JP2012146633A - 調光装置、及びｌｅｄ照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】第１及び第２ＬＥＤの調光及び調色を可能とする。
【解決手段】極性を逆にして並列接続された、色度が相互に異なる第１ＬＥＤ２２Ａ及び第２ＬＥＤ２２Ｂを含むＬＥＤ照明装置２０と、調光装置とを含むＬＥＤ照明システムであって、調光装置は、交流電源から受電される交流から直流電源を生成する直流生成部、所定の周期毎に第１及び第２ＬＥＤに供給すべき平均電流の総量を決定する第１制御部、所定の周期毎に第１及び第２ＬＥＤの夫々に供給すべき平均電流の比を決定する第２制御部、直流生成部によって得られた直流電源を用いて、所定の周期毎に、第１及び第２制御部によって決定された平均電流の総量及び平均電流の比を有する、第１ＬＥＤに供給すべき正負の電流の一方と第２ＬＥＤに供給すべき正負の電流の他方とを含む交流電流を生成してＬＥＤ照明装置に供給する、少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路１２０を含む供給部とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）発光デバイス（ＬＥＤ照明装置）の調光装置、及び調光装置及びＬＥＤ照明装置（ＬＥＤ照明器具）を含むＬＥＤ照明システムに関する。

白熱電球や蛍光灯のような従来の照明機器で、室内の照明光の色温度を調整可能にする場合には、ハロゲンランプのような色温度が高い電球光源と、白熱電球のようなハロゲンランプより色温度が低い電球光源との双方が室内に設置され、各電球光源に設けた個々のスイッチで、各電球光源の点灯／消灯が制御されることによって、室内の照明光の色温度が切り替えられていた。

或いは、白色電球を光源とし、様々な光学フィルタを用いて色相や色温度を調整する大掛かりな照明装置が、舞台照明のような照明光の色や白色の色温度が重要な演出要素となる舞台照明のような特殊用途下で使用されていた。

近年、従来の照明機器に代わる照明機器として、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたＬＥＤ電球のようなＬＥＤ照明装置が普及し始めている。ＬＥＤ照明装置の特徴として、白熱電球や蛍光灯と比べて消費電力が低く、且つ耐久性が高いことが挙げられる。上述のような白色光源の色相や色温度の調整を、白色ＬＥＤを用いて実現することが望まれている。

本発明に関連する先行技術としては、一対のＬＥＤ又は一対のＬＥＤブランチ（複数のＬＥＤが直列接続されたもの）の両端に交流電圧を印加する回路がある（例えば、特許文献１、２、３等）。

また、ドライバ回路からの制御信号により、逆並列接続された第１及び第２ＬＥＤ群に対する交流電源の半波毎の導通・非導通のタイミング制御を行い、第１及び第２ＬＥＤ群の夫々の発光時間を別々に制御するＬＥＤ駆動回路がある（例えば、特許文献４）。

米国特許公報第６４１２９７１号公報（FIG. 23, FIG. 25, FIG. 26） 特開２００２−２８１７６４号公報（図１） 特表２００５−５１３８１９号公報（図２，図３） 特開２００８−２１８０４３号公報 実開昭６１−１３８２５９号公報 特開２００８−１７１９８４号公報

例えば、白色照明の調光をＬＥＤを用いて実現しようとする場合、色温度の異なる複数の白色ＬＥＤを用意し、これらの白色ＬＥＤに対する個別の点灯／消灯制御によって照明光の色温度が調整されるようにすることが可能である。

しかしながら、単一のＬＥＤ照明器具に供給する駆動電流の調整でＬＥＤ照明の輝度（
発光量）及び色度（色相、色温度）を可変とすることができれば、幅広いユーザに当該ＬＥＤ照明器具を訴求することが可能になる。

本発明の一態様は、交流を直流に変換し、直流をさらに交流に変換して逆並列接続された第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤに供給する一方で、第１及び第２のＬＥＤの輝度及び色又は色温度を調整可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、極性を逆にして並列接続された、色度が相互に異なる第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤを含むＬＥＤ照明装置と、調光装置とを含むＬＥＤ照明システムであって、
前記調光装置は、
交流電源から受電される交流から直流電源を生成する直流生成部と、
前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの点灯による照明光の輝度を操作するための第１操作部と、
前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの点灯による照明光の色度を操作するための第２操作部と、
前記第１操作部の操作量に応じて、所定の周期毎に前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤに供給すべき平均電流の総量を決定する第１制御部と、
前記第２操作部の操作量に応じて、前記所定の周期毎に前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの夫々に供給すべき平均電流の比を決定する第２制御部と、
前記直流生成部によって得られた直流電源を用いて、前記所定の周期毎に、前記第１及び第２制御部によって決定された平均電流の総量及び平均電流の比を有する、前記第１ＬＥＤに供給すべき正及び負の電流の一方と前記第２ＬＥＤに供給すべき正及び負の電流の他方とを含む交流電流を生成して前記ＬＥＤ照明装置に供給する供給部とを含み、
前記供給部が、少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路を含む、ＬＥＤ照明システムである。

第１及び第２ＬＥＤの夫々は、単一のＬＥＤ素子が極性を逆にして並列接続（逆並列接続）されたものと、複数のＬＥＤ素子が直列接続されたものが逆並列接続されたものとの双方を含む。また、複数のＬＥＤ素子が極性を同一にして並列されたものが複数個直列接続されることによって、第１ＬＥＤ或いは第２ＬＥＤを構成しても良い。

ＬＥＤの「発光波長域」は、色度を含む概念であり、色度は、色相及び色温度を含む概念である。従って、色相の異なる第１及び第２ＬＥＤを適用する場合や、色温度の異なるＬＥＤを第１及び第２ＬＥＤとして適用する場合がある。「ＬＥＤ」は、発光ダイオードの他、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic light-emitting diode)を含む。

本発明の第１の態様において、第１制御部は、前記交流電源の交流電圧と周期が等しい三角波電圧と、前記三角波電圧のスライスレベルを規定する、前記第２操作部の操作量に応じた参照電圧とを比較して、正負の矩形波電圧を出力する比較器を含み、
前記第２制御部は、前記第１操作部の操作量に応じて、前記正負の矩形波電圧の１周期における、正負の期間の夫々において前記ＬＥＤ照明装置に供給すべき電流のデューティ比を決定するパルス幅調整回路を含み、
前記供給部は、前記正負の矩形波電圧の正の期間において、前記第１及び第２ＬＥＤの一方に対し、前記パルス幅調整回路で決定されたデューティ比で正の電流を供給し、前記正負の矩形波電圧の負の期間において、前記第１及び第２ＬＥＤの他方に対し、前記パルス幅調整回路で決定されたデューティ比で負の電流を供給するように構成されていても良い。

また、本発明の第１の態様において、前記供給部は、前記所定の周期毎に、正のパルス及び負のパルスが入力され、正のパルスがオンの時間、正の電流を前記ＬＥＤ照明装置に供給する一方で、負のパルスがオンの時間、負の電流を前記ＬＥＤ照明装置に供給する駆動回路を含み、
前記第１制御部は、前記第１操作部の操作量に応じて、前記所定の周期における正のパルスのオン時間及び負のパルスのオン時間を決定し、
前記第２制御部は、前記第２操作部の操作量に応じて、前記所定の周期における正のパルスのオン時間と負のパルスのオン時間との比を決定する、ように構成されていても良い。

また、本発明の第１の態様において、第１制御部は、前記第１操作部の操作量に応じて、前記所定の周期における、所定のパルス幅を夫々有する正負のパルスの数を決定し、
前記第２制御部は、前記正負のパルスのパルス幅を決定する、ように構成されていても良い。

また、本発明の第１の態様において、前記調光装置が二本一対の配線のみを介して前記ＬＥＤ照明装置と接続されているように構成することができる。

また、本発明の第２の態様は、極性を逆にして並列接続された、発光波長域が相互に異なる第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤを含むＬＥＤ照明装置と接続される調光装置であって、
交流電源から受電される交流から直流電源を生成する直流生成部と、
前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの点灯による照明光の輝度を操作するための第１操作部と、
前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの点灯による照明光の色又は色温度を操作するための第２操作部と、
前記第１操作部の操作量に応じて、所定の周期毎に前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤに供給すべき平均電流の総量を決定する第１制御部と、
前記第２操作部の操作量に応じて、前記所定の周期毎に前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの夫々に供給すべき平均電流の比を決定する第２制御部と、
前記直流生成部によって得られた直流電源を用いて、前記所定の周期毎に、前記第１及び第２制御部によって決定された平均電流の総量及び平均電流の比を有する、前記第１ＬＥＤに供給すべき正及び負の電流の一方と前記第２ＬＥＤに供給すべき正及び負の電流の他方とを含む交流電流を生成して前記ＬＥＤ照明装置に供給する供給部とを含み、
前記供給部が、少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路を含む、調光装置である。

また、第１、第２の態様における前記少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路は、Ｈ型フルブリッジ駆動回路を含む構成としても良い。

本発明の一態様によれば、交流を直流に変換し、直流をさらに交流に変換して逆並列接続された第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤに供給する一方で、第１及び第２のＬＥＤの輝度（発光量）及び色度（色相、色温度）を調整可能とする技術を提供することができる。

第１実施形態における照明システム（ＬＥＤ発光デバイス及び調光装置）の回路構成例を示す図である。 第１実施形態における調光装置内の波形説明図である。 第１実施形態における調光装置内の波形説明図である。 第２実施形態における照明システム（ＬＥＤ発光デバイス及び調光装置）の回路構成例を示す図である。 第２実施形態における調光装置内の波形説明図である。 第２実施形態におけるマイクロプロセッサのプログラム処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における調光装置内の波形説明図である。 第２実施形態におけるマイクロプロセッサのプログラム処理（輝度上昇処理）を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるマイクロプロセッサのプログラム処理（輝度低下処理）を示すフローチャートである。 第２実施形態における調光装置内の波形説明図である。 第２実施形態におけるマイクロプロセッサのプログラム処理（色温度低下処理）を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるマイクロプロセッサのプログラム処理（色温度上昇処理）を示すフローチャートである。 第３実施形態におけるマイクロプロセッサのプログラム処理（極性変換処理）を示すフローチャートである。 第４実施形態におけるＬＥＤ発光デバイスの調光装置の一部の回路構成例を示す図である。 第４実施形態におけるマイクロプロセッサのプログラム処理（フィードバック制御）を示すフローチャートである。 第４実施形態におけるマイクロプロセッサのプログラム処理（フィードバック制御）を示すフローチャートである。 第５実施形態における照明システム（ＬＥＤ発光デバイス及び調光装置）の構成例を示す図である。 第５実施形態における調光装置の構成例を示す図である。 第５実施形態における、輝度調整時にＬＥＤ発光デバイスに供給される電流波形の例を示す図である。 第５実施形態における、色温度調整時にＬＥＤ発光デバイスに供給される電流波形の例を示す図である。 第５実施形態の変形例における、輝度調整時にＬＥＤ発光デバイスに供給される電流波形の例を示す図である。 第５実施形態の変形例における、色温度調整時にＬＥＤ発光デバイスに供給される電流波形の例を示す図である。 発光モジュール（ＬＥＤモジュール）を構成する半導体発光装置（以下、「白色ＬＥＤ」という）内の、パッケージの概略構成の斜視図である。 パッケージに設けられた半導体発光素子（以下、「ＬＥＤチップ」という）に電力を供給する配線の実装状態を示す図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂに示すパッケージ（白色ＬＥＤ）を電気的記号を用いて模式化した図である。 図１８に示した白色ＬＥＤを直列接続した状態を模式的に示す図である。 図１７Ａに示す白色ＬＥＤにおいて、配線を含む面で切断した場合の断面図である。 ＬＥＤチップの基板への実装を説明する図である。 図２２は、第６実施形態に係るＬＥＤシステムの構成例を示す図である。 図２３は、調光器に印加される商用電源の交流波形と、トライアックの点弧によってＬＥＤ照明器に供給される交流電圧との関係を示す図である。 図２４は、調光時における交流電圧、駆動電流等の波形説明図である。 図２５は、調色時における交流電圧、駆動電流等の波形説明図である。 図２６は、バランス調整による駆動電流比の変更を示す波形図である。 図２７は、第７実施形態に係る照明システムの回路構成例を示す図である。 図２８は、操作部の操作量と、交流波形との関係を示す図である。 図２９は、操作部の操作量と、交流波形との関係を示す図である。 図３０は、本願の第８実施形態に係るＬＥＤ照明システムの構成例を示す。 図３１は、図３０に示した制御信号生成回路の第１の形態を示す。 図３２は、図３０に示した制御信号生成回路の第２の形態を示す。 図３３は、図３０に示したＬＥＤ照明器具中の制御回路の第１の形態を示す。 図３４は、図３０に示したＬＥＤ照明器具中の制御回路の第２の形態を示す。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ照明システムの回路構成例を示す図である。ＬＥＤシステムは、ＬＥＤの調光装置Ａと、調光装置Ａに接続されたＬＥＤ照明装置２０（「ＬＥＤ発光デバイス２０」又は「発光デバイス２０」とも表記）とを含む。調光装置Ａは、ＬＥＤ照明装置２０に含まれるＬＥＤの発光により得られる照明光の輝度（発光量）及び色度（色相、色温度）を調整する。

ここに、ＬＥＤ照明装置２０（発光デバイス２０）は、互いに逆方向（逆極性）で並列接続されたＬＥＤ群２２Ａ（第１ＬＥＤ群）とＬＥＤ群２２Ｂ（第２ＬＥＤ群）とを含む一組のＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂを含んでいる。ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂの夫々は、直列接続された所定数（例えば２０個）のＬＥＤ素子からなる。ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂを夫々構成するＬＥＤ素子の数は、１以上の数で適宜設定可能である。ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂは、例えば、サファイヤ基板上に製作される。

ＬＥＤ照明装置２０は、ＬＥＤ群２２ＡとＬＥＤ群２２Ｂとを並列接続する配線の夫々から引き出された二つの端子２３Ａ，２３Ｂをさらに含む。二つの端子２３Ａ，２３Ｂ間には、正負の駆動電流が通電される。正の電流の通電時には、ＬＥＤ群２２ＡとＬＥＤ群２２Ｂとの一方が点灯し、他方は消灯する。これに対し、負の電流の通電時には、一方が消灯し、他方が点灯する。

図１に示す例では、端子２３Ａから見て正の駆動電流が供給される場合には、ＬＥＤ群２２Ａが点灯し、端子２３Ａから見て負の駆動電流が供給される場合にはＬＥＤ群２２Ｂが点灯するように、調光装置ＡとＬＥＤ照明装置２０とが回路接続されている。

本実施形態において、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂの夫々に含まれるＬＥＤ素子の夫々は、発光波長が４１０ｎｍで、順方向電流のときの端子電圧は３．５Ｖである。ＬＥＤ素子が２０個直列に接続された場合には、７０Ｖの直流で最大光量を発生する。

発光デバイス２０を構成するＬＥＤ群２２Ａを構成する各ＬＥＤ素子には、発光波長４１０ｎｍの光で刺激（励起）すると約３０００Ｋの白色を発光する蛍光体が埋め込まれており、端子２３Ａ，２３Ｂ間に供給される交流の正負の一方（本実施形態では正）の供給により点灯する。

これに対し、ＬＥＤ群２２Ｂを構成する各ＬＥＤ素子には、発光波長４１０ｎｍの光で刺激（励起）すると約５０００Ｋの白色を発光する蛍光体が埋め込まれており、端子２３
Ａ，２３Ｂ間に供給される交流の正負の他方（本実施形態では負）の供給により点灯する。

但し、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂを構成する複数のＬＥＤ素子の数は適宜変更可能であり、一つのＬＥＤ素子であっても良い。本実施形態では、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂが異なる色温度の白色光を発する構成としている。もっとも、本明細書において、「発光波長領域」の語は、色度（色相及び色温度）を含む概念であり、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂが相互に異なる色度を有する構成となっていても良い。ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂの色度が相互に異なる限り、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ有する色度は、適宜設定可能である。

また、図１に示す調光装置Ａは、入力端子１０Ａと、直流生成部としての半波倍電圧整流回路９０（以下、整流回路９０と表記）と、クロック生成回路１００と、デューティ比調整回路１１０と、相補トランジスタ３１，３２を有するプッシュプル形駆動回路１２０（以下、駆動回路１２０と表記）と、自励発振周波数を発生する駆動パルス発生・可変回路１３０（以下、パルス幅調整回路１３０と表記）とを備える。ＬＥＤ照明装置（発光デバイス）２０は、駆動回路１２０によって駆動される。すなわち、調光装置Ａは、商用交流周波数から独立な自励発振周波数を用いて、発光デバイス２０に駆動電流を供給する。

図１に示す調光装置Ａは、入力端子１０Ａから入力される商用電源（例えば、１００Ｖ，５０Ｈｚ）からの入力交流電圧が整流回路９０で整流される。すなわち、正の電圧はダイオード１１で整流され、配線２０１には約１２０Ｖの正の直流電圧が供給され、負の電圧はダイオード１２で整流され、配線３０１には約１２０Ｖの負の直流電圧が供給される。配線２００は、配線２０１及び配線３０１に対する共通アース電位となっている。

また、クロック生成回路１００及びデューティ比調整回路１１０が夫々有するコンパレータ（オペアンプ）１０１，１０２、及びパルス幅調整回路１３０には、回路動作用の図示しない電源回路から、配線２００を共通アース電位とする±１５Ｖが供給されている。

以下に調光装置Ａ（調光回路）の各部の動作を説明する。図２、図３は、調光回路内の波形説明図である。図２（ａ）は、入力端子１０Ａに入力される交流電圧を示す。図２（ｂ）は、コンパレータ１０１からの出力波形を示す。図２（ｃ）は、デューティ比調整回路１１０に含まれる積分器（抵抗器Ｒ０及びキャパシタＣ０）によって形成される三角波を示す。図２（ｄ）は、コンパレータ１０２からの出力波形を示す。図３（ａ）は、コンパレータ１０２からの出力波形を示し、図３（ｂ）は、ＬＥＤ群２２Ａ及び２２Ｂに供給される電流波形を模式的に示し、図３（ｃ）はＬＥＤ群２２Ａ及び２２Ｂに供給される電流波形を模式的に示す。

クロック生成回路１００では、入力端子１０Ａの入力交流電圧（５０Ｈｚ、１００Ｖ）が配線２１０から供給され、抵抗器Ｒ１及びＲ２の比（Ｒ１／Ｒ２）で定まる分圧がコンパレータ１０１に入力される。コンパレータ１０１の駆動により、コンパレータ１０１の出力側の配線２０３に、図２（ｂ）で示すような矩形波電圧が出力される。矩形波電圧は、入力交流電圧（図２（ａ））の半サイクル期間ｔ０毎にオン／オフするクロックとして利用される。

デューティ比調整回路１１０では、抵抗器Ｒ０とキャパシタＣ０とで構成される積分回路により、三角波が生成されて、コンパレータ１０２の非反転入力端子（＋Ｖ）に入力される。一方、コンパレータ１０２の反転入力端子（−Ｖ）は、一端が抵抗Ｒ３を介して配線２０１に接続され、他端が配線２００に接続された可変抵抗器６１Ａの可動点に接続されている。これにより、コンパレータ１０２の反転入力端子には、可変抵抗器６１Ａの可動点の位置に応じた電圧が参照電圧として入力される。可変抵抗器６１Ａの抵抗値は、調
色（色度調整）用の操作部５６（第２の操作部）によって操作可能である。

コンパレータ１０２において、参照電圧は、非反転入力端子から入力される三角波のスライスレベルとして作用する。すなわち、コンパレータ１０２は、三角波がスライスレベルより高いときには正の出力を行い、三角波がスライスレベルより低い場合には、負の出力を行う。よって、コンパレータ１０２からは、電圧が参照電圧より高い正の期間ｔ１と、参照電圧より低い負の期間ｔ２とが交互に繰り返される矩形波が出力される（図２（ｄ）参照）。期間ｔ１は、非反転入力端子から入力される三角波が一定であるときに、スライスレベル（参照電圧）が高くなる程、短くなる。このように、コンパレータ１０２は、１周期における正負の平均電流の比を決定する第２制御部として機能する。

駆動回路１２０は、トランジスタ３１，３２，３３，３４を有しており、トランジスタ３３及び３１は、コンパレータ１０２の出力が正の期間である期間ｔ１において、発光デバイス２０のＬＥＤ群２２Ａに配線２２０を介して正の駆動電流を供給するスイッチとして機能し、トランジスタ３４及び３２は、コンパレータ１０２の出力が負の期間である期間ｔ２において、ＬＥＤ群２２Ｂに配線２２０を通じて負の駆動電流を供給するスイッチとして機能する。

自励発振周波数形のパルス幅調整回路１３０は、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに供給される、期間ｔ１，ｔ２における駆動電流量の調整回路であり、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路で構成される。すなわち、パルス幅変調回路１３０は、主たる構成として、自励発信回路９５と、パルス・デューティ比調整回路９６と、可変抵抗器５１Ｂを備えている。

