(57)【要約】【課題】混色光を黒体放射軌跡近傍の広い色温度範囲に亘って移動させることができ、且つ安価なコストで製造できるＬＥＤ照明灯具用コントローラを提供することにある。【解決手段】夫々ＬＥＤチップ２ｌ、２ｗ、２ｙを発光源とし、互いに色温度の異なる光源光Ｌ、Ｗ、Ｙを出射する３種類の光源３、４、５からなるＬＥＤ照明灯具のコントローラにおいて、２連可変抵抗１１の抵抗値を変えることでＬＥＤチップ２ｌ、２ｗ、２ｙの駆動電流を夫々同時に連続的且つ直線的に制御し、３種類の光源３、４、５の夫々から出射される光源光Ｌ、Ｗ、Ｙの混色光ＬＷＹが色度座標上の黒体放射軌跡に近似した軌跡上を移動するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々第１のＬＥＤ素子、第２のＬＥＤ素子、及び第３のＬＥＤ素子を発光源とし、夫々相関色温度が異なる光源光を出射する第１の光源、第２の光源、及び第３の光源の３種類の光源を有するＬＥＤ照明灯具のコントローラであって、
一対の電圧可変手段と、
前記一対の電圧可変手段の夫々からの電圧に応じた電流を前記第１のＬＥＤ素子に供給する第１のＬＥＤ駆動手段及び前記第２のＬＥＤ素子に供給する第２のＬＥＤ駆動手段と、
前記一対の電圧可変手段のうち一方の電圧可変手段からの電圧と基準電圧の大小を比較して比較結果を出力する電圧比較手段と、
前記電圧比較手段の出力でいずれか一方が開状態、他方が閉状態に制御される一対のスイッチ手段と、
前記一対のスイッチ手段に接続されて、前記電圧比較手段の出力で制御された一対のスイッチ手段を介して前記一対の電圧可変手段のいずれか一方の電圧可変手段からの電圧に応じた電流を前記第３のＬＥＤ素子に供給する第３のＬＥＤ駆動手段を備え、
前記一対の電圧可変手段により前記第１の光源、前記第の光源、及び前記第３の光源の３種類の光源の夫々から出射される光源光の混色光が色度座標上の黒体放射軌跡に近似した、１つの変曲点で互いに下方に屈曲する直線からなる軌跡上を移動するようにしたことを特徴とするＬＥＤ照明灯具用コントローラ。
【請求項２】
前記一対の電圧可変手段は、独立した２回路の可変抵抗を有するＢカーブ特性の２連可変抵抗で構成され、前記夫々の可変抵抗はその可動接点の摺動方向が高電位側と低電位側の互いに異なる電位側に向かうように配線されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明灯具用コントローラ。
【請求項３】
前記第３のＬＥＤ駆動手段に前記第３のＬＥＤ素子に供給される電流を調整するための電流調整用可変抵抗が備えられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明灯具用コントローラ。
【請求項４】
前記第１のＬＥＤ素子、前記第２のＬＥＤ素子、及び前記第３のＬＥＤ素子はいずれもピーク発光波長が４６５ｎｍ±１５ｎｍの範囲内にあり、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射される光は黒体放射軌跡上の互いに異なる色温度に相当する色度座標を有し、前記第３の光源から出射される光は黒体放射軌跡外の色度座標を有す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照明灯具用コントローラ。
【請求項５】
前記第１の光源及び前記第２の光源のうち一方から出射される光は黒体放射軌跡上の２０００Ｋ近傍の色温度に相当する色度座標を有し、他方から出射される光は黒体放射軌跡上の７０００Ｋ近傍の色温度に相当する色度座標を有し、前記第３の光源から出射される光は色度座標がＸ＝０．３５〜０．４５、Ｙ＝０．４〜０．５の範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ照明灯具用コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明灯具用コントローラに関するものであり、詳しくは、照射光の色温度を連続的に変えるＬＥＤ照明灯具に用いるＬＥＤ照明灯具用コントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤチップを発光源として白色光を得るには種々の方法があるが、ＬＥＤチップを発光源とする光源の夫々から出射される、互いに色温度の異なる光の加法混色によって白色光を得る方法もその１つである。
【０００３】
具体的には、夫々ＬＥＤチップを発光源とする光源から出射される主波長が５７５〜５９０ｎｍの黄色光又は橙色光と５０００〜９０００Ｋの高色温度の白色光の加法混色による方法、或いは同様に夫々ＬＥＤチップを発光源とする光源から出射される互いの色温度差が２０００Ｋ以上の２種類の白色光の加法混色による方法がある。
【０００４】
それらの方法はいずれも、各ＬＥＤチップを夫々独立して駆動制御できるような回路構成となっており、各ＬＥＤチップについて、直流電流駆動の場合は電流値、パルス電流駆動の場合は電流のデューティ比を夫々個別に制御することにより所望の色温度の混色光を得るものである。
