CN1604711A

CN1604711A - 发光二极管照明装置及照明系统

Info

Publication number: CN1604711A
Application number: CN 200410080700
Authority: CN
Inventors: 村田淳哉; 井手胜幸; 长谷川润治; 柴野信雄
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2005-04-06
Also published as: JP5035644B2; JP2010205738A; JP5299722B2; JP2012134187A

Abstract

本发明是关于一种发光二极管照明装置，能够根据对灯泡的调光信号，适当地对作为光源的发光二极管进行调光控制。相位控制电路根据对灯泡的调光信号，对交流电压进行相位控制，并供给用于使LED光源部的发光二极管进行调光点灯的电力。调光控制电路在从相位控制电路所供给的电力达到一定值以上时，对发光二极管调光点灯以使发光二极管的光输出为与灯泡的光输入近似的形态。

Description

发光二极管照明装置及照明系统

技术领域

本发明涉及一种发光二极管照明装置及照明系统，特别是涉及一种将发光二极管作为光源使用，并进行舞台和剧场的照明的发光二极管照明装置及照明系统。

背景技术

例如，在舞台和剧场的照明装置中，为了增强演出效果而进行调光照明，且作为光源使用白炽灯和卤素灯等灯泡。为了使向灯泡所供给的电力可依据调光电平进行变化，可在对灯泡的交流电源线上设置逆并列连接的一对闸流晶体管，并在交流电源的每半周期进行利用对应调光电平的触发相位角使这些闸流晶体管导通的相位控制(例如参照专利文献1)。

近年来，发光二极管(LED)的发展异常显著，因为在效率上与灯泡相同，且可防止低色调时的色偏差和降低发热，还可谋求长寿命化，所以使用发光二极管作为光源的技术正在引起人们的注意。

[专利文献]日本专利第3402653号公报(图4)

但是，在用户方则希望最好只利用光源部的置换而实现LED化，避免对系统整体的重新修正。因为LED的光输出特性与灯泡的光输出特性不同，所以当利用对灯泡的调光信号而对电源进行相位控制时，无法适当地对LED进行调光控制。

由此可见，上述现有的发光二极管照明装置及照明系统仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决发光二极管照明装置及照明系统存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的发光二极管照明装置及照明系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型的发光二极管照明装置及照明系统，能够改进一般现有的发光二极管照明装置及照明系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的发光二极管照明装置存在的缺陷，而提供一种新的发光二极管照明装置及照明系统，所要解决的技术问题是使其能够根据对灯泡的调光信号，适当地对作为光源的发光二极管进行调光控制，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种发光二极管照明系统，所要解决的技术问题是使其能够对作为光源的发光二极管进行调光控制，提供照明，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种发光二极管照明装置，其包括：发光二极管光源部，具有多数个发光二极管；电源，供给用于使发光二极管光源部的发光二极管点灯的电力；调光控制电路，输入来自电源的电力，对前述发光二极管进行调光点灯，以使前述发光二极管的光输出接近灯泡的光输出。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的发光二极管照明装置及照明系统，其中所述的电源根据调光信号，供给被相位控制的电力。

前述的发光二极管照明装置及照明系统，其中所述的电源根据调光信号供给被相位控制的电力，而前述调光控制电路利用另外的调光信号将前述发光二极管调光点灯。

前述的发光二极管照明装置及照明系统，其中所述的调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值所对应的色调作为起点，并依据前述灯泡的光输出特性曲线，使前述发光二极管进行调光点灯。

前述的发光二极管照明装置及照明系统，其中所述的调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值作为0色调，并以该0色调为起点，利用由前述灯泡的光输出特性曲线所确定的调光比率，使前述发光二极管进行调光点灯。

前述的发光二极管照明装置及照明系统，其中所述的电源供给一定交流电压的交流电力，而前述调光控制电路根据调光信号使前述发光二极管进行调光点灯。

前述的发光二极管照明装置及照明系统，其中所述的电源供给一定交流电压的交流电力，并根据依据调光单元的操作所输出的调光信号，使前述发光二极管进行调光点灯。

前述的发光二极管照明装置及照明系统，其具有转换装置，用于将利用被相位控制的电力进行调光控制的场合，和利用另外的调光信号进行调光控制的场合进行转换。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种照明系统，其包括：前述的发光二极管照明装置；灯泡照明装置，具有作为光源的灯泡；以及调光操作台，使前述发光二极管照明装置和前述灯泡照明装置利用相同的调光信号进行调光点灯。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明提出一种发光二极管照明装置，其包括具有复数个发光二极管的LED光源部；供给用于使LED光源部的发光二极管点灯的电力的电源；输入来自电源的电力，对前述发光二极管进行调光点灯，以使前述发光二极管的光输出为与灯泡的光输出近似的形态的调光控制电路。

