(57)【要約】      （修正有）【課題】演算増幅器の多段接続に伴う問題を回避すると共に、輝度・色調の調整を容易かつ確実に行うことができるＬＥＤ光源の輝度調整装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ光源の各色のＬＥＤを駆動する各駆動回路と、該各駆動回路の出力電流を制御するよう各駆動回路とそれぞれ接続される複数の個別設定用抵抗とを有する駆動部５４と、各色のＬＥＤに対応して設けられた複数の色調設定用可変抵抗器５３と、複数の色調設定用可変抵抗器にそれぞれ接続される複数の定電流源５２とを有し、複数のＬＥＤの色毎に輝度の調整を行うよう構成された色調設定部と、全体輝度設定用の可変抵抗器と該全体輝度設定用の可変抵抗器に接続された定電流源とからなり、該定電流源の出力が色調設定部の複数の定電流源の出力にそれぞれ接続され、全体輝度設定用の可変抵抗器を調整することによりＬＥＤ光源の輝度を統一的に調整するように構成された全体輝度設定部とを備える。【選択図】図２
2012252966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源の輝度・色調を調整するためのＬＥＤ輝度調整装置であって、
前記ＬＥＤ光源の各色のＬＥＤを駆動する各駆動回路と、該各駆動回路の出力電流を制御するよう前記各駆動回路とそれぞれ接続される複数の個別設定用抵抗とを有する駆動部と、
前記各色のＬＥＤに対応して設けられた複数の色調設定用可変抵抗器と、前記複数の色調設定用可変抵抗器にそれぞれ接続される複数の定電流源とを有し、前記複数の色調設定用可変抵抗器を調整することにより前記複数のＬＥＤの色毎に輝度の調整を行うよう構成された色調設定部と、
全体輝度設定用の可変抵抗器と該全体輝度設定用の可変抵抗器に接続された定電流源とからなり、該定電流源の出力が前記色調設定部の複数の定電流源の出力にそれぞれ接続され、前記全体輝度設定用の可変抵抗器を調整することにより前記ＬＥＤ光源の輝度を統一的に調整するように構成された全体輝度設定部と、を備え、
前記駆動部の各駆動回路は、前記全体輝度設定部の定電流源からの出力と前記色調設定部の各定電流源からの出力とに応じて前記ＬＥＤ光源の各色のＬＥＤを駆動すること、を特徴とするＬＥＤ輝度調整装置。
【請求項２】
前記駆動部の複数の個別設定用抵抗は、ＬＥＤの複数の色に対応して設けられた複数の個別設定用可変抵抗器であること、を特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ輝度調整装置。
【請求項３】
前記色調設定部の複数の定電流源、前記全体輝度設定部の定電流源、及び前記駆動部の各駆動回路の各々は、オペアンプと、前記オペアンプの出力に接続された定電流出力用トランジスタと、定電流出力部から前記オペアンプへの負帰還回路とを有するように構成されていること、を特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ輝度調整装置。
【請求項４】
前記全体輝度設定部の定電流源は、さらに、前記オペアンプの出力に複数の定電流出力用トランジスタが並列に接続されていること、を特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ輝度調整装置。
【請求項５】
前記全体輝度設定部の定電流源は、前記複数の定電流出力用トランジスタのエミッタにそれぞれ接続された複数のエミッタ抵抗が同じ抵抗値を有するように構成されていること、を特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ輝度調整装置。
【請求項６】
前記全体輝度設定部の定電流源は、前記複数の定電流出力用トランジスタのエミッタにそれぞれ接続された複数のエミッタ抵抗のうち少なくとも一つが他のエミッタ抵抗と異なる抵抗値を有するように構成されていること、を特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ輝度調整装置。
【請求項７】
電源供給部と、
請求項１から６のいずれか一項に記載のＬＥＤ輝度調整回路と、
前記ＬＥＤ輝度調整回路に接続されたＬＥＤ光源と、
を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
ＬＥＤ輝度調整装置を用いたＬＥＤ光源の輝度・色調調整方法であって、
該ＬＥＤ輝度調整装置は、
前記ＬＥＤ光源の各色のＬＥＤを駆動する各駆動回路と、該各駆動回路の出力電流を制御するよう前記各駆動回路とそれぞれ接続される複数の個別設定用抵抗とを有する駆動部と、
