(57)【要約】【課題】輝度ムラが少なく、寿命の劣化を抑制し、そして間接光を照射するＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】紫外線を発光するＬＥＤ素子１０と基板１１とから構成された紫外ＬＥＤモジュール２０と、紫外ＬＥＤモジュール２０の紫外線出射面２２と対向して配置された反射面３１を有し、反射面３１に蛍光体が形成された反射鏡３０とを備えたＬＥＤ照明装置１００である。反射鏡３０の開口部３２の一部には、紫外ＬＥＤモジュール２０が配置されており、さらに、反射鏡３０の開口部３２の他の部分のうちの少なくとも一部には、可視光を透過し且つ紫外光を減衰させるＵＶカットフィルタ３４が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を発光するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が配置された基板とから構成された紫外ＬＥＤモジュールと、
前記紫外ＬＥＤモジュールの紫外線出射面と対向して配置された反射面を有し、当該反射面に蛍光体が形成された反射鏡と
を備え、
前記反射鏡の開口部の一部には、前記紫外ＬＥＤモジュールが配置されており、さらに、
前記反射鏡の開口部の他の部分のうちの少なくとも一部には、可視光を透過し且つ紫外光を減衰させるＵＶカットフィルタが設けられている、ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記反射鏡の開口部は、前記紫外ＬＥＤモジュールと前記ＵＶカットフィルタとによって塞がれている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記蛍光体は、前記ＬＥＤ素子からの前記紫外光によって白色光を発する蛍光物質から構成されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記反射鏡の前記反射面には光触媒が形成されている、請求項１から３の何れか一つに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記光触媒は酸化チタンを含む、請求項４に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記紫外ＬＥＤモジュールの裏面には、前記ＬＥＤ素子の放熱を行う放熱部材が設けられている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記放熱部材はヒートシンクである、請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記ヒートシンクにはファンが取り付けられている、請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記紫外ＬＥＤモジュールを構成する前記ＬＥＤ素子は、
紫外線を出射するＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを収容し、前記紫外線を反射する反射面が形成された金属ベース部を持ったパッケージと、
前記金属ベース部の少なくとも一部および前記ＬＥＤチップを覆う紫外線透過部材と
から構成されており、
前記ＬＥＤチップは、前記紫外ＬＥＤモジュール内に複数個設けられている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記ＬＥＤ素子は、紫外線を出射するＬＥＤチップからなり、
前記ＬＥＤチップは、前記基板に二次元的に実装されており、
前記基板の上には、各ＬＥＤチップを収納する開口部が設けられ、当該開口部の壁面が反射面となる反射板が載置されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
前記基板は、放熱基板であり、
前記ＬＥＤチップは、前記基板にフリップチップ実装されている、請求項１０に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
前記反射鏡は、略半球状の形状を有しており、
前記反射鏡の外縁部と、前記紫外ＬＥＤモジュールと、前記ＵＶカットフィルタとは、実質的に同一面に位置するように配置されている、請求項１から１１の何れか一つに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
