(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を整流して得た脈流電圧を出力する整流部と、
前記整流部の出力端子間に直列に接続された複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子が同じ面に実装される矩形板状の基板と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記脈流電圧の電圧値が増加する期間では、前記複数の半導体発光素子のうち点灯する半導体発光素子の個数を前記脈流電圧の電圧値に応じて増加させ、且つ、前記脈流電圧の電圧値が低下する期間では、前記複数の半導体発光素子のうち点灯する半導体発光素子の個数を前記脈流電圧の電圧値に応じて減少させるように、前記整流部の出力電流が流れる半導体発光素子の個数を制御し、
前記基板には、前記基板の長手方向に沿って２以上の半導体発光素子が並ぶ列が、前記基板の短手方向に複数並ぶように、前記複数の半導体発光素子が実装されており、
前記基板における前記複数の半導体発光素子の実装領域で、前記複数の半導体発光素子のうち、より高い電圧値で点灯し始める半導体発光素子は、より低い電圧値で点灯し始める半導体発光素子に比べて、前記短手方向における外側寄りの列に配置されるように構成されたことを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の点灯装置と、前記点灯装置を保持する器具本体とを備えたことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯装置及び照明器具に関し、より詳細には、発光ダイオードなどの半導体発光素子を点灯させる点灯装置及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直列接続された複数の発光ダイオードを点灯させる発光ダイオード点灯装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された発光ダイオード点灯装置は、整流回路と、発光ダイオード回路と、点灯制御回路とを備えている。整流回路は交流電源の交流電圧を全波整流し、整流回路によって全波整流された脈流電圧は発光ダイオード回路に供給される。発光ダイオード回路は、複数の発光ダイオードの直列回路で構成されている。
【０００４】
この発光ダイオード点灯装置では、複数の発光ダイオードが複数のグループにグループ分けされている。点灯制御回路は、整流回路から出力される脈流電圧の電圧値が増加するにつれて、点灯している発光ダイオードのグループが増加するように、発光ダイオードを点灯制御する。また点灯制御回路は、整流回路から出力される脈流電圧の電圧値が低下するにつれて、点灯している発光ダイオードのグループが減少するように、発光ダイオードを点灯制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５８１６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発光ダイオード点灯装置では、点灯制御回路が、整流回路から出力される脈流電圧の電圧値に応じて、点灯している発光ダイオード（半導体発光素子）のグループ数を増加又は減少させている。したがって、脈流電圧の電圧値が低い場合には、点灯制御回路は、一部のグループに属する発光ダイオードのみを点灯させ、他のグループに属する発光ダイオードは消灯させている。
【０００７】
ここで、複数の発光ダイオードが基板の一面に実装される場合、同じグループに属する発光ダイオードは、まとまって実装されると考えられる。脈流電圧の電圧値が低い場合は、一部のグループに属する発光ダイオードのみが点灯するのであるが、このグループに属する発光ダイオードが基板の片隅に偏って実装されていると、光出力にムラが発生するという問題があった。また、各グループの発光ダイオードが基板上に満遍なく配置されるように、各発光ダイオードが実装されている場合、各グループの発光ダイオードが混在するため、同じグループに属する発光ダイオードの間を接続する配線が複雑になるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みて為され、基板上に実装された半導体発光素子の間を電気的に接続する配線を複雑化せずに、光出力のムラを低減した点灯装置及び照明器具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る一形態の点灯装置は、交流電圧を整流して得た脈流電圧を出力する整流部と、前記整流部の出力端子間に直列に接続された複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子が同じ面に実装される矩形板状の基板と、制御部とを備え、前記制御部は、前記脈流電圧の電圧値が増加する期間では、前記複数の半導体発光素子のうち点灯する半導体発光素子の個数を前記脈流電圧の電圧値に応じて増加させ、且つ、前記脈流電圧の電圧値が低下する期間では、前記複数の半導体発光素子のうち点灯する半導体発光素子の個数を前記脈流電圧の電圧値に応じて減少させるように、前記整流部の出力電流が流れる半導体発光素子の個数を制御し、前記基板には、前記基板の長手方向に沿って２以上の半導体発光素子が並ぶ列が、前記基板の短手方向に複数並ぶように、前記複数の半導体発光素子が実装されており、前記基板における前記複数の半導体発光素子の実装領域で、前記複数の半導体発光素子のうち、より高い電圧値で点灯し始める半導体発光素子は、より低い電圧値で点灯し始める半導体発光素子に比べて、前記短手方向における外側寄りの列に配置されるように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る照明器具は、上記の点灯装置と、前記点灯装置を保持する器具本体とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板上に実装された半導体発光素子の間を電気的に接続する配線を複雑化せずに、光出力のムラを低減した点灯装置及び照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１の点灯装置の回路図である。
