(57)【要約】【課題】出射光の演色性を従来構成よりもさらに向上させることができる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１は、白色光を出射する主光源３と、白熱電球からなる補助光源４とを器体２に備える。主光源３は、青色に発光する発光ダイオードと、発光ダイオードからの光の一部を吸収することにより励起され黄色に発光する蛍光体を含んだ光色変換部材とを有し、青色光と黄色光とを混合することにより白色光を出射する。補助光源４は、主光源３に比べて光束の小さい光を主光源３からの光に混合させるように出射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色に発光する発光ダイオードおよび発光ダイオードからの光の一部を吸収することにより励起され黄色に発光する蛍光体を含んだ光色変換部材を有し白色光を出射する主光源と、白熱電球からなり主光源に比べて光束の小さい光を主光源からの光に混合させるように出射する補助光源とを器体に備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記器体は、透光性を有する透光性基板を備え、前記主光源は、前方に光を出射する向きで透光性基板の一面上に固定され、前記補助光源は、透光性基板の後方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記主光源は、複数個設けられ、前記補助光源を囲んで配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記補助光源は、出射光が赤色系であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青色に発光する発光ダイオードと、発光ダイオードからの光の一部を吸収することにより励起され黄色に発光する蛍光体を含んだ光色変換部材とを有し白色光を出射する光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光ダイオードとして青色に発光するものが知られており、近年では、この種の（青色）発光ダイオードを用いて白色光を取り出すことができるようにした光源装置が提供されている。
【０００３】
この種の光源装置としては、発光ダイオードからの光の一部について光色を変換する光色変換部材により発光ダイオード（チップ）を覆った構成を有するものがある。光色変換部材は、発光ダイオードからの光を吸収することにより励起され黄色に発光する蛍光体を透光性樹脂中に分散させたものである。すなわち、発光ダイオードからの青色光の一部を蛍光体で黄色光に変換することによって、青色光と黄色光との混色光である白色光を得られるようにしてある。このような光源装置を用いて得られる白色光は、青色の波長域と黄色の波長域とに発光ピーク波長を有することになる。
【０００４】
一方、光源装置を照明用途に用いる際の出射光の演色性（平均演色評価数Ｒａ）の向上を狙って、赤色に発光する発光ダイオードを上述した光源装置に付加し、青色光と黄色光との混合により得られた白色光にさらに赤色光を混合させることにより、出射光に赤色の波長域の光を付加したものが考えられている（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１０３４４３号公報（第５−６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、演色性の高い出射光を得るためには可視光領域の全般に亘って発光スペクトルを分布させる必要があるのに対して、発光ダイオードの発光スペクトルは特定波長の近辺に局在するので、特許文献１に記載のように発光ダイオードから出射される赤色光を白色光に混合させたとしても、その発光スペクトルは青色、黄色、赤色の各波長域に局在することになり、結果的に、光源装置の演色性が十分に改善されることにはならない。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、出射光の演色性を従来構成よりもさらに向上させることができる光源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の発明は、青色に発光する発光ダイオードおよび発光ダイオードからの光の一部を吸収することにより励起され黄色に発光する蛍光体を含んだ光色変換部材を有し白色光を出射する主光源と、白熱電球からなり主光源に比べて光束の小さい光を主光源からの光に混合させるように出射する補助光源とを器体に備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、主光源から出射される青色光および黄色光の混色光である白色光に、補助光源から出射される光が混合されることになる。