前記紫外ＬＥＤモジュールは、前記反射鏡の前記開口部の中央に位置している、請求項１２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
前記ＵＶカットフィルタは、前記反射鏡の前記開口部の中央に位置しており、
前記紫外ＬＥＤモジュールは、前記反射鏡に接触して配置されている、請求項１２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
請求項１から１４の何れか一つに記載のＬＥＤ照明装置と、
前記ＬＥＤ照明装置に取り付けられたコードと
を備えた、ペンダント照明器具。
【請求項１６】
請求項１から１４の何れか一つに記載のＬＥＤ照明装置と、
前記ＬＥＤ照明装置を支持する支持棒と
を備えた、街路灯。
【請求項１７】
前記支持棒は、ヒートシンクとして機能する請求項１６に記載の街路灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明装置に関する。特に、紫外線を発光するＬＥＤ素子を利用した一般照明用の白色ＬＥＤ照明装置に関する。本発明はまた、そのようなＬＥＤ照明装置を備えたペンダント照明器具および街路灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード素子（以下、「ＬＥＤ素子」と称する。）は、小型で効率が良く鮮やかな色の発光を示す半導体素子であり、優れた単色性ピークを有している。ＬＥＤ素子を用いて白色発光をさせる場合、例えば赤色ＬＥＤ素子と緑色ＬＥＤ素子と青色ＬＥＤ素子とを近接して配置させて拡散混色を行わせる必要があるが、各ＬＥＤ素子が優れた単色性ピークを有するがゆえに、色ムラが生じやすい。すなわち、各ＬＥＤ素子からの発光が不均一で混色がうまくいかないと、色ムラが生じた白色発光となってしまう。また、３色の発光強度バランスをとる必要があり、制御回路が複雑になるといった課題がある。このような複雑な装置を使用せずに簡易に白色を得るために、青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを組み合わせて白色発光を得る技術が開発されており（例えば、特許文献１、特許文献２）、白色ＬＥＤ素子としては、最も一般的なタイプとなっている。
【０００３】
また、従来の蛍光灯システムでは、水銀から放射させる紫外線を蛍光体によって可視光（特に、白色光）に変換していることから、それと同様なモデルで、紫外線を発光するＬＥＤ素子と蛍光体とを組み合わせた照明装置も提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００４】
図１は、特許文献３に開示されている照明装置１０００を示しており、図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、照明装置１０００の全体斜視図、横断面図および概略平面図である。
【０００５】
図１に示した照明装置１０００は、外囲器１１２０Ａおよび１１２０Ｂの内部に配線基板１１１０が収容された構成を有している。外囲器１１２０Ａおよび１１２０Ｂは樹脂から形成することができ、外囲器１１２０Ａは透光性を有するカバーであり、外囲器１１２０Ｂは天井などに取り付けるためのベースとしての役割を持っている。配線基板１１１０の主面上には、白色の発光を放出する半導体発光装置１１３０が配置されており、半導体発光装置１１３０は、図２に示すように、ＬＥＤ素子１１３２と蛍光体１１３６とを備えている。ＬＥＤ素子１１３２は実装部材１１３４の上にマウントされており、そして、樹脂１１３８によって封止されている。
【特許文献１】特開平１０−２４２５１３号公報
【特許文献２】特許第２９９８６９６号明細書
【特許文献３】特開平１１−８７７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１に示した照明装置１０００には、次のような問題がある。
【０００７】
まず、半導体発光装置１１３０が位置する点だけ輝度が高くなり、輝度ムラ（いわゆる目玉）が発生し、一般照明装置としては不快なものとなる可能性が高くなってしまう。また、外囲器１１２０Ａを拡散板にしたときでも、外囲器１１２０Ａと半導体発光装置１１３０の距離が近ければ、外囲器１１２０Ａに輝度ムラ（目玉）が生じてしまう。
【０００８】
そして、照明装置１０００では、図２に示すように、青色ＬＥＤ素子を用いたときと同様に（特許文献１、２参照）、紫外線発光ＬＥＤ素子１１３６及び蛍光体１１３６を樹脂１１３８で封止しているが、青色と比べて紫外線は、樹脂１１３８を劣化させやすく、樹脂の透過率を低下させるため、このままでは、寿命の短い照明装置１０００となってしまう。すなわち、ＬＥＤを用いた照明装置の場合、長寿命がその長所の一つとして強調することが多いが、照明装置１０００では、実際には、それほど寿命が長くないＬＥＤ照明装置ができてしまう。
