JP2023183024A - 調色ｌｅｄ照明装置および調光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ発光素子の温度変化に伴う照明の色の変化を適切に抑制する。
【解決手段】複数色のＬＥＤ発光素子１２により構成される発光面と、ＬＥＤ発光素子１２の電圧値を計測する計測器２４と、ＬＥＤ発光素子１２に印加する電流値を制御する電流制御装置２１と、を備え、発光面が、第１の色のＬＥＤ発光素子１２１を複数個接続してなる第１の色のＬＥＤ発光素子群と、第２の色のＬＥＤ発光素子１２２を複数個接続してなる第２の色のＬＥＤ発光素子群と、を備え、電流制御装置２１は、第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電圧値の変化量が閾値を超えた場合に、該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより、該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、調色ＬＥＤ照明装置および調光方法に関する。

従来、異なる色の光を発光する複数のＬＥＤ発光素子を基板の同一平面上に実装したＬＥＤ光源装置が知られている（たとえば、特許文献１，２参照）。
また、ＬＥＤ発光素子は、発光により発熱するため、継続して発光させると温度が上昇し、温度の変化に対して光束量が変化することで、光の色が変化することが知られている。また、赤色ＬＥＤ発光素子は高温になると光束量が大きく減少し、反対に、青色ＬＥＤ発光素子は高温になると光束量が少し増加するなど、ＬＥＤ発光素子の色に応じて、温度の変化に伴う光の色の変化の態様が異なることも知られている。

ここで、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤ発光素子を同時に発光させた場合、時間の経過とともにＬＥＤ発光素子の温度が上昇することで、各色の光束量（発光強度）が変化し、各色のＬＥＤ発光素子から照射される光の色も変わるため、各色のＬＥＤ発光素子から照射される光が合成されて生じる照明の色も時間経過に伴い変化してしまう場合があった。このような時間経過に伴う照明の色の変化は、特に舞台照明において大きな問題となる。

このような問題に対して、特許文献２では、サーミスタなどの温度測定素子により、光源装置全体の基板温度をモニターし、光束量の温度依存性（ｌｍ－Ｔｊ特性）の近似式に基づいて、基準となる基準光束量から、温度変化に伴い変化した光束量への変化量を求め、光束量の電流依存性（ｌｍ－Ｉｆ特性）の近似式から、基準光束量を確保できる順方向電流の制御量を求め、求めた順方向電流の制御量を加味した順方向電流をＬＥＤ発光素子に印加することにより、ＬＥＤ発光素子の温度が変化しても、温度変化前の光束量で各ＬＥＤ発光素子を発光させる技術が開示されている。

特開２０１９－１０２３９６号公報 国際公開第２００５／０１１００６号公報

しかしながら、多色光源を構成するＬＥＤ発光素子の色ごとに基板からの熱抵抗が異なり、また、ＬＥＤ発光素子の色ごとに印加する電流値や電圧値も異なる場合があるため、ＬＥＤ発光素子の温度は一律ではなく、ＬＥＤ発光素子の色ごとに温度が異なる場合がある。そのため、特許文献２において、サーミスタなどの温度測定素子により光源装置全体の基板温度をモニターしても、各ＬＥＤ発光素子の温度変化を適切に把握することができず、ＬＥＤ発光素子の温度変化による照明の色の変化に対して適切に対応することができないという問題があった。

本発明の課題は、ＬＥＤ発光素子の温度変化に伴う照明の色の変化を適切に抑制することができる、調色ＬＥＤ照明装置を提供することである。

本発明の第１の観点に係る調色ＬＥＤ照明装置は、複数色のＬＥＤ発光素子により構成される発光面と、前記ＬＥＤ発光素子の電圧値を計測する計測器と、前記ＬＥＤ発光素子に印加する電流値を制御する電流制御装置と、を備え、前記発光面が、第１の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第１の色のＬＥＤ発光素子群と、第２の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第２の色のＬＥＤ発光素子群と、を備えて構成されており、前記計測器は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電圧値を計測することができ、前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電圧値の変化量が閾値を超えた場合に、該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を調整する。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて電流値を変更した直後の電圧値を電圧判定値として記憶し、前記計測器により計測された前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のリアルタイムの電圧値が、電流値を変更した直後の前記電圧判定値から変化した電圧値の変化量を算出し、当該電圧値の変化量が閾値を超えた場合に、該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を調整する構成とすることができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電流値、温度および光束量の相関関係に基づく補正式または補正テーブルを記憶しており、前記電流制御装置は、前記計測器により、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて計測した電圧値を計測電圧値として記憶する第１ステップ、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電圧値の変化量が閾値を超えたかを判定する第２ステップ、前記第２ステップで前記変化量が閾値を超えたと判定された場合に、前記補正式または前記補正テーブルに基づいて、電流値の補正値を取得し、当該電流値の補正値に基づいて該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を補正する第３ステップ、を実行する構成とすることができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記補正式または前記補正テーブルにおいて、前記電流値の補正値は、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の温度変化に伴い変化した光束量を、温度変化前の光束量に戻すために、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量の電流値依存特性に基づいて決定される関係にあり、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の温度変化に伴い変化した光束量は、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量の温度変化依存特性に基づいて決定される関係にあり、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の温度の変化量は、前記電圧値の変化量と、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の電圧値の温度依存特性に基づいて決定される関係にある構成とすることができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記第３ステップにおいて補正された電流値の電流を前記該当する色のＬＥＤ発光素子群に印加した直後の計測電圧値により、前記電圧判定値を置き換える第４ステップ、を更に備え、前記第１ないし第４ステップを繰り返して実行することで、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量の変化量を一定範囲内とする構成とすることができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、周囲温度を取得する温度取得手段をさらに有しており、前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群ごとの、所定の照明の色を出すための基準温度での基準電流値を取得し、前記基準温度と前記温度取得手段により取得した周囲温度との温度差に応じた電流値の補正値を算出し、前記基準電流値に前記電流値の補正値を加えた電流値に基づいて該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御する構成とすることができる。
本発明の第２の観点に係る調色ＬＥＤ照明装置は、複数色のＬＥＤ発光素子により構成される発光面と、前記ＬＥＤ発光素子の電流値を計測する計測器と、前記ＬＥＤ発光素子に印加する電流値を制御する電流制御装置と、を備え、前記発光面が、第１の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第１の色のＬＥＤ発光素子群と、第２の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第２の色のＬＥＤ発光素子群と、を備えて構成されており、前記計測器は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電流値を計測することができ、前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電流値が閾値を超えた場合に、該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を調整する。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記発光面が、さらに、第３の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第３の色のＬＥＤ発光素子群を備える構成とすることができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記発光面が、さらに、第４の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第４の色のＬＥＤ発光素子群を備える構成とすることができる。

