JP7170525B2 - Ｌｅｄ発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、メラノプシン効果を制御できるＬＥＤ発光装置に関する。

網膜に存在する内因性光感受性網膜神経節細胞(以下「ｉｐＲＧＣ」という)は、メラトニンの生成／抑制に係り、睡眠・覚醒、血中ホルモン濃度などサーカディアンリズム（「概日リズム」ともいう）に影響を与える（以下「メラノプシン効果」という）。例えば、メラトニンの生成は睡眠を促進し、メラトニンの抑制は覚醒を促す。なお、サーカディアンリズムをつかさどるメラトニン分泌に影響を与える波長は、４１０～５７０ｎｍに及び、特に４９０ｎｍ近辺の影響が大きい。

社会的には、ビルの快適性を指標化しているＷＥＬＬ認証において、光源がｉｐＲＧＣをどの程度刺激するかということを数値化したメラノピックルクスに基準値が設けられており、メラノピックルクスが光の快適性の指標として市場で認知されていきている。なお、ＷＥＬＬ認証の中では、基準値より高いメラノピックルクス値が好ましいとされている。

メラノプシン効果を表す指標として、メラノピック比率（「ＭＥＦ」、「メラノプシン効果係数」ともいう）が用いられることも多い。メラノピック比率は、ｉｐＲＧＣによるメラトニンの生成を抑制する効果を示し、メラノピックルクス値に大きく影響することが知られている。メラノピック比率は、ｉｐＲＧＣのメラノピック感度関数で補正した光源のスペクトルパワーを、明度視感度で補正した光源のスペクトルパワーで除したものである。前述の通り、メラノピック感度関数は、４９０ｎｍ付近にピークを有するで、メラノピック比率は、色温度の高い光で大きくなり、色温度の低い光で小さくなる。本願は、このメラノピック比率に基づいてメラノプシン効果の改善を目指す。

メラトニンの生成／抑制を利用して、睡眠と覚醒を制御するには、メラピック比率の高い発光色の光源と、メラノピック比率の低い光源を準備し、これら２つの光源を切り換えて使用すれば良い。またメラノピック比率に影響の大きい複数種類の発光スペクトル（複数種類の光源）を準備し、それぞれの発光スペクトルの強度を独立に制御して、一般的な照明光に比べてメラノピック比率に特徴のある照明光を発生することも考えられる。

例えば、特許文献１の段落００１１には、発光スペクトルの異なる３つの光源を準備し、それぞれの光源を独立して制御することにより、メラノピック比率に特徴のある照明光を合成できるＬＥＤ発光装置が記載されている。このＬＥＤ発光装置は、例えば、第１の光源が、４００～４６０ｎｍの範囲でピークを有する青色ＬＥＤダイと緑色及び黄色で発光する蛍光体光を含み、第２の光源が、４５０～４９０ｎｍの範囲でピークを有する青色ＬＥＤダイと緑色及び黄色で発光する蛍光体光を含み、第３の光源が、赤色発光する。さらに、このＬＥＤ発光装置は、適切にプログラムされたコンピュータにより第１～３の光源をそれぞれ独立に制御する制御ユニットを備え、可変相関色温度をもつ白色光を供給する（段落００４０～００４１、００７２）。なお、このＬＥＤ発光装置には、第２の光源に含まれる青色ＬＥＤダイのピーク波長を第１の光源に含まれる青色ＬＥＤダイのピーク波長より長く、第１の光源に含まれる蛍光体の主波長を第２の光源に含まれる蛍光体の主波長より長くするという条件が課せられている（段落００１１）。

特表２０１８―５１１３８６号公報（段落００１１、００４０～００４１、００７２）

しかしながら、特許文献１に記載されたＬＥＤ発光装置には、３つの光源を独立して制御するため適切にプログラムされたコンピュータを備えること示すだけで、制御システムについて具体的な開示がない。すなわち、例えば、メラトニンの生成／抑制により睡眠か又は覚醒のどちらか一方を誘導するため、ＬＥＤ発光装置の発光色を切り換える、といような単純な機能だけで済ませられる場合、上述の「適切にプログラムされたコンピュータ」を使用することは、システム全体を冗長にする課題が生ずる。

