JP6694292B2

JP6694292B2 - Ｌｅｄモジュール

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Publication number: JP6694292B2
Application number: JP2016026839A
Authority: JP
Inventors: 隆博堀
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2036-02-16
Also published as: JP2017147072A; US9807844B2; US20170238389A1

Description

本発明は、調光と調色とを連動させることができるＬＥＤモジュールに関する。

発光色を調整できる照明装置が上市されている。これらの照明装置ではＬＥＤを光源とし、光源部をモジュール化することがある（以下、このような光源部を「ＬＥＤモジュール」と呼ぶ）。良く知られているように、赤で発光するＬＥＤ、緑で発光するＬＥＤ、青で発光するＬＥＤを準備し、それぞれのＬＥＤの発光強度を調整すれば任意の発光強度で任意の発光色が得られる。

自然な照明光としては黒体放射軌跡近傍の発光色が好ましい。すなわち明るく調光したときは高い色温度、暗く調光したときは低い色温度とする。黒体放射軌跡にそって色温度を変化させるには、黒体放射軌跡上の異なる色温度で発光する２つのＬＥＤを準備し、それぞれのＬＥＤの強度を調整すればよい（例えば特許文献１）。そこで特許文献１の図１及び図５を、それぞれ図８及び図９に再掲示し、特許文献１に示された照明装置の構成とその動作を説明する。

図８は従来技術として示す照明装置（特許文献1では「発光装置１」と呼んでいる）の回路図である。図８に示されるように発光装置１は、光源であるＬＥＤ２と、所定の色度を設定する色度設定部３と、ＬＥＤ２の光出力を色度設定部３によって設定された色度に調光制御する制御部４とを備える。本実施形態においてＬＥＤ２には、それぞれ色度の異なる光を出射する２種のＬＥＤ２ａ、２ｂが用いられている。ＬＥＤ２ａは低い色温度で発光し、ＬＥＤ２ｂは高い色温度で発光する。

色度設定部３に備えられたボリュームコントローラ３１は、調光操作に際し光出力が小さいときに発光装置１が低い色温度の光を照射し、光出力を大きくすると共に漸次的に高い色温度の光を照射するよう色温度情報を発生する。色度設定部３は、ボリュームコントローラ３１の所定の色温度情報にもとづき黒体放射軌跡上の色度点を算出し、制御情報を含むｄｕｔｙ信号を制御部４へ出力する。制御部４はｄｕｔｙ信号に基づいてＬＥＤ２ａ、２ｂに調光制御用の電圧を印加する。なお制御部４は発光装置１を点灯させる電源ユニット（不図示）に組み込まれている。

図９は図８に示した発光装置１の発光特性を示すグラフである。図９において、ＬＥＤ２ａ、２ｂの色度点を２ａ、２ｂで示す。ＬＥＤ２ａの色度点２ａは黒体放射軌跡上にある。ＬＥＤ２ｂの色度点２ｂは、設定色温度は等しいが、当該設定色温度に対応する黒体放射軌跡上の座標に対してｘ値及びｙ値ともにプラス方向にある。ＬＥＤ２ａ、２ｂの設定色温度は、それぞれ２５００Ｋ、５０００Ｋであり、図中の色度点２ａ、２ｂを結ぶ色度図上の線分（２ａ−２ｂ）が黒体放射軌跡に近接する。発光装置１の発光色は、ＬＥＤ２ａとＬＥＤ２ｂの発光量の比で決まり、線分（２ａ−２ｂ）上の一点となる。

なお、図９では、色度点２ｂの偏差ｄｕｖ（黒体放射軌跡からの距離）が、色度点２ａの偏差ｄｕｖよりも大きくなるように設定されている。これは電流が大きくなるとＬＥＤ２ｂの色度点２ｂ（色度座標上のｘ値及びｙ値）が、マイナス方向にシフトする（色度点２ｂ’）ことを見越しているからである。このようにすると、発光装置１の発光は、図中の破線Ｗ（２ａ−２ｂ’）で示される範囲、つまり、より黒体放射軌跡に沿った範囲で変移する。

発光装置１では、基板５上に配線４１ａ、４１ｂ、５１ａ、５１ｂの一部を形成するとともに、ＬＥＤ２ａ、２ｂを実装して発光部（基板５）をＬＥＤモジュールとしている（図８参照）。すなわち特許文献１によれば、色度設定部３と制御部４を組合せて自然で違和感のない照明装置（発光装置１）を構成するＬＥＤモジュールが提供できる。

