(57)【要約】  単一の電源からの電力供給によって色温度を調整可能な発光装置および該発光装置を含む照明器具を提供する。上部に開口部を有する筐体からなるリフレクタと、前記筐体の側壁あるいは底面に設けられた、アノード用電極端子およびカソード用電極端子と、前記リフレクタの内側に、前記アノード用電極端子および前記カソード用電極端子に電気的に接続して並列に設けられた、隣接する第１の発光部および第２の発光部とを備え、前記第１の発光部は第１の抵抗部材を含み、前記第１の発光部および前記第２の発光部を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である、発光装置である。
2016084437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有する筐体からなるリフレクタと、
前記筐体の側壁あるいは底面に設けられた、アノード用電極端子およびカソード用電極端子と、
前記リフレクタの内側に、前記アノード用電極端子および前記カソード用電極端子に電気的に接続して並列に設けられた、隣接する第１の発光部および第２の発光部とを備え、
前記第１の発光部は第１の抵抗部材を含み、
前記第１の発光部および前記第２の発光部を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である、
発光装置。
【請求項２】
前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、リードフレームまたはセラミック上に配置され、
前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、青色光を発するＬＥＤ素子、透光性樹脂および少なくとも２種類の蛍光体を含む、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の発光部および前記第２の発光部と並列に設けられた静電容量部材と、
前記第１の発光部および前記第２の発光部と直列に設けられた第２の抵抗部材とを含む、
請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第２の抵抗部材は、抵抗またはインダクタである、
請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置と電気的に接続されたＰＷＭ信号式調光器とを備える、
照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は色温度を調整可能な発光装置および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハロゲンランプは完全放射体のエネルギー分布に極めて近似しているため、優れた演色性を示す。さらに、ハロゲンランプへの供給電力の大きさによって、ハロゲンランプの発する光の色温度を変化させることができるため、可視光源として使用されている。しかし、ハロゲンランプは赤外線を放出するため非常に高温になること、赤外線放射防止のための反射板が必要になること、ＬＥＤに比べて寿命が短いこと、消費電力が大きいことなどの問題点があった。そこで、発熱が小さく、より長寿命な発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた白色光発光装置の開発が行われている。【０００３】
特許文献１（特開２００９−２２４６５６号公報）には、底面に互いに対向する方向に傾斜した複数の傾斜面が形成された凹部を有する基体と、前記傾斜面のそれぞれに設置された発光素子と、前記発光素子のそれぞれを覆うように設けられた、前記各発光素子から発光された光を互いに異なる波長の光にそれぞれ変換する波長変換部材とを具備している発光装置が開示されている。【０００４】
特許文献２（特開２０１１−１５９８０９号公報）には、紫外または紫色ＬＥＤチップと蛍光体とからなり第１の白色光を生成する第１の白色光生成系と、青色ＬＥＤチップと蛍光体とからなり第２の白色光を生成する第２の白色光生成系とを備え、上記第１および第２の白色光生成系は空間的に分離されており、上記第１の白色光は上記第２の白色光よりも色温度が低く、上記第１の白色光および第２の白色光を含む混合光を放出可能に構成されている白色光発光装置が開示されている。【０００５】
特許文献３（特開２０１１−２２２７２３号公報）には、互いに発光色が異なり並列に接続された第１および第２の２種類の発光ダイオードを有し、両端間に駆動電圧が印加されると前記第１の発光ダイオードおよび前記第２の発光ダイオードの混色光が出射光として取り出される光源部を備え、前記光源部は、前記駆動電圧が印加され前記発光ダイオードがそれぞれ点灯した状態で前記出射光の光束の変化に対する前記出射光の色温度の変化特性が所望の特性になるように、前記第１の発光ダイオードと直列に接続され、前記駆動電圧の変化に対する順方向電流の変化特性を前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとで異ならせる抵抗を有することを特徴とする発光装置が開示されている。【０００６】
特許文献４（特開２０１２−６４９２５号公報）には、第１ＬＥＤが発する可視光と第２ＬＥＤが発する可視光とを合成して得られる合成光を放射するＬＥＤ発光装置であって、駆動制御手段が第１ＬＥＤに供給する第１駆動電流と、前記第２ＬＥＤに供給する第２駆動電流とをそれぞれ制御することにより、発光色の変動範囲における全域にわたってメリハリのある発光色の変化を実現可能とすると共に、発光色の変動範囲における中間領域においても識別性の高い発光色が得られるＬＥＤ発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２２４６５６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５９８０９号公報
