(57)【要約】【課題】全体として均一な光の照射と、被照射物をスポット的に照らす光の照射とを発光強度に連動して、一つの照明装置で、高い空間演出を実現することができる照明装置を提供する。【解決手段】調光レベルの変動にともなって明るさが変動する照明装置であって、  基板と、前記基板上に設置され、群毎に放射する光の指向性が異なる光源群と、前記光源群毎に独立して前記光源に駆動電流を供給する電流供給部と、外部から入力される制御信号に応じて前記光源群毎に供給する電流を制御し、前記電流供給部から前記複数の光源群の点灯開始時期を独立に制御する制御部とを備える。【選択図】図１
2015082474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調光レベルの変動にともなって明るさが変動する照明装置であって、
基板と、
前記基板上に設置された光源群と、
前記光源群毎に独立して前記光源に駆動電流を供給する電流供給部と、
外部から入力される制御信号に応じて前記光源群毎に供給する電流を制御する制御部と、を有し、
前記光源群は、群毎に放射する光の指向性が異なり、
前記制御部は、前記電流供給部から前記複数の光源群の点灯開始時期を独立に制御することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記光源群に供給される電力の総量が上昇するのに従い、前記光源群を順次点灯させることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記制御部は、光源群に供給される電力の総量が上昇するのに従い、指向性の低い光源群から指向性の高い光を放射する光源群にかけ、前記光源群を順次点灯させることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記制御部は、光源群に供給される電力の総量が上昇するのに従い、指向性の高い光源群から指向性の低い光を放射する光源群にかけ、前記光源群を順次点灯させることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
指向性の高い光源群を前記基板上の中心領域に配置し、指向性の低い光源群を前記基板上の周辺領域に配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
指向性の高い光源群の発光点がワンコア型集光光学部品の焦点又は焦点付近の領域に配置され、指向性の低い光源群が前記集光光学部品の焦点からより離れた領域に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
指向性の高い光源群の集光光学部材と、指向性の低い光源群の集光光学部材とが、独立して構成されており、指向性の高い光源群の集光光学部材の出射配光角が、指向性の低い光源群の集光光学部材の出射配光角よりも狭角であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
指向性の高い光源群の集光光学部材と、指向性の低い光源群の集光光学部材とが、独立して構成されており、指向性の低い光源群の集光光学部材の出射面が拡散面を形成していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
指向性の高い光源群の集光光学部材と、指向性の低い光源群の集光光学部材が一体として成形されていることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記光源がＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光源群の色度が光源群間で同じであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記光源群の色度が光源群毎に異なることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項
に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記指向性の高い光源群の放射する光の色温度が、前記指向性の低い光源群の放射する光の色温度よりも高いことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記光源群が、指向性の高い第１のＬＥＤ群と、指向性の低い第２のＬＥＤ群を含み、
前記第１のＬＥＤ群、前記第２のＬＥＤ群、並びに、外部電源から前記第１のＬＥＤ群及び第２のＬＥＤ群に供給される電流の大きさを検知する検知抵抗が直列に接続されている発光回路と、
前記第２のＬＥＤ群と並列に接続されている分流回路と、
前記分流回路を通過する電流を前記検知抵抗を通過する電流に基づき制御する制御回路とを備え、
前記発光回路、前記分流回路及び前記制御回路は、前記基板上に設けられている
ことを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光源を備える照明装置に関する。本発明は、特に、光源が半導体発光装置を備える照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般照明として、ＬＥＤ等の発光素子を複数備えたダウンライト、ユニバーサルダウンライト、及びスポットライト等の照明装置が広く用いられている。特許文献１〜３には、照明装置において、目的に適した配光特性を得る手段としてレンズや反射板を交換して使用する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７３６２７号公報
