照明装置的制作方法

本发明涉及照明装置。

背景技术：

作为照明装置中所利用的光源，取代以往使用的白炽灯、荧光灯，近年来LED(发光二极管)所占的比例急剧增加。对于利用了LED的照明装置，大多情况下使用发出白色光的LED封装件。关于白色发光的LED封装件，一般采用封装发出蓝色光的LED元件和将蓝色光变换为波长较长的光(黄色、绿色、红色等)的荧光体，并通过将这些颜色进行组合来实现白色发光的方法。即便被说成是同样的白色，由于所输出的蓝色的量、荧光体的种类/量等，来自LED封装件的发光色也会不同。将发出色温高的白色光的LED封装件与发出色温低的白色光的LED封装件组合起来，具备通过对它们的发光量的比率进行控制来调整照明光的色温的调色功能的照明装置也广泛普及。此外，利用根据电流量来简单地改变发光强度的LED的特性，具备能够调整照明光的明亮度的调光功能的LED照明装置也广泛普及。

利用图7来说明通过以往的简单机制来实现具备调光功能和调色功能的LED照明装置的方法。图7所示的LED照明装置700将交流电源101作为输入电源，对具有两种不同的色温的LED光源进行驱动。照射部720具备：LED光源130，由发出第1色温的光的多个LED封装件131构成；和LED光源140，由发出第2色温的光的多个LED封装件141构成。从交流电源生成用于驱动LED的直流电压的电源电路110利用阳极线111、阴极线112以及阴极线113，能够单独地驱动LED光源130和LED光源140。虽然未特别进行图示但LED照明装置700具备对某些调光以及调色进行控制的单元，通过使驱动照射部720的电流变化来实现调光/调色。

能够独立地自由设定调光/调色不一定是期望的。可以说通过人类的感觉而感到舒适的照明色和明亮度在特定的范围内，利用图8来说明。图8是称作Kruithof曲线的图表，区域A是人感到舒适的区域(所谓的“Kruithof的舒适区域”)。例如，若发红程度较强的照明光(色温低、图表的左侧)的明亮度过强(图表的上侧)(区域B)，则存在感受到闷热的印象从而感觉不适的趋势。此外，若发蓝程度较强的照明光(色温高、图表的右侧)的明亮度过弱(图表的下侧)(区域C)，则存在感受到昏暗的印象从而感到不适的趋势。若使得能够在某范围内自由调整照明色和明亮度，则也有时会无意识地设为不适的设定。因此，开发了根据明亮度自动地使发光色的色温变化以使得成为感到舒适的区域的技术。

以该思想为基础的LED照明装置900示出在图9中。在专利文献1所记载的技术中，在被并联连接的单体的LED的一者追加了电阻，但在图9所示的LED照明装置900中，为了与后述的其他构成比较，将8个LED串联连接而成的LED光源以并联的方式连接两个，仅在其中一者连接了电阻R9。

说明LED照明装置900与LED照明装置700的不同点。LED照明装置900所具备的照射部920与LED照明装置700所具备的照射部720同样具有：LED光源130，由发出第1色温的光的多个LED封装件131构成；和LED光源140，由发出第2色温的光的多个LED封装件141构成。在此，LED封装件131发出的光的第1色温选择比LED封装件141发出的光的第2色温低的色温。电阻R9与LED光源130串联连接。此外，照射部720分别具备用于驱动LED光源130的阴极线112与用于驱动LED光源140的阴极线113，但照射部920仅具备公共的阴极线112。

在图10中示出根据照射部920的构成而计算出的模拟结果。在该模拟中，使阳极线111与阴极线112中流动的电流变化，计算出LED光源130中流动的电流与LED光源140中流动的电流、以及LED光源130中流动的电流的比率。另外，关于电阻R9的电阻值，调整值以使得易于获知效果。在图10的横轴中示出照射部920中流动的电流，在纵轴中示出各LED光源中流动的电流、以及LED光源130中流动的电流占LED照射部920中流动的电流的比例。