ここで、補助光源は白熱電球であって、白熱電球は可視光領域の全波長域に亘って発光スペクトルが分布した光を出射するから、主光源からの光と補助光源からの光との混色光においては、可視光領域の全般に亘って発光スペクトルが分布することになり、結果的に、光源装置の出射光の演色性が従来構成よりもさらに向上する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記器体が、透光性を有する透光性基板を備え、前記主光源が、前方に光を出射する向きで透光性基板の一面上に固定され、前記補助光源が、透光性基板の後方に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、主光源と補助光源とを前後に重ねて配置することができるから、透光性基板の前記一面に沿った面内で光源装置を小型化することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記主光源が、複数個設けられ、前記補助光源を囲んで配置されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、主光源と補助光源とのそれぞれから出射される光が互いに混合しやすくなる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記補助光源が、出射光が赤色系であることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、主光源と補助光源とのそれぞれから出射される光の混色光として、赤味を帯びた白色光を得ることができるので、請求項４の光源装置を光源に用いることによって食料品などの照明に適した照明器具を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、可視光領域の全般に亘って発光スペクトルが分布することになり、結果的に、光源装置の出射光の演色性が従来構成よりもさらに向上するという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
本実施形態の光源装置１は、図１に示すように、１個の器体２に対して、白色光を出射する主光源３が複数個配設されるとともに、白熱電球からなる補助光源４が配設された構成を有する。
【００１７】
各主光源３はそれぞれ青色に発光する発光ダイオード（図示せず）と、発光ダイオードを覆う光色変換部材（図示せず）とを備えている。光色変換部材は、透光性を有する透光性樹脂（たとえばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂など）の中に、青色光を吸収することにより励起され黄色に発光する蛍光体を分散させたものであって、この光色変換部材に入射した光（青色光）のうち、一部の光は蛍光体で黄色光に変換されて出力され、その他の光は蛍光体に吸収されることなく光色変換部材を透過して青色光として出力されるので、主光源３から出射される光としては、互いに補色関係にある青色光と黄色光との混色光である白色光が得られることになる。
【００１８】
図１では詳しく図示しないが、各主光源３は、パッケージ（図示せず）の一表面に凹設された凹部の底面に発光ダイオード（チップ）を実装し、当該凹部の開口を板状に形成された光色変換部材で閉塞することによりそれぞれ構成される。これにより、凹部の開口からは光色変換部材を通して白色光が出射されることになる。ただし、主光源３の構成はこれに限らず、たとえば発光ダイオード（チップ）をリードフレーム上に実装し、当該リードフレームを光色変換部材でモールドすることにより主光源３を構成してもよい。ここで用いる発光ダイオードは、窒化ガリウム系化合物半導体材料からなる発光部がサファイア基板の一表面側に形成されたチップであり、室温での発光スペクトルの発光ピーク波長が略４６０ｎｍである。
【００１９】
本実施形態では、光色変換部材の蛍光体としてそれぞれ発光ピーク波長の異なる光を出射する２種類の蛍光体を用いている。２種類の蛍光体としては、発光ダイオードからの青色光を吸収することにより励起されて５００〜７００ｎｍの波長域に亘る光を出射する周知の蛍光体を用いればよく（つまり、発光ピーク波長が黄色の波長域内にあり、かつ発光波長域が赤色の波長域を含むような蛍光体を用いればよく）、たとえば、アルカリ土類金属オルトケイ酸塩系の蛍光体を用いればよい。ここでは、組成が（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋の蛍光体で、室温での発光ピーク波長が５２０ｎｍの蛍光体と５９０ｎｍの蛍光体とを用いた場合について例示する。なお、上述の各蛍光体では、Ｓｒの組成をａ、Ｃａの組成をｂ、Ｂａの組成をｃとすれば、ａ＋ｂ＋ｃ＝２（つまり、ａ＝２−ｂ−ｃ）であり、組成比を調整することによって、発光スペクトルの半値幅をほとんど変えることなく発光ピーク波長のみをずらすことができ、発光ピーク波長が５２０ｎｍの蛍光体では、発光ピーク波長が５９０ｎｍの蛍光体に比べて、Ｂａの組成ｃとＣａの組成ｂとの組成比（＝ｃ／ｂ）が高くなっている。
【００２０】
光色変換部材においては、発光ピーク波長が５２０ｎｍの蛍光体と、発光ピーク波長が５９０ｎｍの蛍光体との濃度比（ｗｔ％比）を３５：６５にしてある。ここで、各蛍光体としては、平均粒径ｄ５０が５μｍの粒子状の蛍光体を用いている。
【００２１】
上述した構成により、主光源３からは図２の「イ」に示す発光スペクトルを有した光が出射されることになる。すなわち、主光源３が単独で発光すると、従来構成において説明したように、青色の波長域と黄色の波長域とに発光ピーク波長を有する光が得られることになる。
【００２２】
一方、本実施形態の光源装置１では上述したように主光源３の他に補助光源４が設けられており、補助光源４は白熱電球からなるので、補助光源４からは、図２の「ロ」に示すように可視光領域の全波長域に亘って発光スペクトルが分布した光が出射されることになる。ここで、光源装置１から取り出される主な光束は主光源３から出射するものとしており、補助光源４からは複数個の主光源３に比べて光束の小さい光を取り出すことになる。本実施形態では、周知のハロゲン電球のうち小型のもの（いわゆる豆球）を補助光源４として用いるが、その他の白熱電球を用いてもよい。この補助光源４からの光は、後述する手段によって主光源３からの光と混合されることになる。
