JP2007227681A - 発光ダイオードを用いた白色照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３色以上の発光ダイオードからの光を混色させることにより２色の混色よりも演色性を高め、かつ２色を混色させる場合と同様の簡単な調節のみで色度を変化させる。
【解決手段】可視光域で発光色の異なる３色の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃが混色するように配置される。各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃは、色度図上において２色の発光ダイオード２ａ，２ｂの発光色を２個の頂点とする三角形を設定したときに、残りの頂点に相当する色度が、発光ダイオード２ａ，２ｃの混色光により得られるように発光色が選択される。明度演算部７は明度設定器８ｂに指示された明度が得られるように、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃに接続されたスイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのオンデューティを決定する。また、光色演算部６は光色設定器８ａに指示された色度が得られるように発光ダイオード２ａ，２ｃの光出力の比率を定める。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードを用いた白色照明装置に関するものである。

近年、省エネルギー、長寿命、低発熱などの利点を有することから発光ダイオードを光源に用いた照明装置が種々提案されている。無影灯、化粧灯、リビング室内灯に適する照明装置としては、白色の主光源ＬＥＤとともに１種類または２種類の光色の補助光源ＬＥＤを設けたもの、３色のＬＥＤからの発光色を混色させるもの、ＬＥＤからの光により励起される蛍光体を設けＬＥＤからの光と蛍光体からの光とを混色させるもの、複数個のＬＥＤからの光によりそれぞれ励起される複数色の蛍光体を設け各蛍光体からの光を混色させるものなどが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
国際公開第０３／０１９０７２号パンフレット

ところで、特許文献１には、発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射された光のみを用いて混色光を得る技術と、発光ダイオードから放射した光を蛍光体の励起に用い蛍光体から得られた光のみを用いて混色光を得る技術とが記載されている。また、いずれの構成も混色させる複数色の光を異なる発光ダイオードを用いて生成しているから、発光ダイオードの光出力（光出力）を調節することにより、色度を変化させることが可能になっている。

演色性を高めるには、スペクトル分布に様々な波長を含むことが望ましく蛍光体を用いるほうが演色性を高めやすいが、蛍光体を用いて光色を変化すると光の一部が熱エネルギに変換されて損失が生じ、また蛍光体内での散乱によって光のエネルギの一部が利用されずに消失するから、供給電力に対して取り出すことのできる光出力が低下するという問題を生じる。

この問題を回避するには、複数の発光色の発光ダイオードからの光を混色させることが考えられるが、発光色が単色である発光ダイオードのスペクトルにおける波長成分は少ない（つまり、単色に近い）ものであるから、２色の発光ダイオードの発光色を混色させて白色系の光を生成しても、混色光に含まれる波長成分が少なく満足できる演色性を得ることは難しい。この問題は３色以上の発光色の発光ダイオードを用いることである程度は解消されるが、３色以上の発光ダイオードを用いて白色系の混色光を得る場合に、各色ごとに発光ダイオードの光出力を調節していたのでは、調節に手間がかかるという問題がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、３色以上の発光ダイオードからの光を混色させることにより蛍光体を用いる場合よりも電力利用効率を高めるとともに２色の混色よりは演色性を高めるようにし、しかも、２色を混色させる場合と同様の簡単な調節のみで色度を変化させることが可能な発光ダイオードを用いた白色照明装置を提供することにある。

請求項１の発明は、可視光域で発光色の異なる３色または４色の発光ダイオードと、各発光ダイオードの光出力を個別に調節し各発光色の混合比を変化させることにより色温度の異なる白色系の混色光を取り出す白色照明装置であって、各発光ダイオードは、色度図上においていずれか２色の発光ダイオードの発光色を２個の頂点とする三角形を設定したときに、三角形の残りの頂点に相当する色度が２色の発光ダイオードの混色光により得られるように発光色が選択され、制御回路は、当該混色光を生成する２個の発光ダイオードの光出力の比率が調節可能であることを特徴とする。

この構成によれば、３色または４色の発光ダイオードの混色光として白色を得るから２色を混色させる場合に比較すると演色性の高い白色を得ることができる。しかも、２色の発光ダイオードの光出力の比率を調節することにより色温度の調節を可能としているから、３色または４色を個別に調節する場合よりも色温度の調節を簡単に行うことができる。すなわち、色温度を調節するパラメータが２色の混合比のみであって、色温度の調節が容易になる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記発光ダイオードは３色であって、前記三角形の１つの頂点の色度を２色の発光ダイオードの混色光により生成し、当該２色の発光ダイオードの一方が前記三角形の他の頂点の発光色を有する発光ダイオードと兼用されていることを特徴とする。