【０００５】
例えば、黒体放射軌跡近傍の相関色温度が６０００Ｋ、ＤＵＶが−２．４の白色光を出射する光源と、主波長が５８５ｎｍ、半値幅が２０ｎｍの黄色光を出射する光源を用い、各光源から出射された白色光及び黄色光の電流値（直流電流駆動の場合）又はデューティ比（パルス電流駆動の場合）の比率を相対的に変えることにより、白色光と黄色光の加法混色による混色光を白色光の色度座標と黄色光の色度座標を結ぶ線分上を移動させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
夫々色温度の異なる光を出射する２種類の光源を使用してその混色光の色温度を可変させる具体的な回路構成の一例を図５のブロック図で示している。混色光の形成に使用する２種類の光源は、一方が７０００Ｋの高色温度の光を出射する光源Ｈであり、他方が２０００Ｋの低色温度の光を出射する光源Ｌである。
【０００７】
図５より、光源Ｈの発光源となるＬＥＤチップ６０及び光源Ｌの発光源となるＬＥＤチップ６１が夫々ＬＥＤ駆動回路６２、６３に接続され、固定抵抗６４と直列接続された可変抵抗６５の可動接点６６がＶ−Ｉ変換器６７を介してＬＥＤ駆動回路６２に接続されている。固定抵抗６４の一端は駆動電源のＶｃｃ側に接続され、可変抵抗６５の一端は駆動電源のＧＮＤ側に接続されている。
【０００８】
可変抵抗６５の可動接点６６は同時に電圧反転器６８に接続され、その出力が加算器６９に接続されると共に加算器６９には基準電圧７０が供給され、その出力がＶ−Ｉ変換器７２を介してＬＥＤ駆動回路６３に接続されている。なお、基準電圧７０は、固定抵抗６４と可変抵抗６５の接続点７１の電圧が設定されている。
【０００９】
このような回路構成において、可変抵抗６５の可動接点６６を摺動させて固定抵抗６４と可変抵抗６５の接続点７１に位置させると、可変抵抗６５の可動接点６６の電圧は、駆動電源電圧Ｖｃｃを固定抵抗６４と可変抵抗６５の抵抗比で抵抗分圧した値となり、最大電圧値となる。
【００１０】
このとき、可変抵抗６５の可動接点６６の電圧はＶ−Ｉ変換器６７に入力されてその出力でＬＥＤ駆動回路６２が作動し、ＬＥＤチップ６０に最大駆動電流が供給されて最大の光出力で点灯する。
【００１１】
一方、電圧反転器６８に入力された可変抵抗６５の可動接点６６の電圧は反転されてその出力が加算器６９に入力され、加算器６９で基準電圧７０と加算される。この場合、電圧反転器６８から出力された電圧と基準電圧７０は絶対値が等しく符号が反対の関係にあり、加算器６９からの出力電圧は０Ｖとなる。そのため、ＬＥＤ駆動回路６３は非作動状態となってＬＥＤチップ６１に駆動電流が供給されずＬＥＤチップ６１は非点灯となる。
【００１２】
また、可変抵抗６５の可動接点６６を摺動させてＧＮＤレベルに位置させると、可変抵抗６５の可動接点６６の電圧は０Ｖとなり、最小電圧値となる。
【００１３】
このとき、Ｖ−Ｉ変換器６７に入力される電圧が０Ｖのためその出力でＬＥＤ駆動回路６２は非作動状態となる。そのため、ＬＥＤチップ６０に駆動電流が供給されずＬＥＤチップ６０は非点灯となる。
【００１４】
一方、電圧反転器６８は入力電圧が０Ｖのために出力電圧も０Ｖとなり、加算器６９には基準電圧７０のみが供給される。そして、加算器６９の出力は電圧Ｖ−Ｉ変換器７２に入力されてその出力でＬＥＤ駆動回路６３が作動し、ＬＥＤチップ６１に最大駆動電流が供給されて最大の光出力で点灯する。
【００１５】
ここまでは、可変抵抗６５の可動接点６６が固定抵抗６４と可変抵抗６５の接続点７１に位置する場合とＧＮＤレベルに位置する場合の、ＬＥＤチップ６０、６１の点灯・非点灯の状態を説明したが、可変抵抗６５の可動接点６６が可変抵抗６５のいずれかの位置に位置する場合について下記に説明する。
【００１６】
まず、固定抵抗６４と可変抵抗６５の接続点７１の電圧をａＶ、可変抵抗６５の可動接点６６から固定抵抗６４と可変抵抗６５の接続点７１までの抵抗値とＧＮＤレベルまでの抵抗値の比をｂ：ｃとする。よって、可変抵抗６５の可動接点６６の電圧はａ（ｃ／（ｂ＋ｃ））Ｖとなる。
【００１７】
ＬＥＤ駆動回路６２は、入力された可変抵抗６５の可動接点６６の電圧に対応するＶ−Ｉ変換器６７の出力によって作動し、ＬＥＤチップ６０に駆動電流が供給されて電圧ａ（ｃ／（ｂ＋ｃ））Ｖに対応する光出力で点灯する。
【００１８】
一方、電圧反転器６８には可変抵抗６５の可動接点６６の電圧ａ（ｃ／（ｂ＋ｃ））Ｖが入力され、−ａ（ｃ／（ｂ＋ｃ））Ｖの電圧が出力される。そして、加算器６９には電圧反転器６８の出力電圧−ａ（ｃ／（ｂ＋ｃ））Ｖと基準電圧ａＶが入力されてａ（ｂ／（ｂ＋ｃ））Ｖの電圧が出力される。ＬＥＤ駆動回路６３は、入力されたａ（ｂ／（ｂ＋ｃ））Ｖに対応するＶ−Ｉ変換器７２の出力によって作動し、ＬＥＤチップ６１に駆動電流が供給されて電圧ａ（ｂ／（ｂ＋ｃ））Ｖに対応する光出力で点灯する。
【００１９】
