosphor of the phosphor portion 3 to emit light.
  • the solid-state light-emitting element 2 includes an LED main body 21 and a base 22 as in the case of FIG. 2, and is supplied with power through a wiring (not shown). Yes. Then, the light emitted from the solid-state light emitting element 2 is used as excitation light in the phosphor part 3, and the fluorescence generated in the phosphor part 3 is used as primary light. What is the solid-state light-emitting element 2 in the phosphor part 3? It shall be emitted from the opposite surface to the irradiation surface. As described above, by configuring the primary light source 1 according to the present embodiment to include the solid-state light emitting element 2 and the phosphor portion 3, it is possible to obtain an advantage that the primary light distribution characteristics are easily aligned.
  • the phosphor portion 3 when used, the axial symmetry of the primary light can be easily obtained.
  • the use of the phosphor part 3 causes the primary light to be scattered by the phosphor particles, so that the spectrum of the primary light is likely to be broad. Therefore, the color rendering property of the synthesized light according to the present embodiment is good. It is also possible to obtain the advantage that it can be realized.
  • the phosphor particle size so as to increase the primary light scattered by the phosphor particles.
  • those having a median particle size of 1 to 50 are usually used, but at least 10 particles having a particle size of 10 m or less are used. It is preferable to contain at least 10% by weight of particles having a particle size of 5 m or less, and at least 10% by weight of particles having a particle size of 2 / m or less. It is even more preferable.
  • the center particle size of the phosphor is usually 2 m or more, preferably 3 zm or more, more preferably 5 m or more, and usually 40 m or less, preferably 30 or less, more preferably 20 ⁇ m or less. Is desirable.
  • phosphor particles of different fluorescent colors used in the primary light source 1 that are different in the phosphor part 3 have the same light distribution characteristic that the median particle size and the particle size distribution are almost the same. Preferred for obtaining a secondary light source. This is because if the central particle size and particle size distribution of the phosphor particles are different, the light distribution of the primary light scattered by the phosphor particles is different. Therefore, it is preferable to adjust the median particle size of phosphor powders having different fluorescence colors among a plurality of phosphors used so that the ratio of the maximum median particle size to the median particle size of the minimum value is 3 times or less. It is more preferable that the maximum value and the minimum value are substantially the same.
  • the content of fine phosphor particles having a large particle size with a large light scattering effect is the maximum among different phosphors. It is preferable to adjust between the plurality of phosphors used so that the ratio between the value and the minimum value is 3 times or less, and it is more preferable that the maximum value and the minimum value are substantially the same.
  • the primary light source 1 preferably has a light distribution control element 4 as appropriate in order to make the light distribution characteristics of the primary light the same as described above.
  • Any light distribution control element 4 can be used as long as it can control the light distribution characteristics of the primary light emitted from the primary light source 1.
  • the light distribution control element 4 has a light collecting function capable of collecting the primary light. Therefore, when the irradiation surface is irradiated with the synthesized light according to the present embodiment, the illuminance can be improved.
  • Examples of the light distribution control element 4 include a lens, a waveguide (first optical fiber, etc.), a photonic crystal, and the like. Further, a phosphor may be incorporated in the lens, or the phosphor part 3 itself may be formed into a lens shape, and the phosphor part 3 and the light distribution control element 4 may be configured by the same member.
  • the light distribution control element 4 By using the light distribution control element 4, it is possible to obtain an advantage that it becomes easy to align the light distribution characteristics of the primary light.
  • the primary light source 1 can be provided with any member other than the solid light-emitting element 2, the phosphor portion 3, and the light distribution control element 4 as long as the effect of the present embodiment is not significantly impaired.
  • the next light according to the present embodiment has substantially the same light distribution characteristics as described above.
  • the primary light source 1 according to the present embodiment is configured in consideration of the following points. In other words, it is desirable to align the type of primary light source 1 with a light source having the same light distribution characteristics.
  • the primary light sources 1 be aligned in the direction in which the primary light is emitted. Also, it is desirable not to use the phosphor part 3 with or without the phosphor part 3.
  • each primary light source 1 preferably has the same temperature characteristics. Specifically, it is desirable to use ones that are as close as possible to the temperature conditions such as the temperature at the time of light emission, the temperature suitable for use, and the temperature at which deterioration tends to proceed.
  • the distance between the primary light sources 1 is arbitrary as long as the effects of the present embodiment are not impaired.
  • the distance between the primary light sources 1 changes according to the distance from the light source of this embodiment to the irradiation surface.
  • the maximum distance between the primary light sources 1 of different colors is configured to be 1 Z 144 or less of the distance between the light source of the present embodiment and the irradiation surface.
  • the distance between the light source and the irradiation surface is the same as that described above in the description of the uniformization of the synthesized light in this embodiment.
  • the arrangement pattern of the primary light sources 1 is arbitrary as long as the effects of the present embodiment are not impaired.
  • the primary light sources 1 are within the range in which the light distribution characteristics can be maintained.
  • the primary light source 1 has a shape that can fill the space as wide as possible. Therefore, it is preferable to form the surface portion emitting the primary light in a rectangular shape or the like rather than in a circular shape.
  • FIGS. 4 and 5 All or some of the solid-state light-emitting element 2, the phosphor portion 3, and the light distribution control element 4 constituting the light source of the present embodiment are each modularized as shown in FIGS. 4 and 5, for example. May be used.
  • the module in which the solid-state light-emitting element 2 is modularized is referred to as a “solid-state light-emitting element module”
  • the module in which the phosphor part 3 is modularized is referred to as a “phosphor module”
  • the light distribution control element 4 is modularized. Is called a “light distribution element module”.
  • FIG. 4 is a schematic exploded perspective view for explaining a light source constituted by a solid state light emitting element module and a light distribution element module.
  • FIG. 5 is a schematic exploded perspective view for explaining a light source using a solid light emitting element module, a phosphor module, and a light distribution element module.
  • FIG. 4 parts indicated by the same reference numerals as those used in FIGS. 2 and 3 are the same as those shown in FIGS.
  • FIG. 5 the parts indicated by the same reference numerals as those used in FIGS. 2 to 4 are the same as those shown in FIGS.
  • the solid state light emitting device module 5 comprises the light source of the present embodiment together with the phosphor part 3, the light distribution control element 4, and other members.
  • the light emitting device 2 is provided.
  • the solid state light emitting device module 5 includes a base 51 and a solid state light emitting device 2.
  • the base 51 of the solid light emitting element module 5 is for fixing the solid light emitting element 2.
  • the base 51 of the solid state light emitting device module 5 there is no limitation on the base 51 of the solid state light emitting device module 5, and the effect of this embodiment is not significantly impaired as long as it can withstand the conditions of use of the light source of this embodiment, such as temperature conditions. Can be composed of any material, shape, and dimensions.
  • the base 51 may be provided with a mounting portion so that the phosphor 3, the light distribution control element 4, the phosphor module 6, the light distribution element module 7 and the like can be mounted as appropriate. .
  • the solid-state light emitting element 2 As the solid-state light emitting element 2, the same ones as described above as constituting the primary light source can be used. Therefore, normally, as shown in FIG. 4, when the solid state light emitting device 2 itself is used as a primary light source, the solid state light emitting device module 5 is provided with at least as many solid state light emitting devices 2 as the number of types of primary light. Like that.
  • the solid-state light emitting device 2 and the phosphor portion 3 are used as a primary light source, at least one solid-state light emitting device 2 is provided in the solid-state light emitting device module 5.
  • the solid-state light-emitting element 2 is shared by two or more phosphor parts 3. It may be a configuration that can be included.
  • the solid-state light emitting element 2 may function as a secondary light source and may also function as an excitation light source for the phosphor portion 3.
  • the solid light emitting element module 5 may be configured to include at least one solid light emitting element.
  • the solid light emitting element module 5 may include members other than the base 51 and the solid light emitting element 2.
  • a wiring 52 for supplying power to the solid state light emitting device 2 may be provided.
  • this wiring 52 is provided at the base 51 of the solid state light emitting device module 5.
  • the solid state light emitting device module 5 includes four LEDs in the base 51, and power can be supplied from the wiring 52 provided in the base 51 to these.
  • the solid state light emitting device module 5 itself can be used as the light source of this embodiment, but normally, as shown in FIG. 4, the light distribution control element 4 (including the light distribution element module 7).
  • the light source of this embodiment may be configured in combination with the light distribution control element 4 (including the light distribution element module 7) and the phosphor part 3 (phosphor module) as shown in FIG. 6), the light source of this embodiment may be configured.
  • the phosphor module 6 comprises the light source of the present embodiment together with the solid-state light emitting element 2, the light distribution control element 4, and other members. It is to be prepared.
  • the phosphor module 6 includes a base 6 1 and a phosphor part 3.
  • the base part 61 of the phosphor module 6 is for fixing the phosphor part 3.
  • the base 61 of the phosphor module 6 is for fixing the phosphor part 3.
  • the effect of the present embodiment is remarkably impaired as long as it can withstand the conditions when using the light source of the present embodiment, such as temperature conditions. It can be composed of any material, shape, and dimensions as long as they are not.
  • the base 61 may be provided with a mounting portion so that the solid light-emitting element 2, the light distribution control element 4, the light-emitting element module 5, the light distribution element module 7, and the like can be mounted as appropriate.
  • the same one as described above can be used.
  • the phosphor module 6 may include a member other than the base 61 and the phosphor portion 3.
  • the phosphor module 6 includes four phosphor parts including phosphors that are excited by light from the solid-state light emitting element 2 and emit fluorescent lights of different colors in the base 61. 3 and is configured to receive excitation light emitted from the corresponding solid light emitting element 2 from the back (left side in the figure) and emit fluorescence (ie, primary light) from the front (right side in the figure). It is assumed that
  • the phosphor module 6 is usually a solid light emitting element 2 (including the solid light emitting element module 5) or a solid light emitting element 2 (including the solid light emitting element module 5) and a light distribution control element 7 (light distribution element module). 7) in combination with the light source of this embodiment.
  • the light distribution element module 7 comprises the light source of the present embodiment together with the solid light emitting element 2, the phosphor portion 3, and other members.
  • the light distribution control element 4 is provided.
  • the use of the light distribution element module 7 is optional and is not essential for the light source of the present embodiment, but it is desirable to use it from the viewpoint of improving the light distribution characteristics.
  • the light distribution element module 7 includes a base 71 and a light distribution control element 4.
  • the base 71 of the light distribution element module 7 is for fixing the light distribution control element 4.
  • the base 71 of the light distribution element module 7 is not limited, and any element can be used as long as it can withstand the conditions at the time of use of the light source of the present embodiment, such as temperature conditions, as long as the effect of the present embodiment is not significantly impaired. It can consist of material, shape, and dimensions.
  • the base 71 may be provided with a mounting portion so that the solid light-emitting element 2, the phosphor portion 3, the light-emitting element module 5, the phosphor module 6 and the like can be mounted as appropriate.
  • the same elements as described above can be used.
  • the light distribution element module 7 may include a member other than the base 71 and the light distribution control element 4. .
  • the light distribution element module 7 has a light distribution for making the light distribution characteristics of the light from the solid light emitting element 2 and the fluorescent body part 3 the same on the base 71. It consists of four control elements 4 and receives light from the back (left side in the figure) and emits light from the front (right side in the figure) with the same light distribution characteristics. Suppose. -
  • the light distribution element module 7 is usually a solid light emitting element 2 (including a solid light emitting element module 5), or a solid light emitting element 2 (including a solid light emitting element module 5) and a phosphor part 3 (phosphor module 6). And the light source of this embodiment is configured.
  • the light source of the present embodiment described above can be configured by appropriately combining the solid state light emitting element module 5, the phosphor module 6, and the light distribution element module 7.
  • the light source combining these modules 5 to 7 is the same as the light source of the present embodiment described above.
  • the light source of the present embodiment it is possible to illuminate a desired irradiation surface with light of uniform color having high color rendering properties with high luminous efficiency.
  • the color rendering can be improved.
  • the red phosphor absorbs the fluorescence emitted from the blue phosphor and the green phosphor, or , Near-UV—The blue phosphor excited by the LED excites the red, orange, yellow, and green phosphors to form a two-stage excitation structure that gives energy to the red phosphor with particularly poor light conversion efficiency.
  • the luminous efficiency may not be sufficiently high, but the light source according to the present embodiment can use any primary light source without limiting the type of the primary light source, so the luminous efficiency can be dramatically improved. I can expect that.
  • the light source using the PDP for example, about 100 to 60 candela / m 2 was not bright enough to be used for illumination, but with the light source of this embodiment, the type of the primary light source was optimized. By doing so, sufficient luminance can be obtained. For this reason, the light source of this embodiment can be used for various purposes.
  • the light source according to the present embodiment can be firmly configured to use a solid light emitting element, and thus is not vulnerable to physical destruction like a fluorescent lamp.
  • fluorescent lamps use mercury, it is desirable to prepare an alternative light source in consideration of the environment, but the light source of this embodiment is a light source having a performance equivalent to or better than that of a fluorescent lamp. It can be used while reducing the impact on the environment.
  • a multipoint light source is produced simply by arranging LEDs, the LED spectrum is very sharp, and in particular, the LED increases its crystal quality and luminous efficiency. Since there was a correlation that the sharpness of the kuttle also increased, the multi-point light source using LEDs was inferior in color rendering and its use was limited to character display.
  • the spectrum of the primary light source is not limited in the light source of the present embodiment, primary light having a broader spectrum than before is used. This makes it possible to obtain combined light with excellent color rendering properties, so that it can be applied to a wide range of uses, not only for character display but also for illumination and image display.
  • the light source of the present embodiment can be replaced for each component.
  • the cost of using the light source of the present embodiment can be suppressed, and ⁇ :
  • the disposal process can be simplified.
  • modularization described above is useful not only when the components of the present embodiment have expired but also when they are replaced with ones having better performance. For example, when an old solid-state light-emitting device is changed to a new light-emitting device, only what is desired to be replaced can be replaced by modularization. Therefore, it is possible to suppress an increase in the usage cost of the light source of this embodiment.
  • LED An example of what is used as the solid-state light emitting device 2 is LED, but this LED is generally more expensive than a phosphor and has a longer life than the phosphor. Therefore, it is very useful in terms of cost to separate LED and phosphor separately for each useful life and to separate the industrial cycles of both.
  • the primary light source is exchanged, or a primary light amount control means capable of adjusting the light amount of at least a part of the primary light by controlling the primary light source is provided.
  • the light emitted from the light source of the present embodiment can be dimmed.
  • the color of the combined light can be adjusted, and the color temperature of the combined light can be adjusted.
  • the maximum value of the difference in CIE chromaticity coordinates of the primary light is within the above range so that the light source of the present embodiment can emit light having the target color and color temperature, and the primary light is desired.
  • the primary light is desired.
  • the color temperature of the synthesized light increases when the intensity of light of a relatively short wavelength among the primary lights constituting the synthesized light increases, and conversely, By using the fact that the color temperature decreases as the intensity of light having a relatively long wavelength increases, light control can be performed.
  • FIG. 6 shows a schematic exploded perspective view showing an example of a light source that performs dimming by replacement.
  • the present invention is not limited to the following examples, and can be carried out by being arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention.
  • parts indicated by the same reference numerals as in FIGS. 2 to 5 represent the same parts as in FIGS.
  • this light source includes a solid state light emitting element module 5, a turntable 8 provided with phosphor modules 6 and 6 ′, and a light distribution element module 7.
  • the solid-state light-emitting element module 5 is provided with four LEDs as the solid-state light-emitting element 2 on the base 51 and is supplied with electric power through the wiring 52 provided on the base 51 to emit light. ing.
  • the turntable 8 includes a phosphor module 6 and a phosphor module 6 ′. By rotating the turntable 8, one of the phosphor module 6 and the phosphor module 6 ′ is replaced with the solid-state light emitting element 5. And the light distribution element module 7 so that the fluorescence emitted by the phosphor modules 6 and 6 ′ can be used as the primary light.
  • the phosphor module 6 has four phosphor parts 3 on the base 61. Note that each of the phosphor portions 3 receives light from the solid state light emitting device 2 on the back surface and emits fluorescence as primary light toward the front surface. Further, in this example, the phosphor portions 3 are red or orange, yellow, green and blue in which the maximum value of the difference in CIE chromaticity coordinates of the color of the fluorescence (primary light) emitted from each phosphor portion 3 satisfies the above range. It is assumed that it contains a phosphor that emits the above fluorescence.
  • the phosphor module 6 ′ similarly to the phosphor module 6, the phosphor module 6 ′ has four phosphor portions 3 ′ on the base portion 6 1 ′, and each phosphor portion 3 ′ has a back surface from the solid light emitting element 2 on the back. It receives light and emits fluorescence as primary light toward the front.
  • the phosphor portion 3 ′ also contains phosphors that emit red or orange, yellow, green, and blue fluorescence.
  • the amount of the orange phosphor and the yellow phosphor is larger than that of the phosphor portion 3 of the phosphor module 6, and the amount of the blue phosphor is large. Is getting less.
  • the light distribution element module 7 is provided with four lenses as the light distribution control element 4 on the base 71, and the fluorescence emitted from each of the phosphor parts 3 and 3 'passes through this lens to distribute the light distribution characteristics.
  • the light distribution control element 4 on the base 71, and the fluorescence emitted from each of the phosphor parts 3 and 3 'passes through this lens to distribute the light distribution characteristics.
  • This light source is configured as described above. Therefore, the solid-state light emitting element 2 is caused to emit light, and the phosphor in the phosphor portions 3 and 3 ′ provided in the phosphor modules 6 and 6 ′ is caused to emit light by the light, and the generated fluorescence is used as primary light. It has become.
  • the synthesized light is created by synthesizing the fluorescence emitted from the phosphor portions 3 and 3 ′, the color temperature also changes if the primary light changes. Specifically, when the phosphor module 6 is arranged between the solid light emitting element 5 and the light distribution element module 7 by rotating the turntable 8, synthesized light having a relatively high color temperature can be obtained.
  • the phosphor module 6 when the phosphor module 6 is disposed between the solid light emitting element 5 and the light distribution element module 7, synthesized light having a relatively low color temperature can be obtained.
  • the phosphor module 6 and the phosphor module 6 ′ are exchanged using the turntable 8, and the phosphor part 3 and the phosphor part 3 ′ are exchanged. Dimming can be performed to adjust the color temperature of the synthesized light.
  • the phosphor module 6 using the phosphor module 6 in the daytime, At night, the phosphor module 6 'can be used as a light bulb color with a color temperature of 2850 ° K, which makes it easy to relax.
  • the maximum value of the difference in CIE chromaticity coordinates of the primary light is within the above range so that the light source of the present embodiment can emit light having the target color and color temperature, and the primary light is desired. Same light distribution characteristics to the extent that the color of the synthesized light is uniform on the irradiated surface
  • the light source of the present embodiment is provided with primary light amount control means that can control the primary light source and adjust the light amount of at least a part of the primary light.
  • the light can be dimmed. For example, when the color temperature of the synthesized light is adjusted by dimming by controlling the amount of light emitted from the solid-state light emitting element, as in the case of dimming by replacement, it is relatively short of the primary light constituting the synthesized light. When the intensity of light at the wavelength increases, the color temperature increases, and conversely, the light temperature decreases when the intensity of the relatively long wavelength light of the primary light increases. Can do.
  • FIG. 7 is a schematic exploded perspective view showing an example of a light source that performs light control by the primary light quantity control means.