この構成によれば、３色の発光ダイオードのうちの１色の発光ダイオードは光出力を調節する必要がないから、色温度の調節を簡単に行うことができる。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記発光ダイオードのうち前記三角形の１つの頂点の色度を混色光により生成する２色の発光ダイオードの発光色のドミナント波長は４７０〜４９０ｎｍと５４０〜５６０ｎｍとであり、残りの発光ダイオードの発光色のドミナント波長は５９０〜６１０ｎｍであることを特徴とする。

この構成によれば、青色系の発光ダイオードと黄緑色系の発光ダイオードとからの光の混合比を調節することにより色温度を調節しているから、黒体軌跡に沿った色温度の調節が可能であって、蛍光灯において実現されている白色、昼光色、電球色に相当する混色光を容易に得ることができる。

請求項４の発明では、請求項１の発明において、前記発光ダイオードは４色であって、前記三角形の１つの頂点の色度を２色の発光ダイオードの混色光により生成し、当該２色の発光ダイオードは前記三角形の他の頂点の発光色を有する発光ダイオードとは異なることを特徴とする。

この構成によれば、４色の発光ダイオードのうちの２色の発光ダイオードは光出力を調節する必要がないから、色温度の調節を簡単に行うことができる。

請求項５の発明では、請求項４の発明において、前記発光ダイオードのうち前記三角形の頂点の色度を混色光により生成する２色の発光ダイオードの発光色のドミナント波長は４９０〜５１０ｎｍと５６０〜５７０ｎｍとであり、残りの２個の発光ダイオードの発光色のドミナント波長は４７０〜４９０ｎｍと５９０〜６１０ｎｍとであることを特徴とする。

この構成によれば、シアン系の発光ダイオードと黄色系の発光ダイオードとからの光の混合比を調節することにより色温度を調節しているから、請求項３の組み合わせよりもさらに黒体軌跡に沿った色温度の調節が容易であって、蛍光灯において実現されている白色、昼光色、電球色に相当する混色光を容易に得ることができる。しかも、相対的に発光効率が高く光出力の高い青色系と赤色系との発光ダイオードについては光出力を調節することなく色温度を変化させることができるから、電力の利用効率が高いという利点もある。

請求項６の発明は、可視光域で発光色の異なる３色の発光ダイオードと、各発光ダイオードの光出力を個別に調節し各発光色の混合比を変化させることにより色温度の異なる白色系の混色光を取り出す白色照明装置であって、各発光ダイオードは、色度図上においていずれか２色の発光ダイオードの発光色を第１および第２の頂点とする三角形を設定したときに、三角形の第３の頂点に相当する色度が単色の発光ダイオードチップからの光と当該光により励起される蛍光体からの光との混色光を放射する発光ダイオードにより得られるように発光色が選択され、制御回路は、蛍光体を用いていない２個の発光ダイオードの光出力の比率が調節可能であることを特徴とする。

この構成によれば、３色の発光ダイオードの混色光として白色を得るから２色を混色させる場合に比較すると演色性の高い白色を得ることができる。とくに、３色のうちの１色は蛍光体を励起させて得られる発光色との混色光であるから、多くの波長成分を含んでおり、演色性を一層高めることができる。しかも、２色の発光ダイオードの光出力の比率を調節することにより色温度の調節を可能としているから、３色を個別に調節する場合よりも色温度の調節を簡単に行うことができる。すなわち、色温度を調節するパラメータが２色の混合比のみであって、１色の発光ダイオードは光出力を調節する必要がないから色温度の調節が容易になる。さらに、３色のうちの１色の発光ダイオードは蛍光体を用いているが、２色の発光ダイオードは蛍光体を用いていないから、すべての光を蛍光体に通す場合に比較すれば電力の利用効率が高くなる。

請求項７の発明では、請求項６の発明において、前記発光ダイオードチップの発光色のドミナント波長は４９０〜５１０ｎｍであり、前記蛍光体の発光色のドミナント波長は５４０〜５７０ｎｍであり、前記発光ダイオードの発光色のうち前記三角形の第１および第２の頂点となる発光色のドミナント波長はそれぞれ４７０〜４９０ｎｍと５８０〜６２０ｎｍとであることを特徴とする。