つまり、ＬＥＤチップ６０の点灯時の光出力とＬＥＤチップ６１の点灯時の光出力の比は、可変抵抗６５の可動接点６６からＧＮＤレベルまでの抵抗値と、固定抵抗６４と可変抵抗６５の接続点７１までの抵抗値の比と同一となる。従って、可変抵抗６５の可動接点６６を移動させることによりＬＥＤチップ６０とＬＥＤチップ６１の光出力の比を連続的に変えることができる。
【００２０】
ちなみに、ＬＥＤ駆動回路６２、６３を制御するＶ−Ｉ変換器６７、７２に入力される夫々の電圧同士を加えると常にａＶの一定電圧となる。
【００２１】
上記回路構成において、７０００Ｋの高色温度の光を出射する光源Ｈの発光源となるＬＥＤチップ６０及び２０００Ｋの低色温度の光を出射する光源Ｌの発光源となるＬＥＤチップ６１を駆動する駆動電流とその時の混色光の相関色温度の関係を図６に示している。なお、各ＬＥＤチップ６０、６１の駆動電流はいずれもＬＥＤ駆動回路６２、６３に設けられた抵抗Ｒによって最大３００ｍＡに設定されている。
【００２２】
図６より、ＬＥＤチップ６１の駆動電流が最大の３００ｍＡ、ＬＥＤチップ６０の駆動電流が最小の０ｍＡのときは混色光の色温度は２０００Ｋとなる。そしてＬＥＤチップ６１の駆動電流が直線的に減少すると同時にＬＥＤチップ６０の駆動電流が直線的に増加していくと混色光の色温度が上昇し、ＬＥＤチップ６０、６１の駆動電流が共に１５０ｍＡになると混色光の色温度は略４５００Ｋとなる。
【００２３】
更にＬＥＤチップ６１の駆動電流が直線的に減少すると同時にＬＥＤチップ６０の駆動電流が直線的に増加していくと混色光の色温度は益々上昇し、ＬＥＤチップ６１の駆動電流が最小の０ｍＡ、ＬＥＤチップ６０の駆動電流が最大の３００ｍＡになると混色光の色温度は７０００Ｋとなる。
【００２４】
このように、ＬＥＤチップ６０及びＬＥＤ６１に流れる駆動電流を連続的且つ相対的に変えて光出力（明るさ）を制御することにより、光源光の色温度範囲内で混色光の色温度を連続的に変化させることができる。
【特許文献１】特開２００５−１０１２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ところで、上述したような、２種類の光源を使用して連続する色温度の混色光を得る方法は、混色光の色度座標が２種類の光源の色度座標を結ぶ線分上を移動するものであり、黒体放射軌跡上を移動するものではない。更に、黒体放射軌跡は湾曲形状を呈しており、２種類の光源光の色温度差が大きいほど線分上を移動する混色光の軌跡と黒体放射軌跡のズレが大きくなり、黒体放射軌跡に沿った色温度の光を再現することが難しくなる。
【００２６】
従って、例えば単にイルミネーション表示のような色温度の変化のみが求められる照明灯具のように混色光の色温度が黒体放射軌跡上を移動する必要がない場合は、１つの可変抵抗の操作によって色温度が変えられるため回路構成が簡単であり、コントローラを安価な製造コストで実現することができる。
【００２７】
但し、混色光を太陽光の代替光として使用したり、蝋燭の炎のような色温度の低い光を再現するなど、混色光が広範囲の色温度（例えば、２０００Ｋ〜７０００Ｋ）に亘って黒体放射軌跡近傍を移動することが求められる場合には対応できない。
【００２８】
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、混色光を黒体放射軌跡近傍の広い色温度範囲に亘って移動させることができ、且つ安価なコストで製造できるＬＥＤ照明灯具用コントローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
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、夫々第１のＬＥＤ素子、第２のＬＥＤ素子、及び第３のＬＥＤ素子を発光源とし、夫々相関色温度が異なる光源光を出射する第１の光源、第２の光源、及び第３の光源の３種類の光源を有するＬＥＤ照明灯具のコントローラであって、
一対の電圧可変手段と、
前記一対の電圧可変手段の夫々からの電圧に応じた電流を前記第１のＬＥＤ素子に供給する第１のＬＥＤ駆動手段及び前記第２のＬＥＤ素子に供給する第２のＬＥＤ駆動手段と、
前記一対の電圧可変手段のうち一方の電圧可変手段からの電圧と基準電圧の大小を比較して比較結果を出力する電圧比較手段と、
前記電圧比較手段の出力でいずれか一方が開状態、他方が閉状態に制御される一対のスイッチ手段と、
前記一対のスイッチ手段に接続されて、前記電圧比較手段の出力で制御された一対のスイッチ手段を介して前記一対の電圧可変手段のいずれか一方の電圧可変手段からの電圧に応じた電流を前記第３のＬＥＤ素子に供給する第３のＬＥＤ駆動手段を備え、
前記一対の電圧可変手段により前記第１の光源、前記第の光源、及び前記第３の光源の３種類の光源の夫々から出射される光源光の混色光が色度座標上の黒体放射軌跡に近似した、１つの変曲点で互いに下方に屈曲する直線からなる軌跡上を移動するようにしたことを特徴とするものである。
【００３０】