  • the present invention is not limited to the following examples, and can be implemented with any modifications without departing from the spirit of the present invention.
  • parts indicated by the same reference numerals as in FIGS. 2 to 6 represent the same parts as in FIGS.
  • this light source includes a solid state light emitting element module 5, a phosphor module 6, a light distribution element module 7, and a primary light quantity control means 9.
  • the solid-state light-emitting element module 5 is provided with four LEDs as the solid-state light-emitting element 2 on the base 51 and is supplied with electric power through the wiring 52 provided on the base 51 so that it emits light. ing.
  • the light distribution element module 7 is provided with four lenses as the light distribution control element 4 on the base 71, and the fluorescence emitted from each phosphor part 3 passes through this lens to change the light distribution characteristics as described above. To the same extent.
  • the primary light quantity control means 9 includes a supply power control unit 9 1 and a power amount storage unit 9 2.
  • the power supply control unit 91 supplies power supply amount information according to the content of the instruction.
  • the amount of power supplied to each solid state light emitting element 2 provided in the solid state light emitting element module 5 is controlled in accordance with the read power amount information read from the storage unit 92.
  • the power amount storage unit 92 stores the color temperature and the amount of power to be supplied to each of the light emitting elements 2 according to the color temperature as supply power amount information.
  • the specific value of the supplied power amount information may be obtained experimentally and stored in advance, for example.
  • the supply power control unit 91 is directed to the solid light-emitting element 2 that supplies excitation light to the phosphor unit 3 that emits fluorescence having a relatively short wavelength (for example, blue fluorescence) when the color temperature is increased. Control to decrease the power supplied to the solid-state light-emitting element 2 that supplies excitation light to the phosphor portion 3 that emits fluorescence having a relatively long wavelength (for example, orange fluorescence).
  • a relatively short wavelength for example, blue fluorescence
  • the power supplied to the solid-state light-emitting element 2 that supplies excitation light to the phosphor portion 3 that emits fluorescence having a relatively short wavelength (for example, blue fluorescence) is reduced, and It is assumed that control is performed to increase the power supplied to the solid-state light emitting element 2 that supplies the phosphor portion 3 with excitation light, which emits long-wavelength fluorescence (for example, orange fluorescence).
  • the primary light quantity control means 9 is, in terms of hardware, a CPU (C e n t r a l P ro c e s s i ng Un i t) or RAM (R— and om
  • This light source is configured as described above. Therefore, the solid state light emitting device 2 is caused to emit light, and the phosphor in the phosphor portion 3 provided in the phosphor module 6 is caused to emit light, and the generated fluorescence is used as primary light. In this case, since the synthesized light is created by synthesizing the fluorescence emitted from the phosphor part 3, if the primary light changes, the color temperature also changes. Specifically Adjusts the power supplied to the solid-state light-emitting element 2 and controls the amount of excitation light supplied to each phosphor section 3, so that the amount of primary light of each wavelength can be adjusted. it can.
  • the supply power control means 91 decreases to the solid state light emitting device 2 corresponding to the phosphor portion 3 emitting orange fluorescence by reducing the power supplied to the solid state light emitting device 2 corresponding to the phosphor portion 3 emitting blue fluorescence. If the control is performed to increase the supply power of the light, the color temperature of the combined light decreases, and conversely, the supply power control means 91 supplies power to the solid state light emitting device 2 corresponding to the phosphor portion 3 that emits blue fluorescence. If the control is performed such that the power supplied to the solid-state light emitting device 2 corresponding to the phosphor portion 3 that emits orange fluorescence is decreased, the color temperature of the synthesized light will increase.
  • a PWM circuit As the primary light quantity control means 9, a PWM circuit, a pulse frequency modulation (hereinafter referred to as “PFM”) circuit, a pulse amplitude modulation (hereinafter referred to as “PAM”) circuit, or the like can be used. Furthermore, analog circuits such as operational amplifiers can be used in addition to these pulse-one digital circuits such as PWM circuits, PFM circuits, and PAM circuits. In addition, an impedance circuit may be applied. -[3. Advantages] ⁇
  • the color temperature of the synthesized light emitted can be continuously and freely adjusted.
  • the above-mentioned dimming method and dimmable light source are such that the maximum value of the difference in CIE chromaticity coordinates of the primary light is within the above range, that is, 0.05 or more, and the primary light is in place.
  • the primary light is changed while maintaining the same light distribution characteristics to the extent that the color of the synthesized light is uniform on the desired irradiation surface, there is no other limitation, and a primary light source with a different wavelength is used. It can be applied in any light source.
  • the light source of this embodiment mentioned above can be used for illumination, for example.
  • the light source of the present embodiment and the solid-state light-emitting element module and phosphor constituting the light source Advantages similar to those described above in the description of the module and light distribution element module can be obtained.
  • the fluorescent lamp when compared with a fluorescent lamp, which is one of the conventional illuminations, the fluorescent lamp has a problem that it can irradiate only white light set at a specific color temperature.
  • the color temperature can be changed by one light source.
  • the illumination of the present embodiment it is possible to reduce the size of the illumination as compared with the fluorescent lamp, and therefore it is possible to reduce the distance to the irradiation surface that can be illuminated with a uniform color.
  • the conventional synthetic light source when compared with illumination using a synthetic light source that combines a conventional LED and phosphor, the conventional synthetic light source forms a phosphor mixture ratio so that it has one chromaticity point, just like a fluorescent lamp. Therefore, the color temperature could not be changed.
  • the conventional synthetic light source is configured by integrating the LED and the phosphor, the life of the light source is affected by the characteristics of the phosphor, which incurs high costs.
  • these problems can be solved.
  • the illumination using the light source of the present embodiment can obtain illumination superior to that in the past in terms of luminous efficiency, useful life, and color rendering.
  • the light source of the present embodiment described above can also be used for an image display device, for example.
  • the above-described light source of the present embodiment In addition to the same advantages as the above, there are also advantages such as improved luminous efficiency, power saving, wide color reproduction range, and realization of a large display.
  • the image display device when compared with a conventional image display device using a CRT, the image display device can be made thin by configuring the image display device using the light source of the present embodiment. It is possible to save power. Further, when compared with an image display device using a conventional PDP, energy saving can be achieved by configuring the image display device using the light source of the present embodiment, and physical destruction can be achieved. It is possible to further increase the resistance to. Furthermore, since the PDP usually has a light emission mechanism with a larger Stokes shift than fluorescent lamps and the like, the physical limit for improving the light emission efficiency was severe, but if the technology of this embodiment is used, the physical limit for improving the light emission efficiency is exceeded. can do. It is also possible to increase the emission intensity of lighting using PDP.
  • the image display device using OEL or OLED tends to have low light emission intensity.
  • the light source of this embodiment is used in the image display device, this problem can be solved.
  • the conventional LED display when compared with a conventional LED display, was troublesome to repair when a pixel was missing, but it was missing when the image forming apparatus was configured using the light source of this embodiment. Repair of the pixel portion is facilitated.
  • the color reproduction range can be expanded as compared with the conventional LED display when the illumination device is mode-shifted.
  • the conventional light emitting materials such as AlInGaP: Red-LED, InGaN: Green-LED, InGaN: B1ue-LED, etc.
  • the process line was complicated and increased due to the manufacture of LEDs by MOCVD growth equipment, but when an image display device was configured using the light source of the present invention, for example, near ultraviolet I nGaN as an excitation source —
  • near ultraviolet I nGaN as an excitation source
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
  • the light source, the solid-state light emitting element module, the phosphor module and the light distribution element module, and the components of the illumination device and the image display device may be used in any combination as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. good.
  • a multi-point light source with a 5mmX5mm square light-emitting surface cut into 25 pieces at 1mm pitch is used as a primary light source that emits primary light of red, green, and blue, respectively. It was set so that it was placed at the apex. When the CIE chromaticity coordinates of these virtual light sources are calculated, the red multipoint light source (0.691, 0.309), the green multipoint light source (0.238, 0.733), and the blue multipoint light source (0.18, 0.076).
  • Each primary light source was set so that the distance from the center of the regular triangle to the center of each primary light source was 1 cm.
  • Figure 8 When the state of the primary light source is schematically shown, It looks like Figure 8.
  • a surface parallel to the plane on which the primary light source is assumed to be arranged and having a distance of Z cm from the plane is set as an irradiation surface for irradiating the synthesized light from the light source that is constituted by the primary light source.
  • Figure 9 shows the relationship between the irradiated surface and the primary light source.
  • red multi-point light source a red LED using InA 1 Ga As is used as the primary light source that emits red primary light
  • green primary light is used.
  • Primary light source that emits blue primary light hereinafter referred to as “blue multi-point light source” as appropriate
  • Figure 10 shows the spectra of the red multipoint light source, the green multipoint light source, and the blue multipoint light source.
  • the distance between the light source and the irradiation surface For the case where Z is 10 cm and 2 50 cm, the state of the irradiated surface illuminated by the synthesized light and the CIE chromaticity coordinates at a predetermined position on the irradiated surface were calculated.
  • CIE chromaticity coordinates are a predetermined distance from a point where a normal line dropped from the center of the equilateral triangle assumed when the primary light source is placed to the irradiation surface intersects the irradiation surface.
  • a line segment was drawn and the chromaticity at the position on the line segment was calculated. The length of the line segment was set to 10 cm on the irradiated surface with Z of 10 cm and 25 cm on the irradiated surface with Z of 25 '.
  • Example 1 the intensity of the primary light in the ⁇ direction of each of the red multipoint light source, the green multipoint light source, and the blue multipoint light source is constant, and the primary light intensity I ( ⁇ )
  • Multi-point light source irradiance calculation is the following calculation method.
  • IR 0 —RED R 0— GREEN R 0 _B LUE 0 RED (8), 0 GREEN ⁇ People), and S BljUE ( ⁇ ) are the radiant intensities of the red multipoint light source, the green multipoint light source, and the blue multipoint light source, respectively. Constants and spectra are shown. For example, the red multipoint light source calculation term
  • a plot of the chromaticity diagram is shown in Figure 12.
  • the position of the line segment where the chromaticity is calculated This is shown in broken lines in Fig. 11.
  • Figure 14 shows the coordinates plotted on the CIE chromaticity diagram. The position of the line segment where the chromaticity is calculated is shown by the broken line in Fig. 13.
  • Example 1 As in Example 1, except that the light distribution characteristics of the primary light source are set to be the same, it is evaluated whether or not the synthesized light is uniform on the irradiated surface. It was. Note that if the above condition (A) is determined for the light distribution characteristics, all of these are zero.
  • Figure 16 shows the coordinates plotted on the CIE chromaticity diagram. The position of the line segment where the chromaticity is calculated is shown by the broken line in Fig. 15.
  • Figure 18 shows a plot of the CIE chromaticity diagram. The position of the line where the chromaticity was calculated is shown by the broken line in Fig. 17.
  • the synthesized light is made uniform on the irradiated surface in the same manner as in Example 1 except that the primary light source has the same light distribution characteristic by the rampant light distribution of each primary light emission. It was evaluated whether or not. Note that if the above condition (A) is determined for the light distribution characteristics, all of these are zero.
  • Figure 20 shows a plot of the CIE chromaticity diagram. Note that the position of the line segment where the chromaticity is calculated is shown by a broken line in FIG.
  • Figure 22 shows a plot of the CIE chromaticity diagram. The position of the line segment where the chromaticity is calculated is shown by the broken line in Fig. 21.
  • I red ( ⁇ ) (35 x cos 40 ⁇ + 5 ⁇ cos 3 ⁇ )
  • T rem ( ⁇ ) ⁇ -" ⁇ (20 x cos 70 0 + 15 x cos 10 ⁇ )
  • Figure 24 shows a plot of CIE on the CIE chromaticity diagram. The position of the line segment for which chromaticity is calculated is shown by the broken line in Fig. 23.
  • Figure 26 shows a plot of the CIE chromaticity diagram. The position of the line segment where the chromaticity is calculated is shown by the broken line in Fig. 25.
  • each phosphor part was formed in a substantially rectangular parallelepiped shape of 1.4 cmX 1.5 cmX 0.45 mm.
  • the blue phosphor has an average luminance of 436 candela Z m 2 and the peak luminance is 701 candela Zm 2
  • the green phosphor has an average luminance of 10 5 candela / m 2 and a peak luminance of 2489 candela.
  • the peak intensity at the yellow phosphor average brightness 1 17 1 Kanderano m 2 is Ri 303 1 Kanderano m 2 der, orange-red phosphor peak luminance by the average luminance 578 candela Zm 2 1095 force Ndera / m 1 ".
  • a white paper was placed as an irradiation surface at a distance of 25 cm from the light source, and this white paper was irradiated with synthetic light from the light source.
  • a CIE chromaticity coordinate value was measured at an arbitrary position within this square, and the CIE chromaticity coordinate obtained by the measurement was plotted on the CIE chromaticity diagram.
  • the average color rendering index Ra at this time was 80, and the luminous efficiency was 2.422 1 mZW.
  • the near-ultraviolet LED used is a product called E 1 S 1 9— OPOA07 —02. From the reference value in the spec sheet, the typical external quantum efficiency Is 3.333% and the minimum external quantum efficiency is 1.212%.
  • the high-efficiency near-ultraviolet LED with LEPS structure developed in recent years is 40% external quantum efficiency.
  • a commercially available near-ultraviolet LED is replaced with a LEP S-LED, It is considered to show any value from 79.94 to 29.069 1 mZW.
  • this embodiment considering that anyone can perform an additional write test for verifying that the light distribution is mixed, all are made commercially available. ,
  • the LED is a light source having a light emitting surface with a diameter of 5 mm, which is a primary light source that emits primary light of red, green, and blue, respectively, and these are arranged so as to be located at the apexes of equilateral triangles on the plane.
  • Each primary light source was arranged so that the distance from the center of the equilateral triangle to the center of each primary light source was 0.66928 mm.
  • the CIE chromaticity coordinates of the primary light emitted from each primary light source are red LED power (0. 702, 0. 300), green LED is ( ⁇ . '169, 0. 71 8), blue The LED was (0.124, 0.083).
  • each primary light source the luminous intensity in the 0 direction was measured while changing ⁇ every 30 [deg], and the symmetry of the luminous intensity distribution of each primary light source with respect to the axial direction of ⁇ broke. Confirmed that. From this, it was confirmed that each primary light source had a distorted light distribution, and the light distribution characteristics of the light sources produced in this comparative example were not the same.
  • a white paper was set as an irradiation surface at a distance of 45 cm from the light source, and this white paper was irradiated with synthetic light from the light source.
  • a 20 cm square of this white paper was taken, and CIE chromaticity coordinate values were measured at any position within the square. CIE chromaticity coordinates obtained by measurement are plotted in the CIE chromaticity diagram in Fig. 29.
  • the present invention can be widely used in any industrial field, but is suitable for use in backlights for lighting, image display devices, character display devices, liquid crystal displays, and the like.

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Abstract

本発明は、所望の照射面を、高い演色性を有する均一な色の光で、高い発光効率で照らすことができるようにすることを課題としている。この課題を解決するために、本発明では、それぞれ異なる波長の一次光を発する複数の一次光源を備えた光源において、一次光のＣＩＥ色度座標の差の最大値を０．０５以上にし、一次光が所望の照射面において同一の配光特性を有するようにし、発光効率を３０ｌｍ／Ｗ以上にし、平均演色評価数を６０以上にする。

Description

光源、 固体発光素子モジュール、 蛍光体モジュール、 配光素子モジュール、 照明装置及び画像表示装置、 並びに、 光源の調光方法
技術分野
本発明は、 光源、 固体発光素子明モジュール、 蛍光体モジュール及び配光素子 モジュール、 並びに、 それらを用いた照明装置及び画像表示装置、 並びに、 光 源の調光方法に関する。 書
背景技術
従来、 照明の光源としては、 主として蛍光灯が使用されていた。 蛍光灯は、 ガラス管内部に蒸気化させた水銀を封入し、 複数の蛍光体を付着剤でガラス管 内壁に付着させたものである。 蒸気化されている水銀に低アーク放電を用いる と水銀イオンと電子のプラズマが発生し、 これらのエネルギーのやり取りによ り、 水銀原子の電子が励起され、 電子が基底状態に戻るときに紫外線または可 視光を放出する。 この時、 水銀原子からの紫外線によって蛍光体を励起し、 蛍 光体から生じる蛍光と水銀発光からの可視光とを合成して、 最終的な白色光を 放出するようになっている （非特許文献 1, 2)。
また、 照明としては、 発光ダイオード （以下適宜、 「LED」 という） を使用 することも提案されている。 LEDは、 p型半導体と n型半導体とを接合させ、 両者に電流を流し正孔と電子の再結合を用いて発光させるものである。
ところが近年、 これに代わる光源として、 LEDと、 その LEDからの光を 吸収して蛍光を発する蛍光体とを組み合わせた合成光源が開発された （特許文 献 1参照）。 このような合成光源では、発光ダイオードや蛍光体などから発せら れた光を合成し、 その合成光を放出するようになっている。
上記合成光源の具体例としては、 例えば、 青色発光 LED (B l u e— LE D) と （Y, Gd) 3 (A 1 , G a) 5012 : C e (以下適宜、 「YAG： C e」 という） 蛍光体とを一体型とした合成光源が挙げられる。 この合成光源では、
I nGaN : B l u e—LEDによって YAG : C e蛍光体を励起し、 I nG aN： B 1 u e—LEDから発せられる青色透過光と YAG： C e蛍光体から 発せられる黄色蛍光とを合成して補色白色を形成するようになっている。 また、 上記合成光源の他の具体例としては、 近紫外発光 LED (n e a r U
V— L.ED) と、 赤色、 緑色及び青色の各蛍光を発する蛍光体とを組み合わせ た合成光源が挙げられる。 さらに、 n e a rUV— LEDと、 橙色、 黄色、 緑 色及び青色の各蛍光を発する蛍光体とを組み合わせた合成光源も挙げられる。 これらの合成光源では、 n e a r UV— LEDによって各蛍光体を励起し、 各 蛍光体から発せられる蛍光を合成して白色を形成するようになっている （非特 許文献 3， 4)。
また、 プラズマディスプレイパネル （以下適宜、 「PDP」 という） を照明に 用いることも提案されている。
さらに、 上記のような光源は、 画像表示装置に使用されることもある （非特 許文献 5， 6)。
例えば、画像表示装置の一例としては、 CRT (C a t h o d e Ray T u b e) を用いた画像表示装置が挙げられる。 これは、 電子ビームを用いてブ ラウン管表面に塗布した蛍光体を励起し 2次元的に発光させ、 それにより画像 を表示するものである。
また、他の例としては、 PDPを用いた画像表示装置が挙げられる。これは、
2次元的にパ一テーションで区切った微小区間に Ne— Xeあるいは He—X eガスを封入し、 プラズマ放電によってガスを励起し、 所定の波長の紫外線を 発光させ、 この紫外線により 2次元的に塗布された赤色、 緑色及び青色の各蛍 光を発する蛍光体を励起 ·発光させ、 画像を表示するようになっている。 さらに、 他の例としては、 無機 EL (E l e c t r o .Lumi n e s c e n c e) 素子を用いた画像表示装置が挙げられる。 これは、 赤色、 緑色及び青 色の光を発光する無機の半導体を用いて半導体積層構造を作り、 これを 2次元 的に構成し、 上記の半導体を用いた素子に電圧をかけ電子一正孔の再結合によ り発光させ、 これにより画像を表示するものである。 また、 他の例としては、 〇EL (O r g an i c E l e c t r o L urn i n e s c e n c e) や〇 LED (O r g an i c L i gh t Em i t t i ng D i od e) を用いた画像表示装置が挙げられる。 これは、 赤色、 緑 色及び青色の光を発光する有機の半導体を用いて半導体積層構造を作り、 これ を 2次元的に構成し、 上記の半導体を用いた素子に電圧をかけ電子一正孔の再 結合により発光させ、 これにより画像を表示するものである。
さらに、 他の例としては、 LEDを用いた画像表示装置も挙げられる。 これ は、 赤色、 緑色及び青色の光を発光する LEDを 2次元的に構成し、 これらの LEDを備えた素子に電流を注入して電子一正孔の再結合により発光させ、 こ れにより画像を表示するものである。
ところで、 上記のような光源においては、 しばしば、 その光源が発する光の 色や発光量などを調整することも行なわれる。 そこで、 従来、 光源が放出する 光を調光する調光方法も種々開発されている （非特許文献 5, 7, 8)。
例えば、 蛍光灯の調光方法としては、 パルス幅変調 （以下適宜、 「PWM」 と いう） 回路を用い、 PWM電圧で放電電圧のパワーを調整し、 発光量を調節す ることがなされている。 これにより、 蛍光灯の発光量を照明レベルで調光でき る。 ただし色温度を可変に.する事はできない。
他に、 白熱電球に対して可変抵抗等を用い、 印加電圧を可変にする事により 色温度と発光量を調節できる。
また、 例えば、 蛍光灯、 CRT、 PDP、 EL、 OEL、 OLED、 LED などの光源においても、 PWM回路を用いて PWM電圧を調整して発光量を調 整することがなされている。
[特許文献 1 ] 特開 2004— 71726号公報
[非特許文献 1] 「照明ハンドブック （第 2版)」 著 照明学会 第 73頁 〜第 80頁、 第 102頁〜第 1 16頁
[非特許文献 2] 「照明ハンドブック （第 2版)」 著 照明学会 第 126 頁 第 129頁
[非特許文献 3 ] 「白色 L ED照明システム技術の高輝度 ·高効率 ·長寿命 化技術」 田口常正 技術情報協会 第 90頁〜第 93頁
[非特許文献 4] " Present Status of White Lighting Technologies in Japan " , T.Taguchi: J. Light & Vis. Env. ， Vol. 27, No. 3, pp. 131-139, 2003.
