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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-04
(45)【発行日】2024-10-15
(54)【発明の名称】照明装置
(51)【国際特許分類】
B60Q 3/80 20170101AFI20241007BHJP
F21V 23/00 20150101ALI20241007BHJP
F21V 9/32 20180101ALI20241007BHJP
H05B 47/10 20200101ALI20241007BHJP
B60Q 3/74 20170101ALI20241007BHJP
B60Q 3/60 20170101ALI20241007BHJP
F21S 43/14 20180101ALI20241007BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20241007BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20241007BHJP
F21Y 113/13 20160101ALN20241007BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20241007BHJP
F21W 106/00 20180101ALN20241007BHJP
F21W 104/00 20180101ALN20241007BHJP
【ＦＩ】
B60Q3/80
F21V23/00 140
F21V9/32
H05B47/10
B60Q3/74
B60Q3/60
F21S43/14
H01L33/00 L
G02B5/20
F21Y113:13
F21Y115:10
F21W106:00
F21W104:00
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020040849
(22)【出願日】2020-03-10
(65)【公開番号】P2021142778
(43)【公開日】2021-09-24
【審査請求日】2023-03-03
(73)【特許権者】
【識別番号】597096161
【氏名又は名称】株式会社朝日ラバー
(73)【特許権者】
【識別番号】504190548
【氏名又は名称】国立大学法人埼玉大学
(74)【代理人】
【識別番号】100133798
【弁理士】
【氏名又は名称】江川 勝
(74)【代理人】
【氏名又は名称】古川 通子
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 文泰
(72)【発明者】
【氏名】川口 武
(72)【発明者】
【氏名】綿貫 啓一
【審査官】河村 勝也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２５８３５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０１５４５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５２２５４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２６６４８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｑ ３／８０
Ｆ２１Ｖ ２３／００
Ｆ２１Ｖ ９／３２
Ｈ０５Ｂ ４７／１０
Ｂ６０Ｑ ３／００
Ｆ２１Ｓ ４３／１４
Ｈ０１Ｌ ３３／００
Ｇ０２Ｂ ５／２０
Ｆ２１Ｙ １１３／１３
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
Ｆ２１Ｗ １０６／００
Ｆ２１Ｗ １０４／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び／または前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置をそれぞれ複数個実装する複数のＬＥＤ実装基板と、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力及び前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力をそれぞれ制御する電力制御部とを備え、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれるＬＥＤ素子と第１の蛍光体とを含み、前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれるＬＥＤ素子と第２の蛍光体とを含み、
前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置とは、それぞれの発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れており、各前記蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上であり、
前記各ＬＥＤ実装基板は筐体の内部に収容されており、
前記筐体は、その内壁面に前記各蛍光体含有ＬＥＤ装置の発光を反射させるための反射膜を備え、且つ、前記反射膜により反射された光を通過させて照明光を発するための、前記各蛍光体含有ＬＥＤ装置に対面しない光取り出し口を備え、
前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力を調整することにより、前記照明光の分光分布が調整される、ことを特徴とする照明装置。
【請求項2】
複数の前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置，前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び／または前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置をそれぞれ複数個実装する複数の前記ＬＥＤ実装基板と、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力，前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力及び前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力をそれぞれ制御する前記電力制御部とを備え、
前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれるＬＥＤ素子と第３の蛍光体と、を含み、
前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置の発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長は、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置の少なくとも何れか１つの各前記蛍光ピーク波長と１０ｎｍ以上離れており、各前記蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上であり、
前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置、前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力を調整することにより、前記照明光の分光分布が調整される、請求項１に記載の照明装置。
【請求項3】
複数の前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置，前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置，前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び／または前記第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置をそれぞれ複数個実装する複数の前記ＬＥＤ実装基板と、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力，前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力，前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び前記第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力をそれぞれ制御する前記電力制御部とを備え、
前記第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれるＬＥＤ素子と第４の蛍光体と、を含み、
前記第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置の発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長は、前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置，前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置の少なくとも何れか１つの各前記蛍光ピーク波長と１０ｎｍ以上離れており、各前記蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上であり、