【０００９】
加えて、今日の照明設計では、輝度を高くして明るくすればよいというものだけでなく、間接光を多用した所謂やわらかい光または環境光（ambient light）が好んで受け入れられることが増えてきており、そのような間接光に焦点をあてた照明装置も望まれている。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、輝度ムラが少なく、寿命の劣化を抑制し、そして間接光を照射するＬＥＤ照明装置を提供することにある。本発明の他の目的は、そのようなＬＥＤ照明装置を備えたペンダント照明器具および街路灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＬＥＤ照明装置は、 紫外線を発光するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が配置された基板とから構成された紫外ＬＥＤモジュールと、前記紫外ＬＥＤモジュールの紫外線出射面と対向して配置された反射面を有し、当該反射面に蛍光体が形成された反射鏡とを備え、前記反射鏡の開口部の一部には、前記紫外ＬＥＤモジュールが配置されており、さらに、前記反射鏡の開口部の他の部分のうちの少なくとも一部には、可視光を透過し且つ紫外光を減衰させるＵＶカットフィルタが設けられている。
【００１２】
ある好適な実施形態において、前記反射鏡の開口部は、前記紫外ＬＥＤモジュールと前記ＵＶカットフィルタとによって塞がれている。
【００１３】
前記蛍光体は、前記ＬＥＤ素子からの前記紫外光によって白色光を発する蛍光物質から構成されていることが好ましい。
【００１４】
前記反射鏡の前記反射面には、光触媒が形成されていてもよい。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記光触媒は酸化チタンを含む。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記紫外ＬＥＤモジュールの裏面には、前記ＬＥＤ素子の放熱を行う放熱部材が設けられている。
【００１７】
前記放熱部材は、ヒートシンクであることが好ましい。
【００１８】
前記ヒートシンクには、ファンが取り付けられていてもよい。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記紫外ＬＥＤモジュールを構成する前記ＬＥＤ素子は、紫外線を出射するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを収容し、前記紫外線を反射する反射面が形成された金属ベース部を持ったパッケージと、前記金属ベース部の少なくとも一部および前記ＬＥＤチップを覆う紫外線透過部材とから構成されており、前記ＬＥＤチップは、前記紫外ＬＥＤモジュール内に複数個設けられている。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記ＬＥＤ素子は、紫外線を出射するＬＥＤチップからなり、前記ＬＥＤチップは、前記基板に二次元的に実装されており、前記基板の上には、各ＬＥＤチップを収納する開口部が設けられ、当該開口部の壁面が反射面となる反射板が載置されている。
【００２１】
前記基板は、放熱基板であり、前記ＬＥＤチップは、前記基板にフリップチップ実装されていることが好ましい。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記反射鏡は、略半球状の形状を有しており、前記反射鏡の外縁部と、前記紫外ＬＥＤモジュールと、前記ＵＶカットフィルタとは、実質的に同一面に位置するように配置されている。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記紫外ＬＥＤモジュールは、前記反射鏡の前記開口部の中央に位置している。
【００２４】
ある好適な実施形態において、前記ＵＶカットフィルタは、前記反射鏡の前記開口部の中央に位置しており、 前記紫外ＬＥＤモジュールは、前記反射鏡に接触して配置されている。
【００２５】
本発明のペンダント照明装置は、上記ＬＥＤ照明装置と、前記ＬＥＤ照明装置に取り付けられたコードとを備えている。
【００２６】