【図２】実施形態１の点灯装置が備える基板の平面図である。
【図３】実施形態１の点灯装置が備える整流回路の出力電圧の波形図である。
【図４】実施形態１の点灯装置による点灯状態を示すＡ１−Ａ２断面図である。
【図５】実施形態１の点灯装置による点灯状態を示すＡ１−Ａ２断面図である。
【図６】実施形態１の点灯装置による点灯状態を示すＡ１−Ａ２断面図である。
【図７】実施形態１の点灯装置が備える基板の他の形態を示す平面図である。
【図８】実施形態１の点灯装置が備える基板のまた別の形態を示す平面図である。
【図９】実施形態２の点灯装置が備える基板の平面図である。
【図１０】実施形態２の点灯装置による点灯状態を示すＢ１−Ｂ２断面図である。
【図１１】実施形態２の点灯装置による点灯状態を示すＢ１−Ｂ２断面図である。
【図１２】実施形態２の点灯装置による点灯状態を示すＢ１−Ｂ２断面図である。
【図１３】実施形態３の照明器具の外観斜視図である。
【図１４】実施形態３の照明器具の他の形態を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
本発明に係る点灯装置の実施形態１を図面に基づいて説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例に過ぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１５】
本実施形態の点灯装置の回路図を図１に示す。
【００１６】
本実施形態の点灯装置１は、例えば白色発光の複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）２０と、複数の発光ダイオード２０を点灯させるための点灯回路１０とを備える。
【００１７】
この点灯回路１０は、整流回路１１（整流部）と、定電流回路１２と、スイッチ素子１３，１４，１５と、電圧測定回路１６と、制御回路１７（制御部）とを備える。
【００１８】
整流回路１１は、例えばダイオードのブリッジ回路（図示せず）からなり、商用交流電源のような交流電源５０から入力される交流電圧を整流して得た脈流電圧Ｖ１を出力する。
【００１９】
整流回路１１の出力端子間には、複数個の発光ダイオード２０が直列に接続されている。複数個の発光ダイオード２０は複数（本実施形態では例えば３つ）の発光素子群２１，２２，２３に分けられている。発光素子群２１，２２，２３は、それぞれ、複数個の発光ダイオード２０の直列回路で構成されている。
【００２０】
定電流回路１２は、例えばトランジスタを用いた定電流回路（図示せず）であり、複数個の発光ダイオード２０に流れる電流をほぼ一定の電流値に制御する。なお定電流回路１２の代わりに、複数個の発光ダイオード２０に流れる電流を所定の制限値以下に制限する回路（例えば限流用の抵抗器からなる）を備えてもよい。
【００２１】
スイッチ素子１３，１４，１５は例えば電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor）のようなスイッチ素子である。スイッチ素子１３，１４，１５は、それぞれ、制御回路１７からゲート電極に入力される制御信号によってオン／オフが個別に切り替えられるように構成されている。
【００２２】
スイッチ素子１３は、発光素子群２１と発光素子群２２との接続点にドレイン電極が接続され、整流回路１１の低電位側の出力端子にソース電極が接続されている。スイッチ素子１３は、制御回路１７からゲート電極に入力される制御信号に応じて、オン／オフが切り替えられるように構成されている。スイッチ素子１４，１５がオフの状態でスイッチ素子１３がオン状態になると、発光素子群２１に電流が流れ、発光素子群２１に属する発光ダイオード２０が点灯する。この状態では、発光素子群２２，２３に属する発光ダイオード２０は消灯している。
【００２３】
スイッチ素子１４は、発光素子群２２と発光素子群２３との接続点にドレイン電極が接続され、整流回路１１の低電位側の出力端子にソース電極が接続されている。スイッチ素子１４は、制御回路１７からゲート電極に入力される制御信号に応じて、オン／オフが切り替えられるように構成されている。スイッチ素子１３，１５がオフの状態でスイッチ素子１４がオン状態になると、発光素子群２１と発光素子群２２とに電流が流れ、２つの発光素子群２１，２２に属する発光ダイオード２０が点灯する。この状態では、発光素子群２３に属する発光ダイオード２０は消灯する。
【００２４】
スイッチ素子１５は、発光素子群２３における発光素子群２２と反対側の端子にドレイン電極が接続され、整流回路１１の低電位側の出力端子にソース電極が接続されている。スイッチ素子１５は、制御回路１７からゲート電極に入力される制御信号に応じて、オン／オフが切り替えられるように構成されている。スイッチ素子１３，１４がオフの状態でスイッチ素子１５がオン状態になると、発光素子群２１，２２，２３の全てに電流が流れ、３つの発光素子群２１，２２，２３に属する発光ダイオード２０が全て点灯する。
【００２５】
電圧測定回路１６は、整流回路１１から出力される脈流電圧Ｖ１の電圧値を測定し、測定結果を制御回路１７に出力する。
【００２６】
