JP2017135091A - 照明用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部電源装置が不要で、所定の時間間隔でＬＥＤ光源を点滅制御するスイッチ回路を備えた照明用光源装置を実現する。
【解決手段】照明用光源装置１００は、回路基板の導電部に、少なくとも、入力交流を直流に整流するための交流−直流整流部１０と、交流−直流整流部１０の出力部に電気的に接続され、回路基板１の回路の一部として内蔵された電源部２０と、複数のＬＥＤ３１を有するＬＥＤ光源３０と、電源部２０の出力部とＬＥＤ光源３０との間に介設され、ＬＥＤ光源３０に供給する電圧を制御するための電圧制御部４０と、電源部２０とＬＥＤ光源３０との間に電気的に接続され、ＬＥＤ光源３０を所定の時間間隔で点滅制御するためのスイッチ回路５０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）を有するＬＥＤ光源を所定の間隔で点滅制御するためのスイッチ回路を備えた照明用光源装置に関する。

生鮮野菜等の植物や茸等の菌類子実体などの安定供給や自給率の向上のため、照明用光源装置の一つとして、いわゆる植物工場に用いられる植物育成用光源装置が注目されている。植物育成用光源装置は、光源として人工光を用いることにより、季節や外部環境等に関係なく、安定した植物供給を実現している。

近年、植物育成用光源についての開発は著しく、従来の蛍光灯やナトリウムランプに代えて、波長の異なる複数色のＬＥＤ光源を用いることが主流となってきている。植物育成用光源装置に関する技術としては、例えば、第１の波長の光を植物に照射する第１光源と、第１光源とは異なる波長の光を植物の育成段階に応じて照射する第２光源とを備えてなる植物育成用光源装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−９７９００号公報 ＬＥＤ植物工場（２０１１年１月２７日、日刊工業新聞社、６２頁「ＬＥＤによるパルス照明」）

ところで、特許文献１の植物育成用光源装置には、交流−直流整流機能を備えた外部電源装置（いわゆるＡＣ／ＤＣアダプタ）が必要であった（特許文献１の図２参照）。特許文献１の植物育成用光源装置は、各光源ユニットにコネクタを備え、複数の光源ユニットで１台の外部電源装置を共有している。

しかし、１台の外部電源装置に接続可能な光源ユニットの数は、当該外部電源装置の消費電力によって制限される。また、植物育成装置に多数の光源ユニットを配設する場合には、例えば、消費電力約３２０Ｗ，重量約１〜２ｋｇ程度の外部電源装置が複数台必要となり、配線の取り回しが煩雑なだけでなく、設備コストが増大していた。

また、植物の育成過程においては、植物育成用光源を連続して点灯させるよりも、当該植物育成用光源を点滅させる方が植物の成長を促進することができることが報告されている（非特許文献１参照）。したがって、植物育成用光源を数ｍｓｅｃ〜数百μｓｅｃ程度の所定の時間間隔で点滅制御可能なスイッチ回路の開発が求められていた。

本発明は、上記の事情に鑑みて創案されたものであり、外部電源装置が不要で、ＬＥＤ光源を所定の時間間隔で点滅制御するためのスイッチ回路を備えた照明用光源装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明用光源装置は、回路基板の導電部に、少なくとも、入力交流を直流に整流するための交流−直流整流部と、上記交流−直流整流部の出力部に電気的に接続され、上記回路基板の回路の一部として内蔵された電源部と、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源と、上記電源部の出力部と上記ＬＥＤ光源との間に介設され、上記ＬＥＤ光源に供給する電圧を制御するための電圧制御部と、上記電源部と上記ＬＥＤ光源との間に電気的に接続され、上記ＬＥＤ光源を所定の時間間隔で点滅制御するためのスイッチ回路を有することを特徴とする。

