JP6926512B2

JP6926512B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP6926512B2
Application number: JP2017028154A
Authority: JP
Inventors: 康則阿野; 明穂相場; 信介船山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: JP2018133308A

Description

本発明は、照明器具に関する。

特許文献１には、複数の光源部をそれぞれ点灯させる複数の点灯回路を備える照明装置が開示されている。この照明装置では、複数の光源部の調光と発光色を制御できる。また
、特許文献２には、定電流電源と、第１光源と、第１光源と異なる色温度を有する第２光源とを備えた照明装置が開示されている。この照明装置では、第１光源に流れる電流を制御する第１のスイッチング素子と第２光源に流れる電流を制御する第２のスイッチング素子を交互にオンオフすることで、色温度を変更できる。特許文献３には、照度毎に人が快適であると感じる色温度の範囲を示すクルイトフカーブが開示されている。

特許第５４５４１８９号公報特許第５１４１８７４号公報特許第５８９５１９３号公報

特許文献１または特許文献２に示される照明装置において色温度が変化した時に、照明装置の光量によっては使用者が心地よく感じない場合がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、色温度が変化する際に使用者が心地よく感じる照明器具を得ることを目的とする。

本発明に係る照明器具は、第１色温度を有する第１ＬＥＤと、該第１色温度よりも低い第２色温度を有する第２ＬＥＤと、該第１ＬＥＤと、該第２ＬＥＤと、を点灯させる電流を出力する第１点灯回路と、該第１点灯回路の出力電流を、該第１ＬＥＤを流れる電流と該第２ＬＥＤを流れる電流とに分ける第２点灯回路と、該第１点灯回路と、該第２点灯回路と、を制御し、該出力電流のうち、該第２ＬＥＤを流れる電流に対する該第１ＬＥＤを流れる電流の電流比率を決定する制御回路と、を備え、該制御回路は、該電流比率が大きくなるほど、該第１ＬＥＤから出力される光束と該第２ＬＥＤから出力される光束との和である合計光束を大きくするように、該電流比率に応じて該出力電流を決定して該出力電流を小さくする。

本発明に係る照明器具では、電流比率が大きくなるほど、合計光束が大きくなる。従って、照明器具の色温度が高いほど、発光量が大きくなる。このため、色温度が変化する際に使用者が心地よいと感じる明るさを提供できる。

実施の形態１に係る照明器具の斜視図である。実施の形態１に係る照明器具の斜視図である。実施の形態１に係る光源ユニットの斜視図である。実施の形態１に係る照明器具の断面図である。実施の形態１に係る基板の平面図である。実施の形態１に係る照明器具の回路ブロック図である。実施の形態１に係る基板の斜視図である。実施の形態１に係る第１ＬＥＤと第２ＬＥＤの断面図である。実施の形態１に係る照明器具の色温度と出力電流との関係を示す図である。実施の形態１に係る照明器具の色温度と合計光束との関係を示す図である。実施の形態１の変形例に係る照明器具の断面図である。実施の形態２に係る照明器具の色温度と出力電流との関係を示す図である。実施の形態２に係る照明器具の色温度と合計光束との関係を示す図である。

本発明の実施の形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１および図２は、実施の形態１に係る照明器具１００の斜視図である。照明器具１００は、天井等に取り付けられる本体部１０を備える。本体部１０には、光源ユニット１１が取り付けられる。本体部１０は光源ユニット１１から本体部１０の短手方向に遠ざかるほど薄くなる。

図３は、実施の形態１に係る光源ユニット１１の斜視図である。光源ユニット１１は、光源を覆うカバー１２を備える。また、光源ユニット１１は、光源を点灯される第１点灯装置４０を備える。また、光源ユニット１１には、図示しない第２点灯装置が取り付けられる。

図４は、実施の形態１に係る照明器具１００の断面図である。本体部１０に光源ユニット１１が取り付けられた状態において、第１点灯装置４０は、本体部１０に設けられた凹部に収納される。第１点灯装置４０には基板１４が接続される。基板１４はカバー１２で覆われる。基板１４のカバー１２と対向する面には光源８０が設けられる。光源８０はＬＥＤである。

図５は、実施の形態１に係る基板１４の平面図である。基板１４の上には複数の光源８０が設けられる。光源８０は、基板１４の長手方向に２列に配置される。基板１４の光源８０が設けられた領域より外側には、コネクタ１６が設けられている。コネクタ１６は、基板１４の端部に２箇所設けられる。コネクタ１６を介して、光源８０と第１点灯装置４０は電気的に接続される。なお、コネクタ１６は基板１４上の別の位置に設けられても良い。

図６は、実施の形態１に係る照明器具１００の回路ブロック図である。第１点灯装置４０は、外部電源に接続される。外部電源は、商用電源ＡＣである。外部電源は、蓄電池であっても良い。第１点灯装置４０の出力には、第２点灯装置５０が接続されている。第２点灯装置５０の出力には、第１光源部６１と、第２光源部６２が接続されている。また、第２点灯装置５０には調光信号入力部６３が接続されている。