【特許文献３】特開２０１１−２２２７２３号公報
【特許文献４】特開２０１２−０６４９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１および特許文献２の技術は、各発光素子へ異なる電源から電力を供給しているため、複数の配線パターンが必要であり、発光装置の構造が複雑になるという問題があった。【０００９】
特許文献３の技術は、発光色として赤色及び橙色の発光ダイオードを用いており、青色の発光ダイオードとの温度特性、寿命が異なることにより、混色された光色が変化してしまうという問題があった。また、２種類の発光ダイオードを配置するための基板回路が必要であり、発光部が大きくなることや、発光部から近い部分で均一な混色を得ることが難しいという問題があった。【００１０】
特許文献４の技術は、各素子それぞれを駆動させるために複数の回路が必要であり、特許文献１および特許文献２と同様に、発光装置の構造が複雑になるという問題があった。【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、単一の電源からの電力供給によって色温度を調整可能な発光装置および該発光装置を含む照明器具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】
【００１２】
（１）本発明は、上部に開口部を有する筐体からなるリフレクタと、前記筐体の側壁あるいは底面に設けられた、アノード用電極端子およびカソード用電極端子と、前記リフレクタの内側に、前記アノード用電極端子および前記カソード用電極端子に電気的に接続して並列に設けられた、隣接する第１の発光部および第２の発光部とを備え、前記第１の発光部は第１の抵抗部材を含み、前記第１の発光部および前記第２の発光部を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である、発光装置である。【００１３】
（２）本発明に係る発光装置において好ましくは、前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、リードフレームまたはセラミック上に配置され、前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、青色光を発するＬＥＤ素子、透光性樹脂および少なくとも２種類の蛍光体を含む。【００１４】
（３）本発明に係る発光装置において好ましくは、前記第１の発光部および前記第２の発光部と並列に設けられた静電容量部材と、前記第１の発光部および前記第２の発光部と直列に設けられた第２の抵抗部材とを含む。【００１５】
（４）本発明に係る発光装置において好ましくは、前記第２の抵抗部材は、抵抗またはインダクタである。【００１６】
（５）本発明は、上記（１）〜（４）のいずれかの発光装置と、前記発光装置と電気的に接続されたＰＷＭ信号式調光器とを備える、照明器具である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、単一の電源からの電力供給によって色温度を調整可能な発光装置および該発光装置を含む照明器具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図１の発光装置の透視図である。
【図３】図１の発光装置の概略回路図である。
【図４】図１の発光装置の斜視図である。
【図５】発光装置の発する光の相対光束と色温度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る発光装置の変形例の透視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る発光装置を模式的に示す透視図である。
【図８】図７の発光装置を用いた照明器具の概略回路図である。
【図９】発光装置の発する光の相対光束と色温度との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、ＰＷＭ信号式調光器からのパルス信号のＤ／Ａ変換を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る発光装置を模式的に示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る発光装置の変形例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る発光装置の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置および照明器具について図面を用いて説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【００２０】
［実施の形態１］
実施の形態１に係る発光装置を図１〜図４および図６を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る発光装置を模式的に示す平面図である。図２は、図１の発光装置の透視図である。図３は、図１の発光装置の概略回路図である。図４は、図１の発光装置の斜視図である。図６は、実施の形態１に係る発光装置の変形例の透視図であり、例えば基板にセラミックを用いた場合の発光装置を示す図である。
【００２１】