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、前記一対の電圧可変手段は、独立した２回路の可変抵抗を有するＢカーブ特性の２連可変抵抗で構成され、前記夫々の可変抵抗はその可動接点の摺動方向が高電位側と低電位側の互いに異なる電位側に向かうように配線されていることを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２のいずれか１項において、前記第３のＬＥＤ駆動手段に前記第３のＬＥＤ素子に供給される電流を調整するための電流調整用可変抵抗が備えられていることを特徴とするものである。
【００３２】
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、前記第１のＬＥＤ素子、前記第２のＬＥＤ素子、及び前記第３のＬＥＤ素子はいずれもピーク発光波長が４６５ｎｍ±１５ｎｍの範囲内にあり、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射される光は黒体放射軌跡上の互いに異なる色温度に相当する色度座標を有し、前記第３の光源から出射される光は黒体放射軌跡外の色度座標を有することを特徴とするものである。
【００３３】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項４において、前記第１の光源及び前記第２の光源のうち一方から出射される光は黒体放射軌跡上の２０００Ｋ近傍の色温度に相当する色度座標を有し、他方から出射される光は黒体放射軌跡上の７０００Ｋ近傍の色温度に相当する色度座標を有し、前記第３の光源から出射される光は色度座標がＸ＝０．３５〜０．４５、Ｙ＝０．４〜０．５の範囲内にあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のＬＥＤ照明灯具用コントローラは、夫々ＬＥＤ素子を発光源とし、互いに色温度の異なる光源光を出射する３種類の光源を有するＬＥＤ照明灯具に対し、一対の電圧可変手段を用いることにより３種類の光源の夫々から出射される光源光の混色光が色度座標上の黒体放射軌跡に近似した軌跡上を移動するようにした。
【００３５】
その結果、混色光を太陽光の代替光として使用したり、蝋燭の炎のような色温度の低い光も再現することが可能となった。また、混色光の色度座標を設定するための各光源の駆動電流の制御が簡単な回路構成で実現でき、製造コストの低減を図ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図４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。
【００３７】
本発明は、ＬＥＤ照明灯具の点灯制御を行うコントローラに関するものである。そこでまず、ＬＥＤ照明灯具の構成について説明する。
【００３８】
図１は本発明のコントローラで駆動されるＬＥＤ照明灯具の基本構成を示す断面図である。ＬＥＤ照明灯具１はＬＥＤチップ（素子）２を発光源とし、夫々互いに色温度の異なる光源光Ｌ、Ｗ、Ｙを出射する３種類の光源３、４、５を備えている。そして、各光源３、４、５から出射した光源光Ｌ、Ｗ、Ｙの加法混色による混色光ＬＷＹで所望の色温度の光を得るものである。
【００３９】
各光源３、４、５はいずれもピーク発光波長が４６５ｎｍ±１５ｎｍの青色光を発光する青色ＬＥＤチップ２を発光源とし、青色ＬＥＤチップ２から出射された青色光で励起されて該青色光とは異なる色調の光源光Ｌ、Ｗ、Ｙを出射する蛍光体６ａ、６ｂ、６ｃの組み合わせからなっている。
【００４０】
３種類の光源３、４、５のうち１種類の光源３は、蛍光体６ａが青色ＬＥＤチップ２から出射された青色光で励起されて赤色光を出射する赤色蛍光体と緑色光を出射する緑色蛍光体を混合したものからなると共に赤色成分を多く含むような混合比率で構成されており、光源光Ｌは黒体放射軌跡上の２０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置している。
【００４１】
また、１種類の光源４は、同様に蛍光体６ｂが青色ＬＥＤチップ２から出射された青色光で励起されて赤色光を出射する赤色蛍光体と緑色光を出射する緑色蛍光体を混合したものからなると共に緑色成分を多く含むような混合比率で構成されており、光源光Ｗは黒体放射軌跡上の７０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置している。
【００４２】
更に、１種類の光源５は、蛍光体６ｃが青色ＬＥＤチップ２から出射された青色光で励起されて黄色光を出射する黄色蛍光体からなっており、光源光Ｙは黒体放射軌跡外の黄色領域に相当する色度座標（ｘ，ｙ）がｘ＝０．３５〜０．４５、ｙ＝０．４〜０．５の範囲内にあることが好ましく、本実施形態においてはｘ＝０．４，ｙ＝０．４５の位置にある。
【００４３】
そこで、本発明のＬＥＤ照明灯具用コントローラは、図２の回路構成によって上記３種類の光源３、４、５の光出力（明るさ）を個別に制御するものである。以下、コントローラの回路構成について図２を参照して説明する。
【００４４】
