JP2013214615A - Ｌｅｄモジュール及びそれを用いたｌｅｄ光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】連結する段数に柔軟に対応でき、電源回路を小型化するため全波整流波形を印加しても特性の劣化が少ないＬＥＤモジュール及びこのＬＥＤモジュールを連結して構成したＬＥＤ光源ユニットを提供する。
【解決手段】ＬＥＤモジュール１００は、回路基板１０５上にＬＥＤ列１１０とバイパス回路１２０を備えている。ＬＥＤ列１１０のアノードが接続端子Ａに接続し、カソードが接続端子Ｂに接続している。バイパス回路１２０は、電流入力端１２１及び電流入力端子１２２がそれぞれ接続端子Ｂ及び接続端子Ａに接続し、出力端子１２３が接続端子Ｄと接続する。バイパス回路１２０はディプレッション型のＦＥＴ１２４を含み、電流入力端子１２１に入力する電流が電流入力端子１２２から入力する電流で制限される。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板に発光素子を実装したＬＥＤモジュール、及びこのＬＥＤモジュールを連結して照明装置の光源としたＬＥＤ光源ユニットに関する。

複数の発光素子が直列接続したＬＥＤ列とこのＬＥＤ列を駆動するための電源回路とを備えたＬＥＤ駆動回路は照明装置の光源として広く使われている。照明装置は様々な形状ととるため、ＬＥＤ駆動回路を複数の回路基板又はブロックに分割して照明装置に組み込むことがある。このときＬＥＤ列は前述のように発光素子を多数直列接続したものなので、ＬＥＤ列を分割し、分割したＬＥＤ列に含まれる発光素子をそれぞれ別々の回路基板に実装することが多い（例えば特許文献１の図４）。

なお以降、発光素子を実装した回路基板をＬＥＤモジュールと呼び、ＬＥＤモジュールを連結して光源としたものをＬＥＤ光源ユニットと呼ぶ。また、ウェハーから切り出した状態のベアチップの発光素子（以下ＬＥＤダイと呼ぶ）、及びＬＥＤダイを樹脂等で被覆しパッケージ化した発光素子（以下パッケージＬＥＤと呼ぶ）、並びに単一の成長基板上に複数形成された発光素子のうちの一個の発光素子（以下モノリシックＬＥＤと呼ぶ）をＬＥＤ素子と呼ぶ。

特許文献１の図４には、バックライト用の線状光源として、複数のＬＥＤ素子を実装した複数の回路基板（ＬＥＤモジュール）から構成されたバックライトユニット（ＬＥＤ光源ユニット）が示されている。特許文献１の図４を図９に再掲示しこのバックライトユニットを説明する。図９はバックライトユニットの構成を示す図であり、（ａ）が回路図、（ｂ）が上面視概念図である。このバックライトユニットは導光板（図示せず）の一辺に沿って備えられるＬＥＤ基板群であり、ＬＥＤ基板１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ｂ（ＬＥＤモジュール）を備えている。各ＬＥＤ基板１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ｂは、長辺方向に沿って複数のＬＥＤ素子３１が実装されている。ＬＥＤ基板１０Ａａ，１０Ａｂは、アノード端子５１及びカソード端子５３を有し、アノード端子５１とカソード端子５３の間に複数のＬＥＤ素子３１が実装されている。また端子５５と端子５７が短絡している。ＬＥＤ基板１０Ｂは、ＬＥＤ素子３１を含むＬＥＤ列が２回路あり、アノード端子６１，６５及びカソード端子６３，６７を有している。各ＬＥＤ基板１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ｂは、ハウジング部２５を備えたコネクタ２１とハウジング接続部２７で連結している。以上のように構成したバックライトユニットにドライブ回路４０を接続すると全てのＬＥＤ素子３１を発光できるようになる。

