(57)【要約】【課題】ＬＥＤを用いて、色温度が低く、黒体軌跡からの偏差が小さく、演色性が高く、発光効率が高い照明装置を実現する。【解決手段】白色ＬＥＤ１２１は、ＬＥＤ素子２１２（第一の発光ダイオード）と、蛍光体を混入したシリコーン樹脂２１３とを有する。赤色ＬＥＤ１２２は、ＬＥＤ素子２２２（第二の発光ダイオード）を有する。ＬＥＤ素子２１２は、約４６０ｎｍ（第一の波長）を主波長とする光を発し、蛍光体は、約５６０ｎｍ（第二の波長）を主波長とする蛍光を発し、ＬＥＤ素子２２２は、約６３５ｎｍ（第三の波長）を主波長とする光を発する。色温度変換フィルタ１５０（光学部品）は、約４６０ｎｍの透過率が、約５６０ｎｍ及び約６３５ｎｍの透過率より低く、ＬＥＤ素子２１２と蛍光体とＬＥＤ素子２２２とが発した光を透過する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の波長を主波長とする光を発する第一の発光ダイオードと、
上記第一の発光ダイオードが発した光により、上記第一の波長より長い第二の波長を主波長とする蛍光を発する蛍光体と、
上記第二の波長より長い第三の波長を主波長とする光を発する第二の発光ダイオードと、
上記第一の波長の透過率が、上記第二の波長及び第三の波長の透過率よりも低く、上記第一の発光ダイオードと上記蛍光体と上記第二の発光ダイオードとが発した光を透過する光学部品とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
第一の波長を主波長とする光を発する第一の発光ダイオードと、
上記第一の発光ダイオードが発した光により、上記第一の波長より長い第二の波長を主波長とする蛍光を発する蛍光体と、
上記第二の波長より長い第三の波長を主波長とする光を発する第二の発光ダイオードと、
上記第一の波長の透過率が、上記第二の波長の透過率よりも低く、上記第一の発光ダイオードと上記蛍光体とが発した光を透過する光学部品とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
第一の波長を主波長とする光を発する第一の発光ダイオードと、
上記第一の発光ダイオードが発した光により、上記第一の波長より長い第二の波長を主波長とする蛍光を発する蛍光体と、
上記第二の波長より長い第三の波長を主波長とする光を発する第二の発光ダイオードと、
上記第一の波長の反射率が、上記第二の波長及び第三の波長の反射率よりも低く、上記第一の発光ダイオードと上記蛍光体と上記第二の発光ダイオードとが発した光を反射する光学部品とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
上記照明装置は、上記第二の発光ダイオードの数より多い数の上記第一の発光ダイオードを有し、
上記第二の発光ダイオードは、上記第一の発光ダイオードの配光特性よりも広範囲を照らす配光特性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
上記照明装置は、上記第一の発光ダイオードの数より多い数の上記第二の発光ダイオードを有し、
上記第一の発光ダイオードは、上記第二の発光ダイオードの配光特性よりも広範囲を照らす配光特性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の照明装置。
【請求項６】
上記照明装置は、更に、
上記光学部品が透過または反射した光を入射する入射面と、上記入射面よりも面粗度が細かく上記入射面から入射した光を拡散した光を出射する出射面とを有する拡散シートを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
上記光学部品は、色温度変換フィルタまたは反射板であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
上記照明装置は、更に、
電球用ソケットに嵌合する形状を有し、電源からの電力を入力する口金部と、
上記口金部が入力した電力を、上記第一の発光ダイオード及び上記第二の発光ダイオードに供給する電力に変換する電源回路とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を使用した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白色ＬＥＤとして、青色など短波長の光を発するＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子が発した短波長の光を長波長の光に波長変換する蛍光体とを組み合わせたものが広く用いられている。
このような方式による白色ＬＥＤは、演色性が低く、また、発する光の色温度を５０００Ｋ（ケルビン）以下にしようとすると、発光効率が悪くなる。
照明装置に白色ＬＥＤを用いる場合、白色ＬＥＤが発した光と赤色ＬＥＤが発した光とを混色することにより、色温度を下げ、演色性を高め、発光効率を高める技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９８１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
照明装置が発する光は、黒体軌跡からの偏差が小さい色度座標を有することが望まれる。このため、一般的な白色ＬＥＤが発する光は、黒体軌跡からの偏差が小さい色度座標を有する。
