JP6145788B2 - 照明用光源及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を含む照明用光源及び当該照明用光源を備えた照明装置に関する。

近年、白熱電球の代替品として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの半導体発光素子を有する発光モジュールを利用した照明装置が普及しつつある。一般に、ＬＥＤチップに流れる電流の大きさを変化させても、ＬＥＤチップの発光色は変化しない。これは、ＬＥＤチップの発光色はＬＥＤチップを構成する半導体材料のバンドギャップに依存し、電流の大きさに依存しないためである。

これに対して、特許文献１では、ＬＥＤを用いても発光色を変化できるＬＥＤモジュールが提案されている。

図９は、特許文献１に記載された従来のＬＥＤモジュールの回路図である。同図に示されるように、ＬＥＤモジュール９００において、赤色ＬＥＤ９２１ａ、９２１ｂ、９２１ｃ、・・・、９２１ｄ、９２１ｅ及び９２１ｆが直列に接続された赤色ＬＥＤアレイ９２１と、白色ＬＥＤ９２２ａ、９２２ｂ、・・・、９２２ｃ、９２２ｄが直列に接続された白色ＬＥＤアレイ９２２とが並列に接続されている。なお、白色ＬＥＤアレイ９２２には、バイポーラトランジスタ９２４及び抵抗素子９２６が直列に接続されている。バイポーラトランジスタ９２４のベース端子は、抵抗素子９２５を介して可変電圧源９２７に接続されている。また、バイポーラトランジスタ９２４のコレクタ端子は、白色ＬＥＤ９２２ｄのカソード端子に接続され、エミッタ端子は、抵抗素子９２６に接続されている。

ＬＥＤモジュール９００は、可変電流源９３３に接続されている。交流電源９３１から供給された交流電力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ９３２で交直変換され、可変電流源９３３に供給される。従って、ＬＥＤモジュール９００には、可変電流源９３３から電流が供給される。

ＬＥＤモジュール９００では、バイポーラトランジスタ９２４のベースエミッタ間の電圧を変化させることでベース電流を変化できる。ここで、バイポーラトランジスタ９２４のベース電流が大きくなるほど、コレクタ電流が大きくなり、白色ＬＥＤアレイ９２２に流れる電流は大きくなる。可変電流源９３３から供給される電流のうち、白色ＬＥＤアレイ９２２に流れる電流を大きくすると、赤色ＬＥＤアレイ９２１に流れる電流が相対的に小さくなり、ＬＥＤモジュール９００の発光色が白色へと近づく。一方、白色ＬＥＤアレイ９２２に流れる電流を小さくすると、赤色ＬＥＤアレイ９２１に流れる電流が相対的に大きくなり、ＬＥＤモジュール９００の発光色がオレンジ色へと近づく。

特開２００９−０９７８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたＬＥＤモジュールは、調光に伴ってＬＥＤモジュール９００の発光色を変化させるための構成となっており、明るさ及び消費電力を変化させずに光色などの発光特性を切り替えることは不可能である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発光特性を切り替えるための回路部品点数を最小化し、かつ、明るさ及び消費電力を変化させずに発光特性を切り替えることが可能な照明用光源及び照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明用光源の一態様は、直列に接続された複数の第１発光素子で構成され、第１アノード端子と第１カソード端子とを有する第１発光部と、直列に接続された複数の第２発光素子で構成され、第２アノード端子と第２カソード端子とを有し、前記第１発光部と異なる発光特性を有する第２発光部と、前記第１アノード端子と前記第２アノード端子との間、または、前記第１カソード端子と前記第２カソード端子との間に直列接続された第１スイッチ素子と、負極側出力端子が前記第１カソード端子と前記第２カソード端子または前記第２カソード端子に接続された前記第１スイッチ素子とに接続され、正極側出力端子が前記第１アノード端子と前記第２アノード端子または前記第２アノード端子に接続された前記第１スイッチ素子とに接続され、前記第１スイッチ素子の導通及び非導通の切り替え前後において前記第１発光部及び前記第２発光部へ供給される電力の合算値を変化させずに前記第１発光部及び前記第２発光部へ向けて電力を出力する定電力出力回路とを備え、前記第１発光素子の直列接続数だけ前記第１発光素子の順方向電圧が加算された電圧値である第１順方向加算電圧と、前記第２発光素子の直列接続数だけ前記第２発光素子の順方向電圧が加算された電圧値である第２順方向加算電圧とは異なることを特徴とする。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記第１発光部の発光色は、前記第２発光部の発光色と異なるとしてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記第１発光部の配光特性は、前記第２発光部の配光特性と異なるとしてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記第１発光素子の順方向電圧と前記第２発光素子の順方向電圧とは等しく、前記第１発光素子の直列接続数と前記第２発光素子の直列接続数とは異なるとしてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記第１順方向加算電圧は、前記第２順方向加算電圧よりも大きく、前記第１発光部へ電流が流れる経路である第１電流径路は、前記第１スイッチ素子を通らない経路であり、前記第２発光部へ電流が流れる経路である第２電流径路は、前記第１スイッチ素子を通る経路であり、前記第１スイッチ素子が非導通状態の場合、前記定電力出力回路から前記第１発光部及び前記第２発光部のうち前記第１発光部のみに電力が供給され、前記第１スイッチ素子が導通状態の場合、前記定電力出力回路から前記第２発光部に主電力が供給されるとしてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記第１順方向加算電圧と前記第２順方向加算電圧との電圧差は、４Ｖ以上であり、前記第１スイッチ素子が導通状態の場合、前記定電力出力回路から前記第１発光部及び前記第２発光部のうち前記第２発光部のみに電力が供給されるとしてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記第１順方向加算電圧と前記第２順方向加算電圧との電圧差は、２Ｖ以上４Ｖ未満であり、前記第１スイッチ素子が導通状態の場合、前記定電力出力回路から前記第２発光部に主電力が供給され、前記第１発光部に前記主電力よりも小さい電力が供給されるとしてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記定電力出力回路は、前記第１発光部と並列接続され、かつ、前記第２発光部及び前記第１スイッチ素子の直列接続部と並列接続されたインダクタと、正極側入力端子と負極側入力端子との間に前記インダクタと直列接続された第２スイッチ素子と、前記第２スイッチ素子の導通及び非導通を制御する発振制御部とを備え、前記第２スイッチ素子が導通状態の場合、電源から前記インダクタに電流が流れることにより前記インダクタが充電され、前記第２スイッチ素子が非導通状態の場合、前記充電により前記インダクタに蓄えられた磁気エネルギーを、前記第１発光部または前記第２発光部へ放出するとしてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記第１発光部の発光色は電球色であり、前記第２発光部の発光色は昼白色であるとしてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記記載の照明用光源のいずれかを備えることを特徴とする。

本発明に係る照明用光源及び照明装置によれば、順方向加算電圧の異なる複数のＬＥＤ群と定電力出力回路とを備え、当該複数のＬＥＤ群の駆動を切り替えるための回路素子数が最小化されているので、回路部品点数を低減しつつ、明るさ及び消費電力を変化させずに発光特性を切り替えることが可能となる。