特開２０１２−４８９６４号公報 （図４）

特許文献１には明示されていないが、図９に示した従来のバックライトユニット（ＬＥＤ光源ユニット）を駆動するためのドライブ回路４０は直流で安定化した高電圧を出力する電源である。このためドライブ回路４０は部品点数が多く大型化せざるを得ない。このような課題をもつドライブ回路４０に対し、商用交流電源とブリッジ整流回路から得た全波整流波形でＬＥＤ列を駆動する方式がある。この方式は電源回路が簡単であるためＬＥＤ駆動回路を小型化できることが知られている。しかしながら仮に、ドライブ回路４０の
代わりに、例えば基板１０Ａａのアノード端子５１及びカソード端子５７に全波整流波形を印加すると、全波整流波形がＬＥＤ素子３１から構成されるＬＥＤ列の閾値よりも低い期間（低電圧位相）ではＬＥＤ素子３１が点灯せず、全波整流波形がＬＥＤ列の閾値を越えた短い期間を越えた短い期間だけＬＥＤ素子３１が点灯するという事態になる。このような場合、輝度が低下したりチラツキが目立ったりする。また高速で移動する物体がとび飛びに見えるモーションブレークが目立つようになる。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、ＬＥＤ駆動回路の一部分として個別の回路基板にＬＥＤ素子を実装したＬＥＤモジュール、及びこのＬＥＤモジュールを連結して照明装置の光源としたＬＥＤ光源ユニットにおいて、連結する段数に柔軟に対応でき、電源回路を小型化するため全波整流波形を印加しても特性の劣化が少ないＬＥＤモジュール及びこのＬＥＤモジュールを用いたＬＥＤ光源ユニットを提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ駆動回路の一部分として個別の回路基板にＬＥＤ素子を実装したＬＥＤモジュールにおいて、
前記回路基板が第１、第２、第３、第４の接続端子を有し、
前記回路基板に実装され、アノードが前記第１接続端子に接続するＬＥＤ列と、
前記回路基板に実装され、カソードが前記第２接続端子に接続するＬＥＤ列と、
第１電流入力端子及び第２電流入力端子がそれぞれ前記第２接続端子及び前記第３接続端子に接続するバイパス回路と、
電流出力端子が前記第４接続端子と接続するバイパス回路を備え、
前記バイパス回路は前記第１電流入力端子に入力する電流が前記第２電流入力端子から入力する電流で制限される
ことを特徴とする。

本発明のＬＥＤモジュールはＬＥＤ列とバイパス回路を備えている。このＬＥＤモジュールを連結する場合、一のＬＥＤモジュールの第２接続端子と他のＬＥＤモジュールの第１接続端子を接続する。このようにして一のＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤ列と他のＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤ列が直列接続し、これらのＬＥＤ列を含むより大型のＬＥＤ列が形成される。また電流が帰還する経路として一のＬＥＤモジュールの第３接続端子と他のＬＥＤモジュールの第４接続端子を接続する。

このとき一のＬＥＤモジュールの第１接続端子と第４接続端子に全波整流波形を印加すると、全波整流波形の低電圧位相では一のＬＥＤモジュールに含まれるバイパス回路に電流が流れ、一のＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤ列が点灯する。さらに全波整流波形の電圧が上昇すると、他のＬＥＤ列に含まれるＬＥＤ列に電流が流れ始め、他のＬＥＤモジュールに含まれるバイパス回路を経由して、一のＬＥＤモジュールに含まれるバイパス回路の第２電流入力端子に入力する。この結果、全波整流波形の高電圧位相では一のＬＥＤモジュールに含まれるバイパス回路がカットオフし、他のＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤ列に全ての電流が流れる。なおＬＥＤモジュールの接続段数を増やした場合、上流のＬＥＤモジュールから下流のモジュールに向かって前述の過程が繰り返される。また全波整流波形の電圧が下降する期間は、全波整流波形の電圧が上昇する期間の逆の過程を辿る。

前記アノードが前記第１接続端子に接続する前記ＬＥＤ列と、前記カソードが前記第２接続端子に接続する前記ＬＥＤ列とが一のＬＥＤ列であり、前記第１電流入力端子及び前記第２電流入力端子がそれぞれ前記第２接続端子及び前記第３接続端子に接続する前記バイパス回路と、前記電流出力端子が前記第４接続端子に接続する前記バイパス回路が一の
バイパス回路であっても良い。

前記バイパス回路は電流検出用の抵抗を備え、該抵抗が調整できることが好ましい。

前記バイパス回路にディプレッション型ＦＥＴが含まれていても良い。

前記抵抗がワイヤボンディング位置で調整されても良い。

前記ＬＥＤ素子がＬＥＤダイであっても良い。

前記ＬＥＤ素子がパッケージＬＥＤであっても良い。

前記ＬＥＤ素子がモノリシックＬＥＤであっても良い。

本発明のＬＥＤ光源ユニットは、全波整流波形を印加してＬＥＤ素子を発光させるＬＥＤ光源ユニットにおいて、
ＬＥＤ駆動回路の一部分として回路基板にＬＥＤ素子を実装したＬＥＤモジュールが複数連結し、
前記ＬＥＤモジュールは、
前記回路基板が第１、第２、第３、第４の接続端子を有し、
前記回路基板に実装され、アノードが前記第１接続端子と接続するＬＥＤ列と、
前記回路基板に実装され、カソードが前記第２接続端子と接続するＬＥＤ列と、
第１電流入力端子及び第２電流入力端子がそれぞれ前記第２接続端子及び前記第３接続端子と接続するバイパス回路と、
電流出力端子が前記第４接続端子と接続するバイパス回路を備え、
前記バイパス回路は前記第１電流入力端子に入力する電流が前記第２電流入力端子から入力する電流で制限される
ことを特徴とする。

