JP2024030939A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給される入力電流の変化に応じた出射光の色温度の変化を所望の状態に制御可能な発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１は、第１電流I1が供給されたときに、第１光を出射する第１発光素子群１１と、第１発光素子群１１に並列接続され、第２電流I2が供給されたときに、第１光と異なる第２光を出射する第２発光素子群１２と、第１電流I1の電流値を示す第１電流値情報を取得する第１電流取得回路３１と、第１電流I1の複数の電流値のそれぞれに対する第２電流I2の比率を示す複数の第２電流比情報を含む電流比情報３４を記憶する記憶回路３２と、電流比情報３４を参照して、第１電流値情報に対応する電流値から第２電流比情報を抽出する電流比抽出回路３３と、第２電流比情報に対応する比率となるように、第２電流I2を制御する電流制御回路２５とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。

供給される電流が小さいときに電球色とも称される低い色温度を有する光を出射し、供給される電流が大きくなるに従って昼白色とも称される高い色温度を有する光を出射するように制御される発光装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載される発光装置では、供給される電流が所定のしきい値を超えたときに、色温度が電球色である光を出射する発光素子からの光の出射を停止することで、広い色温度の範囲に亘る調色が可能になる。

特開２０１６－１２９１２６号公報

特許文献１に記載される発光装置は、色温度が電球色である光を出射する発光素子に供給される電流を線形に減少させると共に、色温度が昼白色である光を出射する発光素子に供給される電流を線形に増加させることで、出射光を調色する。特許文献１に記載される発光装置では、出射光は、電球色及び昼白色である光を出射する発光素子に供給させる電流を線形に変化させることで調色されるため、供給される入力電流の変化に応じた出射光の色温度の変化を制御することは容易ではない。

本発明は、このような課題を解決するものであり、供給される入力電流の変化に応じた出射光の色温度の変化を所望の状態に制御可能な発光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光装置は、第１電流が供給されたときに、第１光を出射する第１発光素子群と、第１発光素子群に並列接続され、第２電流が供給されたときに、第１光と異なる第２光を出射する第２発光素子群と、第１電流の電流値を示す第１電流値情報を取得する第１電流取得回路と、第１電流の複数の電流値のそれぞれに対する第２電流の比率を示す複数の第２電流比情報を含む電流比情報を記憶する記憶回路と、電流比情報を参照して、第１電流値情報に対応する電流値から第２電流比情報を抽出する電流比抽出回路と、第２電流比情報に対応する比率となるように、第２電流を制御する電流制御回路とを有する。

さらに、本発明に係る発光装置では、複数の第２電流比情報は、供給される入力電流の電流値の変化に応じて、第１光と第２光とが混色された出射光の色温度が線形に変化するように規定されることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、第１光の色温度である第１温度は、第２光の色温度である第２温度よりも低いことが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置は、第１発光素子群及び第２発光素子群に並列接続され、第３電流が供給されたときに、第１光及び第２光と相違する第３光を出射する第３発光素子群を更に有し、電流比情報は、第１電流の複数の電流値のそれぞれに対する第３電流の比率を示す複数の第３電流比情報を更に含み、電流比抽出回路は、第１電流値情報に対応する電流値から第３電流比情報を更に抽出し、電流制御回路は、第３電流比情報に対応する比率となるように、第３電流を更に制御することが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、複数の第２電流比情報及び複数の第３電流比情報は、供給される入力電流の電流値の変化に応じて、第１光、第２光及び第３光とが混色された出射光の色温度が線形に変化するように規定されることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、第１光は緑色光であり、第２光は青色光であり、第３光は赤色光であることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、第１光は緑色光であり、第２光はアジュール光であり、第３光は赤色光であることが好ましい。

さらに、本発明に係る発光装置では、第１発光素子群、第２発光素子群及び第３発光素子群に並列接続され、第４電流が供給されたときに、第４光を出射する第４発光素子群を更に有し、電流比情報は、第４電流の複数の電流値のそれぞれに対する第４電流の比率を示す複数の第４電流比情報を更に含み、電流比抽出回路は、第１電流値情報に対応する電流値から第４電流比情報を更に抽出し、電流制御回路は、第４電流比情報に対応する比率となるように、第４電流を更に制御し、第１光は白色光であり、第２光は緑色光であり、第３光は青色光であり、第４光は赤色光であることが好ましい。

本発明に係る発光装置は、供給される入力電流の変化に応じた出射光の色温度の変化を所望の状態に制御可能になる。

第１実施形態に係る発光装置の回路ブロック図である。 図１に示す分圧回路の回路図である。 図１に示す電流比情報を示す図である。 （ａ）は図３に示す第２電流比情報の詳細を示す図であり、（ｂ）は図１に示す発光装置に供給される入力電流と図１に示す発光装置から出射される光の色温度との関係を示す図であり、（ｃ）は図１に示す発光装置に供給される入力電流と図１に示す第１発光素子群及び第２発光素子群のそれぞれに供給される電流との関係を示す図である。 （ａ）は図１及び第１比較例に係る発光装置に供給される入力電流と図１に示す発光装置及び第１比較例に係る発光装置から出射される光の色温度との関係を示す図であり、（ｂ）は第１比較例に係る発光装置から出射される光の色温度の変化を示す図である。 図１に示す発光装置から出射される光の色温度の変化を示す図である。 第２実施形態に係る発光装置の回路ブロック図である。 図７に示す分圧回路の回路図である。 図７に示す電流比情報を示す図である。 （ａ）は図９に示す電流比情報の詳細を示す図であり、（ｂ）は図７に示す発光装置に供給される入力電流と図７に示す発光装置から出射される光の色温度との関係を示す図であり、（ｃ）は図７に示す発光装置に供給される入力電流と図７に示す第１発光素子群及び第２発光素子群のそれぞれに供給される電流との関係を示す図である。 特許文献１に示す発光装置から出射される光の色温度の変化を示す図である。 図７に示す発光装置から出射される光の色温度の変化を示す図である。

