(57)【要約】【課題】黒体放射軌跡との偏差が大きくなることを抑制し、色温度を変化させることが可能な可変色の照明装置を提供する。【解決手段】この照明装置は、青色光を発光する青色発光素子とこの青色発光素子を被覆する黄色系蛍光体を有する白色発光素子と、赤色光を発光する赤色発光素子と、緑色光を発光する緑色発光素子と、色温度制御手段とをそれぞれ備える。色温度制御手段は、前記赤色発光素子および前記緑色発光素子に供給する電流を調整し、該赤色発光素子および該緑色発光素子からの発光の出力を調整することにより、色温度を制御する。【選択図】図１
2008160061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光を発光する青色発光素子と、この青色発光素子を被覆する黄色系蛍光体を有する白色発光素子と；
赤色光を発光する赤色発光素子と；
緑色光を発光する緑色発光素子と；
前記赤色発光素子および前記緑色発光素子に供給する電流を調整し、該赤色発光素子および該緑色発光素子からの発光の出力を調整することにより、色温度を制御する色温度制御手段と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記色温度制御手段は、色温度が所定の値より高い範囲では、前記赤色発光素子と前記緑色発光素子からの発光の出力をそれぞれ調整する制御を行い、所定の色温度より低い範囲においては、前記赤色発光素子からの発光の出力をより増大させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
近紫外線を放射する近紫外発光素子と、この近紫外発光素子を被覆する近紫外励起赤色系蛍光体を有する近紫外赤色発光素子を、さらに具備することを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】
青色光を発光する青色発光素子と、この青色発光素子を被覆する黄色系発光蛍光体を有する白色発光素子と；
赤色光を発光する赤色発光素子と；
橙色光を発光する橙色発光素子と；
前記赤色発光素子および前記橙色発光素子に供給する電流を調整し、該赤色発光素子および該橙色発光素子からの発光の出力を調整することにより色温度を制御する手段であり、色温度が所定の値より高い範囲では、前記橙色発光素子からの発光の出力のみを調整し、所定の色温度より低い範囲においては、前記橙色発光素子からの発光の出力調整に加えて、前記赤色発光素子からの発光の出力を調整する制御を行う色温度制御手段と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
青色光を発光する青色発光素子と、この青色発光素子を被覆する黄色系蛍光体を有する白色発光素子と；
近紫外線を放射する近紫外発光素子と、この近紫外発光素子を被覆する近紫外励起蛍光体を有する近紫外発光素子と；
前記近紫外発光素子に供給する電流を調整し、該近紫外発光素子からの発光の出力を調整することにより色温度を制御する色温度制御手段と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項６】
平均演色評価数Ｒａが８０以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤランプは、液晶ディスプレイ、携帯電話、情報端末などのバックライト、屋内外広告など、多方面への展開が飛躍的に進んでいる。このようなＬＥＤランプを各種用途に適用する場合、白色発光を得ることが重要となる。ＬＥＤランプで白色発光を実現する代表的な方式としては、(1)青、緑および赤の各色に発光する３つのＬＥＤチップを使用する方式、(2)青色発光のＬＥＤチップと黄色から橙色間の光を発光する蛍光体とを組合せる方式、(3)紫外線発光のＬＥＤチップと青色、緑色および赤色の三色混合蛍光体とを組合せる方式の３つが挙げられる。
【０００３】
上記した白色ＬＥＤランプの構造としては、例えば、ＬＥＤチップを装備したカップ型のフレーム内に蛍光体を混合した透明樹脂を流し込み、これを固化させて蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂層を形成した構造などが提案されている（例えば特許文献１参照）。また、蛍光体を混合した透明樹脂をシート状に成形し、これを例えばＬＥＤチップが配置されたフレームに固定して蛍光体含有樹脂層を形成した構造なども提案されている。さらに、大容量化を目的として、基板（ボード）上に複数のチップを搭載したチップオンボード（ＣＯＢ）なる構造も提案されている。この場合も、前記複数のチップが配設された凹部内を埋設するようにして、蛍光体を混合した透明樹脂が流し込まれ、後に固化することによって前記蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂層が形成される。
【０００４】
上述のような白色ＬＥＤランプでは、実際に得られる白色光の色合いはその色温度に依存し、白っぽい白色から電球色に近い白色まで種々のものを得ることができる。そして、これら白色ＬＥＤランプの演色性も変化する。演色性は、平均演色評価数Ｒａで表すことができ、原則として１００に近いほど演色性が高い。このような状況に鑑み、色温度のみを変化させることが可能な可変色ＬＥＤランプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、従来の可変色ＬＥＤランプでは、白色ＬＥＤランプに対して赤色を追加するのみであったため、白色光に対して色温度を低下させることができるのみであった。そのため、ｕｖ色度図における黒体放射軌跡との差（偏差ｄｕｖ）が大きくなり、色の品位低下が生じてしまい、実用に足る可変色ＬＥＤランプは未だ実現されていないのが実情である。なお、ｕｖ色度図は、２つの色の色度座標の差（ｄｕｖ）が同じであれば、知覚的な色度差も均などとなるように考えられたものである。
【特許文献１】特開２００１−１４８５１６号