以上のように本発明のＬＥＤモジュール及びこのＬＥＤモジュールを備えたＬＥＤ光源ユニットは、ＬＥＤモジュールを連結して構成した大型のＬＥＤ列に流れる電流により各ＬＥＤモジュールに含まれるバイパス回路のオン−オフ制御を行う。このとき最下流のＬＥＤモジュールに含まれるバイパス回路は電流制限回路として機能している。この結果、ＬＥＤモジュールはバイパス回路のオン−オフ制御を可能としているにも係わらず、オン−オフ制御用の配線が不要となり、ＬＥＤモジュールの接続段数について柔軟に対応できる。また連結接続用の端子が４個で済むこともＬＥＤモジュールを連結しやすくしている。さらにＬＥＤモジュールを連結したＬＥＤ光源ユニットは全波整流波形の低電圧位相でも大型のＬＥＤ列の一部分が点灯するため、輝度の低下が少なく、チラツキやモーションブレークが目立たない。すなわち本発明のＬＥＤモジュール及びこのＬＥＤモジュールを用いたＬＥＤ光源ユニットは、安定化した高電圧で駆動するＬＥＤモジュール及びこのＬＥＤモジュールを用いたＬＥＤ光源ユニット比べ、全波整流波系で駆動しても特性の劣化が少ない。

本発明の第１実施形態におけるＬＥＤモジュールの回路図。 図１のＬＥＤモジュールを連結したＬＥＤ光源ユニットの回路図。 図２のＬＥＤ光源ユニットを組み込んだＬＥＤ駆動回路の回路図。 図３の回路電流を説明するための波形図。 図２で示したＬＥＤ光源ユニットにおける抵抗設定の説明図。 本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ駆動回路の回路図。 図６の回路電流を説明するための波形図。 本発明の第３実施形態におけるＬＥＤモジュールの回路図。 従来のＬＥＤ光源ユニットの構成を示す図。

以下、添付図１〜８により本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお特許請求の範囲に記載した発明特定事項との関係をカッコ内に記載している。
（第１実施形態）

図１〜５により本発明の第１実施形態を説明する。先ず図１により本実施形態のＬＥＤモジュール１００の回路構成を説明する。図１はＬＥＤモジュール１００の回路図であり、本発明のＬＥＤモジュールの基本的な構成を示している。ＬＥＤモジュール１００は、回路基板１０５、ＬＥＤ列１１０、バイパス回路１２０、接続端子Ａ（第１接続端子）、接続端子Ｂ（第２接続端子）、接続端子Ｃ（第３接続端子）、接続端子Ｄ（第４接続端子）からなる。ＬＥＤ列１１０はアノードが接続端子Ａ、カソードが接続端子Ｂと接続している。バイパス回路１２０は、電流入力端子１２１（第１電流入力端子）と電流入力端子１２２（第２電流入力端子）と電流出力端子１２３を備えている。

ＬＥＤ列１１０内ではＬＥＤ素子１１１，１１２を含む多数のＬＥＤ素子が直列接続している。ＬＥＤ素子１１１，１１２等の直列接続段数は使用状況により適宜変更される。バイパス回路１２０は、ディプレッション型の電解効果型トランジスタ１２４（以後ＦＥＴと呼ぶ）と抵抗１２５を含み、ＦＥＴ１２４のドレインが電流入力端子１２１を介して接続端子Ｂと接続し、ＦＥＴ１２４のソース及び抵抗１２５の一端が電流入力端子１２２を介して接続端子Ｃと接続し、ＦＥＴ１２４のゲート及び抵抗１２５の他端が電流出力端子１２３を介して接続端子Ｄと接続している。抵抗１２５の抵抗値も使用状況により適宜変更する。このバイパス回路１２０は、電流入力端子１２２に入力する電流により電流入力端子１２１に入力する電流が制限される。

次に図２により２個のＬＥＤモジュール１００をカスケード状に連結しＬＥＤ光源ユニット２００を構成する方法を説明する。本実施形態はＬＥＤモジュール１００ａ（一のＬＥＤモジュール）とＬＥＤモジュール１００ｂ（他のＬＥＤモジュール）を連結しＬＥＤ光源ユニット２００を構成したものであり、図２はＬＥＤモジュール１００ａ，１００ｂを連結したＬＥＤ光源ユニット２００の回路図である。なおＬＥＤモジュール１００ａ，１００ｂは、基本構成が図１に示したＬＥＤモジュール１００であり、ＬＥＤモジュール１００のＬＥＤ列１１０に含まれるＬＥＤ素子１１１，１１２等の個数や抵抗１２５の抵抗値を使用条件にあわせ適宜選択している。そこで接続端子Ａ〜Ｄを除き符号を重複表示しないようにするため、ＬＥＤ列及びＬＥＤ列に含まれるＬＥＤ素子、並びにバイパス回路及びバイパス回路に含まれる部品・配線の符号を変えている（以下同様）。

