(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発光ブロックと第２発光ブロックをそれぞれ備える複数の発光エリアと、
複数の第１発光素子をそれぞれ備える、複数の第１発光ブロックと、
複数の第２発光素子をそれぞれ備える、複数の第２発光ブロックと、
複数の発光エリアにおける第１発光ブロックの第１発光素子への電圧供給を切り替える第１スイッチと、複数の発光エリアにおける第１発光ブロックの第１発光素子と共に複数の発光エリアにおける第２発光ブロックの第２発光素子への電圧供給を切り替える第２スイッチと、を備える制御回路と、
この制御回路は、ＡＣ電源のＡＣ電圧から整流される電圧値を検出するよう構成され、また、ＡＣ電源から供給される電圧が第１電圧値に達したときに、複数の発光エリアにおける各第１発光ブロックの各第１発光素子へ電圧を供給するよう第１スイッチを切り替えるよう構成され、さらに、この制御回路は、ＡＣ電源から供給される電圧が第１電圧値より高く設定された第２電圧値に達したときに、複数の発光エリアの各第１発光ブロックの各第１発光素子と共に複数の発光エリアの各第２発光ブロックの各第２発光素子へ電圧を供給するよう第２スイッチを切り替えるよう構成される、発光装置。
【請求項２】
前記複数の発光エリアは、第１発光素子と第２発光素子が実装される第１回路基板を備えた第1発光エリアと、
第１発光素子と第２発光素子が実装される第２回路基板を備えた第２発光エリアと、
第１発光素子と第２発光素子とが実装される第３回路基板を備えた第３発光エリアと、を備えている、請求項1に記載の発光装置。
【請求項３】
第１発光エリアの第１発光素子は、第２発光エリアの第１発光素子に電気的に直列に接続され、
第２発光エリアの第１発光素子は、第３発光エリアの第１発光素子に電気的に直列に接続され、
第３発光エリアの第１発光素子は、第３発光エリアの第２発光素子に電気的に直列に接続され、
第３発光エリアの第２発光素子は、第２発光エリアの第２発光素子に電気的に直列に接続され、
第２発光エリアの第２発光素子は、第１発光エリアの第２発光素子に電気的に直列に接続される、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
第１面、第２面と第３面を有するケーシングと、
ケーシングの第１面に配置された第１発光エリアと、
ケーシングの第２面に配置された第２発光エリアと、
ケーシングの第３面に配置された第３発光エリアと、を備えた請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
回路基板は金属板を備え、第１発光エリアの第１発光素子と第２発光素子は金属板に熱的に接続される、請求項２記載の発光装置。
【請求項６】
第１発光素子の数と第２発光素子の数は、第１、第２、第３発光エリアのそれぞれにおいて、互いに異なる、請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
ＡＣ電源に電気的に接続され、ＡＣ電源からのＡＣ電圧を整流して、整流された電圧を、制御回路を通じて、第１発光素子と第２発光素子に供給する整流器を有する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
複数の発光エリアにおいて、第１発光ブロックのそれぞれにおける第１発光素子の数は互いに同じであり、第２発光ブロックのそれぞれにおける第２発光素子の数は互いに同じである、請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
第１発光ブロックの第１発光素子は第１電極と第２電極に電気的に直列に接続され、
第２発光ブロックの第２発光素子は第２電極と第３電極に電気的に直列に接続されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１０】
さらに多面体面を伴う多面体形状を有するケーシングを備え、ケーシングの多面体表面の少なくともいくつかに、発光エリアが配置されている、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
さらに支柱を備え、
ケーシングは互いに横方向で対向する第１端部と第２端部を有しており、
発光エリアはケーシングの第１端部に設けられ、支柱はケーシングの第２端部でケーシングを支持している、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
さらに支柱を備え、
ケーシングは互いに縦方向で対向する第１端部と第２端部と、第１端部と第２端部との間の周辺面と、を有しており、
発光エリアは周辺面の少なくともいくつかに設けられ、
支柱は第２端部でケーシングを支持している、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１３】
支柱は複数の柱を有する請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
第１発光素子と第２発光素子は、発光ダイオード素子である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１５】
第１面及び第２面は、第１面及び第２面の間に第１の角度をもって配置され、第２面と第３面は、第２面と第３面の間に第２の角度をもって配置された、請求項４に記載の発光装置。
【請求項１６】
複数の発光エリアは、互いに複数の発光エリアの間が角度を持って配置されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１７】
複数の第１発光ブロックに備えられる複数の第１発光素子は互いに電気的に直列に接続され、
