(57)【要約】【課題】照明装置において、ＬＥＤ素子の温度上昇に起因した光出力低下に拘らず、光出力の平均値を得ることにより、光出力制御の高精度化を図る。【解決手段】照明装置１は、ＬＥＤ素子２１が実装された複数個のＬＥＤモジュール２と、ＬＥＤ素子２１の光出力を検出する光センサ４と、その検出出力に応じて上記の光出力を制御する制御部５とを備える。光センサ４は、複数個のＬＥＤモジュール２の発光面の略中心と周縁との略中間に設けられている。ＬＥＤ素子２１の温度上昇に起因して、ＬＥＤモジュール２の光出力は、発光面の略中心で最も弱く、その周縁で最も強く、上記の略中心と周縁との略中間で平均的な値となる。光センサ４はこの略中間に配置されているので、ＬＥＤ素子２１の温度上昇に起因した光出力低下に拘らず、光出力の平均値を得られる。従って、この平均値を用いて光出力制御を行なうことができ、光出力制御の高精度化を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード素子が実装された複数個の発光ダイオードモジュールと、
前記発光ダイオード素子の光出力を検出する光センサと、
前記光センサの検出出力に応じて前記発光ダイオード素子の光出力を制御する制御部と、を備えた照明装置において、
前記光センサは、前記複数個の発光ダイオードモジュールの発光面の略中心と周縁との略中間に設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記発光ダイオード素子は、赤色発光ダイオード素子、緑色発光ダイオード素子及び青色発光ダイオード素子から成り、
前記光センサは、前記赤色発光ダイオード素子、緑色発光ダイオード素子及び青色発光ダイオード素子の光出力を色別に検出する光センサ、又は該赤色発光ダイオード素子、緑色発光ダイオード素子及び青色発光ダイオード素子の合成された光出力を検出する光センサから成ることを特徴とする請求項１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、発光ダイオード素子の光出力を光センサの検出出力に基づいて制御する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数個の発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ素子という）と、これらのＬＥＤ素子の光出力を検出する光センサと、この光センサの検出出力に基づき、ＬＥＤ素子の光出力が所定の値となるようにこの光出力を制御する制御部と、を備えた照明装置が知られている。このような照明装置においては、ＬＥＤ素子が集積されて基板に実装されるので、ＬＥＤ素子の発する熱を逃がすことが難しく、温度上昇に起因してＬＥＤ素子の光出力すなわち発光量が低下する虞があった。
【０００３】
そこで、温度上昇によるＬＥＤ素子の光出力低下を緩和するため、ＬＥＤ素子が２次元方向に分散配置され、それらのうち相互間の距離が遠いＬＥＤ素子が同時に点灯される照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この照明装置において、ＬＥＤ素子は、透明樹脂層によって覆われている。この透明樹脂層は、ＬＥＤ素子が実装されている基板の側部から背面部まで達する光ガイド部を有する。光センサは、基板の背面近傍で、光ガイド部の基板側の端部に面して配置されている。ＬＥＤ素子の出射光は、透明樹脂層を伝播し、光ガイド部を経由して光センサに導かれる。上記構成においては、ＬＥＤ素子で発生する熱を拡散させることができるので、ＬＥＤ素子を集積して実装した際の、温度上昇に起因したＬＥＤ素子の光出力低下を緩和することができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、温度上昇に起因したＬＥＤ素子の光出力低下を緩和することは可能であるが、この光出力低下の完全な抑制は困難である。また、光センサに入射する光の多くは、光センサ近傍のＬＥＤ素子からの光である。従って、位置に応じてＬＥＤ素子の温度が上昇し、この温度上昇に起因して光出力が変動した場合、光センサの検出出力に基づいてＬＥＤ素子の光出力の平均的な値を得ることは難しい。このため、高精度な光出力制御は困難である。
【０００５】
また、光センサではなく、人感センサを備え、この人感センサの出力に応じて光源が点灯制御される照明装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、特許文献２の技術では、位置ごとにＬＥＤ素子の温度が上昇し、この温度上昇に起因して光出力が変動したときの対策が施されていない。このため、高精度な光出力制御は難しい。
【特許文献１】特開２００２−３４４０３１号公報