【特許文献２】特開２００９−９８２６号公報
【特許文献３】特開２００５−３１７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年の一般照明装置においては、従来のように均一な光を照射する照明装置のみならず、空間を演出する照明装置が望まれている。しかしながら、従来の均一な光を照射するダウンライト等に変えて、例えば、発光強度の増加に連動して被照射物をスポット的に照射したい場合には、従来のダウンライト等が設置されていたとしても、異なる特性の光を照射できる別のスポットライトを別途設置しなければならない。従って、均一な光を照射する通常の場合、及び発光強度の増加に連動して被照射物をスポット的に照射したい場合において、一つの照明装置で、簡便かつコンパクトな装置で制御することができなかった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、全体として均一な光の照射と、被照射物をスポット的に照らす光の照射とを発光強度に連動して、一つの照明装置で、選択的に又は同時に行いつつ、高い空間演出を実現することができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するべく、本発明の照明装置は、調光レベルの変動にともなって明るさが変動する照明装置であって、
基板と、
前記基板上に設置された光源群と、
前記光源群毎に独立して前記光源に駆動電流を供給する電流供給部と、
外部から入力される制御信号に応じて前記光源群毎に供給する電流を制御する制御部と、を有し、
前記光源群は、群毎に放射する光の指向性が異なり、
前記制御部は、前記電流供給部から前記複数の光源群の点灯開始時期を独立に制御することを特徴とする。
【０００７】
上述する照明装置において、前記制御部は、前記光源群に供給される電力の総量が上昇するのに従い、前記光源群を順次点灯させてもよい。
また、前記制御部は、光源群に供給される電力の総量が上昇するのに従い、指向性の低
い光源群から指向性の高い光を放射する光源群にかけ、前記光源群を順次点灯させてもよい。
【０００８】
あるいは、前記制御部は、光源群に供給される電力の総量が上昇するのに従い、指向性の高い光源群から指向性の低い光を放射する光源群にかけ、前記光源群を順次点灯させてもよい。
上述したいずれかの照明装置において、指向性の高い光源群を前記基板上の中心領域に配置し、指向性の低い光源群を前記基板上の周辺領域に配置してもよい。
【０００９】
上述したいずれかの照明装置において、指向性の高い光源群の発光点がワンコア型集光光学部品の焦点又は焦点付近の領域に配置され、指向性の低い光源群が前記集光光学部品の焦点からより離れた領域に配置されていてもよい。
上述したいずれかの照明装置において、指向性の高い光源群の集光光学部材と、指向性の低い光源群の集光光学部材とが、独立して構成されており、指向性の高い光源群の集光光学部材の出射配光角が、指向性の低い光源群の集光光学部材の出射配光角よりも狭角であってもよい。
【００１０】
上述したいずれかの照明装置において、指向性の高い光源群の集光光学部材と、指向性の低い光源群の集光光学部材とが、独立して構成されており、指向性の低い光源群の集光光学部材の出射面が拡散面を形成していてもよい。
上記場合において、指向性の高い光源群の集光光学部材と、指向性の低い光源群の集光光学部材が一体として成形されていてもよい。
【００１１】
上述したいずれかの照明装置において、前記光源がＬＥＤであってもよい。
上述したいずれかの照明装置において、前記光源群の色度が光源群間で同じであってもよい。
上述したいずれかの照明装置において、前記光源群の色度が光源群毎に異なっていてもよい。
【００１２】
上記場合において、前記指向性の高い光源群の放射する光の色温度が、前記指向性の低い光源群の放射する光の色温度よりも高くてもよい。
上述した前記光源がＬＥＤである照明装置において、前記光源群が、指向性の高い第１のＬＥＤ群と、指向性の低い第２のＬＥＤ群を含み、
前記第１のＬＥＤ群、前記第２のＬＥＤ群、並びに、外部電源から前記第１のＬＥＤ群及び第２のＬＥＤ群に供給される電流の大きさを検知する検知抵抗が直列に接続されている発光回路と、
前記第２のＬＥＤ群と並列に接続されている分流回路と、
前記分流回路を通過する電流を前記検知抵抗を通過する電流に基づき制御する制御回路とを備え、
前記発光回路、前記分流回路及び前記制御回路は、前記基板上に設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、照明装置の発光強度に応じて光の配光性（指向性）を変化させることができ、交換用の部品を新たに調達する必要が無く、コンパクトで、かつ、一つの照明装置で、照明装置の発する光の配光を、連続的に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る照明装置を使用して光を照射した場合における当該光の照射領域の分布を示した模式図である。