図１〜図４に示されるように、発光装置１は、上部に開口部を有する筐体からなるリフレクタ２と、前記リフレクタ２の側壁に設けられた、アノード用電極端子３およびカソード用電極端子４と、前記リフレクタ２の内側に、前記アノード用電極端子３および前記カソード用電極端子４に電気的に接続して並列に設けられた、隣接する第１の発光部５および第２の発光部６とを備え、前記第１の発光部５は第１の抵抗部材７を含み、前記第１の発光部５および前記第２の発光部６を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である。
【００２２】
図２に示されるように、第１の発光部５は第１の抵抗部材７、第２赤色蛍光体６１、緑色蛍光体７０、ＬＥＤ素子８および透光性樹脂１６を含む。アノード用電極端子３、複数のＬＥＤ素子８、第１の抵抗部材７およびカソード用電極端子４は、前記の順に電気的に接続されている。
【００２３】
図２に示されるように、第２の発光部６は、第１赤色蛍光体６０、第２赤色蛍光体６１、緑色蛍光体７０、ＬＥＤ素子８および透光性樹脂１６を含む。アノード用電極端子３と複数のＬＥＤ素子８とカソード用電極端子４とは、前記の順に電気的に接続されている。
【００２４】
発光装置１では、単一の電源からの電力供給によって第１の発光部５と第２の発光部６とが発光する。第１の発光部５の発する光と第２の発光部６の発する光とが混合して、発光装置１からの光として外部に発する。
【００２５】
第１の発光部５と第２の発光部６へ流れる電流比率を変えると、第１の発光部５と第２の発光部６の発する光の色温度は変化しないが、各発光部の光束比率が変わる。したがって、第１の発光部５と第２の発光部６から発する光の混合光である、発光部全体からの光の色温度を変えることができる。
【００２６】
（リフレクタ）
発光装置１において、第１の発光部５および第２の発光部６は、リフレクタ２の内部に設けられている。これにより、ＬＥＤ素子８、赤色蛍光体６０，６１および緑色蛍光体７０から発光装置の側方に放射された光はリフレクタの表面で拡散反射し、発光装置の軸方向に分配される。したがって発光装置の軸上での発光強度が高くなり、指光性の優れた発光装置を得ることができる。
【００２７】
リフレクタは上部に開口部を有する筐体からなる。筐体の少なくとも内側面は、光反射性の優れた材料からなるか、光反射性の優れた材料で被覆されている。リフレクタの材料は、たとえば、ポリアミド系樹脂、液晶ポリマー、シリコーンなどを用いることができる。
【００２８】
リフレクタの形状は上部に開口部を有する筐体であって、ＬＥＤ素子から放射された光を発光装置の軸方向に分配することができれば、特に限定されない。たとえば、直方体を円錐形にくり抜いた形状、円柱を円錐形にくり抜いた形状、直方体をかまぼこ形状（半円柱状）にくり抜いた形状などを用いることができる。
【００２９】
リフレクタの大きさは、使用する照明装置の用途に応じて、適宜選択することができる。開口部の大きさは、たとえば、一辺が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、好ましくは、３ｍｍ以上６ｍｍ以下の矩形や、直径が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上６ｍｍ以下の円形とすることができる。筐体の内部の空間の深さは、たとえば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。
【００３０】
（アノード用電極端子、カソード用電極端子、リード）
アノード用電極端子３およびカソード用電極端子４は、外部接続用（たとえば電源供給用途）の電極であり、Ａｇ−Ｐｔなどの材料からなる。アノード用電極端子３およびカソード用電極端子４は、それぞれ少なくとも一部がリフレクタ２の外部に露出するように設けられている。リフレクタ２の内部では、アノード用電極端子３およびカソード用電極端子４は、それぞれリード１１と接続し、該リード１１はワイヤＫ１，Ｋ２を介して発光素子と電気的に接続している。
【００３１】
リード１１は、銅合金等で形成され、表面はＡｇメッキ等で形成される。
（第１の発光部、第２の発光部）
第１の発光部５および第２の発光部６（以下、両者を含めて「発光部」とも記す）は、透光性樹脂１６と、透光性樹脂中に一様に分散された緑色蛍光体および赤色蛍光体とを含む。
【００３２】
図１に示される発光装置では、第１の発光部５と第２の発光部６とは、開口部が矩形のリフレクタ２の内部に配置されている。図２に示された発光装置おいて、リフレクタ２の開口部の内側の２本の破線に挟まれた区分の底面はリードフレームであり、破線とリフレクタの開口部の短辺とに挟まれた区分の底面はリフレクタと同じ材料の樹脂からなる。
【００３３】
リフレクタ２の矩形の開口部を直線で２分割して得られた第１の区分に第１の発光部５が配置され、第２の区分に第２の発光部６が配置されている。図１では、第１の発光部５と第２の発光部６とは境界線において隣接しているため、第１の発光部５および第２の発光部６のそれぞれの発光部の発する光が混ざりやすくなり、発光部全体がより均一な色温度の光を発することができる。なお、第１の発光部５および第２の発光部６は隣接して配置されることが好ましいが、第１の発光部と第２の発光部のそれぞれの発光部の発する光が混ざり合うことができれば、第１の発光部と第２の発光部とは必ずしも接触していなくてもよい。この場合は、第１の発光部と第２の発光部とは、それぞれの発光部の発する光が十分に混ざり合うことができる程度に近い距離に配置されることが好ましい。
【００３４】