パルス幅調整回路１３０は、自励発振回路９５で生成される５００Ｈｚの基本パルスのデューティ比を、パルス・デューティ比調整回路９６でのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御により可変抵抗器５１Ｂの抵抗値に応じたデューティ比に調整して出力する。ここに、可変抵抗器５１Ｂの抵抗値が高くなるほど、デューティ比が大きくなるように構成されている。可変抵抗器５１Ｂの抵抗値は、輝度調整用の操作部５５（第１操作部）によって操作される。パルス幅調整回路１３０は、１周期に発光デバイス２０に供給される正負の電流の総量を決定する第１制御部として機能する。

パルス幅調整回路１３０の出力（パルス）は、コンパレータ１０２の出力が入力されるＡＮＤ（論理積）回路３５及びＯＲ（論理和）回路３６に入力される。ＡＮＤ回路３５の出力端子はトランジスタ３３のベースに入力されており、トランジスタ３１のベースは、トランジスタ３１のコレクタに接続されている。よって、コンパレータ１０２の出力が正であり、且つパルス幅調整回路１３０からの出力がオンである場合にＡＮＤ回路３５がオンとなって、トランジスタ３３がオンになり、続いてトランジスタ３１がオンになって、ＬＥＤ群２２Ａに対して正の電圧による駆動電流が供給され、ＬＥＤ群２２Ａが点灯する。

一方、コンパレータ１０２の出力が負である期間ｔ２においては、パルス幅調整回路１３０の出力がオフである区間において、ＯＲ回路３６がオンとなり、トランジスタ３４及びトランジスタ３２がオンとなって、ＬＥＤ群２２Ｂに対して負の電圧による駆動電流が供給され、ＬＥＤ群２２Ｂが点灯する。

よって、図３（ｂ）に示すように、期間ｔ１及び期間ｔ２（図３（ａ））において、パルス幅調整回路１３０から出力されるパルス数及びパルス幅に応じたパルス状の駆動電流がＬＥＤ群２２Ａ、ＬＥＤ群２２Ｂに供給される。このようにして、第１実施形態においても、１サイクルにおける各ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂにおける駆動電流の供給期間（デューティ比）を可変抵抗器６１Ａの操作部５６（つまみなど）で変更することで、ＬＥＤ群
２２ＡとＬＥＤ群２２Ｂに対する電力供給量（駆動電流量：平均電流）を異ならせることができる。すなわち、発光デバイス２０の色温度を可変にすることができる。

そして、可変抵抗器５１Ｂの抵抗値を図示しない操作部５５（つまみなど）によって調整し、パルス幅調整回路１３０から出力されるパルスのデューティ比を上げれば、図３（ｃ）に示すように、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに供給されるパルス幅が広くなる。すなわち、各ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに対する駆動電流の平均電流量を上げることができる。逆の操作を行えば、各ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに対する駆動電流の平均電流量を下げることができる。このようにして、発光デバイス２０の総発光量（輝度）を可変にすることができる。

図２、図３に示したような期間ｔ１が期間ｔ２より長い動作状態では、入力交流電圧の正の半サイクルでＬＥＤ群２２Ａが点滅する時間は、入力交流電圧の負の半サイクルでＬＥＤ群２２Ｂが点滅する時間よりも長い。このようなＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂの点滅は人間の目には感じられず、ＬＥＤ群２２Ｂの色温度（５０００Ｋ）より低い色温度（３０００Ｋ）を有するＬＥＤ群２２Ａの点灯時間が支配的であるので、人間の目には赤っぽい白色として感知される。

これに対し、可変抵抗器６１Ａの操作により、可変抵抗器６１Ａの可動点を中点よりも正の電位（配線２０１側）に近づけると、正の半サイクルにおけるＬＥＤ群２２Ａの点滅時間が短くなる一方で、負の半サイクルにおけるＬＥＤ群２２Ｂの点滅時間が長くなるので、色温度の高いＬＥＤ群２２Ｂの点灯時間が支配的となり、人間の目には青っぽい白色として感知される。可変抵抗器６１Ａは、上記のような色調の調整機能を提供するから、発光デバイス２０により照射される白色の色温度を３０００Ｋから５０００Ｋの間で連続的に可変とすることができる。

また、上述したように、第１実施形態では、可変抵抗器５１Ｂの抵抗値の調整で、発光デバイス２０の総発光量、すなわち輝度を調整することができる。可変抵抗器５１Ｂの操作によって、回路１３０から出力されるパルス幅を大きくする（デューティ比を大きくする）と、トランジスタ３１，３２間と発光デバイス２０の一方の端子間を結ぶ配線２２０（発光デバイス２０の他方の端子は配線２００に接続（接地）されている）に流れるパルス状の電流のパルス幅が、図３（ｃ）に示したように、正負の双方において増大するので、正負の両極性における平均電流値が増大し、発光デバイス２０の総発光量が増大する。よって、発光デバイス２０による輝度（発光量）を調整できる。

第１実施形態の構成によれば、自励発振周波数で交流の駆動電流をＬＥＤ発光デバイス２０に供給できるので、ＬＥＤの点滅を人が認識できない程度に周波数を設定することでフリッカー（ＬＥＤの発光のちらつき）の発生を抑えることができる利点がある。なお、ＬＥＤ発光デバイス２０の駆動回路（第１実施形態では駆動回路１２０）は、少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路で構成可能である。例えば、図１に示した第１実施形態の構成において、駆動回路１２０及びパルス幅調整回路１３０に代えて、Ｈ型フルブリッジと呼ばれる４つの半導体スイッチ（トランジスタ）及び制御回路を有する公知の回路チップ（Ｈ型フルブリッジ駆動回路：例えば、東芝社製のＴＡ８４２８Ｋ（Ｓ））を用いて、コンパレータ１０２からの出力に基づく発光デバイス２０の駆動制御が行われるようにすることができる。

なお、第１実施形態の入力端子１０Ａは、図示しないプラグによって商用電源から電力を受電しても良く、入力端子１０Ａが屋内の商用電源の固定配線と結線されて受電されるようにしても良い。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、発光デバイス２０の駆動制御をマイクロコンピュータ（マイコン）を用いて実施する例について説明する。図４は、第２実施形態のＬＥＤ照明システムの構成例を示す図である。図４において、ＬＥＤ照明システムは、調光装置Ｂと、第１実施形態で説明したＬＥＤ照明装置（発光デバイス）２０とを備える。調光装置Ｂは、商用交流電源（例えば、５０Ｈｚ、１００Ｖ）と接続される交流電源の入力端子１０Ａと、直流生成部としての、２電圧直流電源回路１４０（以下、電源回路１４０と表記）と、主電源スイッチ１４１と、Ｈ型フルブリッジ駆動回路１５０（以下、駆動回路１５０と表記）と、第１及び第２制御部としてのメモリ内蔵形マイクロプロセッサ１８０（以下、マイコン１８０と表記）と、第１及び第２操作部としてのＸ−Ｙマトリクス形押しボタンスイッチ１８５（以下、ＸＹスイッチ１８５と表記）とを備える。駆動回路１５０は、４つのスイッチング素子（半導体スイッチ）と制御回路１５１を含む。駆動回路１５０としては、例えば、東芝社製のＴＡ８４２８Ｋ（Ｓ）を適用することができる。本実施形態では、スイッチング素子として、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４が適用されているが、トランジスタの代わりにＦＥＴが用いられていても良い。

上記した調光回路Ｂの構成要素は、図示していない縦横１０ｃｍ程度の絶縁型ケースに収められ、発光デバイス２０の調光装置Ｂ（点灯制御装置）を構成する。絶縁型ケースの一面には、ＸＹスイッチ１８５が外部から操作可能に設けられる。絶縁型ケースは、例えば、上記一面の裏面を建築物の壁面に設置、或いは、上記一面が外部に露出する状態で一部が建築物の壁中に埋め込まれる状態で設置される。入力端子１０Ａは、絶縁型ケースに設けられた雌形コネクタであっても良く、入力端子１０Ａとして、電源ケーブル及びプラグを含むものであっても良い。また、設置場所は建築物の壁面に限られない。

発光デバイス２０は、第１実施形態で説明したものと同じものである。発光デバイス２０は、多くの場合室内の天井に固定される。発光デバイス２０が有する二つの端子２３Ａ及び２３Ｂは、配線２２１及び２２２を介して調光装置Ｂに接続されるが、この限りではない。

電源回路１４０と制御回路１５１の電源端子とを結ぶ配線２０１Ａには、約２４Ｖの正の直流電圧が供給され、電源回路１４０とマイコン１８０の電源端子とを結ぶ配線２０２Ａには、３．３Ｖの正の直流電圧が供給される。そして、電源回路１４０，マイコン１８０，制御回路１５１は、配線２００Ａを共通アース電位として接続されている。配線２０１Ａは、発光デバイス２０を点灯するための電力を供給し、配線２０２Ａはマイコン１８０の駆動電力を供給する。

ＸＹスイッチ１８５は、複数のＸ線及びＹ線の交差点９箇所のうちどれか一箇所が押し下げられると、Ｘ線及びＹ線の双方が接地端子Ｇに短絡する回路構造を有しており、いずれの交差点も押し下げられて無いときには、マイコン１８０の入力端子と結ばれる配線ｂ0〜ｂ5が約３．３Ｖに保たれる回路構造を有する。

マイコン１８０は、マスター・クロックが発振子１８１からの４ＭＨｚで動作する程度のメモリ内蔵型の廉価なマイクロプロセッサ（MP）を適用することができる。入力端子として、電源リセット端子resのほかに６本の入力端子ｂ0〜ｂ5を有している。また、マイ
コン１８０は、各々４ビット幅の「ｓｅｔＮ＋レジスタ」と、「ｓｅｔＮ−レジスタ」とを備えており、出力端子からｓｅｔＮ＋レジスタの値とｓｅｔＮ−レジスタの値を次段のタイマ１８６にセット可能となっている。

タイマ１８６は、タイマ及びカウンタであって、所定の自励発振周波数（本実施形態では、１ＭＨｚ）のセラミック発振子１８７で駆動され、出力端子と制御回路１５１の入力
端子とを結ぶ配線２４１及び２４２からは、図５Ａ（ｂ）及び（ｃ）に図示した相補的バースト・パルスを、予め設定されたタイミングで、自励出力する。この相補的バースト・パルスはパルス周波数が１０ｋＨｚ、バースト繰り返し周波数（図５Ａ（ａ））が約５００Ｈｚとなるように、予め周波数設定がタイマ１８６に対して行われている。但し、パルス周波数及びバースト繰り返し周波数は例示であり、適宜の値を設定可能である。

タイマ１８６にセットされるｓｅｔＮ＋レジスタのレジスタ値は、正の半サイクルで供給されるバースト・パルスの数を制御するために使用される。すなわち、ｓｅｔＮ＋レジスタのレジスタ値が大きい程、正の半サイクルで供給されるバースト・パルスの数は増加する。一方、タイマ１８６にセットされるｓｅｔＮ−レジスタのレジスタ値は、負の半サイクルで供給されるバースト・パルスの数を制御するために使用される。すなわち、ｓｅｔＮ−レジスタのレジスタ値が大きい程、負の半サイクルで供給されるバースト・パルスの数は増加する。なお、タイマ１８６にセットされたカウンタを調整することで、正負の各半サイクルにおけるバースト・パルスの発生期間（Ｔ１，Ｔ２）を変更することができる。

また、図４において、制御回路１５０と発光デバイス２０とを結ぶ配線２２１と配線２２２との間には、極性変換スイッチ２９０が設けられている。第２実施形態の構成では、配線２２２と端子２３Ａを接続し、配線２２１と端子２３Ｂとを接続するのが好ましい接続である。極性変換スイッチ２９０は、配線２２２及び２２１と、発光デバイス２０の端子２３Ａ，２３Ｂとが逆に接続された場合に、手動で切替操作を行うことにより、実質的に配線２２２と端子２３Ａが接続され、且つ配線２２１と端子２３Ｂとが接続された状態とするものである。極性交換スイッチ２９０の操作によって極性が交換されると、発光デバイス２０に対して配線２２２から駆動電流が供給される状態から配線２２１から駆動電流が供給される状態に切り替わる。

以下、調光装置Ｂの各部の動作を説明する。最初に、入力端子１０Ａが商用電源１００Ｖに接続された後、主電源スイッチ１４１が閉じられる。主電源スイッチ１４１が閉じられると、電源回路１４０による整流及び電圧変換動作が行われ、マイコン１８０に駆動電力（ＤＣ３．３Ｖ）が供給される。さらに、リセット端子ｒｅｓが抵抗器Ｒ及びキャパシタＣの時定数により約５０ｍｓｅｃ遅れて高電位（以下「Ｈ」と表記）になり、マイコン１８０としての動作を開始する。

なお、図４に示すように、主電源スイッチ１４１はＸＹスイッチ１８５の中央部に設置することができる。但し、主電源スイッチ１４１は、ＸＹスイッチ１８５のボタン操作には応答しない通常の主電源スイッチである。

マイコン１８０は、公知の方法で初期化動作を開始し、図示しない内蔵ＲＯＭ（Read Only Memory）に記録された動作プログラムを図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）にロードし、プログラムに従った動作をプログラムの先頭から順次開始する。

図５Ｂのフローチャートに示すように、初期化動作後のマイコン１８０のプログラム動作においては、最初に、発光デバイス２０を予め定めた標準点灯状態にするための点灯初期化動作を行う（ステップＳ０１）。この結果、配線２４２及び２４１から、図５Ａの（ｂ），（ｃ）に示す波形の電圧（パルス）が駆動回路１５０に夫々供給される。

すなわち、バースト繰り返し周波数Ｔ０（５００Ｈｚ）における前半の半サイクル中の期間Ｔ１において、配線２４２からバースト・パルスが制御回路１５１に供給されるとともに、後半の半サイクル中の期間Ｔ２において、配線２４１からバースト・パルスが制御回路１５１に供給される。

制御回路１５１は、配線２４２，２４１からのバースト・パルス供給を受けて、当該バースト・パルスに応じたトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のオン／オフ動作（スイッチング動作）を制御する。すなわち、制御回路１５１は、配線２４１及び２４２からのパルス入力がない場合には、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４をオフにする。一方、制御回路１５１は、配線２４２からのパルスの入力時には、トランジスタＴＲ１及びＴＲ４をオンにする一方で、トランジスタＴＲ２及びＴＲ３をオフにする。これによって、電源回路１４０からの直流電流がトランジスタＴＲ１を通って配線２２２に流れ、ＬＥＤ群２２Ａの点灯に消費される。その後、電流は配線２２１、トランジスタＴＲ４を通って接地される。

これに対し、制御回路１５１は、配線２４１からの負のパルスの入力時には、トランジスタＴ３及びＴ２をオンにする一方で、トランジスタＴＲ１及びＴＲ４をオフにする。これによって、電源回路１４０からの直流電流がトランジスタＴＲ３を通って配線２２１に流れ、ＬＥＤ群２２Ｂの点灯に消費される。その後、電流は配線２２２，トランジスタＴＲ２を通って接地される。

従って、配線２２２（端子２３Ａ）から見て、正のパルス群（正の駆動電流）と負のパルス群（負の駆動電流）とが交互に供給される。言い換えれば、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに対し、極性の異なる交流電流が駆動電流として供給される。具体的には、期間Ｔ１（図５Ａ（ａ））において、配線２４２から制御回路１５１へバースト・パルス群（図５Ａ（ｂ））が供給されることによって、配線２２２に対し、正のバースト・パルス状の電流が供給される。一方、期間Ｔ２（図５Ａ（ａ））に配線２４１から制御回路１５１へバースト・パルス群（図５Ａ（ｃ））が供給されることによって、配線２２２に対し、負のバースト・パルス状の電流が供給される（図５Ａ（ｄ）参照）。したがって、配線２２２に供給される正負のバースト・パルス状の電流（すなわち、発光デバイス２０に対する駆動電流）の波形は、配線２４２，２４１を介して供給される正負のバースト・パルス（すなわち、駆動回路１５０の制御信号）の波形と同形となる。「同形の波形」は、パルスの相対的なオン及びオフのタイミングがほぼ同一である波形を意味し、パルスの高さが同一である場合と異なる場合との双方を含む。

この結果、ＬＥＤ群２２Ａは、配線２２２からの正の駆動電流で点灯する一方で、ＬＥＤ群２２Ｂは、配線２２２からの負の駆動電流で点灯する。この時点で、配線２２２及び配線２２１に供給されるバースト・パルスの数（平均電流）は等しいため、ＬＥＤ群２２Ａ及びＬＥＤ群２２Ｂは、同程度（略均等）に夫々点灯して、中庸の色温度の白色状態を維持する。

上述したように、タイマ１８６に対する事前の周波数設定により、１サイクルＴ０は、２ｍｓｅｃ（５００Ｈｚ）で、１サイクルの前半及び後半におけるバースト・パルスの出力期間Ｔ１及びＴ２の夫々は５００μｓｅｃに設定されている。従って、図５Ａ（ａ）に示す１サイクルの包絡波形は５００Ｈｚの矩形交流である。したがって、配線２２２を介して発光デバイス２０に流れる実電流波形は、パルス幅５０μｓｅｃ（ｔ１）の正バーストと同幅の負バーストの交互の繰り返しとなる（図５Ａ（ｄ）参照）。この時点までの動作は、主電源スイッチ１４１を閉じるだけで進行する。

なお、図５Ａ（ｄ）においてはパルス幅５０μsecのパルスの表現が困難なため、実際
より太いパルス幅で模式的に図示してある。以上で、図５ＢのステップＳ０１の動作が終了する。

この後、マイコン１８０は、ＸＹスイッチ１８５の接点スキャン動作を開始し、押下が検知されるまで待機状態を継続する（図５Ｂ，ステップＳ０２、Ｓ０３のループ）。

なお、図５Ｂには示していないが、待機状態において、図示しない待ちタイマのカウントを開始し、待ちタイマがタイムアウトになるまでの間、押し下げが検知されない場合（ユーザによる調光操作が無い場合）には、主電源スイッチ１４１が切断（開放）される。これによって、発光デバイス２０が消灯状態にもどる。

ユーザによる調光操作、すなわちＸＹスイッチ１８５に対する押しボタン操作が行われると、マイコン１８０は、ＸＹスイッチ１８５が備える“Ｕ（ＵＰ）”ボタン，“Ｄ（ＤＯＷＮ）”ボタン、“Ｌ（ＬＯＷ）ボタン，“Ｈ（ＨＩＧＨ）”ボタンのいずれが押されたかを、配線ｂ０〜ｂ５のオン／オフ（１／０）パターンに基づき判定し（ステップＳ０４）、各ボタンが押された場合の動作に移行する。

すなわち、Ｕボタンが押された場合には、輝度（発光量）上昇処理（ステップＳ０５）が実行され、Ｄボタンが押された場合には、輝度（発光量）低下処理（ステップＳ０６）が実行される。Ｌボタンが押された場合には、色度（本実施形態では色温度）上昇処理（ステップＳ０７）が実行され、Ｈボタンが押された場合には、色度（本実施形態では色温度）低下処理（ステップＳ０８）が実行される。ステップＳ０５〜Ｓ０８の処理の詳細は後述する。ステップＳ０５〜Ｓ０８のいずれかの処理が実行されると、マイコン１８０が有する「ｓｅｔＮ＋レジスタ」及び「ｓｅｔＮ−レジスタ」の値が変化する。マイコン１８０は、ステップＳ０５〜Ｓ０８のいずれかが終了すると、「ｓｅｔＮ＋レジスタ」及び「ｓｅｔＮ−レジスタ」の値をタイマ１８６にセットし（ステップＳ０９）、処理をステップＳ０２へ戻して、接点スキャン処理を再開する。

以下、ステップＳ０５〜Ｓ０８の処理の詳細を個別に説明する。最初に、発光デバイス２０の輝度（発光量）の増減を意図したユーザ（操作者）の操作に対する動作を説明する。例えば、操作者がＵボタンを押下すると、マイコン１８０は、Ｕボタンの押し下げを検知し、ステップＳ０５の処理、すなわち、図６Ｂに示す輝度上昇処理のフローに従った処理を行う。

図６Ｂにおいて、最初に、マイコン１８０は、操作者にボタン押下の検知を報知するため、図示しない電子音発生器を駆動して、検知音（例えば「ピッ」音）を発生させる（ステップＳ０５１）。また、調光装置Ｂが押し下げ検知報知用のＬＥＤ灯を備え、検知音の出力とともに、又は検知音に代えて、ＬＥＤ灯が所定時間点灯するようにしても良い。