[非特許文献 5] 「NHKカラーテレビ教科書 [上] [下]」 日本放送協会編
[非特許文献 6] 「プラズマディスプレイの全て」 内池平樹 御子柴茂生 工学調査会
[非特許文献 7] 「照明ハンドブック （第 2版)」 著 照明学会 第 139 頁〜第 144頁
[非特許文献 8] 「パルスとデジタル回路の基礎」 小島紀男 現代工学 発明の開示
[発明が解決しょうとする課題]
近年、 発光光度の改善などを目的として、 上記のような LEDや合成光源を 用いた新たな光源の開発がなされている。 その中の一つとして、 異なる色の光 を発する光源を複数用い、 これら複数の光源 （以下適宜、 「一次光源」 という） に光 (以下適宜、 「一次光」.という) を発せさせ、 その一次光を合成して合成光 を放射するようにし、 この合成光を照らそうとする所望の面（以下適宜、 「照射 面」 という） に照射する、 多点発光を利用した光源の技術が研究されている。 ところが、 上記の多点発光を利用した光源においては、 合成光の元となる一 次光を均一に合成し、 照射面を均一な色で照らすことが困難であり、 照射面に おいてしばしば色に歪が生じていた。
また、 従来の多点発光を利用した光源は、 照射面を照らす合成光の演色性に 改善の余地があった。
さらに、 通常は、 光源の構成要素はそれぞれ耐用寿命が異なる。 例えば、 L
EDと蛍光体とを組み合わせた合成光源では、 LEDと蛍光体との耐用寿命が 異なっている。 特に、 蛍光体は励起光源である LEDからの熱により劣化し、 LEDよりも早期に寿命が尽きることが多い。 しかし、 従来は耐用寿命が短い 構成要素の寿命が尽きた際に光源を交換する場合、 光源全体を交換していた。 このため、 使用コストが上昇する等の課題があった。
また、 従来は、 白熱電球以外の光源においては、 その光源が発する光の色温 度を調整することが困難であった。 白熱電球は発光により温度が高くなり過ぎ ると発光部が融解する虞があり、 'このため、 白熱電球以外の、 発する光の色温 度を調整することを、 光源自身を取り替える事なく、 光源自身で調整できる技 術が望.まれていた。 ，
さらに、 上記のような機能は、 光源を用いる機器、 例えば照明や画像表示装 置等において広く求められる機能である。 したがって、 上記のような機能を備 えた照明や画像表示装置の開発も望まれていた。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたものである。 即ち、 本発明の第 1の 課題は、 所望の照射面を、 高い演色性を有する均一な色の光で、 高い発光効率 で照らすことができる光源、 及び、 それを構成するための固体発光素子モジュ —ル、蛍光体モジユール及び配光素子モジュールを提供することを目的とする。 また、 本発明の第 2の課題は、 発する光の色温度を調整することが可能な光源 及び光源の調光方法を提供することを目的とする。 さらに、 本発明の第 3の課 題は、上記の光源を用いた照明及び画像表示装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明の発明者らは、 それぞれ異なる波長の一次光を発する複数の一次光源 を備え一次光を合成した合成光を発する光源において、 各一次光源が発する一 次光の C I E色度座標の差の最大値を所定値以上とするとともに、 一次光の配 光特性を均一にすることによって、 所望の照射面において合成光を均一にする ことができること、 並びに、 上記条件を満たしながら各一次光の強度を調整す ることにより合成光の色温度を調整することができることを見出し、 本発明を 完成させた。
即ち、 本発明の要旨は、 それぞれ異なる波長の一次光を発する複数の一次光 源を備え、該一次光源が発する一次光を合成した合成光を発する光源であって、 上記一次光の C I E色度座標の差の最大値が 0 . 0 5以上であり、 上記一次光 力 所望の照射面において上記合成光の色が均一化する程度に同一の配光特性 を有し、 発光効率が 3 0 l mZW以上であり、 平均演色評価数が 6 0以上であ ることを特徴とする、 光源に存する （請求項 1 )。
このとき、 上記の複数の一次光源は、 それぞれ異なる波長の光を発する固体 発光素子を備えることが好ましい （請求項 2 )。
また、 上記の複数の一次光源のうちの少なくとも 1個は、 固体発光素子と、 該固体発光素子からの光を吸収して発光する蛍光体を含有する蛍光体部とを備 えることが好ましい （請求項 3 )。
さらに、 該一次光源が発する一次光の広がり角は、 5 ° 以上 1 8 0 ° 以下で あることが好ましい （請求項 4 )。
また、 該一次光源は、 配光制御素子を備えることが好ましい （請求項 5 )。 さらに、 該配光制御素子は、 上記一次光を集光しうる集光機能を備えること が好ましい （請求項 6 )。
また、 本発明の光源においては、 少なくとも 2 . 5 m離れた位置において観 察される上記合成光の色が白色であることが好ましい （請求項 7 )。
さらに、 本発明の別の要旨は、 上記の光源を構成するための固体発光素子モ ジュールであって、 基部と、 該基部に設けられた該固体発光素子とを備えるこ とを特徴とする、 固体発光素子モジュールに存する （請求項 8 )。
また、 本発明の更に別の要旨は、 上記の光源を構成するための蛍光体モジュ ールであって、 基部と、 該基部に設けられた該蛍光体部とを備えることを特徴 とする、 蛍光体モジュールに存する （請求項 9 )。
さらに、 本発明の更に別の要旨は、 上記の光源を構成するための配光素子モ ジュールであって、 基部と、 該基部に設けられた該配光制御素子とを備えるこ とを特徴とする、 配光素子モジュールに存する （請求項 1 0 )。
また、 本発明の更に別の要旨は、 それぞれ異なる波長の一次光を発する複数 の一次光源を備え、 該一次光源が発する一次光を合成した合成光を発する光源 であって、 上記一次光の C I E色度座標の差の最大値が 0 . 0 5以上であり、 上記一次光が、 所望の照射面において上記合成光の色が均一化する程度に同一 の配光特性を有し、 さらに、 該一次光源を制御して上記一次光のうちの少なく とも一部の光量を調整しうる一次光量制御手段を備えることを特徴とする、 光 源に存する （請求項 1 1 )。
この時、 上記の光源においては、 該一次光源のうちの少なくとも 1個は固体 発光素子を備え、 該一次光量制御手段が、 該固体発光素子の発光量を制御する ことが好ましい （請求項 1 2 )。
さらに、 本発明の更に別の要旨は、 上記の光源を備えたことを特徴とする、 照明装置に存する （請求項 1 3 )。
また、 本発明の更に別の要旨は、 上記の光源を備えたことを特徴とする、 画 像表示装置に存する （請求項 1 4 )。
さらに、 本発明の更に別の要旨は、 それぞれ異なる波長の一次光を発する複 数の一次光源を備え、 上記一次光源が発する一次光を合成した合成光を発する 光源の調光方法であって、 上記一次光の C I E色度座標の差の最大値が 0 . 0 5以上であり、 且つ、 上記一次光が、 所望の照射面において上記合成光の色が 均一化する程度に同一の配光特性を有するようにしながら、 上記一次光源を交 換することを特徴とする、 光源の調光方法に存する （請求項 1 5 )。
また、 本発明の更に別の要旨は、 それぞれ異なる波長の一次光を発する、 固 体発光素子を備えた複数の一次光源を備え、 上記一次光源が発する一次光を合 成した合成光を発する光源の調光方法であって、 上記一次光の C I E色度座標 の差の最大値が 0 . 0 5以上であり、 且つ、 上記一次光が、 所望の照射面にお いて上記合成光の色が均一化する程度に同一の配光特性を有するようにしなが ら、 上記固体発光素子の光量を調整することを特徴とする、 光源の調光方法に 存する （請求項 1 6 ) 。
[発明の効果]
本発明の光源によれば、 所望の照射面を、 高い演色性を有する均一な色の光 で、 高い発光効率で照らすことができる。
また、 本発明の固体発光素子モジュール、 蛍光体モジュール、 及び配光素子 モジュールによれば、本発明の光源を構成要素毎に交換することが可能となる。 さらに、 本発明の別の光源、 及び本発明の調光方法によれば、 発する光の色 温度を調整することが可能となる。 また、 本発明の照明及び画像表示装置によれば、 高い演色性を有する均一な 色の光で、 所望の照射面を高い発光効率で照らすこと、 又は、 発する光の色温 度を調整することの少なくともいずれかが可能となる。 図面の簡単な説明
[図 1 ]図 1は、本発明の一実施形態について説明するため、 「 S」及び「 Φ」 を模式的に示す図である。
[図 2 ] 図 2は、 本発明の一実施形態にかかる、 固体発光素子及び配光制 御素子により構成された一次光源の構成を表わす模式的な分解斜視図である。
[図 3 ] 図 3は、 本発明の一実施形態にかかる、 固体発光素子、 蛍光体部 及び配光制御素子により構成された一次光源の構成を表わす模式的な分解斜視 図である。
[図 4 ] 図 4は、 本発明の一実施形態としての、 固体発光素子モジュール 及び配光素子モジュールにより構成した光源について説明するための模式的な 分解斜視図である。
[図 5 ]図 5は、本発明の一実施形態としての、固体発光素子モジュール、 蛍光体モジユール及び配光素子モジュールを用いた光源について説明するため の模式的な分解斜視図である。
[図 6 ] 図 6は、 本発明の一実施形態について示すもので、 交換により調 光を行なう光源の一例を示す模式的な分解斜視図である。
[図 7 ] 図 7は、 本発明の一実施形態について示すもので、 一次光量制御 手段により調光を行なう光源の一例を示す模式的な分解斜視図である。
[図 8 ] 図 8は、 本発明の実施例 1〜 3及び比較例 1で用いた一次光源の 配置の様子を模式的に示す図である。
[図 9 ] 図 9は、 本発明の実施例 1〜 3及び比較例 1における照射面と一 次光源との関係を示す図である。
[図 1 0 ] 図 1 0は、 本発明の実施例 1〜 3及び比較例 1で用いた赤多点 光源、 緑多点光源および青多点光源それぞれのスぺクトルである。
[図 1 1 ] 図 1 1は、 本発明の実施例 1の結果得られた、 Z = 1 0 c mの 照射面の様子を表わす図である。
[図 12] 図 12は、 本発明の実施例 1の結果得られた、 10 cmの 照射面で算出された C I E色度座標を C I E色度図にプロッ卜した図である。
[図 13] 図 13は、 本発明の実施例 1の結果得られた、 Z = 250 cm の照射面の様子を表わす図である。
[図 14 ] 図 14は、 本発明の実施例 1の結果得られた、 Z = 250 c m の照射面で算出された C I E色度座標を C I E色度図にプロットした図である。
[図 15 ] 図 15は、 本発明の実施例 2の結果得られた、 Z = 10 c mの 照射面の様子を表わす図である。 '
[図 16] 図 16は、 本発明の実施例 2の結果得られた、 10 cmの 照射面で算出された C I E色度座標を C I E色度図にプロッ卜した図である。
[図 17] 図 17は、 本発明の実施例 2の結果得られた、 Z = 250 cm の照射面の様子を表わす図である。
[図 18] 図 18は、 本発明の実施例 2 φ結果得られた、 Z = 250 cm の照射面で算出された C I E色度座標を C I E色度図にプロッ卜した図である。
[図 19] 図 19は、 本発明の実施例 3の結果得られた、 Z= 10 cmの 照射面の様子を表わす図である。
[図 20] 図 20は、 本発明の実施例 3の結果得られた、 Z= 10 cmの 照射面で算出された C I E色度座標を C I E色度図にプロットした図である。
[図 21] 図 21は、 本発明の実施例 3の結果得られた、 Z= 250 cm の照射面の様子を表わす図である。
[図 22] 図 22は、 本発明の実施例 3の結果得られた、 Z = 250 cm の照射面で算出された C I E色度座標を C I E色度図にプロットした図である。
[図 23 ] 図 23は、 比較例 1の結果得られた、 Z = 10 c mの照射面の 様子を表わす図である。
[図 24] 図 24は、 比較例 1の結果得られた、 Z= 10 cmの照射面で 算出された C I E色度座標を C I E色度図にプロットした図である。
[図 25] 図 25は、 比較例 1の結果得られた、 Z = 250 cmの照射面 の様子を表わす図である。 [図 26 ] 図 26は、 比較例 1の結果得られた、 Z = 250 c mの照射面 で算出された C I E色度座標を C I E色度図にプロッ卜した図である。
[図 27] 図 27は、 本発明の実施例 4で測定した C I E色度座標を C I E色度図にプロットした図である。
[図 28]図 28は、図 27のプロットした点の近傍を拡大した図である。
〔図 29] 図 29は、 比較例 2で測定した C I E色度座標を C I E色度図 にプロッ卜した図である。
[符号の説明]
1 一次光源
2 固体発光素子
3, 3 ' 蛍光体部
4 配光制御素子
5 固体発光素子モジュール
6， 6 萤光体モシユール
7 配光素子モジュール
8 ターンテーブル
9 一次光量制御手段 - 21 L ED本体
22, 51， 61, 61 ' , 71 基部
52 配線
91 供給電力制御部
92 電力量記憶部 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施形態について詳細に説明するが、 本発明は以下の実施 形態等に限定されるものではなく、 本発明の要旨を逸脱しない範囲において、 任意に変形して実施することができる。
[ I . 光源]
本実施形態の光源は、 それぞれ異なる波長の一次光を発する複数の一次光源 を備え、 その一次光源が発する一次光を合成した合成光を発するようになって いる。
[ 1 . 合成光]
本実施形態にかかる合成光は、 本実施形態の光源から発せられる光であり、 通常は、 所望の照射面を照らすために用いられる。 ここで照射面とは、 本実施 形態の光源が照らそうとする面のことを指す。 以下、 本実施形態にかかる合成 光について詳細に説明する。
( i ) 合成光の波長
本実施形態にかかる合成光の波長はその用途等に応じて任意に設定すること ができるが、 通常 4 0 0 n m以上、 好ましくは 4 2 0 n m以上、 より好ましく は 4 4 0 n m以上、 また、 通常 7 5 0 n m以下、 好ましくは 7 0 0 n m以下、 より好ましくは 6 5 0 n m以下である。 この範囲を外れると、 光源としての輝 度が低くなりすぎる虞がある。 なお、 合成光の波長は、 例えば放射輝度計、 蛍 光分光光度計などにより測定することができる。
( i i) 合成光の強度
また、 本実施形態にかかる光源の輝度もその用途等に応じて任意に設定する ことができるが、 通常 1 Q 0 0カンデラ /m2以上、 好ましくは 5 0 0 0カン デラ Zm2以上、 より好ましくは 1 0 0 0 0カンデラ Zm2以上、 また、 通常 1 0 0万力ンデラ Zm2以下、 好ましくは 5 0万カンデラノ m2以下、 より好まし くは 1 0万カンデラ/ m2以下である。 この範囲の下限を下回ると合成光が弱 すぎるため照射面が暗くなりすぎて本実施形態の光源を照明装置 （以下適宜、
「照明」 という） 用途に使えなくなる虞があり、 上限を上回ると合成光が眩し すぎて本実施形態の光源を照明に使えなくなる虞がある。 なお、 合成光の輝度 は、 例えば色彩輝度計などにより測定することができる。
また、 本実施形態の光源において、 合成光の発光効率は、 通常 3 0 l m/W 以上、 好ましくは 6 0 1 mZW以上、 より好ましくは 1 0 0 1 mZW以上であ る。 これ未満であると、 使用の際に要するエネルギーコストが大きくなりすぎ る虞があり、 エネルギー効率の高い照明装置としての要求特性を満たさない。 また、 これ未満であると光源を画像表示装置として集積した場合、 発熱によつ て素子破壊が生じる虞がある。 なお、 光源の発光効率は、 例えば、 積分球で測 定した合成光の光束を供給電力で割ることにより測定することができる。
( i i i) 合成光の色
さらに、 本実施形態にかかる合成光の色もその用途等に応じて任意に設定す ることができるが、 通常は白色、 電球色等の色にすることが好ましく、 中でも 白色にすることがより好ましい。 合成光の色を白色とすることにより、 ものが 自然に見える、 即ち、 太陽光によるものの見え方に近い見え方にすることがで きるという利点を得ることができる。 ここで、 白色とは、 J I S Z 8 1 1 0 の色区分に規定する白色のことを指す。
なお、 C I E色度図との関係で言えば、 合成光の色は、 C I E色度図におい て黒体放射軌跡に可能な限り近い色になるようにすることが好ましい。
また、 合成光の色は、 照射面における色を色彩輝度計、 放射輝度計などで測 定することで確認することができる。 なお、 照射面とは、 本実施形態の光源を 用いて照らそうとする面のことを指すが、. 例えば、 本実施形態の光源を室内照 明用途に用いる場合には、 本実施形態の光源から通常 2 . 5 m以上離れた面を 照射面として合成光の色を確認することがでぎる。
(iv) 合成光の色温度 .
