照明器具
【課題】高効率で高演色性を得られるとともに、経済的にも有利な照明器具を提供する。
【解決手段】制御部２７の定電流制御部２７２によりＬＤＥ照明灯２６に流れる定電流を決定する基準値ＩF１と、この基準値ＩF１により決定される定電流よりも大きな定電流を得られる基準値ＩF２を選択的に設定可能とし、基準値ＩF１を設定することにより高効率タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６に高効率の光出力を得られ、基準値ＩF２を設定することにより高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６に高演色性で高い光出力を得られる。
【解決手段】制御部２７の定電流制御部２７２によりＬＤＥ照明灯２６に流れる定電流を決定する基準値ＩF１と、この基準値ＩF１により決定される定電流よりも大きな定電流を得られる基準値ＩF２を選択的に設定可能とし、基準値ＩF１を設定することにより高効率タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６に高効率の光出力を得られ、基準値ＩF２を設定することにより高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６に高演色性で高い光出力を得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ素子）などの半導体発光素子を用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、照明器具には、複数のＬＥＤ素子を直並列に接続したものを光源として用いたものがある（特許文献１）。ところで、このようなＬＥＤ素子を光源とする照明器具には、高効率タイプのＬＥＤ素子を用いたものと、高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いたものが知られている。ここで、高効率タイプのＬＥＤ素子は、一般的に基板上に青色チップを設け、この青色チップからの光を黄色の蛍光体を通すことで白色の光を発生させており、これ対して、高演色性タイプのＬＥＤ素子は、黄色の蛍光体にさらに赤や緑の蛍光体を混合した蛍光体に青色チップからの光を通すことで演色性の高い白色光を発生させるようにしている。このため、高効率タイプのＬＥＤ素子では、大きな光出力が得ら易いのに対し、高演色性タイプのＬＥＤ素子は、高効率タイプのものに比べ演色性に優れるものの、例えば赤の蛍光体を使用すると励起スペクトルの波長域が広く、青色チップの発光色だけでなく黄色の発光体の発光域の光も吸収して励起に使用するための光出力が小さくなる傾向にある。そして、これら高効率タイプ又は高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いた照明器具は、それぞれ用途に合わせて使い分けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０５５６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に高効率タイプと高演色性タイプとは、器具外郭や電源回路の電気的特性が同一である照明装置を用いた複数のバリエーション製品のうちの一つとして流通しているものである。
【０００５】
しかしながら、光源としてＬＥＤ素子を用いたものを照明器具として使用すると、特に光出力が高いタイプの照明器具においては高効率タイプと高演色性タイプの光出力の差が大きくなる場合があり、高演色性タイプの用途の自由度が広がり難くなる虞がある。そこで、高演色性のタイプであっても高効率タイプの照明器具との光出力の差異が生じ難い事が望まれている。
【０００６】
そして、仮に高演色性タイプのＬＥＤ素子では、光出力が高められるように専用の青色チップを用いることも考えられるが、これでは製品のバリエーションによって複数の青色チップを有する必要が出てくるため、ばらつきや品質管理が煩雑になる虞があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数のバリエーションを同種の半導体発光素子の発光原理で実施する照明装置において、高演色性を有するタイプであっても比較的高い光出力を実現することができるとともに、汎用性を広げ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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、
請求項１記載の発明は、直流出力を生成する直流出力生成手段と、前記直流出力生成手段より生成される直流出力により点灯される高効率タイプ又は高演色性タイプの半導体発光素子と、前記半導体発光素子のうち、高演色性タイプの半導体発光素子の場合は、高効率タイプの半導体発光素子と比べて供給する電流量が増加するように制御する光出力制御手段と、を具備したことを特徴としている。
【０００９】
この発明で、半導体素子には、チップ状の素子、例えば青色発光をするチップ状の青色チップを好適に用いることができるが、チップ状以外の形態の素子を用いることも可能である。更に、白色発光をするために、黄色蛍光体と青色チップとを組み合わせることが好ましいが、これに代えて、紫外線を発するチップに対し、紫外線で励起されて青色、赤色、緑色の光を放射する青色蛍光体粉末、赤色蛍光体粉末、緑色蛍光体粉末が混ぜられた蛍光体を用いることも可能である。
【００１０】
また、本発明において高効率タイプと高演色性タイプの半導体発光素子とは、発光源は共通するが、高効率タイプの半導体発光素子に比べて高演色性タイプの半導体発光素子には演色性を向上させるための手段が別に加えられているものである。例えば青色チップである場合、高効率タイプの半導体発光素子であれば白色発光をするために、青色の光で励起されて黄色の光を放射する黄色の蛍光体粉末が混ぜられた蛍光体を組み合わせることに対し、高演色性タイプの半導体発光素子では、高効率タイプと同一の青色チップと黄色の蛍光体粉末が混ぜられた蛍光体とを用いることに加えて、演色性等を向上するための赤色蛍光体粉末や緑色蛍光体粉末を更に蛍光体に混ぜるようなものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光出力制御手段は、前記半導体発光素子に対し一定電流を流すように制御する定電流制御手段を有し、前記定電流制御手段は、前記半導体発光素子に流す定電流値を決定する第１の基準値と第２の基準値を有し、前記第１の基準値により決定される電流値に対し前記第２の基準値により決定される電流値を、前記第１の基準値により決定される電流値以上で、且つ前記半導体発光素子の許容電流以下の範囲で設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高効率タイプの半導体発光素子に比べて高演色性タイプの半導体発光素子に対して光出力制御手段により電流量を増加するように制御することにより光出力が高い高演色性の照明器具を容易に得られる。また、これにより、高演色性の照明器具であっても用途の自由度を大きくすることができる。
【００１３】