実施の形態１に係るＬＥＤランプを含む照明装置の断面図である。 実施の形態１に係るＬＥＤモジュールの斜視図である。 実施の形態１に係るＬＥＤランプのブロック構成図である。 実施の形態１に係るＬＥＤランプのＦＥＴスイッチがオン状態の場合の電流径路を示す状態遷移図である。 実施の形態１に係るＬＥＤランプのＦＥＴスイッチがオフ状態の場合の電流径路を示す状態遷移図である。 実施の形態１に係るＬＥＤランプを含む回路構成図である。 実施の形態１の変形例に係るＬＥＤランプを含む回路構成図である。 実施の形態２に係るＬＥＤランプの斜視図である。 実施の形態２に係るＬＥＤモジュールにおける部品配置レイアウト図の一例である。 実施の形態２に係るＬＥＤモジュールの光路を表す断面概略図である。 特許文献１に記載された従来のＬＥＤモジュールの回路図である。 光色切り替えが可能な従来の照明用光源の構成を表す図である。

（本発明の基礎となった知見）
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した従来のＬＥＤランプに関し、以下の問題が生じることを見出した。

特許文献１に記載されたＬＥＤモジュールは、調光に伴ってＬＥＤモジュール９００の発光色を変化させるための構成となっており、明るさ及び消費電力を変化させずに光色のみを切り替えることは不可能である。これに対して、調光を伴わずに光色を切り替える照明用光源として、図１０に示されるような照明用光源の構成が挙げられる。

図１０は、光色切り替えが可能な従来の照明用光源の構成を表す図である。同図に記載された従来の照明用光源は、ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａと、ＦＥＴスイッチＳＷ５１及びＳＷ５２と、定電流出力回路５２０と、選択制御回路５３０とを備える。ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａは、それぞれ、ＬＥＤが直列接続されたアレイであり、ＬＥＤアレイ５１１ＡとＬＥＤアレイ５２１Ａとは、光色が異なっている。定電流出力回路５２０は、例えばバックコンバータであり、選択制御回路５３０により定電流が流れる経路が切り替えられることにより、ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａのいずれかに定電流を流す。上記構成において、光色を切り替えるため、つまり、ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａの一方から他方へと電流径路を切り替えるには、ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａのそれぞれの配線ラインに設けられたＦＥＴスイッチＳＷ５１及びＳＷ５２のオンオフを排他的に切り替えなければならない。

しかしながら、定電流出力回路５２０を用いた上記構成において光色を切り替える場合には以下のような問題が発生する。ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａの光色を異ならせる方法として、一般的には、ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａのチップの仕様は同じで、当該チップ上に配置された蛍光体を異ならせることで光色を変化させる。この場合には、ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａチップ数が同じ、かつ、一定電流を流しても、蛍光体の効率の違いにより、電流径路の切り替え時に明るさが変化するという問題が生じる。また、明るさの変動を解消すべく、ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａチップ数を異ならせると、ＬＥＤアレイ５１１Ａ及び５２１Ａの電流は同じでも発生電圧が異なる。この構成で定電流出力回路５２０から定電流を流すと、消費電力が異なるという問題が生じる。

このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る照明用光源は、直列に接続された複数の第１発光素子で構成され、第１アノード端子と第１カソード端子とを有する第１発光部と、直列に接続された複数の第２発光素子で構成され、第２アノード端子と第２カソード端子とを有し、前記第１発光部と異なる発光特性を有する第２発光部と、前記第１アノード端子と前記第２アノード端子との間、または、前記第１カソード端子と前記第２カソード端子との間に直列接続された第１スイッチ素子と、負極側出力端子が前記第１カソード端子と前記第２カソード端子または前記第２カソード端子に接続された前記第１スイッチ素子とに接続され、正極側出力端子が前記第１アノード端子と前記第２アノード端子または前記第２アノード端子に接続された前記第１スイッチ素子とに接続され、前記第１スイッチ素子の導通及び非導通の切り替え前後において前記第１発光部及び前記第２発光部へ供給される電力の合算値を変化させずに前記第１発光部及び前記第２発光部へ向けて電力を出力する定電力出力回路とを備え、前記第１発光素子の直列接続数だけ前記第１発光素子の順方向電圧が加算された電圧値である第１順方向加算電圧と、前記第２発光素子の直列接続数だけ前記第２発光素子の順方向電圧が加算された電圧値である第２順方向加算電圧とは異なることを特徴とする。

本態様によれば、トータル順方向電圧の異なる複数のＬＥＤ群と定電力出力回路とを備え、当該複数のＬＥＤ群の駆動を切り替えるための回路素子はスイッチ素子一つのみなので、回路部品点数を低減しつつ、明るさ及び消費電力を変化させずに発光特性を切り替えることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態に係る照明用光源及び照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

（実施の形態１）
［照明装置の構成］
図１Ａは、実施の形態１に係るＬＥＤランプを含む照明装置の断面図である。同図に示されるように、ＬＥＤランプ２１０は、照明装置１に取り付けられる。ＬＥＤランプ２１０は、グローブ２１１と、外部ケース２１２と、口金２１３とで構成され、ＬＥＤモジュール１０（図１Ａに図示せず）を内蔵した照明用光源である。さらに、外部ケース２１２及び口金２１３の内部には、外部信号に応じてスイッチ素子を切り替える選択制御回路及び定電力をＬＥＤモジュール１０に供給する定電力出力回路（図１Ａに図示せず）が配置されている。この構成により、外部信号により選択されたＬＥＤアレイに定電力が供給され、ＬＥＤランプ２１０は、選択されたＬＥＤアレイの光色にて発光する。

照明装置１は、ＬＥＤランプ２１０と、ＬＥＤランプ２１０と電気的に接続され且つＬＥＤランプ２１０を保持するソケット２２０と、ＬＥＤランプ２１０から発せられた光を所定方向に反射させる椀状の反射板２３０とを備える。実施の形態１に係る照明装置１としては、いわゆる、ダウンライト用照明器具を例示している。

照明装置１は、接続部２４０を介して外部交流電源と接続される。反射板２３０は、天井２５０の開口の周部下面に当接する形で天井２５０に取り付けられている。反射板２３０の上部に配置されたソケット２２０は、天井２５０の裏側に位置する。

なお、図１Ａに示される照明装置１の構造は単なる一例であり、前述のダウンライト用照明器具に限定されるものでない。

［ＬＥＤモジュールの構成］
図１Ｂは、実施の形態１に係るＬＥＤモジュールの斜視図である。同図に示されるように、ＬＥＤモジュール１０は、実装基板１０１と、ＬＥＤアレイ１１１Ａと、ＬＥＤアレイ１１１Ａとは光色が異なるＬＥＤアレイ１２１Ａと、ＦＥＴスイッチＳＷ２とを備えた発光モジュールである。ＬＥＤアレイ１１１Ａは、直列に接続されたＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型の複数のＬＥＤ素子１１１で構成され、ＬＥＤアレイ１２１Ａは、直列に接続されたＳＭＤ型の複数のＬＥＤ素子１２１で構成されている。ＬＥＤ素子１１１は、例えば、樹脂製のパッケージ（容器）と、当該パッケージの凹部の中に実装された順方向電圧Ｖｆが３ＶのＬＥＤチップと、当該凹部内に封入された赤色蛍光体を含む封止部材とで構成された、電球色で発光する第１発光素子である。また、ＬＥＤ素子１２１は、例えば、樹脂製のパッケージと、当該パッケージの凹部の中に実装された順方向電圧Ｖｆが３ＶのＬＥＤチップと、当該凹部内に封入された白色蛍光体を含む封止部材とで構成された、昼光色で発光する第２発光素子である。なお、封止部材は、例えば、シリコーン樹脂のような透光性材料と蛍光体とからなる。