前記各色のＬＥＤに対応して設けられた複数の色調設定用可変抵抗器と、前記複数の色調設定用可変抵抗器にそれぞれ接続される複数の定電流源とを有し、前記複数の色調設定用可変抵抗器を調整することにより前記複数のＬＥＤの色毎に輝度の調整を行うよう構成された色調設定部と、
全体輝度設定用の可変抵抗器と該全体輝度設定用の可変抵抗器に接続された定電流源とからなり該定電流源の出力が前記色調設定部の複数の定電流源の出力にそれぞれ接続され、前記全体輝度設定用の可変抵抗器を調整することにより前記ＬＥＤ光源の輝度を統一的に調整するように構成された全体輝度設定部と、を備え、
前記駆動部の各駆動回路は、前記全体輝度設定部の定電流源からの出力と前記色調設定部の各定電流源からの出力とに応じて前記ＬＥＤ光源の各色のＬＥＤを駆動する構成であり、
該方法は、
前記色設定部の複数の色調設定用可変抵抗器を調節
することによって前記ＬＥＤ光源の色調を調整し、
前記全体輝度設定部の可変抵抗器を調節することによって前記ＬＥＤ光源の全体的な輝度を調節すること、を特徴とするＬＥＤ光源の輝度・色調調整方法。
【請求項９】
複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源の輝度・色調を調整するためのＬＥＤ輝度調整装置であって、
全体輝度を調整するための一つの１段目ＤＡＣと、
前記一つの１段目ＤＡＣの出力に接続され、前記ＬＥＤ光源の複数の色に対応して複数設けられた２段目ＤＡＣと、
前記複数の２段目ＤＡＣの出力にそれぞれ接続され、前記複数の色のＬＥＤをそれぞれ駆動する駆動部と、
前記１段目ＤＡＣと前記複数の２段目ＤＡＣとを制御する制御部と、を備えることを特徴とするＬＥＤ輝度調整装置。
【請求項１０】
電源供給部と、
請求項９に記載のＬＥＤ輝度調整回路と、
前記ＬＥＤ輝度調整回路に接続された、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源と、
を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源の輝度・色調を調整するためのＬＥＤ輝度調整装置であって、
前記ＬＥＤ光源の複数の色に対応して設けられた複数のＤＡＣと、
前記複数のＤＡＣの出力にそれぞれ接続され、前記複数の色のＬＥＤをそれぞれ駆動する駆動部と、
前記複数のＤＡＣを制御する制御部と、を備えることを特徴とするＬＥＤ輝度調整装置。
【請求項１２】
電源供給部と、
請求項１１に記載のＬＥＤ輝度調整回路と、
前記ＬＥＤ輝度調整回路に接続された、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源と、
を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
ＬＥＤ輝度調整装置を用いた、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源の輝度・色調調整方法であって、
前記ＬＥＤ輝度調整回路は、
前記ＬＥＤ光源の複数の色に対応して設けられた複数のＤＡＣと、
前記複数のＤＡＣの出力にそれぞれ接続され、前記複数の色のＬＥＤをそれぞれ駆動する駆動部と、
前記複数のＤＡＣを制御する制御部と、を備え、
該方法は、
前記制御部において入力輝度情報を受け、
前記入力輝度情報をＤＡＣ用データに変換し、
変換された前記ＤＡＣ用データを前記各ＤＡＣに設定すること、
を特徴とするＬＥＤ光源の輝度・色調調整方法。
【請求項１４】
前記ＤＡＣ用データは、次の式、
ＤＡＣデータ＝Ｌｍ×ＩＬ×Ｌｃ
ただし、Ｌｍは、非直線性の入力輝度情報を直線性に変換した輝度情報、
ＩＬは、各ＤＡＣの出力に接続されるＬＥＤに流す最大電流、
ＬｃはＬＥＤ輝度補正情報、
によって算出されることを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤ光源の輝度・色調調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源の輝度・色調を調整するための輝度調整装置、輝度調整方法及びＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギーと環境への配慮の両立する照明機器として、ＬＥＤを用いた照明機器が注目を集めている。しかしながら、ＬＥＤは半導体素子であり、従来の照明に用いられてきた白熱電球や蛍光灯とは異なる素子であり、ＬＥＤを用いた照明機器を設計する場合、動作温度や動作電流の許容範囲は一瞬たりとも超えないようにすると共に、個々のＬＥＤの内在する輝度や色調のばらつきも考慮する必要がある。特に、博物館や美術館での展示物の照明、あるいは建築物等の文化財の照明は、明るさや色調を個別に調整し、更に色再現性も配慮する必要があるため、調光可能な白熱電球やハロゲンランプが多用されておりＬＥＤ照明への移行は遅々として進んでいない。