第１光源部６１は、直列に接続された複数の第１ＬＥＤ８１を備える。第１光源部６１が備える第１ＬＥＤ８１の数は１つ以上であれば良い。また、複数の第１ＬＥＤ８１は並列または直並列に接続されても良い。第１ＬＥＤ８１は第１色温度を有する。第１色温度は、５０００Ｋである。第１ＬＥＤ８１は白色ＬＥＤである。第１色温度は５０００Ｋ以外でも良い。

第２光源部６２は、直列に接続された複数の第２ＬＥＤ８２を備える。第２光源部６２が備える第２ＬＥＤ８２の数は１つ以上であれば良い。また、複数の第２ＬＥＤ８２は並列または直並列に接続されても良い。第２ＬＥＤ８２は第２色温度を有する。第２色温度は、第１色温度よりも低い。第２色温度は、３０００Ｋである。第２ＬＥＤ８２は、電球色ＬＥＤである。第２色温度は、第１色温度よりも低ければ３０００Ｋ以外でも良い。なお、図５に示される複数の光源８０の各々は、第１ＬＥＤ８１または第２ＬＥＤ８２である。

第１点灯装置４０は、商用電源ＡＣを接続された端子部ＣＮ１を備える。端子部ＣＮ１には、商用電源ＡＣを整流する整流器ＤＢが接続されている。整流器ＤＢの出力には第１点灯回路４５が接続されている。第１点灯回路４５は、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２とを点灯させる電流を出力する。第１点灯回路４５の出力は、端子部ＣＮ２に接続される。

端子部ＣＮ２は、第２点灯装置５０に接続される。また、第１点灯装置４０は、端子部ＣＮ３を備える。端子部ＣＮ３によって第１点灯装置４０は外部の装置と接続される。本実施の形態では、端子部ＣＮ３は第２点灯装置５０と接続されている。また、第１点灯装置４０は、第１点灯回路４５を制御する制御ＩＣ１を備える。制御ＩＣ１はマイコンである。

第１点灯回路４５は、昇圧チョッパ回路を備える。昇圧チョッパ回路は、コイルＬ１を備える。コイルＬ１の一端は、整流器ＤＢの高電位側の出力に接続される。コイルＬ１の他端は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）Ｑ１のドレインおよびダイオードＤ１のアノードと接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ１のソースはグランドと接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートは、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３を介して制御ＩＣ１の端子Ｖｇ１に接続される。ダイオードＤ１のカソードは、コンデンサＣ１の正極に接続される。コンデンサＣ１の負極は、グランドと接続される。

整流器ＤＢからは商用電源ＡＣが整流された脈流電圧が出力される。昇圧チョッパ回路は、脈流電圧を昇圧し、コンデンサＣ１を充電する。このとき、コンデンサＣ１の両端には直流高電圧が印加される。第１点灯回路４５はコンデンサＣ１と並列に接続された抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列回路を備える。コンデンサＣ１の両端に印加された電圧は、抵抗Ｒ２、Ｒ３により分圧され、制御ＩＣ１の端子Ｐ１に入力される。制御ＩＣ１は、端子Ｐ１の電圧に応じて、コンデンサＣ１の両端に印加される電圧が一定になるように、制御ＩＣ１の端子Ｖｇ１からスイッチング信号を出力する。このスイッチング信号により、ＭＯＳＦＥＴＱ１のオンオフが制御される。

制御ＩＣ１はマイコンであるため、制御ＩＣ１の動作電圧はＭＯＳＦＥＴＱ１の駆動電圧よりも小さい場合がある。このため、スイッチング信号は、端子Ｖｇ１からＭＯＳＦＥＴドライバー４３を介して、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに入力される。ＭＯＳＦＥＴドライバー４３は、制御ＩＣ１よりも高電圧の信号を出力する。これにより、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３からＭＯＳＦＥＴＱ１を安定にスイッチングできる。

昇圧チョッパ回路の出力にはバックコンバータ回路が接続される。バックコンバータ回路は、ドレインがコンデンサＣ１の正極に接続されたＭＯＳＦＥＴＱ２を備える。ＭＯＳＦＥＴＱ２のソースはダイオードＤ２のカソードおよびコイルＬ２の一端に接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートは、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３を介して制御ＩＣ１の端子Ｖｇ２に接続される。ダイオードＤ２のアノードはコンデンサＣ１の負極と接続される。コイルＬ２の他端はコンデンサＣ３の正極に接続される。コンデンサＣ３の負極はコンデンサＣ１の負極と接続される。また、制御ＩＣ１の接地用端子である端子ＧＮＤ１は、コンデンサＣ１の負極と接続される。

