JP2017005185A - 電流駆動回路および発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カレントミラー回路を動作させるための専用の制御電源および制御ラインが不要となり、かつ、ＬＥＤ直列回路の順方向降下電圧にばらつきがあっても、カレントミラー回路を正常に動作させることができる電流駆動回路、および、発光装置を提供することにある。【解決手段】複数の発光ダイオード素子Ｄを直列接続した直列発光回路部Ｕを、複数個並列接続して構成される発光部ＬＵと、複数の直列発光回路部Ｕの各々に直列接続された複数のトランジスタＱ１〜Ｑ４を含んで構成され、直列発光回路部Ｕ１に流れる電流を、直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４に入力するカレントミラー回路ＣＭと、を備え、カレントミラー回路ＣＭは、直列発光回路部Ｕ１とトランジスタＱ１との接続点Ａと、複数のトランジスタＱ１〜Ｑ４の制御端子間を接続する第１接続ラインとを、接続する第２接続ラインに、ツェナーダイオードＺＤを設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、定電流回路から出力される定電流により、内蔵する発光ダイオード素子を発光させる電流駆動回路および発光装置に関する。

近年、消費電力や寿命などの観点から、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）素子を用いた発光装置が普及している。例えば、ＬＥＤ素子を用いた発光装置（ＬＥＤ発光装置）として、一般照明器具、液晶ディスプレイ用バックライト、各種車両のランプ類、画像処理・検査用の光源などが挙げられる。

このようなＬＥＤ発光装置は、複数のＬＥＤ素子を備えている。これら複数のＬＥＤ素子は、例えば、各組ごとの個数が均一になるように適当な組数に分けられ、１組ごとにＬＥＤ素子を直列に接続したＬＥＤ直列回路が形成されている。そして、これらのＬＥＤ直列回路が電源回路に対して並列に接続されるように配列されている。

上記のように複数のＬＥＤ素子を配列したＬＥＤ発光装置では、各ＬＥＤ素子の順方向降下電圧Ｖｆのばらつきや温度による特性変化の問題により、ＬＥＤ直列回路に流れる電流にばらつきが生じてしまう。それにより、輝度が異なるといった問題が生じる。その対策として、トランジスタの特性を用いたカレントミラー回路が用いられる（特許文献１）。このカレントミラー回路は、複数のトランジスタにより構成され、基準となるトランジスタに流れる電流と同じ電流量の電流を他のトランジスタに流すことができる回路である。

図１０は、カレントミラー回路を用いたＬＥＤ発光装置の回路図の一例を示している。図示するように、複数のＬＥＤ素子を直列に接続したＬＥＤ直列回路とトランジスタとが直列に接続されており、複数のトランジスタによりカレントミラー回路が形成されている。トランジスタのベース端子は共通の制御ラインで接続されており、この制御ラインには、制御電源（定電流源）からの出力電流が流れている。よって、定電流源から出力される電流が各トランジスタのベース端子に入力される。このとき、同じ電流値が各トランジスタのベース端子に入力されるため、トランジスタの特性により、各トランジスタのコレクタ電流も等しくなる。以上のことから、カレントミラー回路を用いたＬＥＤ発光装置では、複数のＬＥＤ直列回路に同電流を流すことができる。

特開２００６−１６５４７１号公報

しかし、図１０のように構成されたＬＥＤ発光装置では、ＬＥＤ素子を発光させるための電源（定電圧源）に接続する、正極および負極の２本の出力ラインの他に、カレントミラー回路を動作させるために各トランジスタのベース端子に電流を入力する制御電源（定電流源）および制御ラインが必要となる。したがって、少なくても３本の接続ラインが必要となる。

また、図１０のように構成されたＬＥＤ発光装置では、ＬＥＤ素子を発光させるための電源が定電圧源で構成されており、ＬＥＤ素子の順方向降下電圧Ｖｆのばらつきをトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧で吸収させるために、定電圧源の電源電圧をＬＥＤ直列回路の順方向降下電圧Ｖｆより十分に高くする必要があった。仮に、定電圧源の電源電圧がＬＥＤ直列回路の順方向降下電圧Ｖｆより低かった場合、トランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧が負の値となり、トランジスタが正常に動作しなくなる。したがって、カレントミラー回路が正常に動作しなくなり、全てのＬＥＤ直列回路に同電流を流すことができなくなってしまう。

また、当該ＬＥＤ発光装置を使用する環境（特に温度）により、ＬＥＤ素子の特性が変化する場合がある。例えば、使用する環境（温度）が高温で、ＬＥＤ素子の温度が上昇すると、ＬＥＤ素子の順方向降下電圧Ｖｆは低くなる。しかし、ＬＥＤ素子を発光させるための電源が定電圧源で構成されているため、ＬＥＤ素子の順方向降下電圧Ｖｆが低下した分、トランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧が高くなってしまう。この結果、トランジスタの発熱量が増加するという問題があった。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ＬＥＤ発光装置において、カレントミラー回路を動作させるための専用の制御電源および制御ラインが不要であり、かつ、ＬＥＤ直列回路の順方向降下電圧にばらつきがあっても、カレントミラー回路を正常に動作させることができる電流駆動回路および発光装置を提供することにある。

本発明の第１の側面によって提供される電流駆動回路は、定電流回路から出力される定電流により、内蔵する発光ダイオード素子を発光させる電流駆動回路であって、複数の前記発光ダイオード素子を直列接続した直列発光回路を、複数個並列接続して構成される発光部と、複数の前記直列発光回路の各々に直列接続された複数のトランジスタを含んで構成され、前記複数の直列発光回路のうちの１の前記直列発光回路に流れる電流を、前記１の直列発光回路以外の前記直列発光回路に入力するカレントミラー回路と、を備え、前記カレントミラー回路は、前記１の直列発光回路と前記１の直列発光回路に直列接続された前記トランジスタとの接続点と、前記複数のトランジスタの制御端子間を接続する第１接続ラインとを、接続する第２接続ラインに、所定の電圧値の電圧降下を生じさせる電圧降下手段を設けた。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記所定の電圧値は、前記発光ダイオード素子毎の順方向降下電圧のばらつきに起因した前記直列発光回路毎の電圧降下値に基づき設定される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記所定の電圧値は、前記複数の直列発光回路毎の電圧降下値のうちの、同一環境での最大降下電圧値と最小降下電圧値との差分より大きな値が設定される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電圧降下手段は、ツェナーダイオードである。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記トランジスタは、バイポーラトランジスタであり、前記制御端子は、前記バイポーラトランジスタのベース端子である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記バイポーラトランジスタは、前記直列発光回路に対して、前記定電流回路の低電位側に配置されるときは、ＮＰＮ型により構成され、前記直列発光回路に対して、前記定電流回路の高電位側に配置されるときは、ＰＮＰ型により構成される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記バイポーラトランジスタは、直流電流増幅率が１００以上のものを利用する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記バイポーラトランジスタのエミッタ端子には、エミッタ抵抗が設けられている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記トランジスタは、複数のバイポーラトランジスタをダーリントン接続したダーリントントランジスタである。