複数の第２発光ブロックに備えられる複数の第２発光素子は互いに電気的に直列に接続される、請求項1に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関し、より詳細には、交流（ＡＣ）電圧から整流された電圧により駆動される半導体発光素子を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード素子（「ＬＥＤ素子」とする）は半導体発光素子であるため、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに発光効率が良く、鮮やかな発光色を有することから、カラー表示装置のバックライトや照明等に広く利用されるようになってきている。
【０００３】
特に近年、ＬＥＤ素子を電気的に直列に接続させ、ＡＣ電圧から整流される電圧により駆動される発光装置が広く採用されている。ＡＣ電源のＡＣ電圧から整流される電圧の電圧レベル又は電流レベルに応じて、直列に接続されたＬＥＤ素子の数が切り替えられる。
【０００４】
照明装置の利用方法としても、複数のＬＥＤ素子を直列に接続した場合、ＬＥＤ素子の組み合わせは、融通がきき形状の自由度もあるため、その組み合わせを変形させて広告や装飾用に利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、特許文献１に開示された従来の発光装置を、図１０を参照して説明する。
【０００６】
この従来の発光装置は、複数の発光ブロックＣ１からＣ７を備える。これらの発光ブロックは、それぞれ、直列に接続された２から４個のＬＥＤ素子を備えている。これらの発光ブロックＣ１からＣ７は、任意の形状になるように配置されて文字等を表示する。
【０００７】
しかしながら、この従来の発光装置の目的は、複数の発光ブロックを適宜配列することにより文字等を表示することであり、発光ブロックの駆動条件、発光強度等については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１８３７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の発光装置としては、発光装置に含まれた発光素子が、連続波のように、低い値から高い値へ、また高い値から低い値へと連続的に変化するＡＣ電源から整流される電圧により駆動される場合であっても、発光装置のそれぞれの発光エリアから均一な光を出すことができる複数の発光エリアを備える発光装置を開示するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明は、それぞれに第１発光ブロックと第２発光ブロックを備えた複数の発光エリアを有する発光装置を提供するものである。それぞれの発光エリアの第１発光ブロックは第１電圧値で点灯される第１発光素子を有し、発光エリアの第２発光ブロックは第１電圧値の電圧より高く設定された第２電圧値で点灯される第２発光素子を有し、第１発光素子は第１電圧値以上の電圧値で点灯状態が保たれる。例えば、発光装置は、それぞれに第１発光ブロックと第２発光ブロックを伴った複数の発光エリアを備え、複数の第１発光ブロックはそれぞれに複数の第１発光素子を備え、複数の第２発光ブロックはそれぞれに複数の第２発光素子を備える。
【００１１】
この発光装置は、さらに、複数の発光エリアの第１発光素子への、又は、複数の発光エリアの第１発光素子と共に複数の発光エリアの第２発光素子への電圧供給を切り替える、少なくとも一つのスイッチを備えた制御回路を備える。この制御回路が二つのスイッチを備える場合には、第１スイッチは、複数の発光エリアにおける第１発光ブロックの第１発光素子への電圧供給を切り替えるように構成され、第２スイッチは、複数の発光エリアにおける第１発光ブロックの第１発光素子と共に複数の発光エリアにおける第２発光ブロックの第２発光素子への電圧供給を切り替えるように構成される。
【００１２】
この制御回路は、ＡＣ電源のＡＣ電圧から整流される電圧値を検出するよう構成され、また、ＡＣ電源から供給される電圧が第１電圧値に達したときに、第１発光ブロックにおける第１発光素子へ電圧を供給するよう第１スイッチを切り替えるよう構成され、さらに、この制御回路は、ＡＣ電源から供給される電圧が第１電圧値より高く設定された第２電圧値に達したときに、第１発光ブロックにおける第１発光素子と共に第２発光ブロックにおける第２発光素子にも電圧を供給する第２スイッチを切り替えるよう構成されている。
【００１３】
複数の発光エリアにおいて、第１発光ブロックのそれぞれにおける第１発光素子の数は互いに同じであり、第２発光ブロックのそれぞれにおける第２発光素子の数は互いに同じであるため、電圧の変化に応じて、それぞれの発光エリアから均一な光を出す本発光装置を達成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
第１発光素子及び第２発光素子が、連続波のように、低い値から高い値へ、また高い値から低い値へと連続的に変化するＡＣ電圧から整流される電圧により駆動されるものであっても、それぞれの発光エリアは第１発光ブロックおよび第２発光ブロックを有するので、発光エリアは連続的に変化する電圧値に応じて均一な光を出すことができる。また、シンプルな電気接続の発光装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発光装置の斜視図である。
【図２】図１に示された発光装置の各発光エリアにおける発光ブロックの配置図である。
【図３】(ａ)は、図１に示された発光装置のＡ−Ａ線断面図である。(ｂ)は、発光エリアの配置の変形例を示す概略図である。
【図４】図１に示す発光装置の制御回路を示すシステムブロック図である。
【図５】(ａ)は、図１に示す発光装置の各発光エリアの、電流と発光時間の関係を示す波形図である。(ｂ)は、図１に示す発光装置の各発光エリアの、光束と発光時間の関係を示す波形図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る発光装置の斜視図である。
