(57)【要約】【課題】製造コストが廉価で、小型化が可能であると共に、調光時の光学特性が良好なＬＥＤ照明灯具を提供することにある。【解決手段】複数個のＬＥＤ素子を内蔵したＬＥＤランプ１を複数個備えてなるＬＥＤ照明灯具１０において、所定のＬＥＤランプ１同士について夫々内蔵されたＬＥＤ素子の一部同士を直列に接続してなるＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１〜ＬＡ６を複数回路独立して設けた。そして、各ＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１〜ＬＡ６への通電を夫々のＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１〜ＬＡ６に接続されたスイッチ５、６を介して行なうことによりＬＥＤ照明灯具の調光を行うと共に、ＬＥＤランプ１に内蔵された複数個のＬＥＤ素子のうち少なくとも１個は常時点灯を維持するようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のＬＥＤ素子を内蔵したＬＥＤランプを複数個備えてなるＬＥＤ照明灯具であって、前記複数個のＬＥＤランプのうち所定のＬＥＤランプ同士について夫々内蔵されたＬＥＤ素子の一部同士を直列に接続してなるＬＥＤ素子アレイ回路が複数回路独立して設けられ、前記ＬＥＤ照明灯具内に位置する全てのＬＥＤ素子が前記ＬＥＤ素子アレイ回路のうちいずれかを構成していることを特徴とするＬＥＤ照明灯具。
【請求項２】
前記各ＬＥＤ素子アレイ回路への通電が前記夫々のＬＥＤ素子アレイ回路に接続されたスイッチを介して行われることを特徴とするＬＥＤ照明灯具。
【請求項３】
前記ＬＥＤランプに内蔵された複数個のＬＥＤ素子のうち少なくとも１個は常時点灯していることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明灯具。
【請求項４】
前記ＬＥＤランプは白色ＬＥＤランプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明灯具に関するものであり、詳しくは、調光が可能なＬＥＤ照明灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの点灯方法にはスタティック点灯（直流点灯）方式とダイナミック点灯（パルス点灯）方法がある。スタティック点灯方式は直流電流によってＬＥＤの点灯制御を行なうものであり、ダイナミック点灯方式は人間の目の残像現象を利用して人間の目の応答速度では追随できない周波数のパルス電流によってＬＥＤの点灯制御を行なうものである。
【０００３】
上記各点灯方式はＬＥＤの調光方法も夫々異なり、スタティック点灯方式の場合はＬＥＤの駆動電流を制御することによりＬＥＤの発光光量を制御するものであり、ダイナミック点灯の場合は一定の周期のもとにパルス電流のピーク値を制御する方法、一定の周期のもとにパルス電流の通電時間を制御する方法、あるいは一定周期の交流電流を位相制御する方法等、種々の制御方法により見た目の明るさを制御するものである。
【０００４】
このうち上記、スタティック点灯方式の調光方法とダイナミック点灯方式の調光方法を組み合わせた調光方法が提案されている。
【０００５】
それは、スタティックの調光方法として、商用電源からの交流電源を全波整流によって直流電源に変換し、変換された直流電源によってＬＥＤアレイを駆動する回路構成とし、交流電源の位相角を制御することによって直流電源の電圧を制御し、制御された直流電圧によってＬＥＤアレイの調光を行うものである。
【０００６】
また、ダイナミックの調光方法として、上記直流電源をインバータ回路によって高周波電源に変換し、変換された高周波電源がインダクタを介してＬＥＤアレイを駆動する回路構成とし、交流電源の位相角を制御することによって高周波電源の周波数を制御し、周波数によってインピーダンスが制御されるインダクタを介して電流制御された高周波電流によってＬＥＤアレイの調光を行うものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１１１１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したＬＥＤの調光方法は、位相制御回路、インバータ回路等の調光のための専用の回路が必要となり、回路を構成する部品及び組立工数の増加によって製造コストが上昇する。また、調光回路専用の配置スペースが必要となり、灯具の小型化を阻害するものである。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、製造コストが廉価で、小型化が可能であると共に、調光時の光学特性が良好なＬＥＤ照明灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、複数個のＬＥＤ素子を内蔵したＬＥＤランプを複数個備えてなるＬＥＤ照明灯具であって、前記複数個のＬＥＤランプのうち所定のＬＥＤランプ同士について夫々内蔵されたＬＥＤ素子の一部同士を直列に接続してなるＬＥＤ素子アレイ回路が複数回路独立して設けられ、前記ＬＥＤ照明灯具内に位置する全てのＬＥＤ素子が前記ＬＥＤ素子アレイ回路のうちいずれかを構成していることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記各ＬＥＤ素子アレイ回路への通電が前記夫々のＬＥＤ素子アレイ回路に接続されたスイッチを介して行われることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記ＬＥＤランプに内蔵された複数個のＬＥＤ素子のうち少なくとも１個は常時点灯していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記ＬＥＤランプは白色ＬＥＤランプであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＬＥＤ照明灯具は、複数個のＬＥＤ素子を内蔵したＬＥＤランプを複数個備えてなるＬＥＤ照明灯具であって、所定のＬＥＤランプ同士について夫々内蔵されたＬＥＤ素子の一部同士を直列に接続してなるＬＥＤ素子アレイ回路を複数回路独立して設けた。