以下、本発明に係る発光装置について図を参照しつつ説明する。但し、本開示の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

（第１実施形態に係る発光装置の構成および機能）
図１は、第１実施形態に係る発光装置の回路ブロック図である。

発光装置１は、第１発光素子群１１と、第２発光素子群１２と、電流制御回路２０と、演算回路３０と、第１電極１０１と、第２電極１０２とを有する。発光装置１では、電流源１００から入力電流Ｉ_INが供給されることに応じて、第１発光素子群１１及び第２発光素子群１２に含まれる発光素子が光を出射する。また、発光装置１は、第１発光素子群１１に供給される第１電流I₁に応じて第２発光素子群１２に供給される第２電流I₂を変化させる。発光装置１では、演算回路３０は、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するように、第１電流I₁が増加するに従って第２電流I₂を増加させる。

第１発光素子群１１は、直列接続された５個の第１発光素子１３を含む。５個の第１発光素子１３のそれぞれは、第１電流Ｉ₁が流れることにより、黒体軌跡上の２７００Ｋである第１色温度を有する第１光を出射するＳＭＤ型の発光素子である。なお、５個の第１発光素子１３のそれぞれは、蛍光体によって封止されたＬＥＤダイであってもよく、チップサイズパッケージ（Chip Scale Package、ＣＳＰ）型の発光素子であってもよい。また、５個の第１発光素子１３のそれぞれから出射される第１光の色温度は３０００Ｋ等の２７００Ｋ以外の色温度の暖色光であってもよい。また、第１発光素子１３の数は、１又は２以上でもよく、第１発光素子１３は直並列接続されてもよい。

第２発光素子群１２は、直列接続された４個の第２発光素子１４を含む。４個の第２発光素子１４のそれぞれは、第２電流Ｉ₂が流れることにより、黒体軌跡上の６５００Ｋである第２色温度を有する第１光を出射するＳＭＤ型の発光素子である。なお、４個の第２発光素子１４のそれぞれは、蛍光体によって封止されたＬＥＤダイであってもよく、ＣＳＰ型の発光素子であってもよい。４個の第２発光素子１４のそれぞれから出射される第２光の色温度は６０００Ｋ等の６５００Ｋ以外の色温度の寒色光であってもよい。また、第２発光素子１４の数は、１又は２以上でもよく、第２発光素子１４は直並列接続されてもよい。

電流制御回路２０は、分圧回路２１と、第１定電圧回路２２とを有し、第１電流I₁の電流値を示す第１電流値信号Ｖ_I1を演算回路３０に出力すると共に、第２電流比情報ＳＥＬ１が演算回路３０から入力される。電流制御回路２０は、第２電流I₂の第１電流I₁に対する比率が演算回路３０から入力される第２電流比情報ＳＥＬ１に対応する比率となるように、第２電流I₂を制御する。

図２は、分圧回路２１の回路図である。

分圧回路２１は、分圧検出抵抗４１と、分圧オペアンプ４２と、ラダー抵抗回路４３と、第１マルチプレクサ４４と、出力オペアンプ４６とを有する半導体装置である。分圧回路２１は、第１発光素子群１１の最終段の第１発光素子１３のカソードの電圧である基準電圧Ｖ_refと同一の電圧である分割電圧Ｖ_divを分圧して、第２発光素子群１２に流れる第２電流Ｉ₂の電流値を制御するために使用される第１分圧電圧Ｖ₁を生成する。分圧検出抵抗４１は、数Ω程度の抵抗値を有する抵抗であり、一端が入力端子ＩＮを介して第１発光素子群１１に接続され、他端が接地される。分圧検出抵抗４１は、第１発光素子群１１から第１電流I₁が供給されることにより、両端に印加される電圧を基準電圧Ｖ_refとして検出する。

分圧オペアンプ４２は、非反転入力端子が分圧検出抵抗４１の一端に接続され、反転入力端子が出力端子に接続されたオペアンプであり、分圧検出抵抗４１の一端の電圧をラダー抵抗回路４３に出力するバッファ素子である。分圧オペアンプ４２は、非反転入力端子に入力される基準電圧Ｖ_refと同一の電圧である分割電圧Ｖ_divを、ラダー抵抗回路４３に出力する。

ラダー抵抗回路４３は、直列接続された複数の抵抗４３ａを有し、一端が分圧オペアンプ４２の出力端子に接続され、他端が接地され、分圧オペアンプ４２を介して入力される分圧検出抵抗４１の一端に印加される電圧を分圧する。抵抗４３ａの合成抵抗値は、数ｋΩ程度であり、分圧検出抵抗４１の抵抗値よりも大きい。

第１マルチプレクサ４４は、第１選択回路とも称され、複数の第１選択入力端子ＳＥＬＩＮ１、第１制御端子ＣＮＴ１及び第１選択出力端子ＳＥＬＯＵＴ１を有する。複数の第１選択入力端子ＳＥＬＩＮ１のそれぞれは、ラダー抵抗回路４３が有する複数の抵抗４３ａの一端にそれぞれが接続される。第１制御端子ＣＮＴ１は、複数の第１選択入力端子ＳＥＬＩＮ１の何れか１つを選択する第２電流比情報ＳＥＬ１が演算回路３０から入力される。第１選択出力端子ＳＥＬＯＵＴ１は、第２電流比情報ＳＥＬ１が第１制御端子ＣＮＴ１に入力されることによって選択された第１選択入力端子ＳＥＬＩＮ１に電気的に接続される。第１マルチプレクサ４４は、選択された第１選択入力端子ＳＥＬＩＮ１に入力される分圧電圧を第１分圧電圧Ｖ₁として出力する。第１選択出力端子ＳＥＬＯＵＴ１は第１定電圧回路２２に接続され、第１マルチプレクサ４４は第１分圧電圧Ｖ₁を第１定電圧回路２２に出力する。マルチプレクサの回路構成は、良く知られているので、第１マルチプレクサ４４の回路構成の詳細な説明は省略する。

