具体实施方式
以下将参考构成本发明一部分的附图来说明本发明的实施例。在附图中,向相同的部分分配相同的附图标记,并且将省略针对这些部分的重复说明。
第一实施例
图1示出根据本发明第一实施例的发光装置1的框图。
本实施例的发光装置1使得用于照射红色光的固体发光元件组Lr、用于照射绿色光的固体发光元件组Lg和用于照射蓝色光的固体发光元件组Lb以预定输出比接通,以照射出这三个光的混色光。各自包括三个固体发光元件(发光二极管)的阵列的固体发光元件组Lr、Lg和Lb被配置为分别照射红色光、绿色光和蓝色光。另外,如果无需单独区分各固体发光元件组Lr、Lg和Lb,则将其称为固体发光元件组L。尽管本实施例的固体发光元件组L包括三个固体发光元件的阵列,但固体发光元件组L也可以包括不同数量的固体发光元件的阵列。
在图18所示的XYZ表色系的xy色度图中,固体发光元件组Lr所照射的光的色坐标为Pr,固体发光元件组Lg所照射的光的色坐标为Pg,并且固体发光元件组Lb所照射的光的色坐标为Pb。如图18所示,用于连接色坐标Pr和色坐标Pg的直线与黑体轨迹BL相交叉。此外,通过将固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比设置为目标输出比,来使混色光的色度具有位于黑体轨迹BL上的色坐标P0。此外,通过改变固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比,使混色光的色度沿着黑体轨迹BL改变。固体发光元件组Lr对应于权利要求书中所述的第一固体发光元件组,并且固体发光元件组Lg对应于权利要求书中所述的第二固体发光元件组。
本实施例的发光装置1包括:点亮控制单元2r、2g和2b,用于对固体发光元件组Lr、Lg和Lb的点亮进行控制;色比率设置单元3,用于设置固体发光元件组Lr、Lg和Lb的目标输出比;以及输出控制单元4。发光装置1进行如下的突发调光(burstdimming),其中在该突发调光期间,点亮控制单元2r、2g和2b通过向各固体发光元件组Lr、Lg和Lb供给间歇电流并控制该间歇电流的ON(接通)期间来对固体发光元件组Lr、Lg和Lb各自的输出进行控制。此外,在点亮控制单元2r、2g和2b的控制下,将固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比控制为等于目标输出比。此外,点亮控制单元2r、2g和2b具有相同的结构。在以下说明中,向与点亮控制单元2r有关的组件的附图标记的末尾分配“r(R)”,向与点亮控制单元2g有关的组件的附图标记的末尾分配“g(G)”,并且向与点亮控制单元2b有关的组件的附图标记的末尾分配“b(B)”。另外,如果无需单独进行区分,则将省略末尾的字母。
色比率设置单元3包括微计算机31(以下简称为MICOM31)。在MICOM 31中设置了固体发光元件组L的目标输出比。此外,MICOM 31基于该目标输出比来确定从各点亮控制单元2供给至固体发光元件组L的电流I的ON期间,并且向各点亮控制单元2发送指示。然后,各点亮控制单元2对电流I进行控制以使得电流I的ON期间与MICOM 31所指示的值相对应,并且将控制后的电流I供给至各发光元件组L。
接着,将说明点亮控制单元2的具体结构和控制。点亮控制单元2包括驱动电路21、控制电路22、误差放大器23、电流检测单元24和峰值电流检测单元25。
驱动电路21通过向固体发光元件组L供给电流I来使固体发光元件组L接通。
控制电路22通过对驱动电路21进行控制来控制电流I。如图2(a)~(c)所示,电流Ir、Ig和Ib各自被配置成ON期间和OFF(断开)期间重复出现的间歇电流。控制电路22r、22g和22b基于来自MICOM 31的指示来分别控制周期T1内的ON期间Ton 1r、Ton 1g和Ton 1b。
电流检测单元24检测从驱动电路21供给至固体发光元件组L的电流I,并将检测结果输出至峰值电流检测单元25。
峰值电流检测单元25根据电流检测单元24的检测结果来获得电流I在ON期间Ton1内的振幅值(以下称为峰值Ip),生成与峰值Ip相对应的检测电压VIp,并将检测电压VIp输出至误差放大器23。
电流检测单元24r和峰值电流检测单元25r对应于权利要求书中所述的第一检测单元,并且电流检测单元24g和峰值电流检测单元25g对应于权利要求书中所述的第二检测单元。
具体地,点亮控制单元2r(第一点亮控制单元)中所设置的误差放大器23r的输入端子与峰值电流检测单元25r和输出控制单元4相连接。向误差放大器23r的输入端子施加从峰值电流检测单元25r所输出的检测电压VIpr以及从输出控制单元4所输出的基准电压Vref(第一基准值)。另外,基准电压Vref对应于与电流Ir的峰值Ipr相对应的检测电压VIpr的目标值。此外,误差放大器23r将检测电压VIpr和基准电压Vref之间的差输出至控制电路22r。
点亮控制单元2b中所设置的误差放大器23b的输入端子与峰值电流检测单元25b和输出控制单元4相连接。误差放大器23b将检测电压VIpb和基准电压Vref之间的差输出至控制电路22b。
控制电路22r(第一控制电路)基于如上所述来自MICOM 31的指示来控制电流Ir的ON期间Ton1r,并基于误差放大器23r的输出来控制驱动电路21r(第一驱动电路),由此对电流Ir的峰值Ipr进行反馈控制。同样,控制电路22b控制电流Ib的ON期间Ton1b,并基于误差放大器23b的输出来对电流Ib的峰值Ipb进行反馈控制。
另一方面,尽管基于来自MICOM 31的指示来控制各电流I的ON期间Ton1,但在电流Ir的峰值Ipr和电流Ig的峰值Ipg彼此相对不同的情况下,各发光元件组L所照射的光的混色光的色度偏差duv可能较大。在这种情况下,各固体发光元件组L所照射的光的混色光的色度变得与期望色度显著不同。
然而,在本实施例中,点亮控制单元2g(第二点亮控制单元)中所设置的误差放大器23g的输入端子与峰值电流检测单元25g和峰值电流检测单元25r相连接。向误差放大器23g施加从峰值电流检测单元25g所输出的检测电压VIpg以及从峰值电流检测单元25r所输出的检测电压VIpr。换句话说,检测电压VIpr用作与电流Ig的峰值Ipg相对应的检测电压VIpg的基准值(目标值)。此外,误差放大器23g将检测电压VIpg和检测电压VIpr之间的差输出至控制电路22g。
电流检测单元24g和峰值电流检测单元25g对应于权利要求书中所述的第二检测单元,并且检测电压VIpr对应于权利要求书中所述的第二基准值。
控制电路22g(第二控制电路)基于如上所述来自MICOM31的指示来控制电流Ig的ON期间Ton1g,并基于误差放大器23g的输出来对驱动电路21g(第二驱动电路)进行反馈控制。即,控制电路22g进行反馈控制,以使得电流Ig的峰值Ipg与电流Ir的峰值Ipr相等。
如上所述,在本实施例中,基于来自用于照射色坐标为Pr和Pg的光的固体发光元件组Lr和Lg的其中一个(固体发光元件组Lr)的输出,对另一个(固体发光元件组Lg)的输出进行反馈控制,其中黑体轨迹BL夹持于色坐标Pr和Pg之间。例如,如果电流Ir的峰值Ipr增加,则电流Ig的峰值Ipg也增加。换句话说,固体发光元件组Lr和Lg的输出比相对于目标输出比的偏差降低。因此,各发光元件组L所照射的光的混色光的色度偏差duv降低,并且可以提高颜色再现性。
此外,在本实施例中,基于来自点亮控制单元2r的输出而对来自点亮控制单元2g的输出进行反馈控制,但也可以基于来自点亮控制单元2g的输出而对来自点亮控制单元2r的输出进行反馈控制。