【特許文献２】特開２００１−８５１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、発光ダイオード素子の温度上昇に起因した光出力低下に拘らず、光出力の平均値を得ることにより、光出力制御の高精度化を図ることができる照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、発光ダイオード素子が実装された複数個の発光ダイオードモジュールと、前記発光ダイオード素子の光出力を検出する光センサと、前記光センサの検出出力に応じて前記発光ダイオード素子の光出力を制御する制御部と、を備えた照明装置において、前記光センサは、前記複数個の発光ダイオードモジュールの発光面の略中心と周縁との略中間に設けられているものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の照明装置において、前記発光ダイオード素子は、赤色発光ダイオード素子、緑色発光ダイオード素子及び青色発光ダイオード素子から成り、前記光センサは、前記赤色発光ダイオード素子、緑色発光ダイオード素子及び青色発光ダイオード素子の光出力を色別に検出する光センサ、又は該赤色発光ダイオード素子、緑色発光ダイオード素子及び青色発光ダイオード素子の合成された光出力を検出する光センサから成るものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、発光ダイオード素子の温度上昇に起因して、発光ダイオードモジュールの光出力は、発光面の略中心で最も弱く、その周縁で最も強く、上記の略中心と周縁との略中間で平均的な値となり、光センサは発光面の略中心と周縁との略中間に配置されているので、発光ダイオード素子の温度上昇に起因した光出力低下に拘らず、光出力の平均値を得ることができる。従って、この平均値を用いて光出力制御を行なうことができるので、光出力制御の高精度化を図ることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、赤色発光ダイオード素子、緑色発光ダイオード素子及び青色発光ダイオード素子を用いて全色の光を照明光として出射することができる。また、光センサの検出出力に基づき、発光色別に発光ダイオード素子の光出力を制御できるので、照明光の色度を高精度に制御できる。又は、光センサの個数を１個にすることができるので、コスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施形態に係る照明装置について図１乃至図４を参照して説明する。図１及び図２は、本実施形態に係る照明装置の構成を示す。この照明装置１は、ＬＥＤ素子２１が放熱基板２２に実装されて成る発光ダイオードモジュール（以下、ＬＥＤモジュールという）２と、ＬＥＤ素子２１を駆動させる駆動回路から成るＬＥＤ駆動部３と、ＬＥＤ素子２１の光出力を検出する光センサ４と、光センサ４の検出出力に応じてＬＥＤ駆動部３を制御することにより、ＬＥＤ素子２１の光出力を制御する制御部５と、を備える。この照明装置において、ＬＥＤモジュール２は複数個設けられている。複数個のＬＥＤモジュール２は、放熱基板２２を共用しており、透明樹脂２３により被覆されている。ＬＥＤモジュール２及び透明樹脂２３は発光部２４を構成している。以下、照明装置１の構成を詳細に説明する。
【００１２】
ＬＥＤモジュール２は、放熱基板２２の同一面上に、２次元状に等間隔に拡がって並設されており、透明樹脂２３により被覆されている。このＬＥＤモジュール２は、この放熱基板２２の一面を埋めるように敷き詰められて設けられている。放熱基板２２の形状は、例えば平面視で略円形である。ＬＥＤ素子２１は、赤色ＬＥＤ素子２１ｒ、青色ＬＥＤ素子２１ｂ及び緑色ＬＥＤ素子２１ｇ（統括して、赤色ＬＥＤ素子２１ｒ等という）が１個のチップ上に形成されて成る３ｉｎ１タイプのＬＥＤ素子である。このため、赤色ＬＥＤ素子２１ｒ等のそれぞれの光出力制御により、ＬＥＤモジュール２から全色の光を照明光として出射することができる。なお、ＬＥＤモジュール２は、放熱基板２２の一面ではなく、所定の領域だけを埋めるように敷き詰められていてもよい。
【００１３】
光センサ４は、各色の光を検出可能な光センサから成る。この光センサは、例えば、各色の光の光量を検出する。光センサ４は、ＬＥＤモジュール２の発光側（矢印で示す）に設けられ、透明樹脂２３との間に間隔を空けて配置されている。この光センサ４は、例えば、放熱基板２２と異なる基板に実装されており、支持部材４１により支持されて固定されている。上記構成において、光センサ４は、赤色ＬＥＤ素子２１ｒ等の合成された光出力を、具体的には例えば上記光出力の光量を、透明樹脂２３を介して検出する。このように、光センサ４は赤色ＬＥＤ素子２１ｒ等の合成光を検出するものであるため、光センサ４の個数を１個にすることができるので、コスト低減を図ることができる。また、ＬＥＤモジュール２と光センサ４とは向き合って配置されており、これらの間には光ガイド等が設けられていないため、光の反射等による減衰を抑制できる。従って、照明光の高精度な検出が可能となる。その結果、光出力制御の高精度化を図ることができる。
【００１４】
また、光センサ４は、複数個のＬＥＤモジュール２の発光面（以下、発光面という）の略中心Ｃと周縁との略中間に配置されている。光センサ４をこの位置に配置するため、光センサ４は、複数個のＬＥＤモジュール２が並設されて成る平面の略中心と周縁との略中間に配置されている。この平面は、ＬＥＤモジュール２が設置されている領域と等しい。上記発光面の中心Ｃと、上記平面の中心と、放熱基板２２の中心とは略等しい位置に在る。
【００１５】
制御部５は、ＣＰＵを搭載したマイクロコンピュータにより構成されている。このマイクロコンピュータは、光センサ４からの検出出力に基づき、ＬＥＤ素子２１の光出力が所定の値にするための制御信号をＬＥＤ駆動部３に送出することにより、ＬＥＤ素子２１をフィードバック制御する。このフィードバック制御により、照明装置１の照明光の光量や色度を所定の値に維持することができる。上記の制御信号は、ＬＥＤ素子２１の温度変化や経時変化に応じて制御部５により補正される。次に、光センサ４の上記の配置により得られる効果を説明する。この効果は、発光部２４における温度分布と関係が在る。