上記照明用光源装置の構成において、上記電源部は、定電流電源回路または定電圧電源回路であることが好ましい。

また、上記電圧制御部は、電圧可変によって出力電流を制御するための電界効果素子と、上記出力電流の電圧を降下するための電圧降下部と、を有することが好ましい。

さらに、上記電界効果素子はＭＯＳＦＥＴ、ＦＥＴ、またはＣＭＯＳで形成され、上記電圧降下部は電気的に直列接続された複数のコイルで形成されていることが好ましい。

また、上記スイッチ回路は、出力制御部を備えることが好ましい。

さらに、上記出力制御部はコンデンサを備え、上記ＬＥＤ電源の消灯時に上記コンデンサに電荷を蓄えると共に、上記ＬＥＤ電源の点灯時に上記コンデンサに蓄えた電荷を給電することが好ましい。

そして、上記スイッチ回路は、数ｍｓｅｃ〜数百μｓｅｃ間隔で前記ＬＥＤ光源を点滅させるマイクロタイム・スイッチ回路であることが好ましい。

また、上記スイッチ回路の入力部に、上記ＬＥＤ光源の光量を調節するための調光回路部が電気的に接続されていることが好ましい。

さらに、上記調光回路部は、抵抗値を可変操作するための可変抵抗器を含むことが好ましい。

そして、上記可変抵抗器は、パルス幅変調信号を発信して、該可変抵抗器の抵抗値を可変操作するためのパルス幅変調回路部を備えていることが好ましい。

加えて、上記交流−直流整流部の入力部、もしくは上記スイッチ回路の入力部に、出力端子が電気的に接続されていることが好ましい。

本発明に係る照明用光源装置によれば、電源部を回路基板の回路の一部として内蔵しているので、外部電源装置が不要である。また、スイッチ回路を備えることにより、所定の間隔でＬＥＤ光源を点滅制御することができ、植物の成長を促進することができるという優れた効果を発揮する。

第１の実施形態に係る照明用光源装置の回路図である。 第２の実施形態に係る照明用光源装置の回路図である。 第３の実施形態に係る照明用光源装置の回路図である。 第３の実施形態において、照明用光源装置同士を電気的に複数接続した状態の模式図である。

以下、図面を参照して、第１から第３の実施形態に係る照明用光源装置について説明する。ただし、図面において、同一又は類似の部材や部分には同一又は類似の符号を付している。また、図面は模式的に図示しており、実際の寸法や比率等とは必ずしも一致しない。さらに、図面相互間において、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることがある。
〔第１の実施形態〕
（照明用光源装置の構成）

まず、図１を参照して、第１の実施形態に係る照明用光源装置１００の構成について説明する。図１は第１の実施形態に係る照明用光源装置の回路図である。

図１に示すように、第１の実施形態に係る照明用光源装置１００は、回路基板１の導電部に、少なくとも、交流−直流整流部１０、電源部２０、ＬＥＤ光源３０、電圧制御部４０、およびスイッチ回路部５０を有する。

回路基板１としては、例えば、アルミニウム基板、銅基板、セラミック基板、またはプリント基板等の汎用基板が挙げられる。回路基板１は、他にユニバーサル基板なども使用可能であり、例示の基板に限定されない。例えば、本実施形態に係る照明用光源装置１００を植物育成もしくは植物栽培装置に用いる場合、回路基板１は植物棚の形状やサイズに合わせて横長長方形状や短冊状の外形を呈するが、基板形状は例示の形状に限定されない。第１の実施形態に係る照明用光源装置１００を植物育成もしくは植物栽培用光源装置として用いる場合、回路基板１の表面には、ＰＰＦＤ（光合成有効光量子束密度）を反射するコーティングを施すことが好ましい。

本実施形態に係る照明用光源装置１００を構成する交流−直流整流部１０、電源部２０、ＬＥＤ光源３０、電圧制御部４０、スイッチ回路部５０等の電子部品および回路は、回路基板１の導電部に実装される。

交流−直流整流部１０は、入力端子１１Ａ，１１Ｂから入力された１００Ｖ〜２４０Ｖの交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に整流する。ＬＥＤ光源３０は、基本的にＤＣ駆動だからである。本実施形態の交流−直流整流部１０としては、例えば、図１に例示したように、４個のダイオードを組み合わせたダイオードブリッジを採用することが好ましい。ダイオードブリッジは、ダイオードで入力ＡＣのマイナス側の振幅をクランプし、マイナス側の波形を反転させてＤＣ整流するための全波形整流回路である。