第１の発光部と第２の発光部を含む発光部全体の天面の形状は、第１の発光部および第２の発光部のそれぞれの発光部の発する光が混ざり合うことができる形状であれば、図１のような矩形に限定されない。たとえば、発光部全体の天面の形状は円形、楕円形、多角形などの任意の形状を採用できる。発光部全体の内部に配置される第１の発光部および第２の発光部のそれぞれの形状も特に限定されない。たとえば、第１の発光部と第２の発光部のそれぞれの表面積が等しくなるような形状にすることが好ましい。また、第１の発光部と第２の発光部のそれぞれの発光部の発する光の色温度を調節可能であれば、第１の発光部と第２の発光部のそれぞれの表面積は異なっていてもよい。
【００３５】
第１の発光部と第２の発光部との配置は、第１の発光部および第２の発光部のそれぞれの発光部の発する光が混ざり合うことができれば、特に限定されない。たとえば、図６に示されるように、リフレクタの矩形の開口部を平行に３分割して、中央の１つの区分に第１の発光部５を配置し、両側の２つの区分に第２の発光部６を配置することができる。また、第１の発光部を円状に形成し、前記第１の発光部の外周を囲むように第２の発光部をドーナツ形状に配置することができる。これによると、第１の発光部と第２の発光部のそれぞれの発光部の発する光が混ざりやすくなり、発光部全体がより均一な色温度の光を発することができる。
【００３６】
発光部では、ＬＥＤ素子８から放射された一次光（たとえば青色光）の一部が、緑色蛍光体および赤色蛍光体によって、緑色光と赤色光とに変換される。よって、本実施形態に係る発光装置は、上記一次光と緑色光と赤色光とが混合された光を発し、好適には白色系の光を発する。なお、緑色蛍光体と赤色蛍光体との混合比率は特に制限されず、所望の特性になるように混合比率を設定することが好ましい。
【００３７】
第１の発光部および第２の発光部のそれぞれを流れる電流の大きさを変化させることにより、第１の発光部の発する光の光束と第２の発光部の発する光の光束を調整することができる。
【００３８】
発光部を流れる電流を定格電流値とした場合、第１の発光部が発する光と第２の発光部が発する光とが混ざり合った発光装置全体の発する光の色温度（以下、Ｔｃｍａｘともいう）は２７００Ｋ〜６５００Ｋであることが好ましい。電流の大きさを定格電流値より小さくすると、第１の発光部と第２の発光部の発する光の光束が小さくなり、発光装置（発光部）全体の発する光の光束が小さくなり、色温度が低下する。発光部を流れる電流を定格電流値とした場合に発光装置全体の発する光の光束を１００％とし、電流の大きさを小さくして発光装置全体の発する光の光束を２０％に調整した時、発光装置全体の発する光の色温度がＴｃｍａｘよりも３００Ｋ以上小さいことが、幅広い範囲の色温度を得られるという観点から好ましい。
【００３９】
（抵抗部材）
第１の発光部５は第１の抵抗部材７を含む。具体的には、抵抗部材７は、アノード用電極端子３およびカソード用電極端子４とを電気的に接続するワイヤＫ１を含む配線に、ＬＥＤ素子８と直列に接続されている。抵抗の大きさを変化させることにより、第１の発光部および第２の発光部に流れる電流の大きさを調整することができる。第１の発光部および第２の発光部に流れる電流の大きさの変化に伴い、第１の発光部または第２の発光部に接続されたＬＥＤ素子の発する光の光束も変化し、第１の発光部および第２の発光部の発する光の光束も変化する。発光部の発する光の光束が変化すると光の色温度も変化するため、抵抗の大きさを変化させることによって、発光装置全体の発する光の色温度を調整することができる。
【００４０】
抵抗はチップ抵抗や印刷抵抗を用いることができる。
実施の形態１では、第１の発光部のみに抵抗が接続されているが、第２の発光部にも抵抗が接続されていてもよい。この場合は、第１の発光部の抵抗値が、第２の発光部の抵抗値よりも大きくなるように、それぞれの発光部に接続する抵抗を選択する。
【００４１】
（ＬＥＤ素子）
ＬＥＤ素子は、青色領域（波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の領域）にピーク発光波長が存在する青色成分の光を含む光を放射するＬＥＤ素子であることが好ましい。ピーク発光波長が４３０ｎｍ未満の発光素子を用いた場合には、発光装置からの光に対する青色光の成分の寄与率が低くなるので、演色性の悪化を招き、よって、発光装置の実用性の低下を招くことがある。ピーク発光波長が４８０ｎｍを超えるＬＥＤ素子を用いた場合には、発光装置の実用性の低下を招くことがある。特に、ＩｎＧａＮ系のＬＥＤ素子では量子効率が低下するので、発光装置の実用性の低下は顕著である。
【００４２】
ＬＥＤ素子は、ＩｎＧａＮ系ＬＥＤ素子であることが好ましい。ＬＥＤ素子の一例として、ピーク発光波長が４５０ｎｍ近傍のＬＥＤ素子を挙げることができる。ここで、「ＩｎＧａＮ系ＬＥＤ素子」は、発光層がＩｎＧａＮ層であるＬＥＤ素子を意味する。
【００４３】
ＬＥＤ素子は、その上面から光が放射される構造を有する。また、ＬＥＤ素子は、その表面に、ワイヤを介して、隣り合うＬＥＤ素子同士を接続するため、および、ＬＥＤ素子と配線パターンまたは電極端子とを接続するための、電極パッドを有する。
【００４４】
（透光性樹脂）
発光部に含まれる透光性樹脂は、透光性を有する樹脂であれば限定されず、たとえばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂または尿素樹脂などであることが好ましい。
【００４５】
（赤色蛍光体）