次に、マイコン１８０は、自身に内蔵されているｓｅｔＮ＋レジスタ（図示せず）及びｓｅｔＮ−レジスタ（図示せず）の値Ｎを参照し、値Ｎが所定の上限値以上か否かを判定する（ステップＳ０５２）。このとき、値Ｎが上限値以上である場合（Ｓ０５２，ＮＯ）には、ユーザが繰り返し輝度を上昇させてＬＥＤ素子の性能で定まる最高輝度を超えてボタンを押し続けたものとして、エラー処理ルーチン（ステップＳ０５５）に飛び、操作エラーであることが報知される。

これに対し、値Ｎが上限値より小さい（Ｓ０５２，ＹＥＳ）場合には、マイコン１８０は、配線１８３に対する出力ポートを駆動し、タイマ１８６に内蔵されているｓｅｔＮ＋レジスタに対し、例えば、値“１００（１０進数の４）”を書き込む（ステップＳ０５３）。この書込前に、ｓｅｔＮ＋レジスタは、初期化動作（ステップＳ０１）で当該レジスタに書き込まれた初期値“０１１（１０進数の３）”を保持しており、ステップＳ０５３の処理によってｓｅｔＮ＋レジスタの値が増加する。

次に、マイコン１８０は、配線１８４に対する出力ポートを駆動し、タイマ１８６に内蔵されているｓｅｔＮ−レジスタにも、ｓｅｔＮ＋レジスタの増加値と同一の値“１００
”を書き込む（ステップＳ０５４）。この書込前に、ｓｅｔＮ−レジスタは、初期化動作で初期値“０１１”を保持しており、当該ステップＳ０５４の書込によって、ｓｅｔＮ−レジスタの値が増加する。その後、処理がステップＳ０９に戻る。

ステップＳ０５３，Ｓ０５４の処理により、タイマ（カウンタ）１８６のｏｕｔ＋線（配線２４２）には、図６Ａ（ｄ）に示すように、例えば、１サイクルの前半の所定期間Ｔ１に４個のパルスが出力され、タイマ（カウンタ）１８６のｏｕｔ−線（配線２４１）には、図６Ａ（ｅ）に示すように、例えば１サイクルの後半の所定期間Ｔ２に４個のパルスが出力される。この結果、制御回路１５０で駆動される発光デバイス２０には、配線２２２を介して図６Ａ（ｆ）に示すような、初期値に比べて３分の４倍、すなわち３３％多いパルス電流が供給され、発光デバイス２０からの輝度（発光量）が略３３％増加する。

このあと、もう一度輝度の上昇をユーザが意図してＵボタンを押下すると、上述した処理及び動作が繰り返し行われ、発光デバイス２０の輝度（発光量）は初期値に比べて３分の５倍、すなわち６６％の輝度向上を得る。このようにして、輝度を増加させる処理が行われる。

輝度（発光量）の低減も、輝度増加とほぼ同様の手順で行われる。すなわち、輝度低減ボタンであるＤボタンが押されると、ステップＳ０４（図５Ｂ）からステップＳ０６の処理として、図６Ｃに示されるＳ０６１〜Ｓ０６４の輝度低下処理が行われる。ステップＳ０６１〜Ｓ０６４の処理は、ステップＳ０６２で、レジスタの値Ｎが所定の下限値以下である場合に、エラー処理（ステップＳ０６５）が行われること、ステップＳ０６３，Ｓ０６４でレジスタ値の低減が行われることを除き、図６Ｂに示した処理と同様である。レジスタ値は、Ｄボタンが１回押されるごとに、二進数で“００１”だけ低減される。

従って、初期化動作（ステップＳ０１）の直後にＤボタンが１回押し下げられた場合には初期値の３分の２、すなわち３３％の総光量（輝度）低下がなされ、２回押し下げられた場合には、初期値の３分の１、すなわち６６％の総光量低減を得る。但し、一回のＵボタン又はＤボタンの押し下げによって輝度（発光量）が増減する割合は適宜設定可能である。

以上は輝度（発光量）増減の説明であった。次に色度変更の手順を説明する。第２実施形態では、発光デバイス２０は、色温度が２５００Ｋ(Ｋはケルビン温度)の低いＬＥＤ群２２Ａと色温度が６０００Ｋの高いＬＥＤ群２２Ｂとからなる。従って、ＬＥＤ２２Ａに流れる駆動電流を増加し、ＬＥＤ２２Ｂに流れる駆動電流を減少すれば、発光デバイス２０全体の色温度を低下させることができる。

色温度を下げる場合には、ユーザ（操作者）は、ＸＹスイッチ１８５のＬボタンを押す。すると、マイコン１８０によるステップＳ０４の判定処理を経て、ステップＳ０７の色温度低下処理（図７Ｂ）が実行される。

図７Ｂに示すように、処理が開始されると、操作音発生処理が行われ（ステップＳ０７１）、次に、マイコン１８０は、ｓｅｔＮ＋レジスタの値が上限値未満か否かを判定する（ステップＳ０７２）。ｓｅｔＮ＋レジスタのレジスタ値が上限値以上であれば（Ｓ０７２，ＮＯ）、エラー処理が行われる（ステップＳ０７５）。

これに対し、レジスタ値が上限値未満であれば（Ｓ０７２，ＹＥＳ）、マイコン１８０は、ｓｅｔＮ＋レジスタに所定値（例えば、２進数“００１”）を加算する（ステップＳ０７３）。一方、マイコン１８０は、ｓｅｔＮ−レジスタから所定値（例えば、２進数“００１”）を減算する（ステップＳ０７４）。その後、処理がステップＳ０９へ戻る。

ステップＳ０７３及びステップＳ０７４によって、図７Ａ（ｄ）に示すように、配線２４２へ出力されるパルス数が増加する一方で、図７Ａ（ｅ）に示すように、配線２４１へ出力されるパルス数が減少する。

そして、図７Ａ（ｆ）に示すように、配線２２２を介して発光デバイス２０のＬＥＤ群２２Ａへ供給される正電流の平均値が増加する一方で、ＬＥＤ群２２Ｂへ供給される負電流の平均値が減少する。この結果、色温度の低いＬＥＤ群２２Ａからの輝度（発光量）が増加し、色温度の高いＬＥＤ群２２Ｂからの輝度（発光量）が減少するので、全体としては色温度が低下して赤みがかった白色となる。

これに対し、色温度を上げる場合には、ユーザ（操作者）は、ＸＹスイッチ１８５のＨボタンを押す。すると、マイコン１８０によるステップＳ０４の判定処理を経て、ステップＳ０８の色温度上昇処理（図７Ｃ）が実行される。

図７Ｃに示すように、処理が開始されると、操作音発生処理が行われる（ステップＳ０８１）。次に、マイコン１８０は、ｓｅｔＮ−レジスタの値が上限値未満か否かを判定する（ステップＳ０８２）。ｓｅｔＮ−レジスタのレジスタ値が上限値以上であれば（Ｓ０８２，ＮＯ）、エラー処理が行われる（ステップＳ０８５）。

これに対し、レジスタ値が上限値未満である場合には（Ｓ０８２，ＹＥＳ）、マイコン１８０は、ｓｅｔＮ＋レジスタから所定値（例えば、２進数“００１”）を減算する（ステップＳ０８３）。一方、マイコン１８０は、ｓｅｔＮ−レジスタに所定値（例えば、２進数“００１”）を加算する（ステップＳ０８４）。その後、処理がステップＳ０９へ戻る。

ステップＳ０８３及びステップＳ０８４によって、配線２４２へ出力されるパルス数が減少する一方で、配線２４１へ出力されるパルス数が増加する。これによって、配線２２２を介して発光デバイス２０のＬＥＤ群２２Ａへ供給される正電流の平均値が減少する一方で、ＬＥＤ群２２Ｂへ供給される負電流の平均値が増加する。この結果、色温度の低いＬＥＤ群２２Ａからの輝度（発光量）が減少し、色温度の高いＬＥＤ群２２Ｂからの輝度（発光量）が増加するので、全体としては色温度が上昇して青みがかった白色となる。

第２実施形態によれば、マイコン１８０を用いて発光デバイス２０の輝度（発光量）及び色度（色温度）を変更することができる。

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は第２実施形態の変形例に相当するので、第２実施形態との相違点について説明し、共通点については説明を省略する。

図４に示したタイマ１８６は、操作者がボタンを押し続けたときに操作者の意図に反して押しボタン回数が急激に増加するのを防止するとともに、チャタリングなどのメカニカルなエラ−も防止する機能を実現する、公知のものである。

図４に示した回路構成では、配線２２２と２２１とのどちらに発光デバイス２０の正極端子（端子２３Ａ）及び負極端子（端子２３Ｂ）が接続されるかが不確定なので、制御装置出力線である配線２２２及び２２１の極性を交換する極性交換スイッチ２９０が付加されている。

第３実施形態は、極性交換スイッチ２９０をコンピュータ（例えばマイコン）によるプ
ログラム実行により実現する例を示す。図８は、第３実施形態に係るフローチャートである。

図８において、ブロック５１０で囲まれたフロー処理は、図５Ｂで示した点灯制御プログラムであり、ブロック５２０で囲まれたフロー処理は、第３実施形態に係る出力極性交換プログラムである。出力極性交換プログラムの実行に当たり、マイコン１８０は、以下のように動作する。

ステップＳ５２１における、「＝前回ボタン？」ルーチンにおいて、マイコン１８０は、図示しない「前回ボタン種別記憶レジスタ」との比較を行う。ここに、前回ボタン種別記憶レジスタは、マイコン１８０に備えられており、ユーザ（操作者）が最後に押したボタンの種別を示すコードが格納されている。

マイコン１８０は、前回ボタン種別記憶レジスタで示されるボタン種別と、今回押し下げられたボタンとが同一ボタンが同一でなかった場合には、前回ボタン種別記憶レジスタに、今回押し下げられたボタンの種別を示すコードを格納した後、処理をステップＳ０２に戻す。これに対し、前回ボタン種別記憶レジスタで示されるボタン種別と今回押し下げられたボタン種別とが同一である場合には（Ｓ５２１，ＹＥＳ）、図示しないカウンタの値Ｎ１に１を加算する（ステップＳ５２２）。

同一のボタンが押し続けられるたびに、カウンタの値は上昇し、最終的に所定の値に達する。第５実施形態の例では、操作者が同一のボタンを約５秒以上押し続けると、カウンタの値Ｎ１が所定値“５０”を越えると、処理がステップＳ５２４に進む。

ステップＳ５２４では、マイコン１８０は、マイコン１８０内部に設置されている「ｓｅｔＮ＋レジスタ」の出力端子（ｏｕｔ＋）と「ｓｅｔＮ−レジスタ」の出力端子（ｏｕｔ−）とを入れ替える。これによって、配線２４２へｓｅｔＮ−レジスタの値に基づくバースト・パルスが出力され、配線２４１へｓｅｔＮ＋レジスタの値に基づくバースト・パルスが出力される。これによって、配線２２２には、正負が逆になった交流電流が供給される状態になる。ここで、発光デバイス２０が逆方向に接続、すなわち、配線２２２と端子２３Ｂとが接続され、配線２２１と端子２３Ａとが接続されているならば、配線２２２に正の駆動電流が供給されているときにＬＥＤ群２２Ｂが点灯し、負の駆動電流が供給されているときにＬＥＤ群２２Ａが点灯することになる。但し、上述したように、レジスタ値とＬＥＤ群との対応関係は、正常接続と同じであるため、発光デバイス２０は、逆接続であっても、正常接続と同様の点灯動作を行うことになる。従って、第３実施形態では、極性交換スイッチ２９０を省略することができる。

第３実施形態によれば、上記した出力極性交換機能によって、設置工事担当者は、点灯の結果をみて調色の方向(色度（色温度）の増減)が調光・調色装置の表示に一致するように、ＸＹスイッチ１８５を操作して、実質的に配線２２２及び２２１と端子２３Ａ及び２３Ｂとが正常に接続された状態に切り替えることができる。

〔第４実施形態〕
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第２及び第３実施形態と共通点を有するので、第２実施形態との相違点について説明し、共通点については説明を省略する。

発光デバイス２０は多くの場合、等価抵抗値の温度係数が負であり、設置場所の温度が上昇すると等価抵抗値が下がり電流値が上昇し更にデバイス温度が増加するという、自己破壊ループに陥る虞がある。これを確実に防止するには駆動回路に帰還ループを設けるこ
とが効果的であることが知られている。第４実施形態は、第２実施形態の構成に帰還ループを付加したものである。

図９は、第４実施形態に係る調光装置の回路構成例を示し、図１０Ａ及び図１０Ｂは、第４実施形態におけるマイコンの処理を示すフローチャートである。図９において、図４に示した入力端子１０Ａ，主電源スイッチ１４１，電源回路１４０，及びＸＹスイッチ１８５の図示は省略されている。

図９において、調光装置（点灯制御回路）Ｂ１は、定電流ドライブを実現するためのドライブ電流検出回路１６０を有し、ドライブ電流検出回路１６０は、抵抗器１６５と、各々光学的に独立したフォトカプラ１６１，１６２と、抵抗器とコンデンサ（キャパシタ）を夫々含む積分回路１６３，１６４を含んでいる。

抵抗器１６５は、例えば５Ω程度の抵抗値を有し、発光デバイス２０の電流値０．１〜１．０Ａに比例した電圧０．５〜５．０Ｖを発生させる。フォトカプラ１６１，１６２は、抵抗器１６５に並列接続されている。各フォトカプラ１６１，１６２の入力側にはダイオードが設けられているので、各々の順方向時のみ組み合わせトランジスタを導通させる。

したがって、ＬＥＤ群２２Ａを駆動するための正の電流が配線２２２を流れる場合にフォトカプラ１６１が導通し、逆接続であるＬＥＤ群２２Ｂを駆動するための負の電流が配線２２２を流れるときのみフォトカプラ１６２が導通する。フォトカプラ１６１，１６２の導通は、積分回路１６３と積分回路１６４を独立に充電し、その結果として配線３１２には正の電流の平均値に比例した電圧が観測され、配線３２２には負の電流の平均値に比例した電圧が観測される。

観測される電圧は、主として制御出力線としての配線２２２に流れるパルス電流の平均値に比例するが、同時に温度変化などで生じる直流成分の変動にも感応する。このアナログ値は、独立な配線３１２及び３２２を介してマイコン（ＭＰ）１８６Ａに導かれる。マイコン１８６Ａは、第２実施形態で説明したタイマ１８６の機能に加え、さらに以下の構成及び機能を備えている。

マイコン１８６Ａでは、図示しない内部のアナログ／ディジタル変換器により、アナログ値が４ビットで１６値のディジタル数値表現に変換され、図示しない内部レジスタに記憶される。内部レジスタに格納される配線３１２，配線３２２からの各電圧値（ディジタル値）は、ｓｅｔＮ＋レジスタ，ｓｅｔＮ−レジスタと同一の表現形式を有し、各ｓｅｔＮレジスタで示される値は、配線２２２を介して各ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに供給される駆動電流に応じた電圧値を示す。

その後、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すような、マイコン１８６Ａによるプログラム実行に応じた動作が行われる。図１０Ａにおいて、ブロック５３０で囲まれたフロー処理は、定電流駆動ルーチンであって、正電流フィードバック・ルーチンＳ５３１と負電流フィードバック・ルーチンＳ５３２とからなる。定電流駆動ルーチン５３０は、接点スキャン動作（ステップＳ０２）において、ＸＹスイッチ１８５のボタンが押されていない場合（Ｓ０３，ＮＯ）に開始される。

定電流駆動ルーチン５３０の正電流フィートバック・ルーチンＳ５３１では、図１０Ｂに示すように、マイコン１８６Ａは、配線３１２から入力される電圧値を読み取り（ステップＳ５３１１）、Ａ／Ｄ変換して得られた値ｎ＋を一時レジスタ（内部レジスタ）に保存する（ステップＳ５３１２）。次に、マイコン１８６Ａは、ｓｅｔＮ＋レジスタに保持
されているレジスタ値Ｎ＋を読みだし（ステップＳ５３１３）、レジスタ値Ｎ＋と内部レジスタ値ｎ＋と比較し（ステップＳ５３１４）、同一ならばステップＳ５３１５をスキップしてステップＳ５３２１へ進み、異なればｓｅｔＮ＋レジスタの値を内部レジスタ値ｎ＋で上書きして（ステップＳ５３１５）、正電流フィードバック・ルーチンＳ５３１を終了する。

負電流フィードバック・ルーチンＳ５３２でも同様の処理が行われる。図１０Ｂに示すように、ルーチンＳ５３２では、ルーチンＳ５３１と同様の処理が行われる。すなわち、マイコン１８６Ａは、配線３２２の電圧値ｎ−を読み取り（ステップＳ５３２１）、Ａ／Ｄ変換して得られた値ｎ−を一時レジスタ（内部レジスタ）に保存する（ステップＳ５３２２）。次に、マイコン１８６Ａは、ｓｅｔＮ−レジスタに保持されているレジスタ値Ｎ−を読み出し（ステップＳ５３２３）、これを内部レジスタ値ｎ−と比較し（ステップＳ５３２４）、同一ならばステップＳ５３２５をスキップ、異なればｓｅｔＮ−レジスタを内部レジスタ値ｎ−で上書きして（ステップＳ５３２５）、負電流フィードバック・ルーチンＳ５３２を完了する。各ルーチンＳ５３１及びＳ５３２が完了すると、ＸＹスイッチ１８５の状態をスキャンする待機状態（ステップＳ０２）に帰着する。

以上の第１〜第４実施形態によれば、発光デバイス２０がＬＥＤ電球であるかＬＥＤ発光モジュールであるかに拘わらず、発光デバイス器具として組み立てられているか電球として構成されているかにかかわらず、発光デバイス２０が有する二つの端子２３Ａ，２３Ｂと接続することができ、発光デバイス２０が有する極性の異なるＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに対する駆動電流供給の制御を以て、発光デバイス２０の輝度（発光量）の調整（調光）及び色度（色相、色温度）の調整（調色）を実施することができる。

このことは、建築物に既設の配線を利用して、発光デバイス２０の調光及び調色を実現できる利点を有する。また、新築の建築物に発光デバイス２０を設置して調光及び調色機能を実現するに当たっても、３線、４線のような特殊配線が不要である利点も有する。

また、卓上用照明機器のように、発光デバイス２０の調光・調色制御手段を電源コードの途中に挿入する「中間スイッチ」のような形態で実現することを可能とする利点がある。

もっとも有用な利用形態における利点は、既存の建築物において複数の電球ソケットが並列接続で天井に設置され、点滅スイッチが壁埋め込み形で設置され、かつ点滅スイッチボックスまで商用交流電源が供給されている場合において発揮される。

この場合には、白熱電球を、本実施形態で説明したような２種類の色温度でそれぞれ発光する発光デバイス２０に交換し、点滅スイッチを本実施形態で説明したような調光・調色装置に交換するだけで、配線の変更を要することなく、調光・調色機能を実現できる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態に係るＬＥＤ照明システムについて説明する。建築物に施された配線状態によっては、調光装置の設置位置に電源（商用電源）から一対の引き込み線が引き込まれており、さらに、調光装置の設置位置とＬＥＤ照明装置の設置配置との間に、二本一対の給電線が予め敷設されている場合がある。このような場合には、調光装置に搭載した制御回路で調整した駆動電流をＬＥＤ照明装置に供給することができる。第５実施形態は、上記のような調光装置に電源からの二本一対の給電線が接続され、調光装置とＬＥＤ照明装置とが二本一対の給電線（駆動電流供給線）で接続される配線構造を適用可能な場合における調光装置及びＬＥＤ照明装置を含むＬＥＤ照明システムについて説明する。

図１１は、第５実施形態におけるＬＥＤ照明システムの回路構成の概略を示す図であり、図１２は、図１１に示した制御回路の構成例を示す図である。図１１は、ＬＥＤ照明システムの回路構成の概略を示している。

図１１には、二点鎖線で表された仮想線４０３を境界として電気配線設置空間（仮想線４０３の上側）と、電気配線が接続される調光装置（調光ボックス）４１０及びＬＥＤ照明装置（発光デバイス）２０が配置される、ＬＥＤ照明システムの設置空間（仮想線４０３の下側）とが図示されている。

電気配線設置空間は、通常、壁内や天井裏に設けられ、壁や天井によって照明システム設置空間と隔絶される。図１１に示す例では、電気配線設置空間には、商用電源（例えば、交流１００Ｖ，５０Ｈｚ）が供給される一対の商用電源母線４００と、一対の照明装置用給電線４０１（４０１ａ，４０１ｂ）と、商用電源母線４００から引き出された一対の照明装置点滅用の引き込み線４０２とが配線されている。