特開２０１２−１１３９５９号公報（図１、図５）

図９に示したように黒体放射軌跡は曲線である。一方、図８に示した照明装置（発光装置１）は発光色が線分（２ａ−２ｂ）上で変化する（又は線分Ｗ（２ａ−２ｂ´）上で変化する）。つまりＬＥＤモジュール（発光部（基板５））が二つの異なった発光色のＬＥＤ２ａ、２ｂしか備えていないため、当該ＬＥＤモジュールを使用した照明装置（発光装置１）は黒体放射軌跡近傍で且つ狭い色温度範囲において発光色を直線的にしか変化させられない。

これに対しＬＥＤモジュールが互いに発光色の異なる３個のＬＥＤを備えていれば、当該ＬＥＤモジュールは任意の強度で３個のＬＥＤの発光色（色度点）で囲まれた領域の色度で発光できる。すなわちＬＥＤモジュールの発光色を曲線的な黒体放射軌跡に曲線的に沿わせることが可能となる。しかしながら、互いに発光色の異なる３個のＬＥＤを準備し、それぞれのＬＥＤごとに発光強度を独立に制御しようとすると、当該ＬＥＤモジュールを使用する照明装置は、電源、制御回路、制御プログラム、配線が増加してしまう。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、調光時に黒体放射軌跡にそって発光色を曲線的に変化させても、照明装置の電源や制御プログラムなどの増大を招くことがないＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤモジュールは、第１色で発光する第１ＬＥＤ群を含む第１発光回路と、
第２色で発光する第２ＬＥＤ群、第３色で発光する第３ＬＥＤ群、スイッチ素子及び電流検出素子を含む第２発光回路とが一の回路基板に実装され、前記第２発光回路は、前記
第２ＬＥＤ群から出力される電流が前記電流検出素子の一端に入力する第１電流経路と、前記第３ＬＥＤ群から出力される電流が前記スイッチ素子を経て前記電流検出素子の一端に入力する第２電流経路を備え、前記回路基板は、第１電極、第２電極、第３電極及び第４電極を備え、前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１発光回路に接続し、前記第３電極は、前記第２ＬＥＤ群及び前記第３ＬＥＤ群と接続し、前記第４電極は、前記電流検出素子の他端と接続し、前記第２ＬＥＤ群の閾値が前記第３ＬＥＤ群の閾値より大きく、前記電流検出素子に流れる電流に応じて前記スイッチ素子に流れる電流が制御され、前記スイッチ素子は、ディプレッション型のＦＥＴからなり、前記ＦＥＴのドレインが前記第３ＬＥＤ群の電流を出力する端子、ソースが前記電流検出素子の一端、ゲートが前記電流検出素子の他端と接続することを特徴とする。

本発明のＬＥＤモジュールでは、第１色で発光する第１ＬＥＤ群を含む第１発光回路と、第２色で発光する第２ＬＥＤ群及び第３色で発光する第３ＬＥＤ群を含む第２発光回路とが一の回路基板に実装されている。さらに当該回路基板には、第２発光回路において第２ＬＥＤ群と第３ＬＥＤ群の間で電流を振り分けるためのスイッチ素子及び第２発光回路
に入力する電流を検出する電流検出素子が実装されている。

第１発光回路は、第１の外部電源（可変定電流源）から第１電極を介して電流が供給され、第１の外部電源に第２電極を介して電流を戻す。第２発光回路は、第２の外部電源（可変定電流源）から第３電極を介して電流が供給され、第２の外部電源に第４電極を介して電流を戻す。この際、第２発光回路は、供給される電流が小さいとき第３ＬＥＤ群だけが点灯する状態となる。この状態から電流を増加させると、当該電流値に従って、第３ＬＥＤ群と第２ＬＥＤ群がともに点灯する状態を経て、第２ＬＥＤ群だけが点灯する状態に移る。

すなわち第２発光回路の発光色は、色度図上で第３色と第２色の間を直線的に変化する。このとき第１発光回路の発光量を調節することにより、ＬＥＤモジュールは、色度図上で第１色、第２色及び第３色で囲まれる領域の任意の色度点で発光できる。そこで第１色と第２色を黒体放射軌跡上の色度点とし、第３色を、ｘ座標が第１色と第２色の間であってｙ座標が黒体放射軌跡より上部の色度点とする。この結果、ＬＥＤモジュールの発光色を曲線的に黒体放射軌跡に沿わせることができる。

