JP2012164925A - Ｌｅｄ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な回路を必要とせず、簡単な構成で、複数のＬＥＤからの出力光が混合された光の色度を調整することができるＬＥＤ装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ装置１においては、４個の主発光用ＬＥＤ２と、１個の色度調整用ＬＥＤ３が、それぞれ第１の抵抗５及び第２の抵抗６を介して、点灯回路７に並列に接続されている。第１の抵抗５は主発光用ＬＥＤ２に対して直列に、第２の抵抗６は色度調整用ＬＥＤ３に対して直列に接続されている。これらの主発光用ＬＥＤ２及び色度調整用ＬＥＤ３によって構成された発光部４からは、主発光用ＬＥＤ２の出力光及び色度調整用ＬＥＤ３の出力光が混合された光が、混合光Ｌ１として出力される。混合光Ｌ１の色度がＣＩＥ表色系において所定の座標範囲に入るように、第１の抵抗５及び第２の抵抗６の抵抗値が調整される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ装置に関し、特に、所定範囲内の色度の光を安定して出力することができるＬＥＤ装置に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）は、同一規格のものでも量産時に色度がばらつくため、市場に出した際に色度が違うことに伴う問題が生じる場合がある。ここで、「色度」は、例えば、ＣＩＥ（国際照明委員会）が定めるＣＩＥ表色系におけるｘ，ｙの値の組で表される。色度は、マンセル表色系における色の三属性（色相、明度、彩度）のうち、色相と彩度を合わせた情報に相当する。

そこで、特許文献１には、青色ＬＥＤチップと蛍光材料から構成される白色ＬＥＤの色度を調整する方法が提示されている。特許文献１においては、ＣＩＥ色度図（ＣＩＥ表色系）で白色を示す（ｘ，ｙ）＝（０．３３，０．３３）の点を中心とした領域を、「典型的な白色領域」と呼んでいる。特許文献１に開示された方法においては、この典型的な白色領域から青色側にずれた光を出力する白色ＬＥＤと、典型的な白色領域から黄色側にずれた光を出力する白色ＬＥＤとが、組み合わせて用いられる。特許文献１に開示された方法は、これらの２つのＬＥＤから出力された光が混合された光の色度が、典型的な白色領域内に入るように、２つのＬＥＤに供給される駆動電流のパルス幅をそれぞれ調整するものである。

以下、ＬＥＤから出力される光を、単に「出力光」という。

特許第４５１１６３４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された方法においては、２つの白色ＬＥＤを点灯させる度に、それぞれに供給する駆動電流のパルス幅を調整しなければならない。このため、駆動電流調整回路として、トランジスタを始めとする多数の部品からなる複雑な回路が必要となるという問題点があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、複雑な回路を必要とせず、簡単な構成で、複数のＬＥＤからの出力光が混合された光の色度を調整することができるＬＥＤ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るＬＥＤ装置は、
主発光用ＬＥＤと、
前記主発光用ＬＥＤから出力される光と色度が異なる光を出力する色度調整用ＬＥＤと、
前記主発光用ＬＥＤに流れる電流を調整する第１の抵抗と、
前記色度調整用ＬＥＤに流れる電流を調整する第２の抵抗と、
を有する。

本発明によれば、第１の抵抗によって主発光用ＬＥＤに流れる電流が調整されて、主発光用ＬＥＤの出力光の強度が調整される。また、第２の抵抗によって色度調整用ＬＥＤに流れる電流が調整されて、色度調整用ＬＥＤの出力光の強度が調整される。そして、その結果として、主発光用ＬＥＤの出力光と色度調整用ＬＥＤの出力光が混合された光（以下、「混合光」という。）の色度が調整される。この混合光の色度が所定の範囲内の色度になるように、実装時に第１の抵抗及び第２の抵抗の抵抗値を決定することによって、安定した色度の混合光を得ることができる。

このようにして、本発明に係るＬＥＤ装置においては、第１の抵抗と第２の抵抗を実装するだけの簡単な構成で、混合光の色度を調整することができる。

本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ装置の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ装置の抵抗値の調整に用いられるＣＩＥ表色系の全体を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ装置の抵抗値の調整に用いられるＣＩＥ表色系の一部を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ装置の構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ装置について、添付の図面を参照しつつ具体的に説明する。