【図７】図６に示された発光装置の各発光エリアにおける発光ブロックの配置図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る発光装置の制御回路を示すシステムブロック図である。
【図９】は、本発明の第４実施形態に係る発光装置の制御回路を示すシステムブロック図である。
【図１０】は、従来の発光装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。ここでは、発光ダイオード素子を含む半導体発光素子を発光素子と呼ぶ。
第１実施形態
【００１７】
図１〜図５は本発明の第１実施形態に係る発光装置１０を示す。
【００１８】
発光装置１０は、第１発光ブロック３及び第２発光ブロック４を備えた第１発光エリア１０ａを有する。第１発光ブロック３は、第１発光素子Ａ１を備え、この第１発光ブロック３内の第１発光素子Ａ１は、互いに直列に電気接続されている。第２発光ブロック４内の第２発光素子Ｂ１は、互いに直列に電気接続されている。
【００１９】
発光装置１０は、さらに、交流（ＡＣ）電源１２から出て整流された電圧供給を第１発光素子Ａ１へ切り替える第１スイッチ１６ａを備えた制御回路６０を有し、また、制御回路６０は、ＡＣ電源から出て整流された電圧供給を第１発光素子Ａ１と共に第２発光素子Ｂ１へ切り替える第２スイッチ１６ｂを備える。
【００２０】
したがって、制御回路６０は、整流器１３の電源端子１３ａ及び１３ｂに接続することが出来る電圧レベル検出回路１５と切替回路１６とを備える。制御回路６０はＡＣ電源のＡＣ電圧から出て整流される電圧値を検出するよう構成され、また、電源１１から供給される電圧が第１電圧値ＬＶ１に達したときに、電圧を第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３へ供給するよう第１スイッチ１６ａを切り替えるよう構成され、さらに、ＡＣ電源１１から供給される電圧が、第１電圧値ＬＶ１より高く設定された第２電圧値ＨＶ１に達したときに、第１発光素子Ａ１へだけでなく第２発光素子Ｂ１へも電圧を供給されるよう第２スイッチ１６ｂを切り替えるよう構成されている。ＡＣ電源の電圧は、反復する波のようにＡＣ電圧値が変化するものであるので、整流器１３はＡＣ電圧を整流するために用いられ、整流器１３により整流された電圧を発光素子に供給する。第１電圧値ＬＶ１及び第２電圧値ＨＶ１を設定することで、複数の発光エリアは、他の発光エリア同士で互いに均一な光を出すことが可能となる。
【００２１】
さらに詳しくいえば、ＡＣ電圧及び定格電流は国ごとに異なるため、第１電圧値ＬＶ１及び第２電圧値ＨＶ１は、発光装置１０が使用される対象となる国のＡＣ電圧、発光エリア１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、及びそれ以上の必要な発光エリアの数、第１発光素子Ａ１の数、及び第２発光素子Ｂ１の数を考慮して設定されるべきである。たとえば、欧州の多くの国では、ＡＣ電圧はおよそ２２０Ｖである。また、１つの発光素子は発光するためには一般におよそ３Ｖが必要である。この場合、仮に発光装置１０が５つの発光エリアを有する場合、第１発光素子の総数は３０、第２発光素子の総数は２０となり得るが、これらは、５つの発光エリアそれぞれに、６つの第１発光素子と４つの第２発光素子に分けられる。この場合、第１電圧値ＬＶ１は９０Ｖ（３Ｖ*６*５）に設定され、第２電圧値ＨＶ１は１５０Ｖ（３Ｖ*６*５＋３Ｖ*４*５）に設定される。
【００２２】
言い換えれば、ＡＣ電源から供給される電圧が第１電圧値ＬＶ１（この場合、第１電圧値は９０Ｖである）に達したときに、５つの発光エリアにおける第１発光ブロックの第１発光素子Ａ１が発光し始め、ＡＣ電源から供給される電圧の値が第２電圧値ＨＶ１（この場合、第２電圧値は１５０Ｖである）に達したときに、５つの発光エリアにおける第２発光ブロックの第２発光素子が発光し始める。ＡＣ電源から供給される電圧が９０Ｖ以上である間、第１発光素子は点灯しており、ＡＣ電源から供給される電圧が１５０Ｖ以上である間、第２発光素子Ｂ１は点灯する。上述のように、第１電圧値ＬＶ１及び第２電圧値ＨＶ２は、対象となる国のＡＣ電圧、発光エリアの数、及び、第１発光素子の総数と第２発光素子の総数により変化し、これらは、前記状況を考慮し設定することが出来る。
【００２３】
図１から図５に示された第１実施形態の説明に戻るが、ここでは、３つの発光エリア、すなわち、第１発光エリア１０ａ、第２発光エリア１０ｂ及び第３発光エリア１０ｃを備えている。本実施形態では、第１発光エリア１０ａ、第２発光エリア１０ｂ及び第３発光エリア１０ｃのそれぞれの第１発光ブロック３及び第２発光ブロック４は、並んで配置されている。第１発光エリア１０ａは、さらに第１回路基板３０ａを有し、この第１回路基板３０ａには、第１発光エリア１０ａの第１発光素子及び第２発光素子が実装されている。また、第２発光エリア１０ｂは第２回路基板３０ｂを有し、第２発光エリアの第１発光素子Ａ２は、第２回路基板３０ｂに配置され、第２発光エリアの第２発光素子は、第２回路基板３０ｂに配置されている。第３発光エリア１０ｃは第３回路基板３０ｃを有し、第３発光エリアの第１発光素子Ａ３は、第３回路基板３０ｃに配置され、発光エリア１０ｃの第２発光素子Ｂ３は、第３回路基板３０ｃに配置されている。
【００２４】
第１発光エリア、第２発光エリア、第３発光エリアのそれぞれの発光エリアで、第１発光素子の数と第２発光素子の数は相互に異なる。また、第１発光エリア、第２発光エリア、及び第３発光エリアそれぞれの第１発光素子の数は、互いに同じであり、第１発光エリア、第２発光エリア、及び第３発光エリアそれぞれの第２発光素子の数は、互いに同じである。
【００２５】
第１発光エリア１０ａ、第２発光エリア１０ｂ及び第３発光エリア１０ｃのそれぞれの第１発光ブロック３は、第１発光素子Ａ１，Ａ２及びＡ３を有し、第１発光エリア１０ａ、第２発光エリア１０ｂ及び第３発光エリア１０ｃのそれぞれの第２光ブロック４は、第２発光素子Ｂ１，Ｂ２及びＢ３を有する。