前記第３電極と、前記第２ＬＥＤ群と前記第３ＬＥＤ群の接続点との間に、第４ＬＥＤ群が挿入されても良い。

前記第１電流経路において、前記第２ＬＥＤ群と前記電流検出素子の間に電流制限回路を設けても良い。

前記第２電流経路において、前記スイッチ素子と前記電流検出素子の間に抵抗を設けても良い。

調光時に曲線的な黒体放射軌跡にそって発光色を変化させる場合、本発明のＬＥＤモジュールは、出力電流を制御できる電源が２個で済む。さらに第２発光回路は電流値を制御することにより第２色と第３色の間で明るさと発光色が同時に変化し、第１発回路はこの電流値に第１ＬＥＤ群の発光量を連動させるだけである。以上のように本発明のＬＥＤモジュールは、調光しながら黒体放射軌跡にそって発光色を曲線的に変化させても、照明装置の電源や制御プログラムなどを増大させないようにできる。

本発明の第１実施形態として示すＬＥＤモジュールの平面図である。図１に示したＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤの断面図である。図１に示したＬＥＤモジュールの回路図である。図３に示した回路に含まれる第２発光回路の動作説明図である。図１に示すＬＥＤモジュールの発光特性を示すグラフである。本発明の第２実施形態として示すＬＥＤモジュールの回路図である。図６に示すＬＥＤモジュールの発光特性を示すグラフである。従来技術として示す照明装置の回路図である。図８に示した照明装置の発光特性を示すグラフである。

以下、図１〜５を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。特許請求の範囲に記載した発明特定事項との関係を（）に記載している。

（第１実施形態）
図１により本発明の第１実施形態として示すＬＥＤモジュール１０の構造を説明する。図１はＬＥＤモジュール１０の平面図である。図１に示すように、ＬＥＤモジュール１０は、回路基板１５上に、第１色で発光するＬＥＤ２１ａ、第２色で発光するＬＥＤ２２ａ、第３色で発光するＬＥＤ２３ａ、ＦＥＴ２４ａ（スイッチ素子）、抵抗２４ｂ（電流検出素子）及び抵抗２４ｃが実装されている。また回路基板１５の四隅には、電極１１（第１電極）、電極１２（第２電極）、電極１３（第３電極）及び電極１４（第４電極）が形成されている。この他、回路基板１５上には配線（図示せず）が形成されている。

回路基板１５は熱伝導性や反射率に基づいてセラミックや表面を絶縁処理したアルミが選択される。回路基板１５はスルーホールがないため配線は上面にのみ形成される。ＬＥＤモジュール１０では後述する回路（図４参照）が基板上面だけの配線で構成できるようＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａ等を配置した。しかしながらスルーホールを使えば、回路基板下面にも配線を形成できるので、ＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａがまだら模様になるように配置したり、ＦＥＴ２４ａや電極１１〜１４等を回路基板の下面に配したりできる。

ＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａは、それぞれ直列（直並列）回路が構成できるように配置している。またＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａは、下面に突起電極１９を備え（図２参照）、突起電極１９により回路基板１５上面に形成された配線と直接的に接続する。ＬＥＤ２１ａは、直列（直並列）接続し第１ＬＥＤ群２１を構成する（図中、左右で隣接する２個のＬＥＤ２１ａ同士が並列接続し、上下で隣接する２組ＬＥＤ２１ａが直列接続する。以下、直並列回路を単に直列回路と呼ぶ）。第１ＬＥＤ群２１は、直列段数が１８段であり、第１発光回路４１となる（図３参照）。同様にＬＥＤ２２ａ及びＬＥＤ２３ａは直列接続し第２ＬＥＤ群２２及び第３ＬＥＤ群２３を構成する。第２ＬＥＤ群２２及び第３ＬＥＤ群２３は、直列段数がそれぞれ１８段及び１６段であり、第２発光回路４２に含まれる（図３参照）。