(実施の形態１)
まず、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ装置について、図１乃至図３を参照して説明する。

図１に示されるように、本実施の形態１に係るＬＥＤ装置１は、主発光用ＬＥＤ２と、色度調整用ＬＥＤ３と、第１の抵抗５と、第２の抵抗６と、点灯回路７とを備えている。主発光用ＬＥＤ２としては、４個の青色ＬＥＤが用いられている。また、色度調整用ＬＥＤ３としては、１個の青色ＬＥＤが用いられている。ここで、主発光用ＬＥＤ２の出力光の色度と、色度調整用ＬＥＤ３の出力光の色度とは、異なっている。なお、４個の主発光用ＬＥＤ２の出力光の色度は、それぞれ異なっていても、ほぼ一致していても良い。本実施の形態１においては、４個の主発光用ＬＥＤ２として、色度がそれぞれ異なる４個の青色ＬＥＤが用いられる。

４個の主発光用ＬＥＤ２と、１個の色度調整用ＬＥＤ３は、それぞれ第１の抵抗５及び第２の抵抗６を介して、点灯回路７に並列に接続されている。第１の抵抗５は、４個の主発光用ＬＥＤ２に対して直列に接続されている。第２の抵抗６は、１個の色度調整用ＬＥＤ３に対して直列に接続されている。

これらの主発光用ＬＥＤ２及び色度調整用ＬＥＤ３によって、本実施の形態１に係るＬＥＤ装置１の発光部４が構成されている。発光部４からは、主発光用ＬＥＤ２の出力光と色度調整用ＬＥＤ３の出力光が混合された光が、混合光Ｌ１として出力される。

この混合光Ｌ１の色度を調整する方法について、図２及び図３を参照して説明する。図２に示されるように、ＪＩＳ−Ｚ−８１１０に規定されるＣＩＥ表色系における色度は、０から０．７３の範囲内の値をとるｘと、０．０１から０．８４の範囲内の値をとるｙとで示される座標（ｘ，ｙ）によって表される。外周線に沿って記載されている数字は、相当する光の波長である（単位はｎｍ）。

図２において、同色（例えば、赤、緑、青、等）の範囲内にある出力光でも、座標（ｘ，ｙ）の値が大きく異なっていれば、色度も大きく異なり、色味の違った光として認識される。座標（ｘ，ｙ）の値がいずれもほぼ同じであれば、色度もほぼ同じであり、同じ色味の光として認識される。

本実施の形態１においては、主発光用ＬＥＤ２及び色度調整用ＬＥＤ３として、青色ＬＥＤを、図３に示されるように、青領域内の点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示される四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に、混合光Ｌ１の色度が入るように、第１の抵抗５及び第２の抵抗６の抵抗値が調整される。点Ａの座標は（０．１３，０．１６５）、点Ｂの座標は（０．１６，０．１６５）、点Ｃの座標は（０．１６，０．１３５）、点Ｄの座標は（０．１３，０．１３５）である。

具体的には、まず、抵抗値が任意の第１の抵抗５及び第２の抵抗６が選定されて、ＬＥＤ装置１が作製され、混合光Ｌ１の色度が公知の色度測定装置で測定される。その結果、測定された色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入っていなかった場合には、ずれ方に応じて、第１の抵抗５及び／または第２の抵抗６が、抵抗値の異なる抵抗に変更される。そして、再度、混合光Ｌ１の色度が色度測定装置で測定される。

以上の工程が、測定された色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入るまで行われる。測定された色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入ったら、第１の抵抗５及び第２の抵抗６が、青色ＬＥＤ２，３が実装されている基板上に固定される。これによって、点灯回路７で青色ＬＥＤ２，３を点灯させる度に、色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入る青色の混合光Ｌ１が得られる。

したがって、複数のＬＥＤ装置１を同時に点灯させる場合、全てのＬＥＤ装置１の混合光Ｌ１の色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入るため、色度が調整されて、全てのＬＥＤ装置１から出力される混合光Ｌ１を、見た目に違和感のない青色光とすることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るＬＥＤ装置１においては、第１の抵抗５と第２の抵抗６を実装するだけの簡単な構成で、混合光Ｌ１の色度を調整することができる。

(実施の形態２)
次に、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ装置について、図４を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一の部分については、同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。