出力オペアンプ４６は、非反転入力端子が分圧検出抵抗４１の一端に接続され、反転入力端子が出力端子に接続されたオペアンプであり、分圧検出抵抗４１の一端の電圧と同一の電圧を出力端子ＯＵＴに出力するバッファ素子である。出力オペアンプ４６は、非反転入力端子に入力される基準電圧Ｖ_refと同一の電圧である第１電流値信号Ｖ_I1を、出力端子ＯＵＴを介して演算回路３０に出力する。

第１定電圧回路２２は、第１スイッチ２２ａと、第１検出抵抗２２ｂと、第１コンパレータ２２ｃとを有し、第１分圧電圧Ｖ₁が入力され、第１分圧電圧Ｖ₁に応じた第２電流Ｉ₂を第２発光素子群１２に流す。第１スイッチ２２ａは、ｎＭＯＳＦＥＴであり、一端であるドレインが第２発光素子群１２に接続され、他端であるソースが第１検出抵抗２２ｂの一端に接続され、制御端子であるゲートが第１コンパレータ２２ｃの出力端子に接続される。第１検出抵抗２２ｂの他端は、接地される。第１コンパレータ２２ｃは、第１オペアンプとも称され、非反転入力端子である第１入力端子及び反転入力端子である第２入力端子の入力インピーダンスが非常に高く無限大と見なすことが可能である。第１コンパレータ２２ｃの第１入力端子は、分圧回路２１が有する第１マルチプレクサ４４の第１選択出力端子ＳＥＬＯＵＴ１に接続され、第１分圧電圧Ｖ₁が入力される。第１コンパレータ２２ｃの第２入力端子は、第１検出抵抗２２ｂの一端に接続され、第１検出抵抗２２ｂの両端の電圧である第１検出電圧Ｖ_D1が入力される。第１コンパレータ２２ｃは、入力される第１分圧電圧Ｖ₁と、第１検出抵抗２２ｂに印加される第１検出電圧Ｖ_D1とを比較して、第１分圧電圧Ｖ₁が第１検出電圧Ｖ_D1と一致するように、第１スイッチ２２ａを制御する。第１検出抵抗２２ｂの抵抗値は、分圧検出抵抗４１の抵抗値と同一である。

演算回路３０は、一例ではマイクロプロセッサ（Micro Processor Unit、ＭＰＵ）であり、第１電流取得回路３１と、記憶回路３２と、電流比抽出回路３３とを有する。演算回路３０は、分圧回路２１から第１電流値信号Ｖ_I1が入力されることに応じて、第２電流比情報ＳＥＬ１を分圧回路２１に出力する。

第１電流取得回路３１は、ＡＤコンバータ（Analog-to-Digital Converter、ＡＤＣ）であり、分圧回路２１から入力されるアナログ信号である第１電流値信号Ｖ_I1を、デジタル信号に変換する。第１電流取得回路３１は、変換したデジタル信号を第１電流の電流値を示す第１電流値情報として取得し、取得した第１電流値情報を電流比抽出回路３３に出力する。電流比抽出回路３３は、入力された第１電流値情報を記憶する。

記憶回路３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びフラッシュメモリー等の不揮発性メモリである。記憶回路３２は、第１電流Ｉ₁の複数の電流値のそれぞれに対する第２電流Ｉ₂の比率を示す複数の第２電流比情報ＳＥＬ１を含むルックアップテーブル（ＬＵＴ）である電流比情報３４を電流比抽出回路３３から読み出し可能に記憶する。

図３は、電流比情報３４を示す図である。

電流比情報３４は、第１電流Ｉ₁の電流値を示す情報が識別子に関連付けて記憶されると共に、第２電流比情報ＳＥＬ１が識別子に関連付けて記憶する。第１電流Ｉ₁の電流値を示す情報Ｉ₁‐１及び第２電流比情報ＳＥＬ１‐１は、識別子Ｄ１に関連付けて記憶され、第１電流Ｉ₁の電流値を示す情報Ｉ₁‐２及び第２電流比情報ＳＥＬ１‐２は、識別子Ｄ２に関連付けて記憶される。以降同様に、第１電流Ｉ₁の電流値を示す情報Ｉ₁‐ｎ及び第２電流比情報ＳＥＬ１‐ｎは、識別子Ｄｎに関連付けて記憶される。

図４（ａ）は第２電流比情報ＳＥＬ１の詳細を示す図であり、図４（ｂ）は発光装置１に供給される入力電流Ｉ_INと発光装置１から出射される光の色温度との関係を示す図である。図４（ｃ）は、発光装置１に供給される入力電流Ｉ_INと、第１発光素子群１１及び第２発光素子群１２のそれぞれに供給される第１電流Ｉ₁及び第２電流Ｉ₂との関係を示す図である。図４（ａ）において、横軸は第１電流Ｉ₁〔ｍＡ〕を示し、縦軸は第２電流比情報ＳＥＬ１が示す第１電流Ｉ₁に対する第２電流Ｉ₂の比率〔％〕を示す。図４（ｂ）において、横軸は入力電流Ｉ_IN〔ｍＡ〕を示し、縦軸は発光装置１から出射される光の色温度（Correlated Color Temperature、ＣＣＴ）〔Ｋ〕を示す。図４（ｃ）において、横軸は入力電流Ｉ_IN〔ｍＡ〕を示し、縦軸は第１電流Ｉ₁に対する第２電流Ｉ₂〔ｍＡ〕を示し、波形Ｗ１０１は第１電流Ｉ₁を示し、波形Ｗ１０２は第２電流Ｉ₂を示す。

第２電流比情報ＳＥＬ１は、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するように設定される。具体的には、第２電流比情報ＳＥＬ１は、入力電流Ｉ_IN及び第１電流Ｉ₁が大きくなるに従って、増加率が高くなるように設定される。第２電流比情報ＳＥＬ１が入力電流Ｉ_IN及び第１電流Ｉ₁が大きくなるに従って、増加率が高くなるように設定されることで、発光装置１の出射光の色温度は、入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化する。