白色ＬＥＤが発する光と赤色ＬＥＤが発する光とを混色すると、混色した光の色度座標は、色度図上で右方向へ移動し、黒体軌跡からの偏差が大きくなる。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、白色ＬＥＤを使用した照明装置において、５０００Ｋ以下の低い色温度を実現するとともに、黒体軌跡からの偏差が小さく、演色性が高く、かつ、発光効率が高い照明装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる照明装置は、
第一の波長を主波長とする光を発する第一の発光ダイオードと、
上記第一の発光ダイオードが発した光により、上記第一の波長より長い第二の波長を主波長とする蛍光を発する蛍光体と、
上記第二の波長より長い第三の波長を主波長とする光を発する第二の発光ダイオードと、
上記第一の波長の透過率が、上記第二の波長及び第三の波長の透過率よりも低く、上記第一の発光ダイオードと上記蛍光体と上記第二の発光ダイオードとが発した光を透過する光学部品とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる照明装置によれば、第一の発光ダイオードと蛍光体と第二の発光ダイオードが発した光とを、光学部品が透過し、第一の波長の成分を低く抑えるので、相関色温度が低く、黒体軌跡からの偏差が小さく、かつ、発光効率が高く、演色性に優れた光を発することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明装置１００の一例を示す斜視図及び分解斜視図。
【図２】実施の形態１における照明装置１００の構造の一例を示す底面図及び側面視Ｂ−Ｂ断面図。
【図３】実施の形態１における白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２のスペクトル特性及び配光特性の一例を示すグラフ図。
【図４】実施の形態１における白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２の配光特性の一例を示すグラフ図。
【図５】実施の形態１における色温度変換フィルタ１５０の透過スペクトル特性の一例を示すグラフ図。
【図６】実施の形態１における照明装置１００が出射する光のスペクトル特性の一例を示すグラフ図。
【図７】実施の形態１における照明装置１００が出射する光の色度座標の一例を示す色度座標図。
【図８】実施の形態１における拡散シート１４１，１４２の作用を説明するための説明図。
【図９】実施の形態２における照明装置１００の構造の一例を示す側面視断面図。
【図１０】実施の形態３における照明装置１００の構造の一例を示す底面図及び側面視Ｂ−Ｂ断面図。
【図１１】実施の形態４における照明装置１００の外観の一例を示す斜視図。
【図１２】実施の形態４における照明装置１００の内部構造の一例を示す分解斜視図。
【図１３】実施の形態５における照明装置１００の内部構造の一例を示す分解斜視図。
【図１４】実施の形態５における照明装置１００の内部構造の別の例を示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図８を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明装置１００の一例を示す斜視図及び分解斜視図である。
照明装置１００は、筐体１１０、基板１２０、反射板１３０、二枚の拡散シート１４１，１４２、色温度変換フィルタ１５０、枠１６０を有する。
【００１０】
筐体１１０は、円盤状であり、裏側に放熱フィンを有する。筐体１１０は、例えばアルミニウムなど熱伝導性の高い素材で形成されていて、照明装置１００内の熱を外部に逃がす。
基板１２０（ＬＥＤ基板）は、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２を点灯するための回路パターンが印刷されている。基板１２０には、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２が実装されている。基板１２０の基材は、例えば、アルミニウム、紙フェノール、ガラスエポキシなどである。基板１２０の基材は、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２で発した熱を逃がすため、アルミニウムなど熱伝導性の高い素材であることが好ましい。
反射板１３０は、すり鉢状であり、基板１２０上の白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２に対応する位置に穴が開いている。反射板１３０は、例えば、高反射ポリカーボネイト樹脂で形成されていて、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光を拡散反射する。
二枚の拡散シート１４１，１４２は、円盤状であり、色温度変換フィルタ１５０を挟み込んでいる。拡散シート１４１，１４２は、例えば、表面にガラスビーズを塗布したＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）シートであり、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光を拡散して、照明装置１００が出射する光を均一にする。
色温度変換フィルタ１５０は、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光の一部を透過し、一部を吸収あるいは反射する。色温度変換フィルタ１５０は、例えばアクリル、ポリカーボネイト、ガラスなどに顔料などの着色材料を混ぜて形成されている。色温度変換フィルタ１５０の透過率は、光の波長によって異なる。