制御回路１７は例えばマイクロコンピュータであり、メモリ（図示せず）に格納されたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、所望の機能を実現する。本実施形態では、制御回路１７は、電圧測定回路１６によって測定された脈流電圧Ｖ１の電圧値に基づいて、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを個別に制御する。
【００２７】
なお本実施形態では、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御する回路が電圧測定回路１６と制御回路１７とで構成されているが、この構成に限定されない。脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じてスイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御する回路をアナログ回路で実現してもよい。
【００２８】
次に、複数個の発光ダイオード２０の実装形態を図２に基づいて説明する。複数個の発光ダイオード２０は基板３０の一面に実装されている。基板３０は、平面視の形状が正方形のプリント配線板である。基板３０の一面には円形の実装領域３５が設けられている。
【００２９】
発光ダイオード２０は表面実装型であり、複数個の発光ダイオード２０は実装領域３５の内側に収まるように基板３０に実装されている。また、本実施形態では整流回路１１から出力される脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて点灯する発光ダイオード２０の個数を増加又は減少させているので、脈流電圧Ｖ１を平滑する回路が不要になり、脈流電圧Ｖ１をそのまま発光ダイオード２０に印加することができる。したがって、点灯回路１０の回路構成が簡単になり、複数の発光ダイオード２０を効率良く点灯させることができる。また、点灯回路１０の回路構成が簡単になるから、図２に示すように発光ダイオード２０と同じ基板３０に、点灯回路１０の回路部品も実装することができ、点灯装置１の小型化を図ることができる。なお、図２では点灯回路１０の回路部品は図示を省略し、点灯回路１０の回路部品が実装される領域を点線で囲って示している。
【００３０】
複数個の発光ダイオード２０は、基板３０の表面に形成された導電性の金属膜（例えば銅箔）からなる導電部３６を介して直列的に接続されている。複数個の発光ダイオード２０は一筆書きで＋記号を三重に描くように実装されている。三重の＋記号のうち、一番内側の＋記号を描くように実装された複数個の発光ダイオード２０で発光素子群２１が構成される。三重の＋記号のうち、中間の＋記号を描くように実装された複数個の発光ダイオード２０で発光素子群２２が構成される。三重の＋記号のうち、一番外側の＋記号を描くように実装された複数個の発光ダイオード２０で発光素子群２３が構成される。このように、複数個の発光ダイオード２０は、一筆書きで＋記号を三重に描くように配置されているので、複数個の発光ダイオード２０の配線が複雑にならず、基板３０の表面に形成された導電部３６で発光ダイオード２０の間を配線することができる。
【００３１】
そして、複数個の発光ダイオード２０が直列に接続された回路の一端側（発光素子群２１の端部）は、導電部３１を介して定電流回路１２の出力端子に接続されている。複数個の発光ダイオード２０が直列に接続された回路の他端側（発光素子群２３の端部）は、導電部３４を介してスイッチ素子１５のドレイン電極に接続されている。また、発光素子群２１と発光素子群２２との接続点は、導電部３２を介してスイッチ素子１３のドレイン電極に電気的に接続されている。また、発光素子群２２と発光素子群２３との接続点は、導電部３３を介してスイッチ素子１４のドレイン電極に電気的に接続されている。ここにおいて、導電部３１〜３４は、それぞれ、基板３０の表面に形成された導電性の金属膜（例えば銅箔）で構成されている（図２参照）。
【００３２】
次に、この点灯回路１０が発光ダイオード２０を点灯させる点灯動作について図３を参照して説明する。図３は整流回路１１から出力される脈流電圧Ｖ１の波形図である。
【００３３】
脈流電圧Ｖ１が閾値Ｌ１（約４０Ｖ）未満となる期間（時間ｔ０から時間ｔ１までの期間Ｔ１、及び時間ｔ６から時間ｔ７までの期間Ｔ７）では、制御回路１７は、スイッチ素子１３，１４，１５を全てオフ状態とする。この場合、発光素子群２１，２２，２３に属する発光ダイオード２０には電流が流れず、発光素子群２１，２２，２３に属する全ての発光ダイオード２０は消灯する。なお、脈流電圧Ｖ１の１周期内で、全てのダイオード２０が消灯する期間Ｔ１，Ｔ６が長くなると、光のチラツキが目立ちやすくなる。したがって、光のチラツキが目立たない程度の時間に期間Ｔ１，Ｔ６を抑えることができるよう、閾値Ｌ１の値は設定されている。
【００３４】
脈流電圧Ｖ１が閾値Ｌ１以上、且つ、閾値Ｌ２（約８０Ｖ）未満となる期間（時間ｔ１から時間ｔ２までの期間Ｔ２、及び時間ｔ５から時間ｔ６までの期間Ｔ６）では、制御回路１７は、スイッチ素子１３をオン状態とし、スイッチ素子１４，１５をオフ状態とする。この場合、発光素子群２１に属する発光ダイオード２０のみに電流が流れ、発光素子群２２，２３に属する発光ダイオード２０には電流が流れない。図４は、この場合の発光素子群２１，２２，２３の点灯状態を示すＡ１−Ａ２断面図であり、図中の点線は発光ダイオード２０から照射される光を模式的に示している。期間Ｔ２，Ｔ６では、実装領域３５において、最も内側に配置された発光素子群２１の発光ダイオード２０は点灯し、発光素子群２１よりも外側に配置された発光素子群２２，２３の発光ダイオード２０は消灯している。
【００３５】
