(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ（ａ≧３）個の赤色ＬＥＤと、ｂ（ｂ≧２）個の緑色ＬＥＤと、ｃ（ｃ≧３）個の青色ＬＥＤと、ｄ（ｄ≧１）個のライム色ＬＥＤとが基板上の配置領域に配置され、各色のＬＥＤ毎に動作制御する制御機構を有し、
下記（１）〜（３）の条件を満たし、
（１）ｂ≦ａ
（２）ｂ≦ｃ
（３）０．１（ａ＋ｃ）≦ｄ≦０．２８（ａ＋ｃ）
前記各ＬＥＤは、前記基板上における仮想の同心円上に配設され、１つの仮想の同心円上のＬＥＤ列が、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよびライム色ＬＥＤをそれぞれ１個以上含み、
かつ、各ライム色ＬＥＤの同一の仮想の同心円上のＬＥＤ列における両隣に配設されるＬＥＤの少なくとも１つ以上が、赤色ＬＥＤまたは青色ＬＥＤであることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
各緑色ＬＥＤに隣接して配設されるＬＥＤが、赤色ＬＥＤまたは青色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として複数の赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよびライム色ＬＥＤを用い、所期の色温度の混色光を放射することができるＬＥＤ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ照明装置として、光の三原色に相当する光を放射する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源として用いたものが知られている（例えば特許文献１参照。）。
具体的には、このようなＬＥＤ照明装置においては、各色のＬＥＤにおける点灯／消灯を選択することや、各色のＬＥＤ毎にその出力を変えて明るさを変えることによって、全体として放射される混色光の色温度を変える。
【０００３】
例えば、ろうそくの光（２５００Ｋ程度）から白熱電球の光（３０００Ｋ程度）まで光の色温度を上げるためには、緑色ＬＥＤからの放射光の出力を上げることが行われる。
また例えば、電球色の光（３８００Ｋ程度）から白色蛍光灯の光（４１００Ｋ程度）まで光の色温度を上げるためにも、緑色ＬＥＤからの放射光の出力を上げることが行われる。
さらに例えば、昼光色蛍光灯の光（６２００Ｋ程度）から三波昼白色蛍光灯の光（５２００Ｋ程度）まで光の色温度を下げるためには、青色ＬＥＤからの放射光の出力を下げることが行われる。
【０００４】
しかしながら、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの三原色の光を放射する光源のみを用いて白色調光する場合には、放射させることのできる混色光の色温度の範囲が広いとは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５１７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような問題を解決するために、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤに加えて、ライム色ＬＥＤを追加的に用いることにより、放射させることのできる混色光の色温度の範囲を広くすることができるが、放射される混色光は、照射面において色ムラのあるものとなる場合が少なくない。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、広い範囲の色温度の光を放射することができ、かつ、放射される混色光の照射面における色混ざりが良好なものとなるＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＬＥＤ照明装置は、ａ（ａ≧３）個の赤色ＬＥＤと、ｂ（ｂ≧２）個の緑色ＬＥＤと、ｃ（ｃ≧３）個の青色ＬＥＤと、ｄ（ｄ≧１）個のライム色ＬＥＤとが基板上の配置領域に配置され、各色のＬＥＤ毎に動作制御する制御機構を有し、
下記（１）〜（３）の条件を満たし、
（１）ｂ≦ａ
（２）ｂ≦ｃ
（３）０．１（ａ＋ｃ）≦ｄ≦０．２８（ａ＋ｃ）
前記各ＬＥＤは、前記基板上における仮想の同心円上に配設され、１つの仮想の同心円上のＬＥＤ列が、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよびライム色ＬＥＤをそれぞれ１個以上含み、