枠１６０は、概ね円筒状であり、照明装置１００全体を囲う。枠１６０は、例えばアルミニウムなど熱伝導性の高い素材で形成されていて、照明装置１００内の熱を外部に逃がす。
【００１１】
基板１２０及び枠１６０は、例えば、ネジなどにより筐体１１０に固定されている。反射板１３０、拡散シート１４１、色温度変換フィルタ１５０及び拡散シート１４２は、例えば、基板１２０と枠１６０との間に挟まれることにより、保持されている。
【００１２】
図２は、この実施の形態における照明装置１００の構造の一例を示す底面図及び側面視Ｂ−Ｂ断面図である。
照明装置１００は、例えば、五つの白色ＬＥＤ１２１と一つの赤色ＬＥＤ１２２とを有する。照明装置１００が発する光の色温度の設定値により、白色ＬＥＤ１２１と赤色ＬＥＤ１２２との数の比率が異なる構成であってもよい。また、赤色ＬＥＤ１２２の数のほうが、白色ＬＥＤ１２１の数より多い構成であってもよい。
【００１３】
白色ＬＥＤ１２１は、パッケージ２１１、ＬＥＤ素子２１２（第一の発光ダイオード）、シリコーン樹脂２１３を有する。
パッケージ２１１は、例えばセラミックス、樹脂、金属などで形成されている。パッケージ２１１は、凹部を有する。ＬＥＤ素子２１２は、パッケージ２１１の凹部中央に位置する。ＬＥＤ素子２１２は、例えば４６０ｎｍ（ナノメートル）（第一の波長）を主波長（強度が最大となる波長）とする青色発光ダイオード素子である。ＬＥＤ素子２１２は、図示していないワイヤなどの配線を介してパッケージ２１１に設けられた電極に電気接続していて、電極から供給される電力により点灯する。シリコーン樹脂２１３は、パッケージ２１１の凹部に充填されていて、ＬＥＤ素子２１２を覆い、ＬＥＤ素子２１２を保護する。シリコーン樹脂２１３には、蛍光体が混入されている。シリコーン樹脂２１３に混入された蛍光体は、例えばＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）蛍光体であり、ＬＥＤ素子２１２が発した光により励起されて、４８０〜７８０ｎｍのスペクトル幅を持ち５６０ｎｍ付近（第二の波長）を主波長とする蛍光を発する。白色ＬＥＤ１２１は、ＬＥＤ素子２１２が発した光と、蛍光体が発した蛍光とが混ざり合うことにより、全体として白色に見える光を発する。
【００１４】
赤色ＬＥＤ１２２の構造は、以下の点を除き、白色ＬＥＤ１２１とほぼ同じである。赤色ＬＥＤ１２２のＬＥＤ素子２２２は、例えば６３５ｎｍ（第三の波長）を主波長とする赤色発光ダイオード素子である。赤色ＬＥＤ１２２のシリコーン樹脂２２３には、蛍光体が混入されていない。また、赤色ＬＥＤ１２２のパッケージ２２１の凹部は、白色ＬＥＤ１２１と形状が異なり、赤色ＬＥＤ１２２は、白色ＬＥＤ１２１と異なった配光特性を有する。
【００１５】
拡散シート１４１は、表面２３１（出射面）より裏面２３６（入射面）のほうが面の粗さが粗い。拡散シート１４１は、裏面２３６を色温度変換フィルタ１５０の側へ向け、表面２３１を白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２の側へ向けて配置されている。
拡散シート１４２も同様に、表面２３２より裏面２３７のほうが面の粗さが粗い。拡散シート１４２は、裏面２３７を色温度変換フィルタ１５０の側へ向け、表面２３２を照明装置１００の外側へ向けて配置されている。
【００１６】
図３は、この実施の形態における白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２のスペクトル特性の一例を示すグラフ図である。
横軸は、波長を表わし、縦軸は、スペクトル強度を表わす。スペクトル曲線４１１は、白色ＬＥＤ１２１の発光スペクトル特性を表わす。スペクトル曲線４１２は、赤色ＬＥＤ１２２の発光スペクトル特性を表わす。
【００１７】
上述したように、白色ＬＥＤ１２１が発する光は、ＬＥＤ素子２１２が発する４６０ｎｍ付近に強い発光スペクトルピークを有する光と、シリコーン樹脂２１３に混入された蛍光体が発する５６０ｎｍ付近に緩やかな発光スペクトルピークを有する光とが合成された光であり、全体として、４５０〜７８０ｎｍのスペクトル幅を持つ。
これに対して、赤色ＬＥＤ１２２が発する光は、ＬＥＤ素子２２２が発する６３５ｎｍ付近に強い発光スペクトルピークを有する光であり、６１０〜６５０ｎｍのスペクトル幅を持つ。
【００１８】
図４は、この実施の形態における白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２の配光特性の一例を示すグラフ図である。
横軸は、ＬＥＤの正面方向からの角度を表わし、縦軸は、正面方向（０度方向）の光度に対する相対光度を表わす。配光曲線４２１は、白色ＬＥＤ１２１の配光分布特性を表わす。配光曲線４２２は、赤色ＬＥＤ１２２の配光分布特性を表わす。
【００１９】
白色ＬＥＤ１２１の配光特性と赤色ＬＥＤ１２２の配光特性とを比較すると、赤色ＬＥＤ１２２のほうが広角な配光特性を有する。これにより、数の少ない赤色ＬＥＤ１２２が発した光が、拡散シート１４１全体に到達し、数の多い白色ＬＥＤ１２１が発した光とほぼ同じ比率で均等に混合される。
なお、白色ＬＥＤ１２１の数と赤色ＬＥＤ１２２の数とがほぼ等しい構成の場合は、白色ＬＥＤ１２１の配光特性と、赤色ＬＥＤ１２２の配光特性とが同じであってもよい。逆に、白色ＬＥＤ１２１の数が赤色ＬＥＤ１２２の数よりも少ない構成の場合は、赤色ＬＥＤ１２２よりも白色ＬＥＤ１２１のほうが広角な配光特性とする。