本発明によれば、ＬＥＤ発光素子の温度変化に伴う照明の色の変化を適切に抑制することができる。

本実施形態に係る調色ＬＥＤ照明装置の平面図である。 本実施形態に係る制御回路を示す概要図である。 ＬＥＤ発光素子の光束量の温度依存特性を示すグラフである。 ＬＥＤ発光素子の光束量の順方向電流依存特性を示すグラフである。 ＬＥＤ発光素子の順方向電圧の温度依存特性を示すグラフである。 本実施形態に係る調光方法を説明するためのグラフである。 本実施形態に係る調光処理を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る調色ＬＥＤ照明装置１の平面図である。また、図２は、本実施形態に係る調色ＬＥＤ照明装置１の制御回路を示す概要図である。なお、図２において、信号の流れを破線で示し、電流を実線で示す。図１に示すように、本実施形態に係る調色ＬＥＤ照明装置１は、調色ＬＥＤ照明部１０と、制御部２０とを有する。

調色ＬＥＤ照明部１０は、図１に示すように、実装基板１１と、実装基板１１上に設置された異なる波長域の光を照射する４色のＬＥＤ発光素子１２（赤色ＬＥＤ発光素子１２１、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４）と、外部電極１３（１３１～１３４），１４（１４１～１４４）と、温度センサ１５を有する。なお、本実施形態において、赤色ＬＥＤ発光素子１２１および青色ＬＥＤ発光素子１２３は赤色ＬＥＤチップおよび青色ＬＥＤチップをそのまま発光させており、緑色ＬＥＤ発光素子１２２および黄色ＬＥＤ発光素子１２４は、青色ＬＥＤチップの発光を蛍光体で波長変換することで緑色および黄色の光を発光するように構成している。また、赤色ＬＥＤ発光素子１２１も、青色ＬＥＤチップの発光を蛍光体で波長変換することで赤色の光を発光するように構成することができる。

４色のＬＥＤ発光素子１２は、マトリックス状に配置されており、実質的に円形の面光源を構成する。また、各ＬＥＤ発光素子１２は、同じ色のＬＥＤ発光素子１２と直並列に接続するとともに、ＬＥＤ発光素子１２にそれぞれ対応する外部電極１３，１４と電気的に接続している。具体的には、本実施形態に係る調色ＬＥＤ照明装置１では、実装基板１１上に３０個の赤色ＬＥＤ発光素子１２１が配設されているが、これら複数の赤色ＬＥＤ発光素子１２１は図示しない配線により全て直並列に接続されており、赤色ＬＥＤ発光素子群を構成する。赤色ＬＥＤ発光素子群の両端を構成する赤色ＬＥＤ発光素子１２１は、赤色ＬＥＤ発光素子１２１に対応する外部電極１３１，１４１に接続している。同様に、３０個の緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３、黄色ＬＥＤ発光素子１２４も、それぞれ同じ色同士が全て直並列に接続され、緑色ＬＥＤ発光素子群、青色ＬＥＤ発光素子群、黄色ＬＥＤ発光素子群を構成する。緑色ＬＥＤ発光素子群、青色ＬＥＤ発光素子群、黄色ＬＥＤ発光素子群の両端は緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３、黄色ＬＥＤ発光素子１２４にそれぞれ対応する外部電極１３２，１４２，１３３，１４３，１３４，１４４が接続される。外部電極１３，１４は、制御部２０の可変定電流電源２２と接続し、可変定電流電源２２から出力された電圧が外部電極１３，１４を介して、各ＬＥＤ発光素子１２に印加される。可変定電流電源２２により印加される順方向電流の電流値は、制御装置２１により制御されており、また、ＬＥＤ発光素子１２ごとに、印加する電流値を変えることができる。なお、本実施形態では、同色のＬＥＤ発光素子１２を全て直並列に接続したが、同色のＬＥＤ発光素子１２を全て直列に接続した構成としてもよい。なお、図２においては、説明の便宜のため、同色のＬＥＤ発光素子１２を直列に接続した態様を図示している。

温度センサ１５は、実装基板１１上に設置され、実装基板１１の基板温度を随時計測する。本実施形態では、温度センサ１５が周囲温度を取得する温度取得手段を構成する。温度センサ１５により計測された実装基板１１の基板温度は、制御装置２１に随時送信される。

次に、本実施形態に係る制御部２０について説明する。制御部２０は、図１に示すように、制御装置２１と、可変定電流電源２２と、電流計２３と、電圧計２４とを有する。制御装置２１は、本実施形態に係る調光処理を実行する。制御装置２１による調光処理については後述する。

可変定電流電源２２は、一定の電流値の順方向電流を出力することができる電源である。本実施形態では、図２に示すように、制御装置２１が可変定電流電源２２と接続しており、可変定電流電源２２から出力される順方向電流の電流値は、制御装置２１の制御に基づいて適宜変更することができる。たとえば、制御装置２１が、３００ｍＡの電流を出力するように制御している場合には、可変定電流電源２２はその制御の間、３００ｍＡの順方向電流を出力し続け、また、制御装置２１が、３５０ｍＡの電流を出力するように制御している場合には、可変定電流電源２２はその制御の間、３５０ｍＡの順方向電流を出力し続ける。また、本実施系形態では、同色ＬＥＤ発光素子群ごとに、可変定電流電源２２１～２２４が設置されている。たとえば、図２に示す例では、赤色ＬＥＤ発光素子群に順方向電流を印加するために可変定電流電源２２１が設置されており、緑色ＬＥＤ発光素子群に順方向電流を印加するために可変定電流電源２２１が設置されており、青色ＬＥＤ発光素子群に順方向電流を印加するために可変定電流電源２２３が設置されており、黄色ＬＥＤ発光素子群に順方向電流を印加するために可変定電流電源２２４が設置されている。これにより、同色ＬＥＤ発光素子群ごとに、異なる電流値で順方向電流を流すことができる。

電流計２３は、可変定電流電源２２と外部電極１３または１４との間に設置され、各色ＬＥＤ発光素子群に流れる順方向電流Ｉｆの電流値を計測する。本実施形態では、図２に示すように、同色ＬＥＤ発光素子群ごとに、電流計２３として電流計２３１～２３４が設けられており、電流計２３１～２３４により、各色ＬＥＤ発光素子群の順方向電流を計測することができる。すなわち、図２に示す例では、赤色ＬＥＤ発光素子群を流れる順方向電流の電流値を計測するために電流計２３１が設置されており、緑色ＬＥＤ発光素子群を流れる順方向電流の電流値を計測するために電流計２３２が設置されており、青色ＬＥＤ発光素子群を流れる順方向電流の電流値を計測するために電流計２３３が設置されており、黄色ＬＥＤ発光素子群を流れる順方向電流の電流値を計測するために電流計２３４が設置されている。電流計２３が計測した各ＬＥＤ発光素子１２の順方向電流の電流値の情報は、制御装置２１へと送信される。