【０００３】
これは、大多数のＬＥＤ照明装置は交流を直流に一旦変換、内部は直流で動作している事、白熱電球用の輝度制御を行う機器と前述のＬＥＤ照明装置を接続しても、交流の入力電圧を位相制御によりその一部分のみを供給する事により平均電力を制御する方法の為、ＬＥＤ照明機器内の電源は交流入力電圧がある範囲迄は正常に動作するが、その範囲を超えると全く動作しなくなる為に調光は元々出来ない事、ＬＥＤの調光ばらつきはＬＥＤを選別して組み立てている為に現場での調整等が出来ない等の理由によるものである。しかしながら、白熱電球用の輝度制御を行うように、手軽で容易に実現が可能な輝度や色調・色温度の調整を実現できる方法が求められている。
【０００４】
図１に、従来技術によって構成されたＬＥＤ駆動制御回路の例を示す。図１に示すＬＥＤ駆動制御回路３０は、乗算型のＤＡＣ（ＤＡコンバータ）を三段直列に接続した構成となっている。ＬＥＤ駆動制御回路３０において、１段目ＤＡＣ３１は全体輝度を調整するために用いられ、２段目ＤＡＣ３２ａ〜３２ｄは色調等を調整するために用いられ、３段目ＤＡＣ３３ａ〜３３ｄは、定電流源３４ａ〜３４ｄの出力（すなわち、白・赤・青・緑の各ＬＥＤの電流）を設定するために用いられる。制御部３５は、制御ソフト、ＭＣＵ、インタフェースを有し、入力輝度情報にしたがって各ＤＡＣにデータを設定するよう動作する。
【０００５】
なお、下記特許文献１は、ＤＡＣを直列に複数段接続してＬＥＤの輝度・色調の調整を行うように構成されたＬＥＤ駆動制御回路の一例を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３５２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１に示すようなデジタル方式のＬＥＤ駆動制御回路において、パルス変調を使用しない場合、多段接続されたＤＡ変換器を用い前段の出力値をＤＡ変換して出力するには、乗算型ＤＡ変換器を用いてＤＡ変換器を直列に接続し、最後にＤＡ変換器出力をＬＥＤ駆動の為の電流値に変換する為、高速で安定な定電流回路を使用する。この手法は、各ＤＡ変換器の精度が多くとも数ｂｉｔと精度が上げられないという問題がある。パルス変調を使用する場合、多段接続されたＤＡ変換器を構築することは困難なため、通常は一段のみＤＡ変換をパルス変調で行うことになり、輝度以外の項目を同時に制御することは困難である。なお、ＤＡ変換器の回路ブロックの障害発生時、障害の部位によっては、ＬＥＤ駆動用電流値が大幅に増加するという問題も考えられる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、上述のような従来の構成によるデジタル方式でのＬＥＤ駆動制御回路の問題を回避することができると共に、輝度・色調の調整を容易かつ確実に行うことができるＬＥＤ光源の輝度調整装置、輝度調整方法及びＬＥＤ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】
【０００９】
上記課題を解決する為、本発明の一つの側面によれば、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源の輝度・色調を調整するためのＬＥＤ輝度調整装置であって、ＬＥＤ光源の各色のＬＥＤを駆動する各駆動回路と、該各駆動回路の出力電流を制御するよう各駆動回路とそれぞれ接続される複数の個別設定用抵抗とを有する駆動部と、各色のＬＥＤに対応して設けられた複数の色調設定用可変抵抗器と、複数の色調設定用可変抵抗器にそれぞれ接続される複数の定電流源とを有し、複数の色調設定用可変抵抗器を調整することにより複数のＬＥＤの色毎に輝度の調整を行うよう構成された色調設定部と、全体輝度設定用の可変抵抗器と該全体輝度設定用の可変抵抗器に接続された定電流源とからなり該定電流源の出力が色調設定部の複数の定電流源の出力にそれぞれ接続され、全体輝度設定用の可変抵抗器を調整することによりＬＥＤ光源の輝度を統一的に調整するように構成された全体輝度設定部と、を備え、駆動部の各駆動回路は、全体輝度設定部の定電流源からの出力と色調設定部の各定電流源からの出力とに応じてＬＥＤ光源の各色のＬＥＤを駆動することを特徴とするＬＥＤ輝度調整装置が提供される。すなわち、この構成では、各駆動回路の個別設定用抵抗（例えば可変抵抗器の入力）には、色調設定部の各定電流源の出力と全体輝度設定用の定電流源の出力とが接続される構成となり、各駆動回路は、色調設定部の各定電流源の出力と全体輝度設定用の定電流源の出力の合成の電流に応じて各色のＬＥＤを駆動することとなる。