引き込み線４０２には、調光装置（調光ボックス）４１０が有する入力側の一対の端子Ｔ１，Ｔ２と接続される。調光装置４１０は、出力側の一対の端子Ｔ３，Ｔ４を有しており、端子Ｔ３，Ｔ４は、照明装置用給電線４０１（４０１ａ，４１０ｂ）と接続される。一方、照明装置用給電線４０１には、一対の端子２３Ａ，２３Ｂを有するＬＥＤ照明装置（発光デバイス）２０が接続される。ＬＥＤ照明装置２０は、第１実施形態で説明したＬＥＤ照明装置と同様の、逆並列接続されたＬＥＤ群２２Ａ及びＬＥＤ群２２Ｂを備えている。但し、第５実施形態では、ＬＥＤ群２２Ａが発する白色光の色温度がＬＥＤ群２２Ｂが発する色温度より高い。

調光装置４１０は、端子Ｔ１，Ｔ２から供給される、商用電源からの交流電圧を受電することができる。このため、調光装置４１０は、直流生成部として機能する、全波整流形の直流電源供給回路（電源回路）４１２を含んでいる。電源回路４１２により、負荷の導通状態に関わらず、安定した直流電源を提供することができる。

電源回路４１２は、直流電源供給線４１４，４１５を介して制御回路４１３に接続されている。商用交流電源が実行値１００Ｖである場合には、電源回路４１２は、給電線４１４，４１５を介し、無負荷時に略１４０Ｖの直流電圧を供給する直流電源となる。

図１２において、制御回路４１３は、操作部４１６に接続された操作量検出部４１７と、第１及び第２制御部として機能する制御装置４２０と、駆動装置４３０とを備えている。駆動装置４３０は、駆動論理回路（制御回路）４３１と、Ｈ型フルブリッジ駆動回路である駆動回路４３２とを含む。駆動回路４３２の出力端子は、端子Ｔ３，Ｔ４に接続され、給電線４１０を介してＬＥＤ照明装置２０に接続されている。ＬＥＤ照明装置２０は、ＬＥＤモジュール２２Ｃを含んでおり、ＬＥＤモジュール２２Ｃは、端子２３Ａ，２３Ｂ間において極性を逆にして並列接続されたＬＥＤ群２２Ａ及びＬＥＤ群２２Ｂを含んでいる（図１１参照）。

操作部４１６は、ＬＥＤ照明装置２０が発する光の輝度（発光量）の調整（調光）と色度（色相、色温度）の調整（調色）を実施するための操作デバイスである。操作部４１６は、調光用の操作ダイヤル４１６Ａと、調色用の操作ダイヤル４１６Ｂとを含んでいる。ユーザが各ダイヤル４１６Ａ，４１６Ｂを回転させることにより、ＬＥＤ照明装置２０の輝度（発光量）及び色度（色相、色温度）を調整することができる。

操作量検出部４１７は、各操作ダイヤル４１６Ａ，４１６Ｂの操作量であるダイヤルの
回転量（回転角度）に応じた信号を出力する信号生成器である。本実施形態では、操作量検出部４１７は、操作ダイヤル４１６Ａの回転量（回転角度）に応じて抵抗値が変動する可変抵抗器４１７Ａと、操作ダイヤル４１６Ｂの回転量（回転角度）に応じて抵抗値が変動する可変抵抗器４１７Ｂとを含んでいる。操作量検出部４１７には、電源回路４１２で商用交流電源から生成された所定の直流電圧（例えば、無負荷時で最大５Ｖ）が配線４０５に印加される。操作量検出部４１７と制御装置４２０とを結ぶ配線（信号線）４１８には、可変抵抗器４１７Ａの抵抗値に応じた電圧（最大５Ｖ）が発生する。一方、操作量検出部４１７と制御装置４２０とを結ぶ配線（信号線）４１９には、可変抵抗器４１７Ｂの抵抗値に応じた電圧（最大５Ｖ）が発生する。このように操作量検出部４１７は、操作ダイヤル４１６Ａ，４１６Ｂの各操作量に応じた信号電圧を発生する。

なお、操作ダイヤル４１６Ａ，４１６Ｂに代えて、スライドバーが適用可能である。スライドバーが適用される場合、回転量の代わりの移動量に応じた電圧（信号）が操作量検出部４１７で生成される。また、操作量検出部４１７は、可変抵抗値に応じた電圧を制御信号として出力するようにしている。これに代えて、操作ダイヤル４１６Ａ，４１６Ｂの回転量（回転角度）を検出するロータリーエンコーダが設けられ、ロータリーエンコーダの回転量を示すパルスが制御装置４２０に入力されるようにしても良い。この場合、後述する、電圧をディジタル値に変換するアナログ／ディジタル変換器は省略可能である。

制御装置４２０は、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器），マイクロコンピュータ（マイコン：ＭＰ），レジスタ，タイマ，カウンタ等を組み合わせた制御回路である。マイコンは、例えば、マスター・クロックが図示しない水晶発振子からの動作周波数（例えば４ＭＨｚ）で動作するメモリ内蔵型マイクロプロセッサを適用することができる。

マイコンは、図示しない内蔵ＲＯＭ（Read Only Memory）に記録された動作プログラムを図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）にロードし、プログラムに従った処理を実行する。

Ａ／Ｄ変換器は、信号線４１８に生じた電圧のディジタル値を出力し、ディジタル値は図示しないレジスタにセットされる。また、Ａ／Ｄ変換器は、信号線４１９に生じた電圧のディジタル値を出力し、ディジタル値は図示しないレジスタにセットされる。

制御装置４２０が備えるタイマ及びカウンタは、所望の自励発振周波数（例えば、１ＭＨｚ）で発振するセラミック発振子４２１で駆動され、制御装置４２０と駆動論理回路４３１とを結ぶ配線４２４及び４２５から、相補的パルスを、予め設定されたタイミングで、自励出力する。この相補的パルスは、例えば、繰り返し周波数が所定の周波数となるように、予め設定されている。

マイコンは、各レジスタにセットされたディジタル値（操作ダイヤル４１６Ａ，４１６Ｂの操作量）に応じた制御パルス生成処理を行う。制御装置４２０は、繰り返し周波数ｔ０（本実施形態では５０Ｈｚ）における各１サイクル（周期）Ｔ０（２０ｍｓｅｃ）において、駆動装置４３０に対して信号線４２４、４２５を介して制御信号を供給する。本実施形態では、図１３（ａ）に示すように、制御装置４２０は、１サイクル（周期Ｔ０）において、正の制御信号を供給する期間Ｔ１に正のパルスを出力し、負の制御信号を供給する期間Ｔ２に負のパルスを出力する。

マイコンは、操作ダイヤル４１６Ａの操作量の変動に応じて、１サイクルにおける正負のパルスのオン時間の比を変えることなく、期間Ｔ１と期間Ｔ２とのそれぞれにおけるパルスのオン時間を増減することによって、輝度（発光量）を制御する。一方、マイコンは、操作ダイヤル４１６Ｂの操作量の変動に応じて、各期間Ｔ１，Ｔ２の比を実質的に変更
し、１サイクルにおける正のパルスのオン時間と負のパルスのオン時間との比を変更することによって、色度（本実施形態では色温度）を制御する。

駆動論理回路４３１は、配線４２４，４２５から供給されるパルス（制御信号）に応じて、駆動回路４３２が備えるトランジスタ（スイッチング素子）ＴＲ１〜ＴＲ４のオン／オフ動作（スイッチング動作）を制御する。すなわち、制御回路４３１は、配線４２４及び４２５からのパルス入力がない場合には、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４をオフにする。一方、制御回路４３１は、配線４２４からの正のパルスが入力されている間、トランジスタＴＲ１及びＴＲ４をオンにする一方で、トランジスタＴＲ２及びＴＲ３をオフにする。これによって、電源回路４１２から配線４１４を通じて供給される直流電流がトランジスタＴＲ１を通って給電線４０１ａに流れ、ＬＥＤ群２２Ａの点灯に消費される。その後、電流は給電線４０１ｂ、トランジスタＴＲ４を通って配線４１５へ流れる（接地される）。

これに対し、駆動論理回路４３１は、配線４２５からの負のパルスが入力されている間、トランジスタＴＲ２及びＴＲ３をオンにする一方で、トランジスタＴＲ１及びＴＲ４をオフにする。これによって、電源回路４１２から配線４１４を通じて供給される直流電流がトランジスタＴＲ２を通って配線４０１ｂに流れ、ＬＥＤ群２２Ｂの点灯に消費される。その後、電流は配線４０１ａ，トランジスタＴＲ３を通って配線４１５に流れる（接地される）。

従って、ＬＥＤ照明装置２０には、制御装置４２０から出力されるパルス（制御信号）と同形の波形を有する、正の駆動電流と負の駆動電流とが交互に供給される。言い換えれば、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに対し、極性の異なる交流電流が駆動電流として供給される。各ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに対して供給される平均電流は、パルスのオン時間に依存する。すなわち、正負のパルスのオン時間が大きい程、１サイクルにおいて各ＬＥＤ２２Ａ，２２Ｂに供給される駆動電流の平均電流値が上昇する。逆に、デューティ比が小さくなる（パルスのオン時間が小さくなる）程、平均電流値は、小さくなる。

図１３（ａ）は、デューティ比１のときのパルスを示す。従って、正負のパルス供給期間Ｔ１，Ｔ２のそれぞれにおいて、一つのパルスが出力される。図１３（ｂ）は、マイコンのＰＷＭ制御により期間Ｔ１，Ｔ２におけるデューティ比を下げた状態を示す。デューティ比の変更によって、所定パルス幅を有する複数の正負のパルスが供給される状態となる。さらに、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）よりさらにデューティ比を下げた場合の状態を示す。この場合、正負のパルスのパルス幅はさらに小さくなる。

図１３（ａ）〜（ｃ）に示す例は、調光用の操作ダイヤル４１６Ａを、輝度（発光量）が小さくなるように操作した場合の様子を示す。このように、操作ダイヤル４１６Ａが操作される場合には、マイコンがＰＷＭ制御によりデューティ比を小さくすることで、パルスのオン時間が小さくなることによって、平均電流が低下する。これによって、輝度（発光量）が低下する。但し、１サイクル（期間Ｔ１と期間Ｔ２）における、パルスのオン時間の比は変わらない。よって、ＬＥＤ照明装置２０の色度（本実施形態では色温度）を変えることなく輝度（発光量）を増減することができる。

これに対し、操作ダイヤル４１６Ｂが操作された場合における、パルスの状態を図１４（ａ）〜（ｃ）に示す。操作ダイヤル４１６Ｂが操作された場合には、マイコンは、そのときのパルス幅を変更することなく、１サイクル（周期Ｔ０）における正負のパルス数を変更する。図１４（ａ）において、正負のパルス幅は同じであり、パルスのオン時間の比は４：３である。

これに対し、図１４（ｂ）では、パルスのオン時間の比が３：４に変更されている。さらに、図１４（ｃ）では、パルスのオン時間の比が２：５に変更されている。このような比の変更によって、１サイクルにおけるＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂの点灯時間の比が変動する。これによって、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂのそれぞれ点灯により発せられる合成光の色度（本実施形態では色温度）が変更される。

上述した正負のパルスを出力するための繰り返し周波数Ｔ０（自励発振周波数）は、人の目の感度や、スイッチング損失の防止、ノイズ発生の観点から、例えば、３０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの間で定め得る。好ましくは、５０Ｈｚ〜４００Ｈｚである。さらに好ましくは、５０または６０Ｈｚ〜１２０Ｈｚである。自励発振周波数は、商用電源周波数から独立して定めうるが、商用電源周波数と同じ周波数を選択することを妨げない。なお、本実施形態では、スイッチング素子として、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４が適用されているが、トランジスタの代わりにＦＥＴが用いられていても良い。

図１２に示す制御回路４１３には、積分回路４５０及び４４０が設けられている。積分回路４５０は、ＬＥＤ群２２Ａを駆動するための正の電流の平均値に比例した電圧を制御装置４２０にフィードバックし、積分回路４４０はＬＥＤ群２２Ｂを駆動するための負の電流の平均値に比例した電圧を制御装置４２０にフィードバックする。制御装置４２０は、積分回路４４０，４５０のフィードバック電圧をＡ／Ｄ変換器を用いて観測し、制御信号（パルス）の生成に利用する。

以下、調光装置４１０の動作例について説明する。主電源スイッチ４１１（図１１）が閉じられると、電源回路４１２による整流及び電圧変換動作が行われ、制御回路４１３に直流電源が供給される。

制御装置４２０のマイコンは、公知の方法で初期化動作を開始し、図示しない内蔵ＲＯＭ（Read Only Memory）に記録された動作プログラムを図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）にロードし、プログラムに従った処理を行う。

ＬＥＤ照明装置２０の輝度を調整する場合には、例えば以下のような操作及び調光装置４１０の動作が行われる。例えば、利用者（ユーザ）が操作ダイヤル（操作ツマミ）４１６Ａを例えば右一杯にまわし、照明の輝度（発光量）を最大に設定する。すると、信号線４１８には最大５.０ボルトの直流電圧が発生する。制御装置４２０は、信号線４１８に
生じた電圧を内蔵のＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換して読み取り、駆動回路４３０の駆動論理回路４３１に対し、信号線４２４，４２５を介して制御信号を与える。駆動論理回路４３１は、制御信号に従って駆動回路（Ｈ型フルブリッジ駆動回路）４３２を駆動させる。このとき、駆動回路４３２は、予め設定された自励発振周波数である５０Ｈｚで駆動される。このときの、制御信号波形は、図１３（ａ）に示す通りであり、正のパルス（制御信号）のオン時間である時間ｔ１の間、正の電流が給電線４０１ａを流れてＬＥＤ群２２Ａ（LED-H）を点灯させる。一方、負のパルス（制御信号）のオン時間である時間
ｔ２の間、負の電流が給電線４０１ａを流れてＬＥＤ群２２Ｂ（LED-L）を点灯させる。

その結果、給電線４０１には、略５０Ｈｚの交流電流が通電して、ＬＥＤ照明装置２０に搭載されているＬＥＤ群２２ＡとＬＥＤ群２２Ｂとが交互に点灯する。時間ｔ１に流れる電流（個別電流）と、時間ｔ２に流れる電流（個別電流）との比がＬＥＤ群２２Ａ及び２２Ｂにより発せられる合成光の色度（本実施形態では色温度）を支配する。図１３（ａ）に示す状態では、色温度の高いＬＥＤ群２２Ａの点灯時間がＬＥＤ群２２Ｂの点灯時間より長いため、ＬＥＤモジュール２２Ｃの発光色は、やや青みがかった白色を呈する。

利用者が操作ダイヤル（調光ツマミ）４１６Ａを左方向にまわし、照明の輝度が中央値
となるように設定する。すると、信号線４１８には約２．５ボルトの直流電圧が発生する。

制御装置４２０のマイコンは、内蔵のＡ／Ｄ変換器で電圧をディジタル信号に変換して読み取り、駆動装置４３０の駆動を制御して、ＬＥＤ照明装置２０に対する交流電流を供給する。このときのパルス波形は、図１３（ｂ）に示す状態となる。すなわち、期間Ｔ１における正のパルスのオン時間と期間Ｔ２における負のパルスのオン時間との比は変わらないが、パルス周波数（約４００Ｈｚ）の変調を受けている（デューティ比が低下している）ため、最大輝度時には一つのパルスがデューティ比に応じたパルス幅を有する複数のパルス群となる。なお、正のパルスのパルス幅と負のパルスのパルス幅は同じである。これによって、最大輝度時よりも平均電流が小さなるので、ＬＥＤ群２２Ａ（LED-H）、Ｌ
ＥＤ群２２Ｂ（LED−L）の輝度は低下する。

その後、利用者が操作ダイヤル（調光ツマミ）４１６Ａをさらに左方向にまわし、照明の輝度を最小値に設定する。すると、信号線４１８には約０．５ボルトの直流電圧が発生する。

制御装置４２０のマイコンは、電圧値をＡ／Ｄ変換器で変換して読み取り、電圧値に応じた駆動装置４３０の制御を行う。すなわち、制御装置４２０は、図１３（ｃ）に示すように、期間Ｔ１及びＴ２における、正負のパルスのデューティ比をさらに下げる。これによって、期間Ｔ１における正のパルスのオン時間と期間Ｔ２における負のパルスのオン時間との比は変わらず、かつ約４００Ｈｚの変調も変わらない。但し、４００Ｈｚのパルス幅（デューティ）がさらに小さいので、中央輝度時よりはさらに平均電流が小さくなる。よって、ＬＥＤ群２２Ａ（LED-H）、ＬＥＤ群２２Ｂ（LED−L）はともに最も暗い輝度と
なる。

次に、ＬＥＤ調光装置２０の色度（本実施形態では色温度）を調整する場合における利用者（ユーザ）の操作及び調光装置４１０の動作例について説明する。図１３（ｂ）に示す電流波形は、ＬＥＤ群２２Ａ（LED-H）に対する平均電流がＬＥＤ群２２Ｂ（LED-L）の平均電流が大きいため、やや青みがかった白色を呈する。

図１３（ｂ）に示す電流波形がＬＥＤ照明装置２０に供給されている状態で、利用者が色温度の低いやや赤みがかった白色への変更を意図した場合について説明する。利用者が操作ダイヤル（調色ツマミ）４１６Ｂを左に(反時計方向に)回転させる。すると、信号線４１９に生じている直流電圧（例えば約４ボルト）が、例えば３.０ボルト程度に低下す
る。

制御装置４２０のマイコンは、Ａ／Ｄ変換器で変換された信号線４１９の直流電圧のディジタル値を読み取り、駆動装置４３０を制御するパルス波形を変更する。例えば、制御装置４２０のマイコンは、駆動装置４３０の駆動論理回路４３１に供給されるパルス波形を、図１３（ｂ）から図１４（ａ）に変化させる。すなわち、マイコンは、図１３（ｂ）の状態において、５：２であった正の電流（パルス）と負の電流（パルス）の比を、図１４（ａ）に示すように４：３に変更する。これによって、ＬＥＤ２２Ａに供給される平均電流が減少し、ＬＥＤ２２Ｂに供給される平均電流が増加する。この結果、ＬＥＤモジュール２２Ｃの発光色、すなわち色温度はやや低下して赤みがかった白色を呈する。このとき、図１４（ａ）に示すように、パルスの比は変化するが、パルスの合計値（平均電流の合計値）は変化しないので、ＬＥＤモジュール２２Ｃの輝度は変化しない。

その後、さらに利用者が色温度のもっとも低い赤みがかった白色への変更を意図して、操作ダイヤル（色度ツマミ）４１６Ｂを左に(反時計方向に)限界まで回転させる。すると
、約３．０ボルトだった信号線４１９の直流電圧は１.０ボルト程度に低下する。

制御装置４２０のマイコンは、ディジタル変換された信号線４１９の直流電圧を検出すると、駆動論理回路４３１に供給される制御信号（パルス）を変更する。すなわち、マイコンは、給電線４０１ａを流れる電流波形が図１４（ａ）から図１４（ｂ）を経て図１４（ｃ）に変化する（正負の電流（パルス）の比が２：５になる）ように、駆動装置４３０に制御信号を与える。これによって、ＬＥＤ群２２群Ａ（LED-H）の平均電流がさらに減
少する一方で、ＬＥＤ群２２Ｂ（LED-L）の平均電流がさらに増加する。この結果、ＬＥ
Ｄモジュール２２Ｃの色温度は著しく低下して強い赤みがかった白色を呈する。このときもＬＥＤモジュール２２Ｃの全体輝度は変化しない。

図１５は、実施形態の変形例を説明する図であり、図１３と等価な電力変化を示す。図１５（ａ）に示すように、初期状態において、電流波形は図１３（ａ）と同一の状態を示している。

調光を意図して電流の平均値（実効値）を下げる場合には、図１３（ｂ）の代わりに、図１５（ｂ）に示すような電流波形を印加しても、単位時間当たりの電力は両者とも等価である。同様に、図１５（ｃ）と図１３（ｃ）とは電力的には等価である。図１５に示すような制御にあたり、制御装置４２０のマイコンは、操作ダイヤル（調光ツマミ）４１６Ａの回転量に応じたパルスのオン時間を算出し、その間にパルスがオンとなるように制御する。このような変形例によれば、駆動回路４３２のスイッチング損失を低減することができる。

以下に詳細動作を説明する。この変形例では、回路構成は図１２に示した回路構成と同じものを適用できるが、マイコンに内蔵された図示しないプログラムの動作が異なる。

図１５（ａ）の状態を、最大輝度時と仮定し、利用者が照明の輝度が中央値になるように操作ダイヤル（調光ツマミ）４１６Ａを操作したと仮定する。すると、マイコンは、図１５（ａ）における時間（パルス幅）ｔ１，ｔ２を、これらの比が変更されない状態で、夫々５０％減少させる。これによって、電流（パルス）は、図１５（ｂ）に示すように、時間（パルス幅）ｔ１，ｔ２の夫々の５０％に相当する時間（パルス幅）ｔ１´，ｔ２´となる。これによって、平均電流が低下し、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂはともにやや暗い発光となる。