図４に示されるように、本実施の形態２に係るＬＥＤ装置１０は、主発光用ＬＥＤ２と、色度調整用ＬＥＤ１１と、第１の抵抗５と、第２の抵抗１３と、点灯回路７とを備えている。色度調整用ＬＥＤ１１としては、２個の青色ＬＥＤが用いられている。２個の色度調整用ＬＥＤ１１の出力光の色度は、異なっていても、ほぼ一致していても良い。本実施の形態２においては、２個の色度調整用ＬＥＤ１１として、色度がほぼ一致した２個の青色ＬＥＤが用いられる。

また、本実施の形態２に係るＬＥＤ装置１０では、第２の抵抗１３として、可変抵抗が用いられている。

その他の部分の構成は、上述した実施の形態１に係るＬＥＤ装置１と同様である。すなわち、４個の主発光用ＬＥＤ２と、２個の色度調整用ＬＥＤ１１は、それぞれ第１の抵抗５及び第２の抵抗１３を介して、点灯回路７に並列に接続されている。第１の抵抗５は、４個の主発光用ＬＥＤ２に対して直列に接続されている。第２の抵抗１３は、２個の色度調整用ＬＥＤ１１に対して直列に接続されている。

これらの主発光用ＬＥＤ２及び色度調整用ＬＥＤ１１によって、本実施の形態２に係るＬＥＤ装置１０の発光部１２が構成されている。発光部１２からは、主発光用ＬＥＤ２の出力光と色度調整用ＬＥＤ１１の出力光が混合された光が、混合光Ｌ２として出力される。

この混合光Ｌ２の色度を調整する方法も、上述した実施の形態１と同様である。すなわち、任意の抵抗値の第１の抵抗５及び第２の抵抗１３が選定されて、ＬＥＤ装置１０が作製され、混合光Ｌ２の色度が公知の色度測定装置で測定される。その結果、測定された色度が図３の四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入っていなかった場合には、ずれ方に応じて、第１の抵抗５が抵抗値の異なる抵抗に変更され、及び／または第２の抵抗１３の抵抗値が変更される。その後、再度、混合光Ｌ２の色度が色度測定装置で測定される。

以上の工程が、測定された色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入るまで行われる。但し、本実施の形態２においては、まず第２の抵抗である可変抵抗１３の抵抗値を連続的に変化させることによって、調整を行うことができる。可変抵抗１３の可変範囲内で、測定された色度が四角形ＡＢＣＤの範囲に入らなかった場合に、初めて第１の抵抗５が交換される。

測定された色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入ったら、第１の抵抗５が基板上に固定される。これによって、点灯回路７で青色ＬＥＤ２，１１を点灯させる度に、色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入る青色の混合光Ｌ２が得られる。

以上説明したように、本実施の形態２に係るＬＥＤ装置１０においては、第１の抵抗５と第２の抵抗１３を実装するだけの簡単な構成で、混合光Ｌ２の色度を調整することができる。

したがって、複数のＬＥＤ装置１０を同時に点灯させる場合、全てのＬＥＤ装置１０の混合光Ｌ２の色度が四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入るため、色度が調整されて、全てのＬＥＤ装置１０から出力される混合光Ｌ２が、見た目に違和感のない青色光とされる。

更に、本実施の形態２に係るＬＥＤ装置１０においては、第２の抵抗１３を可変抵抗とすることによって、より容易に抵抗値の調整を行うことができる。これによって、ＬＥＤ装置１０の製造工程が大幅に短縮される。

上記各実施の形態においては、主発光用ＬＥＤ２及び色度調整用ＬＥＤ３，１１として、青色ＬＥＤを使用した例について説明した。これに限られるものではなく、主発光用ＬＥＤ２及び色度調整用ＬＥＤ３，１１としては、目的に応じて、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ等のあらゆる色相のＬＥＤを用いることができる。

上記各実施の形態においては、主発光用ＬＥＤ２を４個、色度調整用ＬＥＤ３，１１を１個または２個使用した例について説明した。これに限られるものではなく、主発光用ＬＥＤ及び色度調整用ＬＥＤの個数は、何個としても構わない。

