CN105792408A - 照明系统以及照明器具 - Google Patents
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Abstract
照明系统(1A),具备:由一个以上的第一发光元件串联连接而成的第一发光元件列(LEDG1);由一个以上的第二发光元件串联连接而成的第二发光元件列(LEDG2),第二发光元件列(LEDG2)与第一发光元件列(LEDG1)并联连接;恒定电流源(30),向并联连接的第一发光元件列(LEDG1)以及第二发光元件列(LEDG2)提供恒定电流;电阻元件(Rd1),与第一发光元件列(LEDG1)串联连接,并且,检测第一发光元件列(LEDG1)中流动的电流的大小;以及电流调整电路(10A),根据电阻元件(Rd1)检测出的电流的大小,对第一发光元件列(LEDG1)中流动的电流的大小进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及,照明系统、以及利用了该照明系统的照明器具。
背景技术
以往,存在具备具有多个颜色的发光元件的光源部的照明器具(例如,参照专利文献1)。该专利文献1所记载的照明器具的光源部,多个第一发光元件串联连接而成的第一发光元件列、与多个第二发光元件串联连接而成的第二发光元件列并联连接。第一发光元件和第二发光元件的色温不同。在这样的照明器具中,例如,在多个发光元件列之间使发光比率变化,从而能够进行各种各样的调色。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1:日本专利第5426802号公报
然而,对于专利文献1所记载的照明器具,不能将第一发光元件列中流动的电流成为零。也就是说,不能仅使第一发光元件列灭灯。因此,存在的问题是,总是存在来自第一发光元件列的光,因此,调色的范围不充分。因此,在照明器具中,需要进一步扩大调色的范围。
发明内容
因此,本发明的目的在于,提供能够扩大调色的范围的照明系统、点灯装置以及照明器具。
为了实现所述目的,本发明的实施方案之一涉及的照明系统,具备:由一个以上的第一发光元件串联连接而成的第一发光元件列;由一个以上的第二发光元件串联连接而成的第二发光元件列,该第二发光元件列与所述第一发光元件列并联连接;恒定电流源,向具有所述第一发光元件列以及所述第二发光元件列的光源部提供恒定电流;第一检测电路,与所述第一发光元件列串联连接,并且,检测所述第一发光元件列中流动的电流的大小;以及电流调整电路,根据所述第一检测电路检测出的电流的大小,对所述第一发光元件列中流动的电流的大小进行调整。
并且,为了实现所述目的,本发明涉及的点灯装置的实施方案之一,该点灯装置向多个发光元件列提供电流,具备:共同端子;多个分支端子;恒定电流源,向连接于共同端子与多个分支端子的每一个分支端子之间的多个发光元件列的每一个发光元件列提供电流,以使从共同端子流向多个分支端子的每一个分支端子的电流的总和成为一定;以及电流调整电路,对从共同端子流向多个分支端子的至少一个分支端子的电流的大小进行调整。
根据本发明的照明系统、点灯装置以及照明器具,能够扩大调色的范围。
附图说明
图1是示出比较例的照明器具的电路结构的电路图。
图2是示出比较例的照明器具的两个发光元件列中流动的电流的大小的一个例子的图表。
图3是示出实施例1的照明器具的外观的一个例子的斜视图。
图4是示出实施例1的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。
图5是示出实施例1的光源的结构的一个例子的图。
图6是示出实施例1的第一发光元件列以及第二发光元件列中流动的电流和恒定电流的关系(调光模式)的一个例子的图表。
图7是示出实施例1的照明系统1A的色温和照度的关系的图表。
图8是示出实施例2的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。
图9是示出实施例2的第一发光元件列以及第二发光元件列中流动的电流和恒定电流的关系(调光模式)的一个例子的图表。
图10A是示出实施例2的调光模式的一个例子的图表。
图10B是示出实施例2的调光模式的其他的一个例子的图表。
图10C是示出实施例2的调光模式的其他的一个例子的图表。
图11是示出实施例2的变形例1的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。
图12是示出实施例2的变形例2的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。
图13是示出实施例3的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。
图14A是示出实施例3的第一发光元件列、第二发光元件列以及第三发光元件列中流动的电流和恒定电流的关系(调光模式)的一个例子的图表。
图14B是示出实施例3的第一发光元件列、第二发光元件列以及第三发光元件列中流动的电流和恒定电流的关系(调光模式)的一个例子的图表。
图15是示出实施例4的照明器具的电路结构的电路图。
图16是示出实施例4的第一发光元件列流中流动的第一电流以及第二发光元件列中流动的第二电流和恒定电流的关系的一个例子的图表。
图17是示出实施例5的照明器具的色温和照度的关系的图表。
图18是示出实施例5的点灯装置的电路结构的一个例子的电路图。
图19是示出实施例5的第一发光元件列以及第二发光元件列中流动的电流和恒定电流的关系的一个例子的图表。
图20A是示出实施例5的调光模式的一个例子的图表。
图20B是示出实施例5的调光模式的其他的一个例子的图表。
图20C是示出实施例5的调光模式的其他的一个例子的图表。
图21是示出实施例5的变形例的点灯装置的电路结构的一个例子的电路图。
图22是示出实施例6的点灯装置以及利用了它的照明器具的电路结构的一个例子的电路图。
图23A是示出实施例6的第一发光元件列流中流动的第一电流、第二发光元件列中流动的第二电流以及第三发光元件列中流动的第三电流和恒定电流的关系的一个例子的图表。
图23B是示出实施例6的第一发光元件列流中流动的第一电流、第二发光元件列中流动的第二电流以及第三发光元件列中流动的第三电流和恒定电流的关系的其他的一个例子的图表。
图24是示出实施例7的点灯装置的电路结构的一个例子的电路图。
图25是示出实施例7的第一发光元件列流中流动的第一电流以及第二发光元件列中流动的第二电流和恒定电流的关系的一个例子的图表。
图26A是示出实施例7的调光模式的其他的一个例子的图表。
图26B是示出实施例7的调光模式的其他的一个例子的图表。
图27是示出实施例7的变形例的点灯装置的电路结构的一个例子的电路图。
图28是示出实施例1的变形例1的第一发光元件列、第二发光元件列以及第三发光元件列中流动的电流和恒定电流的关系(调光模式)的一个例子的图表。
图29是示出实施例1的变形例2的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。
具体实施方式
(问题的详情以及成为本发明的基础的知识)
图1是示出作为比较例的所述专利文献1所记载的照明器具的电路结构的电路图。
所述专利文献1所记载的照明器具具备,交流电源131、调光器115、整流平滑电路132、恒定电流源133、以及点灯电路101。
交流电源131,向照明器具提供交流电压。调光器115是一种电路,按照来自外部的调光操作,使向整流平滑电路132的输入电压变化,从而对向点灯电路101提供的电流的大小进行调整。使向整流平滑电路132的输入电压变化,其结果为,能够对从恒定电流源133输出的电流的大小进行调整。
点灯电路101具备,冷色系LED(LightEmittingDiode)列121、暖色系LED列122、LED列123、双极晶体管124、以及电阻元件125及126。
对于点灯电路101,冷色系LED列121和双极晶体管124串联连接的第一串联电路、与暖色系LED列122和电阻元件126串联连接的第二串联电路并联连接。LED列123,与该并联电路串联连接。
LED列123是,串联连接的两个LED。以下,将电流流动的朝向的开头的LED的阴极端子称为LED列123的阴极端子,将最末尾的LED的阳极端子称为LED列123的阳极端子。对于LED列123,阳极端子与恒定电流源133的一端连接,阴极端子与双极晶体管124的集电极端子、电阻元件125的一端以及暖色系LED列122的阳极端子连接。
对于电阻元件125,一端与LED列123的阴极端子、双极晶体管124的集电极端子以及暖色系LED列122的阳极端子连接,另一端与双极晶体管124的基底端子连接。
对于双极晶体管124,基底端子与电阻元件125的另一端连接,发射极端子与冷色系LED列121的阳极端子连接,集电极端子与LED列123的输出节点(与阴极端子连接的节点)连接。
冷色系LED列121是,串联连接的四个冷色系LED。以下,将开头的冷色系LED的阴极端子称为冷色系LED列121的阴极端子,将最末尾的冷色系LED的阳极端子称为冷色系LED列121的阳极端子。对于冷色系LED列121,阳极端子与双极晶体管124的发射极端子连接,阴极端子与恒定电流源133的另一端以及电阻元件126的一端连接。
暖色系LED列122是,串联连接的四个暖色系LED。以下,将开头的暖色系LED的阴极端子称为暖色系LED列122的阴极端子,将最末尾的暖色系LED的阳极端子称为暖色系LED列122的阳极端子。对于暖色系LED列122,阳极端子与LED列123的阴极端子、双极晶体管124的集电极端子以及电阻元件125的一端连接,阴极端子与电阻元件126的另一端连接。
对于电阻元件126,一端与恒定电流源133的另一端以及冷色系LED列121的阴极端子连接,另一端与暖色系LED列122的阴极端子连接。
对于该照明器具,双极晶体管124,作为按照暖色系LED列122中流动的电流的大小发生电阻值的变化的电阻变化元件来发挥功能。双极晶体管124的电阻值变化,从而冷色系LED列121中流动的电流的大小变化。
也就是说,在专利文献1的照明器具中,冷色系LED列121以及暖色系LED列122中流动的电流的共计与恒定电流源133的输出电流的大小相同,按照暖色系LED列122中流动的电流的大小使冷色系LED列121以及暖色系LED列122中流动的电流的比率变化,从而进行调光控制。
图2是示出专利文献1所记载的照明器具(比较例)的两个发光元件列中流动的电流的大小的一个例子的图表。在图2中,纵轴示出电流比,横轴示出从恒定电流源133输出的电流的大小。横轴,示出最大值为100%时的比例(%)。
如图2示出,在专利文献1所记载的照明器具中,来自恒定电流源133的恒定电流的大小越大,冷色系LED列121中流动的电流的比率就越大,暖色系LED列122中流动的电流的比率就越小。
在此,从图2得知,在专利文献1所记载的照明器具中,除了恒定电流源133的输出开始时(0%)以外,总是,冷色系LED列121以及暖色系LED列122的双方点灯。在专利文献1所记载的照明器具中,刚刚点灯后,即使在想要使暖色系LED列122的颜色鲜明的情况下,冷色系LED列121也点灯,调色为暖色系的颜色中稍微混合冷色系的颜色。
因此,需要更扩大调色的范围。
以下,对于本发明的实施例涉及的照明系统以及照明器具,利用附图进行详细说明。而且,以下说明的实施例,都示出本发明的优选的一个具体例子。因此,以下的实施例所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态等是,一个例子,而不是限定本发明的宗旨。因此,对于以下的实施例的构成要素中的、示出本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素,作为任意的构成要素而被说明。
并且,各个图是模式图,并不一定是严密示出的图。并且,在各个图中,对相同的构成部件附上相同的符号。
(实施例1)
对于实施例1的照明系统以及具备该照明系统的照明器具,利用图3至图7进行说明。
图3是示出本实施例的照明器具的外观的一个例子的斜视图。图3示出的照明器具80是筒灯,具备电路盒81、灯体82、以及布线83。电路盒81,收容构成照明器具80的电路(恒定电流源、三端子调节器、电流调整电路以及电流检测电路)。明灯体82,收容光源部20A。布线83是,连接构成照明器具80的电路和光源部的布线。