【００１０】
このような構成によれば、従来の構成によるデジタル方式でのＬＥＤ駆動制御回路の問題を回避しつつ、輝度・色調の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００１１】
駆動部の複数の個別設定用の抵抗は、ＬＥＤの複数の色に対応して設けられた複数の個別設定用可変抵抗器であっても良い。
【００１２】
色調設定部の複数の定電流源、全体輝度設定部の定電流源、及び駆動部の各駆動回路の各々は、オペアンプと、オペアンプの出力に接続された定電流出力用トランジスタと、定電流出力部からオペアンプへの負帰還回路を有するように構成されていても良い。
【００１３】
全体輝度設定部の定電流源は、さらに、オペアンプの出力に複数の定電流出力用トランジスタが並列に接続されて構成されていても良い。
【００１４】
全体輝度設定部の定電流源は、複数の定電流出力用トランジスタのエミッタにそれぞれ接続された複数のエミッタ抵抗が同じ抵抗値を有するように構成されていても良い。
【００１５】
全体輝度設定部の定電流源は、複数の定電流出力用トランジスタのエミッタにそれぞれ接続された複数のエミッタ抵抗のうち少なくとも一つが他のエミッタ抵抗と異なる抵抗値を有するように構成されていても良い。
【００１６】
上記課題を解決する為、本発明の他の側面によれば、上述のＬＥＤ輝度調整装置を用いたＬＥＤ光源の輝度・色調調整方法であって、色設定部の複数の色調設定用可変抵抗器を調節することによってＬＥＤ光源の色調を調整し、全体輝度設定部の可変抵抗器を調節することによってＬＥＤ光源の全体的な輝度を調節するＬＥＤ光源の輝度・色調調整方法が提供される。
【００１７】
このような構成によれば、従来の構成によるデジタル方式でのＬＥＤ駆動制御回路の問題を回避しつつ、輝度・色調の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００１８】
本発明の他の側面によって提供されるのは、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源の輝度・色調を調整するためのＬＥＤ輝度調整装置であって、全体輝度を調整するための一つの１段目ＤＡＣと、一つの１段目ＤＡＣの出力に接続され、ＬＥＤ光源の複数の色に対応して複数設けられた２段目ＤＡＣと、複数の２段目ＤＡＣの出力にそれぞれ接続され、複数の色のＬＥＤをそれぞれ駆動する駆動部と、１段目ＤＡＣと複数の２段目ＤＡＣとを制御する制御部と、を備える。
【００１９】
このような構成によれば、シンプルな構成でありながらも、輝度・色調の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００２０】
本発明の他の側面によれば、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源の輝度・色調を調整するためのＬＥＤ輝度調整装置であって、ＬＥＤ光源の複数の色に対応して設けられた複数のＤＡＣと、複数のＤＡＣの出力にそれぞれ接続され、複数の色のＬＥＤをそれぞれ駆動する駆動部と、複数のＤＡＣを制御する制御部と、を備えるＬＥＤ輝度調整装置が提供される。
【００２１】
このような構成によれば、シンプルな構成でありながらも、輝度・色調の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００２２】
本発明の他の側面によれば、ＬＥＤ輝度調整装置を用いた、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ光源の輝度・色調調整方法が提供される。ここで、ＬＥＤ輝度調整回路は、ＬＥＤ光源の複数の色に対応して設けられた複数のＤＡＣと、複数のＤＡＣの出力にそれぞれ接続され、複数の色のＬＥＤをそれぞれ駆動する駆動部と、複数のＤＡＣを制御する制御部とを備える。該方法は、制御部において入力輝度情報を受け、入力輝度情報をＤＡＣ用データに変換し、変換されたＤＡＣ用データを各ＤＡＣに設定する。
【００２３】
このような構成によれば、シンプルな構成でありながらも、輝度・色調の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００２４】