在本发明及以下的发明中，只要没有特别指定，用语的定义及技术的含义遵照下面的说明。LED光源部由复数个发光二极管构成，而作为光源的发光二极管包括白色LED及有色LED这两部分。

相位控制电路是在交流电压的每半周期控制接通断开相位而调整输出功率的，包括用于控制接通相位的、用于控制断开相位的这两部分。例如，设有逆并列连接的一对闸流晶体管，并在交流电源的每半周期进行利用对应调光电平的触发相位角使这些闸流晶体管导通的相位控制，对输出功率进行调整。

调光控制电路为依据对灯泡的调光信号进行调光控制，以使发光二极管的光输出与灯泡的光输出近似的电路，其预先存储发光二极管的光输出特性曲线及灯泡的光输出特性曲线，依据对灯泡的调光信号，利用灯泡的光输出特性对发光二极管进行调光控制。

调光控制电路在由相位控制电路所供给的电力达到一定值以上时，开始动作。这是为了防止调光控制电路的错误动作，因为当从相位控制电路所供给的电力未达到一定值时，有时调光控制电路不能正常地进行动作，所以要防止这种情况。

本发明的第2形态：在第1形态的LED照明装置中，前述电源根据调光信号供给被进行相位控制的电力。

本发明的第3形态：在第1形态的LED照明装置中，前述电源根据调光信号供给被相位控制的电力，而前述调光控制电路利用另外的调光信号将前述发光二极管调光点灯。

本发明的第4形态：在第1形态的LED照明装置中，前述调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值所对应的色调作为起点，并依据前述灯泡的光输出特性曲线，使前述发光二极管进行调光点灯。

本发明的第5形态：在第2形态的LED照明装置中，前述调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值所对应的色调作为起点，并依据前述灯泡的光输出特性曲线，使前述发光二极管进行调光点灯。

本发明的第6形态：在第1形态的LED照明装置中，前述调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值作为0色调，并以该0色调为起点，利用由前述灯泡的光输出特性曲线所确定的调光比率，使前述发光二极管进行调光点灯。

本发明的第7形态：在第2形态的LED照明装置中，前述调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值作为0色调，并以该0色调为起点，利用由前述灯泡的光输出特性曲线所确定的调光比率，使前述发光二极管进行调光点灯。

本发明的第8形态：在第1形态的LED照明装置中，前述电源供给一定交流电压的交流电力，而前述调光控制电路根据调光信号使前述发光二极管进行调光点灯。

本发明的第9形态：在第1形态的LED照明装置中，前述电源供给一定交流电压的交流电力，并根据依据调光单元的操作所输出的调光信号，使前述发光二极管进行调光点灯。

本发明的第10形态：在第1形态的LED照明装置中，具有转换装置，用于将利用被相位控制的电力进行调光控制的场合，和利用另外的调光信号进行调光控制的场合进行转换。

本发明的第11形态：包括第1形态的LED照明装置；具有作为光源的灯泡照明装置；使前述LED照明装置和前述灯泡照明装置利用相同的调光信号进行调光点灯的调光操作台。

如利用本发明的第1、第2及第8形态，可在使用灯泡的已有的照明装置中，将LED作为光源导入。即，利用对灯泡的调光信号，对作为光源的发光二极管进行调光控制，所以可按照以前的操作感觉使用已有的照明装置。而且，伴随使光源为LED这一情况，可谋求防止低色调时的色偏差和减少发热，还可谋求长寿命化。

如利用本发明的第3形态，除了来自相位控制电路的调光控制以外，还可在LED光源部的附近等利用其它的调光信号进行调光，所以使操作性提高。而且，除了来自相位控制电路的调光控制以外，还可从外部以远程操作进行调光控制。

如利用本发明第4至第7形态，利用对灯泡的调光信号对LED进行调光控制的调光控制电路，在从相位控制电路所供给的电力达到一定值以上时开始动作，所以能够防止调光控制电路的错误动作。