光源光Ｌが黒体放射軌跡上の２０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置する光源３の発光源となるＬＥＤチップ（素子）２ｌ、光源光Ｗが黒体放射軌跡上の７０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置する光源４の発光源となるＬＥＤチップ（素子）２ｗ、及び光源光Ｙが黒体放射軌跡外の黄色領域に相当する色度座標（ｘ，ｙ）がｘ＝０．４、ｙ＝０．４５の位置にある光源５の発光源となるＬＥＤチップ(素子)２ｙが夫々ＬＥＤ駆動回路７、８、９に接続され、ＬＥＤチップ２ｙのＬＥＤ駆動回路９にのみ電流調整用可変抵抗１０が設けられている。
【００４５】
また、２連可変抵抗（Ｂカーブ）１１の各可変抵抗１１ａ、１１ｂの夫々の一端が駆動電源のＧＮＤに接続され、夫々の他端が固定抵抗１２、１３を介して駆動電源のＶｃｃに接続されている。
【００４６】
２連可変抵抗１１の一方の可変抵抗１１ａの可動接点１４はＶ−Ｉ変換器１６の入力端子に接続され、Ｖ−Ｉ変換器１６の出力端子はＬＥＤ駆動回路７の入力端子に接続されると共にアナログスイッチ１８の入力端子に接続されている。
【００４７】
２連可変抵抗１１の他方の可変抵抗１１ｂの可動接点１５はＶ−Ｉ変換器１７の入力端子に接続され、Ｖ−Ｉ変換器１７の出力端子はＬＥＤ駆動回路８の入力端子に接続されると共にアナログスイッチ１９の入力端子に接続されている。
【００４８】
２連可変抵抗１１は、操作摘みを回動することにより夫々の可変抵抗１１ａ、１１ｂの可動接点１４、１５が互いに反対側の電位方向に移動するように配線されている、例えば、可変抵抗１１ａの可動接点１４が可変抵抗１１ａの該可変抵抗１１ａと固定抵抗１２の接続点２３側（Ｖｃｃ側）に移動するときは、可変抵抗１１ｂの可動接点１５は可変抵抗１１ｂのＧＮＤ側に移動する。反対に、可変抵抗１１ａの可動接点１４が可変抵抗１１ａのＧＮＤ側に移動するときは、可変抵抗１１ｂの可動接点１５は可変抵抗１１ｂの該可変抵抗１１ｂと固定抵抗１３の接続点２４側（Ｖｃｃ側）に移動する。
【００４９】
２連可変抵抗１１の一方の可変抵抗１１ｂの可動接点１５は又コンパレータ（ヒステリシス特性を持ったコンパレータ）２０の一対の入力端子の一方に接続され、コンパレータ２０の他方の入力端子には基準電圧２１が入力されている。コンパレータ２０の出力端子はインバータ２２の入力端子に接続されると共にアナログスイッチ１８のコントロール端子に接続され、インバータ２２の出力端子はアナログスイッチ１９のコントロール端子に接続されている。
【００５０】
なお、基準電圧２１は、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ｂと固定抵抗１３の接続点２４の電位よりも低く、ＧＮＤ電位よりも高く設定されている。
【００５１】
アナログスイッチ１８とアナログスイッチ１９は互いの出力端子が接続され、ＬＥＤ駆動回路９に接続されている。
【００５２】
このような回路構成において、２連可変抵抗１１の操作摘みを回動して可変抵抗１１ａの可動接点１４を該可変抵抗１１ａと固定抵抗１２の接続点２３に位置させると、可変抵抗１１ａの可動接点１４の電圧は駆動電源電圧Ｖｃｃを可変抵抗１１ａと固定抵抗１２の抵抗比で抵抗分圧した値となり、最大電圧値となる。
【００５３】
そして、可変抵抗１１ａの可動接点１４の電圧はＶ−Ｉ変換器１６に入力されてその出力でＬＥＤ駆動回路７が作動し、光源３のＬＥＤチップ２ｌに最大駆動電流が供給されて最大の光出力で点灯する。
【００５４】
一方、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ｂの可動接点１５はＧＮＤレベルに位置し、可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧は０Ｖとなり、最小電圧値となる。
【００５５】
このとき、Ｖ−Ｉ変換器１７に入力される電圧が０Ｖのためその出力でＬＥＤ駆動回路８は非作動状態となり、光源４のＬＥＤチップ２ｗに駆動電流が供給されずＬＥＤチップ２ｗは非点灯となる。
【００５６】
また、コンパレータ２０の一方の入力端子には２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧０Ｖが入力され、この接点電圧は基準電圧２１よりも小さいためコンパレータ２０の出力はＬ状態となり、インバータ２２の出力はＨ状態となる。
【００５７】
すると、コンパレータ２０の出力でコントロールされるアナログスイッチ１８が開放状態となると共に、インバータ２２の出力でコントロールされるアナログスイッチ１９が閉塞状態となり、ＬＥＤ駆動回路９にはＶ−Ｉ変換器１７の出力が供給される。
【００５８】
但し、このときＶ−Ｉ変換器１７の入力電圧が０Ｖのためその出力でＬＥＤ駆動回路９は非作動状態となり、光源５のＬＥＤチップ２ｙに駆動電流が供給されずＬＥＤチップ２ｙは非点灯となる。
【００５９】