本発明の街路灯は、上記ＬＥＤ照明装置と、前記ＬＥＤ照明装置を支持する支持棒とを備えている。
【００２７】
前記支持棒は、ヒートシンクとして機能することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のＬＥＤ照明装置によれば、紫外ＬＥＤモジュールの紫外線出射面と対向して配置された反射面に蛍光体が形成された反射鏡を備えているので、輝度ムラが少なく、寿命の劣化を抑制し、そして間接光を照射することができる。また、反射鏡の開口部のうちの、紫外ＬＥＤモジュールが配置されていない部分には、ＵＶカットフィルタが設けられているので、可視光に変換されなかった紫外線をカットすることができ、その結果、一般照明用として適切な照明装置にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３０】
（実施形態１）
図３および図４を参照しながら、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００について説明する。図３は、本実施形態のＬＥＤ照明装置１００の構成を模式的に示している。なお、図４はその斜視図である。
【００３１】
本実施形態のＬＥＤ照明装置１００は、 紫外ＬＥＤモジュール２０と反射鏡３０とから構成されている。紫外ＬＥＤモジュール２０は、紫外線を発光するＬＥＤ素子１０と、ＬＥＤ素子１０が配置された基板１１とから構成されている。反射鏡３０は、紫外ＬＥＤモジュール２０の紫外線出射面２２と対向して配置された反射面３１を有し、反射面３１に蛍光体（不図示）が形成されている。本実施形態における紫外線ＬＥＤの発光波長は、２００〜４２０ｎｍであり、典型的には、約３６０ｎｍである。
【００３２】
反射鏡３０の開口部３２の一部には、紫外ＬＥＤモジュール２０が配置されており、さらに、反射鏡３０の開口部３２の他の部分のうちの少なくとも一部には、ＵＶカットフィルタ３４が設けられている。ＵＶカットフィルタ３４は、可視光を透過し且つ紫外光を減衰させる機能を有しており、例えば、ソーダガラス、エポキシ樹脂などのＵＶ領域が非透過である樹脂などから構成されている。また、透光性樹脂に紫外線吸収剤を分散された材料からＵＶカットフィルタ３４を形成することも可能である。なお、本実施形態において、ＵＶ（紫外線）とは、波長２００ｎｍ〜４２０ｎｍの光線のことをいう。ただし、ＵＶカットフィルタの透過、非透過とは、使用されるＬＥＤの発光波長領域においての透過、非透過のことを意味する。
【００３３】
本実施形態の構成では、反射鏡３０の開口部３２は、紫外ＬＥＤモジュール２０とＵＶカットフィルタ３４とによって塞がれている。図示した例では、紫外ＬＥＤモジュール２０は、反射鏡３０の開口部３２の中央に配置されており、その周囲にＵＶカットフィルタ３４が配置されている。また、反射鏡３０の外縁部３６と、紫外ＬＥＤモジュール２０と、ＵＶカットフィルタ３４とは、実質的に同一面に位置するように配置されており、ＬＥＤ照明装置１００の出射面側の部分は、フラットな構成となっている。
【００３４】
反射鏡３０は、略半球状の形状を有しており、例えば、放物面や楕円面のような反射面３１を持っている。反射鏡３０を構成する材料は、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの熱伝導性の高い金属、または、アルミナなどの熱伝導性の高いセラミック材料である。反射面３１は、蛍光体が塗布されて表面は、拡散面となっており、例えると、反射鏡３０の内面は、積分球の拡散面のようになっている。
【００３５】
本実施形態のＬＥＤ照明装置１００を一般照明用の白色ＬＥＤ照明装置として使用する場合、蛍光体は、ＬＥＤ素子１０からの紫外光によって白色光を発する蛍光物質から構成されることになる。例えば、紫外線を吸収して、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を発色する蛍光体を所定の割合で混合しておけばよい。
【００３６】