また、電圧計２４は、外部電極１３，１４と接続し、各色ＬＥＤ発光素子群における順方向電圧Ｖｆの電圧値を計測する。本実施形態では、図２に示すように、同色ＬＥＤ発光素子群ごとに、電圧計２４として電圧計２４１～２４４が設けられており、電圧計２４１～２４４により、各各ＬＥＤ発光素子１２（１２１～１２４）の順方向電圧を計測することができる。すなわち、図２に示す例では、赤色ＬＥＤ発光素子群の順方向電圧の電圧値を計測するために電圧計２４１が設置されており、緑色ＬＥＤ発光素子群の順方向電圧の電圧値を計測するために電圧計２４２が設置されており、青色ＬＥＤ発光素子群の順方向電圧の電圧値を計測するために電圧計２４３が設置されており、黄色ＬＥＤ発光素子群の順方向電圧の電圧値を計測するために電圧計２４４が設置されている。電圧計２４が計測した各ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の電圧値の情報は、制御装置２１へと送信される。

次に、制御装置２１について説明する。制御装置２１は、演算装置と制御プログラムを記憶した記憶装置を備えており、電流計２３から各ＬＥＤ発光素子１２の順方向電流の電流値を取得するとともに、電圧計２４から各ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の電圧値を取得する。また、制御装置２１は、可変定電流電源２２により各ＬＥＤ発光素子１２に印加される順方向電流の電流値を制御する。

ここで、赤色ＬＥＤ発光素子１２１、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４は、デバイス特性として、光束量の温度依存特性（以下、ｌｍ－Ｔｊ特性）、光束量の順方向電流依存特性（以下、ｌｍ－Ｉｆ特性）、順方向電圧の温度依存特性（以下、Ｖｆ－Ｔｊ特性）を有している。本実施形態において、制御装置２１は、ＬＥＤ発光素子１２の各デバイス特性を利用することで、可変定電流電源２２により各ＬＥＤ発光素子１２に印加される順方向電流の電流値を制御する。

図３は、赤色ＬＥＤ発光素子１２１、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４における、光束量の温度依存特性（ｌｍ－Ｔｊ特性）を示すグラフである。なお、図３に示すｌｍ－Ｔｊ特性において、縦軸の光束量は、２５℃での光束量を１とした相対値で表現している（後述する図４でも同様）。また、図３においては、赤色ＬＥＤ発光素子１２１を「Ｒ」で示し、緑色ＬＥＤ発光素子１２２を「Ｇ」で示し、青色ＬＥＤ発光素子１２３を「Ｂ」で示し、黄色ＬＥＤ発光素子１２４を「Ｙ（Ａ）」で示す（後述する図４および図５においても同様）。なお、図３においては、ｌｍ－Ｔｊ特性を示す細線に重畳して、ｌｍ－Ｔｊ特性の近似式を太線で示している。

図３に示すように、赤色ＬＥＤ発光素子１２１は、温度が高くなるほど光束量が少なくなるｌｍ－Ｔｊ特性を有している。たとえば、図３に示す例において、赤色ＬＥＤ発光素子１２１は、０℃以上において、ｌｍ－Ｔｊ特性の近似式が－０．００７／℃となり、温度が１０℃高くなる度に光束量は７％低下する。また同様に、緑色ＬＥＤ発光素子１２２および黄色ＬＥＤ発光素子１２４も、温度が高くなるほど光束量が少なくなるｌｍ－Ｔｊ特性を有している。たとえば、図３に示す例において、緑色ＬＥＤ発光素子１２２は、０℃以上において、光束量の温度依存性の近似式が－０．００２８／℃となり、温度が１０℃高くなる度に光束量は２．８％低下し、黄色ＬＥＤ発光素子１２４は、０℃以上において、光束量の温度依存性の近似式が－０．００１７／℃となり、温度が１０℃高くなる度に光束量は１．７％低下する。一方、青色ＬＥＤ発光素子１２３は、温度が高くなるほど光束量が多くなるｌｍ－Ｔｊ特性を有している。たとえば、図３に示す例において、青色ＬＥＤ発光素子１２３は、０℃以上において、光束量の温度依存性の近似式が＋０．０００５／℃となり、温度が１０℃高くなる度に光束量は０．５％上昇する。このように、ＬＥＤ発光素子１２の光束量は、温度によって一定の関係で変化する。制御装置２１は、このような各色のＬＥＤ発光素子１２ごとのｌｍ－Ｔｊ特性の近似式や関係性を、補正式または補正テーブルとして記憶している。

また、図４は、赤色ＬＥＤ発光素子１２１、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４における、光束量の順方向電流依存特性（ｌｍ－Ｉｆ特性）を示すグラフである。なお、図４は、室温２５℃でのｌｍ－Ｉｆ特性を示す。また、図４においては、ｌｍ－Ｉｆ特性を示す細線に重畳して、ｌｍ－Ｉｆ特性の近似式を太線で示している。図４に示すように、赤色ＬＥＤ発光素子１２１、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４は、順方向電流（Ｉｆ）の電流値が高いほど、光束量は多くなる。たとえば、図４に示す例において、赤色ＬＥＤ発光素子１２１では、光束量と順方向電流との関係の近似式として＋２．７７５／Ａとの式が得られ、順方向電流の電流値が１０ｍＡ高くなった場合には、光束量は２．７７５％多くなる。また、図４に示す例において、緑色ＬＥＤ発光素子１２２では、光束量と順方向電流との関係の近似式として＋２．２６８／Ａとの式が得られ、順方向電流の電流値が１０ｍＡ高くなった場合に光束量が＋２．２６８％多くなり、青色ＬＥＤ発光素子１２３では、光束量と順方向電流との関係の近似式として＋２．１４３／Ａとの式が得られ、順方向電流の電流値が１０ｍＡ高くなった場合に、光束量が２．１４３％多くなり、黄色ＬＥＤ発光素子１２４では、光束量と順方向電流との関係の近似式として＋２．２２９／Ａとの式が得られ、順方向電流の電流値が１０ｍＡ高くなった場合に、光束量が２．２２９％多くなる。制御装置２１は、このような各色のＬＥＤ発光素子１２ごとのｌｍ－Ｉｆ特性の近似式や関係性を、補正式または補正テーブルとして記憶している。

また、図５は、赤色ＬＥＤ発光素子１２１、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４における、順方向電圧（Ｖｆ）の温度依存特性（Ｖｆ－Ｔｊ特性）を示すグラフである。たとえば図５に示す例において、０℃以上において、赤色ＬＥＤ発光素子１２１、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４は、ＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃高くなる度に、順方向電圧の電圧値が２０ｍＶ低下する特性を有する。制御装置２１は、このようなＬＥＤ発光素子１２ごとのＶｆ－Ｔｊ特性の関係式や関係性を、補正式または補正テーブルとして記憶している。なお、図５に示す例では、説明を簡便にするために、各色ＬＥＤ発光素子群においてＬＥＤ発光素子１２が１個だけである場合のＶｆ－Ｔｊ特性を示しており、図１または図２に示すように、各色ＬＥＤ発光素子群が複数のＬＥＤ発光素子１２を有する場合は、順方向電圧は直列するＬＥＤ発光素子１２の数に比例して倍増することとなる。