本発明の好ましい実施の形態において、前記１の直列発光回路を構成する前記発光ダイオードの数は、前記１の直列発光回路以外の前記直列発光回路を構成する前記発光ダイオードの数以上で構成される。

本発明の好ましい実施の形態においては、複数の前記発光部を備え、前記複数の発光部は、少なくとも第１発光部および第２発光部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の発光部は、それぞれ異なる前記定電流回路から出力される定電流により、前記発光ダイオード素子を発光させる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１発光部あるいは前記第２発光部の一方は、前記直列発光回路の各々に対して、前記定電流回路の低電位側に、前記トランジスタが直列接続され、他方は、前記直列発光回路の各々に対して、前記定電流回路の高電位側に、前記トランジスタが直列接続される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１発光部を構成する前記発光ダイオード素子の総数は、前記第２発光部を構成する前記発光ダイオード素子の総数より多い。

本発明の第２の側面によって提供される発光装置は、本発明の第１の側面によって提供される電流駆動回路と、前記電流駆動回路を配置する基板と、前記定電流回路と、を有する。

本発明の第３の側面によって提供される発光装置は、本発明の第１の側面によって提供される電流駆動回路と、前記電流駆動回路を配置する基板と、前記定電流回路と、を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の発光ダイオード素子は、前記基板上に配置され、平面視において、マトリクス状に配置される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１発光部を構成する前記発光ダイオード素子の総数は、第１の偶数個であり、前記第２発光部を構成する前記発光ダイオード素子の総数は、前記第１の偶数個より少ない第２の偶数個である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の偶数個は２０個であり、前記第１発光部は、前記発光ダイオード素子を５個直列接続した前記直列発光回路を、４個並列接続して、構成され、前記第２の偶数個は１２個であり、前記第２発光部は、前記発光ダイオード素子を６個直列接続した前記直列発光回路を、２個並列接続して、構成されており、さらに、前記定電流回路に直列接続された、前記発光ダイオード素子を４個直列接続した前記直列発光回路からなる直列発光回路部と、を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、平面視において、前記基板の内側から外側に向け、前記直列発光部を構成する発光ダイオード素子、前記第２発光部を構成する発光ダイオード素子、前記第１発光部を構成する発光ダイオード素子の順に配置される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板は、略矩形状であり、平面視において、前記基板上に、前記第１発光部を構成する前記直列発光回路に直列接続された複数の前記トランジスタと前記第２発光部を構成する前記直列発光回路に直列接続された複数の前記トランジスタとが、前記複数の発光ダイオード素子を挟んで互いに反対側に配置される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板上に、前記第１発光部を構成する前記直列発光回路に直列接続された複数の前記トランジスタまたは前記第２発光部を構成する前記直列発光回路に直列接続された複数の前記トランジスタのいずれか一方が配置されている側に、前記定電流回路からの電源ラインを接続するための入出力端子が配置される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記定電流回路と前記電流駆動回路とは、前記定電流回路の高電位側と低電位側との２本の前記電源ラインのみで接続される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記定電流回路は、前記複数の直列発光回路の順方向降下電圧の最小値と、前記トランジスタの電圧降下値と、前記電圧降下素子の電圧降下値と、の総和より大きな電位差を発生させる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光ダイオード素子、透光樹脂、実装端子、および、ケースを各々が具備し、かつ、前記基板上に配置された複数のＬＥＤモジュールを備える。

本発明によれば、カレントミラー回路を用いた電流駆動回路および発光装置において、１の直列発光回路とその直列発光回路に直列接続されたトランジスタとの接続点から分岐した第１接続ラインを、電圧降下手段を介して、各トランジスタのベース端子に接続するようにした。これにより、１の直列発光回路に流れる電流の一部を、電圧降下手段を介して、各トランジスタの制御端子に流すことができる。したがって、カレントミラー回路を動作させる専用の制御電源および制御ラインが不要となる。

さらに、電圧降下手段を設けたことで、直列発光回路の順方向降下電圧のばらつきがあっても、電圧降下手段によりトランジスタの両端の電圧が引き上げられる。その結果、電圧降下手段が直列発光回路のばらつきを吸収し、カレントミラー回路を正常に動作させることができる。ひいては、定電流回路からの電流を直列発光回路の回路数分に、均等に分流することができ、同一電流量の電流を全ての直列発光回路に流すことができる。

また、発光ダイオード素子を発光させるための電源を定電流回路で構成できるため、本発明に係る電流駆動回路や発光装置を使用する環境（特に温度）により、発光ダイオード素子の温度が上昇し、発光ダイオード素子の順方向降下電圧Ｖｆが低くなっても、トランジスタに印加される電圧に大きな変化は生じない。したがって、トランジスタの発熱量を抑えることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の回路図である。 第１実施形態に係る定電流回路の一例を示す回路図である。 第１実施形態に係るカレントミラー回路の変形例を示す回路図である。 第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の変形例（その１）を示す回路図である。 第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の変形例（その２）を示す回路図である。 第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置の回路図である。 第２実施形態に係る電流駆動回路を示す平面図である。 ＬＥＤモジュールの構造を説明するための図である。 第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置の変形例を示す回路図である。 従来のカレントミラー回路を用いたＬＥＤ発光装置の一例を示す回路図である。

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置１の回路図である。図示するように、ＬＥＤ発光装置１は、電流駆動回路２と定電流回路３とにより構成されている。

電流駆動回路２は、発光部ＬＵ、カレントミラー回路ＣＭ、および、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を含んで構成されている。

発光部ＬＵは、複数のＬＥＤ素子Ｄを直列接続した直列発光回路部Ｕを複数個有している。そして、発光部ＬＵは、これら複数の直列発光回路部Ｕを並列に接続して構成されている。本実施形態において、発光部ＬＵは、図１に示すように、６個のＬＥＤ素子Ｄを直列に接続した直列発光回路部Ｕを４個、並列に接続し、総計２４個のＬＥＤ素子Ｄを備えている。ここで、４個の直列発光回路部Ｕをそれぞれ、第１直列発光回路部Ｕ１、第２直列発光回路部Ｕ２、第３直列発光回路部Ｕ３、第４直列発光回路部Ｕ４とし、これらを区別しないときは直列発光回路部Ｕと表現する。なお、上記個数は一例であり、これに限定されるものではない。

各ＬＥＤ素子Ｄは、そのアノード端子が定電流回路３の高電位側に、カソード端子が定電流回路３の低電位側に接続されるように配置されている。各ＬＥＤ素子Ｄのアノード端子からカソード端子に電流が流れることで、各ＬＥＤ素子Ｄが発光する。