さらに、 本実施形態にかかる合成光の色温度もその用途等に応じて任意に設 定することができるが、 通常 2 0 0 0 K以上、 好ましくは 2 5 0 0 K以上、 よ り好ましくは 4 0 0 0 K以上、 また、 通常 1 2 0 0 0 K以下、 好ましくは 1 0 0 0 0 K以下、より好ましくは 7 0 0 0 K以下である。この範囲の光は、寒色、 暖色の見え方が良好であるため、 一般に良く使用される。 また、 この範囲を外 れると、 通常用途の照明器具に本実施形態の光源を用いることが困難となる。 なお、 合成光の色温度は、 例えば色彩輝度計、 放射輝度計などにより測定する ことができる。
( V ) 合成光のスぺクトルの特徴
さらに、 本実施形態にかかる合成光のスぺクトルは、 通常、 一次光のスぺク トルを組み合わせたものになる。 また、 合成光のスペクトルは、 可視光の連続 光になることが良好な演色性を示す照明装置が得られるので好ましく、さらに、 可能な限りプランク放射に近いほうが好ましい。
なお、 合成光のスペクトルは、 分光光度計により測定することができる。
(V i ) 色の均一化の程度、 及び、 色が均一化する距離
また、 本実施形態にかかる合成光は、 各一次光源から発せられる一次光を合 成した合成光であるにもかかわらず、 本実施形態の光源から所望の距離だけ離 れた照射面において、 その色が均一化するようになつている。 即ち、 それぞれ 異なる波長、 及び、 異なる色の光として発せられたはずの一次光が、 所望の距 離以上はなれた照射面においては、 均一の色の光として現れる。 これは、 一次 光源の配置、 強度、 種類などによらずその配光特性を調整することにより実現 できる現象であり、 従来知られていなかった驚くべき現象である。 なお、 この 現象のメカニズムは、 一次光の説明と共に後述する。
合成光の色が均一化するとは、 具体的には、 照射面上の任意の点において測 定した合成光の色の C I E色度座標値 X及び C. I E色度座標値 yの差が、 照射 面のいずれの位置の 2点間においても、 それぞれ、 通常 0 5以下、 好まし くは 0 . 0 3以下、 より好ましくは 0 . 0 2以下となることを指す。
ここで、 合成光の色の均一化について評価する場合には、 上記の C I E色度 座標を測定する照射面としては、 色の異なる一次光源間の距離の最大値の 1 4 4倍の距離に設置した完全拡散反射板の表面を照射面として評価を行なうこと ができる。 また、 光源と照射面との距離とは、 光源の任意の部位と照射面の任 意の部位との距離のうち、 最小の距離のことを指す。 さらに、 光源を通常の照 明用途に用いる場合には、 上記の C I E色度座標を測定する照射面として、 本 実施形態の光源から 2 . 5 m離れた距離に設置した完全拡散反射板の表面を照 射面として評価を行なってもよい。 具体的には、 合成光により照らされた上記 の完全拡散性を有する標準白色反射板の色を測定することにより、 C I E色度 座標の値を測定することができる。
なお、 本実施形態にかかる合成光の色が均一化する距離、 即ち、 本実施形態 の光源から照射面までの距離は、 その用途などに応じて任意に設定することが できる。 具体的には、 光源から照射面までの距離に応じて本実施形態にかかる 一次光源の配置を調整するようにすれば良い。 通常、 本実施形態の光源を屋内 の天井照明に用いる場合は、 光源から照射面までの距離が 2 . 5 m程度になる ように設定する。
また、本実施形態にかかる合成光の色が照射面において均一化している場合、 当該照射面における合成光の平均演色評価数 R aは、 通常 6 0以上、 好ましく は 7 0以上、 より好ましくは 8 0以上である。 また、 より太陽光に近い色に見 せる場合には 9 0以上がさらに好ましく、 9 5以上が特に好ましい。
なお、本実施形態の光源は、光源自体を目視した場合は各一次光が見えるが、 合成光が当てられた照射面を目視した際には、 各一次光が均一に混じった単色 の光により照射面が照らされているように見える。 したがって、 本実施形態の 光源は、 一次光とは異なる色の合成光を発する光源として取り扱うことができ るものである。
[ 2 . 一次光源]
[ 2 - 1 . 一次光]
一次光は、 一次光源から発せられる光であり、 本実施形態の光源では、 各一 次光源から発せられる一次光を合成して目的とする合成光を合成するようにな ' つている。 また、 一次光の種類の数（通常は、 一次光源の種類の数に一致する） は 2以上であれば任意であるが、 通常は、 装置構成を簡単にする観点から 3種 類又は 4種類を用いる。
以下、 一次光について詳細に説明する。
( i ) 一次光の波長
本実施形態にかかる一次光の波長はその用途等に応じて任意に設定すること ができる。 通常用いられる一次光の波長の範囲及びその測定方法は、 上記合成 光の範囲と同様である。
(i i) 一次光の輝度
さらに、 本実施形態にかかる一次光の輝度もその用途等に応じて任意に設定 することができる。 通常用いられる一次光の輝度及びその測定方法も、 上記合 成光と同様である。
(i i i) 一次光の色
さらに、 本実施形態にかかる一次光の色もその用途等に応じて任意に設定す ることができる。 例えば、 合成光の色を白色とする場合、 橙色 （オレンジ）、 黄 色 （イェロー）、 緑色 （グリーン）、 青色 （ブルー） を組み合わせることができ る。 また、 例えば、 合成光の色を白色とする場合、 赤色 （レッド）、 緑色 (ダリ ーン） 及び青色 （ブルー） を組み合わせることもできる。 さらに、 ここで例示 したものの中でも、 通常は、 一次光としてレッド、 グリーン及びブル一の組み 合わせを用いる。 ここで、 各色の定義は、 J I S Z 8 1 1 0の色区分に規定 する色のことを指す。
なお、 本実施形態の光源を画像表示装置や色調を大きく制御して変化させる 必要のある特殊照明装置に使用する場合には、 C I E色度図との関係で言えば、 一次光の色が青色 （中心波長が 4 4 0〜4 6 0 n mの光） である場合、 その C I E色度図における当該一次光の色度座標の値は、 Xと yとが共にできるだけ 小さいことが望ましい。
また、一次光の色が緑色（中心波長が 5 1 5〜 5 3 5 n mの光）である場合、 その C I E色度図における当該一次光の色度座標の値は yができるだけ大きい ことが好ましい。
さらに、 一次光の色が赤色 （中心波長が 6 4 0〜6 6 0 n mの光） である場 合、 その C I E色度図における当該一次光の色度座標の値は Xができるだけ大 きいことが好ましい。
これらは、 多様な色の合成光を合成することを可能にするためである。
なお、 一次光の色は、 合成光の色と同様に測定することができる。
(iv) 一次光のスペクトルの特徴
さらに、 本実施形態にかかる合成光のスぺクトルは、 通常、 一次光のスぺク トルを組み合わせたものになる。 また、 本実施形態の光源を照明用途に用いる 場合、一次光のスぺクトルは、通常はプロ一ドになるものが好ましい。さらに、 合成光のスぺクトルは、 連続スぺクトルとなることがさらに好ましい。 一方、 本実施形態の光源を画像表示装置や色調を大きく制御して変化させる必要のあ る特殊照明装置に使用する場合には、 一次光のスぺクトルは、 通常はシャープ になるものが好ましい。 さらに、 合成光のスペクトルは、 独立した多数のピ一 クを持つスペクトルとなることがさらに好ましい。 ( v ) 一次光の C I E色度座標の差の最大値
さらに、 本実施形態の光源においては、 各一次光の C I E色度座標の差の最 大値が、 通常 0 . 0 5以上、 好ましくは 0 . 1以上、 より好ましくは 0 .· 2以 上、 さらに好ましくは 0 . 4以上であることが望ましい。 本実施形態にかかる 合成光の色調の調整範囲が広がり、 色再現範囲を広げることが可能となるため である.。
ここで、 C I E色度座標の差の最大値とは、 一次光の C I E色度座標の差が 2つ以上ある場合に、 それらの差のうちの最大値のことを指す。 この C I E色 度座標の差の最大値が上記の範囲に収まることは、 一次光の色が異なっている ことを表わす。 なお、 C I E色度座標の差とは、 色度座標 Xまたは色度座標 y について 2種以上の光源間の差の大きい方の座標を現す。
(vi) 一次光の配光特性
また、 本実施形態の光源においては、 一次光は、 所望の照射面において合成 光の色が均一化する程度に同一の配光特性を有している。 一次光源が上記のよ うに所定の範囲で同一の配光特性を有していることにより、 ある方向に着目し た場合、 その一次光源からの距離が同じでも異なっていても、 光の強度比は変 わらず一定となる。 したが.つて、 上記のように一次光の配光特性を所定の範囲 で同一にすることにより、 上記合成光の照射面における色を均一化することが できるのである。
具体的にどの程度だけ一次光の配光特性を同一とするかは、 本実施形態の効 果を著しく損なわない限り任意に設定することができるが、 例えば、 本実施形 態にかかる一次光源が発する一次光が、 すべて、 下記の条件 （A) を満たすよ うにすればよい。
「条件 （A) ：
[ | AIabs(0,(i) | ]max
の値が、 通常 0 . 1以下、 好ましくはひ. 0 8以下、 より好ましくは 0 . 0 5 以下、 さらに好ましくは 0 . 0 1以下である。」
条件 （A) において、 「0」 は、 当該一次光源から照射面に降ろした垂線を光 軸とした場合に、 その光軸に対する傾き方向の向きを表わす。 また、 「Φ」 は、 当該一次光源から照射面に降ろした垂線を光軸とした場合に、 その光軸の周方 向の向きを表わす。 なお、 これら 「0」 及び 「Φ」 を模式的に図示すると、 図
1のようになる。
また、 「A I ab s (θ, φ)」 は、 各一次光源間の (θ , Φ) 方向における. 規格化された配光分布の差を表わす。 規格化された配光分布とは具体的には、 例え '、 光軸方向への一次光の配光分布を 1として、 その他の （θ, φ) 方向 に対して強度の分布を調べ、 最大値となる (θ、 Φ) の値を用いて配光分布の 全ての値を割ったものである。 あるいは配光分布の θ , Φ) の強度の中で最 大値が 1となるように、 配光分布を計算し直したものともいえる。 また、 「 [] max」 は、 カツコ （口） 内の関数の最大値を表わす。
なお、 「A I a b s (Θ, ）」 を別の表現を用いて表わせば、 ある一次光源 から発せられる一次光源の （0， Φ) 方向への規格化された配光分布を 「1ェ (θ, )} とし、それと比較する一次光源から発せられる一次光源の（0， ) 方向への規格化された配光分布を 「Ι 2 (θ, φ)」 とした場合、 「 | A I a b s (θ , φ) I」 は、 「 I I i (θ , ) - I 2 (θ, φ) I」 で表わされる。 したがって、 上記の条件 （A) は、 本実施形態の光源が備える任意の 2つの 一次光源を選び、 その一次光源から発せられる一次光の規格化された配光分布 の差の絶対値を算出した場合に、 全ての方向の光の強度において上記絶対値が 上記の範囲内に収まることを表わす。 これは、 各一次光源が発する一次光の強 度が、 いずれの方向においても揃っていることを表わしている。
この条件 （A) を満たすことにより、 本実施形態にかかる一次光の配光特性 は、 照射面において合成光の色が十分に均一化する程度に同一になるため、 こ れにより、 所望の照射面において本実施形態にかかる合成光の色を均一化する ことができる。
また、 例えば、 本実施形態にかかる一次光源が発する一次光が、 すべて、 下 記の条件 （B) を満たすようにしても、.本実施形態にかかる一次光の配光特性 を上記の程度に同一にすることができる。
「条件 （B) ：
Figure imgf000020_0001
の値が、 通常 1 0以下、 好ましくは 5以下、 より好ましくは 2以下、 さらに好 ましくは 1以下である。」
条件 （B) において、 「 、 「φ」 及び 「△ I a b s (θ, Φ)」 は、 それぞ れ条件. (Α) の説明において定義したものと同様のものを表わす。 また、 「 [] ave r age」 は、 カツコ （[]) 内の関数の平均を表わす。
したがって、 上記の条件 （B) は、 本実施形態の光源が備える任意の 2つの 一次光源を選び、 その一次光源から発せられる一次光の規格化された配光分布 の差を全方向において積分した場合に、 全一次光源に対する積分値の平均が上 記の範囲内に収まることを表わす。 これは、 本実施形態にかかる光源が有する 一次光源全体において平均的に、 一次光源が発する一次光の強度が光の放出方 向全体として揃っていることを表わしている。
この条件 （B) を満たすことによつても、 本実施形態にかかる一次光の配光 特性は照射面において合成光の色が十分に均一化する程度に同一になるため、 これにより、 所望の照射面において本実施形態にかかる合成光の色を均一化す ることができる。 .
さらに、 例えば、 本実施形態にかかる一次光源が発する一次光が、 すべて、 下記の条件 （C) を満たすようにしても、 本実施形態にかかる一次光の配光特 性を上記の程度に同一にすることができる。
「条件 （C) ：
Figure imgf000020_0002
の値が、 通常 20以下、 好ましくは 1 0以下、 より好ましくは 4以下、 さらに 好ましくは 2以下である。」
条件 （C) において、 「0」、 「 、 「Δ I a b s (Θ, 0)J 及び 「[] max」 は、 それぞれ条件 （A) の説明において定義したものと同様のものを表わす。 したがって、 上記の条件 （C) は、 本実施形態の光源が備える任意の 2つの 一次光源を選び、 その一次光源から発せられる一次光の規格化された配光分布 の差を全方向において積分した場合に、 全一次光源に対する積分値の最大値が 上記の範囲内に収まることを表わす。 これは、 他の一次光源と最も異なる配光 特性を有する一次光を発する一次光源であっても、 他の一次光源が発する一次 光の強度に近い強度の一次光を放出方向全体として発していることを表わして いる。
この条件 （C ) を満たすことによつても、 本実施形態にかかる一次光の配光 特性は照射面において合成光の色が十分に均一化する程度に同一になるため、 これにより、 所望の照射面において本実施形態にかかる合成光の色を均一化す ることができる。
なお、 上記の条件 （A) 〜 （C ) が成立しているか否かは、 例えば配光特性 評価装置などにより確認することができる。 '
(vi i) 一次光の広がり角
さらに、 本実施形態にかかる一次光の配光分布においての光の広がり方を示 す広がり角は本実施形態の効果を著しく損なわない限り任意であるが、 少なく ともその一部、 好ましくは全部の広がり角が、 通常 5 ° 以上、 また、 通常 1 8 0 ° 以下であることが望ましい。 広がり角は、 いかに広い範囲を照らせるか、 また、 いかに強く照らせるかを規定するものであり、 上記の範囲の中でも、 本 実施形態の光源を室内照明等に用いる場合は広がり角を広くし、 スポットライ ト等に用いる場合は広がり角を狭くすることが好ましい。
なお、 一次光の広がり角は、 一次光の強度を 0方向に測定した場合に、 その 強度が 5 0 %になるところを調べることで測定することができる。
[ 2 - 2 . 一次光源の構成]
本実施形態にかかる一次光源は、 上記の一次光を発することができ、 それに より、 本実施形態の光源に本実施形態にかかる合成光を発することができるも のであれば他に制限は無く、 フィールドエミッション光源や冷陰極蛍光ランプ など、 任意の光源を用いることができる。 よって、 気体発光素子や液体発光素 子などを含めた発光素子を広く適用することができるが、 例えば、 固体発光素 子を用いたものを用いることが望ましい。 中でも好ましくは、 図 2に示すよう に固体発光素子 2自体に一次光源 1を構成させたもの、 及び、 図 3に示すよう に固体発光素子 2と固体発光素子 2からの光を吸収して発光する蛍光体を含有 する蛍光体部 3とを備えたものが挙げられる。 また、 一次光源 1は、 適宜、 配 光制御素子 4を備えていることが望ましい。 なお、 図 2は固体発光素子及び配 光制御素子により構成された一次光源の構成を表わす模式的な分解斜視図であ り、 図 3は固体発光素子、 蛍光体部及び配光制御素子により構成された一次光 ' 源の構成を表わす模式的な分解斜視図である。 なお、 図 2及び図 3において、 同様の符号を用いて示す部材は、 同様のものを表わす。
以下、 それぞれについて説明する。
[ 2 - 2 - 1 . 固体発光素子で構成される一次光源]
まず、 図 2に示すように、 固体発光素子 2で一次光源 1を構成する場合につ いて説明する。
( i ) 固体発光素子
固体発光素子 2は、 外部からエネルギーを供給されて発光する素子であり、 通常、 電力を供給されて発光する素子を用いることができる。
また、 固体発光素子 2の素材、 形状、 寸法等に制限は無く、 本実施形態の効 果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができる。
さらに、 一次光源 1が備える固体発光素子 2の数に制限は無いが、 通常は、 一つの一次光源 1について一つの固体発光素子 2を用いる。
また、 固体発光素子 2で一次光源 1を構成する場合、 固体発光素子 2が発す る光自体が一次光源 1の一次光となる。 したがって、 この場合、 固体発光素子 2としては、 上記一次光の説明で詳述した一次光を発するものを用いるように する。また、 この場合、本実施形態の光源において、固体発光素子 2としては、 それぞれ異なる波長の光を発するものを用いることになる。
固体発光素子 2の例としては、 例えば、 L E D、 面発光レーザー、 近紫外及 び青色発光無機 E L、 近紫外及び青色発光有機 E Lなどが挙げられる。 また、 これらは 1種を単独で用いても良く、 2種以上を任意の組み合わせ及び比率で 併用しても良い。 なお、 図 2の構成では、 固体発光素子 2として L E Dを用い たものを示している。
また、 固体発光素子 2の発光効率に制限は無いが、 通常は発光効率が高いも のが望ましい。 具体的には、 発光効率が通常 2 0 %以上、 好ましくは 3 0 %以 上、 より好ましくは 4 0 %以上のものが好ましい。
なお、図 2の一次光源 1においては、固体発光素子 2は、 £ 0本体2 1が、 基部 2 2に固定されているものとする。 また、 L E D本体 2 1は、 一次光を発 しょうとする側の面を平面状に形成され、また、基部 2 1に形成された配線（図 示省略） により電力を供給されるようになっているものとする。
上記のように固体発光素子 2により一次光源 1を形成すれば、 発光効率を向 上させることができるという利点を得ることができる。
[ 2 - 2 - 2 . 固体発光素子と蛍光体部とで構成される一次光源] 次に、 図 3に示すように、 固体発光素子 2と蛍光体部 3とを用いて一次光源
1を構成する場合について説明する。
( i ) 固体発光素子
固体発光素子 2と蛍光体部 3とを用いて一次光源 1を構成する場合、 固体発 光素子 2としては、 固体発光素子 2で一次光源を構成する場合の説明において 上述した固体発光素子 2と同様のものを用いることができる。
但し、 固体発光素子 2と蛍光体部 3とを用いて一次光源 1を構成する場合に は、 固体発光素子 2が発する光は必ずしも上述した一次光と同様のもので無く てもよく、 したがって、 可視光でなくてもよい。 即ち、 固体発光素子 2と蛍光 体部 3とを用いて一次光源 1を構成する場合には、 固体発光素子 2自体が発す る光のほか、 固体発光素子 2が発した光を吸収して蛍光体部 3内の蛍光体が発 する光を一次光として用いることができる。 このため、 可視光のほか、 蛍光体 部 3内の蛍光体の励起光として用いることができる可視光以外の光 （例えば紫 外線） を発する固体発光素子 2を用いることもできる。 なお、 固体発光素子 2 が発する光の具体的な波長や強度等は、 使用する蛍光体との関係で適宜設定す るようにすれば良い。
また、 固体発光素子 2と蛍光体部 3とを用いて一次光源 1を構成する場合に は、 固体発光素子 2は、 同じ光源に用いられる固体発光素子 2であっても、 同 じ波長の光を発するものを用いることもできる。 固体発光素子 2で一次光源を 構成する場合と異なり、 蛍光体部 3が発する蛍光を一次光として用いることが できるため、 その励起光として用いられる固体発光素子 2が発する光が同じも のでもよいためである。