さらに、利用者が照明の輝度が最小値になるように操作ダイヤル４１６Ａを操作すると、マイコンは、図１５（ｂ）における時間（パルス幅）ｔ１´とｔ２´を、これらの比が変更されない状態で、夫々２５％減少させる。これによって、電流（パルス）は、図１５（ｃ）に示すように、時間（パルス幅）ｔ１´，ｔ２´の夫々の２５％に相当する時間（パルス幅）ｔ１´´，ｔ２´´となる。これによって、平均電流が低下し、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂはともに著しく暗い発光となる。

図１５（ａ）の状態で、利用者が色度（本実施形態では色温度）の低下を意図して操作ダイヤル（調色ツマミ）４１６Ｂを操作すると、マイコンは、時間（パルス幅）ｔ１，ｔ２の比を変更して、図１６（ｂ）に示すように、時間ｔ１が減少した時間ｔ１´の状態となり、時間ｔ２が増加した時間ｔ２´の状態に変更する。

さらに、色温度が最も減少するように利用者が操作ダイヤル４１６Ｂを操作すると、時間ｔ１´がさらに減少し、時間ｔ２´がさらに増加して、図１６（ｃ）に示す状態となる。

このように、マイコンは、駆動論理回路４３１に供給する１つのパルス幅を操作ダイヤル４１６Ａ，４１６Ｂの操作量に応じて変更し、ＬＥＤモジュール２２Ｃから発せられる光の輝度（発光量）及び色度（色相、色温度）を調整することができる。

上記した変形例では、図１３、図１４に示す例に比べて、電流波形に含まれる高調波成分が減少するので、周辺に及ぼす電波障害を低減できる利点と、スイッチング周波数にほぼ比例する半導体の電力損失を低減できる利点と、がある。

第１〜第５実施形態によれば、調光装置が商用電源のような交流電源からの交流を電源回路で直流に変換し、制御装置４２０が駆動装置４３０を制御して、交流が変換された直流から自励発振周波数による所望の周波数の交流（周期Ｔ０毎に供給される正負の電流）を生成し、逆並列接続された一対のＬＥＤ群（ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂ）に駆動電流として供給する。これによって、調光装置の設計の自由度を高めることができる。また、自励発振周波数を人間の目の感度より高い周波数に設定することで、照明のフリッカー（ちらつき）の発生を防止することができる。また、力率改善に寄与することもできる。

さらに、制御装置４２０は、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに夫々供給すべき平均電流を個別に制御することができる。また、平均電流の比を代えることなく、各平均電流を増減することで、輝度を調整することができる。さらに、ＬＥＤ群２２Ａ，２２Ｂに夫々供給すべき平均電流の比を変更することによって、ＬＥＤモジュール２２Ｃから発せられる光の色温度を輝度を変えることなく変更することができる。

＜発光モジュール，及びパッケージ＞
以下、上述した各実施形態におけるＬＥＤ照明装置に適用可能な、発光モジュール（ＬＥＤモジュール），及びパッケージについて説明する。図１７Ａは、発光モジュール（ＬＥＤモジュール）を構成する半導体発光装置（以下、「白色ＬＥＤ」という）７０８内の、パッケージ７０１の概略構成の斜視図である。図１７Ｂは、パッケージ７０１に設けられた半導体発光素子（ＬＥＤ素子：以下、「ＬＥＤチップ」という）７０３Ａ、７０３Ｂに電力を供給する配線７２０Ａ、７２０Ｂの実装状態を示す図である。また、図１８は、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すパッケージ７０１（白色ＬＥＤ７０８）を電気的記号を用いて模式化した図である。図１９は、図１８に示した白色ＬＥＤ７０８を直列接続した状態を模式的に示す図である。更に、図２０は、図１７Ａに示す白色ＬＥＤ７０８において、上記配線７２０Ａ、７２０Ｂを含む面で切断した場合の断面図である。

図１７Ａに示すように、白色ＬＥＤ７０８はパッケージ７０１を含んで構成され、該パッケージ７０１は、基板７０２上に配置された環状且つ円錐台形状のリフレクタ７１０を有する。このリフレクタ７１０は、後述する各分割領域部７１２からの出力光の一部を、白色ＬＥＤ７０８の出射方向に導く機能を有するとともに、パッケージ７０１の本体としての機能も果たす。なお、リフレクタ７１０の円錐台形状の上面側は、白色ＬＥＤ７０８による光の出射方向となり、開口部７１３を形成している。一方で、リフレクタ７１０の円錐台形状の下面側は基板７０２が配置され、詳細は後述するがＬＥＤチップへの電力供給のための配線が敷設等されている（当該配線は図１７Ａには図示せず）。

そして、この環状のリフレクタ７１０の内部の空間を図１７Ａ、図２０に示すように均等に二つの領域に分割する間仕切り７１１が、基板７０２に対して垂直に設けられている。この間仕切り７１１によって、リフレクタ７１０内に２つの分割領域部７１２Ａ、７１２Ｂが画定されるとともに、分割領域部７１２Ａの開口部は、リフレクタ７１０の開口部７１３の右半分を占め、分割領域部７１２Ｂの開口部は、リフレクタ７１０の開口部７１３の左半分を占めることになる。本明細書においては、分割領域部７１２Ａの開口部を、分割開口部７１３Ａと称し、分割領域部７１２Ｂの開口部を、分割開口部７１３Ｂと称す
る。即ち、開口部７１３は、間仕切り７１１によって分割開口部７１３Ａと７１３Ｂに分割されたことになる。

但し、パッケージ７０１における分割領域部７１２Ａと７１２Ｂの形状は、垂直な壁体を間仕切り７１１として設けた構造に限定されるものではない。分割領域部７１２Ａと７１２Ｂは、それぞれが円錐台、角錐台、半球などの形状を有する窪みであってもよい。また、両分割領域部７１２Ａ，７１２Ｂの形状や内容積が同じであることも必須ではない。

また、図１７Ａに示すパッケージ７０１は、一体となった部材中に分割領域部７１２Ａと７１２Ｂを含む構造体であるが、このようなパッケージ７０１を用いることは必須ではない。分割領域部としての構成を備える二つの構造体（パッケージ）を並置して、一方を分割領域部７１２Ａ、他方を分割領域部７１２Ｂとして機能させることが可能である。

図１７Ａに示す分割領域部７１２Ａ、７１２Ｂには、ＬＥＤチップ７０３Ａ、７０３Ｂがそれぞれ４個ずつ設けられている。このＬＥＤチップ７０３Ａ、７０３Ｂ（これらのＬＥＤチップを包括的に参照する場合はＬＥＤチップ７０３と称する。）は、対となる配線７２０Ａ、７２０Ｂ（包括的に配線７２０と称する場合もある。）にそれぞれ接続され、電力供給を受けることで発光を行う。なお、各分割領域部での配線７２０へのＬＥＤチップ７０３の接続は、図１７Ｂに示すように、配線７２０Ａの上に４個のＬＥＤチップ７０３Ａが実装され、配線７２０Ｂの上に４個のＬＥＤチップ７０３Ｂが実装される。そして、各分割領域における４個のＬＥＤチップ７０３は、対応する配線に対して順方向に並列接続されている。

ＬＥＤチップとしては、紫外線波長を発する紫外ＬＥＤチップ（発光ピーク波長３００〜４００ｎｍ），紫色光を発する紫色ＬＥＤチップ（発光ピーク波長４００〜４４０ｎｍ），青色光を発する青色ＬＥＤチップ（発光ピーク波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ）を適用することができる。各分割領域部７１２Ａ，７１２Ｂに設けるＬＥＤチップ７０３の数は、例えば、１〜１０個である。ＬＥＤチップ７０３の数は、チップサイズと必要な明るさに応じて適宜決定すればよい。また、各分割領域部７１２Ａ，７１２Ｂに設けられるＬＥＤチップ７０３の種類は、同種類であっても異種類であっても良い。異種類の組み合わせとしては、紫外又は紫色ＬＥＤと青色ＬＥＤとの組み合わせが考えられる。

これらのＬＥＤチップ７０３Ａ、７０３Ｂの実装状態を模式化して示すと図１８のようになる。即ち、図１７Ｂにおいて、夫々上側、下側に位置する配線７２０Ａ，７２０Ｂは結線され、４つの並列接続されたＬＥＤチップ７０３Ａと、４つの並列接続されたＬＥＤチップ７０３Ｂとが極性を逆にした状態で並列接続された状態となっている。また、結線された配線７２０Ａ及び配線７２０Ｂの夫々からは、配線７２０Ｃと配線７２０Ｄとが引き出されており、白色ＬＥＤ７０８（パッケージ７０１）は、二つの端子を有する構成を持つ。

さらに、ＬＥＤチップ７０３Ａのカソードと配線７２０Ｄとの間には、逆流防止用のダイオードＤ１が挿入され、ＬＥＤチップ７０３Ｂのカソードと配線７２０Ｃとの間には、逆流防止用のダイオードＤ２が挿入されている。これによって、配線７２０Ｃから配線７２０Ｄに向かう電流が流れる場合には、各ＬＥＤチップ７０３Ａのみが点灯する。これに対し、配線７２０Ｄから配線７２０Ｃに向かう電流が流れる場合には、各ＬＥＤチップ７０３Ｂのみ点灯する。よって、白色ＬＥＤ７０８は、時間で向きが変わる電流、すなわち交流電流で駆動することができる。

図１８に示した白色ＬＥＤ７０８（パッケージ７０１）は、図１９に示されるように所定個数（図１９では２を例示）直列接続される。これによって、図１７Ａ等で模式的に示
したＬＥＤチップ７０３Ａ（ＬＥＤ群２２Ａ（第１ＬＥＤ（群））に相当）とＬＥＤチップ７０３Ｂ（ＬＥＤ群２２Ｂ（第２ＬＥＤ（群））に相当）とが逆並列接続されたＬＥＤモジュール（発光モジュール）を得ることができる。

ここで、ＬＥＤチップ７０３の基板７０２への実装について、図２１に基づいて説明する。基板７０２は、ＬＥＤチップ７０３を含む白色ＬＥＤ７０８を保持するための基部であり、メタルベース部材７０２Ａ、メタルベース部材７０２Ａ上に形成された絶縁層７０２Ｄ、および絶縁層７０２Ｄ上に形成された対配線７２０ｃ、７２０ｄを有している。ＬＥＤチップ７０３は、相対する底面および上面に一対の電極であるｐ電極及びｎ電極を有しており、対配線７２０ｃの上面に、ＡｕＳｎの共晶半田７０５を介してＬＥＤチップ７０３の底面側の電極が接合されている。ＬＥＤチップ７０３の上面側の電極は、金属製のワイヤ７０６によって、もう一方の対配線７２０ｄに接続されている。これらの対配線７２０ｃ、７２０ｄの対で、図１７Ｂに示される一対の配線７２０Ａあるいは７２０Ｂをなし、各分割領域部の４個のＬＥＤチップ７０３への電力供給が行われる。

なお、ＬＥＤチップ７０３と基板７０２の一対の対配線７２０ｃ、７２０ｄとの電気的接続は、図２１に示す形態に限られず、ＬＥＤチップ７０３における電極の組の配置に応じて適宜方法で行なうことができる。例えば、ＬＥＤチップ７０３の片面のみに電極の組が設けられている場合は、電極が設けられている面を上に向けてＬＥＤチップ７０３を設置し、各組の電極と各対配線７２０ｃ、７２０ｄとを例えば金製のワイヤ７０６でそれぞれ接続することによって、対配線７２０ｃ、７２０ｄとＬＥＤチップ７０３とを電気的に接続することができる。また、ＬＥＤチップ７０３がフリップチップ（フェースダウン）の場合は、ＬＥＤチップ７０３の電極と対配線７２０ｃ、７２０ｄとを金バンプや半田で接合することによって電気的に接続することができる。

ここで、ＬＥＤチップ７０３は、後述する蛍光部７１４Ａ、７１４Ｂ（包括的に蛍光部７１４と称する場合もある。）を励起するものである。中でも、ＧａＮ系化合物半導体を使用したＧａＮ系ＬＥＤ素子であることが好ましい。なぜなら、紫外〜青の光を発するのに、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、後述の蛍光体と組み合わせることによって、非常に低電力で非常に明るい発光が得られるからである。ＧａＮ系ＬＥＤ素子においては、Ｉｎを含む発光層、例えば、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ発光層、またはＩｎｘＧａｙＮ発光層を有しているものが好ましい。よく知られていることであるが、発光波長が紫〜青の場合は、発光層をＩｎｘＧａｙＮ井戸層を備えた多重量子井戸構造とし、この井戸層をクラッド層で挟んだダブルヘテロ構造とすると、発光効率が特に高くなる。

図２１に示すように、基板７０２上には、このＬＥＤチップ７０３から発せられる光の一部を吸収して異なる波長の光を発する複数あるいは単独の蛍光体及び前記蛍光体を封止する透光性材料を含有する蛍光部７１４が、ＬＥＤチップ７０３を覆って設けられている。尚、図２１ではリフレクタ７１０の記載は省略されているが、このような形態もパッケージから構成される白色ＬＥＤの一形態となり得る。ＬＥＤチップ７０３から発せられた光の一部は、蛍光部７１４内の発光物質（蛍光体）に励起光として一部又は全部が吸収される。より具体的に白色ＬＥＤ７０８における蛍光部について図２０に基づいて説明すると、分割領域部７１２Ａにおいては、蛍光部７１４ＡがＬＥＤチップ７０３Ａを覆い、且つその蛍光部７１４Ａは分割開口部７１３Ａにて露出される。また、分割領域部７１２Ｂにおいては、蛍光部７１４ＢがＬＥＤチップ７０３Ｂを覆い、且つその蛍光部７１４Ｂは分割開口部７１３Ｂにて露出される。従って、各蛍光部７１４Ａ，７１４Ｂからの出力光は、各分割開口部から外部に出射される。

白色ＬＥＤ７０８は、白色光を出力することを目的とし、特に、白色ＬＥＤ７０８の発光色が、ＵＣＳ（ｕ、ｖ）表色系（ＣＩＥ１９６０）のｕｖ色度図において、黒体輻射軌
跡からの偏差ｄｕｖができるだけ小さくなるように、好ましくは−０．０２≦ｄｕｖ≦０．０２を満たすように、ＬＥＤチップ７０３と蛍光体の組み合わせを選択する。尚、本実施形態における黒体輻射軌跡からの偏差ｄｕｖは、ＪＩＳ Ｚ８７２５（光源の分布温度
及び色温度・相関色温度の測定方法）の５．４項の備考の定義に従う。但し、黒体輻射軌跡は絶対的な基準ではない。人工的な規格に応じた発光色（人為的に定められた基準光からの偏差で規格化された発光色）が要求される場合がある。

ＬＥＤチップ７０３の発光波長が紫外または紫の場合は、蛍光部７１４によりＲＧＢの３原色または、ＢＹ、ＲＧなどの補色関係にある波長の光を発生させることにより、白色光を得る。ＬＥＤチップ７０３の発光波長が青の場合には、蛍光部７１４によりＹまたは、ＲＧの光を発生させ、ＬＥＤチップ７０３の発光との混色により白色光を得る。

〔第６実施形態〕
以下、本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態では、例えば、室内の壁埋め込み形の調光装置（調光器）を活用し、既存の２線配線を活用して、配線の入れ替え工事を行うことなく、調光制御（輝度調整）と調色制御（色温度調整）の両方を実現することが可能なＬＥＤ照明システムについて説明する。

図２２は、第６実施形態に係るＬＥＤ照明システムの構成例を示す図である。図２２には、商用電源（例えば、交流１００Ｖ、５０Ｈｚ）が供給される一対の商用電源母線１０１０と、一対の照明器用の給電線１０２０と、一対の調光装置用の引き込み線１０３０とが図示されている。これらの配線１０１０，１０２０，及び１０３０は、一般に、建築物の壁や天井のような電気配線設置空間に敷設される。

引き込み線１０３０には、一対の２端子Ｔ１０１，Ｔ１０２を有する調光装置１０４０が接続される。一方、給電線１０２０には、一対の２端子を有するＬＥＤ照明器具（ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ発光デバイスともいう。また、ＬＥＤ電球と呼ばれることもある）が接続される。図２２では、一対の端子Ｔ１０３，Ｔ１０４を有する白熱電球の代わりのＬＥＤ照明器具１０５０が接続されている。調光装置１０４０は、例えば建築物の壁に設置される。ＬＥＤ照明器具１０５０は、壁や天井に設けられた固定具により設置され、その際、ソケットやコネクタを介して給電線１０２０と電気的に接続される。

調光装置１０４０は、端子Ｔ１０１及びＴ１０２と、主電源スイッチ１０４１と、トライアック１０４２と、トリガダイオード１０４３と、時定数回路１０４４とを有している。端子Ｔ１０１及びＴ１０２は、母線１０１０からの電力を調光装置１０４０内に供給するために、引き込み線１０３０と接続されている。主電源スイッチ１０４１は、ＬＥＤ照明器具１０５０の点灯及び消灯用の主電源スイッチである。

トライアック１０４２は、ＬＥＤ照明器具１０５０に供給される交流を制御する導通制御部として機能する。トライアック１０４２は、商用電源の交流１サイクルにおける正負の半サイクルにおいて、トリガダイオード１０４３からのトリガ信号を受けてオンとなり（点弧し）、当該半サイクルが終了するまで端子Ｔ１０２に対して正又は負の電圧（電流）を供給し続ける。トリガダイオード１０４３は、トライアック１０４２が点弧するためのトリガ信号をトライアック１０４２に供給する。

時定数回路１０４４は、トリガダイオード１０４３がトライアック１０４２にトリガ信号を供給するタイミングを制御する。時定数回路１０４４は、抵抗器１０４４ａと、可変抵抗器１０４４ｂと、キャパシタ（コンデンサ）１０４４ｃとを有し、トリガダイオード１０４３に接続されている。可変抵抗器１０４４ｂの抵抗値は、操作部（ユーザインタフェース）１０４７の操作量に応じて可変する。操作部１０４７は、トライアック１０４２
の導通時間（点弧位相角度）を操作するために使用される。

抵抗器１０４４ａ，可変抵抗器１０４４ｂ及びキャパシタ１０４４ｃは、交流の正の半サイクル（サイクル前半）においてトリガダイオード１０４３への印加電圧をチャージするＣＲ時定数回路を構成し、これらの抵抗値及び容量値で決まる時定数に従ってトリガダイオード１０４３をオンにする。

なお、図２２では、正の半サイクルにおいてトライアック１０４２を点弧させる時定数回路が図示されているが、調光装置１０４０は、負の半サイクルにおいてトライアック１０４２を点弧させる時定数回路も含んでいる。さらに、調光装置１０４０は、正負の半サイクルにおいてキャパシタ１０４４ｃの残留電荷を除去して、ヒステリシスを除去するヒステリシス除去回路を含むこともできる。

図２３は、調光装置１０４０に印加される商用電源の交流波形と、トライアック１０４２の点弧によってＬＥＤ照明器具１０５０に供給される交流電圧との関係を示す図である。図２３の（ａ）に示すように、調光装置１０４０には、商用電源からのサインカーブの交流電圧が印加される。正の半サイクルにおいて、電圧印加の開始と同時に、時定数回路１０４４のキャパシタ１０４４ｃに対する正のチャージが開始され、キャパシタ１０４４ｃにチャージされた電荷が所定量になる時間で、トリガダイオード１０４３がトリガ信号をトライアック１０４２に供給する。すると、トライアック１０４２が正の半サイクルにおける所定角度θで点弧し、ＬＥＤ照明器具１０５０に対する正の電流供給を開始する。電流供給は半サイクルの終了まで継続される。同様の動作が、負の半サイクルにおいても行われる。

このように、正負の各半サイクルで、時定数回路１０４４の時定数に従ったタイミングでトライアック１０４２が点弧し、ＬＥＤ照明器具１０５０に交流電力を供給する。すなわち、トライアック１０４２は、点弧時間において、商用電源からの交流を導通させる。

時定数は、可変抵抗器１０４４ｂの抵抗値によって変化する。すなわち、可変抵抗器１０４４ｂの抵抗値が小さくなる程、時定数は小さくなり、トライアック１０４２が点弧するタイミングが早まる（図２３の（ｂ）及び（ｃ）参照）。このように、可変抵抗器１０４４ｂの抵抗値を操作部１０４７の操作で変化させることで、トライアック１０４２の点弧位相角度（導通時間）を可変にすることができる。

図２２において、ＬＥＤ照明器具１０５０は、解析部として機能する点弧位相角度検出回路１０９０及びマイクロコンピュータ（マイコン）１１００と、ＬＥＤモジュール１０６０に対する駆動部（駆動回路）１０８０とを備える。駆動部１０８０は、駆動対象であるＬＥＤモジュール１０６０を含む。ＬＥＤモジュール１０６０は、順方向に並列配置されたＬＥＤ群１０６０ａとＬＥＤ群１０６０ｂを含む。ＬＥＤ群１０６０ａ及びＬＥＤ群１０６０ｂのそれぞれは、直列接続された複数のＬＥＤ素子からなる。