交流−直流整流部１０の入力部には、ＡＣ電源を入力するための入力端子１１Ａ，１１Ｂが電気的に接続されている。一方の入力端子１１Ａまたは１１Ｂには、定格以上の大電流から電気回路を保護するためのヒューズ１２が介設されている。また、交流−直流整流部１０の出力部には、ＤＣ化した波形を平滑にするためのコンデンサ７１が電気的に並列接続されている。

本実施形態では、交流−直流整流部１０として全波形整流を行うダイオードブリッジを採用したが、これに限定されず、１個のダイオードで入力ＡＣのマイナス側の振幅をクランプする半整流回路を採用しても構わない。コンデンサ７１の容量と負荷が同じ場合は、全波整流回路の方が半波整流回路よりもリップル（Ｒｉｐｐｌｅ；脈流）を小さくすることができる。

交流−直流整流部１０の出力部には、電源部２０の入力部が電気的に接続されている。すなわち、本実施形態に係る照明用電源装置１００は、電源部２０を回路基板１の回路の一部として内蔵している。

電源部２０としては、出力電流が一定である定電流電源回路と、出力電圧が一定である定電圧電源回路が存在する。本実施形態の電源部２０には、例えば、定電流電源回路を採用することが好ましい。定電流電源回路は、内部インピーダンスの大きさに拘わらず、出力電流が一定に保持されるからである。本実施形態の電源部２０には、１００Ｖ〜２４０Ｖの可変電圧を出力可能な定電流電源回路を採用したが、これに限定されず、定電圧電源回路を採用しても構わない。また、電源部２０は、例えば、電源チップＩＣを採用することが好ましいが、当該電源チップＩＣに限定されない。

ＬＥＤ光源３０は、例えば、白色に発光する複数のＬＥＤ３１が電気的に直列接続されている。直列接続するＬＥＤの数は、特に限定されない。ＬＥＤ３１としては、１Ｗ〜２０Ｗ／チップの出力であり、光量が大きく高輝度を有するハイパワーＬＥＤ光源を採用することが好ましい。１Ｗ以上の出力としたのは、出力が１Ｗ／チップ以上のＬＥＤを一般にハイパワーＬＥＤと称しているからである。他方、２０Ｗ以下の出力としたのは、現行において出力が２０Ｗ／チップ以下のものがハイパワーＬＥＤとして市販されているので、好適な上限として示したものであり、必ずしも２０Ｗを超えるハイパワーＬＥＤを排除する趣旨ではない。

電源部２０の可変電圧出力部とＬＥＤ光源３０との間には、当該ＬＥＤ光源３０に供給する電圧を制御するための電圧制御部４０が介設されている。本実施形態の電圧制御部４０は、例えば、電圧可変によって出力電流を制御するための電界効果素子４１と、当該出力電流を電圧降下させるための電圧降下部４２と、で構成することが好ましい。

電界効果素子４１としては、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の他、ゲート（Ｇ）の絶縁に金属酸化膜を用いたＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）等の素子が挙げられる。ＭＯＳＦＥＴには、ｐ型のＰチャンネルＭＯＳＦＥＴとｎ型のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴがある。ＣＭＯＳは、ＰＭＯＳＦＥＴとＮＭＯＳＦＥＴの双方を一つの回路に備えている。

本実施形態では、電界効果素子４１として、例えば、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを採用することが好ましいが、当該ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴに限定されない。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴは、ゲート（Ｇ）、ドレイン（Ｄ）、ソース（Ｓ）の３端子からなる半導体素子であり、Ｇ−Ｓ間電圧によってＤ−Ｓ間電流を制御することができる。

電界効果素子４１のソース（Ｓ）端子は、交流−直流整流部１０のプラス出力部に電気的に接続されている。また、交流−直流整流部１０のプラス出力部は、電源部２０の入力部が接続されている。電源部２０の入力部には、抵抗６２，６３が電気的に直列接続されている。さらに、電源部２０の入力部の抵抗６２，６３の後流側には、グランドに接続されたノイズ除去用のフィルタコンデンサ７５が電気的に分岐接続されている。電源部２０の電圧出力部には、電界効果素子４１のゲート（Ｇ）が電気的に接続されている。さらに、電源部２０の出力部は、電圧制御部４０を構成する電界効果素子４１と抵抗６１との間に電気的に接続されている。電界効果素子４１のドレイン（Ｄ）には、抵抗６１を介して、電圧降下部４２の入力部が電気的に接続されている。