另外,在本实施例中,如果从输出控制单元4所输出的基准电压Vref改变,则各电流I的峰值Ip改变。即,仅通过改变基准电压Vref,可以在维持各发光元件组L所照射的光的混色光的色温的状态下改变该混色光的输出。因而,可以容易地调整混色光的输出。
此外,尽管在本实施例中利用用于照射红色光的固体发光元件组Lr、用于照射绿色光的固体发光元件组Lg和用于照射蓝色光的固体发光元件组Lb来照射混色光,但也可以使用用于照射其它颜色的光的固体发光元件组L。例如,可以使用代替蓝色光而照射色温高的白色光的固体发光元件组L。此外,尽管使用了三种颜色的固体发光元件组L来照射混色光,但也可以配置为照射来自颜色数量不同的发光元件组L的光的混色光。
第二实施例
图3示出根据本发明第二实施例的发光装置1的框图。对与第一实施例相同的部分分配相同的附图标记,并且将省略针对这些部分的重复说明。
本实施例的发光装置1进行如下的振幅调光,其中在该振幅调光期间,点亮控制单元2r、2g和2b分别向固体发光元件组Lr、Lg和Lb供给DC电流(稳态电流),并对这些DC电流的振幅进行控制以控制来自固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出。此外,点亮控制单元2r、2g和2b进行控制,以使得固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比与目标输出比相同。
本实施例的色比率设置单元3包括MICOM 31以及基准电压生成单元32r、32g和32b。
基准电压生成单元32r和32b通过使用从输出控制单元4所输出的控制电压V 1作为源电压,基于从MICOM 31所输出的控制信号S1r和S1b来生成基准电压VrefR和VrefB。如图4(a)~(c)所示,控制信号S 1r和S 1b各自均是PWM信号,并且MICOM 31基于来自固体发光元件组Lr和Lb的各目标输出来确定控制信号S1r和S1b的ON期间Ton2r和Ton2b。因此,所生成的基准电压VrefR和VrefB分别为V1×Ton2r/T2和V1×Ton2b/T2(即,VrefR=V1×Ton2r/T2,VrefB=V1×Ton2b/T2,其中T2是控制信号S1r和S1b各自的周期)。
此外,基准电压生成单元32r和32b将所生成的基准电压VrefR和VrefB分别输出至误差放大器23r和23b。基准电压VrefR和VrefB分别与供给至固体发光元件组Lr和Lb的电流Ir和Ib的振幅的目标值相对应,并且基准电压VrefR对应于权利要求书中所述的第一基准值。
此外,各电流检测单元24检测供给至固体发光元件组L的电流I的振幅,并将与电流I的振幅相对应的检测电压VI1输出至误差放大器23。此外,在本实施例中,电流检测单元24r对应于第一检测单元,并且电流检测单元24g对应于第二检测单元。
因此,误差放大器23r的输入端子与基准电压生成单元32r和电流检测单元24r相连接。误差放大器23r将基准电压VrefR和检测电压VI1r之间的差输出至控制电路22r。同样,误差放大器23b的输入端子与基准电压生成单元32b和电流检测单元24b相连接。误差放大器23b将基准电压VrefB和检测电压VI1b之间的差输出至控制电路22b。
控制电路22r和22b分别基于来自误差放大器23r和23b的输出来对电流Ir和Ib的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1r和VI1b与各基准电压VrefR和VrefB相等。
另外,在本实施例中,电流检测单元24r的输出端子经由放大器33连接至基准电压生成单元32g。放大器33生成了通过将从电流检测单元24r所输出的检测电压VI1r放大K倍(K=大于1的实数)所获得的放大电压VI2r,并将放大电压VI2r输出至基准电压生成单元32g。
基准电压生成单元32g包括电阻器R1g和R2g、切换元件Q1g以及电容器C1g。电阻器R1g和R2g以及切换元件Q1g串联连接,并且电容器C1g与电阻器R2g和切换元件Q1g的串联电路并联连接。放大器33的输出端子经由电阻器R1g连接至误差放大器23g。此外,切换元件Q1g由n沟道MOSFET构成并且插入到电阻器R2g和接地端之间。切换元件Q1g的栅极连接至MICOM 31,并且切换元件Q1g基于控制信号S2g接通和断开以在电阻器R2g和接地端之间进行电连接和断开。因此,在电容器C1g的两端产生了通过基于控制信号S2g的ON期间Ton3g对放大电压VI2r进行平滑(分压)所获得的基准电压VrefG。
从MICOM 31输出至切换元件Q1g的控制信号S2g是如图4(b)所示的PWM信号。基于目标输出比来确定控制信号S2g的周期T3内的ON期间Ton3g。具体地,确定ON期间Ton3g,以使得固体发光元件组Lg相对于固体发光元件组Lr的目标输出比等于ON期间Ton3g相对于周期T3的比。因此,基准电压生成单元32g所生成的基准电压VrefG为VI2r×Ton3g/T3(VrefG=VI2r×Ton3g/T3)。基准电压VrefG对应于权利要求书中所述的第二基准值,其中基准电压VrefG用作供给至固体发光元件组Lg的电流Ig的振幅的目标值。此外,在本实施例中,如图4(a)~(c)所示,控制信号S1r和S1b的周期T2与控制信号S2g的周期T3相等。
然后,误差放大器23g将基准电压VrefG和检测电压VI1g之间的差输出至控制电路22g。控制电路22g基于误差放大器23g的输出来对电流Ig的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1g与基准电压VrefG相等。
在传统情况下,如图5(a)~(c)所示,控制电压V 1被控制为基于控制信号S 1r、S1g和S 1b来进行平滑(分压)以生成各基准电压VrefR、VrefG和VrefB,以使得所生成的基准电压VrefR、VrefG和VrefB的比用作目标输出比。然而,由于误差放大器23的偏移或者驱动电路21的部件变化而导致电流I的振幅相对于目标值可能存在偏差。因而,由于需要对各发光元件组L的输出分别进行调整,因此难以提高来自各发光元件组L的混色光的颜色再现性。
另一方面,在本实施例中,基于点亮控制单元2r的输出,生成点亮控制单元2g的基准电压VrefG,并对电流Ig进行反馈控制。因此,即使在点亮控制单元2r所输出的电流Ir的振幅相对于目标值(基准电压VrefR)发生变化的情况下,也考虑到这种变化来生成基准电压VrefG。因此,电流Ig的振幅与电流Ir在同一方向上变化,因而固体发光元件组Lr和Lg的输出比相对于目标输出比的偏差降低。因而,各发光元件组L所照射的光的混色光的偏差duv降低,并且可以提高颜色再现性。
此外,在本实施例中,放大器33用于通过将检测电压VI1r放大K倍来生成放大电压VI2r,并且通过对放大电压VI2r进行平滑来生成基准电压VrefG。因此,如由图4(b)的虚线所示,通过增大ON期间Ton3g,可以使基准电压VrefG大于检测电压VI1r,并且可以使来自固体发光元件组Lg的输出大于来自固体发光元件组Lr的输出。此外,如果来自固体发光元件组Lr的目标输出始终大于来自固体发光元件组Lg的目标输出,则放大器33可省略,并且可以配置为通过对检测电压VI1r进行平滑来生成基准电压VrefG。
此外,如果来自固体发光元件组Lr的目标输出始终大于固体发光元件组Lg的目标输出,则可以将误差放大器23配置成如图6所示。
