(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードの各々の光出力を調光制御する調光制御部と、を備えた照明器具において、
前記複数の発光ダイオードは、赤色発光ダイオード群、緑色発光ダイオード群及び青色発光ダイオード群を有し、
前記調光制御部は、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ対応して設けられ各発光ダイオードへの電流供給を制御するスイッチ部を有しており、前記複数のダイオードのうち一の発光ダイオードに供給される電流値がその発光ダイオードの最低発光電圧に応じて予め定められた値以下となったとき、その発光ダイオードへの電流供給を、該発光ダイオードに対応するスイッチ部により停止し、かつ他の発光ダイオードに供給される電流値を増加させ、その増加分の電流値を前記停止した電流値と略同じ値にし、前記各色発光ダイオード群毎に、前記発光ダイオードへの供給電流値を制御する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、発光ダイオードを光源とする照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードの各々を複数個備え、さらに、各色発光ダイオードを点灯／消灯制御する発光ダイオード点灯制御部と、各色発光ダイオードの点灯個数比率を変える複数の点灯パターンのいずれかを発光ダイオード点灯制御部に選択指示する指示部とを備えた照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、発光ダイオードは順方向電圧が所定値以下となると、その特性に起因して急激に順電流が減少し、発光量が減る（以下、上記所定の順方向電圧を最低発光電圧という）。従って、例えば、互いに特性が略同じであり略同色の複数の発光ダイオードの順方向電圧を一括制御することでそれらの発光ダイオードを調光制御する場合、順方向電圧が最低発光電圧以下となったときに、全発光ダイオードの発光量が急激に減少するので、最低発光電圧以下の順方向電圧でもって調光制御することは困難になる。このため、調光制御できる範囲、すなわち調光範囲の下限をさらに下げて、調光範囲を広くすることは難しい。特許文献１に記載のような照明器具ではこの問題を解決することは難しい。
【特許文献１】特開２００２−３５２９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、調光範囲の下限を下げることができ、調光範囲を広くすることができる照明器具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】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は、複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードの各々の光出力を調光制御する調光制御部と、を備えた照明器具において、前記複数の発光ダイオードは、赤色発光ダイオード群、緑色発光ダイオード群及び青色発光ダイオード群を有し、前記調光制御部は、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ対応して設けられ各発光ダイオードへの電流供給を制御するスイッチ部を有しており、前記複数のダイオードのうち一の発光ダイオードに供給される電流値がその発光ダイオードの最低発光電圧に応じて予め定められた値以下となったとき、その発光ダイオードへの電流供給を、該発光ダイオードに対応するスイッチ部により停止し、かつ他の発光ダイオードに供給される電流値を増加させ、その増加分の電流値を前記停止した電流値と略同じ値にし、前記各色発光ダイオード群毎に、前記発光ダイオードへの供給電流値を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、調光率を下げていって、一の発光ダイオードへの供給電流値が予め定められた値となったとき、その発光ダイオードへの電流供給を停止し、当該電流と略同じ電流を他の発光ダイオードに振り分け、それに供給される電流値を増加させるので、不測に消灯する発光ダイオードを制御から隔離しつつ、全体として調光率をさらに下げることができる。このため、調光範囲の下限を下げることができ、調光範囲を広くすることができる。また、各色ダイオード群の調光範囲を広くすることで、照明光の色温度範囲を広くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る照明器具の回路構成を示す。本実施形態の照明器具１は、複数の赤色発光ダイオードＤ１〜Ｄ４で構成される赤色発光ダイオード群２と、複数の緑色発光ダイオードＤ５〜Ｄ８で構成される緑色発光ダイオード群３と、複数の青色発光ダイオードＤ９〜Ｄ１２で構成される青色発光ダイオード群４と、発光ダイオードＤ１〜Ｄ１２の各々を調光制御する調光制御部５とを備える。各色発光ダイオード群２〜４には直流電源６から調光制御部５を介して電源が供給される。以下、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードは、それぞれ、赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードといい、これらを総称する場合、ダイオードという。