【特許文献２】特開２００４−５５７７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、黒体放射軌跡との偏差が大きくなることを抑制し、色温度を変化させることが可能な照明装置を提供することを目的とする。また、任意の色温度で平均演色評価数Ｒａ値が低下することがなく、高効率の照明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】
【０００７】
請求項１記載の照明装置は、青色光を発光する青色発光素子と、この青色発光素子を被覆する黄色系蛍光体を有する白色発光素子と；赤色光を発光する赤色発光素子と；緑色光を発光する緑色発光素子と；前記赤色発光素子および前記緑色発光素子に供給する電流を調整し、該赤色発光素子および該緑色発光素子からの発光の出力を調整することにより、色温度を制御する色温度制御手段と；を具備することを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、前記色温度制御手段は、色温度が所定の値より高い範囲では、前記赤色発光素子と前記緑色発光素子からの発光の出力をそれぞれ調整する制御を行い、所定の色温度より低い範囲においては、前記赤色発光素子からの発光の出力をより増大させる制御を行うことを特徴としている。なお、所定の値は、上記所定の値より高い範囲に含まれていてもよいし、低い範囲に含まれていてもよい。すなわち、色温度が所定の値である場合は、所定の値より高い範囲における制御を行ってもよいし、所定の値より低い範囲における制御を行ってもよい。より具体的に説明すると、この色温度制御手段は、色温度が所定の色温度（例えば４２００Ｋ）より高い範囲では、赤色発光素子からの発光の出力と緑色発光素子からの発光の出力をそれぞれ調整する制御を行い、前記した所定の色温度より低い範囲（例えば３０００Ｋ位まで）においては、緑色発光素子からの発光の出力はそのまま維持し、赤色発光素子からの発光の出力をより増大させる制御を行う。
【０００９】
請求項３記載の照明装置は、請求項１または２記載の照明装置において、近紫外線を放射する近紫外発光素子と、この近紫外発光素子を被覆する近紫外励起赤色系蛍光体を有する近紫外赤色発光素子を、さらに具備することを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の照明装置は、青色光を発光する青色発光素子と、この青色発光素子を被覆する黄色系発光蛍光体を有する白色発光素子と；赤色光を発光する赤色発光素子と；橙色光を発光する橙色発光素子と；前記赤色発光素子および前記橙色発光素子に供給する電流を調整し、該赤色発光素子および該橙色発光素子からの発光の出力を調整することにより色温度を制御する手段であり、色温度が所定の値より高い範囲では、前記橙色発光素子からの発光の出力のみを調整し、所定の色温度より低い範囲においては、前記橙色発光素子からの発光の出力調整に加えて、前記赤色発光素子からの発光の出力を調整する制御を行う色温度制御手段と；を具備することを特徴としている。より具体的に説明すると、この色温度制御手段は、色温度が所定の色温度（例えば４２００Ｋ）より高い範囲では、橙色発光素子からの発光の出力のみを調整し、前記した所定の色温度より低い範囲（例えば３０００Ｋ位まで）においては、橙色発光素子からの発光の出力の調整に加えて、赤色発光素子からの発光の出力を調整する制御を行う。
【００１１】
請求項５記載の照明装置は、青色光を発光する青色発光素子と、この青色発光素子を被覆する黄色系蛍光体を有する白色発光素子と；近紫外線を放射する近紫外発光素子と、この近紫外発光素子を被覆する近紫外励起蛍光体を有する近紫外発光素子と；前記近紫外発光素子に供給する電流を調整し、該近紫外発光素子からの発光の出力を調整することにより色温度を制御する色温度制御手段と；を具備することを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の照明装置は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の照明装置において、平均演色評価数Ｒａが８０以上であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の照明装置によれば、白色発光素子と赤色発光素子と緑色発光素子とを備え、色温度制御手段により、赤色発光素子および緑色発光素子に供給する電流を調整し、これらの発光素子からの発光の出力をそれぞれ調整することによって、装置全体の色温度を調整することができ、こうして黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。すなわち、白色発光素子の色温度が低下した場合においても、赤色発光素子および緑色発光素子に供給する電流を制御して、これらの発光素子から発せられる赤色光および緑色光の出力を制御することによって、黒体放射軌跡との偏差を小さくすることができる。
【００１４】
請求項２記載の照明装置によれば、色温度制御手段により、所定の色温度より高い範囲では赤色発光素子と緑色発光素子からの出力をそれぞれ調整する制御を行い、所定の色温度より低い範囲においては、赤色発光素子からの出力をより増大させる制御を行うことによって、装置全体の色温度を調整し、黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。
【００１５】
請求項３記載の照明装置によれば、近紫外赤色発光素子をさらに具備し、その色温度を変化させることによってブロードな赤色を得ることができるので、演色性（演色評価数Ｒａ）を十分に向上させることができる。具体的には、平均演色評価数Ｒａを８０以上にまで簡易に向上させることができる。
【００１６】
なお、演色性（平均演色評価数Ｒａ）を向上させるには、通常赤色の蛍光体を用いるが、このような蛍光体は４６０ｎｍ付近の青色を励起光として用いるのみならず、黄色系蛍光体からの発光も励起光として使用するため、照明装置全体としての光取り出し効率が大幅に減少する。一方、特許文献２に開示されたように赤色ＬＥＤチップを用いた場合、この赤色ＬＥＤチップからの発光はブロードではなく、半値幅が狭い特定の領域の赤色に限定されてしまうため、十分に高い演色性（平均演色評価数Ｒａ）を得ることができにくい。