コンデンサＣ１に充電された直流高電圧は、ＭＯＳＦＥＴＱ２、コイルＬ２およびダイオードＤ２を備えるバックコンバータ回路によって降圧され、コンデンサＣ３で平滑される。コンデンサＣ３の両端に印加される電圧は、端子部ＣＮ２および第２点灯装置５０を介して、第１光源部６１および第２光源部６２に供給される。この結果、第１ＬＥＤ８１および第２ＬＥＤ８２が点灯する。

コンデンサＣ３の負極とグランドとの間には、抵抗Ｒ４が接続されている。抵抗Ｒ４を流れる電流は、端子部ＣＮ２から流れる電流に対応する。この電流は、第１点灯回路４５の出力電流である。抵抗Ｒ４を流れる電流は、電圧に変換され、制御ＩＣ１の端子Ｐ３に入力される。制御ＩＣ１は、端子Ｐ３の電圧が一定になるように、端子Ｖｇ２からスイッチング信号を出力する。このスイッチング信号により、ＭＯＳＦＥＴＱ２のオンオフが制御される。

端子Ｖｇ２からのスイッチング信号は、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３を介して、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに入力される。これにより、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３からＭＯＳＦＥＴＱ２を安定にスイッチングできる。以上から、端子部ＣＮ２から出力される電力は制御ＩＣ１によって定電流制御される。

第１点灯装置４０は、スイッチング電源部４１を備える。スイッチング電源部４１は、コンデンサＣ１の正極に接続される。スイッチング電源部４１の出力とグランドとの間には、コンデンサＣ２が接続される。スイッチング電源部４１は、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷から、コンデンサＣ２の両端に電圧Ｖ１を生成する。電圧Ｖ１は、ＭＯＳＦＥＴドライバー４３の制御電源となる。電圧Ｖ１は例えば１５Ｖである。

スイッチング電源部４１の出力には降圧回路部４２が接続される。降圧回路部４２によって、電圧Ｖ１から制御ＩＣ１の制御電源となる電圧が生成される。制御ＩＣ１の制御電源となる電圧は、例えば５Ｖである。降圧回路部４２の出力電圧は、制御ＩＣ１の端子ＶＤＤ１に入力される。

さらに第１点灯回路４５は、整流器ＤＢの高電位側の出力に一端が接続された抵抗Ｒ１を備える。抵抗Ｒ１の他端は制御ＩＣ１の端子Ｐ２に入力される。抵抗Ｒ１によって、整流器ＤＢからの出力電圧が検出される。この検出電圧により、商用電源ＡＣの接続の有無を検出できる。制御ＩＣ１は、商用電源ＡＣの接続の有無の情報を、点灯制御に反映させる。

また、第１点灯回路４５は、コンデンサＣ３と並列に接続された抵抗Ｒ５、Ｒ６の直列回路を備える。抵抗Ｒ５、Ｒ６によって、端子部ＣＮ２の両端電圧が検出される。端子部ＣＮ２の両端電圧は、抵抗Ｒ５、Ｒ６によって分圧され、制御ＩＣ１の端子Ｐ４に入力される。

第１点灯回路４５からの出力電流は、一定となるように制御される。このため、端子部ＣＮ２に接続される機器に異常が起き、端子部ＣＮ２が開放状態となった場合、端子部ＣＮ２に印加される電圧は上昇する。第１点灯装置４０は、抵抗Ｒ５、Ｒ６の抵抗分圧値を制御ＩＣ１の端子Ｐ４で検出する。この抵抗分圧値が所定値よりも高くなった場合、制御ＩＣ１は、スイッチング動作を停止させる。従って、端子部ＣＮ２の印加電圧が高くなり、第１点灯装置４０が備える部品に過電圧が印加されることを防止できる。

端子部ＣＮ３は、制御ＩＣ１の端子ＲＸ１に接続されたＩｎｐｕｔ端子と、制御ＩＣ１の端子ＴＸ１に接続されたＯｕｔｐｕｔ端子とを備える。端子部ＣＮ３には第２点灯装置５０の端子部ＣＮ５が接続される。また、端子部ＣＮ２には、第２点灯装置５０の端子部ＣＮ４が接続される。

第２点灯装置５０は、端子部ＣＮ４と接続された第２点灯回路５５を備える。また、第２点灯装置５０は、第２点灯回路５５を制御する制御ＩＣ２を備える。第２点灯回路５５の出力には端子部ＣＮ７と、端子部ＣＮ８が接続される。端子部ＣＮ７には第１光源部６１が接続される。端子部ＣＮ８には第２光源部６２が接続される。また、第２点灯装置５０は、端子部ＣＮ６を備える。端子部ＣＮ６は、調光信号入力部６３に接続される。端子部ＣＮ６には、調光信号入力部６３を介し、外部から入力される調光信号が入力される。

端子部ＣＮ４の高電位側は、端子部ＣＮ７の高電位側と、端子部ＣＮ８の高電位側と接続される。端子部ＣＮ４の低電位側は、ＭＯＳＦＥＴＱ３のソースと、ＭＯＳＦＥＴＱ４のソースに接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ３のドレインは、端子部ＣＮ７の低電位側に接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ４のドレインは、端子部ＣＮ８の低電位側に接続される。