このように、ＬＥＤ発光素子１２では、図３ないし図５に示すように、温度、順方向電流、順方向電圧および光束量が相互に関連した関係にある。たとえば赤色ＬＥＤ発光素子１２１においては、赤色ＬＥＤ発光素子１２１を継続して発光させると、発熱により温度が上昇することで、図３に示すように、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量は低下する。一方で、図４に示すように、赤色ＬＥＤ発光素子１２１に印加する順方向電流の電流値を高くすると、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量は多くなる。そのため、制御装置２１は、赤色ＬＥＤ発光素子１２１において、温度が上昇し光束量が低下した場合でも、印加する順方向電流の電流値を高くすれば、温度上昇で低下した光束量を元に戻すことができることとなる。本実施形態に係る調色ＬＥＤ照明装置１では、このような関係性を利用して、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化前の光束量に近づくように、ＬＥＤ発光素子１２に印加する順方向電流の電流値を制御する。

具体的には、制御装置２１は、各色のＬＥＤ発光素子１２ごとに、所定の基準温度において、所定の照明の色を出すための順方向電流の電流値を基準電流値として記憶している。また、制御装置２１は、温度変化に伴う光束量の変化に相当する電流値の補正値を算出するために、図３および図４に示す温度、光束量、順方向電流値の相互関係に基づく補正式または補正テーブルを予め記憶しており、当該補正式または補正テーブルに基づいて、ＬＥＤ発光素子１２の温度が一定温度変化した場合の光束量の変化量に応じた順方向電流値の補正値を求めることができる。そのため、制御装置２１は、ＬＥＤ発光素子１２を継続して発光させることで、ＬＥＤ発光素子１２の温度が基準温度から一定温度変化した場合には、温度変化前の基準電流値に、温度変化による光束量の変化分に相当する電流値の補正値を加え、初期電流値を算出する。そして、制御装置２１は、算出した初期電流値の順方向電流を出力するように、可変定電流電源２２を制御する。これにより、ＬＥＤ発光素子１２の温度が変化し、ＬＥＤ発光素子１２の光束量が低下した場合でも、ＬＥＤ発光素子１２に印加される順方向電流の電流値を高くすることで、ＬＥＤ発光素子１２の光束量が上昇することができる。その結果、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化によるＬＥＤ発光素子１２の光束量の変化を抑制することができ、ＬＥＤ発光素子１２が発光する色が変化してしまうことを抑制することができる。たとえば、赤色ＬＥＤ発光素子１２１では、温度が上昇していくことで、理論上、赤色から橙、黄色、白、青へと色が変化することとなるが、このような色の変化を抑制することができる。

また、本実施形態では、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化量が一定量（例えば１０℃）変化する度に、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化前の光束量に近づくように、ＬＥＤ発光素子１２に印加する順方向電流の電流値を制御する。ここで、各色のＬＥＤ発光素子１２の温度を実装基板１１に設置した温度センサ１５だけで高精度に測定することは困難であるため、本実施形態では、各色のＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の電圧値をモニターし、図５に示すように、各色のＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の温度依存特性に基づいて、ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の電圧値の変化量から、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化量を特定する。たとえば、制御装置２１が、ＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃変化する度に順方向電流の電流値を制御する場合には、図５に示すＶｆ－Ｔｊ特性から、ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の電圧値が２０ｍＶ低下した場合に、ＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃変化したと判断することができるため、ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の電圧値が２０ｍＶ低下する度に、ＬＥＤ発光素子１２に印加する順方向電流の電流値を制御する構成とすることができる。

次に、図６を参照して、制御装置２１による調光方法の詳細について説明する。なお、図６は、制御装置２１による赤色ＬＥＤ発光素子１２１の調光方法を説明するための図である。なお、図６に示す例では、説明を簡便にするために、赤色ＬＥＤ発光素子群が赤色ＬＥＤ発光素子１２１を１個だけ有する場合の電流値および電圧値を図示しているが、図１または図２に示すように赤色ＬＥＤ発光素子群が複数の赤色ＬＥＤ発光素子１２１を有する場合は、順方向電流は並列する赤色ＬＥＤ発光素子１２１の並列数に比例して倍増し、順方向電圧は直列する赤色ＬＥＤ発光素子１２１の数に比例して倍増する。

たとえば、制御装置２１は、ユーザから所定の照明の色を照射するように指示を受けることで、本実施形態に係る調光処理を実行する。制御装置２１は、所定の照明の色を出すためのプログラムを記憶しており、当該プログラムには、所定の照明の色を出すための基準電流値、基準温度、基準光束量が含まれる。ここで、基準光束量は、各ＬＥＤ発光素子１２が基準光束量の光を照射した場合に、照射された全てのＬＥＤ発光素子１２の光が合成されることで、所定の照明の色を出すことができる光束量である。また、基準温度および基準電流値は、基準温度において、基準電流値の順方向電流をＬＥＤ発光素子１２に印加した場合に、ＬＥＤ発光素子１２の光束量を基準光束量とすることができる温度および電流値である。なお、基準温度は、ＬＥＤ発光素子そのものの温度を指すが、これに代えてＬＥＤ発光素子の周囲温度を基準温度として制御条件を設定してもよい。

たとえば、図６に示す例において、所定の色を出すために、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の基準電流値、基準温度、基準光束量が、それぞれ３５０ｍＡ、２５℃、１００ｌｍとしてプログラムされているものとする。この場合、制御装置２１は、温度センサ１５により取得した周囲温度が基準温度と同じ２５℃である場合には、時刻ｔ０において、初期電流値として基準電流値である３５０ｍＡを設定し、可変定電流電源２２により赤色ＬＥＤ発光素子１２１に印加させる。時刻ｔ０においては、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度は基準温度であるため、光束量は基準光束量の１００ｌｍとなり、所定の色の照明が照射されることとなる。

また、制御装置２１は、時刻ｔ０において、初期電流値として３５０ｍＡを設定した直後の順方向電圧Ｖｆ_０を測定し、初期電圧値として記憶する。図６に示す例では、初期電圧値が３０００ｍＶとして計測され記憶されるものとする。そして、制御装置２１は、たとえば図６に示すクロック周波数（たとえば１ＭＨｚ）で、ＬＥＤ発光素子１２の電圧値が閾値以上変化したかを判定することで、ＬＥＤ発光素子１２の温度が一定温度以上変化したかを検出する。

ここで、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の発光が継続して行われると、赤色ＬＥＤ発光素子１２１は発熱し、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度が上昇する。たとえば、時刻ｔ０から時刻ｔ１へと時間が経過することで、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度が当初（時刻ｔ０）の２５℃より１０℃上昇して３５℃となり、図５に示すＶｆ－Ｔｊ特性から赤色ＬＥＤ発光素子１２１の順方向電圧Ｖｆは２０ｍＶ低下し、図３に示すｌｍ－Ｔｊ特性から赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量は７％低下して１００ｌｍから９３ｌｍまで低下することとなる。一方で、図４に示すｌｍ－Ｉｆ特性から、ＬＥＤ発光素子１２に印加する電流値を高くすることで、ＬＥＤ発光素子１２の光束量を多くすることができることがわかる。たとえば、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量を７％上昇させるためには、図４に示すｌｍ－Ｉｆ特性より、順方向電流を０．０７／２．７７５×１０００＝２５．２ｍＡ高くすればよいことがわかる。