【００１４】
そして、各ＬＥＤ素子アレイ回路への通電を夫々のＬＥＤ素子アレイ回路に接続されたスイッチを介して行なうことによりＬＥＤ照明灯具の調光を行うと共に、ＬＥＤランプに内蔵された複数個のＬＥＤ素子のうち少なくとも１個は常時点灯を維持するようにした。
【００１５】
その結果、特別な回路を設けることなく調光が可能なため、製造コストが廉価で、小型化が可能なＬＥＤ照明灯具が実現できる。
【００１６】
また、全てのＬＥＤランプは常時点灯状態を維持するものであり、そのため調光時においても照射光の配光パターンに大幅な変化が生じることがなく、光学性能においても優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１１を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１８】
図１（ａ）、（ｂ）は本発明のＬＥＤ照明灯具に使用する個々のＬＥＤランプの内部結線を示している。いずれのＬＥＤランプも発光源として４個のＬＥＤ素子（チップ）が実装されている。
【００１９】
図１（ａ）のＬＥＤランプ１は、４個のＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの夫々電極（アノード電極およびカソード電極）が互いに独立しており、ＬＥＤランプ１からは各ＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの夫々の４本のアノード電極１ａＡ、１ｂＡ、１ｃＡ、１ｄＡと、各ＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの夫々の４本のカソード電極１ａＣ、１ｂＣ、１ｃＣ、１ｄＣが導出している。
【００２０】
図１（ｂ）のＬＥＤランプ２は、４個のＬＥＤ素子２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、２個のＬＥＤ素子２ａ、２ｂと２個のＬＥＤ素子２ｃ、２ｄが夫々直列に接続され、ＬＥＤランプ２からはＬＥＤ素子２ａ、２ｃの夫々の２本のアノード電極２ａＡ、２ｃＡと、ＬＥＤ素子２ｂ、４ｂの夫々２本のカソード電極２ｂＣ、２ｄＣが導出している。
【実施例１】
【００２１】
複数のＬＥＤランプ１によって構成された実施例１の照明灯具の内部結線および駆動（点灯）回路を図２および図３に示している。
【００２２】
図２より、照明灯具１０の内部結線は、ＬＥＤランプ１の４個のＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのうちＬＥＤ素子１ａのカソード電極１ａＣとＬＥＤ素子１ｂのアノード電極１ｂＡがＬＥＤランプ１の外部で接続され、同様にＬＥＤ素子１ｃのカソード電極１ｃＣとＬＥＤ素子１ｄのアノード電極１ｄＡがＬＥＤランプ１の外部で接続されている。
【００２３】
そして、回路的に電源の（＋）側に最も近いＬＥＤ素子１ａのアノード電極１ａＡおよび回路的に電源の（−）側に最も近いＬＥＤ素子１ｂのカソード電極１ｂＣを除く、ＬＥＤ素子１ｂのカソード電極１ｂＣとＬＥＤ素子１ａのアノード電極１ａＡがＬＥＤランプ１同士間で接続されている。
【００２４】
同様に、回路的に電源の（＋）側に最も近いＬＥＤ素子１ｃのアノード電極１ｃＡおよび回路的に電源の（−）側に最も近いＬＥＤ素子１ｄのカソード電極１ｄＣを除く、ＬＥＤ素子１ｄのカソード電極１ｄＣとＬＥＤ素子１ｃのアノード電極１ｃＡがＬＥＤランプ１同士間で接続されている。
【００２５】
従って、照明灯具の内部結線は、ＬＥＤ素子１ａ、１ｂが交互に直列に接続されてなる複数のＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１〜ＬＡ３およびＬＥＤ素子１ｃ、１ｄが交互に直列に接続されてなる複数のＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ４〜ＬＡ６の夫々独立した６回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１〜ＬＡ６で構成されている。
【００２６】
そして、照明灯具１０の駆動回路は、各ＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１〜ＬＡ３の回路的に電源の（−）側に最も近いＬＥＤ素子１ｂのカソード電極１ｂＣおよび各ＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ４〜ＬＡ６の回路的に電源の（−）側に最も近いＬＥＤ素子１ｄのカソード電極１ｄＣが夫々互いに接続されて電源の（−）端子に繋がっている。