制御ＩＣ２の端子Ｐ５は、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに接続される。また、制御ＩＣ２の端子Ｐ５は、インバータ５１を介してＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートに接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ３、ＭＯＳＦＥＴＱ４およびインバータ５１は第２点灯回路５５を構成する。

第２点灯装置５０において、端子部ＣＮ４の両端には、第１光源部６１とＭＯＳＦＥＴＱ３の第１直列回路が接続される。また、端子部ＣＮ４の両端には、第２光源部６２とＭＯＳＦＥＴＱ４の第２直列回路が接続される。第１直列回路と第２直列回路は、端子部ＣＮ４に対して並列に接続されている。

ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートには、端子Ｐ５から駆動信号が入力される。ＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートには、駆動信号を反転した信号が入力される。端子Ｐ５から駆動信号が印加されると、ＭＯＳＦＥＴＱ３がオンする。このとき、端子部ＣＮ４に印加される電圧を電源として、端子部ＣＮ７に電流が流れる。この結果、第１光源部６１が点灯する。このとき、ＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートには駆動信号を反転した信号が入力される。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ４はオフする。このため、端子部ＣＮ８には電流が流れない。従って、第２光源部６２は消灯する。

次に、端子Ｐ５からの駆動信号がオフすると、ＭＯＳＦＥＴＱ４がオンする。このとき、端子部ＣＮ４に印加される電圧を電源として、端子部ＣＮ８に電流が流れる。この結果、第２光源部６２が点灯する。このとき、ＭＯＳＦＥＴＱ３はオフする。このため、端子部ＣＮ７には電流が流れない。従って、第１光源部６１は消灯する。以上から、第１光源部６１が点灯しているときは、第２光源部６２が消灯する。また、第１光源部６１が消灯しているときは、第２光源部６２が点灯する。

本実施の形態では、第１光源部６１の色温度が５０００Ｋの白色であり、第２光源部６２の色温度が３０００Ｋの電球色である。ＭＯＳＦＥＴＱ３がオンし、ＭＯＳＦＥＴＱ４がオフすると、照明器具１００から５０００Ｋの白色光が出力される。また、ＭＯＳＦＥＴＱ４がオンし、ＭＯＳＦＥＴＱ３がオフすると、照明器具１００から３０００Ｋの電球色の光が出力される。

本実施の形態では、ＭＯＳＦＥＴＱ３とＭＯＳＦＥＴＱ４が交互にスイッチングされる。この時、第２点灯回路５５は、第１点灯回路４５の出力電流を、第１ＬＥＤ８１を流れる電流と第２ＬＥＤ８２を流れる電流とに分けている。ＭＯＳＦＥＴＱ３とＭＯＳＦＥＴＱ４は、第１光源部６１と第２光源部６２が交互に点灯および消灯していることを使用者が目視で認識できない周波数で、高速にスイッチングされる。ＭＯＳＦＥＴＱ３とＭＯＳＦＥＴＱ４のスイッチング周波数は、例えば１０ｋＨｚである。このとき、照明器具１００を白色と電球色の混色で点灯させることができる。

第１光源部６１と第２光源部６２の混色度は、ＭＯＳＦＥＴＱ３またはＭＯＳＦＥＴＱ４とのオンオフ比に比例する。つまり、照明器具１００の発する光の色温度は、ＭＯＳＦＥＴＱ３またはＭＯＳＦＥＴＱ４とのオンオフ比に比例する。ここでオンオフ比はデューティー比である。

端子部ＣＮ６には制御ＩＣ２の端子Ｐ６、端子Ｐ７が接続される。調光信号入力部６３から入力された調光信号は、端子Ｐ６、端子Ｐ７から制御ＩＣ２に入力される。制御ＩＣ２は調光信号を検出する。調光信号に従い、制御ＩＣ２はＰ５端子からＭＯＳＦＥＴＱ３とＭＯＳＦＥＴＱ４のスイッチング動作のオンオフ比および周波数を制御する。つまり、制御ＩＣ２は、調光信号に応じて第１点灯回路４５の出力電流のうち、第２ＬＥＤ８２を流れる電流に対する第１ＬＥＤ８１を流れる電流の電流比率を決定する。この結果、第１光源部６１と第２光源部６２の点滅の周波数および照明器具１００が発する光の色温度が制御される。

端子部ＣＮ５は、制御ＩＣ２の端子ＴＸ２および端子ＲＸ２と接続される。端子ＴＸ２は、端子部ＣＮ５を介して端子部ＣＮ３のＩｎｐｕｔ端子に接続される。端子ＲＸ２は、端子部ＣＮ５を介して端子部ＣＮ３のＯｕｔｐｕｔ端子に接続される。これにより制御ＩＣ１と制御ＩＣ２は相互に信号の送受信ができる。