脈流電圧Ｖ１が閾値Ｌ２以上、且つ、閾値Ｌ３（約１２０Ｖ）未満となる期間（時間ｔ２から時間ｔ３までの期間Ｔ３、及び時間ｔ４から時間ｔ５までの期間Ｔ５）では、制御回路１７は、スイッチ素子１４をオン状態、スイッチ素子１３，１５をオフ状態とする。この場合、発光素子群２１，２２に属する発光ダイオード２０には電流が流れ、発光素子群２３に属する発光ダイオード２０には電流が流れない。図５は、この場合の発光素子群２１，２２，２３の点灯状態を示すＡ１−Ａ２断面図であり、図中の点線は発光ダイオード２０から照射される光を模式的に示している。期間Ｔ３，Ｔ５では、実装領域３５において、最も内側に配置された発光素子群２１の発光ダイオード２０と、内側から２番目に配置された発光素子群２２の発光ダイオード２０とが点灯し、最も外側に配置された発光素子群２３の発光ダイオード２０は消灯する。
【００３６】
また、脈流電圧Ｖ１が閾値Ｌ３以上となる期間（時間ｔ３から時間ｔ４までの期間Ｔ４）では、制御回路１７は、スイッチ素子１５をオン状態とし、スイッチ素子１３，１４をオフ状態とする。この場合、発光素子群２１，２２，２３に属する発光ダイオード２０に電流が流れ、発光素子群２１，２２，２３に属する全ての発光ダイオード２０が点灯する。図６は、この場合の発光素子群２１，２２，２３の点灯状態を示すＡ１−Ａ２断面図であり、図中の点線は発光ダイオード２０から照射される光を模式的に示している。期間Ｔ４では、実装領域３５に実装された全ての発光素子群２１，２２，２３に属する発光ダイオード２０が点灯する。
【００３７】
上述のように、制御回路１７は、脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて、点灯させる発光ダイオード２０の数が増加又は減少するように、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御している。
【００３８】
ここで、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間（脈流電圧Ｖ１の前半の半周期）では、制御回路１７は、点灯する発光ダイオード２０の個数が脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて増加するように、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御する。これにより、点灯装置１は、発光ダイオード２０が全て消灯している状態から、発光素子群２１のみが点灯する図４の状態、発光素子群２１，２２が点灯する図５の状態、全ての発光ダイオード２０が点灯する図６の状態へと順番に切り替わる。
【００３９】
また、脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間（脈流電圧Ｖ１の後半の半周期）では、制御回路１７は、点灯する発光ダイオード２０の個数が脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて減少するように、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御する。これにより、点灯装置１は、発光ダイオード２０が全て点灯している図６の状態から、発光素子群２１，２２が点灯する図５の状態、発光素子群２１のみが点灯する図４の状態、全ての発光ダイオード２０が消灯する状態へと順番に切り替わる。
【００４０】
このように、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間では、実装領域３５の最も内側にある発光素子群２１が最初に点灯し、発光素子群２１の外側にある発光素子群２２がその次に点灯し、発光素子群２２の外側にある発光素子群２３が最後に点灯し始める。また、脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間では、実装領域３５の最も外側にある発光素子群２３が最初に消灯し、発光素子群２３の内側にある発光素子群２２がその次に消灯し、発光素子群２２の内側にある発光素子群２１が最後に消灯することになる。すなわち、点灯する発光ダイオード２０の範囲が実装領域３５の内側から外側に広がっていき、その後実装領域３５の外側から内側へと狭まっていく動作を周期的に繰り返すので、実装領域３５において光出力に偏りができにくくなり、光出力のムラを低減できる。また、脈流電圧Ｖ１の１周期内で、実装領域３５の最も内側に配置された発光素子群２１が最も長い時間点灯するから、実装領域３５の中心付近ほど光量を明るくできる。したがって、この点灯装置１を、スポットライトのように特定の対象物に光を照射するような照明器具に組み込む場合は配光制御が容易になる。
【００４１】
なお、図２の形態では基板３０の平面視の形状が正方形であったが、基板３０の平面視の形状は正方形に限定されず、図７に示すように、基板３０の平面視の形状は円形でもよい。
【００４２】
また、図２の形態では正方形の基板３０に円形の実装領域３５が設けられているが、図８に示すように基板３０に正方形の実装領域３５を設けても良い。
【００４３】
実装領域３５には、複数個の発光ダイオード２０が縦横（図８における上下方向及び左右方向）にほぼ一定の間隔を開けて配置されるように実装されている。基板３０には、複数個の発光ダイオード２０を一筆書きでつなげるように、隣接する発光ダイオード２０の間を電気的に接続する導電部３６が形成されている。
【００４４】
図８の形態でも複数個の発光ダイオード２０は３つの発光素子群２１，２２，２３に分けられている。発光素子群２１を構成する複数個の発光ダイオード２０は、実装領域３５の中心付近に、縦横に一定の間隔を開けて配列されている。発光素子群２２を構成する複数個の発光ダイオード２０は、発光素子群２１を構成する複数個の発光ダイオード２０を囲むように、発光素子群２１を構成する複数個の発光ダイオード２０の外側に配置されている。発光素子群２３を構成する複数個の発光ダイオード２０は、発光素子群２２を構成する複数個の発光ダイオード２０を囲むように、発光素子群２２を構成する複数個の発光ダイオード２０の外側に配置されている。