【００２０】
図５は、この実施の形態における色温度変換フィルタ１５０の透過スペクトル特性の一例を示すグラフ図である。
横軸は、波長を表わし、縦軸は、透過率を表わす。透過率曲線４３１は、色温度変換フィルタ１５０がその波長の光を透過する割合を表わす。
色温度変換フィルタ１５０は、緑色成分（４８０ｎｍ〜５８０ｎｍ）や赤色成分（５８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）など長い波長の光は、９０％以上透過し、青色成分（３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ）など短い波長の光をカットするフィルタである。例えば、白色ＬＥＤ１２１のＬＥＤ素子２１２が発する波長４６０ｎｍ付近の光は、約５０％透過し、蛍光体が発する波長５６０ｎｍ付近の光や、赤色ＬＥＤ１２２のＬＥＤ素子２２２が発する波長６３５ｎｍ付近の光は、約９０％以上透過する。
【００２１】
図６は、この実施の形態における照明装置１００が出射する光のスペクトル特性の一例を示すグラフ図である。
横軸は、波長を表わし、縦軸は、スペクトル強度を表わす。スペクトル曲線４１３は、照明装置１００が出射する光のスペクトル特性を表わす。
この例において、白色ＬＥＤ１２１と赤色ＬＥＤ１２２との電力投入比は、３：１である。また、白色ＬＥＤ１２１の発光効率は９７ｌｍ／Ｗ（ルーメン毎ワット）、赤色ＬＥＤ１２２の発光効率は、３８ｌｍ／Ｗである。
【００２２】
白色ＬＥＤ１２１が発した光及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光は、直接、あるいは反射板１３０に反射して、拡散シート１４１に入射する。拡散シート１４１は、入射した光を拡散して、白色ＬＥＤ１２１が発した光と赤色ＬＥＤ１２２が発した光とを混合する。拡散シート１４１が拡散した光は、色温度変換フィルタ１５０に入射し、色温度変換フィルタ１５０は、短波長成分をカットする。色温度変換フィルタ１５０を透過した光は、拡散シート１４２に入射し、拡散シート１４２は、入射した光を更に拡散する。照明装置１００は、拡散シート１４２が拡散した光を出射する。
【００２３】
色温度変換フィルタ１５０が短波長成分をカットすることにより、白色ＬＥＤ１２１のＬＥＤ素子２１２が発した波長４６０ｎｍ付近の光が大幅にカットされ、白色ＬＥＤ１２１の蛍光体が発した蛍光の主波長である波長５６０ｎｍ付近の光や、赤色ＬＥＤ１２２のＬＥＤ素子２２２が発した光は、ほぼそのまま出射される。これにより、青色成分のピーク強度は、緑色成分および赤色成分のピーク強度に比べて小さくなる。
【００２４】
図７は、この実施の形態における照明装置１００が出射する光の色度座標の一例を示す色度座標図である。
横軸は、色度ｘを表わし、縦軸は、色度ｙを表わす。黒体軌跡４５１は、黒体放射光の色度座標の軌跡。スペクトル軌跡４５２は、単波長光の色度座標の軌跡を表わす。
【００２５】
色度座標４４１は、白色ＬＥＤ１２１が発する光の色度座標。色度座標４４２は、赤色ＬＥＤ１２２が発する光の色度座標。色度座標４４３は、白色ＬＥＤ１２１が発した光と赤色ＬＥＤ１２２が発した光を混合した光の色度座標。色度座標４４４は、色温度変換フィルタ１５０を透過して、照明装置１００が出射する光の色度座標を表わす。
なお、色度座標Ａは、標準光源Ａの色度座標。色度座標Ｃは、標準光源Ｃの色度座標。色度座標Ｄ６５は、標準光源Ｄ６５の色度座標である。
【００２６】
例えば、白色ＬＥＤ１２１が発する光の色度座標４４１は（ｘ，ｙ）＝（０．３４３９，０．３５５１）、相関色温度Ｔｃｐは約５０５７Ｋ、偏差Ｄｕｖ（＝１０００ｄｕｖ）は約２である。赤色ＬＥＤ１２２が発する光の色度座標４４２は（０．７０１５，０．２９８４）である。
白色ＬＥＤ１２１が発した光と赤色ＬＥＤ１２２が発した光とを混合した光の色度座標４４３は、色度座標４４１と色度座標４４２とを結んだ線分上にあり、例えば、（ｘ，ｙ）＝（０．３９１３，０．３４７６）である。相関色温度Ｔｃｐは約３４４３Ｋ、偏差Ｄｕｖは約−１７である。
色温度変換フィルタ１５０を透過して照明装置１００が出射する光の色度座標４４４は、短波長成分がカットされるので、右上方向へ移動し、例えば（ｘ，ｙ）＝（０．４３０５，０．３９７１）、相関色温度Ｔｃｐは約３０５３Ｋ、偏差Ｄｕｖは約−２である。
【００２７】
また、照明装置１００が出射する光は、発光効率が、例えば約７５ｌｍ／Ｗであり、平均演色評価数Ｒａ（以下、「演色性」と呼ぶ。）が約９０である。これに対し、色温度変換フィルタ１５０を通さず、白色ＬＥＤ１２１が発した光と赤色ＬＥＤ１２２が発した光とを拡散シート１４１，１４２により混合した光をそのまま出射した場合、発光効率は約８２ｌｍ／Ｗであり、演色性は約９０である。
【００２８】
一般に、照明装置が発する光の色調は、色度座標が黒体軌跡上にあり、あるいは、黒体軌跡からの偏差が小さいことが望まれる。
白色ＬＥＤは、一般に、発する光の色度座標の黒体軌跡からの偏差が小さく、例えば±２程度の範囲内にある。
これに、赤色ＬＥＤが発する光を混合すると、相関色温度が下がり、演色性が高くなるが、黒体軌跡からの偏差の絶対値が大きくなる。
そこで、色温度変換フィルタ１５０を用いて、短い波長の光をカットすることにより、黒体軌跡からの偏差の絶対値を小さくすることができる。また、相関色温度は更に低くなる。
また、色温度変換フィルタ１５０がカットする光は、視感度が低い短波長の光なので、見た目の明るさはあまり低下せず、高い発光効率を保つことができ、演色性も高い。
【００２９】