在照射部920中流动的电流小时，电阻R9中流动的电流也小。电阻R9所引起的电压降成为电阻R9的电阻值与电阻R9中流动的电流值之积，因此在电阻R9中流动的电流小时，其电压降也小。因此，有无电阻R9所带来的影响小，如果LED光源130与LED光源140是相同程度的正向电压，则流动相同程度的电流。若自此增大照射部920中流动的电流，则与之相伴电阻R9中流动的电流变大，电阻R9所引起的电压降变大。与之相应地，施加于LED光源130的阳极线111-阴极线112之间的电压变小，在LED光源130中难以流动电流。即，照射部920中流动的电流越大，则LED光源130中流动的电流越比LED光源140中流动的电流小。因此，LED光源130的电流在照射部920的电流中所占的比例变小。由于LED光源130具有色温低的照射光，LED光源140具有色温高的照射光，因此照射部920中流动的电流越大，则整体上越能获得色温高的照射。根据该特性，能够将发光色收敛在Kruithof的舒适区域(图8的区域A)。

根据以上的构成，LED照明装置900能够根据明亮度自动地使发光色的色温变化。而且，同时也能够将来自电源电路的照射部的控制简化为单系统而非双系统。

在图11中示出根据明亮度自动地使发光色的色温变化的照明装置的其他构成。图11所示的LED照明装置1100与LED照明装置900的不同点在于，在LED照明装置1100所具有的照射部1120中，LED光源130与LED光源140所具有的LED封装件的个数不同。在该例子中，LED光源130是将7个LED封装件131串联连接而成的，LED光源140是将8个LED封装件141串联连接而成的。因而，LED光源130的正向电压与LED光源140的正向电压比较的话，要小与一个LED封装件相应的量。

将根据LED照明装置1100的照射部1120的构成而计算出的模拟结果示出在图12中。该图表的表记方法与图10相同。将与LED光源130连接的电阻R11的电阻值调整为易于获知效果。

在照射部1120中流动的电流小时，电阻R11的电压降小，因此有无电阻R11的影响小。因此，电流在具有比LED光源140低的正向电压的LED光源130中流动得较多。若照射部1120的电流变大则电阻R11的电压降变大，因此LED光源140中流动的电流逐渐与LED光源130中流动的电流接近。在电阻R11的电压降与正向电压的差异一致的点上，LED光源130、140各自中流动的电流相等。自此以后，电阻R11的电压降变得更大，因此电流的比率反转，LED光源140中流动比LED电源130多的电流。

如果是LED照明装置1100的构成，则能够将电流之差确保得大于LED照明装置900。即，能够增大色温的变化。

利用图13～14的简要图来说明将照射部1120组装到单一印刷基板的LED基板的例子。图13是在印刷基板PB11安装有7个LED封装件131(在图中具有阴影线的部分)与8个LED封装件141(在图中不具有阴影线的部分)、电阻R11以及连接器C11的LED基板。由于LED封装件131与LED封装件141被交替地均等安装，因此颜色不均、亮度不均能够抑制在最小限度。此外，阳极、阴极的连接能够仅通过在连接器C11插入导线来容易地作业。

图14所示的LED基板也是与图13同样的构成，但LED封装件131与LED封装件141被锯齿状配置。由此，能够以单一的基板来实现面照射，并且通过均等地进行锯齿状配置，从而颜色不均能够抑制在最小限度。

如以上，能够实现比以往简单的构成且根据明亮度自动地使发光色的色温变化的照明装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-222723号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在通过以专利文献1所记载的技术为基础的LED照明装置900进行了说明的方法中，难以增大2色的光源的发光量之差。虽然如果增大所追加的电阻的电阻值则电流之差会变大，但追加了电阻的一侧的光源的发光量本身会变小。

在通过LED照明装置1100进行了说明的方法中，对于LED封装件的个数将产生制约。图13、图14所示的LED基板在单体时两种发光色的LED封装件被均等配置，因此不易产生颜色不均。然而，若想要将图13所示的LED基板在横向排列多个来实现长的线状光源，则在相邻的基板的边界处个数多的LED封装件(LED封装件141)会相邻，因此产生颜色不均。图14所示的LED基板也同样，无法在纵横均等配置以使得同一颜色不相邻。如此，对于LED封装件的个数、配置将产生较大的制约。