電流比抽出回路３３は、ＣＭＯＳトランジスタ素子により形成される論理回路であり、記憶回路３２に記憶される電流比情報３４を参照して、第１電流取得回路３１によって取得された第１電流値情報に対応する電流値から第２電流比情報ＳＥＬ１を抽出する。まず、電流比抽出回路３３は、第１電流値信号Ｖ_I1に対応するデジタル信号である第１電流値情報が第１電流取得回路３１から入力される。次いで、電流比抽出回路３３は、第１電流取得回路３１から入力された第１電流値情報を記憶する。次いで、電流比抽出回路３３は、電流比情報３４を参照して、第１電流値情報に対応する電流値に関連付けられる第２電流比情報ＳＥＬ１を抽出する。そして、電流比抽出回路３３は、抽出した第２電流比情報ＳＥＬ１を分圧回路２１に出力する。

第１電極１０１及び第２電極１０２のそれぞれは、電流源１００に接続され、電流源１００から供給される電流Ｉを第１発光素子群１１及び第２発光素子群１２のそれぞれに供給する。電流源１００は、第１電極１０１に供給する電流を変更可能な可変定電流電源である。

発光装置１では、分圧回路２１は、演算回路３０から第２電流比情報ＳＥＬ１が入力されることに応じて、第１定電圧回路２２に第１分圧電圧Ｖ₁を出力する。第１定電圧回路２２が分圧回路２１から入力される第１分圧電圧Ｖ₁に応じた第２電流Ｉ₂を第２発光素子群１２に流すことで、発光装置１の出射光の色温度は、入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化する。

（第１実施形態に係る発光装置の作用効果）
発光装置１は、第１電流Ｉ₁の電流値に対する第２電流Ｉ₂の比率を示す第２電流比情報ＳＥＬ１を含む電流比情報３４を参照して抽出された第２電流比情報ＳＥＬ１を使用して第２電流Ｉ₂を制御する。発光装置１は、電流比情報３４に含まれる第２電流比情報ＳＥＬ１を使用して第２電流Ｉ₂を制御するので、第１電流Ｉ₁及び第２電流Ｉ₂の合計の電流である入力電流Ｉ_INの変化に応じた出射光の色温度の変化を所望の状態に制御することができる。

また、発光装置１では、第２電流比情報ＳＥＬ１は、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するように設定されるので、入力電流Ｉ_INを一定の間隔で変化させたときに、出射光の色温度は一定の間隔で変化させることができる。

図５（ａ）は発光装置１及び第１比較例に係る発光装置に供給される入力電流と発光装置１及び第１比較例に係る発光装置から出射される光の色温度との関係を示す図であり、図５（ｂ）は第１比較例に係る発光装置から出射される光の色温度の変化を示す図である。図５（ａ）において、横軸は入力電流〔ｍＡ〕を示し、縦軸は出射光の色温度〔Ｋ〕を示し、波形Ｗ２０１は発光装置１の出射光の色温度を示し、波形Ｗ２０２は第１比較例に係る発光装置の出射光の色温度を示す。図５（ｂ）において、横軸はＣＩＥ ｘｙ色度図におけるｘ色度座標を示し、縦軸はＣＩＥ ｘｙ色度図におけるｙ色度座標を示す。

第１比較例に係る発光装置は、記憶回路３２に記憶される電流比情報が電流比情報３４と相違する。記憶回路３２に記憶される電流比情報以外の第１比較例に係る発光装置の構成要素の構成及び機能は、発光装置１と同一である。第１比較例に係る発光装置において、記憶回路３２に記憶される電流比情報は、特許文献１に記載される発光装置と同様に、入力電流Ｉ_INの増加に従って、第２電流Ｉ₂が線形に増加するように第２電流比情報ＳＥＬ１が規定される。

第１比較例に係る発光装置では、入力電流Ｉ_INの増加に従って第２電流Ｉ₂が線形に増加するように第２電流比情報ＳＥＬ１が規定されるので、出射光の色温度は、入力電流Ｉ_INの変化に従って線形に変化せずに白熱球と同様に非線形に変化する。第１比較例に係る発光装置では、射光の色温度は、入力電流Ｉ_INの変化に従って非線形に変化するので、入力電流Ｉ_INを一定の間隔で変化させたときに、出射光の色温度は一定の間隔で変化しない。

図６は、発光装置１から出射される光の色温度の変化を示す図である。

発光装置１では、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するので、入力電流Ｉ_INを一定の間隔で変化させたときに、出射光の色温度は一定の間隔で変化させることができる。

また、発光装置１では、第１発光素子１３が出射する第１光は色温度が低い暖色光であるのに対し、第２発光素子１４が出射する第２光は色温度が高い寒色光である。発光装置１では、第２発光素子１４に供給される第２電流Ｉ₂の電流値は、第１発光素子１３に供給される第１電流Ｉ₁の電流値以下であるため、出射光の色度は、第１光の色度と、第１光の色度と第２光の色度の中間の色度との間で制御される。発光装置１では、第１光を暖色光とし且つ第２光を第１光よりも色温度が高い寒色光とすることで、第１光を寒色光とし且つ第２光を暖色光とする場合よりも汎用性が高い色温度制御が可能になる。

一般的な白色は２７００Ｋ～６５００Ｋ程度の色温度とされることが多い。仮に第１光として寒色光を選び、寒色光と暖色光に同じ電流を流して２７００Ｋの色温度を再現する場合に、暖色光の色度座標は橙側の色度座標範囲を外れた値をとる必要がある。しかし、第１光として暖色光を選び、暖色光と寒色光に同じ電流を流して６５００Ｋの色温度を再現する場合に、寒色光の色度座標は青側の色度座標範囲内の値とすることができる。よって、発光装置１では、第１光を暖色光とし且つ第２光を第１光よりも色温度が高い寒色光とすることで、第１光を寒色光とし且つ第２光を暖色光とする場合よりも汎用性が高い色温度制御が可能になる。