【００４５】
制御回路１７は、電圧測定回路１６によって測定された脈流電圧Ｖ１の電圧値に基づいて、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを個別に制御する。すなわち、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間では、制御回路１７は、点灯する発光ダイオード２０の個数を脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて増加させるように、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御する。また、脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間では、制御回路１７は、点灯する発光ダイオード２０の個数を脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて減少させるように、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御する。
【００４６】
制御回路１７は、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間では、実装領域３５の最も内側に位置する発光素子群２１を最初に点灯させ、発光素子群２１の外側の発光素子群２２をその次に点灯させ、発光素子群２２の外側の発光素子群２３を最後に点灯させる。制御回路１７は、脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間では、実装領域３５の最も外側にある発光素子群２３を最初に消灯させ、発光素子群２３の内側にある発光素子群２２をその次に消灯させ、発光素子群２２の内側にある発光素子群２１を最後に消灯させる。すなわち、点灯する発光ダイオード２０の範囲が実装領域３５の内側から外側に広がっていった後、実装領域３５の外側から内側へと狭まっていく動作を周期的に繰り返すので、実装領域３５において光出力に偏りができにくくなり、光出力のムラを低減できる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の点灯装置１は、整流回路１１（整流部）と、複数の発光ダイオード２０（半導体発光素子）と、基板３０と、制御回路１７（制御部）とを備える。整流回路１１は、交流電源５０から入力される交流電圧を整流して得た脈流電圧Ｖ１を出力する。複数の発光ダイオード２０は整流回路１１の出力端子間に直列に接続されている。複数の発光ダイオード２０は基板３０の同じ面に実装される。制御回路１７は、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間では、複数の発光ダイオード２０のうち点灯する発光ダイオード２０の個数を脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて増加させるように、整流回路１１の出力電流が流れる発光ダイオード２０の個数を制御する。制御回路１７は、脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間では、複数の発光ダイオード２０のうち点灯する発光ダイオード２０の個数を脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて減少させるように、整流回路１１の出力電流が流れる発光ダイオード２０の個数を制御する。基板３０における複数の発光ダイオード２０の実装領域３５で、複数の発光ダイオード２０のうち、より高い電圧値で点灯し始める発光ダイオード２０は、より低い電圧値で点灯し始める発光ダイオード２０に比べて、実装領域３５の外側により近い位置に配置されるように構成される。
【００４８】
このように、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間では、実装領域３５の最も内側にある発光ダイオード２０が最初に点灯し、その後、より外側にある発光ダイオード２０が順番に点灯し始める。また、脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間では、実装領域３５の最も外側にある発光ダイオード２０が最初に消灯し、その後、より内側にある発光ダイオード２０が順番に消灯する。すなわち、点灯する発光ダイオード２０の範囲が実装領域３５の内側から外側へと広がり、その後、実装領域３５の外側から内側へと狭まっていく動作が周期的に繰り返されるので、実装領域３５において光出力に偏りができにくくなり、光出力のムラを低減できる。また、脈流電圧Ｖ１の１周期内で、実装領域３５の最も内側に配置された発光ダイオード２０が最も長い時間点灯するから、実装領域３５の中心付近ほど光量を明るくできる。したがって、この点灯装置１を、スポットライトのように特定の対象物に光を照射するような照明器具に組み込む場合は配光制御が容易になる。
【００４９】
本実施形態の点灯装置１において、実装領域３５は矩形の領域であることも好ましい。この場合、点灯する発光ダイオード２０の範囲を、矩形の実装領域３５の内側から外側へと広げていき、その後、矩形の実装領域３５の外側から内側へと狭めていく動作を周期的に繰り返すことができる。
【００５０】
本実施形態の点灯装置１において、実装領域３５は円形の領域であることも好ましい。この場合、点灯する発光ダイオード２０の範囲を、円形の実装領域３５の内側から外側へと広げていき、その後、円形の実装領域３５の外側から内側へと狭めていく動作を周期的に繰り返すことができる。