カレントミラー回路ＣＭは、各直列発光回路部Ｕに直列に接続されたトランジスタＱ１〜Ｑ４およびツェナーダイオードＺＤを含んで構成される。カレントミラー回路ＣＭは、各直列発光回路部Ｕに、それらを流れる電流が等しくなるように、定電流回路３から出力される電流を均等に分流する。

トランジスタＱ１〜Ｑ４は、図１に示すように、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、各直列発光回路部Ｕを構成する一番後段（低電位側）のＬＥＤ素子Ｄに直列に接続されている。トランジスタＱ１は、第１直列発光回路部Ｕ１の低電位側に接続されている。ここで、後述する抵抗器Ｒ１を含め、これらの直列回路を、第１直列駆動回路部ＳＣ１とする。トランジスタＱ２は、第２直列発光回路部Ｕ２の低電位側に接続されており、後述する抵抗器Ｒ２を含め、これらの直列回路を、第２直列駆動回路部ＳＣ２とする。同様に、トランジスタＱ３は、第３直列発光回路部Ｕ３の低電位側に接続されており、後述する抵抗器Ｒ３を含め、これらの直列回路を、第３直列駆動回路部ＳＣ３とする。また、トランジスタＱ４は、第４直列発光回路部Ｕ４の低電位側に接続されており、後述する抵抗器Ｒ４を含め、これらの直列回路を、第４直列駆動回路部ＳＣ４とする。なお、第１直列駆動回路部ＳＣ１ないし第４直列駆動回路部ＳＣ４を区別しないときは、直列駆動回路部ＳＣと表現する。

本実施形態において、同一の特性を有するトランジスタＱ１〜Ｑ４を用いている。特性として、例えば、ベース電流Ｉ_Bに対するコレクタ電流Ｉ_Cの比率（直流電流増幅率）ｈ_FE（＝Ｉ_C／Ｉ_B）が、１００以上のものを用いている。なお、この直流電流増幅率ｈ_FEは、高ければ高い方がトランジスタＱ１〜Ｑ４のベース端子に入力する電流を小さくすることができるため、無駄な電力損失を抑えることができる。また、コレクタ−エミッタ間飽和電圧Ｖ_CE(sat)が０．５Ｖ（Ｍａｘ）、コレクタ−エミッタ間電圧の許容電圧が６０Ｖ程度のものを用いている。

トランジスタＱ１〜Ｑ４のコレクタ端子は、上記のように、各直列発光回路部Ｕの一番後段のＬＥＤ素子Ｄのカソード端子に接続されている。

トランジスタＱ１〜Ｑ４のエミッタ端子は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を介して、定電流回路３の低電位側の電源ラインに接続されている。すなわち、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４は、エミッタ抵抗として機能する。抵抗器Ｒ１〜Ｒ４は、その両端電圧が所定の電圧（例えば、０．４Ｖ）となるように抵抗値が選定されている。抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を設けることで、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４に流れる電流により電位差が生じる。これにより、トランジスタＱ１〜Ｑ４のベース−エミッタ間電圧Ｖ_BEのばらつきを吸収し、各直列駆動回路部ＳＣに流れる電流を安定させることができる。なお、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４は無くてもよいが、上記のように電流を安定させるために設けておくことが望ましい。

トランジスタＱ１〜Ｑ４のベース端子（特許請求の範囲の「制御端子」に相当）は、第１接続ラインにより共通に接続されている。また、第１直列駆動回路部ＳＣ１を構成する第１直列発光回路部Ｕ１とトランジスタＱ１との接続点Ａからは第２接続ラインが分岐している。この第２接続ラインには、電圧降下手段としてツェナーダイオードＺＤが設けられている。ツェナーダイオードＺＤは、そのカソード端子側が接続点Ａに接続され、アノード端子側は、各トランジスタＱ１〜Ｑ４のベース端子を接続する第１接続ラインに接続されている。よって、接続点Ａから分流した電流が、ツェナーダイオードＺＤを介して、各トランジスタＱ１〜Ｑ４のベース端子に入力されるようにしている。

ツェナーダイオードＺＤは、降伏現象を利用した定電圧素子であり、逆方向（カソード端子からアノード端子に向かう方向）に所定値以上の電圧が印加されると、逆方向に電流が流れる。このとき、ツェナーダイオードＺＤに印加される電圧が上がっても、ツェナーダイオードＺＤによって降下される電圧はあまり変わらず、電流量が増大するだけである。したがって、ツェナーダイオードＺＤは、流れる電流値にかかわらず、所定の電圧（ツェナー電圧）分を降下させる電圧降下手段として機能する。このときのツェナー電圧は、各直列発光回路部Ｕの順方向降下電圧Ｖｆのばらつきを考慮して設定される。１つのＬＥＤ素子Ｄの順方向降下電圧Ｖｆは、一般的に３．０Ｖ〜４．０Ｖ程度のばらつきがある。よって、直列発光回路部Ｕを構成するＬＥＤ素子Ｄの個数をＮ個（Ｎは正の整数）とすると、直列発光回路部Ｕによる降下電圧ΣＶｆの最大値は４・Ｎ［Ｖ］、最小値は３・Ｎ［Ｖ］であり、そのばらつきの最大は、４・Ｎ−３・Ｎ［Ｖ］となる。ツェナーダイオードＺＤは、ツェナー電圧が４・Ｎ−３・Ｎ［Ｖ］以上のものを利用する。なお、各直列発光回路部Ｕの順方向降下電圧Ｖｆのばらつきを考慮するとき、同一環境（特に温度）で考慮することが望ましい。例えば、ＬＥＤ素子Ｄは温度の変化により順方向降下電圧Ｖｆが変化するため、同一の温度でのＬＥＤ素子Ｄの順方向降下電圧Ｖｆに基づき、ツェナー電圧を設定する。

具体的には、本実施形態において、図１に示すように、各直列発光回路部Ｕは、６個のＬＥＤ素子Ｄを直列接続しているため、同一環境（温度）において、１つの直列発光回路部Ｕによる降下電圧ΣＶｆの最大値は２４．０Ｖ（４．０Ｖ×６個）、最小値は１８．０Ｖ（３．０Ｖ×６個）となる。したがって、直列発光回路部Ｕによる電圧降下のばらつきは、最大で６．０Ｖ（＝２４．０Ｖ−１８．０Ｖ）となる。ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧は、この最大ばらつき以上に設定されるので、ツェナー電圧が６．０Ｖ以上のものを用いる。これにより、ツェナーダイオードＺＤに逆方向の電流が流れると、その両端に６．０Ｖ以上の電位差を生じさせ、この分の電圧を降下させる。ただし、ツェナー電圧を大きくしすぎると、定電流回路３の電源電圧を高電圧にする必要があるため、最大ばらつきに近い方がよい。よって、ツェナーダイオードＺＤは、６．０Ｖ〜１０．０Ｖ程度のツェナー電圧のものが好ましい。