本发明正是鉴于上述的状况而完成的，其目的在于，提供一种构成简单、能够根据明亮度自动地使发光色的色温变化、且发光部(例如LED封装件)的个数、配置的自由度高的照明装置。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的一形态所涉及的照明装置构成为具有：第1光源，包括至少一个具有第1发光色的第1发光部；第2光源，包括至少一个具有第2发光色的第2发光部；电阻，与所述第1光源串联连接；和开关元件，与所述第2光源串联连接，通过所述电阻将所述第1光源中流动的电流变换为控制电压，根据所述控制电压来控制所述开关元件中流动的电流(第1构成)。

此外，在上述第1构成中，优选作为所述开关元件而使用场效应晶体管(第2构成)。

此外，在上述第1构成或者第2构成中，优选所述第1光源、所述第2光源、所述电阻以及所述开关元件安装于同一印刷基板(第3构成)。

此外，在上述第1构成～第3构成的任一构成中，优选串联或者并联地连接多个照射部，所述照射部包括所述第1光源、所述第2光源、所述电阻以及所述开关元件(第4构成)。

此外，为了实现上述目的，本发明的另一形态所涉及的照明装置构成为具有：第1光源，包括至少一个具有第1发光色的第1发光部；第2光源，包括至少一个具有第2发光色的第2发光部；和电阻，与所述第1光源串联连接，所述第1发光部和所述第2发光部是通过串联连接不同个数的发光元件而构成的。

发明效果

根据本发明，构成简单，能够根据明亮度自动地使发光色的色温变化，发光部(例如LED封装件)的个数、配置的自由度高。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的照明装置的构成的图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的照明装置的模拟结果的图表。

图3是表示本发明的第2实施方式所涉及的照明装置的构成的图。

图4是表示本发明的第3实施方式所涉及的照明装置的构成的图。

图5是表示本发明的第4实施方式所涉及的LED基板的简要构成的图。

图6是表示本发明的第4实施方式所涉及的LED基板的另一例的简要构成的图。

图7是表示第1现有例所涉及的照明装置的构成的图。

图8是表示Kruithof曲线的简要的图表。

图9是表示第2现有例所涉及的照明装置的构成的图。

图10是表示第2现有例所涉及的照明装置的模拟结果的图表。

图11是表示第3现有例所涉及的照明装置的构成的图。

图12是表示第3现有例所涉及的照明装置的模拟结果的图表。

图13是表示现有例所涉及的LED基板的简要构成的图。

图14是表示现有例所涉及的LED基板的简要构成的图。

图15是表示本发明的第5实施方式所涉及的照明装置的构成的图。

图16A是表示本发明的第5实施方式所涉及的照明装置的模拟结果的图表。

图16B是表示本发明的第5实施方式所涉及的照明装置的模拟结果的图表。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。

＜第1实施方式＞

利用图1～图2来说明本发明的第1实施方式所涉及的LED照明装置。

图1所示的本实施方式所涉及的LED照明装置100是将交流电源101作为电源来动作的照明装置。LED照明装置100具有：电源电路110，从交流电源101生成用于驱动LED的直流电压；和照射部120，具备LED。

电源电路110利用阳极线111与阴极线112来驱动照射部120并使之发光。虽然未特别进行图示但电源电路110具备某些调光功能，能够对驱动照射部120的电流进行控制。

照射部120具有：LED光源130，串联连接具有第1发光色的多个LED封装件(发光部的一例)131而成；第2LED光源140，串联连接具有第2发光色的多个LED封装件141而成；开关元件Q1，是N沟道型MOS-FET(场效应晶体管)；以及电阻R1。