ここで、ＬＥＤ素子１１１の直列接続数だけ順方向電圧Ｖｆが加算された電圧値である第１順方向加算電圧と、ＬＥＤ素子１２１の直列接続数だけ順方向電圧Ｖｆが加算された電圧値である第２順方向加算電圧とは異なる。図１Ｂでは、ＬＥＤ素子１１１の順方向電圧とＬＥＤ素子１２１の順方向電圧とは等しく、ＬＥＤ素子１１１の直列接続数（５個）とＬＥＤ素子１２１の直列接続数（４個）とは異なる。つまり、ＬＥＤアレイの順方向加算電圧が異なり、それぞれのＬＥＤアレイを流れる場合の電圧降下量が異なる。これにより、ＬＥＤアレイを流れる電流径路のうち、電圧降下量の小さい電流径路に選択的に電流を流すことが可能となる。

さらに、第１順方向加算電圧は第２順方向加算電圧よりも大きく、ＬＥＤアレイ１１１Ａを通る第１電流径路は、ＦＥＴスイッチＳＷ２を通らない経路であり、ＬＥＤアレイ１２１Ａを通る第２電流径路は、ＦＥＴスイッチＳＷ２を通る経路である。この構成により、ＦＥＴスイッチＳＷ２が非導通状態の場合、定電力出力回路２０からＬＥＤアレイ１１１Ａにのみ電力が供給され、ＦＥＴスイッチＳＷ２が導通状態の場合、定電力出力回路２０からＬＥＤアレイ１２１Ａに電力が供給される。

なお、図１Ｂでは、ＬＥＤ素子１１１を５個、及び、ＬＥＤ素子１２１を４個としているが、ＬＥＤ素子の個数はこれに限らない。ＬＥＤアレイ１１１Ａ及びＬＥＤアレイ１２１Ａの構成の差異として、互いの発光色が異なり、かつ、ＬＥＤ１個あたりの順方向電圧Ｖｆが直列加算された電圧である順方向加算電圧（以下、トータルＶｆと記す場合がある）の差が、略ＬＥＤ１個分の順方向電圧Ｖｆ、例えば、２．５Ｖ程度以上であればよい。これについては、図３Ａ及び図３Ｂを用いて後述する。

実装基板１０１には、ＬＥＤ素子１１１及びＬＥＤ素子１２１に配線を接続できるような、配線パターン１０５が形成されている。また、実装基板１０１には、貫通孔１０２〜１０４が形成されている。ＬＥＤ素子１１１及びＬＥＤ素子１２１等に接続された配線は、貫通孔１０２〜１０４と接続され、ＬＥＤランプ２１０の外部ケース２１２及び口金２１３の内部に設けられた駆動回路に接続される。なお、貫通孔１０２〜１０４において、配線を半田付けすることで、配線と実装基板１０１とが固定される。

なお、実装基板１０１の形状は、図１Ｂに示されるような四角形状に限定されない。実装されるＬＥＤランプ２１０の形状に合わせて、例えば、実施の形態２に示されるような円形または楕円形であってもよい。また、ＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａの配置も、図１Ｂに示されるような直線状配置に限定されない。実装されるＬＥＤランプ２１０の形状に合わせて、例えば、実施の形態２に示されるような円形配置または楕円形配置であってもよいし、また、ＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａにおける電気的な上記接続形態を維持しつつＬＥＤ素子１１１とＬＥＤ素子１２１とが交互配置されるような形態であってもよい。

［ＬＥＤランプの構成］
図２は、実施の形態１に係るＬＥＤランプのブロック構成図である。同図に示されるように、ＬＥＤランプ２１０は、ＬＥＤモジュール１０と、定電力出力回路２０と、選択制御回路３０とを備える。また、ＬＥＤモジュール１０には、図１Ｂで示されたように、ＬＥＤアレイ１１１Ａと、ＬＥＤアレイ１２１Ａと、ＦＥＴスイッチＳＷ２とが配置されている。

図１Ｂで示されたように、ＬＥＤアレイ１１１Ａは、直列に接続された複数のＬＥＤ素子１１１で構成され、アノード側である第１アノード端子とカソード側である第１カソード端子とを有する第１発光部である。ＬＥＤアレイ１２１Ａは、直列に接続された複数のＬＥＤ素子１２１で構成され、アノード側である第２アノード端子とカソード側である第２カソード端子とを有し、第１発光部と異なる光色で発光する第２発光部である。また、ＬＥＤアレイ１１１Ａのカソード端子とＬＥＤアレイ１２１Ａのカソード端子とが接続され、ＬＥＤアレイ１１１Ａのアノード端子とＬＥＤアレイ１２１Ａのアノード端子とが、ＦＥＴスイッチＳＷ２を介して接続されている。なお、図１Ｂでは、ＬＥＤ素子１１１とＬＥＤ素子１２１とは、例えば、双方とも順方向電圧Ｖｆが等しいＬＥＤチップを有しているとしたが、これに限られない。ＬＥＤ素子１１１とＬＥＤ素子１２１とは、双方とも順方向電圧Ｖｆが等しいＬＥＤチップを有している必要はなく、アレイとしての光色が異なり、かつ、アレイ全体のトータルＶｆが異なればよい。

本実施の形態において、例えば、ＬＥＤ素子１１１は、順方向電圧Ｖｆが３ＶであるＬＥＤチップと赤色蛍光体を含む封止体とで構成された、電球色で発光する第１発光素子である。また、ＬＥＤ素子１２１は、順方向電圧Ｖｆが３ＶであるＬＥＤチップと、白色蛍光体を含む封止体とで構成された、昼光色で発光する第２発光素子である。ここで、ＬＥＤアレイ１１１Ａが１６個のＬＥＤ素子１１１が直列接続された構成であるとすると、トータルＶｆは、４８Ｖ（＝３Ｖ×１６個）である。また、ＬＥＤアレイ１２１Ａが１４個のＬＥＤ素子１２１が直列接続された構成であるとすると、トータルＶｆは、４２Ｖ（＝３Ｖ×１４個）である。

ＦＥＴスイッチＳＷ２は、ソース端子及びドレイン端子が第１アノード端子と第２アノード端子との間との間に接続され、第１発光部へ電流が流れる経路である第１電流径路と第２発光部へ電流が流れる経路である第２電流径路とを切り替える第１スイッチ素子である。つまり、ＦＥＴスイッチＳＷ２は、定電力出力回路２０からＬＥＤアレイ１１１Ａを流れる第１電流径路、及び、定電力出力回路２０からＬＥＤアレイ１２１Ａを流れる第２電流径路のうち、トータルＶｆの小さい方の第２電流径路上にソース端子及びドレイン端子が直列接続されている。また、ＦＥＴスイッチＳＷ２のゲート端子には、選択制御回路３０からの選択制御信号が印加される。

選択制御回路３０は、外部信号を受け、当該外部信号に基づいて選択制御信号及び電力制御信号を、それぞれ、ＦＥＴスイッチＳＷ２及び定電力出力回路２０へ出力する。

ＦＥＴスイッチＳＷ２は、ゲート端子に入力された選択制御信号によりオンオフを切り替えるｐ型のＦＥＴである。この切り替え動作により、定電力出力回路２０からＬＥＤアレイ１１１ＡまたはＬＥＤアレイ１２１Ａへ一定電力が供給される。