電界効果素子４１のドレイン（Ｄ）と抵抗６１の間と、交流−直流整流部１０のマイナス出力との間には、ダイオード８１が電気的に並列接続されている。すなわち、当該ダイオード８１のカソードは電界効果素子４１のドレイン（Ｄ）と抵抗６１の間に電気的に接続され、アノードは交流−直流整流部１０のマイナス出力に電気的に接続されている。

本実施形態の電圧降下部４２は、例えば、複数のコイル（インダクタ）によって構成されている。電圧降下部４２は、電気的に直列接続するコイルの数を設定することにより、設定電圧が定められる。電圧降下部４２の出力部は、スイッチ回路５０を介してＬＥＤ光源３０のアノードに接続されている。ＬＥＤ光源３０のカソードは、スイッチ回路５０のマイナス出力部に電気的に接続されている。

スイッチ回路５０は、ＬＥＤ光源３０を所定の時間間隔で点滅制御するための回路である。本実施形態のスイッチ回路５０は、数ｍｓｅｃ〜数百μｓｅｃ間隔でＬＥＤ光源３０を点滅させるマイクロタイム・スイッチ回路であることが好ましい。植物の育成過程においては、ＬＥＤ光源３０を数ｍｓｅｃ〜数百μｓｅｃ間隔で点滅させることにより、植物の成長を促進することができる。スイッチ回路５０としては、例えば、水晶発振器の発振波をデジタル制御可能な回路が挙げられるが、ＬＥＤ光源３０を数ｍｓｅｃ〜数百μｓｅｃ間隔で間欠駆動することができればよく、例示の回路に限定されない。具体的には、スイッチ回路５０によって、例えば、２００μｓｅｃ〜４００μｓｅｃの間隔でＬＥＤ光源３０を点滅制御する。

スイッチ回路５０は、出力制御部７０を備える。出力制御部７０は、複数（本実施形態では２個）のコンデンサ７２，７３を備えている。これらのコンデンサ７２，７３は、電圧降下部４２のプラス出力部と交流−直流整流部１０のマイナス出力部との間に電気的に並列接続されている。スイッチ回路５０側のコンデンサ７３には、蓄電容量の大きいコンデンサを採用することが好ましい。蓄電容量の大きいコンデンサとしては、例えば、電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ；Electric double-layer capacitor）が挙げられるが、蓄電容量が大きければよく、例示のコンデンサに限定されない。

コンデンサ７２と電源部２０の入力部とは、コンデンサ出力系で結線されている。コンデンサ出力系は、電源部２０の入力部の抵抗６３とフィルタコンデンサ７５との間に電気的に接続されている。コンデンサ出力系には、ダイオード８２、ツェナーダイオード８３、および抵抗６４が電気的に接続されている。ツェナーダイオード８３は、ダイオード８２と逆接続され、ツェナー電圧（降伏電圧）を超えたときにツェナー電流を流すようになっている。スイッチ回路５０によるＬＥＤ電源３０の消灯時には、コンデンサ７２，７３は電荷を蓄える。特に、コンデンサ７３はＥＤＬＣ等で構成され、蓄電容量が大きい。他方、スイッチ回路５０によるＬＥＤ電源３０の点灯時には、コンデンサ７２，７３に蓄えた電荷をＬＥＤ電源３０に給電すると共に、上記コンデンサ出力系を介して電源部２０の入力部に出力する。

また、電圧降下部４２の入力部は、抵抗６５，６６を介して、コンデンサ出力系に電気的に接続されている。抵抗６５，抵抗６６の各入力部は、電源部２０と電気的に接続されている。
（照明用光源装置の作用）