点弧位相角度検出回路１０９０は、調光装置１０４０のトライアック１０４２の点弧位相角度の制御により供給される交流を直流に変換する整流回路１０９１と、整流回路１０９１から出力される直流電圧からマイコン１１００の動作用直流電圧を生成する定電圧源１０９２と、トライアック１０４２の点弧位相角度を検出する角度検出回路１０９３とを備えている。

マイコン１１００は、メモリ（記憶装置）１１０１と、選択手段としてのモード判定部１１０２と、輝度制御部としての輝度調整部１１０３と、色温度制御部としての色温度調整部１１０４とを備えている。メモリ１１０１は、マイコン１１００に含まれるプロセッ
サ（ＣＰＵ（中央処理装置））によって実行されるプログラムやプログラム実行時に使用されるデータを記憶する。また、メモリ１１０１は、点弧位相角度から求まる導通時間の履歴を記録する記録領域を有する。

モード判定部１１０２は、導通時間の履歴を参照することによって、ＬＥＤモジュール１０６０の制御モードを、ＬＥＤモジュール１０６０の輝度（発光量）を調整する調光モードと、ＬＥＤモジュール１０６０の色度（色温度）を調整する調色モードとの間で切り替える。

すなわち、モード判定部１１０２は、主電源スイッチ１０４１の投入時には、初期設定として、調光モードを選択する。モード判定部１１０２は、１サイクル毎の点弧位相角度を角度検出回路１０９３から受け取り、点弧位相角度からトライアック１０４２の半サイクルにおける導通時間を算出する。例えば、導通時間は、トライアック１０４２の点弧開始時点Ａと半サイクルの終了（電圧０）時点Ｂとの差分Ｃとして求められる。

半サイクルにおける単位角度（例えば１度）あたりの時間は交流の周波数（実施形態では５０Ｈｚ：１サイクル２０ｍｓ）から求めることができる。すなわち、（１８０[°]−点弧角度[°]）×（１度当たりの時間＝約０．０５６[ｍｓ]）で導通時間を算出することができる。

モード判定部１１０２は、調光モードにおいて、導通時間を輝度調整部１１０３に与えるとともに、メモリ１１０１に記録する。これによって、メモリ１１０１には、１サイクル毎の導通時間の履歴が格納される。

また、モード判定部１１０２は、１サイクルの導通時間を算出（計測）する毎に、メモリ１１０１に最後に記録された導通時間との差分をとる。差分が０の場合には、モード判定部１１０２は、タイマによる計時を開始する。差分が０の時間（導通時間の変化がない時間）が所定時間を超えると、モード判定部１１０２は、制御モードを調色モードに切り替える（調色モードを選択する）。これに対し、差分が０の時間が所定時間を超えないうちに差分が検出された場合には、モード判定部１１０２は、タイマによる計時を終了し、調光モードの選択を維持する。

モード判定部１１０２は、調色モードにおいて、調光モードと同様に、１サイクル毎の導通時間を計測し、メモリ１１０１に記録するとともに、導通時間の差分を算出する。但し、調色モードでは、１サイクル毎の導通時間は、色温度調整部１１０４に与えられる。モード判定部１１０２は、調光モードと同様に、導通時間の差分が０になると、タイマを起動して導通時間の差分が０の時間を計測する。導通時間の差分が０の時間が所定時間を超えると、モード選択判定部１１０２は、制御モードを再び調光モードに切り替える（調光モードを選択する）。もっとも、差分が０の時間が所定時間を超えないうちに差分が検出された場合には、モード判定部１１０２は、タイマによる計時を終了し、調色モードの選択を維持する。

このように、モード判定部１１０２は、導通時間を監視して、導通時間に変化のない時間が所定時間を超えることを条件として、制御モードを切り替える。また、モード判定部１１０２は、選択中のモードに応じて、導通時間を輝度調整部１１０３と色温度調整部１１０４との一方に与える。なお、上記説明では、モード判定部１１０２は、１サイクル毎の導通時間を輝度調整部１１０３又は色温度調整部１１０４に供給するようにしている。これに対し、モード判定部１１０２が、必要に応じて複数のサイクルに１回、導通時間を供給するようにしても良い。

輝度制御部としての輝度調整部１１０３は、モード判定部１１０２から供給される導通時間（点弧位相角度）に応じた輝度でＬＥＤモジュール１０６０が発光するように、駆動回路１０８０に含まれる調光手段としての定電流回路１０８１を制御する。例えば、輝度調整部１１０３は、導通時間と駆動電流との相関を示すマップを有し、導通時間に応じた駆動電流をマップから求めてそのような駆動電流が供給されるように定電流回路１０８１を制御する。

マップに示される導通時間と駆動電流との相関関係は、任意に設定可能であり、導通時間の長さと駆動電流の大きさとが比例関係にあっても良い。或いは、導通時間の長さと駆動電流との関係は非線形であっても良い。例えば、導通時間の長さに応じて駆動電流が段階的に大きくなるようにしても良い。要は、利用者が輝度を上げる操作部１０４７の操作を行った場合に、駆動電流値が増大し、利用者が輝度を下げる操作部１０４７の操作を行った場合に駆動電流値が低下するようにされていれば良い。このような駆動電流の増減が導通時間（点弧位相角度）と比例関係に無くても良い。

定電流回路１０８１は、輝度調整部１１０３による制御下で、導電時間（点弧位相角度）に対して予め決定された駆動電流値で、ＬＥＤモジュール１０６０を構成するＬＥＤ群１０６０ａ（第１ＬＥＤ（群）），ＬＥＤ群１０６０ｂ（第２ＬＥＤ（群））の夫々に駆動電流を供給する。ＬＥＤモジュール１０６０に供給される駆動電流は、ＬＥＤ群１０６０ａに供給される駆動電流Ｉ_lowkとＬＥＤ群１０６０ｂに供給される駆動電流Ｉ_hikとの
合計値である。定電流回路１０８１は、合計値を増減させることで、ＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂに供給される駆動電流の平均電流値を増減し、ＬＥＤモジュール１０６０の輝度（発光量）を上昇又は下降させる。

色温度制御部としての色温度調整部１１０４は、調色モードにおいて、導通時間（点弧位相角度）に応じた色温度でＬＥＤモジュール１０６０が発光するように、駆動回路１０８０に含まれる調色手段としてのバランス回路１０８２を制御する。バランス回路１０８２は、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路を含んでおり、ＬＥＤ群１０６０ａに供給される駆動電流（平均電流）Ｉ_lowkとＬＥＤ群１０６０ｂに供給される駆動電流（平均電流）Ｉ_hik
との比を調整する。ここに、色温度調整部１１０４は、例えば、導通時間と駆動電流比との相関を示すマップ又はテーブルを有しており、導通時間に応じて予め決められた駆動電流比で駆動電流Ｉ_lowkと及び駆動電流Ｉ_hikが供給されるように、バランス回路１０８２
を制御する。

なお、モード判定部１１０２，輝度調整部１１０３，色温度調整部１１０４は、マイコン１１００に含まれるプロセッサがプログラムを実行することによって実現される機能として構成することが可能である。

なお、上記説明では、点弧位相角度から導通時間を求めているが、導通時間を求め、導通時間の履歴を記録することは必須要件ではない。すなわち、導通時間の代わりに点弧位相角度の履歴が記録され、点弧位相角度に応じた駆動電流の合計値、或いは比で、ＬＥＤモジュール１０６０（ＬＥＤ群１０６０ａ及び１０６０ｂ）の駆動制御が行われるようにしても良い。

第６実施形態において、ＬＥＤモジュール１０６０は、例えば、サファイヤ基板上に製作された発光ダイオード群であって、複数個（例えば２０個）のＬＥＤ素子が夫々直列に接続された一組のＬＥＤ群１０６０ａ，ＬＥＤ群１０６０ｂが同方向に並列配置されてなる。

ＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂの夫々に含まれるＬＥＤ素子の夫々は、発光波長が４
１０ｎｍで、順方向電流のときの端子電圧は３．５Ｖ、ＬＥＤ素子を２０個直列に接続した場合には、７０Ｖの直流で最大光量を発生する。

ＬＥＤ群１０６０ａを構成する各ＬＥＤ素子には、発光波長４１０ｎｍの光で刺激（励起）すると約３０００Ｋの白色を発光する蛍光体が埋め込まれている。これに対し、ＬＥＤ群１０６０ｂを構成する各ＬＥＤ素子には、発光波長４１０ｎｍの光で刺激（励起）すると約５０００Ｋの白色を発光する蛍光体が埋め込まれている。従って、ＬＥＤ群１０６０ａの発光により照射される白色光と、ＬＥＤ群６６ｂの発光により照射される白色光とは色温度が異なっている。

なお、ＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂを構成するＬＥＤ素子の数は適宜変更可能であり、一つのＬＥＤ素子であっても良い。また、ＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂは、相互に異なる色度（色相、色温度）で発光すれば良く、各ＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂが採り得る色度は適宜選択可能である。また、ＬＥＤモジュール１０６０は、異なる色温度の白色光を発するＬＥＤ群の組み合わせでなく、異なる色を発するＬＥＤ群の組み合わせでも良い。異なる色の組み合わせは、例えば緑色と青色、黄色と赤色など、所望の組み合わせを適用することができる。このようなＬＥＤ照明器具は、ネオンサインとしての利用が考えられる。

以下、操作部１０４７の操作と、ＬＥＤモジュール１０６０の輝度調整（調光）及び色温度調整（調色）について詳細に説明する。第６実施形態における調光装置１０４０の操作部１０４７は、ダイヤル式のツマミ（ダイヤル）を有している。もっとも、操作部１０４７は、ダイヤル式のツマミの代わりにスライドバーを有することができる。

第６実施形態では、ＬＥＤモジュール１０６０の輝度（発光量）を調整する場合には、操作部１０４７のツマミを左回転させて明るくし、右回転させて暗くする。但し、このような設定は、説明上の便宜の目的の設定である。すなわち、現在において一般的に用いられる調光装置は、回転型のダイヤルを時計方向に右回転すると、交流半サイクルにおける導通時間が増大する（例えば、図２３（ａ）→図２３（ｂ））、このとき、調光装置に接続される照明器が白熱電球のような抵抗一定負荷である場合には、消費電力が増大し、白熱電球の輝度が上がる設定になっている。

また、第６実施形態における操作部１０４７（ダイヤル）の回転角位置情報（操作量）は、ＬＥＤモジュール１０６０に対する駆動電流の導通時間の増減を制御するものではなく「利用者の意図情報」を入力するために使用される。このため、操作部１０４７の操作量は、負荷の消費電力増減や輝度増減に直接関与しない。

第６実施形態におけるＬＥＤモジュール１０６０の消費電力は、純粋な抵抗器で近似できる白熱電球負荷とは異なり、トライアック１０４２の点弧位相角度θとは独立に、負荷側の制御回路（マイコン１１００）の判断で決定される。

図２３を用いて、トライアック１０４２を用いた第６実施形態におけるＬＥＤモジュール１０６０の駆動制御を説明する。第６実施形態では、図２３の（ａ）〜（ｃ）に示すような、トライアック１０４２の導通時間の長短（点弧位相角度）に拘わらず、ＬＥＤ照明器具１０５０に内蔵される輝度調整部１１０３が、ＬＥＤモジュール１０６０に供給する定電流値を決定する。したがって、ＬＥＤモジュール１０６０は、必ずしも交流電圧波形の瞬時値に比例した電力を消費しない。

但し、図２３の（ａ）のように、トライアック１０４２の点弧タイミング（点弧位相角度）が比較的遅く（導通時間が短く）、電圧波形の瞬時値が低い場合には、ＬＥＤモジュ
ール１０６０の点灯に必要な電力をキャパシタ１０８４（蓄電部）に蓄えてからＬＥＤモジュール１０６０に対する駆動電流の供給が継続的に行われる。

例えば、図２３（ａ）に示す例では、トライアック１０４２の導通期間は、正の半サイクル後半の点弧位相角度θ＝１５０°から位相角度θ＝１８０°までの３０度期間である。点弧位相角度１５０度における日本の商用正弦波交流（１００Ｖ）の瞬時値は７０．７Ｖであって、ＬＥＤ素子（動作電圧：例えば２４〜３０Ｖ）の点灯には十分である。

しかし、点弧位相角度１５０度から１８０度に向かって正弦波交流の瞬時電圧は急激に減少する。したがって、ＬＥＤモジュール１０６０を構成するＬＥＤ素子の駆動回路電源としては、７０．７Ｖを供給する位相角度１５０度から、７０．７Ｖの約１／２の電圧である３５Ｖを供給する位相角度（略１６８度）までを、安定な動作を得る利用範囲として選択する。このような１８度の期間に大容量キャパシタ（キャパシタ１０８４）を充電することによって、安定で継続的なＬＥＤ用の電源を駆動回路１０８０で生成することができる。

上記例において要求されるキャパシタ１０８４の充電電流は、交流半サイクル１８０度期間に消費する電力を１８度期間内に充電する。このため、定常消費電流の約１０倍の充電電流となる。例えば３０ワットを消費するＬＥＤ照明器の場合では、時間平均的には１００Ｖrms（rmsは交流の実効値）で０．３Ａrmsであるが、位相角度１５０度から位相角
度１６８度までの平均電流はその１０倍の３[Ａ]程度と概算される。この値は、許容可能な電流値である。但し、瞬時電圧が１００ボルト以上である位相９０度±４５度においては、充電電流は略０．３Ａ程度とする。

ＬＥＤモジュール１０６０の電源を上記のように構成することによって、トライアック１０４２の点弧位相角度とは独立にＬＥＤ駆動電流を決定することが可能である。結果として、ＬＥＤモジュール１０６０の輝度をトライアック１０４２の導通角度から独立に、利用者の意図に基づいて制御することができる。

図２２に示す調光装置１０４０には、操作部１０４７としてのダイヤル及びトライアック１０４２を有する既存の白熱電球用の調光装置を適用できる。操作部１０４７のツマミの回転量（操作量）に応じて、トライアック１０４２の点弧位相角度θ（図３参照）を０°から１８０°の任意の値に調整することができる。

第６実施形態では、説明の混乱を避ける目的で、調光装置１０４０の操作部（ダイヤル）１０４７の位置角度の数値と、交流周期中の点弧位相角度の数値が一致するように、以下の定義とする。

すなわち、ダイヤルを１２時の位置を中心として左右に９０°回転可能とする。そして、時計回り方向におけるダイヤルの回転終点である「３時の位置」を「角位置１８０度」と呼称し、かつ、点弧位相角度１８０度であり通常消費電力最小、と定義する。また、反時計回り方向におけるダイヤルの回転終点である「９時の位置」を「角位置０度」と呼称し、かつ、点弧位相角度０度であり通常消費電力最大、と定義する。さらに、以下の説明において、ＬＥＤモジュール１０６０の輝度（発光量）を調整する動作を「調光」、ＬＥＤモジュール１０６０の色温度を調整する動作を「調色」と記述する。

以下、ＬＥＤモジュール１０６０の調光時及び調色時における動作例について説明する。図２４は、調光時における交流電圧、駆動電流等の波形説明図である。図２５は、調色時における交流電圧、駆動電流等の波形説明図である。

利用者が主電源スイッチ１０４１（図２２）を閉じる（オンにする）ことによって、ＬＥＤモジュール１０６０が点灯する。この主電源投入時におけるＬＥＤモジュール１０６０の輝度及び色温度は不定である。もっとも、例えば、マイコン１１００の初期設定で所定の輝度及び色温度でＬＥＤモジュール１０６０が点灯するように構成することもできる。

利用者は、第１ステップとして、輝度を希望の値に変更することを意図して、操作部１０４７（ダイヤル）を左右に回転させる。ＬＥＤモジュール１０６０からの光を眺めて明るさを確認しながらダイヤルを回転させる。例えば、利用者がダイヤルを１１時の位置にセットすると、図２４の（ａ）に示すように、点弧位相角度が６０°で固定された状態となる。この段階では、ＬＥＤモジュール１０６０は、調整可能な輝度の範囲の中間よりやや明るい輝度で点灯する。この輝度に利用者が満足する場合には、利用者は、さらなるダイヤル操作が必要ないものとして、ダイヤルから手を離す。この動作は、第１ステップ終了の意思表示として、後述のマイコン１１００により解釈される。

第１ステップにおいて、マイコン１１００は、主電源投入から利用者が操作部１０４７から手を離すまでの間、調光動作プログラムを実行し、第１ステップにおける動作を行う。本実施形態では、主電源投入によるマイコン１１００の初期状態として、マイコン１１００は、調光動作プログラムに従った動作を行う。すなわち、マイコン１１００は調光モードで動作する。

調光動作プログラムの実行により、マイコン１１００は、ダイヤルの回転位置、すなわちトライアック１０４２の点弧位相角度（導通時間）を刻々と計測する。マイコン１１００は、計測される点弧位相角度（導通時間）に従って定電流回路１０９１を制御し、ＬＥＤモジュール１０６０をなすＬＥＤ群１０６０ａに供給される駆動電流Ｉ_lowk，ＬＥＤ群１０６０ｂに供給される駆動電流Ｉ_hikの合計値(Ｉ_lowk＋Ｉ_hik)を増減する。結果としてＬＥＤモジュール１０６０の輝度が所望の値に更新される。利用者はＬＥＤモジュール１０６０の明るさを観測しながら操作部１０４７のダイヤルの回転角度位置を刻々と調整することで、輝度を所望の明るさにすることができる。

その後、上記したように、利用者が操作部１０４７から手を離すことによって、点弧位相角度（導通時間）が変化しない状態が所定時間（例えば５秒）継続すると、マイコン１１００は、調光動作プログラムの実行を終了し、調色動作プログラムの実行を開始する。すなわち、制御モードが調色モードへ切り替わる。

第２ステップとして、利用者がさらに色温度を希望の値に変更することを決定したと仮定する。例えば、第１ステップで手を操作部１０４７から離してから５秒以降１０秒以内の第１停止時間内に、利用者は、操作部１０４７（ダイヤル）を１１時の位置から、ふたたび左右に回転させる。利用者は、ＬＥＤモジュール１０６０の色温度を眺めながらダイヤル操作を行い、所望の色温度を示す場合に、操作部１０４７（ダイヤル）から再び手を離す。例えば、利用者が１３時の位置で手を離したと仮定する。この場合、図２３の（ｂ）に示すように、交流の点弧位相角度が１２０°で固定される。

調色動作プログラムの実行時、すなわち、調色モードにおいて、マイコン１１００は、ＬＥＤモジュール１０６０の輝度を変化させること無く、すなわちＬＥＤ駆動電流の合計値(Ｉ_lowk＋Ｉ_hik)を一定に保ったまま、駆動電流Ｉ_lowkの値と駆動電流Ｉ_hikの値の比を変更する。これによってＬＥＤモジュール１０６０の色温度が変化する。ダイヤルが操作されない時間、すなわち点弧位相角度（導通時間）が変更されない時間が発生すると、マイコン１１００はタイマの計時を開始する。所定時間（例えば５秒）が経過する前に操作（導通時間）の変化が検知さなかった場合には、利用者の調色操作が終了したものとして
、駆動電流Ｉ_lowkとＩ_hikとの比を固定した状態で制御モードを調光モードに戻す。これ
に対し、タイマが所定時間を計時する前に、操作の再開、すなわち導通時間の変化が検知された場合には、マイコン１１００は、タイマによる計時を終了して、調色モードを維持する。

なお、マイコン１１００は、調光モードにおいて、タイマが所定時間（５秒）を計時し、調光モードから調色モードへ制御モードを切り換えた場合において、タイマの計時を継続することができる。そして、モードの切り替えから所定時間が経過した場合、例えば、タイマが計時開始から１０秒を計時した場合には、利用者に調色の意図がないと判定する。この場合、マイコン１１００は、調色モード切替時における駆動電流Ｉ_lowkとＩ_hikの
値の比を固定した状態で、制御モードを調光モードに切り換える。

トライアック調光器である調光装置１０４０の負荷であるＬＥＤ照明器具１０５０（ＬＥＤモジュール１０６０）は、上記した動作例に従って動作する。このため、利用者が、調光装置１０４０及びＬＥＤ照明器具１０５０を用いたＬＥＤ照明システムの利用に際して予め学習すべき規則は、以下の単純な規則である。すなわち、操作部１０４７の操作を５秒以内の間隔で継続する限り、現在の制御モード（調光または調色モードの一方）が継続され、ダイヤル操作を５秒以上休止すると制御モードが切り替わる。

上記した５秒という数値は、利用者の社会通念、年齢層、社会階層など応じて変更可能な値である。すなわち、市場の嗜好にあわせて設定可能な数値である。本願の出願人が実施した実験では、４秒±２秒（２〜６秒）が利用者が利便を感じる範囲であるという知見を得た。点弧位相角度（導通時間）の変化がない所定時間は、適宜設定可能であり、マイコン１１００に設定された所定時間を変更するためのユーザインタフェースが設けられていても良い。また、上記動作例では、調光及び調色モードの双方において、モード切替の契機となる所定時間は、同一の５秒である場合について説明した。但し、調光モードと調色モードとで、所定時間の長さが異なっていても良い。