かつ、各ライム色ＬＥＤの同一の仮想の同心円上のＬＥＤ列における両隣に配設されるＬＥＤの少なくとも１つ以上が、赤色ＬＥＤまたは青色ＬＥＤであることを特徴とする。
【００１０】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、各緑色ＬＥＤに隣接して配設されるＬＥＤが、赤色ＬＥＤまたは青色ＬＥＤであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＬＥＤ照明装置によれば、それぞれ相対的に特定される数の赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよびライム色ＬＥＤを有するので、各色のＬＥＤ毎に動作制御することのみによって、広い範囲の色温度の混色光を放射することができる。
しかも、本発明のＬＥＤ照明装置においては、各ライム色ＬＥＤに隣接して配設されるＬＥＤの少なくとも１つ以上が、赤色ＬＥＤまたは青色ＬＥＤとされている。そして、ライム色ＬＥＤの発光効率が赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤに比べて高いので、このように各ＬＥＤが配置されることによって、基板の配置領域全体における光強度の均一性が高くなり、その結果、放射される混色光の照射面における色混ざりが良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のＬＥＤ照明装置の一例における各色のＬＥＤの配置状態を示す模式図である。
【図２】本発明のＬＥＤ照明装置の別の一例における各色のＬＥＤの配置状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明のＬＥＤ照明装置の一例における各色のＬＥＤの配置状態を示す模式図である。
このＬＥＤ照明装置は、円盤状の基板１２上の略円形の配置領域１３において、同心円状に、複数個の赤色ＬＥＤ１１Ｒと、複数個の緑色ＬＥＤ１１Ｇと、複数個の青色ＬＥＤ１１Ｂと、ライム色ＬＥＤ１１Ｌとが配置されている。
図１のＬＥＤ照明装置においては、３つの仮想の同心円１５ｐ，１５ｑ，１５ｒを有し、当該同心円１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ上において隣接するＬＥＤ間の距離は等間隔とされている。また、隣接する２つの同心円間の距離ｄ２、すなわち２つの同心円の半径の差は、同心円１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ上における隣接する２つのＬＥＤ間の距離ｄ１よりも大きいものとされることが好ましい。
【００１５】
本発明のＬＥＤ照明装置においては、同色のＬＥＤの各々が直列接続されており、かつ、各色のＬＥＤ毎に点灯／消灯を選択することや出力を変えるなどの動作制御する制御機構が備えられている。
【００１６】
本発明のＬＥＤ照明装置によって得られる混色光は、例えば、色温度が２２００〜６５００Ｋとなる範囲に白色調光された光や、各種のカラーの光である。
【００１７】
本発明のＬＥＤ照明装置に配設される各色のＬＥＤの個数は、赤色ＬＥＤ１１Ｒがａ（ａ≧３）個、緑色ＬＥＤ１１Ｇがｂ（ｂ≧２）個、青色ＬＥＤ１１Ｂがｃ（ｃ≧３）個、ライム色ＬＥＤ１１Ｌがｄ（ｄ≧１）個であり、各色のＬＥＤの個数がさらに下記（１）〜（３）の条件を満たす。
（１）ｂ≦ａ
（２）ｂ≦ｃ
（３）０．１（ａ＋ｃ）≦ｄ≦０．２８（ａ＋ｃ）
上記条件（３）を満たさない場合、すなわち、ライム色ＬＥＤ１１Ｌの数が、赤色ＬＥＤ１１Ｒおよび青色ＬＥＤ１１Ｂの数の合計の１０個数％未満である場合は、放射させることのできる混色光の色温度の範囲を十分に広いものとすることができない。一方、ライム色ＬＥＤ１１Ｌの数が、赤色ＬＥＤ１１Ｒおよび青色ＬＥＤ１１Ｂの数の合計の２８個数％を超える場合は、放射される混色光におけるライム色の光が強すぎるためにカラーバランスが崩れ、その結果、色再現性に劣り、所期の色の混色光を照射することができない。
【００１８】
各色のＬＥＤの個数としては、図１の例においては、赤色ＬＥＤ１１Ｒ：緑色ＬＥＤ１１Ｇ：青色ＬＥＤ１１Ｂ：ライム色ＬＥＤ１１Ｌが１２個：７個：１１個：６個であって、全ＬＥＤの数が３６個とされている。