(ii) 蛍光体部 · 蛍光体部 3は、 周体発光素子 2が発する光を吸収して光を発する蛍光体を含 有する部材である。
蛍光.体部 3の数、 形状、 寸法等に制限は無く、 本実施形態の効果を著しく損 なわない限り任意に設定することができる。 ただし、 通常は、 一つの一次光源 1に対して一つの蛍光体部 3を設けるように構成する。
また、 蛍光体部 3は、 蛍光を発することが可能であれば他に制限は無く、 蛍 光体を用いた発光装置の構成を任意に用いることができる。 例えば蛍光体を焼 成した焼成体や、 蛍光体で作製したガラスや、 蛍光体の単結晶を加工したもの として構成しても良いが、 通常は、 蛍光体の粉末とバインダとを含有するもの を用いる。
蛍光体は、 固体発光素子 2が発する光を吸収して光を発することができるも のであれば他に制限は無い。 ただし、 中でも、 蛍光体としては、 400 nm近 くの波長の近紫外光で励起できる蛍光体が好ましい。 高い発光効率を有する近 紫外発光 L E Dを固体発光素子として使用し、 これと組み合わせて一次光源を 構成することにより、 発光効率を高めることができるからである。
また、 蛍光体の発光自体は、 どのようなメカニズムにより発光が行なわれる ものでも制限は無い。 したがって、 蛍光体としては、 蓄光性蛍光体などを用い ることもできる。 蓄光性蛍光体を用いれば、 本実施形態の光源を喑所において も好適に用いることが可能となる。
さらに、 各蛍光体部 3において、 蛍光体は 1種を単独で用いても良く、 2種 以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
また、 蛍光体の組成も特に制限はないが、 例えば、 結晶母体である Y203、
Zn2S i 04等に代表される金属酸化物、 C a5 (P04) 3C 1等に代表され るリン酸塩及び Z n S、 S r S、 C a S等に代表される硫化物に、 C e、 P r、 Nd、 Pm、 Sm、 Eu、 Tb、 Dy、 Ho、 E r、 Tm、 Yb等の希土類金 属のイオンや A g、 Cu、 Au、 A l、 Mn、 S b等の金属のイオンを付活剤 または共付活剤として組み合わせたものが好ましい。
蛍光体の結晶母体の好ましい例としては、 （Zn, Cd) S、 S r Ga2S4、 S r S、 Z n S等の硫化物； Y202 S等の酸硫化物；（Y, Gd) 3A 15012、 YA 103、 B aMgA l 10〇17、 (B a, S r ) (Mg, Mn) A l 10〇17、 (B a, S r , C a) (Mg, Zn, Mn) A l 10O17、 B aA l 12019、 C eMg A 1 n019, (B a, S r, Mg) 0 ' A l 2〇3、 B aA l 2S i 208、 S rA l 204、 S r4A l 14〇25、 Y3A 15 O 2等のアルミン酸塩； Y2S i 〇5、 Zn2S i 04等の珪酸塩； S n〇2、 Y203等の酸化物； GdMgB50 10、 （Y, Gd) B03等の硼酸塩； C a10 (P〇4) 6 (F, C 1 ) 2、 (S r , C a, B a, Mg) 10 (P〇4) 6 C 12等のハロリン酸塩； S r 2 P 2 O 7、 (L a, C e) P04等のリン酸塩などを挙げることができる。
ただし、 上記の結晶母体及び付活剤または共付活剤は、 元素組成には特に制 限はなく、 同族の元素と一部置き換えることもできる。 また、 得られた蛍光体 は近紫外から可視領域の光を吸収して可視光を発するものであれば任意に用い ることが可能である。
具体的には、 蛍光体として以下に挙げるものを用いることが可能である。 た だし、 これらはあくまでも例示であり、 本発明で使用できる蛍光体はこれらに 限られるものではない。 なお、 以下の例示では、 構造の一部のみが異なる蛍光 体を、適宜省略して示している。例えば、 「Y2S i 05： C e 3+」、 「Y2S i O 5： Tb3+」 及び「Y2S i 05： C e 3 + , Tb3+」 を 「Y2 S i O 5： C e 3+, Tb3+」 と、 「L a2〇2S ： Eu」、 「Y202 S ： Euj 及び 「（L a, Y) 20 2 S ： Euj を 「（L a, Y) 202 S ： Euj と、 それぞれ、 まとめて示してい る。 また、 省略箇所はカンマ （，） で区切って示す。
•赤色蛍光体：
赤色の蛍光を発する蛍光体（以下適宜、 「赤色蛍光体」 という） が発する蛍光 の具体的な波長の範囲を例示すると、 ピーク波長が、 通常 570 nm以上、 好 ましくは 580 nm以上、 また、 通常 700 nm以下、 好ましくは 680 nm 以下が望ましい。
このような赤色蛍光体としては、 例えば、 赤色破断面を有する破断粒子から 構成され、 赤色領域の発光を行なう （Mg， C a, S r , B a) 2S i 5N8 : Euで表わされるユウ口ピウム付活アルカリ土類シリコンナイトライド系蛍光 体、 規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、 赤色領域の発光を行なう （Y， L a， Gd, Lu) 2〇 2 S : E uで表わされる ユウ口ピウム付活希土類ォキシカルコゲナイド系蛍光体等が挙げられる。
さらに、 特開 2004_ 300247号公報に記載された、 T i、 Z r、 H f 、 Nb、 Ta、 W、 及び Moよりなる群から選ばれる少なくも 1種の元素を 含有する酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体であって、 A 1元素の 一部又は全てが G a元素で置換されたアルファサイアロン構造をもつ酸窒化物 を含有する蛍光体も、 本実施形態において用いることができる。 なお、 これら は酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体である。
また、 そのほか、 赤色蛍光体としては、 例えば、 （L a, Y) 202 S ： E u 等の Eu付活酸硫化物蛍光体、 Y (V, P) 04 : Eu、 Y2〇3 : Eu等の E u付活酸化物蛍光体、 （B a, S r， C a, Mg) 2S i 04： Eu, Mn、 (B a, Mg) 2 S i O 4 : E u , Mn等の Eu， Mn付活珪酸塩蛍光体、 （C a， S r) S : Eu等の Eu付活硫化物蛍光体、 YA 103 : Eu等の Eu付活ァ ルミン酸塩蛍光体、 L i Y9 (S i 04) 602： Eu、 C a2Y8 (S i 04) 6 02 : Eu、 (S r , B a, C a) 3S i 05 : Eu、 S r 2B a S i 05 : Eu等 の Eu付活珪酸塩蛍光体、 （Y， Gd) 3A l 5〇12 : C e、 （Tb, Gd) 3A 15012 : C e等の C e付活アルミン酸塩蛍光体、 （C a, S r, B a) 2S i 5 N8 : Eu、 (Mg, C a, S r， B a) S i N2 : Eu、 (Mg, C a, S r , B a) A 1 S i N3 : Eu等の Eu付活窒化物蛍光体、 （Mg， C a, S r , B a) A l S i N3 : C e等の C e付活窒化物蛍光体、 （S r, C a, B a, Mg) 10 (P04) 6C 12 : Eu, 1^11等の£ 11, Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、 （B a 3Mg) S i 208 : E u, Mn、 （B a， S r， C a, Mg) 3 (Zn， Mg) S i 2〇8 : Eu， Mn等の Eu， Mn付活珪酸塩蛍光体、 3. 5MgO · 0. 5MgF2 · Ge02 : Mn等の Mn付活ゲルマン酸塩蛍光体、 Eu付活 αサイ ァロン等の Eu付活酸窒化物蛍光体、 （Gd, Y， Lu, L a) 203 ： Eu, 8 1等の£ 1, B i付活酸化物蛍光体、 （Gd， Y, Lu, L a) 202 S : E u, B i等の Eu B i付活酸硫化物蛍光体、 （Gd Y, Lu L a) V04： E u, 8 1等の£ 11 B i付活バナジン酸塩蛍光体、 S rY2S4 : Eu, C e 等の Eu, C e付活硫化物蛍光体、 C aL a2S4： C e等の C e付活硫化物蛍 光体、 （B a S r C a) MgP 207： Eu, Mn （S r C a, B a, M g, Zn) 2P 207 : Eu, Mn等の Eu Mn付活リン酸塩蛍光体、 （Y, L u) 2WOe： Eu, 1^0等の£ 11, Mo付活タングステン酸塩蛍光体、 （B a, S r , C a) XS i yNz ： Eu, C e (伹し、 x y zは、 1以上の整数） 等の Eu, C e付活窒化物蛍光体、 （C a, S r B a, Mg) 10 (P04) 6 (F C 1 B r, OH)： Eu, Mn等の Eu Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、 ((Y, L u, Gd, Tb) xS cxC ey) 2 (C a, Mg) r (Mg, Z n) 2 + rS i z_QGeQ012 + 6等の C e付活珪酸塩蛍光体などを用いることも 可能である。
また、 赤色蛍光体としては、 例えば、 /3—ジケトネート、 i3—ジケトン、 芳 香族カルボン酸、 又は、 ブレンステッド酸等のァニオンを配位子とする希土類 元素イオン錯体からなる赤色有機蛍光体、 ペリレン系顔料 (例えば、 ジベンゾ {[ f , f '] -4, 4 , 7, 7 ' —テトラフエ二ル} ジインデノ [1 2, 3 — c d ： 1 2 3 -.1 m] ペリレン）、 アントラキノン系顔料、 レーキ系 顔料、 ァゾ系顔料、 キナクリドン系顔料、 アントラセン系顔料、 イソインドリ ン系顔料、 イソインドリノン系顔料、 フタロシアニン系顔料、 トリフエニルメ 夕ン系塩基性染料、 インダンスロン系顔料、 インドフヱノール系顔料、 シァニ ン系顔料、 ジォキサジン系顔料などを用いることも可能である。
•緑色蛍光体：
緑色の蛍光を発する蛍光体（以下適宜、 「緑色蛍光体」 という） が発する蛍光 の具体的な波長の範囲を例示すると、 ピーク波長が、 通常 490 nm以上、 好 ましくは 500 nm以上、 また、 通常 570 nm以下、 好ましくは 550 nm 以下が望ましい。
このような緑色蛍光体として、 例えば、 破断面を有する破断粒子から構成さ れ、 緑色領域の発'光を行なう （Mg C a, S r, B a) S i 202N2 ： Eu で表わされるユウ口ピウム付活アルカリ土類シリコンォキシナイトライド系蛍 光体、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう（B a， C a, S r , Mg) 2 S i 04 : E uで表わされるユウ口ピウム付活アルカリ土 類シリケート系蛍光体等が挙げられる。
また、 そのほか、 緑色蛍光体としては、 例えば、 S r4A l 14〇25 : Eu、 (B a, S r , C a) A 12 O 4 : E u等の E u付活アルミン酸塩蛍光体、 （S r , B.a) A l 2S i 2Os : Eu、 (B a, Mg) 2S i 04 : Eu、 (B a, S r， C a, Mg) 2S i〇4 : Eu、 (B a, S r , C a) 2 (Mg, Z n) S i 207： Eu等の Eu付活珪酸塩蛍光体、 Y2S i 05： C e， Tb等の C e， T b付活珪酸塩蛍光体、 S r 2P 207— S r 2B 205 ： Eu等の Eu付活硼酸リ ン酸塩蛍光体、 S r 2S i 308- 2 S r C 12 : E u等の E u付活ハロ珪酸塩蛍 光体、 Z n2S i 04： Mn等の Mn付活珪酸塩蛍光体、 CeMgA l uO^ : Tb、 Y3A 15012 ： Tb等の Tb付活アルミン酸塩蛍光体、 C a2Y8 (S i〇4) 6〇2 : Tb、 L a3Ga5S i 014： Tb等の Tb付活珪酸塩蛍光体、 (S r， B a, C a) Ga2S4 : Eu, Tb, 3111等の£ 11, Tb, Sm付活 チォガレート蛍光体、 Y3 (A 1 , G a) 5〇12 : C e、 (Y, G a, Tb, L a, Sm, P r , L u) 3 (A 1 , G a) 5 O 2 : C e等の C e付活アルミン酸 塩蛍光体、 C a3S c 2S i.3012 : C e、 C a 3 (S c , Mg, N a, L i) 2 S i 3012 ： C e等の Ce付活珪酸塩蛍光体、 C a S c 2 O 4： C e等の C e付 活酸化物蛍光体、 S r S i 202N2： Eu、 （S r, B a, C a) S i 2〇2N2 : Eu、 Eu付活 ;8サイアロン、 Eu付活 αサイアロン等の Eu付活酸窒化物蛍 光体、 B aMg A 11 Q017： Eu， Mn等の Eu, Mn付活アルミン酸塩蛍光 体、 S r A 1204： Eu等の Eu付活アルミン酸塩蛍光体、 （L a， Gd, Y) 202 S： Tb等の Tb付活酸硫化物蛍光体、 L aP04 : C e， Tb等の C e, T b付活リン酸塩蛍光体、 ZnS : Cu, A l、 Z n S ： Cu, Au, A l等 の硫化物蛍光体、 （Y， G a, L u, S c , L a) B〇3 : C e, Tb、 N a 2 Gd2B2〇7 : C e， Tb、 （B a, S r) 2 (C a, Mg, Z n) B206 : K， C e, Tb等の C e， Tb付活硼酸塩蛍光体、 C a8Mg (S i 04) 4C 12 : Eu， Mn等の Eu， Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体、 （S r， C a， B a) (A 1 , Ga, I n) 2S4 : Eu等の Eu付活チオアルミネート蛍光体やチォガレート 蛍光体、 （C a， S r ) g (Mg， Z n) (S i 04) 4C 12 : E u, Mn等の E u, Mn付活ハ口珪酸塩蛍光体などを用いることも可能である。
また、 緑色蛍光体としては、 ピリジン一フタルイミド縮合誘導体、 ベンゾォ キサジノン系、 キナゾリノン系、 クマリン系、 キノフタロン系、 ナルタル酸ィ ミド系等の蛍光色素、 テルビウム錯体等の有機蛍光体を用いることも可能であ る。
•青色蛍光体：
青色の蛍光を発する蛍光体（以下適宜、 「青色蛍光体」 という）が発する蛍光 ,の具体的な波長の範囲を例示すると、 ピーク波長が、 通常 420 nm以上、 好 ましくは 440 nm以上、 また、 通常 480 nm以下、 好ましくは 470 nm 以下が望ましい。
このような青色蛍光体としては、 例えば、 規則的な結晶成長形状としてほぼ 六角形状を有する成長粒子から構成され、 青色領域の発光を行なう B aMg A
―ト系蛍光体、 規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から 構成され、 青色領域の発光を行なう （C a, S r, B a) 5 (P04) 3C 1 ： Euで表わされるユウ口ピウム付活ハロリン酸カルシウム系蛍光体、 規則的な 結晶成長形状としてほぼ立方体形状を有する成長粒子から構成され、 青色領域 の発光を行なう （C a, S r， B a) 2B 509 C 1 ： Euで表わされるユウ口 ピウム付活アルカリ土類クロロボレート系蛍光体、 破断面を有する破断粒子か ら構成され、 青緑色領域の発光を行なう （S r， C a, B a) A 1204 : E u または （S r, C a, B a) 4A 114025 : Euで表わされるユウ口ピウム付 活アルカリ土類アルミネート系蛍光体等が挙げられる。
また、 そのほか、 青色蛍光体としては、 例えば、 S r 2P2〇7： S n等の S n付活リン酸塩蛍光体、 S i^A l O Et B aMgA l C^^EiK B a A 18〇13： Eu等の Eu付活アルミン酸塩蛍光体、 S r G a2S4： C e、 C aGa2S4： C e等の C e付活チォガレート蛍光体、 （B a, S r, C a) Mg A 110O17 : E u, B aMg A 110O17 : E u, Tb, 3] 1等の£11付 活アルミン酸塩蛍光体、 （B a， S r, C a) MgA l O Eu, Mn等 の Eu, Mn付活アルミン酸塩蛍光体、 （S r, C a, B a, Mg) 10 (P04) 6C 12 : Eu (B a, S r , C a) 5 (P〇4) 3 (C I , F, B r, OH) ： Eu, Mn, S b等の Eu付活ハロリン酸塩蛍光体、 B aA l 2S i 208 : E u、 （S r, B a) 3MgS i 2〇8 : E u等の E u付活珪酸塩蛍光体、 S r 2P2 07 ： Eu等の Eu付活リン酸塩蛍光体、 ZnS ： Ag、 Z n S.: Ag， A 1 等の硫化物蛍光体、 Y2S i 05 : C e等の C e付活珪酸塩蛍光体、 C aW〇4 等のタングステン酸塩蛍光体、 （B a， S r , C a) BP05 : Eu, Mn、 (S r， C a) 10 (P04) 6 · ηΒ203 : Ειι、 2 S r O · 0. 84 P 205 - 0. 16 B 203 :'Eu等の Eu， Mn付活硼酸リン酸塩蛍光体、 S r2S i 3〇8 * 2 S r C 12： E u等の E 11付活ハロ珪酸塩蛍光体等を用いることも可能であ る。
また、 青色蛍光体としては、 例えば、 ナフタル酸イミド系、 ベンゾォキサゾ ール系、 スチリル系、 クマリン系、 ピラリゾン系、 トリアゾール系化合物の蛍 光色素、 ツリウム錯体等の有機蛍光体等を用いることも可能である。
一方、 バインダは、 蛍光体を所望の位置に保持することができるものであれ ば他に制限は無く、 本実施形態の効果を損なわない限り任意のものを用いるこ とができる。 したがって、 .熱可塑性樹脂、 熱硬化性樹脂、 光硬化性樹脂等の有 機系材料、 ガラス等の無機系材料などを任意に用いることができる。
有機系材料としては、 具体的には、 例えば、 ポリメタアクリル酸メチル等の メタアクリル樹脂；ポリスチレン、 スチレンーァクリロ二トリル共重合体等の スチレン樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリエステル樹脂； フエノキシ樹脂； プチラール樹脂；ポリビエルアルコール；ェチルセルロース、 セルロースァセ テート、 セルロースアセテートプチレート等のセルロース系樹脂；エポキシ樹 脂； フエノール樹脂；シリコーン樹脂などが挙げられる。 一方、 無機系材料と しては、 例えば、 ガラスや、 金属アルコキシド、 セラミック前駆体ポリマー若 しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾルーゲル法により加水分解重合し て成る溶液又はこれらの組み合わせを固化した無機系材料、 例えばシロキサン 結合を有する無機系材料などが挙げられる。
中でも、 ガラス等の無機系材料を用いることが光源の劣化を抑制できるので 好ましい。 ただし、 一次光源を図 3のように透過型として構成する場合には、 バインダは、 固体発光素子 2が発する光、 及び、 蛍光体が発する蛍光が透過で きるものであることが望ましい。
さらに、 各蛍光体部 3において、 バインダは 1種を単独で用いても良く、 2 種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
また、 蛍光体とバインダとで蛍光体部 3を構成する場合、 蛍光体部 3には、 本実施形態の効果を著しく損なわない限り、 蛍光体やバインダ以外の物質を含 有していても良い。このような物質としては、色調補正用の色素、酸化防止剤、 燐系加工安定剤等の加工 ·酸化および熱安定化剤、 紫外線吸収剤等の耐光性安 定化剤およびシランカツプリング剤等が挙げられる。
また、 蛍光体部 3に用いる蛍光体及びバインダの量は、 それぞれ、 本実施形 態の効果を著しく損なわない限り任意である。 ただし、 蛍光体とバインダとの 比は、蛍光体とパインダとの合計重量に占める蛍光体の重量の割合が、通常 1 % 以上、 好ましくは 5 %以上、 また、 通常 5 0 %以下、 好ましくは 3 0 %以下、 より好ましくは 1 5 %以下とすることが蛍光体から得られる蛍光の取り出し効 率が高くなるので望ましい。
( i i i) 具体的構成 .