また、特許文献１等から得られる知見にもとづき、所望のメラノピック比率と色温度で発光するＬＥＤ発光装置を作成するため、青色ＬＥＤダイと緑色蛍光体と赤色蛍光体を１つの封止樹脂に混練してＬＥＤパッケージを構成した場合、緑色蛍光体の発光スペクトルは、赤色蛍光体の波長特性に応じて依存して選択的に吸収される(以下「二次吸収」という)。すなわち、このＬＥＤ発光装置は、二次吸収があると、発光スペクトルが青色ＬＥＤダイ、緑色蛍光体及び赤色蛍光体それぞれの発光スペクトルを、それぞれの成分に重みづけして加算したものでなくなり、狙いの発光スペクトルが容易に作成できなくなるという課題が生じる。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、簡単な構成でありながら、発光スペクトルを切り換えることにより、２種類の異なったメラノプシン効果が得られるＬＥＤ発光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のＬＥＤ発光装置は、青色ＬＥＤダイと緑色蛍光体を含む第１ＬＥＤと、青色ＬＥＤダイと黄色蛍光体を含む第２ＬＥＤと、青色ＬＥＤダイと赤色蛍光体を含む第３ＬＥＤと、制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第１ＬＥＤと前記第３ＬＥＤのみが発光する際、前記第１ＬＥＤと前記第３ＬＥＤを所定の比率で発光させる第１点灯モードと、前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤのみが発光する際、前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤを所定の比率で発光させる第２点灯モードとを切り替えることを特徴とする。

本発明のＬＥＤ発光装置は、第１点灯モードでは、第１ＬＥＤと第３ＬＥＤを所定の強度比率で点灯させ、メラノピック比率の高い白色光を得る。第２点灯モードでは、第２ＬＥＤと第３ＬＥＤを所定の強度比率で点灯し、メラノピック比率の低い白色光を得る。

前記第１ＬＥＤは、すべての側面に遮光壁を備え、前記第２ＬＥＤ及び前記第３ＬＥＤは、それぞれの透過側面を対向させていても良い。

以上のように、本発明のＬＥＤ発光装置は、発光色を切り換えて異なったメラノプシン効果を得ようとする際、予め設定しておいた強度比で第１ＬＥＤと第３ＬＥＤを点灯させる第１点灯モードと、予め設定しおいた他の強度比で第２ＬＥＤと第３ＬＥＤを点灯させる第２点灯モードを切り替えるだけなので、制御が大幅に単純化する。さらに、１つのＬＥＤ内には１つの色で発光する蛍光体だけが混連されているため、二次吸収が起きないか又は二次吸収を制御しやすくなることから、所望の発光スペクトルの合成が容易になる。この結果、本発明のＬＥＤ発光装置は、簡単な構成でありながら、所望の発光スペクトルを切り換えることにより、２種類の異なったメラノプシン効果が得られる。

本発明の第１実施形態として示すＬＥＤ発光装置の説明図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の動作状態の説明図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の回路図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置に係る発光色の関係を示す色度図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の発光スペクトルを示すグラフである。 本発明の第２実施形態として示すＬＥＤ発光装置の説明図である。

以下、図１～６を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。説明のため部材の縮尺は適宜変更している。（）には、特許請求の範囲で示した発明特定事項を示す。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態として示すＬＥＤ発光装置１０のシステムの説明図である。図１に示すように、ＬＥＤ発光装置１０は、ＬＥＤ１１（第１ＬＥＤ）、ＬＥＤ１２（第２ＬＥＤ）、ＬＥＤ１３（第３ＬＥＤ）、及び制御回路１６を備えている。ＬＥＤ１１は、基板１４に実装された青色ＬＥＤダイ１１ｂ、及び青色ＬＥＤダイ１１ｂの発光で励起され、緑色発光する蛍光体（以下「緑色蛍光体」という）を含有し、青色ＬＥＤダイ１１ｂを覆う封止樹脂１１ａを備えている。封止樹脂１１ａは、周囲を遮光壁１５で囲まれている。

同様に、ＬＥＤ１２は、基板１４に実装された青色ＬＥＤダイ１２ｂ、及び青色ＬＥＤダイ１２ｂの発光で励起され、黄色発光する蛍光体（以下「黄色蛍光体」という）を含有し、青色ＬＥＤダイ１２ｂを覆う封止樹脂１２ａを備えている。ＬＥＤ１３は、基板１４に実装された青色ＬＥＤダイ１３ｂ、及び青色ＬＥＤダイ１３ｂの発光で励起され、赤色発光する蛍光体（以下「赤色蛍光体」という）を含有し、青色ＬＥＤダイ１３ｂを覆う封止樹脂１３ａを備えている。封止樹脂１２ａ、１３ａは、周囲を遮光壁１５で囲まれている。なお、青色ＬＥＤダイ１１ｂ～１３ｂは、特性及びサイズが同一である（以下同様）。