【図２】本発明における集光光学部材を用いて光源の出射角を制御する照明装置の側面図である。
【図３】実施形態に係るレンズの正面図である。
【図４】実施形態に係る照明装置（ＭＲ１６型ＬＥＤ灯具）の分解斜視図である。
【図５】本実施形態のＬＥＤモジュール装置の概略を示すブロック図である。
【図６】第１実施例のＬＥＤモジュール装置の電気回路図である。
【図７】実施形態に係る照明装置を使用して光を照射した場合における、照明装置への印加電流値と当該光の照射領域の照度との関係を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例及び変形例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例及び変形例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による照明装置を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略などを行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例及び各変形例で用いる様々な数値及び数量は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【実施例】
【００１６】
＜実施形態＞
実施形態に係る照明装置は、光源として、半導体発光装置（ＬＥＤ）を備えたＬＥＤ灯具であり、その筐体は、ＪＩＳ（日本工業規格）等の標準規格によって制定されている規格サイズに適合するように構成されている。ここでは、まず図１を参照して、本実施形態に係る照明装置１を、約５０ｍｍの外径を有するＭＲ１６型ハロゲン電球に代替可能なＭＲ１６型ＬＥＤ灯具１として構成する例について説明する。
【００１７】
図４は、本実施形態に係るＭＲ１６型ＬＥＤ灯具１の分解斜視図である。ＭＲ１６型ＬＥＤ灯具１は、ＬＥＤモジュール２と、レンズ１６、筐体５等を有する。本明細書においては、レンズ１６が設けられている側を照明装置１（ＭＲ１６型ＬＥＤ灯具１Ａ）の「前方」として定義する。ＬＥＤモジュール２は、光源としての第１のＬＥＤ群（本例では１個のＬＥＤ）１２及び第２のＬＥＤ群１３（本例では３個のＬＥＤ）、当該ＬＥＤを実装するモジュール基板１４を有しており、モジュール基板１４の中央部に第１のＬＥＤ１２を配置し、第１のＬＥＤの周囲に第２のＬＥＤ１３を配置した。レンズは、ワンコア型レンズ（ワンコア型集光光学部品）１６であり、その焦点位置に第１のＬＥＤ１２が配置されており、第２のＬＥＤ１３はその周辺の焦点から離れた位置に配置されている（図２（１））。このように配置することにより、第１のＬＥＤ１２から放出される光は指向性の高い（配光角の狭い）光とすることができ、第２のＬＥＤ１３から放出される光は指向性の低い（配光角の広い）光とすることができる。
【００１８】
上記の変形例として、レンズ１６は、ワンコア型レンズ以外にもマルチレンズを使用することもできる。図２（２）に示す通り、中央部に狭角出射レンズを配置し、その周囲に広角出射レンズを配置し連結したマルチレンズを使用し、狭角出射レンズの焦点位置に第１のＬＥＤ１２を配置し、広角出射レンズの焦点位置に第２のＬＥＤ１３を配置することにより上記実施例と同等の効果を得ることができる。レンズは、部品点数の削減と、取扱い易さの点から連結したマルチレンズを使用した場合を例として説明したが、各ＬＥＤ群毎に配光角の異なるレンズを個別に装着することもできる。
【００１９】
さらに、上記の別の変形例として、拡散面を有するマルチレンズを使用することもできる。図２（３）に示す通り、出射面に拡散領域を有しない狭角出射レンズを配置し、その
周囲に出射面に拡散領域を有する狭角出射レンズを配置した連結したマルチレンズを使用し、出射面に拡散領域を有しない狭角出射レンズの焦点位置に第１のＬＥＤ１２を配置し、出射面に拡散領域を有する狭角出射レンズの焦点位置に第２のＬＥＤ１３を配置することにより上記実施例と同等の効果を得ることができる。
【００２０】
また、上記のさらに別の変形例として、集光光学部材としてレンズに代えてリフレクタを使用することもできる。狭角出射リフレクタの焦点位置に第１のＬＥＤ１２を配置し、広角出射リフレクタの焦点位置に第２のＬＥＤ１３を配置することにより上記実施例と同等の効果を得ることができる。
モジュール基板１４は、例えば、放熱性が良好なアルミニウム等の金属材料、或いは絶縁材料等により形成されたメタルベース基板である。
【００２１】
第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３は、例えば、１又は複数の近紫外ＬＥＤチップをモジュール基板１４の実装面に設けた配線上に直接実装するチップ・オン・ボード構造であり、近紫外ＬＥＤチップにより励起されて発光する青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体が混ぜ込まれた透光性樹脂によってポッティング等されることにより構成されている。なお、ＬＥＤチップは、近紫外ＬＥＤチップのみならず、青色ＬＥＤチップ等の種々のＬＥＤチップを用いることができ、用いるＬＥＤチップに応じて種々の蛍光体を選択することができる。また、本実施形態におけるＬＥＤチップは、ＧａＮ（窒化ガリウム、ガリウムナイトライド）基板を有しているものを用いることができる。このように、ＧａＮ基板を用いたＬＥＤチップを適用した場合、大電流を投入することができ、大光束の点光源を実現することができる。