[1-1.照明器具的结构]
图4是示出本实施例的照明器具80的电路结构的一个例子的电路图。照明器具80是,具备调光功能的器具,如图4示出,具备调光器40以及照明系统1A,由交流电源50提供电源。
交流电源50是,例如,外部商用电源。
在此,调光器40是,相位控制方式的调光器,按照来自照明控制器(不图示)的控制信号,对向恒定电流源30输入的交流电压的相位(ON相位)的范围进行调整。相位的范围越大,从恒定电流源30输出的恒定电流I0的大小就越大。由照明控制器,能够按照多个阶段对照明器具的亮度进行操作,在由用户操作时,将示出变更后的亮度的控制信号输出到调光器40。调光器40,按照该控制信号对所述的相位的范围进行调整。而且,调光器40也可以是,PWM(PulseWidthModulation)控制方式等、其他的控制方式的调光器。
[1-1-1.照明系统的结构]
照明系统1A是一种系统,具备色温不同的多个光源(发光元件列),按照从恒定电流源30输出的恒定电流的大小那样的一个参数的变更,进行输出的光的调色。照明系统1A被构成为,将恒定电流分配给多个发光元件列,使流向多个发光元件列的每一个的电流的比率变化来调整各个发光元件列的亮度,从而进行调色。
如图4示出,照明系统1A具备,恒定电流源30、光源部20A、三端子调节器Vreg、第一检测电路(电阻元件Rd1)、恒定电流检测电路(电阻元件Rd0)、以及电流调整电路10A。
[恒定电流源]
恒定电流源30,向光源部20A、即并联连接的第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2提供恒定电流I0。如上所述,调光器40,对交流电源50中的、向恒定电流源30输入的交流电压的相位(ON相位)的范围进行调整。不图示,但是,恒定电流源30,具有升压或降压电路、整流电路以及平滑电路等,将输入的交流电压变换为直流电压,将与变换后的直流电压对应的大小的恒定电流I0(直流电流)提供到光源部20A。
[光源部]
在此,光源部20A被构成为,具备并联连接的第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2。
第一发光元件列LEDG1,具备串联连接的四个同类LED。该四个LED是,第一发光元件的一个例子。构成第一发光元件列LEDG1的四个LED是,色温为2700K的所谓灯泡色的LED。而且,构成第一发光元件列LEDG1的LED的正向电压全部相同。
以下,将第一发光元件列LEDG1的电流流动的朝向的开头的LED的阴极端子称为第一发光元件列LEDG1的阴极端子,将电流流动的朝向的第四个LED的阳极端子称为第一发光元件列LEDG1的阳极端子。对于第一发光元件列LEDG1,阳极端子与节点N1连接,阴极端子与节点N3连接。并且,将第一发光元件列LEDG1中流动的电流设为电流I1。
第二发光元件列LEDG2,具备串联连接的五个同类LED。该五个LED是,第二发光元件的一个例子。构成第二发光元件列LEDG2的五个LED是,色温为5000K的所谓日光色的LED。而且,构成第二发光元件列LEDG2的LED的正向电压全部相同,在此,与构成第一发光元件列LEDG1的LED的正向电压相同。
以下,将第二发光元件列LEDG2的电流流动的朝向的开头的LED的阴极端子称为第二发光元件列LEDG2的阴极端子,将电流流动的朝向的第五个LED的阳极端子称为第二发光元件列LEDG2的阳极端子。对于第二发光元件列LEDG2,阳极端子与节点N1连接,阴极端子与节点N2连接。并且,将第二发光元件列LEDG2中流动的电流设为电流I2。
在本实施例中,第一发光元件列LEDG1的LED的个数,比第二发光元件列LEDG2的LED的个数少。也就是说,与属于第一发光元件列LEDG1的一个以上的LED各自的正向电压的总和相比,属于第二发光元件列LEDG2的一个以上的LED各自的正向电压的总和大。因此,在节点N1与节点N2之间的电压差,比第一发光元件列LEDG1的正向电压的总和大且比第二发光元件列LEDG2的正向电压的总和小的情况下,在第一发光元件列LEDG1中电流流动,但是,在第二发光元件列LEDG2中电流不流动。也就是说,在本实施例中,能够以使第一发光元件列LEDG1点灯、使第二发光元件列LEDG2灭灯的方式进行调光。
图5是示出本实施例的第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的配置的一个例子的截面图。在圆锥台状的基台上,配置有第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2。构成第一发光元件列LEDG1的四个LED,分散配置在基台的斜面(图5中示出两个LED的例子)。第二发光元件列LEDG2,分散配置在基台的上表面(图5中示出三个LED的例子)。如此,通过对配置第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的角度以及位置进行调整,从而能够使第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的配光性不同。
[三端子调节器]
三端子调节器Vreg是,生成恒定电压的电路,输入端子IN与节点N1连接,输出端子OUT与节点N6连接。电容器C2连接于输入端子IN与接地端子GND之间。电容器C3连接于输出端子OUT与接地端子GND之间。
[第一检测电路]
第一检测电路是,检测第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1的大小的电路。第一检测电路,与第一发光元件列LEDG1串联连接。更详细而言,在本实施例中,第一检测电路是,一端与节点N4连接、另一端与节点N2连接的电阻元件Rd1。
节点N4是,与构成电流调整电路10A的晶体管Q1的源极端子、以及构成电流调整电路10A的运算放大器OP1的负侧输入端子连接的节点。
也就是说,将节点N2的电压与相当于电阻元件Rd1的电压下降的电压相加后的电压,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子。若将电阻元件Rd1的电阻值设为R1,则相当于电阻元件Rd1中的电压下降的电压被表示为R1×I1,因此,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子的电压成为,依赖于第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1的大小的电压。将电阻元件Rd1与第一发光元件列LEDG1串联连接,从而能够检测电流I1的大小。
[恒定电流检测电路]
恒定电流检测电路是,检测恒定电流I0的大小的电路。在本实施例中,恒定电流检测电路是,一端与节点N2连接、另一端与恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)连接的电阻元件Rd0。
若将电阻元件Rd0的电阻值设为R0,节点N2的电压则成为,将恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)的电压与相当于电阻元件Rd0中的电压下降的电压(R0×I0)相加后的电压。在本实施例中,将相当于电阻元件Rd0中的电压下降的电压与相当于作为第一检测电路的电阻元件Rd1中的电压下降的电压相加后的电压,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子。通过设置电阻元件Rd0,从而能够检测恒定电流I0。
[电流调整电路]
电流调整电路10A是,根据第一检测电路检测出的电流的大小对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行调整的电路。更详细而言,电流调整电路10A,对第一检测电路检测出的电流的大小与基准值进行比较,从而使第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小变化。而且,本实施例的电流调整电路10A,除了第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小以外,还按照恒定电流检测电路检测出的恒定电流的大小,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行调整。
如图4示出,电流调整电路10A被构成为,具备分压电路、晶体管Q1、以及比较运算放大电路。
分压电路是,根据从三端子调节器Vreg输出的恒定电压生成基准电压Vref的电路,将对恒定电压进行分压后的电压输出到运算放大器OP1的正侧输入端子。分压电路,由电阻元件Ri1以及Ri2的串联电路构成,作为电阻元件Ri1和Ri2的连接节点的节点N7成为输出节点。对于电阻元件Ri1,一端与节点N5连接,另一端与节点N7连接。对于电阻元件Ri2,一端与节点N6(与三端子调节器Vreg的输出端子OUT连接的节点)连接,另一端与节点N7连接。
对于基准电压Vref,若将电阻元件Ri1的电阻值设为R11,将电阻元件Ri2的电阻值设为R12,则成为由(三端子调节器Vreg的输出电压)×R11/(R11+R12)求出的电压。
晶体管Q1是,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流进行调整的晶体管。晶体管Q1是MOSFET,栅极端子与比较运算放大电路的输出端子(节点N8)连接,漏极端子与第一发光元件列LEDG1的阴极端子(节点N3)连接,源极端子与运算放大器OP1的负侧输入端子以及电阻元件Rd1的一端(节点N4)连接。也就是说,第一发光元件列LEDG1、晶体管Q1的漏极端子和源极端子、以及作为第一检测电路的电阻元件Rd1,串联连接于节点N1与节点N2之间。
比较运算放大电路是一种电路,对电阻元件Rd1以及电阻元件Rd0中的电压下降与基准值进行比较,将与该比较结果对应的电压施加到晶体管Q1的控制端子(=栅极端子)。在此,比较运算放大电路是,正侧输入端子与分压电路的输出节点(节点N7)连接、负侧输入端子与作为第一检测电路的输出节点的节点N4连接、输出端子与晶体管Q1的栅极端子连接的运算放大器OP1。电阻元件Ri3连接于运算放大器OP1的负侧输入端子与输出端子之间。
将恒定电流源30的接地电压、与电阻元件Rd0中的电压下降(R0×I0)、以及电阻元件Rd1中的电压下降(R1×I1)相加后的电压输入到运算放大器OP1的负侧输入端子。运算放大器OP1,对电阻元件Rd1中的电压下降(R1×I1)以及电阻元件Rd0中的电压下降(R0×I0)、与基准电压Vref(=基准值)进行比较。运算放大器OP1,在输入到负侧输入端子的电压比基准电压Vref小的情况下,输出与负侧输入端子和基准电压Vref的差分对应的大小的H电平的信号。运算放大器OP1,在输入到负侧输入端子的电压比基准电压Vref大的情况下,输出L电平的信号。
[1-2.工作]
对于电流调整电路10A的工作,利用图6进行说明。图6是示出本实施例的第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1以及第二发光元件列LEDG2中流动的电流I2与恒定电流的关系的一个例子的图表。在图6中,横轴示出恒定电流I0的大小,纵轴示出电流I1以及I2的大小。
在图6中,存在电流I2成为0的范围Z1,电流I1以及电流I2的双方比0大的范围Z2,电流I1成为0的范围Z3。
(1)范围Z1
范围Z1是恒定电流I0的大小在第一阈值以下的范围。在范围Z1内,第一发光元件列LEDG1点灯,第二发光元件列LEDG2灭灯。
此时,成为Vref≥(R0+R1)×I0,因此,第一阈值成为Vref/(R0+R1)。在范围Z1内,电流调整电路10A,使第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1的大小变化,以使第二发光元件列LEDG2中流动的电流I2成为0。
在范围Z1内,运算放大器OP1的负侧输入端子的电压V_,比Vref充分小,因此,运算放大器OP1的输出电压被固定为所谓H电平。据此,晶体管Q1,在线形区域内工作(所谓漏极源极间的电阻值变得非常小)。