制御回路１６は、外部から制御信号１７が入力する。制御回路１６とＬＥＤ１１、ＬＥＤ１２及びＬＥＤ１３とは、各ＬＥＤ１１～１３に電流を流入及び流出させる複数の配線からなる電流バス１８で接続される。

図１において、基板１４、ＬＥＤ１１～１３及び遮光壁１５からなるＬＥＤ発光装置１０の発光部は、概念的に示されたものである。現実の発光部は、ＬＥＤ１１～１３がそれぞれ単個の場合ばかりでなく、それぞれ複数の場合を想定している。例えば、複数のＬＥＤ１１、ＬＥＤ１２及びＬＥＤ１３をそれぞれ個別のパッケージで構成し、放熱性の高いセラミック基板や表面を絶縁処置した金属基板などの上にデルタ配置しても良い。

また、1つの基板１４上で（又は１つのＬＥＤパッケージ内で）、緑色蛍光体、黄色蛍光体及び赤蛍光体をそれぞれの青色ＬＥＤダイ１１ｂ～１３ｂごとに配置し分ける構造としても良い。例えば、１つの基板１４上に複数の青色ＬＥＤダイ１１ｂ～１３ｂを実装し、各青色ＬＥＤダイ１１ｂ～１３ｂの間を遮光したのち、青色ＬＥＤダイ１１ｂの上部に緑色蛍光体を含有する封止樹脂１１ａ、青色ＬＥＤダイ１２ｂの上部に黄色蛍光体を含有する封止樹脂１２ａ、青色ＬＥＤダイ１３ｂの上部に赤色蛍光体を含有する封止樹脂１３ａを塗布し、複数のＬＥＤ１１～１３を構成しても良い。

なお、図１では、ＬＥＤ１１とＬＥＤ１２の間にＬＥＤ１３が挟まれ、さらに、ＬＥＤ１１とＬＥＤ１３との境界、及びＬＥＤ１１とＬＥＤ１３との境界で遮光壁１５を共通に
するよう描いているが、これは、混色性に配慮していることを示唆している。ＬＥＤ１１、ＬＥＤ１２及びＬＥＤ１３に含まれる緑色、黄色、赤色蛍光体は、封止樹脂１１ａ～１３ａに混練するのではなく、青色ＬＥＤダイ１１ｂ～１３ｂの上方に配置される、蛍光体フィルター又はリモートフォスファであっても良い。

図２により、図１に示したＬＥＤ発光装置１０の使用方法を説明する。図２は、ＬＥＤ発光装置１０の動作状態の説明図である。図２（ａ）は、ＬＥＤ１１とＬＥＤ１３が発光する第１点灯モード、図２（ｂ）は、ＬＥＤ１２とＬＥＤ１３が発光する第２点灯モードを示す。図中、（ａ）において第１発光モードで不点灯となるＬＥＤ１２、（ｂ）において第２発光モードで不点灯となるＬＥＤ１１は、濃いドットで塗りつぶしている。また、図中、第１点灯モード及び第２点灯モードにおける発光状態をそれぞれ光線２１、２２で模式化して示している。なお、図２（ａ）、（ｂ）では、制御回路１６（図１参照）は図示していない。

図１に示すように、制御回路１６には、外部から発光色の変更を要求する制御信号１７が入力し、制御回路１６とＬＥＤ１１、ＬＥＤ１２及びＬＥＤ１３との間には駆動電流を通すための電流バス１８がある。制御信号１７により、ＬＥＤ発光装置１０に、高いメラノピック比率で発光する第１点灯モードが要求されると、制御回路１６とＬＥＤ１１の間、及び制御回路１６とＬＥＤ１３の間で駆動電流が流れ、ＬＥＤ１１とＬＥＤ１３が所定の強度比率で発光する。同様に、制御信号１７により、ＬＥＤ発光装置１０に、低いメラノピック比率で発光する第２点灯モードが要求されると、制御回路１６とＬＥＤ１２の間、及び制御回路１６とＬＥＤ１３の間で駆動電流が流れ、ＬＥＤ１２とＬＥＤ１３が所定の強度比率で発光する。