本発明によれば、光出力制御手段として定電流制御手段が用いられ、この定電流制御手段により半導体発光素子に流す電流値を決定する第１の基準値と第２の基準値のうち、第２の基準値を、第１の基準値により決定される電流値以上で、且つ半導体発光素子の許容電流以下の範囲で設定することにより、高演色性と高効率とを同種の半導体発光素子を用いて実施しても各半導体発光素子による不具合を生じることがなくなり、複数のバリエーションを実現しやすくなる。また、光出力の高い高演色性の照明器具を得るのに高効率タイプの半導体発光素子を用いた照明器具と電源装置の基本的な構成要素を共通にでき、経済的にも有利にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる照明器具の斜視図。
【図２】第１の実施の形態にかかる照明器具の断面図。
【図３】第１の実施の形態の照明器具に適用される電源装置の概略構成を示す図。
【図４】第１の実施の形態に適用される出力制御部の具体的な回路例を示す図。
【図５】第１の実施の形態に適用される高効率タイプのと高演色性タイプのＬＥＤ素子の電流と光束の関係を示す図。
【図６】第１の実施の形態に適用されるＬＥＤ素子の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の電源装置が適用される照明器具について簡単に説明する。図１及び図２において、１は器具本体で、この器具本体１は、アルミニウムのダイカスト製のもので、両端を開口した円筒状をしている。この器具本体１は、内部を仕切り部材１ａ、１ｂにより上下方向に３分割され、下方開口と仕切り部材１ａの間の空間は、光源部２に形成されている。この光源部２には、半導体発光素子としての複数のＬＥＤ２ａと反射体２ｂが設けられている。複数のＬＥＤ２ａは、仕切り部材１ａ下面に設けられた円盤状の配線基板２ｃの円周方向に沿って等間隔に配置され実装されている。
【００１７】
器具本体１の仕切り部材１ａと１ｂの間の空間は電源室３に形成されている。この電源室３は、仕切り部材１ａ上部に配線基板３ａが配置されている。この配線基板３ａには、前記複数のＬＥＤ２ａを駆動するための電源装置を構成する各電子部品が設けられている。この直流電源装置と複数のＬＥＤ２ａは、リード線４により接続されている。
【００１８】
器具本体１の仕切り板１ｂと上方開口の間の空間は、電源端子室５に形成されている。この電源端子室５は、仕切り板１ｂに電源端子台６が設けられている。この電源端子台６は、電源室３の電源装置に商用電源の交流電力を供給するための端子台で、電絶縁性の合成樹脂で構成されたボックス６ａの両面に電源ケーブル用端子部となる差込口６ｂ、送りケーブル用端子部となる差込口６ｃ及び電源線及び送り線を切り離すリリースボタン６dなどを有している。
【００１９】
図３は、このように構成された照明器具の電源室３に組み込まれる電源装置の概略構成を示している。
【００２０】
図３において、１１は交流電源で、この交流電源１１は、不図示の商用電源からなっている。この交流電源１１には、全波整流回路１２の入力端子が接続されている。全波整流回路１２は、交流電源１１からの交流電力を全波整流した出力を発生する。
【００２１】
全波整流回路１２には、電源手段として昇圧チョッパ回路１３が接続されている。この昇圧チョッパ回路１３は、全波整流回路１２の正負極の出力端子間に昇圧用トランスを構成する第１のインダクタ１４及びスイッチング素子としての電界効果トランジスタ１５の直列回路が接続され、電界効果トランジスタ１５に並列に図示極性のフライホイールダイオード１６を介して平滑用コンデンサである電解コンデンサ１７が接続されている。また、電解コンデンサ１７の両端には、電圧検出手段として抵抗１８，１９の直列回路が接続されている。抵抗１８，１９は、電解コンデンサ１７の出力より分圧電圧を発生し、このうち抵抗１９の端子電圧を制御部２７に出力する。電界効果トランジスタ１５は、制御部２７での抵抗１９の端子電圧と予め用意される参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作される。第１のインダクタ１４は、電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード１６を介して電解コンデンサ１７に昇圧された出力を発生させる。制御部２７については、後述する。
【００２２】
昇圧チョッパ回路１３には、出力発生手段としての降圧チョッパ回路２０が接続されている。この降圧チョッパ回路２０は、電解コンデンサ１７の両端にスイッチング素子としての電界効果トランジスタ２１、フライホイールダイオード２２及び負荷電流検出手段として抵抗２３の直列回路が接続されている。また、フライホイールダイオード２２の両端には、第２のインダクタ２４と平滑コンデンサ２５の直列回路が接続されている。抵抗２３は、後述するＬＤＥ照明灯２６に流れる負荷電流を検出し、この検出出力を制御部２７に出力する。電界効果トランジスタ２１は、制御部２７での抵抗２３より検出される負荷電流と予め用意される基準値との比較結果に基づいてオンオフ動作されＬＤＥ照明灯２６に流れる電流を一定に制御（定電流制御）する。第２のインダクタ２４は、電界効果トランジスタ２１のオンオフ動作に伴う電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ２５両端に降圧された直流出力を発生させる。
【００２３】
降圧チョッパ回路２０には、ＬＤＥ照明灯２６(図１のＬＥＤ２ａに該当する)が接続されている。このＬＤＥ照明灯２６は、半導体発光素子として複数のＬＥＤ素子を直列に接続したものである。この場合、ＬＤＥ照明灯２６は、複数のＬＥＤ素子を直列に接続した直列回路を、さらに複数個並列に接続したものであってもよい。
【００２４】
ここで、ＬＥＤ素子について簡単に説明する。図６に示すＬＥＤ素子２６２は、光源基板２６１の中心部の周りに一定間隔毎すなわち６０度間隔で配置されている。これらのＬＥＤ素子２６２は、複数のＬＥＤチップ２６２ａと、リフレクタ２６２ｂと、透光性の封止部材２６２ｃを有して形成されている。ＬＥＤチップ２６２ａには例えば青色発光をするＬＥＤチップが用いられ、これらは光源基板２６１の図示しない導体パターンが形成された一面に例えばフリップチップ実装により実装されている。なお、各ＬＥＤチップ２６２ａの実装はワイヤボンディングによる実装でも良い。この後者の実装では、光源基板２６１にその導体パターンを避けて各ＬＥＤチップ２６２ａをダイボンドし、これらＬＥＤチップ２６２ａの端子と導体パターンとを、これらにわたってワイヤボンディングにより設けられたボンディングワイヤで接続することによってなされる。実装された各ＬＥＤチップ２６２ａは互いに直列接続されていて不図示の電源装置により一斉に点灯されるようになっている。
【００２５】
リフレクタ２６２ｂは例えば白色の合成樹脂により枠状に形成されて各ＬＥＤチップ２６２ａを囲んで光源基板２６１に接着剤により取付けられている。このリフレクタ２６２ｂの内周面は、光源基板２６１から離れるに従って次第に大径となるテーパ面で形成されている。
【００２６】