换而言之,范围Z1是,第二发光元件列LEDG2的正向电压的总和、比将第一发光元件列LEDG1的正向电压的总和与电阻元件Rd1中的电压下降相加后的电压大的范围,第二发光元件列LEDG2的电流I2为0。
(2)范围Z2
范围Z2是,恒定电流I0的大小比第一阈值大且比第二阈值小的范围。而且,第二阈值,比第一阈值大。在范围Z2内,第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的双方点灯。
此时,成为(R0+R1)×I0>Vref>R0×I0,因此,第二阈值,成为Vref/R0。在范围Z2内,电流调整电路10A,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行控制,以使恒定电流I0越大,电流I1就越小,电流I2就越大。
在范围Z2内,运算放大器OP1的负侧输入端子的电压V_与正侧输入端子的电压Vref的差比较小,因此,运算放大器OP1的输出电压小。因此,晶体管Q1,在饱和区内工作(作为所谓可变电阻元件工作)。
具体而言,运算放大器OP1,在基准电压Vref比电压V_大的情况下,基准电压Vref与电压V_的差越大,输出电压的大小就越大。在此,电压V_,被表示为R1×I1+R0×I0。
电流I1越小,电阻元件Rd0以及Rd1中的电压下降就越小,基准电压Vref与电压V_的差就越大。据此,运算放大器OP1的输出电压、即晶体管Q1的栅极端子的电压就越大。若晶体管Q1的栅极端子的电压变大,则晶体管Q1的电阻值变小,电流I1变大。
电流I1越大,电阻元件Rd0以及Rd1中的电压下降就越大,基准电压Vref与电压V_的差就越小。据此,运算放大器OP1的输出电压、即晶体管Q1的栅极端子的电压变小。若晶体管Q1的栅极端子的电压变小,则晶体管Q1的电阻值变大,电流I1变小。
也就是说,在范围Z2内,电流调整电路10A,对晶体管Q1的栅极电压进行调整,以使电压V_成为基准电压Vref。换而言之,电流调整电路10A,对晶体管Q1的栅极电压进行调整,以使第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1成为以下的式1所示的值。
I1=(Vref-R0×I0)/R1···(式1)
(3)范围Z3
范围Z3是,恒定电流I0的大小成为第二阈值以上的范围。在范围Z3内,第一发光元件列LEDG1灭灯,第二发光元件列LEDG2点灯。
此时,成为R0×I0≥Vref,因此,第二阈值,成为Vref/R0。在范围Z3内,电流调整电路10A,使第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小成为0。
在范围Z3内,作为恒定电流检测电路的电阻元件Rd0中的电压下降,成为基准电压Vref以上。此时,在运算放大器OP1中,正侧输入端子的电压(基准电压Vref)比负侧输入端子的电压V_小,运算放大器OP1的输出电压被固定为L电平。因此,晶体管Q1成为截止状态,第一发光元件列LEDG1的电流I1成为0。
图7是示出本实施例的照明系统1A的色温和照度的关系的图表。
如图7示出,本实施例的照明系统1A,在照度低的期间,成为色温小、更接近红色的颜色的照明。照明系统1A,随着照度变高,成为色温大、更接近冷色系的颜色的颜色的照明。
[1-3.效果等]
本实施例的照明系统1A具备:第一检测电路,与第一发光元件列LEDG1串联连接,且检测第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1的大小;以及电流调整电路10A,根据第一检测电路检测出的电流的大小对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行调整。
据此,能够产生第一发光元件列LEDG1灭灯、第二发光元件列LEDG2点灯的状态(范围Z3),能够扩大调色的范围。
进而,在照明系统1A中,与第一发光元件列LEDG1的正向电压的总和相比,第二发光元件列LEDG2的正向电压的总和大,因此,能够产生第一发光元件列LEDG1点灯、第二发光元件列LEDG2灭灯的状态。据此,能够更扩大调色的范围。
换而言之,电流调整电路10A,在恒定电流I0的大小在第一阈值以下的情况下,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1的大小进行调整,以使第二发光元件列LEDG2中流动的电流I2成为0。进而,电流调整电路10A,在恒定电流I0的大小在第二阈值以上的情况下,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1的大小进行调整,以使第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1成为0。
据此,能够设置仅第一发光元件列LEDG1点灯的范围Z1、第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的双方点灯的范围Z2、仅第二发光元件列LEDG2点灯的范围Z3。也就是说,能够产生比较例中没有的范围Z1以及范围Z3的状态,与比较例相比能够更扩大调色的范围。
并且,在本实施例中,第一发光元件列LEDG1的配光性、与第二发光元件列LEDG2的配光性不同。根据图5所示的配置,能够将第一发光元件列LEDG1作为间接照明来利用,能够将第二发光元件列LEDG2作为直接照明来利用。更详细而言,在照明系统1A中,在照度低的情况下,能够使第一发光元件列LEDG1点灯来实现由与第一发光元件列LEDG1的暖色系的颜色接近的颜色的光的间接照明,在照度高的情况下,能够使第二发光元件列LEDG2点灯来实现由与第二发光元件列LEDG2的冷色系的颜色接近的颜色的光的直接照明,能够更提高照明系统的演出效果。
进而,本实施例的照明系统1A,能够实现图7所示的色温缓慢地变化的调色,因此,能够实现人感到更舒服的调色。
(实施例2)
对于实施例2的照明系统以及具备该照明系统的照明器具,利用图8、图9、图10A至图10C进行说明。
在实施例1中,说明了基准电压Vref固定的情况,但是,在本实施例中,说明按照恒定电流I0使基准电压Vref变化的情况。
[2-1.结构]
图8是示出本实施例的照明系统1B的电路结构的一个例子的电路图。在图8示出的照明系统1B中,与实施例1的电流调整电路10A不同之处是,电流调整电路10B的一部分的由椭圆包围的部分。
电流调整电路10B被构成为,在实施例1的电流调整电路10A中,增加运算放大器OP2以及电阻元件Ri4至Ri6。
运算放大器OP2是,基准值调整电路的一个例子,对与电阻元件Rd0检测出的恒定电流I0对应的电压进行放大,经由电阻元件Ri4提供到运算放大器OP1的正侧输入端子。对于运算放大器OP2,正侧输入端子与节点N2连接,负侧输入端子与电阻元件Ri5的一端以及Ri6的一端连接,输出端子与电阻元件Ri4的一端连接。
对于电阻元件Ri4,一端与运算放大器OP2的输出端子连接,另一端与运算放大器OP1的正侧输入端子连接。对于电阻元件Ri5,一端与运算放大器OP2的负侧输入端子连接,另一端与恒定电流源30的接地端子(节点N5)连接。对于电阻元件Ri6,一端与运算放大器OP2的负侧输入端子连接,另一端与运算放大器OP2的输出端子连接。
而且,在本实施例中,说明了为了按照恒定电流I0使基准电压Vref变化,而具备运算放大器OP2的情况,但是,不仅限于此。也可以不具备运算放大器OP2,而具备具有饱和特性等的非线性特性的其他的电路。
[2-2.工作]
图9是示出本实施例的第一发光元件列以及第二发光元件列中流动的电流与恒定电流的关系的一个例子的图表。图9的(a)示出,运算放大器OP2的输出电压与恒定电流I0的关系,(b)示出,基准电压Vref与恒定电流I0的关系。在图9的(c)中,示出第一发光元件列以及第二发光元件列中流动的电流与恒定电流的关系。
在图6示出的实施例1的照明系统1A的图表中,在范围Z2内,电流I1是单调减少的,电流I2是单调增加的。
对此,在图9示出的本实施例的照明系统1B的图表中,在范围Z2的前半,电流I1增加,在后半,电流I1减少。据此,对于电流I2,与范围Z2的前半的增加率相比,后半的增加率大。
也就是说,电流调整电路10B,在恒定电流I0的大小在具有所述第一阈值以上的值的第三阈值以上的情况下(实施例1中为范围Z2的全部,本实施例中为范围Z2的后半部分),对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行调整,以使恒定电流I0越大,第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小就越小。
图10A至10C是示出用于实现所希望的调色曲线的各个发光元件列的调光模式(以下,称为“调光模式”)的图表。通过变更电阻元件Rd0、Rd1、Ri1至Ri6的大小,从而能够得到三个调光模式。图10A,实际上与图9的(c)相同。图10B示出,在范围Z2的前半,电流I1一定,在后半,电流I1减少的调光模式。图10C示出,在范围Z2内电流I1减少,但是,与前半相比后半的减少率大的情况。
[2-3.效果]
在本实施例中,构成为按照恒定电流I0使基准电压Vref变化,因此,能够使调光模式具有变化。据此,能够更提高照明系统的演出效果。
进而,在本实施例中,也能够获得与实施例1同样的效果。
[2-4.变形例]
图11是示出实施例2的变形例1的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。在实施例2中,将运算放大器OP2的正侧输入端子与节点N2连接,但是,在图11示出的照明系统1C的电流调整电路10C中,将运算放大器OP2的正侧输入端子与节点N4连接。
图12是示出实施例2的变形例2的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。在图12示出的照明系统1D中,除了实施例2的各个构成要素以外,在电流调整电路10D中,还设置电阻元件Ri7以及齐纳二极管D1。电阻元件Ri7,连接于电阻元件Ri4的另一端与节点N7(运算放大器OP1的正侧输入端子)之间。对于齐纳二极管D1,阴极端子与作为电阻元件Ri4和电阻元件Ri7的连接节点的节点N9连接,阳极端子与节点N5连接。
在变形例1、2的哪个情况下,都能够使调光模式灵活变化,能够更提高照明系统的演出效果。
(实施例3)
对于实施例3的照明系统以及具备该照明系统的照明器具,利用图13、图14A、图14B以及图15进行说明。
在实施例1以及2中,说明了具备两个发光元件列的情况,但是,发光元件列的个数为,两个以上的个数即可。在本实施例中,说明具备三个发光元件列的情况。
[3-1.照明系统的结构]
与图3示出的实施例1同样,说明本实施例的照明器具是具有用于实现调光功能的照明系统的筒灯的情况。
图13是示出本实施例的照明系统的电路结构的一个例子的电路图。如图13示出,照明系统1E具备,恒定电流源30、光源部20E、三端子调节器Vreg、第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、恒定电流检测电路、以及电流调整电路10E。恒定电流源30以及三端子调节器Vreg的结构,与实施例1相同。
[光源部]
在此,光源部20E被构成为,具备并联连接的第一发光元件列LEDG11、第二发光元件列LEDG12以及第三发光元件列LEDG13的三个发光元件列。
第一发光元件列LEDG11具备,串联连接的三个同类LED。第二发光元件列LEDG12具备,串联连接的四个同类LED。第三发光元件列LEDG13具备,串联连接的五个同类LED。而且,在一个发光元件列内具备相同色温的LED,但是,在发光元件列之间色温不同。
在本实施例中,成为第一发光元件列LEDG11的LED的个数<第二发光元件列LEDG12的LED的个数<第三发光元件列LEDG13的LED的个数。据此,成为第一发光元件列LEDG11的正向电压的总和<第二发光元件列LEDG12的正向电压的总和<第三发光元件列LEDG13的正向电压的总和,能够使三个发光元件列中开始流动电流的定时不同。
第一发光元件列LEDG11的阳极端子、第二发光元件列LEDG12的阳极端子以及第三发光元件列LEDG13的阳极端子,与节点N1连接。第一发光元件列LEDG11的阴极端子与节点N3连接,第二发光元件列LEDG12的阴极端子与节点N11连接,第三发光元件列LEDG13的阴极端子与节点N10连接。