次に、図１を参照して、本実施形態に係る照明用光源装置１００の作用について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る照明用光源装置１００の入力端子１１Ａ，１１Ｂに不図示の交流電源を接続することにより、１００Ｖ〜２４０Ｖの交流（ＡＣ）が入力される。入力端子１１Ａ，１１Ｂに入力された交流（ＡＣ）は、交流−直流整流部１０によって直流（ＤＣ）に整流される。本実施形態の交流−直流整流部１０は、例えば、全波形整流回路としてのダイオードブリッジによって形成されているので、ダイオードで入力ＡＣのマイナス側の振幅をクランプし、マイナス側の波形を反転させてＤＣ整流する。

一方の入力端子１１Ａまたは１１Ｂと交流−直流整流部１０の入力部との間にはヒューズ１２が介設されており、定格以上の大電流が流れると、当該ヒューズ１２が切れて、ＡＣ入力を遮断する。また、交流−直流整流部１０の出力部にはコンデンサ７１が電気的に並列接続されているので、当該交流−直流整流部１０でＤＣ化した波形を平滑にすることができる。

交流−直流整流部１０の出力部には、電源部２０の入力部が電気的に接続されている。すなわち、電源部１０は、回路基板１の回路の一部として内蔵されている。当該電源部１０としては、内部インピーダンスの大きさに拘わらず、出力電流が一定に保持されるので、定電流電源回路を採用することが好ましい。電源部２０は、出力電流を一定としながら、例えば、１００Ｖ〜２４０Ｖの電圧範囲で可変電圧を出力する。

電源部２０の電圧出力部とＬＥＤ光源３０との間には、電圧制御部４０が介設されている。電圧制御部４０は、ＬＥＤ光源３０に供給する電圧を制御する機能を有する。本実施形態の電圧制御部４０は、例えば、電界効果素子４１と電圧降下部４２とで構成されている。

電界効果素子４１は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＦＥＴ、またはＣＭＯＳ等の電界効果トランジスタで形成されている。ＭＯＳＦＥＴ、ＦＥＴ、またはＣＭＯＳ等の電界効果トランジスタによれば、電圧可変によって出力電流を容易に制御することができる。電界効果素子４１の電圧入力部は、電源部２０の電圧出力部と電気的に接続されている。電界効果素子４１のドレイン（Ｄ）は、ダイオード８１、抵抗６１、電圧降下部４２、およびスイッチ回路５０を介して、ＬＥＤ光源３０のアドードと電気的に接続されている。

他方、電圧降下部４２は、例えば、電気的に直列接続された複数のコイル（インダクタ）によって形成され、電界効果素子４１の出力電流を電圧降下する。電圧降下部４２の入力部は、上述のように抵抗６１およびダイオード８１を介して、電界効果素子４１のドレイン（Ｄ）に電気的に接続されている。電圧降下部４２の出力部は、スイッチ回路５０を介して、ＬＥＤ光源３０のアノードに接続されている。

すなわち、本実施形態の電界効果素子４１として、例えば、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴを採用する場合は、電源部１０から１００Ｖ〜２４０Ｖの範囲でＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲート（Ｇ）に可変電圧を入力することにより、Ｇ−Ｓ間電圧を変化させてＤ−Ｓ間電流を制御することができる。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのドレン（Ｄ）から電圧制御部４２に入力された出力電流は、電圧降下部４２によって電圧降下される。

電圧制御部４０とＬＥＤ光源３０との間には、ＬＥＤ光源３０を所定の時間間隔で点滅制御するためのスイッチ回路５０が介設されている。本実施形態のスイッチ回路５０は、数ｍｓｅｃ〜数百μｓｅｃ間隔でＬＥＤ光源３０を点滅させるマイクロタイム・スイッチ回路である。

さらに、スイッチ回路５０は、コンデンサ７２，７３からなる出力制御部７０を備えている。スイッチ回路５０によるＬＥＤ電源３０の消灯時には、コンデンサ７２，７３は電荷を蓄える。特に、コンデンサ７３はＥＤＬＣ等で構成され、蓄電容量が大きい。他方、スイッチ回路５０によるＬＥＤ電源３０の点灯時には、コンデンサ７２，７３に蓄えた電荷をＬＥＤ電源３０に給電すると共に、上記コンデンサ出力系を介して電源部２０の入力部に出力する。