赤色蛍光体は、ＬＥＤ素子から放射された１次光によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する。赤色蛍光体は、７００ｎｍ以上の波長範囲内において発光せず、且つ、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲内において光吸収がない。「赤色蛍光体が７００ｎｍ以上の波長範囲内において発光せず」とは、３００Ｋ以上の温度において７００ｎｍ以上の波長範囲内における赤色蛍光体の発光強度がピーク発光波長における赤色蛍光体の発光強度の１／１００倍以下であることを意味する。「赤色蛍光体が５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲内において光吸収がない」とは、３００Ｋ以上の温度において、赤色蛍光体が５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲内における励起スペクトルの積分値が、赤色蛍光体が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲内における励起スペクトルの積分値の１／１００倍以下であることを意味する。なお、励起スペクトルの測定波長は、赤色蛍光体のピーク波長とする。「赤色領域」とは、本明細書では、波長が５８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満である領域を意味する。
【００４６】
赤色蛍光体の発光は７００ｎｍ以上の長波長領域においてはほとんど確認できない。７００ｎｍ以上の長波長領域では、ヒトの視感度は相対的に小さい。そのため、発光装置をたとえば照明用途などに用いる場合は、赤色蛍光体を用いることは非常に利点となる。
【００４７】
また、赤色蛍光体は、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲内において光吸収がないので、緑色蛍光体からの二次光を吸収し難い。よって、赤色蛍光体が緑色蛍光体からの二次光を吸収して発光するという２段階発光が起こることを防止することができる。したがって、発光効率が高く維持される。
【００４８】
赤色蛍光体は、発光装置の波長変換部に用いられるものであれば特に限定されないが、たとえば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ系蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ系蛍光体などを用いることができる。
【００４９】
（緑色蛍光体）
緑色蛍光体は、ＬＥＤ素子から放射された１次光によって励起され、緑色領域にピーク発光波長を有する光を放射する。緑色蛍光体は、発光装置の波長変換部に用いられるものであれば特に限定されないが、たとえば、一般式（１）：（Ｍ１）3-xＣｅx（Ｍ２）5Ｏ12（式中、（Ｍ１）はＹ、Ｌｕ、ＧｄおよびＬａのうちの少なくとも１つを表わし、（Ｍ２）はＡｌおよびＧａのうちの少なくとも１つを表わし、Ｃｅの組成比（濃度）を示すｘは０．００５≦ｘ≦０．２０を満たす）で表わされる蛍光体などを用いることができる。「緑色領域」は波長が５００ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の領域を意味する。
【００５０】
緑色蛍光体の蛍光スペクトルの半値幅は、緑色蛍光体を１種類用いる場合（たとえば一般照明用途などの場合）には、広い方が好ましく、たとえば９５ｎｍ以上であることが好ましい。Ｃｅを賦活剤とする蛍光体、たとえば一般式（１）で表されるＬｕ3-xＣｅxＡｌ5Ｏ12系緑色蛍光体は、ガーネット結晶構造を有する。この蛍光体はＣｅを賦活剤として使用するので、半値幅の広い（半値幅が９５ｎｍ以上）の蛍光スペクトルが得られる。よって、Ｃｅを賦活剤とする蛍光体は、高い演色性を得るのに好適な緑色蛍光体である。
【００５１】
（添加剤）
発光部は、透光性樹脂、緑色蛍光体および赤色蛍光体以外に、たとえばＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3またはＹ2Ｏ3などの添加剤を含んでいても良い。発光部がこのような添加剤を含んでいれば、緑色蛍光体および赤色蛍光体などの蛍光体の沈降を防止する効果、または、ＬＥＤ素子、緑色蛍光体および赤色蛍光体からの光を効率良く拡散させる効果などを得ることができる。
【００５２】
［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係る発光装置を模式的に示す平面図である。図８は、図７の発光装置をＰＷＭ信号式調光器１５に接続して作製された照明器具の概略回路図である。
【００５３】
本実施の形態に係る発光装置３１は、基本的な構成としては実施の形態１に係る発光装置１と同様の構成を備える。実施の形態１と異なる点は、第１の発光部５および第２の発光部６と並列に設けられた静電容量部材９と、第１の発光部５および第２の発光部６と直列に設けられた第２の抵抗部材１７とを含むことである。静電容量部材９は導電性配線Ｋ３を介して、リード１１および第２の抵抗部材１７と電気的に接続されている。
【００５４】
発光装置３１では、静電容量部材９と第２の抵抗部材１７とを含む回路がローパスフィルタを形成している。したがって、図８に示されるように、発光装置３１をＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）信号式調光器１５に接続すると、ＰＷＭ信号式調光器１５からのパルス信号を直流電圧に変換することができる。よって、発光装置３１は、ＰＷＭ信号式調光器１５を用いて、発光部５および発光部６を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である。
【００５５】