如利用本发明的第9形态，即使为不能供给来自相位控制电路的电力的位置，也可得到用于使发光二极管点灯的电力，并可利用调光单元进行调光控制。例如，可利用可搬型调光台进行调光。

如利用本发明的第10形态，转换装置将利用被相位控制的电力进行调光控制的场合，和利用另外的调光信号进行调光控制的场合进行转换，所以使手动操作性提高。

如利用本发明的第11形态，可将使用灯泡的已有的照明装置和LED照明装置，在同一照明系统中没有不调和感地进行应用。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：本发明发光二极管照明装置及照明系统，能够轻松地变更利用相位控制电路的调光控制，使操作性提高，从而更加适于适用。

而且，在使用例如可搬型调光台对LED照明装置进行调光这样的情况下，也可藉由在可搬型调光台中设置转换装置，用于转换利用被相位控制的电力进行调光控制的场合和利用另外的调光信号进行调光控制的场合，而使手动操作性提高。

另外，当在剧场等整体的照明系统中，包括LED照明装置和具有作为光源的灯泡的灯泡照明装置的情况下，可利用以相同的调光信号对LED照明装置和前述灯泡照明装置进行调光点灯的调光操作台，而将使用灯泡的已知的照明装置和LED照明装置在同一照明系统中进行应用。

综上所述，本发明特殊结构的发光二极管照明装置及照明系统，能够根据对灯泡的调光信号，适当地对作为光源的发光二极管进行调光控制。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的发光二极管照明装置及照明系统具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是关于本发明的实施形态的LED照明装置的构成框图。

图2是关于本发明的实施形态的调光控制电路的构成框图。

图3是灯泡的光输出特性曲线及发光二极管的光输出特性曲线的说明图。

图4是本发明的实施形态的调光控制电路的动作说明图。

图5所示是本发明的实施形态的调光控制电路的另一例子的构成框图。

图6所示是本发明的实施形态的调光控制电路的又一另外例子的构成框图。

图7所示是本发明的实施形态的调光控制电路的又一另外例子的构成框图。

10：交流电源 11：LED光源部

12：相位控制电路 13：调光操作台

14：调光控制电路 15：恒压DC电源部

16：触发相位检测电路 17：开关电路

18：控制运算部 19：存储部

20：电压检测电路 21：调光单元

22：调光信号输入终端

C1：灯泡的光输出特性曲线

C2：发光二极管的光输出特性曲线

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发光二极管照明装置及照明系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，是关于本发明的实施形态的LED照明装置的构成框图。LED光源部11由复数个发光二极管构成。相位控制电路12是供给用于使LED光源部11的发光二极管调光点灯的电力的，根据来自调光操作台13的增益调节器的对灯泡的调光信号，对来自交流电源10的交流电压进行相位控制。因此，相位控制电路12的输出，形成根据对灯泡的调光信号而被相位控制的电力。所谓对灯泡的调光信号，是依据作为光源的灯泡的光输出特性的调光信号，例如，从调光操作台的增益调节器被输入。灯泡含有白炽灯和卤素灯等的各种电流。

调光控制电路14为对发光二极管进行调光点灯，以使发光二极管的光输出与灯泡的光输出近似的，其输入利用相位控制电路12而根据调光信号被相位控制的电力，并利用灯泡的光输出特性对LED光源部11的发光二极管进行调光控制。届时，调光控制电路14在从相位控制电路12所供给的电力达到一定值以上时开始动作。这是为了防止调光控制电路14的错误动作。

请参阅图2所示，是调光控制电路14的构成框图。相位控制电路12的输出信号被输入调光控制电路14的恒压DC电源部15及触发相位检测电路16中。恒压DC电源部15是使由相位控制电路12被相位控制的电压平滑而得到恒压的直流电源的，其输出被输入到开关电路17中。

另一方面，触发相位检测电路16检测由相位控制电路12被相位控制的电压的触发相位，并输出到控制运算部18。控制运算部18根据由触发相位检测电路16所检测的触发相位，判定来自相位控制电路12的电力是否达到一定值以上。当来自相位控制电路12的电力达到一定值以上时，开始控制运算，并向开关电路17输出指令，且利用PWM(脉冲宽度调制)控制而对LED光源部11的发光二极管进行调光控制。LED光源部11具有复数个发光二极管，例如A群的LED为主白色LED，B群的LED用校正用LED，进行色温和彩色再现性的校正。