図２により図１に示したＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａについて説明する。図２はＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａの長手方向の断面図である。ＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａは、ＬＥＤダイ１６、ＬＥＤダイ１６の下面に形成された突起電極１９、ＬＥＤダイ１６を被覆する蛍光樹脂１７、蛍光樹脂１７を取り囲む白色反射樹脂１８からなる。ＬＥＤダイ１６は、半導体層上に透明基板が積層するとともに、半導体層下面に２個の突起電極１９が形成され、それぞれの突起電極１９がアノードとカソードになる。蛍光樹脂１７は蛍光体を含有したシリコン樹脂である。白色反射部材１８は、酸化チタンやアルミナなどの反射性微粒子を含有したシリコン樹脂である。ＬＥＤダイ１６は青色で発光し、この青色発光の一部が蛍光樹脂１７で波長変換される。白色反射樹脂１８は、蛍光樹脂１７を挟むようにしてＬＥＤダイ１６の側面と対向するとともに、内側に斜面を有し、横方向に進行しようとする光を上方に向かわせる。

ＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａは、蛍光樹脂１７に含有された蛍光体の違いで発光色が異なる。ＬＥＤダイ１６は、平面サイズが０．４ｍｍ×０．７ｍｍ程度である。ＬＥＤダイ１６の周囲は０．１５ｍｍ程度の厚さで被覆されているため、ＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａの平面サイズは０．７ｍｍ×１．０ｍｍ程度になる。ＬＥＤ２１ａ、２２ａ、２３ａは、その平面サイズがＬＥＤダイ１６の平面サイズとほぼ等しいためチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と呼ばれる。

ＦＥＴ２４ａ、抵抗２４ｂ、２４ｃは、表面実装部品であっても、ベアチップをフリップチップ実装したものであっても良い。またベアチップをダイボンディングし、ワイヤで回路基板１５上の配線と接続をとっても良い。ベアチップの場合は、酸化チタンやアルミ
ナを含む白色反射樹脂でモールドすると良い。

次に図３によりＬＥＤモジュール１０の回路構成を説明する。図３はＬＥＤモジュール１０の回路図である。なお説明の便宜のため、図３ではＬＥＤモジュール１０に加え、ディマー４３、制御部４４を書き加えている（照明装置を構成した）。ディマー４３は、商用交流電源から得られる交流波形の一部分（位相）を切り取り、この切り取った信号を制御部４４に送る。制御部４４は、この信号から電力と調光情報（切り取られた位相の情報）を取り出す。制御部４４は調光情報に基づいて可変定電流源４５、４６に出力させる電流値を決める。可変定電流源４５、４６はＬＥＤモジュール１０に所定の電流を出力する。

図３に示すようにＬＥＤモジュール１０は第１発光回路４１と第２発光回路４２を備えている。第１発光回路４１は、第１ＬＥＤ群２１からなる。第１ＬＥＤ群２１では複数のＬＥＤ２１ａが直列接続している。当該直列回路のアノードは電極１１を介して可変定電流源４５の電流出力端子に接続し、カソードは電極１２を介して可変定電流源４５の電流が戻る端子に接続している。

第２発光回路４２は第２ＬＥＤ群２２と第３ＬＥＤ群２３とスイッチ回路２４からなる。第２ＬＥＤ群２２では複数のＬＥＤ２２ａが直列接続している。同様に第３ＬＥＤ群２３では複数のＬＥＤ２３ａが直列接続している。スイッチ回路２４は、ディプレッション型のＦＥＴ２４ａ（スイッチ素子）と抵抗２４ｂ（電流検出素子）と抵抗２４ｃからなる。第２ＬＥＤ群２２を構成する直列回路のカソードは抵抗２４ｂの一端と接続し、当該カソードと抵抗２４ｂの一端のあいだで第１電流経路が構成される。第３ＬＥＤ群２３を構成する直列回路のカソードはＦＥＴ２４ａのドレインに接続し、さらにＦＥＴ２４ａのソースは抵抗２４ｃを介して抵抗２４ｂの一端と接続し、当該ソースと抵抗２４ｂの一端で第２電流経路が形成される。

電極１３は第２ＬＥＤ群２２を構成する直列回路のアノード及び第３ＬＥＤ列２３を構成する直列回路のアノードに接続する。電極１４は抵抗２４ｂの他端に接続するとともに、可変定電流源４６の電流が戻る端子に接続している。また抵抗２４ｂの他端はＦＥＴ２４ａのゲートにも接続している。