また、発光装置１は、電流比情報３４に記憶される第２電流比情報ＳＥＬ１を使用して第２電流Ｉ₂を制御するので、簡易な回路構成により第２電流Ｉ₂の制御が可能である。

（第２実施形態に係る発光装置の構成および機能）
図７は、第２実施形態に係る発光装置の回路ブロック図である。

発光装置２は、第１発光素子群５１と、第２発光素子群５２と、第３発光素子群５３と、電流制御回路２５と、演算回路６０と、第１電極１０１と、第２電極１０２とを有する。発光装置２では、電流源１００から入力電流Ｉ_INが供給されることに応じて、第１発光素子群５１、第２発光素子群５２及び第３発光素子群５３に含まれる発光素子が光を出射する。また、発光装置２は、第１発光素子群５１に供給される第１電流I₁に応じて第２発光素子群５２に供給される第２電流I₂及び第３発光素子群５３に供給される第３電流I₃を変化させる。発光装置２では、演算回路３０は、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するように、第１電流I₁が増加するに従って第２電流I₂及び第３電流I₃を変化させる。

第１発光素子群５１は、直列接続された５個の第１発光素子５４を含む。５個の第１発光素子５４のそれぞれは、第１電流Ｉ₁が流れることにより、主波長が５５０ｎｍである緑色光である第１光を出射するＳＭＤ型の発光素子である。なお、５個の第１発光素子５４のそれぞれは、蛍光体によって封止されたＬＥＤダイであってもよく、ＣＳＰ型の発光素子であってもよい。また、第１発光素子５４の数は、１又は２以上でもよく、第１発光素子５４は直並列接続されてもよい。

第２発光素子群５２は、直列接続された４個の第２発光素子５５を含む。４個の第２発光素子５５のそれぞれは、第２電流Ｉ₂が流れることにより、主波長が４５０ｎｍである青色光である第１光を出射するＳＭＤ型の発光素子である。なお、４個の第２発光素子５５のそれぞれは、蛍光体によって封止されたＬＥＤダイであってもよく、ＣＳＰ型の発光素子であってもよい。また、第２発光素子５５の数は、１又は２以上でもよく、第２発光素子５５は直並列接続されてもよい。

第３発光素子群５３は、直列接続された４個の第３発光素子５６を含む。４個の第３発光素子５６のそれぞれは、第３電流Ｉ₃が流れることにより、主波長が６２０ｎｍである赤色光である第１光を出射するＳＭＤ型の発光素子である。なお、４個の第３発光素子５６のそれぞれは、蛍光体によって封止されたＬＥＤダイであってもよく、ＣＳＰ型の発光素子であってもよい。また、第３発光素子５６の数は、１又は２以上でもよく、第３発光素子５６は直並列接続されてもよい。

電流制御回路２５は、分圧回路２６と、第１定電圧回路２７と、第２定電圧回路２８とを有し、第１電流I₁の電流値を示す第１電流値信号Ｖ_I1を演算回路６０に出力すると共に、第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２が演算回路６０から入力される。電流制御回路２５は、第２電流I₂及び第３電流Ｉ₃の第１電流I₁に対する比率が演算回路６０から入力される第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２に対応する比率となるように、第２電流I₂及び第３電流Ｉ₃を制御する。

図８は、分圧回路２６の回路図である。

分圧回路２６は、第２マルチプレクサ４５有することが分圧回路２１と相違する。第２マルチプレクサ４５以外の分圧回路２６の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された分圧回路２１の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

第２マルチプレクサ４５は、第２選択回路とも称され、複数の第２選択入力端子ＳＥＬＩＮ２、第２制御端子ＣＮＴ２及び第２選択出力端子ＳＥＬＯＵＴ２を有し、第１マルチプレクサ４４に並列接続される。複数の第２選択入力端子ＳＥＬＩＮ２のそれぞれは、複数の第１選択入力端子ＳＥＬＩＮ１と共に、ラダー抵抗回路４３が有する複数の抵抗４３ａの一端にそれぞれが接続される。第２制御端子ＣＮＴ２は、複数の第２選択入力端子ＳＥＬＩＮ２の何れか１つを選択する第２電流比情報ＳＥＬ２が演算回路６０から入力される。第２選択出力端子ＳＥＬＯＵＴ２は、第２電流比情報ＳＥＬ２が第２制御端子ＣＮＴ２に入力されることによって選択された第２選択入力端子ＳＥＬＩＮ２に電気的に接続される。第２マルチプレクサ４５は、選択された第２選択入力端子ＳＥＬＩＮ２に入力される分圧電圧を第２分圧電圧Ｖ₂として出力する。第２選択出力端子ＳＥＬＯＵＴ２は第２定電圧回路２８に接続され、第２マルチプレクサ４５は第２分圧電圧Ｖ₂を第２定電圧回路２８に出力する。第２マルチプレクサ４５の回路構成の詳細な説明は省略する。

第１定電圧回路２７は、第１定電圧回路２２と同様に、第１スイッチ２２ａと、第１検出抵抗２２ｂと、第１コンパレータ２２ｃとを有し、第１分圧電圧Ｖ₁が入力され、第１分圧電圧Ｖ₁に応じた第２電流Ｉ₂を第２発光素子群５２に流す。第１定電圧回路２７の構成及び機能は、第１定電圧回路２２の構成及び機能と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。