定電流回路３は、電流駆動回路２に定電流を出力するものである。図２は、オペアンプを用いた定電流回路３の一例を示したものである。定電流回路３は、その内部で電流を一定に制御するために定電流出力制御等を行い、電源ラインに定電流を出力する。本実施形態において、定電流回路３は、その内部で定電流出力制御を行うため、電流駆動回路２に対してフィードバック用の接続ラインを設けていない。この定電流回路３は、高電位側の電源ラインと低電位側の電源ラインが短絡しても、定電流を出力するように制御されるため、電流駆動回路２に大電流が流れることを回避することができる。なお、この定電流回路３は、内部での制御により定電流を出力するものであればよく、図２に示す定電流回路３に限定されるものではない。

このように構成された第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置１の動作について説明する。

図１に示すＬＥＤ発光装置１において、各直列発光回路部Ｕには６個のＬＥＤ素子Ｄが直列に接続されている。仮に、各直列発光回路部Ｕの降下電圧ΣＶｆにばらつきがあり、第１直列発光回路部Ｕ１の降下電圧ΣＶｆを１８．０Ｖ（最小値）、その他の直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４の降下電圧ΣＶｆを２４．０Ｖ（最大値）とする。また、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を６．０Ｖ、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧を０．６Ｖであるとする。このとき、第１直列駆動回路部ＳＣ１では、第１直列発光回路部Ｕ１の降下電圧ΣＶｆは上記１８．０Ｖ、トランジスタＱ１のベース−エミッタ電圧は上記０．６Ｖ、抵抗器Ｒ１の降下電圧は、０．４Ｖである。そして、ツェナーダイオードＺＤの降下電圧（ツェナー電圧）が６．０Ｖであるため、トランジスタＱ１のコレクタ−ベース間電圧は等価の６．０Ｖとなり、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間電圧は６．６Ｖとなる。これにより、第１直列駆動回路部ＳＣ１全体の電位差は２５．０Ｖ（＝１８．０Ｖ＋６．６Ｖ＋０．４Ｖ）となる。

その他の直列駆動回路部ＳＣ２〜ＳＣ４は、直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４の降下電圧ΣＶｆが２４．０Ｖであり、抵抗器Ｒ２〜Ｒ４が０．４Ｖとなり、その和は２４．４Ｖとなる。直列駆動回路部ＳＣ１〜ＳＣ４は並列接続しているため、第１直列駆動回路部ＳＣ１に印加される電圧は、その他の直列駆動回路部ＳＣ２〜ＳＣ４にも印加される。よって、トランジスタＱ２〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間電圧は０．６Ｖ（＝２５．０Ｖ−２４．４Ｖ）となる。このときトランジスタＱ２〜Ｑ４は活性領域であり、正常に動作することできる。

これに対して、仮に、第１直列発光回路部Ｕ１の降下電圧ΣＶｆを２４．０Ｖ（最大値）、その他の直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４の降下電圧ΣＶｆを１８．０Ｖ（最小値）とする。また、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を６．０Ｖ、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧を０．６Ｖであるとする。このとき、第１直列駆動回路部ＳＣ１では、第１直列発光回路部Ｕ１の降下電圧ΣＶｆは上記２４．０Ｖ、トランジスタＱ１のベース−エミッタ電圧は上記０．６Ｖ、抵抗器Ｒ１の降下電圧は０．４Ｖである。そして、ツェナーダイオードＺＤの降下電圧（ツェナー電圧）が６．０Ｖであるため、トランジスタＱ１のコレクタ−ベース間電圧が６．０Ｖとなり、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間電圧は６．６Ｖとなる。これにより、第１直列駆動回路部ＳＣ１全体の電位差は３１．０Ｖ（＝２４．０Ｖ＋６．６Ｖ＋０．４Ｖ）となる。

その他の直列駆動回路部ＳＣ２〜ＳＣ４は、直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４の降下電圧ΣＶｆが１８．０Ｖであり、抵抗器Ｒ２〜Ｒ４が０．４Ｖとなり、その和は１８．４Ｖとなる。直列駆動回路部ＳＣ１〜ＳＣ４は並列接続しているため、第１直列駆動回路部ＳＣ１に印加される電圧は、その他の直列駆動回路部ＳＣ２〜ＳＣ４にも印加される。よって、トランジスタＱ２〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間電圧は１２．６Ｖ（＝３１．０Ｖ−１８．４Ｖ）となる。この場合も、トランジスタＱ２〜Ｑ４は活性領域であり、トランジスタＱ１〜Ｑ４は正常に動作することできる。

また、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を６．０Ｖとしたが、１０．０Ｖとしても、その分（４．０Ｖ＝１０．０Ｖ−６．０Ｖ）、トランジスタＱ２〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間電圧が高くなるだけであり、トランジスタＱ１〜Ｑ４は正常に動作することができる。

また、トランジスタＱ１〜Ｑ４のベース端子は第１接続ラインにより共通に接続されており、エミッタ端子も抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を介して、定電流回路３の低電位側の電源ラインに共通に接続されている。よって、トランジスタＱ１〜Ｑ４のベース−エミッタ間電圧Ｖ_BEは等しい。上記のように、トランジスタＱ１〜Ｑ４が正常に動作している場合、ベース−エミッタ間電圧Ｖ_BEが等しく、トランジスタＱ１〜Ｑ４は同特性のものを使用しているため、トランジスタＱ１〜Ｑ４に流れるベース電流Ｉ_Bも等しくなる。また、トランジスタＱ１〜Ｑ４は、ベース電流Ｉ_Bをｈ_FE倍した電流がコレクタ電流Ｉ_Cとなる特性を有しているので、各直列発光回路部Ｕ１〜Ｕ４に流れる電流が等しくなる。本実施形態において、定電流回路３から出力される電流値をＩ_inとすると、各直列駆動回路部ＳＣに流れる電流は、定電流Ｉ_inを均等に分流したものとなる。すなわち、各直列駆動回路部ＳＣに流れる電流は、全てＩ_in／４となる。