図８は、この実施の形態における拡散シート１４１，１４２の作用を説明するための説明図である。
【００３０】
照明装置１００の消灯時において、照明装置１００が光を出射する出射面（拡散シート１４２）は、外光５１１を反射した光の色に見える。この光は、二枚の拡散シート１４１，１４２及び色温度変換フィルタ１５０の各界面ならびに反射板１３０で反射した光である。
【００３１】
色温度変換フィルタ１５０を透過する透過光５１４は、緑色や赤色など長い波長の成分を多く含む。このため、色温度変換フィルタ１５０を透過した後に反射された外光は、緑色や赤色など長い波長の成分を多く含む黄みがかった光となる。
このため、照明装置１００の出射面で外光５１１を反射した光のうち、色温度変換フィルタ１５０を透過した後に反射された光の割合が多くなるほど、照明装置１００の出射面は、黄みがかって見えることになる。
この実施の形態において、拡散シート１４２は、色温度変換フィルタ１５０より外側に配置されている。このため、照明装置１００の出射面で外光５１１を反射した光には、色温度変換フィルタ１５０に到達する前に拡散シート１４２で界面反射した光５１２も含まれる。光５１２は、外光５１１とほぼ同じ色の光である。更に、拡散シート１４２の表面２３２は、面粗度が滑らかなほうの面なので、界面反射が比較的生じやすい。このため、照明装置１００の出射面は、外光５１１とほぼ同じ色に見える。
【００３２】
照明装置１００の点灯時において、白色ＬＥＤ１２１や赤色ＬＥＤ１２２が発した直接光や反射板１３０が反射した反射光が、入射光５２１として拡散シート１４１に入射する。
拡散シート１４１が入射光５２１を拡散した拡散光５２３のうち、色温度変換フィルタ１５０を透過した透過光５２４は、拡散シート１４２が拡散して拡散光５２５となり、外部に出射される。他方、入射光５２１の一部は、二枚の拡散シート１４１，１４２及び色温度変換フィルタ１５０の各界面で反射する。
この光のほとんどは、反射板１３０が反射して再び拡散シート１４１に入射する入射光５２１となる。このため、白色ＬＥＤ１２１が発した光と、赤色ＬＥＤ１２２が発した光とを更によく混合することができる。
【００３３】
この実施の形態における照明装置１００は、第一の発光ダイオード（ＬＥＤ素子２１２）と、（シリコーン樹脂２１３に混入された）蛍光体と、第二の発光ダイオード（ＬＥＤ素子２２２）と、光学部品（色温度変換フィルタ１５０）とを有する。
上記第一の発光ダイオードは、第一の波長（約４６０ｎｍ）を主波長とする光を発する。
上記蛍光体は、上記第一の発光ダイオードが発した光により、上記第一の波長より長い第二の波長（約５６０ｎｍ）を主波長とする蛍光を発する。
上記第二の発光ダイオードは、上記第二の波長より長い第三の波長（約６３５ｎｍ）を主波長とする光を発する。
上記光学部品は、上記第一の波長の透過率（約５０％）が、上記第二の波長及び第三の波長の透過率（約９０％）よりも低く、上記第一の発光ダイオードと上記蛍光体と上記第二の発光ダイオードとが発した光を透過する。
【００３４】
この実施の形態における照明装置１００によれば、第一の発光ダイオードと蛍光体と第二の発光ダイオードが発した光とを、光学部品が透過し、第一の波長の成分を低く抑えるので、相関色温度Ｔｃが低く、黒体軌跡からの偏差Ｄｕｖが小さく、かつ、発光効率が高く、演色性に優れた光を発することができる。
【００３５】
この実施の形態における照明装置１００は、上記第二の発光ダイオード（ＬＥＤ素子２２２）の数より多い数の上記第一の発光ダイオード（ＬＥＤ素子２１２）を有する。
上記第二の発光ダイオードは、上記第一の発光ダイオードの配光特性よりも広範囲を照らす配光特性を有する。
【００３６】
この実施の形態における照明装置１００によれば、第一の発光ダイオードの配光特性よりも広範囲を照らす配光特性を第二の発光ダイオードが有しているので、第一の発光ダイオードが発した光と第二の発光ダイオードが発した光とをよく混合することができる。
【００３７】
なお、上述したように、照明装置１００が出射する光の色温度によっては、照明装置１００が、上記第一の発光ダイオード（ＬＥＤ素子２１２）の数より多い数の上記第二の発光ダイオード（ＬＥＤ素子２２２）を有する構成としてもよい。
その場合、上記第一の発光ダイオードは、上記第二の発光ダイオードの配光特性よりも広範囲を照らす配光特性を有する構成とすれば、第一の発光ダイオードが発した光と第二の発光ダイオードが発した光とをよく混合することができる。
【００３８】
この実施の形態における照明装置１００は、更に、拡散シート１４２を有する。
上記拡散シート１４２は、上記光学部品（色温度変換フィルタ１５０）が透過した光を入射する入射面（裏面２３７）と、上記入射面よりも面粗度が細かく上記入射面から入射した光（反射光５１５、透過光５２４）を拡散した光（拡散光５１６，５２５）を出射する出射面（表面２３２）とを有する。
【００３９】
この実施の形態における照明装置１００によれば、出射面における界面反射が比較的大きいので、消灯時においても、出射面が色付いて見えることがなく美観に優れる。
【００４０】
以上説明した照明装置１００は、筐体１１０と、筐体１１０内に設置された白色ＬＥＤ１２１と赤色ＬＥＤ１２２と、青色成分の吸収率が緑色成分および赤色成分の吸収率に比較して大きい色温度変換フィルタ１５０とからなる。
ＬＥＤの光を、青色成分の吸収率が緑色成分および赤色成分の吸収率に比較して大きい色温度変換フィルタ１５０を介して出射することにより、白色ＬＥＤ１２１と赤色ＬＥＤ１２２との混色光の色調が容易に調整でき、５０００Ｋ以下の色温度においても発光効率、演色性が高く、かつ、色度座標が基準光（黒体軌跡）の同一色温度の色度座標とほぼ一致した照明装置を得ることができる。