ＰＷＭ信号式調光器の電気信号がローパスフィルタを通過した場合の、デジタル−アナログ変換（以下、Ｄ／Ａ変換とも記す）について、図１０を用いて説明する。ＬＥＤ素子を用いた照明器具では、通常、ＰＷＭ信号式調光器を用いて調光を行っている。具体的には、ＰＷＭ信号式調光器は、図１０（ａ）に示されるようなパルス波を発し、該パルス波のデューティ比（ｔｐ／Ｔ）（ｔｐはパルス幅を示し、Ｔは周期を示す）を変化させることで点灯時間を変化させて、照明器具の調光を制御している。したがって。ＰＷＭ信号式調光器は、電流値の変化で調色を行う実施の形態１の発光装置に直接適用することができない。
【００５６】
本実施の形態では、ＰＷＭ信号式調光器１５からのパルス信号を、静電容量部材９と第２の抵抗部材１７とを含むローパスフィルタによって、図１０（ｂ）に示されるような直流電圧信号にＤ／Ａ変換することができる。そして、図１０（ｃ）に示されるように、ＰＷＭ信号式調光器１５の発するパルス波のデューティ比（ｔｐ／Ｔ）を変化させることで、直流電圧を変化させることができる。したがって、本実施の形態では、ＰＷＭ信号式調光器１５を用いて、発光部５および発光部６を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である。
【００５７】
静電容量部材９としては、チップコンデンサ、電解コンデンサ、フィルムコンデンサなどを用いることができる。
【００５８】
第２の抵抗部材１７としては、チップ抵抗またはインダクタを用いることができる。
静電容量部材９および第２の抵抗部材１７はリフレクタ内部に形成されていてもよい。これによると、発光装置３１の小型化が可能となり、また、ＬＥＤ素子８から発する光が静電容量部材９および第２の抵抗部材１７で吸収されるのを低減できることや、ノイズ成分の低減という効果がある。
【００５９】
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３に係る発光装置を図１１を用いて説明する。発光装置４１は、セラミック製または金属製の基板１０上に配置されたアノード電極用ランド１３と、カソード電極用ランド１４と、アノード電極用ランド１３とカソード電極用ランド１４とを接続する配線パターン１２と、配線パターン１２上に電気的に直列に接続された５つの発光装置１を含む。該発光装置１は実施の形態１の発光装置と同様の構成を有している。５つの発光装置１は、それぞれの発する光が十分に混ざり合うことができる程度に近い距離に配置されているため、発光装置４１全体の発する光は均一な色温度の光となる。
【００６０】
基板１０を金属製基板とした場合、アノード電極用ランド１３、カソード電極用ランド１４および配線パターン１２の下方には絶縁性層を形成する。ＬＥＤ素子から発する光を反射させるためには、絶縁性層は有色（例えば、白色・乳色が好ましい）が好ましい。基板１０の形状は平面視において多角形、円形、矩形のいずれでもよい。
【００６１】
図１２および図１３は、実施の形態３に係る発光装置の変形例の斜視図および平面図である。これらの変形例の発光装置５１および発光装置７１は、基本的な構成としては実施の形態３に係る発光装置４１と同様の構成を備える。実施の形態３の発光装置４１と異なる点は、５つの発光装置１６と並列に設けられた静電容量部材９と、５つの発光装置１と直列に設けられた第２の抵抗部材１７とを含むことである。したがって、発光装置５１または発光装置７１をＰＷＭ信号式調光器に接続すると、ＰＷＭ信号式調光器からのパルス信号を直流電圧に変換することができる。よって、発光装置５１および発光装置７１は、ＰＷＭ信号式調光器を用いて、５つの発光装置１を含む発光装置全体の発する光の色温度を調整可能である。
【００６２】
なお、図１３に示される発光装置７１において、基板１０の中心部には、外部電源配線と、アノード電極用ランド１３およびカソード電極用ランド１４とを接続するための穴が形成されている。配線パターン１２はＬＥＤ素子から発する光を反射させるために、有色（例えば、白色・乳色が好ましい）の絶縁層で覆われていることが好ましい。
【００６３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００６４】
本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。【００６５】
［実施例１］
実施例１では、実施の形態１の図１〜図４で示される発光装置と同様の構成の発光装置を用いて試験を行った。リフレクタ２は金属製リードフレームと樹脂から構成される。第１の抵抗部材７は、抵抗値が６０Ωのチップ抵抗である。【００６６】
第１の発光部５では、第２赤色蛍光体６１（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）、緑色蛍光体７０（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ）および青色発光ＬＥＤ素子８（発光波長４５０ｎｍ）がシリコーン樹脂で封止されている。第２の発光部６では、第１赤色蛍光体６０（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）、第２赤色蛍光体６１（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）、緑色蛍光体７０（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ）および青色発光ＬＥＤ素子８（発光波長４５０ｎｍ）がシリコーン樹脂で封止されている。青色発光ＬＥＤ素子８および配線パターン１２はワイヤで電気的に接続され、配線パターン１２はアノード用電極端子３またはカソード用電極端子４に電気的に接続されている。第１の発光部５に用いられるシリコーン樹脂は、第２の発光部６に用いられるシリコーン樹脂よりも高チクソ性である。したがって、発光部をリフレクタ内に配置する際は、第１の発光部を塗布し、その後、第２の発光部を塗布した。【００６７】