误差放大器23r包括运算放大器231r、电容器C2r和电阻器R3r。在运算放大器231r中,向其非反相输入端子施加基准电压VrefR,并且经由电阻器R3r向其反相输入端子施加检测电压VI1r。此外,在该反相输入端子和输出端子之间插入了电容器C2r。此外,控制电路22r基于运算放大器231r的输出来对电流Ir的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1r与基准电压VrefR相等。此外,由于误差放大器23b的结构与误差放大器23r相同,因此将省略对其的说明。
此外,误差放大器23g包括运算放大器231g、电容器C2g以及电阻器R3g和R4g。在运算放大器231g中,向其非反相输入端子施加检测电压VI1r,并且向其反相输入端子施加通过对经由电阻器R3g所施加的检测电压VI1g和经由电阻器R4g所施加的基准电压VrefG2进行相加所获得的电压。
基准电压生成单元32g使用基准电压VrefR作为源电压,并且生成了通过基于从MICOM 31所输出的控制信号S3g对基准电压VrefR进行平滑所获得的基准电压VrefG2。
控制信号S3g是PWM信号,并且基于目标输出比来确定占空比(on-duty)。具体地,将控制信号S3g的占空比确定为:固体发光元件组Lr和固体发光元件组Lg的目标输出差相对于固体发光元件组Lr的目标输出的比。如果固体发光元件组Lr和Lg的目标输出为VrefR和VrefG,则“固体发光元件组Lr和固体发光元件组Lg的目标输出差相对于固体发光元件组Lr的目标输出的比”等同于(1-VrefG/VrefR)。因此,基准电压生成单元32g所生成的基准电压VrefG2=VrefR×(1-VrefG/VrefR)。
然后,控制电路22g进行反馈控制,以使得检测电压VI1r等于检测电压VI1g和基准电压VrefG2的总和。即,等效地,基于通过从点亮控制单元2r的输出(检测电压VI1r)中减去作为目标输出差的基准电压VrefG2所获得的基准值,来对电流Ig的振幅进行反馈控制。
因而,由于基于电流Ir的振幅来对电流Ig的振幅进行反馈控制,因此可以获得如上所述相同的效果,并且固体发光元件组Lr和Lg的输出比相对于目标输出比的偏差降低。因而,各发光元件组L所照射的光的混色光的偏差duv降低,并且可以提高颜色再现性。
第三实施例
图7示出根据本发明第三实施例的发光装置1的框图。对与第二实施例相同的部分分配相同的附图标记,并且将省略针对这些部分的重复说明。
本实施例的发光装置1进行如下的振幅调光,其中在该振幅调光期间,点亮控制单元2r、2g和2b分别向固体发光元件组Lr、Lg和Lb供给DC电流,并对这些DC电流的振幅进行控制以控制来自固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出。此外,点亮控制单元2r、2g和2b进行控制,以使得固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比与目标输出比相同。
发光装置1包括点亮控制单元2r、2g和2b、色比率设置单元3、输出控制单元4、误差计算单元5和加法器6。
基准电压生成单元32r和32g通过使用从输出控制单元4所输出的控制电压V1作为源电压,基于从MICOM 31所输出的控制信号S4r和S4g来生成基准电压VrefR和VrefG。
如图8(a)和(b)所示,控制信号S4r和S4g各自均是PWM信号,并且MICOM 31基于目标输出比来确定控制信号S4r和S4g的ON期间Ton4r和Ton4g。具体地,MICOM 31确定ON期间Ton4r和Ton4g,以使得各个ON期间Ton4r和Ton4g相对于周期T4的比(即,Ton4r/T4和Ton4g/T4)等于固体发光元件组Lr和Lg各自的输出相对于固体发光元件组Lr和Lg的总输出的比(即,Lr/(Lr+Lg)和Lg/(Lr+Lg))。即,周期T4与固体发光元件组Lr和Lg的总输出相对应,并且MICOM 31基于目标输出比来确定各自的ON期间Ton4r和Ton4g,以使得ON期间Ton4r和Ton4g的总和等于周期T4(即,Ton4r+Ton4g=T4)。
然后,基准电压生成单元32r和32g生成了通过基于控制信号S4r和S4g对从输出控制单元4所输出的控制电压V 1进行平滑(分压)所获得的基准电压VrefR和VrefG。即,控制电压V1与发光元件组Lr和Lg的总输出相对应,并且基于目标输出比而将控制电压V1分割成基准电压VrefR和VrefG。因而,基准电压VrefR和VrefG分别由V1×Ton4r/T4和V1×Ton4g/T4来给出。
此外,基准电压生成单元32b基于来自MICOM 31的指示,生成基准电压VrefB,以使得基准电压VrefR、VrefG和VrefB的比与固体发光元件组Lr、Lg和Lb的目标输出比相等,并且将基准电压VrefB输出至误差放大器23b。
误差放大器23r将检测电压VI1r和基准电压VrefR之间的差输出至控制电路22r。控制电路22r对电流Ir的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1r与基准电压VrefR相等。同样,误差放大器23b将检测电压VI1b和基准电压VrefB之间的差输出至控制电路22b。控制电路22b对电流Ib的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1b与基准电压VrefB相等。
由于误差放大器23r的偏移或者驱动电路21的部件变化而导致在检测电压VI1r和基准电压VrefR之间可能发生误差。在本实施例中,可以检测到这种误差,并且可以基于目标输出比来对基准电压VrefG进行校正。
误差计算单元5包括减法器51、放大器52和平滑单元53。
减法器51的输入端子与电流检测单元24r和基准电压生成单元32r相连接,并且减法器51将通过从检测电压VI1r中减去基准电压VrefR所获得的值输出至放大器52。放大器52生成了通过将来自减法器51的输出放大(T4/Ton4r)倍所获得的误差电压VID,并将误差电压VID输出至平滑单元53。此外,误差电压VID与电流Ir和Ig的总电流的误差相对应。
平滑单元53包括跟随器531、电阻器R5和R6、电容器C3以及切换元件Q2。跟随器531、电阻器R5和R6以及切换元件Q2串联连接,并且电容器C3与电阻器R6和切换元件Q2的串联电路并联连接。切换元件Q2由n沟道MOSFET构成并且插入到电阻器R6和接地端之间。切换元件Q2的栅极连接至MICOM 31,并且切换元件Q2基于控制信号S4g接通和断开,以在电阻器R6和接地端之间进行电连接和断开,由此改变电容器C3的两端所产生的误差电压VIDg。此外,输出至切换元件Q2的控制信号S4g与输出至基准电压生成单元32g的控制信号S4g相同。即,误差电压VIDg是通过基于目标输出比来对误差电压VID进行分割所获得的,并且误差电压VIDg由VID×Ton4g/T4来给出。
加法器6的输入端子与基准电压生成单元32g和平滑单元53相连接,并且加法器6生成了通过对基准电压VrefG和误差电压VIDg进行相加所获得的基准电压VrefG3。此外,加法器6将基准电压VrefG3输出至误差放大器23g。然后,控制电路22g基于误差放大器23g的输出来对电流Ig的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1g与基准电压VrefG3相等。此外,在本实施例中,基准电压VrefG对应于权利要求书中所述的第三基准值,并且基准电压VrefG3对应于权利要求书中所述的第二基准值。