また、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ａの可動接点１４をＧＮＤレベルに位置させると、可変抵抗１１ａの可動接点１４の電圧は０Ｖとなり、最小電圧値となる。
【００６０】
このとき、Ｖ−Ｉ変換器１６に入力される電圧が０Ｖのためその出力でＬＥＤ駆動回路７は非作動状態となり、光源３のＬＥＤチップ２ｌに駆動電流が供給されずＬＥＤチップ２ｌは非点灯となる。
【００６１】
一方、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ｂの可動接点１５を該可変抵抗１１ｂと固定抵抗１３の接続点２４に位置させると、可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧は駆動電源電圧Ｖｃｃを可変抵抗１１ｂと固定抵抗１３の抵抗比で抵抗分圧した値となり、最大電圧値となる。
【００６２】
そして、可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧はＶ−Ｉ変換器１７に入力されてその出力でＬＥＤ駆動回路８が作動し、光源４のＬＥＤチップ２ｗに最大駆動電流が供給されて最大の光出力で点灯する。
【００６３】
また、コンパレータ２０の一方の入力端子には２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧０Ｖが入力され、この接点電圧は基準電圧２１よりも大きいためコンパレータ２０の出力はＨ状態となり、インバータ２２の出力はＬ状態となる。
【００６４】
すると、コンパレータ２０の出力でコントロールされるアナログスイッチ１８が閉塞状態となると共に、インバータ２２の出力でコントロールされるアナログスイッチ１９が開放状態となり、ＬＥＤ駆動回路９にはＶ−Ｉ変換器１６の出力が供給される。
【００６５】
但し、このときＶ−Ｉ変換器１６の入力電圧が０Ｖのためその出力でＬＥＤ駆動回路９は非作動状態となり、光源５のＬＥＤチップ２ｙに駆動電流が供給されずＬＥＤチップ２ｙは非点灯となる。
【００６６】
以上ここまでは、２連可変抵抗１１の一方の可変抵抗１１ａの可動接点１４が該可変抵抗１１ａと固定抵抗１２の接続点に位置する場合（このとき、２連可変抵抗１１の他方の可変抵抗１１ｂの可動接点１５はＧＮＤレベルに位置する）と、ＧＮＤレベルに位置する場合（このとき、可変抵抗１１ｂの可動接点１５は該可変抵抗１１ｂと固定抵抗１３の接続点に位置する）のＬＥＤチップ２ｌ、２ｗ、２ｙの点灯・非点灯の状態を説明した。
【００６７】
次に、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ａ、１１ｂの各可動接点１４、１５が夫々の可変抵抗１１ａ、１１ｂのいずれかの位置にある場合について説明する。
【００６８】
まず、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ｂの可動接点１５がＧＮＤレベルから該可変抵抗１１ｂ上をＶｃｃ側に連続的に移動すると、可動接点１５の電圧が０Ｖから連続的且つ直線的に上昇する。すると、Ｖ−Ｉ変換器１７を介してＬＥＤ駆動回路８が非作動状態から作動状態に変わると共にＬＥＤチップ２ｗの駆動電流が連続的且つ直線的に増加し、ＬＥＤチップ２ｗは非点灯状態から点灯状態に変わって連続的且つ直線的に光出力が大きくなる。そして、可動接点１５が可変抵抗１１ｂと固定抵抗１３の接続点２４に達すると可動接点１５の電圧は最大となる。すると、ＬＥＤチップ２ｗの駆動電流が最大となり、ＬＥＤチップ２ｗは最大の光出力を放出する。
【００６９】
一方、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ａの可動接点１４は該可変抵抗１１ａと固定抵抗１２の接続点２３から該可変抵抗１１ａ上をＧＮＤ側に連続的に移動し、可動接点１４の電圧が最大値から連続的且つ直線的に降下する。すると、Ｖ−Ｉ変換器１６を介してＬＥＤ駆動回路７のＬＥＤチップ２ｌに対する駆動電流が連続的且つ直線的に減少し、ＬＥＤチップ２ｌは最大光出力状態から連続的且つ直線的に光出力が小さくなる。そして、可動接点１４がＧＮＤレベルに達すると可動接点１４の電圧は０Ｖとなる。すると、ＬＥＤ駆動回路７が作動状態から非作動状態となってＬＥＤチップ２ｌに駆動電流が流れなくなり、ＬＥＤチップ２ｌは非点灯状態となる。
【００７０】
また同時に、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧が基準電圧よりも低いときは、可動接点１５の電圧と基準電圧が入力されたコンパレータ２０の出力がＬ状態となり、インバータ２２の出力がＨ状態となる。すると、コンパレータ２０の出力でコントロールされるアナログスイッチ１８が開放状態となると共に、インバータ２２の出力でコントロールされるアナログスイッチ１９が閉塞状態となり、ＬＥＤ駆動回路９にはＶ−Ｉ変換器１７の出力が供給される。
【００７１】