実施例１の発光装置の第１の発光部の発する光の色温度は２０００Ｋ、第２の発光部の発する光の色温度は３０００Ｋとなるように形成している。次に、ワイヤＫ１およびＫ２に流れる順方向電流の合計（以下、合計順方向電流ともいう）の大きさと発光装置の発する光の色温度との関係を調べた。【００６８】
合計順方向電流３５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２９００Ｋであり、合計順方向電流５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２０００Ｋであった。【００６９】
図５は、合計順方向電流３５０ｍＡの時の発光装置全体の発する光の光束を１００％として、合計順方向電流を変化させた時の光の相対光束（％）と色温度との関係を示すグラフである。図５から、相対光束が減少すると、色温度が低くなることが分かる。発光装置全体の発する光の色温度が２９００Ｋの時（順方向電流３５０ｍＡ）と２０００Ｋの時（順方向電流５０ｍＡ）のそれぞれの光のスペクトルから、実施例１の発光装置は単一電源からの電力供給で色温度を変えられることが分かる。【００７０】
［実施例２］
実施例２では、実施の形態２の図７で示される発光装置を用いて、図８で示される照明機器と同様の構成の照明機器を用いて試験を行った。実施例２では、リード１１とアノード用電極端子３に電気的に接続された第２の抵抗部材１７および静電容量部材９とを導電性配線Ｋ３を介して電気的に接続して組み合わせて、ローパスフィルタを形成している。静電容量部材の静電容量をＣ、第２の抵抗部材の抵抗値をＲとした場合、カットオフ周波数ｆｃは１／２πＣＲで表される。ＰＷＭ信号周波数Ｆに対して、カットオフ周波数ｆｃが大きくなると、高周波成分によるリップル成分を除去できず、電圧ばらつきが大きくなってしまうため、ＰＷＭ信号周波数Ｆ＞＞カットオフ周波数ｆｃとなるように設定する。実施例２では、ＰＷＭ信号がローパスフィルタを通過することでＤ／Ａ変換され、ワイヤＫ１およびＫ２を流れる直流電流値を制御することができる。【００７１】
リフレクタ２は金属製リードフレームと樹脂から構成される。第１の抵抗部材７は、抵抗値が６０Ωのチップ抵抗である。第２の抵抗部材１７は、抵抗値が１０Ωのチップ抵抗である。静電容量部材９は、ＰＷＭ周波数を１ｋＨｚとした場合、静電容量が１００μＦ程度のチップコンデンサである。【００７２】
第１の発光部５では、第２赤色蛍光体６１（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）、緑色蛍光体７０（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ）および青色発光ＬＥＤ素子８（発光波長４５０ｎｍ）がシリコーン樹脂で封止されている。第２の発光部６では、第１赤色蛍光体６０（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）、第２赤色蛍光体６１（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）、緑色蛍光体７０（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ）および青色発光ＬＥＤ素子８（発光波長４５０ｎｍ）がシリコーン樹脂で封止されている。青色発光ＬＥＤ素子８および配線パターン１２はワイヤＫ１で電気的に接続され、配線パターン１２はアノード用電極端子３またはカソード用電極端子４に電気的に接続されている。第１の発光部５に用いられるシリコーン樹脂は、第２の発光部６に用いられるシリコーン樹脂よりも高チクソ性である。したがって、発光部をリフレクタ内に配置する際は、第１の発光部を塗布し、その後、第２の発光部を塗布した。【００７３】
実施例２の発光装置３１の第１の発光部の発する光の色温度は２０００Ｋ、第２の発光部の発する光の色温度は３０００Ｋとなるように形成している。次に、ワイヤＫ１およびＫ２に流れる順方向電流の合計（以下、合計順方向電流ともいう）の大きさと発光装置の発する光の色温度との関係を調べた。【００７４】
合計順方向電流３５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２９００Ｋであり、合計順方向電流５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２０００Ｋであった。【００７５】
図９は、合計順方向電流３５０ｍＡの時の発光装置全体の発する光の光束を１００％として、合計順方向電流を変化させた時の光の相対光束（％）と色温度との関係を示すグラフである。図９から、相対光束が減少すると、色温度が低くなることが分かる。発光装置全体の発する光の色温度が２９００Ｋの時（順方向電流３５０ｍＡ）と２０００Ｋの時（順方向電流５０ｍＡ）のそれぞれの光のスペクトルから、実施例２の発光装置は単一電源からの電力供給で色温度を変えられることが分かる。【００７６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１，２１，３１，４１，５１，７１  発光装置、２  リフレクタ、３  アノード用電極端子、４  カソード用電極端子、５  第１の発光部、６  第２の発光部、７  第１の抵抗部材、８  ＬＥＤ素子、９  静電容量部材、１０  基板、１１  リード、１２  配線パターン、１３  アノード電極用ランド、１４  カソード電極用ランド、１５  ＰＷＭ信号式調光器、１６  透光性樹脂、１７  第２の抵抗部材、６０  第１赤色蛍光体、６１  第２の赤色蛍光体、７０  緑色蛍光体、Ｋ１，Ｋ２  ワイヤ、Ｋ３  導電性配線。