前記第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置、前記第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置、前記第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び前記第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力を調整することにより、前記照明光の分光分布が調整される、請求項２に記載の照明装置。
【請求項4】
前記第１の蛍光体，前記第２の蛍光体，前記第３の蛍光体，及び前記第４の蛍光体は、４１０～４７０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体，４３０～４９０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体，４９０～５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体、５００～５９０ｎｍの範囲にピーク波長を有する蛍光体、５８０～６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体から選ばれる請求項３に記載の照明装置。
【請求項5】
蛍光体を含まないＬＥＤ装置をさらに備え、前記電力制御部は前記蛍光体を含まないＬＥＤ装置に供給される電力を制御する請求項１～４の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項6】
自動車の内部照明である請求項１～５の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項7】
前記照明装置は、前記電力制御部のＰＷＭ制御により１／ｆゆらぎ点灯することを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明光の分光分布を調整でき、連続した分光分布を有する多様な色の光に調整できる照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、作業時の疲労感を低減したり、視認性を向上させたり、良質な睡眠を促したりする照明装置が提案されている。具体的には、照射される光の色座標の範囲を調整したり、発光スペクトルの形状を調整したりして、各作用を有する光を発する照明装置が提案されている。
【0003】
下記特許文献１は、人に自然で良質な睡眠を促すことが可能な照明装置として、ＬＥＤ素子の発光により、国際照明委員会が定めるｘｙ色度図上の点Ａ（０．５５５，０．３９４）を通る等色温度線及び黒体輻射軌跡に対する等偏差線と、点Ｂ（０．４１９，０．３４３）を通る等色温度線及び黒体輻射軌跡に対する等偏差線とで囲まれる領域内の照明色の照明光を出射することを特徴とする照明装置を開示する。
【0004】
また、下記特許文献２は、快適性を向上させて作業時の疲労感を低減させるＬＥＤ素子の発光により照明光を出射して照明を行う照明装置として、照明光のスペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積が３０％以上７０％以下であるとともに、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が２０％以下であり、照明光のスペクトルが６００ｎｍから７００ｎｍの間に最大値を有し、該最大値に対して５００ｎｍから６００ｎｍのスペクトルの最大値が７０％以下である照明装置を開示する。
【0005】
また、下記特許文献３は、ディスプレイの文字の読みやすさ感を向上させることができる照明装置として、ディスプレイ用照明として第１照明光を照射する発光部を備え、第１照明光の光特性は、相関色温度が３８００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが－９以上０以下の範囲で、内因性光感受性網膜神経節細胞（ｉｐＲＧＣ）刺激量がＤ６５光源から照射される光で規格化した値で０．６以上である 照明装置を開示する。
【0006】
また、下記特許文献４は、暗所において明るく感じさせて高い視認性を与え、かつ疲労感を与えにくい光を発する光源、ＬＥＤ装置及び発光表示構造として、ＣＩＥ１９３１の色度図の座標において、無彩色を示す座標Ｗ（０．３３,０．３３）とスペクトル軌跡上の４８０ｎｍの座標Ｂ（０．０９１，０．１３３）と、５６０ｎｍの座標Ｇ（０．３７３，０．６２４）とを結ぶ線分ＷＢ及び線分ＷＧとスペクトル軌跡に囲まれる領域における、色純度が２～５０の領域に含まれ、かつ、波長領域４８０～５４０ｎｍにおいて連続した分光波長が占める面積が３８０～７８０ｎｍの光源全体の分光波長面積に対して１５％以上である光を発する光源を開示する。
【0007】
ここで、赤色ＬＥＤ素子，緑色ＬＥＤ素子，青色ＬＥＤ素子の異なる色の光を発するＬＥＤを組み合わせて構成されたＬＥＤ装置は、フルカラーＬＥＤ装置またはＲＧＢ３ｉｎ１ＬＥＤ装置、として知られている。フルカラーＬＥＤ装置を用いて発光色を調整する技術も知られている。
【0008】
例えば、下記特許文献５は、光の３原色の各色の発光ダイオードを搭載した発光色可変ＬＥＤ装置と、発光ダイオードへ流す電流を各色毎に制御する電流制御回路とを具えたＬＥＤ発光色制御装置を開示する。このようなＬＥＤ発光色制御装置によれば、発光の色及び強さを制御することにより、発光する色の種類が可変できる発光色可変ＬＥＤ装置が得られる。
【0009】
また、下記特許文献６は、例えば、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の異なるＬＥＤ素子を複数組み合わせて発光体を構成し、各色のＬＥＤへ送る電力を電力制御部で制御することにより、出力する光色を任意の色となるように電力制御を行うＬＥＤ光源を開示する。
【0010】
また、下記特許文献７は、赤色の波長を含む光、緑色の波長を含む光及び青色の波長を含む光を、特定色の混色光を生成するようにそれぞれ発する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤと、赤色ＬＥＤに流れる電流を電流制御信号に従って調整する赤色用電流駆動手段と、緑色ＬＥＤに流れる電流を一定の設定電流に調整する緑色用電流駆動手段と、青色ＬＥＤに流れる電流を一定の設定電流に調整する青色用電流駆動手段と、赤色ＬＥＤの発光量に関連する検出信号を出力する検出手段と、この検出手段から出力される検出信号から得られる値が予め決定された発光量の値に等しくなるように、電流制御信号を赤色用電流駆動手段に出力する制御手段と を備えるＬＥＤ光源を開示する。
【0011】
また、下記特許文献８は、出射する光の輝度に応じて光の色温度が変化するＬＥＤ照明装置が開示されている。具体的には、３６０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する半導体発光素子を有する第１ＬＥＤと、３６０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する半導体発光素子を有し、所定の色温度の白色光を出射する第２ＬＥＤと、第１ＬＥＤの光射出方向に配置されており、第１ＬＥＤから出射される光を赤色光～オレンジ色光に変換する光変換部材を有する非レンズ部、及び前記第２ＬＥＤの光射出方向に配置されたレンズ部を有するレンズモジュールと、外部から供給される駆動信号が供給される期間において、第１ＬＥＤに供給される駆動電流を一定値で制御するとともに、第２ＬＥＤに供給される駆動電流を前記駆動信号に応じて可変電流で制御する電流制御部とを備えるＬＥＤ照明装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【文献】特開２０１３－１７１６８６号公報
【文献】特開２０１３－１７１６８９号公報
【文献】特開２０１８－０８８３７４号公報
【文献】特開２０１９－１２５５７７号公報
【文献】特開平８－２５０７７１号公報
【文献】特開平１１－１６２６６０号公報
【文献】特開２００７－０８０８６５号公報
【文献】特開２０１４－１９７５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
特許文献１～４に開示された各照明装置はそれぞれ、人に自然で良質な睡眠を促したり、疲労感を低減させたり、文字を読みやすくさせたり、暗所において明るく感じさせて高い視認性を与える効果を有する照明光を得られる。しかしながら、それらの各照明装置は、それぞれの目的に合うようにあらかじめ調光されているために、人の体調や状況に応じて、光の種類を選択することができなかった。具体的には、人が睡眠を促したいときには睡眠を促す光に調整し、疲労感を低減させたいときには疲労感を低減させる光に調整し、文字を読みやすくさせたいときには文字を読みやすくして疲労感を低減させる光に調整したりすることができなかった。
【0014】
また、特許文献５～８に開示された各照明装置は、赤色ＬＥＤ素子，緑色ＬＥＤ素子，青色ＬＥＤ素子の各ＬＥＤ素子へ流れる電流値を制御することにより、各ＬＥＤ素子から発せられる光を混色することによって光色を変化させる照明装置である。このような、赤色ＬＥＤ素子，緑色ＬＥＤ素子，青色ＬＥＤ素子からの発光をそのまま混合して調光した場合、青色ＬＥＤ素子は４７０ｎｍ付近、緑色ＬＥＤ素子は５３０ｎｍ付近，赤色ＬＥＤ素子は６３０ｎｍ付近に、それぞれ大きいシャープの波長ピークを有するだけの分光分布を示すために、これらが発する光を混合して得られる光も三原色を呈する鋭い各波長ピークを組み合わせただけの調色しかできず、自然光のような連続した分光波長を有する発光に調整できなかった。