【００２７】
一方、各ＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１〜ＬＡ３の回路的に電源の（＋）側に最も近いＬＥＤ素子１ａのアノード電極１ａＡは夫々互いに接続されてスイッチ５の一方の端子に繋がり、各ＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ４〜ＬＡ６の回路的に電源の（＋）側に最も近いＬＥＤ素子１ｃのアノード電極１ｃＡは夫々互いに接続されてスイッチ６の一方の端子に繋がっている。
【００２８】
スイッチ５およびスイッチ６の夫々の他方の端子は互いに接続されて電源の（＋）端子に繋がっている。
【００２９】
以上が実施例１のＬＥＤ灯具の駆動回路の説明であるが、図２においてはスイッチ５およびスイッチ６がいずれもＯＮの状態となっており、６回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１〜ＬＡ６のすべてに通電して照明灯具を構成するＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが全て点灯状態にある。つまり、照明灯具としては１００％の点灯率（明るさ）となっている。
【００３０】
図３はＬＥＤランプ１の内部結線および照明灯具１０の内部結線が共に図２と同様であり、スイッチ５、６の状態のみが異なる。この場合、スイッチ５がＯＮ、スイッチ６がＯＦＦの状態となっており、６回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１〜ＬＡ６のうち３回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１、ＬＡ３、ＬＡ５が通電して照明灯具を構成する全ＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのうち半数のＬＥＤ素子１ａ、１ｂが点灯状態にある。つまり、照明灯具としては５０％の点灯率（明るさ）となっている。
【００３１】
このように、スイッチ５、６の切り替えのみにより照明灯具の調光（１００％の明るさと５０％の明るさの切り替え）を行うことができる。
【実施例２】
【００３２】
複数のＬＥＤランプ１によって構成された実施例２の照明灯具の内部結線および駆動（点灯）回路を図４〜図６に示している。
図４はＬＥＤランプ１の内部結線は上記図２および図３と同様であり、照明灯具の内部結線を構成するＬＥＤ素子アレイの回路数および照明灯具の駆動回路が異なる。
【００３３】
具体的には、照明灯具の内部結線が、ＬＥＤ素子１ａ、１ｂが交互に直列に接続されてなる複数のＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１、ＬＡ２およびＬＥＤ素子１ｃ、１ｄが交互に直列に接続されてなる複数のＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ３、ＬＡ４の夫々独立した４回路のＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１〜ＬＡ４で構成されている。
【００３４】
そして、照明灯具１０の駆動回路は、各ＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１、ＬＡ２の回路的に電源の（−）側に最も近いＬＥＤ素子１ｂのカソード電極１ｂＣおよび各ＬＥＤ素子アレイＬＡ３、ＬＡ４の回路的に電源の（−）側に最も近いＬＥＤ素子１ｄのカソード電極１ｄＣが夫々互いに接続されて電源の（−）端子に繋がっている。
【００３５】
一方、各ＬＥＤ素子アレイＬＡ１、ＬＡ２の回路的に電源の（＋）側に最も近いＬＥＤ素子１ａのアノード電極１ａＡは夫々互いに接続されてスイッチ７の一方の端子に繋がり、ＬＥＤ素子アレイＬＡ３の回路的に電源の（＋）側に最も近いＬＥＤ素子１ｃのアノード電極１ｃＡはスイッチ８の一方の端子に繋がり、ＬＥＤ素子アレイＬＡ４の回路的に電源の（＋）側に最も近いＬＥＤ素子１ｃのアノード電極１ｃＡはスイッチ９一方の端子に繋がぅている。
【００３６】
スイッチ７〜９の夫々の他方の端子は互いに接続されて電源の（＋）端子に繋がっている。
【００３７】
以上が実施例２のＬＥＤ灯具の駆動回路の説明であるが、図４においてはスイッチ７〜９がいずれもＯＮの状態となっており、４回路のＬＥＤ素子アレイ回路ＬＡ１〜ＬＡ４のすべてに通電して照明灯具を構成するＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが全て点灯状態にある。つまり、照明灯具としては１００％の点灯率（明るさ）となっている。
【００３８】
図５はＬＥＤランプ１の内部結線および照明灯具１０の内部結線が共に図４と同様であり、スイッチ７〜９の状態のみが異なる。この場合、スイッチ７、８がＯＮ、スイッチ９がＯＦＦの状態となっており、４回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１〜ＬＡ４のうち３回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１〜ＬＡ３が通電して照明灯具を構成する全ＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのうち３／４のＬＥＤ素子が点灯状態にある。つまり、照明灯具としては７５％の点灯率（明るさ）となっている。