如上所述,在本实施例中,基准电压VrefG3是通过对检测电压VI1r和基准电压VrefR之间的误差进行检测并基于所检测到的误差对基准电压VrefG进行校正所生成的。然后,基于基准电压VrefG3来进行反馈控制。即,使用反映了点亮控制单元2r的输出误差的基准电压VrefG3作为基准值,以对电流Ig的振幅进行反馈控制。因此,电流Ig的振幅在与电流Ir的振幅的误差方向相同的方向上变化,因而固体发光元件组Lr和Lg的输出比相对于目标输出比的偏差降低。因而,各发光元件组L所照射的光的混色光的偏差duv降低,并且可以提高颜色再现性。
第四实施例
图9示出根据本发明第四实施例的发光装置1的框图。对与第一实施例相同的部分分配相同的附图标记,并且将省略针对这些部分的重复说明。
本实施例的发光装置1包括:点亮控制单元2r、2g和2b,用于可控制地接通和断开固体发光元件组Lr、Lg和Lb;色比率设置单元3,用于设置固体发光元件组Lr、Lg和Lb的目标输出比;输出控制单元4;加法器7;以及分割单元8。然后,发光装置1进行如下的突发调光,其中在该突发调光期间,点亮控制单元2r、2g和2b通过向相应的固体发光元件组Lr、Lg和Lb供给间歇电流并控制间歇电流的ON期间,来对固体发光元件组Lr、Lg和Lb的各个输出进行控制。此外,在点亮控制单元2r、2g和2b的控制下,将固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比控制为等于目标输出比。
色比率设置单元3包括MICOM 31。在MICOM 31中设置了固体发光元件组L的目标输出比。此外,MICOM 31基于该目标输出比来确定从各点亮控制单元2供给至固体发光元件组L的电流I的ON期间,并且向各点亮控制单元2发送指示。然后,各点亮控制单元2对电流I进行控制以使得电流I的ON期间与MICOM 31所指示的值相对应,并且将控制后的电流I供给至各发光元件组L。此外,在本实施例中,点亮控制单元2r对应于权利要求书中所述的第一点亮控制单元,并且点亮控制单元2g对应于权利要求书中所述的第二点亮控制单元。
接着,将说明点亮控制单元2的具体结构和控制。点亮控制单元2包括驱动电路21、控制电路22、误差放大器23、电流检测单元24和峰值电流检测单元25。
驱动电路21通过向固体发光元件组L供给电流I来使固体发光元件组L接通。此外,在本实施例中,驱动电路21r对应于权利要求书中所述的第一驱动电路,并且驱动电路21g对应于权利要求书中所述的第二驱动电路。
控制电路22通过对驱动电路21进行控制来控制电流I。如图2(a)~(c)所示,电流Ir、Ig和Id各自均被配置成ON期间和OFF期间重复出现的间歇电流。控制电路22r、22g和22b基于来自MICOM 31的指示来分别控制周期T1内的ON期间Ton1r、Ton1g和Ton1b。此外,在本实施例中,控制电路22r对应于权利要求书中所述的第一控制电路,并且控制电路22g对应于权利要求书中所述的第二控制电路。
电流检测单元24检测从驱动电路21供给至固体发光元件组L的电流I,并将检测结果输出至峰值电流检测单元25。
峰值电流检测单元25根据电流检测单元24的检测结果来获得电流I在ON期间Ton1内的振幅值(以下称为峰值Ip),并且生成与峰值Ip相对应的检测电压VIp。此外,峰值电流检测单元25r和25g生成检测电压VIpr和VIpg,并将检测电压VIpr和VIpg输出至加法器7。
在本实施例中,电流检测单元24r和峰值电流检测单元25r对应于权利要求书中所述的第一检测单元,并且电流检测单元24g和峰值电流检测单元25g对应于权利要求书中所述的第二检测单元。
加法器7生成了通过对从峰值电流检测单元25r和25g分别输出的检测电压VIpr和VIpg进行相加所获得的总检测电压VIpt(=VIpr+VIpg),并将总检测电压VIpt输出至分割单元8。
分割单元8包括分压器81,并且对从加法器7所输出的总检测电压VIpt进行二等分。即,分压器81生成作为检测电压VIpr和VIpg的平均值的平均检测电压VIpa(=(VIpr+VIpg)/2)。然后,分压器81将所生成的平均检测电压VIpa输出至误差放大器23r和23g。此外,平均检测电压VIpa对应于权利要求书所述的分割检测结果。
误差放大器23r和23g的输入端子与分压器81和输出控制单元4相连接。将从分压器81所输出的平均检测电压VIpa与从输出控制单元4所输出的基准电压Vref之间的差输出至控制电路22r和22g。此外,误差放大器23b的输入端子与峰值电流检测单元25b和输出控制单元4相连接,并且将检测电压VIpb和基准电压Vref之间的差输出至控制电路22b。
各控制电路22基于如上所述来自MICOM 31的指示来对电流I的ON期间Ton1进行控制,并且基于相应的误差放大器23的输出来对电流I的峰值Ip进行反馈控制。
另一方面,尽管基于来自MICOM 31的指示对各电流I的ON期间Ton1进行控制,但在电流Ir的峰值Ipr和电流Ig的峰值Ipg彼此相对不同的情况下,固体发光元件组Lr和Lg的输出比相对于目标输出比可能存在偏差。在这种情况下,各发光元件组L所照射的光的混色光的偏差duv变得较大。
然而,在本实施例中,点亮控制单元2r和2g通过使用电流Ir和Ig的峰值Ipr和Ipg的平均值(平均检测电压VIpa)作为检测结果来分别对峰值Ipr和Ipg进行反馈控制。即,由于进行控制以使得峰值Ipr和Ipg的平均值与基准电压Vref相等,因此峰值Ipr和Ipg之间的相对差降低。因此,各发光元件组L所照射的光的混色光的偏差duv降低,并且可以提高颜色再现性。
另外,由于使用平均检测电压VIpa作为检测结果来对电流Ir和Ig的各峰值Ipr和Ipg进行反馈控制,因此电流Ir和Ig的峰值Ipr和Ipg这两者相对于基准电压Vref的偏差变得均一化。
此外,在本实施例中,如果从输出控制单元4所输出的基准电压Vref改变,则通过反馈控制来改变各电流I的峰值Ip。即,仅通过改变基准电压Vref,可以在维持各发光元件组L所照射的光的混色光的色度的状态下改变该混色光的输出。因而,可以容易地调整混色光的输出。
此外,尽管在本实施例中在点亮控制单元2r和2g中设置了误差放大器23r和23g,但也可以设置一个误差放大器23以将平均检测电压VIpa和基准电压Vref之间的差输出至控制电路22r和22g。因此,可以减少误差放大器23的数量,并简化结构。
第五实施例
图10示出根据本发明第五实施例的发光装置1的框图。对与第四实施例相同的部分分配相同的附图标记,并且将省略针对这些部分的重复说明。
本实施例的发光装置1进行如下的振幅调光,其中在该振幅调光期间,点亮控制单元2r、2g和2b分别向固体发光元件组Lr、Lg和Lb供给DC电流(稳态电流),并且对这些DC电流的振幅进行控制以控制来自固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出。此外,点亮控制单元2r、2g和2b进行控制以使得固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比与目标输出比相同。
本实施例的色比率设置单元3包括MICOM 31以及基准电压生成单元32r、32g和32b。
基准电压生成单元32r和32g通过使用从输出控制单元4所输出的控制电压V 1作为源电压,基于从MICOM 31所输出的控制信号S4r和S4g来生成基准电压VrefR和VrefG。