【0015】
また、従来のフルカラーＬＥＤ装置は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の異なるＬＥＤ素子から構成されているために、各ＬＥＤ素子への順電圧が異なることにより供給電力の制御が難しかった。また、赤色ＬＥＤ素子の寿命が青色ＬＥＤ素子及び緑色ＬＥＤ素子の寿命よりも短いことにより、結果としてフルカラーＬＥＤ装置全体の寿命が短かった。また、赤色ＬＥＤ素子は、緑色ＬＥＤ素子と青色ＬＥＤ素子よりも高温になると発光効率が低下するために、高温環境では設定した色に対して発光色がずれるという問題もあった。
【0016】
本発明は上述のような問題を解決できる、照明光の分光分布を調整でき、連続した分光分布を有する多様な色の光に調整できる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】
【0017】
本発明の一局面は、複数の第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び／または第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置をそれぞれ複数個実装する複数のＬＥＤ実装基板と、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力をそれぞれ制御する電力制御部とを備え、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれるＬＥＤ素子と第１の蛍光体とを含み、第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれるＬＥＤ素子と第２の蛍光体とを含み、第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置とは、それぞれの発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れており、各蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上であり、各ＬＥＤ実装基板は筐体の内部に収容されており、筐体は、その内壁面に各蛍光体含有ＬＥＤ装置の発光を反射させるための反射膜を備え、且つ、反射膜により反射された光を通過させて照明光を発するための、各蛍光体含有ＬＥＤ装置に対面しない光取り出し口を備え、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力を調整することにより、照明光の分光分布が調整される照明装置である。このような照明装置においては、それぞれ異なる分光分布となる光を出射する２種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置の蛍光ピーク波長の半値幅が何れも５０ｎｍ以上であることにより、照明装置から出射される光がブロードで連続した分光分布を有する発光になる。また、異なる発光分布を有する蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力をそれぞれ独立して制御する電力制御部を備えるために、出射される光の分光分布の特定の波長領域の発光強度を調整してブロードで連続した分光分布に調整することができる。その結果、連続した分光分布を有する、多様な色の光に調整できる照明装置が得られる。
【0018】
照明装置は、複数の第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、複数の第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置，第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び／または第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置をそれぞれ複数個実装する、複数のＬＥＤ実装基板と、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力，第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力及び第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力をそれぞれ制御する電力制御部とを備え、第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれるＬＥＤ素子と第３の蛍光体とを含み、第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置の発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長は、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置の少なくとも何れか１つの各蛍光ピーク波長と１０ｎｍ以上離れており、各蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上であり、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置，第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力を調整することにより、照明光の分光分布が調整されることが好ましい。このような照明装置においては、それぞれ 異なる分光分布となる光を出射する３種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置が実装されていることにより、さらに、照明光の分光分布を調整でき、ブロードで連続した分光分布を有する多様な色の光に調整できる照明装置が得られる。また、照明装置が、さらに、第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置をさらに備え、電力制御部が第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給される電力を制御する場合には、さらに、照明光の分光分布を調整でき、ブロードで連続した分光 分布を有する多様な色の光に調整できる照明装置が得られる。
【0019】
また、照明装置においては、蛍光体含有ＬＥＤ装置のそれぞれに含まれる各蛍光体は、４１０～４７０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体，４３０～４９０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体，４９０～５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体、５００～５９０ｎｍの範囲にピーク波長を有する蛍光体、５８０～６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体から選ばれることが、幅広い色座標の範囲の調光が可能になる点から好ましい。なお、例えば、第２蛍光体と第３蛍光体において、蛍光ピーク波長の範囲が重複する場合には、低波長側の蛍光ピーク波長を有する蛍光体を第２蛍光体とする。同様に、例えば、第３蛍光体と第４蛍光体において、蛍光ピーク波長の範囲が重複する場合には、低波長側の蛍光ピーク波長を有する蛍光体を第３蛍光体とする。
【0020】
また、照明装置は、蛍光体を含まないＬＥＤ装置をさらに備え、電力制御部は蛍光体を含まないＬＥＤ装置に供給される電力を制御する場合には、より幅広い色座標の範囲の調光が可能になる点から好ましい。さらに、蛍光体を含まないＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ装置であることが、再現できる色度範囲が広がり、照明装置の長期信頼性が高まることから好ましい。
【0021】
また、前記照明装置は、自動車の内部照明として好ましく用いられる。
【0022】
また、電力制御部でＰＷＭ制御により、照明光を１／ｆゆらぎとなるようにすることにより、人に対してよりリラックス感を与えることができる光となるため好ましい。
【0023】
また、人工知能により照明光の分光分布を自動調整することにより、照明装置のユーザーが求める最適な照明光を過去の分光分布の設定や好み、その場の環境に応じて照明光を最適化できるため好ましい。
【0024】