ここで、ＤＡＣ用データは、次の式によって算出されても良い。
ＤＡＣデータ＝Ｌｍ×ＩＬ×Ｌｃ
ただし、Ｌｍは、非直線性の入力輝度情報を直線性に変換した輝度情報
ＩＬは、各ＤＡＣの出力に接続されるＬＥＤに流す最大電流
ＬｃはＬＥＤ輝度補正情報
【００２５】
本発明の他の側面によれば、電源供給部と、上述のいずれかのＬＥＤ輝度調整回路と、ＬＥＤ輝度調整回路に接続されたＬＥＤ光源と、を備えるＬＥＤ照明装置が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
このような構成によれば、シンプルな構成でありながらも、輝度・色調の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のデジタル方式によるＬＥＤ輝度調整回路の一例を表す図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施形態によるＬＥＤ輝度調整回路の構成を表す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＬＥＤ輝度調整回路とＬＥＤ光源との接続関係を表す図である。
【図３】図２（ａ）のＬＥＤ輝度調整回路における、定電流源の回路図である。
【図４】図２（ａ）のＬＥＤ輝度調整回路における、全体輝度制御用の定電流源の回路図である。
【図５】図２（ａ）のＬＥＤ輝度調整回路を用いたＬＥＤ照明装置の構成を表す図である。
【図６】２段構成でＤＡＣを使用してＬＥＤ輝度調整回路を構成した場合の例を表す図である。
【図７】全デジタル方式でＬＥＤ輝度調整回路を構成した場合の例を表す図である。
【図８】図７のＬＥＤ輝度調整回路における制御フローを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図２（ａ）は、本実施形態による輝度調整回路５０の構成を表すブロック図である。輝度調整回路５０の出力端には、ＬＥＤ光源（すなわち、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）色のＬＥＤ列）が例えば図２（ｂ）に示すような構成で接続される。この構成により、輝度調整回路５０は、輝度および色調を調整可能なＬＥＤ照明装置として機能する。
【００２９】
詳細には、輝度調整回路５０において、左側の段に並列に配置された４つの定電流源５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄは、それぞれ、白色（Ｗ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のＬＥＤ列を定電流駆動する為の回路である。これら４つの定電流源には、４つの可変抵抗器５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが接続され、これら４つの可変抵抗器を調整することによって、各定電流源５２ａ〜５２ｄの出力電流を調整することができるようになっている。
【００３０】
可変抵抗器５１ｅに接続された定電流源５２ｅは、ＬＥＤ光源の全体輝度を調整する機能を担う。定電流源５２ｅは、通常は同一の電流値（引き込み電流値）を出力する出力端を４つ有しており（図４参照）、これら４つの出力は、各色の定電流源５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの出力にそれぞれ接続されている。すなわち、可変抵抗器５１ｅを調整することによって、各色のＬＥＤ列を定電流駆動するための出力電流を同時に調整することができる。したがって、可変抵抗器５１ｅおよび定電流源５２ｅは、全体輝度を調整するための設定部として機能する。
【００３１】
また、図２（ａ）に示すように、各色の定電流源５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄからの出力は、可変抵抗器５３ａ〜５３ｄの列を介して右側の段の定電流駆動部５４ａ〜５４ｄにそれぞれ接続されている。定電流駆動部５４ａ〜５４ｄは、左側の段の定電流源からの引き込み電流値と可変抵抗器５３ａ〜５３ｄの設定によって定められる入力電圧に応じ、各色のＬＥＤ列を駆動する。可変抵抗器５３ａ〜５３ｄは、定電流駆動部５４ａ〜５４ｄの出力電流をＬＥＤの定格以内に抑えるための機能を担う。なお、可変抵抗器５３ａ〜５３ｄに色調の補正を行う機能を付加的に持たせても良い。
【００３２】