以上のことから、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置１は、ＬＥＤ素子Ｄの順方向降下電圧Ｖｆにばらつきがあったとしても、ツェナーダイオードＺＤにより、そのばらつき分、トランジスタＱ１〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間電圧を引き上げることが可能となる。これにより、トランジスタＱ１〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間電圧が活性領域内の電圧値となり、カレントミラー回路ＣＭの正常な動作が得られる。また、カレントミラー回路ＣＭが正常に動作することで、定電流回路３から出力される電流を均等に分流し、各直列発光回路部Ｕに同一電流量の電流を流すことができる。さらに、第１直列発光回路部Ｕ１とトランジスタＱ１とを接続する接続点Ａから分流した電流が各トランジスタＱ１〜Ｑ４のベース端子に入力され、カレントミラー回路ＣＭを動作させる。そのため、電流駆動回路２のカレントミラー回路ＣＭを動作させる専用の制御電源や制御ラインが不要となり、省線化および省部品化することができる。また、ＬＥＤ素子Ｄを発光させるための電源を定電流回路３で構成することができるため、使用する環境に応じて、ＬＥＤ素子Ｄの温度が上昇しても、トランジスタＱ１〜Ｑ４の発熱量を抑制することができる。

上記第１実施形態において、トランジスタＱ１〜Ｑ４としてバイポーラトランジスタを用いた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの他の半導体素子を代用してもよい。例えば、ＭＯＳＦＥＴの場合は、上記コレクタ端子がドレイン端子、エミッタ端子がソース端子、ベース端子がゲート端子に相当するように接続する（図３（ａ）参照）。トランジスタＱ１〜Ｑ４として、ＭＯＳＦＥＴを用いた場合、ゲート電流Ｉ_Gに対するドレイン電流Ｉ_Dの比率（Ｉ_D／Ｉ_G）を大きくすることができ、無駄な電力損失を抑えることができる。また、トランジスタＱ１〜Ｑ４の直流電流増幅率ｈ_FEは、上記したように高ければ高い方が、ベース電流Ｉ_Bを小さくすることができる。そのため、複数のバイポーラトランジスタをダーリントン接続したダーリントントランジスタを用いてもよい（図３（ｂ）参照）。

上記第１実施形態において、トランジスタＱ１〜Ｑ４を直列発光回路部Ｕより定電流回路３の低電位側に配置した場合を例に説明したが、図４に示すように、トランジスタＱ１〜Ｑ４を直列発光回路部Ｕ１〜Ｕ４より定電流回路３の高電位側に配置してもよい。この場合、トランジスタＱ１〜Ｑ４として、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを用いる。この場合においても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

上記第１実施形態において、各直列発光回路部Ｕ１〜Ｕ４を構成するＬＥＤ素子Ｄの数が同数（６個）である場合を例に説明したが、第１直列発光回路部Ｕ１を構成するＬＥＤ素子Ｄの数が、その他の直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４を構成するＬＥＤ素子Ｄの数以上であればよい。例えば、図５に示すように、第１直列発光回路部Ｕ１のＬＥＤ素子Ｄの数を６個、その他の直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４のＬＥＤ素子Ｄの数を５個とした場合も、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。具体的には、図５において、第１直列発光回路部Ｕ１を構成するＬＥＤ素子Ｄの数は、他の直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４より１個多く構成されている。このとき、第１直列発光回路部Ｕ１の降下電圧ΣＶｆは、他の直列発光回路部Ｕ２〜Ｕ４の降下電圧ΣＶｆに比べ、ＬＥＤ素子Ｄの個数差分（１個）の順方向降下電圧Ｖｆが高くなる。したがって、基準となる第１直列駆動回路部ＳＣ１の全体の電位差が高くなると、その分、他の直列駆動回路部ＳＣ２〜ＳＣ４のトランジスタＱ２〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間電圧が高くなる。この場合であっても、トランジスタＱ２〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間電圧は活性領域内の電圧値であるので、カレントミラー回路ＣＭは、正常に動作することができる。すなわち、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、トランジスタＱ１〜Ｑ４を直列発光回路部Ｕ１〜Ｕ４より定電流回路３の高電位側に配置した変形例も同様である。

上記第１実施形態において、定電流回路３から出力される電流を制御することで、ＬＥＤ素子Ｄに流れる電流値を変化させ、ＬＥＤ素子Ｄの輝度を調整する機能をさらに設けてもよい。例えば、定電流回路３にデューティ制御回路を設けておき、定電流回路３から出力される電流のデューティ比を変化させることで、ＬＥＤ素子Ｄの輝度を調整してもよい。また、定電流回路３から出力される電流値を制御することで、ＬＥＤ素子Ｄを調整してもよい。

また、第１実施形態において、上記するように発光部ＬＵを構成するＬＥＤ素子Ｄの数は限定されるものではない。より多くのＬＥＤ素子Ｄを備えることで、発光面積を広げたり、全体の輝度を明るくしたりすることができる。ただし、直列発光回路部Ｕを構成するＬＥＤ素子の個数を増やす、すなわち、直列接続するＬＥＤ素子の個数を増やすと、直列駆動回路部ＳＣの両端電圧が高くなる。よって、高電圧に対応した定電流回路３が必要となる。また、並列接続させる直列発光回路部Ｕの個数を増やし、ＬＥＤ素子の総数を増やすと、各直列発光回路部Ｕに流れる電流が少なくなり、ＬＥＤ素子１つ１つの輝度が低くなる。よって、各直列発光回路部Ｕに流れる電流を多くし、ＬＥＤ素子の輝度を高くするためには、高電流に対応した定電流回路３が必要となる。これらのような状況を回避するため、複数のＬＥＤ発光装置を用いて構成することで、ＬＥＤ素子１つ１つの輝度の低下を防止し、かつ、高性能な定電流回路を用いなくても、より多くのＬＥＤ素子Ｄを発光させることが可能となる。この場合を第２実施形態として、図面を用いて、以下に説明する。

図６は、第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置４の回路図である。図示するように、第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置４は、複合電流駆動回路５と複合定電流回路６とを含んで構成されている。

複合電流駆動回路５は、第１電流駆動回路５ａ、第２電流駆動回路５ｂ、第３電流駆動回路５ｃの３つの電流駆動回路により構成されている。

第１電流駆動回路５ａは、図１に示す第１実施形態に係る電流駆動回路２と同様に構成され、電流駆動回路２の発光部ＬＵにおいて、５個のＬＥＤ素子Ｄ１を直列に接続した直列発光回路部を４個並列接続したものである。よって、第１電流駆動回路部５ａは、総計２０個のＬＥＤ素子Ｄ１を含んでいる。第２電流駆動回路５ｂは、図４に示す第１実施形態の変形例に係る電流駆動回路２’と同様に構成され、変形例に係る電流駆動回路２’の発光部ＬＵにおいて、６個のＬＥＤ素子Ｄ２を直列に接続した直列発光回路部を２個並列接続したものである。よって、第２電流駆動回路部５ｂは、総計１２個のＬＥＤ素子Ｄ２を含んでいる。第３電流駆動回路５ｃは、４個のＬＥＤ素子Ｄ３を直列に接続した直列発光回路部のみで構成されている。よって、第３電流駆動回路５ｃは、１つの直列発光回路部のみで構成されるため、カレントミラー回路を備えていない。