【００５１】
また、本実施形態の点灯装置１において、基板３０は、図２、図７及び図８に示すように、発光ダイオード２０が実装される面の中央に、発光ダイオード２０の実装領域３５が設けられるように構成されてもよい。
【００５２】
発光ダイオード２０は点灯すると発熱するため、基板３０には、発光ダイオード２０に発生した熱を放熱するための放熱部材（図示せず）が取り付けられる。発光ダイオード２０の実装領域３５が基板３０の中央に設けられていれば、点灯装置１を収納する器具本体（図示せず）と放熱部材との間で基板３０の外縁部分を挟持することによって、基板３０に放熱部材を取り付ける構造を設けることができる。このように、基板３０の外縁部分で基板３０が押さえられていれば、放熱部材によって押さえられている基板３０の外縁部分と、基板３０の中央に設けられた実装領域３５との間の距離のバラツキが小さくなる。よって、発光ダイオード２０の発熱によって基板３０に反りなどが発生した場合でも、放熱部材で基板３０の外縁部分を押さえることにより、基板３０に均等な力を加えることができるから、基板３０に加わる機械的なストレスを低減できる。
【００５３】
（実施形態２）
本発明に係る点灯装置の実施形態２を図面に基づいて説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例に過ぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００５４】
本実施形態の点灯装置１は、図９に示すように、矩形板状の基板４０を備えている。この基板４０には、基板４０の長手方向に沿って複数の発光ダイオード２０が並ぶ列が、基板４０の短手方向に複数並ぶように、複数の発光ダイオード２０が実装されている。なお、基板４０の形状、及び、基板４０に実装される発光ダイオード２０の配置以外は、実施形態１で説明した点灯装置１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５５】
本実施形態の点灯装置１では、図９に示すように、基板４０の一面に複数個の発光ダイオード２０が実装されている。複数個の発光ダイオード２０は直列に接続されており、複数個の発光ダイオード２０は複数（図９の形態では例えば３つ）の発光素子群２１，２２，２３に分けられている。ここで、発光素子群２１，２２，２３は、それぞれ、複数個の発光ダイオード２０の直列回路で構成されている。
【００５６】
基板４０には、基板４０の長手方向に沿って複数の発光ダイオード２０が並ぶ列が、基板４０の短手方向に複数列（図９の形態では例えば６列）並ぶように、複数個の発光ダイオード２０が実装されている。複数個の発光ダイオード２０は、基板４０の表面に形成された導電性の金属膜からなる導電部３６を介して直列的に接続されている。
【００５７】
複数個の発光ダイオード２０は一筆書きでＵ形を三重に描くように実装されている。三重のＵ形のうち、一番内側のＵ形を描くように実装された２列分の発光ダイオード２０で発光素子群２１が構成される。三重のＵ形のうち中間のＵ形を描くように実装された２列分の発光ダイオード２０で発光素子群２２が構成される。また、三重のＵ形のうち一番外側にあるＵ形を描くように実装された２列分の発光ダイオード２０で発光素子群２３が構成される。このように、複数個の発光ダイオード２０は、一筆書きでＵ形を三重に描くように配置されているので、複数個の発光ダイオード２０の配線が複雑にならず、基板３０の表面に形成された導電部３６で発光ダイオード２０の間を配線することができる。
【００５８】
そして、複数個の発光ダイオード２０が直列に接続された回路の一端側（発光素子群２１を構成する発光ダイオード２０のうち、発光素子群２２と反対側の端に位置する発光ダイオード２０）は、導電部３１を介して定電流回路１２の出力端子に接続される。複数個の発光ダイオード２０が直列に接続された回路の他端側（発光素子群２３を構成する発光ダイオード２０のうち、発光素子群２２と反対側の端に位置する発光ダイオード２０）は、導電部３４を介してスイッチ素子１５のドレイン電極に接続される。また、発光素子群２１を構成する発光ダイオード２０のうち、発光素子群２２側の端に位置する発光ダイオード２０は、導電部３２を介してスイッチ素子１３のドレイン電極に電気的に接続されている。また、発光素子群２２を構成する発光ダイオード２０のうち、発光素子群２３側の端に位置する発光ダイオード２０は、導電部３３を介してスイッチ素子１３のドレイン電極に電気的に接続されている。
【００５９】
次に、点灯回路１０が発光ダイオード２０を点灯させる点灯動作について図３及び図１０〜図１２を参照して説明する。
【００６０】
脈流電圧Ｖ１が閾値Ｌ１未満となる期間（時間ｔ０から時間ｔ１までの期間Ｔ１、及び時間ｔ６から時間ｔ７までの期間Ｔ７）では、制御回路１７は、スイッチ素子１３，１４，１５を全てオフ状態とする。この場合、発光素子群２１，２２，２３に属する発光ダイオード２０には電流が流れず、発光素子群２１，２２，２３に属する全ての発光ダイオード２０は消灯する。
【００６１】
脈流電圧Ｖ１が閾値Ｌ１以上、且つ、閾値Ｌ２未満となる期間（時間ｔ１から時間ｔ２までの期間Ｔ２、及び時間ｔ５から時間ｔ６までの期間Ｔ６）では、制御回路１７は、スイッチ素子１３をオン状態とし、スイッチ素子１４，１５をオフ状態とする。この場合、発光素子群２１に属する発光ダイオード２０のみに電流が流れ、発光素子群２２，２３に属する発光ダイオード２０には電流が流れない。図１０は、この場合の発光素子群２１，２２，２３の点灯状態を示すＢ１−Ｂ２断面図であり、図中の点線は発光ダイオード２０から照射される光を模式的に示している。期間Ｔ２，Ｔ６では、基板４０の短手方向において中央の２列に配置された発光素子群２１の発光ダイオード２０は点灯し、発光素子群２１よりも外側に配置された発光素子群２２，２３の発光ダイオード２０は消灯している。