ＬＥＤモジュール１００ａ，１００ｂを連結するとき、ＬＥＤモジュール１００ａの接続端子ＢをＬＥＤモジュール１００ｂの接続端子Ａと接続し、ＬＥＤモジュール１００ａの接続端子ＣをＬＥＤモジュール１００ｂの接続端子Ｄと接続する。後述するようにＬＥＤモジュール１００ａの接続端子Ａ，Ｄには全波整流波形を印加する。ＬＥＤモジュール１００ｂの接続端子Ｂ，Ｃは開放しておく。またＬＥＤ列３１０，３３０内のＬＥＤ素子はそれぞれ４０個とし、ＬＥＤモジュール１００ａに含まれる抵抗３２５はＬＥＤモジュール１００ｂに含まれる抵抗３４５の２倍の値にした。

次に図３によりＬＥＤ光源ユニット２００に電源を取り付けたＬＥＤ駆動回路３００を説明する。図３はＬＥＤ駆動回路３００の回路図である。ＬＥＤ駆動回路３００は、ブリ
ッジ整流回路３０５、ＬＥＤ列３１０，３３０、バイパス回路３２０，３４０からなる。商用交流電源３０６はブリッジ整流回路３０５の入力端子に接続している。ＬＥＤ列３１０、バイパス回路３２０は図２のＬＥＤモジュール１００ａに含まれていたものであり、ＬＥＤ列３３０、バイパス回路３４０は図２のＬＥＤモジュール１００ｂに含まれていたものである。なおＬＥＤ駆動回路３００では接続端子Ａ〜Ｄを図示していない。またＬＥＤモジュール１００ｂに含まれていたバイパス回路３４０が電流制限回路として機能するため第２電流入力端子も図示していない。

ブリッジ整流回路３０５は４個のダイオード３０１，３０２，３０３，３０４からなり、端子Ｅが全波整流波形の出力端子であり、端子Ｆが基準電圧を与える端子となる。ＬＥＤ駆動回路３００にはＬＥＤ列３１０とＬＥＤ列３３０が含まれ、ＬＥＤ列３１０とＬＥＤ列３３０から大型のＬＥＤ列３５０が構成される。この大型のＬＥＤ列３５０において、ＬＥＤ列３１０とＬＥＤ列３３０は直列接続している。ＬＥＤ列３１０内ではＬＥＤ素子３１１，３１２を含む多数のＬＥＤ素子が直列接続しており、同様にＬＥＤ列３３０内でもＬＥＤ素子３３１，３３２を含む多数のＬＥＤ素子が直列接続している。ＬＥＤ列３１０のアノードはブリッジ整流回路３０５のＥ端子に接続している。ＬＥＤ列３１０，３３０の接続部はバイパス回路３２０の電流入力端子３２１（第１電流入力端子）と接続している。ＬＥＤ列３３０のカソードはバイパス回路３４０の電流入力端子３４１（第１電流入力端子）に接続している。

バイパス回路３２０は、電流入力端子３２１（第１電流入力端子）、電流入力端子３２２（第２電流入力端子）、電流出力端子３２３を備えている。電流入力端子３２２はバイパス回路３４０の電流出力端子３４３と接続している。電流出力端子３２３はブリッジ整流回路３０５のＦ端子に接続している。バイパス回路３２０は、ディプレッション型のＦＥＴ３２４及び抵抗３２５からなり、電流入力端子３２１にＦＥＴ３２４のドレインが接続し、電流入力端子３２２にＦＥＴ３２４のソースと抵抗３２５の一端が接続し、電流出力端子３２３にはＦＥＴ３２４のゲートと抵抗３２５の他端が接続している。またバイパス回路３２０は、電流入力端子３２２から流入する電流により電流入力端子３２１から流入する電流が制限される。

バイパス回路３４０は、バイパス回路３２０と略同じ回路構成であり、相違点は第２電流入力端子（バイパス回路３２０の電流入力端子３２２に相当するもの）がないことだけである。ＦＥＴ３４４、抵抗３４５の結線もバイパス回路３２０と等しい。なお抵抗３４５は、抵抗３２５よりも値が小さく、抵抗３４５と抵抗３２５の抵抗値の比を１：２にしている。

次に図４によりＬＥＤ駆動回路３００の点灯状況を説明する。図４はＬＥＤ駆動回路３００の波形図であり、（ａ）が全波整流波形、（ｂ）が回路電流Ｉを示し、（ａ）と（ｂ）の時間軸は一致している。なお以下の説明では図３を指示なしに参照する。