次に図４に基づいて第２発光回路４２の動作を説明する。図４において縦軸Ｉは各部に流れる電流、横軸Ｉｔは第２発光回路４２に流れ込むトータルの電流である。したがって全体の流れる電流Ｉｔを図示すると、電流Ｉｔは原点を通り傾きが４５°の直線となる。なお説明において特別な指示なしに図３を参照する。また第３ＬＥＤ群２３を構成する直列回路の閾値電圧（電流が流れ始めるアノード−カソード間の電圧）は第２ＬＥＤ群２２を構成する直列回路の閾値電圧よりも低い。これは第２、第３ＬＥＤ群２２、２３においてＬＥＤ２２ａ、２３ａの直列段数を異ならせることによって達成される（第２ＬＥＤ群２２が１８段、第３ＬＥＤ群２３が１６段。図１参照）。

図４において電流Ｉｔの小さい電流領域Ｉａでは、第２発光回路４２に流れ込む電流Ｉｔは全て第３ＬＥＤ群２３に流れる（第３ＬＥＤ群２３に流れる電流をＩ３とする）。電流Ｉｔが増加し、電流領域Ｉｂになると抵抗２４ｃと抵抗２４ｂの電圧降下によりＦＥＴ２４ａが電流Ｉ３を減らそうとする。この一方、第２発光回路４２に電流Ｉ２が流れる。なお電流領域Ｉｂでは、
Ｉｔ＝Ｉ２＋Ｉ３
となる。さらに電流Ｉｔが大きくなると抵抗２４ｂの電圧降下が増大しＦＥＴ２４ａがカットオフする。この結果、電流領域Ｉｃでは第２発光回路４２に流れ込む電流Ｉｔは全て第２ＬＥＤ群２２を流れる。

最後に図５によりＬＥＤモジュール１０の発光特性を説明する。図５は、ＬＥＤモジュール１０の発光特性を示すため、ＣＩＥ色度図上にＬＥＤモジュール１０の発光色を描いたグラフである。図５において縦軸ｘ及び横軸ｙは色度座標である。図中、黒体放射軌跡５１を点線で示した。また、ＬＥＤモジュール１０の発光色５２を実線で示した。なお発光特性の説明に当たり特別な指示なしに図３及び図４を参照する。

ＬＥＤモジュール１０では第１発光回路４１の発光色は色度点ｂである。これに対し第２発光回路４２の発光色は、調光度合により線分５３上を変化する。ここで色度点Ｃは第３ＬＥＤ群２３の発光色であり、色度点ａは第２ＬＥＤ群２２の発光色である。

ＬＥＤモジュール１０が暗く調光されているとき、第２発光回路４２は色度点Ｃで発光する。すなわちＬＥＤモジュール１０に流れ込む電流Ｉｔは電流領域Ｉａの範囲内にあり、第３ＬＥＤ群２３が点灯する一方で第２ＬＥＤ群２２が消灯している。このとき電流領域Ｉａの範囲で電流Ｉｔが与えられたら、この電流Ｉｔに応じた電流Ｉ１を第１発光回路４１に流す。このようにして第１発光回路４１の発光強度（第１発光回路４１に流す電流Ｉ１の値）を調整することにより、ＬＥＤモジュール１０の発光色５２を色度点Ｃと色度点ｂを結ぶ線分５４上で変化させる。なお、線分５４は色度点ｂを通る黒体放射軌跡５１の接線に近似した傾斜を持つことが好ましい。電流Ｉｔが電流領域Ｉａの範囲にあるとき、線分５４が黒体放射軌跡５１からできるだけ離れないようにすることが好ましいからである。

ＬＥＤモジュール１０が中間の明るさで調光されているとき、第２発光回路４２は線分５３上の色度点で発光する。すなわちＬＥＤモジュール１０に流れ込む電流Ｉｔは電流領域Ｉｂの範囲内にあり、第３ＬＥＤ群２３と第２ＬＥＤ群２２がともに点灯している。このとき第１ＬＥＤ群２１の発光強度を調整して、ＬＥＤモジュール１０の発光色５２を黒体放射軌跡５１上の色度点とする。たとえば第２発光回路４２が色度点ｃで発光しているとき、第１発光回路４１は、ＬＥＤモジュール１０の発光色５２を、色度点ｃと色度点ｂを結ぶ線分５５と黒体放射軌跡５１の交点とする強度で発光する。