并且,将第一发光元件列LEDG11中流动的电流设为I11,将第二发光元件列LEDG12中流动的电流设为I12,将第三发光元件列LEDG13中流动的电流设为I13。
[第一检测电路]
第一检测电路是,检测第一发光元件列LEDG11中流动的电流I11的大小的电阻元件Rd11,一端与节点N4(经由晶体管Q11与第一发光元件列LEDG11的阴极端子)连接,另一端与节点N2(第一发光元件列LEDG11以及第二发光元件列LEDG12的阴极端子侧的连接节点)连接。
[第二检测电路]
第二检测电路是,检测第二发光元件列LEDG12中流动的电流I12的大小的电阻元件Rd12,一端与节点N12(经由晶体管Q12与第二发光元件列LEDG12的阴极端子)连接,另一端与节点N2连接。
[第三检测电路]
第三检测电路是,检测第一发光元件列LEDG11中流动的电流I11以及第二发光元件列LEDG12中流动的电流I12的大小的电阻元件Rd13,一端与节点N2连接,另一端与节点N10(三个发光元件列的阴极端子侧的连接节点)连接。
[恒定电流检测电路]
恒定电流检测电路是,检测恒定电流I0的大小的电阻元件Rd0,一端与节点N10连接,另一端与恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)连接。
而且,对于用于第一发光元件列LEDG11的控制的节点N4的电压,若将电阻元件Rd0的电阻值设为R0,将电阻元件Rd11的电阻值设为R1,将电阻元件Rd13的电阻值设为R3,将恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)的电压设为接地电压,则成为R0×I0+R3×(I11+I12)+R1×I11。
并且,对于用于第二发光元件列LEDG12的控制的节点N12的电压,若将电阻元件Rd12的电阻值设为R2,则成为R0×I0+R3×(I11+I12)+R2×I12。
[电流调整电路]
电流调整电路10E是一种电路,根据第一检测电路检测出的电流的大小对第一发光元件列LEDG11中流动的电流的大小进行调整,根据第二检测电路检测出的电流的大小对第二发光元件列LEDG12中流动的电流的大小进行调整。
而且,在光源具备三级以上的发光元件列的情况下,存在设置电流调整电路的发光元件列以及没有设置电流调整电路的发光元件列即可。在此,针对第一发光元件列LEDG11以及第二发光元件列LEDG12,设置电流调整电路,针对第三发光元件列LEDG13,没有设置电流调整电路。
电流调整电路10E,作为对第一发光元件列LEDG11中流动的电流I11的大小进行调整的第一电流调整电路,如图13示出,具备由电阻元件Ri11及Ri12构成的第一分压电路、晶体管Q11、以及由运算放大器OP1及电阻元件Ri13构成的第一比较运算放大电路。第一分压电路、晶体管Q11以及第一比较运算放大电路的结构,与实施例1的电流调整电路10A的结构相同。
进而,电流调整电路10E,作为对第二发光元件列LEDG12中流动的电流I12的大小进行调整的第二电流调整电路,如图13示出,具备由电阻元件Ri14及Ri15构成的第二分压电路、晶体管Q12、以及由运算放大器OP3及电阻元件Ri16构成的第二比较运算放大电路。第二电流调整电路的结构,基本上,与第一电流调整电路的结构相同。
对于构成第二分压电路的电阻元件Ri14,一端与节点N5连接,另一端与作为第二分压电路的输出节点的节点N13连接。对于电阻元件Ri15,一端与节点N13连接,另一端与作为三端子调节器Vreg的输出节点的节点N6连接。对于第二分压电路的输出电压,若将电阻元件Ri14的电阻值设为R14,将电阻元件Ri15的电阻值设为R15,则成为由(三端子调节器Vreg的输出电压)×R14/(R14+R15)求出的电压。它成为第二电流调整电路的基准电压Vref。而且,第二电流调整电路的基准电压Vref也可以,与第一电流调整电路的基准电压Vref不同。
晶体管Q12是,对第二发光元件列LEDG12中流动的电流进行调整的晶体管。晶体管Q12是MOSFET,栅极端子与运算放大器OP3的输出端子(节点N14)连接,漏极端子与第二发光元件列LEDG12的阴极端子(节点N11)连接,源极端子与运算放大器OP3的负侧输入端子以及电阻元件Rd12的一端(节点N12)连接。
第二比较运算放大电路是一种电路,对电阻元件Rd12、电阻元件Rd13以及电阻元件Rd0中的电压下降的共计与基准值进行比较,将与该比较结果对应的电压施加到晶体管Q12的控制端子。在此,第二比较运算放大电路是,正侧输入端子与第二分压电路的输出节点(节点N13)连接、负侧输入端子与节点N12连接、输出端子与晶体管Q12的栅极端子连接的运算放大器OP3。电阻元件Ri16连接于运算放大器OP3的负侧输入端子与输出端子之间。
[3-2.工作]
对于电流调整电路10E的工作,利用图14A以及图14B进行说明。图14A以及图14B是示出本实施例的第一发光元件列LEDG11中流动的电流I11、第二发光元件列LEDG12中流动的电流I12以及第三发光元件列LEDG13中流动的电流I13与恒定电流的关系的一个例子的图表。而且,在图14A中,示出电阻元件Rd13的电阻值为0的情况(不使用电阻元件Rd13的情况)。
在图14A以及图14B中,存在电流I12以及电流I13成为0的范围Z11,电流I13成为0的范围Z12,电流I11至I13比0大的范围Z13,电流I11以及电流I12成为0的范围Z14。
例如,将第一发光元件列LEDG11的色温设为2700K,将第三发光元件列LEDG13的色温设为5000K,将第二发光元件列LEDG12的色温设为第一发光元件列LEDG11的色温与第三发光元件列LEDG13的色温的中间的色温。
在此情况下,在范围Z11内,成为红色的照度低的间接照明。在范围Z12内,第一发光元件列LEDG11的照度逐渐变小,第二发光元件列LEDG12的照度逐渐变大。在范围Z13内,第一发光元件列LEDG11以及第二发光元件列LEDG12的照度逐渐变小,在范围Z14的开始时成为0。从范围Z13的开始时,第三发光元件列LEDG13,照度逐渐变大。在范围Z14内,第三发光元件列LEDG13点灯,其他的发光元件列灭灯。
而且,图14A示出的没有设置电阻元件Rd13的情况与图14B示出的情况,电流I11的倾斜在范围Z12与Z13不同。
[3-3.效果]
在本实施例中,说明了具备三个发光元件列的情况。即使在具备三个发光元件列的情况下,如图14A以及图14B示出,能够实现使第一发光元件列LEDG11点灯、使其他的发光元件列灭灯的范围Z11、以及使第三发光元件列LEDG13点灯、使其他的发光元件列灭灯的范围Z14,因此,也能够扩大调色的范围。
进而,在本实施例中,照明系统1E,也能够实现图14A以及图14B所示的色温缓慢地变化的调色,因此,能够实现人感到更舒服的调色。
(实施例4)
[4-1.照明器具整体的结构]
首先,说明实施例4涉及的点灯装置2A以及利用了它的照明器具80A的结构。
图15是示出实施例4的照明器具80A的电路结构的电路图。而且,在该图中,也一起示出作为发生向该点灯装置2A输入的交流电压的外部电源的交流电源50(例如,AC(AlternatingCurrent)100V/50Hz等的商用电源)。
如图15示出,照明器具80A是,从交流电源50输入交流电,从而从光源部21A射出照明光的器具,具备点灯装置2A、光源部21A、以及调光器40。以下,对于这些构成要素,分别进行说明。
[4-1-1.调光器]
在此,调光器40是,相位控制方式的调光器,根据来自照明控制器(不图示)的控制信号,对向点灯装置2A的恒定电流源30输入的交流电压的相位(ON相位)的范围进行调整。相位的范围越大,从恒定电流源30输出的恒定电流I0的大小就越大。由照明控制器,能够按照多个阶段对照明器具的亮度进行操作,在由用户操作时,将示出变更后的亮度的控制信号输出到调光器40。调光器40,根据该控制信号对所述的相位的范围进行调整。而且,调光器40也可以是,PWM控制方式等、其他的控制方式的调光器。并且,在由来自外部的控制信号能够对恒定电流源30的输出电流进行控制的情况下,也可以不具备调光器40。
[4-1-2.光源部]
光源部21A是,照明器具80A的照明光发出部,由多个发光元件列构成。在本实施例中,光源部21A,由第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2构成。
第一发光元件列LEDG1是,由一个以上的第一发光元件串联连接而成的光源。在本实施例中,第一发光元件,由输出具有2700K左右的色温的暖色系的光的LED构成。
以下,将第一发光元件列LEDG1的图15中的上端的LED的阳极端子称为第一发光元件列LEDG1的阳极端子,将下端的LED的阴极端子称为第一发光元件列LEDG1的阴极端子。并且,将第一发光元件列LEDG1中流动的电流设为第一电流I1。
第二发光元件列LEDG2是,由一个以上的第二发光元件串联连接而成的光源。在本实施例中,第二发光元件,由输出具有5000K左右的色温的冷色系的光的LED构成。
以下,将第二发光元件列LEDG2的图15中的上端的LED的阳极端子称为第二发光元件列LEDG2的阳极端子,将下端的LED的阴极端子称为第二发光元件列LEDG2的阴极端子。并且,将第二发光元件列LEDG2中流动的电流设为第二电流I2。
并且,在本实施例中,各个发光元件列被构成为,与属于第一发光元件列LEDG1的一个以上的第一发光元件各自的正向电压的总和相比,属于第二发光元件列LEDG2的一个以上的第二发光元件各自的正向电压的总和大。例如,在构成第一发光元件列LEDG1的LED以及构成第二发光元件列LEDG2的LED的正向电压大致相等的情况下被构成为,与第一发光元件列LEDG1相比,第二发光元件列LEDG2的串联连接的LED的个数多。
[4-1-3.点灯装置]
点灯装置2A是,向光源部21A的多个发光元件列提供电流的装置。点灯装置2A具备,电力输入端子55、电流输出端子60、恒定电流源30、控制信号输入端子70、电流调整电路11A、第一检测电路(电阻元件Rd1)、以及恒定电流检测电路(电阻元件Rd0)。
[电力输入端子]
电力输入端子55是,从交流电源50经由调光器40输入交流电的端子。
[电流输出端子]
电流输出端子60是,向构成光源部21A的多个发光元件列提供电流的端子,具备共同端子61、以及多个分支端子。在本实施例中,多个分支端子由第一分支端子62以及第二分支端子63构成。共同端子61,与第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的阳极端子连接。并且,第一分支端子62,与第一发光元件列LEDG1的阴极端子连接。并且,第二分支端子63,与第二发光元件列LEDG2的阴极端子连接。
并且,在本实施例中,电流输出端子60被构成为,能够将光源部21A装拆。据此,在光源部21A中发生故障的情况下,在变更照明光的色温的情况下等,能够仅交换光源部21A。
[恒定电流源]
恒定电流源30是一种电路,从交流电源50经由调光器40以及电力输入端子55输入电力,经由电流输出端子60以及电流调整电路11A向光源部21A提供直流的恒定电流I0。更详细而言,恒定电流源30,向连接于共同端子61与多个分支端子的每一个之间的多个发光元件列的每一个提供电流,以使从共同端子61向多个分支端子的每一个流动的电流的总和(即,恒定电流I0)成为一定。恒定电流源30是,从外部能够对输出电流进行控制的电流源,例如,由降压转换器、绝缘式的反激式转换器等构成。恒定电流源30的输出电流的大小,由输入到控制信号输入端子70的、PWM信号、0至10V的DC(DirectCurrent)信号等控制。并且,恒定电流源30的输出电流的大小,也可以由调光器40控制。如图15示出,恒定电流源30的一方的输出端子,与电流输出端子60的共同端子61、以及电流调整电路11A的一方的输入端子连接,恒定电流源30的另一方的输出端子,与电流调整电路11A的另一方的输入端子连接。
[控制信号输入端子]
控制信号输入端子70是,用于向恒定电流源30输入控制信号的端子,例如,输入PWM信号、DC信号等。而且,在恒定电流源30的输出电流由调光器40控制的情况下,也可以不具备控制信号输入端子70。并且,对于向恒定电流源30输入的控制信号,也可以作为从遥控器等输出的无线信号向恒定电流源30输入。