【００１６】
図３は、発光部２４における温度分布を示す。この温度分布は、発光部２４が所定の時間、照明光を出力した後の分布を示す。また、上記の温度分布は、発光部２４の一方の周縁すなわち放熱基板２２の一方の周縁から他方の周縁までの温度を示す。同図における温度は、放熱基板２２の周縁における温度を基準としたときの相対的な値である。
【００１７】
発光部２４の温度は、ＬＥＤ素子２１における熱の発生に起因して、放熱基板２２の略中心で最も高く、その周縁で最も低い。すなわち、発光部２４の温度は、放熱基板２２の中心から周縁に向けて、その中心からの距離に比例して低減する。従って、放熱基板２２の中心と周縁との略中間では、発光部２４の温度が略平均的な値となる。
【００１８】
ＬＥＤモジュール２は放熱基板２２の一面を埋めるように敷き詰められているので、発光面と放熱基板２２とは平面視で略重なる。従って、放熱基板２２の中心と周縁との略中間になる位置は、発光面の略中心Ｃと周縁との略中間と略一致する。このため、発光部２４における位置に応じた温度変化と同様に、ＬＥＤモジュール２の温度は、発光面の略中心で最も高く、その周縁で最も低く、上記の略中心と周縁との略中間で、全体のＬＥＤモジュール２の温度における平均値と略等しくなる。
【００１９】
ところで、ＬＥＤ素子２１は、温度変化に起因してその光出力が変動する。具体的には、ＬＥＤ素子２１は、温度が上昇するに連れ、発光効率が低下し、光出力すなわち発光量が低減する。従って、ＬＥＤモジュール２の光出力は、発光面の略中心で最も弱く、その周縁で最も強く、上記の略中心と周縁との略中間で、平均的な値となる。このような構成において、光センサ４は上記の略中間となる位置に設置されているので、発光ダイオード素子の温度上昇に起因した光出力低下に拘らず、全体のＬＥＤモジュール２の光出力の平均値を検出することができる。従って、この平均値を用いて光出力制御を行なうことができるので、光出力制御の高精度化を図ることができる。また、設置されたＬＥＤモジュール２の全てを点灯させながら、光出力制御を行なうことができるため、照明光としての十分な光量を確保しつつ、高精度な光出力制御が可能である。
【００２０】
図４は、照明装置１の変形例を示す。本変形例に係る照明装置１は、図１に示される照明装置１の構成と比べ、光センサ４が、ＬＥＤモジュール２の発光側ではなく、その反対側に配置されている点で異なる。本変形例に係る放熱基板２２においては、発光面の略中心Ｃと周縁との略中間となる部分に、ＬＥＤモジュール２を避けて穴が設けられている。この穴から、穴付近の光が光ファイバケーブル４２等の導光部材により光センサ４に導かれる。光センサ４は、導かれたこの光を検出する。本変形例においても、同図に示される照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る照明装置１の構成を示す。本実施形態の照明装置１は、第１の実施形態の構成と比べ、光センサ４が赤色ＬＥＤ素子２１ｒ等の光出力を色別に検出する光センサから成る点で異なる。同図において、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付す。
【００２２】
光センサ４は、赤色光センサ４ｒ、緑色光センサ４ｇ及び青色光センサ４ｂ（統括して、赤色光センサ４ｒ等という）により構成されている。赤色光センサ４ｒ等は、それぞれ、赤色フィルタ、緑色フィルタ又は青色フィルタ及び光量センサにより構成されている。これらの赤色光センサ４ｒ等は、発光側で、発光面の略中心Ｃと周縁との略中間に設けられ、互いに例えば１２０度の角度を有して設置されている。このように設置された赤色光センサ４ｒ等は、赤色ＬＥＤ素子２１ｒ等の光出力を色別に検出する。本実施形態においては、赤色光センサ４ｒ等の検出出力に基づき、発光色別に赤色ＬＥＤ素子２１ｒ等の光出力を制御できるので、照明光の色度を高精度に制御できる。また、第１の実施形態と同様の効果を奏することも可能である。
【００２３】
なお、本発明は、上記第１及び第２の実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、第１の実施形態における光センサ４は、赤色ＬＥＤ素子２１ｒ等の合成光の色度又は色温度を検出するように構成されていても構わない。また、第２の実施形態における赤色光センサ４ｒ等の配置は、上記に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の断面図及び平面図。
【図２】上記照明装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】上記照明装置の発光部における温度分布を示す図。
【図４】上記照明装置の変形例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の断面図及び平面図。
【符号の説明】
【００２５】
１  照明装置
２  ＬＥＤモジュール
２１  ＬＥＤ素子
２１ｂ  青色ＬＥＤ素子
２１ｇ  緑色ＬＥＤ素子
２１ｒ  赤色ＬＥＤ素子
２２  放熱基板
２３  透明樹脂
２４  発光部
４  光センサ
４ｂ  青色光センサ
４ｇ  緑色光センサ
４ｒ  赤色光センサ
５  制御部
【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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