【００２２】
第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３は、チップ・オン・ボード構造を用いる代わりに、パッケージ構造を採用することもでき、種々の形態に適用することができる。また、ＬＥＤ発光モジュール２は、複数の第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３をモジュール基板１４上に分散して配置することもできる。また、ＬＥＤチップには、ＧａＮ基板以外の基板、例えばサファイヤ基板、シリコン基板などを適用してもよい。
【００２３】
レンズ１６は、ワンコア型レンズと、このレンズ１６を装着可能なレンズホルダとを有することができる。ワンコア型レンズは、光軸を一つだけ有し、出射光に所定の配光角を付与するレンズである。ワンコア型レンズとして、例えば、コリメータレンズ、フレネルレンズ等を使用することができる。また、ワンコア型レンズは、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などによって形成されており、例えば、全体として略円錐台形状を有しており、ＬＥＤ１２、１３が発する光を出射する出射面１６ａを有している。ワンコア型レンズのうち、出射面１６ａが形成されている側を「前方部位」と定義すると、ワンコア型レンズの後方部位にはＬＥＤを収容するための凹部１６ｃが形成されている。
【００２４】
次に、図３を参照しつつ、ワンコア型レンズ１６について説明する。図３−（１）は、本実施例の照明装置１を構成するＬＥＤモジュール２のレンズ１６の正面図である。また、図３−（２）は、本実施例の照明装置１を構成するＬＥＤモジュール２の第１レンズ１６の側面図である。更に、図３−（３）は、図３−（１）の線Ｘ−Ｘに沿ったレンズ１６の断面図である。
【００２５】
図３から分かるように、レンズ１６は、全体として略放物線が光軸を中心線として回転した回転体の形状を有し、光出射面１６ａ側は平面である。また、図３−（３）に示すように、レンズ１６は、光入射面１６ｂ側に開口１６ｃが形成されている。そして、開口１６ｃの底面は、凸レンズを形成するように、光入射面１６ｂ側に向けて突出している。発光体部１４及び光学体部１８を接合した状態のＬＥＤモジュール２においては、第１レンズ１６の開口１６ｃ部分に対向するように、第１のＬＥＤ１２と第２のＬＥＤ１３が配置
されることになる。第１のＬＥＤ１２を、上記放物線の焦点位置に配置することにより、その周囲に配置された第２のＬＥＤ１３に比較して狭角の光を放出することができる。
【００２６】
ワンコア型レンズの光出射面１６ａは、例えば、平面である。また、ワンコア型レンズにおける凹部１６ｃの底部には、例えば、後方部位に向かって凸となるように凸レンズが設けられている。出射面１６ａは平面に限定されず、例えば、コリメータレンズや、フレネルレンズ等、種々のレンズを好ましく使用できる。また、図３に示すように、ワンコア型レンズは、モジュール基板１４に実装されたＬＥＤと対向する位置に設けられると共に、その凹部１６ｃに第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３を収容することで、ワンコアレンズと第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３とが干渉することを抑制している。なお、ワンコア型レンズの形状、大きさ、材質等は、適宜変更することができる。
【００２７】
レンズホルダは、内部にワンコア型レンズ１６を保持可能な略円筒形状を有するホルダ本体を有する。ホルダ本体の内径は、ワンコア型レンズの外径と等しく、レンズ１６を保持部に嵌め込むことで、レンズホルダはワンコア型レンズを保持することができる。レンズホルダは、透光性を有し、例えば、透明樹脂によって形成されている。レンズホルダは、更に、ホルダ本体から下方に向かって伸びるように突出した一組の突出腕部を備えている。また、突出腕部の先端には、鉤状の連結爪が形成されている。レンズモジュールの詳細については後述する。本実施形態においては突出腕部が、本発明における突出部、および連結部に対応している。
【００２８】
筐体５は、ＭＲ１６型ＬＥＤ灯具１の筐体（ハウジング）であり、ＬＥＤモジュール２、レンズモジュール等を収容する。また、筐体５は、第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３が発する熱を放熱するヒートシンクを少なくとも一部に有している。具体的には、筐体５は、第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３が発する熱を放熱するヒートシンク８と、ＬＥＤモジュール２における第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３への駆動電力を電源から供給する電源用の回路基板１０を収容するドライバハウジング９と、を有している。
【００２９】