定電力出力回路２０は、一定の電力制御信号のもとでは、ＦＥＴスイッチＳＷ２のオンオフ動作によりＬＥＤモジュール１０に供給する電力量を変化させない。つまり、定電力出力回路２０は、ＦＥＴスイッチＳＷ２の導通及び非導通の切り替え前に電流が流れているＬＥＤアレイ１１１Ａ及びＬＥＤアレイ１２１Ａの一方と、当該切り替え後に電流が流れているＬＥＤアレイ１１１Ａ及びＬＥＤアレイ１２１Ａの他方とに対して、同じ電力値を出力する。一方、定電力出力回路２０は、選択制御回路３０からの電力制御信号により、ＬＥＤモジュール１０に供給する電力量を、例えば、ＰＷＭ方式に基づいたデューティー調整により制御する。

つまり、ＬＥＤランプ２１０は、光色の切り替えに対して明るさ及び電力量を変化させず一定とすることが可能である。加えて、ＬＥＤランプ２１０は、外部（調光）信号に応じて明るさ及び電力量を変化させる機能も有する。

なお、本実施の形態では、２つのＬＥＤアレイが並列接続された構成を例示したが、３つ以上のＬＥＤアレイが並列接続された構成であってもよい。例えば、ｎ個のＬＥＤアレイが並列接続された構成の場合、それぞれのＬＥＤアレイのトータルＶｆが異なり、隣接するＬＥＤアレイのアノード端子間に、ＦＥＴスイッチが直列挿入されていればよい。但し、ｎ個のＬＥＤアレイのうちトータルＶｆが最大であるＬＥＤアレイを通る電流径路にはＦＥＴスイッチが配置されない。つまり、ｎ個のＬＥＤアレイが並列接続された構成の場合、ＦＥＴスイッチは（ｎ−１）個必要となる。

以下、ＦＥＴスイッチＳＷ２のオンオフ動作と電流径路との関係について図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。

図３Ａは、実施の形態１に係るＬＥＤランプのＦＥＴスイッチがオン状態の場合の電流径路を示す状態遷移図であり、図３Ｂは、実施の形態１に係るＬＥＤランプのＦＥＴスイッチがオフ状態の場合の電流径路を示す状態遷移図である。ここで、上述したように、ＬＥＤアレイ１１１ＡのトータルＶｆは４８Ｖであり、ＬＥＤアレイ１２１ＡのトータルＶｆは４２Ｖであり、順方向加算電圧の差は６Ｖである。

上記構成において、まず、選択制御信号によりＦＥＴスイッチＳＷ２がオン状態である場合、定電力出力回路２０から供給される電流は、トータルＶｆの小さいＬＥＤアレイ１２１Ａを通る電流径路を流れ、昼光色で発光する。つまり、両ＬＥＤアレイのトータルＶｆの差は４Ｖ以上であり、ＦＥＴスイッチＳＷ２が導通状態の場合、定電力出力回路２０からＬＥＤアレイ１２１Ａのみに電力が供給される。

これに対して、選択制御信号によりＦＥＴスイッチＳＷ２がオフ状態である場合、ＬＥＤアレイ１２１Ａを通る電流径路は遮断され、定電力出力回路２０から供給される電流は、ＬＥＤアレイ１１１Ａを通る電流径路を流れ、電球色で発光する。

ここで、例えば、ＬＥＤアレイ１２１Ａの蛍光体の発光効率が高く、ＬＥＤアレイ１１１Ａの蛍光体の発光効率が低い。ＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａの双方を定電力回路２０に接続して両アレイを同じ照度で駆動するには、発光効率の悪いＬＥＤアレイ１１１ＡのＬＥＤ素子数量を増やすなどして両アレイを構成するＬＥＤ素子の直列接続数を調整する。これにより、ＬＥＤアレイ１１１Ａ及びＬＥＤアレイ１２１Ａの照度が同じ状態で、光色を切り替えることが可能となる。

上記２つの電流径路を流れる場合、電力制御信号が一定である状況では、ＦＥＴスイッチＳＷ２による電流径路の切り替えがあった場合であっても、定電力出力回路２０は、同じ電力値をＬＥＤアレイ１１１Ａ及びＬＥＤアレイ１２１Ａへ供給することが可能となる。

また、ＬＥＤアレイの電流径路を切り替える回路素子はＦＥＴスイッチＳＷ２一つのみなので、回路部品点数を低減しつつ、明るさ及び消費電力を変化させずに光色を切り替えることが可能となる。

なお、図３Ａの状態遷移において、ＬＥＤアレイ１２１ＡのトータルＶｆに対して、ＬＥＤアレイ１１１ＡのトータルＶｆが４Ｖ以上大きい場合、ＬＥＤアレイを流れる電流を、完全にＬＥＤアレイ１２１Ａに流すことが可能となる。

これに対して、ＬＥＤアレイ１２１Ａの順方向加算電圧に対して、ＬＥＤアレイ１１１Ａの順方向加算電圧が２Ｖ以上〜４Ｖ未満だけ大きい場合、ＬＥＤアレイ１２１Ａに流れる電流を支配的としつつ、ＬＥＤアレイ１１１Ａにも微小な電流が流れるので、発光色を混色させて調色することも可能となる。つまり、ＦＥＴスイッチＳＷ２が導通状態の場合、定電力出力回路２０からＬＥＤアレイ１２１Ａに主電力が供給され、ＬＥＤアレイ１１１Ａに当該主電力よりも小さい電力が供給される。このとき、定電力出力回路２０は、ＦＥＴスイッチＳＷ２の導通及び非導通の切り替え前後において、ＬＥＤアレイ１１１Ａ及びＬＥＤアレイ１２１Ａへ供給される電力の合算値を変化させずにＬＥＤアレイ１１１Ａ及びＬＥＤアレイ１２１Ａへ向けて電力を出力する。

［ＬＥＤランプの回路構成］
次に、ＬＥＤランプ２１０の回路構成、特に、定電力出力回路２０の回路構成について図４を用いて説明する。

図４は、実施の形態１に係るＬＥＤランプを含む駆動回路の構成図である。同図には、ＬＥＤモジュール１０、定電力出力回路２０、選択制御回路３０、整流回路４０、フィルタ回路５０、及び交流電源６０が示されている。定電力出力回路２０と、選択制御回路３０と、整流回路４０と、フィルタ回路５０とは、ＬＥＤモジュール１０を駆動する駆動回路を構成し、ＬＥＤランプ２１０は、当該駆動回路と、ＬＥＤモジュール１０とを備える。

交流電源６０は、例えば、電圧実効値１００Ｖの交流を出力するものである。

整流回路４０は、例えば、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４で構成されたダイオードブリッジからなる整流回路である。

フィルタ回路５０は、整流回路４０によって整流された電流を電解コンデンサＣ１により平滑化し、かつ、所定の周波数にフィルタリングする。

定電力出力回路２０は、トランスＬ２の１次側コイルがＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａと並列接続され、ＦＥＴスイッチＳＷ１がトランスＬ２の１次側コイルと直列接続されたバックブースト回路を構成している。整流回路４０及びフィルタ回路５０を介して定電力出力回路２０に供給された電流は、磁気エネルギーとしてトランスＬ２に蓄えられる。また、定電力出力回路２０は、トランスＬ２に蓄えられた磁気エネルギーを、所定のタイミングでＬＥＤモジュール１０へ放出する。