如图8(a)和(b)所示,控制信号S4r和S4g各自均是PWM信号,并且MICOM 31基于目标输出比来确定控制信号S4r和S4g各自的ON期间Ton4r和Ton4g。具体地,MICOM 31确定ON期间Ton4r和Ton4g,以使得周期T4与发光元件组Lr和Lg的总输出相对应,并且各个ON期间Ton4r和Ton4g相对于周期T4的比(即,Ton4r/T4和Ton4g/T4)等于固体发光元件组Lr和Lg各自的输出相对于固体发光元件组Lr和Lg的总输出的比(即,Lr/(Lr+Lg)和Lg/(Lr+Lg))。因而,Ton4r+Ton4g=T4成立。
然后,基准电压生成单元32r和32g生成了通过使用控制信号S4r和S4g对控制电压V 1进行平滑(分压)所获得的基准电压VrefR和VrefG。基准电压VrefR和VrefG分别由V1×Ton4r/T4和V1×Ton4g/T4来给出。
此外,基准电压生成单元32r和32g将所生成的基准电压VrefR和VrefG输出至误差放大器23r和23g。即,控制电压V1与发光元件组Lr和Lg的总输出相对应,并且基准电压VrefR和VrefG是通过基于固体发光元件组Lr和Lg的目标输出比来对控制电压V 1进行分割所生成的。因而,基准电压VrefR和VrefG的比与固体发光元件组Lr和Lg的目标输出比相等。
此外,基准电压生成单元32b基于来自MICOM 31的指示来生成基准电压VrefB以使得基准电压VrefR、VrefG和VrefB的比等于固体发光元件组Lr、Lg和Lb的目标输出比,并且将基准电压VrefB输出至误差放大器23b。
基准电压VrefR、VrefG和VrefB用作供给至固体发光元件组Lr、Lg和Lb的电流Ir、Ig和Ib的振幅的目标值。
此外,本实施例的分割单元8包括平滑单元82r和82g,并且各平滑单元均与加法器7的输出端子相连接。加法器7的输入端子与电流检测单元24r和24g相连接,并且将电流检测单元24r和24g所检测到的检测电压VI1r和VI1g输入至加法器7的输入端子。检测电压VI 1r和VI1g与电流Ir和Ig的振幅相对应。在本实施例中,电流检测单元24r对应于权利要求书中所述的第一检测单元,并且电流检测单元24g对应于权利要求书中所述的第二检测单元。此外,加法器7生成了通过对检测电压VI1r和VI1g进行相加所获得的总检测电压VIt,并将总检测电压VIt输出至平滑单元82r和82g。
各平滑单元82包括跟随器821、电阻器R7和R8、电容器C4以及切换元件Q3。跟随器821、电阻器R7和R8以及切换元件Q3串联连接,并且电容器C4与电阻器R8和切换元件Q3的串联电路并联连接。跟随器821的输入端子与加法器7相连接,并且施加有总检测电压VIt。此外,切换元件Q3由n沟道MOSFET构成并且插入到电阻器R8和接地端之间。切换元件Q3的栅极连接至MICOM 31,并且切换元件Q3基于控制信号S4接通/断开,以在电阻器R8和接地端之间进行电连接和断开。因此,在电容器C4的两端产生了通过基于控制信号S4在周期T4内的ON期间Ton4来对总检测电压VIt进行平滑(分压)所获得的平滑电压VI3。即,平滑单元82r生成平滑电压VI3r(=VIt×Ton4r/T4),并且平滑单元82g生成平滑电压VI3g(=VIt×Ton4g/T4)。
此外,从MICOM 31输出至切换元件Q3的控制信号S4与从MICOM 31输出至基准电压生成单元32的上述控制信号S1相同。即,平滑单元82r和82g使用控制信号S4r和S4g,并且通过基于目标输出比而对总检测电压VIt进行分割来分别生成点亮控制单元2r所用的平滑电压VI3r和点亮控制单元2g所用的平滑电压VI3g。因而,平滑电压VI3r相对于平滑电压VI3g的比等于固体发光元件组Lr相对于固体发光元件组Lg的目标输出比。然后,平滑单元82r和82g将所生成的平滑电压VI3r和VI3g分别输出至误差放大器23r和23g。平滑电压VI3r和VI3g对应于权利要求书中所述的分割检测结果。
误差放大器23r和23g将基准电压VrefR和平滑电压VI3r之间的差以及基准电压VrefG和平滑电压VI3g之间的差分别输出至控制电路22r和22g。此外,误差放大器23b将基准电压VrefB和检测电压VI1b之间的差输出至控制电路22b。
控制电路22r和22g分别对电流Ir和Ig的振幅进行反馈控制,以使得平滑电压VI3r和VI3g与基准电压VrefR和VrefG相等。此外,控制电路22b对电流Ib的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1b与基准电压VrefB相等。
如上所述,在本实施例中,通过使用平滑电压VI3r和VI3g作为检测结果来进行反馈控制,其中平滑电压VI3r和VI3g是通过基于目标输出比来对发光元件组Lr和Lg的总输出(总检测电压VIt)进行分割所获得的。总检测电压VIt包括检测电压VI1r和VI1g相对于目标值(基准电压VrefR和VrefG)的误差,并且由于总检测电压VIt的分割也对这些误差进行了分割。即,平滑电压VI3r和VI3g包括通过对检测电压VI1r和VI1g相对于目标值(基准电压VrefR和VrefG)的误差进行平均化所获得的值。此外,通过进行反馈控制以使得平滑电压VI3r和VI3g与基准电压VrefR和VrefG相等,降低了检测电压VI1r与检测电压VI1g的比相对于基准电压VrefR与基准电压VrefG的比的偏差。因而,各发光元件组L所照射的光的混色光的偏差duv降低,并且可以提高颜色再现性。
另外,通过使用平滑电压VI3r和VI3g进行反馈控制,检测电压VI1r和VI1g相对于各基准电压VrefR和VrefG的偏差变得均一化。
另外,在本实施例中,仅通过改变从输出控制单元4所输出的控制电压V 1,可以在维持基准电压VrefR、VrefG和VrefB的值的比率(目标输出比)的状态下改变这些值。即,通过仅改变控制电压V1,可以在维持各发光元件组L所照射的光的混色光的色度的状态下改变该混色光的输出。因而,可以容易地调整混色光的输出。
第六实施例
图11示出根据本发明第六实施例的发光装置1的框图。
本实施例的发光装置1使得用于照射红色光的固体发光元件组Lr、用于照射绿色光的固体发光元件组Lg和用于照射蓝色光的固体发光元件组Lb以预定输出比接通,以照射出这三个光的混色光。各自包括这三个固体发光元件(发光二极管)的阵列的固体发光元件组Lr、Lg和Lb被配置为分别照射红色光、绿色光和蓝色光。另外,如果无需单独区分各固体发光元件组Lr、Lg和Lb,则将其称为固体发光元件组L。尽管本实施例的固体发光元件组L包括三个固体发光元件的阵列,但也可以包括包含不同数量的固体发光元件的阵列。此外,固体发光元件组Lr对应于权利要求书中所述的第一固体发光元件组,并且固体发光元件组Lg和Lb对应于权利要求书中所述的第二固体发光元件组。
发光装置1包括:点亮控制单元2r、2g和2b,用于可控制地接通和断开固体发光元件组Lr、Lg和Lb;色比率设置单元3,用于设置固体发光元件组Lr、Lg和Lb的目标输出比;以及输出控制单元4。发光装置1进行如下的突发调光,其中在该突发调光期间,点亮控制单元2r、2g和2b通过向各固体发光元件组Lr、Lg和Lb供给间歇电流并且控制该间歇电流的ON期间来对来自固体发光元件组Lr、Lg和Lb各自的输出进行控制。此外,在点亮控制单元2r、2g和2b的控制下,将固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比控制为等于目标输出比。此外,点亮控制单元2r、2g和2b具有相同的结构。在以下说明中,向与点亮控制单元2r有关的组件的附图标记的末尾分配“r(R)”,向与点亮控制单元2g有关的组件的附图标记的末尾分配“g(G)”,并且向与点亮控制单元2b有关的组件的附图标记的末尾分配“b(B)”。另外,如果无需单独进行区分,则将省略末尾的字母。