【００３９】
図６はＬＥＤランプ１の内部結線および照明灯具１０の内部結線が共に図４及び図５と同様であり、スイッチ７〜９の状態のみが異なる。この場合、スイッチ７がＯＮ、スイッチ８、９がＯＦＦの状態となっており、４回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１〜ＬＡ４のうち２回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１、ＬＡ２が通電して照明灯具を構成する全ＬＥＤ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのうち半数のＬＥＤ素子１ａ、１ｂが点灯状態にある。つまり、照明灯具としては５０％の点灯率（明るさ）となっている。
【００４０】
このように、スイッチ７、８、９の切り替えのみにより照明灯具の調光（１００％の明るさと、７５％の明るさと、５０％の明るさの切り替え）を行うことができる。
【００４１】
図７は上記図２のＬＥＤランプ１をＬＥＤランプ２に置き換えたものであり、図８は上記図３のＬＥＤランプ１をＬＥＤランプ２に置き換えたものであり、いずれも６回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１〜ＬＡ６と２個のスイッチ５、６のＯＮ、ＯＦＦの組み合わせによって照明灯具の調光（１００％の明るさと５０％の明るさの切り替え）を行うことができる。これは、実施例１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００４２】
図９は上記図４のＬＥＤランプ１をＬＥＤランプ２に置き換えたものであり、図１０は上記図５のＬＥＤランプ１をＬＥＤランプ２に置き換えたものであり、図１１は上記図６のＬＥＤランプ１をＬＥＤランプ２に置き換えたものであり、いずれも４回路のＬＥＤ素子アレイＬＡ１〜ＬＡ４と３個のスイッチ７、８、９のＯＮ、ＯＦＦの組み合わせによって照明灯具の調光（１００％の明るさと、７５％の明るさと、５０％の明るさの切り替え）を行うことができる。これは、実施例２と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００４３】
以上説明したように、本発明のＬＥＤ照明灯具は、照明灯具を構成する複数のＬＥＤ素子アレイ回路の夫々に、複数のスイッチのＯＮ、ＯＦＦの組み合わせにより適宜通電するようにした。そのため、ＬＥＤ照明灯具を構成する全ＬＥＤ素子のうち所定数のＬＥＤ素子を点灯することによりＬＥＤ照明灯具からの照射光の調光が行われる。
【００４４】
その結果、特別な回路を設けることなく調光が可能なため、製造コストが廉価で、小型化が可能なＬＥＤ照明灯具が実現できる。
【００４５】
また、４個のＬＥＤ素子で構成される各ＬＥＤランプはいずれも、調光時であっても少なくとも２個のＬＥＤ素子は点灯状態にある。但し、回路構成によってはＬＥＤランプを構成する複数のＬＥＤ素子のうち少なくとも１個のＬＥＤ素子が常時点灯状態を維持する。
【００４６】
つまり、全てのＬＥＤランプは常時点灯状態を維持するものであり、そのため調光時においても照射光の配光パターンに大幅な変化が生じることがなく、光学性能においても優れた効果を奏するものである。
【００４７】
なお、本発明のＬＥＤ照明灯具は、主に白色光を照射する灯具として使用されることを念頭においており、従ってＬＥＤランプとしては白色ＬＥＤランプが用いられる。但し、本発明は白色ＬＥＤランプ以外のＬＥＤランプを用いた場合でも優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係わるＬＥＤランプの内部結線図である。
【図２】図１（ａ）のＬＥＤランプを使用した本実施例１の回路結線図である。
【図３】同じく、実施例１の回路結線図である。
【図４】図１（ａ）のＬＥＤランプを使用した実施例２の回路結線図である。
【図５】同じく、本発明の実施例２の回路結線図である。
【図６】同じく、本発明の実施例２の回路結線図である。
【図７】本発明の実施例１に図１（ｂ）のランプを使用した回路結線図である。
【図８】同じく、本発明の実施例１に図１（ｂ）のランプを使用した回路結線図である。
【図９】本発明の実施例２に図１（ｂ）のランプを使用した回路結線図である。
【図１０】同じく、本発明の実施例２に図１（ｂ）のランプを使用した回路結線図である。
【図１１】同じく、本発明の実施例２に図１（ｂ）のランプを使用した回路結線図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ＬＥＤランプ
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  ＬＥＤ素子
１ａＡ、１ｂＡ、１ｃＡ、１ｄＡ  アノード電極
１ａＣ、１ｂＣ、１ｃＣ、１ｄＣ  カソード電極
２  ＬＥＤランプ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  ＬＥＤ素子
２ａＡ、２ｂＡ、２ｃＡ、２ｄＡ  アノード電極
２ａＣ、２ｂＣ、２ｃＣ、２ｄＣ  カソード電極
５  スイッチ
６  スイッチ
７  スイッチ
８  スイッチ
９  スイッチ
１０  照明灯具
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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