複合定電流回路６は、第１定電流回路６ａ、第２定電流回路６ｂ、第３定電流回路６ｃの３つの定電流回路により構成されている。

第１定電流回路６ａは、第１実施形態に係る定電流回路３と同様に構成され、第１電流駆動回路５ａに定電流を供給する。第２定電流回路６ｂも、第１実施形態に係る定電流回路３と同様に構成され、第２電流駆動回路５ｂに定電流を供給する。第３定電流回路６ｃも、第１実施形態に係る定電流回路３と同様に構成され、第３電流駆動回路５ｃに定電流を供給する。なお、図６において、第１定電流回路６ａないし第３定電流回路６ｃの高電位側の電源ラインの一部を共通にしているが、これに限定されるものではなく、それぞれ別々に接続しておいてもよい。

上記のようなＬＥＤ発光装置４において、第１電流駆動回路５ａは、カレントミラー回路の動作により、第１定電流回路６ａから出力される電流を均等に分流し、各直列発光回路部に同一の電流を流す。よって、第１電流駆動回路５ａの複数のＬＥＤ素子Ｄ１に同じ電流が流れ、複数のＬＥＤ素子Ｄ１は同一の輝度で発光する。同様に、第２電流駆動回路５ｂは、カレントミラー回路の動作により、第２定電流回路６ｂから出力される電流を均等に分流し、各直列発光回路部に同一の電流を流す。よって、第２電流駆動回路５ｂの複数のＬＥＤ素子Ｄ２に同じ電流が流れ、複数のＬＥＤ素子Ｄ２は同一の輝度で発光する。なお、第１電流駆動回路５ａや第２電流駆動回路５ｂのカレントミラー回路等の動作は、上記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。第３電流駆動回路５ｃは、第３定電流回路６ｃに直列に接続されているため、第３定電流回路６ｃから出力される電流がそのまま直列発光回路部に流れる。よって、第３電流駆動回路５ｃの複数のＬＥＤ素子Ｄ３に同じ電流が流れ、複数のＬＥＤ素子Ｄ３は同一の輝度で発光する。

以上のように、第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置４において、第１電流駆動回路５ａおよび第２電流駆動回路５ｂは、それぞれが上記第１実施形態と同様に、カレントミラー回路を動作させるための専用の制御電源や制御ラインが不要となる。さらに、第１電流駆動回路５ａおよび第２電流駆動回路５ｂにおいて、ＬＥＤ素子Ｄ１，Ｄ２の順方向降下電圧Ｖｆにばらつきがあっても、それぞれにおけるカレントミラー回路を正常に動作させ、各直列発光回路部に同一電流を流すことができる。

続いて、図７は、このように回路構成された複合電流駆動回路５を基板上に実装したときの平面図を示している。

基板ＢＰは略矩形状をしており、当該矩形の長辺と平行な方向をｘ方向、短辺と平行な方向をｙ方向とする。基板ＢＰは、セラミックスまたはガラスエポキシ樹脂、あるいは表面に絶縁処理が施されたアルミ板などからなる基材１０、および、基材１０の表面および裏面に形成された、例えばＡｕやＡｇなどの金属からなる配線パターン１１などにより構成されている。

基材１０には、基板ＢＰを各種支持部材などに固定するために、その４隅に表面から裏面に向け貫通孔Ｈが設けられている。また、基材１０の表面には、図６に示す複合電流駆動回路５を構成する各種電子部品（ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３、トランジスタＱ１１〜Ｑ１４，Ｑ２１，Ｑ２２、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２、抵抗器Ｒ１１〜Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２２など）が配置されている。なお、ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３は、後述するＬＥＤモジュールＬＭ（ＬＭ１〜ＬＭ３）として、配置されている。

配線パターン１１は、複合電流駆動回路５の各種電源ラインや接続ラインに相当し、電流経路を構成している。配線パターン１１は、基材１０の裏面にも形成されており、図７において、二重丸で示す部分は、基材１０の表面に構成された配線パターン１１から裏面に構成された配線パターン１１に接続されている部分である。なお、この基材１０の裏面に構成される配線パターン１１についての図示は省略する。本実施形態において、基板ＢＰは、略矩形状の基材１０を用いて構成しているが、この形状に限定されるものではない。

基板ＢＰの中央部には、複数のＬＥＤモジュールＬＭがマトリクス状に配置されている。図８は、基板ＢＰ上に配置された複数のＬＥＤモジュールＬＭのうちいずれか１つをｙ方向から見たときの断面図を示している。なお、図８において、ｚ方向は、ｘ方向およびｙ方向の両方に直交する方向である。ＬＥＤモジュールＬＭは、図８に示すように、ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３、透光樹脂３１、実装端子３２、および、ケース３３を具備して構成される。

ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３は、図６の回路図におけるＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３に相当するものであり、いわゆる２ワイヤタイプのＬＥＤチップとして構成される。透光樹脂３１は、ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３を覆っており、透明樹脂などの材質からなる。実装端子３２は、ＬＥＤモジュールＬＭを、面実装するためのものであり、例えば、Ｃｕ合金などからなるリードの裏面である。このリードの表面には、ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３が実装され、ワイヤがボンディングされている。ケース３３は、たとえば白色樹脂からなり、ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３を囲む枠状である。ケース３３の内側面は、ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３からの光を反射することによりこの光を出射させるリフレクタとして機能している。ここで、ＬＥＤモジュールＬＭにおいて、第１電流駆動回路５ａを構成するＬＥＤ素子Ｄ１を用いて構成したものを、ＬＥＤモジュールＬＭ１とする。同様に、第２電流駆動回路５ｂを構成するＬＥＤ素子Ｄ２を用いて構成したものをＬＥＤモジュールＬＭ２とし、第３電流駆動回路５ｃを構成するＬＥＤ素子Ｄ３を用いて構成したものをＬＥＤモジュールＬＭ３と表現する。

図７に戻り、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤモジュールＬＭは、その中央部から外側に向け、複数のＬＥＤモジュールＬＭ３、複数のＬＥＤモジュールＬＭ２、そして、複数のＬＥＤモジュールＬＭ１の順に配置されている。本実施形態では、複数のＬＥＤモジュールＬＭをマトリクス状に配置できるように、第１電流駆動回路５ａは２０個のＬＥＤ素子Ｄ１（ＬＥＤモジュールＬＭ１）、第２電流駆動回路５ｂは１２個のＬＥＤ素子Ｄ２（ＬＥＤモジュールＬＭ２）、第３電流駆動回路５ｃは４個のＬＥＤ素子Ｄ３（ＬＥＤモジュールＬＭ３）により、構成している。なお、図６に示すＬＥＤ発光装置４の回路図においても、ＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３の個数を上記のように構成している。