【００１７】
請求項４記載の照明装置によれば、白色発光素子と赤色発光素子と橙色発光素子とを具備し、色温度制御手段により、所定の色温度より高い範囲で橙色発光素子からの発光の出力のみを調整し、所定の色温度より低い範囲においては、橙色発光素子からの発光出力の調整に加えて赤色発光素子からの発光の出力を調整する制御を行うことによって、装置全体の色温度を調整し、黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。また、演色性（平均演色評価数Ｒａ）を十分に向上させることができる。さらに、所定の色温度より高い範囲においては、橙色発光素子からの発光の出力のみを調整すればよいので、回路構成を簡単にすることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、白色発光素子と近紫外発光素子とを具備し、色温度制御手段により、近紫外発光素子に供給する電流を調整して発光の出力を調整することによって、赤色発光素子および緑色発光素子を用いない構造においても、黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。また、近紫外赤色発光素子のような近紫外発光素子により、ブロードな発光を得ることができるので、演色性（平均演色評価数Ｒａ）を十分に向上させることができる。
【００１９】
請求項６記載の照明装置によれば、上述した請求項１，２および４記載の照明装置においては、各発光素子の色温度などを適宜制御することにより、平均演色評価数Ｒａを８０以上にまで高めることができ、高い演色性を呈することができる。また、請求項３および５記載の照明装置においては、特に近紫外赤色発光素子がブロードな赤色を呈することに起因して、演色評価数Ｒａを８０以上にまですることができ、高い演色性を呈することができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明の照明装置によれば、黒体放射軌跡との偏差が大きくなることを抑制し、色温度を変化させることが可能な照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の照明装置の第１の実施形態を概略的に示す構成図である。
【００２３】
図１に示す照明装置１０は、中央部に配置された白色発光素子１１と、この白色発光素子１１の左側に隣接して配置された赤色発光素子１２と、白色発光素子１１の右側に隣接して配置された緑色発光素子１３とを有している。これら白色発光素子１１、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３は、それぞれ基板１４上に配置されている。
【００２４】
白色発光素子１１は、青色ＬＥＤチップ１１１と、この青色ＬＥＤチップ１１１を被覆するようにして形成された蛍光体含有樹脂層１１２を有している。蛍光体含有樹脂層１１２は、透明樹脂１１３に黄色系蛍光体１１４を含有させることによって形成されている。白色発光素子１１では、青色ＬＥＤチップ１１１から発光された青色光が黄色系蛍光体１１４を励起して黄色光を発光させ、青色光と黄色光との混色により白色光が生成される。
【００２５】
なお、黄色系蛍光体１１４は、厳密な黄色光を発光する蛍光体を意味するものではなく、黄色光から橙色光までの広範囲の光を発する蛍光体を意味するものである。このような蛍光体としては、ＲＥ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体（ＲＥはＹ、ＧｄおよびＬａから選ばれる少なくとも1種を示す。以下同じ）などのＹＡＧ蛍光体、ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体（ＡＥはＳｒ、Ｂａ、Ｃａなどのアルカリ土類元素である。以下同じ）などのケイ酸塩蛍光体、酸化物蛍光体（サイアロン系蛍光体など）、窒化物蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなど）を例示することができる。
【００２６】
透明樹脂１１３としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いることができる。適宜所定の温度まで加熱し硬化させて使用する。なお、黄色系蛍光体１１４の粒度（粒径）は、例えば平均粒径が１０〜２０μｍとなるようにする。これによって、これら蛍光体の発光効率、さらには白色発光素子１１の発光効率が増大する。但し、蛍光体１１４の全てがこの範囲である必要はなく、全体の約７０％以上が上記範囲であれば良い。
【００２７】
また、黄色系蛍光体１１４の配合割合は、例えば、透明樹脂１１３に対して黄色系蛍光体１１４の配合割合を５〜２０重量％とすることができる。
【００２８】
赤色発光素子１２は、その下部に赤色ＬＥＤチップ１２１を有している。この赤色ＬＥＤチップ１２１は、上述した透明樹脂で封止することもできるし、封止することなく、赤色発光素子１２を構成するケースで画定される空間内にそのまま配置することもできる。また、白色発光素子１１内に配置するようにすることもできる。
【００２９】
緑色発光素子１３は、その下部に緑色ＬＥＤチップ１３１を有している。この緑色ＬＥＤチップ１３１は、上述した透明樹脂で封止することもできるし、封止することなく緑色発光素子１３を構成するケースで画定される空間内にそのまま配置することもできる。また、白色発光素子１１内に配置するようにすることもできる。なお、図１においては、特に図示していないが、基板１４上に、青色ＬＥＤチップ１１１、赤色ＬＥＤチップ１２１、および緑色ＬＥＤチップ１３１を電気的に制御するための回路配線が形成されている。この回路配線は、基板１４が絶縁性を呈する場合においては、基板１４上に直接形成することができるが、基板１４が電気導電性を呈する場合は、所定の絶縁層を介して形成する。