すなわち、本来、照明装置に求められる色調の光である黒体軌跡上の色度座標を有し低色温度の光源を高効率で実現することができる。
【００４１】
以上説明した照明装置１００は、前記白色ＬＥＤ１２１と前記赤色ＬＥＤ１２２とのうち、数の少ない方のＬＥＤの配光分布が数の多い方のＬＥＤの配光分布に比べ広い。
これにより、出射面全面において、ほぼ一定の混色比率となり、色むらの少ない照明装置を容易に得ることができる。
【００４２】
以上説明した照明装置１００は、色温度変換フィルタ１５０の出射面側に、面粗度の細かい側の面が色温度変換フィルタ１５０から遠い側の面となるように拡散シート１４２を配置している。
これにより、消灯時における出射面の色付きを軽減できる。
【００４３】
なお、色温度変換フィルタ１５０の透過スペクトル特性や、白色ＬＥＤ１２１と赤色ＬＥＤ１２２との数や投入電力の比率を変えることにより、３５００Ｋや３０００Ｋなどもっと低い色温度の光を発する照明装置を容易に構成することができる。
【００４４】
また、照明装置１００の出射面にプリズムシートやレンズなどを設ける構成としてもよい。これにより、照明装置１００に任意の配光分布特性を持たせることができる。
あるいは、拡散シート１４１，１４２を設けない構成としてもよい。
【００４５】
更に、照明装置１００は、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２に加えて、青色ＬＥＤや緑色ＬＥＤを有する構成としてもよい。これにより、混色する色が増えるので、色調の調整が容易となる。
【００４６】
また、照明装置１００は、各色のＬＥＤを独立に調光する機能を有する構成としてもよい。これにより、ＬＥＤのバラツキによる混色光の色度ずれを容易に調整することができる。また、調光機能を利用して、使用者が好みの色合いの光を容易に実現できる構成としてもよい。
【００４７】
実施の形態２．
実施の形態２について、図９を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
図９は、この実施の形態における照明装置１００の構造の一例を示す側面視断面図である。
照明装置１００は、色温度変換フィルタ１５０を有していない点が、実施の形態１と異なる。その代わり、例えば反射板１３０の材料に青色吸収体を混入するなどして、反射板１３０が青色など短波長の光を吸収するよう構成する。反射板１３０は、青色など短波長の光の反射率が低く、緑色や赤色など長波長の光の反射率が高い。
【００４９】
白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光の一部は、拡散シート１４１に直接入射し、残りは反射板１３０に反射してから拡散シート１４１に入射する。拡散シート１４１に入射した光の一部は、表面２３１で界面反射し、残りは拡散シート１４１で拡散される。拡散シート１４１で拡散された光は、更に、拡散シート１４２に入射して拡散され、外部に出射される。
拡散シート１４１の表面２３１で界面反射した光のほとんどは、反射板１３０に反射して、再び、拡散シート１４１に入射する。
反射板１３０に反射した光は、青色などの短い波長の成分が反射板１３０に吸収されて、黄みがかった光となる。拡散シート１４１の表面２３１で界面反射して、反射板１３０での反射を繰り返した光は、青色などの短い波長の成分が反射板１３０に更に吸収されて、更に黄みがかった光となる。
白色ＬＥＤ１２１が発した光のうち、拡散シート１４１に直接入射する光の割合、拡散シート１４１の表面２３１における界面反射率などを考慮して、全体として、実施の形態１で説明した色温度変換フィルタ１５０の透過特性と同様のスペクトル特性となるよう、反射板１３０が青色などの短波長の光を反射する反射率を設定する。
【００５０】
なお、白色ＬＥＤ１２１が発した光が拡散シート１４１に直接入射せず、反射板１３０が必ず１回以上反射した光だけが拡散シート１４１に入射する位置に白色ＬＥＤ１２１を配置する構成としてもよい。あるいは、白色ＬＥＤ１２１が発した光が拡散シート１４１に直接入射する場合の入射角が大きい位置に白色ＬＥＤ１２１を配置し、拡散シート１４１に直接入射した光が界面反射する割合を高くする構成としてもよい。
【００５１】
この実施の形態における照明装置１００は、第一の発光ダイオード（ＬＥＤ素子２１２）と、（シリコーン樹脂２１３に混入された）蛍光体と、第二の発光ダイオード（ＬＥＤ素子２２２）と、光学部品（反射板１３０）とを有する。
上記第一の発光ダイオードは、第一の波長（約４６０ｎｍ）を主波長とする光を発する。
上記蛍光体は、上記第一の発光ダイオードが発した光により、上記第一の波長より長い第二の波長（約５６０ｎｍ）を主波長とする蛍光を発する。
上記第二の発光ダイオードは、上記第二の波長より長い第三の波長（約６３５ｎｍ）を主波長とする光を発する。
上記光学部品は、上記第一の波長の反射率が、上記第二の波長及び第三の波長の反射率よりも低く、上記第一の発光ダイオードと上記蛍光体と上記第二の発光ダイオードとが発した光を反射する。
【００５２】
この実施の形態における照明装置１００によれば、第一の発光ダイオードと蛍光体と第二の発光ダイオードが発した光とを、光学部品が反射し、第一の波長の成分を低く抑えるので、相関色温度Ｔｃが低く、黒体軌跡からの偏差Ｄｕｖが小さく、かつ、発光効率が高く、演色性に優れた光を発することができる。
【００５３】