従って、この間ＬＥＤ駆動回路９はＬＥＤ駆動回路８と同様に非作動状態から作動状態に変わると共に、ＬＥＤチップ２ｙの駆動電流が連続的且つ直線的に増加し、ＬＥＤチップ２ｙは非点灯状態から点灯状態に変わって連続的且つ直線的に光出力が大きくなる。
【００７２】
更に可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧が上昇して基準電圧よりも高くなると、可動接点１５の電圧と基準電圧が入力されたコンパレータ２０の出力がＨ状態となり、インバータ２２の出力がＬ状態となる。すると、コンパレータ２０の出力でコントロールされるアナログスイッチ１８が閉塞状態となると共に、インバータ２２の出力でコントロールされるアナログスイッチ１９が開放状態となり、ＬＥＤ駆動回路９にはＶ−Ｉ変換器１６の出力が供給される。
【００７３】
従って、この間ＬＥＤ駆動回路９はＬＥＤ駆動回路７と同様にＬＥＤチップ２ｙの駆動電流が連続的且つ直線的に低減し、最後に非作動状態となってＬＥＤチップ２ｙに駆動電流が流れなくなり、ＬＥＤチップ２ｙは非点灯状態となる。
【００７４】
つまり、２連可変抵抗１１の可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧が基準電圧よりも低い（可変抵抗１１ａの可動接点１４の電圧が基準電圧よりも高い）ときはＬＥＤチップ２ｙはＬＥＤチップ２ｗと同様に連続的且つ直線的に光出力が大きくなり、可変抵抗１１ｂの可動接点１５の電圧が基準電圧よりも高い（可変抵抗１１ａの可動接点１５の電圧が基準電圧よりも低い）ときはＬＥＤチップ２ｙはＬＥＤチップ２ｌと同様に連続的且つ直線的に光出力が小さくなる。
【００７５】
なお、ＬＥＤチップ２ｌ、２ｗの駆動電流の最大値は夫々ＬＥＤ駆動回路７、８の電流制限抵抗Ｒにより設定され、これによりＬＥＤチップ２ｌ、２ｗの最大光出力が決まる。ＬＥＤチップ２ｙの駆動電流の最大値はＬＥＤ駆動回路９の電流制限抵抗Ｒ及び電流調整用可変抵抗１０により設定され、これによりＬＥＤチップ２ｙの最大光出力が決まる。
【００７６】
また、ＬＥＤチップ２ｙの駆動電流が増加から低減に変わる変曲点は基準電圧により設定され、これによりＬＥＤチップ２ｙの最大光出力の変曲点が決まる。この変曲点は後述の混色光の色温度変化の軌跡に大いに影響を与えるものであり、ＬＥＤチップ２ｌ、２ｗの夫々の光源光Ｌ、Ｗの色温度、ＬＥＤチップ２ｙの光源光Ｙの色度座標、及びＬＥＤチップ２ｌ、２ｗ、２ｙの夫々の最大光出力を考慮し、混色光の色温度変化の軌跡が黒体放射軌跡に近似するように設定される。
【００７７】
図３は上記回路構成において、２連可変抵抗１１の摘みを回動して可変抵抗１１ａ、１１ｂ上を夫々の可動接点１４、１５を移動させたときの黒体放射軌跡上の２０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置する光源光Ｌを出射する光源３の発光源となるＬＥＤチップ２ｌ、黒体放射軌跡上の７０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置する光源光Ｗを出射する光源４の発光源となるＬＥＤチップ２ｗ、及び黒体放射軌跡外の黄色領域に相当する色度座標（ｘ，ｙ）がｘ＝０．４、ｙ＝０．４５の位置にある光源光Ｙを出射する光源５の発光源となるＬＥＤチップ２ｙの夫々を駆動する駆動電流とその時の光源光Ｌ、光源光Ｗ、及び光源光Ｙによる混色光ＬＷＹの相関色温度の関係を示したものである。
【００７８】
縦軸は各ＬＥＤチップ２ｌ、２ｗ、２ｙの駆動電流の電流値を表し、横軸はその時の混色光ＬＷＹの相関色温度を表している。
【００７９】
図３により、最初にＬＥＤチップ２ｌの駆動電流が最大の３００ｍＡのときＬＥＤチップ２ｗ及びＬＥＤチップ２ｙの駆動電流は共に最小の０ｍＡとなり、混色光（このときは光源光Ｌの単色光）の色温度は２０００Ｋとなる。そしてＬＥＤチップ２ｌの駆動電流が連続的且つ直線的に低減すると、同時にＬＥＤチップ２ｗ及びＬＥＤチップ２ｙの駆動電流は共に連続的且つ直線的に増加し、混色光の色温度は上昇する。
【００８０】
そして、ＬＥＤチップ２ｌとＬＥＤチップ２ｗの駆動電流が共に１５０ｍＡとなったときにＬＥＤチップ２ｙの駆動電流が最大の１００ｍＡとなり、混色光の色温度は４５００Ｋとなる。
【００８１】
更にＬＥＤチップ２ｌの駆動電流が連続的且つ直線的に低減し続けるとＬＥＤチップ２ｙの駆動電流は増加から転じて連続的且つ直線的な低減に変わり、同時にＬＥＤチップ２ｗの駆動電流は連続的且つ直線的に増加し続け、混色光の色温度は更に上昇する。
【００８２】
最後に、ＬＥＤチップ２ｌ及びＬＥＤチップ２ｙの駆動電流が共に最小の０ｍＡとなるとＬＥＤチップ２ｗの駆動電流は最大値の３００ｍＡとなり、混色光（このときは光源光Ｗの単色光）の色温度は７０００Ｋとなる。
【００８３】
図４は、上記回路構成のコントローラを作成し、黒体放射軌跡上の２０００Ｋの色温度の光源光Ｌ、黒体放射軌跡上の７０００Ｋの色温度の光源光Ｗ、及び黒体放射軌跡外の黄色領域の色度座標（ｘ，ｙ）がｘ＝０．４、ｙ＝０．４５の光源光Ｙの３種類の光源光による混色光を形成したときの混色光の色温度変化の軌跡を色度座標上に表したものである。