【００３０】
図１に示す照明装置１０においては、白色発光素子１１に供給する（流す）電流を制御することによって、所定の色温度の白色光を生成するとともに、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３に対して流す電流を調整し、これらの発光素子からの発光の出力を制御することにより、照明装置１０全体としての発光における黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。
【００３１】
また、図１に示す照明装置１０においては、主として白色発光素子１１において色温度で規定される色合いの白色光を発光し、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３により赤色および緑色の色変化を生ぜしめることで、演色性を付与することができる。したがって、例えば、白色発光素子１１に流す電流を制御することで色温度が低下した場合においても、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３に流す電流を制御して、これらの発光素子から発せられる赤色および緑色の色温度を制御することによって、偏差を小さくすることができる。
【００３２】
より具体的には、色温度が所定の色温度（例えば４２００Ｋ）より高い範囲では、赤色発光素子１２と緑色発光素子１３からの発光の出力をそれぞれ調整する制御を行う。そして、前記した所定の色温度である４２００Ｋより低い範囲（例えば３０００Ｋ）においては、緑色発光素子１３からの出力はそのままで、赤色発光素子１２からの発光の出力をより増大させる制御を行う。所定の色温度である例えば４２００Ｋは、所定の色温度より高い範囲に含まれていてもよいし、低い範囲に含まれていてもよい。このように色温度を制御することで、黒体放射軌跡との偏差を低減することができる。
【００３３】
なお、図１においては、白色発光素子１１を中心部に配置し、その左側に赤色発光素子１２を配置し、その右側に緑色発光素子１３を配置しているが、その配列順序は適宜変化させることができる。例えば、赤色発光素子１２を白色発光素子１１の右側に配置し、緑色発光素子１３を白色発光素子１１の左側に配置するようにすることもできる。また、白色発光素子１１の左右どちらか一方の側に赤色発光素子１２と緑色発光素子１３を互いに隣接して配置することもできる。
【００３４】
図２は、図１に示す照明装置の変形例を概略的に示す構成図である。なお、図１に示す照明装置と同一あるいは類似の構成要素に関しては同じ参照数字を用いて表している。図１に示す照明装置１０においては、白色発光素子１１、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３がそれぞれ独立に配列されていたが、図２に示す本実施形態では、照明装置２０を画定する１つのケース内に、青色ＬＥＤチップ１１１、赤色ＬＥＤチップ１２１および緑色ＬＥＤチップ１３１がそれぞれ配置され、白色発光素子１１、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３が互いに隔別されることなく形成されている。
【００３５】
本実施形態では、中央に青色ＬＥＤチップ１１１を配置し、その左側に赤色ＬＥＤチップ１２１を配置し、その右側に緑色ＬＥＤチップ１３１を配置している。なお、この配列は、上述したように適宜入れ替えることができ、赤色ＬＥＤチップ１２１を青色ＬＥＤチップ１１１の右側に配置し、緑色ＬＥＤチップ１３１を青色ＬＥＤチップ１１１の左側に配置するようにすることもできる。また、青色ＬＥＤチップ１１１の左右どちらか一方の側に赤色ＬＥＤチップ１２１と緑色ＬＥＤチップ１３１をいずれも配置するように構成することもできる。なお、これら各色のＬＥＤチップ１１１，１２１，１３１はそれぞれ基板１４上に配置されている。
【００３６】
また、本実施形態の照明装置２０においては、青色ＬＥＤチップ１１１、赤色ＬＥＤチップ１２１および緑色ＬＥＤチップ１３１を被覆するようにして、蛍光体含有樹脂層１１２が形成されている。上述したように、蛍光体含有樹脂層１１２は、透明樹脂１１３中に黄色系蛍光体１１４を含有させることによって形成される。青色系ＬＥＤチップ１１１から発光された青色光は、黄色系蛍光体１１４を励起して黄色光を発光させ、これら青色光と黄色光との混色により白色光が生成される。なお、黄色系蛍光体１１４は厳密な黄色光を発する蛍光体を意味するものではなく、黄色光から橙色光までの広範囲の光を含む蛍光体を意味するものである。このような蛍光体としては、ＲＥ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体などのＹＡＧ蛍光体、ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体などのケイ酸塩蛍光体、酸化物蛍光体（サイアロン系蛍光体など）、窒化物蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなど）などを例示することができる。
【００３７】
透明樹脂１１３としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いることができ、適宜所定の温度まで加熱し硬化させて使用される。なお、黄色系蛍光体１１４の粒径は、例えば平均粒径が１０〜２０μｍとなるように調整することが好ましい。そのような粒径の調整によって、黄色系蛍光体１１４の発光効率さらには白色発光素子１１の発光効率が増大する。但し、黄色系蛍光体１１４の全てがこの範囲にある必要はなく、全体の約７０％以上が上記範囲であれば良い。また、黄色系蛍光体１１４の配合割合は、例えば、透明樹脂１１３に対して黄色系蛍光体１１４の配合割合を５〜２０重量％とすることができる。なお、図２においては、特に図示していないが、基板１４上には青色ＬＥＤチップ１１１、赤色ＬＥＤチップ１２１および緑色ＬＥＤチップ１３１を電気的に制御するための回路配線が形成されている。この回路配線は、基板１４が絶縁性を呈する場合においては、基板１４上に直接形成することができるが、基板１４が電気導電性を呈する場合は、所定の絶縁層を介して形成する。