LED光源130与LED光源140各自的阳极侧被连接在一起的连接点与阳极线111连接。LED光源130的阴极侧与电阻R1的一端连接。LED光源140的阴极侧与开关元件Q1的漏极连接。作为LED光源130和电阻R1的连接点的节点N1与开关元件Q1的栅极连接。电阻R1的另一端和开关元件Q1的源极的连接点与阴极线112连接。

说明使照射部120的驱动电流变化时的动作。

LED光源130中流动的电流与电阻R1中流动的电流大致相等。此外，LED光源140中流动的电流与开关元件Q1中流动的电流大致相等。而且，照射部120中流动的电流成为LED光源130中流动的电流与LED光源140中流动的电流之和。

在照射部120中流动的电流小时，LED光源130中流动的电流与LED光源140中流动的电流无论哪方都小。由于电阻R1中流动的电流也小，因此节点N1的电位与阴极线112的电位几乎没有差。由于开关元件Q1是使栅极与节点N1连接的N沟道型MOS-FET，因此在栅极-源极间的电压小的该状态下，几乎无法流动电流。因此，LED光源140中几乎不流动电流，而LED光源130中流动电流。

若自此增大照射部120中流动的电流、即LED光源130中流动的电流，则电阻R1中流动的电流增大，与之成比例地节点N1与阴极线112之间的电压增大。若该电压变大某种程度，达到开关元件Q1变为导通的电压，则使得开关元件Q1中流动电流。即，不仅在LED光源部130中，而且在LED光源部140中也流动电流。

一般MOS-FET的导通电阻非常小，因此若在开关元件Q1导通的状态下进一步增大照射部120中流动的电流，则较之于LED光源部130能够增大LED光源部140中流动的电流。

若总结以上的说明，则在照射部120中流动的电流小、即发光的明亮度暗时，仅LED光源130发光，但随着电流增大、即发光变亮，LED光源140变得也能发光，LED光源140中流动的电流的比例逐渐增大。在LED光源130是色温低的白色光源、LED光源140是色温高的白色光源的情况下，采用如下动作，即，在明亮度暗时以低的色温来发光，在变亮时逐渐以高的色温来发光。

将根据LED照明装置100的照射部120的构成而计算出的模拟结果示出在图2中。该图表的表记方法与先前的图10相同。将与LED光源130连接的电阻R1的电阻值调整为容易获知效果。由于直至开关元件Q1变为导通为止，LED光源140中几乎不流动电流，因此能够将LED电源130与LED电源140的电流之差确保得较大。

另外，LED光源130与LED光源140中包含的LED封装件的个数、串联/并联的连接方法等并不特别限定于上述所记载的例子，可以是单一LED封装件而非多个。

＜第2实施方式＞

接下来，利用图3来说明本发明的第2实施方式所涉及的LED照明装置。图3中示出构成的LED照明装置300具有与LED照明装置100(图1、第1实施方式)同样的功能。LED照明装置300所具有的照射部320的构成与LED照明装置100所具有的照射部120的构成不同。

照射部320与照射部120同样，具有LED光源130和LED光源140。而且，具有与LED光源130串联连接在阳极侧的电阻R3、以及与LED光源140串联连接在阳极侧且是P沟道型MOS-FET的开关元件Q3。

使照射部320的驱动电流变化时的动作与照射部120大致相同。由于用于控制电流的开关元件Q3和电阻R3连接在阳极侧，因此对于开关元件而利用的不是N沟道型而是P沟道型的MOS-FET。若电阻R3所引起的电压降变大某种程度以上，则开关元件Q3导通，因此行为与照射部120相同。

根据以上的动作，LED照明装置300也与LED照明装置100同样，能够在明亮度暗时以低的色温来发光，在变亮时逐渐以高的色温来发光。

＜第3实施方式＞

接下来，利用图4来说明本发明的第3实施方式所涉及的LED照明装置。

在图4所示的LED照明装置400中，在LED光源140的内部使用了串联连接2个LED元件而成的LED封装件142。LED光源130与LED光源140虽然LED封装件的个数相同(在图4中作为一例示出8个)但被串联连接的LED元件的个数不同，因此正向电压不同。正向电压低的LED光源130连接着电阻R4。该照射部在电路上除了LED的个数之外与LED照明装置1100(图11)等效，因此是相同的机制，根据照射部420中流动的驱动电流而LED光源130中流动的电流的比率变化，发光的色温变化。即，能够根据明亮度使色温变化。