この構成によれば、シアン系の発光ダイオードチップと黄緑系ないし黄色系の蛍光体との混色光に対して、青色系と赤色系との発光ダイオードからの光の混合比を調節することにより色温度を調節しているから、黒体軌跡に沿った色温度の調節が可能であって、蛍光灯において実現されている白色、昼光色、電球色に相当する混色光を容易に得ることができる。しかも、青色系と赤色系との混合比を調節するから、混合比と寒色系と暖色系との対応関係がわかりやすくなる。

請求項８の発明では、請求項１ないし請求項７のいずれかの発明において、前記発光ダイオードへの給電経路にそれぞれスイッチング素子が直列接続され、前記制御回路は、各スイッチング素子のオンデューティを変化させるＰＷＭ信号を出力することを特徴とする。

この構成によれば、発光ダイオードごとにそれぞれスイッチング素子を直列接続し、スイッチング素子のオンデューティを制御することによって、各発光ダイオードの光出力を変化させるので、各発光ダイオードの光出力を広範囲に渡って変化させることができ、混色光の色度の変化範囲を広くとることができる。また、２色の発光ダイオードに対応したスイッチング素子のオンデューティの比率を変化させることによって色温度を調節することができるから、色温度を変化させるための制御が容易である。

本発明の構成によれば、３色以上の発光ダイオードの混色光として白色を得るから２色を混色させる場合に比較すると演色性の高い白色を得ることができるという利点がある。また、２色の発光ダイオードの光出力の比率を調節するだけで色温度の調節が可能であるから、３色を個別に調節する場合よりも簡単に色温度の調節を行うことができるという利点がある。その結果、演色性の高い白色を得ることができる上に、色温度を調節するパラメータが２色の混合比のみであって、色温度の調節が容易になるという利点がある。

（実施形態１）
本実施形態は、図２に示すように、基板１に実装した３種類の発光色の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃを備える。発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃは、半導体チップあるいはチップ部品であって、基板１にはフェイスアップ実装またはフェイスダウン実装により実装される。図示例では、３種類の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃが一括してドーム状に形成された１個のカバー３により覆われている。カバー３は発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃから放射された光が混色しやすいように拡散透過性材料で形成するのが望ましい。なお、基板１に多数個の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃを配列しておき、基板１の全体を覆う形で、拡散透過性材料により板状に形成した拡散パネルを基板１に対向する形で配置し、発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃから放射された光を拡散パネルによって混色させるようにしてもよい。

発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃから放射された光は混色させて照明に利用するから、隣接する発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの距離は短いほうがよいが、照明する対象物までの距離や拡散透過板のような混色を促進する光学要素の有無などによって、発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの配列ピッチは適宜に調節される。

各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃは可視光域の発光色を有しており、たとえば、発光ダイオード２ａの発光色は４７０〜４９０ｎｍにドミナント波長を有する青色系、発光ダイオード２ｂの発光色は５９０〜６１０ｎｍにドミナント波長を有する赤色系、発光ダイオード２ｃの発光色は５４０〜５６０ｎｍにドミナント波長を有する黄緑色系が選択される。発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃのこの組み合わせは、色度図において白色の領域を囲んでいるから（図３参照）、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃをそれぞれ定格の光出力で点灯させて混色光を得ると、一応は白色系の光色を得ることができると考えられる。ただし、各色の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの定格の光出力は異なっているから、混色光は白色系ではあっても色度図における白色点からのずれは大きくなる。各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの光出力を調節すれば色度図における白色点付近の色度を得ることが可能であるが、３色の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃのすべてについて目的とする色度になるように混色光を調節するには手間がかかる。

ところで、図３に示す色度図（ＸＹＺ表色系のｘｙ色度図）上で各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの発光色について考察すると、一般に蛍光灯の光色として用いられている電球色、昼光色、白色は、色温度では３０００〜８０００Ｋの範囲であり、色温度のこの範囲において黒体軌跡ＢＬは色度図では右肩上がりであって黒体軌跡ＢＬを直線で近似可能である。また、青色系の発光ダイオード２ａと赤色系の発光ダイオード２ｂとは、一般に黄緑色系の発光ダイオード２ｃよりも電力の利用効率が高く定格の光出力が高いことが知られており、後述するように３色の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃのうちの２色について光出力を調節しながらも全体としての電力の利用効率の低下を抑制するには、青色系の発光ダイオード２ａと赤色系の発光ダイオード２ｂとのいずれかについては、光出力を定格に保つことが望ましいと言える。