【００３８】
図２に示す照明装置２０においては、青色ＬＥＤチップ１１１に流す電流を制御することによって、所定の色温度の白色光を発光するとともに、赤色ＬＥＤチップ１２１および緑色ＬＥＤチップ１３１に対して流す電流を調整して、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３からの発光の出力を制御することにより、照明装置２０全体としての発光における黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。具体的には、色温度で規定される色合いの青色光を青色ＬＥＤチップ１１１により生成し、赤色ＬＥＤチップ１２１および緑色ＬＥＤチップ１３１で赤色および緑色の色変化を生ぜしめることにより、色温度を調整することができ、照明装置２０全体で見た場合の黒体放射軌跡との偏差を低減することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態においては、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３はいずれもＬＥＤチップ自体が赤色光および緑色光を発光するように構成しているが、白色発光素子１１と同様に、青色ＬＥＤチップを用い、これを赤色系蛍光体および黄色系蛍光体で被覆することにより、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３を構成しても良い。すなわち、青色ＬＥＤチップからの青色光と、この青色光の励起により赤色系蛍光体および黄色系蛍光体から発光される赤色光および黄色光との混色により、赤色光および緑色光がそれぞれ発光されるように構成しても良い。
【００４０】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の照明装置の第２の実施形態を概略的に示す構成図である。なお、図１に示す照明装置と同一あるいは類似の構成要素に関しては同じ参照数字を用いている。
【００４１】
図１に示す第１の実施形態の照明装置１０は、白色発光素子１１、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３を有するが、図３に示す第２の実施形態の照明装置３０は、中央部に配置された白色発光素子１１と、この白色発光素子１１の左側に隣接して配置された赤色発光素子１２と、白色発光素子１１の右側に隣接して配置された橙色光を発光する橙色発光素子３１とを有している。また、これら白色発光素子１１、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１は、いずれも基板１４上に配置されている。白色発光素子１１および赤色発光素子１２は、それぞれ前記した第１の実施形態と同様に構成されているので、説明を省略する。
【００４２】
橙色発光素子３１は、その下部に橙色ＬＥＤチップ３１１を有している。この橙色ＬＥＤチップ３１１は、上述した透明樹脂で封止することもできるし、封止することなく橙色発光素子３１を構成するケースで画定される空間内にそのまま配置することもできる。また、白色発光素子１１内に配置するようにすることもできる。
【００４３】
図３に示す照明装置３０においては、白色発光素子１１に供給する電流を制御することによって、所定の色温度の白色光を生成するとともに、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１に対して流す電流を調整し、これらの発光素子からの発光の出力を制御することにより、照明装置３０全体としての発光における黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。
【００４４】
また、図３に示す照明装置３０においては、主として白色発光素子１１により色温度で規定される色合いの白色光を発光し、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１により赤色および橙色の色変化を生ぜしめることで、演色性を付与することができる。そして、例えば、白色発光素子１１に流す電流を制御することで色温度が低下した場合においても、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１に流す電流を制御して、これらの発光素子から発せられる赤色および橙色の出力を制御することによって、黒体放射軌跡との偏差を小さくすることができる。
【００４５】
より具体的には、色温度が所定の色温度（例えば４２００Ｋ）より高い範囲では、橙色発光素子３１からの発光の出力のみを調整し、前記した所定の色温度より低い範囲（例えば３０００Ｋ）においては、橙色発光素子３１からの発光の出力の調整に加えて、赤色発光素子１２からの発光の出力を調整する制御を行う。このように色温度を制御することで、黒体放射軌跡との偏差を低減することができる。
【００４６】
なお、図３においては、白色発光素子１１を中心部に配置し、その左側に赤色発光素子１２を配置し、その右側に橙色発光素子３１を配置しているが、その配列順序は適宜変化させることができる。例えば、赤色発光素子１２を白色発光素子１１の右側に配置し、橙色発光素子３１を白色発光素子１１の左側に配置することもできる。また、白色発光素子１１の左右どちらか一方の側に、赤色発光素子１２と橙色発光素子３１を互いに隣接して配置することもできる。
【００４７】
また、照明装置３０を画定する１つのケース内に、青色ＬＥＤチップ１１１、赤色ＬＥＤチップ１２１および橙色ＬＥＤチップ３１１をそれぞれ配置し、白色発光素子１１、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１をそれぞれ隔別することなく形成した構造とすることができる。
【００４８】