ＬＥＤモジュール１０が明るく調光されているとき第２発光回路４２は色度点ａで発光する。すなわちＬＥＤモジュール１０に流れ込む電流Ｉｔは電流領域Ｉｃの範囲内にあり、第２ＬＥＤ群２２が点灯する一方で第３ＬＥＤ群２３は消灯する。このとき第１ＬＥＤ群２１を消灯させ、ＬＥＤモジュール１０の発光色５２が色度点ａである状態で調光が行われる。

前述したように暗く調光されているときＬＥＤモジュール１０の発光色５２は発光強度に対して線分５４上を直線的に変化する。また中間的な明るさに調光されているとき、ＬＥＤモジュール１０の調光を滑らかにする（例えば暗く調光しようとするとき発光色５２を黒体放射軌跡５１に無理に合わせ込むと発光強度が増大するというような事態を防ぐ）ため発光色５２の色度点を黒体放射軌跡５１から多少ずらす場合がある。以上のようにＬＥＤモジュール１０の発光色５２は黒体放射軌跡５１から多少ずれている。

ＬＥＤモジュール１０では第１、２，３ＬＥＤ群２１、２２、２３の直列段数を１８、１８，１６段としたが、直列段数は可変電流源の仕様やＬＥＤダイ１６の順方向ドロップ電圧などで適宜変更される。また第１ＬＥＤ群２１にはＬＥＤ２１ａだけが含まれていたが、発光色が異なる複数種類のＬＥＤを組合せ所望の発光色を得ても良い（第２、第３ＬＥＤ群２２、２３も同様）。このときＬＥＤ２２ａ等は、蛍光体を使用しないものであっても良く、一のパッケージに複数のＬＥＤダイが内蔵されているものでも良い。またＬＥＤダイは複数の発光部を備えるモノリシックＩＣとなっていても良い。

電流領域Ｉｂの幅や位置は、抵抗２４ｂ、２４ｃの値及び比率によって調整できる。抵抗２４ｂの値を大きくすると電流領域Ｉｂが図４の左側に移動する。抵抗２４ｂに対して抵抗２４ｃの値を大きくしていくと電流領域Ｉｂの幅が広がる。抵抗２４ｃを削除すると電流領域ＩｂはＦＥＴ２４ａの特性だけで決まるようになる。

ＬＥＤモジュール１０では第３ＬＥＤ群２３の発光色（色度点Ｃ）を黒体放射軌跡５１から離していたが、色度点Ｃを黒体放射軌跡５１にもっと近づけても良い。このとき図４に示したグラフの電流領域Ｉｂも合わせて調整する必要がある。

また第１ＬＥＤ群の発光色を色度点ａ、第３ＬＥＤ群の発光色を色度点ｂ、としても良い。この場合、第１ＬＥＤ群で照明装置全体の明るさを調整し、第２及び第３ＬＥＤ群で発光色を補正するようになる。このように明るさを担う部分と補正を担う部分とを分離することで発光状態を設定しやすくなる。

以上のようにＬＥＤモジュール１０は、電流Ｉｔに応じて第２発光回路４２の発光量と発光色が同時に変化するため、調光しながら黒体放射軌跡５１にそって発光色５２を変化させる際、電源とする可変定電流源４５、４６は２個ですむ。また電流Ｉｔに応じて第１発光回路４１に流す電流Ｉ１が一対一対応するので制御プログラムが簡単になる。

（第２実施形態）
図６と図７により本発明の第２実施形態としてＬＥＤモジュール６０を説明する。図６はＬＥＤモジュールの回路図であり、図７はＬＥＤモジュール１０の発光特性を示すグラフである。ＬＥＤモジュール６０は、基本的に図１〜５で示したＬＥＤモジュール１０の構成や動作が共通するので差異のみを説明する。

図６に示すようにＬＥＤモジュール６０の回路は、図３に示すＬＥＤモジュール１０の回路に第４ＬＥＤ群６４と電流制限回路６５が追加されているだけである。第４ＬＥＤ群６４は、単数又は複数のＬＥＤ２２ａが直列接続した回路からなり、電極１３と、第２ＬＥＤ群２２と第３ＬＥＤ群２３の接続点との間に挿入されている。電流制限回路６５は、ディプレッション型のＦＥＴ６５ａと抵抗６５ｂからなり、第２ＬＥＤ群２２と電流検出抵抗２４ｂの間（第１電流経路）に設けられている。電流制限回路６５は第２発光回路６２を過電流から保護する。