【００２６】
図２及び図４に示されるように、第１発光エリア１０ａの第１発光素子Ａ１は、第２発光エリア１０ｂの第１発光素子Ａ２に電気的に直列に接続され、第２発光エリア１０ｂの第１発光素子Ａ２は、第３発光エリア１０ｃの第１発光素子Ａ３に電気的に直列に接続され、第３発光エリア１０ｃの第１発光素子Ａ３は、第３発光エリア１０ｃの第２発光素子Ｂ３に電気的に直列に接続され、第３発光エリア１０ｃの第２発光素子Ｂ３は、第２発光エリア１０ｂの第２発光素子Ｂ２に電気的に直列に接続され、第２発光エリア１０ｂの第２発光素子Ｂ２は、第１発光エリアの第２発光素子Ｂ１に電気的に直列に接続される。
【００２７】
このような電気接続では、電圧が低い間は、第１発光素子だけを点灯させることができ、また、ＡＣ電源から供給される電圧が第２電圧値に達したときに、シンプルな接続で第１発光素子と共に第２発光素子へ電圧供給を切り替えるスイッチを備える制御回路を通じて、第１発光素子と共に第２発光素子を点灯させることが可能となる。
【００２８】
この発光装置１０はさらに、ＡＣ電源１２のＡＣ電圧を整流するためにＡＣ電圧に接続することが出来、制御回路を通じて第１発光素子及び第２発光素子に整流された電圧を供給することが出来る整流器１３を備える。
【００２９】
第１実施形態では、図１に示すように、発光装置１０は、一例として街路灯１００として使用することができる。この街路灯１００は、第１面、第２面、及び第３面を有するケーシング１０２を備えており、第１発光エリア１０ａはケーシング１０２の第１面に配置されており、第２発光エリア１０ｂはケーシング１０２の第２面に配置されており、第３発光エリア１０ｃはケーシング１０２の第３面に配置されている。ケーシング１０２は、多面体面を有する多面体形状を有する。ケーシング１０２は、その内部に空間１０２ａを有し、発光エリア１０ａ、１０ｂ及び１０ｃが配置された第１端部１０２ｂ、及び第２端部１０２ｃを有する。第１端部１０２ｂ及び第２端部１０２ｃは、互いに横方向で対向している。ケーシング１０２は、さらにケーシング１０２の第２端部１０２ｃを支持する支柱１０１を備える。ケーシング１０２は、反転した台形形状であってもよい。
【００３０】
第１実施形態では、（図１及び図３Ａ参照）、ケーシング１０２の空間１０２ａ内の各面に、第１発光エリア１０ａ、第２発光エリア１０ｂ、及び第３発光エリア１０ｃが配置されている。第１発光エリア１０ａ、第２発光エリア１０ｂ、及び第３発光エリア１０ｃは、異なる方向に、ケーシング１０２の外に光を放つように、ケーシング１０２の少なくともいくつかの周囲面に配置されている。
【００３１】
ケーシング１０２の第１面及び第２面は、第１面及び第２面の間に第１の角度をもって配置され、ケーシング１０２の第２面と第３面は、第２面と第３面の間に第２の角度をもって配置されている。ケーシング１０２の形状に従って、第１の角度と第２の角度は、同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。もちろん、ケーシング１０２は多面体形状であるから、発光エリア１０ａ、１０ｂ、及び１０ｃに追加するため、第４面又はそれ以上の面を設けてもよい。
【００３２】
図３Ａに示すように、第１発光エリア１０ａと第３発光エリア１０ｃは、ケーシング１０２の第１端部１０２ｂにおいて左右の面の内壁面に取り付けられ、第２発光エリア１０ｂは、ケーシング１０２の第１端部１０２ｂにおいて左右にある面の内壁面の間に位置する正面に取り付けられている。これらの第１発光エリアから第３発光エリア１０ａ−１０ｃは、ケーシング１０２の外部に向かって光を放射するように構成されている。従って、街路又は空間を広範囲に照明することが可能である。加えて、第１実施形態では、例えば、ケーシング１０２の第１端部１０２ｂにおいて左右の内壁の間に位置する底面に４番目の発光エリアを設けて下向きに光を放射する発光装置とすることも可能である。
【００３３】
図３Ａ及び図３Ｂには、第１回路基板３０ａを備えた第１発光エリア１０ａ、第２回路基板３０ｂを備えた第２発光エリア１０ｂ、及び第３回路基板３０ｃを備えた第３発光エリア１０ｃの変形例が示される。この変形例では、第１回路基板３０ａ、第２回路基板３０ｂ及び第３回路基板は、３つの面のそれぞれ隣接する面の間を所定の角度とする金属板５０上に配置されている。この金属板５０は、建物の壁に、及び／又は、例えば発光装置のケーシング１０２の中に配置することができる。このように、複数の発光エリア１０ａ、１０ｂ及び１０ｃは、様々な発光装置及びシステムに適用することができる。
【００３４】
一方、第１発光エリア１０ａは、隣あわせに配置された第１発光ブロック３及び第２発光ブロック４を備え、第２発光エリア１０ｂは、隣あわせに配置された第１発光ブロック３及び第２発光ブロック４を備えることができ、第３発光エリア１０ｃは、隣あわせに配置された第１発光ブロック３及び第２発光ブロック４を備えることができる。
【００３５】
第１回路基板３０ａは第１金属板上に設けられ、第２回路基板３０ｂは第２金属板上に設けられ、第３回路基板３０ｃは第３金属板上に、別々に設けられる。第１発光エリアの第１発光素子Ａ１及び第２発光素子Ｂ１は、第１回路基板３０ａに実装されて第１金属板に熱的に接続され、第２発光エリアの第１発光素子Ａ２及び第２発光素子Ｂ２は、第２回路基板３０ｂに実装されて第２金属板に熱的に接続され、第３発光エリアの第１発光素子Ａ３及び第２発光素子Ｂ３は、第３回路基板３０ｃに実装されて第３金属板に熱的に接続される。
【００３６】
第１発光ブロック３と第２発光ブロック４は、回路基板３０ａに設けられた第１電極２ａおよび第３電極２ｃと回路基板３０ｃに設けられた第２電極２ｂに電気的に接続されている。この構成は、後述する。
【００３７】