【００２３】
また、器体２は、図１に示すように透光性を有する合成樹脂製の透光性基板５を備えており、複数個の主光源３は全て透光性基板５の前面（図１の下面）上に固定され、補助光源４は透光性基板５の後方（図１の上方）に配置される。ただし、主光源３を透光性基板５の後面に固定するようにしてもよい。ここにおいて、主光源３は前方（図１の下方）に光を出射する向きに（つまりパッケージの凹部を前方に向けて）配置される。図１では透光性基板５のみを図示しているが、この他にも器体２には、補助光源４を保持するためのランプソケット、透光性基板５との間に補助光源４を収納する空間を形成するカバー、カバーの内周面に形成され補助光源４からの光を前方に配光する反射板などが設けられる。
【００２４】
上述した構成によれば、光源装置１からは、図２の「イ」に示す発光スペクトルを有した主光源３の光（図１に実線の矢印で示す）と、図２の「ロ」に示す発光スペクトルを有した補助光源４の光（図１に破線の矢印で示す）とを、共に器体２の前方に取り出すことができる。このとき、主光源３からの光に補助光源４からの光を混合させることによって、可視光領域の全般に亘って発光スペクトルが分布することになり、広帯域の発光スペクトルを有した光を得ることができる。このように主光源３からの光と補助光源４からの光とを混合させることにより、主光源３を単独で発光させる場合に比べて、光源装置１の演色性（平均演色評価数Ｒａ）は向上することになる。
【００２５】
主光源３からの光と補助光源４からの光とを混合する手段としては、器体２における主光源３の前方に拡散透過板（図示せず）を設け、主光源３および補助光源４のそれぞれから出射された光を拡散透過板で拡散させてから取り出す構成を採用してもよいし、この構成に限らず、たとえば光源装置１を照明器具の光源として用いる場合に、照明器具に設けられた拡散透過板（セード等）を利用して主光源３からの光と補助光源４からの光とを混合するようにしたり、あるいは照射面において主光源３からの光が照射する領域と補助光源４からの光が照射する領域とを重ねることによって、照射面上で両者の光を混合したりしてもよい。
【００２６】
また、複数個の主光源３の光と補助光源４の光との光束の関係は主光源３の光のほうが大きくなるように設定されているのは上述した通りであるが、本実施形態では、複数個の主光源３の消費電力と補助光源４の消費電力との関係についても主光源３のほうが大きくなるようにしてある。なお、本実施形態では主光源３を複数個設ける例を示したが、主光源３は１個だけであってもよい。主光源３を１個とする場合であっても、主光源３の光と補助光源４の光との光束の関係は主光源３のほうが大きくなるように設定される。補助光源４を複数個設けるようにしてもよい。
【００２７】
（実施形態２）
本実施形態の光源装置１は、主光源３および補助光源４の配置が実施形態１に示した光源装置１とは相違する。
【００２８】
すなわち、光源装置１は、図３に示すように器体２が前面（図３の下面）円形状の円盤状に形成され、器体２の前面の中央部に補助光源４が配置されるとともに、器体２の前面において補助光源４を囲むように複数個の主光源３が配置された構成を有する。図３においては主光源３は器体２の前面の周縁に沿って等間隔に８個配置されている。ここで、主光源３および補助光源４は器体２内に収納されており、器体２の前面には主光源３および補助光源４のそれぞれから光を取り出す孔が形成されている。
【００２９】
この構成によれば、光源装置１からは、主光源３の光と補助光源４の光とを共に器体２の前方に取り出すことができる。しかも、補助光源４は主光源３に囲まれた位置に配置されているから、主光源３と補助光源４とのそれぞれから出射される光が互いに混合しやすいという利点がある。
【００３０】
また、本実施形態では、ガラス球が赤色に着色された白熱電球（豆球）を補助光源４として用いている。これにより、補助光源４からは赤色系の光が出射されることになり、無色透明のガラス球を有した白熱電球を補助光源４とする場合に比べて、光源装置１の赤色の特殊演色評価数（Ｒ９）が向上することになる。一方で、たとえば、飲食店等で用いる照明器具のように食料品を照明する照明器具としては、平均演色評価数（Ｒａ）だけでなく、赤色の特殊演色評価数（Ｒ９）の高いものが好ましいことが知られている。したがって、本実施形態のように赤色の特殊演色評価数（Ｒ９）を向上させた光源装置１を光源に用いることにより、食料品などの照明にも適した照明器具を実現することができる。
【００３１】
なお、器体２の前面に孔を設けなくとも、実施形態１において説明したような透光性基板５を器体２の前壁に用いることによって、主光源３および補助光源４の光を取り出すようにしてもよい。この場合には、主光源３は器体２の外側に固定されていてもよい。その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す概略図である。
【図２】同上における発光スペクトルの説明図である。
【図３】本発明の実施形態２の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  光源装置
２  器体
３  主光源
４  補助光源
５  透光性基板
【図１】
2007080534.tif 000003
【図２】
2007080534.tif 000004
【図３】
2007080534.tif 000005