【００８４】
なお、コントローラの作成に当たっては上述したように、ＬＥＤチップ２ｌ、２ｗの夫々の光源光Ｌ、Ｗの色温度、ＬＥＤチップ２ｙの光源光Ｙの色度座標、及びＬＥＤチップ２ｌ、２ｗ、２ｙの夫々の最大光出力を考慮し、混色光の色温度変化の軌跡が黒体放射軌跡に近似するようにした。具体的には、ＬＥＤチップ２ｙの駆動電流が増加から低減に変わる変曲点を、混色光が黒体放射軌跡上の略３９００Ｋの位置に到達した時点となるように基準電圧を設定した。
【００８５】
その結果、ＬＥＤチップ２ｌの駆動電流が最大の３００ｍＡ、ＬＥＤチップ２ｗ、２ｙの駆動電流が共に０ｍＡのときはＬＥＤチップ２ｌを発光源とする光源３の光源光Ｌが黒体放射軌跡上の２０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置し、ＬＥＤチップ２ｗの駆動電流が最大の３００ｍＡ、ＬＥＤチップ２ｌ、２ｙの駆動電流が共に０ｍＡのときはＬＥＤチップ２ｗを発光源とする光源４の光源光Ｗは黒体放射軌跡上の７０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置する。
【００８６】
また、ＬＥＤチップ２ｗ、２ｙの夫々の駆動電流が連続的且つ直線的に増加すると同時にＬＥＤチップ２ｌの駆動電流が連続的且つ直線的に低減すると光源光Ｌ、光源光Ｗ、及び光源光Ｙの混色光ＬＷＹの色温度は上昇し、黒体放射軌跡上の略３９００Ｋの色温度に相当する色度座標に到達する。この間、混色光ＬＷＹは黒体放射軌跡上の２０００Ｋの色度座標と３９００Ｋの色度座標を結ぶ線分ＬＷＹ１上を移動する。
【００８７】
更に、ＬＥＤチップ２ｌの駆動電流が連続的且つ直線的に低減し続けると共にＬＥＤチップ２ｗの駆動電流が連続的且つ直線的に増加し続け、ＬＥＤチップ２ｙの駆動電流が増加から転じて連続的且つ直線的な低減に変わると混色光ＬＷＹの色温度は更に上昇を続け、最後にＬＥＤチップ２ｌ、２ｙの駆動電流が共に最小の０ｍＡとなりＬＥＤチップ２ｗの駆動電流が最大値の３００ｍＡとなると、ＬＥＤチップ２ｗを発光源とする光源４の光源光Ｗが黒体放射軌跡上の７０００Ｋの色温度に相当する色度座標に位置する。この間、混色光ＬＷＹは黒体放射軌跡上の３９００Ｋの色度座標と７０００Ｋの色度座標を結ぶ線分ＬＷＹ２上を移動する。
【００８８】
従って、混色光ＬＷＹの色温度変化の軌跡は黒体放射軌跡とは一致しないが、黒体放射軌跡に近似しており、黒体放射軌跡からのズレは０〜−０．００５ｄｕｖの範囲内に納まっている。
【００８９】
以上説明したように、本発明は夫々ＬＥＤチップを発光源とし、互いに色温度の異なる光源光を出射する３種類の光源を有するＬＥＤ照明灯具のコントローラにおいて、２連可変抵抗の抵抗値を変えることにより３種類の光源の夫々から出射される光源光の混色光が色度座標上の黒体放射軌跡に近似した軌跡上を移動するようにした。
【００９０】
しかも、混色光の移動する軌跡は黒体放射軌跡からのズレを０〜−０．００５ｄｕｖの範囲内に納めることができた。
【００９１】
その結果、混色光を広範囲の色温度（例えば、２０００Ｋ〜７０００Ｋ）に亘って黒体放射軌跡近傍を移動させることができ、混色光を太陽光の代替光として使用したり、蝋燭の炎のような色温度の低い光も再現することが可能となった。また、混色光の色度座標を設定するための各光源の電流制御が簡単な回路構成で実現でき、製造コストの低減を図ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】ＬＥＤ照明灯具の説明図である。
【図２】本発明のＬＥＤ照明灯具用コントローラの回路構成図である。
【図３】ＬＥＤチップの駆動電流と混色光の相関色温度との関係を示すグラフである。
【図４】混色光の色温度変化の軌跡を色度座標上に表した図である。
【図５】従来例のＬＥＤ照明灯具用コントローラの回路構成図である。
【図６】従来例のＬＥＤチップの駆動電流と混色光の相関色温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９３】
１  ＬＥＤ照明灯具
２  ＬＥＤチップ
２ｌ、２ｗ、２ｙ  ＬＥＤチップ
３  光源
４  光源
５  光源
６ａ、６ｂ、６ｃ  蛍光体
７  ＬＥＤ駆動回路
８  ＬＥＤ駆動回路
９  ＬＥＤ駆動回路
１０  電流調整用可変抵抗
１１  ２連可変抵抗
１１ａ、１１ｂ  可変抵抗
１２  固定抵抗
１３  固定抵抗
１４  可動接点
１５  可動接点
１６  Ｖ−Ｉ変換器
１７  Ｖ−Ｉ変換器
１８  アナログスイッチ
１９  アナログスイッチ
２０  コンパレータ
２１  基準電圧
２２  インバータ
２３  接続点
２４  接続点
【図１】
2009188245.tif 000003
【図２】
2009188245.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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