なお、上述の可変抵抗器として、様々なタイプの特性のもの（調節の回転操作に対して出力が対数曲線、直線、或いは逆対数の特性で変化するもの）を用いることができることに留意する必要がある。よって、輝度の可変量を色毎に制御することもできる。ヒトの目の明るさに対する感度を考慮して（明るい場合は変化量を多くする為に量子化の幅を大きく、暗い場合には変化量を小さくする為に量子化の幅を小さくすること）、可変抵抗器のタイプを選定しても良い。
【００３３】
次に、輝度調整回路５０の出力段の定電流駆動部５４ａ〜５４ｄとＬＥＤ光源（各色のＬＥＤ列）との接続関係について説明する。図２（ａ）に示すように各色の定電流駆動部５４ａ〜５４ｄは、それぞれ４本の出力端を有し、４つのＬＥＤ列を駆動することができるように構成されている。例えば、赤色ＬＥＤ用の定電流駆動部５４ａは、４つの出力端を有し、この４つの出力端と外部電源５７との間に４つのＬＥＤ列（赤色ＬＥＤの列）を接続することができる。図２（ｂ）に示した接続例においては、赤、青、緑、および白のＬＥＤチップが整然と配列されたＬＥＤ基板８１が４段直列接続され、これが一つのＬＥＤブロックとされている。この場合、４つのＬＥＤブロックが構成されることになる。図２（ａ）に示す出力端のグループ６１、６２、６３、６４が、４つのＬＥＤブロックにそれぞれ接続される構成となる。なお、図２（ａ）に示すように、電源電圧Ｖｃｃは、例えば外部電源５７からの出力に基づきローカルレギュレータ５８で生成する構成としても良い。
【００３４】
図３は、白色（Ｗ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）用の各定電流源５２ａ〜５２ｄに用いられる回路の詳細な構成の一例を示す図である。なお、全体輝度制御用の定電流源５２ｅは、オペアンプの出力段にトランジスタを４つ並列に接続した構成となる（図４参照）。図３に示すように定電流源において、オペアンプＯＰ１に対して、電流出力段のトランジスタＴＲ１のエミッタより負帰還を施す。負帰還回路は、抵抗Ｒ１１及びＣ１１とＲ１２よりなる。この定電流源の前段の可変抵抗器からの出力は、オペアンプＯＰ１の入力端子（＋）に入力される。
【００３５】
図４に示すように、全体輝度調整用の定電流源５２ｅは、オペアンプＯＰ１１の出力に４つの定電流出力用トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１４が並列接続された構成となっている。この構成により、可変抵抗器５１ｅで設定された入力電圧にしたがって、赤、青、緑および白色ＬＥＤ列の駆動電流を同時に調整することができる。なお、図４に例示した回路では、各定電流出力用トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１４のエミッタ抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４の値は同じであることを想定しているが、これらエミッタ抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４は異なる値としても良い。これらエミッタ抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４を異なる値とした場合には、可変抵抗器５１ｅの絞り具合によって色調を変えることも可能となる。例えば、可変抵抗器５１ｅを絞った際に赤色ＬＥＤ用の駆動電流の減衰が少なくなるように赤色ＬＥＤ駆動用のエミッタ抵抗を設定しておけば、可変抵抗器５１ｅを絞るに従って光源としての発光色を赤っぽい色とする等の制御が可能である。或いは、オペアンプへの帰還回路中にサーミスタを配置することで、温度補償回路を実現することも可能である。
【００３６】
各定電流駆動部５４ａ〜５４ｄは、図４に示す回路と同等の構成であっても良い。すなわち、各定電流駆動部５４ａ〜５４ｄは、定電流回路からの出力に定電流駆動用のトランジスタ４つ並列に接続された構成となる。この構成により、例えば、赤色ＬＥＤ用の定電流駆動部５４ａでは、可変抵抗器５３ａで設定された入力電圧に応じた出力電流（引き込み電流値）にて、４つの定電流出力用のトランジスタが各赤色ＬＥＤ列を駆動する。
【００３７】
以上述べたように、本発明の実施形態による輝度調整回路５０では、全ての回路ブロックを定電流源で構成し、また、全体輝度制御の定電流源の出力を各色制御用の定電流源の出力に接続する構成としている。したがって、本発明の実施形態による輝度調整回路５０によれば、定電圧源等の多段接続に伴う従来の輝度調整回路の問題点を解消しつつ、簡単な構成でありながら輝度、色調等の調整を確実に行うことができる。さらに、輝度調整回路５０では、定電流源の周波数特性を上述のように修正をかけている。したがって、輝度調整回路５０の出力段からＬＥＤ光源に至る配線の引き回し等に起因する発振現象等を有効に防止することができると共に、放射ノイズの発生をも抑制することができる。