基板ＢＰの１つの短辺（第１短辺）ＳＳ１側には、複合定電流回路６の入出力端子（Ｖｃｃ，ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，ＧＮＤ３）がｙ方向に一列に配置されている。また、第１短辺ＳＳ１側には、入出力端子（Ｖｃｃ，ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，ＧＮＤ３）とマトリクス状に配置された複数のＬＥＤモジュールＬＭとの間に第２電流駆動回路５ｂを構成する、ツェナーダイオードＺＤ２、トランジスタＱ２１，Ｑ２２、および、抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２が配置されている。

一方、基板ＢＰのもう１つの短辺（第２短辺）ＳＳ２側には、第１電流駆動回路５ａを構成する、ツェナーダイオードＺＤ２、トランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４、および、抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４が配置されている。したがって、第１電流駆動回路５ａを構成する上記電子部品と、第２電流駆動回路５ｂを構成する上記電子部品とは、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤモジュールＬＭを挟んで反対側に配置されている。このように配置することで、第１電流駆動回路５ａを構成する電子部品と第２電流駆動回路５ｂを構成する電子部品とをそれぞれ集めることが可能となる。これにより、配線パターン１１の長さを短縮することができる。また、このように配置するため、複合電流駆動回路５は、第１電流駆動回路５ａのカレントミラー回路の位置をその発光部より複合定電流回路６の低電位側に、第２電流駆動回路５ｂのカレントミラー回路の位置をその発光部より複合定電流回路６の高電位側にした回路構成としている（図６参照）。

基板ＢＰの１つの長辺（第１長辺）ＬＳ１側には、複合定電流回路６の高電位側の電源ラインに相当する配線パターン１１が配置されている。一方、基板ＢＰのもう１つの長辺（第２長辺）ＬＳ２側には、複合定電流回路６の低電位側の電源ラインに相当する配線パターン１１が配置されている。したがって、複合定電流回路６の高電位側の電源ラインと低電位側の電源ラインとは、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤモジュールＬＭを挟んで反対側に配置されている。このように配置することで、高電位側の電源ラインと低電位側の電源ラインとの距離を離すことが可能となる。これにより、複合電流駆動回路５内での短絡の危険性を低減させることができる。

上記第２実施形態において、第１電流駆動回路５ａのカレントミラー回路をその発光部より第１定電流回路６ａの低電位側に配置し、第２電流駆動回路５ｂのカレントミラー回路をその発光部より高電位側に配置した場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、第１電流駆動回路５ａのカレントミラー回路をその発光部より第１定電流回路６ａの高電位側に配置し、第２電流駆動回路５ｂのカレントミラー回路をその発光部より低電位側に配置してもよい。その他、第１電流駆動回路５ａおよび第２電流駆動回路５ｂの両方とも、カレントミラー回路をそれらの発光部より低電位側（あるいは高電位側）に配置してもよい。また、上記第２実施形態において、第１電流駆動回路５ａないし第３電流駆動回路５ｃのＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３の個数も上記したものに限定されるものではない。

上記第２実施形態において、上記第１実施形態と同様に、複合定電流回路６から出力される電流を制御することで、複合電流駆動回路５のＬＥＤ素子Ｄに流れる電流値を変化させ、ＬＥＤ素子Ｄの輝度を調整する機能をさらに設けてもよい。第１実施形態では、１つの定電流回路３から出力される電流により、電流駆動回路２を動作させ複数のＬＥＤ素子を発光させていたため、全てのＬＥＤ素子が同一の輝度となる。それに対し、第２実施形態では、各定電流回路６ａ〜６ｃを備えることにより、それぞれに対応した電流駆動回路５ａ〜５ｃのＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３に流れる電流を個別に制御することが可能となる。よって、各電流駆動回路５ａ〜５ｃを構成するＬＥＤ素子Ｄ１〜Ｄ３ごとにその輝度を調整することができる。

上記第１実施形態および上記第２実施形態において、電圧降下手段として、ツェナーダイオードを用いた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、所定の電圧値降下させるものであればよい。例えば、所定の電圧値降下させるように、抵抗器やＬＥＤ素子を用いてもよい。このとき、電圧降下手段として抵抗器を用いた場合、流れる電流により抵抗器自体が発熱してしまうことが懸念される。しかし、本発明においては、接続点Ａから分岐した電流が抵抗器に入力される。この電流は、第１直列駆動回路部ＳＣ１を流れる電流値に比べ、小さなものである。そのため、抵抗器による発熱を抑えることができ、抵抗器を用いても上記問題を防止することができる。また、電圧降下手段として１つ以上のＬＥＤ素子を用いた場合、接続点Ａから分岐した電流により、ＬＥＤ素子を発光させることができるため、より多くのＬＥＤ素子を発光させることができる。ただし、電圧降下用のＬＥＤ素子に流れる電流は、上記抵抗器の場合と同様に、第１直列駆動回路部ＳＣ１を流れる電流値に比べ、小さなものであるため、輝度は比較的低い。

上記第１実施形態および上記第２実施形態において、ＬＥＤとして、ＯＬＥＤ（有機エレクトロルミネッセンス）を用いても、同様に実現可能である。

本発明に係る電流駆動回路および発光装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲を逸脱しなければ、各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１，１’，４，４’ ＬＥＤ発光装置 （発光装置）
２，２’ 電流駆動回路 （電流駆動回路）
３ 定電流回路 （定電流回路）
５，５’ 複合電流駆動回路 （電流駆動回路）
５ａ，５ａ’ 第１電流駆動回路 （電流駆動回路）
５ｂ，５ｂ’ 第２電流駆動回路 （電流駆動回路）
５ｃ 第３電流駆動回路 （電流駆動回路）
６ 複合定電流回路 （定電流回路）
６ａ 第１定電流回路 （定電流回路）
６ｂ 第２定電流回路 （定電流回路）
６ｃ 第３定電流回路 （定電流回路）
ＬＵ 発光部 （発光部、第１発光部、第２発光部）
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 発光ダイオード素子 （発光ダイオード素子）
Ｕ１〜Ｕ４ 直列発光回路部 （直列発光回路）
ＳＣ１〜ＳＣ４ 直列駆動回路部
Ｑ１〜Ｑ４，Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ２１〜Ｑ１４ トランジスタ （トランジスタ）
ＺＤ，ＺＤ１，ＺＤ２ ツェナーダイオード （電圧降下手段）
ＣＭ，ＣＭ’，ＣＭ” カレントミラー回路 （カレントミラー回路）
Ｒ１〜Ｒ４，Ｒ１１〜Ｒ１４，Ｒ２１〜Ｒ２４ 抵抗器 （エミッタ抵抗）
ＢＰ 基板 （基板）
１０ 基材
１１ 配線パターン
ＬＭ，ＬＭ１，ＬＭ２，ＬＭ３ ＬＥＤモジュール
３１ 透光樹脂
３２ 実装端子
３３ ケース