そこで、本実施形態では、青色系の発光ダイオード２ａの発光色Ｃ（２ａ）と黄緑色系の発光ダイオード２ｃの発光色Ｃ（２ｃ）との混合比を調節することにより、色温度を変化させている。すなわち、図３に示すように、色度図において青色系と赤色系との発光ダイオード２ａ，２ｂの発光色Ｃ（２ａ），Ｃ（２ｂ）を２個の頂点とする三角形を設定するとすれば、三角形の残りの頂点の位置を調節することにより混色光の色度を黒体軌跡ＢＬにほぼ一致させるように調節可能であることがわかる。以下では、発光ダイオード２ａ，２ｃの発光色Ｃ（２ａ），Ｃ（２ｃ）の混色光の色度をＣ（ｇ）で表す。

そこで、本実施形態では、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの光出力を調節するために、図１に示すように、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃへの給電経路にそれぞれスイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃを直列接続してあり、各スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのオンデューティを個別に制御するＰＷＭ信号を各スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃに与えるために駆動回路５ａ，５ｂ，５ｃを設けてある。駆動回路５ａ，５ｂ，５ｃは、たとえば、一定周期の三角波を発生する三角波発生回路と、入力電圧を三角波電圧と比較し三角波電圧が入力電圧よりも高い期間にオンになるパルスを出力する比較回路とからなる。この構成では、入力電圧が高くなるほど出力されるパルスの幅が短くなる。つまり、入力電圧に応じてパルス幅が変化するＰＷＭ信号を出力することができる。このようなＰＷＭ信号を用いてスイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのオンデューティを変化させることにより、各発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの光出力を調節し、混色光の色度を変化させることができる。

また、発光ダイオード２ａと発光ダイオード２ｃとから放射された光の混合比を調節するために、駆動回路５ａ，５ｃへの入力電圧は光色演算部６から与えられる。光色演算部６では、発光ダイオード２ａ，２ｃの光出力の比率を決定する。つまり、スイッチング素子４ａ，４ｃのオンデューティの比率を調節し、発光ダイオード２ａ，２ｃから放射された光の混合比を調節することにより、色度Ｃ（ｇ）を調節することができる。色度Ｃ（ｇ）を調節することは、図３に示す三角形の頂点のうちの２個の頂点である発光色Ｃ（２ａ），Ｃ（２ｂ）を固定して残りの１個の頂点の位置を、発光色Ｃ（２ａ）と発光色Ｃ（２ｃ）の間の直線上で移動させたことに相当し、結果的に、発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの発光色Ｃ（２ａ），Ｃ（２ｂ），Ｃ（２ｃ）を混色させた色度を白色系の範囲で変化させることが可能になる。

光色演算部６には可変抵抗器などを用いて構成された光色設定器８ａが付設されており、光色設定器８ａで光色を指定すると、発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃの発光色Ｃ（２ａ），Ｃ（２ｂ），Ｃ（２ｃ）を混色させた色度が所望の色度になるように、発光ダイオード２ａ，２ｃの光出力の比率（スイッチング素子４ａ，４ｃのオンデューティの比率）が決定される。言い換えると、光色演算部６には、光色設定器８ａの指示値を、スイッチング素子４ａ，４ｃのオンデューティの比率に対応付けたデータテーブルが設けられており、光色設定器８ａによる指示値をスイッチング素子４ａ，４ｃのオンデューティの比率に変換する機能を有する。なお、データテーブルを用いることによって、混色光の色度を黒体軌跡ＢＬに一致させることが可能であるが、光色設定器８ａによる指示値を適宜の関数で変換することにより黒体軌跡ＢＬに近似する指示値を算出する構成を採用してもよい。

光色演算部６は、２個のスイッチング素子４ａ，４ｃのオンデューティの比率を決定するだけであって、スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのオンデューティの絶対値は、光色演算部６にとともに制御回路を構成する明度演算部７において決定される。明度演算部７には明度設定器８ｂが付設されており、明度設定器８ｂにより明度に関する指示値が与えられると、明度演算部７ではスイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのオンデューティを指示する電圧値を発生させる。この電圧値はスイッチング素子４ｂのオンデューティの絶対値を決定する電圧信号であり、光色演算部６にも入力される。光色演算部６では明度演算部７から与えられた電圧信号に応じた絶対値を持ちかつ光色設定器８ａで指示された光色に応じた比率になるように、スイッチング素子４ａ，４ｃのオンデューティを決定する。