【００３８】
なお、本実施形態の輝度調整回路５０のような構成を図１に示したような従来のデジタル制御による調光を行う構成と比較すると、次のようなメリットがある。デジタル制御に伴う問題としては、デジタル制御を行う場合には、制御する為のデジタル値をＤＡ変換器等に所定の手順で書き込む必要があるが、この書き込む手順や書き込み情報の準備にかかわる部位に障害が発生した場合、輝度等の調整が全くできなくなるという不利な点があるが、本実施形態の構成によればそのような問題は生じない。なお、デジタル制御に関しては、非直線ＤＡ変換は非常に難しく、高精度ＤＡ変換器を用いて見掛けの諧調の大きさを変えて非直線化を実現することは可能であるが、元々のＤＡ変換器よりも低諧調となってしまい制御も難しいという不利な点があるが、本実施形態の構成によればそのような問題は生じない。
【００３９】
図５は、本実施形態の輝度調整回路５０を使用してＬＥＤ照明装置９０を構成する場合の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、電源供給部９１は、交流電源からの交流電流（商用ＡＣ入力）から所定のＤＣ電圧を生成し、輝度調整回路５０に供給する。輝度調整回路５０は、ＬＥＤ光源９２を駆動する。電源供給部９１によって、上述の実施形態における６０ｖ／７００ｍＡの電圧や、Ｖｃｃ（５Ｖ）の電圧が供給される。
【００４０】
以上が本発明の実施形態である。例証として図面を用いて具体的に説明された上記実施形態は、様々な観点で変形することができることに留意する必要がある。例えば、図２（ａ）に示された右側の段の可変抵抗器５３ａ〜５３ｄは、ＬＥＤ駆動電流が定格に収まるように設定されるのであれば、固定の抵抗に置き換えられても良い。この場合、可変抵抗器の数を更に削減することができる。また、各図に示された抵抗や、容量の値は一例に過ぎず、本発明の範囲内で種々の値を用いることができる。図３に示された定電流回路も、様々な観点で変形例を構成することができる。
【００４１】
また、上述の実施形態では、ＬＥＤ光源は、白色（Ｗ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のＬＥＤを用いて白色光を実現するよう構成されているものであるため、輝度調整回路５０は、４つの色調調整用の定電流源や駆動部を有する構成となっている。ＬＥＤ光源が、白色光を実現すためのＬＥＤとして他の組み合わせの色のＬＥＤで構成されている場合には、輝度調整回路５０の色調調整用の定電流源や駆動部の数はそのＬＥＤの種類に応じた数であれば良い事は理解されるべきである。例えば、ＬＥＤ光源が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の３種類のＬＥＤからなるものである場合には、輝度調整回路５０の色調調整用の定電流源や駆動部の数は３つであればよい。
【００４２】
次に、ＤＡコンバータを用いて輝度調整回路を構成した場合の例を２例説明する。これらの輝度調整回路も、従来のデジタル方式のＬＥＤ駆動回路における問題点を解消するように構成される。
【００４３】
図６は、ＤＡコンバータを２段構成で接続することによって輝度調整回路を実現した場合の例である。図６に示す輝度調整回路１００は、アナログ・デジタル混在型と称することができる構成であり、１段目ＤＡＣ１０１と、４つの２段目ＤＡＣ１０２ａ〜１０２ｄと、可変抵抗器１０３ａ〜１０３ｄと、定電流源１０４ａ〜１０４ｄと、制御部１０５とを有する。制御部１０５は、制御ソフトウェア、ＭＣＵ(Micro Controller Unit)、及びインタフェースを有し、インタフェースを介して１段目ＤＡＣ１０１、及び２段目ＤＡＣ１０２ａ〜１０２ｄと接続される。４つの２段目ＤＡＣ１０２ａ〜１０２ｄは、白色（Ｗ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のＬＥＤに対応して設けられている。輝度調整回路１００において、１段目ＤＡＣ１０１は、全体輝度を調整する為に用いられ、４つの２段目ＤＡＣ１０２ａ〜１０２ｄは、各色の輝度、すなわち色調を調整する為に用いられる。１段目ＤＡＣ１０１の出力は、抵抗を介して各２段目ＤＡＣ１０２ａ〜１０２ｄのＶｒｅｆ（基準電圧）入力端子に接続される。
【００４４】