ドライバハウジング９の材料には、種々の樹脂、セラミック等の無機材料、アルミ等の金属を適用することができ、また、これらの材料を併用してドライバハウジング９を構成してもよい。本実施形態では、ドライバハウジング９にＰＢＴ（polybutylene terephthalate）を用いているが、これには限られない。また、ドライバハウジング９の材質としては、導電性を持たない樹脂系材料が好ましい。ドライバハウジング９は、回路基板６を収容する基板収容部と、この基板収容部の後方に連設された導線押さえ装着部を備える。基板収容部には、ネジ等の締結具を螺合可能な一組の固定部を有している。
【００３０】
図４に示すように、ドライバハウジング９の導線押さえ装着部には、導線押さえ部材が装着される。導線押さえ部材１１は、絶縁部材によって形成されている。また、導線押さえ部材には、その厚さ方向に一組のピン挿通孔が穿設されている。このピン挿通孔には、回路基板１０に設けられる口金の口金ピンが挿通されるようになっている。更に、導線押さえ部材１１は、ドライバハウジング９の導線押さえ装着部側に設けられた係止部に係止される係止爪を有している（図４参照）。ＭＲ１６型ＬＥＤ灯具１の組み立て時において、ドライバハウジング９の基板収容部に回路基板１０を収容すると共に、口金ピンを導線押さえ部材１１のピン挿通孔に挿通させる。そして、導線押さえ部材１１の係止爪を導線押さえ装着部の係止部に引っ掛けることで、ドライバハウジング９に対して導線押さえ部材１１を装着することができる。なお、導線押さえ部材１１のピン挿通孔を通じて外部に突出する口金ピンは、図示しないソケットに差し込み、接続することができる。これにより、外部電源から回路基板１０に電力を供給することができる。
【００３１】
（本実施形態のＬＥＤモジュールの構成）
図５は、本実施形態に係るＬＥＤ（半導体発光装置）モジュール２の概略を示すブロック図である。図５に示すように、ＬＥＤモジュール２は、基板１４、可変定電流回路２２、発光回路２３、制御回路２４及び分流回路２５を有する。発光回路２３、制御回路２４及び分流回路２５は、基板１４上に搭載されている。なお、発光回路２３は、例えば、図６に示すように、第２のＬＥＤ１３、第１のＬＥＤ１２及び電流検知抵抗（Rse）２６が
導通方向に直列に接続されて構成されている。
【００３２】
可変定電流回路２２には、外部接続端子（図示せず）が設けられている。外部接続端子は、可変定電流回路２２に電流を供給するための外部電源（図示せず）と接続されている。また、可変定電流回路２２は、発光回路２３と接続されている。そして、基板１４上には、配線がパターニングされており、パターニングされた配線により発光回路２３、制御回路２４及び分流回路２５が接続されている。このようにして、ＬＥＤモジュール２は、可変定電流回路２２、発光回路２３、制御回路２４及び分流回路２５に電流を供給する。
【００３３】
基板１４としては、例えば、アルミ材、絶縁層、及び銅箔を順次積層して形成されるアルミ基板、又はその他の金属基板を用いることができる。特に、当該アルミ基板は、熱伝導性、耐熱性、加工性、及び耐電圧性に優れており、ＬＥＤモジュール２の発光特性及び信頼性の向上に寄与する。
可変定電流回路２２は、外部電源（図示せず）から供給される電流を一定の電流値の直流電流に変換する。また、可変定電流回路３は、外部電源から供給される電流値を外部操作によって連続的に可変することができる。このようにして、ＬＥＤモジュール１は、外部からの操作に基づいて、第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３から出射する光束（照度）を制御することができる。
【００３４】
ＬＥＤモジュール２に供給される電圧は、第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３の直列接続数によって定まる。近紫外〜青系のＬＥＤは、ＧａＮ系ＬＥＤであるので、ＬＥＤ１個当たりの順方向電圧は、約３Ｖである。
発光回路２３は、可変定電流回路２２、制御回路２４及び分流回路２５接続されている。発光回路２３は、例えば、図６に示すように、第２のＬＥＤ１３、第１のＬＥＤ１２及び電流検知抵抗２６が導通方向に直列に接続されて構成されている。第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３は、可変定電流回路２２から供給される直流電流に基づいて発光する。
【００３５】
第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３の接続方向は、各ＬＥＤの方向が同一方向となるように接続する。ＬＥＤの接続数は、所望の光束と使用可能な駆動電圧によって定まる。例えば、ＬＥＤモジュール１に供給される電圧が１２〜１５Ｖの場合には、第１のＬＥＤ１２を１個、第２のＬＥＤ１３を３個直列に接続するのが好ましい。
第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３は、近紫外または紫色ＬＥＤチップ（半導体発光素子）と当該近紫外または紫色ＬＥＤチップを覆う青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を有し、当該近紫外または紫色ＬＥＤチップから出射する近紫外または紫色光によって青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を励起させて青色光、緑色光及び赤色光を出射し、青色光、緑色光及び赤色光を合成して白色光を出射する。ＬＥＤモジュール１では、第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３に使用する蛍光体の種類の組み合わせとその配合量を変更することによって、出射光の色温度を調整することができる。