（ｂ）に示した期間ｔ１では、全波整流波形の電圧がＬＥＤ列３１０の閾値に達しないため回路電流Ｉがない。

期間ｔ２では全波整流波形の電圧がＬＥＤ列３１０の閾値を越えているが、ＬＥＤ列３１０の閾値とＬＥＤ列３３０の閾値の和までは達していない。このとき回路電流Ｉはバイパス回路３２０を通りブリッジ整流回路３０５に戻る。また期間ｔ２では抵抗３２５からＦＥＴ３２４のソースにフィードバックが掛かり、バイパス回路３２０は定電流動作する。なお、このときの回路電流Ｉがバイパス回路３２０の電流入力端子３２１に流せる電流の最大値となる。また厳密には期間ｔ２の最後の短期間は全波整流波形の電圧がＬＥＤ列
３１０の閾値とＬＥＤ列３３０の閾値の和を僅かに越え、僅かにＬＥＤ列３３０に電流が流れる。このとき電流入力端子３２２に流入する分だけＦＥＴ３２４を流れる電流が減るので、回路電流Ｉは定電流化している。

期間ｔ３では全波整流波形の電圧がＬＥＤ列３１０の閾値とＬＥＤ列３３０の閾値の和よりも大きくなり、ＬＥＤ列３３０及びバイパス回路３４０を介して電流入力端子３２２に電流が入力する。このときＦＥＴ３２４はソース電圧が上昇し、ソース−ゲート間の電圧が広がるためカットオフする。この結果、回路電流ＩはＬＥＤ列３３０を流れる電流になる。また回路電流Ｉはバイパス回路３４０により定電流化する。抵抗３４５が抵抗３２５より小さい値であるため、期間ｔ２に流れる回路電流Ｉより期間ｔ３に流れる回路電流Ｉの方が大きな値となる。

なお全波整流波形の電圧が下降する期間では、全波整流波形の電圧が上昇する期間の逆の過程を辿る。ＬＥＤ駆動回路３００では、期間ｔ１、ｔ２、ｔ３の切り替わり時に、バイパス回路３２０の電流入力端子３２１に流入する電流と、電流入力端子３２２に入力する電流との和が一定になるため、回路電流Ｉが滑らかで連続的に変化し、この結果ノイズが少ないという特徴が現れる。

最後に図５により電流を制限するための抵抗の設定方法を説明する。図５はＬＥＤ光源ユニット２００における抵抗設定の説明図であり、（ａ）が抵抗３２５周辺の実装状況を示す平面図、（ｂ）が抵抗３４５周辺の実装状況を示す平面図である。抵抗３２５，３４５はそれぞれ３個のワイヤボンディング用端子５０９を備え、回路基板にダイボンディングされている。ＦＥＴ３２４，３４４もベアチップである。なお図５の説明において指示なしに図２，３を参照する。

（ａ）において抵抗３２５は、図中左側のワイヤボンディング用端子５０９がワイヤ５１１でパターン５０１と接続し、図中右側のワイヤボンディング用端子５０９がワイヤ５１３でパターン５０３と接続している。パターン５０１及びパターン５０３はそれぞれＬＥＤモジュール１００ａに含まれる接続端子Ｃ及び接続端子Ｄと接続する。ＦＥＴ３２４はパターン５０２上に導電性ペーストによりダイボンディングしている。このときＦＥＴ３２４の回路基板側がドレインとなり、パターン５０２は接続端子Ｂに接続している。ＦＥＴ３２４のゲートはワイヤ５１３ａでパターン５０３と接続し、ソースはワイヤ５１２でパターン５０１と接続している。

（ｂ）において抵抗３４５は、図中左側のワイヤボンディング用端子５０９がワイヤ５１４でパターン５０４と接続し、図中中央のワイヤボンディング用端子５０９がワイヤ５１６でパターン５０６と接続している。パターン５０４及びパターン５０６はそれぞれＬＥＤモジュール１００ｂに含まれる接続端子Ｃ及び接続端子Ｄと接続する。ＦＥＴ３４４はパターン５０５上に導電性ペーストによりダイボンディングしている。このときＦＥＴ３４４の回路基板側がドレインとなり、パターン５０５はＬＥＤモジュール１００ｂに含まれる接続端子Ｂに接続している。ＦＥＴ３４４のゲートはワイヤ５１６ａでパターン５０６と接続し、ソースはワイヤ５１５でパターン５０５と接続している。以上のようにして抵抗３４５と抵抗３２５の比を１：２に設定する。

本実施形態ではＦＥＴ３２４，３４４及び抵抗３２５，３４５（図３参照）をワイヤボンディング仕様（図５参照）とした。これに呼応し図示していないＬＥＤ素子３１１，３１２，３３１，３３２等（図３参照）もワイヤボンディング仕様であり、ウェハーから切り出した状態のベアチップ（ＬＥＤダイ）である。このときＬＥＤダイは蛍光体を含有した樹脂で被覆される。同様にＦＥＴ３２４，３４４及び抵抗３２５，３４５も黒色の樹脂若しくは前述の蛍光体を含有した樹脂で被覆される。