第２定電圧回路２８は、第２スイッチ２８ａと、第２検出抵抗２８ｂと、第２コンパレータ２８ｃとを有し、第２分圧電圧Ｖ₂が入力され、第２分圧電圧Ｖ₂に応じた第３電流Ｉ₃を第３発光素子群５３に流す。第２スイッチ２８ａは、ｎＭＯＳＦＥＴであり、一端であるドレインが第３発光素子群５３に接続され、他端であるソースが第２検出抵抗２８ｂの一端に接続され、制御端子であるゲートが第２コンパレータ２８ｃの出力端子に接続される。第２検出抵抗２８ｂの他端は、接地される。第２コンパレータ２８ｃは、第２オペアンプとも称され、非反転入力端子である第１入力端子及び反転入力端子である第２入力端子の入力インピーダンスが非常に高く無限大と見なすことが可能である。第２コンパレータ２８ｃの第１入力端子は、分圧回路２６が有する第２マルチプレクサ４５の第２選択出力端子ＳＥＬＯＵＴ２に接続され、第２分圧電圧Ｖ₂が入力される。第２コンパレータ２８ｃの第２入力端子は、第２検出抵抗２８ｂの一端に接続され、第２検出抵抗２８ｂの両端の電圧である第２検出電圧Ｖ_D2が入力される。第２コンパレータ２８ｃは、入力される第２分圧電圧Ｖ₂と、第２検出抵抗２８ｂに印加される第２検出電圧Ｖ_D2とを比較して、第２分圧電圧Ｖ₂と第２検出電圧Ｖ_D2が一致するように、第２スイッチ２８ａを制御する。第２検出抵抗２８ｂの抵抗値は、分圧検出抵抗４１及び第１検出抵抗２２ｂの抵抗値と同一である。

演算回路６０は、記憶回路６２及び電流比抽出回路６３を記憶回路３２及び電流比抽出回路３３の代わりに有することが演算回路３０と相違する。記憶回路６２は、電流比情報６４を電流比情報３４の代わりに記憶することが記憶回路３２と相違する。電流比抽出回路６３及び電流比情報６４以外の演算回路６０の構成要素の構成及び機能は、演算回路３０の構成要素の構成及び機能と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。

図９は、電流比情報６４を示す図である。

電流比情報６４は、第１電流Ｉ₁の電流値を示す情報及び第２電流比情報ＳＥＬ１に加えて、第３電流比情報ＳＥＬ２が識別子に関連付けて記憶することが電流比情報３４と相違する。第１電流Ｉ₁の電流値を示す情報Ｉ₁‐１、第２電流比情報ＳＥＬ１‐１及び第２電流比情報ＳＥＬ２‐１は、識別子Ｄ１に関連付けて記憶される。第１電流Ｉ₁の電流値を示す情報Ｉ₁‐２、第２電流比情報ＳＥＬ１‐２及び第２電流比情報ＳＥＬ２‐２は、識別子Ｄ２に関連付けて記憶される。以降同様に、第１電流Ｉ₁の電流値を示す情報Ｉ₁‐ｎ、第２電流比情報ＳＥＬ１‐ｎ及び第２電流比情報ＳＥＬ２‐ｎは、識別子Ｄｎに関連付けて記憶される。

図１０（ａ）は第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２の詳細を示す図であり、図１０（ｂ）は発光装置２に供給される入力電流Ｉ_INと発光装置２から出射される光の色温度との関係を示す図である。図１０（ｃ）は、発光装置２に供給される入力電流Ｉ_INと、第１発光素子群５１、第２発光素子群５２及び第３発光素子群５３のそれぞれに供給される第１電流Ｉ₁、第２電流Ｉ₂及び第３電流I₃との関係を示す図である。図１０（ａ）において、横軸は第１電流Ｉ₁〔ｍＡ〕を示し、縦軸は第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２が示す第１電流Ｉ₁に対する第２電流Ｉ₂及び第３電流I₃の比率〔％〕を示す。また、波形Ｗ３０１は第２電流Ｉ₂を示し、波形Ｗ３０２は第３電流I₃を示す。図１０（ｂ）において、横軸は入力電流Ｉ_IN〔ｍＡ〕を示し、縦軸は発光装置２から出射される光の色温度〔Ｋ〕を示す。図１０（ｃ）において、横軸は入力電流Ｉ_IN〔ｍＡ〕を示し、縦軸は第１電流Ｉ₁に対する第２電流Ｉ₂〔ｍＡ〕及び第３電流I₃〔ｍＡ〕を示し、波形Ｗ４０１は第１電流Ｉ₁を示し、波形Ｗ４０２は第２電流Ｉ₂を示し、波形Ｗ４０３は第３電流I₃を示す。

第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２は、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するように設定される。具体的には、第２電流比情報ＳＥＬ１は、入力電流Ｉ_IN及び第１電流Ｉ₁が大きくなるに従って、略線形に単調増加するように設定される。また、第３電流比情報ＳＥＬ２は、第１電流Ｉ₁が大きくなるに従って、略単調減少するように設定されると共に、入力電流Ｉ_INが大きくなるに従って増加した後に、入力電流Ｉ_INが更に大きくなると、減少するように設定される。

電流比抽出回路６３は、電流比抽出回路３３と同様に、ＣＭＯＳトランジスタ素子により形成される論理回路である。電流比抽出回路６３は、記憶回路６２に記憶される電流比情報６４を参照して、第１電流取得回路３１によって取得された第１電流値情報に対応する電流値から第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２を抽出する。まず、電流比抽出回路６３は、第１電流値信号Ｖ_I1に対応するデジタル信号である第１電流値情報を第１電流取得回路３１から入力される。次いで、電流比抽出回路６３は、第１電流取得回路３１から入力された第１電流値情報を記憶する。次いで、電流比抽出回路６３は、電流比情報６４を参照して、第１電流値情報に対応する電流値に関連付けられる第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２を抽出する。そして、電流比抽出回路３３は、抽出した第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２を分圧回路２６に出力する。

発光装置２では、分圧回路２６は、演算回路６０から第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２が入力されることに応じて、第１定電圧回路２７に第１分圧電圧Ｖ₁を出力すると共に。第２定電圧回路２８に第２分圧電圧Ｖ₂として出力する。第１定電圧回路２７は分圧回路２６から入力される第１分圧電圧Ｖ₁に応じた第２電流Ｉ₂を第２発光素子群５２に流し、第２定電圧回路２８は分圧回路２６から入力される第２分圧電圧Ｖ₂に応じた第３電流I₃を第３発光素子群５３に流す。第１定電圧回路２７が第１分圧電圧Ｖ₁に応じた第２電流Ｉ₂を第２発光素子群５２に流し、第２定電圧回路２８が第２分圧電圧Ｖ₂に応じた第３電流I₃を第３発光素子群５３に流すことで、発光装置２の出射光の色温度は入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化する。