[三端子调节器]
三端子调节器Vreg是,生成恒定电压的电路,输入端子IN与共同端子61连接,输出端子OUT与节点N6连接。电容器C2连接于输入端子IN与接地端子GND之间。电容器C3连接于输出端子OUT与接地端子GND之间。电容器C2以及C3是,振荡防止用的元件,抑制三端子调节器Vreg的输出电压的脉动。在本实施例中,在三端子调节器Vreg,从恒定电流源30输入电力,但是,在三端子调节器Vreg,也可以从恒定电流源30以外的电源输入电力。
[第一检测电路]
第一检测电路是,检测第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小的电路。第一检测电路,与第一发光元件列LEDG1串联连接。更详细而言,在本实施例中,第一检测电路是,一端与节点N4连接、另一端与第二分支端子63连接的电阻元件Rd1。
节点N4是,与构成电流调整电路11A的晶体管Q1的源极端子、以及构成电流调整电路11A的运算放大器OP1的负侧输入端子连接的节点。
也就是说,将第二分支端子63的电压与相当于电阻元件Rd1的电压下降的电压相加后的电压,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子。若将电阻元件Rd1的电阻值设为R1,则相当于电阻元件Rd1中的电压下降的电压被表示为R1×I1,因此,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子的电压成为,依赖于第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小的电压。将电阻元件Rd1与第一发光元件列LEDG1串联连接,从而能够检测第一电流I1的大小。
[恒定电流检测电路]
恒定电流检测电路是,检测恒定电流I0的大小的电路。在本实施例中,恒定电流检测电路是,一端与第二分支端子63连接、另一端与恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)连接的电阻元件Rd0。
若将电阻元件Rd0的电阻值设为R0,第二分支端子63的电压成为将恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)的电压与相当于电阻元件Rd0中的电压下降的电压(R0×I0)相加后的电压。在本实施例中,将相当于电阻元件Rd0中的电压下降的电压与相当于作为第一检测电路的电阻元件Rd1中的电压下降的电压相加后的电压,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子。通过设置电阻元件Rd0,从而能够检测恒定电流I0。
[电流调整电路]
电流调整电路11A是,对从电流输出端子60的共同端子61向多个分支端子的至少一个流动的电流的大小进行调整的电路。在本实施例中,电流调整电路11A,根据第一检测电路检测出的第一电流I1的检测值,对第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小进行调整。更详细而言,电流调整电路11A,对第一检测电路检测出的第一电流I1的大小与基准值进行比较,从而使第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小变化。而且,本实施例的电流调整电路11A,根据第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小、以及恒定电流检测电路检测出的恒定电流I0的大小,对第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小进行调整。
如图15示出,电流调整电路11A被构成为,具备分压电路、晶体管Q1、以及比较运算放大电路。
分压电路是,根据从三端子调节器Vreg输出的恒定电压生成基准电压Vref的电路,将对恒定电压进行分压后的电压输出到运算放大器OP1的正侧输入端子。分压电路,由电阻元件Ri1以及Ri2的串联电路构成,作为电阻元件Ri1和Ri2的连接节点的节点N7成为输出节点。对于电阻元件Ri1,一端与节点N5连接,另一端与节点N7连接。对于电阻元件Ri2,一端与节点N6(与三端子调节器Vreg的输出端子OUT连接的节点)连接,另一端与节点N7连接。
对于基准电压Vref,若将电阻元件Ri1的电阻值设为R11,将电阻元件Ri2的电阻值设为R12,则成为由(三端子调节器Vreg的输出电压)×R11/(R11+R12)求出的电压。
晶体管Q1是,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流进行调整的晶体管。晶体管Q1是MOSFET,栅极端子与比较运算放大电路的输出端子(节点N8)连接,漏极端子与第一发光元件列LEDG1的阴极端子(第一分支端子62)连接,源极端子与运算放大器OP1的负侧输入端子以及电阻元件Rd1的一端(节点N4)连接。也就是说,第一发光元件列LEDG1、晶体管Q1的漏极端子和源极端子、以及作为第一检测电路的电阻元件Rd1,串联连接于共同端子61与第二分支端子63之间。
比较运算放大电路是一种电路,对相当于电阻元件Rd1以及电阻元件Rd0中的电压下降的电压与基准值进行比较,将与该比较结果对应的电压施加到晶体管Q1的控制端子(=栅极端子)。在此,比较运算放大电路是,正侧输入端子与分压电路的输出节点(节点N7)连接、负侧输入端子与作为第一检测电路的输出节点的节点N4连接、输出端子与晶体管Q1的栅极端子连接的运算放大器OP1。电阻元件Ri3连接于运算放大器OP1的负侧输入端子与输出端子之间。
将恒定电流源30的接地电压、与相当于电阻元件Rd0中的电压下降的电压(R0×I0)、以及相当于电阻元件Rd1中的电压下降的电压(R1×I1)相加后的电压,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子。运算放大器OP1,对相当于电阻元件Rd1中的电压下降的电压(Rd1×I1)以及相当于电阻元件Rd0中的电压下降的电压(R0×I0),与基准电压Vref(=基准值)进行比较。运算放大器OP1,在输入到负侧输入端子的电压比基准电压Vref小的情况下,输出与负侧输入端子和基准电压Vref的差分对应的大小的H电平的信号。运算放大器OP1,在输入到负侧输入端子的电压比基准电压Vref大的情况下,输出L电平的信号。
[4-2.点灯装置的工作]
接着,对于所述的点灯装置2A的工作,特别是,对于电流调整电路11A的工作,利用图16进行说明。
图16是示出本实施例的第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1以及第二发光元件列LEDG2中流动的第二电流I2与恒定电流I0的关系的一个例子的图表。在图16中,横轴示出恒定电流I0的大小,纵轴示出第一电流I1以及第二电流I2的大小。
在图16中,存在第二电流I2成为0的恒定电流I0的范围Z1,第一电流I1以及第二电流I2的双方比0大的恒定电流I0的范围Z2,第一电流I1成为0的恒定电流I0的范围Z3。如图16示出,按照恒定电流I0对色温不同的第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2中流动的电流分别进行调整,从而能够对与恒定电流I0(即,照度)对应的照明器具80A的色温的关系(调色曲线)进行调整。而且,以下,将用于由照明器具80A实现所希望的调色曲线的、图16所示的各个发光元件列(本实施例中为,第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2)的调光模式,记载为“调光模式”。
以下,说明各个范围的工作。
(1)范围Z1
范围Z1是,恒定电流I0的大小在第一阈值以下的范围。在范围Z1内,第一发光元件列LEDG1点灯,第二发光元件列LEDG2灭灯。
此时,成为Vref≥(R0+R1)×I0,因此,第一阈值,成为Vref/(R0+R1)。在范围Z1内,电流调整电路11A,使第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小变化,以使第二发光元件列LEDG2中流动的第二电流I2成为0。
在范围Z1内,运算放大器OP1的负侧输入端子的电压V_,比Vref充分小,因此,运算放大器OP1的输出电压被固定为所谓H电平。据此,晶体管Q1,在线形区域内工作(所谓漏极源极间的电阻值变得非常小)。
换而言之,范围Z1是,第二发光元件列LEDG2的正向电压的总和,比将第一发光元件列LEDG1的正向电压的总和与相当于电阻元件Rd1中的电压下降的电压相加后的电压大的范围,第二发光元件列LEDG2的第二电流I2成为0。
(2)范围Z2
范围Z2是,恒定电流I0的大小比第一阈值大且比第二阈值小的范围。而且,第二阈值,比第一阈值大。在范围Z2内,第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的双方点灯。
此时,成为(R0+R1)×I0>Vref>R0×I0,因此,第二阈值,成为Vref/R0。在范围Z2内,电流调整电路11A,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行控制,以使恒定电流I0越大,第一电流I1就越小,第二电流I2就越大。
在范围Z2内,运算放大器OP1的负侧输入端子的电压V_与正侧输入端子的电压Vref的差比较小,因此,运算放大器OP1的输出电压小。因此,晶体管Q1,在饱和区内工作(作为所谓可变电阻元件工作)。
具体而言,运算放大器OP1,在基准电压Vref比电压V_大的情况下,基准电压Vref与电压V_的差越大,输出电压的大小就越大。在此,电压V_,被表示为R1×I1+R0×I0。
第一电流I1越小,电阻元件Rd0以及Rd1中的电压下降就越小,基准电压Vref与电压V_的差就越大。据此,运算放大器OP1的输出电压、即晶体管Q1的栅极端子的电压变大。若晶体管Q1的栅极端子的电压变大,则晶体管Q1的电阻值变小,第一电流I1变大。
第一电流I1越大,电阻元件Rd0以及Rd1中的电压下降就越大,基准电压Vref与电压V_的差就越小。据此,运算放大器OP1的输出电压、即晶体管Q1的栅极端子的电压变小。若晶体管Q1的栅极端子的电压变小,则晶体管Q1的电阻值变大,第一电流I1变小。
也就是说,在范围Z2内,电流调整电路11A,对晶体管Q1的栅极电压进行调整,以使电压V_成为基准电压Vref。换而言之,电流调整电路11A,对晶体管Q1的栅极电压进行调整,以使第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1,成为所述的式1所示的值。
(3)范围Z3
范围Z3是,恒定电流I0的大小在第二阈值以上的范围。在范围Z3内,第一发光元件列LEDG1灭灯,第二发光元件列LEDG2点灯。
此时,成为Vref≤R0×I0,因此,第二阈值,成为Vref/R0。在范围Z3内,电流调整电路11A,使第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小成为0。
在范围Z3内,相当于作为恒定电流检测电路的电阻元件Rd0中的电压下降的电压,成为基准电压Vref以上。此时,在运算放大器OP1中,正侧输入端子的电压(基准电压Vref)比负侧输入端子的电压V_小,运算放大器OP1的输出电压被固定为L电平。因此,晶体管Q1成为截止状态,第一发光元件列LEDG1的第一电流I1成为0。
图17是示出本实施例的照明器具80A的色温和照度的关系(调色曲线)的图表。
如图17示出,本实施例的照明器具80A,在照度低的期间,成为色温低、更接近红色的颜色的照明。照明器具80A,随着照度变高,成为色温高、更接近白色的颜色的照明。也就是说,照明器具80A,能够进行与调光同步的调色。
[4-3.效果等]