第４ＬＥＤ群６４は、ＬＥＤモジュール６０が明るく調光されているとき（第２ＬＥＤ群２２が点灯し第３ＬＥＤ群２３が消灯している状態）、及び、中間の明るさに調光されているとき（第２ＬＥＤ群２２と第３ＬＥＤ群２３がともに点灯している状態）の両方で点灯する。この結果、ＬＥＤモジュール６０ではＬＥＤモジュール１０よりもＬＥＤ２２ａの利用効率を向上させることができる。なおこの利用効率は、ＬＥＤ２２ａについて、ＬＥＤモジュール６０における第２ＬＥＤ群２２の直列段数と第４ＬＥＤ群６４の直列段数の和と、ＬＥＤモジュール１０における第２ＬＥＤ群２２の直列段数が等しい、という条件のもとで比較している。このとき第３ＬＥＤ群２３の直列段数が適宜調整（減らす）されるとともに、第３ＬＥＤ群２３に含まれるＬＥＤ２３ａの発光色を変更する（図７参照）。

図７に示すようにＬＥＤモジュール６０では、第３ＬＥＤ群２３の発光色（色度点Ｃ´）をＬＥＤモジュール１０の第３ＬＥＤ群２３の発光色（色度点Ｃ）からずらしている。すなわち図７では、図５に示した線分５３を上方に延長し（線分５３´）その端を色度点Ｃ´としている。ＬＥＤモジュール６０を暗く調光しているとき（第２ＬＥＤ群２２が消灯し、第３ＬＥＤ群２３と第４ＬＥＤ群６４が点灯している状態）、第２発光回路６２は
線分５３´と線分５４の交点で示される色度点（図５の色度点Ｃ）で発光する。

１０、６０…ＬＥＤモジュール、
１１〜１４…電極、
１５…回路基板、
１６…ＬＥＤダイ、
１７…蛍光樹脂、
１８…白色反射樹脂、
１９…突起電極、
２１…第１ＬＥＤ群、
２１ａ、２２ａ、２３ａ…ＬＥＤ、
２２…第２ＬＥＤ群、
２３…第３ＬＥＤ群、
２４…スイッチ回路、
２４ａ…ＦＥＴ（スイッチ素子）、
２４ｂ…抵抗（電流検出素子）、
２４ｃ、６５ｂ…抵抗、
４１…第１発光回路、
４２、６２…第２発光回路、
４３…ディマー、
４４…制御部、
４５、４６…可変定電流源、
５１…黒体放射軌跡、
５２…発光色、
５３〜５５、５５´…線分、
６４…第４ＬＥＤ群、
６５…電流制限回路、
６５ａ…ＦＥＴ、
ａ、ｂ、ｃ、Ｃ、Ｃ´…色度点。

Claims

第１色で発光する第１ＬＥＤ群を含む第１発光回路と、
第２色で発光する第２ＬＥＤ群、第３色で発光する第３ＬＥＤ群、スイッチ素子及び電流検出素子を含む第２発光回路と
が一の回路基板に実装され、
前記第２発光回路は、前記第２ＬＥＤ群から出力される電流が前記電流検出素子の一端に入力する第１電流経路と、前記第３ＬＥＤ群から出力される電流が前記スイッチ素子を経て前記電流検出素子の一端に入力する第２電流経路を備え、
前記回路基板は、第１電極、第２電極、第３電極及び第４電極を備え、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１発光回路に接続し、
前記第３電極は、前記第２ＬＥＤ群及び前記第３ＬＥＤ群と接続し、
前記第４電極は、前記電流検出素子の他端と接続し、
前記第２ＬＥＤ群の閾値が前記第３ＬＥＤ群の閾値より大きく、前記電流検出素子に流れる電流に応じて前記スイッチ素子に流れる電流が制御され、
前記スイッチ素子は、ディプレッション型のＦＥＴからなり、前記ＦＥＴのドレインが前記第３ＬＥＤ群の電流を出力する端子、ソースが前記電流検出素子の一端、ゲートが前記電流検出素子の他端と接続する
ことを特徴とするＬＥＤモジュール。
前記第３電極と、前記第２ＬＥＤ群と前記第３ＬＥＤ群の接続点との間に、第４ＬＥＤ群が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
前記第１電流経路において、前記第２ＬＥＤ群と前記電流検出素子の間に電流制限回路を設けた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。
前記第２電流経路において、前記スイッチ素子と前記電流検出素子の間に抵抗を設けた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。