さらに、上記実施形態においては、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１はいずれもＬＥＤチップ自体が赤色光および橙色光を発光するように構成しているが、白色発光素子１１と同様に、青色ＬＥＤチップを用い、これを赤色系蛍光体および橙色蛍光体で被覆することにより、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１を構成しても良い。すなわち、青色ＬＥＤチップからの青色光と、この青色光の励起により赤色系蛍光体および橙色蛍光体から発光される赤色光および橙色光との混色により、赤色光および橙色光がそれぞれ発光されるように構成しても良い。
【００４９】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の照明装置の第３の実施形態を概略的に示す構成図である。なお、図１に示す照明装置と同一あるいは類似の構成要素に関しては同じ参照数字を用いている。
【００５０】
図４に示す照明装置４０は、図１に示す照明装置１０と同様に、白色発光素子１１の左側に隣接して赤色発光素子１２が配置されており、白色発光素子１１の右側に隣接して緑色発光素子１３が配置されている。さらに、赤色発光素子１２の左側には、近紫外発光素子４１が配置されている。また、これらの白色発光素子１１、赤色発光素子１２、緑色発光素子１３および近紫外発光素子４１は、いずれも基板１４上に配置されている。白色発光素子１１、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３は、それぞれ第１の実施形態と同様に構成されているので、説明を省略する。
【００５１】
近紫外発光素子４１は、近紫外線を放射する近紫外ＬＥＤチップ４１１と、この近紫外ＬＥＤチップ４１１を被覆するように形成された蛍光体含有樹脂層４１２を有している。蛍光体含有樹脂層４１２は、透明樹脂４１３中に、近紫外光により励起されて赤色光を発光する近紫外発光赤色系蛍光体（以下、近紫外用赤色系蛍光体と示す。）４１４を含有させることによって形成される。
【００５２】
このような近紫外用赤色系蛍光体４１４としては、Ｌａ２Ｏ３Ｓ：Ｅｕ３＋蛍光体のような酸硫化物蛍光体、ジャーマネート系蛍光体、例えばマンガン付活マグネシウムフルオロジャーマネート（２．５ＭｇＯ・ＭｇＦ２：Ｍｎ４＋）などを用いることができる。また、組成に応じて種々の発光色が得られる窒化物系蛍光体（例えば、ＡＥ２Ｓｉ５Ｎ８：ＥｕやＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）、酸窒化物系蛍光体（例えば、Ｙ２Ｓｉ３Ｏ３Ｎ４：Ｃｅ）、サイアロン系蛍光体（例えばＡＥx（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｎ，Ｏ）１６：Ｅｕ）なども用いることができる。
【００５３】
この近紫外発光素子４１においては、近紫外ＬＥＤチップ４１１から放射された近紫外光が、近紫外用赤色系蛍光体４１４を励起して赤色光を発光させ、近紫外発光素子４１全体として赤色光を発光させる。
【００５４】
透明樹脂４１３としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いることができる。これらの樹脂は、適宜所定の温度まで加熱し硬化させて使用される。なお、近紫外用赤色系蛍光体４１４の粒径は、例えば、平均粒径が１０〜２０μｍとなるように調整することが好ましい。これによって、近紫外用赤色系蛍光体４１４の発光効率、さらには近紫外発光素子４１の発光効率が増大する。但し、近紫外用赤色系蛍光体４１４の全てがこの範囲である必要はなく、全体の約７０％以上が上記範囲であれば良い。なお、図４においては、特に図示していないが、基板１４上には、青色ＬＥＤチップ１１１、赤色ＬＥＤチップ１２１、緑色ＬＥＤチップ１３１および近紫外ＬＥＤチップ４１１を電気的に制御するための回路配線が形成されている。この回路配線は、基板１４が絶縁性を呈する場合においては、基板１４上に直接形成することができるが、基板１４が電気導電性を呈する場合は、所定の絶縁層を介して形成する。
【００５５】
図４に示す照明装置４０においては、白色発光素子１１に流す電流を制御することによって、所定の色温度の白色光を生成するとともに、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３に対して流す電流を調整して、これらの発光素子からの発光の出力を制御することにより、照明装置４０全体としての発光における黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。具体的には、主として白色発光素子１１において色温度で規定される色合いの白色光を発光し、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３により赤色および緑色の色変化を生ぜしめる。さらに、近紫外発光素子４１により色温度を変化させる。
【００５６】
そして、例えば、白色発光素子１１に流す電流を制御して色温度が低下した場合においても、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３に流す電流、さらには近紫外発光素子４１に流す電流を制御して、これらの発光素子から発せられる各色の色温度を制御することによっても、照明装置４０全体で見た場合に、黒体放射軌跡との偏差を低減することができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、左側から近紫外発光素子４１、赤色発光素子１２、白色発光素子１１および緑色発光素子１３を配列しているが、これらの配列順序は適宜変化させることができる。
【００５８】