上記各実施の形態においては、第１の抵抗５として通常の抵抗素子を用いた場合について説明した。これに限られるものではなく、第１の抵抗として可変抵抗を用いることもできる。

上記各実施の形態においては、第１の抵抗５及び第２の抵抗６，１３がいずれもある大きさの抵抗値を有する場合について説明した。これに限られるものではなく、第１の抵抗の抵抗値または第２の抵抗の抵抗値を、実質上ゼロとすることもできる。すなわち、実質的に１個の抵抗のみで混合光の色度を調整する構成とすることもできる。

上記各実施の形態においては、混合光Ｌ１，Ｌ２の色度をＣＩＥ表色系における四角形ＡＢＣＤで規定される範囲に入るように調整する例について説明した。これに限られるものではなく、四角形ＡＢＣＤで規定されるよりももっと狭い範囲に入るように調整しても良いし、もっと広い範囲に入るように調整することもできる。

上記各実施の形態においては、混合光Ｌ１，Ｌ２の色度を、ＣＩＥ表色系におけるｘ，ｙの値の組で表される座標に基づいて調整する例について説明した。これに限られるものではなく、ＣＩＥ表色系以外の表色系、例えばマンセル表色系等に基づいて調整することとしてもよい。

なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した各実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

上記の各実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
主発光用ＬＥＤと、前記主発光用ＬＥＤから出力される光と色度が異なる光を出力する色度調整用ＬＥＤと、前記主発光用ＬＥＤに流れる電流を調整する第１の抵抗と、前記色度調整用ＬＥＤに流れる電流を調整する第２の抵抗と、を有するＬＥＤ装置。

（付記２）
前記主発光用ＬＥＤを複数個有し、前記色度調整用ＬＥＤは前記主発光用ＬＥＤのうちの少なくとも１つと色度が異なる付記１に記載のＬＥＤ装置。

（付記３）
前記色度調整用ＬＥＤを複数個有する付記１または２に記載のＬＥＤ装置。

（付記４）
前記第１の抵抗及び／または前記第２の抵抗が可変抵抗である付記１乃至３のいずれか１つに記載のＬＥＤ装置。

（付記５）
前記第１の抵抗の抵抗値または前記第２の抵抗の抵抗値が実質上ゼロである付記１乃至４のいずれか１つに記載のＬＥＤ装置。

（付記６）
前記第１の抵抗の抵抗値及び前記第２の抵抗の抵抗値は、前記主発光用ＬＥＤからの出力光と前記色度調整用ＬＥＤからの出力光との混合光の色度が、ＣＩＥ表色系において所定の座標範囲に入るように決定される付記１乃至５のいずれか１つに記載のＬＥＤ装置。

本発明のＬＥＤ装置は、複数個を同時に点灯させた場合、色度の揃った混合光を出力することができる低コストのＬＥＤ装置として適している。

１，１０ ＬＥＤ装置
２ 主発光用ＬＥＤ
３，１１ 色度調整用ＬＥＤ
４，１２ 発光部
５ 第１の抵抗
６，１３ 第２の抵抗
７ 点灯回路

Claims (6)

1. 主発光用ＬＥＤと、
   前記主発光用ＬＥＤから出力される光と色度が異なる光を出力する色度調整用ＬＥＤと、
   前記主発光用ＬＥＤに流れる電流を調整する第１の抵抗と、
   前記色度調整用ＬＥＤに流れる電流を調整する第２の抵抗と、
   を有するＬＥＤ装置。
2. 前記主発光用ＬＥＤを複数個有し、前記色度調整用ＬＥＤは前記主発光用ＬＥＤのうちの少なくとも１つと色度が異なる請求項１に記載のＬＥＤ装置。
3. 前記色度調整用ＬＥＤを複数個有する請求項１または２に記載のＬＥＤ装置。
4. 前記第１の抵抗及び／または前記第２の抵抗が可変抵抗である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤ装置。
5. 前記第１の抵抗の抵抗値または前記第２の抵抗の抵抗値が実質上ゼロである請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ装置。
6. 前記第１の抵抗の抵抗値及び前記第２の抵抗の抵抗値は、前記主発光用ＬＥＤからの出力光と前記色度調整用ＬＥＤからの出力光との混合光の色度が、ＣＩＥ表色系において所定の座標範囲に入るように決定される請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＬＥＤ装置。

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