封止部材２６２ｃは例えば透光性樹脂具体的には透明シリコーン樹脂製であり、この封止部材２６２ｃには蛍光体が混ぜられている。封止部材２６２ｃはリフレクタ２６２ｂ内に充填されてＬＥＤチップ２６２ａを埋めた状態に封止している。この封止部材２６２ｃに混入された蛍光体には、ＬＥＤチップ２６２ａが発した青色の光によって励起されて、所定波長の光を放射する蛍光体、例えば、青色の光に対して補色の関係にある黄色の光を主として放射する蛍光体が用いられている。したがって、ＬＥＤチップ２６２ａを点状の一次光源とした各ＬＥＤ素子２６２は、面状の二次光源となる封止部材２６２ｃから白色の光を投射する。
【００２７】
なお、図６は、高効率タイプのＬＥＤ素子について述べたが、この高効率タイプのＬＥＤ素子に対し、高演色性タイプのＬＥＤ素子は、基本的な構成は共通であるが、高効率タイプの蛍光体に加えて赤色の蛍光体粉末を混ぜた蛍光体を用いている。また、ＬＥＤ素子２６２はリフレクタ２６２ｂを省略したものであっても良い。この場合、封止部材２６２ｃは、光源基板２６１上にポッテングすることによって設けられ、それによって、ＬＥＤチップ２６２ａを埋めて封止できる。
【００２８】
制御部２７は、電源装置全体を制御するもので、電源出力制御部２７１と光出力制御手段を構成する定電流制御部２７２を有している。電源出力制御部２７１は、不図示の参照電圧が記憶されていて、参照電圧と抵抗１９の端子電圧との比較結果に基づいて電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、この電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う第１のインダクタ１４での電磁的エネルギーの蓄積及び放出により電解コンデンサ１７両端に昇圧された出力電圧を発生させる。定電流制御部２７２は、第１の基準値として基準値ＩF１と第２の基準値として基準値ＩF２を選択的に設定可能としていて、選択された基準値ＩF１（又はＩF２）と、抵抗２３より検出される負荷電流との比較結果に基づいて電界効果トランジスタ２１をオンオフ動作させ、ＬＤＥ照明灯２６に流す定電流を決定する。
【００２９】
図４は、定電流制御部２７２の具体的な回路例を示すものである。この場合、定電流制御部２７２は、基準値設定部２７２ａを有している。基準値設定部２７２ａは、直流電源２８の両端に、抵抗２９，３０の直列回路からなる分圧回路と、抵抗３１と３２の直列回路からなる分圧回路が並列接続されている。抵抗２９，３０の接続点には、抵抗３３を介してＮＰＮ型トランジスタ３４のコレクタが接続され、抵抗３１と３２の接続点には、ＮＰＮ型トランジスタ３４のベースが接続され、さらにＰＮＰ型トランジスタ３４のエミッタが抵抗３０と直流電源２８の接続点に接続されている。そして、抵抗３２両端に端子ｔ１、ｔ２が接続されている。これら端子ｔ１、ｔ２は、短絡可能になっていて、端子ｔ１、ｔ２間を開放した状態では、ＰＮＰ型トランジスタ３４がオンし、分圧回路の抵抗２９，３０のうちの抵抗３０に抵抗３３が並列接続され、これら抵抗３０と３３の並列回路の端子電圧が基準値ＩF１として出力され、また、端子ｔ１、ｔ２間を短絡した状態では、ＰＮＰ型トランジスタ３４がオフし、抵抗２９，３０の分圧回路の抵抗３０の端子電圧が基準値ＩF２として出力される。
【００３０】
これら基準値ＩF１及びＩF２の関係は、図５に示すようになっている。図５（ａ）は、高効率タイプのＬＥＤ素子に流れる電流（ＩF）に対する光束（ｌｍ）の関係、同図（ｂ）は、高演色性タイプのＬＥＤ素子に流れる電流（ＩF）に対する光束（ｌｍ）の関係をそれぞれ示すものである。そして、高効率タイプのＬＥＤ素子の場合、基準値ＩF１の設定による定電流制御により、Ａ点に対応する光束ｌ１の光出力が得られるとすると、高演色性タイプのＬＥＤ素子の場合、基準値ＩF２の設定による定電流制御によりＢ点の、高効率タイプのＬＥＤ素子のＡ点での光束ｌｍ１と等しい光束ｌｍ２が発生し、高出力で高演色性の光出力を得られるようにしている。この場合、高効率タイプのＬＥＤ素子に対して基準値ＩF２を設定すると、Ｃ点に対応するさらに高光束ｌｍ３の光出力を得られるようにもしている。
【００３１】
また、基準値ＩF２の設定範囲は、基準値ＩF１により決定される定電流に対し基準値ＩF２により決定される定電流が基準値ＩF１により決定される定電流以上でＬＥＤ素子の許容電流である上限値ＩFｍａｘ以下の範囲に入るように設定する。ここで、上限値ＩFｍａｘは、図６に示すＬＥＤ素子２６２が発光する際にＬＥＤ素子２６２における最も温度特性に弱い個所を基準に決められている。なお、この実施の形態では、基準値ＩF１により決定される定電流を１とした場合、基準値ＩF２では、３０％増しの１．３倍程度の定電流が得られるように設定されている。
【００３２】
図４に戻って、基準値設定部２７２ａには、比較器３６が接続されている。比較器３６は、一方端子に基準値設定部２７２ａで設定された基準値ＩF１又はＩF２が入力され、他方端子に抵抗２３より検出される負荷電流が入力され、これらの比較結果を出力する。スイッチング制御回路３７は、比較器３６の比較結果により電界効果トランジスタ２１のスイッチング駆動を制御する。
【００３３】
制御部２７には、調光信号発生部４１が接続されている。調光信号発生部４１は、外部からの調光操作信号に基づいてデューティ比の異なるＰＷＭ信号を調光深度の異なる調光信号を発生し、この調光操作信号に基づいて制御部２７の基準値設定部２７２ａでの基準値ＩF１（又はＩF２）を可変してＬＤＥ照明灯２６の光出力の調光を行う。
【００３４】
次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。
【００３５】
まず、ＬＤＥ照明灯２６に高効率タイプのＬＥＤ素子を使用する場合、図３に示す基準値設定部２７２ａにおいて、端子ｔ１、ｔ２間を開放したままとする。この場合、抵抗３１と３２の接続点の電圧がＮＰＮ型トランジスタ３４のベースに印加され、ＮＰＮ型トランジスタ３４がオンする。これにより、分圧回路の抵抗２９，３０のうちの抵抗３０に抵抗３３が並列接続され、これら抵抗３０と３３の並列回路の端子電圧が基準値ＩF１として出力される。
【００３６】
この状態で、交流電源１１の交流電力が全波整流回路１２で全波整流され、昇圧チョッパ回路１３に供給される。昇圧チョッパ回路１３では、電界効果トランジスタ１５が抵抗１９の端子電圧と、電源出力制御部２７１に予め用意された参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作し、この電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う第１のインダクタ１４の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード１６を介して電解コンデンサ１７に昇圧された出力電圧を発生する。
【００３７】
昇圧チョッパ回路１３の出力電圧は、降圧チョッパ回路２０に供給される。この場合、制御部２７の定電流制御部２７２では、比較器３６の一方端子に、基準値設定部２７２ａで設定された基準値ＩF１が入力され、他方入力端子に抵抗２３より検出される負荷電流が入力される。比較器３６は、基準値ＩF１と負荷電流の比較結果を出力し、スイッチング制御回路３７は、比較器３６の比較結果に応じた駆動信号により電界効果トランジスタ２１をスイッチング駆動する。
【００３８】