上記した調色モードの動作例において、マイコン１１００が輝度を一定に維持しつつ色温度を変える旨の説明を行った。この調色モード時の動作について以下に詳述する。

図２４の（ａ）及び（ｂ）は、トライアック１０４２（調光装置１０４０）の導通電圧と、ＬＥＤモジュール１０６０の駆動電流との関係を示す。図２４（ｂ）に示す波形は、照明器が単純抵抗負荷（例えば、白熱電球）である場合の電流波形である。図２４（ａ）及び（ｂ）を見れば分かるように、電圧波形と電流波形は相似形であることは良く知られている。

これに対し、図２４（ｃ）は、本実施形態のような定電流駆動負荷の場合の電流波形を示す。図２４（ｃ）の電流波形は、図２４（ａ）に示す交流電圧波形と全く異なることが分かる。すなわち、定電流駆動回路（定電流回路１０８１）を内蔵するＬＥＤ照明器具１０５０においては、点弧直後から交流位相角度１８０°の直前まで、電圧波形の時間変化とは無関係に略一定の駆動電流が負荷（ＬＥＤモジュール１０６０）に供給される。

また、図２４（ｄ）に示す充電波形（三角波）のように、点弧直後に大きな充電電流がキャパシタ１０８４を充電し、直流電圧を維持することによって、図２４（ｅ）に示す駆動電流波形のように、交流位相１８０°度の終了後（半サイクル終了後）も、負荷であるＬＥＤモジュール１０６０への駆動電流の供給が継続されるように整流回路１０８３を設計することが可能である。なお、図２４の（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、整流回路１０８３による全波整流後の電流波形を示す。

上記したように、トライアック１０４２の点弧直後にキャパシタ１０８４を充電する比較的大きな電流が整流回路１０８３から供給されるようにすることによって、調光装置１０４０のダイヤル位置（操作量）に関わらず、図２４（ｅ）に示したような直流電圧の維持を図ることができる。従って、所望の電流値でＬＥＤモジュール１０６０を駆動することができる。

図２５を用いて、先に述べた利用者が行う１１時位置から１３時位置までの操作手順に加えて、調光装置１０４０の動作とＬＥＤモジュール１０６０が消費する負荷電流の関係を説明する。

利用者が調光装置１０４０の操作部１０４７（ダイヤル）を時計方向にまわすと、図２４（ａ）に示す点弧位相角度６０度から図２５（ａ）に示す点弧位相角度１２０度の状態に遷移し、導通時間が減少する。このとき、照明器具が白熱電球のような単純抵抗負荷ならば、図２５（ｂ）のような電圧比例波形の電流が流れる。しかし、本実施形態では図２５（ｂ）のようにならず、キャパシタ１０８４を充電する電流が図２５（ｄ）のように流れ、点弧直後から図２４（ｄ）に示す電流の略２倍の大きさの電流でキャパシタ１０８４が充電される。これは、交流の非導通時間が長いのでキャパシタ１０８４はＬＥＤ消費電流により電圧が徐々に下がり、交流電源側とキャパシタ１０８４側の電位差が拡大していることに起因する。

キャパシタ１０８４の容量が十分に大きい場合には、点弧位相角度が１２０度になって導通時間が減少しても、図２５（ｅ）のように略直流の負荷電流をＬＥＤモジュール１０６０に対して連続的に供給することができる。なお、図２５（ｃ），（ｄ）及び（ｅ）は、整流回路１０８３による全波整流後の直流電流波形を示す。

さらに、大容量のキャパシタ１０８４の利用が困難な白熱電球互換形のＬＥＤ照明器具の場合には、図２５（ｃ）のように間欠的な直流電流がＬＥＤモジュール１０６０に供給される。もっとも、人間の目に対し、図２５（ｅ）のような連続的な直流電流供給による点灯と区別はつかない場合には、図２５（ｅ）のような直流電流の供給も適用可能である。

上述したように、調光装置１０４０の操作部１０４７のダイヤル位置に寄らず、ＬＥＤモジュール１０６０に供給すべき直流電源を確保することができる。このため、低ケルビン用のＬＥＤ駆動電流Ｉ_lowkと、高ケルビン用のＬＥＤ駆動電流Ｉ_hikは、図２６（ａ）
及び（ｂ）のようにして調整できる。

すなわち、第１ステップ（調光モード）終了時における駆動電流Ｉ_lowkと、駆動電流Ｉ_hikとは、図２６（ａ）のように、同量の駆動電流が供給されるようにすることができる
。これに対し、調色モードにおいて、ダイヤルを例えば１３時の位置に移動すると、図２６（ｂ）に示すように、駆動電流I_hikが増大する一方で、駆動電流Ｉ_lowkが減少し、全体としては青みがかった白色になる。このような動作は、バランス回路１０８２に内蔵されたＰＷＭ回路によって、駆動電流I_hikと駆動電流Ｉ_lowkとの比が変更されることによって実現される。

なお、図２６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＬＥＤ群６０ａ，６０ｂには、交流の正負の１サイクル期間に、バランス回路１０８２で決定される時間の比で、時間ｔ１のパルス電流が供給される。図２６（ａ）に示す例では、同数（３つ）のパルス電流がＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂに供給されている。これに対し、図２６（ｂ）では、ＬＥＤ群１０６０ｂに対して４つのパルス電流が供給される一方で、ＬＥＤ群１０６０ａに対して２つのパルス電流が供給されている。このように、電流の比が変更されるが、パルスの総数
は変更されない。すなわち、駆動電流の合計値は一定である。従って、輝度が維持された状態で色温度を変更することができる。

第６実施形態では、白熱電球用に設けられた既設の配線と既設のトライアック調光器（調光装置１０４０）を利用して、ＬＥＤ照明器具１０５０の調光及び調色を図ることができる。すなわち、調光装置１０４０の操作部１０４７（ダイヤル）の操作履歴、すなわちトライアックの点弧位相角度（導通時間）をＬＥＤ照明器具１０５０側で記憶することにより、調光モードと調色モードの二つの制御モードを実現する。これにより、調光と調色の二つの機能を、配線工事を実施することなく既設の調光装置１０４０を用いて実現することができる。

第６実施形態によれば、調光と調色の二つの制御を、一個の調光装置１０４０で実現することができる。このため、調光装置の交換工事を実施することなく、負荷側の電球または光源をＬＥＤ照明器具１０５０に変更することで、調光及び調色を実施可能なＬＥＤ照明器具を、きわめて容易に導入することができる。

これによって、従来の白熱電球や蛍光灯を用いていた照明システムを、ＬＥＤ照明器具１０５０を用いて高性能化することが可能となる。さらに、白色照明にあってはより太陽光線のスペクトラムに近い演色性を実現することができる。また、ＬＥＤ照明器具１０５０によれば、一個のＬＥＤ照明器具で昼光色から電球色まで広い範囲の色温度を連続的に可変にすることができる。

なお、第１実施形態では、点弧位相角度に基づき導通時間が計測され、導通時間の履歴がメモリ１１０１に記録される構成例について示した。この構成に代えて、導通時間の計測が行われず、単に点弧位相角度が所定サイクル（例えば１サイクル）毎に検出され、点弧位相角度の履歴がメモリ１１０１に記録されるようにしても良い。また、点弧位相角度（導通時間）の履歴がメモリ１１０１に記録されると説明したが、メモリ１１０１には、最後に検出された点弧位相角度（導通時間）が少なくとも記録されるようになっていれば良い。

〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態について説明する。第７実施形態は第６実施形態と同様の構成を有するので、主として相違点について説明し、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

第７実施形態では、第６実施形態と異なり、既設のトライアック調光器（調光装置１０４０）を新規な調光装置に交換することによって、調光と調色との二つの機能を、小規模な配線器具交換工事のみで実現することにより、高い利便性を実現する。

図２７は、第７実施形態に係るＬＥＤ照明システムの回路構成例を示す図である。ＬＥＤ照明システムは、調光装置１０４０Ａと、ＬＥＤ照明器具１０５０Ａとを含む。第７実施形態でも第６実施形態と同様の既設配線（母線１０１０，給電線１０２０，引き出し線１０３０）を活用する。

第７実施形態では、調光用の操作部と、調色用の操作部との２以上の操作部を有する調光装置１０４０Ａを適用する。これによって、第６実施形態よりも利便性の向上したＬＥＤ照明システムを提供することができる。

調光装置１０４０Ａは、第１及び第２成形部としての、一対のＩＧＢＴ(絶縁ゲート型
バイポーラ・トランジスタ)を備える。ＩＧＢＴは、小電圧の入力信号で高電圧の出力を
開閉できる。ＩＧＢＴは単一のバイポーラ・トランジスタであるので、図２７に示すように、二つのＩＧＢＴ１０４８，１０４９が逆極性で直列接続される。ＩＧＢＴ１０４８，１０４９夫々は、ダイオード１０３２，１０３３を備えている。

調光装置１０４０Ａは、調光用の操作部１０４７ａ（第１ユーザインタフェース）と調色用の操作部１０４７ｂ（第２ユーザインタフェース）とを備えている。操作部１０４７ａ，操作部１０４７ｂの夫々は、輝度及び色温度の夫々を調整するためのダイヤル（ツマミ）を有している。操作部１０４７ａ，１０４７ｂの夫々の操作量を示す信号は、論理回路１４００に与えられる。

論理回路１４００は、操作部１０４７ａ，１０４７ｂの各操作量（ダイヤルの回転角度）を夫々検出する二つのロータリーエンコーダ（図示せず）を含んでいる。論理回路１４００は、操作部１０４７ａのダイヤル位置（ロータリーエンコーダの検出位置）に応じたタイミングで信号１４０８，１４０９をＩＧＢＴ１０４８，１０４９のゲートに供給する。信号１４０８は、コレクタ−エミッタ間の電流を所定期間停止させる逆方向の電流であり、信号１４０８，１４０９の出力タイミングは、操作部１０４７ａのダイヤル位置に依存する。信号１４０８，１４０９がＩＧＢＴ１０４８，１０４９のゲートに供給されることで、ＩＧＢＴ１０４８，１０４９のコレクタ−エミッタ間を流れる電流（商用電源からの交流の正の半サイクルで流れる電流）の導通を所定期間（例えば１ｍｓ）停止させることができる。

図２８は、操作部１０４７ａの操作量と、交流波形との関係を示す図である。図２８（ａ）に示すように、交流の正負の各半サイクルにおいて、図２８（ｂ）に示すような、操作部１０４７ａの操作量に応じたパルス信号（信号１４０８，１４０９）を生成し、ＩＧＢＴ１０４８，１０４９のゲートに与える。これにより、正負の各サイクルにおいて、交流が所定期間ｔ４（例えば１ｍｓ）遮断される。

これによって、商用電源からの交流電圧の正負の半サイクルは、操作部１０４７ａの操作量に応じた信号１４０８，１４０９の出力タイミングに従った遮断タイミングで所定期間ｔ４だけ遮断された状態の波形となる。このような波形を有する交流電圧がＬＥＤ照明器具１０５０Ａに供給される。所定期間ｔ４は、１ｍｓのような半サイクル期間（１０ｍｓ：５０Ｈｚの場合）に比べて短い時間であるので、交流電圧は略正弦波と考えることができる。

交流の正負の半サイクルにおけるパルス信号（信号１４０８）による遮断のタイミングは、操作部１０４７ａのダイヤルの回転量（操作量）、すなわち輝度の制御量に依存する。図２８（ｃ），図２８（ｅ）に示すように、ダイヤルの操作量が輝度を増大する方向に大きくなるにしたがって、信号１４０８，１４０９の出力タイミングが早まり、交流の正負の半サイクルにおける遮断タイミングが早くなる。これによって、ＬＥＤ照明器具１０５０Ａに供給される交流電圧の正負の半サイクルの波形を、輝度調整用の制御信号が埋め込まれた（付加された）状態にすることができる。

また、論理回路１４００は、操作部１０４７ｂのダイヤル位置に応じた信号１４０９をＩＧＢＴ１０４９のゲートに供給する。信号１４０９の供給によって、商用電源からの交流の負の半サイクルにおいてＩＧＢＴ１０４９のコレクタ−エミッタ間を流れる電流を所定時間（例えば１ｍｓ）導通停止（遮断）させることができる。

図２９は、操作部１０４７ｂの操作量と、交流波形との関係を示す図である。図２９（ａ）に示すように、交流の負の半サイクルにおいて、図２９（ｂ）に示すような、パルス信号（信号１４０９）を生成し、ＩＧＢＴ１０４９のゲートに与える。これにより、交流
が負の半サイクルで所定期間ｔ４（例えば１ｍｓ）遮断される。

これによって、商用電源からの交流電圧の負の半サイクルは、信号１４０９の出力タイミングに応じた遮断タイミングで所定期間ｔ４だけ遮断された状態の波形となる。このような波形を有する交流電圧がＬＥＤ照明器具１０５０Ａに供給される。所定期間ｔ４は、１ｍｓのような半サイクル期間（１０ｍｓ：５０Ｈｚの場合）に比べて短い時間であるので、交流電圧は略正弦波と考えることができる。

交流の負の半サイクルにおけるパルス信号（信号１４０９）による遮断のタイミングは、操作部１０４７ｂのツマミの回転量、すなわち色温度の制御量に依存する。図２９（ｃ），図２９（ｄ）に示すように、ツマミの操作量が色温度を低下させる方向に大きくなるにしたがって、信号１４０９の出力タイミングが早まり、交流の負の半サイクルにおける遮断タイミングが早くなる。これによって、ＬＥＤ照明器具１０５０Ａに供給される交流電圧の負の半サイクルの波形を、色温度調整用の制御信号が埋め込まれた（付加された）状態にすることができる。

上述したように、操作部１０４７ａを操作した場合には、信号１４０８，１４０９の発生により、正負の半サイクルにおける遮断位置（遮断位相角度）が変動する。これに対し、操作部１０４７ｂを操作した場合には、信号１４０９のみが発生し、負の半サイクルにおける遮断位置（遮断角度）のみが変動する。これは、制御装置側で、正負の遮断位置が同時に変動する場合を調光用の制御信号と判定し、負の遮断位置のみが変動する場合を調色用の制御信号と判定するためである。もっとも、操作部１０４７ａを調色用の操作部とし、操作部１０４７ｂを調光用の操作部としても良い。また、操作部１０４７ｂの操作によって、信号１４０８のみが生じ、正の半サイクルにおける遮断位置のみが変動するようにしても良い。

ＬＥＤ照明器具１０５０Ａは、遮断角度検出回路１０９０Ａを含んでいる。検出回路１０９０Ａは、調光装置１０４０Ａ側から供給される交流を直流に変換する整流回路１０９１と、整流回路１０９１から出力される直流電圧からマイコン１１００の動作用直流電圧を生成する定電圧源１０９２と、交流の正負の半サイクルにおける遮断タイミングを検出する角度検出回路１０９３Ａとを備えている。

角度検出部１０９３Ａは、正負の半サイクルの夫々における遮断位相角度θを検出して、マイコン１１００の振分部１１０２Ａ（判定部）に渡す。振分部１１０２Ａは、正負の半サイクルの夫々における遮断位相角度θをメモリ１１０１に履歴情報として記録する。このとき、振分部１１０２Ａは、１サイクル中の正負の遮断位相角度θを検出した場合に、各遮断位相角度θを、メモリ１１０１に最後に記録した正負の遮断位相角度θと比較する。このとき、正負の遮断位相角度θの双方が変動している（差分を有する）場合には、振分部１１０２Ａは、調光操作が実施されたとの判断に基づき、検出された遮断位相角度θを輝度調整部１１０３へ送る。

これに対し、遮断位相角度θの比較において、負の遮断位相角度θのみが変動している場合には、振分部１１０２Ａは、調色操作が実施されたとの判断に基づき、検出された遮断位相角度θを色温度調整部１１０４へ送る。

輝度調整部１１０３，色温度調整部１１０４，及びＬＥＤモジュール１０６０の構成は、第６実施形態とほぼ同様である。すなわち、輝度調整部１１０３は、遮断位相角度θに応じた輝度でＬＥＤモジュール１０６０が発光するように定電流回路１０８１による駆動電流の供給を制御する。すなわち、輝度調整部１１０３は、遮断位相角度θに応じて予め決定された駆動電流がＬＥＤモジュール１０６０に供給されるように定電流回路１０８１
を制御する。

例えば、ＬＥＤ照明器具１０５０Ａに供給される交流電圧波形が図２８（ａ）の場合には、輝度調整部１１０３は、遮断位相角度θが正（負）の半サイクルの後半に位置することから、利用者が低輝度でのＬＥＤモジュール１０６０の発光を所望していると解釈する。このような解釈を前提として、輝度調整部１１０３は、遮断位相角度θに対して予め決定されている、比較的小さい駆動電流値で駆動電流供給が行われるように定電流回路１０８１を制御する。

また、交流電圧波形が図２８（ｃ）の場合には、輝度調整部１１０３は、遮断位相角度θが正（負）の半サイクルの半ばに位置することから、利用者が中輝度でのＬＥＤモジュール１０６０の発光を所望していると解釈する。このような解釈を前提として、輝度調整部１１０３は、遮断位相角度θに対して予め決定されている、比較的中程度の駆動電流値で駆動電流供給が行われるように定電流回路１０８１を制御する。

また、交流電圧波形が図２８（ｅ）の場合には、輝度調整部１１０３は、遮断位相角度θが正（負）の半サイクルの前半に位置することから、利用者が高輝度でのＬＥＤモジュール１０６０の発光を所望していると解釈する。このような解釈を前提として、輝度調整部１１０３は、遮断位相角度θに対して予め決定されている、比較的高い駆動電流値で駆動電流供給が行われるように定電流回路１０８１を制御する。もっとも、上記例は、輝度が三段階で制御されることを示すものではなく、遮断位相角度θの値に応じた２以上の段階での輝度制御が可能である。

色温度調整部１１０４は、負の遮断位相角度θに応じた色温度でＬＥＤモジュール１０６０が発光するように、バランス回路１０８２の動作を制御する。すなわち、色温度調整部１１０４は、負の遮断位相角度θに応じた駆動電流の比で、ＬＥＤモジュール１０６０を構成するＬＥＤ群１０６０ａ（低色温度ＬＥＤ），ＬＥＤ群１０６０ｂ（高色温度ＬＥＤ）の夫々に駆動電流を供給する。

例えば、ＬＥＤ照明器具１０５０Ａに供給される交流電圧波形が図２９（ａ）の場合には、遮断位相角度θが負の半サイクルの後半に位置する。この場合、利用者が高色温度でのＬＥＤモジュール１０６０の発光を所望しているとの前提において、色温度調整部１１０４は、遮断位相角度θに対して予め決定されているバランス（比）で、ＬＥＤ群１０６０ａ及び１０６０ｂに駆動電流が供給されるように、バランス回路１０８２を制御する。

また、ＬＥＤ照明器具１０５０Ａに供給される交流電圧波形が図２９（ｃ）の場合には、遮断位相角度θが負の半サイクルの半ばに位置する。この場合、利用者が中色温度でのＬＥＤモジュール１０６０の発光を所望しているとの前提において、色温度調整部１１０４は、遮断位相角度θに対して予め決定されているバランス（比）で、ＬＥＤ群６０ａ及び６０ｂに駆動電流が供給されるように、バランス回路１０８２を制御する。

また、交流電圧波形が図２９（ｅ）の場合には、遮断位相角度θが負の半サイクルの前半に位置する。この場合、利用者が低色温度でのＬＥＤモジュール１０６０の発光を所望しているとの前提において、色温度調整部１１０４は、遮断位相角度θに対して予め決定されているバランス（比）で、ＬＥＤ群１０６０ａ及び１０６０ｂに駆動電流が供給されるように、バランス回路１０８２を制御する。もっとも、上記例は、色温度が三段階で制御されることを示すものではなく、遮断位相角度θの値に応じた２以上の段階での色温度制御が可能である。

なお、信号１４０８及び１４０９に基づく正負のサイクルにおける遮断位相角度θは、
メモリ１１０１に記録される。このため、角度検出回路１０９３で遮断位相角度θが検出されない場合には、振分部１１０２Ａは、メモリ１１０１に最後に記録された正負の遮断位相角度θを輝度調整部１１０３及び色温度調整部１１０４に供給する。これによって、時間ｔ４が０、すなわちｔ４の遮断時間が消滅しても、輝度及び色温度が維持される。

第７実施形態によれば、調光装置１０４０Ａが輝度調整用の操作部１０４７ａと、色温度調整用の操作部１０４７ｂとを有している。これによって、利用者は、調光操作と調色操作とを相互に独立して実施することができる。このため、第６実施形態に比べて、操作性の向上したＬＥＤ照明システムを提供することができる。