また、照明光に連動して音又は／及び匂いを発する機能を有することで、人に対してより照明光が与えるリラックス感などの効果を高めることができることから好ましい。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、照明光の分光分布を調整でき、連続した分光分布を有する多様な色の光に調整できる照明装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明に係る一実施形態の照明装置は、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置のそれぞれに供給される電力を制御する電力制御部とを備え、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれる１種のＬＥＤ素子と第１の蛍光体とを含み、第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、ＬＥＤ素子と第２の蛍光体とを含み、第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置とは、それぞれの発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れており、蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上である照明装置である。また、照明装置は、さらに、第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置、第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置等の、異なる発光の分光分布を示す、他の種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置をさらに含んでもよい。また、青色ＬＥＤ装置等の蛍光体を含まないＬＥＤ装置を含んでもよい。
【0028】
以下、本発明に係る照明装置の実施形態について説明する。
【0029】
［ＬＥＤ装置］
本実施形態の照明装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれる１種のＬＥＤ素子と蛍光体とを含み、互いに異なる分光分布を有する発光をする少なくとも２種の蛍光体含有ＬＥＤ装置を備える。少なくとも２種の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、それぞれ第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置とを含む。そして、各蛍光体含有ＬＥＤ装置は、各ＬＥＤ素子からの発光に励起されて蛍光を発する蛍光体を含む。そして、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置とは、各発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れている。そして、各蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上である。また、照明装置は、さらに、第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置、第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置等、または、それ以上の、異なる発光の分光分布を示す、他の種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置を備えてもよい。また、照明装置は、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置を備える限り、蛍光体を含まない青色ＬＥＤ装置等のＬＥＤ装置を備えてもよい。なお、第１の蛍光体、第２の蛍光体、第３の蛍光体、第４の蛍光体等の表現は異なる種類の蛍光体を区別するための表現である。
本実施形態の照明装置は、青色ＬＥＤ素子または近紫外ＬＥＤ素子から選ばれる１種のＬＥＤ素子と蛍光体とを含み、互いに異なる分光分布を有する発光をする少なくとも２種の蛍光体含有ＬＥＤ装置を備える。少なくとも２種の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、それぞれ第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置とを含む。そして、各蛍光体含有ＬＥＤ装置は、各ＬＥＤ素子からの発光に励起されて蛍光を発する蛍光体を含む。そして、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置とは、各発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れている。そして、各蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上である。また、照明装置は、さらに、第３の蛍光体含有ＬＥＤ装置、第４の蛍光体含有ＬＥＤ装置等、または、それ以上の、異なる発光の分光分布を示す、他の種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置を備えてもよい。また、照明装置は、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置を備える限り、蛍光体を含まない青色ＬＥＤ装置等のＬＥＤ装置を備えてもよい。なお、第１の蛍光体、第２の蛍光体、第３の蛍光体、第４の蛍光体等の表現は異なる種類の蛍光体を区別するための表現である。
【0030】
以下に、一例として、４種の蛍光体含有ＬＥＤ装置について詳しく説明する。図１は本実施形態で用いられる４種の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０（１０ＢＧ，１０Ｇ，１０Ｙ，１０Ｒ）の上面模式図である。また、図２は、図１に示した蛍光体含有ＬＥＤ装置１０のＢ－Ｂ’断面における断面模式図である。蛍光体含有ＬＥＤ装置１０は、４３０～４９０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体３ＢＧを含む蛍光体含有ＬＥＤ装置１０ＢＧ，４９０～５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体３Ｇを含む蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｇ，５００～５９０ｎｍの範囲にピーク波長を有する蛍光体３Ｙを含む蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｙ，または５８０～６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体３Ｒを含む蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｒの何れかである。さらに具体的には、蛍光体含有ＬＥＤ装置１０は、ＬＥＤ装置本体５を、蛍光体である、蛍光体３ＢＧ，蛍光体３Ｇ，蛍光体３Ｙ，または蛍光体３Ｒを含む蛍光体含有キャップ９（９ＢＧ，９Ｇ，９Ｙ，９Ｒ）で覆うように形成された構成体である。
【0031】
図２に示すように、ＬＥＤ装置本体５は、青色ＬＥＤ素子１と、青色ＬＥＤ素子１を収容する収容凹部２ａを備えるパッケージ部材２と、収容凹部２ａに収容された青色ＬＥＤ素子１を封止する透明樹脂封止材４とを備えるＬＥＤ発光装置である。収容凹部２ａの内壁面には、銀メッキ等による反射膜７が形成されている。青色ＬＥＤ素子１の一方の電極はリード２ｂに接続され、青色ＬＥＤ素子１の他方の電極は金線６によりワイヤーボンディングされてリード２ｃに接続されて、各リード２ｂ,２ｃが外部へ延出されている。リード２ｂはアノードであり、リード２ｃはカソードである。ＬＥＤ装置本体５のリード２ｂに電源の正極側、リード２ｃに電源の負極側を接続して、電力を付与することにより、青色ＬＥＤ素子１が発光する。このようなＬＥＤ装置本体５においては、透明樹脂封止材４の上面が発光面になる。そして、ＬＥＤ装置本体５の発光面を覆うように蛍光体含有キャップ９（９ＢＧ，９Ｇ，９Ｙ，９Ｒ）がそれぞれ装着されている。蛍光体含有キャップ９に含まれる蛍光体３は青色ＬＥＤ素子１の発光により励起されて蛍光を発する。そのために、蛍光体含有ＬＥＤ装置１０から発せられる光の発光スペクトルは、青色ＬＥＤ素子１の発光と蛍光体３の蛍光とを混合したスペクトルを示す。
【0032】
青色ＬＥＤ素子１は、４２０ｎｍ～４８０ｎｍの青色領域に発光ピーク波長を有する、青色ＬＥＤチップである。青色ＬＥＤ素子の具体例としては、例えば、ＧａＮ系等の素子が挙げられる。また、透明樹脂封止材４は、収容凹部２ａに収容された青色ＬＥＤ素子１を封止して密封する。透明樹脂封止材を形成する透明樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。本実施形態のＬＥＤ装置本体は表面実装型装置（ＳＭＤ）と称されるタイプであるが、ＳＭＤの代わりに、いわゆる砲弾型、パッケージ型、チップオンボード型（ＣＯＢタイプ）などの他のタイプのＬＥＤ装置を用いてもよい。
【0033】
また、蛍光体を分散された蛍光体層を形成する蛍光体含有キャップ９は、蛍光体３ＢＧ，蛍光体３Ｇ，蛍光体３Ｙ，または蛍光体３Ｒを光透過性樹脂に均一に分散させた蛍光体含有シートをキャップ状に成形した成形体である。好ましい光透過性樹脂の具体例としては、例えば、シリコーンゴム（シリコーンエラストマー）やシリコーンレジン等のシリコーンや、エポキシ樹脂等が例示される。蛍光体層としては、キャップ状の蛍光体含有シートの代わりに、透明樹脂封止材中に埋設させた蛍光体含有シートであっても、透明樹脂封止材の発光面に蛍光体を含有する光透過性樹脂の組成物を塗布して形成された樹脂層であってもよい。また、蛍光体含有ＬＥＤ装置には、蛍光体層を形成する代わりに、ＬＥＤ素子を封止する透明樹脂封止材に蛍光体を分散させてもよい。
【0034】