请参阅图3所示，在控制运算部18的存储部19中，预先存储有如图3所示的灯泡的光输出特性曲线C1及发光二极管的光输出特性曲线C2。而且，根据灯泡的光输出特性曲线C1及发光二极管的光输出特性曲线C2，依据对灯泡的调光信号，利用灯泡的光输出特性对发光二极管进行调光控制。例如，当来自相位控制电路12的电力为P1时，如那样直接使发光二极管点灯，则光输出为L12，达不到操作员所想要的色调，所以采用由灯泡的光输出特性曲线C1所确定的光输出L11。同样，当来自相位控制电路12的电力为P2时，采用由灯泡的光输出特性曲线C1所确定的光输出L21。藉此，可利用对灯泡的调光信号而对发光二极管进行调光控制，所以即使将光源部置换为LED光源部11，也可按照从前的操作感觉使用已有的照明装置。

这里，因为调光控制电路14可在从相位控制电路所供给的电力达到一定值以上时，开始调光控制电路的动作，所以在从相位控制电路所供给的电力未达到一定值的低色调时，作为光源的发光二极管熄灯。因此，在依据对灯泡的调光信号进行调光控制，以使发光二极管的光输出与灯泡的光输出近似的过程中，应考虑发光二极管熄灯的期间，对发光二极管进行调光控制。

请参阅图4所示，是调光控制电路14的动作说明图。使调光控制电路14能够稳定进行动作的电力为P0以上的区域。在这种情况下，在从相位控制电路12被输入调光控制电路14的电力为0～P0的范围T中，调光控制电路14不动作，所以LED光源11的发光二极管保持熄灯状态。特性曲线C11表示以调光控制电路开始动作时的电力值P0的灯泡的色调(光输出L01)作为起点，使发光二极管进行调光点灯，然后沿已有的灯泡的光输出特性曲线使发光二极管进行调光点灯的场合。即，特性曲线C11为已有的灯泡的光输出特性曲线。在这种情况下，当输入功率在P0以上时，可依据已有的灯泡的光输出特性曲线进行调光控制，但在输入功率不足P0的低色调时，不能进行调光控制。

因此，如特性曲线C12所示，将调光控制电路14开始动作时的色调作为0色调，并以该0色调为起点，利用灯泡的光输出特性曲线所确定的调光比率，使发光二极管进行调光点灯。在这种情况下，并不是灯泡的光输出特性曲线本身，而是形成与灯泡的光输出特性近似的特性曲线，但可从0色调到256色调，对发光二极管连续进行调光控制。可选择特性曲线C11或特性曲线C12的任一个，进行发光二极管的调光控制。

请参阅图5所示，是调光控制电路14的另外一个例子的构成框图。对图2所示的调光控制电路14，取代触发相位检测电路16而设置有电压检测电路20。对与图2相同的要素，赋予相同的符号并省略重复的说明。在图2的调光控制电路14中，根据由触发相位检测电路16所检测的电压的触发相位，判定来自相位控制电路16的电力是否达到一定值以上，但在图5的调光控制电路14中，是利用电压检测电路20，以恒压DC电源部15的电压是否在一定值以上而判定来自相位控制电路12的电力是否在一定值以上。

请参阅图6所示，是调光控制电路14的又一另外例子的构成框图。对图2所示的调光控制电路14，去除触发相位检测电路16，并设有调光单元21，用于输入基于对灯泡的调光信号的向发光二极管的调光信号。对与图2相同的要素，赋予相同的符号并省略重复的说明。

在图2所示的调光控制电路14中，输入由相位控制电路12加入调光信号的电力，但在图6的调光控制电路14中，未加入调光信号的来自电源供给电路的电力被输入到恒压DC电源部15。因此，利用调光单元21由手动输入基于对电球的调光信号的向发光二极管的调光信号。运算控制部18根据存储部19所存储的灯泡的光输出特性曲线C1及发光二极管的光输出特性曲线C2，向开关电路17输出指令，并利用PWM控制进行调光控制，以使LED光源部11的发光二极管的光输出与灯泡的光输出接近。藉此，即使在不能供给来自相位控制电路的电力的位置，也可得到用于使作为光源的发光二极管点灯的电力，并可在LED光源部11的附近利用手动进行调光。