【００６２】
脈流電圧Ｖ１が閾値Ｌ２以上、且つ、閾値Ｌ３未満となる期間（時間ｔ２から時間ｔ３までの期間Ｔ３、及び時間ｔ４から時間ｔ５までの期間Ｔ５）では、制御回路１７は、スイッチ素子１４をオン状態とし、スイッチ素子１３，１５をオフ状態とする。この場合、発光素子群２１，２２に属する発光ダイオード２０には電流が流れ、発光素子群２３に属する発光ダイオード２０には電流が流れない。図１１は、この場合の発光素子群２１，２２，２３の点灯状態を示すＢ１−Ｂ２断面図であり、図中の点線は発光ダイオード２０から照射される光を模式的に示している。期間Ｔ３，Ｔ５では、基板４０の短手方向において、最も外側にある２列を除く、４列に配置された発光素子群２１，２２の発光ダイオード２０が点灯し、最も外側の２列に配置された発光素子群２３の発光ダイオード２０は消灯する。
【００６３】
また、脈流電圧Ｖ１が閾値Ｌ３以上となる期間（時間ｔ３から時間ｔ４までの期間Ｔ４）では、制御回路１７は、スイッチ素子１５をオン状態とし、スイッチ素子１３，１４をオフ状態とする。この場合、発光素子群２１，２２，２３に属する発光ダイオード２０に電流が流れ、発光素子群２１，２２，２３に属する全ての発光ダイオード２０が点灯する。図１２は、この場合の発光素子群２１，２２，２３の点灯状態を示すＢ１−Ｂ２断面図であり、図中の点線は発光ダイオード２０から照射される光を模式的に示している。この期間Ｔ４では、基板４０に実装された全ての発光素子群２１，２２，２３に属する発光ダイオード２０が点灯する。
【００６４】
上述のように、制御回路１７は、脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて、点灯させる発光ダイオード２０の数が増加又は減少するように、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御している。
【００６５】
ここで、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間（脈流電圧Ｖ１の前半の半周期）では、制御回路１７は、点灯する発光ダイオード２０の個数が脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて増加するように、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御する。これにより、点灯装置１は、発光ダイオード２０が全て消灯している状態から、発光素子群２１のみが点灯する図１０の状態、発光素子群２１，２２が点灯する図１１の状態、全ての発光ダイオード２０が点灯する図１２の状態へと順番に切り替わる。
【００６６】
また、脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間（脈流電圧Ｖ１の後半の半周期）では、制御回路１７は、点灯する発光ダイオード２０の個数が脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて減少するように、スイッチ素子１３，１４，１５のオン／オフを制御する。これにより、点灯装置１は、発光ダイオード２０が全て点灯している図１２の状態から、発光素子群２１，２２が点灯する図１１の状態、発光素子群２１のみが点灯する図１０の状態、全ての発光ダイオード２０が消灯する状態へと順番に切り替わる。
【００６７】
このように、脈流電圧Ｖ１の増加期間では、基板４０の短手方向において最も内側にある発光素子群２１が最初に点灯し、発光素子群２１の外側にある発光素子群２２がその次に点灯し、発光素子群２２の外側にある発光素子群２３が最後に点灯し始める。また、脈流電圧Ｖ１の低下期間では、基板４０の短手方向において最も外側にある発光素子群２３が最初に消灯し、発光素子群２３の内側にある発光素子群２２がその次に消灯し、発光素子群２２の内側にある発光素子群２１が最後に消灯することになる。すなわち、点灯する発光ダイオード２０の範囲が、基板４０の短手方向における内側から外側へと広がった後、基板４０の短手方向における外側から内側へと狭まっていく動作が周期的に繰り返されることになる。よって、発光ダイオード２０の実装領域において光出力に偏りができにくくなり、光出力のムラを低減できる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の点灯装置１は、整流回路１１（整流部）と、複数の発光ダイオード２０（半導体発光素子）と、基板４０と、制御回路１７（制御部）とを備える。整流回路１１は、交流電源５０から入力される交流電圧を整流して得た脈流電圧Ｖ１を出力する。複数の発光ダイオード２０は整流回路１１の出力端子間に直列に接続されている。複数の発光ダイオード２０は矩形板状の基板４０の同じ面に実装される。制御回路１７は、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間では、複数の発光ダイオード２０のうち、点灯する発光ダイオード２０の個数を脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて増加させるように、整流回路１１の出力電流が流れる発光ダイオード２０の個数を制御する。制御回路１７は、脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間では、複数の発光ダイオード２０のうち点灯する発光ダイオード２０の個数を脈流電圧Ｖ１の電圧値に応じて減少させるように、整流回路１１の出力電流が流れる発光ダイオード２０の個数を制御する。基板４０には、基板４０の長手方向に沿って２つ以上の発光ダイオード２０が並ぶ列が、基板４０の短手方向に複数並ぶように、複数の発光ダイオード２０が実装されている。基板４０における複数の発光ダイオード２０の実装領域で、複数の発光ダイオード２０のうち、より高い電圧値で点灯し始める発光ダイオード２０は、より低い電圧値で点灯し始める発光ダイオード２０に比べて、短手方向における外側寄りの列に配置されるように構成されている。