これにより、電界効果トランジスタ２１は、スイッチング制御回路３７により駆動されてオンオフ動作され、ＬＤＥ照明灯２６に流れる電流が、基準値ＩF１で決定される定電流に制御される。また、この電界効果トランジスタ２１のオンオフ動作に伴う第２のインダクタ２４の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ２５両端に降圧された出力電圧（直流出力）を発生し、この出力電圧によりＬＤＥ照明灯２６が点灯される。この場合、ＬＤＥ照明灯２６を構成する高効率タイプのＬＥＤ素子は、図５に示すＡ点に対応する光束ｌｍ１により高効率で点灯される。
【００３９】
次に、ＬＤＥ照明灯２６に高演色性タイプのＬＥＤ素子を使用する場合、図４に示す基準値設定部２７２ａにおいて、端子ｔ１、ｔ２間を短絡する。この場合、ＰＮＰ型トランジスタ３４のベースは接地されオフのままである。これにより、分圧回路の抵抗２９，３０のうちの抵抗３０の端子電圧が基準値ＩF２として出力される。
【００４０】
この場合も昇圧チョッパ回路１３では、電界効果トランジスタ１５が抵抗１９の端子電圧と予め用意される参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作し、この電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う第１のインダクタ１４の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード１６を介して電解コンデンサ１７に昇圧された出力電圧を発生する。
【００４１】
昇圧チョッパ回路１３の出力電圧が降圧チョッパ回路２０に供給されると、制御部２７の定電流制御部２７２では、比較器３６の一方端子に、基準値設定部２７２ａで設定された基準値ＩF２が入力され、他方入力端子に抵抗２３より検出される負荷電流が入力される。比較器３６は、基準値ＩF２と負荷電流の比較結果を出力し、スイッチング制御回路３７は、比較器３６の比較結果に応じた駆動信号により電界効果トランジスタ２１をスイッチング駆動する。
【００４２】
これにより、電界効果トランジスタ２１は、スイッチング制御回路３７により駆動されてオンオフ動作され、ＬＤＥ照明灯２６に流れる電流が、基準値ＩF２で決定される定電流に制御される。また、この電界効果トランジスタ２１のオンオフ動作に伴う第２のインダクタ２４の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ２５両端に降圧された出力電圧（直流出力）を発生し、この出力電圧によりＬＤＥ照明灯２６が点灯される。この場合、ＬＤＥ照明灯２６を構成する高演色性タイプのＬＥＤ素子は、図５に示すＢ点に対応する光束ｌｍ２（＝ｌｍ１）により高効率で高演色性により点灯される。
【００４３】
なお、ＬＤＥ照明灯２６に高効率タイプのＬＥＤ素子を使用し、図３に示す基準値設定部２７２ａにおいて、端子ｔ１、ｔ２間を短絡して基準値ＩF２を出力させた場合は、このときの比較器３６の基準値ＩF２と負荷電流の比較結果に応じた電界効果トランジスタ２１のオンオフ動作により、ＬＤＥ照明灯２６を構成する高効率タイプのＬＥＤ素子は、図５に示すＣ点に対応する、さらなる高光束ｌｍ３により高効率で点灯される。
【００４４】
したがって、このようにすれば、制御部２７の定電流制御部２７２によりＬＤＥ照明灯２６に流れる定電流を決定する基準値ＩF１と、この基準値ＩF１により決定される定電流より大きな定電流を得られる基準値ＩF２を選択的に設定可能とし、基準値ＩF１を設定することにより高効率タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６に高効率の光出力を得られ、基準値ＩF２を設定することにより高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６に高効率タイプのＬＥＤ素子より得られる光束と同等な光束を得られる高効率で高演色性の光出力を得られるようにした。これにより、高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６の場合にも基準値ＩF２を選択することで、光出力の高い高演色性の照明器具を簡単に得ることができ、高効率の照明器具及び高演色の照明器具とともに、照明器具のラインナップを拡大することができる。
【００４５】
また、定電流制御部２７２は、ＬＤＥ照明灯２６に流す電流値を決定する基準値ＩF１と基準値ＩF２のうち、基準値ＩF２を、基準値ＩF１により決定される電流値以上で、且つＬＤＥ照明灯２６のＬＥＤ素子の許容電流以下の範囲で設定しているので、高演色性と高効率とを同種のチップ及び蛍光体の構成が若干異なるタイプのＬＥＤ素子を用いて実施しても各ＬＥＤ素子が熱による不具合を生じることがなく、複数のバリエーションを実現しやすくなる。
【００４６】
さらに、高演色性の照明器具を得るのに、高効率タイプのＬＥＤ素子を用いた照明器具と電源装置の基本的構成を共通にできるので、光出力の高い高演色性の照明器具を実現するための特別な電源装置を用意する必要がなくなり経済的に有利にできる。
【００４７】
さらに、高効率タイプのＬＥＤ素子を用いた照明器具に対して、定電流制御部２７２により基準値ＩF２を選択することにより、さらに高光束の照明器具を得ることができるので、照明器具のラインナップを、さらに広げることもできる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、制御部２７は、アナログ回路の例を述べたが、マイコンやデジタル処理を用いた制御方式を採用したものを用いることができる。また、高演色タイプのＬＥＤ素子を用いた照明器具の光出力を増加させるには、ＬＤＥ照明灯２６を構成する複数の高演色タイプのＬＥＤ素子の個数を増加させてもよい。このようにしても、高効率で高演色性の照明器具を実現できる。さらに、上述した実施の形態では、光出力制御手段に、定電流制御手段を用いる例を述べたが、光出力制御手段としては、機械式スイッチによる切換や、電気部品の乗数設定の変更などにより半導体発光素子に供給する電流量を増加させるようにしたものを用いることもできる。 さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【符号の説明】
【００４９】
１…器具本体、２…光源部、３…電源室
１１…交流電源、１２…全波整流回路
１３…昇圧チョッパ回路、１４…第１のインダクタ
１５…電界効果トランジスタ、２０…降圧チョッパ回路
２１…電界効果トランジスタ、２４…第２のインダクタ
２６…ＬＤＥ照明灯、２７…制御部、２７１…電源出力制御部
２７２…定電流制御部、２７２ａ…基準値設定部、３６…比較器