【０００８】
赤色ダイオードＤ１〜Ｄ４は互いに分光分布が略同一の光を発するものを用いる。赤色ダイオードＤ１はＤ２と、Ｄ３はＤ４と直列接続され、それぞれ、ダイオード列２１、２２を構成する。ダイオード列２１、２２は互いに並列接続されている。緑色ダイオードＤ５〜Ｄ８及び青色ダイオードＤ９〜Ｄ１２もこれと同様の構成を有する。これにより、ダイオード群２〜４には群毎に２列ずつ、合計６列のダイオード列２１、２２、３１、３２、４１、４２（以下、ダイオード列２１等という）が設けられる。
【０００９】
調光制御部５は、ダイオード列２１等にそれぞれ対応するトランジスタ（スイッチ部）Ｑ１〜Ｑ６と、トランジスタＱ１〜Ｑ６の各々を駆動制御するマイクロプロセッサ５１とを備える。トランジスタＱ１〜Ｑ６はそれぞれ、ダイオード列２１等の各々への電流供給を制御する。マイクロプロセッサ５１は、ダイオード列２１等の各々に供給される電流値が予め定められた値以下となったとき、ダイオード群２〜４の各々において、一方の列への電流供給を、その列に対応するトランジスタＱ１〜Ｑ６のうちのいずれかにより停止し、かつ他方の列に供給される電流値を、その列に対応するトランジスタＱ１〜Ｑ６のうちのいずれかにより増加させ、その増加分の電流値が上記停止した電流値と略同じ値にする。
【００１０】
ダイオード列２１等には抵抗Ｒ１〜Ｒ６がそれぞれ直列接続されている。調光制御部５は、ユーザ操作による照明光の調光率又は色温度の設定のための設定操作部５２を有する。設定操作部５２はボタン又はボリューム等で構成できる。トランジスタＱ１〜Ｑ６は、コレクタがそれぞれダイオード列２１等と接続され、エミッタが接地され、ベースがマイクロプロセッサ５１と接続されている。マイクロプロセッサ５１は、上記設定部による照明光の調光率又は色温度の設定値に応じてダイオード群２〜４の調光率を群毎に制御するため、トランジスタＱ１〜Ｑ６の各々のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥを制御する。
【００１１】
ここで、マイクロプロセッサ５１によるダイオード群２〜４の制御につき、一例として赤色ダイオード群２を制御対象とし、特にその中のダイオード列２１を制御対象として説明する。マイクロプロセッサ５１によりトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥが制御され、例えばそれが高くされると、ベースからエミッタに流れる電流が増え、コレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥが高くなる。ベース・エミッタ間電圧が低くされたときには、上記とは逆の作用が生じる。
【００１２】
トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ端子と、ダイオード列２１と、抵抗Ｒ１とはそれぞれ直列に接続されており、直流電源６によるこれらへの印加電圧は略一定であるので、コレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥが決まると、ダイオード列２１及び抵抗Ｒ１に印加される電圧が決まる。この電圧はダイオード列２１と抵抗Ｒ１とで分圧され、赤色ダイオードＤ１、Ｄ２に加わる順方向電圧が定まる。
【００１３】
従って、マイクロプロセッサ５１は、調光率を下げるとき、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥを高くし、コレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥを高くすることで、ダイオード列２１に加わる電圧を低くして、ダイオード列２１への供給電流値を減少させ、赤色ダイオードＤ１、Ｄ２の発光量を低減させる。
【００１４】
ところで、一般に、発光ダイオードは順方向電圧が所定値以下となると、その特性に起因して順電流が殆んど流れなくなり、殆んど発光しなくなる。ここで、上記所定の順方向電圧を最低発光電圧といい、Ｖｆとする。
【００１５】