（第２実施形態に係る発光装置の作用効果）
発光装置２は、第１電流Ｉ₁の電流値に対する第２電流Ｉ₂及び第３電流I₃の比率を示す第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２を含む電流比情報６４を参照して第２電流Ｉ₂及び第３電流I₃を制御する。発光装置２は、電流比情報６４に含まれる第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２を使用して第２電流Ｉ₂及び第３電流I₃を制御するので、供給される入力電流Ｉ_INの変化に応じた出射光の色温度の変化を所望の状態に制御することができる。

また、発光装置２では、第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２は、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するように設定されるので、入力電流Ｉ_INを一定の間隔で変化させたときに、出射光の色温度は一定の間隔で変化できる。

図１１は、第２比較例に係る発光装置から出射される光の色温度の変化を示す図である。図１１において、横軸はＣＩＥ ｘｙ色度図におけるｘ色度座標を示し、縦軸はＣＩＥ ｘｙ色度図におけるｙ色度座標を示す。

第２比較例に係る発光装置は、記憶回路６２に記憶される電流比情報が電流比情報６４と相違する。記憶回路６２に記憶される電流比情報以外の第２比較例に係る発光装置の構成要素の構成及び機能は、発光装置２と同一である。第２比較例に係る発光装置において、電流比情報は、特許文献１に記載される発光装置と同様に、入力電流Ｉ_INの変化に従って、第２電流Ｉ₂及び第３電流Ｉ₃が線形に変化するように第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２が規定される。

第２比較例に係る発光装置では、入力電流Ｉ_INの増加に従って第２電流Ｉ₂及び第３電流Ｉ₃が線形に変化するように第２電流比情報ＳＥＬ１及び第３電流比情報ＳＥＬ２が規定されるので、出射光の色温度は、入力電流Ｉ_INの変化に従って線形に変化しない。第１比較例に係る発光装置では、射光の色温度は、入力電流Ｉ_INの変化に従って非線形に変化するので、入力電流Ｉ_INを一定の間隔で変化させたときに、出射光の色温度は一定の間隔で変化しない。

図１２は、発光装置２から出射される光の色温度の変化を示す図である。

発光装置２では、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するので、入力電流Ｉ_INを一定の間隔で変化させたときに、出射光の色温度は一定の間隔で変化させることができる。

また、発光装置２では、第１発光素子５４が出射する第１光は緑色光であり、第２発光素子５５が出射する第２光は青色光であり、第３発光素子５６が出射する第３光は赤色光である。発光装置２では、第２発光素子５５及び第３発光素子５６に供給される第２電流Ｉ₂及び第３電流Ｉ₃の電流値は、第１発光素子５４に供給される第１電流Ｉ₁の電流値以下である。発光装置２では、出射光の色度は、第１光の色度と第２光及び第３光の色度の中間の色度とによって色度図上に形成される三角形の領域の内部で制御される。発光装置２では、第１光を緑色光とし且つ第２光及び第３光を青色光及び赤色光とすることで、第１光を青色光又は赤色光とする場合よりも、一般的な白色である２７００Ｋ～６５００Ｋ程度の色温度を効率よく包含することができる。

（実施形態に係る発光装置の変形例）
発光装置１及び２では、電流比情報３４及び６４は、出射光の色温度が入力電流Ｉ_INの変化に対して線形に変化するように設定される。しかしながら、実施形態に係る発光装置では、電流比情報は、入力電流の変化に応じた出射光の色温度の変化が所望の状態になるように設定されてもよい。

また、発光装置１及び２では、電流制御回路２０及び２５は、分圧回路及び定電圧回路により形成されるが、実施形態に係る発光装置では、電流制御回路は、演算回路に内蔵される等の他の回路構成によって実現されてもよい。

また、発光装置１及び２では、第１電流取得回路３１、記憶回路３２及び６２並びに電流比抽出回路３３及び６３は、演算回路３０及び６０に内蔵される。しかしながら、実施形態に係る発光装置では、第１電流取得回路、第１電流取得回路及び電流比抽出回路は、個別の回路素子として形成されてもよい。

また、発光装置１及び２は、２又は３個の発光素子群を有するが、実施形態に係る発光装置は、４個以上の発光素子群を有してもよい。実施形態に係る発光装置が４個以上の発光素子群を有するとき、電流比情報において、他の発光素子群に供給される電流の比率を規定するときに基準になる第１電流が供給される第１発光素子群は、白色光を出射することが好ましい。実施形態に係る発光装置において、白色光を出射する発光素子群を第１発光素子群に規定し、他の発光素子群が赤色光、緑色光及び青色光を出射するように配置することで、一般的な白色である２７００Ｋ～６５００Ｋ程度の色温度を効率よく包含することができる。

実施形態に係る発光装置は、第１発光素子群、前記第２発光素子群及び第３発光素子群に並列接続され、第４電流が供給されたときに、第４光を出射する第４発光素子群を更に有する。実施形態に係る発光装置では、電流比情報は、第１電流の複数の電流値のそれぞれに対する前記第４電流の比率を示す複数の第４電流比情報を更に含み、電流比抽出回路は、前記第１電流値情報に対応する電流値から前記第４電流比情報を更に抽出し、電流制御回路は、第４電流比情報に対応する比率となるように、第４電流を更に制御する。実施形態に係る発光装置では、第１光は白色光であり、第２光は緑色光であり、第３光は青色光であり、第４光は赤色光である。

また、発光装置１では、直列接続される第１発光素子１３の直列数を直列接続される第２発光素子１４の直列数よりも多くすることで、第１スイッチ２２ａのソースドレイン電圧を補償する。また、発光装置２では、直列接続される第１発光素子５４の直列数を直列接続される第２発光素子５５及び第３発光素子５６の直列数よりも多くすることで、第１スイッチ２２ａ及び第２スイッチ２８ａのソースドレイン電圧を補償する。しかしながら、実施形態に係る発光装置では、第１発光素子と他の発光素子の直列数を同一として、ダイオード又はツェナーダイオードを第１発光素子に直列接続することで、他の発光素子に直列接続されるスイッチのソースドレイン電圧を補償してもよい。