以上説明したように、本実施形態に係る照明用光源装置１００は、電源部１０を回路基板１の回路の一部として内蔵している。したがって、本実施形態に係る照明用光源装置１００によれば、外部電源装置が不要であり、外部電源装置の配線の取り回しの煩わしさから解放され、設備コストを低減することができる。

また、本実施形態に係る照明用光源装置１００は、電圧制御部４０とＬＥＤ光源３０との間にスイッチ回路５０を備えている。したがって、本実施形態に係る照明用光源装置１００によれば、スイッチ回路５０によってＬＥＤ光源３０を所定の時間間隔で点滅させることにより、植物の成長を促進することができる。特に、本実施形態のスイッチ回路５０は、２００μｓｅｃ〜４００μｓｅｃの間隔でＬＥＤ光源３０を点滅制御する。このように２００μｓｅｃ〜４００μｓｅｃの間隔でＬＥＤ光源３０を点滅させるのは、この時間範囲で植物にＬＥＤ光を間欠照射することにより、ＬＥＤ光の連続照射に比して、単位光量当たりの光合成の割合と成長の割合を２０％から２５％増大させることができるからである。

さらに、本実施形態に係る照明用光源装置１００は、スイッチ回路５０がコンデンサ７２，７３からなる出力制御部７０を備えている。スイッチ回路５０によってＬＥＤ電源３０が消灯した時には、コンデンサ７２，７３に電荷を蓄えることができる。他方、スイッチ回路５０によってＬＥＤ電源３０が点灯した時には、コンデンサ７２，７３に蓄えた電荷をＬＥＤ電源３０に給電することができる。したがって、本実施形態に係る照明用光源装置１００によれば、消費電力を抑えて、ＬＥＤ光源の駆動出力を間欠的に増大させることができる。特に、本実施形態に係る照明用光源装置１００は、スイッチ回路５０側のコンデンサ７３としてＥＤＬＣを採用しているので、コンデンサ７２，７３を設置しない場合に比べて、消費電力を抑えながら１．５〜１．６倍の駆動出力を間欠的に得ることができる。
〔第２の実施形態〕

次に、図２を参照して、第２の実施形態に係る照明用光源装置２００の構成について説明する。図２は第２の実施形態に係る照明用光源装置の回路図である。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明する。

図２に示すように、第２の実施形態に係る照明用光源装置２００は、スイッチ回路５０の入力部に、ＬＥＤ光源３０の光量を調節するための調光回路部９０が電気的に接続されている点が、第１の実施形態に係る照明用光源装置１００と異なる。すなわち、交流−直流整流部１０のプラス出力部とマイナス出力部との間に、オプショナルな構成要素としての調光回路部９０が電気的に並列接続されている。

本実施形態の調光回路部９０は、例えば、可変抵抗器を含んでおり、可変抵抗器の抵抗値を手動操作することにより、ＬＥＤ光源３０の光量を調節することができる。さらに、本実施形態の調光回路部６０としての可変抵抗器にパルス幅変調回路部を電気的に接続すれば、当該パルス幅変調回路部のＰＷＭ信号によって可変抵抗器の抵抗値を可変操作することができる。よって、遠隔操作により調光回路部９０を操作して、ＬＥＤ光源３０の光量を調節することができる。

本実施形態のＬＥＤ光源３０は、複数のＬＥＤ３１，３１が電気的に直列接続され、１Ｗ〜２０Ｗ／チップの高出力であり、光量が大きく高輝度を有する。したがって、本実施形態の調光回路部９０によって、ハイパワーＬＥＤ光源の光量を増減調節することができる。

調光回路部９０の入力部には、例えば、ＥＣＬＤ等からなる蓄電容量の大きいコンデンサ７３が電気的に並列接続されているので、調光回路部６０による光量の調整を行った後の駆動出力を間欠的に増大させることができる。

第２の実施形態に係る照明用光源装置２００は、基本的に第１の実施形態に係る照明用光源装置１００と同様の作用効果を奏する。特に、第２の実施形態に係る照明用光源装置２００によれば、スイッチ回路５０の入力部に、ＬＥＤ光源３０の光量を調節するための調光回路部が電気的に接続されているので、手動操作もしくは遠隔操作によってＬＥＤ光源３０の光量を所望の値に調節することができるという有利な効果を奏する。
〔第３の実施形態〕