赤色ダイオードＤ１、Ｄ２の各々の順方向電圧がＶｆとなるときのコレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥは、上記順方向電圧の求め方を逆算することで算出できる。そのように算出したコレクタ・エミッタ間電圧をＶＣＥ１、直流電源６による供給電圧をＥ、抵抗Ｒ１の抵抗値をＲとすると、赤色ダイオードＤ１、Ｄ２の各々に流れる順電流ＩＬＥＤ１は、下記の数１の数式で示される。
（数１）
ＩＬＥＤ１＝（Ｅ−ＶＣＥ１−２Ｖｆ）／Ｒ
【００１６】
マイクロプロセッサ５１は、赤色ダイオードＤ１、Ｄ２の各々への供給電流値を、上述のＩＬＥＤ１に対応しそれよりも僅かに多い電流値ＩＬＥＤ２とするベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ２を予め記憶している。電流値ＩＬＥＤ２は、最低発光電圧Ｖｆよりも僅かに高い電圧に対応している。
【００１７】
マイクロプロセッサ５１は、赤色ダイオード群２の調光率を減少させる際、トランジスタＱ１、Ｑ２のベース・エミッタ間に印加すべき電圧が上記のＶＢＥ２となったとき、すなわち赤色ダイオードＤ１〜Ｄ４の各々に供給すべき電流が上記のＩＬＥＤ２と略一致したとき、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥは略ゼロとされ、トランジスタＱ１の駆動が停止される。従って、図２（ａ）に示されるように、そのときにはダイオード列２１の赤色ダイオードＤ１、Ｄ２への供給電流値が略ゼロとされる。
【００１８】
これに対して、トランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥは、赤色ダイオードＤ３、Ｄ４への供給電流値を２倍とする値に増加される。従って、図２（ｂ）に示されるように、そのときにはダイオード列２２の赤色ダイオードＤ３、Ｄ４への供給電流値が略２倍とされ、従って、その電流値が最低発光電圧に対応する電流値となるまで、電流値を変化させることで調光制御することが可能となる。このような制御は、トランジスタＱ３、Ｑ４により緑色ダイオード群３において、トランジスタＱ５、Ｑ６により青色ダイオード群４においてそれぞれ行われる。
【００１９】
本実施形態においては、調光率を下げていって、ダイオード列２１等のいずれかへの供給電流値が、最低発光電圧Ｖｆよりも僅かに高い電圧に対応して予め定められた電流値ＩＬＥＤ２になったとき、そのダイオード群内の所定の１列のダイオード列への電流供給が停止される。そして、そのダイオード列に供給されていた電流と略同じ電流が同じダイオード群内の他のダイオード列の電流に上乗せされ、そのダイオード列に供給される電流が増加する。これにより、その列内のダイオードにかかる電圧が最低発光電圧よりも高くされ、図２（ｃ）に示されるように全体として調光率をさらに下げることができる。このため、不測に消灯するダイオードを制御から隔離しつつ、調光範囲の下限を下げることができ、調光範囲を広くすることができる。従って、各色のダイオード群２〜４の調光範囲を広くすることで、照明光の色温度範囲を広くすることができる。
【００２０】
また、ダイオードＤ１〜Ｄ１２への印加電圧がそれぞれ最低発光電圧Ｖｆよりも下がったときにそのままにせず、トランジスタＱ１〜Ｑ６によりダイオードＤ１〜Ｄ１２への電流供給をそれぞれ停止することで、そのダイオードにかかる電圧を略ゼロとしているので、省電力化を図ることができる。
【００２１】
なお、本発明は、上記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、スイッチ部は、トランジスタＱ１〜Ｑ６に限定されず、サイリスタ等で構成されていてもよい。また、ダイオード群２〜４内のダイオードの個数は、２個以上であれば何個でも構わない。また、ダイオード列内のダイオードの個数は１個以上であれば何個でも構わない。
【００２２】
また、ダイオード列の数も２列以上であれば何列でもよい。列数が３列以上有る場合、各列のダイオードに供給する電圧が上述のＩＬＥＤ２となる度に１列ずつ電流供給を停止し、その停止した電流値を略同じ割合で振り分けて他のダイオード列の電流に上乗せすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る照明器具の回路構成図。
【図２】（ａ）は上記照明器具の所定の１列の赤色ダイオードにおける順電流と調光率の設定値との関係を示す図、（ｂ）は上記とは別の列の赤色ダイオードにおける順電流と調光率の設定値との関係を示す図、（ｃ）は上記器具における赤色光量と調光率の設定値との関係を示す図。
【符号の説明】
【００２４】
１  照明器具
２、３、４  ダイオード群
２１、２２、３１、３２、４１、４２  ダイオード列
５  調光制御部
Ｄ１〜Ｄ１２  ダイオード
Ｑ１〜Ｑ６  トランジスタ（スイッチ部）
【図１】
0005242232.tif 000002
【図２】
0005242232.tif 000003