図３は、ＬＥＤ発光装置１０の回路図である。ＬＥＤ１１を点灯させる電流は、電源Ｖｃｃを発し、スイッチＳ１及び電流バス１８を経てＬＥＤ１１に入力し、さらに、ＬＥＤ１１から電流バス１８、ＦＥＴＱ１及び電流検出抵抗Ｒ１を経てグランドＧｎｄに至る。同様に、ＬＥＤ１２を点灯させる電流は、電源Ｖｃｃを発し、（図に示すスイッチＳ１が反転している状態で、）スイッチＳ１及び電流バス１８を経てＬＥＤ１２に入力し、さらに、ＬＥＤ１２から電流バス１８、ＦＥＴＱ２及び電流検出抵抗Ｒ２を経てグランドＧｎｄに至る。ＬＥＤ１３を点灯させる電流は、電源Ｖｃｃを発し、電流バス１８を経てＬＥＤ１３に入力し、さらに、ＬＥＤ１３から、電流バス１８、ＦＥＴＱ３、スイッチＳ２及び電流検出抵抗Ｒ３ａ（図に示すスイッチＳ２が反転しているときは電流検出抵抗Ｒ３ｂ）を経てグランドＧｎｄに至る。

スイッチＳ１、Ｓ２は連動し、制御信号１７で制御される。図３では、第１点灯モードに度おけるスイッチＳ１、Ｓ２の状態が描かれており、第２点灯モードではスイッチＳ１、Ｓ２が反転する。ＦＥＴＱ１、演算増幅器Ａ１、電流検出抵抗Ｒ１からなる回路は、良く知られた電流制限回路（「定電流回路」ともいう）である。ＦＥＴＱ１に流れる電流は、
（基準電圧Ｖｒｅｆ）／（電流検出抵抗Ｒ１）
である。ＦＥＴＱ２、演算増幅器Ａ２、電流検出抵抗Ｒ２から構成される電流制限回路、及びＦＥＴＱ３、演算増幅器Ａ３、電流検出抵抗Ｒ３ａ、Ｒ３ｂから構成される電流制限回路についても同様である。

前述のように、第１点灯モードでは、スイッチＳ１、Ｓ２は、図に示した通りの接続状態で、ＬＥＤ１１とＬＥＤ１３に電流が流れる。このとき、ＬＥＤ１１に流れる電流（発光強度）とＬＥＤ１３に流れる電流（発光強度）の比は、
１／（電流検出抵抗Ｒ１）：１／（電流検出抵抗Ｒ３ａ）
となる。

第２点灯モードでは、スイッチＳ１、Ｓ２を、図に示した接続状態から他方の接続状態に切り替え（反転し）、ＬＥＤ１２とＬＥＤ１３に電流を流す。このとき、ＬＥＤ１２に流れる電流（発光強度）とＬＥＤ１３に流れる電流（発光強度）の比は、
１／（電流検出抵抗Ｒ２）：１／（電流検出抵抗Ｒ３ｂ）
となる。

なお、ＦＥＴＱ１、演算増幅器Ａ１、電流検出抵抗Ｒ１からなる電流制限回路は、電流制限用のＦＥＴ、反転増幅用のトランジスタ、電流検出抵抗及びプルアップ抵抗からなる電流制限回路や、電流制限用のディプレッション型ＦＥＴ及び電流検出抵抗からなる電流制限回路で置き換えられる。基準電圧として、前者は、トランジスタのベース－エミッタ間電圧を使用し、後者は、ＦＥＴのスレッシュホルド電圧を使う。また、全体の輝度を調整する場合は、基準電圧Ｖｒｅｆを調整すれば良い。