Claims (25)

1. 定電流回路から出力される定電流により、内蔵する発光ダイオード素子を発光させる電流駆動回路であって、
   複数の前記発光ダイオード素子を直列接続した直列発光回路を、複数個並列接続して構成される発光部と、
   複数の前記直列発光回路の各々に直列接続された複数のトランジスタを含んで構成され、前記複数の直列発光回路のうちの１の前記直列発光回路に流れる電流を、前記１の直列発光回路以外の前記直列発光回路に入力するカレントミラー回路と、
   を備え、
   前記カレントミラー回路は、前記１の直列発光回路と前記１の直列発光回路に直列接続された前記トランジスタとの接続点と、前記複数のトランジスタの制御端子間を接続する第１接続ラインとを、接続する第２接続ラインに、所定の電圧値の電圧降下を生じさせる電圧降下手段を設けた、
   電流駆動回路。
2. 前記所定の電圧値は、前記発光ダイオード素子毎の順方向降下電圧のばらつきに起因した前記直列発光回路毎の電圧降下値に基づき設定される、
   請求項１に記載の電流駆動回路。
3. 前記所定の電圧値は、前記複数の直列発光回路毎の電圧降下値のうちの、同一環境での最大降下電圧値と最小降下電圧値との差分より大きな値が設定される、
   請求項２に記載の電流駆動回路。
4. 前記電圧降下手段は、ツェナーダイオードである、
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電流駆動回路。
5. 前記トランジスタは、バイポーラトランジスタであり、
   前記制御端子は、前記バイポーラトランジスタのベース端子である、
   請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電流駆動回路。
6. 前記バイポーラトランジスタは、前記直列発光回路に対して、前記定電流回路の低電位側に配置されるときは、ＮＰＮ型により構成され、前記直列発光回路に対して、前記定電流回路の高電位側に配置されるときは、ＰＮＰ型により構成される、
   請求項５に記載の電流駆動回路。
7. 前記バイポーラトランジスタは、直流電流増幅率が１００以上のものを利用する、
   請求項５または請求項６のいずれかに記載の電流駆動回路。
8. 前記バイポーラトランジスタのエミッタ端子には、エミッタ抵抗が設けられている、
   請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載の電流駆動回路。
9. 前記トランジスタは、複数のバイポーラトランジスタをダーリントン接続したダーリントントランジスタである、
   請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電流駆動回路。
10. 前記１の直列発光回路を構成する前記発光ダイオードの数は、前記１の直列発光回路以外の前記直列発光回路を構成する前記発光ダイオードの数以上で構成される、
    請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の電流駆動回路。
11. 複数の前記発光部を備え、
    前記複数の発光部は、少なくとも第１発光部および第２発光部を含む、
    請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の電流駆動回路。
12. 前記複数の発光部は、それぞれ異なる前記定電流回路から出力される定電流により、前記発光ダイオード素子を発光させる、
    請求項１１に記載の電流駆動回路。
13. 前記第１発光部あるいは前記第２発光部の一方は、前記直列発光回路の各々に対して、前記定電流回路の低電位側に、前記トランジスタが直列接続され、
    他方は、前記直列発光回路の各々に対して、前記定電流回路の高電位側に、前記トランジスタが直列接続される、
    請求項１１または請求項１２のいずれかに記載の電流駆動回路。
14. 前記第１発光部を構成する前記発光ダイオード素子の総数は、前記第２発光部を構成する前記発光ダイオード素子の総数より多い、
    請求項１１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の電流駆動回路。
15. 請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の電流駆動回路と、
    前記電流駆動回路を配置する基板と、
    前記定電流回路と、を有する、
    発光装置。
16. 請求項１１ないし請求項１４のいずれか一項に記載の電流駆動回路と、
    前記電流駆動回路を配置する基板と、
    前記定電流回路と、を有する、
    発光装置。
17. 前記複数の発光ダイオード素子は、前記基板上に配置され、平面視において、マトリクス状に配置される、
    請求項１６に記載の発光装置。
18. 前記第１発光部を構成する前記発光ダイオード素子の総数は、第１の偶数個であり、
    前記第２発光部を構成する前記発光ダイオード素子の総数は、前記第１の偶数個より少ない第２の偶数個である、
    請求項１７に記載の発光装置。
19. 前記第１の偶数個は２０個であり、
    前記第１発光部は、前記発光ダイオード素子を５個直列接続した前記直列発光回路を、４個並列接続して、構成され、
    前記第２の偶数個は１２個であり、
    前記第２発光部は、前記発光ダイオード素子を６個直列接続した前記直列発光回路を、２個並列接続して、構成されており、
    さらに、前記定電流回路に直列接続された、前記発光ダイオード素子を４個直列接続した前記直列発光回路からなる直列発光回路部と、を有する、
    請求項１８に記載の発光装置。
20. 平面視において、前記基板の内側から外側に向け、前記直列発光部を構成する発光ダイオード素子、前記第２発光部を構成する発光ダイオード素子、前記第１発光部を構成する発光ダイオード素子の順に配置される、
    請求項１９に記載の発光装置。
21. 前記基板は、略矩形状であり、
    平面視において、前記基板上に、前記第１発光部を構成する前記直列発光回路に直列接続された複数の前記トランジスタと前記第２発光部を構成する前記直列発光回路に直列接続された複数の前記トランジスタとが、前記複数の発光ダイオード素子を挟んで互いに反対側に配置される、
    請求項１６ないし請求項２０のいずれか一項に記載の発光装置。
22. 前記基板上に、前記第１発光部を構成する前記直列発光回路に直列接続された複数の前記トランジスタまたは前記第２発光部を構成する前記直列発光回路に直列接続された複数の前記トランジスタのいずれか一方が配置されている側に、前記定電流回路からの電源ラインを接続するための入出力端子が配置される、
    請求項２１に記載の発光装置。
23. 前記定電流回路と前記電流駆動回路とは、前記定電流回路の高電位側と低電位側との２本の前記電源ラインのみで接続される、
    請求項１５ないし請求項２２のいずれか一項に記載の発光装置。
24. 前記定電流回路は、前記複数の直列発光回路の順方向降下電圧の最小値と、前記トランジスタの電圧降下値と、前記電圧降下素子の電圧降下値と、の総和より大きな電位差を発生させる、
    請求項１５ないし請求項２３のいずれか一項に記載の発光装置。
25. 前記発光ダイオード素子、透光樹脂、実装端子、および、ケースを各々が具備し、かつ、前記基板上に配置された複数のＬＥＤモジュールを備える、
    請求項１５ないし請求項２４のいずれか一項に記載の発光装置。

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