【００３６】
第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３は同じ色温度のＬＥＤを用いてもよいが、第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３に異なる色温度のＬＥＤを用いた場合には、第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３からそれぞれ出射される光の光束を変化させることによって、合成される白色光の色温度を変化させることができる。第２のＬＥＤ１３は、例えば
、色温度が約１９００Ｋの白色光を出射し、第１のＬＥＤ１２は、例えば、色温度が約４０００Ｋの白色光を出射する。すなわち、第２のＬＥＤ１３は、低色温度の白色光を出射し、第１のＬＥＤ１２は、第２のＬＥＤ１３に比して高い色温度の白色光を出射する。
【００３７】
電流検知抵抗２６は、通過する電流によって生じる電圧降下を利用して電流の大きさを検知する。電流検知抵抗２６の抵抗値は、制御回路２４に使用する能動素子に依存する。例えば、能動素子がシリコンバイポーラトランジスタである場合には、電流検知抵抗２６の抵抗値は、当該能動素子のベースエミッタ間のｐｎ接合の順方向電圧である０．６〜０．７Ｖ程度の電圧が生じるような抵抗値を選択するのが好ましい。
【００３８】
制御回路２４は、発光回路２３及び分流回路２５と接続されている。制御回路２４は、電流検知抵抗２６の両端の電圧によって電流の変化を検知して分流回路２５を通過する電流を制御する制御信号を発生して、当該制御信号を分流回路２５に送信し、分流回路２５に分流する電流量を制御する回路である。すなわち、制御回路２４は、分流回路２５を通過する電流を、電流検知抵抗２６を通過する電流に基づき制御する。制御回路２４は、例えば、バイポーラトランジスタ、接合型ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、オペレーショナルアンプ（ＯＰアンプ）等の能動素子によって構成される。
【００３９】
分流回路２５は、発光回路２３に並列に接続されている。特に、分流回路２５は、第１のＬＥＤ１２に並列に接続されており、第２のＬＥＤ１３を通過して第１のＬＥＤ１２に流れるべき電流の一部又は実質的にすべてを分流（バイパス）する。バイパスする電流の量は、制御回路２４から送信される制御信号に基づいて増減する。分流回路２５は、例えば、バイポーラトランジスタ、接合型ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ等の能動素子によって構成される。分流回路２５の能動素子は、０．５〜１Ａ程度の電流を扱うものが好ましい。
以上、図５に基づき、一部図６を用いて本発明に用いるＬＥＤモジュールの概要を述べた。以下に図６を用いて、第１実施例のＬＥＤモジュール装置の電気回路図の構成を詳述する。
【００４０】
（第１実施例のＬＥＤモジュール装置の電気回路図）
図６は、第１実施例のＬＥＤモジュール２の概略を示す電気回路図である。図６に示すように、第１実施例のＬＥＤモジュール２は、npnバイポーラトランジスタを制御回路２
４及び分流回路２５に用いて構成した例である。
【００４１】
発光回路２３は、可変定電流回路２２の正極側端子から負極側端子に向かって、第２のＬＥＤ１３、第１のＬＥＤ１２、電流検知抵抗２６の順に導通方向に直列に接続されて構成されている。具体的に、発光回路２３は、可変定電流回路２２の正極側端子と第２のＬＥＤ１３のアノード側端子とが接続されており、第２のＬＥＤ１３のカソード側端子と第１のＬＥＤ１２のアノード側端子とが接続されており、第１のＬＥＤ１２のカソード側端子と電流検知抵抗２６の一端側とが接続されており、電流検知抵抗２６の他端側と可変定電流回路２２の負極側端子とが接続されている。
【００４２】
図６の例では、発光回路２３は、第１のＬＥＤ１１が１個、第２のＬＥＤ１２が３個直列に接続されている。ＬＥＤモジュール２に供給される電圧は、１２〜１５Ｖが好ましい。また、電流検知抵抗２６の抵抗値は、０．１Ａで０．７Ｖ程度の電圧降下を得ることを考慮して、７Ω程度が好ましい。
【００４３】
制御回路２４は、npnバイポーラトランジスタ２７を能動素子として用いている。制御
回路２４は、発光回路２３と並列に接続されて構成されている。また、制御回路２４は、npnバイポーラトランジスタ２７、エミッタ抵抗２８及び第１負荷抵抗２９が接続されて
構成されている。具体的に、制御回路２４は、npnバイポーラトランジスタ２７のエミッ
タ端子がエミッタ抵抗２８を介して電流検知抵抗２６の他端側に接続されており、npnバ
イポーラトランジスタ２７のベース端子が第１のＬＥＤ１２のアノード側端子に接続されており、npnバイポーラトランジスタ２７のコレクタ端子が第１負荷抵抗２９を介して第
２のＬＥＤ１３のアノード側端子に接続されている。
【００４４】
npnバイポーラトランジスタ２７は、制御用トランジスタである。npnバイポーラトランジスタ２７としては、例えば、2SC1815等がコレクタ損失を考慮すると適当である。エミ