選択制御回路３０は、マイコンＭＣ１と、ＦＥＴスイッチＳＷ３及びＳＷ４とを備える。例えば、ＬＥＤアレイ１２１Ａを発光させるための外部信号がマイコンＭＣ１に入力されると、マイコンＭＣ１は、ＦＥＴスイッチＳＷ３をオン状態にする選択制御信号をＦＥＴスイッチＳＷ３のゲートに出力する。これにより、ＦＥＴスイッチＳＷ３がオン状態となり、ｐ型のＦＥＴスイッチＳＷ２のゲート電圧がプルダウンされＦＥＴスイッチＳＷ２がオン状態となる。これにより、ＬＥＤモジュール１０に供給される電流は、ＬＥＤアレイ１２１Ａを通る電流径路を選択的に流れる。一方、ＬＥＤアレイ１１１Ａを発光させるための外部信号がマイコンＭＣ１に入力されると、マイコンＭＣ１は、ＦＥＴスイッチＳＷ３をオフ状態にする選択制御信号をＦＥＴスイッチＳＷ３のゲートに出力する。これにより、ＦＥＴスイッチＳＷ３がオフ状態となり、ｐ型のＦＥＴスイッチＳＷ２のゲート電圧がハイレベルとなりＦＥＴスイッチＳＷ２がオフ状態となる。これにより、ＬＥＤモジュール１０に供給される電流は、ＬＥＤアレイ１１１Ａを通る電流径路を選択的に流れる。

これに加え、例えば、ＬＥＤモジュール１０の明るさ（照度）を変更するための外部信号がマイコンＭＣ１に入力されると、マイコンＭＣ１はＦＥＴスイッチＳＷ４のオンオフ動作を制御する信号をＦＥＴスイッチＳＷ４のゲートに出力する。これにより、ＦＥＴスイッチＳＷ４が所定の周期でオンオフすることにより、ＦＥＴスイッチＳＷ１の発振周波数を制御するための出力制御信号が発振制御部２１のＩＣ１へと供給される。

つまり、ＦＥＴスイッチＳＷ３は、発光色を切り替えるためのスイッチ素子であり、ＦＥＴスイッチＳＷ４は、照度を切り替えるためのスイッチ素子である。

［定電力出力回路の構成及び動作］
定電力出力回路２０は、トランスＬ２と、ＦＥＴスイッチＳＷ１と、ダイオードＤ６と、抵抗Ｒ９と、発振制御部２１とを備える。発振制御部２１は、ＦＥＴスイッチＳＷ１の導通及び非導通を制御するＩＣ１を有している。以下、各構成要素の接続関係を説明する。

トランスＬ２の１次側コイルの高電位側端子とＦＥＴスイッチＳＷ１のドレイン端子とが接続されている。また、整流回路４０及びフィルタ回路５０に接続された定電力出力回路２０の正極側入力端子とトランスＬ２の１次側コイルの低電位側端子（定電力出力回路２０の負極側出力端子）とが接続されている。また、ＦＥＴスイッチＳＷ１のソース端子と整流回路４０及びフィルタ回路５０に接続された定電力出力回路２０の負極側入力端子とが抵抗Ｒ１１を介して接続されている。また、ＦＥＴスイッチＳＷ１のソース端子とＩＣ１のＩＳＥＮＳＥ端子との間には、抵抗Ｒ９が直列挿入されている。また、トランスＬ２の２次側コイルからは、抵抗Ｒ７及びダイオードＤ５を経てＩＣ１の電源電圧Ｖｃｃが供給されている。また、トランスＬ２の１次側コイルの高電位側端子とダイオードＤ６のアノード端子とが接続され、ダイオードＤ６のカソード端子（定電力出力回路２０の正極側出力端子）とＬＥＤアレイ１１１Ａのアノード端子とが接続されている。また、トランスＬ２の１次側コイルの低電位側端子とＬＥＤアレイ１１１Ａのカソード端子とが接続されている。なお、本実施の形態において、トランスＬ２のインダクタンスは、例えば、０．８ｍＨである。

つまり、トランスＬ２は、ＬＥＤアレイ１１１Ａと並列接続され、かつ、ＬＥＤアレイ１２１Ａ及びＦＥＴスイッチＳＷ２の直列接続部と並列接続されたインダクタである。また、ＦＥＴスイッチＳＷ１は、定電力出力回路２０の正極側入力端子及び負極側入力端子の間にトランスＬ２と直列接続された第２スイッチ素子である。定電力出力回路２０の負極側出力端子は、ＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａのカソード端子に接続され、正極側出力端子は、ＬＥＤアレイ１１１Ａのアノード端子とＦＥＴスイッチＳＷ２とに接続され、ＦＥＴスイッチＳＷ２の導通及び非導通の切り替え前後に電流が流れるＬＥＤアレイ１１１Ａ及びＬＥＤアレイ１２１Ａに対して、同じ電力値を出力する。

上記回路構成において、ＦＥＴスイッチＳＷ１及びＳＷ２のスイッチング動作とＬＥＤモジュール１０の発光動作との関係を具体的に説明する。

まず、時刻ｔ０において、ＦＥＴスイッチＳＷ２がオフ状態であるとする。また、ＦＥＴスイッチＳＷ１がオン状態であるとし、整流回路４０及びフィルタ回路５０を介して整流平滑化された電流が、トランスＬ２（１次側）、ＦＥＴスイッチＳＷ１、抵抗Ｒ１１を流れているとする。この間、電源側からの電力供給により、トランスＬ２に蓄えられる磁気エネルギーは増加していく。このとき、ＩＣ１は、抵抗Ｒ９によりトランスＬ２に流れる電流をモニタしている。また、ＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａのカソード側端子が定電力出力回路２０の正極側入力端子（負極側出力端子）に接続されているので、トランスＬ２への上記充電時には、また、ＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａへは、電流は流れない。

次に、時刻ｔ１において、ＩＣ１は、トランスＬ２に流れる電流が所定の電流値に到達すると、ＦＥＴスイッチＳＷ１をオフ状態にする。このとき、電源側からの電力供給は遮断され、トランスＬ２（１次側）→ダイオードＤ６→ＬＥＤアレイ１１１Ａ→トランスＬ２（１次側）の電流径路で、トランスＬ２に蓄えられた磁気エネルギーが放出され、ＬＥＤアレイ１１１Ａが発光する。

次に、時刻ｔ２において、ＩＣ１は、ＦＥＴスイッチＳＷ１をオン状態にする。これにより、電源側からトランスＬ２への電力供給が開始され、トランスＬ２に蓄えられる磁気エネルギーは増加し、ＬＥＤアレイ１１１Ａの発光が停止する。

ＩＣ１は、選択制御回路３０からの電力制御信号に基づいて、ＦＥＴスイッチＳＷ１のオン期間（ｔ０−ｔ１）とオフ期間（ｔ１−ｔ２）との比であるデューティー比を決定し、ＦＥＴスイッチＳＷ１をＰＷＭ制御する。このデューティー比により、ＦＥＴスイッチＳＷ１のオンオフが繰り返されることで、ＬＥＤモジュール１０には一定電力が供給され、所定の照度で発光する。ここで、ＦＥＴスイッチＳＷ２がオフ状態の期間では、トランスＬ２に蓄えられた磁気エネルギーに対応した電力が、ＬＥＤアレイ１１１Ａに供給される。なお、本実施の形態において、ＦＥＴスイッチＳＷ１のスイッチング周波数は、例えば、６６．５ｋＨｚである。

次に、時刻ｔ３において、発光色を切り替えるための外部信号が選択制御回路３０に入力されたとする。このとき、ＦＥＴスイッチＳＷ３はオン状態へと変化し、これにより、ＦＥＴスイッチＳＷ２がオン状態へと変化する。