本实施例的点灯装置2A,向由一个以上的第一发光元件串联连接而成的第一发光元件列LEDG1、以及由一个以上的第二发光元件串联连接而成的第二发光元件列LEDG2提供电流,具备:共同端子61;第一分支端子62;第二分支端子63;恒定电流源30,向连接于共同端子61与第一分支端子62以及第二分支端子63的每一个之间的第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的每一个提供电流,以使从共同端子61流向第一分支端子62以及第二分支端子63的每一个的电流的总和(即恒定电流I0)成为一定;以及电流调整电路11A,对从共同端子61流向第一分支端子62的电流的大小进行调整。
据此,能够产生第一发光元件列LEDG1灭灯、第二发光元件列LEDG2点灯的状态(范围Z3),能够扩大调色的范围。
进而,在点灯装置2A中,与第一发光元件列LEDG1的第一发光元件的正向电压的总和相比,第二发光元件列LEDG2的第二发光元件的正向电压的总和大,因此,能够产生第一发光元件列LEDG1点灯、第二发光元件列LEDG2灭灯的状态。据此,能够更扩大调色的范围。
换而言之,电流调整电路11A,在恒定电流I0的大小在第一阈值以下的情况下,对第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小进行调整,以使第二发光元件列LEDG2中流动的第二电流I2成为0。进而,电流调整电路11A,在恒定电流I0的大小在第二阈值以上的情况下,对第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小进行调整,以使第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1成为0。
据此,能够设置仅第一发光元件列LEDG1点灯的范围Z1、第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的双方点灯的范围Z2、仅第二发光元件列LEDG2点灯的范围Z3。也就是说,能够产生所述专利文献1所记载的发明中没有的范围Z1以及范围Z3的状态,与所述专利文献1所记载的发明相比更能够扩大调色的范围。
进而,本实施例的点灯装置2A,能够实现图17所示的色温缓慢地变化的调色,因此,能够实现人感到更舒服的调色。
并且,本实施例的点灯装置2A,由于具备将光源部21A与电流输出端子60连接的结构,因此,能够交换与电流输出端子60连接的光源。据此,在光源部21A中发生故障的情况下,在变更照明光的色温的情况下等,能够仅交换光源部21A。
(实施例5)
对于实施例5的点灯装置以及具备该点灯装置的照明器具,利用图18、图19、图20A至图20C进行说明。
在实施例4中,说明了基准电压Vref固定的情况,但是,在本实施例中,说明根据恒定电流I0使基准电压Vref变化的情况。
[5-1.结构]
图18是示出本实施例的点灯装置2B的电路结构的一个例子的电路图。在图18示出的点灯装置2B中,与实施例4的电流调整电路11A不同之处是,电流调整电路11B的一部分的由椭圆包围的部分。而且,图18不示出,但是,在本实施例中,也与所述实施例4同样,第一发光元件列LEDG1连接于共同端子61与第一分支端子62之间,第二发光元件列LEDG2连接于共同端子61与第二分支端子63之间。
电流调整电路11B被构成为,在实施例4的电流调整电路11A中,增加运算放大器OP2以及电阻元件Ri4至Ri6。
运算放大器OP2是,基准值调整电路的一个例子,对与电阻元件Rd0检测出的恒定电流I0对应的电压进行放大,经由电阻元件Ri4提供到运算放大器OP1的正侧输入端子。对于运算放大器OP2,正侧输入端子与第二分支端子63连接,负侧输入端子与电阻元件Ri5的一端以及Ri6的一端连接,输出端子与电阻元件Ri4的一端连接。
对于电阻元件Ri4,一端与运算放大器OP2的输出端子连接,另一端与运算放大器OP1的正侧输入端子连接。对于电阻元件Ri5,一端与运算放大器OP2的负侧输入端子连接,另一端与恒定电流源30的接地端子(节点N5)连接。对于电阻元件Ri6,一端与运算放大器OP2的负侧输入端子连接,另一端与运算放大器OP2的输出端子连接。
而且,在本实施例中,说明了为了根据恒定电流I0使基准电压Vref变化,而具备运算放大器OP2的情况,但是,不仅限于此。也可以不具备运算放大器OP2,而具备具有饱和特性等的非线性特性的其他的电路。
[5-2.工作]
图19是示出本实施例的第一发光元件列以及第二发光元件列中分别流动的第一电流I1以及第二电流I2与恒定电流I0的关系的一个例子的图表。图19的(a)示出,运算放大器OP2的输出电压VO2与恒定电流I0的关系,(b)示出,基准电压Vref与恒定电流I0的关系。在图19的(c)中,示出第一发光元件列以及第二发光元件列中流动的电流与恒定电流I0的关系。
在图16示出的实施例4的点灯装置2A的图表中,在范围Z2内,第一电流I1是单调减少的,第二电流I2是单调增加的。
对此,在图19示出的本实施例的点灯装置2B的图表中,在范围Z2的前半,第一电流I1增加,在后半,第一电流I1减少。据此,对于第二电流I2,与范围Z2的前半的增加率相比,后半的增加率大。
也就是说,电流调整电路11B,在恒定电流I0的大小在具有第一阈值以上的值的第三阈值以上的情况下(实施例4中为范围Z2的全部,本实施例中为范围Z2的后半部分),对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行调整,以使恒定电流I0越大,第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小就越小。
图20A至图20C是示出本实施例的调光模式的图表。通过变更电阻元件Rd0、Rd1、Ri1至Ri6的大小,从而能够获得三个调光模式。图20A,实际上与图19的(c)相同。图20B示出,在范围Z2的前半,第一电流I1一定,在后半,第一电流I1减少的调光模式。图20C示出,在范围Z2内第一电流I1减少,但是,与前半相比后半的减少率大的情况。
[5-3.效果]
在本实施例中,构成为根据恒定电流I0使基准电压Vref变化,因此,能够使调光模式具有变化。据此,能够更提高点灯装置2B的演出效果。
进而,在本实施例中,也能够获得与实施例4同样的效果。
[5-4.变形例]
接着,说明实施例5的变形例的点灯装置。
在实施例5中,将运算放大器OP2的正侧输入端子与第二分支端子63连接,但是,在实施例5的电流调整电路11B中,也可以将运算放大器OP2的正侧输入端子与节点N4连接。并且,也可以在第二分支端子63与电阻元件Rd0以及Rd1之间设置用于检测第二发光元件列LEDG2的电流的电阻元件,将运算放大器OP2的正侧输入端子与第二分支端子63连接。
并且,如图21示出,也可以利用齐纳二极管。
图21是示出实施例5的变形例的点灯装置2C的电路结构的一个例子的电路图。
在图21示出的点灯装置2C中,除了实施例5的各个构成要素以外,在电流调整电路11C中,还设置电阻元件Ri7以及齐纳二极管D1。电阻元件Ri7,连接于电阻元件Ri4的另一端与节点N7(运算放大器OP1的正侧输入端子)之间。对于齐纳二极管D1,阴极端子与作为电阻元件Ri4和电阻元件Ri7的连接节点的节点N9连接,阳极端子与节点N5连接。
在所述各个变形例的哪个情况下,都能够使调光模式灵活变化,能够更提高点灯装置的演出效果。
(实施例6)
对于实施例6的点灯装置以及具备该点灯装置的照明器具,利用图22、图23A以及图23B进行说明。
在实施例4以及5中,说明了照明器具具备两个发光元件列的情况,但是,发光元件列的个数为,两个以上的个数即可。在本实施例中,说明具备三个发光元件列的情况。
[6-1.照明器具的结构]
在此,与实施例4同样,说明照明器具是具备实现调光功能的点灯装置的照明器具的情况。
图22是示出本实施例的点灯装置2D以及利用了它的照明器具80D的电路结构的一个例子的电路图。如图22示出,点灯装置2D具备,恒定电流源30、光源部21D、三端子调节器Vreg、第一检测电路(电阻元件Rd11)、第二检测电路(电阻元件Rd12)、第三检测电路(电阻元件Rd13)、恒定电流检测电路(电阻元件Rd0)以及电流调整电路11D。恒定电流源30以及三端子调节器Vreg的结构,与实施例4相同。
[光源部]
在此,光源部21D被构成为,具备第一发光元件列LEDG11、第二发光元件列LEDG12以及第三发光元件列LEDG13的三个发光元件列。
第一发光元件列LEDG11是,由一个以上的第一发光元件串联连接而成的光源。第二发光元件列LEDG12是,由一个以上的第二发光元件串联连接而成的光源。第三发光元件列LEDG13是,由一个以上的第三发光元件串联连接而成的光源。而且,在一个发光元件列内具备相同色温的LED,但是,在发光元件列之间色温不同。
在本实施例中,成为第一发光元件列LEDG11的LED的个数<第二发光元件列LEDG12的LED的个数<第三发光元件列LEDG13的LED的个数。在此,在构成各个发光元件列的LED的正向电压大致相等的情况下,成为第一发光元件列LEDG11的正向电压的总和<第二发光元件列LEDG12的正向电压的总和<第三发光元件列LEDG13的正向电压的总和,能够使三个发光元件列中开始流动电流的定时不同。
第一发光元件列LEDG11的阳极端子、第二发光元件列LEDG12的阳极端子以及第三发光元件列LEDG13的阳极端子,与电流输出端子60的共同端子61连接。第一发光元件列LEDG11的阴极端子与第一分支端子62连接,第二发光元件列LEDG12的阴极端子与第二分支端子63连接,第三发光元件列LEDG13的阴极端子与第三分支端子64连接。
并且,将第一发光元件列LEDG11中流动的第一电流设为I11,将第二发光元件列LEDG12中流动的第二电流设为I12,将第三发光元件列LEDG13中流动的第三电流设为I13。
[第一检测电路]
第一检测电路是,检测第一发光元件列LEDG11中流动的第一电流I11的大小的电阻元件Rd11,一端与节点N4(经由晶体管Q11与第一发光元件列LEDG11的阴极端子)连接,另一端与节点N2(第一发光元件列LEDG11以及第二发光元件列LEDG12的阴极端子侧的连接节点)连接。
[第二检测电路]
第二检测电路是,检测第二发光元件列LEDG12中流动的第二电流I12的大小的电阻元件Rd12,一端与节点N12(经由晶体管Q12与第二发光元件列LEDG12的阴极端子)连接,另一端与节点N2连接。
[第三检测电路]
第三检测电路是,检测第一发光元件列LEDG11中流动的第一电流I11以及第二发光元件列LEDG12中流动的第二电流I12的大小的电阻元件Rd13,一端与节点N2连接,另一端与第三分支端子64连接。
[恒定电流检测电路]
恒定电流检测电路是,检测恒定电流I0的大小的电阻元件Rd0,一端与第三分支端子64连接,另一端与恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)连接。
而且,对于用于第一发光元件列LEDG11的控制的节点N4的电压,若将电阻元件Rd0的电阻值设为R0,将电阻元件Rd11的电阻值设为R1,将电阻元件Rd13的电阻值设为R3,将恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)的电压设为接地电压,则成为R0×I0+R3×(I11+I12)+R1×I11。
并且,对于用于第二发光元件列LEDG12的控制的节点N12的电压,若将电阻元件Rd12的电阻值设为R2,则成为R0×I0+R3×(I11+I12)+R2×I12。
[电流调整电路]
电流调整电路11D是一种电路,根据第一检测电路检测出的电流的大小对第一发光元件列LEDG11中流动的电流的大小进行调整,根据第二检测电路检测出的电流的大小对第二发光元件列LEDG12中流动的电流的大小进行调整。
而且,在光源部具备三级以上的发光元件列的情况下,存在设置电流调整电路的发光元件列以及没有设置电流调整电路的发光元件列即可。在此,针对第一发光元件列LEDG11以及第二发光元件列LEDG12,设置电流调整电路,针对第三发光元件列LEDG13,没有设置电流调整电路。
电流调整电路11D,作为对第一发光元件列LEDG11中流动的第一电流I11的大小进行调整的第一电流调整电路,如图22示出,具备由电阻元件Ri11及Ri12构成的第一分压电路、晶体管Q11、以及由运算放大器OP1及电阻元件Ri13构成的第一比较运算放大电路。第一分压电路、晶体管Q11以及第一比较运算放大电路的结构,与实施例4的电流调整电路11A的结构相同。