固体発光素子 2と蛍光体部 3とを用いて一次光源 1を構成する場合、 一次光 源 1がー次光を発することができる限り、 固体発光素子 2と蛍光体部 3との位 置関係は任意である。 したがって、 一次光源 1は、 固体発光素子 2が発した光 が蛍光体部 3を透過する途中で蛍光体に吸収されて蛍光体が発光する透過型に 構成しても良く、 固体発光素子 2が発した光が蛍光体部 3で反射する際に蛍光 体部 3の蛍光体に吸収されて蛍光体が発光する反射型に構成しても良い。 なお、図 3の一次光源 1においては、固体発光素子 2は図 2のものと同様に、 L E D本体 2 1と、 基部 2 2とを備え、 図示しない配線により電力を供給され るようになっている。 そして、 この固体発光素子 2から発せられた光が蛍光体 部 3で励起光として用いられ、 蛍光体部 3内で生じた蛍光が一次光として、 蛍 光体部 3の固体発光素子 2とは逆側の面から照射面に向けて発せられるように なっているものとする。 上記のように、 本実施形態にかかる一次光源 1を固体発光素子 2と蛍光体部 3とを備えて構成することにより、 一次光の配光特性を揃えやすいという利点 を得ることができる。 これは、 蛍光体部 3を用いた場合、 一次光の軸対称性を 容易にとることができるためである。また、蛍光体部 3を使用することにより、 一次光が蛍光体粒子により散乱されるため、 一次光のスペクトル.がブロードに なりやすく、 したがって、 本実施形態にかかる合成光の上記演色性を良化させ ることが可能となるという利点も得ることができる。
また、 一次光の広がり角を均一に広げて一次光の軸対称性を容易にとるため には、 蛍光体粒子により散乱される一次光を多くするように蛍光体粒度を調整 することが望ましい。 具体的には、 本実施形態に使用される蛍光体の粒子とし ては、 通常、 中央粒度が 1〜5 0 のものが使用されるが、 粒径が 1 0 m 以下の粒子が少なくとも 1 0重量％含有されていることが好ましく、 粒径が 5 m以下の粒子が少なくとも 1 0重量％含有されていることがより好ましく、 粒径が 2 / m以下の粒子が少なくとも 1 0重量％含有されていることが更に好 ましい。
さらに、 蛍光体の中央粒度が 1 mより小さいと蛍光強度が小さくなり効率 の高い光源が得られない虞があり、 また、 中央粒度が 5 0 より大きいと光 源の全方位に均一な蛍光を得ることが難しくなる虞があるために好ましくない。 したがって、 蛍光体の中央粒度は、 通常 2 m以上、 好ましくは 3 z m以上、 より好ましくは 5 m以上、 また、 通常 4 0 m以下、 好ましくは 3 0 以 下、 より好ましくは 2 0 ^ m以下が望ましい。
また、 蛍光体部 3で異なる 1次光源 1に使用される蛍光色の異なる蛍光体の 粒子は、 それぞれ相互に中央粒度と粒度分布がほぼ同一であることが、 同一の 配光特性を示す 1次光源を得るために好ましい。 これは、 蛍光体粒子の中央粒 度と粒度分布が異なると、 蛍光体粒子により散乱される一次光の配光分布が異 なるためである。 したがって、 蛍光色の異なる蛍光体粉末の中央粒度は、 最大 の中央粒度と最小値の中央粒度の比率が 3倍以下となるように使用される複数 の蛍光体の間で調整することが好ましく、 最大値と最小値がほぼ同一となるよ うにすることがより好ましい。 さらに、光の散乱効果の大きい粒度の細かな蛍光体粒子の含有率についても、 蛍光色の異なる蛍光体粉末における粒度の細かな蛍光体粒子の含有率は、 異な る蛍光体の間での最大値と最小値の比率が 3倍以下となるように、 使用される 複数の蛍光体の間で調整することが好ましく、 最大値と最小値がほぼ同一とな るようにすることがより好ましい。
. [ 2 - 2 - 3 . 配光制御素子]
一次光源 1は、 図 2や図 3に示すように、 一次光の配光特性を上述したよう に同一とするため、 適宜、 配光制御素子 4を有していることが好ましい。
配光制御素子 4は、 一次光源 1から発せられる一次光の配光特性を制御する ことができれば任意のものを用いることができる。
特に、 配光制御素子 4は、 一次光を集光しうる集光機能を備えることが望ま しい。 これにより、 本実施形態にかかる合成光で照射面を照射した場合に、 そ の照度を向上させることができる。
配光制御素子 4の例を挙げると、 レンズ、 導波路 （光ファイバ一等）、 フォト ニクス結晶などが挙げられる。 また、 レンズの内部に蛍光体を組み入れたり、 蛍光体部 3自体をレンズ形状として、 蛍光体部 3と配光制御素子 4とを同一の 部材により構成するようにしても良い。
配光制御素子 4を用いることにより、 一次光の配光特性を揃えることが容易 になるという利点を得ることができる。
なお、 一次光源 1には、 上記の固体発光素子 2及び蛍光体部 3、 並びに、 配 光制御素子 4以外にも、 本実施形態の効果を著しく損なわない限り任意の部材 を設けることができる。
[ 2 - 3 . 一次光源の構成と一次光の性質との関係]
ところで、 本実施形態にかかる 次光は、 上述した程度にほぼ同一の配光特 性を備える。 これを実現するため、 本実施形態にかかる一次光源 1は、 以下の ような点に留意して構成するようにすることが望ましい。 即ち、 一次光源 1の 種類を、 配光特性が同じタイプとなる光源に揃えることが望ましい。 また、 各 一次光源 1の Θ方向及び Φ方向の配光特性は揃えるようにすることが望ましい。 これらは、 例えば、 各一次光源 1に用いる配光制御素子 4の種類や形状等を同 一にすることで達成できる。
さらに、 各一次光源 1は一次光が発せられる方向を揃えるようにすることが 望ましい。 また、 蛍光体部 3を用いたものと用いないものとは併用しないよう にすることが望ましい。
さらに、 各一次光源 1は、 温度特性を揃えることが好ましい。 具体的には、 発光時の温度、 使用に適した温度、 劣化が進行しやすい温度などの温度条件が できるだけ近いものを用いるようにすることが望ましい。
[ 2 - 4 . 一次光源間の関係]
本実施形態の光源において、 各一次光源 1間の距離は、 本実施形態の効果を 損なわない限り任意である。 通常は、 一次光源 1間の距離は、 本実施形態の光 源から照射面までの距離に応じて変わる。 具体的には、 色の異なる一次光源 1 間の距離の最大値が、 本実施形態の光源と照射面との距離の 1 Z 1 4 4以下と なるように構成する。 ここで、 光源と照射面との距離は、 本実施形態.の合成光 の均一化の説明において上述したものと同様である。
さらに、 一次光源 1の配置パターンも、 本実施形態の効果を損なわない限り 任意であるが、 通常は、 各一次光源 1が、 その配光特性を保つことができる範
' 囲で同一平面上に位置する-ように配設する。 通常は、 行列的に配置することが 好ましく、 また、 規則的に配置することが望ましい。
さらに、 これに関連し、 一次光源 1は、 できるだけ広く空間を埋めることが できる形状とすることが望ましい。 したがって、 一次光を発する面部は、 円形 に形成するより、 矩形等に形成するほうが望ましい。
[ 3 . 光源のモジュールによる構成]
本実施形態の光源を構成する固体発光素子 2、 蛍光体部 3、 及び配光制御素 子 4の内の全部又は一部は、 それぞれ、 例えば図 4や図 5に示すようにモジュ —ル化して用いても良い。 以下適宜、 固体発光素子 2をモジュール化したもの を 「固体発光素子モジュール」 といい、 蛍光体部 3をモジュール化したものを 「蛍光体モジュール」 といい、 配光制御素子 4をモジュール化したものを 「配 光素子モジュール」 という。 なお、 図 4は、 固体発光素子モジュール及び配光 素子モジュールにより構成した光源について説明するための模式的な分解斜視 図であり、 図 5は、 固体発光素子モジュール、 蛍光体モジュール及び配光素子 モジユールを用いた光源について説明するための模式的な分解斜視図である。 なお、 図 4において、 図 2 , 図 3に用いた符号と同様の符号で示す部位は、 図 2 , 図 3と同様のものを表わす。 また、 図 5において、 図 2〜図 4に用いた符 号と同様の符号で示す部位は、 図 2〜図 4と同様のものを表わす
以下、 各モジュールについて説明する。 ，
[ 3 - 1 . 固体発光素子モジュール]
図 4や図 5に示すように、 固体発光素子モジュール 5は、 本実施形態の光源 を、 蛍光体部 3、 配光制御素子 4、 及び、 その他の部材とともに構成するもの であり、 上記の固体発光素子 2を備えるものである。
[ 3 - 1 - 1 . 固体発光素子モジュールの構成]
固体発光素子モジュール 5は、 基部 5 1と、 固体発光素子 2とを備える。
( i ) 基部
固体発光素子モジュール 5の基部 5 1は、 固体発光素子 2を固定化するもの である。
固体発光素子モジュール 5の基部 5 1に制限は無く、 温度条件などの、 本実 施形態の光源の使用時の条件に耐えうるものであれば、 本実施形態の効果を著 しく損なわない範囲で任意の素材、 形状、 寸法で構成することができる。 また、 基部 5 1には、 適宜、 蛍光体部 3、 配光制御素子 4、 蛍光体モジュ一 ル 6、 配光素子モジュール 7などを装着できるように装着部を設けておくよう にしてもよい。
(i i) 固体発光素子
固体発光素子 2は、 一次光源を構成するものとして上述したものと同様のも のを用いることができる。 したがって、 通常は、 図 4に示すように、 固体発光 素子 2自体を一次光源とする場合には固体発光素子モジュール 5には少なくと も一次光の種類の数と同数の固体発光素子 2を設けるようにする。
また、 図 5に示すように固体発光素子 2と蛍光体部 3とを用いて一次光源と する場合には、 固体発光素子モジュール 5には少なくとも 1つの固体発光素子 2を設けるようにする。 この場合、 固体発光素子 2は 2以上の蛍光体部 3に共 有されうる構成としてもよい。
また、 固体発光素子 2がー次光源として機能すると共に、 蛍光体部 3への励 起光源としても機能するように構成しても良い。 この場合も、 固体発光素子モ ジュール 5は固体発光素子を少なくとも 1つ備えるように構成すれば良い。
( i i i) その他の部材
また、 固体発光素子モジュール 5には、 基部 5 1及び固体発光素子 2以外の 部材を備えていても良い。 例えば、 固体発光素子 2に電力を供給するための配 線 5 2を設けるようにしてもよい。 通常、 この配線 5 2は、 固体発光素子モジ ュ一ル 5の基部 5 1に設けられる。
図 4や図 5に示す例においては、 固体発光素子モジュール 5は、 基部 5 1に 4個の L E Dを備え、 これらに対して基部 5 1に設けられた配線 5 2から電力 を供給できるようになっているものとする。
[ 3 - 1 - 2 . 固体発光素子モジュールの用途]
固体発光素子モジュール 5は、 それ自体で本実施形態の光源とすることも可 能であるが、 通常は、 図 4に示すように、 配光制御素子 4 (配光素子モジユー ル 7を含む） と組み合わせて本実施形態の光源を構成するようにしても良く、 また、 図 5に示すように、 配光制御素子 4 (配光素子モジュール 7を含む） 及 び蛍光体部 3 (蛍光体モジュール 6を含む） と組み合わせて本実施形態の光源 を構成するようにしてもよい。
[■3 — 2 . 蛍光体モジュール]
図 5に示すように、 蛍光体モジュール 6は、 本実施形態の光源を、 固体発光 素子 2、 配光制御素子 4、 及び、 その他の部材とともに構成するものであり、 上記の蛍光体部 3を備えるものである。
[ 3 - 2 - 1 . 蛍光体モジュールの構成]
蛍光体モジュール 6は、 基部 6 1と、 蛍光体部 3とを備える。
( i ) 基部
蛍光体モジュール 6の基部 6 1は、 蛍光体部 3を固定化するものである。 蛍光体モジュール 6の基部 6 1に制限は無く、 温度条件などの、 本実施形態 の光源の使用時の条件に耐えうるものであれば、 本実施形態の効果を著しく損 なわない範囲で任意の素材、 形状、 寸法で構成することができる。
また、 基部 61には、 適宜、 固体発光素子 2、 配光制御素子 4、 発光素子モ ジュール 5、 配光素子モジュール 7などを装着できるように装着部を設けて置 くようにしてもよい。
(ii) 蛍光体部
蛍光体部 3としては、 上述したものと同様のものを用いることができる。
(iii) その他の部材
また、 蛍光体モジュール 6には、 基部 61及び蛍光体部 3以外の部材を備え ていても良い。
なお、 図 5に示す例においては、 蛍光体モジュール 6は、 基部 61に、 固体 発光素子 2からの光により励起されて別々の色の蛍光を発する蛍光体を含有す る 4個の蛍光体部 3を設けて構成され、 背面 （図中左側の面） から対応する固 体発光素子 2が発した励起光を受光して正面（図中右側の面）から蛍光（即ち、 一次光) を発するようになっているものとする。
[3 -2- 2. 蛍光体モジュールの用途]
蛍光体モジュール 6は、 通常は、 固体発光素子 2 (固体発光素子モジュール 5を含む）、 若しくは、 固体発光素子 2 (固体発光素子モジュール 5を含む） 及 び配光制御素子 7 (配光素子モジュール 7を含む） と組み合わせて、 本実施形 態の光源を構成する。
[3— 3. 配光素子モジュール]
図 4や図 5に示すように、 配光素子モジュール 7は、 本実施形態の光源を、 固体発光素子 2、 蛍光体部 3、 及び、 その他の部材とともに構成するものであ り、 通常、 上記の配光制御素子 4を備えるものである。 ただし、 配光素子モジ ユール 7の使用は任意であり、 本実施形態の光源に必須のものでは無いが、 配 光特性などを向上させる観点からは、 使用することが望ましい。
[3 -3 - 1. 配光素子モジュールの構成]
配光素子モジュール 7は、 基部 71と、 配光制御素子 4とを備える。
( i ) 基部
配光素子モジュール 7の基部 71は、 配光制御素子 4を固定化するものであ る。
配光素子モジュール 7の基部 71に制限は無く、 温度条件などの、 本実施形 態の光源の使用時の条件に耐えうるものであれば、 本実施形態の効果を著しく 損なわない範囲で任意の素材、 形状、 寸法で構成することができる。
また、 基部 71には、 適宜、 固体発光素子 2、 蛍光体部 3、 発光素子モジュ ール 5.、 蛍光体モジュール 6などを装着できるように装着部を設けて置くよう にしてもよい。
(ii) 配光制御素子
配光制御素子 4としては、上述したものと同様のものを用いることができる。
(iii) その他の部材
また、 配光素子モジュール 7には、 基部 71及び配光制御素子 4以外の部材 を備えていても良い。 .