また、蛍光体含有ＬＥＤ装置は、発光色及び発光する光の分光スペクトルの形状を調整するために、蛍光体に加えて、必要に応じて着色剤を含んでもよい。また、混合された光の色むらを低減するために光拡散材等の添加剤を含んでもよい。着色剤は蛍光を発さず、所定の波長の光を吸収することにより発光色を調整するための成分として用いられる。このような着色剤の具体例としては、例えば、緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンＧ、フタロシアニングリーン等の有機または無機顔料、酸化チタン，タルク，硫酸バリウムの白色顔料、カーボンブラックなどの黒色顔料が挙げられる。また、光拡散材としては、シリカ，炭酸カルシウムが挙げられる。
【0035】
蛍光体層を形成する場合、その厚さは特に限定されないが、例えば２０～３０００μｍ、さらには５０～１０００μｍであることが好ましく、１００～５００μｍであることが特に好ましい。また、蛍光体層に分散される蛍光体の割合は、蛍光体の種類や蛍光体層の厚さ等によって適宜調整されるが、一例としては、蛍光体層の厚さが１００μｍのとき、光透過性樹脂１００質量部に対して、１０～３００質量部、さらには、５０～２００質量部配合することが好ましい。
【0036】
図２（ａ）に示す、蛍光体含有ＬＥＤ装置１０ＢＧは、４３０～４９０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体３ＢＧを含む蛍光体含有キャップ９ＢＧを備える。また、図２（ｂ）に示す、蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｇは、４９０～５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体３Ｇを含む蛍光体含有キャップ９Ｇを備える。また、図２（ｃ）に示す、蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｙは、５００～５９０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体３Ｙを含む蛍光体含有キャップ９Ｙを備える。また図２（ｄ）に示す、蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｒは、５８０～６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体３Ｒを含む蛍光体含有キャップ９Ｒを備える。
【0037】
蛍光体３ＢＧは、例えば青色ＬＥＤ素子の発光により励起されて、４３０～４９０ｎｍの範囲にピーク波長を有する青～緑系の光を発する。このような蛍光体の具体例としては、例えば、シリケート系蛍光体、ＬｕＡＧ系蛍光体（ＬＡＧ蛍光体）、アルミネート系蛍光体、ユーロピウム賦活ストロンチウム・アルミネイト系蛍光体（ＳＡＥ蛍光体）、β－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等のサイアロン系の蛍光体、等が挙げられる。
【0038】
また、蛍光体３Ｇは、例えば青色ＬＥＤ素子の発光により励起されて、４９０～５３０ｎｍの範囲にピーク波長を有する緑～黄系の光を発する。このような蛍光体の具体例としては、例えば、シリケート系蛍光体、イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）、ＬｕＡＧ系蛍光体、アルミネート系蛍光体、β－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等のサイアロン系蛍光体、等が挙げられる。
【0039】
また、蛍光体３Ｙは、例えば青色ＬＥＤ素子の発光により励起されて、５００～５９０ｎｍの範囲にピーク波長を有する黄系の光を発する。このような蛍光体の具体例としては、例えば、セリウム付活ＹＡＧ系蛍光体等が挙げられる。
【0040】
また、蛍光体３Ｒは、例えば青色ＬＥＤ素子の発光により励起されて、５８０～６８０ｎｍの範囲にピーク波長を有する赤系の光を発する。このような蛍光体の具体例としては、例えば、窒化物系蛍光体、シリケート系蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ）ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ等のカズン系蛍光体、サイアロン系蛍光体、等が挙げられる。
【0041】
本実施形態の第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置にそれぞれ含まれる蛍光体は、互いに蛍光ピーク波長が１０ｎｍ以上離れている。その結果、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置からの各発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れている。第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置からの各発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れていることにより、照明光の分光分布を調整でき、幅広い波長域で連続した分光分布を有する多様な色の光に調整できる。第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置の蛍光ピーク波長は、互いに１０ｎｍ以上離れており、好ましくは２０ｎｍ以上、さらに好ましくは４０ｎｍ以上離れていることがより、幅広い波長域で連続した分光分布を有する多様な色の光に調整できる点から好ましい。また、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置の蛍光ピーク波長が離れすぎている場合には蛍光体の分光分布の発光強度が低い領域が照明装置からの発光スペクトルに顕著に表れやすくなるために、２００ｎｍ以下、さらには、１００ｎｍ以下の範囲で蛍光ピーク波長が離れていることが好ましい。
【0042】
ここで蛍光ピーク波長とは、蛍光体の蛍光スペクトルの強度が最も高い蛍光ピークの強度に対応する波長と定義される。また、蛍光ピーク波長の半値幅とは、蛍光ピーク波長の相対強度が０．５になる波長の幅と定義される。
【0043】
また、本実施形態の第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置からの各発光の蛍光ピーク波長は、半値幅が何れも５０ｎｍ以上である。第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置の蛍光ピーク波長の半値幅が何れも５０ｎｍ以上であることにより、幅広い波長域で連続した分光分布を有する多様な色の光に調整できる。蛍光ピーク波長の半値幅は、５０ｎｍ以上であり、１４０ｎｍ以下であることが蛍光体の入手容易性等の点から好ましい。
【0044】
４３０～４９０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体を含む蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子から発光される光と蛍光体が発する蛍光が混色されて、緑味の青色の光等を発することができる。
【0045】
また、４９０～５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体を含む蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子から発光される光と蛍光体が発する蛍光が混色されて、黄緑色や緑味の青色、緑青味を帯びた白色等の光を発することができる。
【0046】
また、５００～５９０ｎｍの範囲にピーク波長を有する蛍光体を含む蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子から発光される光と蛍光体が発する蛍光が混色されて、黄色や白色等の光を発することができる。
【0047】
また、５８０～６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光体を含む蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ素子から発光される光と蛍光体が発する蛍光が混色されて、赤色やピンク、紫色等の光を発することができる。
【0048】
以上、青色ＬＥＤ素子を含む青色ＬＥＤ装置、蛍光体及び青色ＬＥＤ装置に各色の蛍光体を含む蛍光体含有ＬＥＤ装置について説明した。なお、本実施形態で用いられる蛍光体含有ＬＥＤ装置としては、３５０～４２０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する近紫外ＬＥＤ素子を含む近紫外ＬＥＤ装置を用いた、近紫外ＬＥＤ素子からの発光に励起されて４１０～４７０ｎｍの範囲にピーク波長を有する青～青緑の光を発する蛍光体を含む蛍光体含有ＬＥＤ装置を用いてもよい。近紫外ＬＥＤ装置を用いた蛍光体含有ＬＥＤ装置は、青色ＬＥＤ装置を用いた蛍光体含有ＬＥＤ装置と組み合わせて用いてもよい。
【0049】
近紫外ＬＥＤ素子からの発光に励起されて４１０～４７０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する光を発する蛍光体の具体例として、ユーロピウム賦活ストロンチウム・アルミネイト系蛍光体（ＳＡＥ蛍光体）、タングステン酸塩系蛍光体、りん酸塩系蛍光体、等が挙げられる。
【0050】
［照明装置］