进而,电流调整电路11D,作为对第二发光元件列LEDG12中流动的第二电流I12的大小进行调整的第二电流调整电路,如图22示出,具备由电阻元件Ri14及Ri15构成的第二分压电路、晶体管Q12、以及由运算放大器OP3及电阻元件Ri16构成的第二比较运算放大电路。第二电流调整电路的结构,基本上,与第一电流调整电路的结构相同。
构成第二分压电路的电阻元件Ri14,一端与节点N5连接,另一端与作为第二分压电路的输出节点的节点N13连接。对于电阻元件Ri15,一端与节点N13连接,另一端与作为三端子调节器Vreg的输出节点的节点N6连接。对于第二分压电路的输出电压,若将电阻元件Ri14的电阻值设为R14,将电阻元件Ri15的电阻值设为R15,则成为由(三端子调节器Vreg的输出电压)×R14/(R14+R15)求出的电压。它成为第二电流调整电路的基准电压Vref。而且,第二电流调整电路的基准电压Vref也可以,与第一电流调整电路的基准电压Vref不同。
晶体管Q12是,对第二发光元件列LEDG12中流动的电流进行调整的晶体管。晶体管Q12是MOSFET,栅极端子与运算放大器OP3的输出端子(节点N14)连接,漏极端子与第二发光元件列LEDG12的阴极端子(第二分支端子63)连接,源极端子与运算放大器OP3的负侧输入端子以及电阻元件Rd12的一端(节点N12)连接。
第二比较运算放大电路是一种电路,对相当于电阻元件Rd12、电阻元件Rd13以及电阻元件Rd0中的电压下降的电压的共计与基准值进行比较,将与该比较结果对应的电压施加到晶体管Q12的控制端子。在此,比较运算放大电路是,正侧输入端子与第一分压电路的输出节点(节点N13)连接、负侧输入端子与节点N12连接、输出端子与晶体管Q12的栅极端子连接的运算放大器OP3。电阻元件Ri16连接于运算放大器OP3的负侧输入端子与输出端子之间。
[6-2.工作]
对于电流调整电路11D的工作,利用图23A以及图23B进行说明。图23A以及图23B是示出本实施例的第一发光元件列LEDG11中流动的第一电流I11、第二发光元件列LEDG12中流动的第二电流I12以及第三发光元件列LEDG13中流动的第三电流I13与恒定电流I0的关系的一个例子的图表。而且,在图23A中,示出电阻元件Rd13的电阻值为0的情况(不使用电阻元件Rd13的情况)。
在图23A以及图23B中,存在第二电流I12以及第三电流I13成为0的范围Z11,第三电流I13成为0的范围Z12,第一电流I11、第二电流I12以及第三电流I13比0大的范围Z13,第一电流I11以及第二电流I12成为0的范围Z14。
例如,将第一发光元件列LEDG11的色温设为2700K,将第三发光元件列LEDG13的色温设为5000K,将第二发光元件列LEDG12的色温设为第一发光元件列LEDG11的色温与第三发光元件列LEDG13的色温的中间的色温。
在此情况下,在范围Z11内,从照明器具80D射出红色的照度低的照明光。在范围Z12内,第一发光元件列LEDG11的照度逐渐变小,第二发光元件列LEDG12的照度逐渐变大。在范围Z13内,第一发光元件列LEDG11以及第二发光元件列LEDG12的照度逐渐变小,在范围Z14的开始时成为0。从范围Z13的开始时,第三发光元件列LEDG13,照度逐渐变大。在范围Z14内,第三发光元件列LEDG13点灯,其他的发光元件列灭灯。
而且,图23A示出的没有设置电阻元件Rd13的情况与图23B示出的情况,第一电流I11的倾斜在范围Z12与Z13不同。
[6-3.效果]
在本实施例中,说明了具备三个发光元件列的情况。即使在具备三个发光元件列的情况下,如图23A以及图23B示出,也能够实现使第一发光元件列LEDG11点灯、使其他的发光元件列灭灯的范围Z11、以及使第三发光元件列LEDG13点灯、使其他的发光元件列灭灯的范围Z14,因此,能够扩大调色的范围。
进而,在本实施例中,点灯装置2D,也能够实现图23A以及图23B所示的色温缓慢地变化的调色,因此,能够实现人感到更舒服的调色。
(实施例7)
对于实施例7的点灯装置以及具备该点灯装置的照明器具,利用图24、图25、图26A、图26B以及图27进行说明。
在本实施例中,说明根据恒定电流I0使基准电压Vref变化的结构,且与所述实施例5不同的结构说明。
[7-1.结构]
图24是示出本实施例的点灯装置2E的电路结构的一个例子的电路图。如图24示出,点灯装置2E具备,恒定电流源30、三端子调节器Vreg、第一检测电路(电阻元件Rd1)、第二检测电路(电阻元件Rd2)、恒定电流检测电路(电阻元件Rd0)、电流调整电路11E以及旁路电路。图24示出的点灯装置2E,与实施例4的点灯装置2A的不同之处是,在第二分支端子63与节点N2之间具备第二检测电路(电阻元件Rd2),以及在第二分支端子63与节点N4之间具备旁路电路。而且,图24不示出,但是,在本实施例中,也与所述实施例4同样,第一发光元件列LEDG1连接于共同端子61与第一分支端子62之间,第二发光元件列LEDG2连接于共同端子61与第二分支端子63之间。
[第二检测电路]
第二检测电路是,检测第二发光元件列LEDG2中流动的第二电流I2的大小的电路。第二检测电路,与第二发光元件列LEDG2串联连接。更详细而言,在本实施例中,第二检测电路是,一端与第二分支端子63连接、另一端与节点N2连接的电阻元件Rd2。
[旁路电路]
旁路电路是,在满足规定的条件的情况下,使第二发光元件列LEDG2中流动的电流之中的至少一部分流向第一检测电路的电路。具体而言,旁路电路是,将二极管D2与电阻元件Rb串联连接的电路。对于二极管D2,阴极端子与节点N4连接,阳极端子与电阻元件Rb的一端连接。对于电阻元件Rb,一端与二极管D2的阳极端子连接,另一端与第二分支端子63连接。
根据所述结构,规定的条件是,成为第二分支端子63的电压>节点N4的电压+二极管D2的正向电压的条件。换而言之,规定的条件是,相当于第二发光元件列中的电压下降的电压、比从相当于第一发光元件列中的电压下降的电压减去二极管D1的正向电压之后的值小的条件。旁路电路,在第二分支端子63的电压比节点N4的电压与二极管D2的正向电压的总和大的情况下(在满足规定的条件的情况下),使第二发光元件列LEDG2中流动的电流之中的至少一部分流向第一检测电路。
在此,如所述实施例4中说明,将恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)的电压、与相当于电阻元件Rd0中的电压下降的电压以及相当于作为第一检测电路的电阻元件Rd1中的电压下降的电压相加后的电压,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子。
[电流调整电路]
电流调整电路11E,与实施例4的电流调整电路11A不同之处是,节点N4与旁路电路连接。据此,在本实施例中,相当于电阻元件Rd1中的电压下降的电压,若将电阻元件Rd1的电阻值设为R1,将从旁路电路提供的电流设为Ib,则成为R1×(I1+Ib)。若将恒定电流源30的低电压侧端子(节点N5)的电压设为接地电压,则R0×I0+R1×(I1+Ib)的电压,输入到运算放大器OP1的负侧输入端子。
如上所述,在本实施例中,由第一检测电路,检测第一电流I1和旁路电流Ib的总和,因此,电流调整电路11E,根据第一电流、以及第二电流I2对第一电流I1进行调整。
[7-2.工作]
对于电流调整电路11E的工作,利用图25进行说明。图25是示出本实施例的第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1以及第二发光元件列LEDG2中流动的第二电流I2与恒定电流I0的关系的一个例子的图表。在图25中,横轴示出恒定电流I0的大小,纵轴示出第一电流I1以及第二电流I2的大小。
在图25中,存在第二电流I2成为0的范围Z1,第一电流I1以及第二电流I2的双方比0大的范围Z2以及Z3,第一电流I1成为0的范围Z4。
(1)范围Z1
范围Z1内的电流调整电路11E的工作,与所述实施例4的范围Z1内的电流调整电路11A的工作同样。
(2)范围Z2
范围Z2是,恒定电流I0的大小比第一阈值大且比第二阈值小的范围(范围Z2+Z3)之中的、从旁路电路不提供电流的范围(不满足规定的条件的范围)。而且,第二阈值,比第一阈值大。在范围Z2内,第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的双方点灯。
在范围Z2内,若将电阻元件Rd2的电阻值设为R2,将二极管D2的正向电压设为Vd,则成为(R0+R1)×I0>Vref>R0×I0、且R1×I1>R2×I2+Vd。在范围Z2内,电流调整电路11E,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行控制,以使恒定电流I0越大,第一电流I1就越小,第二电流I2就越大。
在范围Z2内,运算放大器OP1的负侧输入端子的电压V_与正侧输入端子的电压Vref的差比较小,因此,运算放大器OP1的输出电压小。因此,晶体管Q1,在饱和区内工作(作为所谓可变电阻元件工作)。
具体而言,运算放大器OP1,在基准电压Vref比电压V_大的情况下,基准电压Vref与电压V_的差越大,输出电压的大小就越大。在此,电压V_,被表示为R1×I1+R0×I0。
第一电流I1越小,电阻元件Rd0以及Rd1中的电压下降就越小,基准电压Vref与电压V_的差就越大。据此,运算放大器OP1的输出电压、即晶体管Q1的栅极端子的电压变大。若晶体管Q1的栅极端子的电压变大,则晶体管Q1的电阻值变小,第一电流I1变大。
第一电流I1越大,电阻元件Rd0以及Rd1中的电压下降就越大,基准电压Vref与电压V_的差就越小。据此,运算放大器OP1的输出电压、即晶体管Q1的栅极端子的电压变小。若晶体管Q1的栅极端子的电压变小,则晶体管Q1的电阻值变大,第一电流I1变小。
也就是说,在范围Z2内,电流调整电路11E,对晶体管Q1的栅极电压进行调整,以使电压V_成为基准电压Vref。换而言之,电流调整电路11E,对晶体管Q1的栅极电压进行调整,以使第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1成为所述式1所示的值。
(3)范围Z3
范围Z3是,恒定电流I0的大小比第一阈值大且比第二阈值小的范围(范围Z2+Z3)之中的、从旁路电路提供电流的范围(满足规定的条件的范围)。在范围Z3内,第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的双方点灯。
在范围Z3内,成为(R0+R1)×I0>Vref>R0×I0、且R1×(I1+Ib)≤R2×(I2-Ib)+Vd。在范围Z3内,电流调整电路11E,与范围Z2的情况同样,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行控制,以使恒定电流I0越大,第一电流I1就越小,第二电流I2就越大。而且,范围Z2和Z3,第一电流I1以及第二电流I2的图表的倾斜不同。
范围Z3内的运算放大器OP1的工作,基本上,与范围Z2内的工作相同。在范围Z3内,电流调整电路11E,对晶体管Q1的栅极电压进行调整,以使第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1,成为以下的式2所示的值。
I1=(Vref-R0×I0)/R1-Ib···(式2)
(4)范围Z4
范围Z4内的电流调整电路11E的工作,与所述实施例4的范围Z3内的电流调整电路11A的工作同样。
[7-3.效果等]
本实施例的点灯装置2E,具备:检测第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小的第一检测电路;检测第二发光元件列LEDG2中流动的第二电流I2的大小的第二检测电路;使第二电流I2的一部分流向第一检测电路的旁路电路;以及根据第一检测电路检测出的电流的大小,对第一发光元件列LEDG1中流动的电流的大小进行调整的电流调整电路11E。
据此,能够产生第一发光元件列LEDG1灭灯、第二发光元件列LEDG2点灯的状态(范围Z4),能够扩大调色的范围。