紫外線を吸収して効率良く２次光を放出する蛍光体（蛍光物質）としては、例えば、赤色は、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳｉＮ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ、Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、緑色は、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、３（Ｂａ、Ｍｇ、Ｅｕ、Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ２Ｏ３、青色は、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｅｕ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２を挙げることができる。なお、これらの蛍光体を適当な割合で混合すれば、白色のみならずほとんど全ての色調を表現することができる。
【００３７】
蛍光体の厚さは、例えば、１０μｍ〜１ｍｍ程度であり、好ましくは２０〜２００μｍである。また、蛍光体とともに、酸化チタンなどの光触媒材料を反射面３１に形成することも可能である。酸化チタン（ＴｉＯ２）は、白色の粉体であるので、乱反射剤（拡散剤）として機能させることができ、したがって、反射面３１の乱反射（拡散）の度合いをあげて、蛍光体から発せられる各色の混色を良好にすることができる。また、乱反射剤（拡散剤）としては、例えば、ジルコニア、アルミナのような粉末および微粒子などを用いることも可能である。
【００３８】
また、紫外ＬＥＤモジュール２０の裏面２４には、ＬＥＤ素子１０の放熱を行うヒートシンク４０が設けられている。さらに、この例では、ヒートシンク４０にファン４２も取り付けられている。ヒートシンク４０やファン４２を設けることにより、ＬＥＤ素子１０の発熱による寿命の低下を防止することができ、それにより、ＬＥＤ照明装置１００の寿命の低下を抑制することができる。
【００３９】
図３および図４に示した例では、ＬＥＤ照明装置１００の反射鏡３０に、コード５０が取り付けられて、ペンダント照明器具の形態となっている。コード５０の取り付け具５２を天井につければ、天井から吊すことができる。コード５０は、例えば、電源コードである。なお、コード５０に、光量を切り替えるための配線を通しておいてもよいし、その他の線路を形成してもよい。さらに、コード５０は、反射鏡３０に限らず、他の部分に取り付けることも可能である。また、コード（電源コード）５０は、銅を主材料とした細線を寄り合わせたものであり、表面に絶縁材料をコーティングしたものである。本実施の形態では、銅部分の断面積が２本合計（２本以上あってもよい）で１ｍｍ２以上の構成にすることによって、反射鏡の熱がコードに効率的に伝わり、配線を通しても放熱できる効果を得ることができる。なお、このとき、絶縁材料は、被膜が薄いほうが効果的であり、実質１ｍｍ以下のものが好ましい。
【００４０】
本実施形態のＬＥＤ照明装置１００では、紫外ＬＥＤモジュール２０の紫外線出射面２２と対向して配置された反射面３１に蛍光体が形成された反射鏡を備えているので、ＬＥＤ素子１０からの光７０の放射方向と、ＬＥＤ照明装置１００から出る光８０の照射方向とを異なるものにすることができ、輝度ムラを抑制することができる。
【００４１】
すなわち、図１に示した照明装置１０００では、半導体発光装置１１３０の光放射方向と、照明装置１０００の光照射方向が同じであったので、輝度ムラ（いわゆる目玉）が生じやすかったのであるが、本実施形態の構成では、光８０を反射鏡３０で反射して反射光７５にしてから、照射光８０にしているので、ＬＥＤ素子１０が存在する輝度の高い箇所が直接見えず、それゆえ、輝度ムラを抑制することができる。また、反射鏡３０を介した間接光８０が照射されるので、所謂やわらかい光を発する照明装置を提供することができる。さらに、反射鏡３０の反射面３１に蛍光体を形成しているので、反射面３１を拡散面にすることができ、それによって、輝度ムラの抑制をさらに効果的にすることができる。また、反射面３１に乱反射剤も形成すれば、さらにその効果を上げることができる。
【００４２】
加えて、蛍光体は反射鏡３０の反射面３１上に形成されており、図２に示すように樹脂１１３８によって蛍光体１１３６が封止された構成とは異なるので、紫外線照射による樹脂の劣化およびそれに伴うＬＥＤ照明装置の短寿命化を抑制することができる。さらに説明すると、発光中心波長が４７０ｎｍ付近の青色ＬＥＤであれば、長時間点灯したときの樹脂の透過率の低下は問題のないレベルであるが、発光波長が４２０ｎｍ以下の紫外領域のＬＥＤの場合には、使用時間が長くなると、樹脂が変色し、光出力が低下してしまう。本実施形態の構成によれば、そのような問題を回避することができる。
【００４３】
そして、本実施形態の構成では、反射鏡３０の開口部３２のうちの、紫外ＬＥＤモジュール２０が配置されていない部分に、ＵＶカットフィルタ３４が設けられているので、可視光に変換されなかった紫外線をカットすることができ、その結果、一般照明用として適切な照明装置１００にすることができる。