またＬＥＤ光源ユニット２００は実効値が１００Ｖの商用交流電源３０６で使用されることを想定しており、このときＬＥＤ列３１０及びＬＥＤ列３３０ではそれぞれ２０個程度のＬＥＤ素子３１１，３１２，３３１，３３２等が直列接続している。ＬＥＤ素子３１１，３１２，３３１，３３２等の順方向電圧降下量は３Ｖ程度なので、ＬＥＤ列３１０，３３０の閾値は６０Ｖ程度となる。また実効値が２４０Ｖの商用交流電源である場合には、ＬＥＤ列３１０及びＬＥＤ列３３０において４０個程度のＬＥＤ素子３１１，３１２，３３１，３３２等を直列接続しても良いし、後述する第２実施形態のようにしてＬＥＤモジュール１００ａ等を４から５段連結しても良い。

なお本発明のＬＥＤモジュールではＬＥＤ素子はＬＥＤダイに限られず、ＬＥＤダイを樹脂等で被覆しパッケージ化したパッケージＬＥＤでも、単一の成長基板上に複数の発光素子が形成されたモノリシックＬＥＤチップであっても良い。複数のモノリシックＬＥＤは、成長基板上で直列接続しＬＥＤ列を形成しており、この成長基板は回路基板に実装されてから蛍光体を含有した樹脂で被覆される。またＬＥＤダイの実装方法はダイボンディイング・ワイヤボンディングばかりでなくフリップチップ実装でも良い。同様にＦＥＴ３２４，３４４及び抵抗３２５，３４５もワイヤボンディング仕様であったが、ＦＥＴ及び抵抗は表面実装用のチップ部品であっても良い。
（第２実施形態）

図２に示したＬＥＤ光源ユニット２００は２個のＬＥＤモジュール１００ａ，１００ｂを備えていた。しかしながらＬＥＤ光源ユニットに含まれるＬＥＤモジュールの数は２個に限定されない。そこで図６と図７により本発明の第２実施形態として５個のＬＥＤモジュール６０１，６０２，６０３，６０４，６０５を備えたＬＥＤ光源ユニット６００を説明する。

先ず図６により５個のＬＥＤモジュール６０１〜６０５を備えたＬＥＤ光源ユニット６００と、ＬＥＤ光源ユニット６００に電源を取り付けたＬＥＤ駆動回路６１０を説明する。図６はＬＥＤ駆動回路６１０の回路図である。ＬＥＤ駆動回路６１０は、ブリッジ整流回路３０５、ＬＥＤモジュール６０１〜６０５からなる。商用交流電源３０６はブリッジ整流回路３０５の入力端子に接続している。ＬＥＤモジュール６０１〜６０５は、図１に示したＬＥＤモジュール１００を基本構成とし、ＬＥＤモジュール１００におけるＬＥＤ列１１０の直列段数と抵抗１２５の抵抗値を本実施形態の使用条件に合わせている。

すなわちＬＥＤモジュール６０１，６０２，６０３，６０４，６０５に含まれる抵抗（ＬＥＤモジュール１００の抵抗１２５に相当するもの）はそれぞれ抵抗値が異なり、その抵抗値の比は、８：７：６：５：４とした。またＬＥＤモジュール６０１〜６０５に含まれるＬＥＤ列において、ＬＥＤ素子の直列段数を７〜８段にしている。このときＬＥＤ素子の順方向電圧降下量が３Ｖ程度なので、実効値が１００Ｖの商用交流電源３０６に対し、各ＬＥＤモジュール６０１〜６０５に含まれるＬＥＤ列の閾値がそれぞれ２４Ｖ程度となり、各ＬＥＤモジュール６０１〜６０５全体で形成される大型のＬＥＤ列の閾値が１２０Ｖとなる。

最上流のＬＥＤモジュール６０１の接続端子Ａはブリッジ整流回路３０５のＥ端子と接続し、接続端子Ｄはブリッジ整流回路のＦ端子と接続する。最下流のＬＥＤモジュール６０５の接続端子Ｂ，Ｃは開放している。隣接するＬＥＤモジュール６０１〜６０５同士は、上流側のＬＥＤモジュール（例えばＬＥＤモジュール６０１）の接続端子Ｂ，Ｃが下流側のＬＥＤモジュール（例えばＬＥＤモジュール６０２）の接続端子Ａ，Ｄと接続する。

次に図７よりＬＥＤ駆動回路６１０の点灯状況を説明する。図７はＬＥＤ駆動回路６１
０の波形図であり、（ａ）が全波整流波形、（ｂ）が回路電流Ｉを示し、（ａ）と（ｂ）の時間軸は一致している。なお以下の説明では図６を指示なしに参照する。