制御ＩＣ２は、端子Ｐ６および端子Ｐ７から入力された調光信号に応じて、端子ＴＸ２から制御ＩＣ１の端子ＲＸ１に調光指令を出力する。調光指令は、第１点灯回路４５の出力電流の目標電流値についての情報を含む。制御ＩＣ１は第１点灯回路４５の出力電流が目標電流値に一致するように、第１点灯回路４５を制御する。このとき、制御ＩＣ１は第１点灯回路４５の出力電流が目標電流値に一致するように、ＭＯＳＦＥＴＱ２をオンオフする。

端子部ＣＮ６に入力される調光信号は、例えば、ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。このＰＷＭ信号は、周波数が１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ、デューティー比が１０％〜９０％の範囲で変化する。まず、制御ＩＣ２は、調光信号のデューティー比を解析する。検出されたデューティー比は、ＴＸ２端子からＲＸ１端子に送信される。

制御ＩＣ１は、デューティー比に応じて第１点灯回路４５の出力電流を決定する。制御ＩＣ１は、出力電流がデューティー比の一次関数に従い変化するように制御する。制御ＩＣ１は、デューティー比が１０％から９０％に変化すると、出力電流が１Ａから１００ｍＡに変化するように制御する。このため、デューティー比が１０％の場合、出力電流は１Ａとなる。また、デューティー比が９０％の場合、出力電流は１００ｍＡとなる。また、デューティー比が５０％の場合、出力電流は５５０ｍＡとなる。

本実施の形態では、デューティー比が１０％から９０％に変化すると、出力電流が１Ａから１００ｍＡに変化するものとした。これに対し、デューティー比と出力電流の対応関係は、これ以外でもよい。デューティー比と出力電流の対応関係は、一次関数以外でも良い。

次に、制御ＩＣ２は調光信号の周波数を解析する。制御ＩＣ２は、調光信号の周波数に応じて、第１点灯回路４５の出力電流のうち、第２ＬＥＤ８２を流れる電流に対する第１ＬＥＤ８１を流れる電流の電流比率を決定する。制御ＩＣ１は、電流比率が周波数の一次関数に従い変化するように制御する。制御ＩＣ２は、周波数が１０００Ｈｚから２０００Ｈｚに変化すると、ＭＯＳＦＥＴＱ３のデューティー比が１００％から０％に変化するように制御する。このとき、周波数が１０００Ｈｚから２０００Ｈｚに変化すると、ＭＯＳＦＥＴＱ４のデューティー比は０％から１００％に変化する。

このため、周波数が１０００Ｈｚの場合、照明器具１００は５０００Ｋで点灯する。また、周波数が２０００Ｈｚの場合、照明器具１００は３０００Ｋで点灯する。また、周波数が１５００Ｈｚの場合、電流比率は５０％である。このとき、第１光源部６１および第２光源部６２の各々に出力電流の５０％が流れる。従って、各々の光源部の光量の差に依存するが、照明器具１００はおよそ４０００Ｋで点灯する。

本実施の形態では、周波数が１０００Ｈｚから２０００Ｈｚに変化すると、電流比率が１００％から０％に変化するものとした。これに対し、周波数と電流比率の対応関係は、これ以外でも良い。周波数と電流比率の対応関係は、一次関数以外でも良い。

次に、第１ＬＥＤ８１および第２ＬＥＤ８２のレイアウトについて説明する。図７は、実施の形態１に係る基板１４の斜視図である。複数の第１ＬＥＤ８１と複数の第２ＬＥＤ８２は基板１４の長手方向に２つの列を形成する。各々の列において、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２は交互に配置される。また、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２は基板１４の短手方向に隣り合うように配置される。基板１４には、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２がそれぞれ１０個設けられる。第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２の数は同じであれば１０個以外でも良い。

白色ＬＥＤである第１ＬＥＤ８１と電球色ＬＥＤである第２ＬＥＤ８２のパッケージ数を同数とすることで、色温度の変化において照明器具１００の発する光を均一にできる。このとき、照明器具１００の発する光の見栄えを向上できる。また、図７に示すように、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２を基板１４上に交互に配置することで、照明器具１００が発する光をさらに均一にできる。

図８は、実施の形態１に係る第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２の断面図である。第１ＬＥＤ８１はパッケージ基板８５を備える。パッケージ基板８５の上には第１ＬＥＤチップ８６が設けられる。パッケージ基板８５の上には、第１ＬＥＤチップ８６を囲んでリフレクタ８３が設けられる。また、パッケージ基板８５および第１ＬＥＤチップ８６の上には、第１蛍光体８８が設けられる。第１蛍光体８８はリフレクタ８３で囲まれた領域を埋める。第１蛍光体８８によって第１ＬＥＤチップ８６は封止される。

第１蛍光体８８は、封止樹脂と第１蛍光材料から構成される。第１蛍光材料は、第１ＬＥＤチップ８６が発する光を吸収し、別の波長の光を発する。この結果、第１ＬＥＤ８１からは第１色温度の光が発せられる。