次に、図３および図４を参照して、第２の実施形態に係る照明用光源装置３００の構成について説明する。図３は第３の実施形態に係る照明用光源装置の回路図である。図４は第３の実施形態において、照明用光源装置同士を電気的に複数接続した状態の模式図である。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明する。

図３に示すように、第３の実施形態に係る照明用光源装置３００は、交流−直流整流部１０の入力部に、出力端子１３Ａ，１３Ｂが電気的に接続されている点が、第１の実施形態に係る照明用光源装置１００と異なる。すなわち、入力端子１１Ａとヒューズ１２との間、および入力端子１１Ｂと交流−直流整流部１０のマイナス出力端子との間に、出力端子１３Ａ，１３Ｂが電気的に接続されている。当該出力端子１３Ａ，１３Ｂに別の照明用光源装置３００の入力端子１３Ａ，１３Ｂを電気的に接続することにより、照明用光源装置３００同士を簡単に多数接続することができる。

図４に示すように、当該出力端子１３Ａ，１３Ｂの存在により、本実施形態に係る照明用光源装置３００同士を電気的に複数個接続することができる。本実施形態に係る照明用光源装置３００同士の電気的な接続は、直列接続であるか、並列接続であるかを問わない。

第３の実施形態に係る照明用光源装置３００は、基本的に第１の実施形態に係る照明用光源装置１００と同様の作用効果を奏する。特に、第３の実施形態に係る照明用光源装置３００によれば、交流−直流整流部１０の入力部に、出力端子１３Ａ，１３Ｂが電気的に接続されているので、照明用光源装置３００同士を電気的に直列接続および並列接続することにより、多数の照明用光源装置３００を縦横に接続することができる。例えば、植物育成もしくは植物栽培装置に多数の照明用光源装置３００を配設しても、電源部１０が回路基板１の回路として内蔵されているので、外部電源装置は要しない。なお、第２の実施形態に係る照明用光源装置２００において、交流−直流整流部１０の入力部に出力端子１３Ａ，１３Ｂを電気的に接続してもよい。

また、各照明用光源装置３００において、一方の入力端子１１Ａまたは１１Ｂと交流−直流整流部１０の入力部との間にはヒューズ１２が介設されている。したがって、定格以上の大電流が流れても、当該ヒューズ１２が切れてＡＣ入力を遮断するので、複数の照明用光源装置３００の連鎖的な破損を防止することができる。
〔他の実施形態〕

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。すなわち、第１の実施形態では、ＬＥＤ光源３０において単一色（例えば、白色）の複数のＬＥＤ３１を電気的に直列に接続しているが、これに限定されず、例えば、波長の異なる複数色のＬＥＤ３１を電気的に直列接続してもよい。波長の異なる複数色のＬＥＤ３１，３１間には、抵抗を介設してもよい。また、複数のＬＥＤ３１が電気的に並列接続されている場合を排除するものではない。

ＬＥＤの発色としては、例えば、ＬＥＤ光源３０を植物育成もしくは植物栽培用光源として用いる場合、光合成に有効な赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）の組み合わせ、または植物の育成状態を人間の目で視認しやすい白色（Ｗ）が挙げられる。植物の光合成に関わるクロロフィルが吸収しやすい波長は、４５０ｎｍ程度、６６０ｎｍ程度とされる。また、赤色弱光反応や青色強光反応は、光形態形成に関わるフィトクロームが反応しやすい波長とされる。赤色（Ｒ）ＬＥＤは、例えば、６２０〜７００ｎｍの長波長域で発光ピークを有する。青色（Ｂ）ＬＥＤは、例えば、４００〜４８０ｎｍの短波長域で発光ピークを有する。白色（Ｗ）ＬＥＤは、現在、青色（Ｂ）ＬＥＤと蛍光体を組み合わせたものが主流であり、励起波長は４５０ｎｍ（青色）である。なお、本実施形態で例示したＬＥＤ光源３０の発色の組み合わせは例示であって限定されるものではなく、例えば、波長の異なる複数色のＬＥＤを任意に組み合わせることができる。

