发光装置、照明系统以及照明方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供发光装置、使用了该发光装置的照明系统以及照明方法。该发光装置具有：多个LED芯片（3），它们配置于布线基板（2）的LED芯片安装面上，并且被划分为多个LED组；波长转换部件（5），其设置于与所述LED芯片安装面对应的位置处，对由对应的LED芯片（3）发出的光进行波长转换，放射出具有对于每个波长转换区域相互不同的色温的一次光；电流提供部（15），其经由布线基板（2），针对每个LED组，独立地向所述LED芯片（3）提供驱动电流；以及控制部（16），其根据从外部输入的控制信号，控制提供给每个所述LED组的电流量，控制部（16）根据调光等级独立地控制LED组的点亮开始时期，由此，既能确保优异的显色性，又能抑制色温调整时的不理想的光通量的减少，能够控制发光强度和色温而得到具有与期望的发光强度相适应的色温的光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用了发出可见光区域到近紫外区域之间的预定波长范围的光的LED芯片和对该LED芯片发出的光进行波长转换的波长转换部件的发光装置、使用了该发光装置的照明系统、以及用于通过波长转换部件对从多个LED芯片放射的光进行波长转换并且进行合成来形成期望的合成光的照明方法。
技术介绍
一直以来广泛采用了白炽灯泡和荧光灯作为发光装置的光源。近年来，除了它们以外，正在不断开发并使用将发光二极管(LED =Light Emitting Diode)或有机EL (OLED)等半导体发光元件作为光源的发光装置。利用这些半导体发光元件能够得到各种各样的发光色，因此还开发出并开始使用如下的发光装置该发光装置组合发光色不同的多个半导体发光元件，对各自的发光色进行合成来得到期望颜色的放射光。例如，在专利文献I中公开了如下的发光装置该发光装置将使用了发光色为红色的LED芯片的红色LED、使用了发光色为绿色的LED芯片的绿色LED、和使用了发光色为蓝色的LED芯片的蓝色LED相组合，调整提供给各LED的驱动电流，对从各LED发出的光进行合成，由此放射出期望的白色光。LED芯片自身的发光光谱宽度原本比较窄，因此在将LED芯片自身发出的光直接用于照明的情况下，存在着对于一般照明光非常重要的显色性降低的问题。因此，为了消除这种问题，开发出通过荧光体等波长转换部件对LED芯片发出的光进行波长转换，并放射出通过波长转换得到的光的LED，例如在专利文献2中公开了组合了这种LED的发光装置。在专利文献2的发光装置中，除了使用了发光色为蓝色的LED芯片的蓝色LED以夕卜，还使用了在同样的LED芯片中组合被该LED芯片发出的光激发而发出绿色光的绿色荧光体而得到的绿色LED、和在同样的LED芯片中组合被该LED芯片发出的光激发而发出红色光的红色荧光体而得到的红色LED。并且，通过这些蓝色LED、绿色LED和红色LED各自发出的光的合成，能够确保发光装置放射的光具有优异的显色性，并且通过调整各LED的光输出，能够使发光装置放射的光的颜色多彩地变化。一般而言，在发光装置和照明装置中，优选的是能够调整为得到各种各样色温的白色光。但是，如专利文献2的发光装置那样，在通过蓝色LED、绿色LED和红色LED各自发出的光的合成得到了期望发光色的情况下，例如为了能够在预定范围内变更白色光的色温，需要执行用于恰当地调整提供给各个LED的驱动电流的复杂控制。此外，近年来，在白炽灯泡以外的发光装置中，要求同时改变发光强度和色温来得到具有期望的发光强度和色温的白色光。即，要求如下这样的控制同时地控制发光强度和色温，得到对于期望的发光强度具有最佳色温的白色光。但是，在专利文献2那样的发光装置中，虽然能够通过复杂的控制动作 得到具有期望色温的白色光，但是难以控制成得到上述那样对于期望的发光强度具有最佳色温的白色光。为了应对这种要求，例如在专利文献3公开了能够同时控制发光强度和色温而具备期望的发光强度和色温的发光装置。在专利文献3的发光装置中，采用了如下部件放射出色温不同的白色光的多个发光源；调光装置，其对从交流电压源提供的电压波形进行控制和调光，以得到期望的发光强度；检测与调光等级有关的相位角的相位角检测器；驱动器控制部，其根据从相位角检测装置提供的相位角信息来决定提供给各个发光源的驱动电流的量；以及驱动器，其根据驱动器控制部的指示向各个发光源提供预定的驱动电流。由此，在专利文献3的发光装置中，根据与发光强度有关的相位角信息来决定提供给每个发光源的驱动电流的量，因此能够得到具有与发光强度相适应的色温的白色光。此外，在专利文献4的照明装置中，采用了发出第I色温的白色光的第I发光装置、和发出比第2色温高的第2色温的白色光的第2发光装置。并且，将第I和第2发光装置各自的发光色设定为，使得在CIE (1976) L * u * V *表色系色度图中相对于黑体辐射轨迹的偏差Auv处于一 O. 02 +0. 02的范围内，并且调整第I和第2发光装置各自发出的光的强度，由此能够在第I色温至第2色温的范围内变更从照明装置发出的合成光的色温，并且得到无不舒适感的自然的白色光。