第２ＬＥＤ８２はパッケージ基板８５を備える。パッケージ基板８５の上には第２ＬＥＤチップ８７が設けられる。パッケージ基板８５の上には、第２ＬＥＤチップ８７を囲んでリフレクタ８３が設けられる。また、パッケージ基板８５および第２ＬＥＤチップ８７の上には、第２蛍光体８９が設けられる。第２蛍光体８９はリフレクタ８３で囲まれた領域を埋める。第２蛍光体８９によって第２ＬＥＤチップ８７は封止される。

第２蛍光体８９は、封止樹脂と第２蛍光材料から構成される。第２蛍光材料は、第２ＬＥＤチップ８７が発する光を吸収し、別の波長の光を発する。この結果、第２ＬＥＤ８２からは第２色温度の光が発せられる。本実施の形態では、第２ＬＥＤチップ８７は、第１ＬＥＤチップ８６と同種類である。つまり、第１ＬＥＤチップ８６とは第２ＬＥＤチップ８７は同じ構造である。

照明器具１００では、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２の発する光の色差をチップ上に塗布される蛍光体の種類を変えて構成している。つまり、照明器具１００において、第１色温度と第２色温度との違いは、第１蛍光体８８と第２蛍光体８９によってもたらされる。本実施の形態では、第２蛍光体８９は、第１蛍光体８８よりも赤色蛍光体が占める割合が大きい。つまり、第２蛍光材料は第１蛍光材料よりも単位体積あたりに赤色蛍光体を多く含む。

本実施の形態では、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２が備えるＬＥＤチップの種類が等しい。このため、第１光源部６１の合計Ｖｆと、第２光源部６２の合計Ｖｆを等しくできる。従って、第１点灯装置４０および第２点灯装置５０において点灯制御がし易くなる。ここで、第１光源部６１の合計Ｖｆは、第１ＬＥＤ８１を点灯させる第１光源部６１の両端に印加される順方向電圧である。また、第２光源部６２の合計Ｖｆは、第２ＬＥＤ８２を点灯させる第２光源部６２の両端に印加される順方向電圧である。

ここで、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２のように、同一のＬＥＤチップ上に異なる蛍光体を設けて色差を構成したＬＥＤでは、一般に、色温度の低いＬＥＤの方が色温度の高いＬＥＤよりも光束が小さくなる。特に、蛍光体が含む蛍光材料のうち赤色蛍光体の割合が大きいＬＥＤの方が、光束が小さくなる傾向がある。従って、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２に同じ大きさの電流を流した場合、第２ＬＥＤ８２のほうが、第１ＬＥＤ８１よりも光束が小さくなる。つまり、出力電流が同じであれば、照明器具１００の光束は、３０００Ｋで点灯した場合の方が５０００Ｋで点灯した場合よりも小さい。

次に、本実施の形態に係る照明器具１００の色温度を変化させる場合の制御について説明する。図９は、実施の形態１に係る照明器具１００の色温度と出力電流との関係を示す図である。本実施の形態では、色温度の変更時に、制御ＩＣ１が第１点灯回路４５の出力電流を一定に維持した状態で、制御ＩＣ２が色温度を変化させる。つまり、制御ＩＣ１が出力電流を一定に維持した状態で、制御ＩＣ２が電流比率を変更する。このとき、制御ＩＣ２は、調光信号の周波数に応じて電流比率を決定する。また、制御ＩＣ１は調光信号のデューティー比に応じて出力電流を決定する。

図９のＡ点において、電流比率は０％である。つまり、Ａ点においてＭＯＳＦＥＴＱ３のデューティー比が０％である。このとき、出力電流の全てが、第２ＬＥＤ８２に流れる。従って、照明器具１００が発する光の色温度は３０００Ｋとなる。Ａ点から、制御ＩＣ２が電流比率を増加させると、色温度が上昇する。Ｂ点において電流比率は１００％となる。Ｂ点においてＭＯＳＦＥＴＱ３のデューティー比は１００％である。このとき、出力電流の全てが、第１ＬＥＤ８１に流れる。従って、照明器具１００が発する光の色温度は５０００Ｋとなる。この間、制御ＩＣ１は出力電流を一定値に維持する。

図１０は、実施の形態１に係る照明器具１００の色温度と合計光束との関係を示す図である。図１０は、図９に示される制御を行った場合において照明器具１００が発する光の色温度の変化に対する合計光束の変化を示す。ここで、合計光束は、第１ＬＥＤ８１から出力される光束と第２ＬＥＤ８２から出力される光束との和である。つまり、合計光束は、第１光源部６１から出力される光束と第２光源部６２から出力される光束との和である。合計光束は、照明器具１００が発する光の光束でもある。また、合計光束は、第１光源部６１と第２光源部６２の発光量の和である。