＜第4实施方式＞

利用图5～图6来说明本发明所涉及的LED照明装置所具有的LED基板。

图5所示的是相当于照射部120(图1、第1实施方式)的LED基板的简要图。在图5所示的LED基板中，在印刷基板PB1安装有8个LED封装件131、8个LED封装件141、电阻R1以及连接器C1。由于LED封装件131与LED封装件141被交替地均等安装，因此颜色不均、亮度不均能够抑制在最小限度。此外，阳极、阴极的连接能够仅通过在连接器C1插入导线来容易地作业。图6所示的LED基板也是与图5同样的构成，但LED封装件131与LED封装件141被锯齿状配置。由此，能够以单一的基板来实现面照射，并且通过均等地进行锯齿状配置，从而颜色不均能够抑制在最小限度。

在图5所示的LED基板中，由于LED封装件131与LED封装件141的个数相同，因此配置在两端的LED封装件不同。因此，将该LED基板在横向排列多个时，在相邻的基板的边界处配置不同的LED，不易产生颜色不均。如此排列多个LED基板，能够在抑制颜色不均的产生的同时获得更长的线状光源。此外，将该LED基板在纵向排列来获得面照射的情况下，只要调换相邻的基板的LED封装件131与LED封装件141即可。如此一来，能够对两种LED封装件进行锯齿状配置。由于LED封装件的个数相同，因此能够实现这种构成。

图6所示的LED基板在纵横排列多个时，关于基板边界，也是两种LED封装件成为锯齿状的排列。因此，仅通过排列相同的基板便能够获得大的面照射。在两种LED封装件的个数不同的情况下，必然产生不成为锯齿状配置的部分，因此成为颜色不均的原因。然而，如果两种LED封装件的个数相同，则能够设为锯齿状配置，因此不易产生颜色不均。

图5、图6所示的LED基板在纵向或者/以及横向排列多个也不易产生颜色不均。在使用多个基板时，不仅是单独根据电源电路110(图1)来驱动的方法，通过将照射部120并联或串联连接多个，也能够进行控制。

此外，这种LED基板无论是照射部320(图3、第2实施方式)还是照射部420(图4、第3实施方式)均能与照射部120完全相同地实现。

＜其他＞

以上，对本发明的各实施方式进行了说明，但本发明的范围并不限定于这些，在不脱离发明主旨的范围能够施加各种变更来实施。

例如，在上述说明的本发明的各实施方式中，虽然两种LED光源分别是将LED封装件连接为1列的光源，但作为将多个列并联连接的情形，也能获得同样的效果。通过调整列数，从而能够调整各LED光源的整体的发光强度。

此外，在上述第1或者第2实施方式的照明装置中，可以在与LED光源串联连接的电阻上进一步追加其他的电阻来串联连接。根据这种构成，能够改变开关元件导通之后的各LED光源中流动的电流的比例的变化。

此外，在上述第1或者第2实施方式的照明装置中，插入开关元件、电阻的位置、控制开关元件的电压，能够分别在串联连接的路径中变更。根据这种构成，在印刷基板配置这些元件时，部件配置的自由度得以提高。

此外，在上述第1或者第2实施方式的照明装置中，可以使得LED光源130与LED光源140中的LED封装件的个数不同。此外，在上述第1或者第2实施方式的照明装置中，与上述第3实施方式的照明装置同样，可以利用串联连接不同个数的LED元件而成的LED封装件。这些能够在考虑驱动照射部所要求的电压、电流、各LED光源中流动的电流的比例的变化、LED封装件的配置等的情况下来决定。

此外，本发明中所使用的开关元件也能够利用举例说明的N沟道型MOS-FET、P沟道型MOS-FET以外的元件。例如，在使用接合型FET、继电器的情况下，能够以与MOS-FET相同的电路构成来实现相同的功能。此外，也能够使用双极性晶体管、光电耦合器。进而，也能够使用晶闸管、双向晶闸管，这些情况下能够实现使用感觉不同的照明装置。