３７…スイッチング制御回路、４１…調光信号発生部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ素子）などの半導体発光素子を用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、照明器具には、複数のＬＥＤ素子を直並列に接続したものを光源として用いたものがある（特許文献１）。ところで、このようなＬＥＤ素子を光源とする照明器具には、高効率タイプのＬＥＤ素子を用いたものと、高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いたものが知られている。ここで、高効率タイプのＬＥＤ素子は、一般的に基板上に青色チップを設け、この青色チップからの光を黄色の蛍光体を通すことで白色の光を発生させており、これ対して、高演色性タイプのＬＥＤ素子は、黄色の蛍光体にさらに赤や緑の蛍光体を混合した蛍光体に青色チップからの光を通すことで演色性の高い白色光を発生させるようにしている。このため、高効率タイプのＬＥＤ素子では、大きな光出力が得ら易いのに対し、高演色性タイプのＬＥＤ素子は、高効率タイプのものに比べ演色性に優れるものの、例えば赤の蛍光体を使用すると励起スペクトルの波長域が広く、青色チップの発光色だけでなく黄色の発光体の発光域の光も吸収して励起に使用するための光出力が小さくなる傾向にある。そして、これら高効率タイプ又は高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いた照明器具は、それぞれ用途に合わせて使い分けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０５５６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に高効率タイプと高演色性タイプとは、器具外郭や電源回路の電気的特性が同一である照明装置を用いた複数のバリエーション製品のうちの一つとして流通しているものである。
【０００５】
しかしながら、光源としてＬＥＤ素子を用いたものを照明器具として使用すると、特に光出力が高いタイプの照明器具においては高効率タイプと高演色性タイプの光出力の差が大きくなる場合があり、高演色性タイプの用途の自由度が広がり難くなる虞がある。そこで、高演色性のタイプであっても高効率タイプの照明器具との光出力の差異が生じ難い事が望まれている。
【０００６】
そして、仮に高演色性タイプのＬＥＤ素子では、光出力が高められるように専用の青色チップを用いることも考えられるが、これでは製品のバリエーションによって複数の青色チップを有する必要が出てくるため、ばらつきや品質管理が煩雑になる虞があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数のバリエーションを同種の半導体発光素子の発光原理で実施する照明装置において、高演色性を有するタイプであっても比較的高い光出力を実現することができるとともに、汎用性を広げ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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、
請求項１記載の発明は、直流出力を生成する直流出力生成手段と、前記直流出力生成手段より生成される直流出力により点灯される高効率タイプ又は高演色性タイプの半導体発光素子と、前記半導体発光素子のうち、高演色性タイプの半導体発光素子の場合は、高効率タイプの半導体発光素子と比べて供給する電流量が増加するように制御する光出力制御手段と、を具備したことを特徴としている。
【０００９】
この発明で、半導体素子には、チップ状の素子、例えば青色発光をするチップ状の青色チップを好適に用いることができるが、チップ状以外の形態の素子を用いることも可能である。更に、白色発光をするために、黄色蛍光体と青色チップとを組み合わせることが好ましいが、これに代えて、紫外線を発するチップに対し、紫外線で励起されて青色、赤色、緑色の光を放射する青色蛍光体粉末、赤色蛍光体粉末、緑色蛍光体粉末が混ぜられた蛍光体を用いることも可能である。
【００１０】
また、本発明において高効率タイプと高演色性タイプの半導体発光素子とは、発光源は共通するが、高効率タイプの半導体発光素子に比べて高演色性タイプの半導体発光素子には演色性を向上させるための手段が別に加えられているものである。例えば青色チップである場合、高効率タイプの半導体発光素子であれば白色発光をするために、青色の光で励起されて黄色の光を放射する黄色の蛍光体粉末が混ぜられた蛍光体を組み合わせることに対し、高演色性タイプの半導体発光素子では、高効率タイプと同一の青色チップと黄色の蛍光体粉末が混ぜられた蛍光体とを用いることに加えて、演色性等を向上するための赤色蛍光体粉末や緑色蛍光体粉末を更に蛍光体に混ぜるようなものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光出力制御手段は、前記半導体発光素子に対し一定電流を流すように制御する定電流制御手段を有し、前記定電流制御手段は、前記半導体発光素子に流す定電流値を決定する第１の基準値と第２の基準値を有し、前記第１の基準値により決定される電流値に対し前記第２の基準値により決定される電流値を、前記第１の基準値により決定される電流値以上で、且つ前記半導体発光素子の許容電流以下の範囲で設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高効率タイプの半導体発光素子に比べて高演色性タイプの半導体発光素子に対して光出力制御手段により電流量を増加するように制御することにより光出力が高い高演色性の照明器具を容易に得られる。また、これにより、高演色性の照明器具であっても用途の自由度を大きくすることができる。
【００１３】
本発明によれば、光出力制御手段として定電流制御手段が用いられ、この定電流制御手段により半導体発光素子に流す電流値を決定する第１の基準値と第２の基準値のうち、第２の基準値を、第１の基準値により決定される電流値以上で、且つ半導体発光素子の許容電流以下の範囲で設定することにより、高演色性と高効率とを同種の半導体発光素子を用いて実施しても各半導体発光素子による不具合を生じることがなくなり、複数のバリエーションを実現しやすくなる。また、光出力の高い高演色性の照明器具を得るのに高効率タイプの半導体発光素子を用いた照明器具と電源装置の基本的な構成要素を共通にでき、経済的にも有利にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる照明器具の斜視図。
【図２】第１の実施の形態にかかる照明器具の断面図。
【図３】第１の実施の形態の照明器具に適用される電源装置の概略構成を示す図。
【図４】第１の実施の形態に適用される出力制御部の具体的な回路例を示す図。
【図５】第１の実施の形態に適用される高効率タイプのと高演色性タイプのＬＥＤ素子の電流と光束の関係を示す図。
【図６】第１の実施の形態に適用されるＬＥＤ素子の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の電源装置が適用される照明器具について簡単に説明する。図１及び図２において、１は器具本体で、この器具本体１は、アルミニウムのダイカスト製のもので、両端を開口した円筒状をしている。この器具本体１は、内部を仕切り部材１ａ、１ｂにより上下方向に３分割され、下方開口と仕切り部材１ａの間の空間は、光源部２に形成されている。この光源部２には、半導体発光素子としての複数のＬＥＤ２ａと反射体２ｂが設けられている。複数のＬＥＤ２ａは、仕切り部材１ａ下面に設けられた円盤状の配線基板２ｃの円周方向に沿って等間隔に配置され実装されている。
【００１７】