【００４４】
なお、図５に示すように、反射鏡３０の一部（または、ＵＶカットフィルタ３４の一部）に通風孔９０を形成して、ファン４２からの空気の流れ９２を、反射鏡３０内部に取り込むようにしてもよい。図５に示した例では、ファン４２からの空気９２の取り入れ口として、紫外ＬＥＤモジュール２０に貫通孔（不図示）を形成している。反射鏡の内側３０には、光触媒として酸化チタンを含んだ蛍光体層があり、ＬＥＤを冷却した空気が反射鏡３０内で攪拌される。この攪拌された空気は、熱伝導率の高いアルミニウムなどの反射鏡を通じて冷却される。また、反射鏡３０の面積は、ＬＥＤが実装された基板の面積に比べてはるかに大きいため、放熱効果を十分に得ることができる。また、反射鏡表面に形成された光触媒とＵＶ光によって、空気中の細菌や有機物が分解され、除菌、消臭効果をも得ることができる。加えて、上記構成は、ＵＶ光が照射面から出射しない構造となっているので、安全性が高く、ＵＶ出力を大きくすることができるため、分解能力も高くできる効果をも得ることができる。
【００４５】
次に、図６から図９を参照しながら、紫外ＬＥＤモジュール２０の構成について説明する。図６（ａ）は、本実施形態の紫外ＬＥＤモジュール２０を構成するＬＥＤ素子１０を模式的に示す断面図であり、図６（ｂ）はその斜視図である。
【００４６】
本実施形態におけるＬＥＤ素子１０は、紫外線を出射するＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２を収容する金属パッケージ（金属ベース部を有するパッケージ）１４とから構成されている。金属パッケージ１４の端子１８を基板１１（図３参照）に実装すると、ＬＥＤチップ１２の電気的導通が確保できるようにされている。金属パッケージ１４には、ＬＥＤチップ１２からの紫外線を反射する反射面１５が形成されており、また、金属パッケージ１４の上には、ＬＥＤチップ１２を覆う紫外線透過ガラス（紫外線透過部材）１６が形成されている。この例では、紫外線透過ガラス１６は、砲弾状に形成されており、ＬＥＤの発光する波長において、透光性の高い材料が用いられ、例えば、石英からなる。
【００４７】
ＬＥＤチップ１２は、ＩｎＧａＮからなる発光層を有する半導体素子である。このＬＥＤチップ１２は、Ｉｎ組成により発光波長が変化するとともに、発光効率も変化することが知られている。図７に、波長と外部量子効率（External Quantum Efficiency）との関係を示す。ＩｎＧａＮ発光層を有するＬＥＤチップ１２では、Ｉｎ組成比が大きくなるほど波長は長くなる。なお、外部量子効率とは、入力したエネルギーに対してＬＥＤ外部に取り出せる光子エネルギーの変換比率のことである。
【００４８】
図７に示されるように、おおよそ４００ｎｍあたり（正確には、４０５ｎｍ）にピークがある。これにより、ＩｎＧａＮ系のＬＥＤを選択する場合には、このあたりの波長のものを使用することで、照明装置としてのトータルの発光効率の向上を図ることができる。また、本実施形態の構成では、ＬＥＤチップ１２を複数用いることにより、紫外ＬＥＤモジュール２０から出射される紫外線の量が多くなるようにしている。
【００４９】
紫外ＬＥＤモジュール２０は、図８に示すように構成することもできる。なお、図８（ａ）は、紫外ＬＥＤモジュール２０の構成を模式的に示す上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中の線VIIIB-VIIIBの断面図であり、そして、図８（ｃ）はその斜視図である。
【００５０】
図８に示した紫外ＬＥＤモジュール２０では、ＬＥＤチップ１２が基板１１に二次元的に（行列状に）実装されている。本実施形態では、ＬＥＤチップ１２は、基板１１にフリップチップ実装されている。
【００５１】
基板１１は、放熱基板であり、本実施形態では、放熱基板として、熱伝導率１．０Ｗ／Ｋｍ以上のものを使用し、そのような放熱基板には、例えば、アルミニウムなどの高熱伝導材料をベースとして絶縁部材を表面に形成した金属基板や、セラミックを主材料とするセラミック基板、コンポジット基板などがある。基板１１の上には、反射板１７が載置されており、反射板１７には、各ＬＥＤチップ１２を収納する開口部１９が設けられている。そして、開口部１９の壁面が反射面１５となっている。反射板１７は、熱伝導率の高いもの、かつ表面反射率が高いものが好ましく、例えばアルミニウム、銀メッキした銅などから構成されている。