ｔ＝０から全波整流波形の電圧がＬＥＤモジュール６０１に含まれるＬＥＤ列（図１で示したＬＥＤ列１１０に相当するもの）の閾値に達するまでは回路電流Ｉがない。つづいて全波整流波形の電圧が上昇し、ＬＥＤモジュール６０１に含まれるＬＥＤ列の閾値を超えると、ＬＥＤモジュール６０１に含まれるバイパス回路（図１に示したバイパス回路１２０に相当するもの）に回路電流Ｉが流れ、ＬＥＤモジュール６０１に含まれるＬＥＤ列が点灯する。この期間は全波整流波形の電圧がＬＥＤモジュール６０１に含まれるＬＥＤ列の閾値とＬＥＤモジュール６０２に含まれるＬＥＤ列の閾値との和に達するまで続き、このときＬＥＤモジュール６０１に含まれるバイパス回路は定電流回路として振る舞う。

さらに全波整流波形の電圧が上昇し、ＬＥＤモジュール６０１に含まれるＬＥＤ列の閾値とＬＥＤモジュール６０２に含まれるＬＥＤ列の閾値の和を越えると、ＬＥＤモジュール６０１に含まれるバイパス回路がオフし、ＬＥＤモジュール６０２に含まれるバイパス回路に回路電流が流れ、ＬＥＤモジュール６０１，６０２に含まれるＬＥＤ列が点灯する。この期間は全波整流波形がＬＥＤモジュール６０１に含まれるＬＥＤ列の閾値とＬＥＤモジュール６０２に含まれるＬＥＤ列の閾値とＬＥＤモジュール６０３に含まれるＬＥＤ列の閾値の和に達するまで続き、この時もＬＥＤモジュール６０２に含まれるバイパス回路は定電流動作する。

全波整流波形の電圧上昇にともないＬＥＤ駆動回路６１０はＬＥＤモジュール６０１〜６０５に含まれる全てのＬＥＤ列が点灯するまで上記の過程を繰り返す。この結果、全波整流波形の電圧上昇にともない回路電流Ｉは階段状に上昇する。また全波整流波形の電圧が下降する期間は、全波整流波形が上昇する期間の逆の過程を辿る。

ＬＥＤ駆動回路６１０は、図３，４で示したＬＥＤ駆動回路３００に比べ、非点灯期間が短くため明るくフリッカやモーションブレークが目立たない。さらに回路電流Ｉの波形がより正弦波に近づいているので高調波ノイズが小さいという特徴もある。この結果、高調波ノイズに係わる規制もクリアできるようになる。また前述したようにＬＥＤモジュール６０１〜６０５に含まれるＬＥＤ素子の直列段数は７か８であるため、ＬＥＤ発光ユニットを構成する際にＬＥＤモジュール６０１等の直列段数に柔軟性が生じ、ＬＥＤモジュール６０１等を４〜６段にしても効率よく発光させることが可能となる。さらに、全波整流波形の電圧を測りＬＥＤ列に含まれるＬＥＤ素子の点灯個数を制御する方式にくらべ、回路電流にもとづいて点灯個数を制御する本実施形態は同じ性能で安価且つ小型にできる。
（第３実施形態）

図２及び図６に示したＬＥＤ光源ユニット２００，６００に含まれるＬＥＤモジュール１００ａ，１００ｂ，６０１〜６０５は、図１に示したＬＥＤモジュール１００をベースとし、ＬＥＤ列に含まれるＬＥＤ素子の直列段数と抵抗値にバリエーションがあった。このＬＥＤモジュール１００は１個のＬＥＤ列１１０と１個のバイパス回路１２０を含んでいたが、本発明のＬＥＤモジュールはＬＥＤ列及びバイパス回路の個数がそれぞれ一個に限定されない。そこで図８により第３実施形態として２個のＬＥＤ列８１０，８３０と２個のバイパス回路８２０、８４０を備えるＬＥＤモジュール８００を説明する。

図８はＬＥＤモジュール８００の回路図である。ＬＥＤモジュール８００は、回路基板８０５、ＬＥＤ列８１０，８３０、バイパス回路８２０，８４０、接続端子Ａ（第１接続端子）、接続端子Ｂ（第２接続端子）、接続端子Ｃ（第３接続端子）、接続端子Ｄ（第４接続端子）からなる。ＬＥＤ列８１０内ではＬＥＤ素子８１１，８１２を含む多数のＬＥＤ素子が直列接続しており、アノードが接続端子Ａに接続している。ＬＥＤ列８３０内で
はＬＥＤ素子８３１，８３２を含む多数のＬＥＤ素子が直列接続しており、カソードが接続端子Ｂに接続している。

バイパス回路８２０，８４０は、電流入力端子８２１，８４１（第１電流入力端子）と、電流入力端子８２２，８４２（第２電流入力端子）と、電流出力端子８２３，８４３を備えている。バイパス回路８２０は、ディプレッション型の電解効果型トランジスタ８２４（以後ＦＥＴと呼ぶ）と抵抗８２５を含み、ＦＥＴ８２４のドレインが電流入力端子８２１を介してＬＥＤ列８１０のカソード及びＬＥＤ列８３０のアノードと接続し、ＦＥＴ８２４のソース及び抵抗８２５の一端が電流入力端子８２２と接続し、ＦＥＴ８２４のゲート及び抵抗８２５の他端が電流出力端子８２３を介して接続端子Ｄと接続している。同様にバイパス回路８４０は、ＦＥＴ８４４と抵抗８４５を含み、ＦＥＴ８４４のドレインが電流入力端子８４１を介して接続端子Ｂと接続し、ＦＥＴ８４４のソース及び抵抗８４５の一端が電流入力端子８４２を介して接続端子Ｃと接続し、ＦＥＴ８４４のゲート及び抵抗８４５の他端が電流出力端子８４３を介しバイパス回路８２０の電流入力端子８２２と接続している。