そのため、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度が時刻ｔ０に対して１０℃上昇した時刻ｔ１において、制御装置２１により、赤色ＬＥＤ発光素子１２１に印加する順方向電流の電流値を、時刻ｔ０における順方向電流Ｉｆ_０の初期電流値３５０ｍＡよりも２５．２ｍＡ高い３７５．２ｍＡに上昇させることで、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量を、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度変化前の光束量である１００ｌｍに戻すことができることとなる。よって、制御装置２１は、時刻ｔ１において、順方向電流の電流値を時刻ｔ０の３５０ｍＡから３７５．２ｍＡに変更し、変更した電流値３７５．２ｍＡの順方向電流を出力するように、可変定電流電源２２を制御する。

また、図６に示すように、時刻ｔ１において、順方向電流を３７５．２ｍＡに変更すると、温度変化により低下していた赤色ＬＥＤ発光素子１２１の順方向電圧も上昇することとなる。たとえば、図６に示す例では、時刻ｔ１において、順方向電流Ｉｆ_１を３７５．２ｍＡに変更すると、時刻ｔ１の順方向電圧Ｖｆ_１は、図示しない電圧と電流値との関係性から、変更前と比べて２９ｍＶ上昇することとなる。そのため、時刻ｔ１において順方向電流の電流値を変更した直後の順方向電圧Ｖｆ_１の電圧値は、（初期電圧値３０００ｍＶ）－（１０℃上昇による順方向電圧の変化量２０ｍＶ）＋（順方向電流の上昇に伴う電流値の変化量２９ｍＶ）＝３００９ｍＶとなる。時刻ｔ１以降において、制御装置２１は、この順方向電流の電流値を変更した直後の電圧値３００９ｍＶに基づいて、時刻ｔ１以降において、さらに温度が閾値以上上昇したかを判断する。

たとえば、時刻ｔ２において、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度が時刻ｔ１の温度からさらに１０℃上昇すると、順方向電圧が時刻ｔ１での３００９ｍＶから２０ｍＶ低下した２９８９ｍＶとなり、再度、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量は７％低下し１００ｌｍから９３ｌｍへと低下する。そこで、制御装置２１は、時刻ｔ２において、図４に示すｌｍ－Ｉｆ特性に基づいて、可変定電流電源２２に出力させる順方向電流の電流値を、時刻ｔ１における電流値よりもさらに２５．２ｍＡ高い４００．４ｍＡに変更する。これにより、温度変化により９３ｌｍに低下していた赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量が７％上昇し、１００ｌｍに戻ることができる。

同様に、制御装置２１は、時刻ｔ２以降においても、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化量が一定量となる度に（ＬＥＤ発光素子１２の温度変化に伴う順方向電圧の電圧値が閾値以上変化する度に）、温度が十分に上昇して温度変化が安定するまで（温度変化に伴う電圧変化量が閾値以上とならなくなるまで）、上記調光処理を繰り返し行うことで、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量を一定範囲（図６に示す例では９３ｌｍ～１００ｌｍの範囲）内で維持することが可能となる。たとえば、図６に示す例では、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度が安定する９５℃となるまでの間は、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度が１０℃上昇する度に、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量を当初の光束量に戻すための電流値を算出し（可変定電流電源２２に出力させる電流値を２５．２ｍＡずつ高くすることで）、算出した電流値の順方向電流を赤色ＬＥＤ発光素子１２１に印加させることで、時刻ｔ２以降においても、図６に示すように、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量を９３～１００ｌｍの範囲内で維持することが可能となる。

なお、図６に示す例では、赤色ＬＥＤ発光素子１２１を例示して説明したが、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４においても同様に調光処理を行うことが可能である。また、図６に示す例では、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化に伴う順方向電圧の電圧値が２０ｍＶ変化したタイミング（ＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃変化したタイミング）で、調光処理を行う構成を例示したが、たとえば、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化に伴う順方向電圧の電圧値の変化量が２０ｍＶ未満の場合（ＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃よりも小さい所定温度変化したタイミングで）、あるいは、２０ｍＶを超えた場合に（ＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃よりも大きい所定温度変化したタイミングで）、上記調光処理を行う構成とすることもできる。

また、本実施形態に係る調光処理は、舞台のシーンが変わり、調色ＬＥＤ照明装置１の照明の色を変更する場面などにも適用することができる。たとえば、変更後の照明の色を出すためのプログラムに含まれる基準電流値、基準電圧、基準光束量に基づいて、上記と同様に調光処理を行うことができる。また、上記では、ＬＥＤ発光素子１２の温度が上昇する場面を例示して説明したが、ＬＥＤ発光素子１２の温度が低下する場合も、本実施形態に係る調光処理は有効である。

さらに、上述した例では、ＬＥＤ発光素子１２の発光を開始する際の周囲温度が基準温度と同じ場面を例示して説明したが、たとえば夏場や冬場などでは、ＬＥＤ発光素子１２を発光させる前から、ＬＥＤ発光素子１２の周囲温度が、基準温度（たとえば２５℃）から乖離している場合がある。このような場合でも、制御装置２１は、基準温度における基準電流値に、基準温度と周囲温度との温度差による光束量の変化分に相当する電流値の補正値を加えることで、ＬＥＤ発光素子１２の発光開始時の初期電流値を算出し、算出した初期電流値の順方向電流を出力するように可変定電流電源２２を制御する。これにより、実際の使用温度が基準温度と乖離している場合でも、ＬＥＤ発光素子１２の光束量を、所定の照明の色を出すための光束量とすることができる。

次に、本実施形態に係る調光処理を、フローチャートに基づいて説明する。図７は、本実施形態に係る調光処理を示すフローチャートである。本実施形態では、調色ＬＥＤ照明装置１が舞台照明であり、舞台において所定の色の照明を調光する場面を例示して説明する。なお、図７に示す調光処理は、電源がオンにされた後、ユーザや制御プログラムにより、所定の色を出力するための出力指示がされることで開始し、電源がオフとなるまで繰り返される。なお、上記指示には、上述した基準電流値、基準温度および基準光束量の情報が含まれるものとする。

ステップＳ１０１では、各ＬＥＤ発光素子１２の初期温度が取得される。本実施形態では、温度センサ１５により、実装基板１１の基板温度が随時計測されており、制御装置２１は、図７に示す調光処理が開始された直後の実装基板１１の基板温度（すなわち、周囲温度）を、ＬＥＤ発光素子１２の初期温度として記憶する。