次に、時刻ｔ４において、ＩＣ１は、トランスＬ２に流れる電流が所定の電流値に到達すると、ＦＥＴスイッチＳＷ１をオフ状態にする。このとき、電源側からの電力供給は遮断され、トランスＬ２（１次側）→ダイオードＤ６→ＬＥＤアレイ１２１Ａ→トランスＬ２（１次側）の電流径路で、トランスＬ２に蓄えられた磁気エネルギーが放出され、ＬＥＤアレイ１２１Ａが発光する。

次に、時刻ｔ５において、ＩＣ１は、ＦＥＴスイッチＳＷ１をオン状態にする。これにより、電源側からトランスＬ２への電力供給が開始され、トランスＬ２に蓄えられる磁気エネルギーは増加し、ＬＥＤアレイ１２１Ａの発光が停止する。

時刻ｔ３−時刻ｔ５において、ＩＣ１は、時刻ｔ０−ｔ３の期間における電力制御信号と同じ電力制御信号に基づいて、時刻ｔ０−ｔ２におけるデューティー比と同じデューティー比でＦＥＴスイッチＳＷ１をＰＷＭ制御する。このデューティー比により、ＬＥＤモジュール１０は、時刻ｔ０−時刻ｔ３における照度と同じ照度に設定される。ここで、ＦＥＴスイッチＳＷ２がオン状態の期間では、ＦＥＴスイッチＳＷ２がオフ状態の期間においてＬＥＤアレイ１１１Ａに供給された電力と同様の電力が、ＬＥＤアレイ１２１Ａに供給される。

つまり、ＦＥＴスイッチＳＷ１が導通状態の場合、電源からトランスＬ２の１次側コイルに電流が流れることによりトランスＬ２が充電され、ＦＥＴスイッチＳＷ１が非導通状態の場合、当該充電によりトランスＬ２の１次側コイルに蓄えられた磁気エネルギーを、ＬＥＤアレイ１１１ＡまたはＬＥＤアレイ１２１Ａへ放出する。また、ＬＥＤアレイ１１１Ａと並列にコンデンサＣ３が配置されることにより、ＬＥＤアレイに流れる電流を平滑し、光出力のムラを抑えることが可能となる。

上記構成及び動作において、本実施の形態に係るＬＥＤランプ２１０は、従来の照明用光源の駆動回路として使用される定電流回路を用いず定電力出力回路を使用しているので、トランスＬ２に蓄えられた所定量の磁気エネルギーのみによりＬＥＤアレイに電力が供給される。よって、ＬＥＤモジュール１０に設けられた複数の電流径路の電圧降下量が異なっても、各ＬＥＤアレイに供給される電力は一定となる。

なお、バックブースト方式の定電力出力回路２０によれば、ＦＥＴスイッチＳＷ１がオンである期間中、トランスＬ２には磁気エネルギーが蓄積され続けるので、大きな順方向加算電圧を有するＬＥＤアレイにも十分電力供給することが可能となる。

なお、ＬＥＤモジュール１０の回路構成において、ＦＥＴスイッチＳＷ２はＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａの高電位側に配置されているが、ＬＥＤアレイ１１１Ａ及び１２１Ａの低電位側に配置されてもよい。

なお、本実施の形態における、ＬＥＤランプ２１０が有する駆動回路において、スイッチ素子としてＦＥＴを用いているが、バイポーラトランジスタを用いてもよい。

図５は、実施の形態１の変形例に係るＬＥＤランプを含む回路構成図である。同図に示された駆動回路の構成は、図４に示された駆動回路の構成と比較して、ＬＥＤモジュール１０のスイッチ素子としてＦＥＴスイッチＳＷ２の替わりにＰＮＰ型のバイポーラトランジスタＳＷ５が配置されている点、及び、選択制御回路３０のスイッチ素子としてＦＥＴスイッチＳＷ３の替わりにＮＰＮ型のバイポーラトランジスタＳＷ６が配置されている点が異なる。

例えば、ＬＥＤアレイ１２１Ａを発光させるための外部信号がマイコンＭＣ１に入力されると、マイコンＭＣ１はバイポーラトランジスタＳＷ６のベース−エミッタ電流を流すための選択制御信号をバイポーラトランジスタＳＷ６のベースに出力する。これにより、バイポーラトランジスタＳＷ６がオン状態となり、バイポーラトランジスタＳＷ６のコレクタ−エミッタ電流により、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタＳＷ５のエミッタ−ベース電流が流れ、バイポーラトランジスタＳＷ５のエミッタ−コレクタ電流が流れる。これにより、ＬＥＤモジュール１０に供給される電流は、ＬＥＤアレイ１２１Ａを通る電流径路を選択的に流れる。一方、ＬＥＤアレイ１１１Ａを発光させるための外部信号がマイコンＭＣ１に入力されると、マイコンＭＣ１はバイポーラトランジスタＳＷ６をオフ状態にする選択制御信号をバイポーラトランジスタＳＷ６のベースに出力する。これにより、バイポーラトランジスタＳＷ６がオフ状態となり、バイポーラトランジスタＳＷ５もオフ状態となる。これにより、ＬＥＤモジュール１０に供給される電流は、ＬＥＤアレイ１１１Ａを通る電流径路を選択的に流れる。

以上、本実施の形態に係るＬＥＤランプ２１０によれば、順方向加算電圧及び発光特性の一つである光色の異なる複数のＬＥＤアレイと定電力出力回路２０とを備え、当該複数のＬＥＤアレイの駆動を切り替えるための回路素子はＦＥＴスイッチＳＷ２一つであり、回路素子数が最小化されている。よって、回路部品点数を低減しつつ、明るさ及び消費電力を変化させずに光色を切り替えることが可能となる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係るＬＥＤランプについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、実施の形態１に係るＬＥＤランプ２１０と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

［ＬＥＤランプの構成］
本実施の形態では、２つのＬＥＤアレイに流れる電流径路をＦＥＴスイッチＳＷ２で切り替えることにより、同じ消費電力で配向特性を切り替えることが可能な照明用光源について説明する。

図６は、実施の形態２に係るＬＥＤランプの斜視図である。ＬＥＤランプ３６０は、図１Ａに示された照明装置１に取り付けられる。ＬＥＤランプ３６０は、グローブ３６１と、外部ケース３６２と、口金３６３とで構成され、ＬＥＤモジュール３００を内蔵している。さらに、外部ケース３６２及び口金３６３の内部には、外部信号に応じてスイッチ素子を切り替える選択制御回路３０及び定電力をＬＥＤモジュール３００に供給する定電力出力回路２０（図６に図示せず）が配置されている。

ＬＥＤランプ３６０では、略円環形状の平面である基台の上面が、実装基板３０１となっており、当該実装基板３０１上に、ＳＭＤ型の複数のＬＥＤ素子３１１とＳＭＤ型の複数のＬＥＤ素子３２１とが実装されている。

図７は、実施の形態２に係るＬＥＤモジュールにおける部品配置レイアウト図の一例である。ＬＥＤモジュール３００は、ＬＥＤアレイ３１１Ａと、ＬＥＤアレイ３１１Ａとは配向特性が異なるＬＥＤアレイ３２１Ａと、第２電流径路Ｉ２側に配置されたＦＥＴスイッチＳＷ７とを備えた発光モジュールである。ここで、ＬＥＤ素子３１１の順方向電圧がＬＥＤ素子３１１の数だけ直列加算された第１順方向加算電圧は、ＬＥＤ素子３２１の順方向電圧がＬＥＤ素子３２１の数だけ直列加算された第２順方向加算電圧よりも大きく設定されている。