器具本体１の仕切り部材１ａと１ｂの間の空間は電源室３に形成されている。この電源室３は、仕切り部材１ａ上部に配線基板３ａが配置されている。この配線基板３ａには、前記複数のＬＥＤ２ａを駆動するための電源装置を構成する各電子部品が設けられている。この直流電源装置と複数のＬＥＤ２ａは、リード線４により接続されている。
【００１８】
器具本体１の仕切り板１ｂと上方開口の間の空間は、電源端子室５に形成されている。この電源端子室５は、仕切り板１ｂに電源端子台６が設けられている。この電源端子台６は、電源室３の電源装置に商用電源の交流電力を供給するための端子台で、電絶縁性の合成樹脂で構成されたボックス６ａの両面に電源ケーブル用端子部となる差込口６ｂ、送りケーブル用端子部となる差込口６ｃ及び電源線及び送り線を切り離すリリースボタン６dなどを有している。
【００１９】
図３は、このように構成された照明器具の電源室３に組み込まれる電源装置の概略構成を示している。
【００２０】
図３において、１１は交流電源で、この交流電源１１は、不図示の商用電源からなっている。この交流電源１１には、全波整流回路１２の入力端子が接続されている。全波整流回路１２は、交流電源１１からの交流電力を全波整流した出力を発生する。
【００２１】
全波整流回路１２には、電源手段として昇圧チョッパ回路１３が接続されている。この昇圧チョッパ回路１３は、全波整流回路１２の正負極の出力端子間に昇圧用トランスを構成する第１のインダクタ１４及びスイッチング素子としての電界効果トランジスタ１５の直列回路が接続され、電界効果トランジスタ１５に並列に図示極性のフライホイールダイオード１６を介して平滑用コンデンサである電解コンデンサ１７が接続されている。また、電解コンデンサ１７の両端には、電圧検出手段として抵抗１８，１９の直列回路が接続されている。抵抗１８，１９は、電解コンデンサ１７の出力より分圧電圧を発生し、このうち抵抗１９の端子電圧を制御部２７に出力する。電界効果トランジスタ１５は、制御部２７での抵抗１９の端子電圧と予め用意される参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作される。第１のインダクタ１４は、電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード１６を介して電解コンデンサ１７に昇圧された出力を発生させる。制御部２７については、後述する。
【００２２】
昇圧チョッパ回路１３には、出力発生手段としての降圧チョッパ回路２０が接続されている。この降圧チョッパ回路２０は、電解コンデンサ１７の両端にスイッチング素子としての電界効果トランジスタ２１、フライホイールダイオード２２及び負荷電流検出手段として抵抗２３の直列回路が接続されている。また、フライホイールダイオード２２の両端には、第２のインダクタ２４と平滑コンデンサ２５の直列回路が接続されている。抵抗２３は、後述するＬＤＥ照明灯２６に流れる負荷電流を検出し、この検出出力を制御部２７に出力する。電界効果トランジスタ２１は、制御部２７での抵抗２３より検出される負荷電流と予め用意される基準値との比較結果に基づいてオンオフ動作されＬＤＥ照明灯２６に流れる電流を一定に制御（定電流制御）する。第２のインダクタ２４は、電界効果トランジスタ２１のオンオフ動作に伴う電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ２５両端に降圧された直流出力を発生させる。
【００２３】
降圧チョッパ回路２０には、ＬＤＥ照明灯２６(図１のＬＥＤ２ａに該当する)が接続されている。このＬＤＥ照明灯２６は、半導体発光素子として複数のＬＥＤ素子を直列に接続したものである。この場合、ＬＤＥ照明灯２６は、複数のＬＥＤ素子を直列に接続した直列回路を、さらに複数個並列に接続したものであってもよい。
【００２４】
ここで、ＬＥＤ素子について簡単に説明する。図６に示すＬＥＤ素子２６２は、光源基板２６１の中心部の周りに一定間隔毎すなわち６０度間隔で配置されている。これらのＬＥＤ素子２６２は、複数のＬＥＤチップ２６２ａと、リフレクタ２６２ｂと、透光性の封止部材２６２ｃを有して形成されている。ＬＥＤチップ２６２ａには例えば青色発光をするＬＥＤチップが用いられ、これらは光源基板２６１の図示しない導体パターンが形成された一面に例えばフリップチップ実装により実装されている。なお、各ＬＥＤチップ２６２ａの実装はワイヤボンディングによる実装でも良い。この後者の実装では、光源基板２６１にその導体パターンを避けて各ＬＥＤチップ２６２ａをダイボンドし、これらＬＥＤチップ２６２ａの端子と導体パターンとを、これらにわたってワイヤボンディングにより設けられたボンディングワイヤで接続することによってなされる。実装された各ＬＥＤチップ２６２ａは互いに直列接続されていて不図示の電源装置により一斉に点灯されるようになっている。
【００２５】
リフレクタ２６２ｂは例えば白色の合成樹脂により枠状に形成されて各ＬＥＤチップ２６２ａを囲んで光源基板２６１に接着剤により取付けられている。このリフレクタ２６２ｂの内周面は、光源基板２６１から離れるに従って次第に大径となるテーパ面で形成されている。
【００２６】
封止部材２６２ｃは例えば透光性樹脂具体的には透明シリコーン樹脂製であり、この封止部材２６２ｃには蛍光体が混ぜられている。封止部材２６２ｃはリフレクタ２６２ｂ内に充填されてＬＥＤチップ２６２ａを埋めた状態に封止している。この封止部材２６２ｃに混入された蛍光体には、ＬＥＤチップ２６２ａが発した青色の光によって励起されて、所定波長の光を放射する蛍光体、例えば、青色の光に対して補色の関係にある黄色の光を主として放射する蛍光体が用いられている。したがって、ＬＥＤチップ２６２ａを点状の一次光源とした各ＬＥＤ素子２６２は、面状の二次光源となる封止部材２６２ｃから白色の光を投射する。
【００２７】
なお、図６は、高効率タイプのＬＥＤ素子について述べたが、この高効率タイプのＬＥＤ素子に対し、高演色性タイプのＬＥＤ素子は、基本的な構成は共通であるが、高効率タイプの蛍光体に加えて赤色の蛍光体粉末を混ぜた蛍光体を用いている。また、ＬＥＤ素子２６２はリフレクタ２６２ｂを省略したものであっても良い。この場合、封止部材２６２ｃは、光源基板２６１上にポッテングすることによって設けられ、それによって、ＬＥＤチップ２６２ａを埋めて封止できる。
【００２８】
制御部２７は、電源装置全体を制御するもので、電源出力制御部２７１と光出力制御手段を構成する定電流制御部２７２を有している。電源出力制御部２７１は、不図示の参照電圧が記憶されていて、参照電圧と抵抗１９の端子電圧との比較結果に基づいて電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、この電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う第１のインダクタ１４での電磁的エネルギーの蓄積及び放出により電解コンデンサ１７両端に昇圧された出力電圧を発生させる。定電流制御部２７２は、第１の基準値として基準値ＩF１と第２の基準値として基準値ＩF２を選択的に設定可能としていて、選択された基準値ＩF１（又はＩF２）と、抵抗２３より検出される負荷電流との比較結果に基づいて電界効果トランジスタ２１をオンオフ動作させ、ＬＤＥ照明灯２６に流す定電流を決定する。
【００２９】