図４は、ＬＥＤ発光装置１０及び各ＬＥＤ１１～１３の発光色の関係を示す色度図である。図４において、発光色の設定方法により発光色の間の関係を説明する。先ず、第１点灯モードにおけるＬＥＤ発光装置１０の発光色４４（図では５０００°Ｋ）と、第２点灯モードにおけるＬＥＤ発光装置１０の発光色４５（図では２７００°Ｋ）を黒体軌跡４０上に定める。次に、青色ＬＥＤダイ１３ｂの発光色４６（例えばスペクトル軌跡上の４５０ｎｍの付近）と赤色蛍光体の発光色４９を結ぶ直線Ｌ１上にＬＥＤ１３の発光色４３を定める。続いて、青色ＬＥＤダイ１１ｂの発光色４６と緑色蛍光体の発光色４７を結ぶ直線Ｌ２と、発光色４３と発光色４４を通る直線Ｌ３との交点をＬＥＤ１１の発光色４１とする。同様に、青色ＬＥＤダイ１２ｂの発光色４６と黄色蛍光体の発光色４８を結ぶ直線Ｌ４と、発光色４３と発光色４５を通る直線Ｌ５との交点をＬＥＤ１２の発光色４２とする。

ＬＥＤ１１～１３の発光色４１～４３が決まったら、発光色４４を得るためＬＥＤ１１とＬＥＤ１３の発光強度の比を決める。同様に、発光色４５を得るためＬＥＤ１２とＬＥＤ１３の発光強度の比を決める。

以上の過程は、すべて計算機で計算できる。すなわち、例えば、ＬＥＤ１１は、青色ＬＥＤダイ１１ｂと１種類の蛍光体（緑色蛍光体）からなるので、青色ＬＥＤダイ１１ｂや緑色蛍光体などが決まっており、発光色４１が決まれば、計算機で容易に必要とする緑色蛍光体の量と発光スペクトルが計算できる。ＬＥＤ１２及びＬＥＤ１３についても同様である。さらに、ＬＥＤ１１～１３の発光色４１～４３の発光スペクトルが決まれば、目標とする２つの白色（発光色４４、４５）の得るためのＬＥＤ１１～１３間の強度比及び発光色４４、４５の発光スペクトルも計算できる。すなわち。ＬＥＤ発光装置１０は、発光色４４、４５、青色ＬＥＤダイ１１ｂ～１３ｂや緑色、黄色、赤色蛍光体などが判明していれば、発光色４４、４５におけるメラノピック比率が計算できる。

さらに、ＬＥＤ１３の発光色３３を変化させ、同じ過程でメラノピック比率を計算し、最適値を得ることができる。最終的に、各ＬＥＤ１１～１３の諸特性にもとづいて封止樹脂１１ａ～１３ａの緑色、黄色、赤色蛍光体の濃度や、図３の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ａ、Ｒ３ｂの値などが具体的に決められる。

図５は、ＬＥＤ発光装置１０の発光スペクトルを示すグラフである。図５において、縦軸は、相対強度、横軸は、波長（ｎｍ）である。図中、実線で示した発光スペクトル５１は、第１点灯モードにおけるＬＥＤ発光装置１０の発光色４４（図４参照）の発光スペクトルである。同様に、図中、破先で示した発光スペクトル５２は、第２点灯モードにおけるＬＥＤ発光装置１０の発光色４５（図４参照）の発光スペクトルである。青色ＬＥＤダ
イ１１ｂ～１３ｂは、ピーク波長が４５０ｎｍである。緑色蛍光体は、ピークが５１０ｎｍにあるクロロシリケート蛍光体である。黄色蛍光体は、ピークが５４２ｎｍにあるβ－ＳｉＡｌＯＮである。赤色蛍光体は、ピーク波長が６１２ｎｍにあるＳＣＡＳＮである。第１点灯モードの発光色４４は、５０００°Ｋ、第２点灯モードの発光色４５は、２７００°Ｋである。このとき、第１点灯モードのメラノピック比率は、１．０３７で、Ｒａは、８４となる。第２点灯モードのメラノピック比率は、０．３４４で、Ｒａは、７４となる。なお、比較した一般的な照明装置の５０００°Ｋにおけるメラノピック比率は０．８４２であった。同様に、比較した一般的な照明装置の２７００°Ｋにおけるメラノピック比率は０．４６５であった。また、低い色温度環境下では、Ｒａが小さくても許容される傾向にある。