ステップＳ１０２では、制御装置２１により、照明の出力指示に含まれる基準温度および基準電流値と、ステップＳ１０１で取得したＬＥＤ発光素子１２の初期温度とに基づいて、可変定電流電源２２の初期電流値が算出される。ここで、基準電流値は、基準温度において、所定の照明の色に応じた光束量を出力するための電流値であり、たとえば夏場や冬場などに、ステップＳ１０１で取得したＬＥＤ発光素子１２の初期温度が基準温度から乖離する場合には、基準電流値の順方向電流をＬＥＤ発光素子１２に印加しても、ＬＥＤ発光素子１２の光束量は、所定の照明の色を出すために必要な光束量から乖離してしまう。そのため、制御装置２１は、ＬＥＤ発光素子１２の初期温度に合わせて、所定の照明の色を出すために必要な光束量となるように、初期電流値を設定する。たとえば、図３に示すｌｍ－Ｔｊ特性から、初期温度が基準温度から１０℃高い場合には、基準温度である場合と比べて、ＬＥＤ発光素子１２の光束量は７％低下することがわかる。この場合、ステップＳ１０２において、制御装置２１は、図３および図４に示すデバイス特性に基づく補正式または補正テーブルに基づいて、光束量を７％上昇させるために、基準電流値よりも２５．２ｍＡ高い電流値を初期電流値として設定する。そして、制御装置２１は、設定した初期電流値の順方向電流を出力するように、可変定電流電源２２を制御する。なお、初期温度において、初期電流値の順方向電流をＬＥＤ発光素子１２に印加した場合、ＬＥＤ発光素子１２は、基準光束量と同じ光束量の光を発光することとなる。このときの光束量を、以下では、初期光束量と言う。

ステップＳ１０２において初期電流値が設定され、可変定電流電源２２により初期電流値の順方向電流が出力されると、これに伴い、ＬＥＤ発光素子群の順方向電圧の電圧値が変化する。ステップＳ１０３においては、制御装置２１により、初期電流値の順方向電流が出力された直後の順方向電圧の電圧値が、初期電圧値として設定される。すなわち、制御装置２１は、電圧計２４により計測された、初期電流値の順方向電流が出力された直後の順方向電圧の電圧値を取得し、取得した電圧値を、初期電圧値として設定する。

ステップＳ１０４では、制御装置２１により、電流制御値および電圧判定値の設定が行われる。ステップＳ１０４において、制御装置２１は、ステップＳ１０２で算出した初期電流値を電流制御値として設定し、また、ステップＳ１０３で設定した初期電圧値を電圧判定値として設定する。ステップＳ１０４以降においては、ステップＳ１０４で設定した電流制御値および電圧判定値を用いてＬＥＤ発光素子１２の制御が行われる。

まず、ステップＳ１０５では、制御装置２１により、各ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の計測電圧値の取得が行われる。本実施形態では、ＬＥＤ発光素子１２（１２１～１２４）ごとに電圧計２４（２４１～２４４）が設けられており、制御装置２１は、各電圧計２４（２４１～２４４）が計測したＬＥＤ発光素子１２（１２１～１２４）の順方向電圧の計測電圧値を取得することができる。

ステップＳ１０６では、制御装置２１により、ステップＳ１０４で設定した電圧判定値と、ステップＳ１０５で取得した各ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の計測電圧値とに基づいて、各ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の、電圧判定値からの変化量が閾値以上であるかの判断が行われる。ここで、上記閾値は、図５に示すＶｆ－Ｔｊ特性から得られる、ＬＥＤ発光素子１２の温度が一定温度変化した場合の、順方向電圧の変化量であり、たとえばＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃上昇したごとに可変定電流電源２２に印加する電流値を変更する場合には、閾値を、ＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃上昇した場合の順方向電圧の変化量である２０ｍＶとすることができる。ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の変化量が閾値以上である場合は、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化に伴う照明の色の変化を抑制するため、ステップＳ１０７に進む。一方、ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の変化量が閾値未満である場合は、ステップＳ１０５に戻り、順方向電圧の電圧値の変化量が閾値以上となるまで、ステップＳ１０５，Ｓ１０６を繰り返す。

ステップＳ１０７では、制御装置２１により、ステップＳ１０１で取得した基準光束量と、図４に示すｌｍ－Ｔｊ特性に基づいて、ＬＥＤ発光素子１２の現在の光束量が算出される。たとえば、温度変更前の初期光束量が１００ｌｍであり、ＬＥＤ発光素子１２の温度が１０℃上昇した場合、制御装置２１は、図４に示すｌｍ－Ｔｊ特性に基づく補正式または補正テーブルから、現在の光束量が、温度変更前の初期光束量から７％低下していることを算出することができ、初期光束量が１００ｌｍである場合には、現在の光束量は９３ｌｍであることを算出することができる。

ステップＳ１０８では、制御装置２１により、電流制御値の更新が行われる。そして、ステップＳ１０９では、制御装置２１により、ステップＳ１０８で更新された電流制御値の順方向電流が各ＬＥＤ発光素子１２に印加されるように、可変定電流電源２２の制御が行われる。具体的には、制御装置２１は、ステップＳ１０７で算出した現在の光束量と、予め記憶しているデバイス特性に基づく補正式または補正テーブルに基づいて、温度変化により低下した現在の光束量を温度変化前の初期光束量に戻すための電流値の補正値を算出する。さらに、制御装置２１は、現在の電流制御値に算出した補正値を加えた電流値を、新しい電流制御値として設定し、可変定電流電源２２に新たに設定した電流制御値の順方向電流を出力させる。

たとえば、図６に示す例において、時刻ｔ０から時刻ｔ１に時間が経過し、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度変化量が１０℃となることで、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の順方向電圧の変化量Ｖｄが２０ｍＶとなり、光束量が７％低下する。この場合、当初光束量が１００ｌｍである場合には、現在の光束量は９３ｌｍとして算出される。そして、光束量を７％上昇させるためには、図４に示すｌｍ－Ｉｆ特性から順方向電流を２５．２ｍＡ高くすればよいことがわかるため、制御装置２１は、ステップＳ１０７で算出した現在の光束量と、予め記憶している補正式または補正テーブルに基づいて、７％の光束量に応じた電流値の補正値を２５．２ｍＡとして算出する。そして、制御装置２１は、現在の電流制御値３５０ｍＡに補正値２５．２を加えた電流値３７５．２ｍＡを、新しい電流制御値として設定し、可変定電流電源２２に出力させる。これにより、時刻ｔ１において、ＬＥＤ発光素子１２の光束量を７％上昇させることができ、温度変化により低下した現在の光束量９３ｌｍを温度変化前の初期光束量１００ｌｍに戻すことができる。

ステップＳ１１０では、制御装置２１により、ステップＳ１０９で更新後の電流制御値をＬＥＤ発光素子１２に出力した直後の、順方向電圧の計測電圧値が取得される。そして、ステップＳ１１１では、制御装置２１により、ステップＳ１１０で取得された計測電圧値により電圧判定値が更新される。すなわち、ステップＳ１０９において更新後の電流制御値がＬＥＤ発光素子１２に印加されることで、ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の電圧値が変化する。ステップＳ１１０，Ｓ１１１では、この変化後のＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の電圧値が、新たな電圧判定値として設定される。たとえば、図６に示す例では、時刻ｔ１において、電流制御値が３７５．２ｍＡに変更されることで、順方向電圧の電圧値は２８９０ｍＶから３００９ｍＶへと変更される。その際、変更後の３００９ｍＶが新たな電圧判定値として設定されることとなる。