图15所示的LED照明装置500是对于开关元件而使用了晶闸管的电路构成的一例。为了防止由于噪声等微小的栅极电压的变动而使得晶闸管S1接通，追加电阻R6与电容C2来抑制电压、电流的变动。

图16是表示LED照明装置500的行为的一例的模拟结果。图16A是从照明断开的状态增加电流的情况下的行为。最初，由于节点N1的电位与阴极电压112相等，因此晶闸管S1关断，因此LED光源140中不流动电流，照射部520的电流全部在LED光源130中流动。若LED光源130的电流变大某种程度，则电阻R5的电流也变大，因此节点N1的电位上升。由于节点N1经由电阻R6而与晶闸管S1的栅极连接，因此若节点N1的电位上升某种程度，则晶闸管S1的栅极电流变大，晶闸管S1接通。晶闸管S1持续导通直至电流中断，因此在该状态下在LED光源130与LED光源140双方中流动电流。

图16B是从晶闸管S1导通的状态逐渐减少照射部520的电流时的模拟结果。最初，晶闸管S1为导通的状态，但若照射部520的电流减少，则LED光源130、LED光源140的电流也减少。若LED光源140的电流即晶闸管S1的阳极电流为保持电流以下，则晶闸管S1关断。于是，照射部520的电流全部在LED光源130中流动。

根据以上的动作，LED照明装置500从关断的状态起最初仅在LED光源130中流动电流，若该电流变大某种程度，则LED光源140中也流动电流，因此色温急剧变化。反之，若使照射部的电流减少，则直到中途LED光源140也流动电流，因此色温几乎没有变化，但在减少至某种程度之时切换为LED光源140中不流动电流而仅在LED光源130中流动电流，因此色温急剧变化。如此，通过采用相对于电流的增减而具有滞后性的色温的特性的照明装置，从而能够以简单的电路构成来实现离散地切换多个色温的行为。

进而，在LED照明装置500中，例如通过使LED光源130与LED光源140的正向电压有意识地有意不同，从而能够调整LED光源130与LED光源140流动的电流的平衡。例如，若使LED光源140的正向电压充分低于LED光源130的正向电压，则在晶闸管关断时成为几乎只有LED光源130点亮的行为，在晶闸管导通时成为几乎只有LED光源140点亮的行为。

通过将本发明的构成的LED光源的构成设为成套的构造，从而能够实现富有变化的色温的变化。例如，也能够将如LED照明装置500与LED照明装置100那样行为不同的本发明的照明装置的构成混在一起。如果使LED照明装置500的LED光源130为在LED照明装置100中例示的照射部120的构成而非具有单一色温的LED排列，则在只有LED照明装置500的LED光源130点亮的区域中也示出色温根据电流值而变化的行为。在同样的成套的构造下通过采用对于开关元件而使用了晶闸管的构成，也能够根据电流使三种以上的色温离散地变化。当然，也能够使本发明的照射部的构造与现有技术的照射部的构造(例如LED照明装置900所示的照射部920的构造)成套地组合。

此外，在上述仅例示作为照射部而向印刷基板搭载了部件的构成，但例如通过在电源内具备部件的一部分，从而也能够在不考虑光学故障的情况下使用尺寸比较大的部件。此外，通过将构成照射部的LED以外的部件的至少一部分搭载于与LED相同的封装件，从而可简化构成，能够实现组装容易的照明装置。

符号说明

100、300、400、500 LED照明装置(本发明)

700、900、1100 LED照明装置(以往)

101 交流电源

110 电源电路

111 阳极线

112、113 阴极线

120、320、420、520、720、920、1120 照射部

130、140 LED光源

131、141、142 LED封装件

R1、R3、R4、R5、R6、R9、R11 电阻

Q1、Q3 开关元件

C1、C2、C11 连接器

PB1、PB11 印刷基板

S1 晶闸管