ッタ抵抗２８は、npnバイポーラトランジスタ２７のエミッタ側の抵抗であって、２００
〜５００Ω程度が好ましい。第１負荷抵抗２９は、npnバイポーラトランジスタ２７のコ
レクタの負荷抵抗であって、抵抗値は１〜５ｋΩ程度が好ましい。
【００４５】
分流回路２５は、制御回路２４と同様に、npnバイポーラトランジスタ２７を能動素子
として用いている。分流回路２５は、発光回路２３の第１のＬＥＤ１２と並列に接続されて構成されている。具体的に、分流回路２５は、npnバイポーラトランジスタ２７のエミ
ッタ端子が電流検知抵抗２６に接続されており、npnバイポーラトランジスタ２７のベー
ス端子がnpnバイポーラトランジスタ２７のコレクタ端子に接続されており、npnバイポーラトランジスタ２７のコレクタ端子が第１のＬＥＤ１２のアノード側端子に接続されている。
【００４６】
npnバイポーラトランジスタ２７は、分流用トランジスタである。npnバイポーラトランジスタ２７としては、例えば、2SC1815、2SC1858、2SC3325又はこれらと同等品を用いる
ことができる。電流検知抵抗２６は、npnバイポーラトランジスタ２７のエミッタ側の抵
抗を兼ねている。
【００４７】
次に、実施例のＬＥＤモジュール２の動作について説明する。まず、ＬＥＤモジュール２は、電流値が０のときに、外部から可変定電流装置３が操作されて電流値を上げる（照度を上げる）操作がされると、第１負荷抵抗１６に微量の電流が流れ、npnバイポーラト
ランジスタ２７がオンとなる。続いて、ＬＥＤモジュール２は、npnバイポーラトランジ
スタ２７のコレクタ電流として、第２のＬＥＤ１３、npnバイポーラトランジスタ２７及
び第２バイアス抵抗２８電流検知抵抗２６の順に電流が流れる。これにより、第２のＬＥＤ１３の発光が開始する。このとき、第１のＬＥＤ１２にはほとんど電流が流れず、第１のＬＥＤ１２は、照明装置として実質的に意味のある程度には発光しない。
【００４８】
続いて、ＬＥＤモジュール２は、外部からさらに電流値を上げる操作がされると、第２のＬＥＤ１３に流れる電流が増加し、第２のＬＥＤ１３がさらに強く発光する。続いて、ＬＥＤモジュール２は、外部からさらに電流値を上げる操作がされると、第２のＬＥＤ１３、npnバイポーラトランジスタ２７に加えて、第１のＬＥＤ１２に電流が流れ、第１の
ＬＥＤ１２の発光が開始する。これにより、第１のＬＥＤ１２及び第２のＬＥＤ１３の合成白色光が出射される。
【００４９】
すなわち、制御回路２４は、発光回路２３に供給される電流の電流値が０から所定の電流値になるまで、分流回路２５に電流を流し、第１のＬＥＤ１２に実質的に電流を流さない。また、制御回路２４は、発光回路２３に供給される電流の電流値が所定の電流値以上になったときに、分流回路２５及び第１のＬＥＤ１２の双方に電流を流す。
続いて、ＬＥＤモジュール２は、外部からさらに電流値を上げる操作がされ、電流検知抵抗２６に１００ｍＡの電流が流れると（電流検知抵抗２６の抵抗値は７Ωとする）、npnバイポーラトランジスタ３７のベースエミッタ間電圧ＶＢＥが０．７Ｖ程度となり、npnバイポーラトランジスタ３７がオンとなる。続いて、ＬＥＤモジュール２は、npnバイポ
ーラトランジスタ３７のコレクタ電流として、第１負荷抵抗２９、npnバイポーラトラン
ジスタ３７及びエミッタ抵抗２８の順に電流が流れ始める。
【００５０】
続いて、ＬＥＤモジュール２は、外部からさらに電流値を上げる操作がされると、電流検知抵抗２６の電圧降下が大きくなり、その結果、npnバイポーラトランジスタ３７のベ
ースエミッタ間電圧ＶＢＥが大きくなると、npnバイポーラトランジスタ３７のコレクタ
電流が大きくなる。これにより、ＬＥＤモジュール２は、第１負荷抵抗１６の電圧降下が大きくなり、その結果、npnバイポーラトランジスタ２７のベースエミッタ間電圧ＶＢＥ
が低下し、npnバイポーラトランジスタ２７に流れるコレクタ電流が減少する。すなわち
、第１のＬＥＤ１２に流れる電流が増加し、第１のＬＥＤ１２がさらに強く発光する。
【００５１】
上述したようなＭＲ１６型ＬＥＤ灯具１の構成より、第２のＬＥＤ１３に電流の供給が開始され、まだ、第１のＬＥＤ１２に電流が供給されない場合、図１（ａ）に示すように、ワンコア型レンズ１６から出射する光の配光性は広角となり、光源群に供給される電力の総量が上昇しても、第１のＬＥＤの点灯が開始されるまでは、照明装置から放出される光束は増大するが、放出される光の配光角は変わらない。
【００５２】
次に、光源群に供給される電力の総量が、さらに上昇し、第１のＬＥＤ１２の点灯が開始されると、図１（ｂ）に示すように、ワンコア型レンズの焦点位置に設置された第１のＬＥＤ１２から放射される光の配光性はワンコア型レンズにより狭角に制御される。これにより、光源群に供給される電流の総量が上昇するに従って、照明装置から放出される光束は増大すると共に、出射される光の配光角は徐々に狭角に変化する。
【００５３】
すなわち、ＬＥＤ群に供給される電力量が小さく、第１のＬＥＤ群１２が未点灯で、第２のＬＥＤ群１３のみが点灯しており、全光束が小さい場合においては、照明装置の周辺のより広い範囲を、全体として均一な光によって照射することができる。次に、ＬＥＤ群に供給される電力量が増大し、第１のＬＥＤ群１２の点灯が開始し、第２のＬＥＤ群１３との合成光放出され、全光束が増大する場合においては、照明装置の幅方向には広がらないものの、照明装置の光軸方向における遠方領域まで広がることになる。すなわち、第１のＬＥＤ１２に供給される電力量を増大することにより、照明装置から遠方に設けられている被照射物を鮮明に照らすことが可能になる。