【００５２】
図８に示した構成の場合、高放熱な構成であるので、高密度（例えば、ＬＥＤの配置ピッチは１〜10ｍｍ程度、本実施形態の場合は２ｍｍピッチ）かつ大出力（光出力１Ｗ以上）のＵＶ光源を得ることができる。したがって、比較的小さな面積から大光量のＵＶを発光することができる構成となり、その結果、小型で、光ロスの少ない間接照明を実現することができる。
【００５３】
図８に示した紫外ＬＥＤモジュール２０を、ヒートシンク４０およびファン４２と組み合わせた例を図９に示す。ヒートシンク４０は、例えば、フィン４２のついた銅製のものである。ファン４２は、例えばＤＣ軸流ファンであり、ＬＥＤとともにＤＣ（直流）で動作するため、回路構成が簡単となる効果を得られる。また、ＬＥＤ光源の電源電圧とファンの動作電圧を統一することによって、より簡易な構成の照明装置を得ることができる。
【００５４】
例えば、本実施形態の照明光源は、動作電圧がおよそ３．６Ｖの紫外ＬＥＤが３個と３０Ωの抵抗が直列で接続された構成のものが、５並列で合計１５個の紫外ＬＥＤによって構成されている。また、照明装置の定格は１２Ｖ、２００ｍＡであり、各ＬＥＤに４０ｍＡ流れるように設計されている。ここで、１２Ｖは、一般的なＤＣ電圧として使用され、比較的電圧が低いので感電などの恐れも少なく、安全性の点からも有利である。また、一般的な鉛バッテリーなども１２Ｖのものが多く市場に出回っており、比較的汎用性の高い照明光源として使用できる。また、ファンの動作電圧も１２Ｖとなっているので、照明光源とファンの電圧が一致しており、昇圧、減圧回路も必要なく非常にシンプルな回路構成であることも特徴としてある。
【００５５】
なお、本実施形態では、紫外ＬＥＤモジュール２０に複数のＬＥＤチップ１２を設けた例を示したが、光出力の大きい一つのＬＥＤチップ１２も可能である。ここでいう光出力の大きいチップとは、ＬＥＤチップの発光面の大きさが０．５ｍｍ角以上であるものを指している。なお、本実施形態で使用したチップの大きさは０．３ｍｍ角である。
【００５６】
ただし、光出力の大きなチップは、ＬＥＤパッケージの単位面積あたりのＵＶ出力が高くなるために、パッケージ部分の樹脂もしくはガラスの劣化も大きくなる可能性がある。したがって、小出力のＬＥＤを多数個並べて、パッケージ単位面積あたりのＵＶ出力を一定以下にすることも有効である。また、一般的に、１個のＬＥＤチップの大きさが大きくなると、単位発光面積あたりの単価は高くなるので、コストの点からも多数個使用することが好ましい。
【００５７】
（実施形態２）
次に、図１０から図１３を参照しながら、本発明の実施形態のＬＥＤ照明装置に係る改変例について説明する。なお、説明の簡潔のために、上記実施形態１と同様の点については省略または簡略する。
【００５８】
本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００は、図１０に示すように、ＵＶカットフィルタ３４を反射鏡３０の開口部３２の中央に置いて、紫外ＬＥＤモジュール２０を反射鏡３０に接触して配置することもできる。図１０に示した例では、紫外ＬＥＤモジュール２０はドーナッツ状となり、その中央にＵＶカットフィルタ３４が位置する。
【００５９】
このように紫外ＬＥＤモジュール２０を反射鏡３０に接触させることにより、ＬＥＤ素子１０の発熱を反射鏡３０に伝達できるので、図３に示したヒートシンク４０等を省略することができるという利点がある。放熱性を良くするために、反射鏡３０は、例えば、アルミニウムなどの高熱伝導性金属もしくは、アルミナなどのセラミック材料から構成することが好ましい。
【００６０】
また、図１１に示した構成のように、紫外ＬＥＤモジュール２０を中央に位置付けた場合でも、反射鏡３０の形状を変えることにより、紫外ＬＥＤモジュール２０を反射鏡３０に接触させることが可能である。この例では、反射鏡３０は、２つの部分（３０Ａ、３０Ｂ）に分割され、そして、線８５を中心に回転させた形状を有している。
【００６１】
さらに、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００は、図３に示したようなペンダントの形態だけでなく、図１２に示すような街路灯の形態にすることもできる。図１２に示した構成では、紫外ＬＥＤモジュール２０を支持棒（ポール）６０に接触させて、支持棒６０に熱を伝達させるようにしている。このように支持棒６０をヒートシンクとして活用することにより、図３に示したヒートシンク４０の部材を省略することが可能となる。支持棒６０をヒートシンクとして機能させる場合には、伝熱性に優れた材料（例えば、アルミニウムなどの高熱伝導率の金属材料やアルミナなどのセラミック材料）から構成しておくのが好ましい。