図１０のＡ点からＢ点まで色温度を上昇させた場合、第１ＬＥＤ８１に流れる電流が増加し、第２ＬＥＤ８２に流れる電流が減少する。ここで、図８で示したように、本実施の形態に係る第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２に同じ電流を流した場合、第１ＬＥＤ８１の方が第２ＬＥＤ８２よりも光束が大きくなる。このため、出力電流が一定の状態で電流比率が大きくなると、照明器具１００が発する光の合計光束が大きくなる。従って、Ａ点からＢ点まで色温度を上昇させた場合、図１０に示すように、色温度の上昇に伴い合計光束が増加する。

一般に、照度に対する人が快適であると感じる色温度の範囲を示すクルイトフカーブ等に示されるように、照明器具の色温度が高い程明るく点灯させることで使用者に快適な印象を提供できる。一般に、色温度が高いときに照明器具の発光量が小さいと、使用者は寒々しく陰気な印象を受ける場合がある。また、色温度が低いときに照明器具の発光量が大きいと、使用者は暑苦しい印象を受ける場合がある。このため、色温度が変化するときに光束が変わらないと、使用者が快適に感じない場合がある。

これに対し、本実施の形態では、Ａ点に比べてＢ点の発光量が大きくなるように第１ＬＥＤ８１および第２ＬＥＤ８２を選定した。これにより、色温度の変化時に出力電流を一定に維持すれば、照明器具１００の発する光の色温度が高いほど合計光束が増加する。つまり、照明器具１００の発する光の色温度が高いほど、照明器具１００を明るく点灯させることができる。

照明器具１００は、色温度が高いときは色温度が低いときに比べて明るく点灯する。これにより、寒々しく陰気な印象を抑制できる。また、照明器具１００は、色温度が低いときは色温度が高いときに比べて暗く点灯する。これにより、暑苦しい印象を抑制できる。従って、使用者が心地よいと感じる明かりを提供できる。

図１１は、実施の形態１の変形例に係る照明器具２００の断面図である。照明器具２００は、本体部２１０およびカバー２１２の構造が実施の形態１と異なる。本体部２１０は、厚さが均一である。カバー２１２は、本体部２１０の基板１４が搭載された面および基板１４を覆う。本体部２１０およびカバー２１２の形状はこれに限らない。

本実施の形態では、第１点灯装置４０と第２点灯装置５０は、別個の基板に設けられる。このため、第１点灯装置４０を別の光源部に接続して使用できる。従って、第１点灯装置４０を標準化できる。また、第２点灯装置５０を別の定電流源に接続して使用できる。従って、第２点灯装置５０を標準化できる。この変形例として、第１点灯装置４０と第２点灯装置５０は一体となっていても良い。

また、本実施の形態に係る照明器具１００は制御回路を備える。本実施の形態では、制御回路は制御ＩＣ１と制御ＩＣ２とを含む。この変形例として、照明器具１００は制御回路を第１点灯装置４０および第２点灯装置の一方のみに備えても良い。この場合、制御回路は制御ＩＣ１と制御ＩＣ２の機能を備え、第１点灯回路４５と第２点灯回路５５とを制御する。

また、本実施の形態では、制御回路は調光信号のデューティー比に応じて出力電流を決定し、周波数に応じて電流比率を決定した。この変形例として、制御回路は調光信号の周波数に応じて出力電流を決定し、デューティー比に応じて電流比率を決定しても良い。制御回路は、調光信号のデューティー比または周波数の一方に応じて電流比率を決定し、デューティー比または周波数の他方に応じて出力電流を決定すればよい。

これらの変形は以下の実施の形態に係る照明器具について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る照明器具については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図１２は、実施の形態２に係る照明器具１００の色温度と出力電流との関係を示す図である。本実施の形態では、照明器具１００が発する光の色温度が高いほど、制御ＩＣ１は出力電流を小さくする。つまり、制御ＩＣ２が電流比率を大きくするほど、制御ＩＣ１は出力電流を小さくする。このとき、制御ＩＣ２は、調光信号の周波数に応じて電流比率を決定する。

また、本実施の形態では、調光信号のデューティー比および周波数が制御ＩＣ２の端子ＴＸ２から制御ＩＣ１の端子ＲＸ１に送信される。このため、制御ＩＣ１は調光信号のデューティー比および周波数を検知する。制御ＩＣ１は出力電流に対応する調光信号のデューティー比と、電流比率に対応する調光信号の周波数の両方に応じて出力電流を決定する。これにより、電流比率が大きいほど、出力電流を小さくできる。

図１２のＡ点から、制御ＩＣ２が電流比率を増加させると、出力電流に対する第１ＬＥＤ８１に流れる電流の割合が上昇し、第２ＬＥＤ８２に流れる電流の割合が減少する。この結果、照明器具１００が発する光の色温度が上昇する。電流比率の上昇に伴って、照明器具１００が発する光の色温度はＡ点における３０００ＫからＢ点における５０００Ｋに変化する。このとき、制御ＩＣ１は色温度の上昇に伴い、出力電流を減少させる。