例えば、ハイパワーＬＥＤ光源において、赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）の組み合わせの駆動電圧は、例えば、Ｒ（２Ｖ）が９個で１８Ｖ、およびＢ（３Ｖ）が３個で９Ｖの構成が挙げられ、合計２７Ｖ駆動となる。白色（Ｗ）の駆動電圧は、例えば、Ｗ（３Ｖ）×１２個で、３６Ｖ駆動となる。

また、第３の実施形態では、交流−直流整流部１０の入力部に出力端子１３Ａ，１３Ｂを電気的に接続しているが、これに限定されず、スイッチ回路５０の入力部に出力端子１３Ａ，１３Ｂを電気的に接続してもよい。また、第２の実施形態に係る照明用光源装置２００において、スイッチ回路５０の入力部に出力端子１３Ａ，１３Ｂを電気的に接続してもよい。このように本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

本発明に係る照明用光源装置は、植物育成用もしくは植物栽培用光源装置の他、ＬＥＤ光源の波長を適宜設定することにより、茸等の菌類子実体育成用もしくは菌類子実体栽培用光源装置、虫避け用光源装置、または獣避け用光源装置などの種々の光源装置として、広く適用することができる。

１ 回路基板、
１０ 交流−直流整流部、
１３Ａ，１３Ｂ 出力端子、
２０ 電源部、
３０ ＬＥＤ光源、
３１ ＬＥＤ、
４０ 電圧制御部、
４１ 電界効果素子、
４２ 電圧降下部、
５０ スイッチ回路、
７０ 出力制御部、
９０ 調光回路部、
９１Ａ，９１Ｂ 出力端子、
１００，２００，３００ 照明用光源装置。

Claims (11)

1. 回路基板の導電部に、少なくとも、
   入力交流を直流に整流するための交流−直流整流部と、
   前記交流−直流整流部の出力部に電気的に接続され、前記回路基板の回路の一部として内蔵された電源部と、
   複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源と、
   前記電源部の出力部と前記ＬＥＤ光源との間に介設され、前記ＬＥＤ光源に供給する電圧を制御するための電圧制御部と、
   前記電源部と前記ＬＥＤ光源との間に電気的に接続され、前記ＬＥＤ光源を所定の時間間隔で点滅制御するためのスイッチ回路を有することを特徴とする照明用光源装置。
2. 前記電源部は、定電流電源回路または定電圧電源回路であることを特徴とする請求項１に記載の照明用光源装置。
3. 前記電圧制御部は、電圧可変によって出力電流を制御するための電界効果素子と、前記出力電流の電圧を降下するための電圧降下部と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明用光源装置。
4. 前記電界効果素子はＭＯＳＦＥＴ、ＦＥＴ、またはＣＭＯＳで形成され、前記電圧降下部は電気的に直列接続された複数のコイルで形成されていることを特徴とする請求項３に記載の照明用光源装置。
5. 上記前記スイッチ回路は、出力制御部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の照明用光源装置。
6. 前記出力制御部はコンデンサを備え、前記ＬＥＤ電源の消灯時に前記コンデンサに電荷を蓄えると共に、前記ＬＥＤ電源の点灯時に前記コンデンサに蓄えた電荷を給電することを特徴とする請求項５に記載の照明用光源装置。
7. 前記スイッチ回路は、数ｍｓｅｃ〜数百μｓｅｃ間隔で前記ＬＥＤ光源を点滅させるマイクロタイム・スイッチ回路であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の照明用光源装置。
8. 前記スイッチ回路の入力部に、前記ＬＥＤ光源の光量を調節するための調光回路部が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明用光源装置。
9. 前記調光回路部は、抵抗値を可変操作するための可変抵抗器を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の照明用光源装置。
10. 前記可変抵抗器は、パルス幅変調信号を発信して、該可変抵抗器の抵抗値を可変操作するためのパルス幅変調回路部を備えていることを特徴とする請求項９に記載の照明用光源装置。
11. 前記交流−直流整流部の入力部、もしくは前記スイッチ回路の入力部に、出力端子が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の照明用光源装置。