なお、 図 4や図 5に示す例においては、 配光素子モジュール 7は、 基部 71 に、 固体発光素子 2や蛍^ ά体部 3からの光の配光特性を同一にするための配光 制御素子 4を 4個設けて構成され、 背面 （図中左側の面） から光を受光して正 面 （図中右側の面） からその光の配光特性を揃えて発するようになつているも のとする。 -
[3-3-2. 配光素子モジュールの用途]
配光素子モジュール 7は、 通常は、 固体発光素子 2 (固体発光素子モジユー ル 5を含む）、 若しくは、 固体発光素子 2 (固体発光素子モジュール 5を含む） 及び蛍光体部 3 (蛍光体モジュール 6を含む） と組み合わせて本実施形態の光 源を構成する。
[3-4. モジュールを組み合わせて構成される光源]
図 4や図 5に示すように、 固体発光素子モジュール 5、 蛍光体モジュール 6 及び配光素子モジュール 7を適切に組み合わせることにより、 上述した本実施 形態の光源を構成することができる。
これらのモジュール 5〜 7を組み合わせた光源は、 上述した本実施形態の光 源と同様のものである。
[4. 利点] 本実施形態の光源によれば、 所望の照射面を、 高い演色性を有する均一な色 の光で、 高い発光効率で照らすことができる。
また、 従来の B 1 u e— L E Dを用いた合成光源では、 黄色によって補色白 色を構成していたために合成光に赤色成分が不足し、 演色性に対して常に赤成 分が不利になっていたが、 本実施形態の光源では、 一次光として多様な色の光 を採用することができるため、 演色性を向上させることができる。
また、 従来の n e a r U V— L E Dを青 ·緑 ·赤など複数の蛍光体の混合物 と組み合わせた合成光源では、 青色蛍光体や緑色蛍光体から発する蛍光を赤色 蛍光体が吸収してしまうこと、 又は、 n e a r U V— L E Dで励起された青色 蛍光体の発光が、赤、橙、黄色、緑の蛍光体を励起し、 2段励起構造となって、 光変換効率の特に悪い赤色蛍光体にエネルギーを奪われ、 発光効率が十分に高 くならない場合があつたが、 本実施形態の光源では一次光源の種類を制限され ず任意の一次光源を用いることができるため、 発光効率を飛躍的に向上させる ことが期待できる。
さらに、 P D Pを用いた光源は、 例えば 1 0 0〜6 0カンデラ /m 2程度と 照明用に用いるには輝度が十分ではなかったが、 本実施形態の光源では、 一次 光源の種類を最適化することにより十分な輝度を得ることができる。このため、 本実施形態の光源は多様な用途に用いることが可能となる。
さらに、 本実施形態の光源は、 固体発光素子を用いるために強固に構成する ことができ、 したがって、 蛍光灯のような物理破壊に対する脆弱さはない。 また、 蛍光灯は水銀を用いる.ために環境面を考慮すれば代替の光源を用意す ることが望まれるが、 本実施形態の光源は、 蛍光灯と同等以上の性能を有する 光源として、 しかも環境面への影響を抑えながら活用することが可能である。 さらに、 単に L E Dを並べて多点光源を作製した場合は、 L E Dのスぺクト ル 非常にシャープであったり、 また特に、 L E Dは、 その結晶品質が向上し 発光効率が向上する毎に、 スぺクトルのシャープさも増すという相関があった ため、 L E Dを用いた多点光源は演色性が劣りその用途が文字表示用などに限 定されていた。 しかし、 本実施形態の光源では、 一次光源のスペクトルが限定 されないため、 従来よりもブロードなスペクトルを有する一次光を用い、 それ により演色性に優れる合成光を得ることが可能となるため、 文字表示用のみな らず照明用や画像表示用など広い用途への適用が可能である。
また、 本実施形態の固体発光素子モジュール、 蛍光体モジユール及び配光素 子モジュールによれば、 本実施形態の光源を構成要素毎に交換することが可能 となる。 これにより、 本実施形態の光源の使用コストを抑制することができる ほか、 Φ:実施形態の光源及びその構成要素を廃棄する際、 その廃 処理を簡単 にすることができる。
さらに、 本実施形態の構成要素の寿命が尽きた場合だけでなく、 それらをよ り優れた性能を有するものに交換する場合も、 上記のモジュール化は有用であ る。 例えば、 旧式の固体発光素子を新型の発光素子に変更する場合、 モジユー ル化により、 交換したいもののみを交換することが可能となる。 したがって、 これによつても本実施形態の光源の使用コストの上昇を抑制することが可能で ある。
なお、 固体発光素子 2として用いるものの一例として L E Dがあるが、 .この L E Dは蛍光体よりも一般に高価であり、 また、 蛍光体よりも長寿命である。 したがって、 L E Dと蛍光体とを別々に耐用寿命毎にモジュール化して、 両者 の産業サイクルを分離することはコストの上から非常に有用である。
[ I I . 調光方法]
上述した本実施形態^光源において、一次光源の交換を行なうようにするか、 又は、 一次光源を制御して一次光のうちの少なくとも一部の光量を調整しうる 一次光量制御手段を備えるようにすることにより、 本実施形態の光源が発する 光の調光を行なうことができる。 調光を行なうことにより、 合成光の色を調整 することができるほか、 合成光の色温度を調整することができる。
以下、調光可能とした場合の本実施形態の光源について、それぞれ説明する。
[ 1 . —次光源の交換による調光]
目的とする色や色温度を有する光を本実施形態の光源が発することができる よう、 一次光の C I E色度座標の差の最大値を上記の範囲とし、 また、 上記一 次光が、 所望の照射面において合成光の色が均一化する程度に同一の配光特性 を有するようにしながら、 適切に一次光源の交換を行なうことで、 本発明の光 源が発する光を調光することができる。 例えば調光により合成光の色温度を調 整する場合、 合成光を構成する一次光のうちの相対的に短波長の光の強度が大 きくなると色温度が上がり、 逆に、 一次光のうちの相対的に長波長の光の強度 が大きくなると色温度が下がることを利用し、 調光を行なうことができる。 図 6に、 交換により調光を行なう光源の一例を示す模式的な分解斜視図を示 す。 ただし、 本発明は以下の例に限定されるものではなく、 本発明の要旨を逸 脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。 なお、 図 6にお いて図 2〜図 5と同様の符号を用いて示す部位は、 図 2〜図 5と同様のものを 表わす。
図 6に示すように、 この光源は、 固体発光素子モジュール 5と、 蛍光体モジ ユール 6， 6 ' を備えたターンテーブル 8と、 配光素子モジュール 7とを備え る。
固体発光素子モジュール 5は、 基部 5 1に、 固体発光素子 2として 4個の L E Dを設けたものであり、 基部 5 1に設けられた配線 5 2により電力を供給さ れて発光するようになっている。
また、 ターンテーブル 8は、 蛍光体モジュール 6と蛍光体モジュール 6 ' と を備え、 ターンテーブル 8.を回転させることにより、 蛍光体モジュール 6及び 蛍光体モジュール 6 ' のいずれか一方を固体発光素子 5と配光素子モジュール 7との間に配置して、 その蛍光体モジュール 6 , 6 ' が発する蛍光を一次光と して用いることができるようになつている。
蛍光体モジュール 6は、 基部 6 1に蛍光体部 3を 4個有するものである。 な お、 蛍光体部 3はいずれも背面に固体発光素子 2からの光を受光し、 正面に向 けて蛍光を一次光として発するようになつている。 また、 本例では、 蛍光体部 3は、 各蛍光体部 3が発する蛍光 （一次光） の色の C I E色度座標の差の最大 値が上記範囲を満たす赤色或いは橙色、 黄色、 緑色及び青色の蛍光を発する蛍 光体を含有しているものとする。
さらに、蛍光体モジュール 6 ' は、蛍光体モジュール 6と同様に、基部 6 1 ' に蛍光体部 3 ' を 4個有し、 各蛍光体部 3 ' はいずれも背面に固体発光素子 2 からの光を受光し、正面に向けて蛍光を一次光として発するようになっている。 また、 蛍光体部 3 ' も、 赤色或いは橙色、 黄色、 緑色及び青色の蛍光を発する 蛍光体を含有しているものとする。
ただし、 蛍光体モジュール 6 ' の蛍光体部 3 ' においては、 蛍光体モジユー ル 6の蛍光体部 3にくらべ、その橙色蛍光体及び黄色蛍光体の量が多く、また、 その青色蛍光体の量が少なくなつている。
また、 配光素子モジュール 7は、 基部 7 1に配光制御素子 4としてレンズを 4個設けたものであり、 各蛍光体部 3 , 3 ' が発する蛍光はこのレンズを通る ことにより配光特性を上記の程度に同一にされるようになつている。
この光源は以上のように構成されている。 したがって、 固体発光素子 2を発 光させて、 その光により蛍光体モジュール 6 , 6 ' に設けられた蛍光体部 3， 3 ' 内の蛍光体を発光させ、 発生した蛍光を一次光として用いるようになって いる。 この場合、 蛍光体部 3 , 3 ' から発せられた蛍光を合成することにより 合成光が作成されるため、 上記一次光が変化すれば、 その色温度も変化するこ とになる。 具体的には、 ターンテーブル 8を回転させることにより蛍光体モジ ユール 6を固体発光素子 5と配光素子モジュール 7との間に配置させると、 比 較的色温度が高い合成光が得られる。 逆に、 蛍光体モジュール 6を固体発光素 子 5と配光素子モジュール 7との間に配置させると、 比較的色温度が低い合成 光が得られる。 これを利用し、 タ一ンテーブル 8を用いて蛍光体モジュール 6 と蛍光体モジュール 6 ' とを交換して、 蛍光体部 3と蛍光体部 3 ' とを交換す ることにより、 この光源が発する合成光の色温度を調整する調光を行なうこと ができる。 このような構成を採用することにより、 例えば、 昼間は蛍光体モジ ユール 6を使用して事務などが行いやすい色温度 5 0 0 0 Kの昼白色や色温度 6 5 0 0 Kの昼光色とし、 夜間は蛍光体モジュール 6 ' を使用して寛ぎの得ら れやすい色温度 2 8 5 0 Kの電球色として、 一つの照明を昼夜で切り替えて使 用することが可能となる。
C 2 . 一次光量制御手段による調光]
目的とする色や色温度を有する光を本実施形態の光源が発することができる よう、 一次光の C I E色度座標の差の最大値を上記の範囲とし、 また、 上記一 次光が、 所望の照射面において合成光の色が均一化する程度に同一の配光特性 を有するようにしながら、 一次光源を制御して一次光のうちの少なくとも一部 の光量を調整しうる一次光量制御手段を本実施形態の光源に備えさせることで、 本実施形態の光源が発する合成光を調光することができる。 例えば、 固体発光 素子の発光量を制御することなどにより、 調光により合成光の色温度を調整す る場合、 交換による調光と同様、 合成光を構成する一次光のうちの相対的に短 波長の.光の強度が大きくなると色温度が上がり、 逆に、 一次光のうちの相対的 に長波長の光の強度が大きくなると色温度が下がることを利用し、 調光を行な うことができる。
図 7に、 一次光量制御手段により調光を行なう光源の一例を示す模式的な分 解斜視図を示す。 ただし、 本発明は以下の例に限定されるものではなく、 本発 明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。 な お、 図 7において図 2〜図 6と同様の符号を用いて示す部位は、 図 2〜図 6と 同様のものを表わす。
図 7に示すように、 この光源は、 固体発光素子モジュール 5と、 蛍光体モジ ユール 6と、 配光素子モジュール 7と、 一次光量制御手段 9とを備える。
固体発光素子モジュール 5は、 基部 5 1に、 固体発光素子 2として 4個の L E Dを設けたものであり、 基部 5 1に設けられた配線 5 2により電力を供給さ れて発光するようになつている。
また、 蛍光体モジュール 6は、 基部 6 1に蛍光体部 3を 4個有するものであ る。 なお、 蛍光体部 3はいずれも背面に固体発光素子 2からの光を受光し、 正 面に向けて蛍光を一次光として発するようになつている。 また、 本例では、 蛍 光体部 3は、 各蛍光体部 3が発する蛍光 （一次光） の色の C I E色度座標の差 の最大値が上記範囲内となるよう赤色或いは橙色、 黄色、 緑色及び青色の蛍光 を発する蛍光体を含有しているものとする。
さらに、 配光素子モジュール 7は、 基部 7 1に配光制御素子 4としてレンズ を 4個設けたものであり、 各蛍光体部 3が発する蛍光はこのレンズを通ること により配光特性を上記の程度に同一にされるようになつている。
また、 一次光量制御手段 9は、 供給電力制御部 9 1と、 電力量記憶部 9 2と を備えている。 供給電力制御部 91は、 スィッチ （図示省略） などにより外部からこの光源 が発する合成光の色温度を変更する旨の指示があった場合に、 その指示内容に 応じた供給電力量情報を電力量記憶部 92から読み出し、 読み出した供給電力 量情報に応じて、 固体発光素子モジュール 5に設けられた各固体発光素子 2に 供給する電力の量を制御するようになっている。
また、 電力量記憶部 92は、 色温度と、 その色温度に応じて各 体発光素子 2に供給すべき電力量とを供給電力量情報として記憶している。 具体的な供給 電力量情報の値は、 例えば、 実験的に求めて予め記憶させておくようにすれば 良い。
なお、 ここでは、 供給電力制御部 91が、 色温度を上げる場合には比較的短 波長の蛍光 （例えば、 青色の蛍光） を発する蛍光体部 3に励起光を供給する固 体発光素子 2への供給電力を増加させるとともに、 比較的長波長の蛍光 （例え ば、 橙色の蛍光） を発する蛍光体部 3に励起光を供給する固体発光素子 2への 供給電力を減少させる制御を行ない、 逆に、 色温度を下げる場合には比較的短 波長の蛍光 （例えば、 青色の蛍光） を発する蛍光体部 3に励起光を供給する固 体発光素子 2への供給電力を減少させるとともに、 比較的長波長の蛍光 （例え ば、 橙色の蛍光） を発する.蛍光体部 3に励起光を供給する固体発光素子 2への 供給電力を増加させる制御を行なうようになっているものとする。
また、 本例では、 一次光量制御手段 9は、 ハードウェア的には、 CPU (C e n t r a l P r o c e s s i ng Un i t) や、 RAM (R— and om
Ac c e s s M e mo r y)、 R〇M(R e a d On l y Memo r y) 等のメモリ、 更には AD変換部等のインターフェース部などにより構成され、 これら CPU、 メモリ、 インタ一フェース部などが上記の供給電力制御部 91 及び電力量記憶部 92として機能するようになっているものとする。
この光源は以上のように構成されている。 したがって、 固体発光素子 2を発 光させて、 その光により蛍光体モジュール 6に設けられた蛍光体部 3内の蛍光 体を発光させ、 発生した蛍光を一次光として用いるようになっている。 この場 合、 蛍光体部 3から発せられた蛍光を合成することにより合成光が作成される ため、 上記一次光が変化すれば、 その色温度も変化することになる。 具体的に は、 固体発光素子 2に供給する電力を調整し、 各蛍光体部 3へ供給する励起光 の光量を制御することができるため、 これにより、 各波長の一次光の光量を調 整することができる。 これを利用し、 一次光量制御手段 9によって一次光の光 量を調整し、 この光源が発する合成光の色温度を調整する調光を行なうことが できる。 即ち、 供給電力制御手段 9 1が青色の蛍光を発する蛍光体部 3に対応 した固体発光素子 2への供給電力が減少し橙色の蛍光を発する蛍光体部 3に対 応した固体発光素子 2への供給電力が増加するような制御を行なえば合成光の 色温度は下がり、 逆に、 供給電力制御手段 9 1が青色の蛍光を発する蛍光体部 3に対応した固体発光素子 2への供給電力が増加させ橙色の蛍光を発する蛍光 体部 3に対応した固体発光素子 2への供給電力が減少するような制御を行なえ ば合成光の色温度は上がることになる。
なお、 一次光量制御手段 9としては、 P WM回路、 パルス周波数変調 （以下 適宜、 「P F M」 という） 回路、 パルス振幅変調 （以下適宜、 「P AM」 という） 回路などを用いることができる。 さらに、 こ.れら P WM回路、 P F M回路、 P AM回路などのパルス一デジタル回路以外に、 オペアンプなどのアナログ回路 を用いることも可能である。 また、 インピーダンス回路を適用するようにして も良い。 - [ 3 . 利点] ―
上記のような本実施形態の調光方法及び光源により、 発する合成光の色温度 を連続的に自由に調整することが可能となる。
さらに、 上記の本実施形態の調光方法及び光源によれば、 白熱電球でも実現 できなかった、 黒体放射軌跡の外の色度の 整をも連続的に自由に行なうこと ができる。
さらに、 C R T、 P D P、 E L、' 〇E L、 O L E Dなどの従来の光源では、 照明レベルで調光する根本的な光源パワーが不足していたが、 上記の本実施形 態の調光方法及び光源によればこのような光源パヮ一の不足は解消され、 安定 した調光が可能となる。
なお、 上記の調光方法及び調光可能な光源は、 一次光の C I E色度座標の差 の最大値が上記範囲内、 即ち、 0 . 0 5以上であり、 かつ、 上記一次光が、 所 望の照射面において合成光の色が均一化する程度に同一の配光特性を有してい る状態を維持しながら一次光を変化させる限り、 他に制限は無く、 異なる波長 の一次光源を用いた任意の光源において適用することができる。
[I I I . 照明]
上述した本実施形態の光源は、 例えば、 照明に用いることができる。
上記の光源を照明に用いることにより、 色温度可変という、 従来無かった新 たな機能を有する照明を提供することができる他、 本実施形態の光源及びそれ を構成する固体発光素子モジュール、 蛍光体モジュール及び配光素子モジユー ルの説明で上述した利点と同様の利点を得ることができる。
さらに、 従来の照明のうちの一つである蛍光灯と比較した場合、 蛍光灯は、 ある特定の色温度に設定された白色光しか照射できないという課題があった。 ところが、 本実施形態の光源を用いた照明によれば、 1光源によって色温度可 変を実現することができる。
また、 本実施形態の照明によれば、 蛍光灯よりも照明の小型化を行なうこと が可能となり、 したがって、 均一な色で照らすことができる照射面までの距離 を縮めることができる。
また、 従来の L E Dと蛍光体とを組み合わせた合成光源を用いた照明と比較 した場合、 従来の合成光源は、 蛍光灯と同様に 1つの色度点になる様に蛍光体 混合比を構成している為、 色温度可変ができなかった。 また、 従来の合成光源 は、 L E Dと蛍光体とを一体型として構成していたため、 蛍光体の特性によつ て光源の寿命を左右されており、 このため、 高コストを招いていた。 しかし、 本実施形態の光源を用いた照明によれば、 これらの課題を解決することも可能 となる。
さらに、 本実施形態の光源を用いた照明は、 発光効率、 耐用寿命、 演色性な どの点において、 従来よりも優れた照明を得ることも可能である。
[ IV. 画像表示装置]
上述した本実施形態の光源は、 例えば、 画像表示装置にも用いることができ る。
上記の光源を画像表示装置に用いることにより、 上述した本実施形態の光源 と同様の利点を得られるほか、 発光効率の向上、 省電力化、 色再現範囲の拡大 ィ匕、 大型ディスプレイの実現などの利点を得ることもできる。
さらに、 従来の CRTを用いた画像表示装置と比較した場合、 本実施形態の 光源を用いて画像表示装置を構成することにより、 画像表示装置を薄型化する ことが可能となり、 また、 画像表示装置の省電力化を行なうことができる。 また、 従来の P DPを用いた画像表示装置と比較した場合、 本実施形態の光 源を用いて画像表示装置を構成することにより、 省エネ化を達成することがで き、 また、 物理的破壊に対する耐性をより高めることが可能となる。 さらに、 PDPは通常は、 蛍光灯等よりもストークスシフトが大きな発光機構なので、 発光効率向上の物理限界が厳しかったが、 本実施形態の技術を用いれば、 上記 の発光効率向上の物理限界を突破することができる。 さらに、 PDPを使用し た照明の発光強度を高めることも可能となる。
また、 従来の OELや OLEDを用いた画像表示装置では、 有機色素の寿命 が短いことが多く、 また、 寿命が尽きた場合に有機色素だけを交換しようとし た場合でも OELや OLEDを用いた従来の画像表示装置は積層構造を有する ように一体として形成されていたため、 分離できず、 コスト高を招いていた。 しかし、本実施形態の光源を画像形成装置に用いれば、分離交換が可能となり、 上記のコスト高を招く虞は無い。
さらに、 OELや OLEDを用いた画像表示装置は発光強度が低くなりがち であったが、 本実施形態の光源を画像表示装置に用いれば、 この課題を解決す ることも可能である。
また、 従来の LEDディスプレイと比較した場合、 従来の LEDディスプレ ィでは、 画素が欠けた場合の修理が煩雑であつたが、 本実施形態の光源を用い て画像形成装置を構成すれば、 欠けた画素部分の修理が容易になる。
さらに、 本発明の光源を用いた画像表示装置の場合、 照明装置にモードシフ トした場合に、 従来の L E Dディスプレイよりも色再現範囲を拡大させること ができる。
また、 従来の A l I nGa P : Re d— LED, I nGaN : G r e e n- LED、 I nGaN : B 1 u e— LED等と'いう発光材料は、 通常、 それぞれ の MO CVD成長装置で LEDを製造していたためにプロセスラインが煩雑化 高騰化していたが、 本発明の光源を用いて画像表示装置を構成した場合、 例え ば、 励起源である近紫外 I nGaN— LEDのプロセスラインを 1つだけ集中 的に研究して低コスト量産システムを開発し、 製造コストの安い蛍光体と結合 する事により、 全体の開発コストを安くする事が出来るので、 プロセスライン が煩雑化する虞を無くすことができる。 ，
[V. その他]
以上、 本発明の一実施形態について説明したが、 本発明は上記の実施形態に 限定されるものではなく、 本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形 して実施することができる。
例えば、 上記の光源、 固体発光素子モジュール、 蛍光体モジュール及び配光 素子モジュール、 並びに、 照明装置及び画像表示装置の構成要素は、 本発明の 効果を著しく損なわない範囲において任意に組み合わせて用いても良い。
[実施例] .