【００５４】
上記の実施態様においては、指向性の低い第２のＬＥＤ群１３から点灯を開始し、次に、指向性の高い第１のＬＥＤ群１２が点灯開始するような照明装置１を例として説明したが、変形例として、指向性の高い第１のＬＥＤ群から点灯を開始し、次に指向性の低い第２のＬＥＤ群が点灯開始するような照明装置を用いることもできる。そのような照明装置を用いることによって、照明装置の光束が小さい場合においては、光軸方向の被照射物周辺のみを鮮明に照らし、光束が増大するに従って、照明装置の周辺のより広い範囲を、全体として均一な光によって照射することができる。
【００５５】
＜照明装置の評価＞
次に、本実施例に係る照明装置１を実際に天井に取り付けた場合に、照明装置１から出射する合成白色光の特性の変化を、図７を参照しつつ説明する。具体的な評価方法として、第１のＬＥＤ群１２及び第２のＬＥＤ群１３に供給する実際の駆動電流（印可電流）の総量を変化させた場合に、照明装置１から出射する合成白色光の光軸方向に１ｍ離間した位置の照度（ｌｘ）を測定した。図７の横軸は第１のＬＥＤ群１２及び第２のＬＥＤ群１３に供給する実際の駆動電流（印可電流）の総量であり、縦軸は照明装置１から出射する合成白色光の光軸方向に１ｍ離間した位置（すなわち、照明装置１から１ｍ直下）の照度（ｌｘ）である。
【００５６】
図７に示すように、第２のＬＥＤ群１３への印可電流の総量を増加させると、照明装置１から出射する合成白色光の１ｍ直下の照度は、徐々に、印可電流の増加に正比例して増
加する。
第２のＬＥＤ群１３への印可電流の総量が２００ｍＡに達すると、第１のＬＥＤ群１２の点灯が開始し、指向性の高い光の出射が開始される。第１のＬＥＤ群１２の出射光は狭角であるため、照明装置１から出射する合成白色光の１ｍ直下は、周辺の領域に比べて高い照度で、鮮明に照らすことが可能である。
【００５７】
より具体的な数値データとして、第１のＬＥＤ群１２及び第２のＬＥＤ群１３への印可電流の総量が２００ｍＡの時は、照明装置１から出射する合成白色光の１ｍ直下の照度は、３２０ｌｘであるのに対し、第１のＬＥＤ群１２及び第２のＬＥＤ群１３への印可電流の総量が４００ｍＡの時は、照明装置１から出射する合成白色光の１ｍ直下の照度は、９３０ｌｘと飛躍的に高く上がっている。
【００５８】
なお、上記の実施態様においては、第一のＬＥＤ群１２と第２のＬＥＤ群１３は同一の色温度（例えば４０００Ｋ）である場合を想定しているが、その変形例として、第１のＬＥＤ群１２と第２のＬＥＤ群１３の色温度を変えて、照明装置の放出される光の光束の増大と、指向性の変化と、色温度の変化を連動して変化させることができる。変形例の一例として、第１のＬＥＤ群を５０００Ｋの白色光を出射するＬＥＤとし、第２のＬＥＤ群を２７００Ｋの白色光を出射するＬＥＤとすることにより、ＬＥＤ群に供給される電力量が小さく、第１のＬＥＤ群が未点灯で、第２のＬＥＤ群のみが点灯しており、全光束が小さい場合においては、照明装置の周辺のより広い範囲を、色温度の低い電球色の、全体として均一な光によって照射することができる。次に、ＬＥＤ群に供給される電力量が増大し、第１のＬＥＤ群の点灯が開始し、第２のＬＥＤ群との合成光放出され、全光束が増大する場合においては、照明装置の幅方向には広がらないものの、照明装置の光軸方向における遠方領域まで広がる、色温度の比較的高い昼光色の光によって照射することができる。すなわち、第１のＬＥＤに供給される電力量を増大することにより、照明装置から遠方に設けられている被照射物をより鮮明な昼光色で照らすことが可能になる。
【００５９】
以上のことから、本実施例に係る照明装置は、簡易な構成でハロゲン電球の代替として使用できる。
そして、本実施例に係る照明装置１は、上述した効果を奏することが可能であるため、ダウンライト、スポットライト、ユニバーサルダウンライト、ハロゲン電球、及び白熱電球等の様々な一般照明装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１    照明装置（ＭＲ１６型ＬＥＤ灯具）
２    ＬＥＤモジュール
５    筐体
６    外枠
７    固定部材
８    ヒートシンク
９    ドライバハウジング
１０    ドライバ（回路基板）
１１    導線押さえ部材
１２    第１のＬＥＤ
１３    第２のＬＥＤ
１４    基板（モジュール基板）
１５    レンズホルダ
１６    レンズ（集光光学部材）
１６ａ    光出射面
１６ｂ    光入射面
１６ｃ    開口（凹部）
１７    熱伝導シート
１８    光学体部
２２    可変定電流回路
２３    発光回路
２４    制御回路
２５    分流回路
２６    電流検知回路
２７、３７    ｎｐｎバイポーラトランジスタ
２８    エミッタ抵抗
２９    第１負荷抵抗
４３    被照射物
【図３】
2015082474.tif 000003
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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