本実施形態の照明装置は、各発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れている、互いに異なる色の光を発する、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置を少なくとも含む、２種以上の蛍光体含有ＬＥＤ装置を含む。第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、好ましくはそれぞれ複数である。そして、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置とは、各発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れており、各蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上である。そして、照明装置は、各蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給する電力を制御する電力制御部を備える。次に、このような照明装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態の照明装置は、各発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れている、互いに異なる色の光を発する、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置を少なくとも含む、２種以上の蛍光体含有ＬＥＤ装置を含む。第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置は、好ましくはそれぞれ複数である。そして、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置と第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置とは、各発光の分光分布に含まれる蛍光ピーク波長が互いに１０ｎｍ以上離れており、各蛍光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上である。そして、照明装置は、各蛍光体含有ＬＥＤ装置に供給する電力を制御する電力制御部を備える。次に、このような照明装置について、図面を参照して説明する。
【0051】
図３は、実施形態の照明装置１００の模式説明図である。図３において、破線で示した部分は内部構造を示している。図３に示すように、照明装置１００は、天井Ｗに固定された照明装置本体２０と、照明装置本体２０に接続された指示部５０とを備える。
【0052】
照明装置本体２０は、積分球筐体１５と、積分球筐体１５の光取り出し口として設けられた開口Ｆに配された拡散部材１６と、を備える。そして、積分球筐体１５の内壁面に、均等な間隔で４か所に互いに異なる種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置を実装したＬＥＤ実装基板１１（１１ＢＧ，１１Ｇ，１１Ｙ，１１Ｒ）が配されている。積分球筐体１５の内壁面には、光を拡散させるための反射膜が形成されている。また、照明装置本体２０にはＬＥＤ実装基板１１に電力を供給するための電源３０が接続されている。ＬＥＤ実装基板１１及び電源３０は後述するような照明機構４０を形成する。なお、拡散部材とは、照明用拡散板であり、例えば、アクリル製乳白板などが挙げられる。各蛍光体含有ＬＥＤ装置を発光させることにより、拡散部材１６を通過した混合色の光Ｍが取り出される。
【0053】
照明装置１００は、高い混色性能を示す積分球筐体１５を備えているが、各ＬＥＤ装置からの発光を混色できる限り、このような形状に限られない。例えば、積分球筐体以外での各ＬＥＤ装置からの発光を混色する形態として、レンズや導光体などの光学部材、拡散板や反射板などの拡散反射部材などが挙げられる。また、ＬＥＤ実装基板１１は、異なる種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置を含むＬＥＤ装置ごとにＬＥＤ実装基板を設けてもよいし、１つの基板上で電力が制御される互いに異なる種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置を実装した実装基板を用いてもよく、それらを組み合わせることによって照明装置を構成してもよい。
【0054】
１１ＢＧは、蛍光体３ＢＧを含む蛍光体含有ＬＥＤ装置１０ＢＧが複数個，実装されている第１ＬＥＤ実装基板である。１１Ｇは、蛍光体３Ｇを含む蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｇが複数個，実装されている第２ＬＥＤ実装基板である。１１Ｙは、蛍光体３Ｙを含む蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｙが複数個，実装されている第３ＬＥＤ実装基板である。１１Ｒは、蛍光体３Ｒを含む蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｒが複数個，実装されている第４ＬＥＤ実装基板である。図４は、ＬＥＤ実装基板の一例の上面模式図を示す。各ＬＥＤ実装基板に実装される蛍光体含有ＬＥＤ装置の数及び配置は、用途や、各蛍光体含有ＬＥＤ装置の発光強度等に応じて、適宜、調整される。
【0055】
各蛍光体含有ＬＥＤ装置はＬＥＤ実装基板に１個ずつ実装されていてもよく、複数個実装されていてもよい。複数の各蛍光体含有ＬＥＤ装置の数としては、例えば、２～２００個、さらには、２～１００個、が挙げられる。
【0056】
各ＬＥＤ装置においては、各ＬＥＤ実装基板に形成された回路の実装部に、各ＬＥＤ装置のアノード側に電源の正極側、カソード側に電源の負極側が接続される。各ＬＥＤ実装基板に実装されたＬＥＤ装置は好ましくは並列接続されている。
【0057】
また、電源３０としては、例えば、家庭用のＡＣ１００Ｖ交流電源や、乗物用のバッテリー等を一次電源とする電源が挙げられる。各ＬＥＤ装置には、直流電圧に変換された電流として電力が供給される。
【0058】
一方、指示部５０は、各ＬＥＤ実装基板１１（１１ＢＧ，１１Ｇ，１１Ｙ，１１Ｒ）のそれぞれに供給される電力を指示する。指示部５０は、各ＬＥＤ実装基板１１（１１ＢＧ，１１Ｇ，１１Ｙ，１１Ｒ）に対応するチャンネル（ｃｈ１～４）を備える。指示部５０には、チャンネル（ｃｈ１～４）で設定された電力量を電気信号としてそれぞれ指示するための信号線Ｌ１～Ｌ４が接続されている。また、信号線Ｌ１～Ｌ４の他端は、各ＬＥＤ実装基板１１（１１ＢＧ，１１Ｇ，１１Ｙ，１１Ｒ）の信号入力端子に接続されている。そして、各ボリュームつまみ５１～５４をそれぞれ回すことによって、各ＬＥＤ実装基板１１に供給される電力が設定される。電力量に対応する電流量が、チャンネル（ｃｈ１～４）に対応する電流値メーター５５～５８に表示される。
【0059】
なお、指示部５０は各ボリュームつまみ５１～５４をそれぞれ回すことによって、各ＬＥＤ実装基板１１に供給される電力を調整するものであるが、各ＬＥＤ装置に供給される電力を電圧値で指示したり、相対値による電力量で間接的に指示したり、光の分光分布や色味と関連付けて供給される電力量を間接的に指示したりするものであってもよい。
【0060】
また、照明装置１００においては、照明装置本体２０と指示部５０とは信号線Ｌ１～Ｌ４を介した有線接続により信号が送信されている。このような信号線による通信の代わりに、赤外線通信，インターネット回線を介するＩＴＣ技術を用いた通信，Ｗｉ-ｆｉ通信，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信等の無線通信や、音声認識機能を用いた音声通信を用いてもよい。また、指示部としては、専用機器端末の代わりに、上述のような電力量を直接または間接的に指示できるアプリケーションをインストールしたスマートフォンやパーソナルコンピューター等の電子機器端末を用いてもよい。また、人工知能（ＡＩ）やＩｏＴ技術を使用することにより、集積されたデータに基づいて、例えば、デスクワークをする場合には視認性が良い分光分布の照明光を照射する等のように、使用環境に応じて照明装置のユーザーが求める最適な光の分光分布を自動調整してもよい。
【0061】
人工知能（ＡＩ）の機能を有した照明装置の場合、例えば、照明装置の構成中に人工知能を処理部として設け、ユーザーの眼球運動や心拍などの生体情報をＩｏＴ測定したデータから、ユーザーが時間ごとに設定する光のパターンなどのデータからクラス分類や回帰を行い、人工知能処理部がユーザーの視認性や疲労度などの認知感性情報に係る特徴量を抽出したうえで、ルールやパターンを導入する処理部にて処理し、電力制御部へ電力を調整する指示を出すことで、ユーザーにとって快適な光環境をつくりだす光の分光分布を自動調整することが挙げられる。また、ＩｏＴ技術を使用する場合は、処理部がネットワークに接続され、照明装置が設置されている室内のパソコンやエアコン等の他の装置や機器とネットワーク情報を取得し、他の装置や機器と連動して動作してもよい。
【0062】
次に、照明装置本体２０に組み込まれたＬＥＤ実装基板１１及び電源３０等を備える照明機構４０について説明する。図５は、照明機構４０の概略構成図を示す。
【0063】
照明機構４０においては、第１ＬＥＤ実装基板１１ＢＧ，第２ＬＥＤ実装基板１１Ｇ，第３ＬＥＤ実装基板１１Ｙ，及び第４ＬＥＤ実装基板１１Ｒのそれぞれに電力制御部であるＬＥＤドライバ２５（２５ＢＧ，２５Ｇ，２５Ｙ，２５Ｒ）が実装されている。ＬＥＤドライバ２５ＢＧ，２５Ｇ，２５Ｙ，２５Ｒは、それぞれ独立して対応するＬＥＤ実装基板１１ＢＧ，１１Ｇ，１１Ｙ，１１Ｒに供給される電力を制御する。電力制御部は、ＬＥＤ実装基板に供給される電力を制御する機能を有していればよく、ＬＥＤドライバ以外にもマイコン（ＭＣＵ）、手動で可変抵抗を調整等でもよく、適宜選択することができる。