第７実施形態においても、既存の配線設備を用いるため、ＬＥＤ照明器具１０５０Ａの導入による大幅な配線工事を回避することができ、ＬＥＤ照明器具１０５０Ａ導入時の初期コストの低減を図ることができる。

〔第８実施形態〕
次に、本発明の第８実施形態に係るＬＥＤ照明システムについて説明する。図３０は、第８実施形態に係るＬＥＤ照明システムの構成例を示す図である。ＬＥＤ照明システムは、大略して、調光装置（調光・調色コントローラ）Ｃと、ＬＥＤ照明器具（ＬＥＤ発光デバイス）８００とを含む。

調光装置Ｃは、一対の端子Ｔ２０１，Ｔ２０２と、もう一対の端子Ｔ２０３，Ｔ２０４を有している。端子Ｔ２０１，Ｔ２０２は、商用電源（例えば、交流１００Ｖ，５０又は６０Ｈｚ）を供給する一対の商用電源母線１０１０に接続される。端子Ｔ２０３も、商用電源母線１０１０に接続される。端子Ｔ２０４は、給電線１０２０ａを介してＬＥＤ照明器具８００が備える一対の端子Ｔ２０５，Ｔ２０６のうちの端子Ｔ２０５と接続される。端子Ｔ２０６は、商用電源母線１０１０の他方に接続される。

調光装置Ｃは、第２実施形態（図４）で説明した主電源スイッチ１４１と、直流生成部としての電源回路１４０と、第１及び第２制御部としてのマイコン１８０Ａと、第１及び第２操作部としてのＸＹスイッチ１８５とを備えている。これらの詳細は、第２実施形態で説明したので説明を省略する。但し、電源回路１４０は、第２実施形態で説明したようなＤＣ２４Ｖの生成機能を有していなくても良い。

これに対し、調光装置Ｃは、制御信号生成部としての制御信号生成回路１９１を備えている。本実施形態におけるマイコン１８０Ａは、ＸＹスイッチ１８５から入力される調光・調色の操作量（制御量）（ビットｂ0〜ｂ5で示されるビット値）から調光・調色用の制御情報として、輝度を表すディジタル値（輝度値）、及び色度（本実施形態では色温度）を表すディジタル値（色温度値）を生成するエンコーダとして機能する。

例えば、マイコン１８０Ａは、輝度値を示すディジタル値と、色温度を示すディジタル値を保持する記録媒体（メモリ）を有している。ＸＹスイッチ１８５の「Ｕ」ボタン、「Ｄ」ボタンの押し下げに応じて、メモリに保持された輝度値（ディジタル値）を増減（更新）する。マイコン１８０Ａは、保持された輝度値を信号線１８０ａに出力する。一方、マイコン１８０Ａは、「Ｈ」ボタン、「Ｌ」ボタンの押し下げに応じて、メモリに保持された色温度値（ディジタル値）を増減する。マイコン１８０Ａは、保持された色温度値を信号線１８０ｂに出力する。なお、各ディジタル値は、所定のビット数で表現される。

制御信号生成回路１９１は、商用電源から供給される交流波形を用いて制御情報を含む制御信号を生成する。制御信号生成回路１９１は、マイコン１８０Ａと信号線１８０ａ，１８０ｂを介して接続されており、マイコン１８０Ａから出力される輝度値及び色温度値
が入力される。制御信号生成回路１９１は、端子Ｔ２０３から入力される商用電源からの正弦波の波形を加工することによって、輝度値及び色温度値に応じた調光・調色用の制御信号を生成し、端子Ｔ２０４から出力する。これによって、調光・調色のための制御信号がＬＥＤ照明器具８００に送られる。

制御信号生成回路１９１の詳細構成としては、以下を例示できる。例えば、制御信号生成回路１９１は、図３１に示すように、トライアック１９２と、トライアックの点弧制御回路１９３とを含むことができる（第１形態）。点弧制御回路１９３は、商用交流の正弦波に対する正負の半サイクルに関して、マイコン１８０Ａからの調光・調色に係る制御情報（輝度値及び色温度値）に応じてトライアック１９２の点弧タイミングを制御する。

すなわち、点弧制御回路１９３は、正の半サイクルに関して、輝度値と色温度値との一方（例えば、輝度値）に応じた点弧位相角度で点弧するためのトリガ信号をトライアック１９２に供給する。一方、点弧制御回路１９３は、負の半サイクルに関して、輝度値と色温度値との他方（例えば、色温度値）に応じた点弧位相角度で点弧するトリガ信号をトライアック１９２に供給する。トライアック１９２は、トリガ信号を得てから電圧が０になるまでの点弧期間において、端子Ｔ２０３から供給される商用電源からの交流を導通させる。

したがって、調光装置Ｃの端子Ｔ２０４からは、輝度値及び色温度値のそれぞれに応じた導通期間で、商用電源からの交流が制御信号として出力される。ＬＥＤ照明器具８００では、端子Ｔ２０５から入力される交流波形（制御信号波形）から、トライアック１９２の正負の各半サイクルにおける点弧位相角度を認識し、点弧位相角度から輝度値及び色温度値に相当する、調色及び調光に係る制御情報を得ることができる。

或いは、制御信号生成回路１９１は、図３２に示すような第２の形態を有することができる。第２の形態は、第７実施形態で説明したような、論理回路１４００Ａ及び一対のＩＧＢＴ１０４８，１０４９（ダイオード１０３２，１０３３を含む）を備えることができる。第２形態の制御信号生成回路１９１では、論理回路１４００Ａは、マイコン１８０Ａから供給される輝度値と色温度値との一方（例えば、輝度値）に応じたタイミングでＩＧＢＴ１０４８のゲートに信号を与える。一方、論理回路１４００Ａは、輝度値と色温度値との他方（例えば、色温度値）に応じたタイミングでＩＧＢＴ１０４９のゲートに信号を与える。

これによって、商用電源からの正弦波が、図２８に示したような、正弦波の正負の各半サイクルにおいて、輝度値及び色温度値に応じた遮断部分を含む波形（制御信号）となる。このような交流波形（制御信号）が端子Ｔ２０４から出力され、ＬＥＤ照明器具８００に供給される。ＬＥＤ照明器具８００では、端子Ｔ２０５から入力される交流波形の遮断部分の位置（遮断位相角度）から、輝度値及び色温度値に相当する制御情報を得ることができる。

ＬＥＤ照明器具８００は、端子Ｔ２０５，端子Ｔ２０６に接続された電源回路８０１と、電源回路８０２と、マイコンを含む制御回路８０３と、ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）８０４とを備えている。さらに、ＬＥＤ照明器具８００は、総電流規定回路８３０と、個別電流値調整回路８４０と、第６実施形態と同様のＬＥＤモジュール１０６０とを備えている。

電源回路８０１は、母線１０１０からの商用電源交流を直流に変換する整流回路を有する一方で、ＬＥＤ駆動用の電圧（例えば２４Ｖ）を生成して配線８０６に出力する。電源回路（定電圧源）８０２は、配線８０６からの電圧から制御回路８０３の動作用の電圧（
例えば３．３Ｖ）を得て制御回路８０３に入力する。

図３１に示した第１の形態に対しては、図３３に示す制御回路８０３の構成が適用される。図３３において、制御回路８０３は、点弧位相角度を検出する点弧位相角度検出回路１０９３と、マイコン８０３Ａとを備える。マイコン８０３Ａは、水晶発振子８０５（図３０）から供給される動作クロックに従って動作する。マイコン８０３Ａは、メモリ１１０１を備えるとともに、マイコン８０３Ａが備える図示しないプロセッサがプログラムを実行することによって実現される機能としての、振分部１１０２，輝度調整部１１０３Ａ，及び色温度調整部１１０４Ａを備えている。

点弧角度検出回路１０９３は、調光装置Ｃから供給される制御信号における正負の半サイクルにおける点弧位相角度を求める。振分部１１０２Ａは、正の点弧位相角度を輝度調整部１１０３Ａに渡し、負の点弧位相角度を色温度調整部１１０４Ａに渡す。

輝度調整部１１０３Ａは、メモリ１１０１に保持された、点弧位相角度と輝度値と関連づけて格納した対応テーブル（図示せず）を参照し、振分部１１０２Ａから得た点弧位相角度に対応する輝度値を対応テーブルから得る。これによって、マイコン８０３Ａが出力した輝度値を得る（復元する）ことができる。輝度値は配線８１１へ出力される。

色温度調整部１１０４Ａは、メモリ１１０１に保持された、点弧位相角度と色温度値と関連づけて格納した対応テーブル（図示せず）を参照し、振分部１１０２Ａから得た点弧位相角度に対応する色温度値を対応テーブルから得る。色温度値は、配線８１２へ出力すべきＬＥＤ群１０６０ａ用の色温度値と、配線８１３へ出力すべきＬＥＤ群１０６０ｂ用の色温度値とからなる。各色温度値は、配線８１２，８１３へ出力される。

図３２に示した第２の形態に対しては、図３４に示す制御回路８０３の構成が適用される。図３４において、制御回路８０３は、点弧位相角度検出回路１０９３の代わりの（遮断位相）角度検出回路１０９３Ａを備える点を除き、図３３に示した構成と同じである。

角度検出回路１０９３Ａは、制御信号中の正負の半サイクルにおける遮断位相角度を検出する。振分部１１０２Ａは、正の半サイクルにおける遮断位相角度を輝度調整部１１０３Ａに送り、負の半サイクルにおける遮断位相角度を色温度調整部１１０４Ａに送る。以上のように、制御装置８０３は、調光装置Ｃからの調光・調色用の制御信号を受け取り、制御信号から輝度値及び色温度値を得るデコーダとして機能する。

総電流規定回路８３０は、オペアンプ８３１，抵抗８３２，トランジスタ８３３を含んでいる。個別電流値調整回路８４０は、オペアンプ８４１，８４２と、抵抗８４６，８４３と、トランジスタ８４４，８４５とを含んでいる。

制御回路８０３のマイコン８０３Ａは、配線８１１，８１２，８１３を介してＤ／Ａ変換器８０４に接続されている。Ｄ／Ａ変換器８０４は、配線８２１，ツェナーダイオード８３４及び抵抗８３５を介して配線８０６に接続されており、ツェナーダイオード８３４と抵抗８３５との間にオペアンプ８３１の端子が接続されている。また、Ｄ／Ａ変換器８０４は、配線８２２を介してオペアンプ８４１の一方の端子に接続されるとともに、配線８２３を介してオペアンプ８４２の一方の端子に接続されている。

このようなＬＥＤ照明器具８００において、操作者が輝度の上昇を意図してＸＹスイッチ１８５のＵボタンを押下すると、マイコン８０３Ａから配線８１１へ出力される輝度値が減少する。Ｄ／Ａ変換器８０４は、輝度値に応じたアナログ電位を配線８２１に生じさせる。

この結果、配線８２１のアナログ電位は下降して、オペアンプ８３１の出力であるトランジスタ８３３のベース電位も下降し、ｐｎｐトランジスタ８３３のエミッタ電流は増大する。従って、ＬＥＤモジュール１０６０の各ＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂに供給される総電流は増加してＬＥＤモジュール１０６０から発する光が以前より明るくなる（輝度が上昇する）。これに対し、ＸＹスイッチ１８５のＤボタンを押下げた場合には、上記と逆の作用が起こり、ＬＥＤモジュール１０６０から発する光が暗くなる。

操作者が色温度の上昇を意図してＸＹスイッチ１８５のＨボタンを押下げると、マイコン８０３Ａから配線８１２へ出力される色温度値が増加する一方で、マイコン８０３Ａから配線８１３へ出力される色温度値が低下する。Ｄ／Ａ変換器８０４は、配線８１２からの色温度値に応じたアナログ電位を配線８２２に生じさせる一方で、配線８１３からの色温度値に応じたアナログ電位を配線８２３に生じさせる。

この結果、配線８２２のアナログ電位は上昇して、オペアンプ８４１の出力であるｎｐｎトランジスタ８４４のベース電位も上昇し、ｎｐｎトランジスタ８４４のコレクタ電流は増加する。一方、オペアンプ８４２の出力であるｎｐｎトランジスタ８４５のベース電位は下降し、ｎｐｎトランジスタ８４５のコレクタ電流は減少する。

したがって、色温度の高いＬＥＤ群１０６０ａの発光量は、色温度の低いＬＥＤ群１０６０ｂの発光量よりも大きくなり、ＬＥＤモジュール１０６０全体としては色温度が上昇して青みがかった青白色を呈する。色温度の低下を意図してＸＹスイッチ１８５のＬボタンが押された場合には、上記と逆の作用が生じ、ＬＥＤ群１０６０ａの発光量が減少し、ＬＥＤ群１０６０ｂの発光量が増加することで、ＬＥＤモジュール１０６０の色温度が低下する。このような動作により、ＬＥＤモジュール１０６０の輝度及び色温度を所望の値に調整することが可能である。

なお、図３０に示した例では、個別電流値調整回路８４０から独立した総電流規定回路８３０を設けている。これに対し、個別電流値調整回路８４０に対し、マイコン８０３Ａで得られた輝度値に基づき、ＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂにそれぞれ供給される平均電流の比が変わらない状態で、ＬＥＤ群１０６０ａ，１０６０ｂに供給される平均電流が増減するような制御値を配線８１２及び８１３から出力する変形が可能である。このような変形によれば、輝度調整も個別電流値調整回路８４０で実施できるので、総電流規定回路８３０に係る構成は省略することができる。

以上説明した実施形態における構成は、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜組み合わせることができる。

１０Ａ・・・交流電源入力端子
２０・・・ＬＥＤ照明装置（ＬＥＤ発光デバイス）
２２Ａ・・・ＬＥＤ群（第１ＬＥＤ群）
２２Ｂ・・・ＬＥＤ群（第２ＬＥＤ群）
２３Ａ，２３Ｂ・・・端子
９０・・・半波倍電圧整流回路
１００・・・クロック生成回路
１０１，１０２・・・コンパレータ（比較器：オペアンプ）
１１０・・・デューティ比調整回路
１２０・・・プッシュプル形駆動回路
１３０・・・駆動パルス発生・可変回路
１８３・・・直流電源回路
１４１・・・主電源スイッチ
１５０・・・Ｈ型フルブリッジ駆動回路
１５１・・・制御回路
１６０・・・ドライブ電流検出回路
１６５・・・抵抗器
１６１，１６２・・・フォトカプラ
１６３，１６４・・・積分回路
２００，２００Ａ，２０１，２０１Ａ，２０２Ａ，２２１，２２２，３０１，３１２，３２２・・・配線
１７０・・・極性変換スイッチ
１８０・・・マイクロプロセッサ
１８５・・・ＸＹスイッチ
１８６・・・タイマ・カウンタ
１８６Ａ・・・マイクロプロセッサ
Ａ・・・調光装置
Ｂ，Ｂ１・・・調光装置（点灯制御装置）
４００・・・商用電源母線
４０１・・・照明装置用給電線
４０２・・・照明装置点滅用の引き込み線
４０３・・・仮想線
４１０・・・調光装置（調光ボックス）
４１２・・・直流電源供給回路（電源回路）
４１３・・・制御回路
４１４，４１５・・・直流電源供給線
４１６・・・操作部
４１６Ａ，４１６Ｂ・・・操作ダイヤル
４１７・・・操作量検出部（信号生成器）
４１７Ａ，４１７Ｂ・・・可変抵抗器
４１８，４１９・・・信号線
４２０・・・制御装置
４２１・・・発振子
４３０・・・駆動装置
４３１・・・駆動論理回路
４３２・・・駆動回路

本発明の第１の態様において、第２制御部は、前記交流電源の交流電圧と周期が等しい三角波電圧と、前記三角波電圧のスライスレベルを規定する、前記第２操作部の操作量に応じた参照電圧とを比較して、正負の矩形波電圧を出力する比較器を含み、
前記第１制御部は、前記第１操作部の操作量に応じて、前記正負の矩形波電圧の１周期における、正負の期間の夫々において前記ＬＥＤ照明装置に供給すべき電流のデューティ比を決定するパルス幅調整回路を含み、
前記供給部は、前記正負の矩形波電圧の正の期間において、前記第１及び第２ＬＥＤの一方に対し、前記パルス幅調整回路で決定されたデューティ比で正の電流を供給し、前記正負の矩形波電圧の負の期間において、前記第１及び第２ＬＥＤの他方に対し、前記パルス幅調整回路で決定されたデューティ比で負の電流を供給するように構成されていても良い。

Claims (8)

1. 極性を逆にして並列接続された、色度が相互に異なる第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤを含むＬＥＤ照明装置と、調光装置とを含むＬＥＤ照明システムであって、
   前記調光装置は、
   交流電源から受電される交流から直流電源を生成する直流生成部と、
   前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの点灯による照明光の輝度を操作するための第１操作部と、
   前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの点灯による照明光の色度を操作するための第２操作部と、
   前記第１操作部の操作量に応じて、所定の周期毎に前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤに供給すべき平均電流の総量を決定する第１制御部と、
   前記第２操作部の操作量に応じて、前記所定の周期毎に前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの夫々に供給すべき平均電流の比を決定する第２制御部と、
   前記直流生成部によって得られた直流電源を用いて、前記所定の周期毎に、前記第１及び第２制御部によって決定された平均電流の総量及び平均電流の比を有する、前記第１ＬＥＤに供給すべき正及び負の電流の一方と前記第２ＬＥＤに供給すべき正及び負の電流の他方とを含む交流電流を生成して前記ＬＥＤ照明装置に供給する供給部と
   を含み、
   前記供給部が、少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路を含む、ＬＥＤ照明システム。
2. 前記少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路は、Ｈ型フルブリッジ駆動回路を含む、請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
3. 前記第１制御部は、前記交流電源の交流電圧と周期が等しい三角波電圧と、前記三角波電圧のスライスレベルを規定する、前記第２操作部の操作量に応じた参照電圧とを比較して、正負の矩形波電圧を出力する比較器を含み、
   前記第２制御部は、前記第１操作部の操作量に応じて、前記正負の矩形波電圧の１周期における、正負の期間の夫々において前記ＬＥＤ照明装置に供給すべき電流のデューティ比を決定するパルス幅調整回路を含み、
   前記供給部は、前記正負の矩形波電圧の正の期間において、前記第１及び第２ＬＥＤの一方に対し、前記パルス幅調整回路で決定されたデューティ比で正の電流を供給し、前記正負の矩形波電圧の負の期間において、前記第１及び第２ＬＥＤの他方に対し、前記パルス幅調整回路で決定されたデューティ比で負の電流を供給する
   請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
4. 前記供給部は、前記所定の周期毎に、正のパルス及び負のパルスが入力され、正のパルスがオンの時間、正の電流を前記ＬＥＤ照明装置に供給する一方で、負のパルスがオンの時間、負の電流を前記ＬＥＤ照明装置に供給する駆動回路を含み、
   前記第１制御部は、前記第１操作部の操作量に応じて、前記所定の周期における正のパルスのオン時間及び負のパルスのオン時間を決定し、
   前記第２制御部は、前記第２操作部の操作量に応じて、前記所定の周期における正のパルスのオン時間と負のパルスのオン時間との比を決定する
   請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
5. 前記第１制御部は、前記第１操作部の操作量に応じて、前記所定の周期における、所定のパルス幅を夫々有する正負のパルスの数を決定し、
   前記第２制御部は、前記正負のパルスのパルス幅を決定する
   請求項４に記載のＬＥＤ照明システム。
6. 前記調光装置が二本一対の配線のみを介して前記ＬＥＤ照明装置と接続されている
   請求項１から５のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明システム。
7. 極性を逆にして並列接続された、発光波長域が相互に異なる第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤを含むＬＥＤ照明装置と接続される調光装置であって、
   交流電源から受電される交流から直流電源を生成する直流生成部と、
   前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの点灯による照明光の輝度を操作するための第１操作部と、
   前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの点灯による照明光の色又は色温度を操作するための第２操作部と、
   前記第１操作部の操作量に応じて、所定の周期毎に前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤに供給すべき平均電流の総量を決定する第１制御部と、
   前記第２操作部の操作量に応じて、前記所定の周期毎に前記第１ＬＥＤ及び前記第２ＬＥＤの夫々に供給すべき平均電流の比を決定する第２制御部と、
   前記直流生成部によって得られた直流電源を用いて、前記所定の周期毎に、前記第１及び第２制御部によって決定された平均電流の総量及び平均電流の比を有する、前記第１ＬＥＤに供給すべき正及び負の電流の一方と前記第２ＬＥＤに供給すべき正及び負の電流の他方とを含む交流電流を生成して前記ＬＥＤ照明装置に供給する供給部と
   を含み、
   前記供給部が、少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路を含む、調光装置。
8. 前記少なくとも１つのプッシュプル形駆動回路は、Ｈ型フルブリッジ駆動回路を含む、請求項７に記載の調光装置。

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