从这种照明装置发出的白色光的色度在CIE (1931)XYZ表色系的XY色度图中，在连接第I发光装置发出的光的色度点与第2发光装置发出的光的色度点的线上移动，因此不会大幅偏离于黑体辐射轨迹，能够得到无不舒适感的良好的白色光。但是，在该XY色度图中黑体辐射轨迹成为上凸的曲线，与此相对，连接第I发光装置发出的光的色度点与第2发光装置发出的光的色度点的线为直线，因此根据色温不同，相对于黑体辐射轨迹的偏差变大。因此，对于这种照明装置，为了得到良好的白色光，存在进一步改善的余地。因此，在专利文献4中，还提出了考虑到这一点的照明装置。即，提出了如下的照明装置除了第I和第2发光装置以外，还使用了色温处于第I色温和第2色温的中间、且相对于黑体辐射轨迹的偏差Λ Uv处于一 O. 02 +0. 02的范围内的发光色的第3发光装置。在该照明装置中，通过调整第I 第3发光装置各自发出的光的强度，能够使得从照明装置发出的白色光的色度更加良 好地模仿黑体辐射轨迹而变化。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-4839号公报专利文献2 :日本特开2007-122950号公报专利文献3 :美国专利第7288902号说明书专利文献4 :国际公开第2009/063915号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献3所公开的发光装置中，所有发光源都是在调光等级的整个范围内放射光，因此存在如下问题需要在调光等级的整个范围内考虑从多个发光源放射的光的合成，为了得到具有期望色温的白色光，提供给各发光源的驱动电流的计算步骤始终非常复杂。当发光源增加时上述问题更加明显。并且，在专利文献3所公开的发光装置中，上述那样的驱动电流的计算步骤非常复杂，因此对驱动器控制部和驱动器的负担变大。为了降低这种对驱动器控制部和驱动器的负担，需要采用具有高处理能力的驱动器控制部和驱动器，但会引起发光装置的制造成本增加的问题。此外，在专利文献4的照明装置中，虽然从照明装置发出的白色光的色温可变，但是在改变白色光的色温时，不能与此对应地恰当地改变亮度，因此，在色温低时亮度过高、或者在色温高时亮度过低，由此产生了人未必舒适地感受到色温变化的问题。并且，由于使用了发出作为范围内的下限色温的第I色温的白色光的第I发光装置，因此在从照明装置放射第I色温的白色光的情况下，仅使用从第I发光装置发出的白色光，从而第2和第3发光装置成为熄灭的状态。因此产生如下问题在这样地从照明装置放射第I色温的白色光的情况下、或者在放射与第I色温接近的色温的白色光的情况下，从照明装置得到的照明光的总光通量的降低过度。本专利技术正是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种既能确保优异的显色性、又能够抑制色温调整时的不理想的光通量减少的发光装置，即，提供一种能够控制发光强度和色温而得到具有与期望的发光强度相适应的色温的光、并且能够抑制制造成本的发光装置和使用了该发光装置的照明系统。此外，其目的在于提供一种既能抑制发光装置的制造成本、又能控制发光强度和色温而发出具有与期望的发光强度相适应的色温的光的照明方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.09 JP 2010-202493;2011.03.09 JP 2011-051851.一种发光装置，该发光装置的亮度随着调光等级的变动而变动，其特征在于， 该发光装置具有 布线基板； 多个LED芯片，它们配置于所述布线基板的LED芯片安装面，发出从可见光区域到近紫外区域的波长区域中的预定波长范围的光，并且被划分为多个LED组； 波长转换部件，其设置于与所述布线基板的所述LED芯片安装面对应的位置，与所述多个LED芯片对应地分割为多个波长转换区域，所述多个波长转换区域与所述LED组对应地划分为多个波长转换区域，并且该波长转换部件按照每个所述波长转换区域具有不同的波长转换特性，对由对应的LED芯片发出的光进行波长转换，按照每个所述波长转换区域放射出具有相互不同的色温的一次光； 电流提供部，其经由所述布线基板，针对每个所述LED组独立地向所述LED芯片提供驱动电流；以及 控制部，其根据从外部输入的控制信号，控制提供给每个所述LED组的电流， 所述控制部根据所述调光等级独立地控制所述LED组的点亮开始时期。2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于， 随着从所述电流提供部提供给所述多个LED组的电流的总量上升，所述控制部依次点亮所述LED组。3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于， 所述多个LED芯片被划分为3个以上的LED组。4.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于， 随着从所述电流提供部提供给所述多个LED组的电流的总量上升，所述控制部从与放射出色温低的所述一次光的所述波长转换区域对应的所述LED组到与放射出色温高的所述一次光的所述波长转换区域对应的所述LED组，依次点亮所述LED组。5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于， 随着从所述电流提供部提供给所述多个LED组的电流的总量上升，所述控制部增加点亮的LED组。