ＬＥＤアレイ３１１Ａは、直列に接続された複数のＬＥＤ素子３１１が円環状に配置され、ＬＥＤアレイ３２１Ａは、直列に接続された複数のＬＥＤ素子３２１が、ＬＥＤアレイ３１１Ａの内周部に円環状に配置されている。ＬＥＤ素子３１１は、例えば、樹脂製のパッケージと、当該パッケージの凹部の中に実装された順方向電圧Ｖｆが３ＶのＬＥＤチップと、当該凹部内に封入された白色蛍光体を含む封止部材とで構成された、昼光色で発光する第１発光素子である。また、ＬＥＤ素子３２１は、例えば、樹脂製のパッケージと、当該パッケージの凹部の中に実装された順方向電圧Ｖｆが３ＶのＬＥＤチップと、当該凹部内に封入された白色蛍光体を含む封止部材とで構成された、昼光色で発光する第２発光素子である。なお、封止部材は、例えば、シリコーン樹脂のような透光性材料と蛍光体とからなる。

図７では、ＬＥＤ素子３１１を１８個、及び、ＬＥＤ素子３２１を８個としているが、ＬＥＤの個数はこれに限らない。ＬＥＤアレイ３１１Ａ及びＬＥＤアレイ３２１Ａの構成の差異として、実装される配置が異なり、かつ、ＬＥＤ１個あたりの順方向電圧Ｖｆが直列加算された電圧である順方向加算電圧（以下、トータルＶｆと記す場合がある）の差が、略ＬＥＤ１個分の順方向電圧Ｖｆ、例えば、２．５Ｖ程度以上であればよい。

ＬＥＤアレイ３１１Ａと定電力出力回路２０とは、第１電流径路を形成し、ＬＥＤアレイ３２１ＡとＦＥＴスイッチＳＷ７と定電力出力回路２０とは、第２電流径路を形成している。

また、ＬＥＤアレイ３１１Ａ及び３２１Ａの配置は、それぞれ、図７に示されるような円環形状及び中央集約配置に限定されない。実装されるＬＥＤランプ３６０の形状に合わせて、例えば、矩形配置または楕円形配置であってもよい。

また、実装基板３０１は略円環形状に限定されず、ＬＥＤランプ３６０の形状に合わせてどのような形状であっても良い。また、実装基板３０１の表面は、ＬＥＤを平面配置できるのであれば、必ずしも全体が平面である必要はない。さらに、実装基板３０１の裏面も平面に限定されない。

ＬＥＤモジュール３００は、例えば、ねじを用いて反射部材３６４と共に基台に共締めで固定されている。なお、ＬＥＤモジュール３００は基台へ接着または係合などで固定されていても良い。

反射部材３６４は、例えば、下方側よりも上方側の方が外径の大きい略円筒状であって、その筒軸と実装基板３０１の表面とが直交するような姿勢で、ＬＥＤアレイ３１１Ａから浮いた状態で、ＬＥＤモジュール３００の上方に配置されている。

反射部材３６４には、外周面の周方向に沿って間隔を空けて、複数の開口部３６５が設けられている。具体的には、ＬＥＤ３１１の数と同じ数の開口部３６５が、ＬＥＤ３１１と一対一の関係で対向するように、外周面の周方向に沿って等間隔を空けて設けられている。

なお、本実施の形態では、開口部３６５は貫通した孔であって何も嵌め込まれていないが、開口部３６５はこのような構成でなくとも光が上方へ漏れる構成であれば良く、例えば開口部３６５の全部または一部に透光性の部材が嵌め込まれており、当該透光性の部材を透過して光が前方へ漏れる構成でも良い。また、開口部３６５の数は、必ずしもＬＥＤ３１１と同じである必要はなく、ＬＥＤ３１１の数よりも多くても少なくても良く、１つであっても複数であっても良い。

図８は、実施の形態２に係るＬＥＤモジュールの光路を表す断面概略図である。同図に示されるように、ＬＥＤ素子３２１からの出射光は、上方の光路Ｌ１に従い出射する。一方、ＬＥＤ素子３１１からの出射光は、開口部３６５を通過して上方の光路Ｌ２に従い出射する成分と、反射部材３６４の外周面で反射して側方の光路Ｌ３に従い出射する成分とを有する。つまり、ＬＥＤ素子３１１からの出射光は、反射部材３６４により上方及び側方へと拡散する。これにより、ＬＥＤアレイ３２１ＡとＬＥＤアレイ３１１Ａとは、配光特性が異なり、本実施の形態では、ＬＥＤアレイ３１１Ａの配光角は、ＬＥＤアレイ３２１Ａの配光角よりも大きい。

ここで、ＬＥＤアレイ３２１Ａは、ＬＥＤアレイ３１１Ａよりも内周に配置されるため、ＬＥＤアレイ３２１ＡのＬＥＤ素子の直列接続数は、ＬＥＤアレイ３１１ＡのＬＥＤ素子の直列接続数よりも少ない。よって、ＬＥＤアレイ３２１ＡのトータルＶｆは、ＬＥＤアレイ３１１ＡのトータルＶｆよりも小さい。これに対して、ＬＥＤアレイ３１１Ａの出射光は、一部、反射部材３６４で反射されて出射するので、ＬＥＤアレイ３１１Ａが発光した場合のグローブ３６１外部への光取り出し効率は、ＬＥＤアレイ３２１Ａが発光した場合の光取り出し効率よりも低い。つまり、光取り出し効率の低いＬＥＤアレイ３１１ＡはＬＥＤ素子数が多く、光取り出し効率の高いＬＥＤアレイ３２１ＡはＬＥＤ素子数が少ない。また、上記のように構成されたＬＥＤランプ３６０が有する駆動回路の構成は、実施の形態１に係る、図４に示された回路と同じである。上記構成において、電力制御信号が一定である状況では、ＦＥＴスイッチＳＷ７による電流径路の切り替えがあった場合であっても、定電力出力回路２０は同じ電力を、ＬＥＤアレイ３１１Ａ及びＬＥＤアレイ３２１Ａへ供給する。これにより、ＦＥＴスイッチＳＷ７の切り替え前後において、ＬＥＤモジュールに供給される電力量を変化させずに、配光性を切り替えることが可能となる。

以上、本実施の形態に係るＬＥＤランプ３６０によれば、順方向加算電圧及び発光特性の一つである配光角の異なる複数のＬＥＤアレイと定電力出力回路２０とを備え、当該複数のＬＥＤアレイの駆動を切り替えるための回路素子はＦＥＴスイッチＳＷ７一つであり、回路素子数が最小化されている。よって、回路部品点数を低減しつつ、明るさ及び消費電力を変化させずに配向特性を切り替えることが可能となる。

（その他）
実施の形態１及び２によれば、順方向加算電圧の異なる複数のＬＥＤ群と定電力出力回路とを備え、当該複数のＬＥＤ群の駆動を切り替えるための回路素子数が最小化されているので、回路部品点数を低減しつつ、明るさ及び消費電力を変化させずに、光色及び配光特性などの発光特性を切り替えることが可能となる。

以上、本発明に係る照明用光源及び照明装置について、実施の形態１及び２に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれる。