以上のようにＬＥＤモジュール８００は図１で示したＬＥＤモジュール１００を２回路分含んだものとなる。なお接続端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの個数はＬＥＤモジュール８００及びＬＥＤモジュール１００ともに４個である。なおＬＥＤモジュール８００において抵抗８２５より抵抗８４５は抵抗値が小さい。

１００，１００ａ，１００ｂ，
６０１，６０２，６０３，６０４，６０５，８００…ＬＥＤモジュール、
１１０，３１０，３３０，８１０，８３０…ＬＥＤ列、
１１１，１１２，３１１，３１２，３３１，３３２，８１１，８１２…ＬＥＤ素子、
１２０，３２０，３４０，８２０，８４０…バイパス回路、
１２１，３２１，３４１，８２１，８４１…電流入力端子（第１電流入力端子）、
１２２，３２２，８２２，８４２…電流入力端子（第２電流入力端子）、
１２３，３２３，３４３，８２３，８４３…電流出力端子、
１２４，３２４，３４４，８２４，８４４…ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）、
１２５，３２５，３４５，８２５，８４５…抵抗、
２００，６００…ＬＥＤ光源ユニット、
３００，６１０…ＬＥＤ駆動回路、
３０１，３０２，３０３，３０４…ダイオード、
３０５…ブリッジ整流回路、
３０６…商用交流電源、
３５０…大型のＬＥＤ列、
Ａ…第１接続端子、
Ｂ…第２接続端子、
Ｃ…第３接続端子、
Ｄ…第４接続端子。

Claims (9)

1. ＬＥＤ駆動回路の一部分として個別の回路基板にＬＥＤ素子を実装したＬＥＤモジュールにおいて、
   前記回路基板が第１、第２、第３、第４の接続端子を有し、
   前記回路基板に実装され、アノードが前記第１接続端子に接続するＬＥＤ列と、
   前記回路基板に実装され、カソードが前記第２接続端子に接続するＬＥＤ列と、
   第１電流入力端子及び第２電流入力端子がそれぞれ前記第２接続端子及び前記第３接続端子に接続するバイパス回路と、
   電流出力端子が前記第４接続端子と接続するバイパス回路を備え、
   前記バイパス回路は前記第１電流入力端子に入力する電流が前記第２電流入力端子から入力する電流で制限される
   ことを特徴とするＬＥＤモジュール。
2. 前記アノードが前記第１接続端子に接続する前記ＬＥＤ列と、前記カソードが前記第２接続端子に接続する前記ＬＥＤ列とが一のＬＥＤ列であり、前記第１電流入力端子及び前記第２電流入力端子がそれぞれ前記第２接続端子及び前記第３接続端子に接続する前記バイパス回路と、前記電流出力端子が前記第４接続端子に接続する前記バイパス回路が一のバイパス回路であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
3. 前記バイパス回路は電流検出用の抵抗を備え、該抵抗が調整できることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤモジュール。
4. 前記バイパス回路にディプレッション型ＦＥＴが含まれていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
5. 前記抵抗がワイヤボンディング位置で調整されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
6. 前記ＬＥＤ素子がＬＥＤダイであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
7. 前記ＬＥＤ素子がパッケージＬＥＤであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
8. 前記ＬＥＤ素子がモノリシックＬＥＤであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。
9. 全波整流波形を印加してＬＥＤ素子を発光させるＬＥＤ光源ユニットにおいて、
   ＬＥＤ駆動回路の一部分として回路基板にＬＥＤ素子を実装したＬＥＤモジュールが複数連結し、
   前記ＬＥＤモジュールは、
   前記回路基板が第１、第２、第３、第４の接続端子を有し、
   前記回路基板に実装され、アノードが前記第１接続端子と接続するＬＥＤ列と、
   前記回路基板に実装され、カソードが前記第２接続端子と接続するＬＥＤ列と、
   第１電流入力端子及び第２電流入力端子がそれぞれ前記第２接続端子及び前記第３接続端子と接続するバイパス回路と、
   電流出力端子が前記第４接続端子と接続するバイパス回路を備え、
   前記バイパス回路は前記第１電流入力端子に入力する電流が前記第２電流入力端子から入力する電流で制限される
   ことを特徴とするＬＥＤ光源ユニット。
   

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