また、本実施形態においては、各発光素子を隔別するようにしているが、図２に示すように、単一のケース内に青色ＬＥＤチップ１１１、赤色ＬＥＤチップ１２１、緑色ＬＥＤチップ１３１および近紫外ＬＥＤチップ４１１を、それぞれ配列して構成することもできる。さらに、第３の実施形態においても、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３はいずれもＬＥＤチップ自体が赤色光および緑色光を発光するように構成しているが、白色発光素子１１と同様に、青色ＬＥＤチップを用い、これを赤色系蛍光体および黄色系蛍光体で被覆することにより、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３を構成しても良い。すなわち、青色ＬＥＤチップからの青色光と、この青色光の励起により赤色系蛍光体および黄色系蛍光体から発光される赤色光および黄色光との混色により、それぞれ赤色および緑色が発光されるように構成しても良い。
【００５９】
図４に示す照明装置４０において、近紫外発光素子４１によれば、色温度を変化させることによってブロードな赤色を得ることができるので、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３を用いることなく、近紫外発光素子４１のみを用いることにより、照明装置４０全体で見た場合に、黒体放射軌跡との偏差の程度を低減することができる。また、白色発光素子１１に流す電流を制御して色温度が低下した場合においても、近紫外発光素子４１に流す電流を制御し、この発光素子から発せられる赤色の出力（色温度）を制御することにより、照明装置４０全体で見た場合の発光の偏差（黒体放射軌跡との偏差）を低減することができる。このような場合、例えば図４に示すような構成の照明装置において、白色発光素子１１と近紫外発光素子ＬＥＤ４１とを隣接して配置すれば良い。
【実施例】
【００６０】
次に、本発明の実施例およびその評価結果について述べる。
【００６１】
実施例１，２
本実施例では、図１に示す構成の照明装置を作製して、その色温度変化と色品位の低下を評価した。色温度の変化および調整は、赤色発光素子１２の赤色ＬＥＤチップ１２１および緑色発光素子１３の緑色ＬＥＤチップ１３１に供給する電流を調整し、これらの発光素子からの発光の出力を制御することによって行った。なお、色品位の低下は、黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）によって評価した。この評価は、白色発光素子１１から発せられる白色光の色温度を、６７００Ｋから４２００Ｋおよび３０００Ｋにそれぞれ低下させた場合について、実施した。
【００６２】
なお、青色ＬＥＤチップ１１１からの青色光の波長は４６０ｎｍであった。また、赤色発光素子１２の赤色ＬＥＤチップ１２１からの赤色光のピーク波長は６３０ｎｍ、緑色発光素子１３の緑色ＬＥＤ１３１チップからの緑色光のピーク波長は５２０ｎｍであった。さらに、白色発光素子１１の蛍光体含有樹脂層１１２は、主波長５４０ｎｍの黄色蛍光体と主波長５８５ｎｍの黄色蛍光体および主波長６５０ｎｍの赤色蛍光体を、それぞれシリコーン樹脂中に含有させることによって得た。評価結果を表１に示す。
【００６３】
表１の色温度制御の欄における○は、電流を供給し出力があることを示し、◎は電流の供給および出力が大きいことを示す。×は発光素子が存在せず、出力がないことを示す。以下に示す表２〜表５においても同様である。
【００６４】
比較例１，２
本比較例では、図１に示す構成の照明装置において、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３に代えて橙色発光素子１３を用い、実施例１，２と同様に、黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）を評価した。なお、橙色発光素子１２は橙色ＬＥＤチップ（オレンジチップ）を有し、この橙色ＬＥＤチップからの橙色光の主波長は５９５ｎｍであった。結果を表２に示す。
【００６５】
【表１】
2008160061.tif 000003
【表２】
2008160061.tif 000004
【００６６】
表１および表２に示す結果の比較から、実施例１，２の照明装置においては、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３からの発光の出力を制御することにより、黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）をゼロとすることができることが分かる。
【００６７】
これを図５に示す色度図で説明する。矢印Ａは、実施例１において、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３からの発光の出力を調整しつつ、白色発光素子１１からの発光の色温度を６７００Ｋから４２００Ｋに低下させた場合の照明装置１０の色度の変化を示している。白色発光素子１１からの発光の色温度をさらに３０００Ｋまで低下させた場合、矢印Ｃに示す色度の変化を示し、黒体放射軌跡（曲線Ｄで示す。）との偏差（ｄｕｖ）は次第に大きくなることになる。それに対して、実施例２では、実施例１と同様に、色温度が６７００Ｋから４２００Ｋの場合は、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３からの発光の出力を調整し、色温度が４２００Ｋから３０００Ｋまでは、赤色発光素子１２からの発光の出力を増大させているので、照明装置１０全体としての発光の色度は、矢印Ｂで示すように、黒体放射軌跡Ｄに沿った変化を示し、黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）はゼロに極めて近くなる。
【００６８】
実施例３〜７
実施例３〜５では、図１に示す構成の照明装置１０を作製して、黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）を評価するととともに、その際の演色性（平均演色評価数Ｒａ）を調べた。なお、色品位の低下は、実施例１，２と同様に、黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）によって評価した。また、これらの照明装置における各色の発光素子の構成は、実施例１，２と同様とした。評価結果を表３に示す。