次に、図４を参照し、発光装置１０の電圧レベル切り替え方式の制御回路と駆動方法とを説明する。
【００３８】
図４は、電気接続の一例であり、第１スイッチ１６ａと第２スイッチ１６ｂを有する制御回路を示すシステムブロック図を示している。図４では、第１発光ブロック３と第２発光ブロック４は、第１電極２ａ、第２電極２ｂ、第３電極２ｃに電気的に直列に接続されている。
【００３９】
第１発光ブロック３の第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３は第１電極２ａと第２電極２ｂに電気的に直列に接続される。第２発光ブロック４の第２発光素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は第２電極２ｂと第３電極２ｃに電気的に直列に接続される。
【００４０】
制御回路６０は、ＡＣ電源から第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３への電圧供給を切り替える第１スイッチ１６ａと、ＡＣ電源１２から第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３と共に第２発光素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３へ電圧供給を切り替える第２スイッチ１６ｂを備える。制御回路６０は、ＡＣ電源１２のＡＣ電圧から整流される電圧値を検出するよう構成され、また、ＡＣ電源から供給された電圧が第１電圧値ＬＶ１に達したときに、第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３へ電圧を供給するように第１スイッチ１６ａに切り替えるよう構成され、さらに、制御回路６０は、ＡＣ電源１２から供給される電圧が第１電圧値ＬＶ１より高く設定された第２電圧値ＨＶ１に達したときに、第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３と共に第２発光素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３へ電圧を供給するよう第２スイッチ１６ｂに切り替えるよう構成されている。
【００４１】
ＡＣ電源１２からの電圧供給が第２電圧値ＨＶ１より低く保たれている間は、電圧は第１電極２ａから第１発光ブロック３の第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を通って第２電極２ｂへ流れ、電圧の供給を制御する制御回路６０は、第１電極２ａから第１発光ブロック３の第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を通って第２電極２ｂへと、さらに第２発光ブロック４の第２発光素子Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１を通って、第３電極２ｃへ流れる。
【００４２】
ＡＣ（交流）電源１２は、図４、図８及び図９のシステムブロック中に示されているが、ＡＣ電源１２はこの発光装置に中に含まれない。ＡＣ電源１２は、基本的に発光装置１０の外、例えば、建物又は施設に設置される。発光装置１０は、ＡＣ電圧から出て整流される電圧を使用することが出来、ＡＣ電圧から出て整流された電圧を、制御回路６０を介して第１発光素子及び第２発光素子に供給する整流器１３を備える。整流器１３は、パルス波信号（以下ＡＣ電圧という）に対して全波整流を行うことが出来、整流された電圧又はＤＣ電圧を供給することができる。第１実施形態では、ＡＣ電源１２の一例として、ＡＣ１２０Ｖ、６０ＨｚのＡＣ電源で説明する。
【００４３】
さらに、発光装置１０は、整流器１３の電源端子１３ａ及び１３ｂに接続されて、ＡＣ電圧レベル（高電圧ＨＶ、低電圧ＬＶ）を検出する電圧レベル検出回路１５を有する制御回路６０を備える。制御回路６０は、さらに第１スイッチ１６ａ及び第２スイッチ１６ｂを有する切替回路１６を有する。第１スイッチ１６ａは、第１発光素子への電圧供給を切り替え、第２スイッチ１６ｂは、第１発光素子と共に第２発光素子への電圧供給を切り替える。第１スイッチ１６ａ及び第２スイッチ１６ｂは、電圧レベル検出回路１５の検出信号により切り替えられる構成となっており、さらに、整流器１３の電源端子１３ｂへ、第２電極２ｂと第３電極２ｃを切り替え接続する構成となっている。整流器１３の電源端子１３ａは、電流制限素子１７（例えば抵抗素子）を介して第１電極２ａに接続されている。
【００４４】
従って、整流器１３の電源端子１３ｂが第２電極２ｂに接続されたとき第１発光ブロック３が点灯し、この状態で、整流器１３の電源端子１３ｂが第３電極２ｃに接続されたとき、第２発光ブロック４が点灯する。
【００４５】
この構成では、電圧レベル検出回路１５が低い電圧レベルＬＶを検出している間は、切替回路１６は、第１スイッチ１６ａがオンで、第２スイッチ１６ｂがオフの状態が保たれている。一方、電圧レベル検出回路１５がＡＣ電圧供給のピークを含む高い電圧レベルＨＶを検出している間は、切替回路１６における第１スイッチ１６ａがオフで、第２スイッチ１６ｂがオンの状態に切り替えられる。
【００４６】
その結果、電圧レベル検出回路１５が低い電圧レベルＬＶを検出している間、整流器１３の電源端子１３ａから電流制限素子１７を介して発光装置１０の第１電極２ａへの接続が確立される。発光ブロック３を流れる電流は、第２電極２ｂからオン状態にある切替回路１６のスイッチ１６ａを通って整流器１３の電源端子１３ｂに流れる。すなわち、電圧レベル検出回路１５が低い電圧レベルＬＶを検出している間は、第１発光ブロック３が整流器１３の電源端子１３ａ、１３ｂ間に接続され、それによって第１発光ブロック３を構成する第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３が点灯される。この時、前述のように、第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３は、いずれも同じ数の発光素子によって構成されているため、発光エリア１０ａ，１０ｂ及び１０ｃの発光強度、すなわち明るさは同じである。