また、発光装置１及び２では、第１検出抵抗２２ｂ及び第２検出抵抗２８ｂの抵抗値は分圧検出抵抗４１の抵抗値と同一であるが、実施形態に係る発光装置では、第１検出抵抗２２ｂ及び第２検出抵抗２８ｂの抵抗値は分圧検出抵抗４１の抵抗値と相違させてもよい。実施形態に係る発光装置では、第１検出抵抗２２ｂ及び第２検出抵抗２８ｂの抵抗値を分圧検出抵抗４１の抵抗値と相違させることで、第１電流I₁を変化させたときの第２電流I₂及び第３電流I₃の変化量を第１電流I₁の変化量と相違させることができる。

また、発光装置２では、第２発光素子群５２は、主波長が４５０ｎｍである青色光を出射するが、実施形態に係る発光装置では、第２発光素子群は、主波長が４８０ｎｍと４９０ｎｍとの間の範囲内であるアジュール光を青色光に代えて出射してもよい。実施形態に係る発光装置は、第２発光素子群がアジュール光を青色光に代えて出射することで、一般的な白色である２７００Ｋ～６５００Ｋ程度の色温度よりもより高い色温度の範囲に亘って黒体軌跡の近傍の色温度を有する光を出射することができる。

また、発光装置１の分圧回路２１及び発光装置２の分圧回路２６では、出力端子ＯＵＴは、出力オペアンプ４６の出力端子に接続されるが、実施形態に係る発光装置の分圧回路は、出力オペアンプ４６は省略されてもよい。実施形態に係る発光装置の分圧回路において、出力オペアンプ４６が省略されるとき、出力端子ＯＵＴは、分圧オペアンプ４２の出力端子に接続され、分割電圧Ｖ_divを出力する。

また、発光装置１の分圧回路２１及び発光装置２の分圧回路２６では、出力端子ＯＵＴは、ボルテージフォロワ回路である出力オペアンプ４６に接続される。しかしながら、実施形態に係る発光装置の分圧回路では、出力端子ＯＵＴは、非反転増幅回路の出力端子に接続されてもよい。出力端子ＯＵＴを非反転増幅回路の出力端子に接続することで、第１電流値信号Ｖ_I1は、基準電圧Ｖ_refを所望の増幅率で増幅し、演算回路３０及び６０に応じた電圧とすることができる。

１、２ 発光装置
１１、５１ 第１発光素子群
１２、５２ 第２発光素子群
５３ 第３発光素子群
２０、２５ 電流制御回路
２１、２６ 分圧回路
２２、２７ 第１定電圧回路
２８ 第２定電圧回路
３０、６０ 演算回路
３１、６１ 第１電流取得回路
３２、６２ 記憶回路
３３、６３ 電流比抽出回路
３４、６４ 電流比情報

Claims (8)

1. 第１電流が供給されたときに、第１光を出射する第１発光素子群と、
   前記第１発光素子群に並列接続され、第２電流が供給されたときに、前記第１光と異なる第２光を出射する第２発光素子群と、
   前記第１電流の電流値を示す第１電流値情報を取得する第１電流取得回路と、
   前記第１電流の複数の電流値のそれぞれに対する前記第２電流の比率を示す複数の第２電流比情報を含む電流比情報を記憶する記憶回路と、
   前記電流比情報を参照して、前記第１電流値情報に対応する電流値から前記第２電流比情報を抽出する電流比抽出回路と、
   前記第２電流比情報に対応する比率となるように、前記第２電流を制御する電流制御回路と、
   を有することを特徴とする発光装置。
2. 前記複数の第２電流比情報は、供給される入力電流の電流値の変化に応じて、前記第１光と前記第２光とが混色された出射光の色温度が線形に変化するように規定される、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第１光の色温度である第１温度は、前記第２光の色温度である第２温度よりも低い、請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記第１発光素子群及び前記第２発光素子群に並列接続され、第３電流が供給されたときに、前記第１光及び前記第２光と相違する第３光を出射する第３発光素子群を更に有し、
   前記電流比情報は、前記第１電流の複数の電流値のそれぞれに対する前記第３電流の比率を示す複数の第３電流比情報を更に含み、
   前記電流比抽出回路は、前記第１電流値情報に対応する電流値から前記第３電流比情報を更に抽出し、
   前記電流制御回路は、前記第３電流比情報に対応する比率となるように、前記第３電流を更に制御する、請求項１に記載の発光装置。
5. 前記複数の第２電流比情報及び前記複数の第３電流比情報は、供給される入力電流の電流値の変化に応じて、前記第１光、前記第２光及び前記第３光とが混色された出射光の色温度が線形に変化するように規定される、請求項４に記載の発光装置。
6. 前記第１光は緑色光であり、前記第２光は青色光であり、前記第３光は赤色光である、請求項４又は５に記載の発光装置。
7. 前記第１光は緑色光であり、前記第２光はアジュール光であり、前記第３光は赤色光である、請求項４又は５に記載の発光装置。
8. 前記第１発光素子群、前記第２発光素子群及び第３発光素子群に並列接続され、第４電流が供給されたときに、第４光を出射する第４発光素子群を更に有し、
   前記電流比情報は、前記第４電流の複数の電流値のそれぞれに対する前記第４電流の比率を示す複数の第４電流比情報を更に含み、
   前記電流比抽出回路は、前記第１電流値情報に対応する電流値から前記第４電流比情報を更に抽出し、
   前記電流制御回路は、前記第４電流比情報に対応する比率となるように、前記第４電流を更に制御し、
   前記第１光は白色光であり、前記第２光は緑色光であり、前記第３光は青色光であり、前記第４光は赤色光である、請求項５に記載の発光装置。

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