他の例では、赤色ＬＥＤ１１Ｒ：緑色ＬＥＤ１１Ｇ：青色ＬＥＤ１１Ｂ：ライム色ＬＥＤ１１Ｌが６個：４個：５個：３個であって、全ＬＥＤの数を１８個とすることができる。
さらに他の例では、赤色ＬＥＤ１１Ｒ：緑色ＬＥＤ１１Ｇ：青色ＬＥＤ１１Ｂ：ライム色ＬＥＤ１１Ｌが６個：３個：７個：２個であって、全ＬＥＤの数を１８個とすることができる。
さらに他の例では、赤色ＬＥＤ１１Ｒ：緑色ＬＥＤ１１Ｇ：青色ＬＥＤ１１Ｂ：ライム色ＬＥＤ１１Ｌが３個：２個：３個：１個であって、全ＬＥＤの数を最小単位である９個とすることができる。
【００１９】
そして、本発明のＬＥＤ照明装置においては、各ライム色ＬＥＤ１１Ｌに隣接して配設されるＬＥＤの少なくとも１つ以上が、赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂとされている。各ライム色ＬＥＤ１１Ｌに隣接して配設されるＬＥＤが複数ある場合は、その全てが赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂとされることが好ましい。
本発明において、ライム色ＬＥＤに隣接して配設されるＬＥＤとは、同じ配列上の当該ライム色ＬＥＤに最も近接して配設されるＬＥＤをいう。図１の例のＬＥＤ照明装置においては、仮想の同心円１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ上において各ライム色ＬＥＤ１１Ｌの両隣のＬＥＤをいう。
図１の例のＬＥＤ照明装置においては、同心円１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ上において各ライム色ＬＥＤ１１Ｌに隣接して並ぶＬＥＤの少なくとも一方が、赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂとされている。また、一方および他方のＬＥＤの両方が赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂであることが好ましい。
また、各ライム色ＬＥＤ１１Ｌにおける隣接する同心円における近接して配設されるＬＥＤも、赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂであることが好ましい。
【００２０】
ライム色ＬＥＤ１１Ｌの発光効率は、赤色ＬＥＤ１１Ｒおよび青色ＬＥＤ１１Ｂに比べて高い。従って、各ライム色ＬＥＤ１１Ｌに隣接して配設されるＬＥＤが赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂであることによって、基板１２の配置領域１３全体の光強度の均一性が高くなり、その結果、放射される混色光の照射面における色混ざりが良好なものとなる。
【００２１】
また、各緑色ＬＥＤ１１Ｇに隣接して配設されるＬＥＤが、赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂであること、すなわち、緑色ＬＥＤ１１Ｇとライム色ＬＥＤ１１Ｌとが隣接して配設されないことが好ましい。
図１の例のＬＥＤ照明装置においては、同心円１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ上において各緑色ＬＥＤ１１Ｇに隣接して並ぶＬＥＤの少なくとも一方が、赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂとされる。また、一方および他方のＬＥＤの両方が赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂであることが好ましい。
また、各緑色ＬＥＤ１１Ｇにおける隣接する同心円における近接して配設されるＬＥＤも、赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂであることが好ましい。
【００２２】
緑色ＬＥＤ１１Ｇの発光効率は、ライム色ＬＥＤ１１Ｌに比べて低いが赤色ＬＥＤ１１Ｒおよび青色ＬＥＤ１１Ｂに比べて高い。従って、各緑色ＬＥＤ１１Ｇに隣接して配設されるＬＥＤが赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂであることによって、基板１２の配置領域１３全体の光強度の均一性をより高くすることができ、その結果、放射される混色光の照射面における色混ざりがさらに良好なものとなる。