そして、ステップＳ１１１で、電圧判定値が更新されると、ステップＳ１０５に戻り、再度、ステップＳ１０５～Ｓ１１１の処理が繰り返される。これにより、ＬＥＤ発光素子１２の温度が閾値変化する度に、電流制御値が更新され、更新された電流制御値の順方向電流が可変定電流電源２２から出力されることで、ＬＥＤ発光素子１２の光束量が一定範囲に維持されることとなる。

ここで、図７に示すフローチャートに沿って、図６に示す調光処理を説明する。なお、以下の処理は制御装置２１により実行される。まず、時刻ｔ０において、指定された照明の色を出すための基準電流値および基準温度と、初期温度とに基づいて、初期電流値３５０ｍＡが算出され、可変定電流電源２２により出力される（ステップＳ１０２）。また、初期電流値３５０ｍＡが印加された直後の初期電圧値３０００ｍＶが計測され設定される（ステップＳ１０３）。そして、初期電流値３５０ｍＡが電流制御値として設定され、初期電圧値３０００ｍＶが電圧判定値として設定される（ステップＳ１０４）。

そして、時刻ｔ０から時刻ｔ１へと移行するまでの間に、順方向電圧の電圧値が計測され（ステップＳ１０５）、電圧判定値から計測電圧値までの変化量が閾値２０ｍＶ以上であるか判定される（ステップＳ１０６）。時刻ｔ１までは、上記変化量は閾値２０ｍＶ未満となるため（ステップＳ１０６＝Ｎｏ）、ステップＳ１０５，Ｓ１０６を繰り返す。そして、時刻ｔ１において、上記変化量は閾値２０ｍＶ以上となると（ステップ＝Ｙｅｓ）、現在の光束量が９３ｍｌとして算出され（ステップＳ１０７）、光束量を温度変更前の光束量に戻すために電流制御値が３７５．２ｍＡへと更新され、更新された電流制御値の順方向電流が可変定電流電源２２により印加される（ステップＳ１０８，Ｓ１０９）。これにより、時刻ｔ１において、光束量が９３ｌｍから温度変更前の１００ｌｍへと戻り、照明の色の変更を抑制することができる。そして、電流制御値を更新した直後の順方向電圧が計測され電圧判定値が計測された電圧値３００９ｍＶにより更新される（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）。

また、時刻ｔ１から時刻ｔ２に移行するまでの間に、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度はさらに上昇する。時刻ｔ２となるまでは、電圧値の変化量は閾値２０ｍＶ未満となるため（ステップＳ１０６＝Ｎｏ）、ステップＳ１０５，Ｓ１０６を繰り返し、時刻ｔ２において、上記変化量が閾値２０ｍＶ以上となると（ステップＳ１０６＝Ｙｅｓ）、現在の光束量９３ｍｌを１００ｍｌとするために、電流制御値がさらに２５．２ｍＡ高い４００．４ｍＡへと更新され、更新された電流制御値の順方向電流が可変定電流電源２２により印加される（ステップＳ１０８，Ｓ１０９）。これにより、時刻ｔ２においても、光束量が９３ｌｍから温度変更前の１００ｌｍへと戻り、照明の色の変更を抑制することができる。そして、電流制御値を更新した直後の順方向電圧が計測され、電圧判定値が計測された電圧値３０１６ｍＶに更新される（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）。

さらに、時刻ｔ２以降においても、計測電圧値が更新した電圧判定値から２０ｍＶ以上変化する度に（ステップＳ１０６＝Ｙｅｓ）、光束量９３ｍｌを１００ｍｌとするために、電流制御値を２５．２ｍＡ高い電流値に更新し（ステップＳ１０８）、更新した電流制御値の順方向電流が可変定電流電源２２により印加される（ステップＳ１０９）。これにより、時刻ｔ２以降においても、光束量を９３ｌｍから１００ｌｍへの範囲で維持することができ、照明の色の変更を抑制することができる。そして、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度が安定すると、計測電圧値が電圧判定値から２０ｍＶ以上変化しなくなり（ステップＳ１０６＝Ｎｏ）、ステップＳ１０５，Ｓ１０６を繰り返すことで、順方向電流の電圧値の更新は行われなくなる。

なお、図７に示す調光処理の途中で、舞台のシーンが変わることなどで、調色ＬＥＤ照明装置１の照明の色を変更する指示があった場合は、変更後の照明の色に合わせて、ステップＳ１０１から調光処理が行われることとなる。すなわち、変更後の照明の色に合わせてプログラムされた基準電流値、基準温度、基準光束量に基づいて、変更後の照明の色に合わせて初期電流値が設定され（ステップＳ１０２）、初期電圧値が設定される（ステップＳ１０３）。そして、ＬＥＤ発光素子１２の電圧値が閾値以上変化した場合に（ステップＳ１０６＝Ｙｅｓ）、温度変化前の光束量となるように、電流制御値が更新される（ステップＳ１０８）。

以上のように、本実施形態に係る調色ＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤ発光素子１２の電圧値が、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化に伴い所定の閾値以上変化した場合に、ＬＥＤ発光素子１２が所定温度変化したものとして、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化後の光束量がＬＥＤ発光素子１２の温度変化前の光束量に近づくように、可変定電流電源２２がＬＥＤ発光素子１２に印加する順方向電流を制御する。具体的には、制御装置２１は、図３および図４に示すデバイス特性に基づく補正式または補正テーブルを用いて、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化に伴い変化した光束量を温度変更前の光束量に戻すために必要な電流値の変化量を電流補正値として算出し、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化前の電流値に、算出した電流補正値を加えた電流制御値の順方向電流を、ＬＥＤ発光素子１２に印加させる。これにより、ＬＥＤ発光素子１２の光束量を温度変更前の光束量へと戻すことができ、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化に伴うＬＥＤ発光素子１２の光の色の変化を適切に抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。

たとえば、上述した実施形態では、照明用プロジェクターなど、実装基板１１に多色ＬＥＤ発光素子が複数実装された調色ＬＥＤ照明装置１を例示して説明したが、本発明は、単色のＬＥＤ発光素子をそれぞれ有する複数の照明装置を組み合わせた照明システムにも適用することができる。たとえば、赤色の光を照射する照明装置と、緑色の光を照射する照明装置と、青色の光を照射する照明装置とからなり、各照明装置から照射される色が舞台上で合成されることで所望の色の照明を行う照明システムであって、各照明装置において、ＬＥＤ発光素子の温度変化に基づく電圧値の変化が閾値以上である場合に、可変定電流電源２２が出力する電流値を制御する構成とすることで、各照明装置における光束量を所定の色の照明に必要な光束量とすることもできる。