図６に示すような輝度調整回路１００の用途（すなわち、初段のＤＡＣ出力に対して更にＤＡ変換を行うような用途）に対しては、一般に乗算型のＤＡコンバータが用いられるが、次のような事情を考慮し、ここでは通常のタイプの高精度ＤＡコンバータを用いることにする。なお、ＤＡコンバータとしては、直線変換を行うタイプを用いることとする。すなわち、初段ＤＡＣの出力を多数のＤＡＣの入力として扱う必要がある事、また、ヒトの光に対する感度は非直線（対数曲線類似）で明るいとき感度が低く、暗い場合には感度が高いため、ＤＡコンバータも高輝度時は量子化の大きさを大きく、低輝度時には量子化の大きさを小さくする必要がある一方で乗算型ＤＡＣは高精度といっても８ｂｉｔ程度であるためである。
【００４５】
輝度調整回路１００において、右側の段の可変抵抗器１０３ａ〜１０３ｄ及び定電流源１０４ａ〜１０４ｄは、図２の可変抵抗器５３ａ〜５３ｄ及び定電流駆動部５４ａ〜５４ｄに相当するものであり、ＬＥＤ駆動電流を最大定格以内に抑える調整を行うための回路である。制御部１０５は、入力される輝度情報に基づいて１段目ＤＡＣ１０１及び／または２段目ＤＡＣ１０２ａ〜１０２ｄに値を設定する。例えば、制御部１０５は、全体輝度を調整するための入力情報に対しては、１段目ＤＡＣ１０１の設定する値を制御し、色調を変更するための入力情報に対しては、２段目ＤＡＣ１０２ａ〜１０２ｄに設定する値を制御するように構成される。以上の処理により、全体輝度および色調の調整が実現される。なお、上述の人の光に対する感度が非直線性を有する事に鑑み、各ＤＡＣは、直線→非直線変換を行うものであっても良い。この場合、見かけ上の量子化の大きさを変えることができる。
【００４６】
図７は、４つＤＡコンバータを用いることによって輝度調整回路を実現した場合の例である。図７の輝度調整回路１１０は、全デジタル方式と称することができる構成であり、ＤＡＣ１１１ａ〜１１１ｄと、定電流源１１３ａ〜１１３ｄと、制御部１１５とを有する。制御部１１５は、制御ソフトウェア、ＭＣＵ(Micro Controller Unit)、及びインタフェースを有し、インタフェースを介してＤＡＣ１１１ａ〜１１１ｄに接続され、各ＤＡＣ１１１ａ〜１１１ｄに値を設定することができる。また、右側の段の定電流源１１３ａ〜１１３ｄは、図２の可変抵抗器５３ａ〜５３ｄ及び定電流駆動部５４ａ〜５４ｄに相当するものであり、ＬＥＤ駆動電流を最大定格以内に抑える調整を行うための回路である。
【００４７】
図７の輝度調整回路１１０において、各ＤＡコンバータとしては１ｄｉｇｉｔの大きさが等しい通常のＤＡコンバータを使用する。各ＤＡコンバータの精度は、例えば１０〜１６ｂｉｔ前後で良い。制御部１１５は、制御部１１５内部に設けられた内部処理ソフトウェアに従い、例えば、図８に示すフローのように動作する。はじめに、輝度情報の入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。輝度情報が入力された場合、次に、制御部１１５は、入力輝度情報（非直線）を直線に変換し、輝度情報Ｌｍを取得する（ステップＳ１０２）。次にステップＳ１１３では、ＤＡＣに設定すべきデータ（ＤＡＣデータ）を次の式に従って求める。
ＤＡＣデータ＝Ｌｍ×ＩＬ×Ｌｃ 
ここで、ＩＬは、ＬＥＤに流す電流設定情報を表す。ＩＬには、例えばＬＥＤに流す最大電流が設定される。Ｌｃは、ＬＥＤ輝度補正情報を表す。Ｌｃは、ＬＥＤの電流と輝度の間の非直線性を考慮して決定される。ＤＡＣデータは、色情報毎に求められても良い。そして、次にステップＳ１０４では、上述のように求められたＤＡＣデータを各ＤＡＣ１１１ａ〜１１１ｄに書き込む。以上の処理により、全体輝度および色調の調整が実現される。
【符号の説明】
【００４８】
５０  輝度調整回路
５１ａ〜５１ｅ  可変抵抗器
５２ａ〜５２ｅ  定電流源
５３ａ〜５３ｄ  可変抵抗器
５４ａ〜５４ｄ  定電流駆動部
８１  ＬＥＤ基板
９０  ＬＥＤ照明装置
９２  ＬＥＤ光源
１００  輝度調整回路
１０１  １段目ＤＡＣ
１０２ａ〜１０２ｄ  ２段目ＤＡＣ
１０３ａ〜１０３ｄ  可変抵抗器
１０４ａ〜１０４ｄ  定電流源
１０５  制御部
１１０  輝度調整回路
１１１ａ〜１１１ｄ  ＤＡＣ
１１３ａ〜１１３ｄ  定電流源
１１５  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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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