たとえば、明度演算部７から出力されたスイッチング素子４ｂのオンデューティをＲｂとし、光色設定器８ａの指示値に対応するスイッチング素子４ａ，４ｃのオンデューティの比率をｒａ：ｒｃとするとき、スイッチング素子４ａ，４ｃのオンデューティを、それぞれα・Ｒｂ・ｒａ、α・Ｒｂ・ｒｃ（ただし、αは比例定数）などのように決定するのである。

上述した構成によって、光色設定器８ａの調節により白色系の色度で色温度を調節することが可能になり、明度設定器８ｂの調節により色度を変化させることなく明度だけを変化させることが可能になる。

なお、発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃに関して上述した発光色の組み合わせは一例であって、他の発光色を用いることが可能である。また、上述の例と同発光色の組み合わせとし、混合比を調節する発光色を青色系と黄緑色系との組み合わせではなく、他の発光色の組み合わせとしてもよい。

（実施形態２）
実施形態１では３色の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｃを用いる例を示したが、図５に示すように、本実施形態では、４色の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｅを用いる例を示す。したがって、４色の発光ダイオード２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｅが１個のカバー３（図２参照）に覆われる。発光ダイオード２ａ，２ｂは実施形態１と同じ発光色Ｃ（２ａ），Ｃ（２ｂ）であって、発光ダイオード２ｄ，２ｅには、発光色Ｃ（２ｄ），Ｃ（２ｅ）のドミナント波長が、それぞれ４９０〜５００ｎｍと５６０〜５７０ｎｍとであるシアン系と黄色系とのものを用いる。混色光の混合比は、発光ダイオード２ｄ，２ｅについて調節する。すなわち、実施形態１では、色度を変化させる際に、赤色系の発光ダイオード２ｂの光出力のみを固定しておき、青色系の発光ダイオード２ａの光出力を調節する必要があったが、本実施形態では、色度を変化させるにあたって、青色系の発光ダイオード２ａと赤色系の発光ダイオード２ｂとは光出力を調節せず、シアン系の発光ダイオード２ｄと黄色系の発光ダイオード２ｅとの光出力を調節する。

図５に示すように、色度図において発光ダイオード２ａの発光色Ｃ（２ａ）と発光ダイオード２ｂの発光色Ｃ（２ｂ）とを２個の頂点とする三角形を設定したときに、残りの頂点の色度は残りの２個の発光ダイオード２ｄ，２ｅの混色光の色度によって決まることになる。つまり、２個の発光ダイオード２ｄ、２ｅの光出力の比率によって４色の混色光の色度が決定される。

したがって、本実施形態では、図４に示すように、発光ダイオード２ｄ，２ｅに直列接続されたスイッチング素子４ｄ，４ｅのオンオフを制御する駆動回路５ｄ，５ｅに光色演算部６の出力である電圧信号を与え、発光ダイオード２ａ，２ｂに直列接続されたスイッチング素子４ａ，４ｂのオンオフを制御する駆動回路５ａ，５ｂには、明度演算部７から出力される電圧信号が直列与えられる。

他の構成および動作は実施形態１と同様であり、本実施形態では４色を混色させて白色系の混色色を得ているから、実施形態１のように３色を混色させる場合よりも演色性を高めることができる。また、電力利用効率の高い青色系および赤色系の発光ダイオード２ａ，２ｂの光出力は、光色の調節のためには変化させないから、実施形態１よりも電力の利用効率が高くなる。

（実施形態３）
上述した各実施形態では、単色の発光ダイオードからの光を混色させる構成を採用したが、本実施形態では実施形態１と同様に３色の発光ダイオードを用いるものの、そのうちの１色は単色の発光ダイオードではなく、単色の発光ダイオードチップから放射した光により蛍光体を励起し、発光ダイオードチップからの光と蛍光体からの光との混色光を放射する発光ダイオードとしてある。したがって、３色の発光ダイオードのうちの１色については、混色光でありしかも蛍光体を用いているから、単色の発光ダイオードのみで構成する場合よりも波長成分を多くすることができ、演色性を高めることができる。

発光ダイオードチップと蛍光体との組み合わせとしては、発光ダイオードチップの発光色のドミナント波長を４９０〜５１０ｎｍのシアン系とし、蛍光体の発光色のドミナント波長を５４０〜５７０ｎｍの黄緑系ないし黄色系とするのが望ましく、この組み合わせでは、図３に示す色度図上でＣ（ｇ）に相当する色度の光を得ることができる。したがって、他の発光ダイオードの発光色のドミナント波長をそれぞれ４７０〜４９０ｎｍの青色系の発光色Ｃ（２ａ）と５８０〜６２０ｎｍの赤色系の発光色Ｃ（２ｂ）とすれば、実施形態１と同様の混色光を得ることができる。