【0064】
また、各ＬＥＤ実装基板には、各蛍光体含有ＬＥＤ装置が複数個，並列接続されている。電源３０から電力制御部２５を介して各ＬＥＤ実装基板へ電力が供給される。ＬＥＤドライバは、ＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦする回路やＬＥＤ装置を点灯するために電流の大小を制御して発光を制御する駆動モジュールである。ＬＥＤドライバは、例えば、明るさの制御を行うためのＰＷＭ制御回路や複数のＬＥＤ装置を点灯するためのダイナミック点灯制御回路等を備える。また、ＬＥＤドライバのＰＷＭ制御によれば、１／ｆゆらぎを示す点灯に制御することもできる。
【0065】
各ＬＥＤドライバ２５のそれぞれには、指示部５０から各ＬＥＤ実装基板１１に供給される電力を指示する信号を送信される信号線Ｌ１～Ｌ４が接続されている。具体的には、ＬＥＤドライバ２５ＢＧの入力端子ＤＩＭにはＬ１が、ＬＥＤドライバ２５Ｇの入力端子ＤＩＭにはＬ２が、ＬＥＤドライバ２５Ｙの入力端子ＤＩＭにはＬ３が、ＬＥＤドライバ２５Ｒの入力端子ＤＩＭにはＬ４が接続されている。
【0066】
指示部５０はボリュームつまみの操作に応答した指示を信号として各ＬＥＤドライバ２５に送信する。各ＬＥＤドライバ２５は信号を入力端子ＤＩＭを通じて受信して、各ＬＥＤ実装基板１１ＢＧ，１１Ｇ，１１Ｙ，１１Ｒに供給される電流等を変化させて供給される電力をそれぞれ制御する。電力を制御する方法としては、各ＬＥＤ装置を定電流駆動してＰＷＭ制御によりＤｕｔｙ比を各々変化させる定電流制御や、定電圧制御が挙げられる。供給される電流量は電流センス抵抗Ｒｆｂにより検出される。
【0067】
各ＬＥＤ実装基板１１に供給される電力を指示部５０のボリュームつまみで設定して、各ＬＥＤドライバ２５が各ＬＥＤ実装基板に実装されたＬＥＤ装置への電力の供給量を変化させることにより、各ＬＥＤ実装基板に実装されたＬＥＤ装置からの発光の強度が変化する。そして、各ＬＥＤ実装基板からの発光が照明装置本体２０の積分球筐体１５の内部で拡散及び混色され、拡散部材１６を通過して光が取り出される。そして、さらに、指示部５０の各ボリュームつまみ５１～５４をそれぞれ回すことによって、照明装置１００からの発光スペクトルの分光分布が変化する。
【0068】
上述した照明装置１００においては、第１の蛍光体含有ＬＥＤ装置及び第２の蛍光体含有ＬＥＤ装置を含む２種以上の蛍光体含有ＬＥＤ装置として、４種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置を含む例を説明した。２種以上の蛍光体含有ＬＥＤ装置に含まれる蛍光体含有ＬＥＤ装置の種類としては、４種類に限られず、５種類以上、または、２～３種類であってもよい。このとき、蛍光体含有ＬＥＤ装置の種類が多いほど、照明光の分光分布の波長領域毎の強度を細かく調整することができる。また、上述したような２種以上の蛍光体含有ＬＥＤ装置を含む限り、蛍光体を有しない青色ＬＥＤ装置や拡散層を備える青色ＬＥＤ装置等を用いてもよい。
【0069】
また、照明制御機構の他の例として、例えば、図６に示すような照明制御機構４１も例示できる。照明制御機構４１においては、一つのＬＥＤ実装基板１１上に、それぞれグループ化されて電力量が制御されるそれぞれ複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０ＢＧ、複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｇ、複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｙ、複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｒが実装されている。そして、各グループの複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置（１０ＢＧ，１０Ｇ，１０Ｙ，１０Ｒ）は、一つのＬＥＤドライバ２５により、供給される電力量がそれぞれ独立して制御される。具体的には、信号線Ｌ１～Ｌ４を介して送信される指示部５０からの電力を指示する信号を受信したＬＥＤドライバ２５は、蛍光体含有ＬＥＤ装置１０ＢＧの制御された電流Ｍ１，蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｇの制御された電流Ｍ１，蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｙの制御された電流Ｍ３，蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｒの制御された電流Ｍ４，をそれぞれ供給する。すなわち、信号線Ｌ１～Ｌ４を介して送信された指示部５０からの電力を指示する信号に応じて、ＬＥＤドライバ２５は各グループごとの複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置（１０ＢＧ，１０Ｇ，１０Ｙ，１０Ｒ）にそれぞれ指示された量に応じた電流を供給する。
【0070】
また、照明制御機構の他の例として、例えば、図７に示すような照明制御機構４２も例示できる。照明制御機構４２においては、一つのＬＥＤ実装基板１１上に、それぞれグループ化されて電力量が制御されるそれぞれ複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０ＢＧ、複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｇ、複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｙ、複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｒが実装されている。そして、各グループの複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置（１０ＢＧ，１０Ｇ，１０Ｙ，１０Ｒ）は、マイコン２６により、供給される電力量がそれぞれ独立して制御される。具体的には、信号線Ｌ１～Ｌ４を介して送信される指示部５０からの電力を指示する信号を受信したマイコン２６は、蛍光体含有ＬＥＤ装置１０ＢＧの制御された電流Ｍ１，蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｇの制御された電流Ｍ１，蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｙの制御された電流Ｍ３，蛍光体含有ＬＥＤ装置１０Ｒの制御された電流Ｍ４，をそれぞれ供給する。すなわち、信号線Ｌ１～Ｌ４を介して送信された指示部５０からの電力を指示する信号に応じて、マイコン２６は各グループごとの複数の蛍光体含有ＬＥＤ装置（１０ＢＧ，１０Ｇ，１０Ｙ，１０Ｒ）にそれぞれ指示された量に応じた電流を供給する。
【0071】
このような照明装置によれば、互いに最大の蛍光ピーク波長が１０ｎｍ以上離れており、最大の蛍光ピーク波長の半値幅が何れも５０ｎｍ以上である蛍光体含有ＬＥＤ装置の発光強度を独立して調整できるために、照明光の分光分布を調整でき、ブロードで連続した分光分布に調整でき、多様な色の光に調整できる照明装置が得られる。
【0072】
以上説明した本実施形態の照明装置は、住宅用や病院などの施設用照明や間接照明，自動車、飛行機、船舶、電車等の輸送装置の内部照明，街路灯，照明モジュール等に好ましく用いられる。特には、輸送装置の内部照明として、自動車のルームランプやアンビエント照明やマップランプやバニティーランプやフットランプやライトガイド用光源、インストルメントパネルやステアリングスイッチやヒートコントロールパネルやパワーウィンドウスイッチやコンソールなどの操作用スイッチのバックライト光源として好ましく用いられる。
【0073】
本実施形態の照明装置による調光は次のような状況で役に立つ。例えば、自動車への長時間の乗車は、運転者や同乗者に疲労感，緊張感，眠気，作業効率低下，退屈感等を与える。このような場合、運転者や同乗者の状況に合わせて、リラックスさせる光、緊張感を与える光、読書に適した光、覚醒する光等、に調整することにより、照明により運転者や同乗者の意識を変化させ、車内での運転以外の過ごし方の多様化に応じて、最適な照明光に調整することができる。
【0074】
また、例えば、自然界に存在する月の色や、空の色，花弁の色，昆虫の色，水面の色，火の色，植物の色，キノコの色等の反射スペクトルを照明光で再現することにより、人の心理に親しみ感や冷静、不快感、危機感等の変化を与えることもできる。
【0075】
また、例えば、人の目に対して優しい光を提供することができる。人が光を感じるための目の視細胞としては、主に明るい環境で機能する錐体細胞と主に暗い環境で機能する桿体細胞という２種類の視細胞がある。視細胞は同一波長の光から連続的に刺激を受けた場合、眼精疲労や視細胞に悪影響を与える恐れがあることが知られている。従来の、赤色ＬＥＤ素子，緑色ＬＥＤ素子，青色ＬＥＤ素子の異なる色の光を発するＬＥＤを組み合わせて構成された従来のフルカラーＬＥＤ装置またはＲＧＢ３ｉｎ１ＬＥＤ装置を用いた照明装置は、３原色の鋭いピークの発光を組み合わせて光の色が調整されるために、目に対する刺激が強いとされており、とくに、青色ＬＥＤ素子から発せられるブルーライトが網膜へ与える悪影響については、種々研究されている。また、色覚異常者は知覚できる光の波長範囲が狭い場合や、特定の波長領域の光を知覚することができない問題もあった。本実施形態の照明装置を用いれば、幅広い分光分布の照明光とすることで色覚異常者が知覚しやすい光に調整することもできる。