図４は、定電流制御部２７２の具体的な回路例を示すものである。この場合、定電流制御部２７２は、基準値設定部２７２ａを有している。基準値設定部２７２ａは、直流電源２８の両端に、抵抗２９，３０の直列回路からなる分圧回路と、抵抗３１と３２の直列回路からなる分圧回路が並列接続されている。抵抗２９，３０の接続点には、抵抗３３を介してＮＰＮ型トランジスタ３４のコレクタが接続され、抵抗３１と３２の接続点には、ＮＰＮ型トランジスタ３４のベースが接続され、さらにＰＮＰ型トランジスタ３４のエミッタが抵抗３０と直流電源２８の接続点に接続されている。そして、抵抗３２両端に端子ｔ１、ｔ２が接続されている。これら端子ｔ１、ｔ２は、短絡可能になっていて、端子ｔ１、ｔ２間を開放した状態では、ＰＮＰ型トランジスタ３４がオンし、分圧回路の抵抗２９，３０のうちの抵抗３０に抵抗３３が並列接続され、これら抵抗３０と３３の並列回路の端子電圧が基準値ＩF１として出力され、また、端子ｔ１、ｔ２間を短絡した状態では、ＰＮＰ型トランジスタ３４がオフし、抵抗２９，３０の分圧回路の抵抗３０の端子電圧が基準値ＩF２として出力される。
【００３０】
これら基準値ＩF１及びＩF２の関係は、図５に示すようになっている。図５（ａ）は、高効率タイプのＬＥＤ素子に流れる電流（ＩF）に対する光束（ｌｍ）の関係、同図（ｂ）は、高演色性タイプのＬＥＤ素子に流れる電流（ＩF）に対する光束（ｌｍ）の関係をそれぞれ示すものである。そして、高効率タイプのＬＥＤ素子の場合、基準値ＩF１の設定による定電流制御により、Ａ点に対応する光束ｌ１の光出力が得られるとすると、高演色性タイプのＬＥＤ素子の場合、基準値ＩF２の設定による定電流制御によりＢ点の、高効率タイプのＬＥＤ素子のＡ点での光束ｌｍ１と等しい光束ｌｍ２が発生し、高出力で高演色性の光出力を得られるようにしている。この場合、高効率タイプのＬＥＤ素子に対して基準値ＩF２を設定すると、Ｃ点に対応するさらに高光束ｌｍ３の光出力を得られるようにもしている。
【００３１】
また、基準値ＩF２の設定範囲は、基準値ＩF１により決定される定電流に対し基準値ＩF２により決定される定電流が基準値ＩF１により決定される定電流以上でＬＥＤ素子の許容電流である上限値ＩFｍａｘ以下の範囲に入るように設定する。ここで、上限値ＩFｍａｘは、図６に示すＬＥＤ素子２６２が発光する際にＬＥＤ素子２６２における最も温度特性に弱い個所を基準に決められている。なお、この実施の形態では、基準値ＩF１により決定される定電流を１とした場合、基準値ＩF２では、３０％増しの１．３倍程度の定電流が得られるように設定されている。
【００３２】
図４に戻って、基準値設定部２７２ａには、比較器３６が接続されている。比較器３６は、一方端子に基準値設定部２７２ａで設定された基準値ＩF１又はＩF２が入力され、他方端子に抵抗２３より検出される負荷電流が入力され、これらの比較結果を出力する。スイッチング制御回路３７は、比較器３６の比較結果により電界効果トランジスタ２１のスイッチング駆動を制御する。
【００３３】
制御部２７には、調光信号発生部４１が接続されている。調光信号発生部４１は、外部からの調光操作信号に基づいてデューティ比の異なるＰＷＭ信号を調光深度の異なる調光信号を発生し、この調光操作信号に基づいて制御部２７の基準値設定部２７２ａでの基準値ＩF１（又はＩF２）を可変してＬＤＥ照明灯２６の光出力の調光を行う。
【００３４】
次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。
【００３５】
まず、ＬＤＥ照明灯２６に高効率タイプのＬＥＤ素子を使用する場合、図３に示す基準値設定部２７２ａにおいて、端子ｔ１、ｔ２間を開放したままとする。この場合、抵抗３１と３２の接続点の電圧がＮＰＮ型トランジスタ３４のベースに印加され、ＮＰＮ型トランジスタ３４がオンする。これにより、分圧回路の抵抗２９，３０のうちの抵抗３０に抵抗３３が並列接続され、これら抵抗３０と３３の並列回路の端子電圧が基準値ＩF１として出力される。
【００３６】
この状態で、交流電源１１の交流電力が全波整流回路１２で全波整流され、昇圧チョッパ回路１３に供給される。昇圧チョッパ回路１３では、電界効果トランジスタ１５が抵抗１９の端子電圧と、電源出力制御部２７１に予め用意された参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作し、この電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う第１のインダクタ１４の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード１６を介して電解コンデンサ１７に昇圧された出力電圧を発生する。
【００３７】
昇圧チョッパ回路１３の出力電圧は、降圧チョッパ回路２０に供給される。この場合、制御部２７の定電流制御部２７２では、比較器３６の一方端子に、基準値設定部２７２ａで設定された基準値ＩF１が入力され、他方入力端子に抵抗２３より検出される負荷電流が入力される。比較器３６は、基準値ＩF１と負荷電流の比較結果を出力し、スイッチング制御回路３７は、比較器３６の比較結果に応じた駆動信号により電界効果トランジスタ２１をスイッチング駆動する。
【００３８】
これにより、電界効果トランジスタ２１は、スイッチング制御回路３７により駆動されてオンオフ動作され、ＬＤＥ照明灯２６に流れる電流が、基準値ＩF１で決定される定電流に制御される。また、この電界効果トランジスタ２１のオンオフ動作に伴う第２のインダクタ２４の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ２５両端に降圧された出力電圧（直流出力）を発生し、この出力電圧によりＬＤＥ照明灯２６が点灯される。この場合、ＬＤＥ照明灯２６を構成する高効率タイプのＬＥＤ素子は、図５に示すＡ点に対応する光束ｌｍ１により高効率で点灯される。
【００３９】
次に、ＬＤＥ照明灯２６に高演色性タイプのＬＥＤ素子を使用する場合、図４に示す基準値設定部２７２ａにおいて、端子ｔ１、ｔ２間を短絡する。この場合、ＰＮＰ型トランジスタ３４のベースは接地されオフのままである。これにより、分圧回路の抵抗２９，３０のうちの抵抗３０の端子電圧が基準値ＩF２として出力される。
【００４０】
この場合も昇圧チョッパ回路１３では、電界効果トランジスタ１５が抵抗１９の端子電圧と予め用意される参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作し、この電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う第１のインダクタ１４の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード１６を介して電解コンデンサ１７に昇圧された出力電圧を発生する。
【００４１】
昇圧チョッパ回路１３の出力電圧が降圧チョッパ回路２０に供給されると、制御部２７の定電流制御部２７２では、比較器３６の一方端子に、基準値設定部２７２ａで設定された基準値ＩF２が入力され、他方入力端子に抵抗２３より検出される負荷電流が入力される。比較器３６は、基準値ＩF２と負荷電流の比較結果を出力し、スイッチング制御回路３７は、比較器３６の比較結果に応じた駆動信号により電界効果トランジスタ２１をスイッチング駆動する。