【００４７】
ＡＣ電源１２からのＡＣ電圧が上昇していき、電圧レベル検出回路１５によりＡＣ電圧供給のピークを含む高い電圧レベルＨＶが検出されるとき、切替回路１６の第１スイッチ１６ａがオフ、第２スイッチ１６ｂがオンの状態に切り替わると、整流器１３の電源端子１３ａは、電流制限素子１７を介して発光装置１０の第１電極２ａに接続され、第１発光ブロック３の第１発光素子を流れる電流は、第２電極２ｂから第２発光ブロック４の第２発光素子に流れ、さらに第３電極２ｃからオン状態の第２スイッチ１６ｂを通って整流器１３の電源端子１３ｂに流れる。
【００４８】
すなわち、電圧レベル検出回路１５が高い電圧レベルＨＶを検出するとき、整流器１３の電源端子１３ａ及び１３ｂ間に第１発光ブロック３と第２発光ブロック４とが直列に接続される。その結果、第１発光ブロック３の第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３と第２発光ブロック４の第２発光素子Ｂ１、Ｂ２及びＢ３は、点灯する。このように、電圧レベル検出回路１５が低い電圧レベルＬＶ１である第１電圧値を検出するとき、第１発光ブロック３を構成する第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３が点灯され、電圧レベル検出回路１５がＡＣ電圧供給のピークを含む高い電圧レベルＨＶ１である第２電圧値を検出するとき、第１発光ブロック３を構成する第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３と共に、第２発光ブロック４を構成する第２発光素子Ｂ１、Ｂ２及びＢ３が点灯される。
【００４９】
ここで、第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３を構成している発光素子の数と、第２発光素子Ｂ１、Ｂ２及びＢ３を構成している発光素子の数とは同じであるので、第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３から出射される光と、第２発光素子Ｂ１、Ｂ２及びＢ３から出射される光は、輝度が同じである。
【００５０】
次に、図５Ａ及び図５Ｂに示された波形図を用いて、発光装置１０の駆動方法をさらに詳しく説明する。
【００５１】
第１発光ブロック３の発光時間は、第１発光ブロック３において直列に配列された発光素子１の数で決まり、また第２発光ブロック４の発光時間は、第２発光ブロック４において直列に配列された発光素子の数で決まる。第１実施形態の発光装置１０では、第１発光ブロック３の発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３のそれぞれの数を３０とし、第２発光ブロック４の第２発光素子Ｂ１、Ｂ２及びＢ３のそれぞれの数を２０としている。
【００５２】
図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら、前述した構造に基づく、発光装置の駆動を以下に記述する。
【００５３】
図５Ａは、ＡＣ電圧から整流される電圧によって駆動される、第１発光ブロック３と第２発光ブロック４のそれぞれの駆動電流を示すものである。図５Ａでは、縦軸は電流を示し、横軸は時間を示している。実線で示した波形は、第１発光エリアから第３発光エリア１０ａ，１０ｂ，１０ｃのそれぞれにおける発光時間を示している。さらに詳しくは、図５Ｂを参照して説明される。ＡＣ電圧から整流された電圧が使用されているため、電圧波形は山形のパルス波形を繰り返し、縦軸に示す電圧レベル検出回路１５の検出レベルがＬＶ１に達するまでは第１発光ブロック３にのみ電流が流れる。その結果として、第１電圧値において、第１発光ブロック３だけが点灯する。
【００５４】
また、検出レベルがＬＶ１からＨＶ１に切り替わると、第１発光ブロック３及び第２発光ブロック４の間の直列接続に電流が流れ、これにより、第１発光ブロック３及び第２発光ブロック４が点灯する。ここで、電流が流れることにより第１発光ブロック３及び第２発光ブロック４が点灯する区間が、発光区間Ｔである。電圧が第１発光ブロック３の閾値電圧より低い間は、第１発光ブロック３に電流が流れないため、この区間は点灯が行われない非点灯区間Ｔｏである。
【００５５】
図５Ｂは、発光エリア１０ａ、１０ｂ、１０ｃのそれぞれの発光波形ＫＨを示している。図５Ａに示された発光区間のうち、図４に示される電圧レベル検出回路１５による検出レベルがＬＶであるＴａ区間では、第１発光ブロック３を構成する第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３だけが点灯し、電圧レベル検出回路１５による検出レベルがＨＶであるＴａｂ区間では、第１発光ブロック３を構成する第１発光素子Ａ１、Ａ２及びＡ３と、第２発光ブロック４を構成する第２発光素子Ｂ１、Ｂ２及びＢ３が共に点灯する。この場合、第１発光エリアから第３発光エリア１０ａ，１０ｂ，１０ｃのそれぞれの発光波形ＫＨは、駆動電流の波形とほぼ同一形状の発光波形となる。
【００５６】
上記のように、複数の発光素子を直列に接続した場合の切り替え駆動方式において、複数の発光エリアについての発光条件は、ＡＣ電力供給のＡＣ電圧による切り替え条件に関わらず、常に同一の発光状態を示し、また各発光素子に流れる駆動電流も同一となる。これにより、シンプルな電気接続で複数の発光エリアを有する発光装置を提供することが可能となる。したがって、たとえ発光装置の発光素子がＡＣ電圧から整流される電圧により駆動されるとしても、この発光装置は、発光エリアを均一の光の強度及び寿命に保つことができる。
（第２実施形態）
【００５７】