ここに、本実施形態では、青色系と青色系との発光色の発光ダイオード（実施形態１の発光ダイオード２ａ，２ｂに相当）について、放射される光の混合比を調節する。すなわち、青色系と赤色系との混合比を調節するから、色温度の変化と混合比とが対応してわかりやすくなる。なお、青色系の成分が多くなれば寒色系になり、赤色系の成分が多くなれば暖色系になる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

本発明の実施形態１を示すブロック図である。 同上の概略構成図である。 同上の原理説明図である。 本発明の実施形態２を示すブロック図である。 同上の原理説明図である。

符号の説明

１ 基板
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ 発光ダイオード
３ カバー
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ スイッチング素子
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ 駆動回路
６ 光色演算部（制御回路）
７ 明度演算部（制御回路）
８ａ 光色設定器
８ｂ 明度設定器

Claims (8)

1. 可視光域で発光色の異なる３色または４色の発光ダイオードと、各発光ダイオードの光出力を個別に調節し各発光色の混合比を変化させることにより色温度の異なる白色系の混色光を取り出す白色照明装置であって、各発光ダイオードは、色度図上においていずれか２色の発光ダイオードの発光色を２個の頂点とする三角形を設定したときに、三角形の残りの頂点に相当する色度が２色の発光ダイオードの混色光により得られるように発光色が選択され、制御回路は、当該混色光を生成する２個の発光ダイオードの光出力の比率が調節可能であることを特徴とする発光ダイオードを用いた白色照明装置。
2. 前記発光ダイオードは３色であって、前記三角形の１つの頂点の色度を２色の発光ダイオードの混色光により生成し、当該２色の発光ダイオードの一方が前記三角形の他の頂点の発光色を有する発光ダイオードと兼用されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを用いた白色照明装置。
3. 前記発光ダイオードのうち前記三角形の１つの頂点の色度を混色光により生成する２色の発光ダイオードの発光色のドミナント波長は４７０〜４９０ｎｍと５４０〜５６０ｎｍとであり、残りの発光ダイオードの発光色のドミナント波長は５９０〜６１０ｎｍであることを特徴とする請求項２記載の発光ダイオードを用いた白色照明装置。
4. 前記発光ダイオードは４色であって、前記三角形の１つの頂点の色度を２色の発光ダイオードの混色光により生成し、当該２色の発光ダイオードは前記三角形の他の頂点の発光色を有する発光ダイオードとは異なることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを用いた白色照明装置。
5. 前記発光ダイオードのうち前記三角形の頂点の色度を混色光により生成する２色の発光ダイオードの発光色のドミナント波長は４９０〜５１０ｎｍと５６０〜５７０ｎｍとであり、残りの２個の発光ダイオードの発光色のドミナント波長は４７０〜４９０ｎｍと５９０〜６１０ｎｍとであることを特徴とする請求項４記載の発光ダイオードを用いた白色照明装置。
6. 可視光域で発光色の異なる３色の発光ダイオードと、各発光ダイオードの光出力を個別に調節し各発光色の混合比を変化させることにより色温度の異なる白色系の混色光を取り出す白色照明装置であって、各発光ダイオードは、色度図上においていずれか２色の発光ダイオードの発光色を第１および第２の頂点とする三角形を設定したときに、三角形の第３の頂点に相当する色度が単色の発光ダイオードチップからの光と当該光により励起される蛍光体からの光との混色光を放射する発光ダイオードにより得られるように発光色が選択され、制御回路は、蛍光体を用いていない２個の発光ダイオードの光出力の比率が調節可能であることを特徴とする発光ダイオードを用いた白色照明装置。
7. 前記発光ダイオードチップの発光色のドミナント波長は４９０〜５１０ｎｍであり、前記蛍光体の発光色のドミナント波長は５４０〜５７０ｎｍであり、前記発光ダイオードの発光色のうち前記三角形の第１および第２の頂点となる発光色のドミナント波長はそれぞれ４７０〜４９０ｎｍと５８０〜６２０ｎｍとであることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオードを用いた白色照明装置。
8. 前記発光ダイオードへの給電経路にそれぞれスイッチング素子が直列接続され、前記制御回路は、各スイッチング素子のオンデューティを変化させるＰＷＭ信号を出力することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の発光ダイオードを用いた白色照明装置。

Images