【００６９】
このように、脈流電圧Ｖ１の電圧値が増加する期間では、基板４０の短手方向における中央寄りの列に配置された発光ダイオード２０が最初に点灯し、その後、外側寄りの列に配置された発光ダイオード２０が順番に点灯する。脈流電圧Ｖ１の電圧値が低下する期間では、基板４０の短手方向において最も外側の列に配置された発光ダイオード２０が最初に消灯し、その後、内側寄りの列に配置された発光ダイオード２０が順番に消灯する。すなわち、点灯する発光ダイオード２０の範囲が、基板４０の短手方向における内側から外側に広がっていき、その後、基板４０の短手方向における外側から内側へと狭まっていく動作が周期的に繰り返される。よって、発光ダイオード２０の実装領域において光出力に偏りができにくくなり、光出力のムラを低減できる。
【００７０】
（実施形態３）
以下、実施形態１又は２で説明した点灯装置１を用いる照明器具の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例に過ぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００７１】
図１３は、天井吊り下げ形の照明器具１００の外観斜視図である。この照明器具１００は、器具本体１１０と、吊り具１２０とを備える。
【００７２】
吊り具１２０は、天井に固定された長尺のレール部材１３０にスライド移動自在に取り付けられる基部１２１と、基部１２１の下面に取り付けられた二股のアーム部１２２とを備える。レール部材１３０には給電用の導電部材（図示せず）が長手方向に沿って取り付けられており、この導電部材に電気的に接続される集電子（図示せず）が基部１２１に設けられている。基部１２１の集電子にはケーブル１４０の一端が電気的に接続されている。
【００７３】
器具本体１１０は例えば金属材料によって円筒形状に形成されており、アーム部１２２の二股に分かれた部位の先端に回転自在に取り付けられている。器具本体１１０の内部には実施形態１又は２で説明した点灯装置１が収納されている。点灯装置１の整流回路１１は、ケーブル１４０を介して基部１２１の集電子に電気的に接続されており、レール部材１３０からケーブル１４０を介して点灯装置１に電力が供給される。
【００７４】
器具本体１１０の円筒部分の一端面には透光性のレンズ１１１が設けられ、このレンズ１１１を通して発光ダイオード２０の発光が外部に照射されるようになっている。
【００７５】
ところで、実施形態１又は２で説明した点灯装置１を用いる照明器具は、天井吊り下げ形の照明器具１００に限定されず、図１４に示すようなスタンド形の照明器具２００でもよい。この照明器具２００は、箱形の器具本体２１０と、器具本体２１０を支えるスタンド２２０とを備える。
【００７６】
器具本体２１０の内部には、実施形態１又は２で説明した点灯装置１が収納されている。器具本体２１０の一面には透光性のレンズ２１１が設けられ、このレンズ２１１を通して発光ダイオード２０の発光が外部に照射されるようになっている。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態の照明器具は、実施形態１又は２で説明した点灯装置１と、点灯装置１を保持する器具本体１１０，２１０を備えることを特徴とする。実施形態１又は２で説明した点灯装置１を用いることによって、基板上に実装された発光ダイオード２０の間を電気的に接続する配線（導電部３６）を複雑化せずに、光出力のムラを低減した照明器具を提供することができる。
【００７８】
なお、実施形態１又は２の点灯装置１を用いる照明器具は、図１３に示す天井吊り下げ形の照明器具１００や、図１４に示すスタンド形の照明器具２００に限定されず、ダウンライトやスポットライトなどの照明器具でもよい。
【００７９】
また、上記の実施形態では、発光ダイオード２０を点灯させる点灯装置１を例に説明を行ったが、点灯装置１が点灯させる半導体発光素子は発光ダイオード２０に限定されず、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence）素子でもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１  点灯装置
１１  整流回路（整流部）
１７  制御回路（制御部）
２０  発光ダイオード（半導体発光素子）
２１，２２，２３  発光素子群
３０，４０  基板
１００，２００  照明器具
１１０，２１０  器具本体
【図１】
0006422049.tif 000002
【図２】
0006422049.tif 000003
【図３】
0006422049.tif 000004
【図４】
0006422049.tif 000005
【図５】
0006422049.tif 000006
【図６】
0006422049.tif 000007
【図７】
0006422049.tif 000008
【図８】
0006422049.tif 000009
【図９】
0006422049.tif 000010
【図１０】
0006422049.tif 000011
【図１１】
0006422049.tif 000012
【図１２】
0006422049.tif 000013
【図１３】
0006422049.tif 000014
【図１４】
0006422049.tif 000015