在以上的说明中，对未加入调光信号的来自电源供给电路的电力被输入恒压DC电源部15的场合进行了说明，但也可适用于对恒压DC电源部15输入由相位控制电路12加入调光信号的电力的场合。在该情况下，可保持附加了触发相位检测电路16的形态。在对恒压DC电源部15输入由相位控制电路12加入了调光信号的电力的情况下，可利用相位控制电路12进行调光控制，但当在LED光源部11的附近变更该调光控制时，可利用调光单元21以手动进行变更，所以使操作性提高。

请参阅图7所示，是调光控制电路14的又一另外例子的构成框图。对图6所示的调光控制电路14，取代调光单元21，而设置调光信号输入终端22，从外部输入基于对灯泡的调光信号的向发光二极管的调光信号。对与图6相同的要素，赋予相同符号并省略重复的说明。

在图7的调光控制电路14中，未加入调光信号的来自电源供给电路的电力被输入到恒压DC电源部15。因此，利用从外部被输入到调光信号输入终端22的调光信号，进行调光控制。

运算控制部18在调光信号被输入调光信号输入终端22后，根据存储部19所存储的灯泡的光输出特性曲线C1及发光二极管的光输出特性曲线C2，向开关电路17输出指令，并利用PWM控制进行调光控制，以使LED光源部11的发光二极管的光输出与灯泡的光输出近似。藉此，即使为不能供给来自相位控制电路的电力的位置，也可得到用于使作为光源的发光二极管点灯的电力，并可在LED光源部11的附近进行调光。

在以上的说明中，对未加入调光信号的来自电源供给电路的电力被输入恒压DC电源部15的场合进行了说明，但也同样可适用于对恒压DC电源部15输入由相位控制电路12加入调光信号的电力的场合。在该情况下，可保持附加触发相位检测电路16或电压检测电路20的形态。在对恒压DC电源部15输入由相位控制电路12加入了调光信号的电力的情况下，可利用相位控制电路12进行调光控制，但也可利用向调光信号输入终端22的调光信号进行调光控制，所以能够轻松地变更利用相位控制电路12的调光控制，使操作性提高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1、一种发光二极管照明装置，其特征在于其包括：

发光二极管光源部，具有多数个发光二极管；

电源，供给用于使发光二极管光源部的发光二极管点灯的电力；以及

调光控制电路，输入来自电源的电力，对前述发光二极管进行调光点灯，以使前述发光二极管的光输出接近灯泡的光输出。

2、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于其中所述的电源根据调光信号，供给被相位控制的电力。

3、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于其中所述的电源根据调光信号供给被相位控制的电力，而前述调光控制电路利用另外的调光信号将前述发光二极管调光点灯。

4、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于其中所述的调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值所对应的色调作为起点，并依据前述灯泡的光输出特性曲线，使前述发光二极管进行调光点灯。

5、根据权利要求2所述的发光二极管照明装置，其特征在于其中所述的调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值所对应的色调作为起点，并依据前述灯泡的光输出特性曲线，使前述发光二极管进行调光点灯。

6、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于其中所述的调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值作为0色调，并以该0色调为起点，利用由前述灯泡的光输出特性曲线所确定的调光比率，使前述发光二极管进行调光点灯。

7、根据权利要求2所述的发光二极管照明装置，其特征在于其中所述的调光控制电路在从前述电源所供给的电力达到一定值以上时，以该一定值作为0色调，并以该0色调为起点，利用由前述灯泡的光输出特性曲线所确定的调光比率，使前述发光二极管进行调光点灯。

8、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于其中所述的电源供给一定交流电压的交流电力，而前述调光控制电路根据调光信号使前述发光二极管进行调光点灯。

9、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于其中所述的电源供给一定交流电压的交流电力，并根据依据调光单元的操作所输出的调光信号，使前述发光二极管进行调光点灯。

10、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于其具有转换装置，用于将利用被相位控制的电力进行调光控制的场合，和利用另外的调光信号进行调光控制的场合进行转换。

11、一种照明系统，其特征在于其包括：

权利要求1所述的发光二极管照明装置；

灯泡照明装置，具有作为光源的灯泡；

调光操作台，使前述发光二极管照明装置和前述灯泡照明装置利用相同的调光信号进行调光点灯。