本発明の第２実施形態に係る発光装置を図６及び図７に基づいて説明する。
【００５８】
図６に示される通り、発光装置２０は、支柱２０１と、この支柱２０１の上端に設けられ、縦方向に対向する第１端部２０２ｂ及び第２端部２０２ｃを有するケーシング２０２と、第１端部２０２ｂ及び第２端部２０２ｃとの間の周囲面とを備えている。支柱は複数の柱２０３を有してもよい。
【００５９】
図６は、本発明に係る発光装置２０を、建物内又は屋外に設置された照明装置２００に適用した例を示している。この照明装置２００は、四角形状をしており、その周囲に４面を備えている。第１発光エリア２０ａ、第２発光エリア２０ｂ、第３発光エリア２０ｃ及び第４発光エリア２０ｄは、この照明装置の４面にそれぞれ配置されている。
【００６０】
図７は、発光装置２０の第１発光ブロック２３及び第２発光ブロック２４を示している。第２実施形態に係る発光装置２０は、第１実施形態に係る発光装置１０と同じ基本構成を有する。したがって、ここでは、第２実施形態に係る発光装置について、第１実施形態に係る発光装置との相違のみを説明する。
【００６１】
すなわち、第２実施形態における発光装置２０は、図６及び図７に示す通り、発光装置２０が４つの発光エリア２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを備えている点で、第１実施形態の発光装置１０と異なる。その結果、第２実施形態に係る発光装置２０では、第１発光ブロック２３が４つの第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４を備えており、また第２発光ブロック２４が４つの第２発光素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４を備えている。
【００６２】
ここで重要なことは、第１発光ブロック２３を構成する第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４はいずれも同数の発光素子１を有し、また第２発光ブロック２４を構成する第２発光素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４はいずれも同数の発光素子１を有することである。
【００６３】
従って、第１発光エリア２０ａに配置された第１発光素子Ａ１及び第２発光素子Ｂ１、第２発光エリア２０ｂに配置された第１発光素子Ａ２及び第２発光素子Ｂ２、第３発光エリア２０ｃに配置された第１発光素子Ａ３及び第２発光素子Ｂ３、第４発光エリア２０ｄに配置された第１発光素子Ａ４及び第２発光素子Ｂ４は、いずれも同数の発光素子１により形成される。
【００６４】
すなわち、発光エリア２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄにおける第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及び第２発光素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、いずれも、同じ個数で同じ配置の発光素子１で構成されている。
【００６５】
その結果、第２実施形態に係る発光装置２０は、図４に示すように、第１実施形態と同じ駆動回路により駆動されることにより、図５Ａ、図５Ｂに示される波形図と同様に、各発光エリア２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄのそれぞれの発光波形ＫＨは、駆動電流の波形とほぼ同一形状の波形となる。
【００６６】
従って、第１実施形態の発光エリア１０ａ、１０ｂおよび１０ｃと同様に、複数の発光素子を直列に接続した時のＡＣ電源による切り替え駆動方式において、ＡＣ電源の切り替え条件に関わらず、複数の発光エリアに関する発光条件は、常に同程度の発光状態を示し、また、各発光素子を流れる駆動電流も同じである。このため、駆動条件に差異がない発光装置を提供することが可能となり、その結果、同程度の照明効果及び同程度の寿命が保たれることとなる。
（第３実施形態）
【００６７】
次に、本発明の第３実施形態に係る発光装置を図８に基づいて説明する。
【００６８】
第３実施形態における発光装置は、前述の発光装置１０を電流レベル切り替え方式で前記発光装置１０を駆動させる構成となっている。図８は発光装置１０の駆動回路のシステムを示している。図８に示される制御回路７０は、図４に示された制御回路６０と基本的に同じであるので、第３実施形態における発光装置については、第１実施形態における発光装置１０の要素と同様のものには、同じ参照番号を付すことで、重複する説明を省略する。
【００６９】
図８に示した制御回路は、以下の点が、図４に示された制御回路と異なる。電圧レベル切り替え方式の制御回路６０では、図４に示されるように、第１発光ブロック３と第２発光ブロック４との切り替え接続を行う切替回路１６は、電圧レベル検出回路１５の電圧レベル検出に基づいて制御されているが、電流レベル切り替え方式の制御回路７０では、図８に示されるように、制御回路７０は、電流レベル検出回路１５ａの電流レベル検出に基づいて制御されている。すなわち、電流レベル検出回路１５ａは、電流レベルＬＡ、ＨＡの検出信号に基づいて電流の制御をすることによって、発光装置１０の発光動作を行うものである。
（第４実施形態）
【００７０】
さらに、より多くの発光エリアを伴った発光装置１０でも、シンプルな電気接続を備えることができる。図９に示されるように、それぞれ第１発光ブロック３と第２発光ブロック４を備える６つの発光エリア１０ａ―１０ｆがある。この発光装置は、発光装置として、第１発光ブロック３と第２発光ブロック４をそれぞれ備える複数の発光エリア１０ａ―１０ｆを有する。複数の第１発光ブロック３は、それぞれ複数の第１発光素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５又はＡ６を有し、また、この複数の第２発光ブロック４は、それぞれ複数の第２発光素子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５又はＢ６を有する。