【図１】
2016084437.tif 000003
【図２】
2016084437.tif 000004
【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】
2016084437.tif 000011
【図１０】
2016084437.tif 000012
【図１１】
2016084437.tif 000013
【図１２】
2016084437.tif 000014
【図１３】
2016084437.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月9日(2016.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有する筐体からなる一つのリフレクタと、
前記筐体の側壁あるいは底面に設けられた、一対のアノード用電極端子およびカソード用電極端子と、
前記一つのリフレクタの内側に、前記アノード用電極端子および前記カソード用電極端子に電気的に接続して並列に設けられた、複数の発光素子が搭載されている隣接する第１の発光部および第２の発光部とを備え、
前記第１の発光部は第１の抵抗部材を含み、
前記第１の発光部および前記第２の発光部が形成されている一つのリフレクタ開口部から発せられる光の色温度を単一の電源からの電力供給によって調整可能である、
発光装置。
【請求項２】
前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、リードフレームまたはセラミック上に配置され、
前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、青色光を発するＬＥＤ素子、透光性樹脂および少なくとも２種類の蛍光体を含む、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の発光部および前記第２の発光部と並列に設けられた静電容量部材と、
前記第１の発光部および前記第２の発光部と直列に設けられた第２の抵抗部材とを含む、
請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第２の抵抗部材は、抵抗またはインダクタである、
請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置と電気的に接続されたＰＷＭ信号式調光器とを備える、
照明器具。
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月15日(2017.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有する筐体からなる一つの樹脂性のリフレクタと、
前記筐体の側壁あるいは底面に設けられた、単一のアノード用電極端子および単一のカソード用電極端子と、
前記一つのリフレクタの内側に、前記アノード用電極端子および前記カソード用電極端子に電気的に接続して並列に設けられた、複数の発光素子が搭載されている隣接する第１の発光部および第２の発光部とを備え、
前記第１の発光部は第１の抵抗部材を含み、
前記第１の発光部および前記第２の発光部は前記一つのリフレクタの内側で互いに隣接した蛍光体含有樹脂からなる樹脂部材で覆われ、
前記第１の発光部および前記第２の発光部が形成されている一つのリフレクタ開口部から発せられる光の色温度を単一の電源からの電力供給によって調整可能であり、
前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、４３０〜４８０nmにピーク波長を持つ青色光を発するＬＥＤ素子、透光性樹脂および蛍光体を備え、
前記第１の発光部および前記第２の発光部が備える蛍光体は、前記ＬＥＤ素子から放射された１次光によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する赤色蛍光体と、ＬＥＤ素子から放射された１次光によって励起され、緑色領域にピーク発光波長を有する光を放射する緑色蛍光体とを含む、
発光装置。
【請求項２】
前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、リードフレームまたはセラミック上に配置される、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の発光部および前記第２の発光部と並列に設けられた静電容量部材と、
前記第１の発光部および前記第２の発光部と直列に設けられた第２の抵抗部材とを含む、
請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第２の抵抗部材は、抵抗またはインダクタである、
請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置と電気的に接続されたＰＷＭ信号式調光器とを備える、
照明器具。
【国際調査報告】
2016084437.tif 000016
2016084437.tif 000017
2016084437.tif 000018
2016084437.tif 000019
2016084437.tif 000020