色比率设置单元3包括微计算机31(以下简称为MICOM31)。在MICOM 31中设置了各固体发光元件组L的目标输出比。此外,MICOM 31基于该目标输出比来确定从各点亮控制单元2供给至固体发光元件组L的电流I的ON期间,并且向各点亮控制单元2发送指示。然后,各点亮控制单元2对电流I进行控制以使得电流I的ON期间与MICOM 31所指示的值相对应,并将控制后的电流I分别供给至各发光元件组L。
接着,将说明点亮控制单元2的具体结构和控制。点亮控制单元2包括驱动电路21、控制电路22、误差放大器23、电流检测单元24和峰值电流检测单元25。
驱动电路21通过向固体发光元件组L供给电流I来使固体发光元件组L接通。
控制电路22通过对驱动电路21进行控制来控制电流I。如图2(a)~(c)所示,电流Ir、Ig和Ib各自被配置成ON期间和OFF期间重复出现的间歇电流。控制电路22r、22g和22b基于来自MICOM31的指示来分别控制周期T1内的ON期间Ton1r、Ton1g和Ton1b。
电流检测单元24检测从驱动电路21供给至固体发光元件组L的电流I,并将该检测结果输出至峰值电流检测单元25。
峰值电流检测单元25根据电流检测单元24的检测结果来获得电流I在ON期间Ton1内的振幅值(以下称为峰值Ip),生成与峰值Ip相对应的检测电压VIp,并将检测电压VIp输出至误差放大器23。
电流检测单元24r和峰值电流检测单元25r对应于权利要求书中所述的第一检测单元。
具体地,点亮控制单元2r(第一点亮控制单元)中所设置的误差放大器23r的输入端子与峰值电流检测单元25r和输出控制单元4相连接。向误差放大器23r的输入端子施加从峰值电流检测单元25r所输出的检测电压VIpr以及从输出控制单元4所输出的基准电压Vref(第一基准值)。另外,基准电压Vref对应于与电流Ir的峰值Ipr相对应的检测电压VIpr的目标值。此外,误差放大器23r将检测电压VIpr和基准电压Vref之间的差输出至控制电路22r。
控制电路22r(第一控制电路)基于如上所述来自MICOM 31的指示来控制电流Ir的ON期间Ton1r,并且基于误差放大器23r的输出来控制驱动电路21r(第一驱动电路),由此对电流Ir的峰值Ipr进行反馈控制。
另一方面,尽管基于来自MICOM 31的指示来控制各电流I的ON期间Ton 1,但在电流I的各峰值Ip彼此相对不同的情况下,各固体发光元件组L的输出比相对于目标输出比可能存在偏差。在这种情况下,各固体发光元件组L所照射的光的混色光的色度不同于期望色度。
然而,在本实施例中,点亮控制单元2g和2b(第二点亮控制单元)中所设置的误差放大器23g和23b的输入端子分别与峰值电流检测单元25g和25b相连接,并且还与峰值电流检测单元25r相连接。向误差放大器23g和23b施加从峰值电流检测单元25g和25b所输出的检测电压VIpg和VIpb以及从峰值电流检测单元25r所输出的检测电压VIpr。换句话说,检测电压VIpr用作与电流Ig和Ib的峰值Ipg和Ipb相对应的检测电压VIpg和VIpb的基准值(目标值)。此外,误差放大器23g和23b将检测电压VIpg和检测电压VIpr之间的差以及检测电压VIpb和检测电压VIpr之间的差分别输出至控制电路22g和22b。
电流检测单元24g和24b以及峰值电流检测单元25g和25b对应于权利要求书中所述的第二检测单元,并且检测电压VIpr对应于权利要求书中所述的第二基准值。
控制电路22g和22b(第二控制电路)基于如上所述来自MICOM 31的指示来控制电流Ig和Ib的ON期间Ton1g和Ton1b,并且基于误差放大器23g和23b的输出来对驱动电路21g和21b(第二驱动电路)进行反馈控制。即,控制电路22g和22b进行反馈控制,以使得电流Ig和Ib的峰值Ipg和Ipb与电流Ir的峰值Ipr相等。
如上所述,在本实施例中,基于来自点亮控制单元2的其中一个(点亮控制单元2r)的输出,对来自其它单元(点亮控制单元2g和2b)的输出进行反馈控制。因此,由于峰值Ip之间的相对差降低,因此各固体发光元件组L的输出比相对于目标输出比的偏差降低。因而,可以提高各发光元件组L所照射的光的混色光的颜色再现性。
此外,在本实施例中,基于来自点亮控制单元2r的输出,对来自点亮控制单元2g和2b的输出进行反馈控制,但也可以基于来自点亮控制单元2g的输出对来自点亮控制单元2r和2b的输出进行反馈控制,并且也可以基于来自点亮控制单元2b的输出对来自点亮控制单元2r和2g的输出进行反馈控制。
另外,在本实施例中,如果输出控制单元4所输出的基准电压Vref改变,则基准电压VrefR、VrefG和VrefB在维持这三者的比率的状态下进行改变。即,仅通过改变基准电压Vref,可以在维持各发光元件组L所照射的光的混色光的色温的状态下改变该混色光的输出。因而,可以容易地调整混色光的输出。
此外,尽管在本实施例中利用用于照射红色光的固体发光元件组Lr、用于照射绿色光的固体发光元件组Lg和用于照射蓝色光的固体发光元件组Lg来照射混色光,但也可以使用用于照射其它颜色的光的固体发光元件组L。例如,可以使用代替蓝色光而照射色温高的白色光的固体发光元件组L。此外,尽管使用了三种颜色的固体发光元件组L来照射混色光,但也可以配置为照射来自颜色数量不同的发光元件组L的混色光。
第七实施例
图12示出根据本发明第七实施例的发光装置1的框图。对与第六实施例相同的部分分配相同的附图标记,并且将省略针对这些部分的重复说明。
本实施例的发光装置1进行如下的振幅调光,其中在该振幅调光期间,点亮控制单元2r、2g和2b分别向固体发光元件组Lr、Lg和Lb供给DC电流(稳态电流),并对这些DC电流的振幅进行控制以控制来自这些固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出。此外,点亮控制单元2r、2g和2b进行控制,以使得固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比与目标输出比相同。
本实施例的色比率设置单元3包括MICOM 31以及基准电压生成单元32r、32g和32b。
基准电压生成单元32r通过使用从输出控制单元4所输出的控制电压V1作为源电压,基于从MICOM 31所输出的控制信号S1r来生成基准电压VrefR。如图13(a)所示,控制信号S1r是PWM信号,并且MICOM 31基于固体发光元件组Lr的目标输出来确定控制信号S1r的ON期间Ton2r。基准电压VrefR为V1×Ton2r/T2(即,VrefR=V1×Ton2r/T2)。
此外,基准电压生成单元32r将通过基于控制信号S1r对控制电压V1进行平滑(分压)所获得的基准电压VrefR输出至误差放大器23r。基准电压VrefR对应于权利要求书中所述的第一基准值,并用作供给至固体发光元件组Lr的电流Ir的振幅的目标值。
此外,各电流检测单元24检测供给至固体发光元件组L的电流I的振幅,并将与电流I的振幅相对应的检测电压VI1输出至误差放大器23。此外,在本实施例中,电流检测单元24r对应于第一检测单元,并且电流检测单元24g和24b对应于第二检测单元。