また、実施の形態１及び２において、ＬＥＤモジュールとして、パッケージ化されたＳＭＤ型のＬＥＤ素子を用いたが、これに限らない。例えば、実装基板上に複数のＬＥＤチップが直接実装され、複数のＬＥＤチップを蛍光体含有樹脂（封止部材）によって一括封止した構成であるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型のＬＥＤモジュールとしても構わない。

また、例えば、実施の形態１及び２では、ＬＥＤアレイの構成として、直列に接続された複数のＬＥＤ素子を想定したが、ＬＥＤアレイは、それぞれ、１個のＬＥＤ素子で構成されてもよい。但し、この場合には、ＬＥＤ素子の順方向電圧は異なること、及び発光特性が異なることが条件となる。

また、上記実施の形態では、電球色で発光するＬＥＤアレイ１１１Ａと昼光色で発光するＬＥＤアレイ１２１Ａとの切り替え構成を例示したが、これに限らず、例えば、赤色、緑色及び青色で発光する３つのＬＥＤアレイを、明るさ及び消費電力を変化させずに切り替える構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、ＬＥＤモジュールを電球型ランプに適用したが、これに限らず、例えば、シーリングライトおよびハロゲンランプ等にも適用できる。

また、照明装置１は、１つのＬＥＤランプ２１０または３６０を備えるが、複数、例えば、２個以上のＬＥＤランプ２１０または３６０を備えても構わない。

また、上記回路図に示す回路構成は、一例であり、本発明は上記回路構成に限定されない。つまり、上記回路構成と同様に、本発明の特徴的な機能を実現できる回路も本発明に含まれる。例えば、上記回路構成と同様の機能を実現できる範囲で、ある素子に対して、直列又は並列に、トランジスタ、抵抗素子、容量素子、または誘導素子等の素子を接続したものも本発明に含まれる。言い換えると、上記実施の形態における「接続される」とは、２つの端子（ノード）が直接接続される場合に限定されるものではなく、同様の機能が実現できる範囲において、当該２つの端子（ノード）が、素子を介して接続される場合も含む。

１ 照明装置
１０、３００、９００ ＬＥＤモジュール
２０ 定電力出力回路
２１ 発振制御部
３０、５３０ 選択制御回路
４０ 整流回路
５０ フィルタ回路
６０、９３１ 交流電源
１０１、３０１ 実装基板
１０２、１０３、１０４ 貫通孔
１０５、３０３ 配線パターン
１１１、１２１、３１１、３２１ ＬＥＤ素子（発光素子）
１１１Ａ、１２１Ａ、３１１Ａ、３２１Ａ、５１１Ａ、５２１Ａ ＬＥＤアレイ（発光部）
２１０、３６０ ＬＥＤランプ
２１１、３６１ グローブ
２１２、３６２ 外部ケース
２１３、３６３ 口金
２２０ ソケット
２３０ 反射板
２４０ 接続部
２５０ 天井
３６４ 反射部材
３６５ 開口部
５２０ 定電流出力回路
９２１ 赤色ＬＥＤアレイ
９２１ａ、９２１ｂ、９２１ｃ、９２１ｄ、９２１ｅ、９２１ｆ 赤色ＬＥＤ
９２２ 白色ＬＥＤアレイ
９２２ａ、９２２ｂ、９２２ｃ、９２２ｄ 白色ＬＥＤ
９２４ バイポーラトランジスタ
９２７ 可変電圧源
９３２ ＡＣ／ＤＣコンバータ
９３３ 可変電流源
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ７、ＳＷ５１、ＳＷ５２ ＦＥＴスイッチ
ＳＷ５、ＳＷ６ バイポーラトランジスタ

Claims (10)

1. 直列に接続された複数の第１発光素子で構成され、第１アノード端子と第１カソード端子とを有する第１発光部と、
   直列に接続された複数の第２発光素子で構成され、第２アノード端子と第２カソード端子とを有し、前記第１発光部と異なる発光特性を有する第２発光部と、
   前記第１アノード端子と前記第２アノード端子との間、または、前記第１カソード端子と前記第２カソード端子との間に直列接続された第１スイッチ素子と、
   負極側出力端子が前記第１カソード端子と前記第２カソード端子または前記第２カソード端子に接続された前記第１スイッチ素子とに接続され、正極側出力端子が前記第１アノード端子と前記第２アノード端子または前記第２アノード端子に接続された前記第１スイッチ素子とに接続され、前記第１スイッチ素子の導通及び非導通の切り替え前後において前記第１発光部及び前記第２発光部へ供給される電力の合算値を変化させずに前記第１発光部及び前記第２発光部へ向けて電力を出力する定電力出力回路とを備え、
   前記第１発光素子の直列接続数だけ前記第１発光素子の順方向電圧が加算された電圧値である第１順方向加算電圧と、前記第２発光素子の直列接続数だけ前記第２発光素子の順方向電圧が加算された電圧値である第２順方向加算電圧とは異なる
   照明用光源。
2. 前記第１発光部の発光色は、前記第２発光部の発光色と異なる
   請求項１に記載の照明用光源。
3. 前記第１発光部の配光特性は、前記第２発光部の配光特性と異なる
   請求項１に記載の照明用光源。
4. 前記第１発光素子の順方向電圧と前記第２発光素子の順方向電圧とは等しく、
   前記第１発光素子の直列接続数と前記第２発光素子の直列接続数とは異なる
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明用光源。
5. 前記第１順方向加算電圧は、前記第２順方向加算電圧よりも大きく、
   前記第１発光部へ電流が流れる経路である第１電流径路は、前記第１スイッチ素子を通らない経路であり、
   前記第２発光部へ電流が流れる経路である第２電流径路は、前記第１スイッチ素子を通る経路であり、
   前記第１スイッチ素子が非導通状態の場合、前記定電力出力回路から前記第１発光部及び前記第２発光部のうち前記第１発光部のみに電力が供給され、
   前記第１スイッチ素子が導通状態の場合、前記定電力出力回路から前記第２発光部に主電力が供給される
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明用光源。
6. 前記第１順方向加算電圧と前記第２順方向加算電圧との電圧差は、４Ｖ以上であり、
   前記第１スイッチ素子が導通状態の場合、前記定電力出力回路から前記第１発光部及び前記第２発光部のうち前記第２発光部のみに電力が供給される
   請求項５に記載の照明用光源。
7. 前記第１順方向加算電圧と前記第２順方向加算電圧との電圧差は、２Ｖ以上４Ｖ未満であり、
   前記第１スイッチ素子が導通状態の場合、前記定電力出力回路から前記第２発光部に主電力が供給され、前記第１発光部に前記主電力よりも小さい電力が供給される
   請求項５に記載の照明用光源。
8. 前記定電力出力回路は、
   前記第１発光部と並列接続され、かつ、前記第２発光部及び前記第１スイッチ素子の直列接続部と並列接続されたインダクタと、
   正極側入力端子と負極側入力端子との間に前記インダクタと直列接続された第２スイッチ素子と、
   前記第２スイッチ素子の導通及び非導通を制御する発振制御部とを備え、
   前記第２スイッチ素子が導通状態の場合、電源から前記インダクタに電流が流れることにより前記インダクタが充電され、
   前記第２スイッチ素子が非導通状態の場合、前記充電により前記インダクタに蓄えられた磁気エネルギーを、前記第１発光部または前記第２発光部へ放出する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明用光源。
9. 前記第１発光部の発光色は電球色であり、
   前記第２発光部の発光色は昼白色である
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明用光源。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明用光源を備える
    照明装置。

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