【００６２】
街路灯タイプのＬＥＤ照明装置１００は、図１３に示すように、反射鏡３０の形状を変えて、支持棒６０上に配置された紫外ＬＥＤモジュール２０を反射鏡３０の端に取り付けることも可能である。なお、街路樹タイプのＬＥＤ照明装置１００は、室外だけでなく、室内でも使用することが可能である。
【００６３】
なお、上述の実施形態では、主にダウンライト用の照明装置を示したが、アップライト用の照明装置として使用することも可能である。例えば、図１２に示した構成で、反射鏡３０の底辺を支持棒６０の上部に取り付ければ、アップライト用にすることができる。また、例えば図１０に示したようなＬＥＤ照明装置１００に、所定の台を取り付けて、スタンドの構成にすることも可能である。
【００６４】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態１および２における構成および改変例は相互に適宜組み合わせることが可能である。また、上述の実施形態において光触媒の例として、酸化チタン（または、酸化チタンを主成分としたもの）の場合について説明したが、他の光触媒でも同様の効果を得ることが出来る。ここで、光触媒とは、光触媒に光（ＵＶに限らない）が照射されたときに、触媒付近にある物質を除菌、消臭できる能力のあるものを指す。さらに、上述の実施形態においてＤＣ電圧の例として１２Ｖの例を紹介したが、他に一般的なＤＣ電圧の例として、２４Ｖもあることを付言しておく。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明によれば、輝度ムラが少なく、寿命の劣化を抑制し、そして間接光を照射するＬＥＤ照明装置を提供することができるので、特に、紫外線を発光するＬＥＤ素子を利用した一般照明用の白色ＬＥＤ照明装置の普及に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）は従来の照明装置１０００の全体斜視図、（ｂ）はその横断面図、（ｃ）はその概略平面図
【図２】従来の半導体発光装置１１３０の断面図
【図３】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の断面図
【図４】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の斜視図
【図５】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の断面図
【図６】（ａ）はＬＥＤ素子１０の断面図、（ｂ）はその斜視図
【図７】ＩｎＧａＮ系ＬＥＤの波長と外部量子効率との関係を示すグラフ
【図８】（ａ）は、紫外ＬＥＤモジュール２０の構成を模式的に示す上面図、（ｂ）は、（ａ）中の線VIIIB-VIIIBの断面図、（ｃ）はその斜視図
【図９】紫外ＬＥＤモジュール２０と、ヒートシンク４０およびファン４２と組み合わせた構成を示す断面図
【図１０】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の断面図
【図１１】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の断面図
【図１２】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の断面図
【図１３】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の断面図
【符号の説明】
【００６７】
１１    基板
１２    ＬＥＤチップ
１４    金属パッケージ
１５    反射面
１６    紫外線透過ガラス
１７    反射板
１８    端子
１９    開口部
２０    紫外ＬＥＤモジュール
２２    紫外線出射面
３０    反射鏡
３１    反射面
３２    反射鏡の開口部
３４    ＵＶカットフィルタ
３６    反射鏡の外縁部
４０    ヒートシンク
４２    ファン
５０    コード
５２    取り付け具
６０    支持棒
９０    通風孔
１００    照明装置
１０００    照明装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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