因此,误差放大器23r的输入端子与基准电压生成单元32r和电流检测单元24r相连接。误差放大器23r将基准电压VrefR和检测电压VI1r之间的差输出至控制电路22r。
控制电路22r基于误差放大器23r的输出来对电流Ir的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1r与基准电压VrefR相等。
另外,在本实施例中,电流检测单元24r的输出端子经由放大器33连接至基准电压生成单元32g和32b。放大器33生成了通过将从电流检测单元24r所输出的检测电压VI1r放大K倍(K=大于1的实数)所获得的放大电压VI2r,并将放大电压VI2r输出至基准电压生成单元32g和32b。
基准电压生成单元32g包括电阻器R1g和R2g、切换元件Q1g以及电容器C1g。电阻器R1g和R2g以及切换元件Q1g串联连接,并且电容器C1g与电阻器R2g和切换元件Q1g的串联电路并联连接。放大器33的输出端子经由电阻器R1g连接至误差放大器23g并且经由电阻器R1b连接至误差放大器23b。此外,切换元件Q1g由n沟道MO SFET构成并且插入到电阻器R2g和接地端之间。切换元件Q1g的栅极连接至MICOM 31,并且切换元件Q1g基于控制信号S2g接通和断开,以在电阻器R2g和接地端之间进行电连接和断开。因此,在电容器C1g的两端产生了通过基于控制信号S2g的ON期间Ton3g对放大电压VI2r进行平滑(分压)所获得的基准电压VrefG。此外,由于基准电压生成单元32b的结构与基准电压生成单元32g相同,因此将省略对其的说明。
从MICOM 31输出至切换元件Q1g和Q1b的控制信号S2g和S2b各自均是如图13(b)和(c)所示的PWM信号。基于目标输出比来确定控制信号S2g和S2b在周期T3内的ON期间Ton3g和Ton3b。具体地,确定ON期间Ton3g和Ton3b,以使得各固体发光元件组Lg和Lb相对于固体发光元件组Lr的目标输出比(即,Lg/Lr和Lb/Lr)等于控制信号S2g和S2b中各ON期间Ton3g和Ton3b相对于周期T3的比(即,Ton3g/T3和Ton3b/T3)。因此,基准电压生成单元32g和32b所生成的基准电压VrefG和VrefB分别由VI2r×Ton3g/T3和VI2r×Ton3b/T3来给出。基准电压VrefG和VrefB对应于权利要求书中所述的第二基准值,其中基准电压VrefG和VrefB用作供给至固体发光元件组Lg和Lb的各电流Ig和Ib的振幅的目标值。
然后,误差放大器23g和23b将基准电压VrefG和检测电压VI1g之间的差以及基准电压VrefB和检测电压VI1b之间的差分别输出至控制电路22g和22b。
控制电路22g和22b基于误差放大器23g和23b的输出来对电流Ig和Ib的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1g和VI1b分别与基准电压VrefG和VrefB相等。此外,在本实施例中,如图13(a)~(c)所示,控制信号S1r的周期T2与控制信号S2g和S2b的周期T3相同。
在传统情况下,如图5(a)~(c)所示,基于控制信号S1r、S1g和S1b来对控制电压V1进行平滑(分压)以生成各基准电压VrefR、VrefG和VrefB,并且进行控制以使得所生成的基准电压VrefR、VrefG和VrefB的比用作目标输出比。然而,由于误差放大器23的偏移或者驱动电路21的部件变化而导致电流I的振幅相对于目标值可能存在偏差。因而,由于需要对各发光元件组L的输出分别进行调整,因此难以提高来自各发光元件组L的混色光的颜色再现性。
另一方面,在本实施例中,基于点亮控制单元2r的输出,生成了点亮控制单元2g和2b的基准电压VrefG和VrefB,并对电流Ig和Ib进行了反馈控制。因此,即使从点亮控制单元2r所输出的电流Ir的振幅相对于目标值(基准电压VrefR)发生变化,也考虑到这种变化来生成基准电压VrefG和VerfB。因此,电流Ig和Ib的振幅与电流Ir在同一方向上变化,因而各固体发光元件组L的输出比相对于目标输出比的偏差降低。因而,可以提高各发光元件组L所照射的光的混色光的颜色再现性。
此外,在本实施例中,如果从MICOM 31输出至基准电压生成单元32r的控制信号S1r的ON期间Ton2r改变,则基准电压VrefR改变。即,可以在维持基准电压VrefR、VrefG和VrefB的比率的状态下改变电流I的振幅。因此,通过仅改变ON期间Ton2r,可以在维持各发光元件组L所照射的光的混色光的色度的状态下改变该混色光的输出。因而,可以容易地调整混色光的输出。
此外,在本实施例中,放大器33用于通过将检测电压VI 1r放大K倍来生成放大电压VI2r,并且通过对放大电压VI2r进行平滑来生成基准电压VrefG和VrefB。因此,如由图13(b)和(c)的虚线所示,通过增大ON期间Ton3g和Ton3b,可以使基准电压VrefG和VrefB大于检测电压VI1r,并且可以使来自固体发光元件组Lg和Lb的输出大于来自固体发光元件组Lr的输出。此外,如果来自固体发光元件组Lr的目标输出总是最大,则放大器33可省略,并且可以配置为通过对检测电压VI 1r进行平滑来生成基准电压VrefG和VrefB。
此外,如果来自固体发光元件组Lr的目标输出总是最大,则可以将误差放大器23配置成如图14所示。
误差放大器23r包括运算放大器231r、电容器C2r和电阻器R3r。在运算放大器231r中,向其非反相输入端子施加基准电压VrefR,并且经由电阻器R3r向其反相输入端子施加检测电压VI1r。此外,在该反相输入端子和输出端子之间插入有电容器C2r。此外,控制电路22r基于运算放大器231r的输出来对电流Ir的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1r与基准电压VrefR相等。
此外,误差放大器23g包括运算放大器231g、电容器C2g以及电阻器R3g和R4g。在运算放大器231g中,向其非反相输入端子施加检测电压VI1r,并且向其反相输入端子施加通过对经由电阻器R3g所施加的检测电压VI1g和经由电阻器R4g所施加的基准电压VrefG2进行相加所获得的电压。此外,由于误差放大器23b的结构与误差放大器23g相同,因此将省略对其的说明。
基准电压生成单元32g使用基准电压VrefR作为源电压,并且生成了通过基于从MICOM 31所输出的控制信号S3g对基准电压VrefR进行平滑所获得的基准电压VrefG2。
控制信号S3g是PWM信号,并且基于目标输出比来确定占空比。具体地,将控制信号S3g的占空比确定为:固体发光元件组Lr和固体发光元件组Lg的目标输出差相对于固体发光元件组Lr的目标输出的比。如果固体发光元件组Lr和Lg的目标输出为VrefR和VrefG,则“固体发光元件组Lr和固体发光元件组Lg的目标输出差相对于固体发光元件组Lr的目标输出的比”等同于(1-VrefG/VrefR)。因此,基准电压生成单元32g所生成的基准电压VrefG2为VrefR×(1-VrefG/VrefR)。
然后,控制电路22g进行反馈控制,以使得检测电压VI1r等于检测电压VI1g与基准电压VrefG2的总和。即,等效地,基于通过从点亮控制单元2r的输出(检测电压VI1r)中减去作为目标输出差的基准电压VrefG2所获得的基准值,来对电流Ig的振幅进行反馈控制。