【００６９】
また、実施例６〜７では、図３に示す構成の照明装置を作製して、黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）を評価するととともに、その際の演色性（平均演色評価数Ｒａ）を調べた。なお、青色ＬＥＤチップ１１１からの青色光の波長は４６０ｎｍであった。また、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１は、それぞれ赤色ＬＥＤチップ１２１および橙色ＬＥＤチップ３１１を有するものであり、赤色ＬＥＤチップ１２１からの赤色光の主波長は６３０ｎｍ、橙色ＬＥＤチップ３１１からの橙色光の主波長は５９５ｎｍであった。さらに、白色発光素子１１の蛍光体含有樹脂層１１２は、主波長５４０ｎｍの黄色蛍光体と主波長５８５ｎｍの黄色蛍光体および主波長６５０ｎｍの赤色蛍光体を、それぞれシリコーン樹脂中に含有させることによって得た。色温度の変化および調整は、赤色発光素子１２の赤色ＬＥＤチップ１２１および橙色発光素子３１の橙色ＬＥＤチップ３１１に供給する電流を調整し、これらの発光素子からの発光の出力を制御することによって行った。色品位の低下は、実施例３〜５と同様に評価した。評価結果を、実施例３〜５と同様に表３に示す。
【００７０】
比較例３〜５
本比較例では、図１に示す構成の照明装置において、その色温度変化と色品位の低下を評価するととともに、その際の演色性（平均演色評価数Ｒａ）を調べた。なお、これらの照明装置における各発光素子の構成は比較例１，２と同様とし、色品位の低下は実施例１，２と同様に評価した。評価結果を表４に示す。
【００７１】
【表３】
2008160061.tif 000005
【表４】
2008160061.tif 000006
【００７２】
表３および表４に示す結果の比較から、実施例３〜５の照明装置においては、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３からの発光の出力を制御することにより、平均演色評価数Ｒａを７０以上にまで向上させることができ、さらに黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）をほぼゼロとできることが分かる。また、実施例６，７の照明装置においては、赤色発光素子１２および橙色発光素子３１からの発光の出力を制御することにより、平均演色評価数Ｒａを７０以上にまで向上させることができ、さらに黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）ほぼゼロとできることが分かる。
【００７３】
実施例８〜１０
本実施例では、図４に示す構成の照明装置を作製して、その色温度変化と色品位の低下とを評価するととともに、その際の演色性（平均演色評価数Ｒａ）を調べた。色温度の変化および調整は、赤色発光素子１２の赤色ＬＥＤチップ１２１と緑色発光素子１３の緑色ＬＥＤチップ１３１、および近紫外発光素子４１の近紫外ＬＥＤチップ４１１に供給する電流を調整し、これらの発光素子からの発光の出力を制御することによって行った。なお、色品位の低下は、黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）によって評価した。この評価は、白色発光素子１１から発せられる白色光の色温度を、６７００Ｋから４２００Ｋおよび３０００Ｋにそれぞれ低下させた場合について、実施した。
【００７４】
また、白色発光素子１１、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３は、実施例１，２と同様に構成した。さらに、近紫外発光素子４１は、主波長３９５ｎｍの近紫外ＬＥＤチップ４１１を、近紫外用赤色系蛍光体４１４であるジャーマネート系蛍光体で被覆することによって構成した。なお、このジャーマネート系蛍光体はシリコーン樹脂中に含有させ、蛍光体含有樹脂層４１２を形成した。評価結果を表５に示す。
【００７５】
【表５】
2008160061.tif 000007
【００７６】
表５から明らかなように、白色発光素子１１、赤色発光素子１２および緑色発光素子１３に対して、近紫外発光素子４１を追加して配設することにより、極めて高い演色性（平均演色評価数Ｒａ）を得ることができ、さらに黒体放射軌跡との偏差（ｄｕｖ）をほぼゼロとできることが分かる。
【００７７】
以上、本発明を具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の照明装置の第１の実施形態を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示す照明装置の変形例を概略的に示す構成図である。
【図３】本発明の照明装置の第２の実施形態を概略的に示す構成図である。
【図４】本発明の照明装置の第３の実施形態他を概略的に示す構成図である。
【図５】本発明の実施例１，２で得られた照明装置の発光の色度を表す色度図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０，２０，３０，４０…照明装置、１１…白色発光素子、１２…赤色発光素子、１３…緑色発光素子、１４…基板、１１１…青色ＬＥＤチップ、１１２…蛍光体含有樹脂層、１１３…透明樹脂、１１４…蛍光体、１２１…赤色ＬＥＤチップ、１３１…緑色ＬＥＤチップ、３１…橙色発光素子、３１１…橙色ＬＥＤチップ、４１…近紫外発光素子、４１１…近紫外ＬＥＤチップ、４１２…蛍光体含有樹脂層、４１３…透明樹脂、４１４…近紫外用赤色系蛍光体。
【図１】
2008160061.tif 000008
【図２】
2008160061.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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