【００２３】
赤色ＬＥＤ１１Ｒは、６２０〜６４５ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を放射するものであり、赤色ＬＥＤ１１Ｒの電力は１Ｗである。
緑色ＬＥＤ１１Ｇは、５２０〜５４０ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を放射するものであり、緑色ＬＥＤ１１Ｇの電力は１．７１Ｗである。
青色ＬＥＤ１１Ｂは、４６０〜４８０ｎｍの範囲に、ピーク波長を有する光を放射するものであり、青色ＬＥＤ１１Ｂの電力１．６Ｗである。
ライム色ＬＥＤ１１Ｌは、５６６〜５６９ｎｍの範囲に、ピーク波長を有する光を放射するものであり、ライム色ＬＥＤ１１Ｌの電力は２Ｗである。
【００２４】
上記のＬＥＤ照明装置の基板１２の配置領域１３における各ＬＥＤの配置の一例を挙げると、基板１２の直径が２２７ｍｍ、同心円１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ上の隣接する２つのＬＥＤ間の間隔ｄ１が３０．６ｍｍ、隣接する２つの同心円間の距離ｄ２が２９．５ｍｍである。
【００２５】
上記のＬＥＤ照明装置においては、制御機構によって、各色のＬＥＤ毎に点灯／消灯の選択がなされると共に、各色のＬＥＤ毎に投入電力が制御されて点灯時の明るさが調整されることによって、白色調光された光やカラーの光などの、所期の混色光が放射される。
【００２６】
以上のようなＬＥＤ照明装置によれば、それぞれ相対的に特定される数の赤色ＬＥＤ１１Ｒ、青色ＬＥＤ１１Ｂ、緑色ＬＥＤ１１Ｇおよびライム色ＬＥＤ１１Ｌを有するので、各色のＬＥＤ毎に動作制御することのみによって、広い範囲の色温度の混色光を放射することができる。しかも、このＬＥＤ照明装置においては、各ライム色ＬＥＤ１１Ｌに隣接して配設されるＬＥＤの少なくとも１つ以上が、赤色ＬＥＤ１１Ｒまたは青色ＬＥＤ１１Ｂとされている。そして、ライム色ＬＥＤ１１Ｌの発光効率が赤色ＬＥＤ１１Ｒおよび青色ＬＥＤ１１Ｂに比べて高いので、このようにＬＥＤが配置されることによって、基板１２の配置領域１３全体の光強度の均一性が高くなり、その結果、放射される混色光の照射面における色混ざりが良好なものとなる。
【００２７】
以上、本発明の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、種々の変更を加えることができる。
例えば、本発明のＬＥＤ照明装置は、円盤状の基板を有して略円形の配置領域に各ＬＥＤが配置されて構成されることに限定されず、矩形の配置領域や、図２に示されるような矩形の基板１２Ａにおける線状の配置領域１３Ａに各ＬＥＤが等間隔に配置されて構成されたものであってもよい。
【００２８】
以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験例について説明する。
【００２９】
〔実験例１〜３〕
図１の構成に基づいて、３６個の各色のＬＥＤを配置したＬＥＤ照明装置〔１〕を作製した。
ＬＥＤ照明装置〔１〕において、同心円上の隣接する２つのＬＥＤ間の間隔ｄ１は３０．６ｍｍ、隣接する同心円間の距離ｄ２は２９．５ｍｍである。
このＬＥＤ照明装置〔１〕を用いて、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよびライム色ＬＥＤを、表１に示される投入電力で点灯させた。ここで、表１に記載された各色のＬＥＤの投入電力は、それぞれの色のＬＥＤの投入電力を合計した投入電力である。そして、放射された混色光の色温度、および、照射面における照度を測定した。また、効率を算出した。
得られた混色光の照射面における色混ざりを目視で観察したところ、実験例１〜３のいずれの混色光においても、ムラがなく色混ざりが良好であることが確認された。
【００３０】
【表１】
0006682773.tif 000002
【符号の説明】
【００３１】
１１Ｒ  赤色ＬＥＤ
１１Ｇ  緑色ＬＥＤ
１１Ｂ  青色ＬＥＤ
１１Ｌ  ライム色ＬＥＤ
１２，１２Ａ  基板
１３，１３Ａ  配置領域
１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ  同心円
【図１】
0006682773.tif 000003
【図２】
0006682773.tif 000004