【００４２】
これにより、電界効果トランジスタ２１は、スイッチング制御回路３７により駆動されてオンオフ動作され、ＬＤＥ照明灯２６に流れる電流が、基準値ＩF２で決定される定電流に制御される。また、この電界効果トランジスタ２１のオンオフ動作に伴う第２のインダクタ２４の電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ２５両端に降圧された出力電圧（直流出力）を発生し、この出力電圧によりＬＤＥ照明灯２６が点灯される。この場合、ＬＤＥ照明灯２６を構成する高演色性タイプのＬＥＤ素子は、図５に示すＢ点に対応する光束ｌｍ２（＝ｌｍ１）により高効率で高演色性により点灯される。
【００４３】
なお、ＬＤＥ照明灯２６に高効率タイプのＬＥＤ素子を使用し、図３に示す基準値設定部２７２ａにおいて、端子ｔ１、ｔ２間を短絡して基準値ＩF２を出力させた場合は、このときの比較器３６の基準値ＩF２と負荷電流の比較結果に応じた電界効果トランジスタ２１のオンオフ動作により、ＬＤＥ照明灯２６を構成する高効率タイプのＬＥＤ素子は、図５に示すＣ点に対応する、さらなる高光束ｌｍ３により高効率で点灯される。
【００４４】
したがって、このようにすれば、制御部２７の定電流制御部２７２によりＬＤＥ照明灯２６に流れる定電流を決定する基準値ＩF１と、この基準値ＩF１により決定される定電流より大きな定電流を得られる基準値ＩF２を選択的に設定可能とし、基準値ＩF１を設定することにより高効率タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６に高効率の光出力を得られ、基準値ＩF２を設定することにより高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６に高効率タイプのＬＥＤ素子より得られる光束と同等な光束を得られる高効率で高演色性の光出力を得られるようにした。これにより、高演色性タイプのＬＥＤ素子を用いたＬＤＥ照明灯２６の場合にも基準値ＩF２を選択することで、光出力の高い高演色性の照明器具を簡単に得ることができ、高効率の照明器具及び高演色の照明器具とともに、照明器具のラインナップを拡大することができる。
【００４５】
また、定電流制御部２７２は、ＬＤＥ照明灯２６に流す電流値を決定する基準値ＩF１と基準値ＩF２のうち、基準値ＩF２を、基準値ＩF１により決定される電流値以上で、且つＬＤＥ照明灯２６のＬＥＤ素子の許容電流以下の範囲で設定しているので、高演色性と高効率とを同種のチップ及び蛍光体の構成が若干異なるタイプのＬＥＤ素子を用いて実施しても各ＬＥＤ素子が熱による不具合を生じることがなく、複数のバリエーションを実現しやすくなる。
【００４６】
さらに、高演色性の照明器具を得るのに、高効率タイプのＬＥＤ素子を用いた照明器具と電源装置の基本的構成を共通にできるので、光出力の高い高演色性の照明器具を実現するための特別な電源装置を用意する必要がなくなり経済的に有利にできる。
【００４７】
さらに、高効率タイプのＬＥＤ素子を用いた照明器具に対して、定電流制御部２７２により基準値ＩF２を選択することにより、さらに高光束の照明器具を得ることができるので、照明器具のラインナップを、さらに広げることもできる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、制御部２７は、アナログ回路の例を述べたが、マイコンやデジタル処理を用いた制御方式を採用したものを用いることができる。また、高演色タイプのＬＥＤ素子を用いた照明器具の光出力を増加させるには、ＬＤＥ照明灯２６を構成する複数の高演色タイプのＬＥＤ素子の個数を増加させてもよい。このようにしても、高効率で高演色性の照明器具を実現できる。さらに、上述した実施の形態では、光出力制御手段に、定電流制御手段を用いる例を述べたが、光出力制御手段としては、機械式スイッチによる切換や、電気部品の乗数設定の変更などにより半導体発光素子に供給する電流量を増加させるようにしたものを用いることもできる。 さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【符号の説明】
【００４９】
１…器具本体、２…光源部、３…電源室
１１…交流電源、１２…全波整流回路
１３…昇圧チョッパ回路、１４…第１のインダクタ
１５…電界効果トランジスタ、２０…降圧チョッパ回路
２１…電界効果トランジスタ、２４…第２のインダクタ
２６…ＬＤＥ照明灯、２７…制御部、２７１…電源出力制御部
２７２…定電流制御部、２７２ａ…基準値設定部、３６…比較器
３７…スイッチング制御回路、４１…調光信号発生部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流出力を生成する直流出力生成手段と、
前記直流出力生成手段より生成される直流出力により点灯される高効率タイプ又は高演色性タイプの半導体発光素子と、
前記半導体発光素子のうち、高演色性タイプの半導体発光素子の場合は、高効率タイプの半導体発光素子と比べて供給する電流量が増加するように制御する光出力制御手段と、
を具備したことを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記光出力制御手段は、前記半導体発光素子に対し一定電流を流すように制御する定電流制御手段を有し、前記定電流制御手段は、前記半導体発光素子に流す定電流値を決定する第１の基準値と第２の基準値を有し、
前記第１の基準値により決定される電流値に対し前記第２の基準値により決定される電流値を、前記第１の基準値により決定される電流値以上で、且つ前記半導体発光素子の許容電流以下の範囲で設定することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項１】
直流出力を生成する直流出力生成手段と、
前記直流出力生成手段より生成される直流出力により点灯される高効率タイプ又は高演色性タイプの半導体発光素子と、
前記半導体発光素子のうち、高演色性タイプの半導体発光素子の場合は、高効率タイプの半導体発光素子と比べて供給する電流量が増加するように制御する光出力制御手段と、
を具備したことを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記光出力制御手段は、前記半導体発光素子に対し一定電流を流すように制御する定電流制御手段を有し、前記定電流制御手段は、前記半導体発光素子に流す定電流値を決定する第１の基準値と第２の基準値を有し、
前記第１の基準値により決定される電流値に対し前記第２の基準値により決定される電流値を、前記第１の基準値により決定される電流値以上で、且つ前記半導体発光素子の許容電流以下の範囲で設定することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１９８７９１（Ｐ２０１０−１９８７９１Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３９７４８（Ｐ２００９−３９７４８）
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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