6.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于， 所述控制部包含相位角检测器，其接收作为导通相位角与所述调光等级对应地变化的电压波形的控制信号，检测所述导通相位角；以及选择电路，其根据所述导通相位角选择待点亮的LED组。7.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于， 所述控制部接收作为振幅电压值与所述调光等级对应地变化的电压波形的控制信号，根据所述振幅电压值选择待点亮的LED组。8.一种发光装置，其特征在于，该发光装置具有 布线基板； 多个LED芯片，它们配置于所述布线基板的LED芯片安装面，发出从可见光区域到近紫外区域的波长区域中的预定波长范围的光，并且被划分为多个LED组； 波长转换部件，其设置于与所述布线基板的所述LED芯片安装面对应的位置，与所述多个LED芯片对应地分割为多个波长转换区域，所述多个波长转换区域与所述LED组对应地划分为多个波长转换区域，并且该波长转换部件按照每个所述波长转换区域具有不同的波长转换特性，对由对应的LED芯片发出的光进行波长转换，按照每个所述波长转换区域放射出具有相互不同的色温的一次光； 电流提供部，其经由所述布线基板，针对每个所述LED组独立地向所述LED芯片提供驱动电流；以及 控制部，其根据从外部输入的控制信号，控制提供给每个所述LED组的电流量， 随着对从所述多个波长转换区域放射的一次光进行合成而得到的合成白色光的亮度上升，所述控制部依次点亮所述LED组。9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于， 随着所述合成白色光的亮度上升，所述控制部从与放射出色温低的所述一次光的所述波长转换区域对应的所述LED组到与放射出色温高的所述一次光的所述波长转换区域对应的所述LED组,依次点亮所述LED组。10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于， 分离地设置所述多个LED芯片和所述波长变化部件， 由各个所述LED组和与每个所述LED组对应的各个所述波长转换区域形成多个发光单元， 所述多个发光单元彼此一体地设置并且形成发光单元组。11.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于， 以覆盖所述多个LED芯片的方式设置所述波长变化部件， 由各个所述LED组和与每个所述LED组对应的各个所述波长转换区域形成多个发光单元， 所述多个发光单元彼此分体地设置并且形成发光单元组。12.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于， 由所述多个LED芯片和所述波长转换部件形成I个封装件， 该发光装置具有多个所述封装件。13.一种照明系统，其特征在于，该照明系统具有 布线基板； 多个LED芯片，它们配置于所述布线基板的LED芯片安装面，发出从可见光区域到近紫外区域的波长区域中的预定波长范围的光，并且被划分为多个LED组； 波长转换部件，其设置于与所述布线基板的所述LED芯片安装面对应的位置，与所述多个LED芯片对应地分割为多个波长转换区域，所述多个波长转换区域与所述LED组对应地划分为多个波长转换区域，并且该波长转换部件按照每个所述波长转换区域具有不同的波长转换特性，对由对应的LED芯片发出的光进行波长转换，按照每个所述波长转换区域放射出具有相互不同的色温的一次光； 电流提供部，其经由所述布线基板，针对每个所述LED组独立地向所述LED芯片提供驱动电流； 指示部，其给出指示，以对所述一次光进行合成而得到具有期望亮度的合成白色光；调光部，其根据来自所述指示部的指示，输出用于改变所述合成白色光的亮度的控制信号；以及控制部，其根据从所述调光部输出的控制信号，控制提供给每个所述LED组的电流量， 随着所述合成白色光的亮度上升，所述控制部依次点亮所述LED组。14.根据权利要求13所述的照明系统，其特征在于， 随着所述合成白色光的亮度上升，所述控制部从与放射出色温低的所述一次光的所述波长转换区域对应的所述LED组到与放射出色温高的所述一次光的所述波长转换区域对应的所述LED组,依次点亮所述LED组。15.根据权利要求14所述的照明系统，其特征在于， 随着所述合成白色光的亮度上升，所述控制部增加点亮的LED组。16.根据权利要求13所述的照明系统，其特征在于， 所述控制信号是电压波形，并且导通相位角按照来自所述指示部的指示而变化， 所述控制部包含检测所述导通相位角的相位角检测器和根据所述导通相位角选择待点亮的LED组的选择电路。17.根据权利要求13所述的照明系统，其特征在于， 所述控制信号是电压波形，并且振幅电压值按照来自所述指示部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：树神弘也，木岛直人，武田立，服部英次，胜本觉成，横尾敏明，与安史子，小岛隆，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：
国别省市：