以上説明した照明装置１００は、前記色温度変換フィルタ１５０に代えて、前記ＬＥＤからの光を前記照明装置１００の出射面側に反射する反射板１３０に青色成分の光の吸収率が緑色成分および赤色成分の光の吸収率に比較して大きい反射特性を持たせたものを用いる。
これにより、部品点数を削減でき、組立て性が向上する。
【００５４】
実施の形態３．
実施の形態３について、図１０を用いて説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
図１０は、この実施の形態における照明装置１００の構造の一例を示す底面図及び側面視Ｂ−Ｂ断面図である。
色温度変換フィルタ１５０は、二枚の拡散シート１４１，１４２の間ではなく、拡散シート１４１よりも基板１２０に近い位置に設けられている。
色温度変換フィルタ１５０は、赤色ＬＥＤ１２２の正面に当たる位置に、開口部１５１を有する。これにより、白色ＬＥＤ１２１が発した光は、色温度変換フィルタ１５０を透過してから、拡散シート１４１に入射するのに対し、赤色ＬＥＤが発した光は、そのまま拡散シート１４１に入射する。
【００５６】
このように、すべてのＬＥＤを色温度変換フィルタ１５０で覆うのではなく、主に白色ＬＥＤ１２１のみを覆い、赤色ＬＥＤ１２２を覆わない構成としてもよい。これにより、赤色ＬＥＤ１２２が発した光は、色温度変換フィルタ１５０により界面反射されたり吸収されたりすることなく、拡散シート１４１に到達するので、ロスがなく、発光効率を高めることができる。
【００５７】
実施の形態４．
実施の形態４について、図１１〜図１２を用いて説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５８】
図１１は、この実施の形態における照明装置１００の外観の一例を示す斜視図である。
照明装置１００は、ＬＥＤとＬＥＤを点灯する電源回路とを内蔵し、一般的な電球用のソケットに接続可能な口金部１８０を有するＬＥＤ電球である。照明装置１００は、口金部１８０、枠１６０、カバー１９０を有する。照明装置１００は、全体として、電球型の形状である。
口金部１８０（口金）は、電球用ソケットに嵌合する形状であり、ソケット内の電極に接触して、商用電源などの電源から電力を入力する。
枠１６０（電球外郭部）は、ラッパ状に広がった円筒状であり、径が狭い側が口金部１８０に接続し、径が広い側がカバー１９０に接続している。枠１６０は、基板１２０や電源回路などを内蔵している。枠１６０は、例えばアルミニウムなど熱伝導性の高い素材で形成されていて、照明装置１００内部の熱を外部に逃がす。
カバー１９０は、中空の球に円状の開口を設け、開口周縁を外側に向けて少し伸ばした形状である。カバー１９０は、開口において枠１６０と接続し、基板１２０や電源回路などを密閉して覆う。
【００５９】
図１２は、この実施の形態における照明装置１００の内部構造の一例を示す分解斜視図である。
枠１６０とカバー１９０とに覆われた照明装置１００内部には、電源回路１７０、基板１２０、反射板１３０などがある。
電源回路１７０は、口金部１８０が入力した電力を、ＬＥＤを点灯する電力に変換する。
基板１２０上には、例えば、三つの白色ＬＥＤ１２１と三つの赤色ＬＥＤ１２２とが実装されている。なお、白色ＬＥＤ１２１の数と赤色ＬＥＤ１２２の数との比率は、これに限らず、他の比率であってもよい。白色ＬＥＤ１２１の数と赤色ＬＥＤ１２２との比率は、照明装置１００が発する光の色温度の設定値に基づいて定める。
基板１２０や電源回路１７０は、発生した熱が効率よく枠１６０に伝達して放熱されるよう、ネジなどにより枠１６０に固定されている。
【００６０】
カバー１９０は、光を拡散して透過するとともに、光の波長によって透過率が異なる色温度変換拡散カバーである。カバー１９０は、例えば、アクリルやポリカーボネイト、ガラスなどに顔料などの着色材料を混ぜて形成されている。カバー１９０は、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光を拡散して、照明装置１００が出射する光を均一にする。カバー１９０は、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光の一部を透過し、一部を吸収あるいは反射する。カバー１９０の透過率は、光の波長によって異なり、例えば、図５に示したような特性を有する。
【００６１】
白色ＬＥＤ１２１が発した光及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光は、カバー１９０に入射する。カバー１９０は、入射した光を拡散して、白色ＬＥＤ１２１が発した光と赤色ＬＥＤ１２２が発した光とを混合する。とともに、短波長成分をカットする。照明装置１００は、カバー１９０が拡散透過した光を出射する。
【００６２】
カバー１９０が短波長成分をカットすることにより、白色ＬＥＤ１２１のＬＥＤ素子２１２が発した波長４６０ｎｍ付近の光が大幅にカットされる。これに対し、白色ＬＥＤ１２１の蛍光体が発した蛍光の主波長である波長５６０ｎｍ付近の光や、赤色ＬＥＤ１２２のＬＥＤ素子２２２が発した光は、カットされず、ほぼそのままの強さで出射される。これにより、青色成分のピーク強度は、緑色成分および赤色成分のピーク強度に比べて小さくなる。
【００６３】
この実施の形態における照明装置１００は、口金部１８０と、電源回路１７０とを有する。
口金部１８０は、電球用ソケットに嵌合する形状を有し、電源からの電力を入力する。
電源回路１７０は、上記口金部１８０が入力した電力を、上記第一の発光ダイオード（白色ＬＥＤ１２１）及び上記第二の発光ダイオード（赤色ＬＥＤ１２２）に供給する電力に変換する。