ＬＥＤ発光装置１０は、１つのＬＥＤパッケージ（基板１４上）に赤色（発光色４３）を固定し、メラノピック比率の値に関連の強い緑蛍光体波長として、メラノピック比率が高くなるもの（ＬＥＤ１１に含まれるようなピーク波長が５１５ｎｍより短い緑色蛍光体の発光スペクトル）と、低くなるもの(ＬＥＤ１２に含まれるようなピーク波長が５１５ｎｍより長い黄色（又は緑色）蛍光体の発光スペクトル）の２種類を搭載し、1つのＬＥＤパッケージで1日に使用する２種類の光を出すことができる。また、各ＬＥＤ１１～１３は、１種類の蛍光体しか備えていないため、二次吸収がないことから、前述のように容易にＬＥＤ１１～１３の仕様を設計できる。さらに、緑蛍光体付近の波長の出力の調整が容易になるとともに、第１点灯モードにおいてメラノピック比率をより高めることが可能になる。

ＬＥＤ発光装置１０を使用する照明装置は、サーカディアンリズムを意識し、メラノピック比率の高い照明とメラノピック比率の低い照明を使い分けることができる。状況に応じてメラノピック比率を調整できると、快適性の向上、睡眠の向上（認知症予防)、電力削減にもつながる。また、二次吸収のないＬＥＤ発光装置１０は、一般的なＬＥＤ照明装置に比べＲＧＢのスペクトルの山谷をより明確にすることが可能（より彩度を上げることが可能）であるため、ピント調節の向上にも貢献する。

以上のように、ＬＥＤ発光装置１０は、発光色４４、４５（図４参照）を切り換えて異なったメラノプシン効果を得ようとする際、予め設定しておいた強度比でＬＥＤ１１とＬＥＤ１３を点灯させる第１点灯モードと、予め設定しおいた他の強度比でＬＥＤ１２とＬＥＤ１３を点灯させる第２点灯モードを切り替えるだけなので、制御が大幅に単純化する。さらに、各ＬＥＤ１１～１３内には、それぞれ１種類の蛍光体だけが混連されているため、二次吸収が起きない結果、所望の発光スペクトルが容易に得られる。したがって、ＬＥＤ発光装置１０は、簡単な構成でありながら、所望の発光スペクトルを切り換えることにより、２種類の異なったメラノプシン効果が得られる。

（第２実施形態）
ＬＥＤ発光装置１０では、ＬＥＤ１１とＬＥＤ１３、又はＬＥＤ１２とＬＥＤ１３の発光スペクトルを重ねあわせて所望の発光スペクトルを得ていた。しかしながら、発光スペクトルが固定されているＬＥＤ１１～１３に基づいて合成できる発光スペクトルには限度がある。すなわち、合成できる発光スペクトルは、青色ＬＥＤダイ１１ｂ～１３ｂ、緑色蛍光体、黄色蛍光体及び赤色蛍光体それぞれの発光スペクトルの線形的な加算に限られる。これに対し、メラノピック比率をもっと大きく又は小さくするためには、二次吸収を利用して、ＬＥＤの発光スペクトルを変形させることが考えられる。そこで、図６により、本発明の第２実施形態として、蛍光体の二次吸収を利用して発光スペクトルを変形し、メラノトピック比率を改善できるＬＥＤ発光装置６０について説明する。

図６は、本発明の第２実施形態として示すＬＥＤ発光装置６０の説明図であり、（ａ）
は、ＬＥＤ６１（第１ＬＥＤ）、ＬＥＤ６２（第２ＬＥＤ）及びＬＥＤ６３（第３ＬＥＤ）が３つ並んだ部分の平面図、(ｂ)は、(ａ)のＡＡ´線に沿った断面図である。なお、各ＬＥＤ６１～６３を搭載する基板１４や制御回路１６（図１参照）は描いていない。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ＬＥＤ６１は、サブマウント基板６１ｄに実装された青色ＬＥＤダイ６１ｂ、青色ＬＥＤダイ６１ｂを覆い緑色蛍光体が混練された封止樹脂６１ａ、封止樹脂６１ａの周囲を遮光する遮光壁６１ｃを備えている。ＬＥＤ６２は、サブマウント基板６２ｄに実装された青色ＬＥＤダイ６２ｂ、青色ＬＥＤダイ６２ｂを覆い黄色蛍光体が混練された封止樹脂６２ａ、封止樹脂６２ａの３つの側面を遮光する遮光壁６２ｃを備え、封止樹脂６２ａの遮光壁６２ｃのない側面を透過側面６２ｅとしている。ＬＥＤ６３は、サブマウント基板６３ｄに実装された青色ＬＥＤダイ６３ｂ、青色ＬＥＤダイ６３ｂを覆い赤色蛍光体が混練された封止樹脂６３ａ、封止樹脂６３ａの３つの側面を遮光する遮光壁６３ｃを備え、封止樹脂６３ａの遮光壁６３ｃのない側面を透過側面６３ｅとしている。ＬＥＤ６２とＬＥＤ６３は、それぞれの透過側面６２ｅ、６３ｅを対向させている。