【0076】
また、本実施形態の照明装置にリラックス感や緊張感、危機感などを与える照明光に連動して、リラックス感や緊張感、危機感などを人に与える音や匂いを発する機能を有してもよく、それにより照明光で得られるリラックス感といった効果を高めることができる。
【0077】
なお、本照明装置に匂いや音など光以外に、人に対してリラックスや覚醒、危険などを促す機能を有していてもよい。本照明装置の照明光以外にも人の嗅覚や聴覚へユーザーが必要としている機能性を提供できることにより、例えばリラックス効果や覚醒効果、危険の認知効果が高まるためよい。
【実施例】
【0078】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明の範囲は、実施例に何ら限定されるものではない。
【0079】
実施例において、１０種の蛍光体Ａ～Ｊをシリコーンゴムにそれぞれ配合した蛍光体層を準備した。具体的には、１０種の各蛍光体をそれぞれシリコーンゴムに均一分散させ、厚さ０．３ｍｍの蛍光体層（蛍光体含有キャップ）を作製した。
【0080】
なお、実施例においては、発光ピーク波長４５０ｎｍで半値幅１６ｎｍの青色ＬＥＤ装置を用いた。具体的には、青色ＬＥＤ装置は日亜化学工業（株）製のＮＳＳＣ０６３Ａを用いた。そして、次のようにして、各ＬＥＤ装置の発光面に上述した１０種の各蛍光体層のいずれかをシリコーン系接着剤で接着して表１に示す蛍光体含有ＬＥＤ装置Ａ１～Ｊ１を製造した。
【0081】
【表1】
【0082】
蛍光体含有ＬＥＤ装置Ａ１～Ｊ１の発光スペクトルを図８に示す。
【0083】
そして、２０×４０ｍｍで厚さ２ｍｍのＬＥＤ装置実装基板に、２×４個で合計８個のＬＥＤ装置を実装した。各ＬＥＤ装置実装基板には、同種の上記いずれかの蛍光体含有ＬＥＤ装置または青色ＬＥＤ装置をグループ化して実装した。
【0084】
そして、図３に示すような直径１２０ｍｍの積分球の筐体であって、直径２５ｍｍの光取り出し口となる開口を有し、筐体の内壁面に均等な間隔で４か所に、４種類の何れかのＬＥＤ装置を実装したＬＥＤ実装基板を配した。なお、内壁面には硫酸バリウムからなる反射膜が形成されており、各ＬＥＤ装置からの発光は筐体の内壁面における反射により混合されて、拡散部材を経て開口から出射される。
【0085】
そして、各ＬＥＤ装置実装基板に実装されたＬＥＤ装置に電力を供給するために、各基板に電源を接続した。なお、電源はＡＣ１００Ｖであり、各ＬＥＤ装置に付与される電流値をそれぞれ独立してボリュームつまみで電流値が制御される電流制御回路及びＡＣ／ＤＣ変換器を備えたＬＥＤドライバを介して接続した。
【0086】
そして、青色ＬＥＤ装置、または、１０種の蛍光体含有ＬＥＤ装置Ａ１～Ｊ１のいずれかがそれぞれ実装された各ＬＥＤ装置実装基板の組み合わせを変更して筐体の内壁面の４か所に配した。そして、各ＬＥＤ装置実装基板に実装されたＬＥＤ装置に供給される電流量をボリュームつまみで変化させて、筐体の開口から４種類のＬＥＤ装置からの発光が混合された混色光を取り出した。なお、このとき、ＸＹＺ表色系の色座標を純白色の色座標（ｘ，ｙ）＝（０．３３３，０．３３３）を目標値として得るように各ＬＥＤ装置に供給される電流値をボリュームつまみで調整した。混色光の色座標及び演色性Ｒａは結果を表２に示す。また、実験番号１～９における照明装置の発する混色光の発光スペクトルを図９に、ＣＩＥ表色系のＸＹ色度図を図１０に示す。
【0087】
【表2】
【0088】
実験番号１～９における混色光は、図１０に示すように、何れも純白色の色座標（ｘ，ｙ）＝（０．３３３，０．３３３）に近似する色であった。そして、実験番号１～９における混色光は、図９に示すように、互いに大きく異なる発光スペクトルを有していた。これらの結果から、本発明に係る照明装置によれば、各ＬＥＤ装置の組み合わせ及び各ＬＥＤ装置への電力を調整することにより、同じ色であっても大きく異なる発光スペクトルを示す発光に調整することができることがわかる。表２を参照すれば、発光スペクトルの違いによる影響は演色性Ｒａが大きく異なることからもわかる。このような照明装置によれば、照明光の分光分布を調整でき、連続した分光分布を有する多様な色の光に調整できることがわかる。
【0089】
次に、実験番号１０～１３においては、実験番号１～９で用いた照明装置を用いて、色座標（ｘ，ｙ）＝（０．３１，０．３５），（０．４７，０．３７），（０．５０，０．３８），（０．３２，０．３３）の色を調光した。
【0090】
なお、実験番号１０は、疲労感を与えにくい光とされる特開２０１９－１２５５７７号公報に記載された発光を再現したものであり、実験番号１１は、リラックスを与える光とされる特開２０１３－１７１６８９号公報に記載された発光を再現したものであり、実験番号１２は、良質な睡眠が得られる光とされる特開２０１３－１７１６８６号公報に記載された発光を再現したものであり、実験番号１３は、視認性に優れた光とされる特開２０１８－０８８３７４号公報に記載された発光を再現したものである。結果を表３に示す。また、実験番号１０～１３における混色光の発光スペクトルを図１１に、ＣＩＥ表色系のＸＹ色度図を図１２に示す。
【0091】
【表3】
【0092】
実験番号１０～１３における混色光は、図１２に示すように、混色光の発光色は、それぞれ上記作用を有するとされている光の色座標に近似する色度及び分光分布であった。そして、実験番号１０～１３における混色光は、図１１に示すように、連続した分光分布を有していた。これらの結果から、本発明に係る照明装置によれば、各ＬＥＤ装置の組み合わせ及び各ＬＥＤ装置への電力を制御することにより、照明光の分光分布を調整でき、多様な色の光に調整できることがわかる。
【0093】
次に、実験番号１４～２０においては、実験番号１～１３で用いた照明装置を用いて、色座標（ｘ，ｙ）＝（０．２９８，０．２９３），（０．２９８，０．２８４），（０．２９１，０．２５２），（０．３４２，０．３３１），（０．３２１，０．２９０），（０．４１１，０．４８９），（０．３６２，０．５２３）の色を調光した。結果を表４に示す。また、実施例１４～２０における混色光の発光スペクトルを図１３に、ＣＩＥ表色系のＸＹ色度図を図１４に示す。
【0094】
【表4】
【0095】
実験番号１４～２０は、３種類の蛍光体含有ＬＥＤ装置と青色ＬＥＤ装置の組み合わせを同じにして、各ＬＥＤ装置の電力を調整した。このような照明装置によれば、同じ４種類のＬＥＤ装置の組み合わせによって、細かく分光分布を調整することができることがわかる。また、より細かく電力を調整することにより、さらに細かく分光分布を調整することができることがわかる。
【0096】
［比較例］
次に、従来の、赤色ＬＥＤ素子，緑色ＬＥＤ素子，青色ＬＥＤ素子の異なる色の光を発するＬＥＤ装置であるＲＧＢ３ｉｎ１ＬＥＤ装置を用いた照明装置において、各ＬＥＤ素子に供給される電流値を制御した。結果を表５に示す。比較実験番号１～５における混色光の発光スペクトルを図１５に、ＣＩＥ表色系のＸＹ色度図を図１６に示す。
次に、従来の、赤色ＬＥＤ素子，緑色ＬＥＤ素子，青色ＬＥＤ素子の異なる色の光を発するＬＥＤ装置であるＲＧＢ３ｉｎ１ＬＥＤ装置を用いた照明装置において、各ＬＥＤ素子に供給される電流値を制御した。結果を表５に示す。比較実験番号１～５における混色光の発光スペクトルを図１５に、ＣＩＥ表色系のＸＹ色度図を図１６に示す。
【0097】
【表5】
【0098】
比較実験番号１～５の混色光の発光スペクトルより、赤色、緑色、青色の発光素子のピーク波長は固定で、鋭いピークの発光となっており、比較実験番号１の純白色の座標（０．３３，０．３３）を再現した場合でもブロードな連続した分光分布ではなかった。また、比較実験番号２は実験番号１０と同様の色座標となる光を再現したが、分光分布の形状が異なり疲労感を与えにくい光とはならなかった。
【符号の説明】
【0099】
１ 青色ＬＥＤ素子
２ パッケージ部材
２ａ 収容凹部
２ｂ リード
２ｃ リード
３（３ＢＧ，３Ｇ，３Ｒ，３Ｙ） 蛍光体
４ 透明樹脂封止材
５ ＬＥＤ装置本体
６ 金線
７ 反射膜
９（９ＢＧ，９Ｇ，９Ｒ，９Ｙ） 蛍光体含有キャップ
１０（１０ＢＧ，１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｙ） 蛍光体含有ＬＥＤ装置
１１ ＬＥＤ実装基板
１１ＢＧ 第１ＬＥＤ実装基板
１１Ｇ 第２ＬＥＤ実装基板
１１Ｙ 第３ＬＥＤ実装基板
１１Ｒ 第４ＬＥＤ実装基板
１５ 積分球筐体
１６ 拡散部材
２０ 照明装置本体
２５ ＬＥＤドライバ（電力制御部）
２６ マイコン（電力制御部）
３０ 電源
４０，４１，４２ 照明機構
１００ 照明装置
２ パッケージ部材
２ａ 収容凹部
２ｂ リード
２ｃ リード
３（３ＢＧ，３Ｇ，３Ｒ，３Ｙ） 蛍光体
４ 透明樹脂封止材
５ ＬＥＤ装置本体
６ 金線
７ 反射膜
９（９ＢＧ，９Ｇ，９Ｒ，９Ｙ） 蛍光体含有キャップ
１０（１０ＢＧ，１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｙ） 蛍光体含有ＬＥＤ装置
１１ ＬＥＤ実装基板
１１ＢＧ 第１ＬＥＤ実装基板
１１Ｇ 第２ＬＥＤ実装基板
１１Ｙ 第３ＬＥＤ実装基板
１１Ｒ 第４ＬＥＤ実装基板
１５ 積分球筐体
１６ 拡散部材
２０ 照明装置本体
２５ ＬＥＤドライバ（電力制御部）
２６ マイコン（電力制御部）
３０ 電源
４０，４１，４２ 照明機構
１００ 照明装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