【００６４】
この実施の形態における照明装置１００によれば、既存の電球用ソケットに接続して発光ダイオードを点灯することができるので、配線工事などの必要がなく、省エネ効果の高い発光ダイオードを使用した照明を導入することができる。また、形状が電球と同じであるだけでなく、出射光の色温度を、白熱電球と同じ程度にすることができるので、白熱電球の代替として使用することができる。
【００６５】
以上説明した照明装置１００（ＬＥＤ電球）は、ＬＥＤの光を、青色成分の吸収率が緑色成分および赤色成分の吸収率に比較して大きいカバー１９０を介して出射することにより、白色ＬＥＤ１２１と赤色ＬＥＤ１２２との混色光の色調が容易に調整でき、５０００Ｋ以下の色温度においても発光効率、演色性が高く、かつ、色度座標が基準光（黒体軌跡）の同一色温度の色度座標とほぼ一致した照明装置を得ることができる。
すなわち、本来、照明装置に求められる色調の光である黒体軌跡上の色度座標を有し低色温度の光源を高効率で実現することができる。
【００６６】
なお、カバー１９０の透過スペクトル特性や、白色ＬＥＤ１２１と赤色ＬＥＤ１２２との数や投入電力の比率を変えることにより、３５００Ｋや３０００Ｋなどもっと低い色温度の光を発する照明装置を容易に構成することができる。
【００６７】
実施の形態５．
実施の形態５について、図１３〜図１４を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態３と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
図１３は、この実施の形態における照明装置１００の内部構造の一例を示す分解斜視図である。
照明装置１００は、実施の形態３で説明した構成に加えて、更に、色温度変換カバー１９５を有する。
色温度変換カバー１９５は、光の波長により異なる透過率で、光を透過して拡散する色温度変換拡散カバーである。色温度変換カバー１９５は、ほぼ円板状であり、反射板１３０とカバー１９０との間に位置する。色温度変換カバー１９５は、白色ＬＥＤ１２１及び赤色ＬＥＤ１２２が発した光の一部を透過し、一部を吸収あるいは反射する。色温度変換カバー１９５の透過率は、光の波長によって異なり、例えば、図５に示したような特性を有する。
これに対し、カバー１９０は、光の波長にかかわらず一定の透過率で、光を透過して拡散する透過性拡散カバーである。カバー１９０は、外側の面の面粗度が滑らかであり、界面反射が比較的生じやすい。
【００６９】
このように、色温度変換カバー１９５をカバー１９０の内側に配置し、カバー１９０を透光性拡散カバーとすることにより、消灯時において、カバー１９０が黄みがかって見えるのを防ぎ、外光とほぼ同じ色に見えるようにすることができる。
また、色温度変換カバー１９５が光を拡散し、さらにカバー１９０で光を拡散するので、白色ＬＥＤ１２１が発した光と赤色ＬＥＤ１２２が発した光とを、更によく混合することができる。
【００７０】
図１４は、この実施の形態における照明装置１００の内部構造の別の例を示す分解斜視図である。
【００７１】
色温度変換カバー１９５は、中空半球状である。色温度変換カバー１９５は、白色ＬＥＤ１２１のみを覆い、赤色ＬＥＤ１２２は覆わない。したがって、色温度変換カバー１９５は、白色ＬＥＤ１２１が発した光の一部を透過し、一部を吸収あるいは反射するが、赤色ＬＥＤ１２２が発した光は、色温度変換カバー１９５の影響を受けず、そのままカバー１９０に入射する。
【００７２】
このように、すべてのＬＥＤを色温度変換カバー１９５で覆うのではなく、白色ＬＥＤ１２１のみを覆い、赤色ＬＥＤ１２２は覆わない構成としてもよい。これにより、赤色ＬＥＤ１２２が発した光は、色温度変換カバー１９５により界面反射されたり吸収されたりすることなくカバー１９０に到達するので、ロスがなく、発光効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００  照明装置、１１０  筐体、１２０  基板、１２１  白色ＬＥＤ、１２２  赤色ＬＥＤ、１３０  反射板、１４１，１４２  拡散シート、１５０  色温度変換フィルタ、１５１  開口部、１６０  枠、１７０  電源回路、１８０  口金部、１９０  カバー、１９５  色温度変換カバー、２１１，２２１  パッケージ、２１２，２２２  ＬＥＤ素子、２１３，２２３  シリコーン樹脂、２３１，２３２  表面、２３６，２３７  裏面、４１１〜４１３  スペクトル曲線、４２１〜４２２  配光曲線、４３１  透過率曲線、４４１〜４４４  色度座標、４５１  黒体軌跡、４５２  スペクトル軌跡、５１１  外光、５１２，５２２  界面反射光、５１３，５１６，５２３，５２５，５２７  拡散光、５１４，５２４  透過光、５１５，５２６  反射光、５２１  入射光。
【図１】
2010186725.tif 000003
【図２】
2010186725.tif 000004
【図３】
2010186725.tif 000005
【図４】
2010186725.tif 000006
【図５】
2010186725.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2010186725.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010186725.tif 000014
【図１３】
2010186725.tif 000015
【図１４】
2010186725.tif 000016