第１点灯モードでは、ＬＥＤ６１とＬＥＤ６３が発光し、メラトピック比率の高い光が得られる。このとき、ＬＥＤ６２中の黄色蛍光体は、ＬＥＤ６３の透過側面６３ｅから出射し、ＬＥＤ６２の透過側面６２ｅから入射する青色光で励起され、発光するが、ＬＥＤ６３から放射される青色光は、ほとんど赤色蛍光体で吸収され著しく弱いものとなるので、この発光は無視できる。すなわちＬＥＤ発光装置６０は、第１点灯モードにおいて、二次吸収がほとんどないため、ＬＥＤ発光装置１０と同程度の高いメラノピック比率が得られる。

第２点灯モードでは、ＬＥＤ６２とＬＥＤ６３が発光する。ＬＥＤ６２に含まれる青色ＬＥＤダイ６２ｂの発光と黄色蛍光体による発光は、一部分（透過側面６２ｅを発し、透過側面６３ｅに入射する成分）がＬＥＤ６３に含まれる赤色蛍光体で吸収（ニ次吸収）される。この結果、ＬＥＤ６２の発光スペクトルは、長波長側に向かって変形する。そして、第２点灯モードにおけるＬＥＤ発光装置６０の発光色は、より低いメラノピック比率となり、睡眠導入用の光として優れたものになる。

メラノピック比率に関連する波長領域（４９０ｎｍ周辺）は、特に二次吸収の影響を受けやすく、二次吸収があるとメラノピック比率を下げる傾向がある。このため、高いメラノピック比率を得るには、二次吸収は好ましくない。ＬＥＤ発光装置６０は、ＬＥＤ６１の側面を完全に遮光し、二次吸収をなくしているため、第１点灯モードではメラノピック比率が高い値のスペクトルを維持している。一方、ＬＥＤ発光装置６０は、ＬＥＤ６２とＬＥＤ６３の透過側面６２ｅ、６３ｅを対向させ、二次吸収を積極的に誘発し、第２点灯モードにおいてより低いメラノピック比率を達成している。

１０、６０…ＬＥＤ発光装置、
１１、６１…ＬＥＤ（第１ＬＥＤ）、
１１ａ、１２ａ、１３ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ…封止樹脂、
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ…青色ＬＥＤダイ、
１２、６２…ＬＥＤ（第２ＬＥＤ）、
１３、６３…ＬＥＤ（第３ＬＥＤ）、
１４…基板、
１５、６１ｃ、６２ｃ、６３ｃ…遮光壁、
１６…制御回路、
１７…制御信号、
１８…電流バス、
２１、２２…光線、
４０…黒体軌跡、
４１…第１ＬＥＤの発光色、
４２…第２ＬＥＤの発光色、
４３…第３ＬＥＤの発光色、
４４…第１点灯モードにおける発光色、
４５…第２点灯モードにおける発光色、
４６…青色ＬＥＤダイの発光色、
４７…緑色蛍光体の発光色、
４８…黄色蛍光体の発光色、
４９…赤色蛍光体の発光色、
５１，５２…発光スペクトル、
６１ｄ、６２ｄ、６３ｄ…サブマウント基板、
６２ｅ、６３ｅ…透過側面

Claims (2)

1. 青色ＬＥＤダイと緑色蛍光体を含む第１ＬＥＤと、
   青色ＬＥＤダイと黄色蛍光体を含む第２ＬＥＤと、
   青色ＬＥＤダイと赤色蛍光体を含む第３ＬＥＤと、
   制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記第１ＬＥＤと前記第３ＬＥＤのみが発光する際、前記第１ＬＥＤと前記第３ＬＥＤを所定の比率で発光させる第１点灯モードと、
   前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤのみが発光する際、前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤを所定の比率で発光させる第２点灯モードと、
   を切り替えることを特徴とするＬＥＤ発光装置。
2. 前記第１ＬＥＤは、すべての側面に遮光壁を備え、
   前記第２ＬＥＤ及び前記第３ＬＥＤは、それぞれの透過側面を対向させている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。

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