図１３は、実施の形態２に係る照明器具１００の色温度と合計光束との関係を示す図である。図１３は、図１２の制御を行った場合の照明器具１００が発する光の色温度の変化に対する合計光束の変化を示す。ここで、第１ＬＥＤ８１と第２ＬＥＤ８２に同じ電流を流した場合、第２ＬＥＤ８２の方が第１ＬＥＤ８１よりも光束が小さくなる。このため、図１２に示されるように色温度が高いほど出力電流が減少する場合にも、図１３に示されるように色温度が高いほど合計光束を大きくできる。

このため、本実施の形態においても、照明器具１００の発する光の色温度が高いほど、照明器具１００を明るく点灯させることができる。従って、使用者が心地よいと感じる明かりを提供できる。ここで、制御ＩＣ１は、電流比率が大きいほど合計光束が大きくなるように、図１２に示される色温度に対する出力電流の傾きを調整する。

本実施の形態では、実施の形態１と比較して図１３に示される色温度に対する合計光束の傾きが小さくなる。色温度の上昇に対する出力電流の減少量が大きくなる程、色温度の上昇に対する合計光束の増加量は小さくなる。このように、本実施の形態では、色温度の上昇に対する出力電流の減少量を調節することで、色温度に対する合計光束の傾きを調節できる。本実施の形態では、制御ＩＣ１が調光信号のデューティー比および周波数の両方に応じて出力電流を制御する。このため、色温度に応じて出力電流を制御することが可能となり、クルイトフカーブに対応するように合計光束の傾きを調整できる。

本実施の形態では、図１２のＡ点に比べてＢ点の出力電流を小さくすることを示した。この変形例として、図１２のＡ点に比べてＢ点の出力電流を大きくしても良い。この場合、実施の形態１と比較して図１３に示される色温度に対する合計光束の傾きが大きくなる。本変形例では、色温度の上昇に対する出力電流の増加量が大きくなる程、色温度の上昇に対する合計光束の増加量は大きくなる。

ここで、使用者が快適に感じる明るさの変化量を考慮して、制御ＩＣ１は、Ａ点における合計光束を、Ｂ点における合計光束の８５％以上とする。つまり、照明器具１００が発する光の色温度が５０００Ｋから３０００Ｋに変化した場合の合計光束の変化量の上限は１５％であるものとする。これは、実施の形態１についても同様である。

本実施の形態では、制御ＩＣ２は、調光信号の周波数に応じて電流比率を決定するものとした。この変形例として、制御ＩＣ２は調光信号のデューティー比に応じて、電流比率を決定するものとしても良い。制御ＩＣ２は調光信号のデューティー比または周波数の一方に応じて電流比率を決定すれば良い。なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

１００、２００照明器具、８１第１ＬＥＤ、８２第２ＬＥＤ、４５第１点灯回路、５５第２点灯回路、８６第１ＬＥＤチップ、８７第２ＬＥＤチップ、８８第１蛍光体、８９第２蛍光体

Claims

第１色温度を有する第１ＬＥＤと、
前記第１色温度よりも低い第２色温度を有する第２ＬＥＤと、
前記第１ＬＥＤと、前記第２ＬＥＤと、を点灯させる電流を出力する第１点灯回路と、
前記第１点灯回路の出力電流を、前記第１ＬＥＤを流れる電流と前記第２ＬＥＤを流れる電流とに分ける第２点灯回路と、
前記第１点灯回路と、前記第２点灯回路と、を制御し、前記出力電流のうち、前記第２ＬＥＤを流れる電流に対する前記第１ＬＥＤを流れる電流の電流比率を決定する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記電流比率が大きくなるほど、前記第１ＬＥＤから出力される光束と前記第２ＬＥＤから出力される光束との和である合計光束を大きくするように、前記電流比率に応じて前記出力電流を決定して前記出力電流を小さくすることを特徴とする照明器具。
前記制御回路は、外部から入力される調光信号のデューティー比または周波数の一方に応じて前記電流比率を決定し、前記デューティー比および前記周波数に応じて前記出力電流を決定することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
前記第１色温度は、５０００Ｋであり、
前記第２色温度は、３０００Ｋであり、
前記制御回路は、前記出力電流の全てが前記第２ＬＥＤを流れる場合の前記合計光束を、前記出力電流の全てが前記第１ＬＥＤを流れる場合の前記合計光束の８５％以上とすることを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。
前記第１ＬＥＤは、
第１ＬＥＤチップと、
前記第１ＬＥＤチップの上に設けられた第１蛍光体と、
を備え、
前記第２ＬＥＤは、
前記第１ＬＥＤチップと同種類の第２ＬＥＤチップと、
前記第２ＬＥＤチップの上に設けられた第２蛍光体と、
を備え、
前記第１色温度と前記第２色温度との違いは、前記第１蛍光体と前記第２蛍光体によってもたらされることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明器具。
前記第１色温度は、５０００Ｋであり、
前記第２色温度は、３０００Ｋであり、
前記第２蛍光体は、前記第１蛍光体よりも赤色蛍光体が占める割合が大きいことを特徴とする請求項４に記載の照明器具。