因而,由于基于电流Ir的振幅来对电流Ig和Ib的振幅进行反馈控制,因此可以获得如上所述相同的效果,并且各固体发光元件组L的输出比相对于目标输出比的偏差降低。因此,可以提高各发光元件组L所照射的光的混色光的颜色再现性。
第八实施例
图15示出根据本发明第八实施例的发光装置1的框图。对与第七实施例相同的部分分配相同的附图标记,并且将省略针对这些部分的重复说明。
本实施例的发光装置1进行如下的振幅调光,其中在该振幅调光期间,点亮控制单元2r、2g和2b分别向固体发光元件组Lr、Lg和Lb供给DC电流,并对这些DC电流的振幅进行控制以控制来自固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出。此外,点亮控制单元2r、2g和2b进行控制,以使得固体发光元件组Lr、Lg和Lb的输出比与目标输出比相同。
发光装置1包括点亮控制单元2r、2g和2b、色比率设置单元3、输出控制单元4、误差计算单元5以及加法器6g和6b。
基准电压生成单元32通过使用从输出控制单元4所输出的控制电压V 1作为源电压,基于从MICOM 31所输出的控制信号S4r、S4g和S4b来生成基准电压VrefR、VrefG和VrefB。
如图16(a)~(c)所示,控制信号S4r、S4g和S4b各自均是PWM信号,并且MICOM 31基于目标输出比来确定控制信号S4r、S4g和S4b各自的ON期间Ton4r、Ton4g和Ton4b。具体地,MICOM 31确定ON期间Ton4r、Ton4g和Ton4b,以使得各个ON期间Ton4r、Ton4g和Ton4b相对于周期T4的比(即,Ton4r/T4、Ton4g/T4和Ton4b/T4)等于来自固体发光元件组Lr、Lg和Lb各自的输出相对于来自固体发光元件组Lr、Lg和Lb的总输出的比(即,Lr/(Lr+Lg+Lb)、Lg/(Lr+Lg+Lb)和Lb/(Lr+Lg+Lb))。即,周期T4与来自各固体发光元件组L的总输出相对应,并且MICOM 31基于目标输出比来确定ON期间Ton4r、Ton4g和Ton4b,以使得ON期间Ton4r、Ton4g和Ton4b的总和等于周期T4(即,Ton4r+Ton4g+Ton4b=T4)。
然后,基准电压生成单元32r、32g和32b生成了通过基于控制信号S4r、S4g和S4b对从输出控制单元4所输出的控制电压V1进行平滑(分压)所获得的基准电压VrefR、VrefG和VrefB。即,控制电压V 1与来自各发光元件组L的总输出相对应,并且基于目标输出比来将控制电压V 1分割成基准电压VrefR、VrefG和VrefB。因而,基准电压VrefR、VrefG和VrefB分别为V1×Ton4r/T4、V1×Ton4g/T4和V1×Ton4b/T4。
误差放大器23r将检测电压VI1r和基准电压VrefR之间的差输出至控制电路22r。控制电路22r对电流Ir的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1r与基准电压VrefR相等。
由于误差放大器23r的偏移或者驱动电路21的部件变化而导致在检测电压VI1r和基准电压VrefR之间可能发生误差。在本实施例中,可以检测到这种误差,并且可以基于目标输出比来对其它的基准电压VrefG和VrefB进行校正。
误差计算单元5包括减法器51、放大器52以及平滑单元53g和53b。
减法器51的输入端子与电流检测单元24r和基准电压生成单元32r相连接,并且减法器51将通过从检测电压VI1r中减去基准电压VrefR所获得的值输出至放大器52。
放大器52生成了通过将来自减法器51的输出放大(T4/Ton4r)倍所获得的误差电压VID,并将误差电压VID输出至平滑单元53g和53b。此外,误差电压VID与电流Ir、Ig和Ib的总电流的误差相对应。
平滑单元53g包括跟随器531g、电阻器R5g和R6g、电容器C3g以及切换元件Q2g。跟随器531g、电阻器R5g和R6g以及切换元件Q2g串联连接,并且电容器C 3g与电阻器R6g和切换元件Q2g的串联电路并联连接。切换元件Q2g由n沟道MO SFET构成并且插入到电阻器R6g和接地端之间。切换元件Q2g的栅极连接至MICOM 31,并且切换元件Q2g基于控制信号S4g接通和断开,以在电阻器R6g和接地端之间进行电连接和断开,由此改变电容器C3g的两端所产生的误差电压VIDg。此外,输出至切换元件Q2g的控制信号S4g与输出至基准电压生成单元32g的控制信号S4g相同。即,误差电压VIDg是通过基于目标输出比来对误差电压VID进行分割所获得的,并且误差电压VIDg=VID×Ton4g/T4。
加法器6g的输入端子与基准电压生成单元32g和平滑单元53g相连接,并且加法器6g生成了通过对基准电压VrefG和误差电压VIDg进行相加所获得的基准电压VrefG3。此外,加法器6将基准电压VrefG3输出至误差放大器23g。然后,控制电路22g基于来自误差放大器23g的输出来对电流Ig的振幅进行反馈控制,以使得检测电压VI1g与基准电压VrefG3相等。此外,由于平滑单元53b和加法器6b的结构与平滑单元53g和加法器6g相同,因此将省略针对这两者的说明。此外,基准电压VrefG和VrefB对应于权利要求书中所述的第三基准值,并且基准电压VrefG3和VrefB3对应于权利要求书中所述的第二基准值。
如上所述,在本实施例中,基准电压VrefG3和VrefB3是通过对检测电压VI1r和基准电压VrefR之间的误差进行检测、并基于所检测到的误差对基准电压VrefG和VrefB进行校正所生成的。然后,基于基准电压VrefG3和VrefB3来进行反馈控制。即,使用反映了来自点亮控制单元2r的输出误差的基准电压VrefG3和VrefB3作为基准值,以对电流Ig和Ib的振幅分别进行反馈控制。因此,电流Ig和Ib的振幅在与电流Ir的振幅的误差方向相同的方向上变化,因而各固体发光元件组L的输出比相对于目标输出比的偏差降低。因而,可以提高各发光元件组L所照射的光的混色光的颜色再现性。
另外,在本实施例中,如果从输出控制单元4所输出的控制电压V 1改变,则基准电压VrefR、VrefG和VrefB在维持这三者的比率的状态下改变。即,仅通过改变控制电压V1,可以在维持各发光元件组L所照射的光的混色光的色温的状态下改变该混色光的输出。因而,可以容易地调整混色光的输出。
第九实施例
图17A和17B示出根据本发明第九实施例的照明设备10的外观图。
本实施例的照明设备10由筒灯(downlight)构成。第一实施例~第八实施例中任一个的发光装置1均可容纳于圆筒状的设备主体11中。此外,如图17B所示,在设备主体11的内部所设置的安装基板12上安装有固体发光元件以构成固体发光元件组Lr、Lg和Lb。在发光装置1的控制下使固体发光元件组Lr、Lg和Lb接通和断开。此外,设置透光板13,以遮盖设备主体11的开口。来自固体发光元件组Lr、Lg和Lb的混色光经由透光板13照射到外部。
由于本实施例的照明设备10包括第一实施例~第八实施例中任一个的发光装置1,因此可以实现如上所述相同的效果,并且固体发光元件组Lr和Lg的比相对于目标输出比的偏差降低。因而,各发光元件组L所照射的光的混色光的偏差duv降低,并且可以提高颜色再现性。
尽管已经针对这些实施例示出和说明了本发明,但本领域技术人员应当理解,可以在没有背离如所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下进行各种改变和修改。