また、上述した実施形態では、可変定電流電源２２を用いることで、ＬＥＤ発光素子１２を定電流で駆動する構成を例示して説明したが、この構成に限定されず、ＬＥＤ発光素子１２を定電圧で駆動する構成とすることができる。この場合、ＬＥＤ発光素子１２の温度の上昇に伴いＬＥＤ発光素子１２の電流値が変化し、たとえば本実施形態に係る赤色ＬＥＤ発光素子１２１の例では、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の温度が１０℃上昇した場合には順方向電流が２５．２ｍＡ低下し、光束量がその分低下することとなる。そのため、調色ＬＥＤ照明装置１は、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の電流値が２５．２ｍＡ低下する度に、ＬＥＤ発光素子１２１に印加する電流値を２５．２ｍＡ上昇させることで、赤色ＬＥＤ発光素子１２１の光束量を温度変更前の光束量へと戻す構成とすることができる。

また、上述した実施形態では、図５に示すＶｆ－Ｔｊ特性から、ＬＥＤ発光素子１２の温度変化量が所定温度以上となる場合の順方向電圧の変化量を閾値として予め求めておき、ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧の変化量が閾値以上となった場合に、温度が一定量変化したものとして、ＬＥＤ発光素子１２に印加する順方向電流の電流値を制御する構成を例示したが、この構成に限定されず、電圧判定値と、電圧計２４で計測した各ＬＥＤ発光素子１２の順方向電圧値とに基づいて、各ＬＥＤ発光素子１２の温度変化量を算出し、算出した各ＬＥＤ発光素子１２の温度変化量が所定値以上である場合（たとえば１０℃上昇した場合）に、ＬＥＤ発光素子１２に印加する順方向電流の電流値を制御する構成とすることもできる。

さらに、上述した実施形態では、赤色ＬＥＤ発光素子１２１、緑色ＬＥＤ発光素子１２２、青色ＬＥＤ発光素子１２３および黄色ＬＥＤ発光素子１２４の４色のＬＥＤ発光素子１２を有する構成を例示したが、この構成に限定されず、３色以下または５色以上のＬＥＤ発光素子１２を有する構成とすることができる。また、黄色ＬＥＤ発光素子群を、アンバー色ＬＥＤ発光素子群または白色ＬＥＤ発光素子群に置き換えても本発明の技術的思想は実現可能である。さらに、上述した実施形態では、調色ＬＥＤ照明装置１は、実質的に円形の発光面を有する構成としたが、発光面の形状はこれに限定されず、多角形（好ましくは、六角形、八角形十角形などの偶数角を有する多角形）としてもよいし、楕円形としてもよい。

加えて、上述した実施形態では、温度センサ１５によりＬＥＤ発光素子１２の周囲温度を計測する構成を例示したが、この構成に限定されず、ユーザが入力部を介して、外部温度を入力することで、制御装置２１がＬＥＤ発光素子１２の周囲温度を取得する構成とすることができる。

また、上述した実施形態において、制御装置２１は、温度変化量に応じた補正値（たとえば図６に示す例の２５．２ｍＡ）を、予め記憶した補正式または補正テーブルから都度算出する構成とすることもできるが、所定の温度変化量に応じた補正値を予め記憶しておくことで、補正値を算出することなく使用する構成とすることもできる。

１…調色ＬＥＤ照明装置
１０…調色ＬＥＤ照明部
１１…実装基板
１２…ＬＥＤ発光素子
１３，１４…外部電極
１５…温度センサ
２０…制御部
２１…制御装置
２２…可変定電流電源
２３…電流計
２４…電圧計

Claims (9)

1. 複数色のＬＥＤ発光素子により構成される発光面と、
   前記ＬＥＤ発光素子の電圧値を計測する計測器と、
   前記ＬＥＤ発光素子に印加する電流値を制御する電流制御装置と、を備え、
   前記発光面が、第１の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第１の色のＬＥＤ発光素子群と、第２の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第２の色のＬＥＤ発光素子群と、を備えて構成されており、
   前記計測器は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電圧値を計測することができ、
   前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電圧値の変化量が閾値を超えた場合に、該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を調整する、調色ＬＥＤ照明装置。
2. 前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて電流値を変更した直後の電圧値を電圧判定値として記憶し、
   前記計測器により計測された前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のリアルタイムの電圧値が、電流値を変更した直後の前記電圧判定値から変化した電圧値の変化量を算出し、当該電圧値の変化量が閾値を超えた場合に、該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を調整する、請求項１に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
3. 前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電流値、温度および光束量の相関関係に基づく補正式または補正テーブルを記憶しており、
   前記電流制御装置は、前記計測器により、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて計測した電圧値を計測電圧値として記憶する第１ステップ、
   前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、前記電圧値の変化量が閾値を超えたかを判定する第２ステップ、
   前記第２ステップで前記変化量が閾値を超えたと判定された場合に、前記補正式または前記補正テーブルに基づいて、電流値の補正値を取得し、当該電流値の補正値に基づいて該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を補正する第３ステップ、を実行する、請求項２に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
4. 前記補正式または前記補正テーブルにおいて、
   前記電流値の補正値は、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の温度変化に伴い変化した光束量を、温度変化前の光束量に戻すために、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量の電流値依存特性に基づいて決定される関係にあり、
   前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の温度変化に伴い変化した光束量は、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量の温度変化依存特性に基づいて決定される関係にあり、
   前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の温度の変化量は、前記電圧値の変化量と、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の電圧値の温度依存特性に基づいて決定される関係にある、請求項３に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
5. 前記第３ステップにおいて補正された電流値の電流を前記該当する色のＬＥＤ発光素子群に印加した直後の計測電圧値により、前記電圧判定値を置き換える第４ステップ、を更に備え、
   前記第１ないし第４ステップを繰り返して実行することで、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量の変化量を一定範囲内とする、請求項３に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
6. 周囲温度を取得する温度取得手段をさらに有しており、
   前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群ごとの、所定の照明の色を出すための基準温度での基準電流値を取得し、前記基準温度と前記温度取得手段により取得した周囲温度との温度差に応じた電流値の補正値を算出し、前記基準電流値に前記電流値の補正値を加えた電流値に基づいて該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御する、請求項１ないし５のいずれかに記載の調色ＬＥＤ照明装置。
7. 複数色のＬＥＤ発光素子により構成される発光面と、
   前記ＬＥＤ発光素子の電流値を計測する計測器と、
   前記ＬＥＤ発光素子に印加する電流値を制御する電流制御装置と、
   を備え、
   前記発光面が、第１の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第１の色のＬＥＤ発光素子群と、第２の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第２の色のＬＥＤ発光素子群と、を備えて構成されており、
   前記計測器は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電流値を計測することができ、
   前記電流制御装置は、前記第１および第２の色のＬＥＤ発光素子群のそれぞれについて、電流値が閾値を超えた場合に、該当する色のＬＥＤ発光素子群の電流値を制御することにより、前記該当する色のＬＥＤ発光素子群の光束量を調整する、調色ＬＥＤ照明装置。
8. 前記発光面が、さらに、第３の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第３の色のＬＥＤ発光素子群を備えて構成される、請求項１に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
9. 前記発光面が、さらに、第４の色のＬＥＤ発光素子を複数個接続してなる第４の色のＬＥＤ発光素子群を備えて構成される、請求項８に記載の調色ＬＥＤ照明装置。