【００７１】
この発光装置は、さらに、第１発光素子Ａ１―Ａ６と第２発光素子Ｂ１―Ｂ６への電圧を切り替える単一スイッチ１６ｃを備えた制御回路８０を有する。ＡＣ電源１２から出て、整流器１３により整流された電圧は、第１電圧値ＬＶ１において点灯を開始するよう構成された第１発光素子Ａ１―Ａ６に供給され、また、制御回路８０は、電圧が第１電圧値ＬＶ１より高く設定された第２電圧値ＨＶ１に達したときに、第１発光素子Ａ１―Ａ６と共に第２発光素子Ｂ１―Ｂ６に電圧を供給する単一スイッチ１６ｃを切り替えるように構成されている。
【００７２】
したがって、制御回路８０は、整流器１３の電源端子１３ａ及び１３ｂ、及び単一スイッチ１６ｃを有する切替回路１６に接続させることができる電流レベル検出回路１５を有する。それぞれの第１発光エリアの第１発光ブロックの第１発光素子は、第１発光ブロック３の第１発光素子について、互いに直列に電気的に接続されており、また、それぞれの第１発光エリアの第２発光ブロックの第２発光素子は、第２発光ブロック４の第２発光素子において、互いに直列に電気的に接続されている。
【００７３】
発光エリアの数が増える場合であっても、より多くの発光エリアを伴った発光装置にシンプルな電気接続を適用することが可能である。いいかえれば、第１発光エリア（１０ａ又は１０ｄ）の第１発光素子（Ａ１又はＡ４）は、第２発光エリア（１０ｂ又は１０ｅ）の第１発光素子（Ａ２又はＡ５）に直列に電気的に接続され、第２発光エリア（１０ｂ又は１０ｅ）の第１発光素子（Ａ２又はＡ５）は、第３発光エリア（１０ｃ又は１０ｆ）の第１発光素子（Ａ３又はＡ６）に直列に電気的に接続され、第３発光エリア（１０ｃ又は１０ｆ）の第１発光素子（Ａ３又はＡ６）は、第３発光エリア（１０ｃ又は１０ｆ）の第２発光素子（Ｂ３又はＢ６）に直列に電気的に接続され、第３発光エリア（１０ｃ又は１０ｆ）の第２発光素子（Ｂ３又はＢ６）は、第２発光エリア（１０ｂ又は１０ｅ）の第２発光素子（Ｂ２又はＢ５）に直列に電気的に接続され、第２発光エリア（１０ｂ又は１０ｅ）の第２発光素子（Ｂ２又はＢ５）は、第１発光エリア（１０ａ又は１０ｄ）の第２発光素子（Ｂ１又はＢ４）に直列に電気的に接続される。
【００７４】
図９に示される、いくつかの参照番号は、他の実施形態において言及しているものと同じ要素を意味するため、重複する説明を省略する。
複数の発光エリア１０ａ―１０ｆにおいて、第１発光ブロック３のそれぞれにおいて第１発光素子Ａ１―Ａ６の数は、互いに同一であり、第２発光ブロック４のそれぞれにおいて第２発光素子Ｂ１―Ｂ６の数は、互いに同一である。したがって、たとえＡＣ電源からの電圧が、低い電圧から高い電圧まで変化し、又は高い電圧から低い電圧まで変化するときであっても、発光エリア１０ａ―１０ｆは、互いに同一または近似する強度の光を発光することができる。
【００７５】
上記のように、本発明によれば、第１発光ブロックの第１発光素子だけがＡＣ駆動によって点灯されている時も、また、第１発光ブロックの第１発光素子と第２発光ブロックの第２発光素子が同時にＡＣ駆動によって点灯されている時も、各発光エリアの照明光は、常に同程度の明るさを有し、各発光エリアの各発光素子は、同程度の寿命を有することとなる。
【００７６】
以上本発明のいくつかの実施形態が記載したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、種々の変更および変形がこれら実施形態になされ得るものと理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
上述した実施形態では、発光素子として発光ダイオード素子を用いた発光装置について、本発明を適用しているが、本発明の発光装置は発光ダイオード素子以外の発光素子を用いた発光装置にも適用される。
【００７８】
本出願は、２０１０年（平成２２年）１２月２９日に出願した日本特許出願第２０１０−２９４５０７号に基づき、優先権を主張しており、その開示は全て本願明細書に援用される。
【符号の説明】
【００７９】
１  発光素子
２ａ  第１電極
２ｂ  第２電極
２ｃ  第３電極
３，２３  第１発光ブロック
４，２４  第２発光ブロック
１０，２０  発光装置
１０ａ，１０ｄ，２０ａ  第１発光エリア
１０ｂ，１０ｅ，２０ｂ  第２発光エリア
１０ｃ，１０ｆ，２０ｃ  第３発光エリア
２０ｄ  第４発光エリア
１１  電源
１２  ＡＣ電源
１３  整流器
１３ａ，１３ｂ  電源端子
１５  電圧レベル検出回路
１６  切替回路
１６ａ  第１スイッチ
１６ｂ  第２スイッチ
１６ｃ  単一スイッチ
１７  電流制限素子
３０ａ  第１回路基板
３０ｂ  第２回路基板
３０ｃ  第３回路基板
５０  金属板
６０，７０，８０  制御回路
１００  街路灯
１０１，２０１  支柱
１０２，２０２  ケーシング
１０２ａ  空間
１０２ｂ，２０２ｂ  第１端部
１０２ｃ，２０２ｃ  第２端部
２００  照明装置
２０３  柱
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６  第１発光素子
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６  第２発光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005858494.tif 000008
【図８】
0005858494.tif 000009
【図９】
0005858494.tif 000010
【図１０】
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