进而,在点灯装置2E中,与第一发光元件列LEDG1的正向电压的总和相比,第二发光元件列LEDG2的正向电压的总和大,因此,能够产生第一发光元件列LEDG1点灯、第二发光元件列LEDG2灭灯的状态。据此,能够更扩大调色的范围。
换而言之,电流调整电路11E,在恒定电流I0的大小在第一阈值以下的情况下,对第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小进行调整,以使第二发光元件列LEDG2中流动的第二电流I2成为0。进而,电流调整电路11E,在恒定电流I0的大小在第二阈值以上的情况下,对第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1的大小进行调整,以使第一发光元件列LEDG1中流动的第一电流I1成为0。
据此,能够设置仅第一发光元件列LEDG1点灯的范围Z1、第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的双方点灯的范围Z2、仅第二发光元件列LEDG2点灯的范围Z4。也就是说,能够产生所述专利文献1所记载的发明中没有的范围Z1以及范围Z4的状态,能够扩大调色的范围。
进而,本实施例的点灯装置2E,由于设置旁路电路,因此,如图25示出,在第一发光元件列LEDG1以及第二发光元件列LEDG2的双方点灯的范围内,能够变更照度的变化量。据此,能够实现人感到更舒服的调色。
图26A以及图26B是示出实施例的调光模式的其他的一个例子的图表。图26A以及图26B示出,相对于图25,使电阻元件(Rd0至Rd2)的电阻值的值变化的情况的例子。如此,根据电阻元件的电阻值的设定,能够得到与照明器具的种类对应的调光。
[7-4.变形例]
图27是示出本实施例的变形例的点灯装置2F的电路结构的一个例子的电路图。对于所述实施例的电流调整电路11E,将旁路电路的二极管D2的阴极端子与节点N4连接,但是,对于本变形例的构成点灯装置2F的电流调整电路11F,与运算放大器OP1的正侧输入端子连接。
并且,在本实施例、以及本实施例的变形例中,也可以在旁路电路中追加放大电路。
在所述的变形例中,也能够获得与本实施例同样的效果。
(其他)
以上,对于本发明涉及的照明系统以及照明器具,根据所述实施例以及其变形例进行了说明,但是,本发明,不仅限于所述的实施例。
(1)例如,在所述的实施例1至7中,将第一发光元件以及第二发光元件是LED的情况作为例子进行了说明,但是,不仅限于此。第一发光元件以及第二发光元件也可以是,有机EL元件等的其他的发光元件。
(2)在所述的实施例1至7中,将作为第一发光元件以及第二发光元件的一个例子的LED的正向电压的大小全部相同(同类)的情况作为例子进行了说明,但是,不仅限于此。优选的是,成为第一发光元件列的正向电压的总和<最后级的发光元件列的正向电压的总和。最后级的发光元件列是,没有设置电流调整电路的发光元件列,在实施例1以及2中是第二发光元件列LEDG2,在实施例3中是第三发光元件列LEDG13。
(3)在所述实施例中,说明了照明系统具备色温以及配光性的双方不同的多个发光元件列的情况,但是,不仅限于此。照明系统也可以是,例如,具备仅色温不同或仅配光性不同的多个发光元件列等的其他的结构。
(4)在所述实施例1以及2中,将构成第一发光元件列LEDG1的LED的个数设为四个,将构成第二发光元件列LEDG2的LED的个数设为五个,但是,不仅限于此。同样,在实施例3中,将构成第一发光元件列LEDG11的LED的个数设为三个,将构成第二发光元件列LEDG12的LED的个数设为四个将构成第三发光元件列LEDG13的LED的个数设为五个,但是,不仅限于此。
而且,在实施例1以及2中,根据正向电压的总和的差,使第二发光元件列LEDG2相对于第一发光元件列LEDG1的发光开始定时不同,因此,优选的是,第二发光元件列LEDG2的LED的个数,比第一发光元件列LEDG1的LED的个数多。同样,即使在具备三个以上的发光元件列的情况下,也优选的是,将LED的个数决定为,使各个发光元件列的正向电压的总和具有差。
(5)在实施例1至7中,设置了恒定电流检测电路,但是,恒定电流检测电路不是必需结构。
图28是示出不设置恒定电流检测电路时(实施例1的变形例1、以及实施例4的变形例1)的第一发光元件列以及第二发光元件列中流动的电流和恒定电流的关系(调光模式)的一个例子的图表。
在此情况下,第一发光元件列LEDG1中流动的电流I1不会成为0(不能设置范围Z3)。但是,能够设置使第一发光元件列LEDG1点灯、使第二发光元件列LEDG2灭灯的范围Z1,因此,即使在此情况下,也能够与比较例相比扩大调色的范围。
(6)相对于实施例1至7,进一步,在恒定电流I0流动的布线上也可以设置发光元件列。
图29是示出在恒定电流I0流动的布线上设置发光元件列时(实施例1的变形例2)的照明系统的电路结构的一个例子的图。图29示出的照明系统1F具备,恒定电流源30、光源部20A、三端子调节器Vreg、第一检测电路、恒定电流检测电路、电流调整电路10A以及发光元件列LEDG0。除了具备发光元件列LEDG0以外,与实施例1相同。
(7)在所述实施例1至7中,将照明器具为筒灯的情况作为例子进行了说明,但是,能够适用于投光器或室内照明等的、任意的器具。
(8)另外,对各个实施例实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态,以及在不脱离本发明的宗旨的范围内任意组合各个实施例的构成要素以及功能来实现的形态,也包含在本发明中。
符号说明
1A、1B、1C、1D、1E、1F照明系统
2A、2B、2C、2D、2E、2F点灯装置
10A、10B、10C、10D、10E、11A、11B、11C、11D、11E、11F电流调整电路
20A、20E、21A、21D光源部
30恒定电流源
40调光器
61共同端子
62第一分支端子
63第二分支端子
64第三分支端子
70控制信号输入端子
80、80A、80D、80G照明器具
I0恒定电流
LEDG1、LEDG11第一发光元件列
LEDG2、LEDG12第二发光元件列
LEDG13第三发光元件列
OP1、OP3运算放大器(比较运算放大电路)
OP2运算放大器(基准值调整电路)
Q1、Q11、Q12晶体管
Rd0电阻元件(恒定电流检测电路)
Rd1、Rd11电阻元件(第一检测电路)
Rd2、Rd12电阻元件(第二检测电路)
Claims (27)
1.一种照明系统,具备:
由一个以上的第一发光元件串联连接而成的第一发光元件列;
由一个以上的第二发光元件串联连接而成的第二发光元件列,该第二发光元件列与所述第一发光元件列并联连接;
恒定电流源,向具有所述第一发光元件列以及所述第二发光元件列的光源部提供恒定电流;
第一检测电路,与所述第一发光元件列串联连接,并且,检测所述第一发光元件列中流动的电流的大小;以及
电流调整电路,根据所述第一检测电路检测出的电流的大小,对所述第一发光元件列中流动的电流的大小进行调整。
2.如权利要求1所述的照明系统,
与属于所述第一发光元件列的所述一个以上的第一发光元件各自的正向电压的总和相比,属于所述第二发光元件列的所述一个以上的第二发光元件各自的正向电压的总和大。
3.如权利要求1或2所述的照明系统,
所述电流调整电路,在所述恒定电流的大小在第一阈值以下的情况下,对所述第一发光元件列中流动的电流的大小进行调整,以使所述第二发光元件列中流动的电流的大小成为0。
4.如权利要求3所述的照明系统,
所述电流调整电路,在所述恒定电流的大小在比所述第一阈值大的第二阈值以上的情况下,使所述第一发光元件列中流动的电流的大小成为0。
5.如权利要求4所述的照明系统,
所述电流调整电路,在所述恒定电流的大小在具有所述第一阈值以上的值的第三阈值以上的情况下,对所述第一发光元件列中流动的电流的大小进行调整,以使所述恒定电流越大,所述第一发光元件列中流动的电流的大小就越小。
6.如权利要求1所述的照明系统,
所述电流调整电路,对所述第一检测电路检测出的电流的大小与基准值进行比较,从而使所述第一发光元件列中流动的电流的大小变化。
7.如权利要求6所述的照明系统,
所述第一检测电路是电阻元件,
所述电流调整电路,具有:
晶体管,对所述第一发光元件列中流动的电流进行调整;以及
比较运算放大电路,对所述电阻元件中的电压下降与所述基准值进行比较,将与该比较结果对应的电压施加到所述晶体管的控制端子。
8.如权利要求6所述的照明系统,
所述照明系统,还具备基准值调整电路,
所述基准值调整电路,按照从所述恒定电流源提供的所述恒定电流的大小使所述基准值变化。
9.如权利要求1所述的照明系统,
所述一个以上的第一发光元件的色温,比所述一个以上的第二发光元件的色温低。
10.如权利要求1所述的照明系统,
所述第一发光元件列的配光性和所述第二发光元件列的配光性不同。
11.一种照明器具,具备:
权利要求1至10的任一项所述的照明系统;以及
调光器,对所述恒定电流源的所述恒定电流的大小进行调整。
12.一种点灯装置,该点灯装置向多个发光元件列提供电流,所述点灯装置具备:
共同端子;
多个分支端子;
恒定电流源,向连接于所述共同端子与所述多个分支端子的每一个分支端子之间的所述多个发光元件列的每一个发光元件列提供电流,以使从所述共同端子流向所述多个分支端子的每一个分支端子的电流的总和成为一定;以及
电流调整电路,对从所述共同端子流向所述多个分支端子的至少一个分支端子的电流的大小进行调整。
13.如权利要求12所述的点灯装置,
所述多个发光元件列,由一个以上的第一发光元件串联连接的第一发光元件列、以及一个以上的第二发光元件串联连接的第二发光元件列构成,
所述多个分支端子,由第一分支端子以及第二分支端子构成,
所述第一发光元件列连接于所述共同端子与所述第一分支端子之间,从而第一电流被提供到所述第一发光元件列,
所述第二发光元件列连接于所述共同端子与所述第二分支端子之间,从而第二电流被提供到所述第二发光元件列,
所述电流调整电路,对所述第一电流的大小进行调整。
14.如权利要求13所述的点灯装置,
所述电流调整电路,根据所述第一电流的检测值,对所述第一电流进行调整。
15.如权利要求13或14所述的点灯装置,
与属于所述第一发光元件列的所述一个以上的第一发光元件各自的正向电压的总和相比,属于所述第二发光元件列的所述一个以上的第二发光元件各自的正向电压的总和大。
16.如权利要求15所述的点灯装置,
所述电流调整电路,在所述电流的总和在第一阈值以下的情况下,使所述第一电流的大小变化,以使所述第二电流的量成为0。
17.如权利要求16所述的点灯装置,
所述电流调整电路,在所述电流的总和在比所述第一阈值大的第二阈值以上的情况下,使所述第一电流的大小成为0。
18.如权利要求16所述的点灯装置,
所述电流调整电路,在所述电流的总和在具有所述第一阈值以上的值的第三阈值以上的情况下,对所述第一电流的大小进行调整,以使所述电流的总和越大,所述第一电流的大小就越小。
19.如权利要求13所述的点灯装置,
所述照明系统还具备,检测所述电流的总和的大小的恒定电流检测电路,
所述电流调整电路,根据所述恒定电流检测电路检测出的所述电流的总和的大小,对所述第一电流的大小进行调整。
20.如权利要求13所述的点灯装置,
所述电流调整电路,对所述第一电流的大小与基准值进行比较,从而使所述第一电流的大小变化。
21.如权利要求20所述的点灯装置,
所述照明系统还具备基准值调整电路,所述基准值调整电路,根据所述电流的总和的大小,使所述基准值变化。
22.如权利要求13所述的点灯装置,
所述电流调整电路,根据所述第二电流,对所述第一电流进行调整。
23.如权利要求12所述的点灯装置,
所述恒定电流源从外部受到控制,从而所述电流的总和被控制。
24.如权利要求23所述的点灯装置,
所述恒定电流源具有,用于从外部对所述电流的总和进行控制的控制信号输入端子。
25.一种照明器具,具备:
权利要求12至24的任一项所述的点灯装置;以及
所述多个发光元件列。
26.如权利要求25所述的照明器具,
所述多个发光元件列的色温分别不同。
27.如权利要求25或26所述的照明器具,
所述照明器具还具备调光器,
经由所述调光器,电力从外部电源输入到所述恒定电流源,并且,所述电流的总和由所述调光器控制。
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