以下、 実施例を示して本発明について具体的に説明するが、 本発明は以下の 実施例に限定されるものではなく、 本発明の要旨を逸脱しない範囲において任 意に変形して実施することができる。
[実施例 1 ]
以下の要領により、 赤色、 緑色及び青色の一次光を発する一次光源からなる 光源を想定し、 その光源が発する合成光が照射面を照らした場合について計算 を行ない、 合成光が照射面において均一化しているか否かの評価を行なった。
5mmX 5mmの正方形の発光面を有する光源を 1mmピッチで 25個に裁 断した多点光源を、 赤色、 緑色及び青色それぞれの一次光を発する一次光源と し、 これらをそれぞれ平面上で正三角形の頂点に位置するように配置したもの と設定した。 なお、 これらの仮想光源の C I E色度座標を計算すると、 赤多点 光源が （0. 691， 0. 309)、 緑多点光源が （0. 238， 0. 733)、 青多点光源が （0. 1 18, 0. 076) であった。
また、 各一次光源は、 上記の正三角形の中心からの各一次光源の中心までの 距離が 1 cmとなるように設定した。一次光源の配置の様子を模式的に示すと、 図 8のようになる。
また、 上記の一次光源を配置したと想定した平面と平行で、 且つ、 その平面 からの距離が Z cmである面を、 上記の一次光源が構成する光源からの合成光 を照射する照射面として設定した。 この照射面と一次光源との関係を、 図 9に 模式的に表わす。
なお.、 本実施例では、 赤色の一次光を発する一次光源 （以下、 寧宜 「赤多点 光源」 という） としては I nA 1 G a A sを用いた赤色 LEDを用い、 緑色の 一次光を発する一次光源 （以下、 適宜 「緑多点光源」 という） としては I nG a Nを用いた緑色 LEDを用い、 青色の一次光を発する一次光源 （以下、 適宜 「青多点光源」 という） としては I nG aNを用いた青色 LEDを想定するこ ととした。 赤多点光源、 緑多点光源および青多点光源それぞれのスペクトルを 図 1 0に示す。
このような設定において、 赤多点光源、 緑多点光源および青多点光源それぞ れから発せられる一次光の配光特性が同一となっている状態を想定し、 光源と 照射面との距離 Zが 1 0 cmである場合と 2 5 0 c mである場合とについて、 それぞれ合成光により照らされた照射面の様子、 及び、 照射面の所定の位置に おける C I E色度座標を計算した。 なお、 C I E色度座標は、 上記一次光源を 配置した際に想定した正三角形の中心から照射面に降ろした法線が照射面と交 差する点から、 ある一方向に向けて所定の距離の線分を引き、 その線分上の位 置における色度を計算した。 なお、 上記線分の長さは、 Zが 1 0 cmの照射面 では 1 0 cm、 Zが 2 5'り cmの照射面では 2 5 0 cmとした。
また、 実施例 1においては、 赤多点光源、 緑多点光源および青多点光源それ ぞれの φ方向における一次光の強度が一定であり、 また、 0方向への一次光の 強度 I (Θ)
Shape がいずれも
I (Θ) = -^— (9 X cos80 ^ + 1 X cos10 Θ ) となっていることにより、 一次光源の配光特性が同一となっているものと設定 した。 なお、 配光特性についての上記条件 （A) の判定を行なうと、 これらは すべて 0となる。
これらの関係を以つて、 多点光源放射計算を用いた。 多点光源放射照度計算 とは以下の計算方法である。
Figure imgf000050_0001
、 I R 0—RED R 0— GREEN R 0_B LUE 0 RED (八)、 0 GREEN \人)、 及び SBljUE (λ) は赤多点光源、 緑多点光源および青多点光源それぞれの放射 強度定数とスペクトルとを示す。 例えば、 赤多点光源計算項の
Figure imgf000050_0002
は、 3次元空間における光源と照射面との距離の変化で光の強度減衰を計算す る因子である。 - これらの定数値と計算値とは、 スぺクトル強度や配置と測定面との空間状態 が決まる毎に一定の結果を算出する部分であり、 重要なパラメ一夕一であるが 副主的な因子である。
これらの、 定数性の強い項に対して、 規格化された配光分布、
Figure imgf000050_0003
の変化が、 計算に重大な変化を与える。 '
これらの式を用いて、 Χ— Υ平面の放射照度を計算し、 放射照度より C I E 色度座標を計算した。
計算の結果得られた、 Z= 10 cmの照射面の様子を図 1 1に示し、 この照 射面で算出された （x=0, y=0 10 cm) までの C I E色度座標を C I E色度図にプロットしたものを図 12に示す。 なお、 色度を計算した線分の位 置を、 図 1 1に破線で示した。
また、計算の結果得られた、 Z = 250 cmの照射面の様子を図 1 3に示し、 この照射面で算出された （x = 0, y==0〜250 cm) までの C I E色度座 標を C I E色度図にプロットしたものを図 14に示す。 なお、 色度を計算した 線分の位置を、 図 13に破線で示した。
これらの結果から、 Z== 1 0 cmの照射面においては、 照射面の位置によつ て C I E色度座標が変化し合成光の色が均一化していないものの、 Z = 250 cmの照射面においては照射面全体において C I E色度座標が一定で合成光の 色が均一化していることが確認された。
[実施例 2 ]
Θ方向への一次光の強度
I (Θ)
Shape がいずれも
I (Θ) (9 X cos20 θ+lx cos3 θ)
s p 9 +1 1
となっていることにより、 .一次光源の配光特性が同一となっているものと設定 したほかは実施例 1と同様にして、 合成光が照射面において均一化しているか 否かの評価を行なった。 なお、 配光特性についての上記条件 （A) の判定を行 なうと、 これらはすべて 0となる。
計算の結果得られた、 Z= l 0 cmの照射面の様子を図 1 5に示し、 この照 射面で算出された （x= 0,. y= 0〜 10 cm) までの C I E色度座標を C I E色度図にプロットしたものを図 16に示す。 なお、 色度を計算した線分の位 置を、 図 15に破線で示した。
また、計算の結果得られた、 Z = 250 cmの照射面の様子を図 17に示し、 この照射面で算出された （x = 0， y=0〜 250 cm) までの C I E色度座 標を C I E色度図にプロットしたものを図 18に示す。 なお、 色度を計算した 線分の位置を、 図 17に破線で示した。
これらの結果から、 Z= 1 0 cmの照射面においては、 照射面の位置によつ て C I E色度座標が変化し合成光の色が均一化していないものの、 Z==250 cmの照射面においては照射面全体において C I E色度座標が一定で合成光の 色が均一化していることが確認された。
[実施例 3 ]
各一次発光がランパ一ト配光となることにより一次光源の配光特性が同一と なっているものと設定したほかは実施例 1と同様にして、 合成光が照射面にお いて均一化しているか否かの評価を行なった。 なお、 配光特性についての上記 条件 （A) の判定を行なうと、 これらはすべて 0となる。
計算の結果得られた、 Z= l 0 cmの照射面の様子を図 19に示し、 この照 射面で算出された （x=0, y=0〜： L O cm) までの C I E色度座標を C I E色度図にプロットしたものを図 20に示す。 なお、 色度を計算した線分の位 置を、 図 19に破線で示した。
また、計算の結果得られた、 Z = 250 cmの照射面の様子を図 21に示し、 この照射面で算出された （x=0， y=0〜 250 cm) までの C I E色度座 標を C I E色度図にプロットしたものを図 22に示す。 なお、 色度を計算した 線分の位置を、 図 21に破線で示した。
これらの結果から、 Z=.l 0 cmの照射面においては、 照射面の位置によつ て C I E色度座標が変化し合成光の色が均一化していないものの、 Z = 250 cmの照射面においては照射面全体において C I E色度座標が一定で合成光の 色が均一化していることが確認された。
[比較例 1 ]
一次光源である、 赤多点光源の強度 ired (Θ)
Shape
、 緑多点光源の強度 igreen(e)
Shape
、 及び、 青多点光源の強度 ibiue(e)
Shape が、 それぞれ '
Ired (Θ) = ( 35 x cos40 θ + 5χ cos3 Θ )
0J
Trem (Θ) = ~ - "~ (20 x cos700 + 15 x cos10 Θ )
s: 20 + 15 '
iueid) = -ί-<20 x cos80 ^ + 8x cos6 θ)
U +
となっていることにより、 一次光源の配光特性が同一となっていないものと設 定したほかは実施例 1と同様にして、 合成光が照射面において均一化している か否かの評価を行なった。 なお、 配光特性についての上記条件 （A) の判定を 行なうと、 赤多点光源からの一次光と緑多点光源からの一次光との最大差は Δ 1 = 0. 062であり、 緑多点光源からの一次光と青多点光源からの一次光と の最大差は△ 1 = 0. 094であり、 青多点光源からの一次光と赤多点光源か らの一次光との最大差は Δ I = 0. 123であった。
計算の結果得られた、 Z = 10 cmの照射面の様子を図 23に示し、 この照 - 射面で算出された （x= 0., y = 0〜 10 cm) までの C I E色度座標を C I E色度図にプロットしたものを図 24に示す。 なお、 色度を計算した線分の位 置を、 図 23に破線で示した。
また、計算の結果得られた、 Z = 250 cmの照射面の様子を図 25に示し、 この照射面で算出された （x=0， y=0〜250 cm) までの C I E色度座 標を C I E色度図にプロットしたものを図 26に示す。 なお、 色度を計算した 線分の位置を、 図 25に破線で示した。
これらの結果から、 Z= l 00111の照射面及び2= 250 cmの照射面のい ずれにおいても、 照射面の位置によって C I E色度座標が変化し合成光の色が 均一化していないことが確認された。
[実施例 4 ]
励起ピーク波長 399 nmの表面実装型 I n G a N系半導体発光素子上に、 いずれも中央粒度が 5〜10 mであり粒径が 5 m以下の粒子が 10重量％ 以上含有している青色蛍光体（S r, C a, B a， Mg) 10 (P04) 6 (C 1 , F) 2 : Euの 92mgと、 緑色蛍光体 （Zn, C d) S : Cu， A lの 92 mgと、 黄色蛍光体 （Zn, C d) S ： Au, A lの 98mgと、 橙色蛍光体 (Zn, C d) S : Ag， C 1の 23mgと赤色蛍光体 L i W208 : Euの 2 97mgの混合物の 4種類の蛍光体を、 それぞれエポキシ樹脂 50 Omgを使 用して^!別に塗布し、 発光の C I E色度座標値が青色 （0. 163， 0. 12 9) 緑色 （0. 322， 0. 599)、 黄色 （0. 482, 0. 508)、 橙赤 色 （0. 562， 0. 434) であり、 ランパ一ト配光となる （即ち、 配光特 性が同一の） 1次光を発する表面実装型 L E Dを同一基板上に同一方向に向け て中心位置を 2. 2 cmの間隔を空けて作製した。 各蛍光体部の寸法は、 1. 4 cmX 1. 5 cmX 0. 45 mmの略直方体状に形成した。
各蛍光体の光源輝度を測定すると、 青色蛍光体が平均輝度 436カンデラ Z m2でピーク輝度が 701カンデラ Zm2であり、緑色蛍光体が平均輝度 107 5カンデラ/ m2でピーク輝度が 2489カンデラ/ m2であり、黄色蛍光体が 平均輝度 1 17 1カンデラノ m2でピーク輝度が 303 1カンデラノ m2であ り、 橙赤色蛍光体が平均輝度 578カンデラ Zm2でピーク輝度が 1095力 ンデラ /m1"であった。 - その光源を用い、 光源からの距離 25 cmの位置に照射面として白色紙を設 置し、 この白色紙に前記光源から合成光を照射した。 この白色紙の 2 O cm角 の正方形をとり、 この正方形内の任意の位置において、 C I E色度座標値を測 定した。 測定により得られた C I E色度座標を C I E色度図にプロットしたも のを、 図 27に示す。 また、 図 27のプロットした点の近傍を拡大した図を、 図 28に示す。 図 27及び図 28から分かるように、 各位置における合成光の 色は白色であり、 また、 その C I E色度座標の差はすべて 0. 05の範囲内に 入っていた。 これにより、 配光特性が同一となることにより、 照射面において 合成光が均一化することが確認された。
なお、 この際の平均演色評価数 R aは 80であり、 発光効率は 2. 422 1 mZWであった。 ただし、 使用した近紫外 LEDは E 1 S 1 9— OPOA07 —02という製品であり、 スペックシートの参照値より、 典型的外部量子効率 は 3. 333 %、 最小外部量子効率は 1. 212%である。 近年開発された L E P S構造の高効率近紫外 L EDは、 非特許文献 4によれば外部量子効率 4 0 %とされており、 市販の近紫外 LEDを LEP S— LEDに交換した場合、 逆算上 79.94〜 29.069 1 mZWのいずれかの値を示すと考えられる。 また、 本実施例では、 配光が混ざる事の検証の追記実験を誰もが行える事を考 慮して、 全てを市販で入手可能なもので構成している。 ，
[比較例 2]
通常に市販されている A 1 I nGaP赤色 LEDと、 I nGaN緑色LED、 及び I nGaN青色 LEDを用いて、 3波長 L E Dをクラスター状態にした光 源を作り、これを測定した。 L EDは直径 5 mmの発光面を有する光源で赤色、 緑色及び青色それぞれの一次光を発する一次光源とし、 これらをそれぞれ平面 上で正三角形の頂点に位置するように配置した。 また、 各一次光源は、 上記の 正三角形の中心からの各一次光源の中心までの距離が 0. 6928 mmになる ように配置した。
さらに、 各一次光源から発せられる一次光の C I E色度座標は、 赤色 LED 力 （0. 702, 0. 300) であり、 緑色 LEDが （Ο.' 169, 0. 71 8) であり、 青色 LEDが （0. 124， 0. 083) であった。
また、 各一次光源について、 その 0方向への光度を、 φを 30 [ d e g ] 毎 に変化させながら測定し、 各一次光源の光度の配光分布において φの軸方向に 対する対称性が破綻していることを確認した。 このことから、 各一次光源が歪 み配光を有し、 本比較例で作製した光源の配光特性が同一でないことを確認し た。
上記の光源を用い、 光源からの距離 45 cmの位置に照射面として白色紙を 設置し、 この白色紙に前記光源から合成光を照射した。 この白色紙の 20 cm 角の正方形をとり、 この正方形内の任意の位置において、 C I E色度座標値を 測定した。 測定により得られた C I E色度座標を C I E色度図にプロットした ものを図 29に示す。
図 29から分かるように、 配光特性を同一にしない場合、 照射面において合 成光は均一化せず、 測定位置により別の色となっていることが確認された。 また、 この際の平均演色評価数は、 色彩が白色付近に無い為計算値が実行で きず数値が存在しない。
さらに、 図 2 9に示すように激しい色彩の分離が観測されており、 したがつ て、 本比較例の光源は、 照明用途に用いることが困難である。 産業上の利用可能性 ，
本発明は、産業上に任意の分野において広く用いることができるが、例えば、 照明、 画像表示装置、 文字表示装置、 液晶ディスプレイなどのバックライトな どに用いて好適である。
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れる ことなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
なお本出願は、 2 0 0 5年 2月 1 4日付で出願された日本特許出願 （特願 2
0 0 5 - 3 6 6 8 8 ) 及び 2 0 0 6年 2月 1 3日付で出願された日本国特許出 願 （特願 2 0 0 6— 3 4 8 7 0 ) に基づいており、 その全体が引用により援用 される。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . それぞれ異なる波長の一次光を発する複数の一次光源を備え、 該」次光 源が発する一次光を合成した合成光を発する光源であって、
上記一次光の C I E色度座標の差の最大値が 0 . 0 5以上であり、 上記一次光が、 所望の照射面において上記合成光の色が均一化する程度に同 一の配光特性を有し、
発光効率が 3 0 1 m/W以上であり、
平均演色評価数が 6 0以上である
ことを特徴とする、 光源。
2 . 上記の複数の一次光源が、 それぞれ異なる波長の光を発する、 固体発光 素子を備える
ことを特徴とする、 請求項 1記載の光源。
3 . 上記の複数の一次光源のうちの少なくとも 1個が、 固体発光素子と、 該 固体発光素子からの光を吸収して発光する蛍光体を含有する蛍光体部とを備え る
ことを特徴とする、 請求項 1記載の光源。
4 . 該一次光源が発する一次光の広がり角が、 5 ° 以上 1 8 0 ° 以下である ことを特徴とする、 請求項 1〜 3のいずれか 1項に記載の光源。
5 . 該一次光源が、 配光制御素子を備える
ことを特徴とする、 請求項 1〜 4のいずれか 1項に記載の光源。
6 . 該配光制御素子が、 上記一次光を集光しうる集光機能を備える ことを特徴とする、 請求項 5記載の光源。
7 . 少なくとも 2 . 5 m離れた位置において観察される上記合成光の色が白 色である
ことを特徴とする、 請求項 1〜 6のいずれか 1項に記載の光源。
8 . 請求項 2又は請求項 3に記載の光源を構成するための該固体発光素子モ ジュールであって、
基部と、 該基部に設けられた該固体発光素子とを備える
ことを特徴とする、 固体発光素子モジュール。
9 . 請求項 3に記載の光源を構成するための蛍光体モジュールであって、 基部と、
該基部に設けられた該蛍光体部とを備える
ことを特徴とする、 蛍光体モジュール。
1 0 . 請求項 5又は請求項 6に記載の光源を構成するための配光素子モジュ —ルであって、
基部と、
該基部に設けられた該配光制御素子とを備える
ことを特徴とする、 配光素子モジュール。
1 1 . それぞれ異なる波長の一次光を発する複数の一次光源を備え、 該一次 光源が発する一次光を合成した合成光を発する光源であって、
上記一次光の C I E色度座標の差の最大値が 0 . 0 5以上であり、 上記一次光が、 所望の照射面において上記合成光の色が均一化する程度に同 一の配光特性を有し、
さらに、 - 該一次光源を制御して上記一次光のうちの少なくとも一部の光量を調整しう る一次光量制御手段を備える
ことを特徴とする、 光源。
1 2 . 該一次光源のうちの少なくとも 1個が固体発光素子を備え、
該一次光量制御手段が、
該固体発光素子の発光量を制御する
ことを特徴とする、 請求項 1 1記載の光源。
1 3 . 請求項 1 ~ 7、 請求項 1 1及び請求項 1 2のいずれか 1項に記載の光 源を備えた
ことを特徴とする、 照明装置。
1 4 · 請求項 1〜 7、 請求項 1 1及び請求項 1 2のいずれか 1項に記載の光 源を備えた · ことを特徴とする、 画像表示装置。
1 5 . それぞれ異なる波長の一次光を発する複数の一次光源を備え、 上記一 次光源が発する一次光を合成した合成光を発する光源の調光方法であって、 上記一次光の C I E色度座標の差の最大値が 0 . 0 5以上であり、 且つ、 上 記一次光が、 所望の照射面において上記合成光の色が均一化する程度に同一の 配光特性を有するようにしながら、 上記一次光源を交換する
ことを特徴とする、 光源の調光方法。
1 6 . それぞれ異なる波長の一次光を発する、 固体発光素子を備えた複数の 一次光源を備え、 上記一次光源が発する一次光を合成した合成光を発する光源 の調光方法であって、
上記一次光の C I E色度座標の差の最大値が 0 . 0 5以上であり、 且つ、 上 記一次光が、 所望の照射面において上記合成光の色が均一化する程度に同一の 配光特性を有するようにしながら、 上記一次光の光量を調整する
ことを特徴とする、 光源の調光方法。
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